技术领域
[0001] 本发明涉及一种标签施用系统。
相关背景技术
[0002] 印刷标签被广泛用于各种应用中，以提供关于物品包装的信息，诸如食品标签。在某些环境中，整个运输、包装和标签系统都建立在一个位置中。
[0003] 物品/包装沿着传送机(或其他运输装置)运输到例如仓库或其他设施中的期望位置，以允许进一步运输(例如，通过车辆、船运集装箱或铁路车厢)。这些包装具有在其表面施用的标签，从而可以轻松提取关于物品的信息。这些标签可以在传送机/运输装置旁边或附近的印刷装置中印刷。
[0004] 已知的是，标签印刷区域在施用步骤之前包括印刷步骤。标签贴附到载体卷材并且通过用于印刷的印刷装置的印刷头。然后将印刷的标签从载体卷材移除并且施用到例如包装的物品上。每个标签都从印刷头朝着施用器垫进给，施用器垫被配置为将标签施用到所需的表面。通常，标签上具有印刷/油墨的一面典型地通过真空保持在施用器垫附近。然后，施用器垫可以相对于印刷头和/或基站和/或传送机朝着将要施用标签的物品/包装的表面移动。施用器将标签的贴附面抵靠在表面上，以将标签粘贴到物品/包装的表面。
[0005] 已知的是，提供致动器，用于移动施用器以将标签施用到目标表面。已知的致动器包括沉重和/或庞大的运动部件，并且典型地是气动或电动激活的。
[0006] 致动器由控制系统控制，该控制系统操作致动器(并因此控制施用器的位置)以施用标签。典型地，致动器并不具有位置或速度控制(和/或反馈)，这意味着“施用周期”(即控制系统发起致动器运动与施用器将标签施用到包装之间所花费的时间)可以变化。
[0007] 例如，气动激活的致动器可能会经历为运动提供动力的气缸内的气压的变化，这可能会导致变化的施用周期。这继而可能导致施用器垫在相对于包装的不期望的位置处和/或在不期望的施用时间到达用于标签施用的包装附近，从而导致不令人满意的标签施用。或者，例如，包装可以在传送带(或替代的运输系统)上改变位置，并且因此距致动器/施用器和包装的距离改变和/或传送机的速度可能改变。这导致不一致的施用周期，因为致动器/施用器具有不同的行进距离，以便到达包装(并且因此所施用的标签将被定位在其他可能不期望的位置中)。
[0008] 可以按照设定的时间间隔对致动器进行控制。替代地，可以使用定位在传送机带(或其他运输设备)上或之前的引导装置将包装约束在特定位置中。然而，为了令人满意的标签施用，可能必须降低包装的速度，以确保将包装定位。
[0009] 存在将标签更准确地定位在包装上的需求。更加一致/准确地定位的标签改善读取标签所需的后续机器的效率(诸如条形码扫描或其他机器读取操作)。因此，标签的定位变得愈加重要。
具体实施方式
[0025] 在包装工厂中，将物品包装(即包装在保护层中，以避免内容物的损坏和/或降解和/或提供将内容物运输到其他地方的载体)，并且在包装离开工厂之前，施用标签，这提供关于内容物的一项或多项信息(例如，过期日、条形码、食品的类型和/或种类)。
[0026] 包装通过传送机的方式围绕工厂运输，并且在运输包装时，标签施用器操作以将标签施用到包装的表面上。标签施用系统10控制标签施用器的操作。
[0027] 标签施用系统10用于将标签12施用到沿传送路径在传送机16上行进的包装14上。标签施用系统10包括施用器装置20、控制系统30和传感器系统40。
[0028] 施用器装置20可操作以使标签12移动成与包装14接触(例如，标签12被粘贴到包装14的表面上的预定位置)。
[0029] 在一些实施例中，施用器装置20包括施用器垫22或类似物以及致动器24，施用器垫22附接到致动器24，以使得施用器垫22能够运动。施用器垫22被配置成接收用于施用到包装14的标签12(标签可以来自印刷装置和/或从标签的载体卷材取得)。致动器24可以包括马达，该马达可操作以将致动器24(并且因此，施用器垫22)从第一位置移动到第二位置，在第二位置中，标签12被施用到包装14上。例如，可以移动施用器垫22，使得标签12(或者优选地，在标签12的“背面”上的粘合剂)接触或接近包装14的表面。可以通过与包装14接触而使标签12被远离垫22“提起”。可替代地，例如，气流流动通过施用器垫22，并且标签12被吹到包装14的表面上。应当理解，可以采用多种方式来使用施用器垫22以将标签12施用到包装的表面。下文将更详细地描述可以用作标签施用系统10的部分的施用器垫22的示例。
[0030] 控制系统30控制施用器装置20的操作。在一些实施例中，控制系统30经由通信链路(例如，有线或无线信号连接)连接至施用器装置20，并且控制系统30控制何时启动施用器装置20以将标签12施用到包装14上。
[0031] 控制系统30连接到传感器系统40。传感器系统40监控沿传送机16运输的包装14的预定特性，并将数据转发到控制系统30。控制系统30处理/分析来自传感器系统40的数据并确定适当的时间/理想时间窗口以激活施用器装置20(例如，当标签12沿传送路径行进时，将标签12施用在包装14上的正确/期望的位置中)。
[0032] 传感器系统40具有一个或多个检测器，这些检测器监控传送机16/包装14行进的各方面。在下文中将详细描述适当的检测器的示例。应当理解，一些检测器可以能够产生与包装14的一个以上方面有关的数据，因此针对控制系统40在其分析中所使用的每个量，可能不需要单独的检测器。
[0033] 在一些实施例中，传感器系统40包括边缘检测器42、距离检测器44和速度检测器46。但是，应当理解的是，根据需要并且取决于用户想要采取的测量次数以及是否有任何传感器可以用于多个测量，传感器系统40可以包括更少或更多的检测器。
[0034] 在图1中，在相同的物理位置图示了检测器42、44、46。应当理解，这种情况不是必须的，并且可以根据所实施的特定系统而对不同的传感器进行不同的定位。
[0035] 边缘检测器42被配置为检测沿传送路径行进的传送机16上的包装14的边缘。在一些实施例中，边缘检测器42被定位成在包装14到达边缘检测器42(或与边缘检测器42成一直线)时检测包装14的前边缘。
[0036] 在一些实施例中，边缘检测器42包括发射器和接收器。接收器可以与发射器分开(即，相对于发射器以隔开的位置而定位)，或者接收器可以与发射器在相同的壳体/空间中成为整体。
[0037] 在一些实施例中，发射器被定位在传送机16的第一侧，而接收器被定位在传送机16的相对侧。因此，当发射器发射光束(典型地，激光束或类似)时，光束被接收器接收。换言之，边缘检测器42可以包括光闸，光束41在光闸中跨传送机16延伸。
[0038] 当在传送机16上没有包装处于检测位置时，光束41被接收器接收。当包装14沿传送机16行进并且在发射器的前面移动时，由接收器接收的光束41被打断/中断(随着包装14行进)。包装14的最前部分(前边缘)已经破坏了发射器与接收器之间的光束41的指示，指示了包装14的位置。换言之，边缘检测器40提供包装(的前边缘)位于预定的位置的时间戳/指示。
[0039] 在一些实施例中，将接收器或反射器相对发射器放置是不切实际的(例如，图8a和图8b)。在这样的实施例中，可以使用“飞行时间”检测器或三角测量检测器。
[0040] 在三角测量边缘检测器42中，发射器向表面发射光束，并且该光束被反射回设备并被接收器接收。
[0041] 发射器和接收器可以以相对于彼此的特定位置而间隔开，使得从发射器发射的连续光束不会干扰从表面反射并返回到接收器的光束。在这样的检测器中，发射器以特定角度发射光束，从而取决于发射器与光束反射的表面之间的距离，反射光束以特定位置射中接收器。在所描述的系统的上下文中，当包装14沿传送机16在发射器前行进时，光束将从包装14的表面反射，而不是从包装14的“后面”的另一个表面反射，并且检测器将检测到测量的变化，该变化指示包装的边缘已经到达。
[0042] 在飞行时间传感器中，发射器以预定频率发射光脉冲。当已经发出光脉冲后，发射器被关闭或暂停，这使接收器可以接收从表面反射的光束。当检测到接收脉冲所花费的时间的差异时，这指示包装14的边缘已经到达。优化脉冲的频率以最小化包装14在另一个脉冲到达之前能够沿传送机16行进的量，并且距离上的差异将被检测到。
[0043] 通过检测检测器与反射光的表面之间的距离的变化，可以将这两个讨论的检测器都用作边缘检测器。因此，可以检测到边缘并且不需要距离测量，因为仅距离的变化是重要的。
[0044] 还应当理解，可以将边缘检测器42安装/定位在传送机16的上方，边缘检测器42包括在传送机16的同一侧上的发射器和接收器。在这种环境中，光束或脉冲可以从传送机16的表面反射(当不存在包装14时)。随后，当包装行进通过发射器时，光束或脉冲在包装14的“顶”表面被反射(这在图8a和图8b中被图示)。
[0045] 在一些实施例中，边缘检测器42以角度θ定位/测量，而不是基本上垂直于传送机16(即，与传送机的行进方向形成90度角的垂直轴线B)定位/测量。换言之，边缘检测器42与相对于传送机16的垂直线成角度地偏移。
[0046] 例如，边缘检测器42可以以与垂直轴线B偏离2度和8度之间(并且更优选地约5度)的角度θ跨传送机16进行测量。在一些示例中，边缘检测器42可以定位为以偏离垂直轴线B且偏离正在接近的包装14的角度θ(例如，边缘检测器42以略微偏离包装接近和朝向传送机16的行进方向A的角度倾斜)跨传送机16进行测量。换言之，边缘检测器42与传送路径的方向成92度与98度之间(并且更优选地，约为95度)的角度θ。
[0047] 当使用依赖于由包装14的表面的光束中断的边缘检测器42时，该配置是特别有利的。通常，沿传送机16行进的包装14将不会相对于传送机16的边缘定位成“正直”。在这种情况下，由于当对以角度θ定位的包装14进行测量时存在的困难，被定位成垂直于传送机行进方向对包装14的前边缘进行测量的边缘传感器可能会存在不精确的问题。在图6a、图6b、图7a和图7b中图示了这种效果。图6a和图6b示出了边缘检测器42，该边缘检测器42垂直于包装14的行进方向而定位。在图6a中，包装14在传送机16上被“正直地”定位，使得边缘检测器
42检测到包装14的最近的一侧/拐角/表面(并且因此，可以对包装14的位置进行准确的评估)。然而，在图6b中，包装14以相对于传送机16成一定角度而定位，因此边缘检测器42检测到包装14的“远”侧(即，包装14距检测器42最远的一侧)，并且因此，传感器系统40接收到关于包装14定位在何处的不准确的信息。当边缘检测器42以与垂直轴线B偏移的角度θ(图7a和图7b对其进行了图示)进行测量时，减小了这种效果/不准确性。
[0048] 在图7a中，边缘检测器42朝向在传送机16上的行进方向成角度地偏移，并且包装14垂直于传送机16定位。在这种情况下，检测到包装14的最近/最靠近的边缘。在图7b中，包装14相对于传送机16以一定角度定位，但是(由于边缘检测器42的偏移)仍然检测到包装14的最近边缘。因此，如图7a和图7b中的边缘检测器42位置(即具有角度偏移)提供了比垂直布置更准确的测量。
[0049] 应当理解，当边缘检测器42与跨传送机16的垂直线成角度地偏移时，到包装14的测量距离将需要校正以找到传送机16的边缘与包装14之间的实际距离(例如，通过使用已知的三角函数等)
[0050] 在一些实施例中，边缘检测器42包括机器视觉系统，该机器视觉系统包括光学传感器(例如，相机)和处理器。光学传感器被配置为监控传感器前面的传送机上的区域。处理器被配置为评估由光学传感器记录的图像并确定包装14何时存在于被监控的区域中。在这样的实施例中，替代当包装14的前边缘穿过光闸时光闸被打断，机器视觉系统检测包装14的前边缘何时进入视野/通过光学传感器。机器视觉系统还可以与跨传送路径(在所描述的示例中，跨传送机16)的垂直线成角度地偏移。
[0051] 与包装14的前边缘的存在有关的数据从边缘检测器42发送到控制系统30以用于分析。
[0052] 应当理解，存在多种检测物体的“边缘”的方式，并且如果需要可以使用不同的传感器。
[0053] 距离检测器44被配置为检测从参考点(其可以是在距离检测器44上的点)到包装14的距离。距离检测器44测量从参考点到包装14的距离，该距离基本垂直于传送路径的方向(例如垂直于传送机16的行进方向)。具体地参考图5a和图5b，距离检测器44提供距离检测器44与包装14之间的距离的测量值(由“x”图示)。
[0054] 在一些实施例中，距离检测器44包括超声束发射器。超声束跨传送机16发射，并且当包装14沿传送路径行进时，包装的表面反射超声束/波，并且距离检测器44接收反射的波。从发射到接收(反射后)所花费的时间允许计算距离。
[0055] 在一些实施例中，距离检测器44包括激光束发射器。以与上述超声束类似的方式，激光束跨传送路径发射，并且当包装14沿传路径行进时(在检测器的前面)，包装的表面反射激光束，并且距离检测器44接收反射的光束。从光束发射到光束接收(反射后)所花费的时间允许计算距离。
[0056] 在一些实施例中，边缘检测器42还可以用作距离检测器44(见图8a和图8b)。例如，以上描述的依赖于发射的、从表面反射的并且接收的光束或光脉冲的边缘检测器，还可以用于测量从参考点到该表面的距离(参考点可以是检测器的发射机或者相对于检测器预定的其他点)。因此，除了将检测器用作边缘检测器42并指示所测量的距离是否存在变化之外，检测器还通过提供从确定的参考点到包装14的表面的准确测量，用作距离检测器44。
[0057] 应当理解，不同类型的检测器对于不同类型的环境是有利的。例如，使用从表面反射的光脉冲的检测器(如上文所讨论的)对于检测可能具有透明包装的表面可能是有利的。但是，它们可能噪声过高而无法提供距离的准确测量。
[0058] 然而，使用从表面反射的连续光束的检测器可能噪声较小，但从利用透明包装的表面进行测量的能力要差得多。更进一步地，传感器系统40相对于传送机16将被定位的位置可以指示使用哪种类型的传感器。例如，如果传感器系统安装在传送机16上方(向下朝传送机16进行感测)，则基于光闸的检测器将不可用，因此将使用基于光束反射的飞行时间/测量时间。因此，应当理解，选择和调整检测器以便优化整个标签施用系统10。
[0059] 距离检测器44将测量的距离信息发送到控制系统30。如果需要的话，控制系统30可以利用其对系统参数的了解来评估包装14与另一个点/位置(其可以是与距离检测器44位置本身不同的位置)之间的距离。例如，如果距离检测器44位于远离传送机16的边缘的位置，则在由检测器44进行的任何测量中，控制系统30将需要考虑距离检测器44与传送机边缘之间的距离。
[0060] 速度检测器46被配置为测量包装14沿传送路径(在该示例中，沿传送机16)行进的速度。
[0061] 在一些实施例中，速度检测器46通过记录包装14行进已知距离所花费的时间来确定包装14的速度。在这样的实施例中，速度检测器46包括沿传送路径/传送机16彼此间隔已知距离的第一装置和第二装置。第一装置可以包括发射器和相应的接收器，且第二装置可以包括发射器和相应的接收器。在这种情况下，每个发射器被配置为发射光或超声束，并且每个接收器被配置为接收由其各自的发射器发射的光或超声束。因此，当第一装置和第二装置中的每一个都检测到反射光束的表面的位置的变化时，可以给出时间戳(其允许评估包装14的速度)。
[0062] 在一些实施例中，边缘检测器42(其也可以是距离检测器44)可以充当速度检测器46的第一装置或第二装置之一。
[0063] 例如，用于边缘检测的发射器/接收器也可以用于发起(或结束)用于速度检测器46的时间测量。换言之，当检测到边缘时采取的时间戳可以用于提供与包装14在已知时间的已知位置有关的信息。第二装置可以沿传送路径更早或更晚地定位，从而可以推导出包装14的速度的测量值。如果使用这些检测器中的单独的各个检测器，则第二个设备可以是边缘检测器42或距离检测器44中的一个，或者替换地，可以使用单独的检测器(例如光闸等)。
[0064] 在一些实施例中(诸如已经使用机器视觉系统的那些)，机器视觉系统用于记录包装14沿传送路径的速度。例如，可以通过分析由光学传感器记录的相邻帧并确定包装14多快地行进通过各帧来记录速度。
[0065] 在一些实施例中，与传送机16的速度有关的数据被传输到控制系统30。这可以用作包装14行进速度的估计。在这样的示例中，编码器可以连接到传送机16本身，以提供对传送机运动的速度(例如，传送机带或滚轮运动的速度)的测量。替代地，控制传送机的操作的控制器可以直接将关于传送机16的速度的信息提供给控制系统30。
[0066] 应当理解，使用传送机16的速度作为包装的速度的估计可能不如直接监控包装14的准确，因为包装14可能被卡在障碍物上并且不能以由传送机16的测量/监控的速度而预料的速度行进。
[0067] 控制系统30可操作以从传感器系统40接收并处理与包装14有关的数据。该数据与每个测量的变量(即，边缘测量，距离测量和速度测量中的每个)有关。这可以来自三个单独的检测器42、44、46输出，或者来自更少的检测器的输出，这些检测器操作以提供与包装14的一个以上方面有关的测量。控制系统30计算施用器装置的初始操作，使得当包装14沿传送路径在行进方向上移动时，标签以期望的位置施用到包装14。
[0068] 在一些实施例中，控制系统30控制马达系统(其操作致动器24以将施用器垫22移动至期望的位置)。控制马达速度和位置以确保施用器垫22在已知时间内行进期望的距离/到期望的位置。
[0069] 图10和图11图示了从不同角度看的标签施用系统10’的示例视图，在图10中，包装正在行进离开而在图11中，包装正在向左行进。在下面的描述中，上面已经大体上描述过的特征在添加了撇号的情况下保持相同的附图标记(例如，传感器系统40将变为传感器系统40’)。应当理解，图10至图12图示的系统/系统的部分示出了该系统的实施的细节。除非另有说明，否则以下描述中列出的特征可以与其他描述的特征组合。
[0070] 传感器系统40’和施用器垫22’被定位在传送机16’上方。在此示例中，沿着传送机16’行进的包装14’首先经过传感器系统40’的下面，并且然后再经过施用器垫22’(这样，施用器垫22’在标签施用周期中上/下移动，并且在该示例中，标签被施用到包装14’的面向上方的表面上，但是应当理解，施用器垫22’可以被配置为向上/向下移动并且将标签施用到不同朝向的表面上。
[0071] 传感器系统40’被容纳在单个传感器壳体60’中。施用器垫22’附接至致动器24’，使得其可根据需要移动以将标签施用至包装14’。在该示例中，致动器24’也具有单个壳体。传感器壳体60’通过连接器设备在(传送机16’的)上游位置附接到施用器装置20’。换言之，传感器壳体60’位于包装14’到达施用器垫22’之前包装14’将通过传感器系统40’的位置。
[0072] 连接器设备相对于施用器装置20’将传感器系统40’保持并支撑在已知位置(在所示示例中，连接器设备在传感器壳体60’与致动器壳体之间延伸)。当用户首先将系统设置在传送机16’旁边时，这允许简化标签施用系统10’的安装，并且还准许简化用户/控制系统的校准过程，以确保对检测器进行校准以提供可由控制系统使用的信号。
[0073] 应当理解，如果施用器装置20’位于传送机16’的相对侧，则传感器系统40’/传感器壳体60’可以定位在施用器装置20’的相对侧，从而它仍相对于传送机16’的方向定位在施用器垫22’的上游。
[0074] 连接器设备可以包括支架部分65’，并使用螺栓或其他已知的附接装置附接到致动器24′。支架部分65’可以由金属材料制成。
[0075] 支架部分65’还可以形成传感器壳体60’的一部分(例如，壳体60’的底表面64’)。这可能是有利的，因为它减少了制造传感器壳体60’所需的零件数量，并且从而使制造后的校准步骤更加简单(并且如果支架部分65’由刚性材料(例如金属)制成，则其为壳体60’提供附加的结构强度，并且可以允许壳体60’的其余部分由强度相对较低的材料制成。
[0076] 如上所述，传感器系统40’在此包括被配置为检测接近包装14’的不同特性的传感器。传感器系统40’包括三个检测器——第一和第二边缘检测器42’以及第三(距离)检测器44’。在该示例中，三个单独的检测器布置成彼此基本上对准(在这种情况下，定位并附接到传感器壳体60’中的支架部分65’)。
[0077] 壳体60’的底表面64’限定了三个开口62a’、62b’、62c’，每个开口对应于检测器42’、44’之一。每个开口62a’、62b’、62c’为传感器系统40’的每个检测器的发射器/接收器提供了孔隙。例如，第一开口62a’对应于第一边缘检测器42’，并且允许光束通过开口62a’朝向传送机16’发射(因为传感器系统40’被定位在传送机16’上方并且朝向传送机16’)并且由接收器通过开口62a’接收从传送机16’/包装14’返回的光束。第二开口62b′和第三开口62c′对应于第二边缘检测器42′和第三检测器44′，并允许它们以相同的方式操作。
[0078] 在该示例中，速度检测器44’由第一和第二边缘检测器形成。第一边缘检测器42’发射指示何时检测到包装的边缘的信号(如以上所详细讨论的)。第一边缘检测用于速度检测，因为从第一边缘检测器信号到第二边缘检测器信号(其检测与第一检测器相同的边缘，沿传送机16’的已知距离)的时间被用于计算包装14’正在行进的速度(例如，来自第一和第二边缘检测器42’中的每个的信号具有时间戳，经过的时间是从该时间戳计算出的)。由于第一和第二边缘检测器42’用于评估包装的速度以及检测正在接近的包装14’的边缘，因此有利的是，如果第一和第二边缘检测器42’两者均相对于传送机16’以相同的角度布置(上文详细讨论了向检测包装14’边缘的检测器引入角度的优点)。
[0079] 在一些实施例中，第一边缘检测器42’与第二边缘检测器42’之间分离的距离为100mm与150mm之间(并且优选地为约120mm)。第三检测器44’定位在第一和第二边缘检测器
42’之间的大约中间位置。
[0080] 替代地(例如，图12a和图12b)，距离检测器44’被定位成比第二边缘检测器42’更靠近第一边缘检测器42’。这种布置可能是特别有利的，以便测量到包装14’的距离尽可能接近由第一边缘检测器42’检测到的第一边缘，从而即使在已经测量到任何速度值之前，控制系统也可以计算位置的三角测量。
[0081] 图10和图11还示出了标签印刷装置80’如何相对于施用器装置20’和传感器系统40’定位。印刷装置80’是热转移式印刷机，并且包括印刷头82’和着色带(未示出)。选择性地加热印刷头82’并将其压在着色带上，以使墨可以熔化到下面通过的基底上。在这种情况下，基底是标签带，该标签带从供应辊84’供应并从下方通过印刷头82’。将新印刷的标签从背衬材料上剥离，并且将背衬材料缠绕到废物辊86’中，同时将印刷的标签定位在施用器垫
22’上(以下详细描述的过程)。
[0082] 标签施用系统10’的该示例以以下方式操作。传感器系统40’在传送机16’经过下方时连续监控传送机16’。应当理解，在这种意义上，术语“连续地”并不一定意味着从检测器42’、44’一直都发射光束——在某些情况下，可以以指定的频率发射光束(以上所讨论的)。换言之，传感器系统40’被供电并且准备好当包装14’在任何时间到达时检测传送机上的包装14’。
[0083] 如图11所示，传感器系统40’提供了用于操作施用器装置20’的触发系统(换言之，用于启动施用器垫22’)，从而可以贴附标签。当包装14’接近传感器系统40’时，第一边缘检测器42’提供与包装14’有关的第一信号。当包装14’的前边缘在第一边缘检测器42’与传送机16’之间通过时，通过控制系统评估反射的光束的变化，从而检测包装14’。包装14’到达的该第一信号允许控制系统准备施用器装置20’，换言之，检测包装14’的前边缘是在施用周期中使用的第一触发器。
[0084] 接下来，包装14’到达距离检测器44下方，该距离检测器44提供指示检测器44与光束从其反射的包装14’的表面之间的距离的信号。由于传感器系统40’相对于施用器装置20’(即相对于致动器24’和/或施用器垫22’)位于已知位置，因此控制系统可以计算需要如何移动施用器垫22’以将标签呈现在包装14’上的期望的位置中。
[0085] 最后，包装盒14’的前边缘被传感器系统40’的最终检测器(第二边缘检测器42’)检测到。来自第二边缘检测器42’的信号完成了与该包装14’有关的数据采集(换言之，最终信号提供了由控制系统评估包装14’的速度所需的信息)。控制系统知道包装14’相对于施用器垫22’将在哪里以及何时，并且可以完成触发过程以确保施用周期继续进行并根据需要贴附标签(下面详细讨论)。
[0086] 在包装行业中，触发机构通常分布在用于移动包装的任何传送机旁边。每个机构典型地都是需要熟练的工程师的定制安装。本发明的实施例允许将传感器定位在单个壳体/外壳中，该壳体/外壳可以直接附接到致动器壳体。通过简化和标准化与控制系统的连接并预定义关键尺寸(诸如(多个)传感器距施用器的距离)，这可以减少安装工作量。这种简化改善了包装系统的可靠性。
[0087] 在一些实施例中，致动器马达系统使用步进马达。在这样的示例中，马达系统可以是开环或闭环控制系统，并与位置编码器一起运行，以提供有关马达的位置/运动的反馈。位置编码器可以安装在马达的一部分上(例如，在马达的转子上)。
[0088] 将理解的是，使用其他电动马达类型，例如无刷DC(BLDC)马达或伺服马达，可以实现类似的功能。可以使用BLDC马达。无传感器马达控制技术可以与BLDC马达一起使用，例如Microbeam SA提供的系统。
[0089] 在一些实施例中，控制系统控制马达系统以启用转子速度和位置监控。这种监控可以作为“无传感器”驱动系统的一部分提供。对于其他类型的马达，这例如可以从安装在马达上的旋转编码器得出。
[0090] 控制系统包括存储器，该存储器存储致动器24和垫22的物理参数；这包括所有运动组件的惯性和支承表面的预期摩擦。
[0091] 在一些实施例中，致动器24经由传动带耦合到马达，该传动带将马达的旋转运动转换成致动器24的线性运动。可以设置传动带张紧器以保持传动带中可接受的张力。
[0092] 图9图示了用于施用器装置20的施用器垫22的示例。在该示例中，施用器垫22具有第一侧或标签接收侧210以及第二侧212。施用器垫22还具有标签进入边缘214，以及相对边缘216。
[0093] 在一些实施例中，施用器垫22包括导管装置220，在实施例中，导管装置220包括可彼此流体连通的多个导管222。导管装置220还与入口224流体连通，该入口可以是空气入口。在实施例中，入口224可以与每个导管222流体连通。入口224被定位成邻近标签入口边缘214。
[0094] 在一些实施例中，入口224和导管装置220的至少一部分与施用器垫22的标签接收侧214流体连通。例如空气的流体可以经由入口224和/或导管装置220的一部分被吸入施用器垫22中。入口224可在标签接收侧214的平面中具有大的横截面积。
[0095] 施用器垫22可以包括防护结构228，该防护结构228可以防止标签和/或异物进入(例如被吸入)入口224。防护结构228可以包括一个或多个肋，该一个或多个肋跨入口224的至少一部分而延伸。该防护肋或每个防护肋可以在大体上与施用器垫的平面垂直的平面中延伸，并且因此大体上与入口224的横截面垂直。
[0096] 标签接收侧214可以包括具有降低的摩擦系数的表面(例如，粗糙或有纹理的表面或具有涂层等的表面)。这提供了低粘附性或“不粘”效果，这在标签12的粘附侧与施用其垫接触的情况下是有利的情况。这样的标签12可以容易地被手动移除，或者由于标签12与表面之间的降低的摩擦系数而可能自行脱落。
[0097] 导管装置220和入口224的目的是提供抽吸或真空作用，其能够例如抵抗重力将标签12保持靠近施用器垫22的标签接收侧214。提供了气流生成器，例如风扇，并且气流生成器与入口224流体连接。导管装置220和/或入口224使标签12能够被朝向施用器垫22吸引。
[0098] 在一些实施例中，施用器垫22包括空气分配装置。在图示的示例中，空气分配装置包括多个出口喷嘴230(其分布在施用器垫22的标签接收侧210上)。每个出口喷嘴流体连接到分配管道，使得流体(例如，空气)可以流向出口喷嘴230(例如，从空气源和/或生成器)。
[0099] 当施用器垫22与包装14之间的冲击是不期望的和/或不可能的时，包括空气分配装置的这种施用器垫22可能是特别有利的。例如，如果包装14是易损的，或者包装14的表面下方的物品是易损的和/或易碎的，和/或接收标签12的包装14是不平坦的，那么提供如下的贴标签机制是有益的：该标签机制可以在不与包装12接触的情况下施用标签。在这种情况下，期望通过将标签吹到包装14上来施用标签。
[0100] 如上所述，施用器垫22形成施用器装置20的一部分，并且附接到致动器24，该致动器24实现施用器垫22的移动。
[0101] 施用器垫22由附接构件支撑并耦合到致动器24，并且在一些实施例中，附接构件在施用器垫22与致动器24之间提供机械耦合和气动耦合中的至少一种。附接构件可以是柔性的或附接构件的至少一部分可以是柔性的和/或铰接的，以使得能够调节施用器垫22相对于致动器的位置和/或定向。这样的可操纵性使得施用器垫22能够顺应标签12将被施加到的表面。
[0102] 在施用器垫22接触要施用标签的表面的情况下，可以被动地进行该调节，或者如果标签装置确定要施用标签12的表面的位置或定向与施用器垫22的当前位置或定向不同，则可以主动地进行该调节。可以通过主动和被动调节的组合来进行施用器垫22的位置和/或定向的调节。
[0103] 现在将描述使用标签施用系统10、10’的方法。操作标签施用系统10、10’的方法包括使用传感器系统40来测量与包装14、14’有关的参数的步骤。该方法包括使用边缘检测器42、42’来测量包装14、14’的边缘的存在；使用距离检测器44、44’测量包装14、14’与传感器系统40、40’之间的距离，以及测量包装14、14’行进的速度。传感器系统40、40’将数据发送到控制系统30，并且控制系统30计算适当的时间以启动施用器装置20、20’的操作。该方法进一步包括根据计算出的适当的时间来启动施用器装置20、20’，并使用施用器装置20、20’将标签12贴附到包装14、14’上。
[0104] 在一些实施例中，控制系统30存储关于系统和/或关于针对标签12在包装14、14’上的期望的位置的一个或多个参数。在一些实施例中，控制系统30允许诸如包装生产线操作员的用户设置一个或多个参数。例如，用户可以12设置针对标签12的期望的位置(即，设置包装14、14’的前边缘与标签12位置之间的距离)，针对标签12的在传送机表面上方的期望的高度，传送机16、16’的期望的速度和/或标签施用的类型(例如，是否应当将标签12从施用器垫22、22’吹到包装14、14’上，或者是否应当利用包装14、14’的表面的力(即与表面接触)放置标签12。
[0105] 时间和距离计算可以用于确定，针对要施用的标签，包装14、14’相对于施用器22、22’处于正确位置的时间。使用从边缘检测器42、42’提供的数据，控制系统30知道包装14、
14’何时到达预定位置100。控制系统30可以从速度检测器46评估包装14、14’从该预定位置
100行进到可以施用标签12的位置(即，施用位置102)将花费的时间。控制系统30还知道针对施用周期所花费的时间。因此，控制系统30评估在启动施用器装置20开始施用周期之前所需的时间延迟(从包装到达预定位置100开始)，以便将标签施用在施用位置102中。
[0106] 进一步地，使用由距离检测器44、44’提供的数据，控制系统30还确定(包装14、14’将)距施用器装置20、20’的距离。在一些实施例中，控制系统30调节与施用器装置20、20’的施用周期有关的一个或多个参数。例如，控制系统30可以对致动器24、24’在施用器周期期间移动施用器22、22’的距离进行调节。换言之，为了解决包装14、14’与传送机16、16’的边缘之间的不同距离d，控制系统30可以指定致动器22、22’应当以沿x方向增加或减少来定位施用器22、22’。在另一示例中，包装14、14’可以相对于传送机16、16’的边缘成角度/非直线，控制系统30可以通过以下方式解决角度上的差异：通过控制致动器24、24’以一定角度放置施用器22、22’来补偿包装14的定位。
[0107] 控制系统30考虑到以上详细讨论的三个参数，并确定适当的时间(或适当的时间段)来启动施用器装置20、20’，以便将标签12以期望的位置施用到包装14、14’上。更进一步地，控制系统30可以设置施用器垫22、22’移动到期望的施用位置的行进时间，因此该信息与包装14、14’的位置和速度的认识相结合提供了优于先前的系统的优点。先前的系统几乎没有或没有关于包装位于系统中的何处的反馈，并且对施用器的控制有限，因此，不能保证以期望的和/或理想的位置来施用标签。然而，在此描述的系统能够触发施用器垫22、22’在期望的时间移动并控制整个施用周期，从而允许更好地对标签在包装14、14’上进行控制/放置。
[0108] 应当理解，说明书中使用的术语“包装”旨在包括可能需要在其上贴附标签的大范围的物品。例如，包装可以包括容纳单个物品或多个物品(可以是规则形状)或诸如食物的单个物品(其形状可能更不规则)的盒子。
[0109] 因此，可以采用不同的施用器垫22、22’/不同的机构，用于将标签12施用到包装14、14’。在一些实施例中，控制系统30操作以确保在适当的时间将标签12定位在施用器垫
22、22’上(即，处于准备好向包装14、14’施用的位置)。
[0110] 在一些实施例中，典型地通过马达驱动的卷轴将标签12从印刷装置的印刷头移开，该卷轴缠绕承载所需方向上的一系列标签12的载体卷材。每个标签12(其具有前边缘和后边缘)例如通过剥离辊或刀片与载体卷材分开。标签12的前边缘在后边缘之前与载体卷材分离。
[0111] 一旦从载体卷材上分离，标签12就朝向施用器垫22的标签进入边缘214行进。在一些实施例中，标签12的前边缘在标签12的后边缘已经与载体卷材分离之前移到施用器垫22的标签接收侧210上。
[0112] 在一些实施例中，标签12跨施用器垫22的标签接收侧210移动(在图9中的箭头F的方向上)。随着标签12的移动，标签12的至少一部分覆盖施用器垫22的入口224的越来越大的比例。当入口224被覆盖时，空气通过导管装置220的至少一部分而被抽吸。
[0113] 随着标签12继续在箭头F的方向上行进，导管装置220逐渐被覆盖，并且空气通过导管装置220的一个或多个未被覆盖的部分被吸入。因此，随着标签12在施用器垫22上移动，有效空气(多个)入口(即，空气入口224和/或导管装置220在给定时刻未被覆盖的一个或多个部分)移动得更远离施用器垫22的标签进入边缘214。这使得能够通过相同的施用器垫22转移具有一定尺寸范围的标签12。
[0114] 空气可以继续被吸入到施用器垫22中，直到标签12已经被施用到包装14上为止。一旦标签12离开施用器垫22，就可以停止或减少抽吸，直到下一个施用周期为止。
[0115] 在一些实施例中，致动器24将施用器垫22移动至施用位置，在施用位置中，施用器垫22与包装14接触(并且标签12上的粘合剂接触包装14)，并且标签12从施用器垫22上抬起。在一些实施例中，致动器24将施用器垫22移动至接近包装14，并且空气分配装置将空气从出口喷嘴排出，以将标签12吹向包装14(并且吹到包装14上)。
[0116] 在一些实施例中，施用器垫22的角度可通过致动器24(经由附接构件)主动地移动，使得施用器垫22可以相对于正在接近的包装14以理想的位置和/或角度被定位。在一些实施例中，施用器垫22的角度是可调节的，但是不能通过致动器24主动地调节。附接构件可以允许施用器垫22的“被动”运动以在其接触物体(例如标签将施用到其上的即将到达的包装14)时调节角度。在一些实施例中，附接构件可包括偏置机构，该偏置机构将施用器垫22偏置到第一(即，中立)位置，并允许施用器垫22在其接触物体并对偏置提供阻力时调节其角度。
[0117] 应当理解，术语“传送机”不应被认为是所使用的机械装置的指示。术语“传送机”仅旨在指示包装正在从第一位置传送(即，运输)到第二位置。因此，该措词涵盖了“典型的”如下传送装置：该传送装置使用移动的皮带、区段或球体来提供在期望的方向上运输物品的表面，并且该措词还包括可以用于将物品以特定的路径运输至期望的目的地的其他装置类型(例如，提供此功能的一个或多个自动化或机器人设备)。
[0118] 在以下项目中概述了本发明的各方面：
[0119] 1.一种标签施用系统，用于将标签施用到沿传送路径在传送机上行进的包装上，所述标签施用系统包括：施用器装置，其可操作以使标签移动成与包装接触；控制系统，其控制施用器装置的操作；以及传感器系统，其可操作以检测包装的边缘、从参考点到包装的距离以及包装行进的速度，其中控制系统可操作以接收和处理来自所述传感器系统的关于包装的数据，并且发起施用器装置的操作，以在包装沿传送路径的行进方向上移动时将标签以期望的位置施用到包装上。
[0120] 2.根据项目1的系统，其中传感器系统包括边缘检测器，用于检测包装的边缘。
[0121] 3.根据项目2的系统，其中边缘检测器包括发射器，其发射连续光束或以预定的频率发射光脉冲。
[0122] 4.根据项目3的系统，其中所述边缘检测器或所述发射器以与垂直于传送路径的方向延伸的轴线成角度地偏移的角度发射光。
[0123] 5.根据项目4的系统，其中边缘检测器朝向沿传送路径的行进方向成角度地偏移。
[0124] 6.根据项目4或5的系统，其中边缘检测器被定位成与垂直于传送路径的方向延伸的轴线偏离2度至8度之间的角度，并且可选地偏离约5度的角度。
[0125] 7.根据项目6的系统，其中边缘检测器被定位成与垂直于传送路径的方向延伸的轴线偏离约5度的角度。
[0126] 8.根据项目3至7的系统，其中边缘检测器包括单独的接收器，用于接收从发射器发射的光，所述接收器可定位在传送路径的与发射器相对的一侧，并且可选地其中，接收器可定位成使得穿过发射器与接收器绘制的轴线相对于与传送路径的方向垂直的轴线成角度地偏移。
[0127] 9.根据项目3至7的系统，其中边缘检测器包括接收器，接收器被配置为接收连续光束或光脉冲，连续光束或光脉冲是从发射器发射的并且从表面反射的。
[0128] 10.根据项目9的系统，其中接收器被集成到与发射器相同的设备中。
[0129] 11.根据项目2至10的系统，其中边缘检测器被配置为检测包装的前边缘。
[0130] 12.根据前述项目中任一项的系统，其中从参考点到包装的距离是利用根据项目2至11的边缘检测器或者单独的距离检测器检测的。
[0131] 13.根据项目12的系统，其中传感器系统包括具有发射器和接收器的单独的距离检测器，其中发射器被配置为发射连续光束或超声束，该连续光束或超声束是从包装的表面可反射的并且是可由接收器接收的，和/或其中距离是从参考点到包装，沿大体上垂直于传送路径的方向的轴线而测量的，和/或其中参考点是发射器发射光的点。
[0132] 14.根据前述项目中任一项的系统，其中速度检测包括以预定距离隔开的第一设备和第二设备，使得可以测量包装从第一设备传递到第二设备所花费的时间。
[0133] 15.根据项目14的系统，其中第一设备包括发射器和对应的接收器，并且第二设备包括发射器和对应的接收器，其中每个发射器被配置为发射光束或超声束，并且每个接收器被配置为接收由其相应的发射器发射的光束或超声束。
[0134] 16.根据项目14或15的系统，其中第一设备或第二设备是根据项目2至11的边缘检测器或根据项目12的距离检测器。
[0135] 17.根据项目16的系统，其中第一设备或第二设备中的另一个是根据项目12或13的距离检测器或根据项目2至11的边缘检测器中的另一个。
[0136] 18.根据前述项目中任一项的系统，其中传感器系统接收关于传送机的速度的数据，包装在该传送机上行进，和/或其中系统进一步包括传送机，用于将物品沿传送路径从第一位置运输到第二位置。
[0137] 当在本说明书和权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”及其变型意思是包括指定的特征、步骤或整数。不应将这些术语解释为排除其他特征、步骤或构件的存在。
[0138] 以上说明书或以下权利要求或随附附图中公开的、以特定形式或以用于执行公开的功能的装置或用于达到所描述的结果的方法或过程的措辞所表述的特征，适当地可以单独地或以这些特征的任何组合进行使用，用于以其不同的形式实现本发明。
[0139] 尽管已经描述了本发明的某些示例实施例，但是所附权利要求的范围并不旨在仅限于这些实施例。权利要求需要按字面意义、目的性和/或涵盖的等同物来进行解释。
