DE177057T1 - Frankiermaschinenvorrichtung mit mikroprozessorgesteuertem gleichstrommotor und verfahren zu dessen gebrauch. - Google Patents

Frankiermaschinenvorrichtung mit mikroprozessorgesteuertem gleichstrommotor und verfahren zu dessen gebrauch.

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DE177057T1 DE1985112601 DE85112601T DE177057T1 DE 177057 T1 DE177057 T1 DE 177057T1 DE 1985112601 DE1985112601 DE 1985112601 DE 85112601 T DE85112601 T DE 85112601T DE 177057 T1 DE177057 T1 DE 177057T1
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John L. Southbury Ct 06488 Lorenzo
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Edilberto I. Brookfield Connect. 06804 Salazar
Keith E. West Norwalk Ct 06850 Schubert
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EP-Anmeldung Nr. 85 112 601.1 42 699 /wa VeröffentUchungs-Nr. 0 177 057 PITNEY BOWES, INC., STAMFORD, CT / USA Frankiermaschinenvorrichtung mit mikroprozessorgesteuertem Gleichstrommotor und Verfahren zu dessen Gebrauch PATENTANSPRÜCHE
1. Frankiermaschine (10) mit einer drehbaren Trommel (38), deren Umfang geeignet ist, ein Blatt (16) in eine Bewegungsbahn (18) einzuführen,
gekennzei chnet durch:
(a) eine erste Sensorvorrichtung (56, 58) zum Abtasten eines Zeitintervalles, während welchem ein Blatt (16) linear um eine vorgegebene Strecke in der Bewegungsbahn (18) bewegt wird;
(b) einen Gleichstrommotor (120), der mit der Trommel (38) zu deren Drehung verbunden ist;
(c) eine zweite Sensorvorrichtung (86, 126), zum Abfühlen der WinkeI bewegung der Trommel (38); und
(d) eine Rechneranordnung (500)/ die mit der ersten (56, 58) und zweiten (86, 126) Sensorvorrichtung und mit dem Gleichstrommotor (120) verbunden ist, wobei die Rechneranordnung (500) umfasst:
(i) eine auf die erste Sensorvorrichtung (56, 58) ansprechende Vorrichtung, um jeweilige Werte zu liefern, die repräsentativ für gewünschte Winkelbewegungen der Trommel (38) während aufeinanderfolgender Abtastzeitspannen sind;
(ii) eine Vorrichtung, die auf die zweite
Sensorvorrichtung (86, 126) anspricht,.um jeweilige Werte zu liefern, die· repräsentativ für tatsächliche Winkelbewegungen der Trommel (38) während aufeinanderfolgender Abtastzeitspannen sind; und
(iii) eine Vorrichtung zum Kompensieren des Unterschiedes zwischen den gewünschten und den tatsächlichen Winkelbewegungen und zur Erzeugung eines GIeichstrommotorsteuersigna I s zur Steuerung der Drehung des Motors (120), um eine lineare Bewegung des Umfanges der Trommel (38) zu veranlassen, die im wesentlichen der linearen Bewegung des Blattes (16) während jeweiliger Abtastzeitspannen gleich kommt.
2. Frankiermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet, dass die erste Sensorvorrichtung eine erste (56) und zweite (58)
Sensoranordnung aufweist, die voneinander einen vorgegebenen Abstand (d*) aufweisen, um das aufeinanderfolgende Eintreffen eines Blattes (16) an zwei im Abstand voneinander liegenden Positionen!&eegr; der Bewegungsbahn (18) abzufühlen.
3. Frankiermaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
g e k e &eegr; &eegr; &zgr; e i c h &eegr; e t , dass der Mot or (120) eine Ausgangswelle (122) hat, und dass die zweite Sensorvorrichtung eine Quadratur-Codiereinrichtung (126) umfasst, die mit der Ausgangswelle (122) verbunden ist.
4. Frankiermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, dassdie Rechneranordnung (500) eine Vorrichtung (504) zum
Vergleichen von Grossen aufweist, die repräsentativ ()
für die gewünschten und tatsächlichen Winkelbewegungen „
sind und zur Erzeugung eines Fehlersignals, das repräsentativ für den zwischen diesen vorhandenen Unterschied ist, dass die Kompensationsvorrichtung auf das Fehlersignal anspricht, um das Motorsteuersignal zu erzeugen, und das Motorsteuersignal den Unterschied zwischen den gewünschten und den tatsächlichen Winkelbewegungen ausgleicht.
5. Frankiermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durcheine Leistungsverstärkeranordnung (301), um die Rechneranordnung (500) mit dem Gleichstrommotor (120) zu verbinden.
6. Frankiermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzei chnet, dass die Trommel (38) einen Drehbewegungszyklus hat, und das Motor steuersignaL den Umfang der Trommel (38) auf die Lineargeschwindigkeit des Blattes (16) beschleunigt/ die im wesentlichen mit dem Umfang der Trommel (38) zusammenfällt, der die Vorderkante des Blattes erfasst.
7. Frankiermaschine nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sensorvorrichtung eine Postaufgabevorrichtung (12) umfasst, die die erste und zweite Sensoranordnung aufweist.
8. Frankiermaschine nach Anspruch 3,
gekennzei chnet durch eine Zählvorrichtung (270) zur Verbindung der Quadratur-Codiereinrichtung mit der Rechneranordnung. ;
9. Frankiermaschine nach Anspruch 4 , dadurch gekennzei chnet, dass das Motorsteuersignal ein pulsbreitenmoduliertes Steuersignal umfasst.
10. Frankiermaschine nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dassdas Motorsteuersignal eine Funktion eines regressiven mathematischen Ausdruckes umfasst.
11. Frankiermaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzei chnet, dass das
Motorsteuersignal eine Funktion des Fehlersignals und ein früheres Fehlersignal umfasst.
12. Frankiermaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dassdas MotorSteuersignaL eine Funktion des Feh lersigna I s und ein früheres Motor Steuersigna I umfasst.
13. Frankiermaschine nach Anspruch 6 , dadurch gekennzei chnet, dass das Motor st euer signa I derart ist, dass es die Trommel (38) aus ihrer Geschwindigkeit auf Stillstand verzögert, nachdem die Trommel (38) und das Blatt (16) ausser Anlage gekommen sind.
14. Frankiermaschine nach Anspruch 8, dadurch
g e k e &eegr; &eegr; &zgr; e i c h &eegr; e t , dass die Zählvorrichtung (270) eine Einrichtung umfasst, die ein Ausgangssignal für die Rechner anordnung (500) liefert, das repräsentativ für die Winkelbewegung und Drehrichtung der Motorantriebswelle (122) ist.
15. Frankiermaschine nach Anspruch 12, dadurch
g e k e &eegr; &eegr; &zgr; e i c h &eegr; e t , dass das frühere Motorst euersignaI eine Funktion eines früheren Fehlersignals umfasst.
16. Zur Verwendung in einer Frankiermaschine mit einer drehbaren Trommel (38), wobei die Trommel (38) einen Umfang aufweist, der sich zur Zufuhr eines Blattes (16) in eine Bewegungsbahn (18) eignet, ein Verfahren
zur Steuerung der Drehung der Trommel (38) als Funktion der Geschwindigkeit des Blattes, wobei das Verfahren gekennzei chnet ist durch:
(a) Abfühlen eines Zeit Intervalls, während welchem ein Blatt (16) linear um eine vorgegebene Strecke in der Bewegungsbahn (18) verschoben wird, und abhängig hiervon die Lieferung von Grossen, die repräsentativ für die jeweilige gewünschte Winkelbewegung der Trommel (38) während aufeinanderfolgender Abtastperioden ist;
(b) Anordnen eines Gleichstrommotors (120) zur Drehung der Trommel (38);
(c) Abfühlen der Winkelbewegung der Trommel (38) und abhängig hiervon Lieferung von Grossen, die repräsentativ für die jeweiligen, tatsächlichen Winke I bewegungen der Trommel (38) während aufeinanderfolgender Abtastzeitperiöden sind; und
(d) digitale Kompensation für den Unterschied zwischen den gewünschten und den tatsächlichen Winkelbewegungen und Erzeugen eines Mot or st euersignaLs zur Steuerung der Drehung der Trommel (38), um eine lineare Bewegung des Trommelumfanges zu veranlassen, die im wesentlichen der linearen Bewegung des Blattes (16) während der jeweiligen Abtastzeitperioden gleichkommt.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch
O 1 7 7 G 5
g e k e &eegr; &eegr; &zgr; e i c h &eegr; e t , dass der Schritt (a) den Schritt umfasst, gemäss welchem aufeinanderfolgende Ankünfte eines Blattes (16) an zwei in der Bewegungsbahn (18) im Abstand voneinander liegenden Positionen abgefühlt werden.
18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch
g e k e &eegr; &eegr; &zgr; e i c h &eegr; e t , dass der Schritt (c) den Schritt der Abfühlung der Richtung der Winkelbewegung des Gleichstrommotors (120) enthält.
19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzei c hnet, dass der Schritt (d) folgende Schritte enthält:
(1) Vergleich der Grossen, die repräsentativ für die jeweiligen gewünschten und tatsächlichen Winkelbewegungen sind;
(2) Erzeugung eines Fehlersigna I s, das repräsentativ für den Unterschied zwischen den jeweiligen gewünschten und tatsächlichen WinkeLbewegungen ist, und abhängig hiervon, Erzeugung eines Motor steuersigna I s, das den Unterschied zwischen den gewünschten und den tatsächlichen WinkeIbewegungen kompensiert.
20. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzei chnet, dass der Schritt (c) den Schritt einer Beschleunigung des Umfanges der Trommel (38) auf die Geschwindigkeit des Blattes (16) im wesentlichen zusammenfallend mit der Anlage von Trommel
und Blatt enthält.
21. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch
g e k en nzei c h &eegr; e t , dass der Schritt (d) den Schritt der Berechnung des Motorsteuersignals aus einer Funktion eines regressiven mathematischen Ausdrucks ent hält.
22. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (a) den Schritt der Erzeugung jeweiliger Zählungen enthält, die repräsentativ für die gewünschten Winkelbewegungen der Trommel (38) sind.
23. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzei chnet, dass der Schritt (c) den Schritt der Erzeugung jeweiliger Zählungen enthält, die repräsentativ für die tatsächlichen Winkelbewegungen der Trommel (38) sind.
24. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch
ge k e &eegr; &eegr; &zgr; e i c h &eegr; e t , dass der Schritt (d) folgende Schritte umfasst:
(1) Erzeugung eines pulsbreitenmodulierten Motorsteuersignals;
(2) Verstärken des pulsbreitenmodulierten Steue rsignals; und
(3) Zuführung des verstärkten pulsbreitenmodulierten Steuersignals zum Gleichstrommotor (120).
25. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzei c h &eegr; e t , dass der Schritt (c) den Schritt der Verzögerung des Umfanges der Trommel
(38) auf Stillstand anschliessend an die Trennung von Trommel (38) und Blatt (16) enthält.
26. Vorrichtung mit einer drehbaren Einrichtung (38), die einen Umfang aufweist, der eine Zeichendruckeinrichtung (44) enthält, und der Umfang ein Blatt (16) in eine Bewegungsbahn (18) zuführen kann, gekennzeichnet durch:
(a) eine erste Sensorvorrichtung (56, 58) zum Abfühlen eines Zeit Intervalls, während welchem ein Blatt (16) mit einer Vorderkante linear um eine vorgegebene Strecke in der Bewegungsbahn (18) bewegt wird;
(b) einen Gleichstrommotor (120), der mit der drehbaren Einrichtung (38) zu deren Antrieb verbunden ist;
(c) eine zweite Sensorvorrichtung (86, 126) zum Abfühlen der Winkelbewegung der drehbaren Einrichtung (38); und
(d) eine Rechneranordnung (500), die mit der ersten (56, 58) und der zweiten (86, 126) Sensorvorrichtung und mit dem Gleichstrommotor (120) verbunden ist, wobei die Rechneranordnung (500) umfasst:
(i) eine auf die erste Sensorvorrichtung (56, 58) ansprechende Einrichtung, um jeweils die Grossen zu liefern, die repräsentativ für die gewünschten Winkelbewegungen der drehbaren Einrichtungen (38) während aufeinanderfolgender Abtastzeitspannen sind;
(ii) eine auf die zweite Sensorvorrichtung (86, 126) ansprechende Einrichtung, um jeweilige Grossen zu liefern, die repräsentativ für die tatsächlichen Winkelbewegungen der drehbaren Einrichtung (38) während aufeinanderfolgender Abtastzeitspannen sind; und
(iii) eine Vorrichtung zur Kompensation des Unterschiedes zwischen den gewünschten und den tatsächlichen Winkelbewegungen und zur Erzeugung eines G I eichstrommotorsteuersigna I s zur Steuerung der Drehung des Motors (120), um die Zeichendruckeinrichtung (44) zu veranlassen, das in der Bewegungsbahn (18) befindliche Blatt (16) anfänglich in einem vorgegebenen Randabstand von der Vorderkante des Blattes (16) zuerfassen.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzei chnet, dass die erste Sensorvorrichtung eine erste (56) und eine zweite (58) Sensoreinrichtung umfasst, die um einen vorgegebenen Abstand (d,.) voneinander liegen, um aufeinanderfolgende Ankünfte eines Blattes (16) an zwei im Abstand voneinander liegenden Positionen in der Bewegungsbahn (18) zu erfassen.
28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27,. dadurch gekennzei c hnet , dass der Motor (120) eine AusgangsweLIe (122) hat und dass die zweite Sensorvorrichtung eine Quadratur-Codiereinrichtung (126) umfasst, die mit der Ausgangswelle (122) verbundenist.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechneranordnung (500) eine Vorrichtung zum Vergleich von Grossen aufweist, die repräsentativ für die gewünschten und tatsächlichen Winkelbewegungen sind und zur Erzeugung eines Fehlersignals, das repräsentativ für den Unterschied zwischen ihnen ist, dass die Kompensationsvorrichtung auf das Fehlersignal anspricht, um das Mot &ogr;rst euersignaI zu erzeugen, und dass das Motorsteuersignal den Unterschied zwischen den gewünschten und den tatsächlichen Winkelbewegungen kompensiert.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 29, gekennzeichnet durcheine Leistungsverstärkeranordnung (301) zur Verbindung der Rechneranordnung (500) mit dem Gleichstrommotor (120).
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 30, dadurch g e k e &eegr; &eegr; &zgr; e i c hn e t , dass die Vorrichtung eine Frankiermaschine (10) umfasst, die drehbare Einrichtung eine Frankiermaschinentrommel (38) enthält, die Trommel einen Drehbewegungszyklus hat, und das Motor steuersignaI derart ausgebildet ist, um den
Umfang der Trommel (38) im wesentlichen zu dem Zeitpunkt auf die Lineargeschwindigkeit des Blattes (16) zu , beschleunigen, zu dem der Umfang der Trommel (38) die Vorderkante des Blattes (16) erfasst.
32. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch
g e k e &eegr; &eegr; &zgr; ei c h &eegr; e t , dass die Vorrichtung ■eine- Frankiermaschine (10) umfasst, dass die drehbare Einrichtung eine Frankiermaschinentrommel (38) enthält, und die erste Sensorvorrichtung eine Post aufgabevorrichtung (12) ei nsch I iess I ich der ersten und zweiten Sensoreinrichtung (56, 58) umfasst.
33. Vorrichtung nach Anspruch 28,
g ek e &eegr; &eegr; &zgr; e i c h &eegr; e t durch eine Zählvorrichtung (270), um die Quadratur-Codiereinrichtung (126) mit der Rechneranordnung (500) zu verbinden.
34. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dassdas Motor steuersigna I ein impulsbreitenmoduliertes Steuersignal umfasst.
35. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Mot orsteuersigna I eine Funktion eines regressiven mathematischen Ausdrucks umfasst.
36. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dassdas Mot or st euersigna I eine Funktion des Fehlersignals und
ein früheres FehLersignaL umfasst.
37. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzei c h &eegr; e t , dass das MotorsteuersignaL eine Funktion des Feh Le rsignaLs und einfrüheres Motorsteuers ignaL umfasst.
38. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzei c h &eegr; e t , dass das MotorsteuersignaL die TrommeL (38) nach dem Lösen von TrommeL (38) und BLatt (16) in ihrer Geschwindigkeit auf StiLLstand verzögert.
39. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch
g e k e &eegr; &eegr; &zgr; e i c h &eegr; e t , dass die·Zählvorrichtung (270) eine Einrichtung umfasst, die der Rechneranordnung (500) ein Ausgangssignal Liefert, das repräsentativ für die.Winkelbewegung und die Drehrichtung der MotorantriebswelLe (122) ist.
40. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzei chnet, dass das frühere MotorsteuersignaL eine Funktion eines früheren Fehler si gnals umfasst.
41. Zur Verwendung mit einer Vorrichtung, einsch I iess I ich einer drehbaren Einrichtung (38), bei welcher die drehbare Einrichtung einen Umfang mit einer Zeichendruckeinrcihtung (44) hat und ein Blatt (16) mit einer Vorderkante in eine Bewegungsbahn (18) zuführen kann, ein Verfahren zur Steuerung der drehbaren
Einrichtung (38) zur Steuerung des Angriffes der Zeichendruckeinrichtung (44) am Blatt, gekennzeichnet durch:
(a) Abfühlen einer Zeitspanne, während welcher ein Blatt (16) linear um eine vorgegebene Strecke in der Bewegungsbahn (18) verschoben wird, und in Abhängigkeit hiervon Lieferung von Grossen, die repräsentativ für die jeweiligen gewünschten Winke I bewegungen der drehbaren Einrichtung (38) während aufeinanderfolgender Abtastzeitspannen sind;
(b) Anordnen eines Gleichstrommotors (120) zur Drehung der drehbaren Einrichtung (38);
(c) Abfühlen der Winkelbewegungen der drehbaren Einrichtung (38) und abhängig hiervon Lieferung von Grossen, die repräsentativ für jeweilige tatsächliche Winke I bewegungen der drehbaren Einrichtung (38) während aufeinanderfolgender Abtastzeitspannen sind; und
.Cd) digitales Kompensieren des Unterschiedes zwischen den gewünschten und den tatsächlichen Winkelbewegungen und Erzeugen eines Motorsteuersignals zur Steuerung.der Drehung der drehbaren Einrichtung (38), um die Zeichendruckeinrichtung (44) zu veranlassen, das Blatt (16) in der Bewegungsbahn (18) anfänglich in einem vorgegebenen Abstand von der Vorderkante des Blattes (16) zu erfassen.
42. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch
g e k e &eegr; &eegr; &zgr; e i c h &eegr; e t , dass der Schritt (a) den Schritt der Abfühlung aufeinanderfolgender Ankünfte eines Blattes (16) an zwei im Abstand voneinander liegenden Positionen in der Bewegungsbahn (18) enthäIt.
43. Verfahren nach Anspruch 41 oder 42, dadurch gekennzei c h &eegr; e t , dass der Schritt (c) den Schritt der Abfühlung der Richtung der Winkelbewegung des Gleichstrommotors (120) enthält.
44. Verfahren nach einem der Ansprüche 41 bis 43, dadurch gekennzei chnet, dass der Schritt (d) folgende Schritte enthält:
(1) Vergleichen von Grossen, die repräsentativ für die jeweiligen gewünschten und tatsächlichen Wi &eegr;ke I bewegungen sind; und
(2) Erzeugen eines Feh Iersigna Is, das repräsentativ für den Unterschied zwischen den jeweiligen gewünschten und tatsächlichen Winkelbewegungen ist und abhängig hiervon Erzeugen eines Motorsteuersignals, das den Unterschied zwischen den gewünschten und den tatsächlichen Winkelbewegungen kompensiert.
45. Verfahren nach einem der Ansprüche 41 bis 44, dadurch g e k e &eegr; &eegr; &zgr; e i c h &eegr; e t , dass der Schritt (c) den Schritt der Beschleunigung des Umfanges der drehbaren Einrichtung (38) auf die Geschwindigkeit des Blattes (16) im wesentlichen gleichzeitig mit dem
Angriff zwischen Umfang und Blatt (16) enthält.
46. Verfahren nach einem der Ansprüche 41 bis 45, dadurch g e k e &eegr; &eegr; &zgr; ei c h &eegr; e t , dass der Schritt (d) den Schritt der Berechnung des Motorsteuersignalsaus einer Funktion eines regressiven mathematischen Ausdrucks enthält.
47. Verfahren nach einem der Ansprüche 41 bis 46, dadurch gekennzei c h net, dass der Schritt Ca) den Schritt der Erzeugungjeweiliger Zählungen enthält, die repräsentativ für die gewünschten Winkelbewegungen der drehbaren Einrichtung sind.
48. Verfahren nach einem der Ansprüche 41 bis 47, dadurch g e k e &eegr; &eegr; &zgr; e i c h &eegr; e t , dass der Schritt (c) den Schritt der Erzeugung jeweiliger Zählungen enthält, die repräsentativ für die tatsächlichen Winkelbewegungen der drehbaren Einrichtung (38) sind.
49. Verfahren nach einem der Ansprüche 41 bis 48, dadurch ge k e &eegr; &eegr; &zgr; e i c h &eegr; e t , dass der Schritt (d) folgende Schritte enthält:
(1) Erzeugen eines pu I sbreitenmodu I ierten Motorsteuersigna Is;
( 2.) Verstärken des pulsbreitenmodulierten Steuersignals; und
(3) Führen des verstärkten, pulsbreitenmodulierten Steuersignals zum Gleichstrommotor (120).
50. Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzei c h &eegr; e t , dass der Schritt (c) den Schritt der Beschleunigung des Umfanges der drehbaren Einrichtung (38) auf Stillstand nach dem Lösen von Umfang und Blatt (16) voneinander enthält.
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