DD156552A5 - Einrichtung zur steuerung bzw.ueberwachung von maschinen - Google Patents

Abstract

Ziel und Aufgabe der Erfindung bestehen darin, eine Einrichtung zur Steuerung bzw. Ueberwachung von Maschinen derart auszubilden,dass sie aus moeglichst wenigen,leicht austauschbaren Elementen besteht. Die Installation bzw. der Austausch dieser Elemente an einer solchen Maschine soll sehr rasch vorgenommen werden koennen. Darueber hinaus soll es mit der Steuerungseinrichtung moeglich sein, bei Stoerungen die Fehlerstelle an der Erfindung relativ rasch festzustellen. Dieses Ziel der Erfindung wird dadurch erreicht, dass Schalt- und Steuermodule vorgesehen sind, die mit den Antrieben der Maschine bzw.der Bearbeitungs-oder Montagevorrichtungen verbunden sind. Dabei ist das jeweils einem Antrieb zugeordnete Schaltmodul mit dem auf dieses abgestimmte Steuermodul ueber eine loesbare Kupplungsvorrichtung auswechselbar verbunden. Die Steuervorrichtung wird bei dieser Einrichtung durch eine Mehrzahl gleiartiger Schaltmodule mit den zugehoerigen Steuermodulen und den auf diese abgestimmten Ueberwachungs- und Kontrollmodulen gebildet.

Description

Berlin, den 18, 2» Sl "" 58 476 13

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung bzw, Überwachung von Maschinen, insbesondere Fertigungsanlagen für in zwei oder mehreren Schritten herzustellende Bauteile, mit Steuervorrichtungen für die elektrischen und bzw, oder elektronischen und druckmittelbetätigbaren Schalt-, Regel-, Überwachungsorgane bzw, Antriebe der Maschine und bzw, öder der dieser zugeordneten Bearbeitungs- bzw_e Montagevorrichtungen,

Charakteristik der bekannten technischen

Bei der Herstellung von Maschinen bedarf die Installation der Schalt-, Regel bzw, Überwachungsorgane für die Antriebe bzw_{ die einzelnen Vorrichtungen einer solchen Einrichtung eines sehr großen Aufwandes, Derzeit wird meist so vorgegangen, daß nach Fertigstellung der mechanischen Grobarbeiten an einer solchen Maschine mit dem Aufbau der Steuerungsanlagen begonnen wird* Hierzu werden auf eigenen Halterungen und Gestellen die Schaltorgane für die zur Verwendung gelangenden Druckmedien, z« B« bei Druckluft bzw* Hydraulik elektromagnetisch betätigbare Druckluftventile, Hydraulikventile und dgl, montiert, wobei jedes einzelne Ventil sowohl mit den Druckmittelzuleitungen als auch mit Druckmittelableitungen jeweils gesondert verbunden werden muß«' Gleiche Verhältnisse herrschen im wesentlichen auch bei der Installation der- elektrischen Schalt-, Regel- bzw« Überwachungsorgane. Der Aufwand solcher Installationsarbeiten wird besonders dann für eine Maschine sehr entscheidend,

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wenn diese mit Vorrichtungen versehen ist, die eine Vielzahl von komplizierten Bewegungsvorgängen ausführen müssen, wie dies beispielsweise bei Fertigungsanlagen für in zwei oder mehreren Schritten herzustellende Bauteile der Fall ist. Bei solchen vielfach auch als Montageautomaten bezeichneten Maschinen ist eine Vielfalt von Einzelbewegungen erforderlich, um aus einer Vielzahl von Einzelteilen ein vorbestimmtes Werkstück herstellen zu können.

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

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

Nach wie vor besteht aber die Notwendigkeit, im Ausgangsbereich solcher Steuerungseinrichtungen eine Vielzahl von Klemmleisten vorzusehen, an welchen dann die zu den einzei-

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nen Schalt-, Regel- bzw. Übervvachungsorganen führenden Leitungen einzeln angeklemmt werden müssen« Der Installationsaufwand ist daher sehr hoch, obwohl die Energieversorgung dieser Steuerungseinrichtung von einer zentralen Anspeiseleitung erfolgt»

Ähnliches gilt auch für die Schaltorgane bei der Druckmittelversorgung» Es wurde zwar auch hier bereits versucht gemäß OE-PS 278 450 - eine gewisse Vereinfachung dadurch zu erzielen, daß auf einer Grundplatte spezielle Mundstücke vorgesehen sind, in die beispielsweise elektromagnetische Ventile mit entsprechend ausgebildeten Kupplungsstücken eingesteckt werden können«

Damit wird erreicht, daß auf der Druckmittelseite lediglich ein Anschluß erforderlich ist und ein solcher Schaltungsblock durch das Aufstecken verschiedener Ventile relativ rasch hergestellt werden kann« Nach wie vor besteht aber die Notwendigkeit, daß jeder der elektromagnetischen Antriebe einzeln mit den Steuerleitungen verbunden werden muß und überdies lange Signalleitungen bis zur Steuereinrichtung in Kauf genommen werden müssen» Die dabei entstehenden Leitungsverluste und Störungen bringen weitere Nachteile, insbesondere bei Elektroniksteuerungen in Digitaltechnik. Da™ . durch entsteht nicht nur beim Bau der Maschine ein relativ hoher Aufwand, sondern gleichermaßen auch bei uer Wartung, da alle Leitungen einzeln gelöst werden müssen und nach dem Austausch des defekten Bauteils wieder miteinander zu verbinden sind. Überdies ist eine hohe Fehlerquote in der Elektronik meist nicht zu vermeiden«

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Bei einer weiteren bekannten Ventilanordnung - gemäß OE-PS 263 472 - ist ebenfalls eine zentrale Aufspannplatte für Ventilgehäuse vorgesehen. Die Ventilgehäuse werden über Schnellspannvorrichtungen auf dieser Aufspannplatte befestigt« Die letztgenannten Ventile weisen zwar bereits gegenüber den anderen bekannten Ventilen den Vorteil auf, daß die Ventilgehäuse auch unter Druck von der Aufspannplatte gelöst werden können, da spezielle Verschlußelemente für die Mundstücke der Leitungsanschlüsse auf der Aufspannplatte vorgesehen sind, die elektrischen Anschlüsse sind jedoch auch hier nur sehr aufwendig herstellbar,

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile bekannter Einrichtungen zu vermeiden,

Darlegung des Wesens der Erfindung

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

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung zur Steuerung bzw. Überwachung von Maschinen der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Antriebe der Maschine und bzw, oder der Bearbeitungs- bzw, Montagevorrichtungen mit Schalt- und

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Stc-uer-Modiilen verbunden sind, und daß das einem Antrieb zugeordnete Schalt-Modul mit dem auf dieses abgestimmtä Steuer-Modul über eine lösbare Kupplungsvorrichtung auswechselbar verbunden ist, wobei diese, insbesondere gleichartigen Schalt-Module mit den zugehörigen Steuer-Modulen und der. auf diese abgestimmten Überwachungs- und Kontroll-Modulen die Steuervorrichtung bilden. Durch diese erfindungsgemäße Erkenntnis ist es nunmehr in überraschend einfacher Weise möglich, auch komplizierte Einrichtungen zum Steuern bzw. Überwachen unter Verwendung von meist gleichartigen Modul-Bausteinen zusammenzusetzen« Zusätzlich kann durch die Verwendung dieser Standard- Module mit einer geringen Anzahl von unterschiedlichen Modulen das Auslangen gefunden werden» Durch die kompakte Anordnung der einzelnen Schalt-, Regel-, bzw_e Oberwachungsorgane in genormten und ggf. bereits vorprogrammierten Modulen mit gleichen Abmessungen ist neben, einer erleichterten Ersatzteilhaltung in Verbindung mit den Kupplungsvorrichtungen auch ein rascher Austausch und ein rascher Zusammenbau der einzelnen Module gewährleistet. Dies gilt, nun erstmals aber sowohl für die Module für die Druckmittelversorgung als auch für die Module für die Steuerung und Überwachung der einzelnen Maschinenfunktionen* Durch die Möglichkeit, diese einzelnen Steuer-, Schalt- und Überwachungsbzw«, Kontroll-Module mit einer zentralen Kontrolleinheit zu koppeln, ist weiter auch eine sehr flexible Anpassung der genormten Bauteile an unterschiedliche Einsatzzwecke erreichbar« So können durch diese zentrale Kontrolleinheit die einzelnen Module synchronisiert bzw, zeitabhängig in ihrer Funktion gesteuert Werden«

Da ein Großteil dieser Module bereits vorgefertigt werden kann, ist die bei der Montage der Module an der Maschine

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anfallende Arbeitszeit ebenso verkürzbar» Außerdem wird durch diese neuartige Lösung ermöglicht, insbesondere in den Steuer-Modulen mehrere G_rundschaltungsglieder, die frei programmierbar sind, z-u verwenden, so daß ein weitestmöglicher Einsatz von Standard-Bauteilen bei einer Maschinensteuerung möglich ist. Im Störungsfall bzw* bei Wartungsarbeiten ist es dann einfach möglich, den Modul aus der Steuerungsvorrichtung herauszunehmen - durch Lösung der Modul-Kupplungsvorrichtungen - und durch einen neuen Modul zu ersetzen.

Die Aufarbeitung bzw, Reparatur von defekten Modulen kann dann in einer dafür eingerichteten Spezialwerkstätte erfolgen. Es kann auf Grund dieses Modul-Bausysterns zwar.vorkommen, daß in einem Modul mehr Schaltglieder vorhanden sind, " als zur Steuerung einer bestimmten Einzelvorrichtung an einer solchen Maschine erforderlich sind, jedoch ist es insgesamt gesehen wirtschaftlicher, genormte Module zu verwenden, auch wenn diese nicht in je-dem Fall vollständig genützt werden können. . '

Gemäß einem weiteren sehr wesentlichen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Leitungen für die. Steuerung, Überwachung und die Druckmittelversorgung auf der Kupplungsvorrichtung der Schalt- und Steuer-Module im wesentlichen gleichartig angeordnet und die Module über diese Kupplungsvorrichtungen untereinander und bzw« oder mit den Verbindungsleitungen zu den Antrieben, einer zentralen Energieversorgungseinheit und bzw. oder einer zentralen Kontroll-Einheit, lösbar und auswechselbar verbunden sind.

Durch die gleichartige Anordnung der Leitungen für die Steuerung, Überwachung und die Druckmittelversorgung auf den

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Kupplungsvorrichtungen der verschiedenen Module bzw, Verbindungsleitungen der Antriebe, der zentralen Energieversorgungseinheit bzw« der zentralen Kontrolleinheit sind die einzelnen Module bzw* Steuerungsbauteile universell kombinierbar«

Gleichzeitig wird dadurch erreicht, daß Beschädigungen von Steuerungselementen durch Verbindung von falschen Leitungen beim Zusammensetzen der Module und Verbindungsleitungen vermieden werden.

Mit Vorteil ist es nach der Erfindung weiterhin möglich, daß der Schalt-Modul aus einem Ventil mit mehreren Grundschaltfunktionen, insbesondere einem 3/2 Wegeventil mit einem fernbetätigbaren Antrieb gebildet und mit Kupplungsvorrichtungen für die Druckmittelein- und -auslasse sowie die Ein- und Ausgänge der Steuerleitungen versehen ist. Durch die Verwendung genormter Ventile mit diesen zugeordneten fernbetätigbaren Antrieben mit Grundschaltfunktionen ist durch entsprechende Verbindung der einzelnen Ventile untereinander bzw« deren Ausgänge eine Vielzahl von Steuerungsfunktionen erzielbar, wodurch auch bei den Ventilen mit den Modulen in einem sehr weiten Bereich das Auslangen gefunden werden kann.

Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin möglich, daß aer Antrieb und ein Ventilkörper des Schalt-Modules eigene Bauteile mit genormten Abmessungen bilden, die untereinander über korrespondierende, lösbare Montageelemente auswechselbar verbunden sind,, Durch die Aufteilung eines Moduls in mehrere, genormte Einzelbauteile kann der unterschiedlichen Reparaturanfälligkeit von solchen Schaltorganteilen Rechnung getragen werden« Da erfahrungsgemäß die fernbetätigbaren Magnetantriebe für Druckmittelventile einer höheren Störunge-

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anfälligkeit unterworfen sind als die mechanischen Ventilteile, ist es nunmehr möglich, den Antrieb des Schalt-Moduls mit wenigen Handgriffen vom mechanischen Ventilkörper zu lösen» So kann auch die Aufarbeitung von gestörten Modulen rasch vollzogen werden, so daß auch bei großen Anlagen mit relativ wehigen Ersatz-Modulen für Service-Einsätze das Auslangen gefunden werden kann«

Nach einer weiteren sehr bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß mehrere Ventilkörper und Antriebe bzw. elektrische Schaltorgane oder dgl, in einem Schalt-Modul angeordnet sind und daß ggf» diese Ventilkörper und die Antriebe jeweils in einem eigenen Bauteil des Schalt-Moduls angeordnet sind. Die Zusammenfassung mehrerer Steuerorgane wie beispielsweise Ventile oder elektrischer Schaltorgane in einem eigenen Bauteil, beispielsweise zu Gruppen von 3, 6 oder 9 Stück, ermöglicht eine Verminderung von Kupplungsvorrichtungen zwischen diesen einzelnen Elementen, wodurch die Bauteile wesentlich kostengünstiger hergestellt werden können, da die Kupplungsvorrichtungen einen relativ hohen Anteil der Entstehungskosten verursachen. Außerdem wird die Vielfalt der Einzelteile in der Steuereinrichtung mit Vorteil vermindert, und die Anzahl der zu überprüfenden Bauteile bei einer Störung der Maschine wird dadurch weiter herabgesetzt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Steuer-Modul mit elektrischen und bzw, oder elektronischen Steuerbauteilen versehen ist, die insbesondere programmierbar ausgebildet und zur Beaufschlagung von elektrischen bzw. pneumatischen und bzw. öder hydraulischen

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Antrieben des Schalt-Moduls oder einer Schalt-Modul-Gruppe ausgebildet sind» Die Vorteile, die sich bei Anordnung der Steuerbauteile in den den jeweiligen- Schalt-Iiodulen zugeordneten Steuer-Modulen ergeben, liegen vor allem darin, daß der Steuer-Modul und der zugehörige Schalt-Modul eine kompakte Steuervorrichtung bilden, die für sich allein unabhängig betrieben werden kann.

Der große Vorteil dieser erfindungsgemäßen Lösung liegt in der Möglichkeit, nunmehr eine dezentralisierte Steuerung aufzubauen, d_e h, jedem Ventil oder jeder Ventilgruppe die erforderlichen Steuer-Module zuzuordnen, und eine kompakte Steuervorrichtung im Bereich öer Antriebe zu bilden. Damit können die Leitungen von den Oberwachungsorganen bzw. von den Antrieben und den Schaltorganen wie den Ventilen und dgl« sehr kurz gehalten werden und diese denzentralisierten Steuerungsvorrichtungen sind relativ leicht überprüfbar. Der Aufbau von großen Schaltschränken mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Bauteilen und die langen Zuführungsleitungen zu einer solchen Z.entralsteuereinrichtung können damit nunmehr mit Vorteil vermieden werden.

Vorteilhaft kann gemäß der Erfindung der Steuer-Modul auch elektrische bzw. elektronische Verknüpfungsbauteile umfassen, die den Schait-Modulen bzw. den an der Maschine oder an den Arbeitsstationen vorgesehenen Überwachungsorganen zugeordnet sind« Dieser Einbau der Verknüpfungsbauteile in den Steuer-Modulen ermöglicht nun in vorteilhafter Weise, daß auch Verknüpfungen von Informationen im Bereich des Schalt-Moduls, also im Bereich des Ventils, direkt durchgeführt werden können. - -

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Es kann somit die Betätigung eines Schalt-Moduls nicht nur von einem Eingangs-Impuls, sondern auch von mehreren Impulsen, beispielsweise von verschiedenen Überwachungsorganen und von Fertigstellungsmeldungs-Impulsen von vor- oder nachgeordneten Steuer-Modulen abhängig gemacht werden«

Weiter ist es gemäß der Erfindung auch möglich, daß am Steuer-Modul eine Kupplungsvorrichtung oder eine Kupplungsvorrichtungsgruppe, z, B. Mehrfachstecker, angeordnet sind, auf welchen die den Schalt-Modulen zugeordneten Steuerleitungen zusammengefaßt sind, wodurch Fehler bzw. Beschädigungen der Schalt- oder Steuerelemente beim Zusammenfügen der einzelnen Module zu Steuervorrichtungen vermieden werden können.

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

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der Steuer-Modul mit einer zentralen Kupplungsvorrichtung versehen ist, an der die mit der zentralen Verbindungslei-

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tung zu verbindenden Steuer- , Überwachungs- und Versorgungsleitungen angeschlossen sind» Die Kupplung der Steuer-Module mit einer zentralen Verbindungsleitung eröffnet die Möglichkeit, verschiedene Steuer-Module, die verschiedenen Schal t-Modulen zugeordnet sind, über eine externe Zentrale zu synchronisieren, um einen gleichmäßigen Ablauf der einzelnen Steuervorgänge bei ineinandergreifenden Bewegungsvorgängen, die von verschiedenen Modulen bewirkt werden, zu gewährleisten« Damit ist auch bei dezentralisierter Anordnung der Steuervorrichtungen die Durchführung eines Zentralsteuerprogramms möglich«

Von besonderem Vorteil ist eine erfindungsgemäße Lösung, bei der der Steuer-Modul insbesondere für die Beaufschlagung mehrerer Schalt-Module mit einem Mikroprozessor versehen ist, und die Mikroprozessoren der Steuer-Module über die zentrale Verbindungsleitung von der Kontrolleinheit, z« B, über Zeitimpulse, synchronisiert sind, da dadurch die Vielfältigkeit der erzielbaren Steuerfunktion wesentlich erhöht werden kann.

Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin möglich, daß der Steuer-Modul über einen Ausgang eines Ausgang-Umsetzbauteils und einen Eingang eines Eingang-Umsetzbauteils und die zentrale Verbindungsleitung mit der Kontrolleinheit wirkverbunden ist, und daß der Ausgang-Umsetzbauteil als Sammler und Umsetzer der Ausgangssignale vom Steuer-Modul und der Eing-ang-Umsetzbaufeil zur Aufteilung der Befehlssignals auf die einzelnen Bauteile des Steuermoduls ausgebildet ist. Damit kann auch bei einer Violzahl von zu einer zentralen Kontrolleinheit zu übertragenden Information mit

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wenigen Leitungen das Auslangen gefunden werden, und es werden die beim Zusammenfügen der Verbindungsleitung erforderlichen Steckelemente und ,damit Fehlerquellen im Bereich dieser Steckelemente vermindert« Außerdem ermöglicht diese Lösung auch bei bereits bestehenden Anlagen ohne zusätzliche Verlegung weiterer Verbindungleitungen bei Einsatz der neuen Technologie eine Erweiterung der pro Leitung übermittelbaren Informationen«

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

Die Vielfalt der einsetzbaren Technologien, die durch die neue Lösung der dezentralisierten Steuerung erreicht werden kann, zeigt sich weiterhin darin, daß die Eingang- bzw. Ausgang-Umsetzbauteile beispielsweise durch Optokoppler bzw, Verstärkerstufen oder Vorrichtungen zum Umsetzen von elektrischen in licht-optische Impulse bzw, durch Analog-Digitalkonverter oder dgl, gebildet sind. In Verbindung mit dieser Lösungsvariante zeichnet sich auch eine weitere Ausführungsform der Erfindung aus, bei der zwischen dem Eingang-

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Umsetzbauteil und dem Ausgang-Umsetzbauteil sowie der zentralen Verbindungleitung, insbesondere zeitabhängig gesteuerte Zwischenspeicher angeordnet sind« Damit können mehrere Informationen, die von verschiedenen Stellen zu verschiedenen Zeiten anfallen, zu sogenannten Impuls-Trains zusammengefaßt und gemeinsam beispielsweise zu einer Kontrolleinheit weitergegeben werden» Auch dadurch kann die Belegezeit von zentralen Verbindungsleitungen vermindert und eine größere Anzahl von Informationen über eine Leitung übermittelt werden«

Vorteilhaft ist es erfindungsgemäß weiterhin, wenn die Kupplungsvorrichtungen für die Verbindung der elektrischen Steuer-, Oberwachungs- und Versorgungsleitungen durch Mehrfachstecker gebildet sind, die vorzugsweise mit bedarfsweise einsatzbaren Steckelementen versehen sind. Damit können die in den Verbindungsleitungen vorhandenen Leitungsadern bei Verbindung mehrerer Steuer-Module oder dgl, durch die entsprechende Bestückung der Mehrfachstecker mit Steckelementen für die Verbindung unterschiedlicher Steuer-Module herangezogen werden«,

Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn auch die Kupplungsvorrichtungen für die Druckmittel-Steuer-, Überwachungs- und Versorgungsleitungen mit Steckkupplungen versehen sind, wobei die zu verbindenden Kupplungsvorrichtungen jeweils mit einem Mundstück und einem Kupplungsstück, die eine solche Steckkupplung bilden, versehen sind, und vorzugsweise das Mundstück beim Lösen des Kupplungsstückes selbsttätig druckdicht verschließbar ist, Damit ist auch bei einer Beschädigung des Ventilkörpers des Schalt-Moduls ein rascher

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Austausch möglich und es ergeben sich auch bei den Druckmittel-Schal t-Modulen vielfältige Kombinationsmöglichkeiten, Darüber hinaus ist es nunmehr auch möglich, defekte Ventilkörper eines Schalt-Moduls auch ohne eine Stillegung des Druckmittelsystems auszutauschen. ^:

Erfindungsgemäß ist nach einer weiteren, sehr vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, daß der Überwachungs- und Kontroll-Modul, insbesondere über einen Steuer- und Schalt-Modul mit den Übenvachungsorganen bzw. Antrieben der Maschine und bzw, oder der dieser zugeordneten Bearbeitungs- bzw« Montagevorrichtungen wirkverbunden und mit Schaltorganen versehen ist, die bei einer Nicht-Belegung eines Ausganges eines Überwachungsorganes und bzw, oder Antriebes eines Meldeorgans zur Anzeige der Stellung der Antriebe und bzw, oder der Bearbeitungs- und Montagevorrichtungen beaufschlagt sind, Die spezielle Ausbildung des Überwachungs- und Kontroll-Moduls mit Überwachungsorganen, die den jeweiligen Maschinenzustand anzeigen, gibt den Bedienungspersonen die Möglichkeit, nicht nur die Fehlerstelle bzw. den Schaltzustand der Steuereinrichtung, sondern darüber hinaus auch den Zustand der Maschine bzw, die jeweilige Stellung der Einzelvorrichtungen zu erkennen. Derart kann rasch ein Überblick gewonnen werden, ob die Maschinenstörung auf eine mechanische Störung - die erfahrungsgemäß 90 % der Störungen ausmachen - oder auf einen tatsächlichen Defekt in der Steuerungseinrichtung zurückzuführen ist. Ist am Kontrollorgan des Überwachungs- und Kontroll-Moduls nämlich ersichtlich, daß der Greifer beispielsweise kein Werkstück oder keinen Werkstückteil aufgenommen hat, so genügt ein Blick durch die Bedienungsperson, ob dies evtl. auf einen Mangel an Teilen in der Teilezufördervor-

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richtung zurückzuführen ist. Durch diese sinnvolle Ersichtlichmachung der tatsächlichen Fehlerquelle können die Störung'en wesentlich rascher behoben werden. Gleichfalls kann erreicht werden, daß bei verketteten Montageanlagen die Störung bereits behoben ist, bevor sie sich auf die Produktion, d« h« auf die Fließbandfertigung, auswirkt*

Erfindungsgemäß können die Steuer-Module auf einer Verteilerschiene bzw. einer Träger-platte aufsetzbar angeordnet sein, auf welchen die Kupplungsvorrichtungen zum Anschluß der Verbindungs- bzw, Steuerleitungen zu anderen Steuer-Modulen, zur Energieversorgungseinheit, zur Kontrolleinheit, zu einem Schalt-tlodul, einem Überwachungs- und Kontroll-Modul bzw, ein Steckerfeld für den Anschluß der Oberwachungsorgane angeordnet sind« Diese Lösung bietet den Vorteil, daß mit wenigen Kupplungsvorrichtungen das Auslangen gefunden werden kann, wodurch sehr kompakte Steuerungsvorrichtungen entstehen, bei welchen Leckverluste bzw« Störungen durch Abnutzungen in den Kupplungsvorrichtungen möglichst vermieden werden. Gleichzeitig ist es nunmehr möglich, bereits vor dem Einbau der Steuer-Module bzw, der Überwachungs- und Kontroll-Module die Verdrahtung bzw, die Verbindungsleitungen herzustellen* Ein weiterer sehr wesentlicher Vorteil liegt" auch darin, daß bei Wartungsarbeiten bzw«, bei einem erforderlichen Austausch der Steuer-Module keine Verbindungsleitungen zu lösen sind. Vielmehr ist nur der schadhafte Modul abzuziehen und ein neuer Modul aufzusetzen.

Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Überwachungs- und Kontroll-Module mit den'Steuer-Modulen gekoppelt und über Steuerleitungen mit der zentralen Kontrolleinheit wirkver-

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bunden sind, in der die Meldeorgane angeordnet sind, da damit eine Anzeige einer Störung nicht nur unmittelbar im Bereich der jeweiligen Vorrichtungen, sondern auch im Bereich der zentralen Kontrolleinheit möglich ist»

Weiterhin ist es erfindungsgemäß auch möglich, daß die Verteilerschiene bzw* die Trägerplatte externe und interne Verbindungsleitungen, z« B, Steuerleitungen und Signalleitungen aufweist und vorzugsweise die zentrale Verbindungsleitung zwischen den Steuer-Modulen bzw« einer Steuer-Modulgruppe und ggf. einer Kontrolleinheit oder dgl. bildet« Die Anordnung von Verteilerschienen als zentrale Verbindungsleitungen zeichnet sich durch Stabilität und hohe Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beanspruchungen aus« Damit .sind sie auch auf hoch beanspruchten Bearbeitungsmaschinen ohne Gefahr einer Beschädigung der für einen Steuerungsablauf wichtigen Steuerleitungen einsetzbar. Überdies ist es in solchen Verteilerschienen möglich, auch abgeschirmte Leitungen vorzusehen, und die Beeinflussung durch andere Stromkreise kann vermieden werden, so daß direkte Informationen zwischen den Logik- und Verknüpfungsbauteilen mehrerer nebeneinander oder distanziert voneinander angeordneter Steuer-Module ausgetauscht werden können.

Von Vorteil ist es weiterhin, wenn die Verteilerschiene aus mehreren Einzelteilen besteht, die lösbar und auswechselbar ausgebildet sind, wobei die Verbindung der einzelnen Leitungen zwischen diesen Einzelteilen über bedarfsweise einsetzbare Steckelemente erfolgt, da dadurch die Länge der Verteilerschiene an die Anzahl der jeweils verwendeten Steuer-Module angepaßt werden kann. Überdies wird der Vor-

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teil erreicht, daß bei Verwendung mehrerer aneinandergereihter Steuer-Module durch das Einsetzen verschiedener Steckelemente dieselben Leitungen zur Verbindung unterschiedlicher Steuer-Module herangezogen werden körinen.

Im Rahmen -der Erfindung ist es auch möglich, daß die Schalt-Module und bzw, oder eine Trägerplatte bzw, B_auteile derselben auf einer Verteilerleiste aufsteckbar angeordnet sind, auf der die Kupplungsvorrichtungen zum Anschluß der Verbindungsleitungen zu anderen Schalt~Modulen, zur Energieversorgungseinheit bzw» zu den Antrieben der Fertigungsanlage angeordnet sind« Dadurch wird mit Vorteil erreicht, daß auch die gesamte Installation in Verbindung mit den Steuer-Modulen unabhängig von diesen durchgeführt werden kann, und bei.einem Austausch der Schalt-Module die Verbindungsleitungen zu benachbarten Modulen bzw, zur Energieversorgungseinheit und dgl« nicht gelöst und wieder befestigt werden müssen« Damit wird sowohl der Aufwand beim Aufbau einer Maschine mit der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung als auch der Wartungsaufwand während des Betriebes vermindert.

Schließlich ist auch eine erfindungsgemäße Ausbildung möglich, bei der die Druckmittelzufuhr- und Druckmittelrücklaufleitungen für die Ventilkörper bzw, die Verbindungsleitungen zu den Schaltorganen in den Verteilerleisten angeordnet sind und daß die Verteilerleisten mit Teilen von Steckkupplungen, z. B₈ Mundstücken, versehen sind, die auf in den Ventilkörpern bzw.. Schaltorganen vorgesehene "Heile dieser Steckkupplungen, z* B* K_upplungsstücke, ausgerichtet sind, wobei die Verteilerleiste insbesondere zur Aufnahme mehrerer Ventilkörper bzw, Schaltorgane ausgebildet ist» Diese Aus-

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führung ermöglicht die Verminderung von Kupplungselementen in den verschiedenen Druckmittelsystemen, wodurch Leckverluste mit Vorteil vermieden werden können,

Ausführunqsbeispiel

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

Es zeigen: .

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

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

Fig, 3: einen Schnitt durch ein Schalt-Modul und eine

einen Steuer-Modul aufnehmende Verteilerschiene der Steuervorrichtung gemäß den Linien III-1II in Fig, 2; ......

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

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

Fig« 6: ein Blockschaltbild eines Schalt-Moduls der Steuervorrichtung gemäß den Fig» 2 und-4;

Fig» 7: eine weitere Ausführungsforrn einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Steuerung bzw, Überwachung von Maschinen;

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

In Fig» 1 sind von einer Fertigungsanlage 1 drei Arbeitsstationen 2; 3 und 4 .dargestellt« Oede dieser Arbeitsstationen 2 bis 4 ist mit einer eigenen Energieversorgungseinheit 5 für Druckmittel bzw» elektrische Energie ausgestattet« Die Arbeitsstationen 2; 3; 4 der Fertigungsanlage 1 können je nach Bedarf als .Handarbeitsplatz oder automatischer Arbeitsplatz ausgebildet sein« Dazu weisen die Arbeitsstationen einen gleichartigen Grundrahmen 6 auf, der über höheneinstellbare Abstützstempel am Boden abgestützt ist. An der Oberseite jeder Arbeitsstation ist eine Fördervorrichtung 7 angeordnet, die Antriebe 8 aufweist. Die beispielsweise durch Elektromotore gebildeten Antriebe 8 sind mit Reibrollen 9 ve'rsehen. Diese Reibrollen 9 kommen an den Seitenflächen von V/erkstückträgern IO zur Anlage, die vermittels dieser Reibrollen 9 in Richtung des Pfeiles 11 ent-

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lang der Fördervorrichtung 7 fortbewegt werden. Auf jedem der Werkstückträger 10 ist ein Bauteil 12 aufgespannt, der in den einzelnen Arbeitsstationen 2 bis 4 bearbeitet wird» Dementsprechend sind diese Arbeitsstationen 2 bis 4 mit den unterschiedlichsten Bearbeitungs- bzw, Montagevorrichtungen 13 ausgestattet. Die Bearbeitungs- bzw, Montagevorrichtungen können durch Taumelnietmaschinen, vollautomatische Schraubwerkzeuge, Einpreßwerkzeuge oder durch eine Handhabungsvorrichtung 14 bzw, Einlegeaggregat 15, wie bei den Arbeitsstationen 3 und 4, gebildet sein. Mit der Handhabungsvorrichtung 14 können beispielsweise mittels des auf dieser angeordneten Greifers 16 einzelne Bestandteile, wie Kontakte Führungshilfen oder dgl, auf dem Bauteil 12 zentriert werden. Das Einlegeaggregat 15 dient dagegen meistens dazu, um beispielsweise. Scheiben oder Nieten in den Bauteil einzulegen, wozu diese Einlegeaggregate oft auch mit Vakuumgreifern 17 ausgestattet sind. Wie anhand der Handhabungsvorrichtung 14 näher beschrieben werden soll, besteht diese aus einem Säulenständer 18, auf dem ein Träger 19 höheneinstellbar und fixierbar gelagert ist. Der Träger 19 ist mit Führungsbuchsen für zwei Führungsstangen versehen, auf denen ein Halter 20 befestigt ist. Der Halter 20 ist mittels der Führungssäulen und einem Antrieb 21, der durch eine mit Druckluft oder Hydraulik betätigbare Zylinder-Kolbenanordnung gebildet sein kann, der Höhe nach relativ zur Oberseite der Arbeitsstation 3 und natürlich auch relativ zum Träger 19 verstellbar, Der Antrieb 21 ist dazu im Träger 19 gelagert und dessen Kolbenstange ist mit dem Halter 20 verbunden. In dem Halter 20 ist der Greif er'16 in Längsrichtung der Fördervorrichtung 7, also, in Pfeilrichtung des Pfeiles 11, verschiebbar gelagert. Zur Überwachung der Bewegungen

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des Halters-bzw, der Antriebe der Handhabungsvorrichtung 14 sind Überwachungsorgane 22; 23 vorgesehen, Diesen sind zur Begrenzung der Hubbewegung des Antriebes 21 Stoßdämpfer 24 zugeordnet. Zur Versorgung insbesondere des Antriebes 21 ist im Bereich dieser Handhabungsvorrichtung 14 eine Steuervorrichtung 25 angeordnet, Eine gleichartig ausgestattete Steuervorrichtung 26 ist auch dem Einlegeaggregat 15 zugeordnet« Diese Steuervorrichtungen sind über eine zentrale Verbindungleitung 27 mit einer zentralen Kontrolleinheit 28 verbunden. Diese zentrale Verbindungsleitung 27 kann ebenso wie die Fördervorrichtung 7 beim Zusammensetzen bzw. Verbinden der nebeneinander angeordneten Arbeitsstationen 2 bis 4 gekuppelt werden« Ebenso sind die Antriebe 8 und die zur Überwachung der Fortbewegung der Werkstückträger IO vorgesehenen Überwachungsorgane 29, von welchen eines im Bereich der Arbeitsstation 3 und 4 dargestellt ist, und die Antriebe bzw, Überwachungsorgane der diesen Arbeitsstationen zugeordneten Teilezufördervorrichtung 30 an die zentrale Verbindungsleitung 27 angeschlossen. Neben der zentralen Kontrolleinheit 28, die mit Schaltern 31, Drucktasten 32 und Meßgeräten 33 sowie mit einem Meldeorgan 34 zur Kontrolle und Überwachung und ggf« zur Abgabe von Steuerbefehlen für die Fertigungsanlage 1 versehen ist, können an den einzelnen Arbeitsstationen 2 bis 4, wie dies beispielsweise bei der Arbeitsstation 4 gezeigt ist, eigene, unabhängige Überwachungs™ und Kontrollvorrichtungen 35, die ebenso mit Meldeorganen 36 und Steuerbefehlsorganen versehen sein können, angeordnet sein» .

In Fig, 2 ist die Handhabungsvorrichtung 14 der Arbeitsstation 3 sowie ein der Fördervorrichtung 7 zugeordneter

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Antrieb 8 mit einem diesen zugeordneten Oberwachungsorgan 29 sowie die Steuervorrichtung 25 in.größerem Maßstab und stark vereinfacht dargestellt«

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

Die volle Wirksamkeit der Steuervorrichtung 25 bzw* 26 wird noch dadurch unterstrichen, daß die Schalt-Module 41 an

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ihrer-Oberseite mit Kupplungsvorrichtungen 50 für den Anschluß von, den zu steuernden Antrieben zugeordneten, Überwachungsorganen versehen sind«

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

Zur Versorgung dieser Ventile 51 mit Druckmittel ist von der Energieversorgungseinheit 5 eine Druckmittelzufuhrleitung 5 vorgesehen, die einen Zentralverteilungskanal innerhalb der Verteilerleiste 43 speist* Zur Rückführung des Druckmittels von den Ventilen 51 und den Antrieben, ζ» B» 21; 37/ ist in der Verteilerleiste 43 ein eigener .Sammelkanal angeordnet, der über eine Druckmittelrücklaufleitung 53 mit Schalldämpfern 54 bei Druckluft oder mit dem Tank bei Hydraulikanlagen verbunden ist. Das der Zuführleitung 52 gegenüberliegende Ende des Versorgungskanals ist mit einem Pfropfen 55 verschlossen. Zur dichten Verbindung der einzelnen Verteilerleisten - Einzelteile 44; 45; 46 - können O-Ringe oder Metalldichtungseinsatzteile oder jedes andere im Stand der Technik belcannte Lösungsmittel verwendet werden. Die Verbindung der Einzelteile der Verteilerleisten bzw. Schiene 42; 43 erfolgt mit Schrauben 56 oder boliebiqen Verbinduncsmedien«

In Fig, 3 ist ein Schnitt durch eines der kombinierten Schalt- und Steuer-Module 40; 41 dargestellt. Wie aus dieser Darstellung besser zu entnehmen ist, ist auf der Unter-

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seite der Verteilerleiste 43 ein durch eine Schwalbenschvvanzführung gebildetes Führungselement 57 angeordnet. Mit diesem können die Einzelteile 44; 45 und 46 der Verteilerleiste 43 in einem entsprechenden Gegenteil gelagert und zu beliebiger Länge zusammengesetzt werden. In der Verteilerleiste 43 ist der Zentralverteilungskanal 58 für die Druckmittelzufuhr zu den einzelnen Schalt-Modulen 40 und der Sammelkanal 59 für die Rückleitung der Druckmittel von diesen Schalt-Modulen 40 vorgesehen, ·

Diese Schalt-Module 40 bestehen aus einem Antrieb 60 und einem Ventilkörper 61. Der Ventilkörper 61 weist eine Kupplungsvorrichtung 62 auf, auf der die Ein- und Auslässe und 64 derart angeordnet sind, daß sie mit dem Zentralverteilungskanal 58 und-dem Sammelkanal 59 korrespondiert« Des weiteren ist am Ventilkörper 61 eine Druckmittelauslaßöffnung 65 zur Verbindung mit dem Verbraucher vorgesehen. Die Verbindung dieser Druckmittelauslaßövfnung 65 mit dem Zentralverteilungskanal 58 bzw, dem Sammelkanal 59 in der Verteilerleiste 43 erfolgt über einen Steuer-Kolben 66, der über eine Kolbenstange mit einem Magnetanker 67 des Antriebes 60 verbunden ist. Die Verschiebung des Magnetankers 67 erfolgt unter wechselweiser Beaufschlagung der Spulenkörper 68; 69. Die elektrischen Eingänge 70; 71 zur Beaufschlagung der Spulenkörper 68; 69 sind am Antrieb zu einer weiteren Kupplungsvorrichtung 72 zusammengefaßt. Diese Kupplungsvorrichtung dient zur Verbindung des Schalt-Moduls 40 mit diesen zugeordneten Steuer-Modul 41. Der Steuer-Modul 41 weist neben der Kupplungsvorrichtung 50 für die Überwachungsorgane eine Kupplungsvorrichtung 73, die durch einen Mohrfachstecker 74 gebildet sein kann, auf.

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Über diese Kupplungsvorrichtung 73 ist der Steuer-Modul mit der Verteilerschiene 42 verbunden.

In Fig. 4 ist derselbe Schalt- und Steuer-Modul 40; 41 wie in Fig* 3, jedoch in wesentlich vergrößerter, räumlicher Darstellung gezeigt. Überdies ist der Steuer-Modul 41 von der Verteilerschiene 42 und vom Antrieb 60 des Schalt-Moduls 40 gelöst dargestellt. Weiterhin ist ersichtlich, daß der Antrieb 60 und der Ventilkörper 61 des Schalt-Moduls 40 ebenfalls voneinander gelöst werden können. Außerdem ist auch der Ventilkörper 61 von der Verteilerleiste 43 distanziert dargestellt. Die strichlierten Linien 75 sollen zeigen, wie die einzelnen Teile des Schalt-Moduls 40 zusammenfügbar und überdies mit dem Steuer-Modul 41 verbindbar sind.

Aus dieser Darstellung sieht man sehr gut die verschiedenen Kupplungsvorrichtungen 62; 72 und 73, So ist ersichtlich, daß die Kupplungsvorrichtung 62 für die Verbindung des Druckmitteleinlasses 63 und des Druckmittelauslasses 64 mit dem Zentralverteilungskanal 58 und dem Sammelkanal 59 durch in den Auslaß 63 und den Einlaß 64 eingesetzte Kupplungsstücke 76 und durch in die Verteilerleiste eingelassene Mundstücke 77 gebildet ist. Die Verbindung zwischen dem Antrieb 60 und dem Ventilkörper 61 erfolgt beispielsweise über ein Montageelement 78, welches mit einem Gewinde zum Eindrehen in die Kolbenstange des Steuerkol'oens 66 versehen sein kann* Die Kupplungsvorrichtungen 72 und 73 werden durch Mehrfachstecker gebildet« Während bei der Kupplungsvorrichtung 72 die Eingänge 70; 71 des Antriebes 60 als Steckelernente 79 ausgebildet sind, bestehen die Gegenteile dieser Kupplungsvorrichtung 72 im Steuer-Modul 41 aus Buchsen 80,

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Etwas anders sind die Mehrfachstecker bei der Kupplungsvorrichtung 73 und einer Kupplungsvorrichtung 81 ausgebildet. Mit letzterer ist der Einzelteil 48 der Verteilerschiene 42 mit den anschließenden Einzelteilen 47 bzw. 49 verbindbar. In diesem'Fall sind in den miteinander zu kuppelnden Teilen jeweils nur Buchsen 82 vorgesehen. Sind die zwei entsprechenden Buchsen der beiden Teile einer Kupplungsvorrichtung 73 j 81 miteinander zu verbinden, so werden in eine der beiden Buchsen 82 Steckelemente 83 eingesetzt.

Diese variable Gestaltung der Kupplungsvorrichtungen 73 und 81 ermöglicht es, die in der Verteilerschiene 42 enthaltenen Steuerleitungen und Signalleitungen jeweils nur mit einzelnen der Steuer-Module 41 zu verbinden. Gleiches gilt selbstverständlich auch für die Ausnutzung der Steuerleitungen und Signalleitungen in der Verteilerschiene 42 selbst, und zwar bei der Verbindung nebeneinander angeordneter. Einzel-47; 48; 49 bzw. der Verbindung mit dem diese Signalsch.iene 42 mit der zentralen Versorgungsleitung 27 verbindenden Mehrfachst-ecker 84 - Fig. 2.

Zur Überwachung und Kontrolle bzw, zur Durchführung der Überwachungs- und Kontrollfunktion ist das Steuer-Modul 41 über eine Kupplungsvorrichtung 85 mit einem Überwachungsund Kontroll-Modul 86 kuppelbar« Die Ausbildung der Kupplungsvorrichtung 85 kann entsprechend den Kupplungsvorrichtungen 72 oder 73 erfolgen,Weiterhin kann dieses Überwachungs- und Kontroll-Modul 86 mit einem Meldeorgan 87 und Drucktasten oder Schaltern für Notfunktionen wie mit einer Taste 88 für "Not-Stop" versehen sein. Dazu ist das Oberwachungs-Modul 86 mit Schaltungsbauteilen ausgerüstet, die

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es ermöglichen, ausgehend von dem Eingangssignal der Überwachungsorgane 22; 23; 29 und den Ausgängen der Steuer- und Signalleitungen, die in der Kupplungsvorrichtung 85 zusammengefaßt sind, eine Anzeige der Stellung der Antriebe und bzw„ oder der Bearbeitungs- und Montagevorrichtungen sowie der Teilezufördervorrichtungen auf dem Meldeorgan 87 durchzuführen» Gleichzeitig kann diese Anzeige selbstverständlich auch auf den Meldeorganen 34 und 36 der zentralen Kontrolleinheit 28 bzw, der Überwachungs- und Kontrollvorrichtung 35 erfolgen« Es ist aber nicht zwingend, diese Übervvachungs- und Kontroil-Module 86 jedem Steuer-Modul 41 zuzuordnen, Die einer Arbeitsstation zugeordneten Kontroll-Module 86 können auch in der Übervvachungs- und Kontrollvorrichtung bzw, in der Kontrolleinheit 28; 35 angeordnet werden, um einer Bedienungsperson den jeweiligen Montageschritt, bei dem es zur Unterbrechung des Arbeitsablaufes gek minen ist, anzuzeigen.

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

Die Verteilerleiste 42 umfaßt zwei verschiedene Leitungsstränge, und zwar die Steuerleitungen 89 und die Signalleitungen 90, Die Steuerleitungen 89 dienen dazu, Informationen bzw, Schalt-Befehle von der Kontrolleinheit 28 bzw.

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von der Überwachungs- und Kontrollvorrichtung 35 und von entfernt liegenden anderen Überwachungsorganen oder dgl, den Optokopplern 91 der Steuer-Module 41 zuzuführen. Wie ersichtlich, werden die einzelnen Steuerleitungen 89 und Signalleitungen 90 im Bereich der Kupplungsvorrichtungen zwischen den Einzelteilen der Verteilerschiene mittels der in Fig« 4 beschriebenen Steckelemente 83 verbunden.

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

Die Signalleitungen 90 dienen in Ergänzung der Steuerleitungen 89 dazu, direkte Informationen zwischen den Logikelementen der einzelnen Steuer-Module zu übertragen« Diese Logikelemente 92 können durch integrierte elektronische Bauteile sowohl in Analog als auch in Digitaltechnik oder aber durch einen Mikroprozessor gebildet sein. Diesen

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Logikelementen 92 sind dann Endverstärkerstufen 93 nachgeordnet, über die Informationen aus den Logikelementen 92 wieder in die Steuerleitungen 89 zur Übermittlung an die Kontrolleinheit 28 bzw, die Überwachungs- und Kontrollvorrichtung 35 oder andere Steuer-Module und an die Vorrichtungen 8; 21 oder dgl, der Fertigungsanlage 1 übermittelt werden können. Außerdem werden über diese Endverstärkerstufen 93 die Signale zur Betätigung der Schalt-Module 40 aufbereitet und verstärkt»

Gleichermaßen werden die Eingangssignale von den Oberwachungsorganen 22 ; 23; 29, die beispielsweise durch berührungslose Näherungsschalter gebildet sein können, über die Optokoppler 91 den Logikelementen 92 zugeführt.

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

Wie aber bereits die Darstellung in Fig« 5 zeigt, ist es auch ohne weiteres möglich, an Stelle der Anordnung von je einem Steuer-Modul 41 für jedes Schalt-Modul 39 bzw* 40 bei-

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spielsweise jeweils 5 Stück Schalt-Modulen 39; 40 nur ein Steuer-Modul 41 - welches dann entsprechend umfangreicher ausgestattet ist - zuzuordnen« In jedem Fall bleibt aber der überraschende Vorteil bestehen, wonach mit dieser Kombination von Steuer- und Schalt-Modulen die jeweils erforderlichen Steuer- und Schaltorgane möglichst nahe bei den Antrieben bzw, Verbrauchern angeordnet werden können. In Verbindung mit den sehr vielfältigen Kupplungsvorrichtungen 81; 73; 72 ergibt sich dann auch ein sehr übersichtlicher und mit geringem Aufwand -herstellbarer Aufbau der gesamten Steuereinrichtung, die auch nachträglich ohne großen Aufwand rasch erweitert werden kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Schalt-Module 39; 40 nur als Ventile 51 bzw, als ein elektrisches Starkstrom-Schaltorgan 94, Steuerschütz, Relais oder dgl»,, dargestellt. Es ist aber für den Fachmann" ohne weiteres möglich, die erfindungsgemäße Lösung auch auf die Betätigung und Überwachung beliebig anderer Schalt- und Betätigungsorgane abzustimmen«

Besonders vorteilhaft ist dann weiterhin auch die Verbindung der Steuer-Module 41 mit den Überwachungs- und Kontroll-Modulen 86, wie eines beispielsweise in Fig. 5 dargestellt ist, Durch die Verbindung dieses Überwachungs- und Kontroll-Moduls 86 mit einem in der Druckmittelzuleitung 95 zum Antrieb 21 angeordneten Druckwächter 96 und ein dem elektromagnetischen Antrieb 60 zugeordnetes Überwachungsorgan, deren Ausgangssignale über den Optokoppler 91, dem Überwachungs- und Kontroll-Modul 86 zugeführt werden, ist es bei einer Weiterleitung der Ausgangssignale des Moduls 86 über die Endverstärkerstufe 93 an die Kontrolleinheit 28 bzw« die Überwachungs- und Kontrollvorrichtung 35 ohne weiteres mög-

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lieh, bei einer Störung den jeweiligen Grund optisch direkt anzuzeigen. Beispielsweise kann bei Mitverwendung eines Mikro-Computers der tatsächliche Fehler ausgedruckt werden.

Wird z, B* nach einem Beaufschlagen des Antriebes 50 und eines Ansprechens des Druckwächters 96 eine gewisse Zeitspanne danach kein Ausgangssignal vom Überwachungsorgan 22 abgegeben, so kann am Meldeorgan 34 bzw, 36 jeweils ausgedruckt werden, Antrieb 21 nicht ausgefahren, Überwachungsorgan 22 nicht erreicht. Damit kann die Bedienungsperson dann gezielt die Behebung der Störung einleiten. Dadurch wird wertvolle Zeit bis zum Auffinden des Fehlers eingespart und es können die Stillstände einer Fertigungsanlage sehr stark verringert werden.

In Fig* 6 ist zur Erläuterung eines möglichen Funktionsablaufes ein Steuer-Modul 41 mit seinem Optokoppler 91, dem Logikelement 92 und der Endverstärkerstufe 93 in größerem Maßstab dargestellt. Das Logikelement 92 umfaßt Steuerbauteile 92 und Verknüpfungsbauteile 98, Die Steuerbauteile werden beispielsweise durch einen Inverter 99 und eine Zeitstufe 100 gebildet, während die Verknüpfungsbauteile 98 durch Und~Glieder 101; 102; 103 und ein Oder-Glied 104 gebildet werden. Wird nun beispielsweise der Eingang 105 mit einem Signal von der Steuerleitung 89 beaufschlagt, so nimmt über den Optokoppler 91 die eine Zuleitung zum Und-Glied 101 den Schaltzustand L an« Bei diesem Signal kann es sich beispielsweise um einen Startbofehl von der Kontrolleinheit 28 handeln. Wird auch der Eingang 106 über eine Signalleitung 90 beaufschlagt, so nimmt auch der zweite Eingang des Und-Gliedes 101 den Signalzustand L an« Somit nimmt

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auch der Ausgang des Und-Gliedes 101 den Zustand L an, Dieser Schaltzustand L am Ausgang des Und-Gliedes 101 oder ein Schaltzustand L am Eingang 107, beispielsweise bedingt durch einen Starbefehl eines anderen Steuer-Moduls 41 über eine Signalleitung 90, ergibt am Ausgang des Oder-Gliedes 104 den Schaltzustand L, Sollte der Eingang 108, der mit einer Steuerleitung 89, die von der Kontrolleinheit kommt, verbunden ist, für eine Zeit Tl = O sein - beispielsweise um eine überschneidende Arbeitsoperation eines anderen Steuer-Moduls abzuwarten - so wird über den Inverter 99 nach der Zeit Tl der Ausgang der Zeitstufe 100 den Schaltzustand L einnehmen. Da nun beide Eingänge am Und-Glied 102 dann den Schaltzustand L aufweisen, so liegt am Ausgang dieses Und-Gliedes ebenso ein L-Signal vor, das über die Endverstärkerstufe zur Betätigung eines Ventils 51 verstärkt werden wird.

Das L-Signal am Ausgang des Und-Gliedes 102 und ein Signal am Eingang 109, der über eine Verbindungsleitung 110 mit dem Oberwachungsorgan 22 verbunden ist, bewirkt nach Durchlaufen des Optokopplers einen·Schaltzustand L in der nachfolgenden Signalleitung, Damit liegt an beiden Eingängen des Und-Gliedes 103 der Schaltzustand L vor, und das dadurch bewirkte Ausgangssignal L wird über die Endverstärkerstufe 93 dem Ausgang 111 des Steuer-Moduls 41 zugeführt und über eine Steuerleitung 89 an die Kontrolleinheit 28 bzw, die Überwachungs- und Kontrollvorrichtung 35 weitergeleitet.

Nach Ablauf der bei der Zeitstufe 100 eingestellten Zeit nimmt deren Ausgang den Schaltzustand L an, der über die Endverstärkerstufe 93 verstärkt und über den Ausgang 112 und über eine anschließende Steuerleitung 89 zur Vollzugs-

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meldung, beispielsweise dem Überwachungs- und Kontroll-Modul 86, zugeführt werden kann«

Im folgenden soll nun auch die Funktion des Überwachungsund Kontroll-Moduls 86 anhand einer möglichen Ausführungsform eines¹ solchen Moduls, wie er in Fig, 6 dargestellt ist, erläutert werden. Der Oberwachungs- und Kontroll-Modul 86 umfaßt einen Inverter 113, ein Und-Glied 114 und eine Zeitstufe 115, Der Druckwächter 96 ist über eine Leitung 116 mit dem Eingang 117 des Steuer-Moduls 41 verbunden. Über den Optokoppler 91 ist der Eingang 117 mit dem Und-Glied 114 im Modul 86 verbunden. Dieses Und-Glied 114 weist einen weiteren Eingang auf , der über den Inverter 113 und einen Optokoppler 91 mit dem Eingang 109 des Steuer-Moduls 41 verbunden ist. Der dritte Eingang des Und-Gliedes 114 steht mit dem Ausgang des Und-Gliedes 102 des Steuer-Moduls 41 in Verbindung« Der Ausgang des Und-Gliedes ist über eine Zeitstufe und den Verstärker der Endverstärkerstufe 93 mit einem Ausgang 118 des Steuer-Moduls verbunden,

Die Funktion dieses Überwachungs- und Kontroll-Moduls 86 zur Anzeige des jeweiligen ßewegungszustandes des Antriebes 21 bzw, der Handhabungsvorrichtung 14 ist nun folgendermaßen: Wird über den Ausgang des Und-Gliedes 102 und den Endverstärker der*Endverstärkerstufe 93 der Antrieb 60 des Ventils 51 beaufschlagt, so wird gleichzeitig einer öer drei Eingänge des Und-Gliedes 114 mit einem Eingangssignal belegt, öffnet nun das Ventil 51 und das Druckmittel kommt von der Energieversorgungseinheit in dio Zylinderkammer des Antriebes 21, so wird dieser Druckwechsel mit dem Druckwächter 96 festgestellt und vom Druckwächter über die Verbindungslei-

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tung 116 ein Ausgangssignal an den Eingang 117 des Steuer-Moduls 41 übermittelt. Dieses Signal durchläuft den Optokoppler 91 und gelangt zu einem weiteren Eingang des Und-Gliedes 114. Da zu diesem Zeitpunkt das Überwachungsorgan nicht betätigt ist, herrscht in der Eingangsleitung zum Inverter 113 ein Null-Signal vor. Damit liegt am Ausgang des Inverters 113 der Schaltzustand L vor. Dies bewirkt, daß alle drei Eingänge des Und-Gliedes 114 mit einem Signal beaufschlagt sind und dementsprechend, also unmittelbar nach Auftreten des Ausgangssignals am Druckwächter 96 das Und-Glied 114 durchgeschaltet und ein Signal an die Zeitstufe 115 weitergibt, mit welchem der Start-Impuls für die Zeitermittlung gegeben wird. Erreicht nun der Zylinder nach einer vorgegebenen Zeitspanne, die er für die Bewegung der Kolbenstange benötigt, nicht das Überwachungsorgan 22 bzw, spricht dieses nicht an, so wird nach Ablauf der eingestellten Zeitspanne ein Ausgangssignal an einen Verstärker der Endverstärkerstufe 93 weitergegeben und dieses Signal wird über den Ausgang 118 den Meldeorganen 34; 36 oder 87 auf der Kontrolleinheit 28 der Überwachungs- und Kontrollvorrichtung 35 bzw, dem Überwachungs- und Kontroll-Modul angezeigt. Dieses Signal kann gleichzeitig auch die Anzeige oder den Ausdruck des tatsächlichen Fehlerzustandes bewirken. Im vorliegenden Fall würde der Computer ausdrucken: Antrieb 21 betätigt, Überwachungsorgan 22 nicht erreicht. Damit kann die Bedienungsperson sofort gezielt an die Behebung des. Schadens herangehen und die Stillstandszeiten einer solchen Fertigungsanlage 1 können sehr kurz gehalten werden.

Die vorstehend erläuterte Ausbildung eines Überwachungsund Kontroll-Moduls 86 ist jedoch keinesfalls beschränkend. Es sollte vielmehr nur anhand eines Beispiels eine mögliche

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Funktion zum besseren Verständnis des Erfindungsgegenstandes dargelegt werden. Selbstverständlich wird man in der Praxis dann das Überwachungs- und Kontroll-Modul auch derart ausbilden, daß bei einem Ausbleiben des Signals vom Druckwächter 96 auf den Meldeorganen ausgedruckt wird: Antrieb 60 des Ventils 51 beaufschlagt, kein Druck in der Zuleitung zum Antrieb 21.

Der Grad der Verfeinerung der Oberwachungs- und Kontrollfunktionen wird jeweils vom Schwierigkeitsgrad der Maschine und von der erwünschten maximalen Behebungszeit für einen Schaden bestimmt werden. Es ist einerseits möglich, daß jeweils nur an jenen Arbeitsstationen zwei oder drei oder vier solcher überwachungs- und Kontroll-Module 86 vorgesehen werden, die für die Durchführung der Arbeitsoperationen im Zuge dieser Fertigungsanlage den größten Zeitraum benötigen. Naturgemäß wird sich nämlich eine Störung bei einer solchen Station viel stärker auf die Gesamtleistung der Fertigungsanlage auswirken, als eine Störung an einer Arbeitsstation, deren Zeitbedarf wesentlich kurzer ist« Wird nämlich die Fördervorrichtung 7 mit einer losen Verkettung der Werkstückträger 10 ausgerüstet, so kann bei Störungen in Arbeitsstationen, deren Zeitbedarf unter dem Limit liegt, und der in der Maschine durch die lose Verkettung gegebenen Speicherfunktionen ein Gesamtstillstand der Maschine eher verhindert werden als bei Arbeitsstationen, deren Zeitaufwand am oberen Limit liegt«

In Fig. 7 ist gezeigt, daß auch für eine Gruppe von Ventilen 119, die auf einer gemeinsamen Verteilerleiste 120 angeordnet sein können, nur ein Steuer-Modul 121 mit einem diesem

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

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

Diese Lösung bietet den Vorteil, daß gegenüber der Ausführungsform gemäß den Fig. 2, 3 und 4mit wesentlich weniger Kupplungsvorrichtungen das Auslangen gefunden werden kann. Damit kann aber die Störanfälligkeit vermindert werden, da vor allem solche Kupplungsvorrichtungen durch Leckstellen bzw, schlechte Kontakte eher zu Störungen neigen. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform gemäß Fig, 8 liegt darin,

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daß bei Anordnung der Anschlüsse für die Verbindungsleitungen 135 und die Druckluftzufuhr von der Energieversorgungseinheit 5 bzw» des Abluftkanals in einer, die Trägerplatte 130 aufnehmenden Verteilerleiste 136, die Installation der Verbindungsleitungen bzw« Druckluftversorgungs- und Steuerleitungen unabhängig von dem Vorhandensein der Schalt-Moduie 129 erfolgen kann, .

Die Verbindung der Trägerplatte 130 bzw* des Bauteils 133 mit dem diesen zugeordneten Steuer-Modul 137 erfolgt über eine Verteilerschiene 138, in der die Mehrfachstecker 139 zur Verbindung der Antriebe 131 mit dem Steuer-Modul 137 angeordnet sind« Die Verteilerschiene 138 ist über ein Mehrfachkabel mit einem Mehrfachstecker 140 verbunden, der unmittelbar auf dem Steuer-Modul 137 oder eine diesen Steuer-Modul aufnehmende Trägerplatte 141 aufgesteckt ist. Ist eine Trägerplatte 141 vorgesehen, so ist sowohl der Steuer-Modul 137 als auch ein evtl. vorgesehener Überwachungs- und Kontroll-Modul 142 auf der Trägerplatte 141 unabhängig aufgesteckt« Die zum Betrieb der Maschine bzw« der einzelnen Vorrichtungen vorgesehenen Überwachungsorgane, beispielsweise elektromagnetische Näherungsschalter, Begrenzungsanschläge bzw,, Endschalter oder dgl, können auf einem eigenen Steckerfeld 143 ebenfalls direkt auf der Trägerplatte 141 angeschlossen werden« Die Verbindung der Trägerplatte 141 mit einer zentralen Kontrolleinheit kann über einen Mehrfachstecker und über eine zentrale Verbindungsleitung 144 erfolgen» Die Verwendung einer Trägerplatte 141 auch für den Steuer-Modul 137 eröffnet die Möglichkeit, daß die Installation, bzw» die Herstellung der Verbindungsleitungen erfolgen kann, ohne daß der Steuer-Modul 137 und der Überwachungs» und Kontroll-Modul 142 bereits montiert ist. Da-

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mit sind aber auch bei Wartungsarbeiten bzw, bei einem erforderlichen Austausch dieser Module keine Verbindungsleitungen zu lösen, sondern es ist nur der schadhafte Modul abzuziehen und ein neuer Modul aufzustecken« Damit kann der erforderliche Zeitaufwand für solche Wartungsarbeiten wesentlich vermindert werden«

Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfindung möglich, daß die beiden Trägerplatten 137 und 130 für eine bestimmte Anzahl von Ventilkörpern und Antrieben bzw. elektrischen Schaltorganen, wie Relaiskontakte und diesen zugeordnete Magnetanker, ausgebildet sein können, Bevorzugt können hierbei Baugruppen mit 3, 6 oder 9 Antrieben bzw, Ventilkörper oder Schaltorgane zur Verwendung gelangen« Es ist nämlich insgesamt sowohl für die E_rsatzteilhaltung als auch bei einer Maschine günstiger, genormte Baueinheiten mit bei- . spielsweise 3,6 oder 9 zu einem Block bzw, Schalt-Modul oder Steuer-Modul zusammengefaßten Antrieben, Ventilkörpern bzw, Schaltorganen zu verwenden, auch wenn im gegebenen Anwendungsfall nicht alle dieser Antriebe bzw. Ventilkörper oder Schaltorgane benötigt werden. Überdies wird bei einer solchen Anordnung eine gewisse Reserve gebildet, so daß bei der nachträglichen Anordnung eines weiteren Antriebes nicht noch zusätzliche aufwendige Installationsarbeiten erforderlich sind.

Um den Steuer-Modul 137 möglichst universell zu gestalten, ist es auch möglich, in seinem Gehäuse 145 mehrere auswechselbare, d. h« steckbare Printkarten 146 vorzusehen, so daß die Aufarbeitung beschädigter Steuer-Module einfacher und rascher durchgeführt werden kann, unddas Gehäuse 145

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auch für Steuerungs-Module mit unterschiedlicher Steuerungscharakteristik verwendet werden kann.

Es sei hierzu erwähnt, daß beispielsweise auch das Gehäuse 147 des Stsuer-Moduls 41 in Fig. 4 mit mehreren auswechselbaren Prin.tkarten 148 versehen sein kann. Des weiteren ist in Fig» 4 als Variante auch angedeutet, daß auch bei diesem Ausführungsbeispiel die Druckmittelauslaßöffnung 65 bzw, die Kupplungsvorrichtung 50 nicht unmittelbar im Ventilkörper 61 bzw, am Steuer-Modul 41 angeordnet sein muß, sondern beispielsweise auch in der Verteilerleiste 43 angeordnet sein kann, so daß bei einem Austausch des Ventilkörpers. 61 diese mit der Druckmittelauslaßöffnung 65 bzw, den Überwachungsorganen verbundenen Verbindungsleitungen nicht gelöst werden müssen«

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

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

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einen Ausgang-Umsetzbauteil 150 mit der zentralen Verbindungsleitung 27 verbunden sein.

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

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

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

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

Claims (10)

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Erfindunqsanspruch

Einrichtung zur Steuerung bzw« Überwachung von Maschinen, insbesondere Fertigungsanlagen für in zwei oder mehreren Schritten herzustellende Bauteile, mit Steuervorrichtungen für die elektrischen und bzw« oder elektronischen und druckraittelbetätigbaren Schalt-, Regel-, Oberwachungsorgane bzw, Antriebe der Maschine und bzw. oder der dieser zugeordneten Bearbeitungs- bzw, Montagevorrichtungen, gekennzeichnet dadurch, daß die Antriebe (8; 21; 37) der Maschine und bzw, oder der Bearbeitungsbzw, Montagevorrichtungen (13) mit Schalt- und Steuer-Modulen (39; 40; 125; 129; 41; 121; 137) verbunden sind, und daß das einem Antrieb (S; 21; 37) zugeordnete Schalt-Modul (39; 40; 125; 129) mit.dem.auf dieses abgestimmte Steuer-Modul (41; 121; 137) über eine lösbare Kupplungsvorrichtung (72; 126) .auswechselbar verbunden ist, wobei diese, insbesondere gleichartigen Schalt-Module (39; 40; 125; 129) mit den zugehörigen Steuer-Modulen (41; 121; 137) und den auf diese abgestimmten Überv/achungs- und Kontroll-Modulen (86; 122; 142) die Steuervorrichtung (25; 26) bilden, .

Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Leitungen für die Steuerung, .Überwachung und die Druckmittelversorgung auf der Kupplungsvorrichtung (50; 62; 72; 73; 81; 85; 123; 126) der Schalt- und Steuer-Module (35; 40; 125; 129; 41; 121; 137) im wesentlichen gleichartig angeordnet und die Module über diese Kupplungsvorrichtungen untereinander und bzw, oder mit den Verbindungsleitungen (27; 110; 116; 135) zu den Antrie-

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ben (8; 21; 37), einer zentralen Energieversorgungseinheit (5) und bzw, oder einer zentralen Kontrolleinheit (28) lösbor und auswechselbar verbunden sind,

3« Einrichtung nach einem der Punkte 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Schalt-Modul (40) aus einem Ventil (51) mit Grundschaltfunktionen, insbesondere einem 3/2 Wegeventil mit einem fernbetätigbaren Antrieb (60) gebildet und mit Kupplungsvorrichtungen (62) für die Druckmittel-Ein- und Auslässe (63; 64) sowie die Ein- und Ausgänge (70; 71) der Steuerleitungen versehen ist.

4. Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Antrieb (60) und ein Ventilkörper (61) des Schalt-Moduls (40) eigene Bauteile mit genormten Abmessungen bilden, die untereinander über korrespondierende lösbare Montageelemente (78) auswechselbar verbunden sind,

5» Einrichtung nach einem der 'Punkte 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß mehrere Ventilkörper (132) und Antriebe (131) bzw, elektrische Schaltorgane oder dgl, in einem Schalt-Modul (129) angeordnet sind, und daß ggf. diese Ventilkörper (132) und Antriebe (131) jeweils in einem eigenen Bauteil (133; 134) des Schalt-Moduls (129) angeordnet sind £

6* Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß der Steuer-Modul (41; 121; 137) mit elektrischen und bzw, oder elektronischen Steuerbauteilen (97) versehen ist, die insbesondere programmierbar ausgebildet und zur Beaufschlagung von elektrischen bzw.

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pneumatischen und bzw, oder hydraulischen Antrieben (60) bzw. Schaltorganen (94) des Schalt-Moduls (39; 40; 125; 129) oder-einer Schalt-Modul-Gruppe (128) ausgebildet sind,

7. Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß der Steuer-Modul (41; 121; 137) elektrische bzw, elektronische Verknüpfungsbauteile (98) umfaßt, die den Schalt-Modulen (39; 40; 125; 129) bzw. den an der Maschine oder an den Arbeitsstationen (2; 3; 4) vorgesehenen Übenvachungsorganen (22; 23; 29) züge-, ordnet sind, . .

8. Einrichtung nach Punkt 6 oder 7, gekennzeichnet dadurch, daß am Steuer-Modul (41; 121; 137) eine Kupplungsvorrichtung (72; 123; 126) oder - eine Kupplungsvorrichtung, ζ« B, Mehr-fachstecker (127; 140), angeordnet sind, auf welchen die den Schalt-Modulen (39; 40; 125; 129) zuge-

• ordneten Steuerleitungen zusammengefaßt sind«

9« Einrichtung nach einem der Punkte 6 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß am Steuer-Modul (41; 121) eine weitere Kupplungsvorrichtung (50) angeordnet.ist, an der die 'Steuerleitungen (110) für die Überwachungsorgane (22; 23; 29) angeschlossen sind,

10, Einrichtung nach einem der Punkte 6 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß der Steuer-Modul (41; 121; 137) mit einer zentralen Kupplungsvorrichtung (73) versehen ist, an der die mit der zentralen Verbindungsleitung (27) zu verbindenden Steuer-, Übenvachungs- und Versorgungsleitungen (89; 90) angeschlossen sind.

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11, Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 10, gekonnzeichnet dadurch, daß der Steuer-Modul (41; 121) insbesondere für die Beaufschlagung mehrerer Schalt-Module (39; 40; 125) mit einem Mikroprozessor versehen ist, und die Mikroprozessoren der Steuermodule über die zentrale Verbindungsleitung (27) von der Kontrolleinheit (28) , z_e B, über Zeitimpulse, synchronisiert sind.

12, Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 11, gekennzeichnet dadurch, daß der Steuer-Modul (121) über einen Ausgang eines Ausgang-Umsetzbauteiles (150) und einen Eingang eines Eingang-Umsetzbauteiles (149) und die zentrale Verbindungsleitung (27) mit der Kontrolleinheit (28) wirkverbunden· ist, und daß der Ausgang-Umsetzbauteil (150) als Sammler und Umsetzer der Ausgangssignale vom Steuer-Modul und der Eingangs-Umsetzbauteil (149) zur Aufteilung der Befehlssignale auf die einzelnen Bauteile des Steuer-Moduls (121) ausgebildet ist«

13« Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 12, gekennzeichnet dadurch, daß die Steuerbauteile (97) und die Verknüpfungsbauteile · (98) durch integrierte Schaltkreise gebildet sind, und vorzugsweise auf, in das Gehäuse (145; 147) der Steuer-Module (41; 121) auswechselbar einsetzbaren, Printkarten (146; 148) angeordnet sind.

14« Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 13, gekennzeichnet dadurch, daß die Eingang- bzw. Ausgang-Umsetzbau~ teile (149; 150) beispielsweise durch Optokoppler (91) bzw, Verstärkerstufen (93) oder Vorrichtungen zum Umsetzen von elektrischen in lichtoptische Impulse bzw. durch Analog-Digitalkonvertor oder dgl. gebildet sind.

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15. Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 14, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen dem Eingang-Umsetzbauteil (149) und dem Ausgang-Umsetzbauteil :(150) sowie der zentralen Verbindungsleitung (27) , insbesondere zeitabhängig gesteuerte Zwischenspeicher (151) angeordnet sind»

16, Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 15, gekennzeichnet dadurch, daß die Kupplungsvorrichtungen (73; 81) für die Verbindung der elektrischen Steuer-, Überwachungsund Versorgungsleitungen (89; 90) durch Mehrfachstecker. (127) gebildet sind , die vorzugsweise mit bedarfsweise einsetzbaren Steckelementen (83) versehen sind.

17« Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 16, gekennzeichnet dadurch, daß die Kupplungsvorrichtungen (62) für die Druckmittel-Steuer, Überwachungs- und Versorgungsleitungen (58; 59) mit Steckkupplungen versehen sind, wobei die zu verbindenden Kupplungsvorrichtungen (62) jeweils mit einem Mundstück (77) und einem Kupplungsstück (76), die eine solche Steckkupplung bilden, versehen sind, und vorzugsweise das Mundstück (77) beim Lösen des Kupplungsstückes (76) selbsttätig druckdicht verschließbar ist,

18. Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 17, gekennzeichnet dadurch, daß der überwachungs- und Kontroll-Modul (86; 121; 142) insbesondere über einen Steuer- und Schalt-Modul (41; 121; 137; 39; 40; 125; 129) mit den Überwachungsorganen (22; 23; 29) bzw, Antrieben (8; 21; 37) der Maschine und bzw« oder der dieser zugeordneten. Bearbeitungs- bzw. Montagevorrichtungen (13) wirkverbunden und mit Schaltorganen versehen ist, die bei einer

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Nicht-Belegung eines Ausganges eines Überwachungsorganes (22; 23; 29) und bzw« oder Antriebes (8; 21; 37) oder bei Eingang eines Störsignals am Eingang eines Meldeorgans (34; 36; 87) zur Anzeige der Stellung der Antriebe und bzw, oder der ßearbeitungs- und Montagevorrichtungen (13) beaufschlagt sind.

19« Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 18", gekennzeichnet dadurch, daß die Überwachungs- und Kontroll-Module (86; 121; 142) mit den Steuer-Modulen (41; 121; 137) gekuppelt und über Steuerleitungen mit der zentralen Kontrolleinheit (28) wirkverbunden sind, in der die Meldeorgane (34; 36; 87) angeordnet sind.

20» Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 19, gekennzeichnet dadurch, daß die Steuer-Module (41; 121; 137) auf einer Verteilerschiene (42) bzw. einer Trägerplatte (141) steckbar angeordnet sind, auf welcher die Kupplungsvorrichtungen (50; 73; 81) zum Anschluß der Verbindungs- bzw. Steuerleitungeh (27; 89; 90; 144) zu anderen Steuer-Modulen (41; 121; 137) zur Energieversorgungseinheit (5), zur Kontrolleinheit (28) zu einem . Schalt-Modul (86; 121; 142) bzw. ein Stockerfeld (143) für den Anschluß der Überwachungsorgane (23; 29) angeordnet sind c ... .. .

21« Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 20, gekennzeichnet dadurch, daß die Verteilerschiene (42; 138) bzw, die Trägerplatte (141) externe und interne Verbindungsleitungen, Zj 8. Steuerleitungen (89) und Signalleitungen (90) aufweist, und vorzugsweise die zentrale Verbindungsleitung (27) zwischen den Steuer-Modulen (41;

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121; 137) bzw, einer Steuer-Modul-Gruppe und ggf» einer Kontrolleinheit (28) oder dgl, bildet,

22* Einrichtung nach Punkt 21, gekennzeichnet dadurch, daß die Verteilerschiene (42; 138) aus mehreren Einzelteilen (47; 48; 49) besteht, die lösbar und auswechselbar ausgebildet sind, wobei die Verbindung der einzelnen Leitungen zwischen diesen Einzelteilen über bedarfsweise einsetzbare Steckelemente (83) erfolgt,

23« Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 22, gekennzeichnet dadurch, daß die Schalt-Module (39; 40; 125; 129) . und bzw, oder eine Trägerplatte (130) bzw. Bauteile (133; 134) derselben auf einer Verteilerleiste (43; 136) aufsteckbar angeordnet sind, auf der die Kupplungsvorrichtungen (62) zum Anschluß der Verbindungsleitungen (65; 52) zu anderen Schalt-Modulen, zur Energieversorgungseinheit (5) bzw, zu den Antrieben (8; 21; 37) der Fertigungsanlage (1) angeordnet sind,

24, Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 23, gekennzeichnet dadurch, daß die Druckmittelzufuhr- und Druckmittelrücklaufleitungen (58; 59) für die Ventilkörper (61) - bzw, die Verbindungsleitungen zu den Schaltorganen (94) in den Verteilerleisten (43; 136) angeordnet sind, und · . daß diese Verteilerleisten (43; 136) mit Teilen von Steckkupplungen, z, B, Mundstücken (77) versehen sind, die auf in den Ventilkörpern bzw, Schaltorganen (94) vorgesehene Teile dieser Steckkupplungen, z, B, Kupplungsstücke (76), ausgerichtet sind, wobei die Verteilerleiste (43; 136) insbesondere zur Aufnahme mehrerer

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ff

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Ventilkörper (61) bzw. Schaltorgane (94) ausgebildet ist, , .· .

emi 4L. Seilen Zeichnungen