專利名稱：折頁夾輥的自動調(diào)節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及形成連續(xù)卷筒紙?zhí)幚碓O(shè)備的組成部分的折頁夾輥，并且特別涉及卷筒紙印刷和折頁設(shè)備中使用的折頁夾輥。
折頁夾輥用在印刷卷筒紙折頁機中以將連續(xù)印刷紙帶或任何其他卷筒紙基底牽入折頁設(shè)備。

圖1表示一個典型的折頁機的結(jié)構(gòu)。在每個三角板12下安裝了共動驅(qū)動輥對10，當(dāng)來自多于一個的三角板的基底帶16，18準(zhǔn)備合并在一起時，通常每個三角板有兩個輥對，再加上一個輥對14。
對頁碼變化，基底厚度變化和輥對對其進入端的基底張力的靈敏度的要求，需要共動輥對之間的壓印線間隙是可調(diào)的。傳統(tǒng)中，操作者通常憑感覺以紙帶張數(shù)，即所需的印刷基底的條數(shù)來設(shè)置這些輥對。這種感覺工具的消失常常會引起操作問題并最終操作者會抵制這種設(shè)備。這種感覺也包括了操作者平衡多卷筒紙(多于一個的印刷卷筒紙被送入折頁設(shè)備)印刷操作中的張力的需要。
使用者在生產(chǎn)中要求增加設(shè)備利用率，達到通過自動設(shè)置程序來減少停機時間的目的。已經(jīng)建立的是，關(guān)于印刷產(chǎn)品的設(shè)置格式，拼版和頁數(shù)可以由包含這些信息的計算機數(shù)據(jù)庫來驅(qū)動。折頁夾輥還需對付基底厚度變化和操作者的主觀感覺，這些都是超出現(xiàn)有拼版系統(tǒng)的范圍的。
有三種一般使用的基本系統(tǒng)純可變壓力流體(只是壓力-非間隙控制)系統(tǒng)(例如氣動)；彈簧加載間隙控制；可變壓力流體加載(例如氣動)間隙控制。它們分別簡要地示于圖2A，2B和2C中。本發(fā)明僅涉及后兩者，前者很大程度上對于基底張力控制是無用的。通常，間隙設(shè)置系統(tǒng)是可調(diào)止動裝置20，以可調(diào)輥子(22)彈簧(24)(圖2C)或靠壓縮空氣為止動裝置加載。另外，在過載情況下可調(diào)輥子能夠克服負(fù)載向遠(yuǎn)離止動裝置的方向運動。在這些所示情況下，輥對中的一個輥子28的旋轉(zhuǎn)軸是固定的，它的共動輥子22裝在杠桿32上，杠桿32能夠繞偏離但平行于輥子軸的軸34旋轉(zhuǎn)。圖2B和2C所示系統(tǒng)的每個可調(diào)輥子都在其兩端有一個調(diào)節(jié)機構(gòu)34。
本發(fā)明的原理特征是提供了具有折頁夾輥的改進的卷筒紙送進設(shè)備，并且特別是，提供的所述設(shè)備具有間隙或壓印線自動調(diào)節(jié)功能，方便了設(shè)置和調(diào)節(jié)，結(jié)果節(jié)省了設(shè)備停機時間和操作者的參與。
本發(fā)明的設(shè)備包括一個控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于止動裝置選擇調(diào)節(jié)的功率驅(qū)動裝置，止動裝置限制折頁夾輥對的第一輥子向其第二輥子的移動，確定操作的最小壓印線間隙；還包括一個第一傳感器用于監(jiān)視所述調(diào)節(jié)，一個第二傳感器用以監(jiān)視止動裝置與固定的懸掛裝置之間由過載引起的相對運動，過載使壓印線間隙寬于所述最小值；和可編程設(shè)置裝置用來接收和處理來自所述傳感器的信號并且依據(jù)那些信號控制驅(qū)動裝置的動作。
結(jié)合所述權(quán)利要求參看以下說明，本發(fā)明的其他特征會很明顯。
在附圖中圖1是前述的典型折頁機結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2A，2B和2C是前述現(xiàn)有技術(shù)折頁夾輥系統(tǒng)的簡單示意圖。
圖3是實施本發(fā)明的輸送設(shè)備的折頁夾輥和相關(guān)機構(gòu)的局部剖面正視圖；以及圖4是所述設(shè)備的控制系統(tǒng)框圖。
參見圖3，輥對22，28的安裝如圖2中所示，左側(cè)的輥子28裝在固定軸上，右側(cè)輥子22可相對地橫向調(diào)節(jié)，它裝在一對繞軸34一端旋轉(zhuǎn)的杠桿34(只示出一個)上，并且裝有作用于它們的自由端的調(diào)節(jié)機構(gòu)。
調(diào)節(jié)機構(gòu)能夠在控制系統(tǒng)控制下自動預(yù)置，例如圖4中框圖所示。
圖3表示杠桿32由壓縮彈簧50彈性加載，但應(yīng)當(dāng)理解為其他彈性加載裝置也可使用，例如拉伸彈簧，或氣動或其他流體壓力裝置。
調(diào)節(jié)裝置包括一個陽螺紋螺桿40，它與陰螺紋轉(zhuǎn)螺母42螺紋嚙合，轉(zhuǎn)螺母42可轉(zhuǎn)動地位于杠桿32的自由端，允許相對角位移，但保證杠桿32繞軸34的任何角位移都會引起螺桿40的軸向位移。
遠(yuǎn)離螺母42的螺桿40的端部滑動接合在軸承座44中，軸承座44通過轉(zhuǎn)樞42裝在靜止的殼體48上。
彈性加載裝置在本例中是一個圍繞螺桿40并工作在杠桿32與軸承座44之間的壓縮彈簧50，它將輥子22向左側(cè)推，如圖3所示。
止動裝置包括一個止動擋圈52，它與螺桿40緊固在轉(zhuǎn)樞的遠(yuǎn)離杠桿32的一側(cè)，與軸承座44的推力軸承54共同作用以限制螺桿40向左側(cè)的位移，并最終決定輥子之間的壓印線間隙，設(shè)置的調(diào)節(jié)是通過旋轉(zhuǎn)螺桿40。
至此，所描述的圖3所示的裝置在功能上與圖2C所示裝置相對應(yīng)。
手輪或手柄36可以安裝在螺桿40的自由端用以手搖螺桿，然而，本發(fā)明的設(shè)想是操縱螺桿40來設(shè)置和調(diào)節(jié)壓印線間隙是被自動監(jiān)視和控制的。
止動擋圈52在其周緣上加工有正齒輪齒，與一個輸出小齒輪58嚙合，齒輪58由安裝在殼體48上的雙向電動伺服馬達60驅(qū)動。
小齒輪58還與另一個正齒輪62嚙合，向形式為旋轉(zhuǎn)電位器或編碼器64的旋轉(zhuǎn)位置傳感器提供輸入，傳感器向控制系統(tǒng)提供螺桿旋轉(zhuǎn)的位置反饋，在超過彈簧50的壓力的力作用下，輥子22向右移動，在這樣的過載或類似條件下，使用直齒正齒輪允許止動擋圈52與螺桿40一起向左的軸向位移。
由彈簧50的作用加在零件上的載荷也吸收任何松弛或竄動，以保證輥子22相對于止動擋圈盤52的確定位置，并保證輥子22與推力軸承54接觸。
一個模擬線性位置傳感器66固定在軸承座44上并具有一個靠在止動擋圈52的側(cè)面上的探頭，該傳感器監(jiān)視由過載條件，例如紙張堵塞或類似使壓印線變寬的情況，引起的止動擋圈52向遠(yuǎn)離推力軸承方向的軸向位移。此位移通過傳感器讀入控制系統(tǒng)。給定一個模擬傳感器以便于在具有傳感器間隙設(shè)置變量的控制系統(tǒng)軟件中標(biāo)定傳感器。在本例中控制系統(tǒng)被設(shè)置為對止動擋圈52在軸向位移上超過0.1mm的滾筒脫離點發(fā)出信號；并且如果所述位移超過一個最小行程即超過滾筒脫離點的某個距離，則作為堵塞點發(fā)出信號。
圖4為控制系統(tǒng)簡圖。該系統(tǒng)用于單個輥對或多個輥對的共同調(diào)節(jié)。系統(tǒng)的接口可分為三組；與機械硬件相連的那些，與操作者機器控制面板相連的那些和與母機控制系統(tǒng)相連的那些。
在“穿紙”(web up)模式下，系統(tǒng)將可移動折頁夾輥設(shè)置在從電位器64的反饋為0；這保證了正向的牽引加在被輸送進折頁機的松弛的卷筒紙上。當(dāng)進入壓印線的卷筒紙的數(shù)量增加時，控制系統(tǒng)保持滾筒脫離點，使得當(dāng)穿紙完成時，折頁時間最短。
設(shè)計該系統(tǒng)使得，當(dāng)一個操作者開始一個“間隙設(shè)置”模式，它首先檢查螺桿位置傳感器66的狀態(tài)；如果不在滾筒脫離點，然后系統(tǒng)首先驅(qū)動電機64將螺桿40移至滾筒脫離點。該系統(tǒng)現(xiàn)在可以繼續(xù)預(yù)置折頁夾輥間隙。電機60被啟動并“打開”螺桿至一個距離，該距離是由紙或其它卷筒紙的厚度與要求的壓力之間的算法來確定。現(xiàn)在，折頁夾輥被預(yù)置好了。
一旦預(yù)置了，該系統(tǒng)可以通過在人-機界面(MMI)70上的手動開/關(guān)控制裝置或手輪56進行調(diào)節(jié)。另外，該系統(tǒng)將間隙設(shè)置反饋以示值讀數(shù)形式從旋轉(zhuǎn)電位器或編碼器64送到MMI 70，而與預(yù)置值無關(guān)。如果在足夠長的時間內(nèi)不論由什么方式引起螺桿40的足夠的軸向位移，它會被系統(tǒng)理解為過載并會通過系統(tǒng)的控制系統(tǒng)停止機器。
在密碼權(quán)限下，一旦相連的模擬傳感器被打開，操作者能從母控制系統(tǒng)檢查或調(diào)節(jié)每個電機60反轉(zhuǎn)的距離。既然這些值主要是經(jīng)驗性的，這會提出對操作者“感覺”的需要。在更高級別的密碼權(quán)限下，工程師也可以從母控制系統(tǒng)設(shè)置，檢查或調(diào)節(jié)模擬位置傳感器66的標(biāo)定和/或設(shè)置，檢查或調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)電位器或編碼器64的標(biāo)定。
主程序會從一個查閱表中取得其運行所需的所有參數(shù)，該表會由一個在第一次處理器掃描時執(zhí)行的子程序付給缺省值。MMI終端70所需的所有數(shù)據(jù)會被移入和/或移出一個鄰近的數(shù)據(jù)文件，該文件代表一個MMI終端的數(shù)據(jù)圖象文件(data image file)。
電機60由兩對十字線輸出驅(qū)動，以提供電機反轉(zhuǎn)時的電源反相。輸出能量會被加給相對的輸出對，對所需的電機轉(zhuǎn)向提供正確的電源相。輸出會有10ms的延遲，這一值會被存在查閱表中。這是為了使另一對輸出(如果此前是選通的)有時間關(guān)閉從而防止電機電源短路。電機驅(qū)動輸出對也會被聯(lián)鎖以防止它們可能同時加電源。
模擬輸入信號會被定標(biāo)，并具有一個死區(qū)以防止系統(tǒng)振蕩，其數(shù)值會被存在查閱表中。
在堵塞檢測信號被送到驅(qū)動裝置之前輥子22必須移離輥子28的量值被存在查閱表中，當(dāng)這一值被達到或超過時，一個計時器被觸發(fā)。如果在計時器計時結(jié)束前輥子沒有返回一個小于此值的位置，一個堵塞檢測位會設(shè)在印刷機接口輸出程序上。計時器是用以消除小增量引起堵塞檢測系統(tǒng)誤觸發(fā)的可能性，并且計時器的時間值被存在查閱表中。
在系統(tǒng)的自動操作時所用的“感覺”值會被存在查閱表中。當(dāng)系統(tǒng)處于自動預(yù)置模式并且達到滾筒脫離點，此值用于“間隙計算算法”，該算法使用此值以及滾筒脫離點和各種其他參數(shù)以計算對于一個特定的“感覺”壓印線應(yīng)退后多少。當(dāng)前“感覺”值對于拼版系統(tǒng)必須是能得到的，并且這可以這樣實現(xiàn)，即反演“間隙計算算法”，并為拼版提供一個“感覺”值列表，該表可以通過在印刷機接口輸出程序上對當(dāng)前值設(shè)置一個8位數(shù)據(jù)字得到?！案杏X”設(shè)置點數(shù)值也應(yīng)當(dāng)可以被拼版系統(tǒng)預(yù)置，并且這可這樣實現(xiàn)，即拼版系統(tǒng)在印刷機接口輸入程序上對所需值設(shè)置一個8位字，并送到當(dāng)前查閱表中。對于拼版系統(tǒng)提供了輔助控制和符號交換位?！案杏X”值能從MMI終端70上的一個密碼保護菜單存為缺省值。
電機60或其他任何輥對的電機能從MMI70終端通過用+和-按鍵增大或減小顯示值來手動調(diào)節(jié)。
本系統(tǒng)制造中對軟件進行出廠標(biāo)定，并從那時起會自標(biāo)定。這可以通過旋轉(zhuǎn)輥子22至已知位置和計算標(biāo)定補償值實現(xiàn)。
本系統(tǒng)也是自設(shè)置的，對于輥子的不同設(shè)置的所需唯一設(shè)置是對應(yīng)于所需的設(shè)置將一值付給一個16位數(shù)據(jù)字。系統(tǒng)然后會設(shè)置I/O并相應(yīng)地顯示。當(dāng)系統(tǒng)被第一次啟動，它會加載一組出廠缺省值，這些值應(yīng)為使用者提供一個起始點。
權(quán)利要求
1.用于連續(xù)卷筒紙材料的輸送的送進裝置包括(a)第一和第二折頁夾輥被安置為共動周緣關(guān)系并被操作驅(qū)動以控制其間卷筒紙材料的送進；(b)懸掛第一輥子的用于其相對于第二輥子的橫向位移的裝置；(c)可調(diào)止動裝置與所述懸掛裝置共動以限制第一輥子向第二輥子的運動并確定所述周緣之間的最小工作壓印線間隙；以及(d)彈性裝置在預(yù)定加載下迫使懸掛裝置與止動裝置接合，從而允許當(dāng)過載條件發(fā)生時壓印線間隙增大其中改進包括一個控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含用于選擇調(diào)節(jié)止動裝置的功率驅(qū)動裝置，一個監(jiān)視所述調(diào)節(jié)的第一傳感器，一個監(jiān)視止動裝置與懸掛裝置之間相對運動的第二傳感器，和一個可編程設(shè)置裝置用于接收和處理來自所述傳感器的信號和對應(yīng)于那些信號調(diào)整驅(qū)動裝置的動作。
2.權(quán)利要求1中的裝置，其中止動裝置包括一個螺桿調(diào)節(jié)裝置并且功率驅(qū)動裝置包括一個旋轉(zhuǎn)電機選擇地驅(qū)動所述調(diào)節(jié)裝置以實現(xiàn)對第一輥限定位置的調(diào)整。
3.權(quán)利要求2中的裝置，其中第一傳感器是一個由與調(diào)節(jié)裝置相同的所述電機驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)電位器。
4.權(quán)利要求2中的裝置，其中第一傳感器是一個由與調(diào)節(jié)裝置相同的所述電機驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)編碼器。
5.權(quán)利要求2中的裝置，其中所述調(diào)節(jié)裝置包括一個裝在第一懸掛裝置上的螺母，一個調(diào)節(jié)螺桿與螺母嚙合并可在一遠(yuǎn)離螺母的軸頸內(nèi)軸向位移，和一個在所述遠(yuǎn)離螺母的軸頸側(cè)與螺桿緊固在一起的止動擋圈，止動裝置包括所述止動擋圈和它與軸頸的相鄰關(guān)系。
6.權(quán)利要求5中的裝置，其中止動擋圈在其周緣上具有正齒輪齒，被由所述電機驅(qū)動的小齒輪嚙合驅(qū)動，所述齒允許止動擋圈相對于小齒輪的軸向位移。
7.權(quán)利要求5中的裝置，其中彈性裝置是一個在所述螺母與所述固定軸頸之間平行于調(diào)節(jié)螺桿運動的壓縮彈簧。
8.權(quán)利要求5中的裝置，其中第二傳感器是一個對止動擋圈相對于固定軸頸的軸向位移響應(yīng)的模擬位置傳感器。
9.權(quán)利要求8中的裝置，其中控制系統(tǒng)被設(shè)置為當(dāng)所述相對運動超過第一預(yù)定最小值時指示滾筒脫離點并且當(dāng)所述運動超過第二個更大的預(yù)定最小值時，指示堵塞點。
10.權(quán)利要求1中的裝置包括可手動調(diào)節(jié)止動裝置的手動設(shè)置裝置。
11.權(quán)利要求1中的裝置，其中控制系統(tǒng)進一步包括一個計時器和一個可編程邏輯裝置，如果計時器記錄著第二傳感器檢測到止動裝置超過預(yù)定時間的連續(xù)位移，則開始堵塞檢測模式。
12.權(quán)利要求1中的裝置，其中控制系統(tǒng)包括可編程邏輯裝置用以自動預(yù)置折頁夾輥，其中包含一個記錄在先的感覺值以補償工作輥壓印線壓力一個預(yù)定的系數(shù)。
全文摘要
在例如卷筒紙印刷和折頁裝置中,卷筒紙送進裝置具有一對相對的輥子,一個(28)在固定軸上,一個(22)可橫向移動以確定它們的周緣之間的可調(diào)的壓印線間隙。該間隙由伺服電機(60)驅(qū)動的設(shè)置螺桿(4)自動設(shè)置和調(diào)節(jié),螺桿的旋轉(zhuǎn)由電位器傳感器(64)監(jiān)視。螺桿上的止動擋圈(52)限定了螺桿的軸向位移,從而確定了壓印線間隙的設(shè)置并且彈簧(50)迫使輥子相互靠近,但允許過載條件下的位移。
文檔編號B65H45/09GK1180646SQ9712005
公開日1998年5月6日 申請日期1997年10月10日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月11日
發(fā)明者約翰·C·杰克遜, 彼得·A·唐那爾松, 伊安·A·沙普勒斯 申請人:戈斯印刷系統(tǒng)有限公司