CN100553872C - 止挡模块 - Google Patents

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Abstract

止挡模块，尤其是用于自动加工设备和运输设备，该止挡模块具有一个设置在基体(14)上的止挡元件(15)，其用于在一个运动平面中沿当前的作业运动方向(13)移动的物体(17)，该止挡元件借助于可流体操纵的执行机构(16)从该运动平面移出和回到该平面中，其中设置至少一个位置传感器(41、42、44)，借助于该位置传感器可以至少检测止挡到该止挡元件(15)上的物体(17)的止挡位置，在该止挡模块(11)中集成了一个用于总线系统(47)的、用于检测和处理该至少一个位置传感器(41、42、44)的位置传感器信号的总线站(46)和至少一个可以通过该总线系统(47)电致动的、用于致动执行机构(16)的控制阀(48)。

Description

止挡模块
技术领域
本发明涉及一种止挡模块，尤其是用于自动加工设备和运输设备，该止挡模块具有一个设置在一基体上的止挡元件用于在一个运动平面中沿当前作业运动方向移动的物体，该止挡元件借助于可流体操纵的执行机构从该运动平面中移出并重新移入该运动平面中，其中设置至少一个位置传感器，借助于该位置传感器可以至少检测到止挡在该止挡元件上的物体的止挡位置。
背景技术
这种类型的止挡模块由EP 0 484 648中已经公开了。那里描述的止挡可以借助于可气动操纵的伺服活塞将从运动轨道驶来的工件移出并移回到该运动轨道中。对于压缩空气加载，在壳体上设置了一个压缩空气接口，通过该接口将压缩空气受控地输入。另外为止挡配设一个减震机构，从而可以对待止挡的工件的运动进行减震。这里设置了一个位置传感器，该位置传感器检测止挡的终端止挡位置。
发明内容
本发明的任务是提供一种开头所述类型的止挡模块，该止挡模块相对于传统的止挡模块或者止挡来说可以更普遍、尤其是更节省位置并由此更成本经济地使用。
根据本发明，该任务通过一种止挡模块解决，其用于自动加工设备和运输设备，该止挡模块具有一个设置在基体上的止挡元件，所述止挡元件用于在一个运动平面中沿当前的作业运动方向移动的物体，该止挡元件借助于可流体操纵的执行机构从该运动平面移出和移回该平面中，其中设置至少一个位置传感器，借助于该位置传感器可以至少检测止挡到该止挡元件上的物体的止挡位置，其特征在于：在该止挡模块中集成了一个用于总线系统的、用于检测和处理该至少一个位置传感器的位置传感器信号的总线站和至少一个可以通过该总线系统电致动的、用于致动执行机构的控制阀。
本发明还给出了改进方案。
按本发明的止挡模块的特征在于，在止挡模块中集成了一个用于总线系统的、用于检测和处理至少一个位置传感器的位置传感器信号的总线站以及至少一个可以通过该总线系统电致动的、用于致动执行机构的控制阀。
由此相对于传统的止挡模块获得了更高的功能性，因为通过集成的总线站在止挡模块上就已经能够对位置传感器信号进行处理。相反，在传统的止挡模块中必须首先将位置传感器信号传送到外部控制器上以用于其处理，然后再将信号响应送回。另一个优点在于，控制阀同样已经集成在止挡模块中了。从而止挡模块和外部控制阀之间的不舒适的、尤其是需要比较多位置的流体连接也可以省去了。借助于按本发明的止挡模块也可以执行在传统的止挡模块的情况下通常需要在外部组件中执行的功能。由此按本发明的止挡模块例如也可以用在加工设备和运输设备上，这些加工设备和运输设备具有很少的位置用于附件。
执行机构可以借助于流体压力介质流体地操纵。流体压力介质最好是压缩空气。但是也可以使用其它气态的或者液压压力介质。
在本发明的一种改进方案中，止挡模块具有至少一个流体接口用于连接不受控制的流体管路。也可以将止挡模块直接与一个压缩空气发生器或者压缩空气存储器连接，而不需要岔路通过外部的控制阀连接。相反对于传统的止挡来说，所述岔路必须通过外部的控制阀来运行，由此已经向止挡模块导入受控制的压缩空气。
止挡模块特别优选具有至少一个总线接口用于连接总线线路。也可以将位于止挡模块中的总线站另外还连接到外部的控制器上，从而可以将位置传感器信号或者在现场的总线站中进行处理，或者将位置传感器信号通过总线站传送到外部的控制器上，并在那里进行信号处理。也可以将现场信号处理与外部信号处理相结合。作为替代方案，也可以将传感器信号无线传送到内部总线站和/或外部控制器。
特别优选将至少一个流体接口和至少一个总线接口设置在止挡模块的同一个外侧面上。由此可以提供一种舒适的接口情况，因为所有介质管路的连接可以从一侧实现。当然也可以将该至少一个流体接口和该至少一个总线接口设置在止挡模块的不同的外侧面上。
可以将至少一个位置传感器用于检测止挡元件的上部的、位于物体的运动轨道中的功能位置。由此可以确定止挡元件是位于其上部功能位置还是位于其驶入的下部驶入位置。
优选将至少一个位置传感器用于检测经过的物体的位置。由此可以确定相关的物体是否正驶过止挡模块，以及/或者物体是否已经驶过止挡模块。
在本发明的一种改进方案中，止挡模块具有一个减震机构，借助于该减震机构可以使止挡元件在第一止挡位置和第二终端止挡位置之间减震地运动，其中借助于该至少一个位置传感器检测的止挡位置是止挡元件的终端止挡位置。也就是可以确定止挡元件是否处于其终端止挡位置。
但是原理上也可以使用不减震的止挡元件，其中借助于该至少一个位置传感器检测的止挡位置是在待止挡的物体和止挡元件之间接触时的接触位置。
特别优选设置至少三个位置传感器，其中借助于至少一个位置传感器确定止挡元件的终端止挡位置、借助于至少一个位置传感器确定经过的物体的位置并且借助于至少一个位置传感器确定止挡元件的上部功能位置。
特别优选总线系统是一种现场总线系统，特别是一种AS-I-总线系统。当然也可以使用其它现场总线系统，例如VME总线系统、CAN总线系统、Versa总线系统。
在本发明的一种改进方案中，止挡模块具有一个与基体分开构造的、尤其是可拆卸地固定在该基体上的控制模块单元，其中容纳了总线站、控制阀和至少一个位置传感器。也就是用于控制所必要的部件紧凑地安置在该控制模块单元中。通过将控制模块单元可拆卸地固定在基体上可以将该控制模块单元在需要时进行更换，并由其它的、例如装备有其它总线站的控制模块单元代替。
位于止挡模块中的控制阀可以是电磁阀。作为替代方案可以使用滑阀。
附图说明
本发明的一种优选的实施例在附图中示出，下面对其进行详细说明。附图示出：
图1示出了按本发明的止挡模块的一种优选的实施例的透视图；
图2示出了图1中的止挡模块沿着图1中的线II-II的纵剖图；
图3示出了图1中的止挡模块从下面看的视图；
图4示出了图1中的止挡模块的局部剖切俯视图。
具体实施方式
图1至4示出了按本发明的止挡模块11的一种优选的实施例，该止挡模块在下面示例性地根据这种具有减震机构的止挡模块进行说明。但是也可以如上所述使用没有减震机构的止挡模块11。
止挡模块11优选用于自动加工设备和运输设备中，以便将在一个运动平面中沿着作业运动方向13运动的物体17、例如工件或者类似物等进行分离。然后在分离后可以将物体17进行单独地处理，例如进行加工、改变路线等。
止挡模块具有一个基体14，其上设置了一个止挡元件15，该止挡元件可以借助于可流体操纵的执行机构16从物体17的运动平面中移出和返回到该运动平面中。另外还设置了如上所述的减震机构12，借助于该减震机构，止挡元件15可以减震地从第一止挡位置运动到第二终端止挡位置。
这种具有减震机构12的止挡模块11的原理结构以及工作原理在EP 0 484 648中可以获得，这里详细参考了该文献。
特别如图2所示，设置了一个气动执行机构16，该执行机构具有一个在基体14的缸室20中可移动地导向的伺服活塞21。该伺服活塞21借助于调整弹簧、尤其是螺旋弹簧22固定在其上部终端位置，其中该螺旋弹簧设置在其下端面和一个下部的盖23之间。伺服活塞21借助于活塞密封件24密封地在缸室20的壁上导向。该控制活塞21在其上端面一体地过渡到尺寸宽大的活塞杆25中。作为替代方案也可以将伺服活塞21借助于固定机构、特别是螺纹连接件与活塞杆25连接。活塞杆25穿过基体14的上部区域延伸，并且以其上部自由端固定在减震机构12的减震缸26上。这种固定在此例如如此进行，活塞杆25在其上端部具有一个盲孔型凹槽27，其中容纳了一个在减震缸26上构成的销状突起28。为了避免减震缸26和活塞杆25之间的相对运动，可以在盲孔型凹槽27和轴颈型突起28之间进行压配合。
可以用气动控制压力P加载的第一压力管路29穿过基体14的侧壁延伸，并在伺服活塞21的上棱边或者上端面上通入。
大致在缸室20的一半高度处，第二压力管路30在缸室20和基体14的外侧面之间延伸。从该第二压力管路30开始，缸形构造的第三压力管路31垂直向上一直延伸到基体外侧面。从减震缸26开始，活塞形构造的第四压力管路32向下并且密封地延伸到第三压力管路31中。在此包围第四压力管路32的密封件33用于密封导向。活塞形构造的第四压力管路32运动稳定地与减震缸26连接，例如通螺纹连接、焊接、粘接、钎焊、挤压或者类似方式。活塞形的第四压力管路32通过另一个第五压力管路34与减震缸26的缸室35连接，方法是使减震活塞36可移动地导向，并且借助于活塞密封件相对于缸室35的壁进行密封。
在减震活塞36上设置了L形构造的止挡元件15，该止挡元件穿过封闭缸室35的缸盖37伸展。止挡元件15在此示例性地以两构件式的止挡元件15示出，其具有一个与减震缸26的缸轴线同轴延伸的、与减震活塞36连接的基体38和一个通过固定机构、尤其是通过螺纹连接件39与基体连接的、向上弯角的翼缘40。当然也可以使用一种整体式构造的止挡元件。
另外还设置了第一位置传感器41，通过该位置传感器可以确定止挡在止挡元件15上的物体17的止挡位置。在这里所述的具有减震机构的止挡模块中，使用第一位置传感器检测止挡元件15的终端止挡位置。该第一位置传感器41设置在减震缸26上的狭缝形凹槽60中，并且在减震活塞36完全驶入的情况下作出响应。作为替代方案可以将第一位置传感器41设置在缸盖中，从而该第一位置传感器例如是接近传感器，其检测止挡元件15的翼缘40的靠近。
此外设置了第二位置传感器42，其用于检测经过的物体的位置。为此第二位置传感器42可以固定在下面还要详细描述的控制模块单元43的上侧面上。最后还设置了第三位置传感器44，其用于检测止挡元件15的上面的在物体的运动轨道中的功能位置。
在止挡模块11中集成了一个用于总线系统47的、用于检测和处理至少一个位置传感器41、42、44的位置传感器信号的总线站46和至少一个可以通过该总线系统47电致动的、用于致动执行机构16的控制阀48。作为总线系统优选使用AS-i-总线系统。
控制阀48和在图2中示意示出的总线站46设置在上面提到的控制模块单元43中，该控制模块单元本身可拆卸地固定在止挡模块11的其余部分上，也就是基体14和减震机构12上。由减震机构12和基体14组成的单元也可以称为执行器单元。在外侧面上、尤其是在控制模块单元43的下侧面上例如有两个总线接口49a、49b，通过它们将内部的位于现场的总线站46连接在总线系统47外部的或者设置在外部的组件上，例如通过总线线路连接在外部控制器55上。最好其中一个总线接口49a是输出端，而另一个总线接口49b是输入端。各个位置传感器41、42、44同样通过内部的总线线路(未示出)与总线站46连接。另外在相同的设有总线接口49a，49b的外侧面上、也就是在控制模块单元的下侧面上有流体接口50a、50b，其中一个流体接口50a用于连接未受控制的流体管路(未示出)。所述的进气接口50a也通过压力管路65与控制阀48连接。控制阀48的工作接口也与第一压力管路29连接，从而受控制的压缩空气可以给到执行机构16的伺服活塞21上。另一个流体接口50b是所谓的排气接口，并且同样通过一个相应的压力管路(未示出)与控制阀48连接，从而在必要时也可以通过控制阀48进行排气。
止挡模块11的工作原理在于，来自右边的物体17-该物体用虚线示出并且例如是一个工件、尤其可以是机械零件或者类似物-首先到达止挡元件15的第一止挡位置，由此该止挡元件将减震活塞36推入缸室35中。挤出的空气通过活塞形构造的第四压力管路32并通过第三压力管路31到达执行机构16的缸室20中，并从那里通过一个设置在盖23上的通孔51进入大气。这里例如也可以设置一个消声器(未示出)，其抑制由此产生的噪音、尤其是在物体强烈碰撞时产生的噪音。减震机构的减震程度在此可以通过压力管路30、31、32、34的横截面调节。通过第一位置传感器41检测止挡元件15到达终端止挡位置，并报告给总线站46。
如果物体17沿着所示的方向13继续其运动，那么来自总线站46或者来自外部控制器55的控制信号就发送到控制阀48，该控制阀接着就换向，使得第一压力管路29以压力P加载。该压力使得伺服活塞21克服调整弹簧22的力向下运动，并通过活塞杆25向下拉动减震缸26，并由此同样向下拉动止挡元件15。由此物体17就可以通过。
当伺服活塞21的上棱边到达第二压力管路30的位置，那么该压力管路同样以压力P加载，从而压缩空气可以通过压力管路31、32和34流向缸室35。由此减震活塞36导回到其第一止挡位置。当物体17到达或者通过第二位置传感器42时，同样向总线站46报告一个位置传感器信号，该总线站然后也将一个指令发送到控制阀48，从而切断压力P。由此伺服活塞21就可以通过螺旋弹簧22的力重新回到所示的位置中，其中在伺服活塞21的上侧面上的压缩空气就可以通过第一压力管路29和控制阀48流向排气接口49a，并从那里流向大气。如果减震缸以及由此止挡元件15到达其上部功能位置，那么这也通过第三位置传感器44识别出，并在此将位置传感器信号传送到总线系统46。止挡模块11现在已经准备好对新到达的物体17进行分离。

Claims (12)

1.止挡模块，用于自动加工设备和运输设备，该止挡模块具有一个设置在基体(14)上的止挡元件(15)，所述止挡元件(15)用于在一个运动平面中沿当前的作业运动方向(13)移动的物体(17)，该止挡元件借助于可流体操纵的执行机构(16)从该运动平面移出和移回该平面中，其中设置至少一个位置传感器(41、42、44)，借助于该位置传感器可以至少检测止挡到该止挡元件(15)上的物体(17)的止挡位置，其特征在于：在该止挡模块(11)中集成了一个用于总线系统(47)的、用于检测和处理该至少一个位置传感器(41、42、44)的位置传感器信号的总线站(46)和至少一个可以通过该总线系统(47)电致动的、用于致动执行机构(16)的控制阀(48)。
2.按权利要求1所述的止挡模块，其特征在于至少一个用于连接未受控制的流体管路的流体接口(50a、50b)。
3.按权利要求2所述的止挡模块，其特征在于至少一个用于连接总线线路的总线接口(49a、49b)。
4.按权利要求3所述的止挡模块，其特征在于：所述至少一个流体接口(50a、50b)和所述至少一个总线接口(49a、49b)设置在止挡模块(11)的相同的外侧面上。
5.按权利要求1或者2所述的止挡模块，其特征在于：至少一个位置传感器(44)用于检测止挡元件(15)的上部的、位于物体(17)的运动轨道中的功能位置。
6.按权利要求1或者2所述的止挡模块，其特征在于：至少一个位置传感器(42)用于检测经过止挡模块(11)的物体(17)的位置。
7.按权利要求1或者2所述的止挡模块，其特征在于一个减震机构(12)，借助于该减震机构可以使止挡元件(15)在第一止挡位置和第二终端止挡位置之间减震地运动，其中借助于所述至少一个位置传感器(41)检测的止挡位置是止挡元件(15)的终端止挡位置。
8.按权利要求1或者2所述的止挡模块，其特征在于：作为总线系统设置现场总线系统。
9.按权利要求8所述的止挡模块，其特征在于：所述现场总线系统是AS-i-总线系统(47)。
10.按权利要求1或者2所述的止挡模块，其特征在于：设置与所述基体(14)分开构造的控制模块单元(43)，其中容纳了总线站(46)、控制阀(48)和至少一个位置传感器(41、42、44)。
11.按权利要求10所述的止挡模块，其特征在于：所述控制模块单元(43)可拆卸地固定在基体上。
12.按权利要求1或者2所述的止挡模块，其特征在于：所述控制阀(48)是电磁阀。
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