DE3115544A1

DE3115544A1 - Blattzahldetektor

Info

Publication number: DE3115544A1
Application number: DE19813115544
Authority: DE
Inventors: Satoru Saitama Horiguchi
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1980-04-19
Filing date: 1981-04-16
Publication date: 1982-02-18
Also published as: US4504961A; JPS56149931A; JPS6138093B2

Description

Blattzahldetektor

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Feststellung der unannehmbaren Zahl von aufeinandergestapelten blattförmigen Elementen, z.B. zur Doppelblattfeststellung in einer Bogendruckmaschine.

Im allgemeinen verwendet eine Offset-Druckmaschine oder dergleichen ein Bogendrucksystem, in welchem Blätter gleicher Größe nacheinander der Druckmaschine zugeführt werden. Infolgedessen leidet die Druckmaschine oft an einer sogenannten "Doppelblatt"-Störung, wobei der Druckmaschine gleichzeitig zwei oder mehr aufeinandergestapelte Blätter zugeführt werden.

Wenn die Doppelblatt-Störung auftritt, werden unter die bedruckten Blätter nicht bedruckte Blätter gemischt. Dies führt nicht nur zu anderen Störungen im folgenden Prozeß, wie z.B. dem Buchbinden, sondern es führt auch zu einer sehr nachteiligen Beeinträchtigung der Druckmaschine. Infolgedessen ist es erforderlich, das Auftreten von Doppelblättern genau festzustellen, um dadurch die Zuführung von zwei oder mehreren gestapelten Blättern zur Druckmaschine zu verhindern.

Bisher ist ein Doppelblatt-Feststellungsverfahren üblicherweise angewendet worden, bei welchem bei Zuführung eines Blattes von

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einer Blattzuführvorrichtung dieses Blatt unmittelbar vor dem Einlaufen in den Druckvorgang durch einen Anschlag angehalten wurde , wobei die Dicke des Blattes gemessen worden ist, wobei aus der gemessenen Dicke bestimmt worden ist, ob ein Doppelblattfehler vorhanden ist oder nicht. Um die Blattdicke zu messen, ist ein optisches Verfahren oder ein elektrisches Verfahren angewendet worden.

In dem typischen Beispiel des mechanischen Verfahrens ist das Blatt durch einen geeigneten Fühler zusammengedrückt worden, so daß die Blattdicke aus der Verschiebung des Fühlers gemessen worden ist. Dieses mechanische Verfahren ist insofern nachteilig, als es schwierig ist, die Dicke eines Blattes mit hoher Genauigkeit zu messen, weil ein Blatt im allgemeinen sehr dünn ist und infolgedessen das Meßergebnis nicht zuverlässig ist. Ferner ist die Oberfläche eines Blattes empfindlich gegen den Druck des Fühlers, und es ist immer dann eine schwierige Justierung erforderlich, wenn die Blattart geändert wird.

In dem optischen Verfahren wird einer Seite des Blattes Licht zugeführt, und es wird die das Blatt durchsetzende Lichtmenge gemessen, um die Dicke des Blattes zu bestimmen. Das optische Verfahren ist insofern vorteilhaft, als kein mechanischer Kontakt mit dem Blatt erforderlich ist, so daß eine Beschädigung des Blattes nicht auftreten kann, und es kann ein dünnes Blatt mit hoher Genauigkeit gemessen werden. Das optische Verfahren ist aber mit Rücksicht auf folgende Punkte nachteilig: Die Messung neigt zu Fehlern bei minderwertigen Blättern, die in ihrer Transparenz ungleichförmig sind. Ferner ist das optische Verfah-

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ren nicht bei schweren Blättern mit geringer Transparenz anwendbar, und es ist nicht für die Dickenmessung von farbigen Blättern außer weißen Blättern geeignet, weil die Dicke nicht mit ausreichend hoher Genauigkeit festgeatellt werden kann. Insbesondere in einem Fall, in dem beide Seiten eines Blattes bedruckt werden, können die Teile des Blattes, auf die im ersten Druckvorgang Muster aufgedruckt sind, für die Messung nicht verwendet werden. Infolgedessen ist die Messung schwierig oder unmöglich.

In dem typischen Beispiel des elektrischen Verfahrens wird die Dicke eines Blattes aus der Änderung der elektrostatischen Kapazität eines zu messenden Blattes festgestellt, wobei das Blatt als Dielektrikum wirkt. Das elektrische Verfahren ist insofern vorteilhaft, als, ähnlich wie beim optischen Verfahren, es nicht erforderlich ist, das zu messende Blatt mit einem Fühlerelement zu berühren, und es kann die Messung unabhängig von der Transparenz des Blattes ausgeführt werden, das heißt, nahezu alle dem optischen Verfahren anhaftenden Schwierigkeiten sind ausgeschaltet. Das elektrische Verfahren leidet aber an dem Problem, daß die Messung dazu neigt, durch die Drift der elektrischen Schaltung und die Änderung der die elektrische Charakteristik eines Blattes aufgrund der Änderungen der Umgebungstemperatur und der Feuchtigkeit beeinflußt zu werden. Ferner ist die Messung durch äußere elektrische Rauschspannung beeinflußt, weshalb die Genauigkeit der Messunghicht ausreichend ist.

Ziel der Erfindung ist es, die den obengenannten üblichen Blattzahl-Meßmethoden anhaftenden Schwierigkeiten auszuschalten.

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Ferner soll durch die Erfindung ein Blattzahldetektor geschaffen werden, bei welchem die Messung nicht durch die Drift einer elektrischen Schaltung und durch die Änderung der die„elektrischen Eigenschaft eines zu messenden Blattes aufgrund der Umgebungstemperatur oder der Feuchtigkeit beeinflußt ist.

Ferner soll durch die Erfindung ein Blattzahldetektor geschaffen werden, mit welchem eine Messung mit ausreichend hoher Genauigkeit durch ein elektrisches Dickenmeßverfahren oder durch ein optisches Dickenmeßverfahren ausgeführt werden kann.

Die vorhergehenden Ziele und weitere Ziele der Erfindung sind erreicht worden durch einen Blattzahldetektor zur Feststellung einer Anzahl von aufeinandergestapelten blattförmigen Elementen in Form einer Anzahl von aufeinanderfolgenden Impulssignalen. Dieser Detektor ist gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, welche bei Feststellung der aufeinanderfolgenden Impulssignale einen Zählwert erzeugt, durch eine Vorrichtung, welche einen die Differenz zwischen dem Zählwert und einem Bezugszählwert darstellenden Abweichungswert erzeugt, und durch ein Entscheidungselement für den Vergleich des Abweichungswertes mit dem Bezugswert, so daß für den Fall, daß der Abweichungswert den Bezugsabweichungswert übersteigt, die Anzahl der blattförmigen Elemente als unannehmbar bestimmt wird.

Die Art, die Grundlage und die Anwendbarkeit der Erfindung ergibt sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. In der Zeichnung zeigen:

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Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels

einer Druckmaschine mit einem Doppelblattdetektor,
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Beispieles eines Mehrblattde-

tektors gemäß der Erfindung,
Fig. 3 ein Schaltbild eines Beispiels eines in dem Detektor nach

Fig. 2 verwendeten elektrostatischen Kapazitätsfühlers, Fig. 4 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels

des erfindungsgemäßen Mehrblattdetektors, der aus digitalen TTL-ICs gebildet ist,
Fig. 5 eine tabellarische Zeitdarstellung der Steuersignale,

wie sie in dem Detektor nach Fig. 4 verwendet sind, zur

Erläuterung der Arbeitsweise des Detektors,
Fig. 6 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Koräzant-

schaltung in Fig. 4, und
Fig. 7 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Detektors unter Verwendung eines

Mikrocomputers.

Fig. .1 ist eine schematische Darstellung einer Offsetpresse, in welcher eine Mehrblattmeßvorrichtung gemäß der Erfindung als
Doppelblattdetektor verwendet ist.

Die Offsetpresse, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, enthält einen
Druckzylinder 1, einen Greifer 2, einen Gummituchzylinder 3, einen Plattenzylinder 4, einen Druckblattbehälter 5, in dem Druckblätter 6 enthalten sind, einen Kettenmechanismus 7, eine Blattzuführvorrichtung 8, eine Blattaufnahmeeinheit 8a für die Zuführung eines Blattes durch Ansaugen und Festhalten, eine Förderwalze 8b, eine Reibungswalze 8c, eine Blattzuführplatte 9, einen
Stopper 10, einen elektrostatischen Kapazitätsfühler 11, einen

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Synchronisiersignalgenerator 12, einen Rechen- und Entscheidungskreis 13 und ein Druckmaschinen-Steuergerät 14.

Der Druckzylinder 1, der Gummituchzylinder 3, der Plattenzylinder 4, der Kettenmechanismus 7, die Blattaufnahmeeinheit 8a und die Walze 8b der Blattzuführvorrichtung 8 und der Stopper 10 werden miteinander mechanisch betätigt. Immer wenn der Druckzylinder 1 in vorgesehener Weise gedreht wird, wird der Stopper 10 so verschoben, daß ein Druckblatt durch den Greifer 2 von der Blattzuführplatte 9 abgenommen und dem Druckvorgang unterworfen wird.

Andererseits wird das obere Druckblatt 6 im Behälter 5 durch die Blattaufnahmeeinheit 8a aufgenommen und zwischen die Walzen 8b und 8c eingesetzt. Das heißt, die Druckblätter 6 im Behälter 5 werden durch die Walzen 8b und 8c nacheinander der Blattzuführplatte 9 zugeführt. Im Betrieb wird der Behälter 5 durch den Kettenmechanismus 7 nach oben bewegt, so daß das oberste Druckblatt 6, das in dem Behälter 5 gestapelt ist, in eine Position zwischen den Walzen 8b und 8c angehoben wird. So werden die Blätter 6 nacheinander aus dem Behälter 5 herausgenommen und dem Offsetdrucken unterworfen.

Eine genaue Beschreibung der Arbeitsweise der Offsetpresse erscheint nicht erforderlich, da diese Arbeitsweise allgemein bekannt ist.

Der genannte Fühler 11 ist an einer Position angeordnet, die oberhalb der Blattzuführplatte 9 und in der Nähe des Stoppers 10 liegt, so daß die Anzahl an Blättern unmittelbar über dem Fühler

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11 festgestellt und durch den Fühler ein Signal ausgegeben wird, das eine Frequenz entsprechend der Anzahl festgestellter Blätter hat. Der Synchronisiersignalgenerator 12 ist für den Druckzylinder 1 vorgesehen, so daß er ein Synchronisiersignal ausgibt, wenn sich der Zylinder 1 in vorbestimmter Weise gedreht hat. Das Synchronisiersignal wird dem Rechen- und Entscheidungskreis 13 zugeführt.

Der Rechen- und Entscheidungskreis 13 arbeitet, um das Ausgangssignal des Fühlers 11 in einem bestimmten Zeittakt zu erhalten, um die Anzahl an Blättern festzustellen und um ein Ausgangssignal, das nur dem Druckmaschinensteuergerät 14 zugeführt wird, zu erhalten, und zwar nur dann, wenn die Anzahl an Blättern nicht annehmbar ist.

Ein Beispiel der Mehrblattmeßvorrichtung nach der Erfindung ist in Fig. 2 gezeigt. Die Vorrichtung enthält Meßplatten 15 und 16, die zwischen sich eine elektrostatische Kapazität bilden. Ferner enthält die Anordnung einen Oszillatorkreis 17, eine Gatterschaltung 18, eine Zählschaltung 19, eine Subtraktionsschaltung 20, eine Entscheidungsschaltung 21, eine Steuerschaltung 22 zur Erzeugung eines Taktsignals für die Steuerung, eine 1-mal-Additionsschaltung 23, eine 1/1-Multiplizierschaltung 24, einen Speicher 25, eine n-mal-Additionsschaltung 26, eine m/n-Multiplizierschaltung 27, einen Speicher 28, eine Konstantechaltung 29 und eine MAX-Ausgangsschaltung 30.

Die Meßplatten 15 und 16 sind auf beiden Seiten der Blattzuführungsplatte 9 so angeordnet, daß sie einen Abstand voneinander haben. Somit bilden die Platten 15 und 16 zwischen sich eine

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elektrostatische Kapazität, wobei sich ein Blatt auf der Blattzuführplatte 9 als Teil, des Dielektrikums bewegt . Die Schwingungsfrequenz der Oszillatorschaltung 17 wird durch die Kapazität bestimmt. Die Platten 15 und 16 und die Oszillatorschaltung 17 bilden den vorher genannten elektrostatischen Kapazitätsfühler 11. In der Praxis ist die Meßplatte 16 der Körper der Druckmaschine, und es ist deshalb nicht erforderlich, die Platte 16 vorzusehen.

Die Steuerschaltung 22 erzeugt Steuersignale in Synchronismus mit einem Taktsignal vom Synchronisiersignalgenerator 12 (Fig.1), um die verschiedenen Schaltungen zu betätigen.

Die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 wird im folgenden beschrieben:

Zuerst liefert in Synchronisation mit der Arbeitsweise der Druckmaschine, d.h. der Rotationsphase des Druckzylinders 1, die Steuerschaltung 22 ein Torsignal an die Gatterschaltung 18, um das Gatter 18 während einer vorbestimmten Zeitperiode, beispielsweise eine Millisekunde, zu öffnen, so daß das Frequenzsignal der Oszillatorschaltung 17 dem Zählkreis 19 zugeführt wird, wo es gezählt wird.

Der Zählwert der Zählschaltung 19 wird der 1-mal-Additionsschaltung 23 zugeführt. Im einzelnen wird der Zählwert immer addiert, wenn die Gatterschaltung 18 geöffnet ist, um den Zählwert von der Zählschaltung 19 der Additionsschaltung 23 zuzuführen. Wenn diese Addition 1 mal wiederholt worden ist, wird das Additionsergebnis durch die 1/1-Multiplizierschaltung 24 nit dem Faktor

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1/1 multipliziert und dann als Bezugszählwert im Speicher 25 gespeichert.

Ferner wird der Zählwert der Zählschaltung 19 der Subtraktionsschaltung 20 zugeführt, und es werden sowohl der Zählwert als auch der Bezugszählwert, der aus dem Speicher 25 ausgelesen wird, einer Subtraktion unterworfen. Das Ergebnis der Subtraktion wird als Abweichungswert dem Entscheidungskreis 21 zugeführt.

Der Abweichungswert von der Subtraktionsschaltung 20 wird der n-mal-Additionsschaltung 26 zugeführt, wo er der Addition unterworfen wird, bis er η mal zugeführt ist. Das Ergebnis der Addition wird mit dem Faktor 1/n multipliziert und dann mit dem Faktor m multipliziert, und zwar durch die m/n-Multiplizierschaltung 27. Das Ergebnis der Multiplikation wird in dem Speicher 28 gespeichert.

In der MAX-Ausgangsschaltung 30 werden die im Speicher 28 gespeicherten Daten mit einem Konstantwert verglichen, der durch die Konstantschaltung 29 erzeugt ist, und es wird die größere dieser Daten als Bezugsabweichungswert ausgegeben.

In dem Entscheidungskreis 21 wird der durch die Subtraktionsschaltung 20 erzeugte Abweichungswert mit dem Bezugsabweichungswert verglichen, der durch die MAX-Ausgangsschaltung 30 erzeugt wird. Wenn der Abweichungswert kleiner ist als der Bezugsabweichungswert, wird die Blattzahl als annehmbar oder normal bestimmt. Wenn die erstere größer ist als die letztere, wird die Blattzahl als nicht annehmbar oder abnormal bestimmt. Somit erzeugt der Entscheidungskreis 21 Ausgangssignale, welche diese Entscheidungs-

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ergebnisse darstellen.

Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, wird nach der Erfindung durch digitale Verarbeitung des Ausgangssignals des
Fühlers 11 festgestellt, ob die Blattzahl annehmbar ist oder
nicht. Infolgedessen ist die Messung kaum durch Rauschsignale
beeinflußt, d.h., die Messung wird mit hoher Genauigkeit durchgeführt .

Um festzustellen, ob ein festgestellter Meßwert in einem vorbestimmten Bereich liegt oder nicht, wird ein Verfahren angewendet, in welchem der Meßwert mit einem vorbestimmten Bezugswert
verglichen wird, und es wird entschieden, ob die Differenz zwischen den beiden Werten in einem gewissen Bereich liegt. Beispielsweise in dem Fall nach Fig. 2 wird der Bezugszählwert,
welcher der Subtraktionsschaltung 20 zugeführt wird, vorherbestimmt, während der Bezugsabweichungswert,welcher der Entscheidungsschaltung 21 zugeführt wird, der Konstantwert ist, der durch die Konstantschaltung 29 erzeugt wird. Somit können diese Werte in dem oben beschriebenen Verfahren verwendet werden.

Es wird aber die Frequenz des Ausgangssignals des Fühlers 11
nicht nur durch die Blattzahl zwischen den Meßplatten 15 und 16 verändert, sondern auch durch die Änderung der Dielektrizitätskonstanten des Blattes aufgrund der Änderung der Umgebungstemperatur oder der Feuchtigkeit. Zusätzlich wird die Frequenz durch die Drift der elektrischen Schaltung beeinflußt, beispielsweise die Oszillatorschaltung 17.

Wenn also der der Subtraktionsschaltung 20 zugeführt« Bezugszähl-

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wert den vorbestimmten Wert erreicht hat, wird die oben beschriebene Frequenzabweichung als die unannehmbare Blattzahl gemessen. Somit ist die Mehrblatt-Meßvorrichtung ohne Bedeutung. Um diese Schwierigkeit auszuschalten, ist es erforderlich, die Vorrichtung jederzeit zu überwachen, um zu bewirken, daß der Bezugszählwert der Frequenzänderung aufgrund der obengenannten Gründe folgt.

In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Ausgangszählwert der Zählerschaltung 19 1 mal addiert, d.h. 1-Ausgangszählwerte werden addiert, und das Ergebnis der Addition wird mit dem Faktor 1/1 multipliziert. Das Ergebnis der Multiplikation wird gespeichert und wird als Bezugszählwert für 1 mal verwendet. Mit anderen Worten, es wird in dem Ausführungsbeispiel der Mittelwert von 1 Zählwerten, die durch die Zählschaltung 19 erzeugt worden sind, als Bezugszählwert verwendet. Es folgen somit nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung der gemessene Zählwert und der Bezugszählwert, die der Subtraktion unterworfen worden sind, der Frequenzänderung aufgrund der Temperatur, der Feuchtigkeit und der Drift, wie es oben beschrieben ist, wodurch sie automatisch verändert werden. Deshalb stellt der durch die Subtraktion erhaltene Abweichungswert im wesentlichen nur die unannehmbare Blattzahl dar. Somit arbeitet die Vorrichtung mit hoher Genauigkeit, und sie ist im wesentlichen zu jeder Zeit frei von einer fehlerhaften Arbeitsweise. Ausserdem wird die Messung 1 mal ausgeführt, bevor die Vorrichtung in Gang gesetzt wird, und es kann deshalb die Anfangsoperation der Vorrichtung im wesentlichen ohne Justierung stoßfrei in die Meßoperation verschoben werden.

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Da das Rohmaterial der Blätter im wesentlichen natürlich ist, ist es in der Zusammensetzung verhältnismäßig unhomogen. Deshalb ergibt sich eine beträchtliche Veränderung der Dielektrizitätskonstanten auch dann, wenn gleiche Blattarten verwendet werden. Infolgedessen kann in einem Fall, in dem der durch die Konstantschaltung 29 erzeugte Konstantwert als der Entscheidungsschaltung 21 zugeführte Bezugsabweichungswert verwendet ist, die Blattzahl wegen der oben beschriebenen Änderung der Dielektrizitätskonstanten als unannehmbar bestimmt werden, auch wenn die Blattzahl annehmbar oder normal ist.

Es werden aber in dem Ausführungsbeispiel η durch die Subtraktionsschaltung erzeugte Abweichungswerte addiert, und es wird das Ergebnis der Addition mit dem Faktor 1/n multipliziert, d.h., es wird der Mittelwert erhalten. Dann wird der Mittelwert mit dem Faktor m multipliziert, um so einen Wert mit einer Toleranz zu erhalten. Der so erhaltene Wert wird in dem Speicher 28 gespeichert, und er wird selektiv durch die MAX-Ausgangsschaltung 30 aus dem Speicher ausgelesen und dem Entscheidungskreis 21 als Bezugsabweichungswert zugeführt.

In dem Falle, in dem beim Drucken von Blättern gleicher Art diese Blätter unterschiedliche Dielektrizitätskonstanten haben, weil sie aus verschiedenen Herstellungen herrühren, wird bei dem Ausführungsbeispiel nach der Erfindung der Bezugsabweichungswert groß, indem er automatisch der Änderung folgt. Somit kann die oben beschriebene fehlerhafte Messung aufgrund der Änderung vermieden werden. Somit ist die Arbeitsweise der Vorrichtung immer korrekt, wobei nur die Abnormalität in der Blattzahl gemessen wird.

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Wenn die Blattart gewechselt wird, ändert sich natürlich auch die Dielektrizitätskonstante. Jedoch folgt die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung automatisch der Änderung. Deshalb benötigt die Vorrichtung keine?? Justierung, und zwar auch dann, wenn die Blattart geändert wird.

Ein Beispiel des elektrostatischen Kapazitätsfühlers ist in Fig.3 gezeigt.

In Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen VC1 einen Komparator, wie einen Operationsverstärker, an dessen negativer Eingangsklemme die Meßplatte 15 angeschaltet ist. Die Spannung einer Stromquelle +V ist'einer Spannungsteilung durch die Widerstände R1 und R2 unterworfen, und sie wird dann der positiven Eingangsklemme des Komparators VC1 zugeführt. Der Komparator VC1 ist mit Rückführwiderständen Rf und R3 versehen, so daß er als Multivibrator-Oszillator dient. Die Schwingungsfrequenz wird durch die Kapazität der Meßplatte 15 und den Widerstand des Rückführwiderstandes Rf bestimmt. Infolgedessen gibt der Komparator VC1 ein Signal mit einer Frequenz aus, die der Blattzahl unter der Meßplatte 15 entspricht.

Ein Transistor Tr1 als Emitterfolger besitzt einen Emitterwiderstand R4. Der Transistor Tr1 bildet eine Treiberschaltung für die Zuführung des Ausgangssignals des Komparators VC1 zu einem Koaxialkabel K1 über einen Impedanzanpassungswiderstand R5 und einen Kondensator C3 zur Absperrung einer Gleichstromkomponente.

Eine Schmitt-Trigger-Schaltung S1 formt ein Signal, das ihm über einen Koppelkondensator C4 zugeführt wird zu einem Impuls mit ei-

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ner vorbestimmten Form, wodurch die Zähloperation erleichtert wird. Widerstände R6 und R7 sind vorgesehen, um an den Eingang der Schmitt-Trigger-Schaltung S1 eine Vorspannung anzulegen.

Induktivitäten L1, L2 und L3 sowie Kondensatoren C1 und C2 bilden einen Tiefpaßfilter. Die Spannung der Stromquelle +V wird über das Tiefpaßfilter und das Signalübertragungskabel K1 dem Komparator zugeführt.

In dem Ausführungsbeispiel des Fühlers nach Fig. 3, bei welchem der Oszillator den Komparator VC1 und den Transistor Tr1 enthält, können die Treiberschaltung und die Meßplatte 15 zu einer kleinen Sonde ausgebildet werden, die mit der Rechen- und Entscheidungsschaltung 13 nur über ein Koaxialkabel verbunden werden kann. Infolgedessen kann der Fühler 11 ohne weiteres an die geeignetste Position gesetzt werden, wodurch eine genaue Meßoperation ermöglicht wird und die Messung von Rauschspannungen von der Stromquelle usw. vermieden wird. Die Vorrichtung kann somit wirksam arbeiten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem die Rechen- und Entscheidungsschaltung 13, welche die Gatterschaltung 18 bis zur MAX-Ausgangsschaltung 30 enthält, durch digitale integrierte Schaltungen, wie TTL-Schaltungen, gebildet ist, ist in Fig.4 dargestellt.

In Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen 31 ein UND-Gatter, 32 einen Zähler, 33 einen Aufwärts-Abwärts-Zähler, 34 einen Null-Detektor, 35 einen Addierer, 36 einen Komparator, 37 eine Flip-Flop-Schaltung, 38 und 39 Schieberegister, 40 eine Konstantschal-

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tung und 41 eine Flip-Flop-Schaltung.

Fig. 5 zeigt das der Steuerschaltung 22 vom Synchronisiersignalgenerator 12 zugeführte Taktsignal und verschiedene Steuersignale L, P, CT, CM, I und S, die durch die Steuerschaltung 22 in Abhängigkeit vom Taktsignal erzeugt werden. Die Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 4 wird in Verbindung mit Fig. 5 beschrieben. Die Arbeitsweise der Steuerschaltung wird aber nicht beschrieben, weil die Bildung der oben beschriebenen Steuersignale mit TTL-Schaltungen und IC-Schaltungen allgemein bekannt ist.

Das Frequenzsignal A vom Fühler 11 wird einer Eingangsklemme des UND-Gatters 31 zugeführt, und es wird durch das UND-Gatter

31 in Abhängigkeit von dem Steuersignal CT ausgegeben, das der anderen Eingangsklemme des UND-Gatters 31 zugeführt wird. Der Ausgang des UND-Gatters 31 ist mit den Taktklemmen des Zählers

32 und des Aufwärts-Abwärts-Zählers 33 verbunden. Der Ausgang des Zählers 32 ist mit dem voreingestellten Eingang des Aufwärts-Abwärts-Zählers 33 verbunden. Die Rückstellklemme des Zählers 32 erhält das Steuersignal P^ und der Ausgang des Aufwärts-Abwärts-Zählers 33 ist mit den Eingangsklemmen des Addierers 35, des Komparators 36 und des Nulldetektors 34 verbunden. Der Ausgang des Nulldetektors 34 ist mit der Triggerklemme der Flip-Flop-Schaltung 37 verbunden, deren Rückstellklemme das Steuersignal P zugeführt wird. Die Ausgangsklemme der Flip-Flop-Schaltung 37 ist mit der U/D-Klemme bzw. Aufwärtszahl- und Abwärtszähl -Wahlklemme des Aufwärts-Abwärts-Zählers 33 verbunden. Das Steuersignal L wird der Lastklemme (oder der Voreinstell- und Zähl-Wahlklemme) des Aufwärts-Abwärts-Zählers 33 zugeführt.

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Die Arbeitsweisen der beschriebenen Schaltungselemente werden beschrieben. Wenn das mit der Arbeitsweise der Druckmaschine synchrone Taktsignal TP der Steuerschaltung 22 (Fig. 5) zugeführt wird, so gibt die Steuerschaltung 22 das Steuersignal L aus. Als Ergebnis wird der Zählwert des Zählers 32 zu der vorhergehenden Messung in den Aufwärts-Abwärts-Zähler 33 voreingestellt. Wenn die Steuerschaltung 22 das Steuersignal P ausgibt, wird der Zähler 32 auf Null zurückgestellt. Zur gleichen Zeit wird auch die Flip-Flop-Schaltung 37 rückgestellt, und es wird der Aufwärts-Abwärts-Zähler 33 in seine Abwärts-Zählbetriebsart eingestellt.

Darauf gibt die Steuerschaltung 22 das Steuersignal CT aus. Während sich das Steuersignal CT auf einem hohlen logischen Pegel befindet (im folgenden als "H" bezeichnet),gibt das UND-Gatter 31 das Signal (A) in Form eines Impulses aus. Als Ergebnis beginnen der Zähler 32 und der Aufwärts-Abwärts-Zähler die Zähloperationen. Wenn das Signal CT auf einen niedrigen logischen Pegel eingestellt ist (im folgenden als "L" bezeichnet), hält der Zähler 32 den Zählwert bis zur Erzeugung des nächsten Signals P. Das heißt, es dienen als Zählerschaltung 19 die 1-mal-Addierschaltung, die 1/1-Multiplizierschaltung 24 und der Speicher 25 in Fig. 2 (wobei 1=1). Der Aufwärts-Abwärts-Zähler 33, der sich in der Abwärts-Zählbetriebsart befindet, zählt den voreingestellten Wert nach abwärts bzw. verringert ihn_? und er gibt die Differenz zwischen dem vorhergehenden Zählwert und dem eingestellten Zählwert, wenn das Signal CT auf "L" eingestellt ist. In dem Falle, in dem der voreingestellte Zählwert kleiner ist als der vorhandene Zähl wert, wird der Ausgang de." Aufwärts-Abwärts-Zählers 33 während der Zählung Null. Dies wird durch den

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Nulldetektor 34 festgestellt, so daß die Flip-Flop-Schaltung 37 getriggert wird. Somit wird der Aufwarts-Abwärts-Zähler 33 in eine Aufwärtszählbetriebsart eingestellt, und zwar durch den Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 37. Als Ergebnis zählt der Aufwärts-Abwärtszähler 33 den Zählwert nach aufwärts bzw. er erhöht ihn, bis das Signal CT auf "L" eingestellt ist. Das heißt, unabhängig von den Größen des vorhergehenden Zählwertes und des vorhandenen Zählwertes wird der absolute Wert der Differenz zwischen ihnen ausgegeben.

Somit haben die oben beschriebenen Teile die Funktionen von der Zählerschaltung 19 und der Subtraktionsschaltung 20 in Fig. 2.

In Fig. 4 ist der Ausgang des Aufwärts-Abwärts-Zählers 33 mit dem Eingang A des Addierers 35 verbunden, dessen Ausgang mit der parallelen Eingangsklemme des Schieberegisters 38 verbunden ist. Die parallele Ausgangsklemme des Schieberegisters 38 ist mit dem Eingang B des Addierers 35 verbunden. Die serielle Ausgangsklemme des Schieberegisters 38 ist mit der seriellen Eingangsklemme des Schieberegisters 39 verbunden, deren parallele Ausgangsklemme mit einigen Klemmen des Eingangs A des Komparators 36 verbunden ist. Die verbleibenden Klemmen des Eingangs A des Komparators 36 sind mit dem Ausgang der Konstantschaltung 40 verbunden. Der Eingang B des Komparators 36 ist mit dem Ausgang des Aufwärts-Abwärts-Zählers 33 verbunden. Die Klemme des Komparators 36, durch den A<B ausgegeben wird, ist mit der Eingangsklemme D der Flip-Flop-Schaltuhg 41 verbunden. Das Steuersignal CM wird der Klemme CK (Trigger-Eingangsklemme) der Flip-Flop-Schaltung 41 zugeführt. Die Steuersignale S und I werden dem Schieberegister 38 zugeführt. Das Steuersignal S wird dem Schie-

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beregister 39 zugeführt.

Die Arbeitsweisen der oben beschriebenen Schaltungselemente werden im folgenden beschrieben.

In dem Komparator 36 wird der Ausgang des Aufwärts-Abwärts-Zählers 33 (d.h. der absolute Wert der Differenz zwischen dem vorhergehenden Zählwert und dem vorhandenen Zählwert), nämlich der Eingang B, mit dem Eingang A verglichen. Wenn A<B, führt der Komparator 36 ein Signal auf "H" der Eingangsklemme D der Flip-Flop-Schaltung 41 zu. Wenn A<B nicht gegeben ist, gibt der Komparator 36 ein Signal auf "L" aus- Wenn die Steuerschaltung 22 in Fig. 5 das Steuersignal CM ausgibt, gibt die Flip-Flop-Schaltung 41 gleichzeitig das der Eingangsklemme D zugeführte Signal aus. Dieser Zustand wird aufrechterhalten, bis das nächste Steuersignal CM zugeführt wird. Wenn der Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 41 sich auf "H" befindet, bedeutet das die unannehmbare Zahl von Blättern (oder Doppelblätter), und wenn der Ausgang sich auf "L" befindet, bedeutet dies die annehmbare Zahl von Blättern. Wenn somit das Äusgangssignal der Flip-Flop-Schaltung 41 mit der Antriebsmaschine der Druckmaschine oder des Blattzuführ-Stoppmechanismus gekoppelt ist, so kann das Doppelblatt verhindert werden.

Das Signal am Eingang A des Komparators 36 (oder der Entscheidungspegel) wird durch die Steuersignale I und S von der Steuerschaltung 22 in Fig. 5 gesteuert. Das heißt, wenn der absolute Wert der Differenz zwischen dem vorhergehenden Zählwert und dem vorhandenen Zählwert dem Eingang A des Addierers 35 zugeführt wird, während der parallele Ausgang des Schieberegisters

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38 dem Eingang B des Addierers 35 zugeführt wird/ wird die Summe beider Eingänge durch den Addierer 35 ausgegeben und der parallelen Eingangsklemme des Schieberegisters 38 zugeführt. Wenn unter dieser Bedingung das Steuersignal I der parallelen Eingangssteuerklemme des Schieberegisters 38 zugeführt wird, liest das Register 38 die Daten an der parallelen Eingangsklemme und speichert sie. In diesem Falle gibt die parallele Ausgangsklemme des Schieberegisters 38 den Ausgangswert des Addierers 35 aus (d.h. die Summe der Eingänge A und B des Addierers 35), die erhalten worden ist, bevor das Steuersignal I dem Schie beregister 38 zugeführt worden ist. Mit anderen Worten, der vorhandene Zählwert wird zu dem Wert addiert, der vor der Anwendung des Steuersignals I gespeichert worden ist, und es wird das Ergebnis der Addition im Schieberegister 38 gespeichert, um so für die nächste Addition bereit zu sein (oder für die Addition η mal). Immer wenn ein Zähler im Steuerkreis 22 η Additionsoperationen zählt, gibt der Steuerkreis 22 ein Steuersignal S aus. Das Steuersignal S wird den Taktklemmen des Schieberegisters 38 und 39 zugeführt, um die Daten darin zu verschieben. Wenn angenommen wird, daß! K Taktimpulse erforderlich sind, um alle Daten vom Schieberegister 38 zum Schieberegister 39 zu verschieben, dann erzeugt das Steuersignal S (K-log 2m) Impulse (wobei m gleich ist 2^a und wobei a = 1, 2, 3 ...). Diese Operation entspricht den Operationen der n-mal-Additionsschaltung 26 und der m/n-Multiplikationsschaltung 27 in Fig. 2. Die Serielle Eingangsklemme des Schieberegisters 38 ist zu allen Zeiten auf "L" eingestellt, und es wird das Schieberegister 38 durch das Steuersignal S gelöscht, so daß im Schieberegister 38 Null gespeichert ist.

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Derjenige Wert, der durch Multiplifetion des Ergebnisses der η-fachen Addition des Abweichungswertes des Zählwertes mit dem Faktor m/n erhalten wird, wird durch die parallele Ausgangsklemme des Schieberegisters 39 ausgegeben. Der so ausgegebene Wert wird den höheren Bits des Einganges A des Komparator s 36 zugeführt, während der Ausgangswert der Konstantschaltung 40 auf die niedrigeren Bits eingestellt ist.

Somit kann auch dann, wenn der Abweichungswert des Zählwertes für η mal Null ist, der Minimum-Entscheidungspegel aufrechterhalten werden, wodurch eine fehlerhafte Operation verhindert wird. Zusätzlich wird in dem Falle, in dem die Blätter in ihrer elektrostatischen Kapazität stark veränderlich sind (z.B. wie bei Rohblättern), der Entscheidungspegel automatisch erhöht, um eine fehlerhafte Operation zu verhindern.

Manchmal ist es erwünscht, daß der eingestellte Wert der Konstantschaltung 40 von Hand veränderbar ist. Ein Beispiel einer Schaltung zur Durchführung dieses Gedankens ist in Fig. 6 gezeigt. Eine Beschreibung der Arbeitsweise der Schaltung wird aber weggelassen, da die Arbeitsweise für einen Fachmann leicht verständlich ist.

Ein oben beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird durch integrierte Schaltungen von TTL's (Transistor-Transistor-Logic's) hergestellt, jedoch kann die Einrichtung auch unter Verwendung eines Computers (wie z.B. eines Mikrocomputers), hergestellt werden.

Allgemein gilt, daß, wenn die Schwingungsfrequenz des elektro-

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statischen Kapazitätsfühlers 11 (Fig. 1 und 2) erhöht wird, die Meßgenauigkeit erhöht wird» Der Grund hierfür liegt in folgendem: Da die Meßzeit durch die Geschwindigkeit der Druckmaschine begrenzt ist, ist es unmöglich, die Meßzeit über einen gewissen Wert hinaus zu verlängern. Es wird angenommen, daß die Meßperiode beispielsweise 1 msec beträgt. Wenn in diesem Falle die Schwingungsfrequenz 1 MHz beträgt, dann ist der Zählwert 1000, und da das Lesen einer Zählung der Minimumwert ist, ist die Genauigkeit 1/1000. Wenn die Schwingungsfrequenz auf 10 MHz erhöht wird, dann beträgt die Genauigkeit 1/10000, was einer Erhöhung der Genauigkeit um eine Stelle entspricht.

Wenn die Vorrichtung durch digitale ICs von TTL¹ s gebildet ist, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, kann durch Erhöhung der Schwingungsfrequenz eine praktisch ausreichende Genauigkeit erreicht werden, weil ein TTL maximal bei etwa 100 MHz arbeiten kann. Es ist aber unmöglich, einen gewöhnlichen Mikrocomputer mit so hoher Geschwindigkeit zu betreiben, und es ist infolgedessen schwierig, eine genügend hohe Genauigkeit zu erhalten.

In Fig. 7 ist ein weiteres Ausführungsbexspiel der Erfindung gezeigt, mit welchem eine ausreichend hohe Genauigkeit bei Verwendung eines Mikrocomputers erreicht werden kann.

In Fig. 7 bezeichnen die Bezugszeichen 42 und 43 Zähler, die aus TTL-Hochgeschwindigkeits-IC's aufgebaut sind. 44 ist ein CPU (Zentraleinheit) eines Mikrocomputers. 45 ist ein ROM (Festwertspeicher) . 46 ist ein RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff). 47 ist der Eingangskanal des Mikrocomputers. 48 ist der Ausgangskanal des Mikrocomputers. 49 ist ein monostabiler Multivibrator.

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Das Signal A wird der Takteingangsklemme des Zählers 42 zugeführt. Die Ausgänge der Zähler 42 und 43 sind mit dem Eingangskanal 47 verbunden. Der Ausgang des Eingangskanals 47 ist an
ein Bussystem angeschlossen, das mit dem CPU 44, dem ROM 45,
dem RAM 46 und dem Ausgangskanal 48 verbunden ist. Das Taktsignal TP von der Druckmaschine wird dem Unterbrechungseingang des CPU 44 zugeführt. Der Ausgangskanal 48 erzeugt ein Ausgangssignal, welches ein Entscheidungsergebnis darstellt, ein Signal zur Löschung der Zähler 42 und 43 und ein Signal für die Betätigung des monostabilen Multivibrators 49 für die Freigabe der Zähler.

Die Operation der in Fig. 7 gezeigten Schaltung wird im folgenden beschrieben:

Wenn die Zentraleinheit CPU 44 das Taktsignal TP von der Druckmaschine erhält, wird das Löschsignal an der Klemme 0 des Ausgangskanals 48 ausgegeben, um die Zähler 42 und 43 zu löschen.
Dann wird das Signal an der Klemme 1 des Ausgangskanals 48 erzeugt, um den Ausgang des Multivibrators 49 auf "L" einzustellen und dadurch die Zähler 42 und 43 freizugeben.

Somit beginnen die Zähler 42 und 43 das Signal (A) zu zählen,
und es wird diese Zähloperation fortgesetzt, bis der Ausgang
des Multivibrators 49 auf "H" angehoben wird. Bei dieser Operation werden in dem CPU 44 die Daten an der Klemme 7 (die bedeutenfete Bit-Ausgangsklemme des Zählers) des Eingangskanals 47
wiederholt in den Akkumulator geladen, und immer dann, wenn
der Pegel der Daten von "H" auf "L" geändert wird, wird in dem
Register eine Erhöhung ausgeführt (oder es wird in dem Register eine Eins (1) addiert). Wenn der Ausgang des Multivibrators auf

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"H" erhöht wird, ist die Zählung beendet. Zu diesem Zeitpunkt werden die niedrigeren Bits des Zählwertes in den äußeren Zählern 42 und 43 gespeichert, während die höheren Bits in dem Register im CPU 44 gespeichert werden. Darauf werden in dem CPU 44 die niedrigeren Bits in das darin befindliche Register geladen, und zwar durch den Eingangskanal 47, und es wird die Verarbeitung ausgeführt, um ein Entscheidungsergebnis zu erhalten, das an der Ausgangsklemme 2 des Ausgangskanals 48 ausgegeben wird.

Infolge der Ausbildung der Schaltung, wie sie oben beschrieben ist, kann der Mikrocomputer der hohen Operationsgeschwindigkeit folgen, und es arbeitet die Vorrichtung mit hoher Genauigkeit. Da das Register des CPU 44 als Teil des Zählers verwendet wird, kann die Zahl der die äußeren Zähler bildenden Komponenten sehr stark verringert werden. Somit kann die Vorrichtung mit geringer Größe und mit geringen Kosten hergestellt werden.

Da ferner die Verarbeitung nach dem Programm in dem ROM 45 ausgeführt wird, kann eine unterschiedliche Verarbeitung selektiv durch Änderung des Programms angewendet werden. Infolgedessen hat die erfindungsgemäße Vorrichtung einen weiten Anwendungsbereich, und sie kann nicht nur als Doppelblatt-Detektor, sondern auch als Vorrichtung zur Messung der Dicke verschiedener Materialien und des Abstands von verschiedenen Gegenständen verwendet werden.

Die Wirkungen der Erfindung können folgendermaßen zusammengefaßt werden:
(1) Nach der Erfindung werden die Meßdaten als Zählwert in Form

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_) t

eines digitalen Signals verarbeitet. Auch dann, wenn der Zählwert sich nur durch eine Zählung unterscheidet, kann die Differenz deutlich gemessen werden. Somit ist die Operation zuverlässig, und sie weist eine hohe Genauigkeit auf.

(2) Nach der Erfindung wird eine Abnormalität nicht nur durch Vergleich des gemessenen Zählwertes mit dem Bezugszählwert bestimmt, d.h., die Bestimmung erfolgt durch Vergleich des Abweichungswertes, der durch den Vergleich erhalten worden ist, mit dem Bezugsabweichungswert. Infolgedessen ist das Endscheidungsergebnis nicht durch die Änderungen des Zählwertes aufgrund einer Drift des Fühlers, der Änderungen der Eigenschaften der Blätter usw. beeinflußt. Somit ist das Entscheidungsergebnis von hoher Zuverlässigkeit.

(3) Nach der Erfindung sind der Bezugszählwert und der Bezugsabweichungswert keine festen Größen, sondern Werte, die automatisch durch Errechnung aus wenigstens einer Meßgröße erhalten werden. Somit können diese Werte den Änderungen in der Bedingung eines Gegenstandes, wie z.B. eines zu messenden Blattes, als auch den Änderungen in der Operationsbedingung des Fühlers folgen. Infolgedessen ist die Vorrichtung nach der Erfindung im wesentlichen frei von einer fehlerhaften Operation, und sie benötigt keine Justierung der Arbeitsweise.

In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung ist die Vorrichtung so ausgebildet, daß der elektrostatische Kapazitätsfühler 11 die Zahl der Gegenstände, wie Blätter, mißt. Die Erfindung ist aber nicht hierauf beschränkt. Das heißt, wenn ein Analog-Digital-Wandler verwendet wird, um. cos MeSergebnis in die digitale Daten umzuwandeln, dann kann cl~r Geaenstand der

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Erfindung in zufriedenstellender Weise mit anderen Fühlerarten erreicht werden, beispielsweise mit einem optischen Fühler.
Wenn in diesem Zusammenhang ein V/F (Spannungs-Frequenz)-Wandler verwendet wird, dann können die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele so wie sie sind angewendet werden.

Es kann also gemäß der Erfindung die Messung mit einem elektrischen Fühler oder einem optischen Fühler mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden.

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Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1.J Blattzahldetektor zur Feststellung einer Anzahl von aufeinandergestapelten blattförmigen Elementen in Form einer Anzahl von aufeinanderfolgenden Impulssignalen, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (19), welche bei Feststellung der aufeinanderfolgenden Impulssignale einen Zählwert erzeugt, durch eine Vorrichtung (20) , welche einen die Differenz zwischen dem Zählwert und einem Bezugszählwert darstellenden Abweichungswert erzeugt, und durch ein Entscheidungselement (21) für den Vergleich des Abweichungswertes mit dem Bezugsabweichungswert, so daß für den Fall, daß der Abweichungswert den Bezugsabweichungswert übersteigt, die Anzahl der blattförmigen Elemente als unannehmbar bestimmt wird.

2. Blattzahldetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugszählwert als Mittelwert derjenigen Zählwerte vorgesehen ist, die während einer vorbestimmten Anzahl von Malen erzeugt werden.

3. Blattzahldetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugszählwert ein Mittelwert derjenigen Zählwerte ist, die eine vorbestimmte Anzahl von Malen erzeugt werden, und daß der Bezugsabweichungswert größer ist als ein vorbestimmter Wert und ein Wert, der größer ist als ein aus einem Mittelwert der Abweichungswerte, die in einer vorbestimmten Anzahl von Malen festgestellt worden sind, errechneter Wert.

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