CN101171193B - 控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于真空夹持器(22)的控制装置，包括：用于喷射器(34)的工作压缩空气的输入端(12)；用于控制阀(32)的控制压缩空气的输入端(18)；真空连接器(24)，在其上连接有所述真空夹持器(22)和所述喷射器(34)，其中所述控制阀(32)具有可在非工作位置和工作位置之间移动的活塞(30)，所述活塞借助于在一端侧上加载的复位力保持在其非工作位置上并且在所述非工作位置上通过在其另一端侧(48)上的平面区段(46)逆着复位力加载有所述工作压缩空气，并且所述活塞具有受控制压缩空气作用的控制面(48)，其中所述控制压缩空气逆着复位力加载在所述控制面(48)上，所述工作压缩空气在平面区段(46)上的力小于复位力并且所述控制压缩空气在控制面(48)上的力与所述工作压缩空气在平面区段(46)上的力的和大于复位力，从而将所述控制阀(32)由非工作位置转移到工作位置中并且从而将用于工作压缩空气的输入端(12)与喷射器(34)连接。

Description

控制装置

技术领域

本发明涉及一种用于至少一个真空夹持器的控制装置。

背景技术

已知真空夹持器具有各式各样的实施形式。它们用于借助于低压固定物体，使得这些物体能够被举起并且送到另一个地点。在大型的物体的情况下，它们可以由多个真空夹持器抓住，一方面使得这些物体不变形，另一方面使得重力和在运送中出现的加速度力以及减速度力分配到多个真空夹持器上。为了以上目的，使用真空夹持器场，它们装配有多个单个真空夹持器并且它们整面地放在要操作的物体上。如果物体的形状与真空夹持器场的形状不同或者物体具有裂口，那么可能会发生各个真空夹持器都未被覆盖。那么这些真空夹持器将吸取环境空气，这是不希望的。此外还存在如下的危险，这些真空夹持器在工件旁经过或者穿过该工件并且从而可能损坏在真空夹持器上的密封唇。对于机械控制已知的是，根据工件的形状和结构仅仅控制这样的真空夹持器，它们可靠地置于工件上并且被其覆盖。只在这些真空夹持器上提供低压。由此，避免没有使用的真空夹持器吸入环境空气。此外，通过机械控制只将为运送工件所需要的真空夹持器朝向工件伸出。其他的未用的真空夹持器保持在收回的非工作位置，这样不会损坏其密封唇。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种控制装置，利用该控制装置可以以简单的方式控制真空夹持器使得向所述真空夹持器供给低压并且同时从其非工作位置移动到其工作位置。

按照本发明，该任务利用一种控制装置来实现，该控制装置包括：用于喷射器的工作压缩空气的输入端；用于控制阀的控制压缩空气的输入端；真空连接器，在其上连接有真空夹持器和喷射器，其中控制阀具有可在非工作位置和工作位置之间移动的活塞，该活塞借助于在一端侧上加载的复位力保持在其非工作位置上并且在该非工作位置上通过在其另一端面上的平面区段逆着复位力加载有工作压缩空气，并且该活塞具有受控制压缩空气作用的控制面，其中控制压缩空气逆着复位力加载在控制面上，并且其中工作压缩空气在平面区段上的力小于复位力并且控制压缩空气在控制面上的力和工作压缩空气在平面区段上的力的和大于复位力，并且从而控制阀由非工作位置转移到工作位置中并且从而将用于工作压缩空气的输入端与喷射器连接。

按照本发明的控制装置具有的主要优点是，仅仅设置唯一的要移动的部件，即一个可以在非工作位置和工作位置之间移动的活塞，该活塞是控制阀的一部分，通过该控制阀来控制喷射器。在该活塞的一个端面上永久地作用有复位力，该复位力将该活塞保持在非工作位置。在对面的一个端面上永久地作用有工作压缩空气，其中作用面仅通过端面积的一个平面区段来实现，该平面区段大小为使得作用其上的力小于复位力。由此，活塞保持在非工作位置中。

除了该平面区段，活塞还具有受控制压缩空气作用的控制面。当启动控制装置、也就是说由机械控制装置触发控制装置时，控制压缩空气加载该活塞。那么在该活塞的一侧上作用有复位力，而在另一侧上不仅作用有在平面区段上的工作压缩空气而且在控制面上作用有控制压缩空气，其中工作压缩空气和控制压缩空气的力的和大于复位力。由此，活塞由非工作位置移动到工作位置并且打开控制阀，使得向喷射器供给工作压缩空气。  在一个改进方案中提出，设置有用于提升或者下降真空夹持器的工作汽缸的工作液体的输入端和用于工作汽缸的工作液体的输出端，并且在活塞处于工作位置时该输入端与输出端连接。这具有如下的结果，该活塞在移动到其工作位置中时同时也打开了在用于工作汽缸的工作液体的输入端和输出端之间的连接。但这也意味着，在控制装置没有受触发时不仅不吸入空气——因为没有向喷射器供给工作压缩空气——而且也不移动真空夹持器——因为工作汽缸保持静止。

如上所述，有利的是，仅活塞从其非工作位置移动到其工作位置中并且由此需要很少的运动部件。然而这也意味着，本发明的控制装置磨损少并且几乎不需维修并因此不需担心故障。

一个有利的实施形式提出，根据本发明的控制装置构造为控制模块。其具有的主要优点是，多个这样的控制模块可以组合成一个单元，使得它们能够一起地例如被供给工作压缩空气和/或用于工作汽缸的工作液体。这种装置节省空间并且可简单地安装，使得在真空夹持器场中控制装置所需的空间不大于真空夹持器所要求的空间。

另一个优点在于，引导阀的电控制装置能够以印刷电路板的形式实现并且由此整个控制模块只需与单个的线缆或者总线电接触。

根据本发明，用于活塞的复位力是机械的、气动的、液压的、磁性的或者电磁的性质。有利地，由压力弹簧提供复位力。通过压力弹簧的可调的预加载可以以简单的方式调节活塞的开关操作压力。

有利地，该活塞具有唯一的配合密封件。这主要具有的优点是，将当活塞从非工作位置移动到工作位置以及移动回去时的摩擦力减小到最小。通过该配合密封件完全防止了，在活塞的非工作位置或工作位置中的液体溢出到相邻的空间中。在活塞从一个位置移动到另一个位置期间它不需要密封，因为这种移动是在很短的时间段上进行的。因为不使用滑动密封，所以活塞可以用很小压差移动并且不需克服静摩擦。此外，活塞不受到磨损。

在一个改进方案中提出，活塞的平面区段由密封件圈定，并且在活塞的非工作位置上平面区段经过该密封件与控制面分开。通过这种方式，当活塞处于其非工作位置时平面区段可以仅仅被加载工作压力，而活塞不逆着复位力移动，其中该平面区段相对于端面的总面积具有小面积。所述密封件防止工作压缩空气的力除了作用于平面区段还作用到控制面上。

该密封件有利地固定地设置并且该活塞在非工作位置中贴靠于该密封件。由此，减小了活塞的要移动的质量并且该活塞可以简单地设有贴靠于密封件的密封面。

在一个有利的实施例中，用于工作压缩空气的管道由该密封件包围，并且在该密封件内部通向活塞。该密封件由此也具有如下的任务，将用于工作压缩空气的管道相对于环境密封，使得工作压缩空气仅仅作用到活塞的相关的平面区段上。

本发明的一个改进方案提出，用于控制压缩空气的管道在该密封件外部通向活塞。由此，该密封件将用于工作压缩空气的管道与用于控制压缩空气的管道分开。但是，只要活塞离开其非工作位置并且不再靠着该密封件，用于工作压缩空气和用于控制压缩空气的两个管道就彼此连接，并且两种压力施加在活塞的端面上，而且朝向喷射器输送工作压缩空气。因此，在喷射器和用于工作压缩空气的管道之间的连接永久地打开，使得已经通过工作压缩空气启动喷射器。在控制阀打开后，也就是说在活塞由非工作位置移动到工作位置中后，如上所述，用于工作压缩空气和用于控制压缩空气的两个管道彼此连接，使得工作压缩空气也流向喷射器。

本发明的另一个重要的优点在于，它在电流中断时或者在机械程序中断时具有保持功能。即使在控制压缩空气被切断时，处于工作位置的活塞也可以保持在该位置上。这是可能的，因为平面区段和控制面都被工作压缩空气加载并且因此该工作压缩空气流向喷射器。

通过引导阀的瞬时的接通，控制阀活塞被移动并且喷射器工作。接着，立刻再次断开引导阀，因为控制阀活塞保持在其工作位置并且喷射器继续工作。通过分岔出的管道瞬时地启动第二活塞，但是第二活塞立刻回到其输出或非工作位置，因为引导阀在启动后立即被停用，在分岔出的管道中的压力被消除了。如果现在要放下工件，则重新启动引导阀，从而移动第二活塞并且阻塞喷射器的出口。喷射器然后通过其真空连接器排气，从而向真空夹持器加载压缩空气。

本发明的另外的优点、特征和细节由从属权利要求和下面的描述得到，在其中参考附图具体描述了另一个实施例。在此，在附图中示出的以及在说明书和权利要求中提到的特征分别各自单独地或者以任意组合形式地具有发明本质。

本发明的另外的优点、特征和细节由从属权利要求和下面的描述得到，在其中参考附图具体描述了两个特别有利的实施例。在此，在附图中示出的以及在说明书和权利要求中提到的特征分别各自单独地或者以任意组合形式地具有发明本质。

附图说明

在附图中示出了：

图1示出具有处于非工作位置的活塞的根据本发明的控制装置的第一实施形式的横截面；

图2示出按照图1的具有处于工作位置的活塞的截面；

图3示出具有真空夹持器和工作汽缸的控制装置的线路图；

图4示出具有处于非工作位置的控制阀活塞的根据本发明的控制装置的第二实施形式的横截面；

图5示出按照图4的具有处于工作位置的活塞的截面；以及

图6示出具有真空夹持器和工作汽缸的控制装置的线路图。

具体实施方式

在图1和2中用附图标记10示出了一个阀组，其构造为坚固的部件。阀组10具有用于工作压缩空气的输入端12以及用于工作液体的输入端14，其中所述输入端12构造为横向孔，同样所述输入端14构造为横向孔。这些横向孔具有如下的优点：多个阀组10可以在按照图1观察方向上连续地设置，使得输入端12和14分别互相对准，这样可以向所有的阀组10一起供给工作压缩空气和工作液体。此外，还可以看出，在阀组10上装配有引导阀16，利用它打开以及关闭用于控制压缩空气的输入端18。这些部件都具有相同的宽度(在观察方向看的尺寸)。

输入端18具有至输入端12的连接20，使得能够从工作压缩空气分岔出控制压缩空气。引导阀16由机械控制装置(未示出)电动地控制并且由此有目的地开动或者停用真空夹持器22(图3)。此外，阀组10还具有用于真空夹持器22的真空连接器24和输出端26，在其上连接有工作汽缸28(图3)。

在阀组10的内部可水平移动地安置有活塞30，其中在图1中示出活塞30在其非工作位置中。活塞30是控制阀32的一部分，借助于它控制向喷射器34输送工作压缩空气并且控制用于工作液体的输入端14和输出端26的连接。

下面详细描述阀组10的功能。如果工作压缩空气施加在输入端12上，则通过旁路36将其引向栓塞38，并且由那里经过中央管道40导向活塞30。因为活塞30的端面42贴靠于由栓塞38保持的密封件44，所以密封件44将端面42分成平面区段46和控制面48。在活塞30的在图1中所示的位置上，工作压缩空气仅仅施加在端面42的平面区段46上。然而，活塞30保持在图1所示的非工作位置中，因为活塞在其对面的一侧上由压力弹簧50支撑，并且压力弹簧50的复位力大于工作压缩空气作用在平面区段46上的力。

如果通过控制引导阀16将输入端12经过连接20与输入端18连接，则工作压缩空气的一部分作为控制压缩空气经过管道52输送给控制面48，使得在端面42上的总压力通过控制压缩空气作用在控制面48上的压力来提高。在平面区段46和控制面48上的工作压缩空气和控制压缩空气的两个压力的和高于弹簧50的复位力，使得活塞30移动到在图2中所示的工作位置中。在活塞30的该位置中，控制压缩空气和工作压缩空气经过连接54流向喷射器34，该喷射器接着抽吸在真空连接器24空气并且在真空夹持器22上产生低压。从喷射器34出来的空气经过排气通道56从阀组10中排出。

但是，借助于活塞30的移动，从该活塞径向伸出的密封唇58也离开密封面60，并且由此输入端14经过通道62与用于工作液体的输出端26连接。这导致如下的结果：通过将活塞30从图1中所示的非工作位置移动到图2中所示的工作位置中，将工作液体输送给工作汽缸28的压力腔64(图3)，使得真空夹持器22伸出。该活塞在其工作位置中经过配合密封件65靠在阀组10的圆锥体67上。在一个改进方案中提出，真空连接器24或者通道62与压力传感器连接，这些压力传感器承担监控的功能并且将相应的信号转发给控制装置。

如果现在例如由于电流中断或者故障应该不再将引导阀16接通并且在输入端12和输入端18之间的连接20断开，使得控制压缩空气中断，则活塞30继续被保持在图2中所示的工作位置中，因为在整个端面42上、也就是说在平面区段46和在控制面48上都存在工作压缩空气作用而且因此所产生的压力大于压力弹簧50的复位力。只要活塞30已经从密封件44上离开，控制压缩空气是否作用在端面42上就无关紧要了。控制压缩空气仅仅对于活塞30从密封件44上离开的过程是需要的，然而对于将活塞30保持在工作位置中是不需要的。

这意味着，根据本发明的控制装置即使在电流中断或者机械控制故障时也产生低压并且将真空夹持器22保持在已伸出的位置，使得已吸起和举起的工件继续可靠地被抓住。这样工件不会从真空夹持器22落下。

此外在图1和2中还示出了用于压缩空气的输入端66，通过它活塞68可以从图1和2所示的位置向右移动。在该移动到的位置中，活塞68阻塞排气通道56，使得喷射器34通过真空连接器24排气。如果真空夹持器22要松开被抓住的物体，则通过如下的方式来消除低压并且由此放下工件，即不再通过真空连接器24抽吸而是通过真空连接器24排出压缩空气，这在上面已阐述过。

在图3中所示的线路图示出了脉冲阀70，通过它控制所述控制压缩空气的输送。在脉冲阀70打开时，工作压缩空气经过旁路36和平面区段46施加在控制阀32上。只要打开引导阀16，除了工作压缩空气外控制压缩空气经过通道18也施加在控制阀32上，由此使活塞30移动。之后，至喷射器34的连接17是打开的，使得喷射器能通过连接器24抽吸空气。同时输入端14经过通道62与输出端26连接。如果在输入端66上存在压力，则活塞68被移动，使得喷射器34如上所述地排气。

工作汽缸26的复位和真空夹持器22的提起以如下方式进行，即经过在另外的压力腔72中的连接器74来施加压力。

此外由图3还可以看出，经过输入端14输送的工作液体也作用在活塞的对着压力弹簧50的端侧上并且可以支撑该压力弹簧50。

在图4和5中还可以看出，从输入端18分岔出管道100，它导向活塞68的端侧102。该活塞68可移动地设置在孔98中并且能够从图4和5所示的位置向右移动。在该移动到的位置中，活塞68阻塞排气通道56，其方式是活塞经过它，使得喷射器34通过真空连接器24排气。如果真空夹持器22要松开被抓住的物体，那么通过如下的方式来消除低压并且由此放下物体或者工件，即经过真空连接器24不再吸入而是排出压缩空气，这在上面已阐述过。

这也这意味着：为了排气，启动引导阀16并且经过管道100向端侧102输送压缩空气。虽然在抽吸过程开始时、也就是说在控制阀活塞30移动时也通过管道100输送压缩空气，然而这几乎不产生作用，因为一方面还未吸取工件，另一方面仅仅瞬时地操作引导阀16。在控制阀活塞30的移动之后又停用引导阀16，因为控制阀活塞30只要借助于在输入端12上的工作压缩空气就能被保持。

在引导阀16断开之后，止回阀101阻止工作压缩空气至管道100的溢流。该止回阀101设置在管道100的分支点和朝向平面区段48的出口之间的输入端18中。该止回阀101朝向管道100的分支点关闭。

在图6中所示的线路图示出了脉冲阀70，经过它控制工作压缩空气的输送。在脉冲阀70打开时，工作压缩空气经过旁路36和平面区段46施加在控制阀32上。只要打开引导阀16，除了工作压缩空气外的控制压缩空气经过通道18也施加在控制阀32上，由此控制阀活塞30被移动。之后，至喷射器34的连接17是打开的，这样它可以通过连接器24吸入空气。同时输入端14经过通道62与输出端26连接。如果在管道100上存在压力，则活塞68被移动，使得喷射器34如上所述地排气。

工作汽缸26的复位和真空夹持器22的提起通过如下的方式来进行，即通过连接器74在另一个压力腔72中施加压力。

由图6还可以看出，经过输入端14输送的工作液体也可作用在控制阀活塞30的对着压力弹簧50的端侧并且支撑压力弹簧50。

如果要放开所吸的物体，则重新操作引导阀16，使得压缩空气经过在止回阀101之前并由输入端18分岔的管道100被引导至活塞68的端侧102，该活塞68关闭喷射器34的输出端，使得喷射器34通过真空连接器24排气。

Claims (24)

1.一种用于至少一个真空夹持器(22)的控制装置，包括：

用于喷射器(34)的工作压缩空气的输入端(12)，

用于控制阀(32)的控制压缩空气的输入端(18)，

真空连接器(24)，在其上连接有所述真空夹持器(22)和所述喷射器(34)，

其中所述控制阀(32)具有可在非工作位置和工作位置之间移动的控制阀活塞(30)，所述控制阀活塞借助于在一端侧上加载的复位力保持在其非工作位置上并且在所述非工作位置上通过在其另一端侧上的平面区段(46)逆着复位力加载有工作压缩空气，从而所述控制阀(32)由非工作位置转移到工作位置中并且从而将用于工作压缩空气的所述输入端(12)与所述喷射器(34)连接，其特征在于，所述控制阀活塞具有受控制压缩空气作用的控制面(48)，其中所述控制压缩空气逆着复位力加载在所述控制面(48)上，并且其中所述工作压缩空气在平面区段(46)上的力小于所述复位力并且所述控制压缩空气在所述控制面(48)上的力与所述工作压缩空气在所述平面区段(46)上的力的和大于所述复位力。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，其构造为阀组(10)。

3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，设置有用于工作液体的输入端(14)。

4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，设置有用于工作液体的输出端(26)。

5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述控制阀活塞(30)在其工作位置中将用于工作液体的输入端(14)和输出端(26)连接。

6.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述复位力是机械的、气动的、液压的、磁性的或者电磁的性质。 

7.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述复位力由压力弹簧(50)和/或工作液体的压力提供。

8.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述控制阀活塞(30)具有唯一的配合密封件(65)。

9.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述控制阀活塞(30)的平面区段(46)由栓塞(38)保持的密封件(44)圈定，并且在所述控制阀活塞(30)的非工作位置中所述平面区段(46)经过所述由栓塞(38)保持的密封件(44)与控制面(48)分开。

10.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，所述由栓塞(38)保持的密封件(44)是固定的并且所述控制阀活塞(30)在非工作位置中贴靠于所述由栓塞(38)保持的密封件(44)。

11.根据权利要求9或10所述的控制装置，其特征在于，用于工作压缩空气的管道由所述由栓塞(38)保持的密封件(44)包围，并且在所述由栓塞(38)保持的密封件(44)内部通向控制阀活塞(30)。

12.根据权利要求9或10所述的控制装置，其特征在于，用于控制压缩空气的管道在所述由栓塞(38)保持的密封件(44)外部通向控制阀活塞(30)。

13.根据权利要求9或10所述的控制装置，其特征在于，所述由栓塞(38)保持的密封件(44)将用于工作压缩空气的管道与用于控制压缩空气的管道分开。

14.根据权利要求9或10所述的控制装置，其特征在于，所述由栓塞(38)保持的密封件(44)是另一配合密封件。 

15.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述控制阀(32)的开关特性通过控制阀活塞(30)的彼此相对的端面积的大小比例来调节或者改变。

16.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，其构造为阀组(10)，并且通过共同的印刷电路板对多个控制装置的引导阀(16)进行控制。

17.根据权利要求1所述的用于至少一个真空夹持器(22)的控制装置，其特征在于，吸气管道(24)和用于工作液体的管道(62)通过压力传感器监控。

18.根据权利要求1所述的用于至少一个真空夹持器(22)的控制装置，其特征在于，具有喷射器功能和/或输送工作液体功能。

19.根据权利要求1所述的用于至少一个真空夹持器(22)的控制装置，其特征在于，由用于控制阀(32)的控制压缩空气的所述输入端(18)分岔出管道(100)，其通向第二活塞(68)的端侧(102)，所述第二活塞在其非工作位置中释放所述喷射器(34)的所述输出端并且在其工作位置中关闭所述喷射器(34)的所述输出端。

20.根据权利要求19所述的用于至少一个真空夹持器(22)的控制装置，其特征在于，所述第二活塞(68)的另外的端侧或者侧面由所述喷射器(34)的输出端加载。

21.根据权利要求19或20所述的用于至少一个真空夹持器(22)的控制装置，其特征在于，当所述第二活塞(68)处于其工作位置中时，所述第二活塞(68)的侧面经过排气通道(56)。

22.根据权利要求19或20所述的用于至少一个真空夹持器(22)的 控制装置，其特征在于，止回阀(101)设置在用于控制阀(32)的控制压缩空气的所述输入端(18)中并且处于所述分岔出的管道(100)的分支点和朝向平面区段(46)的出口之间。

23.根据权利要求22所述的用于至少一个真空夹持器(22)的控制装置，其特征在于，所述止回阀(101)朝向分岔出的管道(100)的分支点关闭。

24.根据权利要求22所述的用于至少一个真空夹持器(22)的控制装置，其特征在于，所述止回阀(101)是球阀。 

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