具体实施方式

在对本公开的任何实施例进行详细说明之前，应理解的是，本公开并不局限于将其应用至下面说明书所述或附图所示的结构细节和部件布置。本公开能够具有其它实施例并能够以各种方式实践或实施。

图1和图2示出了层压系统，该层压系统包括层压机100和可移除且可替换的层压膜料盒或料筒104，该层压膜料盒或料筒104配装到机器100的容纳部104R中。能够将料筒104键合到机器100的容纳部104R，以允许只能以一种规定的取向进行配装。在下面进一步详细描述的料筒104包含两个平行的、间隔开的连续层压膜的可旋转辊106。膜幅材在彼此面对的侧部上包括粘合剂，并且粘合剂可以是热敏的。因此，机器100包括在料筒容纳部下游的位置处的一组加热辊110，用于激活粘合剂。可以通过控制器以可变的方式向加热辊110供应电能，以便随着机器100引导并推进通过机器100的膜幅材和其中的任何物品时，向膜幅材及其粘合剂施加适量的热量。物品可以是任何适合层压的物品，包括但不限于纸张、卡片或照片。通过机器100的物品的前进由自动馈送器114处理，该自动馈送器114将物品从入口馈送托盘118馈送到膜幅材，并且通过在加热辊110下游的一组牵拉辊122将经膜层压的物品朝向切割器组件126和出口沟槽130拉动。在本文中，对术语“上游方向”和“下游方向”的参照是指物品沿x轴从一侧到另一侧通过机器100的移动方向。将y轴限定为另一个平面物品方向，其沿着机器100垂直于x轴前后延伸。

机器100的壳体134(在图3和图5中以虚线绘制以示出内部部件)封围筒104以及机器100的功能元件，功能元件包括自动馈送器114、加热和牵拉辊110、122以及切割器组件126。壳体134还封围电子设备，比如控制器(例如，处理器和用于存储数据和可执行指令的存储器)。如图1所示，可以在壳体134的外表面上设置提供用户界面的控制面板136。用户界面可以包括物理输入部(例如，开关、按钮等)以及可选的电子显示器。在一些构造中，用户界面可以全部或部分地由触摸屏界面提供。壳体134还可以包括用于接近料筒104的门138，例如，用于其移除/替换。门138可枢转地安装，不过附加的连杆和机构是可选的。所示的门138被支承在枢轴140处，该枢轴是壳体134上的固定枢轴。门138还支承加热辊110和牵拉辊122中的上辊，使得门138的向上运动使这些上辊和与其匹配的下辊分开，从而容易且自动地在其间装载膜幅材的引导端尾部。在门138闭合时，加热辊110和牵拉辊122重新闭合以接合或挤压膜幅材的引导端尾部。

简要地转向图3，示出了机器100的多个驱动元件。在此，壳体134和机器100的其它部分用虚线绘制，以更好地示出驱动元件。首先，自动馈送器114包括第一或馈送器马达142，该第一或馈送器马达142可操作以驱动多组辊144、146(图4)。第一组辊144最接近馈送托盘118，而第二组辊146定位在第一组辊144的下游。继续参照图4，提供螺线管150以使第一组辊144选择性地彼此脱离，例如当机器100被置于手动馈送模式时，从而在它们之间引入空间或间隙。对于自动馈送，自动馈送器114还包括在第一组辊144的上游的拾取辊152(即，单个辊而不是辊对)。拾取辊152是用于接合馈送托盘118上的物品的初始接触点。如图所示，用于支承成堆物品的物品支承表面可以部分地由每个馈送托盘118和自动馈送器114的入口部段提供。返回图3，机器100还包括离合器156，该离合器156可操作以选择性地使来自馈送器马达142的驱动力不能递送到第二组自动馈送辊146。离合器156可以是由控制器控制的电子离合器，，可以暂时地相比于第一组自动馈送辊144延迟运行(例如，预编程的时间延迟或基于物品检测的延迟)。因此，可以通过第一组自动馈送辊144来递送要由自动馈送器114递送至膜幅材的物品，使得其引导边缘邻接到静止的第二组自动馈送辊146中，从而在将物品引入到膜幅材之前，相对于x轴和y轴在物品中存在的任何偏斜(例如，特别是矩形片材，但不限于此)有效地被最小化或消除。在机器100的料筒容纳部的更下游，提供了第二或层压马达160，该第二或层压马达可操作以驱动加热辊110和牵拉辊122。在更下游处，提供了第三或切割马达162，用于在层压物品的尾端通过之后，沿着y轴驱动切割元件(例如，未示出的刀)。

图5示出了在整个机器100上提供的传感器阵列，尤其用于感测诸如膜的存在、料筒的存在和类型、物品的存在以及剩余的膜幅材等。托盘传感器166可操作以检测物品在馈送托盘118中的存在。尽管其它构造是可选的，但是托盘传感器166包括接触元件166A，该接触元件166A在为物品所接触时枢转，并用作光电断路器感测元件166B的标志。分别邻近第一组辊144和第二组辊146设置有可操作用于检测沿自动馈送器114的多个位置处的物品的类似传感器168、170。此外，相似的传感器172、176分别邻近加热辊110和牵拉辊122设置。然而，当膜幅材被适当地引导穿过辊110、122时，传感器172、176被膜幅材接触。因此，这些用作确认在允许任何物品前进之前膜被正确地构造。在每个膜存在传感器172、176的位置处或附近，机器还包括可操作以检测物品存在的光学传感器172'、176'(例如，光电传感器)。因此，这些物品传感器172'、176'可操作以检测物品的前缘何时到达以及物品的尾缘何时通过，这能够用于例如执行边界控制或用于片材间距的自动馈送器调整。传感器176'恰好在切割之前提供一个或多个物品位置的最终指示。所有物品传感器168、170、172'，176'可操作以提供对物品前缘和尾缘的肯定确认。尽管机器的控制器控制将物品输送通过机器100的马达142、160的速度，并且能够根据开环控制进行操作，但是传感器168、170、172'、176'使得能将物品位置和/或速度反馈数据提供到控制器以进行闭环控制。对于各种物品上的不同表面光洁度，这能够帮助解决在机器100中输送期间物品和/或膜的微小滑动量等。

转向料筒感测，机器100包括低膜传感器180，该低膜传感器可以呈适于检测落在阈值以下的膜卷106的直径的光电传感器的形式。例如，当膜卷106下降到阈值以下时，传感器180的接收器部分能够检测到当膜卷106在阈值处或高于阈值时被传感器180阻挡的光路。替代类型的低膜传感器180'在图11中示出为沿着膜卷106的外径移动的偏置接触型传感器。传感器180'可以构造为与上述的类似的阈值传感器，或作为连续膜水平传感器，其向控制器报告卷106上剩余膜的当前值。最后，当料筒104定位在机器100的料筒容纳部104R内的可操作位置时，料筒传感器184的阵列检测料筒104。在所示结构中，每个传感器184设置为光电断路器，并且传感器184设置在料筒容纳部104R的底部的相对端处，但是其它构造是可选的。料筒传感器184可操作以检测料筒104的存在，而且由于可与机器100一起使用的各种料筒根据其独特的特性被编码，还可以检测关于膜卷106的更多信息，如下面进一步详细描述的。在所示的构造中，料筒104的每个端部(例如其下端或脚部)都由两个传感器184检测，尽管仅示出了一端处的两个传感器184。在每端处的两个传感器184垂直地堆叠。

图6和图7更详细地示出了料筒104，其中图7提供了其分解组装图。如图所示，料筒104可在其顶部边缘处设有手柄188。所示的手柄188在料筒104的两个相对端之间横跨其整个y轴宽度延伸。带有识别标记的标签190可以设置在料筒104上(例如，人类可读的字母-数字字符)，例如在手柄188上以及其它位置。手柄188可设置为料筒本体194的整体部分(例如，一体成型的部件)。本体194可包括两个相对的端板196。本体194可以设置有跨越在端板196的下端之间的下部横向构件198，使得端板196在膜106的上方和下方连接。每个端板196包括在z轴上垂直堆叠的膜卷容纳部200，并且在机器100的操作期间，每个膜卷容纳部200均构造成可旋转地接纳膜卷端盖202，以便随着膜卷106就地旋转。本体194在每个端板196中还包括键通路206，用于接纳料筒104的桥接件210。桥接件210与本体194分开形成，并且可在两个膜卷106之间的中间位置处与之接合。桥接件210加强料筒104的结构并形成物品沟槽212，物品通过该沟槽被馈送到两个膜幅材之间的空间中。因此，桥接件210的位置和完整性对于准确地馈送用于层压的物品至关重要。结合键通路206，桥接件210通过它们之间的形状卡合连接而在单个预定位置与本体194接合，本体194和桥接件210具有卡合连接的相应互补元件214、216。防止桥接件210相对于本体194以向后的取向组装。桥接件210相对于本体194的单独形成使得能够用不同的材料，不过在一些实施例中两者都可以是热塑性聚合物构造的。在一些构造中，桥接件210由第一材料形成，该第一材料具有的抗弯强度大于形成本体194的第二材料的抗弯强度。在一个非限制性示例中，桥接件210由聚碳酸酯构成，并且本体194由丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)形成。可以将桥接件210模制成具有肋，以使其更坚固，该肋不能与本体194在同一工具中形成。将桥接件210的结构与本体194分开赋予了使用一个或一种比本体194更坚固的材料的能力，而且在热变形温度方面也优异(即，在高温下聚合物承受给定负载的能力的量度，例如在这种情况下，操作层压机温度高于环境温度)。对于我们而言，它既适合热变形温度又适合成型中的更坚固的肋。尽管并非在所有构造中都需要，但图12示出了改进的料筒104'可以包括整体式热屏蔽件220，该热屏蔽件阻挡了辊106上的膜(和粘合剂)免受加热辊110的热量的影响。

如上所述，料筒104被编码为经由传感器184将膜规格传送到机器100的装置。膜规格是指辊106上的膜的物理属性(例如，膜厚度和y轴膜宽度)。料筒104是根据膜规格而变化的类似的料筒104的族群的一部分。料筒104的族群可以仅根据膜规格和与膜规格有关的编码而变化。每个料筒104由选择性地存在的突出突片224编码，突出突片224在存在时中断传感器184的相应光束。料筒104在每个端部处包括成组编码突片224，包括在膜卷106的第一端外侧的第一组编码突片224和在膜卷106的第二端外侧的第二组编码突片224。每组编码突片224可包括一个、两个或更多的编码突片。各组编码突片224定位在由料筒端板196提供的底端或筒脚处。更具体地，突片224定位在端板196的竖直肋部228的底端处，该端板从手柄188的端部向下延伸。每个突片224从端板196的外侧例如平行于y轴向外突出，使得两组突片224彼此远离地延伸。突片224可以定位在形成于料筒本体194中的凹部或凹穴230中，凹部例如在x轴方向上间隔开的两个壁232之间形成。

所有的突片224可被制造为本体194的整体部分(例如，与本体194一体地模制)。实际上，不管膜规格如何，该族群的每个料筒104都可以最初制造成具有完全的成组突片224或完好的，包括在两端处的多个突片224。随后可以通过从一组或两组中选择性地去除多个突片224(例如0、1、2)来对每个料筒104进行编码。在一些结构中，可能期望只使用在料筒104的每一端处使至少一个突片224保留完好的编码，以便无论料筒的类型如何，每一端处的至少一个传感器184都能可靠地检测料筒104，将产生的信号与不存在料筒的信号区分开。如图所示，给定组中的编码突片224被制造为料筒本体194上的单个一体式突出的突片236的易碎突片部分。例如，每个编码突片224通过至少一个易碎部段240整体连接至一体式突出的突片236，该至少一个易碎部段具有促进与一体式突出的突片236分离的弱化构造。在其它实施例中，编码突片224可以利用具有弱化构造的易碎部段独立地联接到料筒本体194。根据在制造时加载到料筒本体194中的膜卷106的膜规格，对料筒的制造还可包括通过在易碎部段240处选择性地折断一个或多个编码突片224来对料筒104进行编码。图9示出了一个示例，其中在上部突片已被移除的同时，通过仅使下部突片224保留完好而对料筒104进行编码。这样，该侧上的两个传感器184产生用于输出到控制器的不同的信号，上部传感器184检测其光束，而下部传感器184使其光束中断。在另一侧上，料筒104可以具有单个编码突片224(上部或下部)，或者可以使两个突片224完好。因此，对料筒104的编码由料筒104两端上的成组编码突片224来累加确定。在其它构造中，整个编码以用于冗余检测的布置而存在于料筒104的两端上。如图所示，当将料筒104在可操作的位置插入机器100中时，料筒传感器184至少部分地被接纳到料筒本体194的凹穴230中。传感器184经由平行于x轴的光透射或平行于x轴的光透射的阻挡来进行感测。

一旦料筒104被插入并且其编码被传感器184读取，控制器就根据存储器中的数据由编码来确定如何构建机器100。例如，控制器可基于经由编码传输的膜特性(膜厚度和/或粘合剂类型)将输出到加热辊110的功率和/或将加热辊110的设定点温度设置为不同的值。特别地，由控制器设置的用于加热的值对于4密耳(千分之一寸)膜而言可能高于3密耳膜，而对于5密耳膜则更高。当用具有不同膜特性编码的膜料筒104更换膜料筒104时，控制器将相应地自动更改加热设置以匹配膜特性，从而无需用户输入正确的膜类型。这可以通过保存在内存中并为独特的层压膜类型预先选择的各种独特的配置文件来完成。另外，控制器可以在其对自动馈送器114和切割器组件126的控制中使用与料筒编码相对应的已保存配置文件。特别是，边界控制是自动进行的，例如，对于各种标准化的片材尺寸，通过控制器对自动馈送器114、牵拉辊122和切割器组件126的操纵来执行。因此，能够使机器100通用，以适应在不同地区使用的不同类型的标准化片材尺寸(例如，北美法律或信纸相对ISO A3、A4等)。例如，与具有11英寸(279.4mm)尺寸的北美信纸相比，A3和A4纸的标准尺寸为297mm。因此，旨在与A3和A4纸一起使用的料筒104具有在y轴方向上(即，垂直于总卷长度的在筒端部之间的膜幅材的“宽度”)比旨在与8.5x 11英寸的纸张一起使用的料筒104更大的膜卷106。因此，控制器将操作自动馈送器114和牵拉辊122以根据膜规格设置和保持顺序片材的间距，以便提供x轴间距，该间距进一步允许切割器机构126的操作以自动切割膜，而不浪费，以从物品的引导边缘和尾随边缘到膜的边缘产生预定的、均匀的边界，该膜的边缘特定于对应于料筒104的标准化片材尺寸。

如上所述，料筒104的编码可以是有效的，以设置多个机器设置参数(即，温度设置和边界设置)。在其它构造中，机器100可构造成仅用于一个或用于另一个。然而，还应注意，机器100的附加设置参数能够经由编码料筒104来制定。这些可包括但不限于馈送速度(即，马达142、160中的一个或两个的速度)以及在配备有可变压力机构时的层压压力。这些替代设置参数中的一个或多个可以代替或附加温度和边界设置使用，使得根据机器100的预期用途和兼容的膜类型，任何和所有可能的组合都是可能的。因此，通过这些公开的实施例中的任何一个，通过自动在包含不同膜类型的不同料筒104之间进行区分，机器100可操作来设置(以及随后改变或重新设置)用于层压过程的一个或多个可变设置参数。如在所示的实施例中所公开的，机器100的检测机构包括有效地检测相对于当前编码突片224的数量有所缺失的编码突片224的数量，并且还检测其离散位置(例如，作为标志图案，其中每个完好的编码突片224表示标志)。尽管由编码料筒104的标识控制的机器设置参数可以参照各种自动馈送和/或自动切割参数，以用于自动层压来自馈送托盘118的一个或多个物品，但是可以利用相同的系统操作来构造机器100以用于手动层压，例如，通过单独的料袋，在用户将一种或多种物品馈送到机器100之前，该料袋能够手动加载有这些物品。这与连续的辊层压相反并且不需要切割来将膜幅材从幅材卷切断。实际上，被编码以使机器100能够执行手动层压的料筒104能够是完全没有膜的虚拟料筒104。因此，当用户期望使用料袋来层压时，料筒104仅是插入到机器100中的占位器。一旦虚拟料筒104就位，由于机器100被完全构造为用于适当的料袋层压操作，因此用户在一些构造中不需要设置任何其它参数。

由机器100与料筒104结合提供的层压系统的另一个交互特征是检测卷106上的膜端部。这与通常的低膜检测是分开的，并且可以附加于通常的低膜检测，或通过监控至少一个辊106的直径而触发的警告。这样，料卷指示器248的端部嵌入膜中或由其上的标签提供。在图10的所示构造中，料卷指示器248的端部由反射性标签或粘贴物提供，该反射性标签或粘贴物具有高反射率部分和低反射率部分(例如，条纹)的可辨别的图案，该反射性标签或粘贴物可以由将信号发送到控制器的辊传感器250的端部光学地检测到。在从机器100出来时，用户能够很容易地去除反射标签。料卷指示器248的端部放置在距料卷106上的膜的实际端部(例如，膜到卷106的芯部的附连点)的预定距离(x方向)处。在适合与机器100一起使用的所有料筒104中，预定距离可以是均匀的，或者预定距离可以根据安装在给定料筒104上的膜卷106的宽度(y方向)而变化。在任一种情况下，料卷指示器248的端部的位置构造成允许标准化纸张的完整片材来完成层压。当从料卷传感器250的端部接收到相应的信号时，控制器使自动馈送器114停用，使得不再馈送更多的片材。可以向用户提供更换料筒104的指示，但是已经馈送的任何片材的层压过程均不受影响，并且可以正常进行到完成。在一些构造中，将料卷传感器250'的端部设置为光学传感器，其直接观察膜和膜卷芯部(例如纸板或塑料管)之间的过渡并检测反射率和/或颜色的变化，以便准确检测膜的端部。如图11所示，这种料卷传感器250'的端部能够与膜传感器180'结合。

在以下权利要求中阐述了本公开的各种特征和优点。