專利名稱：供給單元和供給方法
技術領域：
本發明涉及一種供給單元和供給方法，尤其是能夠以更高速度間歇供給的供給單元和供給方法。
背景技術：
在形成條帶形材料時(標簽以預定間隔粘在延伸成條帶形狀的釋放襯墊上)，通常使用供給單元來間歇地將條帶形材料供給給定的模切單元。供給單元包括驅動單元，該驅動單元能夠以預定間隔供給條帶形材料；傳感器，用于檢測在與各標簽相對應的位置處記錄在條帶形材料上的標記；控制器，用于根據傳感器的輸出來控制驅動單元。在這種供給單元中，控制間歇供給的條帶形材料的停止位置，這樣，標簽的外邊緣的位置與模切單元的位置對齊，該模切單元沿標簽的外邊緣進行切割。
其中，作為控制停止位置的方法，已知在由傳感器檢測到標記的時間點停止條帶形材料的供給的方法(普通方法1)，或者在由傳感器檢測到標記后超過預定供給量時停止供給的方法(普通方法2，參考專利文獻1)。
(專利文獻1)日本專利公開No.平7-170775不過，在方法1中，當條帶形材料的供給速度設置為高速時，條帶形材料在傳感器檢測和供給停止之間的處理時間中供給，這通常導致在標簽的外邊緣和模切單元的處理位置之間產生偏離。此外，偏離隨供給速度而變化，從而使模切單元的處理精確性不利地降低。
而且，在方法2中，在檢測到標記并降低供給速度之后，單元供給超過量的條帶形材料，從而很難令人滿意地滿足更高供給速度要求。
也考慮了這樣的方法，即利用在印刷處理時確定的標記與標記間的距離來控制間歇供給的供給間隔。不過，這時，印刷條件(例如標記印刷單元的供給速度、溫度、濕度等)使得標記之間的距離偏離在幾微米的水平，從而降低條帶形材料停止位置的精確性。例如，當在標記之間的距離縮短時，即使各偏差很小，但是多個間歇供給操作積累的誤差產生明顯降低停止位置精度的缺點。
發明內容
本發明用于解決上述問題，本發明的目的是提供這樣的供給單元和供給方法，同時當進行預定處理時保持條帶形材料的精確位置，該供給單元和供給方法能夠提高條帶形材料的供給速度，并增加工作效率。
為了實現這些目的，本發明以上面記錄有標記的條帶形材料為對象。在供給單元中，供給單元參考標記將條帶形材料間歇供給預定位置，該供給單元包括傳感器，該傳感器檢測標記；控制器，用于通過根據由傳感器輸出產生的輸入來確定在標記之間的距離，以便進行預定控制；以及驅動單元，用于通過各供給間隔設置來供給條帶形材料，其中，控制器布置成通過校正在標記-標記距離和供給間隔設置之間的偏差而以預定方式控制驅動單元。
另外，本發明以其上記錄有標記的條帶形材料作為對象，且在供給單元中，該供給單元參考標記將條帶形材料間歇供給預定位置的供給單元中，供給單元還可以包括傳感器，用于檢測標記；控制器，用于通過根據由傳感器輸出產生的輸入來確定在預定處理位置和標記之間的偏差，從而進行預定控制；以及驅動單元，用于通過各供給間隔設置來供給條帶形材料，其中，控制器布置成通過校正所述偏差而以預定方式控制驅動單元。
在本發明的供給單元中，控制器優選是有這樣的結構，即提供有確定功能，以便通過前一次供給間隔設置的預定校正系數來確定隨后的供給間隔設置。
而且，控制器還可以有這樣的結構，即提供有確定功能，以便通過使供給間隔設置產生的偏差乘以前一次供給間隔設置的預定校正系數來確定隨后的供給間隔設置。
而且，控制器還可以有這樣的結構，即該控制器檢測在標記之間的距離之后，以預定量供給條帶形材料，然后控制驅動單元以便停止供給。
而且，在通過驅動單元以各預定間隔對其上記錄有標記的條帶形材料進行間歇供給的方法中，本發明采用了這樣的供給方法，該方法包括以下步驟通過傳感器檢測標記；通過預定控制器由傳感器的輸出來確定在標記之間的距離；通過控制器而使標記之間的距離與條帶形材料的供給間隔設置進行比較；以及通過控制器來控制驅動單元，以便根據比較來校正在標記-標記距離和供給間隔設置之間的偏差。
而且，在通過驅動單元以各預定間隔對其上記錄有標記的條帶形材料進行間歇供給的方法中，本發明采用了這樣的供給方法，該方法包括以下步驟通過傳感器檢測標記；通過預定控制器而使由傳感器輸出獲得的標記位置與預定處理位置進行比較；以及通過控制器來控制驅動單元，以便根據比較來校正條帶形材料的供給間隔設置的偏差。
在本發明的供給方法中，優選是通過預先設置的校正系數來進行偏差校正。
圖1是表示用于標簽制造裝置的本發明實施例的供給單元的局部示意正視圖；圖2是表示在用于設置目的的條帶形材料間歇供給之前的準備狀態的解釋圖；圖3是表示在條帶形材料的第一自動間歇供給之前的狀態的解釋圖；
圖4是表示在條帶形材料的第一自動間歇供給之后的狀態的解釋圖；圖5是表示在條帶形材料的第二自動間歇供給之后的狀態的解釋圖；以及圖6是表示在條帶形材料的第n自動間歇供給之前的狀態的解釋圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖介紹本發明的實施例。
圖1是表示具有本發明的供給單元的標簽制造裝置的示意正視圖。在圖1中，標簽制造裝置10包括印刷單元11，該印刷單元11在條帶形材料L的表面上進行預定印刷；模切單元13，該模切單元13布置在印刷單元11的下游側(圖1中的右側)；以及供給單元14，用于將條帶形材料L從印刷單元11供給模切單元13側。
如圖2所示，印刷單元11布置成這樣，即沿條帶形材料的供給方向X以各預定間隔印刷具有基本方形形狀的標簽印刷部分P和位于其下的標記M，該印刷部分P和標記M位于標簽基片S上，該標簽基片S布置在條帶形材料L的表面上。標簽基片S通過粘接劑而粘在釋放襯墊(未示出)的表面上。各標記記錄在標簽基片S的、沿寬度方向的一端上(圖2中的底側)，并形成于從各印刷部分P的、沿供給方向X的中心線C1伸出的直線上。在相鄰標記M之間的相互間隔W(即在標記之間的各個距離)設置在印刷單元11中，這樣，各間隔為相同距離。由印刷單元11完成印刷處理的條帶形材料L通過緩沖區域16供給模切單元13。
在本發明的印刷單元11中，如圖1所示，在條帶形材料L上印刷標簽印刷部分P和標記M之后，保護膜FL粘在它們上面。在初始材料卷狀態時，保護膜FL由布置在模切單元13上面的供給輥18支承，并從該輥18供給。在剝離釋放襯墊B之后，保護膜FL在一對夾輥19之間通過，以便粘在標簽片的印刷側面上。釋放襯墊B由纏繞輥21來纏繞。
模切單元13包括運動單元23，該運動單元23布置在框架F的底部；切刀模25，該切刀模25布置成可通過運動單元23而沿上下方向運動預定沖程，并在它的底表面上裝備有刀片24，以便切入上面粘有保護膜FL的標簽基片S；以及切刀模接收板26，該切刀模接收板26在切刀模25下面布置在條帶形材料L的相反側。切刀模25由滑動件(未示出)支承，并布置成這樣，即滑動件能夠使切刀模沿供給方向X滑動，且該滑動可以通過止動件(未示出)來限制。
運動單元23包括伺服馬達29，該伺服馬達29提供有齒輪頭部(gear head)28，該齒輪頭部28作為減速單元；齒輪箱33，該齒輪箱33通過正時皮帶32而與伺服馬達29的輸出軸30連接；以及升降軸34，該升降軸34與齒輪箱33連接，并且在它的上端與上述切刀模25固定。總共采用了四個升降軸，它們位于切刀模25的各拐角的相鄰部分處。齒輪箱33包括偏心軸和齒輪組(未示出)，并布置成通過已知的曲軸和齒冠桿(crown rod)等而將伺服馬達29的旋轉轉換成升降軸34的垂直線性運動。
通過模切單元13的條帶形材料L通過供給單元14以各供給間隔設置而間歇供給。供給單元14包括傳感器36；驅動單元37，該驅動單元37布置在切刀模25的下游側(圖1中右側)，從而向條帶形材料L施加供給運動力；控制器38，該控制器連接傳感器36和驅動單元37；以及輸入單元39，該輸入單元39布置在驅動單元37上面，并包括能夠向控制器38輸入預定設置值的接觸面板等。
傳感器36包括標記檢測傳感器40，用于檢測布置在切刀模25上游側(圖1中的左側)的標記M和安裝在驅動單元38的馬達上的編碼器41，它們將在后面介紹。標記檢測傳感器40布置成當檢測到正在供給的條帶形材料L的標記M時向控制器38輸出檢測信號，同時編碼器41布置成與馬達旋轉相對應地向控制器38輸出脈沖信號。因此，布置成通過在控制器38處計數脈沖信號來檢測條帶形材料L的供給運動量，并通過在控制器38處在向控制器38輸出的各標記M的檢測信號輸出正時(timing)之間計數脈沖信號來檢測在標記M之間的距離W。
驅動單元37包括馬達43，該馬達間歇驅動；馬達43的輸出軸44；以及夾輥45，該夾輥45壓向輸出軸44的外周表面。驅動單元37布置成輸入由控制器38輸出的供給間隔設置值，并以各個預定供給間隔設置供給條帶形材料L。
控制器38包括存儲器功能，用于儲存由輸入單元39輸入的、間歇供給的供給間隔設置以及校正系數(后面將介紹)；確定功能，用于通過由標記檢測傳感器40和編碼器41輸入的數據來確定在標記之間的距離W；比較功能，用于比較在標記-標記距離W之間的間隔和間歇供給的供給間隔設置；確定功能，用于通過前一個供給間隔設置的比較結果和校正系數來確定隨后的供給間隔設置；以及控制功能，用于通過向驅動單元37輸出隨后的供給間隔設置量來控制條帶形材料L的間歇供給。
下面將參考圖2至圖6來介紹根據本發明實施例的條帶形材料L的間歇供給以及標簽制造的方法。在這些附圖中，當作為平面圖時，與條帶形材料L交疊的切刀模25的刀片24表示為向上方偏移。
首先，在制造標簽之前的設置操作進行如下。該操作開始于圖2中所示狀態，隨后進行用于設置操作的間歇供給(下文中表示為“用于設置的間歇供給”)，這導致形成圖3中所示的設置狀態。
預先確定用于設置目的的間歇供給的供給間隔設置K0。供給間隔設置K0可以在該值預先儲存于控制器38中時使用，也可以通過輸入單元39來人工輸入給控制器38。然后，如圖2所示，條帶形材料L設置成這樣，即任意一個標記M的位置、標簽印刷部分P和刀片24的中心位置C2大致對齊，傳感器40大致位于相鄰標記M的中點，且不與標記M交疊。然后，通過驅動單元37以供給間隔設置K0來進行用于設置目的的間歇供給。當用于設置的間歇供給處于停止模式時，通過模切單元13而在標簽基片S上形成切口，然后視覺檢查在切口位置和標簽印刷部分P之間的位置偏差，然后通過滑動件和止動件(未示出)而沿供給方向X人工調節切刀模25，以便消除位置偏差，然后進行用于設置的隨后間歇供給。這樣，在進行多次(例如5至10次)用于設置目的的間歇供給的過程中，如圖3所示，當標記M和中心位置C2彼此對齊時，即當確認在刀片24和標簽印刷部分P之間不存在位置偏差時，停止用于設置的間歇供給，從而完成設置操作。
在用于設置目的的間歇供給中，計算從標記檢測傳感器40檢測到標記M的時刻開始至如上述操作停止的時刻為止編碼器41輸出的脈沖數目。檢測在該操作過程中條帶形材料L的供給量，以便儲存在控制器38中。其中，在完成設置操作時的供給量稱為代碼R1(見圖3)。
在完成設置操作之后，開始進行自動間歇供給，以便產生標簽。其中，為了便于解釋，如圖3所示，在自動間歇供給操作之前定位在刀片24的中心位置C2處的標記稱為代碼M1。如圖4至6所示，按照圖中從左至右的順序，標記M稱為代碼M1、M2、M3、M4…。還有，自動間歇供給的第n次供給間隔設置稱為代碼Kn，在檢測標記之間的距離稱為代碼Wn(“n”是自然數)。
在開始自動間歇供給之前，將通過輸入單元39來輸入校正系數h(后面將介紹)和供給間隔設置K1(該供給間隔設置K1是第一自動間歇供給)。當供給間隔設置K1與用于設置的間歇供給的供給間隔設置K0相同時，省略輸入操作。
當開始自動間歇供給時，從控制器38輸出的、用于起動驅動單元37的輸出信號將使得馬達43的輸出軸44開始旋轉，且如圖4所示，開始條帶形材料L的、具有供給間隔設置量K1的第一自動間歇供給。當開始間歇供給操作時，控制器38計數由編碼器41輸出的脈沖數，以便確定供給量R2，同時標記檢測傳感器40檢測標記M2，并通過使供給量R2與前述供給量R1相加來確定在標記之間的距離W1。還有，控制器38確定在標記檢測傳感器40檢測的標記M2和間歇供給的停止位置之間的供給量R3，并儲存該值。
當驅動單元37供給條帶形材料L一供給間隔設置量K1時，控制器38停止驅動單元37的操作，以便停止條帶形材料L的供給運行，并結束第一自動間歇供給。在條帶形材料L的停止狀態下，模切單元13的刀片24沿標簽印刷部分P的外周進行切割。
其中，在控制器38中，在標記之間的距離W1與供給間隔設置K1比較，第二供給間隔設置K2由下面的公式確定。
Z1＝W1-K1。
H1＝Z1×hK2＝K1+H1，其中Z1作為誤差的偏差(供給方向表示為正，而供給方向的相反方向表示為負。下文中，在第n次間歇供給之后的偏差表示為Zn)；H1校正量(供給方向表示為正，而供給方向的相反方向表示為負。下文中，在第n次自動間歇供給之后的校正量表示為Hn)；h校正系數(0＜h＜1)。
根據上述公式，校正量H1通過使偏移量Z1乘以常數比(校正系數h)來確定，而第二次供給間隔設置K2通過使校正量H1與前一個供給間隔設置K1相加來校正。
偏差Zn(在此為偏差Z1)等于在與形成有切口的標簽印刷部分P相對應的標記(在此為標記M2)和刀片24的中心位置C2之間的偏差(誤差)。
在通過模切單元13形成切口之后，控制器38輸出信號以便起動驅動單元37，并開始條帶形材料L的第二自動間歇供給。當開始間歇供給操作時，如圖5所示，當傳感器40檢測到標記M3時，控制器38計數編碼器41輸出的脈沖數，并確定從第二自動間歇供給開始時到標記M3檢測的供給量R4，且通過使供給量R4和儲存的供給量R3相加而確定在標記之間的距離W2。還檢測從檢測到標記M3時至自動間歇供給停止時的供給量R5。
當供給條帶形材料L供給間隔設置量K2完成時，通過控制器38和驅動單元37而停止條帶形材料L的供給運動，這使得第二次間歇供給結束。然后，控制器38使標記之間的距離W2與供給間隔設置K2進行比較，以便由下面的公式確定第三供給間隔設置K3Z2＝W2-K2+Z1。
H2＝Z2×hK3＝K2+H2第三或第四自動間歇供給的操作與第二自動間歇供給的情況相同。第n次供給間隔設置Kn和偏差Zn確定如下(1)當n＝1時，(i)供給間隔設置K1人工輸入或預先儲存在控制器38中，(ii)偏差Z1＝W1-K1。
(2)當n＝2時，(i)供給間隔設置K2H1＝Z1×hK2＝K1+H1(ii)偏差Z2＝W2-K2+Z1。
(3)當n≥3時(參考圖6)，(i)供給間隔設置KnZn-1＝Wn-1-Kn-1+Zn-2……(a1)Hn-1＝Zn-1×h ……(a2)Kn＝Kn-1+Hn-1(ii)偏差Zn＝Wn-Kn+Zn-1。
通過上述公式，如圖6所示，通過從標記之間的距離Wn-1(該距離在第(n-1)次自動間歇供給中檢測)中減去供給間隔設置Kn-1，并加上前一次偏差Zn-2，從而確定偏差Zn-1。通過使偏差Zn-1乘以校正系數h，從而獲得校正量Hn-1，這通過使前一次供給間隔設置Kn-1增加對于該供給間隔設置Kn-1的增量Hn-1而形成對第n次供給間隔設置Kn的校正。
其中，在0＜h＜1的范圍內，當校正系數h變大時，對計算偏差Zn-1的校正量Hn-1絕對值大小也增加，這導致對隨后的供給間隔設置Kn進行較大校正，而當校正系數h變小時，對計算偏差Zn-1的校正量Hn-1絕對值大小也減小，這導致對隨后的供給間隔設置Kn進行較小校正。
因此，根據上述實施例，因為驅動單元37以由控制單元38預定的各供給間隔設置Kn間歇地自動供給條帶形材料L，因此，即使當供給速度改變時，也可以限制在供給間隔設置Kn和實際供給間隔之間的偏差，從而減小變化的影響。因此，即使當條帶形材料L的供給速度設置為更高速度時，也可以提高標簽制造效率，同時保持標簽切割處理的精確性。
此外，在每次自動間歇供給條帶形材料L時，都確定隨后的供給間隔設置，這樣，通過使根據前一次自動間歇供給間隔設置Kn-1的量與在標記之間的檢測距離的相加來獲得Kn，該量乘以校正系數，這使得當自動間歇供給的次數增加時，供給間隔設置Kn變得更接近在標記之間的平均距離Wn的近似值，從而可以減小在它們之間的偏差。
上面已經介紹了實施本發明的最佳結構和方法，但是本發明并不局限于它們。
即，本發明的特定實施例特別在附圖中表示并進行了說明，但是在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，本領域技術人員可以對結構的形狀、數量和其它細節進行各種變化和改變。
對形狀等進行限制的前述說明是為了很容易理解本發明，并不是對本發明的特別限制，因此，應當知道，消除對形狀等的部分限制或全部限制的、結構部件的設計也包含在本發明的范圍內。
例如，供給單元14可以用于以各預定間隔進行印刷處理或標簽粘貼處理的單元。
標簽印刷部分P和標記M的形狀或形成位置可以在設計時進行各種變化，只要它們以各預定間隔沿供給方向X而形成，且標簽印刷部分P與相應標記M的相對位置也總相同。
而且，在上述方法中，校正量Hn-1可以通過下面的公式(b1)和(b2)來確定，以代替公式(a1)和(a2)。
Jn-1＝Wn-1-Kn-1+Hn-2……(b1)Hn-1＝Jn-1×h ……(b2)(Kn＝Kn-1+Hn-1)
在上述公式(b1)和(b2)中，Jn-1是初步校正量，它通過從標記之間的距離Wn-1(該距離在第(n-1)次間歇供給中檢測)中減去供給間隔設置Kn小并加上前一次校正量Hn-2而確定。通過使初步校正量Jn-1乘以校正系數h，從而獲得校正量Hn-1。
上述供給方法的偏差Zn-1也可以通過與實施例不同的方式來確定，例如，代替公式(a1)，在各個自動間歇供給中，量Zn-1可以通過從在檢測標記M時和自動間歇供給停止時之間的供給量中減去供給量R1(在間歇供給處于停止狀態時在標記檢測傳感器40和刀片24中心位置C2之間的距離)而確定。這樣，隨后的校正供給間隔設置Kn可以在并不確定在標記之間的距離W的情況下來確定。
而且，用于確定供給間隔設置Kn的方法并不局限于上述公式，還有，它們可以以各種方式進行變化，只要校正控制在標記-標記距離W和供給間隔設置Kn之間的誤差。
根據本發明，供給量可以根據校正的各供給間隔設置來控制，這樣，不需要象普通方法那樣通過傳感器輸出來控制供給運動，并使條帶形材料的停止位置偏差并不受供給速度的影響。即，即使當供給速度設置為高速時，也可以在保持非常精確地控制用于處理的條帶形材料的停止位置的同時獲得令人滿意的更高供給速度。
當在標記-標記距離和供給間隔設置之間發生偏差時，在對前一次供給間隔設置進行校正后進行間歇供給，從而提高條帶形材料的停止位置精確性。
而且，由前一次供給間隔設置產生的偏差將通過乘以校正系數而以累積方式影響隨后的供給間隔設置，因此，當隨后進行間歇供給時，供給間隔設置能夠一步步地更接近在標記之間的距離。而且，即使當在多個間歇供給過程中產生明顯偏差時，也可以通過對后面的供給間隔設置進行逐漸變化而使偏差收斂。
還有，即使當標記之間的距離偏差變大時，條帶形材料布置成在檢測標記之間的距離之后以各預定距離供給，這也可以在各供給間隔設置中確實檢測標記。
本發明主要用于在間歇供給的條帶形材料上以各預定間隔進行預定處理(例如形成切口)的制造裝置。
權利要求
1.一種條帶形材料的供給單元，以上面記錄有標記的條帶形材料為對象，該供給單元參考所述標記將所述條帶形材料間歇供給預定處理位置，該供給單元包括傳感器，用于檢測所述標記；控制器，用于通過將傳感器的輸出作為輸入來確定在標記之間的距離量，從而進行預定控制；以及驅動單元，用于以各供給間隔設置來供給所述條帶形材料，其中，所述控制器對所述驅動單元進行預定控制，以便校正在標記-標記距離和供給間隔設置之間的偏差
2.一種用于條帶形材料的供給單元，該條帶形材料上以各預定間隔記錄有標記，其中，通過參考所述標記，所述條帶形材料被間歇供給到預定處理位置，該供給單元包括所述傳感器，用于檢測標記；控制器，用于通過將傳感器的輸出作為輸入來確定在所述預定處理位置和標記之間的偏差，從而進行預定控制；以及驅動單元，用于以各供給間隔設置來供給所述條帶形材料，其中，所述控制器進行所述驅動單元的預定控制，以便校正所述偏差。
3.根據權利要求1或2所述的供給單元，其中所述控制器有通過前一次供給間隔設置的預定校正系數來確定隨后的供給間隔設置的功能。
4.根據權利要求1或2所述的供給單元，其中所述控制器有通過使所述供給間隔設置產生的偏差量乘以預定校正系數而確定的量來確定對于前一次供給間隔設置的隨后供給間隔設置的功能。
5.根據權利要求1、2、3或4所述的供給單元，其中在所述控制器檢測在標記之間的距離或標記之后，以預定量供給條帶形材料，并控制驅動單元以便停止所述供給。
6.一種通過驅動單元以各預定間隔而間歇供給其上記錄有標記的條帶形材料的方法，所述方法包括以下步驟通過傳感器檢測所述標記；通過預定控制器根據所述傳感器的輸出來確定在標記之間的距離；通過所述控制器而使標記之間的距離與條帶形材料的供給間隔設置進行比較；以及根據所述比較通過所述控制器來控制驅動單元，以便校正在標記-標記距離和供給間隔設置之間的偏差。
7.通過驅動單元并參考所述標記將上面以各預定間隔記錄有標記的條帶形材料間歇供給到預定處理位置的方法，包括以下步驟通過傳感器檢測所述標記；通過預定控制器而使由所述傳感器輸出獲得的標記位置與所述預定處理位置進行比較；以及根據所述比較通過所述控制器來控制驅動單元，以便校正條帶形材料的供給間隔設置的偏差。
8.根據權利要求6或7所述的供給方法，其中通過預先設置的校正系數來進行所述校正。
全文摘要
供給器14能夠參考在條帶形材料L上在各預定間隔處記錄的標記M而間歇供給條帶形材料。該供給器14包括傳感器36，用于檢測標記M；控制器38，用于根據輸入傳感器的輸出來確定在標記之間的距離W；以及驅動單元37，用于以各供給間隔設置K
文檔編號B65H26/06GK1616332SQ20041009230
公開日2005年5月18日 申請日期2004年11月8日 優先權日2003年11月10日
發明者神戶康道 申請人:琳得科株式會社