DE19737857C1 - Verfahren zur Steuerung eines Zwischenstaplers von flachen Sendungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Zwischenstapler werden z. B. in Briefsortieranlagen als Binde­ glied zwischen verschiedenen Baugruppen eingesetzt. Der Zwi­ schenstapler puffert dabei die unregelmäßig ankommenden Sen­ dungen so, daß die nachfolgenden Baugruppen relativ gleichmä­ ßig belastet werden.

In der DE-AS 12 35 818 wird eine Vorrichtung zum Stapeln von Sendungen, insbesondere von Postsendungen, mit einer Stapel­ rolle, die auf einem Stapelwagen angeordnet ist, beschrieben. Weiterhin weist die Vorrichtung ein Unterflurband, eine Ver­ einzelungsvorrichtung, federnde Elemente zum Abstoppen der Sendungen an der Stapelwand und zum Verhindern des Zurück­ prallens von der Stapelwand, sowie einen Tastschalter, der die Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen des Stapelwagens in Ab­ hängigkeit vom Druck des anliegenden Stapels steuert, auf.

Bei einem bekannten Zwischenstapler werden die einzelnen zu stapelnden Sendungen zwischen einem Vorder- und einem Hinter­ band eingeklemmt in die Nähe des Stapelortes, an dem der Sen­ dungsstapel schon vorhanden ist oder durch die zu stapelnden Sendungen gebildet wird, gefördert. Der Stapel wird dadurch gebildet, daß die Sendungen einzeln nacheinander mit ihrer Vorderkante bis zu einer Stapelwand befördert werden. Hierzu wird in einer gewissen Entfernung von der Stapelwand das Vor­ derband von der Sendung entfernt und die Sendung bewegt sich aufgrund ihrer Masseträgheit entlang eines Leitzauns weiter Richtung Stapelwand. Schließlich wird die Sendung durch die sich drehende Stapelrolle in den Raum zwischen dem Sendungs­ stapel und der Stapelrolle gefördert und bis zur Stapelwand weiterbefördert.

Die Sendungen des Sendungsstapels stehen mit ihrer Unterkante auf einem Unterflurband quer zu dessen Bewegungsrichtung, das längs der Stapelwand bewegt werden kann. An der der Stapel­ rolle entgegengesetzten Seite des Stapels ist eine Ver­ einzelungsvorrichtung vorhanden, die die Sendungen des Sta­ pels nacheinander von dem Sendungsstapel zur weiteren Bear­ beitung abziehen kann.

Das Unterflurband wird so in Richtung der Vereinzelungsvor­ richtung bewegt, daß der Stapel an der Vereinzelungsvorrich­ tung anliegt und die Sendung, die der Vereinzelungsvorrich­ tung am nächsten ist, abgezogen werden kann. Im Einstapelbe­ reich muß die Stapelrolle in eine derartige Position gebracht werden, daß die einzustapelnden Sendungen zwischen der Sta­ pelrolle und dem Stapel einwandfrei bis zur Stapelwand beför­ dert werden können. Dazu sind eine Meßvorrichtung für den Stapeldruck in der Nähe der Stapelrolle und eine Vorrichtung zum Erkennen von möglichen Schräglagen des Sendungsstapels an der Einstapelstelle vorhanden. Der Stapelwagen wird so lange entlang des Unterflurbandes bewegt, bis der Sendungsstapel einen bestimmten Druck auf die Druckmeßvorrichtung ausübt, sofern die Vorrichtung keine Schräglage meldet. Bei einer er­ kannten Schräglage an der Einstapelstelle werden der Stapel­ wagen und/oder das Unterflurband solange verfahren, bis die Schräglage beseitigt ist.

Das "Wandern" des Stapels von der Einstapel- zur Abzugsseite wird durch das Unterflurband, auf dem der Stapel liegt, er­ möglicht. Dieses Unterflurband wird durch innerhalb der Ab­ zugsvorrichtung befindliche Fühlhebel als Sendungssensoren gesteuert: Wenn diese frei sind, also signalisieren, daß kei­ ne Sendung am Abzugsmittel der Vereinzelungsvorrichtung an­ liegt, wird der gesamte Stapel mittels des Unterflurbandes nach vorn bewegt, bis die Fühlhebel nicht mehr frei sind. Der Einsatz einer Reib/Saug-Vereinzelung gemäß DE-PS 43 13 150 bringt den Vorteil einer besseren Abzugslückenstabilität, so­ lange der Sendungsstapel fest am Abzug anliegt. Durch das An­ saugen der jeweils vorderen Sendung werden jedoch die Fühlhe­ bel auch gedrückt, wenn der dahinterliegende Stapel bereits locker geworden ist. So kann mittels der herkömmlichen Unter­ flurbandsteuerung diese Situation nicht erkannt und der Sta­ pel nicht kontinuierlich nachgeführt werden. Die Folge ist, daß der Stapel sich weiter lockert und sich schräg legt, bis der Saugdruck zum Heranziehen der vorderen Sendung nicht mehr ausreicht. Die dann einsetzende Bewegung des Unterflurbandes ist - abhängig von der Sendungsbeschaffenheit - meist nicht mehr in der Lage, die Schräglage wieder auszugleichen. Im Endeffekt vergrößern sich die Lücken und der Durchsatz sinkt.

Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt deshalb das Problem zugrunde, ein Verfahren bei Zwischenstaplern gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 zum störungsfreien Beseitigen von Schräglagen des Sendungsstapels an der Vereinzelungsvor­ richtung ohne zusätzliche Vorrichtungen zu schaffen. Das Verfahren beinhaltet einen Grenzwert für die Dauer einer am Abzugsmittel nicht vorhandenen Sendung, von dem ab auf Stapelschräglage erkannt wird. Die Dauer der Stapelkompressi­ on erfolgt abhängig von der Stapeldicke. Dadurch wird vermie­ den, daß bei zu kurzer Stapelkompression diese wirkungslos bleibt und bei zu langer Stapelkompression die Sendungen oder die Maschine beschädigt werden.

In den Unteransprüchen 2-6 sind vorteilhafte Ausführungen der Erfindung angegeben.

In einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Dabei zeigt

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Zwischen­ staplers, der erfindungsgemäß gesteuert wird.

Fig. 2 einen Zustandsgraph für den ausgeführten verfahrensmäßigen Ablauf.

Sendungen werden von einer vorgelagerten Baugruppe, z. B. ei­ ner Formattrenneinrichtung, dem Zwischenstapler zugeführt. In der Formattrenneinrichtung werden die Sendungen aufgrund ih­ res Formates (Dicke, Breite, Höhe) in maschinenfähige und nichtmaschinenfähige Sendungen getrennt.

Die maschinenfähigen Sendungen gelangen zu einer Stapelrolle SR, die sich auf einem verfahrbaren, über einen Zahnriemen Z von einem Motor M2 angetriebenen Stapelwagen SW befindet und werden durch diese Stapelrolle SR in den auf einem bewegli­ chen, von einem weiteren Motor M1 angetriebenen Unterflurband UB stehenden Sendungsstapel ST eingestapelt. Mittels speziel­ ler Fühlhebel FH1 wird der Stapeldruck an der Einstapelstelle und eine Schräglage des Stapels gemessen und an eine Steuer­ einheit ES übertragen, die je nach einzuhaltendem Stapeldruck und zu kompensierender Schräglage des Sendungsstapels ST an der Einstapelstelle den Stapelwagen SW und das Unterflurband UB verfährt.

An der Vereinzelungsvorrichtung, enthaltend als Abzugsmittel Abzugsriemen AR und eine Saugkammer SK, befinden sich eben­ falls Fühlhebel FH2 als Sendungssensor, der die Anwesenheit von Sendungen an der Abzugsrolle detektiert.

Bei Überschreitung eines zeitlichen Grenzwertes für den Zu­ stand Fühlhebel FH2 frei, wird auf eine Schräglage des Sen­ dungsstapels ST an der Abzugsstelle erkannt. Daraufhin wird die bisherige Steuerung und Regelung außer Betrieb gesetzt, das Unterflurband UB gestoppt und der Stapelwagen SW in Rich­ tung Vereinzelungsvorrichtung in Bewegung gesetzt. Da der Sendungsstapel zur Einhaltung eines bestimmten Stapeldrucks bei einem dicken Sendungsstapel ST mehr komprimiert werden muß als bei einem dünnen Stapel, wird der Kompressionsvorgang erst nach wieder gedrücktem Fühlhebel FH2 zuzüglich einer füllstandsabhängigen Nachlaufzeit beendet.

Da beim Vorfahren des Stapelwagens SW die das Einstapelver­ halten steuernde Regelung außer Kraft gesetzt wird, muß wäh­ rend der Stapelkompression das Einstapeln aus der vorgelager­ ten Formattrenneinrichtung gestoppt werden. Der damit verbun­ dene Performanceverlust der Formattrenneinrichtung ist von untergeordneter Bedeutung, wenn der Füllstand des Zwischen­ staplers im oberen Bereich liegt und die Abzugslücken des Zwischenstaplers infolge Stapelschräglage ohnehin vergrößert sind. Dazu wurde ein HW-Signal zur Formattrenneinrichtung ge­ führt. Wenn dieses gesetzt ist, lenkt die Formattrenneinrich­ tung die vom Singulator abgezogenen Sendungen in eine Warte­ schleife. Dieses Signal wird erfindungsgemäß unter Beachtung eines Vorhaltemaßes gesteuert.

Das Unterflurband UB wird außerhalb des Kompressionsvorgangs nur mit dem Fühlhebel FH2 der Vereinzelungsvorrichtung ver­ knüpft, d. h. es läuft, sobald der Fühlhebel frei ist. Während des Kompressionsvorgangs muß es gestoppt sein, um bei dem zu­ meist mit der Oberkante der Sendungen nach hinten geneigten Stapel ein Aufkippen nach vorn zu erzwingen.

Das Verfahren wurde als Zustandsautomat über die Steuerung realisiert. Dieser Automat entscheidet in Auswertung o.g. Kriterien über Beginn und Ende des Kompressionsvorganges. In Abhängigkeit von den einzelnen Zuständen werden die Signale
⚫ StackCarGo (Vorfahren des Stapelwagens SW unter Überbrückung der Einstapelregelung)
⚫ BottomTrBelt (Vorfahren des Unterflurbandes UB)
⚫ StackingDisable (Umlenken der Sendungen der Formattrennein­ richtung in die Warteschleife)
gesteuert.

Zusätzlich zu diesem Zustandsautomaten wurde eine Kompressi­ ons-Crashüberwachung realisiert, die eine zu lange Kompressi­ on detektiert, unabhängig vom Zustand den Kompressionsvorgang vorzeitig beendet und damit Postgut und Maschine schützt.

Zustände und Zustandsübergänge

Zustände und Zustandsübergänge

Nähere Erläuterungen zu einzelnen Zuständen:

⚫ S_MEAS
Nur wenn der Fühlhebel FH2 eine einen Grenzwert über­ schreitende Zeit frei ist, wird auf zu lockeren Stapel er­ kannt. Optimierungsaufgabe:

Ist dieser Grenzwert

• - zu hoch, wird der Stapel zu locker.
• - zu tief, wird wegen der Einstapelsperre die Formattrennein­ richtung zu oft ausgebremst.

⚫ S_DELAY_NOMEAS,S_DELAY_MEAS
Der Kompressionsvorgang beginnt mit der Einstapelsperre an die Formattrenneinrichtung. In der Zeit, bis die restlichen Sendungen eingestapelt sind (sie besteht aus einem festen und einem füllstandsabhängigen Anteil) ist die normale Re­ gelung des Stapelwagens SW aktiv. In seltenen Fällen kann inzwischen auch diese normale Regelung das gewünschte Wie­ deraufrichten bewirken. In diesem Fall soll der Kompressi­ onsvorgang abgebrochen werden (Crashgefahr bei festem Sta­ pel). Da die Prüfung auf diesen Fall erst am Ende des Ein­ stapelvorgangs der restlichen Sendungen sinnvoll ist, wurde der Vorgang in die Zustände S_DELAY_NOMEAS und S_DELAY_MEAS getrennt.

⚫ S_COMP_MEAS
Solange der Fühlhebel FH2 frei ist, kann ohne Zeitbegren­ zung komprimiert werden.

⚫ S_COMP_POST
Dies ist die eigentlich wirkungsvolle und gleichzeitig kri­ tischste Phase des Kompressionsvorgangs. Mit Ausnahme des für die u.g. Crashüberwachung genutzten Füllstands steht kein Signal mehr für die Erfassung der Festigkeit des Sta­ pels zur Verfügung. Dieser Nachlauf ist daher ausschließ­ lich zeitgesteuert, wobei die Zeit aus einem festen und ei­ nem füllstandsabhängigen Anteil berechnet wird.

⚫ S_NOCOMP_POST
Das ungeregelte Vorfahren des Stapelwagens SW ist beendet, die normale Regelung wird wieder wirksam, der Stapeldruck an der Einstapelseite (nicht im gesamten Stapel) entspannt sich auf normale Druckverhältnisse. Nach Ablauf einer fe­ sten Zeit ("StNoCompTimePost") können wieder Sendungen ein­ gestapelt werden.

Pegel der Ausgangssignale in den einzelnen Zuständen

Pegel der Ausgangssignale in den einzelnen Zuständen

*) Die Zustandsübergänge S_COMP_POST → S_NOCOMP_POST und S_NOCOMP_POST → S_WAIT sind nicht mehr von von einem erwar­ ten Eingangssignalpegel, sondern nur noch von den berechneten Nachlaufzeiten abhängig. Damit ist im Zustand S_COMP_POST der Zeitpunkt bekannt, zu dem die normale Regelung des Stapelwa­ gens SW das Einstapeln von Sendungen wieder erlaubt.

In den Zuständen S_COMP_POST und S_NOCOMP_POST kann, abhän­ gig vom Füllstand, das Signal StackingDisable zurückgenommen werden, wenn die verbleibende Zeit des Kompressionsvorganges bis zur Wiederherstellung normaler Druckverhältnisse an der Einstapelseite kleiner oder gleich der Zeit ist, die die Sendungen von der Warteschleifen-Weiche bis zum Einstapel­ punkt des Zwischenstaplers benötigen. Dies kann, abhängig vom Füllstand, sofort nach Eintritt in S_COMP_POST der Fall sein oder aber erst danach, wenn die Gleichheit der genannten Zei­ ten erreicht worden ist. Hierdurch wird die Unterbrechung der Sendungszufuhr möglichst klein gehalten.

In S_NOCOMP_POST wird das Unterflurband wieder normal ge­ schalten d. h. ON bei freiem und OFF bei gedrücktem Fühlhebel FH2.

Der gesamte Kompressionsvorgang läuft innerhalb eines durch den Bandtakt gesteuerten Taktes ab. Daher werden alle o.g. Zeitmessungen und -berechnungen in diesem Zeitraster ausge­ führt.

Die vier für die Zustandsübergänge relevanten Zeitgrenzwerte wurden bereits in der Tabelle "Zustände und Zustandsübergän­ ge" benannt. Davon sind zwei der Werte fest:
StCompTimeMeas
StCompTimeDelayMeas;
die beiden anderen Werte werden zur Laufzeit berechnet, da hier der Stapelfüllstand "Filling" (in %) als Variable sowie drei weitere Festwerte und der bereits genannte StCompTimeDe­ layMeas eingehen:
StCompTimeDelayNomeas = StCompTimeDelay + (100 - Filling) -StCompTimeDelayMeas
StCompTimeCompPost = StCompTimecompPostFix +StCompTimeCompPostVar.Filling).

Die drei weiteren Festwerte sind:
StCompTimeDelay
StCompTimecompPostFix
StCompTimeCompPostVar.

Während des Kompressionsvorgangs wird über eine extra sensi­ tive Überwachung der Stapelwagengeschwindigkeit detektiert, ob der Stapelwagen SW durch Auflaufen gegen einen Widerstand (zu stark komprimierter Sendungsstapel) gebremst wird. In diesem Fall wird der Kompressionsvorgang sofort beendet. Die­ se Crashüberwachung ist eine zusätzliche Schutzmaßnahme, die normalerweise nicht ansprechen soll.

Claims (5)

1. Verfahren zur Steuerung eines Zwischenstaplers von flachen Sendungen, insbesondere in Briefbearbeitungsanla­ gen, der eine auf einem verfahrbaren Stapelwagen (SW) be­ findliche Einstapelvorrichtung (SR), ein Unterflurband (UB), auf dem die Sendungen quer zu dessen Bewegungsrich­ tung stehen, und eine Vereinzelungsvorrichtung mit einem Abzugsmittel (AR, SK) und einem Sendungssensor (FH2), der die Sendungen an der Vereinzelungsvorrichtung detektiert, aufweist, wobei im Normalbetrieb bei Nichtanwesenheit einer Sendung an der Vereinzelungsvorrichtung das Unterflurband (UB) in Richtung Vereinzelungsvorrichtung solange in Bewe­ gung gesetzt wird, bis an der Abzugsvorrichtung wieder eine Sendung detektiert wird und der Stapelwagen (SW) und das Unterflurband (UB) so verfahren werden, daß ein bestimmter Stapeldruckbereich an der Einstapelstelle eingehalten und eine Schräglage des Sendungsstapels (ST) an der Einstapel­ stelle vermieden wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei Überschreitung einer festgelegten Zeit, während welcher keine Sendungen am Abzugsmittel (AR, SK) detektiert werden, die Steuerung für den Normalbe­ trieb des Zwischenstaplers außer Kraft gesetzt wird, die Sendungszufuhr zum Zwischenstapler unterbrochen wird, das Unterflurband (UB) gestoppt wird, der Stapelwagen (SW) in Richtung Vereinzelungsvorrichtung in Bewegung gesetzt wird, und daß bei erneuter Detektierung einer Sendung am Abzugs­ mittel zuzüglich einer zum gemessenen Füllstand des Zwi­ schenstaplers abhängigen Nachlaufzeit die Kompressionsbewe­ gung des Stapelwagens (SW) beendet wird, die Sendungszufuhr zum Zwischenstapler wieder aufgenommen wird und die Steue­ rung der Antriebe von Unterflurband (UB) und Stapelwagen (SW) wieder im Normalbetrieb erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Nachlaufzeit des Stapelwagens (SW) linear abhängig vom gemessenen Füllstand des Zwischenstap­ lers ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Sendungszufuhr zum Zwi­ schenstapler dann wieder aufgenommen wird, wenn die ver­ bleibende Zeit des Kompressionsvorgangs bis zur Wiederher­ stellung normaler Druckverhältnisse an der Einstapelseite kleiner oder gleich der Zeit ist, die die von der vorherge­ henden Baugruppe zwischengespeicherten Sendungen bis zum Einstapelpunkt des Zwischenstaplers benötigen.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei zu hoher Bremsbeschleuni­ gung des Stapelwagens (SW) während der Kompressionsphase der Kompressionsvorgang beendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Vereinzelung der Sendungen unter Zuhilfenahme von Saugluft erfolgt.