DE3788323T2

DE3788323T2 - Schaltapparat.

Info

Publication number: DE3788323T2
Application number: DE3788323T
Authority: DE
Inventors: Masanori Omron Tateisi E Ishii; Norio Omron Tateisi El Iwakiri; Keisuke Omron Tateisi Konishi; Hiroyuki Omron Tateisi Yamada
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1986-09-12
Filing date: 1987-09-10
Publication date: 1994-07-07
Anticipated expiration: 2007-09-11
Also published as: US4897754A; EP0259881B1; DE3788323D1; EP0259881A3; EP0259881A2; ATE98048T1; JPH073465B2; JPS6371683A; KR880004516A; KR920008727B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung mit einem Stellglied, bei welcher, wenn ein Gegenstand mit dem Stellglied in Berührung gekommen ist, ansprechend auf eine Versetzung des Stellglieds ein Schalterausgangssignal erzeugt wird, das den Nachweis des Gegenstands angibt.
Eine solche Art von Schaltvorrichtung wird verwendet, um einen Gegenstand festzustellen und verschiedene Arten von Maschinen oder Geräten zu steuern. Beispielsweise wird bei einer Produktionslinie in einer unbesetzten Fabrik durch eine Schaltvorrichtung festgestellt, daß ein Gegenstand, wie etwa ein zu bearbeitendes Produkt oder dergleichen, an eine bestimmte Stelle transportiert worden ist, so daß eine Bearbeitungsmaschine automatisch in Tätigkeit gesetzt wird.
Bislang wurde im allgemeinen ein Grenztaster als eine solche Art von Schaltvorrichtung verwendet. Ein im Grenztaster vorgesehener Kontaktmechanismus wird zwischen dem Ein- Zustand (leitenden Zustand) und dem Aus-Zustand (nicht-leitender Zustand) in Zuordnung zu der durch die Berührung mit einem Gegenstand verursachten Versetzung des Stellglieds bzw. ansprechend darauf, daß das Stellglied durch Belastungsmittel, wie etwa eine Rückholfeder oder dergleichen, in die Ausgangsposition zurückgeführt wird, geschaltet.
Bei der Schaltvorrichtung mit dem vorstehenden Aufbau kann aus folgenden Gründen ein fehlerhaft er Kontakt oder dergleichen auftreten. So kann es sein, daß eine Versetzung des Stellglieds nicht genau stattfindet oder das Stellglied wegen einer Zunahme der Reibung nicht richtig in die Ausgangsposition zurückkehrt; infolge einer defekten Abdichtung Wasser in die Schaltvorrichtung eindringt, was bewirkt, daß die internen Schaltungen oder Kontakte kurzgeschlossen werden; Kontakte verschweißen und zusammenkleben, verbogen oder beschädigt werden; Späne oder Stäube zwischen die Kontakte gelangen; und dergleichen. Es tritt also eine Fehlfunktion dahingehend auf, daß der Gegenstand nicht korrekt nachgewiesen werden kann. Wenn der Gegenstand nicht korrekt nachgewiesen werden kann, wird auch dann, wenn der Gegenstand in eine bestimmte Position transportiert worden ist, die Maschine oder das Gerät nicht in Tätigkeit gesetzt, so daß eine fehlerhafte Bearbeitung des Produkts auftritt oder irrtümlich ein nicht fertig behandeltes Produkt als ein normales Produkt entnommen wird. Bislang wurde, erst wenn eine solche unerwartete Störung auftrat, das fehlerhafte Arbeiten des Endtasters festgestellt. Folglich mußte die Produktionslinie angehalten werden, um den Endtaster zu reparieren. Dabei tritt ein Problem dahingehend auf, daß, selbst wenn die Produktionslinie nur vorübergehend, wie oben erwähnt, angehalten wird, Beeinträchtigungen für die anderen Produktionsvorgänge auftreten, und die Produktivität verschlechtert wird.
Um daher den Endtaster in die rage zu versetzen, zuverlässig Ein/Aus-Vorgänge durchzuführen, gibt es ein Gerät mit einem Mechanismus zur Verhinderung, daß ein Kontakt verschweißt und verklebt, nämlich ein Kontaktabschälmechanismus zum Zwangsausschalten des Kontakts, auch wenn der Kontakt verschweißt und verklebt war oder dergleichen. Diese Vorrichtung wird jedoch nicht fertig mit dem Fall, daß das Stellglied nicht richtig zurückkehrt, weil mit der Benutzung der Vorrichtung die Reibungskraft zugenommen hat, dem Fall, wo Späne, Staub oder dergleichen zwischen den Kontakten des Endtasters liegen, so daß der Endtaster nicht vom Aus-Zustand in den Ein-Zustand geschaltet wird, oder dergleichen.
Es gibt auch ein System, bei welchem die Lebensdauer des Endtasters in einer externen Steuereinheit, die einen Rechner enthält, gespeichert und die Lebensdauer verwaltet wird. Bei diesem System wird die Betriebszeit der Produktionslinie berechnet und die kumulative Betriebszeit mit der gespeicherten Lebensdauer verglichen, und, wenn die kumulative Betriebszeit die Lebensdauer überschreitet, ein Fehlervorhersagesignal ausgegeben. Dabei besteht jedoch der Nachteil, daß die externe Steuereinheit größenmäßig zunimmt und teuer wird. Da ferner ein Ausfall nicht exakt in Übereinstimmung mit der tatsächlichen Situation vorhergesagt werden kann, bestehen Übelstände dahingehend, daß eine Anomalie auftritt, bevor das Fehlervorhersagesignal ausgegeben wird, und daß ein Fehlervorhersagesignal trotz der Tatsache ausgegeben wird, daß die Vorrichtung normal arbeitet und dergleichen.
Eine Schaltvorrichtung mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erwähnten Merkmalen ist aus FR-A-2 341 190 bekannt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, es zu ermöglichen, daß ein Ausfall in Übereinstimmung mit dem tatsächlichen Betriebszustand einer Schaltvorrichtung vorhergesagt werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltvorrichtung zu schaffen, welche fortgesetzt ein richtiges Schalterausgangssignal erzeugen kann, auch wenn einige Arten von Betriebsanomalien aufgetreten sind.
Diese Aufgaben werden durch eine Schaltvorrichtung, wie sie in Patentanspruch 1 definiert ist, gelöst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden wenigstens zwei Versetzungspositionen (einschließlich der Ausgangsposition oder der Rückkehrposition) des Stellglieds festgestellt, und eine Anomalie wird auf der Grundlage dieser Nachweisausgangssignale festgestellt, so daß ein Ausfall auf der Grundlage des tatsächlichen Betriebszustandes vorhergesagt werden kann. Da ein Schalterausgangssignal auf der Grundlage der beiden Versetzungspositionen des Stellglieds erzeugt wird, kann andererseits ein richtiges Schalterausgangssignal fortgesetzt erzeugt werden, auch wenn eine Anomalie an einer der Versetzungspositionen aufgetreten ist.
Fig. 1 bis 7 zeigen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines Aufbaus einer Schaltvorrichtung;
Fig. 2 ist eine Schnittansicht längs Linie II-II der Fig. 1;
Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, welches einen in der Schaltvorrichtung vorgesehenen Signalprozessor in den Grundzügen zeigt,
Fig. 4a und 4b sind Schaltungsdiagramme, welche die Einzelheiten des Signalprozessors zeigen;
Fig. 5a und 5b sind Zeitdiagramme, welche das normale Arbeiten der Schaltvorrichtung veranschaulichen;
Fig. 6a und 6b sowie 7a und 7b sind Zeitdiagramme, welche jeweils das anomale Arbeiten der Schaltvorrichtung veranschaulichen;
Fig. 8 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform und veranschaulicht einen Teil eines Fig. 3 entsprechenden Blockschaltbilds;
Fig. 9 und 10 zeigen eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 zeigt einen Teil eines der Fig. 1 entsprechenden Schnitts; und
Fig. 10 ist ein Blockschaltbild, welches einen Signalprozessor zeigt.
Fig. 1 und 2 zeigen einen mechanischen Aufbau in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bezugnehmend auf diese Zeichnungen bewirkt ein Stellglied 1 eine Verschiebung durch eine Druckkraft infolge einer Berührung mit einem Gegenstand, etwa einem Produkt oder dergleichen, welches in einer Produktionslinie transportiert wird. Das Stellglied 1 umfaßt: eine an einem Gehäuse 10 drehbar angebrachte Drehwelle 4; einen am äußeren Endabschnitt der Drehwelle 4 fest angebrachten Hebel 3; eine Rolle 2, welche drehbar an der Spitze des Hebels 3 angebracht ist und mit einem Gegenstand in Berührung kommt; und einen Kolben 5, der eine Drehversetzung der Drehwelle 4, die durch die Berührung des Gegenstands mit der Rolle 2 verursacht ist, in eine geradlinige Verschiebung umwandelt.
Die Innenrandfläche der Drehwelle 4 ist mit einem Plattenabschnitt 4a ausgebildet, der sich in deren Axialrichtung erstreckt. Der Plattenabschnitt 4a wirkt dahingehend, das Stellglied 1 im Zusammenwirken mit einer Rückhol-Schraubenfeder 7 in die Ausgangsstellung zurückzuholen, und wirkt außerdem dahingehend, die Drehbewegung der Drehwelle 4 in die geradlinige Bewegung des Kolbens 5 im Zusammenwirken mit einem Weiterleitungselement 5a des Kolbens 5 umzuwandeln.
Die Schraubenfeder 7 ist zwischen der einen Fläche des Plattenabschnitts 4a und dem Gehäuse 10 angebracht. Ein zylindrisches Aufnahmeelement 7a ist am Gehäuse 10 so gehaltert, daß es in der zur Axialrichtung der Drehwelle 4 senkrechten Richtung verschiebbar ist. Das Aufnahmeelement 7a ist zwischen der Feder 7 und dem Plattenabschnitt 4a angeordnet. Wenn das Stellglied 1 in der Ausgangsstellung vorliegt, ist die Gleitrichtung des Aufnahmeelements 7a (Drückrichtung der Schraubenfeder 7) senkrecht zu der einen Fläche des Plattenabschnitts 4a. Wenn die Drehwelle 4 in einer beliebigen Richtung innerhalb eines Bereichs von 90º oder weniger dreht, wird diese Fläche des Plattenabschnitts 4a in die Gleitrichtung des Aufnahmeelements 7a geneigt. Wenn jedoch eine durch den Hebel 3 aufgebrachte äußere Kraft weggenommen wird, wird die Drehwelle 4 durch die Druckkraft der Schraubenfeder 7 in die Ausgangsstellung zurückgeführt. Dieser Vorgang der Rückführung in die Ausgangsstellung wird durch eine Tellerfeder 8 unterstützt, was im folgenden erläutert wird.
Der Kolben 5 ist in der Richtung (der gleichen Richtung wie die Verschiebungsrichtung des Aufnahmeelements 7a) senkrecht zur Axialrichtung der Drehwelle 4 im Gehäuse 10 verschiebbar gehaltert. Das Fortsetzungselement 5a ist an einem Ende des Kolbens 5 befestigt. Die Randfläche des Elements 5a steht mit der Außenfläche des Plattenabschnitts 4a in Berührung. Der Kolben 5 wird durch die Tellerfeder 8, deren Außenrand in das Gehäuse 10 eingepaßt ist, in Richtung des Plattenabschnitts 4a belastet. Wenn die Drehwelle 4 dreht und der Plattenabschnitt 4a geneigt wird, bewirkt der Kolben 5 gegen die Belastungskraft der Feder 8 eine Versetzung in Richtung entgegengesetzt zu der Seite, an welcher das Weiterleitungselement 5a angebracht ist.
Ein Schalterhalter 9 aus einem isolierenden Material ist im Gehäuse der Schaltvorrichtung angeordnet. In dem Schalterhalter 9 sind zwei Schalter 11 und 12 eingeschlossen. Der Schalter 11 umfaßt zwei feststehende Kontakte 11a, einen beweglichen Kontakt 11b und eine Betätigungsachse 11c, an welcher der bewegliche Kontakt 11b befestigt ist. Der bewegliche Kontakt 11b wird durch eine Schraubenfeder 13 in einer solchen Richtung belastet, daß der bewegliche Kontakt 11b mit dem feststehenden Kontakt 11a in Berührung kommt und damit einen Kurzschluß (Einschalten) zwischen den beiden feststehenden Kontakten 11a bewirkt.
Ähnlich weist auch der Schalter 12 zwei feststehende Kontakte 12a, einen beweglichen Kontakt 12b und eine Betätigungsachse 12c auf. Der bewegliche Kontakt 12b wird durch eine Schraubenfeder 14 in einer solchen Richtung belastet, daß der bewegliche Kontakt 12b mit den feststehenden Kontakten 12a in Berührung kommt. Die Betätigungsachse 12c des Schalters 12 ist kürzer als der Betätigungsschaft 11c des Schalters 11.
Ein Schalterbetätigungselement 6 ist am Gehäuse 10 und Schalterhaltern 9 so gehaltert, daß es in Bewegungsrichtung des Kolbens verschiebbar ist. Das Betätigungselement 6 weist einen Abschnitt auf, der durch den Kolben 5 gedrückt wird, und Abschnitte, die eingerichtet sind, gegen die Betätigungsachsen 11c und 12c der Schalter 11 und 12 zu drücken.
Das Betätigungselement 6 wird andererseits durch eine Schraubenfeder 15 in Richtung auf den Kolben 5 belastet und schlägt gegen einen im Gehäuse 10 ausgebildeten Anschlag an.
Wenn der Hebel 3 durch Berührung eines Gegenstands mit der Rolle 2 geschwenkt wird und die Drehwelle 4 sich dreht, bewirkt der Kolben 5 eine Verschiebung in die Richtung, wo die Schalter 11 und 12, wie oben erwähnt, angebracht sind. Die Betätigungsachsen 11c und 12c der Schalter 11 und 12 werden über das Schalterbetätigungsglied durch die Verschiebung des Kolbens 5 gegen die Druckkräfte der Schraubenfedern 13 und 14 gedrückt. Daher werden die Schalter 11 und 12 aus den Ein-Zuständen in die Aus-Zustände geschaltet.
Da die Betätigungsachse 11c des Schalters 11 länger als die Betätigungsachse 12c des Schalters 12 ist, wird der Schalter 11 zuerst aus dem Ein-Zustand in den Aus-Zustand geschaltet. Wenn die Versetzung des Stellglieds 1 weitergeht, wird der Schalter 12 aus dem Ein-Zustand in den Aus- Zustand geschaltet. Wenn das Stellglied 1 in die Ausgangsstellung zurückgeführt wird, wird zuerst der Schalter 12 aus dem Aus-Zustand in den Ein-Zustand gesetzt, wonach der Schalter 11 aus dem Aus-Zustand in den Ein-Zustand gesetzt wird.
Ein auf einer Leiterplatte montierter Signalprozessor 18 ist im Gehäuse 10 vorgesehen. Ansprechend auf die Ein/Aus-Zustände der Schalter 11 und 12 werden ein Schalterausgangssignal und ein Fehlervorhersagesignal im Signalprozessor 18 erzeugt und über ein Kabel 19 nach außen übertragen. Eine Betriebsspannungsquelle wird dem Signalprozessor 18 über das Kabel 19 zugeführt.
Das Gehäuse 10 der Schaltvorrichtung weist ferner Anzeigelampen 69 und 79 auf, die durch das Schalterausgangssignal und Fehlervorhersagesignal zum Aufleuchten gebracht werden, was weiter unten erläutert wird. Der Betriebszustand, d. h. der normale oder anomale Zustand der Schaltvorrichtung kann durch die Anzeigelampen 69 und 79 bestätigt werden.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild, welches einen Aufbau des Signalprozessors 18 zeigt. Die Fig. 4a und 4b zeigen weitere praktische Schaltungsaufbauten des Signalprozessors 18. Die Fig. 5a und 5b zeigen Zeitdiagramme für den Normalbetrieb des Signalprozessors 18.
Der Signalprozessor 18 wird zunächst in Bezug auf das normale Arbeiten als ein Beispiel unter Bezugnahme auf diese Diagramme beschrieben.
Ein Ausgangstaktsignal b eines Taktoszillators 18 wird den Schalterzustands-Nachweisschaltungen 20 und 30, einer Fehlervorhersageschaltung 70 und einem Zeitgeber 82 zugeführt, und wird zur Synchronisierung dieser Schaltungen verwendet. Eine kommerziell verfügbare Wechselspannungsquelle wird auf eine Spannungsversorgungsschaltung 88 gegeben, durch welche eine geeignete Betriebsgleichspannung Vcc erzeugt und auf alle Schaltungen gegeben wird.
Ein/Aus-Signale a&sub1; und a&sub2; der Schalter 11 und 12 werden den Schalterzustands-Nachweisschaltungen 20 und 30 eingegeben. Die Signale a&sub1; und a&sub2; werden auf den L-Wert (tief) gesetzt, wenn die Schalter 11 und 12 im Ein-Zustand sind. Die Signale a&sub1; und a&sub2; werden auf den H-Wert (hoch) gesetzt, wenn die Schalter 11 und 12 im ausgeschalteten Zustand sind.
Die Schalterzustandsnachweisschaltung 20 gibt ein Vordersignal g&sub1; (und sein invertiertes Signal h&sub1;) ansprechend auf das Schalten aus dem Ein-Zustand in den Aus-Zustand des Schalters 11 aus. Die Nachweisschaltung 20 gibt ein Hintersignal i&sub1; (und sein invertiertes Signal j&sub1;) ansprechend auf das Schalten aus dem Aus-Zustand in den Ein-Zustand des Schalters 11 aus.
Ausgangstaktimpulse b des Taktoszillators 80 werden den Takteingängen C von DT-Flipflops 21 und 22 der Zustandsnachweisschaltung 20 zugeführt. Die Flipflops 21 und 22, ein UND-Glied 25 und ein NICHT-UND-Glied 26 sind vorgesehen, um die Vorderflanken und Hinterflanken des Ein/Aus-Signals a&sub1; festzustellen und bilden eine Art Differenzierschaltung. Wenn das Ein/Aus-Signal a&sub1; auf H-Wert gesetzt wird, wird das Flipflop 21 synchron mit dem Taktimpuls b gesetzt, und sein Q-Ausgang c&sub1; wird auf H-Wert gesetzt. Das Flipflop 22 wird zum Zeitpunkt des nächsten Taktimpulses b gesetzt, und sein Q-Ausgang d&sub1; wird auf L-Wert invertiert. Daher wird ein Vordernachweisimpuls e&sub1;, der die Vorderflanke des Signals a&sub1; angibt, vom UND-Glied 25 ausgegeben und auf den Takteingang C eines DT-Flipflop 23 an der Ausgangsstufe gegeben. Ein Hinternachweisimpuls f&sub1;, der die Hinterflanke des Signals a&sub1; angibt, wird vom NICHT-UND-Glied 26 ausgegeben und wird ähnlich auf den Takteingang C eines DT-Flipflop 24 an der Ausgangsstufe gegeben. Eine Spannung auf H-Wert wird stets auf den Dateneingang D der Flipflops 23 und 24 gegeben. Daher werden das Signal g&sub1;, welches synchron mit dem Impuls e&sub1; ansteigt, und das Signal h&sub1;, welches synchron mit dem Impuls e&sub1; abfällt, am Flipflop 23 ausgegeben. Das Signal i&sub1;, welches synchron mit dem Impuls f&sub1; ansteigt, und das Signal j&sub1;, welches synchron mit dem Impuls f&sub1; abfällt, werden am Flipflop 24 ausgegeben.
Die Zustandsnachweisschaltung 30 arbeitet auch im wesentlichen in der gleichen Weise wie die Nachweisschaltung 20. Das heißt, die Schaltung 30 gibt ein Anstiegssignal g&sub2; (und sein invertiertes Signal h&sub2;) ansprechend auf das Schalten aus dem Ein-Zustand in den Aus-Zustand des Schalters 12 aus und gibt ein Abfallsignal i&sub2; (und sein invertiertes Signal j&sub2;) ansprechend auf das Schalten aus dem Aus-Zustand in den Ein-Zustand des Schalters 12 aus.
Flipflops 23, 24, 33 und 34 an der Ausgangsstufe der Schaltungen 20 und 30 werden, wie später noch erläutert, durch ein Rücksetzsignal zwangsrückgesetzt, welches von einer Anomaliefeststellungs-Logikschaltung oder einer Fehlervorhersageschaltung 70 ausgegeben wird.
Der Zeitgeber 82 wird ansprechend auf das Abfallsignal i&sub2; der Zustandsnachweisschaltung 30 wirksam gemacht. Der Zeitgeber 82 enthält nämlich einen Zähler 83. Wenn das Ausgangssignal i&sub2; des Flipflop 34 der Nachweisschaltung 30 auf H-Wert ist, werden die Ausgangstaktimpulse b vom Taktimpulsoszillator 80 auf einen Zähleingang C des Zählers 83 über ein UND-Glied 85 gegeben. Wenn die Impulse b dem Zähler 83 eingegeben werden, beginnt der Zähler 83, diese Impulse zu zählen. Wenn sein Zählwert zu einem bestimmten Wert (Zeit T) wird, erzeugt der Zähler 83 ein Überlaufausgangssignal p (L- Wert). Das Ausgangssignal p wird der Logikschaltung 40 zugeführt. Der Zähler 83 wird auch durch das Rücksetzsignal zurückgesetzt, welches über eine Logikschaltung 84 eingegeben wird und sein Arbeiten beendet.
Eine Schalterausgangsschaltung 60 erzeugt ein schließliches Ausgangssignal der Schaltvorrichtung. Wenn das Vordersignal g&sub1; von der Zustandsnachweisschaltung 20 ausgegeben wird (das Signal g&sub1; wird auf den H-Wert gesetzt), wird das Schalterausgangssignal zur Ansteuerung verschiedener Arten von Maschinen und Geräten, wie oben erwähnt, ansprechend auf das Vordersignal g&sub1; erzeugt (in Fig. 5a ist das Schalterausgangssignal als H-Wert-Signal gezeigt. Wenn jedoch nicht das Vordersignal g&sub1;, sondern das Vordersignal g&sub2; an der Zustandsnachweisschaltung 30 ausgegeben wird, wird das Schalterausgangssignal ansprechend auf das Vordersignal g&sub2; erzeugt. Wenn das Hintersignal i&sub2; von der Zustandsnachweisschaltung 30 ausgegeben wird (das Signal i&sub2; ist auf H-Wert gesetzt), wird das Schalterausgangssignal ansprechend auf das Hintersignal i&sub2; beendet. Wenn jedoch nicht das Hintersignal i&sub2;, sondern von der Zustandsnachweisschaltung 20 das Hintersignal i&sub1; ausgegeben wird, wird das Schalterausgangssignal ansprechend auf das Hintersignal i&sub1; beendet (auf L-Wert gesetzt).
Das Vordersignal g&sub1; der Zustandsnachweisschaltung 20 und das Vordersignal g&sub2; der Zustandsnachweisschaltung 30 werden einem ODER-Glied 61 eingegeben, so daß ein Signal x erzeugt wird. Das Hintersignal i&sub1; der Schaltung 20 und das Hintersignal i&sub2; der Schaltung 30 werden einem NICHT-ODER-Glied 62 eingegeben, so daß ein Signal y erzeugt wird. Die Signale x und y werden einem NICHT-UND-Glied 63 eingegeben, so daß ein Signal z vom Glied 63 ausgegeben wird. Wenn das Signal z auf L-Wert gesetzt wird, wird ein Transistor 64 durchgeschaltet, so daß ein Optokoppler 65 eingeschaltet wird.
Die Anomaliefeststellung-Logikschaltung 40 gibt ein Anomalienachweissignal s (H-Wert) aus, wenn sie den Ausfall wenigstens eines der vier Signale, bestehend aus dem Vordersignal g&sub1; und Hintersignal i&sub1; der Zustandsnachweisschaltung 20 und dem Vordersignal g&sub2; und Hintersignal i&sub2; der Zustandsnachweisschaltung 30, feststellt. Die Logikschaltung 40 enthält fünf NICHT-UND-Glieder 41 bis 45, welche eine geeignete Kombination aller Ausgangssignale g&sub1;, h&sub1;, i&sub1;, j&sub1;, g&sub2;, h&sub2;, i&sub2; und j&sub2; der Zustandsnachweisschaltungen 20 und 30 erhalten. Ausgangssignale k, l, m, n und o der NICHT-UND- Glieder 41 bis 45 werden jeweils auf einen Eingang von NICHT-UND-Gliedern 46 bis 50 gegeben. Das Überlaufausgangssignal p des Zählers 83 wird auf den anderen Eingang der NICHT-UND-Glieder 46 bis 50 gegeben. Ausgangssignale der NICHT-UND-Glieder 46 bis 49 (nur Ausgänge der Glieder 46 und 47 sind mit q bzw. r angegeben) werden über ein NICHT-UND- Glied 51 übertragen, so daß das Anomaliefeststellungssignal s hergeleitet wird.
Das NICHT-UND-Glied 45 stellt das normale Arbeiten der Schalter 11 und 12 fest. Die Vordersignale g&sub1; und g&sub2; sowie die Hintersignale i&sub1; und i&sub2; werden als Eingangssignale dem NICHT-UND-Glied 45 zugeführt. Im Normalbetrieb wird der Ausgang o des NICHT-UND-Glieds 45 auf den L-Wert gesetzt. Da das L-Wert-Ausgangssignal o und das Überlaufausgangssignal p dem NICHT-UND-Glied 50 eingegeben werden, wird ein Rücksetzsignal auf L-Wert am NICHT-UND-Glied 50 ausgegeben. Dieses Rücksetzsignal wird durch die Logikschaltung 84 invertiert und auf die Flipflops 23, 24, 33 und 34 und den Zähler 83 gegeben. Im Normalbetrieb werden, da alle Ausgänge k, l, m und n der NICHT-UND-Glieder 41 bis 44 auf H-Wert sind, die Ausgänge der NICHT-UND-Glieder 46 bis 49 ebenfalls auf H- Wert gesetzt. Schließlich wird der Ausgang s des NICHT-UND- Glieds 51 auf L-Wert gehalten. Zu dieser Zeit arbeitet die Fehlervorhersageschaltung 70 nicht, und ihr Fehlervorhersageausgangssignal wird nicht erzeugt.
Der Anomalievorgang in dem Falle, wo die Fehlervorhersageschaltung 70 arbeitet, wird nun beschrieben.
Die Fehlervorhersageschaltung 70 weist auch eine Differenzierschaltung für das Signal s auf, welche durch zwei DT- Flipflops 71 und 72 sowie ein UND-Glied 73 gebildet ist. Wenn das Ausgangssignal s der Logikschaltung 40 ansteigt und ein Ausgangssignal v (H-Wert) an der Differenzierschaltung erzeugt wird, wird ein DT-Flipflop 74 gesetzt. Ein Q-Ausgangssignal (H-Wert) des Flipflops 74 wird zu einem Signal w (L-Wert) durch eine NICHT-Schaltung 75 invertiert. Ein Transistorschaltglied 76 an der nächsten Stufe wird durch das L- Wert-Signal w abgeschaltet. Ein Optokoppler 77 wird also eingeschaltet und ein Fehlervorhersageausgangssignal erzeugt. Das Differenzierungssignal v wird der Logikschaltung 84 zugeführt und auch dazu verwendet, den Zähler 83 und die Flipflops 23, 24, 33 und 34 rückzusetzen. Wenn eine Anomalie aufgetreten ist, wird ein Rücksetzsignal am NICHT-UND-Glied 50 nicht ausgegeben (das Signal o wird auf H-Wert gehalten). Andererseits wird, wenn ein Rücksetzsignal nach dem Auftreten einer Anomalie eingegeben wird, das DT-Flipflop 74 (sowie die anderen Flipflops 23, 24, 33 und 34 und Zähler 83) auch rückgesetzt.
Die Fig. 6a und 6b zeigen das Arbeiten des Signalprozessors 18 in dem Fall, wo das Betätigungsglied 1 unrichtig rückgeführt worden ist. Wenn eine mangelhafte Rückkehr des Betätigungsglieds 1 beispielsweise nach dem Schalten des Schalters 11 aus dem Ein-Zustand in den Aus-Zustand aufgetreten ist, obwohl die Druckkraft durch die Berührung mit dem Gegenstand weggenommen worden ist, wird das Betätigungsglied 1 nicht in die Ausgangsstellung zurückgeführt. Der Schalter 11 wird daher nicht in den Ein-Zustand gesetzt und der Ausgang a&sub1; auf H-Wert gehalten. Das Hinternachweissignal f&sub1; wird daher an der Zustandsnachweisschaltung 20 nicht erzeugt. Der Ausgang 1 des NICHT-UND-Glieds 42 der Anomaliefeststellungs-Logikschaltung 40 wird also von dem H-Wert auf den L-Wert gesetzt und das Anomaliefestellungssignal zum Zeitpunkt des Überlaufsignals p ausgegeben. Ansprechend auf das Feststellungssignal s wird infolgedessen, wie oben erläutert, ein Fehlervorhersageausgangssignal an der Fehlervorhersageschaltung 70 erzeugt. Selbst wenn eine solche Anomalie aufgetreten ist, wird das normale Schalterausgangssignal durch das Hintersignal i&sub2; der Zustandsnachweisschaltung 30 an der Schalterausgabeschaltung 60 abgeleitet.
Die Fig. 7a und 7b zeigen das Arbeiten in dem Fall, wo ein fehlerhafter Kontakt im Schalter 11 aufgetreten ist. In diesem Fall wird der Schalter 11 unabhängig von der Bewegung des Betätigungsglieds 1 im Aus-Zustand gehalten und niemals in den Ein-Zustand gesetzt. Keines von Vordernachweissignal g&sub1; und Hinternachweissignal f&sub1; wird in der Zustandsnachweisschaltung 20 erzeugt. Da der Ausgang k des NICHT-UND-Glieds 41 der Logikschaltung 40 vom H-Wert in den L-Wert gesetzt wird, wird das Anomaliefeststellungsausgangssignal s erzeugt. Da der andere Schalter 12 normal arbeitet, wird das normale Schalterausgangssignal auf der Grundlage der Ausgangssignale g&sub2; und i&sub2; der Zustandsnachweisschaltung 30 erzeugt.
Bei der vorstehenden Ausführungsform wird die Schwenkbewegung des Hebels 3 durch die Berührung mit dem Gegenstand in die Linearbewegung des Kolbens 5 umgewandelt, und die Schalter 11 und 12 werden durch die geradlinige Bewegung betätigt. Es ist jedoch auch möglich, ein Betätigungsglied zu verwenden, welches sich durch die Berührung mit einem Gegenstand geradlinig bewegt. In diesem Fall ist ein Mechanismus zur Umwandlung der Bewegungsrichtung nicht erforderlich.
Die Schalter 11 und 12 des Kontakttyps wurden in der Ausführungsform verwendet. Schalter des kontaktlosen Typs können jedoch ebenfalls verwendet werden.
Beispielsweise ist es auch möglich, photoelektrische Schalter zu verwenden, die in einer solchen Weise angeordnet sind, daß ein Teil des Schalterbetätigungsglieds 6 den optischen Weg des photoelektrischen Schalters kreuzt.
Ferner wurden die Schalter 11 und 12, die Ruhekontakte haben, in der Ausführungsform verwendet. Die Erfindung kann jedoch auch auf Schalter angewandt werden, die Arbeitskontakte aufweisen.
Die Schaltvorrichtung in vorstehender Ausführungsform weist auf: ein Betätigungsglied, welches eine Versetzung durch eine Berührung mit einem Gegenstand bewirkt; einen ersten Schalter, der in den Ein-Zustand oder Aus-Zustand ansprechend auf die Versetzung des Betätigungsglieds geschaltet wird; einen zweiten Schalter, der in den Ein-Zustand oder Aus-Zustand später als der erste Schalter ansprechend auf die Versetzung des Betätigungsglieds geschaltet wird; Zustandsnachweisschaltungen zum Feststellen der Ein- und Aus-Zustände von erstem und zweitem Schalter; eine Schalterausgangsschaltung zur Erzeugung eines Schalterausgangssignals auf der Grundlage des Ein-Zustandes wenigstens eines der beiden Schalter und des Aus-Zustandes wenigstens eines der beiden Schalter ansprechend auf Ausgangssignale der Zustandsnachweisschaltungen; und eine Fehlervorhersageschaltung zur Feststellung einer Anomalie irgendeines der beiden Schalter auf der Grundlage der Ausgaben der Zustandsnachweisschaltungen und zur Ausgabe eines Fehlervorhersagesignals.
Wenn das Betätigungsglied eine Versetzung durch die Berührung mit einem Gegenstand, der in der Produktionslinie oder dergleichen transportiert wird, bewirkt, werden der erste und zweite Schalter in Übereinstimmung mit dieser Reihenfolge aus dem Ein-Zustand in den Aus-Zustand oder aus dem Aus-Zustand in den Ein-Zustand geschaltet. Wenn der Gegenstand durchgegangen ist, verschwindet die auf das Betätigungsglied ausgeübte Kraft, und das Betätigungsglied wird in die Ausgangsstellung zurückgeführt. Der zweite und erste Schalter werden also aus dem Aus-Zustand in den Ein-Zustand oder aus dem Ein-Zustand in den Aus-Zustand in Übereinstimmung mit dieser Reihenfolge geschaltet.
Das Schalten zwischen den Ein- und Aus-Zuständen von erstem und zweitem Schalter wird durch die Zustandsnachweisschaltungen festgestellt. Ein Schalterausgangssignal wird auf der Grundlage der Ausgangssignale der Zustandsnachweisschaltungen erzeugt und gleichzeitig wird das Auftreten einer Anomalie überprüft.
Auch wenn die fehlerhafte Rückkehr des Betätigungsglieds infolge einer Erhöhung der Reibung, der Einführung von Spänen oder dergleichen, einer fehlerhaften Abdichtung infolge des Eindringens von Wasser oder dergleichen, eines fehlerhaften Kontakts infolge eines Schweißverklebens, eines Verbiegens oder Beschädigens von Kontakten, Einführen von Spänen oder dergleichen aufgetreten ist, können, wenn das Schalten zwischen dem Ein-Zustand oder dem Aus-Zustand bei irgendeinem von erstem und zweitem Schalter normal durchgeführt wird, verschiedene Arten von Maschinen und Geräten aktiviert und angehalten werden. Andererseits kann, während das Arbeiten der Produktionslinie fortgesetzt wird, das fehlerhafte Arbeiten von irgendeinem von erstem und zweitem Kontakt festgestellt werden, und es ist möglich, das Auftreten eines Fehlers vorherzusagen der Art, daß die Produktionslinie sicher plötzlich angehalten wird. Durch die Vorhersage des Auftretens eines Fehlers kann eine geeignete Gegenmaßnahme ergriffen werden. Beispielsweise wird die Schaltvorrichtung nachts repariert, wenn die Produktionslinie angehalten ist oder dergleichen. Das plötzliche Anhalten der Produktionslinie kann verhindert und der Produktivität verbessert werden.
Fig. 8 zeigt ein Beispiel einer Abwandlung der Ausführungsform. Anstelle des Schalters 11 ist ein Berührsensor 17 vorgesehen. Der Berührsensor 17 stellt fest, daß ein transportiertes Objekt mit einem Teil (beispielsweise der Rolle 2) des Betätigungsglieds 1 in Berührung gekommen ist. Wenn der Gegenstand mit ihm in Berührung gekommen ist, wird das Ausgangssignal a&sub1; des Sensors 17 auf den H-Wert gesetzt. Wenn der Gegenstand entfernt worden ist, wird das Signal a&sub1; auf den L-Wert gesetzt. Eine Berührzustandsnachweisschaltung 20a zur Feststellung der Anstiegs- und Abfallflanke des Signals a&sub1; ist in der gleichen Weise aufgebaut wie die Schalterzustandsfeststellungsschaltung 20. Der Signalprozessor 18 ist ebenfalls in der gleichen Weise aufgebaut wie der in der Fig. 3 oder den Fig. 4a und 4b gezeigte.
Der Berührsensor 17 kann in einer solchen Weise verwirklicht sein, daß beispielsweise in einer Schaltung, welche über einen Gegenstand geerdet wird, wenn der Gegenstand das Betätigungsglied 1 berührt, ein Sensor zur Feststellung des Potentials, wenn die Schaltung geerdet ist, oder eines Stromes, der auf Masse fließt, für diese Schaltung vorgesehen ist. In diesem Fall sind Rolle 2, Hebel 3 und Drehwelle 4 aus einem leitfähigen Material hergestellt und ein zu transportierender Gegenstand hat ebenfalls eine Leitfähigkeit. Als ein weiteres Beispiel für den Berührsensor können eine Meßdose (Lastdetektor) oder ein an der Rolle 2, dem Hebel 3 oder der Drehwelle 4 angebrachter Dehnungsmeßstreifen erwähnt werden.
Wenn der in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigte mechanische Aufbau auf diese Abwandlung angewandt wird, ist der Schalter 11 weggelassen, und nur der Schalter 12 wird durch das Schalterbetätigungselement 6 betätigt.
Im Normalbetrieb, wie er in den Fig. 5a und 5b gezeigt ist, berührt der transportierte Gegenstand das Betätigungsglied 1, und das Signal a&sub1; steigt an. Dann tritt eine Versetzung des Betätigungsglieds 1 auf, der Schalter 12 wird ausgeschaltet, und das Signal a&sub2; wird auf H-Wert gesetzt. Danach wird, wenn sich der Gegenstand in Richtung weg vom Betätigungsglied 1 bewegt, die Kraft, die auf das Betätigungsglied 1 durch den Gegenstand aufgebracht wird, weggenommen. Der Schalter 12 wird eingeschaltet und das Signal a&sub2; auf den niedrigen Wert gesetzt. Wenn der Gegenstand vom Betätigungsglied 1 entfernt wird, fällt das Ausgangssignal a&sub1; des Berührsensors 17 ab.
Wenn eine Anomalie aufgetreten ist, so ist leicht einzusehen, daß das normale Schalterausgangssignal erzeugt wird und das Fehlervorhersagesignal, wie in den Fig. 6a, 6b, 7a und 7b gezeigt, gewonnen wird. Das Schalterausgangssignal wird nämlich erzeugt, wenn wenigstens der Nachweis der Berührung durch den Berührsensor 7 oder das Schalten zwischen dem Ein-Zustand und dem Aus-Zustand des Schalters 12 und wenigstens die Feststellung der Entfernung durch den Berührsensor 17 oder das Schalten auf den entgegengesetzten Zustand zwischen dem Aus-Zustand und dem Ein-Zustand des Schalters 12 bloß durchgeführt werden. Andererseits wird ein Fehlervorhersageausgangssignal erzeugt, wenn wenigstens einer von Berührsensor 17 und Schalter 12 nicht normal arbeitet.
Kurz, die Schaltvorrichtung in dieser Abwandlung weist auf: ein Betätigungsglied, welches eine Versetzung durch die Berührung mit einem Gegenstand bewirkt; einen Schalter, welcher in den Ein- oder Aus-Zustand in Verbindung mit der Versetzung des Betätigungsglieds geschaltet wird; Berührfeststellungsmittel zur Feststellung, daß der Gegenstand das Betätigungselement oder ein damit gekuppeltes Element berührt; Zustandsnachweismittel zum Feststellen des Ein-Zustands und Aus-Zustands des Schalters und des Berührzustands und Entfernungszustands des Gegenstands mit bzw. von den Berührfeststellungsmitteln; eine Schalterausgangsschaltung zur Erzeugung eines Schalterausgangssignals auf der Grundlage der Feststellung des Ein-Zustands oder Aus-Zustands des Schalters und/oder der Feststellung der Berührung mit den Berührfeststellungsmitteln sowie der Feststellung des Aus- Zustandes oder Ein-Zustandes des Schalters und/oder der Feststellung der Entfernung mit den Berührfeststellungsmitteln ansprechend auf ein Ausgangssignal der Zustandsnachweisschaltung; und eine Fehlervorhersageschaltung zur Feststellung einer Anomalie des Schalters und/oder der Berührfeststellungsmittel auf der Grundlage der Ausgangssignale der Zustandsnachweisschaltungen und zur Ausgabe eines Fehlervorhersagesignals.
Die Fig. 9 und 10 zeigen eine weitere Ausführungsform. In Fig. 9 sind gleiche Teile und Komponenten wie die in Fig. 1 gezeigten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und ihre Beschreibung ist weggelassen.
In Fig. 9 ist eine Skalenplatte 91, die sich in der Versetzungsrichtung des Kolbens 5 erstreckt, an der unteren Endfläche des Kolbens 5 auf der zum Weiterleitungselement 5a entgegengesetzten Seite befestigt. Die Skalenposition der Skalenplatte 91 wird durch einen Photosensor 92 festgestellt. Der Photosensor 92 ist am Gehäuse 10 befestigt. Es kann entweder ein Photosensor des Reflexionstyps oder ein solcher des Transmissionstyps als Photosensor 92 verwendet werden. Ein Versetzungssensor oder Linearcodierer 90 (s.
Fig. 10) wird durch die Skalenplatte 91 und den Photosensor 92 gebildet. Vorwärts- oder Rückwärtsimpulse in einer Anzahl proportional zum Verschiebungsbetrag des Kolbens 5, d. h. der Skalenplatte 91, und die Versetzungsrichtung angebend, werden am Versetzungssensor 90 erzeugt. Eine Schraubenfeder 93 ist zur Rückführung des Kolbens 5 in die Ausgangsstellung über die Skalenplatte 91 angebracht.
Fig. 10 zeigt ein praktisches Beispiel eines im Gehäuse 10 vorgesehenen Signalprozessors 18a.
Die Ausgangsimpulse des Versetzungssensors 90 werden einem Zähler 94 eingegeben. Wenn sich die Skalenplatte 91 in Verbindung mit dem Schwenken des Betätigungsglieds 1 bewegt, werden Ausgangsimpulse am Versetzungssensor 90 erzeugt. Der Zähler 94 addiert diese Ausgangsimpulse (Vorwärtsimpulse), wenn ein Gegenstand das Betätigungsglied 1 berührt. Der Zähler 94 subtrahiert diese Ausgangsimpulse (Rückkehrimpulse), wenn das Betätigungsglied in die Ausgangsposition durch die Beseitigung des Gegenstands rückgeführt wird. Ein Wert (erster Einstellwert), der kleiner als der maximale Zählwert der Anzahl von Impulsen ist, die am Sensor 90 im Normalzustand ausgegeben werden, wird in einer Einstellvorrichtung 96 eingestellt. Im Normalzustand wird, wenn das Betätigungsglied 1 vollständig in die Ausgangsposition zurückgeführt ist, der Endwert des Zählers 94 auf Null gesetzt. Der Wert 0 oder ein Wert nahe 0 (auf diesen Wert wird als zweiter Einstellwert bezeichnet werden) wird in einem Speicher 97 gespeichert.
Der erste und zweite Einstellwert, die in der Einstellvorrichtung 96 und dem Speicher 97 eingestellt sind, werden jeweils auf ein Register 95 übertragen. Diese Werte werden mit dem Zählwert 94 durch einen Komparator 98 verglichen. Wenn der Zählwert des Zählers 94 gleich oder größer als der erste Einstellwert ist, liefert der Komparator 98 ein erstes Vergleichsausgangssignal an eine Ausgangsschaltung 99. Ansprechend auf dieses Ausgangssignal erzeugt die Ausgangsschaltung 99 ein Schalterausgangssignal. Wenn nämlich eine gewisse Arbeitsversetzung, die kleiner als die Normalversetzung ist, festgestellt worden ist, wird das Schalterausgangssignal erzeugt. Danach, wenn das Betätigungsglied 1 in die Ausgangsstellung zurückgeführt worden ist, liefert, wenn der Endwert des Zählers 94 größer als der zweite Einstellwert ist, der Komparator 98 ein zweites Vergleichsausgangssignal an die Ausgangsschaltung 99. Ansprechend auf dieses Ausgangssignal erzeugt die Ausgangsschaltung 99 ein Fehlervorhersagesignal. Wenn nämlich der Endwert des Zählers 94 nicht 0 oder ein Wert in der Nähe ist, wird ein Fehlervorhersagesignal erzeugt.
Zähler 94, Register 95, Einstellvorrichtung 96, Komparator 98 und Ausgangsschaltung 99 bilden Schaltmittel. Zähler 94, Register 95, Speicher 97, Komparator 98 und Ausgangsschaltung 99 bilden Fehlervorhersagemittel.
In vorstehendem Aufbau wird, wenn das Betätigungsglied 1 eine Versetzung durch die Berührung eines transportierten Gegenstands mit der Rolle 2 bewirkt, die Anzahl der Impulse, die vom Versetzungssensor 90 ausgegeben werden, durch den Zähler 94 gezählt. Wenn der Zählwert des Zählers 94 gleich oder größer als der der Arbeitsversetzung entsprechende erste Einstellwert, der in der Einstellvorrichtung 96 eingestellt ist, ist, wird ein Schalterausgangssignal von der Ausgangsschaltung 99 erzeugt, so daß verschiedene Arten von Maschinen oder Geräten in Gang gesetzt werden. Danach, wenn das Betätigungsglied 1 infolge der Wegnahme des Gegenstands in die Ausgangsstellung zurückgeführt und der Zählwert des Zählers 94 subtrahiert und kleiner als der Wert wird, der der Arbeitsversetzung entspricht, wird das Schalterausgangssignal der Ausgangsschaltung 99 beendet und die Ansteuerung der verschiedenen Arten von Maschinen und Geräten wird beendet.
Wenn der Endwert des Zählwerts des Zählers 94 nicht 0 als der normale Versetzungsbetrag oder ein Wert innerhalb eines zulässigen Bereichs nahe 0 wird, bedeutet dies, daß die Reibung für die Versetzung des Betätigungsglieds 1 zugenommen hat und eine fehlerhafte Rückkehr des Betätigungsglieds 1 aufgetreten ist. Daher wird ein Fehlervorhersagesignal von der Ausgangsschaltung 99 erzeugt. Andererseits wird, wenn der Endwert des Zählwerts des Zählers 94 0 als den normalen Versetzungswert oder einen Wert innerhalb eines zulässigen Bereichs nahe 0 überschreitet, bestimmt, daß ein Überschießen aufgetreten ist. Daher wird ein Fehlervorhersagesignal in ähnlicher Weise erzeugt. In allen Fällen wird über das Auftreten des fehlerhaften Arbeitens des Betätigungsglieds 1 informiert. Auf diese Weise ist es möglich, den Bediener darüber zu informieren, das Gerät geeignet nachts oder dergleichen, wenn die Produktionslinie angehalten ist, zu inspizieren oder zu reparieren.
Anstelle des vorstehenden Auf/Ab-Zählers 94 ist es auch möglich, einen Zähler zum Addieren von Eingangsimpulsen zu verwenden, bis das Betätigungsglied 1 die Rückkehrversetzung aus der Versetzung nach dem Beginn der Versetzung erreicht. Ein voreingestellter Zähler, welcher den Zählwert von einem Referenzwert subtrahiert, kann ebenfalls verwendet werden. In diesem Fall werden die eingestellten Werte in der Einstellvorrichtung 96 und im Speicher 97 in Übereinstimmung mit der Art des Zählers geändert.
Es ist auch möglich, Versetzungssensoren mit verschiedenen Arten von Aufbauten zu verwenden, wie etwa einen Versetzungssensor, der eine Magnetskala, in welcher magnetische Materialien in regelmäßigen Abständen angeordnet sind, und einen Magnetsensor aufweist, einen Versetzungssensor zur Feststellung einer Versetzung beruhend auf einer Änderung eines Widerstandswerts in Zuordnung zu einer Versetzung der Skalenplatte, und dergleichen.
Die Schaltvorrichtung dieser Ausführungsform weist auf: ein Betätigungsglied, welches eine Versetzung durch die Berührung mit einem Gegenstand bewirkt; einen Versetzungssensor zur Feststellung einer Versetzung des Betätigungsglieds; Schaltmittel zum Erzeugen eines Schalterausgangssignals, wenn eine bestimmte Arbeitsversetzung, die kleiner als eine Normalversetzung ist, welche durch den Versetzungssensor im Normalzustand festgestellt wird, festgestellt wird; und Fehlervorhersagemittel zum Vergleichen einer durch den Versetzungssensor festgestellten Endversetzung mit einer bestimmten normalen Endversetzung und zur Ausgabe eines Fehlervorhersagesignals, wenn die Differenz zwischen der Endversetzung und der normalen Endversetzung ein bestimmter Wert oder mehr ist.
Gemäß diesem Aufbau wird, wenn das Betätigungsglied eine Druckkraft durch die Berührung mit einem Gegenstand, der in der Produktionslinie oder dergleichen transportiert wird, erfährt und eine Versetzung bewirkt, ein Versetzungsbetrag des Betätigungsglieds durch den Versetzungssensor festgestellt. Wenn der festgestellte Versetzungsbetrag einen Arbeitsversetzungsbetrag erreicht hat, der auf einen Wert voreingestellt worden ist, der kleiner als der Versetzungsbetrag im Normalzustand ist, wird ein Schalterausgangssignal erzeugt. Es werden also verschiedene Arten von Maschinen oder Geräten in Gang gesetzt oder angehalten. Andererseits hat, wenn eine fehlerhafte Rückkehr, Überrückkehr (d. h. Überschießen) oder dergleichen des Betätigungsglieds aufgetreten ist, der Endversetzungsbetrag, der die Endposition des Betätigungsglieds angibt, einen Wert, der von dem normalen Endversetzungsbetrag verschieden ist. Wenn die Differenz zwischen dem Endversetzungsbetrag und dem normalen Endversetzungsbetrag über einem bestimmten Wert liegt, wird ein Fehlervorhersagesignal ausgegeben. Es wird also über das Auftreten einer Anomalie durch eine fehlerhafte Rückkehr oder dergleichen des Betätigungsglieds, welche durch die Zunahme der Reibungskraft, das Einführen von Spänen oder dergleichen bewirkt ist, informiert, wodurch es möglich wird, den Bediener darüber zu informieren, die Schaltvorrichtung zu reparieren.
Daher wird, selbst wenn die fehlerhafte Rückkehr oder dergleichen des Betätigungsglieds aufgetreten ist, wenn das Betätigungsglied eine Versetzung eines vorgegebenen Arbeitsversetzungsbetrages, der kleiner als der Versetzungsbetrag im Normalzustand ist, bewirkt, ein Schalterausgangssignal erzeugt, so daß verschiedene Arten von Maschinen und Geräten in Gang gesetzt und angehalten werden können. Auf diese Weise kann, während das Arbeiten der Produktionslinie fortgesetzt wird, ein Fehler der Art, daß die Produktionslinie sicher plötzlich angehalten wird, vorhergesagt werden.
Bei der vorstehenden Ausführungsform wird der Versetzungsbetrag unter Verwendung eines Versetzungssensors, wie eines Photosensors, einer Magnetskala oder dergleichen ohne Verwendung eines Endschalters des Berührtyps festgestellt. Daher tritt eine fehlerhafte Abdichtung durch das Eindringen von Wasser oder dergleichen, ein fehlerhafter Kontakt durch ein Schmelzverkleben oder Verbiegen oder Beschädigen der Kontakte, ein Einführen von Spänen oder dergleichen nicht auf. Das Auftreten einer Anomalie an sich kann unterdrückt werden. Eine Schaltvorrichtung mit ausgezeichneter Dauerhaftigkeit läßt sich verwirklichen.
Andererseits kann der Versetzungssensor verglichen mit einem Schalter bestehend aus einem feststehenden Kontakt, einem beweglichen Kontakt, einer Rückholfeder für den beweglichen Kontakt und dergleichen, miniaturisiert werden. Der Raum im Gehäuse kann daher vermindert werden. Unter der Annahme, daß die Außenabmessungen des Gehäuses konstant sind, kann die Dicke des Gehäuses groß gehalten und die Festigkeit des Gehäuses gesteigert werden.

Claims

1. Schaltvorrichtung mit

einem Gehäuse (10),

einem an dem Gehäuse angebrachten und durch eine äußere Kraft in einer Richtung bewegbaren Betätigungsglied (1),

ersten Nachweismitteln (11 : 12 : 90, 94, 95, 96, 98, 99) für ein Nachweisen einer ersten Versetzungszone des Betätigungsglieds zur Ausgabe eines ersten Nachweissignals, bei welchem eine Anstiegsflanke erscheint, wenn das Betätigungsglied in die erste Versetzungszone eintritt, und eine Abfallflanke erscheint, wenn das Betätigungsglied die erste Versetzungszone verläßt, und

zweiten Nachweismitteln (12 : 17 : 90, 94, 95, 97, 98, 99) für ein Nachweisen einer zweiten Versetzungszone des Betätigungsglieds zur Ausgabe eines zweiten Nachweissignals, bei welchem eine Anstiegsflanke erscheint, wenn das Betätigungsglied in die zweite Versetzungszone eintritt, und eine Abfallflanke erscheint, wenn das Betätigungsglied die zweite Versetzungszone verläßt, dadurch gekennzeichnet, daß

die erste und zweite Versetzungszone so angeordnet sind, daß eine der ersten und zweiten Versetzungszone gemeinsame Zone vorhanden ist, so daß das erste und zweite Nachweissignal gemeinsam erzeugt werden können, wenn sich das Betätigungsglied (1) in der gemeinsamen Zone befindet, und daß

die Schaltvorrichtung ferner

erste elektrische Schaltungsmittel (20, 30, 60 : 20A, 30, 60 : 90, 94, 95, 96, 98, 99) zum Erzeugen eines Schaltausgangssignals auf der Grundlage der einen oder anderen der Anstiegsflanken des ersten und zweiten Nachweissignals und zum Beenden der Erzeugung des Schaltausgangssignals auf der Grundlage der einen oder anderen der Abfallflanken des ersten und zweiten Nachweissignals, und

zweite elektrische Schaltungsmittel (40, 70 : 90, 94, 95, 97, 98, 99) zum Erzeugen eines eine Anomalie darstellenden Signals auf der Grundlage eines Ausfalls irgendeiner der Anstiegsflanke und Abfallflanke des ersten Nachweissignals und Anstiegsflanke und Abfallflanke des zweiten Nachweissignals aufweist,

wobei die ersten und zweiten Nachweismittel und ersten und zweiten elektrischen Schaltungsmittel in dem Gehäuse aufgenommen sind und die Schaltvorrichtung ihre Anomalie selbst feststellt.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher

die ersten Nachweismittel ein erster Schalter (11) sind, welcher in den Ein-Zustand oder den Aus-Zustand in Zuordnung zur Versetzung des Betätigungsglieds geschaltet wird,

die zweiten Nachweismittel ein zweiter Schalter (12) sind, welcher in den Ein-Zustand oder den Aus-Zustand später als der erste Schalter in Zuordnung zur Versetzung des Betätigungsglieds geschaltet wird,

die Schaltausgangssignalerzeugungsmittel eine Schaltausgangssignalschaltung (20, 30, 60) zur Erzeugung des Schaltausgangssignals auf der Grundlage des Ein-Zustands wenigstens eines von erstem und zweitem Schalter und dem Aus-Zustand wenigstens eines von erstem und zweitem Schalter sind, und

die Anomalienachweismittel eine Ausfallvorhersageschaltung (40, 70) zum Feststellen einer Anomalie irgendeines von erstem und zweitem Schalter auf der Grundlage der Ein- und Aus-Zustände von erstem und zweitem Schalter und zur Ausgabe eines Fehlervorhersagesignals sind.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die ersten Nachweismittel ein Schalter (12) sind, welcher in den Ein-Zustand oder den Aus-Zustand in Zuordnung zur Versetzung des Betätigungsglieds geschaltet wird,

die zweiten Nachweismittel Berührnachweismittel (17) zum Nachweisen, daß der Gegenstand das Betätigungsglied oder ein Element, welches mit ihm gekuppelt ist, berührt hat, sind,

die Schaltausgangssignalerzeugungsmittel eine Schaltausgangssignalschaltung (20A, 30, 60) zur Erzeugung des Schaltausgangssignals auf der Grundlage von wenigstens einem von Nachweis des Ein-Zustands oder Aus-Zustands des Schalters und Nachweis der Berührung des Gegenstands durch die Berührnachweismittel, und wenigstens einem von Nachweis des Aus-Zustands oder Ein-Zustands des Schalters und Nachweis der Beseitigung des Gegenstands durch die Berührnachweismittel sind, und

die Anomalienachweismittel eine Ausfallvorhersageschaltung (40, 70) zum Nachweis einer Anomalie des Schalters und/oder der Berührnachweismittel auf der Grundlage von Ein- und Aus-Zustand des Schalters und des Berührnachweiszustandes durch die Berührnachweismittel und zur Ausgabe eines Fehlervorhersagesignals sind.

4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher

die ersten Nachweismittel und die Schaltausgangssignalerzeugungsmittel durch einen Versetzungssensor (90) zur Feststellung eines Versetzungsbetrages des Betätigungsglieds und Schaltmittel (94, 95, 96, 98, 99) zur Erzeugung des Schaltausgangssignals, wenn ein bestimmter Arbeitsversetzungsbetrag, der kleiner als ein durch den Versetzungssensor in Normalzustand festgestellter normaler Versetzungsbetrag ist, durch den Versetzungssensor festgestellt wird, gebildet sind, und

die zweiten Nachweismittel und die Anomaliefeststellmittel durch den Versetzungssensor (90) und Fehlervorhersagemittel (94, 95, 97, 98, 99) zum Vergleichen eines durch den Versetzungssensor festgestellten Endversetzungsbetrags mit einem bestimmten normalen Endversetzungsbetrag und zum Ausgeben eines Fehlervorhersagesignals, wenn die Differenz zwischen dem Endversetzungsbetrag und den normalen Endversetzungsbetrag über einem bestimmten Wert liegt, gebildet sind.