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Die Erfindung betrifft ein pneumatisches System mit einer Vielzahl von Ventilanordnungen zur Bereitstellung einer Vielzahl von unabhängig voneinander in einen Belüftungs- und einen Entlüftungszustand schaltbaren Arbeitsanschlüssen, und einer Vielzahl von Antrieben, die jeweils wenigstens über einen Verbrauchsanschluss und ein Antriebsglied verfügen, das über eine Belüftung und/oder Entlüftung des jeweiligen Verbrauchsanschlusses zwischen wenigstens zwei Stellungen bewegt werden kann, sowie über eine Sensoreinrichtung zur Detektion von Stellungsänderungen des Antriebsglieds, wobei das pneumatische System ferner eine Steuereinheit umfasst, die ausgebildet ist, die Arbeitsanschlüsse zwischen dem Entlüftungszustand und dem Belüftungszustand umzuschalten und mittels der Sensoreinrichtungen Stellungsänderungen der Antriebsglieder zu erfassen, und wobei die Arbeitsanschlüsse mit den Verbrauchsanschlüssen pneumatisch verbunden sind.
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Zur Inbetriebnahme des genannten pneumatischen Systems ist es konventionell erforderlich, die Arbeitsanschlüsse mit den Verbrauchsanschlüssen gemäß einem vorgegebenen Schaltplan zu verbinden. Dies ist unter Umständen äußerst aufwändig und stellt zudem häufig eine Fehlerursache dar. Gerade wenn die Zahl der Arbeitsanschlüsse und Verbrauchsanschlüsse sehr hoch ist, kann es äußerst zeitaufwändig sein, gemäß einem vorgegebenen Schaltplan von jedem Arbeitsanschluss einzeln einen Verbindungsschlauch zu dem jeweils zugeordneten Verbrauchsanschluss zu ziehen. Werden die Verbindungsschläuche in einem Bündel bereitgestellt, so ist es in der Regel schwierig, beim Verbinden jeweils den korrekten Verbindungsschlauch zu identifizieren.
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Die
DE 196 28 221 A1 beschreibt eine Maschine mit einer Mehrzahl fluidbetätigter Arbeitszylinder. Die Betriebspositionen der Arbeitszylinder werden auf Grundlage eines Verbrauchs eines zugeführten fluidischen Druckmediums bestimmt.
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Die
EP 0 803 653 A1 beschreibt eine pneumatische Betätigungsanordnung mit mehreren Verbrauchern, deren Arbeitsräume über Druckleitungen mit elektrisch betätigbaren Umschaltorganen verbunden sind, welche ihrerseits über Versorgungsdruckleitungen mit einer gemeinsamen Druckquelle und über elektrische Signalleitungen mit einer gemeinsamen Steuereinheit in Verbindung stehen.
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Die
DE 11 2004 000 574 T5 beschreibt eine Vorrichtung zum Steuern einer Position eines fluidbetriebenen Zylinders mit wenigstens einer Fluidkammer, die von einem Kolben definiert ist, der innerhalb eines Gehäuses zur Bewegung zwischen ersten und zweiten Bewegungsendlagen angeordnet ist.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen zu ergreifen, um eine zeiteffiziente und fehlersichere Zuordnung zwischen Arbeitsanschlüssen und Verbrauchsanschlüssen zu gewährleisten.
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Diese Aufgabe wird für ein pneumatisches System der genannten Art anhand der im Kennzeichen des Anspruchs 1 definierten Merkmale gelöst. Erfindungsgemäß ist die Steuereinheit ausgebildet, zur Inbetriebnahme des pneumatischen Systems Arbeitsanschlüsse sukzessive umzuschalten, dadurch bewirkte Stellungsänderungen der Antriebsglieder zu erfassen und Zuordnungen zwischen Arbeitsanschlüssen und Verbrauchanschlüssen gemäß den erfassten Stellungsänderungen zu bestimmen.
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Erfindungsgemäß werden demnach die Zuordnungen zwischen Arbeitsanschlüssen und Verbrauchsanschlüssen erst nach dem Verbinden der Arbeitsanschlüsse mit den Verbrauchsanschlüssen bestimmt. Somit ist es nicht erforderlich, bereits beim Verbinden auf eine bestimmte Zuordnung zwischen den Arbeitsanschlüssen und den Verbrauchsanschlüssen zu achten. Ferner werden erfindungsgemäß die Zuordnungen zwischen den Arbeitsanschlüssen und den Verbrauchsanschlüssen automatisch mittels einer von der Steuereinheit ausgeführten Prozedur ermittelt. Der Benutzer bzw. Installateur muss somit nur noch die Arbeitsanschlüsse mit den Verbrauchsanschlüssen in irgendeiner, beliebigen Weise verbinden. Die Zuordnungen zwischen Arbeitsanschlüssen und den Verbrauchsanschlüssen werden dann von dem erfindungsgemäßen System selbständig vorgenommen.
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Insbesondere ist die Steuereinheit dabei ausgebildet, die Arbeitsanschlüsse nacheinander bzw. sukzessive von einem Entlüftungszustand oder einem Sperrzustand in einen Belüftungszustand umzuschalten. Vorzugsweise wird dabei ein zuvor belüfteter Arbeitsanschluss erst entlüftet, bevor ein nächster Arbeitsanschluss belüftet wird.
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Alternativ oder zusätzlich dazu ist es auch möglich, dass die Steuereinheit ausgebildet ist, die Arbeitsanschlüsse sukzessive von einem Belüftungszustand oder Sperrzustand in einen Entlüftungszustand umzuschalten. Ein solches Umschalten kann insbesondere dann eingesetzt werden, wenn es sich bei den Antrieben um einfachwirkende Antriebe handelt.
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Unter einem Belüftungs- bzw. Entlüftungszustand wird in diesem Zusammenhang ein Zustand verstanden, in dem ein Arbeitsanschluss über ein Schalten eines oder mehrerer Ventile des jeweiligen Ventilmoduls mit einer Entlüftungs- bzw. Belüftungsleitung pneumatisch verbunden wird. Auf der Belüftungsleitung liegt dabei ein höherer Druck als auf der Entlüftungsleitung. Vorzugweise können die Arbeitsanschlüsse ferner in einen Sperrzustand versetzt werden. Der Sperrzustand ist ein Zustand, in dem der Arbeitsanschluss gesperrt bzw. geschlossen ist und so weder mit der Belüftungsleitung noch der Entlüftungsleitung verbunden ist.
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Erfindungsgemäß wird demnach ein Arbeitsanschluss nach dem anderen auf den Belüftungszustand – und damit auf einen erhöhten Druck – geschaltet. Jeder Arbeitsanschluss ist mit einem vorzugsweise zufällig gewählten Verbrauchsanschluss eines Antriebs verbunden, so dass über die Druckerhöhung an einem Arbeitsanschluss eine Bewegung bzw. Stellungsänderung eines Antriebsglieds bewirkt werden kann. Beispielsweise findet eine solche Stellungsänderung des Antriebsglied bei einem doppeltwirkenden Pneumatikzylinder statt, wenn eine der beiden Arbeitskammern des Pneumatikzylinders belüftet wird, die andere Arbeitskammer jedoch gesperrt bleibt, da als Arbeitsfluid in beiden Arbeitskammer Luft vorgesehen ist, die komprimiert werden kann. Diese Stellungsänderung kann wiederum mittels der Sensoreinrichtung erfasst werden.
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Wird nun nach einem Schalten eines Arbeitsanschlusses auf einen Belüftungszustand mittels einer Sensoreinrichtung eine Stellungsänderung eines Antriebsglieds eines Antriebs erfasst, so kann darauf geschlossen werden, dass der Verbrauchsanschluss, der dem Antrieb zugehörig ist, mit dem Arbeitsanschluss pneumatisch verbunden ist. Die Zuordnung zwischen Arbeitsanschluss und Verbrauchsanschluss kann auf diese Weise automatisch von der Steuereinheit bestimmt werden.
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Die Ventilanordnungen sind beispielsweise als Ventilmodule, insbesondere als Ventilscheiben ausgebildet. Vorzugsweise stellt jede Ventilanordnung zwei Arbeitsanschlüsse bereit.
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Alternativ oder zusätzlich dazu ist es auch möglich, dass Ventilanordnungen aus einzelnen Ventilen bestehen. Beispielsweise kann eine Ventilanordnung aus einem einzelnen 3/2-Wegeventil oder aus zwei einzelnen 2/2-Wegeventilen bestehen. In diesem Fall stellt eine Ventilanordnung nur einen Arbeitsanschluss bereit. Die einzelnen Ventile können dabei auf einer oder mehreren Anschlussleisten bereitgestellt werden. Beispielsweise kann ein erstes 2/2-Wegeventil einer Ventilanordnung auf einer ersten Anschlussleiste bereitgestellt werden und ein zweites 2/2-Wegeventil der Ventilanordnung auf einer zweiten Anschlussleiste bereitgestellt werden. Insbesondere kann dabei über das erste 2/2-Wegeventil eine Verbindung zu einer Belüftungsleitung und über das zweite 2/2-Wegeventil eine Verbindung zu einer Entlüftungsleitung hergestellt werden. Die beiden 2/2-Wegeventile können über ein Verbindungselement, wie beispielsweise ein T-Verbindungsstück miteinander verbunden sein; ein Anschluss des Verbindungselements kann dann als Arbeitsanschluss fungieren. Werden 3/2-Wegeventile eingesetzt, so können diese ebenfalls auf einer oder mehreren Anschlussleisten vorgesehen sein.
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Die Antriebe sind vorzugsweise als doppeltwirkende Kolbenstangenzylinder ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich dazu können Antriebe beispielsweise auch als kolbenstangenlose Zylinder oder als Schwenkantriebe ausgebildet sein.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
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Gemäß einer ersten Ausgestaltung sind die Ventilanordnungen als Ventilmodule ausgebildet, wobei jedes Ventilmodul einen ersten und einen zweiten Arbeitsanschluss aufweist. Vorzugsweise handelt es sich bei den Ventilmodulen um Ventilscheiben.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des pneumatischen Systems weisen die Ventilmodule jeweils eine pneumatische Vollbrücke auf, die eine erste und eine zweite pneumatische Halbbrücke umfasst, wobei jeweils ein erster Arbeitsanschluss eines Ventilmoduls über die erste pneumatische Halbbrücke schaltbar ist und ein zweiter Arbeitsanschluss eines Ventilmoduls über die zweite pneumatische Halbbrücke schaltbar ist.
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Eine Halbbrücke wird dabei vorzugsweise aus zwei 2/2-Wegeventilen gebildet. Insbesondere ist dabei ein erstes 2/2-Wegeventil mit einer Entlüftungsleitung und ein zweites 2/2-Wegeventil mit einer Belüftungsleitung verbunden. Ferner sind die beiden 2/2-Wegeventile miteinander verbunden, und der Verbindungspunkt zwischen den beiden 2/2-Wegeventilen ist mit dem jeweiligen Arbeitsanschluss verbunden oder stellt den Arbeitsanschluss dar. Durch Öffnen des ersten 2/2-Wegeventils und Schließen des zweiten 2/2-Wegeventils kann dementsprechend der Arbeitsanschluss in den Entlüftungszustand versetzt werden. Andersherum kann durch Schließen des ersten 2/2-Wegeventils und Öffnen des zweiten 2/2-Wegeventils der Arbeitsanschluss in den Belüftungszustand versetzt werden. Werden beide 2/2-Wegeventile einer Halbbrücke geschlossen, so befindet sich der zugehörige Arbeitsanschluss in dem Sperrzustand.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umfassen die Ventilmodule jeweils ein erstes und ein zweites 3/2-Wegeventil, wobei jeweils der erste Arbeitsanschluss über das erste 3/2-Wegeventil schaltbar ist und der zweite Arbeitsanschluss über das zweite 3/2-Wegeventil schaltbar ist.
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Alternativ zu der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung, bei der ein Ventilmodul aus vier 2/2-Wegeventilen gebildet wird, kann ein Ventilmodul also auch aus zwei 3/2-Wegeventilen aufgebaut sein. In diesem Fall ist ein erster Anschluss eines 3/2-Wegeventils mit einer Entlüftungsleitung verbunden und ein zweiter Anschluss mit einer Belüftungsleitung. Ein dritter Anschluss, der durch Schalten des 3/2-Wegeventils wahlweise mit dem ersten Anschluss oder dem zweiten Anschluss verbunden werden kann, ist mit einem zugehörigen Arbeitsanschluss verbunden oder stellt diesen dar.
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Insbesondere umfasst wenigstens ein Antrieb einen ersten und einen zweiten Verbrauchsanschluss und ist vorzugsweise doppelwirkend ausgestaltet.
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Zweckmäßigerweise wird dabei über den ersten Verbrauchsanschluss eine erste Antriebskammer angesteuert und über den zweiten Verbrauchsanschluss eine zweite Antriebskammer. Abhängig von dem Druckverhältnis der beiden Antriebskammern bewegt sich dann das zugehörige Antriebsglied in eine von zwei möglichen Richtungen. Dabei wird durch eine Druckbeaufschlagung des ersten Verbrauchsanschlusses eine Bewegung des Antriebsglieds hin zur zweiten Stellung bewirkt, und umgekehrt durch eine Druckbeaufschlagung des zweiten Verbrauchsanschlusses eine Bewegung des Antriebsglieds hin zur ersten Stellung.
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Zweckmäßigerweise umfasst das pneumatische System ausschließlich doppeltwirkende Antriebe.
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In bevorzugter Ausgestaltung wird abhängig davon, ob eine Stellungsänderung eines Antriebsglieds in oder aus einer Stellung erfasst wird, ein Arbeitsanschluss entweder einem ersten oder einem zweiten Verbrauchsanschluss eines Antriebs zugeordnet.
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Befindet sich beispielsweise ein Antriebsglied eines Antriebs in einer ersten Stellung und wird dieses Antriebsglied bei einer Belüftung eines Arbeitsanschlusses aus der ersten Stellung herausbewegt, so kann darauf geschlossen werden, dass der Arbeitsanschluss mit dem ersten Verbrauchsanschluss des Antriebs verbunden ist. Wie vorstehend erwähnt, kann nämlich nur eine Belüftung des ersten Verbrauchsanschlusses eine Bewegung des Antriebsglieds hin zu der zweiten Stellung – und damit heraus aus der ersten Stellung – bewirken.
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Befindet sich hingegen ein Antriebsglied eines Antriebs in einer Stellung zwischen der ersten und der zweiten Stellung und wird dieses Antriebsglied bei einer Belüftung eines Arbeitsanschlusses in die erste Stellung hinein bewegt, so kann darauf geschlossen werden, dass der Arbeitsanschluss mit dem zweiten Verbrauchsanschluss des Antriebs verbunden ist.
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In weiterer Ausgestaltung umfasst wenigstens ein Antrieb nur einen Verbrauchsanschluss und ist vorzugsweise einfachwirkend ausgestaltet. Zweckmäßigerweise umfasst das pneumatische System ausschließlich einfachwirkende Antriebe.
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Bei einem einfachwirkenden Antrieb wird die Bewegung des Antriebsglieds nur in eine Richtung pneumatisch bewirkt. Die Bewegung des Antriebsglieds in die entgegengesetzte Richtung wird mittels einer Rückstelleinrichtung, wie beispielsweise einer Rückstellfeder bewirkt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein erster Verbrauchsanschluss eines Antriebs mit einem Arbeitsanschluss eines ersten Ventilmoduls verbunden und ein zweiter Verbrauchsanschluss desselben Antriebs mit einem Arbeitsanschluss eines zweiten Ventilmoduls verbunden.
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Insbesondere werden dabei Ventilmodule der vorstehend beschriebenen Art verwendet, die jeweils aus einer Vollbrücke von 2/2-Wegeventilen gebildet sind. Dementsprechend kann ein Antrieb, der beispielsweise als doppeltwirkender Zylinder ausgebildet ist, mit zwei Halbbrücken von zwei verschiedenen Ventilmodulen verbunden werden. Diese Vorgehensweise beruht auf der Erkenntnis, dass jede Halbbrücke eines als Vollbrücke ausgebildeten Ventilmoduls als eigenständige Ventileinheit betrieben werden kann, und unabhängig von der anderen Halbbrücke belüftet, entlüftet, oder gesperrt werden kann. Somit ist es bei dem Verbinden der Arbeitsanschlüsse mit den Verbrauchsanschlüssen nicht erforderlich, darauf zu achten, dass Arbeitsanschlüsse desselben Ventilmoduls mit Verbrauchsanschlüssen desselben Antriebs verbunden werden. Stattdessen kann jeder Arbeitsanschluss mit einem beliebigen Verbrauchsanschluss verbunden werden. Auf diese Weise kann die Inbetriebnahme des pneumatischen Systems noch weiter vereinfacht werden.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass den Ventilmodulen, insbesondere als Sensoreinrichtung, jeweils eine Drucksensoreinrichtung zugeordnet ist, mit der der an den Arbeitsanschlüssen anliegende Druck erfasst werden kann, und die Steuereinheit ferner ausgebildet ist, nach dem Schalten eines Arbeitsanschlusses auf einen Belüftungszustand eine Druckänderung an einem anderen Arbeitsanschluss zu erfassen, und eine Zuordnung zwischen dem anderen Arbeitsanschluss und einem Verbrauchsanschluss unter Berücksichtigung der erfassten Druckänderung zu bestimmen.
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Wie bereits vorstehend erläutert, können die eingesetzten Antriebe insbesondere doppelwirkend ausgestaltet sein und jeweils zwei Arbeitskammern aufweisen. In einem solchen Fall kann durch Belüftung eines Arbeitsanschlusses und Sperrung aller anderen Arbeitsanschlüsse bewirkt werden, dass eine erste Arbeitskammer belüftet wird und sich das Antriebsglied derart bewegt, dass sich das Volumen der ersten, belüfteten Arbeitskammer vergrößert und das Volumen der zweiten Arbeitskammer verkleinert. Da jedoch aufgrund der Sperrung aller anderen Arbeitsanschlüsse die Luft aus der zweiten Arbeitskammer nicht entweichen kann, kommt es in der zweiten Arbeitskammer zu einem Druckanstieg. Dieser Druckanstieg ist wiederum mittels einer dem gesperrten Arbeitsanschluss zugehörigen Drucksensoreinheit erfassbar. Auf diese Weise kann derjenige Arbeitsanschluss unter den gesperrten Arbeitsanschlüssen ermittelt werden, der mit dem Verbrauchsanschluss verbunden ist, der wiederum zu der zweiten Arbeitskammer führt. Um welchen Verbrauchsanschluss eines Antriebs es sich dabei konkret handelt, kann wiederum unter Zuhilfenahme der Sensoreinrichtung des Antriebs bestimmt werden. Wird nämlich mittels der Sensoreinrichtung unmittelbar vor der Druckerhöhung eine Stellungsveränderung des Antriebsglieds aus der ersten Stellung heraus bzw. in Richtung der zweiten Stellung detektiert, so kann darauf geschlossen werden, dass der gesperrte Arbeitsanschluss, an dem ein erhöhter Druck gemessen wird, mit dem zweiten Verbrauchsanschluss des Antriebs verbunden ist. Umgekehrt kann aus einer Bewegung aus der zweiten Stellung heraus bzw. in Richtung der ersten Stellung auf eine Verbindung des gesperrten Arbeitsanschlusses mit dem ersten Verbrauchsanschluss geschlossen werden.
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In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass ein Antriebsglied zwischen wenigstens drei Stellungen bewegt werden kann, wobei die dritte Stellung zwischen der ersten und der zweiten Stellung liegt und bei dem Schalten eines mit einem Verbrauchsanschluss des Antriebs verbundenen Arbeitsanschlusses in den Belüftungszustand eine Stellungsänderung des Antriebsglieds von der ersten in die dritte Stellung bewirkt wird.
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Folglich wird zur Detektion einer Stellungsänderung das Antriebsglied nicht vollständig von der ersten in die zweite Stellung bewegt, sondern stattdessen in eine dritte Stellung, die zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung liegt. Die dritte Stellung befindet sich dabei insbesondere in einem Stellungsbereich, der näher an der ersten Stellung als an der zweiten Stellung liegt. Die beschriebene Vorgehensweise ist aus verschiedenen Gründen vorteilhaft. So genügt bereits eine Bewegung des Antriebsglieds in die dritte Stellung, um eine Stellungsänderung des Antriebsglieds erfassen zu können. Ferner kann eine Bewegung in die dritte Stellung schneller und mit weniger Energieverbrauch erzielt werden als eine Bewegung in die zweite Stellung.
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Die dritte Stellung muss dabei nicht unbedingt über die Sensoreinheit erfasst werden.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Steuereinheit ausgebildet ist, anhand einer gespeicherten Schaltvorgabe zu prüfen, ob das Antriebsglied, das sich in der dritten Stellung befindet, in die zweite Stellung bewegt werden darf, und, falls dies der Fall ist, den Belüftungszustand des Arbeitsanschlusses beizubehalten, und, falls dies nicht der Fall ist, den Arbeitsanschluss in einen Entlüftungszustand zu versetzen.
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Unter Umständen sind die Antriebe des pneumatischen Systems derart angeordnet und/oder miteinander gekoppelt, dass ihre Antriebsglieder nur unter bestimmten Voraussetzungen, wie z. B. einer bestimmten Stellung von anderen Antrieben, oder überhaupt nicht in die zweite Stellung bewegt werden können. Die zweite Stellung kann in diesem Zusammenhang beispielsweise eine Stellung sein, in der eine Kolbenstange eines Antriebsglieds vollständig aus dem Antrieb herausgeschoben ist.
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Um Kollisionen zwischen Antriebsgliedern zu vermeiden, ist daher vorzugsweise in der Steuereinheit eine Schaltvorgabe abgespeichert, welche vorgibt, welche Antriebsglieder unter welchen Voraussetzungen in die zweite Stellung bewegt werden können bzw. dürfen.
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Abhängig von der geprüften Schaltvorgabe wird dann ein Antriebsglied entweder in die zweite Stellung bewegt, indem beispielsweise der zugeordnete Arbeitsanschluss in dem Belüftungszustand gehalten wird, oder nach Möglichkeit in der dritten Stellung gelassen, indem der zugeordnete Arbeitsanschluss auf den Entlüftungszustand geschaltet wird.
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In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Steuereinheit ausgebildet ist, nach dem Verfahren eines Antriebsglieds aus der ersten Stellung in eine zweite oder dritte Stellung, das Antriebsglied in dieser Stellung zu belassen oder aktiv zu halten, so dass bei einem erneuten sukzessiven Schalten der Arbeitsanschlüsse das Antriebsglied durch ein Schalten eines Arbeitsanschlusses in einen Belüftungszustand zurück in die erste Stellung bewegt werden kann.
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Mittels dieser Ausgestaltung ist es möglich, auch ohne die vorstehend erläuterten Drucksensoreinrichtungen Zuordnungen für die zweiten Verbrauchsanschlüsse zu bestimmen. Insbesondere werden dabei vor einem ersten sukzessiven Schalten der Arbeitsanschlüsse sämtliche Antriebsglieder in die erste Stellung gesetzt. Dies kann z. B. durch ein manuelles Verschieben der Antriebsglieder erfolgen. Bei einem anschließenden ersten sukzessiven Schalten der Arbeitsanschlüsse werden primär Zuordnungen der ersten Verbrauchsanschlüsse bestimmt, da durch eine erfasste Stellungsänderung eines Antriebsglieds aus der ersten Stellung heraus nur auf eine Verbindung zwischen einem Arbeitsanschluss und einem ersten Verbrauchsanschluss geschlossen werden kann.
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Zwar ist es prinzipiell möglich, dass auch bereits beim ersten sukzessiven Schalten Zuordnungen zwischen zweiten Verbrauchsanschlüssen und Arbeitsanschlüssen bestimmt werden können. Beispielsweise ist es möglich, dass beim ersten sukzessiven Schalten auch ein Arbeitsanschluss belüftet wird, der mit einem zweiten Verbrauchsanschluss eines Antriebs verbunden ist, dessen Antriebsglied vor dem Belüften des Arbeitsanschlusses bereits durch das Belüften eines anderen Antriebsanschlusses aus der ersten Stellung herausbewegt wurde. In diesem Fall erfolgt durch das Belüften des mit dem zweiten Verbrauchsanschluss verbundenen Arbeitsanschlusses eine Bewegung zurück in die erste Stellung, aus der eine Zuordnung zwischen dem zweiten Verbrauchsanschluss und dem Arbeitsanschluss ermittelt werden kann.
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Allerdings kann auf diese Weise nicht garantiert werden, dass beim ersten sukzessiven Schalten alle zweiten Verbrauchsanschlüsse einem jeweiligen Arbeitsanschluss zugeordnet werden können. Daher ist gemäß der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung vorgesehen, insbesondere die noch nicht zugeordneten Arbeitsanschlüsse ein zweites Mal durchzuschalten, so dass Antriebsglieder, die beim ersten sukzessiven Schalten aus der ersten Stellung herausbewegt wurden, nun in die erste Stellung hineinbewegt werden können.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass mehrere der Arbeitsanschlüsse, vorzugsweise alle Arbeitsanschlüsse, und/oder mehrere der Verbrauchsanschlüsse, vorzugsweise alle Verbrauchsanschlüsse, einheitlich ausgebildet sind, so dass eine Vielzahl von möglichen Verbindungen zwischen den Arbeitsanschlüssen und den Verbrauchsanschlüssen gibt.
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Vorzugsweise sind die Arbeitsanschlüsse und/oder die Verbrauchsanschlüsse dabei jeweils für denselben Schlauchdurchmesser ausgelegt. Auf diese Weise kann tatsächlich jeder Arbeitsanschluss mit jedem Verbrauchsanschluss verbunden werden, so dass das Verbinden der Arbeitsanschlüsse mit den Verbrauchsanschlüssen schnell und einfach erfolgen kann. Wie bereits vorstehend beschrieben, muss dabei auf keine bestimmte Zuordnung geachtet werden, da erfindungsgemäß diese Zuordnung zwischen Arbeitsanschlüssen und Verbindungsanschlüssen erst nach dem Verbinden automatisch durch die Steuereinheit erfolgt.
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In weiterer Ausgestaltung umfassen die Ventilanordnungen Proportionalventile. Bei dem beschriebenen pneumatischen System können zwar grundsätzlich auch Schaltventile eingesetzt werden, durch den Einsatz von Proportionalventilen kann jedoch der zusätzliche Vorteil erzielt werden, dass mit gleichen Schlauchdurchmessern Antriebe mit unterschiedlichen Zylindergrößen optimal betrieben werden können.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Inbetriebnahme eines pneumatischen Systems, mit einer Vielzahl von Ventilanordnungen zur Bereitstellung von unabhängig voneinander in einen Belüftungs- und einen Entlüftungszustand schaltbaren Arbeitsanschlüssen, und einer Vielzahl von Antrieben, die jeweils wenigstens über einen Verbrauchsanschluss und ein Antriebsglied verfügen, das über eine Belüftung und/oder Entlüftung des jeweiligen Verbrauchsanschlusses zwischen wenigstens einer ersten und einer zweiten Stellung bewegt werden kann, sowie Sensoreinrichtungen zur Erfassung von Stellungsänderungen der Antriebsglieder.
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Erfindungsgemäß wird die vorstehend genannte Aufgabe für ein Verfahren der genannten Art anhand der im Kennzeichen des Anspruchs 12 definierten Merkmale gelöst. Dabei umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die Schritte: Verbinden der Arbeitsanschlüsse mit den Verbrauchsanschlüssen, sukzessives erstes Schalten von Arbeitsanschlüssen oder sukzessives Bewegen der Antriebsglieder, Erfassen von Stellungsänderungen der Antriebsglieder anhand der Sensoreinrichtungen und Bestimmen von Zuordnungen zwischen Arbeitsanschlüssen und Verbrauchanschlüssen gemäß den erfassten Stellungsänderungen.
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Das Verfahren kann anhand der bereits vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen weitergebildet werden.
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Beispielhafte Ausführungsformen werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Dabei zeigt
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1 eine schematische Darstellung eines pneumatischen Systems,
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2 eine schematische Darstellung eines Antriebs, dessen Antriebsglied sich in einer ersten Stellung befindet,
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3 eine schematische Darstellung eines Antriebs, dessen Antriebsglied sich in einer dritten Stellung befindet,
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4 eine schematische Darstellung eines Antriebs, dessen Antriebsglied sich in einer zweiten Stellung befindet,
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5 eine Gruppe von Ventilmodulen, die als Scheibenmodule ausgebildet sind und aneinander geschichtet angeordnet sind,
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6 eine schematische Detailansicht eines Ventilmoduls, das als pneumatische Vollbrücke ausgebildet ist,
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7 ein Flussdiagramm einer Prozedur zur automatischen Inbetriebnahme eines pneumatischen Systems,
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8 ein Flussdiagramm einer weiteren Prozedur zur automatischen Inbetriebnahme eines pneumatischen Systems,
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9 ein Flussdiagramm einer weiteren Prozedur zur automatischen Inbetriebnahme eines pneumatischen Systems.
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In der nachstehenden Figurenbeschreibung werden für funktionsgleiche Komponenten der dargestellten Ausführungsformen jeweils gleiche Bezeichnungen verwendet, wobei auf eine mehrfache Beschreibung funktionsgleicher Komponenten verzichtet wird.
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Die 1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines pneumatischen Systems 1. Das pneumatische System 1 umfasst dabei Ventilmodule 10, 20, 30, Antriebe 40, 50, 60 sowie eine Steuereinheit 70.
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Die Ventilmodule 10, 20, 30 sind dabei in gleicher Weise aufgebaut. Nachstehend wird daher exemplarisch nur der Aufbau des Ventilmoduls 10 beschrieben.
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Das Ventilmodul 10 umfasst einen ersten und einen zweiten Arbeitsanschluss 11 und 12. Die beiden Arbeitsanschlüsse 11 und 12 können unabhängig voneinander jeweils auf einen Belüftungs- und einen Entlüftungszustand geschaltet werden.
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Zu diesem Zweck ist das Ventilmodul 10 beispielsweise in der in der 6 schematisch gezeigten Weise aufgebaut. Wie in der 6 gezeigt, kann das Ventilmodul 10 vier 2/2-Wegeventile 81, 82, 83, 84 aufweisen, die als Vollbrücke zusammengeschaltet sind. Der Anschluss 2 des Ventilmoduls 10 stellt dabei einen Entlüftungsanschluss dar, der im Betrieb mit einer hier nicht gezeigten Entlüftungsleitung verbunden wird. Ferner stellt der Anschluss 3 einen Belüftungsanschluss dar, der im Betrieb mit einer Belüftungsleitung verbunden wird. Auch die Belüftungsleitung, die insbesondere mit einer Fluidquelle verbunden sein kann, ist in der Zeichnung nicht gezeigt.
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Die 2/2-Wegeventile 81 und 83 bilden eine pneumatische Halbbrücke. Dabei ist das 2/2-Wegeventil 81 über den Entlüftungsanschluss 2 mit einer Entlüftungsleitung und das 2/2-Wegeventil 83 über den Belüftungsanschluss 3 mit einer Belüftungsleitung verbunden. Ferner sind die beiden 2/2-Wegeventile 81 und 83 miteinander verbunden, und der Verbindungspunkt zwischen den beiden 2/2-Wegeventilen 81 und 83 ist mit dem Arbeitsanschluss 11 verbunden bzw. stellt den Arbeitsanschluss 11 dar. Durch Öffnen des 2/2-Wegeventils 81 und Schließen des 2/2-Wegeventils 83 kann der Arbeitsanschluss 11 in den Entlüftungszustand versetzt werden. Andersherum kann durch Schließen des 2/2-Wegeventils 81 und Öffnen des 2/2-Wegeventils 83 der Arbeitsanschluss 11 in den Belüftungszustand versetzt werden. Werden beide 2/2-Wegeventile 81 und 83 geschlossen, so befindet sich der Arbeitsanschluss 11 in einem Sperrzustand.
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In gleicher Weise bilden die 2/2-Wegeventile 82 und 84 eine Halbbrücke, über die der Arbeitsanschluss 12 entweder auf einen Entlüftungszustand, einen Belüftungszustand, oder einen Sperrzustand geschaltet werden kann.
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Auf diese Weise können die beiden Arbeitsanschlüsse 11 und 12 unabhängig voneinander geschaltet werden.
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An dieser Stelle soll erwähnt werden, dass die vorliegende Erfindung nicht zwingend auf eine solche Ausgestaltung eines Ventilmoduls beschränkt ist. Vielmehr können auch anders ausgestaltete Ventilmodule eingesetzt werden, solange sie einen oder mehrere unabhängig voneinander schaltbare Arbeitsanschlüsse aufweisen. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann ein Ventilmodul beispielsweise aus einem ersten und einem zweiten 3/2-Wegeventil aufgebaut sein, wobei der erste Arbeitsanschluss 11 über das erste 3/2-Wegeventil schaltbar ist und der zweite Arbeitsanschluss 12 über das zweite 3/2-Wegeventil schaltbar ist.
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Zusätzlich zu dem Ventilmodul 10 sind auch die anderen, in der 1 gezeigten Ventilmodule 20 und 30 derart ausgebildet, dass ihre Arbeitsanschlüsse 21 und 22 bzw. 31 und 32 jeweils unabhängig voneinander zwischen eine Belüftungszustand und einem Entlüftungszustand umgeschaltet werden können. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind die Ventilmodule 10, 20, 30 derart ausgebildet, dass die zugehörigen Arbeitsanschlüsse 11, 12, 21, 22, 31, 32 jeweils zwischen einem Belüftungszustand, einem Entlüftungszustand und einem Sperrzustand umgeschaltet werden können.
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Die 5 zeigt eine mögliche Ausgestaltung und Anordnung der Ventilmodule 10, 20, 30. Wie in der 5 gezeigt, können die Ventilmodule scheibenförmig ausgebildet und aneinander geschichtet angeordnet sein.
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Die Ventilmodule 10, 20, 30 weisen ferner Drucksensoreinrichtungen 13, 23, 33 auf. Im gezeigten Beispiel sind die Drucksensoreinrichtungen 13 in den Ventilmodulen integriert. Alternativ dazu können die Drucksensoreinrichtungen 13 aber auch extern vorgesehen sein. Die Drucksensoreinrichtungen 13 umfassen jeweils zwei Drucksensoreinheiten 131, 132, 231, 232, 331, 332, die wiederum jeweils den Druck an einem Arbeitsanschluss 11, 12, 21, 22, 31, 32 erfassen.
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Die Ventilmodule 10, 20, 30 weisen jeweilige Modulschnittstellen 5 auf, über die sie mit der Steuereinheit 70 kommunizieren können. Dabei können insbesondere von den Drucksensoreinrichtungen 13 erfasste Drücke an die Steuereinheit gesendet werden und von der Steuereinheit 70 ausgegebene Steuerbefehle empfangen werden. Die Steuerbefehle betreffen dabei insbesondere ein Schalten der Arbeitsanschlüsse 11, 12, 21, 22, 31, 32.
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Im gezeigten Beispiel sind die Modulschnittstellen 5 drahtgebunden über eine Leitungsverbindung 4 mit der Steuereinheit 70 verbunden. Bei der Leitungsverbindung 4 kann es sich beispielsweise um einen gemeinsam genutzten Bus oder um ein Bündel von jeweils separat genutzten Leitungen handeln. Im gezeigten Beispiel ist die Leitungsverbindung 4 an eine Steuerschnittstelle 71 angeschlossen. Alternativ zu der gezeigten drahtgebundenen Ausführung ist es auch möglich, dass die Steuereinheit 70 mit den Ventilmodulen 10, 20, 30 drahtlos – also per Funk – kommuniziert.
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Die Antriebe 40, 50, 60 sind im gezeigten Beispiel als doppeltwirkende Zylinder ausgebildet. Der Antrieb 40 umfasst dabei einen ersten Verbrauchsanschluss 41 und einen zweiten Verbrauchsanschluss 42. Über den ersten Verbrauchsanschluss 41 kann eine erste Antriebskammer 45 belüftet bzw. entlüftet werden. Ferner kann über den zweiten Verbrauchsanschluss 42 eine zweite Antriebskammer 46 belüftet bzw. entlüftet werden. Abhängig von dem Druckverhältnis der beiden Antriebskammern 45, 46 bewegt sich dann das Antriebsglied 47 in eine von zwei möglichen Richtungen. Dabei wird durch eine Druckbeaufschlagung des ersten Verbrauchsanschlusses 41 eine Bewegung des Antriebsglieds hin zu einer zweiten Stellung bewirkt, und umgekehrt durch eine Druckbeaufschlagung des zweiten Verbrauchsanschlusses eine Bewegung des Antriebsglieds hin zu einer ersten Stellung.
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Die Antriebskammern 45 und 46 sind im gezeigten Beispiel als Zylinderkammern ausgebildet. Der Antrieb 40 umfasst ferner die Sensoreinrichtung 43, die die Sensoreinheiten 431 und 432 umfasst. Vorzugsweise sind die Sensoreinheiten 431 und 432 dabei als Endlagenschalter ausgebildet. Mittels der Sensoreinrichtung 43 lassen sich bestimmte Stellungsänderungen und/oder Stellungen des Antriebsglieds 47 erfassen, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf die 2, 3 und 4 erläutert werden soll.
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In der 2 ist das Antriebsglied 47 in einer ersten Stellung gezeigt. Die erste Stellung stellt dabei eine erste Endposition des Antriebsglieds 47 dar. Wird nun der erste Verbrauchsanschluss 41 belüftet und der zweite Verbrauchsanschluss 42 entlüftet oder gesperrt, so wirkt aufgrund eines Druckunterschieds in den beiden Antriebskammern 45 und 46 eine Antriebskraft auf das Antriebsglied 47, die dieses aus der ersten Stellung heraus bewegt. Die Sensoreinrichtung 43 ist ausgebildet, eine solche Stellungsänderung zu erfassen.
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Die 3 zeigt einen Zustand, in dem das Antriebsglied 47 aus der ersten Stellung heraus bewegt wurde, sich jedoch noch in der Nähe der ersten Stellung befindet. Diese Stellung des Antriebsglieds 47 wird auch als dritte Stellung bezeichnet. Die dritte Stellung befindet sich dabei insbesondere in einem Stellungsbereich, der näher an der ersten Stellung als an der zweiten Stellung liegt. Bei Aufrechterhaltung eines Druckunterschieds zwischen den Antriebskammer 45 und 46, wird das Antriebsglied 47 weiter angetrieben, bis es schließlich eine zweite Endposition – die zweite Stellung – erreicht. Die 4 zeigt das Antriebsglied 47 in der zweiten Stellung.
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Die Sensoreinrichtung 43 ist vorzugsweise ausgebildet, zu erfassen, ob sich das Antriebsglied 47 in einer der beiden Endposition – also der ersten Stellung oder der zweiten Stellung befindet. Insbesondere ist die Sensoreinrichtung 43 dabei in der Lage, zu erkennen, wenn sich das Antriebsglied 47 in die erste bzw. zweite Stellung hineinbewegt bzw. herausbewegt. Zu diesem Zweck können die Sensoreinheiten 431 und 432 beispielsweise als Endlagenschalter ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Sensoreinrichtung 43 auch einen Wegmesser zur Bereitstellung eines positionsabhängigen, insbesondere wegproportionalen, Messsignals umfassen.
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Die Antriebe 50 und 60 sind in analoger Weise zu dem Antrieb 40 aufgebaut. So umfasst der Antrieb 50 einen ersten Verbrauchsanschluss 51 und einen zweiten Verbrauchsanschluss 52, eine erste Antriebskammer 55 und eine zweite Antriebskammer 56, sowie ein Antriebsglied 57 mit einer Kolbenstange 58. Ferner umfasst der Antrieb 50 eine Sensoreinrichtung 53, die eine erste und eine zweite Sensoreinheit 531 und 532 aufweist. Der Antrieb 60 umfasst einen ersten Verbrauchsanschluss 61 und einen zweiten Verbrauchsanschluss 62, eine erste Antriebskammer 65 und eine zweite Antriebskammer 66, sowie ein Antriebsglied 67 mit einer Kolbenstange 68. Ferner umfasst der Antrieb 60 eine Sensoreinrichtung 63, die eine erste und eine zweite Sensoreinheit 631 und 632 aufweist.
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Die Sensoreinrichtungen 43, 53, 63 sind über Leitungsverbindungen 76, 77 und 78 mit entsprechenden Leitungsschnittstellen 73, 74 und 75 der Steuereinheit 70 verbunden. Auf diese Weise werden der Steuereinheit 70 Datensignale von den Sensoreinrichtungen 43, 53 und 63 bereitgestellt, anhand welcher die Steuereinheit 70 über erfasste Stellungen und/oder Stellungsänderungen der Antriebsglieder 47, 57 und 67 informiert wird.
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Alternativ zu den in der 1 exemplarisch gezeigten einzelnen Leitungsschnittstellen kann die Steuereinheit 70 auch eine Busschnittstelle aufweisen, an der mehrere Antriebe gemeinsam angeschlossen sind.
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Die Verbindung der Sensoreinrichtungen 43, 53, 63 mit den Leitungsschnittstellen 73, 74, 75 kann dabei entweder gemäß einem vorgegebenen Schaltplan oder zufällig/beliebig erfolgen. Im letzteren Fall kann eine Zuordnung zwischen den Sensoreinrichtungen 43, 53, 63 bzw. den einzelnen Sensoreinheiten 431, 432, 531, 532, 631, 632 und den Leitungsschnittstellen 73, 74, 75 dadurch erfolgen, dass jedes Antriebsglied 47, 57, 67 manuell in die erste und/oder zweite Stellung bewegt wird und dann in der Steuereinheit 70 die jeweilige Leitungsschnittstelle 73, 74, 75 über die eine Stellungsänderung bzw. ein Stellungssignal erfasst wurde, mit der entsprechenden Sensoreinrichtung 43, 53, 63 bzw. Sensoreinheit 431, 432, 531, 532, 631, 632 verknüpft wird. Alternativ zu dem manuellen Bewegen der Antriebsglieder 47, 57, 67 können die Sensoreinrichtungen 43, 53, 63 auch dadurch betätigt werden, dass beispielsweise ein Magnet an die Sensoreinheiten 431, 432, 531, 532, 631, 632 gehalten wird, sofern diese als Magnetsensoren ausgebildet sind. Vorzugsweise referenziert die Steuereinheit 70 die verschiedenen Antriebe 40, 50, 60 dabei jeweils über deren zugehörige Sensoreinrichtungen 43, 53, 63. Alternativ können in der Steuereinheit 70 auch Zuordnungen zwischen den Antrieben 40, 50, 60 und den Sensoreinrichtungen 43, 53, 63 abgelegt sein.
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Über die Zuordnung zwischen den Sensoreinrichtungen bzw. Sensoreinheiten und/oder Antrieben einerseits und den Leitungsschnittstellen andererseits kann die Steuereinheit 70 in praktischer Weise bestimmen, von welcher Sensoreinrichtung, Sensoreinheit und/oder Antrieb ein empfangenes Sensorsignal stammt. Die Zuordnung zwischen den Sensoreinrichtungen, Sensoreinheiten und/oder Antrieben einerseits und den Leitungsschnittstellen andererseits kann dabei bereits im Voraus in der Steuereinheit 70 abgelegt sein. Ferner sei in diesem Zusammenhang erwähnt, dass eine solche im Voraus abgespeicherte oder ermittelte Zuordnung zwischen Sensoreinrichtungen, Sensoreinheiten und/oder Antrieben und Leitungsschnittstellen nicht unbedingt erforderlich ist. Beispielsweise ist es alternativ dazu auch möglich, die Sensorsignale zu unterscheiden bzw. den jeweiligen Antrieben, Sensoreinrichtungen und/oder Sensoreinheiten zuzuordnen, indem mit jedem Sensorsignal ein entsprechender Identifikator eines Antriebs, einer Sensoreinrichtung und/oder einer Sensoreinheit an die Steuereinheit 70 mitgesendet wird.
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Die Ventilmodule 10, 20, 30 sind über pneumatische Verbindungen 14, 15, 24, 25, 34, 35 mit den Antrieben 40, 50, 60 verbunden. Dabei ist jeweils ein Arbeitsanschluss mit einem Verbrauchsanschluss verbunden. Im gezeigten Beispiel ist der Arbeitsanschluss 11 mit dem Verbrauchsanschluss 61, der Arbeitsanschluss 12 mit dem Verbrauchsanschluss 51, der Arbeitsanschluss 21 mit dem Verbrauchsanschluss 41, der Arbeitsanschluss 22 mit dem Verbrauchsanschluss 42, der Arbeitsanschluss 31 mit dem Verbrauchsanschluss 52 und der Arbeitsanschluss 33 mit dem Verbrauchsanschluss 62 verbunden.
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Die Verbindung der Arbeitsanschlüsse mit den Verbrauchsanschluss muss dabei keiner vorgegebenen Zuordnung folgen, sondern kann stattdessen zufällig bzw. so, wie es für den Installateur am einfachsten bzw. praktischsten ist, durchgeführt werden.
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Insbesondere sind dabei die Arbeitsanschlüsse 11, 12, 21, 22, 31, 32 und die Verbrauchsanschlüsse 41, 42, 51, 52, 61, 62 einheitlich ausgebildet, so dass es eine Vielzahl von möglichen Verbindungen zwischen den Arbeitsanschlüssen und den Verbrauchsanschlüssen gibt. Vorzugsweise sind die Arbeitsanschlüsse 11, 12, 21, 22, 31, 32 und die Verbrauchsanschlüsse 41, 42, 51, 52, 61, 62 dabei jeweils für denselben Schlauchdurchmesser ausgelegt.
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Das zufällige/beliebige Verbinden der Arbeitsanschlüsse mit den Verbrauchsanschlüssen kann, wie in der 1 gezeigt, dazu führen, dass zwei Verbrauchsanschlüsse desselben Antriebs mit zwei Arbeitsanschlüssen verschiedener Ventilmodule verbunden sind. Wie gezeigt, sind beispielsweise die Verbrauchsanschlüsse 51, 52 des Antriebs 50 mit den Arbeitsanschlüssen 12 und 31 der Ventilmodule 10 und 30 verbunden.
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Bei dem Verbinden der Arbeitsanschlüsse mit den Verbrauchsanschlüssen ist es nicht erforderlich, darauf zu achten, dass Arbeitsanschlüsse desselben Ventilmoduls mit Verbrauchsanschlüssen desselben Antriebs verbunden werden. Vielmehr kann jeder Arbeitsanschluss mit einem beliebigen Verbrauchsanschluss verbunden werden. Auf diese Weise können die der Inbetriebnahme vorausgehenden Installationsarbeiten des pneumatischen Systems vereinfacht werden.
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Aufgrund des belieben/zufälligen Verbindens der Arbeitsanschlüsse 11, 12, 21, 22, 31, 32 mit den Verbrauchsanschlüssen 41, 42, 51, 52, 61, 62 hat die die Steuereinheit 70 keine Informationen darüber, welcher Arbeitsanschluss mit welchem Verbrauchsanschluss verbunden ist und kann dementsprechend keine gezielte Ansteuerung eines bestimmten Antriebsglieds vornehmen.
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Erfindungsgemäß ist daher die Steuereinheit 70 ausgebildet, die Zuordnungen bzw. Verbindungen zwischen den Arbeitsanschlüssen und Verbrauchsanschlüssen automatisch zu bestimmen. Die bestimmten Zuordnungen können dann in der Steuereinheit 70 für den späteren Betrieb abgespeichert werden.
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Die Steuereinheit 70 ist dabei ausgebildet, zur Inbetriebnahme des pneumatischen Systems 1 Arbeitsanschlüsse 11, 12, 21, 22, 31, 32 sukzessive von dem Entlüftungszustand oder dem Sperrzustand in den Belüftungszustand zu schalten. Die Steuereinheit 70 ist ferner ausgebildet, Stellungsänderungen der Antriebsglieder 47, 57, 67 zu erfassen, die von dem Schalten der Arbeitsanschlüsse 11, 12, 21, 22, 31, 32 bewirkt werden. Schließlich ist die Steuereinheit 70 ausgebildet, Zuordnungen zwischen Arbeitsanschlüssen 11, 12, 21, 22, 31, 32 und Verbrauchanschlüssen 41, 42, 51, 52, 61, 62 gemäß den erfassten Stellungsänderungen zu bestimmen.
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Nachstehend werden exemplarisch verschiedene Prozeduren erläutert, die zu diesem Zweck von der Steuereinheit 70 ausgeführt werden können.
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Unter Bezugnahme auf die 7 wird zunächst eine erste Prozedur beschrieben, die für eine Ausgestaltung des pneumatischen Systems 1 vorgesehen ist, bei der die Ventilmodule 10, 20, 30 pneumatische Vollbrücken umfassen und bei der die an den Arbeitsanschlüssen 11, 12, 21, 22, 31, 32 anliegenden Drücke über Drucksensoreinrichtungen 13, 23, 33 erfasst werden können. Die Drucksensoreinrichtungen 13, 23, 33 sind dabei in die Ventilmodule 10, 20, 30 integriert, oder sind extern vorgesehen. Die Antriebe 40, 50, 60 sind in dieser Ausgestaltung vorzugsweise als Zylinder, insbesondere als doppeltwirkende Zylinder, ausgebildet. Die Antriebskammern 45, 46, 55, 56, 65, 66 stellen in diesem Fall Zylinderkammern dar, und die Antriebsglieder 47, 57, 67 Kolben mit entsprechenden Kolbenstangen 48, 58, 68. Die Sensoreinheiten 431, 432, 531, 532, 631, 632 sind vorzugsweise als Endlagenschalter ausgebildet.
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Um bei einem derart ausgebildeten pneumatischen System eine automatische Inbetriebnahme zu erzielen, ist die Steuereinheit 70 insbesondere ausgebildet, die in 7 schematisch als Flussdiagramm skizzierte Prozedur auszuführen.
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Ausgangspunkt dieser Prozedur ist eine Konstellation, in der sich alle Antriebsglieder 47, 57, 67 in einer Endposition befinden. Vorzugsweise nehmen die Antriebsglieder 47, 57, 67 dabei die erste oder die zweite Stellung ein. Nachfolgend wird dabei exemplarisch der Fall diskutiert, in dem sich alle Antriebsglieder 47, 57, 67 zunächst in der ersten Stellung befinden.
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Diese Ausgangsstellung kann zum Beispiel dadurch erzielt werden, indem alle Antriebsglieder 47, 57, 67 manuell in die erste Stellung verschoben werden.
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Ferner werden vor Beginn der Prozedur alle Arbeitsanschlüsse in einen Sperrzustand versetzt; also einen Zustand, in dem sie keine Druckluft leiten bzw. abgeben oder aufnehmen. Im konkreten Fall, in dem jeder Arbeitsanschluss über eine pneumatische Halbbrücke, also zwei 2/2-Wegeventile gesteuert wird, bedeutet dies, dass beide 2/2-Wegeventile geschlossen sind. Der Sperrzustand wird dabei von der Steuereinheit 70 angewiesen.
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Im Folgenden werden die in der 7 gezeigten Schritte erläutert. Diese Schritte werden dabei, sofern nicht anders beschrieben, von der Steuereinheit 70 ausgeführt bzw. bewirkt.
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In einem ersten Schritt S1 der Prozedur wird ein Arbeitsanschluss i ausgewählt, beispielsweise der erste Arbeitsanschluss 11 des ersten Ventilmoduls 10. Die Variable i bezeichnet in diesem Zusammenhang eine sequentielle Nummerierung der Arbeitsanschlüsse. Diese Nummerierung ist unabhängig von den hier verwendeten Bezugszeichen. Exemplarisch wird der Arbeitsanschluss 11 auf einen Belüftungszustand geschaltet, indem das zugehörige 2/2-Wegeventil zu der Belüftungsleitung geöffnet wird.
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Im Schritt S2 prüft die Steuereinheit 70, ob von einer der Sensoreinrichtungen 43, 53, 63 eine Stellungsänderung eines der Antriebsglieder 47, 57, 67 erfasst wird. Insbesondere wird dabei geprüft, ob eines der Antriebsglieder 47, 57, 67 die erste Stellung verlässt.
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Wird im Schritt S2 keine Stellungsänderung eines Antriebsglieds erfasst, so fährt das Verfahren mit dem Schritt S6 fort, bei welchem anhand des Drucksensors 131 geprüft wird, ob am ersten Arbeitsanschluss 11 ein vordefinierter Solldruck anliegt. Dieser Solldruck wird dabei derart definiert, dass er im Normalfall eine Stellungsveränderung eines Antriebsglieds bewirkt, vorzugsweise, ohne dass das Antriebsglied voll ausgefahren wird. Vorzugsweise ist der Solldruck derart gewählt, dass das Antriebsglied aus der ersten Stellung herausbewegt wird, so dass die jeweilige Sensoreinrichtung bzw. Sensoreinheit eine Veränderung der Stellung erfasst, und dass das Antriebsglied dann im Bereich nahe dieser Sensoreinheit verbleibt. Eine Stellung in diesem Bereich wird auch als dritte Stellung bezeichnet.
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Die Steuereinheit 70 prüft solange gemäß Schritt S2, ob eine Stellungsänderung eines Antriebsglieds 47, 57, 67 vorliegt, bis dieser Solldruck gegeben ist.
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Falls dieser Solldruck erreicht wird, ohne dass eine Stellungsänderung erfasst wird, fährt die Steuereinheit 70 mit dem Schritt S7 fort. Im Schritt S7 wird dann der erste Arbeitsanschluss 11 auf einen Entlüftungszustand geschaltet. Insbesondere wird dabei das 2/2-Wegeventil zu der Belüftungsleitung geschlossen und das 2/2-Wegenventil zu der Entlüftungsleitung geöffnet.
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Wird im Schritt S2 hingegen eine Stellungsänderung eines der Antriebsglieder 47, 57, 67 erfasst, so fährt die Steuereinheit 70 mit dem Schritt S3 fort, in dem ein Verbrauchsanschluss des Antriebsglieds, dessen Stellung sich geändert hat, dem zuvor geschalteten Arbeitsanschluss i zugeordnet wird.
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In dem in der 1 gezeigten pneumatischen System 1 wird beispielsweise bei Schaltung des ersten Arbeitsanschlusses 11 auf einen Belüftungszustand das Antriebsglied 67 aus der ersten Stellung herausbewegt – also von der ersten Sensoreinheit 631 wegbewegt – und die Sensoreinrichtung 63 meldet eine entsprechende Stellungsänderung an die Steuereinheit 70.
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Basierend auf der erfassten Stellungsänderung des Antriebsglieds 67 kann nun darauf geschlossen werden, dass der erste Verbrauchsanschluss 61 mit dem ersten Arbeitsanschluss 11 verbunden ist. Im Schritt S3 wird eine entsprechende Zuordnung des ersten Verbrauchsanschlusses 61 zu dem Arbeitsanschluss 11 bestimmt und in der Steuereinheit 70 gespeichert.
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Wie im Folgenden erläutert, muss eine erfasste Stellungsänderung des Antriebsglieds 67 jedoch nicht zwingend auf eine Verbindung zwischen dem Verbrauchsanschluss 61 und dem Arbeitsanschluss 11 hindeuten. Stattdessen ist es auch möglich, dass der zweite Verbrauchsanschluss 62 mit dem Arbeitsanschluss 11 verbunden ist, und eine Stellungsänderung des Antriebsglieds 67 in die erste Stellung erfolgt ist. Um diese beiden Fälle zu unterscheiden, sind die Sensoreinrichtungen 43, 53, 63 und/oder die Steuereinheit 70 inbesondere ausgebildet, zu erkennen, ob eine Änderung in oder aus einer jeweiligen Stellung erfolgt, und die Zuordnung zwischen Verbrauchsanschlüssen und Arbeitsanschlüssen entsprechend zu bestimmen.
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Im vorliegenden Beispiel wird hierzu beispielsweise erfasst, dass die Stellungsänderung aus der ersten Stellung erfolgt ist. Dies kann nur durch einen Druckanstieg an dem ersten Verbrauchsanschluss 61 erfolgt sein; dementsprechend wird der erste Arbeitsanschluss 11 dem ersten Verbrauchsanschluss 61 zugeordnet.
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Sofern in dem pneumatischen System 1 auch einfachwirkende Antriebe – also Antriebe mit nur einem Verbrauchsanschluss – vorgesehen sind, wird als nächstes der Schritt S4 ausgeführt. In diesem Schritt wird geprüft, beispielsweise anhand einer in der Steuereinheit 70 hinterlegten Information über die Art der verwendeten Antriebe, ob der eben zugeordnete erste Verbrauchsanschluss 61 einem einfach wirkenden Antrieb zugehörig ist.
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Ist dies der Fall, so ist die Zuordnung für diesen einfachwirkenden Antrieb bereits komplett abgeschlossen, da dieser keinen weiteren Verbrauchsanschluss aufweist. Im Schritt S5 kann dann beispielsweise die Information, dass die Zuordnung für diesen Antrieb abgeschlossen ist, in der Steuereinheit 70 gespeichert werden.
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Die Steuereinheit 70 fährt dann mit dem bereits vorstehend beschriebenen Schritt S7 fort.
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In dem sich dem Schritt S7 anschließenden Schritt S11 wird geprüft, ob eine vollständige Entlüftung der ersten Antriebskammer 65 erfolgt ist. Dies geschieht insbesondere anhand des Drucksensors 131, der dem ersten Arbeitsanschluss 11 zugeordnet ist. Insbesondere wird dabei geprüft, ob der von dem Drucksensor 131 erfasste Druck der Antriebskammer 65 dem Druck auf der Entlüftungsleitung entspricht, und somit eine vollständige Entlüftung erfolgt ist.
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Sobald eine vollständige Entlüftung der ersten Antriebskammer 65 erfolgt ist, wird im Schritt S12 der Arbeitsanschluss 11 wieder auf den Sperrzustand geschaltet, indem das 2/2-Wegeventil zu der Entlüftungsleitung geschlossen wird.
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Falls im Schritt S4 hingegen bestimmt wird, dass es sich bei dem zuvor zugeordneten ersten Verbrauchsanschluss 61 nicht um einen Verbrauchsanschluss eines einfachwirkenden Antriebs, sondern um einen Verbrauchsanschluss eines doppeltwirkenden Antriebs handelt, wird nach dem Schritt S4 der Schritt S8 ausgeführt. In diesem Schritt wird eine in der Steuereinheit 70 gespeicherte Schaltvorgabe für den Antrieb 60 geprüft. Die Schaltvorgabe definiert insbesondere, ob das Antriebsglied 67 aus dem Antrieb 60 herausgefahren werden darf; bzw. ob das Antriebsglied 67 in die zweite Stellung bewegt werden darf.
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Stellt sich heraus, dass das Antriebsglied 67 nicht herausgefahren werden darf, so wird im Schritt S9 der erste Verbrauchsanschluss 61 auf den Entlüftungszustand geschaltet.
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Ferner wird dann im Schritt S10 geprüft, ob die Sensoreinheit 631 eine Stellungsänderung des Antriebsglieds 60 zurück in die erste Stellung erfasst. Ist dies der Fall, so muss davon ausgegangen werden, dass bestimmte Prozess- und/oder Gewichtskräfte auf das Antriebsglied 68 wirken, die dieses zurück in die erste Stellung geschoben haben. In diesem Fall fährt die Steuereinheit 70 mit dem Schritt S13 fort, in dem eine Kompensation der Prozess- und/oder Gewichtskräfte stattfindet. Hierbei wird ein Druck auf die erste Antriebskammer 65 gegeben, der eine Kompensationskraft auf das Antriebsglied 60 einleitet, so dass die Prozess- und/oder Gewichtskräfte kompensiert werden, und das Antriebsglied 67 nicht ohne Druckbeaufschlagung auf die zweite Antriebskammer 66 zurück in die erste Stellung bewegt wird.
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Sofern sich im Schritt S8 bei der Prüfung der Schaltvorgabe ergibt, dass das Antriebsglied 68 aus dem Antrieb 60 herausgefahren werden darf, wird der erste Arbeitsanschluss 11 weiter auf dem Belüftungszustand gehalten, so dass sich das Antriebsglied 67 aus der dritten Stellung heraus in die zweite Stellung bewegt, und es zu einem bestimmten Druckanstieg in der zweiten Antriebskammer 66 kommt.
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Dieser Druckanstieg wird im Schritt S14 erfasst. In dem in der 1 gezeigten exemplarischen System wird dieser Druckanstieg von dem Drucksensor 332 erfasst, da, wie in der 1 zu sehen ist, das Ventilmodul 30 an den zweiten Verbrauchsanschluss 62 des Antriebs 60 angeschlossen ist.
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Basierend auf dem von dem Drucksensor 332 erfassten Druckanstieg kann darauf geschlossen werden, dass der zweite Verbrauchsanschluss 62 des Antriebs 60 mit dem zweiten Arbeitsanschluss 32 des Ventilmoduls 30 verbunden ist. Im Schritt S15 wird eine entsprechende Zuordnung zwischen dem zweiten Verbrauchsanschluss 62 und dem zweiten Arbeitsanschluss 32 von der Steuereinheit 70 abgespeichert.
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Die Zuordnung aller Verbrauchsanschlüsse 61, 62 des Antriebs 60 ist damit abgeschlossen. Eine entsprechende Information kann in der Steuereinheit 70 im Schritt S16 abgelegt werden.
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Im Schritt S17 wird das Antriebsglied 67 dann zurück in die Ausgangsposition – im vorliegenden Fall die erste Stellung – gefahren. Zu diesem Zweck wird der erste Arbeitsanschluss 11 auf den Entlüftungszustand geschaltet und der zweite Arbeitsanschluss 32 auf den Belüftungszustand. Nachdem erfasst wird, dass sich das Antriebsglied 68 wieder in der ersten Stellung befindet, werden die Arbeitsanschlüsse 11 und 32 in den Sperrzustand versetzt.
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Im Schritt S18 wird dann geprüft, ob bereits alle Arbeitsanschlüsse einmal auf den Belüftungszustand geschaltet wurden. Wird zur Identifikation der Arbeitsanschlüsse eine fortlaufende Nummerierung verwendet, bei der jedem Arbeitsanschluss eine Identifikationsnummer zugewiesen wird, kann dies beispielsweise dadurch geschehen, dass geprüft wird, ob die Variable i der Identifikationsnummer n des letzten Arbeitsanschlusses entspricht.
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Wurden noch nicht alle Arbeitsanschlüsse einmal in den Belüftungszustand versetzt, so wird in dem Schritt S19 ein nächster Arbeitsanschluss ausgewählt, um dann bei einem erneuten Durchlaufen des Schritts S1 belüftet zu werden. Sind die Arbeitsanschlüsse einer fortlaufenden Identifikationsnummer in der Steuereinheit 70 zugeordnet, so kann die Auswahl des nächsten Arbeitsanschlusses dadurch erfolgen, dass die Variable i um 1 erhöht wird, wie dies in der 7 im Schritt S19 angedeutet ist. Die Steuereinheit fährt dann mit dem Schritt S1 fort.
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Sofern im Schritt S18 festgestellt wird, dass bereits alle Arbeitsanschlüsse 11, 12, 21, 22, 31, 32 einmal in den Belüftungszustand versetzt wurden, fährt die Steuereinheit 70 mit dem Schritt S20 fort.
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Im Schritt S20 werden nochmals diejenigen Arbeitsanschlüsse sequenziell in den Belüftungszustand versetzt, bei denen zuvor das Schalten auf den Belüftungszsutand keine Stellungsänderung eines Antriebsglieds bewirkt hatte. Dies betrifft insbesondere Arbeitsanschlüsse, die mit einem Antrieb verbunden sind, dessen Antriebsglied bei ersten Schalten der Arbeitsanschlüsse gemäß einer Schaltvorgabe nicht ausgefahren wurde, sondern stattdessen in der dritten Stellung verblieben ist. Wird bei diesen Antrieben nun beim zweiten sukzessiven Schalten eine Stellungsänderung zurück in die erste Stellung erfasst, so kann darauf geschlossen werden, dass jeweils der zweite Verbrauchsanschluss des Antriebs mit dem jeweils belüfteten Arbeitsanschluss verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich dazu kann auch über die Detektierung eines Druckanstiegs an dem ersten Verbrauchsanschluss bestimmt werden, dass der zweite Verbrauchsanschluss mit dem belüfteten Arbeitsanschluss verbunden ist. Dies ist insbesondere in solchen Fällen von Vorteil, in denen trotz des Druckaufbaus in der zweiten Zylinderkammer die erste Stellung nicht erreicht werden kann. Dies kann beispielsweise eintreten, wenn in der ersten Zylinderkammer ein Druck insbesondere zur Kompensation von Prozess- oder Gewichtskräften eingeschlossen ist.
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Nach dem Ausführen all dieser Schritte S1 bis S20 ist wenigstens ein Verbrauchsanschluss jedes Antriebs einem Arbeitsanschluss zugeordnet. Sofern Verbrauchsanschlüsse verbleiben, die noch nicht zugeordnet wurden, kann wie folgt vorgegangen werden:
Zunächst prüft die Steuereinheit 70, ob es einen Antrieb gibt, bei dem noch nicht beide Verbrauchsanschlüsse zugeordnet wurden, und der gemäß einer gespeicherten Schaltvorgabe nur abhängig von der Stellung eines Antriebsglieds eines anderen Antriebs betätigt werden darf.
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Beispielsweise kann es sich um einen Antrieb handeln, dessen Antriebsglied nur dann ausgefahren werden kann, wenn sich das Antriebsglied eines anderen Antriebs in einer bestimmten Stellung befindet, da es sonst zu Kollisionen kommt. Derartige Abhängigkeiten sind in der Schaltvorgabe gespeichert.
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Existiert nun eine derartige Beziehung zwischen zwei Antrieben, so wird der eine Antrieb in eine Stellung gefahren, die es erlaubt, das Antriebsglied des anderen Antriebs herauszufahren. Dies wird dann durchgeführt, bis einer der Drucksensoreinrichtungen einen Druckanstieg erfasst. Der zugehörige Arbeitsanschluss wird dann dem entsprechenden Verbrauchsanschluss zugeordnet.
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Die Schritte werden so lange wiederholt, bis alle Verbrauchsanschlüsse entsprechenden Arbeitsanschlüssen zugeordnet sind.
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Die automatische Inbetriebnahme ist dann abgeschlossen.
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Nachfolgend soll unter Bezugnahme auf die 8 eine zweite beispielhafte Prozedur beschrieben werden, die von der Steuereinheit zur automatischen Inbetriebnahme ausgeführt werden kann. Die zweite Prozedur unterscheidet sich von der ersten Prozedur insbesondere dadurch, dass sie es ermöglicht, die automatische Inbetriebnahme des pneumatischen Systems 1 ohne die Verwendung von Drucksensoren durchzuführen, mit denen der an den jeweiligen Arbeitsanschlüssen anliegende Druck gemessen werden kann. Bei Einsatz der zweiten Prozedur sind derartige Drucksensoren daher nicht erforderlich.
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Eine Vielzahl der von der Steuereinheit 70 durchgeführten Schritte der zweiten Prozedur entspricht dabei den Schritten der ersten Prozedur. Diese Schritte sollen nachfolgend nicht erneut erläutert werden. Sofern also nachstehend keine eigene Beschreibung für einen der Schritte S1 bis S20 gegeben ist, gilt die Beschreibung der ersten Prozedur.
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Ausgangspunkt der zweiten Prozedur ist, wie bei der ersten Prozedur, eine Konstellation, bei der sich alle Antriebsglieder in einer Endposition, vorzugsweise der ersten oder der zweiten Stellung befinden. Nachfolgend wird dabei exemplarisch der Fall diskutiert, in dem sich alle Antriebsglieder zunächst in der ersten Stellung befinden.
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Im Gegensatz zur ersten Prozedur werden in der zweiten Prozedur die Arbeitsanschlüsse jedoch nicht in einen Sperrzustand, sondern in den Entlüftungszustand versetzt. Dies geschieht zum Beispiel durch entsprechende Steuersignale von der Steuereinheit 70.
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Die Schritte S1 und S2 entsprechen dabei den bereits im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschriebenen Schritten S1 und S2. Zu erwähnen ist hier lediglich, dass die Arbeitsanschlüsse in der zweiten Ausführungsform nicht aus einem Sperrzustand, sondern aus einem Entlüftungszustand heraus in den Belüftungszustand geschaltet werden. Dementsprechend wird bei dem zu schaltenden Arbeitsanschluss jeweils das mit der Entlüftungsleitung verbundene 2/2-Wegeventil geschlossen und das mit der Belüftungsleitung verbundene 2/2-Wegeventil geöffnet.
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Ferner findet die im Schritt S2 vorgenommene Prüfung, ob eine Stellungsänderung vorliegt, bei der zweiten Prozedur im Gegensatz zur ersten Prozedur so lange statt, bis eine vorbestimmte Wartezeit abgelaufen ist.
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Diese Vorgehensweise ist in der 8 durch den Schritt S6b angedeutet. Die Wartezeit ist dabei insbesondere derart gewählt, dass innerhalb dieser Wartezeit eine Bewegung eines Antriebsglieds aus der ersten Stellung in die dritte Stellung möglich ist, ohne dass dabei das Antriebsglied weiter in die zweite Stellung fährt.
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Falls diese Wartezeit abläuft, ohne dass eine Stellungsänderung erfasst wird, fährt die Steuereinheit 70 mit dem Schritt S7 fort, der bereits vorstehend im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform erläutert wurde.
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Wird im Schritt S2 hingegen eine Stellungsänderung eines Antriebsglieds erfasst, so fährt die Steuereinheit 70 mit den Schritten S3 und S4 fort. Handelt es sich bei dem Antrieb, bei dem eine Stellungsänderung erfasst wurde, um einen einfach wirkenden Antrieb, so fährt die Steuereinheit 70 mit dem Schritt S5 fort. In dem sich anschließenden Schritt S7 wird dann der Arbeitsanschluss i der zuvor auf den Belüftungszustand geschaltet wurde, und dadurch eine Stellungsänderung bewirkt hat, zurück auf den Entlüftungszustand geschaltet. Im Schritt S11b wird daraufhin eine vorbestimmte Wartezeit lang gewartet. Die vorbestimmte Wartezeit ist dabei derart gewählt, dass nach Ablauf davon auszugehen ist, dass der Arbeitsanschluss i vollständig entlüftet ist; d. h. dass er ungefähr denselben pneumatischen Druck aufweist wie die Entlüftungsleitung. Die Steuereinheit 70 fährt dann mit dem Schritt S18 fort.
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Falls im Schritt S4 hingegen bestimmt wird, dass es sich bei dem zuvor zugeordneten ersten Verbrauchsanschluss 61 nicht um einen Verbrauchsanschluss eines einfachwirkenden Antriebs, sondern um einen Verbrauchsanschluss eines doppeltwirkenden Antriebs handelt, werden nacheinander entweder die Schritte S8, S9, S10, S11b, die Schritte S8, S9, S10S, 13, oder die Schritte S8, S14b, S15b, S16b, S17b ausgeführt. Die letztere Variante umfasst dabei Schritte, die vorstehend noch nicht erläutert wurden und soll daher nachstehend beschrieben werden.
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Falls im Schritt S8 bei der Abfrage der Schaltvorgabe bestimmt wird, dass das Antriebsglied ausgefahren werden darf, wird der Belüftungszustand des Arbeitsanschlusses i beibehalten, so dass das dadurch betätigte Antriebsglied weiter ausgefahren wird.
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Im Schritt S14b wird dann geprüft, ob das Antriebsglied vollständig ausgefahren ist – d. h., ob es sich in der zweiten Stellung befindet. Ist dies der Fall, so wird im Schritt 15b der Arbeitsanschluss i auf den Entlüftungszustand geschaltet.
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Im Schritt S16b wird dann geprüft, ob sich das Antriebsglied aus der zweiten Stellung herausbewegt. Ist dies der Fall, so wird darauf geschlossen, dass bestimmte Prozess- oder Gewichtskräfte auf das Antriebsglied wirken. Eine entsprechende Kompensation findet im Schritt S13 statt.
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Zur Prüfung, ob sich das Antriebsglied aus der zweiten Stellung herausbewegt, ist gemäß Schritt S17b eine vorbestimmte Wartezeit vorgesehen. Solange diese Wartezeit noch nicht abgelaufen ist, setzt die Steuereinheit 70 die Prüfung gemäß Schritt 16b fort. Nach Ablauf der Wartezeit fährt die Steuereinheit dann mit dem Schritt S18 fort.
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Wenn es sich bei einem der nachfolgend geschalteten Arbeitsanschlüsse nun um einen Arbeitsanschluss handelt, der mit dem zweiten Verbrauchsanschluss desjenigen Antriebs verbunden ist, dessen Antriebsglied zuvor ausgefahren wurde, so kann dieses Antriebsglied nun in der entgegengesetzten Richtung betätigt werden. Eine entsprechende Stellungsänderung aus der zweiten Stellung heraus kann dann erfasst werden, und eine Zuordnung zwischen dem Arbeitsanschluss und dem Verbrauchsanschluss bestimmt und gespeichert werden.
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Nachdem die beschriebenen Schritte für alle Arbeitsanschlüsse einmal durchgeführt wurden, verbleiben zur Zuordnung nun insbesondere die zweiten Verbrauchsanschlüsse, also diejenigen Verbrauchsanschlüsse, über die eine Bewegung der Antriebsglieder von der zweiten Stellung bzw. dritten Stellung in die erste Stellung bewirkt werden kann. Durch Ausführen des vorstehend beschriebenen Schritts S20 können auch noch diese Verbrauchsanschlüsse zugeordnet werden.
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Bei der beschriebenen zweiten Prozedur können anstelle der vorstehend genannten Ventilmodule, die jeweils zwei Halbbrücken umfassen, auch Ventilmodule eingesetzt werden, die jeweils aus zwei 3/2-Wegeventilen aufgebaut sind.
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Nachstehend wird unter Bezugnahme auf 9 eine dritte Prozedur besprochen, die von der Steuereinheit 70 zur Inbetriebnahme des pneumatischen System 1 ausgeführt werden kann. Diese Prozedur ist für eine Ausgestaltung des pneumatischen Systems 1 vorgesehen, bei der jedes Ventilmodul aus zwei 3/2-Wegeventilen gebildet ist. Ein 3/2-Wegeventil dient in diesem Zusammenhang dazu, einen Arbeitsanschluss entweder mit der Belüftungsleitung oder der Entlüftungsleitung zu verbinden bzw. entweder auf den Belüftungszustand oder den Entlüftungszustand zu schalten.
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In dieser Prozedur werden ferner, wie bereits in der ersten Prozedur, Drucksensoreinrichtungen 13, 23, 33 benötigt, die den jeweiligen Arbeitsanschlüssen 11, 12, 21, 22, 31, 32 zugehörig sind und die dort jeweils anliegenden Drücke detektieren können.
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Die in der 9 gezeigten Schritte, die den bereits vorstehend beschriebenen Schritten entsprechen, sollen dabei nicht erneut erläutert werden.
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Ausgangspunkt dieser Prozedur ist eine Konstellation, in der sich alle Antriebsglieder 47, 57, 67 in einer Entposition befinden. Vorzugsweise nehmen die Antriebsglieder 47, 57, 67 dabei die erste oder die zweite Stellung ein. Nachfolgend wird dabei exemplarisch der Fall diskutiert, in dem sich alle Antriebsglieder 47, 57, 67 zunächst in der ersten Stellung befinden.
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Die in der 9 gezeigten Schritte S1 bis S20 entsprechen dabei entweder Schritten desselben Bezugszeichens aus der ersten Ausführungsform oder aus der zweiten Ausführungsform. Eine erneute Erläuterung dieser Schritte soll an dieser Stelle vermieden werden.
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Nachstehend soll ein weiteres Verfahren zur Inbetriebnahme eines pneumatischen Systems erläutert werden. Das, insbesondere in Anlehnung an die 1 ausgeführte, pneumatische System umfasst dabei eine Vielzahl von Ventilmodulen, die jeweils wenigstens einen ersten und einen zweiten unabhängig voneinander in einen Belüftungs- und einen Entlüftungszustand schaltbaren Arbeitsanschluss aufweisen. Insbesondere können die Arbeitsanschlüsse dabei zusätzlich noch in einen Sperrzustand geschaltet werden. Die Ventilmodule können in einer der vorstehend beschriebenen Weisen ausgebildet sein.
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Das pneumatische System umfasst ferner eine Vielzahl von Antrieben, die jeweils wenigstens über einen Verbrauchsanschluss und ein Antriebsglied verfügen, das über eine Belüftung und/oder Entlüftung des jeweiligen Verbrauchsanschlusses zwischen wenigstens einer ersten und einer zweiten Stellung bewegt werden kann. Die Antriebe können ebenfalls in einer der vorstehenden Weisen ausgebildet sein, müssen dabei jedoch keine eigenen Sensoreinrichtungen aufweisen.
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Zudem umfasst das pneumatische System Sensoreinrichtungen zur Erfassung von Stellungsänderungen der Antriebsglieder. Hierbei kann es sich insbesondere um Drucksensoren handeln, die den jeweiligen Arbeitsanschlüssen zugeordnet sind. Insbesondere sind die Drucksensoren dabei den Ventilen der Ventilmodule zugeordnet. Vorzugsweise dienen die Drucksensoren dazu, den an den Arbeitsanschlüssen anliegenden Druck messen. Eine Stellungsänderung eines Antriebsglieds kann in diesem Zusammenhang über einen entsprechenden Druckanstieg oder Druckabfall an einem Arbeitsanschluss erfasst werden.
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Die Sensoreinrichtungen sind insbesondere mit einer Steuereinheit verbunden, an die sie die erfassten Stellungsänderungen übermitteln können. Vorzugsweise ist die Steuereinheit in einer der vorstehend beschriebenen Weisen ausgebildet und/oder mit den Ventilmodulen verbunden.
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In einem ersten Schritt werden nun die Arbeitsanschlüsse in zufälliger/beliebiger Weise mit den Verbrauchsanschlüssen verbunden. Dabei wird jeweils ein Arbeitsanschluss mit einem Verbrauchsanschluss verbunden.
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In einem nächsten Schritt werden die Antriebsglieder sukzessive bewegt. Dies kann z. B. manuell erfolgen. Die Arbeitsanschlüsse sind dabei vorzugsweise auf einen Sperrzustand geschaltet.
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Zweckmäßigerweise werden dabei die Antriebsglieder in einer vorbestimmten Reihenfolge bewegt, die beispielsweise in der Steuereinheit hinterlegt ist. Alternativ dazu ist es auch möglich, die Antriebsglieder in einer beliebigen Reihenfolge zu bewegen und diese Reihenfolge in die Steuereinheit einzugeben.
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Wird nun ein erstes Antriebsglied bewegt, so kann mittels der Sensoreinrichtungen und der Steuereinheit über einen erfassten Druckanstieg und/oder Druckabfall derjenige Arbeitsanschluss bzw. diejenigen Arbeitsanschlüsse identifiziert werden, die mit den Verbrauchsanschlüssen verbunden sind.
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Da dabei, wie vorstehend genannt, festgelegt ist, welches Antriebsglied gerade bewegt wird bzw. dies im Nachhinein in die Steuereinheit eingegeben wird, verfügt die Steuereinheit über alle benötigten Informationen, um eine Zuordnung zwischen den Arbeitsanschlüssen und den Antrieben bzw. den Verbrauchsanschlüssen der Antriebe zu bestimmen.
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Bei einem doppeltwirkenden Antrieb, der zwei Verbrauchsanschlüsse aufweist, wird beim Bewegen des Antriebsglieds eine Druckänderung an zwei Arbeitsanschlüssen hervorgerufen. Um bestimmen zu können, welcher der beiden Verbrauchsanschlüsse mit welchem der beiden Arbeitsanschlüsse verbunden ist, wird das Antriebsglied in einer vorbestimmten Weise bewegt, die entweder in der Steuereinheit 70 gespeichert ist oder im Nachhinein in diese eingegeben werden kann.
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Beispielsweise kann festgelegt sein, dass die Antriebsglieder jeweils in einer Richtung zu bewegen sind, in der sich an den Antriebsgliedern vorgesehene Kolbenstangen aus den Antrieben herausbewegen. Dann ist klar, dass derjenige Verbrauchsanschluss, zu dem das Antriebsglied hinbewegt wird bzw. dessen zugehörige Antriebskammer verkleinert wird, mit demjenigen Arbeitsanschluss verbunden sein muss, an dem ein Druckanstieg erfasst wird. Ferner ist dann klar, dass derjenige Verbrauchsanschluss, von dem das Antriebsglied wegbewegt wird bzw. dessen zugehörige Antriebskammer vergrößert wird, mit demjenigen Arbeitsanschluss verbunden sein muss, an dem ein Druckabfall erfasst wird.
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Alternativ kann auch, wie vorstehend erwähnt, im Nachhinein in die Steuereinheit eingegeben werden, wie die Antriebsglieder bewegt wurden. Basierend auf den erfassten Druckänderungen bzw. Stellungsänderungen und den in der Steuereinheit gespeicherten Informationen kann diese bestimmen, welche Arbeitsanschlüsse mit welchen Verbrauchsanschlüssen verbunden sind. Entsprechende Zuordnungen zwischen Arbeitsanschlüssen und Verbrauchsanschlüssen können dann in der Steuereinheit gespeichert werden.
