EP1450310A1 - Module de pesée pour pesée à la volée - Google Patents
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- G07B2017/00701—Measuring the weight of mailpieces
Definitions
- the present invention relates to the specific field of mail processing. It particularly targets a weighing module dynamics of a mail processing machine inserted between a mail item supply module and a module postage for these items.
- Dynamic weighing modules intended to be used with franking machines are well known.
- French demand No. 2,388,352 illustrates a particular example. These devices are trained weighing pan and transport belts automatic mail items across the board.
- the weigh module can be used alone but is usually inserted in a set of mail processing between the entry of the module franking and the output of the power module from which are ejected closed envelopes to be franked.
- weighing is carried out on the fly, i.e. during the transfer of the envelope through the weighing module, and without interrupt the means of transport of this envelope.
- processing rates become important, i.e. in practice more than 8000 envelopes per hour (i.e. more than 2 envelopes each second), it appears that the weighing cannot be carried out without reducing the transport speed and therefore the general franking rate.
- the invention proposes to overcome this drawback with a module for weighing implementing an improved weighing process allowing a processing envelopes on the fly with particularly high rates high, in particular at more than 8000 envelopes per hour.
- a goal of the invention is to allow this treatment without structural modifications of the weigh module.
- a weigh module with a platform weighing scale incorporating a weighing cell and at least one strip motorized drive for transporting a mail item from a side to side of the weighing pan, characterized in that it includes means of detecting the format of this mail item and means of processing to calculate the weight of this mail item in an interval determined weight obtained from this format.
- the format detection means include a means of detecting the length of this mail item, a means of detecting the thickness of this mail item and a means of detecting the width of this mail item.
- said means for detecting the length of the mail item includes a blackout flag, said flag means for detecting the thickness of the mail item comprises a Hall effect detector and said article width detection means mail has an optical sensor.
- the processing means include an amplification chain a measurement signal supplied by said load cell, the gain of which varies selectively based on the format of the mail item.
- a mail processing machine conventionally comprises at less, arranged from upstream to downstream relative to the direction of advance of the mail items, a mail item supply module 10, a dynamic weighing module 12 and a franking module 14. Each of these elements is linked to the previous one by a computer link 16A, 16B.
- Such a machine can frank mail items from different formats, from the American format N ° 5 (76.2mm * 127mm) up to European format b4 (250mm * 353mm) through the format European C6 / 5 (114mm * 229mm) and this up to a determined thickness, for example 16 mm, corresponding to the height of the insertion slot mail items in the feeder.
- the weighing module 12 comprises a weighing plate 18 with its weighing cell 20 and a single belt or drive belt 22 for transporting mail items from a edge to edge of this plateau, more precisely from a position upstream of this platform, at an upstream transverse face 24 of the weighing platform, towards a downstream position, at a downstream transverse face 26 of this tray.
- These conveyor belts are powered by a motor 28, advantageously of the electric type, actuated from processing means 30, advantageously comprising a circuit microprocessor, which also manages the information passing through the computer links.
- a device for holding mail items intended to tackle these items on the weighing pan during transport include example three support elements arranged one behind the other in the direction of transport of mail items and each formed by an arm holding 32, 34, 36 at the lower end of which a flap 38 is fixed, 40, 42 or any other similar flexible pressure means (brush, roller, roller) whose length is relatively large to exert a force sufficient pressure on the mail item.
- These supporting elements are mounted perpendicular to a longitudinal vertical wall 44 for placing with reference to mail items.
- the motorized drive belt 22 has a width at least equal to that of the bib or elastic pressure means, so optimize the guidance and lateral wedging of mail items, advantageously favored by its inclination towards the longitudinal wall of reference of a determined angle with respect to the direction of transport of mail items.
- This angle depends in particular on the length of the weigh module. For a weigh module with a weighing pan weighing 60 cm long on which three support elements fitted each of an 8 cm wide flap, this angle is approximately 2.5 °.
- the weighing module also incorporates a series of rollers transport 46, 48 arranged at the input of the module at its face upstream transverse 24 and intended to ensure an extraction of the articles of mail ejected from the feed module 10. Depending on the configuration of the mail processing machine, these rollers can sometimes be present directly at the output of the power supply module.
- the weighing module comprises at its level input of the format detection means 50 connected to the processing 30 and making it possible to provide it with data relating to the thickness, the length and width of this mail item.
- These format detection means include a flag blackout 52 for measuring the length of mail items advantageously disposed between the drive rollers and actuated by the front and rear end of mail items, an optical sensor 54 for measuring the width of mailpieces and an effect detector Hall 56 for the measurement of the thickness of these mail items.
- these means format sensors are arranged in the weighing module, they are not in no way of an obligation and that, due to the computer link 16A existing with the power module 10, it is perfectly conceivable that the corresponding data be provided directly by this module when it has it by construction.
- FIG. 3 shows in more detail the material structure of the means processing 30 connected to the load cell 20 which delivers a signal analog measurement V1 proportional to the force exerted on its gauges internal constraints.
- Signal V1 is amplified in a gain amplifier variable 60 which delivers an amplified signal V2 which has passed through a low pass filter 62 to eliminate the high frequency components (which also acts as an anti-aliasing filter) and at the output of which is available a filtered signal V3.
- This filtered signal is then sampled in an analog / digital converter 64 which delivers a series of Vi samples for a microcontroller circuit 66 which is responsible for process these digital signals to develop a weight value P which is then transmitted to the machine through the computer link 16B to work out the postage amount.
- This microcontroller 66 which conventionally comprises computing means and memory means also receives, from the various detectors 52, 54, 56, the information relating to the size of the envelopes to be weighed which, if necessary (a simple counter is sufficient for length measurement), will have been previously digitized by a second analog / digital converter 68.
- the sampling frequency Fi of the two converters which can be identical or not, is developed by circuit 66 from its clock internal. Note however that the presence of the second converter 68 is of course only justified if the signals supplied by the detectors are analog type.
- the processing means 30 also comprise at the level of its microcontroller 66 software means for prior to the determination of the weight P of a mail item, predetermine a likely weight range for this mail item based on format of this mail article when it is introduced in the module weighing 12.
- the inventors For each of these types of envelopes, the inventors established a curve showing the evolution of the weight of this envelope as a function of its thickness (up to a thickness of 16 mm) when filled with documents of standard grammage. and closed.
- the following table shows an extract of the results of these measurements, corresponding respectively to the envelopes DL, C5 and C4 pocket for four different thicknesses, the first corresponding to a maximum admissible thickness for this envelope (beyond a closure becomes difficult without rupture) and the latter being relative to a minimum thickness corresponding to the insertion of a single document per envelope.
- Knowledge of the format of the mail item to be weighed determines a likely weight range for this item and adjust the gain of the variable gain amplifier 60 accordingly so as to ensure maximum excursion for the converter analog / digital 64 and therefore benefit from its full resolution.
- the operation of the weighing module is as follows.
- the process measurement begins with the passage of the front front of the mail item, leaving the power supply module 10, on the length detector 52.
- This passage gives indeed the starting point for the measurement of the length of this article but also its thickness by the detector 56 and its width by the detector 54.
- the sample recording sequence from the thickness and width sensors does not start immediately at passage of the occulting flag 52 but a few millimeters after (by example 20 mm) to take into account the non-linear shape of this flag.
- This registration process continues during the advancement of the article.
- the present invention cannot be limited to only format detection means described in this application and any other similar device allowing the desired measurement is possible. So, measurement of the length of mail items can also be carried out simply by an optical measuring device and the thickness measurement of these items by a probe for example. Similarly, if the module illustrated does not has only one motorized drive belt, it is of course possible to consider a module comprising several of these strips of width then reduced proportionally.
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Abstract
Module de pesée comportant un plateau de pesée (18) intégrant une cellule de pesée (20), au moins une bande d'entraînement motorisée (22) pour le transport d'un article de courrier d'un bord à l'autre du plateau de pesée, des moyens (52, 54, 56) de détection du format de cet article de courrier et des moyens de traitement (30) pour calculer le poids de cet article de courrier dans un intervalle de poids déterminé obtenu préalablement à partir de ce format. <IMAGE>
Description
La présente invention se rapporte au domaine spécifique du
traitement de courrier. Elle vise tout particulièrement un module de pesée
dynamique d'une machine de traitement de courrier intercalé entre un
module d'alimentation en articles de courrier et un module
d'affranchissement de ces articles.
Les modules de pesée dynamique destinés à être mis en oeuvre avec
des machines d'affranchissement sont bien connus. La demande française
N°2 388 352 en illustre un exemple particulier. Ces dispositifs sont formés
d'un plateau de pesée et de bandes d'entraínement pour le transport
automatique des articles de courrier d'un bord à l'autre de ce plateau. Le
module de pesée peut s'utiliser seul mais il est habituellement inséré dans
un ensemble de traitement de courrier entre l'entrée du module
d'affranchissement et la sortie du module d'alimentation d'où sont éjectées
les enveloppes fermées devant être affranchies.
Dans ces dispositifs, la pesée est effectuée à la volée, c'est à dire
pendant le transfert de l'enveloppe au travers du module de pesée, et sans
interrompre les moyens de transport de cette enveloppe. Or, lorsque les
cadences de traitement deviennent importantes, c'est à dire en pratique
supérieures à 8000 enveloppes par heure (soit plus de 2 enveloppes chaque
seconde), il apparaít que la pesée ne peut être effectuée sans réduire la
vitesse de transport et donc la cadence d'affranchissement général.
L'invention se propose de pallier cet inconvénient avec un module de
pesée mettant en oeuvre un procédé de pesée amélioré permettant un
traitement d'enveloppes à la volée avec des cadences particulièrement
élevées, notamment à plus de 8000 enveloppes par heure. Un but de
l'invention est de permettre ce traitement sans modifications structurelles
importantes du module de pesée.
Ces buts sont atteints par un module de pesée comportant un plateau
de pesée intégrant une cellule de pesée et au moins une bande
d'entraínement motorisée pour le transport d'un article de courrier d'un
bord à l'autre du plateau de pesée, caractérisé en ce qu'il comporte des
moyens de détection du format de cet article de courrier et des moyens de
traitement pour calculer le poids de cet article de courrier dans un intervalle
de poids déterminé obtenu à partir de ce format.
Ainsi, avec cette prédétermination d'un intervalle de poids en
fonction du format de l'enveloppe dès l'entrée sur le module de pesée, il est
possible d'accélérer très notablement la mesure du poids réel de l'enveloppe
et donc d'obtenir cette valeur de poids avant sa sortie du module de pesée et
sans réduction de la vitesse de transport de cette enveloppe.
Les moyens de détection de format comportent un moyen de
détection de la longueur de cet article de courrier, un moyen de détection de
l'épaisseur de cet article de courrier et un moyen de détection de la largeur
de cet article de courrier. De préférence, ledit moyen de détection de la
longueur de l'article de courrier comporte un drapeau d'occultation, ledit
moyen de détection d'épaisseur de l'article de courrier comporte un
détecteur à effet Hall et ledit moyen de détection de la largeur de l'article de
courrier comporte un capteur optique.
Les moyens de traitement comportent une chaíne d'amplification
d'un signal de mesure fourni par ladite cellule de pesée dont le gain varie
sélectivement en fonction du format de l'article de courrier.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention
ressortiront mieux de la description suivante, faite à titre indicatif et non
limitatif, en regard des dessins annexés, sur lesquels:
- la figure 1 représente une vue de dessus d'un module de pesée selon l'invention,
- la figure 2 est une vue en coupe longitudinale du module de pesée de la figure 1, et
- la figure 3 illustre la structure matérielle du circuit de commande du module de la figure 1.
Une machine de traitement de courrier comporte classiquement au
moins, disposés d'amont en aval par rapport à la direction d'avancée des
articles de courrier, un module d'alimentation en articles de courrier 10, un
module de pesée dynamique 12 et un module 14 d'affranchissement.
Chacun de ces éléments est relié au précédent par une liaison informatique
16A, 16B.
Une telle machine peut affranchir des articles de courrier de
différents formats, depuis le format américain N°5 (76,2mm*127mm)
jusqu'au format européen b4 (250mm*353mm) en passant par le format
européen C6/5 (114mm*229mm) et cela jusqu'à une épaisseur déterminée,
par exemple 16 mm, correspondant à la hauteur de la fente d'introduction
des articles de courrier dans l'alimenteur.
Conformément aux figures 1 et 2, le module de pesée 12 comporte
un plateau de pesée 18 avec sa cellule de pesée 20 et une unique courroie ou
bande d'entraínement 22 destinée au transport des articles de courrier d'un
bord à l'autre de ce plateau, plus précisément d'une position en amont de ce
plateau, au niveau d'une face transversale amont 24 du plateau de pesée,
vers une position en aval, au niveau d'une face transversale avale 26 de ce
plateau. Ces moyens de transport par bande sont actionnés par un moteur
d'entraínement 28, avantageusement de type électrique, actionné depuis des
moyens de traitement 30, comportant avantageusement un circuit à
microprocesseur, qui gère également les informations transitant par les
liaisons informatiques.
Un dispositif de maintien des articles de courrier destiné à plaquer
ces articles sur le plateau de pesée pendant leur transport comporte par
exemple trois éléments d'appui disposés les uns derrière les autres dans la
direction de transport des articles de courrier et formés chacun par un bras
de maintien 32, 34, 36 à l'extrémité basse duquel est fixé une bavette 38,
40, 42 ou tout autre moyen de pression souple analogue (brosse, galet,
rouleau) dont la longueur est relativement importante pour exercer un effort
de pression suffisant sur l'article de courrier. Ces éléments d'appui sont
montés perpendiculairement à une paroi verticale longitudinale 44 de mise
en référence des articles de courrier.
La bande d'entraínement motorisée 22 présente une largeur au moins
égale à celle de la bavette ou du moyen de pression élastique, afin
d'optimiser le guidage et le calage latéral des articles de courrier,
avantageusement favorisés par son inclinaison vers la paroi longitudinale de
référence d'un angle déterminé par rapport à la direction de transport des
articles de courrier. La valeur de cet angle dépend notamment de la
longueur du module de pesée. Pour un module de pesée ayant un plateau de
pesée long de 60 cm sur lequel est monté trois éléments d'appui équipés
chacun d'une bavette de 8 cm de largeur, cet angle est d'environ 2,5°.
Le module de pesée intègre également une série de rouleaux de
transport 46, 48 disposés en entrée du module au niveau de sa face
transversale amont 24 et destiné à assurer une extraction des articles de
courrier éjectés par le module d'alimentation 10. Selon la configuration de
la machine de traitement de courrier, ces rouleaux peuvent parfois être
présents directement en sortie du module d'alimentation.
Selon l'invention, le module de pesée comporte au niveau de son
entrée des moyens de détection de format 50 reliés aux moyens de
traitement 30 et permettant de lui fournir des données relatives à l'épaisseur,
la longueur et la largeur de cet article de courrier.
Ces moyens de détection de format comportent un drapeau
d'occultation 52 pour la mesure de la longueur des articles de courrier
disposé avantageusement entre les rouleaux d'entraínement et actionné par
le front et l'extrémité arrière des articles de courrier, un capteur optique 54
pour la mesure de la largeur des articles de courrier et un détecteur à effet
Hall 56 pour la mesure de l'épaisseur de ces articles de courrier.
Il est important de noter que, si dans l'exemple illustré, ces moyens
de détection de format sont disposés dans le module de pesée, il ne s'agit
nullement d'une obligation et que, du fait de la liaison informatique 16A
existant avec le module d'alimentation 10, il est parfaitement envisageable
que les données correspondantes soient fournies directement par ce module
d'alimentation lorsque celui-ci en dispose par construction.
La figure 3 montre plus en détail la structure matérielle des moyens
de traitement 30 reliés à la cellule de pesée 20 qui délivre un signal
analogique de mesure V1 proportionnel à la force exercée sur ses jauges de
contraintes internes. Le signal V1 est amplifié dans un amplificateur à gain
variable 60 qui délivre un signal amplifié V2 qui est passé au travers d'un
filtre passe bas 62 pour en éliminer les composantes hautes fréquences (qui
assure aussi un rôle de filtre anti- repliement) et en sortie duquel est
disponible un signal filtré V3. Ce signal filtré est alors échantillonné dans
un convertisseur analogique/numérique 64 qui délivre une suite
d'échantillons Vi pour un circuit microcontrôleur 66 qui est chargé de
traiter ces signaux numériques pour élaborer une valeur de poids P qui est
transmise ensuite à la machine au travers de la liaison informatique 16B
pour élaborer le montant d'affranchissement. Ce microcontrôleur 66 qui
comporte classiquement des moyens de calcul et des moyens de mémoire
reçoit par ailleurs, des différents détecteurs 52, 54, 56, les informations
relatives au format des enveloppes à peser qui, si nécessaire (un simple
compteur suffit pour la mesure de longueur), auront préalablement été
numérisées par un second convertisseur analogique/numérique 68. La
fréquence d'échantillonnage Fi des deux convertisseurs, pouvant être
identique ou non, est élaborée par le circuit 66 à partir de son horloge
interne. On notera toutefois que la présence du second convertisseur 68
n'est bien entendu justifiée que si les signaux fournis par les détecteurs sont
de type analogiques.
Les moyens de traitement 30 comportent en outre au niveau de son
microcontrôleur 66 des moyens logiciels pour préalablement à la
détermination du poids P d'un article de courrier, prédéterminer un
intervalle de poids probable pour cet article de courrier en fonction du
format de cet article de courrier lors de son introduction dans le module de
pesée 12.
En effet, les inventeurs ont constater que la connaissance du format
d'un article de courrier permettait d'approcher son poids et que donc cette
constatation permettait de simplifier considérablement la mesure de ce
poids en limitant la plage de mesure et donc en accélérant cette mesure. Le
tableau ci-dessous montre les dimensions (largeur, longueur) des différentes
enveloppes utilisées en Europe. Un tableau similaire, bien sûr avec des
valeurs différentes, existe pour les enveloppes émises depuis le territoire
américain.
| Type d'enveloppe | largeur | Longueur |
| C7 | 81 mm | 114 mm |
| C7/6 | 81 mm | 162 mm |
| C6 | 114 mm | 162 mm |
| B6 | 125 mm | 176 mm |
| E6 | 140 mm | 200 mm |
| DL | 110mm | 200 mm |
| C6/5 | 114 mm | 229 mm |
| C5 | 162 mm | 229 mm |
| Italienne | 110 mm | 230 mm |
| B5 | 176 mm | 250 mm |
| E5 | 200 mm | 280 mm |
| 1/2bc4 | 125 mm | 324 mm |
| C4 | 229 mm | 324 mm |
| B4 | 250 mm | 353 mm |
| E4 | 280 mm | 400 mm |
| C4 pochette | 324 mm | 229mm |
Pour chacun de ces types d'enveloppes, les inventeurs ont établis une
courbe montant l'évolution du poids de cette enveloppe en fonction de son
épaisseur (jusqu'à une épaisseur de 16 mm) une fois remplie par des
documents d'un grammage standard et fermée. Le tableau suivant montre
un extrait des résultats de ces mesures, correspondant respectivement aux
enveloppes DL, C5 et C4 pochette pour quatre épaisseurs différentes, la
première correspondant à une épaisseur maximale admissible pour cette
enveloppe (au delà une fermeture devient difficile sans rupture) et la
dernière étant relative à une épaisseur minimale correspondant à l'insertion
d'un seul document par enveloppe.
| Type d'enveloppe | Épaisseur mesurée | Poids relevé |
| 324mm*229mm (C4p) | 16 mm | 750 g |
| 8 mm | 360 g | |
| 2 mm | 100 g | |
| 1 seul document inséré | 20 g | |
| 162mm*229mm (C5) | 10 mm | 240 g |
| 6 mm | 145 g | |
| 2 mm | 55 g | |
| 1 seul document inséré | 10g | |
| 110mm*220mm (DL) | 6 mm | 90 g |
| 4mm | 50 g | |
| 2 mm | 30 g | |
| 1 seul document inséré | 10g |
Ainsi, la connaissance du format de l'article de courrier à peser
permet de déterminer un intervalle de poids probable pour cet article et
d'ajuster en conséquence le gain de l'amplificateur à gain variable 60 de
façon à assurer une excursion maximale pour le convertisseur
analogique/numérique 64 et donc à bénéficier de la totalité de sa résolution.
Le fonctionnement du module de pesée est le suivant. Le processus
de mesure débute avec le passage du front avant de l'article de courrier,
sortant du module d'alimentation 10, sur le détecteur de longueur 52. Ce
passage donne en effet le top départ pour la mesure de la longueur de cet
article mais aussi de son épaisseur par le détecteur 56 et de sa largeur par le
détecteur 54. En pratique, la séquence d'enregistrement des échantillons
issus des capteurs d'épaisseur et de largeur ne débute pas immédiatement au
passage du drapeau d'occultation 52 mais quelques millimètres après (par
exemple 20 mm) pour tenir compte de la forme non linéaire de ce drapeau.
Ce processus d'enregistrement se poursuit pendant l'avancée de l'article de
courrier sur le plateau de pesée 18 et son transfert vers le module
d'affranchissement 14, mais sur une distance déterminée (par exemple 70
mm) inférieure à la plus petite longueur d'enveloppe (celle du format C7),
pour la mesure de cette épaisseur et de la largeur. Ainsi, ces mesures
d'épaisseur et de largueur sont terminées lorsque le front arrière de l'article
de courrier passe sur le drapeau d'occultation qui reprend sa position de
repos initiale, ce passage mettant un terme à la mesure de la longueur de
l'article de courrier. Ce passage donne également le signal de départ de la
pesée proprement dite, sous réserve comme précédemment d'un décalage de
précaution de 20 mm par exemple. Il peut alors être procédé au relevé d'une
série d'échantillons issus de la cellule de pesée 20 au travers de la chaíne
d'amplification dont le gain aura été adapté préalablement par le
microcontrôleur 66 en fonction du format de l'article de courrier à peser
obtenu des trois mesures précitées. La fréquence d'échantillonnage
déterminera le nombre d'échantillons relevés à partir desquels sera calculé
le poids de l'article de courrier. L'adaptation du gain de la chaíne
d'amplification permettant toujours un fonctionnement du convertisseur
avec une résolution maximale, la précision de mesure obtenue est
particulièrement élevée sur toute la gamme de poids du module de pesée.
Bien entendu, la présente invention ne saurait être limitée aux seuls
moyens de détection de format décrit dans la présente demande et tout autre
dispositif analogue permettant la mesure recherchée est envisageable. Ainsi,
la mesure de la longueur des articles de courrier peut aussi être effectuée
simplement par un dispositif de mesure optique et la mesure d'épaisseur de
ces articles par un palpeur par exemple. De même, si le module illustré ne
comporte qu'une seule bande d'entraínement motorisée, il est bien sur
possible d'envisager un module comportant plusieurs de ces bandes de
largeur alors réduite proportionnellement.
Claims (6)
- Module de pesée comportant un plateau de pesée (18) intégrant une cellule de pesée (20) et au moins une bande d'entraínement motorisée (22) pour le transport d'un article de courrier d'un bord à l'autre du plateau de pesée, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (50) de détection du format de cet article de courrier et des moyens de traitement (30) pour calculer le poids de cet article de courrier dans un intervalle de poids déterminé obtenu à partir de ce format.
- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection de format comportent un moyen de détection de la longueur de cet article de courrier, un moyen de détection de l'épaisseur de cet article de courrier et un moyen de détection de la largeur de cet article de courrier.
- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen de détection de la longueur de l'article de courrier comporte un drapeau d'occultation (52).
- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen de détection d'épaisseur de l'article de courrier comporte un détecteur à effet Hall (56).
- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen de détection de la largeur de l'article de courrier comporte un capteur optique (54).
- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement comportent une chaíne d'amplification (60) d'un signal de mesure fourni par ladite cellule de pesée dont le gain varie sélectivement en fonction du format de l'article de courrier.
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