Verfahren zur Steuerung eines Zwischenstaplers von flachen Sendungen

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Zwischenstaplers von flachen Sendungen, insbesondere in Briefbearbeitungsanlagen, der eine auf einem verfahrbaren Stapelwagen (SW) befindliche Einstapelvorrichtung (SR), ein Unterflurband (UB), auf dem die Sendungen quer zu dessen Bewegungsrichtung stehen, und eine Vereinzelungsvorrichtung mit einem Abzugsmittel (AR) und einem Sendungssensor (FH2), der die Sendungen an der Vereinzelungsvorrichtung detektiert, aufweist. Zur störungsfreien Beseitigung von Schräglagen des Sendungsstapels an der Vereinzelungsvorrichtung wird bei Überschreitung einer festgelegten Zeit, während welcher keine Sendungen am Abzugsmittel (AR) detektiert werdenn, die Steuerung für den Normalbetrieb des Zwischenstaplers außer Kraft gesetzt, die Sendungszufuhr zum Zwischenstapler unterbrochen, das Unterflurband (UB) gestoppt, der Stapelwagen (SW) in Richtung Vereinzelungsvorrichtung in Bewegung gesetzt. Bei erneuter Detektierung einer Sendung am Abzugsmittel zuzüglich einer zum gemessenen Füllstand des Zwischenstaplers abhängigen, vorzugsweise linear abhängigen Nachlaufzeit wird die Kompressionsbewegung des Stapelwagens (SW) beendet, die Sendungszufuhr zum Zwischenstapler wieder aufgenommen und die Steuerung der Antriebe von Unterflurband (UB) und Stapelwagen (SW) erfolgt wieder im Normalbetrieb.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

[0002] Zwischenstapler werden z.B. in Briefsortieranlagen als Bindeglied zwischen verschiedenen Baugruppen eingesetzt. Der Zwischenstapler puffert dabei die unregelmäßig ankommenden Sendungen so, daß die nachfolgenden Baugruppen relativ gleichmäßig belastet werden.

[0003] In der DE-AS 12 35 818 wird eine Vorrichtung zum Stapeln von Sendungen, insbesondere von Postsendungen, mit einer Stapelrolle, die auf einem Stapelwagen angeordnet ist, beschrieben. Weiterhin weist die Vorrichtung ein Unterflurband, eine Vereinzelungsvorrichtung, federnde Elemente zum Abstoppen der Sendungen an der Stapelwand und zum Verhindern des Zurückprallens von der Stapelwand, sowie einen Tastschalter, der die Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen des Stapelwagens in Abhängigkeit vom Druck des anliegenden Stapels steuert, auf.

[0004] Bei einem bekannten Zwischenstapler werden die einzelnen zu stapelnden Sendungen zwischen einem Vorder- und einem Hinterband eingeklemmt in die Nähe des Stapelortes, an dem der Sendungsstapel schon vorhanden ist oder durch die zu stapelnden Sendungen gebildet wird, gefördert. Der Stapel wird dadurch gebildet, daß die Sendungen einzeln nacheinander mit ihrer Vorderkante bis zu einer Stapelwand befördert werden. Hierzu wird in einer gewissen Entfernung von der Stapelwand das Vorderband von der Sendung entfernt und die Sendung bewegt sich aufgrund ihrer Masseträgheit entlang eines Leitzauns weiter Richtung Stapelwand. Schließlich wird die Sendung durch die sich drehende Stapelrolle in den Raum zwischen dem Sendungsstapel und der Stapelrolle gefördert und bis zur Stapelwand weiterbefördert.

[0005] Die Sendungen des Sendungsstapels stehen mit ihrer Unterkante auf einem Unterflurband quer zu dessen Bewegungsrichtung, das längs der Stapelwand bewegt werden kann. An der der Stapelrolle entgegengesetzten Seite des Stapels ist eine Vereinzelungsvorrichtung vorhanden, die die Sendungen des Stapels nacheinander von dem Sendungsstapel zur weiteren Bearbeitung abziehen kann.

[0006] Das Unterflurband wird so in Richtung der Vereinzelungsvorrichtung bewegt, daß der Stapel an der Vereinzelungsvorrichtung anliegt und die Sendung, die der Vereinzelungsvorrichtung am nächsten ist, abgezogen werden kann. Im Einstapelbereich muß die Stapelrolle in eine derartige Position gebracht werden, daß die einzustapelnden Sendungen zwischen der Stapelrolle und dem Stapel einwandfrei bis zur Stapelwand befördert werden können. Dazu sind eine Meßvorrichtung für den Stapeldruck in der Nähe der Stapelrolle und eine Vorrichtung zum Erkennen von möglichen Schräglagen des Sendungsstapels an der Einstapelstelle vorhanden. Der Stapelwagen wird so lange entlang des Unterflurbandes bewegt, bis der Sendungsstapel einen bestimmten Druck auf die Druckmeßvorrichtung ausübt, sofern die Vorrichtung keine Schräglage meldet. Bei einer erkannten Schräglage an der Einstapelstelle werden der Stapelwagen und/oder das Unterflurband solange verfahren, bis die Schräglage beseitigt ist.

[0007] Das

Wandern" des Stapels von der Einstapel- zur Abzugsseite wird durch das Unterflurband, auf dem der Stapel liegt, ermöglicht. Dieses Unterflurband wird durch innerhalb der Abzugsvorrichtung befindliche Fühlhebel als Sendungssensoren gesteuert: Wenn diese frei sind, also signalisieren, daß keine Sendung am Abzugsmittel der Vereinzelungsvorrichtung anliegt, wird der gesamte Stapel mittels des Unterflurbandes nach vorn bewegt, bis die Fühlhebel nicht mehr frei sind.

[0008] Der Einsatz einer Reib/Saug-Vereinzelung gemäß DE-PS 43 13 150 bringt den Vorteil einer besseren Abzugslückenstabilität, solange der Sendungsstapel fest am Abzug anliegt. Durch das Ansaugen der jeweils vorderen Sendung werden jedoch die Fühlhebel auch gedrückt, wenn der dahinterliegende Stapel bereits locker geworden ist. So kann mittels der herkömmlichen Unterflurbandsteuerung diese Situation nicht erkannt und der Stapel nicht kontinuierlich nachgeführt werden. Die Folge ist, daß der Stapel sich weiter lockert und sich schräg legt, bis der Saugdruck zum Heranziehen der vorderen Sendung nicht mehr ausreicht. Die dann einsetzende Bewegung des Unterflurbandes ist - abhängig von der Sendungsbeschaffenheit - meist nicht mehr in der Lage, die Schräglage wieder auszugleichen. Im Endeffekt vergrößern sich die Lücken und der Durchsatz sinkt.

[0009] Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt deshalb das Problem zugrunde, ein Verfahren bei Zwischenstaplern gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 zum störungsfreien Beseitigen von Schräglagen des Sendungsstapels an der Vereinzelungsvorrichtung ohne zusätzliche Vorrichtungen zu schaffen.

[0010] Das Verfahren beinhaltet einen Grenzwert für die Dauer einer am Abzugsmittel nicht vorhandenen Sendung, von dem ab auf Stapelschräglage erkannt wird. Die Dauer der Stapelkompression erfolgt abhängig von der Stapeldicke. Dadurch wird vermieden, daß bei zu kurzer Stapelkompression diese wirkungslos bleibt und bei zu langer Stapelkompression die Sendungen oder die Maschine beschädigt werden.

[0011] In den Unteransprüchen 2 bis 6 sind vorteilhafte Ausführungen der Erfindung angegeben.

[0012] In einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

FIG 1

eine Prinzipdarstellung eines Zwischenstaplers, der erfindungsgemäß gesteuert wird.

FIG 2

einen Zustandsgraph für den ausgeführten verfahrensmäßigen Ablauf.

[0013] Sendungen werden von einer vorgelagerten Baugruppe, z.B. einer Formattrenneinrichtung, dem Zwischenstapler zugeführt. In der Formattrenneinrichtung werden die Sendungen aufgrund ihres Formates (Dicke, Breite, Höhe) in maschinenfähige und nichtmaschinenfähige Sendungen getrennt.

[0014] Die maschinenfähigen Sendungen gelangen zu einer Stapelrolle SR, die sich auf einem verfahrbaren, über einen Zahnriemen Z von einem Motor M2 angetriebenen Stapelwagen SW befindet und werden durch diese Stapelrolle SR in den auf einem beweglichen, von einem weiteren Motor M1 angetriebenen Unterflurband UB stehenden Sendungsstapel ST eingestapelt. Mittels spezieller Fühlhebel FH1 wird der Stapeldruck an der Einstapelstelle und eine Schräglage des Stapels gemessen und an eine Steuereinheit ES übertragen, die je nach einzuhaltendem Stapeldruck und zu kompensierender Schräglage des Sendungsstapels ST an der Einstapelstelle den Stapelwagen SW und das Unterflurband UB verfährt.

[0015] An der Vereinzelungsvorrichtung, enthaltend als Abzugsmittel Abzugsriemen AR und eine Saugkammer SK, befinden sich ebenfalls Fühlhebel FH2 als Sendungssensor, der die Anwesenheit von Sendungen an der Abzugsrolle detektiert.

[0016] Bei Überschreitung eines zeitlichen Grenzwertes für den Zustand Fühlhebel FH2 frei, wird auf eine Schräglage des Sendungsstapels ST an der Abzugsstelle erkannt. Daraufhin wird die bisherige Steuerung und Regelung außer Betrieb gesetzt, das Unterflurband UB gestoppt und der Stapelwagen SW in Richtung Vereinzelungsvorrichtung in Bewegung gesetzt. Da der Sendungsstapel zur Einhaltung eines bestimmten Stapeldrucks bei einem dicken Sendungsstapel ST mehr komprimiert werden muß als bei einem dünnen Stapel, wird der Kompressionsvorgang erst nach wieder gedrücktem Fühlhebel FH2 zuzüglich einer füllstandsabhängigen Nachlaufzeit beendet.

[0017] Da beim Vorfahren des Stapelwagens SW die das Einstapelverhalten steuernde Regelung außer Kraft gesetzt wird, muß während der Stapelkompression das Einstapeln aus der vorgelagerten Formattrenneinrichtung gestoppt werden. Der damit verbundene Performanceverlust der Formattrenneinrichtung ist von untergeordneter Bedeutung, wenn der Füllstand des Zwischenstaplers im oberen Bereich liegt und die Abzugslücken des Zwischenstaplers infolge Stapelschräglage ohnehin vergrößert sind. Dazu wurde ein HW-Signal zur Formattrenneinrichtung geführt. Wenn dieses gesetzt ist, lenkt die Formattrenneinrichtung die vom Singulator abgezogenen Sendungen in eine Warteschleife. Dieses Signal wird erfindungsgemäß unter Beachtung eines Vorhaltemaßes gesteuert.

[0018] Das Unterflurband UB wird außerhalb des Kompressionsvorgangs nur mit dem Fühlhebel FH2 der Vereinzelungsvorrichtung verknüpft, d.h. es läuft, sobald der Fühlhebel frei ist. Während des Kompressionsvorgangs muß es gestoppt sein, um bei dem zumeist mit der Oberkante der Sendungen nach hinten geneigten Stapel ein Aufkippen nach vorn zu erzwingen.

[0019] Das Verfahren wurde als Zustandsautomat über die Steuerung realisiert. Dieser Automat entscheidet in Auswertung o.g. Kriterien über Beginn und Ende des Kompressionsvorganges. In Abhängigkeit von den den einzelnen Zuständen werden die Signale

• StackCarGo (Vorfahren des Stapelwagens SW unter Überbrückung der Einstapelregelung)
• BottomTrBelt (Vorfahren des Unterflurbandes UB)
• StackingDisable (Umlenken der Sendungen der Formattrenneinrichtung in die Warteschleife)

gesteuert.

[0020] Zusätzlich zu diesem Zustandsautomaten wurde eine Kompressions-Crashüberwachung realisiert, die eine zu lange Kompression detektiert, unabhängig vom Zustand den Kompressionsvorgang vorzeitig beendet und damir Postgut und Maschine schützt.

Zustände und Zustandsübergänge

[0021] 

Nähere Erläuterungen zu einzelnenen Zuständen:

[0022] 

• S_MEAS
  Nur wenn der Fühllhebel FH2 eine einen Grenzwert überschreitende Zeit frei ist, wird auf zu lockeren Stapel erkannt. Optimierungsaufgabe:
  Ist dieser Grenzwert
  • zu hoch, wird der Stapel zu locker.
  • zu tief, wird wegen der Einstapelsperre die Formattrenneinrichtung zu oft ausgebremst.
• S_DELAY_NOMEAS,S_DELAY_MEAS
  Der Kompressionsvorgang beginnt mit der Einstapelsperre an die Formattrenneinrichtung. In der Zeit, bis die restlichen Sendungen eingestapelt sind (sie besteht aus einem festen und einem füllstandsabhängigen Anteil) ist die normale Regelung des Stapelwagens SW aktiv. In seltenen Fällen kann inzwischen auch diese normale Regelung das gewünschte Wiederaufrichten bewirken. In diesem Fall soll der Kompressionsvorgang abgebrochen werden (Crashgefahr bei festem Stapel). Da die Prüfung auf diesen Fall erst am Ende des Einstapelvorgangs der restlichen Sendungen sinnvoll ist, wurde der Vorgang in die Zustände S_DELAY_NOMEAS und S_DELAY_MEAS getrennt.
• S_COMP_MEAS
  Solange der Fühlhebel FH2 frei ist, kann ohne Zeitbegrenzung komprimiert werden.
• S_COMP_POST
  Dies ist die eigentlich wirkungsvolle und gleichzeitig kritischste Phase des Kompressionsvorgangs. Mit Ausnahme des für die u.g. Crashüberwachung genutzten Füllstands steht kein Signal mehr für die Erfassung der Festigkeit des Stapels zur Verfügung. Dieser Nachlauf ist daher ausschließlich zeitgesteuert, wobei die Zeit aus einem festen und einem füllstandsabhängigen Anteil berechnet wird.
• S_NOCOMP_POST
  Das ungeregelte Vorfahren des Stapelwagens SW ist beendet, die normale Regelung wird wieder wirksam, der Stapeldruck an der Einstapelseite (nicht im gesamten Stapel) entspannt sich auf normale Druckverhältnisse. Nach Ablauf einer festen Zeit (
  
  StNoCompTimePost") können wieder Sendungen eingestapelt werden.

Pegel der Ausgangssignale in den einzelnen Zuständen

[0023] 

[0024] In S_NOCOMP_POST wird das BottomTransportBelt wieder normal geschalten d.h. ON bei freiem und OFF bei gedrücktem Fühlhebel FH2.

[0025] Der gesamte Kompressionsvorgang läuft innerhalb einer durch den Bandtakt gesteuerten Task ab. Daher werden alle o.g. Zeitmessungen und -berechnungen in diesem Zeitraster ausgeführt.

[0026] Die vier für die Zustandsübergänge relevanten Zeitgrenzwerte wurden bereits in der Tabelle

Zustände und Zustandsübergänge" benannt. Davon sind zwei der Werte fest :
StCompTimeMeas
StCompTimeDelayMeas;
die beiden anderen Werte werden zur Laufzeit berechnet, da hier der Stapelfüllstand

Filling" (in %) als Variable sowie drei weitere Festwerte und der bereits genannte StCompTimeDelayMeas eingehen:

StCompTimeDelayNomeas

= StCompTimeDelay + (100 - Filling)
- StCompTimeDelayMeas

StCompTimeCompPost

= StCompTimeCompPostFix
+StCompTimeCompPostVar * Filling)

[0027] Die drei weiteren Festwerte sind :
StCompTimeDelay
StCompTimeCompPostFix
StCompTimeCompPostVar

[0028] Während des Kompressionsvorgangs wird über eine extra sensitive Überwachung der Stapelwagengeschwindigkeit detektiert, ob der Stapelwagen SW durch Auflaufen gegen einen Widerstand (zu stark komprimierter Sendungsstapel) gebremst wird. In diesem Fall wird der Kompressionsvorgang sofort beendet. Diese Crashüberwachung ist eine zusätzliche Schutzmaßnahme, die normalerweise nicht ansprechen soll.

Ansprüche

1. Verfahren zur Steuerung eines Zwischenstaplers von flachen Sendungen, insbesondere in Briefbearbeitungsanlagen, der eine auf einem verfahrbaren Stapelwagen (SW) befindliche Einstapelvorrichtung (SR), ein Unterflurband (UB), auf dem die Sendungen quer zu dessen Bewegungsrichtung stehen, und eine Vereinzelungsvorrichtung mit einem Abzugsmittel (AR,SK) und einem Sendungssensor (FH2), der die Sendungen an der Vereinzelungsvorrichtung detektiert, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreitung einer festgelegten Zeit, während welcher keine Sendungen am Abzugsmittel (AR,SK)) detektiert werden, die Steuerung für den Normalbetrieb des Zwischenstaplers außer Kraft gesetzt wird, die Sendungszufuhr zum Zwischenstapler unterbrochen wird, das Unterflurband (UB) gestoppt wird, der Stapelwagen (SW) in Richtung Vereinzelungsvorrichtung in Bewegung gesetzt wird, und daß bei erneuter Detektierung einer Sendung am Abzugsmittel zuzüglich einer zum gemessenen Füllstand des Zwischenstaplers abhängigen Nachlaufzeit die Kompressionsbewegung des Stapelwagens (SW) beendet wird, die Sendungszufuhr zum Zwischenstapler wieder aufgenommen wird und die Steuerung der Antriebe von Unterflurband (UB) und Stapelwagen (SW) wieder im Normalbetrieb erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachlaufzeit des Stapelwagens (SW) linear abhängig vom gemessenen Füllstand des Zwischenstaplers ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendungszufuhr zum Zwischenstapler dann wieder aufgenommen wird, wenn die verbleibende Zeit des Kompressionsvorgangs bis zur Wiederherstellung normaler Druckverhältnisse an der Einstapelseite kleiner oder gleich der Zeit ist, die die von der vorhergehenden Baugruppe zwischengespeicherten Sendungen bis zum Einstapelpunkt des Zwischenstaplers benötigen.

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

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

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Normalbetrieb bei Nichtanwesenheit einer Sendung an der Vereinzelungsvorrichtung das Unterflurband (UB) in Richtung Vereinzelungsvorrichtung solange in Bewegung gesetzt wird, bis an der Abzugsvorrichtung wieder eine Sendung detektiert wird und der Stapelwagen (SW) und das Unterflurband (UB) so verfahren werden, daß ein bestimmter Stapeldruckbereich an der Einstapelstelle eingehalten und eine Schräglage des Sendungsstapels (ST) an der Einstapelstelle vermieden wird.

Zeichnung