CN107061376B - 控制包括真空发生器的真空系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及控制包括真空发生器的真空系统，特别是涉及控制用于运输物体的真空系统中的真空发生器的控制器，真空系统包括经由第一开/关阀通过压缩空气流驱动的真空发生器，其被经由作为真空系统的真空腔室与包括在真空系统中的真空夹持器机构流体连接，以便由于压缩空气流将真空供应至真空夹持器机构，真空系统包括将压缩空气供应到真空系统内的第二阀；监控真空腔室内部的系统压力的压力传感器；真空系统控制器，控制器与第一开/关阀、第二阀和压力传感器通信，且当开/关阀不使空气流入真空发生器且控制器指示无真空产生时，如果检测到系统压力从压力平衡到负时间导数的波动，则控制器激活第二阀允许压缩空气流入真空腔室中。

Description

控制包括真空发生器的真空系统
技术领域
本发明涉及一种控制真空系统的控制方法以及用于真空系统的控制器，所述真空系统包括由压缩空气驱动的真空发生器，以便产生可应用于吸杯或相似装置的负压。
背景技术
本发明大体上涉及材料处理系统，以及更具体地涉及控制用于材料处理系统的真空杯的真空发生器的材料处理系统，该材料处理系统与物体接合并基本上经由包括真空发生器和吸杯的真空系统的操作与其密封。已知的是提供了一种材料处理系统，其包括适合于被移动到与物体接合的吸杯等，物体例如为基本上平坦的物体或面板等，并且将物体提升和移动到所需位置。这种吸杯可被移动到与物体接合，且真空发生器可以被致动以在物体和吸杯之间形成真空，使得当物体被搬运到目标区域后保留在吸杯。
通过真空系统中的真空发生器提供一个或多个吸杯处产生的真空，由此，压缩空气被供应或提供给真空发生器。
当供给到真空发生器的空气供给停止时，使得不产生真空，在真空系统中的真空可通过连接真空系统和系统外部的大气的通风口消散，并且当真空在系统中和吸杯中消散到足够量时，吸杯可以从物体释放。
从例如EP-1064464已知一种现有技术的装置，EP1064464公开了用于产生用于运输或提升目的的负压的真空喷射泵。而且在US-7950422中，公开了用于物料处理系统的自动释放真空装置。
尽管目前使用的用于运输的真空系统具有很多优点，但是使系统和/或一个或多个真空吸杯通风的时间在某些情况下被认为太长。
本发明的目的是实现一种改进的真空系统，所述真空系统通过处理起来更加用户友好型和具有更短的停止时间来消除或至少缓和上述缺陷。
为了减少在工业生产线的周期时间，已知提供具有用于从一个或多个吸杯主动释放物体的配置的真空发生器。已知的解决方案是通风，典型地是，例如经由控制阀将一个或多个吸杯或供应线和大气压连通。
从例如EP-B1-2263011已知了一种现有技术的装置，其中EP-B1-2263011公开了真空发生器，该真空发生器由高压空气驱动，且具有配置用于主动释放在吸杯中夹取的物体的机构。
尽管目前使用的系统和所使用的装置具有很多优点，但是使一个或多个吸杯通风的时间在某些情况下被认为过长。还有如下的问题，因为真空系统不允许大气进入系统，至少不够快速地进入系统，故有时吸杯粘附至表面。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于控制真空喷射器装置的方法、控制单元和真空系统，该方法、控制单元和真空系统消除或至少缓和上述缺陷。
上述目的是根据本发明的各方面和实施方式由本发明得以实现。本发明还包括优选的实施方式。
根据一个方面，提供一种控制用于运输物体的真空系统中的真空发生器的方法。真空系统包括经由第一开/关阀通过压缩空气流驱动的真空发生器。所述真空发生器被配置成经由作为所述真空系统的一部分的真空腔室与包括在真空系统中的真空夹持器机构流体连接，以便由于压缩空气流而将真空供应至所述真空夹持器机构。真空系统包括配置成将压缩空气供应到所述真空系统内的第二阀；用于监控所述真空腔室内部的系统压力的压力传感器；以及真空系统控制器。如果开/关阀不使空气流入所述真空发生器，且控制器指示无真空产生的状态，且如果检测到系统压力从压力平衡到负时间导数的波动，则激活第二阀，允许一些压缩空气流入真空系统中用于补偿以重新建立压力平衡。
根据另一方面，提供了一种用于控制用于运输物体的真空系统中的真空发生器的控制器。真空系统包括经由第一开/关阀通过压缩空气流驱动的真空发生器。所述真空发生器被配置成经由作为所述真空系统的一部分的真空腔室与包括在所述真空系统中的真空夹持器机构流体连接，以便由于压缩空气流而将真空供应至所述真空夹持器机构，其中，真空系统包括配置成将压缩空气供应到所述真空系统内的第二阀；用于监控真空腔室内部的系统压力的压力传感器；以及真空系统控制器。控制器配置成与第一开/关阀、第二阀和压力传感器通信，且当开/关阀不使空气流入所述真空发生器且控制器指示无真空产生的状态时，且如果检测到系统压力从压力平衡到负时间导数的波动，则控制器配置成激活第二阀，允许一些压缩空气流入真空腔室中用于补偿以重新建立压力平衡。
根据另一方面，提供一种用于运输物体的真空系统。真空系统包括经由第一开/关阀通过压缩空气流驱动的真空发生器，其中，所述真空发生器被配置成经由作为所述真空系统的一部分的真空腔室与包括在所述真空系统中的真空夹持器机构流体连接，以便由于压缩空气流而将真空供应至所述真空夹持器机构，其中，真空系统包括配置成将压缩空气供应到所述真空系统内的第二阀；用于监控所述真空腔室内部的系统压力的压力传感器；以及真空系统控制器。控制器配置成与第一开/关阀、第二阀和压力传感器通信，且当开/关阀不使空气流入所述真空发生器且控制器指示无真空产生的状态时，且如果检测到系统压力从压力平衡到负时间导数的波动，则控制器配置成激活第二阀，允许一些压缩空气流入真空腔室中用于补偿以重新建立压力平衡。
根据该目的，本发明解决了在喷射器驱动的真空系统中的问题，其中，由于真空系统不允许大气进入到系统中，故吸杯粘附在表面。控制器自动地检测该事件，且在其为无意识的情况下，将压缩空气喷射到真空系统以补偿和保持系统中与大气的平衡。
根据各个方面和实施方式，本发明解决了在这样的应用中频繁遇到但不限于这样的应用中的问题，在该应用中，具有人机控制的提升装置，该提升装置具有包括吸杯的夹持器和配备有含非返回阀的能量节省部，以当真空喷射器关闭或处于空闲模式时阻止大气进入真空系统。这是由于当夹持器被定位在作为目标的物体上时，甚至在在真空喷射器打开或处于操作模式之前，夹持器可抓住作为目标的表面或另一表面。
本发明的另一目的是提供一种包括释放功能的真空发生器，真空发生器能适应于对于空气的各种变化的需求，以便中断在真空夹持器机构中的真空。
附图说明
在下面参考附图更加详细地解释了本发明，其中，示意性地示出了本发明的实施方式。
图1是在用于包括真空发生器的真空系统10中的真空发生器的控制单元的实施方式的示意图。
具体实施方式
为了整体描述本发明的在用于运输物体的真空系统10中的实施方式，最初参考图1。
参照图1，现将描述本发明的实施方式，其中实施方式的对应于上述对真空系统的描述的细节将由先前在图1中使用的对应的附图标记表示。
真空系统10包括经由第一开/关阀1由压缩空气流驱动的真空发生器3，或用于控制压缩空气流的其它机构，其中，真空发生器3配置成经由作为真空系统10的一部分的真空腔室11与一个或多个包括在真空系统10中的真空夹持器6流体连接，由于压缩空气流流到真空发生器3，以便向真空夹持器6供应真空。真空系统10包括配置成向将压缩空气供应到真空系统10中的第二阀2。图1中，线Pair source表示来自压缩空气供应源AIR SOURCE的压缩空气流经由第一阀1流动到真空发生器3的方向。空气供应源AIR SOURCE通常是相同的，用于将压缩空气供应到真空发生器3(换言之供应到第一阀1)，以及将压缩空气供应到用于允许压缩空气进入系统10(通常进入真空腔室11内部)内的第二阀2，但是经由如图中所示的不同的供应连接线1a和1b完成。
用于检测系统压力P的压力传感器4设置在真空腔室11的内部、或在真空腔室11处、或居中地位于真空腔室11中。真空系统10还包括真空系统控制器5(还被称为“控制器”)。作为示例，但不限于此，阀1和阀2可为直接操作的电磁阀或者操作为导向阀，以致动导向阀将空气供应给真空发生器和/或真空系统10。
通常，控制器5配置成与第一开/关阀1、第二阀2和压力传感器4通信。真空系统10和/或真空发生器3可以与控制器5和控制阀1和控制阀2、以及系统压力传感器(有时也被称为压力计)集成在一起，其中后者可被用于监控在真空系统中的系统压力P，特别是监控真空腔室11中的系统压力P。
控制器5可通过组件限定和/或操作，该组件包括在用于控制真空发生器3的现有的控制器中实施的具体控制算法，还包括在真空系统中的其它部件。
当开/关阀1不使空气流到真空发生器3，且控制器5例如通过来自第一阀1或真空发生器本身的信号指示无真空产生的状态时，以及如果检测到系统压力P的从压力平衡到负时间导数的波动，例如如果在真空夹持器6处或在真空腔室11的内部检测到真空，则控制单元5配置成激活第二阀2，允许一些压缩空气流入真空腔室11以用于补偿以重新建立压力平衡，使得如所预期的没有负压而是大气压力。
以这种方式，根据一个方面，本发明的目的是提供具有立即空气供应的真空夹持器6以用于主动释放被真空夹持器6夹取的物体。本文中术语“真空夹持器”还包括多个真空夹持器和真空夹持机构。
相比于现有技术的其它的优点是没有浪费和/或易于使用。通常地但不限于此，由于仅使用了一个系统压力传感器4，故无需附加的传感器和外部功能。在每个真空夹持器6、例如吸杯上无需传感器，，但仅有一个如上述的居中地定位或中央传感器。
根据实施方式，允许进入真空腔室11的压缩空气的量基于允许进入真空腔室11的先前的释放周期的空气体积的持续时间来确定。基于先前的操作周期，根据各种实施方式的控制单元以及本发明的控制方法适应压缩空气的允许进入真空腔室11或真空系统10的量。控制单元5或本发明的方法无需人工干预或设定以被使用。这相对于现有技术的装置有优势，现有技术的装置常常需要操作者的密集的手工劳动或操作者设定具有不必要的长的时段的控制参数以确保适当的排出到大气中。对于手工设定和校准也是不需要的，因为每个周期的成效被自动地评估和使用以提高性能。
该实施方式的优点是，由于该方法和控制器5连续地适配，且仅如正常被激活且激活应用的实际需要指示的所需时间。
但是，根据替选实施方式，或此外，可以使控制器5适配成，操作者还可以手动调整控制参数以更好地适合应用或使用的各个需求。
排它地或依赖性地基于用于真空产生的输入信号，还可以禁用控制器5或本发明的控制方法。
可连续地或周期性地监控系统压力P且可自动地检测波动。
根据实施方式，分析了每个先前的释放周期以及其参数自动地重新评估。
在图1中示意性示出的真空发生器3通常实现为喷射器。真空夹持器机构6可实现为通常由真空发生器3供应的吸杯或吸杯组。
应当注意的是，为了示出本发明的目的，图1仅仅描绘了真空系统的总体配置，且真空系统实践中可包括附加阀、传感器和流体连接件以便使真空系统适应所需的功能性，这为本领域的技术人员已知。
本发明在所附的权利要求书中限定，包括从上面提供的教导而为本领域的技术人员所能理解的对本发明的上述变型和其它变型。
作为示例，在该示例中限定和/或操作控制器5的组件可通过在一个或多个通用或专用的计算装置上运行的特殊用途的软件(或固件)实施。这种计算装置可包括一个或多个处理单元，例如CPU(“中央处理器”)、DSP(“数字信号处理器”)、ASIC(“专用集成电路”)、离散模拟和/或数字组件，或一些其它的可编程的逻辑设备，例如FPGA(“现场可编程门阵列”)。在该背景下，可以理解的是控制器5的每个“组件”指代算法的概念上的等效替代；在组件和特定的硬件例程或软件例程之间不总是有一对一的对应。一块硬件有时包括不同的组件。例如，当执行一个指令时，处理单元可以充当一个组件，但当执行另一指令时，可以充当另一组件。此外，在某些情况下，一个组件可通过一个指令实施，但在一些其它情况下，可通过多个指令实施。计算装置还可以包括系统内存和系统总线，系统总线将包括系统内存的各个系统组件耦合到处理单元。系统总线可以是多种类型的总线结构中的任意类型，包括：内存总线或内存控制器、外围总线、和使用多种总线结构中的任意结构的局部总线。系统内存可以包括以易失性和/或非易失性内存形式的计算机存储介质，例如只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)和闪存。特殊用途的软件可以存储在系统内存中，或在其它可移除的/不可移除的易失性/非易失性计算机存储介质上，其包括在计算装置中或计算装置可访问，例如磁介质、光学介质、闪存卡、数字磁带、固态RAM、固态ROM等。计算装置可包括一个或多个通信接口，例如串行接口、并行接口、USB接口、无线接口、网络适配器等。一个或多个I/O装置可经由通信接口连接到计算装置，通信接口包括例如键盘、鼠标、触摸屏、显示器、打印机、磁盘驱动器等。专用软件可在任何合适的计算机可读介质上设置于计算装置，该计算机可读介质包括记录介质、只读存储器、或电子载波信号。
通常，操作控制器的所有功能和方法包含在一个紧凑的封装中。

Claims (16)

1.一种控制用于运输物体的真空系统中的真空发生器的方法，所述真空系统包括经由第一开/关阀通过压缩空气流驱动的真空发生器，其中，所述真空发生器被配置成经由作为所述真空系统的一部分的真空腔室与包括在所述真空系统中的真空夹持器机构流体连接，以便由于所述压缩空气流而将真空供应至所述真空夹持器机构，其中，所述真空系统包括：配置成将压缩空气供应到所述真空系统内的第二阀；用于监控所述真空腔室内部的系统压力的压力传感器；以及真空系统控制器，其特征在于，当所述第一开/关阀不使空气流入所述真空发生器且所述控制器指示无真空产生的状态时，且如果检测到所述系统压力从与大气的压力平衡到负时间导数的波动，则激活所述第二阀，从而允许一定量的压缩空气流入所述真空系统中用于补偿以重新建立所述与大气的压力平衡。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，连续地监控所述系统压力且自动地检测所述波动。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，周期性地监控所述系统压力且自动地检测所述波动。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，基于允许进入所述真空腔室的空气体积的先前的释放周期的持续时间来确定允许进入所述真空腔室的压缩空气的所述量。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，分析了每个先前的释放周期以及自动地重新评估所述释放周期的参数。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，还通过操作者手动地调整所述参数。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，仅通过操作者手动地调整所述参数。
8.一种控制用于运输物体的真空系统中的真空发生器的控制器，所述真空系统包括经由第一开/关阀通过压缩空气流驱动的真空发生器，其中，所述真空发生器被配置成经由作为所述真空系统的一部分的真空腔室与包括在所述真空系统中的真空夹持器机构流体连接，以便由于所述压缩空气流而将真空供应至所述真空夹持器机构，其中，所述真空系统包括：配置成将压缩空气供应到所述真空系统内的第二阀；用于监控所述真空腔室内部的系统压力的压力传感器；以及所述控制器，其特征在于，所述控制器配置成与所述第一开/关阀、所述第二阀和所述压力传感器通信，且当所述第一开/关阀不使空气流入所述真空发生器且所述控制器指示无真空产生的状态时，且如果检测到所述系统压力从与大气的压力平衡到负时间导数的波动，则所述控制器配置成激活所述第二阀，从而允许一定量的压缩空气流入所述真空腔室中用于补偿，以重新建立所述与大气的压力平衡。
9.根据权利要求8所述的控制器，其中，所述控制器配置成连续地监控所述系统压力且自动地检测所述波动。
10.根据权利要求8所述的控制器，其中，所述控制器配置成周期性地监控所述系统压力且自动地检测所述波动。
11.根据权利要求8所述的控制器，其中，所述控制器配置成基于允许进入所述真空腔室的空气体积的先前的释放周期的持续时间来确定允许进入所述真空腔室的压缩空气的所述量。
12.根据权利要求8所述的控制器，其中，所述控制器配置成分析每个先前的释放周期且自动地重新评估所述释放周期的参数。
13.一种用于运输物体的真空系统，所述真空系统包括经由第一开/关阀通过压缩空气流驱动的真空发生器，其中，所述真空发生器被配置成经由作为所述真空系统的一部分的真空腔室与包括在所述真空系统中的真空夹持器机构流体连接，以便由于所述压缩空气流而将真空供应至所述真空夹持器机构，其中，所述真空系统包括配置成将压缩空气供应到所述真空系统内的第二阀；用于监控所述真空腔室内部的系统压力的压力传感器；以及真空系统控制器，其特征在于，
所述控制器配置成与所述第一开/关阀、所述第二阀和所述压力传感器通信，且
当所述第一开/关阀不使空气流入所述真空发生器且所述控制器指示无真空产生的状态时，且如果检测到所述系统压力从与大气的压力平衡到负时间导数的波动，则所述控制器配置成激活所述第二阀，从而允许一定量的压缩空气流入所述真空腔室中用于补偿，以重新建立所述与大气的压力平衡。
14.根据权利要求13所述的真空系统，其中，所述控制器配置成连续地监控所述系统压力且自动地检测所述波动。
15.根据权利要求13所述的真空系统，其中，所述控制器配置成周期性地监控所述系统压力且自动地检测所述波动。
16.根据权利要求13所述的真空系统，其中，所述控制器配置成基于允许进入所述真空腔室的空气体积的先前的释放周期的持续时间来确定允许进入所述真空腔室的压缩空气的所述量。
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