CN103358754B - 书籍成形和冲压机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种书籍成形和冲压机，其主要由整形装置(1)、冲压装置(30)和装载装置(60)构成，其中，装载装置主要由装载台(62)构成而冲压装置由可彼此相间隔的多个冲压板(31,32)和由烫背轨(35,36)构成，整形装置(1)具有相对书芯(37)的前切口(38)完成成型的器件。冲压装置(30)具有用于容纳书芯(37)的至少一个工位，其中，整形装置(1)由至少一个工具架(5,100)构成，其配备有用于前切口(38)的成型的至少一个成型工具(6,7,8)。工具架(5,100)和/或成型工具(6,8)相对待成形的前切口(38)实施一序列在平面中或在空间中的运动。

Description

书籍成形和冲压机

技术领域

本发明涉及一种书籍成形和冲压机(Buchform- und Pressmaschine)。其还涉及一种用于运行这样的书籍成形和冲压机的方法。

背景技术

由文件DE 4422783 A1已知一种书籍成形和冲压机，其以布置在围绕竖直的旋转轴线间歇地驱动的转子处的方式具有带有布置在其处的折缝烫背装置(Falzeinbrenneinrichtung)的成排的冲压装置。书籍在输入工位中被输入冲压装置中(在其中书籍被完全平地容纳且经由烫背板条(Einbrennleiste)被不间断地成形)且持久地保留在相同的冲压夹片(Pressbacke)中直至其在输出工位中又被输出。在悬挂在壳中的书芯的输送与成形的且冲压的书籍的输出之间，转子做一些间歇性的旋转运动，其被用作冲压时间或烫背时间。

对于容易闭合的折缝成形轨(Falzformschiene)和以或不以压力闭合的冲压板，装载冲具(Ladestempel)作为整形装置(Nachformeinrichtung)的成形轨那么对着前切口(Frontschnitt)下降且将书芯(Buchblock)压到脊部中，由此，两个书壳(Buchdeckel)经由板纸(Schrenz)和扉页(Vorsatz)在铰接中被拉向烫背轨(Einbrennschiene)。由此可在书籍整形的同时使书芯和书壳相对于彼此对齐。在成形轨中，对此存在特别用于圆的或直的书脊(Buchruecken)的嵌件。

该书籍成形机和几乎所有处于市场上的书籍成形和冲压机的另一特征是，出于安全原因整个机器设有衬板(Verkleidung)，且仅输入带和输出带从该罩部(Verhausung)中突出，使得成形件的更换例如在从直的书籍更换成圆的书籍的情况中或在更换成尺寸变化的成形件(利用其可获得改善的圆形)的情况中意味着机器的空运行、保护衬板的打开和机器的重新起动。

发明内容

这里本发明将提供帮助。本发明目的在于提供一种书籍成形和冲压机，在其中整形装置设计成使得根据书芯的或者说书芯脊部的前切口的构造来进行不同样式的整形冲具的自动化的开动。

为了该目的，整形装置被设计成使得其装备有工具架(其具有用于直的和圆的书籍等的可更换的成形板条)，其中，这些成形板条那么在操作上压向前切口且因此整形书芯脊部。

在此，整形装置或者说工具架的元件构造成使得其相对所夹紧的书芯的前切口至少在水平和竖直的方向上可移动，即至少覆盖X和Y平面。

此外，根据本发明的整形装置设计成使得在所夹紧的书芯的前切口的平面中属于整形装置的工具架(其在其方面通常由基础装置和由至少一个工具组装而成)有效。

工具架在详细说明的第一应用形式中实施旋转运动，其中，在工具架的周向上、即沿着圆弧布置有多个相切布置的工具(即成形板条)，由此工具架本身满足对成形板条的存储的功能，其根据情况可在没有重调操作的情况下被取用或带到运行位置中。

但是原则上，属于整形装置的工具架不限于这样的实施变体。原则上，整形装置总是由还不同地设计的至少一个工具架构成，其配备有确定用于前切口的成型的至少一个工具(即成形板条)。工具架和/或工具相对待成形的前切口实施一序列在平面中或在空间中的运动，其中，运动的该序列本身根据工具架类型可以不同且运动的该序列能够是可机械调节的、可自由编程地并且/或者通过至少一个传感器来引导。

对于良好的整形的前提同时还是，放置在装载台的棱柱板上的书芯被定位到在冲压板之间的正确的高度上，因此烫背板条在书折缝的区域中以较小的力撞击到书籍上且由此当装载台然后又被向下移离时可固定书籍。

装载台的一可能的实施方案设置成，在书芯的装载操作期间经由信号装置来检测其轮廓且经由装载台的驱动器(其具有位移测量系统)被驶向正确的高度。

同样重要的是，在整形过程期间书芯通过这两个贴靠的属于冲压装置的冲压板已被轻微预压制，使得书芯虽然还可被整形装置移动，但是整形装置的成形工具在书芯移动时不挤入书籍的切口中。在整形之后，所产生的书籍形状通过烫背板条的压力的提高被固定且使整形装置或工具架从冲压板中驶出。

为了在此在书籍(其倾向于在扉页的区域中的折缝形成)的接下来的冲压过程中能够获得最好的烫背和冲压结果，证实出，除了已存在的压制顺序烫背/冲压和冲压/烫背之外还有第三变体冲压/烫背/冲压发现其合理性。

在此，冲压装置可容易地设计有多个串联布置的工位，其可被配备有同样多的书芯。每个工位单独通过整形装置或通过工具架来运行，其中，为了产量提高，多个工具架还可协通地同时处于使用中或被间歇地运行。

对于不仅冲压装置和而且整形装置的运行，基于此的运动的序列可机械地调节、自由地编程并且/或者通过至少一个传感器来引导。

用作工具的成形板条(其通常形成工具架的集成的组成部分)优选地可(只要整形装置是类似轮子的工具架时)径向上布置在属于工具架的轮辐外面，其中，这些成形板条那么形成与工具架的共同的旋转轴线。

通过旋转表征的带有在周向上安装的且相切地布置的成形板条的该工具架首先在其自由度耗尽的情况下被机动地运行且在同心于处于冲压板之间的书芯被移动。在此，以与前切口的足够的间距(在理想情况中带有其成形板条的工具架的旋转区域完全处于冲压装置之外)相应引起根据书芯脊部的设计示出所要求的形状的那些成形板条的旋转地支撑的进给(Beistellung)。

优选地，承载成形板条的工具架精确驶入冲压板之间通过控制部(为此必需的数据被连续地供应到其中或已事先被输入且存储在那里)来承担。这不仅对于此处所说明的类似轮子的工具架、而且对于任何其它的例如可在机器臂的意义中来构建的工具架有效。

待加工的书芯的尺寸且此外还有前切口或书芯脊部的待进行的成型形成相应的成形板条的自动化的进给的起点。对此，坐标的建立通常通过至少在竖直的和水平的方向上相对前切口的平面的一序列运动来获得。由此从在工具架中的存储中激活或使用或检测对于书芯的整形最佳地确定的那些成形板条。

如果一下确定工具架相对书芯的前切口的坐标，即建立对此决定性的相对前切口的同心性，且直至将成形板条安放到前切口上的升程或者平移的摆动运动被确定，则对于相同的书芯仅只还接合有单一的运动，也就是说带有在该平面中在操作上起作用的成形板条的工具架相应容易地从冲压板的影响范围中驶出，直至以一个或多个书芯实现下一装载，且然后又实施成型运动。

转子实施间歇性的旋转运动，其将至少一个下一空的冲压装置带到装载位置中，在其中至少下一书芯为了整形被驶入冲压板之间且然后供成型使用。

如果带有不同的书芯脊部形状和尺寸的不同的书芯彼此相随，则除了工具架的纯粹的升降运动之外首先也还实现旋转运动(只要是旋转性的工具架)，直至实现所取用的成形板条的进给；附加地，那么还按照需求进行该成形板条相对新的书芯或相对冲压板的相应地所占据的位置的适配的定心(Ausmittung)。

如果被置于类似机器人的工具架上，则承载工具的部分相应从工具库中回抓向适配的工具。对于所有情况这里也通过工具架的大致竖直的下降实现用于书芯脊部的成型的运动。

因此以此总是已知所使用的成形板条的尺寸，所以经由控制部可保证，这些成形板条在其竖直运动期间在驶入冲压板之间时不与最后提到的相碰撞，因为其彼此间的间隔对于控制部是已知的。此外，成形板条相对于书芯的同心性可通过整形装置或工具架的大致水平的运动被自动地调节或精调。

本发明的主要优点由此在其中可见，即在每个规格变换中和/或在书芯脊部形状的每个变换中不引起任何附加的装调时间且省去补充的耗时的手动工序。

因此可重新提供一系统供使用，其导致在产品的质量最大化的情况下生产率的实质提高。

根据本发明的整形装置的另一有利的实施方式，旋转的工具架在其旋转中心中与可围绕旋转轴线旋转的轴相连接，其中，工具架在其旋转中心中容易地可具有在旋转轴线的方向上从其伸出的轴。在该轴上可布置有带有径向的锁止孔的联接凸缘，或该轴自身具有这样的锁止孔。每个锁止孔相应角度精确地关联于成形板条中的一个。优选地垂直于旋转轴线，锁止螺栓这样来布置和驱动，使得其可形状配合地被插入与其相关联的锁止孔中，这导致工具架的系统固定。当然，其它的锁止设计也是可能的。

工具架还可具有平行地或近似平行地处于前切口之上的且在至少一个平面中可调节的轨道的形式。在该轨道上那么布置有在至少一个平面中可调节的至少一个工具。如果各个工具固定地锚固在轨道上，则其在需要时实施相应的平移运动，直至所取用的工具就位，其中，关于该工具，运动学上的反转也是可能的。

此外，当在根据本发明的整形装置中对于每个成形板条设置有至少一个标记时，是有利的。该措施那么可有利地以用于识别所取用的成形板条的位置和确认的位置固定的传感器来补充，其中，该系统也可包含报告成形板条的冲压面相对于前切口的平面的精确的平行取向的识别。

通过该事实，即每个成形板条具有标记且每个成形板条可被装配到工具架的每个工具位上，旋转的工具架优选地可被以任意的顺序配备有不同的成形板条。处于工具架上的成形板条的顺序的识别那么总是自动地通过控制部进行；所使用的成形板条那么可由程序或由按下按钮来选择。如果机器臂承担工具架的功能用于书芯脊部的成型，也可使用这样的能识别的控制部。

根据目的的有利的实施方案从其余的从属权利要求得出。

附图说明

接下来根据附图来详细阐述本发明。删去所有对于本发明的直接理解不重要的元件。相同的元件在不同的附图中设有相同的附图标记。其中：

图1显示了带有插入的书籍的根据一实施例的书籍成形和冲压机的透视性图示，

图2显示了不带书籍成形和冲压机的另外的细节的对图1中的书籍成形和冲压机的整形装置的视图的另一透视性图示，其中为了示意性的说明仅示出带有相应地布置的书籍的冲压板，

图3以对带有锁止孔的联接凸缘的观察显示了对图2中的整形装置的另一透视性视图，

图4显示了带有可更换的工具的设计为工具架的类似机器人的装置以及

图5显示了串联地与部署有多个工位的冲压装置有效连接的多个工具架的布置。

具体实施方式

图1至3显示了根据本发明的整形装置1。在图1中显示了在书籍成形和冲压机中在其安装情况中的整形装置1。书籍成形和冲压机确定用于将带有向下取向的书芯脊部39(图2)的书芯37在冲压板31、32之间拿起到装载台62上。根据图1的图示显示了书籍成形和冲压机的敞开的侧面，其中可辨识出在冲压板31、32之间相应地夹紧的书芯37。通常，书籍成形和冲压机设计用于书芯37的竖直取向。然而这是一种有利的工作方式，但是其不强制地来规定。在说明书中所使用的说明上和下或水平和竖直涉及通常的平面。

图1从上向下显示了整形装置1、冲压装置30和装载装置60。装载装置60在竖直取向Y上具有彼此平行的棱柱板66、67，其面向书芯37的脊部39且用作支撑。直接与书芯脊部处于有效连接中的棱柱板66、67具有与书芯脊部39的形状最佳地对应的那种形状。

关于冲压装置30的冲压板31、32，外部的冲压板31位置固定地布置，而内部的冲压板32通过水平运动X在规格上可相对于书芯37调节。

同样确保装载装置60相对冲压装置30的竖直运动Y。

在冲压装置30的下部的区域中，面向书芯脊部39在书芯37的两侧上布置有加热梁33、34。加热梁33、34加热烫背轨35、36，其使书芯37成形。书芯37与书芯脊部39相对而置地具有敞开的待成形的前切口38(参见图2)。

在书芯37之上，在图1中示出了带有可竖直地和水平地调节的(以箭头Y1、X1表示)类似轮子的自身旋转的工具架5的整形装置1。工具架5具有径向延伸的轮辐13，其在其外端处承载相切地布置的成形板条6、7、8(当前四个成形板条)，其成对地相对而置。成形板条的数量是自由的且其在周缘上的分布不须对称。

成形板条6、7、8具有面向书芯37的前切口38不一样强地弯曲的表面或平的表面，其根据书芯37的所期望的构造可供使用。

由图2和3得出整形装置1的另外的细节。

由图2得出，整形装置1的竖直的可调节性经由带有导向杆2和导向滑座3的轨-滑座组件来提供。在导向滑座3处固定有支臂4，其容纳工具架5的可旋转的轴。

如详细地由图3所得出的那样，轴12同心于工具架5来支承。轴12的旋转轴线由此还形成工具架5的旋转轴线，因此成形板条6、7、8可实施圆形的运动。

成形板条6、7、8在内侧具有一个或多个标记螺栓9，其标记与传感器10处于有效连接中。传感器10在本发明的该实施例中布置在导向杆2的上端处，这样使得保证标记螺栓(9)的检测。

由图3得出工具架5及其旋转驱动器15的后视图。工具架5以其轴12可旋转地支承在支臂4中，使得轮辐13根据实施类型可平行地、近似平行地或与支臂4成角度地放置。

此外由图3得出，支臂4相邻于轴12的支承具有用于锁止螺栓18的支承17。在工具架5的轴12的平面的延续部中布置有升降缸19，其与锁止螺栓18处于位置符合的有效连接中，且其引起其操作上的操纵。在锁止螺栓18的作用区域中，围绕轴12设有联接凸缘14，其与所联接的旋转驱动器15处于有效连接中。联接凸缘14自身在其外侧面中具有锁止孔20，其在径向上取向到轴12上。

垂直于轴12在联接凸缘14的区域中布置的锁止螺栓18(由所联接的升降缸19驱动)相应形状配合地接合到分配给它的锁止孔20中。

借助于在图2中可见的传感器10，识别每个成形板条的标记且测量和存储移动角度11。在图2的图示中，成形板条8在书芯37的前切口8之上处于激活的位置中。借助于传感器10，在相应的移动角度11之前识别到达成形板条8的激活的位置。移动角度11的测得的值例如被传输到中央的机器控制部处且以额定值来平衡，从而根据确定的规格的规定来保证相应的符合的成形板条的选取。

如果到达成形板条6、7、8中的一个的激活的位置，锁止螺栓18可在它的径向于轴12的运动中驶入联接凸缘14的锁止孔20中，从而固定相应的成形板条的激活的位置。如果涉及及时地位置符合地固定轴12的通过旋转驱动器15触发的旋转(通过激活的锁止螺栓18到达接近的锁止孔20中)，在锁止螺栓18与升降缸19之间的运动适宜的激活的连接那么总是在运行中。

为了保证使用正确的成形板条，每个成形板条6、7、8设有一个或多个不易混淆的标记9，例如在相应另一位置处的一个或多个圆柱销。在规格更换时，作用到传感器基座上的信号装置(传感器10)在工具架5的整个旋转运动期间查询这些标记9且由此关于所读取的相对所规定的零轴的旋转角度11识别在操作上起作用的成形板条6、7、8中的每个。

之后，经转速调节的驱动器旋转工具架5直至激活的成形板条8到达它的在冲压板31、32上的工作位置。然后，可开关的锁止螺栓18确保该位置以防进一步旋转。

该装调过程可自动化地实现且总是发生在冲压板31、32的在空间上处于其下的运动区域之外。激活的成形板条6、7、8的尺寸以及冲压板31、32彼此间的相应的内部的间隔存储在控制部中，使得在运行中保持排除在成形板条的竖直运动期间的碰撞，考虑该事实，即通过控制部来确定成形板条6、7、8的在操作上正确的位置。

在这样的受控制的运动过程中不再需要手动调节或控制激活的成形板条相对书芯37的相应的尺寸的同心性。

由图4得出工具架100的另一可能性，其是不同于在图1-3中所说明的类似轮子的工具架5的另一设计。但是原则上，带有两个所说明的变体5、100的前切口38的最终成型保持不变。该工具架100具有类似机器人的设计且由在竖直方向Y上承担对导向滑座105的引导的柱子101构成。在导向滑座105处锚固有悬臂106，其在端侧承载工具夹(Werkzeughalter)107。滑座105的竖直移动通过马达102来完成。柱子101在底部侧锚固在可水平移动的导向滑座103上，其移动同样通过马达104来完成。悬臂106和工具夹107可在两个方向(X,Y)上移动。利用这些广的自由度，可直接从工具库经由自动的联结机构111/112来执行单独设计的工具108、109、110的更换，如这由图4得出的那样。如果带有相应的成形板条的工具一下经由通过悬臂106所实施的竖直运动与经由滑座103的水平的平移相结合地被带到操作位置中，则那么实现书芯的前切口或脊部通过滑座105的纯粹的竖直的运动的有效的成型。这里容易地也可能使经由控制部实现序列运动，亦即根据与这在先前的工具架5中所说明的相同的标准。这里还可设置有取决于位置的锁止机构，其对于成型的顺序确保稳定化的效果。

图5显示了两个串联部署的工具架5，其具有与其在图1-3的情况下所说明的相同的结构。这样的布置优选地必须被看见总是与冲压装置处于有效连接中，冲压装置那么还必须具有多个串联的用于同样多的书芯的工位。每个工位那么单独通过整形装置或通过工具架来操控，其中，为了产量提高还可同时使用或者间歇地来运行多个工具架。这样的生产节奏也可以以类似机器人的工具架100来运行。

Claims (20)

1.一种书籍成形和冲压机，其主要由整形装置(1)、冲压装置(30)和装载装置(60)构成，其中，所述装载装置主要由装载台(62)构成而所述冲压装置(30)由可彼此相间隔的多个冲压板(31,32)和由烫背轨(35,36)构成，且其中，所述整形装置(1)具有相对书芯(37)的前切口(38)完成成型的器件，其特征在于，所述冲压装置(30)具有用于容纳书芯(37)的至少一个工位，所述整形装置(1)由至少一个工具架(5,100)构成，其配备有用于所述前切口(38)的成型的至少一个成型工具(6,7,8;108,109,110)，且所述工具架(5,100)和所述成型工具(6,7,8;108,109,110)能够相对待成形的所述前切口(38)实施至少一个竖直的成型运动和一序列在平面中或在空间中的运动。

2.根据权利要求1所述的书籍成形和冲压机，其特征在于，所述冲压装置(30)具有用于容纳相应数量的书芯(37)的多个串联布置的工位，且每个工位或多个工位分配有单独地或可相联合地相互依赖地驱动的工具架(5,100)和成型工具(6,7,8;108,109,110)。

3.根据权利要求1所述的书籍成形和冲压机，其特征在于，所述成型工具由成形板条(6,7,8)形成。

4.根据权利要求1所述的书籍成形和冲压机，其特征在于，所述工具架(100)和所述成型工具(108, 109, 110)是自动运动装置的组成部分，其运动顺序、路径和角度通过轴自由度来表征。

5.根据权利要求4所述的书籍成形和冲压机，其特征在于，所述自动运动装置(100)相应抓取存放在工具库中的至少一个成型工具(108,109,110)用于待成形的所述前切口(38)。

6.根据权利要求1所述的书籍成形和冲压机，其特征在于，所述工具架(5)具有类似轮子的结构的形状，所述工具架承载布置在外周缘处的多个成型工具(6,7,8)，且所述成型工具(6,7,8)以相切的布置同心于所述工具架(5)的中心来布置。

7.根据权利要求6所述的书籍成形和冲压机，其特征在于，所述成型工具(6,7,8)在周向上对称地分布到所述工具架(5)上。

8.根据权利要求6所述的书籍成形和冲压机，其特征在于，所述工具架(5)在其旋转中心的区域中具有相对于处于使用中的成型工具(6,7,8) 生成形状配合的位置的器件(12,14,18,20)。

9.根据权利要求8所述的书籍成形和冲压机，其特征在于，所述工具架(5)在其旋转中心中与轴(12)相连接，所述轴(12)或者锚固在所述轴上的联接凸缘(14)具有径向延伸的锁止孔(20)，其与可进给的锁止螺栓(18)处于有效连接中，且由锁止螺栓(18)和锁止孔(20)形成形状配合，且在锁止孔(20)与锁止螺栓(18)之间的每个形状配合的位置形成确定的成型工具(6,7,8)的操作位置。

10.根据权利要求9所述的书籍成形和冲压机，其特征在于，所述锁止螺栓(18)能够相对所述锁止孔(20)对齐地且相对于所述轴(12)直角地或以锐角进给。

11.根据权利要求1所述的书籍成形和冲压机，其特征在于，所述工具架具有在所述前切口(38)之上平行地延伸的且在至少一个平面中可调节的轨道的形式，在所述轨道上布置有在至少一个平面中可调节的至少一个成型工具(6,7,8)。

12.一种用于运行根据权利要求1-11中任一项所述的书籍成形和冲压机的方法，所述书籍成形和冲压机主要由整形装置(1)、冲压装置(30)和装载装置(60)构成，其中，所述装载装置主要由装载台(62)构成而所述冲压装置(30)由彼此相间隔的多个冲压板(31,32)和由烫背轨(35,36)构成，且其中，所述整形装置(1)具有相对书芯(37)的前切口(38)实施成型的器件，其特征在于，所述冲压装置(30)以用于容纳书芯(37)的至少一个工位来运行，所述整形装置(1)由至少一个工具架(5,100)构成，其配备有确定用于所述前切口(38)的成型的至少一个成型工具(6,7,8)，所述工具架(5,100)和所述成型工具(6,7,8;108,109,110)相对待成形的所述前切口(38)实施一序列在平面中或在空间中的运动，且所述运动的序列被机械地调节、能够自由编程或通过至少一个传感器来引导。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述工具架(5,100)横向于所述前切口(38)的宽度实施至少一个另外的平移运动而相对所述前切口(38)实施至少一个竖直的成型运动。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述传感器(10)直接或间接地检测关于成型工具(6,7,8;108,109,110)的位置或关于在操作上确定的成型工具的位置的至少一个信息且将其传递到控制单元处。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述成型工具(6,7,8;108,109,110)在空间中的位置通过至少一个传感器(10)来探测。

16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在放置在属于所述装载台的棱柱板(66,67)上的所述书芯的整形中被定位到在属于所述冲压装置(30)的所述冲压板(31,32)之间的预先确定的高度上，这样使得所述烫背轨(35,36)在书折缝的区域中以较小的力撞击到所述书芯上，且所述书芯在所述装载台(62)下降时被固定。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，在装载所述书芯期间经由信号装置来检测所述书芯的轮廓，且经由驱动器被驶向所述装载台(62)的待操控的高度。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，利用位移测量系统来运行所述装载台(62)。

19.根据权利要求12-18中任一项所述的方法，其特征在于，所述书芯在整形过程期间被所述冲压板(31,32)预压制，且在所述整形过程之后所述书芯通过所述烫背轨(35,36)的压力的提高被固定且之后使所述整形装置从所述冲压板的区域中驶出。

20.根据权利要求12-18中任一项所述的方法，其特征在于，在制造所述书芯时根据以下流程来执行压制顺序：

- 烫背/冲压，或者

- 冲压/烫背，或者

- 冲压/烫背/冲压。