專利名稱：在導(dǎo)入工位中定位片狀材料件的方法及其實(shí)施系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在加工片狀材料機(jī)器的導(dǎo)入工位中定位片狀材料工件的方法和系統(tǒng)，更具體說是涉及一種在機(jī)器導(dǎo)入工位中精確定位紙張、紙板等材料的系統(tǒng)，該定位就在所述片狀材料工件的前緣被一傳輸裝置夾持住前進(jìn)行，該傳輸裝置包括一組安裝在一橫梁上的夾持件，該橫梁與側(cè)鏈連接，側(cè)鏈隨后將所述片狀材料工件送進(jìn)到機(jī)器的不同的后續(xù)加工工位上，例如印刷，裁切或其它工位。
在目前使用的定位系統(tǒng)中，片狀材料由送進(jìn)機(jī)件帶動(dòng)，例如由從高處下降到工作臺(tái)上的滾輪或彈性材料帶來帶動(dòng)，或者由一對(duì)安置在工作臺(tái)上、下的滾輪來帶動(dòng)，在工作臺(tái)上頂靠著前擋塊和側(cè)擋塊緩慢行進(jìn)。
在片狀材料尚未加工情況下，所使用的前擋塊和側(cè)擋塊是根據(jù)后續(xù)工位的基準(zhǔn)坐標(biāo)精確安置的。片狀材料件由送進(jìn)機(jī)件快速地推動(dòng)，頂靠在擋塊上，然后由夾持桿夾持。擋塊隨后退回，而夾持桿將片狀材料件拉動(dòng)到下一個(gè)工位，并根據(jù)該工位壓板上工具的位置情況使該片狀材料件精確定位。
當(dāng)片狀材料件已經(jīng)在先經(jīng)過一道或多道工序加工后，例如印刷工序或劃折痕工序，這時(shí)定位就變得稍微復(fù)雜了，因?yàn)殡S后的加工工序必須非常精確地根據(jù)先前加工工序的結(jié)果來進(jìn)行。瑞士專利676695公開了一種定位系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中擋塊是電機(jī)驅(qū)動(dòng)的，因而可以操縱其位置變化，其中先前加工工序的印刷標(biāo)號(hào)或其它識(shí)別記號(hào)可以由光電閱讀裝置讀入，以便直接依據(jù)上述標(biāo)號(hào)或記號(hào)來調(diào)整擋塊的位置，從而調(diào)整片狀材料件的位置。
但是，這些擋塊類型定位系統(tǒng)就意味著，每一片狀材料件的前進(jìn)在實(shí)際操作上在整個(gè)緩慢行進(jìn)和調(diào)整操作中都必須停下來，這就極大地限制了片狀材料件在機(jī)器中的行進(jìn)速度。
另外，由于片狀材料件是頂靠在擋塊上的，這就有可能導(dǎo)致在相應(yīng)的邊緣上形成未檢查出的印記。這個(gè)印記的隆起在要求嚴(yán)格的情況下就可能影響到片狀材料件的導(dǎo)入。
本發(fā)明的目的是提供一種在加工機(jī)器的導(dǎo)入工位中定位片狀材料工件，例如紙張、紙板等材料的的方法和系統(tǒng)，這種方法和系統(tǒng)運(yùn)行得更快，從而使得機(jī)器循環(huán)次數(shù)增多，同時(shí)又能保持極好的精確性，特別是在片狀材料件已接受過在先加工的情況下。該系統(tǒng)最好在片狀材料工件上不留標(biāo)記。盡管有上述優(yōu)點(diǎn)，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)仍必須保持相對(duì)的簡(jiǎn)化，以便增加其可靠性，簡(jiǎn)化其維修保養(yǎng)，并盡可能地降低生產(chǎn)成本。
這些目的通過一種在加工機(jī)器的導(dǎo)入工位中定位片狀材料工件的方法而實(shí)現(xiàn)，該方法包括，首先從一位于后起始位置的架板啟動(dòng)，使裝置配合將片狀材料件固定在該架板中，然后是控制致動(dòng)器，以向前推進(jìn)架板，如果需要也可以向側(cè)邊和/或斜側(cè)推進(jìn)，視光電裝置的讀入數(shù)據(jù)而定，所述讀入數(shù)據(jù)在架板開始前進(jìn)時(shí)就進(jìn)行，以便送進(jìn)片狀材料件前緣，并最終使其停動(dòng)在驅(qū)動(dòng)桿的夾持件中預(yù)定的位置上，松脫固定裝置，然后使架板返回到后起始位置。
這樣，在架板前進(jìn)的第一階段中，由光電裝置讀取片狀材料件相對(duì)于架板的實(shí)際位置后，就能利用隨后的行進(jìn)階段根據(jù)架板的基本運(yùn)行行程來有效地調(diào)整其運(yùn)動(dòng)，以便動(dòng)態(tài)地校正片狀材料件在縱向、橫向或斜側(cè)向上的位置誤差。如果片狀材料件尚未加工過，那根據(jù)其邊緣記錄能有效地進(jìn)行校正；如果片狀材料件在先進(jìn)行過加工，那么根據(jù)對(duì)應(yīng)于所述加工的基準(zhǔn)標(biāo)號(hào)或識(shí)別記號(hào)能有效地進(jìn)行校正。在片狀材料件運(yùn)動(dòng)過程中能進(jìn)行校正就意味著不再需要無效地停止片狀材料件，所以能極大地增加機(jī)器運(yùn)行的速率。
因此，控制定位系統(tǒng)的方法包括，由架板的后起始位置啟動(dòng)，控制致動(dòng)器以帶動(dòng)架板向前直至片狀材料件的前緣被光電裝置檢測(cè)到，然后控制相應(yīng)的致動(dòng)器以使架板作橫向運(yùn)動(dòng)直至片狀材料件的側(cè)緣被光電裝置檢測(cè)到。
控制方法最好包括，啟動(dòng)位于后起始位置的架板，控制致動(dòng)器以恒速帶動(dòng)架板向前直至機(jī)器夾持桿到達(dá)待機(jī)位置準(zhǔn)備接受片狀材料件，然后根據(jù)其基本運(yùn)行行程控制致動(dòng)器以對(duì)架板的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，以便由光電裝置所確定的讀數(shù)數(shù)據(jù)來校正片狀材料件縱向、橫向或斜側(cè)向的位置誤差，最后使片狀材料件的前緣進(jìn)入驅(qū)動(dòng)桿件的夾持件中就位而停止。
通過只有當(dāng)夾持件已到達(dá)待機(jī)位置后將片狀材料件校正運(yùn)動(dòng)推遲到其行程的末尾，這就能避免在兩工件之間可能產(chǎn)生的有害碰撞，這種碰撞很可能由于架板的意外加速而產(chǎn)生。
加工機(jī)器包括一個(gè)由一個(gè)或多個(gè)夾持桿組成的運(yùn)送裝置，夾持桿用來驅(qū)動(dòng)片狀材料件使其行進(jìn)到后續(xù)的工位上，而在該加工機(jī)器的導(dǎo)入工位中片狀材料件的定位系統(tǒng)包括一架板，其上設(shè)有暫時(shí)固定片狀材料件用的裝置，架板設(shè)有一帶凹口的前緣，該前緣與驅(qū)動(dòng)桿的夾持件互補(bǔ)，由致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)一方面從后起始位置到夾持件待機(jī)接受片狀材料件處的前位置作往復(fù)縱向平移，另一方面作互補(bǔ)的縱向平移和/或橫向平移和/或繞一垂直軸作轉(zhuǎn)動(dòng)，
光電裝置，它讀取在先加工過的片狀材料件的前緣和/或側(cè)緣和/或在先加工的識(shí)別記號(hào)，片狀材料件安置在架板起始位置稍微朝前處，電子控制裝置，它根據(jù)機(jī)器運(yùn)行周期和光電裝置讀取數(shù)據(jù)的結(jié)果控制架板的致動(dòng)器。
將片狀材料件暫時(shí)固定在架板上的氣動(dòng)裝置可以包括一套在架板上表面形成的孔口，與一內(nèi)腔室連通，內(nèi)腔室通過一開關(guān)閥門與一負(fù)壓源連接。但是，這種型式的氣動(dòng)裝置在使用上證明是緩慢的而且復(fù)雜。
根據(jù)一最佳實(shí)施例，暫時(shí)固定裝置包括一梳形件和控制裝置，梳形件安裝在靠近架板帶凹口前緣的上方處并平行于該前緣，梳形件的梳齒指向向前，這樣，每一個(gè)梳齒與每一個(gè)架板上分隔凹口的凸部組成一夾持件，以夾持片狀材料件的前緣，控制裝置用來控制梳形件的角度位置。
控制梳形件角度位置的控制裝置最好一方面包括有一個(gè)或多個(gè)彈簧，彈簧設(shè)置在架板和與梳形件梳齒連接的后桿件之間，這樣在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，所述彈簧抬起后桿件并使梳形件保持緊閉狀態(tài)，也就是說梳齒支靠在其架板的凸部上，另一方面包括有，與該工位連接，一個(gè)或多個(gè)下層的具有垂直運(yùn)動(dòng)的控制裝置，被致以轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿的端部，或氣動(dòng)，或電氣動(dòng)油缸的輸出軸，各個(gè)都由一伸縮擺動(dòng)連桿連接到梳形件的后桿件上，使得它在底部位置上能支靠在梳形件的后桿件上并使其下降，從而使梳形件在架板運(yùn)動(dòng)過程中保持張開狀態(tài)。
這樣，當(dāng)擺動(dòng)伸縮連桿處于上部位置時(shí)，其桿部在架板前進(jìn)時(shí)能自由滑動(dòng)，彈簧確保使梳形件有效地關(guān)閉，也就使得片狀材料件在其送進(jìn)過程中和位置校正過程中牢固地被夾持住。另一方面，當(dāng)伸縮連桿處于底部位置時(shí)，其桿部在架板退縮返回到其后起始位置時(shí)處于止動(dòng)狀態(tài)，它使梳形件張開，并使其保持張開狀態(tài)，盡管這時(shí)由于所述連桿的擺動(dòng)結(jié)構(gòu)所述架板在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。
這樣，片狀材料件的前緣就能均勻地恒壓地被夾持住，以避免形成任何有害的標(biāo)記。另外，由于所述前緣是平整地夾持在架板凸部上，這就使得所述片狀材料件邊緣能插入到機(jī)器驅(qū)動(dòng)桿的張開夾持件中而不會(huì)產(chǎn)生任何阻礙。
根據(jù)一最佳實(shí)施例，縱向平移是由一精密致動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)的，該致動(dòng)器提供縱向平移，并提供縱向位置校正。
根據(jù)一較佳實(shí)施例，架板的各端部安裝在一側(cè)置的垂直樞軸上，樞軸連接到一由線性致動(dòng)器帶動(dòng)沿縱向?qū)蚣\(yùn)動(dòng)的滑架上，線性致動(dòng)器由基板橫梁支承。
在這種情況下，當(dāng)致動(dòng)器同步前進(jìn)時(shí)，架板只是在向前的方向上簡(jiǎn)單地進(jìn)行純粹的縱向互補(bǔ)平移運(yùn)動(dòng)(longitudinalcomplementary translatory movement)。另一方面，在各側(cè)置致動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)之間采用有少許位置修正的作法使得架板能自動(dòng)地繞一垂直軸線作轉(zhuǎn)動(dòng)而向斜側(cè)方向運(yùn)動(dòng)，以消除片狀材料件初始的歪斜。
根據(jù)另一個(gè)較佳實(shí)施例，架板的中心部位安裝在一中心樞軸上，而其各側(cè)部安裝在側(cè)置的垂直樞軸上，中心樞軸連接到一在縱向?qū)蚣谢瑒?dòng)的滑架上，縱向?qū)蚣鞒煽梢杂梢坏谝痪€性致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)作橫向運(yùn)動(dòng)，各側(cè)部樞軸連接到一在橫向?qū)蚣谢瑒?dòng)的滑架上，橫向?qū)蚣鞒煽梢苑謩e由第二和第三線性致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)作縱向運(yùn)動(dòng)，第一，第二和第三線性致動(dòng)器支承在基板橫梁上。
如前所述，當(dāng)?shù)诙偷谌聞?dòng)器同步前進(jìn)時(shí)，架板簡(jiǎn)單地進(jìn)行純縱向向前平移運(yùn)動(dòng)，中心樞軸的滑架簡(jiǎn)單地隨著該運(yùn)動(dòng)在其縱向?qū)蚣羞\(yùn)動(dòng)。另外，在第二和第三致動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)之間采用有少許位置修正的作法使得架板能自動(dòng)地向著斜側(cè)方向運(yùn)動(dòng)，以消除片狀材料件相應(yīng)的初始誤差。在另一方面，采用第一致動(dòng)器可以使架板產(chǎn)生橫向運(yùn)動(dòng)，而側(cè)置樞軸的滑架只能跟隨該運(yùn)動(dòng)在其橫向?qū)蚣羞\(yùn)動(dòng)。
由于這種相對(duì)于中間縱向垂直平面的對(duì)稱運(yùn)動(dòng)學(xué)的結(jié)果，架板對(duì)其自身進(jìn)行縱向校正，橫向校正或轉(zhuǎn)動(dòng)校正就是一件簡(jiǎn)單的事情了，只要分別控制僅有的三個(gè)線性致動(dòng)器就行。
在本發(fā)明上述最后一個(gè)定位系統(tǒng)中，第一致動(dòng)器的位置控制是根據(jù)由片狀材料件橫向誤差建立起來的基準(zhǔn)進(jìn)行的，橫向誤差由光電裝置讀取。第二和第三致動(dòng)器的位置控制是根據(jù)縱向誤差和/或斜側(cè)誤差的基準(zhǔn)基準(zhǔn)來進(jìn)行的，上述誤差也是由光電裝置讀取的。就架板致動(dòng)器說，其位置根據(jù)機(jī)器的循環(huán)周期由一還原基準(zhǔn)(reducing reference)來控制的，機(jī)器循環(huán)周期一般由主電機(jī)輸出軸的角度來表示，所述還原基準(zhǔn)是代表從前到后送進(jìn)片狀材料件的基本運(yùn)動(dòng)。
所采用的線性致動(dòng)器可以是一沿導(dǎo)向件滑動(dòng)的滑架，其橫向開口與一環(huán)形螺紋桿配合，桿的一端由電機(jī)驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。另一種可能性是安裝一個(gè)在軸承上自由滑動(dòng)的齒條，齒條的齒與由一電機(jī)驅(qū)動(dòng)的小齒輪嚙合。但是這些致動(dòng)器使用將電機(jī)輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成平移運(yùn)動(dòng)的中間機(jī)械連接件，而這些連接件總是具有相對(duì)慣性，有些在運(yùn)行這起作用。
根據(jù)一最佳實(shí)施例，線性致動(dòng)器是線性電機(jī)，其轉(zhuǎn)子的形狀是一可作平移運(yùn)動(dòng)的桿件，設(shè)有一組永久磁鐵，相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)供有電流的定子線圈運(yùn)動(dòng)，所述桿件或直接支承樞軸支承件，或支承樞軸滑架在其中滑動(dòng)的橫向?qū)蚣?br> 借助這種線性電機(jī)，在運(yùn)動(dòng)的工件上有直接的動(dòng)力作用，不管是樞軸支承件，還是中間導(dǎo)向件。具體說，在架板和夾持桿之間有可能碰撞的情況下，所有需要作的是使定子線圈連接的極性反向，以便及時(shí)制動(dòng)架板并使其后撤。
在片狀材料件尚未加工的情況下，用于檢測(cè)片狀材料件邊緣的光電裝置可以包括有一對(duì)前光電元件和一個(gè)側(cè)置光電元件。
根據(jù)另一個(gè)較佳實(shí)施例，用于檢測(cè)片狀材料件側(cè)緣的光電裝置可以包括有一排光電元件或CCD板，從而使橫向運(yùn)動(dòng)能傳遞到架板上，以便特別記錄(to log)側(cè)緣。
在片狀材料件經(jīng)過在先一道或多道工序加工的情況下，用于檢測(cè)先前加工工序各標(biāo)記或識(shí)別記號(hào)的光電裝置可以是一個(gè)CCD排，或某些其它攝像機(jī)，以攝取架板運(yùn)動(dòng)時(shí)片狀材料件的圖像。處理圖像的電子裝置是公知的，它們使標(biāo)記及其形狀能被記錄下來，以便由其推導(dǎo)出縱向和橫向的位置誤差。
現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明，以便更好地了解本發(fā)明，實(shí)施例是非限定性的

圖1是本發(fā)明定位系統(tǒng)的示意立體圖。
圖2是本發(fā)明控制定位系統(tǒng)的光電裝置和電子裝置的示意圖。
圖3是一曲線圖，說明本發(fā)明定位系統(tǒng)架板以機(jī)器的循環(huán)周期坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)情況。
圖1左手部分展示出一夾持桿10，夾持桿的后緣設(shè)有多個(gè)作成能夾持片狀材料件5的前緣的夾持件12。夾持桿10的兩側(cè)端各與一鏈形件連接，用以將夾持桿帶動(dòng)到后續(xù)的加工工位處，隨后沿一上部環(huán)形回路返回到初始待機(jī)位置，以備接受新的片狀材料件。
更具體說，本發(fā)明片狀材料件5由一水平架板14送進(jìn)，并精確地定位于夾持件12中，架板14一方面從前到后地進(jìn)行往復(fù)縱向運(yùn)動(dòng)，以取得和送進(jìn)所述片狀材料件，另一方面根據(jù)所述片狀材料件在所述架板上的實(shí)際位置對(duì)其運(yùn)動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。
為此，架板14首先安裝在一可繞其水平軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的水平基板橫梁8上，從而確保將片狀材料件從所述架板14傳送到裝設(shè)在夾持桿10上的夾持件12處。
更具體說，本發(fā)明安裝在橫梁8上的架板是可以縱向平移的，橫向平移的，以及可以作斜側(cè)運(yùn)動(dòng)的，即可以繞一垂直軸線作瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。更具體說，所述架板14是鉸接在三個(gè)垂直樞軸上的，一個(gè)中心樞軸48和兩個(gè)側(cè)邊樞軸，兩個(gè)側(cè)邊樞軸分別是一個(gè)在左側(cè)在“操作者側(cè)”CC的樞軸68，和一個(gè)在右側(cè)在“遠(yuǎn)離操作者側(cè)”COC的樞軸58。中心鉸接樞軸48連接到一在縱向?qū)蚣?6中滑動(dòng)的滑架上，而側(cè)邊樞軸58和68的滑架兩者均可在橫向?qū)蚣?6COC和66CC中滑動(dòng)。
中心縱向?qū)蚣?6其自身又由一可動(dòng)桿件44支承著，該可動(dòng)桿件包括有永久磁鐵并形成中心線性電機(jī)40的可動(dòng)定子，該電機(jī)的定子42通過底板41支靠在基板橫梁8的中間處。同樣，橫向?qū)蚣﨏OC56和橫向?qū)蚣﨏C66分別連接到一桿件COC54和一桿件CC64上，這些桿件設(shè)有永久磁鐵并形成線性電機(jī)轉(zhuǎn)子COC50和CC60，該電機(jī)的定子52和62分別通過其底板51和61支靠在基板橫梁8的各端部。
可動(dòng)桿件44，54，64可以在其一個(gè)面上設(shè)有一排永久磁鐵，定子只包括一個(gè)相對(duì)而設(shè)的單個(gè)線圈；或者最好在兩端各設(shè)一排永久磁鐵，這時(shí)定子就設(shè)有兩個(gè)線圈，分別面向各排磁鐵。這種具有良好動(dòng)態(tài)效應(yīng)的永久磁鐵致動(dòng)器在市場(chǎng)上可以得到，特別是由瑞士公司ETEL以牌號(hào)LMA11/50在市場(chǎng)上出售。
所提供的所述線性電機(jī)40，50，60主要使架板14運(yùn)動(dòng)，并在約為100毫米的全部行程上對(duì)其進(jìn)行量級(jí)為10-20毫米的校正。具體說，如果兩個(gè)線性致動(dòng)器COC50，CC60同步前進(jìn)，那么架板14就朝夾持桿10進(jìn)行純粹的縱向平移運(yùn)動(dòng)。另一方面，如果線性電機(jī)50，60之一的運(yùn)動(dòng)幅度自發(fā)地不同于另一個(gè)，這就會(huì)使桿件14繞樞軸40轉(zhuǎn)動(dòng)而在斜側(cè)方向上運(yùn)動(dòng)，樞軸可以同時(shí)前進(jìn)或后退。另外，利用中心線性電機(jī)40可以使架板14具有橫向運(yùn)動(dòng)，樞軸58和68在各自的導(dǎo)向件56和66中隨動(dòng)。
片狀材料件5由一組前夾持件暫時(shí)地固定于架板14上，該前夾持件一方面是由處于架板前緣的凸部16與梳形件20的梳齒22配合而形成的。具體說，架板前緣凸部16確定出凹口17，與桿件10的夾持件12對(duì)齊，所述凹口的寬度比夾持件12的寬得多，以便使架板能夠進(jìn)行由中心線性電機(jī)40傳遞過來的橫向運(yùn)動(dòng)。
梳齒22由后帶件21連接起來，以共同形成一梳形件20，該梳形件在其兩個(gè)端部進(jìn)行安裝，通過臂24和25轉(zhuǎn)動(dòng)，臂24和25使架板夾持件能夠張開，并隨后關(guān)閉。更具體說，本發(fā)明兩個(gè)側(cè)彈簧COC(遠(yuǎn)離操作者側(cè))26和CC(操作者側(cè))27設(shè)置在架板14和梳形件20的后帶件21之間，通常處于靜止?fàn)顟B(tài)，以便使梳形件20以及夾持件16，22保持在關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)這個(gè)夾持件帶動(dòng)、送進(jìn)片狀材料件，并使其定位于桿件12的夾持件12中時(shí)，它更是處于關(guān)閉狀態(tài)。
梳形件20的自動(dòng)張開機(jī)構(gòu)包括，在各側(cè)端的擺動(dòng)伸縮連桿COC34和CC35，該連桿通過一下轉(zhuǎn)節(jié)33鉸接在梳形件后帶件21的水平處，通過一上轉(zhuǎn)節(jié)32鉸接在杠桿31的端部，杠桿作成能夠被一轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤件30抬起或降落。這樣，當(dāng)杠桿31保持在上部位置時(shí)，伸縮連桿的臂自由滑動(dòng)，對(duì)后帶件21不施加任何作用力，彈簧26和27就將其向上推頂。相反，特別是在架板14返回到后位置的整個(gè)行程中，圓盤件30沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，降落各自的杠桿31，伸縮連桿進(jìn)入止動(dòng)狀態(tài)，從而支靠在后帶件21上，使夾持件梳齒22向上回轉(zhuǎn)。連桿也可以繞其上端部轉(zhuǎn)動(dòng)，這就使得梳形件20能在整個(gè)返回行程中自動(dòng)地保持張開狀態(tài)。
應(yīng)該注意到，架板14的后緣18的方向是朝下傾斜的，以便于將新的片狀材料件導(dǎo)入到其上表面上，并進(jìn)而進(jìn)入夾持件26/22中。當(dāng)然，梳形件20的張開機(jī)構(gòu)也可以分別替換掉伸縮連桿COC34和CC35，而采用一種與凸輪相連的第二轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤件，同時(shí)又獨(dú)立于圓盤件30，以產(chǎn)生一個(gè)沖程，它使得能夠采用非伸縮型的滑動(dòng)，這種機(jī)構(gòu)也是很有利的。
圖2示意地說明了圖1所示的控制定位系統(tǒng)的裝置。
該圖詳細(xì)地分別展示了將架板12支承在橫梁8上的線性電機(jī)的轉(zhuǎn)子桿件和定子COC54/52，中間42/44，和CC64/62。如圖所示，各轉(zhuǎn)子桿件都設(shè)有為光電元件43，53，63分別讀取用的標(biāo)尺，這能夠產(chǎn)生一個(gè)反饋信號(hào)來控制線性電機(jī)，根據(jù)還原位置基準(zhǔn)曲線(reducing position reference curve)控制位置，所述控制是在微處理器100中以已知的方式進(jìn)行。
本發(fā)明的定位裝置還包括一對(duì)并排的光電元件72，74用于檢測(cè)片狀材料件5的前緣，和一個(gè)側(cè)置光電元件板76，用以檢測(cè)同一個(gè)片狀材料件的側(cè)緣。這些光電元件的讀取結(jié)果也輸送到微處理器100中。如果需要，還可以設(shè)有一個(gè)讀取光電元件70，用于檢測(cè)片狀材料件是否出現(xiàn)以備夾持，或用于檢測(cè)片狀材料件是否僅在一預(yù)定時(shí)間之后通過，以避免可能與夾持桿10產(chǎn)生碰撞。
圖1和2所示的定位系統(tǒng)的運(yùn)行方式將在圖3所示的示意圖中得到了解，該圖說明了在一個(gè)機(jī)器循環(huán)周期過程中架板14的運(yùn)行行程。循環(huán)周期的坐標(biāo)一般是主電機(jī)輸出軸的角度位置，曲線圖的X-軸線相當(dāng)于完整的360°一圈。該循環(huán)周期開始和結(jié)束均在同一的“機(jī)器”基準(zhǔn)220°處，它相當(dāng)于架板瞬時(shí)返回到其靜止不動(dòng)處并準(zhǔn)備再次開始的時(shí)間。
在第一階段，架板14開始向前運(yùn)動(dòng)，其速度達(dá)到被它在運(yùn)動(dòng)中夾持的片狀材料件5的前進(jìn)速度，杠桿31的圓盤件30反時(shí)針快速轉(zhuǎn)動(dòng)，使梳形件松脫并關(guān)閉夾持件16和22。
在下一個(gè)階段Zlec中，該階段持續(xù)約30°，片狀材料件5的前緣為一對(duì)光電元件72，74所檢測(cè)到，而側(cè)緣為光電元件板76所檢測(cè)到，于是能識(shí)別架板14基準(zhǔn)行程的微處理器100就能根據(jù)其理論位置確定出片狀材料件5的位置誤差。然后該微處理器就能確定出片狀材料件在縱向和橫向兩方向上及斜側(cè)方向上是否有任何位置誤差以及該誤差量，并確定出校正基準(zhǔn)。
隨后的階段Av持續(xù)約30°，它相當(dāng)于片狀材料件由基本14以恒速進(jìn)行送進(jìn)，該恒速是這樣計(jì)算的，即一開始就使夾持桿10通過并達(dá)到待機(jī)位置。
一旦夾持桿通過，微處理器就將校正基準(zhǔn)施加到線性電機(jī)40，50，60上，以便使片狀材料件相應(yīng)地進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。該校正階段Z持續(xù)約90°，然后基本行程的幅度就取決于如最大行程和最小行程所代表的校正量。
下一個(gè)階段Ar持續(xù)約20°，相當(dāng)于片狀材料件5的前緣進(jìn)入夾持件12的中間并停止運(yùn)動(dòng)，夾持件12關(guān)閉，于是梳形件20僅能由杠桿31的下落而張開。
階段R相當(dāng)于架板以恒速返回到初始的啟動(dòng)位置，這個(gè)運(yùn)動(dòng)一方面是由基板橫梁8傳遞的，另一方面是由分別回到中性位置的線性電機(jī)傳遞的。然后就可以重新啟動(dòng)新一輪的片狀材料件送進(jìn)循環(huán)周期。
從上述明顯可見，本發(fā)明片狀材料件定位系統(tǒng)的明顯特征在于，它使得片狀材料件在運(yùn)動(dòng)中被夾持，它使得片狀材料件在將其送進(jìn)到驅(qū)動(dòng)桿的夾持件中，其位置能夠檢測(cè)讀取，從而能計(jì)算出任何位置誤差，它使得片狀材料件在繼續(xù)前進(jìn)中能補(bǔ)正其位置誤差，從而使得片狀材料件準(zhǔn)時(shí)地極其精確地定位于桿夾持件中。不像先有技術(shù)擋塊系統(tǒng)那樣，在本發(fā)明的情況下定位校正不需要停止片狀材料件的行進(jìn)，于是機(jī)器的循環(huán)周期可以顯著地加快，使生產(chǎn)速率高達(dá)每小時(shí)12000張。采用線性電機(jī)使得系統(tǒng)的設(shè)計(jì)極大地簡(jiǎn)化，從而簡(jiǎn)化了生產(chǎn)，降低了維修保養(yǎng)的費(fèi)用。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)還可以作出若干改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種在加工機(jī)器的導(dǎo)入工位中定位片狀材料工件(5)的方法，所述加工機(jī)器包括一個(gè)由一個(gè)或多個(gè)設(shè)有夾持件(12)的夾持桿(10)組成的運(yùn)送裝置，用來驅(qū)動(dòng)片狀材料件(5)使其行進(jìn)到后續(xù)的工位上，本方法的特征在于它包括，從一位于后起始位置的架板(14)啟動(dòng)，使裝置(16，22)配合將片狀材料件(5)固定在所述架板(14)中，然后是控制致動(dòng)器(M8，50，60，70)以向前推進(jìn)架板(14)，如果需要也可以向側(cè)邊和/或斜側(cè)推進(jìn)，視由光電裝置(72，74，76)讀取的片狀材料件(5)的定位坐標(biāo)數(shù)據(jù)而定，所述讀取數(shù)據(jù)在所述架板(14)前進(jìn)過程中進(jìn)行，以便送進(jìn)片狀材料件(5)的前緣，使其進(jìn)入運(yùn)送裝置的夾持件(12)中，并最終停動(dòng)在預(yù)定的位置上，松脫固定裝置(16，22)，然后使架板(14)返回到后起始位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于它包括，啟動(dòng)位于后起始位置的架板(14)，控制致動(dòng)器(M8)以恒速帶動(dòng)架板(14)向前直至驅(qū)動(dòng)夾持件(12)的夾持桿(10)到達(dá)待機(jī)位置準(zhǔn)備接受片狀材料件(5)，然后根據(jù)其基本運(yùn)行行程控制致動(dòng)器(40，50，60)以對(duì)架板(14)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，以便由光電裝置(72，74，76)所確定的片狀材料件(5)的定位坐標(biāo)讀數(shù)數(shù)據(jù)來校正片狀材料件(5)縱向、橫向或斜側(cè)向的位置誤差，最后使片狀材料件(5)的前緣進(jìn)入驅(qū)動(dòng)桿件(10)的夾持件(12)中就位而停止。
3.一種在加工機(jī)器導(dǎo)入工位中定位片狀材料件(5)以實(shí)施權(quán)利要求1所述定位方法的定位裝置，其特征在于它包括一水平架板(14)，其上設(shè)有暫時(shí)固定片狀材料件(5)用的裝置(16，22)，所述架板設(shè)有一帶凹口的前緣(17)，該前緣與驅(qū)動(dòng)桿(10)的夾持件(12)互補(bǔ)，由致動(dòng)器(M8，40，50，60)驅(qū)動(dòng)，一方面從后起始位置到夾持件待機(jī)接受片狀材料件處的前位置作往復(fù)縱向平移，另一方面作互補(bǔ)的縱向平移和/或橫向平移和/或繞一垂直軸作轉(zhuǎn)動(dòng)，光電裝置(72，74，76)，它讀取在先加工過的片狀材料件(5)的前緣和/或側(cè)緣和/或在先加工的識(shí)別記號(hào)，片狀材料件(5)安置在架板(14)的起始位置稍微朝前處，電子控制裝置(100)，它根據(jù)機(jī)器運(yùn)行周期和由光電裝置(72，74，76)讀取的片狀材料件(5)定位坐標(biāo)數(shù)據(jù)結(jié)果來控制架板(14)的致動(dòng)器(M8，40，50，60)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的定位裝置，其特征在于暫時(shí)固定裝置(16，22)包括一梳形件(20)和控制裝置(26；30-33)，所述梳形件(20)可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在靠近架板(14)帶凹口前緣的上方處并平行于該前緣，梳形件(20)的梳齒(22)指向向前，這樣，每一個(gè)梳齒(22)與每一個(gè)架板(14)上分隔凹口(17)的凸部(16)組成一夾持件，以夾持片狀材料件(5)的前緣，所述控制裝置(26；30-33)用來控制所述梳形件(20)的角度位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的定位裝置，其特征在于所述控制梳形件(20)角度位置的控制裝置一方面包括有一個(gè)或多個(gè)彈簧(26)，所述彈簧設(shè)置在架板(14)和與梳形件(20)梳齒(22)連接的后桿件(21)之間，另一方面包括有，與該工位連接，一個(gè)或多個(gè)下層的具有垂直運(yùn)動(dòng)的控制裝置(30，31，32)，各所述控制裝置都由一伸縮擺動(dòng)連桿連接到梳形件(20)的后桿件(21)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定位系統(tǒng)，其特征在于根據(jù)權(quán)利要求5所述的定位裝置，其特征在于所述架板(14)安裝在能夠作縱向平移，橫向平移和轉(zhuǎn)動(dòng)的致動(dòng)器(50，60，70)上，所述致動(dòng)器(50，60，70)其本身又安裝在基板橫梁(8)上，從后起始位置到夾持件(12)的桿件(10)處于待機(jī)處的前位置作往復(fù)縱向平移。
7.桿件權(quán)利要求6所述的定位裝置，其特征在于所述架板(14)的各端部安裝在一側(cè)置的垂直樞軸(58，68)上，樞軸分別連接到一由線性致動(dòng)器(50，60)帶動(dòng)沿縱向?qū)蚣\(yùn)動(dòng)的滑架上，所述線性致動(dòng)器(50，60)由基板橫梁(8)支承。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的定位裝置，其特征在于所述架板(14)的中心部位安裝在一中心樞軸(48)上，而其各側(cè)部安裝在側(cè)置的垂直樞軸(58，68)上，中心樞軸(48)連接到一在縱向?qū)蚣?46)中滑動(dòng)的滑架上，所述縱向?qū)蚣?46)作成可以由一第一線性致動(dòng)器(40)驅(qū)動(dòng)作橫向運(yùn)動(dòng)，各側(cè)部樞軸(58，68)連接到一在橫向?qū)蚣?56，66)中滑動(dòng)的滑架上，所述橫向?qū)蚣?56，66)作成可以分別由第二(50)和第三(60)線性致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)作縱向運(yùn)動(dòng)，所述第一，第二和第三線性致動(dòng)器支承在基板橫梁(8)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述定位裝置，其特征在于所述線性致動(dòng)器是線性電機(jī)(50，60，70)，其轉(zhuǎn)子的形狀是一可作平移運(yùn)動(dòng)的桿件(44，54，64)，設(shè)有一組永久磁鐵，相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)供有電流的定子(42，52，62)線圈運(yùn)動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的定位系統(tǒng)，其特征在于用于檢測(cè)片狀材料件邊緣的光電裝置一方面包括一對(duì)前光電元件(72，74)，另一方面包括一個(gè)側(cè)置光電元件或一排光電元件(76)或光電元件板CCD。
全文摘要
一種定位片狀材料工件的方法,它從一位于后起始位置的架板啟動(dòng),將片狀材料件固定在架板中,控制致動(dòng)器向前,向側(cè)邊和/或斜側(cè)推進(jìn)架板,視由光電裝置讀取的片狀材料件的定位坐標(biāo)數(shù)據(jù)而定,所述讀取數(shù)據(jù)在架板前進(jìn)過程中進(jìn)行,將片狀材料件前緣送進(jìn)夾持件中預(yù)定位置上,松脫固定裝置,然后使架板返回到后起始位置。一種實(shí)施上述方法的定位裝置包括一設(shè)有夾持件的水平架板,讀取邊緣或記號(hào)的光電裝置和控制架板致動(dòng)器的電子控制裝置。
文檔編號(hào)B65H9/10GK1270134SQ0010581
公開日2000年10月18日 申請(qǐng)日期2000年4月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月9日
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