CN103193095A - 用于生产维文件的自动介质装载和卸载系统 - Google Patents

Abstract

一种装载和卸载系统，用于与介质切割系统一起使用，该介质切割系统具有切割工作台和切割装置以切割或刻痕固定在该切割工作台的表面上的介质，包括升降机组件和双向传送系统。该升降机组件邻近所述切割系统工作台的一侧侧向地设置并且包括驱动器和多个在垂直方向上隔开的架子，这些架子能够通过所述驱动器被垂直地上下移动。这些架子包括至少下架和上架，所述下架限定用于保存待供给至所述切割工作台表面的介质的输入盘，并且所述上架限定用于保存从所述切割工作台表面移出的介质的输出盘。所述双向传送系统在侧向供给方向上将介质从所述升降机组件传送到所述切割工作台表面以及在与所述供给方向相反的侧向方向上将介质从所述切割工作台表面移动到所述升降机组件。

Description

用于生产维文件的自动介质装载和卸载系统

技术领域

本发明总体涉及用于生产文件的装置。更具体地，本发明涉及用于生产维文件（dimensional documents）的装置。

背景技术

在一种生产具有定制印刷（custom printing）和/或图像的维文件的常规方法中，该印刷和/或图像被印刷在纸料上，然后使用平模或者旋转模系统将二维文件从该纸料上切下，该二维文件然后被折叠并粘合以形成三维的文件。在这种方法中，该印刷可以形成在薄的纸料上，然后该纸料可以被粘合成更重的纸料以提供更大的稳定性和强度。

在另一种常规的方法中，该印刷和/或图像被印刷在预切的纸料上以形成二维文件，然后折叠并粘合该二维文件以形成三维文件。在这种方法中，该印刷通常形成在更重的纸料上，要求能够处理这样的纸料的印刷装置。此外，该预切的纸料通常更昂贵，必须是备存的（inventoried），并且从能够生产的尺寸和设计的角度来讲，这种方法限制了该印刷机的适应性。

常规的用于生产其上具有定制印刷和图像的维文件（例如喇叭筒、小盒子、光学穹顶（photo-geo-domes）等等）的系统通常是复杂和昂贵的。例如，它们可能包括印刷系统、涂层系统和模切系统，这些系统连接在一起以自动依次执行这些操作。那些不那么复杂和/或不那么贵的常规的系统一次仅仅切割一页材料，因此是劳动密集型的。为了满足更小的印刷店的需求，需要一种能够自动进行进给（feed-on）和退出（feed-off）操作以最小化劳动成本的低成本系统。

发明内容

提供了一种与介质切割系统一起使用的介质装载和卸载系统，该介质切割系统具有切割工作台和切割装置以对固定在所述切割工作台的表面上的介质进行切割或刻痕。该介质装载和卸载系统包括升降机组件和双向传送系统。该升降机组件被侧向地邻近所述切割系统工作台的一侧设置并且包括驱动器和多个在垂直方向上隔开的架子，这些架子能够通过所述驱动器被垂直地上下移动。在一个实施例中，所述架子包括至少下架和上架，所述下架限定适于保存待供给至所述切割工作台表面的介质的输入盘，并且所述上架限定适于保存从所述切割工作台表面移出的介质的输出盘。所述双向传送系统在侧向供给方向上将介质从所述升降机组件传送到所述切割工作台表面以及在与所述供给方向相反的侧向方向上将介质从所述切割工作台表面移动到所述升降机组件。

所述传送系统包括成对的从所述升降机组件延伸且在所述切割系统工作台轨道上方延伸的轨道，以及片材获取系统，其可移动地安装至所述轨道。

所述片材获取系统可以是具有至少一个真空吸盘或者真空口的真空系统。

所述输出盘可以从所述输入盘在侧向方向上偏移。

所述介质装载和卸载系统可进一步包括适于与所述切割系统的控制器通信的控制器。

所述介质装载和卸载系统可进一步包括堆叠高度传感器组件，其用于检测所述输入盘和所述输出盘中的所述介质的高度。

所述堆叠高度传感器组件包括：枢转地安装的传感器臂、传感器和电磁阀。所述传感器臂包括介质接触部分和标记部分，其中所述传感器臂在所述介质接触部分和所述标记部分之间的位置被枢转地安装，从而使得该介质接触部分能枢转地移入和移出所述升降机组件。

所述上架的内侧可相对于所述下架的内侧侧向向外地定位。

所述上和下架子各自可限定侧向向外和垂直向下延伸的平面。

还提供了一种使用介质装载和卸载系统从切割系统的切割工作台的表面装载和卸载介质的方法，所述介质装载和卸载系统包括邻近所述切割工作台的一侧侧向地设置的升降机组件和双向传送系统。该升降机组件包括驱动器和多个在垂直方向上隔开的架子，这些架子能够通过所述驱动器被垂直地上下移动。所述架子包括至少下架和上架，所述下架限定适于保存待供给至所述切割工作台表面的介质的输入盘，并且所述上架限定适于保存从所述切割工作台表面移出的介质的输出盘。该方法包括a）利用所述驱动器将所述输入盘定位在供给高度；b）用所述传送系统从所述输入盘获取介质片；c）利用该传送系统，在侧向供给方向上将该介质片从所述输入盘传送到所述切割工作台；d）将该介质片从所述传送系统释放到所述切割工作台的表面上；e）用所述驱动器将所述输出盘定位在堆放高度；f）在切割系统的操作完成后，利用所述传送系统从所述切割工作台的表面获取该介质片；g）利用所述传送系统将该片介质在与所述侧向供给方向相反的方向上从所述切割工作台传送到所述输出盘；以及h）将该介质片从所述传送系统释放入所述输出盘。

所述传送系统包括成对的从所述升降机组件延伸、且在所述切割工作台上方延伸的轨道以及可移动地安装至该轨道的片材获取系统。从所述输入盘获取该片介质包括将所述片材获取系统定位在输入盘中的介质的顶部片材的引导边缘上方，并且启动该片材获取系统已获取介质的顶部片材。

在所述侧向供给方向上传送该片介质包括沿着所述轨道驱动所述片材获取系统从而将该片介质定位在所述切割工作台上方。

在与所述侧向供给方向相反的方向上传送该片介质包括沿着所述轨道驱动所述片材获取系统从而将该片介质定位在所述输出盘上方。

所述方法可进一步包括将介质装载到所述输入盘的步骤。

该方法可进一步包括查询所述切割工作是否完成的步骤，以及如果该切割工作还没有完成，则重复步骤a至h。

该介质装载和卸载系统还包括堆叠高度传感器组件，其包括枢转地安装的传感器臂、传感器和电磁阀。所述传感器臂具有标记部分和可定位在所述升降机组件内的介质接触部分。用所述驱动器将所述输入盘定位在供给高度包括启动所述电磁阀以转动所述传感器臂从而使该传感器臂介质接触部分被移出所述升降机组件；用驱动器向上驱动所述输入盘；启动所述电磁阀以转动所述传感器臂，从而当所述输入盘已经被向上驱动预定的距离时，使该传感器臂介质接触部分移入所述升降机组件；用所述传感器臂介质接触部分接触所述输入盘内的介质的顶部片材的上表面；在所述输入盘被向上驱动时转动所述传感器臂；当所述输入盘内的介质的顶部片材位于供给高度时，用所述传感器臂标记部分接触所述传感器；以及停止所述驱动器。

用于插入所述接触部分的预定垂直距离在所述上架的底面和所述输入盘中的介质的最大允许高度之间的位置上。

用所述驱动器将所述输出盘定位在堆放高度包括启动所述电磁阀以转动所述传感器臂从而使该传感器臂介质接触部分被移出所述升降机组件；用驱动器向下驱动所述输出盘；启动所述电磁阀以转动所述传感器臂，从而当所述输出盘已经被向下驱动预定的距离时，使该传感器臂介质接触部分移入所述升降机组件；用所述驱动器向上驱动所述输出盘；用所述传感器臂介质接触部分接触所述输出盘内的介质的顶部片材的上表面；在所述输出盘被向上驱动时转动所述传感器臂；当所述输出盘内的介质的顶部片材位于堆放高度时，用所述传感器臂标记部分接触所述传感器；以及停止所述驱动器。

用于插入所述接触部分的预定的垂直距离在输出盘中的介质的最大允许高度上方的位置。

附图说明

图1是根据本发明的切割系统以及介质装载和卸载系统的局部透视示意图；

图2是图1的切割系统以及介质装载和卸载系统的简化侧视图，显示了该介质装载和卸载系统将介质装载到该切割系统；

图3是图1的切割系统以及介质装载和卸载系统的简化侧视图，显示了该介质装载和卸载系统将介质从该切割系统卸下；

图4是图1的切割系统以及介质装载和卸载系统的简化示意图；

图5是图1的切割系统以及介质装载和卸载系统的替代实施例的简化示意图；

图6是根据本发明的装载和卸载切割系统的方法的流程图；

图7是图6中的操作臂步骤的流程图；

图8A-8F是显示了当将介质装载到该切割系统中时，图2中的传感器组件和升降系统的第一实施例的操作的简化示意图；

图9A-9E是显示了当从该切割系统卸载介质时，图8A-8F中的传感器组件和图3中的升降系统的操作的简化示意图；

图10是图1的升降系统的变型的简化示意图；

图11A-11D是显示了当将介质装载到该切割系统时，图2中的传感器组件和升降系统的第二实施例的操作的简化示意图；以及

图12是图11A-11D的传感器的简化示意图。

具体实施方式

参考附图，其中在所有的附图中的相同的数字表示相同的部件，根据本发明的自动的介质装载和卸载系统总体以数字10表示。

在本文中，维文件（dimensional document）被定义为具有印刷物（例如文本和图像）设置在外表面的三维物体，诸如喇叭筒、盒子、光学穹顶（photo-geo-dome）等等之类。介质在本文中被定义为任何片材形纸料（sheet-shaped stock），例如纸、硬纸板、纸板等等，其具有能接收和保留印刷的物质的表面，并且可以被形成为维文件。

参考图1-3，该介质装载和卸载系统10自动进行供应介质/纸料12,12’给切割系统14以及从切割系统14移除介质/纸料12,12’以进行维包装应用的步骤。该系统10对基于工作台的切割系统14增加了自动进给（feed-on）和退出（feed-off）功能，该切割系统14例如是Graphtec公司的FC2250系列的切割系统，该切割系统14能够在片材介质12上执行定制的切割或者刻痕操作。

为了最小化该介质装载和卸载系统10的占地面积并且避免与切割系统14造成冲突，该介质装载和卸载系统10被设置在切割系统工作台16的一侧上。这通过使用升降机组件18来完成，该升降机组件18具有多个竖直隔开的位于该切割工作台16旁边的架子20、20’。传送系统22包括片材获取系统24，该片材获取系统24可移动地安装到从所述升降机组件18延伸越过所述切割系统工作台16的成对的轨道26上。为了帮助理解该系统10和方法，下面描述的多架（multi-bin）升降机组件18仅包括单个上架20和单个下架20’，该上架用作为输出或堆叠盘28，该下架用作为输入盘30，其中此处的输出盘是指存放处理后的介质的盘，此处的输入盘是指从其中提取用于处理的介质的盘。可以理解的是，该多架升降机组件18可包括其它的用作输入盘和/或输出盘的架子20、20’。例如，该升降机组件18可包括两个具有不同纸料的输入盘30，以及/或者两个输出盘28，以用于堆放两种不同的原料或者用于增加系统堆放容量。

参考图4，该介质装载和卸载系统10可以是与单独的切割系统14配合的模块化系统。在这种情况下，该介质装载和卸载系统10的系统控制器32可以与该切割系统14的控制器34通信，以便该介质装载和卸载系统10的操作与该切割系统14的操作相协调，下文对此有描述。或者，该介质装载和卸载系统可以与该切割系统14结合成具有单个控制器36的单个的协调的系统10’（图5）。

参见图6，待供给到工作台16的介质12被装载38到下升降机架20’/输入盘30，并且通过升降机驱动器42，该下架20’被定位40，以便该输入盘30内的介质12位于供给高度44。安装在滑轨26上的片材获取系统24（例如具有一个或更多真空吸盘或真空口的真空系统）被驱动44到输入盘30内的介质12的顶部片材48的引导边缘46的上方，并且该片材获取系统24被驱动50以获取该介质12。然后该片材获取系统24被驱动在侧向供给方向54上传送52该介质12，以使该介质12位于切割工作台16的上方。该切割系统工作台片材保持系统56（例如通过该切割工作台16上的真空孔或者通过静电吸引力）被驱动58，并且该介质被片材获取系统24释放60，从而使得该切割系统14能够控制该介质12。

当该切割系统14操作62以切割和/或刻痕该介质12时，上升降机架20/输出盘28被降低以使其被定位64在堆放高度66。在该介质的切割/刻痕完成68之后，该切割系统工作台保持系统被启动以释放70该介质12’，该片材获取系统24再次获取72该介质12’并且然后该片材获取系统24在与所述供给方向54相反的侧向方向74上被驱动以将该介质12传送76到该上升降机架20上方。该片材获取系统24释放78该介质12’以将该将介质12’存放到输出盘28上。系统控制器32然后查询80该项工作是否已经完成。如果没有完成82，那么将输入盘30内的介质12定位40在供给高度44，并且重复图6所示的循环操作。

该介质装载和卸载系统10可包括感应存放在输入盘30和输出盘28中的介质12、12’的高度的堆叠高度传感器组件，以帮助将该输入盘30定位在供给高度44以及将该输出盘28定位在堆放高度66。

在第一实施例中，图7-9e，该传感器组件84包括枢转地安装的传感器臂86、传感器88和电磁阀90（solenoid）。该传感器臂86包括介质接触部分92和标记部分（flag segment）94，并且该传感器臂86通过在该介质接触部分92和该标记部分94之间的位置98被枢转地安装到框架（未示出）上，以使得该介质接触部分92可以被操作100以枢转地移入或移出升降机组件18，下面将对此进行介绍。

在升降机架20、20’被在上述的步骤40和64中重新定位之前，该电磁阀90被控制器32启动102以转动104该传感器臂86以将该传感器臂的介质接触部分92移出该升降机组件18，如图8B所示。这确保了传感器臂的介质接触部分92不妨碍架子20、20’或者其中的物体的运动和/或该架子20、20’的运动不会损坏该传感器臂的介质接触部分92。在升降机组件18的架子20、20’已经移动106了预定的竖直距离108、110以后，该电磁阀90被控制器37启动112以转动114该传感器臂86，以便将该传感器臂的介质接触部分92移入该升降机组件18’。

在步骤40的例子中，当升降机架子20、20’被定位以从输入盘30供给介质12时，架子20、20’向上移动以将输入盘30定位在供给高度44。另外参照图8a-8f，该传感器臂的介质接触部分92必须从升降机组件18中移出以防止接触部分92与输出盘28之间的意外的接触。图8c显示了定位在堆放高度66的输出盘28，此时传感器介质接触部分92与输出盘28’中的介质12’接触。传感器臂86被枢转以将该介质接触部分92从升降机组件18中移出（图8b），该升降机架子20、20’被向上驱动（图8c），在输入盘30上升到接触部分92能够与该输入盘30或其中的物体12接触的位置之前，该介质接触部分被插入到该升降机组件18（图8d），当架子20、20’继续上升时，该介质接触部分92与输入盘30中的介质12的顶部片材的上表面116接触（图8e），这使得传感器臂86转动。当输入盘30中的介质12的顶部片材位于供给高度44时，该传感器臂标记部分94阻碍该传感器88，传感器88发送信号至控制器32，从而停止架子20、20’的运动（图8f）。因此，在步骤40期间用于插入介质接触部分92的预定垂直距离108在上架20的底面118和输入盘30中的介质112的最大允许高度120之间的位置上（图8d）。

在步骤64的例子中，当升降机架子20、20’被定位以将介质12’从切割系统工作台16移动到输出盘28时，该架子向下移动以将该输出盘28定位在堆放高度66。参照图9a-9e，该传感器臂介质接触部分92必须从升降机组件18内移出以防止该接触部分92与输出盘28以及该输出盘28内的介质12’的意外接触。图9a显示了位于供给高度44的输入盘30，此时传感器介质接触部分92与输入盘30内的介质12接触。该传感器臂86被转动以将该介质接触部分92从该升降机组件18中移出（图9b），该升降机架子20、20’被向下驱动（图9c），并且在该输出盘28下降到接触部分92不能与该输出盘28或者其中的物体12’接触的位置以后，该介质接触部分92被插入到该升降机组件18（图9d）。在该接触部分92已经被插入到升降机组件18以后，架子20、20’被提升，直到接触部分92与输出盘28内的介质12’的顶部片材的上表面122接触，这会使传感器臂86转动。当输出盘内的介质12’的顶部片材位于堆放高度66时，传感器臂标记部分94阻碍传感器88，传感器88发送信号至控制器32，从而停止加子20、20’的运动（图9e）。因此，在步骤64期间用于插入接触部分92的预定的垂直距离110在输出盘28中的介质12’的最大允许高度124上方的位置（图9c）。

在第二实施例中，图11-12，堆放高度传感器组件140包括具有介质接触部分144和标记部分146的传感器臂142，该传感器臂142通过在介质接触部分144和标记部分146之间的位置被枢转地安装。传感器标记148从传感器臂标记部分146延伸。具有弹簧152的电磁阀150被连接到传感器臂介质接触部分144，并且复位弹簧154被连接到传感器臂标记部分146。挡块156和传感器158被设置在传感器臂142上方。

在升降机架子20、20’被重新定位前，通过不启动电磁阀150，传感器臂介质接触部分144从升降机组件18中退出，由此复位弹簧154向下拉动传感器臂标记部分146，向上转动传感器臂介质接触部分144直到其接触挡块156（图11A）。在升降机组件18的架子20、20’已经移动106了预定的距离108、110以后，电磁阀150被启动，从而该电磁阀150将该传感器臂介质接触部分144向下拉动进入升降机组件18中，同时逆着复位弹簧154施加的力向上转动该传感器臂标记部分146，直到该传感器臂标记部分146与挡块156接触（图11B）。该升降机架子20、20’然后被向上驱动，从而使得该传感器臂介质接触部分144接触介质12、12’的顶部片材的上表面116，从而向上转动该传感器臂介质接触部分144以及向下转动该传感器臂标记部分146，直到该传感器光束160（图12）检测到该传感器标记148，切断（tripping）该传感器158。传感器158然后发送信号至控制器32，从而停止架子20、20’的运动（图11C）。如果架子20、20’被向上驱动得太远，使得传感器标记148穿过了传感器光束160的中心线（图11D），那么传感器158会发送信号至控制器32，控制器32再向下驱动架子20、20’直到到达传感器切断位置。

在升降机系统的一种变型中，上架20的内侧126相对于下架20’的内侧128侧向向外地定位（图3）。这种设置提供了获取系统24对输入盘30内的介质12的改善的获取。如果需要，这种改善的获取允许上和下架子20、20’在垂直方向上被定位成更靠近在一起。该输出盘28可以被向内移动进入间隙130以帮助装载输入盘30。

在升降机系统的另一个变型中（图10），架子20、20’被倾斜以使架子20、20’的外侧132、134低于架子20、20’的内侧126、128。这种变型考虑到了介质12、12’的下垂，其中介质12、12’的远离切割系统工作台16的部分相对于介质12、12’的被获取系统24吸引的、更靠近切割系统工作台16的部分向下下垂。

这种相同侧的装载&卸载以及多架20、20’供给和堆放升降机18的配置提供了一种非常低成本和模块化的系统10，其能与现有的切割系统14相连接。如上所述，在切割/刻痕工作台16的相同侧执行介质供给和退出操作最小化了该系统的整个占地面积并且避免了与切割工作台底座的冲突问题。同样，通过使用升降机系统18来将输入和输出盘30、28定位在邻近工作台16的位置，侧向介质传送系统22可以被制造得非常简单和可靠。这种方法还允许使用单个的升降驱动系统42和单个的堆放高度测量系统以正确地将输入和输出盘30、28定位在合适的高度以分别进行供给和堆放操作，甚至当要处理的是更大堆的介质12、12’时也是如此。

Claims (10)

1.一种适于与介质切割系统一起使用的介质装载和卸载系统，所述介质切割系统具有切割工作台和切割装置以切割或刻痕固定在该切割工作台的表面上的介质，该介质装载和卸载系统包括：

适于邻近所述切割系统工作台的一侧侧向地设置的升降机组件，该升降机组件包括驱动器和多个在垂直方向上隔开的架子，这些架子能够通过所述驱动器被垂直地上下移动，这些架子包括至少下架和上架，所述上架或下架之一限定适于保存待供给至所述切割工作台表面的介质的输入盘，并且所述上架或下架中的另一个限定适于保存从所述切割工作台表面移出的介质的输出盘；以及

双向传送系统，其适于在侧向供给方向上将介质从所述升降机组件传送到所述切割工作台表面以及在与所述供给方向相反的侧向方向上将介质从所述切割工作台表面移动到所述升降机组件。

2.按照权利要求1所述的介质装载和卸载系统，其中所述上架为输入盘并且所述下架为输出盘。

3.按照权利要求1所述的介质装载和卸载系统，其中所述传送系统包括：

成对的轨道，其从所述升降机组件延伸，该成对的轨道被配置成在所述切割系统工作台上方延伸；以及

片材获取系统，其被可移动地安装至所述轨道。

4.按照权利要求3所述的介质装载和卸载系统，其中所述片材获取系统是具有至少一个真空吸盘或真空口的真空系统。

5.按照权利要求1所述的介质装载和卸载系统，其中所述输出盘从所述输入盘在所述侧向方向上偏移。

6.按照权利要求1所述的介质装载和卸载系统，还包括适于与所述切割系统的控制器通信的控制器。

7.按照权利要求1所述的介质装载和卸载系统，还包括堆叠高度传感器组件，其适于检测所述输入盘和所述输出盘中的所述介质的高度。

8.按照权利要求7所述的介质装载和卸载系统，其中所述堆叠高度传感器组件包括：

枢转地安装的传感器臂；

传感器；以及

电磁阀。

9.按照权利要求8所述的介质装载和卸载系统，其中所述传感器臂包括：

介质接触部分；以及

标记部分；

其中所述传感器臂在所述介质接触部分和所述标记部分之间的位置被枢转地安装，从而使得该介质接触部分能枢转地移入和移出所述升降机组件。

10.按照权利要求1所述的介质装载和卸载系统，其中所述上架的内侧相对于所述下架的内侧侧向向外地定位。

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