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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur pneumatischen Erkennung und/oder Fixierung von
Teilchenpositionen an Anlagen für die Manipulation von Teilchen, mit zumindest einem Halt- oder
Leitelement, beispielsweise einem Transportarm oder einer Leitbahn, welches zumindest einem Umfangs- bereich der Teilchen formschlüssig angepasst ist.
Derartige Anlagen für die Manipulation von Teilchen, wie zum Prüfen, Montieren, Wiegen, Sortieren oder Bearbeiten, sind meist automatisiert. Beispielsweise können die Teilchen einem Haufwerk entnommen und zu einer Verarbeitungseinheit transportiert, dort entsprechend bearbeitet und schliesslich in Paletten abgelegt werden. Insbesondere während des Transportes der Teilchen, aber auch bei einem mehrere
Stufen durchlaufenden Bearbeitungsvorgang, ist es notwendig, die geförderten Teilchen zu überwachen und gegebenenfalls eine Weiterförderung zu unterbinden.
Zum Zählen der Anzahl der geförderten Teilchen werden heute meistens mechanische Kontakte oder optische Systeme verwendet, während für die Lageerkennung von Werkstücken eine Vielzahl von Systemen bekanntgeworden sind. Die gebräuchlichsten darunter verwenden zur Feststellung der Soll-Lage der
Teilchen elektromagnetische, elektrostatische oder optische Systeme. Es ist aber auch bekanntgeworden, die Teilchen über ein Rasternetz von Luftsensoren zu führen, durch welche Luft ausströmt, und so die
Querschnittsunterschiede der Teilchen zur Erkennung der Lage derselben auzunutzen. Um die Förderung der Teilchen zu unterbrechen bzw. um die Zufuhr von Teilchen kurzzeitig zu stoppen, wurden bislang meist die Zuführeinrichtungen abgeschaltet oder der Förderweg mechanisch blockiert.
Derartige
Zuführeinrichtungen sind oft als Schwenkübertrager, welche die der Förderbahn zuzuführenden Teilchen mittels Unterdruck halten, ausgeführt.
Aus der CH-PS Nr. 468216 ist weiters eine Sortiereinrichtung mit einem Förderband bekannt, auf welchem die Teilchen an einer Anzahl von Prüfstationen vorbeigeführt werden. Diese Prüfstationen liefern digitale Signale entsprechend bestimmter Prüfeigenschaften, wozu der Prüfling aus einer Düse mit einem
Druckmittel beaufschlagt wird.
Ein derartiges System hat mehrere Nachteile. So sind kleine und leichte Teile nicht prüfbar, leichte
Lagefehler nicht erkennbar und die Prüfzeit bzw. das Ansprechverhalten gross bzw. träge. Da nur eine digitale Auswertung des Prüfergebnisses möglich ist, werden bei komplizierten Formen sehr platzraubende und auch kostenintensive Einrichtungen notwendig. Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden.
Die Erfindung sieht hiezu vor, dass in dem Halte- oder Leitelement in an sich bekannter Weise eine oder mehrere Öffnungen vorgesehen sind, deren Strömungswiderstand bei Anwesenheit der Teilchen zunimmt, welche Öffnungen mit einer Unterdruckerzeugungsvorrichtung verbunden sind, wobei deren Unterdruck mindestens eine Unterdruckmessvorrichtung überwacht.
Durch diese in das Halte- oder Leitelement integrierte Unterdruckmessung ist bei geschickter Anordnung meist schon eine Messöffnung ausreichend, um alle benötigten Ergebnisse zu erhalten.
Insbesondere weist die Anwendung von Unterdruck eine Anzahl von bedeutenden Vorteilen auf. So ist die Ansprechzeit sehr gering, die Erkennung von geringsten Lageabweichungen und damit eine analoge Auswertung möglich und Teilchen können festgehalten werden.
Hiefür ist es vorteilhaft, wenn die Unterdruckerzeugungsvorrichtung ein mit einem Druckmedium beaufschlagtes Venturi-Rohr aufweist, so dass der Unterdruck in den Öffnungen auf einfache Weise, vorzugsweise durch Veränderung des Druckes des Druckmediums, steuerbar ist.
Weiters ist es vorteilhaft, wenn die Unterdruckmessvorrichtung eine mit den Öffnungen kommunizierende Membran od. dgl. aufweist, wobei ein Sensor deren vom Unterdruck beeinflussbare Position kontaktlos misst.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, ohne dass dem einschränkende Bedeutung beikommen soll.
Die Zeichnung zeigt das Schema einer erfindungsgemässen Einrichtung. Die zu überwachenden Teilchen --2-- sind quaderförmig und werden auf einem als Förderbahn ausgebildeten Leitelement-ltransportiert. Dieses Leitelement weist zwei miteinander verbundene Öffnungen --4-- auf, deren Strömungswiderstand bei richtiger Lage des Teilchens --2-- beträchtlich erhöht wird. Diese Öffnungen - sind nun über ein Rohr --11-- einerseits mit der Unterdruckerzeugungsvorrichtung --3-- und anderseits mit der Unterdruckmessvorrichtung --5-- verbunden. Die Unterdruckerzeugungsvorrichtung - besteht aus einem Venturi-Rohr --6--, durch welches Pressluft geleitet wird.
Durch diese
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Ausbildung ist es sehr einfach, den benötigten Unterdruck im Rohr --11-- und somit in den Öffnungen - -4-- einzustellen bzw. beliebig zu erhöhen.
Die Unterdruckmessvorrichtung --5-- besteht aus einem Gehäuse --13-- mit einem zylindrischen
Hohlraum. In diesem Hohlraum ist ein Kolben --8-- verschieblich geführt, welcher einerseits durch eine Feder --14-- unter Vorspannung steht, und welcher sich anderseits an einer Membran --7-- stützt.
Die Vorspannung der Feder --14-- und damit die Vorspannung der Membran --7-- kann durch eine Stellschraube --12-- verändert werden. Der zylindrische Hohlraum ist nun über das Rohr --11-- mit der
Unterdruckerzeugungsvorrichtung --3-- einerseits und den Öffnungen --4-- anderseits verbunden, so dass in Abhängigkeit von dem dort herrschenden Unterdruck die Membran --7-- eine Auslenkung erfährt. An der Membran --7-- ist ein Weicheisenteil --9-- angebracht, dessen Position von einem Sensor --10-- gemessen wird. Der Sensor --10-- ist als elektrischer Schwingkreis ausgeführt, der durch den Weicheisenteil --9-- induktiv verstimmt wird. Es wäre jedoch auch eine kapazitive Verstimmung oder eine andere Art der Messung denkbar.
Der Vorteil einer derartigen Unterdruckmessvorrichtung liegt insbesondere darin, dass die Membran praktisch keinerlei Schaltkräfte zur Betätigung eines mechanischen
Schalters aufbringen muss.
Diese Einrichtung ermöglicht nun auf optimale Weise die Überwachung der Teilchen So können die Teilchen --2-- bei Einstellung eines gewünschten Unterdruckes mittels des Venturi-Rohres --6-gezählt werden, wobei jeweils beim Vorbeiführen eines Teilchens --2-- an den Öffnungen --4-- der Strömungswiderstand der Öffnungen --4-- vergrössert wird, wodurch der Unterdruck im Rohr --11-- ansteigt und die Membran --7-- eine Auslenkung erfährt. Diese Auslenkung kann vom Sensor --10-kontaktlos erfasst werden und in Form eines Spannungsimpulses od. dgl. an einen Zähler --10-- weitergeleitet werden.
Nach Erreichen der gewünschten Anzahl, der zu fördernden Teilchen --2-- oder beim Auftreten eines Fehlers in den nachfolgenden Einrichtungen kann die Förderung durch Erhöhen des Unterdruckes im Rohr --11-- gestoppt werden. Hiezu muss lediglich der Druck der Pressluft, welche das Venturi-Rohr-6-- durchströmt, erhöht werden. Dadurch steigt der Unterdruck im Rohr --11-- und somit in den Öffnungen --4-- an und das nächste Teilchen --2-- wird festgehalten. Die Vakuummessvorrichtung - -5-- registriert dabei auf Grund einer weiteren Zunahme des Unterdruckes im Rohr --11-- das Stoppen des Teilchens --2--.
Ebenso kann mit dieser Vorrichtung die richtige Lage des Teilchens --2-- kontrolliert werden. Würde beispielsweise das Teilchen --2-- auf einer Schmalseite stehend das Leitelement entlanggefördert, so registriert die Unterdruckmessvorrichtung --5-- eine unzulässig geringe Druckschwankung im Rohr da nur eine der Öffnungen --4-- verdeckt wird. Es können also sofort die nötigen Korrekturmassnahmen eingeleitet werden.
Im Rahmen der Erfindung sind natürlich noch viele auf spezielle Anwendungsfälle ausgerichtete Ausführungsbeispiele denkbar.
So ist keineswegs notwendig, alle drei von der Einrichtung ausführbaren Funktionen auszunutzen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur pneumatischen Erkennung und/oder Fixierung von Teilchenpositionen an Anlagen für die Manipulation von Teilchen, mit zumindest einem Halt- oder Leitelement, beispielsweise einem Transportarm oder einer Leitbahn, welches zumindest einem Umfangsbereich den Teilchen formschlüssig
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