垫料转换机卡塞检测系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及垫料机，更具体地涉及用于将片状库存材料转换成相对较低密度的垫料产品的机器和方法。
【背景技术】
[0002]在船运集装箱中的一个或多个物品的过程中，通常将垫料产品放置在集装箱中以填充空隙并在船运过程中保护物品。这种垫料产品可以由塑料(例如气袋或气泡膜外包裹)或由纸(例如起皱的纸质垫料产品)制成。将塑料片或纸片转换成垫料产品的机器的一些示例包括U.S.专利N0.7，950，433和U.S.专利N0.7，220，476。示例性的起皱纸质垫料转换机包括U.S.专利N0.8，177，697和U.S.专利N0.8，114，490。
[0003]由于这些机器使纸片或塑料片前进通过它们各自的将片状库存材料转换成相对较低密度的垫料产品的转换组件，因而有时候材料会卡塞在该机器的某些部件中。卡塞可以发生在库存材料被转换成垫料材料之前或之后。当卡塞发生时，操作者必须使机器停止，以清除卡塞，并丢弃在该过程中任何损坏的材料。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种通过在材料已经被转换成具有变化的轮廓的垫料材料之后监控该材料的运动，来检测并防止垫料转换机中的潜在卡塞的方法。本发明所提供的系统识别如当垫料材料未正在移动时所出现的卡塞情况或潜在的卡塞情况，并自动停止该转换过程，由此最小化或防止在加工过程中对垫料材料的损坏以及重新启动生产所需要的停工期。快速地检测和停止转换过程还有助于防止对垫料转换机的损坏，尤其是防止对其一个或多个电动机的损坏。以前的检测卡塞情况的方法在电动机经历电流中的损坏尖峰之前不停止转换过程。
[0005]更具体地，本发明提供了一种用于检测具有变化的表面轮廓的材料的纵向运动的方法。该方法包括以下步骤:感测连续的材料条的表面的轮廓，该连续的材料条具有可变的表面轮廓；生成根据所感测的轮廓而变化的信号；监控随着时间变化的信号；以及当在预定时期内所述信号的变化小于预定量、这将表明所述材料运动不足时，生成控制信号。该控制信号可以用来停止转换过程。
[0006]本发明的一个或多个实施方式可以包括以下步骤的一个或多个:(a)其中，所述感测步骤包括感测材料条的所述轮廓；(b)其中，所述感测步骤包括无接触地感测所述表面轮廓；(c)将片状材料转换成相对较低密度的垫料材料，所述垫料材料包括具有可变的表面轮廓的非平坦的表面，其中，所述感测步骤包括感测所述垫料材料的所述非平坦的表面的所述表面轮廓的步骤；(d)相对于所述材料的路径放置传感器，以感测在所述路径上行进的所述垫料材料的可变轮廓的表面；(e)其中，所述感测步骤包括将光源引导指向所述垫料材料的所述表面，并使用传感器以检测从所述表面反射的光；(f)其中，所述监控步骤包括响应于所产生的信号的变化，使定时器复位；(g)相对于所述材料的路径放置传感器，以感测在所述路径上行进的所述垫料材料的可变轮廓的表面；(h)其中，所述感测步骤包括将光源引导指向所述垫料材料的所述表面，并使用传感器以检测从所述表面反射的光；以及(i)其中，所述监控步骤包括响应于所产生的信号的变化而使定时器复位。
[0007]转换步骤(c)可以包括以下步骤中的一个或多个:(i)使所述片状材料随机地起皱，以形成具有随机可变的表面轮廓的垫料材料；(ii)从供应器进给片料材料，这包括从所述供应器进给纸片；以及(iii)如果所述监控步骤未检测到运动，则停止所述转换步骤。
[0008]本发明还提供了一种垫料转换机，其包括:(a)转换组件，其用于将片状材料转换成相对较低密度的垫料材料，并且使所述垫料材料沿着路径纵向前进，所述垫料材料具有纵向可变的轮廓的非平坦表面；(b)传感器，其邻近于所述路径，所述传感器被配置成感测所述路径上的所述垫料材料的所述表面的轮廓，并产生根据所感测到的所述垫料材料的表面轮廓而变化的对应的信号；以及(c)控制器，其被配置成监控用于随着时间而变化的由所述传感器所产生的信号，以检测所述垫料材料的纵向运动，以及当在预定时期内所述信号的变化小于预定量、这将表明所述材料缺乏运动时生成控制信号，所述控制器与所述转换组件通信，从而所述控制器响应于所述传感器信号而能够使所述转换组件停止。该控制器可以包括处理器(例如微处理器)、存储器和以将处理器配置成执行控制器功能的相关的软件。
[0009]在一个或多个实施方式中，本发明所提供的转换机可以包括一个或多个以下特征:(i)片状材料的供应器，所述片状材料包括纸；(ii)所述转换组件包括至少两个旋转构件，所述至少两个旋转构件布置成从所述供应器拉动所述片状材料；(iii)所述转换组件包括至少两组旋转构件，所述至少两组旋转构件包括位于第二组旋转构件下游的第一组旋转构件，并且所述第一组旋转构件由此以第一速率拉动所述片状材料，第二组旋转构件由此以大于所述第一速率的第二速率拉动所述片状材料，使得随着所述片状材料从所述第一组旋转构件行进到所述第二组旋转构件，所述片状材料随机地起皱；(iv)其中，所述转换组件使所述库存材料随机地起皱，以产生具有随机起皱的表面轮廓的垫料材料；(V)其中，所述传感器为光电传感器；以及(vi)其中，所述传感器包括光源。
[0010]本发明还提供了一种用于识别垫料转换机中卡塞状态的方法。该方法包括以下步骤:(a)将库存材料转换成相对较低密度的垫料材料，所述垫料材料具有沿着所述垫料材料的长度而变化的特征；(b)感测所述垫料材料的所述特征；(c)生成根据所感测的特征而变化的信号；(d)监控随着时间所生成的信号；以及(e)当所生成的信号在预定时期内的变化小于预定量、这可能表明所述材料缺乏运动时，生成控制信号。
[0011]本发明的前述特征和其它特征在下文中进行全面地描述并且特别地在权利要求中指出，以下的描述以及所附附图详细地提出了本发明的一个或多个示例性实施方式。然而，这些实施方式不过是可应用本发明的原理的各种方式的几种方式。当结合附图考虑时，本发明的其它目的、优点和特征从本发明的以下的详尽描述中将变得显而易见。
【附图说明】
[0012]图1为根据本发明的通用垫料转换机卡塞检测系统的示意图；
[0013]图2为特定的垫料转换机卡塞检测系统和所生成的传感器信号的局部示意图；
[0014]图3为另一类型的垫料材料和所生成的传感器信号的局部示意图。
【具体实施方式】
[0015]本发明提供了一种通过监控由垫料转换机所制造的垫料材料的运动，来检测并防止垫料转换系统中的潜在卡塞的方法。垫料转换机将片状库存材料转换成相对较低密度的垫料材料，该垫料材料具有变化的轮廓或其它变化的特征。该系统使用传感器和可以基于传感器输出来控制垫料转换机的控制器。传感器检测垫料材料的变化的轮廓、或其它变化的特征，并当垫料材料纵向前进经过传感器时，输出根据所检测的轮廓变化的信号。当该信号在预定时期内不变化时，控制器将确定垫料材料已经停止，这表明卡塞状态或卡塞情况、或潜在的卡塞状态或卡塞情况，并将使转换机停止，从而卡塞可以被更快地清除，而较小地损坏垫料材料和转换机。
[0016]—种卡塞检测的现行方法包括监控垫料转换机中由进给电动机引起的电流。电流增大超过预定值被用来识别卡塞状态。垫料材料通常在电动机电流增大之前停止，并且进给电动机继续使垫料材料前进或者试图使垫料材料前进，直到由电动机引起的电流达到该预定值，从而增大了卡塞情况的严重性，使得卡塞更加难以清除，并且在该过程中既损坏垫料材料又损坏电动机。本发明所提供的方法检测垫料材料运动不足，以更快地识别卡塞状态，防止对垫料材料和进给电动机的损坏或使得该损坏最小化，并且使操作者更易于清除卡塞情况并使转换机返回至生产中。
[0017]现在转到附图，首先图1，本发明提供了一种用于识别垫料转换组件12中的