阅读说明：本技术 包装和标记圆形捆包的方法和装置 (Method and device for wrapping and marking round bales ) 是由 M·N·勒维克 H·斯克拉斯塔德 于 2018-11-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及用固定的或移动的捆包机包装机在用塑料箔包装的过程中标记圆形捆包(61)的方法和装置。每个圆形捆包都取向成圆形端面大致成竖向,并且塑料箔层被箔包装臂(63)绕圆形捆包进行包装。在还剩下至少一层塑料膜要包装的时间点,利用设置有标签传递构件(23)的时间控制的可枢转标记臂(22),每个圆形捆包都用ID标签(25)标记,该ID标签具有粘合剂背侧表面。所述标记臂(22)的运动由计算机控制,该计算机使标记臂的运动与箔供应臂的运动同步。在标记之后,绕每个圆形捆包包装额外的至少一层塑料,以保护ID标签(25)。(The invention relates to a method and a device for marking round bales (61) during wrapping with plastic foil with a fixed or mobile bundler wrapping machine. Each round bale is oriented with the rounded end faces generally vertical, and the plastic foil layer is wrapped around the round bale by foil wrapping arms (63). At the point in time when at least one layer of plastic film remains to be wrapped, each round bale is marked with an ID label (25) having an adhesive backside surface, using a time-controlled pivotable marking arm (22) provided with a label transfer member (23). The movement of the marking arm (22) is controlled by a computer which synchronizes the movement of the marking arm with the movement of the foil supply arm. After marking, an additional at least one layer of plastic is wrapped around each round bale to protect the ID tag (25).)

包装和标记圆形捆包的方法和装置

技术领域

本发明涉及有机物料的圆形捆包的包装和标记，例如用作动物饲料的农产品。更准确地说，本发明涉及如权利要求1的前序部分所限定的方法和如权利要求10的前序部分所限定的装置。

背景技术

在陆基耕作中，近年来，含营养物质捆包已被广泛使用，主要是作为在农场上存储和分配动物饲料的手段。饲料通常基于草，但也可以掺入其它形式的营养物质，这些物质对动物的生长及其产奶的能力等具有重要意义。如今在圆形捆包中使用的其它含营养物质包括但不限于：玉米、全谷类稻米、诸如TMR(全混合日粮)的饲料混合物、皱纹谷物等。

圆形捆包(即具有圆柱形形状和圆形端面的捆包)通常用于这类有机产品的存储和物流，但也可用于其它行业，例如：用作药物或食品的海藻等水产养殖产品，用作动物饲料的水果或甜菜浆等食品副产品，用作肥料的牛或鸡粪便等。

尽管捆包的大小是可以很容易地在视觉上控制的因素，但是每个捆包的实际含量和派生值可能会根据所使用的物料或物料混合物而显著变化，包括但不限于组成、重量、含水量等。在许多情况下，跟踪和记录物料的来源和生产过程也有法律要求。一些示例包括但不限于；物料暴露于动物或人类疾病的风险，真菌、霉菌毒素或类似物质的存在所证明的毒性水平，以及辐射水平。

非常需要尽可能了解物料的质量、数量和组成。例如，通过了解饲喂牲畜的原料的化学成分和能量含量，农民将能够正确调整调节定量配给的食物，并为其动物添加精确量的补品，从而大大减少了一些当今农场面临的主要经济和环境挑战，即食物过量和食物不足引起的健康风险、营养不良、抗生素的使用和兽医费用。尽管农民或其它这样的使用者通常通过经验知道要使用的饲料量，但是毫无疑问，仅凭经验不足以充分确定正确的定量或混合。当考虑组成更复杂的物料(例如用于TMR或其它饲料混合物)时，尤其如此。根据定义，任何有机物料都将自然发生成分变化，并且天气、温度、施肥、农作物类型和位置、收割时间等都会造成进一步的变化。

已经提出并引入了系统，以在这方面帮助农民，目的是更好地了解情况。优选地，这样的系统应当使用户容易地获得与物料、其内容和成分、制造方法等有关的尽可能多的信息，并且此外，这些信息应当以一个接一个的捆包为基础来获取。

Walthervelt等人在Landteknik 3，2011，p180-182中提供了有关圆形捆包机中作物成分确定的一般信息。该出版物的重点是关于准确确定成分的需求。使用NIR技术进行水分测量可评估水分含量和其它成分的含量。

在美国能源部(DOE)生物能源技术办公室(BETO)2015年“捆包”项目审查中(https://energy.gov/sites/prod/files/2015/04/f21/terrestrial_feedstocks_comer_123106.pdf)，讨论了有关饲料捆包的一般和特定方面的其它信息，在此条款下使用物料的NIR扫描。

众所周知，使用射频识别(RFID)技术对捆包进行标记以跟踪收获的物料，例如2017年的http://harvesttec.com/agco-bale-id/。此处，数据存储在本地标签上。通常存储的信息以及ID号是重量、日期和时间、田地名称、平均水分、高水分和干草防腐剂的量。通常，RFID标签的读取需要专用工具，例如RFID读取器。

虽然需要对捆包进行标记，以便跟踪物料类型、数量和质量方面的产品内容，但标记本身就效率而言是一个挑战，特别是因为标记需要捆包的包装(包裹)现场进行，通常在户外、在风中、有时在雨中，并带有沙子、灰尘和其它污染物的颗粒。

理想地，标记应在全自动过程中进行，以节省时间和人工成本，并减少人为错误的风险。

此外，标记装置本身应独立于包装装置工作，以减少生产停机的风险，标记装置应易于更换和安装，确保互换性并能够对现有机器进行改装。

发明内容

本发明的目的是提供简单的、自动的和劳动有效的方法和装置，用于在包装过程中标记圆形捆包，而无需与包装机结合。

衍生的目的是提供简单有效的方法和装置，用于在包装过程中以支持高效信息存储、处理和检索捆包内容物的方式标记捆包。

本发明

通过构成本发明的第一方面的权利要求1中限定的方法来实现上述目的。

根据另一方面，本发明涉及有效地执行根据本发明的第一方面的方法的装置。该装置由权利要求10公开，而本发明的优选实施例由从属权利要求公开。

从下面的详细描述中可以明显看出，本发明满足了作为本发明目的提到的标准。标记过程以安全、全自动的方式进行，确保标签的清洁高效处理，每个标签精确定位在每个圆形捆包的端面之一的中心，从而易于(电子地或手动地)定位标签并在以后的某个时间点读取标签的标识。最后，在将标签贴到捆包上之后，用一层或多层塑料覆盖并保护标签免受磨损和撕裂、湿气和可能的化学影响。

将标签定位在捆包的圆形表面的中心处非常重要，因为它可以简化随后对ID标签的读取。在本发明中，ID标签本身是基于RFID技术的，从而使得能够通过合适的设备自动地对其进行防呆读取。然而，由于本发明进一步利用了NFC通信，因此可以简单地通过使用任何具有NFC支持的普通智能手机来进行这种读取，而不需要诸如RFID读取器之类的昂贵的专用工具。NFC将读取限制在几厘米的距离内，从而消除了误读您不打算读取的相邻标签的问题。类似地，能够正确定位标签对于通过QR码或文本进行传统的光学读取是有利的，因为知道在哪里可以找到标签显然会简化查找和读取标签的过程。本发明不仅能够通过使用RFID来读取标签，而且还可以通过目视检查打印在标签外部的UID来读取标签，但是它也可以与用于在标签上打印原始数据的打印机集成在一起。

尽管已经为圆形捆包提出了本发明，但是本发明同样适用于所有具有平坦的规则侧表面的捆包，即具有明确限定中心点的侧表面。

包装机可以是市售的独立包装机中的任何一种，例如Tanco 1400Varwrap，可以是固定捆包机-包装机组合体的一部分(例如Orkel MP2000 Compactor)，或者可以是移动捆包机-包装机组合体的一部分，例如New Holland Roll Baler 125Combi。因为本发明不是包装机的集成部分，而是独立的产品，这意味着它是可互换的，并且可以替换或翻新到现有的捆包机或包装机上，这意味着它非常适合于适应当前可用的包装机。

典型的包装速度是包装机臂每秒旋转一圈。为了进行标记，在贴标签操作期间，包装机臂的速度可以在一定程度上方便地减慢，甚至暂时停止。

附图说明

下面，参考附图以非限制性实施例的形式进一步详细地描述本发明。

图1是透视图，其示出了包括固定捆包机-包装机的组件，本发明可以应用于该组件。

图2示出了根据本发明的标记组件的侧视图。

图3是图2中的元件的放大细节图。

图4是在操作期间的图2所示的标记组件的透视图。

图5是从另一个角度看的标记组件的透视图。

图6是捆包机的透视图，该捆包机包括5个标签组件和其它元件。

具体实施方式

图1示出了用于接收、捆包和包装有机物料的固定设备，该有机物料通常是收获的用作饲料的农产品。左侧示出了接收部段11，即从前端装载机或其它收割机倾倒新收割的物料或类似物的区域。对于典型的固定操作，例如TMR生产工厂，在此部段中还可以设置传送带。在图1的中间示出了捆包部段12，该捆包部段布置成压实物料并除去尽可能多的空气，右侧示出了包装机13，即被压实的捆包被包装在多层塑料箔中的地方。结合但独立于包装机示出了根据本发明的标记组件14。

图2更详细地示出了标记组件14，可以说该标记组件表示本发明的物理核心。标记组件包括主臂21，该主臂在一个端部21a处铰接并且具有自由端部21b。标记臂22在22a处铰接在主臂21内，当标记臂处于待机位置时，标记臂的自由端部22b在主臂21b的自由端部附近。主臂21承载用于ID标签盒53的分配器24，该ID标签盒是用于ID标签的盒，包括以逐步且受控的方式一次排出/供给一个ID标签并对ID标签进行编程的机械装置。根据本发明，通过使用进给器传感器54进一步控制和调节标签的排出，这补偿阻力单元52的直径的扩张。当标记臂处于其待机位置(更确切地说是在由标记臂22保持的ID标签传递构件23(图3和图4中最佳示出)上方)时，从中排出ID标签的出口定位成紧靠在标记臂22的自由端部22b上方。将标签从剥离板55上送出并推到吸盘上，然后在吸盘中激活真空。在整个标记操作期间，带有分配器24的主臂21保持静止在包装臂无法到达的位置。铰链21a的唯一目的是允许主臂转动到另一位置，以进行捆包机不操作的其它目的的运输。

图3示出了ID标签转换构件23，其包括部分中空的标签支撑本体或由部分中空的标签支撑本体构成，该部分中空的标签支撑本体流体地连接到气泵(未示出)，该气泵被布置为根据操作阶段在标签支撑本体内提供轻微的过压或轻微的负压。为了降低弯曲或破坏标签天线的风险，本发明采用具有平坦表面的标签支撑本体，ID标签可以抵靠在该平坦表面上并通过轻微的负压保持就位，直到ID标签贴到捆包上。从标签支撑本体到气泵的流体连接可以通过标记臂内的孔或通过附接到标记臂的软管。本发明被设计为不需要将气泵固定在主臂上，这在减轻重量、不平衡和复杂性方面是有利的。然而，本发明也不限于这种布置，并且例如可以将空气压缩机直接附接到臂。

图3还示出了ID标签25，该ID标签由ID标签传递构件23从ID标签分配器24中排出，该ID标签分配器位于面向捆包的侧面(图3中未示出)。在主臂21上布置有用于加压空气的管26，该管具有喷嘴26a，该喷嘴直接位于用于ID标签的排出口的上方。ID标签将不总是直接位于传递构件/标签支撑本体的前面，并且为了确保其中的负压能够抓握并保持ID标签，当新的ID标签被排出时，加压空气通过喷嘴26a被暂时排出一段时间(例如一秒或两秒)，从而迫使ID标签与传递构件/标签支撑本体接触。尽管在一些实施例中传递构件和标签支撑本体实际上可以被看作是相同的，但是标签支撑本体是传递构件的与ID标签实际物理接触的唯一部分。

在除了图示的实施例之外的其它实施例中，标签传递构件可以设置有用于保持和释放ID标签的机械装置，并且不设置标签支撑本体。

主臂21可以设置有标记臂传感器27，该标记臂传感器布置成检测标记臂22是否处于其待机位置。这是优选的，这是因为如果标记臂不处于待机位置(即使推断其处于待机位置)，则系统需要中断其动作并发出警报，因为此时排出的任何标签都不会被传递构件接收到，并且不会传递到捆包上。与运输整个组件相反，仅运输标签和标签运输构件代表在标记过程中大大提高了安全性和效率，例如降低了塑料箔撕裂的风险。值得注意的是，即使采用提高了的运输速度，仍可以通过电涌计来保护安全性，该电涌计可以检测障碍物。

图4示出了标记组件，其处于在将ID标签传递到捆包(未示出)的过程中标签传递构件已经接收到ID标签的状态。在操作期间，主臂21通常将被固定在限定位置，而标记臂在待机位置(沿其长度受到主臂的保护)和如图4所示的标记位置之间移动。主臂21的重要功能是保持标签分配器24，支撑和保护标记臂22，以及保持压力空气管、电子设备等，以确保从盒中排出的标签由标签传递构件23正确地接收，并另外用作自然的防护栏。因为本发明是单独的独立模块，所以解决了增加包装机臂重量的问题，该问题是在将装置安装在旋转设备本身上的情况下所出现的问题。

应该注意的是，除了图5所示的操作位置之外，主臂还可以在各种相关位置之间移动，这些位置包括但不限于：运输位置，在该运输位置中，将臂朝向捆包部段13向内推；以及更换位置，该更换位置使得能够简单地更换塑料箔卷以及从捆包部段13移除的其它服务操作(未示出)。此外，主臂可以通过点击停止机构或类似机构锁定就位。

图5从与图4相反的方向示出了标记组件，其中分配器盖被移除。组合的标签读取器56和剥离板51位于分配器24的最下部。标签读取器读取即将施加到捆包上的标签的ID，将与捆包有关的所有相关信息分配给标签ID，例如物料的类型、重量、质量、所有者、日期等。该信息可以本地存储或集中存储，但是这样的信息处理不是本发明的一部分，因此不再详细描述。如上所述，标签的进给由进给器传感器54控制，该进给器传感器允许ID标签盒53补偿阻力单元52上的卷取辊的直径扩张，从而确保电动马达28的正确旋转程度和标签的精确进给。

图6示出了捆包工位，其具有：捆包61，例如饲料捆包；在辊62上的塑料箔，其由可旋转的箔包装臂63保持；以及标记组件14。在所示的操作位置，主臂21被定位在距捆包足够远的距离，从而允许箔包装臂63不受阻碍地旋转。在图6中，标记臂22的自由端部已经从主臂21移开，以便将ID标签施加到圆形捆包的圆形表面的中心。使用位于包装臂63的旋转中心附近的传感器65，箔包装臂63的运动与标记臂22的运动同步。该传感器用于跟踪包装臂63的位置，而不用于启动标记过程。最后，在所示位置，作为可选特征，可旋转包装臂的速度可以暂时降低或停止。

在标签被施加之后，箔包装臂63围绕捆包61额外旋转至少一圈或优选两圈，以完成包装，从而用至少一层或优选两层塑料箔保护ID标签25，同时允许对标签进行光学检查。

在图6中还示出了紧急停止臂64。

虽然可以使用不同的电源以不同的方式执行标记臂的操作，但优选的是使用压缩空气源以电动和气动方式对其进行操作，该压缩空气源的压力通常小于10巴，例如在4至7巴范围内。

本发明使系统能够在包装臂仍以全速旋转的同时执行标记处理的更多部分，例如标签的读取、进给和抓取。与现有解决方案相比，只有将标签运输到捆包的最后动作才需要停止包装机，从而加快标记处理过程并使其非常高效。