ОБРАБАТЫВАЮЩАЯ МАШИНА
PROCESSING MACHINE

1. Область техники
[0001] Пояснительные варианты выполнения изобретения относятся к системам, способам и устройствам для обработки листовых материалов. Более конкретно, пояснительные варианты выполнения относятся к обрабатывающей машине для преобразования картона, гофрированного картона, тонкого картона и аналогичных листовых материалов в заготовки для коробок и другой упаковки.
2. Уровень техники
[0002] Транспортная и упаковочная промышленности часто используют оборудование для обработки картона и другого листового материала, которое преобразует листовые материалы в заготовки коробок. Одним преимуществом такого оборудования является то, что отправитель может приготовить коробки требуемых размеров при необходимости, вместо хранения запаса стандартных, готовых коробок различных размеров. Следовательно, отправитель может устранить необходимость предвидения своих потребностей в коробках конкретных размеров, а также хранения готовых коробок стандартных размеров. Взамен, отправитель может хранить одну или более кип фальцованного материала, который может быть использован для создания коробок множества размеров, на основе определенных потребностей в размерах коробок во время каждого отправления. Это позволяет отправителю уменьшить пространство для хранения, обычно требуемое для периодически используемых транспортных запасов, а также уменьшить отходы и затраты, связанные с изначально неточным процессом предвидения потребностей в размерах коробок, поскольку товары отправляются, и их соответствующие размеры изменяются время от времени.
[0003] Помимо снижения неэффективности, связанной с хранением готовых коробок множества размеров, создание коробок специальных размеров также снижает затраты на упаковку и транспортировку. В индустрии фулфилмента оценено, что отправляемые товары обычно упакованы в коробки, которые приблизительно на 65% больше размеров отправляемых товаров. Коробки, которые слишком велики для конкретного товара, являются более дорогостоящими, чем коробка, которая имеет специальные размеры для товара, вследствие затрат на лишний материал, используемый для изготовления большей коробки. Когда товар упакован в коробку слишком большого размера, заполняющий материал (например, стирофом, пенопластовые шарики, бумага, воздушные камеры и так далее) часто помещается в коробку для предотвращения перемещения товара внутри коробки и для предотвращения вдавливания коробки, когда прикладывается давление (например, когда коробки плотно обмотаны или поставлены друг на друга). Эти заполняющие материалы дополнительно увеличивают затраты, связанные с упаковкой товара в коробку слишком большого размера.
[0004] Коробки специального размера также уменьшают затраты на транспортировку, связанные с транспортировкой товаров, по сравнению с транспортировкой товаров в коробках слишком большого размера. Транспортное средство, заполненное коробками, которые на 65% больше упакованных товаров, намного менее экономически эффективно, чем транспортное средство, заполненное коробками, которые имеют специальные размеры, чтобы соответствовать упакованным товарам. Другими словами, транспортное средство, заполненное упаковками специальных размеров, может вместить значительно большее количество упаковок, что может уменьшить количество транспортных средств, требуемых для отправки одинакового количества товаров. Соответственно, помимо или в качестве альтернативы вычислению стоимости транспортировки на основе веса упаковки, на стоимость транспортировки часто влияет размер отправляемой упаковки. Таким образом, уменьшение размера упаковки товара может уменьшить стоимость транспортировки товара. Даже когда стоимость транспортировки не вычисляется на основе размера упаковки (например, только на основе веса упаковки), использование упаковок специальных размеров может уменьшить транспортные затраты, поскольку более маленькие упаковки специальных размеров будут весить меньше, чем упаковки слишком большого размера, вследствие использования меньшего количества упаковочного и заполняющего материала.
[0005] Хотя машины для обработки листового материала и соответствующее оборудование потенциально могут смягчить недостатки, связанные с хранением транспортных запасов стандартного размера и уменьшить количество пространства, требуемого для хранения таких транспортных запасов, доступные ранее машины и соответствующее оборудование имели различные недостатки. Например, доступные ранее машины имели значительное основание и занимали большую площадь пола. Площадь пола, занятая этими большими машинами и оборудованием, могла лучше использоваться, например, для хранения товаров, подлежащих отправке. Помимо большого основания, размер доступных ранее машин и соответствующего оборудования делает их изготовление, транспортировку, установку, техническое обслуживание, ремонт и замену длительным и дорогостоящим. Например, некоторые из существующих машин и соответствующего оборудования имеют длину около 22 футов и высоту 12 футов.
[0006] Помимо их размера, предшествующие обрабатывающие машины были достаточно сложными и требовали доступа к источникам высокого напряжения и сжатого воздуха. Более конкретно, предшествующие обрабатывающие машины включали в себя как компоненты с электроприводом, так и пневматические компоненты. Наличие как электрических, так и пневматических компонентов повышает сложность машины и требует наличия доступа как к электрической энергии, так и к сжатому воздуху, а также увеличивает размер машин.
[0007] Соответственно, предпочтительно иметь относительно небольшую и простую обрабатывающую машину для экономии площади пола, уменьшения потребления электрической энергии, устранения потребности в доступе к сжатому воздуху и уменьшения стоимости технического обслуживания и времени простоя, связанного с ремонтом и/или заменой машины.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0008] Для дополнительного прояснения вышеприведенных и других преимуществ и признаков настоящего изобретения, более конкретное описание изобретения будет приведено со ссылкой на конкретные варианты его выполнения, которые показаны на прилагаемых чертежах. Ясно, что эти чертежи изображают только пояснительные варианты выполнения изобретения и, следовательно, не ограничивают его объем. Изобретение будет описано и пояснено с дополнительной конкретизацией и подробностями посредством использования сопровождающих чертежей, на которых:
[0009] Фиг. 1 изображает вид в перспективе пояснительного варианта выполнения системы для создания упаковочных заготовок;
[0010] Фиг. 2 изображает вид спереди в перспективе обрабатывающей машины из системы, изображенной на фиг. 1;
[0011] Фиг. 3 изображает вид сзади в перспективе обрабатывающей машины из системы, изображенной на фиг. 1;
[0012] Фиг. 4 изображает вид сверху обрабатывающей машины и фальцованные кипы из системы, изображенной на фиг. 1;
[0013] Фиг. 5 - вид в перспективе обрабатывающего картриджа из обрабатывающей машины согласно фиг. 2-4;
[0014] Фиг. 6A - виды в перспективе подающих роликов преобразующего картриджа согласно фиг. 5, которые выборочно перемещают листовой материал через обрабатывающую машину согласно фиг. 2-4;
[0015] Фиг. 6B - вид сзади подающих роликов согласно фиг. 6A, с прижимным подающим роликом в задействованном положении;
[0016] Фиг. 6C - вид сзади подающих роликов согласно фиг. 6A, с прижимным подающим роликом в нерабочем положении;
[0017] Фиг. 7A - вид в перспективе поперечного преобразующего инструмента обрабатывающего картриджа согласно фиг. 5, с отрезным диском в поднятом положении;
[0018] Фиг. 7B - вид в перспективе поперечного преобразующего инструмента согласно фиг. 7A, с отрезным диском в опущенном положении;
[0019] Фиг. 8 - вид в перспективе продольного преобразующего инструмента обрабатывающего картриджа согласно фиг. 5;
[0020] Фиг. 9A - местный вид в сечении обрабатывающего картриджа согласно фиг. 5, показывающий тормозной механизм для фиксации продольного преобразующего инструмента на месте;
[0021] Фиг. 9B - местный вид в сечении обрабатывающего картриджа согласно фиг. 5, показывающий отпущенный тормозной механизм, чтобы позволить перемещение продольного преобразующего инструмента;
[0022] Фиг. 10 изображает преобразующий ролик в опущенном положении, чтобы обеспечить изменение положения продольных преобразующих инструментов;
[0023] Фиг. 11 изображает преобразующий ролик в сборе;
[0024] Фиг. 12A изображает эксцентриковый подшипниковый узел преобразующего ролика в сборе согласно фиг. 11;
[0025] Фиг. 12B изображает вид в сечении эксцентрикового подшипникового узла согласно фиг. 12A;
[0026] Фиг. 12C изображает первый разобранный вид эксцентрикового подшипникового узла согласно фиг. 12A;
[0027] Фиг. 12D изображает второй разобранный вид эксцентрикового подшипникового узла согласно фиг. 12A;
[0028] Фиг. 13 изображает эксцентриковый подшипниковый узел согласно фиг. 12 в опущенном положении;
[0029] Фиг. 14 изображает отклоняющий механизм для отклонения эксцентрикового подшипникового узла в поднятое положение;
[0030] Фиг. 15 изображает вид в перспективе разгрузочной направляющей обрабатывающей машины согласно фиг. 2;
[0031] Фиг. 16 изображает вид в сечении обрабатывающей машины согласно фиг. 2, чтобы показать разгрузочную направляющую согласно фиг. 15;
[0032] Фиг. 17 изображает вид в перспективе обрабатывающей машины согласно фиг. 2, показывающий два открытых смотровых люка кожуха в сборе; и
[0033] Фиг. 18 изображает вид в перспективе обрабатывающей машины согласно фиг. 2, показывающий весь кожух в сборе открытым.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ
[0034] Варианты выполнения, описанные здесь, в общем относятся к системам, способам и устройствам для обработки листовых материалов и преобразованию их в упаковочные заготовки. Более конкретно, описанные варианты выполнения относятся к компактной обрабатывающей машине для преобразования листовых материалов (например, картона, гофрированного картона, тонкого картона) в заготовки для коробок и другой упаковки.
[0035] Несмотря на то что настоящее описание будет подробно описано со ссылкой на конкретные конфигурации, эти описания являются пояснительными и не ограничивают объем настоящего изобретения. Различные модификации могут быть выполнены с показанными конфигурациями без отступления от сущности и объема изобретения, как определено формулой изобретения. Для лучшего понимания, одинаковые компоненты были обозначены одинаковыми ссылочными позициями на всех различных сопровождающих фигурах.
[0036] В данном контексте, термин «кипа» будет относиться к запасу листового материала, который является в целом жестким по меньшей мере в одном направлении и может быть использован для создания упаковочной заготовки. Например, кипа может быть выполнена из непрерывного листа материала или листа материала любой конкретной длины, такого как гофрированные листовые материалы из тонкого картона и картона. Дополнительно, кипа может иметь запасы материала, который является по существу плоским, сложенным или намотанным на катушку.
[0037] В данном контексте, термин «упаковочная заготовка» будет относиться по существу к листовому прокату материала, который может быть сложен в коробчатую форму. Упаковочная заготовка может иметь выемки, вырезы, разделения и/или сгибы, которые позволяют сгибание и/или складывание упаковочной заготовки в коробку. Дополнительно, упаковочная заготовка может быть выполнена из любого подходящего материала, в общем известного специалистам в данной области техники. Например, тонкий картон или гофрированный картон может быть использован в качестве материала заготовки. Подходящий материал также может иметь любую толщину и вес, которые позволят его сгибание и/или складывание в коробчатую форму.
[0038] В данном контексте, термин «сгиб» будет относиться к линии, вдоль которой заготовка может быть сложена. Например, сгиб может являться углублением в материале заготовки, который может способствовать складыванию участков заготовки, разделенных сгибом, относительно друг друга. Подходящее углубление может быть получено прикладыванием достаточного давления, чтобы уменьшить толщину материала в требуемом месте, и/или удалением некоторого количества материала вдоль требуемого места, например, бигованием.
[0039] Термины «выемка», «вырез» и «разрез» используются здесь взаимозаменяемо и будут относиться к форме, созданной удалением материала с заготовки или отделением участков заготовки так, чтобы создавалась прорезь в заготовке.
[0040] Фиг. 1 изображает вид в перспективе системы 100, которая может быть использована для создания упаковочных заготовок. Система 100 включает в себя одну или более кип 102 листового материала 104. Система 100 также включает в себя обрабатывающую машину 106, которая выполняет одну или более преобразующих функций на листовом материале 104, как описано более подробно ниже, для того, чтобы создать упаковочные заготовки 108. Лишний или утилизируемый листовой материал 104, образованный во время процесса преобразования, может быть собран в накопительный бункер 110. После изготовления, упаковочные заготовки 108 могут быть преобразованы в упаковочные контейнеры, такие как коробки.
[0041] Продолжая ссылаться на фиг. 1, внимание обращается на фиг. 2-4, которые в общем изображают различные аспекты обрабатывающей машины 106 более подробно. Как изображено на фиг. 2, обрабатывающая машина 106 включает в себя опорную конструкцию 112 и преобразующий узел 114, установленный на опорную конструкцию 112. Опорная конструкция 112 включает в себя элементы 116 основания, которые опираются на опорную поверхность, такую как пол. Опоры 118 продолжаются в целом вверх из элементов 116 основания. Опоры 118 могут быть выполнены заодно с или соединены с элементами 116 основания. Преобразующий узел 114 установлен на или соединен с опорами 118.
[0042] Как можно видеть, преобразующий узел 114 поднят над и отстоит от опорной поверхности, когда преобразующий узел 114 установлен на опоры 118. Например, как показано на фиг. 1, преобразующий узел 114 может быть поднят над высотой кипы 102. Дополнительно, или альтернативно, преобразующий узел 114 может быть поднят до высоты, которая позволит относительно длинным упаковочным заготовкам 108 свисать с него, не задевая нижерасположенную опорную поверхность. Поскольку преобразующий узел 114 поднят, возможно основание 120 может быть присоединено к опорной конструкции 112 так, чтобы оператор мог встать на него при загрузке листового материала 104 или обслуживании преобразующего узла 114.
[0043] Как показано на фиг. 3 и 4, направляющие 122 кипы присоединены к и продолжаются от опорной конструкции 112 и/или основания 120. Направляющие 122 кипы в общем вертикально ориентированы и отстоят друг от друга вдоль ширины обрабатывающей машины 106. Направляющие 122 кипы могут способствовать надлежащему выравниванию кип 102 относительно обрабатывающей машины 106.
[0044] Например, в показанном варианте выполнения, обрабатывающая машина 106 выполнена с возможностью приема листового материала 104 из двух кип 102a, 102b. Каждая из кип 102a, 102b может быть расположена между смежными направляющими 122 кип для того, чтобы надлежащим образом выровнять кипы 102a, 102b относительно преобразующего узла 114. Чтобы способствовать позиционированию кип 102a, 102b между смежными направляющими 122 кип, направляющие 122 кип могут быть наклонены или могут включать в себя расширяющиеся участки, которые направляют кипы 102 в надлежащие положения относительно преобразующего узла 114.
[0045] В некоторых вариантах выполнения, направляющие 122 кип могут быть подвижно или скользяще присоединены к структуре 112 и/или основанию 120 так, чтобы одна или более направляющих 122 кип могли быть перемещены вдоль ширины обрабатывающей машины 106 для увеличения или уменьшения расстояния между смежными направляющими 122 кип. Подвижность направляющих 122 позволяет вмещать кипы 102 различной ширины.
[0046] Как показано на фиг. 1 и 4, кипы 102 могут быть расположены вблизи задней стороны обрабатывающей машины 106, и листовой материал 104 может подаваться в преобразующий узел 114. Листовой материал 104 может быть расположен в кипах 102 множеством уложенных слоев. Слои листового материала 104 в каждой кипе 102 могут иметь в общем одинаковые длину и ширину и могут быть уложены один на другой в чередующихся направлениях. В других вариантах выполнения, листовой материал 104 может являться свернутым двухслойным гофрированным или аналогичным полужестким бумажным или пластиковым изделием, или других форм и материалов.
[0047] Как лучше видно на фиг. 3 и 4, обрабатывающая машина 106 также может иметь одну или более загрузочных направляющих 124. Каждая загрузочная направляющая 124 может включать в себя нижнее загрузочное колесо 126 и верхнее загрузочное колесо 128. В показанном варианте выполнения, нижние загрузочные колеса 126 присоединены к опорной конструкции 112, и верхние загрузочные колеса 128 присоединены к преобразующему узлу 114. В некоторых вариантах выполнения, нижние загрузочные колеса 126 или верхние загрузочные колеса 128 могут быть исключены.
[0048] Каждый комплект нижнего и верхнего загрузочных колес 126, 128 предназначен и выполнен с возможностью направления листового материала 104 в преобразующий узел 114, в то же время создавая незначительные, или вовсе не создавая, изгибы, складки или сгибы в листовом материале 104. Более конкретно, нижние загрузочные колеса 126 расположены так, что оси вращения нижних загрузочных колес 126 смещены как вертикально, так и горизонтально относительно осей вращения верхних загрузочных колес 128. Как показано, оси вращения нижних загрузочных колес 126 расположены вертикально ниже осей вращения верхних загрузочных колес 128. Дополнительно, оси вращения нижних загрузочных колес 126 расположены горизонтально дальше от преобразующего узла 114, чем оси вращения верхних загрузочных колес 128. Тем не менее, нижние и верхние загрузочные колеса 126, 128 могут пересекать общую горизонтальную плоскость и/или общую вертикальную плоскость. В любом случае, нижние и верхние загрузочные колеса 126, 128 расположены относительно друг друга так, что листовой материал 104 может подаваться между ними и в преобразующий узел 114.
[0049] Нижние и верхние загрузочные колеса 126, 128 могут вращаться, чтобы способствовать плавному перемещению листового материала 104 в преобразующий узел 114. Дополнительно, нижние загрузочные колеса 126 и/или верхние загрузочные колеса 128 могут быть выполнены с возможностью по меньшей мере некоторой деформации для того, чтобы ограничить или предотвратить образование изгибов, складок или сгибов в листовом материале 104, по мере того как он подается в преобразующий узел 114. То есть, нижние загрузочные колеса 126 и/или верхние загрузочные колеса 128 могут быть способны по меньшей мере частично деформироваться, по мере того как листовой материал 104 подается между ними. Когда нижние загрузочные колеса 126 и/или верхние загрузочные колеса 128 частично деформируются, нижние загрузочные колеса 126 и/или верхние загрузочные колеса 128 могут более плотно прилегать к форме листового материала 104. Например, когда листовой материал 104 подается в преобразующий узел 114, листовой материал 104 может протягиваться через загрузочные колеса 126, 128 (например, над нижними загрузочными колесами 126 или под верхними загрузочными колесами 126). Если бы загрузочные колеса 126, 128 не были выполнены с возможностью по меньшей мере частичной деформации, листовой материал 104 мог быть изогнут или сложен, по мере того как он протягивается через загрузочные колеса. Однако, когда загрузочные колеса 126, 128 выполнены с возможностью по меньшей мере частичной деформации, загрузочные колеса 126, 128 могут деформироваться так, чтобы площадь загрузочных колес 126, 128, которая контактирует с листовым материалом 104, была более плоской, чем обычный радиус загрузочных колес 126, 128. В результате, меньше складок или сгибов будет образовываться в листовом материале 104, по мере того как он подается в обрабатывающую машину 114.
[0050] Нижние загрузочные колеса 126 и/или верхние загрузочные колеса 128 могут включать в себя внешнюю поверхность, выполненную из деформируемого и/или упругого материала (например, пеноматериала, резины) или могут включать в себя трубку/камеру низкого давления вокруг них. Деформируемый/упругий материал или трубки/камеры низкого давления могут деформироваться и/или поглощать усилия, прикладываемые к листовому материалу 104 для того, чтобы предотвратить или ограничить образование складок, изгибов или сгибов в листовом материале 104 во время процесса подачи. Дополнительно, деформируемый/упругий материал или трубки/камеры низкого давления также могут ограничивать шумы, связанные с подачей листового материала 104 в преобразующий узел 114.
[0051] По мере того как листовой материал 104 подается через преобразующий узел 114, преобразующий узел 114 может выполнять одну или более преобразующих функций (например, сгибание, изгибание, складывание, перфорирование, разрезание, бигование) на листовом материале 104 для того, чтобы создать упаковочные заготовки 108. Преобразующий узел 114 может включать в себя формирующий картридж 130, который подает листовой материал 104 через преобразующий узел 114 и выполняет преобразующие функции на нем.
[0052] Фиг. 5-13 изображают формирующий картридж 130 отдельно от остального преобразующего узла 114 и обрабатывающей машины 106. Формирующий картридж 130 может быть образован как одно целое, так что формирующий картридж 130 может быть выборочно удален из преобразующего узла 114 как единый узел, например, для обслуживания или замены. Например, формирующий картридж 130 может включать в себя раму, на которую установлены различные компоненты формирующего картриджа 130 или к которой они присоединены. Рама формирующего картриджа может быть присоединена к опорной конструкции 112 так, чтобы рама формирующего картриджа не изгибалась или скручивалась, что может неблагоприятно сказаться на работе компонентов формирующего картриджа 130.
[0053] Более конкретно, рама формирующего картриджа может быть присоединена к опорной конструкции 112 в трех точках соединения. Используя три точки соединения, а не четыре или более, рама формирующего картриджа способна меньше изгибаться во время сборки или использования. Возможно, каждая из точек соединения может являться гибким соединением, чтобы обеспечить небольшое перемещение или «флотирование» рамы формирующего картриджа относительно опорной конструкции 112. Гибкие соединения могут быть получены, используя упругие материалы (например, резиновые прокладки) в местах соединения, например. Дополнительно, три точки соединения могут быть расположены так, чтобы две из точек соединения контролировали продольное перемещение рамы формирующего картриджа, а не поперечное перемещение рамы формирующего картриджа. Третья точка соединения может контролировать поперечное перемещение рамы формирующего картриджа, а не продольное перемещение рамы формирующего картриджа. Таким образом, формирующий картридж 130 может оставаться прямым, и на функциональные аспекты формирующего картриджа 130 не будет оказываться неблагоприятного влияния вследствие смещения или других результатов изгибания или скручивания рамы формирующего картриджа.
[0054] Как можно видеть на фиг. 5, формирующий картридж 130 может включать в себя один или более направляющих каналов 132. Направляющие каналы 132 могут быть выполнены с возможностью разглаживания листового материала 104 для того, чтобы подавать его по существу плоский лист через преобразующий узел 114. Как показано, например, каждый направляющий канал 132 включает в себя противоположные верхнюю и нижнюю направляющие пластины, которые достаточно разнесены, чтобы позволить листовому материалу 104 пройти между ними, но также достаточно близки друг к другу, чтобы разглаживать листовой материал 104. В некоторых вариантах выполнения, как показано на фиг. 5, верхняя и нижняя направляющие пластины могут расходиться или отстоять дальше друг от друга на открытом конце, чтобы способствовать введению листового материала 104 между ними.
[0055] Некоторые направляющие каналы 132 могут удерживаться или быть закрепленными в неподвижном положении вдоль ширины формирующего картриджа 130, в то время как другие направляющие каналы 132 способны перемещаться вдоль по меньшей мере участка ширины формирующего картриджа 130. В показанном варианте выполнения, формирующий картридж 130 включает в себя выполненные с возможностью перемещения направляющие каналы 132a и неподвижные направляющие каналы 132b. Более конкретно, неподвижные направляющие каналы 132b могут быть закреплены на месте между противоположными сторонами формирующего картриджа 130. Выполненные с возможностью перемещения направляющие каналы 132a расположены между левой и правой сторонами формирующего картриджа 130 и неподвижными направляющими каналами 132b, так что выполненные с возможностью перемещения направляющие каналы 132a способны перемещаться вперед и обратно между левой и правой сторонами формирующего картриджа 130 и неподвижными направляющими каналами 132b.
[0056] Выполненные с возможностью перемещения направляющие каналы 132a могут быть способны перемещаться так, чтобы направляющие каналы 132a, 132b были способны вместить листовые материалы 104 различной ширины. Например, выполненные с возможностью перемещения направляющие каналы 132a могут быть способны перемещаться ближе к неподвижным направляющим каналам 132b, когда преобразуется более узкий листовой материал 104, чем когда преобразуется более широкий листовой материал 104. Когда преобразуется более широкий листовой материал 104, выполненные с возможностью перемещения направляющие каналы 132a могут быть перемещены дальше от неподвижных направляющих каналов 132b так, чтобы более широкий листовой материал 104 мог быть пропущен между направляющими каналами 132a, 132b. Выполненные с возможностью перемещения направляющие каналы 132a могут быть поджаты по направлению к неподвижным направляющим каналам 132b так, чтобы независимо от ширины листового материала 104, выполненные с возможностью перемещения и неподвижные направляющие каналы 132ab, 132b были надлежащим образом разнесены, чтобы направлять листовой материал 104 непосредственно через преобразующий узел 114. Выполненные с возможностью перемещения направляющие каналы 132a могут быть поджаты по направлению к неподвижным направляющим каналам 132b пружиной или другим упругим механизмом.
[0057] Неподвижные направляющие каналы 132b могут служить в качестве «нулевых» или исходных точек для позиционирования преобразующих инструментов, которые будут описаны более подробно ниже. Более конкретно, преобразующие инструменты могут ориентироваться по положениям неподвижных направляющих каналов 132b, чтобы определить расположение листового материала 104 или его край. Когда преобразующие инструменты были надлежащим образом расположены, используя неподвижные направляющие каналы 132b в качестве нулевых точек, преобразующие инструменты могут выполнять требуемые преобразующие функции в надлежащих положениях на листовом материале 104. Помимо обеспечения нулевой или исходной точки для преобразующих инструментов, положение неподвижных направляющих каналов 132b и/или относительное расстояние между направляющими каналами 132a, 132b также может показывать системе управления ширину листового материала 104, который используется. Кроме того, обеспечение перемещения выполненного с возможностью перемещения направляющего канала 132a относительно неподвижного направляющего канала 132b позволяет небольшие отклонения ширины листового материала 104.
[0058] В показанном варианте выполнения, формирующий картридж 130 включает в себя два комплекта направляющих каналов 132 (например, выполненный с возможностью перемещения направляющий канал 132a и неподвижный направляющий канал 132b), которые направляют отрезки листового материала 104 через преобразующий узел 114. Однако ясно, что формирующий картридж 130 может включать в себя один или множество комплектов направляющих каналов для подачи одного или множества параллельных отрезков листового материала 104 (например, из множества кип 102) через преобразующий узел 114. Например, показанные направляющие каналы 132a, 132b образуют первую (или левую) полосу для подачи первого отрезка листового материала 104 из кипы 102a (фиг. 4) через преобразующий узел 114, и вторую (или правую) полосу для подачи второго отрезка листового материала 104 из кипы 102b через преобразующий узел 114.
[0059] Как также изображено на фиг. 5, формирующий картридж 130 также включает в себя один или более комплектов подающих роликов 134, которые тянут листовой материал 104 в преобразующий узел 114 и перемещают листовой материал 104 через него. Каждая полоса, образованная комплектами направляющих каналов 132, может включать в себя свой собственный комплект подающих роликов 134. Подающие ролики 134 могут быть выполнены с возможностью тянуть листовой материал 104 с ограниченным или отсутствующим проскальзыванием и могут быть гладкими, рельефными, с выемками и/или зубьями.
[0060] Подающие ролики 134 могут быть расположены, повернуты, профилированы (например, сужаться) или регулироваться для того, чтобы прикладывать по меньшей мере небольшое боковое усилие к листовому материалу 104. Боковое усилие, приложенное к листовому материалу 104 подающими роликами 134, может быть приложено в общем в направлении неподвижного направляющего канала 132b. В результате, листовой материал 104 будет по меньшей мере немного толкаться к/по направлению к неподвижному направляющему каналу 132b, по мере того как листовой материал 104 перемещается через преобразующий узел 114. Одним эффектом по меньшей мере небольшого толкания листового материала 104 к/по направлению к неподвижному направляющему каналу 132b является то, что отклоняющее усилие, требуемое для отклонения выполненного с возможностью перемещения направляющего канала 132a к неподвижному направляющему каналу 132b (например, нулевой точке для преобразующих инструментов), снижается.
[0061] В показанном варианте выполнения, каждый комплект подающих роликов 134 включает в себя приводной ролик 134a и прижимной ролик 134b. Как описано ниже, приводные ролики 134a могут приводиться в движение приводом или электродвигателем для того, чтобы перемещать листовой материал 104 через преобразующий узел 114. Хотя прижимные ролики 134b обычно не приводятся в действие приводом, прижимные ролики 134b тем не менее могут вращаться, чтобы способствовать подаче листового материала 104 через преобразующий узел 114.
[0062] Приводные ролики 134a прикреплены к формирующему картриджу 130, так что приводные ролики 134a удерживаются по существу в том же положении. Более конкретно, приводные ролики 134a установлены на вал 136. Напротив, прижимные ролики 134b способны перемещаться ближе к и дальше от приводных роликов 134a. Когда прижимные ролики 134b перемещаются к приводным роликам 134a, подающие ролики 134a, 134b взаимодействуют для перемещения листового материала 104 через преобразующий узел 114. Напротив, когда прижимные ролики 134b перемещаются от приводных роликов 134a, листовой материал 104 не перемещается через преобразующий узел 114. То есть когда прижимные ролики 134b перемещаются от приводных роликов 134a, давление, прикладываемое к листовому материалу 104, недостаточно для перемещения листового материала 104 через преобразующий узел 114.
[0063] Фиг. 6A-6C изображают один комплект подающих роликов 134 и механизм для перемещения прижимного ролика 134b ближе к и дальше от приводного ролика 134a. Как показано, прижимной ролик 134b поворотно прикреплен к блоку 138 прижимного ролика, который поворотно присоединен к формирующему картриджу 130 посредством шарнира 140. Когда блок 138 прижимного ролика поворачивается вокруг шарнира 140, прижимной ролик 134b перемещается к (фиг. 6B) или от (фиг. 6C) приводного ролика 134a. Когда прижимной ролик 134b перемещается к приводному ролику 134a, прижимной ролик 134b задействован или находится в задействованном положении. Когда прижимной ролик 134b перемещается от приводного ролика 134a, прижимной ролик 134b не работает или находится в нерабочем положении.
[0064] Прижимной ролик 134b может выборочно перемещаться из задействованного положения в нерабочее положение путем зацепления кулачка 142 прижимного ролика на блоке 138 прижимного ролика. Зацепление кулачка 142 прижимного ролика будет более подробно описано ниже. Однако, вкратце, когда листовой материал 104 не подлежит перемещению через преобразующий узел 114, кулачок 142 прижимного ролика может быть зацеплен, чтобы вызвать поворот блока 138 прижимного ролика и прижимного ролика 134b вокруг шарнира 140 так, чтобы прижимной ролик 134b переместился в нерабочее положение, как показано на фиг. 6C. Аналогично, когда листовой материал 104 подлежит перемещению через преобразующий узел 114, кулачок 142 прижимного ролика может быть расцеплен. Расцепление кулачка 142 прижимного ролика позволяет блоку 138 прижимного ролика и прижимному ролику 134b поворачиваться вокруг шарнира 140 так, чтобы прижимной ролик 134b переместился в задействованное положение, как показано на фиг. 6B.
[0065] Прижимной ролик 134b может быть поджат по направлению либо к задействованному положению, либо к нерабочему положению. Например, прижимной ролик 134b может быть поджат по направлению к задействованному положению так, чтобы прижимной ролик 134b оставался в задействованном положении, пока не переместиться в нерабочее положение (например, зацеплением кулачка 142 прижимного ролика). Альтернативно, прижимной ролик 134b может быть поджат по направлению к нерабочему положению так, чтобы прижимной ролик 134b оставался в нерабочем положении, пока не переместится в задействованное положение.
[0066] В показанном варианте выполнения, как только прижимной ролик 134b был перемещен в нерабочее положение, прижимной ролик 134b может выборочно удерживаться в нерабочем положении. Например, когда прижимной ролик 134b перемещается в нерабочее положение, фиксирующий механизм 144 может удерживать прижимной ролик 134b в нерабочем положении до тех пор, пока не потребуется переместить прижимной ролик 134b в задействованное положение. В качестве примера, фиксирующий механизм 144 может являться электромагнитом, который удерживает блок 138 прижимного ролика и прижимной ролик 134b в нерабочем положении. Когда требуется переместить прижимной ролик 134b в задействованное положение, фиксирующий механизм 144 может быть освобожден, например, отключением его магнитной силы. Магнитная сила может быть отключена путем отключения электромагнитного поля электромагнита. Вместо использования электромагнита, постоянный магнит может быть использован для удерживания блока 138 прижимного ролика и прижимного ролика 134b в нерабочем положении. Когда требуется переместить прижимной ролик 134b в задействованное положение, магнитная сила постоянного магнита может быть отключена прикладыванием электрического поля вокруг магнита, которое противодействует магнитному полю магнита. Альтернативно, фиксирующий механизм 144 может являться механическим механизмом, соленоидом или другим устройством, которое может выборочно удерживать прижимной ролик 134b в нерабочем положении. Фиксирующий механизм 144 позволяет удерживать прижимной ролик 134b в нерабочем положении, не требуя непрерывного зацепления кулачка 142 прижимного ролика.
[0067] Когда требуется переместить листовой материал 104 через преобразующий узел 114, прижимной ролик 134b может быть перемещен в задействованное положение, как описано выше. Один или оба подающих ролика 134 могут приводиться во вращение, чтобы перемещать листовой материал 104. Например, в показанном варианте выполнения, вал 136 (на котором установлен приводной ролик 134a) присоединен к шаговому электродвигателю 146 (фиг. 5) посредством ремня 148. Шаговый электродвигатель 146 может поворачивать ремень 148, который вызывает вращение вала 136 и приводного ролика 134a. Когда прижимной ролик 134b находится в задействованном положении, прижимной ролик 134b прижимает листовой материал 104 к приводному ролику 134a, который вызывает перемещение листового материала 104 через преобразующий узел 114. Напротив, когда прижимной ролик 134b находится в нерабочем положении, прижимной ролик 134b не прижимает листовой материал 104 к приводному ролику 134a. Без прижатия прижимным роликом 134b листового материала 104 к приводному ролику 134a, приводной ролик 134a может вращаться/прокручиваться под листовым материалом 104, не перемещая листовой материал 104 через преобразующий узел 114.
[0068] Обращаясь к фиг. 5, можно видеть, что формирующий картридж 130 включает в себя один или более преобразующих инструментов, таких как поперечная головка 150 и продольная головка 152, которые выполняют преобразующие функции (например, сгибание, изгибание, складывание, перфорирование, разрезание, бигование) на листовом материале 104 для того, чтобы создать упаковочные заготовки 108. Некоторые из преобразующих функций могут быть выполнены на листовом материале 104 в направлении, по существу перпендикулярном направлению перемещения и/или длине листового материала 104. Другими словами, некоторые преобразующие функции могут быть выполнены поперек (например, между сторонами) листового материала 104. Такие преобразования могут считаться «поперечными преобразованиями».
[0069] Для выполнения поперечных преобразований, поперечная головка 150 может перемещаться вдоль по меньшей мере участка ширины формирующего картриджа 130 в направлении, по существу перпендикулярном направлению, в котором листовой материал 104 подается через преобразующий узел 114, и/или длине листового материала 104. Другими словами, поперечная головка 150 может перемещаться поперек листового материала 104 для того, чтобы выполнять поперечные преобразования на листовом материале 104. Поперечная головка 150 может быть подвижно установлена на направляющую 154, чтобы обеспечить перемещение поперечной головки 150 вдоль по меньшей мере участка ширины формирующего картриджа 130.
[0070] Фиг. 7A-7B изображают вид в перспективе поперечной головки 150 и участка направляющей 154 отдельно от остального формирующего картриджа 130. Поперечная головка 150 включает в себя корпус 156 с ползунком 158 и датчиком 161. Ползунок 158 соединяет поперечную головку 150 с направляющей 154, чтобы обеспечить перемещение поперечной головки 150 вперед и обратно вдоль направляющей 154. Поперечная головка 150 также включает в себя один или более преобразующих инструментов, такие как отрезной диск 160 и сгибающие колеса 162, которые могут выполнять одно или более поперечных преобразований на листовом материале 104. Более конкретно, по мере перемещения поперечной головки 150 вперед и обратно по листовому материалу 104, отрезной диск 160 и сгибающие колеса 162 могут создавать сгибы, изгибы, складки, перфорации, разрезы и/или биги в листовом материале 104.
[0071] Несмотря на то что сгибающие колеса 162 способны вращаться, сгибающие колеса 162 могут оставаться по существу в одном и том же вертикальном положении относительно корпуса 156. Напротив, отрезной диск 160 может быть выборочно поднят и опущен относительно корпуса 156. Например, как показано на фиг. 7A, отрезной диск 160 может быть поднят так, чтобы отрезной диск 160 не разрезал листовой материал 104 по мере перемещения поперечной головки 150 на листовом материале 104. Альтернативно, как показано на фиг. 7B, отрезной диск 160 может быть опущен для того, чтобы разрезать листовой материал 104 по мере перемещения поперечной головки 150 на листовом материале 104.
[0072] В показанном варианте выполнения, отрезной диск 160 поворотно установлен на раме 164 отрезного диска. Рама 164 отрезного диска подвижно соединена с корпусом 156. В частности, рама 164 отрезного диска подвижно установлена на один или более валов 163. Рама 164 отрезного диска удерживается на валу 163 и поджата в поднятое положение одной или более пружин 165, которые присоединены между корпусом 156 и рамой 164 отрезного диска.
[0073] Один или более соленоидов 166 могут быть использованы для выборочного перемещения рамы 164 отрезного диска и отрезного диска 160 из поднятого положения (фиг. 7A) в опущенное положение (фиг. 7B). Каждый соленоид 166 включает в себя сердечник 168 соленоида, который вводится и отводится при включении и выключении соленоида 166. Когда сердечники 168 соленоидов отведены, рама 164 отрезного диска и отрезной диск 160 поднимаются (посредством пружин 165 и/или нормальным усилием с листового материала 104) так, чтобы отрезной диск 160 не разрезал листовой материал 104. Напротив, когда сердечники 166 задействованы, сердечники 168 соленоидов введены, таким образом вызывая опускание рамы 164 отрезного диска и отрезного диска 160 (фиг. 7B) так, чтобы отрезной диск 160 разрезал листовой материал 104.
[0074] Несмотря на то что настоящее описание ссылается на использование соленоидов для перемещения различных компонентов, такая ссылка сделана только в качестве примера. Другие типы приводов могут быть использованы для выполнения функций, описанных здесь. Например, другие линейные или нелинейные приводы могут использоваться, включая в себя линейные обмотки, линейные электродвигатели, поворотные электродвигатели, ходовые винты и подобное. Соответственно, ссылка на соленоиды не ограничивает объем настоящего изобретения. Предпочтительно, настоящее изобретение может использовать соленоиды или любой другой привод, выполненный с возможностью выполнения функций, описанных здесь в отношении соленоидов.
[0075] Как показано на фиг. 5, формирующий картридж 130 включает в себя a опорную пластину 167, расположенную ниже поперечной головки 150. Опорная пластина 167 поддерживает листовой материал 104 по мере того, как отрезной диск 160 и сгибающие колеса 162 выполняют поперечные преобразования на листовом материале 104. Дополнительно, опорная пластина 167 включает в себя канал 169, который выровнен с и способен принимать по меньшей мере участок отрезного диска 160. Когда отрезной диск 160 опущен для разрезания листового материала 104, отрезной диск 160 может продолжаться через листовой материал 104 и по меньшей мере частично в канал 169. В результате, отрезной диск 160 может продолжаться полностью через листовой материал 104, не зацепляя опорную пластину 167, что может привести к чрезмерному износу.
[0076] Для того чтобы уменьшить величину силы, требуемой от соленоидов 166 (и таким образом мощность, требуемую для приведения в действие соленоидов 166), чтобы разрезать листовой материал 104, может использоваться кинетическая энергия движущихся компонентов поперечной головки 150, чтобы способствовать разрезанию листового материала 104. Более конкретно, приведение в действие соленоидов 166 вызывает перемещение сердечников 168 соленоидов, по мере того как они отводятся из соленоидов 166. Перемещение сердечников 168 соленоидов также вызывает перемещение рамы 164 отрезного диска и отрезного диска 160. Когда сердечники 168 соленоидов, рама 164 отрезного диска и отрезной диск 160 начинают перемещаться, они накапливают момент, и таким образом кинетическую энергию, до тех пор, пока отрезной диск 160 зацепляет листовой материал 104. Когда отрезной диск 160 зацепляет листовой материал 104, кинетическая энергия, накопленная сердечниками 168 соленоидов, рамой 164 отрезного диска и отрезным диском 160 работает с усилием, обеспеченным соленоидами 166, для разрезания листового материала 104. Таким образом, использование кинетической энергии компонентов поперечной головки 150, таким образом, уменьшает усилия, требуемые от соленоидов 166.
[0077] В некоторых обрабатывающих машинах, разрезание в материале выполняется путем перемещения режущего инструмента над материалом в положение, где разрезание должно начаться. Перед началом разрезания, поперечное перемещение режущего инструмента останавливается. Затем режущий инструмент опускается для прохождения сквозь материал, и поперечное перемещение режущего инструмента возобновляется. В такой ситуации, относительно значительная величина усилия может потребоваться, чтобы опустить режущий инструмент и пройти сквозь материал. Отчасти это объясняется тем, что некоторая часть усилия, используемая для опускания режущего инструмента, будет использована для сжатия материала перед тем, как режущий инструмент в действительности пройдет сквозь материал. Сжатие материала происходит по меньшей мере частично вследствие относительно большой хорды режущего инструмента, пытающегося одновременно разрезать материал.
[0078] Напротив, обрабатывающая машина 100 может включать в себя режим «на ходу», когда перемещение поперечной головки 150 на листовом материале 104 и опускание отрезного диска 160 объединены, чтобы начать разрезание листового материала 104. В режиме на ходу поперечная головка 150 может начать перемещение поперек листового материала 104 по направлению к положению, в котором необходимо выполнить разрез в листовом материале 104. Вместо остановки поперечного перемещения поперечной головки 150 началом опускания отрезного диска 160, отрезной диск 160 опускается, в то время как поперечная головка 150 продолжает перемещаться поперек листового материала 104. Поперечное перемещение поперечной головки 150 и опускание отрезного диска 160 могут быть синхронизированы так, чтобы отрезной диск 160 зацеплял и начинал разрезание листового материала 104 в требуемом положении.
[0079] В режиме на ходу меньшее усилие требуется от соленоидов 166, чтобы опустить отрезной диск 160 для того, чтобы начать разрезание листового материала 104. Уменьшение усилия происходит по меньшей мере частично вследствие меньшей хорды отрезного диска 160, используемой для начала разрезания листового материала 104. Более конкретно, по мере перемещения поперечной головки 150 поперек листового материала 104 и опускания отрезного диска 160 в зацепление с листовым материалом 104, только передний край отрезного диска 160 будет использоваться для начала разрезания. В результате, меньшее усилие, используемое для опускания отрезного диска 160, будет затрачено на сжатие листового материала 104 перед тем, как отрезной диск 160 будет способен пройти сквозь листовой материал 104.
[0080] Кроме того, печатная плата широтно-импульсной модуляции (ШИМ) или другие регулирующие электрические компоненты могут создавать достаточно большие токи внутри соленоидов 166 так, чтобы соленоиды 166 были способны создавать достаточное усилие для разрезания листового материала 104. Как только отрезной диск 160 начал разрезание листового материала, печатная плата ШИМ или другие регулирующие электрические компоненты могут уменьшить ток в соленоидах 166, в то же время по-прежнему позволяя соленоидам 166 удерживать отрезной диск 160 в опущенном положении. Другими словами, относительно большой ток может быть создан в соленоидах 166, чтобы обеспечить достаточное усилие, чтобы позволить отрезному диску 160 пройти сквозь листовой материал 104. Как только отрезной диск 160 прошел сквозь листовой материал 104, ток в соленоидах 166 может быть уменьшен, в то же время по-прежнему позволяя соленоидам 166 продолжать резание листового материала 104.
[0081] Использование изменяемых напряжений/токов для начала и продолжения разрезания листового материала 104 возможно, по меньшей мере частично, благодаря характеристикам соленоидов 166. Соленоиды имеют уникальные характеристики соотношения усилия и хода. В начале хода соленоида, соленоид имеет относительно ограниченное усилие. При дальнейшем ходе соленоида, усилие резко возрастает. Соответственно, относительно высокое напряжение/ток может быть использовано во время хода соленоида для того, чтобы создать относительно большое усилие в конце хода так, чтобы отрезной диск мог проходить сквозь листовой материал. В конце хода соленоида (например, когда сердечник полностью выдвинут), напряжение/ток могут быть уменьшены, в то же время по-прежнему сохраняя относительно большое удерживающее усилие. То есть даже при уменьшенном напряжении/токе, соленоид может развивать достаточное усилие, чтобы удерживать отрезной диск на месте так, чтобы отрезной диск продолжал разрезать листовой материал 104.
[0082] Возможность регулирования уровня напряжения, подаваемого на соленоиды 166 (и таким образом тока в соленоидах 166) также может быть благоприятна по различным причинам. Например, меньшая энергия может быть использована для достижения требуемых результатов. Например, высокое напряжение может быть использовано на короткий промежуток времени для того, чтобы начать разрезание, в то время как меньшее напряжение может быть использовано, чтобы продолжить разрезание. Это не только снижает общее количество требуемой энергии, но может улучшить характеристики некоторых компонентов. Например, ограничение подачи высокого напряжения до относительно коротких промежутков может предотвратить повышение температуры и перегрев соленоидов 166 вследствие больших токов в соленоидах 166. Более высокие температуры или перегрев соленоидов 166 может вызвать их повреждение и/или уменьшить их усилие включения. Возможность регулирования напряжения также может быть благоприятна, когда соленоиды 166 приводятся в действие, когда листовой материал 104 отсутствует под отрезным диском 160 («имитация»). Например, если соленоиды 166 были запущены в холостую при высоком напряжении, отрезной диск 160 может быть опущен слишком низко или слишком быстро, возможно приводя к повреждению и/или чрезмерному механическому износу.
[0083] Когда поперечная головка 150 закончила выполнение поперечных преобразований на листовом материале 104, поперечная головка 150 может быть использована для перемещения прижимного ролика 134b из задействованного положения в нерабочее положение. Более конкретно, когда требуется остановить перемещение листового материала 104, поперечная головка 150 может быть перемещена смежно с блоком 138 прижимного ролика так, чтобы участок поперечной головки 150 зацеплял кулачок 142 прижимного ролика. Как отмечалось выше, зацепление кулачка 142 прижимного ролика вызывает поворот блока 138 прижимного ролика и прижимного ролика 134 вокруг шарнира 140 в нерабочее положение. Как показано на фиг. 6C, поперечная головка 150 включает в себя горизонтально ориентированное колесо 171, которое может зацеплять кулачок 142 прижимного ролика, чтобы перемещать прижимной ролик 134b в нерабочее положение.
[0084] Помимо возможности создания поперечных преобразований при помощи поперечной головки 150, преобразующие функции также могут быть выполнены на листовом материале 104 в направлении, по существу параллельном направлению перемещения и/или длине листового материала 104. Преобразования, выполненные вдоль длины и/или в общем параллельно направлению перемещения листового материала 104, могут считаться «продольными преобразованиями».
[0085] Продольные головки 152 могут использоваться для создания продольных преобразований на листовом материале 104. Более конкретно, положение продольных головок 152 может быть выборочно изменено вдоль ширины формирующего картриджа 130 (например, вперед и обратно в направлении, которое перпендикулярно длине листового материала 104) для того, чтобы надлежащим образом расположить продольные головки 152 относительно сторон листового материала 104. В качестве примера, если необходимо выполнить продольный сгиб или разрез на расстоянии двух дюймов от одного края листового материала 104 (например, чтобы обрезать лишний материал от края листового материала 104), одна из продольных головок 152 может быть перемещена перпендикулярно через листовой материал 104, чтобы надлежащим образом расположить продольную головку 152 для того, чтобы иметь возможность сделать разрез или сгиб в требуемом положении. Другими словами, продольные головки 152 могут быть перемещены поперечно через листовой материал 104, чтобы расположить продольные головки 152 в надлежащем положении, чтобы выполнить продольные преобразования на листовом материале 104.
[0086] Фиг. 8 изображает увеличенный вид участка формирующего картриджа 130, включая в себя одну из продольных головок 152. Как можно видеть, продольная головка 152 включает в себя корпус 170 с ползунком 172. Ползунок 172 соединяет продольную головку 152 с направляющей 174, чтобы обеспечить перемещение продольной головки 152 вперед и обратно вдоль по меньшей мере участка ширины формирующего картриджа 130. Продольная головка 152 может включать в себя один или более преобразующих инструментов, таких как отрезной диск 176 и сгибающее колесо 178, которые могут выполнять продольные преобразования на листовом материале 104. Более конкретно, по мере перемещения листового материала 104 под продольной головкой 152, отрезной диск 176 и сгибающее колесо 178 могут создавать сгибы, изгибы, складки, перфорации, разрезы и/или биги в листовом материале 104.
[0087] Как можно видеть на фиг. 5 и 8, преобразующий узел 130 также может включать в себя преобразующий ролик 200, расположенный ниже продольных головок 152 так, чтобы листовой материал 104 проходил между преобразующим роликом 200 и отрезным диском 176 и сгибающим колесом 178. Преобразующий ролик 200 может поддерживать листовой материал 104, в то время как продольные преобразования выполняются на листовом материале 104. Дополнительно, преобразующий ролик 200 может перемещать упаковочные заготовки 108 из преобразующего узла 114 после завершения преобразующих функций. Дополнительные подробности, относящиеся к преобразующему ролику 200, будут даны ниже.
[0088] Отрезной диск 176 и сгибающее колесо 178 поворотно соединены с корпусом 170 и ориентированы, чтобы иметь возможность выполнять продольные преобразования. В некоторых вариантах выполнения, отрезной диск 176 и сгибающее колесо 178 могут быть поворотно соединены с корпусом 170, и/или продольная головка 152 может быть поворотно соединена с ползунком 172. По мере перемещения листового материала 104 через преобразующий узел 114, листовой материал 104 может перемещаться не по идеально прямой линии. Обеспечивая возможность поворота продольной головки 152, отрезного диска 176 и/или сгибающего колеса 178, ориентация отрезного диска 176 и сгибающего колеса 178 может изменяться, чтобы более точно следовать направлению подачи листового материала 104. Дополнительно, тормозящее усилие (описано ниже), требуемое для удержания продольной головки 152 на месте, может быть уменьшено, поскольку листовой материал 104 будет прикладывать меньшее боковое усилие к отрезному диску 176 и сгибающему колесу 178. Аналогично, отклоняющее усилие, требуемое для поджатия выполненных с возможностью перемещения направляющих каналов 132a к неподвижным каналам 132b, так же может быть уменьшено.
[0089] Когда продольная головка 152 была расположена в требуемом расположении вдоль ширины формирующего картриджа 130, продольная головка 152 может быть зафиксирована на месте. Более конкретно, как только расположена как требуется, продольная головка 152 может быть зафиксирована к ленте 180 тормоза, или другому участку формирующего картриджа 130. Фиг. 9A и 9B изображают виды в сечении продольной головки 152 и один пояснительный механизм для фиксации продольной головки 152 к ленте 180 тормоза. Как можно видеть, продольная головка 152 включает в себя поворотный рычаг 182 тормоза, который поворотно присоединен к корпусу 170. Пружина 184 соединена между поворотным рычагом 182 тормоза и корпусом 170 для поджатия поворотного рычага 182 тормоза в зафиксированное положение, показанное на фиг. 9A. Когда поворотный рычаг 182 тормоза находится в зафиксированном положении, элемент 186 зацепления удерживается вплотную к или вдавленным в ленту 180 тормоза. Пружина 184 может поджимать поворотный рычаг 182 тормоза в зафиксированное положение с достаточным усилием, чтобы элемент 186 зацепления удерживался вплотную или вдавленным в ленту 180 тормоза с достаточным усилием, чтобы предотвратить перемещение продольной головки 152 вдоль длины направляющей 174.
[0090] Когда требуется изменить положение продольной головки 152 вдоль длины направляющей 174, поворотный рычаг 182 тормоза может быть повернут для расцепления элемента 186 зацепления с лентой 180 тормоза, как показано на фиг. 9B. Поворот поворотного рычага 182 тормоза может быть завершен, используя соленоид 188, который установлен на поперечную головку 150 (фиг. 7A, 7B, 9B). Для того чтобы повернуть поворотный рычаг 182 тормоза при помощи соленоида 188, поперечная головка 150 сначала перемещается до выравнивания с продольной головкой 152. Затем соленоид 188 приводится в действие, что вызывает выдвигание сердечника 190 соленоида и зацепление поворотного рычага 182 тормоза, как показано на фиг. 9B. По мере зацепления сердечником 190 соленоида поворотного рычага 182 тормоза, поворотный рычаг 182 тормоза поворачивается, что вызывает расцепление элемента 186 зацепления с лентой 180 тормоза.
[0091] Причем, пружина 184 соединена между корпусом 170 и поворотным рычагом 182 тормоза таким образом, что усилие, требуемое соленоиду 188 для поворота поворотного рычага 182 тормоза, остается по существу постоянным. По мере поворота поворотного рычага 182 тормоза из зафиксированного положения (фиг. 9A) в расфиксированное положение (фиг. 9B), пружина 184 растягивается. По мере растяжения пружины 184, усилие, которое обычно будет требоваться для продолжения поворота поворотного рычага 182 тормоза, будет продолжать увеличиваться. Однако по мере поворота поворотного рычага 182 тормоза, положение соединения между пружиной 184 и поворотным рычагом 182 тормоза начинает перемещаться за положение поворота поворотного рычага 182 тормоза и положение соединения между пружиной 184 и корпусом 170 так, чтобы пружина 184 была ориентирована более вертикально. Более вертикальная ориентация пружины 184 уменьшает горизонтальное усилие, которое пружина 184 прикладывает к поворотному рычагу 182 тормоза. Таким образом, увеличенное усилие, обычно требуемое для растягивания пружины 184, в общем компенсируется уменьшенным горизонтальным усилием, приложенным пружиной 184 к поворотному рычагу 182 тормоза.
[0092] При расцеплении элемента 186 зацепления с лентой 180 тормоза, положение продольной головки 152 может быть изменено вдоль длины направляющей 174. Вместо того чтобы оснащать продольную головку 152 приводом, предназначенным для изменения положения продольной головки 152, поперечная головка 150 может быть использована для изменения положения продольной головки 150. Более конкретно, поперечная головка 150 и продольная головка 152 могут быть соединены или иным способом зацеплены так, что перемещение поперечной головки 150 приводит к перемещению продольной головки 152. Следовательно, эта конструкция требует только возможности активного управления поперечной головкой 150, в то время как продольная головка 152 может пассивно перемещаться поперечной головкой 150. Более того, продольные головки 152 не требуют электрических датчиков и электрических или пневматических приводов. В результате, нет необходимости подключать продольные головки 152 к электрической энергии или сжатому воздуху, например, электрическими кабелями/проводами и шлангами в сети кабелей. Это обеспечивает намного более экономически эффективную конструкцию продольных головок 152, а также обеспечивает более экономически эффективное производство и удобную для технического обслуживания конструкцию всего преобразующего узла 114 и обрабатывающей машины 106.
[0093] Один пояснительный пример соединения продольной головки 152 выборочно к поперечной головке 150 показан на фиг. 9B. Когда поперечная головка 150 выровнена с продольной головкой 152, и поворотный рычаг 182 тормоза повернут (например, чтобы расцепить элемент 186 зацепления из ленты 180 тормоза), участок поворотного рычага 182 тормоза может зацеплять поперечную головку 150 для того, чтобы соединить продольную головку 152 с поперечной головкой 150. Более конкретно, выступ 192 на поворотном рычаге 182 тормоза может поворачиваться в выемку 194 на корпусе 156 поперечной головки 150. До тех пор пока выступ 192 расположен внутри выемки 194, перемещения поперечной головки 150 и продольной головки 152 будут связаны. То есть когда выступ 192 расположен внутри выемки 194, и поперечная головка 150 перемещается, продольная головка 152 будет перемещаться с поперечной головкой 150.
[0094] Фиг. 7A-7B показывают выемку 194, образованную на стороне корпуса 156 поперечной головки 150. Как можно видеть, выемка 194 может включать в себя расширяющееся отверстие, которое может способствовать направлению выступа 192 в выемку 194. Например, если продольная головка 152 была немного перемещена, после того как была расположена, расширяющееся отверстие может направить выступ 192 в выемку 194 и, таким образом, скорректировать незначительные ошибки позиционирования продольной головки 152. Как только поперечная головка 150 изменила положение продольной головки 152, выступ 192 освобождается из выемки 194, и продольная головка 152 фиксируется на месте. При этом продольная головка 152 будет зафиксирована на месте в надлежащем положении, поскольку любые ошибки позиционирования продольной головки 152 были скорректированы, когда выступ 192 поворачивался в выемку 194. В результате, обрабатывающая машина 106 может работать без необходимости частой переналадки или ручных регулировок продольных головок 152.
[0095] Выемка 194 также может включать в себя по существу вертикальные внутренние стенки. Вертикальные внутренние стенки выемки 194 прикладывают усилия к выступу 192, которые приводят к перемещению продольной головки 152. При этом вертикальные стенки выемки 194 прикладывают только горизонтальные усилия к выступу 192. Поскольку выемка 194 не прикладывает каких-либо направленных вниз усилий к выступу 192, усилие, требуемое от соленоида 188 для сохранения поворотного рычага 182 тормоза в расфиксированном положении, уменьшается. Кроме того, относительно малое количество энергии требуется соленоиду 188 для сохранения поворотного рычага 182 тормоза в расфиксированном положении, в то время как продольная головка 152 перемещается.
[0096] Аналогично соленоидам 166, кинетическая энергия сердечника 190 соленоида может быть использована для уменьшения количества усилия, требуемого соленоиду 188 (и, таким образом, энергии, требуемой для приведения в действие соленоида 188). Более конкретно, приведение в действие соленоида 188 вызывает перемещение сердечника 190 соленоида по мере того, как он выдвигается из соленоида 188. Когда сердечник 190 соленоида начинает перемещаться, он накапливает момент и, таким образом, кинетическую энергию. Когда плунжер 190 зацепляет поворотный рычаг 182 тормоза, накопленная кинетическая энергия плунжера 190 действует вместе с усилием, обеспеченным соленоидом 188, чтобы повернуть поворотный рычаг 182 тормоза для того, чтобы расцепить элемент 186 зацепления из ленты 180 тормоза. Помимо расцепления элемента 186 зацепления, поворот поворотного рычага 182 тормоза вызывает накопление поворотным рычагом 182 тормоза кинетической энергии. Объединенная кинетическая энергия плунжера 190 и поворотного рычага 182 тормоза аналогично снижает усилие, требуемое от соленоида для коррекции незначительных ошибок позиционирования продольной головки 152 и соединения поперечной головки 150 с продольной головкой 152. Конкретно, кинетическая энергия плунжера 190 и поворотного рычага 182 тормоза способствует вставке выступа 192 в выемку 194, что корректирует ошибки позиционирования продольной головки 152 и соединяет поперечную головку 150 и продольную головку 152.
[0097] Как показано на фиг. 5, изображенный вариант выполнения включает в себя две продольные головки 152. Однако следует понимать, что формирующий картридж 130 может включать в себя одну или более продольных головок 152. Независимо от количества продольных головок 152, поперечная головка 150 может быть использована для выборочного перемещения каждой продольной головки 152 по отдельности. Обычный комплект для создания упаковочной заготовки коробки со стандартными клапанами (RSC) требует по меньшей мере трех продольных головок, две из которых снабжены сгибающими инструментами, и одна - кромкообрезным ножом. Для того чтобы обеспечить обрезку кромок на внешней стороне каждой полосы листового материала, четвертая продольная головка с ножом добавляется с противоположной стороны первой продольной головки с ножом. Более того, для того чтобы исключить необходимость перемещения продольных головок от одной полосы до другой, два дополнительных сгибающих инструмента могут быть добавлены в центре. Таким образом, комплект из двух сгибающих продольных головок и одной разрезающей продольной головки, главным образом, используется для одной полосы, и другой идентичный - но зеркальный - комплект используется, главным образом, для другой полосы. Это также позволяет формирование упаковочных заготовок более сложных конструкций, где четыре сгибающих продольных головки могут создавать продольный сгиб каждая, в то же время любая из разрезающих продольных головок может использоваться для обрезания кромок. Седьмая продольная головка, снабженная ножом, может быть добавлена в центре, таким образом, позволяя сгибание двух упаковочных заготовок параллельно, бок о бок.
[0098] Как отмечалось выше, поперечная головка 150 включает в себя датчик 161. Датчик 161 может использоваться для регистрации присутствия продольных головок 152 смежно с поперечной головкой 150. Например, когда требуется изменить положение продольной головки 152, поперечная головка 150 может переместиться поперек формирующего картриджа 130 в положение, в котором должна быть продольная головка 152 (согласно системе управления). Как только поперечная головка 150 расположена таким образом, датчик 161 может быть использован для подтверждения того, что продольная головка 152 находится в надлежащем положении. После обнаружения продольной головки 152 датчиком 161, соленоид 188 может быть приведен в действие для того, чтобы освободить тормозной механизм продольной головки 152 и соединить продольную головку 152 с поперечной головкой 150. Как только поперечная головка 150 переместила продольную головку 152 в требуемое положение, датчик 161 может быть использован для подтверждения надлежащего позиционирования продольной головки 152 в требуемое положение (либо до, либо после расцепления между поперечной головкой 150 и продольной головкой 152).
[0099] Датчик также может быть использован для подсчета количества продольных головок 152 и определения текущего положения каждой продольной головки 152. Обрабатывающая машина 100 может включать в себя цепь управления или быть соединена с компьютером, который отслеживает положения продольных головок 152 и управляет поперечной головкой 150. В случае если датчик 161 не обнаружил продольную головку 152 в последнем известном положении, цепь управления может направить поперечную головку 150 перемещаться поперек формирующего картриджа 130 так, чтобы датчик 161 мог зарегистрировать положение потерянной продольной головки 152. Если датчик 161 не смог обнаружить каждую из продольных головок 152 после заданного количества попыток, сообщение об ошибке может быть сформировано, чтобы сообщить оператору о необходимости ручного обнаружения продольных головок 152 или вызове технического или обслуживающего персонала.
[00100] Помимо регистрации и отслеживания положения продольных головок 152, поперечная головка 150 может включать в себя датчик 196 (фиг. 9B), который регистрирует положение направляющих каналов 132. Например, по мере перемещения поперечной головки 150 вперед и обратно поперек формирующего картриджа 130, датчик 196 может регистрировать текущее положение каждого направляющего канала 132. На основе зарегистрированных положений, цепь управления может определить, расположен ли каждый направляющий канал 132 в надлежащем положении. Например, если зарегистрированное положение неподвижного направляющего канала 132b не совпадает с ранее заданным положением, причиной может быть то, что неподвижный направляющий канал 132b проскальзывал или оператор отрегулировал неподвижный направляющий канал 132b, не обновив цепь управления. В этом случае, цепь управления может сформировать сообщение об ошибке, обозначающее необходимость изменения положения неподвижного направляющего канала 132b. Альтернативно, цепь управления может просто обновить сохраненное положение неподвижного направляющего канала 132b на зарегистрированное положение и, таким образом, определить ширину используемого листового материала 104.
[00101] Датчик 196 может аналогично регистрировать текущее положение выполненного с возможностью перемещения направляющего канала 132a так, чтобы цепь управления могла определить находится ли выполненный с возможностью перемещения направляющий канал 132a в надлежащем положении. Как отмечалось выше, выполненный с возможностью перемещения направляющий канал 132a способен перемещаться для вмещения листового материала 104 различной ширины. В результате, выполненный с возможностью перемещения направляющий канал 132a может располагаться не в надлежащем положении, если листовой материал 104 закончился, если листовой материал 104 поврежден, или в обрабатывающую машину 100 загружен листовой материал 104, который шире или уже того, на что настроена цепь управления. В таких случаях, цепь управления может сформировать сообщение об ошибке, обозначающее необходимость изменения положения неподвижного направляющего канала 132b, необходимость загрузки нового листового материала 104 или подобное.
[00102] Как отмечалось выше, преобразующий ролик 200 поддерживает листовой материал 104, по мере того как продольные головки 152 выполняют продольные формирования на листовом материале 104. Продольные головки 152 и преобразующий ролик 200 могут быть расположены относительно друг друга так, что преобразующие функции выполняются на листовом материале 104, по мере того как листовой материал 104 проходит между продольными головками 152 и преобразующим роликом 200. Например, как показано на фиг. 8-9B, отрезной диск 176 может продолжаться в преобразующий ролик 200 так, чтобы отсутствовал зазор между отрезным диском 176 и преобразующим роликом 200. В результате, листовой материал 104 будет разрезаться по мере того, как он проходит отрезной диск 176. Поскольку сгибающее колесо 178 не должно проходить сквозь листовой материал 104, сгибающее колесо 178 может быть расположено так, что имеется некоторый зазор между сгибающим колесом 178 и преобразующим роликом 200.
[00103] Другие конструкции преобразующего ролика 200, отрезного диска 176 и сгибающего колеса 178 также возможны. Например, для того чтобы уменьшить или устранить контакт между отрезным диском 176 и преобразующим роликом 200, ось вращения отрезного диска 176 может быть горизонтально смещена от оси вращения преобразующего ролика 200 так, чтобы отрезной диск 176 был расположен немного за преобразующим роликом 200. Горизонтальным смещением отрезного диска 176 от преобразующего ролика 200, отрезной диск 176 может быть расположен ниже, не продолжаясь дальше (или вовсе не продолжаясь) в преобразующий ролик 200. Более низкое позиционирование отрезного диска 176 также может гарантировать, что отрезной диск 176 разрезает всю толщину листового материала 104.
[00104] В случае, когда отрезной диск 176 и/или сгибающее колесо 178 контактирует или продолжается в преобразующий ролик 200, может быть необходимым отделение или, в противном случае, расцепление преобразующего ролика 200 и отрезного диска 176 и/или сгибающего колеса 178 перед изменением положения продольных головок 152. Со ссылкой на фиг. 6A и 10-14, показан один пояснительный механизм, который может быть использован для выборочного отделения преобразующего ролика 200 и отрезного диска 176 и/или сгибающего колеса 178. В показанном варианте выполнения, преобразующий ролик 200 выборочно поднимается и опускается, чтобы зацепить или расцепить преобразующий ролик 200 из отрезного диска 176 и/или сгибающего колеса 178. Таким образом, вместо подъема каждой продольной головки 152, чтобы позволить перемещение каждой продольной головки 152, преобразующий ролик 200 может быть опущен, как показано на фиг. 10, чтобы одновременно расцепить все продольные головки 152 и позволить изменение положения продольных головок 152 как требуется. Опускание преобразующего ролика 200 для расцепления продольных головок 152 устраняет какую-либо необходимость наличия датчиков, приводов или сетей кабелей (для электрической энергии, сжатого воздуха), присоединенных к продольным головкам 152, обеспечивая преимущества, описанные выше. Это особенно важно для машины с электроприводами, в которой отсутствуют пневматические приводы или которая не имеет доступа к сжатому воздуху.
[00105] Как показано на фиг. 6A, преобразующий ролик 200 установлен на вал 202. Аналогично подающим роликам 134a, преобразующий ролик 200 поворачивается шаговым двигателем 146 посредством ремня 148. Когда шаговый двигатель 146 поворачивает ремень 148 в первом направлении (например, по часовой стрелке, как показано на фиг. 6A), преобразующий ролик 200 аналогично поворачивается в первом направлении, что перемещает листовой материал 104 под продольными головками 152 и/или перемещает упаковочные заготовки 108 из преобразующего узла 114. Напротив, когда шаговый двигатель 146 поворачивает ремень 148 во втором направлении (например, против часовой стрелки, как показано на фиг. 6A), преобразующий ролик 200 опускается в положение, показанное на фиг. 10.
[00106] Фиг. 11-14 изображают (отдельно от остального формирующего картриджа 130) преобразующий ролик 200 и механизм, используемый для опускания преобразующего ролика 200. Как отмечалось, преобразующий ролик 200 установлен на вал 202. Первый конец вала 202 продолжается через опорный блок 204 и имеет колесо 206, установленное на него. Как показано на фиг. 6A, ремень 148 зацепляет колесо 206 для того, чтобы вращать вал 202 и преобразующий ролик 200. Второй конец вала 202 продолжается в опорный блок 208.
[00107] Фиг. 12A-13 изображают эксцентриковый подшипниковый узел 210, который позволяет вращение преобразующего ролика 200 в первом направлении и опускание, когда поворачивается во втором направлении. Фиг. 12A-13 изображают опорный блок 204 и эксцентриковый подшипниковый узел 210, установленный на первом конце вала 202. Более конкретно, фиг. 12A изображает вид сбоку эксцентрикового подшипникового узла 210, расположенного в опорном блоке 204, фиг. 12B изображает вид в сечении эксцентрикового подшипникового узла 210 и опорный блок 204, и фиг. 12C и 12D изображают разобранные виды эксцентрикового подшипникового узла 210 и опорного блока 204. Как показано на фиг. 11, второй конец вала 202 также имеет эксцентриковый подшипниковый узел 212, который по существу аналогичен эксцентриковому подшипниковому узлу 210.
[00108] Как показано на фиг. 12A-12D, опорный блок 204 включает в себя в общем квадратное углубление 214, в котором расположен и способен вращаться эксцентриковый подшипниковый узел 210. Опорный блок 204 также включает в себя в общем прямоугольное углубление 215, образованное в нем. Вал 202 продолжается через углубления 214, 215 и имеет эксцентриковый подшипниковый узел 210 и подшипник 217, установленные на него, как показано на фиг. 12B. Подшипник 217 установлен на вал 202 и расположен внутри углубления 215, чтобы обеспечить перемещение вала 202 внутри углубления 215 (например, когда преобразующий ролик 200 поднимается или опускается) с малым трением и длительным сроком службы.
[00109] Эксцентриковый подшипниковый узел 210 включает в себя обгонный подшипник 216, эксцентриковый подшипниковый блок 218 и двусторонний подшипник 219. Как показано, эксцентриковый подшипниковый блок 218 включает в себя углубление 221, в котором расположен обгонный подшипник 216. Эксцентриковый подшипниковый блок 218 также включает в себя выступ 223, на который установлен подшипник 219. Подшипник 219 позволяет эксцентриковому подшипниковому блоку 218 вращаться внутри и относительно углубления 214 (например, когда преобразующий ролик 200 поднимается или опускается) с низким трением и длительным сроком службы. Кроме того, эксцентриковый подшипниковый блок 218 включает в себя отверстие 225, через которое продолжается вал 202.
[00110] Как лучше видно на фиг. 12B, вал 202 имеет центральную ось A вращения, вокруг которой вращается преобразующий ролик 200, когда ремень 148 вращает вал 202 в первом направлении. Обгонный подшипник 216, подшипник 217, углубление 221 и отверстие 225 установлены на или расположены вокруг вала 202 для того, чтобы иметь центральные оси, которые соосны с осью A. Напротив, эксцентриковый подшипниковый блок 218, выступ 223 и подшипник 219 имеют общую ось В вращения, которая смещена от оси A.
[00111] Когда ремень 148 поворачивает вал 202 в первом направлении, обгонный подшипник 216 обеспечивает вращение вала 202 в первом направлении, относительно эксцентрикового подшипникового блока 218 и вокруг оси A. Напротив, когда ремень 148 поворачивает вал 202 во втором направлении, обгонный подшипник 216 фиксируется с эксцентриковым подшипниковым блоком 218, чтобы предотвратить относительное перемещение между валом 202 и эксцентриковым подшипниковым блоком 218. Таким образом, когда вал 202 поворачивается во втором направлении, эксцентриковый подшипниковый блок 218 также поворачивается во втором направлении.
[00112] Когда эксцентриковый подшипниковый блок 218 поворачивается во втором направлении, эксцентриковый подшипниковый блок 218 поворачивается вокруг оси B. Вращение эксцентрикового подшипникового блока 218 вокруг оси В вызывает вращение вала 202 вокруг оси B. Как показано на фиг. 13, когда эксцентриковый подшипниковый блок 218 поворачивается во втором направлении вокруг оси B, вал 202 вращается вокруг оси В так, чтобы вал 202 опускался из положения, показанного на фиг. 12A. В результате, преобразующий ролик 200 опускается, когда вращается во втором (например, обратном) направлении.
[00113] Как показано на фиг. 6A, подпружиненный натяжитель 220, создает натяжение ремня 148. Натяжение ремня 148 прикладывает усилие к колесу 206, которое имеет как направленную вверх вертикальную составляющую, так и горизонтальную составляющую. Как описано более подробно ниже, пружинный механизм прикладывает аналогичное усилие к эксцентриковому подшипниковому узлу 212. В результате прикладывания усилий к колесу 206 и эксцентриковому подшипниковому узлу 212, эксцентриковый подшипниковый узел 210 и эксцентриковый подшипниковый узел 212 автоматически вращаются обратно в поднятое положение, показанное на фиг. 12, когда ремень 148 вновь начинает вращать вал 202 в первом направлении. Таким образом, эксцентриковый подшипниковый узел 210 и эксцентриковый подшипниковый узел 212 синхронизированы (одновременно поднимаются и одновременно опускаются).
[00114] Более конкретно, для того, чтобы опустить преобразующий ролик 200, ремень 148 вращает вал 202 во втором направлении, что вызывает вращение эксцентриковых подшипниковых блоков в эксцентриковых подшипниковых узлах 210, 212 вокруг оси B. Если эксцентриковый подшипниковый блок поворачивается во втором направлении на более или менее чем 180 градусов, тогда направленные вверх усилия на эксцентриковые подшипниковые узлы 210, 212 будут иметь достаточное передаточное отношение, чтобы автоматически повернуть эксцентриковые подшипниковые узлы 210, 212 обратно в поднятое положение, когда ремень 148 начинает вращать вал 202 в первом направлении. Это является следствием того, что направленные вверх усилия будут действовать не непосредственно под осью B. Однако, если эксцентриковые подшипниковые блоки поворачиваются на 180 градусов во втором направлении (например, таким образом направленные вверх усилия действуют непосредственно под осью B), тогда направленные вверх усилия на эксцентриковые подшипниковые узлы 210, 212 могут не иметь достаточного передаточного отношения, чтобы автоматически повернуть эксцентриковые подшипниковые узлы 210, 212 обратно в поднятое положение. В этом случае, ремень 148 может быть повернут дальше во втором направлении так, чтобы направленные вверх усилия имели достаточное передаточное отношение, чтобы автоматически повернуть эксцентриковые подшипниковые узлы 210, 212 обратно в поднятое положение.
[00115] Для того чтобы обеспечить синхронность эксцентриковых подшипниковых узлов 210, 212 или исправить любой недостаток синхронизации между ними, ремень 148 может быть повернут во втором направлении и затем в первом направлении, чтобы вернуть эксцентриковые подшипниковые узлы 210, 212 в исходное положение. Например, ремень 148 может быть повернут на 45 градусов во втором направлении и затем на 45 градусов в первом направлении. Поворачиванием во втором направлении на менее чем 180 градусов, обеспечивается то, что направленные вверх усилия не действуют непосредственно под осью B. В результате, когда ремень 148 поворачивается в первом направлении, направленные вверх усилия будут иметь достаточное передаточное отношение, чтобы вызвать автоматический поворот эксцентриковых подшипниковых узлов 210, 212 в поднятое положение.
[00116] Усилия, обеспеченные натяжителем 220, также противодействуют большей части направленных вниз усилий, приложенных к преобразующему ролику 200 листовым материалом 104 и продольными головками 152, таким образом, предотвращая эксцентриковый подшипниковый узел 210 от поворота и опускания преобразующего ролика 200, когда ремень 148 не поворачивается во втором направлении. Однако углубление 214, эксцентриковый подшипниковый блок 218 и подшипник 219 имеют размеры и выполнены с возможностью предотвращения эксцентрикового подшипникового узла 210 от непреднамеренного поворота и опускания преобразующего ролика 200 в случае, когда направленное вниз усилие приложено к преобразующему ролику 200, которое превзойдет направленное вверх усилие, обеспеченное натяжителем 220.
[00117] Во время нормального режима работы (например, когда достаточные направленные вниз усилия не приложены к преобразующему ролику 200, чтобы преодолеть направленные вверх усилия, обеспеченные натяжителем 220), подшипник 219 обеспечивает работу эксцентрикового подшипникового узла 210, как описано выше. Более конкретно, как лучше видно на фиг. 12B, подшипник 219 имеет немного меньший внешний диаметр, чем эксцентриковый подшипниковый блок 218, и углубление 214 включает в себя выемку 227 непосредственно над эксцентриковым подшипниковым блоком 218. В результате, направленные вверх усилия, обеспеченные натяжителем 220, вызывают зацепление подшипника 219 с верхней внутренней поверхностью углубления 214. Однако, одновременно, эксцентриковый подшипниковый блок 218 не зацепляет верхнюю поверхность углубления 214. Предпочтительно, верхняя поверхность эксцентрикового подшипникового блока 218 продолжается в выемку 227. Эта конструкция позволяет эксцентриковому подшипниковому блоку 218 вращаться вокруг оси В, когда ремень 148 поворачивает вал 202 во втором направлении.
[00118] В случае, когда достаточно большое направленное вниз усилие прикладывается к преобразующему ролику 200, чтобы преодолеть направленное вверх усилие, обеспеченное натяжителем 220, преобразующий ролик 200 немного опускается до тех пор, пока эксцентриковый подшипниковый блок 218 не зацепит нижнюю поверхность углубления 214. Как можно видеть на фиг. 12B, больший внешний диаметр эксцентрикового подшипникового блока 218 вызывает зацепление эксцентрикового подшипникового блока 218 с нижней поверхностью углубления 214, в то же время по-прежнему обеспечивая зазор между подшипником 219 и нижней поверхностью углубления 214. В результате, трение создается между эксцентриковым подшипниковым блоком 218 и нижней поверхностью углубления 214. Трение, созданное между ними, может быть достаточным для предотвращения вращения эксцентрикового подшипникового блока 218 вокруг оси B и, таким образом, предотвращая непреднамеренное опускание преобразующего ролика 200.
[00119] Натяжитель 220, и особенно положение натяжителя 220, позволяет опускание и поднимание преобразующего ролика 200, а также обеспечение относительно постоянное вращательное усилие на приводном ролике 134a. Натяжитель 220 соединен с ремнем 148 между шаговым двигателем 146 и преобразующим роликом 200, в отличие от соединения с ремнем 148 между шаговым двигателем 146 и приводным роликом 134a. Отсутствие натяжителя 220, соединенного с ремнем 148 между шаговым двигателем 146 и приводным роликом 134a, гарантирует то, что ремень 148 обеспечивает относительно постоянное усилие на приводной ролик 134a, что позволяет относительно постоянную подачу листового материала 104 через преобразующий узел 114. Напротив, соединение натяжителя 220 между шаговым двигателем 146 и преобразующим роликом 200 позволяет изменение усилия, приложенного ремнем 148 к преобразующему ролику 200. Например, когда ремень поворачивает преобразующий ролик 200 в первом направлении, ремень 148 обеспечивает заданное усилие на преобразующий ролик 200. Когда ремень 148 поворачивает преобразующий ролик 200 во втором направлении, натяжитель 200 уменьшает направленное вверх усилие, приложенное к преобразующему ролику 200, таким образом, обеспечивая опускание преобразующего ролика 200, как описано выше.
[00120] Эксцентриковый подшипниковый узел 212 на втором конце вала 202 обеспечивает такую же функциональность, как эксцентриковый подшипниковый узел 210. Конкретно, когда вал 202 поворачивается в первом направлении, эксцентриковый подшипниковый узел 212 обеспечивает вращение вала 202 и преобразующего ролика 200 для перемещения листового материала 104. Когда вал 202 поворачивается во втором направлении, эксцентриковый подшипниковый узел 212 вызывает опускание вала 202 и преобразующего ролика 200.
[00121] Поскольку второй конец вала 202 не соединен с ремнем аналогично ремню 148, который обеспечивает направленное вверх усилие, опорный блок 208 включает в себя отклоняющий механизм для возвращения эксцентрикового подшипникового узла 212 в поднятое положение. Как показано на фиг. 14, отклоняющий механизм включает в себя поворотный рычаг 222, поворотно соединенный с опорным блоком 208. Пружина 224 расположена между опорным блоком 208 и первым концом поворотного рычага 222. Пружина 224 вызывает поворот второго конца поворотного рычага 222 вверх, к эксцентриковому подшипниковому узлу 212, таким образом, отклоняя эксцентриковый подшипниковый узел 212 по направлению к поднятому положению. Возможно, второй конец поворотного рычага 222 может включать в себя подшипник 226, который может уменьшить износ между поворотным рычагом 222 и эксцентриковым подшипниковым узлом 212.
[00122] Расположение ремня 148, подающих роликов 134a, 134b и преобразующего ролика 200 позволяет использовать в преобразующем узле 114 единственный электродвигатель (например, шаговый электродвигатель 146) для выполнения множества функций. Конкретно, шаговый электродвигатель 146 может быть использован для перемещения листового материала 104 через преобразующий узел 114 вращением приводного ролика 134a. Шаговый электродвигатель 146 также может быть использован для перемещения упаковочных заготовок 108 из преобразующего узла 114 вращением преобразующего ролика 200 в первом направлении. Кроме того, шаговый электродвигатель 146 может расцеплять продольные головки 152 для изменения положения путем вращения преобразующего ролика 200 во втором направлении для того, чтобы опустить преобразующий ролик 200.
[00123] Использование шагового электродвигателя в формирующем картридже 130 (в отличие от сервопривода, например) может обеспечить различные преимущества. Шаговые электродвигатели более экономически эффективны и имеют более предпочтительную кривую крутящего момента, что обеспечивает более тонкую механическую конструкцию. Одним общим недостатком шаговых электродвигателей является то, что они теряют большую часть их крутящего момента на более высоких скоростях. Однако, в настоящих условиях это свойство является предпочтительным, поскольку требует менее жесткую опорную конструкцию, чтобы справится с более высоким крутящим моментом других двигателей. Меньший крутящий момент на высоких скоростях предотвращает повреждение движущихся компонентов (например, поперечной головки 150, продольных головок 152, преобразующего ролика 200 и так далее) в результате столкновения с высокими энергиями. Более того, шаговый электродвигатель мгновенно останавливается, когда скорость слишком высока, таким образом, уменьшая вероятность повреждающего столкновения, увеличивая надежность компонентов, а также безопасность персонала.
[00124] Как только преобразующий узел 114 сформировал фальцованный материал 104 в упаковочные заготовки 108, упаковочные заготовки 108 могут быть поданы из преобразующего узла 114 через разгрузочную направляющую 230, как показано на фиг. 15 и 16. Разгрузочная направляющая 230 может быть выполнена с возможностью отклонения и/или перенаправления упаковочных заготовок 108 из перемещения в одном направлении в другое. Например, разгрузочная направляющая 230 может быть выполнена с возможностью перенаправления упаковочных заготовок 108 из первого направления, которое может находиться по существу в горизонтальной плоскости (например, по мере перемещения листового материала 104 через преобразующий узел 114), во второе направление. Второе направление может находиться под углом относительно первого направления. Например, первое направление может являться по существу горизонтальным, в то время как второе направление может составлять около 70 градусов с первым направлением. Альтернативно, первое направление и второе направление могут образовывать острый или тупой угол друг относительно друга.
[00125] Как показано, разгрузочная направляющая 230 включает в себя нижнюю направляющую пластину 232 и один или более верхних направляющих зубьев 234. Упаковочные заготовки 108 могут быть поданы между нижней направляющей пластиной 232 и одним или более верхними направляющими зубьями 234. Как можно видеть, нижняя направляющая пластина 232 и один или более верхних направляющих зубьев 234 изогнуты и сужаются по направлению друг к другу. В результате, нижняя направляющая пластина 232 и один или более верхних направляющих зубьев 234 взаимодействуют, чтобы постоянно направлять упаковочные заготовки 108 из преобразующего узла 114 в заданное и предсказуемое положение.
[00126] Более конкретно, нижняя направляющая пластина 232 может поддерживать упаковочные заготовки 108, по мере того как они подаются из преобразующего узла 114 так, чтобы упаковочные заготовки 108 постоянно выходили из преобразующего узла в одном положении. Аналогично, один или более верхних направляющих зубьев 234 могут быть выполнены с возможностью отклонения и/или перенаправления упаковочных заготовок 108 из перемещения в первом направлении во второе направление. Один или более верхних направляющих зубьев 234 также могут быть выполнены с возможностью поддерживания упаковочных заготовок 108 на заданном наибольшем расстоянии от опорной конструкции 112. Как изображено, один или более верхних направляющих зубьев 234 могут иметь в общем дугообразную поверхность, которая отклоняет и/или перенаправляет упаковочные заготовки 108 во второе направление так, чтобы упаковочные заготовки 108 не продолжались значительно из преобразующего узла 114 в горизонтальном направлении.
[00127] В показанном варианте выполнения, кожух 236 расположен над одним или более верхними направляющими зубьями 234. Кожух 236 может предотвратить выход лишнего листового материала 104 из преобразующего узла 114 без отклонения вниз одним или более верхними направляющими зубьями 234. Кожух 236 возможно может быть прозрачным, чтобы обеспечить контроль разгрузочной направляющей 230, а также внутреннего пространства преобразующего узла 114.
[00128] Помимо нижней направляющей пластины 232 и одного или более верхних направляющих зубьев 234, разгрузочная направляющая 230 также может включать в себя разгрузочные удлинения 238, 240. Удлинения 238 продолжаются из нижней направляющей пластины 232 для того, чтобы образовать угол (например, между около 30 градусами и около 100 градусами; около 70 градусов и так далее) с первым направлением перемещения листового материала 104. Удлинения 238 являются в общем жесткими для того, чтобы быть способными направлять упаковочные заготовки 108 горизонтально от опорной конструкции 112 и поддерживать по меньшей мере участок упаковочных заготовок 108 после выхода упаковочных заготовок 108 из преобразующего узла 114. Например, удлинения 238 могут направлять и поддерживать упаковочные заготовки 108 так, чтобы упаковочные заготовки 108 свисали из преобразующего узла 114 снаружи накопительного бункера 110, как показано на фиг. 1.
[00129] Удлинения 240 продолжаются из кожуха 236 вблизи противоположных сторон преобразующего узла 114. Удлинения 240 могут быть гибкими или жесткими. В любом случае, удлинения 240 могут продолжаться в общем прямо вниз из кожуха 236. Удлинения 240 могут быть выполнены с возможностью отклонения и/или направления лишнего листового материала 104 (такого как обрезки бокового материала при формировании упаковочных заготовок 108) в накопительный бункер 110.
[00130] Преобразующий узел 114 может быть присоединен к опорной конструкции 112 так, чтобы листовой материал 104 подавался через преобразующий узел 114 в первом направлении, которое лежит не в горизонтальной плоскости. Например, преобразующий узел 114 может быть присоединен к опорной конструкции 112 так, чтобы листовой материал 104 подавался через преобразующий узел 114 под углом относительно опорной поверхности, на которой расположена обрабатывающая машина 100. Угол между первым направлением и опорной поверхностью может иметь любое значение между 0 градусами и 90 градусами. Кроме того, преобразующий узел 114 может быть подвижно присоединен к опорной конструкции 112 так, чтобы угол между первым направлением и опорной поверхностью мог быть выборочно изменен.
[00131] В случае, когда преобразующий узел 114 присоединен к опорной конструкции 112 под углом, угол, под которым разгрузочная направляющая 230 подает упаковочные заготовки 108 из преобразующего узла 114, может быть изменен. Например, преобразующий узел 114 находится под углом так, чтобы листовой материал 104 перемещался через него под углом 45 градусов относительно опорной поверхности, разгрузочная направляющая 230 может подавать упаковочные заготовки 108 из преобразующего узла 114 в том же направлении (например, для того чтобы образовать угол в 45 градусов с опорной поверхностью). Альтернативно, разгрузочная направляющая 230 может подавать упаковочные заготовки 108 из преобразующего узла 114 под углом относительно направления перемещения листового материала 104 через преобразующий узел 114 (например, между около 30 градусов и около 100 градусов; около 70 градусов и так далее).
[00132] Следует понимать, что относительные термины, такие как «горизонтальный», «вертикальный», «верхний», «нижний», «поднятый», «опущенный» и подобные, используются здесь только для удобства. Такие относительные термины не ограничивают объем настоящего изобретения. Предпочтительно, следует понимать, что преобразующий узел 114 может быть сформирован и расположен так, что эти относительные термины требуют корректировки. Например, если преобразующий узел 114 установлен на опорную конструкцию 112 под углом, преобразующий ролик 200 может перемещаться между «передним положением» и «задним положением», а не между «поднятым положением» и «опущенным положением».
[00133] Преобразующий узел 114 может включать в себя кожух в сборе, имеющий один или более кожухов или люков, которые обеспечивают быстрый доступ к формирующему картриджу 130. Например, преобразующий узел 114 может включать в себя кожухи с одной или обеих сторон и/или один или более передних и задних кожухов. Один или более кожухов может обеспечивать быстрый и удобный доступ к различным участкам формирующего картриджа 130.
[00134] Например, как показано на фиг. 17 и 18, преобразующий узел 114 включает в себя кожух в сборе, имеющий передний кожух 242, задний кожух 244 и противоположные боковые кожухи 246, 248. Передний кожух 242 и задний кожух 244 могут быть открыты по отдельности или вместе, как показано на фиг. 17 для того, чтобы обеспечивать доступ к внутренней поверхности преобразующего узла 114, включая в себя формирующий картридж 130. Как показано, передний кожух 242 и задний кожух 244 поворотно соединены с и между противоположными боковыми кожухами 246, 248.
[00135] Кожух в сборе (например, кожухи 242, 244, 246, 248) также может быть открыт как одно целое, как показано на фиг. 18 для того, чтобы обеспечить бульший доступ к или замену формирующего картриджа 130. Например, задний кожух 244 может быть открыт (как показано на фиг. 17), после чего боковые кожухи 246, 248 могут быть повернуты назад, как показано на фиг. 18. Поскольку передний и задний кожухи 242, 244 соединены между боковыми кожухами 246, 248, передний и задний кожухи 242, 244 также поворачиваются назад, когда боковые кожухи 246, 248 поворачиваются назад. Как только все кожухи 242, 244, 246, 248 повернуты назад, формирующий картридж 130 может быть обслужен или заменен.
[00136] Настоящее изобретение может быть выполнено в других конкретных формах без отступления от его сущности или существенных характеристик. Таким образом, описанные варианты выполнения должны рассматриваться во всех отношениях только как пояснительные и не ограничивающие. Следовательно, объем изобретения определен прилагаемой формулой изобретения, а не вышеизложенным описанием. Все изменения, которые соответствуют смыслу и являются эквивалентными пунктам формулы изобретения, подлежат включению в их объем.