專利名稱：裝訂和裁切無線膠訂的書籍的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及裝訂一種無線膠訂的軟皮書的系統(tǒng)和方法。具體地說，這樣一個軟皮書包括許多紙頁(稱為書芯)，它們的一個邊緣稱為背脊。封皮具有一種適當?shù)姆馄っ?，其厚度比書芯中的紙頁厚。該封皮具有一個覆蓋在書芯前部的封面，一個覆蓋在書芯后部的封底，以及跨過書芯背脊的中間部分。一種適當?shù)恼澈蟿┩吭跁镜谋臣购头馄ぶ虚g部分的內(nèi)側(cè)面之間。書芯中形成背脊的紙頁邊緣裹在該粘合劑中，通過固化處理，牢固地將封皮粘合到書芯上，并將書芯的紙頁相互固定，進而固定到封皮的中部，這樣允許書籍被打開到任何一頁而不會有紙頁脫落。
背景技術：
在大量生產(chǎn)上述無線膠訂的書籍的生產(chǎn)過程中，特別是改進的機械晃動書芯紙頁，以便保證紙頁的邊緣相互間完全對齊。將粘合劑(一種合適的熱熔粘合劑)涂到書芯的背脊上，封皮(它通常被預涂)被包裹在書芯的前面、背脊和背面上，并且將封皮在靠近背脊的位置牢固地夾緊書芯上，這樣封皮的中間部分被牢固地壓靠在書芯背脊與其中間部分內(nèi)表面之間的粘合劑上。由此完成將封皮粘到書芯上以及將紙頁相互粘合在一起，并粘合到封皮的中間部分上。通常，這種無線膠訂的書籍是由紙頁印刷而成的，所述紙頁比最終生產(chǎn)出來的被裝訂的書籍的所需尺寸略大一些。這些書籍裝訂后，在一個獨立的裁邊機上，沿其三個邊裁切到所需的最終大小。迄今為止，這樣的工作是在分離的機器上完成的，這需要考慮到裝訂不同尺寸書籍的設置，這樣最適于數(shù)量很多的書籍的生產(chǎn)過程。此外，上述現(xiàn)有的裝訂機/裁邊機是非常昂貴的。
近年來，由于計算機技術和激光印刷機的進步，書籍的印刷已經(jīng)有了一定的變化?，F(xiàn)在新的技術允許按需要印刷書籍。這些按需要印刷的書籍可能有不同的形式和厚度。在此已經(jīng)創(chuàng)造出一種所需形式的經(jīng)濟的裝訂機械和系統(tǒng)，它是可充分變形的，以便允許將不同大小和厚度的按需要印刷的書籍進行裝訂和裁切。即使一次必須裝訂不同形狀(尺寸)和厚度的書籍(也就是在生產(chǎn)裝訂過程中包含有一本單獨的書的拷貝)，并且這樣的裝訂和裁切工作是完全自動化的，這樣庫房管理員或維護人員需要更多地提供構(gòu)成書芯的印好的紙頁和被裝訂書籍的印好的封皮到該裝置中，并在一個短時間內(nèi)將被裝訂和裁切的書籍生產(chǎn)出來。此外，已經(jīng)有關于無線膠訂書籍的短流程的需求，其中書籍的尺寸或形狀能容易地從一個流程到另一個流程發(fā)生變化，而不需要過多地調(diào)節(jié)所述裝置來生產(chǎn)不同尺寸的書籍。
發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的幾個目的和特征中可能注意到提出了這樣一種裝訂裝置，所述裝置有足夠的速度用正確的裝訂方法來裝訂和裁切書籍的一個拷貝，同時該書籍的另一個拷貝(或另一個書籍的一個拷貝)正在按要求印刷；所提出的這樣的裝訂裝置，其一旦書芯已經(jīng)傳遞到裝訂裝置，晃動書芯的紙頁并且打磨形成書籍背脊的書芯的邊緣，以便更好的接受粘合劑。
所提出的這樣的裝訂裝置，其使用了一種適當?shù)恼澈蟿员阍O置在書芯的背脊和封皮中心部分的內(nèi)面之間；所提出的這樣的裝訂裝置，其將封皮的中間部分相對于背脊基本對中地夾持在靠近背脊的書芯前后邊緣處，由此使得粘合劑將封皮恰當?shù)卣澈显诒臣股?，并且將書芯的紙頁相互粘合在一起并粘合到封皮的中間部分上；所提出的這樣的裝訂裝置，其具有一個裁切器，裁切器適于接受來自夾持部件的過大尺寸的裝訂的書芯和封皮，以便裁切其第一邊緣，轉(zhuǎn)動90度再裁切第二邊緣，再轉(zhuǎn)動90度再裁切其第三邊緣，然后將這樣的裝訂并裁切完的書籍推出。
所提出的這樣的裝訂和裁切裝置，其可以自動地設置以裝訂和裁切不同厚度和尺寸的書籍，使得不同尺寸書籍的單獨拷貝能可靠地裝訂和裁切成確定的大小，而不需要手動設置，并且不需要用樣本書芯和封皮來做裝訂試驗；所提出的這樣的裝訂和裁切裝置有一個大約一分鐘/書的裝訂/裁切速率；所提出的這樣的裝訂和裁切裝置和方法，其為書籍提供一個寬的尺寸范圍(如在6英寸×9英寸和8以及11英寸之間)和一個寬的厚度范圍(如范圍在英寸到大約1英寸)；所提出的這樣的裝訂和裁切裝置，其根據(jù)所接收的對應于被裝訂書籍的尺寸和厚度(頁數(shù))的數(shù)據(jù)自動地調(diào)整夾持部件，保證為該書提供的封皮正確地與書芯的背脊對中，以及正確地調(diào)整裁切器來裁切書芯及封皮多余的寬度和高度，由此按所需尺寸裝訂而生產(chǎn)出成品書籍；所提出的這樣的裝訂和裁切裝置，其中可以適于書籍的不同尺寸和形狀，并且在裝置上為不同作業(yè)(如書芯的背脊與封皮的中部對中、以及裝訂完的書籍的邊緣或頁變的裁切作業(yè))的各種調(diào)整根據(jù)輸入到控制系統(tǒng)中的信息自動地調(diào)節(jié)，將與該信息相關的數(shù)據(jù)或使用手動或是自動地輸入到系統(tǒng)中；所提出的這種裝置能轉(zhuǎn)動一種預定尺寸的一書籍，然后同時可裝訂另一種預定尺寸的另一書籍；所提出的這樣的裝訂和裁切裝置，它不需要為使用它而進行特殊的培訓，它具有經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)，具有一個較快的生產(chǎn)速度以及在運行中是可靠的。
其它的目的將在下文中部分地揭示和部分的指出。
簡單地說，本發(fā)明的裝訂和裁切裝置包括一個可沿工作路徑移動的滑車，該滑車上裝有許多用來構(gòu)成一個矩形的書芯的大致矩形的紙頁，書芯的紙頁定向排列使得書芯的較小的尺度垂直伸延，而使得書芯的較大的邊緣成為最低的水平的書芯邊緣，該最低的邊緣被認為是書芯的背脊。所述工作路徑有一個晃動工位，一個打磨工位，一個粘合劑涂布工位，一個夾持工位和一個裁切工位順序設置。所述滑車松弛地夾持著松散的書芯紙頁，使得一個晃動機械可以機械地震動這些紙頁，以便使這些紙頁相互移動，以至每張紙頁的最下邊的邊緣處于相互對應的位置，進而使得構(gòu)成書芯背脊的紙頁的邊緣基本上在同一水平面上，而使紙頁的較小的邊緣基本上在相同的垂直面上。所述滑車牢牢地掌握著晃動中的紙頁，并將書芯從晃動工位送到打磨工位，在此一個適合的刀具打磨(如劃槽)書芯的最下面的邊緣，以便保證一個基本共平面的背脊。然后，所述滑車將書芯轉(zhuǎn)送到粘合劑涂布工位，在此涂布一種適合的粘合劑。在裝訂工位，設置一個用于被裝訂的書籍的封皮，使封皮的中間部分與書芯的背脊對齊并且大致與其對中，將粘合劑設置在背脊和封皮的內(nèi)側(cè)面之間。裝訂工位包括一個夾緊器，其在靠近背脊處與封皮嚙合，并在靠近背脊處強制地將封皮壓緊在書芯的前后面上，由此將封皮的中間部分粘合到書籍的背脊上，使粘合劑將封皮裝訂到書籍的背脊上并由粘合劑將書芯的紙頁在靠近背脊處裝訂在一起，并裝訂到封皮的中間部分上。所述滑車進一步帶著裝訂的書籍到裁切工位。所述裁切工位有一個能夠裁切裝訂后的書籍的裁刀。裁切工位具有一個書籍定位器，它用于將被裁切的書籍的第一邊緣相對于裁刀定位在所需的位置，使得在裁刀動作時，封皮和書芯沿第一邊緣以一個預定的量從書籍上裁下。裁切工位進一步具有一個用于將書籍轉(zhuǎn)動90°的書籍回轉(zhuǎn)機械，這樣使被裁切書籍的第二邊緣面向裁刀。書籍定位器相對于裁刀移動書籍，使得隨著裁刀的動作，將封皮和書籍沿第二邊緣的一個預定的量裁離書籍。然后，書籍轉(zhuǎn)動機械再轉(zhuǎn)動90°使被裁切書籍的第三邊緣面向裁刀。書籍定位器相對于裁刀移動書籍，使得隨著裁刀的動作，沿封皮和書籍的第三邊緣的一個預定的量被裁離書籍，由此生產(chǎn)出沿三個邊緣按預定尺寸裁切的完成裝訂的書籍。
圖1是本發(fā)明的裝訂/裁切機的俯視圖，顯示了一個工作路徑，沿該路徑一個被裝訂的書籍轉(zhuǎn)送到一個晃動工位JS，然后到一個打磨工位MS，然后到一個粘合劑涂布工位AS，然后到一個將書芯與封皮裝訂在一起的裝訂工位BS，然后把裝訂過的書和封皮輸送到一個裁切工位TS，在此裝訂過的書籍的多達三個邊緣被裁切到預定的尺寸；圖2是一個正視圖，為從圖1所示的裝訂/裁切機上沿書芯所經(jīng)工作路徑的視圖；圖3是沿圖2中3-3線顯示的左端視圖；圖4是圖1所示裝訂/裁切機的一個后視圖；圖5是一個沿圖2中5-5線截取的橫截面圖，其尺度比圖1-4中所示的裝訂/裁切機略大，其顯示了一個部分剖開的剪式裁切器，以便顯示一個凹座，該凹座容納著一個裝訂后的書籍，并在書籍沿預定的邊緣或頁邊裁切的同時夾持著書籍；
圖6是圖4的左側(cè)部分的一個部分側(cè)視圖，顯示出略微放大的裁切工位；圖7是圖6的俯視圖，顯示裁切工位；圖8是沿圖6中8-8線截取的剖視圖，顯示容納在凹座中的書籍能夠在一個抬起的位置和一個下部的位置之間垂直移動，在抬起位置凹座容納一個被裝訂的書籍以便被裁切，在下部位置(如圖6所示)被夾持在凹座中的書籍定位，以便由一個剪式裁切機裁切；圖9是圖8的俯視圖；圖10是一個書芯的立體圖；圖11是一個封皮半成品的平面圖，顯示了封皮半成品的前后封皮和一個中間部分，并且進一步顯示出在書籍裝訂完成后，封皮的邊緣或頁邊被裁成預定的尺寸；以及圖12是本裝置的電子系統(tǒng)的示意圖。
在不同的附圖中相應的部件由相應的標記表示。
具體實施例方式
現(xiàn)在參見附圖，本發(fā)明的一個裝訂/裁切裝置，其整體用標記1表示。該裝訂/裁切裝置具有一個由方形鋼管焊接成的支架3。一個外殼可以固定到該支架上，但是為了清楚已將它略去。所述支架有一對相間的大致沿裝訂/裁切裝置的縱向伸延的水平支架導軌3a、3b。一個輸送機5設置在支架導軌之間，用于沿工作路徑wp按下文將說明的方式傳遞或輸送一個書芯BB。輸送機5包括一個可沿水平方向移動的滑車7，所述滑車7通過滑車輪CW支撐在滑車導軌8a、8b上，最好如圖3所示，滑車導軌8a、8b分別安裝在支架導軌3a、3b上。通過輸送機步進電機M1沿滑車導軌動力驅(qū)動滑車，輸送機步進電機通過一個以標記CB表示的齒式調(diào)速皮帶和滑輪結(jié)構(gòu)來驅(qū)動滑車。最好如圖4所示，調(diào)速皮帶的一端安裝到滑車7的一端，而該皮帶繞過在電機M1上的驅(qū)動滑輪和另一個樞軸地安裝在支架3上的滑輪，其另一端安裝到滑車的另一端。最好輸送機電機M1是由一個控制系統(tǒng)CONT驅(qū)動的步進電機，如圖12所示并將在下文中說明，這樣根據(jù)滑車7的參考表面精確地知道滑車的位置(以及由其攜帶的書芯的位置)(例如在其中大約0.005英寸以內(nèi))，這樣當書芯沿工作路徑被載帶或當書籍被裝訂或被裁切時，通過控制系統(tǒng)CONT可以精確地知道書芯的位置，這將在下文詳細地說明。以這樣的方式，在控制系統(tǒng)CONT的控制下，當給電機M1通電時，滑車可以沿工作路徑WP精確地步進到任何位置或工作工位，而書芯將被精確地定位在所需的位置。電機M1能反向驅(qū)動，以便沿輸送機以相反的方向移動滑車7，使滑車返回其起始位置，以便接收下一本書芯來進行裝訂。
參見圖10，顯示書芯BB包括許多紙頁P，這些紙頁一般構(gòu)成被裝訂書籍的內(nèi)頁。構(gòu)成書芯的紙頁的數(shù)量可以在裝訂/裁切機1的裝訂厚度范圍的最小數(shù)量和最大數(shù)量紙頁之間調(diào)節(jié)。例如，書芯BB的厚度可能在大約英寸(6.4毫米)(或至少)到大約1英寸(3.8厘米)(或較多)之間。根據(jù)所用的紙頁的厚度，這樣的厚度范圍可以調(diào)整書籍最多達750頁(或較多)。由裝置1裝訂的書籍的最小厚度基本上決定于裝訂在封皮中的書芯的最小厚度。總的來說，少于大約50頁的書芯不易被裝訂，但是在理論上，即使僅有一頁紙的書籍也能由本發(fā)明的裝訂/裁切機裝訂。
典型地，書芯BB的紙頁P上的前后面被打印，并且紙頁是具有長邊和短邊的矩形。例如，紙頁可以在6英寸×9英寸(15.2×22.9厘米)的矩形和8×11英寸(20.3×27.9厘米)的范圍或在上述范圍內(nèi)的任何矩形的數(shù)值。當然，通過采用所屬領域普通技術人員公知的方式調(diào)節(jié)或重新設置裝訂/裁切機1的尺寸，也可以調(diào)整其它的形狀。顯然，本發(fā)明的裝訂/裁切裝置1在其尺寸范圍內(nèi)可以自動地調(diào)整任何書籍的尺寸。書芯BB的一個邊緣作為書芯的背脊S。正如所預期的，在將書芯BB置于本發(fā)明的裝訂/裁切裝置1上時，書芯背脊對應與在書芯下面的水平邊緣(通常為一個較長的矩形邊)，如圖1和2所示。在書籍紙頁的兩面上通過采用適當?shù)碾p面激光打印機打印，或可以由任何普通的打印程序打印(如膠印或類似的印刷方式)。
如圖11所示，書芯BB適于采用一種稱為無線膠訂的裝訂技術或方法裝訂在一個合適的封皮C中。通常，采用稱為無線膠訂的方法裝訂的書籍是軟封皮的書。一般封皮C具有一種重量比書芯BB中的紙頁重的合適的材料，并且被涂有涂層，以便具有一個更好的效果并可以涂上顏色。所述封皮由一個封面FC，一個封底BC和一個在封面與封底之間的中間部分CP。中間部分CP的寬度一般對應與被印刷好的書籍的厚度。通常書芯的紙頁P和封皮C的尺寸相對于最終被裝訂的書籍的尺寸略微大一些，這樣在書芯裝訂到所述的封皮中之后，裝訂后的書籍的頁邊被裁切到一個預計的大小，以達到所需的尺寸，并且沿書籍的邊緣或頁邊(最好沿三個邊)具有平直的邊緣。如圖10和11所示，書芯BB和封皮C的過大的尺寸邊緣顯示為頁邊邊框TMl-TM3。
如所提到的，書芯BB和封皮C可以用任何方法來印刷。然而，本發(fā)明由于裝訂/裁切裝置1能夠直接地將被裝訂的書籍設置成在一個預定的書籍尺寸范圍(如從6英尺×9英寸(15.2×22.9厘米)到8×11英寸(20.3×27.9厘米)，和任何在該范圍內(nèi)的矩形尺寸的結(jié)合，以及厚度范圍在大約50頁到大約750頁內(nèi)的任何尺寸和形狀，本發(fā)明的裝訂/裁切裝置特別適于裝訂和裁切美國專利US5465213所描述的裝置按要求印刷出的書籍和封皮的單件拷貝，該美國專利US5465213已經(jīng)轉(zhuǎn)讓給密蘇里圣路易斯市的On DemandMachine Corporation。以上述方式，按要求印刷的裝置可以以第一種形狀(如6×9)印制第一本書的一個單件拷貝300頁，而本發(fā)明的裝訂/裁切裝置1將自動地根據(jù)被裝訂的書籍的厚度和尺寸的相關數(shù)據(jù)，確定(計算出)封皮C的中間部分CP的寬度和頁邊邊框TM1-TM3，以便在本發(fā)明的裝訂/裁切裝置1能夠調(diào)節(jié)的書籍尺寸的范圍內(nèi)裝訂任何尺寸的書籍。裝訂/裁切裝置具有一個相當快的運行周期，它將在完成裝訂和裁切第一本書籍的同時按要求在印刷裝置上印制第二本書籍。所述第二本書籍可能具有與第一本書籍完全不同的尺寸和厚度，而只要第二本書也是在裝訂/裁切裝置能夠調(diào)節(jié)的書籍尺寸的范圍內(nèi)，裝訂/裁切裝置1將自動地按第二本書籍進行調(diào)節(jié)。
與書芯BB和封皮C印刷無關，書芯BB被置于可沿輸送機5在水平方向沿工作路徑WP移動的滑車7中。正如將在下文中說明的，滑車7基本設置在工作路徑WP的中間，并且有一個總體用標記9表示的滑車夾持機械，所述夾持機械有選擇地致動來牢固地將書芯的紙頁P相互間夾緊。所述夾持機械9具有垂直夾緊部件11a、11b，在夾持機械動作時，夾緊部件最好自行對中(不管書芯的厚度如何)，這樣當書芯BB被夾持在滑車上時，它也與工作路徑WP對中。使夾緊部件11a、11b自行對中的驅(qū)動由電動機M2來進行。電動機M2通過一個適合的自行對中齒輪裝置驅(qū)動(圖中未顯示)驅(qū)動夾持機械，這樣夾持機械牢固地夾著書芯BB，使得當電動機M2停轉(zhuǎn)時，已知夾緊部件已經(jīng)在書芯上施加了足夠的夾緊力，以便在書芯沿工作路徑WP傳送到不同的工位并預計在書芯上進行不同的加工時，其牢牢地將紙頁相互夾持在一起，這將在下文中說明。夾緊部件11a、11b夾緊書芯BB的前后面，但是書芯的下頁邊卻未受夾緊部件的約束。最好，大約2厘米的書芯部分從夾緊部件向下伸出。
參見圖1、2和4，顯示滑車7和所載帶的書芯BB是在一個第一工位，稱作晃動工位JS，在此書芯裝到滑車7上，并且在此書芯的紙頁被機械地震動或搖晃，以便允許紙頁相互間相對移動，這樣構(gòu)成書芯的紙頁的大多數(shù)下邊緣支承在一個水平面13上，這樣各個紙頁的前后緣和上緣基本上相互對齊。正如前面所述，書芯的下部的長邊稱為書芯的背脊S，撂在晃動工位的表面13上。搖晃作業(yè)通過一個用標記15表示的電子機械震動器(如圖2所示)震動承載在滑車中的書芯來完成，所述電子機械震動器15具有一個通過有回彈力的臂19連接到表面13的震動電磁線圈(螺線管)17。電磁震動線圈在控制系統(tǒng)CONT的控制下，由一個適當?shù)碾娫?圖中未示出)提供電力。最好，在晃動作業(yè)當中，致動夾持機械9，將書芯的紙頁P夾持在垂直狀態(tài)，但是寬松地夾持書芯的紙頁，使其在晃動作業(yè)過程中相互間能夠相對移動，由此使得紙頁間能夠相互對齊。在晃動作業(yè)過程中，書芯的紙頁被適當?shù)恼饎樱绱耸沟眉堩撓鄬τ诨?向下移動，書芯紙頁的后緣接觸到一個垂直表面21。這樣滑車7的垂直表面21為書芯的后緣給出了一個精確的參考位置。以一種將被顯示的方式，在書芯(后具有封皮)從一個工位沿工作路徑傳送到另一個工位過程中，按照所提供的被裝訂書籍的書芯和封皮的尺寸，控制系統(tǒng)CONT參照垂直承載表面21能夠計算出書芯和封皮的前緣。書芯(和裝訂后的書籍)的后緣由參考表面21確立后，也起到將書籍相對于裁切裝置精確定位的作用，裁切裝置為本發(fā)明的裝訂/裁切裝置1的一部分，這將在下文中詳細說明。
此外，晃動工位的水平面板13在書芯沿工作路徑WP傳送過程中，作為確立書芯背脊S高度的參考表面。如上所述，滑車7由輸送機步進電機M1驅(qū)動通過裁切皮帶和滑輪結(jié)構(gòu)CB，沿工作路徑WP移動，這樣滑車7的位置(以及由其載帶的書芯的位置)，可以沿工作路徑精確地控制在任何點上，達到大約0.005英寸或大約0.127毫米的精確程度。隨著晃動作業(yè)的完成(這可能僅花費大約一秒時間)，滑車夾持機械電動機M2通電，以便在滑車沿工作路徑移動過程中，由夾持機械9牢牢地將書芯的紙頁夾持在一起，并將書芯BB相對于滑車7穩(wěn)定地保持在一個固定的位置。裝訂的書芯BB的厚度和由夾緊部件11a、11b作用的夾持力，由通電的電機M2來調(diào)節(jié)，以便閉合夾持機械，在夾持部件牢固地與書芯嚙合并在其上施加夾持力時，允許電機M2停機。
滑車7和其載帶的書芯BB由輸送機5從第一或晃動工位JS沿工作路徑WP移動到一個第二工位。該第二工位稱為打磨工位MS，在此一個整體標記為23的機械打磨或背脊劃槽頭打磨或以其它方法從書芯的每一頁的下部邊緣(如背脊S)去掉一部分，由此確保書芯的背脊具有一個粗糙的表面，以便更好地涂敷粘合劑，并且確保紙頁的下部邊緣是在一個面上。此外，顯然打磨頭23可以用來在書芯的背脊上成型或打磨交叉的槽，以便有助于書芯的紙頁相互間的裝訂，以及用粘合劑將封皮裝訂到書籍上，這將在下文中說明。打磨工位MS具有一個整體由標記27表示的由電機M3驅(qū)動的真空的塵土或碎片收集器(吸塵器)。吸塵器的入口在圖1中用29表示。打磨頭23由電機M4以高速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，并具有一個打磨刀片31(如圖2所示)，它在書芯被滑車7運送到打磨頭的上方時，與書芯的背脊嚙合。顯然，打磨作業(yè)僅是要去掉一點或不去掉書芯的背脊S，而使背脊的表面粗糙并在背脊上獲得一個理想的粘合劑粘合表面。打磨刀片31是裝在快速旋轉(zhuǎn)的打磨頭上的單個的刀片，并且根據(jù)裝有書芯的滑車7的速度在打磨頭上作橫向移動，打磨頭將使背脊粗糙并在背脊上劃出淺槽。這些槽保持涂敷在其上的粘合劑，而結(jié)果使背脊S被牢固地粘合到封皮的中間部分CP上。
沿著工作路徑WP打磨工位MS的下游工位設置為粘合劑涂布工位AS。如圖所示，所述粘合劑涂布工位包括熱溶粘合劑槽32(如圖1所示)，其中將一定量的書籍裝訂技術中已知的一種類型的熱溶粘合劑加熱成為液態(tài)。
粘合劑涂布工位AS進一步具有一個粘合劑涂布輥33，其部分浸在液態(tài)熱溶粘合劑中并且受電機M3驅(qū)動來轉(zhuǎn)動，這樣該輥粘取一定的液態(tài)熱溶粘合劑在其外圓面上。涂布輥33的上部設置成，在裝在滑車7中的書芯沿工作路徑WP運送到涂布輥33的上方時，其與書芯BB的背脊接觸。這樣在書芯的背脊運送到涂布輥33的上方時，一定量的熱溶粘合劑涂布到書芯的背脊上。涂布輥33受電機M5驅(qū)動(如圖1所示)，以大致與滑車7沿工作路徑WP移動速度相同的表面速度轉(zhuǎn)動，以便從粘合劑槽32中粘取熱溶的粘合劑，并當書芯被運送到涂布輥上方時，在書芯的背脊S上涂布一個基本連續(xù)的液態(tài)熱溶粘合劑層。該輥的電機M5由一個在滑車7移動中接近和離開粘合工位時觸動的微動開關控制通電和斷電。顯然粘合劑槽32具有適宜的加熱器，以便將粘合劑加熱到所需的溫度，還具有一個將粘合劑槽中的粘合劑保持在一個所需的溫度的溫度控制系統(tǒng)。
書芯BB被滑車7從粘合劑涂布工位AS運送到下一個工位，稱作裝訂工位BS。在裝訂工位，具有整體以標記35表示的一個裝訂夾緊器。該夾緊器包括一對自對中的由電機M6動力操作的夾緊部件35a、35b。所述夾緊部件設置在書芯的相對側(cè)邊上。夾緊部件35a、35b在打開和閉合位置之間由電機M6通過一個適宜的齒輪系裝置(圖中未示出)驅(qū)動。如圖1所示，夾緊部件35a、35b是在其打開位置，在其內(nèi)側(cè)邊緣間相間的距離足以能容納書芯BB裝訂上一個封皮C后的厚度。
參見圖2，可見夾緊部件35a、35b僅被設置在低于滑車7的底部表面13的高度，使得該夾緊部件嚙合書芯側(cè)面的位置低于滑車夾緊部件11a、11b的高度，正好高于書芯的背脊S的高度。裝訂夾緊器的一個側(cè)邊鉸接地安裝在導軌3a上，并且可選擇地在下部位置之間移動，在下部位置，當滑車7將書芯(其背脊上涂有粘合劑)移入裝訂夾緊器35上方的位置時，夾緊部件35a、35b設置在低于書芯背脊S的高度。夾緊部件35a、35b具有封皮定位銷36，其將封皮C精確地相對于將被裝訂在封皮內(nèi)的書芯BB定位。以這種方法，隨著封皮安裝在夾緊部件35a、35b上，封皮的中間部分CP可以設置在夾緊部件35a、35b之間的開口上方，而封皮基本上與書芯的背脊對中。
當裝有書芯BB的滑車7停止在裝訂工位BS，所述書芯被置于封皮C的上方，使背脊S在封皮的中間部分CP的上方。所述書芯從粘合劑涂布工位輸送到裝訂工位，時間如此之短，以至于在裝訂操作開始之前，粘合劑基本上還一點也沒有冷卻或剛開始固化。隨著書芯設置在封皮中間部分的上方以及書芯基本上精確地相對于封皮定位(也就是，書芯背脊S相對于封皮在橫向和縱向上居中)，一個液壓泵/電動機組件PM4被通電，以在液壓缸37上施加一個壓力，以便使夾緊器35從其下部位置上升到抬起的裝訂位置，在該位置夾緊器35的一部分基本上是水平的，并且在該位置一個在夾緊部件35a、35b之間的表面38從低于封皮C的中間部分CP的外側(cè)面處移動到與其接觸的位置，抬起封皮的中間部分并施加作用力使封皮與書芯背脊S上涂敷的粘合劑粘合接觸。然后，夾緊部件35a、35b由電機M6驅(qū)動閉合，通過自對中機構(gòu)來確保夾緊部件35a、35b基本上同時地嚙合書籍外表面高于背脊S高度。當夾緊部件35a、35b夾在封皮C和書芯BB上時，電機M6將停機，這樣保證施加足夠的夾緊力來正確地裝訂書籍。
當夾緊部件夾在封皮和書芯上時，有一個繞背脊伸展封皮的趨勢，并且書芯的下頁邊靠近背脊S，由此不會在封皮C的中間部分CP上形成皺紋。夾緊部件35a、35b在被裝訂書籍的前后面上僅高于背脊S的高度上施加一個夾緊力。夾緊部件保持夾緊所述書籍僅大約數(shù)秒鐘，直到粘合劑完全固化(即冷卻)，由此實現(xiàn)將書芯裝訂到封皮中間部分的內(nèi)面上。夾緊部件35a、35b的外表面可以涂上具有適當?shù)牡湍Σ亮?沒有粘性的材料，如聚四氟乙烯，以保證封皮C可以在夾緊部件上自由地移動，并且保證任何濺出的熱溶粘合劑可以從夾緊部件上容易地清除掉。
最好，隨著書芯相對于封皮精確地定位，封皮和書芯的所要求的裁切頁邊TM完成。封皮C和書芯的相對位置，通過書芯放置在滑車7中的位置，如通過垂直參考表面21，以及在裝訂工位BS的預定的位置上設置封皮C來建立。以這樣的方法，隨著封皮C正確就位，滑車將停止在裝訂工位，使書芯BB的背脊S相對于封皮的中間部分CP對中，并使書芯基本上在高度上相對于封皮對中。同時在任何情況下，還沒有發(fā)現(xiàn)需要某種比普通封皮C的原材料更厚的原材料。封皮C可以采用在上述本文中引證的本人在美國專利申請09/016,156中所展示的方式，沿封皮的中間部分CP的兩側(cè)中的任何一側(cè)被壓凹痕。
這時，在書芯被滑車夾緊部件11a、11b夾持時，液壓泵電機PM4通電，從下部或縮回位置將裝訂夾緊器35提升到抬起位置，在此夾緊部件35a、35b基本上是水平的，并且在書芯被滑車夾緊部件11a、11b夾持時，在此夾緊部件的內(nèi)緣設置在僅高于書芯的背脊S的高度的大致水平面內(nèi)。夾緊器35從其下部位置向其抬起位置的移動對裝訂夾緊器的中間部分施力，見標記38，抵靠封皮C的中間部分CP的下側(cè)面，進而接觸到書芯背脊S，有效地施加作用力在涂在背脊S底面的粘合劑上，相對于封皮的中間部分粘合裝訂，并繞背脊伸展封皮使在背脊上的褶皺基本上被消除。在這時，電機M6通電，有力地閉合夾緊部件35a、35b在封皮和書芯僅高于背脊S的高度的外側(cè)面上。如上所述，背脊相對封皮中間部分的內(nèi)側(cè)面粘合裝訂。術語“粘合裝訂”不表示背脊S需要在封皮上施加壓力，但是，在裝訂夾緊器35完全移動到其抬起位置后，最好(但不是必須)，一個間隙(如幾毫米)留在背脊S的底面和封皮中間部分CP的內(nèi)側(cè)面之間，保證一層粘合劑留在背脊和封皮之間，以實現(xiàn)令人滿意的書芯與封皮的裝訂效果。顯然，如果書芯被強制力結(jié)合到封皮的內(nèi)側(cè)面上，多余的仍是液態(tài)的(或其它可流動的)粘合劑可能從背脊和封皮之間擠壓出來，結(jié)果減弱了書籍的裝訂強度。此外，顯然，上述由打磨刀片31隨意成型在背脊S上的槽起容納更多量的粘合劑的作用，并且提供粘合的附加表面積，由此達到增加紙頁與封皮相互間粘合裝訂強度的效果。顯然，隨著在裝訂工位書芯BB的紙頁由滑車夾緊部件11a、11b牢牢地夾持，以及隨著封皮C設置在裝訂夾緊器35的上表面上(如由定位銷36設置)，裝訂夾緊器35的向上移動，如前所述，導致封皮相對于書芯向外打開成為封面FC和封底BC，各自以基本水平的狀態(tài)處于滑車7的下面。
顯然，如上所述，熱溶粘合劑可以省略和去掉代之以常溫粘合劑，正像在本文中引證的，本人在1998年1月30日提交的美國第09/016,156號專利申請中所描述的那樣。在這樣的情況下，不在書芯BB的背脊S上涂布一層熱溶粘合劑(如上所述)，而是涂布適當量的常溫固體粘合劑，它可以粘到封皮C的中間部分的內(nèi)側(cè)面上，或在書芯沿工作路徑WP移動時粘到書芯的背脊S上。在使用常溫粘合劑的情況下，前述粘合劑涂布工位AS，被在本人1998年1月30日提交的美國第09/016,156號專利申請中所描述的、粘合劑涂布工位所代替。此外，如上所述的裝訂工位BS被本人上述專利申請中所述的超聲波粘合劑活化系統(tǒng)所代替。在這樣的超聲波粘合劑活化系統(tǒng)中，一個如在本人上述專利申請中所述的超聲波觸角(horn)(工具)與封皮C的中間部分CP的下表面發(fā)生接觸，而所述工具形成共振，由此從所述工具通過封皮的厚度來傳遞超聲波能量，以便加熱粘合劑(由此使其激活或融化)。超聲波能量強有力地幫助現(xiàn)有的活性或液體粘合劑與組成書芯BB的背脊S的紙頁粘合接觸。以這種方式，在背脊S的范圍內(nèi)，超聲波能量垂直地以與書芯的紙頁的最低下的頁邊之間的一個短距離(如百分之一英寸)作用到粘合劑上，將構(gòu)成書芯背脊的紙頁的邊緣埋入粘合劑中，并確保封皮中部的內(nèi)側(cè)面粘附到書籍的背脊上。應當注意到，這樣的超聲波能量激活粘合劑的時間可能是很短的(幾分之一秒鐘)，這取決于書籍的厚度和高度。隨著超聲波能量的移開，粘合劑將基本立刻冷卻，這樣允許被裝訂的書籍快速地從夾緊部件35a、35b上移開。由本發(fā)明的裝訂/裁切裝置1可以容易地在熱溶粘合劑和可被超聲波激活的常溫粘合劑之間轉(zhuǎn)換。為了容易地實現(xiàn)上述轉(zhuǎn)換，使用熱溶粘合劑(如在本文中說明的)的所述粘合劑涂布工位AS，作為一個單元可以從支架3上移走，而裝上常溫粘合劑涂布器和超聲波粘合劑活化單元，就像在本文中所引證的上述專利申請中所描述的那樣。
如上所述，封皮C和構(gòu)成書芯BB的紙頁P通常被印刷在過大的毛坯上，該毛坯需要沿書芯的三個邊頁或裁切頁邊TM1、TM2和/或TM3(既沿頂部、外側(cè)部和底部頁邊)進行裁切，生產(chǎn)出精確的、具有均勻的頂部、底部和外側(cè)部邊緣的預定尺寸的書芯。制成按要求印刷的書籍的封皮C的封皮材料具有這樣的尺寸，它允許印刷書籍厚度的封皮的中間部分CP的寬度范圍可以被調(diào)節(jié)，以便適應上述各種書籍厚度的相關寬度范圍(如上所述)，這樣印刷封皮的前后面和封皮的中間部分，以便基本上與毛坯封皮的尺寸對中。
按本發(fā)明的裝訂/裁切裝置1的一個方面，現(xiàn)在滑車7進一步沿工作路徑WP將被裝訂的書籍從裝訂工位BS輸送到另一個工位，稱作裁切工位TS。以下面將說明的方式，被裝訂的書籍(既書芯BB和封皮C)的一個、兩個或三個邊緣在裁切工位TS進行裁切(既裁掉上述裁切頁邊TM)，由此使得被裝訂的書籍以一個整潔的外觀生產(chǎn)出精確的、具有整潔和均勻的頁邊的預定尺寸裝訂好的書籍。
參見圖2，當被裝訂的書籍由滑車7從裝訂工位BS輸送到裁切工位TS時，封皮被裝訂到書芯的背脊上，但封皮張開成部分打開的狀態(tài)(既封皮沒有攤平在書芯上)，并且滑車夾緊部件11a、11b保持與書芯的前后面夾緊嚙合。此外，書籍的背脊設置在書籍的較低的水平邊緣上，而書籍的后緣保持與垂直表面21結(jié)合，由此將書籍相對于滑車7正確地設置。以這樣的方式，由于控制系統(tǒng)CONT“知道”所需的最終完成的書籍的最后(預定的)尺寸，紙頁P和書芯BB所用毛坯的尺寸，以及印刷封皮C所用的毛坯的尺寸，控制系統(tǒng)有足夠的信息來計算沿書籍的頂部、底部和外側(cè)部裁切的頁邊TM，以便得到一個完成的裁切好的所需尺寸的書籍。
當滑車7沿工作路徑WP移動到裁切工位TS，書籍夾緊電機M2通電，以便打開夾緊部件11a、11b并由此放開被裝訂的書籍B，這樣允許書籍垂直落入整體用標記41表示的裁切凹座。如將在下文中所描述的那樣，在書籍被放開并落入凹座41后，滑車7抬起使得參考表面21再次與書芯的后緣接觸，并且向前輕推在凹座41中的書籍(既在圖1中向著裝置1的右手端)，由此使書籍在凹座41中并相對于裁刀(將在下文說明)精確定位，以使裁切的頁邊TM可以正確地從書籍上裁下，使書籍具有預定的尺寸。隨著書籍完全就位在凹座41中，書籍定位使其背脊構(gòu)成其下部邊緣，其紙頁垂直，并且一個裁切的邊緣設置成朝向裁切機。封皮C的前后面FC和BC設置在書芯的前后紙頁上，就像書籍處在其通常的閉合狀態(tài)。
顯然，參考表面21抬起或輕推在凹座41中的書籍的距離通過控制系統(tǒng)CONT計算出來，事變根據(jù)被裁切的書籍的尺寸將書籍定位在其中。
凹座41安裝在一個可垂直移動的凹座升降機43上，升降機43可由一個動力絲杠驅(qū)動裝置49驅(qū)動，在導軌輥47上沿一個垂直導軌45選擇的垂直移動，絲杠驅(qū)動裝置49包括一個以止推方式安裝在軸承53中的垂直驅(qū)動絲杠51，所述軸承53安裝在支架3上。驅(qū)動絲杠由一個電動步進電機M7通過一個調(diào)速的皮帶滑輪驅(qū)動器驅(qū)動，調(diào)速的皮帶滑輪驅(qū)動器整體以標記55表示。以這種方式，凹座41移動到其抬起的位置(圖中未示出)，在此它從滑車7接納已裝訂過(但是還未裁切)的書籍B。隨著所述書籍置入凹座41中，步進電機M7通電，以便轉(zhuǎn)動驅(qū)動絲杠51來將凹座41從其抬起位置下降到其降下的裁切位置(如圖2所示)，將書籍按將要說明的方式裁切。
凹座41包括一個書籍夾緊器57，如圖5、7和8所示，書籍夾緊器57用于在被裝訂的書籍B的一個或多個邊緣，按將要說明的方式裁切的同時，夾持所述書籍。書籍夾緊器57和凹座41的詳情在下文中將更充分地說明。然而，書籍夾緊器57包括一個總體用標記99表示的回轉(zhuǎn)機械(該回轉(zhuǎn)機械也將在下文中說明)，回轉(zhuǎn)機械99動作使在凹座41中的書籍B從其第一邊緣、或裁切頁邊TM1被裁切的第一位置轉(zhuǎn)動一個90°角度(或轉(zhuǎn)動一個所需的角度)到第二位置，在第二位置書籍的第二邊緣或裁切頁邊TM2進行定位并裁切，然后書籍再轉(zhuǎn)動一個90°到一個第三位置，這樣書籍的第三邊緣或裁切頁邊TM3進行裁切。最后，書籍夾緊器57可以縮回或打開，由此釋放被裁切的書籍B。
如總體用標記59所表示的，提供一個書籍剪切器或裁切器，它在工作過程中，相對于在凹座41中的書籍可調(diào)節(jié)地移動，裁切保持在凹座中的書籍B的一個、兩個或三個側(cè)邊或邊緣。最好裁切器59是一剪刀，其具有足夠裁切由本發(fā)明的裝置1裝訂并裁切的書籍B的最大尺度的長度。裁切器59垂直地安裝在一個裁切滑車61上，滑車61的安裝，可以接近或離開保持在凹座41中的書籍B的后緣進行水平移動，這樣裁切器(具體地說是裁切器裁刀的垂直面)相對與設置在凹座中的書籍的后緣的水平位置，確定了被裁切的書籍B的頁邊。當然，滑車61的水平位置(因此是裁切器59的位置)是在控制系統(tǒng)CONT的控制之下的。下面將說明。
最好如圖6和7所示，裁切器59包括一個裁切器支架62，在其上安裝有一個具有一個剪切裁刀64(如圖7所示)的鍘刀型剪切刀片63，刀片63在完全打開位置與閉合位置之間移動。裁切器進一步包括一個砧座65，在裁切區(qū)內(nèi)的書籍B靠在其上，并靠著它刀片邊緣64切割封皮C的上頁面、書芯BB的紙頁P和封皮的另外的頁面，由此裁切出被裁切書籍B的一個邊緣或頁邊。裁切器還包括一個書籍夾緊器67，它可獨立于裁切刀片63操作，在接近裁切線(既隨著裁切刀片63的閉合，刀片63沿該線裁切書籍的一個邊緣)的位置相對于裁切刀片牢牢地夾持著書籍，這樣確保裁切刀片均勻地裁切被裁切書籍的一個邊緣。
刀片63在打開和閉合位置之間的移動由一個以標記69表示的流體動力缸部件動力操作(見圖5)。此外夾緊器67由另一個流體動力缸71動力驅(qū)動。每個流體動力缸最好是液壓的，但是所述領域的普通技術人員認識到可使用氣壓缸。流體動力缸69和71在來自一個整體液壓泵/電動機單元PM1、PM2的壓力下分別提供液壓流體。這樣的泵可以在向前和縮回方向上驅(qū)動，通過回收提供給缸體69、71的壓力使其向縮回的方向移動。這樣，僅僅通過上述泵的反向操作，可以控制(啟動)剪裁刀片和剪裁夾緊器的打開和閉合，而不需要任何昂貴的液壓閥或類似部件。當然對于所屬領域的普通技術人員來說，顯然可以使用許多其它的在壓力下向流體動力缸69、71供給液壓流體的設備。
如上所述，裁切器59安裝在一個裁切滑車61上，使其能在水平方向接近或離開在凹座41中的準備被裁切的書籍B的一個邊緣。也就是說，裁切滑車61安裝在軌道輥輪73上，輥輪在一個剛性地安裝在支架3上的裁切滑車的軌道75上滾動，以在縮回位置和裁切位置之間移動裁切器，在縮回位置(見圖6)裁切器不接觸被裁切書籍B的最大尺寸，由此當書籍被夾持在凹座41中時，允許書籍轉(zhuǎn)動，將書籍的其它邊緣或頁邊置于裁切器以便被裁切，在裁切位置剪切刀片63的平面相對于一個被裁切書籍B的頁邊精確地定位。裁切滑車61由一個動力驅(qū)動器77驅(qū)動，用于在縮回位置和裁切位置之間移動。動力驅(qū)動器77顯示包括一個電動步進電機M8，其通過調(diào)速皮帶和滑輪結(jié)構(gòu)81的方式驅(qū)動驅(qū)動絲杠79。絲杠79采用軸承83相對于裁切軌道75軸頸地安裝。在本發(fā)明的控制系統(tǒng)CONT的控制之下，步進電機M8被控制，以便精確地相對于被裁切書籍B定位剪切刀片63的切割面的位置(如在±0.005英寸以內(nèi))，由此從書籍B上沿書籍對準裁刀的垂直邊緣裁切出一個預定的裁切頁邊TM。
如圖7所示，由凹座41載帶的書籍夾緊器57包括一個流體動力缸體85，在流體動力缸體85上具有一個在其內(nèi)側(cè)端部的壓書盤87，壓書盤87用于壓緊定位于凹座41中的書籍B的一個面。流體動力缸體85由一個與上述為缸體69和71提供液體壓力的整體液壓泵/電動機單元一樣的、整體液壓泵/電動機單元PM3提供動力。壓書盤87采用軸承89軸頸地安裝在流體動力缸體85的活塞桿上，以便在書籍B以相對于壓書盤87夾緊的方式被保持、并當書籍在凹座41中轉(zhuǎn)動(以一種將描述的方式)時，允許書籍B相對于缸體轉(zhuǎn)動，以便允許書籍的第二和以后的第三頁邊轉(zhuǎn)動到位，用裁刀63對其進行裁切。凹座41包括一個在書籍定位于凹座內(nèi)時用于與書籍B的背脊S嚙合的下部參考面91。凹座進一步具有一個從參考面91向上伸延的壁93，該壁93支撐靠著被裝訂書籍的一個垂直面。所述壁93安裝在一個旋轉(zhuǎn)軸95上，軸95安裝在由升降機43載帶的軸承97上。參見圖8，由于流體動力缸體85的壓力，壓書盤87受力而向內(nèi)朝向保持在凹座41內(nèi)的書籍B移動，由此牢固地把書籍夾緊在壓書盤與垂直壁93之間，垂直壁93進而可轉(zhuǎn)動地安裝在由軸承97支承的軸95上。以這種方式，書籍B被牢牢地夾持就位在凹座41中，由此能夠使刀片63相對于在書籍凹座內(nèi)的書籍的一個已知的位置定位，這樣一個預定的裁切頁邊TM1-TM3從書籍B的三個頁邊或邊緣分別被裁切下來。
最好，書籍B置于凹座41中，這樣所完成的書籍的幾何中心與書籍夾持缸體85的中心線和軸95同軸。這樣在書籍轉(zhuǎn)動時，書籍繞完成后的書籍的軸線(既裁切后的書籍的中心)轉(zhuǎn)動。
參見圖6和7，回轉(zhuǎn)驅(qū)動機械99安裝在升降機43上，用于以90°的增量轉(zhuǎn)動軸，以圍繞軸95的水平軸線使在凹座41中的書籍B轉(zhuǎn)動預定的角度(如90°)，把書籍B的第二然后是第三邊緣用刀片63進行裁切。更具體地說，回轉(zhuǎn)驅(qū)動機械是一個通過調(diào)速皮帶103和滑輪結(jié)構(gòu)與軸95連接的步進電機M9。在步進電機M9通電時，由控制系統(tǒng)CONT計數(shù)一個預定的量，軸95(以及書籍B)轉(zhuǎn)過90°，這樣書籍B的另一個邊緣或頁邊轉(zhuǎn)動到一個垂直的位置，使書籍B的邊緣或側(cè)邊的預定裁切的頁邊由裁切器61裁切。顯然，其它用于回轉(zhuǎn)書籍B的結(jié)構(gòu)也可以使用。如一個液壓驅(qū)動回轉(zhuǎn)機械可以用于將書籍轉(zhuǎn)動90°度角或其它所需的角度。
參見圖6，如圖中環(huán)形虛線所示，顯示由凹座41所保持的書籍B的大小范圍，這可以由本發(fā)明的裁切工位TS來調(diào)整。如圖所示，由本發(fā)明的裝置調(diào)整的書籍B的最小和最大的尺寸，用支撐在凹座表面91上面的書籍B的背脊S顯示出來，由此在相對于剪切刀片63的高度方向使書籍B正確就位。環(huán)形虛線表示在被裝訂的書籍B從其第一邊緣或頁邊上裁切下來的第一裁切頁邊TM1第一位置轉(zhuǎn)動90°時，其最大尺寸掃過的范圍。書籍B設置在凹座41中，使其后部垂直邊緣垂直于滑車7的表面21，這樣控制系統(tǒng)CONT能夠精確地“知道”凹座41中的書籍的位置。以這種方式，裁切頁邊TM1-TM3可以精確地從書籍上裁切下來，以便生產(chǎn)出預定尺寸的書籍。
具體地，隨著在凹座41中的書籍如此定位在第一位置，使前部垂直邊緣和裁切頁邊TM1朝向裁切器59設置，控制系統(tǒng)CONT控制步進電機M8的通電量，以便將剪切裁切器59從其停放位置移動到一個預定的裁切位置，在停放位置(如圖6所示)裁切刀片63不與書籍B接觸，在裁切位置裁切器的垂直切割面與一個垂直面對齊，該垂直面基本與一個在書籍上相應于一個裁切線的垂線對應，以便于從書籍上剪切(裁切)裁切頁邊TM1。由于裁切器59在上述第一裁切位置，泵PM2通電將剪切夾緊器67靠近在書籍上，由此在頁邊TM1從書籍上剪切下來的時候，牢牢地保持住書籍的封皮和紙頁。然后，泵PM1通電致動缸體69，以此來有力地移動刀片63，使其從縮回位置到其切割狀態(tài)，由此從書籍上切割所需的頁邊TM1。在剪切操作完成后，泵電機PM1和PM2以相反的方向通電，以便打開夾緊器和收回剪切刀片。
在上述第一裁切頁邊TM1的裁切之后，步進電機M8通電，以便將裁切滑車61從其上述的切割位置移動到其縮回位置。在裁切器59脫離書籍循環(huán)后，步進電機M9通電使凹座41(及保持在其中的書籍)沿軸95的水平軸線回轉(zhuǎn)90°，由此使第二邊緣或裁切緣邊TM2設置在垂直位置。控制系統(tǒng)CONT提供信息，以便計算裁切器59的切割面，使第二裁切頁邊TM2從書籍上裁切下來。隨著書籍轉(zhuǎn)到第二位置，步進電機M8通電使裁切刀片63在水平方向朝著書籍移動，以使刀片63的切割面相對于書籍B定位，以便從書籍上裁切裁切頁邊TM2。泵PM2再一次通電來致動剪切夾緊器67。在書籍已夾緊后，泵PM1通電對缸體69施加壓力，并從書籍上沿預定的裁切線裁切下所述第二裁切頁邊TM2。泵電機PM1和PM2通電，以便打開夾緊器和剪切刀片。然后步進電機M8通電，以便使裁切滑車61脫離書籍。然后，書籍再回轉(zhuǎn)90°的角度，由此定位一個第三邊緣或裁切緣邊TM3在被設置的朝向刀片63的垂直位置。以上述方法，裁切滑車向內(nèi)朝向書籍移動并且剪切刀片的垂直面定位，以便從書籍上裁切一個第三裁切頁邊M3，并由此形成一個第三裁切邊頁的書籍，使書籍具有一個精確的、預定的尺寸。在裁切之后，剪切滑車移動到其縮回位置不與書籍接觸，而凹座夾緊缸體縮回來放開書籍。
應當注意到，在裁切完書籍的每一個邊緣后，最好裁切器59不返回其縮回位置，裁切滑車可以被基本保持在其裁切位置，而書籍可以從其一個位置轉(zhuǎn)動到另一個裁切書籍邊緣的位置。由于裁切器不必在其裁切和縮回位置之間縮回和前進以裁切書籍的每一個邊緣，裁切位置所需的時間縮短，并且彎曲書籍封皮的可能性減小。
如圖12所示，控制系統(tǒng)CONT包括如下表1所示的部件和輸入/輸出部件。
表1
裝訂/裁切裝置1的工作恐怕最好參照下面的控制程序流來理解。顯然對于所屬領域的普通技術人員來說，在程序流中所顯示的工作步驟可以用于圖12所示的控制系統(tǒng)CONT的程序。
如上所述，本發(fā)明的裝訂/裁切裝置1的一個重要的方面是，裝訂/裁切裝置能夠容易地在一個有限的范圍內(nèi)調(diào)整不同尺寸和形狀的書籍。在裝訂一本書籍時，與書芯的頁數(shù)、紙頁的厚度(既厚度為多少頁，多少英寸)、書芯BB的紙頁P的毛坯的尺寸、封皮C毛坯的尺寸以及被裁切的書籍的所需尺寸的有關信息，輸入到計算機COMP中。具體地，上述書籍的參數(shù)如下；T1＝封皮C的寬度T2＝從書芯BB的上緣到封皮C的上緣的偏移距離T3＝當自封皮C的上緣測量時的第一裁切切口的長度T4＝自背脊S的外緣到完成的書籍B的最大邊緣測量出的最終切口寬度T5＝最后高度切口的長度控制程序流(基本步驟)1.輸入書籍的參數(shù)(如頁數(shù)、紙頁厚度和尺寸)，打印入計算機COMP中2.用如上述尺寸T1-T5來確定裁切頁邊TM1-TM3。
3.在裝訂工位BS確定封皮的定位，這樣封皮與相應的書芯背脊對中。
4.對搖晃線圈17通斷電到充分的時間以搖晃紙頁(大約1-3秒)。
5.在書芯BB的后緣接觸的垂直滑車壁21上建立參考位置。
6.使滑車夾緊器電機M2通電來閉合夾緊部件11a、11b。
7.經(jīng)過5秒，然后對電機M3-M5通電。
8.時滑車步進電機M1通電，驅(qū)動滑車7從晃動工位JS到打磨工位MS。
9.對滑車步進電機M1斷電以使滑車停止在裝訂工位BS時，書芯位于封皮中心部分的上方。
10.對泵PM4通電以抬起裝訂夾緊器35。
11.對夾緊器電機M6通電，將封皮夾持在書芯上。
12.對夾緊器電機M6通電，將書籍松開。
13.泵PM4的反向動作以降下裝訂夾緊器35。
14.對滑車步進電機M1通電以將滑車從裝訂工位BS送到裁切工位TS。
15.對凹座升降器電機M6通電以上升凹座升降器。
16.使滑車夾緊器電機M2通電以使書籍落下。
17.對滑車步進電機M1通電以輕推書籍到凹座41中的預定位置，使書籍的第一邊緣相對與凹座41精確定位。
18.對泵PM3通電以致動凹座夾緊器57。
19.對凹座升降器步進電機通電以降下凹座到預定的位置。
20.對裁切滑車61步進電機M9通電，使裁切器59朝著被裁切書籍的第一邊緣(T3)移動。
21.對電機M9斷電使裁切器59停止，以便從書籍上裁切下第一裁切頁邊TM1。
22.對泵PM2通電使剪切夾緊器67閉合。
23.對泵PM1通電使剪切裁刀64閉合。
24.泵PM1的反向操作以打開剪切裁刀64。
25.泵PM2的反向操作以打開剪切夾緊器67。
26.對裁切滑車61步進電機M9通電，使裁切滑車脫離與書籍的接觸。
27.對書籍回轉(zhuǎn)步進電機M9通電，使在凹座41中的書籍轉(zhuǎn)動90°以便將被裁切書籍的一個第二邊緣(T4)定位。
28.對裁切滑車61步進電機M9通電，使裁切器59朝著被裁切書籍的第二邊緣移動。
29.對電機M9斷電使裁切器59停止，以便從書籍上裁切下第二裁切頁邊TM1。
30.對泵PM2通電使剪切夾緊器67閉合。
31.對泵PM1通電使剪切裁刀64閉合并裁切第二邊緣。
32.泵PM1的反向操作以打開剪切裁刀64。
33.泵PM2的反向操作以打開剪切夾緊器67。
34.對裁切滑車61步進電機M9通電，使裁切滑車脫離與書籍的接觸。
35.對書籍回轉(zhuǎn)步進電機M9通電，使在凹座41中的書籍轉(zhuǎn)動90°，以便被裁切書籍的一個第三邊緣朝向裁切機。
36.對裁切滑車61步進電機M9通電，使裁切器59朝著被裁切書籍的第三邊緣移動。
37.對電機M9斷電，使裁切器59停止，以便從書籍上裁切下第三裁切頁邊TM1，使書籍達到最終高度(T5)。
38.對泵PM2通電使剪切夾緊器67閉合。
39.對泵PM1通電使剪切裁刀閉合并裁切第三邊緣。
40.泵PM1的反向操作以打開剪切裁刀。
41.泵PM2的反向操作以打開剪切夾緊器67。
42.對裁切滑車61步進電機M9通電，使裁切滑車脫離與書籍的接觸。
43.對泵PM通電使書籍夾緊器57打開并松開書籍。
對于所述領域的普通技術人員來說將會理解，上述工作過程可以變化，象裁切滑車不必在每次書籍的切割之后完全縮回，而裁切滑車可以在書籍凹座41隨升降機43下降時被提升，這樣書籍B超出凹座41朝向裁切機61的部分接納在裁切機的開口內(nèi)，這樣引導封皮和書籍的紙頁進入裁切機。在第一裁切頁邊TM1已裁切之后，裁切滑車僅需要縮回一個短的距離，這樣封皮C和書芯BB保持在裁切機的開口中。然后回轉(zhuǎn)機構(gòu)步進電機M9通電來轉(zhuǎn)動書籍，以便裁切第二裁切頁邊TM2，封皮和紙頁已經(jīng)在裁切機中，不需要復雜的引導件來確保書籍的封皮和書芯正確的容納在裁切機內(nèi)，并且不會彎折封皮或紙頁。應當理解書籍的凹座可能需要根據(jù)被裁切書籍B的大小相對于裁切機升降，來確保書籍B在回轉(zhuǎn)循環(huán)中具有足夠的余地，如圖2、4和6中的點劃線所示。這樣，在書籍為裁切第三裁切頁邊轉(zhuǎn)動時，書籍B的一部分可以保持在裁切機中。
通過上述說明，可看出已達到本發(fā)明的幾個目的和特點，并獲得了優(yōu)異的結(jié)果。
在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)，對于上述構(gòu)造和方法可做出不同的變化，上述說明或附圖顯示所包含的內(nèi)容應當認為是為了說明的作用，而不是對本發(fā)明的限制。
權利要求
1.用于裝訂書芯和封皮來制造裝訂完的書籍、和用于將所述裝訂完的書籍裁切成所需尺寸的裝置，所述書籍包括一個具有多紙頁的書芯和一個封皮，所述書芯在紙頁的最大和最小數(shù)量之間變化，書芯的一個邊緣構(gòu)成所述書芯的所述背脊，所述裝置的特征在于一個計算機控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)接收與被裝訂書籍的尺寸有關的信息；一個可沿工作路徑移動的滑車，所述滑車接納構(gòu)成所述書籍的所述紙頁，所述滑車為所述書芯建立一個可為所述控制系統(tǒng)確認的參考位置；所述工作路徑具有沿路徑設置的一個粘合劑涂布工位、一個夾持工位和一個裁切工位；所述控制系統(tǒng)啟動所述滑車沿所述工作路徑通過所述粘合劑涂布工位，在此一種適宜的粘合劑涂布在所述背脊和所述封皮之間，以便將所述封皮裝訂到所述書芯上；所述控制系統(tǒng)將所述滑車停止在所述裝訂工位，在此設置有一個所述被裝訂書籍的封皮，這樣所述書芯的所述背脊基本上相對于所述封皮對中，所述裝訂工位具有一個夾緊器，其可操作地用于在靠近所述背脊處接合所述封皮，并強制地將所述封皮壓在靠近所述背脊處的所述書芯的前后面上，所述粘合劑將所述封皮的所述中間部分裝訂到所述書芯的所述背脊上；以及所述控制系統(tǒng)進一步完成傳送所述裝訂完的書籍到所述裁切工位，所述裝訂完的書籍具有所述控制系統(tǒng)能確認的過大的頁邊，后者在裁切工位完成可選擇地致動裁切刀片，以沿所述書籍的一個或多個邊緣裁切所述封皮和所述書芯的過大頁邊的預定量。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述裁切工位具有一個在所述控制系統(tǒng)控制下的書籍回轉(zhuǎn)機械，用于定位所述被裁切書籍的一個第一邊緣于一個所需的位置，這樣所述裁切刀片可以沿所述書籍的所述第一邊緣裁切所述封皮和所述書芯的一個預定的頁邊，所述回轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)動所述書籍，使所述書籍的一個第二邊緣朝向所述裁切刀片設置，所述書籍和所述裁切刀片相互相關地設置，這樣由于所述裁切刀片的致動，沿所述書籍的所述第二邊緣，裁切所述書芯和所述封皮的一個預定的量，所述回轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)動所述書籍，使所述書籍的一個第三邊緣朝向所述裁切刀片設置，所述書籍和所述裁切刀片相互相關地設置，這樣由于所述裁切刀片的致動，沿所述書籍的所述第三邊緣，裁切所述書芯和所述封皮的一個預定的量。
3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述粘合劑涂布工位涂布一種加熱活化粘合劑，而其中所述裝訂工位包括一個超聲波工具，其沿書籍背脊與封皮的外側(cè)面操作地接合，這樣當所述超聲波工具進行共振，超聲波能量穿過所述封皮傳遞并激活所述粘合劑，由此將所述封皮裝訂到所述書芯上。
4.如權利要求1所述的裝置，進一步包括沿所述工作路徑的一個晃動工位，由此在所述晃動工位所述書芯的紙頁由所述滑車松散地夾持，所述晃動工位包括晃動機械，用于使所述書芯的紙頁振動地移動到使其基本相互對齊。
5.如權利要求1所述的裝置，進一步包括沿所述工作路徑的一個打磨工位，所述打磨工位預制所述書芯的背脊，以便容納所述粘合劑。
6.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述裁切工位具有一個用于在所述邊緣被裁切時夾持所述書籍的夾緊器，所書滑車在所述控制系統(tǒng)控制下定位所述書籍在所述裁切工位夾緊器中，這樣在裁切工位，所述書籍是在一個預定的位置中，以便于從所述封皮和所述書芯上裁切所述過大頁邊的所述預定量。
7.一種制造裝訂完的書籍的方法，其中書芯被裝訂到一個封皮上，并且所述封皮和所述書芯的預定量沿所述書籍的第一、第二和第三邊緣裁切，以生產(chǎn)出一個預定尺寸的書籍，所述書芯具有許多紙頁并具有一個在最大和最小厚度之間的厚度范圍，所述方法包括步驟(a)沿一個包括一個粘合劑涂布工位、一個裝訂工位和一個裁切工位的工作路徑移動所述書芯；(b)其中在所述粘合劑涂布工位涂敷粘合劑，以便將粘合劑涂敷所述書芯的一個邊緣和所述封皮之間，所述的一個邊緣構(gòu)成所述書芯的背脊；(c)其中隨著所述書芯到所述裝訂工位，靠近所述背脊處夾緊所述封皮在所述書芯上，并使在所述封皮和所述書芯的所述背脊之間施加粘合劑裝訂，因此所述背脊粘合裝訂到所述封皮上，這樣所述書芯的紙頁在靠近所述背脊處相互粘合地裝訂在一起；以及(d)其中隨著所述裝訂完的書籍到所述裁切工位，沿所述書籍的第一邊緣從所述書籍的頁邊裁切一個預定量，(1)然后轉(zhuǎn)動所述書籍并沿書籍的一個第二邊緣從所述書籍的頁邊上裁切一個第二預定量，及(2)然后轉(zhuǎn)動所述書籍并沿書籍的一個第三邊緣從所述書籍的頁邊上裁切一個第三預定量，以便生產(chǎn)出一個無線膠訂的、沿其三個邊緣裁切出所述預定尺寸的書籍。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于所述粘合劑是一種可加熱活化的粘合劑，并且其中完成在所述書芯的所述背脊和所述封皮之間粘合裝訂的所述步驟，通過啟用一個在靠近所述背脊處與所述封皮的部分外表面工作接觸的超聲波工具，并施加所述超聲波觸角(hom)共振來完成，由此將超聲波能量傳遞到所述粘合劑上，以便至少部分融化所述粘合劑，并且由此完成在所述背脊和所述封皮之間的粘合裝訂。
9.根據(jù)權利要求7所述的方法，進一步包括定位所述書籍在所述裁切工位，以便從所述書籍的頁邊上裁切所述預定的量。
10.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于當所述書籍在所述裝訂工位裝訂時，所述封皮被打開與所述書芯分離，而其中所述裁切工位具有一個裁切刀片組件，它有一個用于所述書籍的開口，在其中從所述書籍上裁切所述預定量的頁邊的步驟，包括引導所述書芯的紙頁和所述封皮進入所述裁切刀片的開口中，并在所述書籍轉(zhuǎn)動來裁切所述頁邊時，保持所述書芯和所述封皮在所述開口中。
全文摘要
一種裝訂/裁切裝置(1),其中書芯(BB)放置在滑車(7)中,紙頁通過搖晃對齊而后送到打磨工位(MS),在此書芯的背脊(S)進行打磨使背脊變糙,然后到粘合劑涂布工位(AS),在這里一種適宜的粘合劑涂布到背脊上,并從此到裝訂工位(BS),在這里書籍的背脊實現(xiàn)與封皮(C)的中間部分(CP)的接合,并且裝訂夾緊器(35)在靠近背脊強制封皮夾緊在書芯的外側(cè)面上,然后到達裁切工位。在裁切工位書籍設置在一個凹座(41)中,并相對于裁切刀片(63)定位,致動刀片(63)以裁切書籍的第一邊緣到預定的尺寸。然后轉(zhuǎn)動書籍裁切第二和第三邊緣,這樣生產(chǎn)出一個無線膠訂的、精確地裁切出預定尺寸的書籍。同時也公開了一種裝訂和裁切無線膠訂書籍的方法。
文檔編號B26D7/01GK1353649SQ00808200
公開日2002年6月12日 申請日期2000年4月18日 優(yōu)先權日1999年4月29日
發(fā)明者杰弗里·D·馬什 申請人:杰弗里·D·馬什