способ измерения толщины отдельных элементов транспортного потока преимущественно печатных изделий с частичным наложением одних на другие и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ измерения толщины отдельных элементов транспортного потока преимущественно печатных изделий с частичным наложением одних на другие, заключающийся в том, что отдельные элементы транспортного потока направляют между опорной частью и отклоняемой в направлении измеряемой толщины измерительной частью измерительного узла и по отклонению измерительной части измерительного узла судят о толщине отдельных элементов транспортного потока, отличающийся тем, что опорной части измерительного узла сообщают тактированные движения таким образом, что подвижную часть вводят между элементами транспортного потока или между элементами транспортного потока и его основанием, такт этих движений синхронизируют с тактом опроса измеряемых величин и настраивают на скорость транспортного потока и расстояние между отдельными элементами в потоке.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что опорную часть выполняют по меньшей мере с одной или несколькими опорными поверхностями, которые приводят в движение, перемещая по замкнутой траектории в плоскости, параллельной направлению транспортировки с постоянной скоростью, вводят в транспортный поток и осуществляют контакт измерительной части измерительного узла с отдельными элементами потока.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что опорную поверхность направляют по линейной траектории возвратно-поступательно, причем в одном из крайних положений осуществляют контакт измерительной части измерительного узла с отдельными элементами транспортного потока.

4. Устройство для измерения толщины отдельных элементов транспортного потока, преимущественно печатных изделий с частичным наложением одних на другие, содержащее измерительный узел с отклоняемой в направлении измеряемой толщины измерительной частью, предназначенной для взаимодействия с подлежащими измерению элементами транспортного потока, опорную часть с опорной поверхностью, предназначенную для подачи элементов потока к измерительному узлу, привод для перемещения измерительной части или опорной поверхности опорной части, датчик, взаимодействующий с измерительным узлом и предназначенный для измерения отклонения измерительной части измерительного узла, и связанный с датчиком блок оценки опроса этого отклонения, отличающееся тем, что измерительная часть или опорная часть установлены с возможностью ввода между элементами транспортного потока или элементами транспортного потока и его основанием, измерительная часть измерительного узла выполнена в виде установленного на валу с возможностью вращения ролика щупа, опорная часть имеет по меньшей мере одну или несколько опорных поверхностей, а устройство снабжено механизмом поджатия ролика щупа к измеряемому элементу транспортного потока.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что опорная часть установлена с возможностью ввода между элементами транспортного потока или между элементами транспортного потока и его основанием и выполнена в виде закрепленной с возможностью вращения на оси крыльчатки с одним или несколькими равномерно расположенными по окружности крыльями, каждое из которых имеет опорную поверхность, предназначенную для вхождения между элементами транспортного потока.

6. Устройство по пп.4 5, отличающееся тем, что механизм поджатия ролика-щупа выполнен в виде установленной с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном оси вала, направляющей, подшипника, закрепленного на одном конце направляющей, посредством которого закреплен вал ролика-щупа, упора, взаимодействующего с другим концом направляющей и предназначенного для ограничения перемещения направляющей, и пружины, один конец которой взаимодействует с упором, а другой оперт на подшипник.

7. Устройство по пп.4 и 6, отличающееся тем, что упор выполнен в виде регулировочного винта, предназначенного для регулирования жесткости пружины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу измерения толщины плоских предметов, например, печатных изделий, в особенности подаваемых в лежачем положении на ленте транспортера с частичным перекрытием изделий, и устройству для его осуществления.

Измерение толщины является удобно применимым контрольным измерением печатных изделий. Оно проводится предпочтительно на входе и выходе операций обработки или участков транспортировки. При этом можно, например, установить, подается ли на определенном этапе обработки правильное количество изделий например, одно из подаваемых потоком изделий, частично лежащих друг на друге, или содержат ли отдельно транспортируемые печатные изделия правильное число страниц, т.е. являются ли они полными и, наконец, нет ли в них сложенных или иным образом испорченных листов. Важно нарушения в непрерывном потоке изделий обнаружить как можно раньше и неполные или поврежденные экземпляры как можно раньше обнаружить и выделить из потока изделий. Неравномерности потока в транспортировке при обработке на больших скоростях ведут не только к браку в изделиях, но могут также привести к нарушению процесса и поломкам машин, если они возникают на стадии обработки. Дальнейшая обработка дефектных или неполных экземпляров уменьшает производительность, увеличивает выход макулатуры и вероятность поставки дефектных изделий. С помощью контроля изделий между отдельными этапами обработки можно, кроме того, систематически контролировать и исправность задействованного машинного парка.

Устройства для измерения толщины печатных изделий описаны, например, в патенте Швейцарии [1] или в выложенных заявках ФРГ [2 и 3] Печатные изделия при этом проходят в месте измерения толщины между опорной деталью, например, неподвижным роликом или валком, и отклоняемой частью измерительного устройства, например, отклоняемым вращающимся валком или роликом, причем опорная деталь находится на одной стороне подаваемого потока, а измерительная деталь находится на другой стороне транспортируемого потока изделий, и обе детали в исходном состоянии имеют расстояние между собой меньшее толщины потока. При этом отклонение измерительной детали измеряют и опрашивают с определенной тактовой частотой, соответствующей такту подачи отдельных изделий в потоке. Также устройства согласно известному уровню техники годятся для контроля равномерности транспортного потока и/или для контроля отдельных экземпляров, т. е. они, например, опознают двойной экземпляр в потоке отдельных экземпляров, или же экземпляр, толщина которого не соответствует номиналу. Оценка результатов проста, если речь идет о потоке следующих друг за другом отдельных экземпляров лежащих частично друг на друге, или о потоке с большим расстоянием между находящими друг на друга экземплярами. Под потоком с большим расстоянием между находящими друг на друга экземплярами здесь понимается поток, когда экземпляры так далеки друг от друга, что края каждого из них соответственно ложатся на край предшествующего и под край последующего экземпляров, а средняя часть каждого экземпляра лежит свободно, то есть, интервал в потоке А (расстояние между соответствующими краями одного и следующего другого экземпляра в потоке) больше половины длины L одного экземпляра в направлении транспортировки, или больше L/2. Это также значит, что для каждого экземпляра есть место, в котором толщина в потоке равна толщине одного экземпляра печатного изделия. Только в таком потоке с большим интервалом можно устройством согласно известному уровню техники непосредственно определить толщину каждого отдельного печатного изделия в потоке перекрывающихся изделий.

Если, однако, печатные изделия идут в потоке наложенными друг на друга с малым интервалом между последовательными изделиями, т.е. в потоке, где интервал А меньше или равен половине длины экземпляра (L/A меньше или равно L/2) так, что в каждой точке потока друг на друга находят несколько экземпляров, с помощью устройств согласно известному уровню техники, которые измеряют толщину всего потока, хотя и обнаруживаются как дефекты в отдельных экземплярах, так и неравномерности в организации потока, но уже оказывается невозможным установить, какой из обмеренных экземпляров является дефектным, так как в каждой момент измеряются несколько экземпляров одновременно. Только при значительных расчетных условиях можно выявить дефектные экземпляры. В особенности при использовании устройств по известному уровню техники требуются специальные методы оценки для начала и конца такого потока изделий, так как на этих участках в нем возникают толщины "ненормального" порядка.

Задачей изобретения является создание способа и/или устройства, с помощью которых можно было бы измерять толщину плоских предметов, например печатных изделий, которые подаются в потоке, в особенности с наложением друг на друга и малым интервалом между изделиями (L/A меньше или равно L/2), а именно толщину отдельных элементов или толщину каждого отдельного элемента потока экземпляров, наложенных друг на друга. При этом поток для целей измерения толщины не должен упорядочиваться или останавливаться.

Оценка результатов измерения для непрерывно идущего потока, и в особенности для его начала и конца, должна быть одна и та же. Результаты измерения толщины могут использоваться для управления средствами выброса дефектных или неполных экземпляров и партий в потоке, которые имеют дефекты порядка следования. Способ и устройство, кроме контроля изделий в потоке с малым интервалом изделий, должны также быть применимы к потокам с большим интервалом изделий и отдельных подаваемых изделий. Способ и устройство должны быть применимы по возможности на любых местах потока транспортировки.

Эта задача решается способом или формой исполнения устройства, которые определены в формуле изобретения. Способ и форма исполнения устройства будут подробно пояснены с привлечением чертежей. Там показано:

Фиг. 1 (а-с) схемы для пояснения способа согласно изобретению в сравнении с известным уровнем техники для потока с наложением с малым интервалом между изделиями (фиг. 1а), для потока с большим интервалом между изделиями (фиг. 1в) и для потока отдельных изделий (фиг. 1с).

Фиг. 2 перспективное изображение предпочтительной формы исполнения устройства согласно изобретению: вид снизу со стороны потока изделий.

Фиг. 3 вид на устройство по фиг. 2 в разрезе перпендикулярно направлению транспортировки.

Фиг. 4 вид устройства по фиг. 2 в разрезе параллельно направлению транспортировки.

Согласно заявляемому способу специальным образом измеряется толщина плоских предметов, например, печатных изделий, подаваемых потоком с наложением друг на друга, предпочтительно в той части отдельных элементов потока, которая выступает вверх из потока. Это достигается посредством временной синхронизации взаимодействия измерительного устройства с подвижным потоком изделий.

Собственно измерение толщины производится между измерительной частью и опорной частью, причем измерительная часть может отклоняться от своего нулевого положения в направлении измерения, но с помощью соответствующей обратной силы все время стремится вернуться в свое нулевое положение, тогда как опорная часть по меньшей мере во время измерения позиционирована таким образом (положение измерения), что расстояние между нулевым положением измерительной части и опорной частью для всех измерений одно и то же. Измеряется отклонение измерительной части. Толщина измеренного элемента потока изделий получается из этого отклонения плюс расстояние между опорной частью в положении измерения и измерительной части в нулевом положении. Это расстояние предпочтительно делается устанавливаемым либо за счет измерения нулевого положения измерительной части, либо за счет изменения измерительного положения опорной части и устанавливается меньшим, чем минимальная толщина подлежащих измерению элементов. Опорная или измерительная часть может играть роль взаимодействующей части, предпочтительно это придается опорной части.

Фиг. 1а, 1b и 1с схематично показывают способ по изобретению на транспортном потоке S.1 с малым интервалом между изделиями (А меньше L/2) - фиг. 1а на транспортном потоке S.2 с большим интервалом между изделиями (А больше L/2) фиг. 1b и на транспортном потоке S.3, в котором элементы транспортируются поодиночке (фиг. 1с). Изображения показывают транспортные потоки над осью времени, по которой место измерения движется относительно транспортного потока. Прямо под каждым из потоков S.1/2/3 изображен отнесенный к той же временной оси t непрерывный измерительный сигнал d измерительного устройства, причем d.1/2/3 как измерительный сигнал из способа по изобретению, а d:1/2/3 как измерительный сигнал измерительного способа по известному уровню техники. Интенсивность измерительного сигнала представлена ординатой соответствующей диаграммы, как количество измеренных элементов.

Фиг. 1а показывает транспортный поток S.1 с малым расстоянием между изделиями, в котором всегда лежат три-четыре изделия друг на друге. Измерение толщины по известному уровню техники, с измерительной частью над потоком и опорной частью под ним дает измерительный сигнал, который всегда соответствует трем или четырем лежащим друг на друге изделиям, а у начала и конца потока ступеньками нарастает или спадает (d:1). Даже если измерительное устройство так чувствительно, что оно, например, чувствует нехватку одной страницы в одном из транспортируемых изделий, невозможно сразу определить, в котором из лежащих друг на друге изделий потока не хватает этой страницы. Нарисованные на потоке стрелки отмечают положения измерительной части МТ и опорной части RT для каждого измерения по способу изобретения. Измерительная часть находится для измерений над потоком, а опорная часть, которая одновременно является взаимодействующей частью, погружается для каждого измерения в поток печатных изделий. Между измерениями измерительная часть остается в своем положении, а опорная часть выходит из потока изделий, чтобы она могла для следующего измерения вновь войти в поток, чтобы занять положение для измерения. Положения измерений, которые опорная часть принимает одно за другим, по месту абсолютно одинаковые, относительно элементов транспортного потока, но, однако, они являются измененными положениями. Если опорная часть находится не в положении измерения, измерительная часть находится в нулевом положении. Взаимодействие опорной части с потоком изделий состоит кроме ее погружения в поток еще в том, что она слегка поднимает каждый элемент потока для измерения и перемещает к измерительной части.

Измеренная величина опрашивается с тактовой частотой (стрелки под схемой d/t) таким образом, что такт опроса соответствует такту подачи изделий транспортером, и опрос производится тогда, когда опорная часть находится в положении измерения. Правая часть схемы ясно показывает, что в начале и в конце потока изделий получают такой же сигнал, как и для средней части транспортного потока. Если измерительный сигнал не соответствует номинальной величине, то значит замеряемый элемент потока является двойным, например, дефектным или неполным, и он однозначно идентифицирован моментом времени выдачи этого сигнала. В зависимости от синхронизации также с потоком изделий, каждый отдельный элемент или отдельные элементы, замеряются в правильной временной последовательности.

Фиг. 1b показывает такую же схему, как и на фиг. 1а, но для транспортного потока с увеличенным интервалом прохода изделий S.2.

Фиг. 1с показывает транспортный поток отдельных элементов S.3. Из обоих эскизов, особенно из сравнения обоих сигналов d.2, d:2 и d.3, d:3 видно, что способ по изобретению (сигналы d.2, d.3) хотя также является применимым, по сравнению с известным уровнем техники (сигналы d:2, d:3) особых преимуществ не дает. Стрелками под измерительным сигналом d:2 и d:3 указаны моменты времени, в которые нужно опрашивать измерительный сигнал, чтобы всегда замерялся лишь один элемент потока.

Способ измерения толщины по изобретению состоит, таким образом, в основном в том, что измеряется расстояние в потоке изделий между находящейся вне потока частью измерительного устройства и находящейся во взаимодействии с потоком частью измерительного устройства (взаимодействующая часть). Предпочтительно измерительная часть снаружи потока изделий выполняется квазистационарной, тогда как опорная часть, как взаимодействующая часть, подвижна таким образом, что по меньшей мере часть ее движется между положениями внутри и снаружи потока изделий.

Устройство со стационарной опорной частью и подвижной измерительной частью также можно себе представить.

В предпочтительном варианте способа опорная часть сбоку входит в поток изделий, причем между находящимся на поверхности потока элементом и остальной частью потока изделий, как это изображено на фиг. 1а и 1b. Вариант способа состоит в том, что подвижная часть измерительного устройства входит под отдельные элементы потока не сбоку, а с поверхности потока изделий. Такой способ особо применим для потоков изделий в виде сложенных печатных изделий на той поверхности, на которой лежат сгибы изделий при складывании.

Так как часть измерительного устройства входит между элементами потока, то неизбежно определенное трение между этими элементами и частью измерительного устройства. За счет этого трения возникает сила, воздействующая на элементы потока, которая стремится сдвинуть их со своего упорядоченного места в потоке. Поэтому выгодно измерение толщины производить в тех местах потока, в которых отдельные элементы из других соображений удерживаются соответствующими средствами, например, захватами или зажимами, на своем месте, или же специально предусматривать для измерения толщины такие захваты или зажимы в соответствующем месте пути транспортировки изделий. Для транспортных потоков с наложением изделий друг на друга, которые работают по тактовому процессу с автоматическим восстановлением порядка в потоке в направлении транспортировки, в качестве упора против сил трения достаточны установленные сбоку транспортного потока направляющие. Только в случаях транспортировки тяжелых печатных изделий большого формата можно иногда использовать взаимодействующую часть измерительного устройства без упоров, противодействующих смещению изделий, без опасности нарушения порядка в потоке.

Если способ по изобретению измерения толщины используется для потока отдельно транспортируемых изделий, то взаимодействующая часть измерительного устройства заходит не между двумя лежащими друг на друге изделиями - элементами потока, а между каждым отдельным элементом и подложкой потока.

Для предпочтительного варианта способа измерение ведется на транспортном потоке, элементы которого поодиночке подаются, например, зажимами по подложке. Зажимы захватывают ту часть элемента, которая лежит на поверхности потока, и слегка их приподнимают над своим положением в потоке. Предложенная измерительная часть состоит из поднимаемого против действия пружины из своего нулевого положения свободно вращаемого ролика (ролика-щупа), который расположен непосредственно над приподнятым краем элемента транспортного потока. Предложенная опорная часть, которая также выполняет роль взаимодействующей части, расположена сбоку от транспортного потока и имеет по меньшей мере опорную поверхность, которая подсовывается под измеряемый верхний элемент транспортного потока, отделяя его от остальной части, таким образом, что во время очень короткого времени часть каждого элемента потока оказывается между опорной поверхностью (в положении измерения) и роликом-щупом В течение этого времени опрашивают сигнал отклоненного ролика. Между двумя измерениями опорная поверхность сдвигается со своего положения измерения так, что она может передвинуться под следующий элемент (над уже замеренным элементом). Тактовое движение опорной поверхности и тактированный опрос отклонения ролика-щупа согласованы друг с другом и с плотностью транспортного потока (расстоянием между элементами потока) и с его скоростью таким образом, что каждый элемент потока замеряется в одном и том же месте.

Опорная поверхность опорной части движется, предпочтительно, с постоянной скоростью, по замкнутой траектории, которая в основном находится в плоскости транспортного потока, и пробегает на каждом повороте положение измерения между элементами транспортного потока. Выполнение опорной поверхности и ее движение должны быть согласованы друг с другом так, чтобы время, за которое часть опорной поверхности находится в положении измерения, по меньшей мере соответствовала времени, которое необходимо для измерения. Могут также применяться несколько опорных поверхностей, которые движутся по практически одинаковой замкнутой траектории, и друг за другом становятся в положение измерения таким образом, что с помощью одной из опорных поверхностей производится, например, лишь каждое четвертое измерение.

Также мыслимо линейное переменно-поступательное движение опорной поверхности, причем опорная поверхность затем для эффективного измерения стоит неподвижно, а между измерениями дважды ускоряется и снова тормозится.

Примененное для проведения способа по изобретению устройство имеет в основном следующие составные части: опорную часть, отклоняемую измерительную часть с нулевым положением и силовыми средствами, прижимающими ее к нулевому положению, собственно датчик, который измеряет отклонение измерительной части, и блок оценки, который опрашивает измерительный сигнал датчика тактами, сравнивает с заданной величиной и выдает получающийся при этом сравнении сигнал. При этом измерительная часть или опорная часть подвижны таким образом, что осуществляется взаимодействие с транспортным потоком, то есть может быть подсунут для измерения между элементами транспортного потока или между элементами транспортного потока и подложкой, тогда как другая часть расположена стационарно непосредственно вне транспортного потока. Выгодно, если либо измерительное положение опорной части, либо нулевое положение измерительной части может регулироваться. Датчик и блок оценки являются имеющимися в продаже узлами и в последующем описании подробно не описываются

На фиг. 2, 3 и 4 изображена одна форма исполнения устройства для осуществления способа по изобретению.

Фиг. 2 показывает устройство 10 по изобретению в виде снизу, т.е. со стороны, удаленной от измерительной части с транспортным потоком S.4 (направление взгляда по стрелке П на фиг. 3), измерительное устройство 10 укреплено над транспортным потоком на неподвижных балках 11. Изображенный транспортный поток S. 4 является потоком с малым интервалом расположения изделий, полная толщина которого составляет толщину двух или трех элементов. Транспортный поток подается транспортерными захватами (не видны), которые воздействуют на каждый элемент потока, в направлении транспортировки (стрелка F) по направляющим 20, причем каждый элемент слегка приподнят над направляющими 20. Над транспортным потоком находится измерительная часть в виде отклоняемого ролика-щупа 21 (подробно описан по фиг. 3). Сбоку от транспортного потока S.4 находится опорная часть в виде крыльчатки 22. Крыльчатка 22 в этом примере имеет четыре крыла 22.1/2/3/4 и вращается в направлении стрелки вокруг оси 23 в плоскости, перпендикулярной направлению измерения толщины и параллельной к направлению транспортировки. Положение оси 23 вращения и крыльчатки 22 относительно транспортного потока S.4 и радиальная длина крыльев 22.1/3/2/4 так согласованы друг с другом, что четыре опорные поверхности, которые находятся на невидимой наблюдателю стороне крыльев, при вращении крыльчатки 22 настолько входят в транспортный поток, что возможно измерение толщины между роликом-щупом 21 и опорными поверхностями на крыльях. Обороты крыльчатки 22 так согласованы со скоростью и плотностью транспортного потока S.4, т.е. синхронизованы, что каждый элемент потока захватывается крылом и поднимается к измерительной части. Чтобы это движение было равномерным и без помех идущему транспортному потоку и повреждения замеряемого элемента потока желательно крылья 21.1/2/3/4 выполнить такими, чтобы обращенные к измерительной части поверхности в направлении вращения были скошены относительно опорной поверхности так, что происходит мягкое приподнимание подлежащего измерению элемента потока. Крыльчатка 22 приводится во вращение через вал (не виден), который вращается в неподвижных подшипниках 24 и приводятся приводом 25.

Направление подачи может быть также и противоположным стрелке F. Крыльчатка может также иметь другое количество крыльев.

Фиг. 3 показывает устройство по фиг. 2, перпендикулярно направлению транспортировки. Из потока наложенных друг на друга элементов S.4 виден только элемент S.4x. Он подается транспортным зажимом 26 посредством захватов 26.1 и 26.2. Крыльчатка 22 изображена в разрезе, так что на двух крыльях 22.1 и 22.3 видны опорные поверхности 30.1 и 30.2. Крыльчатка 22 устроена так, что все опорные поверхности 30.1/2/3/4 точно параллельны, например, плоскости, проходящей через две трубчатые направляющие 20. Опорная поверхность 30.1 находится в положении измерения против ролика-щупа 21. Приводной вал 31 приводит крыльчатку 22 и вращается, например, в двух подшипниках 24.1 и 24.2. Привод 25 приводного вала 31 может быть, например, цепным приводом.

Ролик-щуп 21 свободно вращается на валу 33 и укреплен на направляющей 34. Направляющая 34 так установлена в по меньшей мере одном неподвижном подшипнике (35.1 и 35.2 на фиг. 4), что она может двигаться в направлении толщины транспортного потока (перпендикулярно направлению транспортировки). Это движение в сторону транспортного потока ограничено упором 36 (см.фиг. 4), устанавливаемым, например, с помощью регулировочного винта. Этим упором устанавливается нулевое положение ролика-щупа 21 Ролик-щуп 21 пружиной 37 прижимается в нулевое положение. Пружина 37 напряжена между неподвижным упором 38 и направляющей 34, причем это напряжение может быть регулируемым посредством, например, регулировочного винта 39.

Фиг. 4 показывает устройство по фиг. 2 и 3 в разрезе параллельно направлению транспортировки и в виде по стрелке IV на фиг. 3. Из фиг. 4 видно, что направляющая 34, на которой укреплен ролик-щуп 21 через ось 33, имеет нижнюю траверсу 34.1, две направляющих 34.2 и 34.3 и верхнюю траверсу 34.4. Верхняя траверса 34.4 в этой форме исполнения состоит из трех частей 34.4", 34.4"" и 34.4""". Верхняя траверса 34.4 прилегает к упору 36 в нулевом положении ролика-щупа. Верхняя траверса 34.4 несет измерительный толкатель 41 линейного индукционного датчика пути 40, корпус которого 42 с измерительными катушками укреплен неподвижно. В качестве датчика пути 40 используется коммерческий датчик пути, имеющий чувствительность, например, соответствующую толщине одной страницы печатного изделия.

Измерительный выход датчика пути подключен к схеме оценки (на эскизах не показана), которая с помощью регулируемого датчика тактов опрашивает замеренное значение на нужном такте.