DE3042205A1 - Einrichtung zur steuerung bzw. ueberwachung von maschinen - Google Patents

Description

Einrichtung zur Steuerung bzw. Überwachung von Maschinen

Walter Sticht Wankhamerstraße 8/48 4800 Attnang-Puchheim

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung bzw. überwachung von Maschinen, Insbesondere Fertigungsanlagen fUr In zwei oder mehreren Schritten herzustellende Bauteile, mit Steuervorrichtungen fUr die elektrischen und bzw. oder elektronischen und druckmittelbeta'tigbaren Schalt-, Regel·*, Oberwachungsorgane bzw. Antriebe der Maschine und bzw. oder der dieser zugeordneten Bearbeitungs- bzw. Montagevorrichtungen.

Bei der Herstellung von Maschinen bedarf die Installation der Schalt-, Regel- bzw. Oberwachungsorgane fUr 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 betütigbare Druckluftventiie, HydraulikventHe und dgl. montiert, wobei jedes einzelne Ventil sowohl mit den Druckm1tte1zu1e1tungen, als auch mit Druckm1ttelab1e1tungen jeweils gesondert verbunden werden muß. Gleiche Verhältnisse herrschen Im wesentlichen auch bei der Installation der elektrischen Schalt-,-Regel- bzw. Oberwachungsorgane. Der Aufwand solcher Installationsarbeiten wird besonders dann fUr eine Maschine sehr entscheidend, wenn diese mit Vorrichtungen versehen 1st, die eine Vielzahl von komplizierten Bewegungsvorgängen ausfuhren mlissen, wie dies beispielsweise bei Fertigungsanlagen fUr In zwei oder mehreren Schritten herzustellende Bauteile der Fall 1st. Bei solchen vielfach auch als Montageautomaten bezeichneten Maschinen 1st eine Vielfalt von Einzelbewegungen erforderlich, um aus einer Vielzahl von Einzelteilen ein vorbestimmtes Werkstück herstellen zu können.

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Tr Da diese Maschinen meist auch flir die Fertigung von Werkstücken in großen Serien eingesetzt werden, 1st dementsprechend auch der Zeltraum» der filr jede einzelne Bewegung zur Verfugung steht, sehr kurz, sodaß die Anzahl der Einzelbewegungen während einer Schicht sehr groß sein kann. Damit einhergehend 1st 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 den Aufbau der Schaltung, sowie die Wartung durch die Austauschbarkelt schadhafter Schaltungsteile zu .vereinfachen.

Nach wie vor besteht aber die Notwendigkeit» 1m Ausgangsbereich solcher Steuerungseinrichtungen eine Vielzahl von Klemmleisten vorzusehen, an weichen dann die zu den einzelnen Schalt-, Regel- bzw. Oberwachungsorganen führenden Leitungen einzeln angeklemmt werden müssen. Der Installationsaufwand 1st daher sehr hoch, obwohl die Energieversorgung dieser Steuerungseinrichtung von einer -zentralen Anspeiseleitung erfolgt.

Ähnliches gilt auch fUr die Schaltorgane bei der Druckmittelversorgung. Es wurde zwar auch hler bereits versu cht - g emSß OE-PS 278 46o - eine gewisse Vereinfachung dadurch zu erzielen» daß auf einer Grundplatte spezielle Mundstücke vorgesehen sind» in die beispielsweise elektromagnetische Ventile mit entsprechend ausgebildeten KuppiungsstUcken eingesteckt werden können.

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Damit wird erreicht, daß auf der Druckmittelseite lediglich ein Anschluß erforderlich 1st 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 Signal leitungen bis zur Steuereinrichtung in Kauf genommen werden müssen. Die dabei entstehenden Leitungsverluste und Störungen bringen weitere Nachtelle Insbesondere bei Elektronlksteuerungen in Digitaltechnik. Dadurch entsteht nicht nur beim Bau der Maschine ein relativ hoher Aufwand, sondern gleichermaßen auch bei der 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.

Bei einer weiteren bekannten Ventilanordnung - gemäß OE-PS 263 472 - ist ebenfalls eine zentrale Aufspannplatte für Venti.1 gehäuse vorgesehen. Die Ventilgehäuse: werden tiber 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.

Der Erfindung liegt nun 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.

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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 Steuer-Modulen verbunden sind» und daß das einem Antrieb zugeordnete Schalt-Modul mit dem auf dieses abgestimmte Steuer-Modul Über eine lösbare Kupplungsvorrichtung auswechselbar verbunden 1st, wobei diese» Insbesondere gleichartigen Schalt-Module mit den zugehörigen Steuer-Modulen und den auf diese abgestimmten Oberwachungs- und Kontroll-Modulen die Steuervorrichtung bilden. Durch diese erfindungsgemäße Erkenntnis 1st es nunmehr 1n überraschend einfacher Weise möglich, auch komplizierte Einrichtungen zum Steuern bzw. Oberwachen 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. Oberwachungsorgane In genormten und ggf. bereits vorprogrammierten Modulen mit gleichen Abmessungen 1st 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 fUr die Module für die Druckmittelversorgung als auch für die Module für die Steuerung und überwachung der einzelnen Maschinenfunktionen. Durch die Möglichkeit, diese einzelnen Steuer-, Schält- und Oberwachungs- bzw. Kontroll-Module mit einer zentralen Kontrolleinheit zu koppeln, 1st welters auch eine sehr flexible Anpassung der genormten Bauteile an unterschiedliche Einsatzzwecke erreichbar. So können durch diese zentrale Kontrolleinheit die einzelnen Module synchronisiert bzw. zeltabhängig 1n Ihrer Funktion gesteuert werden.

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Da ein Großteil dieser Module bereits vorgefertigt werden kann, 1st die bei der Montage der Module an der Maschine anfallende Arbeltszelt ebenso verkürzbar. Außerdem wird durch diese neuartige Lösung ermöglicht, Insbesondere 1n den Steuer-Modulen mehrere Grundschaltungsglieder - die frei programmierbar sind - zu verwenden, sodaß ein weitestmögHcher Einsatz von Standard-Bauteilen bei einer Maschinensteuerung möglich 1st. Im Störungsfall bzw. bei Wartungsarbeiten 1st 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 1n einer dafür eingerichteten Spezialwerkstätte erfolgen. Es kann aufgrund dieses Modul-Bausystems zwar vorkommen, daß in einem Modul mehr Schaltglieder vorhanden sind, als zur Steuerung einer bestimmten Einzel vorrichtung an einer solchen Maschine erforderlich sind, jedoch 1st es Insgesamt gesehen wirtschaftlicher, genormte Module zu verwenden, auch wenn diese nicht in jedem Fall vollständig genützt werden können.

Gemäß einem weiteren sehr wesentlichen Merkmal der Erfindung 1st vorgesehen, daß die Leitungen für die Steuerung, Oberwachung 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-E1nhe1t, lösbar und auswechselbar verbunden sind.

Durch die gleichartige Anordnung der Leitungen für die Steuerung, überwachung und die Druckmittelversorgung auf den Kupplungsvorrichtungen der verschiedenen Module bzw. Verbindungsleitungen der Antriebe, der zentralen Energieversorgungseinheit bzw. der zentralen Kontrolleinheit sind die einzelnen Module bzw. Steuerungsbauteile universell kombinierbar.

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

Mit Vorteil 1st es nach der Erfindung welters 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 1st 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 1st es weitere möglich, daß der 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 Schaltorgantellen Rechnung getragen werden. Da erfahrungsgemäß die fernbetätigbaren Magnetantriebe für Druckmittelventile einer höheren Störungsanfälligkeit unterworfen sind als die mechanischen Ventilteile, 1st 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, sodaß auch bei großen Anlagen mit relativ wenigen Ersatz-Modulen für Service-Einsätze das Auslangen gefunden werden kann.

Nach einer weiteren sehr bevorzugten AusfUhrungsform der Erfindung 1st vorgesehen, daß mehrere Ventilkörper und Antriebe

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bzw. elektrische Schaltorgane oder dg*l^r. 1n einem Schalt-Modul angeordnet sind und daß ggf. diese Ventilkörper und die Antriebe jeweils 1n einem eigenen Bauteil des Schalt-Moduls angeordnet sind. Die Zusammenfassung mehrerer Steuerorgane wie beispielsweise Ventile oder elektrischer Schaltorgane 1n 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 den, Entstehungskosten verursachen. Außerdem wird die Vielfalt der Einzeltelle 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 1st 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. oder hydraulischen Antrieben des Schalt-Moduls oder einer Schalt-Modul-Gruppe ausgebildet sind. Die Vorteile, die sich bei Anordnung der Steuerbauteile In den, den jeweiligen Schalt-Modulen zugeordneten Steuer-Modulen ergeben, liegen vor allem darin, daß der Steuer-Modul und der zugehörige Schalt-Modul eine kompakte Steuervorrichtung bilden, die für sich allen unabhängig betrieben werden kann.

Der große Vorteil dieser erfindungsgemäßen Lösung liegt in der Möglichkeit, nunmehr dezentralisierte Steuerung aufzubauen, d, h. jedem Ventil oder jeder VentHgruppe die erforderlichen Steuer-Module zuzuordnen, und eine kompakte Steuervorrichtung Im Bereich der Antriebe zu bilden. Damit können die Leitungen von den Überwachungsorganen bzw. von den Antrieben und den Schaltorganen wie den Ventilen und dgl. sehr kurz gehalten werden und diese dezentralisierten Steuerungsvorrichtungen sind relativ leicht überprüfbar. Der Aufbau von großen Schaltschränken

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mit einer Vielzahl von* unterschiediichVn Bauteilen und die langen Zuführungsleitungen zu einer solchen Zentralsteuereinrichtung können damit mit Vorteil nunmehr vermieden werden.

Vorteilhaft kann gemä'ß der Erfindung der Steuer-Modul auch elektrische bzw. elektronische Verknllpfungsbauteile umfassen» die den Schalt-Moduien bzw. den an der Maschine oder an den Arbeitsstationen vorgesehenen Oberwachungsorganen zugeordnet sind. Dieser Einbau der Verknüpfungsbauteile In den Steuer-Modulen ermöglicht nun 1n vorteilhafter Welse, daß auch Verknüpfungen .»von Informationen 1m Bereich des Schalt-Moduls, also 1m Bereich des Ventils direkt durchgeführt werden können.

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

Welters 1st 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 sindJ wodurch Fehler bzw. Beschädigungen der Schalt- oder Steuerelemente beim Zusammenfügen der einzelnen Module zu Steuervorrichtungen vermieden werden können.

Nach einer weiteren Lösungsvariante der Erfindung 1st vorgesehen, daß am Steuer-Modul eine weitere Kupplungsvorrichtung angeordnet 1st, an der die Steuerleitungen für die Oberwachungsorgane angeschlossen sind. Oadurch, daß jedes Steuer-Modul mit eigenen Kupplungsvorrichtungen zur Verbindung mit Oberwachungsorganen versehen 1st, 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 Fehler-

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quellen ermöglicht. Damit wird die Genauigkeit und die Effizienz der Steuer-Module welter erhöht»

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor. daß der Steuer-Modul mit einer zentralen Kupplungsvorrichtung versehen 1st, an der die mit der zentralen Verbindungsleitung zu verbindenden Steuer-, Oberwachungs- und Versorgungsleitungen angeschlossen sind. Die Kupplung der Steuer-Module mit einer zentralen Verbindungsleitung eröffnet die Möglichkeit, verschiedene Steuer-Module, die verschiedenen Schait-Moduien zugeordnet Sjind, 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 1st auch bei dezentralisierter Anordnung der Steuervorrichtungen die Durchführung eines Zentralsteuerprogramms möglich.

Von besonderem Vorteil 1st eine erfindungsgemäße Lösung, bei der der Steuer-Modul Insbesondere fUr die Beaufschlagung mehrerer Schalt-Module mit einem Mikro-Prozessor versehen 1st, und die Mikro-Prozessoren der Steuer-Module Über die zentrale Verbindungsleitung von der Kontrolleinheit, z. B. Über Zelt-Impulse, synchronisiert sind, da dadurch die Vielfältigkeit der erzielbaren Steuerfunktionen wesentlich erhöht werden kann.

Im Rahmen der "Erfindung 1st es welters 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 Eingang-Umsetzbauteil zur Aufteilung der Befehlssignale auf die einzelnen Bauteile des Steuer-Moduls ausgebildet 1st. Damit kann auch bei einer Vielzahl von zu einer zentralen Kontrolleinheit zu Übertragenden Information mit wenigen Leitungen das Auslangen gefunden werden, und es werden die beim Zusammenfügen der Verbindungsleitung erforderlichen Steckelemente und damit Fehlerquellen im Bereich

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dieser Steckelemente vermindert. Außerdem ermöglicht diese Lösung auch bei bereits bestehenden Anlagen ohne zu sätzl 1che Verlegung weiterer Verbindungsleitungen bei Einsatz der neuen Technologie eine Erweiterung der pro Leitung Ubermittelbaren Informationen.

Bei einer weiteren bevorzugten AusfUhrungsform 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 1st dann nur erforderlich, jeweils eine Printkarte mit unterschiedlichen Bauteilen zu versehen, um auch hochkomplizierte KombinationsvorgSnge und Steuerabla'ufe durchfuhren zu können.

Die Vielfalt der einsetzbaren Technologien, die durch die neue Lösung der dezentralisierten Steuerung erreicht werden kann, zeigt sich welters darin, daß die Eingang- bzw. Ausgang-Umsetzbauteile beispielsweise durch Optokoppler bzw. Verstärkerstufen oder Vorrichtungen zum Umsetzen von elektrischen 1n lichtoptische Impulse bzw. durch Analog-Digitalkonverter oder dgl. gebildet sind. In Verbindung mit dieser Lösungsvariante zeichnet sich auch eine weitere AusfUhrungsform der Erfindung aus, bei der zwischen dem E-4ngang-Umsetzbaute1l und dem Ausgang-Umsetzbauteil sowie der zentralen Verbindungsleitung, 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 Belegezelt von zentralen Verbindungsleitungen vermindert und eine größere Anzahl von Informationen Über eine Leitung übermittelt werden.

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Vorteilhaft ist es erfindungsgemäß weiters, wenn die Kupplungsvorrichtungen für die Verbindung der elektrischen Steuer-, Oberwachungs- und Versorgungsleitungen durch Mehrfachstecker gebildet sind, die vorzugsweise mit bedarfsweise einsetzbaren 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 1st es weiters, wenn auch die Kupplungsvorrichtungen für die Druckmittel-Steuer-, Oberwachungs- und Versorgungsleitungen mit Steckkupplungen versehen sind , wobei die zu verbindenden Kupplungsvorrichtungen jeweils mit einem Mundstück und einem KuppiungsstUck, die eine solche Steckkupplung bilden, versehen sind, und vorzugsweise das Mundstück beim Lb'sen des Kupplungsstuckes selbsttätig druckdicht verschließbar 1st. Damit 1st auch bei einer Beschädigung des Ventilkörpers des Schalt-Moduls ein rascher Austausch möglich und es ergeben sich auch bei den Druckmittel-Schalt-Moduien vielfältige Kombinationsmöglichkeiten. Darüber hinaus ist es nunmehr auch möglich, defekte Ventilkörper eines Schalt-Moduls auch ohne einer Stilllegung des Druckmittel systems auszutauschen.

Erfindungsgemäß 1st nach einer weiteren, sehr vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, daß der Oberwachungs- und Kontroll Modul, insbesondere über einen Steuer- und Schait-Modul mit den Oberwachungsorganen 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 Oberwachungsorganes 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 Oberwachungs- und Kontroll-Moduls mit Oberwachungsorganen, die den jeweiligen Maschinenzustand anzeigen, gibt den

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Bedienungspersonen die Möglichkeit, nicht nur die Fehlerstelle bzw den Schaltzustand der Steuereinrichtung» sondern darliber hinaus auch den Zustand der Maschine bzw. die jeweilige Stellung der E1nze1vorr1chtungen zu erkennen. Derart kann rasch ein Oberblick gewonnen werden, ob die Maschinenstörung auf eine mechanische Störung - die erfahrungsgemäß 9o X der Störungen ausmachen - oder auf einen tatsächlichen Defekt 1n der Steuerungseinrichtung zurückzuführen ist. Ist am Kontrollorgan des Oberwachungs- und Kontron-Moduls nämlich ersichtlich, daß der Greifer beispielsweise kein Werkstück oder keinen WerkstUckteil aufgenommen hat, so genügt ein Blick durch die Bedienungpsperson, ob dies evtl. auf einen Mangel an Teilen 1n der Teilezufördervorrichtung zurückzuführen 1st. Durch diese sinnvolle Ersichtlichraachung der tatsächlichen Fehlerquelle können die Störungen wesentlich rascher behoben werden. Gleichfalls kann erreicht werden, daß bei verketteten Montageanlagen die Störung bereits behoben 1st, bevor sie sich auf die Produktion, d.h. auf die Fließbandfertigung, auswirkt.

Erfindungsgema'ß können die Steuer-Module auf einer Verteilerschiene bzw. einer Trägerplatte aufsetzbar angeordnet sein, auf welchen die Kupplungsvorrichtungen zum Anschluß der Verbindungs- bzw. Steuerleitungen zu anderen Steuer-Modulen, zur Energieversorgungseinheit, zur Kontrolleinheit, zu einem Schalt-Modul, einem Oberwachungs- 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 1n den Kupplungsvorrichtungen möglichst vermieden werden. Gleichzeitig 1st es nunmehr möglich, bereits vor dem Einbau der Steuer-Module bzw. der Oberwachungs- und Kontroll-Module die Verdrahtung bzw. die Verbindungsleitungen herzustellen. Ein

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weiterer sehr wesentlicher Vorteil lie"gt auch darin, daß bei Wartungsarbeiten bzw. bei einem erforderlichen Austausch der Steuer-Module keine Verbindungsleitungen zu lösen sind. Vielmehr 1st nur der schadhafte Modul abzuziehen und eine neuer Modul aufzusetzen.

Vorteilhaft 1st es weiters auch, wenn die Oberwachungsund Kontroll-Module mit den Steuer-Modulen gekoppelt und über Steuerleitungen mit der zentralen Kontrolleinheit wirkverbunden sind, i η der die Meldeorgane angeordnet sind, da damit ein^ Anzeige einer Störung nicht nur unmittelbar im Bereich der jeweiligen Vorrichtung, sondern auch im Bereich der zentralen Kontrolleinheit möglich ist.

Weiters 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-Modul-Grüppe 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 Verteilerschienenjöglich, auch abgeschirmte Leitungen vorzusehen, und die Beeinflussung durch andere Stromkreise kann vermieden werden, sodaß direkte Informationen zwischen den Logik· und Verknüpfungsbauteilen mehrerer nebeneinander oder distanziert voneinander angeordneter Steuer-Module ausgetauscht werden können.

Von Vorteil ist es welters, wenn die Verteilerschien aus mehreren Einzelteilen besteht, die lösbar und-auswechselbar ausgebildet sind, wobei die Verbindung der einzelnen Leitungen

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zwischen diesen Einzeltellen Über bed#rfswe1se einsetzbare Steckelemente erfolgt, da dadurch die Lunge der Verteilerschiene an die Anzahl der jeweils verwendeten Steuer-Module angepaßt werden kann, überdies wird der Vorteil erreicht« daß bei Verwendung mehrerer aneinandergereihter Steuer-Module durch das Einsetzen verschiedener Steckelemente dieselben Leitungen zur Verbindung unterschiedlicher Steuer-Module herangezogen -werden können.

Xm Rahmen der Erfindung 1st es auch möglich, daß die Schalt-Module und bzw. oder eine Trägerplatte bzw. Bauteile derselben auf einer Verteilerleiste aufsteckbar angeordnet sind, auf der die Kupplungsvorrichtungen zum Anschluß der Verbindungsleitungen zu anderen Schait-Moduien, 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 Schait-Module die Verb1ndungsle1tu njen zu benachbarten Modulen bzw. zur Energieversorgungseinheit und dgl. nicht gelöst und wieder befestigt werden mUssen. Damit wird sowohl der Aufwand beim Aufbau einer Maschine mit der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung als auch aer Wartungsaufwand während des Betriebes vermindert.

Schließlich 1st auch eine erfindungsgemSße Ausbildung möglich, bei der die Druckmittelzufuhr- und DruckmitteirUcklaufleitungen für die Ventilkörper bzw. die Verbindungsleitungen zu den Schaltorganen in den Verteilerleisten angeordnet sind und daß die Verteilerleisten mit Teilen von Steckkupplungen, z. B. Mundstücken, versehen sind, die auf In den Ventilkörpern bzw. Schaltorganen vorgesehene Teile dieser Steckkupplungen· z.B. KuppiungsstUcke, ausgerichtet sind, wobei die Verteilerleiste Insbesondere zur Aufnahme mehrerer Ventilkörper bzw. Schaltorgane ausgebildet 1st. Diese Ausführung ermöglicht die Verminderung von Kupplungselementen 1n den verschiedenen Druckmittelsystemen, wodurch Leckverluste mit Vorteil vermieden werden können.

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Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der 1n den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigen;

Figur 1: Einige Arbeitsstationen einer Fertigungsanlage

fUr 1n zwei oder mehreren Schritten herzustellende Bauteile in Seltenansicht und vereinfachter Darstellung, welchen Steuervorrichtungen zugeordnet sind, die die erfindungsgemäße Einrichtung zur * Steuerung bzw. überwachung von Maschinen bilden.

Figur 2: Eine Handhabungsvorrichtung einer in Figur 1 dargestellten Arbeitsstation mit der dieser zugeordneten erfindungsgemäß aus mehreren Schalt- und Steuer-Modulen zusammengesetzten Steuervorrichtung;

Figur 3: einen Schnitt durch ein Schalt-Modul und eine einen

• Steuer-Modul aufnehmende Verteilerschiene der Steuervorrichtung gemäß den Linien III-III in Figur 2;

Figur 4: eine Explosionszeichnung einer aus Verteilerschiene, Verteilerleiste, Schalt- und Steuer-Modul bestehenden Steuervorrichtung;

Figur 5: ein vereinfachtes Blockschaltbild der Steuervorrichtung einer "Ärbeitsstation gema'ß den Figuren 1 und 2;

Figur 6: ein Blockschaltbild eines Schalt-Moduls der Steuervorrichtung gemHß den Figuren 2 und 4;

Figur 7: eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgema'ßen Einrichtung zur Steuerung bzw. überwachung von Maschinen;

Figur 8: Eine Variante für den Aufbau einer erfindungsgema'ßen

Steuereinrichtung unter Verbindung eines Schalt-Moduls mit mehreren Ventilen bzw. Schaltorganen.

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In Figur 1 sind von einer Fert1gungsa,n1age 1 drei Arbeitsstationen 2, 3 und 4 dargestellt. Jede dieser Arbeitsstationen 2 bis 4 1st 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 Arbeltsplatz ausgebildet sein. Dazu weisen die Arbeltsstationen einen gleichartigen Grundrahmen 6 auf, der Über höheneinstellbare Abstützstempel am Boden abgestutzt 1st. An der Oberseite jeder Arbeitsstation 1st eine Fördervorrichtung 7 angeordnet, die Antriebe 8 aufweist. Die beispielsweise durch Elektromotore gebildeten¹ Antriebe 8 sind mit Reibrollen 9 versehen. Diese Reibrollen 9 kommen an den Seitenflächen von WerkstUcktra'gern Io zur Anlage, die vermittels dieser Reibrollen 9 in Richtung des Pfeiles 11 entlang der Fördervorrichtung 7 fortbewegt werden. Auf jedem der Werkstückträger Io 1st ein Bauteil 12 aufgespannt, der In den einzelnen Arbeitsstationen 2-4 bearbeitet wird. Dementsprechend sind diese Arbeitsstationen 2-4 mit den unterschiedlichsten Bearbeitungs- bzw. Hontagevorrichtungen ausgestattet. Die Bearbeitungs- bzw. Montagevorrichtungen können durch Taumelnietmaschinen, vollautomatische Schraubwerkzeuge, Einpresswerkzeuge, oder durch eine Handhabungsvorrichtung 14 bzw. ein Einlegeaggregat 15, wie bei den Arbeitsstationen 3 und 4 gebildet sein. Mit der Handhabungsvorrichtung 14 können beispeilsweise vermittels des auf' dieser angeordneten Greifers einzelne Bestandteile, wie Kontakte FUhrungshüfen 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 Saulensta'nder 18, auf dem ein Tra'ger 19 höheneinstell- und fixierbar gelagert 1st. Der Trager 19 1st mit FUhrungsbuchsen für zwei FUhrungsstangen versehen, auf weichen ein Halter 2o befestigt 1st. Der Halter 2o 1st mittels der Führungssa'ulen und einem Antrieb 21, der durch eine mit Druckluft oder Hydraulik beta'tigbare Zylinder-Kolbenanordnung gebildet sein

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kann, der Höhe nach relativ zur Oberseite der,Arbe1tsstation 3 und natürlich auch relativ zum Träger 19 verstellbar. Der Antrieb 21 1st dazu 1m Tra'ger 19 gelagert, und dessen Kolbenstange 1st mit dem Halter 2o verbunden. In dem Halter 2o 1st der Greifer 16 In Längsrichtung der Fördervorrichtung 7, also 1n Pfe1lr1chtung des Pfeiles 11 verschiebbar gelagert. Zur überwachung der Bewegungen des Halters bzw. der Antriebe der Handhabungsvorrichtung 14 sind Oberwachungsorgane 22, 23 vorgesehen. Diesen sind zur Begrenzung der Hubbevjegung des Antriebes 21 Stoßdämpfer 24 zugeordnet. Zur Versorgung Insbesondere des Antriebes 21 1st im Bereich dieser Handhabungsvorrichtung 14 eine Steuervorrichtung 25 angeordnet. Eine gleichartig ausgestattete Steuervorrichtung 26 1st auch dem Einlegeaggregat 15 zugeordnet. Diese Steuervorrichtungen sind Über eine zentrale Verbindungsleitung 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 2-4 gekuppelt werden. Ebenso sind die Antriebe 8 und die zur überwachung der Fortbewegung der Werkstückträger Io vorgesehenen Oberwachungsorgane 29 von weichen eines im Bereich der Arbeltsstation 3 und 4 dargestellt 1st - und die Antriebe bzwi Oberwachungsorgane der diesen Arbeitsstationen zugeordneten Teilezufördervorrichtung 3o an die zentrale Verbindungsleitung 27 angeschlossen. Neben der zentralen Kontroll einheit 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 2-4, wie dies beispielsweise bei der Arbeitsstation 4 gezeigt 1st, eigene, unabhängige Oberwachungs- und Kontrollvorrichtungen 35, die ebenso mit Meldeorganen 36 und Steuerbefehlsorganen versehen sein können, angeordnet sein.

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I η Figur Z 1st die Handhabungsvorrichtung 14 der Arbeitsstation 3 sowie ein der Fördervorrichtung 7 zugeordneter Antrieb 8 mit einem diesen zugeordneten Oberwachungsorgan 29, sowie die Steuer· vorrichtung 25 1n größerem Maßstab und stark vereinfacht dargestellt.

Wie nun aus Figur 2 besser zu ersehen 1st, 1st 1m Halter 2o 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. 4o und einer Anzahl von Steuer-Modulen 41 zusammen. Die Schait-Moduie 39, 4o 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, 4o bzw. von Steuer-Modulen 41 ausgebildet. Die Anzahl der auf einem solchen Einzelteil angeordneten Steuer- bzw. Schait-Module 41, 39, 4o kann im Rahmen der Erfindung beliebig gewählt werden. Die Verteilerschiene 42 1st beim vorliegenden AusfUhrungsbeispiel ebenfalls auf der Verteilerleiste 43 befestigt. Diese Ausführungsform zeichnet s1c^:h also Insbesondere dadurch aus, daß.der befehlgebende Steuerungstell, nSmlich die Steuer-Module 39, 4o in kompakter Form zusammengebaut sind, und durch die unterschiedliche Kombination an den jeweiligen Einsatzzweck angepaßt 1st.

Die volle Wirksamkeit der Steuervorrichtung 25 bzw. 26 wird noch dadurch unterstrichen, daß die Schalt-Moduie 41 an Ihrer Oberseite mit Kupplungsvorrichtungen 5o für den Anschluß von, den zu steuernden Antrieben zugeordneten, Oberwachungsorganen versehen sind.

Wie anhand der nachstehend beschriebenen Figuren noch näher erläutert werden wird, 1st der Schalt-Modul 39 mit elektrischen Schaltorganen zur Steuerung des Antriebes 8 ausgestattet, während die Schalt-Module 4o durch elektromagnetisch betätigbare

Druckmittelventile 51 gebildet sind.

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Zur Versorgung dieser Ventile 51 mit Druckmittel 1st von der Energ1eversorgungse1riheit 5 eine Druc'kmittelzufuhrleitung 52 vorgesehen, die einen Zentraiverteilungskanai Innerhalb der Verteilerleiste 43 speist. Zur Rückführung des Druckmittels von den Ventilen Sl und den Antrieben, z.B. 21 , 37 , 1st in der Verteilerleiste 43 ein eigener Sammelkanal angeordnet, der Über eine Druckm1ttelrUcklaufle1tung 53 mit Schalldämpfern 54 bei Druckluft oder mit dem Tank bei Hydraulikanlagen verbunden 1st. Das der Zufuhrleitung 52 gegenüberliegende Ende des Versorgungskanals 1st mit einem Pfropfen 55 verschlossen. Zur dichten Verbindung der einzelnen Verteilerleisten - Einzelteile 44, 45, 46 können 0-R|1nge oder Hetal1d1chtungseinsatzte1le oder jedwede andere Im Stand der Technik bekannte Lösungsmittel verwendet werden. Die Verbindung der Einzelteile der Verteilerleisten bzw. Schiene 42, 43 erfolgt mit Schrauben 56 oder beliebigen Verbindungsmedien.

In Figur 3 1st ein Schnitt durch eines der kombinierten Schalt- und Steuer-Module 4o, 41 dargestellt. Wie aus dieser Darstellung besser zu entnehmen 1st, 1st auf der Unterseite der Verteilerleiste 43 ein durch eine Schwalbenschwanzführung gebildetes Führungselement 57 angeordnet. Mit diesem können die Einzelteile 44, 45 und 46 der Verteilerleiste 43 in einem entsprechendem Gegenteil gelagert und zu beliebiger Länge zusammengesetzt werden. In der Verteilerleiste 43 ist der Zäntraiverteilungskanai 58 für die Druckmittelzufuhr zu den einzelnen Schalt-Modulen 4o und der Sammelkanal 59 für die Rückleitung der Druckmittel von diesen Schalt-ModulenJi.o vorgesehen.

Diese Schalt-Module 4o bestehen aus einem Antrieb 6o und einem Ventilkörper 61. Der Ventilkörper 61 weist eine Kupplungsvorrichtung 62 auf, auf der die Ein- und Auslässe 63 und 64 derart angeordnet sind, daß sie mit dem Zentral Verteilungskanal 58 und dem Sammelkanal 59 korrespondiert. Des weiteren ist am Ventilkörper 61 eine Druckmittelauslassöffnung 65 zur Verbindung mit dem Verbraucher vorgesehen. Die Verbindung dieser Druckmittelauslassöffnung 65 mit dem Zentralverteilungskanai 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 6o verbunden 1st. Die Verschiebung des Magnetankers 67 erfolgt unter wechselweiser Beaufschlagung der

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Spulenkörper 68, 69. Die elektrischen Eingänge 7o, 71 zur Beaufschlagung der Spulenkörper 68, 69 sind am Antrieb 6o zu einer weiteren Kupplungsvorrichtung 72 zusammengefaßt. Diese Kupplungsvorrichtung dient zur Verbindung des Schalt-Moduls 4o mit diesen zugeordneten Steuer-Modul 41 . Der Steuer-Modul 41 weist neben der Kupplungsvorrichtung 5o für die öberwachungsorgane eine Kupplungsvorrichtung 73, die durch einen Mehrfachstecker 74 gebildet sein kann, auf. Ober diese Kupplungsvorrichtung 73 1st der Steuer-Modul mit der Verteilerschiene 42 verbunden.

In Figur 4 ist derselbe Schalt- und Steuer-Modul 4o, 41 wie in Figur 3, jedoch in wesentlich vergrößerter, räumlicher Darstellung gezeigt, überdies 1st der Steuer-Modul 41 von der Verteilerschiene 42 und vom Antrieb 6o des Schalt-Moduls 4o gelöst dargestellt. Welters ist ersichtlich, daß der Antrieb 6o und der Ventilkörper 61 des Schalt-Moduls 4o 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 4o zusammenfUgbar und Überdies mit dem Steuer-Modul 41 verbindbar sind.

Aus dieser Darstellung sieht man sehr gut die verschiedenen Kupplungsvorrichtungen 62, 72 und 73. So 1st ersichtlich, daß die Kupplungsvorrichtung 62 für die Verbindung des Druckmittel einlasses 63 und des Druckmittelauslasses 64 mit dem Zentralverteilungskanai 58 und dem Sammelkanal 59 durch 1n den Auslaß 63 und den Einlaß 64 eingesetzte KupplungsstUcke 76 und durch in die Verteilerleiste eingelassene Mundstücke 77 gebildet 1st. Die Verbindung zwischen dem Antrieb 6o und dem Ventilkörper 61 erfolgt beispielsweise Über ein Montageelement 78, waches mit einem Gewinde zum Eindrehen in die Kolbenstange des Steuerkolbens 66 versehen sein kann. Die Kupplungsvorrichtungen 72 und 73 werden durch Mehrfachstecker gebildet. Während bei der Kupplungsvorrichtung 72 die Eingänge 7o, 71 des Antriebes

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als Steckelemente 79 ausgebildet sind, bestehen die Gegenteile dieser Kupplungsvorrichtung 72 1m Steuer-Modul 41 aus Buchsen 8o. Etwas anders sind die Mehrfachstecker bei der Kupplungsvorrichtung 73 und einer Kupplungsvorrichtung 81 ausgebildet. Mit letzterer 1st 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* 81 miteinander zu verbinden, so werden In einte der beiden Buchsen 82 Steckelemente 83 eingesetzt.

Diese variable Gestaltung der Kupplungsvorrichtungen 73 und 81 ermöglicht es, die 1n der Verteilerschiene 42 enthaltenen Steuerleitungen und S1gna1le1tungen jeweils nur mit einzelnen der Steuer-Module 41 zu verbinden. Gleiches gilt selbstverständlich auch für die Ausnutzung der Steuerleitungen und S1gnalle1tungen in der Verteilerschiene 42 selbst, und zwar bei der Verbindung nebeneinander angeordneter Einzelteile 47, 48, 49 bzw. der Verbindung mit dem diese Signalschiene 42 mit der zentralen Versorgungsleitung 27 verbindenden Mehrfachstecker 84 - Figur 2.

Zur überwachung und Kontrolle bzw. zur Durchfuhrung der Oberwachungs- und Kontroll funktion 1st das Steu er -Modul 41 Über eine Kupplungsvorrichtung 85 mit einem Oberwachungs- und Kontroll-Modul 86 kuppelbar. Die Ausbildung der Kupplungsvorrichtung 85 kann entsprechend den Kupplungsvorrichtungen 72 oder 73 erfolgen. Welters kann dieses Oberwachungs· und Kontroll-Modul 86 mit einem Meldeorgan 87 und Drucktasten oder Schaltern für Notfunktionen wie mit einer Taste 88 für "Not-Stop^M versehen sein. Dazu 1st das Oberwachu ngs-Modul 8 6 mit Schaltungsbauteilen ausgerüstet· die es ermöglichen, ausgehend von dem Eingangssignal der Oberwachungsorgane 22, 23, 29 und dtn Ausgingen der Steuer- und Signalleitungen, die In der

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Kupplungsvorrichtung 85 zusammengefaßt sind, eine Anzeige der Stellung der Antriebe und bzw. oder der Bearbeitungsund 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 Oberwachungs- und Kontrollvorrichtung 35 erfolgen. Es ist aber nicht zwingend, diese Oberwachungs- und Kontroll-Module 86 jedem Steuer-Modul 41 zuzuordnen. Die einer Arbeltsstation zugeordneten Kontroll-Module 86 können auch in der Oberwachungs- iind Kontrollvorrichtung bzw. 1n der Kontroneinheit 28, 35 angeordnet werden, um einer Bedienungsperson den jeweiligen Montageschritt, bei dem es zur Unterbrechung des Arbeitsablaufes gekommen ist, anzuzeigen.

In Figur 5 ist ein vereinfachtes schematisches Blockschaltbild der Schalt- und Steuerorgane 39, 4o; 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 Oberwachungsorganen 22, 23 und 29 dargestellt. Einem der Steuer-Module 41 - welcher dem In Figur 3 und 4 dargestellten entspricht - 1st das Oberwachungs- und Kontroll-Modul 86 zugeordnet.

Die Verteilerleiste 42 umfaßt zwei verschiedene Leitungsstränge, und zwar die Steuerleitungen 89 und die Signalleitungen 9o. Die SteuerTeitungen 89 dienen dazu, um Informationen bzw. Schalt-Befehle von der Kontrolleinheit 28 bzw. von der Oberwachungs- und Kontrollvorrichtung 35 und von entfernt liegenden anderen Oberwachungsorganen oder dgl. den Optokopplern 91 der Steuer-Module 41 zuzuführen. Wie ersichtlich, werden die einzelnen Steuerleitungen 89 und S1gna11e1tungen im Bereich der Kupplungsvorrichtungen 81 zwischen den Einzelteilen der Verteilerschiene mittels der in Figur 4 beschriebenen Steckelemente 83 verbunden.

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Damit können gewisse" Informationen nur zu bestimmten Steuer-Modulen 41 Übertragen werden. Beispielsweise können die Informationen in der mittleren S.ignalleitung 9o nur bis zum letzten dargestellten Steuer-Modul 41 Übertragen werden, da durch das Fehlen eines Steckelementes 83 eine Weiterleitu ng 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 1n den Kupplungsvorrichtungen 73 zwischen den Steuer-Modulen und der Verteilerschiene 42 festgelegt werden. Die Verteilerschiene 42 dient 1m dargestellten Ausführungsbeispiel gleichzeitig auch als zentrale Verbindun sleitung 27, da der besseren Übersichtlichkeit wegen die Kontrolleinheit 28 und die Oberwachungs- und Kontrollvirrichtung mit ihren Anschlüssen direkt in die Verteilerschiene 42 eingebunden sind.

Die Signalleitungen 9o dienen in Ergänzung der'Steuerleitungen 89 dazu» um direkte Informationen zwischen den Logikelementen der einzelnen Steuer-Module zu übertragen. Diese Logikelemente 92 können durch integrierte elektronsiche Bauteile sowohl in Analog - als auch in Digitaltechnik oder aber durch einen Mikro-Prozessor gebildet sein. Diesen Logikelementen 92 sind dann Endverstärkerstufen 93 nachgeordnet, über die Informationen aus den Logikelementen 92 wieder in die Steu er leitungen zur Übermittlung an die Kontrolleinheit 28 bzw. die Oberwachungsund Kontrollvorrichtung 35 oder andere Steuer-Module und an die Vorrichtungen 8, 21 oder dgl. der Fertigungsanlage 1 übermittelt wercTen können. Außerdem werden über diese £ndverstärkerstufen 93 die Signale zur Betätigung der Schalt-Moduie 4o aufbereitet und verstärkt.

Gleichermaßen werden die Eingangssignale von den Oberwachungs-

organen 22, 23, 29, die beispielsweise durch berührungslose

Näherungsschalter gebildet sein können, über die Optokoppler 91 den Logikelementen 92 zugeführt.

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Durch diese Anordnung 1st es nunmehr möglich* daß jedem Schalt-Modul 4o, also jedem Ventil 51, eine eigene Logik zugeordnet 1st. Somit entspricht der Aufwand der Steuervorrichtung ziemlich exakt den erforderlichen Steuerfunktionen, da die den Schalt-Modulen 4o 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, sodaß eine gewisse Reserve für komplizierte Steuervorgänge mit einer komplizierten Verkettung gegeben 1st.

Wie aber bereits die Darstellung in Figur 5 zeigt, 1st es auch ohne weiters möglich, an Stelle der Anordnung von je einem Steuer-Modul 41 für jedes Schalt-Modul 39 bzw. 4o beispielsweise jeweils 5 Stück Schalt-Modulen 39, 4o nur ein Steuer-Modul 41'- welches dann entsprechend umfangreicher ausgestattet 1st - 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. Ver- _{ brauchern angeordnet werden können. In Verbindung mit den sehr vielfältigen Kupplungsvorrichtungen 81 , 73, 72 ergibt sich dann weiters 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, 4o nur als Ventile 51 bzw. als ein elektrisches Starkstrom-Schaltorgan 94, SteuerschUtz, Relais oder dgl., dargestellt. Es 1st aber für den Fachmann ohne weiteres möglich, die erfindungsgemäße Lösung auch auf die Betätigung und überwachung beliebig anderer Schalt- und Betätigungsorgane abzustimmen.

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Besonders vorteilhaft 1st dann welters auch die Verbindung der Steuer-Module 41 mit den Oberwachungs- und Kontroll-Hoduien 86, wie eines beispielsweise 1n Figur 5 dargestellt 1st. Durch die Verbindung dieses Oberwachungs- und Kontroll-Moduls 86 mit einem 1n der Druckmittelzuleitung 95 zum Antrieb 21 angeordneten Druckwächter 96 und ein dem elektromagnetischen Antrieb 6o zugeordnetes Oberwachungsorgan, deren Ausgangssignale Über den Optokoppler 91 » dem Oberwac hungs- und Kontroll-Modul 86 zugeführt werden, 1st es bei einer Weiterleitung der Ausgangssignale des Moduls 86 Über die Endverstärkerstufe 93 an die Kontrolleinheit 28 bzw. die Oberwachungsund Kontrollvorrichtung 35 ohne weiteres möglich, 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 6o und eines Ansprechens des Druckwächters 96 eine gewisse Zeltspanne danach kein. Ausgangssignal vom Oberwachungsorgan 22 abgegeben, so kann am Meldeorgan 34 bzw. 36 jeweils ausgedruckt werden, Antrieb 21 nicht ausgefahren, Oberwachungsorgan 22 nicht erreicht. Damit kann die Bedienungsperson dann gezielt die Behebung der Störung einleiten. Dadurch wird wertvolle Zelt bis zum Auffinden des Fehlers eingespart und es können die Stillstände einer Fertigungsanlage sehr stark verringert werden.

In Figur 6 1st zur Erl-äuterung eines möglichen Funktionsablaufes ein Steuer-Modul 41 mit seinem Optokoppler 91, dem Logikelement 92 und der Endverstärkerstufe 93 1n größerem Maßstab dargestellt. Das Logikelement 92 umfaßt Steuerbauteiie 92 und VerknUpfungsbauteile 98. Die Steuerbauteile 97 werden beispielsweise durch einen Inverter 99 und eine Zeltstufe loo gebildet, während die VerknUpfungsbauteile 98 durch Und-Glieder lol, Io2, Io3 und ein Oder-Glied Io4 gebildet werden. Wird nun beispielsweise der Eingang Io5 mit einem Signal von der Steuerleitung 89 beaufschlagt, so nimmt Über den Optokoppler 9.1 die

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eine Zuleitung zum ünd-GHed lol den Schaltzustand L an. Bei diesem Signal kann es sich beispielsweise um einen Startbefehl von der Kontrolleinheit 28 handeln. Wird auch der Eingang Io6 Über eine Signal leitung 9o beaufschlagt, so nimmt auch der zweite Eingang des Und-GHedes lol den Signalzustand L an. Somit nimmt auch der Ausgang des Und-GHedes lol den Zustand L an. Dieser Schaltzustand L am Ausgang des Und-GHedes lol oder ein Schaltzustand L am Eingang Io7, beispielsweise bedingt durch einen Startbefehl eines anderen Steuer-Moduls 41 Über eine Signal leitung 9o ergibt am Ausgang des Oder-Gliedes Io4 den Schaltzustand L. Sollte der Eingang Io8, der mit einer Steuerleitung 89, die von der Kontrolle1nhe1t kommt, verbunden 1st, für eine Zelt Tl-O sein - beispielsweise um eine Überschneidende Arbeitsoperation eines anderen Steuer-Moduls abzuwarten - so wird über den Inverter 99 nach der Zelt Tl der Ausgang der Zeltstufe loo den Schaltzustand L einnehmen. Da nun beide Eingänge am Und-GHed Io2 dann den Schaltzustand L aufweisen, so Hegt am Ausgang dieses Und-GHedes ebenso ein L-S1gna1 vor, welches Über die Endverstärkerstufe 93 zur Betätigung eines Ventils 51 verstärkt werden wird.

Das L-Signal am Ausgang des Und-GHedes Io2 und ein Signal am Eingang Io9 der Über eine Verb1ndungsle1tung Ho mit dem Oberwachungsorgan 22 verbunden 1st, bewirkt nach Durchlaufen des Optokopplers einerTSchaltzustand L in der nachfolgenden Signalleitung. Damit Hegt an beiden Eingängen des Und-GHedes Io3 der Schaltzustand L vor, und das dadurch bewirkte Ausgangssignal L wird Über die Endversta'rkerstufe 93 dem Ausgang 111 des Steuer-Moduls 41 zugeführt und über eine Steuerleitung 89 an die Kontrolleinheit 28 bzw. die Oberwachungsund Kontrollvorrichtung 35 we1tergele1tet.

Nach Ablauf der bei der Zeltstufe loo eingestellten Zelt nimmt deren Ausgang den Schaltzustand L an, der Über die Endverstärkerstufe 93 verstärkt und über den Ausgang 112 und

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liber eine anschließende Steuerleitung..89 zur Vollzugsmeldung, beispielsweise dem Oberwachungs- und K'ontroil-Modul 86 zugefUhrt werden kann.

Im folgenden soll nun auch die Funktion des Oberwachungsund Kontroll-Moduls 86 anhand einer möglichen AusfUhrungsform eines solchen Moduls» wie er 1n Figur 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 1st Über eine Leitung 116 mit dem Eingang 117 des Steuer-Moduls 41 verbunden. Ober den Optokoppler 9V 1st der Eingang 117 mit dem Und-GHed 114 1m Modul 86 verbunden. Dieses Und-Glied 114 weist einen weiteren Eingang auf, der Über den Inverter 113 und einen Optokoppler mit dem Eingang Io9 des Steuer-Moduls 41 verbunden 1st. Der dritte Eingang des Und-Gliedes 114 steht mit dem Ausgang des Und-GHedes Io2 des Steuer-Moduls 41 in Verbindung. Der Ausgang des Und-GHedes 1st über eine Zeitstufe und den Verstärker der Endverstärkerstufe 93 mit einem Ausgang 118 des Steuer-Moduls verbunden.

Die Funktion dieses Oberwachungs- und Kontroll-Moduls 86 zur Anzeige des jeweiligen Bewegungszustandes des Antriebes 21 bzw. der Handhabungsvorrichtung 14 1st nun folgendermaßen: Wird Über den Ausgang des Und-Gliedes Io2 und den Endverstärker der Endverstärkerstufe 93 der Antrieb 6o des Ventils 51 beaufschlagt, so wird gleichzeitig einer der drei Eingänge des Und-Gliedes 114 mit einem Eingangssignal belegt. Offnet nun das Ventil 51 und das Druckmittel kommt von der Energieversorgungseinheit in die Zylinderkammer des Antriebes 21, so wird dieser Druckwechsel mit dem Druckwächter 96 festgestellt und vom Druckwächter über die Verbindungsleitung 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 Zeltpunkt das Oberwachungsorgan 22 nicht betätigt ist, herrscht

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T r

in der Eingangsleitung zum Inverter 113 ein Null-Signal vor. Damit Hegt 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 ünd-GHed 114 durchgeschaltet und ein Signal an die Zeltstufe 115 weltergibt, mit welchem der Start-Impuls für die Zeltermittlung gegeben wird. Erreicht nun der Zylinder nach einer vorgegebenen Zeitspanne*, die er für die Bewegung der Kolbenstange benötigt, nicht das Oberwachungsorgan 22 bzw. spricht dieses nicht an, so wird nach Ablauf der eingestellten Zeltspanne ein Ausgangssignal an einen Verstärker der Endverstä'rkerstufe 93 weitergegeben und dieses Signal wird über den Ausgang 118 den Meldeorganen 34, 36 oder 87 auf der Kontrolleinheit 28 der Oberwachungs- und Kontrollvorrichtung 35 bzw. dem Oberwachungs- und Kontroll-Modul angezeigt. Dieses Signal kann gleichzeitig auch die Anzeige oder den Ausdruck des tatsächlichen Fehlerzustandes bewirken. Im vorliegenden Fall wlirde der Computer ausdrucken: Antrieb 21 betätigt. Oberwachungsorgan 22 nicht erreicht. Damit kann die Bedienungsperson sofort gezielt an die Behebung des Schadens herangehen, und die Stillstandszelten einer solchen Fertigungsanlage 1 können sehr kurz gehalten werden.

Die vorstehend erläuterte Ausbildung eines Oberwachungs- und Kontroll-Moduls 86 1st jedoch keinesfalls beschränkend. Es sollte vielmehr nur anhand eines Beispiels eine mögliche Funktion zum besseren Verständnis des Erfindungsgegenstandes dargelegt werden. Selbstverständlich wird man In der Praxis dann das Oberwachungs- und Kontroll-Modul auch derart ausbilden» daß bei einem Ausbleiben des Signals vom Druckwächter 96 auf den Meldeorganen ausgedruckt wird: Antrieb 6o des Ventils 51 beaufschlagt, kein Druck In der Zuleitung zum Antrieb 21.

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Der Grad der Verfeinerung der Oberwachungs- und KontroTifunktionen wird jeweils vom Schwierigkeitsgrad der Maschine und von der erwünschten maximalen Behebungszelt fUr einen Schaden bestimmt werden. Es 1st einerseits möglich, daß jeweils nur an jenen Arbeltsstationen zwei oder drei oder vier solcher Oberwachungs- und Kontroll-Module 86 vorgesehen werden, die flir die Durchfuhrung der Arbeitsoperationen 1m Zuge dieser Fertigungsanlage den größten Zeltraum 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 Zeitfbedarf wesentlich kUrzer 1st. Wird nämlich die Fördervorrichtung 7 mit einer losen Verkettung der Werkstückträger Io 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^: Gesamtstilistand der Maschine eher verhindert werden als bei Arbeitsstationen, deren Zeitaufwand am oberen Limit Hegt.

I η Figur 7 1st gezeigt, daß auch fUr eine Gruppe von Ventilen 119 die auf einer gemeinsamen Verteilerleiste 12o angeordnet sein können, nur ein Steuer-Modul 121 mit einem diesem zugeordneten Oberwachungs- und Kontroll-Modul 122 vorgesehen sein kann. Die Verbindung des Steuer-Moduls 121 mit dem Oberwachungs- und Kontroll-Modul 122 kann mit einer durch Mehrfachstecker gebildeten Kupplungsvorrichtung 123 erfolgen, währenddie Verbindung jnit den Antrieben 124, die gemeinsam mit den Ventilen 119 Schalt-Module 125 bilden, Über eine Kupplungsvorrichtung 126 mit Mehrfachsteckern 127 erfolgen kann. Die Schalt-Moduie 125 können auf der Verteilerleiste 12o, die vorzugsweise fUr die Aufnahme von jeweils 3, 6, 9 oder Io Schalt-Modulen 125 ausgebildet 1st, zu einer Schalt-Modul-Gruppe zusammengefaßt, jedoch einzeln abnehmbar angeordnet sein.

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In Figur 8 1st ein Schalt-Modul 129 dargestellt, der eine Trägerplatte 13o aufweist, 1n der mehrere Antriebe 131 und Ventiikörper 132 eingebaut sind. Die Antriebe 13 1 und die Ventilkörper 132 können, um bei einem Schaden an einem der Ventil körper bzw. Antriebe nicht die gesamte Trägerplatte 13o 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 13o angeordnet sind, die gesamte Trägerplatte 13o auszutauschen.

Diese Lösung bietet den Vorteil, daß gegenüber der Ausführungsform gemäß den Figuren 2, 3 und 4 mit 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 AusfUhrungsform gemäß Figur 8 Hegt darin, daß bei Anordnung der Anschlüsse für die Verbindungsleitungen 135 und die Druckluftzufuhr von der Energieversorgungseinheit 5 bzw. des Abluftkanals In einer, die Trägerplatte 13o aufnehmenden Verteilerleiste 136, die Installation der Verbindungsleitungen bzw. Druckluftversorgungs- und Steuerleitungen unabhängig von dem Vorhandensein der Schalt-Module 129 erfolgen kann.

Die Verbindung der Trägerplatte 13o 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 1st über ein Mehrfachkabel mit einem Mehrfachstecker 14o verbunden, der unmittelbar auf dem Steuer-Modul 137 oder eine diesen Steuer-Modul aufnehmende Trägerplatte 141 aufgesteckt 1st. Ist eine Trägerplatte 141 vorgesehen, so 1st sowohl der Steuer-Modul 137 als auch ein evtl. vorgesehener Oberwachungs- und Kontroll-Modul 142 auf der

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Trägerplatte 141 unabhängig aufgesteckt. Die zum Betrieb der Maschine bzw. der einzelnen Vorrichtungen vorgesehen öberwachungsorgane, 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 fUr 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 Oberwachungs- und Kontrdll-Modul 142 bereits montiert ist. Damit sind aber auch bei Wartungsarbeiten bzw. bei einem erforderlichen Austausch dieser Module keine Verbindungsleitungen zu lösen, sondern es 1st nur der schadhafte Modul abzuziehen und ein neuer Modul aufzustecken. Damit kann der erforderliche Zeltaufwand für solche Wartungsarbeiten wesentlich vermindert werden.

Selbstverständlich 1st es Im Rahmen der Erfindung möglich, daß die beiden Trägerplatten 137 und 13o fllr eine bestimmte Anzahl von Ventilkörpern und Antrieben bzw. elektrischen Schaltorganen wie Relaiskontakte und diesen zugeordnete Magnetanker ausgebildet sein können.¹ Bevorzugt können hierbei Baugruppen mit 3, 6 oder 9 Antrieben bzw. Ventilkörper oder Schaltorgane zur Verwendung gelangen. Es 1st nämlich insgesamt sowohl fUr die Ersatzteilhaltung -als auch bei einer Maschine günstiger, genormte Baueinheiten mit beispielsweise 3, 6 oder 9 zu einem Block bzw. Schalt-Modul oder Steuer-Modul zusammengefaßten Antrieben, Ventilkörpern, bzw. Schaltorganen zu verwenden, auch wenn 1m gegebenen Anwendungsfall nicht alle dieser Antriebe bzw. Ventilkörper oder Schaltorgane benötigt werden, überdies wird bei einer solchen Anordnung eine gewisse Reserve gebildet, sodaß bei der nachträglichen Anordnung eines weiteren Antriebes nicht noch zusätzliche aufwendige Installationsarbeiten erforderlich sind.

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Um den Steuer-Modul 137 möglichst universell zu gestalten, 1st es auch möglich, in seinem Gehäuse 145 mehrere auswechselbare, d. h. steckbare Printkarten 146 vorzusehen, sodaß die Aufarbeitung beschädigter Steuer-Module einfacher und rascher durchgeführt werden kann, und das Gehäuse 145 auch für Steuerungs-Module mit unterschiedlicher Steuerungscharakteristik verwendet werden kann.

Es sei hierzu erwähnt, daß beispielsweise auch das Gehäuse 147 des Steuer-Moduls 41 1n Figur 4 mit mehreren auswechselbaren Printkarten 148 versehen sein kann. Des weiteren 1st 1n Figur 4 als Variante auch angedeutet, daß auch bei diesem Ausführungsbeispiel die Druckmittelauslassöffnung 65 bzw. die Kupplungsvorrichtung 5o nicht unmittelbar Im Ventilkörper 61 bzw. am Steuer-Modul 41 angeordnet sein muß, sondern beispielsweise auch in der Verteilerleiste 43 angeordnet sein kann, sodaß bei einem Austausch des Ventilkörpers 61 diese mit der Druckmittelauslaßöffnung 65 bzw. den Oberwachungsorganen verbundenen Verbindungsleitungen nicht gelöst werden müssen.

Im Rahmen der Erfindung 1st es aber auch welters möglich, daß wie In Figur 7 angedeutet, der Steuer-Modul 121 und der Oberwachungs- und Kontroll-Modul 122 auf einer gemeinsamen Trägerplatte angeordnet sind, auf'der ebenfalls ein Steckerfeld für die Oberwachungsorgane und ein Anschluß für einen Mehrfachstecker für eine zentrale Verbindungsleitung und die Anschlüsse fUr 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 Figur 6 dargestellten Schaltbildes 1st es möglich, daß die mit den Eingängen Io5 und Io8 verbundenen Steuerleitungen 89 Über einen Eingang-Umsetzbauteil 149 mit der zentralen Verbindungsleitung 27 verbunden sind. Ebenso kann der Ausgang Io8 über einen Ausgang-Umsetzbauteil 15o mit der zentralen Verbindungsleitung 27 verbunden sein.

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^fI/ 9? Π R Diese Eingang- und Ausgang-Umsetzbauteile 149, 15o können als Sammler und Umsetzer der Eingangs- bzw. Ausgangssignale zum bzw. vom Steuer-Modul 41 ausgebildet sein. Als Eingang- und Ausgang-Bauteile können Analog-Digital konverter bzw. Umwandler von elektrischen in elektro-optische Signale verwendet werden. Mit letztgenannten Bauteilen 1st es möglich, die Informationen als Lichtimpulse über größere Strecken und ohne wesentliche Störungen bei Kupplungsvorrichtunge zu Übermitteln.

Um eine gebündelte Informationsübertragung zwischen den Steuer-Modulen 4J und der zentralen Kontrolleinheit 28 zu ermöglichen, können zwischen diesen Eingang- und Ausgang- Umsetzbauteilen 149, 15o sowie der zentralen Versorgungsleitung 27 Zwischenspeicher 151 angeordnet sein.

Abschließend sei festgehalten, daß die vorliegende Erfindung keinesfalls auf die 1n den einzelnen Ausführungsbeispielen beschriebenen Schalt- und Verkntlpfungsbauteile beschränkt ist, sondern vielmehr alle im Stand der Technik bekannten Bauteile zur Verwirklichung des erfindungsgemä'ßen 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.

Desgleichen 1st die erfiridungsgemäße Einrichtung zur Steuerung bzw. überwachung von Maschinen nicht nur bei Fertigungsanlagen, sondern bei den verschiedensten Arten von Maschinen, Fahrzeugen und dgl., also überall dort einsetzbar, wo es bei einer hohen Beanspruchung der Steuer- bzw. überwachungseinrichtung auf einen geringen Montageaufwand und auf eine rasche Instandsetzung ankommt. Als besonders bevorzugte Anwendungsgebiete sind hler vor allem die Verpackungsmaschinen, Straßen-, Schienen- und Luftfahrzeuge, sowie die verschiedensten hochbelasteten Arbeitsmaschinen zu sehen.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   /*·/ Einrichtung zur Steuerung bzw. Überwachung von Maschinen» ^—insbesondere Fertigungsanlagen für 1n zwei oder mehreren Schritten herzustellende Bauteile, mit Steuervorrichtungen für die elektrischen und bzw. oder elektronischen und druckmittelbetatigbaren Schalt-, Regel-, Oberwachungsorgane bzw. Antriebe der Maschine und bzw. oder der dieser zugeordneten Bearbeitungsbzw. Montagevorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe (8,21,37) .,der Maschine und bzw. oder der Bearbeitungs- bzw. Montagevorrichtungen (13) mit Schalt- und Steuer-Modulen (39, 4o,125,129;41,121,137) verbunden sind, und daß das einem Antrieb (8,21,37) zugeordnete Schalt-Modul (39,40,125,129) mit dem auf dieses abgestimmte Steuer-Modul (41,121 ,13 7) Über eine lösbare Kupplungsvorrichtung (72,126) auswechselbar verbunden 1st, wobei diese, Insbesondere gleichartigen Schalt-Module (39,40,125,129) mit den zugehörigen Steuer-Modulen (41,121,137) und den auf diese abgestimmten Oberwachungs- und Kontroll-Modulen (86,122,142) die Steuervorrichtung (25,26) bilden.

   2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 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 (35,4o,125,129;41,121, 137) 1m wesentlichen gleichartig angeordnet und die Module Über diese Kupplungsvorrichtungen untereinander und bzw. oder mit den Verbindungsleitungen (27,Ho,116,135) zu den Antrieben (8,21,37), einer zentralen Energieversorgungseinheit (5) und bzw. oder einer zentralen Kontrolleinheit (28) lösbar und auswechselbar verbunden sind.

   3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalt-Modul (4o) aus einem Ventil (51) mit Grundschaltfunktionen, Insbesondere einem 3/2 Wegeventil mit einem fernbetätigbaren Antrieb (6o) gebildet, und mit

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   Kupplungsvorrichtungen (62) fUr die Druckmittel- Ein- und Auslässe (63,64) sowie die Ein- und Ausgänge (7o,71 ) der Steuerleitungen versehen 1st.

   4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (6o) und ein Ventil körper (61) des Schalt-Moduls (4o) eigene Bauteile mit genormten Abmessungen bilden, die untereinander Über korrespondierende lösbare Montageelemente (78) auswechselbar verbunden sind.

   5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, 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 Schait-Moduls (129) angeordnet sind.

   6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuer-Modul (41,121 ,137) mit elektrischen und bzw. oder elektronischen Steuerbauteilen (97) versehen 1st, die Insbesondere programmierbar ausgebildet und zur Beaufschlagung von elektrischen bzw. pneumatischen und bzw. oder hydraulischen Antrieben (6o) bzw. Schaltorganen (94) des Schalt-Moduls (39,4o,125,129) oder einer Schalt'-Modul-Gruppe (128) ausgebildet sind..

   7. Einrichtung nacft-e1nem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuer-Modul (41,121,137) elektrische bzw. elektronische Verknüpfungsbauteile (98) umfaßt, die den Schalt-Modul en (39,40,125,129) bzw. den an der Maschine oder an den Arbeltsstationen (2,3,4) vorgesehenen Oberwachungsorganen (22, 23,29) zugeordnet sind.

   8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Steuer-Modul (41,121,137) eine Kupplungsvorrichtung (72, 123, 126) oder eine Kupplungsvorrichtung z. B. Mehrfachstecker (127,14ο) angeordnet sind, auf welchen die den Schalt-Modulen (39,4o,125,129) zugeordneten Steuerleitungen zusammengefaßt sind.

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   9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß am Steuer-Modul (41,121) eine weitere Kupplungsvorrichtung (5o) angeordnet ist, an der die Steuerleitungen (Ho) für die Oberwachungsorgane (22,23,29) angeschlossen sind.

   10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuer-Modul (41,121 ,13 7 ) mit einer zentralen Kupplungsvorrichtung (73) versehen 1st, an der die mit der zentralen Verbindungsleitung (27) zu verbindenden Steuer-Oberwachungs- und Versorgungsleitungen (89,9o) angeschlossen sind.

   11. Einrichtung nach einem der Ansprüche l-lo, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuer-Modul (41 ,121 ) Insbesondere für die Beaufschlagung mehrerer Schalt-Module (39,40,125) mit einem Mikroprozessor versehen ist, und die Mikro-Prozessoren der Steuer-Module über die zentrale Verbindungsleitu ng (27) von der Kontrolleinheit (28), z. B. über Zeltimpulse, synchronisiert sind.

   12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-11 , dadurch gekennzeichnet, daß der Steuer-Modul (121) über einen Ausgang eines Ausgang-Umsetzbauteiles (15o) und einen Eingang eines Eingang-Umsetzbauteiles (149) und die zentrale Verbindungsleitung (27) mit der Kontrolle1nhe1t (28) wirkverbunden ist, und daß der Ausgang-Umsetzbauteil (15o) 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 1st.

   13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerbauteile (97) und die Verknüpfungsbauteile (98) durch integrierte Schaltkreise gebildet sind,

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   und vorzugsweise auf, 1n das Gehäuse (145,147) der Steuer-Module (41,121) auswechselbar einsetzbaren, Printkarten (146, 148) angeordnet sind.

   14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingang- bzw. Ausgang-Umsetzbauteile (149,15ο) beispielsweise durch Optokoppler (91) bzw. Verstärkerstufen (93) oder Vorrichtungen zum Umsetzen von elektrischen in lichtoptische Impulse bzw. durch Analog-Digitalkonverter oder dgl, gebildet sind.

   15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Eingang-Umsetzbauteil (149) und dem Ausgang-Umsetzbauteil (15o) sowie der zentralen Verbindungsleitung (27), Insbesondere zeitabhängig gesteuerte Zwischenspeicher (151) angeordnet sind.

   16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorrichtungen (73,81 ) für die Verbindung der elektrischen Steuer-, Oberwachungs- und Versorgungsleitungen (89,9o) durch Mehrfachstecker (127) gebildet sind, die vorzugsweise mit bedarfsweise einsetzbaren Steckelementen (83) versehen sind.

   17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorrichtungen (62) für die Druckmittel-Steuer, Oberwachungs- 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 Kupplungsstuckes (76) selbsttätig druckdicht verschließbar 1st.

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   1 β. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-17» dadurch gekennzeichnet, daß der Oberwachungs- und Kontroll-Modul (86*121, 142) Insbesondere Über einen Steuer- und Schalt-Modul (41,121,137; 39,40,125,129) mit den Oberwachungsorganen (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 1st, die bei einer NichtBelegung eines Ausganges eines Oberwachungsorganes (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 Bearbeitungs- und Montagevorrichtungen (13) beaufschlagt sind.

   19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-18, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberwachungs- und Kontroll-Module¹ (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 Ansprüche 1-19, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer-Module (41 ,121,137) auf einer Verteilerschiene (42) bzw. einer Trägerplatte (141) steckbar angeordnet sind, auf welcher die Kupplungsvorrichtungen;(5o,73,81) zum Anschluß der Verbindungs- bzw. Steuerleitungen (27,89,90,144) zu anderen Steuer-Modulen (41,121,137) zur Energieversorgungseinheit (5), zur Kontrolleinheit (28) zu einem Schalt-Modul (39,4o,125,129), eineriTuberwachungs- und Kontroll-Modul (86,121, 142) bzw. ein Steckerfeld (143) für den Anschluß der Oberwachungsorgane (23,29) angeordnet sind.

   21. Einrichtung nach einem der Ansprüche l-2o, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerschiene (42,138) bzw. die Trägerplatte (141) externe und Interne Verbindungsleitungen, z. B. Steuerleitungen (89) und Signalleitungen (9o) aufweist, und vorzugsweise die zentrale Verbindungsleitung (27) zwischen den Steuer-Modulen (41,121,137) bzw. einer Steuer-Modul-Gruppe und ggf. einer Kontrolleinheit (28) oder dgl. bildet.

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   22. Einrichtung nach Anspruch 21» dadurch gekennzeichnet» 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 Einzeltellen Über bedarfsweise einsetzbare Steckelemente (83) erfolgt.

   23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalt-Module (39.4o,125,129) und bzw. oder eine Trägerplatte (13o) 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 Ansprüche 1-23 , dad urch gekennzeichnet, daß die Druckmittelzufuhr- und Dru ckmittelr Ucklauf leitungen (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. Kupplungsstucke (76), ausgerichtet sind, wobei die Verteilerleiste (43,13 6) insbesondere zur Aufnahme mehrerer Ventilkörper (61) bzw. Schaltorgane (94) ausgebildet 1st.

   Walter Sticht 130042/0559