CH655034A5

CH655034A5 - Einrichtung an einer maschine zur steuerung bzw. ueberwachung.

Info

Publication number: CH655034A5
Application number: CH9479/80A
Authority: CH
Inventors: Walter Sticht
Original assignee: Walter Sticht
Priority date: 1980-04-11
Filing date: 1980-12-22
Publication date: 1986-03-27
Also published as: JPH0615538A; NL8100295A; US4385685A; IT8119929A0; FR2480455B1; DE3042205A1; AT378613B; SE8102318L; JPS56157931A; IT1135595B; SE452194B; JP2553298B2; FR2480455A1; GB2073912B; JPH04770B2; DD156552A5; ATA197080A; DE3042205C2; RU2020539C1; GB2073912A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei der Herstellung von Maschinen bedarf die Installation der Schalt-, Regel- bzw. Überwachungsorgane für die Antriebe bzw. die einzelnen Vorrichtungen einer solchen Einrichtung eines sehr grossen Aufwandes. Derzeit wird meist so vorgegangen, dass nach Fertigstellung der mechanischen Grobarbeiten an einer solchen Maschine mit dem Aufbau der Steuerungsanlagen begonnen wird. Hierzu werden auf eigenen Halterungen und Gestellen die Schaltorgane für die zur Verwendung gelangenden Druckmedien, z.B. bei Druckluft bzw. Hydraulik elektromagnetisch betätigbare Ventile und dgl. montiert, wobei jedes einzelne Ventil sowohl mit den Druckmittelzuleitungen, als auch mit Druckmittelableitungen gesondert verbunden werden muss. Gleiche Verhältnisse herrschen im wesentlichen auch bei der Installation der elektrischen Schalt-, Regel- bzw. Überwachungsorgane.

Der Aufwand solcher Installationsarbeiten wird besonders dann für eine Maschine sehr entscheidend, wenn diese mit Vorrichtungen versehen ist, die eine Vielzahl von komplizierten Bewegungsvorgängen ausführen müssen, wie dies bei-5 spielsweise bei Fertigungsanlagen für in zwei oder mehreren Schritten herzustellende Bauteile der Fall ist. Bei solchen vielfach auch als Montageautomaten bezeichneten Maschinen ist eine Vielfalt von Einzelbewegungen erforderlich, um aus einer Vielzahl von Einzelteilen ein vorbestimmtes Werk-lo stück herstellen zu können.

Da diese Maschinen meist auch für die Fertigung von Werkstücken in grossen Serien eingesetzt werden, ist dementsprechend auch der Zeitraum, der für jede einzelne Bewegung zur Verfügung steht, sehr kurz, sodass die Anzahl der 15 Einzelbewegungen während einer Schicht sehr gross sein kann. Damit einhergehend ist auch die Wahrscheinlichkeit sehr gross, dass an solchen Maschinen bzw. deren Steuereinrichtungen Wartungsarbeiten durchzuführen sind.

Diese Wartungsarbeiten, die bei solchen Maschinen an-20 fallen können, sollen aber andererseits wieder sehr rasch durchgeführt werden, da die Kosten durch den Produktionsausfall beim Stillstand solcher Maschinen relativ hoch sind. Es wurde zwar bereits versucht, insbesondere beim elektrischen Teil der Steuerungseinrichtungen, durch die Verwen-25 dung von zu Schaltungseinheiten zusammengefassten Printkarten bzw. integrierten Schaltungen den Aufbau der Schaltung, sowie die Wartung durch die Austauschbarkeit schadhafter Schaltungsteile zu vereinfachen.

Nach wie vor besteht aber die Notwendigkeit, im Aus-30 gangsbereich solcher Steuerungseinrichtungen eine Vielzahl von Klemmleisten vorzusehen, an welchen dann die zu den einzelnen Schalt-, Regel- bzw. Überwachungsorganen führenden Leitungen einzeln angeklemmt werden müssen. Der Installationsaufwand ist daher sehr hoch, obwohl die Ener-35 gieversorgung dieser Steuerungseinrichtung von einer zentralen Anspeiseleitung erfolgt.

Ähnliches gilt auch für die Schaltorgane bei der Druckmittelversorgung. Es wurde zwar auch hier bereits versucht - gemäss AT-PS 278 460 - eine gewisse Vereinfachung da-40 durch zu erzielen, dass auf einer Grundplatte spezielle Mundstücke vorgesehen sind, in die beispielsweise elektromagnetische Ventile mit entsprechend ausgebildeten Kupplungsstücken eingesteckt werden können.

Damit wird erreicht, dass auf der Druckmittelseite ledig-45 lieh ein Anschluss erforderlich ist und ein solcher Schaltungsblock durch das Aufstecken verschiedener Ventile relativ rasch hergestellt werden kann. Nach wie vor besteht aber die Notwendigkeit, dass jeder der elektromagnetischen Antriebe einzeln mit den Steuerleitungen verbunden werden so muss und überdies lange Signalleitungen bis zur Steuereinrichtung in Kauf genommen werden müssen. Die dabei entstehenden Leitungsverluste und Störungen bringen weitere Nachteile insbesondere bei Elektroniksteuerungen in Digitaltechnik. Dadurch entsteht nicht nur beim Bau der Mass schine ein relativ hoher Aufwand, sondern gleichermassen auch bei der Wartung, da alle Leitungen einzeln gelöst werden müssen und nach dem Austausch des defekten Bauteils wieder miteinander zu verbinden sind. Überdies ist eine hohe Fehlerquote in der Elektronik meist nicht zu vermeiden. 60 Bei einer weiteren bekannten Ventilanordnung - gemäss AT-PS 263 472 - ist ebenfalls eine zentrale Aufspannplatte für Ventilgehäuse vorgesehen. Die Ventilgehäuse werden über Schnellspannvorrichtungen auf dieser Aufspannplatte befestigt. Die letztgenannten Ventile weisen zwar bereits ge-65 genüber den anderen bekannten Ventilen den Vorteil auf, dass die Ventilgehäuse auch unter Druck von der Aufspannplatte gelöst werden können, da spezielle Verschlusselemente für die Mundstücke der Leitungsanschlüsse auf der Auf

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spannplatte vorgesehen sind, die elektrischen Anschlüsse sind jedoch auch hier nur sehr aufwendig herstellbar.

Aus der DE-AS 20 21 187 ist eine programmierbare Einrichtung zur Steuerung einer Arbeitsmaschine bekannt, die eine Verknüpfung bzw. Verbindung der Steuerungseinrichtung mit den Antrieben bzw. der dem Antrieb zugeordneten Betätigungsvorrichtung beschreibt. Diese bekannte Lösung bezieht sich jedoch lediglich auf Steuerungsteile, aber nicht auf die Ausbildung der Beaufschlagungs- bzw. Betätigungsvorrichtungen für die Antriebe. Die Verbindung der den Beaufschlagungsvorrichtungen der Antriebe zugeordneten Antriebe erfolgt über Einzelleitungen mit unterschiedlichen Steuerungsteilen. Darüberhinaus sind aber auch die Steuerungsteile, die gegebenenfalls als Steuer-Modul bezeichnet werden könnten, aus mehreren Teilen zusammengesetzt, die je nach Bedarf innerhalb des Gehäuses mit Einzelleitungen verbunden sind.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Steuerung bzw. Überwachung von Maschinen zu schaffen, die aus möglichst wenigen, leicht austauschbaren Elementen besteht und deren Installation bzw. Austausch an einer Maschine rasch vorgenommen werden kann. Darüberhinaus soll es mit der Steuerungseinrichtung möglich sein, bei Störungen die Fehlerstelle an der Maschine relativ rasch festzustellen.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung zur Steuerung bzw. Überwachung von Maschinen der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gelöst. Durch diese erfin-dungsgemässe Erkenntnis wird durch die Zusammenfassung und die standardisierte Ausführung dieser Schalt- und Steuer-Module eine universelle Kombinierbarkeit dieser Teile untereinander erreicht. Die rasche Herstellung und Verbindung, sowie Lösung der Module wird durch die Zusammenfassung jeweils mehrerer Leitungen auf einer Kupplungsvorrichtung und dem damit verbundenen gleichzeitigen Verbinden bzw. Lösen von mehreren solchen Leitungen erzielt. Weitere überraschende Vorteile liegen aber vor allem auch darin, dass jene Organe, die die Antriebe unmittelbar mit Druckmittel beaufschlagen, in Modul-Bauweise mit er-findungsgemässen Kupplungsvorrichtungen hergestellt sind, und daher nicht nur die Steuerungsteile selbst, sondern auch die Betätigungsvorrichtungen bzw. Beaufschlagungsvorrichtungen für die Antriebe in diesem integrierten Gesamtsystem erfmdungsgemäss ausgebildet sind. Weiters können nunmehr auch in überraschend einfacher Weise komplizierte Einrichtungen zum Steuern bzw. Überwachen unter Verwendung von meist gleichartigen Modul-Bausteinen zusammengesetzt werden. Zusätzlich kann durch die Verwendung dieser Standard-Module mit einer geringen Anzahl von unterschiedlichen Modulen das Auslangen gefunden werden. Durch die kompakte Anordnung der einzelnen Schalt-, Regel- bzw. Überwachungsorgane in genormten und gegebenenfalls bereits vorprogrammierten Modulen mit gleichen Abmessungen ist neben einer erleichterten Ersatzteilhaltung in Verbindung mit den Kupplungsvorrichtungen auch ein rascher Austausch und ein rascher Zusammenbau der einzelnen Module gewährleistet. Dies gilt nun erstmals aber sowohl für die Module für die Druckmittelversorgung, als auch für die Module für die Steuerung und Überwachung der einzelnen Maschinenfunktionen. Durch die Möglichkeit, diese einzelnen Steuer-, Schalt- und Überwachungs- bzw. Kontroll-Module mit einer zentralen Kontrolleinheit zu koppeln, ist weiters auch eine sehr flexible Anpassung der genormten Bauteile an unterschiedliche Einsatzzwecke erreichbar. So können durch diese zentrale Kontrolleinheit die einzelnen Module synchronisiert bzw. zeitabhängig in ihrer Funktion gesteuert werden.

Da ein Grossteil dieser Module bereits vorgefertigt werden kann, ist die bei der Montage der Module an der Maschine anfallende Arbeitszeit ebenso verkürzbar. Ausserdem wird durch diese neuartige Lösung ermöglicht, insbesondere in den Steuer-Modulen mehrere Grundschaltungsglieder - die frei programmierbar sind - zu verwenden, sodass ein weitestmöglicher Einsatz von Standard-Bauteilen bei einer Maschinensteuerung möglich ist. Im Störungsfall bzw. bei Wartungsarbeiten ist es dann einfach möglich, den Modul aus der Steuerungsvorrichtung herauszunehmen - durch Lösung der Modul-Kupplungsvorrichtungen - und durch einen neuen Modul zu ersetzen. Die Aufarbeitung bzw. Reparatur von defekten Modulen kann dann in einer dafür eingerichteten Spezialwerkstätte erfolgen. Es kann aufgrund dieses Modul-Bausystems zwar vorkommen, dass in einem Modul mehr Schaltglieder vorhanden sind, als zur Steuerung einer bestimmten Einzelvorrichtung an einer solchen Maschine erforderlich sind, jedoch ist es insgesamt gesehen wirtschaftlicher, genormte Module zu verwenden, auch wenn diese nicht in jedem Fall vollständig genützt werden können.

Durch die gleichartige und/oder spiegelbildliche Anordnung der Ein- und/oder Auslässe der fluidischen und/oder elektrischen Steuer- und/oder Verbindungs- und gegebenenfalls Überwachungsleitungen sind sehr vielfältige Anwendungsvarianten möglich. So können die einzelnen unterschiedlichen Leitungen auf den verschiedenen Kupplungsteilen gleichartig angeordnet sein. Es ist aber auch möglich,

dass die Ein- und/oder Auslässe auf zwei einander zugeordneten Kupplungsteilen der Kupplungsvorrichtung gleichartig angeordnet sind, wenn diese Ein- und/oder Auslässe auf jedem Kupplungsteil symmetrisch angeordnet sind. Die spiegelbildliche Anordnung der gleichartigen Ein- und/oder Auslässe ermöglicht eine exakt vorgegebene gleichbleibende Zuordnung und Verbindung der zugehörigen Leitungen.

Weiter ist es auch möglich, die steckbaren Steuer-Module auf einer Verteilerschiene oder einer Trägerplatte steckbar anzuordnen, auf welcher die Kupplungs vorrichtungen zum Anschluss von Verbindungsleitungen zu anderen steckbaren Steuer-Modulen, zu einer Energieversorgungseinheit, zu einer Kontrolleinheit, zum steckbaren Schalt-Modul, zu einem Überwachungs- und Kontroll-Modul oder ein Steckerfeld für den Anschluss von Überwachungsgliedern angeordnet sind. Diese Lösung bietet den Vorteil, dass mit wenigen Kupplungsvorrichtungen das Auslangen gefunden werden kann, wodurch sehr kompakte Steuerungsvorrichtungen entstehen, bei welchen Leckverluste bzw. Störungen durch Abnutzungen in den Kupplungsvorrichtungen möglichst vermieden werden. Gleichzeitig ist es nunmehr möglich, bereits vor dem Einbau der Steuer-Module bzw. der Überwachungs- und Kontroll-Module die Verdrahtung bzw. die Verbindungsleitungen herzustellen. Ein weiterer sehr wesentlicher Vorteil liegt auch darin, dass bei Wartungsarbeiten bzw. einem erforderlichen Austausch der Steuer-Module keine Verbindungsleitungen zu lösen sind. Vielmehr ist nur der schadhafte Modul abzuziehen und ein neuer Modul aufzusetzen.

Es ist aber auch möglich, dass durch die Verteilerschiene oder die Trägerplatte mit den Steuerleitungen und Meldeleitungen ein zentrales Verbindungsleitungssystem zwischen den steckbaren Steuer-Modulen oder einer Steuer-Modul-Gruppe und gegebenenfalls der Kontrolleinheit gebildet ist. Die Anordnung von Verteilerschienen als zentrale Verbindungsleitungen zeichnet sich durch Stabilität und hohe Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beanspruchungen aus. Damit sind sie auch auf stark beanspruchten Bearbeitungsmaschinen ohne Gefahr einer Beschädigung der für einen Steuerungsablauf wichtigen Steuerleitungen einsetzbar. Überdies ist es in solchen Verteilerschienen möglich, auch

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abgeschirmte Leitungen vorzusehen, und die Beeinflussung durch andere Stromkreise kann vermieden werden, sodass direkte Informationen zwischen den Logik- und Verknüpfungsbauteilen mehrerer nebeneinander oder distanziert voneinander angeordneter Steuer-Module ausgetauscht werden können.

Von Vorteil ist es weiter, wenn die Verteilerschiene aus mehreren lösbaren und auswechselbaren Einzelteilen besteht, wobei die Verbindung der einzelnen Steuerleitungen zwischen diesen Einzelteilen über bedarfsweise einsetzbare Steckelemente erfolgt. Dadurch kann die Länge der Verteilerschiene an die Anzahl der jeweils verwendeten Steuer-Module angepasst werden. Überdies wird der Vorteil erreicht, dass bei Verwendung mehrerer aneinandergereihter Steuer-Module durch das Einsetzen verschiedener Steckelemente dieselben Leitungen zur Verbindung unterschiedlicher Steuer-Module herangezogen werden können.

Im Rahmen einer anderen Ausführungsvariante ist es auch möglich, dass die steckbaren Schalt-Module und/oder die eine Trägerplatte oder Bauteile derselben auf einer Verteilerleiste aufsteckbar angeordnet sind, auf der die Kupplungsvorrichtungen zum Anschluss der Verbindungsleitungen zu anderen steckbaren Schalt-Modulen zur Energieversorgungseinheit und/oder zu den Antrieben der Fertigungsanlage angeordnet sind. Vorteilhaft ist bei dieser Lösung, dass die gesamte Installation in Verbindung mit den Steuer-Modulen unabhängig von diesen durchgeführt werden kann und bei einem Austausch der Schalt-Module die Verbindungsleitungen zu benachbarten Modulen bzw. zur Energieversorgungseinheit und dgl. nicht gelöst und wieder befestigt werden müssen. Damit wird sowohl der Aufwand beim Aufbau einer Maschine mit der erfindungsgemässen Steuereinrichtung, als auch der Wartungsaufwand während des Betriebes vermindert.

Schliesslich ist auch eine Ausbildung möglich, bei der die Druckmittelzufuhr- und Druckmittelrücklaufleitungen für die Ventilkörper und/oder Verbindungsleitungen zu den Schaltgliedern in der Verteilerleiste angeordnet sind, und dass diese Verteilerleiste mit den Mundstücken der Steckkupplungen ausgebildet ist, die auf die in den Ventilkörpern und/oder Schaltgliedern vorgesehenen Kupplungsstücke dieser Steckkupplungen ausgerichtet sind, wobei die Verteilerleiste zur Aufnahme mehrerer Ventilkörper und/oder Schaltglieder ausgebildet ist. Diese Ausführung ermöglicht die Verminderung von Kupplungselementen in den verschiedenen Druckmittelsystemen, wodurch Leckverluste mit Vorteil vermieden werden.

Mit Vorteil ist es weiter möglich, dass der steckbare Schalt-Modul aus einem Schaltventil mit Grundschaltfunktionen, insbesondere einem 3/2 Wegeventil mit einem elektrischen Antrieb, und mit den Kupplungsvorrichtungen besteht, auf welchen zur gleichzeitigen Verbindung die Druck-mittel-Ein- und Auslässe sowie die Ein- und Ausgänge der elektrischen Steuerleitungen zusammengefügt angeordnet sind. Durch die Verwendung genormter Ventile mit diesen zugeordneten fernbetätigbaren Antrieben mit Grundschaltfunktionen ist durch entsprechende Verbindung der einzelnen Ventile untereinander bzw. deren Ausgänge eine Vielzahl von Steuerungsfunktionen erzielbar, wodurch auch bei den Ventilen mit den Modulen in einem sehr weiten Bereich das Auslangen gefunden werden kann.

Eine andere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppen des aus dem elektrischen Antrieb und dem Ventilkörper bestehenden Schalt-Moduls, die untereinander über korrespondierende, lösbare Montageelemente auswechselbar verbunden sind. Durch die Aufteilung eines Moduls in mehrere genormte Einzelbauteile kann der unterschiedlichen Reparaturanfälligkeit von solchen Schalt5 655 034

organteilen Rechnung getragen werden. Da erfahrungsge-mäss die fernbetätigbaren Magnetantriebe für Druckmittelventile einer höheren Störungsanfalligkeit unterworfen sind, als die mechanischen Ventilteile, ist es nunmehr möglich, den 5 Antrieb des Schalt-Moduls mit wenigen Handgriffen vom mechanischen Ventilkörper zu lösen. So kann auch die Aufarbeitung von gestörten Modulen rasch vollzogen werden, sodass auch bei grossen Anlagen mit relativ wenigen Ersatz-Modulen für Serviceeinsätze das Auslangen gefunden wer-lo den kann.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass mehrere Ventilkörper und Antriebe oder elektrische Schaltglieder in einem gemeinsamen steckbaren Schalt-Modul angeordnet sind, wobei vorzugsweise diese 15 Ventilkörper und Antriebe jeweils in einem eigenen Bauteil des Schalt-Moduls zusammengefasst sind. Die Zusammenfassung mehrerer Steuerorgane, wie beispielsweise Ventile oder elektrischer Schaltorgane in einem eigenen Bauteil, beispielsweise zu Gruppen von 3, 6 oder 9 Stück, ermöglicht 20 eine Verminderung von Kupplungsvorrichtungen zwischen diesen einzelnen Elementen, wodurch die Bauteile wesentlich kostengünstiger hergestellt werden können, da die Kupplungsvorrichtungen einen relativ hohen Anteil der Entstehungskosten verursachen. Ausserdem wird die Vielfalt der 25 Einzelteile in der Steuereinrichtung mit Vorteil vermindert, und die Anzahl der zu überprüfenden Bauteile bei einer Störung der Maschine wird dadurch weiter herabgesetzt. Darüberhinaus ist es vorteilhaft, wenn bei der Zusammenfassung mehrerer Steuerorgane, wie beispielsweise Ventile oder 30 elektrischer Schaltorgane zu einem Steuer-Modul die Einzelteile dieser Ventile bzw. Schaltorgane - z. B. die Ventilkörper bzw. die diesen zugeordneten Antriebe - jeweils eigene, voneinander getrennte Bauteile des Schalt-Moduls bilden. Dadurch, dass in einem Bauteil des Schalt-Moduls dann alle 35 Antriebe der dieses Schalt-Modul bildenden Ventile bzw.

alle Ventilkörper zusammengefasst sind, kann besser auf die unterschiedlichen Störungseinflüsse bei den verschiedenen Bauteilen Einfluss genommen werden.

Weiter ist es auch möglich, dass den steckbaren Schalt-40 Modulen oder einer Schalt-Modul-Gruppe im steckbaren Steuer-Modul angeordnete, programmierbar ausgebildete, elektrische und/oder elektronische Steuerbauteile zur Steuerung von den elektrischen, pneumatischen und/oder hydraulischen Antrieben und/oder Schaltgliedern zugeordnet sind. 45 Die Vorteile, die sich bei Anordnung der Steuerbauteile in den, den jeweiligen Schalt-Modulen zugeordneten Steuer-Modulen ergeben, liegen vor allem darin, dass der Steuer-Modul und der zugehörige Schalt-Modul eine kompakte Steuervorrichtung bilden, die für sich allein unabhängig be-50 trieben werden kann. Weitere Vorteile der erfindungsgemässen Lösung liegen in der Möglichkeit, dezentralisierte Steuerungen aufzubauen, d.h. jedem Ventil oder jeder Ventilgruppe die erforderlichen Steuer-Module zuzuordnen, und eine kompakte Steuervorrichtung im Bereich der Antriebe zu bil-55 den. Damit können die Leitungen von den Überwachungsorganen bzw. von den Antrieben und den Schaltorganen wie den Ventilen und dgl. sehr kurz gehalten werden und diese dezentralisierten Steuerungsvorrichtungen sind relativ leicht überprüfbar. Der Aufbau von grossen Schaltschränken mit 60 einer Vielzahl von unterschiedlichen Bauteilen und lange Zuführungsleitungen zu einer solchen Zentralsteuereinrichtung werden mit Vorteil vermieden.

Vorteilhaft kann den steckbaren Schalt-Modulen und den an der Arbeitsmaschine oder an den Arbeitsstationen 65 vorgesehenen Überwachungsgliedern in dem steckbaren Steuer-Modul angeordnete, elektrische oder elektronische Verknüpfungsbauteile zugeordnet sein. Der Einbau der Verknüpfungsbauteile in den Steuer-Modulen ermöglicht auch

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Verknüpfungen von Informationen im Bereich des Schalt-Moduls, also direkt im Bereich des Ventils. Es kann somit die Betätigung eines Schalt-Moduls nicht nur von einem Eingangs-Impuls, sondern auch von mehreren Impulsen, beispielsweise von verschiedenen Überwachungsorganen und von Fertigstellungsmeldungs-Impulsen von vor- oder nachgeordneten Steuer-Modulen abhängig gemacht werden.

Weiter ist es auch möglich, dass bei den Kupplungsvorrichtungen mehrerer steckbarer Schalt-Module am einzigen Steuer-Modul ein als gemeinsame Kupplungsvorrichtungs-gruppe dienender Mehrfachstecker angeordnet ist, wodurch Fehler bzw. Beschädigungen der Schalt- oder Steuerelemente beim Zusammenfügen der einzelnen Module zu Steuervorrichtungen vermieden werden können.

Nach einer weiteren Lösungsvariante ist vorgesehen,

dass am steckbaren Steuer-Modul eine weitere Kupplungsvorrichtung angeordnet ist, an der die elektrischen Steuerleitungen für die Uberwachungsglieder angeschlossen sind. Dadurch, dass jedes Steuer-Modul mit eigenen Kupplungsvorrichtungen zur Verbindung mit Überwachungsorganen versehen ist, kann jedes Steuer-Modul nachträglich jederzeit beliebig erweitert werden. Ebenso wird dadurch ein Einspeisen direkter unmittelbar auf die Steuerfunktion des Steuer-Moduls bezogener Daten und Informationen ohne Umwege und Fehlerquellen ermöglicht. Damit wird die Genauigkeit und die Effizienz der Steuer-Module weiter erhöht.

Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass der steckbare Steuer-Modul mit einer zentralen Kupplungsvorrichtung ausgebildet ist, an der die mit der zentralen Verbindungsleitung zu verbindenden Steuer-, Überwachungs- und Versorgungsleitungen angeschlossen sind. Die Kupplung der Steuer-Module mit einer zentralen Verbindungsleitung eröffnet die Möglichkeit, verschiedene Steuer-Module, die verschiedenen Schalt-Modulen zugeordnet sind, über eine externe Zentrale zu synchronisieren, um einen gleichmässigen Ablauf der einzelnen Steuervorgänge bei ineinandergreifenden Bewegungsvorgängen, die von verschiedenen Modulen bewirkt werden, zu gewährleisten. Damit ist auch bei dezentralisierter Anordnung der Steuervorrichtungen die Durchführung eines Zentralsteuerprogramms möglich.

Von besonderem Vorteil ist eine Ausführung, bei der mindestens der eine steckbare Steuer-Modul für die Steuerung mehrerer steckbarer Schalt-Module mit einem Mikroprozessor ausgebildet ist, wobei die Mikro-Prozessoren der Steuer-Module über die zentrale Verbindungsleitung von der Kontrolleinheit über Zeitimpulse synchronisiert sind, da dadurch die Vielfältigkeit der erzielbaren Steuerfunktionen wesentlich erhöht werden kann.

Eine andere Ausführung sieht vor, dass die Kupplungsvorrichtungen der steckbaren Steuer-Module an einem Ausgang eines Ausgang-Umsetzbauteiles und einem Eingang eines Eingang-Umsetzbauteiles der steckbaren Steuer-Module anliegen und über das zentrale Verbindungsleitungssystem mit der Kontrolleinheit verbunden sind, und dass der Ausgang-Umsetzbauteil als Sammler und Umsetzer der Ausgangssignale vom steckbaren Steuer-Modul und der Eingang-Umsetzbauteil zur Aufteilung der Befehlssignale auf die einzelnen Bauteile des steckbaren Steuer-Moduls oder der unterschiedlichen Steuer-Module ausgebildet ist. Damit kann auch bei einer Vielzahl von, zu einer zentralen Kontrolleinheit zu übertragenden Information, mit wenigen Leitungen das Auslangen gefunden werden, und es werden die beim Zusammenfügen der Verbindungsleitung erforderlichen Steckelemente und damit Fehlerquellen im Bereich dieser Steckelemente vermindert. Ausserdem ermöglicht diese Lösung auch bei bereits bestehenden Anlagen ohne zusätzliche Verlegung weiterer Verbindungsleitungen bei Einsatz der neuen Technologie eine Erweiterung der pro Leitung übermittelbaren Informationen.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind als Steuerbauteile und Verknüpfungsbauteile integrierte Schalt-5 kreise auf in das Gehäuse der steckbaren Steuer-Module auswechselbar einsetzbaren Printkarten angeordnet. Die Anordnung bzw. Verwendung von Printkarten in den Steuer-Modulen ermöglicht es auch für die verschiedenen Steuerfunktionen möglichst gleiche Bauteile, wie Gehäuse und io Printkarten mit gleichen Logikelementen, zu verwenden. Beispielsweise ist dann nur erforderlich, jeweils eine Printkarte mit unterschiedlichen Bauteilen zu versehen, um auch hochkomplizierte Kombinationsvorgänge und Steuerabläufe durchführen zu können.

15 Die Vielfalt der einsetzbaren Technologien, die durch die neue Lösung der dezentralisierten Steuerung erreicht werden kann, zeigt sich weiters darin, dass die Eingang- und/oder Ausgang-Umsetzbauteile mit Verstärkerstufen, z.B. mit Optokopplern, oder mit Vorrichtungen zum Umsetzen von 20 Steuersignalen, z. B. mit einem elektrooptischen Wandler oder einem Analog-Digitalkonverter, ausgebildet sind. In Verbindung mit dieser Lösungsvariante zeichnet sich auch eine weitere Ausführungsform der Erfindung aus, bei der zwischen dem Eingang-Umsetzbauteil und/oder dem Aus-25 gang-Umsetzbauteil und dem zentralen Verbindungsleitungssystem insbesondere zeitabhängig gesteuerte Zwischenspeicher angeordnet sind. Damit können mehrere Informationen, die von verschiedenen Stellen zu verschiedenen Zeiten anfallen, zu sogenannten Impuls-Trains zusammenge-30 fasst und gemeinsam beispielsweise zu einer Kontrolleinheit weitergegeben werden. Auch dadurch kann die Belegezeit von zentralen Verbindungsleitungen vermindert und eine grössere Anzahl von Informationen über eine Leitung übermittelt werden.

35 Vorteilhaft ist es weiter, wenn die Stecker der Kupplungsvorrichtungen mit bedarfsweise einsetzbaren Steckelementen ausgebildet sind. Damit können die in den Verbindungsleitungen vorhandenen Leitungsadern bei Verbindung mehrerer Steuer-Module oder dgl. durch die entsprechende 40 Bestückung der Mehrfachstecker mit Steckelementen für die Verbindung unterschiedlicher Steuer-Module herangezogen werden.

Es ist aber auch möglich, dass die Kupplungsvorrichtungen für die Druckmittel-, Steuer- und Überwachungs- und 45 Versorgungsleitungen jeweils als Steckkupplungen mit einem Mundstück, welches beim Lösen des Kupplungsstückes selbsttätig druckdicht verschliessbar ist, und mit einem Kupplungsstück ausgebildet sind. Damit ist auch bei einer Beschädigung des Ventilkörpers des Schalt-Moduls ein raso scher Austausch möglich und es ergeben sich auch bei den Druckmittel-Schalt-Modulen vielfältige Kombinationsmöglichkeiten. Darüberhinaus ist es nunmehr auch möglich, defekte Ventilkörper eines Schalt-Moduls auch ohne einer Still-Legung des Druckmittelsystems auszutauschen. 55 Nach einer weiteren, sehr vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Überwachungsglieder und/oder die Antriebe der Arbeitsmaschine und/oder die dieser zugeordneten Bearbeitungs- bzw. Montagevorrichtungen insbesondere über einen steckbaren Steuer- und Schalt-Modul mit 60 dem Überwachungs-Modul verbunden sind, dessen Schaltglieder bei einer Nicht-Belegung eines Ausganges eines Uberwachungsgliedes und/oder Antriebes oder bei Eingang eines Störsignales am Eingang einer Meldeeinrichtung die Stellung der Antriebe und/oder der Bearbeitungs- und Mon-65 tagevorrichtungen anzeigen. Die spezielle Ausbildung des Überwachungs- und Kontroll-Moduls mit Überwachungsorganen, die den jeweiligen Maschinenzustand anzeigen, gibt den Bedienungspersonen die Möglichkeit, nicht nur die Feh

lerstelle bzw. den Schaltzustand der Steuereinrichtung, sondern darüberhinaus auch den Zustand der Maschine bzw. die jeweilige Stellung der Einzelvorrichtungen zu erkennen. Derart kann rasch ein Überblick gewonnen werden, ob die Maschinenstörung auf eine mechanische Störung - die er-fahrungsgemäss 90% der Störungen ausmachen - oder auf einen tatsächlichen Defekt in der Steuerungseinrichtung zurückzuführen ist. Ist am Kontrollorgan des Überwachungsund Kontroll-Moduls nämlich ersichtlich, dass der Greifer beispielsweise kein Werkstück oder keinen Werkstückteil aufgenommen hat, so genügt ein Blick durch die Bedienungsperson, ob dies eventuell auf einen Mangel an Teilen in der Teilezufördervorrichtung zurückzuführen ist. Durch diese sinnvolle Ersichtlichmachung der tatsächlichen Fehlerquelle können die Störungen wesentlich rascher behoben werden. Gleichfalls kann erreicht werden, dass bei verketteten Montageanlagen die Störung bereits behoben ist, bevor sie sich auf die Produktion, d.h. auf die Fliessbandfertigung, auswirkt.

Schliesslich ist es auch möglich, dass die Überwachungs-Module über weitere Kupplungsvorrichtungen mit den steckbaren Steuer-Modulen verbunden und über diese steckbaren Steuer-Module und Steuerleitungen mit den Meldeeinrichtungen in der zentralen Kontrolleinheit verbunden sind, wodurch eine Anzeige einer Störung nicht nur unmittelbar im Bereich der jeweiligen Vorrichtung, sondern auch im Bereich der zentralen Kontrolleinheit möglich ist.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1: einige Arbeitsstationen einer Fertigungsanlage für in zwei oder mehreren Schritten herzustellende Bauteile in Seitenansicht und vereinfachter Darstellung, welchen Steuervorrichtungen zugeordnet sind, die die erfindungsgemässe Einrichtung zur Steuerung bzw. Überwachung von Maschinen bilden;

Fig. 2: eine Handhabungsvorrichtung einer in Fig. 1 dargestellten Arbeitsstation mit der dieser zugeordneten aus mehreren Schalt- und Steuer-Modulen zusammengesetzten Steuervorrichtung;

Fig. 3: einen Schnitt durch ein Schalt-Modul und eine einen Steuer-Modul aufnehmende Verteilerschiene der Steuervorrichtung gemäss den Linien III-III in Fig. 2;

Fig. 4: eine Explosionszeichnung einer aus Verteilerschiene, Verteilerleiste, Schalt- und Steuer-Modul bestehenden Steuervorrichtung;

Fig. 5: ein vereinfachtes Blockschaltbild der Steuervorrichtung einer Arbeitsstation gemäss den Figuren 1 und 2;

Fig. 6; ein Blockschaltbild eines Schalt-Moduls der Steuervorrichtung gemäss den Figuren 2 und 4;

Fig. 7; eine weitere Ausführungsform einer erfindungsge-mässen Einrichtung zur Steuerung bzw. Überwachung von Maschinen;

Fig. 8: eine Variante für den Aufbau einer erfindungsge-mässen Steuereinrichtung unter Verbindung eines Schalt-Moduls mit mehreren Ventilen bzw. Schaltorganen.

In Fig. 1 sind von einer Fertigungsanlage 1 drei Arbeitsstationen 2, 3 und 4 dargestellt. Jede dieser Arbeitsstationen 2 bis 4 ist mit einer eigenen Energieversorgungseinheit 5 für Druckmittel bzw. elektrische Energie ausgestattet. Die Arbeitsstationen 2, 3,4 der Fertigungsanlage 1 können je nach Bedarf als Handarbeitsplatz oder automatischer Arbeitsplatz ausgebildet sein. Dazu weisen die Arbeitsstationen einen gleichartigen Grundrahmen 6 auf, der über höheneinstellbare Abstützstempel am Boden abgestützt ist. An der Oberseite jeder Arbeitsstation ist eine Fördervorrichtung 7

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angeordnet, die Antriebe 8 aufweist. Die beispielsweise durch Elektromotoren gebildeten Antriebe 8 sind mit Reibrollen 9 versehen. Diese Reibrollen 9 kommen an den Seitenflächen von Werkstückträgern 10 zur Anlage, die vermit-s tels dieser Reibrollen 9 in Richtung des Pfeiles 11 entlang der Förder Vorrichtung 7 fortbewegt werden. Auf jedem der Werkstückträger 10 ist ein Bauteil 12 aufgespannt, der in den einzelnen Arbeitsstationen 2-4 bearbeitet wird. Dementsprechend sind diese Arbeitsstationen 2-4 mit den unter-io schiedlichsten Bearbeitungs-bzw. Montagevorrichtungen 13 ausgestattet. Die Bearbeitungs- bzw. Montagevorrichtungen können durch Taumelnietmaschinen, vollautomatische Schraubwerkzeuge, Einpresswerkzeuge oder durch eine Handhabungsvorrichtung 14 bzw. ein Einlegeaggregat 15 15 wie bei den Arbeitsstationen 3 und 4 gebildet sein. Mit der Handhabungsvorrichtung 14 können beispielsweise vermittels des auf dieser angeordneten Greifers 16 einzelne Bestandteile, wie Kontakte, Führungshilfen oder dgl. auf dem Bauteil 12 zentriert werden. Das Einlegeaggregat 15 dient 20 dagegen meistens dazu, um beispielsweise Scheiben oder Nieten in den Bauteil einzulegen, wozu diese Einlegeaggregate oft auch mit Vakuumgreifern 17 ausgestattet sind. Wie anhand der Handhabungsvorrichtung 14 näher beschrieben werden soll, besteht diese aus einem Säulenständer 18, auf 25 dem ein Träger 19 höheneinstell- und fixierbar gelagert ist. Der Träger 19 ist mit Führungsbuchsen für zwei Führungsstangen versehen, auf welchen ein Halter 20 befestigt ist. Der Halter 20 ist mittels der Führungsssäulen und einem Antrieb 21, der durch eine mit Druckluft oder Hydraulik betätig-30 bare Zylinder-Kolbenanordnung gebildet sein kann, der Höhe nach relativ zur Oberseite der Arbeitsstation 3 und natürlich auch relativ zum Träger 19 verstellbar. Der Antrieb 21 ist dazu im Träger 19 gelagert und dessen Kolbenstange ist mit dem Halter 20 verbunden. In dem Halter 20 ist der 35 Greifer 16 in Längsrichtung der Fördervorrichtung 7, also in Pfeilrichtung des Pfeiles 11 verschiebbar gelagert. Zur Überwachung der Bewegungen des Halters bzw. der Antriebe der Handhabungsvorrichtung 14 sind Überwachungsglieder 22, 23 vorgesehen. Diesen sind zur Begrenzung der Hubbewe-40 gung des Antriebes 21 Stossdämpfer 24 zugeordnet. Zur Versorgung, insbesondere des Antriebes 21 ist im Bereich dieser Handhabungsvorrichtung 14 eine Steuervorrichtung 25 angeordnet. Eine gleichartig ausgestattete Steuervorrichtung 26 ist auch dem Einlegeaggregat 15 zugeordnet. Diese 45 Steuervorrichtungen sind über eine zentrale Verbindungsleitung 27 mit einer zentralen Kontrolleinheit 28 verbunden. Diese zentrale Verbindungsleitung 27 kann ebenso wie die Fördervorrichtung 7 beim Zusammensetzen bzw. Verbinden der nebeneinander angeordneten Arbeitsstationen 2-4 ge-50 kuppelt werden. Ebenso sind die Antriebe 8 und die zur Überwachung der Fortbewegung der Werkstückträger 10 vorgesehenen Überwachungsglieder 29, von welchen eines im Bereich der Arbeitsstation 3 und 4 dargestellt ist, und die Antriebe bzw. Überwachungsorgane der diesen Arbeitssta-55 tionen zugeordneten Teilezufördervorrichtung 30 an die zentrale Verbindungsleitung 27 angeschlossen. Neben der zentralen Kontrolleinheit 28, die mit Schaltern 31, Drucktasten 32 und Messgeräten 33 sowie mit einer Meldeeinrichtung 34 zur Kontrolle und Überwachung und ggf. zur Abgabe von 60 Steuerbefehlen für die Fertigungsanlage 1 versehen ist, können an den einzelnen Arbeitsstationen 2-4, wie dies beispielsweise bei der Arbeitsstation 4 gezeigt ist, eigene, unabhängige Überwachungs- und Kontrollvorrichtungen 35, die ebenso mit Meldeeinrichtungen 36 und Steuerbefehlsorga-65 nen versehen sein können, angeordnet sein.

In Fig. 2 ist die Handhabungsvorrichtung 14 der Arbeitsstation 3 sowie ein der Fördervorrichtung 7 zugeordneter Antrieb 8 mit einem diesen zugeordneten Überwachungs-

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glied 29 sowie die Steuervorrichtung 25 in grösserem Massstab und stark vereinfacht dargestellt.

Wie nun aus Fig. 2 besser zu ersehen ist, ist im Halter 20 ein durch eine kolbenstangenlose Zylinder-Kolbenanord-nung gebildeter Antrieb 37 zur Verschiebung des in einem Zwischenträger 38 gelagerten Greifers 16 angeordnet. Die dieser Bearbeitungs- bzw. Montagevorrichtung 13 im besonderen Fall der Handhabungsvorrichtung 14 zugeordnete Steuervorrichtung 25 setzt sich aus mehreren Schalt-Modu-len 39 bzw. 40 und einer Anzahl von Steuer-Modulen 41 zusammen. Die Schalt-Module 39,40 sind auf einer Verteilerschiene 42 und die Steuer-Module 41 sind auf der Verteilerleiste 43 befestigt. Sowohl die Verteilerschiene 42 als auch die Verteilerleiste 43 bestehen aus mehreren Einzelteilen 44, 45,46 bzw. 47,48,49. Diese Einzelteile 44 bis 49 sind jeweils zur Aufnahme einer vorbestimmten Anzahl von Schalt-Modulen 39,40 bzw. von Steuer-Modulen 41 ausgebildet. Die Anzahl der auf einem solchen Einzelteil angeordneten Steuer- bzw. Schalt-Module 41, 39,40 kann im Rahmen der Erfindung beliebig gewählt werden. Die Verteilerschiene 42 ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ebenfalls auf der Verteilerleiste 43 befestigt. Diese Ausführungsform zeichnet sich also insbesondere dadurch aus, dass der befehlgebende Steuerungsteil, nämlich die Steuer-Module 41, in kompakter Form zusammengebaut sind und durch die unterschiedliche Kombination an den jeweiligen Einsatzzweck angepasst ist.

Die volle Wirksamkeit der Steuervorrichtung 25 bzw. 26 wird noch dadurch unterstrichen, dass die Steuer-Module 41 an ihrer Oberseite mit Kupplungsvorrichtungen 50 für den Anschluss von den zu steuernden Antrieben zugeordneten Überwachungsorganen versehen sind.

Wie anhand der nachstehend beschriebenen Figuren noch näher erläutert werden wird, ist der Schalt-Modul 39 mit elektrischen Schaltorganen zur Steuerung des Antriebes 8 ausgestattet, während die Schalt-Module 40 durch elektromagnetisch betätigbare Druckmittelventile 51 gebildet sind.

Zur Versorgung dieser Druckmittelventile 51 mit Druckmittel ist von der Energieversorgungseinheit 5 eine Verbindungsleitung 52 vorgesehen, die einen Zentralverteilungska-nal innerhalb der Verteilerleiste 43 speist. Zur Rückführung des Druckmittels von den Druckmittelventilen 51 und den Antrieben, z. B. 21,37, ist in der Verteilerleiste 43 ein eigener Sammelkanal angeordnet, der über eine Verbindungsleitung 53 mit Schalldämpfern 54 bei Druckluft oder mit dem Tank bei Hydraulikanlagen verbunden ist. Das der Verbindungsleitung 52 gegenüberliegende Ende des Versorgungskanals ist mit einem Pfropfen 55 verschlossen. Zur dichten Verbindung der einzelnen Verteilerleisten - Einzelteile 44,45,46 -können O-Ringe oder Metalldichtungseinsatzteile oder jedwede andere im Stand der Technik bekannte Lösungsmittel verwendet werden. Die Verbindung der Einzelteile der Verteilerleisten bzw. -schiene 43,42 erfolgt mit Schrauben 56 oder beliebigen Verbindungsmedien.

In Fig. 3 ist ein Schnitt durch eines der kombinierten Schalt- und Steuer-Module 40,41 dargestellt. Wie aus dieser Darstellung besser zu entnehmen ist, ist auf der Unterseite der Verteilerleiste 43 ein durch eine Schwalbenschwanzführung gebildetes Führungselement 57 angeordnet. Mit diesem können die Einzelteile 44,45 und 46 der Verteilerleiste 43 in einem entsprechenden Gegenteil gelagert und zu beliebiger Länge zusammengesetzt werden. In der Verteilerleiste 43 ist der Zentralverteilungskanal 58 für die Druckmittelzufuhr zu den einzelnen Schalt-Modulen 40 und der Sammelkanal 59 für die Rückleitung der Druckmittel von diesen Schalt-Modulen 40 vorgesehen.

Diese Schalt-Module 40 bestehen aus einem Antrieb 60 und einem Ventilkörper 61. Der Ventilkörper 61 weist eine Kupplungsvorrichtung 62 auf, auf der die Ein- und Auslässe

63 und 64 derart angeordnet sind, dass sie mit dem Zentralverteilungskanal 58 und dem Sammelkanal 59 korrespondiert. Des weiteren ist am Ventilkörper 61 eine Verbindungsleitung 65 zur Verbindung mit dem Verbraucher vorgesehen, s Die Verbindung dieser Verbindungsleitung 65 mit dem Zentralverteilungskanal 58 bzw. dem Sammelkanal 59 in der Verteilerleiste 43 erfolgt über einen Steuerkolben 66, der über eine Kolbenstange mit einem Magnetanker 67 des Antriebes 60 verbunden ist. Die Verschiebung des Magnet-lo ankers 67 erfolgt unter wechselweiser Beaufschlagung der Spulenkörper 68, 69. Die elektrischen Ein- bzw. Ausgänge 70,71 zur Beaufschlagung der Spulenkörper 68, 69 sind am Antrieb 60 zu einer weiteren Kupplungsvorrichtung 72 zusammengefasst. Diese Kupplungsvorrichtung dient zur Verls bindung des Schalt-Moduls 40 mit diesen zugeordneten Steuer-Modul 41. Der Steuer-Modul 41 weist neben der Kupplungsvorrichtung 50 für die Überwachungsorgane eine Kupplungsvorrichtung 73, die durch einen Mehrfachstecker 74 gebildet sein kann, auf. Über diese Kupplungsvorrich-2o tung 73 ist der Steuer-Modul mit der Verteilerschiene 42 verbunden.

In Fig. 4 ist derselbe Schalt- und Steuer-Modul 40,41 wie in Fig. 3, jedoch in wesentlich vergrösserter, räumlicher Darstellung gezeigt. Überdies ist der Steuer-Modul 41 von der 25 Verteilerschiene 42 und vom Antrieb 60 des Schalt-Moduls 40 gelöst dargestellt. Weiters ist ersichtlich, dass der Antrieb

60 und der Ventilkörper 61 des Schalt-Moduls 40 ebenfalls voneinander gelöst werden können. Ausserdem ist auch der Ventilkörper 61 von der Verteilerleiste 43 distanziert darge-

30 stellt. Die strichlierten Linien 75 sollen zeigen, wie die einzelnen Teile des Schalt-Moduls 40 zusammenfügbar und überdies mit dem Steuer-Modul 41 verbindbar sind.

Aus dieser Darstellung sieht man sehr gut die verschiedenen Kupplungsvorrichtungen 62,72 und 73. So ist ersicht-35 lieh, dass die Kupplungsvorrichtung 62 für die Verbindung des Ein- und Auslasses 63,64 mit dem Zentralverteilungskanal 58 und dem Sammelkanal 59 durch in den Ein- und Aus-lass 63,64 eingesetzte Kupplungsstücke 76 und durch in die Verteilerleiste eingelassene Mundstücke 77 gebildet ist. Die 40 Verbindung zwischen dem Antrieb 60 und dem Ventilkörper

61 erfolgt beispielsweise über ein Montageelement 78, welches mit einem Gewinde zum Eindrehen in die Kolbenstange des Steuerkolbens 66 versehen sein kann. Die Kupplungsvorrichtungen 72 und 73 werden durch Mehrfachstecker ge-

45 bildet. Während bei der Kupplungsvorrichtung 72 die Einbzw. Ausgänge 70,71 des Antriebes 60 als Steckelemente 79 ausgebildet sind, bestehen die Gegenteile dieser Kupplungsvorrichtung 72 im Steuer-Modul 41 aus Buchsen 80. Etwas anders sind die Mehrfachstecker bei der Kupplungsvorrich-50 tung 73 und einer Kupplungsvorrichtung 81 ausgebildet. Mit letzterer ist der Einzelteil 48 der Verteilerschiene 42 mit den anschliessenden Einzelteilen 47 bzw. 49 verbindbar. In diesem Fall sind in den miteinander zu kuppelnden Teilen jeweils nur Buchsen 82 vorgesehen. Sind die zwei entsprechen-55 den Buchsen der beiden Teile einer Kupplungsvorrichtung 73,81 miteinander zu verbinden, so werden in eine der beiden Buchsen 82 Steckelemente 83 eingesetzt.

Diese variable Gestaltung der Kupplungsvorrichtungen 60 73 und 81 ermöglicht es, die in der Verteilerschiene 42 enthaltenen Steuerleitungen und Signalleitungen jeweils nur mit einzelnen der Steuer-Module 41 zu verbinden. Gleiches gilt selbstverständlich auch für die Ausnutzung der Steuerleitungen und Signalleitungen in der Verteilerschiene 42 selbst, 6s u.zw. bei der Verbindung nebeneinander angeordneter Einzelteile 47,48,49 bzw. der Verbindung mit dem diese Signalschiene 42 mit der zentralen Verbindungsleitung 27 verbindenden Mehrfachstecker 84 (Fig. 2).

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Zur Überwachung und Kontrolle bzw. zur Durchführung der Überwachungs- und Kontrollfunktion ist der Steuer-Modul 41 über eine Kupplungsvorrichtung 85 mit einem Überwachungs- und Kontroll-Modul 86 kuppelbar. Die Ausbildung der Kupplungsvorrichtung 85 kann entsprechend den Kupplungsvorrichtungen 72 oder 73 erfolgen. Weiter kann dieser Überwachungs- und Kontroll-Modul 86 mit einer Meldeeinrichtung 87 und Drucktasten oder Schaltern für Notfunktionen wie mit einer Taste 88 für «Not-Stop» versehen sein. Dazu ist der Überwachungs- und Kontroll-Modul 86 mit Schaltungsbauteilen ausgerüstet, die es ermöglichen, ausgehend von dem Eingangssignal der Überwachungsglieder 22,23, 29 und den Ausgängen der Steuer-und Signalleitungen, die in der Kupplungsvorrichtung 85 zusammengefasst sind, eine Anzeige der Stellung der Antriebe und bzw. oder der Bearbeitungs- und Montagevorrichtungen sowie der Teilezufördervorrichtungen auf der Meldeeinrichtung 87 durchzuführen. Gleichzeitig kann diese Anzeige selbstverständlich auch auf den Meldeeinrichtungen 34 und 36 der zentralen Kontrolleinheit 28 bzw. der Überwachungsund Kontrollvorrichtung 35 erfolgen. Es ist aber nicht zwingend, diese Überwachungs- und Kontroll-Module 86 jedem Steuer-Modul 41 zuzuordnen. Die einer Arbeitsstation zugeordneten Überwachungs- und Kontroll-Module 86 können auch in der Überwachungs- und Kontrollvorrichtung bzw. in der Kontrolleinheit 28,35 angeordnet werden, um einer Bedienungsperson den jeweiligen Montageschritt, bei dem es zur Unterbrechung des Arbeitsablaufes gekommen ist, anzuzeigen.

In Fig. 5 ist ein vereinfachtes schematisches Blockschaltbild der Schalt- und Steuer-Module 39,40; 41, die auf den Einzelteilen 44,45,47,48 der Verteilerleiste 43 bzw. der Verteilerschiene 42 - Fig. 2 - angeordnet sind, mit den diesen zugeordneten Antrieben 8,21 sowie Überwachungsgliedern 22,23 und 29 dargestellt. Einem der Steuer-Module 41, welcher dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten entspricht, ist der Überwachungs- und Kontroll-Modul 86 zugeordnet.

Die Verteilerleiste 42 umfasst zwei verschiedene Leitungsstränge, u.zw. die Verbindungsleitungen 89 und die Verbindungsleitungen 90. Die Verbindungsleitungen 89 dienen dazu, um Informationen bzw. Schalt-Befehle von der Kontrolleinheit 28 bzw. von der Überwachungs- und Kontrollvorrichtung 35 und von entfernt liegenden anderen Überwachungsorganen od. dgl. den Optokopplern 91 der Steuer-Module 41 zuzuführen. Wie ersichtlich, werden die einzelnen Verbindungsleitungen 89 und 90 im Bereich der Kupplungsvorrichtungen 81 zwischen den Einzelteilen der Verteilerschiene mittels der in Fig. 4 beschriebenen Steckelemente 83 verbunden.

Damit können gewisse Informationen nur zu bestimmten Steuer-Modulen 41 übertragen werden. Beispielsweise können die Informationen in der mittleren Verbindungsleitung 90 nur bis zum letzten dargestellten Steuer-Modul 41 übertragen werden, da durch das Fehlen eines Steckelementes 83 eine Weiterleitung dieser Informationen an die nachgeschalteten Steuer-Module 41 nicht mehr möglich ist. Gleichermassen können die den Steuer-Modulen 41 zugeführten Informationen durch die Anzahl der Steckelemente in den Kupplungsvorrichtungen 73 zwischen den Steuer-Modulen und der Verteilerschiene 42 festgelegt werden. Die Verteilerschiene 42 dient im dargestellten Ausführungsbeispiel gleichzeitig auch als zentrale Verbindungsleitung 27, da der besseren Übersichtlichkeit wegen die Kontrolleinheit 28 und die Überwachungs- und Kontrollvorrichtung mit ihren Anschlüssen direkt in die Verteilerschiene 42 eingebunden sind.

Die Verbindungsleitungen 90 dienen in Ergänzung der Verbindungsleitungen 89 dazu, um direkte Informationen zwischen den Logikelementen der einzelnen Steuer-Module zu übertragen. Diese Logikelemente 92 können durch integrierte elektronische Bauteile sowohl in Analog-, als auch in Digitaltechnik oder aber auch durch einen Mikro-Prozessor gebildet sein. Diesen Logikelementen 92 sind dann Endver-5 stärkerstufen 93 nachgeordnet, über die Informationen aus den Logikelementen 92 wieder in die Verbindungsleitungen 89 zur Übermittlung an die Kontrolleinheit 28 bzw. die Überwachungs- und Kontrollvorrichtung 35 oder andere Steuer-Module und an die Antriebe 8,21 od. dgl. der Ferti-10 gungsanlage 1 übermittelt werden können. Ausserdem werden über diese Endverstärkerstufen 93 die Signale zur Betätigung der Schalt-Module 40 aufbereitet und verstärkt.

Gleichermassen werden die Eingangssignale von den Überwachungsgliedern 22,23,29, die beispielsweise durch i5 berührungslose Näherungsschalter gebildet sein können,

über die Optokoppler 91 den Logikelementen 92 zugeführt.

Durch diese Anordnung ist es nunmehr möglich, dass jedem Schalt-Modul 40, also jedem Druckmittelventil 51, eine eigene Logik zugeordnet ist. Somit entspricht der Aufwand 20 der Steuervorrichtung ziemlich exakt den erforderlichen Steuerfunktionen, da die den Schalt-Modulen 40 zugeordneten Steuer-Module 41 in ihrem Umfang auf die aus der Praxis bekannten erforderlichen Mindestbauteile abgestellt werden können. Sicherlich wird man, um eine möglichst univer-25 seile Nutzung völlig gleicher Steuer-Module zu gewährleisten, über den unbedingt notwendigen Bedarf hinausgehend weitere Schaltelemente vorsehen, so dass eine gewisse Reserve für komplizierte Steuervorgänge mit einer komplizierten Verkettung gegeben ist.

30 Wie aber bereits die Darstellung in Fig. 5 zeigt, ist es auch ohne weiteres möglich, an Stelle der Anordnung von je einem Steuer-Modul 41 für jedes Schalt-Modul 39 bzw. 40 beispielsweise jeweils 5 Stück Schalt-Module 39,40 nur ein Steuer-Modul 41 - welcher dann entsprechend umfangrei-3S eher ausgestattet ist - zuzuordnen. In jedem Fall bleibt daher aber der überraschende Vorteil bestehen, wonach mit dieser Kombination von Steuer- und Schalt-Modulen die jeweils erforderlichen Steuer- und Schaltorgane möglichst nahe bei den Antrieben bzw. Verbrauchern angeordnet werden kön-40 nen. In Verbindung mit den sehr vielfaltigen Kupplungsvorrichtungen 81,73,72 ergibt sich dann weiters auch ein sehr übersichtlicher und mit geringem Aufwand herstellbarer Aufbau der gesamten Steuereinrichtung, die auch nachträglich ohne grossen Aufwand rasch erweitert werden kann. Im 4S vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Schalt-Module 39,40 nur als Druckmittelventile 51 bzw. als ein elektrisches Starkstrom-Schaltglied 94, Steuerschütz, Relais od. dgl. dargestellt. Es ist aber für den Fachmann ohne weiteres möglich, die erfindungsgemässe Lösung auch auf die Betätigung 50 und Überwachung beliebig anderer Schalt- und Betätigungsorgane abzustimmen.

Besonders vorteilhaft ist dann weiter auch die Verbindung der Steuer-Module 41 mit den Überwachungs- und 55 Kontroll-Modulen 86, wie einer beispielsweise in Fig. 5 dargestellt ist. Durch die Verbindung dieses Überwachungsund Kontroll-Moduls 86 mit einem in der Druckmittelzuleitung 95 zum Antrieb 21 angeordneten Druckwächter 96 und ein dem elektromagnetischen Antrieb 60 zugeordnetes Über-6o wachungsorgan, deren Ausgangssignale über den Optokoppler 91 dem Überwachungs- und Kontroll-Modul 86 zugeführt werden, ist es bei einer Weiterleitung der Ausgangssignale des Moduls 86 über die Endverstärkerstufe 93 an die Kontrolleinheit 28 bzw. die Überwachungs- und Kontroll-65 Vorrichtung 35 ohne weiteres möglich, bei einer Störung den jeweiligen Grund optisch direkt anzuzeigen. Beispielsweise kann bei Mitverwendung eines Mikro-Computers der tatsächliche Fehler ausgedruckt werden.

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Wird z. B. nach einem Beaufschlagen des Antriebes 60 und eines Ansprechens des Druckwächters 96 eine gewisse Zeitspanne danach kein Ausgangssignal vom Überwachungsglied 22 abgegeben, so kann an der Meldeeinrichtung 34 bzw. 36jeweils ausgedruckt werden, Antrieb 21 nicht ausgefahren, Überwachungsglied 22 nicht erreicht. Damit kann die Bedienungsperson dann gezielt die Behebung der Störung einleiten. Dadurch wird wertvolle Zeit bis zum Auffinden des Fehlers eingespart und es können die Stillstände einer Fertigungsanlage sehr stark verringert werden.

In Fig. 6 ist zur Erläuterung eines möglichen Funktionsablaufes ein Steuer-Modul 41 mit seinem Optokoppler 91, dem Logikelement 92 und der Endverstärkerstufe 93 in grösserem Massstab dargestellt. Das Logikelement 92 umfasst Steuerbauteile 97 und Verknüpfungsbauteile 98. Die Steuerbauteile 97 werden beispielsweise durch einen Inverter 99 und eine Zeitstufe 100 gebildet, während die Verknüpfungsbauteile 98 durch Und-Glieder 101,102,103 und ein Oder-Glied 104 gebildet werden. Wird nun beispielsweise der Eingang 105 mit einem Signal von der Verbindungsleitung 89 beaufschlagt, so nimmt über den Optokoppler 91 die eine Zuleitung zum Und-Glied 101 den Schaltzustand L an. Bei diesem Signal kann es sich beispielsweise um einen Startbefehl von der Kontrolleinheit 28 handeln. Wird auch der Eingang 106 über eine Verbindungsleitung 90 beaufschlagt, so nimmt auch der zweite Eingang des Und-Gliedes 101 den Signalzustand L an. Somit nimmt auch der Ausgang des Und-Gliedes 101 den Zustand L an. Dieser Schaltzustand L am Ausgang des Und-Gliedes 101 oder ein Schaltzustand L am Eingang 107, beispielsweise bedingt durch einen Startbefehl eines anderen Steuer-Moduls 41 über eine Signalleitung 90 ergibt am Ausgang des Oder-Gliedes 104 den Schaltzustand L. Sollte der Eingang 108, der mit einer Verbindungsleitung 89, die von der Kontrolleinheit kommt, verbunden ist, für eine Zeit T1 = 0 sein - beispielsweise um eine überschneidende Arbeitsoperation eines anderen Steuer-Moduls abzuwarten - so wird über den Inverter 99 nach der Zeit T1 der Ausgang der Zeitstufe 100 den Schaltzustand L einnehmen. Da nun beide Eingänge am Und-Glied 102 dann den Schaltzustand L aufweisen, so liegt am Ausgang dieses Und-Glie-des ebenso ein L-Signal vor, welches über die Endverstärkerstufe 93 zur Betätigung eines Druckmittelventils 51 verstärkt werden wird. Das L-Signal am Ausgang des Und-Gliedes 102 und ein Signal am Eingang 109 der über eine Verbindungsleitung 110 mit dem Überwachungsglied 22 verbunden ist, bewirkt nach Durchlaufen des Optokopplers einen Schaltzustand L in der nachfolgenden Signalleitung. Damit liegt an beiden Eingängen des Und-Gliedes 103 der Schaltzustand L vor, und das dadurch bewirkte Ausgangssignal L wird über die Endverstärkerstufe 93 dem Ausgang 111 des Steuer-Moduls 41 zugeführt und über eine Verbindungsleitung 89 an die Kontrolleinheit 28 bzw. die Überwachungsund Kontrollvorrichtung 35 weitergeleitet.

Nach Ablauf der bei der Zeitstufe 100 eingestellten Zeit nimmt deren Ausgang den Schaltzustand L an, der über die Endverstärkerstufe 93 verstärkt und über den Ausgang 112 und über eine anschliessende Verbindungsleitung 89 zur Vollzugsmeldung, beispielsweise dem Überwachungs- und Kontroll-Modul 86 zugeführt werden kann.

Im folgenden soll nun auch die Funktion des Überwa-chungs- und Kontroll-Moduls 86 anhand einer möglichen Ausführungsform eines solchen Moduls, wie er in Fig. 6 dargestellt ist, erläutert werden. Der Überwachungs- und Kon-troll-Modul 86 umfasst einen Inverter 113, ein Und-Glied 114 und eine Zeitstufe 115. Der Druckwächter 96 ist über eine Leitung 116 mit dem Eingang 117 des Steuer-Moduls 41 verbunden. Über den Optokoppler 91 ist der Eingang 117 mit dem Und-Glied 114 im Modul 86 verbunden. Dieses

Und-Glied 114 weist einen weiteren Eingang auf, der über den Inverter 113 und einen Optokoppler 91 mit dem Eingang 109 des Steuer-Moduls 41 verbunden ist. Der dritte Eingang des Und-Gliedes 114 steht mit dem Ausgang des s Und-Gliedes 102 des Steuer-Moduls 41 in Verbindung. Der Ausgang des Und-Gliedes ist über eine Zeitstufe und den Verstärker der Endverstärkerstufe 93 mit einem Ausgang 118 des Steuer-Moduls verbunden.

Die Funktion dieses Überwachungs- und Kontroll-lo Moduls 86 zur Anzeige des jeweiligen Bewegungszustandes des Antriebes 21 bzw. der Handhabungsvorrichtung 14 ist nun folgendermassen: Wird über den Ausgang des Und-Gliedes 102 und den Endverstärker der Endverstärkerstufe 93 der Antrieb 60 des Druckmittelventils 51 beaufschlagt, so 15 wird gleichzeitig einer der drei Eingänge des Und-Gliedes 114 mit einem Eingangssignal belegt. Offnet nun das Druckmittelventil 51 und das Druckmittel kommt von der Energieversorgungseinheit in die Zylinderkammer des Antriebes 21, so wird dieser Druckwechsel mit dem Druckwächter 96 fest-20 gestellt und vom Druckwächter über die Verbindungsleitung 116 ein Ausgangssignal an den Eingang 117 des Steuer-Moduls 41 übermittelt. Dieses Signal durchläuft den Optokoppler 91 und gelangt zu einem weiteren Eingang des Und-Gliedes 114. Da zu diesem Zeitpunkt das Überwachungs-25 glied 22 nicht betätigt ist, herrscht in der Eingangsleitung zum Inverter 113 ein Null-Signal vor. Damit liegt am Ausgang des Inverters 113 der Schaltzustand L vor. Dies bewirkt, dass alle drei Eingänge des Und-Gliedes 114 mit einem Signal beaufschlagt sind und dementsprechend, also un-30 mittelbar nach Auftreten des Ausgangssignals am Druckwächter 96 das Und-Glied 114 durchgeschaltet und ein Signal an die Zeitstufe 115 weitergibt, mit welchem der Start-Impuls für die Zeitermittlung gegeben wird. Erreicht nun der Zylinder nach einer vorgegebenen Zeitspanne, die er für die 35 Bewegung der Kolbenstange benötigt, nicht das Überwachungsglied 22 bzw. spricht dieses nicht an, so wird nach Ablauf der eingestellten Zeitspanne ein Ausgangssignal an einen Verstärker der Endverstärkerstufe 93 weitergegeben und dieses Signal wird über den Ausgang 118 den Meldeein-40 richtungen 34, 36 oder 87 auf der Kontrolleinheit 28 der Überwachungs- und Kontrollvorrichtung 35 bzw. dem Überwachungs- und Kontroll-Modul angezeigt. Dieses Signal kann gleichzeitig auch die Anzeige oder den Ausdruck des tatsächlichen Fehlerzustandes bewirken. Im vorliegen-45 den Fall würde der Computer ausdrucken: Antrieb 21 betätigt, Überwachungsglied 22 nicht erreicht. Damit kann die Bedienungsperson sofort gezielt an die Behebung des Schadens herangehen und die Stillstandszeiten einer solchen Fertigungsanlage 1 können sehr kurz gehalten werden.

so Die vorstehend erläuterte Ausbildung eines Überwachungs- und Kontroll-Moduls 86 ist jedoch keinesfalls beschränkend. Es sollte vielmehr nur anhand eines Beispiels eine mögliche Funktion zum besseren Verständnis des Erfindungsgegenstandes dargelegt werden. Selbstverständlich 55 wird man in der Praxis dann den Überwachungs- und Kontroll-Modul auch derart ausbilden, dass bei einem Ausbleiben des Signals vom Druckwächter 96 auf den Meldeorganen ausgedruckt wird: Antrieb 60 des Druckmittelventils 51 beaufschlagt, kein Druck in der Zuleitung zum Antrieb 21. 60 Der Grad der Verfeinerung der Überwachungs- und Kontrollfunktionen wird jeweils vom Schwierigkeitsgrad der Maschine und von der erwünschten maximalen Behebungszeit für einen Schaden bestimmt werden. Es ist einerseits möglich, dass jeweils nur an jenen Arbeitsstationen zwei 65 oder drei oder vier solcher Überwachungs- und Kontroll-Module 86 vorgesehen werden, die für die Durchführung der Arbeitsoperationen im Zuge dieser Fertigungsanlage den grössten Zeitraum benötigen. Naturgemäss wird sich näm-

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lieh eine Störung bei einer solchen Station viel stärker auf die Gesamtleistung der Fertigungsanlage auswirken, als eine Störung an einer Arbeitsstation, deren Zeitbedarf wesentlich kürzer ist. Wird nämlich die Fördervorrichtung 7 mit einer losen Verkettung der Werkstückträger 10 ausgerüstet, so kann bei Störungen in Arbeitsstationen, deren Zeitbedarf unter dem Limit liegt, und der in der Maschine durch die lose Verkettung gegebenen Speicherfunktionen ein Gesamtstillstand der Maschine eher verhindert werden als bei Arbeitsstationen, deren Zeitaufwand am oberen Limit liegt.

In Fig. 7 ist gezeigt, dass auch für eine Gruppe von Ventilen 119, die auf einer gemeinsamen Verteilerleiste 120 angeordnet sein können, nur ein Steuer-Modul 121 mit einem diesem zugeordneten Überwachungs- und Kontroll-Modul 122 vorgesehen sein kann. Die Verbindung des Steuer-Moduls 121 mit dem Überwachungs- und Kontroll-Modul 122 kann mit einer durch Mehrfachstecker gebildeten Kupplungsvorrichtung 123 erfolgen, während die Verbindung mit den Antrieben 124, die gemeinsam mit den Ventilen 119 Schalt-Module 125 bilden, über eine Kupplungsvorrichtung 126 mit Mehrfachsteckern 127 erfolgen kann. Die Schalt-Module 125 können auf der Verteilerleiste 120, die vorzugsweise für die Aufnahme von jeweils 3,6, 9 oder 10 Schalt-Modulen 125 ausgebildet ist, zu einer Schalt-Modul-Gruppe zusammengefasst, jedoch einzeln abnehmbar angeordnet sein.

In Fig. 8 ist ein Schalt-Modul 129 dargestellt, der eine Trägerplatte 130 aufweist, in der mehrere Antriebe 131 und Ventilkörper 132 eingebaut sind. Die Antriebe 131 und die Ventilkörper 132 können, um bei einem Schaden an einem der Ventilkörper bzw. Antriebe nicht die gesamte Trägerplatte 130 wechseln zu müssen, ggf. auch zu einem jeweils eigenen Bauteil 133 und 134 zusammengefasst sein. In solch einem Fall wäre dann bei einem Schadensfall an einem der Antriebe 131 entweder der Bauteil 133 mit den 6 Antrieben oder, falls die Antriebe 131 und die Ventilkörper 132 auf der gemeinsamen Trägerplatte 130 angeordnet sind, die gesamte Trägerplatte 130 auszutauschen.

Diese Lösung bietet den Vorteil, dass gegenüber der Aus-führungsform gemäss den Figuren 2, 3 und 4 mit wesentlich weniger Kupplungsvorrichtungen das Auslangen gefunden werden kann. Damit kann aber die Störanfälligkeit vermindert werden, da vor allem solche Kupplungsvorrichtungen durch Leckstellen bzw. schlechte Kontakte eher zu Störungen neigen. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform gemäss Fig. 8 liegt darin, dass bei Anordnung der Anschlüsse für die Verbindungsleitungen 135 und die Druckluftzufuhr von der Energieversorgungseinheit 5 bzw. des Abluftkanals in einer, die Trägerplatte 130 aufnehmenden Verteilerleiste 136, die Installation der Verbindungsleitungen bzw. Druck-luftversorgungs- und Steuerleitungen unabhängig von dem Vorhandensein der Schalt-Module 129 erfolgen kann.

Die Verbindung der Trägerplatte 130 bzw. des Bauteils 133 mit dem diesen zugeordneten Steuer-Modul 137 erfolgt über eine Verteilerschiene 138, in der die Mehrfachstecker 139 zur Verbindung der Antriebe 131 mit dem Steuer-Modul 137 angeordnet sind. Die Verteilerschiene 138 ist über ein Mehrfachkabel mit einem Mehrfachstecker 140 verbunden, der unmittelbar auf dem Steuer-Modul 137 oder eine diesen Steuer-Modul aufnehmende Trägerplatte 141 aufgesteckt ist. Ist eine Trägerplatte 141 vorgesehen, so ist sowohl der Steuer-Modul 137 als auch ein evtl. vorgesehener Überwachungs* und Kontroll-Modul 142 auf der Trägerplatte 141 unabhängig aufgesteckt. Die zum Betrieb der Maschine bzw. der einzelnen Vorrichtungen vorgesehenen Überwachungsorgane, beispielsweise elektromagnetische Näherungsschalter, Begrenzungsanschläge bzw. Endschalter oder dgl. können auf einem eigenen Steckerfeld 143 ebenfalls direkt auf der Trägerplatte 141 angeschlossen werden. Die Verbindung der Trägerplatte 141 mit einer zentralen Kontrolleinheit kann über einen Mehrfachstecker und über eine zentrale Verbindungsleitung 144 erfolgen. Die Verwendung einer 5 Trägerplatte 141 auch für den Steuer-Modul 137 eröffnet die Möglichkeit, dass die Installation bzw. die Herstellung der Verbindungsleitungen erfolgen kann, ohne dass der Steuer-Modul 137 und der Überwachungs- und Kontroll-Modul 142 bereits montiert sind. Damit sind aber auch bei War-lo tungsarbeiten bzw. bei einem erforderlichen Austausch dieser Module keine Verbindungsleitungen zu lösen, sondern es ist nur der schadhafte Modul abzuziehen und ein neuer Modul aufzustecken. Damit kann der erforderliche Zeitaufwand für solche Wartungsarbeiten wesentlich vermindert werden. i5 Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfindung möglich, dass die beiden Trägerplatten 141 und 130 für eine bestimmte Anzahl von Ventilkörpern und Antrieben bzw. elektrischen Schaltorganen, wie Relaiskontakte und diesen zugeordnete Magnetanker ausgebildet sein können. Bevorzugt 20 können hierbei Baugruppen mit 3,6 oder 9 Antrieben bzw. Ventilkörper oder Schaltorgane zur Verwendung gelangen. Es ist nämlich insgesamt sowohl für die Ersatzteilhaltung als auch bei einer Maschine günstiger, genormte Baueinheiten mit beispielsweise 3, 6 oder 9 zu einem Block bzw. Schalt-25 Modul oder Steuer-Modul zusammengefassten Antrieben, Ventilkörpern bzw. Schaltorganen zu verwenden, auch wenn im gegebenen Anwendungsfall nicht alle dieser Antriebe bzw. Ventilkörper oder Schaltorgane benötigt werden. Überdies wird bei einer solchen Anordnung eine gewisse Re-30 serve gebildet, sodass bei der nachträglichen Anordnung eines weiteren Antriebes nicht noch zusätzliche aufwendige Installationsarbeiten erforderlich sind.

Um den Steuer-Modul 137 möglichst universell zu gestalten, ist es auch möglich, in seinem Gehäuse 145 mehrere aus-35 wechselbare, d.h. steckbare Printkarten 146 vorzusehen, so dass die Aufarbeitung beschädigter Steuer-Module einfacher und rascher durchgeführt werden kann, und das Gehäuse 145 auch für Steuerungs-Module mit unterschiedlicher Steuerungscharakteristik verwendet werden kann. 40 Es sei hierzu erwähnt, dass beispielsweise auch das Gehäuse 147 des Steuer-Moduls 41 in Fig. 4 mit mehreren auswechselbaren Printkarten 148 versehen sein kann. Des weiteren ist in Fig. 4 als Variante auch angedeutet, dass auch bei diesem Ausführungsbeispiel die Verbindungsleitung 65 bzw. 45 die Kupplungsvorrichtung 50 nicht unmittelbar im Ventilkörper 61 bzw. am Steuer-Modul 41 angeordnet sein muss, sondern beispielsweise auch in der Verteilerleiste 43 angeordnet sein kann, so dass bei einem Austausch des Ventilkörpers 61 diese mit der Verbindungsleitung 65 bzw. den Überwa-50 chungsorganen verbundenen Verbindungsleitungen nicht gelöst werden müssen.

Im Rahmen der Erfindung ist es aber auch weiter möglich, dass, wie in Fig. 7 angedeutet, der Steuer-Modul 121 und der Überwachungs- und Kontroll-Modul 122 auf einer 55 gemeinsamen Trägerplatte angeordnet sind, auf der ebenfalls ein Steckerfeld für die Überwachungsorgane und ein Anschluss für einen Mehrfachstecker für eine zentrale Verbindungsleitung und die Anschlüsse für die Verbraucher, wenn es sich bei den Schalt-Modulen um mit elektrischen 60 Antrieben versehene Schaltorgane, beispielsweise Relais oder dgl. handelt, versehen sein kann.

Gemäss einer weiteren Ausführungsvariante des in Fig. 6 dargestellten Schaltbildes ist es möglich, dass die mit den Eingängen 105 und 108 verbundenen Verbindungsleitungen 65 89 über einen Eingang-Umsetzbauteil 149 mit der zentralen Verbindungsleitung 27 verbunden sind. Ebenso kann der Ausgang 108 über einen Ausgang-Umsetzbauteil 150 mit der zentralen Verbindungsleitung 27 verbunden sein.

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Diese Eingang- und Ausgang-Umsetzbauteile 149,150 können als Sammler und Umsetzer der Eingangs- bzw. Ausgangssignale zum bzw. vom Steuer-Modul 41 ausgebildet sein. Als Eingang- und Ausgang-Bauteile können Analog-Digitalkonverter bzw. Umwandler von elektrischen in elek-tro-optische Signale verwendet werden. Mit letztgenannten Bauteilen ist es möglich, die Informationen als Lichtimpulse über grössere Strecken und ohne wesentliche Störungen bei Kupplungsvorrichtungen zu übermitteln.

Um eine gebündelte Informationsübertragung zwischen den Steuer-Modulen 41 und der zentralen Kontrolleinheit 28 zu ermöglichen, können zwischen diesen Eingang- und Aus-gang-Umsetzbauteilen 149,150 sowie der zentralen Verbindungsleitung 27 Zwischenspeicher 151 angeordnet sein.

Abschliessend sei festgehalten, dass die vorliegende Erfindung keinesfalls auf die in den einzelnen Ausführungsbeispielen beschriebenen Schalt- und Verknüpfungsbauteile beschränkt ist, sondern vielmehr alle im Stand der Technik bekannten Bauteile zur Verwirklichung des erfmdungsgemäs-sen Zieles eingesetzt werden können. Gleiches gilt auch für die Schalt-Module, deren Schaltorgane in Abstimmung auf die jeweils zu steuernden Antriebe, sowohl durch Ventile als auch durch elektrische Schaltorgane gebildet werden können. Diese Schaltorgane können sich in elektromagnetische Antriebe und Kontaktblöcke oder in ähnliche Einrichtungen unterteilen.

Desgleichen ist die erfindungsgemässe Einrichtung zur Steuerung bzw. Überwachung von Maschinen nicht nur bei Fertigungsanlagen, sondern bei den verschiedensten Arten von Maschinen, Fahrzeugen und dgl., also überall dort einsetzbar, wo es bei einer hohen Beanspruchung der Steuerbzw. Überwachungseinrichtung auf einen geringen Montageaufwand und auf eine rasche Instandsetzung ankommt. Als besonders bevorzugte Anwendungsgebiete sind hier vor allem die Verpackungsmaschinen, Strassen-, Schienen- und Luftfahrzeuge, sowie die verschiedensten hochbelasteten Arbeitsmaschinen zu sehen.

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4 Blatt Zeichnungen

Claims

655 034 PATENTANSPRÜCHE

1. Einrichtung an einer Maschine zur Steuerung bzw. Überwachung mit Steuervorrichtungen, die Steuer-Module mit gleichartigem Grundaufbau sowie diesen nachgeordnete Schalt-, Regel-, Überwachungsorgane für die Antriebe der Maschine und/oder der dieser zugeordneten Bearbeitungsbzw. Montagevorrichtung umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalt-, Regel-, Überwachungsorgane durch Schalt-Module (39,40,125,129) gebildet sind und sowohl den steckbaren Steuer-Modulen (41,121,137) als auch den steckbaren Schalt-Modulen (39,40,125,129) Kupplungsvorrichtungen (50,62,72,73, 81, 85,123,126) zugeordnet sind, wobei die Kupplungsvorrichtungen untereinander lösbar und auswechselbar verbunden sind.

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2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die steckbaren Steuer-Module (41,121,137) auf einer Verteilerschiene (42) oder einer Trägerplatte (141) steckbar angeordnet sind, auf welcher die Kupplungsvorrichtungen (50, 73, 81) zum Anschluss von Verbindungsleitungen (27, 89,90,144) zu anderen steckbaren Steuer-Modulen (41, 121,137), zu einer Energieversorgungseinheit (5), zu einer Kontrolleinheit (28), zum steckbaren Schalt-Modul (39,40, 125,129), zu einem Überwachungs- und Kontroll-Modul (86,121,142) oder ein Steckerfeld (143) für den Anschluss von Überwachungsgliedern (23,29) angeordnet sind.

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auswechselbar einsetzbaren Printkarten (146,148) angeordnet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Verteilerschiene (42,138) oder die Trägerplatte (141) mit den Steuerleitungen (89) und Meldeleitungen (90) ein zentrales Verbindungsleitungssystem (27) zwischen den steckbaren Steuer-Modulen (41,121,137) oder einer Steuer-Modul-Gruppe und gegebenenfalls der Kontrolleinheit (28) gebildet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerschiene (42,138) aus mehreren lösbaren und auswechselbaren Einzelteilen (47,48,49) besteht, wobei die Verbindung der einzelnen Steuerleitungen zwischen diesen Einzelteilen über bedarfsweise einsetzbare Steckelemente (83) erfolgt.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die steckbaren Schalt-Module (39,40,125,129) und/oder die eine Trägerplatte (130) oder Bauteile (133, 134) derselben auf einer Verteilerleiste (43,36) aufsteckbar angeordnet sind, auf der die Kupplungsvorrichtungen (62) zum Anschluss der Verbindungsleitungen (65, 52) zu anderen steckbaren Schalt-Modulen zur Energieversorgungseinheit (5) und/oder zu den Antrieben (8,21,37) der Fertigungsanlage (1) angeordnet sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittelzufuhr- und Druckmittelrücklaufleitungen (58, 59) für die Ventilkörper (61) und/oder die Verbindungsleitungen zu den Schaltgliedern (94) in der Verteilerleiste (43,136) angeordnet sind, und dass diese Verteilerleiste (43,136) mit den Mundstücken (77) der Steckkupplungen ausgebildet ist, die auf die in den Ventilkörpern und/ oder Schaltgliedern (94) vorgesehenen Kupplungsstücke (76) dieser Steckkupplungen ausgerichtet sind, wobei die Verteilerleiste (43,136) zur Aufnahme mehrerer Ventilkörper (61) bzw. Schaltglieder (94) ausgebildet ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der steckbare Schalt-Modul (40) aus einem Schaltventil (51) mit Grundschaltfunktionen, insbesondere einem 3/2 Wegeventil mit einem elektrischen Antrieb (60), und mit den Kupplungsvorrichtungen (62) besteht, auf welchen zur gleichzeitigen Verbindung die Druck-mittel-Ein- und Auslässe (63,64) sowie die Ein- und Ausgänge (70,71) der elektrischen Steuerleitungen zusammengefügt angeordnet sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppen des aus dem elektrischen Antrieb (60) und dem Ventilkörper (61) bestehenden Schalt-Moduls (40), die untereinander über korrespondierende, lösbare s Montageelemente (78) auswechselbar verbunden sind.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Ventilkörper (132) und Antriebe (131) oder elektrische Schaltglieder in einem gemeinsamen steckbaren Schalt-Modul (129) angeordnet sind,

io wobei vorzugsweise diese Ventilkörper (132) und Antriebe (131) jeweils in einem eigenen Bauteil (133,134) des Schalt-Moduls (129) zusammengefasst sind.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass den steckbaren Schalt-Modulen i5 (39,40,125, 129) oder einer Schalt-Modul-Gruppe (128) im steckbaren Steuer-Modul (41,121,137) angeordnete, programmierbar ausgebildete, elektrische und/oder elektronische Steuerbauteile (97) zur Steuerung von den elektrischen, pneumatischen und/oder hydraulischen Antrieben (60) und/ 20 oder Schaltgliedern (94) zugeordnet sind.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass den steckbaren Schalt-Modulen (39,40,125,129) und den an der Arbeitsmaschine oder an den Arbeitsstationen (2,3,4) vorgesehenen Überwachungs-

25 gliedern (22,23,29) in dem steckbaren Steuer-Modul (41, 121,137) angeordnete, elektrische oder elektronische Verknüpfungsbauteile (98) zugeordnet sind.

12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei den Kupplungsvorrichtungen mehre-

30 rer steckbarer Schalt-Module (39,40,125,129) am einzigen Steuer-Modul (41,121,137) ein als gemeinsame Kupplungs-vorrichtungsgruppe dienender Mehrfachstecker (127,140) angeordnet ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, da-35 durch gekennzeichnet, dass am steckbaren Steuer-Modul

(41,121) eine weitere Kupplungsvorrichtung (50) angeordnet ist, an der die elektrischen Steuerleitungen (110) für die Überwachungsglieder (22,23,29) angeschlossen sind.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, da-40 durch gekennzeichnet, dass der steckbare Steuer-Modul (41,

121,137) mit einer zentralen Kupplungsvorrichtung (73) ausgebildet ist, an der die mit der zentralen Verbindungslei-tung (27) zu verbindenden Steuer-, Überwachungs- und Versorgungsleitungen (89,90) angeschlossen sind. 45

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der eine steckbare Steuer-Modul (41,121) für die Steuerung mehrerer steckbarer Schalt-Module (39,40,125) mit einem Mikro-Prozessor ausgebildet ist, wobei die Mikro-Prozessoren der Steuer-50 Module über die zentrale Verbindungsleitung (27) von der Kontrolleinheit (28) über Zeitimpulse synchronisiert sind.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsvorrichtungen der steckbaren Steuer-Module (121) an einem Ausgang eines 55 Ausgang-Umsetzbauteiles (150) und einem Eingang eines Eingang-Umsetzbauteiles (149) der steckbaren Steuer-Module (121) anliegen und über das zentrale Verbindungsleitungssystem (27) mit der Kontrolleinheit (28) verbunden sind, und dass der Ausgang-Umsetzbauteil (150) als Samm-6o 1er und Umsetzer der Ausgangssignale vom steckbaren Steuer-Modul und der Eingangs-Umsetzbauteil (149) zur Aufteilung der Befehlssignale auf die einzelnen Bauteile des steckbaren Steuer-Moduls (121) oder der unterschiedlichen Steuer-Module ausgebildet ist.

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17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass als Steuerbauteile (97) und Verknüpfungsbauteile (98) integrierte Schaltkreise auf in das Gehäuse (145, 147) der steckbaren Steuer-Module (41,121)

18. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingang- und/oder Ausgang-Umsetzbauteile (149,150) mit Verstärkerstufen (93), z.B. mit Optokopplern (91), oder mit Vorrichtungen zum Umsetzen von Steuersignalen, z.B. mit einem elektrooptischen Wandler oder einem Analog-Digitalkonverter, ausgebildet sind.

19. Einrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Eingang-Umsetzbauteil (149) und/oder dem Ausgang-Umsetzbauteil (150) und dem zentralen Verbindungsleitungssystem insbesondere zeitabhängig gesteuerte Zwischenspeicher (151) angeordnet sind.

20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Stecker (127) der Kupplungsvorrichtungen (73, 81) mit bedarfsweise einsetzbaren Steckelementen (83) ausgebildet sind.

21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsvorrichtungen (62) für die Druckmittel-, Steuer- und Überwachungs- und Versorgungsleitungen (58,59) jeweils als Steckkupplungen mit einem Mundstück (77), welches beim Lösen des Kupplungsstückes (76) selbsttätig druckdicht verschliessbar ist, und mit einem Kupplungsstück (76) ausgebildet sind.

22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsglieder (22, 23,29) und/oder die Antriebe (8,21,37) der Arbeitsmaschine und/oder die dieser zugeordneten Bearbeitungs- bzw. Montagevorrichtungen (13) insbesondere über einen steckbaren Steuer- und Schalt-Modul (41,121,137; 39,40,125, 129) mit dem Überwachungs-Modul (86,121,142) verbunden sind, dessen Schaltglieder bei einer Nicht-Belegung eines Ausganges eines Überwachungsgliedes (22,23,29) und/oder Antriebes (8,21, 37) oder bei Eingang eines Störsignales am Eingang einer Meldeeinrichtung (34, 36, 87) die Stellung der Antriebe und/oder der Bearbeitungs- und Montagevorrich-tungen (13) anzeigen.

23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungs-Module (86, 121,142) über weitere Kupplungsvorrichtungen mit den steckbaren Steuer-Modulen (41,121,137) verbunden und über diese steckbaren Steuer-Module (41,121,137) und Steuerleitungen mit den Meldeeinrichtungen (34, 36, 87) in der zentralen Kontrolleinheit (28) verbunden sind.