DE69002940T2 - Steuervorrichtung zur Einstellung von Artikeln. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft Steuerungen zum Positionieren von Artikeln auf einem Transportweg, insbesondere zum vorübergehenden Anhalten jedes Artikel in einer präzisen Position, die im Hinblick auf eine an den Artikeln durchzuführende Operation definiert ist.
• Derartige Steuerungen sind vor allem bei Postbearbeitungsmaschinen erforderlich. Sie ermöglichen die Positionierung der Umschläge auf ihrem Transportweg, insbesondere um sie zu füllen und gegebenenfalls nach der Befeuchtung ihrer Klappe zu schließen.
• Bekanntlich kann die Positionierungsteuereinrichtung aus einem Positionsdetektor bestehen, der an der für die Vorder- oder die Hinterkante der aufeinanderfolgenden Artikel gewünschten Haltestelle angeordnet ist. Der Detektor löst dann das Anhalten jedes Artikels in demjenigen Zeitpunkt aus, in welchem er die betreffende Kante des Artikels erfaßt. Um der auf diese Auslösung folgenden Ansprechzeit der Antriebsmittel sowie einer nicht immer einfachen oder möglichen Anbringung des Positionsdetektors an der genauen Haltestelle Rechnung zu tragen, besteht eine andere bekannte Lösung darin, den Positionsdetektor in einem bekannten Abstand vor der gewünschten genauen Haltestelle anzubringen. Der Positionsdetektor wird dann einer Vorwärts- oder Rückwärtszähleinrichtung zugeordnet, die er auslöst und die ihrerseits an einen Sensor zur Erfassung der Fortbewegung der Artikel in Form von Einheitsschritten angeschlossen ist, der aus einem Kodierer oder direkt aus einem Schrittschaltmotor besteht. Die Anzahl der Impulse oder Schritte, die den Abstand zwischen dem Anbringungsort des Positionsdetektors und der Haltestelle entsprechen, löst den Haltebefehl für die Antriebsmittel aus. Diese Anzahl wird in einem Speicher einer elektronischen Schaltung zur Steuerung der Verschiebungen der Artikel auf dem Weg gespeichert.
• Diese bekannten Einrichtungen erfordern eine genaue Anbringung des Positionsdetektors vor der Halteposition. Eine genaue Positionseinstellung des Detektors erfolgt oft bei der Herstellung der Maschinen mit Hilfe eines Einstellgerätes. Diese Anfangseinstellung der Position des Detektors in der Maschine, die den Detektor einsetzt, ermöglicht es, insbesondere der Ansprechcharakteristik des Detektors Rechnung zu tragen, vor allem dann, wenn der Detektor ein Hebeldetektor ist, und sie ermöglicht es, eine im wesentlichen identische Ansprechcharakteristik für die Detektoren der verschiedenen Maschinen des gleichen Typs zu erhalten. Diese Anfangseinstellung ist für eine späteres einwandfreies Funktionieren der Maschine nach einer Demontage und erneuten Montage des Detektors beim Benutzer nur schwer wiederzufinden.
• Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile, und insbesondere die Notwendigkeit einer präzisen Anbringung des Positionsdetektors relativ zum Haltepunkt, zu vermeiden.
• Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zum Steuern der Position von Artikeln auf einem Weg, mit Antriebsmitteln für die auf dem Weg befindlichen Artikel, mit einem ersten Positionsdetektor, der vor einer gewünschten Haltestelle über dem Weg angebracht ist, mit einem Sensor zur Erfassung der Fortbewegung der Artikel in Einheitsschritten, mit Mitteln zur Speicherung eines Steuerparameters P, und mit einer Fortbewegungssteuerschaltung, die an den ersten Detektor zu dessen Auslösung und an den Sensor zur Steuerung des Anhaltens des Artikels nach Ablauf von P Sensorschritten seit seiner Auslösung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Detektor in einem nicht besonders gekennzeichneten Abstand vom Haltepunkt angebracht ist und daß die Einrichtung weiter einen zweiten Positionsdetektor aufweist, der an beliebiger Stelle vor oder hinter dem ersten Detektor und dem Haltepunkt über dem Weg angebracht ist, jedoch unter Belassung eines Abstandes, der einzig in Bezug auf den Haltepunkt bekannt und gekennzeichnet ist und einer Schrittanzahl N zwischen dem Sensor und diesem Haltepunkt entspricht, und mit einer Initialisierungsschaltung, die Bearbeitungsmittel, die an die Steuerschaltung und an die Speichermittel angeschlossen sind, sowie Steuermittel zur Berechnung des Parameters P im Laufe eines Initialisierungszyklusses mit einem auf dem Weg fortbewegten Artikel und zum Laden des erzeugten Parameters P in die Speichermittel enthält, wobei die Berechnung von der Anzahl N und einer Anzahl n von Sensorschritten ausgeht, die zwischen der Erfassung des Artikels durch den einen und dann durch den anderen der beiden Positionsdetektoren gemessen werden.
• Der zweite Positionsdetektor kann ein opto-elektronischen Typ sein. Er kann an beliebiger Stelle vor dem ersten Detektor, zwischen dem ersten Detektor und der Haltestelle oder aber hinter der Haltestelle angebracht werden, da er an der Anhaltesteuerung nicht mitwirkt. Er ermöglicht die Ermittlung des Wertes des Steuerparameters P, indem er einen der Artikel an den beiden Positionsdetektoren vorbeilaufen läßt, ohne ihn anzuhalten. Die Steuerschaltung löst dann nach dem Zeitpunkt, in dem die Vorderkante des Dokumentes unter dem ersten Positionsdetektor durchläuft und nach Ablauf von P weiteren Schritten den Stillstand jedes Artikels in der richtigen Position aus.
• Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden auf die beigefügte Zeichnung bezogenen Beschreibung hervor.
• In der Zeichnung stellt die einzige Figur eine Artikelbearbeitungsmaschine dar, die mit einer Positionierungssteuereinrichtung gemäß der Erfindung für auf ihrem Weg befindliche Artikel ausgerüstet ist.
• Die dargestellte Maschine ist eine Postgutbearbeitungsmaschine zum Einstecken von Dokumenten in Umschläge und zum Schließen der Umschläge. Die Maschine besitzt eine an sich bekannte Gesamtstruktur, die nachfolgend kurz wiedergegeben wird. Sie ist mit einer Steuereinrichtung gemäß der Erfindung versehen.
• Die Maschine enthält einen Weg für Umschläge, die, was den Abschnitt bzw. den Zuführungsweg der leeren Umschläge anbetrifft, mit dem Bezugszeichen 1 versehen ist, und was den Abschnitt bzw. den Behandlungsweg der Umschläge anbetrifft, mit dem Bezugszeichen 2 versehen ist. Eine Ladestation 3, eine Klappenbefeuchtungsstation 4, eine Schließstation 5 und eine Auswurfstation 6 sind hintereinander entlang des Bearbeitungswegs 2 angeordnet. Eine Dokumentenbahn 7 führt die gefalteten Dokumente heran, die in die nacheinander in der Ladestation 3 erscheinenden Umschläge einzustecken sind.
• Die Ladestation 3 besitzt Rollen 3A, 3B, die in der Verbindungszone der Wege 1 und 2 zu beiden Seiten des Wegs der Umschläge angeordnet sind. Die Befeuchtungsstation 4 enthält ein Befeuchtungselement 4A, das unterhalb der Weg 2 in einem Versorgungsbecken 4B angeordnet ist, und einen zugehörigen, schwenkbaren Ablenker 4C, der oberhalb des Wegs 2 angeordnet und in Richtung des Pfeiles 4D steuerbar ist. Die Schließstation 5 weist ein Paar Druckrollen 5A, 5B auf, das am Ende eines Schwenkarmpaares 5C befestigt ist. Das Rollenpaar wird in Richtung des Pfeiles 5D zwischen einer Position oberhalb des Wegs 2 und einer Schließposition bewegt, in der sich seine Rollen zu beiden Seiten des Wegs befinden. Die Auswurfstation 6 besteht aus gegeneinander drückenden Rollen 6A, 6B, die zu beiden Seiten des Wegs 2 angeordnet sind.
• Weiter sind zwei Rollenpaare 1A, 1B und 8A, 8B, die gegeneinander drücken, zu beiden Seiten des Wegs 1, und ein weiteres Rollenpaar 7A, 7B, die gegeneinander drücken, zu beiden Seiten der Dokumentenbahn 7 dargestellt.
• Die Rollen 1A, 3A und 6A oberhalb der Wege 1 und 2 werden von einem umkehrbaren Schrittmotor 10 durch einen Kupplungsriemen 11 gleichzeitig angetrieben. Bei den Rollen 8A, 8B handelt es sich um lose Rollen, die einander andrücken. Die Rolle 7B oberhalb der Weg 7, und die untere Rolle 3B der Ladestation sind durch einen Riemen 18 verbunden und werden von einem anderen Motor 13 angetrieben. Die Rolle 3B ist im Freilauf montiert und wird in Richtung des Pfeiles 3C bewegt, um an die Rolle 3A angedrückt oder in die andruckfreie Position zurückgezogen zu werden. Nur einer der Motoren 10 und 13 wird jeweils betrieben. Da die Rolle 3B gegen die Rolle 3A andrückt, bewirkt sie die Fortbewegung der Umschläge, wenn der Motor 10 läuft und die Fortbewegung am Einfügungsende eines Dokumentes, wenn der Motor 13 läuft. In ihrer zurückgezogenen Position ermöglicht sie es, mit dem Einstecken des Dokumentes zu beginnen, dessen Vorschubbewegung durch die vom Motor 13 angetriebene Rolle 7B bewirkt wird.
• Es sei weiter darauf hingewiesen, daß die Umschläge an der Ladestation mit offener Klappe ankommen, um dort die entsprechend gefalteten Dokumente aufzunehmen. Jeder in der Ladestation erscheinende Umschlag liegt mit seinem Körper auf dem Weg 2, während seine Klappe auf dem Weg 1 zwischen den Rollen 8A, 8B festgehalten wird, die hierzu in der Nähe der Rollen 3A, 3B angebracht sind. Der Körper des Umschlags ist auch im Bereich der Rollen 3A, 3B halb geöffnet, um das Einstecken des Dokumentes zu erleichtern.
• Es sei außerdem bemerkt, daß jeder Umschlag nach dem Füllen durch die Rollen 3A und 6A entlang des Wegs 2 weiterbewegt wird. Seine Klappe wird durch die Rollen 5A, 5B in die Schließposition gefaltet, wenn sie bei den Rollen angekommen ist. Der Umschlag wird anschließend durch Umkehren der Antriebsrichtung des Motors 10 geschlossen, um ihn, mindestens teilweise, zwischen den Rollen 5A, 5B hindurchlaufen zu lassen. Durch erneutes Umkehren der Antriebsrichtung des Motors 10 wird er ausgeworfen.
• Bei diese Maschine ist, wie bei den Maschinen eines anderen Typs, die Ladeposition eine ganz bestimmte Position, in der die aufeinanderfolgenden Umschläge zur Durchführung der direkt mit der Beladung verbundenen Operationen, wie etwa dem Öffnen des Körpers des Umschlages und dem Beendigen der Einfügung des Dokumentes angehalten werden müssen, was aber auch für die anschließenden Operationen wie etwa dem Befeuchten der Umschlagklappe, dem Schließen des Umschlages und dem Auswerfen gilt.
• Die Maschine ist weiter mit einer Einrichtung zum Steuern der Position gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet, insbesondere für das präzise Anhalten der Umschläge in der Ladeposition. Diese Ladeposition wird in Bezug auf die Rollen 3A, 3B definiert. Ihr entspricht auf dem Weg 2 ein genauer Haltepunkt der Vorderkante der Umschläge bzw. der Faltlinie zwischen ihrem Körper und der dann offenen Klappe.
• Die Steuereinrichtung enthält einen ersten Positionsdetektor 20, der stromaufwärts der Ladestation 3, über dem Weg 1, angeordnet ist. Dieser Detektor ist an einer Stelle, die den bequemstmöglichen Zugang bietet, unter Beachtung seines genauen Abstandes zum Haltepunkt, angebracht. Er besteht aus einem Paar lichtelektrischer Zellen, die getrennt, zu beiden Seiten der Weg 1, angeordnet sind.
• Die Einrichtung enthält weiter einen zweiten Positionsdetektor 21, der beliebig vor oder hinter dem Haltepunkt und dem ersten Detektor, aber in einem bekannten, gekennzeichneten Abstand zum Haltepunkt angebracht ist. Er ist an einer Stelle geringer Verbauung und geringer Staugefahr angeordnet, und zudem dort, wo sich die Flansche der Maschine besonders gut für eine direkte Montage über dem Laufweg der Umschläge eignen. Dieser zweite Detektor ist als hinter den Rollen 3A, 3B montiert dargestellt. Er besteht vorzugsweise aus einer lichtelektrischen Gabel, die von einem Flansch der Maschine gehalten wird.
• Die Steuereinrichtung enthält weiter eine Steuerschaltung 22, die mit einem Sensor 23 zur Erfassung der Fortbewegung der Umschläge in Form von Einheitsschritten verbunden ist, der die Schritte des Motors 10, oder vorzugsweise die Schritte eines Kodierers erfaßt, der von einem zusätzlichen, nicht dargestellten Steuermotor angetrieben wird, welcher mit Hilfe von Steuernocken, die er antreibt, verschiedene mechanische Bedienungselemente der Maschine betätigt. In der Einrichtung dient ein Speicher 24 zur Aufnahme eines Anhaltesteuerparameters P für jeden Umschlag in der Ladeposition. Eine algebraische Verarbeitungseinheit 25 erarbeitet mit Hilfe der Steuerschaltung 22 den Parameter P. Diese Verarbeitungseinheit sowie die Steuerschaltung sind vorzugsweise als Mikroprozessor ausgebildet. Ein Programm in einem Speichers 26 steuert den Mikroprozessor, um diesen Parameter P aufgrund eines Anfangswerts N zu definieren, bei dem es sich um die Anzahl derjenigen Schritte des Sensors 23 handelt, die den Abstand zwischen dem Detektor 21 und dem Haltepunkt angeben.
• Die Steuerparameter werden im Laufe eines durch das Steuerprogramm definierten Initialisierungszyklus mit Hilfe eines auf den Wegen 1 und 2 ohne die gewünschten Haltezeitpunkte fortbewegten Umschlages berechnet und in den Speicher 24 geladen. Im Laufe dieses Zyklus zählt die Steuerschaltung die Anzahl der Sensorschritte zwischen denjenigen Zeitpunkten, in denen die Vorderkante des Umschlages unter dem einen und dann unter dem anderen der Detektoren 20 und 21 durchläuft. Da die Gesamtzahl den Wert n bildet, berechnet die Verarbeitungsschaltung den Parameter P, wobei das Programm den Anbringungsort des Detektors 21 berücksichtigt. Wenn sich der Detektor 21 zwischen der Halteposition und dem Detektor 20 befindet, gilt: P = n + N. Wenn sich der Detektor 21 vor dem Detektors 20 befindet, gilt: P = N - n. Wenn sich der Detektor 21 hinter der Anhalteposition befindet, gilt: P = n - N.
• Das Steuerprogramm ermöglicht weiter die Berücksichtigung der Tatsache, daß die Definition des Wertes N die Vorderkante der Umschläge oder die Hinterkante oder die Faltlinie zwischen dem Körper und der Klappe der Umschläge betrifft und es ermöglicht, den Steuerparameter P für die nicht im Wert N erfaßte Kante zu definieren. Hierzu kann die Verarbeitungseinheit den Wert des berechneten und gespeicherten Parameters P anhand der definierten Länge standardisierter Umschläge korrigieren.
• Noch vorteilhafter definiert das Steuerprogramm weiter einen sogenannten Lernzyklus mit einem geschlossenen, auf den Wegen 1 und 2 bewegten Umschlag, um die Länge der Umschläge des benutzten Modells zu messen. Im Verlaufe des Lernzyklus addiert die Steuerschaltung 22 die Anzahl der Schritte des Sensors 23 zwischen den Zeitpunkten, in denen die Vorderkante und dann die Hinterkante unter dem Detektor 21 durchläuft. Mit diesem Zählstand 1 korrigiert die Verarbeitungseinheit den gespeicherten Parameter P durch Addition oder Subtraktion der Anzahl 1, je nach Fall.
• Jedesmal, wenn ein Benutzer das Umschlagsformat wechselt, kann er also automatisch die Korrektur des gespeicherten Parameters P durch Aufruf des Lernmodus korrigieren. Die Maschine ist somit für verschiedene Umschlagstypen verwendbar.
• Darüber hinaus kann die von der Steuerschaltung bewirkte Messung der Länge der Umschläge auch dazu benutzt werden, die maximale Länge der gefalteten Dokumente zu definieren und dadurch die passenden Einstellungen der Faltmittel zu ermöglichen, die auf dem Weg 7 liegen oder mit ihm gekoppelt sind.
• Nach der Berechnung und gegebenenfalls Korrektur des Parameters P können andere ähnliche Parameter für den Rücklauf eines gefüllten Umschlages (durch Umkehr der Antriebsrichtung des Motors 10) und anschließend für den Befehl zum Auswerfen des geschlossenen Umschlags (durch erneute Umkehr der Antriebsrichtung des Motors) bestimmt werden. Diese Parameter können durch Addition der jeweiligen definierten Anzahl der Schritte des Sensors 23 zum Parameter P berechnet werden.
• Als Variante kann bei der dargestellten Maschine der für die eine oder die andere Umkehr der Antriebsrichtung des Motors 10 zuständige Steuerparameter zum Anhalten des gefüllten Umschlages in gleicher Weise wie der Steuerparameter P zum Anhalten in der Ladeposition mit Hilfe der beiden Positionsdetektoren und der Schaltungen 22, 23 und 25 berechnet werden. Der zweite, oben genannte Detektor 21 kann gemeinsam für die Berechnung aller Parameter benutzt werden.
• Bei der dargestellten Maschine ist dieselbe Steuereinrichtung auch für die Steuerung zum Anhalten jedes Dokumentes am Ende des Einsteckens in den Umschlag ausgelegt, der es aufnimmt. Hierzu weist die Steuereinrichtung weiter einen Positionsdetektor 30 auf, der über dem Weg 7 hinter der Ladestation 3 angebracht ist. Der Detektor 30 bildet einen Erfassungshebel; der zugehörige Sensor ist nicht dargestellt. Vorteilhafterweise wird der zweite Detektor 21 auch zusammen mit dem Detektor 30 zur Erzeugung des Steuerparameters Pd zum Anhalten des Dokumentes im Verlaufe des erneuten Initialisierungszyklus für Dokumente benutzt, wobei ein gefaltetes Dokument über die Wege 7 und 2 bewegt, aber nicht in einen Umschlag gesteckt wird.
• Die Berechnung dieses Parameters Pd entspricht derjenigen des Parameters P. Es sei lediglich bemerkt, daß der in den Berechnungen zu verwendende Anfangswert die Anzahl Nd der Schritte des Sensors 23 ist, die im Bereich der Rollen 3A, 3B den Abstand zwischen dem Detektor 21 und dem gewünschten Haltepunkt der Hinterkante des Dokumentes angeben.

Claims (7)

1. Einrichtung zum Steuern der Position von Artikeln auf einem Weg, mit Antriebsmitteln für die auf dem Weg befindlichen Artikel, mit einem ersten Positionsdetektor, der vor einer gewünschten Haltestelle über dem Weg angebracht ist, mit einem Sensor zur Erfassung der Fortbewegung der Artikel in Einheitsschritten, mit Mitteln zur Speicherung eines Steuerparameters P, und mit einer Fortbewegungssteuerschaltung, die an den ersten Detektor zu dessen Auslösung und an den Sensor zur Steuerung des Anhaltens des Artikels nach Ablauf von P Sensorschritten seit seiner Auslösung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Detektor (20) in einem nicht besonders gekennzeichneten Abstand vom Haltepunkt angebracht ist und daß die Einrichtung weiter einen zweiten Positionsdetektor (21) aufweist, der an beliebiger Stelle vor oder hinter dem ersten Detektor und dem Haltepunkt über dem Weg (2) angebracht ist, jedoch unter Belassung eines Abstandes, der einzig in Bezug auf den Haltepunkt bekannt und gekennzeichnet ist und einer Schrittanzahl N zwischen dem Sensor (23) und diesem Haltepunkt entspricht, und mit einer Initialisierungsschaltung, die Bearbeitungsmittel (25), die an die Steuerschaltung (22) und an die Speichermittel (24) angeschlossen sind, sowie Steuermittel (26) zur Berechnung des Parameters P im Laufe eines Initialisierungszyklusses mit einem auf dem Weg fortbewegten Artikel und zum Laden des erzeugten Parameters P in die Speichermittel (24) enthält, wobei die Berechnung von der Anzahl N und einer Anzahl n von Sensorschritten ausgeht, die zwischen der Erfassung des Artikels durch den einen und dann durch den anderen der beiden Positionsdetektoren (20, 21) gemessen werden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsmittel (25) anfangs durch die Position des zweiten Detektors relativ zu der des ersten Detektors und/oder durch die Halteposition bedingt sind, um die der jeweiligen Zahl N und n zugewiesenen Vorzeichen zur Berechnung des Parameters P zu definieren.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung und die Verarbeitungsmittel aus einem Mikroprozessor bestehen.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (26) weiter die Korrektur des berechneten Parameters P durch den in Sensorschritten gemessenen Wert der Länge l der Artikel durchführen, um die Steuerschaltung (22) beim Erfassen der Vorderkante des Artikels durch den ersten Detektor auszulösen und um die andere Kante am Haltepunkt anzuhalten.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter Mittel zum Messen der Länge der Artikel aufweist, die aus dem zweiten Detektor (21), der Steuerschaltung (22) und den Steuermitteln (26) bestehen, um die Länge l während eines sogenannten Lernzyklus mit einem auf der Weg weiterbewegten Artikel durch Zählen der Schritte des Sensors (23) zwischen der Erfassung der Vorderkante und der Erfassung der Hinterkante des Artikels durch den zweiten Detektor (21) zu messen.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, die in einer Postverarbeitungsmaschine angebracht ist, um das Anhalten der auf ihrer Weg und in einer Ladestation (3) der Maschi- ne bewegten Umschläge in einer definierten Ladeposition aus zulösen, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter einen dritten Positionsdetektor (30), der über einem Weg für in jeden Umschlag einzusteckende Dokumente vor einem Haltepunkt der Dokumente am Ende. des Einsteckens in den Umschlag angeordnet ist, und einen vierten Positionsdetektor (21) aufweist, der in einem bekannten Bezugsabstand von Nd Schritten des Sensors (23) vom Haltepunkt der Dokumente angeordnet ist, wobei der dritte und der vierte Detektor mit der Steuerschaltung (22) verbunden sind, um im Laufe des Initialisierungszyklus in Anwesenheit eines auf seinem Weg fortbewegten Dokumentes aus der Anzahl Nd und der Anzahl der Schritte des Sensors (23), die zwischen der Erfassung des Dokumentes durch den einen, nämlich den dritten Detektor und dann durch den anderen, nämlich den vierten Detektor gemessen werden, einen Parameter Pd zur Steuerung des Anhaltens jedes Dokumentes zu berechnen.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der vierte Detektor aus dem zweiten Detektor (21) besteht, der hinter der Ladestation (3) angeordnet ist.