DE68921862T3

DE68921862T3 - Zeitliche Steuerung einer Postmaschine mit hohem Durchsatz.

Info

Publication number: DE68921862T3
Application number: DE68921862T
Authority: DE
Inventors: Norman Bergman; Peter C. Digiulio; Donald T. Dolan; Morton Silverberg
Original assignee: Pitney Bowes Inc
Current assignee: Pitney Bowes Inc
Priority date: 1988-12-28
Filing date: 1989-11-27
Publication date: 2002-11-07
Anticipated expiration: 2009-11-28
Also published as: DE68928207T2; US4935078A; EP0615212A3; EP0376481A3; EP0615212B1; EP0615212A2; DE68928247T2; DE68928207D1; JP2930634B2; DE68921862D1; EP0615213B1; EP0376481A2; EP0615212B2; DE68921862T2; DE68928247T3; EP0376481B2; CA2003699C; EP0615213A3; EP0615213A2; DE68928207T3

Description

Diese Erfindung betrifft Postbehandlungsmaschinen und insbesondere eine Postmaschine, die gemischtes Postgut behandeln und eine Hochgeschwindigkeitsverarbeitung von Poststücken durchführen kann.
Automatische Postmaschinen umfassen typischerweise Aufdrucksysteme, beispielsweise eine Frankiermaschine, in der die auf den Umschlag oder ein anderes blattartiges Medium aufgedruckte Information einem variablen Parameter der Media zurechenbar ist, beispielsweise ein Aufdrucken einer Portowertaufstempelung auf einen Umschlag, bei dem der Portowert auf dem Gewicht des Umschlags basiert.
Im Gebiet der Postverarbeitung ist es für einen Systembenutzer wünschenswert, an ein Postverarbeitungsgerät einen Stapel von "gemischtem Postgut" zu liefern, d. h., der Stapel umfaßt eine große Anzahl von Umschlägen mit unterschiedlichen Abmessungen und unterschiedlicher Dicke oder Gewicht. Die Fähigkeit eines Postverarbeitungssystems, eine große Vielzahl von gemischtem Postgut zu verarbeiten, beseitigt das Erfordernis, daß der Systembenutzer einen anfänglichen Schritt zum Vorsortieren des Postguts durchführen muß. Es ist ferner wünschenswert, daß das Postverarbeitungsgerät die einzelnen Umschläge abwiegen und den geeigneten Portowertaufdruck entsprechend dem Umschlaggewicht anbringen kann. Allgemein wird es als vorteilhaft angesehen, wenn das Postverarbeitungsgerät Qualitätsstempelungen auf Umschläge aufdrucken kann, deren Dicke sich von derjenigen einer Postkarte bis ungefähr ein Dreiviertel (3/4) eines Inches verändert.
Es ist bekannt, ein Postverarbeitungsgerät bereitzustellen, welches einen Zuführer umfaßt, um an einen Transportaufbau Umschläge einzeln nacheinander zu liefern. Der Transportaufbau legt den Umschlag auf eine Waage zum Wiegen. Nach einer ausreichenden Zeit, um eine echte Waageablesung des Umschlaggewichts sicherzustellen, die allgemein als "Wiegen in der Pause" bezeichnet wird, übernimmt die Transporteinrichtung wieder die Kontrolle über den Umschlag und liefert den Umschlag an eine sogenannte Postmaschine. Eine derartige Postmaschine umfaßt am häufigsten einen integralen Transportaufbau und eine angebrachte Frankiermaschine vom Drehdrucktrommel-Typ. Der Transportaufbau der Frankiermaschine übernimmt die Geschwindigkeitssteuerung über den Umschlag, wobei sie jegliche erforderliche Geschwindigkeitseinstellungen für den Umschlag durchführt, die benötigt werden, um die Umschlagbewegungsgeschwindigkeit der Aufdruckgeschwindigkeit der Frankiermaschinen-Aufdrucktrommel anzupassen, um einen Aufstempelungsdruck mit Qualität zu unterstützen. Bei Frankiermaschinen ist bekannt, einen Werteinstellmechanismus einzubauen und den Frankiermaschinendruckmechanismus zum Aufdrucken der geeigneten Portorate auf den ankommenden Umschlag einzustellen, und zwar entsprechend dem Umschlaggewicht, so wie es durch die Waage bestimmt wird. Es sei auf das gemeinsam zugeordnete US-Patent Nr. 3,877,531 verwiesen, das die näheren Einzelheiten einer herkömmlichen automatischen Postbehandlungsmaschine beschreibt.
Es ist wünschenswert, ein Postverarbeitungssystem wie voranstehend erwähnt bereitzustellen, und zwar mit (i) der Möglichkeit einer Verarbeitung von einer hinsichtlich der Dimensionen großen Vielfalt von Umschlägen einschließlich der Dicke oder des Gewichts; (ii) dies hinsichtlich der Umschläge pro Sekunde so schnell wie möglich durchzuführen, (iii) während eine Qualitätsportoaufstempelung angebracht wird. Das bekannte Postgutverarbeitungssystem besitzt mehrere begrenzende Faktoren hinsichtlich der Erhöhung eines Durchsatzes relativ zu den Systemkosten. Ein derartiger beschränkender Faktor besteht in der Zeit, die zum Transport der Umschläge von einer Verarbeitungsstation an eine andere benötigt wird. Ein anderer beschränkender Faktor zeigt sich in der erforderlichen Zeit zur Ermittlung eines genauen Gewichts von der Waage. Während derartiger Faktoren wie die Transportzeit und die Wiegezeit in vorstellbarer Weise durch Einbau von fortschrittlichen Systemtechniken herabgesetzt werden können, sagt die Regel von verminderten Rückläufen vorher, daß geringe Verbesserungen des Systemdurchsatzes durch einen derartigen Einbau bei einem unverhältnismäßigen Ansteigen der Systemkosten erreichbar sein würde.
Eine mögliche alternative Vorgehensweise zur Erhöhung des Durchsatzes von derartigen Postverarbeitungssystemen besteht darin, mehrere Waagen und ein geeignetes Transportsystem bereitzustellen, so daß die Waagen alternierend verwendet werden. Eine derartige Anordnung würde in vorstellbarer Weise ein Überlappen eines Systemprozesses oder einer Funktion ermöglichen, um eine wesentliche Erhöhung des Systemdurchsatzes zu erzielen. Allerdings stellt eine derartige Alternative zusätzliche Kosten hinsichtlich des Geräts und der Systemkomplexität dar.
Einige Ziele der vorliegenden Erfindung sind die folgenden:
Bereitstellung einer Frankiermaschinen-Postmaschine mit der Möglichkeit eines erhöhten Durchsatzes; und
eine Bereitstellung einer Postmaschine, die gemischtes Postgut bei hoher Geschwindigkeit behandeln kann und die eine voll funktionsfähige kompakte Postmaschine mit hohem Durchsatz ist.
Gemäß der Erfindung ist eine Postbehandlungsmaschine zur Verarbeitung von Poststücken mit unterschiedlicher Größe und Dicke entlang eines Bewegungspfads vorgesehen, die umfaßt:
(a) eine Poststück-Singulatorstation, die zum Empfang von Poststücken positioniert ist und umfaßt:
(i) eine Einrichtung zum Aussondern der Poststücke, um ein einziges Poststück zu erzeugen; und
(ii) eine Antriebseinrichtung zum Weitertransportieren des einzelnen Poststücks in eine stromabwärts gerichtete Richtung;
(b) eine Verschlußstation zum Befeuchten und Verschließen von offenen mit Klebstoff versehenen oder gummierten Verschlußklappen auf dem Poststück, die zum Empfang des einzelnen Poststücks von der Singulatorstation stromabwärts positioniert und eine Antriebseinrichtung umfaßt, um das verschlossene Poststück in einer Stromabwärtsrichtung weiter zu transportieren;
(c) eine Portodruckerstation, die stromabwärts zu der Verschlußeinheit angeordnet und zum Empfang des verschlossenen Poststücks positioniert ist und darauf Portowertaufstempelungen aufdruckt und die eine Antriebseinrichtung zum Weitertransportieren des verschlossenen Poststücks an einen Drucker und zur Entfernung des bedruckten verschlossenen Umschlags umfaßt;
gekennzeichnet durch:
(d) eine Einrichtung zum Steuern der Antriebseinrichtung in wenigstens einer der Stationen, wodurch stromabwärts gelegene Antriebseinrichtungen zur Verarbeitung eines ankommenden Poststücks aktiviert werden, während es noch an einer stromaufwärts gelegenen Station verarbeitet wird; und
(e) eine Einrichtung zur Steuerung der Geschwindigkeit der Antriebseinrichtungen in wenigstens einer der Stationen entsprechend der Größe und Dicke des Poststücks.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Postgutbehandlungsverfahren gemäß Anspruch 17.
Die Erfindung läßt sich besser aus der nun folgenden eingehenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Postmaschine der Erfindung im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen verstehen. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Postbehandlungsmaschine gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Systems, die zeigt, wie die verschiedenen Postverarbeitungsfunktionen aktiviert und überwacht werden;
Fig. 3 ein Diagramm einer Datenstruktur, das eine Form der Hierarchie von Softwaremodulen zeigt, die zur Ansteuerung der Motorsteuereinrichtung der Maschine aus Fig. 3 geeignet sind;
Fig. 4 ein Datenflußdiagramm für die Motorsteuereinrichtung der Maschine aus Fig. 3;
Fig. 5 eine Seitenansicht der Postbehandlungsmaschine aus Fig. 1, wobei Komponenten im Zusammenhang mit den Zeitsteuerungen der Maschine angezeigt sind;
Fig. 6 eine Draufsicht der in Fig. 2 dargestellten Maschine;
Fig. 7-9 Wellenformen, die Geschwindigkeitsprofile und Komponentenpositionen während der Zeitperiode einer Verarbeitung eines Umschlags zeigen;
Fig. 10 und 11 Geschwindigkeitsprofile für die Transporträder des integrierten Moduls für schwerere bzw. längere Umschläge, zum Vergleich mit Fig. 7B; und
Fig. 12 eine andere Reihe von Zeitsteuerungswellenformen, die Veränderungen in den Geschwindigkeitsprofilen anzeigen, um Umschläge mit unterschiedlichen Größen zuzulassen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 umfaßt die bevorzugte Ausführungsform eines Postverarbeitungssystems gemäß der Erfindung, allgemein mit 11 bezeichnet, eine Vielzahl von Stationen, vorzugsweise als Module unter der Steuerung und dem Einfluß einer Systemsteuereinrichtung, die allgemein mit 13 bezeichnet ist. Die Stationen oder einzelnen Module sind ein Umschlagzuführungsmodul 15, ein Singulatormodul 17, ein Verschlußmodul 19, welches eine Verschließeinheit 21 umfaßt und ein Modul, welches hier als integriertes Modul 23 bezeichnet wird. Das integrierte Modul umfaßt eine Waage oder ein Waagenmodul 25, ein Meßmodul 27, ein Farbanbringungsmodul 29, optional ein Bandmodul 31, ein Transportmodul 33 und ein Druckplattenmodul 35. Das integrierte Modul ist so bezeichnet, da die einzelnen Module in einem einzigen Gehäuse untergebracht sind. Jedes Modul umfaßt den geeigneten Mechanismus zur Durchführung einer Postverarbeitungsfunktion.
Allgemein empfängt das Zuführungsmodul 15 einen Umschlagstapel 36 und in der bevorzugten Ausführungsform umfaßt es einen geeigneten Mechanismus, um den Bodenabschnitt des Poststapels 36 zu zängen. Der Singulator 17 ist mit der Funktion einer Extraktion eines untersten Umschlags 38 aus dem nunmehr teilweise verzängten Umschlagstapel 36 aufeinanderfolgend zu extrahieren und den Umschlag 38 an ein Verschlußtransportmodul 19 zu liefern. Das Verschlußtransportmodul 19 ist mit der Funktion versehen, den Umschlag 38 über das Verschlußmodul 21 zu führen. Die Verschließeinheit 19 besitzt die Möglichkeit, den Verschlußzustand des Umschlags 38 zu bestimmen und umfaßt einen Umleitungsarm 40 zum Aufstreifen von geschlossenen, aber nicht verschlossenen Umschlagverschlußklappen, um auf den Verschlußzustand eines Umschlags derart zu reagieren, daß nur nicht verschlossene Umschläge 38 dem Verschließen durch das Verschlußmodul 21 unterzogen werden und um falsch verschlossene Umschläge zu erfassen. Die Verschlußtransporteinheit liefert den Umschlag 38 an das Transportmodul 33 des integrierten Moduls 23.
Wie voranstehend erwähnt umfaßt das integrierte Modul 23 ein Waagemodul 25, ein Meßmodul 27, ein Farbanbringungsmodul 29, optional ein Bandmodul 31, ein Transportmodul 33 und ein Druckplattenmodul 35. Das Postmaschinen-Transportmodul 33 empfängt den Umschlag 38 von dem Zuführertransportmodul 19 und liefert den Umschlag an die Waage 25. Das Waagemodul 25 ist mit der Funktion versehen, den Umschlag 38 zu wiegen und den geeigneten Portowert als eine Funktion seines Gewichts an das Frankiermaschinenmodul 27 zu berichten, das an der Postmaschine 23 angebracht ist. Das Aufstempelungsdruckverfahren, welches in dem bevorzugten Postsystem verwendet wird, wird bei dieser Technik als Flachbett-Aufdrucken bezeichnet. Wenn der Umschlag 38 auf der Waage ruht, nachdem er gewogen ist, werden dementsprechend die Druckelemente des Frankiermaschinenmoduls 27 auf den geeigneten Wert als eine Funktion eines Gewichts des Umschlags 38 eingestellt. Das Farbanbringungsmodul 29 ist dann mit der Funktion versehen, die Stempel des Meßmoduls 27 mit Farbe zu versehen. Nachdem die Druckelemente des Frankiermaschinenmoduls mit Farbe versehen sind, wird das Druckplattenmodul 35 mit der Funktion versehen, den Umschlag 38 in einen Druckkontakt mit den Druckelementen des Frankiermaschinenmoduls 27 zu bringen. Nachdem der Umschlag 38 durch das Frankiermaschinenmodul 27 bedruckt worden ist, übernimmt das Transportmodul 33 wieder die Kontrolle über den Umschlag 38 und wirft den Umschlag 38 aus der Postmaschine 23 aus.
In Fig. 2 umfaßt das allgemein mit 13 bezeichnete Steuersystem eine Motorsteuereinheit 50 mit programmierbarem Mikroprozessor und eine Sensorsteuereinheit 52 mit programmierbarem Mikroprozessor. Die Motorsteuereinheit 50 und die Sensorsteuereinheit 52 stehen in direkter paralleler Kommunikation. Allgemein ist die Sensorsteuereinheit 52 programmiert, um jeden einer Vielzahl von an verschiedenen Stellen in der Maschine angeordneten Sensoren abzufragen und die Sensorinformation zu speichern, bis sie durch die Motorsteuereinheit 52 abgerufen wird.
Ein Sensorbus 54 stellt eine Verbindung zwischen der Sensorsteuereinheit 52 und einer Vielzahl von Sensoren und Sensoranordnungen her, die nur schematisch dargestellt sind. Beispielsweise steht die Sensorsteuereinheit 52 über den Bus 54 in Kommunikation mit einer Vielzahl von Sensoren und Sensoranordnungen, die den verschiedenen Modulen 15, 17, 19 und 23 zugeordnet sind, beispielsweise: optischen Sensoren 56 im Zusammenhang mit einem Wassersystem für das Verschließmodul 21; Halleffekt-Sensoren 58 im Zusammenhang mit dem Singulatormodul 17 zur Bestimmung der Dicke eines Umschlags 38; eine Optiksensoranordnung 60 zur Bestimmung der Verschlußklappenkonfiguration eines nicht verschlossenen Umschlags 38 im Zusammenhang mit dem Verschließmodul 21; Postflußoptiksensoren 62 im Zusammenhang mit den jeweiligen Zuführerabschnittsmodulen 15, 17 und 19 zur Erfassung der zeitlichen Position der Umschläge 38 relativ zu den jeweiligen Zuführerabschnittsmodulen 15, 17 und 19; optische Sensoren 64 im Zusammenhang mit dem Bandeingang an dem Bandmodul 31 und optische Sensoren 66 im Zusammenhang mit dem Bandausgang von dem Bandmodul 31; optische und Halleffekt- Sensoren 68 im Zusammenhang mit dem Motorantriebssystem für das Bandmodul 31 und dem Ladeantriebssystem für das Meßmodul 27; Halleffekt-Sensoren 70 im Zusammenhang mit dem Antriebssystem des Druckplattenmoduls 35; und optische Sensoren 72 im Zusammenhang mit dem integrierten Modul 35 zur Erfassung der Zeitposition des Umschlags 38 innerhalb des integrierten Moduls 23.
Es versteht sich von selbst, daß eine freie Wahl hinsichtlich der geeigneten Modulaufbauten besteht, die unter den Motoreinflüssen arbeiten. Ferner ist klar, daß die Motorsteuereinheitssysteme 13 mit irgendeinem geeigneten Mechanismussystem zusammenarbeiten werden. Das Mechanismussystem, welches hier allgemein beschrieben wird, ist zum Zweck einer Verdeutlichung verwendet und stellt die bevorzugte Umgebung für die betreffende Erfindung dar.
Die Motorsteuereinheit 50 kommuniziert über einen ersten Bus 74 mit einer ersten Motoransteuerkarte 76. Die Ansteuerkarte 76 kann sich in dem integrierten Modul 23 befinden. Alternativ können die Module 15, 17 und 19 des Zuführerabschnitts auch in einem einzigen Gehäuse untergebracht werden, welches auch die Ansteuerkarte 76 aufnimmt. Die Ansteuerkarte 76 steht wiederum über einen jeweiligen Bus 78 in Kommunikation mit einer Vielzahl von Motoren, die den jeweiligen Modulen 15, 17 und 19 des Zuführerabschnitts zugeordnet sind, beispielsweise ein Motor 80, der zu dem Zuführermodul 15 gehört, Motoren 82 und 83, die zu dem Singulatormodul 17 gehören, ein Motor 84, der zu dem Verschließtransportmodul 19 gehört, Motoren 86 und 87, die zu dem Verschließmodul 21 gehören und ein Solenoidmotor 88, der optional der Umlenkeinheit 40 zugeordnet werden kann.
Die Motorsteuereinheit 50 kommuniziert außerdem über einen zweiten Bus 90 mit einer zweiten Motoransteuerkarte 92. Die Motoransteuerkarte 92 steht wiederum über einen jeweiligen Bus 94 in Kommunikation mit einer Vielzahl von Motoren, die den Modulen 25, 27, 29, 31, 33 und 35 des integrierten Moduls 21 zugeordnet sind. Beispielsweise kommuniziert die Ansteuerkarte 92 über den Bus 94 mit den Motoren 96 und 97, die dem Transportmodul 33 zugeordnet sind, einem Motor 98, der dem Farbanbringungsmodul 29 zugeordnet ist, einem Motor 100, der dem Druckplattenmodul 35 zugeordnet ist, Motoren 102 und 103, die den Band-/Meßmodulen 29 und 31 zugeordnet sind und einem Motor 104, der dem Bandmodul 29 zugeordnet ist. Es sei darauf hingewiesen, daß eine einzige Ansteuerkarte verwendet werden kann.
Eine Vielzahl der Motoren können Kodierungseinrichtungen umfassen, die ermöglichen, daß sich die jeweiligen Motoren unter einer Positions-Servosteuerung der Motorsteuereinrichtung 50 befinden, beispielsweise die Motoren 83, 84, 86, 96, 98, 100, 102, 103 und 106. Ein Leerlaufrollenkodierungsmechanismus 106, der hier dem Singulator- oder dem Verschlußtransportmodul 19 zugeordnet ist, ist enthalten, um echte Geschwindigkeitsdaten für einen sich vorbei bewegenden Umschlag 38 an der Motorsteuereinheit 50 bereitzustellen. Die jeweiligen Motorkodierer stehen über den Bus 108 in Kommunikation mit der Motorsteuereinheit 50. Die Motorsteuereinheit 50 kann auch mit einem Zusatz- und/oder Hilfssystem, beispielsweise dem Meßmodul 27 und dem Waagenmodul 25 kommunizieren.
In der bevorzugten Ausführungsform umfassen die Motoransteuerkarten 76 und 96 eine Vielzahl von Kanälen.
Jeder Kanal ist einem jeweiligen Motor zugeordnet und umfaßt einen herkömmlichen H-Brückenverstärker, der auf ein impulsbreitenmoduliertes Signal anspricht, welches durch die Motorsteuereinheit 50 erzeugt wird. Jeder der gewünschten Motoren kann einer Positions-Servosteuerung und/oder einer Geschwindigkeits-Servosteuerung wie weitläufig bekannt ausgesetzt werden, wobei der Kanal der jeweiligen Motoransteuerkarten 76 und 92, ferner eine herkömmliche EMF- (elektromotorische Kraft) Schaltung umfaßt, um die rückwirkende EMF des jeweiligen Motors abzuleiten und die rückwirkende EMF über den jeweiligen Bus 94 oder 90 an die Motorsteuereinheit 50 zu kommunizieren, oder um aus ihr eine Geschwindigkeitsinformation zu ermitteln.
Unter Bezugnahme insbesondere auf die Fig. 3 und 4 ist eine geeignete Softwareschnittstelle für die Motorsteuereinheit 50, allgemein mit 120 bezeichnet, modular konfiguriert. Die Software umfaßt einen 500 usek. Unterbrechungsmodul 122 mit Untermodulen zur Erzeugung von Motor PWMs, einen Modul 124, Lesekodierer und rückwirkende EMFs, einen Modul 126 und einem Sensordaten von der Sensorsteuereinheit 52 lesendem Modul 128. Die Software umfaßt zusätzlich einen Kommunikationsmodul 130, einen Positions-Servosteuermodul 132, einen Geschwindigkeits- Servosteuermodul 134, einen Zusatzkommunikationsmodul 136, einen Ablaufsteuerungsmodul 138, ein Geschwindigkeitsprofil- Erzeugungsmodul 139 und ein Diagnosemodul 140. Der Zusatzkommunikationsmodul 136 kann eine Kommunikation zwischen der Motorsteuereinheit 50 und Peripherieeinrichtungen bereitstellen.
Der Ablaufsteuerungsmodul 138 umfaßt drei Untermodule; einen Moduswählmodul 142, einen Postflußablaufsteuerungsmodul 144 und einen Druckablaufsteuerungsmodul 146. Der Moduswählmodul 142 steuert die Betriebsmoden der Motorsteuereinrichtung, d. h. Kommunikations-, Postfluß- und Druckerablaufsteuerungsmodule. Das Postflußmodul 144 nimmt eine Ablaufsteuerung von irgendwelchen Ereignissen in bezug auf den Postfluß vor und das Druckablaufsteuerungsmodul wird die Ablaufsteuerung von allen Ereignissen im Zusammenhang mit dem Portoaufdruck auf den Umschlag 18 behandeln.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4 ist der Datenfluß derart, daß das Unterbrechungsmodul 122 Daten von dem Kodierungsbus 108 und dem Sensorbus 54 und den Motorservomodulen 132 und 134 empfängt. Das Unterbrechungsmodul 122 sendet ferner Daten an die Motoransteuerkarten 76 und 92, den Profilerzeugungsmodul 139, die Motorservomodule 132 und 134 und an ein Unterprogramm 150, welche Servobefehle erzeugt. Das Unterprogramm 150 ist ein Unterprogramm eines Moduls 134 und ist zur Konfiguration von Verfolgungsmotoren, beispielsweise einem Motor 86 vorgesehen. Das Ablaufsteuerungsmodul 138 empfängt Daten von dem Unterbrechungsmodul 122 und den Kommunikationsmodulen 130 und 136. Das Ablaufsteuerungsmodul 138 sendet Daten an das Profilerzeugungsmodul 139, das Unterprogramm 150 für das Befehlerzeugungsmodul, an Kommunikationsmodule 130 und 136 und an die Systemsolenoide 88 und 96. Die Kommunikationsmodule 130 und 136 senden und empfangen von dem geeigneten Kommunikationsbus.
Allgemein ist das Motorsteuersystem 13 für die Aktivierung und Steuerung von allen Motoren und Aufbauten im Zusammenhang mit den Systemmodulen verantwortlich. Während eine Postverarbeitung die Steuerung von Transportmotoren in dem Zuführer, dem Singulator, der Verschließeinheit und den integrierten Modulen umfaßt, kann die Postverarbeitung auch Funktionen umfassen, die vom Benutzer wählbar sind. Beispielsweise sind die Betriebsoptionen gemäß dem Postverarbeitungssystem 11 in Tabelle 1 aufgeführt. TABELLE 1 POSTVERARBEITUNGS-BETRIEBSMODUSMATRIX
Bezugnehmend auf die Zentralprozessoreinheit (CPU) der Motorsteuereinheit 50, wird ein Laden behandelt, indem die Motorsteuereinheit 50 zur sequentiellen Durchführung eines Steuerzyklusses bei jeder 1 Millisekunde programmiert wird. Es versteht sich von selbst, daß die Zykluszeit eingestellt werden kann, so daß sie Systemanforderungen angepaßt ist. Jeder Steuerzyklus ist an eine diskrete Zeitperiode T aufgeteilt, während der Steuerfunktionen ausgeführt werden, wie in Tabelle 2 angezeigt und auch in Fig. 3 dargestellt. TABELLE 2 ZEITZYKLUSLADEN DER MOTORSTEUEREINHEIT
In dieser Beschreibung und in den Zeichnungen wird die Abkürzung usek. zur Bezeichnung von "Mikrosekunden" verwendet. TABELLE 2 ZEITZYKLUSLADEN DER MOTORSTEUEREINRICHTUNG
Jede Steuerperiode führt die bezeichnete Steuerfunktion aus und ist mit einer Priorität versehen. Die Routinen liegen im Bereich 1 bis 5, wobei die Priorität 1 die höchste Priorität ist. Wenn bei der Ausführung der Prozedur gemäß Tabelle 2 irgendein Punkt mit einer Funktion von höherer Priorität zusätzliche Prozessorzeit benötigt, wird die benötigte Zeit von der Funktion mit der niedrigsten übrigen Priorität zur Verfügung gestellt. Beispielsweise kann Zeit von einem Zeitintervall 22 so bereitgestellt werden, daß die Laufdiagnoseroutinen in dem bestimmten Zyklus nicht durchgeführt werden.
Diejenigen Personen, die mit der Technik vertraut sind, ersehen, daß die Systemsteuereinheit zur Verwendung oder Anwendung von Hochgeschwindigkeits-Postverarbeitungssystemen eine wesentliche Flexibilität hinsichtlich der Konfiguration eines Postverarbeitungssystems erlaubt. Ferner ist ersichtlich, daß die vorstehend beschriebene ausführliche Beschreibung die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in der bevorzugten Systemumgebung darstellt und daß das hier beschriebene Motorsteuersystem verändert werden kann, um andere Anwendungsumgebungen aufzunehmen und daß es deshalb nicht als beschränkend angesehen werden kann. Beispielsweise können zwei Steuereinheiten in eine zusammengefaßt werden und die Anzahl der verschiedenen Motoren verkleinert werden, um die Kosten zu verringern.
Eine allgemeine Beschreibung der Vorgangsweise, in der die Maschine Postgut verarbeitet und einige der Faktoren im Zusammenhang mit ihrem Design, den Beschränkungen und des Betriebsverhaltens wird nachstehend angegeben, um die Beschreibung der Zeitsteuerung der Module deutlicher zu machen, die nachstehend folgt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 befindet sich innerhalb des integrierten Moduls 23 ein Transportaufbau, umfassend eine Vielzahl von Walzen 200, die unabhängig durch die Postmaschinenbasis in einer Weise gehalten werden, die den Walzen 200 erlaubt, eine vertikal eingegriffene Position (obere Position) zum Kontaktieren eines Umschlags auf dem Deck 201 darüber zum Transportieren dieses Umschlags oder eine aus der Verbindung mit dem Umschlag herausgebrachte, vertikal ausgerückte Position (untere Position) anzunehmen. Jede Walze ist ausgerichtet, so daß sie sich durch einen jeweiligen Schlitz in dem Deck bewegt. Ein bidirektionaler Antriebsmotoraufbau M6 ist mit jeder Walze über ein Endlosband in Verbindung. Der Antriebsmotoraufbau umfaßt eine mit dem Transportaufbau interaktive Einwegkupplung, so daß eine Motorbetätigung in einer Richtung zur Folge hat, daß das Endlosband eine Vorwärtsantriebskraft auf jede Walze ausübt und daß eine Motorbetätigung in die entgegengesetzte Richtung den Transportaufbau veranlaßt, die Walzen wieder in ihre untere Position zu positionieren.
Der Verschließaufbau ist in der Postmaschine in einer aufgehängten Weise über einem führenden Abschnitt der Waagenplatte der Waage angebracht und umfaßt eine Vielzahl von Verschließelementen, die selektiv in einer ersten Position, die nach unten zum Verschließen von befeuchteten Umschlagverschlußklappen vorgespannt ist, und in einer zweiten Position in einer nach oben zurückgezogenen Position für vorab verschlossene Umschläge positioniert werden können.
Die Postmaschine umfaßt ferner einen vertikal verschiebbaren Druckplattenaufbau 202, der an der Basis der Postmaschine angebracht und zum Zusammenwirken mit einer darüber angebrachten geeigneten Frankiermaschine 204 ausgerichtet ist.
Der Bandmodul 206, soweit vorhanden, schafft eine Bandführung in einer allgemein freitragenden Weise, so daß es sich allgemein unterhalb und an eine Seite des Meßmoduls erstreckt. Der Bandmodul kann selektiv in eine erste Position positioniert werden, so daß sich die Bandführung längsweise unterhalb und vertikal zwischen der Druckeinrichtung des Meßmoduls und dem Druckplattenaufbau befindet. In einer zweiten Position des Bandmoduls ist die Bandführung längsweise unterhalb und längsweise in einer beabstandeten Beziehung zu der Druckeinrichtung des Meßmoduls und des Druckplattenmoduls positioniert. Der Bandmodul umfaßt eine Bandzuführung, die selektiv an die Bandführung eines von zwei Bandtypen zum Aufdrucken durch das Meßmodul liefern kann.
Die Postmaschine umfaßt ferner einen Farbanbringungsmechanismus zur Anbringung von Farbe auf die Frankiermaschinen-Druckelemente, der ein Farbkissen 206 umfaßt, welches in einem Kontakt mit den Druckelementen bewegt wird.
An dem stromaufwärts gelegenen Ende der Maschine führen Zuführungsrollen 207, die durch den Antrieb M1 aktiviert werden, den Umschlag in den Singulatorabschnitt 17, wo sie durch vorwärtstragende Bänder 209, die durch den Antrieb M2 gesteuert werden, vorwärts transportiert werden, während eine trapezförmige Vierstab-Gelenkverbindung 210 darüber umgekehrt angetrieben wird, um außer dem untersten Umschlag alle Umschläge zurückzutreiben. Der Umschlag wird dann unter der Gelenkverbindung 110 gestoppt, seine Dicke wird dort durch Sensoren gemessen und der Umschlag wartet auf eine Aktivierung des Herausnahme-Walzenangriffspalts 211, um den Umschlag an den Verschließabschnitt 21 zu führen, an dem ein Abstreifarm 212 die Verschlußklappen von nicht verschlossenen Umschlägen aufstreift und falsch verschlossene Umschläge erfaßt.
Das Profil der Umschlagverschlußklappe wird dann aufgezeichnet und zur Steuerung einer Befeuchtungseinheit 214 verwendet, die stromabwärts zum Sprühen von einer motoraktivierten Düse angeordnet ist, und der Umschlag läuft in den Walzenangriffsspalt der Verschlußeinheit 215, unmittelbar vor einem Eintreten in das integrierte Modul 23. In dem integrierten Modul können zwei sogenannte Kufen 216 selektiv mit der Umschlagoberseite zur Anbringung von vertikalem Druck in Eingriff oder aus einem Eingriff gebracht werden. Wenn sie ergriffen werden, werden die Umschläge vorwärts bewegt; wenn er nicht ergriffen wird, bleibt der Umschlag stationär, selbst wenn sich die Transporträder 200 gerade vorwärts bewegen. Das Transportsystem positioniert den Umschlag richtig auf der Waageplatte der Waage unterhalb des Meßmoduls 15. Die Transportrollen 200 werden dann durch umgekehrtes Antreiben des Motors M6 für die Transportrollen veranlaßt, sich zurückzuziehen. Gleichzeitig ist das Farbanbringungsmodul 19 betätigt worden, um Druckfarbe auf den Registrierungsbereich des Frankiermaschinenmoduls 15 anzubringen und wird dann vor der Ankunft des Umschlags zurückgezogen. Bei der Ankunft des Umschlags in einer geeigneten Position an der Waagestation und bei der Zurückziehung der Transportwalzen 200 wiegt das Waagenmodul den Umschlag, in einer in dem Patent Nr. 4,778,018 beschriebenen Weise und informiert die Meßeinheit über die Meßeinheitseinstellung. Nach dem Abwiegen des Umschlags wird das Druckplattenmodul 21 in der voranstehend beschriebenen Weise betätigt, was das Aufdrucken einer Stempelung auf dem Umschlag zur Folge hat. Gleichzeitig mit der Betätigung des Druckplattenmoduls 21 oder nach einer minimalen Zeitverzögerung, wie nachstehend noch beschrieben wird, können die Transportwalzen 200 erneut aktiviert oder weiter aktiviert werden, um die Rollen 200 in ihre erste Position zurückzubringen. Bei der Erreichung der ersten Position der Walzen, wird der Umschlag aus der Postmaschine ausgegeben. Gleichzeitig mit dem Beginn des Auswurfs des Umschlags an der Prozeßstation aus der Prozeßstation kann ein neuer Umschlag durch das Transportmodul 12 aufgenommen werden.
Ferner ist die optionale Möglichkeit vorgesehen, um eine Aufstempelung auf einer einer Vielzahl von Bandmittellinien aufzudrucken. Der Bandmodul 17 kann zum Aufdrucken einer Aufstempelung auf eines von zwei Bändern, die durch den Bandmodul 17 gehalten werden, positioniert werden. Die vertikale Höhe der Bandführung ist unterhalb der vertikalen Position des Farbkissens so ausreichend angeordnet, daß die Bandführung 181 den Betrieb des Farbanbringungsmoduls 17 nicht stört.
Die Druckräder der Frankiermaschine sind aus Sicherheitsgründen, wenn sie nicht verwendet werden, durch Rückzüge 220 bedeckt, die manchmal als Ausgleicher bezeichnet werden und aus einer Position herausbewegt werden, um die Druckräder unmittelbar vor einer Farbanbringung durch das Farbkissen freizulegen.
Eine eingehendere Beschreibung des Betriebs wird im Zusammenhang mit den verschiedenen Sensoren angezeigt durch die vertikalen Linien in Fig. 5 angegeben. Die Zahl oben an den vertikalen Linien stellt den Abstand dieser Linie von einer Nullposition dar, die als die Mitte einer Stadtposition bekannt ist. Stromaufwärts gelegene Abstände sind negativ; stromabwärts gelegene Abstände positiv. Die Mitte der Stadtposition entspricht der Stelle von Standardaufstempelungen, die auf Umschläge durch Frankiermaschinen aufgedruckt werden. Die relative Dimensionierung der Maschine ergibt sich aus der Größe eines Umschlags eines Standards Nr. 10, der horizontal oder flach orientiert ist, wobei seine kurze Seite die führende ist, wie mit 38 angedeutet.
Eine Anzahl von Sensoren befindet sich an verschiedenen Positionen innerhalb der Maschine und diejenigen, die zu der Zeitsteuerung der Maschine beitragen, sind in Fig. 5 gezeigt. Die anderen, die beispielsweise Sensoren umfassen, die Ausgangspositionen für einen Umschlagklappen-Dämpfer, den Rüttler, die Wasserpumpe, die Druckplattenbetätigungseinheit und die Farbanbringungseinheitanzeigen sind nicht dargestellt und ferner sind solche Sensoren, wie beispielsweise diejenigen zur Anzeige des Wasserniveaus, der Wassersprühung und verschiedene Frankiermaschinensicherheitsmaßnahmen nicht dargestellt.
Unter Bezugnahme auf diese Figuren sind zwei Sensoren S1 und S2 so angeordnet, wie sie in dem Behälterbereich für den ersten Zuführerabschnitt 15 gezeigt sind. Die zwei Sensoren S1, S2 bedecken den Behälterbereich und zeigen der Steuereinheit an, daß mehrere Umschläge eine Verarbeitung benötigen. Der Vorwärtsantrieb 207 für den Zuführer wird durch den Motor M1 gesteuert. Bei einer Aktivierung transportiert dieser Antrieb die Umschläge in einer verzängten Weise stromabwärts in Richtung auf den Singulatorabschnitt 17 hin, während er gleichzeitig die Umschläge gegen eine rückwärtige Ausrichtungswand rüttelt.
Der Vorwärtsantrieb 209 für den Singulatorabschnitt wird durch einen Motor M2 angetrieben, der mit der Vierstab- Gelenkverbindung 210 gekoppelt ist, der zur Durchführung einer Umschlagaussonderung rückwärts angetrieben wird. Der Dickenmeßsensor S3 ist mit der Vierstab-Gelenkverbindung verbunden. Der Herausnahme-Walzenangriffsspalt 210 in dem Singulatorabschnitt wird durch einen Motorantrieb M3 oder alternativ durch den Singulatorantrieb M2 angetrieben. An ungefähr der gleichen Position befindet sich ein Postgutpositionssensor S4, um zu bestimmen, ob ein Poststück an dem Herausnahme-Walzenangriffsspalt vorhanden ist.
Der Vorwärtsantrieb für den nächsten Verschließabschnitt 21 ist mit 215 bezeichnet, wird von dem Motor M4 angetrieben und wird als der Verschließeinheits-Walzenangriffsspalt bezeichnet. Eine Verschlußklappen-Abstreiferklinge 212 in der Verschließeinheit ist mit einem Sensor 55 verbunden, der anzeigt, wenn die Klinge bewegt wird. In dem gleichen Abschnitt befindet sich die Befeuchtungseinrichtung 214 für nicht verschlossene Verschlußklappen, die von einer Motorantriebseinheit M5 betätigt wird. Der letztere wird durch das Verschlußklappenprofil gesteuert, welches durch einen Profilsensor S6 erzeugt wird. Der Ausgangssensor für ein Poststück von dem Verschließeinheitsabschnitt ist mit S7 bezeichnet.
Der Vorwärtsantrieb in dem integrierten Modul 23 ist mit M6 bezeichnet. Eine Anzahl von Sensoren sind diesem Modul zugeordnet. Ein Sensor S8 zeigt an, ob die Vorwärtsantriebsräder 200 oben sind, was bedeutet, daß ein vorhandenes Poststück weiter transportiert werden kann, oder unten, was anzeigt, daß keine Weiterbewegung auftritt. Diese Wirkung arbeitet mit den beiden führenden Transportkufen 216, die auch nach oben für keine Vorwärtsbewegung oder nach unten für eine Vorwärtsbewegung betätigt durch den Motor M7 positioniert werden können. Zusätzlich sind zwei beabstandet angeordnete Verlangsamungssensoren (mit Decel abgekürzt) S9 und S10 vorhanden, jeweils einer auf jeder Seite der Stadtkreismitte, die die Position lokalisiert, die der Umschlag zum geeigneten Drucken belegen sollte. Fig. 5 zeigt ferner die relativen Abstände in Inch, in denen die verschiedenen Komponenten von der Stadtkreismitte angeordnet sind. Positionen nach links sind negativ und Positionen nach rechts sind positiv. Die Stelle, die durch die Markierung "Postgutsterne am äußersten rechten Punkt" angezeigt ist, ist der am weitesten stromabwärts gelegene Punkt der gedruckten Stempelung. Der Umschlag muß für einen geeigneten Druck wenigstens 0,5 Inch stromabwärts von diesem Punkt positioniert werden. Zwei Postgutpositionssensoren S11 und S12 befinden sich stromabwärts von diesem Punkt. Der letzte Sensor S13 erfaßt die hintere Kante des bedruckten Umschlags, der von der Maschine ausgeworfen wird.
Schematisch angedeutet ist eine Motoransteuereinheit M8 für die Farbanbringungseinheit. In der bevorzugten Ausführungsform bringt die Farbanbringungseinheit an den Druckerstempel unmittelbar vor jedem Bedrucken des Umschlags Farbe an. Das Drucken findet statt, indem die Druckplatte 202, die den abgewogenen Umschlag haltert, durch die Motoransteuereinheit M9 angehoben wird und indem sie gegen die Druckerräder gedrückt wird, die vorher durch die von der Waage ermittelten Gewichtsinformationen eingestellt sind. Die Frankiermaschine wird für Sicherheitszwecke normalerweise durch einen Satz von durch eine Motoransteuereinheit M10 aktivierten Rückzügen versperrt gehalten. Wenn ein Umschlag zum Aufdruck bereit ist, werden die Rückzüge aktiviert und zurückgezogen, so daß ein Drucken stattfinden kann. Nach dem Aufdrucken werden die Rückzüge aktiviert, um den Drucker erneut zu versperren.
In dem bevorzugten Betriebsmodus plaziert der Benutzer beispielsweise zwei Umschläge in dem Behälterabschnitt an dem linken Ende des Zuführers 15. Dies löst die Behältersensoren S1, S2 aus und der Status wird an die Steuereinheit des Systems gesendet. Unmittelbar nach einem Start bewegt die Transporteinheit 207 dann die Poststücke in den Vorwärts- und Rückwärtsantriebsbereich des Singulators. Dabei wird durch den Umkehrantriebsriemen 210 das Postgut ausgesondert (während einer Aussonderung wird das Poststück den Vierstab- Gelenkmechanismus anheben, auf dem eine Anordnung von Sensoren S3 angeordnet sind, die bei der Bestimmung der Dicke des Postguts verwendet werden wird) und der Vorwärtsantriebsriemen 209 führt das erste Poststück durch den Zuführer, bis es den Postgutpositionssensor S4 nach dem Walzenangriffsspalt auslöst. Sobald der Sensor S4 ausgelöst worden ist, wird dann der Zuführer M2 verlangsamt, um die führende Kante des ersten Poststücks ein halbes Inch stromabwärts von dem Sensor S4 zu stoppen. Sobald es gestoppt wurde, wird dies als die Zuführerwarteposition des Poststücks betrachtet. Dies ist die Position, wenn die Dicke des Poststücks gemessen wird und an diesem Punkt wird die Dicke zusammen mit einem Geschwindigkeitsprofil an die Steuereinheit gesendet.
Zu dieser Zeit erwartet der Zuführer, der den Antrieb M3 für den Herausnahme-Walzenangriffsspalt umfaßt, einen Startbefehl, der von der Steuereinheit gesendet werden soll. Sobald der Befehl empfangen wird, transportiert der Zuführer dann das erste Poststück in den Transportbereich der Verschließeinheit und das zweite Poststück wird in den Vierstab-Gelenkverbindungsbereich des Singulators geführt und kommt in der Zuführerwarteposition zu Liegen.
Das erste Poststück wird durch das erste Rad der Transporteinheit 215 der Verschließeinheit aufgenommen und durch die Verschließeinheit transportiert. Wenn der Detektorarm 212 durch den weiterlaufenden Umschlag bewegt wird, dann finden eine Anzahl von Vorgängen statt, um zu bestimmen, ob der Umschlag falsch verschlossen ist und eine Verarbeitung angehalten werden sollte, um eine Blockierung der Maschine zu vermeiden. Unter der Annahme, daß das Poststück richtig verschlossen ist, sobald die führende Kante des ersten Poststücks den Postgutpfad-Ausgangssensor S7 (der 5/8" stromabwärts von der Mitte des letzten Verschließeinheits-Transportrads angeordnet ist) auslöst, dann wird die Verschließeinheit verlangsamt und dann gestoppt. Zu dieser Zeit ist das erste Poststück bereits 5" in der Transporteinheit 23 des integrierten Moduls 23. Wenn die führende Kante des ersten Poststücks 7,7" in der Transporteinheit der integrierten Module hineingekommen ist, dann löst sie den ersten Decel-Sensor 59 aus und die Transporteinheit M6 beginnt schnell eine Verlangsamung. Bevor das erste Poststück durch den zweiten Decel-Sensor 510 gesehen wird, werden die Rückzüge 220 der Frankiermaschine zurückgezogen und der Zuführer M2, M3 beginnt das zweite Poststück in das System hineinzusenden. Wenn das erste Poststück 3,17" stromabwärts von dem ersten Decel-Sensor S9 angeordnet ist, dann löst es den zweiten Decel-Sensor S10 aus und die Transporteinheit M6 wird gleichmäßig auf einen Halt verlangsamt. Unmittelbar bevor das erste Poststück zum Halt kommt, beendet die Farbanbringungseinheit ihren Farbanbringungszyklus. Zu dieser Zeit werden die Postgutpositions-Diagnosesensoren überprüft, um festzustellen, ob das erste Poststück entweder den ersten Positionssensor S11 oder sowohl den ersten S11 als auch den zweiten S12 Positionssensor ausgelöst hat. Wenn das erste Poststück von dem ersten Postgutpositionssensor S11 nicht gesehen wird (dies wird als ungeeignete Ausrichtung bezeichnet), dann wird die Transporteinheit eingeschaltet, um das erste Poststück zum Auslösen dieses Sensors heraufzubewegen. Wenn der erste Sensor oder sowohl der erste als auch der zweite Sensor ausgelöst worden sind, dann wird es der Druckplatten-Betätigungseinheit M9 ermöglicht, ihre Bewegung zum Aufdrucken der Stempelung fortzusetzen.
Wenn die Druckplatten-Betätigungseinheit 202 beginnt in ihre Ausgangsposition zurückzukehren, zeigt dies der Steuereinheit an, daß der Druckzyklus abgeschlossen ist und die Frankiermaschine 15 sendet einen Befehl, um ihre Rückzüge 220 vorzuschieben. Wenn die Druckplatten-Betätigungseinheit 202 unter das Farbtablettniveau abgesunken ist, dann hat die Transporteinheit M6 ihre Höchstgeschwindigkeit erreicht, um das erste Poststück aus dem System heraus zu transportieren. Während das erste Poststück aus dem System heraustransportiert wird, ist das zweite Poststück bereits in die Transporteinheit der integrierten Module eingetreten, aber seine untere Kante ist zum Ausschalten der Transporteinheit der Verschließeinheit durch den Postgutpfad- Ausgangssensor S7 der Verschließeinheit nicht detektiert worden. Wenn das zweite Poststück die Postgutpositionssensoren S11, S12 erreicht hat, hat das erste Poststück das System bereits verlassen.
Der Prozeß ist für das zweite Poststück der gleiche, bis es das System verläßt. Nachdem das zweite Poststück den Behälterbereich des Zuführers verlassen hat, wurde der Behälterstatus entleert an die Steuereinheit gesendet. Wenn das zweite Poststück das System gerade verläßt, wird der Sensor S13 für die hintere Kante (der sich ein halbes Inch stromabwärts von dem Ende der Plattform des integrierten Moduls befindet) überwacht. Sobald der Sensor die hintere Kante des zweiten Poststücks (welches ferner das letzte Poststück in dem System ist) gesehen hat, sendet die Transporteinheit eine Nachricht, daß eine Postgutverarbeitung beendet ist und die Steuereinheit sendet einen Befehl zurück, um das System abzuschalten.
Bevor mit einer Beschreibung der Zeitsteuerungsmerkmale der Erfindung fortgefahren wird, erscheint es hilfreich, mehrere Prinzipien, auf die sich vorliegende Erfindung stützt, näher zu erläutern. Wie erwähnt besteht ein Hauptziel in dem hohen Durchsatz der Maschine und ferner auch in einer kleinen Standfläche. Dies wird erzielt, indem eines oder mehrere der folgenden Merkmale in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthalten sind:
1. Die grundlegende Maschine ist in vier Hauptstationen aufgeteilt, die enthalten: einen ersten Zuführerabschnitt 15 zum Weiterführen von Poststücken von einem Stapel in einen Behälterabschnitt; einen zweiten Singulatorabschnitt 17 zum Aussondern der Poststücke von den Stapeln und zum Messen ihrer Dicke; ein dritter Verschließabschnitt 21, durch den richtig verschlossene Umschläge geführt werden, falsch verschlossene Umschläge erfaßt werden und Verschlußklappen von nicht verschlossenen Umschlägen, deren Verschlußklappe geschlossen ist, aufgestreift werden, ein Verschlußklappenprofil zur Steuerung der Aktivierung einer Düse erzeugt wird, die Wasser zur Befeuchtung der gummierten Verschlußklappe sprüht und die befeuchtete Verschlußklappe dann an dem Umschlag festgeklebt wird; und eine vierte integrierte Station 23, wo der verschlossene Umschlag gewogen wird, die Frankiermaschinendruckräder mit Farbe versehen werden, der Umschlag mit den Portostempelungen bedruckt wird und der bedruckte Umschlag ausgeworfen wird. Eine Bandeinheit ist optional und kann vorhanden sein oder nicht.
2. Jede der vier grundlegenden Stationen besitzen ihre eigenen, unabhängig steuerbaren Transport- und Vorwärtsantriebseinrichtungen.
3. Die Stationenkonfigurationen sind derart, daß das kürzeste Poststück, wenn es sich dem Übergang zwischen Stationen annähert, immer unter einer positiven Steuerung von wenigstens einer Transporteinrichtung ist, und wenn es einen Stationsübergang überquert, unter die Steuerung der stromabwärts gelegenen Transporteinrichtung gerät, bevor es die stromaufwärts gelegene Transporteinrichtung verläßt. Beispielsweise sei in Fig. 5 darauf hingewiesen, daß die Größe (Länge) des Umschlags 38 ein Standardformat Nr. 10 ist, so daß es sich bei einer Überquerung von Modul zu Modul immer unter der Steuerung von wenigstens einem Antrieb in dem stromaufwärts gelegenen Modul und gewöhnlicherweise auch unter der Steuerung eines zweiten Antriebs in dem stromabwärts gelegenen Modul befindet.
4. Wesentliche Funktionen sind an einer einzelnen Station zusammengefaßt, um die gesamte Standfläche der Maschine gering zu halten. Beispielsweise ist an der Zuführerstation der Vorwärtsantrieb mit einer seitlichen Ausrichtungsbewegung kombiniert; an der Singulatorstation wird eine Aussonderung mit einer Dickenmessung kombiniert; an der Verschließstation ist eine Verschlußklappenaufstreifung mit einer Erfassung eines falschen Verschlusses kombiniert; und in dem integrierten Modul ist ein Abwiegen mit einem Druck integriert.
Das Ergebnis dieses einzigartigen Designs liegt darin, im wesentlichen die gesamte Maschinenlänge zu komprimieren, aber gleichzeitig erhöht es die Probleme einer Zeitsteuerung des Durchgangs des Umschlags durch die Maschine für den gewünschten hohen Durchsatz beträchtlich. Dies bedeutet, daß Betriebsvorgänge an stromabwärts gelegene Stationen in einigen Fällen lange vor einer Beendigung von Funktionen an einer stromaufwärts gelegenen Station starten müssen. Dies wird durch die eigentümliche Anordnung der Sensoren in der Maschine zusammen mit einer programmierten Steuereinheit wie voranstehend beschrieben erzielt, wobei die Steuereinheit auch auf Signale von den Sensoren reagieren wird, um die Transporteinrichtung an jeder der Stationen zu steuern.
Ein besonderes vorteilhaftes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der relativ kleinen Größe, die durch die Postmaschine belegt wird. Es ist ersichtlich, daß eine Postmaschine mit mehreren Modulen, die eine Vielzahl von Betriebsstationen zur Durchführung von verschiedenen Operationen für gemischtes Postgut aufweist, besondere Antriebsgeschwindigkeiten durch jede jeweilige Transporteinheit benötigt. Da die Länge eines Poststücks von weniger als vier Inch, beispielsweise eine Postkarte, bis zu einer Länge von 15 Inch für groß bemessene Versandumschläge variieren kann, würde die Größe einer Postmaschine durch den Abstand beschränkt sein, der von dem größten Dokument zwischen jeweiligen Stationen, die unter Umständen bei individuellen Geschwindigkeiten arbeiten, benötigt wird. Frühere Anstrengungen zur Lösung dieses Problems der Maschinengröße verfolgten mehrere Ansätze. In einem Ansatz ist der Postgutpfad vertikal. Das heißt, Postgut wird zunächst in einer Abwärtsrichtung gerichtet, zum Halt gebracht und dann umgedreht und wieder zurück nach oben gebracht. Als Ergebnis des Abbiegens des Postgutpfads ist die Gesamtlänge der Maschine wesentlich reduziert. Allerdings bestehen offensichtliche Schwierigkeiten bei der Änderung der Papierrichtung und außerdem Probleme bei der Ausrichtung und den Anforderungen zur Sicherstellung, daß eine Umlenkung von einem bestimmten Pfad nicht durch genau den Mechanismus behindert wird, durch den die Maschine gerade einen Transport vornimmt. Zusätzlich hat eine Änderung der Papierrichtung einen Einfluß auf die Geschwindigkeit, wodurch eine Begrenzung für den Durchsatz eines derartigen Geräts geschaffen wird.
Die bevorzugte Lösung besteht in einem horizontalen Bett, welches dem Poststück ermöglicht, sich von dem Eingang zum Ausgang in eine einzige Richtung zu bewegen. Die vorliegende Erfindung beseitigt das Hindernis der Maschinengröße ohne die Maschinengeschwindigkeit zu beeinträchtigen, indem mehrere Kombinationen von Elementen verwendet werden, die für die Postmaschine der Erfindung einzigartig sind. Somit ist die Waageeinheit einer Einheit für "Wiegen-in-der-Pause", wobei das Postgut angehalten wird. Eine Zeitsteuerung des Betriebs wird so eingerichtet, daß ein Drucken an der gleichen Station wie das Abwiegen stattfindet, wodurch der Vorteil der Beseitigung einer Bewegung an der Waageeinheit ausgenutzt wird und zwei einzelne Stoppprozeduren, eine zum Abwiegen und eine zum Drucken bei dem Durchsatz der Maschine nicht benötigt werden. Zusätzlich kann auch die Verwendung eines Flachbettdruckers anstelle eines Rotationsdruckers vorgesehen sein, da das Postgut bereits angehalten worden ist, was ferner einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb ermöglicht. Zusätzlich werden anstelle von getrennten Modulen überlappte Module verwendet.
Somit umfaßt jedes Modul Motorantriebe unter einer getrennten Steuerung, so daß Antriebsgeschwindigkeiten zwischen Stationen kontinuierlich eingestellt werden können, um unterschiedlichen Geschwindigkeiten bei unterschiedlichen Modulen Rechnung zu tragen. Somit kann die Geschwindigkeit aus einer ersten Station heraus für eine Eingabegeschwindigkeit in die nächste Station eingestellt werden, indem getrennte Motoren in konstanter Kommunikation unter Zuhilfenahme von Mikroprozessorkommunikationssystemen verwendet werden. Gemeinsame Verhältnisse von zwei Motoren können mittels Tabellennachschlagfunktionen zur Verhältniseinstellung oder durch vorprogrammierte Algorithmen auf Grundlage einer sich verändernden Umschlaggröße eingerichtet werden.
Ein zusätzliches Merkmal, welches vorzugsweise für eine Geschwindigkeitssteuerung verwendet wird, besteht in dem Messen der Dicke des Umschlags mit einem Dickeerfassungsgerät, wobei die Dicke ein Maß des Gewichts ist, und in der Steuerung der Geschwindigkeit der Motoren zum Antreiben des Poststücks gemäß seiner gemessenen Dicke für eine geeignete Umschlagpositionierung, um einen über die Kante gehenden Druck zu vermeiden, was zur Folge hat, daß der Druckmechanismus für dickere Umschläge eine Zeitperiode später als für dünnere Umschläge arbeitet und somit eine Maximierung der Geschwindigkeit ermöglicht wird, und in der Verlängerung der Zykluszeit, um den langsameren Transport von dickeren Poststücken zu ermöglichen. Jedes der Elemente der Maschine, die getrennte Antriebs- und Bewegungsfunktionen umfassen, können deshalb in geeigneter Weise zeitlich abgestimmt werden, so daß die Abstände zwischen Modulen komprimiert werden können. Gleichzeitig befindet sich der Dokumentendurchlauf durch den Transport immer unter einer positiven Steuerung, d. h., es wird insbesondere geschoben, gezogen oder ansonsten in einer positiven Weise mit einer voreingestellten oder vorgegebenen Geschwindigkeit angetrieben. Dies kann erfordern, daß der Motorantrieb einer Station seine Geschwindigkeit entsprechend dem Motorantrieb der nächsten stromabwärts gelegenen Station so einstellt, daß die Poststücke immer kontinuierlich angetrieben werden und weder gedehnt noch gedrückt werden, was einen ineffizienten Betrieb zur Folge hat. Da die Motoren über eine Mikroprozessorsteuerung untereinander kommunizieren, können Geschwindigkeitsveränderungen gemäß einer spezifischen Zeitsteuerung in Abhängigkeit sowohl von der Länge als auch der Dicke eines Poststücks berücksichtigt werden.
Eine Form eines Zeitsteuerungsdiagramms für die bevorzugte Ausführungsform ist in Fig. 7 und 8 dargestellt. Diese Diagramme beziehen sich auf einen Umschlag der Nummer 10, die gebräuchlichste Umschlaggröße. Andere Umschläge können für optimale Ergebnisse eine unterschiedliche Zeitsteuerung erfordern. Dies wird einfach durch eine geeignete Nachschlagtabelle erzielt, die Antriebsprofile für Umschläge mit unterschiedlichen Größen speichert. Die letzteren können leicht bestimmt werden, beispielsweise indem die Steuereinheit den Zustand der Verschlußklappenprofilsensoren S6, deren Ausgang die Poststücklänge anzeigen würden, oder den Postgutpfad-Ausgangssensor S7 betrachtet und die Zeit für das Vorbeilaufen der führenden und hinteren Kante des Umschlags mißt. Eine Kenntnis der Geschwindigkeit des Umschlags würde der Steuereinheit ermöglichen, die Umschlaglänge sofort zu berechnen.
Wie erwähnt ist der Durchlauf des Umschlags durch die Maschine nicht kontinuierlich, sondern intermittierend. Beispielsweise wird jeder Umschlag an der Position 211 nach dem Walzenangriffsspalt des Singulators zum vollständigen Halt gebracht, wobei dabei seine Dicke gemessen und an die Steuereinheit weitergeleitet wird, und das Poststück bleibt an dieser Position, bis sich der vorangehende Umschlag unmittelbar vor einem Aufdruck befindet, was bedeutet, daß er bereits das integrierte Modul erreicht hat. In ähnlicher Weise wird der Umschlag zu einem vollständigen Stopp auf der Waage gebracht, während er gewogen wird und dann wird er nach oben zum Drucken angehoben, an das Waagedeck oder die Waageplattform zurückgeführt und dann aus der Maschine ausgeworfen.
Umschläge werden mit variabler Geschwindigkeit transportiert, die durch ihr Gewicht bestimmt ist, welches wiederum auf der Dickenmessung durch den Sensor S4 basiert. Dickere oder schwerere Umschläge bewegen sich langsamer als dünnere, leichtere Umschläge. Der Dickenmeßsensor führt eine Signalsteuerung des Geschwindigkeitsprofils für den Transport aus, welches in geeigneter Weise von einer Nachschlagtabelle gewonnen werden kann, die ein getrenntes Geschwindigkeitsprofil aufweist, das vorzugsweise jeder Dicke oder jedem Bereich von Dickenmessungen angepaßt ist. Der Bereich kann grob eingeteilt sein, beispielsweise vier Bereiche, die die Breiten einer erwarteten Umschlagdicke abdecken, oder feiner, soweit benötigt.
Außer dem Verschließmodul werden die Abschnittsantriebe durch die Steuereinheit ein- und ausgeschaltet und somit ist das Geschwindigkeitsprofil typischerweise ein Trapez. In dem Verschließermodul läuft der Antrieb kontinuierlich zwischen niedrigen und hohen Geschwindigkeiten.
Es gibt mehrere wichtige Merkmale bei der Antriebssteuerung, die der bevorzugten Ausführungsform zugeordnet ist. Wenn der Umschlag in dem Singulatorabschnitt 17 zum vollständigen Halt kommt, befindet er sich unter der Steuerung des Vorwärtsantriebsmotors M2 und dem Motor M3 für den Herausnahme-Angriffswalzenspalt. Die Zeitsteuerung kann so gewählt werden, daß, wenn der Umschlag weitertransportiert werden soll und sich der Umschlag noch auf den Singulator- Vorwärtsantriebsriemen 209 sowie auf der Walze 211 für den Herausnahmespalt befindet, sowohl die Riemen als auch die Herausnahme-Walze mit der gleichen Geschwindigkeit angetrieben werden, aber sobald der Umschlag die Vorwärtsantriebsriemen 209 verläßt, wird die Oberflächengeschwindigkeit der Herausnahme-Walze um ungefähr 10 bis 25% erhöht. Dies stellt einen minimalen Trennungsspalt zwischen aufeinanderfolgenden Umschlägen sicher. Alternativ kann die Oberflächengeschwindigkeit der Herausnahme-Walze immer geringfügig größer als die der Vorwärtsantriebsriemen gehalten werden. Da es sich bei der verwendeten Waage um den Typ handelt, bei dem der Umschlag zu einem vollständigen Halt auf der Waage gebracht wird, bevor er gewogen wird und da ein Druck an der Postgutposition auftritt, die durch den Umschlag belegt ist, ist es in ähnlicher Weise wichtig, sicherzustellen, daß die verschieden bemessenen und gewogenen Umschläge an der geeigneten Stelle zum vollständigen Halt kommen. Die Decel-Sensoren S9, S10 gewährleisten dieses Ergebnis. Ferner sollten dicke Poststücke vorzugsweise an einer Umschlagstelle bedruckt werden, die sich weiter stromabwärts befindet als für reguläre Umschläge. Somit steuert die Dicke des Umschlags das Verlangsamungsprofil, um das obige Ergebnis zu gewährleisten.
In den Fig. 7 und 8 ist die Abszisse eine lineare gemeinsame Zeitlinie für alle Wellenformen in jeder Figur. Die Wellenformen lassen sich von denjenigen Personen, die mit der Technik vertraut sind, leicht verstehen, aber der Klarheit halber werden einige der Wellenformen nachstehend eingehender beschrieben. In einem typischen Zyklus für einen Umschlag ist eine 0-Zeitposition als eine Referenz eingerichtet worden und Zeitwerte in Einheiten von Millisekunden (ms) werden unter Bezugnahme auf die 0-Position gemessen. Die Verarbeitung in Fig. 7 ist ein Nichtwiegemodus. Ein Nichtwiegemodus bedeutet, daß alle Umschläge das gleiche Gewicht besitzen und deshalb die Frankiermaschinenräder keine Positionsveränderung und einen Bestätigungstest benötigen, die beide zeitaufwendig sind. Die Maschine in dem Nichtwiegemodus kann programmiert werden, um Postgut schneller zu verarbeiten, da der Frankiermaschinen- Druckradeinstellung keine Zeit zugeordnet werden muß.
Die Zeitlinie oben in Fig. 7 gibt die Zeit in Millisekunden wieder und die Wellenformen darunter, die zu der Zeitlinie synchronisiert sind, zeigen entweder die Position, eine Änderung oder eine Geschwindigkeit von verschiedenen Teilen der Maschine an. Die Wellenformen sind in Bezug zu der Zeitlinie ungefähr im Maßstab gezeichnet.
In Fig. 7A sind die Transporträder 200 vor der Zeit 0 zum Anhalten des gegenwärtigen Umschlags unten angeordnet gewesen und somit ist die Vorwärtsgeschwindigkeit der Transporträder 200 Null (Fig. 7B). Der gegenwärtige Umschlag befindet sich auf der Waage; in dem Nichtwiegemodus wird keine Gewichtsinformation weitergeleitet. Die Farbanbringungseinheit (Fig. 7H) hat die Frankiermaschinen- Druckräder, deren schützende Rückzüge 220 vorher zurückgezogen (Fig. 7J) wurden, mit Farbe versehen. Die Druckplatten-Betätigungseinheit 202 (Fig. 7G) hat bereits ihre Aufwärtsbewegung für den Druckvorgang vor der Zeit 0 begonnen. In Fig. 7K waren die führenden Transportkufen 21 in ihrer vorgeschobenen (antreibenden) Position und beginnen sich zurückzuziehen, um den nächsten Umschlag zu verlangsamen. Die wichtigen Merkmale, die hier erkannt werden können, sind wie folgt:
1. Obwohl das Aufdrucken auf den gegenwärtigen Umschlag nicht beendet worden ist, bewegen sich die Transportkufen bereits zur Behandlung des nächsten Umschlags und der Transportvorwärtsantrieb steigt rampenartig auf die maximale Geschwindigkeit (110 Inch pro Sekunde [ips]) an, zur Vorbereitung zur Entfernung des gegenwärtigen Umschlags bei einer hohen Geschwindigkeit, wenn ungefähr 100 ms nach der Zeit 0 die Druckplatten-Betätigungseinheit ihre Ausgangsposition erreicht (und der Umschlag das Deck 201 erreicht). Wenn ferner das Transportrad 200 eine maximale Geschwindigkeit erreicht, wird sie an dem rechtsseitigen Ende den gegenwärtigen Umschlag auswerfen, während sie gleichzeitig an dem linksseitigen Ende den nächsten Umschlag in eine Druckposition bringen wird und eine Verlangsamung nicht beginnen wird, bis der erste Decel-Sensor S9 die führende Kante des nächsten Umschlags sieht.
2. Die Geschwindigkeit des Walzenangriffsspalts der Verschließeinheit (Fig. 7C), die zur Aufrechterhaltung eines Abstands von ungefähr 2 Inch zwischen aufeinanderfolgenden Umschlägen (der gegenwärtige Umschlag wird noch nicht weitertransportiert) verringert wurde, wird bald beginnen, rampenartig auf ihre maximale Geschwindigkeit für den nächsten Umschlag anzusteigen.
3. In der Zwischenzeit beginnt der Vorwärtsantrieb M1 (Fig. 7F) an der Vorderenden-Zuführereinheit 15 rampenartig auf seine maximale Geschwindigkeit anzusteigen, wobei er sich zusammen mit dem Singulator- Vorwärtsantrieb (Fig. 7E) und der Singulator- Herausnahme-Angriffswalze beschleunigt, um den nächsten Umschlag durch die Maschine zu ziehen.
4. Einige dieser Betriebsvorgänge sind Sensorsignalen ausgesetzt, um das Fortschreiten des Umschlags zu verfolgen. Beispielsweise hat in Fig. 7B an dem ersten Pfeil der erste Decel-Sensor S9 die führende Kante (LE) des nächsten Umschlags erfaßt, was den Transportantrieb M6 veranlaßt, eine Verlangsamung zu beginnen. An dem zweiten Pfeil hat der zweite Decel-Sensor S10 die führende Kante des Umschlags zum Anhalten des Antriebs M6 erfaßt, um den nächsten Umschlag an der gewünschten Druckposition anzuordnen. In Fig. 7C hat an dem Pfeil der Postgutpfad-Ausgangssensor die hintere Kante (TE) des nächsten Umschlags erfaßt und beginnt seine Verlangsamung auf seinen langsamen Geschwindigkeitsmodus.
Die übrigen Bewegungsvorgänge und Geschwindigkeitsprofile sind denjenigen, die mit der Technik vertraut sind, aus den in Fig. 7 angegebenen Wellenformen ersichtlich. Der Betrieb ist zyklisch und wird natürlich solange wiederholt, wie Umschläge in der Maschine verarbeitet werden sollen. Für ein optimales Betriebsverhalten sind auch die Zeitzusammenhänge von einigen der Wellenformen angezeigt.
Fig. 7J erfordert eine gesonderte Beschreibung. In gewissen ausländischen Staaten müssen sequentielle Nummern auf aufeinanderfolgende Poststücke angebracht werden und diese Wellenform zeigt die Zeit an, in der die Stempelung für den nächsten Aufdruck inkrementiert (verändert) wird.
Fig. 8 zeigt die vergleichbaren Zeitsteuerungswellenformen für die gleiche Maschine und für Nr. 10 Umschläge, aber in einem Wiegemodus, was bedeutet, daß die Umschlaggewichte nicht bekannt sind, unterschiedlich sein können und somit Zeit bereitgestellt werden muß, um jeden Umschlag zu wiegen und, soweit erforderlich, die Frankiermaschinen-Druckräder neu einzustellen. Zusätzlich werden keine Ratenänderungen benötigt, was bedeutet, daß alle verarbeiteten Poststücke die gleiche Klasse besitzen, was die Notwendigkeit einer Rateneinstellung der Frankiermaschine beseitigt.
Zusätzlich umfaßt Fig. 8 die Zeitsteuerungsdiagramme für einige andere Komponenten, beispielsweise in den Fig. 8L und 8M für die Düse der Befeuchtungseinheit; in Fig. 8B für eine Waagenverriegelung - dies ist die Wiegeplattform und während der Zeit, in der sie freigegeben ist, ist der Wiegevorgang zum Abwiegen des gegenwärtigen Umschlags aktiv - siehe auch Fig. 8C; in Fig. 8F bezeichnet die mit PIN markierte Kurve das Zeitintervall, wenn die Frankiermaschinen-Druckelemente zurückgestellt werden. Fig. 8 zeigt im Vergleich mit Fig. 7 auch die Vielseitigkeit der Maschine, wobei eine benutzerwählbare Option -- Wiegemodus - keine Ratenänderung -- die Steuereinrichtung veranlassen wird, verschiedene Funktionen innerhalb der Maschine und unterschiedliche Geschwindigkeitsprofile und Zeitsteuerungen zu aktivieren, um beispielsweise die zusätzliche Druckzeit zu berücksichtigen, die benötigt wird, wenn die Druckräder für jeden gegenwärtigen Umschlag neu eingestellt werden müssen. Beispielsweise benötigt ein vollständiger Zyklus der Maschine in diesem Modus ungefähr 436 ms, wohingegen in dem Nichtwiegemodus in Fig. 7 nur ungefähr 250 ms für jeden Zyklus benötigt wird. Zusätzlich ist die Wellenform der Farbanbringungseinheit (Fig. 8G) verbessert und in zwei Phasen aufgeteilt worden, eine Vorberührungsphase, in der das Farbkissen vor einer Kontaktierung des Druckerrads wartet, bis von einem Sensor signalisiert wird, daß irgendeine Frankiermaschinen-Neueinstellung abgeschlossen worden ist (siehe die PIN-Kurve darüber) - der Übergang von einer Ladung zu einer Nichtladung in Fig. 8F aktiviert dann den Antrieb M8 der Farbanbringungseinheit, der das Farbkissen 206 veranlaßt, die Druckerstempel zu kontaktieren (berühren).
Noch weiter zeigt Fig. 8A eine anderen Variation, wenn die Transporträder 200 drei Positionen belegen können -- die obere oder volle Antriebsposition, die teilweise abgesenkte Position oder teilweise Zurückziehung, die eine reduzierte Antriebsposition ist und die vollständig abgesenkte oder vollständig zurückgezogene Position mit einem Nullantrieb.
Wie Fig. 7 zeigt Fig. 8 einen Schnappschuß des Systems zu dem Zeitpunkt, zu dem ein gegenwärtiger Umschlag an der Wiegeplattform anliegt, wobei er zum Wiegen bereit ist. Die Fig. 8A-8H zeigen die Verarbeitung des gegenwärtigen Umschlags. Somit beschleunigt der Antrieb M6 in Fig. 8H die Transporträder 200 für einen Hochgeschwindigkeitsauswurf des gestempelten gegenwärtigen Umschlags. In der Zwischenzeit zeigen die Fig. 8I-8O die Verarbeitung des nächsten Umschlags stromaufwärts in der Maschine, der unter einer Beschleunigung des Verschließeinheits-Walzenangriffsspalts 215 (Fig. 8I) gerade dabei ist, in das integrierte Modul 23 einzutreten, nachdem seine Verschlußklappe befeuchtet und verschlossen wurde (Fig. 8L, 8M). Wenn der nächste Umschlag an seiner richtigen Druckstelle auf der Wiegeplattform ankommt, wird der Zyklus mit dem Start von der Zeit 0 wiederholt.
Fig. 8 zeigt auch ein Geschwindigkeitsprofil für eine modifizierte Konstruktion des Vorderendenzuführers; wobei getrennte Antriebe verwendet werden, um die Poststücke stromabwärts zu transportieren, während sie gleichzeitig gegen eine Ausrichtungswand gedrückt werden.
Fig. 9 zeigt die Zeitsteuerungsdiagramme für noch einen dritten benutzerwählbaren Modus, nämlich den Wiegemodus mit einer Ratenänderung. In diesem Fall benötigt die Frankiermaschine eine Doppelmotorsteuerung, nämlich eine zum Einstellen der normalen Druckräder und eine zum Einstellen einer Ratenänderung. Aufgrund der vergrößerten Funktionen ist die Zykluszeit nun auf 552 ms angestiegen. Die hauptsächlichen Änderungen sind in Fig. 9D, die Zeit für eine Ratenradänderung zuordnet und in Fig. 9F, die die benötigte doppelte Farbkissenbewegung zeigt.
Die voranstehenden erläuternden Sätze von Zeitsteuerungsdiagrammen erläutern denjenigen Personen, die mit der Technik vertraut sind, die erforderlichen Einstellungen des Steuereinheitsprogramms, um die dort dargestellte Ablaufsteuerung zu erzielen und erlauben denjenigen Personen, die mit der Technik vertraut sind, andere Zeitsteuerungen zur Behandlung von anders bemessenen und gewogenen Umschlägen vorzusehen, um den Postgutdurchsatz zu verbessern.
Als ein Beispiel der Vorgehensweise zeigt Fig. 10 ein geeignetes Transportrad-200-Geschwindigkeitsprofil in dem Nichtwiegemodus für einen Umschlag, der schwerer als derjenige ist, der zur Bestimmung der Zeitsteuerung in Fig. 7 verwendet wird. Wie ersichtlich ist, ist die maximale Geschwindigkeit von 110 ips auf ungefähr 82 ips verringert und die Dauer der maximalen Geschwindigkeit ist ebenfalls erhöht worden, um sicherzustellen, daß der Umschlag noch die richtige Druckerposition erreicht. Die bei 230 gezeigte Kurvendiskontinuität zeigt einen Punkt an, wenn der Transport, der servogesteuert ist, beginnt sich langsamer zu verlangsamen, so daß er allmählich auf Null geht und anhält, da das System eine Servosteuerung bei negativen Geschwindigkeiten nicht ausführen kann. Die verkleinerte Geschwindigkeit für die schwereren Umschläge weist eine Tendenz auf, ein Durchrutschen und einen Energieverbrauch zu verringern. Eine geeignete Grobgeschwindigkeitssteuerung kann erhalten werden, indem die eintreffenden Poststücke in zwei Kategorien aufgeteilt werden, nämlich in die erste für Umschläge mit einem Gewicht von bis zu 3-4 Unzen und die zweite für schwerere Umschläge und indem lediglich zwei Geschwindigkeitsprofile bereitgestellt werden, um den gesamten Bereich von gewünschten Umschlaggewichten abzudecken.
Fig. 11 zeigt ein geeignetes Geschwindigkeitsprofil der Transporträder 200 für einen Umschlag, der länger als der in Fig. 7 verarbeitete ist. Aufgrund der erhöhten Länge ist wiederum die maximale Geschwindigkeit auf ungefähr 82 ips verringert worden. Wie man aus Fig. 11 ersieht, muß wiederum die maximale Geschwindigkeit für ein längeres Intervall fortgesetzt werden, um ein Anhalten des Umschlags an der richtigen Stelle sicherzustellen. Die bei 235 dargestellte Verlangsamung ist ein Ergebnis der Tatsache, daß die Steuereinrichtung keine Kenntnis darüber hat, daß gerade ein längerer Umschlag verarbeitet wird, bis sich die Transportgeschwindigkeit des integrierten Moduls über den verringerten Geschwindigkeitspegel hinaus beschleunigt hat. Wenn aber die Steuereinheit aus den Sensoren erkennt, daß gerade ein Umschlag verarbeitet wird, der länger ist als der normale Umschlag, weist sie den Antrieb M6 während der nächsten Abfragezeit an, sich zu verlangsamen, was er entlang der Linie 235 durchführt, bis das gewünschte verringerte Maximum erzielt wird. Wie voranstehend erwähnt ist für einen schnellen Zugriff durch die Steuereinheit bereits der Datenwert zur Bewirkung einer derartigen Steuerung in einer Nachschlagtabelle gespeichert.
Wenn der Klingenarm 212 bewegt wird, was einen möglicherweise falsch verschlossenen Umschlag anzeigt, wird die Vorwärtsgeschwindigkeit des Antriebs M4 für den Walzenangriffsspalt der Verschlußeinheit in ihrem Modus für niedrige Geschwindigkeit (siehe Fig. 7C) gehalten, der ungefähr eine Hälfte von seinem normalen Wert ist, und zwar für eine kurze Zeitperiode wie beispielsweise ungefähr 40 ms, um zu bestimmen, ob der Klingenarm 212 in seine Ausgangsposition zurückgekehrt ist, was anzeigt, daß der Umschlag in Ordnung ist und normal verarbeitet werden kann. Dies verzögert die normale Maschinenverarbeitung nur geringfügig. In diesem Betriebsmodus werden deshalb alle Vorwärtsantriebe der Maschine entsprechend um ungefähr den gleichen Betrag verringert, so daß wenn er vorzugsweise ungefähr 50% für den Walzenangriffsspalt der Verschließeinheit war, er dann auch ungefähr 50% für die anderen Vorwärtsantriebe sein würde.
Zusätzlich kann unter Bezugnahme auf die Fig. 7D und 7E der Durchsatz weiter erhöht werden, indem das Geschwindigkeitsprofil des Antriebs M3 für den Herausnahme- Walzenangriffsspalt des Singulators so eingestellt wird, daß die Oberflächengeschwindigkeit des letzteren ungefähr die gleiche wie diejenige der Singulator-Vorwärtsantriebe über die Riemen 209 und des Motors M2 ist, während sich der Umschlag unter der Steuerung von beiden Vorwärtsantrieben befindet, aber wenn die hintere Kante des Umschlags die Riemen 209 verläßt, dann kann die Geschwindigkeit des Herausnahme-Walzenangriffsspalts, wenn erforderlich, erhöht werden, um den Umschlag mit hoher Geschwindigkeit durch das Verschließermodul zu transportieren.
Fig. 12 zeigt mehrere andere Wellenformen zur Illustration der Vielseitigkeit der Maschine. Beispielsweise zeigt Fig. 12C eine Situation, in der sich der Umschlag während der Periode, die mit 250 angezeigt ist, allein unter der Steuerung des Zuführers befindet, bei 251 der Umschlag mit dem Verschließeinheitstransport in Verbindung gerät und unter einer gemeinsamen Steuerung bis zum Punkt 252 bleibt, wobei der Umschlag zu dieser Zeit den Herausnahme- Walzenangriffsspalt verläßt und beginnt sich der Transporteinheit des integrierten Moduls zu nähern und somit bei 110 ips auf die maximale Geschwindigkeit beschleunigt wird.
In Fig. 12D sind bei 260, 261 die Verlangsamungsprofile von zwei unterschiedlich bemessene Umschläge 260 für einen kurzen Umschlag und 261 für einen längeren Umschlag angezeigt. Das Ziel besteht darin, sicherzustellen, daß beide Umschläge mit beiden Größen ungefähr 2 Inch stromabwärts von der Herausnahmewalze für eine Dickenmessung und eine Verschlußdetektion anhalten.
In Fig. 12B ist das Verlangsamungsprofil für einen längeren Umschlag gezeigt, dessen maximale Geschwindigkeit auf ungefähr 82 ips verringert wurde, um sicherzustellen, daß der Umschlag an der richtigen Druckposition anhält.
Es versteht sich von selbst, daß allgemein der dickste größte Umschlag den Durchsatz der Maschine steuert. Mit anderen Worten ausgedrückt, wenn die Maschine verlangsamt wird, um das größere Poststück zu behandeln, sind auch ein oder zwei Poststücke dahinter der gleichen Verlangsamung ausgesetzt, bis das größere Poststück austritt.
Während die Erfindung im Zusammenhang mit bevorzugten Ausführungsformen beschrieben und dargestellt wurde, können von denjenigen, die mit der Technik vertraut sind, vielerlei Variationen und Modifikationen darin durchgeführt werden, ohne von der Erfindung abzuweichen, so wie sie in den Ansprüchen definiert ist, die gemäß Artikel 69 EPC und seinem Protokoll interpretiert werden.

Claims

1. Postgutbehandlungsmaschine zur Verarbeitung von Poststücken mit unterschiedlicher Größe und Dicke entlang einem Bewegungspfad, die umfaßt:

(a) eine Poststück-Singulatorstation (17), die zum Empfang von Poststücken positioniert ist und umfaßt:

(i) eine Einrichtung zum Aussondern der Poststücke, um ein einziges Poststück zu erzeugen, und

(ii) eine Antriebseinrichtung (83) zum Weitertransportieren des einzelnen Poststücks in eine stromabwärts gerichtete Richtung;

(b) eine Verschließerstation (21) zum Befeuchten und Verschließen von offenen mit Klebstoff versehenen oder gummierten Verschlußklappen auf dem Poststück, die zum Empfang des einzelnen Poststücks von der Singulatorstation stromabwärts positioniert ist und eine Antriebseinrichtung (19) zum Weitertransportieren des verschlossenen Poststücks in eine stromabwärts gerichtete Richtung umfaßt;

(c) eine Portodruckerstation (27), die stromabwärts von dem Verschließer angeordnet und zum Empfang des verschlossenen Poststücks und zum Aufdrucken einer Portowertaufstempelung darauf positioniert und eine Antriebseinrichtung (M6) zum Weitertransportieren des verschlossenen Poststücks an den Drucker und zum Entfernen des bedruckten verschlossenen Umschlags umfaßt; gekennzeichnet durch

(d) eine Einrichtung (13) zur Steuerung der Antriebseinrichtungen in wenigstens einer der Stationen, wobei stromabwärts gelegene Antriebseinrichtungen zur Verarbeitung eines eintreffenden Poststücks aktiviert werden, während es noch an einer stromaufwärts gelegenen Station verarbeitet wird; und

(e) eine Einrichtung zur Steuerung der Geschwindigkeit der Antriebseinrichtungen in wenigstens einer der Stationen gemäß der Größe oder Dicke des Poststücks.

2. Postgutbehandlungsmaschine nach Anspruch 1, ferner umfassend:

(a) eine Vorderenden-Zuführerstation (15) mit einer Vorwärtsantriebseinrichtung (M1) an einem stromaufwärts gelegenen Teil des Bewegungspfads für Poststücke an der Zuführerstation;

(b) eine Poststück-Singulatorstation (17), die stromabwärts zu der Zuführerstation angeordnet und zum Empfang von Poststücken von der Zuführerstation positioniert ist und umfaßt:

(i) eine Einrichtung (209, 210) zum Aussondern der Poststücke, um ein einzelnes Poststück zu erzeugen; und

(ii) eine Einrichtung (211) zum Weitertransportieren des einzelnen Poststücks in eine stromabwärts gerichteten Richtung.

3. Postgutbehandlungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuerung der Aktivierung derart ist, daß die stromabwärts gelegene Antriebseinrichtung eine maximale Geschwindigkeit zu ungefähr der Zeit erreicht, bei der das nächste stromaufwärts angeordnete Poststück zum Eintreffen an der stromabwärts gelegenen Station zur Verarbeitung bestimmt ist.

4. Maschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, um die Druckerstations-Antriebseinrichtung (M6) zu beschleunigen, während das Poststück gerade bedruckt wird und bevor es die Druckerstations- Antriebseinrichtung erreicht.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1-4, wobei die Portodruckerstation eine integrierte Wiege- und Portodruckerstation (23) ist, die stromabwärts von dem Verschließer angeordnet und positioniert ist, um das verschlossene Poststück zu empfangen, dieses zu wiegen und darauf eine Portowertaufstempelung zu drucken und wobei sie eine Antriebseinrichtung (M6) zum Weitertransportieren des verschlossenen Poststücks an die Wiegeeinheit und zum Entfernen des bedruckten verschlossenen Poststücks umfaßt.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 1-5, wobei eine Einrichtung (53) vorgesehen ist, um die Dicke der Poststücke zu messen und wobei die Antriebseinrichtung gemäß der gemessenen Dicke gesteuert wird.

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Dickenmeßeinrichtung (53) an der Singulatorstation (17) befindet.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 1-7, ferner umfassend eine Einrichtung (212), die an der Verschließerstation (21) zum Erfassen eines falsch verschlossenen Poststücks angeordnet ist, und wobei die Einrichtung zur Steuerung der Antriebseinrichtung eine Einrichtung umfaßt, die auf die Erfassungseinrichtung anspricht, um die Geschwindigkeit der Verschließerantriebseinrichtung für eine kurze Zeitperiode zu verkleinern.

9. Maschine nach Anspruch 8, ferner umfassend eine Einrichtung (209, 210) zum Anhalten jedes Poststücks an der Singulatorstation (17).

10. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Steuern der Antriebseinrichtungen eine Einrichtung umfaßt, um eine Zeitsteuerung der Bewegung des Poststücks durch die Maschine so durchzuführen, daß, wenn die Antriebseinrichtung (M6) der integrierten Station zur Entfernung des bedruckten verschlossenen Poststücks aktiv ist, das nächste Poststück unter die Steuerung der Antriebseinrichtung der integrierten Station kommt.

11. Maschine nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtungen in jeder der Stationen so angeordnet und betreibbar sind, daß sich jedes Poststück kontinuierlich unter einer positiven Steuerung von wenigstens einer der Antriebseinrichtungen befindet.

12. Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtungen so angeordnet sind, daß sich jedes Poststück unter einer positiven Steuerung von zwei Antriebseinrichtungen in benachbarten Stationen befindet, während es von einer der benachbarten Stationen an die andere läuft.

13. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Singulatorantriebseinrichtung eine stromaufwärts gelegene Vorwärts- (209) und Rückwärts- (210) Antriebseinrichtung und einen stromabwärts angeordneten Herausnahme- Walzenangriffsspalt (211) umfaßt, wobei die Einrichtung zur Steuerung der Antriebseinrichtungen eine Einrichtung umfaßt, um die zu dem Singulator stromaufwärts und stromabwärts angeordneten Antriebseinrichtungen auf der gleichen Geschwindigkeit zu halten, während sich ein Poststück unter der Steuerung von beiden befindet, und um die Geschwindigkeit der stromabwärts angeordneten Antriebseinrichtungen zu erhöhen, wenn das Poststück die stromaufwärts gelegenen Antriebseinrichtungen verläßt.

14. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die integrierte Station (23) eine definierte Poststückposition zum richtigen Drucken und zwei zu der definierten Position stromaufwärts bzw. stromabwärts angeordnete Postionssensoren (S11, S12) aufweist, wobei die die Antriebseinrichtungen steuernde Einrichtung auf Signale von den Sensoren anspricht, um die Antriebseinrichtung der integrierten Station zum Anhalten jedes weiterlaufenden Poststücks an der definierten Position zu steuern.

15. Maschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die integrierte Station (23) ferner einen Ausgangssensor (S13) aufweist und die Steuereinrichtungen auf ein Signal von dem Ausgangssensor (S13) ansprechen, um eine Verlangsamung der Antriebseinrichtung der integrierten Station zu starten.

16. Maschine nach einem der Ansprüche 1-15, wobei die Einrichtung zum Steuern der Antriebseinrichtungen die Geschwindigkeit der Antriebseinrichtungen in jeder der Stationen steuert; und ferner die Antriebseinrichtungen derart steuert, daß jede stromabwärts gelegene Antriebseinrichtung zur Verarbeitung eines eintreffenden Poststücks aktiviert wird, während es noch an einer stromaufwärts gelegenen Station verarbeitet wird.

17. Verfahren zur Hochgeschwindigkeitsbehandlung von Postgut in einer Postmaschine, die gemischtes Postgut mit veränderlicher Dicke und Größe verarbeiten kann, in einer Folge von Stationen entlang einer Ablaufstrecke, wobei jede Station eine Antriebseinrichtung hat und wobei das Verfahren wenigstens die Schritte eines Transportierens jedes Poststücks an eine Wiegestation und eines Wiegens jedes Poststücks und dann eines Aufdruckens einer Aufstempelung auf das gewogene Poststück umfaßt, gekennzeichnet durch ein dynamisches Verändern der Transportgeschwindigkeit von jedem Poststück durch Steuern der Antriebseinrichtung in mindestens einer der Stationen gemäß seiner Dicke oder Größe, während das Poststück eine stromaufwärts angeordnete Verarbeitung in der Maschine durchläuft.

18. Verfahren nach Anspruch 17, welches ferner wenigstens die Schritte eines Aussonderns des Postguts und eines Verschließens von offenen Verschlußklappen auf jedem Poststück umfaßt.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitung aufeinanderfolgend in der Reihenfolge eines Aussonderns, Verschließens, Wiegens und Druckens vorgenommen wird und daß die Funktionen, die auf jedes Poststück angewendet werden sollen, zeitlich verschachtelt sind, um einen Poststückdurchsatz zu erhöhen.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17-19, dadurch gekennzeichnet, daß während des Aussonderungsschritts die Poststückdicke gemessen wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17-20, wobei eine Einrichtung zur Entfernung des Poststücks von einem Drucken aktiviert wird, während das Poststück einem Druckvorgang ausgesetzt ist.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß, während die Entfernungseinrichtung ein bedrucktes Poststück entfernt, ein stromaufwärts gelegenes Poststück in die Station zum Wiegen eintritt, wobei es durch die gleiche Entfernungseinrichtung transportiert wird.