[发明专利]计算机控制的位置从动伺服标签粘贴系统

说明书

发明背景

本发明涉及一种对给容器粘贴标签的装置的控制。更具体地，本发明涉及能给容器精确地粘贴上诸如压力敏感标签之类的标签的一些步骤和仪器，通过持续地监控容器和标签的绝对位置而准确地将标签贴在高速运动的容器上。

目前采用的标签粘贴器系统经常使用一种被称为“速度从动控制”的运动控制系统。这种系统通过某一种激励而启动标签的预定运动，其中标签的速度由容器的公比速度控制。关于容器速度的反馈由机器的一个主要容器处理部分产生。而且，对于某一容器而言，根据输入系统的定位激励，由一个输送网输送的标签的粘贴终点可能会提前也可能会延迟。

这种系统的一个实例如美国专利4,294,644所介绍的。在该专利中，根据输入的关于容器和标签的相对速度的信息来控制伺服电动机。这种系统的一大限制就是：许多这种系统都不能将输送标签的输送网的速度增加到容器的线速度。对于短标签而言，这一问题尤其突出。

在上述的美国专利4,294,644中，描述了一种伺服电动机的控制系统，当要粘贴标签的表面移向标签粘贴机时，该系统对要粘贴标签表面的输送速率或速度作出响应。这种现有系统的一个方面就是把伺服电动机的速度提高到一个预定值，并依据传送带速度恒定的假设，一直保持该速度，这样伺服电动机编码器的脉冲输出将与传送带编码器的脉冲输出相匹配。这样的控制系统是速度匹配，也就是“速度从动控制”的一个基本特征。

速度从动控制粘贴标签过程的另一大局限是由它本质上的线性所引起的。由于可预知的控制标签运动的线性加速和减速斜坡和主编码器之间的直接速度匹配，就体现出这种线性关系。通过利用这种速度曲线的线性特征，基本上是一个不规则四边形，就可获得粘贴标签的位置。这种装置受以下事实的限制：即可能需要很复杂的要求才能使标签的速度与容器表面速度相匹配，但主编码器仍然以恒定的速度运行，从而不可能实现复杂的运动。当可以使容器表面速度增加的材料的长度太小时，这种应用就不合适了。在这种情况下，就需要标签输送网必须在加速开始前先倒退，这种倒退运动应该是一个低加速度的减速运动，以保持输送网必要的牵引力，但一个简单的速度从动控制伺服系统不可能实现这样的功能。这种系统的局限性还有可能由于一些容器的形状或标签的几何尺寸不常见而引发。此时就需要复杂的运动曲线，而速度从动控制系统是不能实现这些复杂的运动曲线的。

发明概述

本发明的主要目的就是要提供一种新的标签粘贴控制系统，该系统利用一种位置从动运动控制系统克服了上述的的局限性。本发明的一个重要方面就是要提供一种位置从动控制系统，该系统具有足够的数学能力来生成必要的运动曲线，从而控制高速运转的标签粘贴装置。高速微处理器与适当的数学算法相结合提供了这种数学能力。

本发明更重要的一个方面涉及将控制着一个标签输送网位置的位置从动运动控制系统与主反馈装置——也就是一个编码器或分解器的位置密切耦合，从而与容器的位置密切耦合。与这一点相一致地，提供了一种相对于容器(或容器上其它具体物体)的预定位置有所偏移的能力。这种偏移的形式就是从一个感应装置接收到的电信号，它能确定容器或物体，如先前贴上的标签的绝对位置，这种先前贴上的标签产生了一个与机器的主容器处理部分无关的绝对位置，但该位置与每个容器或容器上的物体有关。而且，与这一点相一致地，一种高度精确的位置控制就导致了系统具备实现非常复杂的运动的能力，即使在每分钟贴750个标签的情况下，仍能完成复杂运动。更进一步，与该点相一致地，标签输送网的运动与母机——也就是容器处理器的位置不成线性关系。再进一步，即使在复杂的非线性情况下，不能通过速度来预测精确的标签位置，根据本发明，通过利用位置从动控制，就能克服这一缺陷。

与本发明的另一点相一致地，对每种具体的容器形状或轮廓都能提供一种数学算法，从而能够生成复杂的运动曲线。与这种算法相结合，当容器通过或可能是旋转着经过标签粘贴头时，标签输送网的位置与每个容器的位置数学相关。通常意义上来看，伺服输送网的位置是母机位置的函数，如下所示：

伺服位置＝f〔母机位置)

在母机反馈位置的全部范围内，伺服网位置的函数必需是连续的。因此，在复合函数的情况下，每个函数在终点的导数必须等于下一个函数在起点的一阶导数。也就是说，对于连续函数f1(i)和f2(i)，其中各自的i分别满足i₀＜i＜i_f和i_f＜i＜j_f时，有：

d f1(i)/di＝d f2(i_f)/di