(57)【要約】本発明は、開口したポケットに平らな材料を挿入するための改良された挿入機、より具体的には、新聞のような印刷物に使用される直線挿入機を開示する。挿入機は、機械機能を制御するための全電子式制御システムを含む。制御システムは、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）バスを介してすべていっしょに結合された、ソフトウェア制御の下で作動する少なくとも１個の中央制御コンピュータ及び複数のネットワーク制御装置を含む。機械要素を制御するための電子制御メッセージが、コンピュータ及び制御装置の間で、ブロードキャストメッセージ及び個別メッセージの両方を使用することを可能にするための新規なメッセージプロトコルを使用して送信される。
2005529821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各ポケットが上部で開口し平らな物品を受けるように構成されている
一連のポケットを、実質的に直線的に運ぶ第一のコンベヤと、
ある区域から平らな物品を取り出し、それらをポケットに送り込むための、コンベヤの上方に配置された少なくとも１個のフィーダと、
機械要素及び動作を制御するための全電子式制御システムと、
を含む挿入機。
【請求項２】
制御システムが、
バスを介して送信される複数の電子メッセージを生成するための、ソフトウェア制御の下で作動する少なくとも１個の制御コンピュータと、
機械内の少なくとも１個の要素を制御するための、それぞれがバスを介して制御コンピュータに結合され、それぞれが制御コンピュータからメッセージを受信し、メッセージに応答して信号を処理し、生成するように構成されている複数の電子ネットワーク制御装置と、
を含み、制御コンピュータからのメッセージの少なくともいくつかが、選択された時機で選択された要素の活動化及び非活動化を決定する、請求項１記載の挿入機。
【請求項３】
ネットワーク制御装置が、機械ネットワーク制御装置、アイドラ−エンドネットワーク制御装置、オープナ部ネットワーク制御装置、奇数フィーダネットワーク制御装置、偶数フィーダネットワーク制御装置、及び／又はドロップネットワーク制御装置を含む、請求項２記載の挿入機。
【請求項４】
要素が、ソレノイド、センサ、検出器、弁、及び視覚表示装置を含む、請求項２記載の挿入機。
【請求項５】
機械機能の制御に使用するための電子メッセージを処理し、生成するためのプログラム可能な制御コンピュータと、
機械内の少なくとも１個の要素を制御するための、それぞれがバスを介して制御コンピュータに結合され、それぞれが制御コンピュータからメッセージを受信し、メッセージに応答して信号を処理し、生成するように構成されている複数の電子ネットワーク制御装置と、
を含み、制御コンピュータからのメッセージの少なくともいくつかが、選択された時機で選択された群の要素の活動化及び非活動化を決定し、各ネットワーク制御装置からの信号が、所定の要素内で起こる機械動作を制御する、挿入機のための制御システム。
【請求項６】
挿入機が、折り畳まれた物品に平らな材料を挿入するための機械を含む、請求項５記載のシステム。
【請求項７】
制御コンピュータによって生成されるメッセージが、メッセージのいくつかが、所与の時機でネットワーク制御装置のすべてを活動化するブロードキャストメッセージであり、メッセージの他のものが、所与の時機でネットワーク制御装置の特定のものだけを活動化する個別メッセージであるようなメッセージ区別及びネットワーク制御装置のソフトアドレス指定を可能にするためのプロトコルで生成される、請求項５記載のシステム。
【請求項８】
少なくとも１個のネットワーク制御装置が直交エンコーダに接続されて、そのエンコーダからの信号を受信し、処理し、エンコーダの回転に基づいて時機信号を生成し、その時機信号が制御コンピュータ及び他のネットワーク制御装置に通信されて、所与の時機で機械のすべての部品の正確な物理的位置を決定し、時機信号が、機械状態、ユーザ入力又は両方に基づいて、又は制御コンピュータから受信したメッセージに応答して、リアルタイムで動的に変化することができる、請求項５記載のシステム。
【請求項９】
制御コンピュータが、シングルスレッド又はマルチスレッド制御プログラムの制御の下で作動する、請求項５記載のシステム。
【請求項１０】
制御コンピュータが、グラフィカルユーザインタフェースを提供するための表示コンピュータに結合されている、請求項５記載のシステム。
【請求項１１】
各ネットワーク制御装置が、シングルスレッドプログラム又はマルチスレッドプログラムの制御の下で作動する、請求項５記載のシステム。
【請求項１２】
バスが、ＩＳＯ１１８９８及び１１５１９プロトコルに準拠したコントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）バスを含む、請求項５記載のシステム。
【請求項１３】
プロトコルが、各メッセージ中の単一ビットにより、メッセージがブロードキャストメッセージであるのか個別メッセージであるのかを各制御装置が決定することを可能にするように構成されている、請求項７記載のシステム。
【請求項１４】
折り畳まれた物品に平らな材料を自動的に挿入するための機械の動作を制御するための電子制御システムであって、
機械機能を制御するための電子メッセージを処理し、生成するためのプログラム可能な制御コンピュータと、
機械の少なくとも１個の要素の機械動作を制御するための、それぞれがバスを介して制御コンピュータに結合され、それぞれが制御コンピュータからメッセージを受信し、メッセージに応答して又はメッセージから独立して信号を処理し、生成するように構成されている複数の電子ネットワーク制御装置と、
を含み、制御コンピュータからのメッセージの少なくともいくつかが、選択された時機で選択された群の要素の活動化及び非活動化を決定し、各ネットワーク制御装置からの信号が、所定の要素内で起こるすべての機械動作を制御し、
制御コンピュータの故障又は制御コンピュータからのメッセージの遮断の場合には、すべてのネットワーク制御装置が、現行の機械動作を許容しうる性能レベルで完遂させるために必要なすべての機械動作を制御するための信号を処理し、生成し続ける電子制御システム。
【請求項１５】
折り畳まれた物品に平らな材料を自動的に挿入するための機械の動作を制御するための電子制御システムであって、
機械機能を制御するための電子メッセージを処理し、生成するためのプログラム可能な制御コンピュータと、
機械要素又は機械要素の部分の状態を感知するための機械内の複数のセンサと、
少なくとも１個の要素内のすべての機械動作を制御するための、それぞれがバスを介して少なくとも１個のセンサ及び制御コンピュータに結合され、それぞれがセンサから情報を受信し、制御コンピュータからメッセージを受信し、信号を処理し、生成するように構成されている複数のネットワーク制御装置と、
を含み、制御コンピュータ及びネットワーク制御装置が、すべての要素の積極的な診断をリアルタイムで実施し、要素又は要素の部分の不具合を感知すると、不具合を生じた要素を制御するように割り当てられた制御コンピュータ及び／又はネットワーク制御装置が、不具合を生じた要素を自動的に非活動化する電子制御システム。
【請求項１６】
折り畳まれた物品に平らな材料を自動的に挿入するための機械の動作を制御するための電子制御システムであって、
機械動作を制御するための、機械センサ情報を受信し、処理し、電子メッセージを処理し、生成するように構成されている制御コンピュータと、
機械の要素の性能を感知するための機械内の複数のセンサと、
機械の少なくとも１個の要素の機械動作を制御するための、それぞれがセンサからの情報を受信し、処理するように構成され、それぞれがバスを介して制御コンピュータに結合され、それぞれが制御コンピュータからメッセージを受信し、信号を処理し、生成するように構成されている複数のネットワーク制御装置と、
を含み、制御コンピュータからのメッセージの少なくともいくつかが、選択された時機で選択された要素を活動化又は非活動化し、各ネットワーク制御装置からの信号が、所定の要素内で起こる機械動作を制御し、
制御コンピュータが、感知された要素性能に基づいて、機械のための最適化された全スループットレートをリアルタイムで自動的に計算し、最適化されたスループットレートを達成しようとして、どの要素が（もしあれば）動作的調節を要するかを決定したのち、調節を要する各要素を制御するように割り当てられた各ネットワーク制御装置に更新メッセージを生成し、送信することにより、調節を要する要素の動作を自動的に調節する電子制御システム。
【請求項１７】
真空源及び空気源と、
周期的に真空吸引によって第一の区域から物品を把持し、取り出すための、真空源及び空気源に結合された可動吸引カップと、
取り出したのち各物品を受けるための、第一の区域に対して可変速度で動く第二の区域と、
第一の区域に対する第二の区域の速度及び位置を感知し、それらに対応する速度及び位置信号を生成するための、第二の区域に関連する少なくとも１個のセンサ／エンコーダと、
センサ／エンコーダに結合されて少なくとも１個の真空／空気弁を制御するサーボドライブと、
を含み、第二の区域の速度の変化を検出すると、サーボドライブが、弁への制御信号を自動的に変化させて、吸引カップへの真空及び空気の適用を第二の区域の速度の変化に応じて変化させる可変真空制御システム。
【請求項１８】
物品が、第一の区域に積み重ねられた平らな物品である、請求項１７記載のシステム。
【請求項１９】
折り畳まれた物品に平らな物品を挿入するための機械における使用に適合されている、請求項１７記載のシステム。
【請求項２０】
機械が、部分的に折り畳まれた新聞の開口した辺に平坦な紙製品を自動的に挿入するための挿入機である、請求項１９記載のシステム。
【請求項２１】
センサ／エンコーダが、第二の区域が動くとき時機信号を生成するためのエンコーダを含む、請求項１７記載のシステム。
【請求項２２】
第一の区域がホッパを含み、第二の区域が、可変速度で回転する回転ドラムを含む、請求項１７記載のシステム。
【請求項２３】
前記サーボドライブが、サーボ制御と、（ａ）ドラムの複数の回転速度と、（ｂ）それぞれが速度ごとの固定基準点に対するドラム上のある点の角移動に対応する、速度ごと時間ごとの所定の真空及び空気の始動及び停止時機と、を表すデータを記憶するメモリと、を含む、請求項１７記載のシステム。
【請求項２４】
回転ドラムの可変回転速度に対応する可変レートで真空を制御する方法であって、
真空源を設けるステップと、
固定基準点及びドラム上に位置するドラム点を決定するステップと、
基準点及びドラム点を使用してドラムの回転速度及び角位置を計算するステップと、
基準点に対して真空始動時機を決定するステップと、
ドラム点が基準点から離れた第一の所定の回転角変位に達すると真空を始動するステップと、
基準点に対して真空停止時機を決定するステップと、
ドラム点が基準点から離れた第二の所定の回転角変位に達すると真空を停止するステップと
を含む方法。
【請求項２５】
ドラムが、折り畳まれた物品に平らな材料を挿入するための機械で使用するための挿入機ドラムを含む、請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
計算するステップ、決定するステップ、始動するステップ及び停止するステップを、ソフトウェア制御下でマイクロプロセッサによって実施する、請求項２４記載の方法。
【請求項２７】
第一及び第二の回転角変位を表すデータがマイクロプロセッサのメモリ中のルックアップテーブルに記憶され、真空始動及び停止時機を表すデータがドラムの複数の回転速度のためのルックアップテーブルに記憶されている、請求項２４記載の方法。
【請求項２８】
移動要素への平らな材料のフィーダのための改良された真空装置であって、前記フィーダが、前記平らな材料を保持するためのトレー（前記真空装置が平らな材料をトレーから分離する）と、分離された平らな材料を把持し、移動要素に運ぶためのグリッパドラムとを有するものであり、
複数の出口を有する固定真空マニホルドと、
前記グリッパドラム軸に対して平行に向けられた旋回軸と、
前記軸に固着され、前記軸に対して垂直に向けられた複数の吸引管と、
それぞれが前記吸引管の一端に固着された複数の吸引カップと、
前記吸引カップに真空を供給するため、一端が前記マニホルドの前記出口に固着され、他端が前記ステムの他端に固着された複数の可撓性ホースと、
を含む改良された真空装置。
【請求項２９】
前記マニホルド中に空気吸入口をさらに含む、請求項２８記載の改良された真空装置。
【請求項３０】
前記マニホルドが１組の固定弁である、請求項２８記載の改良された真空装置。
【請求項３１】
前記旋回軸を前記フィーダから取り外すことができる、請求項２８記載の改良された真空装置。
【請求項３２】
前記旋回軸が旋回角を有する、請求項２８記載の改良された真空装置。
【請求項３３】
移動要素にへの平らな材料のフィーダのための改良されたトレーアセンブリであって、前記フィーダが、複数の平らな材料を保持するためのトレーアセンブリを有し、前記トレーアセンブリが、前記平らな材料が載る底壁と、前記平らな材料の辺に当接する前壁と、平らな材料をトレーアセンブリから分離するための真空装置と、分離された平らな材料を底壁と前壁との間で把持し、移動要素まで運ぶためのグリッパドラムと、を含むものであり、
前記前壁及び前記底壁が約８５〜約９５゜の角度を形成し、前記底壁が水平とで約１０゜以上の角度を形成する改良されたトレーアセンブリ。
【請求項３４】
水平との前記角度が約１１゜である、請求項３３記載のトレー。
【請求項３５】
前記前壁が前後に振動して前記平らな材料を前記トレーアセンブリ中でそろえることを支援する、請求項３３記載のトレーアセンブリ。
【請求項３６】
前記底壁と前記前壁との角度が実質的に垂直である、請求項３３記載のトレーアセンブリ。
【請求項３７】
前記底壁に蝶着された後壁をさらに含む、請求項３３記載のトレーアセンブリ。
【請求項３８】
前記後壁が前後に振動して前記平らな物品を前記トレーアセンブリ中でそろえることを支援する、請求項３７記載のトレーアセンブリ。
【請求項３９】
移動要素への平らな材料のフィーダのグリッパドラムのための改良された駆動モータであって、前記フィーダが、平らな材料を保持するためのトレーアセンブリと、前記平らな材料を前記トレーアセンブリから分離するための真空装置と、分離された平らな材料を把持し、移動要素に運ぶためのグリッパドラムとを含むものであり、
前記フィーダのフレームに固着された巻き線又は固定子と、
前記グリッパドラムの軸に固着され、前記巻き線又は固定子と前記軸との間に配置されたロータと、
を含む改良された駆動モータ。
【請求項４０】
前記巻き線又は固定子が前記グリッパドラムの前記軸と同心であり、前記ロータが前記グリッパドラムの前記軸と同心である、請求項３９記載の改良された駆動モータ。
【請求項４１】
複数のポケットが取り付けられたコンベヤと、移動する開口したポケットに平らな材料を送り込むための、前記コンベヤに沿って配置されたフィーダとを有する挿入機のための改良された上開口型ポケットであって、
前壁と、後壁と、前記前壁を前記後壁に接続する底壁と、底壁の長手軸と平行に延びる二以上のうねと、を含む改良されたポケット。
【請求項４２】
前記うねが前記底壁の全長に沿って延びる、請求項４１記載の改良されたポケット。
【請求項４３】
うねが三つある、請求項４１記載の改良されたポケット。
【請求項４４】
前記うねそれぞれが、前記底壁中の出っ張りの線によって形成されている、請求項４１記載の改良されたポケット。
【請求項４５】
複数のポケットが取り付けられたコンベヤと、移動する開口したポケットに平らな材料を送り込むための、前記コンベヤに沿って配置されたフィーダとを有する挿入機のための改良された上開口型ポケットであって、
前壁と、後壁と、前壁を後壁に接続する底壁とを含み、前記底壁が前記前壁とで実質的に直角の角度を形成する改良されたポケット。
【請求項４６】
前記底壁が前記前壁と一体化しており、前記後壁が前記底壁に対して移動可能に取り付けられている、請求項４５記載の改良されたポケット。
【請求項４７】
前記前壁が前記コンベヤと一体化しており、前記後壁が前記コンベヤに対して動く、請求項４５記載の改良されたポケット。
【請求項４８】
複数のポケットが取り付けられたエンドレスコンベヤと、移動する開口したポケットに平らな材料を送り込むための、前記コンベヤに沿って配置されたフィーダとを有する、前記ポケットが逆さまの状態で戻る挿入機のための改良された上開口型ポケットであって、
前記ポケットが、前壁と、後壁と、前記前壁と一体化した側壁と、前壁を後壁に接続する底壁とを有し、前記後壁が前記前壁に対してばね偏倚されており、
前記ポケットの前記側壁に対して固着されたラッチであって、二つの位置、すなわち
前記ポケットが上向き位置にあるとき、前記ラッチが非活動化され、前記ポケットの前記後壁が開位置及び閉位置に動いて前記フィーダから平らな材料を受けることができる第一の位置、ならびに
前記ポケットが逆さまの位置で戻ると前記ラッチが活動化されて前記ポケットを開口状態に維持する第二の位置
を有するラッチと、
を含むポケット。
【請求項４９】
複数のポケットが取り付けられたコンベヤと、移動する開口したポケットに平らな材料を送り込むための、前記コンベヤに沿って配置されたフィーダとを有する挿入機のための、前壁、後壁及び底壁を有する改良されたポケットであって、
前記前壁に蝶着された細長いハウジングを有し、前記ハウジングが垂直位置から水平位置まで動くことができるものである調節可能なポケットグリッパと、
前記ハウジングが垂直位置にあるとき前記ポケット中の前記平らな材料を把持するためのグリッパバーと、
前記ハウジングが水平位置にあるときグリッパバーの位置を動かすための、前記細長いハウジング中に配置され、前記グリッパバーに取り付けられた移動手段と、
を含む改良されたポケット。
【請求項５０】
前記移動手段が、
前記グリッパバーに取り付けられた、前記ハウジング中を動くばね装填カーと、
前記カーのための前記ハウジング中のストッパ（前記カーが前記ストッパとストッパとの間を動くことができる）と、
前記カーをストッパ間で一端のストッパから他端のストッパまで一方向に動かすための、前記カーに取り付けられたラッチと、
前記カーを前記ストッパから解放し、前記カーを一端のストッパまで他方向に動かすための、前記カーに取り付けられたレリースと、
を含む、請求項４９記載の改良されたポケット。
【請求項５１】
前記カーが前記他方向にばね偏倚されている、請求項４９記載の改良されたポケット。
【請求項５２】
平らな材料を２本のアームの間で垂直な向きに保持し、前記アームを閉位置に偏倚させるためのばね手段を有し、一方のアームが固定されており、他方のアームが開位置と閉位置との間で動くことができるものである、平坦な製品のための改良されたグリッパ装置であって、
前記ばね手段に圧力を加えて前記ばね手段の張力を緩和し、軽減したばね張力の下で前記他方のアームを開位置に動かすことを許容する、前記装置に固着されたラッチ手段を含むグリッパ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、開口したポケットに平らな材料を挿入するための高速挿入機、より具体的には、新聞のような印刷物に使用される直線挿入機に関する。
【０００２】
２．発明に関する技術分野
特に新聞に使用するための、開口したポケットに平らな材料を挿入するための機械が公知である（たとえば米国特許第４，７２３，７７０号を参照）。この７７０号特許は、コンベヤ上を運ばれる開口したポケットの中に保持された開口したジャケットに挿入物を導入するための直線挿入機を教示している。このような機械は、開口したジャケットに挿入物を導入するために協調的に作用する多数のユニット又は要素でできている。「ジャケット」とは、新聞、雑誌、本などを言及するために出版業で使用される用語である。通常、挿入機は、ジャケット及び挿入物フィーダ、開閉するポケットを運ぶ移動コンベヤ、挿入抜け修復機構、製品ピックアップユニットならびに他の構造を含む。「製品」とは、挿入物を中に有するジャケットを言及するために使用される用語である。
【０００３】
挿入機に関して公知である従来技術特許及び文献は通常、挿入機全体のすべての要素及び動作を制御するための「制御システム」を何ら示していない。工業用の従来技術挿入機でさえ、制御システムは、あったとしても、通常は全機械式又は電気機械式（たとえばリレー駆動式）であった。本発明で記載するタイプの挿入機のための、コンピュータを含む全電子式制御システムに関して公知の従来技術はない。
【０００４】
通常の従来技術挿入機では、モータによって駆動される連続要素を形成する移動ポケットコンベヤ上に多くの「ポケット」がある。概して、二つのタイプ、すなわち直線タイプ及びカローセルタイプのコンベヤがある。複数のポケットがコンベヤに取り付けられ、コンベヤとともに動く。各ポケットは通常、互いに対して動くことができる二つの壁、一つは静止したもの、もう一つは固定されたものを含む。一般に、二つのスタイルのポケット、一つは上部だけで開口するもの、もう一つは上下両方で開口するものがある。前者を上開口型ポケットと呼び、後者を下開口型ポケットと呼ぶ。
【０００５】
フィーダは、コンベヤに隣接して配置され、開口したポケットがフィーダの下を通過するとき、ジャケット又は挿入物（平らな材料）を開口したポケットに送り込む。ポケットは、ジャケットがひとたびポケットに入ると、吸引及びラップグリッパを使用してジャケットを開かせる。ジャケットフィーダがジャケットを開口したポケットの中に移し、開口したジャケットを入れたポケットが複数の挿入物／ジャケットフィーダの下を通過するとき、それらのフィーダが挿入物を開口したジャケットの中に運ぶ。好ましい実施態様では、本発明のフィーダは、ジャケットフィーダとして働くこともできるし、挿入物／ジャケットフィーダとして働くこともできる。
【０００６】
挿入抜け修復機構が、いつ挿入物が開口したジャケットに送り込まれなかったかを判定し、未挿入状態を修正する。
【０００７】
また、挿入物がジャケットに導入されたのちポケットから製品を取り出すため、ピックアップユニットもポケットコンベヤに隣接して配置されている。グリッパコンベヤが製品をピックアップユニットからバンドラ又はスタッカの送り込み装置まで運ぶ。
【０００８】
当業者には公知であるように、各要素は電気モータによって独立して稼動される。
【０００９】
挿入機を改良して製造コストを減らし、その動作効率を改善することが絶えず要望されている。本発明はこれらの目標を達成する。
【００１０】
発明の概要
今、機械の種々の要素の動作速度を高め、機械全体の操作を簡素化し、機械の製造コストを減らす新規な挿入機が開発された。
【００１１】
これを達成するため、本発明の機械は、機械の個々の要素が電子ネットワーク制御装置によって制御される独自の全電子式制御システムを使用する。中央制御コンピュータがネットワーク制御装置との間でバスを介してメッセージを送受信する。メッセージはネットワーク制御装置にアドレス指定され、選択された時機で選択された要素の活動化及び非活動化を提供する。個々のネットワーク制御装置は、各メッセージのアドレスを読み取り、それにより、どのメッセージを読むべきか、どのメッセージを無視すべきかを知る。
【００１２】
概して、本発明は、
各ポケットが上部で開口し平らな物品を受けるように構成されている
一連のポケットを実質的に直線的に運ぶ第一のコンベヤと、
ある区域から平らな物品を取り出し、それをポケットに送り込むための、コンベヤの上方に配置された少なくとも１個のフィーダと、
機械要素及び動作を制御するための全電子式制御システムと、
を含む挿入機に関する。
【００１３】
より具体的には、本発明の挿入機のための制御システムは、
機械機能の制御に使用するための電子メッセージを処理し、生成するための制御コンピュータと、
機械内の少なくとも１個の要素を制御するための、それぞれがバスを介して制御コンピュータに結合され、それぞれが制御コンピュータからメッセージを受信し、メッセージに応答して信号を処理し、生成するように構成されている複数のネットワーク制御装置と、
を含み、制御コンピュータからのメッセージの少なくともいくつかが、選択された時機で選択された要素の活動化及び非活動化を決定し、各ネットワーク制御装置からの信号が、所定の要素内で起こる機械動作を制御するものと定義することができる。
【００１４】
好適には、挿入機は、折り畳まれた物品、たとえば新聞に平らな材料を挿入するための機械である。
【００１５】
好ましくは、制御コンピュータによって生成されるメッセージは、メッセージのいくつかが、所与の時機でネットワーク制御装置のすべてを活動化するブロードキャストメッセージになり、メッセージの他のものが、所与の時機でネットワーク制御装置の特定のものだけを活動化する個別メッセージになるようなメッセージ区別及びネットワーク制御装置のソフトアドレス指定を許すためのプロトコルで生成される。より好ましくは、プロトコルは、各メッセージ中の単一ビットにより、メッセージがブロードキャストメッセージであるのか個別メッセージであるのかを各制御装置が決定することを可能にするように構成されている。
【００１６】
好ましくは、少なくとも１個のネットワーク制御装置が直交エンコーダに接続されて、そのエンコーダからの信号を受信し、処理し、エンコーダの回転に基づいて時機信号を生成し、この時機信号が制御コンピュータ及び他のネットワーク制御装置に通信され、所与の時機における機械のすべての部品の正確な物理的位置を決定し、時機信号が、機械状態、ユーザ入力又は両方に基づいて又は制御コンピュータから受信したメッセージに応答してリアルタイムで動的に変化させることができる。
【００１７】
好ましくは、制御コンピュータは、マルチスレッド制御プログラムの制御の下で作動する。
【００１８】
好ましくは、制御コンピュータは、グラフィカルユーザインタフェースを提供するため、表示コンピュータに結合されている。
【００１９】
好ましくは、各ネットワーク制御装置は、シングルスレッドプログラム又はマルチスレッドプログラムの制御の下で作動する。
【００２０】
好ましくは、バスは、ＩＳＯ１１８９８及び１１５１９プロトコルに準拠したコントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）バスを含む。
【００２１】
折り畳まれた物品に平らな材料を自動的に挿入するための機械の動作を制御するための本発明の電子制御システムはまた、
機械機能を制御するための電子メッセージを処理し、生成するための制御コンピュータと、
機械の少なくとも１個の要素の機械動作を制御するための、それぞれがバスを介して制御コンピュータに結合され、それぞれが制御コンピュータからメッセージを受信し、メッセージに応答して又はメッセージから独立して信号を処理し、生成するように構成されている複数のネットワーク制御装置と、
を含み、制御コンピュータからのメッセージの少なくともいくつかが、選択された時機で選択された要素の活動化及び非活動化を決定し、各ネットワーク制御装置からの信号が、所定の要素内で起こるすべての機械動作を制御し、
制御コンピュータの故障又は制御コンピュータからのメッセージの遮断の場合には、現行の機械動作を許容しうる性能レベルで完遂させるために必要なすべての機械動作を制御するため、すべてのネットワーク制御装置が信号を処理し、生成し続けるものと定義することができる。
【００２２】
折り畳まれた物品に平らな材料を自動的に挿入するための機械の動作を制御するための本発明の電子制御システムはまた、
機械機能を制御するための電子メッセージを処理し、生成するための制御コンピュータと、
機械要素又は機械要素の部分の状態を感知するための機械内の複数のセンサと、
少なくとも１個の要素内のすべての機械動作を制御するための、それぞれがバスを介して少なくとも１個のセンサ及び制御コンピュータに結合され、それぞれがセンサから情報を受信し、制御コンピュータからメッセージを受信し、信号を処理し、生成するように構成されている複数のネットワーク制御装置と、
を含み、制御コンピュータ及びネットワーク制御装置が、すべての要素の積極的な診断をリアルタイムで実施し、要素又は要素の部分の不具合を感知すると、不具合を生じた要素を制御するように割り当てられた制御コンピュータ及び／又はネットワーク制御装置が、不具合を生じた要素を自動的に非活動化するものと定義することができる。
【００２３】
さらには、折り畳まれた物品に平らな材料を自動的に挿入するための機械の動作を制御するための電子制御システムであって、
機械動作を制御するための、機械センサ情報を受信し、処理し、電子メッセージを処理し、生成するように構成されている制御コンピュータと、
機械の要素の性能を感知するための機械内の複数のセンサと、
機械の少なくとも１個の要素の機械動作を制御するための、それぞれがセンサからの情報を受信し、処理するように構成され、それぞれがバスを介して制御コンピュータに結合され、それぞれが制御コンピュータからメッセージを受信し、信号を処理し、生成するように構成されている複数のネットワーク制御装置と、
を含み、制御コンピュータからのメッセージの少なくともいくつかが、選択された時機で選択された要素を活動化又は非活動化し、各ネットワーク制御装置からの信号が、所定の要素内で起こる機械動作を制御し、
制御コンピュータが、感知された要素の性能に基づいて、機械のための最適化された全スループットレートをリアルタイムで自動的に計算し、最適化されたスループットレートを達成しようとして、どの要素が（もしあれば）動作的調節を要するかを決定したのち、調節を要する各要素を制御するように割り当てられた各ネットワーク制御装置に更新メッセージを生成し、送信することにより、調節を要する要素の動作を自動的に調節する電子制御システム。
【００２４】
さらには、フィーダのための改善が見いだされた。改善のいくつかは、フィーダで使用するための真空手段に関し、より具体的には、真空制御システム及び吸引バー構造に関する。
【００２５】
改善は真空制御システムに関し、
真空源及び空気源と、
周期的に真空吸引によって第一の区域から物品を把持し、取り出すための、真空源及び空気源に結合された可動吸引カップと、
取り出したのち各物品を受けるための、第一の区域に対して可変速度で動く第二の区域と、
第一の区域に対する第二の区域の速度及び位置を感知し、それらに対応する速度及び位置信号を生成するための、第二の区域に対応する少なくとも１個のセンサ／エンコーダと、
真空／空気弁を制御するための、センサ／エンコーダに結合されたサーボドライブと
を含み、第二の区域の速度の変化を検出すると、サーボドライブが、弁への制御信号を自動的に変化させて、吸引カップへの真空及び空気の適用を第二の区域の速度の変化に応じて変化させるものとして定義することができる。
【００２６】
好ましくは、センサ／エンコーダは、第二の区域が動くとき時機信号を生成するため、フィーダ及びマスタエンコーダに結合されたスレーブエンコーダを含む。
【００２７】
真空システムでは、第一の区域はトレーを含み、第二の区域は、可変速度で回転する回転ドラムを含む。
【００２８】
真空システム中、サーボドライブは、サーボ制御と、（ａ）ドラムの複数の回転速度と、（ｂ）それぞれが速度ごとの固定基準点に対するドラム上のある点の角移動に対応する、速度ごと時間ごとの所定の真空及び空気の始動及び停止時機と、を表すデータを記憶するメモリとを含む。真空点及び空気点は、送り機能を最適化するため、ドラム速度の変化とともに変化する。ドラムの角位置が真空及び空気始動及び停止時機を制御する。
【００２９】
真空システムは、ドラム速度が増すにつれ真空がより速やかにオンになり、それによって送り機能を最適化するように構成されている。
【００３０】
改良された真空システムはまた、回転ドラムの可変回転速度に対応する可変レートで真空を制御する方法であって、
真空源を設けるステップと、
固定基準点及びドラム上に位置するドラム点を決定するステップと、
基準点及びドラム点を使用してドラムの回転速度及び角位置を計算するステップと、
基準点に対する真空始動時機を決定するステップと、
ドラム点が基準点から離れた第一の所定の回転角変位に達すると真空を始動するステップと、
基準点に対する真空停止時機を決定するステップと、
ドラム点が基準点から離れた第二の所定の回転角変位に達すると真空を停止するステップと
を含む方法として定義することができる。
【００３１】
好ましくは、計算するステップ、決定するステップ、始動するステップ及び停止するステップは、ソフトウェア制御の下、サーボドライブによって実施される。
【００３２】
好ましくは、第一及び第二の回転角変位を表すデータは、サーボドライブ中のメモリに記憶され、真空始動及び停止時機を表すデータは、ドラムの複数の回転速度のためのメモリに記憶されている。空気及び真空時機を決定するための関数は、ドラムの複数の回転速度ごとに記憶されている。
【００３３】
真空手段に対する他の改善は、フィーダの吸引バー構造に関する。吸引バーに対するこれらの改善は、移動要素に対する平らな材料のフィーダのための従来の真空装置に関して適切に定義され、前記フィーダは、前記平らな材料を保持するためのトレー（前記真空装置が平らな材料をトレーから分離する）と、分離された平らな材料を把持し、移動要素に運ぶためのグリッパドラムとを有し、本発明の改良された吸引バー構造は、
複数の出口を有する固定真空マニホルドと、
前記グリッパドラム軸に対して平行に向けられた旋回軸と、
前記軸に固着され、前記軸に対して垂直に向けられた複数の吸引管と、
それぞれが前記吸引管の一端に固着された複数の吸引カップと、
前記吸引カップに真空を供給するため、一端が前記マニホルドの前記出口に固着され、他端が前記ステムの他端に固着された複数の可撓性ホースと、
を含む。
【００３４】
好ましくは、吸引バー構造は、前記マニホルド中に空気吸入口を有する。
【００３５】
あるいはまた、真空マニホルドの代わりに、１組の固定弁を真空及び空気に使用してもよい。
【００３６】
好ましくは、前記旋回軸は、前記フィーダから容易に取り外すことができ、より好ましくは、前記旋回軸は、固定された旋回角を有する。
【００３７】
フィーダの別の改良点が、全体的動作を改善するフィーダにおける各フィーダのトレーアセンブリに見いだされた。より具体的には、移動要素に対する平らな材料のフィーダのための改良されたトレーアセンブリであって、前記フィーダが、複数の平らな材料を保持するためのトレーアセンブリを有し、前記トレーアセンブリが、前記平らな材料が載る底壁と、前記平らな材料の辺に当接する前壁と、平らな材料をトレーアセンブリから分離するための真空装置と、切り離された平らな材料を底壁と前壁との間で把持し、移動要素に運ぶためのグリッパドラムとを含み、
前記前壁及び前記底壁が約８５〜約９５゜の角度を形成し、前記底壁が水平とで約１１゜以上の角度を形成する改良されたトレーアセンブリである。
【００３８】
好ましくは、水平との前記角度は約１１゜である。
【００３９】
より好ましくは、トレーアセンブリの前記前壁は前後に振動して前記平らな材料を前記トレーアセンブリ中でそろえることを支援する。
【００４０】
好ましくは、前記底壁と前記前壁との角度は実質的に垂直である。
【００４１】
好ましくは、トレーアセンブリの後壁は、フレームに対して移動可能に固定されている。これは、異なるサイズの製品を収容するために前後に動くことができる。
【００４２】
フィーダのさらに別の改良点は、フィーダドラムの駆動手段に関する。具体的には、改良された駆動手段は、フィーダドラムの軸を直接駆動するフレームレスモータである。このような構造は、ベルト、ギヤ、ラインシャフト及び関連するドライブをなくす。このようなものとして、コストを減らし、維持管理を減らし、フィーダの効率を改善する。
【００４３】
より具体的には、フィーダのためのこの改良された駆動手段は、移動要素に対する平らな材料のフィーダのグリッパドラムのための改良された駆動モータであって、前記フィーダが、平らな材料を保持するためのトレーアセンブリと、前記平らな材料を前記トレーアセンブリから分離するための真空装置と、分離された平らな材料を把持し、移動要素に運ぶためのグリッパドラムとを有するものであり、
前記フィーダのフレームに固着された巻き線又は固定子と、
前記グリッパドラムの軸に固着され、前記巻き線又は固定子と前記軸との間に配置されたロータと
を含む改良された駆動モータとして定義することができる。
【００４４】
好適には、前記巻き線又は固定子は前記グリッパドラムの前記軸と同心であり、前記ロータは前記グリッパドラムの前記軸と同心である。
【００４５】
また、ポケットにおける改善が見いだされた。これらの改善は、ポケットの物理的設計ならびに上開口型ポケット及び下開口型ポケットに関する。
【００４６】
改良されたポケット設計は、ジャケットを上開口型ポケット中に保持するのを支援するための、ポケットの底に延びるうねと、上開口型ポケットのための正方形のポケット底と、上下開口型ポケットのためのオンザフライ式の調節可能なポケットグリッパと、上開口型ポケットのためのポケットラッチとを含む。
【００４７】
うねを有する改良されたポケットは、複数のポケットが取り付けられたコンベヤと、移動する開口したポケットに平らな材料を送り込むための、前記コンベヤに沿って配置されたフィーダとを有する挿入機のための改良された上開口型ポケットであって、
前壁と、後壁と、前記前壁を前記後壁に接続する底壁と、底壁の長手軸と平行に延びる二以上のうねとを含む改良されたポケットと定義することができる。
【００４８】
好ましくは、前記うねは、前記底壁の全長に沿って延びる。より好ましくは、うねは三つある。前記うねそれぞれは、前記底壁中の出っ張りの線によって形成される。
【００４９】
本発明の正方形ポケットは、複数のポケットが取り付けられたコンベヤと、移動する開口したポケットに平らな材料を送り込むための、前記コンベヤに沿って配置されたフィーダとを有する挿入機のための改良された上開口型ポケットであって、
前壁と、後壁と、前記前壁を前記後壁に接続する底壁とを含み、前記底壁が、前記前壁とで実質的に直角の角度を形成する改良されたポケットと定義することができる。
【００５０】
好ましくは、前記底壁は前記前壁と一体化しており、前記後壁は前記底壁に対して旋回することができる。
【００５１】
より好ましくは、前記前壁は前記コンベヤと一体化しており、前記後壁は前記コンベヤに対して動くことができる。
【００５２】
本発明のポケットラッチは、複数のポケットが取り付けられたエンドレスコンベヤと、移動する開口したポケットに平らな材料を送り込むための、前記コンベヤに沿って配置されたフィーダとを有する、前記ポケットが逆さまの状態で戻る挿入機のための改良された上開口型ポケットであって、
前壁と、後壁と、前記前壁と一体化した側壁と、前壁を後壁に接続する底壁とを有し、前記後壁が、前記前壁に対してばね偏倚されており、
前記ポケットの前記側壁に対して固着されたラッチであって、二つの位置、すなわち
前記ポケットが上向き位置にあるとき、前記ラッチが非活動化され、前記ポケットの前記後壁が開位置及び閉位置に動いて前記フィーダから平らな材料を受けることができる第一の位置、ならびに
前記ポケットが逆さまの位置で戻ると前記ラッチが活動化されて前記ポケットを部分的に開口状態に維持する第二の位置
を有するラッチと、
を含む上開口型ポケットを考慮している。
【００５３】
本発明のポケットラッチ改善はまた、改良された製品修繕機能に使用される。ラッチの第一の位置は、ポケットが完全に閉じることを許す。
【００５４】
本発明の調節可能なポケットグリッパは、ポケットとで使用されると、複数のポケットが取り付けられたコンベヤと、移動する開口したポケットに平らな材料を送り込むための、前記コンベヤに沿って配置されたフィーダとを有する挿入機のための、前壁、後壁及び底壁を有する改良されたポケットであって、
前記前壁に蝶着された細長いハウジングを有し、前記ハウジングが垂直位置から水平位置まで動くことができるものである調節可能なポケットグリッパと、
前記ハウジングが垂直位置にあるとき前記ポケット中の前記平らな材料を把持するためのグリッパバーと、
前記ハウジングが水平位置にあるとき、グリッパバーの位置を動かし、保持するための、前記細長いハウジング中に配置され、前記グリッパバーに取り付けられた移動手段と
を含む改良されたポケットを与える。
【００５５】
好ましくは、前記移動手段は、
前記グリッパバーに取り付けられた、前記ハウジング中を動くばね装填カーと、
前記カーを所定位置で保持するための、前記ハウジング中のストッパ（前記カーがストッパとストッパとの間で動くことができる）と、
前記カーをストッパ間で一端のストッパから他端のストッパまで一方向に動かすための、前記カーに取り付けられたラッチと、
前記カーを前記ストッパから解放し、前記カーを一端のストッパまで他方向に動かすための、前記カーに取り付けられたレリースと、
を含む。
【００５６】
好ましくは、前記カーは前記他方向にばね偏倚されている。
【００５７】
また、平らな材料を２本のアームの間で垂直な向きに保持し、前記アームを閉位置に偏倚させるためのばね手段を有し、一方のアームが固定されており、他方のアームが開位置と閉位置との間で動くことができるものである、平らな材料のための改良されたグリッパ装置であって、
前記ばね手段に圧力を加えて前記ばね手段における張力を緩和し、軽減したばね張力の下で前記他方のアームを開位置に動かすための、前記装置に固着されたラッチ手段を含むグリッパ装置が見いだされた。
【００５８】
本発明のこれら及び他の態様は、以下の図面の一以上を参照することにより、より十分に理解することができる。
【００５９】
発明の詳細な説明
図１は、本発明の概観を示す。図１に示すように、ジャケットフィーダ１０がコンベヤ１２の上方に配置されている。複数のポケット１４がコンベヤ１２に取り付けられ、コンベヤ１２とともに移動する。また、ポケット１４に含まれる開口したジャケットに挿入物を導入するため、複数の挿入物／ジャケットフィーダ１６がコンベヤ１２の上方に取り付けられている。好ましくは、フィーダ１０と１６とは互換性がある。コンベヤ１２は、矢印Ａによって印される方向に移動し、矢印Ａ′によって印される方向に戻る。コンベヤ１２の底部のポケット１４は開位置で示されている。各ポケット１２は、ジャケットを挿入物（すなわち製品）とともにポケット１４から取り出す製品ピックアップユニット１８を通過する。製品ピックアップユニット１８は、製品とともに方向Ｂに移動し、製品をバンドラ２０に落とすコンベヤに取り付けられたオーバヘッドグリッパ１９を有する。製品ピックアップユニット１８のコンベヤは矢印Ｂ′の方向に戻る。
【００６０】
個々の要素、すなわちジャケットフィーダ１０、コンベヤ１２、挿入物／ジャケットフィーダ１６、製品ピックアップ１８及びバンドラ２０のそれぞれは、ユニットの動作を制御する個々のモータ及びネットワーク制御装置を使用する。図１に示すように、制御コンピュータ２２がバス２４によって個々の要素それぞれと通信し、それを制御して全体的な制御及び個々の要素それぞれの間の協調を提供する。図１に示すように１対の挿入物／ジャケットフィーダ１６あたり１個のネットワーク制御装置を用いることによって良好な結果が得られたが、挿入物／ジャケットフィーダ１６ごとに個々のネットワーク制御装置を使用することもできる。
【００６１】
図２に示すように、トレーアセンブリ３０がフィーダ１０［１６？］に使用される。アセンブリ３０は、図示するように水平とで角度Ｄを形成する傾斜した底壁３２を有する。好ましくは、角度Ｄは約１１゜である。アセンブリ３０の前壁３４は、矢印Ｃによって示されるように前後に移動して平らな材料をトレー中でそろえて維持する紙そろえ装置である。具体的には、紙そろえ装置は、前壁３４の底に取り付けられた偏心ホイール上のアームであるが、いかなる従来の紙そろえ機構をも使用することができる。前壁３４のタイプはアセンブリ３０のフレームに蝶着されている。
【００６２】
フィーダ１０中、ジャケットは、その背が前壁３４に当たるように配置される。
【００６３】
図３は、フィーダのためのモータ構造を示す。具体的には、図３は、挿入物／ジャケットフィーダ１６を示す。フィーダ１６はドラム４０を有し、グリッパ４１がその軸４２に取り付けられている。軸４２の外側には、巻き線又は固定子４４及び回転子４５を含むモータ４３が取り付けられている。図３は分解図である。カバー４６がモータ４３を覆う。モータ４３は、軸４２に直接作用するフレームレスモータである。
【００６４】
グリッパ４１は、吸引バー構造によってトレーアセンブリ３０から離された挿入物に付着し、その挿入物を開口したポケットに運ぶ。
【００６５】
いかなる従来のフレームレスモータをも本発明のフィーダに使用することができる。
【００６６】
モータ４３が作動する速度を測定するため、従来の回転エンコーダがモータ４３とともに使用され、フィーダのためのネットワーク制御装置に接続される。マスタエンコーダ及びスレーブエンコーダの両方を使用することができる。
【００６７】
図４Ａは、フィーダ用の吸引バー構造５０を備えたフィーダの図であり、図４Ｂは、吸引バー構造５０のみの斜視図である。図４Ｂに示すように、吸引バー構造５０は、吸引管５４に接続された吸引カップ５２を有する。吸引管５４は、真空が伝わる剛性材料、たとえば金属でできている。管５４は、ピボットアーム６０及びベアリング支持体６２を含む旋回機構５８によって揺動する軸６６と一体化している。可撓性の管６４が管５４を真空マニホルド６６の出口に接続する。真空マニホルド６６は、２個の吸入口、すなわち真空吸入口６８及び空気吸入口７０を有している。空気吸入口７０はエアライン７２に接続され、真空吸入口６８は真空ライン７４に接続されている。吸引カップ５２に供給される真空及び空気を制御するため、吸入口ごとに、ネットワーク制御装置に接続された弁がある。真空を解除するには空気を使用する。
【００６８】
旋回角度は、好ましくは固定されているが、調節可能であってもよい。カップの短い動程が反応時間の減少及び速度の増大を可能にする。移動、真空及び空気がグリッパ４１の移動及び動作と協調されて、トレーアセンブリホッパ３０から開口したポケット１４への平らな材料の移動を容易にしている。
【００６９】
図５は、矢印Ａの方向に動くポケット１４を示す。ポケット１４は、前壁８０、底壁８２及び後壁８４を含む。前壁８０と底壁８２との角度は９０゜に固定されている。前壁８０がコンベヤ１２に取り付けられる。後壁８４は、ポケット１４を開閉するために移動可能である。ポケット１４はプラスチック材料でできているのが適当であるが、いかなる従来の材料でできていることもできる。さらには、移動する後壁８４によってポケットを開閉するための機構は従来のものである。好ましくは、後壁８４は閉位置にばね偏倚される。うねが設けられてもよい。
【００７０】
また、図５に示し、さらに図６にも示すように、底壁８２はうね８６を有する。底壁８２の平面図が、底壁８２の全長に及ぶ三つのうね８６を示す図６に提示されている。うね８６は、底壁８２の全長に及ぶ連続したうねであってもよいし、あるいは、横から見ると一つの連続したうねに見える一連の出っ張りであってもよい。さらには、うね８６は、不連続であることもできるし、底壁８２の全長に及ばなくてもよい。
【００７１】
底壁８２上のうね８６の目的は、ポケット１４に導入されたジャケットの背の位置を捕らえ、維持するのに役立てることである。理解されるように、うね８６は、ジャケットフィーダ１０によってポケット１４に導入されたジャケットの背の位置を維持するのに役立つ。
【００７２】
図７Ａ及び７Ｂは、本発明の調節可能なポケットグリッパ９０を示す。調節可能なポケットグリッパ９０は、ポケット１４の前壁８０に取り付けられている。図７Ａ及び７Ｂに示すように、調節可能なポケットグリッパ９０は、ヒンジ９２によって前壁８０に取り付けられる。調節可能なポケットグリッパは、カー９６に取り付けられているグリッパバー９４を含む。カー９６はハウジング９８の中で動く。カー９６は、ハウジング９８中でばね装填されている。カー９６上のカー突起１００が作用を受けて、カー９６をハウジング９８中で複数のストッパの間で動かす。ストッパのいずれか１個からカー９６を解放し、９６をその休止位置、すなわち図７Ｂに示す休止位置に戻すためには、ラッチ１０２に作用を加える。カー９６は、ラッチ１０２が作用を受けると休止位置に動くようにばね偏倚されている。
【００７３】
図７Ａ及び７Ｂにおける調節可能なグリッパの動作は次のとおりである。ハウジング９８が、機械のフレームの一部に対するホイール１０４の作用により、図７Ａに示す水平位置に動かされる。ハウジング９８を水平位置に維持するためにホイール１０４が軌道に沿って移動する間、フィンガがラッチ１００を押下し、ラッチ１００をハウジング９８の長手に沿って動かす。ラッチ１００はカー９６に付いているため、カー９６がラッチ１００とともに動く。フィンガがラッチ１００に対する作用を止めると、カー９６はハウジング９８に沿ってストッパの１個にロックする。カー９６の位置がセットされると、グリッパバー９４は、その高さが調節されている。カー９６をその停止位置から解放するためには、ホイール１０４を軌道に沿って走らせてハウジング９８を水平位置に動かし、第二のフィンガをラッチ１０２に作用させてカー９６をその休止位置、すなわち図７Ｂに示す休止位置に動かす。このようにして、グリッパバー９４はその新たな位置に調節される。ポケット１４に挿入されたジャケットの一部を把持するためには、ポケットグリッパの移動は一般に従来の方法で実施される。
【００７４】
図８Ａ及び８Ｂは、本発明のラッチ機構を示す。これは、挿入抜けの場合に「修繕」動作で使用される。図８Ａに示すように、トリガ１１０がその通常位置で示されている。ピストン１１２、中継アーム１１４が、アーム１１６を逆に動かし、それにより、アーム１１６をラッチ１１８から離れさせると、それが逆に、ラッチ１１８を活動化させ、ポケット１４を閉止させる。ラッチ１１８はばね装填されている。トリガ１１０は、挿入機のフレーム上の、製品ピックアップユニット１８のすぐ後に固定される。
【００７５】
次に、本発明の挿入抜け修繕システムをポケットラッチとともに説明する。開口したジャケットに平らな材料を挿入することを失敗した場合を決定するためには従来のセンサが使用される。このセンサは、挿入物がフィードドラムによって取り上げられなかった場合又はフィードドラム中に挿入物の詰まりがある場合を検出する。
【００７６】
センサがフィードドラム中の詰まり又はフィードドラム中の挿入抜けを検出するならば、制御コンピュータ２２が通知を受け、下流側のすべての挿入物フィードに対し、不完全なポケットに挿入物を送らないよう指示する。挿入物の１個がポケットに送り込まれなかったため、ポケットは不完全である。不完全なポケットは、製品ピックアップユニットまで移動を続ける間、開いたままである。ピックアップユニットにおいて、不完全なポケットは閉じたままである。不完全なポケットが開いているため、製品ピックアップユニットのグリッパは、製品をポケットから取り出すことができない。したがって、不完全なポケットの中身はポケットの中に残る。トリガ１１０が機械のフレームと一体化しており、製品ピックアップ点の下流に配置されている。制御コンピュータ２２が、トリガ１１０に対し、ポケットの一部であるラッチ１１８を活動化させるよう指示する。ラッチ１１８は、製品ピックアップ地点の後、ポケットを閉じさせ、コンベヤ上のその動程の残りの間、ポケットを閉状態に維持する。閉じたポケットは、一つの完全なサイクルを完了するまでコンベヤ上を移動し続け、送り抜けが起こったフィーダに戻る。その時点でラッチ１１８が再び活動化されて、ポケットが開き、抜けた挿入物をポケットに送り込むことができ、それによってエラーが修正される。通常、ポケットは、ピックアップユニットからジャケットフィーダまで戻る移動中には、ポケットが空であることを保証するため、上下が逆さまで開口した位置にある。
【００７７】
好ましくは、各ポケットは、フィーダの下の位置に動くとき、常に開いている。物品を特定のポケットに送り込むかどうかの決定は、以前に何がそのポケットに送り込まれたのかを知ることに依存する。
【００７８】
図９及び９Ａは、本発明のオーバヘッド製品グリッパを示す。これらの図に示すように、製品グリッパ１２０は、固定されたプラスチック本体１２２及び可動渦巻きばね１２４を含む。渦巻きばね１２４は、プラスチック本体１２２に対して移動可能である。渦巻きばね１２４の動きは閉止ローラ１２６によって制御される。製品グリッパ１２０の全般的動作及びその構造は従来どおりである。本明細書で教示する改良は、グリッパ１２０の本体に固着されるラッチ１２８の使用である。ラッチ１２８は、製品をグリッパ１２０から取り出す直前にラッチ１２８を下に押すために、フィンガによって作用を受ける。ラッチ１２８が渦巻きばね１２４を押下して閉止ローラ１２６に対する張力を解放し、それにより、閉止ローラ１２６がグリッパ１２０を開かせることを許容し、グリッパ１２０からの製品の取り出しを容易にすることを許容する。
【００７９】
真空制御
本発明のもう一つの特徴は、先に記載したフィーダ動作で使用するための可変真空制御を提供する電子真空制御システムである。真空制御システムの一つの実施態様のブロック図が図１０Ａに示されている。また、この真空機構の一部が図４Ａ及び４Ｂにも示されている。先に論じたように、真空マニホルド６６は、回転ドラム４０と、ドラムに取り付けられた旋回機構５８及びカム４７によって操作されて旋回軸５６を中心に前後に旋回する吸引バー構造と、に隣接して設けられる。ドラムが回転すると、真空吸入口６８を介してマニホルド６６中に真空が周期的に発生する。その後、短いインターバルののち、空気吸入口７０から空気がマニホルドに吹き込まれる。これは、吸引カップ５２（図４Ａ）が、固定ホッパ区域からの紙挿入物のような平らな物品を、移動ドラムに移すために、交互に把持し、解放することを許す。
【００８０】
本発明の特徴は、ドラムが常に一定の角速度で回転するわけではないということである。たとえば、送り誤り又は他の取り扱い問題の場合、制御システム（以下に論じる）は、ドラムを含む機械全体を加速又は減速させたり、他の調節を加えたりするようにプログラムされている。したがって、真空及び気流の時機及び期間が相応に調節されなければならない。
【００８１】
これを達成するための電子制御システムが図１０Ａに示されている。真空ポンプ制御６７とエアポンプ制御７１とを交互に作動させるため、ソフトウェア制御の下で作動するマイクロプロセッサ又はネットワーク制御装置２１０が設けられている。ネットワーク制御装置２１０は、ドラムエンコーダ２００からの信号を入力として受信し、それを絶えずモニタする。ドラムエンコーダ２００は、ドラムが回転するとき、高速パルス流を制御装置に供給する。好ましい実施態様では、ドラム１回転あたり複数のパルスが生成されて高速パルス流が生成される。また、ドラム１回転あたり少なくとも１回、基準又はインデックスパルスも制御装置に供給される。
【００８２】
ドラムエンコーダ２００は、図１０Ｂでさらに詳細に示されている。これは、ドラムとともに回転するようにドラム軸に固定された装置である。また、固定基準又はインデックスポイントがドラムに対して外部的に設けられる。一つの実施態様では、ドラムが回転すると、エンコーダは、ドラム軸の周囲に設けられた、真空及び気流それぞれの「オン」及び「オフ」位置を表す一連の位置を通過しながら回転する。もう一つの実施態様では、真空及び空気はソフトウェア制御の下にある。好ましい実施態様では、約９０゜離して交互に設けられた二つの「オン」位置及び二つの「オフ」位置がある。低レベルモータ制御機能及びより高レベルの機能を提供するためのソフトウェアを含むサーボ制御装置２１０により、ドラム速度及び角位置が計算される。ソフトウェアはサーボドライブ中に備わっている。
【００８３】
あるいはまた、別個のドラム速度センサ／エンコーダ２０４を設けて、ドラムの回転速度を表す連続（または高速周期）信号を制御装置に生成してもよいし、別個のドラム位置センサ／エンコーダ２０２を設けて、ドラムの角位置を表す連続（または高速周期）信号を制御装置に生成してもよい。
【００８４】
サーボ制御装置は、複数のドラム速度に関して真空及び空気の最適な所定の始動時機、停止時機及び期間を表すデータを記憶する（たとえばルックアップテーブルのように）メモリ（図示せず）とともにサーボ制御回路板及びドライブを含む。サーボ制御装置の場合、ドラム速度センサ／エンコーダからの信号のモニタリングがドラムの回転速度の変化を検出し、ネットワーク制御装置がデータを自動的にサーチして新たな速度に適切なデータ入力を位置づける。このデータ入力には、新たな真空及び空気時機（始動及び停止）、真空及び空気期間、新たな速度のための値が対応する。そして、サーボ制御装置が、真空及びエアポンプ制御に送られる真空信号及び空気信号の時機を相応に自動的に変更する。たとえば、ドラムが１０％減速したならば、ドラム速度の変化を補償するため、真空及び空気の始動及び停止を一定時間だけ遅らせ、真空及び気流の期間を変更するようにサーボ制御装置に「伝える」ルックアップテーブル中に入力がある。真空制御のためのルックアップテーブルは、以下のように表すことができる。
【００８５】
【表１】
2005529821.tif 000003
【００８６】
式中、
θ＝真空始動のための基準角（固定）
β＝真空停止のための基準角（固定）
△θ＝真空始動のための基準からの角度
△β＝真空停止のための基準からの角度
【００８７】
同様なテーブルが空気制御に関しても用意される。このようにして、ドラムへの挿入物の正確な移送が維持され、機械全体のスループットが最適化される。
【００８８】
全電子式制御システム
本発明のもう一つの重要な特徴は、挿入機のすべての部品の個々の要素及び動作を自動的に制御するための全電子制御システムである。この制御システムの一つの実施態様のブロック図が図１１Ａ〜１１Ｃに示されている。
【００８９】
図１１Ａに見てとれるように、中央制御コンピュータ２２が設けられている。制御コンピュータ２２は、Pentium以降のプロセッサを備えた通常のパーソナルコンピュータであることができる。これは、通常のオペレーティングシステムの下で作動する。好ましくは、これはまた、少なくとも二つの専用機械制御プログラム、すなわち「WinLincs」及び「ＭＩＣＡ」（主挿入機制御アプリケーション）と呼ばれるプログラムを作動させる。
【００９０】
好ましい実施態様では、デュアルコンピュータシャーシ２６に収容され、イーサネットリンク２９０を介して制御コンピュータ２２に結合された第二のコンピュータ、すなわち表示コンピュータ２３もある。好ましくは、表示コンピュータ２３もまた、従来のオペレーティングシステムならびに複数の専用及び市販のアプリケーションプログラムを作動させる、Pentium以降のプロセッサを備えた通常のパーソナルコンピュータである。
【００９１】
好ましい実施態様では、表示コンピュータは、オペレータが機械全体を作動させるためのグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を提供する。たとえば、オペレータは、機械作動のためのパラメータ、たとえば挿入物のタイプ及びサイズをグラフィカルに設定し、機械全体を作動させることができる。
【００９２】
表示コンピュータ（又はユーザインタフェースコンピュータ）２３はまた、製造計画情報をシステムにダウンロードするために使用することができる外部ネットワークへの接続を有する。表示コンピュータが情報に対して何らかの処理を実施したのち、それを制御コンピュータに送信すると、制御コンピュータがその情報に対してさらなる処理を実施する。情報は、たとえば、どの挿入物がパッケージに入れられるのか、そのパッケージをどのように処理するのか（たとえばパッケージを場合によっては外部バンドラ又はスタッカに送るのかどうか）を決定するために使用される。
【００９３】
制御コンピュータ２２は機械の全動作を制御し、表示コンピュータ２３はグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）をユーザ又はオペレータに提供する。無停電電源（ＵＰＳ）２５が標準ＡＣ電力を両コンピュータに供給する。ＵＰＳは、電力が失われた場合に自動的にコンピュータが自らを停止することを許すため、状態信号をコンピュータに供給する。表示コンピュータ２３は通常の周辺装置、たとえばキーボード２８０、表示画面２７０及びマウス２６０を有し、外部ネットワーク２４０及びネットワークプリンタ２５０と通信するように構成され、電話回線２３０を介して又は顧客の場所に設置されているかもしれないローカルエリアネットワーク（図示せず）を介してインターネットに接続することができる。正常な動作では、制御コンピュータ２２は、表示又は他のユーザインタフェースを有さないが、制御装置及び他の機械部品への直接接続を有し、場合によっては外部機械、たとえばバンドラ又はスタッカへの補助接続を有する。
【００９４】
本発明のもう一つの特徴では、制御コンピュータ２２は、双方向バス、好ましくはコントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）バス２４を介して複数のネットワーク制御装置（ＮＣ）、たとえば機械ネットワーク制御装置３００（図１１Ａ）に接続されている。このＣＡＮバスは、ＩＳＯ１１８９８及び１１５１９を含む工業規格プロトコルに準拠している。制御コンピュータ２２は、インタフェースを提供するためのＣＡＮバスインタフェースボードを含む。ＣＡＮバスはデータを高速で転送する。ＣＡＮバスの使用は、機械で必要とされる接続の数を最小限にし、機械性能を向上させる。好ましい実施態様では、ＣＡＮバスは１２８個のノードを有する。望むならば、二以上のＣＡＮバスを設けることもできる。
【００９５】
制御コンピュータ２２は、専用プログラムであり、好ましくは市販のオペレーティングシステムの下で作動する主挿入機制御アプリケーション（ＭＩＣＡ）（以下さらに詳細に論じる）を作動させる。アプリケーションは「ソフト」リアルタイムで作動する。システムは、制御メッセージを速やかかつ適時にネットワーク制御装置に供給するように設計されている。たとえば、制御コンピュータは、特定の時機でどのポケットを使用のために選択すべきかを機械に教える。ＣＡＮバスを介して送信される制御メッセージは、標準ＣＡＮフォーマットを使用するが、ＣＡＮメッセージのメッセージ内容及びビット定義は、以下さらに詳細に論じる専用プロトコルに基づく。
【００９６】
各ネットワーク制御装置は、好ましくはMotorola  68000ファミリーに基づき、ソフトウェア制御の下で作動するカスタム設計のマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラである。各ネットワーク制御装置は、Ｃ言語で書かれたコントローラごとに固有の専用プログラムをオペレーティングシステムなしで作動させる。多様なネットワーク制御装置を用いることができる。この実施態様では、以下のネットワーク制御装置、すなわち、機械ネットワーク制御装置３００（図１１Ａ）、アイドラエンドネットワーク制御装置３３０（図１１Ｂ）、オープナ部ネットワーク制御装置３３２（図１１Ｂ）、場合によっては設けられるドロップネットワーク制御装置３４０（図１１Ｂ）、奇数フィーダネットワーク制御装置３６０（図１１Ｃ）及び偶数フィーダネットワーク制御装置（図示せず）が含まれる。
【００９７】
各ネットワーク制御装置は、センサ、たとえば空気圧センサ３１０（図１１Ａ）、検出器、たとえばポケット検出器及びグリッパ検出器、エンコーダ、たとえばエンコーダ２００、スイッチ、たとえばドアスイッチ３１１、及び他の装置から電気信号を受信し、制御コンピュータ２２から制御メッセージを受信するための複数の入力を有する。各ネットワーク制御装置はまた、個々の機械要素、たとえばソレノイド（たとえばポケット修繕ソレノイド３２０）、制御、たとえば真空ポンプ制御６７及びポケット掃気制御７１、弁、アナンシエータ又は他の表示装置ならびに他の装置に機械制御信号を出力するための複数の出力を有する。
【００９８】
また、各ネットワーク制御装置は、その制御装置のためのプログラム及びセットアップデータを記憶するメモリ（好ましくはフラッシュメモリ）を備えていることが好ましい。新たなプログラムを選択されたネットワーク制御装置にダウンロードすることもできる。すべてのネットワーク制御装置のためのソフトウェアは制御コンピュータ上に備わっている。表示コンピュータはソフトウェアを制御コンピュータにダウンロードすることができる。これの利点は、自動アップグレードを可能にすることである。表示コンピュータはまた、遠隔制御の下で、たとえば顧客ネットワーク又はインターネットを介してダウンロードすることができるソフトウェア更新を受けるように構成されている。
【００９９】
動作
概して、作動中、各ネットワーク制御装置は、特定の機械要素の制御のためのすべての入出力、ならびに機械の特定の動作群又は機能区域、たとえば真空制御システム内で起こる動作を制御するが、中央制御コンピュータ２２は、すべてのセットワーク制御装置の活動化及び非活動化を制御メッセージによって制御し、選択された個々の装置、たとえば特定のポケットの活動化及び非活動化をも制御する。ハイブリッド中央／分散アーキテクチャであるこのアーキテクチャを使用すると、すべての機械動作の効率的なリアルタイム電子制御が達成され、これは、一つには全体的なシステムコストを減らすことにおいて、従来技術に対する有意な改善である。
【０１００】
制御システム全体は、「ポケット」の中身の論理的追跡、及び特定のポケットに関してどの動作を実施しなければならないかに基づく。制御システムは、完成した「製品」（新聞＋挿入物）が機械を離れるまで個々のポケットを論理的に参照する。以下、典型的なポケットサイクルをさらに詳細に説明する。
【０１０１】
制御コンピュータ２２は、二つの異なるタイプの制御メッセージをネットワーク制御装置及び他の機械要素に送信するように構成されている。一方のタイプは、機械中のすべてのネットワーク制御装置に宛てられる「ブロードキャスト」メッセージである。他方のタイプは、１個もしくは数個のネットワーク制御装置又は個々もしくは局所装置に宛てられる「個別」メッセージである。本発明の特徴では、両タイプのメッセージを同じＣＡＮバスに載せて送信することができる。各ネットワーク制御装置は、メッセージに使用される独特なプロトコル（以下に記す）の理由により、個別メッセージが自らに宛てられているかどうかを知る。より具体的には、メッセージ中の単一ビットを使用して、所与の個別メッセージによって「標的にされる」特定のネットワーク制御装置を指定する特別なアドレス指定スキームが使用される。
【０１０２】
本発明の制御システムの全体アーキテクチャは、中央制御コンピュータ２２がＣＡＮバス２４を介して複数のネットワーク制御装置に結合されている状態で、ハイブリッド中央／分散機械処理を可能にする。この実施態様（図１１Ａ〜１１Ｃを参照）では、いくつかのネットワーク制御装置、たとえば機械ネットワーク制御装置３００、アイドラエンドネットワーク制御装置３３０、オープナ部ネットワーク制御装置３３２、奇数フィーダネットワーク制御装置３６０、偶数フィーダネットワーク制御装置（図示せず）及びドロップネットワーク制御装置３４０が、場合によっては外部バンドラ又はスタッカと共に使用される。一つの実施態様では、制御装置は、他の各フィーダ（奇数及び偶数）を制御して速度を増す。
【０１０３】
各ネットワーク制御装置は、複数のセンサ、検出器、スイッチ及びエンコーダ、たとえば真空センサ２９７、空気圧センサ３１０、ドラム位置エンコーダ２００及び２０１ならびに抜け／詰まり検出器から入力信号を受信する。各ネットワーク制御装置はまた、複数のソレノイド、弁、サーボ増幅器及び他の制御装置、たとえばエアブラストソレノイド３２０、真空ポンプ制御６７、ポケット掃気制御７１及びモータ制御装置３５０に出力制御信号を供給する。ネットワーク制御装置、センサ、ソレノイド及び制御装置は、たとえばＤＣ電源２９８から電力バス２９９を介して給電されることが好ましい。
【０１０４】
１個のネットワーク制御装置、具体的には機械ネットワーク制御装置３００（図１１Ａ）は、位置直交エンコーダ２００に接続され、エンコーダの信号を受信し、処理する。エンコーダは、ポケット（ドラム）駆動モータ４３の駆動軸に接続され、エンコーダの回転に基づいてタイミングメッセージ（及び１回転あたり１回のインデックスパルス）を送出する。これらのタイミングメッセージは通常、ＣＡＮバス上のすべての装置に送信される。タイミングメッセージは、機械の要素の正確な物理的位置を決定するために、ネットワーク制御装置及び制御コンピュータを含む他の装置によって使用される。これから、他の装置は、制御信号及びメッセージを適切な時機で送信して機械の機能を制御することができる。ポケットごとに割り当てられたタイミングメッセージが数多くある。この方法でのタイミングメッセージの生成及び使用が本発明の有意な特徴である。以下、典型的なポケットサイクルシーケンスを記載する。
【０１０５】
制御メッセージに関して、各メッセージそのものの一部が、特定のネットワーク制御装置又は他の装置のアドレスを運ぶ。限られた数のメッセージを所与の時機で送信するだけでよい。これは、機械を作動させるために必要なメッセージの総数を減らし、バスに対するデータ転送要件を軽減する。ポケット１個あたりいくつかのメッセージが各フィーダに送信される。メッセージは、異なる時機でフィーダに到達しなければならない。
【０１０６】
本発明の特徴において、本発明は、「ソフトアドレス指定」を使用してメッセージを個別メッセージとブロードキャストメッセージとに区別する。このプロトコルは、ＣＡＮバスメッセージにおけるビットの使用の最適化を可能にする。これは、より多くのデータを特定のメッセージに提供することができるため、必要なメッセージの数を減らす。
【０１０７】
ＣＡＮバスを介して送信される制御メッセージに使用されるプロトコルは、いくつかの方法で独特なものである。第一に、すべてのメッセージがネットワーク上のすべての装置によって受信される。各装置が、メッセージ中の単一ビットに基づき、そのメッセージがブロードキャストメッセージであるのか個別メッセージであるのかを決定する。第二に、メッセージは、受信側装置で何らかの活動を生じさせることを意図するコマンド情報又は条件もしくは状態を示す状態情報をコード化している。第三に、いくつかのメッセージは、受信側装置が受信確認メッセージを返信することを求めるが、他のメッセージはそれを求めない。第四に、ブロードキャストメッセージでは、特定のビットフィールドが、受信側装置によって講じられる動作を指定する「コマンド」のために使用される。他のビットフィールドは、受信側装置のためのさらなる情報を保持することができる。第五に、個々の装置のジョブに依存して、ブロードキャストメッセージに応答して何らかの動作を実行してもよいし、しなくてもよい。第六に、個別メッセージでは、ブロードキャストメッセージ中でコマンドに使用される同じビットフィールドが、装置、すなわちメッセージの受け取り相手のアドレスを含む。他のビットフィールドは、受信側装置のためのさらなる情報を保持することができる。最後に、個別メッセージは、１個の受信側装置によって動作を生じさせることを意図したものである。しかし、他の装置がメッセージを「盗み読みする」ことが可能である。この能力は、たとえば、「停止」メッセージがフィーダ制御ネットワーク制御装置から機械ネットワーク制御装置に送信されたことを制御コンピュータが知ることを可能にして、制御コンピュータが状態を表示することができるようにするために使用される。
【０１０８】
機械循環速度は、ネットワーク制御装置、具体的には、エンコーダに接続されているネットワーク制御装置（図１１Ｂの機械／時機ネットワーク制御装置３００）の中でアルゴリズムによって計算される。そして、速度情報がメッセージの中でＣＡＮを介して制御コンピュータ上で作動する主挿入機制御アプリケーションに送信される。すると、その速度情報は表示コンピュータに送信されて表示される。
【０１０９】
また、文字情報及びグラフィック情報を表示するために点灯させることができるＬＥＤのアレイからなる市販のアナンシエータ２９５がシステム上にある。情報は、種々のフォント、サイズ及び色で表示させることができる。
【０１１０】
すべてのメッセージは、表示コンピュータ、制御コンピュータ又は両方で作動する一以上の専用ソフトウェアアプリケーションプログラムによって生成される。このアプリケーションは、他言語能力を有し、適切な言語でメッセージ文字列を生成する。そして、これらのメッセージは視覚的アナンシエータに送信される。
【０１１１】
アナンシエータは、いくつかの方法でシステムに接続することができる。第一に、制御コンピュータへのシリアル接続を使用することができる。文字又はグラフィックメッセージは、表示コンピュータ又は制御コンピュータから送信される。アナンシエータが制御コンピュータに接続されるならば、文字又はグラフィックメッセージは、表示コンピュータから制御コンピュータに送信される。制御コンピュータ中のプログラムが、受信されたメッセージ情報をメッセージに埋め込み、そのメッセージがシリアルポートを介してアナンシエータに送信される。別々のComポート又は１個のComポートをマルチドロップ（RS_485）シリアルインタフェースとして使用すると、多数のアナンシエータを制御コンピュータ又は表示コンピュータに接続することができる。多数のアナンシエータは、個々にアドレス指定することができ、同じ又は異なる情報を表示することができる。イーサネット接続により、ＴＣＰ／ＩＰを使用して１個以上のアナンシエータをシステムに接続することができる。アナンシエータは、ネットワークポートを介して制御コンピュータに接続することもできるし、ネットワークポートを介して表示装置に接続することもできる。表示コンピュータと制御コンピュータとを接続する同じイーサネットネットワーク上で１個以上のアナンシエータを接続することができる。
【０１１２】
本発明のもう一つの特徴では、相当な冗長性が提供される。たとえば、制御コンピュータ又は表示コンピュータが故障するとしても、機械は動作を続けて許容しうる速度で実行を完了することができる。
【０１１３】
本発明のさらに別の特徴は、時機信号が動作間でリアルタイムで動的に変化することができるということである。具体的には、システムは、制御メッセージの実行の時機を動的に変化させることができる。たとえば、不合格品排除装置が通常、タイミングメッセージ２でオンになり、タイミングメッセージ１０でオフになるならば、装置がメッセージ０でオンになり、メッセージ１４でオフになるように時機を変更するようネットワーク制御装置に伝えることができる。加えて、機械全体の速度をリアルタイムで動的に調節して、計測される挿入物性能に基づいて機械全体のスループットを最適化することもできる。たとえば、ライン電圧が変化する又はポケットもしくはフィーダが正しく作動していないならば、速度を調節することができる。
【０１１４】
本発明のもう一つの特徴は、ポケットの中でセンサアレイ、たとえばフォトセル及び２個のリフレクタ（図示せず）を使用して個々のポケットの中の製品の存在を検出することができることである。これは、機械動作の積極的な診断をリアルタイムで可能にする。たとえば、システムは、特定のポケットに関して送り誤り又は他の問題があるならば、自動的にその特定のポケットを非活動化することができる。また、電話回線又はインターネットを介する遠隔診断がサポートされる。
【０１１５】
以下、本発明の一つの実施態様の特定の構成部品及び特徴を下記にさらに詳細に記載する。
【０１１６】
機械作動モード
ノーマル（全機能）モード
このモードでは、すべての特徴及び機能が利用可能である。機械オペレータが、ソフトウェアグラフィカルユーザインタフェースを使用して挿入物を定義し、割り当て、パケットを生成し、ゾーンを画定する。この情報は、マニュアルで入力されるか、プラニングシステムからダウンロードされる。制御コンピュータ上で作動する主挿入機制御アプリケーション（ＭＩＣＡ）が、機械の周囲に分散したネットワーク制御装置にメッセージを送信して、必要な機能を実行する。ネットワーク制御装置は、センサ及び電気アクチュエータと直接インタフェースして機械を実際に制御する。機械はゾーンを作動させて、挿入物をジャケットに入れてゆく。修繕、バックアップ、多重抜け時停止などのような機能はオペレータによって選択される。機械全体の速度はインタフェースから制御される。
【０１１７】
表示コンピュータ不能モード（冗長性機能）
これは、表示コンピュータ又はソフトウェアシステムが故障しているが、制御コンピュータ及び主挿入機制御アプリケーションがまだ機能している場合に有効になるモードである。表示コンピュータ又はWinLincsがゾーンの最中で故障するならば、主挿入機制御アプリケーションは、それがすでに有する情報を使用してゾーンを完成させる。機械がゾーンを作動させていないか、ゾーンが完了しているならば、フィーダ制御パネルから機械を作動させることができる。オペレータは、送りを実施しているはずであるフィーダをオートモードに入れる。ジャケットフィーダはオフモードに入れられる。ジャケットフィーダは、オン又はオートモードに入れられると、送りを始める。ジャケットが下流のフィーダに達すると、フィーダは送りを始める。機械は、開いていないジャケット又は空のポケットには送りを実施しない。運転、停止及び紙そろえボタンならびに緊急停止回路が機能的になる。機械はデフォルト速度で作動する。
【０１１８】
制御コンピュータ不能モード（マニュアルモード）
このモードは、制御コンピュータが故障した場合に有効になる。このモードでは、機械ネットワーク制御装置は、制御コンピュータとの通信の損失を検出し、モード変更を示すメッセージを他のネットワーク制御装置に送信する。機械はデフォルト速度で作動する。「オート」モードにあるフィーダが「オン」モードに切り替わる。すべてのフィーダは、「オフ」モードに入れられない限り、送りを実施する。ジャケットがフィーダに到達したときフィーダを「オン」にすることはオペレータの責任である。修繕、斜行検出、不合格品排除又は他の類似の機能はない。
【０１１９】
特定の構成部品のさらなる説明
フィーダ制御システム
機械の各フィーダはネットワーク制御装置を有する。通常、偶数フィーダ及び奇数フィーダがあり、２個のフィーダが、２個のＮＣを有するいわゆる「２ボックス」フレーム中にある。ＮＣは、２ボックス中のＤＣ電源から給電される。各フィーダは、２ボックス中の他方のフィーダとでモータ制御装置を共有する。各ＮＣへのＣＡＮバス接続がある。各ＮＣへの主機械エンコーダバス接続がある。各ＮＣは、別個の信号回線を介してモータ制御装置に直接接続される。各フィーダはまた、抜け、多重送り、詰まり及び他のエラーを検出するためのハードウェアを有する。
【０１２０】
ネットワーク制御ボード
ネットワーク制御装置は、フィーダ内のすべてのデータフロー及び接続のための中心点として作用する。この装置は、ＣＡＮバスを介して種々の検出器、モータ制御装置、ユーザインタフェースパネル、緊急停止、カバーインタロック及び制御コンピュータからの入力を処理する。これは、制御出力を状態インジケータランプ、エアテーブルソレノイド及びモータ制御装置に送信する。これは、ＣＡＮバスを介してデータをユーザインタフェースパネル及び制御コンピュータに送信する。
【０１２１】
２ボックスのネットワーク制御装置の一方は、モータ制御装置へのシリアル接続を有する。この接続を介して、モータ制御装置とでセットアップデータを交換する能力を有する。ＣＡＮバスへの２ワイヤ（差動）接続がある。エアテーブルソレノイドのための出力が供給される。また、状態インジケータランプのためにも出力が供給される。ボードは、抜け／多重検出回路、フロータ検出器、低レベル検出器、抜け／詰まり検出器、２個の緊急停止スイッチ及びカバーインタロックスイッチから入力を受信する。
【０１２２】
WinLincs
WinLincsは、市販のオペレーティングシステムの下で作動する専用のグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）プログラムである。これは、一次ユーザインタフェースを機械に提供する。これは、ゾーンを生成し、作動させ、製造統計及び機械性能をモニタする能力をオペレータに提供する。これは、多様な診断及びセットアップ情報及び制御を提供する。
【０１２３】
主挿入機制御アプリケーション（ＭＩＣＡ）アーキテクチャ
ＭＩＣＡは、マルチスレッドソフトウェアアプリケーションである。それぞれが特定の機能を取り扱う６個の実行スレッドがある。これらのスレッドは、ＣＡＮ受信スレッド、ＣＡＮ送信スレッド、ＴＣＰ制御スレッド、制御スレッド、オペレーション（Oper）スレッド及びダウンロードスレッドである。加えて、他のスレッドを始動し、システムを初期化する責任を負う主スレッドがある。スレッドは、独立して、かつ非同期に機能する。
【０１２４】
構造
主挿入機制御アプリケーションの機能にとって重要であるいくつかの構造がある。
【０１２５】
ポジションアレイ及びポジション制御オブジェクト
ポジションアレイは、各要素が、ポケット及びグリッパに対応する２個の構造を有する大きなアレイである。これらの構造のポインタは、構造中の情報にアクセスするための「ハンドル」を提供する。ポインタはまた、アレイ要素の物理的ポケット及びグリッパへのマッピングを提供する。ポジション制御オブジェクトが、機械の位置又は場所に基づき、ポインタを使用してポジションアレイに間接的にアクセスするための機構を提供する。アレイの各要素と機械上の物理的場所との間に対応がある。アレイ要素中の構造は、ある場所のポケット又はグリッパの中にある製品に関する情報を含む。この情報は、一般的情報、たとえば製品が属するゾーン、製品を製造するために必要なデータ、たとえば必要な挿入物、状態情報、たとえばその瞬間まで挿入されていた挿入物及び処分情報、たとえば製品を不合格にするか修繕するかの情報からなる。また、製品を含むポケット及びグリッパの物理的数を含む。アレイは、もっとも長い機械のすべてのポケット及びグリッパを扱うのに十分な長さである。
【０１２６】
アレイの要素８００は、ピックアップ区域よりもわずかに上の場所に対応する。この場所は、すべての機械に関して同じである。アレイ要素へのすべてのアクセスは間接的であり、ポインタを介する。挿入機が循環し、製品が機械の中を動くにつれ、アレイへのポインタは、ある要素から次の要素にデータをコピーする必要なく、データのシフトを模倣するようにシフトされる。製品がポケットからグリッパに物理的に移送されるころ、アレイのポケット部にあるデータがグリッパ部にコピーされる。ポケット及びグリッパの数は機械ごとに異なるため、主に修繕を考慮するため、ポケット及びグリッパ情報のための別個の記憶部を各アレイ要素中に設けることが必要である。
【０１２７】
ポジションアレイが正しく機能することを許す他の主要な機構がいくつかある。第一は同期化である。第一のグリッパ検出がはじめに起こるのか、第一のポケット検出がはじめに起こるのかを予想することはできないため、ソフトウェアは、いずれの場合をも扱うように書かれている。第一のポケット及び第一のグリッパの両方が検出されるとすぐ、アプリケーションは、物理的ポケットの番号と、そのポケットから製品を取り出す物理的グリッパの番号との対応を正しく決定する。第二の主要な機構はポジションシフタ機能である。
【０１２８】
この機能はいくつかのタスクを実行する。第一のタスクは、挿入機のピックアップ区域に到達するポケット上で起こり、そのポケットに対応するアレイ要素に対して実施される。この機能は、ポケット中の製品を修繕するかどうかを決定する。この決定に基づいて、適切なデータを要素のポケット部からグリッパ部にコピーし、他のデータを消去する。たとえば、製品が修繕されるのならば、すでに送られた挿入物に関する情報は消去されない。製品が修繕されないならば、すべてのデータがグリッパ区域にコピーされ、ポケット部は再初期化される。
【０１２９】
第二のタスクは、アレイ中の要素の中でポインタをシフトすることである。これは、すべてのデータを１個の要素から次の要素にシフトする効果を模倣するが、より効率的である。データは常に間接的にアクセスされ、そのため、実際にデータをシフトする必要はない。
【０１３０】
第三のタスクは、ポケット及びグリッパのロールオーバの取り扱いである。挿入機上の物理的ポケット及びグリッパはループ状態にあり、そのため、挿入機の中を循環して戻るとき、対応するポインタもまた再循環しなければならない。
【０１３１】
第四のタスクは、ポケットとグリッパとの対応をリセットすることである。ポケット及びグリッパの数は挿入機ごとに異なり、グリッパの数はポケットの数よりも多いか少ないかのいずれかである（又はまれに同じ）ため、サイクルごとに計算を実施して、特定のポケットから製品を受けるグリッパの番号を決定しなければならない。
【０１３２】
タスクテーブル−タスクテーブルは、ポケットサイクル中の多様な時機で実施されるソフトウェアタスクに対するポインタを含む。これは他のところで説明する。
【０１３３】
WinsLincsデータ−WinLincsと主挿入機制御アプリケーションとの間で双方向に送信されるデータは多様な構造で記憶される。各構造は、それが含むデータに特定的である。構造は、二つのシステムの間で、多様な構造の融合体であるメッセージとして受け渡しされる。
【０１３４】
ゾーンデータ−製造されるゾーンごとの情報はゾーンデータ構造に記憶される。このデータはWinLincsから送信され、製品をどのように製造するかを決定するため、主挿入機制御アプリケーションによって使用される。情報のタイプは、製品に要する特定の挿入物、製造する数量及び納入情報、たとえば各バンドル中の個数を含む。ゾーン中のすべての製品に共通である情報に加えて、部片固有の情報、たとえばアドレスを含めることもできる。
【０１３５】
機械構成
機械構成構造は、特定の挿入機を記述する情報を含む。たとえば、特定の挿入機を記載する情報を含む。たとえば、挿入機上のフィーダ及び吐き出し装置の数を含むであろう。システム起動で、この情報は、制御コンピュータ中のドライブに記憶されたファイルから引き出される。ユーザは、ＷｉｎＬｉｎｃｓ  ４    ユーザインタフェースを介してこの情報を変更することができる。変更が起こるならば、新たな構成がＷｉｎＬｉｎｃｓ  ４  からＭＩＣＡに送信される。そして、それがただちにディスク上のファイルに記憶される。これは、ＷｉｎＬｉｎｃｓ  ４  が何らかの未知の理由で始動しない場合でさえ、ＭＩＣＡが挿入機のための有効な構成で起動することを許す。
【０１３６】
タスク
以下は、典型的な挿入機に対して操作することができるタスクの部分的リストである。タスクの正確な数及びタイプは挿入機の構成とともに異なる。二つのタイプのタスクがある。実デバイスタスクは、挿入機上の物理的装置、たとえば不合格品排除機構に関する。仮想デバイスタスクは、機械上のいずれの装置とも特定的には対応しない純粋なソフトウェア機能に関する。例は、ポジションアレイに情報を書き込むポケットローダである。また、フィーダ及び吐き出し装置を制御し、ネットワーク制御装置を追跡するためのタスクがある。
【０１３７】
−実デバイスタスク−実デバイスタスクのいくつかの例は次のものである。
−ポケットワンタスク−第一のポケット検出メッセージを処理する。
−グリッパワンタスク−第一のグリッパ検出メッセージを処理する。
−ＵＯＪタスク−未開口ジャケット検出メッセージを処理した。
−ピックアップタスク−ポケット構造からグリッパ構造へのデータ転送を扱う。
−ポケット修繕タスク−ポケット修繕ソレノイド起動を要求する。
−グリッパ修繕タスク−グリッパ修繕ソレノイド起動を要求する。
−不合格品排除タスク−不合格品排除機構の起動を要求する。
−斜行タスク−斜行検出メッセージを処理した。
−チェックコピータスク−チェックコピー機構の起動を要求する。
−掃気タスク−掃気ソレノイド弁の起動を要求する。
【０１３８】
−仮想デバイスタスク−仮想デバイスタスクのいくつかの例は次のものである。
−ポケットローダタスク−データをポジションアレイ中のポケット構造にロードする。
−ポケット挿入物ローダタスク−挿入物データをポジションアレイ中のポケット構造にロードする。これは、未開口ジャケット検出器の後で実施される。
−雑機械制御タスク−どの緊急停止ボタンが押されたのか、フィーダが始動されたのか停止されたのかの決定を扱う。
【０１３９】
作動理論
始動−始動時、すべての要求されるメモリが割り当てられ、すべての変数及び構造及びクラスが初期化され、すべてのスレッドが始動する。挿入機構成情報がファイルから取り出され、タスクテーブルがロードされる。構成情報がタスクテーブルの正確な内容を決定することに注意。適切な時間遅延ののち、ＴＣＰ及びＣＡＮ通信が始動する。状態情報がネットワーク制御装置から収集され、ＷｉｎＬｉｎｃｓ  ４  に送信される。
【０１４０】
挿入機が循環し、最終的に、第一のグリッパ及び第一のポケットが検出され、この情報がＭＩＣＡに送信される。両方が検出されたのち、ポジションアレイが初期化され、ＭＩＣＡが、タスクテーブルを使用してどのタスクを実行するかを決定しながら、ＣＡＮバスで受信されたタイミングメッセージを処理し始める。
【０１４１】
挿入機が循環すると、ＭＩＣＡは、ＣＡＮバスを介してメッセージをネットワーク制御装置に送信して種々の機能を制御する。例は、不合格品排除機構に作動を要求してフィーダをオンにする又はフィーダに要求して部片を送らせることを含む。ＭＩＣＡはまた、挿入機及びその動作に関する状態情報を提供するネットワーク制御装置からＣＡＮメッセージを受信する。例は、緊急停止ボタンが押されたことを検出すること、フィーダからの送りが成功したという通知又は吐き出し装置がオフにされたことを示すメッセージを受けることを含むであろう。ＭＩＣＡは、この情報に対して正しく動作を加え、適切ならば、この情報をＷｉｎＬｉｎｃｓ  ４  にパスして、それをユーザに表示することができるようにする。主な特徴は、フィーダが部片を正しく送ったかどうかを示す状態データがＭＩＣＡに送信され、そのデータを使用して挿入機上の次のフィーダの送りを制御するのに十分に適時な方法で記憶されるということである。ＭＩＣＡはまた、構成及び制御メッセージをＷｉｎＬｉｎｃｓ  ４  から受信する。例は、吐き出し装置の構成の変更、挿入機の速度を変更する要求及び挿入を開始し、ゾーンを製造し始める要求を含むであろう。
【０１４２】
一般に、ＭＩＣＡは、一つの制御メッセージをＣＡＮバスを介してネットワーク制御装置に送信して、指定の制御動作を起こさせる。これは、ポケットサイクルあたり１回だけ送信され、制御動作が求められる前に起こるであろう。これは時期決定的ではない。制御メッセージの前に、情報は、ＭＩＣＡからＣＡＮバスを介してネットワーク制御装置に送信されて、制御メッセージを扱う方法をネットワーク制御装置に伝える。ネットワーク制御装置は、要求された時機で制御動作を開始し、求められるならば、適切な時機で動作を終了するであろう。たとえば、ＭＩＣＡは、不合格品排除機構の制御のための始動時機及び終了時機をネットワーク制御装置に送信するであろう。始動時機のいくらか前に、ＭＩＣＡは、制御メッセージをネットワーク制御装置に送信して、不合格品排除機構を起動させるよう要求する。ネットワーク制御装置は、始動時機に対応するタイミングメッセージをＣＡＮバスを介して受信した場合、不合格品排除機構に接続された出力回路を制御するであろう。終了時機に対応するタイミングメッセージが受信されると、ネットワーク制御装置は、不合格品排除機構への出力を非活動化するであろう。場合によっては、ＭＩＣＡからの制御メッセージは、ネットワーク制御装置に対し、始動時機で装置の動作を始めるが、通常の終了時機で装置の動作を終了しないよう伝える情報を含むことができる。これは、次のポケット又はグリッパに備えて装置を起動状態にとどまらせる。この後続期間中、ＭＩＣＡから別の制御メッセージが送信され、通常の終了時機で制御を終了させるか、次のポケットへと継続させるかのいずれかを要求する。これは、ソレノイドのような装置が、いくつかの連続するポケット又はグリッパのために活動化が要求される場合、ポケットごとに起動及び非起動するのではなく、多数のポケット又はグリッパのために活動化した状態にとどまることを許す。これは、ノイズを減らし、装置の摩耗を減らす。
【０１４３】
ひとたび挿入機が正しく設定され、同期化されると、ＷｉｎＬｉｎｃｓ  ４  は、ゾーン開始要求を送信することができる。ポケットローダタスクが、ポジションアレイに含まれる構造にデータを入れ始める。挿入機が循環すると、対応する物理的グリッパ及びポケットが挿入機を下に動かすとき、ポジションアレイに記憶された情報は「シフト」する。種々のタスクが、タスクごとの所定の場所に基づき、ポジションアレイから情報を読み取る。すなわち、各タスクは機械上の場所に対応し、物理的ポケットがその場所に移動すると、ポジションアレイから情報を読み取る。タスクは、ポジションアレイからの情報ならびに一般構成及びゾーン情報を使用して、どの動作を実施するのかを決定する。たとえば、フィーダ制御タスクは、ポケットに関する情報を見て、挿入物をそのポケットにフィードすべきかどうかを決定することができる。また、状態情報、たとえば直前のフィーダが送りを失敗したかどうかの情報を一般情報、たとえば修繕がオンにされたかどうかの情報とともに使用して、送りを実施する決定を変更することもできる。この手法は、機械上の大部分のタスクに関して一般に典型的である。製品がポケットからグリッパ、そして最終的には挿入機の吐き出し装置まで移行するとき、製品のための制御決定は、特定のポケットのためのフィーダの制御と同様な方法で下され続ける。特定のポケット又はグリッパの中身に関するすべての情報は、ポケット又はグリッパに対応する要素中のポジションアレイに記憶される。
【０１４４】
ＭＩＣＡはまた、ＣＡＮバスメッセージをネットワーク制御装置に送信して挿入機の制御を実施することに加えて、状態及び診断の必要性に関する情報を収集する。たとえば、ＭＩＣＡから提供され、ＷｉｎＬｉｎｃｓ  ４  に表示されるデータは、オペレータが部片の最終処分、すなわち不合格にされるのか吐き出し装置に送られるのかを示す情報を見ることを許す。
【０１４５】
ＭＩＣＡソフトウェアは、ＷｉｎＬｉｎｃｓ  ４  から制御コンピュータに再ロードすることができる。これは、制御コンピュータに直接アクセスすることなく制御コンピュータをＭＩＣＡの新バージョンで更新するための機構を提供する。また、類似した機構が、ＭＩＣＡが新たなソフトウェアバージョンをＷｉｎＬｉｎｃｓ  ４  コンピュータ上に記憶されたファイルから挿入機上のネットワーク制御装置にダウンロードすることを許す。そして、ネットワーク制御装置を再始動させ、新たなソフトウェアを実行し始めることができる。これは、物理的にアクセスすることなくネットワーク制御装置を再プログラムすることを可能にする。これが、ＷｉｎＬｉｎｃｓ  ４  に遠隔アクセスする（インターネット経由で）能力と合わさって、遠隔地の技術者が、挿入機そのものに手動の介入を加えることなく、機械を完全にプログラムし直すことを許す。
【０１４６】
典型的なポケットサイクル
この部分は、本発明の挿入機の典型的なポケットサイクル中に起こる主な動作を説明する。一つの実施態様では、ポケットサイクルとは、３２個のタイミングメッセージの発生と定義される。これらのメッセージを一般にタイミングメッセージ０〜タイミングメッセージ３１と呼び、「時機」を時機０〜時機３１と呼ぶ。タイミングメッセージは、主機械エンコーダから導出され、ポケット１個の長さ、または６インチ分のポケットチェーンの動きに相当する。グリッパチェーンの間隔はポケットチェーンと同じであり、両チェーンは、同じタイミングが両方に共通になるよう、同期的に動く。ポケット上の特定の点が機械上の特定の場所に達したとき時機０と定義することにより、タイミングメッセージを機械と同期させるための手順が挿入機に対して実施される。この説明は時機０から始まり、進行するが、これは連続過程であり、動作は時機０に及ぶこともあるということを覚えておくべきである。特定の装置の「ポケットサイクル」は、装置及び機械上のその正確な物理的場所に対して見るべきであることに注意すること。
【０１４７】
たとえば、不合格品排除機構は、機械上の特定の場所に固着されているソレノイドによって起動されるカムからなる。これは、グリッパ上のアームに取り付けられたローラに作用することにより、グリッパを開かせる。不合格品排除の観点から、ある特定のグリッパのサイクルは、直前のグリッパのローラがカムを離れ、問題のグリッパのローラがカムに達する地点を越え、グリッパのローラがカムを離れる地点に達したとき開始するものと考えることができる。このサイクルの開始を画定するタイミングメッセージは、不合格品排除機構が挿入機上で正確にはどの位置にあるのかに依存する。
【０１４８】
多くのことが挿入機上の多くのポケット及び装置に対して同時に起こるということに注意すること。また、この例で事象が発生する時機が他の挿入機の場合とで必ずしも同じではないということに注意すること。
【０１４９】
「16 into 1」挿入機の場合の典型的なポケットサイクルの例、スプリットモードで吐き出し２回
時機０−メッセージをＭＩＣＡからドロップ１ネットワーク制御装置（ＮＣ）に送信して、次の紙を受けるよう要求する。*
時機１−動作なし。
時機２−ポジションシフタがポケット及びグリッパのデータをポジションアレイ中で１ポジションだけ論理的にシフトする。
時機３−メッセージを機械ＮＣに送信して、ポケット５に関してポケット修繕を起動する。*最終サイクルを要求されて、フィーダ２、６及びジャケットＡが送りを実施する。
時機４−ＭＩＣＡからのブロードキャストメッセージをフィーダＮＣ３、７、１５に送信して送りを実施させ、フィーダ１１に送信して抑制させる。*最終サイクルを要求されて、フィーダ１４が送りを実施する。フィーダ３、７、１１、１５から送り状態メッセージを受信する。これらの状態は、２ポケットサイクル前に要求された送りに関するものである。*
時機５−メッセージをＭＩＣＡから送信して、不合格品排除機構に起動を要求する。*最終サイクルを要求されて、フィーダ１０が送りを実施する。
時機６−機械ＮＣがポケット修繕ソレノイドを起動する。*吐き出し装置１によって紙を取り出す。
時機７−メッセージを機械ＮＣに送信して、グリッパ１１３（ポケット７）のためのグリッパ修繕ソレノイドを起動する。*
時機８−動作なし。
時機９−機械ＮＣがグリッパ修繕ソレノイドを起動する。*チェックコピー要求をWinsLincsから受信する。
時機１０−機械ＮＣが不合格品排除ソレノイドを活動化する。*
時機１１−動作なし。
時機１２−メッセージをＭＩＣＡからフィーダＮＣ２、６、１０、１４及びジャケットＡに送信して送りを実施させる。*フィーダ２、６、１０、１４及びジャケットＡから送り状態メッセージを受信する。これらの状態は、２ポケットサイクル前に要求された送りに関するものである。*
時機１３−チェックコピー要求を機械ＮＣに送信する。*最終サイクルを要求されて、フィーダ５及び９が送りを実施する。
時機１４−メッセージをＭＩＣＡからドロップ２ネットワーク制御装置（ＮＣ）に送信して、次の紙を受けるよう要求する。*最終サイクルを要求されて、フィーダ１及び１３が送りを実施する。
時機１５−第一のポケットメッセージを機械ＮＣによって送信する。
時機１６−吐き出し装置２によって紙を取り出す。
時機１７−上流未開口ジャケットセンサが開状態を検出する。オープナＮＣがメッセージをＭＩＣＡに送信する。
時機１８−機械ＮＣが不合格品排除ソレノイドを非活動化する。*
時機１９−上流未開口ジャケットセンサが開状態を検出する。オープナＮＣがメッセージをＭＩＣＡに送信する。最終サイクルを要求されて、フィーダ１２が送りを実施する。
時機２０−ブロードキャストメッセージをＭＩＣＡからフィーダＮＣ１、５、９、１３に送信して送りを実施させる。*最終サイクルを要求されて、フィーダ４が送りを実施する。フィーダ１、５、９、１３から送り状態メッセージを受信する。これらの状態は、２ポケットサイクル前に要求された送りに関するものである。*
時機２１−機械ＮＣがポケット修繕ソレノイドを非活動化する。*最終サイクルを要求されて、フィーダ８が送りを実施する。フィーダ１６が抑制する。
時機２２−未開口ジャケットタスクがポケット７８に関して「未開口」ビットをポジションアレイに書き込む。*
時機２３−メッセージをフィーダ８から機械ＮＣに送信する−停止ボタン押下。機械ＮＣからのメッセージが停止ボタンを確認する。機械ＮＣがコマンドを主ドライブに送信して挿入機停止を要求する。ＭＩＣＡがメッセージをＷｉｎＬｉｎｃｓ  ４  に送信してフィーダ８で停止を表示する。
時機２４−動作なし。
時機２５−第一のポケットメッセージをＭＩＣＡによって処理する。*
時機２６−機械ＮＣがグリッパ修繕ソレノイドを非活動化する。*
時機２７−動作なし。
時機２８−ブロードキャストメッセージをＭＩＣＡからフィーダＮＣ４、８、１２、１６に送信して送りを実施させる。*フィーダ４、８、１２、１６から送り状態メッセージを受信する。これらの状態は、２ポケットサイクル前に要求された送りに関するものである。*ドライブが停止し、機械は惰行を続ける。このサイクルを要求されて、フィーダ３が部片を送る。
時機２９−機械ＮＣがチェックコピー機構を起動する（次のサイクルで非起動する）*このサイクルを要求されて、フィーダ１１が抑制する。
時機３０−このサイクルを要求されて、フィーダ７及び１５が部片を送る。
時機３１−動作なし。
*動作はタイミングメッセージと同期に起こる。他すべての動作は非同期的である。
【０１５０】
タスクテーブル記述
タスクテーブルは、種々の制御機能がポケットサイクル中の指定の時機に実行することを許すための、ＭＩＣＡソフトウェアにおけるＣ＋＋クラスに基づく動的ソフトウェア機構である。これは、他のタスクに干渉したり、他のタスクの変更を要したりすることなく、実行されるタスクのためのポケットサイクル中の点（時点）を容易かつ標準的な方法で設定、この場合には動的に変更し、多数のタスクをポケットサイクル中の同じ時点で実施することを許す構造を提供する。テーブルはまた、システム中のデータが制御された方法で順に処理され、機能が指定の順序で実行されることを保証する。タスクは、意志オプションパラメータと呼ばれるソフトウェア関数の形態をとる。
【０１５１】
一つの実施態様では、ポケットチェーンが６インチ（ポケット１個分の長さ）移動するごとに機械ネットワーク制御装置によって生成される約３２個のタイミングメッセージがある。これらのメッセージは、ＣＡＮバスを介して送信され、ＭＩＣＡを作動させる制御コンピュータによって受信される。機械ＮＣは、エンコーダを使用してポケットチェーンの移動を決定し、エンコーダカウントに基づいて、等間隔に分布するようにメッセージを生成する。メッセージは０〜３１の番号を付される。制御コンピュータがＣＡＮバスを介してメッセージを受信すると、そのメッセージはＭＩＣＡによって処理され、その「時機」に適切なソフトウェアタスクが実行される。
【０１５２】
タスクテーブルクラスは、タイプTASK_ENTRYの構造の二次元アレイであるタスクテーブルアレイを含む。各TASK_ENTRY要素は、タスクが実行される実又は論理装置である装置番号（Dev_Num）、テーブル維持に使用されるタスク番号（Task_Num）、実行される関数（タスク）へのポインタ（Task_Param_Ptr）及びタスクのためのパラメータの省略可能リストへのポインタ（Passed_Param_Ptr）からなる。
【０１５３】
一次元のアレイは、ある特定の時機に起こるすべてのタスクのための構造を保持する。特定のタイミングメッセージに関して起こることができる２０のタスクの任意最大値（パラメータによって指定される）がある。他の次元は、タスクが実行される「時機」を指定する。テーブルの全サイズは６４０（３２×２０）要素である。
【０１５４】
タスクテーブルクラスはまた、テーブルの維持に使用されるカウントを含むいくつかの変数を含む。
【０１５５】
タスクテーブルクラスのために５個のメソッド又は関数がある。これらは、Register_Task、Delete_Task、Compress_Table、Get_Table_Entry及びGet_Task_Countである。Register_Taskは、タスクをタスクテーブルに加える。タスクが実行されるための時機及びタスク関数へのポインタが主要なパラメータである。Delete_Taskは、タスクテーブルからタスクを取り出す。Compress_Tableは、タスクが削除されたのちテーブル中で要素を動かすユーティリティ関数である。その目的は、指定の時機のためのすべてのタスクがテーブル中で隣接することを保証することである。Get_Table_Entryは、テーブルからのタスクのための情報を戻す。そして、この情報は、Task_Param_Ptrを使用する間接的関数呼び出しによって実際のタスク関数を実行するために使用される。Get_Task_Countは、特定の時機のタスクの数を返す。
【０１５６】
タスクテーブルは、以下のように使用される。始動時に、タスクがRegister_Taskによってタスクテーブルにロードされる。タスクのリスト及びそれらの実行「時機」（すなわち、実行するときのタイミングメッセージ）は、ユーザインタフェースを通じて事前に生成された構成ファイルによってＭＩＣＡ中で指定されるか、「ハードコード」される。タイミングメッセージがＣＡＮバスを介して制御コンピュータによって受信されると、そのメッセージが解析されて「時機」が決定される。Get_Task_Count関数がその時機のタスクの数を返す。タスクの数に依存してGet_Table_Entryが繰り返し呼び出される。ある特定の時機にタスクがないこともあるということに注意されたい。Get_Table_Entryが呼びされるごとに、エントリのためのタスクが実行される。これらのタスクは通常、事前に設定されているかもしれないフラッグに基づいてデータを処理すること又はＣＡＮバスを介してメッセージを１個以上のＮＣに送信することを含む。ユーザが機械の構造をユーザインタフェースを介して変更するならば、タスクの数又はタイミングが変化するかもしれない。タスクのタイミングが変化するならば、まず既存のタスクエントリがテーブルから削除される。そして、テーブルが圧縮され、Register_Taskを使用して新たな時機にタスクが元どおり加えられる。加えられたタスクは、その時機で実行される最後のタスクになる。われわれの使用規則が、互いに依存する（コード中で直接又は外部装置を介して）２個のタスクを同じタスク時に実施することはできないと指定していることに注意すること。たとえば、「時機２」で実行し、メッセージをＮＣに送信して装置を起動させるタスクがあると仮定する。２個のタスクのどちらが先に実行されるかを決定することが不可能であるかもしれず、予測できない結果を招くことになるため、「時機２」で装置の状態を問い合わせることもまた不適切であろう。
【０１５７】
ＣＡＮメッセージ構造
この部分は、本発明のＣＡＮメッセージ構造の説明を含む。
【０１５８】
先に論じたように、典型的なシステムは、制御コンピュータ（ＣＣ）、フィーダのためのネットワーク制御装置（ＮＣ）及び他の装置のためのＮＣからなる。これは一般的な実施態様ではないが、ネットワーク中に多数のＣＣを有することが可能である。ＣＣはメッセージをＮＣに送信し、ＮＣはメッセージをＣＣに送信するが、ＮＣは他のＮＣとは通信しない。二つの例外がある。第一の例外はタイミングＮＣである。これは、タイミング情報を含むブロードキャストメッセージをすべてのＣＣ及びＮＣに送信する。第二の例外は運転、停止、ジョグコマンドである。これは、フィーダ又はドロップＮＣから機械ＮＣに送信される。運転、停止、ジョグコマンドはまた、制御コンピュータによって受信される。システム中に２個以上のＣＣがあるならば、ＣＣは互いに通信する。
【０１５９】
正常な送信は６タイプになる。
１．ＣＣから多数のＮＣへのブロードキャストメッセージ
２．ＣＣから個々のＮＣへのメッセージ
３．ＮＣからＣＣへの予想又は要求された応答
４．ＮＣからＣＣへの非同期メッセージ（たとえば緊急停止の指示）
５．タイミングＮＣからすべての装置へのブロードキャストメッセージ
６．フィーダ及びドロップＮＣから機械ＮＣ及びＣＣへの運転、停止、ジョグコマンド
【０１６０】
メッセージは二つのクラス、個別メッセージ及びブロードキャストメッセージに分割される。個別メッセージは、ある装置によって別の装置に送信される。すべての装置がメッセージを受信し、次いで、識別フィールドのアドレス部を参照してそれがその特定の装置のアドレスにマッチするかどうかを決定する。アドレスがマッチしないならば、メッセージは無視される。ブロードキャストメッセージは装置の群のためのメッセージである。各装置がコマンド部分を検査して、メッセージが自らに当てはまるかどうかを決定する。
【０１６１】
ＣＡＮプロトコルは、メッセージごとにアドレス／優先順位組み合わせ識別子を指定する。ＣＡＮバス上の各装置は、着信メッセージとで比較されるアドレスを有する。また、試験されるアドレスのビットを指定するマスクレジスタがある。マスクレジスタによって指定される装置のアドレスのビットが着信メッセージの対応するビットにマッチするならば、そのメッセージは受信される。そうでなければ、メッセージは無視される。衝突回避のためにメッセージ優先順位を決定するために、メッセージの同じ識別フィールドが使用される。ＣＡＮでは、識別子の値が低ければ低いほど、メッセージの優先順位は高くなる。本発明の場合、すべてのマスクレジスタが使用されるわけではない。すべての装置がすべてのメッセージを受信し、メッセージが特定の装置に適用可能であるかどうかを決定する責任を負う。メッセージは、識別部分に加えて、０〜８個のデータバイトを含む。これらのバイトは、送信される特定のメッセージに依存して、多様な情報を含むことができる。
【０１６２】
バイトは、｜バイト０｜バイト１｜と定義される。ビットも同様に番号を付され、バイト１の最下位ビットがビット０である。
【０１６３】
ＣＡＮアドレスには１１個のビットしか使用されないため、バイト１の左端から５個のビットは未使用又は「don't care」である。したがって、２０４８の別個の数値の場合、数値範囲は次のとおりである。
【０１６４】
【表２】
2005529821.tif 000004
2005529821.tif 000005
【０１６５】
詳細
識別子、個別メッセージ
ｂ10−ｂ9  優先順位ビット−これらは、メッセージの優先順位を指定するために使用される。これらは、重要なメッセージがただちに通されることを保証するために使用される。コード「００」が最高優先順位を有する。
【０１６６】
ｂ8  ブロードキャスト／個別−メッセージのクラスを定義する。このビットが「０」であるとき、メッセージは個別メッセージである。
【０１６７】
ｂ7  アドレス指定子−ＮＣから制御コンピュータに送信されるメッセージの場合に「１」に設定され、それ以外は「０」に設定される。いくつかのＮＣが制御コンピュータからのブロードキャストメッセージに同時に応答することがあるため、メッセージを区別するための手段が必要である。このビットが「１」に設定されていると、アドレスは、メッセージを送信するＮＣのアドレスであり、宛先は、制御コンピュータであると定められる。これは、これらのメッセージぞれぞれの識別子を一意的にする。すべての他のメッセージでは、アドレスは宛先ＮＣのアドレスである。
【０１６８】
ｂ6−ｂ0  アドレス−装置のために１２８個のアドレスが可能である。アドレス６４〜１２７はフィーダＮＣのために保留されている。アドレス８〜６３は非フィーダＮＣのために保留されている。アドレス８はタイミングＮＣである。アドレス９は機械ＮＣである。アドレス１０はアイドラ−エンドＮＣである。アドレス１１はオープナＮＣである。ドロップＮＣのアドレスはアドレス１２から始まる。アドレス０〜７はＣＣ用である。これらのアドレスはＮＣの機能性を指し、特定のハードウェア部品を指すものではないことに注意すること。二以上の論理機能を実施するならば、１個のＮＣが２個以上のアドレスを有することができる。一例は、タイミングＮＣ機能と機械ＮＣ機能とを１個のＮＣに組み合わせることであろう。
【０１６９】
識別子、ブロードキャストメッセージ
ｂ10−ｂ9  優先順位ビット−これらは、メッセージの優先順位を指定するために使用される。これらは、重要なメッセージがただちに通されることを保証するために使用される。コード「００」が最高優先順位を有する。
【０１７０】
ｂ8  ブロードキャスト／個別−メッセージのクラスを定義する。このビットが「１」であるとき、メッセージはブロードキャストメッセージである。
【０１７１】
ｂ7  予備−将来使用するため。
【０１７２】
ｂ6−ｂ5  予備−将来使用するため。
【０１７３】
ｂ4−ｂ0  コマンド−送信することができる３２個の可能なブロードキャストコマンドがある。コマンドビットは、メッセージが当てはまる所定の群及び受信側装置がデータビットを解釈すべき方法を指定するために使用される。
【０１７４】
データ、個別メッセージ
バイト0  シーケンス番号−送信側装置から受信側装置に送信されるメッセージの順序における次の番号に一致する番号
【０１７５】
バイト1  メッセージ番号−メッセージを定義する。メッセージ部分を参照。
【０１７６】
バイト2  データ−データ定義に関しては個別メッセージを参照。
バイト7
【０１７７】
データ、ブロードキャストメッセージ
バイト0  シーケンス番号−すべてのブロードキャストメッセージのための順序における次の番号に一致する番号
【０１７８】
バイト1  ソースアドレス−ブロードキャストメッセージを送信する装置のアドレス。アドレスの説明に関しては上記を参照。
【０１７９】
バイト2  ソースアドレス−データ定義に関しては個別メッセージを参照。
バイト7
【０１８０】
注：「コマンド」は、ブロードキャストＣＡＮメッセージの機能を定義するビットをいうために使用され、「メッセージ」は、個別ＣＡＮメッセージの機能を定義するビットをいうために使用される。
【０１８１】
シーケンス番号
大部分のメッセージは、メッセージが紛失しないことを保証するため、シーケンス番号を有する。番号は０から始まり、メッセージが特定の装置に送られるごとに増す。送信側装置は、それがメッセージを送る宛先の装置ごとに別々のカウントを維持する。すべての装置がブロードキャストメッセージのためのカウントを維持する。どのメッセージがシーケンス番号を有するかの詳細に関してはメッセージの部分を参照。
【０１８２】
識別子構造
ＣＡＮメッセージのための基本単位はバイトである。識別子は２バイトからなる。各バイトは、定義された定数及び変数を合わせることによって別々に構成される。定数は、ビット単位で「論理和」することもできるし、数学的に加算することもできる。定数はバイト長であることに注意すること。識別子が語として扱われるならば、高位バイト（バイト１）に関しては語長定数を使用すること。特定の定数のリストに関して以下を参照。
【０１８３】
ブロードキャストメッセージのための典型的な識別子は以下のようになる。
Identifier_Byte_1＝(STD_PRI|BROADCAST_MSG)；
Identifier_Byte_0＝(COMMAND_00)；
【０１８４】
ＣＣからフィーダＮＣに送信されるメッセージの典型的な識別子は以下のようになる。
Identifier_Byte_0＝(MEDIUM_PRI|INDIVIDUAL_MSG)；
Identifier_Byte_1＝((char)feeder_addr  &  ADDR_MASK)；
【０１８５】
注：ＳＰＡＲＥ定数を含める必要はない。
【０１８６】
ブロードキャストメッセージの例
Query  NC  Status−状態に関してすべてのＮＣに問い合わせる。
コマンド＃：１（０１ｈ）  BROADCAST_QUERY_NC_STATUS
タイプ：    ブロードキャスト
優先順位：  標準
発信元：    ＣＣ
宛先：      すべてのＮＣ
応答：      Ｎ／Ａ
データ記述：データなし
【０１８７】
【表３】
2005529821.tif 000006
【０１８８】
個別メッセージの例
Device  Activate−装置の出力又は機能を活動化するために使用される。
メッセージ＃：３（０３ｈ）  DEVICE_ACTIVATE
タイプ：      個別
優先順位：    標準
発信元：      ＣＣ
宛先：        任意のＮＣ
応答：        Ｎ／Ａ
データ記述：  バイト２−活動化ＩＤ（ＮＣタイプに固有）
バイト３−パラメータ１（省略可能）
バイト４−パラメータ２（省略可能）
【０１８９】
【表４】
2005529821.tif 000007
【図面の簡単な説明】
【０１９０】
【図１】本発明の概観を示す図である。
【図２】本発明のフィーダのトレーアセンブリを示す図である。
【図３】本発明のフィーダのモータ構造を示す図である。
【図４Ａ】本発明のフィーダの吸引バー構造を示す図である。
【図４Ｂ】本発明のフィーダの吸引バー構造を示す図である。
【図５】本発明の正方形ポケットを示す図である。
【図６】本発明のポケットの底のうねを示す図である。
【図７Ａ】本発明の調節可能なポケットグリッパを示す図である。
【図７Ｂ】本発明の調節可能なポケットグリッパを示す図である。
【図８Ａ】本発明のポケットラッチ機構を示す図である。
【図８Ｂ】本発明のポケットラッチ機構を示す図である。
【図９Ａ】本発明のオーバヘッドグリッパコンベヤを示す図である。
【図９Ｂ】本発明のオーバヘッドグリッパコンベヤを示す図である。
【図１０Ａ】本発明の真空制御を示す図である。
【図１０Ｂ】本発明の真空制御を示す図である。
【図１１Ａ】本発明の電子制御システムを示すブロック図である。
【図１１Ｂ】本発明の電子制御システムを示すブロック図である。
【図１１Ｃ】本発明の電子制御システムを示すブロック図である。
【図１】
2005529821.tif 000008
【図２】
2005529821.tif 000009
【図３】
2005529821.tif 000010
2005529821.tif 000011
2005529821.tif 000012
【図５】
2005529821.tif 000013
【図６】
2005529821.tif 000014
2005529821.tif 000015
2005529821.tif 000016
2005529821.tif 000017
2005529821.tif 000018
【図１０Ａ】
2005529821.tif 000019
2005529821.tif 000020
【図１１Ａ】
2005529821.tif 000021
【図１１Ｂ】
2005529821.tif 000022
【図１１Ｃ】
2005529821.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成16年12月24日(2004.12.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005529821.tif 000024
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９Ａ】
2005529821.tif 000025
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９Ｂ】
2005529821.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成17年7月5日(2005.7.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３３】
移動要素への平らな材料のフィーダのための改良されたトレーアセンブリであって、前記フィーダが、複数の平らな材料を保持するためのトレーアセンブリを有し、前記トレーアセンブリが、前記平らな材料が載る底壁と、前記平らな材料の辺に当接する前壁と、平らな材料をトレーアセンブリから分離するための真空装置と、分離された平らな材料を底壁と前壁との間で把持し、移動要素まで運ぶためのグリッパドラムと、を含むものであり、
前記前壁及び前記底壁が８５〜９５°の角度を形成し、前記底壁が水平とで１０°以上の角度を形成する改良されたトレーアセンブリ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３４】
水平との前記角度が１１°である、請求項３３記載のトレー。
【国際調査報告】
2005529821.tif 000027