所公開(kāi)的構(gòu)思總體涉及機(jī)械，并且更特別地涉及用于生產(chǎn)例如在食品和飲料包裝行業(yè)中所用的罐體的制罐機(jī)。更特別地，所公開(kāi)的構(gòu)思涉及在制罐機(jī)中使用的感測(cè)裝置和系統(tǒng)，用于動(dòng)態(tài)測(cè)量沖頭上正在形成的罐體的特性以及沖頭相對(duì)于制罐機(jī)內(nèi)的各部件的主動(dòng)定位。

背景技術(shù)：

1、通常，鋁罐可以起始于鋁片材，圓形坯體由該鋁片材切割而成。該坯體形成為具有底部和懸伸側(cè)壁的“杯狀物”。該杯狀物被進(jìn)給到制罐機(jī)中，所述制罐機(jī)使杯狀物行進(jìn)穿過(guò)額外的圓形模具，所述圓形模具使杯狀物變薄和變長(zhǎng)，從而形成罐體。也就是說(shuō)，杯狀物設(shè)置在安裝在細(xì)長(zhǎng)柱塞上的沖頭上。柱塞構(gòu)造成往復(fù)運(yùn)動(dòng)并且使杯狀物行進(jìn)穿過(guò)圓形模具，所述圓形模具（再）拉延和減薄拉深該杯狀物。也就是說(shuō)，在柱塞的每個(gè)向前行程中，杯狀物行進(jìn)穿過(guò)圓形模具，所述圓形模具使杯狀物進(jìn)一步形成為罐體。在接近返回行程開(kāi)始時(shí)，在沖頭行進(jìn)返回而穿過(guò)圓形模具之前，將現(xiàn)在拉長(zhǎng)的罐體從柱塞上移除。在沖頭再次向前行進(jìn)穿過(guò)圓形模具之前，將新的杯狀物設(shè)置在沖頭上。在額外的精整操作（例如，修剪、洗滌、印刷等）之后，每個(gè)罐體被送到填充機(jī)，所述填充機(jī)為罐填充產(chǎn)品。然后頂部件聯(lián)接到罐體且密封罐體，由此完成罐。

2、制罐機(jī)中的工具包具有多個(gè)間隔開(kāi)的模具，每個(gè)模具具有大致圓形的開(kāi)口。每個(gè)模具的開(kāi)口比下一個(gè)相鄰的上游模具略小。因此，當(dāng)沖頭將杯狀物拉過(guò)第一模具（即，再拉延模具）時(shí)，鋁制杯狀物在大致圓柱形的沖頭上變形。由于工具包中后續(xù)的下游模具的開(kāi)口具有較小內(nèi)徑（即，開(kāi)口較?。?，因此隨著柱塞使得沖頭和位于該沖頭上的鋁制杯狀物穿過(guò)工具包的其余模具，鋁制杯狀物變薄。柱塞與再拉延模具之間的間距通常小于約0.010英寸，并且在最后一個(gè)減薄拉深模具中小于約0.004英寸。在杯狀物已移動(dòng)穿過(guò)最后一個(gè)模具之后，杯狀物的底部和側(cè)壁具有期望的厚度；其他所需的變形僅僅是將杯狀物的底部形成為向內(nèi)延伸（即，凹陷）的圓頂部。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，沖頭的遠(yuǎn)側(cè)端部呈凹形，而在柱塞的最大延伸處的是“圓頂器”。圓頂器具有大致凸形的圓頂部和成型周邊。當(dāng)柱塞達(dá)到其最大伸長(zhǎng)量時(shí)，罐體底部接合圓頂器并且變形為圓頂部，罐體的底部周邊按需要成型（通常向內(nèi)傾斜，以增加罐體的強(qiáng)度并且允許由此所得到的罐堆疊）。當(dāng)柱塞收回時(shí)，通過(guò)將空氣注入柱塞的中心中而使得罐體從柱塞的端部脫落?？諝庑羞M(jìn)通過(guò)柱塞并從沖頭的端部離開(kāi)并且迫使罐體從沖頭松脫下來(lái)。通常，還存在機(jī)械脫模機(jī)，其防止罐體在沖頭穿過(guò)工具包縮回時(shí)繼續(xù)停留在沖頭上。柱塞穿過(guò)工具包縮回，新的杯狀物設(shè)置在沖頭上，重復(fù)該循環(huán)。

3、柱塞和工具包通常大體水平定向。然而，這種取向使得柱塞磨損和破裂。也就是說(shuō)，工具包中的模具必須分開(kāi)，以允許坯體/杯狀物適當(dāng)變形。這意味著柱塞必須水平延伸穿過(guò)整個(gè)工具包，這個(gè)距離通常在18英寸和30英寸之間，而制罐機(jī)的行程長(zhǎng)度略長(zhǎng)。這意味著柱塞本質(zhì)上是懸臂。如已知的，即使是作為懸臂支撐的非常剛性的構(gòu)件，也會(huì)在遠(yuǎn)側(cè)端部處下垂。雖然這種下垂通常對(duì)于靜止構(gòu)件而言不是問(wèn)題，但是對(duì)于行進(jìn)穿過(guò)徑向間隙小于約0.004英寸的一定數(shù)量的模具的往復(fù)式?jīng)_頭/柱塞來(lái)說(shuō)，下垂則是一個(gè)問(wèn)題。為了補(bǔ)償沖頭/柱塞的下垂，工具包、圓頂器和脫模機(jī)通常各自與沖頭/柱塞靜態(tài)對(duì)準(zhǔn)。然而，當(dāng)機(jī)器運(yùn)行時(shí)，一個(gè)或多個(gè)這類(lèi)靜態(tài)對(duì)準(zhǔn)可能不適用于正移動(dòng)的柱塞/沖頭的動(dòng)力學(xué)。此外，還存在可能導(dǎo)致沖頭不會(huì)與機(jī)器中心線同心運(yùn)行的其他因素。因此，由于下垂和其他原因，柱塞可能不與工具包的圓形模具同心，即，柱塞更靠近或接觸模具的下部部分，從而導(dǎo)致產(chǎn)生錯(cuò)誤形成、無(wú)法使用的罐體，并且隨著時(shí)間的推移，工具包的沖頭和/或模具中的一者或兩者會(huì)過(guò)早磨損和/或有其他損壞。當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí)，必須更換磨損/損壞的零件。此外，由于更換此類(lèi)零件是一個(gè)耗時(shí)的過(guò)程，并且由于典型的制罐機(jī)每小時(shí)生產(chǎn)超過(guò)15,000個(gè)罐，因此沖頭/柱塞未對(duì)準(zhǔn)是一個(gè)缺點(diǎn)。也就是說(shuō)，如果沖頭/柱塞未對(duì)準(zhǔn)，則不太可能制造出任何可接受的罐。柱塞應(yīng)與機(jī)器的中心線（水平和豎向）對(duì)準(zhǔn)。

4、為了驗(yàn)證是否形成了可接受的罐，制罐機(jī)定期地停機(jī)，使得可以對(duì)特定罐體進(jìn)行測(cè)量，特別是圍繞數(shù)個(gè)罐體圓周測(cè)量罐體厚度。根據(jù)這些測(cè)量結(jié)果，可以確定所需的調(diào)整和/或確定對(duì)更換磨損零件的需求。然后，進(jìn)行此類(lèi)調(diào)整和/或進(jìn)行對(duì)一個(gè)或多個(gè)零件的更換，并將機(jī)器重新投入運(yùn)行。進(jìn)行此類(lèi)停機(jī)以測(cè)量罐和調(diào)整制罐機(jī)各部件的對(duì)準(zhǔn)或更換所需的時(shí)間是制罐機(jī)不生產(chǎn)可供使用罐的時(shí)間，因此這是一個(gè)缺點(diǎn)。因此，已知的用于將沖頭/柱塞與制罐機(jī)的工具包和/或其他部件對(duì)準(zhǔn)的系統(tǒng)和方法的所述問(wèn)題是已知的系統(tǒng)和方法不能檢測(cè)運(yùn)動(dòng)中的沖頭/柱塞的位置和/或沖頭行進(jìn)穿過(guò)工具包時(shí)在沖頭/柱塞上形成的罐體的細(xì)節(jié)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、所公開(kāi)和所要求保護(hù)的構(gòu)思提供了感測(cè)系統(tǒng)和裝置，其在正常罐體形成操作期間，當(dāng)沖頭和罐體在制罐機(jī)的往復(fù)沖頭上離開(kāi)工具包時(shí)確定沖頭和沖頭上罐體的位置。該裝置提供用于在制罐機(jī)正常運(yùn)行時(shí)確定罐體的特性，而無(wú)需停止或減慢機(jī)器。動(dòng)態(tài)讀數(shù)提供主動(dòng)反饋，所述主動(dòng)反饋可以容易地用于在制罐機(jī)正在主動(dòng)形成罐體時(shí)根據(jù)需要自動(dòng)定位/對(duì)準(zhǔn)制罐機(jī)的各部件，而無(wú)需停止或減慢機(jī)器。

2、作為所公開(kāi)構(gòu)思的一個(gè)方面，提供了一種用于制罐機(jī)中的感測(cè)裝置。感測(cè)裝置包括：多個(gè)傳感器，所述多個(gè)傳感器定位成圍繞感測(cè)軸線并且與感測(cè)軸線間隔開(kāi)徑向距離，其中，所述多個(gè)傳感器中的每個(gè)傳感器被構(gòu)造成在制罐機(jī)生產(chǎn)罐體的正常運(yùn)行期間當(dāng)沖頭沿感測(cè)軸線行進(jìn)通過(guò)時(shí)確定定位于制罐機(jī)的沖頭上的罐體中的一個(gè)或多個(gè)罐體的一定數(shù)量的特性和/或所述沖頭的一定數(shù)量的特性。

3、一定數(shù)量的特性可以包括罐體在沖頭上的存在性。

4、一定數(shù)量的特性可以包括對(duì)罐體的表面和沖頭的表面的定位。

5、多個(gè)傳感器可以包括至少三個(gè)傳感器。多個(gè)傳感器可以包括至少四個(gè)傳感器。

6、感測(cè)裝置還可包括框架，其中，多個(gè)傳感器聯(lián)接到框架，并且其中框架構(gòu)造成聯(lián)接到制罐機(jī)的脫模機(jī)隔板。

7、作為所公開(kāi)構(gòu)思的另一個(gè)方面，提供了一種用于感測(cè)制罐機(jī)中的罐體的特性的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：感測(cè)裝置，所述感測(cè)裝置包括：多個(gè)傳感器，所述多個(gè)傳感器定位成圍繞感測(cè)軸線并且與感測(cè)軸線間隔開(kāi)徑向距離，其中，多個(gè)傳感器中的每個(gè)傳感器構(gòu)造成在制罐機(jī)生產(chǎn)罐體的正常運(yùn)行期間當(dāng)沖頭沿感測(cè)軸線行進(jìn)通過(guò)時(shí)定位確定在制罐機(jī)的沖頭上的罐體中的一個(gè)或多個(gè)罐體的一定數(shù)量的特性和/或沖頭的一定數(shù)量的特性；以及與所述多個(gè)傳感器通信的控制器。

8、控制器可以構(gòu)造成根據(jù)一定數(shù)量的特性來(lái)確定罐體在沖頭上的存在性?？刂破骺梢詷?gòu)造成根據(jù)一定數(shù)量的特性來(lái)確定罐體的厚度?？刂破骺梢詷?gòu)造成確定沖頭相對(duì)于感測(cè)軸線的定位。

9、多個(gè)傳感器可以包括至少三個(gè)傳感器。

10、感測(cè)裝置還可以包括框架，其中所述多個(gè)傳感器聯(lián)接到框架，并且其中框架構(gòu)造成聯(lián)接到制罐機(jī)的脫模機(jī)隔板。

11、控制器可以構(gòu)造成響應(yīng)于罐體的一定數(shù)量的特性來(lái)確定對(duì)制罐機(jī)的部件的位置的調(diào)整。該系統(tǒng)還可以包括構(gòu)造成調(diào)整部件的位置的調(diào)整裝置，其中調(diào)整裝置與控制器通信并且由控制器控制。

12、作為所公開(kāi)構(gòu)思的又一個(gè)方面，提供了一種用于形成多個(gè)罐體的制罐機(jī)。制罐機(jī)包括：工具包，所述工具包具有由多個(gè)成形模具圍繞中央成形軸線穿過(guò)工具包限定的成形通道，所述成形模具構(gòu)造成使杯狀物形成罐體；柱塞主體，所述柱塞主體具有定位在柱塞主體的端部上的沖頭，并且沖頭構(gòu)造成以往復(fù)方式來(lái)回移動(dòng)通過(guò)成形通道，柱塞主體的沖頭構(gòu)造成接收杯狀物并使杯狀物行進(jìn)穿過(guò)工具包的多個(gè)成形模具以形成罐體；脫模機(jī)構(gòu)，所述脫模機(jī)構(gòu)構(gòu)造成在行進(jìn)穿過(guò)工具包后從沖頭移除罐體；以及感測(cè)裝置，所述感測(cè)裝置定位在工具包和脫模機(jī)構(gòu)之間，所述感測(cè)裝置包括：多個(gè)傳感器，所述多個(gè)傳感器圍繞大致沿成形軸線定位的感測(cè)軸線定位并與感測(cè)軸線間隔開(kāi)徑向距離，其中，多個(gè)傳感器中的每個(gè)傳感器構(gòu)造成當(dāng)罐體在柱塞主體上在脫模機(jī)構(gòu)之前行進(jìn)穿過(guò)時(shí)確定定位在柱塞上的罐體的一定數(shù)量的特性。

13、參考附圖考慮以下描述和所附權(quán)利要求，所公開(kāi)構(gòu)思的這些和其他目的、特征和特性以及相關(guān)結(jié)構(gòu)元件的操作方法和功能以及零件的組合和制造的經(jīng)濟(jì)性將變得更加明顯，所有這些附圖構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分，其中相同的附圖標(biāo)記在各個(gè)圖中表示對(duì)應(yīng)的零件。然而，應(yīng)明確理解的是，提供附圖僅用于說(shuō)明和描述目的，并不旨在定義為對(duì)構(gòu)思有限制。