DE102024111818A1

DE102024111818A1 - Verfahren zum Betrieb eines pneumatischen Systems und pneumatisches System für die Industrieautomation

Info

Publication number: DE102024111818A1
Application number: DE102024111818.0A
Authority: DE
Inventors: Marco Schmidt
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2024-04-26
Filing date: 2024-04-26
Publication date: 2025-10-30
Also published as: WO2025223972A2; WO2025223972A3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines pneumatischen Systems (11) für die Industrieautomation, das wenigstens einen pneumatischen Aktor (14; 14a, 14b) und eine Regelungseinrichtung (13) zur Regelung einer Bewegung eines Aktorglieds (27,; 27a, 27b) des wenigstens einen pneumatischen Aktors (14; 14a, 14b) von einer ersten Endlage (30) in eine zweite Endlage (31) und/oder von der zweiten Endlage (31) in die erste Endlage (30) aufweist, wobei das Aktorglied (27,; 27a, 27b) mit einem Endglied (33) bewegungsgekoppelt ist, das mit einer Hubbewegung antreibbar ist, die einen vertikalen Bewegungshub (h_z) und einen horizontalen Bewegungshub (h_x) umfasst, umfassend die Schritte:
- Bestimmen einer Position des Endglieds (33) mittels einer Positionsmesseinrichtung (40), wobei mittels einer ersten Positionsmesseinheit (41a) die Position des Endglieds (33) während des vertikalen Bewegungshubs (h_z) und mittels einer zweiten Positionsmesseinheit (41b) die Position des Endglieds (33) während des horizontalen Bewegungshub (h_x) bestimmt wird,
- Bereitstellen der bestimmten Position als Ist-Positionssignal an die Regelungseinrichtung (13),
- Durchführung einer Positionsregelung auf Basis des mit der Positionsmesseinrichtung (40) erfassten Ist-Positionssignals.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines pneumatischen Systems für die Industrieautomation und ein pneumatisches System für die Industrieautomation.
Verfahren zum Betreib eines pneumatischen Systems zu Industrieautomation sowie pneumatische Systeme für die Industrieautomation finden in vielen Bereichen Anwendung.
So ist beispielsweise der Annäherungsbereich Wafer-Herstellung zu nennen, wo in der Regel eine Vielzahl pneumatischer Aktoren zum Einsatz kommt, um damit unterschiedliche Arten von Stellgliedern zu bewegen, beispielsweise sogenannte Schieberventile, die zum Öffnen oder Schließen eines Durchgangs (Gate) zu einer Bearbeitungskammer für die Wafer-Bearbeitung dienen. Insgesamt werden bei der Wafer-Herstellung hohe Anforderungen an den Betrieb der pneumatischen Systeme gestellt, wobei hier beispielsweise die Minimierung von Erschütterungen beim Betrieb der Schieberventile zu nennen ist. Darüber hinaus soll die Sensorik zum Betrieb des pneumatischen Systems einfach und zuverlässig aufgebaut sein.
Jedoch sind derartige pneumatische Systeme nicht nur für die Wafer-Produktion geeignet, sondern allgemein für das Gebiet der Industrieautomation. Je nach Anwendungsbereich ergeben sich für das pneumatische System unterschiedliche Anforderungen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreib eines pneumatischen Systems und ein pneumatisches System bereit zu stellen, das gegenüber herkömmlichen Verfahren beziehungsweise Systemen verbessert ist, um damit insbesondere den Anforderungen bei der Halbleiter-/insbesondere Wafer-Produktion gerecht zu werden.
Die vorstehende Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betrieb eines pneumatischen Systems für die Industrieautomation mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und durch ein pneumatisches System für die Industrieautomation mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 9 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.
Bei dem Verfahren zum Betrieb eines pneumatischen Systems für die Industrieautomation sind wenigstens ein pneumatischer Aktor uns eine Regelungseinrichtung zur Regelung einer Bewegung eines Aktorglieds des wenigstens einen pneumatischen Aktors von einer ersten Endlage in eine zweite Endlage und/oder von der zweiten Endlage in die erste Endlage vorgesehen, wobei das Aktorglied mit einem Endglied bewegungsgekoppelt ist, das mit einer Hubbewegung antreibbar ist, die einen vertikalen Bewegungshub und einen horizontalen Bewegungshub umfasst, wobei das Verfahren folgenden Schritte umfasst:

- Bestimmen einer Position des Endglieds mittels einer Positionsmesseinrichtung, wobei mittels einer ersten Positionsmesseinheit die Position des Endglieds während des vertikalen Bewegungshubs unmittels einer zweiten Positionsmesseinheit die Position des Endglieds während des horizontalen Bewegungshubs bestimmt wird,
- Bereitstellen der bestimmten Position als Ist-Positionssignal an die Regelungseinrichtung,
- Durchführung einer Positionsregelung auf Basis des mit der Positionsmesseinrichtung erfassten Ist-Positionssignals.

Das erfindungsgemäße pneumatische System, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1, umfasst wenigstens einen pneumatischen Aktor, mit einem Aktorglied, eine Regelungseinrichtung zur Regelung einer Bewegung des Aktorglieds von einer ersten Endlage in eine zweite Endlage und/oder von der zweiten Endlage in die erste Endlage, wobei das Aktorglied mit einem Endglied bewegungsgekoppelt ist, das mit einer Hubbewegung antreibbar ist, die einen vertikalen Bewegungshub und einen horizontalen Bewegungshub umfasst, und mit einer Positionsmesseinrichtung zur Bestimmung der Position des Endglieds, wobei die Positionsmesseinrichtung eine erste Positionsmesseinheit zur Bestimmung der Position des Endglieds während des vertikalen Bewegungshubs und eine zweite Positionsmesseinheit zur Bestimmung der Position des Endglieds während des horizontalen Bewegungshubs aufweist und wobei die Regelungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass Ist-Positionen an die Positionsmesseinrichtung übermittelbar und eine Positionsregelung auf Basis des mit der Positionsmesseinrichtung erfassten Ist-Positionssignals durchführbar ist.
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung ist, dass die Positionsmessung beziehungsweise Wegmessung aufgeteilt ist in eine vertikale und eine horizontale Wegmessung. Dies ermöglicht eine Positionsregelung sowohl für den vertikalen Teil als auch für den horizontalen Teil der Hubbewegung.
In besonders bevorzugter Weise führt das Endglied zunächst einen vertikalen Bewegungshub und anschließend einen horizontalen Bewegungshub durch. Besonders bevorzugt wird der horizontale Bewegungshub ausgelöst, wenn das Endglied beim vertikalen Bewegungshub eine vertikale Endlage erreicht hat. Es ist selbstverständlich alternativ auch denkbar, dass das Endglied zunächst einen horizontalen Bewegungshub und anschließend einen vertikalen Bewegungshub durchführt.
In besonders bevorzugter Weise wird zur Bestimmung der Position des Endglieds während des vertikalen Bewegungshubs mittels der ersten Positionsmesseinheit die Position eines ersten Aktorglieds eines ersten pneumatischen Aktors gemessen.
Zweckmäßigerweise ist das Endglied mit dem Aktorglied des ersten pneumatischen Aktors bewegungsgekoppelt, sodass durch Messung der Ist-Position des Aktorglieds auch auf die Position des Endglieds geschlossen werden kann, da der Abstand zwischen dem Aktorglied dem Endglied bekannt ist. Zweckmäßigerweise erfolgt eine kontinuierliche Positionsmessung der Position des ersten Aktorglieds über den Verfahrweg des ersten Aktorglieds.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird zur Bestimmung der Position des Endglieds während des horizontalen Bewegungshubs mittels der zweiten Positionsmesseinheit die Position eines mit dem Endglied bewegungsgekoppelten zweiten Aktorglieds eines für den horizontalen Bewegungshub zuständigen zweiten pneumatischen Aktors gemessen. Auch hier kann durch die Messung der Ist-Position des zweiten Aktorglieds des zweiten pneumatischen Aktors auf die Position des Endglieds geschlossen werden.
Alternativ ist es denkbar, dass zur Bestimmung der Position des Endglieds während des horizontalen Bewegungshubs mittels der zweiten Positionsmesseinheit die Position eines mit dem Endglied bewegungsgekoppelten, im ersten pneumatischen Aktor angeordneten Kulissenfolgers oder einer Führungskulisse einer für den horizontalen Bewegungshub zuständigen Kulissenführung gemessen wird. Zweckmäßigerweise befindet sich der Kulissenfolger am pneumatischen Aktor und die Führungskulisse an einem Peripheriebauteil. Zweckmäßigerweise erfolgt eine kontinuierliche Positionsmessung über den Verfahrweg des Kulissenfolgers oder der Führungskulisse.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird der Ist-Druck in einer Druckkammer des ersten pneumatischen Aktors und/oder in einer Druckkammer des zweiten pneumatischen Aktors gemessen und als Ist-Drucksignal der Regelungseinrichtung bereitgestellt.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung weist das pneumatische System ein Schieberventil auf, wobei das Schieberventil ein Endglied in Form eines Ventilgliedes aufweist, das mit dem ersten Aktorglied des pneumatischen Aktors bewegungsgekoppelt ist und durch die Bewegung des Aktorglieds mitbewegt wird, und wobei das Schieberventil eine Öffnung zum Durchlass eines Wafers aufweist, die durch das Ventilglied geöffnet oder geschlossen werden kann.
Im Fall der Ausgestaltung des Endglieds als Ventilglied ist es also möglich, dass das Ventilglied zunächst mit einem vertikalen Bewegungshub an die Öffnung herangefahren und dann anschließend mit einem horizontalen Bewegungshub in die Schließposition bewegt wird, in der das Ventilglied fluiddicht an der Öffnung anliegt. Zweckmäßigerweise sind zwei pneumatische Aktoren vorgesehen, von denen ein mit einem ersten Aktorglied ausgestatteter erster pneumatischer Aktor für den vertikalen Bewegungshub und ein mit einem zweiten Aktorglied ausgestatteter zweiter pneumatischer Antrieb für den horizontalen Bewegungshub des Endglieds, das sowohl mit dem ersten Aktorglied als auch mit dem zweiten Aktorglied bewegungsgekoppelt ist, zuständig sind.
Es ist möglich, dass der zweite Aktor am ersten Aktorglied angeordnet ist und beim vertikalen Bewegungshub mitbewegt wird, wobei das Endglied mit dem zweiten Aktorglied des zweiten Aktors verbunden ist und beim horizontalen Bewegungshub relativ zum ersten Aktorglied bewegbar ist.
Alternativ ist es möglich, dass der zweite Aktor dem ersten Aktor zugeordnet ist und beim vertikalen Bewegungshub unbewegt ist, wobei mit dem zweiten Aktorglied des zweiten Aktors zur Einleitung des horizontalen Bewegungshubs eine Stellbewegung des ersten Aktors hervorrufbar ist, die in den horizontalen Bewegungshub des Endglied umsetzbar ist.
Zweckmäßigerweise ist die Stellbewegung eine Schwenkbewegung des ersten Aktors um eine Schwenkachse. Die Schwenkachse kann den ersten Aktor somit in einen ersten Hebelarm und einen zweiten Hebelarm unterteilen, wobei der erste Hebelarm zweckmäßigerweise von der Schnittstelle des zweiten Aktors bis zur Schwenkachse und der zweite Hebelarm von der Schwenkachse bis zum Endglied reicht.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist ein einzelner pneumatischer Aktor vorgesehen, nämlich der erste pneumatische Aktor, dem eine Kulissenführung zugeordnet ist, die einen Kulissenfolger und eine mit dem Kulissenfolger zugeordnete Führungskulisse aufweist, die relativ zueinander beweglich sind und dabei den horizontalen Bewegungshub hervorrufen. Zweckmäßigerweise befindet sich der Kulissenfolger am pneumatischen Aktor.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der beiliegenden Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Die Zeichnungen zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen pneumatischen Systems mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist,
2 ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines pneumatischen Systems für die Industrieautomation,
3 eine schematische Darstellung einer Wafer-Bearbeitungsanlage, die mehrere pneumatische Systeme gemäß 1 aufweist,
4 eine schematische Darstellung eines Teils des pneumatischen Systems von 1, wobei hier ein zweites Ausführungsbeispiel des pneumatischen Systems gezeigt ist, mit einer Ausführungsform eines Schieberventils, das in sich in einer deaktivierten Stellung (links), in einer teilaktivierten Stellung (Mitte) und einer aktivierten Stellung (rechts) befindet,
5 eine schematische Darstellung eines Teils des pneumatischen Systems von 1, wobei ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen pneumatischen Systems gezeigt ist, mit einem Schieberventil, das sich in einer deaktivierten Stellung (links)s, einer teilaktivierten Stellung (Mitte) und einer aktivierten Stellung (rechts) befindet,
6 eine schematische Darstellung eines Teils des pneumatischen Systems von 1, wobei ein viertes Ausführungsbeispiel des pneumatischen Systems gezeigt, mit einem Schieberventil, das sich in einer deaktivierten Stellung (links), einer teildeaktivierten Stellung (Mitte) und einer aktivierten Stellung (rechts) befindet.

Die 1 und 5 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen pneumatischen Systems 11, das hier beispielhaft für die Anwendung in einer Wafer-Bearbeitungsanlage 12 gezeigt und beschrieben ist. Selbstverständlich ist es möglich, das pneumatische System 11 auch in anderen Bereichen der Industrieautomation einzusetzen. Der Einsatz in einer Wafer-Bearbeitungsanlage 12 ist also rein beispielshaft.
Wie insbesondere in 1 gezeigt, besitzt das pneumatische System eine Regelungseinrichtung 13, der wenigstens ein pneumatischer Aktor 14 zugeordnet ist.
Der Aufbau einer derartigen Wafer-Bearbeitungsanlage 12 ist in der 3 rein schematisch und beispielhaft gezeigt.
Die Wafer-Bearbeitungsanlage 12 besitzt einen Verteilerraum 15 und mehrere um den Verteilerraum 15 herum gruppierte Bearbeitungsräume 16, in denen jeweils verschiedene Bearbeitungsprozesse an den dort zu bearbeitenden Wafern stattfinden.
Im Verteilerraum, der in der 3 in Draufsicht gezeigt ist und eine Horizontalebene aufweist, die durch die x-Achsrichtung 17 und die y-Achsrichtung 18 eines durch drei Koordinaten x, y, z aufgespannten kartesischen Koordinatensystems gebildet ist, befindet sich in der Regel eine Handling-Einheit, beispielsweise in Form eines Roboters, der zu bearbeitende Wafer in die angrenzenden zugeordneten Bearbeitungsräume 16 einbringt und bearbeitet Wafer nach der Bearbeitung aus den Bearbeitungsräumen 16 ausbringt.
Zwischen dem Verteilerraum und den angrenzenden Bearbeitungsräumen finden sich Durchgänge, denen jeweils Schieberventile 20, wie sie bei beispielsweise in den 1,4 bis 6 gezeigt sind, zugeordnet sind.
Wie insbesondere in 1 gezeigt, besitzt der Bearbeitungsraum 16 exemplarisch eine rechteckige Grundform und er erstreckt sich in einer Höhenrichtung, die auch als z-Achsrichtung 19 bezeichnet werden kann, in einer zur Höhenrichtung senkrechten Querrichtung, die auch als x-Achsrichtung 17 bezeichnet werden kann und in einer Breitenrichtung, die auch als y-Achsrichtung 18 bezeichenbar ist.
Der Bearbeitungsraum 16 beziehungsweise die Bearbeitungskammer besitzt eine Bearbeitungsraumöffnung 21, die mittels des Schieberventils 20 verschlossen werden kann, um den Bearbeitungsraum gegenüber der Umgebung zu verschließen. In der Regel herrscht im Bearbeitungsraum 16 ein Druck unterhalb des Atmosphärendrucks.
Wie ferner in 1 gezeigt, besitzt das Schieberventil 20 ein Ventilgehäuse 22, in dem wenigstens eine Öffnung 23 zum Durchlass des Wafers ausgebildet ist. Gegebenenfalls kann das Ventilgehäuse 22 auch mit dem Gehäuse des Bearbeitungsraumes 16 einstückig verbunden sein, sodass die Bearbeitungsraumöffnung 21 der Öffnung 23 entspricht. Im gezeigten Beispielsfall ist das Ventilgehäuse 22 jedoch ein Anbauteil und die Öffnung 23 des Ventilgehäuses 22 des Schieberventils fluchtet mit der Bearbeitungsraumöffnung 21.
Gegebenenfalls kann das Ventilgehäuse 22 eine weitere, insbesondere dem Verteilerraum 15 zugeordnete Öffnung 24 aufweisen, die mit der ersten Öffnung 23 fluchtet.
Ein wesentliches Element des Schieberventils 20 ist wenigstens ein pneumatischer Aktor 14, der demnach auch als Ventilantrieb bezeichnet werden könnte. Der wenigstens eine pneumatische Aktor 14 ist in sämtlichen nachfolgend noch beschriebenen Ausführungsbeispielen beispielhaft in Form eines doppeltwirkenden Pneumatikzylinders dargestellt.
Wie insbesondere gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der 1 und 5 beispielhaft gezeigt, sind zwei pneumatische Aktoren 14a, 14b vorgesehen, von denen der erste pneumatische Aktor 14a für einen vertikalen Bewegungshub h_z (1) und der zweite pneumatische Aktor 14b für den horizontalen Bewegungshub h_x (2) zuständig sind.
Da in der Regel der vertikale Bewegungshub h_z deutlich größer ist als der horizontale Bewegungshub h_z sind auch die Dimensionen der beiden Aktoren 14a, 14b unterschiedlich. Im gezeigten Beispielfall ist daher der erste Aktor 14a deutlich größer und somit leistungsstärker als der zweite Aktor 14b ausgestaltet. Der prinzipielle Aufbau der beiden Aktoren 14a, 14b ist jedoch im Wesentlichen identisch.
Die beiden Aktoren 14a, 14b besitzen daher jeweils ein Zylindergehäuse 26a, 26b, indem ein Aktorglied 27a, 27b in Form eines Kolbens beweglich geführt ist.
Das jeweilige Aktorglied 27a, 27b unterteilt den Innenraum 28 des Zylindergehäuses 26a, 26b in zwei Druckkammern 29a, 29b die alternativ auch als Arbeitskammern bezeichnet werden können. In die Druckkammern 29a, 29b ist wahlweise Druckfluid in Form von Druckluft zu- oder abführbar, um das Aktorglied 27a, 27b von einer ersten Endlage 30 in eine zweite Endlage 31 und umgekehrt von der zweiten Endlage 31 in die erste Endlage 30 zu bewegen. Die Aktorglieder 27a, 27b, die gemäß gezeigtem Ausführungsbeispiel als Kolben ausgeführt sind, sind jeweils mit einer aus dem Zylindergehäuse 26a, 26b herausgeführten Kolbenstange 32a, 32b verbunden. An der mit dem ersten Aktorglied 27a des ersten Aktors 14a verbundene ersten Kolbenstange 32a ist an deren freien Ende ein Endglied 33 in Form eines Ventilglieds befestigt. Das Ventilglied ist im gezeigten Beispielsfall in Form eines Schieberelements ausgestaltet.
Das Endglied 33, also das Ventilglied in Form des Schieberelements ist im gezeigten Beispielsfall der ersten Öffnung 23 zugeordnet, die sich mit dem Endglied 33 wahlweise öffnen oder schließen lässt, wobei die Öffnungs- und Schließbewegung des Endglieds 33 durch das Zusammenwirken der beiden Aktoren 14a, 14b in Folge der Druckbeaufschlagung der einen oder anderen Druckkammer 28a, 29b erfolgt.
Für ein möglichst dichtes Verschließen der ersten Öffnung 23 verfügt das Ventilglied an seiner der Öffnung 23 zugewandten Seite über ein umlaufendes, insbesondere gummielastisches, Dichtelement 34.
Wie bereits erwähnt sind gemäß erstem Ausführungsbeispiel, das in den 1 und 5 gezeigt ist, zwei pneumatische Aktoren 14a, 14b vorgesehen. An dem freien Ende der ersten Kolbenstange 32a, die mit dem ersten Aktorglied 27a des ersten pneumatischen Aktors 14a verbunden ist, ist das Endglied 33 befestigt, während die zweite Kolbenstange 32b des zweiten pneumatischen Aktors 14b kein Endglied besitzt.
Wie ebenfalls bereits erwähnt ist der erste Aktor 14a für den vertikalen Bewegungshub h_z zuständig. Das erste Aktorglied 27a des ersten Aktors 14a ist zwischen der ersten Endlage 30, die im gezeigten Beispielsfall eine untere Endlage darstellt und der zweiten Endlage 31 im Zylindergehäuse 26a verfahrbar, wodurch die angekoppelte Kolbenstange 32a und damit auch das Endglied 33 bei der Verfahrbewegung zwischen den beiden Endlagen 30, 31 zu einem vertikalen Bewegungshub h_z antreibbar ist. Dabei wird das Endglied 33 in Form des Ventilglieds zwischen einer Bereitschaftsposition 35 bei eingefahrener Kolbenstange und einer Zwischenposition 36 bei ausgefahrener Kolbenstange verfahren. In der Zwischenposition 36 ist das Ventilglied bereits durch den vertikalen Bewegungshub h_z in den Bereich der Öffnung 23 zugestellt, liegt jedoch noch nicht an der Öffnung 23 an, sodass die Öffnung 23 noch nicht verschlossen ist.
Das Endglied 33 also das als Schieberelement ausgebildete Ventilglied ist mittels dem durch den zweiten Aktor 14b erzeugten horizontalen Bewegungshub h_x von der Zwischenposition 36 in eine Schließposition 37 überführbar.
Wie beispielhaft in 1 und auch in 5 gezeigt, ist der zweite Aktor 14b neben dem ersten Aktor 14 angeordnet, und zwar ortsfest. Die Hubbewegung des zweiten Aktorglieds 27b des zweiten Aktors 14 erfolgt in x-Achsrichtung 17, wodurch die angekoppelte Kolbenstange 32b damit ebenfalls entlang der x-Achsrichtung 17 aus dem Zylindergehäuse 26b ausfährt. Die zweite Kolbenstange 32b ist dem ersten Zylindergehäuse 26a des ersten pneumatischen Aktors 14a zugewandt.
Wie ferner in 1 und auch in 5 gezeigt, ist der erste Aktor 14a um eine Schwenkachse 38 schwenkbar gelagert. Im gezeigten Beispielsfall ist hier das erste Zylindergehäuse 26a des ersten pneumatischen Aktors 14a um die Schwenkachse 38 schwenkbar gelagert. Auch das zweite Aktorglied 27a des zweiten Aktors ist zwischen einer ersten Endlage (nicht dargestellt) und einer zweiten Endlage (nicht dargestellt) im zugeordneten Zylindergehäuse 26b entlang der x-Achsrichtung 17 bewegbar, wobei im gezeigten Beispielsfall die Bewegung von rechts nach links erfolgt, das heißt die erst Endlage liegt rechts und die zweite Endlage liegt links. Dabei wird - wie bereits erwähnt -die zweite Kolbenstange 32b ausgefahren und gelangt in Anlage an den Außenmantel des ersten Zylindergehäuses 26a, der zu einer Schwenkbewegung um die Schwenkachse 38, im gezeigten Beispielsfall in Uhrzeiger-Richtung, veranlasst wird. Diese Schwenkbewegung bewirkt ein Verlagern des Endglieds 33 beziehungsweise Ventilglieds von der Zwischenposition 36 in die Schließposition 37. Die Schwenkachse 38 unterteilt den ersten Aktor 14a in einen ersten Hebelarm 39a und einen zweiten Hebelarm 39b. Der erste Hebelarm 39a erstreckt sich von dem Kontaktpunkt zwischen der zweiten Kolbenstange 32b mit dem ersten Zylindergehäuse 26a bis zur Schwenkachse 38 und der zweite Hebelarm erstreckt sich von der Schwenkachse 38 bis zur ausgefahrenen Kolbenstange und dem dort befestigten Endglied 33. Aufgrund der Hebelübersetzung kann hier ein relativ kleiner, mit wenig Druckfluidverbrauch arbeitender zweiter pneumatischer Aktor 14b verwendet werden.
Das pneumatische System 11 besitzt ferner eine Positionsmesseinrichtung 40 zur Messung der Position des Aktorglieds 27 bei seiner Bewegung, also beispielsweise der Position des Kolbens im Zylindergehäuse 26. Die Positionsmesseinrichtung 40 besitzt eine erste Positionsmesseinheit 41a zur Bestimmung der Position des Endglieds 33 während des vertikalen Bewegungshubs h_z und eine zweite Positionsmesseinheit 41b zur Bestimmung der Position des Endglieds 33 während des horizontalen Bewegungshubs h_x.
Wie insbesondere in 1 gezeigt, ist die Regelungseinrichtung 13 derart ausgebildet, dass Ist-Positionen von der Positionsmesseinrichtung 40, also von den Positionsmesseinheiten 41a, 41b übermittelbar und eine Positionsregelung auf Basis des mit der Positionsmesseinrichtung 40 erfasst Ist-Positionssignals durchführbar ist.
Wie ferner in 1 und auch in 5 gezeigt, werden zur Bestimmung der Position des Endglieds 33 während des vertikalen Bewegungshubs h_z mittels der ersten Positionsmesseinheit 41a die Position des ersten Aktorglieds 27a des ersten pneumatischen Aktors 14 gemessen, und zur Bestimmung der Position des Endglieds während des horizontalen Bewegungshubs h_x mittels der zweiten Positionsmesseinheit 41b die Position des mit dem Endglied 33 bewegungsgekoppelten zweiten Aktorglieds 27b des zweiten pneumatischen Aktors 14b gemessen. Die Bewegungskopplung des zweiten Aktorglieds 27b mit dem Endglied 33 also dem Ventilglied in Form des Schieberelements erfolgt über die zuvor beschriebene Kontaktierung des ersten Zylindergehäuses 26a mit dem zweiten Aktorglied 27b.
Zweckmäßigerweise sind die Positionsmesseinheiten als kontinuierliche Positionsmesseinheiten 41a, 41b ausgebildet. Im konkreten Beispielsfall ist also eine Positionsbestimmung der Position des ersten Aktorglieds während des vertikalen Bewegungshubs h_z zwischen den beiden Endlagen 30, 31 kontinuierlich möglich. Ebenso verhält es sich beim zweiten Aktor 14b. Hier ist eine Positionsbestimmung über den gesamten Verfahrweg des horizontalen Bewegungshubs h_x zwischen den beiden Endlagen des zweiten Aktorglieds 27b möglich. Alternativ wäre es denkbar, beispielsweise anstelle der Positionsbestimmung der Position des ersten Aktorglieds über den gesamten Verfahrweg, lediglich Positionsbestimmungen im Bereich der beiden Endlagen vorzusehen, wobei zwischen den beiden Endlagen keine Positionsbestimmung stattfindet. Da die Verfahrstrecke des zweiten Aktorglieds ohnehin sehr gering ist, stellt diese Alternative für den zweiten pneumatischen Aktor keine Option dar.
Das pneumatische System 11 umfasst ferner eine Druckmesseinrichtung 42 zum Messen eines Ist-Drucks in wenigstens einer Druckkammer 29a, 29b des wenigstens einen pneumatischen Aktors 14a, 14b und Übermittlung des Ist-Drucks in Form eines Ist-Drucksignals an die Regelungseinrichtung 13. Im gezeigten Beispielsfall ist dem ersten Aktor 14a eine Druckmesseinrichtung 42 mit zwei Druckmesseinheiten 43a, 43b zugeordnet, die vorzugsweise als Drucksensoren ausgebildet sind. Auch dem zweiten Aktor 14b kann eine Druckmesseinrichtung zugeordnet sein, obgleich diese in den Zeichnungen nicht dargestellt ist.
Es ist möglich, dass die Drucksensoren jeweils den Druckkammern 29a, 29b zugeordnet sind, beispielsweise in den jeweiligen Druckkammern 29a, 29b verbaut sind. Bevorzugt ist es jedoch, dass die Druckmesseinrichtung 42 an Bord einer Steuerventileinrichtung (nicht dargestellt) ist, die ihrerseits mehrere Steuerventile zur fluidischen Ansteuerung des zugeordneten pneumatischen Aktors 14a, 14b umfasst. Zweckmäßigerweise sind die Steuerventile jeweils als Proportionalventile ausgebildet, die die erforderliche Regelgüte aufweisen. Insbesondere Piezoventile eignen sich besonders als Proportionalventile. Dabei wird in der Regel wenigstens ein Piezobieger als Ventilglied verwendet.
Besonders bevorzugt ist die Steuerventileinrichtung als Ventilinsel oder Ventilbatterie ausgebildet, mit einer einstückigen oder mehrteiligen Grundplatte, die als Fluidverteiler fungiert und an ihrer Oberseite eine Mehrzahl an Bestückungsplätzen für insbesondere scheibenartig ausgebildete Steuerventile oder andere Funktionseinheiten, beispielsweise Sicherheitsmodule, Schalldämpfer o.dgl. aufweist.
Die Steuerventileinrichtung, insbesondere in Form der Ventilinsel oder Ventilbatterie, kann einen Teil der Regelungseinrichtung 13 in Form eines Druckregelgeräts 13b umfassen. Das Druckregelgerät 13b kann beispielsweise mehrere in zugeordneten Kanälen beispielsweise auf einer Leiterplatte angeordnete Drucksensoren aufweisen.
Eine der Hauptaufgaben der Regelungseinrichtung 13, dessen Regelschema in 12 beispielhaft gezeigt ist, besteht darin, einen harten Anschlag beim Einfahren des Ventilglieds in die Schließposition 38 zu verhindern. Dadurch wird verhindert, dass es beim Einfahren in die Schließposition, aber auch beim Einfahren in die Zwischenposition 36 zu Erschütterungen kommt, die sich nachteilig auf die Wafer-Produktion auswirken können, beispielsweise in dem Partikel aufgewirbelt und auf die Wafer-Oberfläche gelangen können. Die Regelungseinrichtung 13 kann ein Positions-Regelgerät 13a und ein Druckregelgerät 13b umfassen.
Die Steuerventileinrichtung, insbesondere Ventilinsel oder Ventilbatterie, kann einen gemeinsamen Controller für das Positions-Regelgerät und das Druckregelgerät aufweisen. Jedoch kann der Controller auch separat von der Steuerventileinrichtung ausgeführt sein und über eine Schnittstelle signaltechnisch mit der Steuerventileinrichtung verbunden sein.
Bei dem der signaltechnischen Verbindung zugrundeliegenden Kommunikationssystem kann es sich bevorzugt um ein Kommunikationssystem aus der Gruppe OPC UA (Open Platform Communication Unified Architecture), OPC UA over TSN (Time-sensitive Networking), Buskommunikationssystem, IO Link handeln, wobei über die signaltechnische Verbindung auch eine Spannungsversorgung ermöglicht werden kann.
Das Verfahren zum Betrieb des pneumatischen Systems gemäß erstem Ausführungsbeispiel könnte folgendermaßen ablaufen:

Zunächst befindet sich der erste Aktor 14a, also der doppelt wirkende Pneumatikzylinder in seinem deaktivierten Zustand. Das Endglied beziehungsweise Ventilglied befindet sich in der Bereitschaftsposition 35, das heißt die Öffnung 23 in die Bearbeitungskammer 16 ist offen. Das erste Aktorglied 27a, also der Kolben befindet sich in seiner ersten Endlage 30, bei der sich im gezeigten Beispielsfall um die untere Endlage 30 handelt.

Nach der Beschickung der Bearbeitungskammer 16 besteht der Bedarf, die Öffnung 23 mit dem Ventilglied fluiddicht zu verschließen.
Zweckmäßigerweise wird der Regelungseinrichtung 13 eine Trajektorie oder Bahnkurve vorgegeben oder es wird in der Regelungseinrichtung 13 auf Basis von Positions-Referenzwerten (X_Ref, 2) eine Trajektorie berechnet, die vorgibt, wie sich das erste Aktorglied 27a zwischen der ersten Endlage 30 und der zweiten Endlage 31 bewegen soll.
Die vorgegebenen Soll-Positionen des Aktorglieds 27a werden in Drucksignale umgesetzt und entsprechend werden die beiden Druckkammern 29a, 29b mit Druckluft beaufschlag, wobei natürlich für die Bewegung von der ersten Endlage 30 in die zweite Endlage 31 in der ersten Druckkammer 29a ein größerer Druck als in der zweiten Druckkammer 29b vorherrschen muss.
Nach dem Losfahren des ersten Aktorglieds wird dessen Position über dem gesamten Verfahrweg, bei dem es sich um den vertikalen Bewegungshub für das Endglied beziehungsweise Ventilglied handelt, mit der ersten Positionsmesseinheit 41a kontinuierlich gemessen, also es werden Ist-Positionswerte ermittelt, die in Form von Ist-Positionssignalen an die Regelungseinrichtung 13 übermittelt werden. Gleichzeitig findet eine untergeordnete Druckregelung statt, das heißt es werden die Ist-Drücke in den Druckkammern 29a, 29b gemessen und in Form von Ist-Drucksignalen ebenfalls an die Regelungseinrichtung 13 übermittelt.
Bei Abweichung der Ist-Position von der Soll-Position wird nachgeregelt, um die Abweichungen der Position zu minimieren. Das heißt der Druck in der Druckkammer 29a, 29b wird geändert. Gleichzeitig wird auch mit der untergeordneten Druckregelung die Abweichung des Ist-Drucks vom Soll-Druck ermittelt und entsprechend ausgeregelt.
Im gezeigten Beispielsfall erfolgt der Vergleich der Ist-Position mit der Soll-Position kontinuierlich während des vertikalen Bewegungshubs h_z, wobei hier kontinuierlich gemessen wird und der Ist-Soll-Vergleich innerhalb sehr kleiner Zeit Abstände durchgeführt werden.
Die Positionsregelung während des vertikalen Bewegungshubs h_z sorgt dafür, dass sich das erste Aktorglied 27a aus der ersten Endlage 30 herausbewegt und sich auf Basis der vorgegebenen Trajektorie in Richtung zweiter Endlage 31 bewegt. Dabei ist es zweckmäßig, das Aktorglied 27a relativ schnell in Richtung zweiter Endlage 31 zu bewegen, wobei rechtzeitig vor Erreichen der zweiten Endlage abgebremst werden muss, um ein hartes Anschlagen zu verhindern.
Im gezeigten Beispielsfall korrespondiert das Einfahren des ersten Aktorglieds in die zweite Endlage 31 mit der Zustellung des Endglieds 33 in die Zwischenposition 37. Ist die zweite Endlage 31 erreicht, das heißt die Zwischenposition 36 des Endglieds angefahren, wird anschließend der horizontale Bewegungshub auf das Endglied 33 in Form des Ventilglieds eingeleitet, die dafür sorgt, dass das Endglied 33 von der Zwischenposition 36 in die Schließposition 37 bewegt wird. Hierzu wird der zweite Aktor 14b aktiviert, so dass das zweite Aktorglied von seiner ersten Endlage 30 nach links in seine zweite Endlage 31 fährt. Dabei wird die zweite Kolbenstange 32b ausgefahren und kommt mit dem ersten Zylindergehäuse 26a in Kontakt, das hierzu zu einer Schwenkbewegung um die Schwenkachse 38 in Uhrzeiger-Richtung veranlasst wird. Auch hier kann eine Positionsregelung über den Verfahrweg beziehungsweise den horizontalen Bewegungshub h_x erfolgen, in dem über den gesamten Verfahrweg die Ist-Positionen des zweiten Aktorglieds gemessen und an die Regelungseinrichtung 13 übermittelt werden, wo in analoger Weise zum vertikalen Bewegungshub h_z ein Ist-Soll-Vergleich stattfindet. Auch hier ist es wichtig, das Einfahren des zweiten Aktorglieds 27b in seine zweite Endlage 31 zu verlangsamen, so dass verhindert wird, dass das Endglied 33 in Form des Ventilglieds hart an der die Öffnung 23 umgebenen Wandabschnitt zur Anlage kommt.
Die 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des pneumatischen Systems 11. Auch hier sind, wie beim zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel, zwei pneumatische Aktoren 14a, 14b vorgesehen, wobei der erste pneumatische Aktor 14a für den vertikalen Bewegungshub h_z und der zweite pneumatische Aktor 14b für den horizontalen Bewegungshub h_x sorgen.
Im Gegensatz zum zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel ist der zweite Aktor 14b hingegen nicht neben dem ersten Aktor 14a angeordnet, sondern an der ersten Kolbenstange 32a des ersten Aktors 14a befestigt. Der zweite Aktor 14b wird also bei der Bewegung der ersten Kolbenstange 32b mitbewegt. Ein weiterer Unterschied ist, dass das Endglied 33, also das Ventilglied in Form des Schieberelements nicht an der ersten Kolbenstange 32a befestigt ist, sondern an der zweiten Kolbenstange 32b des zweiten Aktors 14b.
Auch hier wird zunächst der vertikale Bewegungshub ausgeführt, um das Endglied 33 von der Bereitschaftsposition 35 in die Zwischenposition 36 zuzustellen. Die Regelung erfolgt analog zur Regelung beim zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel.
Ist die Zwischenposition 36 erreicht, wird der horizontale Bewegungshub h_x ausgelöst, so dass das zweite Aktorglied 27b, also der Kolben im zweiten doppeltwirkenden Pneumatikzylinder von seiner ersten Endlage 30 in seine zweite Endlage 31 fährt und die zweite Kolbenstange mit dem angekoppelten Ventilglied von der Zwischenposition 36 in die Schließposition 37 überführt wird.
Die 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen pneumatischen Systems 11. Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den zuvor beschriebenen ersten beiden Ausführungsbeispielen wesentlich, da hier lediglich ein einzelner pneumatischer Aktor 14 verwendet wird. Der an den vertikalen Bewegungshub h_z anschließende horizontale Bewegungshub h_x wird durch eine Zwangssteuerung des ersten pneumatischen Aktors in Bezug auf seine Lage bezüglich der zu schließenden Öffnung 23 erzeugt. Dem pneumatischen Aktor 14 ist eine Kulissenführung 44 zugeordnet, die einen Kulissenfolger 45 und einem dem Kulissenfolger 45 zugeordnete Führungskulisse 46 aufweist, die relativ zueinander beweglich sind und dabei den horizontalen Bewegungshub h_x hervorrufen.
Zweckmäßigerweise ist der Kulissenfolger 45 in Form eines Pins oder Stifts an dem Zylindergehäuse 26 angeordnet und steht von diesem nach außen ab.
Die Führungskulisse 46 befindet sich an einem Peripheriebauteil. Die Führungskulisse 46 besitzt eine Führungsbahn 47, auf dem der Kulissenfolger 45 abgleiten kann. Die Führungsbahn 47 ist schräg sowohl zur x-Achsrichtung 17 als auch zur z-Achsrichtung 19 ausgerichtet. Der Neigungswinkel zwischen der horizontalen, also der x-Achsrichtung 17 und der Führungsbahn 47 liegt im Bereich von 45° bis 80°.
Es ist ferner zu erwähnen, dass das Zylindergehäuse 26 gegenüber dem Untergrund mittels eines Federelements 48 abgestützt ist, wobei die Federkraft der Feder, bei der sich um eine Druckfeder handelt, dafür sorgt, dass das Zylindergehäuse 26 und damit der erste Aktor 14 vom Untergrund weg nach oben gedrückt wird, womit der am Zylindergehäuse 26 angeordnete Kulissenfolger 45 im oberen Bereich der Führungsbahn 47 anliegt.
Wie insbesondere in 6 gezeigt, ist an der Kolbenstange 32, die mit dem Aktorglied 27 in Form des Kolbens gekoppelt ist, ein Schwenkachselement 49, beispielsweise in Form einer Scheibe oder Kugel angeordnet, das beim vertikalen Bewegungshub h_z mitbewegt wird. Am einen Ende der Kolbenstange 32 ist wiederum das Endglied 33 in Form des Ventilglieds angeordnet. Charakteristisch bei diesem Ausführungsbeispiel ist, dass das Schwenkachselement 49 beim Ausfahren der Kolbenstange 32 auf ein am Ventilgehäuse 22 angeordnetes Schwenklager 50 trifft, wodurch in Kombination mit der Kulissenführung 44 eine Schwenkbewegung des Aktors 14 um eine Schwenkachse 51, die im Bereich des am Schwenklager 15 anliegenden Schwenkachselements 49 angeordnet ist, ausgelöst wird.
Die Funktionsweise und die Regelung beim dritten Ausführungsbeispiel lässt sich folgendermaßen zusammenfassen:

Zunächst befindet sich das Aktorglied 27 in seiner unteren ersten Endlage 30. Das Federelement 48 drückt das Zylindergehäuse 26 nach oben. Der Kulissenfolger 45 befindet sich am oberen Ende der Führungsbahn 47.

Durch Druckluftbeaufschlagung der unteren Druckkammer 29a auf Basis der vorgegebenen Trajektorie bewegt sich der Kolben aus seiner ersten Endlage 30 heraus nach oben in Richtung zweiter Endlage 31. Eine Positionsregelung findet analog zum zuvor beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispiel statt. Der vertikale Bewegungshub h_z bewirkt ein Ausfahren der Kolbenstange 32 und eine Verlagerung des Schwenklagerelements 49 an der Kolbenstange nach oben in Richtung Schwenklager 50. Das Schwenklagerelement 49 an der Kolbenstange 32 trifft dann beim vertikalen Bewegungshub h_z auf das Schwenklager 50 ohne das bereits zuvor der Kolben beziehungsweise das Aktorglied 27 seine zweite, obere Endlage 31 erreicht hat. Das Auftreffen des Schwenklagerelements auf das Schwenklager bewirkt eine Verschwenkung des Zylindergehäuses 26 des Aktors 14 in Uhrzeiger-Richtung und zwar dadurch, dass der Kulissenfolger 45 auf der schrägen Führungsbahn 47 nach unten gleitet, das Federelement dabei gespannt wird und die Kolbenstange noch weiter aus dem Zylindergehäuse herausgefahren wird. Es muss dafür Sorge getragen werden, dass das Einfahren des Schwenklagerelements 49 in das Schwenklager 50 zu keinem harten Anschlag führt, was durch das rechtzeitige Abbremsen des Aktorglieds 27 erfolgt. Die nach der Beendigung des vertikalen Bewegungshubs h_z durch Anschlagen des Schwenklagerelements 49 am Schwenklager 15 eingeleitete horizontale Bewegung beziehungsweise der horizontale Bewegungshub h_x wird mittels eines an der Führungskulisse 46 angeordneten Positionsmesseinheit 41b überwacht, das heißt dort kann ebenso wie bei der zuvor beschriebenen Positionsregelung für den vertikalen Bewegungshub eine Positionsregelung für den horizontalen Bewegungshub h_x erfolgen.

Claims

Verfahren zum Betrieb eines pneumatischen Systems (11) für die Industrieautomation, das wenigstens einen pneumatischen Aktor (14; 14a, 14b) und eine Regelungseinrichtung (13) zur Regelung einer Bewegung eines Aktorglieds (27,; 27a, 27b) des wenigstens einen pneumatischen Aktors (14; 14a, 14b) von einer ersten Endlage (30) in eine zweite Endlage (31) und/oder von der zweiten Endlage (31) in die erste Endlage (30) aufweist, wobei das Aktorglied (27,; 27a, 27b) mit einem Endglied (33) bewegungsgekoppelt ist, das mit einer Hubbewegung antreibbar ist, die einen vertikalen Bewegungshub (h_z) und einen horizontalen Bewegungshub (h_x) umfasst, umfassend die Schritte: - Bestimmen einer Position des Endglieds (33) mittels einer Positionsmesseinrichtung (40), wobei mittels einer ersten Positionsmesseinheit (41a) die Position des Endglieds (33) während des vertikalen Bewegungshubs (h_z) und mittels einer zweiten Positionsmesseinheit (41b) die Position des Endglieds (33) während des horizontalen Bewegungshub (h_x) bestimmt wird, - Bereitstellen der bestimmten Position als Ist-Positionssignal an die Regelungseinrichtung (13), - Durchführung einer Positionsregelung auf Basis des mit der Positionsmesseinrichtung (40) erfassten Ist-Positionssignals.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Endglied (33) zunächst einen vertikalen Bewegungshub (h_z) und anschließend einen horizontalen Bewegungshub (h_x) durchführt, wobei vorzugweise der horizontale Bewegungshub (h_x) ausgelöst wird, wenn das Endglied (33) beim vertikalen Bewegungshub (h_z) eine vertikale Endlage erreicht hat.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Position des Endglieds (33) während des vertikalen Bewegungshubs (h_z) mittels der ersten Positionsmesseinheit (41a) die Position eines ersten Aktorglieds (27a) eines ersten pneumatischen Aktors (14a) gemessen wird, wobei vorzugsweise eine kontinuierliche Positionsmessung über den Verfahrweg des ersten Aktorglieds (14a) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Position des Endglieds (33) während des horizontalen Bewegungshubs (h_x) mittels der zweiten Positionsmesseinheit (41b) die Position eines mit dem Endglied (33) bewegungsgekoppelten zweiten Aktorglieds (27b) eines für den horizontalen Bewegungshub zuständigen zweiten pneumatischen Aktors (14b) gemessen wird, wobei vorzugsweise eine kontinuierliche Positionsmessung über den Verfahrweg des zweiten Aktorglieds (27b) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Position des Endglieds (33) während des horizontalen Bewegungshubs (h_x) mittels der zweiten Positionsmesseinheit (41b) die Position eines mit dem Endglied (33) bewegungsgekoppelten, am ersten pneumatischen Aktor (14a) angeordneten Kulissenfolgers (45) oder einer Führungskulisse (46) einer für den horizontalen Bewegungshub (h_x) zuständigen Kulissenführung (44) gemessen wird, wobei vorzugsweise eine kontinuierliche Positionsmessung über den Verfahrweg des Kulissenfolgers (45) oder der Führungskulisse (46)erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ist-Druck in einer Druckkammer ((29a, 29b) des ersten pneumatischen Aktors (14a) und/oder Druckkammer des zweiten pneumatischen Aktors (14b) gemessen wird und der Ist-Druck als Ist-Drucksignal der Regelungseinrichtung (13) bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das pneumatische System (11) ein Schieberventil (20) aufweist, wobei das Schieberventil (20) ein Endglied (33) in Form eines Ventilglieds aufweist, das mit dem Aktorglied (27; 27a, 27b) des ersten pneumatischen Aktors (14; 14a, 14b) bewegungsgekoppelt ist und durch die Bewegung des Aktorglieds (27; 27a, 27b) mitbewegt wird, und wobei das Schieberventil (20) eine Öffnung zum Durchlass eines Wafers aufweist, die durch das Ventilglied geöffnet oder geschlossen werden kann.
Verfahren dass es sich bei dem ersten Aktor (14a)und/oder zweiten Aktor (14b) um einen einfach- oder doppeltwirkenden Pneumatikzylinder handelt.
Pneumatisches System für die Industrieautomation, umfassend wenigstens einen pneumatischen Aktor mit einem Aktorglied, eine Regelungseinrichtung zur Regelung einer Bewegung des Aktorglieds von einer ersten Endlage in eine zweite Endlage und/oder von der zweiten Endlage in die erste Endlage aufweist, wobei das Aktorglied mit einem Endglied bewegungsgekoppelt ist, das mit einer Hubbewegung antreibbar ist, die einen vertikalen Bewegungshub und einen horizontalen Bewegungshub umfasst und mit einer Positionsmesseinrichtung zur Bestimmung der Position des Endglieds, wobei die Positionsmesseinrichtung eine erste Positionsmesseinheit zur Bestimmung der Position des Endglieds während des vertikalen Bewegungshubs und eine zweiten Positionsmesseinheit zur Bestimmung der Position des Endglieds während des horizontalen Bewegungshub aufweist und wobei die Regelungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass Ist-Positionen von der Positionsmesseinrichtung übermittelbar und eine Positionsregelung auf Basis des mit der Positionsmesseinrichtung erfassten Ist-Positionssignals durchführbar ist.
dass wenigstens zwei pneumatische Aktoren vorgesehen sind, von denen ein mit einem ersten Aktorglied ausgestatteter erster pneumatische Aktor für den vertikalen Bewegungshub und ein mit einem zweiten Aktorglied ausgestatteter zweiter pneumatischer Antrieb für den horizontalen Bewegungshub des Endglieds, das sowohl mit ersten Aktorglied als auch mit dem zweiten Aktorglied bewegungsgekoppelt ist, zuständig sind.
dass der zweite Aktor am ersten Aktorglied angeordnet ist und beim vertikalen Bewegungshub mitbewegt wird, wobei das Endglied mit dem zweiten Aktorglied des zweiten Aktors verbunden ist und beim horizontalen Bewegungshub relativ zum ersten Aktorglied bewegbar ist.
dass der zweite Aktor dem ersten Aktor zugeordnet ist und beim vertikalen Bewegungshub unbewegt ist, wobei mit dem zweiten Aktorglied des zweiten Aktors zur Einleitung des horizontalen Bewegungshubs eine Stellbewegung des ersten Aktors hervorrufbar ist, die in den horizontalen Bewegungshub des Endglieds umsetzbar ist.
dass die Stellbewegung eine Schwenkbewegung des ersten Aktors um eine Schwenkachse ist.
dass ein einzelner pneumatische Aktor, nämlich der erste pneumatische Aktor, vorgesehen ist, dem eine Kulissenführung zugeordnet ist, die einen Kulissenfolger und einen dem Kulissenfolger zugeordnete Führungskulisse aufweist, die relativ zueinander beweglich sind und dabei den horizontalen bewegungshub hervorrufen, wobei vorzugsweise der Kulissenfolger am pneumatischen Aktor angeordnet ist.
ferner umassend ein Schieberventil wobei das Schieberventil ein Endglied in Form eines mit dem ersten Aktorglied des ersten pneumatischen Aktors bewegungsgekoppelten Ventilglieds aufweist und eine durch das Ventilglied verschließbare Öffnung aufweist.
dass der ersten Aktor und/oder der zweiten Aktor als einfach- oder doppeltwirkenden Pneumatikzylinder ausgebildet.