EP1316732A1 - Fluid-actuated working device - Google Patents

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EP1316732A1
EP1316732A1 EP01128503A EP01128503A EP1316732A1 EP 1316732 A1 EP1316732 A1 EP 1316732A1 EP 01128503 A EP01128503 A EP 01128503A EP 01128503 A EP01128503 A EP 01128503A EP 1316732 A1 EP1316732 A1 EP 1316732A1
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EP
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working
unit
fluid
control
working device
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EP01128503A
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Andreas Dr. Muth
Jari Haajo
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Festo SE and Co KG
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    • Y10T137/877—With flow control means for branched passages
    • Y10T137/87885—Sectional block structure

Definitions

  • the invention relates to a fluid-operated working device, which is equipped with a work unit which can be controlled by an electro-fluidic control unit.
  • German utility model 20105448.5 goes from a fluid operated parallel gripper Working device.
  • the parallel gripper is with two working elements in the form of fluid-operated drives equipped by controlled fluid application can be operated.
  • the actuation is electrically operated control valves controlled.
  • the control valves used are in terms of their design adapted to the control task to be mastered.
  • control valves executed as separate, external components.
  • the control valves in the form of an electro-fluidic Control unit as a direct part of the fluid-operated Execute working device.
  • the control valves in the form of an electro-fluidic Control unit as a direct part of the fluid-operated Execute working device.
  • Control valves with 3/2, 5/2 and / or 5/3 valve function in be combined appropriately. Because of their defined Function they are always a specific work unit or assigned to a specific movement, depending on whether, for example, linear drives within the work unit or rotary drives or a different number of drives is used.
  • the control valves would have to be specific adapted fixed part of the working device become. This also applies when you are out For reasons of space, a spatial separation of the electro-fluidic Control unit provided by the work unit.
  • a fluid-operated working device with an electro-fluidic control unit that has a first assembly interface, and with at least one containing at least one fluid-operated working element interchangeable work unit, one for detachable Attach to the first assembly interface provided second Assembly interface, wherein the control unit
  • a plurality of electrically activatable control valves, each with Contains 2/2 valve function for fluid control the unit of work used are provided and by means of a control electronics on different one another coordinated manner can be actuated to alternatively to the control unit coupled work units with different types to be able to operate fluid technology equipment.
  • control unit can be flexible and preferably freely programmable Function arrays from a maximum compact multiple arrangement of control valves with identical basic function, which can also be piloted, are built in Connection with application-related different work units, which is already the one required for their operation contain function-defining linking of fluid channels, but not the associated control valves themselves.
  • WO 99/58859 A1 already has a microvalve battery which contains an electro-fluidic control unit and with control electronics and a plurality of 2/2 control valves. A coupling with a work unit to be controlled is not provided. Even if you were considering a unit of work immediately to equip with the known microvalve battery in addition a specific, individual link of the existing fluid channels may be required. This is not necessary however, in the working device according to the invention, in which the specific to a work unit, function-defining fluid channel system directly for fluidic equipment of the work unit concerned heard and pre-assembled, so that fluid channel technology there is no need for variable interconnections.
  • the working units intended for operation with the control unit can at least partially form tools, for example mechanical or vacuum gripping tools or other tools used in handling technology can be used.
  • the control electronics can in principle be external the electro-fluidic control unit can be arranged.
  • A enables particularly compact arrangement with short connections however, a design in which the control electronics as Part of the control unit is executed.
  • the assigned Type of work unit corresponds to that of the control electronics the mode of operation required for the control valves, in particular the functional link the 2/2 basic functions on the valve side.
  • a coding of the work units can also be used for the assignment of sensor signals are used when the work units are equipped with sensor means that are connected to each other attached first and second assembly interfaces Operating state of the work unit related sensor signals transmit to the control unit and in particular to the control electronics can.
  • the control electronics can be designed to by groups Functional linkage of control valves different Get valve functionalities. For example can perform higher-quality valve functions in this way logical combination of individual 2/2 valve functions achieved or larger flow cross-sections through parallel connection or quasi-proportional valve functions Parallel connection and logical connection.
  • the switching status of the control valves can be controlled via the control electronics to the requirements of the respective work unit can be flexibly specifically tailored.
  • the control electronics expediently contain a memory, in which the data of for different work units required operating modes of the control valves available are saved. It is then particularly provided that the unit of work applied is automatic Calling up the operating mode data intended for them.
  • FIG. 1 shows an example of a possible design of a fluid-operated working device 1, which has fasteners 2, which it has, in particular detachably, with a Handling device 3 indicated by dash-dotted lines connected is.
  • a Handling device 3 indicated by dash-dotted lines connected is.
  • the working device 1 contains an electro-fluidic Control unit 4 and several detachable and thus interchangeable the control unit 4 attachable work units 5.
  • FIG. 1 shows the working device 1 with a detachably attached thereto first working unit 5, 5a.
  • 2 shows one second work unit 5, 5b, which is an alternative to the first work unit 5, 5a can be coupled to the control unit 4.
  • the work units 5 each contain at least one fluid-operated working element 6a. It can become Example of any kind of drives 6 act like this is the case in the embodiment.
  • drives 6 act like this is the case in the embodiment.
  • are possible Rotary actuators. Are in the embodiment fluid-operated drives 6 provided in the form of linear drives, in the specific case, fluid-operated working cylinders.
  • fluid actuated drive element would be an ejector device. It can be used to create vacuum, for example for supply of suction elements that are used to hold manageable Objects can be used.
  • the work unit 5 with the appropriate equipment also one Form suction pads.
  • One and the same work unit can also work at the same time equipped with several different working elements 6a his.
  • the first working unit 5, 5a is in the exemplary embodiment with two fluid-operated drives 6 as working element 6a fitted.
  • the second work unit 5, 5b only contains a fluid-operated drive 6.
  • the working units 5 are designed such that they each form a tool, for example a handling tool.
  • both work units 5 designed as a gripping tool. They contain movable ones Gripping means 7, for example gripping jaws - in the Drawing indicated by dash-dotted lines - each with at least a drive 6 are in drive connection and can be actuated by actuating the drives 6. In this way there is, for example, the possibility of the work device 1 to detect any objects and transport it to another place.
  • the control unit 4 has one side - in the exemplary embodiment on the underside - via a first assembly interface 8.
  • a complementary second assembly interface 9 is provided on each of the work units 5.
  • the second assembly interfaces 9 of the individual work units 5 are preferably identical.
  • first assembly interface 8 block-like control unit 4 with the first Fasteners 12a equipped.
  • second fastening means 12b are located on a respective one Working unit 5 in the area of the second assembly cut parts 9.
  • the attached work unit 5 be releasably attached to the control unit 4.
  • the first fasteners 12a as according to Double arrow 13 movable clamping means formed.
  • the control unit 4 can be activated with a plurality of electrically Control valves 14 equipped. It can happen for example solenoid valves, piezo valves or through Micro valves manufactured using micromechanical manufacturing processes act. If necessary, they can be equipped with pilot valves be equipped. They are operated with electrical Actuating signals supplied via the control unit 4 provided electrical signal conductors 15 from one Control electronics 16 are supplied.
  • the control electronics 16 is preferably part of the Control unit 4 executed and attached to or in it integrated. Compared to an also possible external This results in more compact dimensions and arrangement shorter routes. It is an immediate bus connection possible for sensor and control signals.
  • control valves 14 - are in the embodiment eight pieces available - these are similar valves each with a 2/2 valve function. Every control valve 14 has an inlet and an outlet, between which, each after switching position, a fluid connection is established or can be interrupted. It is convenient around switching valves.
  • part of the Control valves 14 - in the embodiment of four pieces of the control valves 14 - stand with a common feed channel 17 in connection to one provided on the outer surface of the control unit 4 Feed port 18 leads.
  • part of the Control valves 14 are constantly supplied with a fluid, that is an operating pressure above atmospheric pressure having.
  • compressed air is used as the fluid intended.
  • a hydraulic fluid could also be used.
  • the inlets of the other control valves 14 are in common Relief channel 22 connected to one at the External surface of the control unit 4 provided relief connection 23 leads.
  • the relief channel 22 is a ventilation channel, the one directly via the relief connection 23 can lead to the atmosphere.
  • One fluid line for one ducted exhaust air discharge or a silencer can be found here be connected.
  • the outlets of all control valves 14 each communicate with its own first fluid channel 24, which with a fixed, standardized route to the first assembly interface 8 leads and there with a first fluid connection 25 opens out.
  • the individual first fluid connections 25 with actuating fluid be pressurized or vented. It can on this way often at the first assembly interface 8 four states “operating pressure shut off”, “atmospheric pressure shut off “,” operating pressure applied “and” atmospheric pressure attached ". The states are also possible “Vacuum applied” and “Vacuum shut off” if one appropriate vacuum equipment is available.
  • the fluid-operated provided on a respective work unit 5 Drives 6 are each with one or more second fluid channels 26 in connection, which on or in the relevant work unit 5 are fixed and the second Assembly interface 9 lead, where they each with a or several second fluid connections 27 open out.
  • About the second fluid channels 26 can be fed actuating fluid or be dissipated to the respective connected drive 6 to operate with fluid power.
  • the drives 6 of the embodiment are of the so-called type double-acting working cylinder designed and included one each arranged in a cylinder housing movable drive piston 28 which with a piston rod or another force tapping part 29 coupled in motion is that act on the gripping means 7 in the embodiment can.
  • the drive piston 28 divides within the cylinder housing two working spaces from each other, of which a second Fluid channel 26 starts, which in a corresponding embodiment the work unit 5 - such as in the second work unit 5b - have a branch can.
  • the second fluid connections 27 are at the second assembly interface 9 arranged in the same distribution pattern as the first fluid connections 25 at the first assembly interface 8. At least in the embodiments is also provided that every second fluid channel 26 of the work unit 5 with at least two second fluid connections 27 for second assembly interface 9 opens, which then the are assigned to the first fluid connections 25 that the relevant one second fluid channel 26 simultaneously with two control valves 14 related, one of which is the: feed the actuating fluid and the other the vent can control.
  • the working units 5 of the working device 1 - the working device of the exemplary embodiment contains two working units, but more than two could easily be Work units are provided - differ how already mentioned, in their fluid technology equipment. So contains the first working unit 5a two drives 6, while the second working unit 5b equipped with only one drive 6 is. Nevertheless, the work units 5 can despite their different types of fluidic equipment, so their different Type, alternatively on one and the same first mounting interface 8 of the control unit 4 installed become. All work units 5 are in this regard their respective fluid technology equipment function-specific pre-assembled. In particular, course and Design of the second fluid channels 26 each specifically matched the type of work unit 5 concerned, for example taking into account the number and type of existing fluid-operated drives 6.
  • control unit 4 can be used to to operate the alternative work units 5.
  • the only necessary adjustment on the part of the control unit 4 lies in the correspondingly coordinated activation of Control valves 14 by appropriate control by means of Control electronics 16.
  • the control electronics 16 is able to control the valves 14 actuation signals to be sent, one on the other coordinated actuation of the control valves 14 taking into account the specification of the work unit used in each case 5 enables.
  • a Variation of valve functionality can be obtained in order for example the already mentioned higher-quality valve functions to realize, for the purpose of increasing the flow, To make parallel connections, or to connect in parallel and logical combination a quasi-proportional To achieve behavior.
  • control electronics 16 contains a memory 32 in which the data for different Work units 5 required modes of operation the control valves 14 are stored in a retrievable manner. It is then only when changing the working unit 5 required for the unit of work currently in use 5 required operating data.
  • the retrieval of the work unit 5 required Operating mode data expediently becomes automatic when or after attaching a work unit 5 to the Control unit 4 triggered.
  • the individual work units can do this 5, 5a, 5b via type-specific codes 35a, 35b have the correct access to the operating data cause.
  • the codes 35a, 35b which are mechanical, for example, are optically or electronically realizable, cooperate with installed work unit 5 with on the control unit 4 provided identification means 36 which signaling are connected to the control electronics 16.
  • the same mutually cooperating codes 35a, 35b and identification means 36, or additionally provided, can also be used to cause the sensor unit 5 provided in each case according to the type of work unit used 5 from the control unit 4 and in particular the control electronics 16 can be processed specifically.
  • each fluid-operated drive is 6 equipped with sensor means 37, for example position sensor means, the via second sensor lines 39 of the relevant Work unit 5 to the second assembly interface 9 associated second sensor connections 43 lead.
  • the control electronics 16 can control the sensor signals Consider actuation of the individual control valves 14.
  • the working device stands out 1 through one of the two assembly interfaces 8, 9 defined interface, which is a separation between specifically interconnected work units 5 and the non-specific, variably linkable multiple arrangement of identical Provides 2/2 valve functions in the form of the control valves.
  • the 2/2-valve basic functions can be done electronically can be combined with one another as required.
  • the control electronics 16 expediently contains a control program that the Control valves 14 can work unit-specific, especially based on work unit-specific Data.
  • the application-specific linking of the first Fluid connections 25 tapped operating states is only within the individual work units 5 by means of there fixed predetermined course of the second fluid channels 26 to higher quality Switching functions added.
  • the work units 5 in addition to the specific Channel links also include additional functional elements can contain, in addition to the sensor means already mentioned 37, for example also fluid technology elements such as Check valves, chokes, amplifiers etc.
  • a single control unit can 4 multiple, with different types of work units 5, can be used. Also exists with corresponding Use cases the possibility of the control unit 4 or their control valves 14 outside the work area to provide the working unit 5.
  • the application-specific link the fluid channels take place within the work units 5 instead of in the control unit 4.
  • the channel guide within the work unit 5 can be in shape conventional channels or also using Fluid lines can be realized. Furthermore, the so-called Integration technology are applied in which the fluid channels are at least partially defined by grooves that are in the Transition area of attached panel body. In this way, a particular one can be particularly simple Logical connection of the second fluid channels 26 realized become.

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Abstract

Several operative units (5) are attached interchangeably to a control unit (4) which contains an assembly interface (8) complementary to another assembly interface (9) of each operative unit. The control unit has electrically driven control valves (4) that are actuated by electrical signals received from an electronic control circuit (16), so that valves operate according to requirement of matching mounted operative unit.

Description

Die Erfindung betrifft eine fluidbetätigte Arbeitsvorrichtung, die mit einer Arbeitseinheit ausgestattet ist, die durch eine elektro-fluidische Steuereinheit ansteuerbar ist.The invention relates to a fluid-operated working device, which is equipped with a work unit which can be controlled by an electro-fluidic control unit.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 20105448.5 geht eine von einem fluidbetätigten Parallelgreifer gebildete fluidbetätigte Arbeitsvorrichtung hervor. Der Parallelgreifer ist mit zwei Arbeitselementen in Gestalt von fluidbetätigten Antrieben ausgestattet, die durch gesteuerte Fluidbeaufschlagung betätigbar sind. In der Regel wird die Betätigung durch vorgeschaltete, elektrisch betriebene Steuerventile gesteuert. Die verwendeten Steuerventile sind hinsichtlich ihrer Bauart an die zu bewältigende Steuerungsaufgabe angepasst.One of the German utility model 20105448.5 goes from a fluid operated parallel gripper Working device. The parallel gripper is with two working elements in the form of fluid-operated drives equipped by controlled fluid application can be operated. As a rule, the actuation is electrically operated control valves controlled. The control valves used are in terms of their design adapted to the control task to be mastered.

Bei der bekannten Arbeitsvorrichtung sind die Steuerventile als separate, externe Komponenten ausgeführt. Es wäre jedoch denkbar, die Steuerventile in Gestalt einer elektro-fluidischen Steuereinheit als unmittelbaren Bestandteil der fluidbetätigten Arbeitsvorrichtung auszuführen. Sollen auf diese Weise Arbeitsvorrichtungen mit unterschiedlichen Arbeitseinheiten, also beispielsweise verschiedenartigen Greifwerkzeugen, bereitgestellt werden, ergibt sich ein hoher baulicher Aufwand durch Verwendung entsprechend angepasster Steuereinheiten. Aus Platz- und Kostengründen können beispielsweise Steuerventile mit 3/2-, 5/2- und/oder 5/3-Ventilfunktion in geeigneter Weise kombiniert werden. Auf Grund ihrer definierten Funktion sind sie stets einer bestimmten Arbeitseinheit bzw. einem bestimmten Bewegungsvorgang zugeordnet, je nachdem, ob innerhalb der Arbeitseinheit beispielsweise Linearantriebe oder Drehantriebe oder eine unterschiedliche Anzahl von Antrieben eingesetzt wird. Infolge dieser Inflexibilität müssten, bei integrierter Bauform, die Steuerventile als spezifisch angepasster fester Teil der Arbeitsvorrichtung ausgelegt werden. Dies gilt im Übrigen auch dann wenn man aus Platzgründen eine räumliche Trennung der elektro-fluidischen Steuereinheit von der Arbeitseinheit vorsieht.In the known working device, the control valves executed as separate, external components. However, it would be conceivable, the control valves in the form of an electro-fluidic Control unit as a direct part of the fluid-operated Execute working device. Should on this Wise work devices with different work units, for example different types of gripping tools, are provided, there is a high structural Effort by using appropriately adapted control units. For space and cost reasons, for example Control valves with 3/2, 5/2 and / or 5/3 valve function in be combined appropriately. Because of their defined Function they are always a specific work unit or assigned to a specific movement, depending on whether, for example, linear drives within the work unit or rotary drives or a different number of drives is used. As a result of this inflexibility with integrated design, the control valves would have to be specific adapted fixed part of the working device become. This also applies when you are out For reasons of space, a spatial separation of the electro-fluidic Control unit provided by the work unit.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine fluidbetätigte Arbeitsvorrichtung zu schaffen, die über einen kostengünstigen, bauteilearmen und flexiblen Aufbau verfügt.It is the object of the present invention to provide a fluid operated To create work device that has an inexpensive, Low-component and flexible structure.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine fluidbetätigte Arbeitsvorrichtung, mit einer elektro-fluidischen Steuereinheit, die eine erste Montageschnittstelle aufweist, und mit mindestens einer, wenigstens ein fluidbetätigtes Arbeitselement enthaltenden auswechselbaren Arbeitseinheit, die eine zum lösbaren Ansetzen an die erste Montageschnittstelle vorgesehene zweite Montageschnittstelle aufweist, wobei die Steuereinheit eine Mehrzahl elektrisch aktivierbarer Steuerventile mit jeweils 2/2-Ventilfunktion enthält, die zur fluidischen Ansteuerung der eingesetzten Arbeitseinheit vorgesehen sind und die mittels einer Steuerelektronik auf unterschiedlich aufeinander abgestimmte Weise betätigbar sind, um alternativ an die Steuereinheit angekoppelte Arbeitseinheiten mit verschiedenartiger fluidtechnischer Ausstattung betreiben zu können.This task is solved by a fluid-operated working device, with an electro-fluidic control unit that has a first assembly interface, and with at least one containing at least one fluid-operated working element interchangeable work unit, one for detachable Attach to the first assembly interface provided second Assembly interface, wherein the control unit A plurality of electrically activatable control valves, each with Contains 2/2 valve function for fluid control the unit of work used are provided and by means of a control electronics on different one another coordinated manner can be actuated to alternatively to the control unit coupled work units with different types to be able to operate fluid technology equipment.

Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, eine fluidbetätigte Arbeitsvorrichtung unter Beibehaltung einer standardisiert aufgebauten elektro-fluidischen Steuereinheit bei Bedarf mit unterschiedlichen Arbeitseinheiten auszustatten, die sich in ihrer fluidtechnischen Ausstattung unterscheiden. Die Steuereinheit und die Arbeitseinheiten sind zwar über die aufeinander abgestimmten Montageschnittstellen fest miteinander verbindbar, gleichwohl jedoch funktionell voneinander entkoppelt. Bedingt durch die vorhandene Steuerelektronik und den standardisierten Aufbau der Steuereinheit mit einer Mehrzahl von Steuerventilen mit jeweils 2/2-Ventilfunktion kann eine steuerungstechnische optimierte Anpassung an die jeweils angesetzte Arbeitseinheit erfolgen. Man hat quasi eine Trennung von flexibler Steuerventilbaugruppe und Arbeitseinheiten mit applikationsbezogener Ausstattung. Innerhalb der Steuereinheit können flexible und vorzugsweise frei programmierbare Funktions-Arrays aus einer maximal verdichteten Vielfachanordnung von Steuerventilen mit identischer Grundfunktion, welche auch vorgesteuert sein können, aufgebaut werden, in Verbindung mit applikationsbezogenen unterschiedlichen Arbeitseinheiten, die bereits die für ihren Betrieb erforderliche funktionsdefinierende Verknüpfung von Fluidkanälen enthalten, nicht jedoch die zugehörigen Steuerventile selbst.In this way there is the possibility of a fluid operated Working device while maintaining a standardized built-up electro-fluidic control unit if necessary to equip different work units that are in distinguish their fluid technology equipment. The control unit and the work units are on top of each other coordinated assembly interfaces can be firmly connected to each other, nevertheless functionally decoupled from each other. Due to the existing control electronics and standardized structure of the control unit with a plurality of control valves, each with 2/2 valve function, can Optimization of control technology to suit the particular application Unit of work done. You sort of have a separation of flexible control valve assembly and work units with application-related equipment. Inside the control unit can be flexible and preferably freely programmable Function arrays from a maximum compact multiple arrangement of control valves with identical basic function, which can also be piloted, are built in Connection with application-related different work units, which is already the one required for their operation contain function-defining linking of fluid channels, but not the associated control valves themselves.

Aus der WO 99/58859 A1 geht zwar bereits eine Mikroventilbatterie hervor, die eine elektro-fluidische Steuereinheit enthält und mit einer Steuerelektronik und einer Mehrzahl von 2/2-Steuerventilen ausgestattet ist. Eine Kopplung mit einer anzusteuernden Arbeitseinheit ist jedoch nicht vorgesehen. Selbst wenn man erwägen würde, eine Arbeitseinheit unmittelbar mit der bekannten Mikroventilbatterie auszustatten, würde ergänzend eine jeweils spezifische, individuelle Verknüpfung der vorhandenen Fluidkanäle erforderlich sein. Derartiges erübrigt sich jedoch bei der erfindungsgemäßen Arbeitsvorrichtung, bei der das auf eine Arbeitseinheit spezifisch abgestimmte, funktionsdefinierende Fluidkanalsystem direkt zur fluidtechnischen Ausstattung der betreffenden Arbeitseinheit gehört und fest vorkonfektioniert ist, so dass sich fluidkanaltechnische variable Verschaltungen erübrigen.WO 99/58859 A1 already has a microvalve battery which contains an electro-fluidic control unit and with control electronics and a plurality of 2/2 control valves. A coupling with a work unit to be controlled is not provided. Even if you were considering a unit of work immediately to equip with the known microvalve battery in addition a specific, individual link of the existing fluid channels may be required. This is not necessary however, in the working device according to the invention, in which the specific to a work unit, function-defining fluid channel system directly for fluidic equipment of the work unit concerned heard and pre-assembled, so that fluid channel technology there is no need for variable interconnections.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous developments of the invention emerge from the subclaims out.

Die zum Betrieb mit der Steuereinheit vorgesehenen Arbeitseinheiten können wenigstens teilweise Werkzeuge bilden, beispielsweise mechanische oder mit Unterdruck arbeitende Greifwerkzeuge oder sonstige Werkzeuge, die in der Handhabungstechnik einsetzbar sind. The working units intended for operation with the control unit can at least partially form tools, for example mechanical or vacuum gripping tools or other tools used in handling technology can be used.

Die Steuerelektronik kann zwar prinzipiell extern bezüglich der elektro-fluidischen Steuereinheit angeordnet werden. Eine besonders kompakte Anordnung mit kurzen Verbindungen ermöglicht jedoch eine Bauform, bei der die Steuerelektronik als Bestandteil der Steuereinheit ausgeführt ist.The control electronics can in principle be external the electro-fluidic control unit can be arranged. A enables particularly compact arrangement with short connections however, a design in which the control electronics as Part of the control unit is executed.

An der jeweiligen Arbeitseinheit befindet sich zweckmäßigerweise eine typspezifische Kodierung, die dem jeweils zugeordneten Typ von Arbeitseinheit entspricht und die der Steuerelektronik die für die Steuerventile erforderliche Betätigungsweise, also insbesondere die funktionelle Verknüpfung der ventilseitigen 2/2-Grundfunktionen, vorgibt.It is conveniently located on the respective work unit a type-specific coding that the assigned Type of work unit corresponds to that of the control electronics the mode of operation required for the control valves, in particular the functional link the 2/2 basic functions on the valve side.

Eine Kodierung der Arbeitseinheiten kann auch für die Zuordnung von Sensorsignalen genutzt werden, wenn die Arbeitseinheiten mit Sensormitteln ausgestattet sind, die bei aneinander angesetzten ersten und zweiten Montageschnittstellen den Betriebszustand der Arbeitseinheit betreffende Sensorsignale zur Steuereinheit und insbesondere zur Steuerelektronik übermitteln können.A coding of the work units can also be used for the assignment of sensor signals are used when the work units are equipped with sensor means that are connected to each other attached first and second assembly interfaces Operating state of the work unit related sensor signals transmit to the control unit and in particular to the control electronics can.

Die Steuerelektronik kann ausgebildet sein, um durch gruppenweise funktionelle Verknüpfung von Steuerventilen unterschiedliche Ventilfunktionalitäten zu erhalten. Beispielsweise können auf diese Weise höherwertige Ventilfunktionen durch logische Verknüpfung einzelner 2/2-Ventilfunktionen erzielt werden, oder aber größere Durchflussquerschnitte durch Parallelschaltung oder quasi-proportionale Ventilfunktionen durch Parallelschaltung und logische Verknüpfung.The control electronics can be designed to by groups Functional linkage of control valves different Get valve functionalities. For example can perform higher-quality valve functions in this way logical combination of individual 2/2 valve functions achieved or larger flow cross-sections through parallel connection or quasi-proportional valve functions Parallel connection and logical connection.

Über die Steuerelektronik kann der Schaltzustand der Steuerventile auf die Anforderungen der jeweiligen Arbeitseinheit flexibel spezifisch abgestimmt werden.The switching status of the control valves can be controlled via the control electronics to the requirements of the respective work unit can be flexibly specifically tailored.

Die Steuerelektronik enthält zweckmäßigerweise einen Speicher, in dem die Daten der für unterschiedliche Arbeitseinheiten erforderlichen Betriebsweisen der Steuerventile abrufbar gespeichert sind. Es ist dann insbesondere vorgesehen, dass die jeweils angesetzte Arbeitseinheit einen automatischen Abruf der für sie bestimmten Betriebsweisen-Daten veranlasst.The control electronics expediently contain a memory, in which the data of for different work units required operating modes of the control valves available are saved. It is then particularly provided that the unit of work applied is automatic Calling up the operating mode data intended for them.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1
in schematischer Darstellung eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer bevorzugten Bauform der erfindungsgemäßen fluidbetätigten Arbeitsvorrichtung im mit einem ersten Typ einer Arbeitseinheit ausgestatteten Zustand, und
Fig. 2
eine Einzeldarstellung eines weiteren Typs einer Arbeitseinheit, mit der die Arbeitsvorrichtung gemäß Fig. 1 alternativ ausgestattet werden kann.
The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawing. In this show:
Fig. 1
a schematic representation of a partially sectioned side view of a preferred design of the fluid-operated working device according to the invention in the state equipped with a first type of working unit, and
Fig. 2
an individual representation of another type of work unit with which the working device according to FIG. 1 can alternatively be equipped.

Die Fig. 1 zeigt exemplarisch eine mögliche Bauform einer fluidbetätigten Arbeitsvorrichtung 1, die über Befestigungsmittel 2 verfügt, über die sie, insbesondere lösbar, mit einer strichpunktiert angedeuteten Handhabungsvorrichtung 3 verbunden ist. Durch entsprechende Betätigung der Handhabungsvorrichtung 3 kann die Arbeitsvorrichtung 1 in gewünschter Weise bewegt und positioniert werden.1 shows an example of a possible design of a fluid-operated working device 1, which has fasteners 2, which it has, in particular detachably, with a Handling device 3 indicated by dash-dotted lines connected is. By appropriate actuation of the handling device 3 can the working device 1 in the desired Be moved and positioned in a way.

Die Arbeitsvorrichtung 1 enthält eine elektro-fluidische Steuereinheit 4 und mehrere lösbar und somit auswechselbar an die Steuereinheit 4 ansetzbare Arbeitseinheiten 5. Die Fig. 1 zeigt die Arbeitsvorrichtung 1 mit einer daran lösbar befestigten ersten Arbeitseinheit 5, 5a. Die Fig. 2 zeigt eine zweite Arbeitseinheit 5, 5b, die alternativ zur ersten Arbeitseinheit 5, 5a mit der Steuereinheit 4 koppelbar ist.The working device 1 contains an electro-fluidic Control unit 4 and several detachable and thus interchangeable the control unit 4 attachable work units 5. FIG. 1 shows the working device 1 with a detachably attached thereto first working unit 5, 5a. 2 shows one second work unit 5, 5b, which is an alternative to the first work unit 5, 5a can be coupled to the control unit 4.

Die Arbeitseinheiten 5 enthalten jeweils mindestens ein fluidbetätigtes Arbeitselement 6a. Es kann sich hierbei zum Beispiel um beliebige Arten von Antrieben 6 handeln, wie dies beim Ausführungsbeispiel der Fall ist. Möglich sind beispielsweise Drehantriebe. Beim Ausführungsbeispiel sind fluidbetätigte Antriebe 6 in Gestalt von Linearantrieben vorgesehen, im konkreten Fall fluidbetätigte Arbeitszylinder.The work units 5 each contain at least one fluid-operated working element 6a. It can become Example of any kind of drives 6 act like this is the case in the embodiment. For example, are possible Rotary actuators. Are in the embodiment fluid-operated drives 6 provided in the form of linear drives, in the specific case, fluid-operated working cylinders.

Eine andere mögliche Art eines fluidbetätigten Antriebselementes wäre eine Ejektoreinrichtung. Sie kann herangezogen werden, um Vakuum zu erzeugen, das beispielsweise zur Versorgung von Saugelementen dient, die zum Halten von handzuhabenden Gegenständen einsetzbar sind. In diesem Zusammenhang kann die Arbeitseinheit 5 bei entsprechender Ausstattung auch einen Sauggreifer bilden.Another possible type of fluid actuated drive element would be an ejector device. It can be used to create vacuum, for example for supply of suction elements that are used to hold manageable Objects can be used. In this regard, the work unit 5 with the appropriate equipment also one Form suction pads.

Ein und dieselbe Arbeitseinheit kann durchaus auch gleichzeitig mit mehreren unterschiedlichen Arbeitselementen 6a ausgestattet sein.One and the same work unit can also work at the same time equipped with several different working elements 6a his.

Die erste Arbeitseinheit 5, 5a ist beim Ausführungsbeispiel mit zwei fluidbetätigten Antrieben 6 als Arbeitselement 6a ausgestattet. Die zweite Arbeitseinheit 5, 5b enthält lediglich einen fluidbetätigten Antrieb 6.The first working unit 5, 5a is in the exemplary embodiment with two fluid-operated drives 6 as working element 6a fitted. The second work unit 5, 5b only contains a fluid-operated drive 6.

In der Regel sind die Arbeitseinheiten 5 so ausgeführt, dass sie jeweils ein Werkzeug bilden, beispielsweise ein Handhabungswerkzeug. Beim Ausführungsbeispiel sind beide Arbeitseinheiten 5 als Greifwerkzeug ausgeführt. Sie enthalten bewegliche Greifmittel 7, beispielsweise Greifbacken - in der Zeichnung strichpunktiert angedeutet -, die jeweils mit mindestens einem Antrieb 6 in Antriebsverbindung stehen und durch Betätigung der Antriebe 6 ihrerseits betätigbar sind. Auf diese Weise besteht beispielsweise die Möglichkeit, mittels der Arbeitsvorrichtung 1 beliebige Gegenstände zu erfassen und zu einem anderen Ort zu transportieren.As a rule, the working units 5 are designed such that they each form a tool, for example a handling tool. In the exemplary embodiment, both work units 5 designed as a gripping tool. They contain movable ones Gripping means 7, for example gripping jaws - in the Drawing indicated by dash-dotted lines - each with at least a drive 6 are in drive connection and can be actuated by actuating the drives 6. In this way there is, for example, the possibility of the work device 1 to detect any objects and transport it to another place.

Andere mögliche Bauformen von Werkzeugen sind beispielsweise Mess-, Schweiß- oder Prüfwerkzeuge. Other possible designs of tools are, for example Measuring, welding or testing tools.

Die Steuereinheit 4 verfügt an einer Seite - beim Ausführungsbeispiel an der Unterseite - über eine erste Montageschnittstelle 8. Eine hierzu komplementäre zweite Montageschnittstelle 9 ist an jeder der Arbeitseinheiten 5 vorgesehen. Die zweiten Montageschnittstellen 9 der einzelnen Arbeitseinheiten 5 sind vorzugsweise identisch.The control unit 4 has one side - in the exemplary embodiment on the underside - via a first assembly interface 8. A complementary second assembly interface 9 is provided on each of the work units 5. The second assembly interfaces 9 of the individual work units 5 are preferably identical.

Zur Befestigung einer Arbeitseinheit 5 an der Steuereinheit 4 wird die betreffende Arbeitseinheit 5 mit ihrer zweiten Montageschnittstelle 9 an die erste Montageschnittstelle 8 der Steuereinheit 4 angesetzt. Ein derart angesetzter Zustand geht aus Fig. 1 hervor. Im Bereich der beiden Montageschnittstellen 8, 9 ergibt sich hierbei eine zweckmäßigerweise flächige Anlage der beiden Einheiten.For fastening a work unit 5 to the control unit 4 is the relevant work unit 5 with its second assembly interface 9 to the first assembly interface 8 of the Control unit 4 attached. Such a condition can be seen from Fig. 1. In the area of the two assembly interfaces 8, 9 results in a suitably flat Creation of the two units.

Im Bereich der ersten Montageschnittstelle 8 ist die beispielsweise blockartig ausgeführte Steuereinheit 4 mit ersten Befestigungsmitteln 12a ausgestattet. Hierzu komplementäre zweite Befestigungsmittel 12b befinden sich an einer jeweiligen Arbeitseinheit 5 im Bereich der zweiten Montageschnittsteile 9. Durch Zusammenwirken der ersten und zweiten Befestigungsmittel 12a, 12b kann die angesetzte Arbeitseinheit 5 an der Steuereinheit 4 lösbar befestigt werden. Beim Ausführungsbeispiel sind die ersten Befestigungsmittel 12a als gemäß Doppelpfeil 13 bewegliche Spannmittel ausgebildet.In the area of the first assembly interface 8, for example block-like control unit 4 with the first Fasteners 12a equipped. Complementary to this second fastening means 12b are located on a respective one Working unit 5 in the area of the second assembly cut parts 9. By interaction of the first and second fasteners 12a, 12b, the attached work unit 5 be releasably attached to the control unit 4. In the embodiment are the first fasteners 12a as according to Double arrow 13 movable clamping means formed.

Die Steuereinheit 4 ist mit einer Mehrzahl von elektrisch aktivierbaren Steuerventilen 14 ausgestattet. Es kann sich dabei beispielsweise um Magnetventile, Piezoventile oder durch mikromechanische Fertigungsverfahren hergestellte Mikroventile handeln. Bei Bedarf können sie mit Vorsteuerventilen ausgestattet sein. Zu ihrer Betätigung werden sie mit elektrischen Betätigungssignalen versorgt, die über an der Steuereinheit 4 vorgesehene elektrische Signalleiter 15 von einer Steuerelektronik 16 zugeführt werden.The control unit 4 can be activated with a plurality of electrically Control valves 14 equipped. It can happen for example solenoid valves, piezo valves or through Micro valves manufactured using micromechanical manufacturing processes act. If necessary, they can be equipped with pilot valves be equipped. They are operated with electrical Actuating signals supplied via the control unit 4 provided electrical signal conductors 15 from one Control electronics 16 are supplied.

Die Steuerelektronik 16 ist bevorzugt als Bestandteil der Steuereinheit 4 ausgeführt und an diese angebaut oder in sie integriert. Im Vergleich zu einer ebenfalls möglichen externen Anordnung ergeben sich dadurch kompaktere Abmessungen und kürzere Leitungswege. Es ist unmittelbar eine Busanschaltung für Sensor- und Steuersignale möglich.The control electronics 16 is preferably part of the Control unit 4 executed and attached to or in it integrated. Compared to an also possible external This results in more compact dimensions and arrangement shorter routes. It is an immediate bus connection possible for sensor and control signals.

Bei den Steuerventilen 14 - beim Ausführungsbeispiel sind acht Stück vorhanden - handelt es sich um gleichartige Ventile mit jeweils einer 2/2-Ventilfunktion. Jedes Steuerventil 14 hat einen Einlass und einen Auslass, zwischen denen, je nach Schaltstellung, eine Fluidverbindung hergestellt oder unterbrochen werden kann. Es handelt sich zweckmäßigerweise um Schaltventile.In the control valves 14 - are in the embodiment eight pieces available - these are similar valves each with a 2/2 valve function. Every control valve 14 has an inlet and an outlet, between which, each after switching position, a fluid connection is established or can be interrupted. It is convenient around switching valves.

Die Einlässe eines Teils der Steuerventile 14 - beim Ausführungsbeispiel von vier Stück der Steuerventile 14 - stehen mit einem gemeinsamen Speisekanal 17 in Verbindung, der zu einem an der Außenfläche der Steuereinheit 4 vorgesehenen Speiseanschluss 18 führt. Auf diese Weise kann ein Teil der Steuerventile 14 ständig mit einem Fluid beaufschlagt werden, das einen über dem Atmosphärendruck liegenden Betriebsdruck aufweist. Beim Ausführungsbeispiel ist als Fluid Druckluft vorgesehen. Auch ein hydraulisches Fluid wäre verwendbar.The inlets of part of the control valves 14 - in the embodiment of four pieces of the control valves 14 - stand with a common feed channel 17 in connection to one provided on the outer surface of the control unit 4 Feed port 18 leads. This way, part of the Control valves 14 are constantly supplied with a fluid, that is an operating pressure above atmospheric pressure having. In the exemplary embodiment, compressed air is used as the fluid intended. A hydraulic fluid could also be used.

Die Einlässe der anderen Steuerventile 14 sind mit einem gemeinsamen Entlastungskanal 22 verbunden, der zu einem an der Außenfläche der Steuereinheit 4 vorgesehenen Entlastungsanschluss 23 führt. Bei der vorliegenden pneumatischen Bauart der Arbeitsvorrichtung 1 ist der Entlastungskanal 22 ein Entlüftungskanal, der über den Entlastungsanschluss 23 unmittelbar zur Atmosphäre ausmünden kann. Eine Fluidleitung für eine gefasste Abfuhr der Abluft oder ein Schalldämpfer kann hier angeschlossen werden.The inlets of the other control valves 14 are in common Relief channel 22 connected to one at the External surface of the control unit 4 provided relief connection 23 leads. In the present pneumatic design of the working device 1, the relief channel 22 is a ventilation channel, the one directly via the relief connection 23 can lead to the atmosphere. One fluid line for one ducted exhaust air discharge or a silencer can be found here be connected.

Die Auslässe sämtlicher Steuerventile 14 kommunizieren jeweils mit einem eigenen ersten Fluidkanal 24, der mit einem fest vorgegebenen, standardisierten Verlauf zur ersten Montageschnittstelle 8 führt und dort mit einem ersten Fluidanschluss 25 ausmündet. The outlets of all control valves 14 each communicate with its own first fluid channel 24, which with a fixed, standardized route to the first assembly interface 8 leads and there with a first fluid connection 25 opens out.

Durch entsprechende Ansteuerung der einzelnen Steuerventile 14 können die einzelnen ersten Fluidanschlüsse 25 mit Betätigungsfluid beaufschlagt oder entlüftet werden. Es können auf diese Weise an der ersten Montageschnittstelle 8 vielfach die vier Zustände "Betriebsdruck abgesperrt", "Atmosphärendruck abgesperrt", "Betriebsdruck anliegend" und "Atmosphärendruck anliegend" bereitgestellt werden. Möglich sind auch die Zustände "Vakuum anliegend" und "Vakuum abgesperrt", wenn eine entsprechende vakuumtechnische Ausstattung vorliegt.By controlling the individual control valves accordingly 14, the individual first fluid connections 25 with actuating fluid be pressurized or vented. It can on this way often at the first assembly interface 8 four states "operating pressure shut off", "atmospheric pressure shut off "," operating pressure applied "and" atmospheric pressure attached ". The states are also possible "Vacuum applied" and "Vacuum shut off" if one appropriate vacuum equipment is available.

Die an einer jeweiligen Arbeitseinheit 5 vorgesehenen fluidbetätigten Antriebe 6 stehen jeweils mit einem oder mehreren zweiten Fluidkanälen 26 in Verbindung, die an oder in der betreffenden Arbeitseinheit 5 fest verlegt sind und zur zweiten Montageschnittstelle 9 führen, wo sie jeweils mit einem oder mehreren zweiten Fluidanschlüssen 27 ausmünden. Über die zweiten Fluidkanäle 26 kann Betätigungsfluid eingespeist oder abgeführt werden, um den jeweils angeschlossenen Antrieb 6 mit Fluidkraft zu betätigen.The fluid-operated provided on a respective work unit 5 Drives 6 are each with one or more second fluid channels 26 in connection, which on or in the relevant work unit 5 are fixed and the second Assembly interface 9 lead, where they each with a or several second fluid connections 27 open out. About the second fluid channels 26 can be fed actuating fluid or be dissipated to the respective connected drive 6 to operate with fluid power.

Die Antriebe 6 des Ausführungsbeispiels sind nach Art so genannter doppeltwirkender Arbeitszylinder ausgebildet und enthalten jeweils einen in einem Zylindergehäuse angeordneten beweglichen Antriebskolben 28, der mit einer Kolbenstange oder einem anderen Kraftabgriffsteil 29 bewegungsgekoppelt ist, das beim Ausführungsbeispiel auf die Greifmittel 7 einwirken kann.The drives 6 of the embodiment are of the so-called type double-acting working cylinder designed and included one each arranged in a cylinder housing movable drive piston 28 which with a piston rod or another force tapping part 29 coupled in motion is that act on the gripping means 7 in the embodiment can.

Der Antriebskolben 28 teilt innerhalb des Zylindergehäuses zwei Arbeitsräume voneinander ab, von denen jeweils ein zweiter Fluidkanal 26 ausgeht, der bei einer entsprechenden Ausführungsform der Arbeitseinheit 5 - wie beispielsweise bei der zweiten Arbeitseinheit 5b - über eine Verzweigung verfügen kann.The drive piston 28 divides within the cylinder housing two working spaces from each other, of which a second Fluid channel 26 starts, which in a corresponding embodiment the work unit 5 - such as in the second work unit 5b - have a branch can.

Die zweiten Fluidanschlüsse 27 sind an der zweiten Montageschnittstelle 9 im gleichen Verteilungsmuster angeordnet wie die ersten Fluidanschlüsse 25 an der ersten Montageschnittstelle 8. Zumindest bei den Ausführungsbeispielen ist ferner vorgesehen, dass jeder zweite Fluidkanal 26 der Arbeitseinheit 5 mit mindestens zwei zweiten Fluidanschlüssen 27 zur zweiten Montageschnittstelle 9 ausmündet, die dann derart den ersten Fluidanschlüssen 25 zugeordnet sind, dass der betreffende zweite Fluidkanal 26 gleichzeitig mit zwei Steuerventilen 14 in Verbindung steht, von denen das eine die:Einspeisung des Betätigungsfluides und das andere die Entlüftung steuern kann.The second fluid connections 27 are at the second assembly interface 9 arranged in the same distribution pattern as the first fluid connections 25 at the first assembly interface 8. At least in the embodiments is also provided that every second fluid channel 26 of the work unit 5 with at least two second fluid connections 27 for second assembly interface 9 opens, which then the are assigned to the first fluid connections 25 that the relevant one second fluid channel 26 simultaneously with two control valves 14 related, one of which is the: feed the actuating fluid and the other the vent can control.

Es besteht auf diese Weise die beispielhafte Möglichkeit, durch aufeinander abgestimmte Betätigung der beiden zugeordneten Steuerventile 14 eine 3/2-Ventilfunktion zu realisieren. Diese Möglichkeit besteht insbesondere bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Verfügt ein zweiter Fluidkanal 26 gemäß Fig. 2 über mindestens eine Verzweigung, kann der zweite Fluidkanal 26 mit mehr als zwei zweiten Fluidanschlüssen 27 - beispielsweise mit vier Stück - zur zweiten Montageschnittstelle 9 ausmünden, so dass eine Verbindung mit beispielsweise vier Steuerventilen 14 der Steuereinheit 4 möglich ist, was dann noch höhere Bewegungsgeschwindigkeiten und/oder besondere Steuerfunktionen (z. B. Softstart und Softstop) zulässt. Möglich ist auch die Realisierung von beispielsweise 3/3-Ventilfunktionen.In this way there is an exemplary possibility by coordinated actuation of the two assigned Control valves 14 to realize a 3/2-valve function. This possibility exists in particular in the embodiment 1. Has a second fluid channel 26 according to FIG Fig. 2 over at least one branch, the second Fluid channel 26 with more than two second fluid connections 27 - for example with four - to the second assembly interface 9 open out, so that a connection with, for example four control valves 14 of the control unit 4 is possible, which then even higher movement speeds and / or special Control functions (e.g. soft start and soft stop). It is also possible to implement, for example 3/3-valve functions.

Die Arbeitseinheiten 5 der Arbeitsvorrichtung 1 - die Arbeitsvorrichtung des Ausführungsbeispiels enthält zwei Arbeitseinheiten, doch könnten ohne weiteres auch mehr als zwei Arbeitseinheiten vorgesehen sein - unterscheiden sich, wie schon erwähnt, in ihrer fluidtechnischen Ausstattung. So enthält die erste Arbeitseinheit 5a zwei Antriebe 6, während die zweite Arbeitseinheit 5b mit nur einem Antrieb 6 ausgestattet ist. Gleichwohl können die Arbeitseinheiten 5 trotz ihrer verschiedenartigen fluidischen Ausstattung, also ihres unterschiedlichen Typs, wahlweise alternativ an ein und derselben ersten Montageschnittstelle 8 der Steuereinheit 4 installiert werden. Sämtliche Arbeitseinheiten 5 sind dabei hinsichtlich ihrer jeweiligen fluidtechnischen Ausstattung funktionsspezifisch fest vorkonfektioniert. Insbesondere sind Verlauf und Gestaltung der zweiten Fluidkanäle 26 jeweils speziell auf den betreffenden Typ von Arbeitseinheit 5 abgestimmt, beispielsweise unter Berücksichtigung der Anzahl und Bauart der vorhandenen fluidbetätigten Antriebe 6.The working units 5 of the working device 1 - the working device of the exemplary embodiment contains two working units, but more than two could easily be Work units are provided - differ how already mentioned, in their fluid technology equipment. So contains the first working unit 5a two drives 6, while the second working unit 5b equipped with only one drive 6 is. Nevertheless, the work units 5 can despite their different types of fluidic equipment, so their different Type, alternatively on one and the same first mounting interface 8 of the control unit 4 installed become. All work units 5 are in this regard their respective fluid technology equipment function-specific pre-assembled. In particular, course and Design of the second fluid channels 26 each specifically matched the type of work unit 5 concerned, for example taking into account the number and type of existing fluid-operated drives 6.

Ein und dieselbe Steuereinheit 4 kann verwendet werden, um die alternativ angesetzten Arbeitseinheiten 5 zu betätigen. Die einzige erforderliche Anpassung seitens der Steuereinheit 4 liegt in der entsprechend abgestimmten Aktivierung der Steuerventile 14 durch entsprechende Ansteuerung mittels der Steuerelektronik 16.One and the same control unit 4 can be used to to operate the alternative work units 5. The only necessary adjustment on the part of the control unit 4 lies in the correspondingly coordinated activation of Control valves 14 by appropriate control by means of Control electronics 16.

Die Steuerelektronik 16 ist in der Lage, den Steuerventilen 14 Betätigungssignale zukommen zu lassen, die eine aufeinander abgestimmte Betätigung der Steuerventile 14 unter Berücksichtigung der Spezifikation der jeweils angesetzten Arbeitseinheit 5 ermöglicht. So kann beispielsweise durch gruppenweise funktionelle Verknüpfung einzelner Steuerventile 14 eine Variation der Ventilfunktionalität erhalten werden, um beispielsweise die schon erwähnten höherwertigen Ventilfunktionen zu realisieren, um, zum Zwecke einer Durchflussvergrößerung, Parallelschaltungen vorzunehmen, oder um durch Parallelschaltung und logische Verknüpfung ein quasi-proportionales Verhalten zu erzielen.The control electronics 16 is able to control the valves 14 actuation signals to be sent, one on the other coordinated actuation of the control valves 14 taking into account the specification of the work unit used in each case 5 enables. For example, in groups functional linkage of individual control valves 14 a Variation of valve functionality can be obtained in order for example the already mentioned higher-quality valve functions to realize, for the purpose of increasing the flow, To make parallel connections, or to connect in parallel and logical combination a quasi-proportional To achieve behavior.

Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Steuerelektronik 16 einen Speicher 32 enthält, in dem die Daten der für unterschiedliche Arbeitseinheiten 5 erforderlichen Betriebsweisen der Steuerventile 14 in abrufbarer Weise abgespeichert sind. Es ist dann bei einem Wechsel der Arbeitseinheit 5 lediglich erforderlich, die für die momentan angesetzte Arbeitseinheit 5 erforderlichen Betriebsdaten abzurufen.In particular, it is provided that the control electronics 16 contains a memory 32 in which the data for different Work units 5 required modes of operation the control valves 14 are stored in a retrievable manner. It is then only when changing the working unit 5 required for the unit of work currently in use 5 required operating data.

Allerdings besteht auch die alternative oder zusätzliche Möglichkeit, die erforderlichen Betriebsdaten und/oder -signale über einen externen Feldbus 33 einzuspeisen, der über einen an der Steuereinheit 4 vorgesehenen Busanschluss 34 mit der Steuerelektronik 16 verbindbar ist.However, there is also the alternative or additional possibility the required operating data and / or signals to feed via an external fieldbus 33, which via a provided on the control unit 4 bus connection 34 with the Control electronics 16 is connectable.

Der Abruf der für die jeweilige Arbeitseinheit 5 erforderlichen Betriebsweisen-Daten wird zweckmäßigerweise automatisch beim oder nach dem Ansetzen einer Arbeitseinheit 5 an die Steuereinheit 4 ausgelöst. Hierzu können die einzelnen Arbeitseinheiten 5, 5a, 5b über typspezifische Kodierungen 35a, 35b verfügen, die den zuordnungsrichtigen Abruf der Betriebsdaten veranlassen.The retrieval of the work unit 5 required Operating mode data expediently becomes automatic when or after attaching a work unit 5 to the Control unit 4 triggered. The individual work units can do this 5, 5a, 5b via type-specific codes 35a, 35b have the correct access to the operating data cause.

Die Kodierungen 35a,35b, die beispielsweise mechanisch, optisch oder elektronisch realisierbar sind, kooperieren bei installierter Arbeitseinheit 5 mit an der Steuereinheit 4 vorgesehenen Identifikationsmitteln 36, welche signaltechnisch mit der Steuerelektronik 16 verbunden sind.The codes 35a, 35b, which are mechanical, for example, are optically or electronically realizable, cooperate with installed work unit 5 with on the control unit 4 provided identification means 36 which signaling are connected to the control electronics 16.

Die gleichen miteinander kooperierenden Kodierungen 35a, 35b und Identifikationsmittel 36, oder zusätzlich vorgesehene, können auch Verwendung finden, um zu veranlassen, dass von der jeweils angesetzten Arbeitseinheit 5 gelieferte Sensorsignale entsprechend dem Typ der jeweils angesetzten Arbeitseinheit 5 von der Steuereinheit 4 und insbesondere der Steuerelektronik 16 spezifisch verarbeitet werden.The same mutually cooperating codes 35a, 35b and identification means 36, or additionally provided, can also be used to cause the sensor unit 5 provided in each case according to the type of work unit used 5 from the control unit 4 and in particular the control electronics 16 can be processed specifically.

Beim Ausführungsbeispiel ist jeder fluidbetätigte Antrieb 6 mit Sensormitteln 37 ausgestattet, beispielsweise Positionssensormittel, die über zweite Sensorleitungen 39 der betreffenden Arbeitseinheit 5 zu der zweiten Montageschnittstelle 9 zugeordneten zweiten Sensoranschlüssen 43 führen. Letztere stehen bei angesetzter Arbeitseinheit 5 mit ersten Sensoranschlüssen 42 in Signalverbindung, die an der ersten Montageschnittstelle 8 vorgesehen sind und über erste Sensorleitungen 38 mit der Steuerelektronik 16 verbunden sind.In the exemplary embodiment, each fluid-operated drive is 6 equipped with sensor means 37, for example position sensor means, the via second sensor lines 39 of the relevant Work unit 5 to the second assembly interface 9 associated second sensor connections 43 lead. Latter stand with attached work unit 5 with first sensor connections 42 in signal connection that at the first assembly interface 8 are provided and via first sensor lines 38 are connected to the control electronics 16.

Die Steuerelektronik 16 kann die Sensorsignale bei der gesteuerten Betätigung der einzelnen Steuerventile 14 berücksichtigen. The control electronics 16 can control the sensor signals Consider actuation of the individual control valves 14.

Zusammengefasst zeichnet sich die beispielsgemäße Arbeitsvorrichtung 1 durch eine von den beiden Montageschnittstellen 8, 9 definierte Schnittstelle aus, die eine Trennung zwischen spezifisch verschalteten Arbeitseinheiten 5 und der unspezifischen, variabel verknüpfbaren Vielfachanordnung identischer 2/2-Ventilfunktionen in Gestalt der Steuerventile vorsieht. Die 2/2-Ventil-Grundfunktionen können auf elektronischem Wege beliebig miteinander kombiniert werden. Die Steuerelektronik 16 enthält zweckmäßigerweise ein Steuerungsprogramm, das die Steuerventile 14 arbeitseinheitsspezifisch ansteuern kann, insbesondere auf Basis arbeitseinheitsspezifisch vorgegebener Daten.In summary, the working device according to the example stands out 1 through one of the two assembly interfaces 8, 9 defined interface, which is a separation between specifically interconnected work units 5 and the non-specific, variably linkable multiple arrangement of identical Provides 2/2 valve functions in the form of the control valves. The 2/2-valve basic functions can be done electronically can be combined with one another as required. The control electronics 16 expediently contains a control program that the Control valves 14 can work unit-specific, especially based on work unit-specific Data.

Innerhalb der Steuereinheit 4 ist mithin eine einfache Ventilanordnung, beispielsweise eine einfache Aneinanderreihung von 2/2-Steuerventilen, möglich, so dass auf komplexe Ventilbauformen verzichtet werden kann. Die an der ersten Montageschnittstelle 8 von den dortigen ersten Fluidanschlüssen 25 abgreifbaren Ventilfunktionalitäten ergeben sich allein durch die aufeinander abgestimmte Betriebsweise einzelner oder mehrerer Steuerventile 14.There is therefore a simple valve arrangement within the control unit 4, for example, a simple string of 2/2 control valves, possible, so that on complex valve designs can be dispensed with. The one at the first assembly interface 8 from the first fluid connections 25 there tapped valve functionalities result solely from the coordinated mode of operation of one or more Control valves 14.

Die applikationsspezifische Verknüpfung der an den ersten Fluidanschlüssen 25 abgreifbaren Betriebszustände wird erst innerhalb der einzelnen Arbeitseinheiten 5 mittels des dort fest vorgegebenen Verlaufes der zweiten Fluidkanäle 26 zu höherwertigen Schaltfunktionen ergänzt. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass die Arbeitseinheiten 5 neben den spezifischen Kanalverknüpfungen auch zusätzliche Funktionselemente enthalten können, und zwar, neben den schon erwähnten Sensormitteln 37, beispielsweise auch fluidtechnische Elemente wie Rückschlagventile, Drosseln, Verstärker usw.The application-specific linking of the first Fluid connections 25 tapped operating states is only within the individual work units 5 by means of there fixed predetermined course of the second fluid channels 26 to higher quality Switching functions added. In this context it should be noted that the work units 5 in addition to the specific Channel links also include additional functional elements can contain, in addition to the sensor means already mentioned 37, for example also fluid technology elements such as Check valves, chokes, amplifiers etc.

Durch die vorhandene Schnittstelle ist eine Aufteilung in arbeitseinheitsspezifische bzw. werkzeugspezifische Bereiche und unspezifische Bereiche möglich, was die Anwendung einer baulich immer gleichen, funktional jedoch programmierbaren Ventilanordnung für unterschiedlichste Typen von Arbeitseinheiten 5 gestattet.Due to the existing interface, a division into work unit-specific or tool-specific areas and nonspecific areas possible what the application of a structurally always the same, but functionally programmable Valve arrangement for different types of work units 5 allowed.

Durch die geschilderte Bauform kann eine einzige Steuereinheit 4 mehrfach, mit unterschiedlichen Bauarten von Arbeitseinheiten 5, verwendet werden. Auch besteht bei entsprechenden Anwendungsfällen die Möglichkeit, die Steuereinheit 4 bzw. deren Steuerventile 14 außerhalb des Arbeitsbereiches der Arbeitseinheit 5 vorzusehen.Due to the design described, a single control unit can 4 multiple, with different types of work units 5, can be used. Also exists with corresponding Use cases the possibility of the control unit 4 or their control valves 14 outside the work area to provide the working unit 5.

Man kann flexible, frei programmierbare Funktionsmuster aus einer maximal verdichteten Vielfachanordnung identischer Ventil-Grundfunktionen aufbauen. Die anwendungsspezifische Verknüpfung der Fluidkanäle findet dabei innerhalb der Arbeitseinheiten 5 statt und nicht in der Steuereinheit 4.One can choose flexible, freely programmable functional models a maximum condensed multiple arrangement of identical basic valve functions build up. The application-specific link the fluid channels take place within the work units 5 instead of in the control unit 4.

Die Kanalführung innerhalb der Arbeitseinheit 5 kann in Gestalt konventioneller Kanäle oder auch unter Verwendung von Fluidleitungen realisiert werden. Ferner kann die so genannte Integrationstechnik angewandt werden, bei der die Fluidkanäle zumindest teilweise von Nuten definiert werden, die sich im Übergangsbereich aneinander angesetzter Plattenkörper befinden. Auf diese Weise kann besonders einfach eine bestimmte logische Verknüpfung der zweiten Fluidkanäle 26 realisiert werden.The channel guide within the work unit 5 can be in shape conventional channels or also using Fluid lines can be realized. Furthermore, the so-called Integration technology are applied in which the fluid channels are at least partially defined by grooves that are in the Transition area of attached panel body. In this way, a particular one can be particularly simple Logical connection of the second fluid channels 26 realized become.

Claims (20)

Fluidbetätigte Arbeitsvorrichtung, mit einer elektro-fluidischen Steuereinheit (4), die eine erste Montageschnittstelle (8) aufweist, und mit mindestens einer, wenigstens ein fluidbetätigtes Arbeitselement (6a) enthaltenden auswechselbaren Arbeitseinheit (5), die eine zum lösbaren Ansetzen an die erste Montageschnittstelle (8) vorgesehene zweite Montageschnittstelle (9) aufweist, wobei die Steuereinheit (4) eine Mehrzahl elektrisch aktivierbarer Steuerventile (14) mit jeweils 2/2-Ventilfunktion enthält, die zur fluidischen Ansteuerung der eingesetzten Arbeitseinheit (5) vorgesehen sind und die mittels einer Steuerelektronik (16) auf unterschiedlich aufeinander abgestimmte Weise betätigbar sind, um alternativ an die Steuereinheit (4) angekoppelte Arbeitseinheiten (5, 5a, 5b) mit verschiedenartiger fluidtechnischer Ausstattung betreiben zu können.Fluid-operated working device, with an electro-fluidic Control unit (4), which has a first assembly interface (8), and with at least one, at least one replaceable fluid-containing working element (6a) Work unit (5), one for releasable attachment the first assembly interface (8) provided second assembly interface (9), the control unit (4) having a A plurality of electrically activatable control valves (14) each contains 2/2-valve function for fluid control the working unit (5) used are provided and by means of control electronics (16) on different coordinated manner can be operated to alternatively work units coupled to the control unit (4) (5, 5a, 5b) with different types of fluid technology to be able to operate. Arbeitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die alternativ an die Steuereinheit (4) ansetzbaren Arbeitseinheiten (5, 5a, 5b) hinsichtlich ihrer jeweiligen fluidtechnischen Ausstattung funktionsspezifisch fest vorkonfektioniert sind.Working device according to claim 1, characterized in that the working units (5, 5a, 5b) which can alternatively be attached to the control unit (4) are functionally pre-assembled with regard to their respective fluid technology equipment. Arbeitsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitseinheiten (5, 5a, 5b) wenigstens teilweise Werkzeuge bilden, beispielsweise Handhabungswerkzeuge wie mechanische Greifer, Sauggreifer, etc.Working device according to claim 1 or 2, characterized in that the working units (5, 5a, 5b) at least partially form tools, for example handling tools such as mechanical grippers, suction grippers, etc. Arbeitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik (16) als unmittelbarer Bestandteil der Steuereinheit (4) ausgeführt ist.Working device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control electronics (16) is designed as a direct component of the control unit (4). Arbeitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine an der jeweiligen Arbeitseinheit (5, 5a, 5b) vorgesehene typspezifische Kodierung (35a, 35b), die der Steuerelektronik (16) bei an die Steuereinheit angesetzter Arbeitseinheit (5, 5a, 5b) oder beim Ansetzen dieser Arbeitseinheit (5, 5a, 5b) die für die Steuerventile (14) erforderliche Betätigungsweise vorgeben kann.Working device according to one of claims 1 to 4, characterized by a type-specific coding (35a, 35b) provided on the respective working unit (5, 5a, 5b), which the control electronics (16) have when the working unit (5, 5a, 5b is attached to the control unit) ) or when attaching this work unit (5, 5a, 5b) can specify the operating mode required for the control valves (14). Arbeitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik (16) ausgebildet ist, um durch gruppenweise funktionelle Verknüpfung von Steuerventilen (14) unterschiedliche Ventilfunktionalitäten zu erhalten, beispielsweise höherwertige Ventilfunktionen, Parallelschaltungen oder quasi-proportionale Ventilfunktionen.Working device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the control electronics (16) are designed to obtain different valve functionalities, for example higher-value valve functions, parallel connections or quasi-proportional valve functions, by groupwise functional linking of control valves (14). Arbeitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik (16) einen Speicher (32) enthält, in dem die Daten der für unterschiedliche Arbeitseinheiten (5, 5a, 5b) erforderlichen Betriebsweisen der Steuerventile (14) abrufbar abgespeichert sind.Working device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the control electronics (16) contains a memory (32) in which the data of the operating modes of the control valves (14) required for different working units (5, 5a, 5b) are stored so that they can be called up , Arbeitsvorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen von der jeweils angesetzten Arbeitseinheit (5, 5a, 5b) automatisch ausgelösten Abruf der für sie bestimmten Betriebsweisen-Daten.Working device according to Claim 7, characterized by a call-up of the operating mode data intended for it, which is automatically triggered by the working unit (5, 5a, 5b) that is applied in each case. Arbeitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch an der ersten Montageschnittstelle (8) vorgesehene und über erste Fluidkanäle (24) der Steuereinheit (4) mit den Steuerventilen (14) verbundene erste Fluidanschlüsse (25), denen im gleichen Verteilungsmuster angeordnete zweite Fluidanschlüsse (27) der jeweils angesetzten Arbeitseinheit (5, 5a, 5b) zugeordnet sind, welche über zweite Fluidkanäle (26) der Arbeitseinheit (5, 5a, 5b) mit dem zu dieser gehörenden mindestens einen fluidbetätigten Arbeitselement (6a) verbunden sind.Working device according to one of Claims 1 to 8, characterized by first fluid connections (25) provided on the first assembly interface (8) and connected via first fluid channels (24) of the control unit (4) to the control valves (14), the second fluid connections arranged in the same distribution pattern Fluid connections (27) of the respectively attached working unit (5, 5a, 5b) are assigned, which are connected via second fluid channels (26) of the working unit (5, 5a, 5b) to the at least one fluid-operated working element (6a) belonging to the same. Arbeitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventile (14) über einen fest vorgegebenen, standardisierten Verlauf aufweisende erste Fluidkanäle (24) mit im Bereich der ersten Montageschnittstelle (8) vorgesehenen ersten Fluidanschlüssen (25) verbunden sind, die mit im Bereich der zweiten Montageschnittstelle (9) der jeweils angesetzten Arbeitseinheit (5, 5a, 5b) vorgesehenen zweiten Fluidanschlüssen (25) kommunizieren, welche zu zweiten Fluidkanälen (26) der angesetzten Arbeitseinheit (5, 5a, 5b) gehören, die dem spezifischen Aufbau der betreffenden Arbeitseinheit (5, 5a, 5b) entsprechend anwendungsspezifisch ausgebildet sind.Working device according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the control valves (14) are connected to first fluid connections (25) which are provided in the region of the first assembly interface (8) and have first fluid channels (24) which have a predetermined, standardized course communicate with second fluid connections (25) provided in the area of the second assembly interface (9) of the respectively attached work unit (5, 5a, 5b), which belong to second fluid channels (26) of the attached work unit (5, 5a, 5b) that correspond to the specific one Structure of the relevant work unit (5, 5a, 5b) are designed to be application-specific. Arbeitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine jeweilige Arbeitseinheit (5, 5a, 5b) mit Sensormitteln (37) ausgestattet ist, die bei aneinander angesetzten ersten und zweiten Montageschnittstellen (8, 9) Sensorsignale zur Steuereinheit (4) und insbesondere zur Steuerelektronik (16) übermitteln können.Working device according to one of claims 1 to 10, characterized in that a respective working unit (5, 5a, 5b) is equipped with sensor means (37) which transmit sensor signals to the control unit (4) when the first and second assembly interfaces (8, 9) are attached to one another. and in particular can transmit to the control electronics (16). Arbeitsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik (16) die erhaltenen Sensorsignale anhand einer Kodierung (35a, 35b) der Arbeitseinheiten (5, 5a, 5b) entsprechend dem Typ der angesetzten Arbeitseinheit (5, 5a, 5b) spezifisch verarbeiten kann.Working device according to claim 11, characterized in that the control electronics (16) can specifically process the received sensor signals on the basis of a coding (35a, 35b) of the working units (5, 5a, 5b) according to the type of working unit (5, 5a, 5b) used , Arbeitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch mindestens zwei Arbeitseinheiten (5, 5a, 5b) unterschiedlichen Typs, die wahlweise an die Steuereinheit (4) ansetzbar sind.Working device according to one of claims 1 to 12, characterized by at least two working units (5, 5a, 5b) of different types, which can optionally be attached to the control unit (4). Arbeitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Steuerventile (14) zur ständigen Beaufschlagung mit unter einem über dem Atmosphärendruck liegenden Betriebsdruck stehenden Fluid oder mit Unterdruck und ein anderer Teil der Steuerventile (14) zur ständigen Beaufschlagung mit Atmosphärendruck vorgesehen ist.Working device according to one of claims 1 to 13, characterized in that a part of the control valves (14) for the permanent application of a fluid which is at an operating pressure above atmospheric pressure or with negative pressure and another part of the control valves (14) for the permanent application of atmospheric pressure is provided. Arbeitsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Steuerventile (14) an einen gemeinsamen Speisekanal (17) und ein anderer Teil der Steuerventile (14) an einen gemeinsamen Entlastungskanal (23) angeschlossen ist.Working device according to claim 14, characterized in that part of the control valves (14) is connected to a common feed channel (17) and another part of the control valves (14) is connected to a common relief channel (23). Arbeitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventile (14) zumindest teilweise als Magnetventile, Piezoventile oder Mikroventile ausgebildet sind.Working device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the control valves (14) are at least partially designed as solenoid valves, piezo valves or micro valves. Arbeitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch an der Steuereinheit (4) und an einer jeweiligen Arbeitseinheit (5, 5a, 5b) vorgesehene Befestigungsmittel (12a, 12b) zum gegenseitigen mechanischen Fixieren im aneinander angesetzten Zustand.Working device according to one of claims 1 to 16, characterized by fastening means (12a, 12b) provided on the control unit (4) and on a respective working unit (5, 5a, 5b) for mutual mechanical fixing in the attached state. Arbeitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch einen mit der Steuerelektronik (16) verbundenen Busanschluss (34) zur Verbindung mit einem Feldbus (33).Working device according to one of claims 1 to 17, characterized by a bus connection (34) connected to the control electronics (16) for connection to a field bus (33). Arbeitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Arbeitselement (6a) von einem fluidbetätigten Antrieb (6) gebildet ist.Working device according to one of claims 1 to 18, characterized in that at least one working element (6a) is formed by a fluid-operated drive (6). Arbeitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Arbeitselement (6a) von einer zur Unterdruckerzeugung dienenden Ejektoreinrichtung gebildet ist.Working device according to one of claims 1 to 19, characterized in that at least one working element (6a) is formed by an ejector device used to generate negative pressure.
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