片材處理設備的製作方法

2023-12-05 01:32:11 3

專利名稱：片材處理設備的製作方法
技術領域：
本發明中說明的實施例大體上涉及用於一個一個地拾取所累積片材(例如紙張) 的片材處理設備。
背景技術：
已知一種片材處理設備，其包括拾取裝置，所述拾取裝置用於從最外側的片材開始順序地拾取所累積的片材(例如紙張)。所述拾取裝置具有將接觸所述最外側片材的拾取輥。所述拾取輥具有多個抽吸孔。當通過拾取輥的抽吸孔抽取空氣時，最外側的片材附著至拾取輥的外表面，並且隨著拾取輥的旋轉而被拾取。當拾取輥與最外側片材發生接觸以對其進行拾取時，拾取輥可能意外地同時拾取第二個片材。大體上，為了避免此種「意外地同時拾取兩個或更多個片材」，沿片材輸送方向在拾取裝置的下遊設置分離單元用於分離被同時拾取的多個片材。分離單元具有被施加與拾取旋轉相反的旋轉力的分離輥。分離輥設置在與所述拾取裝置相反的一側上，用於輸送片材的輸送路線位於分離輥和拾取裝置之間。分離輥具有多個抽吸孔，通過這些抽吸孔抽吸空氣。當通過這些抽吸孔抽吸空氣時，每個片材附著至分離輥的外表面。這樣，當同時拾取的多個片材經過分離單元時，與分離輥接觸的片材(要後續給送的片材)被向後移動並由此從另一片材(將首先被給送的片材而分離。然而，由於分離輥的抽吸孔沿旋轉方向以規則間隔排列，所以經過分離單元的片材不會被提供足夠的分離力。需要開發包括能夠可靠地分離被同時拾取的片材的分離單元的片材處理設備。


圖1是根據本發明的郵件處理設備的框圖；圖2是包括在圖1所示處理設備中的拾取裝置的俯視圖；圖3是示出圖2所示拾取裝置的拾取機構的主要部分的放大立體圖；圖4是示出拾取帶從圖3中的結構去除的狀態的放大立體圖；圖5是示出包括在圖2所示拾取裝置中的抽吸機構的主要部分的放大立體圖；圖6是示出包括在圖2所示拾取裝置中的分離機構的主要部分的放大剖視圖；圖7是沿著圖6的雙點劃線VII-VII剖切所獲得的放大剖視圖；圖8是用於說明分離輥和郵件物品假設在郵件物品通過輸送路線輸送時的行為的放大剖視圖；圖9是用於說明分離輥和郵件物品假設在郵件物品通過輸送路線輸送時的其它行為的放大剖視圖；圖10是示出通過增加與分離輥對置的抽吸腔所獲得的拾取裝置的平面圖；圖11是用於說明分離輥和兩個郵件物品假設在這些郵件物品通過輸送路線同時輸送時的行為的放大剖視圖12是示出根據第一實施例的分離機構的示意立體圖；圖13的(a)是示出包括在圖12所示分離輥中的內鼓和外鼓的空氣孔疊置狀態的立體圖；圖13的(b)是示出所述狀態的剖視圖；圖14的(a)是示出圖13所示內鼓和外鼓的空氣孔相對於彼此稍微旋轉的狀態的立體圖；圖14的(b)是示出該狀態的剖視圖；圖15是用於說明圖12所示分離機構的操作的視圖，並且示出包括在分離機構中的內鼓和外鼓展開並彼此疊置的狀態；圖16是示出假設處在圖15所示狀態時內鼓和外鼓的速度隨時間變化的圖；圖17的(a)是示出分離輥的分離力由圖12的分離機構調節的狀態的立體圖；圖 17的(b)是示出該狀態的剖視圖；圖18的(a)是示出圖17所示內鼓和外鼓的空氣孔相對於彼此稍微旋轉的狀態的立體圖；圖18的(b)是示出該狀態的剖視圖；圖19是用於說明圖12的分離機構的操作的視圖，並且示出包括在分離機構中的所示內鼓和外鼓展開並彼此疊置的狀態；圖20是示出假設處在圖19所示狀態時內鼓和外鼓的速度隨時間變化的圖；圖21的(a)是示出根據第二施例的分離機構的主要部分的立體圖；圖21的(b) 是所述主要部分的剖視圖；圖22的(a)是示出圖21所示內鼓和外鼓的空氣孔相對於彼此稍微旋轉的狀態的立體圖；圖22的(b)是示出該狀態的剖視圖；圖23是用於說明圖21所示分離機構的操作的視圖，並且示出包括在分離機構中的內鼓和外鼓展開並彼此疊置的狀態；以及圖M是示出假設處在圖23所示狀態時內鼓和外鼓的速度隨時間變化的圖。
具體實施例方式總體上，根據一個實施例，拾取裝置包括分離機構，所述分離機構用於對從所累積的郵件物品拾取的要後續給送的郵件物品施加與郵件物品拾取方向相反的方向作用的分離力。該分離機構包括帶有朝著要後續給送的郵件物品的抽吸孔的外鼓；設置在外鼓內並與外鼓同心的內鼓，所述內鼓具有在旋轉期間與所述抽吸孔重疊的空氣孔；泵，其用於通過朝著要後續給送的郵件物品的抽吸孔和與抽吸孔重疊的空氣孔抽吸空氣，以將所述要後續給送的郵件物品附著至外鼓的外周表面。控制器使得內鼓和外鼓彼此關聯地旋轉以對所述要後續給送的郵件物品施加足夠的分離力。下面將結合

各個實施例。圖1是示出根據本發明的郵件處理設備100(下文中簡稱為「處理設備100」)的示意性框圖。處理設備100包括用作片材處理裝置的拾取裝置1。除拾取裝置1之外，處理設備100包括確定單元102、拒絕單元104、回切單元106以及累積單元108。儘管在所述實施例中，處理設備100處理郵件物品，但是要處理介質(片材形式的)不限於郵件物品。郵件物品豎直累積在拾取裝置1中，當拾取裝置1如下文所述地操作時，郵件物品一個一個地被拾取，並被給送至輸送路線101。沿著輸送路線101，成對的環形輸送帶(未示出)定位成使得輸送路線101夾在其間，並且用於將郵件物品保持在其間而進行輸送。
給送至輸送路線101的每個郵件物品經過確定單元102，在這裡從郵件讀取信息。 基於所讀取的信息，確定單元確定各郵件物品的輸送姿態和輸送目的地。更具體地，確定單元102從每個郵件物品讀取諸如郵政編碼或地址的目的地信息，由此確定目的地。經過確定單元102的郵件物品通過門Gl進行分選。即，如果確定單元102確定該郵件物品應被拒絕，所述郵件物品通過門Gl被輸送至拒絕單元104，如果確定郵件物品不應被拒絕，所述郵件物品通過門Gl被輸送至累積單元108。如果確定單元102確定需要反轉郵件物品的輸送方向，郵件物品通過門G2被給送至回切單元106，在門G2處該郵件物品的輸送方向被反向。輸送方向不需要反轉的郵件物品經過門G2旁過回切單元106並被引導至累積單元108。通過輸送路線101給送至累積單元108的郵件物品根據確定單元102的確定結果累積在分類盒(未示出)中。郵件物品以頭尾對齊的方式累積在分類盒中。圖2示出從上方觀察時的拾取裝置1。拾取裝置1包括用於接收直立累積的多個郵件物品P的接收單元2 ；供應機構， 其在下文中說明，用於將所接收的郵件物品P朝著拾取位置20向前移動，並且將郵件物品 P中的一個先導郵件物品定位在拾取位置20 ；用於拾取處在拾取位置20的郵件物品P的拾取機構3 ；抽吸機構4，用於產生空氣流來抽吸空氣，以將先導郵件物品移動至拾取位置20 ； 分離機構5，用於相對於所述先導郵件物品P分離與所述先導郵件物品一起同時被拾取的第二和後續郵件物品P ；輔助機構6，其沿位於拾取位置20的片材的拾取方向位於抽吸機構 4的上遊(圖2中向上)；以及輸送機構7，其用於以稍微高於拾取速度的速度拉出經過分離機構5的每一郵件物品P，並將之向下遊輸送。拾取裝置1還包括兩個傳感器Ila和11b，傳感器Ila和lib用於檢測從拾取位置20所拾取郵件物品P傳到輸送路線10 ；以及多個輸送引導件12至18。傳感器21至沈各自包括發光部和光接收部，所述發光部和光接收部彼此相對且輸送路線10處於其間，並在光軸被郵件物品橫過時檢測郵件物品P的經過。使輸送引導件12至18接觸郵件物品P 的邊緣或表面以對其進行引導。接收單元2同時接收直立累積的多個郵件物品P。在接收單元2的底部上，設置兩個底帶8a和8b，底帶8a和8b接觸郵件物品P的下端以沿著圖2中箭頭F所指示的方向移動郵件物品P。支持板9設在與所累積郵件物品P的最後一個郵件物品P的表面接觸的位置處，以與底帶8b —起將先導郵件物品P供應至拾取位置20。為此，支持板9以簡單的方式連接至底帶8b，並且在底帶8b被驅動時沿著方向F運動。這兩個底帶8a和8b以及支持板9用作供應機構。輸送引導件18平行於方向F延伸以限定接收單元2的一側，並且用於引導各郵件物品P的前端。輸送引導件12、13和14沿著拾取位置20布置，並且用於在拾取位置20處止擋沿著方向F運動的先導郵件物品P，以及用於在保持與郵件物品P的一個表面相接觸的情況下引導從拾取位置20拾取的郵件物品P。拾取機構3包括腔21、引導件14和真空泵22 (或等同結構)。拾取機構3還包括環形拾取帶23和用於驅動拾取帶23的馬達M，拾取帶23至少沿著拾取位置20在箭頭T1 指示的方向(郵件物品P拾取方向)上行進。拾取帶23在多個輥25之間被拉伸，使得其至少沿著拾取位置20和從拾取位置20連續延伸的輸送路線10(101)在方向T1上行進。
引導件14位於拾取帶23內側並且與拾取位置20相對使得拾取帶23位於引導件 14和拾取位置20之間。腔21與引導件14的後側相對。也就是說，腔21與拾取位置20相對使得拾取帶23和引導件14位於腔21和拾取位置20之間。如圖3的放大視圖所示，拾取帶23具有大量的抽吸孔23a。如圖4中所示，引導件14具有沿著拾取帶23的行進方向 T1 (即每個郵件物品P的拾取方向)的線路延伸的多個縫隙14a。在此結構中，當真空泵22運行以從腔21抽吸空氣時，通過腔21的朝著引導件14 的開口(未示出)、引導件14的縫隙14a以及拾取帶23的抽吸孔23a，對位於拾取位置20 處的郵件物品P施加負壓(由箭頭Sl指示)，由此郵件物品P被吸至拾取帶23的表面，並且根據拾取帶23的行進從拾取位置20給送至輸送路徑10。此時，由真空泵22產生的沿著箭頭Sl指示的方向的抽吸力被設置為這樣一個值， 其使得拾取帶23和吸在其上的郵件物品P之間施加的摩擦力至少大於帶23和後續郵件物品P之間施加的摩擦力(如果這些郵件物品P被同時吸取)。基本上，拾取機構3將定位在拾取位置20處的郵件物品P —個一個地給送至輸送路徑10。然而，如果多個郵件物品P 被同時給送至輸送路徑10，它們通過下文說明的分離機構5彼此分離。抽吸機構4包括腔沈和用於從腔沈抽吸空氣的風機27 (或等同結構)，所述腔沈相對於拾取位置20位於輸送引導件13後方。腔沈鄰近拾取位置20定位，其開口(未示出)與引導件13的背側對置。進一步地，引導件13具有與腔沈的開口對準的多個孔13a， 從圖5的局部放大視圖看這是清楚的。在此結構中，當風機27運行以從腔沈抽取空氣時，通過引導件13的孔13a沿著箭頭Bl所指示方向形成空氣流動，接收在接收單元2中且最接近拾取位置20的郵件物品 P之一被吸至拾取位置20。在定位在拾取位置的郵件物品P被給送至輸送路徑之後，後續的郵件物品P被吸至拾取位置20。S卩，抽吸機構4能夠快速地將後續郵件物品P給送至拾取位置20，因此，即使供應機構8和9的給送力F較弱，要首先被給送的郵件物品P總是能夠可靠和快速地被給送至拾取位置20。這提高了拾取機構3的郵件物品拾取操作的性能。分離機構5相對於朝拾取位置20的下遊(即圖2中朝下)延伸的輸送路徑10設置在拾取機構3的相反側。分離機構5將沿著與拾取方向相反的方向作用的分離扭矩施加至被輸送經過輸送路徑10的各郵件物品P，同時從與拾取機構3相反的一側將負壓施加至所述郵件物品P。也就是說，通過操作分離機構5，如果從拾取位置20同時拾取兩個或更多個郵件物品P，上述負壓和分離扭矩止擋除要首先被給送郵件物品之外的郵件物品的給送， 或者使之返回，由此將要首先被給送的郵件物品P與其它郵件物品分離。更具體地，如圖6的局部放大視圖中所示的，抽吸機構5包括能夠沿著兩個相反的方向沿著輸送路徑10旋轉的分離鼓31。如同將在下文中描述的那樣，本實施例的分離鼓具有雙重結構。現在將給出具有單個分離鼓31的結構示例的說明。如圖7中所示，分離鼓31以能夠旋轉的方式附接至固定於輸送路徑10的旋轉軸， 即通過軸承34以能夠旋轉的方式附接至具有腔33的缸32，這將在下文中說明，分離鼓31 具有穿過所述缸形成的大量抽吸孔31a。分離鼓31具有例如以金屬製成的基本上為圓筒狀的剛性本體部，並且其外周表面定位成鄰近輸送路徑10並與之相對。作為旋轉軸的缸32具有用於產生負壓的腔33，並且腔33的開口 33a的位置固定使得其朝著輸送路徑10。圖7是沿著圖6的虛線VII-VII剖切得到的剖視圖。進一步地，如圖2中所示，分離機構5包括AC伺服馬達35和環形正時帶36，其中， AC伺服馬達35用於以所需的扭矩沿著兩個相反方向旋轉分離鼓31，環形正時帶36用於將馬達35的驅動力傳遞至分離鼓31。正時帶36拉伸在固定至馬達35的旋轉軸的皮帶輪3 和固定至分離鼓31的旋轉軸31b(見圖7)的皮帶輪(未示出)之間。分離機構5進一步包括真空泵37 (或等同結構)，真空泵37通過管38連接至缸32的腔33，其中分離鼓以可旋轉的方式附接至缸32。在此結構中，當真空泵37運行而從腔33抽取空氣時，負壓(由圖7中的箭頭S2 指示)通過腔33的開口 33a、包括在分離鼓31的抽吸孔31a中並與開口 33a相對的特定抽吸孔310施加至由輸送路徑10輸送的郵件物品P的表面，由此郵件物品P被吸至分離鼓31 的外周表面上。此時，當分離鼓31旋轉時，與分離鼓31的旋轉力相對應的分離力作用在吸附至鼓31的外周表面的郵件物品P上。通過分離鼓31的抽吸孔310將負壓施加至郵件物品P的區域在下文中將稱為「分離區域As」。AC伺服馬達35基本上控制分離鼓31，使得其總是對分離鼓31施加沿與拾取方向相反的方向(由箭頭T2指示)作用的恆定分離扭矩。所述分離扭矩設置為這樣一個值，所述值使得在單個郵件物品P在輸送路徑10上輸送時分離鼓31能夠旋轉以沿著拾取方向給送所述單個郵件物品P ；並且使得當多個郵件物品P被同時給送至輸送路徑10時，所述分離鼓31能夠止擋或返回比其它郵件物品P更靠近所述鼓的一個或更多個郵件物品P，由此將前述一個(或更多個)郵件物品與所述其它郵件物品分離開。更具體地，當如圖8中所示通常從拾取位置20拾取單個郵件物品P時，由拾取機構3施加至郵件物品P的前向給送力Fl (由箭頭Tl指示)大於由向後的分離扭矩(由箭頭T2指示)驅動的分離鼓31對其施加的後向分離力F2。結果，沿著向前方向Tl輸送郵件物品P，並且分離鼓31旋轉以沿著向前方向給送郵件物品P，或者停止，或者沿與拾取方向相反的方向空轉。當分離鼓31沿所述相反的方向空轉時，如果恆定的分離扭矩持續地施加至分離鼓31，鼓31的旋轉速度逐漸增加，這會不利地影響郵件物品P的拾取操作。為了避免此情況，在本示例中，對於分離鼓31的向後旋轉速度設置上限。更具體地，所述上限設置為在絕對值上低於拾取速度。在第一實施例中，由於朝著分離鼓31的分離區域As設置在郵件物品P被吸至拾取帶23上的位置(即腔21朝著拾取位置20的位置下遊(相對於拾取方向Tl)的位置) 處，所以，很可能即使在腔21產生的負壓Sl遠低於分離鼓31產生的負壓S2的情況下，單個郵件物品P也可以被吸至分離鼓31。如果單個郵件物品P是較薄的薄弱郵件物品，分離鼓31的返回力可能容易使之彎曲，如圖9所示。為了避免此種情況，期望附加地在拾取帶23內側在朝著分離鼓31(分離區域As)的位置處設置腔41，以及用於從腔41抽吸空氣的真空泵42，如圖10中所示。如果沿由箭頭S3指示的方向在朝著分離區域As的位置處施加負壓，則能夠克服圖9中示出的上述彎曲問題。另一方面，當如圖11中所示兩個郵件物品P同時從拾取位置20被給送至輸送路徑10時，靠近拾取帶23的要首先給送郵件物品Pl從拾取機構3接收前述給送力F1，並且沿著向前方向Tl輸送，而靠近分離鼓31的後續給送郵件物品P2從分離鼓31接收沿著向後方向T2施加的前述分離力。此時，在郵件物品Pl和P2之間出現沿著兩個相反方向作用的摩擦力F3和F4。這些摩擦力F3和F4在郵件物品Pl和P2彼此接觸時產生。然而，這些摩擦力在郵件物品Pl和P2彼此分離時不會產生。在任何情況下，由於給送力Fl和F2的值設置為遠大於摩擦力F3和F4的最大值， 所以受到向後分離力F2作用的後續給送郵件物品P2沿著與拾取方向Tl相反的方向T2返回，由此與要首先給送的郵件物品Pl分離。如上所述，由於在第一實施例中分離鼓31以金屬製成且構造成將分離扭矩施加至給送至輸送路徑10的各郵件物品P，並且還將負壓施加至所述郵件物品，所以，與由橡膠製成的常規分離輥相比，本分離鼓(輥)的工作壽命能夠顯著增加，所述鼓的分離性能能夠在長的時間內維持在良好的情況下，各郵件物品P的處理速度能夠提高，並且能夠提高處理的處理能力。注意，當拾取僅單個郵件物品P時，很可能分離鼓21將空轉運行，因此，在此情況下，將不會有分離扭矩施加至分離鼓31。返回圖2，位於抽吸機構4上方(即沿拾取方向Tl位於拾取機構3的上遊)的輔助機構6與上述分離機構5具有基本上相同的結構。具體地，輔助機構6包括輔助輥51，輔助輥51沿著輸送路徑10定位並且構造成能夠沿著兩個相反的方向旋轉。輔助輥51以能夠旋轉的方式附接至朝著拾取位置20的固定旋轉軸，即以能夠旋轉的方式附接至其中具有腔(未示出)的缸53，輔助輥51具有穿過其筒狀本體部形成的大量孔52。此外，輔助輥51由例如以金屬製成的基本上為圓筒狀的剛性構件形成，並且其外周表面與拾取位置20對置。作為旋轉軸的缸53在其中形成有用於產生負壓的腔，並且其位置固定使得腔的開口面向拾取位置20。輔助機構6包括AC伺服馬達55和環形正時帶56，其中，AC伺服馬達55用於以所需的扭矩沿著兩個相反方向旋轉輔助輥51，環形正時帶56用於將馬達55的驅動力傳遞至輔助輥51。正時帶56拉伸在固定至馬達55的旋轉軸的皮帶輪5 和固定至輔助輥51 (未示出)的皮帶輪(未示出)之間。輔助機構6進一步包括真空泵57 (或等同結構)，真空泵 57通過管58連接至缸53的腔，其中輔助輥51以可旋轉的方式附接至缸53。電磁閥59橫跨管58設置，用於接通和斷開所述負壓。採用此種結構，輔助機構6基本上通過沿兩個相反方向以所需速度旋轉所述輔助輥51及使之停止、以及接通和斷開真空泵57而支持郵件物品的拾取和分離操作。例如，當拾取機構3拾取定位在拾取位置20的郵件物品P時，輔助結構6在郵件物品P的後端處產生負壓，以將之吸至輔助輥51的外周表面，並且使輔助輥51旋轉以沿著向前方向Tl給送郵件物品P。結果，當拾取大尺寸的較重郵件物品P時，該郵件物品以可靠的方式接收比一般郵件物品P大的給送力，由此穩定郵件物品P的拾取操作。進一步地，當要首先給送郵件物品P被拾取且其後端到達不與輔助輥51幹涉的位置時，輔助機構6能夠把要後續給送至拾取位置20的另一郵件物品P的後端吸至輔助輥 51，並且將向後方向的扭矩施加至輔助輥51以對之進行制動。從而，輔助機構6與分離機構5協作，以防止兩個或更多個郵件物品P的同時給送。在此情況下，通過控制施加至輔助輥51的向後方向的扭矩以及控制制動的時間長度，能夠控制從拾取位置20給送至輸送路徑10的郵件物品P的間距(pitch)。
在上述拾取裝置1中，為了可靠地一個一個地拾取郵件物品P，分離機構5必須持續和可靠地將分離力施加至與要首先給送郵件物品P同時被拾取的後續給送郵件物品P。 然而，當使用圖6中示例所示的分離鼓31時，根據鼓的角位置，可能不能施加足夠的分離力。也就是說，當分離鼓31從圖6所示的角位置(在該角位置分離鼓31的特定抽吸孔310將分離區域As連接至腔33)沿著向後方向T2稍微旋轉時，另一抽吸孔311開始朝著腔33的開口 33a，由此空氣通過抽吸孔311流入腔33。此時，做為分離目標的郵件物品P 已經通過所述特定抽吸孔310附著至分離鼓31的外周表面。也就是說，流入腔33的空氣增加腔33中的內部壓力，並相應地減弱抽吸力，即減弱郵件物品附著力。如果分離鼓31的抽吸力減弱，則不能持續地將足夠的分離力施加至做為分離目標的郵件物品P，這可能導致不充分的分離。具體地，當分離較重的郵件物品P時，此種缺陷將是容易出現的。進一步地，隨著沿分離鼓31圓周相鄰的抽吸孔31a之間的間距變窄，此種缺陷將越容易出現。考慮到這一點，在第一實施例中，分離機構5的分離鼓31形成為具有雙重結構以防止不合需要的空氣流入。現在參見圖12至14將說明帶有雙重結構的分離鼓的、第一實施例的分離機構5的修改例5』。如圖12中所示，分離機構5』包括其內限定有腔61 (見圖1 和14b)的缸62 ； 繞著所述缸同心地設置的內鼓64 (內旋轉體)；繞著所述缸同心地設置的外鼓66 (外旋轉體)。內鼓64和外鼓66彼此協作以實現與分離鼓31相似的功能。內鼓64的內直徑稍微大於缸62的外直徑，使得內鼓64能夠繞著缸62旋轉。外鼓66的內直徑稍微大於內鼓64的外直徑，使得外鼓66能夠繞著內鼓64獨立地旋轉。缸62的腔61通過管38連接至真空泵37，使得其內的空氣能夠由真空泵37抽吸。 缸62在輸送路徑10附近固定就位，且腔61的開口 61a(見圖13和14)與分離區域As相對。內鼓64具有多個空氣孔63，且外鼓66具有多個抽吸孔65。空氣孔63在內鼓64 的整個外周上以行和列的形式排列。類似地，抽吸孔65在外鼓66的整個外周上以行和列的形式排列。在第一實施例中，空氣孔63的數量等於抽吸孔65的數量。換句話說，當鼓64 和66旋轉至圖12所示的相應位置時，所有的空氣孔63疊置在所有的抽吸孔65上。也就是說，外鼓66的抽吸孔65在旋轉方向上的間距稍微大於內鼓64的空氣孔63在旋轉方向上的間距。分離機構5』進一步包括用於以所需的速度沿兩個相反方向旋轉內鼓64的驅動馬達72 ；用於獨立於內鼓64以所需的速度沿兩個相反方向旋轉外鼓66的驅動馬達74 ；以及用於控制兩個驅動馬達72和74的控制單元76。驅動馬達72通過環形驅動帶73連接至內鼓64 ；驅動馬達74通過環形驅動帶75連接至外鼓66。驅動馬達72和74是AC伺服馬達，其角位置能夠由控制器76精確地控制，從而以所需的速度將鼓64和66旋轉至所需的角位置。在此結構中，當腔61內的空氣被真空泵37抽吸以將內鼓64和外鼓66旋轉至在圖13的(a)和(b)中所示出的相應位置時，特定的空氣孔630和特定的抽吸孔650與腔61 的開口 61a重疊，並且抽吸區域As附近的空氣通過孔650和630以及開口 61a抽入腔61中。在此狀態下，相當強的抽吸力施加至作為分離目標定位在分離區域As中的郵件物品P， 由此郵件物品P被以相當強的力附著至外鼓66。此時，如果外鼓66沿相反方向T2旋轉，足夠的分離力施加至郵件物品P。當外鼓66沿向後方向T2稍微旋轉以開始使作為分離目標的郵件物品P從圖13 的(a)和(b)示出的角位置稍微返回時，內鼓64沿向後方向T2旋轉，如圖4的(b)所示， 相對於外鼓66在角位置上稍微滯後(即減速)。這防止後續列的抽吸孔651(其由於外鼓 66的向後旋轉隨後面向分離區域As)與腔61的開口 61a連通而將空氣通過抽吸孔651引導至腔61。即，通過旋轉內鼓64且使其相對角位置滯後，能夠避免腔61中的壓力增加的缺點，並且能夠持續地將足夠的分離力施加至郵件物品P。相反，如果內鼓64以與外鼓66相同的角度旋轉，抽吸孔651通過另一列的空氣孔 631與腔61連通(如同在上述作為對照例的分離鼓31的情況一樣)。為了防止抽吸孔651 與腔61連通，在第一實施例中，內鼓64的旋轉速度不同於外鼓66的旋轉速度。現在參見圖15和16，將對內鼓64的控制操作作更詳細的說明。在第一實施例中， 如圖16中所示，外鼓66以恆定的速度旋轉，而內鼓64被加速和減速。S卩，在此情況下，僅僅內鼓64是控制目標。圖15的(a)至(e)是展開視圖，用於說明內鼓64和外鼓66的操作。圖16是示出與圖15所示狀態相對應的內鼓64的旋轉速度隨時間變化的圖。圖15的(a)示出內鼓64的特定空氣孔630與腔61的開口 61a完全重疊並且外鼓66的特定抽吸孔650與腔61的開口 61a完全重疊的時刻。在此時刻，內鼓64的旋轉速度與外鼓66的旋轉速度相同，如同圖16中的符號a所指示的。當在上述時刻後作為分離目標的郵件物品P向後返回且外鼓66沿著向後方向T2 稍微旋轉時，如圖15中的(b)所示的，另一列抽吸孔651與開口 61a輕微地重疊。此時(即當圖15的(a)中所示狀態切換至圖15的(b)中所示的狀態時)，控制器76使內鼓64的旋轉方向反轉，且其相對角位置滯後(減速)。相應地，在圖15的(b)中所示的時候，後續列的空氣孔631不與開口 61a重疊。S卩，在圖15的(b)中所示的狀態中，不存在腔61內壓力增加的情況。當外鼓66沿著向後方向以恆定速度進一步旋轉時，內鼓64沿向後方向加速，以使其滯後的相對角位置提前，並且通過圖15的(c)中所示的狀態切換至圖15的(d)中所示的狀態。結果，內鼓64的角位置相對於外鼓66的角位置提前。也就是說，從圖15的(b) 中所示狀態至圖15的(d)中所示狀態，內鼓64沿向後方向加速。在圖15的(d)所示的狀態中，內鼓64的旋轉速度高於外鼓66的旋轉速度。進一步地，在圖15的(c)所示的狀態中，由於特定空氣孔630和特定抽吸孔650 都與開口 61a部分地重疊並且以及內鼓64的後續列的空氣孔631不與開口 61a重疊，腔61 中的壓力還未增加。與之相比，在圖15的(d)所示的狀態中，由於後續列的空氣孔631和後續列的抽吸孔651都與開口 61a部分地重疊以及內鼓64的特定孔630不與開口 61a重疊，足夠的分離力通過後續列的空氣孔631和後續列的抽吸孔651而施加至作為分離目標的郵件物品P。換句話說，在第一實施例採取的旋轉控制中，空氣被導入至腔61以僅僅對於從圖 15的(c)所示的狀態至圖15的(d)所示的狀態的時間段內增加腔61的內部壓力。然而， 該時間段只是一個瞬間，因此腔61的內部壓力不會顯著地變化。
與之相比，如果內鼓64的旋轉速度與外鼓66的旋轉速度相適應地設置為恆定，那麼腔61的內部壓力在圖15的(b)所示的狀態中已經開始增加，並且在圖15的(d)所示的狀態中仍然繼續增加。由此，顯然，腔61的內部壓力能夠通過適當地改變內鼓64的旋轉速度而持續地保持為負。如上所述，第一實施例的修改例提供了能夠在相當長的時間內維持相當大的抽吸力的分離機構5』，由此能夠將足夠和可靠的分離力施加至作為分離目標的各郵件物品P。 結果，兩個或更多個郵件物品P的「同時給送」能夠被最小化，以改善整個處理設備的處理性能。然後參見圖17至20，將說明使用第一實施例的分離機構5』來將要施加至作為分離目標的郵件物品P的分離力調節至所需值的控制方法示例。施加至郵件物品P的分離力通過向後旋轉外鼓66而產生，並且基本上與用於使郵件物品P附著至外鼓66的外周表面的抽吸力成正比。也就是說，如果抽入腔61的空氣流受到控制，則足以控制所述分離力。當將最大抽吸力施加至作為分離目標的郵件物品P時，內輥64和外輥66被旋轉至在圖13中示出的相應位置，以使得特定空氣孔630和抽吸孔650與腔61的開口 61a完全重合。在此情況下，大量的空氣能夠通過特定空氣孔630和抽吸孔650被導入腔61中， 由此將最大分離力施加至作為分離目標的郵件物品P。然而，如果將最大分離力施加至作為分離目標的郵件物品P，並且如果所述郵件物品P是薄的輕郵件物品，例如明信片，那麼所述分離力太大，並且很可能會導致諸如郵件物品P彎曲的缺點。特別地，如果分離目標不是郵件物品P，而是諸如帳單的非常薄的片材，則分離目標很可能會破裂。由此，理想的是，分離機構5』的分離力根據分離目標的類型來設置。當第一實施例的分離機構5』控制施加至作為分離目標的郵件物品P的抽吸力以控制對之施加的分離力時，可以採用下述方法，其中內鼓64的特定空氣孔630如圖17所示與腔61的開口 61a偏離。替代地，替代對內鼓64角位置的調節，調節外鼓66的角位置以使特定抽吸孔650偏離。這使得通過特定空氣孔630和抽吸孔650導入腔61的空氣的量能夠被調節，由此能夠將抽吸力進而分離力調節至所需值。還是在此情況中，為了儘可能長時間地保持如上所述被調節至所需值的分離力， 當內鼓64和外鼓66從在圖17的(b)中所示的它們各自的角位置旋轉時，如圖18的(b)中所示地控制內鼓64相對於外鼓66的角位置。也就是說，還是在此情況中，控制內鼓64的旋轉速度，使得當作為分離目標的郵件物品P通過特定抽吸孔650被抽吸時，後續列的抽吸孔651不與腔61的開口 61a連通。具體地，例如如圖19和20中所示地控制內鼓64。圖19的(a)至(g)是用於說明內鼓64和外鼓66的操作的視圖，圖20是表示與圖19所示狀態相對應的內鼓64的旋轉速度隨時間變化的圖。還是在此例子中，僅僅內鼓64是控制目標，其原因在於外鼓66以恆定速度旋轉。圖19的(a)示出外鼓66的特定抽吸孔650與腔61的開口 61a完全重疊並且內鼓64的特定空氣孔630與腔61的開口 61a部分地重疊的時刻。在此時刻，內鼓64的旋轉速度與外鼓66的旋轉速度相同，如同圖16中的符號a所指示的。進一步地，在此時刻，內鼓64以其角位置相對於外鼓66稍微滯後的狀態旋轉。
也就是說，在圖19的(a)示出的狀態中，由於內鼓64的特定空氣孔630與開口 61a部分地重疊，偏離外鼓66的特定抽吸孔650，所以抽入腔61內的空氣量少於圖15中的 (a)示出的情況。因此，在此狀態下，如果外鼓66(以及內鼓64)沿向後方向旋轉，會將稍微小於第一實施例下的分離力的分離力施加至郵件物品P。由此可以清楚，通過調節內鼓64的特定空氣孔630和外鼓66的特定抽吸孔650 之間的重疊程度，能夠控制流入腔內的空氣量，進而能夠控制施加至郵件物品P的分離力。當作為分離目標的郵件物品P附著至外鼓66的外周表面、且外鼓66沿著向後方向T2從圖19的(a)所示的角位置以恆定速度稍微旋轉時，內鼓64也如圖19的(b)所示並由圖20中的符號a表示沿著向後方向以相同的速度旋轉。也就是說，在狀態從a到b轉換期間，內鼓64以與外鼓66相同的速度沿向後方向旋轉。在此期間，特定抽吸孔650和特定空氣孔630之間的重疊程度也得到維持，施加至郵件物品P的抽吸力，即施加至郵件物品 P的分離力維持在所需的值。此後，如圖20中的符號b和c所指示的，內鼓64的旋轉沿向後方向加速，由此內鼓64的旋轉速度基本上達到外鼓66的旋轉速度，如圖19的(c)所示。此時，儘管外鼓66 的後續列抽吸孔651已經與腔61的開口 61a部分地重疊，但是內鼓64的後續列空氣孔631 還未與開口 61a重疊。換句話說，一直到圖19的(c)中所示的狀態，腔61的內部壓力不增加，進而分離力保持在基本相同的值。如果，在圖19的(c)中，外鼓66的後續列抽吸孔651與內鼓64的後續列空氣孔 631完全重疊，空氣可以通過後續列抽吸孔651和後續列空氣孔631流入腔61，如同上文所述使用分離鼓31作為對照例的情況，由此增加腔61的內部壓力。也就是說，還是在此例子中，通過使得內鼓64的角位置偏離外鼓66的角位置，防止空氣洩漏。當外鼓66沿著向後方向以恆定速度從圖19的(c)所示的角位置進一步旋轉時， 內鼓64減速至低於外鼓66的旋轉速度，而在呈現圖19的(d)和(e)的狀態之後達到圖19 的(f)所示的狀態。圖19的(f)示出的狀態基本上與圖19的(a)示出的狀態相同，區別僅僅在於腔61的開口 61a朝著後續列的抽吸孔651和後續列的空氣孔631。進一步地，圖 19的(g)所示的狀態對應於圖19的(b)所示的狀態。這樣，上述的控制方法能夠將施加至作為分離目標的郵件物品P的分離力調節至所需值，結果分離力能夠保持在所需值相當長的時間。如上所述，第一實施例提供分離機構5』，分離機構5』能夠根據作為分離目標的介質類型施加適當的分離力，由此減小出現「同時給送」(其中一個疊置在另一個上的多個郵件物品P被同時給送)的可能性，進而提高整個處理設備的處理能力。圖21和22示出根據第二實施例的分離機構5」的主要結構。更具體地，圖21的 (a)是示出下述結構的立體圖外鼓66帶有以交錯形式排列的多個抽吸孔650、651，使得所述孔定位成在旋轉方向上彼此接近。圖21的(b)是圖21的(a)所示結構的剖視圖。圖22 的(a)和(b)示出內鼓64和外鼓66從它們的圖21的(a)和(b)所示角位置沿著向後方向稍微旋轉的狀態。第二實施例的分離機構5」類似於第一實施例的分離機構5』，但下面的結構不同於第一實施例外鼓66的抽吸孔650、651以交錯方式排列以增加孔的數量，並且內鼓64的空氣孔630、631根據外鼓66的抽吸孔也以交錯方式排列。相應地，在第二實施例中，與第一實施例的元件相類似的元件被標以相對應的標號，並且將不再詳細說明。如圖21和22(其中抽吸孔和空氣孔以交錯方式排列)中所示，抽吸孔(和空氣孔)在旋轉方向上的間距小於第一實施例。因此，與第一實施例的分離機構5』相比，腔61 的內部壓力能夠更容易增加。也就是說，與第一實施例相比，在第二實施例中空氣能夠更容易地進入腔61，其原因在於，後續列的抽吸孔651和後續列的空氣孔631能夠通過與第一實施例相比更輕微地反轉鼓64和66而與腔61的開口 61a相對。然而，還是在此例子中，通過縮短內鼓64加速和減速的時間段能夠使得腔61的內部壓力增加的缺點最小化。進一步地，即使空氣進入腔61的時間段由於孔630、631、650和 651的交錯排列而稍微延長，分離力也能夠更迅速地通過後續孔631和651施加至郵件物品 P，其原因在於，這些孔在鼓64和66的旋轉方向上的間距更小。結果，所述負壓不會明顯變化。與之相比，如果孔630、631、650和651在鼓64和66的旋轉方向上的間距增加，能夠消除下面的現象當郵件物品P通過特定孔630和650被吸取時，後續列的孔631和651 朝著腔61的開口 61a。儘管已經說明了一些實施例，但是這些實施例僅僅是以示例的方式給出的，而並非意在限制本發明的範圍。實際上，文中所說明的新穎實施例可以各種其它形式實現；此外，在不脫離本發明主旨的情況下可以對文中所描述的方法的形式進行各種省略、替代和改變。所附的權利要求和它們的等同方案意在覆蓋將落在本發明的範圍和主旨內的此等形式或修改。例如，儘管在上述的實施例中，外鼓66以恆定的速度旋轉，內鼓64被加速和加速， 但是本發明並不限於此。實際上，內鼓64可以恆定的速度旋轉，而外鼓66被加速和減速。 作為進一步地替代，內鼓64和外鼓66的旋轉速度都可以變化。
權利要求
1.一種片材處理設備，包括拾取機構(3)，其與多個所累積片材的最外部片材相接觸並且旋轉以沿與所述最外部片材的表面平行的方向拾取所述最外部片材；分離機構(5』)，其將分離力施加至包括在所述所累積片材中並與所述最外部片材同時被所述拾取機構拾取的要後續給送的片材，所述分離力沿與所述最外部片材的拾取方向的相反方向作用；所述分離機構(5』 )的特徵在於其包括外旋轉體(66)，其包含多列抽吸孔(65)，當所述外旋轉體沿所述相反方向旋轉時，所述多列抽吸孔順序地面向所述要後續給送的片材；內旋轉體(64)，其以能夠旋轉的方式設置在所述外旋轉體內並與所述外旋轉體同心， 所述內旋轉體包含多列空氣孔(63)，當所述內旋轉體旋轉時，所述多列空氣孔與相應列的抽吸孔重疊；抽吸單元(37)，當包括在所述多列抽吸孔中的至少一列抽吸孔面向所述要後續給送的片材時，所述抽吸單元通過所述至少一列抽吸孔以及通過包括在所述多列空氣孔中並與所述至少一列抽吸孔重疊的至少一列空氣孔抽吸空氣，由此將所述要後續給送的片材附著至所述外旋轉體的外周表面；以及控制單元(76)，其使得所述外旋轉體和內旋轉體彼此關聯地旋轉。
2.如權利要求1所述的片材處理設備，其特徵在於，所述控制單元(76)使所述內旋轉體(64)在其相對角位置偏離所述外旋轉體(66)的相對角位置的情況下旋轉，以防止所抽吸的空氣通過後續列的抽吸孔洩漏，所述後續列的抽吸孔包括在所述多列抽吸孔中並隨著所述外旋轉體(66)沿所述相反方向的旋轉後續地面向所述要後續給送的片材。
3.如權利要求2所述的片材處理設備，其特徵在於，所述控制單元(76)使所述外旋轉體(66)沿著所述相反方向以恆定速度旋轉，並且使所述內旋轉體(64)加速和減速。
4.如權利要求1所述的片材處理設備，其特徵在於，所述控制單元(76)使所述外旋轉體(66)和所述內旋轉體(64)旋轉以調節所述至少一列空氣孔與面向所述要後續給送的片材的所述至少一列抽吸孔之間的重疊程度，由此調節施加至所述要後續給送的片材的分離力。
5.一種片材處理設備，包括拾取機構(3)，其與多個所累積片材的最外部片材相接觸並且旋轉以沿與所述最外部片材的表面平行的方向拾取所述最外部片材；分離機構(5』)，其將分離力施加至包括在所述所累積片材中並與所述最外部片材同時被所述拾取機構拾取的要後續給送的片材，所述分離力沿與所述最外部片材拾取方向的相反方向作用；所述分離機構(5』 )的特徵在於其包括外旋轉體(66)，其包含多列抽吸孔(65)，當所述外旋轉體沿所述相反方向旋轉時，所述多列抽吸孔順序地面向所述要後續給送的片材；內旋轉體(64)，其以能夠旋轉的方式設置在所述外旋轉體內並與所述外旋轉體同心， 所述內旋轉體包含多列空氣孔(63)，當所述內旋轉體旋轉時，所述多列空氣孔與相應列的抽吸孔重疊；腔(61)，其限定於所述內旋轉體內並通過所述多列抽吸孔以及與所述多列抽吸孔重疊的相應列的空氣孔而與所述外旋轉體的外部連通；抽吸單元(37)，當包括在所述多列抽吸孔中的至少一列抽吸孔面向所述要後續給送的片材時，所述抽吸單元通過所述至少一列抽吸孔以及通過包括在所述多列空氣孔中並與所述至少一列抽吸孔重疊的至少一列空氣孔從所述腔抽吸空氣，由此將所述要後續給送的片材附著至所述外旋轉體的外周表面；以及控制單元(76)，其使得所述外旋轉體和內旋轉體彼此關聯地旋轉。
6.如權利要求5所述的片材處理設備，其特徵在於，當所述要後續給送的片材附著至所述外旋轉體(66)的外周表面時，所述控制單元(76)使所述內旋轉體(64)旋轉且所述內旋轉體相對角位置偏離所述外旋轉體(66)的相對角位置，以防止所述腔(61)與後續列抽吸孔連通，所述後續列抽吸孔包括在所述多列抽吸孔中並隨著所述外旋轉體(66)沿所述相反方向的旋轉後續地面向所述要後續給送的片材。
7.如權利要求6所述的片材處理設備，其特徵在於，所述控制單元(76)使所述外旋轉體(66)沿所述相反方向以恆定速度旋轉，並且使所述內旋轉體(64)沿所述相反方向加速和減速。
8.如權利要求5所述的片材處理設備，其特徵在於，所述控制單元(76)使所述外旋轉體(66)和所述內旋轉體(64)旋轉以調節所述至少一列空氣孔與面向所述要後續給送的片材的所述至少一列抽吸孔之間的重疊程度，由此調節施加至所述要後續給送的片材的分離力。
9.一種片材處理設備，包括拾取機構(3)，其與多個所累積片材的最外部片材接觸並旋轉以沿與所述最外部片材的表面平行的方向拾取所述最外部片材；分離機構(5』)，其將分離力施加至包括在所述所累積片材中並與所述最外部片材同時被所述拾取機構拾取的要後續給送的片材，所述分離力沿與所述最外部片材拾取方向的相反方向作用；所述分離機構(5』 )的特徵在於其包括 外旋轉體(66)，其包括當所述外旋轉體沿所述相反方向旋轉時暫時地面向所述要後續給送的片材的至少一個抽吸孔(65)； 內旋轉體(64)，其以能夠旋轉的方式設置在所述外旋轉體內並與所述外旋轉體同心， 所述內旋轉體包括當所述內旋轉體旋轉時與所述至少一個抽吸孔至少部分地重疊的至少一個空氣孔(63)；抽吸單元(37)，所述抽吸單元通過所述至少一個抽吸孔以及通過至少一個空氣孔抽吸空氣，當所述至少一個抽吸孔面向所述要後續給送的片材時，所述至少一個空氣孔至少部分地重疊於所述至少一個抽吸孔，由此將所述要後續給送的片材附著至所述外旋轉體的外周表面；以及控制單元(76)，其使所述外旋轉體和內旋轉體旋轉以調節所述至少一個抽吸孔和所述至少一個空氣孔之間的重疊程度。
全文摘要
根據一個實施例，片材處理設備的拾取機構包括分離機構(5』)，所述分離機構用於將沿與所述郵件物品拾取方向的相反方向作用的分離力施加至從所累積郵件物品中拾取的要後續給送的郵件物品，分離機構包括外鼓(66)，其包括在旋轉期間朝著要後續給送的郵件物品的抽吸孔(65)；內鼓(64)，其設置在外鼓內並與外鼓同心，內鼓具有在旋轉期間與抽吸孔重疊的空氣孔(63)；泵(37)，用於通過朝著要後續給送的郵件物品的抽吸孔以及通過與抽吸孔重疊的空氣孔抽吸空氣，以便將要後續給送的郵件物品附著至外鼓的外周表面，控制器(76)使內鼓和外鼓彼此關聯地旋轉，以將足夠的分離力施加至要後續給送的郵件物品。
文檔編號B65H3/10GK102219125SQ20111004932
公開日2011年10月19日 申請日期2011年3月1日 優先權日2010年4月15日
發明者三津谷祐輔, 平光功明, 成岡良彥, 淺利幸生, 等等力徹 申請人:株式會社東芝