RU2249555C2

RU2249555C2 - Device to control piler feed wheel and method of state-stop synchronization of feed wheel

Info

Publication number: RU2249555C2
Application number: RU2002135636/12A
Authority: RU
Inventors: Дейвид Э. Старший МАЙЕР (US); Дейвид Э. Старший МАЙЕР
Original assignee: Гизеке Унд Девриент Гмбх
Priority date: 2000-06-13
Filing date: 2001-06-12
Publication date: 2005-04-10
Also published as: DE60109619D1; EP1299299B1; DE60109619T2; WO2001096220A3; WO2001096220A2; AU2001279656A1; ATE291554T1; EP1299299A2

Abstract

FIELD: materials handling facilities.

SUBSTANCE: invention relates to device for checking and handling of sheet materials, for instance, bank notes, piling or accumulation of sheet material and device for checking or handling sheet material. Proposed device for checking and/or handling of sheets, for instance, bank notes, is furnished with feed wheel. As distinct from piler of known design, feed wheel is rotated constantly, periodically decreasing or increasing its speed to align wheel pockets with inlet trough at moment of approaching of sheets to wheel. Feed wheel is rotated in step manner and is turned into new position at space of time when sheets get to wheel to prevent crumpling of sheet getting into wheel pocket. Step turning of feed wheel is provided according to preset parameters, with wheel stopped and held stationary in each preset position in which wheel pocket is aligned with inlet trough for time required for getting of separate sheet into wheel.

EFFECT: increased speed of handling of bank notes, reduced cost and weight of device and consumed power.

10 cl, 7 dwg

Description

Предпосылки создания изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

1. Область техники, к которой относится изобретение1. The technical field to which the invention relates.

Настоящее изобретение относится к устройству для контроля или обработки листового материала, например банкнот, в частности к устройству для укладывания в стопки или накопления листового материала (стопоукладчику) устройства для контроля или обработки листового материала. Стопоукладчик имеет по меньшей мере одно лопастное, или подающее, колесо, в которое селективно подаются прошедшие контроль или обработку листы, шаговый двигатель, вращающий подающее колесо, принимающее листы и укладывающее их в стопки, и схему управления шаговым двигателем, синхронизирующую движение колеса с движением листов вращением подающего колеса в старт-стопном, или прерывистом (шаговом), режиме. Режим вращения колеса задается контроллером, и колесо, которое вращается только в промежутках между подходами к нему листов, во время входа листов в образующие накопительные карманы промежутки между пальцами (лопастями) колеса остается неподвижным, что исключает возможность столкновения входящих в колесо листов с краями его накопительных карманов.The present invention relates to a device for controlling or processing sheet material, for example banknotes, in particular to a device for stacking or accumulating sheet material (stacker) of a device for controlling or processing sheet material. The stacker has at least one paddle, or feed wheel, into which sheets that have passed inspection or processing are selectively fed, a stepper motor that rotates the feed wheel, receives sheets and stacks them, and a stepper motor control circuit that synchronizes the movement of the wheel with the movement of sheets rotation of the feed wheel in the start-stop, or intermittent (step) mode. The wheel rotation mode is set by the controller, and the wheel that rotates only in the intervals between the approaches of the sheets, while the sheets enter the storage pockets between the fingers (blades) of the wheel, remains stationary, which eliminates the possibility of collision of the sheets entering the wheel with the edges of its storage pockets.

Настоящее изобретение относится также к способу накопления или укладывания в стопки прошедших контроль или обработку листов и их селективного отвода в стопоукладчик, в котором для накопления листов и укладывания листов в стопки используют лопастное подающее колесо. При осуществлении предлагаемого в изобретении способа подающее колесо поворачивают только в промежутках между подходами листов к колесу и оставляют неподвижным и правильно позиционированным к моменту подхода к нему каждого листа, что исключает возможность столкновения входящих в колесо листов с краями его накопительных карманов.The present invention also relates to a method for storing or stacking sheets that have undergone inspection or processing of sheets and selectively take them to a stacker, in which a paddle feed wheel is used to accumulate sheets and stack sheets in stacks. When implementing the method proposed in the invention, the feed wheel is turned only between the approaches of the sheets to the wheel and left motionless and correctly positioned by the time each sheet approaches it, which eliminates the possibility of collision of the sheets entering the wheel with the edges of its storage pockets.

2. Уровень техники2. The level of technology

Колеса стопоукладчиков, называемые также звездочками или накопительными лопастными колесами, широко применяются для накопления и укладывания в стопки прошедшего контроль или обработку листового материала, например банкнот. Показанное на фиг.1-3 колесо 1 стопоукладчика известной конструкции имеет множество спиральных лопастей (пальцев) 4, которые образуют накопительные карманы 5. В процессе вращения колеса карманы 5 последовательно подходят к входному желобу 6, и по результатам контроля (например, после определения номинала банкнот) листы селективно направляются в желоб поворотной заслонкой 7. В карманах скорость поступательного движения листов падает, и листы без каких-либо повреждений могут быть уложены в пачки. После попадания листов в карманы 5 колеса оно переводится в режим очистки (опорожнения), и находящиеся в карманах листы собираются в приемном лотке 8.Stacker wheels, also called sprockets or storage impeller wheels, are widely used for accumulating and stacking sheets of past material that has been inspected or processed, such as banknotes. Shown in figures 1-3, the wheel 1 of the stacker of known design has many spiral blades (fingers) 4, which form the storage pockets 5. During the rotation of the wheel, the pockets 5 sequentially approach the input groove 6, and according to the results of control (for example, after determining the face value banknotes) sheets are selectively guided into the gutter by a rotary shutter 7. In pockets, the speed of the translational movement of the sheets decreases, and the sheets can be stacked without any damage. After the sheets get into the pockets of the 5 wheel, it is transferred to the cleaning (emptying) mode, and the sheets in the pockets are collected in the receiving tray 8.

Обработка банкнот обычно происходит с высокой скоростью, поэтому повреждения листов, происходящие до их попадания в соответствующие карманы колеса в результате столкновения листа с одним из спиральных пальцев 4, как это проиллюстрировано на фиг.2, могут привести к пропускам в подаче листов в приемный лоток или к заеданию колеса из-за смятия листов.The processing of banknotes usually occurs at a high speed, so damage to the sheets that occur before they fall into the corresponding pockets of the wheel as a result of the collision of the sheet with one of the spiral fingers 4, as illustrated in figure 2, can lead to omissions in the sheet feeding in the receiving tray or Wheel jam due to creasing sheets.

Возможность столкновения листов с колесом возникает при малейшем отклонении времени подхода листов к подающему (накопительному) колесу от номинального значения.The possibility of a collision of the sheets with the wheel occurs at the slightest deviation of the time of approach of the sheets to the feeding (storage) wheel from the nominal value.

Для уменьшения вероятности столкновений было предложено увеличить угол входа листа в карман, снизив тем самым возможность удара листа в заднюю поверхность пальца перед входом листа в карман, что, однако, не привело к существенному снижению количества соударений. Более эффективный, но и более сложный известный в настоящее время способ снижения соударений и смятия листов основан на синхронизации вращения колеса с зафиксированным моментом подхода листов к накопителю путем изменения его скорости вращения, в частности ускорением или замедлением колеса для компенсации отклонения момента подхода листа к накопителю от номинального значения.To reduce the likelihood of collisions, it was proposed to increase the angle of entry of the sheet into the pocket, thereby reducing the possibility of hitting the sheet in the back surface of the finger before entering the sheet into the pocket, which, however, did not significantly reduce the number of collisions. A more effective, but also more complex currently known method of reducing collisions and crushing of sheets is based on synchronizing the rotation of the wheel with a fixed moment of approach of the sheets to the drive by changing its rotation speed, in particular by accelerating or decelerating the wheel to compensate for the deviation of the moment of approach of the sheet to the drive from nominal value.

Для синхронизации вращения колеса стопоукладчика с движением поступающих к нему листов в стопоукладчиках известной конструкции используют, как показано на фиг.3, по меньшей мере один оптический датчик 9, расположенный по ходу движения листов до колеса (накопителя) и выдающий информацию о движении листов к входному желобу 6. Выходные сигналы датчика или датчиков поступают в микроконтроллер 10. Микроконтроллер 10 передает временные сигналы (отметки времени) в контроллер 11 двигателя, который определяет время подхода листа к колесу и регулирует скорость приводимого во вращение шаговым двигателем 12 колеса таким образом, что лист входит в один из карманов 5 колеса строго в момент совпадения входа в карман с траекторией движения листа. Кроме того, микроконтроллер 10 синхронизирует работу заслонки 7 и/или контроллера 7' заслонки, направляя банкноты в тот или иной накопитель или на дальнейшую обработку.To synchronize the rotation of the wheel of the stacker with the movement of the sheets arriving at it in the stackers of known design, as shown in FIG. 3, at least one optical sensor 9 is used, located along the sheets to the wheel (drive) and providing information about the movement of sheets to the input the chute 6. The output signals of the sensor or sensors are supplied to the microcontroller 10. The microcontroller 10 transmits time signals (time stamps) to the motor controller 11, which determines the time the sheet approaches the wheel and adjusts the rotation speed of the driven wheel stepper motor 12 so that the sheet enters into one of the pockets 5 at the time strictly wheel matches the entrance of the pocket with the trajectory of motion of the sheet. In addition, the microcontroller 10 synchronizes the operation of the shutter 7 and / or the shutter controller 7 ', directing banknotes to a particular drive or for further processing.

Как показано на фиг.4, при управлении устройством, показанным на фиг.3, известным способом микроконтроллер 10, получив сигнал с выхода оптического датчика 9 (шаг 1), передает информацию о проходе листа в контроллер 11 двигателя, который по полученной от микроконтроллера 10 информации рассчитывает время подхода листа к карману колеса (шаг 2). Затем на основании данных о положении или фазе шагового двигателя 12 его контроллер 11 рассчитывает величину замедления или ускорения колеса, необходимую для того, чтобы карман колеса оказался в требуемом положении точно в момент подхода к нему листа (шаг 3). Аналогичная процедура повторяется и при подходе к датчику 9 следующего листа.As shown in FIG. 4, when controlling the device shown in FIG. 3 in a known manner, the microcontroller 10, having received a signal from the output of the optical sensor 9 (step 1), transmits information about the passage of the sheet to the motor controller 11, which is received from the microcontroller 10 The information calculates the time the sheet approaches the wheel pocket (step 2). Then, based on the position or phase data of the stepper motor 12, its controller 11 calculates the amount of deceleration or acceleration of the wheel necessary for the wheel pocket to be in the desired position exactly at the time of approaching the sheet (step 3). A similar procedure is repeated when approaching the sensor 9 of the next sheet.

В таком способе управления стопоукладчиком, показанным на фиг.3, все расчеты и регулирование скорости должны выполняться в промежутке времени между моментом подхода листа к оптическому датчику 9 и моментом его подхода к подающему колесу 1. В устройстве для контроля банкнот США или Канады, в котором скорость проверки достигает 10 банкнот в секунду, промежуток времени между подходом к оптическому датчику переднего края банкноты и подходом банкноты к подающему колесу составляет приблизительно 13,5 мс, а время до момента входа в карман заднего края банкноты составляет от 22 до 24 мс. Из-за большой скорости обработки, а также из-за большого момента, необходимого для ускорения или замедления двигателя в течение очень небольшого промежутка времени между моментом окончания расчета требуемой скорости и подходом банкноты к колесу, к шаговому двигателю, вращающему подающее колесо, предъявляются очень высокие требования.In this method of controlling the stacker shown in FIG. 3, all calculations and speed control should be performed in the interval between the moment the sheet approaches the optical sensor 9 and the moment it approaches the feed wheel 1. In a banknote control device of the United States or Canada, in which the verification speed reaches 10 banknotes per second, the time interval between the approach to the optical sensor of the front edge of the banknote and the approach of the banknote to the feed wheel is approximately 13.5 ms, and the time before entering the back pocket Single banknote is from 22 to 24 ms. Due to the high processing speed, and also because of the large moment necessary to accelerate or decelerate the engine for a very short period of time between the moment the calculation of the required speed is completed and the banknote approaches the wheel, very high prices are presented to the stepper motor rotating the feed wheel requirements.

Примером решения проблемы, связанной с большим вращающим моментом двигателя, может служить устройство управления двигателем непрерывно вращающегося подающего колеса, предложенное в патенте US 5641156. В предложенной в этом патенте системе для снижения величины ускорения или замедления, необходимой для точного согласования положения колеса с подходящими к нему банкнотами, шаговый двигатель изменяет скорость вращения колеса только в том случае, когда шаг, или расстояние между банкнотами выходит за допустимые пределы, при этом скорость вращения колеса изменяется на величину, достаточную для того, чтобы колесо пришло в положение, в котором в него может войти банкнота. Кроме того, для дополнительного снижения величины регулирования скорости подающего колеса в предложенном устройстве используют отдельный привод, предназначенный для ускорения или замедления самих банкнот.An example of a solution to the problem associated with a large engine torque is the continuously rotating feed wheel engine control device proposed in US Pat. No. 5,641,156. In the system proposed in this patent, it is possible to reduce the acceleration or deceleration required to precisely match the position of the wheel with those suitable for it banknotes, the stepper motor changes the wheel speed only when the step, or the distance between the banknotes is outside the acceptable range, while the rotation speed Nia wheel changes by an amount sufficient to ensure that the wheel has come to a position where it can enter the bill. In addition, to further reduce the magnitude of the speed control of the feed wheel in the proposed device use a separate drive designed to accelerate or slow down the banknotes themselves.

Однако даже с учетом предложенных в патенте US 5641156 решений для надежной синхронизации колеса и банкнот необходимо использовать очень сложные системы регулирования и сравнительно мощный двигатель, что приводит к ограничению скорости обработки банкнот и увеличению стоимости и веса всего устройства контроля и обработки банкнот и потребляемой им мощности.However, even taking into account the solutions proposed in US Pat. No. 5,641,156 for reliable synchronization of the wheel and banknotes, it is necessary to use very complex control systems and a relatively powerful engine, which leads to a limitation of the banknote processing speed and an increase in the cost and weight of the entire banknote control and processing device and its power consumption.

Краткое изложение сущности изобретенияSummary of the invention

Первой задачей настоящего изобретения является разработка такого устройства для высокоскоростной обработки и/или контроля листового материала с подающим колесом со множеством спиральных пальцев, образующих карманы для прошедших контроль и/или обработку листов, в котором вызванная отклонениями от номинального времени подхода листов к колесу вероятность смятия листов была бы сведена к минимуму.The first objective of the present invention is the development of such a device for high-speed processing and / or control of sheet material with a feed wheel with many spiral fingers forming pockets for past inspection and / or processing of sheets, in which the probability of sheet crushing caused by deviations from the nominal time of approach of the sheets to the wheel would be minimized.

Второй задачей настоящего изобретения является разработка такого устройства для высокоскоростной обработки и/или контроля листового материала с подающим колесом со множеством спиральных пальцев, образующих карманы для прошедших контроль и/или обработку листов, в котором позиционирование с высокой точностью карманов и попадание в них последовательно движущихся листов осуществлялось бы без постоянного контроля и/или регулирования скорости подающего колеса для компенсации отклонений времени подхода листов к колесу от номинального значения.The second objective of the present invention is the development of such a device for high-speed processing and / or control of sheet material with a feed wheel with many spiral fingers forming pockets for past sheets and / or processing sheets, in which the positioning of the pockets with high accuracy and hit them sequentially moving sheets would be carried out without constant monitoring and / or regulation of the speed of the feed wheel to compensate for deviations of the time of approach of the sheets to the wheel from the nominal Achen.

Третьей задачей настоящего изобретения является разработка такого устройства для высокоскоростной обработки и/или контроля листового материала с подающим колесом со множеством спиральных пальцев, образующих карманы для прошедших контроль и/или обработку листов, в котором позиционирование с высокой точностью карманов и попадание в них последовательно движущихся листов осуществлялось бы без каких-либо выполняемых в реальном времени расчетов времени подхода листов к колесу или без постоянного регулирования положения колеса.A third object of the present invention is the development of such a device for high-speed processing and / or control of sheet material with a feed wheel with a plurality of spiral fingers forming pockets for sheets that have passed the control and / or processing, in which the positioning of the pockets with high accuracy and the ingress of sequentially moving sheets into them It would be carried out without any real-time calculations of the time of approach of the sheets to the wheel or without constant adjustment of the position of the wheel.

Четвертой задачей настоящего изобретения является разработка такого устройства для высокоскоростной обработки и/или контроля листового материала с подающим колесом со множеством спиральных пальцев, образующих карманы для прошедших контроль и/или обработку листов, в котором позиционирование с высокой точностью карманов и попадание в них последовательно движущихся листов осуществлялось бы с использованием шагового двигателя с шаговым поворотом по заданным параметрам, позволяющим снизить до минимума вращающий момент двигателя и, следовательно, уменьшить его мощность и защитить подающее колесо и находящиеся в нем листы от усилий, возникающих при внезапных повторяющихся ускорениях и замедлениях колеса.A fourth object of the present invention is to provide such a device for high-speed processing and / or control of sheet material with a feed wheel with a plurality of spiral fingers forming pockets for sheets that have passed control and / or processing, in which the positioning of pockets with high accuracy and the ingress of sequentially moving sheets into them would be carried out using a stepper motor with a stepping rotation according to the specified parameters, which allows to minimize the motor torque and, after in fact, reduce its power and protect the feed wheel and the sheets inside it from the forces arising from sudden repeated accelerations and decelerations of the wheel.

Пятой задачей настоящего изобретения является разработка такого устройства для высокоскоростной обработки и/или контроля листового материала с подающим колесом со множеством спиральных пальцев, образующих карманы для прошедших контроль и/или обработку листов, в котором потребление энергии накопительным устройством было бы сведено к минимуму.A fifth object of the present invention is to provide such a device for high-speed processing and / or control of sheet material with a feed wheel with a plurality of spiral fingers forming pockets for sheets that have passed control and / or processing, in which the energy consumption of the storage device would be minimized.

Шестой задачей настоящего изобретения является разработка такого способа управления содержащим множество образующих спиральные карманы пальцев подающим колесом устройства для высокоскоростной обработки и/или контроля листового материала, который при вхождении листов в карманы позволял бы исключить столкновение листов с краями таких карманов и который не требовал бы выполнения в реальном времени расчетов времени подхода листов к колесу или постоянного регулирования скорости колеса для компенсации отклонений времени подхода листов к колесу от номинального значения.The sixth objective of the present invention is to develop such a control method containing a multitude of spiral pockets forming fingers of the feed wheel of the device for high-speed processing and / or control of sheet material, which, when the sheets enter the pockets, would eliminate the collision of sheets with the edges of such pockets and which would not require execution in real-time calculations of the time of approach of the sheets to the wheel or constant adjustment of the speed of the wheel to compensate for deviations of the time of approach of the sheets the wheel of the nominal value.

Указанные выше задачи решаются с помощью предлагаемого в предпочтительном варианте стопоукладчика с подающим колесом, в котором к моменту подхода листов к колесу совмещение карманов колеса с входным желобом осуществляется не замедлением или ускорением непрерывно вращающегося колеса, а его шаговым поворотом по заданным параметрам до совмещения одного из карманов колеса с желобом и остановкой колеса в этом положении до тех пор, пока лист не войдет в карман колеса.The above problems are solved with the help of a stacker with a feed wheel, which is preferable, in which, at the moment the sheets approach the wheel, the pockets of the wheel and the input chute are combined not by deceleration or acceleration of the continuously rotating wheel, but by its step-by-step rotation according to the specified parameters until one of the pockets is aligned wheels with a trough and the wheel stops in this position until the sheet enters the wheel pocket.

Предлагаемый в изобретении шаговый поворот подающего колеса из одного заданного неподвижного положения в другое исключает необходимость в выполнении в реальном времени расчета момента подхода листа к колесу, поскольку при этом в отличие от известных конструкций с непрерывным вращением колеса, в которых колесо должно быть остановлено строго в момент подхода к нему листа, колесо можно остановить в любой момент времени до подхода к нему следующего листа. Поэтому при продолжительности поворота колеса, меньшей минимального интервала времени между подходами к колесу последовательно движущихся листов, поворот колеса можно начинать в любой момент времени после входа листа в карман по любому сигналу, связанному с движением листов, в частности:The inventive step-wise rotation of the feed wheel from one predetermined fixed position to another eliminates the need for real-time calculation of the moment of approach of the sheet to the wheel, since in contrast to the known constructions with continuous rotation of the wheel, in which the wheel must be stopped strictly at the moment approach to it sheet, the wheel can be stopped at any time before the next sheet approaches it. Therefore, when the duration of the rotation of the wheel is less than the minimum time interval between approaches to the wheel of successively moving sheets, the rotation of the wheel can begin at any time after the sheet enters the pocket by any signal associated with the movement of the sheets, in particular:

1) по сигналу оптического датчика, расположенного до подающего колеса или на входе в стопоукладчик,1) by the signal of the optical sensor located up to the feed wheel or at the entrance to the stacker,

2) по синхронизирующим сигналам главного контроллера стопоукладчика или по сигналам управления заслонкой либо2) by the synchronizing signals of the main controller of the stacker or by the control signals of the damper or

3) по любому другому сигналу, связанному с движением листов.3) by any other signal associated with the movement of the sheets.

Поворот колеса можно, например, начинать через определенное время после регистрации заднего фронта сигнала оптического датчика или заднего фронта связанного с ним синхронизирующего сигнала ("synch"), поскольку период времени от прохода заднего края листа под оптическим датчиком, расположенным до входного желоба обычного стопоукладчика, до входа листа в карман можно определить заранее.The rotation of the wheel can, for example, begin after a certain time after registering the trailing edge of the optical sensor signal or the trailing edge of the associated synchronization signal ("synch"), since the period of time from the trailing edge of the sheet under the optical sensor located to the input chute of a conventional stacker, before entering the sheet in the pocket can be determined in advance.

Следует отметить, что настоящее изобретение предполагает возможность шагового поворота подающего колеса различными способами, однако наиболее предпочтительным является вариант, в котором предлагаемая в изобретении система управления стопоукладчиком имеет программируемый микроконтроллер прерываний, задающий такой режим ускорения и замедления колеса, при котором колесо после входа в него листа поворачивается на определенный угол, равный, например, 30 градусам. Поворот колеса предпочтительно начинать в момент прохождения заднего фронта (среза) синхроимпульса, поступающего из главного контроллера в программируемый микроконтроллер прерываний и в контроллер заслонки в качестве сигнала о том, что очередной лист подходит к колесу и должен в него войти. Отставание переднего фронта синхроимпульса от предыдущего импульса может быть любым, однако для того, чтобы между запуском нового импульса и моментом подхода к колесу следующей банкноты оставалось определенное время, задний фронт синхроимпульса должен опережать момент входа в карман колеса заднего края листа.It should be noted that the present invention suggests the possibility of stepping the feed wheel in various ways, however, the most preferred is the option in which the inventive stop stacker control system has a programmable interrupt microcontroller that defines such a mode of acceleration and deceleration of the wheel, in which the wheel after entering the sheet rotates a certain angle equal to, for example, 30 degrees. It is preferable to start turning the wheel at the moment of the trailing edge (slice) of the clock pulse coming from the main controller to the programmable interrupt microcontroller and to the damper controller as a signal that the next sheet is coming to the wheel and must enter it. The lag of the leading edge of the clock pulse from the previous pulse can be any, however, in order for a certain time to remain between the start of the new pulse and the moment of approaching the wheel of the next banknote, the trailing edge of the clock pulse must be ahead of the moment of entering the rear edge of the sheet into the wheel pocket.

Так, например, при обработке или контроле банкнот США или Канады со скоростью десять банкнот в секунду поворот подающего колеса можно начинать через 9,5 мс после прохода под оптическим датчиком заднего края банкноты, т.е. приблизительно за 4 мс до того, как задний край банкноты войдет в подающее колесо, и через 4 мс после начального (стартового) синхроимпульса.So, for example, when processing or monitoring banknotes of the USA or Canada at a speed of ten banknotes per second, the rotation of the feed wheel can begin after 9.5 ms after passing the rear edge of the banknote under the optical sensor, i.e. approximately 4 ms before the back edge of the banknote enters the feed wheel, and 4 ms after the initial (start) clock.

В предпочтительном варианте изобретения синхроимпульс используют не только для начала поворота колеса по заднему фронту импульса, но и для начала очистки (опорожнения) подающего колеса от собирающихся в его карманах листов или банкнот. Так, в частности, при отсутствии синхроимпульса в течение определенного периода времени, например в течение 100 мс, начинается цикл опорожнения, продолжающийся в течение шести последовательных поворотов колеса. При появлении во время опорожнения колеса синхроимпульса необходимо иметь достаточный запас времени для того, чтобы колесо успело повернуться в нужное положение для завершения если не всего цикла, то по меньшей мере данного этапа опорожнения. В предлагаемом в изобретении стопоукладчике остается достаточно времени для завершения начавшегося этапа опорожнения, поскольку цикл шагового поворота колеса продолжается приблизительно 30 мс, а передний фронт синхроимпульса по меньшей мере на 35 мс опережает момент подхода к подающему колесу следующей банкноты или другого листа.In a preferred embodiment of the invention, the sync pulse is used not only to start turning the wheel along the trailing edge of the pulse, but also to start cleaning (emptying) the feed wheel from sheets or banknotes collected in its pockets. So, in particular, in the absence of a sync pulse for a certain period of time, for example for 100 ms, an empty cycle begins, continuing for six consecutive turns of the wheel. If a clock pulse appears during emptying the wheel, it is necessary to have a sufficient margin of time for the wheel to turn to the desired position to complete, if not the entire cycle, then at least this stage of emptying. In the inventive stacker, there is enough time left to complete the started emptying step, since the step-by-step cycle of the wheel lasts approximately 30 ms, and the leading edge of the sync pulse is at least 35 ms ahead of the moment of approaching the feed wheel of the next banknote or other sheet.

Еще одна особенность предпочтительного варианта изобретения заключается в том, что для сведения к минимуму усилий, возникающих при внезапном ускорении и замедлении подающего колеса, параметры ускорения и замедления шагового двигателя, передаваемые программируемым микроконтроллером прерываний в контроллер шагового двигателя, обеспечивают максимально плавный разгон колеса до полной скорости и такое же плавное его последующее замедление. Для дополнительной защиты подающего колеса от ударной нагрузки вал подающего колеса можно соединить с двигателем винтовой пружиной или другим демпфирующим устройством.Another feature of the preferred embodiment of the invention is that in order to minimize the forces arising from the sudden acceleration and deceleration of the feed wheel, the acceleration and deceleration parameters of the stepper motor transmitted by the programmable interrupt microcontroller to the stepper motor controller provide the most smooth acceleration of the wheel to full speed and its subsequent smooth deceleration. For additional protection of the feed wheel from shock, the feed wheel shaft can be connected to the engine with a coil spring or other damping device.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На прилагаемых к описанию чертежах показано:The accompanying description of the drawings shows:

на фиг.1 и 2 - схемы входа банкноты в известное подающее колесо,figure 1 and 2 - scheme of entry of banknotes into a known feed wheel,

на фиг.3 - схема известного стопоукладчика с постоянным регулированием скорости синхронизированного подающего колеса,figure 3 - diagram of a known stacker with constant speed control of the synchronized feed wheel,

на фиг.4 - блок-схема регулирования скорости известного подающего колеса,figure 4 is a block diagram of the speed control of the known feed wheel,

на фиг.5 - схема предлагаемого в предпочтительном варианте изобретения стопоукладчика с непрерывным регулированием скорости синхронизированного подающего колеса,figure 5 - diagram proposed in a preferred embodiment of the invention, the stacker with continuous speed control of the synchronized feed wheel,

на фиг.6 - временная диаграмма контроллера шагового двигателя подающего колеса, выполненного в соответствии с предпочтительным вариантом настоящего изобретения, и6 is a timing diagram of a stepper motor controller of a feed wheel made in accordance with a preferred embodiment of the present invention, and

на фиг.7 - блок-схема программы управления двигателем стопоукладчика, показанного на фиг.5.Fig.7 is a block diagram of the engine control program of the stacker shown in Fig.5.

Предпочтительные варианты выполнения изобретенияPreferred Embodiments

Показанный на фиг.5 стопоукладчик устройства для высокоскоростной обработки и/или контроля листового материала, выполненный в соответствии с предпочтительным вариантом, имеет подающее колесо 20 со множеством спиральных пальцев 21, образующих карманы 22, в которых собираются прошедшие контроль и/или обработку листы, например банкноты США или Канады, и разделительные карточки. Стопоукладчик имеет транспортер с приводными лентами 23 и 24, который с большой скоростью перемещает листы к управляемой контроллером 26 заслонке 25, предназначенной для сортировки листов по результатам их контроля, например по номиналу банкнот. Отсортированные листы проходят через входной желоб 27 с роликами 28 и 29 к подающему колесу 20, которое переносит листы к приемному лотку, накопителю или другому устройству 30, в котором они собираются в пачки или подвергаются дальнейшей обработке.The stacker of the device for high-speed processing and / or control of sheet material shown in FIG. 5, made in accordance with the preferred embodiment, has a feed wheel 20 with a plurality of spiral fingers 21 forming pockets 22, in which sheets that have passed the inspection and / or processing are collected, for example US or Canadian banknotes and dividing cards. The stacker has a conveyor with drive belts 23 and 24, which with high speed moves the sheets to the shutter 25 controlled by the controller 26, designed to sort the sheets according to the results of their control, for example, according to the face value of banknotes. Sorted sheets pass through the inlet chute 27 with rollers 28 and 29 to the feed wheel 20, which transfers the sheets to the receiving tray, drive or other device 30, in which they are collected in bundles or further processed.

Подающее колесо приводится в движение выходным валом 32 шагового двигателя 31, работой которого управляет контроллер 33. Общее управление работой по меньшей мере стопоукладчика в устройстве контроля и/или обработки листов осуществляет главный контроллер 34, который через отдельный оптический интерфейс соединен с программируемым микроконтроллером 35 прерываний, соединенным в свою очередь с контроллером 33 шагового двигателя.The feed wheel is driven by the output shaft 32 of the stepper motor 31, the operation of which is controlled by the controller 33. The overall control of at least the stacker in the control and / or sheet processing device is carried out by the main controller 34, which is connected via a separate optical interface to the programmable microcontroller 35 interrupts, connected in turn with the controller 33 of the stepper motor.

Программируемый микроконтроллер прерываний выполняет две следующие функции:The programmable interrupt microcontroller performs the following two functions:

1. Для совмещения карманов подающего колеса с входным желобом к моменту подхода листа к колесу программируемый микроконтроллер прерываний выдает в контроллер 33 шагового двигателя команду на поворот шагового двигателя 31 в положение, в котором карман подающего колеса находится на пути движения банкноты, и на остановку колеса до входа листа в его накопительный карман.1. To combine the pockets of the feed wheel with the input chute by the time the sheet approaches the wheel, the programmable interrupt microcontroller issues a command to the stepper motor controller 33 to rotate the stepper motor 31 to a position in which the pocket of the feed wheel is in the way of the banknote movement and to stop the wheel to the entry of the sheet into his storage pocket.

2. Программируемый микроконтроллер прерываний определяет также момент начала цикла опорожнения подающего колеса и выдает в контроллер шагового двигателя команду на поворот колеса для его опорожнения от находящихся в карманах листов, которые собираются в приемном лотке 30.2. The programmable interrupt microcontroller also determines the moment of the beginning of the emptying cycle of the feed wheel and gives the stepper motor controller a command to turn the wheel to empty it from the sheets in the pockets that are collected in the receiving tray 30.

Ниже указано, что в предпочтительном варианте изобретения обе эти команды выдаются в ответ на синхронизирующий сигнал SYNCH, который из главного контроллера подается в микроконтроллер и может использоваться для управления контроллером 26 заслонки. Появление синхронизирующего сигнала зависит от результатов проведенного до стопоукладчика контроля и/или обработки листа, т.е. информации о том, что лист обработан полностью и находится на пути в накопительное устройство или должен быть направлен в подающее колесо (специалистам хорошо известно, что каждое устройство такого типа или накопитель листового материала обычно имеет не одно показанное на схеме, а несколько последовательно расположенных подающих колес). Кроме того, длительность синхронизирующего сигнала должна быть достаточной для того, чтобы обеспечить прохождение банкноты и ее подход к стопоукладчику, и поэтому по меньшей мере появление заднего фронта синхронизирующего сигнала зависит от выходного сигнала датчика 36, определяющего подход листа к заслонке 25.It is indicated below that in a preferred embodiment of the invention, both of these commands are issued in response to a synchronization signal SYNCH, which is supplied from the main controller to the microcontroller and can be used to control the damper controller 26. The appearance of the synchronization signal depends on the results of the inspection and / or sheet processing carried out before the stacker, i.e. information that the sheet has been completely processed and is on the way to the storage device or should be directed to the feed wheel (it is well known to specialists that each device of this type or the sheet material storage device usually has not one shown in the diagram, but several successively arranged feeding wheels ) In addition, the duration of the synchronization signal should be sufficient to ensure the passage of the banknote and its approach to the stacker, and therefore, at least the appearance of the trailing edge of the synchronization signal depends on the output signal of the sensor 36, which determines the approach of the sheet to the shutter 25.

Как показано на фиг.6 и 7, которые иллюстрируют работу устройства для контроля листового материала на примере банкнот США и Канады, при подходе проверенной банкноты (БН) к подающему колесу и после пуска устройства или после предыдущего опорожнения колеса (во время которого колесо опорожняется и поворачивается в положение, в котором новая банкнота может войти в один из его карманов), в программируемый контроллер прерываний поступает синхронизирующий сигнал SYNCH (шаг 101), и через 4 мс после прохождения переднего края (ПК) банкноты под оптическим датчиком 36 (выходной сигнал которого обозначен на фиг.6 буквами PDE) банкнота подходит к подающему колесу (шаг 102). Затем под датчиком 36 проходит задний край (ЗК) банкноты, который через 4 мс входит в подающее колесо, после чего в контроллер прерываний синхронизирующий импульс SYNCH перестает поступать (шаг 103).As shown in Fig.6 and 7, which illustrate the operation of the device for controlling sheet material on the example of US and Canadian banknotes, when the verified banknote (BN) approaches the feed wheel and after starting the device or after the previous wheel emptying (during which the wheel is empty and rotates to a position in which a new banknote can enter one of its pockets), the SYNCH clock signal is entered into the programmable interrupt controller (step 101), and 4 ms after passing the front edge (PC) of the banknote under the optical by the sensor 36 (the output signal of which is indicated in FIG. 6 by the letters PDE), the banknote approaches the feed wheel (step 102). Then, under the sensor 36, there passes the trailing edge (ZK) of the banknote, which, after 4 ms, enters the feed wheel, after which the synchronization pulse SYNCH ceases to enter the interrupt controller (step 103).

В момент поступления заднего фронта синхронизирующего импульса программируемый микроконтроллер 35 прерываний запускает новый цикл шагового поворота колеса, в течение первых 6 мс которого колесо остается неподвижным, после чего в течение 30 мс колесо поворачивается, разгоняясь до максимальной угловой скорости (шаг 104) и постепенно останавливаясь (шаг 105). Подающее колесо останавливается и остается неподвижным в положении приема банкноты до прихода в стопоукладчик следующей банкноты и поступления в контроллер прерываний заднего фронта следующего синхронизирующего импульса или до начала цикла опорожнения.When the trailing edge of the synchronizing pulse arrives, the programmable microcontroller 35 interrupts starts a new cycle of stepwise rotation of the wheel, during the first 6 ms of which the wheel remains stationary, after which the wheel rotates for 30 ms, accelerating to the maximum angular speed (step 104) and gradually stopping ( step 105). The feed wheel stops and remains stationary in the banknote reception position until the next banknote arrives at the stacker and the trailing edge of the next synchronizing pulse arrives at the interrupt controller or before the emptying cycle begins.

Цикл опорожнения колеса, во время которого колесо очищают от накопившихся в нем банкнот, начинается в том случае, если в течение заданного периода времени в контроллер прерываний не поступит синхронизирующий импульс, указывающий на наличие на входе в стопоукладчик очередной банкноты. В рассматриваемом примере этот период времени составляет 100 мс, и во время цикла опорожнения колесо последовательно поворачивается на шесть шагов, при этом в зависимости от конкретных условий количество таких шагов поворота колеса может быть разным. В любой момент во время опорожнения колеса в контроллер прерываний может поступить новый синхронизирующий импульс, и в этом случае после очередного поворота колесо останавливается. Поскольку полная продолжительность поворота колеса на один шаг не превышает 30 мс, а движение банкноты к колесу после появления переднего фронта синхронизирующего импульса занимает 35 мс, к моменту подхода банкноты к колесу поворот колеса на один шаг можно закончить, не опасаясь повреждения банкноты, после чего колесо может снова поворачиваться в обычном шаговом режиме по заднему фронту каждого следующего синхроимпульса.The wheel emptying cycle, during which the wheel is cleaned of banknotes accumulated in it, begins if, within a specified period of time, a synchronizing pulse does not arrive at the interrupt controller, indicating the presence of another banknote at the input to the stacker. In this example, this time period is 100 ms, and during the emptying cycle, the wheel rotates sequentially in six steps, while depending on the specific conditions, the number of such steps of turning the wheel may be different. At any time during the emptying of the wheel, a new synchronizing pulse can come into the interrupt controller, and in this case, after the next turn, the wheel stops. Since the total duration of turning the wheel by one step does not exceed 30 ms, and the movement of the banknote to the wheel after the leading edge of the synchronizing pulse appears takes 35 ms, by the time the banknote approaches the wheel, the wheel can be turned one step without fear of banknote damage, after which the wheel can again be rotated in normal step mode along the trailing edge of each subsequent clock pulse.

Очевидно, что управление шаговым двигателем можно существенно упростить при установке на вал двигателя не показанного на схеме датчика углового положения или диска с лимбом, зубцами или какими-либо иными метками, характеризующими угловое положение вала, и при использовании счетчика, показывающего угол поворота вращающегося в шаговом режиме вала. Конструкция шагового двигателя и схема его остановки в заданном положении хорошо известны и не являются объектом настоящего изобретения.Obviously, controlling a stepper motor can be greatly simplified by installing an angular position sensor or a disk with a dial, teeth, or some other marks characterizing the angular position of the shaft, not shown in the diagram, on the motor shaft, and using a counter showing the angle of rotation of the stepper shaft mode. The design of the stepper motor and the circuit for stopping it in a predetermined position are well known and are not an object of the present invention.

Очевидно, кроме того, что структура показанного на фиг.5 стопоукладчика может быть иной, не выходящей при этом за объем изобретения. Так, например, главный контроллер 34, программируемый микроконтроллер 35 прерываний и контроллер 33 шагового двигателя могут быть выполнены в виде единого компьютерного блока, отдельных элементов схемы, составных контроллеров и т.д.Obviously, in addition, the structure of the stacker shown in FIG. 5 may be different, without departing from the scope of the invention. So, for example, the main controller 34, the programmable microcontroller 35 interruptions and the controller 33 stepper motor can be made in the form of a single computer unit, individual circuit elements, composite controllers, etc.

Для специалистов в данной области очевидно также, что момент начала цикла шагового вращения и/или цикла очистки (опорожнения) колеса может быть задан самыми различными способами, и поэтому изобретение не ограничено каким-либо определенным пусковым сигналом, основанным, в частности, на использовании синхронизирующего импульса. Так, например, цикл шагового вращения подающего колеса можно начинать не по заднему фронту упомянутого выше синхронизирующего импульса, а по заднему фронту импульсного сигнала, выдаваемого оптическим датчиком 36, или на основании прямой информации о входе банкноты в карман подающего колеса, выдаваемой соответствующим образом расположенным датчиком.It is also obvious to those skilled in the art that the moment of the start of the step rotation cycle and / or the wheel cleaning (emptying) cycle can be set in a variety of ways, and therefore the invention is not limited to any particular trigger signal, based in particular on the use of a synchronizing momentum. So, for example, the step-by-step rotation of the feed wheel can be started not on the trailing edge of the above-mentioned synchronizing pulse, but on the trailing edge of the pulse signal issued by the optical sensor 36, or based on direct information about the banknote entering the pocket of the feed wheel issued by a suitably located sensor .

Подробно рассмотренные в описании предпочтительные варианты выполнения предлагаемого в изобретении устройства и способа не исключают возможности внесения в них различных, в частности указанных выше, очевидных для специалистов изменений и усовершенствований, которые, однако, не должны нарушать основной идеи изобретения и выходить за его пределы, которые определяются не приведенным выше описанием и рассмотренными чертежами, а исключительно приложенной к описанию формулой изобретения.Described in detail in the description, preferred embodiments of the device and method proposed in the invention do not exclude the possibility of making various, in particular the above, changes and improvements obvious to specialists, which, however, should not violate the main idea of the invention and go beyond it, which are determined not by the above description and the drawings discussed, but solely attached to the description by the claims.

Claims

1. Устройство для стартстопной синхронизации подающего колеса стопоукладчика в устройстве контроля и обработки листового материала, имеющее подающее колесо со множеством спиральных пальцев, образующих карманы, в которые периодически поступают листы, шаговый двигатель, предназначенный для приведения подающего колеса во вращение, и контроллер, предназначенный а) для остановки подающего колеса в первом положении, в котором первый лист, не сминаясь, может войти в первый карман, на время, необходимое для входа первого листа в первый карман,1. A device for start-stop synchronization of the feed wheel of the stacker in the device for monitoring and processing sheet material, having a feed wheel with a plurality of spiral fingers forming pockets into which the sheets periodically arrive, a stepper motor designed to bring the feed wheel into rotation, and a controller designed to ) to stop the feed wheel in the first position, in which the first sheet, without wrinkling, can enter the first pocket, for the time required for the first sheet to enter the first pocket,

б) для поворота подающего колеса перед подходом к нему второго листа на один шаг во второе положение, в котором второй лист, не сминаясь, может войти во второй карман, иb) for turning the feed wheel before approaching the second sheet one step into the second position, in which the second sheet, without crushing, can enter the second pocket, and

в) для остановки подающего колеса во втором положении на время, необходимое для входа второго листа во второй карман, и обеспечивающий тем самым старт-стопную синхронизацию подающего колеса с подходящими к нему листами.c) to stop the feed wheel in the second position for the time required for the second sheet to enter the second pocket, and thereby ensuring start-stop synchronization of the feed wheel with the sheets suitable for it.

2. Устройство по п.1, в котором контроллер по заднему фронту поступающего в него из главного контроллера синхронизирующего сигнала начинает шаговый поворот подающего колеса.2. The device according to claim 1, in which the controller on the trailing edge of the clock signal coming into it from the main controller starts a step-by-step rotation of the feed wheel.

3. Устройство по п.2, в котором при отсутствии в течение определенного времени синхронизирующего сигнала контроллер начинает цикл опорожнения колеса.3. The device according to claim 2, in which in the absence for a certain time of the synchronizing signal, the controller starts a cycle of emptying the wheel.

4. Устройство по п.1, в котором контроллер управляет шаговым поворотом подающего колеса таким образом, что колесо сначала постепенно разгоняется до максимальной скорости, а затем постепенно замедляется до полной остановки.4. The device according to claim 1, in which the controller controls the stepwise rotation of the feed wheel so that the wheel is first gradually accelerated to maximum speed, and then gradually decelerated to a complete stop.

5. Устройство по п.1, в котором устройство для контроля листового материала представляет собой устройство для контроля банкнот.5. The device according to claim 1, in which the device for controlling sheet material is a device for controlling banknotes.

6. Способ старт-стопной синхронизации подающего колеса стопоукладчика в устройстве для контроля и обработки листового материала, при этом указанное подающее колесо имеет множество спиральных пальцев, образующих карманы, в которые периодически поступают листы, и приводится во вращение шаговым двигателем, заключающийся в том, что:6. The method of start-stop synchronization of the feed wheel of the stacker in a device for monitoring and processing sheet material, wherein said feed wheel has a plurality of spiral fingers forming pockets into which sheets periodically arrive and is driven by a stepper motor, which consists in :

а) останавливают подающее колесо и удерживают его неподвижным в первом положении, в котором первый лист, не сминаясь, может войти в первый карман на время, необходимое для входа первого листа в первый карман,a) stop the feed wheel and keep it stationary in the first position, in which the first sheet, without wrinkling, can enter the first pocket for the time necessary for the first sheet to enter the first pocket,

б) поворачивают подающее колесо на один шаг до подхода к нему второго листа во второе положение, в котором второй лист, не сминаясь, может войти во второй карман, иb) turn the feed wheel one step until the second sheet approaches it in the second position, in which the second sheet, without crushing, can enter the second pocket, and

в) останавливают подающее колесо и удерживают его неподвижным во втором положении на время, необходимое для входа второго листа во второй карман, обеспечивая тем самым старт-стопную синхронизацию подающего колеса с подходящими к нему листами.c) stop the feed wheel and hold it stationary in the second position for the time required for the second sheet to enter the second pocket, thereby ensuring start-stop synchronization of the feed wheel with sheets suitable for it.

7. Способ по п.6, в котором при выполнении операции б) из главного контроллера получают синхронизирующий сигнал, по заднему фронту которого начинают шаговый поворот подающего колеса.7. The method according to claim 6, in which when performing operation b), a synchronizing signal is obtained from the main controller, along the trailing edge of which a step-wise rotation of the feed wheel is started.

8. Способ по п.7, в котором при отсутствии синхронизирующего сигнала в течение определенного времени начинают цикл опорожнения колеса.8. The method according to claim 7, in which in the absence of a synchronizing signal for a certain time, begin the cycle of emptying the wheel.

9. Способ по п.6, в котором при шаговом повороте подающего колеса его сначала постепенно разгоняют до максимальной скорости, а затем постепенно замедляют до полной остановки.9. The method according to claim 6, in which when stepping the feed wheel, it is first gradually accelerated to maximum speed, and then gradually slowed down to a complete stop.

10. Способ по п.6, в котором листы представляют собой банкноты.10. The method according to claim 6, in which the sheets are banknotes.