DE2704869C3

DE2704869C3 - In modularer Bauweise aus gleichen, logische Schaltungselemente enthaltenden Baugruppen zusammengesetzte fluidische Steuerschaltung

Info

Publication number: DE2704869C3
Application number: DE2704869A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. Ruedle; Kurt Dipl.-Ing. Stoll
Original assignee: Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
Current assignee: Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
Priority date: 1977-02-05
Filing date: 1977-02-05
Publication date: 1980-11-20
Also published as: JPS627562B2; DE2704869B2; FR2379719A1; DE2704869A1; IT1092407B; SE434080B; GB1599096A; US4181141A; SE7801285L; FR2379719B1; JPS53105690A; IT7819944A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine in modularer Bauweise aus .gleichen, logische Schaltungselemente enthaltenden Baugruppen zusammengesetzte fluidische Steuerschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine verwandte Schaltungsanordnung ist aus der DE-OS 21 49 189 bekanntgeworden. Diese bekannte pneumatische Schaltungsanordnung ist jedoch im allgemeinen gesondert für eine bestimmte Funktion aufgebaut und gesondert zusammengeschaltet, was nicht nur für den Fall der Konstruktion einer neuen Steuerungsanordnung, sondern auch für den Fall, daß bei einer vorhandenen Steuerungsanordnung ein Element oder mehrere Elemente ausfallen, relativ aufwendig und daher teuer ist.

Weiterhin ist aus der FR-PS 21 54 372 eine fluidische Steuerschaltung bekanntgeworden, welche die im Oberbegriff des Anspruchs I wiedergegebenen Merkmale aufweist. Bei dieser bekannten Anordnung ist jedoch das Problem nicht angesprochen, bei einer Programmsteuerung zum zyklisch aufeinanderfolgenden Aktivieren von Stellmotoren oder anderen Druckmittelverbrauchern eine Wiederholpresse vorzusehen. Wollte man eine solche Wiederholpresse auch bei der bekannten Anordnung schaffen, müßte man ein externes, getrenntes Initialzündungsventil jeweils zur Abgabe eines Impulses zum erstmaligen Setzen des ersten Verbrauchers vorsehen, was den Nachteil hat. daß bei versehentlicher Betätigung der erste Verbraucher auch dann schon wieder aktiviert werden könnte, wenn das Arbeiten des letzten Verbrauchers noch nicht beendet worden ist, so daß bei einmaligem versehentlichen zusätzlichen Aktivieren bleibend zwei Aktivierungswellen vorhanden sind, die durch die Ventilbank der Steuerung hindurchlaufen. Wollte man dann zur Abhilfe das Initialzündungsventil an einer normalerweise unzugänglichen Stelle der Maschine unterbringen, müßte man in nachteiliger Weise zum Anwerfen nach vollständigem Abschalten immer einen Einrichter oder eine sonst autorisierte Person einsetzen.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine modular aufgebaute Steuerung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die eine Wiederholsperre besitzt, wobei zu einem bestimmten Zeitpunkt jeweils nur einer der Druckmittelverbraucher erregt sein kann, und bei der sich nach völliger Abschaltung des Drucks eine eindeutige Stellung der Taktschaltung einstellen läßt und nach Rückstellung der Taktkette durch einen Löschimpuls eine definierte Startposition bestimmt sein soll.

Die obige Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch

eine Steuerungsschaltung gemäß Anspruch 1.

Durch die DD-PS 1 21 671 ist zwar bei einer duich elektrische Signale programmierbaren Druckmittelversorgung für einen Verbraucher für c'en Zweck der Variation der Betriebsweise von Baugruppen die "> Verwendung von Verbindungsplanen bekanntgeworden, jedoch hat die dort gezeigte Anordnung mit dem Erfindungsgegenstand keine weiteren Berührungspunkte, sie konnte also die Erfindung nicht nahelegen.

Durch die Integration der Verknüpfungsglieder in die Logikplatten ist ein schnelles Austauschen der Logikplatten bei Fehlern oder einem sonstigen Versagen ohne größeren Aufwand möglich. Da die einzelnen Platten nur aufeinandergesetzt sind, ist das Austauschen auch ohne Lösen einer Verschlauchung oder derglei- v> chen Verbindungselemente möglich. Durch die Möglichkeit des Einzelaustausches von Speicher- und Logikplatte ist die Wartung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung einfach und bi'lig: sie kann darüberhinaus in beliebiger Weise erweitert werden. Weiterhin ist es möglich, mit ein und derselben LogikpJatte und der darunter befindlichen Anschlußplatte beispielsweise zweierlei Schaltungen innerhalb des Taktbausteines zu erreichen. Der Austausch der Dichtung gegen eine andere ist insbesondere für den 2-j Taktbaustein der letzten Stufe von Vorteil, wenn man erreichen will, daß der Baustein der letzten Taktstufe nicht ohne weiteres bzw. nur bei Vornahme eines zusätzlichen Impulses die erste Stufe der Taktkette von neuem setzt bzw. vorbereitet. Es ist also insbesondere 3« möglich, den Taktbaustein durch einfaches Austauschen der Dichtung mit einer Wiederholsperre zu versehen. Vor allem aber wird mit der Erfindung die oben wiedergegebene Aufgabe mit allen sich hieraus ergebenden Vorteilen gelöst. Die das ODER-Glied und J5 das UND-Glied enthaltende Logikplatle und die die Anschlußöffnungen aufweisende Anschlußplatte sind Standardbauteile und für alle Steuerblöcke identisch, während die Verbindungsplatte bei den Steuerblöcken verschieden sein kann. Man erhält also die gewünschte ·«> Wiederholsperre bei Anschluß einer gleichzeitigen Aktivierung mehrerer Verbraucher durch Abänderung eines kleinen und billigen Teiles beim letzten der Steuerblöcke.

In der folgenden Beschreibung ist die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht in auseinandergezogenem Zustand der baulichen Ausbildung einer Steuerungsschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung, wobei außer den Eingangs- und Ausgangsplatten nur eine einzige Taktstufe der Taktkette dargestellt ist,

F i g. 2 den Schaltplan einer mit mehreren Taktstufen v> versehenen Steuerungsschaltung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1,

Fig.3 einen Schnitt längs der Linie III-I1I der Fig. 1 durch einen Taktbaustein einer der vorderen Taktstufen und bü

Fig.4 einen Schnitt ähn^:ic ■ !er Fig.3, jedoch durch den Taktbaustein der Endtaktstufe.

Die in der Zeichnung dargestellte Steuerschaltung ist eine pneumatische fluidische Taktkette 11, die aus mehreren jeweils als ein Baustein 12 ausgebildeten <*■> Taktstufen, einer als ein Baustein 13 ausgebildeten Endtaktstufe und einem Eingangs- und einem Ausgangs-Baustein 14 bzw. 15 aufgebaut ist. Eine derartige Taktkette 11, die beliebig lang sein bzw. erweitert werden kann, dient zur taktmäßigen bzw. folgerichtigen Ansteuerung verschiedener, jedoch nicht dargestellter Pneuraatik-Arbeits-Einheiten e\ner oder mehrerer Maschinen oder dergleichen, die in bestimmter zeitlicher Folge Arbeitsschritte ausführen. Wie noch zu zeigen sein wird, ist die Taktkette 11 derart aufgebaut, daß ein bestimmter Arbeitsschritt erst dann vollzogen werden kann, wenn der vorhergehende Arbeitsschritt bereits ausgeführt worden ist. Die Wiederholung dieses Arbeitszyklus ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel ferner nur dann möglich, wenn der letzte Arbeitsschritt beendet ist und wenn die Wiederholung des Arbeitszyklus erwünscht ist, indem beispielsweise der Bedienende den neuen Arbeitszyklus von Hand startet

Jeder Baustein 12,13 besteht aus einer Anschlußplatte 16, einer Logikplatte 17 und einem Speicher 18, welche Elemente übereinander angeordnet bzw. aufeinander gesetzt und druckdicht miteinander verbunden sind. Zur Bildung des Bausteins 12 für die vorderen Taktstufen ist zwischen der Anschlußplatte 16 und der Logikplatte 17 eine Dichtung 21 angeordnet, während zur Bildung des Bausteines 13 für die Endtaktstufe zwischen Anschluß platte 16 und Logikplatte 17 eine andere Dichtung 22 eingefügt ist. Die Dichtungen 21, 22, die. wie noch an Hand der F i g. 4 und 5 zu zeigen sein wird, mit unterschiedlichen Ausnehmungen versehen sind, bewirken eine unterschiedliche interne Verknüpfung von Logikplatte 17 und Anschlußplatte 16.

Die Anschlußplatten 16 sind beim Ausführungsbeispiel mit vier parallelen, in unterschiedlichem Abstand voneinander angeordneten Bohrungen 26 bis 29 versehen, die jeweils einen Abschnitt der noch zu erläuternden Leitungen 5. Z P und Y bilden. Hierbei durchdringen die Bohrungen 26 und 28 die gesamte Breite der Anschlußplatten 16, während die Bohrungen

27 und 29 zwei von deren beiden Seiten ausgehende Sacklochbohrungen für den ankommenden Teil Z\ und Vi und den abgehenden Teil Z₂ und Y2 der betreffenden Leitungen sind. Die Eingangs- und Ausgangsbausteine 14 und 15 sind aus Platten gebildet, die mit Sacklochbohrungen 31 bis 34 versehen sind, die von derjenigen Längsseite ausgehen, die den Bohrungen 26 bis 29 der Anschlußplatten 16 gegenüberliegt. Die Sacklochbohrungen 31 bis 34 münden in nicht dargestellte, senkrecht nach unten verlaufende Bohrungen, mit denen Anschlußnippel zur Verbindung mit externen Leitungen fluchten. In die Bohrungen 26 bis 29 und 31 bis 34 der Eingangs-, Ausgangs- und Anschlußplatten 16 werden symmetrisch ausgebildete, hohlzylindrische Dichtstopfen 36 druckdicht eingesteckt, so daß die Bohrungen die Leitungen 5, P bzw. die Leitungsabschnitte Zi,Z₂ und Vi, V₂ bilden.

Die Eingangs-, Ausgangs- und Anschlußplatten 14,15, 16 sind ferner so ausgebildet, daß sie an einem Montagerahmen 37 befestigt werden können, der aus zwei parallelen längsverlaufenden und aus mehreren querverlaufenden Rahmenteilen 38, 39 besteht. Die Länge der längsverlaufenden Rahmenteile 38 hängt dabei von der Anzahl der zu verwendenden Taktstufen 12,13 ab.

Wie den F i g. 3 und 4, die einen Schnitt im Bereich der abgehenden Leitungsteile Zi und Y₂ darstellen, zu entnehmen ist, stehen die Durchgangsbohrungen 26 und

28 und die Sacklochbohrungen 27 und 29 in einer bestimmten senkrecht zu ihnen verlaufenden Ebene jeweils mit Bohrungen 41 in Verbindung, die von der

Oberseite 42 der Anschlußplatte 16 ausgehen, die der Dichtung 21 oder 22 bzw. der Logikplatte 17 gegenüberliegt. Die Anschlußplatte 16 besitzt ferner noch zwei zu den Bohrungen 41 parallele Durchgangsbohrungen 43,44, die an der Unterseite in Anschlußnippel 46 übergehen und damit Teil einer Arbeitsleitung A und einer Rückmeldeleitung A"bilden.

Die Logikplatte 17 besitzt als integrierte Bestandteile zwei Pneumatikventile, von denen das eine als UND-Glied 47 und das andere als ODER-Glied 48 ausgebildet ist. In der Logikplatte 17 sind Kanäle 49 und Kanäle 50 vorgesehen, die dem UND-Glied 47 bzw. dem ODER-Glied 48 zugeordnet sind und, je nach der Funktion, die sie erfüllen müssen, zur Oberseite 51 oder zur Unterseite 52 der Logikplatte 17 verlaufen. Die Logikplatte 17 besitzt ferner zwei parallele, von der Unterseite 52 zur Oberseite 51 durchgehende Kanäle, von denen die dargestellten Kanäle 53, 54 über die Dichtung 21 oder 22 die Druckleitung P in der Anschlußplatte 16 mit einem Eingang des Speichers 18 bzw. die Arbeitsleitung A in der Anschlußplatte 16 mit einem Ausgang des Speichers 18 verbinden. Der Speicher 18 ist ein serienmäßiges Luftimpulsventil, das beim Ausführungsbeispiel fünf Eingänge besitzt und zwei Schaltstellungen einnehmen kann. Das Speicherventil 18, das auf der Oberseite 51 der Logikplatte 17 befestigt ist, ist mit nicht dargestellten Anschlußbohrungen bzw. -kanälen versehen, die mit entsprechenden Kanälen der Logikplatte 17 in Verbindung stehen. Die genaue schaltungstechnische Zuordnung des Speicherventils 18 zu den Logikgliedern 47, 48 ergibt sich dabei aus F i g. 2.

Wie der F i g. 3 zu entnehmen ist, ist beim Baustein 12 die Dichtung 21 derart mit bohrungs- und schlitzartigen Durchbrüchen 58, 59 versehen, daß die Rückstell-Leitung 5 mit der einen Druckleitung 50' und der abgehende Abschnitt Zi der Verknüpfungsleitung Z mit der anderen Druckleitung 50" des ODER-Gliedes 48 verbunden ist. Der Ausgang 50'" des ODER-Gliedes 48 führt dabei zu einem Stelleingang des Speicherventils 18. Der Kanal 53 der Druckleitung P führt zu einem Ventileingang und der Kanal 54 der Arbeitsleitung A zu einem Ventilausgang, wobei in einer Schaltstellung des Speicherventils 18 Eingang und Ausgang miteinander verbunden sind. Der zur folgenden Stufe führende, also abgehende Abschnitt Y₂ der Verknüpfungsleitung yist mit dem Kanal 49' verbunden, der zu einem Ausgang des UND-Gliedes 47 führt, während sein Eingang über einen Kanal 49" in nicht dargestellter Weise bzw. innerhalb des Ventils 18 zur Arbeitsstellung A führt. Auch hier sind Eingang und Ausgang in einer Schaltstellung des UND-Gliedes 47 miteinander verbunden. Der eine Stelleingang des UND-Gliedes 47 führt über den Kanal 49'" zur Rückmeldeleitung X, während der Rückstelleingang durch eine Feder 61 gebildet ist, in welcher Stellung der Verknüpfungsleitungsabschnitt Y₂ von der Arbeitsleitung A getrennt ist Die von der vorangehenden Taktstufe 12 ankommenden Abschnitte Zi, Vi der Verknüpfungsleitung Zbzw. Y sind über einen gebogenen Schlitz in der Dichtung 21 mit der Arbeitsleitung A bzw. über eine Dichtungsbohrung und eine Durchgangsbohrung in der Logikplatte 12 mit dem Speicherventil 18 verbunden.

Bei dem in F i g. 4 dargestellten Baustein 13 für die Endtaktstufe ist gegenüber dem Baustein 12 der Fig.3 nur die Dichtung ausgetauscht. Die Dichtung 22 ist derart mit bohrungsartigen und schlitzförmigen Durchbrüchen 58', 59' versehen, daß der ankommende Abschnitt Y\ der Verknüpfungsleitung Y mit dem einen ^r> Eingang und die Rückstell-Leitung S mit dem anderen Eingang des ODER-Gliedes 48 verbunden ist, dessen Ausgang in nicht dargestellter Weise zwar ebenfalls zum Speicherventil 18 führt, jedoch zu dessen anderem Stelleingang. Ferner ist mit dem einen Stelleingang des

K) Speicherventils 18 der abgehende Abschnitt Zi der Verknüpfungsleitung über eine gestrichelt dargestellte Durchgangsbohrung 60 verbunden. Bezüglich der Druckleitung P, der Rückmeldeleitung X, der Arbeitsleitung A, des abgehenden Abschnittes Y₂ und des

I¹J ankommenden Abschnittes Z\ der betreffenden Verknüpfungsleitung ist die Dichtung 22 in derselben Weise wie in F i g. 3, d. h. wie die Dichtung 21 ausgebildet.

Wie den F i g. 1 und 3 zu entnehmen ist, führt über das UND-Glied 47 die Arbeitsleitung A zur Oberseite 51

der Logikplatte 17 hin, an dessen Öffnung eine Druckanzeigevorrichtung 56 vorgesehen ist. Mit dieser Druckanzeigevorrichtung 56 kann man überwachen, ob in jeder Taktstufe 12, 13 und in der entsprechenden Reihenfolge der Druck vorhanden ist bzw. aufgebaut

2^r> worden ist. Das Luftimpulsventil 18 hat ferner in nicht dargestellter Weise eine Handbetätigung, wodurch der Stand des Speichers 18 festgestellt werden kann.

Die Taktkette 11 funktioniert im wesentlichen wie folgt:

K) Das Speicherventil 18 wird über die Verknüpfungsleitung Y dann gesetzt, wenn das UND-Glied 47 der vorhergehenden Taktstufe ein Ausgangssignal liefert. Dieses Setzsignal am Speicher 18 bewirkt erstens den Stellbefehl in der Arbeitsleitung A über die betreffende

Ά Arbeitseinheit für den nächsten Schaltschritt, zweitens das Löschen des Speichers 18 der vorhergehenden Taktstufe 12 über das zugehörige ODER-Glied 48, drittens die Vorbereitung des UND-Gliedes 47 der folgenden Taktstufe 12 oder 13 und viertens die

•»o Sichtanzeige des Arbeitssignals an der Druckanzeige 56. Wird die Beendigung dieses ersten Schaltschrittes bzw. die Ausführung des Hubes od. dgl. der betreffenden Arbeitseinheit dadurch rückgemeldet, daß in der Rückmeldeleitung X ein Signal auftritt, so erhält das

•55 UND-Glied 47 der betreffenden Taktstufe 12 nach dem Arbeitssignal A sein zweites Eingangssignal, d.h. in diesem Falle sein Stellsignal X, wodurch das UND-Glied 47 geschaltet und in der abgehenden Verknüpfungsleitung Vj ein Signal erzeugt wird. Dieser von Taktstufe zu Taktstufe aufeinanderfolgende Takt, der abhängig von der Geschwindigkeit od. dgl. der betreffenden Arbeitseinheit sein kann, verläuft bis zur Endtaktstufe 13. Diese Endtaktstufe 13 ist. wie erwähnt, derart angesteuert, daß die Taktkette 11 ihren Arbeitszyklus nur dann wiederholt, wenn die Bedienungsperson einen Taster 57 betätigt, der in der externen Rückführung der Verknüpfungsleitung Y von der Endtaktstufe 13 zur ersten Taktstufe 12 eingeschaltet ist. Das Löschen der Endtaktstufe 13 erfolgt dabei anders als bei den ersten Taktstufen, nämlich nur über die Rückstell-Leitung S, wobei gleichzeitig auch alle anderen Taktstufen gelöscht werden. Die Rückstellung des Speichers 18 der Endtaktstufe 13 erfolgt über die von der Eingangsstufe 12 kommende VerknüpfungsleitungZ

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. In modularer Bauweise aus gleichen, logische Schaltungselemente enthaltenden Baugruppen zusammengesetzte fluidische Steuerschaltung zur zyklisch aufeinanderfolgenden Aktivierung einer Mehrzahl von Druckmittelverbrauchern, mit von einem Rahmen getragenen Steuerblöcken, von denen jeweils einer einem Verbraucher zugeordnet κ· ist und welche jeweils mit ihren Stirnflächen dicht aneinander anliegende, identisch ausgebildete, ein UND-Glied sowie ein ODER-Glied enthaltende Logikblöcke und von diesen getragene bistabile Impulsventile aufweisen, wobei die UND-Glieder eingangsseitig mit dem vom betrachteten Logikblock abgegebenen Aktivierungssignal für den zugeordneten Verbraucher und mit einem den Abschluß des Arbeitsvorganges des zugeordneten Verbrauchers anzeigenden Rückmeldesignal beaufschlagt sind und ausgangsseitig mit einer ersten Anschlußöffnung in der an dem nachfolgenden Logikblock anliegenden Stirnfläche in Verbindung stehen, wobei die ODER-Glieder eingangsseitig mit einem von der einen Stirnfläche zur anderen Stirnfläche der Logikblöcke hindurchlaufenden Rückstellkanal und mit einer zweiten Anschlußöffnung in der dem nachfolgenden Logikblock zugewandten Stirnfläche verbunden sind und ausgangsseitig mit dem Rückstelleingang des bistabilen «> Impulsventiles des betrachteten Logikblockes verbunden sind, wobei der Setzeingang der bistabilen Impulsventile jeweils mit einer ersten Anschlußöffnung in der an dem vorhergehenden Logikblock anliegenden Stirnfläche des betrachteten Logikblok- i^r> kes verbunden ist, wobei der das Aktivierungssignal bereitstellende Ausgang der bistabilen Impulsventile mit einer zweiten Anschlußöffnung in der an dem vorhergehenden Logikblock anliegenden Stirnfläche des betrachteten Logikblockes verbunden ist, wobei die ersten und zweiten Anschlußöffnungen der vorderen Stirnflächen der Logikblöcke mit den ersten und zweiten Anschlußöffnungen der hinteren Stirnflächen der Logikblöcke fluchten und wobei in eine Rückkoppelleitung vom Ausgang des UND-Gliedes des letzten Steuerblockes zum Setzeingang des bistabilen Impulsventiles des ersten Steuerblockes ein in die Schließstellung vorgespanntes Startventil geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Logikblöcke jeweils aus einer ^r>o Anschlußplatte (16), in deren vorderer und hinterer Stirnfläche die Anschlußöffnungen (26 — 29) ausgebildet sind und welche den mit dem zugeordneten Verbraucher zu verbindenden Anschluß (43) und den mit dem Rückmeldesignal des Verbrauchers beaufschlagten Anschluß (44) trägt, einer das UND-Glied (47) sowie das ODER-Glied (48) enthaltenden Logikplatte (17) und einer dazwischenliegenden, Verbindungskanäle (58, 59) aufweisenden Verbindungsplatte (21, 22) bestehen; und daß die bo Verbindungsplatte (22) des letzten Logikblockes abgewandelte Verbindungskanäle aufweist, von denen einer (59') die erste Anschlußöffnung in der der vorhergehenden Anschlußplatte (16) zugewandten Stirnfläche mit dem zweiten Eingang des M ODER-Gliedes (48) des letzten Logikblockes verbindet, dessen erster Eingang weiterhin mit dem Rückstellkanal (26) verbunden ist, ein zweiter den Ausgang dieses ODER-Gliedes (48) mit dem Setzeingang des bistabilen Impulsventiles (18) des letzten Logikblockes verbindet und ein dritter den Rückstelleingang des bistabilen Impulsventiles (18) des letzten Logikblockes mit der zweiten Anschlußöffnung (32) in der an einem Abschlußstück (15) anliegenden Stirnfläche des letzten Logikblockes verbindet, die mit der zweiten Anschlußöffnung (32) des Abschlußstückes (14) des ersten Logikblockes verbunden ist.

2. Steuerschaltung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsplatten (21, 22) aus Dichtungsmaterial bestehen.