CN1353649A - 装订和裁切无线胶订的书籍的系统和方法 - Google Patents

装订和裁切无线胶订的书籍的系统和方法 Download PDF

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Abstract

一种装订/裁切装置(1),其中书芯(BB)放置在滑车(7)中,纸页通过摇晃对齐而后送到打磨工位(MS),在此书芯的背脊(S)进行打磨使背脊变糙,然后到粘合剂涂布工位(AS),在这里一种适宜的粘合剂涂布到背脊上,并从此到装订工位(BS),在这里书籍的背脊实现与封皮(C)的中间部分(CP)的接合,并且装订夹紧器(35)在靠近背脊强制封皮夹紧在书芯的外侧面上,然后到达裁切工位。在裁切工位书籍设置在一个凹座(41)中,并相对于裁切刀片(63)定位,致动刀片(63)以裁切书籍的第一边缘到预定的尺寸。然后转动书籍裁切第二和第三边缘,这样生产出一个无线胶订的、精确地裁切出预定尺寸的书籍。同时也公开了一种装订和裁切无线胶订书籍的方法。

Description

装订和裁切无线胶订的书籍的系统和方法
                          技术领域
本发明涉及装订一种无线胶订的软皮书的系统和方法。具体地说，这样一个软皮书包括许多纸页(称为书芯)，它们的一个边缘称为背脊。封皮具有一种适当的封皮毛坯，其厚度比书芯中的纸页厚。该封皮具有一个覆盖在书芯前部的封面，一个覆盖在书芯后部的封底，以及跨过书芯背脊的中间部分。一种适当的粘合剂涂在书芯的背脊和封皮中间部分的内侧面之间。书芯中形成背脊的纸页边缘裹在该粘合剂中，通过固化处理，牢固地将封皮粘合到书芯上，并将书芯的纸页相互固定，进而固定到封皮的中部，这样允许书籍被打开到任何一页而不会有纸页脱落。
                          背景技术
在大量生产上述无线胶订的书籍的生产过程中，特别是改进的机械晃动书芯纸页，以便保证纸页的边缘相互间完全对齐。将粘合剂(一种合适的热熔粘合剂)涂到书芯的背脊上，封皮(它通常被预涂)被包裹在书芯的前面、背脊和背面上，并且将封皮在靠近背脊的位置牢固地夹紧书芯上，这样封皮的中间部分被牢固地压靠在书芯背脊与其中间部分内表面之间的粘合剂上。由此完成将封皮粘到书芯上以及将纸页相互粘合在一起，并粘合到封皮的中间部分上。通常，这种无线胶订的书籍是由纸页印刷而成的，所述纸页比最终生产出来的被装订的书籍的所需尺寸略大一些。这些书籍装订后，在一个独立的裁边机上，沿其三个边裁切到所需的最终大小。迄今为止，这样的工作是在分离的机器上完成的，这需要考虑到装订不同尺寸书籍的设置，这样最适于数量很多的书籍的生产过程。此外，上述现有的装订机/裁边机是非常昂贵的。
近年来，由于计算机技术和激光印刷机的进步，书籍的印刷已经有了一定的变化。现在新的技术允许按需要印刷书籍。这些按需要印刷的书籍可能有不同的形式和厚度。在此已经创造出一种所需形式的经济的装订机械和系统，它是可充分变形的，以便允许将不同大小和厚度的按需要印刷的书籍进行装订和裁切。即使一次必须装订不同形状(尺寸)和厚度的书籍(也就是在生产装订过程中包含有一本单独的书的拷贝)，并且这样的装订和裁切工作是完全自动化的，这样库房管理员或维护人员需要更多地提供构成书芯的印好的纸页和被装订书籍的印好的封皮到该装置中，并在一个短时间内将被装订和裁切的书籍生产出来。此外，已经有关于无线胶订书籍的短流程的需求，其中书籍的尺寸或形状能容易地从一个流程到另一个流程发生变化，而不需要过多地调节所述装置来生产不同尺寸的书籍。
                          发明内容
在本发明的几个目的和特征中可能注意到提出了这样一种装订装置，所述装置有足够的速度用正确的装订方法来装订和裁切书籍的一个拷贝，同时该书籍的另一个拷贝(或另一个书籍的一个拷贝)正在按要求印刷；
所提出的这样的装订装置，其一旦书芯已经传递到装订装置，晃动书芯的纸页并且打磨形成书籍背脊的书芯的边缘，以便更好的接受粘合剂。
所提出的这样的装订装置，其使用了一种适当的粘合剂，以便设置在书芯的背脊和封皮中心部分的内面之间；
所提出的这样的装订装置，其将封皮的中间部分相对于背脊基本对中地夹持在靠近背脊的书芯前后边缘处，由此使得粘合剂将封皮恰当地粘合在背脊上，并且将书芯的纸页相互粘合在一起并粘合到封皮的中间部分上；
所提出的这样的装订装置，其具有一个裁切器，裁切器适于接受来自夹持部件的过大尺寸的装订的书芯和封皮，以便裁切其第一边缘，转动90度再裁切第二边缘，再转动90度再裁切其第三边缘，然后将这样的装订并裁切完的书籍推出。
所提出的这样的装订和裁切装置，其可以自动地设置以装订和裁切不同厚度和尺寸的书籍，使得不同尺寸书籍的单独拷贝能可靠地装订和裁切成确定的大小，而不需要手动设置，并且不需要用样本书芯和封皮来做装订试验；
所提出的这样的装订和裁切装置有一个大约一分钟/书的装订/裁切速率；
所提出的这样的装订和裁切装置和方法，其为书籍提供一个宽的尺寸范围(如在6英寸×9英寸和8以及11英寸之间)和一个宽的厚度范围(如范围在英寸到大约1英寸)；
所提出的这样的装订和裁切装置，其根据所接收的对应于被装订书籍的尺寸和厚度(页数)的数据自动地调整夹持部件，保证为该书提供的封皮正确地与书芯的背脊对中，以及正确地调整裁切器来裁切书芯及封皮多余的宽度和高度，由此按所需尺寸装订而生产出成品书籍；
所提出的这样的装订和裁切装置，其中可以适于书籍的不同尺寸和形状，并且在装置上为不同作业(如书芯的背脊与封皮的中部对中、以及装订完的书籍的边缘或页变的裁切作业)的各种调整根据输入到控制系统中的信息自动地调节，将与该信息相关的数据或使用手动或是自动地输入到系统中；所提出的这种装置能转动一种预定尺寸的一书籍，然后同时可装订另一种预定尺寸的另一书籍；
所提出的这样的装订和裁切装置，它不需要为使用它而进行特殊的培训，它具有经济的结构，具有一个较快的生产速度以及在运行中是可靠的。
其它的目的将在下文中部分地揭示和部分的指出。
简单地说，本发明的装订和裁切装置包括一个可沿工作路径移动的滑车，该滑车上装有许多用来构成一个矩形的书芯的大致矩形的纸页，书芯的纸页定向排列使得书芯的较小的尺度垂直伸延，而使得书芯的较大的边缘成为最低的水平的书芯边缘，该最低的边缘被认为是书芯的背脊。所述工作路径有一个晃动工位，一个打磨工位，一个粘合剂涂布工位，一个夹持工位和一个裁切工位顺序设置。所述滑车松弛地夹持着松散的书芯纸页，使得一个晃动机械可以机械地震动这些纸页，以便使这些纸页相互移动，以至每张纸页的最下边的边缘处于相互对应的位置，进而使得构成书芯背脊的纸页的边缘基本上在同一水平面上，而使纸页的较小的边缘基本上在相同的垂直面上。所述滑车牢牢地掌握着晃动中的纸页，并将书芯从晃动工位送到打磨工位，在此一个适合的刀具打磨(如划槽)书芯的最下面的边缘，以便保证一个基本共平面的背脊。然后，所述滑车将书芯转送到粘合剂涂布工位，在此涂布一种适合的粘合剂。在装订工位，设置一个用于被装订的书籍的封皮，使封皮的中间部分与书芯的背脊对齐并且大致与其对中，将粘合剂设置在背脊和封皮的内侧面之间。装订工位包括一个夹紧器，其在靠近背脊处与封皮啮合，并在靠近背脊处强制地将封皮压紧在书芯的前后面上，由此将封皮的中间部分粘合到书籍的背脊上，使粘合剂将封皮装订到书籍的背脊上并由粘合剂将书芯的纸页在靠近背脊处装订在一起，并装订到封皮的中间部分上。所述滑车进一步带着装订的书籍到裁切工位。所述裁切工位有一个能够裁切装订后的书籍的裁刀。裁切工位具有一个书籍定位器，它用于将被裁切的书籍的第一边缘相对于裁刀定位在所需的位置，使得在裁刀动作时，封皮和书芯沿第一边缘以一个预定的量从书籍上裁下。裁切工位进一步具有一个用于将书籍转动90°的书籍回转机械，这样使被裁切书籍的第二边缘面向裁刀。书籍定位器相对于裁刀移动书籍，使得随着裁刀的动作，将封皮和书籍沿第二边缘的一个预定的量裁离书籍。然后，书籍转动机械再转动90°使被裁切书籍的第三边缘面向裁刀。书籍定位器相对于裁刀移动书籍，使得随着裁刀的动作，沿封皮和书籍的第三边缘的一个预定的量被裁离书籍，由此生产出沿三个边缘按预定尺寸裁切的完成装订的书籍。
                          附图说明
图1是本发明的装订/裁切机的俯视图，显示了一个工作路径，沿该路径一个被装订的书籍转送到一个晃动工位JS，然后到一个打磨工位MS，然后到一个粘合剂涂布工位AS，然后到一个将书芯与封皮装订在一起的装订工位BS，然后把装订过的书和封皮输送到一个裁切工位TS，在此装订过的书籍的多达三个边缘被裁切到预定的尺寸；
图2是一个正视图，为从图1所示的装订/裁切机上沿书芯所经工作路径的视图；
图3是沿图2中3-3线显示的左端视图；
图4是图1所示装订/裁切机的一个后视图；
图5是一个沿图2中5-5线截取的横截面图，其尺度比图1-4中所示的装订/裁切机略大，其显示了一个部分剖开的剪式裁切器，以便显示一个凹座，该凹座容纳着一个装订后的书籍，并在书籍沿预定的边缘或页边裁切的同时夹持着书籍；
图6是图4的左侧部分的一个部分侧视图，显示出略微放大的裁切工位；
图7是图6的俯视图，显示裁切工位；
图8是沿图6中8-8线截取的剖视图，显示容纳在凹座中的书籍能够在一个抬起的位置和一个下部的位置之间垂直移动，在抬起位置凹座容纳一个被装订的书籍以便被裁切，在下部位置(如图6所示)被夹持在凹座中的书籍定位，以便由一个剪式裁切机裁切；
图9是图8的俯视图；
图10是一个书芯的立体图；
图11是一个封皮半成品的平面图，显示了封皮半成品的前后封皮和一个中间部分，并且进一步显示出在书籍装订完成后，封皮的边缘或页边被裁成预定的尺寸；以及
图12是本装置的电子系统的示意图。
在不同的附图中相应的部件由相应的标记表示。
                          具体实施方式
现在参见附图，本发明的一个装订/裁切装置，其整体用标记1表示。该装订/裁切装置具有一个由方形钢管焊接成的支架3。一个外壳可以固定到该支架上，但是为了清楚已将它略去。所述支架有一对相间的大致沿装订/裁切装置的纵向伸延的水平支架导轨3a、3b。一个输送机5设置在支架导轨之间，用于沿工作路径wp按下文将说明的方式传递或输送一个书芯BB。输送机5包括一个可沿水平方向移动的滑车7，所述滑车7通过滑车轮CW支撑在滑车导轨8a、8b上，最好如图3所示，滑车导轨8a、8b分别安装在支架导轨3a、3b上。通过输送机步进电机M1沿滑车导轨动力驱动滑车，输送机步进电机通过一个以标记CB表示的齿式调速皮带和滑轮结构来驱动滑车。最好如图4所示，调速皮带的一端安装到滑车7的一端，而该皮带绕过在电机M1上的驱动滑轮和另一个枢轴地安装在支架3上的滑轮，其另一端安装到滑车的另一端。最好输送机电机M1是由一个控制系统CONT驱动的步进电机，如图12所示并将在下文中说明，这样根据滑车7的参考表面精确地知道滑车的位置(以及由其携带的书芯的位置)(例如在其中大约0.005英寸以内)，这样当书芯沿工作路径被载带或当书籍被装订或被裁切时，通过控制系统CONT可以精确地知道书芯的位置，这将在下文详细地说明。以这样的方式，在控制系统CONT的控制下，当给电机M1通电时，滑车可以沿工作路径WP精确地步进到任何位置或工作工位，而书芯将被精确地定位在所需的位置。电机M1能反向驱动，以便沿输送机以相反的方向移动滑车7，使滑车返回其起始位置，以便接收下一本书芯来进行装订。
参见图10，显示书芯BB包括许多纸页P，这些纸页一般构成被装订书籍的内页。构成书芯的纸页的数量可以在装订/裁切机1的装订厚度范围的最小数量和最大数量纸页之间调节。例如，书芯BB的厚度可能在大约英寸(6.4毫米)(或至少)到大约1英寸(3.8厘米)(或较多)之间。根据所用的纸页的厚度，这样的厚度范围可以调整书籍最多达750页(或较多)。由装置1装订的书籍的最小厚度基本上决定于装订在封皮中的书芯的最小厚度。总的来说，少于大约50页的书芯不易被装订，但是在理论上，即使仅有一页纸的书籍也能由本发明的装订/裁切机装订。
典型地，书芯BB的纸页P上的前后面被打印，并且纸页是具有长边和短边的矩形。例如，纸页可以在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)的范围或在上述范围内的任何矩形的数值。当然，通过采用所属领域普通技术人员公知的方式调节或重新设置装订/裁切机1的尺寸，也可以调整其它的形状。显然，本发明的装订/裁切装置1在其尺寸范围内可以自动地调整任何书籍的尺寸。书芯BB的一个边缘作为书芯的背脊S。正如所预期的，在将书芯BB置于本发明的装订/裁切装置1上时，书芯背脊对应与在书芯下面的水平边缘(通常为一个较长的矩形边)，如图1和2所示。在书籍纸页的两面上通过采用适当的双面激光打印机打印，或可以由任何普通的打印程序打印(如胶印或类似的印刷方式)。
如图11所示，书芯BB适于采用一种称为无线胶订的装订技术或方法装订在一个合适的封皮C中。通常，采用称为无线胶订的方法装订的书籍是软封皮的书。一般封皮C具有一种重量比书芯BB中的纸页重的合适的材料，并且被涂有涂层，以便具有一个更好的效果并可以涂上颜色。所述封皮由一个封面FC，一个封底BC和一个在封面与封底之间的中间部分CP。中间部分CP的宽度一般对应与被印刷好的书籍的厚度。通常书芯的纸页P和封皮C的尺寸相对于最终被装订的书籍的尺寸略微大一些，这样在书芯装订到所述的封皮中之后，装订后的书籍的页边被裁切到一个预计的大小，以达到所需的尺寸，并且沿书籍的边缘或页边(最好沿三个边)具有平直的边缘。如图10和11所示，书芯BB和封皮C的过大的尺寸边缘显示为页边边框TMl-TM3。
如所提到的，书芯BB和封皮C可以用任何方法来印刷。然而，本发明由于装订/裁切装置1能够直接地将被装订的书籍设置成在一个预定的书籍尺寸范围(如从6英尺×9英寸(15.2×22.9厘米)到8×11英寸(20.3×27.9厘米)，和任何在该范围内的矩形尺寸的结合，以及厚度范围在大约50页到大约750页内的任何尺寸和形状，本发明的装订/裁切装置特别适于装订和裁切美国专利US5465213所描述的装置按要求印刷出的书籍和封皮的单件拷贝，该美国专利US5465213已经转让给密苏里圣路易斯市的On DemandMachine Corporation。以上述方式，按要求印刷的装置可以以第一种形状(如6×9)印制第一本书的一个单件拷贝300页，而本发明的装订/裁切装置1将自动地根据被装订的书籍的厚度和尺寸的相关数据，确定(计算出)封皮C的中间部分CP的宽度和页边边框TM1-TM3，以便在本发明的装订/裁切装置1能够调节的书籍尺寸的范围内装订任何尺寸的书籍。装订/裁切装置具有一个相当快的运行周期，它将在完成装订和裁切第一本书籍的同时按要求在印刷装置上印制第二本书籍。所述第二本书籍可能具有与第一本书籍完全不同的尺寸和厚度，而只要第二本书也是在装订/裁切装置能够调节的书籍尺寸的范围内，装订/裁切装置1将自动地按第二本书籍进行调节。
与书芯BB和封皮C印刷无关，书芯BB被置于可沿输送机5在水平方向沿工作路径WP移动的滑车7中。正如将在下文中说明的，滑车7基本设置在工作路径WP的中间，并且有一个总体用标记9表示的滑车夹持机械，所述夹持机械有选择地致动来牢固地将书芯的纸页P相互间夹紧。所述夹持机械9具有垂直夹紧部件11a、11b，在夹持机械动作时，夹紧部件最好自行对中(不管书芯的厚度如何)，这样当书芯BB被夹持在滑车上时，它也与工作路径WP对中。使夹紧部件11a、11b自行对中的驱动由电动机M2来进行。电动机M2通过一个适合的自行对中齿轮装置驱动(图中未显示)驱动夹持机械，这样夹持机械牢固地夹着书芯BB，使得当电动机M2停转时，已知夹紧部件已经在书芯上施加了足够的夹紧力，以便在书芯沿工作路径WP传送到不同的工位并预计在书芯上进行不同的加工时，其牢牢地将纸页相互夹持在一起，这将在下文中说明。夹紧部件11a、11b夹紧书芯BB的前后面，但是书芯的下页边却未受夹紧部件的约束。最好，大约2厘米的书芯部分从夹紧部件向下伸出。
参见图1、2和4，显示滑车7和所载带的书芯BB是在一个第一工位，称作晃动工位JS，在此书芯装到滑车7上，并且在此书芯的纸页被机械地震动或摇晃，以便允许纸页相互间相对移动，这样构成书芯的纸页的大多数下边缘支承在一个水平面13上，这样各个纸页的前后缘和上缘基本上相互对齐。正如前面所述，书芯的下部的长边称为书芯的背脊S，撂在晃动工位的表面13上。摇晃作业通过一个用标记15表示的电子机械震动器(如图2所示)震动承载在滑车中的书芯来完成，所述电子机械震动器15具有一个通过有回弹力的臂19连接到表面13的震动电磁线圈(螺线管)17。电磁震动线圈在控制系统CONT的控制下，由一个适当的电源(图中未示出)提供电力。最好，在晃动作业当中，致动夹持机械9，将书芯的纸页P夹持在垂直状态，但是宽松地夹持书芯的纸页，使其在晃动作业过程中相互间能够相对移动，由此使得纸页间能够相互对齐。在晃动作业过程中，书芯的纸页被适当的震动，如此使得纸页相对于滑车7向下移动，书芯纸页的后缘接触到一个垂直表面21。这样滑车7的垂直表面21为书芯的后缘给出了一个精确的参考位置。以一种将被显示的方式，在书芯(后具有封皮)从一个工位沿工作路径传送到另一个工位过程中，按照所提供的被装订书籍的书芯和封皮的尺寸，控制系统CONT参照垂直承载表面21能够计算出书芯和封皮的前缘。书芯(和装订后的书籍)的后缘由参考表面21确立后，也起到将书籍相对于裁切装置精确定位的作用，裁切装置为本发明的装订/裁切装置1的一部分，这将在下文中详细说明。
此外，晃动工位的水平面板13在书芯沿工作路径WP传送过程中，作为确立书芯背脊S高度的参考表面。如上所述，滑车7由输送机步进电机M1驱动通过裁切皮带和滑轮结构CB，沿工作路径WP移动，这样滑车7的位置(以及由其载带的书芯的位置)，可以沿工作路径精确地控制在任何点上，达到大约0.005英寸或大约0.127毫米的精确程度。随着晃动作业的完成(这可能仅花费大约一秒时间)，滑车夹持机械电动机M2通电，以便在滑车沿工作路径移动过程中，由夹持机械9牢牢地将书芯的纸页夹持在一起，并将书芯BB相对于滑车7稳定地保持在一个固定的位置。装订的书芯BB的厚度和由夹紧部件11a、11b作用的夹持力，由通电的电机M2来调节，以便闭合夹持机械，在夹持部件牢固地与书芯啮合并在其上施加夹持力时，允许电机M2停机。
滑车7和其载带的书芯BB由输送机5从第一或晃动工位JS沿工作路径WP移动到一个第二工位。该第二工位称为打磨工位MS，在此一个整体标记为23的机械打磨或背脊划槽头打磨或以其它方法从书芯的每一页的下部边缘(如背脊S)去掉一部分，由此确保书芯的背脊具有一个粗糙的表面，以便更好地涂敷粘合剂，并且确保纸页的下部边缘是在一个面上。此外，显然打磨头23可以用来在书芯的背脊上成型或打磨交叉的槽，以便有助于书芯的纸页相互间的装订，以及用粘合剂将封皮装订到书籍上，这将在下文中说明。打磨工位MS具有一个整体由标记27表示的由电机M3驱动的真空的尘土或碎片收集器(吸尘器)。吸尘器的入口在图1中用29表示。打磨头23由电机M4以高速旋转驱动，并具有一个打磨刀片31(如图2所示)，它在书芯被滑车7运送到打磨头的上方时，与书芯的背脊啮合。显然，打磨作业仅是要去掉一点或不去掉书芯的背脊S，而使背脊的表面粗糙并在背脊上获得一个理想的粘合剂粘合表面。打磨刀片31是装在快速旋转的打磨头上的单个的刀片，并且根据装有书芯的滑车7的速度在打磨头上作横向移动，打磨头将使背脊粗糙并在背脊上划出浅槽。这些槽保持涂敷在其上的粘合剂，而结果使背脊S被牢固地粘合到封皮的中间部分CP上。
沿着工作路径WP打磨工位MS的下游工位设置为粘合剂涂布工位AS。如图所示，所述粘合剂涂布工位包括热溶粘合剂槽32(如图1所示)，其中将一定量的书籍装订技术中已知的一种类型的热溶粘合剂加热成为液态。
粘合剂涂布工位AS进一步具有一个粘合剂涂布辊33，其部分浸在液态热溶粘合剂中并且受电机M3驱动来转动，这样该辊粘取一定的液态热溶粘合剂在其外圆面上。涂布辊33的上部设置成，在装在滑车7中的书芯沿工作路径WP运送到涂布辊33的上方时，其与书芯BB的背脊接触。这样在书芯的背脊运送到涂布辊33的上方时，一定量的热溶粘合剂涂布到书芯的背脊上。涂布辊33受电机M5驱动(如图1所示)，以大致与滑车7沿工作路径WP移动速度相同的表面速度转动，以便从粘合剂槽32中粘取热溶的粘合剂，并当书芯被运送到涂布辊上方时，在书芯的背脊S上涂布一个基本连续的液态热溶粘合剂层。该辊的电机M5由一个在滑车7移动中接近和离开粘合工位时触动的微动开关控制通电和断电。显然粘合剂槽32具有适宜的加热器，以便将粘合剂加热到所需的温度，还具有一个将粘合剂槽中的粘合剂保持在一个所需的温度的温度控制系统。
书芯BB被滑车7从粘合剂涂布工位AS运送到下一个工位，称作装订工位BS。在装订工位，具有整体以标记35表示的一个装订夹紧器。该夹紧器包括一对自对中的由电机M6动力操作的夹紧部件35a、35b。所述夹紧部件设置在书芯的相对侧边上。夹紧部件35a、35b在打开和闭合位置之间由电机M6通过一个适宜的齿轮系装置(图中未示出)驱动。如图1所示，夹紧部件35a、35b是在其打开位置，在其内侧边缘间相间的距离足以能容纳书芯BB装订上一个封皮C后的厚度。
参见图2，可见夹紧部件35a、35b仅被设置在低于滑车7的底部表面13的高度，使得该夹紧部件啮合书芯侧面的位置低于滑车夹紧部件11a、11b的高度，正好高于书芯的背脊S的高度。装订夹紧器的一个侧边铰接地安装在导轨3a上，并且可选择地在下部位置之间移动，在下部位置，当滑车7将书芯(其背脊上涂有粘合剂)移入装订夹紧器35上方的位置时，夹紧部件35a、35b设置在低于书芯背脊S的高度。夹紧部件35a、35b具有封皮定位销36，其将封皮C精确地相对于将被装订在封皮内的书芯BB定位。以这种方法，随着封皮安装在夹紧部件35a、35b上，封皮的中间部分CP可以设置在夹紧部件35a、35b之间的开口上方，而封皮基本上与书芯的背脊对中。
当装有书芯BB的滑车7停止在装订工位BS，所述书芯被置于封皮C的上方，使背脊S在封皮的中间部分CP的上方。所述书芯从粘合剂涂布工位输送到装订工位，时间如此之短，以至于在装订操作开始之前，粘合剂基本上还一点也没有冷却或刚开始固化。随着书芯设置在封皮中间部分的上方以及书芯基本上精确地相对于封皮定位(也就是，书芯背脊S相对于封皮在横向和纵向上居中)，一个液压泵/电动机组件PM4被通电，以在液压缸37上施加一个压力，以便使夹紧器35从其下部位置上升到抬起的装订位置，在该位置夹紧器35的一部分基本上是水平的，并且在该位置一个在夹紧部件35a、35b之间的表面38从低于封皮C的中间部分CP的外侧面处移动到与其接触的位置，抬起封皮的中间部分并施加作用力使封皮与书芯背脊S上涂敷的粘合剂粘合接触。然后，夹紧部件35a、35b由电机M6驱动闭合，通过自对中机构来确保夹紧部件35a、35b基本上同时地啮合书籍外表面高于背脊S高度。当夹紧部件35a、35b夹在封皮C和书芯BB上时，电机M6将停机，这样保证施加足够的夹紧力来正确地装订书籍。
当夹紧部件夹在封皮和书芯上时，有一个绕背脊伸展封皮的趋势，并且书芯的下页边靠近背脊S，由此不会在封皮C的中间部分CP上形成皱纹。夹紧部件35a、35b在被装订书籍的前后面上仅高于背脊S的高度上施加一个夹紧力。夹紧部件保持夹紧所述书籍仅大约数秒钟，直到粘合剂完全固化(即冷却)，由此实现将书芯装订到封皮中间部分的内面上。夹紧部件35a、35b的外表面可以涂上具有适当的低摩擦力/没有粘性的材料，如聚四氟乙烯，以保证封皮C可以在夹紧部件上自由地移动，并且保证任何溅出的热溶粘合剂可以从夹紧部件上容易地清除掉。
最好，随着书芯相对于封皮精确地定位，封皮和书芯的所要求的裁切页边TM完成。封皮C和书芯的相对位置，通过书芯放置在滑车7中的位置，如通过垂直参考表面21，以及在装订工位BS的预定的位置上设置封皮C来建立。以这样的方法，随着封皮C正确就位，滑车将停止在装订工位，使书芯BB的背脊S相对于封皮的中间部分CP对中，并使书芯基本上在高度上相对于封皮对中。同时在任何情况下，还没有发现需要某种比普通封皮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证的本人在美国专利申请09/016,156中所展示的方式，沿封皮的中间部分CP的两侧中的任何一侧被压凹痕。
这时，在书芯被滑车夹紧部件11a、11b夹持时，液压泵电机PM4通电，从下部或缩回位置将装订夹紧器35提升到抬起位置，在此夹紧部件35a、35b基本上是水平的，并且在书芯被滑车夹紧部件11a、11b夹持时，在此夹紧部件的内缘设置在仅高于书芯的背脊S的高度的大致水平面内。夹紧器35从其下部位置向其抬起位置的移动对装订夹紧器的中间部分施力，见标记38，抵靠封皮C的中间部分CP的下侧面，进而接触到书芯背脊S，有效地施加作用力在涂在背脊S底面的粘合剂上，相对于封皮的中间部分粘合装订，并绕背脊伸展封皮使在背脊上的褶皱基本上被消除。在这时，电机M6通电，有力地闭合夹紧部件35a、35b在封皮和书芯仅高于背脊S的高度的外侧面上。如上所述，背脊相对封皮中间部分的内侧面粘合装订。术语“粘合装订”不表示背脊S需要在封皮上施加压力，但是，在装订夹紧器35完全移动到其抬起位置后，最好(但不是必须)，一个间隙(如几毫米)留在背脊S的底面和封皮中间部分CP的内侧面之间，保证一层粘合剂留在背脊和封皮之间，以实现令人满意的书芯与封皮的装订效果。显然，如果书芯被强制力结合到封皮的内侧面上，多余的仍是液态的(或其它可流动的)粘合剂可能从背脊和封皮之间挤压出来，结果减弱了书籍的装订强度。此外，显然，上述由打磨刀片31随意成型在背脊S上的槽起容纳更多量的粘合剂的作用，并且提供粘合的附加表面积，由此达到增加纸页与封皮相互间粘合装订强度的效果。显然，随着在装订工位书芯BB的纸页由滑车夹紧部件11a、11b牢牢地夹持，以及随着封皮C设置在装订夹紧器35的上表面上(如由定位销36设置)，装订夹紧器35的向上移动，如前所述，导致封皮相对于书芯向外打开成为封面FC和封底BC，各自以基本水平的状态处于滑车7的下面。
显然，如上所述，热溶粘合剂可以省略和去掉代之以常温粘合剂，正像在本文中引证的，本人在1998年1月30日提交的美国第09/016,156号专利申请中所描述的那样。在这样的情况下，不在书芯BB的背脊S上涂布一层热溶粘合剂(如上所述)，而是涂布适当量的常温固体粘合剂，它可以粘到封皮C的中间部分的内侧面上，或在书芯沿工作路径WP移动时粘到书芯的背脊S上。在使用常温粘合剂的情况下，前述粘合剂涂布工位AS，被在本人1998年1月30日提交的美国第09/016,156号专利申请中所描述的、粘合剂涂布工位所代替。此外，如上所述的装订工位BS被本人上述专利申请中所述的超声波粘合剂活化系统所代替。在这样的超声波粘合剂活化系统中，一个如在本人上述专利申请中所述的超声波触角(horn)(工具)与封皮C的中间部分CP的下表面发生接触，而所述工具形成共振，由此从所述工具通过封皮的厚度来传递超声波能量，以便加热粘合剂(由此使其激活或融化)。超声波能量强有力地帮助现有的活性或液体粘合剂与组成书芯BB的背脊S的纸页粘合接触。以这种方式，在背脊S的范围内，超声波能量垂直地以与书芯的纸页的最低下的页边之间的一个短距离(如百分之一英寸)作用到粘合剂上，将构成书芯背脊的纸页的边缘埋入粘合剂中，并确保封皮中部的内侧面粘附到书籍的背脊上。应当注意到，这样的超声波能量激活粘合剂的时间可能是很短的(几分之一秒钟)，这取决于书籍的厚度和高度。随着超声波能量的移开，粘合剂将基本立刻冷却，这样允许被装订的书籍快速地从夹紧部件35a、35b上移开。由本发明的装订/裁切装置1可以容易地在热溶粘合剂和可被超声波激活的常温粘合剂之间转换。为了容易地实现上述转换，使用热溶粘合剂(如在本文中说明的)的所述粘合剂涂布工位AS，作为一个单元可以从支架3上移走，而装上常温粘合剂涂布器和超声波粘合剂活化单元，就像在本文中所引证的上述专利申请中所描述的那样。
如上所述，封皮C和构成书芯BB的纸页P通常被印刷在过大的毛坯上，该毛坯需要沿书芯的三个边页或裁切页边TM1、TM2和/或TM3(既沿顶部、外侧部和底部页边)进行裁切，生产出精确的、具有均匀的顶部、底部和外侧部边缘的预定尺寸的书芯。制成按要求印刷的书籍的封皮C的封皮材料具有这样的尺寸，它允许印刷书籍厚度的封皮的中间部分CP的宽度范围可以被调节，以便适应上述各种书籍厚度的相关宽度范围(如上所述)，这样印刷封皮的前后面和封皮的中间部分，以便基本上与毛坯封皮的尺寸对中。
按本发明的装订/裁切装置1的一个方面，现在滑车7进一步沿工作路径WP将被装订的书籍从装订工位BS输送到另一个工位，称作裁切工位TS。以下面将说明的方式，被装订的书籍(既书芯BB和封皮C)的一个、两个或三个边缘在裁切工位TS进行裁切(既裁掉上述裁切页边TM)，由此使得被装订的书籍以一个整洁的外观生产出精确的、具有整洁和均匀的页边的预定尺寸装订好的书籍。
参见图2，当被装订的书籍由滑车7从装订工位BS输送到裁切工位TS时，封皮被装订到书芯的背脊上，但封皮张开成部分打开的状态(既封皮没有摊平在书芯上)，并且滑车夹紧部件11a、11b保持与书芯的前后面夹紧啮合。此外，书籍的背脊设置在书籍的较低的水平边缘上，而书籍的后缘保持与垂直表面21结合，由此将书籍相对于滑车7正确地设置。以这样的方式，由于控制系统CONT“知道”所需的最终完成的书籍的最后(预定的)尺寸，纸页P和书芯BB所用毛坯的尺寸，以及印刷封皮C所用的毛坯的尺寸，控制系统有足够的信息来计算沿书籍的顶部、底部和外侧部裁切的页边TM，以便得到一个完成的裁切好的所需尺寸的书籍。
当滑车7沿工作路径WP移动到裁切工位TS，书籍夹紧电机M2通电，以便打开夹紧部件11a、11b并由此放开被装订的书籍B，这样允许书籍垂直落入整体用标记41表示的裁切凹座。如将在下文中所描述的那样，在书籍被放开并落入凹座41后，滑车7抬起使得参考表面21再次与书芯的后缘接触，并且向前轻推在凹座41中的书籍(既在图1中向着装置1的右手端)，由此使书籍在凹座41中并相对于裁刀(将在下文说明)精确定位，以使裁切的页边TM可以正确地从书籍上裁下，使书籍具有预定的尺寸。随着书籍完全就位在凹座41中，书籍定位使其背脊构成其下部边缘，其纸页垂直，并且一个裁切的边缘设置成朝向裁切机。封皮C的前后面FC和BC设置在书芯的前后纸页上，就像书籍处在其通常的闭合状态。
显然，参考表面21抬起或轻推在凹座41中的书籍的距离通过控制系统CONT计算出来，事变根据被裁切的书籍的尺寸将书籍定位在其中。
凹座41安装在一个可垂直移动的凹座升降机43上，升降机43可由一个动力丝杠驱动装置49驱动，在导轨辊47上沿一个垂直导轨45选择的垂直移动，丝杠驱动装置49包括一个以止推方式安装在轴承53中的垂直驱动丝杠51，所述轴承53安装在支架3上。驱动丝杠由一个电动步进电机M7通过一个调速的皮带滑轮驱动器驱动，调速的皮带滑轮驱动器整体以标记55表示。以这种方式，凹座41移动到其抬起的位置(图中未示出)，在此它从滑车7接纳已装订过(但是还未裁切)的书籍B。随着所述书籍置入凹座41中，步进电机M7通电，以便转动驱动丝杠51来将凹座41从其抬起位置下降到其降下的裁切位置(如图2所示)，将书籍按将要说明的方式裁切。
凹座41包括一个书籍夹紧器57，如图5、7和8所示，书籍夹紧器57用于在被装订的书籍B的一个或多个边缘，按将要说明的方式裁切的同时，夹持所述书籍。书籍夹紧器57和凹座41的详情在下文中将更充分地说明。然而，书籍夹紧器57包括一个总体用标记99表示的回转机械(该回转机械也将在下文中说明)，回转机械99动作使在凹座41中的书籍B从其第一边缘、或裁切页边TM1被裁切的第一位置转动一个90°角度(或转动一个所需的角度)到第二位置，在第二位置书籍的第二边缘或裁切页边TM2进行定位并裁切，然后书籍再转动一个90°到一个第三位置，这样书籍的第三边缘或裁切页边TM3进行裁切。最后，书籍夹紧器57可以缩回或打开，由此释放被裁切的书籍B。
如总体用标记59所表示的，提供一个书籍剪切器或裁切器，它在工作过程中，相对于在凹座41中的书籍可调节地移动，裁切保持在凹座中的书籍B的一个、两个或三个侧边或边缘。最好裁切器59是一剪刀，其具有足够裁切由本发明的装置1装订并裁切的书籍B的最大尺度的长度。裁切器59垂直地安装在一个裁切滑车61上，滑车61的安装，可以接近或离开保持在凹座41中的书籍B的后缘进行水平移动，这样裁切器(具体地说是裁切器裁刀的垂直面)相对与设置在凹座中的书籍的后缘的水平位置，确定了被裁切的书籍B的页边。当然，滑车61的水平位置(因此是裁切器59的位置)是在控制系统CONT的控制之下的。下面将说明。
最好如图6和7所示，裁切器59包括一个裁切器支架62，在其上安装有一个具有一个剪切裁刀64(如图7所示)的铡刀型剪切刀片63，刀片63在完全打开位置与闭合位置之间移动。裁切器进一步包括一个砧座65，在裁切区内的书籍B靠在其上，并靠着它刀片边缘64切割封皮C的上页面、书芯BB的纸页P和封皮的另外的页面，由此裁切出被裁切书籍B的一个边缘或页边。裁切器还包括一个书籍夹紧器67，它可独立于裁切刀片63操作，在接近裁切线(既随着裁切刀片63的闭合，刀片63沿该线裁切书籍的一个边缘)的位置相对于裁切刀片牢牢地夹持着书籍，这样确保裁切刀片均匀地裁切被裁切书籍的一个边缘。
刀片63在打开和闭合位置之间的移动由一个以标记69表示的流体动力缸部件动力操作(见图5)。此外夹紧器67由另一个流体动力缸71动力驱动。每个流体动力缸最好是液压的，但是所述领域的普通技术人员认识到可使用气压缸。流体动力缸69和71在来自一个整体液压泵/电动机单元PM1、PM2的压力下分别提供液压流体。这样的泵可以在向前和缩回方向上驱动，通过回收提供给缸体69、71的压力使其向缩回的方向移动。这样，仅仅通过上述泵的反向操作，可以控制(启动)剪裁刀片和剪裁夹紧器的打开和闭合，而不需要任何昂贵的液压阀或类似部件。当然对于所属领域的普通技术人员来说，显然可以使用许多其它的在压力下向流体动力缸69、71供给液压流体的设备。
如上所述，裁切器59安装在一个裁切滑车61上，使其能在水平方向接近或离开在凹座41中的准备被裁切的书籍B的一个边缘。也就是说，裁切滑车61安装在轨道辊轮73上，辊轮在一个刚性地安装在支架3上的裁切滑车的轨道75上滚动，以在缩回位置和裁切位置之间移动裁切器，在缩回位置(见图6)裁切器不接触被裁切书籍B的最大尺寸，由此当书籍被夹持在凹座41中时，允许书籍转动，将书籍的其它边缘或页边置于裁切器以便被裁切，在裁切位置剪切刀片63的平面相对于一个被裁切书籍B的页边精确地定位。裁切滑车61由一个动力驱动器77驱动，用于在缩回位置和裁切位置之间移动。动力驱动器77显示包括一个电动步进电机M8，其通过调速皮带和滑轮结构81的方式驱动驱动丝杠79。丝杠79采用轴承83相对于裁切轨道75轴颈地安装。在本发明的控制系统CONT的控制之下，步进电机M8被控制，以便精确地相对于被裁切书籍B定位剪切刀片63的切割面的位置(如在±0.005英寸以内)，由此从书籍B上沿书籍对准裁刀的垂直边缘裁切出一个预定的裁切页边TM。
如图7所示，由凹座41载带的书籍夹紧器57包括一个流体动力缸体85，在流体动力缸体85上具有一个在其内侧端部的压书盘87，压书盘87用于压紧定位于凹座41中的书籍B的一个面。流体动力缸体85由一个与上述为缸体69和71提供液体压力的整体液压泵/电动机单元一样的、整体液压泵/电动机单元PM3提供动力。压书盘87采用轴承89轴颈地安装在流体动力缸体85的活塞杆上，以便在书籍B以相对于压书盘87夹紧的方式被保持、并当书籍在凹座41中转动(以一种将描述的方式)时，允许书籍B相对于缸体转动，以便允许书籍的第二和以后的第三页边转动到位，用裁刀63对其进行裁切。凹座41包括一个在书籍定位于凹座内时用于与书籍B的背脊S啮合的下部参考面91。凹座进一步具有一个从参考面91向上伸延的壁93，该壁93支撑靠着被装订书籍的一个垂直面。所述壁93安装在一个旋转轴95上，轴95安装在由升降机43载带的轴承97上。参见图8，由于流体动力缸体85的压力，压书盘87受力而向内朝向保持在凹座41内的书籍B移动，由此牢固地把书籍夹紧在压书盘与垂直壁93之间，垂直壁93进而可转动地安装在由轴承97支承的轴95上。以这种方式，书籍B被牢牢地夹持就位在凹座41中，由此能够使刀片63相对于在书籍凹座内的书籍的一个已知的位置定位，这样一个预定的裁切页边TM1-TM3从书籍B的三个页边或边缘分别被裁切下来。
最好，书籍B置于凹座41中，这样所完成的书籍的几何中心与书籍夹持缸体85的中心线和轴95同轴。这样在书籍转动时，书籍绕完成后的书籍的轴线(既裁切后的书籍的中心)转动。
参见图6和7，回转驱动机械99安装在升降机43上，用于以90°的增量转动轴，以围绕轴95的水平轴线使在凹座41中的书籍B转动预定的角度(如90°)，把书籍B的第二然后是第三边缘用刀片63进行裁切。更具体地说，回转驱动机械是一个通过调速皮带103和滑轮结构与轴95连接的步进电机M9。在步进电机M9通电时，由控制系统CONT计数一个预定的量，轴95(以及书籍B)转过90°，这样书籍B的另一个边缘或页边转动到一个垂直的位置，使书籍B的边缘或侧边的预定裁切的页边由裁切器61裁切。显然，其它用于回转书籍B的结构也可以使用。如一个液压驱动回转机械可以用于将书籍转动90°度角或其它所需的角度。
参见图6，如图中环形虚线所示，显示由凹座41所保持的书籍B的大小范围，这可以由本发明的裁切工位TS来调整。如图所示，由本发明的装置调整的书籍B的最小和最大的尺寸，用支撑在凹座表面91上面的书籍B的背脊S显示出来，由此在相对于剪切刀片63的高度方向使书籍B正确就位。环形虚线表示在被装订的书籍B从其第一边缘或页边上裁切下来的第一裁切页边TM1第一位置转动90°时，其最大尺寸扫过的范围。书籍B设置在凹座41中，使其后部垂直边缘垂直于滑车7的表面21，这样控制系统CONT能够精确地“知道”凹座41中的书籍的位置。以这种方式，裁切页边TM1-TM3可以精确地从书籍上裁切下来，以便生产出预定尺寸的书籍。
具体地，随着在凹座41中的书籍如此定位在第一位置，使前部垂直边缘和裁切页边TM1朝向裁切器59设置，控制系统CONT控制步进电机M8的通电量，以便将剪切裁切器59从其停放位置移动到一个预定的裁切位置，在停放位置(如图6所示)裁切刀片63不与书籍B接触，在裁切位置裁切器的垂直切割面与一个垂直面对齐，该垂直面基本与一个在书籍上相应于一个裁切线的垂线对应，以便于从书籍上剪切(裁切)裁切页边TM1。由于裁切器59在上述第一裁切位置，泵PM2通电将剪切夹紧器67靠近在书籍上，由此在页边TM1从书籍上剪切下来的时候，牢牢地保持住书籍的封皮和纸页。然后，泵PM1通电致动缸体69，以此来有力地移动刀片63，使其从缩回位置到其切割状态，由此从书籍上切割所需的页边TM1。在剪切操作完成后，泵电机PM1和PM2以相反的方向通电，以便打开夹紧器和收回剪切刀片。
在上述第一裁切页边TM1的裁切之后，步进电机M8通电，以便将裁切滑车61从其上述的切割位置移动到其缩回位置。在裁切器59脱离书籍循环后，步进电机M9通电使凹座41(及保持在其中的书籍)沿轴95的水平轴线回转90°，由此使第二边缘或裁切缘边TM2设置在垂直位置。控制系统CONT提供信息，以便计算裁切器59的切割面，使第二裁切页边TM2从书籍上裁切下来。随着书籍转到第二位置，步进电机M8通电使裁切刀片63在水平方向朝着书籍移动，以使刀片63的切割面相对于书籍B定位，以便从书籍上裁切裁切页边TM2。泵PM2再一次通电来致动剪切夹紧器67。在书籍已夹紧后，泵PM1通电对缸体69施加压力，并从书籍上沿预定的裁切线裁切下所述第二裁切页边TM2。泵电机PM1和PM2通电，以便打开夹紧器和剪切刀片。然后步进电机M8通电，以便使裁切滑车61脱离书籍。然后，书籍再回转90°的角度，由此定位一个第三边缘或裁切缘边TM3在被设置的朝向刀片63的垂直位置。以上述方法，裁切滑车向内朝向书籍移动并且剪切刀片的垂直面定位，以便从书籍上裁切一个第三裁切页边M3，并由此形成一个第三裁切边页的书籍，使书籍具有一个精确的、预定的尺寸。在裁切之后，剪切滑车移动到其缩回位置不与书籍接触，而凹座夹紧缸体缩回来放开书籍。
应当注意到，在裁切完书籍的每一个边缘后，最好裁切器59不返回其缩回位置，裁切滑车可以被基本保持在其裁切位置，而书籍可以从其一个位置转动到另一个裁切书籍边缘的位置。由于裁切器不必在其裁切和缩回位置之间缩回和前进以裁切书籍的每一个边缘，裁切位置所需的时间缩短，并且弯曲书籍封皮的可能性减小。
如图12所示，控制系统CONT包括如下表1所示的部件和输入/输出部件。
                                      表1
    部件种类     项目 数量     种类     类型或功能
粘合剂槽31加热器     开关 开关1  15安培断路器-供入另外两个断路器
计算机COMP     开关 开关2  10安培断路器-来自断路器1
保持电路     开关 开关3  10安培断路器-来自断路器1
摇晃震动线圈17   OPTO继电器 O-0  24V输出
滑车夹紧电机M2(闭合)   OPTO继电器 O-1  24V
  110V继电器 R1  由O-1驱动   单刀单掷开关(SPST)
滑车夹紧电机M2(打开)   OPTO继电器 O-2  24V10V输出
  110V继电器 R2  由O-2驱动 单刀单掷开关
打磨电机M4   OPTO继电器 O-3  24V110V输出
  110V继电器 R3  由O-3驱动 单刀单掷开关
碎片收集器真空电机M3   OPTO继电器 O-4  24V110V输出
  110V继电器 R4  由O-4驱动 单刀单掷开关
粘合剂涂布辊33电机M5   OPTO继电器 O-5  驱动电机直接
工作台上升   OPTO继电器 O-6  24V110V输出
装订夹紧器上升液压泵/电机PM4(抬起)   110V继电器 R5  由O-6驱动 单刀单掷开关
装订夹紧器上升液压泵/电机PM4(下降)   OPTO继电器 O-7  24V110V输出
  110V继电器 R6  由O-7驱动
  110V继电器 R7  由O-7驱动 换向双刀双掷开关
装订夹紧器致动电机M6(闭合)   OPTO继电器 O-8  24V110V输出
  110V继电器 R8  由O-8驱动 单刀单掷开关
装订夹紧器致动电机M6(打开)   弹簧释放
书籍凹座夹紧器液压泵电机PM3(打开)   OPTO继电器 O-9  24V110V输出
  110V继电器 R9  由O-9驱动  单刀单掷开关
书籍凹座夹紧器液压泵电机PM3(闭合)   OPTO继电器   O-10  24V110V输出
  110V继电器   R10  由O-10驱动   单刀单掷开关
  110V继电器   R11  由O-10驱动   换向双刀双掷开关
剪切夹紧器液压泵电机PM2(闭合)   OPTO继电器   O-11  24V110V输出
  110V继电器   R12  由O-11驱动   单刀单掷开关
剪切夹紧器液压泵电机PM2(打开)   OPTO继电器   O-12  24V110V输出
  110V继电器   R13  由O-12驱动   单刀单掷开关
  110V继电器   R14  由O-12驱动   换向双刀双掷开关
剪切裁刀液压泵电机PM1(闭合)   OPTO继电器   O-13  24V110V输出
  110V继电器   R15  由O-13驱动   单刀单掷开关
剪切裁刀液压泵电机PM1(打开)   OPTO继电器   O-14  24V110V输出
  110V继电器   R16  由O-14驱动   单刀单掷开关
  110V继电器   R17  由O-14驱动   双刀双掷开关
传送输送机限制   OPTO继电器   O-15  24V110V输出   驱动电机直接
刀抬起限制   OPTO输入   I-0  3-24V
  微动开关   SW1  通过10欧姆电阻接收I-0的输入
刀落下压力限制   OPTO输入   I-1  3-24V
  压力开关   PS1  通过10欧姆电阻接收I-1的输入
夹紧器抬起限制   OPTO输入   I-2  3-24V
  微动开关   SW2  通过10欧姆电阻接收I-2的输入
夹紧器落下压力限制   OPTO输入   I-3  3-24V
  压力开关   PS2  通过10欧姆电阻接收I-3的输入
凹座夹紧器输出   OPTO输入   I-4  3-24V
  微动开关   SW3  通过10欧姆电阻接收I-4的输入
凹座夹紧器输入   OPTO输入   I-5  3-24V
  压力开关   PS3  通过10欧姆电阻接收I-5的输入
工作台抬起限制   OPTO输入   I-6  3-24V
  压力开关   PS4  通过10欧姆电阻接收I-6的输入
工作台下降限制   OPTO输入   I-7  3-24V
    限制开关   PS4   通过10欧姆电阻接收I-7的输入
  滑车5步进电机M1   750OEM驱动器   750-1
  凹座升降器步进电机M7   750OEM驱动器   750-2
  裁刀滑车61步进电机M8   750OEM驱动器   750-3
  凹座回转步进电机M9   750OEM驱动器   750-4
装订/裁切装置1的工作恐怕最好参照下面的控制程序流来理解。显然对于所属领域的普通技术人员来说，在程序流中所显示的工作步骤可以用于图12所示的控制系统CONT的程序。
如上所述，本发明的装订/裁切装置1的一个重要的方面是，装订/裁切装置能够容易地在一个有限的范围内调整不同尺寸和形状的书籍。在装订一本书籍时，与书芯的页数、纸页的厚度(既厚度为多少页，多少英寸)、书芯BB的纸页P的毛坯的尺寸、封皮C毛坯的尺寸以及被裁切的书籍的所需尺寸的有关信息，输入到计算机COMP中。具体地，上述书籍的参数如下；
T1＝封皮C的宽度
T2＝从书芯BB的上缘到封皮C的上缘的偏移距离
T3＝当自封皮C的上缘测量时的第一裁切切口的长度
T4＝自背脊S的外缘到完成的书籍B的最大边缘测量出的最终切口宽度
T5＝最后高度切口的长度
控制程序流
(基本步骤)
1.输入书籍的参数(如页数、纸页厚度和尺寸)，打印入计算机COMP中
2.用如上述尺寸T1-T5来确定裁切页边TM1-TM3。
3.在装订工位BS确定封皮的定位，这样封皮与相应的书芯背脊对中。
4.对摇晃线圈17通断电到充分的时间以摇晃纸页(大约1-3秒)。
5.在书芯BB的后缘接触的垂直滑车壁21上建立参考位置。
6.使滑车夹紧器电机M2通电来闭合夹紧部件11a、11b。
7.经过5秒，然后对电机M3-M5通电。
8.时滑车步进电机M1通电，驱动滑车7从晃动工位JS到打磨工位MS。
9.对滑车步进电机M1断电以使滑车停止在装订工位BS时，书芯位于封皮中心部分的上方。
10.对泵PM4通电以抬起装订夹紧器35。
11.对夹紧器电机M6通电，将封皮夹持在书芯上。
12.对夹紧器电机M6通电，将书籍松开。
13.泵PM4的反向动作以降下装订夹紧器35。
14.对滑车步进电机M1通电以将滑车从装订工位BS送到裁切工位TS。
15.对凹座升降器电机M6通电以上升凹座升降器。
16.使滑车夹紧器电机M2通电以使书籍落下。
17.对滑车步进电机M1通电以轻推书籍到凹座41中的预定位置，使书籍的第一边缘相对与凹座41精确定位。
18.对泵PM3通电以致动凹座夹紧器57。
19.对凹座升降器步进电机通电以降下凹座到预定的位置。
20.对裁切滑车61步进电机M9通电，使裁切器59朝着被裁切书籍的第一边缘(T3)移动。
21.对电机M9断电使裁切器59停止，以便从书籍上裁切下第一裁切页边TM1。
22.对泵PM2通电使剪切夹紧器67闭合。
23.对泵PM1通电使剪切裁刀64闭合。
24.泵PM1的反向操作以打开剪切裁刀64。
25.泵PM2的反向操作以打开剪切夹紧器67。
26.对裁切滑车61步进电机M9通电，使裁切滑车脱离与书籍的接触。
27.对书籍回转步进电机M9通电，使在凹座41中的书籍转动90°以便将被裁切书籍的一个第二边缘(T4)定位。
28.对裁切滑车61步进电机M9通电，使裁切器59朝着被裁切书籍的第二边缘移动。
29.对电机M9断电使裁切器59停止，以便从书籍上裁切下第二裁切页边TM1。
30.对泵PM2通电使剪切夹紧器67闭合。
31.对泵PM1通电使剪切裁刀64闭合并裁切第二边缘。
32.泵PM1的反向操作以打开剪切裁刀64。
33.泵PM2的反向操作以打开剪切夹紧器67。
34.对裁切滑车61步进电机M9通电，使裁切滑车脱离与书籍的接触。
35.对书籍回转步进电机M9通电，使在凹座41中的书籍转动90°，以便被裁切书籍的一个第三边缘朝向裁切机。
36.对裁切滑车61步进电机M9通电，使裁切器59朝着被裁切书籍的第三边缘移动。
37.对电机M9断电，使裁切器59停止，以便从书籍上裁切下第三裁切页边TM1，使书籍达到最终高度(T5)。
38.对泵PM2通电使剪切夹紧器67闭合。
39.对泵PM1通电使剪切裁刀闭合并裁切第三边缘。
40.泵PM1的反向操作以打开剪切裁刀。
41.泵PM2的反向操作以打开剪切夹紧器67。
42.对裁切滑车61步进电机M9通电，使裁切滑车脱离与书籍的接触。
43.对泵PM通电使书籍夹紧器57打开并松开书籍。
对于所述领域的普通技术人员来说将会理解，上述工作过程可以变化，象裁切滑车不必在每次书籍的切割之后完全缩回，而裁切滑车可以在书籍凹座41随升降机43下降时被提升，这样书籍B超出凹座41朝向裁切机61的部分接纳在裁切机的开口内，这样引导封皮和书籍的纸页进入裁切机。在第一裁切页边TM1已裁切之后，裁切滑车仅需要缩回一个短的距离，这样封皮C和书芯BB保持在裁切机的开口中。然后回转机构步进电机M9通电来转动书籍，以便裁切第二裁切页边TM2，封皮和纸页已经在裁切机中，不需要复杂的引导件来确保书籍的封皮和书芯正确的容纳在裁切机内，并且不会弯折封皮或纸页。应当理解书籍的凹座可能需要根据被裁切书籍B的大小相对于裁切机升降，来确保书籍B在回转循环中具有足够的余地，如图2、4和6中的点划线所示。这样，在书籍为裁切第三裁切页边转动时，书籍B的一部分可以保持在裁切机中。
通过上述说明，可看出已达到本发明的几个目的和特点，并获得了优异的结果。
在不脱离本发明的范围内，对于上述构造和方法可做出不同的变化，上述说明或附图显示所包含的内容应当认为是为了说明的作用，而不是对本发明的限制。

Claims (10)

1、用于装订书芯和封皮来制造装订完的书籍、和用于将所述装订完的书籍裁切成所需尺寸的装置，所述书籍包括一个具有多纸页的书芯和一个封皮，所述书芯在纸页的最大和最小数量之间变化，书芯的一个边缘构成所述书芯的所述背脊，所述装置的特征在于：
一个计算机控制系统，所述控制系统接收与被装订书籍的尺寸有关的信息；
一个可沿工作路径移动的滑车，所述滑车接纳构成所述书籍的所述纸页，所述滑车为所述书芯建立一个可为所述控制系统确认的参考位置；
所述工作路径具有沿路径设置的一个粘合剂涂布工位、一个夹持工位和一个裁切工位；
所述控制系统启动所述滑车沿所述工作路径通过所述粘合剂涂布工位，在此一种适宜的粘合剂涂布在所述背脊和所述封皮之间，以便将所述封皮装订到所述书芯上；
所述控制系统将所述滑车停止在所述装订工位，在此设置有一个所述被装订书籍的封皮，这样所述书芯的所述背脊基本上相对于所述封皮对中，所述装订工位具有一个夹紧器，其可操作地用于在靠近所述背脊处接合所述封皮，并强制地将所述封皮压在靠近所述背脊处的所述书芯的前后面上，所述粘合剂将所述封皮的所述中间部分装订到所述书芯的所述背脊上；以及
所述控制系统进一步完成传送所述装订完的书籍到所述裁切工位，所述装订完的书籍具有所述控制系统能确认的过大的页边，后者在裁切工位完成可选择地致动裁切刀片，以沿所述书籍的一个或多个边缘裁切所述封皮和所述书芯的过大页边的预定量。
2、如权利要求1所述的装置，其特征在于所述裁切工位具有一个在所述控制系统控制下的书籍回转机械，用于定位所述被裁切书籍的一个第一边缘于一个所需的位置，这样所述裁切刀片可以沿所述书籍的所述第一边缘裁切所述封皮和所述书芯的一个预定的页边，所述回转机械转动所述书籍，使所述书籍的一个第二边缘朝向所述裁切刀片设置，所述书籍和所述裁切刀片相互相关地设置，这样由于所述裁切刀片的致动，沿所述书籍的所述第二边缘，裁切所述书芯和所述封皮的一个预定的量，所述回转机械转动所述书籍，使所述书籍的一个第三边缘朝向所述裁切刀片设置，所述书籍和所述裁切刀片相互相关地设置，这样由于所述裁切刀片的致动，沿所述书籍的所述第三边缘，裁切所述书芯和所述封皮的一个预定的量。
3、如权利要求1所述的装置，其特征在于所述粘合剂涂布工位涂布一种加热活化粘合剂，而其中所述装订工位包括一个超声波工具，其沿书籍背脊与封皮的外侧面操作地接合，这样当所述超声波工具进行共振，超声波能量穿过所述封皮传递并激活所述粘合剂，由此将所述封皮装订到所述书芯上。
4、如权利要求1所述的装置，进一步包括沿所述工作路径的一个晃动工位，由此在所述晃动工位所述书芯的纸页由所述滑车松散地夹持，所述晃动工位包括晃动机械，用于使所述书芯的纸页振动地移动到使其基本相互对齐。
5、如权利要求1所述的装置，进一步包括沿所述工作路径的一个打磨工位，所述打磨工位预制所述书芯的背脊，以便容纳所述粘合剂。
6、如权利要求1所述的装置，其特征在于所述裁切工位具有一个用于在所述边缘被裁切时夹持所述书籍的夹紧器，所书滑车在所述控制系统控制下定位所述书籍在所述裁切工位夹紧器中，这样在裁切工位，所述书籍是在一个预定的位置中，以便于从所述封皮和所述书芯上裁切所述过大页边的所述预定量。
7、一种制造装订完的书籍的方法，其中书芯被装订到一个封皮上，并且所述封皮和所述书芯的预定量沿所述书籍的第一、第二和第三边缘裁切，以生产出一个预定尺寸的书籍，所述书芯具有许多纸页并具有一个在最大和最小厚度之间的厚度范围，所述方法包括步骤：
(a)沿一个包括一个粘合剂涂布工位、一个装订工位和一个裁切工位的工作路径移动所述书芯；
(b)其中在所述粘合剂涂布工位涂敷粘合剂，以便将粘合剂涂敷所述书芯的一个边缘和所述封皮之间，所述的一个边缘构成所述书芯的背脊；
(c)其中随着所述书芯到所述装订工位，靠近所述背脊处夹紧所述封皮在所述书芯上，并使在所述封皮和所述书芯的所述背脊之间施加粘合剂装订，因此所述背脊粘合装订到所述封皮上，这样所述书芯的纸页在靠近所述背脊处相互粘合地装订在一起；以及
(d)其中随着所述装订完的书籍到所述裁切工位，沿所述书籍的第一边缘从所述书籍的页边裁切一个预定量，
(1)然后转动所述书籍并沿书籍的一个第二边缘从所述书籍的页边上裁切一个第二预定量，及
(2)然后转动所述书籍并沿书籍的一个第三边缘从所述书籍的页边上裁切一个第三预定量，以便生产出一个无线胶订的、沿其三个边缘裁切出所述预定尺寸的书籍。
8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述粘合剂是一种可加热活化的粘合剂，并且其中完成在所述书芯的所述背脊和所述封皮之间粘合装订的所述步骤，通过启用一个在靠近所述背脊处与所述封皮的部分外表面工作接触的超声波工具，并施加所述超声波触角(hom)共振来完成，由此将超声波能量传递到所述粘合剂上，以便至少部分融化所述粘合剂，并且由此完成在所述背脊和所述封皮之间的粘合装订。
9、根据权利要求7所述的方法，进一步包括定位所述书籍在所述裁切工位，以便从所述书籍的页边上裁切所述预定的量。
10、根据权利要求7所述的方法，其特征在于当所述书籍在所述装订工位装订时，所述封皮被打开与所述书芯分离，而其中所述裁切工位具有一个裁切刀片组件，它有一个用于所述书籍的开口，在其中从所述书籍上裁切所述预定量的页边的步骤，包括引导所述书芯的纸页和所述封皮进入所述裁切刀片的开口中，并在所述书籍转动来裁切所述页边时，保持所述书芯和所述封皮在所述开口中。
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