EP2080913B1 - Device for creating a vacuum and method for operating the same - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Vakuumerzeugervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vakuumerzeugervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.The invention relates to a method for operating a vacuum generator device according to the preamble of claim 1 and to a vacuum generator device according to the preamble of claim 7.

Bei einer aus der US-A 4861232 bekannten Vakuumerzeugervorrichtung dieser Art muss ein als Ausblasventil dienendes Magnetventil zum Belüftung der Sauggreiferanordnung separat angesteuert werden und benötigt dazu eine separate Steuerleitung. Im Zuge der Normierung wird angestrebt, derartige Vakuumerzeugervorrichtungen und auch andere fluidische Einrichtungen über eine genormte, beispielsweise 5-polige Steckverbindung, beispielsweise eine M12-Steckverbindung, mit einer externen Steuervorrichtung beziehungsweise Steuerzentrale zu verbinden, durch die eine solche Vakuumerzeugervorrichtung variabel ansteuerbar ist. Da hierzu auch noch Spannungsversorgungsleitungen, Sensorrückmeldeleitungen und Diagnoserückmeldeleitungen realisiert werden sollten, wird angestrebt, die Zahl der Steuerleitungen so weit wie möglich zu reduzieren, um die angestrebte genormte Steckverbindung realisieren zu können.At one of the US-A 4861232 known vacuum generator device of this type must be controlled separately as a blow-off solenoid valve for ventilation of the suction pad assembly and requires a separate control line. In the course of standardization, it is desirable to connect such vacuum generator devices and also other fluidic devices via a standardized, for example 5-pole plug connection, for example an M12 plug connection, to an external control device or control unit, by means of which such a vacuum generator device can be controlled variably. Since this also power supply lines, sensor feedback lines and diagnostic feedback lines should be realized, the aim is to reduce the number of control lines as much as possible in order to achieve the desired standardized connector.

Aus der DE 200 11 839 U1 ist eine Vakuumerzeugervorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Dort wird lediglich die Ejektoreinrichtung durch ein elektrisch gesteuertes Ventil betätigt, während das Ausblasventil als pneumatisch gesteuertes Ventil ausgebildet ist und erst nach einem durch Belüften des elektrisch gesteuerten Ventils eingeleitetem Druckabbau pneumatisch betätigt wird. Ausführungen über interne oder externe Steuereinrichtungen oder Steuerelektroniken sind in dieser Druckschrift nicht enthalten.From the DE 200 11 839 U1 a vacuum generating device having the features of the preamble of claim 1 is known. There, only the ejector device is actuated by an electrically controlled valve, while the purge valve is designed as a pneumatically controlled valve and is pneumatically actuated only after an initiated by venting the electrically controlled valve pressure reduction. Versions on internal or external control devices or control electronics are not included in this document.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, das Steuerventil zur Steuerung des Saugunterdrucks und das Ausblasventil mit einer möglichst geringen Zahl von Steuerleitungen und einem gemeinsamen Steuersignal anzusteuern.An object of the present invention is thus to control the control valve for controlling the suction vacuum and the blow-off valve with the smallest possible number of control lines and a common control signal.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vakuumerzeugervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.This object is achieved by a method having the features of claim 1 and a vacuum generating device having the features of claim 7.

In vorteilhafter Weise muss das Ausblasventil nicht gesondert extern angesteuert werden, sondern es öffnet automatisch mit dem Ende des externen Steuersignals für das Steuerventil, so dass insgesamt für beide Funktionen nur ein Steuersignal erforderlich ist. Hierdurch verringert sich die Zahl der Steuerleitungen, wobei im einfachsten Falle nur eine einzige Steuerleitung noch erforderlich ist. Durch die interne Steuerelektronik können aus dem Steuersignal variable Funktionen abgeleitet werden, insbesondere die sequentielle Öffnung der beiden Ventile. Die Zuführung des Steuersignals erfolgt vorteilhaft von einer externen Steuereinrichtung aus zur internen Steuerelektronik der Vakuumerzeugervorrichtung über einen Anschluss einer Kommunikationsschnittstelle oder über eine Busschnittstelle, so dass eine möglichst geringe Zahl von Anschlusskontakten erforderlich ist.Advantageously, the blow-off valve does not need to be controlled separately externally, but it automatically opens with the end of the external control signal for the control valve, so that a total of only one control signal is required for both functions. This reduces the number of control lines, in the simplest case, only a single control line is still required. By the internal control electronics variable functions can be derived from the control signal, in particular the sequential opening of the two valves. The supply of the control signal is advantageously carried out by an external control device to the internal control electronics of the vacuum generator device via a connection of a communication interface or via a Bus interface, so that the smallest possible number of connection contacts is required.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Verfahrens und der im Anspruch 6 angegebenen Vakuumerzeugervorrichtung möglich.The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of claim 1 method and the vacuum generating device specified in claim 6 are possible.

Das Steuerventil bleibt im einfachsten Fall während der Dauer des Steuersignals geöffnet, es kann jedoch auch zur Reduzierung des Luftverbrauchs geregelt werden, wobei der Saugunterdruck in der Sauggreiferanordnung dann mittels eines mit der Ejektoreinrichtung verbundenen Rückschlagventils aufrechterhalten wird. Hierbei müssen nur Leckageverluste durch eine erneute Betätigung des Steuerventils ausgeglichen werden.The control valve remains open in the simplest case during the duration of the control signal, but it can also be controlled to reduce the air consumption, wherein the suction pressure in the suction pad assembly is then maintained by means connected to the Ejektoreinrichtung check valve. In this case, only leakage losses must be compensated by a renewed actuation of the control valve.

Die Öffnungszeit des Ausblasventils wird zweckmäßigerweise mittels eines Zeitglieds in der Steuerelektronik fest oder variabel vorgegeben.The opening time of the blow-off valve is expediently fixed or variable by means of a timer in the control electronics.

Zur Erfassung des Saugunterdrucks und zur Regelung desselben ist zweckmäßigerweise eine Druckerfassungseinrichtung an dem zwischen dem Rückschlagventil und der Sauggreiferanordnung verlaufenden Abschnitt des Saugkanals oder direkt an der Sauggreiferanordnung angeschlossen. Die Steuerelektronik besitzt dabei eine Regelungseinrichtung zur Regelung des Saugunterdrucks auf einen vorgebbaren Sollwert durch Einschalten und Ausschalten des Steuerventils.For detecting the suction vacuum and for regulating the same, a pressure detecting device is expediently connected to the section of the suction channel extending between the check valve and the suction pad arrangement or directly to the suction pad arrangement. The control electronics in this case has a control device for controlling the Saugunterdrucks to a predetermined target value by switching on and off the control valve.

Die Kommunikationsschnittstelle besitzt zweckmäßigerweise zwei Spannungsversorgungskontakte, einen Steuersignalkontakt und vorzugsweise einen oder zwei Rückmeldungs- oder Diagnosekontakte. Alternativ hierzu kann die Kommunikationsschnittstelle auch als IO-Link-Schnittstelle und die Steuerelektronik IO-Link-fähig ausgebildet sein. Als weitere vorteilhafte Alternative kann die Kommunikationsschnittstelle auch als ASi-Bus-Schnittstelle ausgebildet sein, wobei die Steuerelektronik dann einen ASi-Busknoten enthält.The communication interface expediently has two power supply contacts, one control signal contact, and preferably one or two feedback or diagnostic contacts. Alternatively, the communication interface as an IO-Link interface and the control electronics Be formed IO-link-capable. As a further advantageous alternative, the communication interface can also be designed as an ASi bus interface, the control electronics then containing an ASi bus node.

Die Kommunikationsschnittstelle kann durch die erfindungsgemäße Reduzierung von Steuerleitungen in vorteilhafter Weise als 4- oder 5-polige Steckverbindung ausgebildet sein, insbesondere als 5-polige M12-Steckverbindung.The communication interface can be formed by the inventive reduction of control lines in an advantageous manner as 4- or 5-pin connector, in particular as a 5-pin M12 connector.

Im Falle einer Übertragung des Steuersignals mittels eines Buskabels kann dieses über einen Adapter mit einer Steckaufnahme oder einem Stecker der Steckverbindung verbunden oder verbindbar sein, insbesondere einer Steckaufnahme oder einem Stecker einer M12-Steckverbindung.In the case of transmission of the control signal by means of a bus cable this can be connected via an adapter with a plug-in receptacle or a plug of the connector or connectable, in particular a plug-in receptacle or a plug of an M12 connector.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1

in schematischer Darstellung eine bevorzugte Aus-führungsform der erfindungsgemäßen Vakuumerzeugervorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Figur 2

ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise.

An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it:

FIG. 1

a schematic representation of a preferred embodiment of the inventive vacuum generating device for carrying out the method according to the invention and

FIG. 2

a flow chart for explaining the operation.

Die in ihrer Gesamtheit mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Vakuumerzeugervorrichtung dient insbesondere dem Zweck, Gegenstände 5 mittels Unterdruck festzuhalten, damit sie zwischen verschiedenen Orten umpositioniert werden können. Sie wird beispielsweise in der Montagetechnik oder in der Verpakkungsindustrie eingesetzt. In Figur 1 ist als Gegenstand 5 exemplarisch ein plattenförmiges Erzeugnis dargestellt, hier in Gestalt einer dünnen Platte.Specifically, the vacuum generator device, designated by reference numeral 1, serves the purpose of holding objects 5 by means of negative pressure so that they can be repositioned between different locations. It is used, for example, in assembly technology or in the packaging industry. In FIG. 1 is exemplified as a subject 5 a plate-shaped product, here in the form of a thin plate.

Die Vakuumerzeugervorrichtung enthält eine Vakuumerzeugereinheit 2, an die mindestens ein Sauggreifer 7 oder eine aus mehreren Sauggreifern bestehende Sauggreiferanordnung angeschlossen ist. Prinzipiell kann die Vakuumerzeugervorrichtung 1 auch mit mehreren Vakuumerzeugereinheiten 2 ausgestattet sein, die auch zu einer Baugruppe zusammengefasst werden können.The vacuum generator device includes a vacuum generator unit 2, to which at least one suction gripper 7 or a suction gripper arrangement comprising a plurality of suction grippers is connected. In principle, the vacuum generator device 1 can also be equipped with a plurality of vacuum generator units 2, which can also be combined to form an assembly.

Der schon erwähnte Sauggreifer 7 ist über eine Saugleitung 4 an die Vakuumerzeugereinheit 2 angeschlossen. Er kann hierbei entfernt zu der Vakuumerzeugereinheit 2 angeordnet sein. Es besteht allerdings auch die Möglichkeit, den Sauggreifer 7 unmittelbar an der Vakuumerzeugereinheit 2 anzuordnen, so dass eine starre Baugruppe vorliegt.The already mentioned suction gripper 7 is connected via a suction line 4 to the vacuum generator unit 2. He can do this be arranged away from the vacuum generator unit 2. However, it is also possible to arrange the suction gripper 7 directly on the vacuum generator unit 2, so that a rigid assembly is present.

Bei dem Sauggreifer 7 handelt es sich exemplarisch um einen Saugnapf oder Saugteller. Er begrenzt eine eine Arbeitsöffnung 8 aufweisende Saugkammer 12 und kann derart verlagert werden, dass er mit seiner Arbeitsöffnung 8 voraus an dem handzuhabenden Gegenstand 5 zur Anlage gelangt. Im Moment der Anlage ist die Arbeitsöffnung 8 durch den Gegenstand 5 abgedeckt und die Saugkammer 12 somit zur Atmosphäre hin verschlossen. Dieser Zustand ist in der Zeichnung strichpunktiert angedeutet.The suction gripper 7 is an example of a suction cup or suction cup. It limits a suction opening 12 having a working opening 8 and can be displaced in such a way that it comes into contact with its work opening 8 ahead of the object 5 to be handled. At the moment of investment the work opening 8 is covered by the article 5 and the suction chamber 12 thus closed to the atmosphere. This condition is indicated by dash-dotted lines in the drawing.

Das Verlagern des Sauggreifers 7 geschieht durch Verlagerung einer ihn tragenden Einrichtung, wobei es sich um die Vakuumerzeugereinheit 2 selbst handeln kann, wenn er daran befestigt ist.The displacement of the suction gripper 7 is done by shifting a device supporting it, which may be the vacuum generator unit 2 itself when it is attached thereto.

In einem ein- oder mehrteiligen Hauptgehäuse 3 der Vakuumerzeugereinheit 2 befindet sich eine Luftversorgungsschnittstelle 17, die zur Einspeisung von Druckluft dient, die von einer externen Druckluftquelle 18 zur Verfügung gestellt wird. Ferner befindet sich an dem Hauptgehäuse 3 mindestens eine Kommunikationsschnittstelle 22 für den Austausch elektrischer Signale und für die Einspeisung der für den Betrieb der elektrischen Komponenten der Vakuumerzeugereinheit 2 benötigten elektrischen Energie. An die Kommunikationsschnittstelle 22 kann in diesem Zusammenhang eine in Figur 1 schematisch angedeutete externe elektronische Steuereinrichtung 23 über ein Verbindungskabel 21 angeschlossen werden.In a single or multi-part main housing 3 of the vacuum generator unit 2 is an air supply interface 17, which serves to feed compressed air, which is provided by an external compressed air source 18 is available. Furthermore, there is at least one communication interface 22 on the main housing 3 for the exchange of electrical signals and for the supply of the electrical energy required for the operation of the electrical components of the vacuum generator unit 2. To the communication interface 22 may in this context an in FIG. 1 schematically indicated external electronic control device 23 are connected via a connecting cable 21.

Der für das Ergreifen eines Gegenstandes 5 erforderliche Saugunterdruck wird unmittelbar in der Vakuumerzeugereinheit 2 erzeugt. Diese ist hierfür mit mindestens einer Ejektoreinrichtung 27 ausgestattet und beinhaltet mindestens eine nach dem Ejektorprinzip arbeitende Saugdüse 26, deren Einlass 29 über einen Luftversorgungskanal 32 an die Luftversorgungs-schnittstelle 17 angeschlossen ist.The suction vacuum required for gripping an article 5 is generated directly in the vacuum generator unit 2. This is for this purpose equipped with at least one ejector 27 and includes at least one operating according to the ejector principle suction nozzle 26, the inlet 29 is connected via an air supply duct 32 to the air supply interface 17.

Die Ejektoreinrichtung 27 besitzt außerdem einen zur Atmosphäre führenden Auslass 33, an den bei Bedarf ein Schalldämpfer anschließbar ist.The ejector device 27 also has an outlet 33 leading to the atmosphere, to which a silencer can be connected if required.

Schließlich verfügt die Ejektoreinrichtung 27 über eine Saugseite oder Saugöffnung 34, die über einen Saugkanal 35 an die Saugkammer 12 des Sauggreifers 7 angeschlossen ist. Hierbei verläuft ein erster Kanalabschnitt 35a des Saugkanals 35 im Hauptgehäuse 3 und endet an einer Saugleitungs-Schnittstelle 6, an der in bevorzugt lösbarer Weise die Saugleitung 4 angeschlossen ist, in der sich der Saugkanal 35 mit einem zweiten Kanalabschnitt 35b bis zu der Saugkammer 12 hin fortsetzt.Finally, the ejector device 27 has a suction side or suction opening 34, which is connected via a suction channel 35 to the suction chamber 12 of the suction gripper 7. Here, a first channel section 35a of the suction channel 35 extends in the main housing 3 and ends at a suction line interface 6, in which the suction line 4 is connected in a preferably detachable manner, in which the suction channel 35 with a second channel section 35b up to the suction chamber 12 out continues.

In den Luftversorgungskanal 32 ist ein elektrisch betätigbares Steuerventil 36 geschaltet, das zweckmäßigerweise über eine 2/2-Wege-Funktionalität verfügt. Es kann den Luftdurchgang durch den Luftversorgungskanal 32 wahlweise absperren oder freigeben, um dadurch die Luftversorgung des Einlasses 29 der Ejektoreinrichtung 27 wahlweise abzuschalten oder einzuschalten.In the air supply channel 32, an electrically actuated control valve 36 is connected, which conveniently has a 2/2-way functionality. It may selectively shut off or release the passage of air through the air supply passage 32 to thereby selectively shut off or turn on the air supply to the inlet 29 of the ejector means 27.

Ein weiterer Luftversorgungskanal, der zur besseren Unterscheidung als Ausblaskanal 38 bezeichnet wird, verläuft von der Luftversorgungs-Schnittstelle 17 über ein ebenfalls als elektrisch betätigbares Steuerventil ausgebildetes Ausblasventil 37 zu einer Verbindungsstelle 28 mit dem Saugkanal 35.Another air supply channel, which is designated as a blow-out channel 38 for better distinction, runs from the air supply interface 17 via a likewise designed as an electrically actuated control valve blow-off valve 37 to a connection point 28 with the suction channel 35th

Das Ausblasventil 37 kann wahlweise eine von zwei Stellungen einnehmen, in denen es den Luftdurchgang durch den Ausblaskanal 38 entweder absperrt oder freigibt. In den Ausblaskanal 38 kann auch noch ein nicht dargestelltes einstellbares oder nicht einstellbares Drosselelement geschaltet sein, um die Intensität eines Abwurfimpulses beim Öffnen des Ausblasventils 37 einzustellen.The purge valve 37 may optionally occupy one of two positions in which it either shuts off or releases the passage of air through the exhaust passage 38. In the exhaust passage 38 may also be connected to a non-illustrated adjustable or non-adjustable throttle element to adjust the intensity of a discharge pulse when opening the blow-off 37.

In den Saugkanal 35 ist ein mit der Saugöffnung 34 der Ejektoreinrichtung 27 verbundenes Rückschlagventil 42 geschaltet. Es ist so orientiert, dass es eine Luftströmung vom Sauggreifer 37 hin zur Ejektoreinrichtung 27 zuläßt, in der Gegenrichtung jedoch verhindert. Mit anderen Worten nimmt es eine Absperrstellung ein, wenn der auf der Seite der Ejektoreinrichtung 27 anstehende Druck absolut größer ist als der auf der Seite des Sauggreifers 7 entstehende Druck.In the suction passage 35 connected to the suction port 34 of the ejector 27 check valve 42 is connected. It is oriented so that it allows an air flow from the suction pad 37 toward the ejector 27, but prevented in the opposite direction. In other words, it assumes a shut-off position when the pending on the side of the ejector 27 pressure is absolutely greater than the resulting on the side of the suction pad 7 pressure.

Das Rückschlagventil 42 sitzt in demjenigen Abschnitt des Saugkanals 35, der sich zwischen der Saugöffnung 34 und der Verbindungsstelle 28 erstreckt.The check valve 42 is seated in that portion of the suction channel 35 which extends between the suction port 34 and the connection point 28.

Schließlich ist noch eine Druckerfassungseinrichtung 24 an den Saugkanal 35 angeschlossen, die eine Erfassung des im Saugkanal 35 herrschenden Druckes und mithin auch des darin herrschenden Unterdrucks ermöglicht. Es handelt sich bei der Druckerfassungseinrichtung 24 insbesondere um einen Drucksensor, der den pneumatischen Druck in elektrische Drucksignale umwandelt und diese über eine gestrichelt angedeutete Signalleitung 25 einer Steuerelektronik 14 in der Vakuumerzeugereinheit 2 zuführt.Finally, a pressure detecting device 24 is connected to the suction channel 35, which allows detection of the pressure prevailing in the suction passage 35 and thus also the negative pressure prevailing therein. In particular, the pressure detecting device 24 is a pressure sensor which converts the pneumatic pressure into electrical pressure signals and feeds them via a signal line 25, indicated by dashed lines, to an electronic control unit 14 in the vacuum generator unit 2.

Die Druckerfassungseinrichtung 24 kann auch beispielsweise in nicht dargestellter Weise einen analogen und einen digitalen Ausgang aufweisen, um entsprechende Signale über eine mehradrige Signalleitung 25 der Steuerelektronik 14 zuzuführen.The pressure detection device 24 may also, for example, in a manner not shown an analog and a digital Having output to supply corresponding signals via a multi-wire signal line 25 of the control electronics 14.

Bei dem Steuerventil 36 und dem Ausblasventil 37 handelt es sich zweckmäßigerweise um Magnetventile, eine Ausbildung als Piezoventile ist jedoch ebenfalls denkbar. Zweckmäßigerweise sind sie vom Typ "normalerweise geschlossen", so dass sie im elektrisch unbetätigten Zustand die den zugeordneten Kanal absperrende Schließstellung einnehmen. Das Steuerventil 36 kann allerdings auch vom Typ "normalerweise offen" sein. Denkbar ist auch die Verwendung eines bistabilen Steuerventils (Impulsventil).The control valve 36 and the blow-off valve 37 are expediently solenoid valves, but training as piezo valves is also conceivable. Appropriately, they are of the type "normally closed", so that they occupy the shut-off the associated channel closed position in the electrically non-actuated state. However, the control valve 36 may also be of the "normally open" type. It is also conceivable to use a bistable control valve (impulse valve).

Ihre Betätigungssignale erhalten das Steuerventil 36 und das Ausblasventil 37 über je mindestens eine elektrische Steuerleitung 47, 48, durch die sie an der Steuerelektronik 14 angeschlossen sind.Their control signals receive the control valve 36 and the blow-off valve 37 via at least one electrical control line 47, 48, by which they are connected to the control electronics 14.

Die Steuerelektronik 14 ist über eine Signalübertragungsleitung 43, zwei Spannungsversorgungsleitungen 44, 45 und eine Diagnose- oder Rückmeldeleitung 46 mit der Kommunikationsschnittstelle 22 verbunden. Grundsätzlich kann auch noch eine weitere Diagnose- oder Rückmeldeleitung vorgesehen sein, um beispielsweise Sensorsignalrückmeldungen und Diagnoserückmeldungen getrennt der externen elektronischen Steuereinrichtung zuführen zu können.The control electronics 14 is connected via a signal transmission line 43, two power supply lines 44, 45 and a diagnostic or feedback line 46 to the communication interface 22. In principle, a further diagnostic or feedback line can also be provided in order to be able to supply, for example, sensor signal feedback and diagnostic feedback separately to the external electronic control device.

Dabei ist die Kommunikationsschnittstelle 22 als 4- oder 5-polige Steckverbindung ausgebildet, bevorzugt als 5-polige M12-Steckverbindung. Sie besteht aus einem Stecker 22a und einer Steckaufnahme 22b. Das Verbindungskabel 21 ist in diesem Falle als 4- beziehungsweise 5-poliges Kabel ausgebildet. Dabei kann in Abweichung vom dargestellten Ausführungsbeispiel auch der Stecker am Gehäuse und eine als Kupplung ausgebildete Steckaufnahme am Verbindungskabel 21 angeordnet sein.In this case, the communication interface 22 is designed as a 4- or 5-pin connector, preferably as a 5-pin M12 connector. It consists of a plug 22a and a plug-in receptacle 22b. The connection cable 21 is formed in this case as 4- or 5-pin cable. In this case, in deviation from the illustrated embodiment, the plug on the housing and designed as a coupling Plug receptacle be arranged on the connection cable 21.

Alternativ hierzu kann das Verbindungskabel 21 auch als Busleitung ausgebildet sein oder Busleitungen enthalten. Beispielsweise können zwei Busleitungen gleichzeitig als Spannungsversorgungsleitungen dienen, wobei die Steuersignale und Rückmeldesignale dann aufmoduliert sind. Die Kommunikationsschnittstelle 22 kann dann beispielsweise als IO-Link-Schnittstelle oder ASi-Bus-Schnittstelle ausgebildet sein, wobei dann die Steuerelektronik 14 IO-Link-fähig ausgebildet sein muss beziehungsweise einen ASi-Busknoten enthalten muss. Bei Verwendung einer beispielsweise als M12-Steckverbindung ausgebildeten Kommunikationsschnittstelle kann der Stecker 22a beispielsweise mit einem Busadapter 20 versehen sein, wobei auch insgesamt eine Busschnittstelle mit üblichen Bussteckern verwendet werden kann.Alternatively, the connection cable 21 may also be formed as a bus line or contain bus lines. For example, two bus lines can simultaneously serve as voltage supply lines, the control signals and feedback signals are then modulated. The communication interface 22 can then be configured, for example, as an IO-Link interface or ASi-bus interface, in which case the control electronics 14 must be designed so that they can be IO-Link-enabled or must contain an ASi bus node. When using a trained example as an M12 connector communication interface of the plug 22a may be provided for example with a bus adapter 20, wherein also a total of a bus interface can be used with conventional bus connectors.

Die Steuerelektronik 14 besitzt zur manuellen Einstellung beziehungsweise Programmierung ein Display 55 und beispielsweise als Tastatur ausgebildete Eingabemittel 56, um eine variable Eingabe vor Ort zu ermöglichen. Derartige Eingaben oder Programmierungen können selbstverständlich auch von der externen elektronischen Steuereinrichtung aus erfolgen. Eine als Tongenerator 57 ausgebildete Warneinrichtung kann zu Diagnosezwecken und Überwachungszwecken verwendet werden. Diese sowie das Display 55 und die Eingabemittel 56 sind optional.The control electronics 14 has for manual adjustment or programming a display 55 and, for example, designed as a keyboard input means 56 to allow a variable input on site. Such inputs or programming can of course also be done by the external electronic control device. A warning device designed as a tone generator 57 can be used for diagnostic and monitoring purposes. These as well as the display 55 and the input means 56 are optional.

In der Steuerelektronik 14 ist ein Busknoten 52 als Busstation zur Kommunikation mit der externen elektronischen Steuereinrichtung enthalten, sofern die Verbindung über einen Bus erfolgt. Weiterhin ist eine Regelungseinrichtung 53 zur Regelung des Drucks im Saugkanal 35 durch Betätigung des Steuerventils 36 und ein Zeitglied 54 als Zeitsteuereinrichtung zur Steuerung der Öffnungszeit des Ausblasventils 37 vorgesehen. Der Busknoten 52, die Regelungseinrichtung 53 und das Zeitglied 54 können in einem Mikrocontroller ganz oder teilweise integriert sein.In the control electronics 14, a bus node 52 is included as a bus station for communication with the external electronic control device, provided that the connection is made via a bus. Furthermore, a control device 53 for controlling the pressure in the suction passage 35 by actuation of the control valve 36 and a timer 54 as a timing control means for Control of the opening time of the blow-off valve 37 is provided. The bus node 52, the control device 53 and the timer 54 may be completely or partially integrated in a microcontroller.

Die Wirkungsweise der in Figur 1 dargestellten Vakuumerzeugervorrichtung 1 im Hinblick auf die Betätigung der beiden Ventile 36, 37, wird im Folgenden anhand des in Figur 2 dargestellten Signaldiagramms erläutert. Wesentlich dabei ist, dass das Steuersignal A, das seitens der externen Steuereinrichtung 23 über die Kommunikationsschnittstelle 22 der Steuerelektronik 14 in der Vakuumerzeugereinheit 2 zugeführt wird zur sequentiellen Steuerung beider gleiche Normalschaltstellungen aufweisenden Ventile 36, 37 oder zur gleichzeitigen Steuerung beider entgegen gesetzte Normalschaltstellungen aufweisenden Ventile 36, 37. Dabei ist beispielsweise bei normal offenem Ventil 36 und normal geschlossenen Ventil 37 das Steuersignal als 0-Signal ausgebildet, das ein dauern anliegendes 1-Signal unterbricht.The mode of action of in FIG. 1 illustrated vacuum generator device 1 with respect to the actuation of the two valves 36, 37, will be described below with reference to the in FIG. 2 illustrated signal diagram explained. It is essential that the control signal A, which is supplied by the external control device 23 via the communication interface 22 of the control electronics 14 in the vacuum generator unit 2 for sequential control of both the same normal switching positions having valves 36, 37 or for simultaneous control of both opposing normal switching positions having valves 36th , 37. In this case, for example, when normally open valve 36 and normally closed valve 37, the control signal is formed as a 0-signal, which interrupts a permanently applied 1-signal.

Dieses Steuersignal A wird der Regelungseinrichtung 53 beziehungsweise einem entsprechenden Mikrocontroller in der Steuerelektronik 14 zugeführt und löst ein entsprechendes Ablaufprogramm aus.This control signal A is supplied to the control device 53 or a corresponding microcontroller in the control electronics 14 and triggers a corresponding sequence program.

Mit der Anstiegsflanke des Steuersignals A oder mit einer Rückflanke eines entsprechend inversen Steuersignals A' wird ein Einschaltsignal S1 für das Steuerventil 36 gebildet. Hierdurch öffnet das Steuerventil 36 und Druckluft kann die Ejektoreinrichtung 27 durchströmen. Hierdurch wird ein zunehmender Unterdruck im Saugkanal 35 und damit in der Saugkammer 12 des Sauggreifers 7 gebildet. Der zunehmende Unterdruck -p ist im obersten Signalverlauf von Figur 2 dargestellt. Hierdurch wird der Gegenstand 5 vom Sauggreifer 7 angesaugt.With the rising edge of the control signal A or with a trailing edge of a correspondingly inverse control signal A ', a switch-on signal S1 for the control valve 36 is formed. As a result, the control valve 36 opens and compressed air can flow through the ejector device 27. As a result, an increasing negative pressure in the suction channel 35 and thus in the suction chamber 12 of the suction pad 7 is formed. The increasing negative pressure -p is in the uppermost signal curve of FIG. 2 shown. As a result, the object 5 is sucked in by the suction gripper 7.

Der Unterdruck -p wird während der Dauer des Steuersignals A beziehungsweise der Dauer des Schaltsignals S1 für das Steuerventil 36 aufrechterhalten. Dies kann durch einen kontinuierlichen Öffnungszustand des Steuerventils 36 erfolgen oder aber der durch die Druckerfassungseinrichtung 24 erfaßte Saugdruck -p im Saugkanal 35 wird mittels der Regelungseinrichtung 53 durch Öffnen und Schließen des Steuerventils 36 geregelt. Durch das Rückschlagventil 42 muss dabei bei Erreichen eines ausreichenden Saugdrucks das Ventil 36 nur noch dann geöffnet werden, wenn der Saugdruck durch Leckage einen Einschaltgrenzwert erreicht hat.The negative pressure -p is maintained during the duration of the control signal A or the duration of the switching signal S1 for the control valve 36. This can be done by a continuous opening state of the control valve 36 or the detected by the pressure detecting means 24 suction pressure -p in the suction channel 35 is controlled by means of the control device 53 by opening and closing the control valve 36. Due to the non-return valve 42, when a sufficient suction pressure is reached, the valve 36 only has to be opened when the suction pressure has reached a switch-on limit value due to leakage.

Mit dem Ende des Steuersignals A wird zum einen das Schaltsignal S1 für das Steuerventil 36 beendet, so dass dieses schließt, und gleichzeitig wird durch die Rückflanke des Steuersignals A ein Schaltsignal S2 für das Ausblasventil 37 erzeugt. Dies erfolgt durch Ansteuerung des Zeitglieds 54, so dass das Ausblasventil 37 für die feste oder einstellbare Zeit des Zeitglieds 54 geöffnet bleibt. Dabei strömt Druckluft in den Saugkanal 35 und damit in den Sauggreifer 7 ein, so dass sich der Gegenstand 5 vom Sauggreifer 7 löst. Das Schaltsignal S2 dient somit als Abwurfsignal für den Gegenstand 5.With the end of the control signal A, on the one hand, the switching signal S1 for the control valve 36 is terminated so that it closes, and at the same time a switching signal S2 for the blow-out valve 37 is generated by the trailing edge of the control signal A. This is done by controlling the timer 54, so that the blow-off valve 37 remains open for the fixed or adjustable time of the timer 54. In this case, compressed air flows into the suction channel 35 and thus into the suction gripper 7, so that the object 5 is released from the suction gripper 7. The switching signal S2 thus serves as a discharge signal for the object 5.

Über die Eingabemittel 56 und/oder seitens der externen Steuereinrichtung 23 über die Kommunikationsschnittstelle 22 kann die zeitliche Länge des Schaltsignals S2 und damit die Dauer des Abwurfimpulses eingestellt werden. Ebenso kann ein gewünschter Saugunterdruck eingestellt werden. Zu Diagnosezwekken können noch eine Einschaltschwelle S3 und eine Ausschaltschwelle S4 vorgegeben werden. Erreicht das Sensorsignal der Druckerfassungseinrichtung 24 die Einschaltschwelle S3, so wird ein Diagnosesignal D erzeugt, das am Ende des Steuersignals A nach einem entsprechenden Rückgang des Saugunterdrucks -p bei Erreichen der Ausschaltschwelle S4 wieder beendet wird. Dieses Diagnosesignal D kann bereits in der Drukkerfassungseinrichtung 24 als digitales Ausgangssignal gebildet werden oder erst in der Steuerelektronik 14. Dieses Diagnosesignal D kann über die Diagnose- oder Rückmeldeleitung 46 an die externe Steuereinrichtung 23 rückgemeldet werden. Der Beginn, die Dauer und das Ende dieses Diagnosesignals D kann mittels entsprechender vorgebbarer Grenzwerte überwacht werden, deren Überschreitung eine Fehlermeldung zur Folge haben, beispielsweise über das Display 55, den Tongenerator 57 oder externe Einrichtungen der externen Steuereinrichtung 23.Via the input means 56 and / or by the external control device 23 via the communication interface 22, the time length of the switching signal S2 and thus the duration of the ejection pulse can be adjusted. Likewise, a desired suction vacuum can be adjusted. For diagnosis purposes, a switch-on threshold S3 and a switch-off threshold S4 can also be specified. If the sensor signal of the pressure detection device 24 reaches the switch-on threshold S3, then a diagnostic signal D is generated, which at the end of the control signal A after a corresponding decrease in the suction vacuum -p is terminated when the switch-off threshold S4 is reached. This diagnostic signal D can already be formed in the Drukkerfassungseinrichtung 24 as a digital output signal or only in the control electronics 14. This diagnostic signal D can be fed back via the diagnostic or feedback line 46 to the external control device 23. The beginning, the duration and the end of this diagnostic signal D can be monitored by means of corresponding predefinable limit values whose exceeding result in an error message, for example via the display 55, the tone generator 57 or external devices of the external control device 23.

Claims (18)

1. Method of operating a vacuum generator apparatus (1) which has an ejector device (27) with an inlet which is connected to an air supply duct (32) with a control valve (36) and at the suction side (34) of which is connected a suction passage (35) linked to a suction gripper assembly (7) which may be supplied with air via an exhaust valve (37) for venting the suction gripper assembly (7), characterised in that both valves (36, 37) in the form of electrically actuable control valves are controlled by a common external control signal, at the start of which the control valve (36) is opened and at the finish of which the exhaust valve (37) is opened, and that the feeding of the control signal from an external control unit (23) to internal control electronics (14) of the vacuum generator apparatus (1) is effected via a connection contact of a communications interface (22) or via a bus interface.
2. Method according to claim 1, characterised in that a suction vacuum (-p) is maintained in the suction gripper assembly (7) for the duration of this control signal through suitable control of the control valve (36).
3. Method according to claim 1 or 2, characterised in that the control valve (36) remains open for the duration of the control signal.
4. Method according to claim 1 or 2, characterised in that the control valve (36) is in the form of a "normally open" valve, and the control signal is in the form of a continuous or cycled 0-signal interrupting a continuous signal.
5. Method according to claim 1, 2 or 4, characterised in that the control valve (36), for the duration of the control signal, is so regulated that a presettable suction vacuum (-p) is present in a suction passage (35) connected to the ejector device (27) via a non-return valve (42).
6. Method according to any of claims 1 to 5, characterised in that the opening time of the exhaust valve (37) is presettable and preferably adjustable by means of a timing element.
7. Vacuum generator apparatus with an ejector device (27) with an inlet which is connected to an air supply duct (32) with a control valve (36) and, at the suction side (34) of which is connected a suction passage (35) linked to a suction gripper assembly (7) which may be supplied with air via an exhaust valve (37) for venting the suction gripper assembly (7), characterised in that internal control electronics (14) of the vacuum generator apparatus (1) are or may be connected via a communications interface (22) to an external control unit (23), wherein the control electronics (14) have means for converting an external control signal received over the communications interface (22) into two control signals for sequential opening of the two valves (36, 37).
8. Vacuum generator apparatus according to claim 7, characterised in that a non-return valve (42) interposed in the suction passage opens in the direction towards the suction side (34) and blocks in the opposite direction.
9. Vacuum generator apparatus according to claim 8, characterised in that a pressure sensing device (24) is attached at the section of the suction passage (35) between the non-return valve (42) and the suction gripper assembly (7), or directly on the suction gripper assembly (7).
10. Vacuum generator apparatus according to claim 9, characterised in that the control electronics (14) have a control system (53) for regulating the suction vacuum detected by the pressure sensing device (24) to a presettable target value by switching on and off the control valve (36).
11. Vacuum generator apparatus according to any of claims 7 to 10, characterised in that the control electronics (14) have a timing element (54) for permanent or adjustable presetting of the opening time of the exhaust valve (37).
12. Vacuum generator apparatus according to any of claims 7 to 11, characterised in that the communications interface (22) has two power supply contacts, a control signal contact and preferably one or two feedback or diagnostic contacts, which are connected to the control electronics (14) over suitable lines (43-46).
13. Vacuum generator apparatus according to any of claims 7 to 11, characterised in that the communications interface (22) is in the form of an IO-link interface and the control electronics (14) have IO-link capability.
14. Vacuum generator apparatus according to any of claims 7 to 11, characterised in that the communications interface (22) is in the form of an ASI-bus interface, and the control electronics (14) include an ASI-bus node.
15. Vacuum generator apparatus according to any of claims 7 to 14, characterised in that the communications interface (22) is in the form of a 4- or 5-pin plug connection, in particular a 5-pin M12 plug connection.
16. Vacuum generator apparatus according to claim 15, characterised in that a bus cable is or may be connected via an adapter (20) to a plug socket (22b) or a plug connector (22a) of the plug connection.
17. Vacuum generator apparatus according to any of claims 7 to 16, characterised in that the control electronics (14) have input means (56) and/or display means (55) serving for the input of data and in particular being manually operable.
18. Vacuum generator apparatus according to any of claims 7 to 17, characterised in that the control electronics (14) are designed to implement the method according to any of claims 1 to 5.

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