DE69229120T2

DE69229120T2 - Flüssigkeitsdruck betätigte vorrichtung

Info

Publication number: DE69229120T2
Application number: DE69229120T
Authority: DE
Inventors: Shigekazu Nagai; Akio Saitoh; Masahiko Suzuki
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1991-09-10
Filing date: 1992-09-10
Publication date: 1999-12-09
Anticipated expiration: 2012-09-11
Also published as: EP0860609B1; US5887623A; EP0860609A3; DE69233543T2; US5884664A; EP0603395A4; EP0860609A2; EP0603395B1; DE69229120D1; DE69233568T2; DE69233568D1; US5617898A; EP1316728A3; EP1316728A2; EP0603395A1; WO1993005296A1; DE69233543D1; EP1316728B1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fluiddruckvorrichtung, bei der, wenn einzelne in mehrfacher Weise miteinander verbundene Fluiddruckvorrichtungen benutzt werden, Steuerungsmittel, wie Controller, mit den entsprechenden Fluiddruckvorrichtungen verbunden sind, um zu bewirken, dass ein Sequenzer nur die Zeitsteuerung und dergleichen bei den Fluiddruckvorrichtungen ausübt und dass Fehlfunktionen und dergleichen detektiert werden, wodurch eine verbesserte Steuerung durchgeführt wird.[0001]

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Eine Fluiddruckvorrichtung zur Zufuhr und zum Absperren von Fluiddruck bei einem Arbeitsmittel wurde bislang unter verschiedenen Umständen verwendet. Beispielsweise umfasst eine Vakuumeinheit zur Zufuhr von Vakuumdruck eine Ejektorpumpe, ein Ventil zur Zufuhr und zum Absperren des Vakuumdrucks, etc., die alle innerhalb der Vakuumeinheit angeordnet sind. Die Vakuumeinheit ist mit einem Saugnapf oder dergleichen verbunden, der als Arbeitsmittel verwendet wird und in Abhängigkeit von einem Signal arbeitet, das von einem Sequenzer angelegt wird, um dem Saugnapf Vakuumdruck zuzuführen, um dadurch ein Werkstück anzuziehen und zu transportieren.[0002]
Bei der oben beschriebenen Vakuumeinheit ist es wünschenswert, das Herunterfallen eines Werkstückes von dem Saugnapf bei einem Fehler im Betrieb der Ejektorpumpe durch Bestätigung aller Betriebszustände zu verhindern. D. h., es gibt jetzt einen Bedarf für ein System, bei dem die Betriebszustände einer Ejektorpumpe und eines Ventils schnell bestätigt werden können, um einen Betriebsfehler zu detektieren, der durch Verstopfung oder dergleichen hervorgerufen wurde, und das automatisch einen Prozess ausführt, um eine solche Schwierigkeit zu beherrschen.[0003]
Wenn jedoch so ein Prozess von einem Sequenzer ausgeführt wird, taucht bei mittels Verteilern miteinander verbundenen Vakuumeinheiten das Problem auf, dass die auf den Sequenzer abgeladene Last zu groß ist, um für jede Vakuumeinheit eine einzelne Steuerung angemessen ausführen zu können, wie eine EIN/AUS-Zeitsteuerung oder dergleichen.[0004]
Es ist aus der Druckschrift JP-A-63-154 900 bekannt, Komponenten einer Vakuumerzeugungseinheit, wie eine Vakuumerzeugungsquelle, ein solenoid(magnet)betriebenes Richtungssteuerungsventil, eine Luftzufuhrquelle, ein Flussregulierungssystem, usw., mit im wesentlichen identischer Form vorzusehen. Wenigstens zwei dieser Komponenten sind durch beliebige Auswahl fest miteinander verbunden. Wenn notwendig, ist eine Vielzahl von fest verbundenen Fluidvorrichtungen durch einen Verteiler linear und unmittelbar aneinander anschließend vorgesehen. Wenn auch die Anzahl der Prozesse der Ansaugoperationen reduziert werden kann, können doch ähnliche Probleme entstehen, wie sie oben beschrieben wurden.[0005]
Die vorliegende Erfindung beabsichtigt das oben genannte Problem zu lösen. Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Fluiddruckvorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, die auf einen Sequenzer aufgebrachte Last zu reduzieren und eine einzelne Kontrolle auszuüben.[0006]

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Die Fluiddruckvorrichtung der vorliegenden Erfindung, wie im Anspruch 1 aufgezeigt, kann eine fortschrittliche Steuerung vorsehen, ohne auf einen Sequenzer exzessive Last aufzubringen. Wenn eine Vielzahl von Fluiddruckvorrichtungen mittels eines Verteilers oder dergleichen miteinander verbunden ist, sind Steuerungsmittel mit den entsprechenden Fluiddruckvorrichtungen verbunden, wobei jede einen Speicher mit eingegebenen Steuerungsschritten aufweist, und von Feststellmitteln detektierte Signale werden verglichen und analysiert, um dadurch eine Entscheidung zu treffen, ob ein Problem oder dergleichen auftritt, und um das Resultat davon darzustellen. Wenn darüber hinaus elektrische Drähte im Inneren der Fluiddruckvorrichtung befestigt sind, werden Verbinder an ihren jeweiligen Verbindungsabschnitten montiert, die aus leitenden elastischen Körpern bestehen. So ist es nicht notwendig, auf Positionsgenauigkeit an jedem Verbindungsabschnitt zu achten. Darüber hinaus hat jeder Verteiler standardisierte Oberflächen, um miteinander kommunizierende Fluidkanäle zu schaffen, und eine Vielzahl verschiedener Arten von Fluiddruckvorrichtungen kann mit jedem Verteiler verbunden werden. Es ist daher möglich, den von der gesamten Fluiddruckvorrichtung beanspruchten Raum zu reduzieren und so den zur Verfügung stehenden Raum effektiv zu nutzen. In einer Fluiddruckvorrichtung, in der Blöcke mit voneinander verschiedenen Funktionen zusammengekuppelt werden, sind Fluidverbindungsabschnitte, Abschnitte zur Verbindung elektrischer Signale und Blockverbindungsmittel zum Aneinanderbinden der Blöcke an Verbindungs- oder Zusammenfügungsoberflächen vorgesehen. Es ist daher möglich, die gewünschten Blöcke einfach miteinander zu verbinden. Es ist außerdem eine Ummantelung für die Fluiddruckmittel vorgesehen, wie die solenoidgesteuerten oder elektromagnetischen Ventilmittel, die Ejektorpumpen, usw., um sie zu ummanteln und in ihrer äußeren Erscheinung zu integrieren. So kann das Design der Mittel bestimmt werden, ohne durch die Funktion oder dergleichen der Fluiddruckmittel eingeschränkt zu sein.[0007]

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

[0008]
Fig. 1 ist ein Querschnitt durch eine Vakuumeinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist ein Fluidkreisdiagramm der in Fig. 1 gezeigten Vakuumeinheit;
Fig. 3 ist eine Schaltanordnung einer Steuerung der in Fig. 1 gezeigten Vakuumeinheit;
Fig. 4 ist eine Ansicht zur Beschreibung der Steuerung der in Fig. 1 gezeigten Vakuumeinheit;
Fig. 5 ist eine Ansicht zur Beschreibung der elektrischen Verbindungen zwischen einer Vakuum erzeugenden Einheit mit einer lokalen Steuerung und einem Sequenzer gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ist eine Ansicht zur Beschreibung der elektrischen Verbindung zwischen einer Vakuum erzeugenden Einheit mit einer lokalen Steuerung und einem Sequenzer gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 ist eine Ansicht zur Beschreibung der elektrischen Verbindung durch Gummikontakte der in Fig. 6 gezeigten dritten Ausführungsform.

BESTE ART ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

[0009] Eine Fluiddruckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend detailliert, mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In den nachfolgenden Ausführungsformen werden Vakuumeinheiten als illustrative Beispiele beschrieben. Es sollte jedoch bedacht werden, dass die Erfindung nicht nur auf Vakuumeinheiten beschränkt ist. Die vorliegende Erfindung kann ebenso für andere Fluiddruckvorrichtungen angewendet werden.
[0010] Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, besteht eine Vakuumeinheit 50 im wesentlichen aus einem Verteiler 52, der eine Filtereinheit 54, eine Ejektorpumpeneinheit 56, eine Ventileinheit 58 und eine Steuerungseinheit 60 umfasst, die alle auf dem Verteiler 52 angeordnet sind.
[0011] Der Verteiler 52 hat einen Zuflusskanal 62, einen Austritts- oder Ablasskanal 64 und einen Ablasskanal 66 für ein Steuerventil, die alle in dem Verteiler 52 ausgebildet sind. Darüber hinaus umfasst der Verteiler 52 auch einen Verbinder 68, der durch Hintereinanderstapeln leitender elastischer Körper für eine elektrische Verbindung und nichtleitender elastischer Körper gebildet wird. Die jeweiligen Kanäle 62, 64 und 66 und der Verbinder 68 sind so angeordnet, dass sie an dem Verteiler 52 miteinander verbunden sind. Darüber hinaus sind sie auch mit Fluidmitteln verbunden, die an einem oberen Abschnitt jedes Verteilers 52 angeordnet sind.
[0012] Die auf dem Verteiler 52 angeordnete Filtereinheit 54 hat einen Vakuumanschluss 70, in den ein Ein- Berührungs(one-touch)-Verbinder eingefügt wurde, so dass der Vakuumanschluss 70 mit einem Arbeitsmittel, wie einem Saugnapf oder dergleichen verbunden ist. Der Vakuumanschluss 70 weist in sich ausgebildete Kanäle auf, die mit einem Drucksensor 104, einer Ejektorpumpe 80, etc. in Verbindung stehen. Ferner sind sich entlang ihrer jeweiligen Kanäle erstreckende hydrophobe Filter 72 und 74, wie poröse, Fluid enthaltende Harzmembranen, usw., und Rückschlagventile 76 und 78 vorgesehen. Der Filter 72 ist so konstruiert, dass seine Elemente in der Form einer Kartusche ausgebildet sind, und dass die Kartusche Staub abfängt. Wie durch eine doppelt-strich- punktierte Linie angezeigt, ist der Filter 72 auch in einer solchen Weise konstruiert, dass eine Filterabdeckung von diesem abgenommen werden kann und ein Bereich oder eine Position für den Filter 72 je nach Gebrauch verändert werden kann. Das Rückschlagventil 78 schließt, wenn ein Vakuumleck in dem Saugnapf aufgetreten ist. Zu dieser Zeit verhindert das Rückschlagventil 78, dass der Zustand des Vakuumdrucks beispielsweise aufgrund des Eintritts eines Fluids durch eine in dem Rückschlagventil 78 ausgebildete kleine Öffnung schrittweise abfällt und dass der Drucksensor ununterbrochen ein Signal ausgibt, das den angezogenen Zustand anzeigt.
[0013] Die Ejektorpumpeneinheit 56, die am oberen Abschnitt der Filtereinheit 54 ausgebildet ist, weist eine Ejektorpumpe 80 auf.
[0014] Die Ventileinheit 58, die an einem oberen Abschnitt der Ejektorpumpeneinheit 56 angeordnet ist, hat ein Zufuhrventil 82 und ein Vakuum-Unterbrechungsventil 84.
[0015] Die Steuerungseinheit 60, die an einem oberen Abschnitt der Ventileinheit 58 angeordnet ist, hat eine Druckschalter-Betriebsanzeigelampe 86, Bedingungseinstellschalter 88 wie einen Sensor, usw., und eine Steuerungsventil- Betriebsanzeigelampe 90. Im Inneren der Steuerungseinheit sind ein Hilfssteuerungssubstrat 92 für einen Speicher und einen Timer, ein Flusssteuerungsventil 94, eine LCD-Anzeige 96, welche oberhalb des Flusssteuerungsventils 94 angeordnet ist, eine unterhalb des LCD-Displays 96 angeordnete LCD, ein Substrat 98 für die Schalter, ein Hauptsteuerungssubstrat 100, einem Drucksensorsubstrat 102, ein Drucksensor 104, ein hydrophober und Wasser abhaltender Filter 106, Solenoidgesteuerte Steuerungsventile 108a und 108b und ein Ventilantriebs-/Steuerungssubstrat 110 vorgesehen.
[0016] Ein Steuerungskreis 111 der Steuerungseinheit 60 ist wie in Fig. 3 gezeigt aufgebaut. Genauer umfasst der Steuerungskreis 111 einen Speicher 112 bestehend aus, zum Beispiel, einem ROM-Speicher zum Abspeichern von Arbeitsvorgängen, Timereinstellungen, Bedingungseinstellungen usw., und dergleichen über Schalter 88. Die Schalter 88 entsprechen Einstellmitteln, einer CPU 114, I/O-Einheiten 116a, 116b und Treibern 118a, 11%, die zwischen der CPU 114 und dem Solenoid-gesteuerten Steuerungsventil 108a an dem Steuerungskreis 111 angeschlossen bzw. zwischen der CPU 114 und dem Solenoid-gesteuerten Steuerungsventil 108b daran angeschlossen angeordnet sind, und einer I/O-Einheit 122, die zwischen der CPU 114 und einem Drucksensorkreis 120 innerhalb des Drucksensors 104 vorgesehen ist.
[0017] Diese Komponenten können in ein einzelnes Substrat eingebettet sein oder geteilt sein, so dass sie auf einer Vielzahl von Substraten angeordnet sind. Alternativ kann die Mehrzahl dieser Komponenten als Chip ausgebildet oder aus einer kleinen Anzahl bestimmter IC's, ASIC's, Hybrit-IC's oder dergleichen aufgebaut sein. Ferner kann ein flexibles Substrat oder dergleichen benutzt werden, das gebogen werden kann, um die Raumausnutzung zu verbessern.
[0018] Die elektrische Verbindung zwischen jedem der Substrate und jeder Einheit wird durch einen Verbinder 68 hergestellt, der aus leitenden elastischen Körpern besteht. Jedoch kann die elektrische Verbindung zwischen diesen auch durch andere Mittel als dem Verbinder 68 hergestellt werden, indem ein Verbinder oder dergleichen mit männlichen/weiblichen Steckern verwendet wird.
[0019] Die wie oben beschrieben aufgebaute Vakuumeinheit 50 arbeitet in der folgenden Art und Weise. Im einzelnen benutzt ein Bediener zunächst die Schalter 88, um in Übereinstimmung mit den Arbeitsbedingungen die Bedingungsangaben in den Speicher 112 des Steuerkreises 111 einzugeben. In Übereinstimmung mit den im Speicher 112 gesetzten Bedingungen wird dann ein elektrisches Signal über die CPU 114, die I/O- Einheit 116a und den Treiber 118a an das Solenoid-gesteuerte Steuerungsventil 108a ausgesendet, um das Solenoid-gesteuerte Pilotventil 108a zu betreiben und es dadurch dem Zufuhrkanal 62 des Verteilers 52 zu ermöglichen, mit der Führungskammer des Zufuhrventils 82 zu kommunizieren, um das Zufuhrventil 82 zu öffnen. Entsprechend kommuniziert der Zufuhrkanal 62 mit der Ejektorpumpe 80, um das Rückschlagventil 76 zu öffnen und dabei Luft von dem Arbeitsgerät wie einem Saugnapf oder dergleichen über den Vakuumanschluss 70 und den Filter 72 anzusaugen und hinzuziehen. Die angesaugte Luft und die in der Ejektorpumpe 80 verwendete Luft werden von dem Auslasskanal 64 des Verteilers 52 abgelassen. Da der aus einem Silikondiaphragma oder dergleichen bestehende Drucksensor 104 durch Wasser leicht beschädigt wird, detektiert der Drucksensor 104 den auf das Arbeitsgerät aufgebrachten Druckzustand, bei dem Wasser oder Feuchtigkeit durch die Filter 74 und 106 entfernt wurde, um den Drucksensor 104 vor einer Schädigung zu bewahren, und erzeugt ein Signal zur Kontrolle des Arbeitsgerätes. Wenn auf der anderen Seite eine Vakuumaufhebung durchgeführt werden soll, sendet der Schaltkreis 111 ein Signal an das Solenoid-gesteuerte Steuerungsventil 108a, um das Zufuhrventil 82 zu schließen, und überträgt ein Signal zu dem Solenoid-gesteuerten Steuerungsventil 108b, um das Vakuumunterbrechungsventil 84 zu öffnen. So tritt der Vakuumanschluss 70, der mit dem Arbeitsgerät in Verbindung steht, mit dem Zufuhrkanal 62 in Verbindung, um dabei einen Vakuumdruck abfallen zu lassen, der auf das Arbeitsgerät ausgeübt worden ist. Zu dieser Zeit ist das Rückschlagventil 78 geschlossen, um Schäden an dem Drucksensor 104 zu vermeiden, die bei einer plötzlichen Druckveränderung auftreten können. Ferner lässt ein in dem Rückschlagventil 48 ausgebildetes kleines Loch das Arbeitsgerät schrittweise von dem Vakuumdruck abfallen und verhindert dabei, dass der Drucksensor 104 ein unpassendes Betriebssignal erzeugt.
[0020] Die Gesamtheit oder ein Teil der Vakuumeinheit 50 ist aus transparentem Kunststoff ausgeformt. Die Filter, die Ejektorpumpe, die Ventile, Spulen, die Steuereinrichtung 60, die Kanäle, ein Dämpfer, Drähte, usw., welche in der Vakuumeinheit 50 verwendet werden, können visuell inspiziert und instandgehalten werden. Ferner kann eine Einheit, zu der der Vakuumdruck von einer externen Vakuumpumpe zugeführt wird, als Vakuumeinheit 50 konstruiert werden, indem die Ejektorpumpeneinheit 56 von der Vakuumeinheit 50 entfernt wird und das Zufuhrventil 82 als Vakuumrichtungskontrollventil, d. h. als vakuumselektor, verwendet wird.
[0021] Mit Bezug auf die Fig. 2 bis 4 wird eine Beschreibung gegeben, wie die auf den Sequenzer aufgebrachte Last durch die oben beschriebene Funktionsweise der Vakuumeinheit 50 und individuelle Kontrolle der Komponenten erreicht wird. Der Betrieb der Vakuumeinheit 50 wird übrigens durchgeführt, um ein Werkstück durch einen Saugnapf oder dergleichen anzuziehen und weiterzubewegen.
[0022] Der Sequenzer sendet zunächst ein Arbeitskommando oder -befehl an den Steuerkreis 111 der Vakuumeinheit 50. Der Steuerkreis 111 veranlasst die CPU 114, ein Operationssignal über die I/O-Einheit 116a und den Treiber 118a in Übereinstimmung mit den im Speicher 112 eingestellten Bedingungen an das Solenoid-gesteuerte Steuerungsventil 108a zu übersenden. Sofort nach der Übersendung des Operationssignals an das Solenoid-gesteuerte Steuerungsventil 108a sendet die CPU 114 auch ein Operationssignal an den Drucksensor 104 in derselben Weise wie oben beschrieben. So wird komprimierte Luft von dem Zufuhrventil 82 in die Ejektorpumpe 80, die innerhalb der Vakuumeinheit 50 vorgesehen ist, eingeführt, um einen Vakuumdruck zu erreichen, der dann wieder über eine Röhre dem Saugnapf zugeführt wird. Während dieser Zeit detektiert oder misst der Drucksensor 104 den Vakuumdruck im Vakuumanschluss 70, und Informationen über den gemessenen Vakuumdruck werden auf der LCD 96 dargestellt. Danach führt der Drucksensor 104 die Information der CPU 114 zu. Die CPU 114 vergleicht die Information mit einer vorher festgelegten Vakuumproblem-Grenze und einem die Anziehung bestätigenden Vakuumdruck. Die Information kann als Alternative zur CPU 114 auf einem Anzeigekreis dargestellt werden.
[0023] Hier ist die vorher bestimmte Vakuumproblem-Grenze ein Vakuumdruck, bei dem die Anziehung und Weiterbewegung des Werkstückes durch die Vakuumeinheit 50 verhindert sein kann. Wenn der Vakuumdruck in dem Vakuumanschluss 70 die vorher bestimmte Vakuumproblem-Grenze nicht erreicht, dann wird auf der LCD 96 der Steuerungseinheit 60 ein Problemzustand dargestellt, und ein das Problem anzeigendes Signal wird simultan mit der Anzeige auch zu dem Sequenzer gesendet.
[0024] Der die Anziehung bestätigende Vakuumdruck ist ein Vakuumdruck, der für die Bestätigung verwendet wird, dass das Werkstück durch den mit Vakuum beaufschlagten Saugnapf angezogen wurde und dass das Vakuum in dem Vakuumanschluss 70 einen gewünschten Vakuumdruck erreicht hat. Wenn basierend auf dem Vergleichsergebnis der CPU 114 entschieden wird, dass der nachgewiesene Vakuumdruck des Vakuumanschlusses 70 den im Speicher 112 vorher festgelegten, die Anziehung bestätigenden Vakuumdruck überschreitet, dann führt die LCD 96 eine die Anziehung bestätigende Anzeige aus.
[0025] Wenn danach der Steuerungskreis 111 ein die Arbeitsbewegung bestätigendes Signal erhält, das auf einem Signal basiert, welches von einem auf einem Förderungsmittel wie einem Zylinder oder dergleichen vorgesehenen Schalter oder dergleichen zugeführt wird, und nach dem Ablauf eines vorherbestimmten Zeitintervalls, das von einem Timer für das Zufuhrventil in dem Speicher 112 gesetzt ist, sendet die CPU 114 ein Signal an das Zufuhrventil 82, um seinen Betrieb in Übereinstimmung mit einem in dem Speicher 112 festgelegten Programm zu beenden.
[0026] Das Zufuhrventil 82 beendet den Betrieb in Antwort auf ein von der CPU 114 zugeführtes Signal, so dass die Erzeugung des Vakuumdrucks in der Ejektorpumpe 80 gestoppt wird. Gleichzeitig sendet die CPU 114 einen Unterbrechungsbefehl zu dem Vakuum-Unterbrechungs-Ventil 84, um zu bewirken, dass dem Saugnapf über den Vakuumanschluss 70 komprimierte Luft zugeführt wird. Als Ergebnis wird die für die Luftzufuhr benötigte Zeit durch einen Timer oder dergleichen kontrolliert, und die Vakuumunterbrechung wird auf Basis eines Signals ausgeführt, das von einem Schalter oder einem anderen externen Mittel zugeführt wird.
[0027] Während dieser Zeit misst der Drucksensor 104 den Druck in dem Vakuumanschluss 70. Ferner wird Information über den gemessenen Druck auf der LCD 96 dargestellt und nachfolgend zu dem Steuerungskreis 111 gesendet. Die CPU 114 des Steuerungskreises 111 vergleicht die Information mit einem die Leckage bestätigenden Luftdruck, der in dem Speicher 112 voreingestellt wurde.
[0028] Hier ist der die Leckage bestätigende Luftdruck ein Luftdruck, der benutzt wird, um zu bestätigen, dass das Werkstück Arbeit vollständig von dem Saugnapf gelöst wurde und dass ein Luftdruck in dem Vakuumanschluss 70 Atmosphärendruck erreicht hat. Wenn der Luftdruck unter den die Leckage bestätigenden Luftdruck fällt, der in dem Speicher 112 voreingestellt wurde, erzeugt die LCD 96 eine die Leckage bestätigende Anzeige, und zur gleichen Zeit sendet die CPU 114 ein Betriebsstop-Signal an das Vakuumunterbrechungsventil 84 und den Drucksensor 104. Als Ergebnis beenden das Vakuumunterbrechungsventil 84 und der Drucksensor 104 den Betrieb. Danach sendet der Steuerungskreis 111 eine Serie von Betriebsbeendigungssignalen zu dem Sequenzer, um dadurch alle Anziehungs- und Transportoperationen der Vakuumeinheit 50 zu beenden.
[0029] Wie in Fig. 4 gezeigt, wird bei der vorliegenden Erfindung ein Anteil der Steuerung des Sequenzers durch den Steuerungskreis 111 übernommen, so dass die auf den Sequenzer aufgebrachte Last reduziert wird. Durch die Reduktion der auf den Sequenzer aufgebrachten Last ist die Steuerung einer größeren Anzahl von über einen Verteiler miteinander verbundenen Vakuumeinheiten ermöglicht worden. Alternativ ist es dann unter der Annahme, die Steuerungskapazität der Steuerungseinheit 60 sei ausreichend, möglich, eine Feinsteuerung jeder Vakuumeinheit zu erreichen, was beim Stand der Technik nicht erreichbar war.
[0030] Ein System zur Steuerung einer Vielzahl von Steuerungseinheiten dieses Typs wird nachfolgend als zweite Ausführungsform mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben. Fig. 5 zeigt eine Vakuumvorrichtung 154 mit einer Vielzahl von Vakuum erzeugenden Einheiten 152a bis 152e mit lokalen Steuerungen, die über einen Verteiler 150 miteinander verbunden sind. Die Vakuum erzeugende Einheit 152a mit einer lokalen Steuerung, die auf dem Verteiler 150 angeordnet wurde, besteht aus einem Block 156a mit einer Ejektorpumpe, einem Zufuhrventil 158a für komprimierte Luft, einem Vakuumunterbrechungsventil 160a, einem die Anziehung bestätigenden Schalter 162a und einer Steuerung 164a. Die peripheren Mittel der Vakuum erzeugenden Einheit 152a mit der lokalen Steuerung, d. h. dem Zufuhrventil 158a für komprimierte Luft, dem Vakuumunterbrechungsventil 160a und dem die Anziehung bestätigenden Schalter 162a, der entweder mit einem Drucksensor oder einer Pneumatikbrücke benutzt wird, haben entsprechend Signalleitungen oder Leiter 166a und sind individuell mit der Steuerung 164a verbunden. Die Steuerung 164a hat eine an ihrem oberen Abschnitt befestigte Signalanschlussklemme 168a und ist über einen Verbinder 170a mit Signalleitungen 172 verbunden. Die anderen Vakuum erzeugenden Einheiten 152b bis 152e mit lokalen Steuerungen sind in derselben Weise wie oben beschrieben aufgebaut. Die Signalanschlussklemmen 168a bis 168e der jeweiligen Steuerungen 164a bis 164e sind durch den Verbinder 170a und die Verbinder 170b bis 170e und durch die Signalleitungen 172 miteinander verbunden. Ferner ist die Signalanschlussklemme 168e am Ende des Verteilers 150 mit einem nicht dargestellten Sequenzer verbunden. Die Signalleitungen 172 sind in Adresssignalleitungen, die verwendet werden, um von dem Sequenzer und den individuellen Steuerungen 164a bis 164e zugeführte Signale zu unterscheiden, und in Datensignalleitungen aufgeteilt, die verwendet werden, um Information zu übertragen. Jede der entsprechenden Steuerungseinheits-Paare hat eine Adresse bestimmende Mittel. So können die Leitungen, die für von den Steuerungen 164a bis 164e erzeugte Signale verwendet werden, in Form einer Busleitung ausgebildet sein, die die Kommunikation zwischen dem Sequenzer und den einzelnen Steuerungen 164a bis 164e bestimmt und einrichtet. Ferner können die für die oben beschriebenen Signale verwendeten Leitungen auch in Form einer einzelnen Leitung ausgebildet sein, indem eine vollständige serielle Kommunikationen zwischen dem Sequenzer und jedem der Controller 164a bis 164e eingesetzt wird. Ferner kann die Übertragung von drahtlosen Licht-, Radiowellen oder dergleichen Raumübertragung zwischen einem solchen Übertragungsmittel und der Busleitung wie auch dem Signalverbinder durchgeführt werden, sowohl innerhalb als auch außerhalb der Vorrichtung.
[0031] Bei der vorliegenden Ausführungsform ist jede der Steuerungen 164a bis 164e zwischen dem Sequenzer und jedem der peripheren Mittel der Vakuum erzeugenden Einheiten 152a bis 152e angeordnet. So wird die Last auf den Sequenzer ungeachtet mehrerer durch den Verteiler 150 ausgeführter Operationen verringert und die Signalleitungen werden wegen der Ausbildung der Signalleitungen 172 in Form einer Busleitung außerordentlich reduziert.
[0032] Ferner wird nachfolgend mit Bezug auf Fig. 6 eine dritte Ausführungsform beschrieben. Fig. 6 zeigt Vakuum erzeugende Einheiten 200a bis 200c mit lokalen Steuerungen, wobei jede aus Blöcken mit unterschiedlichen Funktionen aufgebaut ist. Die Vakuum erzeugende Einheit 200a wurde aufgebaut, indem auf die Oberseite eines Verteilerblocks ein Filterblock 204a, ein Ejektorpumpenblock 206a, ein Drucksensorblock 208a, ein Ventilblock 210a mit einem Zufuhrventil für komprimierte Luft und einem Vakuumunterbrechungsventil und ein Steuerungsblock 216a mit einem Abschnitt 212a zur Eingabe von Bedingungen und einer Anzeige 214a aufgesteckt wurden, wobei die aufeinandergesteckten Abschnitte mit dem Verteilerblock 202a durch Verbindungselemente 218a verbunden sind. Jeder der Blöcke 202a, 204a, 206a, 208a, 210a und 216a hat einen elektrischen Verbindungsabschnitt 220a aus einem Gummischalter.
[0033] Wie in Fig. 7 gezeigt, ist der Gummischalter durch Hintereinanderstecken von leitenden elastischen Körpern 222 und nicht leitenden elastischen Körpern 224 ausgebildet. Die elektrische Verbindung zwischen dem wie oben beschrieben aufgebauten Gummischalter und angrenzenden Substraten 226 und 228 für die angrenzenden Blöcke wird durch Einlegen des Gummischalters zwischen die Substrate 226 und 228 erreicht.
[0034] Jede der verbleibenden Vakuum erzeugenden Einheiten 200b und 200c ist auf dieselbe, oben beschriebene Art aufgebaut. Die Vakuum erzeugenden Einheiten 200a bis 200c sind mit den ihnen benachbarten Blöcken durch Paare von Sicherungsplatten 230a bis 230c der Verteilerblöcke 202a bis 202c verbunden. Wenn die Vakuum erzeugenden Einheiten in dieser Weise nebeneinander angeordnet und miteinander verbunden sind, ist der Verteilerblock 202a an seiner Seitenfläche, die nicht benutzt wird, um andere Verteilerblöcke anzuschließen, mit einer nicht dargestellten Zufuhrquelle komprimierter Luft verbunden.
[0035] Auf der anderen Seite ist ein Kabelblock 232 an die Vakuum erzeugende Einheit 200c angeschlossen und über eine nicht dargestellte Signalleitung 234 mit einem nicht dargestellten Sequenzer verbunden.
[0036] Der Kabelblock 232 sieht eine parallele Kommunikation mit jeder lokalen Steuerung auf einem Pneumatikmittel oder einer Pneumatikvorrichtung mittels eines elektrischen Verbindungsabschnitt 220a vor, indem ein Seriell/Parallel- Wandler verwendet wird. Ferner sieht der Kabelblock 232 eine Verbindung mit einem Sequenzer und einem externen Steuerungsmittel vor, indem mehrere Signalleitungen 234 verwendet werden. Der Kabelblock 232 weist außerdem auf ihm montiert ein Display zum Darstellen des Arbeitszustandes und eine Signalanschlussklemme auf. Bei der vorliegenden Ausführungsform dient der Kabelblock 232 als eine Zwischensteuerung zur Steuerung der Kommunikation mit jedem der Kontrollblöcke 216a bis 216c. Jedoch kann der Kabelblock 232 auch das Einstellen, Programmieren, die Display-Information und die integrierte Steuerung jeder Steuerung ausführen.
[0037] Jede der oben beschriebenen Steuerungen, die die auf den Sequenzer aufgebrachte Last reduzieren kann, kann unterschiedliche Typen und Funktionen haben und ist nicht auf die beschränkt, die in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben sind. Zunächst können als Mittel zur Realisierung der Funktionen der Steuerung vorgesehen sein: eine Hardware wie ein elektrischer Schaltkreis oder dergleichen; eine programmierbare Software kombiniert mit einer CPU, Speicher usw.; und eine Kombination von beiden, um durch Programme verschiedene Entscheidungspunkte festsetzen zu können, usw.. Ferner können als Steuerungsmethoden und Methoden zur Einstellung von Sensoren, Adressen, Programmen usw. vorgesehen sein: direktes Einstellen der obigen Punkte mittels Dip- Schaltern, Mehrfach-Drehschaltern, Drahtmatrixschaltern, usw., und einem Trimmer oder dergleichen auf jedem Controller; Programmverbindungsmittel, wie eine Lernbox, usw. an jeder Steuerungseinheit, um einen Einstell- oder Steuerungsprozess zu beeinflussen; kollektives Herunterladen von Daten wie Programmen usw. von einer Master-Steuerungsvorrichtung, wie einen Sequenzer, bspw. beim Start; und eine direkte Verbindung mit einem Speichermittel, wie einem ROM, einer Speicherkarte oder dergleichen, um dadurch einen gewünschten Einstell- oder Steuerprozess zu beeinflussen; usw.. Als nächstes können als Methode zur Darstellung der von den Steuerungen zugeführten Informationen vorgesehen sein: direktes Darstellen der Informationen durch die Steuerungen mittels einer LCD, einer LED, einer Lampe, einem Summer, usw.; Anzeigen zur konzentrierten Darstellung von Information, wie sie von einer Vielzahl von Steuerungen wie Verteilern etc. hergestellt werden, durch Verwendung einer Anzeigeneinheit; und eine konzentrierte und sammelnde Anzeige durch Benutzung einer Master-Steuerungseinrichtung, wie einem Sequenzer oder dergleichen; usw.. Ferner können als Funktionen zur Steuerung der Fluiddruckvorrichtung vorgesehen sein: mehrere Anzeigen zur Diagnose von Fehlern in der Fluiddruckvorrichtung wie in der vorliegenden Ausführungsform dargestellt und zur Bestimmung fehlerhafter Teile zur Zeit des Fehlers der Fluiddruckvorrichtung, und die Klassifizierung von Fehlern und einer Anzeige für Ersatzteile, die ersetzt werden müssen, wie ein Dämpfer, ein Filter, usw.. Darüber hinaus können auch Funktionen wie Selbstdiagnose von Fehlern durch die Steuerung selbst vorgesehen sein, wie Programmfehler oder Sequenzerfehler oder dergleichen, und ein Selbst-Reset der Steuerungen; einer Selbstwiederherstellungsfunktion ausgeführt auf der Basis von Umprogrammierungen, usw.; ein Sicherheitsstop, um zu verhindern, dass ein Werkstück während verschiedener Fehlerzustände herabfällt, sowie Fehler in dem Fluiddruck, Stop der Energieversorgung, Verhinderung des Ausflusses von Fluid und dergleichen; Wiederherstellung von Funktionen für ein strömungsmechanisches System durch Sicherheitsstop, um zu verhindern, dass ein Werkstück während verschiedener Zustände abfällt, wie bspw. Fehler im Fluiddruck, Ausfall der Energieversorung, Vermeidung des Ausflusses des Fluids und dergleichen, und durch Vorsehen von Hilfsmitteln, wie einer Stromversorgung, einem Sensor, einem Schaltkreis und dergleichen, und durch Auswahl beliebiger dieser Elemente; ein Adressen-Setup bei der Ausführung der seriellen oder parallelen Verbindungen mit einer Master-Steuerungsvorrichtung, wie einem Sequenzer oder dergleichen; ein Zusatz einer Priorität zu jeder Kommunikation mit der Master-Kontrollvorrichtung; eine Timer-Funktion zum Einstellen eines Zeit intervalls, das zur Operation oder Betätigung eines Operationsventils, eines Unterbrechungsventils oder dergleichen benötigt wird; eine Funktion zum Abtasten des Zustands und der Art des Werkstücks mit einem Sensor, zur Kontrolle des Drucks und der Flussrate des Fluids, um den Fähigkeiten der Fluiddruckvorrichtung zu entsprechen; usw..
[0038] Sogar im Falle einer Kombination einer Steuerungsvorrichtung, wie einem Sequenzer oder dergleichen, einer Steuerung und einer Fluiddruckvorrichtung ist daran gedacht, z. B. einer Methode zur hierarchischen Gliederung der Steuerungsstrukturen zu schaffen, die auf zwischengeschalteten (Management)-Steuereinheiten zur Steuerung einer Vielzahl von strömungsmechanischen Systemen mit einer einzigen Steuerung und zur Leitung der Verbindung zwischen einer Vielzahl von Steuerungen und Einstellen der Steuerungen, Programmierung der Steuerungen oder Vorgeben von Informationsanzeigen für die Steuerung basiert.

GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT

[0039] Wie oben beschrieben wurde, sind die einzelnen Fluiddruckvorrichtungen mit Steuerungsmitteln versehen, wenn eine Vielzahl von Fluiddruckvorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung miteinander verbunden und von einem Sequenzer kontrolliert werden, und eine Problemdiagnose oder dergleichen wird durch die Kontrollmittel ausgeführt, und sie sind geeignet für den Gebrauch in einer automatischen Förderlinie oder Produktionslinie, ohne Last auf den Sequenzer aufzubringen.

Claims

1. Fluiddruckvorrichtung für die Zufuhr bzw. das Absperren eines positiven oder negativen Fluiddrucks zu/von einer fluiddruckgesteuerten Vorrichtung, die mit der Vorrichtung verbunden ist, mit:

Feststellmitteln einschließlich eines Sensors (104) zum Feststellen eines internen Zustands der Fluiddruckvorrichtung;

Steuermitteln (111, 216); und

Anzeigemitteln (96, 214) zur Anzeige eines Zustands der Fluiddruckvorrichtung;

dadurch gekennzeichnet:

dass die Fluiddruckvorrichtung aus einer Vielzahl von Blöcken mit unterschiedlichen Funktionen aufgebaut ist;

wobei die Feststellmittel, die Steuermittel (111, 216) und die Anzeigemittel (96, 214) jeweils in einem der Blöcke angeordnet sind, wobei die Fluiddruckvorrichtung einen anderen dieser Blöcke aufweist, der wenigstens eine gemeinsame Oberfläche zur Verbindung mit einem anderen angrenzenden Fluiddruckvorrichtungsblock aufweist; und

wobei die Steuermittel (111, 216) Speichermittel (112) aufweisen, in denen die Steuerschritte für den Block lokal gespeichert sind.

2. Fluiddruckvorrichtung nach Anspruch 1, außerdem mit:

wenigstens einem Richtungskontrollventil (Wegeventil) (108a) zum Umschalten zwischen der Zufuhr und dem Absperren eines Fluids zu/von der fluiddruckgesteuerten Vorrichtung,

wobei die lokal in den Steuermitteln (111) gespeicherten Steuerschritte eine Operation des wenigstens einen Wegeventils (108a) steuern.

3. Fluiddruckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei jeder der Blöcke (156, 204, 206, 208, 210, 216), die die Fluiddruckvorrichtung bilden, wenigstens einen Verbinder (164, 120) aus leitenden elastischen Körpern (172, 222) aufweist, und wobei eine elektrische Verbindung zwischen angrenzenden Blöcken über die in dem Verbinder enthaltenen leitenden elastischen Blöcke erfolgt.

4. Fluiddruckvorrichtung nach Anspruch 3, wobei jeder der die Fluiddruckvorrichtung bildenden Blöcke einen aus leitenden (222) und nicht leitenden (224) elastischen Körpern gebildeten Verbinder (220) aufweist, und wobei die elektrische Verbindung zwischen den angrenzenden Blöcken über die in dem Verbinder enthaltenen leitenden elastischen Körper erfolgt.

5. Fluiddruckvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei jeder der die Fluiddruckvorrichtung bildenden Blöcke einen durch Hintereinanderstapeln von leitenden (222) und nicht leitenden (224) elastischen Körpern gebildeten Verbinder (200) aufweist, und wobei die elektrische Verbindung zwischen den angrenzenden Blöcken über die in dem Verbinder enthaltenen leitenden elastischen Körper erfolgt.

6. Fluiddruckvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei jeder der elastischen Körper, die den Verbinder jedes der in der Fluiddruckvorrichtung enthaltenen Blöcke bilden, entweder aus Kunstharz oder Gummi besteht.

7. Fluiddruckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Fluiddruckvorrichtung eine Vakuumvorrichtung (50, 154) ist.

8. Anordnung mit einer Vielzahl von Fluiddruckvorrichtungen nach Anspruch 1 oder 2, die an einen Sequenzer angeschlossen sind, wobei der Sequenzer extern an wenigstens einer der Fluiddruckvorrichtungen (152, 200) angebracht ist, wobei die Steuerung (111) und der Sequenzer miteinander verbunden sind, um zwischen sich Signale zu übertragen.

9. Anordnung nach Anspruch 8, wobei die Vielzahl von Fluiddruckvorrichtungen (152, 200) miteinander über Verteiler (150, 202) verbunden ist, wobei die Fluiddruckvorrichtungen (152, 200) außerdem miteinander verbunden sind, um Signale zu und von angrenzenden Vorrichtungen zu übertragen.

10. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, außerdem mit elektrischen Leitungen, die innerhalb der wenigstens einen Fluiddruckvorrichtung angeordnet sind, um elektrische Verbindungen zwischen den Steuermitteln (111) und dem Sequenzer herzustellen.