本发明涉及一种控制动态秤的方法和一种实施此方法的设备。它们主 要是用于在付邮资机内进行混合邮件快速处理。此方法适用于具有动态秤 和计算邮资的付邮资机或具有动态邮资计算秤和付邮资机的邮政处理系统 的用户。

由US 4956782、GB 2235656A和EP 514107B1已知一种动态秤。尤 其在要称重的邮件大而重时输送被中断。输送速度根据信的尺寸减小。

为了在付邮资机内快速处理邮件，在US 4935078(EP 615212B1、EP 615213B1)中建议了一种按用户选择的用户站工作模式的时间控制。设在 上游的用户站可以是一个秤，设在下游的用户站是付邮资机。通过设在上 游的用户站的传感器和控制器获知信件长度并传输给付邮资机。后者控制 上游的动态秤，所以信件输送速度根据信的长度减小。其缺点是遇到所有 长的信件时流量减少。这种秤需要改变付邮资机的控制。在高的流水生产 率(Taktleistung)时存在信件壅塞的危险。

另一种由GFI公司已知的秤是动态秤，它们需要用于称重错误的信 件剔出口。因此这些称重错误的信件尽管被输送，但不付邮资。造成错误 称重的原因主要是环境不平稳和信件的重心尤其在长的信件规格时过迟地 到秤上，所以纯粹的称重时间太短。这些信件便必须单独用一种合用的静 态秤称重。相应的邮资因而必须在付邮资装置中手工输入。这样一来中断 了自动过程。这种情况的突出缺点是，邮件发送者不能预料这封与其他信 件一起堆成叠的特殊信件是否超过了重量极限。

在混合邮件中秤获知一个错误的测量结果的概率比较高。在混合邮件 的情况下流量降低，因为要么降低速度要么剔出错误测量的信件。为了能 降低速度需要可控式电动机和复杂的控制器。

本发明的目的是要克服先有技术的缺点，创造一种控制动态秤的设备 和方法。此动态秤应保证在一个宽的重量测量范围和在高的输送速度的情 况下有高的测量精度。按本发明控制的秤应通过简单的控制平均起来看能 快速处理混合邮件。

为实现上述目的，在本发明的方法方面，提供了这样一种控制动态秤 的方法，它可以处理大小和厚度不同的混合邮件，以及它可以按至少两种 工作模式运行，邮件接着通过另一个处理站，其特征为：在动态的工作模 式中，在第一个测量时间段开始前，当一个邮件处于秤的进口时，此邮件 与其规格无关地以一个调整到预定值的输送速度输送；在测量时间段动态 称重期间控制器不起动转速调整，以及在不起动转速调整的情况下实施重 量测量；一个位于秤出口处的邮件起动电动机的转速调整。

为实现上述目的，在本发明的设备方面，提供了这样一种实施按照本 发明的方法的设备，其特征为：在秤盘的上游或下游各设一个传感器，它 们与秤的控制器连接，其中，秤盘在其重心附近与秤架机械连接，速度传 感器与控制器连接，电动机与控制器按控制要求连接并通过驱动辊驱动输 送皮带，输送皮带在秤盘下部区内下导板附近支承在支承装置上，以及下 导板在秤出口区设计为去付邮资机的转接器。

按照经验，称重准确度与秤的振荡响应有关，其中初载荷、惯性矩、 刚度和阻尼影响最大。现在发现，即使不对输送速度的减小实施任何控制， 根据邮件重量按规定降低(下调)电动机转速也能改善测量结果。将从秤 到付邮资机的转接器的结构长度减少到最低限度是有利的。此外还发现， 为了获得总量高的流水生产率，对于所有长的信件不必降低速度，而是只 要将称重错误的信件再称一次就足够了。在秤盘有足够用于测量的尺寸的 前提条件下，现在在处理混合邮件时可有利地不进行根据邮件的规格来控 制输送速度。

按本发明在一种动态的工作模式中邮件根据重量通过输送装置输送， 电动机转速不保持恒定。输送装置有输送皮带的张紧装置，它允许调整在 驱动装置与输送皮带之间的滑动。与控制器连接的电动机随着在输送皮带 上输送的邮件的重量降低其转速。具有秤盘和输送装置的秤的结构尤其在 电动机转速下调时允许一种受阻尼的振动特性，这改善了个别重邮件的测 量结果。

在此动态秤中，重的邮件自动慢速输送，以增加可使用的测量时间。 在秤的控制器内分析测量结果并需要计算时间和反应时间。在测量时间结 束后邮件前缘离开秤盘。若在测量时间结束后用于识别错误的规则系统发 现了一个错误，则由秤的控制器自动转换为一种复称模式。在选择秤盘尺 寸时顾及要处理的最大的规格。虽然所选择的秤内皮带的输送速度与付邮 资机内皮带的输送速度一致，但信与信之间调整后的距离将秤的流水生产 率降至付邮资机最大周期生产的约2/3。人们发现，在这些条件下很少需要 邮件重量的再测量。

在从属权利要求中和下面借助于附图结合最佳实施例详细地说明本 发明有利的进一步发展。附图中：

图1从右前侧看动态秤的透视图；

图2a输送装置原理图；

图2b张紧装置侧视图；

图3从右前侧看输送装置的视图和张紧装置；

图4动态秤控制器方块图；

图5在动态称重时在信流中的信件相对于秤盘的位置；

图6在转换为复称模式时在信流中的信件相对于秤盘的位置；

图7混合邮件流水生产率与重邮件数量的关系；

图8a、8b流水生产率与重邮件重量的关系。

图1表示动态秤10的透视图，它设计用于输送竖立在其边缘上的信 或邮件A。邮件A贴靠在秤盘6上，秤盘装在秤后导板1中的一个槽11 内。在用于秤盘6的槽11两侧，在后导板1内设传感器S1和S2。在秤下 导板3的高度处有具有输送皮带的输送装置4，输送皮带在传感器S1和 S2下方转向。后导板1超过垂直线略向后倾斜最好约18°。这与一个已证 明对于信件自动输入装置和付邮资机是最佳的角度一致，可参见DE 19605014C1和DE 19605015C1。下导板3垂直于后部的并因而也垂直于前 部的盖板2设置。因此信件获得了一个确定的位置并与上游和下游的设备 协调一致。前盖板2例如用有机玻璃制造。上述所有部件或零件均通过适 当的中间结构固定在底架5上。秤盘6有一个导引邮件A的后壁和有一个 邮件A的输送装置4，它同时构成秤盘6的底。秤盘6在秤盘6和一个放 在秤盘6中央具有最大允许重量和最大允许尺寸的邮件A共同的重心位置 附近连接在秤架7上。秤盘6按轻型结构方式设计为抗弯和抗扭刚性的。 秤盘6按夹层结构方式设计为一体的后壁有一个中央传力件，后壁通过它 固定在秤架的自由端上。秤结构设计的其他详细情况可参见未先公开的德 国专利申请P 19833767.1-53。

按图2a下导板3的前端31按这样的方式设计在秤的进口区内，即， 使信件A近似沿切线地放到输送皮带41上。下导板3前端31的上侧最好 布置成与输送皮带41的上侧处于同一水平面。在下导板3上设有与输送皮 带41等宽的后端32。后端32的长度比输送皮带41的宽度小，以便将去 付邮资机的输送路程减小到最低程度。在秤的出口区内作为去付邮资机的 转接器的下导板3的后端32按这样的方式设计，即，使信件A在离开输 送皮带41的过程中首先处于自由状态。为此目的，下导板3后端32的上 侧布置为低于输送皮带41上侧的水平面。后端32有输送皮带41的宽度和 有与宽度不同的较短的长度，以便使信件在通过反应时间段T3期间能非 常迅速地传输给付邮资机。

输送皮带41的宽度尺寸设计为，使具有最大允许厚度(例如20mm) 的信件有足够的位置，在它靠放在秤盘6后壁上的情况下与秤的前盖板2 不接触。由此避免由于摩擦导致测量结果失真。输送装置4有用于输送皮 带41的前、后转向辊42、43和一个驱动辊485及张紧辊488。输送皮带 41沿长度方向制成非弹性的。在这里规定，驱动输送皮带41的驱动辊485 是一个喷砂处理的铝质小齿轮；输送皮带41用一种伸长率很小的具有塑料 滑动涂层的织物制造，由于皮带的紧度塑料滑动涂层具有预定压力 (Schupf)地贴靠在铝质小齿轮上。为了使有两个转向辊42、43就够用以 及能仔细地调整输送皮带的紧度并且尽管如此仍能保证连续和协调的信件 流动，在承受信件负载的上皮带段的下面还设有一个支承装置46、47。在 负荷较大时输送皮带41沿支承板46滑动，支承板的表面设计得比较光滑。 输送皮带41面朝邮件的表面上最好涂有聚氨酯泡沫附着层。

图2b表示张紧装置48侧视图。张紧辊488装在张紧轴487上，它的 端部钻有各用于一个导引螺栓481的通孔。在每个导引螺栓481上套有一 个(被遮蔽的)螺旋弹簧以及拧上一个螺母483。输送皮带41的支板46 两侧各固定在一块支板47上。在每块支板47上固定一挡板486，挡板486 设在螺母483与张紧轴487之间。

图3表示(秤的外壳被取走)从右方看输送装置的视图和张紧装置。 张紧装置48的张紧辊488借助于其轴487逆皮带输送方向移动到使轴487 受弹簧482预紧力的程度，所以使输送皮带41按预定的方式用规定的力绷 紧。因此对于重的信件预先调定了转差率(Schlupf)。支板47和支承板 46可例如用铝或另一种轻的但牢固的材料制造并固定在秤盘6上形成一种 刚度相当好的结构，这种结构有高的固有频率。

在图3右面的局部图中放大表示了张紧装置48。在每个导向螺栓481 上套了一个螺旋弹簧482并预紧为具有压紧力，预紧力传给张紧辊488。 两个螺旋弹簧482的每一个，一端靠在螺母483上，另一端靠在挡板486 上。张紧轴487的通孔(图中未表示)设计为使导引螺栓481通过其形锁 合的部分4811防旋转地安装在此孔中。在导引螺栓481端部的止动圈489 防止导向螺栓481从张紧轴487的通孔滑出。在张紧辊488的所在高度处， 支板47有长孔471。当输送皮带41借助于张紧辊488预紧时，它的张紧 轴487的两端在支板47的长孔471内滑动。

在张紧装置的另一种可供选择的实施形式(图中未表示)中规定，皮 带紧度借助于其他适用的弹性张紧机构施加。这种张紧机构例如是已知的 拉伸弹簧或扭转弹簧。

图4表示动态秤10控制器20的方块图，控制器有一个微处理器21， 它与程序存储器22、非易失性存储器23及输入和输出端口24、25的接口 连接。微处理器21通过驱动器26与秤输送装置4的电动机49、与速度传 感器50和与传感器S1、S2以及与秤架7在工作上连接起来，以便接收速 度信号、传感器信号和重量数据，以及给输送装置4发出控制指令。输送 装置4的电动机49最好为一台直流电动机49，它被供以直流电脉冲，基 于脉冲宽度与脉冲间隔之比调整为规定的转速。Typ M42×15 Gefeg-Antriebstechnik适用于作为直流电机，编码器50适用于作为速度传 感器，它与直流电动机机械连接。

在秤动态运行的工作模式中，输送装置4使所涉及的信件在秤内部向 下游以一个对轻的信件的恒定的速度实施前进运动，在这种情况下这一速 度不超过其他处理站中的输送速度。输送装置4的电动机49在不起动转速 调整时与在图3中表示的秤盘6处的输送装置4的组成部分的连接有利的 是具有弹性，这种弹性阻尼在遇到重的邮件时的冲击和振动。

通过使用一个可转换输出脉冲极性的连接在直流电动机49与控制器 20之间的驱动器26，使秤的输送装置具有一种可转向的驱动装置，因此， 在相应地控制时通过转换加在电动机49上的脉冲电压的极性可以在第二种 工作模式中改换秤的输送方向。电动机49通过合用的传动装置44与驱动辊 485连接。此传动装置44既可以是齿轮传动装置也可以是皮带传动装置。

在另一种实施形式中规定，秤的输送装置包括一个可转向的驱动装 置，以及控制器20包括驱动器26，它连接在驱动装置与控制器之间， 由此可以改换秤的输送方向，以便在第二种工作模式中实施再次测量。

在另一种实施形式中，秤的输送装置4包括一个带电动机的可换向 的传动装置，通过在电动机上施加工作电压的情况下转换传动装置，可 在第二种工作模式中改换秤的输送方向。秤架7有应变片和与之相连的 计算电路，它向微处理器21输出数字的重量数据。上游的传感器S1用 作进口传感器，下游的传感器S2用作出口传感器。一种已知的向微处 理器21输出数字信号的计算电路属于此传感器。传感器可例如设计为 光栅。秤架最好是Hottinger Baldwin Messtechnik公司的Typ HBM PW2G。

在这里规定，动态秤可按至少两种可自动选择的工作模式运行，工 作模式的选择由动态秤自己完成。

1.在快速动态称重和付邮资时存在着这样的危险，即，对于处于 极限情况(邮资极限)的大的信件重量邮资超付。不过可以肯定大的信 件重量在一个混合的信叠中出现得很少。第二种用户可选择的工作模式 的优点在于，通过短时中止只出现少量的周期时间损失(图5)。由第 二种工作模式，秤可以自动转换为复称模式(图6)。

2.秤可从一种动态的转换到一种半动态的工作模式。为此转换输 送装置的电动机最好是直流电动机的极性。按另一种可选择的方案，当 秤获知一个不合用的测量结果时可使传动装置换向。由此做到使测量有 错误的信件在秤的内部向后运动。在紧接着的称重时秤使输送带停止运 行，直至秤获知一个正确的测量结果为止。也就是说秤10接着在静态 或半动态工作模式中的工作只针对起初错误称重的信件或其他邮件。

图5表示在动态称重时在信流中信件相对于秤盘6的信置。借助于 图5和下列表格说明控制器20的工作方式： 位置     控制器的动作 POS1 没有动作(信件在进口光栅前) POS2 开始测量时程，不起动电动机调整 POS3 测量阶段(信件完全处于秤盘上) POS4 停止测量时程，获知和评估重量 POS5 准备发出信号(信件已离开秤盘)

一封信进入进口光栅并起动传感器S1。传感器S1和S2位于称重 区之外在秤盘6旁的上游或下游。由于这一结构，秤盘6的长度可设计 为缩短约6至10％。这尤其提高了在动态称重轻邮件时的流水生产率。 在位置“POS1”，不起动电动机49的转速调整。位置“POS2”表明 在开始测量时一个信件的位置。第一个测量时间段T1在不起动电动机 转速调整装置21、26、29、50的情况下开始称重。信的后缘离开进口 处传感器S1的区域。位置“POS3”表示信件在测量阶段的位置。传感 器S1、S2都不起动。

位置“POS4”表示在测量结束时信件的位置。信的前缘到达出口 处传感器S2的区域。在此传感器S2起动时结束测量时程。紧接着的是 第二个计算时间段T2，在这一时段除计算测量结果外还检验此邮件的重 量是否正确地确定，所以邮件在第三个反应时间段T3内可进一步引入 下游的付邮资机。在位置“POS5”信件离开秤。不过从反应时间段T3 起(通常信件的重心此时沿未离开秤盘6)信件还可以在秤盘6上借助 于一种可换向的输送装置往回输送。在测量时间段T1以外重新起动电 动机49的转速调整。

图6表示在转向复称模式的情况下信流中的信件相对于秤盘的位 置。此时反应时间段T3用于转换为复称模式，其中包括制动时间和保 险时间在内。信件向上游(时间段T4)送回位置“POS3”，信件在此 位置现在实施静态称重，然后重新经由位置“POS4”输送到位置 “POS5”。

图7表示混合邮件流水生产率与一个邮件堆叠内重邮件数关系的原 理图。遇到重邮件时在秤10动态工作的情况下流水生产率由于不加控 制地降低了输送速度已经减小。当在混合邮件堆叠中有大量重邮件时， 促使这种减小相应地更加强烈。但与先有技术相比在混合邮件的情况下 还是提高了流水生产率，因为大的规格仍继续地快速输送。这一在动态 称重时的收益来自于尽可能缩短的了秤盘。由此，混合邮件的流水生产 率在没有重邮件的一个堆叠时总体上已经高出约6至10％。

图8a和8b表示流水生产率与重邮件重量的关系。用户可在多种 供用户选择的工作模式之间选择：

1.只一次称重或不称重和付邮资，使流水生产率达一台付邮资机 (图中未表示)的100％流水生产率。

2.缓慢和半动态称重及付邮资，导致流水生产率减至一台付邮资 机流水生产率的33％(先有技术)或按本发明约至25％(图右边)。

3.动态称重和付邮资，按本发明使流水生产率约达一台付邮资机 流水生产率的66％，其中秤可转换为半动态称重。

流水生产率在达500g的重量范围内有利地高于在先有技术中迄今 所能达到的。但不能达到一台付邮资机的流水生产率(100％)，因为 在称重期间秤盘上只允许有一封信，所以信之间的距离必须比打印时的 大。当提高付邮资时的输送速度从约68cm/s到100cm/s时，流水生产 率只提高到介于两者之间，因为称重准确度和在称重时实际上尚允许的 输送速度之间互相成反比。

图8b中表示流水生产率与重邮件重量的关系。由图可知，动态秤 的流水生产率约为一台付邮资机流水生产率的66％(最大70％)，以 及，半动态秤的流水生产率为一台付邮资机流水生产率的约20至25％。 在至500g的重量范围内动态测量为主和在从750g起的重量范围内静态 测量为主，由图8b可见所得到的流水生产率。在受到干扰时分析计算 规则更早些便已转换为静态称重。但在中央所画的转换为静态称重的上 升曲线给出的是在500g至800g的重量范围内。停机后去静态称重所需 要的反向输送消耗一定的反向输送时间T4。因此与由先有技术已知的静 态或半动态工作的秤不同，所得到的流水生产率有少量损失。

在混合邮件处理时，在至500g的范围内对于动态秤取决于重邮件 的数量，流水生产率下降至一台付邮资机流水生产率的约40％(图7)。 若大规格和重邮件在邮件堆叠中的数量较多，则流水生产率接近在半动 态工作时流水生产率的结果，因为控制器20经常促使再测量。在这里 规定，动态秤的控制器根据对在第一种工作模式中重量测量的评估分析 允许邮件输往下游的另一个处理站或转换到第二种工作模式。

按本发明对第二种工作模式中的称重结果的分析评估，为了同时达 到既准确又速度最佳地工作的目的，实施下列步骤：

-确定可能在一定的范围内不准确的称重值，

-可信度校验，

-将可信的重量值输给付邮资机或自动转换为秤的半动态工作。

动态秤的控制器根据在第一种工作模式中重量测量的评估进行向另 一种工作模式的转换，这种工作模式促使邮件输往下游另一个处理站， 当动态秤的控制器相应地预先调定时，允许在测量不准确时确定一个可 信的重量值以代替实际上的重量值，此可信的重量值大于实际上的重量 值。借助于付邮资机打印邮资，此邮资与可信的重量值对应，这一重量 值比获知的可能不准确的值高一个量或一个系数。这只有在实际上的重 量值在邮资极限附近(因此此邮件可能超付邮资)或在此作为可能检测 不准确的值粗大误差时才起作用。

检测“可能不准确的”重量值的工作方式是另一项专利申请的内容。

尽管此控制器简单，却不需要过去的手工调整或控制来降低输送速 度。也可以用微型控制器或另一种转换器专用的开关电路(ASIC’s)来 代替微处理器。

本发明不受此实施形式的限制，因为显然可以发展和使用从本发明 的相同基本思想出发的本发明其他一些不同的实施形式，这些基本思想 已为所附的权利要求所包括。