专利名称：一种纸张计数方法及螺旋吸盘式数纸机的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种纸张计数方法，尤其是一种通过传感器测量纸张厚度，从而实现准确计数的纸张计数方法，以及实现该计数方法的螺旋吸盘式数纸机。
背景技术：
在印刷过程中通常需对纸张进行计数作业，特别是在印钞生产过程中对纸张的计数要求更为严格。在白纸出库、入库，经胶印、凹印及印码等多道工序中，每一道工序都存在着纸张点数的问题。传统点数方式多为人工点数，这种点数方法需多人反复作业，操作者劳动强度大，工作效率低，易出现差错，浪费了大量劳动力。为改善人工点数的缺陷，人们研制出了拨辊式数纸机和光电吸盘式数纸机。
所述拨辊式数纸机的结构原理为利用真空泵产生真空压力，通过真空控制部件到达吸纸片(吸气片)，由吸纸片上的吸气孔将水平放置在置纸工作台上的纸张角部吸附到纸片，再通过固定在偏心轮上的拨动杆(滑杆)围绕吸纸片(吸气片)作摆运动，达到被吸附纸张与其他纸张分离的目的，当拨动杆将吸纸片上的纸张拨离吸纸片时，邻近一开关接通，将电讯号传输给计数机构，通过数码管显示累计数字。
所述光电吸盘式数纸机的结构原理为利用真空泵产生真空压力，通过气路阀体到吸盘，吸盘上开有八个斜槽，在斜槽处吸盘端面上沿圆周方向开有八个圆弧槽，槽内分布数个吸气孔，每个圆弧槽处有一个弧形进纸片，当吸盘临近水平放置在工作台纸面上端时，纸的上面被圆弧槽内的吸气孔通过真空压力吸附，在吸盘的旋转作用力下，由弧形进纸片导入吸盘斜槽，然后在旋转中被旋出，此时安装在吸盘斜槽内的光敏元件，在纸张通过时接受一次讯号，并传送给计数机构，通过数码管显示累计数字。
上述两种公知结构的数纸机构在正常工作时均要求将纸张严格分离为单张，不允许出现双张或多张，因为机构本身无法判断通过纸张的数量，无论数量多少，计数过程中均默认为单张通过，计数系统数字增加“1”，这就对纸张本身要求苛刻。但在实际工序过程中，往往满足不了这种要求，最常见的就是在印刷过程中，油墨或静电等引起纸张粘连，而分离纸张的机构保证不了单张通过时，必然出现计数错误。
为了防止上述问题的出现，人们设计了两套计数系统同时工作，对计数结果进行比较，当两个计数器的显示数据不一致时，以显示数目较多的为准，原因是每过一次纸张，计数开关或光电开关动作一次，得到一个脉冲信号，作为一个计数单位，因此，计数结果不会出现超过真实数目的情况，而数目较少的计数器认为是出现了纸张粘连等现象而造成不是单张通过计数机构的。但这种方法还是具有一定的局限性，最明显的就是两个计数器均出现非单张通过时，就不能得到正确计数，另外工序工艺设定为定数时，可以进行比较，一旦通过机台印制多道工序周转之后，纸张定数发生变化时，则无法准确判定纸张数目。
有鉴于上述公知技术存在的缺陷，本发明人以多年从事本领域的实践经验，经过长久努力研究与实验，终于开发研制出本发明的可准确计数的纸张计数方法及螺旋吸盘式数纸机。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种通过传感器测量纸张厚度，从而实现准确计数的纸张计数方法，以及实现该计数方法的螺旋吸盘式数纸机。
本发明的技术方案是一种纸张计数方法，包括将纸张通过真空吸附导入数纸机构，由检测装置将所测纸张的厚度信号输入数据处理系统，输出导入纸张的数量数据。
如上所述的纸张计数方法，所述纸张计数方法为将纸张厚度引起传感器触头的位移量转化为一电压量。
如上所述的纸张计数方法，所述检测装置为可将输入的位移变化量转化为电阻变化量的压阻式传感器，采用电阻应变测量方法进行检测。
如上所述的纸张计数方法，利用数纸机构所具有的一螺旋吸盘，在真空负压吸附和剥离刀的作用下，纸张的一边由吸盘的进纸口导入吸盘的螺旋槽内，经传感器测量头后被旋出吸盘。
一种实现所述纸张计数方法的螺旋吸盘式数纸机，其中所述数纸机具有一可沿机架垂直移动的数纸机构，该数纸机构与一平衡机构相连接，其中所述数纸机构包括一螺旋吸盘，一驱动马达轴与该螺旋吸盘相连接，螺旋吸盘的顶面设有一进纸口，至少一组检测装置设置在所述螺旋吸盘内，检测装置与数据处理系统相连接。
如上所述的螺旋吸盘式数纸机，所述检测装置为压阻式传感器。
如上所述的螺旋吸盘式数纸机，所述螺旋吸盘的顶部设有一吸盘盖板，该螺旋吸盘沿轴向设有螺旋槽，与螺旋槽相对应的螺旋面上分别相对设有长槽，该长槽内分别设有第一、第二传感器，所述传感器的触头相对接触设置，且位于螺旋槽内。
如上所述的螺旋吸盘式数纸机，所述第一传感器的触头为一固定触头，其固定于吸盘螺旋槽的一侧长槽内；所述第二传感器的触头为一活动触头，该传感器的基片一端固定于吸盘螺旋槽的另一侧长槽内，另一端设有触头，并藉由弹簧顶抵该触头与上述固定触头接触设置。
如上所述的螺旋吸盘式数纸机，所述第一、第二传感器的触头位于螺旋槽高度的中心。
如上所述的螺旋吸盘式数纸机，所述长槽与螺旋吸盘的外周壁面贯通设置，该外周壁面上分别设置有上、下防护片。
如上所述的螺旋吸盘式数纸机，所述螺旋吸盘可由内芯和外圈两部分组合构成，且外圈螺旋槽宽度小于内芯螺旋槽宽度。
如上所述的螺旋吸盘式数纸机，所述第一、第二传感器设置在旋转吸盘的外圈处。
如上所述的螺旋吸盘式数纸机，所述吸盘盖板的直径与螺旋吸盘相匹配，其底面上设有一凹槽，一气室盖板固定于该凹槽上构成一真空气室，该真空气室的一端与旋转吸盘转轴内设置的管路相连通，另一端连接螺旋吸盘进纸口侧设置的吸气孔，所述转轴内设置的管路通过设置在螺旋吸盘外部的真空管路连接至真空泵。
如上所述的螺旋吸盘式数纸机，所述真空管路为一伸缩管。
如上所述的螺旋吸盘式数纸机，所述吸盘盖板上设有一缺口，一剥离刀片的一端固定于吸盘盖板缺口的一侧，该剥离刀片的另一端为刀尖，所述刀尖位于缺口另一侧的吸气孔上部，该刀尖与盖板上表面具有间隙，并构成进纸口。
如上所述的螺旋吸盘式数纸机，所述螺旋吸盘与驱动马达相连接的主轴为空心轴，该空心轴上间隔设置有一个以上的导电环，所述传感器的导线通过上述空心轴与该导电环电连接，一个以上的导电片固定在机上，并分别与该导电环相接触，所述导电片与数据处理系统电连接。
如上所述螺旋吸盘式数纸机，所述导电环与所述空心轴的同心度小于等于0.02mm。
如上所述的螺旋吸盘式数纸机，所述平衡机构由重锤、滑轮、弹簧、悬臂梁和控制机构成，其中，所述悬臂梁的一端为滑动固定端，另一端为活动端，该两端之间具有一支撑部，所述悬臂梁的滑动固定端与机架可上下滑动地固定连接，其活动端与弹簧的一端相连接，弹簧的另一端固定于机架的上部，支撑部支撑于机架；上述滑轮固定于机架上，所述重锤位于悬臂梁的支撑部与活动端之间，与钢丝绳的一端相连接，钢丝绳的另一端连接数纸机构。
如上所述的螺旋吸盘式数纸机，所述控制机构可为一脚踏板，该脚踏板通过一杠杆机构与悬臂梁的滑动固定端相连接。
如上所述的螺旋吸盘式数纸机，所述重锤的重量大于数纸机构的重量。
本发明的特点及优点是本发明的纸张计数方法，通过检测传感器触头的位移量，并将其转化为一电压量进行纸张计数统计，即由压阻式传感器测量纸张的厚度变化，从而可准确地实现计数目的，保证了被测纸张的计数结果及时、可靠，与公知的计数方法相比大大提高了准确性，即使一次进入传感器触头的纸张多于一张，也能够测出其准确的纸张数量。
本发明的可实现上述纸张计数方法的螺旋吸盘式数纸机克服了公知技术仅能单张计数、每一张纸必须严格分离的缺陷，采用螺旋吸盘为进纸机构，以压阻式传感器测量纸张厚度，达到准确计数的目的；由于本发明是通过传感器检测被测纸张的厚度，因此降低了对分离纸张的精度要求；且本发明检测的是纸张的边而不是角，因此探测长度较深，对纸边和纸角的折弯及破损有很强的适应性；本发明在大幅提高计数准确性的同时，大大提高了工作效率，减少了工人的劳动强度。
图1为本发明的螺旋吸盘式数纸机的结构示意图；图2为本发明的螺旋吸盘式数纸机的吸盘示意图；图3为吸盘侧视示意图；图4为图3中去除防护片的侧视示意图；图4A、4B分别为图4中沿C-C、B-B线的局部剖视示意图；图5为图3中W向示意图；图6为图2中沿A-A线的剖视示意图；图7A、B、C为吸盘盖板的主视、沿D-D线的剖视及后视示意图；图8为吸盘传动主轴的局部放大示意图。
具体实施例方式
本发明的螺旋吸盘式数纸机如图1所示，具有一机架10，其上设置一数纸机构1，该数纸机构1与一平衡机构2相连接，并可沿机架垂直移动。其中，所述数纸机构1包括一螺旋吸盘3，一驱动马达4与该螺旋吸盘相连接，参见图2、3所示，螺旋吸盘3的顶面设有一进纸口31，至少一组检测装置设置在所述螺旋吸盘内，检测装置与数据处理系统相连接。
所述检测装置为压阻式传感器。如图3、4、4A、4B、5、6所示，所述螺旋吸盘3的顶部设有一吸盘盖板33，所述盖板33上具有所述进纸口31，该螺旋吸盘3沿轴向设有螺旋槽32，与螺旋槽32相对应的螺旋面上分别相对设有长槽321、322，该长槽内分别设有第一、第二传感器3211、3221，所述传感器的触头相对接触设置，且位于螺旋槽内。所述第一传感器3211的触头为一固定触头3212，其固定于吸盘螺旋槽的一侧长槽321内；所述第二传感器3221的触头为一活动触头3223，该传感器的基片3222一端固定于吸盘螺旋槽的另一侧长槽322内，另一端设有触头3223，并藉由弹簧3224顶抵该触头3223与上述固定触头3212接触设置。所述第一、第二传感器的触头位于螺旋槽高度的中心。所述长槽321、322与螺旋吸盘3的外周壁面贯通设置，该外周壁面上分别设置有上、下防护片3210、3220。
参见图7A、B、C所示，所述吸盘盖板33的底面上设有一凹槽331，一气室盖板(未示出)固定于该凹槽上构成一真空气室，该真空气室的一端与旋转吸盘转轴内设置的管路相连通，另一端连接螺旋吸盘进纸口31侧设置的吸气孔332，所述转轴内设置的管路通过设置在螺旋吸盘外部的真空管路5连接至真空泵6，参见图1，所述真空管路5为一伸缩管。所述吸盘盖板33上设有一缺口333，一剥离刀片334的一端固定于吸盘盖板缺口333的一侧，其刀尖位3341于缺口另一侧的吸气孔332上部，该刀尖3341与盖板上表面具有间隙，并构成进纸口31。
所述螺旋吸盘3可为一整体结构，亦可为分体结构，在本实施例中该螺旋吸盘3由内芯34和外圈35两部分组合构成，参见图6，且外圈35的螺旋槽宽度小于内芯34的螺旋槽宽度，从而可满足测量纸张时进纸深度范围较大的要求，减少了加工难度。如图4A、图4B所示，所述第一、第二传感器3211、3221设置在旋转吸盘的外圈35，由于吸盘内芯34的螺旋槽宽度大于外圈35的螺旋槽宽度，从而解决了在纸张通过螺旋槽时接触面积过大的问题，同时为进入吸盘内芯螺旋槽的纸张提供了较大的空间。
所述螺旋吸盘3与驱动马达4相连接的主轴为空心轴，该空心轴上间隔设置有一个以上的导电环36，如图8所示，在本实施例中为间隔设置了四个导电环36，所述传感器的导线37通过上述空心轴与该导电环36电连接，一个以上的导电片固定在机架上，并分别与该导电环相接触，所述导电片与数据处理系统电连接。所述导电环36与所述空心轴的同心度小于等于0.02mm，以使导电环36与导电片保持良好的接触，确保电信号的准确传输。
所述平衡机构2由重锤21、滑轮22、弹簧23、悬臂梁24和控制机构组成，其中，所述悬臂梁24的一端为滑动固定端241，另一端为活动端242，该两端之间具有一支撑部243，所述悬臂梁24的滑动固定端241与机架可上下滑动地固定连接，其活动端242与弹簧的一端相连接，弹簧的另一端固定于机架的上部，支撑部243支撑于机架，上述滑轮22固定于机架10上，所述重锤21位于悬臂梁的支撑部243与活动端之间，与钢丝绳25的一端相连接，钢丝绳25的另一端连接数纸机构1。
所述控制机构可为一脚踏板，该脚踏板通过一杠杆机构与悬臂梁24的滑动固定端241相连接。所述重锤的重量大于数纸机构的重量。
所述平衡机构2的工作原理是悬臂梁24的活动端242在弹簧23的作用下向上被拉起，落在活动端242和支撑部243之间的重锤21随悬臂梁24一起上升，同时与重锤21相连接的钢丝绳25经滑轮22带动钢丝绳另一端连接的数纸机构1下降，处于数纸起始状态。
本发明的纸张计数方法通过将纸张通过真空吸附导入数纸机构1，由检测装置将所测纸张的厚度信号输入数据处理系统，输出导入纸张的数量数据。所述检测装置为可将输入的位移变化量转化为电阻变化量的压阻式传感器，采用电阻应变测量方法进行检测，即将纸张厚度引起传感器触头的位移量转化为一电压量。在真空负压吸附和剥离刀334的作用下，纸张的一边由吸盘3的进纸口31导入吸盘的螺旋槽32内，经传感器测量头后被旋出吸盘。其中，实现上述的电阻应变测量方法的压阻式传感器为将输入的位移机械变化量转化为电阻变化的器件，其输入为一力学参数，该力学参数的变化Δx引起传感器弹簧基片发生应变效应ε，而紧紧附着于基片上面的敏感元件(如应变片)则发生电阻阻值变化ΔR，再经过供电/放大电路转化为电压变化量ΔV，这一过程实现了从一个力学参数变化到应变片电阻变化(直到电压变化)的转变。
本发明的可实现上述纸张计数方法的螺旋吸盘式数纸机，为避免在检测过程中螺旋吸盘高速旋转时压阻式传感器受气流的影响造成测定数值不稳定，在螺旋吸盘设置长槽321、322的外周壁上设有防护片3210、3220，以隔阻旋转气流对压阻式传感器的影响。此外，考虑到被测纸张能页利进入传感器测量触头3212、3223，所述防护片3210、3220由螺旋槽的宽度逐渐变窄，使纸张能比较平稳地通过测量触头。
本发明的运动过程是参见图1，当开始进行数纸时，踩下脚踏板，在杠杆作用下悬臂24的滑动固定端241向上移动，其活动端242向下移动，则落于该滑动固定端241和活动端242之间的重锤21脱离悬臂梁24，同时启动真空泵6和数纸机构1的驱动马达4，当被数纸张8放置于置纸工作台7上时，在负压和剥离刀片334的作用下，被数纸叠底部与吸盘接触的纸张被剥离出来，经导向进入螺旋槽32内，再经过传感器测量触头3212、3223之后被旋出。因重锤21的重量重于数纸机构1，在数纸机构的数纸过程中，重锤21下降而数纸机构1沿设置于机架10上的导轨(未示出)上升，即升降平衡机构2根据纸张的多少保证数纸机构的吸盘3自由上下浮动，在纸张重量变化等原因产生的数纸速度不一致时达到同步运动。上述吸盘3运动一周后，完成一次测试。
权利要求
1.一种纸张计数方法，包括将纸张通过真空吸附导入数纸机构，由检测装置将所测纸张的厚度信号输入数据处理系统，输出导入纸张的数量数据。
2.如权利要求1所述的纸张计数方法，其特征在于所述纸张计数方法为将纸张厚度引起传感器触头的位移量转化为一电压量。
3.如权利要求1或2所述的纸张计数方法，其特征在于所述检测装置为可将输入的位移变化量转化为电阻变化量的压阻式传感器，采用电阻应变测量方法进行检测。
4.如权利要求3所述的纸张计数方法，其特征在于利用数纸机构所具有的一螺旋吸盘，在真空负压吸附和剥离刀的作用下，纸张的一边由吸盘的进纸口导入吸盘的螺旋槽内，经传感器测量头后被旋出吸盘。
5.一种实现如权利要求1所述纸张计数方法的螺旋吸盘式数纸机，其特征在于所述数纸机具有一可沿机架垂直移动的数纸机构，该数纸机构与一平衡机构相连接，其中所述数纸机构包括一螺旋吸盘，一驱动马达轴与该螺旋吸盘相连接，螺旋吸盘的顶面设有一进纸口，至少一组检测装置设置在所述螺旋吸盘内，检测装置与数据处理系统相连接。
6.如权利要求1所述的螺旋吸盘式数纸机，其特征在于所述检测装置为压阻式传感器。
7.如权利要求6所述的螺旋吸盘式数纸机，其特征在于所述螺旋吸盘的顶部设有一吸盘盖板，该螺旋吸盘沿轴向设有螺旋槽，与螺旋槽相对应的螺旋面上分别相对设有长槽，该长槽内分别设有第一、第二传感器，所述传感器的触头相对接触设置，且位于螺旋槽内。
8.如权利要求7所述的螺旋吸盘式数纸机，其特征在于所述第一传感器的触头为一固定触头，其固定于吸盘螺旋槽的一侧长槽内；所述第二传感器的触头为一活动触头，该传感器的基片一端固定于吸盘螺旋槽的另一侧长槽内，另一端设有触头，并藉由弹簧顶抵该触头与上述固定触头接触设置。
9.如权利要求7或8所述的螺旋吸盘式数纸机，其特征在于所述第一、第二传感器的触头位于螺旋槽高度的中心。
10.如权利要求7或8所述的螺旋吸盘式数纸机，其特征在于所述长槽与螺旋吸盘的外周壁面贯通设置，该外周壁面上分别设置有上、下防护片。
11.如权利要求5-8任一项所述的螺旋吸盘式数纸机，其特征在于所述螺旋吸盘可由内芯和外圈两部分组合构成，且外圈螺旋槽宽度小于内芯螺旋槽宽度。
12.如权利要求11所述的螺旋吸盘式数纸机，其特征在于所述第一、第二传感器设置在旋转吸盘的外圈处。
13.如权利要求7或8所述的螺旋吸盘式数纸机，其特征在于所述吸盘盖板的直径与螺旋吸盘相匹配，其底面上设有一凹槽，一气室盖板固定于该凹槽上构成一真空气室，该真空气室的一端与旋转吸盘转轴内设置的管路相连通，另一端连接螺旋吸盘进纸口侧设置的吸气孔，所述转轴内设置的管路通过设置在螺旋吸盘外部的真空管路连接至真空泵。
14.如权利要求13所述的螺旋吸盘式数纸机，其特征在于所述真空管路为一伸缩管。
15.如权利要求13所述的螺旋吸盘式数纸机，其特征在于所述吸盘盖板上设有一缺口，一剥离刀片的一端固定于吸盘盖板缺口的一侧，该剥离刀片的另一端为刀尖，所述刀尖位于缺口另一侧的吸气孔上部，该刀尖与盖板上表面具有间隙，并构成进纸口。
16.如权利要求5至8任一项所述的螺旋吸盘式数纸机，其特征在于所述螺旋吸盘与驱动马达相连接的主轴为空心轴，该空心轴上间隔设置有一个以上的导电环，所述传感器的导线通过上述空心轴与该导电环电连接，一个以上的导电片固定在机上，并分别与该导电环相接触，所述导电片与数据处理系统电连接。
17.如权利要求16所述螺旋吸盘式数纸机，其特征在于所述导电环与所述空心轴的同心度小于等于0.02mm。
18.如权利要求5所述的螺旋吸盘式数纸机，其特征在于所述平衡机构由重锤、滑轮、弹簧、悬臂梁和控制机构成，其中，所述悬臂梁的一端为滑动固定端，另一端为活动端，该两端之间具有一支撑部，所述悬臂梁的滑动固定端与机架可上下滑动地固定连接，其活动端与弹簧的一端相连接，弹簧的另一端固定于机架的上部，支撑部支撑于机架；上述滑轮固定于机架上，所述重锤位于悬臂梁的支撑部与活动端之间，与钢丝绳的一端相连接，钢丝绳的另一端连接数纸机构。
19.如权利要求18所述的螺旋吸盘式数纸机，其特征在于所述控制机构可为一脚踏板，该脚踏板通过一杠杆机构与悬臂梁的滑动固定端相连接。
20.如权利要求19所述的螺旋吸盘式数纸机，其特征在于所述重锤的重量大于数纸机构的重量。
全文摘要
一种纸张计数方法，包括将纸张通过真空吸附导入数纸机构，由检测装置将所测纸张的厚度信号输入数据处理系统，输出导入纸张的数量数据。一种实现所述纸张计数方法的螺旋吸盘式数纸机，所述数纸机具有一可沿机架垂直移动的数纸机构，该数纸机构与一平衡机构相连接，所述数纸机构包括一螺旋吸盘，一驱动马达轴与该螺旋吸盘相连接，螺旋吸盘的顶面设有一进纸口，至少一组检测装置设置在所述螺旋吸盘内，检测装置与数据处理系统相连接。本发明可准确地实现计数目的，保证了被测纸张的计数结果及时、可靠，与公知的计数方法相比大大提高了准确性，即使一次进入传感器触头的纸张多于一张，也能够测出其准确的纸张数量。
文档编号G06M1/27GK1570966SQ03146460
公开日2005年1月26日 申请日期2003年7月15日 优先权日2003年7月15日
发明者王健, 尹广华, 梁青, 陈永发, 张伟, 马海, 刘强, 陈华, 李云龙, 安华强 申请人:中国印钞造币总公司