板測試設備的制造方法
【專利摘要】一種板測試設備和方法,并且,特別地,一種用于測試由瓦楞材料制成的板,例如,瓦楞板,的測試方法的測試設備,以獲得失效特性。所述方法包括:從瓦楞成型機或者變換機上取出瓦楞板;將所述瓦楞板的至少一部分定位在測試機中;對所述測試機內的瓦楞板的一部分的試樣區域執行非破壞性擠壓,并且提供所述板的區域的擠壓測試性能讀數,將所述性能讀數與上述設計的瓦楞板應當具有的預定義的可接受的擠壓測試性能讀數進行對比,并從該對比中總結所述板或者所述板的所述試樣區域是否滿足所需的擠壓剛性參數。
【專利說明】板測試設備
[0001] 本發明涉及一種板測試設備及方法,尤其涉及一種用于測試由波紋材料制成的板 (例如,瓦愣紙板)的失效性能。這種失效性能可能是由瓦愣成型機(corrugator)內的過度 加工或者后續的轉化工藝(conversion process)(例如,印刷應用工藝或者切割/刻痕 (scoring)/折疊/組裝工藝)造成的。這些工藝通常使用輥子給料、運輸或處理所述板,并 且,這些輥子,尤其是,當所述輥子安裝不正確、或者安裝壓力或輥縫寬度不合適時,會對所 述板造成損壞。典型的損壞為所述板內的凹槽(flute)過曲(overflexure),這種損壞可能 導致所述板在很大程度上被整體削弱。即便在沒有明顯的視覺損壞時(即,通常過曲的凹槽 可能彈性回彈,即使所述板的強度因此得到補償,從而掩飾了所述損壞)仍然會導致所述板 在很大程度上被整體削弱。
[0002] 仍然持續存在對優化包裝所使用的材料的重量的需求。因此,對特定的板的強度 進行量化的測試過程,有益于允許對所述板中使用的材料的重量進行微調,同時仍然允許 達到目標強度性能,或者,通過允許更好地控制或管理對所述板的加工而簡單地將所述強 度最大化。
[0003] 還持續存在保持產品(例如,坯料(blank)或實際組裝成的包裝或盒子)品質一致 的需求。在這方面,可能同時存在對視覺外觀質量(即,沒有瑕疵)、以及結構性能質量(例 如,所述板的強度)的需求。通常能夠使用攝像機陣列或者肉眼檢查有序地完成對包裝的視 覺性能測試。然而,檢查所述產品的結構性能卻不那么容易,并且可行的測試在本質上通常 是具有破壞性的,或者通常需要從組裝線上拿出并帶離組裝線,因此,這些測試方法要么不 切實際,要么導致顯著的機械停機時間。例如,如果紙板坯料生產線在一天之內組裝或生產 25至30種不同形式的包裝,并且如果每個產品測試需要5至10分鐘的測試工藝,并且之后進 行證實通過調節達到校正的后續測試,隨后5至10分鐘乘以30條產品線,并且,隨后乘以提 供所需校正所需要的后續測試的數量,得到的是相當于每天停機三至六小時!所述測試工 藝包括在對所述組裝線進行必要調節(例如,輥縫或壓力)之前,在組裝線停留在暫停模式 中時將產品樣品移出,在該產品樣品中取出一個或多個測試樣品(或者將所述產品樣品組 裝成用于進行壓盒測試(box-crush test)的盒形),將所述測試樣品放置在用于進行測試 的測試機上,執行所述測試,檢查結果,并且總結所述產品是否滿足要求。因此,需要一種能 夠提供現有工藝精確性且減少停機時間的測試工藝。
[0004] 關于現有技術中的測試,通常包括壓盒(box crush)測試或者擠壓盒(box compression)測試(或者簡稱BCT測試)。這些BCT設備(擠壓盒測試設備)在豎直擠壓作用下 將組裝的盒擠壓至失效的點,以測試所述組裝的盒。例如,參見圖1,該圖1示意性地示出了 典型的BCT設備。如圖所示,通過上板12靠向下板14擠壓組裝形式的盒10,上板12和下板14 中的每一個均安裝在四個角柱16上。隨后,所示的BCT設備還包括至少一個螺桿傳動件18, 所述螺桿傳動件18用于將上板12相對于下板14降低或升起。通過這一設備可以測得力讀 數,并且這些讀數被輸入至計算機20,使得所述讀數隨后能夠以可視化圖形的形式(以抗壓 強度(牛頓(N))對壓縮量(μπι)的形式)展示在計算機屏幕22上,或者可以將所述讀數與這種 產品/材料公認準則相對比。出于客戶的目的,所述盒的失效點決定了所述盒的性能特點。 可以通過負載力從最大負載下降的點看出所述失效點。隨后,可以宣布所述盒合格或失效。
[0005] 然而,這種測試是破壞性的測試,并且是涉及組裝所述盒的測試,而且由于所述測 試設備的尺寸,所述測試難以在所述盒的坯料生產線旁邊進行,并且,要求設備沒有干涉 (例如,這種干涉可能由所述板/坯料生產線的噪聲和振動導致,并且,所述干涉可能導致組 裝成的盒的明顯振動)。因此,以這種方式執行的測試傾向于遠離產品生產線,并且,由于在 所述產品上執行所述測試導致停機時間,對于高速生產技術,時間消耗太多且不實用。
[0006] 還需記住的是,由于如果發現被測試的盒或箱子未通過測試(即,被測試的盒或箱 子的結構強度不足以滿足用戶要求)時,在測試工藝過程中繼續生成產品或坯料將產生過 多的產品浪費,因此,在測試工藝過程進行的同時,繼續生產產品或坯料是不切實際的。畢 竟,進行所述箱子或盒的生產時,測試設備的給料速度為每分鐘大約20至400個箱子或盒, 每個箱子或盒可能需要使用或轉換1至8平方米之間的瓦楞材料,因此,在進行一個盒擠壓 測試的時間(即,大約5分鐘)內,可能已經生產了由瓦楞材料制成的2000或更多個箱子,并 且因此如果在所述盒擠壓測試表面產品失敗時繼續生產,由瓦楞材料制成的2000或更多個 箱子則將被浪費!
[0007] 此外,鑒于這種盒的產品的利潤率,加上這種浪費對環境的影響,即使所述材料最 終被循環,但是這些浪費水平從經濟上到環境上均完全不能被接受。因此,在試樣測試過程 中,總是停止廣品生廣。
[0008] 還應當觀察到的是,由于各個產品生產涉及不同的變換機(convertor)安裝,并因 此需要進一步試樣測試,因此在停機時間內,不同產品的生產也不能進行。
[0009] 因此,對于這些機械的操作者而言,恢復這些丟失的停機時間將是非常有利的。
[0010] 當生產者具有典型的指令或產品生產產量(包括例如每個指令或每次生產平均大 約在2000至5000個箱子之間)時,在進行老式測試所用的時間(即每個5分鐘的測試中)中, 通常就可完成整個生產,并且因此,長的停機時間是非必要的,在這種情況中尤其能夠看到 恢復這些丟失的停機時間的利益。因此,非常需要顯著縮短停機時間的步驟。
[0011] 除了現有技術中的BCT測試的時間缺陷外,由于在測試紙板包裝/組裝盒時檢測極 限壓碎強度而非紙板本身的強度,因此,紙板包裝/組裝盒的失效測試(test-to-failure) 還被認為是一種相對粗暴的測試模式。因此,一種更優選的選擇應當是測試瓦楞板的材料 性能,而非測試所述盒的結構性能。畢竟,測試所述瓦楞板的強度避免了成型的坯料的角部 的結構性能,例如,提供不精確的強度測試數據。
[0012] 因此,已經發展了多種測試瓦楞材料本身的質量或強度的技術,并且,這些技術中 的一些提供所述瓦楞材料的強度特征讀數,反之,其他的技術則是簡單地利用卡尺測量所 述材料來觀察。
[0013] 關于卡尺,根據自身的設計(即,用于前層、后層、凹槽以及凹槽的形式,例如A-槽、 B-槽、C-槽、E-槽、F-槽、G-槽、N-槽或者R-槽?的材料),特定形式的板將具有已知的目標卡 尺尺寸(即,厚度)。如果經過后加工(例如,當所述板離開形成該板的瓦楞成型機或者在所 述轉換裝置的給料點(即在所述給料輥的擠壓之前)時,或者在所述板離開所述轉換裝置 后)的板的厚度(即,卡尺尺寸)小于所述目標卡尺尺寸,那么,可知所述板被過度壓縮,并且 因此存在潛在損壞。其中,所述轉換裝置是可以進行印刷、折縫、折疊、穿孔或者其他后續成 型步驟的設備。然而,由于瓦楞具有回彈趨勢,并且因此所述瓦楞將從某種程度的擠壓彈 回,或者完全彈回至目標卡尺尺寸,或者大致彈回至所述目標卡尺尺寸,因此只留下較小的 表明過度擠壓對板造成的損壞或者輕微擠壓損壞的痕跡,所以這種基礎的測試是相對粗暴 的或者對輕微擠壓損壞不敏感。
[0014] 另一種更可靠的測試代替最近形成的測試,該更可靠的測試被稱作動態剛性測試 (dynamic stiffness test)或者DST。這種測試測量根據施加至其上的扭曲力測量從瓦愣 板上切割的試樣的阻力特性。參見圖2中一種用于這種測試的裝置的圖片。在圖2中,試樣24 的端部安裝在兩個夾具26、28中,兩個夾具中的一個安裝在傳感器單元30上,并且另一個夾 具28固定在組件框架32上。可以利用桿34打開或關閉固定夾具28。相似地,可以利用桿36打 開或關閉可移動的夾具26,此時,桿36在傳感器單元30的頭部38處。為了進行這種測試,頭 部38首先相對于固定夾具28旋轉,以旋轉旋轉夾具26,并因此扭轉試樣24。隨后,允許頭部 38返回其原始位置,該返回原始位置通過振動頭部38來實現,該振動頭部38由振蕩由試樣 24的抗扭剛度和回彈性能來控制。因此,可以利用傳感器單元30根據,例如,振蕩的頻率、幅 度以及衰變速率來產生試樣24的剛度和回彈性能的讀數。因此,上述讀數提供代表性的剛 性特性數據,該數據表明了所述板中已經產生的永久性損壞,例如,試樣24內的瓦楞結構的 損壞。
[0015] 如果所述瓦楞結構受到損壞,那么剛度將比所述瓦楞結構在沒有損壞的條件下的 剛度低,并且上述測試提供損壞的試樣和未損壞的試樣之間的清晰差別。已經發現,這種動 態剛性測試在提供關于從瓦楞成型機或者轉換機(例如,打印機、切割機或者壓痕/穿孔設 備)中出來的瓦楞材料的質量保證信息方面卓有成效,并且迄今已經被多種瓦楞結構制造 廠所采用。然而,如下文中將描述的,這種測試相對較慢,并且這種測試可能明顯依賴于操 作者的勤奮程度。
[0016] 如圖3所示,生產試樣24的工藝涉及具有兩個平行的切割引導件42的引導模型40 的使用手冊,例如斯坦利(Stanley?)工藝刀通過引導模型40切割出所述試樣。隨后,為了 給出一致的長度,可以旋轉引導模型40,以利用該引導模型40的長邊作為切割試樣24的預 定長度的引導件。隨后,可以將這些試樣安裝在兩個夾具26、28之內,并且隨后測試。使用的 刀鋒的鋒利程度將決定能否干凈利索地切割所述試樣,并且,由于切割不利落本身可能導 致對瓦楞結構/凹槽的損壞,因此,小心使用,并且,尤其是鋒利刀具的使用變得很重要。相 似地,施加在引導模具40上的壓力根據使用者的不同而不同,并且,如果施加的壓力過大將 損壞凹槽。此外,所述夾具對試樣的夾緊(例如,如果夾得過緊)可能導致錯誤或損壞(并且, 并非所有的試樣都將具有相同的厚度,例如,不同類型的紙制成的紙板具有不同的厚度)。 最后,雖然實物檢測是快的一大約15秒,但是,對于每個試樣,即便對于有經驗的操作者,利 用生產線上取下的紙板上準備試樣,并且將所述試樣安裝在所述測試設備中,這整個過程 可能需要大約2至3分鐘。即便將這種測試推廣至所有的商業應用中,或者現有生產線上所 有的產品,或者,通過在輥校準調節后進行多個重復的測試微調產品生產上,這種方法過 慢,但是,這種測試比盒擠壓測試快,并且比僅進行卡尺測試精確。因此,這種測試在實際中 執行時不一致,或者僅僅是不規律的。
[0017]因此,需要提供一種更快且簡單精確的測試方法,以在生產線中或者生產線旁邊 進行,從而使得所述測試能夠規律且一致地進行,并且因此使得制造者能夠總是執行所述 測試,并且因此更好地校準輥壓,并且同時還為使用者提供離開生產線的產品的一致性的 證明。這可以為用戶提供坯料或者包裝產品的質量、一致性和性能特征的保證。
[0018] 根據本發明的第一個方面,提供一種測試瓦楞板的結構性能的方法,該方法包括: 從瓦楞成型機或者變換機上取出瓦楞板;將所述瓦楞板的至少一部分定位在測試機中;對 所述測試機內的瓦楞板的一部分的試樣區域執行非破壞性擠壓,并且提供所述板的區域的 擠壓測試性能讀數,將所述性能與上述設計的瓦楞板應當具有的預定義的可接受的擠壓測 試性能讀數進行對比,并根據該對比總結所述板或者所述板的所述試樣區域是否符合所需 的擠壓剛性參數。
[0019] 優選地,所述板是用于形成盒或包裝的整個坯料。優選地,在未折疊所述板或者未 將所述板組裝成盒時對所述板進行測試。然而,對于即將成為折疊的坯料、折疊的產品的一 部分或者完全組裝的盒的板來說,固然優選地,可以具有用于插入所述測試機中的可接近 的板邊緣。所述測試機優選地具有用于接收上述邊緣的槽。
[0020] 當所述板以折疊、組裝或者部分組裝的情況離開所述生產線時,通常,在盒上、或 者折疊的坯料上、或者折疊的產品的一部分上進行所述測試,而不是在平的或展開的坯料 上進行所述測試。
[0021] 在一種可選的實施方式中,待測試的板是通過轉換機之前的瓦楞薄板。
[0022] 在另一種實施方式中,對同一板、坯料或者折疊的坯料進行多次測試,包括在通過 所述變換機之前的測試和通過所述變換機之后的后續測試。對于生產線的初始安裝來說, 這是一種優選的設置。
[0023] 所述板優選不是從離開所述生產線的板切割下來的樣品,而是大的瓦楞件,例如 整個還料(completed blank),例如,所述板具有至少30cm的線性尺寸,所述線性尺寸為,例 如,寬度或長度。
[0024] 通過直接從所述生產線上,而非從離開所述生產線的板上切割下來的樣品,在所 述板或薄板上執行所述測試之前需要更少的加工、甚至不需要加工。因此,這明顯加快了測 試工藝,潛在地允許每分鐘進行多個測試。
[0025] -種優選的設置是,在10秒之內,在位于所述轉換機的給料區域的所述板或薄板 上執行所述測試,使得提供所述板、進行所述測試、以及將所述板送回給料區平均花費不超 過10秒。
[0026] 在優選的實施例中,所述薄板或所述板的寬度為至少30cm。更優選地,所述薄板或 所述板的長度為至少20cm。更優選地,所述薄板或所述板的寬度為至少lm。并且,更優選地, 所述板的長度為至少30 cm 〇
[0027] 事先,由于整個坯料(或者尺寸大于20cm、30cm或lm的薄板/板)對于測試設備而言 過大,因此,通常不能將整個坯料直接用于質量測試過程或質量測試設備中。即便在盒擠壓 中,也沒有"直接"使用所述坯料一一首先需要將所述坯料折疊以形成所述盒,并且因此,所 述盒擠壓設備僅測試由坯料組裝而成的盒,而非坯料本身。
[0028] 根據本發明的第二個方面,還提供一種適于執行對瓦楞板的結構特性進行非破壞 性測試的測試機,所述非破壞性測試包括:在瓦楞板的試樣區域上執行非破壞性擠壓測試, 所述板取自于被從瓦楞成型機或轉換裝置,并且隨后至少部分地放入所述測試機內,并且, 通過所述非破壞性測試,提供所述試樣區域的擠壓測試性能的讀數,將所述性能與上述設 計的瓦楞板應當具有的預定義的可接受性能進行對比,并總結所述板或者所述板的所述試 樣區域是否滿足所需的擠壓剛性參數,其中,所述測試機包括:
[0029] a)支撐表面,所述板的所述試樣區域能夠設置在所述支撐表面上;
[0030] b)壓力板,通過所述壓力板將測試力施加在所述板的相對側,從而在所述板的厚 度方向上施加朝向所述支撐表面的擠壓力;
[0031] c)-個或多個傳感器,所述傳感器用于傳感所述板的變形以及來自于所述板的 力;
[0032] d)數據庫或者查找表,該數據庫或者查找表用于根據每個變形參數的預定力查找 傳感到的數據。
[0033] 所述非破壞性測試方法可以為根據本發明第一個方面所描述的方法。
[0034] 優選地,所述擠壓測試涉及提供一種其中具有槽的測試設備,所述槽用于容納所 述板的厚度,以允許所述板或者待測試的區域,可以插入所述槽中。
[0035] 優選地,所述方法包括,例如,在所述板的不同試樣區域進行多次測試,以提供所 述板的整個表面區域、或者所述板的整個寬度上或者所述板的整個長度上的擠壓測試參數 范圍。隨后,所述板的總體確定的性能可以是上述讀數的平均值。多個測試結果并不是必須 的,但是,由于在形成或轉換所述板的過程中用到的輥子在穿過所述設備的薄板的寬度方 向上是不均勻的,并且待形成的物體的每一側都需要被測試,因此,尤其是對于用于形成多 側物體的坯料,多個測試結果是優選的。
[0036] 關于所述輥子,由于不正確的安裝或者輥子的磨損,可能會產生不一致的輥壓,當 輥子兩端逐漸變尖時,所述不一致的輥壓將非常明顯,從而沿薄板或者坯料的寬度方向對 所述薄板或者坯料施加不均勻的壓力。還可能形成管錐,并且還可能導致與所述板的一個 或兩個邊緣或者所述板的截面相比的更寬(或更窄)的中間截面。其他形式的磨損,或者不 正確的安裝,可能甚至在所述板的寬度或長度方向上產生波動。測試多個位置可以識別局 部錯誤,或者在所述生產線中不正確的輥對齊,因此通常,允許通過簡單地壓下生產設備的 控制面板上的一個或多個按鈕在可能的位置矯正所述輥子。
[0037] 由于在整個坯料上執行所述測試,而非在切割自所述坯料上的試樣上執行所述測 試,因此,所述測試可以非常快。的確,在優選實施例中所示的測試設備中,可以在一分鐘內 執行多次測試和設備調整,借此,可以在第一試樣上執行測試,并且,如果分辨出失效,可以 通過改變壓下重量或者給料速度等(通常通過按鈕操作的控制器,或者上述控制面板來改 變壓下重量或者給料速度等)調節轉換裝置,并且,隨后另一個試樣可以從生產線上流出, 并且在另一個試樣上重復執行所述測試,以觀察上述問題是否得到矯正。通過這種方式,可 以發現,可以在1分鐘內執行至少四次這種檢查,并且這種檢查需要任何較小的壓力/給料 對齊改變,因此,本發明可以在兩個工作指令之間為所述生產線提供更快的生產線設置次 數,或者更快的錯誤鑒別和糾正。因此,本發明可以顯著減少生產線設備的停機時間。由于 所述機械設備可以執行多個不同的工藝,其中很多工藝,如果不正確執行、或者輥子沒有相 對于輥縫和壓力正確安裝,對于瓦楞板具有不良的影響,因此,這對于板轉換裝置是尤其有 利的。這些工藝可以包括提供膠水、提供顏料或墨水,增加條形碼、增加折疊、折縫、刻痕、穿 孔和切割,加上所述產品本身在一些條件下的實際組裝。這些轉換機還具有用于擠壓所述 坯料以將所述坯料供給所述設備的給料輥,并且如果不正確地安裝,很容易對坯料造成損 壞。
[0038]利用本發明,在優選實施方式中,可以以平面的形式或者組裝(或者部分組裝)的 形式測試所述板,即,瓦楞材料,只要所述板能夠進入并插入所述測試設備的槽中即可。 [0039]優選地,在所述板的多個區域執行所述測試,并且將所述結果與平均過程對比,從 而可以辨別局部失效,并且因此可以表明趨勢,或者因此,僅有小瑕疵或者畸形缺陷并不必 然導致所述板整體失效。這避免了局部或者偶然/不規則的瑕疵導致產品整體報廢。由于通 常來說整個盒的完整性不妥協于一個、局部的缺陷區域,因此這將是有利的。
[0040] 由于不需要從所述板上切割試樣,因此,本發明還避免了因出現與工廠地板上的 生產線相鄰且獨立于所述生產線的刀具或切割設備而產生的健康和安全問題。這對于本發 明也是有利的。
[0041] 根據本發明的第三個方面,還提供一種新的測試模式,該測試模式重點集中在瓦 楞特性的失效上,而非絕對失效點上。
[0042]本發明的發明人已經發現,沒有被破壞的瓦楞件不具有單一的失效點,而是相反 地具有多個階段的失效,所述多個階段的失效具有三個明顯的失效點。通過圖5至圖10中示 出的變形對負載軌跡可以清楚地看出。因此,本發明的發明人使用這種具體失效特性來精 細調節測試設備,從而以非破壞性的方式提供更快的測試結果。與動態剛性測試類似,但是 與所述盒壓縮測試不同,所述板的完全失效并不是所述測試的一部分,因此,一旦試樣位于 所述測試設備內,那么就可以快速地在所述試樣上執行所述測試。然而,與所述動態剛性測 試不同,本發明可以在所述板本身上進行,而不需要從板上切割試樣。因此,根據本發明的 第三個方面,提供一種由所述測試機執行的板測試方法,所述測試方法包括:將由已知類型 的瓦楞材料制成的板設置在所述測試設備的支撐板和壓力板之間;通過相對于所述支撐板 移動所述壓力板向所述支撐板和所述壓力板之間的所述板施加負載,利用安裝在所述測試 設備上或所述測試設備內的一個或多個傳感器獲取負載和變形讀數(load and deflection reading);以及,輸出至少一對負載和變形讀數以與所述已知類型的板的給定 變形的預設讀數進行比較,所述給定變形是不超過所述已知類型的瓦楞材料的預定平均第 一失效點90 %的距離。
[0043]優選地,所述測試方法還包括:利用卡尺測量承受負載的區域中負載不超過20N/ cm2的點。或者,更優選地,利用卡尺測量承受負載的區域中負載不超過lON/cm2的點,但是優 選地超過lN/cm 2的點,或者更優選地超過3N/cm2的點。這種卡尺可以作為在假設的大致零變 形的位置獲得的參照卡尺(ref erence call iper)。利用通常被稱作"軟施加 (soft landing)"的方式獲取卡尺讀數,典型地,所述卡尺讀數具有上述明顯的負載水平。在一些 實施例中,軟施加負載可以一共在5N至30N之間。優選地,10N為優選的軟施加負載。
[0044]對于典型的測試機,所述壓力板具有平坦的、盤狀、朝向所述板的表面。優選地,所 述壓力板的直徑為大約20mm。因此,所述壓力板具有用于承受所述板的表面積為大約 3.14cm2。所述壓力板的形狀和直徑可以改變,但是,優選地,壓力板的面積在2和10cm 2之間。 [0045]優選地,所述壓力板與驅動機構相連,以向所述坯料施加高達至少500N的負載力, 或者在另一種實施例中施加高達至少1000N的力。優選地,對應于假設的大致零變形,在負 載在10N和40N之間的位置處設置參照卡尺。
[0046]所述板測試方法還可以包括在將所述板插入所述壓力板和所述支撐板之間之前, 通過所述壓力板朝向所述支撐板的移動獲取零卡尺數據,并且將所述卡尺數據撤銷。
[0047] 所述瓦楞板的第一失效點是板出現第一個最大負載處的變形的點。這對應于所述 板的槽的第一個拱起,即,瓦楞結構第一次失效,即,瓦楞結構變形。隨后存在第二失效點, 這是相對的槽拱起(flute arches)失效的位置,即,瓦楞結構也變形。隨后,還有最終失效 點,在該最終失效點,槽壁(連接槽拱起)也失效,即,也變形。這被認為是所述瓦楞結構的整 個結構失效。圖35和圖38提供了膠粘瓦楞結構的第一種類型的失效形式的代表性圖片(其 中,所述拱起被分別粘結至所述板的頂面和底面)。
[0048] 優選地,所述測試設備還在所述板提供零變形點參照時進行卡尺測量。然而,這還 可以用作查找表內的交叉引用,所述查找表包括預定的讀數。在所述板的卡尺測量不匹配, 或者與所述類型的板的預定平均卡尺測量尺寸相比時,所述板的卡尺測量的變化超過預定 的增量值(delta),所述卡尺測量可以提供簡單的失效指示。
[0049] 還優選的是,可以獲取兩個卡尺讀數,第一個讀數在利用變換機裝置轉換所述板 之前獲取,第二個讀數在利用變換機裝置轉換所述板之后獲取。這還可以提供另一種簡單 的使用卡尺確定的失效,例如,當兩個卡尺讀數的差距超過所述類型的板的預定量時。但 是,這也為損壞確定提供額外的數據,因此是更有用的。
[0050] 在一種優選實施方式中,所述測試尋找給定負載的變形增量。在優選的實施方式 中,利用初始卡尺測量值(例如,給料端的卡尺尺寸(即,所述轉換裝置利用給料輥擠壓所述 板之前的尺寸)減去面板卡尺測量值(即,在轉換后獲取的第二卡尺尺寸),加上當所述板被 設置在所述測試的預設負載下時第二卡尺所測得的變形值。這代表所述預設負載是達到所 述樣品的板類型的的第一失效點的預定負載的大約50%至95%。并且,最優選地,是達到第 一失效點的預定負載的85%。當所述變形增量超過目標增量時,所述板失效。否則,所述板 合格。
[0051] 使用兩個卡尺(一個在轉換前,一個在轉換后)防止在所述給定假陽性(false positive)的85 %的負載處產生過轉換變形。畢竟,如果所述板被所述轉換機過度擠壓,將 可能不再彈性恢復,并且,因此在所述軟施加點可能具有較小的卡尺,并且,可能具有更大 的剛度風險(從而變形較少,并且導致假陽性,而不是呈現用于糾正變形的預轉換卡尺)。 [0052]圖5至圖10展示了多種不同類型的板的多種軌跡,利用多種不同材料的應用中, (在一些示例中)包括在板上進行的導致某個失效點(例如,第一失效點或第二失效點而非 第三(完全)失效點)的第一測試的軌跡,并且,隨后,在同一試樣板上的測試隨后展示了局 部失效的板對應于在不同的第三(完全)失效點施加負載的特征,從而展示了可以在還未發 生完全失效時辨別板的壓縮失效一一可以至少通過預期的第一失效點的較低軌跡來辨別 所述壓縮失效。
[0053]因此,本發明的特征在于,分析被測試的板的力與增量值數據之間的關系與這種 板的預期反應相對比一一已知預定的通過對相同類型的處于良好狀態下的板的在先測試 獲得所述預期反應。
[0054]優選地,本發明觀察提供所述板的第一變形所需要的負載,即,所述變形為第一失 效點變形的85%,或者相反地,觀察達到第一失效變形點的負載的85%所需要的負載產生 的變形,并且在實際力/變形與預期的所述變形/力對應的力/變形的基礎上提供合格或者 表示被測試的板的質量特性的參數。
[0055]由于沒有與第一失效點交叉,所以這是非破壞性測試。
[0056] 優選地,測試變形或力在達到第一失效點所需的預期的變形或力的50%和90%之 間。
[0057] 優選地,所述系統包括數據庫或查找表,該數據庫或查找表包括用于不同類型的 板的測試數據,以使得所述測試設備可以為給定的板結構查找合適的讀數。優選地,除了根 據所述板的形式本身的數據之外,所述數據庫或者查找表還具有根據所述變形的數據和/ 或根據力響應的數據,所述數據包括以下數據中的至少一者:凹槽的輪廓類型、材料重量、 和材料類型,例如,a)頂部織造材料,b)底部織造材料,c)凹槽材料,d)層結構(即,三壁設計 或兩壁涉及),和e)厚度卡尺,還可能加上不僅僅是第一失效點變形/力,還有第二失效點變 形/力以及第三失效點變形/力。
[0058]優選地,對于每一種板結構,標識有識別"板類型碼",借此,可以通過參考所述板 類型碼在查找表中快速地查找給定的板類型的所有細節。
[0059] 優選地,所述測試過程包括在最終板上進行的測試之前的參考測試,其中,所述最 終板為離開轉換裝置的板。可以在離開瓦楞成型機的板上進行上述參考測試,即,在進入轉 換裝置之前進行上述參考測試。另一種可能性是將所述板帶離所述轉換機,但是在利用所 述轉換機上的給料輥夾緊所述板之前進行所述參考測試。這通常被稱作供給板。
[0060] 所述參考測試允許將瓦楞成型機或者轉換單元施加在所述板上的任何損壞都被 獨立地標記,借此,如果需要的話,可以調節所述瓦楞成型機,或者如果所述損壞是在轉換 單元中產生的話,可以調節所述轉換單元。例如,可能需要將所述轉換單元的給料輯壓、噴 墨輥壓或者切割/刻痕/穿孔/折疊輥壓調節至確保所述板經過所述轉換單元時沒有損壞, 而不需要利用瓦楞成型機和轉換單元進行試錯步驟來辨別產生損壞的位置。還可以為嚴重 損壞的最終板提供校正和參照卡尺,從而不將所述最終板的變形保留在后續的轉換擠壓測 試中,并誤判合格。
[0061] 利用本發明,由于為了達到讀數所需要的擠壓程度較小一一通常小于1mm,并且可 能小于0.8_,或者甚至小于0.5_,并且,更優選地,達到約0.4_,因此可以在短至5秒或者 短至10秒之內提供插入所述測試設備中的板的測試結果。對于待執行的測試而言,不同的 板類型需要不同程度的擠壓,然而,仍有一些僅需要低至〇.35mm的擠壓方能確定失效的情 況。因此,由于可以快速地進行測試,因此可以在一分鐘內對所述轉換單元或者瓦楞成型機 進行多次測試和調整,因此允許對所述轉換裝置或瓦楞成型機進行快速的精細調整,因此 減少了切換命令時,或者任意一天需要更換輥子或者材料供應時,所述轉換裝置或瓦楞成 型機的停機時間。
[0062] -種優選的測試設備使得加壓臂(即,壓力板)的給料速度為大約每分鐘12.5mm, 或者在每分鐘5mm和每分鐘20mm之間。
[0063] 有時,在所述測試中用到的負載是指扭矩負載。這是因為,所述壓力板的驅動件的 形式一一所述驅動件具有電機,并且所述扭矩負載為所述電機的輸出。因此,例如,達到第 一失效點所需的電機扭矩將是第一失效點扭矩或者1 〇〇 %扭矩。可以通過在試樣板上的測 試預先設定所述扭矩。然而,用于合格/失效的測試的扭矩可以是100%扭矩的一部分,即, 在100%扭矩的50 %至95 %之間,優選地,是第一失效點扭矩負載的85 %。然而,所述負載通 常是所述板的擠壓負載,而不是施加在所述板本身上的扭矩。的確,優選地,所述負載不是 施加在所述板或面板上的扭矩負載,并且,相反地,所述負載可以更加簡單,僅僅是所述支 撐板和所述壓力板之間的擠壓測試。
[0064]因此,在優選的設置中,為了獲得合格/失效結果,可以有兩個選項:
[0065] 1、輸入大約為第一失效點的85%的扭矩值,并測量變形一如果所測得的變形小于 目標變形值,那么所述板是合格的,但是,如果所測得的變形大于所述目標變形值,則所述 板是失效的。
[0066] 2、輸入所述圓柱的達到從軟施加點所達到的目標變形值,并測量所述圓柱達到目 標變形值所需要的相應的扭矩,并且,例如,如果該扭矩是達到第一失效點扭矩的80%,那 么所述板則是合格的,但是,如果所述扭矩遠低于,例如,第一失效點扭矩的30%至40 %,那 么所述板之前已經被第一失效點沖壓過,并且因此所述板是失效的。
[0067]需要解釋的是,在合格點和失效點之間具有增量值一即,"琥珀色"條件("amber" condition),潛在性地暗示了非決定性的結果,或者為了構建調節較小的局部缺陷的余量。 然而,這并不是必須的。
[0068] 本發明還提供一種預成型坯料,該預成型坯料能夠直接用于組裝成包括頂層、底 層和頂層與底層之間的至少一個瓦楞件的包裝或盒,并且所述包裝或盒還包括關于所述包 裝或盒結構特征的說明,該說明在利用上述或此處描述的方法或裝置生產的坯料所給出。
[0069] 優選地,所述板是調節所述生產線的結果,其中,來自所述測試過程的反饋允許通 過對瓦楞成型機或者轉換單元的調節(例如,輥縫的調節、輥子對齊的調節或者輥壓的調 節)來實現所述調節。
[0070] 本發明還提供用一種測試設備,所述測試設備設置有支撐板、壓力板、框架、用于 相對于所述支撐板移動所述壓力板的機構,和傳感設備,優選地,該傳感設備為負載傳感器 和位移傳感器的形式,用于測量由所述壓力板或者所述支撐板造成的或者所述壓力板和所 述支撐板兩者共同造成的移動和力,以及用于接收所述支撐板和所述壓力板之間的板的 槽,該槽沿所述測試設備的整個寬度延伸。
[0071] 優選地,所述壓力板48適于由力傳感位移機構56所移動,從而將所述力傳感位移 機構中的所述負載傳感器與所述位移傳感器整合為一體。
[0072] 優選地,所述測試設備包括集成的屏幕。
[0073] 優選地,所述屏幕為觸摸屏,以用于控制所述測試設備的操作。
[0074] 優選地,所述屏幕顯示被測試的板的合格信息或者失效信息。這可以通過交通指 示燈指示信息,例如,利用綠色或者琥珀色指示合格或初步合格,并且利用紅色表示失效。
[0075] 優選地,所述測試設備布置為獲取所述板上的多個測試讀數,并且根據所述多個 測試讀數提供通過或失敗分數。這優選地代替了僅使用一個讀數的情況,雖然每次測試都 可以提供獨立的合格或失效分數。
[0076] 優選地,對多個結果求平均值,用于提供合格或失效分數。
[0077] 可以通過螺紋驅動,或者通過帶驅動,機械地、液壓地或者氣動地來提供所述壓力 板的移動。由于線圈電機的精確性,因此,優選方式為利用移動式線圈電機(coil actuator)。所述線圈電機可以為音圈型電機(voice coil type actuator)。
[0078] 優選地,所述壓力板比所述支撐板小。
[0079] 優選地,所述壓力板具有不超過30mm的外尺寸,并且,優選地,所述壓力板是25mm 或20mm的圓盤。通過提供小的壓力盤,進行所述測試必需的負載較小,因為,在較大的區域 上,需要提供較大的力才能提供到大致所述板變形所必要的總擠壓。
[0080] 優選地,采用所述測試設備進行以上討論的一種或多種測試方法。
[0081] 本發明還提供一種瓦楞坯料生產線,其特征在于,所述瓦楞坯料生產線上設置有 上文中定義的設備。
[0082] 本發明還提供一種瓦楞坯料生產線,其特征在于,在來自所述瓦楞坯料生產線上 制造的坯料或產品上執行上文中定義的方法。
[0083]本發明還提供一種瓦楞坯料生產線,其特征在于,所述瓦楞坯料生產線上設置有 上文中定義的測試機。
[0084] 本發明還提供一種如上定義的瓦楞坯料生產線,所述瓦楞坯料生產線的瓦楞成型 機或者變換機具有校準的輥壓,以用于生產由上述坯料制成的特定的坯料或產品。這種校 準輥生產更可靠的無缺陷的產品供應,因此減少可能的返工。
[0085] 本發明還提供一種瓦楞坯料或產品,該瓦楞坯料或產品來自如上定義的瓦楞板生 產線上制造的坯料,所述瓦楞坯料生產線的瓦楞成型機或者變換機具有校準的輥壓,以用 于生產由上述坯料制成的特定的坯料或產品。由于使用了本發明所提供的瓦楞坯料生產 線,所述坯料的材料重量能夠被優化,并且由于不存在所述瓦楞坯料生產線的瓦楞板成型 機或轉換裝置上的輥子在坯料上施加的壓力過大或不足的情況,因此,所述坯料通常將是 無缺陷的。
[0086] 本發明還提供一種由上文中定義的瓦楞板生產線生產的坯料形成的成垛或者成 包的瓦楞坯料,所述瓦楞板生產線的瓦楞成型機和/或轉換裝置具有校準的輥壓。由于使用 了本發明所提供的瓦楞坯料生產線,成垛或成包的坯料的材料重量能夠被優化,并且由于 不存在所述瓦楞坯料生產線的瓦楞板成型機或轉換裝置上的輥子在坯料上施加的壓力過 大或不足的情況,因此,成垛或成包的坯料通常將是無缺陷的。
[0087] 下面將參照附圖進一步詳細地描述本發明的這些和其他特征,其中:
[0088]圖1展示了箱測試設備;
[0089]圖2展示了動態剛性測試設備;
[0090] 圖3展示了用于切割圖2中動態剛性測試設備的試樣的模板切割裝置;
[0091] 圖4展示了用于形成查找表的數據的擠壓/變形測試設備,所述查找表用于測試非 破壞性試樣50的本發明中;
[0092] 圖5至圖10展示了利用圖4中的測試設備執行測試獲得的測試數據結果或者圖表;
[0093] 圖11展示了用于本發明的板測試設備的第一種設置;
[0094]圖12展示了所述測試設備的支撐板和壓力板的細節;
[0095] 圖13和圖14展示了根據本發明的測試設備的另一實施方式,所述實施方式具有用 于接收此處待測試的板的槽;
[0096] 圖15至圖19展示了所述測試設備在優選測試過程中,測試設備上的使用的屏幕的 輸出樣板;
[0097] 圖20至圖34展示了測試設備的優選設置及其制造模式;
[0098] 圖35示意性地示出了核心具有良好瓦楞結構的瓦楞板的剖面圖,圖中清晰的示出 了凹槽形狀;
[0099] 圖36展示了經過第一失效點的具有相同結構的瓦楞板,其中,所述瓦楞結構的波 形的冠部塌陷,與圖35相比,所述板的高度相應減小;
[0100]圖37展示了經過第二失效點的具有相同結構的瓦楞板,其中,在此,相對的冠部, 或者所有的冠部已經塌陷,與圖36相比,所述板的厚度也相應減小;
[0101] 圖38展示了完全失效的瓦楞結構/凹槽,其中,所述冠部以及冠部之間的壁均已塌 陷,因此,所述板是完全塌陷的瓦楞板,此后,所述瓦楞結構將提供極小的擠壓阻力,因此, 現在與圖37相比,所述板的厚度被進一步減小。
[0102] 首先,參照圖1,圖1示出了盒擠壓測試(BCT)設備。如前文中討論的,在這種盒擠壓 測試設備中,盒10位于上板12和下板14之間,并且被擠壓至失效點。通常,失效通過褶皺視 覺傳播的方式,可以在盒10的角部或者在上板12與下板14之間延伸的邊緣處觀察到。這種 失效還導致盒10所提供的擠壓支撐力明顯下降,這種下降可以從變形-力曲線里明顯的看 出,該變形-力曲線顯示在相鄰的電腦20的電腦屏幕22上。這種測試是本領域公知的提供盒 的絕對抗壓強度的測試。然而,不幸的是,由于由所述測試所辨別出的失效是由所述盒的結 構失效所確定的,所以,在辨別板的失效的部分時,這種方法有些不準確。由于需要在進行 測試之前組裝成盒,并且還因為,為了達到對失效的檢測并提供"盒強度"讀數(例如,如果 存在目標強度的話,所述讀數為數值或者合格/失效指示),需要較大的變形,所以,這種方 法執行起來也相對較慢。
[0103] 還觀察到的是,由于整個盒都被測試,而不是僅測試盒的一部分,當將所述盒設置 在所述裝置的擠壓循環中時,角的垂直度或者折疊的正確度(true-ness)中的瑕疵也可能 導致明顯的初始變形,因此,在所述擠壓循環中,所述測試嘗試提供具體的強度讀數,而不 是失效數值。這是在完整坯料、或者由該坯料制成的完整的盒上進行的測試的通病,但是這 比在從所述坯料上提取試樣上執行的測試的問題少。
[0104] 接下來參照圖2,圖2展示了這種在從坯料上分割下來的試樣上執行的更加可靠的 測試。在本測試中,從坯料上獲取試樣,并且,利用動態剛性測試機或者DST裝置對所述試樣 進行測試。亦如上文中公開的,此處,這種裝置通過上述試樣的扭矩負載為所述坯料的材料 提供動態剛性讀數,而不是所述板的整體強度讀數。本測試被認為更加精確,并且能夠重復 地提供關于所述板的質量的讀數。然而,由于需要從所述坯料上切出所述試樣,然后將所述 試樣設置在兩個夾具之間(所述試樣的每端各設置一個夾具)僅在這些之后進行所述DST測 試,因此,所有這些DST測試趨向于是一種比較慢的測試過程。
[0105] 即便因為所述DST裝置明顯比BCT裝置小導致DST可能比BCT快,并且更便攜,但是, 測試過程(包括準備試樣)仍然可能花費幾分鐘,并且當每天在20至30個產品上執行時,正 如將在紙板包裝生產線中發生的(每個生產線生產不同產品,僅僅是不同的打印工序或者 不同的板類型,或者不同的切割輪廓),也許在給定的產品上需要進行多個測試,以精確調 節生產線中轉換裝置或其他輥子、切割件、折疊件等,即便這種較快的測試仍然被認為太慢 了,以至于無法在所有產品線上進行商業應用。畢竟,如果每個測試花費2分鐘,即使是每個 產品單個測試都導致一個小時的額外停機時間(2分鐘X30個產品線更換),并且這一停機時 間將增加至不同生產線之間更換輥子/材料所產生的必要停機時間中。然而,測試結果是可 重復的,并且是可靠的,并且因此被認為是板質量良好的指示。因此,大量的生產線都使用 這種測試作為瓦楞質量測試工藝。
[0106] 然而,已經發現了 DST測試的另一個問題:由于需要從離開所述生產線的板上切出 所述試樣,這些試樣是必須加載在所述測試設備中的試樣(原因在于測試的模式一在所述 試樣中提供扭轉,然后分析彈性恢復),因此,由于在通過切出試樣的工藝中向所述試樣中 引入錯誤,或者在將所述試樣加載在夾具26、28之間是向所述試樣中引入錯誤,因此在測試 結果中存在發生變動的不良可能性。例如,可能提供過高的夾持力,并且由于板可能具有不 同的厚度或強度,所述夾持力的規定或者標準并不是明確的。可選地,如果在隨后的試樣 中,用于切割所述試樣的刀鋒不太鋒利,那么所述瓦楞結構可能被不定地損壞。
[0107]在切割所述試樣的過程中,施加在所述引導模型或者樣品模板上的負載、或者切 割速度(或者所述刀鋒完成切割所需要的經過次數)也可能引入變動。
[0108] 因此,將有利的是,一種允許準確、快速地確定所述瓦楞件是否滿足該類型的板的 標準強度需求的新的測試過程。
[0109] 由于能夠消除這種刀片在工件中的使用環境的健康和安全隱患,因此,還將期望 的是,在生產線(即用于切割出用于測試的所述試樣)中不使用刀片。
[0110] 因為快速,實際中執行了另一種類型的測試,并且這種測試僅僅是對板的卡尺, 即,板的厚度,進行測試或確定。可以將測定的厚度與該類型板的標準厚度進行對比,并且, 如果所述板過薄(或者一不大可能一過厚),那么所述板將不滿足該類型的板的要求,并且 因此可能被否決。然而,已經意識到的是,由于瓦楞結構傾向于具有一定程度的恢復,借此, 如果僅擠壓一定量(即便達到導致所述板內的槽結構的一定程度損壞的第一變形),瓦楞結 構彈回初始厚度,所以,卡尺測試不足以確定板是否僅是局部損壞。因此,卡尺測試可以為 所述槽是否正確地支撐所述板的表面之間的高度或空間提供準確的判定,但是,所述卡尺 測試不能確定所述槽是否具有事先的塌陷或者彈性回彈。由于如果所述槽事先具有第一初 始塌陷(又叫做第一失效),所述瓦楞件將不具有和所述槽沒有初始缺陷時相同的總體剛度 和強度特性,與玻璃纖維安全帽相似,在經過第一次沖擊后,它們將不再像之前一樣強壯, 因此,缺陷中的后者是一個問題。
[0111] 可以通過圖10的圖表中所示的變形/負載看出這種在第一局部擠壓后的槽中的局 部弱化,其中,在多個試樣上重復執行了所述測試,并且,每個測試達到不同的失效程度,以 展示這種環境中的不同軌跡特征。
[0112]執行的測試被從1至6編號。
[0113]執行第一測試,僅為示出第一失效點、第二失效點和第三失效點的存在。圖35至圖 38分別代表了這些失效的一般形式,通過在各個失效點處的截面處的槽的形狀展示了三種 失效的每一種模式。
[0114] 在所述軌跡中,三個峰58、60、62代表了這三個失效點。其中,第一峰58對應于如圖 3 6所示的第一槽失效。第一峰5 8是所述槽失效(或者彎曲)的波形內的兩個相對的槽的冠 部。隨后,第二峰60代表第二槽失效,對應于圖37中,所述槽塌陷、失效或者彎曲的頂部波形 和底部波形的冠部。隨后,第三峰62代表了所述板的最終塌陷。在這種失效中,所述冠部之 間的壁也開始塌陷、失效或彎曲,參見圖38。
[0115] 隨后,在沒有被破壞的新試樣上執行第二測試。第二測試的軌跡沿X軸相對于第一 軌跡移動,但是,這僅代表了沿X軸的不同起始點一否則,在加載過程中所測量的力的特性 與第一軌跡明顯相似。
[0116] 可以看到的是,在第二測試中,開始加載負載,但是在導致對應于第一失效點58的 負載力之前停止加載,即,負載峰值為大約500N,其中,第一軌跡中出現的第一失效點發生 在大約600N的負載處。因此,槽承擔一定程度的撓曲,但是槽并沒有失效。
[0117] -經釋放擠壓,所述板就彈性地恢復至其起始厚度。
[0118] 隨后在第三測試中對同一試樣進行測試(對第二試樣進行第二測試),并且,即便 沿圖表中的X軸移動(大約0.1mm),仍然可以清晰地看出所述軌跡為重復的相同的曲線,由 于具有不同的起始點(例如,由于彈性恢復并不完美,借此,可能具有稍小的卡尺一一可能 是上述的〇· 1mm) 〇
[0119] 隨后在另一新試樣中執行第四測試(對第三試樣進行第一測試)并且,通過第一失 效點對所述試樣進行測試,但是在第二失效點之前的進一步變形之前一在上述變形點處以 及超過第一失效點58但是小于第二失效點60的負載點處停止。進行完第四測試,以允許在 相同的第三試樣上執行后續測試,但是這次,所述試樣為局部失效試樣。
[0120] 第五測試是在第三個試樣上進行第二測試,即,局部失效試樣的測試,并且可以看 出,未出現第一失效峰58,并且所述軌跡初始地沿著朝向第二失效點的更低的軌跡。隨后, 所述軌跡簡單地朝向第二失效點60向上移動(盡管第三試樣的擠壓也并未達到第二失效點 60)〇
[0121]隨后在第三個試樣上執行第六測試,但是,相反地,這次達到最終失效。由于不同 的起始點,所述軌跡再次輕微移動,但是基本上還是初始地沿這第五測試的軌跡。
[0122] 在第六個測試的軌跡中還可以看出,第二失效點60所需要的負載大致與第一測試 中的相同(大約900N)。相似地,最終失效點的負載也與第一測試相似(大約1700N)。
[0123] 所述軌跡的向上走的端點簡單地展示了所述板的全擠壓,在所述板上,負載隨著 所述測試設備的板通過受擠壓的瓦楞試樣互相擠壓而增大。
[0124] 因此,通過上文可以清晰地觀察到對應于初始變形的負載特征能夠給出關于所述 板是否已經承受第一失效點的指示。由于在瓦楞成型工藝中或者轉換工藝中,例如,如果所 述輥縫或者輥壓未正確設置,瓦楞板將可能承受這種失效類型的失效,但是卡尺測試不能 夠探測到所述失效。因此,本發明試圖探測這種失效,以允許所提供的板被認證為符合提供 的板的類型的要求。
[0125] 由于在經過第一槽失效的損壞的板中不存在第一失效點,軌跡或者力-變形曲線 的對比允許確定已經經過轉換裝置或者瓦楞成型機基礎上的輥子中的工藝的板是否損壞。 如果軌跡或力-變形曲線展示了沒被破壞的板的初始強度特征,那么所述軌跡或力-變形曲 線將沿著朝向第一失效點的路徑,但是如果已經被所述工藝損壞從而使得所述槽上已經存 在了損壞,那么相反地,所述軌跡或力-變形曲線在朝向第二失效點回復之前,將展示較低 的負載特性。
[0126] 因此,可以通過在現場采樣上的測試數據的對比,并且將所述測試數據與未被破 壞形式的預測試樣的期望數值進行對比,以確定在非破壞性測試中所述試樣是否發生上述 形式的損壞。
[0127] 接下來參照圖4,圖4展示了用于產生未被破壞的產品上的樣品數據的查找表的測 試設備。在這種實施例中,從已知未被破壞的板上切割直徑通常為80mm的盤,并且能夠從所 述盤上獲得所述測試數據,借此,能夠獲得由所述生產線生產的所有不同類型的板對應于 圖10中第一測試的數據的曲線后的數據。這可以包括由多種不同頂板、不同底板、不同瓦楞 結構(形狀、頻率和幅度)制成的板、以及不同的瓦楞結構/板的厚度以及層數量的板的測試 數據。可以為查找表提供這種數據,以與生產線的實際產品(例如,現場產品)的實際數據進 行對比。
[0128] 接下來參照圖5,圖5展示了達到失效的獨立測試的六條軌跡,其中的四條軌跡是 未被破壞的存貨上的軌跡,其中兩條是受損存貨上的軌跡,并且因此,跟隨有朝向第二失效 點(未發生第一失效點)的不同路徑。可以看出的是,未被破壞的存貨的軌跡沿著具有三個 明顯拐點(inflection)的路徑,每條路徑代表上述三個失效點中的一個。其他兩條軌跡僅 具有兩個明顯拐點。
[0129] 隨后,圖6展示了在不同類型的板上進行的相似測試一在所述板中,所述瓦楞件由 剛度更大的材料制成。在這種測試中,四條軌跡仍然遵循大致相同的形式,而其余兩個明顯 地未展示出第一失效拐點。因此可以通過對曲線的早期部分(或者較早地對應于變形負載 的部分)辨別損壞。
[0130]隨后,圖7展示了六種其他的軌跡,四個板仍然展示了三個失效點,而其他兩個僅 展示了兩個失效點。在這些試樣中,使用較厚的槽材料,并且這些較厚的槽材料在最終失效 點出展示了較大的變動。盡管如此,由于與未被破壞的板相比,兩個受損板的軌跡明顯不 同,因此仍然足以重復第一失效點,以允許做出判定結果。因此,對響應于變形的早期負載 的再次學習能夠展示板是否一經被損壞。
[0131] 圖8和圖9還進一步展示了由剛度更大的槽材料制成的板的軌跡,并且與兩個受損 的板相比,通過所述測試的板上存在第一失效點是非常明顯的。借此,可以根據對負載的初 始響應達到板的合格或失效。
[0132] 因此,清楚的是,通過查找現場采樣對于給出的這種變形的耐壓力(此處用牛頓來 衡量),并且通過將所述耐壓力與對應于上述變形的期望值相比,并且可能通過觀察,例如, 第一失效點的期望值的50和90%之間的點,可以確定所述槽的質量。相似地,可以測量固定 的負載導致的變形,并且將其與對應于上述負載的期望變形(例如,第一失效點的50和90% 之間,優選地,第一失效點的85 % )相對比,能夠提供槽狀態的指示。如果所述板通過所述測 試,那么所述槽處于正確或可接受的狀態,而當所述板失效時,所述槽被例如,瓦楞成型工 藝,嚴重損壞。
[0133] 由于不需要使得進行所述測試的所述瓦楞結構完全塌陷,因此上述測試過程允許 執行快速測試,本發明初始地涉及上述測試過程,并且確保可靠的讀數。優選地,在轉換前 或者轉換后,直接在離開所述生產線的所述板執行所述測試,即,不需要從所述板上切割試 樣。因此,所述測試設備具有用于接收板的邊緣的縫或槽。
[0134] 鑒于快速測試,還可能的是在所述生產線旁邊執行所述測試,其中,操作者可以執 行所述測試,并對所述輥壓進行精細調節,以避免在生產所述板的過程中或者在將所述板 轉換成相應的坯料的進一步產品的過程中損壞所述板。由于為了獲得測試結果需要非常小 的變形(通常為小于1_或者,甚至小于〇.5_),因此可以在一分鐘內執行多次所述測試。
[0135] 發明人還意識到的是,由于所述瓦楞成型機或者轉換裝置中的輥子的安裝或磨損 狀態可能有改變,因此,對于一個板而言,穿過瓦楞成型機或者轉換裝置的寬度方向的單個 測試是不足的或者不準確的。例如,所述板的邊緣比其他位置受到更大擠壓,或者所述板的 中部比邊緣受到更多擠壓,例如,當所述輥子磨損以使得長度方向上逐漸變細時,或者當所 輥子輕微錯位時,可能會出現上述情況。因此,本發明還提供一種方法,在所述方法中,在單 個板的寬度方向上執行多次測試。在現有技術的方法中,由于需要從所述板上切割所述試 樣,這將涉及沿所述板的寬度方向切割多個試樣,因此進一步延長測試過程。然而,由于切 割試樣可能將測試過程減緩至一種不可接受的水平,因此,在不從所述板上切割上述試樣 的情況下,本發明實現了完整的多次測試程序,因此所述測試方法節約了時間。因此,根據 本發明,理想的是,在完整的所述板上進行所述測試,而不是從所述板上切割用于測試的試 樣。還優選地是,測試準備周期以及測試執行周期可以短于20秒。
[0136] 在一種優選的實施方式中,在未被破壞的板或坯料的多個位置上測試所述未被破 壞的板或坯料。例如,對于坯料或者具有四個側面的盒,可以在形成所述盒的四個面板上進 行所述測試。如果所述盒具有多個側面,雖然沒有必要對每個側面都測試,但是可以適當地 進行多個測試。相似地,如果具有扁平物或者其他有效的面板,也可以對其進行測試。然而, 這仍然不是必須的。
[0137] 優選的是,上述測試中的每一個的測試準備及執行周期可以短于20秒。它們還可 以全體長于20秒。
[0138] 優選地,本發明涉及在多個位置處測試所述板,并且優選地,在四個或更多個位置 處測試所述板。
[0139] 所述板可以是精加工坯料,或者所述板可以是從所述瓦楞成型機切割下來(即,在 插入所述轉換裝置之前)的板或者寬板,或者部分成型坯料,或者設置在所述轉換單元的給 料托盤上的板。在后兩者上的測試可以提供轉換后的坯料或者精加工的坯料的參照。那么, 當所述轉換裝置對所述坯料造成損壞時,通過對經過所述轉換裝置后的前面的板進行后續 測試,可以稍后分辨所述損壞。隨后,可以采用所述轉換裝置或者可以降低所述轉換裝置的 壓力,以矯正或去除其中的安裝錯誤。然而,如果第一個測試相反地展示出所述瓦楞成型機 導致了所述損壞,那么可以反過來對所述瓦楞成型機進行調整。
[0140] 由于所述生產線中的裝置傾向于具有用于調節輥壓等的按鈕控制器,因此,通過 將所述測試設備設置在所述控制裝置旁邊,所述板或坯料的快速測試與所述輥壓的快速、 簡單的調節能夠允許所述坯料快速地從所述轉換裝置中流出,以微調從而提供所需結果。
[0141] 本發明發現,每分鐘可以執行多于三個,并且可能是四個測試,并且與測試本身一 起對所需的機械進行調節可能僅需要花費3-6秒。
[0142] 優選地,在被控制的環境中執行所述測試。這將包括執行用于填充所述查找表的 測試,并且在生產過程中在生產線上實施所述測試。大部分紙板包裝工藝的優選的環境溫 度為23°C+/-1°C、相對濕度為50%+/_2%。所述被控制的環境為紙板提供可預見或可重復 的特征,這對基于瓦楞件的木材或纖維素纖維尤為重要。
[0143] 正如已經示出的,通過在生產線附近設置所述測試設備,可以容易地在所述生產 線暫停時將產品帶離生產線。隨后可以對所述產品進行測試,并且隨后如果必要的話可以 對所述生產線進行調節。隨后,對所述生產線的操作可以是恢復生產模式,并扔出用于測試 的下一個產品(例如,如果先前有調整)以檢查修正后的產品是否符合所需的要求。
[0144]由于在所述產品上執行所述測試,而不是在切割自所述產品的試樣上執行所述測 試,或者甚至在再成型的產品(例如,由所述產品組裝而成的盒),并且由于所述測試僅觀察 對負載的初始反應,因此所述測試過程足夠快,從而允許在一分鐘內進行多個測試和生產 線調節以及重新開始生產,或者先對盒進行盒沖撞測試或者甚至進行動態剛性測試。
[0145] 因此,較快的測試減少了生產過程中的停機時間,從而提高了生產效率。所述測試 還能夠減少對生產線損壞,從而允許更大的材料利用率一選定的材料能夠使得最終的瓦楞 板/產品達到更加一致的強度特性,并且因此消除殘留在生產線上的產品,可以為用戶提供 更小的強度安全邊際,因此,允許提供更輕的包裝,同時始終如一地提供用戶所需的理想強 度。
[0146] 由于所述包裝使用了較少的原材料,因此減少的重量還可以減少對環境的破壞, 并且由于存在較少的待運輸/循環的包裝,因此還可以減少運輸費用。
[0147] 接下來參照圖11,展示了本發明的測試設備的第一種實施方式。所述測試設備包 括支撐表面46、壓力板48和框架54,待測試的板設置在支撐表面46上,壓力板向位于壓力板 48下方的板施加壓力,框架54用于支撐壓力板48。在這種實施方式中,所述框架額外地支撐 所述壓力板的驅動桿64、用于通過線纜68向計算機66發送數據的力傳感位移機構56和負載 傳感器或發送器52(在本實施方式中,USB電連接于(cable to)獨立的計算機/筆記本電 腦)。
[0148] 所述裝置還包括電源單元70,該電源單元70設置為向力傳感位移機構56和負載傳 感器52提供電源。由于存在在不同電壓下操作的部件,或者,由于想要將驅動電機和傳感器 之間的電源分開,以避免干涉,因此本實施方式還具有第二電源單元。然而,如果優選地為 了降低成本,相反地可以設置單個電源單元。
[0149] 在本實施方式中的支撐板46由單個的部件形成,該單個的部件具有腿72,該腿72 用于將所述測試設備支撐在桌子上。還可能的是,所述支撐板可以是與框架54集成設計。
[0150] 在本實施方式中,所述壓力板明顯比所述支撐板小。然而,也可以具有不同的布 置,例如,如圖1或圖4中所示(其中,所述壓力板與所述支撐板具有相同的尺寸)。然而,優選 地,支撐板的尺寸要小10%。使用較小的壓力板允許用于所述壓力板的驅動單元比較小,但 所述測試設備仍然能夠為所述板提供足夠大的壓力。另一方面,由于隨后可以為待測試的 板提供穩定的支撐表面一所述板將具有較小的在支撐板上搖晃的趨勢,優選的是可以使用 較大的支撐板,應當記住的是,所述板的潛在優點在于可以被操作者維持在所述測試設備 中。
[0151] 電源單元70可以通過線纜74與主電源相連,并且因此,電源單元70可以包括電壓 轉換器。
[0152] 在本實施方式中,力傳感位移機構56的形式為移動線圈電機,或者音圈電機,并 且,優選地,力傳感位移機構56可以提供精確度高達至少50微米(或者更優選地,10微米,或 者更優選地,5微米或1微米)的位移測量。雖然通常不是必須的,但在一些實施例中,精確度 高達1至0.1微米之間,也可以是有利的。在優選的實施方式中,力傳感位移機構56的精確度 為大約5微米。
[0153] 對于上文中討論的較小的壓力板,優選地,驅動單元能夠提供高達100N或者150N 或者甚至200N的負載。由于壓力板較小,因此不需要較大的力。優選地,所述驅動單元提供 高達185N的負載。通常,對于測試設備來說,具有形式為直徑25mm或20mm的板的形式的壓力 板48是足夠的。因此,所述壓力板可以比其更大或更小。相似地,所述驅動單元的力性能可 以大于或小于185牛頓。
[0154] 由于在測試過程中,所述槽不必完全失效,并且由于所述負載區域較小,因此,需 要比在盒擠壓測試中或者圖4中用于測試80_盤的實驗室設備更小的力。
[0155] 電源單元的一種適于本發明的測試設備的形式是移動線圈電機。這種設備的制造 商包括SMAC。這種設備可以是線性電機和線性/旋轉電機,并且兩個可能的模式型號為SMAC 生產的LAL300和LAL500。其他可能的模式型號包括SMAC的LAL95-015-85單元。優選地,電源 單元具有高速單軸控制器。合適的控制器可以是SMAC生產的LAC-1控制器。
[0156] 優選地,所述布置將提供位移測量和行程長度高達15mm、25mm或50mm的位移的負 載讀數,因此,優選地,所述布置足以測試瓦楞板一這種瓦楞板幾乎不厚于1〇_。
[0157] 參照圖13和圖14,展示了測試設備的修改的變形。在本修改的變形中,所述計算機 結合至所述測試設備的殼體內,并且,因此所述測試設備的前面具有屏幕。該屏幕為觸摸 屏,以允許用戶交互以控制所述測試過程。
[0158] 如圖14中所示,設置有槽,所述板夾在槽中以進行測試。槽76優選為10mm寬,以容 納瓦楞板商業中常見的板的厚度。如果適于從較大的板取樣,那么還可以使用厚度更寬的 所述槽。雖然如果需要,所述槽的寬度是可調節的,以例如,在測試過程中將板固定在槽中, 但是所示的槽具有固定的寬度。注意的是,由于固定可能會是導致所述板損壞的原因,因此 優選不對所述板進行固定。
[0159]由于允許所述板的邊緣快速地出現在測試設備中,所以,所述槽的設置是有利的。 由于所述槽是其提供的入口的限定,而不會阻礙測試設備快速接收瓦楞板的能力,因此,所 述槽可以提供安全保衛機構。例如,由于手指不可能在所述槽內額外匹配,所述槽防止操作 者的手指插入,但是所述槽應當足夠寬以容易地接收所述板的邊緣。
[0160]在使用時,觸摸屏78的屏幕上可以具有多個軟件圖標或按鈕,根據測試設備的不 同模式,按鈕或圖標80也可以是不同的。在圖13中,所示的初始模式具有多個供選擇按鈕。 例如,可以選擇待測試的板的類型,或者選擇待進行的測試類型。
[0161]優選的是,所述測試設備連接于所述產品線的網,以便于所述及其能夠自動地提 供正確的產品生產線數據,或者,以便于所述測試設備能夠從數據庫中上傳正確的產品生 產線數據,例如,從產品訂單號。然而,所述數據可以由用戶在屏幕上選擇的數據代替,例 如,通過菜單或輸入裝置,例如鍵盤(屏幕上的虛擬鍵盤,或者獨立的硬件鍵盤)。
[0162] 圖15至圖19展示了另一種屏幕選項,例如,用于之后的測試過程。
[0163] 圖15的屏幕允許所述板的材料被展示或設置。在第一表82的頂部展示了生產訂單 (manufacturing order number) (MF0),并且在所述表中還示出了所述類型的板所期望的 指定細節。在本實施例中,所述板具有C型槽,所述板由每平方米(GSM)130克的重量的FHY型 材料制成,并且,具有線性頂部和底部,并且具有KBR或牛皮紙(Kraft)型,并且具有每平方 米135克的重量。
[0164] 在第一表右側的第二表中,如果需要,可以從所示的下拉框中選擇其他選項,例 如,本實施例中的槽類型。出于這個目的,如與之相反的箭頭所指示的,在左手邊的表格上 選擇輸入"槽類型"。作為觸摸屏,可以利用手指按壓表82的相關盒。因此,如果合適的話,可 以從右側的下拉框中選擇其他的槽類型(例如,如果出于任意原因將生產線從缺省模式修 改)。
[0165] -旦所述屏幕指示了所述板的類型,并且該類型與待測試的板的類型一致,用戶 可以按壓確定按鈕,以進行下一步驟。
[0166] 在本實施方式中,首先進行參照測試,并且,在本實施例中,參照測試的形式為供 給板測試。優選地,在每個生產線中均出現所述參照測試,或者當調節所述瓦楞板成型機 (而不是僅調節所述轉換裝置)時執行所述參照測試。處于此目的,瓦楞板成型機輸出的板, 或者,更優選地,來自所述轉換裝置的供給端的板,即,先于所述轉換裝置的給料輥的擠壓 點,所述板被移動并插入所述測試設備,從而可以在所測試設備上執行所述測試方法。這可 以確保,所述瓦楞板成型機用于生產正確的板,并且不需要更新或改變輥壓。由于在將所述 板供給所述轉換裝置中之前提供卡尺測試,因此,作為總體擠壓測試的一部分一在所述板 轉換后,將在下文中參照優選實施方式進一步詳細描述,這種參考測試是有利的。
[0167] 在測試過程中,獲取變形和力讀數,并且與所述查找表中的數據對比,所述查找表 中具有各種板類型在實驗室條件下預先確定的正常讀數。假設所述供給板滿足這些標準, 隨后,能夠在下一階段測試來自所述轉換裝置的板,即,轉換后的板或產品。
[0168] 圖17展示了優選的下一階段的屏幕,該階段已經準備好接收所述坯料。所述坯料 可以是印花的或素色的(或預打印的)并且按鈕可以按在所述屏幕上,以進行選擇。由于印 花可能是所述板上的另外一層,例如,在使用預打印覆蓋紙的情況下,在所述坯料上的印花 類型能夠改變所述板的總體性能,因此這是優選的選項,或者,打印能夠意味著所述板在涉 及使用打印輥的在線打印工藝中經歷了進一步的擠壓周期。隨后,可以進行所述測試。
[0169] 如圖18所示,所述板的第一區域被測試,并且,第一區域是合格的。在該測試中,所 述板被插入所述槽中,并且按下"運行測試"的按鈕。隨后,所述壓力板向下壓到所述板上, 以朝向所述支撐板擠壓,并且所述裝置同時獲取變形/負載讀數,也許在所述類型的板的已 知的"第一失效點"(在實驗室條件下預先設定)的85%。也可以是第一失效點的50%至 90%。然而,在加載前,使用軟施加卡尺,以確定所述板的預擠壓厚度。當所述板為供給板 (即轉換之前的板)時,可以與所述板的相似的卡尺讀數進行對比。
[0170]隨后參照圖19,對第二區域和第三區域進行測試。第二區域合格,但是第三區域失 效。為了達到獲得所述結果的目的,測試的板已經被在第三測試區域故意破壞(例如,利用 手指擠壓),以制造失效的結果。實際中,單一的失效通常不足以使得整個產品失效。
[0171]為了改善所述測試過程,而不是具有由所述板作為整體失效而引起的單一失效, 可以選擇地使用規則,如在此所述的實施例中,以幫助所述測試過程忽略局部失效。出于此 目的,單一失效通常不足以使得整個產品失效。
[0172] 從圖19中可以看出,在左側的圖片區域86下方,還具有用于指示所述板或坯料整 體合格或失效的交通燈系統。盡管是可選地,與多測試的測試過程一起工作仍然是有利的。 在這種情況中,盡管第三區域失效,所述產品仍然是總體合格的(雖然仍然沒有進行第四個 測試),由于所述交通燈系統的頂線88-該頂線88記錄了為了制造失效所需的總體平均分 數一對于給定類型的板,所述分數是絕對的,或者設置滿足客戶需求(對于給定的板,需要 更打的強度,而其他的并不太在意所述板的強度)的指令一仍然未達到運行平均分數90。的 確,由于前兩個測試具有好的結果,并且第三個測試為邊界失效,因此運行平均分數90實際 上覆蓋了綠交通燈區域92。
[0173] 隨后,如果第四個測試的平均分數進入琥珀色警示區域94(或者,由于頂線(或合 格線88)限定了發生失效的點,在本實施例中,甚至是紅色區域96),那么隨后將產生整體的 警報或者可能會發生失效,如果合適的話。
[0174] 因此,本發明不僅測試,還能夠提供平均分數測試。由于這允許不導致所述坯料整 體失效的局部失效,那么這將是有利的。
[0175] 此外,用戶或生產商能夠明確規定失效條件(平均失效/單獨失效,琥珀失效,紅色 失效),因此,這增大了靈活性。因此,這允許生產商避免將對于用戶是可接受的板判定為失 效。因此,這還能加速生產,甚至,或者潛在地,與臨時材料規則不能滿足客戶的規格的條件 相比,還能夠防止大量的紙浪費,從而更有益于環境。
[0176] 最后參照圖20至圖34,提供了一種用于槽完整測試機的優選組件。從圖20中可以 看出,所述槽完整測試機100包括內部機構102和鉸鏈蓋104,所述鉸鏈蓋104的前方具有觸 摸屏78。在鉸鏈蓋94邊緣的下方(當處于閉合位置是,通入如圖13所示),能夠發現槽76。在 圖20中,壓力板48已經通過具有沿其延伸的驅動桿64的力傳感位移機構56朝向支撐板46降 下壓力板48,以例如,獲得零位。
[0177] 為了便于參照,所述附圖中并沒有示出所述裝置內的線纜,但是參見圖11中,提供 了一種類型的線纜的實施例。
[0178] 力傳感位移機構56操作活塞,用于向上或向下移動桿,并且,在所述實施方式中, 通過移動線圈電機或音圈電機向上或向下移動桿,盡管所述位移的可選模式也是可能的, 例如,機械、啟動、液壓、螺紋桿、帶驅動等其他已知的移動桿的位移模式。
[0179] 在本實施例中,驅動機構與活塞的控制器相連,參見圖34,控制器106與第一電源 70相連。
[0180]在本實施方式中,第二電源108設置在框架上與第一電源70相對的一側,并且與第 一電源70在不同的電壓下運行,以控制所述傳感器而非所述驅動桿。其他的控制器或傳感 器可能需要其他電壓需求。單個的電源單元也是可能的(或者,可以提供多個電壓控制器)。
[0181] 隨后參照圖21至圖34,展示了組裝所述產品的步驟。
[0182] 所述方法開始于所述基板或具有背框組件110的支撐板46,支撐板46與背框組件 110可以是一體的,或者多個連接在一起的工件。圖21展示了側視圖,其中,圖22展示了平面 俯視圖。如圖所示,支撐板46與背框組件110形成為單個的部件,例如,單個的模具。
[0183] 隨后,支撐框架54被螺紋固定在背框組件110上,并且,參見圖24所示,本實施例的 框架54可以具有大致U形的結構,用以容納力傳感位移機構56,或者力傳感位移機構56的電 機。
[0184] 在支撐框架54的頂部,安裝有負載傳感器52或者控制器106。參照圖25至圖28。
[0185] 多個部件的所示出的和所討論的位置是本實施方式的優選位置。當然,也可以使 用其他部件位置和布置替代。
[0186] 此外,防護板114安裝在所述單元的前方和后方,并且隨后,較大的手指防護件116 固定在所述單元的基底上,以形成防止手指進入所述測試設備的屏障。因此限定了所述槽 的形式。然而,可替代的,所述槽的形式可以通過所述裝置的殼體限定,或者由蓋104的底邊 緣限定。
[0187] 隨后可以安裝電源單元,例如,如圖31和圖32所示。此處,在所述蓋被連接至所述 框架的頂部上方之前,電源單元連接至所述框架的側面。
[0188] 所述組件提供一種單盒測試設備,該單盒測試設備具有集成的屏幕和觸摸屏控制 器,并且,所述組件中設置有槽,以直接接收所述板,并且在所述測試過程中不需要對所述 板的任何預夾持。
[0189] 因此,本發明提供一種新型的測試設備,以及高度精確和快速的測試坯料和板的 方法,該測試在生產線上進行,并不需要制造很長的生產線停機時間。
[0190] 由于制造的所述板的類型是預先測試的,以確定響應于擠壓負載的標準,并且在 線測試僅需要去查找查找表,以確定使用中的實際的板釋放滿足所述標準,因此,所述測試 結果快速簡單地辨別所述板是合格或失效。
[0191] 當指定定做或未測試的板時,可以有很多次測試,并且因此,如果制造的板恰好沒 有經過預-測試,即,查找表中沒有標準值,那么所述系統能夠標識缺陷,并且可以將測試數 據上傳以供以后使用,從而增加所述數據庫的靈活性。
[0192] 從一個生產線至另一個生產線,由于所述查找表的數據庫是恒定的,因此所述數 據庫能夠被中心控制并且可以聯網,借此,多個設備可以依賴于所述數據庫,例如,在一個 或多個生產線位置或者不同的國家。此外,當從實驗室測試中獲得新的測試結果/標準并增 加時,所有的位置都能接收或通過新的測試結果/標準。
[0193] 此外,由于可以在最終轉換之前測試供給板,操作者不需要僅依賴于對供給板的 視覺檢查。
[0194] 此外,其上的測試設備可以提供指示,以確定失效的板是否滿足先于轉換的標準 或者僅在轉換后的標準。這減少了辨別發生錯誤的位置所用的總時間。
[0195] 由于所述卡尺厚度可以與標準相對比,或者在缺省狀態下確定實際的擠壓/變形, 因此除了新測試之外,所述卡尺厚度優選由本發明確定。然而,基礎的卡尺值允許執行卡尺 測試,并且由于如果卡尺厚度進行了顯著改變,這將造成指示顯著損壞,因此,卡尺厚度是 重要的一例如,可能導致給出假陽性的新的擠壓測試,其中,需要兩次測試。
[0196] 由于測試單元的形狀(所述測試單元具有相對寬且窄的槽,以及在其上的相對較 小的殼體),本發明還允許不僅對平的板測試,還允許對組裝的盒進行測試一如果尺寸足 夠,并且具有易靠近的邊緣,以安裝進所述測試設備的槽中。例如,測試設備優選具有大約 20cm的寬度、以及大約20cm高的槽。因此,所述盒具有開放的頂端,并且寬度至少20cm,長度 至少20cm,并且孔的高度足以允許所述板穿過所述壓力板和所述支撐板之間,沿所述盒和 所述孔的四個邊都是可測試的。
[0197] 優選地,所述尺寸(高度和寬度)不超過40cm。
[0198] 本發明的示例性測試是參照板的四個測試部分的讀數的平均值描述的。然而,可 能優選的是,使用總分數。
[0199] 由于按壓按鈕可以調節打印或輥壓,并且因為所述測試結果很快地反饋在所述屏 幕上,因此,在本發明中,可以在幾秒鐘之內完成所述測試,并且通常快于10秒,可以在幾秒 鐘之內(而不是幾分鐘)對瓦楞成型機或轉換機的打印或者輥壓進行校準。
[0200] 在本發明中,所述系統設計為從獨立的機器至瓦楞成型機和轉換裝置生產線中運 行。然而,期望的是,可以與生產線相結合,例如,通過在所述瓦楞成型機或者轉換機的寬度 方向提供多個測試單元,典型地,每個測試單元限定輥縫而非槽。然而,需要有人出現在所 述機器的側面,以檢測視覺打印質量和視覺槽質量,讓他進行測試,同時不必具體改變產品 加工速度。的確,與當前的利用BCT或DST測試相比,甚至可以讓人加速產品加工速度。
[0201]因此,通過實施例的方式單純地描述了本發明。可以在所附的權利要求限定的范 圍內對本發明的細節進行修改。
【主權項】
1. 一種測試瓦楞板的結構性能的方法,該方法包括:從瓦楞成型機或者變換機上取出 瓦楞板;將所述瓦楞板的至少一部分定位在測試機中;對所述測試設機內的瓦楞板的一部 分的試樣區域執行非破壞性擠壓,并且提供所述板的所述區域的擠壓測試性能讀數,將所 述性能讀數與上述設計的瓦楞板應當具有的預定義的可接受的擠壓測試性能讀數進行對 比,并從該對比中總結所述板或者所述板的所述試樣區域是否滿足所需的擠壓剛性參數。2. 根據權利要求1所述的方法,其中,所述板為用于形成盒或包裝的整個坯料。3. 根據權利要求1或2所述的方法,其中,在未折疊所述板或者未將所述板組裝成盒時 對所述板進行測試。4. 根據上述任意一項權利要求所述的方法,其中,所述測試機具有用于接收所述板的 邊緣的槽。5. 根據上述任意一項權利要求所述的方法,其中,對所述板進行多次測試,包括在通過 所述變換機之前的測試和通過所述變換機之后的后續測試。6. 根據上述任意一項權利要求所述的方法,所述方法包括在所述板的不同試樣區域進 行多次測試,以提供所述板的整個表面區域或者所述板的整個寬度上或者所述板的整個長 度上的擠壓測試參數范圍。7. 根據上述任意一項權利要求所述的方法,其中,所述板不是從離開所述生產線的板 上切割下來的樣品。8. 根據上述任意一項權利要求所述的方法,其中,所述板是大的瓦楞件,所述板具有至 少30cm的線性尺寸,所述線性尺寸為,例如,寬度或長度。9. 根據上述任意一項權利要求所述的方法,其中,在10秒之內,在所述板上執行所述測 試,使得拿起所述板、進行所述測試以及將所述板送回給料區用時平均不超過10秒。10. 根據上述任意一項權利要求所述的方法,其中,所述板的寬度為至少30cm。11. 根據上述任意一項權利要求所述的方法,其中,所述板的長度為至少20cm。12. 根據上述任意一項權利要求所述的方法,其中,所述板的寬度為至少lm。13. 根據上述任意一項權利要求所述的方法,其中,所述板的長度為至少30cm。14. 根據上述任意一項權利要求所述的方法,其中,在所述坯料的多個的區域執行所述 測試,并且所述結果受到平均過程的約束。15. 根據上述任意一項權利要求所述的方法,其中,用于將所述板提供給所述測試的刀 或者切割設備不需要與工廠地板上的生產線相鄰且獨立于工廠地板上的生產線。16. -種利用測試機執行的板測試方法,所述板測試方法包括:將由已知類型的瓦楞材 料制成板設置在所述測試機的支撐板和壓力板之間;通過相對于所述支撐板移動所述壓力 板向所述板施加負載,以擠壓所述支撐板和所述壓力板之間的所述板;利用安裝在所述測 試機上或所述測試機內的一個或多個傳感器獲取負載和變形讀數;以及,輸出至少一對負 載和變形讀數以與所述類型的板的給定變形的預設讀數進行比較,所述給定變形是不超過 所述類型的瓦楞材料的預定平均第一失效點90%的距離。17. 根據權利要求16所述的板測試方法,其中,所述板測試方法還包括:利用卡尺測量 所述板的承受負載的區域中負載不超過20N/cm 2的點。18. 根據上述任意一項權利要求所述的板測試方法,其中,所述壓力板具有平坦的、盤 狀、朝向所述板的表面。19. 根據權利要求18所述的板測試方法,其中,所述壓力板的直徑為大約20mm。20. 根據上述任意一項權利要求所述的板測試方法,其中,所述壓力板連接于驅動機 構,所述驅動機構用于向所述坯料施加高達至少500N的負載力。21. 根據上述任意一項權利要求所述的板測試方法,其中,對應于假設的大致零變形, 在負載在5N和40N之間的位置處設置參照卡尺。22. 根據上述任意一項權利要求所述的板測試方法,所述板測試方法包括:在將所述板 插入所述壓力板和所述支撐板之間之前,通過所述壓力板朝向所述支撐板的移動獲取零卡 尺數據,并且之后將所述卡尺數據撤銷。23. 根據上述任意一項權利要求所述的板測試方法,其中,獲取兩個卡尺讀數,第一個 讀數在利用變換機裝置變換所述板之前獲取,第二個讀數在利用變換機裝置變換所述板之 后獲取。24. 根據上述任意一項權利要求所述的板測試方法,其中,所述測試測量給定負載下的 變形。25. 根據上述任意一項權利要求所述的板測試方法,其中,利用在將所述變換機利用該 變換機的給料輥夾緊所述板之前所獲取的初始卡尺測量值減去轉換后所獲取的板的卡尺 測量值,加上當所述板被設置在所述測試的預設負載下時以所述第二卡尺的度量制所測量 的變形,計算用作對比的變形值。26. 根據權利要求25所述的板測試方法,其中,所述預設負載大約是達到所述樣品的板 類型的第一失效點的預定負載的50%至95%。27. 根據上述任意一項權利要求所述的板測試方法,其中,所述板為已知的瓦楞類型, 并且,設置在所述板上的測試負載是所述瓦楞類型的板的預設第一失效點負載的85%。28. 根據上述任意一項權利要求所述的板測試方法,其中,所述測試是對板的非破壞性 測試。29. 根據上述任意一項權利要求所述的板測試方法,其中,所述測試設備用于壓力板的 加壓臂的給料速度在5mm每分鐘和20mm每分鐘之間。30. -種適于執行對瓦楞板的結構特性進行非破壞性測試方法的測試機,所述非破壞 性測試包括:在瓦楞板的試樣區域上執行非破壞性擠壓測試,所述板取自于瓦楞成型機或 轉換裝置,并且隨后至少部分地放入所述測試機內,并且,通過所述非破壞性測試,提供所 述試樣區域的擠壓測試性能的讀數,將所述性能與上述設計的瓦楞板應當具有的預定義的 可接受性能進行對比,并總結所述板或者所述板的所述試樣區域是否滿足所需的擠壓剛性 參數,其中,所述測試機包括: a) 支撐表面,所述板的所述試樣區域能夠設置在所述支撐表面上; b) 壓力板,通過所述壓力板將測試力施加在所述板的相對側,從而在所述板的厚度方 向上施加朝向所述支撐表面的擠壓力; c) 一個或多個傳感器,所述傳感器用于傳感所述板的變形以及來自于所述板的力; d) 數據庫或者查找表,該數據庫或者查找表用于根據每個變形參數的預定力查找傳感 到的數據。31. 根據權利要求30所述的測試機,其中,所述非破壞性測試方法為權利要求1至29中 任意一項所述的方法。32. 根據權利要求30或31所述的測試機,其中,所述數據庫或者查找表包括不同類型的 板的測試數據,使得所述測試機能夠為給定的板結構查找合適的讀數。33. 根據權利要求32所述的測試機,其中,除了根據所述板本身的形態的數據之外,所 述數據庫或者查找表還具有根據所述變形的數據和/或根據力響應的數據,所述數據包括 以下數據中的至少一者:凹槽的輪廓類型、材料重量和材料類型,例如,頂部織造材料、底部 織造材料、凹槽材料、層結構或卡尺中任意一者的獨立數據。34. 根據權利要求32或33所述的測試機,其中,所述數據庫或查找表不僅具有根據第一 失效點變形/力的數據,還具有根據第二失效點變形/力的數據,并且可選地具有根據第三 失效點變形/力的數據。35. 根據權利要求30至34中任意一項所述的測試機,其中,根據擠壓所述板總計小于 1mm的程度執行所述擠壓測試。36. -種預成型坯料,該預成型坯料適于組裝成包裝或盒,所述預成型坯料包括頂層、 底層以及所述頂層和所述底層之間的至少一層瓦楞件,并且,所述預成型坯料還包括關于 所述預成型坯料的結構性能的認證,所述認證是使用權利要求1至29中任意一項所述的方 法在所述預成型坯料的生產線上認證的。37. -種預成型坯料,該預成型坯料適于組裝成包裝或盒,所述預成型坯料包括頂層、 底層以及所述頂層和所述底層之間的至少一層瓦楞件,并且,所述預成型坯料還包括關于 所述預成型坯料的結構性能的認證,所述認證是使用權利要求30至35中任意一項所述的測 試機在所述預成型坯料的生產線上認證的。38. -種用于測試瓦楞板的測試設備,所述測試設備設置有支撐板、壓力板、框架、用于 相對于所述支撐板移動所述壓力板的機構,和用于測量由所述壓力板或者所述支撐板造成 的或者所述壓力板和所述支撐板兩者共同造成的移動和力的傳感設備,以及用于接收所述 支撐板和所述壓力板之間的板的槽,該槽沿所述測試設備的整個寬度延伸。39. 根據權利要求38所述的測試設備,其中,所述壓力板適于由力傳感位移機構所移 動,從而將所述力傳感位移機構中的負載傳感器與位移傳感器整合為一體。40. 根據權利要求38或39所述的測試設備,其中,所述測試設備包括集成的屏幕,優選 地,所述屏幕為觸摸屏,以用于控制所述測試設備的操作。41. 根據權利要求40所述的測試設備,其中,使用后,所述屏幕顯示被測試的板的合格 ig息或者失效ig息。42. 根據權利要求41所述的測試設備,其中,通過交通指示燈指示所述信息。43. 根據權利要求38至42中任意一項所述的測試設備,所述測試設備布置為獲取所述 板上的多個測試讀數,并且根據所述多個測試讀數提供通過或失敗分數。44. 根據權利要求38至43中任意一項所述的測試設備,其中,所述壓力板比所述支撐板 小。45. 根據權利要求38至44中任意一項所述的測試設備,所述測試設備適于執行根據權 利要求1至29中任意一項所述的方法。46. -種大致參照任意一副附圖所描述的以上的方法。47. -種大致參照任意一副附圖所描述的以上的測試設備。48. -種瓦楞坯料生產線,其特征在于,所述瓦楞坯料生產線上設置有根據權利要求38 至45中任意一項或者權利要求47所述的測試設備。49. 一種瓦楞坯料生成線,其特征在于,在來自所述瓦楞坯料生產線制造的坯料上執行 根據權利要求1至29中任意一項或者權利要求46所述的方法。50. -種瓦楞坯料生成線,其特征在于,所述瓦楞坯料生產線上設置有根據權利要求30 至35中任意一項所述的測試機。51. -種根據權利要求48至50中任意一項所述的瓦楞坯料生產線,所述瓦楞坯料生產 線向該瓦楞坯料生產線的瓦楞成型機或者變換機施加校準輥壓,以用于生產特定的坯料或 者由該還料制成的廣品。52. -種瓦楞坯料或者產品,所述瓦楞坯料或產品來自由根據權利要求48至50中任意 一項所述的瓦楞坯料生產線制造的坯料,所述瓦楞坯料生產線向該瓦楞坯料生產線的瓦楞 成型機或者變換機施加校準輥壓,以用于生產特定的坯料或者產品。53. 成垛或者成包的瓦楞坯料,所述瓦楞坯料來自由根據權利要求48至50中任意一項 所述的瓦楞坯料生產線制造的坯料,所述瓦楞坯料生產線向該瓦楞坯料生產線的瓦楞成型 機或者變換機施加校準輥壓,以用于生產特定的坯料。
【文檔編號】G01N3/08GK105980829SQ201580004966
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年1月2日
【發明人】D·G·里奇, L·G·詹金斯
【申請人】Ds史密斯包裝有限公司