DE4229834C2 - Verfahren und Einrichtung zum elektrischen Verarbeiten von Vakuumdruckinformation für eine Vakuumeinheit - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zum elektrischen Verarbeiten von Vakuumdruckinformation für eine Vakuumeinheit

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum elektrischen Verarbeiten von Vakuumdruck­ information, welche für die Verwendung in einer Vakuumeinheit geeignet ist.
Eine Vakuumeinheit wird in einem Zustand eingesetzt, in welcher sie bspw. mit einem Saugpolster oder einer Saugglocke zum Anziehen und Transportieren eines Werkstückes gekoppelt ist. In diesem Fall ist ein Druckschalter in der Vakuumeinrichtung angeordnet. Nachgewiesene Druckwerte werden dann mit einem voreingestellten Druckwert verglichen, um dadurch fest­ zustellen, ob ein Werkstück von der Saugglocke angezogen worden ist oder nicht. Es ist auch eine Vakuumeinheit derart bekannt, bei welcher ein Fehler in der Betriebsweise der Vakuumeinheit nachgewiesen wird, um dadurch ein Fehlersignal und eine sichtbare Anzeige desselben zu erzeugen.
Bei einer derartigen Vakuumeinheit wird jedoch der Grund, aus dem ein gewünschter Vakuumdruckwert nicht erreicht werden kann, auf verschiedenen Wegen betrachtet. So wird bspw. erwogen, daß ein bloßes Verstopfen durch Staub oder dgl., welcher in einem Fluid enthalten ist, in einem Richtungs­ steuerventil, einem Ejektor, einem Filter, einem Schalldämpfer oder dgl. entstehen kann. Es ist deswegen schwierig, Ausfall- oder Fehlerstellen genau anzugeben und schnell Teile durch andere zu ersetzen, so daß die Vakuumeinheit wieder anläuft, auch wenn ein Fehlersignal erzeugt wird.
Aus der DE 40 26 574 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, mit deren Hilfe ein Fehlerverhalten eines Fluiddrucksystems vorausgesagt werden kann. Hierzu wird zunächst auf der Basis eines maximalen Druckniveaus Pmax am Werkstück ein Druck­ schwellenwert Ph, der um 20% niedriger liegt als Pmax, berechnet. Alle Druckniveaus unterhalb des Druckschwellen­ wertes Ph werden als abnormal betrachtet. Wenn sich das hierbei gemessene maximale Druckniveau im Laufe von sechs aufeinanderfolgenden Ansaug- und Lösevorgängen unterhalb des festgelegten Druckschwellenwertes Ph befindet, wird ein Fehlervorhersagesignal erzeugt. Auf diese Weise kann ein sich entwickelnder Druckabfall des Systems festgestellt werden, bevor der Druck so weit abfällt, daß eine Werkstückförderung unmöglich wird. Es wird jedoch nicht berücksichtigt, ob der Druckabfall ggf. auf der Vakuumerzeugungsseite, z. B. durch Verstopfen des Ejektors, hervorgerufen wird. Eine ent­ sprechende Erkenntnis kann daher bei der Analyse des fest­ gestellten Druckabfalls und Festlegung der hierauf zu treffenden Maßnahmen nicht berücksichtigt werden.
Aus der US-PS 4,942,758 ist ein Hochgeschwindigkeitsleckagete­ ster zur schnell aufeinanderfolgenden Überprüfung der Fluiddichtigkeit oder der Durchflußrate einer großen Anzahl von Werkstücken bekannt. Der Leckagetester weist eine kontinuierlich geregelte Druckzufuhr und Mittel zu Kopplung der Druckzufuhr an ein Werkstück über ein Ventil auf, so daß das Werkstück über das Ventil sowohl unter Druck gesetzt als auch getestet wird. Über das Ventil ist ein Differenzdruck­ messer angeschlossen, der ein Signal in Abhängigkeit von dem durch den Durchfluß an dem Ventil erzeugten Differenzdruck erzeugt. Wandlereinrichtungen sind vorgesehen, um das Signal des Differenzdruckmessers in ein computerlesbares Signal umzuwandeln. In einem Computer wird das dem Differenzdruck an dem Ventil entsprechende Signal in eine Durchflußrate umgesetzt und diese Durchflußrate mit einem vorher festgeleg­ ten Wert verglichen, der eine maximal erlaubbare Leckagegeräte repräsentiert. Außerdem sind Mittel vorgesehen, um den Druck in einem Zufuhrbehälter mit einem vorher festgelegten Zieldruck zu vergleichen. Es soll eine möglichst schnelle Überprüfung der Dichtigkeit von Werkstücken erreicht werden, wobei die Überprüfung innerhalb von Sekundenbruchteilen oder sogar Millisekunden erfolgen soll, so daß der Festlegung des Zieldrucks keine entscheidende Bedeutung zukommt. Dement­ sprechend ist nicht angegeben, wie der gewünschte Zieldruck festgelegt wird.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung zum elektrischen Verarbeiten von Vakuumdruckinformation vorzusehen, welche bei einer Va­ kuumeinheit eingesetzt wird, wobei ein gewünschter Druckwert auf verhältnismäßig einfache Weise eingestellt und Fehler­ stellen sichtbar angezeigt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 4 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der gewünschte Druckwert, welcher in der Speichereinrichtung gespeichert ist, weist einen ersten Druckwert auf, welcher niedriger ist als der höchste Vakuumdruckwert, welcher aus den nachgewiesenen Druckwerten bestimmt wurde, sowie einen zweiten Druckwert unterhalb des ersten Druckwertes, sowie eine von den ersten und zweiten Druckwerten genau festgelegte vorbestimmte Druckspanne zur Vermeidung von Ratterwirkung.
Außerdem ist vorgesehen, daß, wenn jeder der nachgewiesenen Druckwerte relativ zu dem Vakuum mehrmals in Folge bei einem Vergleich des gewünschten Druckwertes, welcher in der Speichereinrichtung gespeichert ist, mit jedem der nach­ gewiesenen Druckwerte relativ zu dem Vakuum niedriger liegt als der gewünschte Druckwert, ein Fehlerstellen-Anzeigesignal als vorbestimmtes Signal erzeugt wird.
In Weiterbildung der Erfindung sind auf einer der Fluid­ versorgungsseite entsprechenden stromaufwärts liegenden Seite und/oder einer stromabwärts liegenden Seite des Ejektors Drucksensoren vorgesehen.
Ferner ist erfindungsgemäß die Einstelleinrichtung zur Einstellung der Strömungsrate von Luft geeignet, und ein Strömungsmesser ist auf der stromabwärts liegenden Seite des Ejektors vorgesehen.
Auch umfaßt die Bestimmungseinrichtung Mittel zum Zählen der Zahl von Druckwerten in ihrem Vakuum unterhalb des gesetzten Druckwertes und zum Erzeugen eines Signals, welches eine unsachgemäßen Zustand anzeigt, wenn die gezählte Zahl der Druckwerte einen vorbestimmten Wert erreicht hat.
Mittels einer Anzeigeeinrichtung kann ein Vakuumdruckwert, welcher von einer Nachweiseinrichtung zum Feststellen des Vakuumdruckwertes ermittelt wurde, digital angezeigt werden.
Schließlich ist eine Anzeigeeinrichtung zum digitalen Anzeigen wenigstens eines Druckwertes vorgesehen, welcher für die Bestimmung des unsachgemäßen Zustandes, und eines Druckwertes, welcher für die Fehler-Früherkennung verwendet wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen, in welchen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beispielsweise dargestellt sind, näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltdiagramm, welches eine Vakuumdruck­ information-Verarbeitungseinrichtung, eingesetzt bei einer Vakuumeinheit, entsprechend der Erfindung ver­ anschaulicht,
Fig. 2 einen vertikalen Teilschnitt, welcher die Vakuumein­ heit von Fig. 1 veranschaulicht,
Fig. 3 ein Diagramm zur Beschreibung einer pneumatischen Schaltung der Vakuumeinheit nach Fig. 1,
Fig. 4 ein Diagramm zur Beschreibung eines Verfahrens zum Einstellen von Grenzwerten für die Druckinformation-Ver­ arbeitungseinrichtung, welche bei der Vakuumein­ heit nach Fig. 1 eingesetzt wird,
Fig. 5 ein Diagramm zur Bescheibung eines Verfahrens zum Einstellen von Grenzwerten für die Druckinformation-Ver­ arbeitungseinrichtung, welche bei einer Vakuumein­ heit gemäß Fig. 1 eingesetzt wird.
Fig. 6 ein Diagramm zur Beschreibung des Verfahrens zum Einstellen von Grenzwerten für die Druckinformation-Ver­ arbeitungseinrichtung, welches bei einer Vakuumein­ heit von Fig. 1 eingesetzt wird.
Eine Vakuumdruck-Information-Verarbeitungseinrichtung 10, welche nach der Erfindung in eine Vakuumeinheit eingebaut ist, wird zunächst unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben.
Gemäß der Darstellung von Fig. 1 wird ein Werkstück W mittels eines Saugpolsters bzw. einer Saugglocke 12, welches bzw. welche an einer in einem Vakuumsystem eingesetzten Förderein­ ichtung angeschlossen ist, aufgenommen und transportiert. Die Vakuumdruck Information-Verarbeitungseinrichtung 10 enthält einen Halbleiter-Drucksensor 16 zur Feststellung des Druck­ luft-Wertes Ap und gibt danach ein ermitteltes Signal aus. Die Einrichtung 10 weist eine Konstantstrom-Schaltung 18 und einen Verstärker 20 auf. Die Einrichtung 10 weist ferner einen A/D (Analog-Digital-Umwandler) 22 zur Umwandlung eines Signals, welches von dem Verstärker 20 abgegeben wird, d. h. eines Analog­ signals entsprechend dem Wert der Druckluft Apo in ein digi­ tales Nachweissignal S₂, auf, sowie eine Überwachungseinrich­ tung 30, welche einen Ein-Chip-Mikrocomputer od. dgl. enthält. Die Überwachungseinrichtung 30 ist mit einem Ein-Chip-Multi-CPU (Zentralprozessor) 30a von höchster Qualität ausgestattet, einem ROM (Nur-Lese-Speicher) 30b mit einem darin gespeicherten Programm, und einem 1/0 (Eingang/Ausgang) 30c od. dgl. und schließt Einstellschalter SW1, SW2 für das Aufwärts- und Ab­ wärtsstellen eines Wertes ein, welche jeweils dazu verwendet werden, einen Druckwert als Bezugsgröße einzustellen, ferner einen Einstellschalter SW3 zum Einstellen eines Druckwertes zu dem Zeitpunkt, zu welchem der gesetzte Wert geändert worden ist, und einen Rückstell-Schalter SW4 zum Zurückstellen des eingestellten Wertes. Die genannten Schalter sind elektrisch mit der Überwachungseinrichtung 30 verbunden. Mit der Überwa­ chungseinrichtung 30 ist auch ein EE(E²)PROM elektrisch löschbar programmierbarer Festwertspeicher) 32 verbunden, welcher in der Lage ist, Informationen zu speichern und die Informationen darin zu halten, wenn eine Stromquelle ausgeschal­ tet wird, ferner eine LCD (Flüssigkristallanzeige)-Treiberschal­ tung 34 und eine LCD (Flüssigkristallanzeige) 38, welche dazu benutzt werden, um eingestellte Werte und Informationen sicht­ bar anzuzeigen.
Die Vakuumeinheit, welche das Gerät 10 entsprechend dem zuvor geschilderten Aufbau aufweist, wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 beschrieben.
Die in Fig. 2 dargestellte Vakuumeinheit 50 enthält im wesent­ lichen einen Ventilblock 52, einen Ejektor 54, einen Filter­ block 56, einen Überwachungsblock 58 und einen Monitor 60. Die Blocks 52, 56, 58 und der Ejektor 54 sind entweder einstückig spritzgegossen oder aus Kunststoffmaterial geformt. Der Ventil­ block 52 hat ein (nicht dargestelltes) Ventil, bspw. Ring- oder Tellerventil, für die Zufuhr von Druckluft zu dem Ejektor 54 und zur Unterbrechung derselben, sowie erste und zweite vorge­ steuerte elektromagnetische Ventile. Die ersten und zweiten vorgesteuerten elektromagnetischen Ventile werden als ein Druckluft-Zufuhr-Ventil 62 und ein Vakuumunterbrechungsventil 64 eingesetzt, wobei beide Ventile in ihrem Normalzustand geschlossen sind. Jedes der ersten und zweiten vorgesteuerten elektromagnetischen Ventile können auch als im Normalzustand offene Ventile ausgebildet sein oder als ein Ventil mit einer Arretierung, um ein Herabfallen des Werkstückes W zu verhin­ dern, wenn die Stromversorgung ausfällt.
Der Filterblock 56 ist benachbart dem Ventilblock 52 vorge­ sehen. Der Filterblock 56 hat eine Luftzufuhröffnung 66, welche mit einer Druckluftzufuhr-Quelle 65 und einer Lufteinlaßöffnung 68 darin in Strömungsverbindung steht, welche ihrerseits mit der Saugglocke 12 verbunden ist. Weiterhin hat der Filterblock 56 einen Filter 70 und einen Schalldämpfer 72, welche beide darin nebst darin begrenzten Durchlässen angeordnet sind, welche dazu dienen, daß der Ejektor 54 und der Ventilblock 52 mit dem Filter 70 und dem Schalldämpfer 52 in Strömungsverbin­ dung stehen. Ferner ist an vorbestimmten Stellen der Durchlässe eine Vielzahl von Löchern vorgesehen, ebenso wie zugeordnete Drucksensoren 74, 76, 78, 80, 82, ein Druckschalter 84 und ein Strömungsmesser 86 in angeschlossenem Zustand, welche so aufge­ baut sind, daß das Vakuum-Druckinformation-Verarbeitungsgerät 10, welches in Fig. 1 dargestellt ist, gemäß Fig. 3 eingebaut ist. Der Strömungsmesser 86 kann ein solcher sein, bei welchem eine Informationsverarbeitungsschaltung, wie bei bekannten Strö­ mungsmesern, eingebaut ist. Der Strömungsmesser 86 kann auch als Differentialdruck-Strömungsmesser zur Messung der Strö­ mungsrate in Übereinstimmung mit der Messung des Druckes ver­ wendet werden.
Der Ejektor 54 ist benachbart des Filterblocks 56 angeordnet. Der Schalldämpfer 72 ist in der Seitenfläche des Ejektors 54 vorgesehen und dient zur Dämpfung des Schalles, welcher von der von dem Ejektor 54 zugeführten Druckluft erzeugt wird.
Der Überwachungsblock 58 enthält den A/D-Umwandler 22 zur Auf­ nahme eines Signals, welches von dem Halbleiter-Drucksensor 16 (welcher bspw. einen Differentialdruck-Sensor und einen Kapazi­ täts-Sensor enthält) stammt. Der Sensor 16 weist eine piezo­ elektrische Einrichtung od. dgl., die Überwachungseinrichtung 30, den E²PROM 32, etc. auf. Der Überwachungsblock 58 überwacht den Druck und die Strömungsrate an jeder der Stellen, wo die Drucksensoren 74, 76, 78, 80 und 82, der Druckschalter 84 und der Strömungsmesser 86 angeordnet worden sind, in Übereinstim­ mung mit Signalen, welche von den Drucksensoren 74, 76, 78, 80 und 82, dem Druckschalter 84 und dem Strömungsmesser 86 ge­ liefert wurden, und vergleicht den Druck und die Strömungsrate, welche so nachgewiesen worden sind, mit einem voreingestellten Wert, um ein Fehler-Früherkennung-Signal S₄ zu erzeugen. Das Fehler-Früherkennung-Signal S₄ löst ein "Fehler-in-Ejektor" "Ejektor Ausfall"- od. dgl. Signal aus, welches digital auf einen Ausfall od. dgl. hin angezeigt wird, und zwar bspw. in lateinischen Buchstaben oder sonstigen Zeichen.
Es braucht nicht darauf hingewiesen zu werden, daß der Ventil­ block 52, der Ejektor 54 und der Filterblock 56 in solcher Weise gebaut sind, daß Druckfluide durch ihre inneren Durch­ lässe hindurchströmen können. Ein elektrischer Verbindungsblock 90 ist zwischen dem Ventilblock 52 und sowohl dem Überwachungs­ block 58 als auch dem Monitor 60 vorgesehen.
Die Vakuumeinheit 50 kann weiterhin mit einem Verteiler ver­ sehen sein. In der Vakuumeinheit 50 kann ebenso eine Serien­ übertragungseinrichtung, eine drahtlose Einrichtung und eine LAN (Lokales Datennetz)-Einrichtung benutzt werden, so daß ein anstehendes Überwachungssignal für die Diagnose von Fehlern und Informationen, außer den Signalen von den Ventilen und den Schaltern, zu und von den externen Vorrichtungen und anderen Überwachungsvorrichtungen nahe der Vakuumeinheit 50 übertragen bzw. empfangen werden können und eine gegenseitige Überwachung bezüglich der externen Vorrichtung und anderer Überwachungsvor­ richtungen möglich ist. Diese Überwachungseinrichtungen, d. h. die zuvor erwähnten jeweiligen Einrichtungen, können in einer CPU eines Sensors angeordnet sein. Jede von ihnen kann aber auch an einer geeigneten Stelle in einem Verteiler vorge­ sehen sein. Diese Überwachungseinrichtungen können Betriebs­ vorgänge ausführen, bspw. als Zeitüberwachungseinrichtung sowie Einstelleinrichtung für die Ventile und Schalter, etc. in einheitlicher Form.
In einer nach der obigen Beschreibung aufgebauten Vakuumeinheit 50 wird, wenn ein Betriebsstart-Anweisungssignal als erster Eingang vorliegt, Druckluft von der Druckluft-Zufuhrquelle 65 über die Luftzufuhröffnung 66 eingeführt, so daß ein Vakuum in dem Ejektor 54 erzeugt wird. Das so erzeugte Vakuum bringt die Saugglocke 12, welche an die Lufteinlaßöffnung 68 des Filter­ blocks 56 angeschlossen ist, auf negativen Druck, d. h. auf Vakuum. Somit zieht die Saugglocke 12 das Werkstück W an und hält es in Übereinstimmung mit der Betriebsweise der Förder­ einrichtung, wie bspw. eines Roboters. Dann wird die Saugglocke 12 abgeschaltet, um das Werkstück W freizugeben. Als Ergebnis wird der Druck (das Vakuum), welches aufeinanderfolgend an dem Drucksensor, welcher in der Vakuumeinheit 50 vorgesehen ist, anliegt, bspw. dem Halbleiter-Drucksensor 16 in dem Drucksensor 80 zum Nachweis des Luftsaugdruckes (Vakuumdruckes) des Ejek­ tors 54 in Form von Druckwerten aufeinanderfolgend verändert, wie in Fig. 4 dargestellt, d. h. als Werte P₀₁, P₀₂, P₀₃, PON+1. Wie man aus der Zeichnung einfach erkennt, besteht zu diesem Zeitpunkt häufig eine Situation, in welcher der höchste Vakuumdruckwert (das Maß an Vakuum) mit der Zeit abnimmt auf­ grund von Leckagen des Vakuumdruckes an der Saugglocke 12 und bspw. des Verstopfens des Filters. Ein Signal entsprechend jeder der Druckänderungen oder Werte P01, P₀₂, P₀₃, . . ., PON+1 wird über den Halbleiter-Drucksensor 16 und den Verstärker 20 zu dem A/D-Umwandler 22 geliefert, wo es in ein digitales Nachweissignal SW2 umgewandelt wird, welches wiederum in die Überwachungseinrichtung 30 eingegeben wird.
In der Überwachungseinrichtung 30 gibt der maximale Wert (Pmax) der Druckänderung P₀₁ zunächst eine erste Adresse in dem E²PROM 32 an und wird darin gespeichert.
Dann wird der Schalter SW3 auf AN gestellt, um die Grenzwerte PH1a, PH1b zur Schaffung eines Differenzdruckes A zwischen ihnen vorzusehen, welche in dem E²PROM 32 gespeichert werden. In diesem Fall wird eine zweite Adresse des E²PROM 32 angegeben und 70% (Grenzwert PH1a) des maximalen Wertes (Pmax) wird er­ rechnet und an der angegebenen zweiten Adresse gespeichert. Dann wird eine dritte Adresse des E² PROM 32 angegeben und 65% (Grenzwert PH1b) des maximalen Wertes (PHmax) errechnet und an der angegebenen dritten Adresse gespeichert.
Jetzt wird ein Druckschaltersignal S₆, welches abhängig von den Druckänderungen P₀₁ bis PON+1 erscheint, kontinuierlich in Zu­ ordnung zu den Grenzwerten PH1a, PH1b erzeugt. Das Druckschal­ tersignal S₆ wird als Überwachung des vollständigen Schließzu­ standes verschiedener Überwachungsantriebseinrichtungen be­ nutzt, wie bspw. einer Fördervorrichtung und zur Informations­ verarbeitung in einem FMS (flexiblen Fertigungssystem), einer CIM (Fertigungssteuerung im Datenverbund), etc. Weiterhin können eine Montagevorrichtung und eine Verarbeitungsmaschine od. dgl. auf einen hohen Standard gebracht werden.
Dann wird eine vierte Adresse des E² PROM 32 festgelegt und 80% (Grenzwert Ph) des maximalen Wertes (Pmax) errechnet und an der festgelegten vierten Adresse gespeichert.
Der Grenzwert Ph repräsentiert einen Punkt, welcher um 20% des normalen höchsten Vakuumdruckwertes reduziert ist, d. h. des maximalen Wertes (Pmax, das maximale Maß an Vakuum) der Druck­ änderung P₀₁. Druckwerte unterhalb des Grenzwertes Ph werden als unerwünschter oder nicht sachgemäßer Druckzustand ange­ sehen.
Dann werden die unsachgemäßen Druckwerte oder Änderungen unter­ halb des Grenzwertes Ph entsprechend einem die Fehler-Früher­ kennung bestimmenden Vakuum, d. h. den Druckänderungen P₀₂ bis PON+1 (jeweils entsprechend bspw. dem digitalen Nachweissignal SW2 als Signal) aus den Druckänderungen P₀ bis PON+1 kumulativ sechsmal gespeichert. Wenn die so gespeicherten unsachgemäßen Druckwerte mit unsachgemäßen Setzwerten, welche vorher mittels der Schalter SW1, SW2 und SW3 gesetzt worden sind, sechsmal gezählt, koinzidieren, wird das Fehler-Früherkennung-Signal S₄ kontinuierlich erzeugt.
Ein Verfahren zur Erzeugung des Fehler-Früherkennung-Signals S₄ wird bspw. durch Ausführen des Programmes der Überwachungsein­ richtung 30 ausgeführt. Darüber hinaus wird Information über ein solches Verfahren in dem E²PROM 32 gespeichert. Wenn die Überwachungseinrichtung 30 wieder aktiviert wird, nachdem die Stromquelle abgedreht worden ist, wird das Fehler-Früherken­ nung-Signal S₄ erzeugt, basierend auf dem Betriebszustand der Überwachungseinrichtung 30, wodurch das Wiederauslesen der Information aus dem E²PROM 32 möglich wird.
Wie zuvor beschrieben, setzt die Druckinformation-Verarbeitungs­ einrichtung 10 selbsttätig und genau die Grenzwerte PH1a, PH1b und Ph bezüglich des maximalen Wertes Pmax der Druckänderung P₀₁ und führt dann eine Selbstdiagnose aus, ob ein Fehler im Betrieb der Vakuumeinheit 50 stattgefunden hat oder nicht.
Die 70%, 65% und 80%, welche sich auf die Grenzwerte von PH1a, PH1b und Ph beziehen, können selbstverständlich geändert werden. Diese geänderten Werte können gelöscht werden durch Drehen des Rückstell-Schalters SW4 auf AN. Danach können die Aufwärts-Abwärts-Schalter SW1, SW2 auf AN gedreht werden, um diese Werte zu setzen, wobei der Schalter SW3 nach einer Ände­ rung in dem numerischen Wert, bspw. basierend auf 5%-Schrit­ ten, benutzt wird.
Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform werden die Grenz­ werte PH1a, PH1b und der Grenzwert Ph digital bezüglich des maximalen Wertes (Pmax) der Druckänderung P₀₁ gesetzt. Alter­ nativ dazu wird jedoch eine Druckkurve als Datenwerte gespei­ chert, welche für die Druckänderung P₀₁ kennzeichnend ist, und die Grenzwerte PH1a, PH1b und Ph können in der gleichen Weise eingestellt werden, wie zuvor beschrieben.
Auf der anderen Seite können die Grenzwerte aber auch in der folgenden Weise eingestellt werden. Zunächst wird das Werkstück W im voraus angezogen. Zu diesem Zeitpunkt stellen die Druck­ sensoren 76, 80 einen Druck PS für die Zufuhr von Druckluft zu dem Ejektor 54 und einen Vakuumdruck PV, welcher von dem Ejek­ tor 54 erzeugt wird, fest. Eine Kurve (80%-Linie in Fig. 5), in welcher der Wert des Vakuumdruckes PV 80% beträgt, wird bezüg­ lich einer PS-PV-Kurve aus dem Druck PS und dem Vakuumdruck PV erhalten. Nach Vollendung einer solchen Kurveneinstellung wird die Vakuumeinheit 50 in der Weise betrieben, daß die Drucksen­ soren 76, 80 den Zufuhrdruck PS und den Vakuumdruck PV jeweils feststellen. Wenn der ermittelte Zufuhrdruck PS und der ermit­ telte Vakuumdruck PV nicht in einem Bereich (angedeutet durch schräge Linien in Fig. 5) zwischen den PS-PV-Kurve und der 80%-Linie fallen, wird das Fehler-Früherkennung-Signal S₄ von der Überwachungseinrichtung 30 erzeugt.
Darüber hinaus können die Grenzwerte in der folgenden Weise eingestellt werden. Zunächst weisen der Drucksensor 80 und der Strömungsmesser 86 im vorhinein den Vakuumdruck PV, welcher von dem Ejektor 54 erzeugt wird, nach, welcher dem Druck PS für die Zufuhr vorhandener Luft zu dem Ejektor 54 entspricht, sowie eine Einlaß- oder Saugflußrate Q des Ejektors 54. Dann wird eine Grenzwertgerade bezüglich einer Q-PV-Geraden eingestellt, welche aus dem nachgewiesenen Vakuumdruck PV und der Saugfluß­ rate Q, wie in Fig. 6 gezeigt, bestimmt wird. Wenn der Vakuum­ druck PV und die Saugflußrate Q nicht in einen Bereich fallen, welcher durch schräge Linien angedeutet ist, wird das Fehler- Früherkennung-Signal S₄ erzeugt.
Wenn festgestellt wird, daß die Vakuumeinheit 50 nicht mehr in der normalen Weise arbeitet, wird die Überwachungseinrichtung 30 in Betrieb gesetzt, um zu bewirken, daß die Drucksensoren 74, 76, 78, 80, 82 Druckwerte feststellen und die Differenzen in dem jeweils festgestellten Druck zu den jeweiligen Druckwer­ ten, die so festgestellt wurden, zu berechnen. Es ist somit möglich, jede Ursache für einen Fehler im Betrieb des Luftzu­ fuhrventils 62, des Vakuumunterbrechungsventils 64, des Ejek­ tors 54, des Schalldämpfers 72, des Filters 70 und der Saug­ glocke 12 abhängig von Änderungen in den Drückwerten und dem Differentialdruck festzustellen. Wenn bspw. die Differenz zwischen dem Druck, welcher von dem Drucksensor 80 auf der stromaufwärts liegenden Seite festgestellt wurde, und dem Druck, welcher durch den Drucksensor 82 auf der stromabwärts liegenden Seite festgestellt wurde, d. h. der Differentialdruck, einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, wird ein "Fehler im Filter" auf dem Monitor 60 unter Verwendung der LCD 38 ange­ zeigt.
Somit kann die Überwachungseinrichtung 30 selbsttätig einen Fehler in dem Betrieb der Vakuumeinheit 50 erkennen, da die Drucksensoren 74, 76, 78, 80, 82 und der Strömungsmesser 86 in geeigneten Stellungen in der Vakuumeinheit 50 positioniert sind. Gleichzeitig können die Drucksensoren 74, 76, 78, 80, 82 Fehlerstellen oder -positionen des Luftzufuhrventils 62, des Ejektors 54, des Filters 70, etc. genau ermitteln.
Die Vakuumeinheit nach der vorliegenden Erfindung bringt fol­ gende Vorteile mit sich:
Innere Drücke der Vakuumeinheit werden von einem Drucksensor festgestellt, welcher stromaufwärtsseitig und stromabwärts­ seitig wenigstens einer der Komponenten, welche in der Vakuum­ einheit vorgesehen sind, angeordnet ist. Darüber hinaus werden Grenzwerte relativ zu den internen Drücken durch Einstellmittel eingestellt. Ein festgestellter Druckwert wird mit diesen Grenzwerten verglichen, wodurch ein Fehler in dem Betrieb der Vakuumeinheit erkannt wird. Dabei kann ein Fehler, bspw. das Verstopfen eines Filters, aus Veränderungen in dem Druck der einzelnen Komponenten und demzufolge eine Fehler- oder Ausfall­ stelle, genau ermittelt werden. Es ist daher möglich, die Ausfallsstellen oder -teile in der Vakuumeinheit schnell zu reparieren oder durch neue zu ersetzen.
Selbstverständlich können ausgehend von den dargestellten Aus­ führungsbeispielen eine Reihe von Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden, ohne von dem Erfindungsgedanken, wie er vorstehend offenbart worden ist, abzuweichen.

Claims (9)

1. Verfahren zum elektrischen Verarbeiten von Vakuumdruck­ information einer Vakuumeinheit (50) für das Anziehen und Halten eines Werkstücks durch Saugen unter Verwendung eines Vakuumüberwachungsgerätes, mit folgenden Schritten:
  • - Vorsehen einer Vielzahl von Drucksensoren (74, 76, 78, 80, 82) an unterschiedlichen Positionen in der Va­ kuumeinheit;
  • - Nachweisen von Druckwerten beim Ansaugen und Freigeben des Werkstücks;
  • - Festlegen eines gewünschten Druckwertes, der niedriger ist als ein maximaler Vakuumdruckwert einer Vielzahl aufeinanderfolgender Druckwerte, die durch wenigstens einen der Drucksensoren festgestellt werden;
  • - Speichern des gewünschten Druckwertes in einer Speicher­ einrichtung (30);
  • - Umwandeln jedes der aufeinanderfolgenden Druckwerte in digitale Signale, wobei die Druckwerte mit Hilfe eines Drucknachweiselementes nachgewiesen werden, welches vor einen mit einer Vakuumöffnung in Strömungsverbindung stehenden Durchlaß gehalten wird, und danach digitales Anzeigen der umgewandelten digitalen Signale an einer Anzeigeeinrichtung (38, 60);
  • - Vergleichen des in der Speichereinrichtung gespeicherten gewünschten Druckwertes mit jedem der aufeinanderfolgen­ den Druckwerte;
  • - Festlegen, daß ein Fehler in der Vakuumeinheit aufgetre­ ten ist auf der Basis des Vergleichs zwischen dem in der Speichereinrichtung gespeicherten gewünschten Druckwert und jedem der aufeinanderfolgenden Druckwerte;
  • - Bestimmen einer Fehler- bzw. Ausfallstelle in der Vakuumeinheit durch:
  • (a) Feststellen eines weiteren Druckwertes an einer Stelle, die stromaufwärts einer Komponente in der Vakuumeinheit liegt, durch einen dort angeordneten Drucksensor,
  • (b) Feststellen eines weiteren Druckwertes an einer Stelle, die stromabwärts der Komponente in der Va­ kuumeinheit liegt, durch einen weiteren, dort angeordne­ ten Drucksensor,
  • (c) Bestimmen eines Differentialdrucks zwischen den stromaufwärts und stromabwärts der Komponente fest­ gestellten weiteren Druckwerten, und
  • (d) Vergleichen des Differentialdrucks mit einem vorbestimmten Schwellenwert; und
  • - Anzeigen einer Information über die Fehler- oder Aus­ fallstelle in der Vakuumeinheit auf der Anzeigeein­ richtung auf der Basis des Vergleichs zwischen dem Differentialdruck und dem vorbestimmten Schwellenwert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, das außerdem folgende Schritte aufweist:
  • - Festlegen erster und zweiter Druckwerte, die niedriger sind als der gewünschte Druckwert, wobei der erste Druckwert niedriger als der gewünschte Druckwert und der zweite Druckwert niedriger als der erste Druckwert ist und wobei die ersten und zweiten Druckwerte einen Differentialdruck vorbestimmter Breite festlegen; und
  • - Speichern der ersten und zweiten Druckwerte in der Speichereinrichtung.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein Fehleranzeige­ signal erzeugt wird, wenn beim Vergleich des in der Speicher­ einrichtung gespeicherten gewünschten Druckwertes mit jedem der nachgewiesenen aufeinanderfolgenden Druckwerte fest­ gestellt wird, daß eine Vielzahl aufeinanderfolgender Druckwerte für eine festgelegte Anzahl von Malen niedriger ist als der gewünschte Druckwert.
4. Einrichtung (10) zum elektrischen Verarbeiten von Vakuumdruckinformation, welche für die Verwendung in einer Vakuumeinheit (50) geeignet ist, welche in Betrieb gesetzt wird, um ein Werkstück (W) durch Saugen anzuziehen, und eine Vielzahl von Komponenten (54, 62, 70, 72, 84, 86) der Vakuumeinheit aufweist, die miteinander über einen vorbestimm­ ten Durchlaß in Strömungsverbindung treten, enthaltend:
  • - eine Vielzahl von Drucksensoren (74, 76, 78, 80, 82), die auf der stromaufwärts und/oder der stromabwärts liegenden Seite jeder Komponente angeordnet sind;
  • - Mittel (12) zum Ansaugen eines Werkstücks, wobei die Drucksensoren aufeinanderfolgende Druckwerte, die beim Anziehen und Loslassen des Werkstücks in der Vakuum­ einheit auftreten, feststellen;
  • - Einstellmittel zum Einstellen eines gewünschten Druck­ wertes, wobei der gewünschte Druckwert niedriger ist als ein maximaler Druckwert der aufeinanderfolgenden Druck­ werte, die von wenigstens einem der Drucksensoren festgestellt werden;
  • - Bestimmungseinrichtung (30) zum Vergleichen eines von dem wenigstens einen Drucksensor erzeugten Druckwertes mit dem eingestellten gewünschten Druckwert, um dadurch festzustellen, daß die Vakuumeinheit in einen unsachge­ mäßen Zustand gebracht worden ist, wenn ein Ergebnis des Vergleichs des von dem wenigstens einen Drucksensor erzeugten Signals mit dem eingestellten Druckwert einen vorbestimmten Wert zeigt; und
  • - Anzeigemittel (38, 60) zur Anzeige von Informationen über Fehler- oder Ausfallstellen in der Vakuumeinheit auf der Basis des Vergleichsergebnisses der Bestimmungs­ einrichtung.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, wobei die Vielzahl von Komponenten einen Ejektor (54) umfaßt und wobei ein Drucksen­ sor (76, 78, 80) auf einer der stromaufwärts liegenden Seite des Ejektors entsprechenden Fluidversorgungsseite und/oder der stromabwärts liegenden Seite des Ejektors vorgesehen ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, bei welcher Einstell­ mittel die Einstellung der Strömungsrate der Luft zulassen und ein Strömungsmesser (86) auf der stromabwärts liegenden Seite des Ejektors zur Feststellung der Aufnahmedurchflußrate des Ejektors vorgesehen ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 4, bei welcher die Bestimmungs­ einrichtung Mittel zum Zählen der Anzahl der festgestellten aufeinanderfolgenden Druckwerte aufweist, welche ein niedrige­ res Vakuum aufweisen als der gewünschte Druckwert, und Mittel (30) zum Erzeugen eines Signals, welches einen unsachgemäßen Zustand anzeigt, wenn die gezählte Zahl der Druckwerte einen vorbestimmten Wert erreicht hat.
8. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, mit einer Anzeigeein­ richtung (38, 60) zur digitalen Anzeige eines Vakuumdruck­ wertes, der von dem wenigstens einen Drucksensor festgestellt wurde.
9. Einrichtung nach Anspruch 5, mit einer Anzeigeeinrichtung zur Anzeige (38, 60) wenigstens eines Druckwertes, welcher für die Bestimmung des unsachgemäßen Zustandes verwendet wird, und eines Druckwertes, welcher für die Fehler-Früherkennung verwendet wird.
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