专利名称：一种胶装联动线无轴联接装置及方法
技术领域：
本发明涉及印刷机械，特别涉及印后装订机械中胶订机主轴和配页机从轴的传动 技术。
背景技术：
装订机、例如胶订机、用于制造胶订的平装本或者用于精装本的书芯，其中，配页 成书芯的折页和/或单页通过将黏胶的施加到事先加工好的书芯背上而连接起来。可能的 装订方法和产品变型与机器装备有关。该机器装备基本上包括功能单元书芯传输系统、书 芯导入站、书背加工装置、书背上胶订置、中间干燥装置、侧面上胶订置、书背加强装置、贴 封面装置、封面压紧和干燥装置。在DE 20 2005 007 012 Ul中描述了这种装订机。在制造普通的书和平装本时，一个被配好页的书芯在胶订机的书芯传输系统的 夹持器中被从一个加工站输送至下一个加工站。书芯背在一个书背上胶站中被设置黏胶并 且接着被继续输送至一个压紧站。同时，封面被给封面器分单并且同样被输送至压紧站。在 此，压紧站由一个没有侧压紧轨的、设置在前面的压紧台和具有侧压紧轨的、随后的压紧台 组成。在设置在前面的压紧台的区域中，一个封面页通过所述设置在前面的压紧台的朝上 定向的运动而运动到事先设有黏胶的书芯背上并且被压到该书芯背上。书芯背和封面从这 个时刻起彼此附着并且通过当时的夹持器被共同地继续输送至随后的压紧台。借助于所述 随后的压紧台的侧压紧轨，封面被压到书芯侧面上。附加地，在随后的压紧台上，封面再一 次被从下面压靠到书芯上并且从而使该封面与书芯固定地连接。目前的印后装订机械中，要实现主轴和从轴的同步运行，有两种方式，要么通过联 轴器把两个轴进行机械联接，实现完全同步；要么通过两台专用伺服马达分别驱动两台单 机，实现他们运转的完全同步。前者机械系统复杂，安装繁琐，后者成本较高。为了解决上述问题，如中国实用新型专利公开号“CN201132425”名称为“胶装 联动线无轴连接装置”的专利公开了一种出胶装联动线无轴联接装置，该发明公开了一种 胶装联动线无轴联接装置，其特征在于，它包括有变频马达，与胶订机连接；配页机伺服， 包括伺服驱动器和伺服电机，伺服驱动器与伺服电机连接，伺服电机与配页机连接；配页机 PLC1，作为主站，与配页机伺服以及胶订机PLC2连接；胶订机PLC2，作为从站，与变频马达 以及配页机PLCl连接；胶订机编码器，与胶订机PLC2和配页机PLCl连接；配页机编码器， 与配页机PLCl连接；跟踪编码器，位于胶订机高速轴上，与配页机伺服连接；所述胶订机 PLC2与配页机PLCl之间通过RS485总线连接。该种胶装联动线无轴联接装置仍然采用了 伺服来实现，其实施成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种胶装联动线无轴联接装置，该装置机械结构简单，安 装方便，采用普通电气控制系统，实用简单。本发明是这样实现的胶装联动线无轴连接装置，它包括有胶订机和配页机；
胶订机主传动电机，与胶订机连接，用于驱动胶订机；
胶订机主传动变频器，与所述胶订机主传动电机连接，用于对胶订机主传动电机的控
制；
配页机主传动电机，与配页机连接，用于驱动配页机；
配页机主传动变频器，与配页机主传动电机连接，用于对配页机主传动电机的控制； 胶订机可编程控制器，作为主站，与所述胶订机主传动变频器和配页机主传动变频器 通过工业现场总线连接，用于向胶订机主传动变频器和配页机主传动变频器发送工作指 令；
胶订机主传动零位开关，位于胶订机主传动轴上，与胶订机可编程控制器连接，用于向 胶订机可编程控制器发送零位信号；
配页机可编程控制器，作为从站，与配页机主传动变频器连接，用于向配页机主传动变 频器发送工作指令；
配页机主传动零位开关，位于配页机主传动轴上，与配页机可编程控制器连接，用于向 配页机可编程控制器发送零位信号；
配页机超前信号检测开关，位于配页机主传动轴上，与胶订机可编程控制器相连，当检 测到配页机位置相对与胶订机位置的超前时，向胶订机可编程控制器发送超前信号；
配页机滞后信号检测开关，位于配页机主传动轴上，与胶订机可编程控制器相连，当检 测到配页机位置相对与胶订机位置的滞后时，向胶订机可编程控制器发送滞后信号。本发明还包括一种如上所述的胶装联动线无轴联接装置的联接方法，具体为
1)当胶订机与配页机启动并收到联线信号后，胶订机与配页机低速运行的步骤；
2)当配页机运行到联线零位位置时，配页机根据收到的零位信号停止在零位位置的步
骤；
3)胶订机保持低速运行，直到收到自身的零位信号之后，配页机重新运行并与胶订机 以相同的加速度一同向胶订机的额定速率进行加速的步骤；
4)胶订机与配页机以额定速率运行的步骤；
5)如果胶订机检测到配页机所发送的滞后信号，那么胶订机向配页机发送一个加速信 号，配页机根据所述加速信号进行加速，直到胶订机与配页机速度相同时，配页停止加速的 步骤；
或，如果胶订机检测到配页机所发送的超前信号，那么胶订机向配页机发送一个减速 信号，配页机根据所述减速信号进行减速，直到胶订机与配页机速度相同时，配页机停止减 速的步骤。本发明中的胶装联动线无轴联接装置主要采用两个可编程控制器和两个主传动 变频器对主传动电机进行控制，同时加上超前信号检测开关、滞后信号检测开关和两个主 传动零位开关对本系统进行监测与调控。使得本发明装置具有很高的传动精度，与全伺服 系统相当。同时，由于本发明采用的元器件都是较普通的电气元器件，与成本较高的全伺服 系统相比，本发明装置在保证传动精度的同时大大的节省了生产成本，并且本发明装置相 比联轴器的机械结构简单，安装十分方便。
图1为本发明胶装联动线无轴连接装置控制原理框图； 图2为本发明胶装联动线无轴连接装置传动原理图3为本发明胶装联动线无轴连接装置的运作流程图。图中1胶订机，2配页机，3胶订机主传动电机，4胶订机主传动变频器，5胶订机 可编程控制器，6胶订机主传动零位开关，7配页机主传动电机，8配页机主传动变频器，9配 页机可编程控制器，10配页机主传动零位开关，11配页机超前信号检测开关，12配页机滞 后信号检测开关。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。参见图1、图2、一种胶装联动线无轴连接装置，包括有 胶订机1和配页机2 ；
胶订机主传动电机3，与胶订机1连接，用于驱动胶订机1 ；
胶订机主传动变频器4，与所述胶订机主传动电机3连接，胶订机主传动电机3的起停 由胶订机可编程控制器5对它进行端子控制，而速度给定则由胶订机可编程控制器通过工 业现场总线给定；
胶订机可编程控制器5，作为主站，与所述胶订机主传动变频器4和配页机主传动变频 器8通过工业现场总线连接，用于向胶订机主传动变频器4和配页机主传动变频器8发送 工作指令，当收到滞后或超前信号时，向配页机主传动变频器8发送相对应的加速或减速 指令，当收到胶订机主传动零位开关6发送的零位信号时，向胶订机主传动变频器4和配页 机主传动变频器8发送相同的加速指令；
胶订机主传动零位开关6，位于胶订机主传动轴上，与胶订机可编程控制器5连接，用 于向胶订机可编程控制器5发送零位信号；
配页机主传动电机7，与配页机2连接，用于驱动配页机2 ；
配页机主传动变频器8，与配页机主传动电机7连接，配页机主传动电机7的起停由配 页机可编程控制器9对它进行端子控制，联机运行时配页机的速度给定由胶订机可编程控 制器5对它通过工业现场总线给定；
配页机可编程控制器9，作为从站，与配页机主传动电机7信号连接，用于向配页机主 传动变频器8发送工作指令，当收到配页机主传动零位开关10发送的零位信号时，向配页 机主传动变频器8发送停止工作指令；
配页机主传动零位开关10，位于配页机主传动轴上，与配页机可编程控制器9连接，用 于向配页机可编程控制器9发送零位信号；
配页机超前信号检测开关11，位于配页机主传动轴上，与胶订机可编程控制器5相连， 当检测到配页机位置相对与胶订机位置的超前时，向胶订机可编程控制器5发送超前信 号；
配页机滞后信号检测开关12，位于配页机主传动轴上，与胶订机可编程控制器5相连，当检测到配页机位置相对与胶订机位置的滞后时，向胶订机可编程控制器5发送滞后信号。其中，上述实施例中所述的工业现场总线包括控制局域网路CANopen总线。进一步，上述实施例中所述胶装联动线无轴联接装置还包括，胶订机运行速度调 节器(未图示)，与胶订机可编程控制器5连接，用于在胶订机1运行前预设与在胶订机1运 行中调整胶订机1的运行速度。为了更好的理解本发明的技术方案下面以另一实施例详细描述，请参看图3，本发 明装置在运作时可分为起动联机和同步调整两个过程，具体过程如下
所述起动联机过程具体为
301.操作员在起动胶订机1与配页机2后按联机按钮。302.胶订机1和配页机2收到联线信号后低速运行。303.配页机2在低速运行时，实时检测配页机是否到达联线零位位置。304.当配页机2运行到联线零位位置时，配页机主传动零位开关10向配页机可 编程控制器9发送零位信号，配页机可编程控制器9向配页机主传动变频器8发送停机指 令，使配页机2停止在该零位位置。305.当配页机2停在零位位置后，胶订机1保持低速运行，并实时检测胶订机是 否到达自身的零位位置，若胶订机可编程控制器5收到胶订机主传动零位开关6发送的自 身的零位信号之后，胶订机可编程控制器5向胶订机主传动变频器4和配页机主传动变频 器8发送一个加速指令，并转到3061和3062。3061.胶订机1以额定的频率值VO加速运行，胶订机的主轴转速为nO。3062.配页机2重新运行并与胶订机一同开始加速运行，配页机2速度的给定由 胶订机可编程控制器5通过CanOpen总线以频率数据给定，使得配页机的主轴转速nl近似 于胶订机的主轴转速nO。nl的给定方式是Vl=KVO,其中Vl是给定给配页机主传动变频器 8的频率值，VO是从胶订机主传动变频器4读回的频率值。到此，本发明装置的起动联机过程结束，并开始进入同步调整的过程。在本实施例 中，该预定的运行速度可以为一固定的默认值，也可以为一可供操作员调节的可调值，具体 在此不作限定。进一步，在上述实施例的起动联机过程中，操作员可在按联机按钮的步骤之前设 定胶订机1的额定运行速度。所述同步调整过程具体为
307.胶订机1每次在检测到其零位信号的时刻，根据配页机上的2个接近开关的信号 情况判配页机2的位置。如果此时胶订机可编程控制器5没有检测到配页机超前信号检测 开关11或配页机滞后信号检测开关12所发送超前或滞后信号，则判断为配页机此时是处 于同步的位置的，那么转到步骤307，给到配页机的频率值仍然是Vl=KVO不变，如果此时胶 订机可编程控制器5检测到配页机滞后或超前信号，则转到步骤3091或3092。3081.如果此时胶订机可编程控制器5检测到配页机滞后信号检测开关12所 发送的滞后信号，则判断为配页机2此时是位置滞后的，那么胶订机可编程控制器5通过 CANopen总线对配页机主传动变频器8给出一个比Vl稍大的值，例如V2，使得nl>n0，期望 下一次将配页机2追到同步的位置；3082.如果此时胶订机可编程控制器5检测到配页机超前信号检测开关11所发送的 超前信号，则判断为配页机2此时是位置超前的，那么胶订机可编程控制器5通过CANopen 总线对配页机主传动变频器8给出一个比Vl稍小的值，例如V3，使得nl<nO，期望下一次将 配页机2追到同步的位置。在本发明装置运行的过程中，每运行一圈都会对配页机的位置进行一次检测，如 果配页机2位置是与胶订机1同步的，则继续保持Vl的频率运行，如果发现配页机2是滞后 的，则给定为V2，使得配页机2加快运行速度，在以后的检测时刻能逐渐追到同步的位置， 如果发现配页机2是超前的，则给定为V3，使得配页机2减慢运行速度，在以后的检测时刻 能逐渐退回到同步的位置，这样周而复始。进一步，在上述实施例的同步调整过程中，还可以通过胶订机运行速度调节器(未 图示)按需要手动的调整胶订机1的运行速度，从而改变整套胶装联动线无轴连接装置的运 行速度。本具体实施方式
中，通过CANopen总线，输给配页机主传动变频器8，根据该位置 信号对配页机主传动电机7速度进行控制，使配页机2跟随胶订机1保持同步，从而达到无 轴传动的目的。CANopen是一种架构在控制局域网路(Control Area Network, CAN)上的高层通 讯协定，包括通讯子协定及设备子协定常在嵌入式系统中使用，也是工业控制常用到的一 种现场总线。CANopen实作了 OSI模型中的网络层以上(包括网络层)的协定。CANopen标准包 括寻址方案、数个小的通讯子协定及由设备子协定所定义的应用层。CANopen支援网络管 理、设备监控及节点间的通讯，其中包括一个简易的传输层，可处理资料的分段传送及其组 合。一般而言资料链结层及实体层会用CAN来实作。除了 CANopen外，也有其他的通讯协 定(如EtherCAT)实作CANopen的设备子协定。基本的CANopen设备及通讯子协定定义在CAN in Automation (CiA) draft standard 301.中。针对个别设备的子协定以CiA 301为基础再进行扩充。如针对1/0 模组的CiA401及针对运动控制的CiA402。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种胶装联动线无轴联接装置，包括胶订机和配页机；胶订机主传动电机，与胶订机连接，用于驱动胶订机；胶订机主传动变频器，与所述胶订机主传动电机连接，用于对胶订机主传动电机的控制；配页机主传动电机，与配页机连接，用于驱动配页机；配页机主传动变频器，与配页机主传动电机连接，用于对配页机主传动电机的控制；其特征在于，还包括胶订机可编程控制器，作为主站，与所述胶订机主传动变频器和配页机主传动变频器通过工业现场总线连接，用于向胶订机主传动变频器和配页机主传动变频器发送工作指令；胶订机主传动零位开关，位于胶订机主传动轴上，与胶订机可编程控制器连接，用于向胶订机可编程控制器发送零位信号；配页机可编程控制器，作为从站，与配页机主传动变频器连接，用于向配页机主传动变频器发送工作指令；配页机主传动零位开关，位于配页机主传动轴上，与配页机可编程控制器连接，用于向配页机可编程控制器发送零位信号；配页机超前信号检测开关，位于配页机主传动轴上，与胶订机可编程控制器相连，当检测到配页机位置相对与胶订机位置的超前时，向胶订机可编程控制器发送超前信号；配页机滞后信号检测开关，位于配页机主传动轴上，与胶订机可编程控制器相连，当检测到配页机位置相对与胶订机位置的滞后时，向胶订机可编程控制器发送滞后信号。
2.根据权利要求1所述的胶装联动线无轴联接装置，其特征在于，所述的工业现场总 线包括控制局域网路CANopen总线。
3.根据权利要求2所述的胶装联动线无轴联接装置，其特征在于，所述胶装联动线无 轴联接装置还包括，胶订机运行速度调节器，与胶订机可编程控制器连接。
4.一种如权利要求1所述的胶装联动线无轴联接装置的联接方法，其特征在于，包括1)当胶订机与配页机启动并收到联线信号后，胶订机与配页机低速运行的步骤；2)当配页机运行到联线零位位置时，配页机根据收到的零位信号停止在零位位置的步骤；3)胶订机保持低速运行，直到收到自身的零位信号之后，配页机重新运行并与胶订机 以相同的加速度一同向胶订机的额定速率进行加速的步骤；4)胶订机与配页机以额定速率运行的步骤；5)如果胶订机检测到配页机所发送的滞后信号，那么胶订机向配页机发送一个加速信 号，配页机根据所述加速信号进行加速，直到胶订机与配页机速度相同时，配页停止加速的 步骤；或，如果胶订机检测到配页机所发送的超前信号，那么胶订机向配页机发送一个减速 信号，配页机根据所述减速信号进行减速，直到胶订机与配页机速度相同时，配页机停止减 速的步骤。
5.根据权利要求4所述的胶装联动线无轴联接装置的联接方法，其特征在于，在所述 配页机重新运行并与胶订机以相同的加速度一同向额定速率进行加速的步骤之后还包括 调整胶订机的额定工作速率的步骤。
6.根据权利要求5所述的胶装联动线无轴联接装置的联接方法，其特征在于，在所述胶订机与配页机低速运行的步骤之前还包括预设胶订机的额定工作速率的步骤。
全文摘要
本发明涉及印刷机械，特别涉及印后装订机械中胶订机主轴和配页机从轴的传动技术。一种胶装联动线无轴连接装置，包括有胶订机和配页机，胶订机主传动电机，配页机主传动电机，胶订机可编程控制器，配页机可编程控制器，胶订机主传动变频器，配页机主传动变频器，胶订机主传动零位开关，配页机主传动零位开关，配页机超前信号检测开关，配页机滞后信号检测开关，所述胶订机可编程控制器与配页机主传动变频器、胶订机主传动变频器之间通过现场总线连接。本发明的机械结构简单，传动精度高的同时大大的节省了生产成本，安装方便，实用简单。
文档编号H02P5/46GK101985258SQ20101026779
公开日2011年3月16日 申请日期2010年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者罗长松, 郑斌 申请人:深圳市精密达机械有限公司