卡塞状态(也被称为“卡塞情况”或简称为“卡塞”)的垫料转换系统10和方法。从供应器16将库存材料14 (通常为片状库存材料)进给到转换机12中。示例性的库存材料包括塑料片料或纸片料。片状库存材料可以以不连续片、扇形折叠堆叠体或辊的形式来提供。
[0018]随着片状材料沿着通过并离开转换组件12的路径行进，垫料转换组件12将片状材料14转换成相对较低密度的垫料材料20。图1的垫料材料20为任何类型的垫料材料的示意性表示。垫料材料20可以形成不连续的垫料产品或可以被分成不连续的垫料产品。垫料材料20的特征是沿着垫料材料的长度而变化，例如垫料材料的表面的轮廓。纵向变化的特征包括可以在垫料材料的长度上变化的任何特征，包括电特征或磁特征、视觉特性、密度等。
[0019]本发明所提供的系统10还包括传感器22，该传感器22被放置成随着垫料材料沿着该路径移动而检测垫料材料的特征的变化。示例性传感器22包括光电传感器，也被称为光电传感器或后反射式传感器(retro-reflective sensor)，所述光电传感器包括光源24和光检测器26。光源24将光引导朝向垫料材料20的路径，以及光检测器26检测从该路径上的垫料材料20所反射的光，特别是从垫料材料的表面所反射的光。表面轮廓的变化将反射不同数量的光到光检测器26。传感器22输出信号，该信号为垫料材料20的特征(例如其表面轮廓)的所检测到的变化的函数。
[0020]可替选地，传感器22可以安装成使得其检测范围(例如大约7毫米至20毫米的量级上)被表面轮廓中的尖峰破坏但被谷值(valley)清除。因此，传感器的输出可以是脉冲串，而不是连续信号。
[0021]垫料系统10还包括控制器30，所述控制器30配置成接收来自传感器22的信号并基于该信号控制垫料组件12。控制器30通常包括处理器(例如微处理器)、存储器以及使控制器30配置成执行其功能的相关软件。控制器30还可以包括输出设备32，所述输出设备32可以用来向操作者警示卡塞或需要操作者注意的其它情况。示例性的输出设备32向操作者提供例如扬声器或光的声频提示或视觉提示。
[0022]控制器30配置成分析来自传感器22的信号，以识别传感器信号何时表明垫料材料20已经停止、表明潜在的卡塞状态，并根据来自传感器22的信号输出控制信号以控制垫料转换组件12。通常，传感器信号为垫料材料20的变化特征的函数，并且如果传感器信号在预定期间内未变化，则控制器30将该传感器信号处理为表明潜在的卡塞。然后，控制器30输出控制信号以使转换组件12停止，并通过输出设备32输出信号以警示操作者。
[0023]如在上面的示例中，在传感器22输出脉冲串的情况下，控制器30可以通过使用定时器来分析信号，该定时器确定在表明卡塞之前垫料材料可能被停止的所经过的最大的时间量。脉冲串中的每一次转变都可以引起定时器复位。并且如果在转变已经发生之前定时器耗尽，则控制器30将使转换组件12停止并经由输出设备32通知操作者。
[0024]类似地，一个或多个模拟光学传感器可以与受控的光发射源一起使用，以观察垫料材料的变化的特征。控制器可以将一个或多个发射源与从一个或多个模拟光学传感器所获得的模拟值相协同，以确定垫料材料是否正在移动。控制器累积来自光学传感器的模拟电压读数，并可以基于所累积的读数确定垫料材料是否正在移动。
[0025]转换组件12、控制器30和传感器22可以容置在一个共同的壳体(未示出)内。这些部件可以统称为垫料转换机的部件。
[0026]然后，操作者可以清除卡塞或潜在的卡塞，并重新启动垫料转换组件12。有时候对从转换组件12延伸的垫料材料20的简单的拖拽足以清除卡塞。但是，即使当操作者必须打开壳体以接近转换组件12来清除卡塞，由于该系统10如此快地识别出潜在的卡塞情况，因此在卡塞情况期间，卡塞的程度和损坏的垫料材料20的数量均会大大地降低。
[0027]相应地，本发明所提供的方法包括以下步骤:(a)例如利用垫料转换组件将库存材料转换成具有沿着垫料材料的长度而变化的特征的相对较低密度的垫料材料；(b)例如利用传感器感测或检测该垫料材料的特征；(c)生成传感器信号，该传感器信号根据所感测的特征而变化；(d)例如通过使用配置成处理这种操作的控制器来监控随着时间所生成的传感器信号；以及(e)当在预定时期内所生成的传感器信号的变化小于预定量、这可能表明材料运动不足时，生成控制信号。如上所述，该控制信号可以由控制器来生成，以使垫料转换组件12停工。
[0028]现在转到图2，本发明所提供的示例性垫料转换系统10的另外的细节示出在图2中。垫料转换系统10包括用于转换片状库存材料14的转换组件40，在该情况下，将多层片状材料(特别是具有三层P1、P2和P3的片状材料)转换成相对较低密度的垫料材料20。垫料材料20具有纵向可变的轮廓的非平坦的表面，并且转换组件40使垫料材料20沿着从库存供应器16并且进入、通过并离开转换组件12的路径纵向前进。
[0029]转换组件40包括布置成从供应器16拉动片状材料14的至少两个旋转构件42和44。具体地，示出的转换组件40包括至少两组旋转构件，包括位于第二组45和46的下游的第一组42和44，并且所述第一组42和44从而以第一速率拉动片状材料；第二组45和46从而以大于第一速率的第二速率拉动片状材料，使得随着片状材料从第一组行进到第二组，片状材料14随机地起皱。该随机的起皱产生具有随机起皱的表面轮廓的垫料材料20。
[0030]系统10还包括邻近于该路径的传感器22，所述传感器22配置成感测该路径上的垫料材料20的表面的轮廓。传感器22生成根据垫料材料20的所感测到的表面轮廓而变化的信号(在图中显示为48)。最后，除了前述的用于警示操作者的输出设备32外，系统10还包括具有微处理器50和存储器52的控制器30。控制器30配置成监控随着时间而变化的由传感器22所生成的信号48，以检测垫料材料20的纵向运动。当在预定时期内传感器信号的变化小于预定值、这可能表明材料缺乏运动时，控制器30还生成控制信号。在该情况下，与转换组件40通信的控制器30可以响应于该生成的传感器信号而输出控制信号以使转换组件40停止。
[0031]本发明并不限于起皱的垫料产品，还可以与将片状材料制造垫料材料(例如图3中所示出的垫料材料60)的任何垫料转换机一起使用。在该情况下，垫料材料60可以由在塑料片之间密封的空气袋或其它气体袋62来制成。传感器64检测沿着垫料材料60的长度而变化的特征(例如表面轮廓)，并根据所检测的表面轮廓生成传感器信号66。该垫料材料60具有大体上平坦且在所检测的表面轮廓中不可能产生任何变化的部分68。因此，控制器必须在传感器信号64中查找表不大于时间T的时期的变化，该时间为平坦的部分68通常穿过传感器64可能所花费的时间。
[0032]此外，本发明还提供了用于检测材料所具有的沿着垫料材料的长度而变化的特征(特别是变化的表面轮廓)的纵向运动的相应的方法。该方法包括以下步骤:(a)感测具有可变的表面轮廓的材料的连续条的表面的轮廓；(b)生成根据所感测的轮廓而变化的信号；(c)监控随着时间变化的信号；以及⑷当在预定时期内该信号的变化小于预定量，这可能表明材料运动不足时，生成控制信号。该控制信号被发送至具有转换组件的垫料转换机，并且该方法可以包括以下步骤:如果监控步骤检测到无运动，则使转换步骤停止。换句话说，转换机可以响应于该控制信号而使转换组件停止。
[0033]转换步骤可以包括使片状材料随机起皱，以形成具有随机可变的表面轮廓的垫料材料。本发明所提供的方法的特定实施方式可以包括将片状材料转换成相对较低密度的垫料材料，该垫料材料包括具有可变的表面轮廓的非平坦的表面，其中，感测步骤包括以下步骤:感测垫料