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DE19609527A1 - Cutting device with stepper motor drive - Google Patents

Cutting device with stepper motor drive

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DE19609527A1
DE19609527A1 DE1996109527 DE19609527A DE19609527A1 DE 19609527 A1 DE19609527 A1 DE 19609527A1 DE 1996109527 DE1996109527 DE 1996109527 DE 19609527 A DE19609527 A DE 19609527A DE 19609527 A1 DE19609527 A1 DE 19609527A1
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axis
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Wilfried Dobring
Wolfgang Malke
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Siemens Nixdorf Informationssysteme AG
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Abstract

The invention relates to an arrangement for driving a cutting blade (7) for cutting a document printed in printing means on a strip-like recording carrier (1). The cutting blade (7) is attached to a carriage (6) which is driven by a step motor (12).

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Anordnung betrifft die Ansteuerung einer Abschneide­ vorrichtungThe arrangement relates to the control of a cutter contraption

Stand der TechnikState of the art

In Druckern, beispielsweise in Bondruckern von Kassen, mit Endlospapier beispielsweise in Rollenform, ist eine Abschneidevorrichtung vorgesehen, die den bedruckten Teil von dem Vorrat trennt.In printers, for example in receipt printers of cash registers, with continuous paper, for example in roll form, is one Cutting device provided that the printed part separates from the supply.

Eine solche Abschneidevorrichtung wird üblicherweise mo­ torisch betrieben und von der Steuerung, die auch den Pa­ piertransport beaufschlagt, gesteuert. Dabei sind Lage­ schalter vorzusehen und mit der Steuerung zu verbinden, so daß das Papiermesser genau die gewünsche Bewegung aus­ führt. Insbesondere ist es wünschenswert, sowohl ein vollständiges Abschneiden als auch ein Anschneiden durch­ führen zu können, bei dem durch Reduktion der Schnittiefe ein geringes der Schnittlänge ungeschnitten verbleibt. Eine Lösung hierzu ist in der DE PS 43 15 507 C1 darge­ stellt, bei der eine Kurvenbahn das Messer bewegt und me­ chanische Mittel dazu dienen, zwischen Voll- und An­ schnitt zu wechseln.Such a cutting device is usually mo operated torically and by the control, which also the Pa charged, controlled. Here are location to provide switches and to connect to the control, so that the paper knife exactly the desired movement leads. In particular, it is desirable to have both a complete cutting as well as cutting through to be able to lead by reducing the depth of cut a small cut length remains uncut. A solution to this is in DE PS 43 15 507 C1 Darge where a cam track moves the knife and me Chanic means serve between full and an cut to switch.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abschneidevorrichtung anzugeben, welche gegenüber den bekannten Vorrichtungen wesentlich vereinfacht ist.The object of the invention is a cutting device specify which compared to the known devices is significantly simplified.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die Erfindung verwendet einen Schrittmotor, der mittels einer Schnecke, einem Zwischenrad und einer Zahnstange seine Drehbewegung in eine Linearbewegung auf das Messer überträgt. Eine digitale Steuerung steuert über die An­ zahl der Schritte, ob ein Voll- oder Anschnitt ausgeführt wird. Wie in der Beschreibung näher ausgeführt wird, kommt die bevorzugte Ausführungsform ohne mechanische Ju­ stage und ohne jegliche Lagemelder aus, so daß der An­ trieb wesentlich vereinfacht ist.The invention uses a stepper motor, which means a worm, an idler gear and a rack its rotary motion in a linear motion on the knife transmits. A digital controller controls the on number of steps, whether a full or bleed becomes. As explained in the description, comes the preferred embodiment without mechanical Ju stage and without any situation report, so that the An drive is significantly simplified.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Schnittein­ richtung mit Schrittmotor, Fig. 1 is a schematic representation of a Schnittein direction with step motor,

Fig. 2 die bevorzugte Messerform, Fig. 2, the preferred knife shape,

Fig. 3 einen alternativen Antrieb mit einem Stahlband. Fig. 3 shows an alternative drive with a steel belt.

Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

In Fig. 1 ist ein Druckwerk mit Abschneidevorrichtung ge­ zeigt, bei dem von einer Vorratsrolle 1 zu bedruckendes Material, hier Papier, als Papierbahn 2 von Leitblechen 3a, 3b, welche Teil eines nicht gezeigten Druckwerks be­ kannter Art sind, an der Abschneideeinrichtung vorbei durch einen Ausgabeschlitz 4a, 4b geführt ist.In Fig. 1, a printing unit with a cutting device is shown, in which material to be printed from a supply roll 1 , here paper, as a paper web 2 of guide plates 3 a, 3 b, which are part of a printing unit, not shown, of known type, on the cutting device is passed through an output slot 4 a, 4 b.

Die Abschneidevorrichtung besteht aus einem Schlitten 6, welcher in bekannter Art an einem festen Gehäuseteil 5 in Richtung des Pfeiles A verschieblich gelagert ist. Der Schlitten trägt ein Schneidemesser 7, das bei Bewegung in Richtung des Pfeiles A mittels eines Gegenmessers 8 die Papierbahn trennen kann.The cutting device consists of a carriage 6 , which is mounted in a known manner on a fixed housing part 5 in the direction of arrow A slidably. The carriage carries a cutting knife 7 , which can separate the paper web when moving in the direction of arrow A by means of a counter knife 8 .

An dem anderen Ende des Schlittens ist eine Zahnstange 9 befestigt, welche über ein Segementzahnrad 10 von einem von einem Schrittmotor 12 direkt angetriebenen Schnecken­ rad 11 bewegt wird. Dabei sind die Zahnstange, das Zahn­ rad, das Schneckenrad und der Schrittmotor bevorzugt so ausgelegt, daß mit etwa 90 Schritten das Messer die Pa­ pierbahn vollständig durchtrennt.At the other end of the carriage, a rack 9 is fastened, which wheel 11 is moved via a segment gear 10 by a worm wheel 11 directly driven by a stepping motor 12 . The rack, the toothed wheel, the worm wheel and the stepper motor are preferably designed so that the knife completely pierces the pa pierbahn with about 90 steps.

Wird ein Messer 7 nach Fig. 2 mit gegenüber der Kante des Gegenmessers 8 schrägen, V-förmig zueinander angeordneten Schnittkanten verwendet, so kann durch eine geringere Schrittanzahl von z. B. 75 Schritten ein Anschnitt durch­ geführt werden, bei dem in der Mitte ein kleiner Abreiß­ steg nicht durchtrennt wird. Der Unterschied zwischen Vollschnitt und Anschnitt erfordert daher lediglich eine andere Schrittzahl und keine zusätzlichen Lagemelder, die justiert werden müssen. Das Messer 7 kann auch mit einer einzigen, schräg zu der Kante des Gegenmessers 8 ange­ stellten Schnittkante versehen sein. Der Abreißsteg bil­ det sich dann an einer Seitenkante der Papierbahn.When a blade 7 of Fig. 2 inclined with respect to the edge of the counter blade 8, V-shaped toward each other are arranged cutting edges used, can be obtained by a smaller number of steps z. B. 75 steps a gate is carried out, in which a small tear-off web is not severed in the middle. The difference between full cut and first cut therefore only requires a different number of steps and no additional position indicators that have to be adjusted. The knife 7 can also be provided with a single, obliquely to the edge of the counter knife 8 set cutting edge. The tear-off bar then forms on a side edge of the paper web.

Die Justierung erfolgt dadurch, daß beispielsweise eine Wand im Gehäuseteil 5 einen Anschlag 13 im weggefahrenen Zustand des Messers bildet. Die Steuerung fährt zur Kali­ brierung, z. B. nach jedem Einschalten, mit einer Anzahl von Schritten, die über der für einen Vollschnitt notwen­ digen Anzahl liegt, im Beispiel 120 Schritte, den Schlit­ ten in die Gegenposition. Dabei wird der Schlitten durch den Anschlag 13 an einer Bewegung gehindert, so daß der Schrittmotor Schritte verliert, aber hernach in bekannter Position ist. Zweckmäßigerweise wird danach der Schritt­ motor eine geringe Zahl von Schritten aus der Justage­ stellung gefahren, um nicht bei jedem Schnitt gegen den Anschlag zu fahren.The adjustment is made in that, for example, a wall in the housing part 5 forms a stop 13 in the removed state of the knife. The control system moves to calibration, e.g. B. after each switch-on, with a number of steps that is above the number necessary for a full cut, in the example 120 steps, the slide th in the opposite position. The carriage is prevented from moving by the stop 13 , so that the stepper motor loses steps, but is subsequently in a known position. Appropriately, the step motor is then moved a small number of steps from the adjustment position so as not to drive against the stop with each cut.

Die Lage des Anschlags braucht nur im Rahmen der üblichen Fertigungstoleranzen genau bestimmt und nicht mechanisch justiert zu werden. Vielmehr wird eine Anzahl von Probe­ schnitten durchgeführt, bei denen die Anzahl der Schritte variert wird. Die optimale Schrittzahl wird dann in einem nichtflüchtigen Speicher der Steuerung festgehalten. Al­ ternativ kann selbstverständlich auch eine vorbestimmte Anzahl von Schritten verwendet werden und eine bekannte mechanische Justierschraube als Anschlag 13 verwendet werden.The position of the stop only needs to be determined precisely within the usual manufacturing tolerances and not to be mechanically adjusted. Rather, a number of sample cuts are carried out, in which the number of steps is varied. The optimal number of steps is then recorded in a non-volatile memory of the control. Al ternatively, of course, a predetermined number of steps can also be used and a known mechanical adjusting screw can be used as a stop 13 .

Der dargestellte Antrieb mit Schneckenrad, Segmentzahnrad und Zahnstange hat den Vorteil, daß der Schrittmotor mit hohem mechanischem Wirkungsgrad eine Schubkraft liefern kann, so daß Motor, Schlitten und Messer in einer Einheit auf derselben Seite der Papierbahn angeordnet sein kön­ nen; bei einem Antrieb durch Zug müßten sich in Ruhestel­ lung Messer und Antrieb auf verschienen Seiten der Pa­ pierbahn befinden. Durch die Richtungsumsetzung des Zahn­ rads ist der Motor senkrecht zur der Bewegungsrichtung des Schlittens angeordnet und trägt damit nicht zur Erhö­ hung der Bauhöhe bei.The drive shown with worm gear, segment gear and rack has the advantage that the stepper motor with deliver a pushing force with high mechanical efficiency  can, so that motor, carriage and knife in one unit can be arranged on the same side of the paper web nen; when driven by train would have to be at rest knife and drive on different sides of the pa pierbahn are located. By changing the direction of the tooth rads the motor is perpendicular to the direction of movement arranged of the slide and thus does not contribute to the increase hung the overall height.

Sofern die größere Bauhöhe nicht stört, kann auch eine Gewindespindel auf der Motorachse direkt in eine Spindel­ mutter in dem Schlitten 6 oder an einem Aufsatz, der auf dem Schlitten 6 befestigt wird, greifen.Unless the greater height does not interfere, a threaded spindle on the motor axis can directly engage in a spindle nut in the slide 6 or on an attachment which is fastened on the slide 6 .

Alternativ kann auch ein Antrieb über ein Stahlband 31 erfolgen, welches, wie in Fig. 3 dargestellt, auf ein Rad 32 aufgewickelt wird bzw. sich von diesem abwickeln kann. Hierbei kann der Motor allerdings nur einen Zug ausüben; die Gegenrichtung wird durch eine Druckfeder 33 ausge­ führt. Obwohl hierbei keine gezahnten Maschinenelemente benötigt werden, muß der Schrittmotor, da er ja auch die Feder 33 spannen muß, das doppelte Drehmoment gegenüber den Anordnung mit Schnecke und Zahnstange aufwenden, was durch den besseren mechanischen Wirkungsgrad aufgewogen wird.Alternatively, a drive can also take place via a steel belt 31 , which, as shown in FIG. 3, is wound onto a wheel 32 or can be unwound from it. Here, however, the engine can only pull one pull; the opposite direction is carried out by a compression spring 33 . Although no toothed machine elements are required, the stepper motor, since it also has to tension the spring 33 , has to use twice the torque compared to the arrangement with worm and rack, which is offset by the better mechanical efficiency.

Auch kann eine Kurvenscheibe auf einem Schrittmotor mit hoher Schrittzahl pro Umdrehung verwendet werden. Schrittzahlen von 200 pro Umdrehung sind auch bei kleinen Motor-Bauformen ohne weiteres handelsüblich. Die Kurven­ scheibe übt wie beim Bandantrieb entweder nur einen Druck in einer Richtung gegen eine Feder aus, oder sie ist als Kulissenrad ausgebildet, in das ein Mitnehmer auf dem Schlitten eingreift.You can also use a cam on a stepper motor high number of steps per revolution can be used. Steps of 200 per revolution are also small Motor types readily available on the market. The curves As with the belt drive, the disc either exerts only one pressure  in one direction against a spring, or it is as Link wheel trained, in which a driver on the Sled engages.

Möglich ist auch die Verwendung eines Stahlseils und ei­ ner vorzugsweise mehrfach umschlungenen Seilrolle auf der Achse des Schrittmotors sowie mindestens einer Umlenkrol­ le, so daß der Schrittmotor einen Zug in beiden Drehrich­ tungen in jeweils entgegengesetzte Richtungen auf den Schlitten ausüben kann, wobei die notwendige Spannfeder an der in Rückholrichtung voreilenden Kante des Messers angebracht ist liegt. Die Spannfeder ist dabei kraftneu­ tral, so daß wie bei dem bevorzugten Antrieb mit Schnec­ ke, Zahnrad und Zahnstange nur die einfache Schubkraft von dem Schrittmotor aufgebracht werden muß. Da eine häu­ fige Kalibrierung durch den Anschlag problemlos möglich ist, wirkt sich ein geringer oder gelegentlicher Schlupf auf der Seilrolle nicht wesentlich aus. Da die Hauptkraft in Schneiderichtung auftritt, kann auch die Anzahl der Schritte für eine Schritt gemäß einem empirisch oder theoretisch ermittelten Verlängerungsfakter mit der An­ zahl der Schnitte nach einer Kalibrierung verlängert wer­ den, ohne daß bei jedem Schnitt eine Kalibrierung notwen­ dig ist, die durch den Schrittverlust im Schrittmotor häufig ein erhöhtes Betriebsgeräusch verursacht. Prak­ tisch wird dieser Verlängerungsfaktor dadurch erreicht, daß nach einer vorab bestimmten Anzahl von Schnitten ein zusätzlicher Schritt in Schnittrichtung eingefügt wird. It is also possible to use a steel cable and egg ner preferably multiple wrapped rope pulley on the Axis of the stepper motor and at least one deflection roller le, so that the stepper motor pulls in both directions in opposite directions on the Sled can exert the necessary tension spring on the leading edge of the knife in the return direction is appropriate. The tension spring is new tral, so that as with the preferred drive with Schnec ke, gear and rack only the simple thrust must be applied by the stepper motor. Because a hau The calibration is easily possible due to the stop is a little or occasional slip on the pulley. Because the main force occurs in the cutting direction, the number of Steps for a step according to an empirical or theoretically determined extension factor with the An Number of cuts extended after calibration without having to calibrate each cut dig that is due to the step loss in the stepper motor often causes increased operating noise. Prak this extension factor is achieved by that after a predetermined number of cuts additional step in the cutting direction is inserted.  

In allen Fällen kann die Steuerung die Anzahl der Schnit­ te mit zählen und eine Abnutzung des Schneidemessers durch eine geringfügig verlängerte Schnittbewegung kompensie­ ren. Dies ist bei den bisher bekannten Lösungen wenn überhaupt nur durch aufwendige zusätzliche Verstellein­ richtungen möglich.In all cases, the controller can control the number of cuts with counting and wear of the cutting knife a slightly longer cutting movement compensates ren. This is the case with the previously known solutions at all only through complex additional adjustment directions possible.

Claims (11)

1. Anordnung zum Antrieb eines Schnittmessers (7) zum Abschneiden eines in einer Druckeinrichtung auf einen bandförmigen Aufzeichnungsträger (2) aufgedruckten Belegs, dadurch gekennzeichnet, daß das Schnittmesser (7) an einem Schlitten (6) be­ festigt ist, welcher von einem Schrittmotor (12) an­ getrieben wird.1. Arrangement for driving a cutting knife ( 7 ) for cutting off a document printed on a tape-shaped recording medium ( 2 ) in a printing device, characterized in that the cutting knife ( 7 ) is fastened to a carriage ( 6 ) which is supported by a stepper motor ( 12 ) is driven on. 2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei wahlweises An- oder Abschneiden durch unterschiedliche Schrittzahlen er­ reicht wird.2. Arrangement according to claim 1, wherein optional on or Cutting through different step numbers is enough. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Schnec­ kenrad (11) auf einer Achse des Schrittmotors (12) über ein Zahnrad (10) auf eine Zahnstange (9) wirkt, die kraftschlüssig mit dem Schlitten (6) verbunden ist.3. Arrangement according to claim 1 or 2, wherein a Schnec kenrad ( 11 ) on an axis of the stepping motor ( 12 ) via a gear ( 10 ) acts on a rack ( 9 ) which is non-positively connected to the carriage ( 6 ). 4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Achse des Schrittmotors (12) mit einer Gewindespindel oder einem Schneckenrad versehen ist, die bzw. das auf ein in den Schlitten geschnittenes oder mit diesem unmit­ telbar verbundenes Gegenstück wirkt.4. Arrangement according to claim 1 or 2, wherein an axis of the stepping motor ( 12 ) is provided with a threaded spindle or a worm wheel which acts on a cut in the carriage or directly connected to its counterpart. 5. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein flexibles Band (31) einerseits radial auf einer auf eine Achse des Schrittmotors aufgesetzten Rolle befestigt und andererseits an dem Schlitten (6) befestigt ist, das den Schlitten gegen eine Federkraft (33) bewegt. 5. Arrangement according to claim 1 or 2, wherein a flexible band ( 31 ) is attached radially on the one hand on a roller mounted on an axis of the stepping motor and on the other hand is attached to the carriage ( 6 ) which moves the carriage against a spring force ( 33 ). 6. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Kurven- oder Kulissenscheibe auf einer Achse des Schrittmo­ tors (12) aufgesetzt ist und auf einen Mitnehmer wirkt, der direkt auf den Schlitten aufgesetzt ist.6. Arrangement according to claim 1 or 2, wherein a cam or link disc is placed on an axis of the stepper motor ( 12 ) and acts on a driver which is placed directly on the carriage. 7. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Seil von einem auf einer Achse des Schrittmotors (12) befind­ lichen Seilrolle mittels mindestens einer Umlenkrolle einen Zug in beiden Richtungen auf den Schlitten ausübt.7. Arrangement according to claim 1 or 2, wherein a rope from an on an axis of the stepping motor ( 12 ) Lichen pulley by means of at least one pulley exerts a train in both directions on the carriage. 8. Anordnung nach Anspruch 7, wobei der Schlupf des Sei­ les auf der Seilrolle durch zusätzliche Schritte er­ reicht wird, deren Anzahl und Häufigkeit aus der An­ zahl der seit der letzten Kalibrierung erfolgten Schritte bestimmt wird.8. The arrangement of claim 7, wherein the slip of the screen les on the pulley through additional steps is sufficient, the number and frequency from the type number of those taken since the last calibration Steps is determined. 9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Justage der Schnittiefe durch Probeschnit­ te und Ablegen der optimalen Schrittzahlen in einem nichtflüchtigen Speicher einer den Schrittmotor steu­ ernden Steuerung erfolgt.9. Arrangement according to one of the preceding claims, with an adjustment of the depth of cut by trial cut te and storing the optimal number of steps in one non-volatile memory control the stepper motor control. 10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abnutzung des Schneidemessers aus der An­ zahl der erfolgten Schnitte bestimmt und ein entspre­ chend vergrößerter Schnittweg durch eine größere An­ zahl von Schritten erreicht wird.10. Arrangement according to one of the preceding claims, where the wear of the cutting knife from the An number of cuts made and a corresponding one accordingly enlarged cutting path through a larger section number of steps is reached. 11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Messer (7) verwendet wird, dessen Schnitt­ kante(n) gegenüber dem Gegenmesser (8) um ein gerin­ ges schräg verlaufen.11. Arrangement according to one of the preceding claims, wherein a knife ( 7 ) is used, the cutting edge (s) with respect to the counter knife ( 8 ) run obliquely by a small amount.
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