專利名稱：將密封拉環(huán)裝到蓋上的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種一次性的可再封閉蓋，所述蓋具有用于可選擇地將可再封閉蓋的飲料口封閉的密封拉環(huán)(closure tab)。更準確地說，本發(fā)明涉及一種自動將密封拉環(huán)裝到蓋上的裝置和方法。
背景技術(shù)：
一次性蓋長期用于封閉飲料容器的頂部，特別是用于“外賣”，如從快餐店購買的飲料。用于熱飲料如咖啡等的容器所使用的一次性蓋通常設(shè)有密封拉環(huán)，使用者可使用該拉環(huán)可選擇地封閉蓋上的飲料口，這樣就使使用者在需要的時候飲用熱飲料，否則保持飲料口封閉以減小飲料的對流冷卻并且當使用者移動杯子而導致飲料流動時減少其溢出。
這種一次性蓋通常通過使一種合適的塑料，如高沖擊強度聚苯乙烯(HIPS)熱成形而制成。與其它制造技術(shù)，如注射模塑相比熱成形工藝具有能夠大批量生產(chǎn)高質(zhì)量、低成本蓋的優(yōu)勢，而注射模塑可制成比熱成形更復雜的形狀，但是通常其生產(chǎn)率較低和加工成本較高。
對于大多數(shù)熱成形的可再封閉蓋來說，密封拉環(huán)整體形成為蓋的一部分，這樣當最初打開所述可再封閉蓋的時候就需要使用者從蓋上向后撕開密封拉環(huán)。某些種類的撕裂導槽通常形成于蓋上，以幫助使用者向后撕開密封拉環(huán)。當密封拉環(huán)沿撕裂導槽撕開之后，即使在密封拉環(huán)封閉時，斷裂也會保留在撕裂導槽處蓋和密封拉環(huán)之間。當使用者移動容器時由于飲料晃動飲料就會通過該斷裂處滲出，結(jié)果造成合適卻不完美的密封。
因此，期望有一種一次性的可再封閉蓋，它具有熱成形工藝的成本和生產(chǎn)優(yōu)勢，同時使密封拉環(huán)和蓋之間的密封比目前通過具有整體密封拉環(huán)的熱成形蓋所獲得的密封更好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提供一種將第一熱成形工件如密封拉環(huán)裝到第二熱成形工件如蓋上而不需要臨時儲存任一工件的方法和裝置來解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。在拉環(huán)和蓋運轉(zhuǎn)的情況下，將密封拉環(huán)裝到蓋上的裝置和方法實現(xiàn)自動化并且結(jié)合到傳統(tǒng)的熱成形蓋制造工藝中，以此保持屬于熱成形蓋的成本優(yōu)勢和產(chǎn)量。
一方面，本發(fā)明涉及一種通過將第一熱成形工件自動裝到第二熱成形工件上由所述第一和第二熱成形工件制作成熱成形復合制品的自動生產(chǎn)線。該自動生產(chǎn)線包括在塑料片上使第一和第二熱成形工件熱成形的熱成形工作站、從塑料片上剪切至少第一熱成形工件的剪切工作站(trim station)和將第一熱成形工件裝到第二熱成形工件上形成復合制品的裝配工作站。
裝配工作站可以采用很多種方法將第一熱成形工件裝到第二熱成形工件上，包括壓入配合、卡扣配合(snap-fitting)、粘接或超聲波焊接。
裝配工作站可包括在第一位置和第二位置之間運動的運送工具，該運送工具在第一位置拾取第一熱成形工件，在第二位置將第一熱成形工件裝到第二熱成形工件上?？梢詫⒁环N抽吸裝置增加到該運送工具以便在從板上剪切第一熱成形工件時拾取該工件并在第一熱成形工件運送到第二熱成形工件時保持該工件。另外，可以將一種卸力裝置(force reliever)增加到該運送工具以便在裝配第一和第二熱成形工件時控制該運送工具作用于工件上的力的大小。
所述運送工具可包括一個在其一端安裝抽吸裝置的往復臂。卸力裝置可用于將抽吸裝置安裝到臂的端部。該往復臂在對應(yīng)于第一位置的拾取位置和對應(yīng)于第二位置的裝配位置之間往復運動。往復運動的方向最好平行于或者橫向于由塑料片通過裝配工作站的運動所限定的機器方向。
可以以至少兩組設(shè)置多個運送工具，而不管是否為往復臂的形式，其中當至少兩組中的一組位于第一位置時至少兩組中的另一組位于第二位置，以達到在先前拾取的第一熱成形工件被裝到第二熱成形工件時，同時拾取第一熱成形工件。
剪切工作站可包括從塑料板片上剪切第一熱成形工件的第一套沖頭和沖模。在該構(gòu)型中，沖模包括入口和出口，當塑料板位于沖頭和沖模之間時沖頭容納于入口中，用以從塑料片上剪切第一熱成形工件，當往復臂位于拾取位置時，往復臂延伸到出口中，用以拾取第一熱成形工件。
可以提供一種活動平板，用于運送往復臂并且該平板可以在往復臂位于沖模出口內(nèi)的第一位置和往復臂位于沖模出口外的第二位置之間運動。
另一方面，本發(fā)明涉及一種通過在公共塑料片上裝配熱成形的第一和第二工件而自動制成復合制品的裝置，其中所述塑料片包括多個第一和第二工件，這里，裝配工作站包括從塑料片上剪切至少一個第一工件的剪切機(trimmer)和可在第一位置和第二位置之間運動的運送工具，在第一位置該運送工具拾取一個第一工件，而在第二位置該運送工具則將第一工件裝到塑料片上的一個第二工件上。
運送工具最好直接在第一和第二位置之間運動，以免除在裝到一個第二工件之前需要臨時儲存第一工件。運送工具最好通過第一和第二熱成形工件壓入配合將第一工件裝到一個第二工件上。
本發(fā)明還涉及一種將從塑料片上第一熱成形工件自動裝到第二熱成形工件上形成熱成形復合制品的方法，其中所述塑料片包括多個第一熱成形工件和多個第二熱成形工件。該方法包括從塑料片上剪切至少一個第一熱成形工件，以形成至少一個已剪切的第一熱成形工件，在剪切之后立即將已剪切的第一熱成形工件運送到對應(yīng)的第二熱成形工件，以及將已剪切的第一熱成形工件裝到對應(yīng)的第二熱成形工件上，以形成熱成形復合制品。
將已剪切的第一熱成形工件裝到對應(yīng)的第二熱成形工件的方法可包括壓入配合、卡扣配合、粘接或超聲波焊接中的一種。
運送已剪切的第一熱成形工件可包括用抽吸拾取已剪切的熱成形工件。運送已剪切的第一熱成形工件進一步還可包括在完成將已剪切的第一熱成形工件裝到對應(yīng)的第二熱成形工件時停止抽吸或用壓力強烈抽吸。該方法可另外包括在將已剪切的第一熱成形工件裝到對應(yīng)的第二熱成形工件上時限制作用到已剪切的第一熱成形工件和對應(yīng)的第二熱成形工件上的力。
剪切步驟可包括剪切多個第一熱成形工件，以形成多個已剪切的第一熱成形工件，而裝配步驟可包括將多個第一熱成形工件中的每一個裝到對應(yīng)的第二熱成形工件上，以形成多個熱成形復合制品。
可以通過剪切多個第一熱成形工件來完成剪切。剪切多個第一熱成形工件可包括從塑料片上剪切第一熱成形工件總數(shù)的一部分。形成所述部分的第一熱成形工件可以同時從塑料片上剪切。同樣，形成所述部分的第一熱成形工件可以同時裝到對應(yīng)的第二熱成形工件上。
該方法還可包括以預(yù)定單位的重復模式熱成形第一和第二熱成形工件。所述部分最好為該預(yù)定單位的整倍數(shù)。該預(yù)定單位為一行或一列。
第一和第二工件可在塑料片上以交錯行或列布置。在這種構(gòu)型中，裝配的最佳順序包括從一個交錯行或列剪切第一熱成形工件并且裝到相鄰行或列的第二熱成形工件上。
熱成形還可包括第一工件為一種具有用軟帶相連的第一和第二凸起的熱成形密封拉環(huán)，第二工件為一種具有蓋體凹陷和飲料口的熱成形蓋，其中卡扣配合包括將第一凸起插入蓋體凹陷內(nèi)和將第二凸起插入飲料口中。
不管如何將第一熱成形工件裝到第二熱成形工件上，另一個步驟可包括從塑料片上剪切熱成形復合制品。
在一個變化例中，將從塑料片上第一熱成形工件自動裝到第二熱成形工件上形成熱成形復合制品的方法包括從塑料片上剪切至少一個第一熱成形工件，以形成至少一個已剪切的第一熱成形工件，將已剪切的第一熱成形工件運送到對應(yīng)的第二熱成形工件，和將已剪切的第一熱成形工件壓入配合到對應(yīng)的第二熱成形工件上形成熱成形復合制品，其中所述塑料片包括多個第一熱成形工件和多個第二熱成形工件。
該方法還可包括在塑料片上熱成形第一和第二熱成形工件，使得第一和第二工件之一具有凸起，而另一個具有凹陷，并且壓入配合包括將凸起插入凹陷中。采用這種構(gòu)型，壓入配合可包括將凸起卡扣配合到凹陷中。凸起具有比凹陷一部分尺寸更大的部分，以實現(xiàn)卡扣配合。第一和第二熱成形工件可具有多對對應(yīng)的凸起和凹陷。該方法還可包括由一塑料片(web)熱成形所述片。


圖中圖1是生產(chǎn)線第一實施例的示意圖，所述生產(chǎn)線用于熱成形和裝配根據(jù)本發(fā)明的蓋并包括熱成形工作站、開孔工作站、裝配工作站和剪切工作站。
圖2是一片含有適用于第一實施例的蓋和相應(yīng)密封拉環(huán)的熱成形材料一部分的平面圖。
圖3是適用于本發(fā)明的蓋和拉環(huán)在它們從片上移出之后的頂部透視圖。
圖4是圖3中蓋和拉環(huán)的底視圖。
圖5是用于第一實施例的成形工具的頂視圖，該工具用于熱成形工作站中在片上形成蓋和密封拉環(huán)。
圖6是圖5所示蓋和密封拉環(huán)所用成形工具的局部透視圖。
圖7是用于第一實施例中裝配工作站的沖壓工具組件(punch toolassembly)的前視圖，該組件用于從熱成形片上沖壓密封拉環(huán)并在將密封拉環(huán)裝到蓋上時支撐該蓋。
圖8是用于第一實施例中的沖壓工具組件的局部透視圖，顯示從熱成形片上沖壓密封拉環(huán)用的沖頭和在將拉環(huán)裝到蓋上時支撐蓋用的支撐件。
圖9是用于第一實施例中裝配工作站的壓模裝置(die assembly)的前視圖，該裝置與圖7和圖8的沖壓工具組件配合，用于從熱成形片上沖壓密封拉環(huán)，并且包括一行對應(yīng)于支撐件行的入口孔(accessopening)和一行對應(yīng)于沖頭行的模腔(die opening)。
圖10是沿圖9中線10-10剖取的剖視圖，顯示入口孔和模腔的橫截面。
圖11是用于第一實施例的拉環(huán)裝配機構(gòu)的局部透視圖，該機構(gòu)包括多個拉環(huán)裝配裝置，每個裝置具有將密封拉環(huán)從片運送成與蓋對準的往復臂。
圖12是圖11中一個拉環(huán)裝配裝置的側(cè)視圖，顯示往復臂，每個往復臂具有通過卸力裝置與其各端相連的拉環(huán)接收器(receiver)組件，并且用于從熱成形片上選擇已沖壓的密封拉環(huán)再將該已沖壓的拉環(huán)裝到蓋上。
圖13是一個往復臂的前上透視圖，更詳細地顯示拉環(huán)接收器組件通過卸力裝置與臂相連。
圖14是圖13中往復臂的后上透視圖。
圖15是圖13和14中拉環(huán)接收器組件和卸力裝置的局部剖視及放大透視圖。
圖16是示意圖，顯示一種用于控制蓋生產(chǎn)線中各部件的同步(timing)和轉(zhuǎn)位(indexing)的可能控制方案。
圖17是第一實施例裝配工作站的局部剖視圖，其中沖壓工具組件正接近返回行程(back stroke)極限，下臂正準備拾取密封拉環(huán)，而上臂正在運送拉環(huán)裝到蓋上。
圖18是與圖17相似的局部剖視圖，只不過拉環(huán)裝配裝置正前進到長行程(over-stroke)位置，以清除任何在上一循環(huán)工作中可能尚未被拾取的密封拉環(huán)。
圖19是與圖17和18相似的局部剖視圖，只是沖壓工具組件顯示在工作行程(forward stroke)極限位置，這里沖頭已從片上剪切一密封拉環(huán)，而拉環(huán)裝配裝置顯示在裝配位置，在這里上臂將密封拉環(huán)裝到蓋上，而下臂則拾取已剪切的密封拉環(huán)。
圖20是圖1中所示生產(chǎn)線的另一可選構(gòu)型，其中開孔工作站、裝配工作站和剪切工作站全部組合到一個工作站中。
圖21是一片熱成形材料一部分的平面圖，其中含有適用于本發(fā)明第二實施例的蓋和對應(yīng)的密封拉環(huán)。
圖22是用于第二實施例的沖壓工具組件的局部前視圖，所述組件具有用于從熱成形片上沖壓密封拉環(huán)的拉環(huán)沖頭、用于在密封拉環(huán)裝到蓋上時支撐蓋的蓋支撐組件和用于從熱成形片上沖壓已裝配的蓋和拉環(huán)的蓋沖頭組件。
圖23是圖22中沖壓工具組件的局部透視圖。
圖24是用于第二實施例的模瓦(die shoe)的前視圖，該模瓦與圖22和圖23的沖壓工具組件配合用于從熱成形片上沖壓密封拉環(huán)和已裝配的蓋，并且包括第一行交錯對應(yīng)于蓋支撐組件行的入口孔和對應(yīng)于拉環(huán)沖頭行的模腔以及第二行對應(yīng)于蓋沖頭組件行的模腔。
圖25是沿圖24中線25-25剖取的剖視圖，顯示模腔的橫截面。
圖26是用于第二實施例的拉環(huán)裝配機構(gòu)的局部透視圖，該機構(gòu)包括多個拉環(huán)裝配裝置，每個裝置具有用于將密封拉環(huán)從片側(cè)向運送成與蓋對準的往復臂。
圖27是圖26中一個拉環(huán)裝配裝置的分解視圖，顯示往復接收器臂和在拉環(huán)模腔和入口孔之間移動臂用的驅(qū)動組件。
圖28是圖26中一個拉環(huán)裝配裝置的前視立面圖，顯示往復臂的相對操作位置。
圖29是第二實施例裝配工作站的局部剖視圖，顯示沖壓工具組件正接近返回行程極限和拉環(huán)裝配裝置位于返回行程極限之時。
圖29A是局部剖視圖，顯示從圖29所示部分的上面觀看時沖壓工具組件、片、模瓦和拉環(huán)裝配裝置的相對位置。
圖30是與圖29相似的局部剖視圖，只是拉環(huán)裝配裝置正前進到長行程位置，以清除任何在上一循環(huán)工作中可能尚未被拾取的密封拉環(huán)。
圖30A是局部剖視圖，顯示從圖30所示部分的上面觀看時沖壓工具組件、片、模瓦和拉環(huán)裝配裝置的相對位置。
圖31是與圖29和圖30相似的局部剖視圖，只不過沖壓工具組件顯示在工作行程極限位置，這里密封拉環(huán)沖頭已從片上剪切一密封拉環(huán)，拉環(huán)裝配裝置顯示在裝配位置，這里第一往復臂將密封拉環(huán)裝到蓋上，而第二往復臂則拾取已剪切的密封拉環(huán)，并且蓋沖頭已從片上剪切已裝配的蓋。
圖31A是局部剖視圖，顯示從圖31所示部分的上面觀看時沖壓工具組件、片、模瓦和拉環(huán)裝配裝置的相對位置。
圖32是另一可選蓋支撐組件的透視圖，該組件具有縮小的面積，以易于拆卸蓋，同時在裝配密封拉環(huán)的過程中仍然支撐蓋。
具體實施例方式
圖1概略示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的蓋自動生產(chǎn)線10。蓋生產(chǎn)線10包括熱成形工作站12、開孔工作站14、裝配工作站16和蓋剪切工作站18，其中塑料片20通過這些工作站。蓋生產(chǎn)線10總體運行概況將有助于理解本發(fā)明的細節(jié)。熱成形工作站12在塑料片20上形成拉環(huán)和蓋。當塑料片20繼續(xù)通過生產(chǎn)線10的各個工作站時，例如，在開孔工作站14在密封拉環(huán)和蓋上沖孔，如飲料口和出氣口。在裝配工作站16將拉環(huán)從塑料片20上移出再裝到蓋上。然后將已裝配的拉環(huán)蓋從裝配工作站16運送到蓋剪切工作站18，在這里將已裝配的蓋從片上剪切下來，從而完成可再封閉蓋的生產(chǎn)。
圖2示出一個已通過熱成形工作站12的合適塑料片20一部分的實例，其中工作站12使蓋30和密封拉環(huán)32形成在塑料片20上并且以包括五個蓋和五個密封拉環(huán)的交錯直行排列。片最好由合適的塑料，如HIPS構(gòu)成。
在圖3和圖4中更詳細地示出一種示例性的蓋30和密封拉環(huán)32。蓋30包括杯形安裝環(huán)34，有一外圍壁36從杯形安裝環(huán)34延伸并終止在上表面38上，在上表面38凹下部分底部形成沖孔形式的飲料口凹孔41。外圍壁36的上表面38過渡到通常平行于安裝環(huán)34的頂面40。一個形成貯液器(reservoir)42的D形凹下部分連同凹槽44形成于頂面40上。一個鎖緊凹陷46從頂面40延伸到外圍壁36中，在這里它終止在相對向內(nèi)延伸的銷48中。
密封拉環(huán)32包括安裝部分49和拉環(huán)部分51，前者包括D形安裝塞50，后者包括密封塞52。凹槽54形式的鉸鏈靠近安裝塞50形成并使密封塞52相對于安裝塞50能旋轉(zhuǎn)。安裝塞50最好設(shè)定為壓入蓋30貯液器42的尺寸。同樣，密封塞52設(shè)定為壓入飲料口凹孔41的尺寸。
安裝塞50和密封塞52的固定最好通過為安裝塞50、密封塞52、貯液器42和飲料口凹孔41的側(cè)壁設(shè)置微小斜度或錐度而實現(xiàn)。貯液器42和飲料口凹孔41最好具有負斜度，使得側(cè)壁分別在頂面40和上表面38下面向后延伸。安裝塞50和密封塞52同樣具有負斜度。另外最好安裝塞50和密封塞52的下外圍邊緣具有稍微大于貯液器42和飲料口凹孔41上邊緣的周長，這與負斜度相結(jié)合，使安裝塞50和密封塞52能壓入貯液器42和飲料口凹孔41中，以便通過密封拉環(huán)32的一部分卡扣配合到蓋30而將密封拉環(huán)32裝到蓋30的頂面40上。
應(yīng)當注意，對于該申請來說，術(shù)語“壓入配合”是指兩個零件通過其中之一的至少一部分容納于另一個中而相連并且零件之間所產(chǎn)生的相互作用使它們連接起來的任何連接類型，而不管所述相互作用是摩擦性的、機械式的或其它的連接類型。術(shù)語“卡扣配合”用于表示壓入配合的一部分，它至少具有機械連接。
當密封拉環(huán)32裝到蓋30上時，飲料口凹孔41由使用者有選擇地將拉環(huán)部分51拉開或壓下以將飲料口凹孔41中的密封塞52解開或卡扣配合從而打開或關(guān)閉。如果希望將密封拉環(huán)32固定在打開位置，使用者僅僅需要圍繞鉸鏈54將拉環(huán)部分51旋轉(zhuǎn)到鎖緊凹陷46中，直到拉環(huán)部分51的邊緣繞過鎖緊銷48。密封拉環(huán)32固有的彈性可使拉環(huán)部分51的側(cè)邊在鎖緊銷48下面偏斜，這將使拉環(huán)部分51保持在打開位置直到由使用者拉開銷。
重要的是要注意到，本專利申請中所述的蓋30和密封拉環(huán)32只是任何一種類型可根據(jù)本發(fā)明進行裝配的蓋和密封拉環(huán)結(jié)構(gòu)。因此，蓋30和密封拉環(huán)32僅僅作為示例并幫助說明本發(fā)明，而不對本發(fā)明進行任何形式的限制。
雖然密封拉環(huán)32與蓋30的連接描述為將密封拉環(huán)32的一部分壓入到蓋30的一部分中，但是蓋30可同樣易于壓到密封拉環(huán)32上。為了方便和簡單起見，密封拉環(huán)32與蓋30的連接本文描述為將密封拉環(huán)32壓入到蓋30中，但是可以理解，該描述同樣易用于將蓋30壓到密封拉環(huán)32上。
還應(yīng)當注意到，示例性的蓋30和密封拉環(huán)32成形產(chǎn)生卡扣配合連接。但是，本發(fā)明并不限于這種卡扣配合連接。任何合適的連接都可用于本發(fā)明，例如，壓入配合、摩擦配合、超聲波焊接或粘接。
本發(fā)明也不限于將拉環(huán)裝到蓋上。本發(fā)明同樣適用于裝配其它部件，并且最適合于裝配一種包括形成于片上多個工件的制品，至少將其中之一從片上移出并裝到另一個工件上。
圖5示出熱成形工作站12和多個蓋及拉環(huán)模型62、64的頂視圖，片20通過它們成形，以形成蓋30和密封拉環(huán)32。模型62、64以與圖2中片20相同交錯行的形式排列。為了在片20上形成蓋30和密封拉環(huán)32，片20被加熱并放在模型62、64的頂上。將真空施加于片20的下表面，以將片20吸到模型62、64上，同時再將加壓空氣施加到片20的頂上，迫使片20形成模型62、64的形狀。然后，將片20升高，脫離模型62、64并前進。
熱成形工作站12的結(jié)構(gòu)和操作通常在本領(lǐng)域眾所周知，因而不必再作進一步的說明。合適成形工作站的一個實例是由華盛頓州(WA)亞基馬(Yakima)的艾爾文研究開發(fā)公司(Irwin Research andDevelopment)銷售的IRAD型44。
應(yīng)當注意到，每行的模型數(shù)量不對本發(fā)明加以限制。對于該說明書來說，每行示有五個模型。但是，每行可以使用任何所需的模型數(shù)量。
現(xiàn)在參考圖6，圖中更詳細地示出一對對應(yīng)的蓋和密封拉環(huán)模型62、64。模型62、64與先前所述的蓋30和密封拉環(huán)32的形狀一致。因此，將只對它們進行簡單的描述。
蓋模型62包括片20相對其成形的多個表面。這些表面包括安裝環(huán)表面74、外圍壁表面76、蓋模型上表面78、頂面80、飲料口表面81、貯液器表面82、凹槽表面84和鎖緊凹陷表面86。同樣，密封拉環(huán)模型64包括其中形成安裝塞表面90的凸起上表面88、密封塞表面92和鉸鏈表面94。密封塞表面92形成在凸起部分93，其上表面將形成拉環(huán)部分51。同樣，一旦將密封拉環(huán)32從片20上剪切下來，凸起的上表面88便形成安裝部分49。
一旦蓋30和密封拉環(huán)32在片20上形成，片20便最大前進到開孔工作站14，在這里在蓋30和密封拉環(huán)32上形成飲料口和出氣口。開孔工作站14為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員眾所周知，因此不再詳細說明。對于本發(fā)明來說，只需要了解開孔工作站14去除飲料口凹孔41上的材料以形成飲料口通孔。同樣，開孔工作站14也在貯液器42的底部形成一個出氣口并在安裝塞50的底部形成另一個出氣口，以便在將密封拉環(huán)32裝到蓋30上時形成一個貫穿蓋30和密封拉環(huán)32的出氣口。
一種合適的開孔工作站14是由華盛頓州亞基馬的艾爾文研究開發(fā)公司銷售的IRAD型44，并且使用沖頭和沖模結(jié)構(gòu)形成開孔。通過熱成形工作站12形成開孔也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
圖7至13示出裝配工作站16的細節(jié)，在這里將密封拉環(huán)32從片20上移出并將其卡扣配合到蓋30上。從圖7開始，裝配工作站16包括從片20上剪切密封拉環(huán)32的組件。該剪切組件為沖壓工具組件100的形式，從其延伸一行用于使片20和密封拉環(huán)32分離的拉環(huán)沖頭組件102和一行用于在將密封拉環(huán)32裝到蓋30上時支撐蓋30的蓋支撐組件104。
參考圖7和圖8，各拉環(huán)沖頭組件102包括拉環(huán)沖頭108裝于其上的基座106。拉環(huán)沖頭108具有與密封拉環(huán)32面對蓋30的表面一致并對應(yīng)的沖頭上表面110。沖頭上表面110包括安裝部分表面112和拉環(huán)部分表面114，其上面分別支撐安裝部分49和拉環(huán)部分51。安裝塞凹陷116、密封塞凹陷118和鉸鏈凹陷120形成在沖頭上表面110上，并且分別設(shè)定當沖頭108接觸片20時容納安裝塞50、密封塞52和鉸鏈54的尺寸和位置，以確保安裝塞50、密封塞52和鉸鏈54不因沖壓加工而變形。
蓋支撐組件104包括其上安裝支撐件128的基座126，該支撐件128具有通常與蓋30內(nèi)表面一致的外表面130。外表面130包括外圍壁支撐132、上表面支撐134、頂面支撐136、貯液器支撐138和飲料口支撐140。采用這種結(jié)構(gòu)，當安裝塞50和密封塞52分別卡扣配合在貯液器42和飲料口41中時，蓋30的外圍壁36、上表面38和頂面40連同貯液器42和飲料口41一起均得到支撐。
圖9示出壓模裝置150，該壓模裝置與沖壓工具組件100配合將從片20上剪切密封拉環(huán)32同時允許隨后將已剪切的密封拉環(huán)32裝到蓋30上。壓模裝置150包括模瓦152，其中形成兩行入口孔154。各行中入口孔154的數(shù)量對應(yīng)于片20中蓋30和密封拉環(huán)32的數(shù)量。拉環(huán)沖模156在下行的各孔154安裝到模瓦152上。各拉環(huán)沖模156包括設(shè)定為容納拉環(huán)沖頭108的尺寸且部分由支撐件160包圍的模腔158，支撐件160的作用與沖壓工具組件100的支撐件128相似，因為支撐件160支撐片20上環(huán)繞密封拉環(huán)32要被沖壓區(qū)域的那一部分。
盡管關(guān)于在將已沖壓的密封拉環(huán)32固定到蓋30上的同時沖壓一個密封拉環(huán)32的情況說明了本發(fā)明的優(yōu)選形式，但是，可以增加另外的沖壓工具組件100、壓模裝置150和拉環(huán)裝配機構(gòu)190，以達到同時沖壓多個密封拉環(huán)32并裝到多個蓋30上，后面將詳細地說明這些部分。例如，可以增加另外的沖壓工具組件100、壓模裝置150和拉環(huán)裝配機構(gòu)190，用以對片20對應(yīng)于一次成形操作中由熱成形工作站12形成的密封拉環(huán)32和蓋30行數(shù)的一部分同時沖壓和裝配密封拉環(huán)32。采用這種構(gòu)型，片20將通過熱成形工作站12順序前進或轉(zhuǎn)位。
參考圖10，圖中示出入口孔154和模腔158的內(nèi)部形狀。開始，隨著模腔158貫穿支撐件160而高度降低。當模腔158到達拉環(huán)沖模156的主體部分時，模腔的高度稍有增加。然后，模腔158通向貫穿模瓦152的下入口孔154中。
安裝沖壓工具組件100以與壓模裝置150相對運動。當片20位于沖壓工具組件100和壓模裝置150之間時，沖頭102和支撐件104對準以便分別容納在模腔158和上行入口孔154中。當沖壓工具組件100向壓模裝置150運動時，拉環(huán)沖頭108容納在模腔158中，以便從片20上剪切密封拉環(huán)32，并且支撐件128支撐蓋30的背面，以將密封拉環(huán)32裝到蓋30上。
沖壓工具組件100相對于壓模裝置150運動的具體方式與本發(fā)明無密切關(guān)系，因而不再進行詳細說明。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會理解，有很多種方式可以實現(xiàn)沖壓工具組件100的運動。
圖11表示用作運送工具以拾取已沖壓的密封拉環(huán)32并將其裝到蓋30上的拉環(huán)裝配機構(gòu)190。拉環(huán)裝配機構(gòu)190包括多個拉環(huán)裝配裝置192。盡管圖11只示出三個拉環(huán)裝配裝置192，但是可為片20上每列交錯的蓋30和密封拉環(huán)32設(shè)置拉環(huán)裝配裝置192。因此，對于片20來說，如圖所示，可使用五個拉環(huán)裝配裝置192。
參考圖11和圖12，各拉環(huán)裝配裝置192包括固定裝到基座198上的中心梁196，其中基座198活動裝在平行導軌200上以使拉環(huán)裝配裝置192相對于壓模裝置150往復運動。一對接收器臂204與公共軸206相連，而公共軸206通過曲柄臂208利用軸頸裝在中心梁196中。曲柄臂208的一端固定裝到軸206上，而曲柄臂208的另一端樞軸裝到接收器臂204上。
正齒輪210裝到一個軸206上并用于代替曲柄臂208將一個接收器臂204的一端連接到軸206上。正齒輪210與裝到主動軸214上的傳動齒輪212嚙合，而主動軸214通過軸頸裝在中心梁196的端部。
因此，主動軸214的旋轉(zhuǎn)同時使所有拉環(huán)裝配裝置192的傳動齒輪212旋轉(zhuǎn)，并且引起正齒輪210同時旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)接收器臂204的往復運動。因為接收器臂204與中心梁196通過曲柄臂208相連，所以正齒輪210的旋轉(zhuǎn)使接收器臂204在與模腔158對準的下位置和與上行入口孔154對準的上位置之間有效地往復運動。最好有一伺服電動機216(在圖11中以虛線表示)與主動軸214相連，以使主動軸214往復旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)接收器臂204在下位置和上位置之間的往復運動。
特別參考圖13至圖15，一般參考圖11和圖12，拉環(huán)接收器220通過卸力裝置260裝在接收器臂204的頂端，如果拉環(huán)接收器220受到足夠大的力沖擊，該卸力裝置則使拉環(huán)接收器220相對于接收器臂204運動。每個拉環(huán)接收器臂220包括具有下表面224的主體222，在下表面224上設(shè)有與空氣管路254(圖16)相連的流體口240。主體222也具有與密封拉環(huán)32上表面一致的上表面226。上表面226包括對應(yīng)于密封拉環(huán)32拉環(huán)部分51的拉環(huán)部分228和對應(yīng)于密封拉環(huán)32安裝部分49的安裝塞部分230。
拉環(huán)吸入口232位于拉環(huán)部分228上并且成形容納在密封拉環(huán)32的密封塞52中。同樣，安裝塞吸入口234位于安裝部分230上并且成形容納在密封拉環(huán)32的安裝塞50中。各吸入口232和安裝塞入口234分別包括空氣通道236、238，所述空氣通道通過管道連接到抽吸口240，因此流態(tài)連接空氣管路254和吸入口232、234，以便在拾取密封塞52和安裝塞50使密封拉環(huán)32壓在拉環(huán)接收器220的時候?qū)Π惭b塞50和密封塞52進行抽吸。
卸力裝置260包括平板261，它通過貫穿臂進入平板261側(cè)邊的螺釘262與接收器臂204固定連接。平板261包括間隔的導銷孔264，其間設(shè)有空氣管路通道266，當將空氣管路254裝到抽吸口240時，空氣管路254通過該通道。導銷孔264包括平截頭圓錐體沉頭部分268和等徑部分270。
包括平截頭圓錐體安裝銷頭274和等徑軸276的安裝銷272設(shè)定為容納在導銷孔264中的尺寸，以便把安裝銷頭274和導銷孔264的沉頭部分268套起來，并使安裝銷軸276的端部貫穿導銷孔264的等徑部分270而接觸拉環(huán)接收器220。螺簧278裝在各個軸276上面并在拉環(huán)接收器220和平板261之間延伸，以使彈簧的一端緊靠拉環(huán)接收器的下表面224，而另一端緊靠平板261。螺釘280穿過安裝銷272再旋入拉環(huán)接收器220中，以將安裝銷272固定到拉環(huán)接收器220上。
卸力裝置260的功能是在從片20上沖壓密封拉環(huán)32并通過拉環(huán)接收器220拾取已沖壓的密封拉環(huán)32的過程中減輕任何通過接觸拉環(huán)沖頭108施加在拉環(huán)接收器220上的力。如果在拉環(huán)沖頭108和拉環(huán)接收器220之間發(fā)生接觸，彈簧278將壓縮，并且拉環(huán)接收器220將向平板261滑動，這樣就使軸276在導銷孔264中產(chǎn)生相應(yīng)的運動，以減輕力防止對拉環(huán)接收器220和拉環(huán)裝配機構(gòu)190的其它部件造成損壞。由于軸276相對于平板261滑動，使得安裝銷頭274離開導銷孔264的沉頭部分268。
在拉環(huán)接收器220和拉環(huán)沖頭108之間相對分離時，彈簧278偏壓拉環(huán)接收器220離開平板261并使安裝銷272返回到它們先前的位置。在它們返回時，安裝銷頭274嵌套在沉頭部分268中，其作用是使安裝銷272相對于導銷孔264定心并對準。另外，沉頭部分268減小軸276在等徑部分270中滑動時卡滯的可能性。
圖16是控制和同步?jīng)_壓工具組件100和拉環(huán)裝配機構(gòu)190(在圖16中未示出)與蓋生產(chǎn)線10其余部分各項操作的一種可能方法的示意圖。最好設(shè)置兩個控制器一個拉環(huán)裝配控制器250和一個拉環(huán)沖壓工具控制器251，分別可操作控制拉環(huán)裝配機構(gòu)190和沖壓工具組件100的運行和同步。拉環(huán)裝配控制器250和拉環(huán)沖壓工具控制器251通過數(shù)據(jù)傳輸器(data link)253相連，該數(shù)據(jù)傳輸器253可根據(jù)需要在控制器250、251之間傳遞數(shù)據(jù)，如同步或位置數(shù)據(jù)。
拉環(huán)裝配控制器250可操作連接真空源252，該真空源252通過空氣管路254與臂204端部各拉環(huán)接收器220的抽吸口240相連?？諝夤苈?54最好包括與拉環(huán)接收器220相連的安裝部分和連接該安裝部分與真空源252的軟管部分。拉環(huán)裝配控制器250還將空氣管路254連接到壓縮空氣源255上。
因此，拉環(huán)裝配控制器250能夠控制將真空或加壓空氣施加到拉環(huán)接收器220，以便在它們從片20上剪切之后保持密封拉環(huán)32或者吹出任何留在壓模裝置150中的密封拉環(huán)32。拉環(huán)裝配控制器250也可操作連接到基座致動器256，以使拉環(huán)裝配機構(gòu)190的基座198相對于壓模裝置150的模瓦152往復運動。拉環(huán)裝配控制器250還與伺服電動機216相連，以實現(xiàn)驅(qū)動軸214的往復運動，從而使接收器臂204在下位置和上位置之間往復運動。因此，拉環(huán)裝配控制器250控制拉環(huán)裝配機構(gòu)190各個部件的運行，以實現(xiàn)拾取已沖壓的密封拉環(huán)32、推動拾取的密封拉環(huán)32與蓋30對準以及將密封拉環(huán)32裝到蓋30上。
拉環(huán)沖壓工具控制器251可操作連接致動器258，以使沖壓工具組件100相對于壓模裝置150的模瓦152往復運動。拉環(huán)沖壓工具控制器251也控制片20通過裝配工作站16的轉(zhuǎn)位和前進。因此，拉環(huán)沖壓工具控制器251控制片20前進到轉(zhuǎn)位的位置，在這里沖壓工具組件100前進，從片20上沖壓密封拉環(huán)32，在這里密封拉環(huán)32隨后可被拉環(huán)裝配機構(gòu)190拾取。
致動器256、258的型式可為任何合適的致動器，例如，液壓缸、氣壓缸、機械驅(qū)動器和電動機。而且，如果拉環(huán)裝配機構(gòu)190進行機械操作而非使用伺服電動機216、致動器256甚至控制器250也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。如果采用這種實施方式，合適的機械連接或聯(lián)動裝置可以將拉環(huán)裝配機構(gòu)190連接到?jīng)_壓工具組件100上，其中沖壓工具組件100的運動使拉環(huán)裝配機構(gòu)190產(chǎn)生所需的同步運動，包括基座198和臂204的往復運動。真空源252可以由拉環(huán)沖壓工具控制器251操作或者直接由位置傳感器，例如限位開關(guān)操作。
如果用一個根據(jù)需要相對于塑料片20控制拉環(huán)裝配工作站10中各種部件的運行和同步的控制器代替多個控制器250、251以實現(xiàn)從塑料片20上沖壓密封拉環(huán)32、拾取已沖壓的拉環(huán)32以及將已沖壓的拉環(huán)32裝到蓋30上也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
參考圖16至圖19，全面描述裝配工作站16的運行。為了便于說明，假定當沖壓工具組件100接近其返回行程時開始運行，上、下接收器臂204分別位于上、下位置，下接收器臂204沒有運送密封拉環(huán)32，而上接收器臂204正運送在先前循環(huán)工作中拾取的密封拉環(huán)32。從該位置起，拉環(huán)沖壓工具控制器251繼續(xù)使沖壓工具組件100穩(wěn)態(tài)往復運動，并且使塑料片20前進，轉(zhuǎn)位下一行蓋30和密封拉環(huán)32，使與入口孔154對準。然后，拉環(huán)裝配控制器250啟動基座致動器256，以使拉環(huán)裝配機構(gòu)190向壓模裝置150前進。拉環(huán)裝配機構(gòu)190的前進速度大于沖壓工具組件100基本恒定的行程速度，沖壓工具組件100開始從其返回行程位置向壓模裝置150前移。
參考圖18，基座198在導軌200上運動時更高的速度會使拉環(huán)接收器220延伸進入并穿過模腔158，超出支撐件160進入稱為長行程位置的位置。這時在循環(huán)工作中，拉環(huán)裝配控制器250打開真空源252。長行程位置的目的是確保沒有密封拉環(huán)32從先前的循環(huán)工作中留在模腔158內(nèi)。如果需要，拉環(huán)裝配控制器250可使一陣加壓空氣從拉環(huán)吸入口232和安裝塞入口234排出，以吹出任何密封拉環(huán)32。
然后，拉環(huán)裝配控制器250使拉環(huán)裝配機構(gòu)190的基座198的運動反向，以將拉環(huán)接收器220從模腔158退回到待用位置。在待用位置，拉環(huán)裝配機構(gòu)190的基座198最好在導軌200上停在這一位置，即拉環(huán)接收器220位于拉環(huán)沖頭組件102可以達到的最大插入深度，以使在拉環(huán)接收器220和拉環(huán)沖頭108之間緊密接觸，從而提高拉環(huán)接收器220順利拾取密封拉環(huán)32的可能性。如果由于什么原因拉環(huán)接收器220的位置超出拉環(huán)沖頭108的工作行程極限，卸力裝置260將使拉環(huán)接收器220隨著與拉環(huán)沖頭108的接觸而移動，不會受到損壞，同時仍然使拉環(huán)接收器220能拾取密封拉環(huán)32。
參考圖19，當拉環(huán)接收器220位于待用位置時，控制器251繼續(xù)使沖壓工具組件100穩(wěn)定前進，直到?jīng)_壓工具組件100到達其工作行程極限。當沖壓工具組件100運動到工作行程極限時，蓋支撐104便容納在蓋30中，這時，相對于上入口孔154對準。同樣，拉環(huán)沖頭組件102開始接觸片20。沖壓工具組件100繼續(xù)前進到其工作行程極限導致拉環(huán)沖頭組件102延伸到模腔158中，因而從片20上剪切密封拉環(huán)32，同時包圍正沖壓的密封拉環(huán)32的區(qū)域由支撐件160支撐。
當沖壓工具組件100到達其工作行程極限時，在處于真空狀況下，拉環(huán)接收器220正等待從片20上沖壓的密封拉環(huán)32的到來。當拉環(huán)沖頭108到達工作行程極限時，密封拉環(huán)32被真空拉向拉環(huán)接收器220。除了拾取并保持密封拉環(huán)32之外，當沖壓工具組件100到達其工作行程極限時，拉環(huán)裝配機構(gòu)190的基座198的前進也導致位于上位置的接收器臂204的拉環(huán)接收器220壓緊當前運向正由蓋支撐104支撐的蓋30的密封拉環(huán)32。由于拉環(huán)接收器220正保持密封拉環(huán)32，使得安裝塞50和密封塞52分別與貯液器42和飲料口41對準，用密封拉環(huán)32緊壓住蓋30導致安裝塞50和密封塞52分別卡扣配合在貯液器42和飲料口41中，從而將密封拉環(huán)32裝到蓋30上，而密封拉環(huán)32則位于封閉位置。
卸力裝置260的另一個優(yōu)勢在于，可通過選擇彈簧278的彈簧力來控制拉環(huán)裝配壓力。換句話說，運送密封拉環(huán)32用于安裝到蓋上的拉環(huán)接收器220使密封拉環(huán)32緊壓住蓋30。用于使密封拉環(huán)32緊壓住蓋30的力可通過選擇彈簧278的彈簧力進行控制。
一旦沖壓工具組件100開始從工作行程極限向返回行程極限運動，拉環(huán)裝配機構(gòu)190的基座198就運動到其返回行程位置。當基座198正向其返回行程位置運動時，拉環(huán)裝配控制器250便啟動伺服電動機216運轉(zhuǎn)，將接收器臂204從它們的目前位置移到它們的相反位置。換句話說，目前位于下位置的接收器臂204移到上位置，而目前位于上位置的接收器臂204移到下位置。為了避免接收器臂204和壓模裝置150模瓦152之間任何潛在的接觸，最好直到拉環(huán)接收器220完全從模瓦152上的入口孔154退回，伺服電動機216才開始啟動。
在拉環(huán)裝配控制器250繼續(xù)使拉環(huán)裝配機構(gòu)190換置運動(syncopated movement)的同時，沖壓工具控制器251最好繼續(xù)使沖壓工具組件100穩(wěn)態(tài)往復運動。這樣，可以在連續(xù)的基礎(chǔ)上完成下位置的拉環(huán)接收器220拾取密封拉環(huán)32和上位置的拉環(huán)接收器220將密封拉環(huán)32卡扣配合到蓋30上。只要塑料片20供應(yīng)到裝配工作站16上，這一系列的步驟將根據(jù)需要連續(xù)重復。
在將密封拉環(huán)32裝到蓋30上之后，塑料片20前進到蓋剪切工作站18，在這里現(xiàn)已裝配的蓋30和密封拉環(huán)32組合體由沖頭和沖模以眾所周知的方式從塑料片20上剪切下來，這與從塑料片20上剪切密封拉環(huán)32相似。因此，將不再詳細說明蓋剪切工作站18。合適的剪切工作站18是由華盛頓州亞基馬的艾爾文研究開發(fā)公司銷售的IRAD型44，并且使用沖頭和沖模結(jié)構(gòu)從片20上剪切已裝配的蓋30。
一般而言，裝配工作站16的運行可以認為是一種機器操縱的裝配過程，在這里，當塑料片20通過相對于各工作站12至18使片20轉(zhuǎn)位而前進時，密封拉環(huán)32便從一對包括一行密封拉環(huán)32和相鄰行蓋30的行中之一剪切下來。已剪切的密封拉環(huán)32被裝到下一對密封拉環(huán)32和蓋30行中的蓋30上。換句話說，已剪切的密封拉環(huán)32不是裝到第一直接相鄰行中的蓋30上，而是裝到第二直接相鄰行的蓋30上。
雖然這一特殊的裝配順序為優(yōu)選，但是它不應(yīng)被視為對本發(fā)明的限制?？梢圆捎闷渌樞?。例如，可以通過在接收器臂204從下位置移到上位置以將密封拉環(huán)32裝到蓋30的同時使沖壓工具控制器251保持沖壓工具組件100在工作行程極限而將密封拉環(huán)32裝到直接相鄰的蓋30上。在這種構(gòu)型中，拉環(huán)裝配裝置192可只需要一個接收器臂204。這種裝配的缺陷在于，它比優(yōu)選實施例運行的更慢。
另一個可能的變化例是生產(chǎn)線10的單個工作站12至18中很多可以組合成一個工作站。例如，圖20示出一種構(gòu)型，其中開孔工作站14、裝配工作站16和蓋剪切工作站18組合成一個工作站。因為這些工作站14至18中全部三個通常使用一種沖頭和沖模結(jié)構(gòu)完成開孔、密封拉環(huán)沖壓和蓋剪切功能，將它們組合起來將不會存在任何難以處理的技術(shù)障礙。
另一個值得提出的變化例是拉環(huán)裝配機構(gòu)190也可以裝有一個用于將密封拉環(huán)32固定到蓋30上的超聲波焊機。在這種構(gòu)型中，拉環(huán)接收器220還可以用于為超聲波焊機相對于蓋30保持并定位密封拉環(huán)32。事實上，超聲波焊機可以裝到拉環(huán)接收器220的一部分中。同樣，拉環(huán)裝配機構(gòu)190可以裝有一種粘接劑涂敷工具，以將密封拉環(huán)32粘接到蓋30上。
如果將密封拉環(huán)32沿橫向于機器方向的方向裝到蓋30上也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在這種構(gòu)型中，蓋30和密封拉環(huán)32將按照縱列而非圖2所示的行排列。拉環(huán)裝配裝置192將需要旋轉(zhuǎn)大約90度，使得它們在上、下位置之間的運動這時將變成為左、右位置之間的運動。采用這種構(gòu)型，來自一列的密封拉環(huán)32被裝配到相鄰列的蓋30上。與第一實施例相比這種構(gòu)型的缺陷是對給定的片20寬度可能裝配較少的蓋30。對大多數(shù)蓋生產(chǎn)線10來說，在片20的寬度上存在實際上的限制。因此，從生產(chǎn)量的觀點來看，對于給定的片20寬度盡量裝配可能多的蓋30將更有利。
行程順序和距離也不受限制。例如，如果密封拉環(huán)32卡在模腔158中不是問題，那么拉環(huán)接收器220不需要移入長行程位置。而是，它們可直接移到待用位置。
圖21至圖31示出與圖20中所示組合裝配工作站16和最終剪切工作站18一致的第二實施例拉環(huán)裝配線，在這里，拉環(huán)側(cè)向或水平裝到蓋上。因為第一和第二實施例之間的大量差異發(fā)生在裝配工作站上，因此將只詳細說明新的裝配工作站，應(yīng)當理解，用于第一實施例的其它工作站的說明可適用于第二實施例。
圖21示出適用于第二實施例的一部分塑料片320。蓋330和密封拉環(huán)332形成在塑料片320上，并以包括四個拉環(huán)列和四個蓋列的交錯對準縱列排列。蓋330與蓋30相同，而密封拉環(huán)332與密封拉環(huán)32相同，只是它們旋轉(zhuǎn)90度，并排成縱列，而非排成行，這是水平裝配的功能。
如同第一實施例那樣，塑料片320最好由合適的塑料構(gòu)成，其實例為HIPS。蓋330和密封拉環(huán)332形成在熱成形工作站12上，該熱成形工作站12具有與第一實施例的蓋模型62和密封拉環(huán)模型64相同的蓋模型和密封拉環(huán)模型，只是為了構(gòu)成圖21中所示的塑料片320，模型62、64組成行和列。
圖22和圖23示出第二實施例裝配工作站的細節(jié)，在這里將密封拉環(huán)332從塑料片320上移出并裝到蓋330上。參考圖22，裝配工作站包括沖壓工具組件300形式的剪切組件，該沖壓工具組件300包括由用于使塑料片320和密封拉環(huán)332分離的交錯拉環(huán)沖頭組件102構(gòu)成的上行和用于在密封拉環(huán)332裝到蓋330上時支撐蓋330的蓋支撐組件104。沖壓工具組件300還包括由用于塑料片320和帶已裝配拉環(huán)332的蓋330分離的蓋沖頭組件302構(gòu)成的下行。蓋沖頭組件302位于各支撐組件104的下面。
在第一實施例中已經(jīng)詳細說明了沖頭組件102和蓋支撐組件104。在第一和第二實施例之間沖頭組件102和蓋支撐組件104之間的唯一區(qū)別在于，它們的旋轉(zhuǎn)方向和在沖壓工具300上的排列為實施水平裝配的最佳方式。
蓋沖頭組件302用于從塑料片320上剪切蓋330。在第一實施例中，蓋沖頭組件302可位于第一實施例剪切工作站18上。蓋沖頭組件302包括通常為柱形的基座304，其上裝有圓形蓋沖頭306。蓋沖頭306包括環(huán)形安裝環(huán)308、支撐環(huán)形剪切環(huán)312的頸部310和從剪切環(huán)312延伸的導桿(pilot)314。
蓋沖頭組件302與蓋支撐組件104垂直對準。安裝環(huán)308緊靠基座304。導桿314成形插入蓋330內(nèi)，并在剪切過程中對準并支撐蓋330。剪切環(huán)312用于從塑料片320上實際剪切蓋330。
圖24和圖25示出一種與沖壓工具組件300配合從片320上剪切密封拉環(huán)332、將密封拉環(huán)332裝到蓋330上并從塑料片320上剪切已裝配的蓋330的壓模裝置350。壓模裝置350包括模瓦352，其上形成一上行入口孔154和一下行入口孔154。上行中入口孔154的數(shù)量至少對應(yīng)于每行片320中蓋330和密封拉環(huán)332的數(shù)量。下行中入口孔154的數(shù)量至少對應(yīng)于每行塑料片320中已裝配的蓋330的數(shù)量。
拉環(huán)沖模156裝到上行交錯入口孔154處的模瓦352上。這樣，上行包括一行交錯沒有沖模156和帶有沖模156的入口孔154。蓋沖模340裝到下行各入口孔154處的模瓦352上，所述蓋沖模340與上行的拉環(huán)沖模156交錯。每個蓋沖模340包括主體346，支撐件344從該主體346延伸，而支撐件344支撐塑料片320包圍已裝配的蓋330將要沖壓的區(qū)域那一部分。蓋沖模340包括從第一直徑過渡到支撐件344與主體346連接處較大第二直徑的模腔342。第一直徑設(shè)定為容納沖頭組件302的剪切環(huán)312的尺寸。較大第二直徑有助于從蓋沖模340移走已剪切的蓋330，因為已剪切的蓋330不太可能卡在孔中。
安裝沖壓工具組件300以與壓模裝置350相對運動。當塑料片320位于沖壓工具組件300和壓模裝置350之間時，拉環(huán)沖頭組件102和蓋支撐組件104分別對準容納在壓模裝置350上行的模腔158和入口孔154中，并且蓋沖頭306對準容納在壓模裝置350下行的模腔342中。當沖壓工具組件300向壓模裝置350運動時，拉環(huán)沖頭108容納在模腔158中，以便從塑料片320上剪切密封拉環(huán)332，蓋支撐組件104支撐蓋330的背面以將密封拉環(huán)332裝到蓋330上，而蓋沖頭306容納在模腔342中以便從塑料片320上剪切已裝配的蓋330。
圖26示出一種第二實施例中用以拾取已分離的密封拉環(huán)332并將它們裝到水平相鄰的蓋330上的拉環(huán)裝配機構(gòu)354。拉環(huán)裝配機構(gòu)354包括兩個拉環(huán)裝配裝置356，各個拉環(huán)裝配裝置356對應(yīng)于包含塑料片320的兩對密封拉環(huán)332和蓋330。也就是說，各個拉環(huán)裝配裝置356設(shè)計為拾取兩個密封拉環(huán)332并且一次將各個拉環(huán)332放到單獨的蓋330上。
現(xiàn)在參考圖26至圖28，各個拉環(huán)裝配裝置356包括滑動裝到導軌200上的底座(base frame)376，而導軌200固定裝在裝配工作站16上，以使拉環(huán)裝配裝置356相對于壓模裝置350往復運動。所示底座376為一般板形結(jié)構(gòu)，其上固定安裝伺服電動機372。
一對同步帶輪364、365形式的上板驅(qū)動輪連接到軸370上，而軸370通過軸頸連接并貫穿底座376，最好沿軸370與伺服電動機372一致的縱軸。輪377形式的下板主動輪和從動齒輪378固定裝在底座376相對側(cè)的軸370上并通過合適的緊固件緊固在軸370上，圖27中所示為鎖圈382。輪377裝到同步帶輪365裝于其上的軸370上。從動齒輪378裝到同步帶輪364裝于其上的軸370上。這樣裝配時，上、下板主動輪364、365、377、378與它們相應(yīng)的軸370一致旋轉(zhuǎn)。
傳動齒輪380通過合適的連接器，如傳動齒輪鎖圈381固定連接到伺服電動機372的輸出軸373上，以通過伺服電動機372的旋轉(zhuǎn)帶動傳動齒輪380的旋轉(zhuǎn)。傳動齒輪380與下板從動齒輪378嚙合，以便隨著伺服電動機輸出軸373的驅(qū)動而使下板從動齒輪378旋轉(zhuǎn)。下板從動齒輪378的旋轉(zhuǎn)也使上板同步帶輪364旋轉(zhuǎn)。齒形帶366連接上板同步帶輪364、365，使得同步帶輪364的旋轉(zhuǎn)也使同步帶輪365旋轉(zhuǎn)。因為同步帶輪365與輪377連接，因而輪377隨著同步帶輪365旋轉(zhuǎn)。這樣，輸出軸373的旋轉(zhuǎn)使所有上、下板主動輪364、365、377、378旋轉(zhuǎn)。
拉環(huán)裝配裝置356也設(shè)有張緊帶輪374，它可以調(diào)節(jié)保持環(huán)繞上板同步帶輪364、365的帶366合適的張緊程度。
接收器臂架362裝到各對上、下板主動輪上，以便隨著主動輪364、365、377、378的旋轉(zhuǎn)而沿U形路線作水平往復運動。接收器臂架362通常為具有一對容納銷369一端的軸承368的板形結(jié)構(gòu)。每個上板同步帶輪364、365都設(shè)有上主動輪樞銷孔384，所述樞銷孔384固定容納銷369的另一端。同樣，接收器臂架362還通過軸承368和銷369裝到下板輪377和從動齒輪378上。接收器臂架362以完全相反的并列位置裝到上板同步帶輪364、365和下板輪377和從動齒輪378上，以使上、下接收器臂架362具有相反的往復運動。
與接收器臂架362相連的是一對接收器臂360，該接收器臂360具有連接的拉環(huán)接收器220、卸力裝置260和空氣管路254(為了清晰起見，圖27中未示出空氣管路)，它們具有與第一實施例相同的結(jié)構(gòu)和構(gòu)型。接收器臂360在接收器臂架362上間隔分布，使得各臂360與模瓦352上行中的孔154對準。
應(yīng)當注意到，雖然每個接收器臂架362設(shè)定為安裝兩個接收器臂360以達到同時拾取和裝配兩個拉環(huán)332的尺寸，但是，如果每個接收器臂架362只裝一個接收器臂360或兩個以上接收器臂360也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。如果多個接收器臂架362裝到一個底板376上也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。而且，本發(fā)明可以具有一個、兩個或多個拉環(huán)裝配裝置356。接收器臂360和拉環(huán)裝配裝置356的數(shù)量可以根據(jù)裝配產(chǎn)品的型式和尺寸對給定裝配構(gòu)型的需要進行調(diào)節(jié)。
拉環(huán)裝配機構(gòu)354的第二實施例以類似于第一實施例的方式運行，只是當塑料片320垂直運動通過裝配工作站16時而且密封拉環(huán)332從拉環(huán)沖頭組件102上拾取并水平運動到蓋支撐組件104。另外，在將上行的密封拉環(huán)332裝到蓋330上且從塑料片320上拾取第二個密封拉環(huán)332的同時，將占據(jù)塑料片320下行已裝配的蓋330從塑料片320上剪切下來。
圖29至圖31示出第二實施例中與第一實施例中所述同樣重要的操作步驟。圖29至圖31以成對的29-29A、30-30A和31-31A排列。各對中的第一幅圖從截面線25-25或側(cè)視圖舉例說明了操作情況并且顯示出拉環(huán)沖頭108和蓋沖頭組件302及其相應(yīng)沖模的操作情況。各對中的第二幅圖，即“A”圖從頂視圖舉例說明了操作情況并示出拉環(huán)沖頭108和蓋支撐組件104的操作情況。
在圖29和圖29A中，如圖17中所示第一實施例，假定為當沖壓工具組件300接近其返回行程時開始操作。拉環(huán)沖頭組件102和蓋沖頭組件302位于拉環(huán)沖模156可操作的并列位置，用于沖壓出上行的密封拉環(huán)332和下行的已裝配的蓋330。上接收器架362上的接收器臂360與拉環(huán)沖模156對準，以拾取已沖壓的密封拉環(huán)332。下接收器架362上的接收器臂360已經(jīng)正在運送先前沖壓的密封拉環(huán)332并且與孔154對準以將密封拉環(huán)332隨后裝到對應(yīng)的蓋330上。總的來說，將密封拉環(huán)332和塑料片320分離、通過施加真空將密封拉環(huán)332保持在拉環(huán)接收器220上再將密封拉環(huán)332裝到蓋330上，這些與第一實施例進行的操作相同。
塑料片320前進到轉(zhuǎn)位位置，在這里一行密封拉環(huán)332和蓋330分別與包括壓模裝置350上行的拉環(huán)沖模156和入口孔154對準。同時，一行帶有裝配的密封拉環(huán)332的蓋330與包括壓模裝置350下行的蓋沖模340對準。
參考圖30和圖30A，然后拉環(huán)裝配機構(gòu)354向壓模裝置350前進，使拉環(huán)接收器220延伸進入并穿過模腔158，以清除模腔158內(nèi)任何在先前操作中可能留下來的密封拉環(huán)332。拉環(huán)裝配機構(gòu)354然后退回，以將拉環(huán)接收器220移到待用位置，而沖壓工具組件300向壓模裝置350前進。
參考圖31至圖31A，當沖壓工具組件300移向工作行程極限時，蓋支撐組件104容納在蓋330中，拉環(huán)沖頭組件102開始接觸塑料片320，以移出密封拉環(huán)332，而蓋沖頭組件302開始接觸塑料片320，以移出已裝配的蓋330。密封拉環(huán)332從塑料片320上移出并被裝到與上接收器臂架362相連的接收器臂360上的拉環(huán)接收器220拾取。在相同的操作中，連接到下接收器臂架362上接收器臂360的密封拉環(huán)332被裝到蓋330上。在相同的操作中，已裝配的蓋330和塑料片320分離并使穿過蓋模腔。
在密封拉環(huán)332被上接收器臂360拾取并由下接收器臂360運送的密封拉環(huán)332被裝到蓋330上之后，拉環(huán)裝配裝置356在導軌上移動，離開模瓦352足夠的距離，以使接收器臂360可以往復運動且不接觸模瓦352，沖壓組件300向其返回行程位置移動，而且塑料片320轉(zhuǎn)位成一行。由上接收器臂360保持的密封拉環(huán)332通過接收器臂架362隨著伺服電動機372的往復移動水平運動到用于裝到蓋330上的位置。同時，已將它們的密封拉環(huán)332裝到蓋330上的下接收器臂360水平移到當一組新的密封拉環(huán)332和塑料片320分離時所容納它們的位置。只要塑料片320供應(yīng)到裝配工作站16，該過程將連續(xù)重復。
圖32示出另一可選的蓋支撐組件404，它可用于替代任何先前所述的蓋支撐組件104。蓋支撐組件404具有與先前所述蓋支撐組件104相同的總體結(jié)構(gòu)，這在于它有基座426和具有外表面430的支撐件428。蓋支撐組件404的主要區(qū)別在于，外表面430與蓋的形狀不一致。例如外表面430包括外圍壁，該外圍壁具有小于蓋內(nèi)徑的直徑。雖然外表面430包括頂面支撐436、貯液器支撐438和飲料口支撐440，但是它沒有在先前所述蓋支撐組件104中存在的上支承面134。蓋支撐組件404是這樣的結(jié)構(gòu)，即它通常只支撐裝配過程中密封拉環(huán)將與蓋接觸的那些區(qū)域。該結(jié)構(gòu)減小了蓋支撐組件404與蓋接觸的表面積，從而減少了蓋卡在蓋支撐組件404上的可能性，使得從蓋支撐組件404上移出蓋更加容易。
雖然已經(jīng)結(jié)合其某些具體實施例專門說明了本發(fā)明，但是應(yīng)當理解，這是為了舉例說明而非限制，并且所附權(quán)利要求書的范圍應(yīng)當被認作與現(xiàn)有技術(shù)所允許的一樣廣泛。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種通過將第一熱成形工件自動裝到第二熱成形工件上由所述第一和第二熱成形工件(30、32、330、332)制作復合制品的自動生產(chǎn)線，包括用于在塑料片(20、320)上使第一和第二熱成形工件熱成形的熱成形工作站(12)；用于從塑料片上至少剪切第一熱成形工件的剪切工作站(16)；和用于將第一熱成形工件裝到第二熱成形工件上以形成復合制品的裝配工作站(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動生產(chǎn)線，其中裝配工作站通過壓入配合第一和第二熱成形工件將第一熱成形工件裝到第二熱成形工件上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動生產(chǎn)線，其中第一和第二熱成形工件的壓入配合為卡扣配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動生產(chǎn)線，其中裝配工作站通過粘接連接將第一熱成形工件裝到第二熱成形工件上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動生產(chǎn)線，其中裝配工作站通過超聲波焊接將第一熱成形工件裝到第二熱成形工件上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動生產(chǎn)線，其中裝配工作站包括可在第一位置和第二位置之間運動的運送工具(190)，其中所述運送工具在第一位置拾取第一熱成形工件，在第二位置將第一熱成形工件裝到第二熱成形工件上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動生產(chǎn)線，其中運送工具包括抽吸裝置(232)，用于在從片上剪切第一熱成形工件時拾取該工件，并在第一熱成形工件運送到第二熱成形工件時保持該工件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動生產(chǎn)線，其中運送工具包括卸力裝置(260)，用于在裝配第一和第二熱成形工件時控制運送工具作用于所述工件上力的大小。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自動生產(chǎn)線，其中運送工具包括在其端部安裝抽吸裝置的往復臂(204)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自動生產(chǎn)線，其中卸力裝置將抽吸裝置安裝到臂的端部。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自動生產(chǎn)線，其中往復臂在對應(yīng)于第一位置的拾取位置和對應(yīng)于第二位置的裝配位置之間往復運動。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的自動生產(chǎn)線，其中往復臂沿著平行于或者橫向于由塑料片通過裝配工作站的運動所限定的機器方向的方向在拾取位置和裝配位置之間往復運動。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的自動生產(chǎn)線，其中剪切工作站包括從塑料片上剪切第一熱成形工件用的第一套沖頭(100)和沖模(150)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的自動生產(chǎn)線，其中沖模包括入口(158)和出口(154)，當塑料片位于沖頭和沖模之間時，沖頭容納于入口中，以便從塑料片上剪切第一熱成形工件，而當往復臂位于拾取位置時，往復臂延伸到出口中，以拾取第一熱成形工件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的自動生產(chǎn)線，其中裝配工作站還包括運送往復臂的活動平板(198)，并且該平板可在往復臂位于沖模出口內(nèi)的第一位置和往復臂位于沖模出口外的第二位置之間運動。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的自動生產(chǎn)線，其中設(shè)有多個往復臂，當一個臂位于裝配位置時，至少另外一個臂位于拾取位置，以達到在先前拾取的第一熱成形工件被裝到第二熱成形工件時，同時拾取第一熱成形工件。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的自動生產(chǎn)線，其中剪切工作站還包括從塑料片上剪切已裝配的第一和第二熱成形工件用的第二套沖頭(18)和沖模。
18.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動生產(chǎn)線，其中設(shè)有多個運送工具。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的自動生產(chǎn)線，其中以至少兩組設(shè)置多個運送工具，其中當至少兩組中的一組位于第一位置時，至少兩組中的另一組位于第二位置，以達到在先前拾取的第一熱成形工件被裝到第二熱成形工件時，同時拾取第一熱成形工件。
20.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動生產(chǎn)線，其中運送工具在第一和第二位置之間的運動通常平行于或者橫向于由塑料片通過裝配工作站的運動所限定的機器方向。
21.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動生產(chǎn)線，其中剪切工作站包括從塑料片上剪切第一熱成形工件用的第一套沖頭(100)和沖模(150)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的自動生產(chǎn)線，其中沖模包括入口(158)和出口(154)，當塑料片位于沖頭和沖模之間時，沖頭容納于入口中，以便從塑料片上剪切第一熱成形工件，而運送工具延伸到出口中，以拾取第一熱成形工件。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的自動生產(chǎn)線，其中剪切工作站還包括從塑料片上剪切已裝配的第一和第二熱成形工件用的第二套沖頭和沖模。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動生產(chǎn)線，其中裝配工作站將第一熱成形工件從剪切工作站直接移到第二熱成形工件上，從而消除在裝到第二熱成形工件之前需要臨時儲存第一熱成形工件。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動生產(chǎn)線，其中所述片包括一塑料片的一部分。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動生產(chǎn)線，其中所述片包括相對的正面和背面，并且剪切工作站從正面剪切第一熱成形工件，而裝配工作站在正面上將所述熱成形工件裝第二熱成形工件上。
27.一種通過裝配在公共塑料片(20、320)上熱成形的第一和第二工件(30、32、330、332)而自動形成復合制品的裝置，其中所述塑料片包括多個第一和第二工件，裝配工作站包括從塑料片上剪切至少一個第一工件的剪切機(100、152)；和可在第一位置和第二位置之間運動的運送工具(190)，其中在第一位置該運送工具拾取一個第一工件，而在第二位置該運送工具將第一工件裝到塑料片中一個第二工件上。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其中運送工具直接在第一和第二位置之間運動，從而消除在裝到一個第二工件之前需要臨時儲存第一工件。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置，其中運送工具通過壓入配合連接將第一工件裝到一個第二工件上。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其中運送工具包括抽吸裝置(232)，用于在從片上剪切第一工件時拾取該工件，并在第一工件裝到第二工件時保持該工件。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其中運送工具包括卸力裝置(260)，用于在將第一工件裝到第二工件上的過程中控制運送工具作用于第二工件上力的大小。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的裝置，其中運送工具包括在其端部安裝抽吸裝置的往復臂(204)。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的裝置，其中卸力裝置將抽吸裝置安裝到臂的端部。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的裝置，其中往復臂在對應(yīng)于第一位置的拾取位置和對應(yīng)于第二位置的裝配位置之間往復運動。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的裝置，其中往復臂沿著平行于或者橫向于由塑料片通過裝配工作站的運動所限定的機器方向的方向在拾取位置和裝配位置之間往復運動。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的裝置，其中剪切機包括從塑料片上剪切第一工件用的第一套沖頭(100)和沖模(150)。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的裝置，其中沖模包括入口(158)和出口(154)，當塑料片位于沖頭和沖模之間時，沖頭容納于入口中，以便從塑料片上剪切第一工件，而當往復臂位于拾取位置時，往復臂延伸到出口中，以拾取第一工件。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的裝置，其中裝配工作站還包括運送往復臂的活動平板(198)，并且該平板可在往復臂位于沖模出口內(nèi)的第一位置和往復臂位于沖模出口外的第二位置之間運動。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的裝置，其中設(shè)有多個往復臂，當一個臂位于裝配位置時至少另外一個臂位于拾取位置。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的裝置，還包括具有從塑料片上剪切已裝配的第一和第二工件所用第二套沖頭和沖模的第二剪切機。
41.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其中有多個運送工具，每個運送工具在第一位置拾取不同的第一工件并將它裝到不同的第二工件上。
42.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其中運送工具通過壓入配合連接將第一工件裝到第二工件上。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的裝置，其中壓入配合連接為卡扣配合連接。
44.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其中裝配工作站通過粘接連接將第一工件裝到第二工件上。
45.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其中裝配工作站通過超聲波焊接將第一工件裝到第二工件上。
46.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其中所述片包括一塑料片的一部分。
47.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其中所述片包括相對的正面和背面，剪切機從正面剪切第一熱成形工件，而運送工具則從正面拾取一個第一工件并在正面上將一個第一工件裝到一個第二工件上。
48.一種將從塑料片(20、320)上第一熱成形工件(30、32、330、332)自動裝到第二熱成形工件(30、32、330、332)上形成熱成形復合制品的方法，其中所述塑料片包括多個第一熱成形工件和多個第二熱成形工件，包括從塑料片上剪切至少一個第一熱成形工件，以形成至少一個已剪切的第一熱成形工件；在剪切之后立即將已剪切的第一熱成形工件運送到對應(yīng)的第二熱成形工件；和將已剪切的第一熱成形工件裝到對應(yīng)的第二熱成形工件上，形成熱成形復合制品。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其中已剪切的第一熱成形工件的裝配包括將已剪切的第一熱成形工件粘接到對應(yīng)的第二熱成形工件上。
50.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其中已剪切的第一熱成形工件的裝配包括將已剪切的第一熱成形工件焊接到對應(yīng)的第二熱成形工件上。
51.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其中已剪切的第一熱成形工件的裝配包括將已剪切的第一熱成形工件和對應(yīng)的第二熱成形工件壓入配合在一起。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中壓入配合在一起包括將已剪切的第一熱成形工件卡扣配合到對應(yīng)的第二熱成形工件上。
53.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中運送已剪切的第一熱成形工件包括通過抽吸拾取已剪切的熱成形工件。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，其中運送已剪切的第一熱成形工件還包括在完成將已剪切的第一熱成形工件裝到對應(yīng)的第二熱成形工件時停止抽吸。
55.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，還包括在將已剪切的第一熱成形工件裝到對應(yīng)的第二熱成形工件上時限制作用于已剪切的第一熱成形工件和對應(yīng)的第二熱成形工件上的力。
56.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其中剪切步驟包括剪切多個第一熱成形工件，以形成多個已剪切的第一熱成形工件，而裝配步驟包括將多個第一熱成形工件中的每一個裝到對應(yīng)的第二熱成形工件上，以形成多個熱成形復合制品。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的方法，其中多個第一熱成形工件的剪切包括從塑料片上剪切第一熱成形工件總數(shù)的一部分。
58.根據(jù)權(quán)利要求57所述的方法，其中形成所述部分的第一熱成形工件全部同時從塑料片上剪切。
59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的方法，其中形成所述部分的第一熱成形工件全部同時裝到對應(yīng)的第二熱成形工件上。
60.根據(jù)權(quán)利要求57所述的方法，還包括以預(yù)定單位的重復模式熱成形第一和第二熱成形工件。
61.根據(jù)權(quán)利要求60所述的方法，其中所述部分是該預(yù)定單位的整倍數(shù)。
62.根據(jù)權(quán)利要求61所述的方法，其中預(yù)定單位為一行或一列。
63.根據(jù)權(quán)利要求62所述的方法，其中第一和第二工件以交錯行或列布置。
64.根據(jù)權(quán)利要求63所述的方法，其中從一個交錯行或列剪切第一熱成形工件并且裝到相鄰行或列的第二熱成形工件上。
65.根據(jù)權(quán)利要求64所述的方法，還包括從塑料片上剪切熱成形復合制品。
66.根據(jù)權(quán)利要求57所述的方法，其中第一工件的熱成形包括使具有用軟帶相連的第一和第二凸起(50、52)的密封拉環(huán)(32、332)熱成形，第二工件的熱成形包括使具有蓋體凹陷(42)和飲料口(41)的蓋(30、330)熱成形，其中卡扣配合包括將第一凸起插入到蓋體凹陷內(nèi)和將第二凸起插入飲料口中。
67.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其中所述片包括一塑料片的一部分。
68.根據(jù)權(quán)利要求48所述的自動生產(chǎn)線，其中所述片包括相對的正面和背面，第一熱成形工件的剪切從正面進行，而將第一熱成形工件裝到第二熱成形工件上在正面完成。
69.一種將從塑料片(20、320)上第一熱成形工件(30、32、330、332)自動裝到第二熱成形工件(30、32、330、332)上形成熱成形復合制品的方法，其中所述塑料片包括多個第一熱成形工件和多個第二熱成形工件，包括從塑料片上剪切至少一個第一熱成形工件，以形成至少一個已剪切的第一熱成形工件；將已剪切的第一熱成形工件運送到對應(yīng)的第二熱成形工件；和將已剪切的第一熱成形工件壓入配合到對應(yīng)的第二熱成形工件上，形成復合熱成形制品。
70.根據(jù)權(quán)利要求69所述的方法，還包括在塑料板上熱成形第一和第二熱成形工件，使得第一和第二工件之一具有凸起(50、52)，而另一個具有凹陷(41、42)，并且壓入配合包括將凸起插入凹陷中。
71.根據(jù)權(quán)利要求70所述的方法，其中壓入配合在一起包括將凸起卡扣配合到凹陷中。
72.根據(jù)權(quán)利要求71所述的方法，其中凸起具有比凹陷一部分尺寸更大的部分，以實現(xiàn)卡扣配合。
73.根據(jù)權(quán)利要求72所述的方法，其中有多對對應(yīng)的凸起和凹陷。
74.根據(jù)權(quán)利要求73所述的方法，其中第一工件的熱成形包括使具有用軟帶相連的第一和第二凸起的密封拉環(huán)(32、332)熱成形，第二工件的熱成形包括使具有蓋體凹陷和飲料口的蓋熱成形，其中卡扣配合包括將第一凸起插入到蓋體凹陷內(nèi)和將第二凸起插入飲料口中。
75.根據(jù)權(quán)利要求69所述的方法，其中運送已剪切的第一熱成形工件包括通過抽吸拾取已剪切的熱成形工件。
76.根據(jù)權(quán)利要求69所述的方法，還包括在將已剪切的第一熱成形工件壓入配合到對應(yīng)的第二熱成形工件上時限制作用于已剪切的第一熱成形工件和對應(yīng)的第二熱成形工件上的力。
77.根據(jù)權(quán)利要求69所述的方法，其中剪切步驟包括剪切多個第一熱成形工件，以形成多個已剪切的第一熱成形工件，而壓入配合包括將多個第一熱成形工件中的每一個壓入配合到對應(yīng)的第二熱成形工件上，以形成多個復合熱成形制品。
78.根據(jù)權(quán)利要求77所述的方法，其中多個第一熱成形工件的剪切包括從塑料片上剪切第一熱成形工件總數(shù)的一部分。
79.根據(jù)權(quán)利要求78所述的方法，其中形成所述部分的第一熱成形工件全部同時從塑料片上剪切。
80.根據(jù)權(quán)利要求79所述的方法，其中形成所述部分的第一熱成形工件全部同時壓入配合到對應(yīng)的第二熱成形工件上。
81.根據(jù)權(quán)利要求69所述的方法，還包括在塑料片上以預(yù)定單位的重復模式熱成形第一和第二熱成形工件。
82.根據(jù)權(quán)利要求81所述的方法，其中所述部分是預(yù)定單位的整倍數(shù)。
83.根據(jù)權(quán)利要求82所述的方法，其中預(yù)定單位為一行或一列。
84.根據(jù)權(quán)利要求83所述的方法，其中第一和第二工件以交錯行或列布置。
85.根據(jù)權(quán)利要求84所述的方法，其中從一個交錯行或列剪切第一熱成形工件并且裝到相鄰行或列的第二熱成形工件上。
86.根據(jù)權(quán)利要求85所述的方法，還包括從塑料片上剪切熱成形復合制品。
87.根據(jù)權(quán)利要求81所述的方法，其中熱成形包括由一塑料片成形所述片。
88.根據(jù)權(quán)利要求69所述的自動生產(chǎn)線，其中所述片包括相對的正面和背面，第一熱成形工件的剪切從正面進行，而將第一熱成形工件壓入配合到第二熱成形工件上在正面完成。
權(quán)利要求
1.一種通過將第一熱成形工件自動裝到第二熱成形工件上由所述第一和第二熱成形工件(30、32、330、332)制作復合制品的自動生產(chǎn)線，包括用于在塑料片(20、320)上使第一和第二熱成形工件熱成形的熱成形工作站(12)；用于從塑料片上至少剪切第一熱成形工件的剪切工作站(16)；和用于將第一熱成形工件裝到第二熱成形工件上以形成復合制品的裝配工作站(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動生產(chǎn)線，其中裝配工作站通過壓入配合第一和第二熱成形工件將第一熱成形工件裝到第二熱成形工件上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動生產(chǎn)線，其中第一和第二熱成形工件的壓入配合為卡扣配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動生產(chǎn)線，其中裝配工作站通過粘接連接將第一熱成形工件裝到第二熱成形工件上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動生產(chǎn)線，其中裝配工作站通過超聲波焊接將第一熱成形工件裝到第二熱成形工件上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動生產(chǎn)線，其中裝配工作站包括在第一位置和第二位置之間運動的運送工具(190)，其中所述運送工具在第一位置拾取第一熱成形工件，在第二位置將第一熱成形工件裝到第二熱成形工件上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動生產(chǎn)線，其中運送工具包括抽吸裝置(232)，用于在從片上剪切第一熱成形工件時拾取該工件，并在第一熱成形工件運送到第二熱成形工件時保持該工件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動生產(chǎn)線，其中運送工具包括卸力裝置(260)，用于在裝配第一和第二熱成形工件時控制運送工具作用于所述工件上力的大小。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自動生產(chǎn)線，其中運送工具包括在其端部安裝抽吸裝置的往復臂(204)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自動生產(chǎn)線，其中卸力裝置將抽吸裝置安裝到臂的端部。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自動生產(chǎn)線，其中往復臂在對應(yīng)于第一位置的拾取位置和對應(yīng)于第二位置的裝配位置之間往復運動。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的自動生產(chǎn)線，其中往復臂沿著平行于或者橫向于由塑料片通過裝配工作站的運動所限定的機器方向的方向在拾取位置和裝配位置之間往復運動。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的自動生產(chǎn)線，其中剪切工作站包括從塑料片上剪切第一熱成形工件用的第一套沖頭(100)和沖模(150)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的自動生產(chǎn)線，其中沖模包括入口(158)和出口(154)，當塑料片位于沖頭和沖模之間時，沖頭容納于入口中，以便從塑料片上剪切第一熱成形工件，而當往復臂位于拾取位置時，往復臂延伸到出口中，以拾取第一熱成形工件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的自動生產(chǎn)線，其中裝配工作站還包括運送往復臂的活動平板(198)，并且該平板可在往復臂位于沖模出口內(nèi)的第一位置和往復臂位于沖模出口外的第二位置之間運動。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的自動生產(chǎn)線，其中有多個往復臂，當一個臂位于裝配位置時，至少另外一個臂位于拾取位置，以達到在先前拾取的第一熱成形工件被裝到第二熱成形工件時，同時拾取第一熱成形工件。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的自動生產(chǎn)線，其中剪切工作站還包括從塑料片上剪切已裝配的第一和第二熱成形工件用的第二套沖頭(18)和沖模。
18.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動生產(chǎn)線，其中有多個運送工具。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的自動生產(chǎn)線，其中以至少設(shè)置兩組多個運送工具，其中當至少兩組中一組位于第一位置時，至少兩組中的另一組位于第二位置，以達到在先前拾取的第一熱成形工件被裝到第二熱成形工件時，同時拾取第一熱成形工件。
20.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動生產(chǎn)線，其中運送工具在第一和第二位置之間的運動通常平行于或者橫向于由塑料片通過裝配工作站的運動所限定的機器方向。
21.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動生產(chǎn)線，其中剪切工作站包括從塑料片上剪切第一熱成形工件用的第一套沖頭(100)和沖模(150)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的自動生產(chǎn)線，其中沖模包括入口(158)和出口(154)，當塑料片位于沖頭和沖模之間時，沖頭容納于入口中，以便從塑料片上剪切第一熱成形工件，而運送工具延伸到出口中，以拾取第一熱成形工件。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的自動生產(chǎn)線，其中剪切工作站還包括從塑料片上剪切已裝配的第一和第二熱成形工件用的第二套沖頭和沖模。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動生產(chǎn)線，其中裝配工作站將第一熱成形工件從剪切工作站直接移到第二熱成形工件上，從而消除在裝到第二熱成形工件之前需要臨時儲存第一熱成形工件。
25.一種通過裝配在公共塑料片(20、320)上熱成形的第一和第二工件(30、32、330、332)而自動形成復合制品的裝置，其中所述塑料片包括多個第一和第二工件，裝配工作站包括從塑料片上剪切至少一個第一工件的剪切機(100、152)；和可在第一位置和第二位置之間運動的運送工具(190)，其中在第一位置該運送工具拾取一個第一工件，而在第二位置該運送工具將第一工件裝到塑料片中一個第二工件上。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其中運送工具直接在第一和第二位置之間運動，從而消除在裝到一個第二工件之前需要臨時儲存第一工件。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其中運送工具通過壓入配合連接將第一工件裝到一個第二工件上。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其中運送工具包括抽吸裝置(232)，用于在從片上剪切第一工件時拾取該工件，并在第一工件裝到第二工件時保持該工件。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置，其中運送工具包括卸力裝置(260)，用于在將第一工件裝到第二工件上的過程中控制運送工具作用于第二工件上力的大小。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其中運送工具包括在其端部安裝抽吸裝置的往復臂(204)。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其中卸力裝置將抽吸裝置安裝到臂的端部。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的裝置，其中往復臂在對應(yīng)于第一位置的拾取位置和對應(yīng)于第二位置的裝配位置之間往復運動。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的裝置，其中往復臂沿著平行于或者橫向于由塑料片通過裝配工作站的運動所限定的機器方向的方向在拾取位置和裝配位置之間往復運動。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的裝置，其中剪切機包括從塑料片上剪切第一工件用的第一套沖頭(100)和沖模(150)。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的裝置，其中沖模包括入口(158)和出口(154)，當塑料片位于沖頭和沖模之間時，沖頭容納于入口中，以便從塑料片上剪切第一工件，而當往復臂位于拾取位置時，往復臂延伸到出口中，以拾取第一工件。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的裝置，其中裝配工作站還包括運送往復臂的活動平板(198)，并且該平板可在往復臂位于沖模出口內(nèi)的第一位置和往復臂位于沖模出口外的第二位置之間運動。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的裝置，其中有多個往復臂，當一個臂位于裝配位置時至少另外一個臂位于拾取位置。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的裝置，還包括具有從塑料片上剪切已裝配的第一和第二工件所用第二套沖頭和沖模的第二剪切機。
39.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其中有多個運送工具，每個運送工具在第一位置拾取不同的第一工件并將它裝到不同的第二工件上。
40.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其中運送工具通過壓入配合連接將第一工件裝到第二工件上。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的裝置，其中壓入配合連接為卡扣配合連接。
42.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其中裝配工作站通過粘接連接將第一工件裝到第二工件上。
43.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其中裝配工作站通過超聲波焊接將第一工件裝到第二工件上。
44.一種將從塑料片(20、320)上第一熱成形工件(30、32、330、332)自動裝到第二熱成形工件(30、32、330、332)上形成熱成形復合制品的方法，其中所述塑料片包括多個第一熱成形工件和多個第二熱成形工件，包括從塑料片上剪切至少一個第一熱成形工件，以形成至少一個已剪切的第一熱成形工件；在剪切之后立即將已剪切的第一熱成形工件運送到對應(yīng)的第二熱成形工件；和將已剪切的第一熱成形工件裝到對應(yīng)的第二熱成形工件上，形成熱成形復合制品。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中已剪切的第一熱成形工件的裝配包括將已剪切的第一熱成形工件粘接到對應(yīng)的第二熱成形工件上。
46.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中已剪切的第一熱成形工件的裝配包括將已剪切的第一熱成形工件焊接到對應(yīng)的第二熱成形工件上。
47.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中已剪切的第一熱成形工件的裝配包括將已剪切的第一熱成形工件和對應(yīng)的第二熱成形工件壓入配合在一起。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中壓入配合在一起包括將已剪切的第一熱成形工件卡扣配合到對應(yīng)的第二熱成形工件上。
49.根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中運送已剪切的第一熱成形工件包括通過抽吸拾取已剪切的熱成形工件。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其中運送已剪切的第一熱成形工件還包括在完成將已剪切的第一熱成形工件裝到對應(yīng)的第二熱成形工件時停止抽吸。
51.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，還包括在將已剪切的第一熱成形工件裝到對應(yīng)的第二熱成形工件上時限制作用于已剪切的第一熱成形工件和對應(yīng)的第二熱成形工件上的力。
52.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中剪切步驟包括剪切多個第一熱成形工件，以形成多個已剪切的第一熱成形工件，而裝配步驟包括將多個第一熱成形工件中的每一個裝到對應(yīng)的第二熱成形工件上，以形成多個熱成形復合制品。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的方法，其中多個第一熱成形工件的剪切包括從塑料片上剪切第一熱成形工件總數(shù)的一部分。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，其中形成所述部分的第一熱成形工件全部同時從塑料片上剪切。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的方法，其中形成所述部分的第一熱成形工件全部同時裝到對應(yīng)的第二熱成形工件上。
56.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，還包括以預(yù)定單位的重復模式熱成形第一和第二熱成形工件。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的方法，其中所述部分是該預(yù)定單位的整倍數(shù)。
58.根據(jù)權(quán)利要求57所述的方法，其中預(yù)定單位為一行或一列。
59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的方法，其中第一和第二工件以交錯行或列布置。
60.根據(jù)權(quán)利要求59所述的方法，其中從一個交錯行或列剪切第一熱成形工件并且裝到相鄰行或列的第二熱成形工件上。
61.根據(jù)權(quán)利要求60所述的方法，還包括從塑料片上剪切熱成形復合制品。
62.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，其中第一工件的熱成形包括使具有用軟帶相連的第一和第二凸起(50、52)的密封拉環(huán)(32、332)熱成形，第二工件的熱成形包括使具有蓋體凹陷(42)和飲料口(41)的蓋(30、330)熱成形，其中卡扣配合包括將第一凸起插入到蓋體凹陷內(nèi)和將第二凸起插入飲料口中。
63.一種將從塑料片(20、320)上第一熱成形工件(30、32、330、332)自動裝到第二熱成形工件(30、32、330、332)上形成熱成形復合制品的方法，其中所述塑料片包括多個第一熱成形工件和多個第二熱成形工件，包括從塑料片上剪切至少一個第一熱成形工件，以形成至少一個已剪切的第一熱成形工件；將已剪切的第一熱成形工件運送到對應(yīng)的第二熱成形工件；和將已剪切的第一熱成形工件壓入配合到對應(yīng)的第二熱成形工件上，形成熱成形復合制品。
64.根據(jù)權(quán)利要求63所述的方法，還包括在塑料板上熱成形第一和第二熱成形工件，使得第一和第二工件之一具有凸起(50、52)，而另一個具有凹陷(41、42)，并且壓入配合包括將凸起插入凹陷中。
65.根據(jù)權(quán)利要求64所述的方法，其中壓入配合在一起包括將凸起卡扣配合到凹陷中。
66.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法，其中凸起具有比凹陷一部分尺寸更大的部分，以實現(xiàn)卡扣配合。
67.根據(jù)權(quán)利要求66所述的方法，其中有多對對應(yīng)的凸起和凹陷。
68.根據(jù)權(quán)利要求67所述的方法，其中第一工件的熱成形包括使具有用軟帶相連的第一和第二凸起的密封拉環(huán)(32、332)熱成形，第二工件的熱成形包括使具有蓋體凹陷和飲料口的蓋熱成形，其中卡扣配合包括將第一凸起插入到蓋體凹陷內(nèi)和將第二凸起插入飲料口中。
69.根據(jù)權(quán)利要求63所述的方法，其中運送已剪切的第一熱成形工件包括通過抽吸拾取已剪切的熱成形工件。
70.根據(jù)權(quán)利要求63所述的方法，還包括在將已剪切的第一熱成形工件壓入配合到對應(yīng)的第二熱成形工件上時限制作用于已剪切的第一熱成形工件和對應(yīng)的第二熱成形工件上的力。
71.根據(jù)權(quán)利要求63所述的方法，其中剪切步驟包括剪切多個第一熱成形工件，以形成多個已剪切的第一熱成形工件，而壓入配合包括將多個第一熱成形工件中的每一個壓入配合到對應(yīng)的第二熱成形工件上，以形成多個熱成形復合制品。
72.根據(jù)權(quán)利要求71所述的方法，其中多個第一熱成形工件的剪切包括從塑料片上剪切第一熱成形工件總數(shù)的一部分。
73.根據(jù)權(quán)利要求72所述的方法，其中形成所述部分的第一熱成形工件全部同時從塑料片上剪切。
74.根據(jù)權(quán)利要求73所述的方法，其中形成所述部分的第一熱成形工件全部同時壓入配合到對應(yīng)的第二熱成形工件上。
75.根據(jù)權(quán)利要求63所述的方法，還包括在塑料片上以預(yù)定單位的重復模式熱成形第一和第二熱成形工件。
76.根據(jù)權(quán)利要求75所述的方法，其中所述部分是預(yù)定單位的整倍數(shù)。
77.根據(jù)權(quán)利要求76所述的方法，其中預(yù)定單位為一行或一列。
78.根據(jù)權(quán)利要求77所述的方法，其中第一和第二工件以交錯行或列布置。
79.根據(jù)權(quán)利要求78所述的方法，其中從一個交錯行或列剪切第一熱成形工件并且裝到相鄰行或列的第二熱成形工件上。
80.根據(jù)權(quán)利要求79所述的方法，還包括從塑料片上剪切熱成形復合制品。
81.根據(jù)權(quán)利要求75所述的方法，其中熱成形包括由一塑料片成形所述片。
全文摘要
一種將第一熱成形工件(30、32、330、332)如密封拉環(huán)裝到第二熱成形工件(30、32、330、332)如蓋上的方法和裝置。
文檔編號B29C51/26GK1688431SQ03824563
公開日2005年10月26日 申請日期2003年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月18日
發(fā)明者R·W·麥克肯齊, T·J·德朗, R·P·金格拉斯 申請人:達特食品容器公司