DE60035552T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Synchronisation der Bewegung der Dokumentzuführvorrichtung einer Kuvertiermashine - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Synchronisation der Bewegung der Dokumentzuführvorrichtung einer Kuvertiermashine Download PDF

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43MBUREAU ACCESSORIES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B43M3/00Devices for inserting documents into envelopes
    • B43M3/04Devices for inserting documents into envelopes automatic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2513/00Dynamic entities; Timing aspects
    • B65H2513/50Timing
    • B65H2513/512Starting; Stopping

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Bewegung in einer Maschine mit einer Anzahl zueinander in Beziehung stehender Bewegungsvorgangsvorrichtungen und die Synchronisierung der Bewegung zwischen der Aufsammlungstransporteinheit und den Beilagezuführapparaten in einer Umschlageinführungsmaschine.
  • Ein Apparat zum Sammeln von Dokumenten ist in EP-A-0 335 091 und EP-A-0 738 679 beschrieben.
  • In einer Umschlageinführungsmaschine für den Postversand im großen Maßstab gibt es einen Aufsammlungsabschnitt, wo das Beilagematerial gesammelt wird, bevor es in einen Umschlag eingeführt wird. Dieser Aufsammlungsabschnitt wird manchmal als ein Chassissubsystem bezeichnet, das eine Aufsammlungstransporteinheit mit Mitnehmerfingern, die unbeweglich an einem Förderband angebracht sind, und eine Vielzahl von Beilagezuführapparaten enthält, die über der Aufsammlungstransporteinheit befestigt sind. Wenn das Beilagematerial viele Dokumente enthält, müssen diese Dokumente individuell und separat von unterschiedlichen Beilagezuführapparaten geliefert werden. Jeder dieser Beilagezuführapparate führt ein Dokument zu einer zweckmäßigen Zeit zu oder gibt dieses frei, so dass die Hinterkante des von dem Beilagezuführapparat freigegebenen Dokumentes nur geringfügig vor einem sich bewegenden Mitnehmerfinger ist. Das Timing und die Geschwindigkeitssteuerung sämtlicher Zuführapparate sind kritisch, weil während des Zuführprozesses ein Dokument unter der Steuerung sowohl eines Beilagezuführapparat-Motors als auch des Aufsammlungstransporteinheit-Motors ist.
  • Aktuell werden eine oder mehrere durch einen einzelnen Motor angetriebene lange Endlosketten zum Bewegen der Mitnehmerfinger verwendet, um das von den Zuführapparaten freigegebene Beilagematerial aufzusammeln und dann das gesammelte Material an eine Einführungsstation zu senden. Es ist vorzuziehen, dass der Abstand der an der Förderkette befestigten Mitnehmerfinger im Wesentlichen derselbe wie der Abstand der über der Förderkette befestigten Beilagezuführapparate ist. Ein typischer Zwischenraum der Beilagezuführapparate ist 13,5'' (343 mm). In Abhängigkeit von der Länge des auf einem Zuführapparat gestapelten Dokumentes wird dem Zuführapparat ein "Voran"-Signal gegeben, um ein Blatt eines Dokumentes auf das Förderband zu einer zweckgemäßen Zeit freizugeben. Typischerweise wird der Zuführapparatmotor nur zum Freigeben eines Dokumentes an einen sich nähernden Mitnehmerfinger in Bewegung versetzt. Nachdem das Dokument freigegeben ist, wird der Zuführapparatmotor angehalten, um auf die Ankunft des nächsten Mitnehmerfingers zu warten. Das Förderband muss jedoch kontinuierlich angetrieben werden, um durch unterschiedliche Beilagezuführapparate freigegebene Dokumente aufzusammeln. Somit unterscheidet sich das Bewegungsprofil des Chassis von dem der Beilagezuführapparate. Wenn das Beilagematerial Dokumente unterschiedlicher Länge enthält, können sich darüber hinaus das Start- und Stopp-Timing für einen Zuführapparat voneinander unterscheiden. Die Existenz unterschiedlicher Bewegungsprofile der Zuführapparatmotoren wird die Synchronisierung zwischen dem Chassismotor und sämtlichen Zuführapparatmotoren schwierig machen. Jedoch ist die wahrscheinlich am schwierigsten zu synchronisierende Bewegung, wenn ein Chassis zu einer Zeit in einem Maschinenzyklus anhalten und erneut starten muss.
  • In der Vergangenheit ist eine Elektronikverzahnung verwendet worden, um die Bewegung zwischen einer Anzahl von Motoren zu synchronisieren. Die Elektronikverzahnung verwendet elektronische Einrichtungen, um die Bewegungsprofile zwischen zwei oder mehr Motoren aufrecht zu erhalten, anstelle der Verwendung mechanischer Getriebe oder Riemen oder Laufrollen. Zum Beispiel können Pulsgeneratoren unterschiedlicher Pulsraten zum Antreiben unterschiedlicher Motoren verwendet werden. Wenn die Pulsraten bei einem festen Verhältnis aufrecht erhalten werden, dann sind die Bewegungsprofile der Motoren ähnlich. Dieses ist äquivalent zur Verwendung mechanischer Getriebe bei einer festen Getriebeübersetzung, um unterschiedliche Wellen mit demselben Motor anzutreiben. Um die Synchronität zwischen Motoren bei der Elektronikverzahnung aufrecht zu erhalten, können an den Motoren befestigte Codierer verwendet werden, um das Verhältnis des Versatzes zwischen Motoren zu überwachen. Wenn das Geschwindigkeitsverhältnis zweier Motoren konstant ist, dann wird erwartet, dass das Verhältnis der Codiererstände von den jeweiligen Motoren auch eine Konstante ist. Wenn das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen zwei Motoren nicht konstant ist, wird das oben beschriebene Verfahren der Elektronikverzahnung jedoch unpraktisch wenn nicht sogar total unmöglich werden.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Überwachen und Steuern einer Bewegung zwischen unterschiedlichen sich bewegenden Vorrichtungen bereitgestellt, wobei das Geschwindigkeitsverhältnis mit der Zeit variiert werden kann.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Synchronisieren einer Bewegung in einer Umschlageinführungsmaschine bereitgestellt, wobei eine Vielzahl von Beilagezuführapparaten zum Zuführen von Dokumenten an ein Chassis verwendet wird, wobei jeder Beilagezuführapparat eine Freigabevorrichtung hat zum Freigeben von Beilagedokumenten, eines zu einer Zeit, und das Chassis eine Chassisantriebsvorrichtung hat zum Antreiben einer Chassistransporteinheit, um die freigegebenen Dokumente aufzusammeln, bevor die freigegebenen Dokumente zur Einführung zusammengestellt werden, wobei das Verfahren eine Bewegung in einem Betriebszyklus zwischen der Chassisantriebsvorrichtung und jeder der Freigabevorrichtungen durch Verwenden einer Vielzahl von Codiervorrichtungen synchronisiert, um tatsächliche Versatzbeträge der Chassisantriebsvorrichtung und jeder Freigabevorrichtung als eine Funktion der Zeit zu erhalten, wobei der Betriebszyklus eine Anzahl befehligter Positionen zum Definieren von Bewegungsprofilen jeder Freigabevorrichtung relativ zu der Chassisantriebsvorrichtung hat, wobei das Verfahren die Schritte umfasst zum: Erhalten eines tatsächlichen Versatzes der Chassisantriebsvorrichtung; Erhalten eines theoretischen Versatzes jeder Freigabevorrichtung auf der Grundlage des zugeordneten Bewegungsprofils der jeweiligen Freigabevorrichtung und des tatsächlichen Versatzes der Chassisantriebsvorrichtung, um den Bewegungsvorgang der jeweiligen Freigabevorrichtung zu steuern; Erhalten eines tatsächlichen Versatzes jeder Freigabevorrichtung; Erhalten der Diskrepanz zwischen dem tatsächlichen Versatz und dem theoretischen Versatz für jede Freigabevorrichtung; und Einstellen des Bewegungsvorgangs jeder Freigabevorrichtung, um im Wesentlichen die Versatzdiskrepanz zu eliminieren, um die Bewegung der Chassisantriebsvorrichtung und jeder Freigabevorrichtung zu synchronisieren.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Apparat bereitgestellt zum Synchronisieren einer Bewegung in einem Betriebszyklus zwischen einer Chassisantriebsvorrichtung zum Treiben einer Chassistransporteinheit, um freigegebene Dokumente aufzusammeln, bevor die freigegebenen Dokumente zur Einführung zusammengestellt werden, und wenigstens einer Freigabevorrichtung zum Freigeben von Beilagedokumenten, eines zu einer Zeit, und die einen Teil eines zum Zuführen von Beilagedokumenten verwendeten Beilagezuführapparates bildet, in einer Umschlageinführungsmaschine durch Verwenden von Codiervorrichtungen, um tatsächliche Versatzbeträge jedes Bewegungsmechanismus als eine Funktion der Zeit zu erhalten, wobei der Betriebszyklus eine Anzahl befehligter Positionen zum Definieren von Bewegungsprofilen jeder Freigabevorrichtung relativ zu der Chassisantriebsvorrichtung hat, wobei die Vorrichtung umfasst: eine erste Codiervorrichtung zum Erhalten des tatsächlichen Versatzes der Chassisantriebsvorrichtung; eine Verarbeitungsvorrichtung zum Berechnen des theoretischen Versatzes jeder Freigabevorrichtung auf der Grundlage des zugeordneten Profils davon und des tatsächlichen Versatzes der Chassisantriebsvorrichtung, um den Bewegungsvorgang der jeweiligen Freigabevorrichtung zu steuern; eine Vielzahl zweiter Codiervorrichtungen, jede zum Erhalten des tatsächlichen Versatzes einer Freigabevorrichtung; eine Vergleichsvorrichtung zum Erhalten der Diskrepanz zwischen dem tatsächlichen Versatz und dem theoretischen Versatz für jede Freigabevorrichtung; und eine Steuervorrichtung zum Einstellen des Bewegungsvorgangs jeder Freigabevorrichtung, um im Wesentlichen die Diskrepanz zu eliminieren, um die Bewegung der Chassisantriebsvorrichtung und jeder Freigabevorrichtung zu synchronisieren.
  • Die vorliegende Erfindung wird beim Lesen der Beschreibung im Zusammenhang mit 1 bis 5B ersichtlich werden.
  • 1 zeigt ein Flussdiagramm einer Motorsteuerung, wenn das Versatzabbildungsverfahren zum Synchronisieren einer Bewegung zwischen einem Hauptmotor und einem Nebenmotor verwendet wird.
  • 2 veranschaulicht eine typische Posteinführungsmaschine mit einem Chassis und einer Vielzahl von Beilagezuführapparaten.
  • 3A und 3B veranschaulichen ein typisches Bewegungsprofil eines Chassismotors bzw. das eines Beilagezuführapparat-Motors im Normalbetrieb.
  • 4A und 4B veranschaulichen das Bewegungsprofil des Chassismotors in einer gesteuerten Anhaltebedingung bzw. das verzerrte Bewegungsprofil des Nebenmotors.
  • 5A und 5B veranschaulichen die Prozedur zum Versatzabbilden von dem Hauptmotor auf den Nebenmotor.
  • Das Folgende beschreibt ein Versatzabbildungsverfahren und einen Apparat zum Synchronisieren der Bewegung zwischen einem Hauptmotor und einem oder mehr Nebenmotoren, wobei das Bewegungsprofil eines Motors mit der Zeit unabhängig von den anderen variiert werden kann. Das Versatzabbildungsverfahren verwendet Codierer, wie beispielsweise optische Codierer, um den Versatz von jedem der verknüpften Motoren als eine Funktion der Zeit zu erhalten. Ausgehend von dem tatsächlichen Versatz des Hauptmotors wird eine elektronische Berechnungsvorrichtung oder ein Prozess zum Berechnen des theoretischen Versatzes jedes Nebenmotors gemäß dem Bewegungsprofil des Nebenmotors verwendet. Der theoretische Versatz wird dann mit dem tatsächlichen Versatz verglichen. Wenn es eine Diskrepanz zwischen dem theoretischen und dem tatsächlichen Betrag gibt, dann wird die Bewegung des Nebenmotors eingestellt werden, um diese Versatzdiskrepanz zu eliminieren.
  • Im Allgemeinen enthält das Verfahren die Schritte zum Erhalten der Versatztransformationsfunktion bei jeder befehligten Position und zum Abbilden des tatsächlichen Versatzes des Hauptmotors auf den Versatz des Nebenmotors unter Verwendung der Transformationsfunktion. Das Ergebnis des Versatzabbildens ist der theoretische Versatz des Nebenmotors. Der theoretische Versatz wird dann mit dem tatsächlichen Versatz des Nebenmotors verglichen. Die Synchronität zwischen den Haupt- und Nebenmotoren kann durch Einstellen der Geschwindigkeit des Nebenmotors auf der Grundlage des Vergleichs erzielt werden.
  • Es sollte beachtet werden, dass die Beziehung zwischen dem Bewegungsprofil jedes Nebenmotors und dem Bewegungsprofil des Hauptmotors im Allgemeinen nicht linear ist. Zum Beispiel können die Nebenmotoren in einer Einführungsmaschine innerhalb eines Zuführzyklus starten und anhalten, während der Hauptmotor eine konstante Geschwindigkeit hat. Demgemäß ist die Transformationsfunktion nicht-linear. Darüber hinaus kann die Geschwindigkeit des Hauptmotors geändert werden, während die Synchronität zwischen dem Hauptmotor und den Nebenmotoren aufrecht erhalten wird.
  • 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Motorsteuerung, wenn das Versatzabbildungsverfahren zum Synchronisieren der Bewegung zwischen einem Hauptmotor und einem Nebenmotor verwendet wird. Wie gezeigt wird ein elektronischer Prozessor 14 zum Lesen des tatsächlichen Versatzes des Hauptmotors von einem Codierer 12 verwendet, der an dem Hauptmotor befestigt ist. Auf der Grundlage des theoretischen Bewegungsprofils eines Nebenmotors 18 bei einer befehligten Position und des Versatzes des Hauptmotors berechnet Prozessor 14 den theoretischen Versatz für Nebenmotor 18. Der tatsächliche Versatz des Nebenmotors 18 wird von einem Nebenmotorcodierer 20 gelesen und mit dem theoretischen Versatz bei einem Komparator 22 verglichen. Auf der Grundlage der Diskrepanz zwischen dem tatsächlichen und dem theoretischen Betrag stellt eine Motorsteuereinheit 24 die Geschwindigkeit des Nebenmotors 18 ein, um die Diskrepanz zu eliminieren, um die Synchronität zwischen dem Hauptmotor und dem Nebenmotor 18 aufrecht zu erhalten. In 1 sind außerdem ein oder mehr Positionssensoren 16 gezeigt, die zum Angeben einer gewissen Maschinenbedingung verwendet werden können, um die befehligte Position zu ändern.
  • Vorzugsweise ist Codierer 12 ein optischer Codierer und die Motorsteuereinheit 24 enthält eine Rückkopplungsschleife 13. Der Hauptmotor und der Nebenmotor 18 können Schrittmotoren oder Servo-Motoren sein.
  • 2 veranschaulicht einen typischen Einführungszuführabschnitt 30 einer Umschlageinführungsmaschine. Wie in 2 gezeigt, enthält der Einführungszuführabschnitt, oder das Chassissubsystem 30, ein Förderband 32, um Dokumente zu transportieren. Eine Vielzahl von Mitnehmerfingern 34, die gleichmäßig beabstandet und unbeweglich an dem Förderband 32 befestigt sind, werden zum Aufsammeln der freigegebenen Dokumente verwendet, bevor die freigegebenen Dokumente zur Einführung zusammengestellt werden. Ein angetriebenes Antriebsrad 36, durch einen Chassismotor 40 und einen Riemen 44 angetrieben, wird typischerweise zum Bewegen des Riemens 32 verwendet. Im Normalbetrieb bewegt Riemen 32 sich im Wesentlichen bei einer konstanten Geschwindigkeit, und die Mitnehmerfinger 34 bewegen sich mit derselben Geschwindigkeit zusammen mit dem Riemen 32. Außerdem ist in 2 eine Vielzahl von über Riemen 32 befestigten Beilagezuführapparaten 50, 52, 54 und 56 zum Zuführen von Dokumenten 60, 62, 64 bzw. 66 gezeigt. Jeder Beilagezuführapparat (50, 52, 54 und 56) hat einen Freigabemechanismus 70, der durch einen Zuführmotor (nicht gezeigt) angetrieben wird, und ein Blatt eines Dokumentes zu einer Zeit beim Empfangen eines Freigabebefehls freigibt. Das Timing des Freigabebefehls für jeden Zuführapparat (50, 52, 54 und 56) wird durch die Länge des freizugebenden Dokumentes und die Ankunft eines Mitnehmerfingers bei einem Zuführapparat (50, 52, 54 und 56) bestimmt. Um es den Mitnehmerfingern 34 zu ermöglichen, die freigegebenen Dokumente passend in Richtung einer Einführungsstation 74 zu schieben, wird es bevorzugt, dass die Hinterkante eines von einem Zuführapparat (50, 52, 54 und 56) freigegebenen Dokumentes nur geringfügig vor einem sich bewegenden Mitnehmerfinger ist. Es sollte beachtet werden, dass, nachdem ein Zuführapparat ein Dokument vollständig an das Chassis 30 freigegeben hat, er auch teilweise das nachfolgende Dokument freigibt, das auf die Ankunft des nächsten Mitnehmerfingers 34 wartet. Das teilweise freigegebene Dokument erreicht nicht das Chassis 30, während es im Wartezustand ist. Demgemäß kann eine Vielzahl von Sensoren 80, 82, 84 und 86 auf den jeweiligen Zuführapparaten 50, 52, 54 und 56 installiert sein, um die führende Kante bzw. Vorderkante des teilweise freigegebenen Dokumentes von jedem Zuführapparat (50, 52, 54 und 56) wahrzunehmen. Wenn ein Sensor (80, 82, 84 und 86) die Vorderkante dieses nachfolgenden Dokumentes erfasst, sendet er ein Signal an eine Motorsteuereinheit 24, die nicht gezeigt ist, um die Verlangsamung des jeweiligen Zuführapparatmotors zu starten. In der Einführzuführapparatstation 30 ist der Chassismotor 40 der Hauptmotor, während jeder der Zuführapparatmotoren (nicht gezeigt) ein Nebenmotor 18 ist, wie in 1 gezeigt.
  • 3A und 3B veranschaulichen ein Beispiel einer Bewegungssynchronität zwischen dem Chassis (Master bzw. Hauptmotor) und einem Beilagezuführapparat (Slawe bzw. Nebenmotor) in einer Umschlageinführungsmaschine. 3A zeigt, dass die Geschwindigkeit des Chassismotors 40, Vc, zu allen Zeiten konstant gehalten wird. In der Figur bezeichnet P1 den Versatz des Chassis, wie von dem Codierer 12 gelesen, der an dem Chassis-(Haupt-)Motor 40 befestigt ist, von t = 0 bis t = t1, oder P1 = Vmt1. Von t = 0 bis t = t1 befindet sich der Zuführapparat-(Neben-)Motor 18 im Leerlauf, und deshalb ist der Versatz des Zuführapparatmotors 18 Null, wie in 2B gezeigt. Bei t1 wird der Zuführapparatmotor 18 bei einer konstanten Rate, k, beschleunigt, so dass die Geschwindigkeit, Vf, des Zuführapparatmotors 18 Vm bei t = t2 erreicht. Deshalb ist die erforderliche Beschleunigungsrate gegeben durch k = Vm/(t2 – t1) (1)
  • Da die Geschwindigkeit Vm des Chassis bekannt ist, kann der Versatz des Chassismotors 40 wie folgt berechnet werden: P2 = Vm(t2 – t1) (2)
  • Der Versatz des Chassismotors 40 zwischen t1 und t2 ist gegeben durch: Pc = Vm(t – t1) = P2(t – t1)/(t2 – t1) (3)
  • Wenn Pc gleich P2 ist, startet der Zuführapparatmotor 18 damit, sich bei einer konstanten Geschwindigkeit, Vm, zu bewegen.
  • Wenn t = t2 ist, wird sich ein Dokument, das das Chassis erreicht hat, zusammen mit dem Förderband 32 mit derselben Geschwindigkeit bewegen. Sobald wie das Dokument von dem Beilagezuführapparat (50, 52, 54 und 56) freigegeben wird, kann somit der Zuführapparatmotor 18 verlangsamt und bis zu dem nächsten Zuführzyklus angehalten werden. Es wird vorgezogen, dass ein Sensor (80, 82, 84 und 86), wie beispielsweise ein optischer Sensor, verwendet wird, um sicherzustellen, dass die Freigabe des Dokumentes vollendet worden ist. Der Sensor (80, 82, 84 und 86) ist abwärts von dem Beilagezuführapparat (50, 52, 54 und 56) platziert, um die führende Kante bzw. Vorderkante des freigegebenen Dokumentes zu erfassen, wie in 2 gezeigt. Das Wahrnehmen der Vorderkante markiert die Zeit t = t3, wie durch den Buchstaben S in den Figuren bezeichnet. Bei t = t3 beginnt die Verlangsamung des Zuführapparatmotors 18. Es sollte beachtet werden, dass es nicht erforderlich ist, den tatsächlichen Wert von P3 zu kennen, da, solange wie der Chassismotor 40 bei einer konstanten Geschwindigkeit, Vm, gehalten wird, der Versatz des Chassismotors 40 von t2 bis t3 gegeben ist durch: Pc = Vm(t – t2) (4) und P3 = Vm(t3 – t2).
  • Wenn t = t3 ist, wird es bevorzugt, dass der Zuführapparatmotor 18 das Verlangsamen bei einer konstanten Rate, k, startet, bis er zu einem vollständigen Halt bei t = t4 kommt. Wenn das Chassis (d.h. Riemen 32) und der Zuführapparat (50, 52, 54 und 56) in perfekter Synchronität sind, dann kann der Versatz P4 auch aus Vm und (t4 – t3) berechnet werden. Der Versatz des Chassis zu einer Zeit zwischen t3 und t4 ist gegeben durch: Pc = P4(t – t3)/(t4 – t3) (5)
  • In dem oben beschriebenen Beispiel ist P1 die erste befehligte Position. Das bedeutet, dass von t = 0 das Bewegungsprofil des Zuführapparatmotors 18 Vf = 0 ist, das heißt, dass der Beilagezuführapparat-Motor 18 im Leerlauf ist. Aber wenn der tatsächliche Versatz des Chassis, Pc, die erste befehligte Position erreicht, verursacht es eine Änderung in dem Bewegungsprofil des Chassis.
  • Zwischen t1 und t2 ist das Geschwindigkeitsprofil des Zuführapparatmotors 18 Vf = k(t – t2) = Vm(t – t1)/(t2 – t1) (6)
  • Der theoretische Versatz des Zuführapparatmotors 18, gemäß dem Bewegungsprofil von Gleichung (6), ist gegeben durch: Pf = (2)k(t – t1)2 = (2)Vm(t – t1)/(t2 – t1) = (2)P2(t – t1)2/(t2 – t1)2 = (2)Pc 2/P2 (7)
  • Gleichung (7) stellt die Transformationsfunktion zum Versatzabbilden von dem Chassismotor 40 zu dem Zuführapparatmotor 18 in dem Zeitintervall t1 und t2 dar, und die Transformationsfunktion ist nicht-linear. P2 wird als die zweite befehligte Position bezeichnet. Dies bedeutet, dass, wenn Pc die zweite befehligte Position erreicht, das Bewegungsprofil der Zuführapparatmotoren 18 eine andere Änderung durchläuft, als es die Transformationsfunktion zum Versatzabbilden tut. Zwischen t2 und t3 ist das Bewegungsprofil des Zuführapparatmotors 18 Vf = Vm (8)
  • Somit ist der theoretische Versatz des Zuführapparatmotors 18 gemäß dem Bewegungsprofil von Gleichung (8) gegeben durch: Pf = Pc (9)
  • Zwischen t3 und t4 ist das Bewegungsprofil des Zuführapparatmotors 18 gegeben durch Vf = Vm/k = (t – t3) (10)
  • Somit ist der theoretische Versatz des Zuführapparatmotors 18 gemäß dem Bewegungsprofil von Gleichung (10) gegeben durch Pf = (2)k = (t – t3)2 = (2)Vm(t – t3)/(t4 – t3) = (2)P4(t – t3)2/(t4 – t3)2 = (2)Pc 2/P4 (11)
  • Erneut ist die Transformationsfunktion für das Versatzabbilden von dem Chassismotor 40 zu dem Zuführapparatmotor 18 nicht-linear.
  • Wie oben gezeigt, kann der theoretische Versatz des Zuführapparatmotors 18 zu jeder Zeit und bei jeder befehligten Position aus dem Versatz des Chassismotors 40 ungeachtet der Geschwindigkeit des Chassismotors 40 berechnet werden.
  • 4A und 4B veranschaulichen die relative Geschwindigkeit zwischen dem Chassismotor 40 und dem Beilagezuführapparat-Motor 18 innerhalb eines Zuführzyklus, wobei der Chassismotor 40 während eines Zuführzyklus in einer gesteuerten Stopp-Bedingung verlangsamt wird. Wie in 4B gezeigt, wird der Zuführapparatmotor 18 bei t1 wie in einem in 3B abgebildeten normalen Zuführzyklus beschleunigt, und der Chassismotor 40 läuft bei einer konstanten Geschwindigkeit, Vm, bis t'1, wie in 4A gezeigt. Bei t = t'1 startet der Motor 40 mit dem Verlangsamen mit einer konstanten Rate, bis er bei t'4 anhält. Da die Geschwindigkeit des Chassismotors 40 nach t'1 abnimmt, beginnt das Bewegungsprofil des Zuführapparatmotors 18 sich demgemäß zu ändern. Es sollte beachtet werden, dass der tatsächliche Versatz des Chassismotors 40 auf den Versatz des Zuführapparatmotors 18 gemäß Gleichung (7) ungeachtet der Geschwindigkeit des Chassismotors 40 abgebildet wird. Obwohl das Bewegungsprofil des Zuführapparatmotors 18 aufgrund der Änderung der Chassisgeschwindigkeit verzerrt ist, ist deshalb der Versatz des Zuführapparatmotors 18 gleich P2/2, wenn der Versatz des Chassismotors 40 die zweite befehligte Position, oder P2, bei t'2 erreicht. Somit wird die Synchronität zwischen dem Chassis und dem Beilagezuführapparat erhalten. Diese Tatsache ist in 5B demonstriert.
  • Von t'2 bis t'3 sind gemäß Gleichung (8) und Gleichung (9) das Bewegungsprofil und der Versatz des Zuführmotors 18 dieselben wie die des Chassismotors 40. Erneut ist t'3 die Zeit, wenn der Sensor (80, 82, 84 und 86) die führende Kante bzw. Vorderkante eines freigegebenen Dokumentes erfasst, wie durch den Buchstaben S angegeben, und die Transferfunktion zum Versatzabbilden wird danach zu Gleichung (11) geändert. Wie erwartet hält der Zuführapparatmotor 18 zur selben Zeit wie der Chassismotor 40 bei t'4 an, wenn der Versatz des Chassismotors 40 von t'3 und t'4 geringer als P4 ist.
  • 5A und 5B veranschaulichen die Prozedur zum Versatzabbilden zwischen dem Hauptmotor und dem Nebenmotor. 5A veranschaulicht das Versatzabbilden in einem normalen Zuführzyklus, nachdem der Chassismotor 40 die ersten befehligte Position erreicht. Wie in 5A gezeigt, stellt die Kurve in dem ersten Quadranten Gleichung (3) dar, was zeigt, dass der Chassismotor 40 bei einer konstanten Geschwindigkeit, Vm, läuft. Die Kurve in dem zweiten Quadranten stellt die Transformationsfunktion bei der ersten befehligten Position dar, wie durch Gleichung (7) gegeben. Die Prozedur des Versatzabbildens wird durch die folgenden Schritte beispielhaft veranschaulicht: 1) bei einem Punkt c zwischen t2 und t1 suche man nach einem Punkt d auf der Kurve in dem ersten Quadranten; 2) man finde einen Punkt e auf der Pc-Achse, wobei Punkt e der tatsächliche Versatz des Chassismotors 40 ist; 3) man suche einen Punkt f auf der Kurve in dem zweiten Quadranten; und 4) man erhalte einen Punkt g auf der Pf-Achse, wobei Punkt g der theoretische Versatz des Zuführapparatmotors 18 ist.
  • Es sollte beachtet werden, dass die Kurve in dem zweiten Quadranten ein Bewegungsprofil des Zuführapparatmotors 18 relativ zu dem Chassismotor 40 darstellt, und es unverändert bleibt, ungeachtet davon, was dem Chassismotor 40 geschieht. Deshalb kann ein fester Algorithmus zum Berechnen des theoretischen Versatzes des Zuführapparatmotors 18 aus dem tatsächlichen Versatz des Chassismotors 40 verwendet werden. Alternativ kann eine Nachschlagetabelle verwendet werden, um den theoretischen Versatz des Zuführapparatmotors 18 zu erhalten. Jedoch stellt die Steigung der Kurve in dem ersten Quadranten die tatsächliche Geschwindigkeit des Chassismotors 40 dar, und die Geschwindigkeit kann zeitweilig variieren oder durch den Maschinenbetreiber geändert werden. Deshalb kann der Versatz des Chassismotors 40 nicht präzise durch Verwenden einer Nachschlagetabelle oder von Äquivalentem vorhergesagt werden.
  • 5B veranschaulicht die Gültigkeit des Versatzabbildungsverfahrens zum Aufrechterhalten der Synchronität zwischen dem Hauptmotor und dem Nebenmotor, ungeachtet der Geschwindigkeitsänderungen des Hauptmotors innerhalb eines Zuführzyklus. Wie in 5B gezeigt, ändert sich die Geschwindigkeit des Chassismotors 40 und wird bei t = t' nicht-konstant. Demgemäß ist die Kurve in dem ersten Quadranten von der entsprechenden Kurve in 5A unterschiedlich. Wie gezeigt nimmt die Steigung der Kurve nach t' ab. Die Kurve in dem zweiten Quadranten bleibt jedoch unverändert, um die Synchronität zwischen dem Chassismotor 40 und dem Zuführapparatmotor 18 aufrecht zu erhalten. Die Prozedur des Versatzabbildens bleibt dieselbe wie: 1) bei einem Punkt c' zwischen t2 und t1 suche man nach einem Punkt d' auf der Kurve in dem ersten Quadranten; 2) man finde einen Punkt e' auf der Pc-Achse, wobei Punkt e' der tatsächliche Versatz des Chassismotors 40 ist; 3) man suche nach einem Punkt f' auf der Kurve in dem zweiten Quadranten; und 4) man erhalte einen Punkt g' auf der Pf-Achse, wobei Punkt g' der theoretische Versatz des Zuführapparatmotors 18 ist. Es sollte beachtet werden, dass, obwohl c' = c, der tatsächliche Versatz des Chassis weniger als f aufgrund des Verlangsamens des Chassismotors 40 ist. Demgemäß ist der theoretische Zuführapparatversatz geringer als g. Wenn jedoch Pc bei t = t'2 P2 erreicht, ist Pf = P2/2. Somit wird die Synchronität zwischen dem Chassismotor 40 und dem Zuführapparatmotor 18 aufrechterhalten, selbst wenn das Bewegungsprofil des Chassismotors 40 mit der Zeit variiert.
  • Obwohl die Erfindung mit Verweis auf eine bevorzugte Version davon beschrieben worden ist, wird der Fachmann verstehen, dass die vorhergehenden und vielfältige andere Änderungen, Auslassungen und Abweichungen in der Form und im Detail davon getätigt werden können, ohne von dem Schutzbereich der folgenden Ansprüche abzuweichen.

Claims (13)

  1. Verfahren zum Synchronisieren einer Bewegung in einer Umschlageinführungsmaschine, wobei eine Vielzahl von Beilagezuführapparaten (50, 52, 54, 56) zum Zuführen von Dokumenten an ein Chassis (30) verwendet wird, wobei jeder Beilagezuführapparat eine Freigabevorrichtung (70) hat zum Freigeben von Beilagedokumenten, eines zu einer Zeit, und das Chassis eine Chassisantriebsvorrichtung (40) hat zum Antreiben einer Chassistransporteinheit (32), um die freigegebenen Dokumente aufzusammeln, bevor die freigegebenen Dokumente zur Einführung zusammengestellt werden, wobei das Verfahren eine Bewegung in einem Betriebszyklus zwischen der Chassisantriebsvorrichtung (40) und jeder der Freigabevorrichtungen (70) durch Verwenden einer Vielzahl von Codiervorrichtungen (12, 20) synchronisiert, um tatsächliche Versatzbeträge der Chassisantriebsvorrichtung und jeder Freigabevorrichtung als eine Funktion der Zeit zu erhalten, wobei der Betriebszyklus eine Anzahl befehligter Positionen zum Definieren von Bewegungsprofilen jeder Freigabevorrichtung (70) relativ zu der Chassisantriebsvorrichtung (40) hat, wobei das Verfahren die Schritte umfasst zum: 1) Erhalten eines tatsächlichen Versatzes der Chassisantriebsvorrichtung (40); 2) Erhalten eines theoretischen Versatzes jeder Freigabevorrichtung (70) auf der Grundlage des zugeordneten Bewegungsprofils der jeweiligen Freigabevorrichtung (70) und des tatsächlichen Versatzes der Chassisantriebsvorrichtung (40), um den Bewegungsvorgang der jeweiligen Freigabevorrichtung zu steuern; 3) Erhalten eines tatsächlichen Versatzes jeder Freigabevorrichtung (70); 4) Erhalten der Diskrepanz zwischen dem tatsächlichen Versatz und dem theoretischen Versatz für jede Freigabevorrichtung (70); und 5) Einstellen des Bewegungsvorgangs jeder Freigabevorrichtung (70), um im wesentlichen die Versatzdiskrepanz zu eliminieren, um die Bewegung der Chassisantriebsvorrichtung (40) und jeder Freigabevorrichtung (70) zu synchronisieren.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei jedes Beilagedokument eine sich zusammen mit der Chassistransporteinrichtung (32) bewegende Kante hat, und die Umschlageinführungsmaschine wenigstens eine Wahrnehmungsvorrichtung (16) zum Wahrnehmen der Kante des freigegebenen Beilagedokumentes hat, um wenigstens eine befehligte Position zu ändern.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Chassisantriebsvorrichtung (40) mit einer konstanten Geschwindigkeit innerhalb eines Betriebszyklus läuft.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Chassisantriebsvorrichtung (40) mit einer Anzahl von Geschwindigkeiten innerhalb eines Betriebszyklus läuft.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei wenigstens ein Bewegungsprofil nicht-linear ist.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner die Schritte umfassend zum: 6) Erhalten einer Transformationsfunktion zum Versatzabbilden von der Chassisantriebsvorrichtung (40) zu jeder Freigabevorrichtung (70) bei jeder der wenigstens einen befehligten Position; 7) Erhalten eines Wertes der Transformationsfunktion, der dem tatsächlichen Versatz der Chassisantriebsvorrichtung (40) entspricht; und 8) Versatzabbilden des tatsächlichen Versatzes zu jeder der Freigabevorrichtungen gemäß dem erhaltenen Wert der Transformationsfunktion, um den theoretischen Versatz jeder Freigabevorrichtung (70) zu erhalten.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 6, ferner die Schritte umfassend zum: 9) Erhalten des tatsächlichen Versatzes jeder Freigabevorrichtung; 10) Vergleichen des tatsächlichen Versatzes jeder Freigabevorrichtung (70) mit dem theoretischen Versatz der jeweiligen Freigabevorrichtung, um die Diskrepanz dazwischen zu erhalten; und 11) Einstellen der Bewegung jeder Freigabevorrichtung (70), um im wesentlichen die jeweilige Diskrepanz zu eliminieren.
  8. Apparat zum Synchronisieren einer Bewegung in einem Betriebszyklus zwischen einer Chassisantriebsvorrichtung (40) zum Treiben einer Chassistransporteinrichtung (32), um freigegebene Dokumente aufzusammeln, bevor die freigegebenen Dokumente zur Einführung zusammengestellt werden, und wenigstens einer Freigabevorrichtung (70) zum Freigeben von Beilagedokumenten, eines zu einer Zeit, und die einen Teil eines zum Zuführen von Beilagedokumenten verwendeten Beilagezuführapparates (50, 52, 54, 56) bildet, in einer Umschlageinführungsmaschine durch Verwenden von Codiervorrichtungen (12, 20), um tatsächliche Versatzbeträge jedes Bewegungvorgangsmechanismus als eine Funktion der Zeit zu erhalten, wobei der Betriebszyklus eine Anzahl befehligter Positionen zum Definieren von Bewegungsprofilen jeder Freigabevorrichtung (70) relativ zu der Chassisantriebsvorrichtung (40) hat, wobei die Vorrichtung umfasst: eine erste Codiervorrichtung (12) zum Erhalten des tatsächlichen Versatzes der Chassisantriebsvorrichtung (40); eine Verarbeitungsvorrichtung (14) zum Berechnen des theoretischen Versatzes jeder Freigabevorrichtung (70) auf der Grundlage des zugeordneten Profils davon und des tatsächlichen Versatzes der Chassisantriebsvorrichtung (40), um den Bewegungsvorgang der jeweiligen Freigabevorrichtung (70) zu steuern; eine Vielzahl zweiter Codiervorrichtungen (20), jede zum Erhalten des tatsächlichen Versatzes einer Freigabevorrichtung (70); eine Vergleichsvorrichtung (22) zum Erhalten der Diskrepanz zwischen dem tatsächlichen Versatz und dem theoretischen Versatz für jede Freigabevorrichtung (70); und eine Steuervorrichtung (24) zum Einstellen des Bewegungsvorgangs jeder Freigabevorrichtung (70), um im wesentlichen die Diskrepanz zu eliminieren, um die Bewegung der Chassisantriebsvorrichtung (40) und jeder Freigabevorrichtung (70) zu synchronisieren.
  9. Apparat gemäß Anspruch 8, wobei die Chassisantriebsvorrichtung einen Motor (40) umfasst.
  10. Apparat gemäß Anspruch 8, wobei die Freigabevorrichtung einen Motor (70) umfasst.
  11. Apparat gemäß Anspruch 8, wobei die erste Codiervorrichtung (12) einen optischen Codierer umfasst.
  12. Apparat gemäß Anspruch 8, wobei die zweite Codiervorrichtung (20) einen optischen Codierer umfasst.
  13. Apparat gemäß Anspruch 8, wobei die Verarbeitungsvorrichtung einen elektronischen Prozessor (14) umfasst.
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