控制包括真空發生器的真空系統的製作方法

2023-10-09 20:17:54

本發明涉及一種控制真空系統的控制方法以及用於真空系統的控制器，所述真空系統包括由壓縮空氣驅動的真空發生器，以便產生可應用於吸杯或相似裝置的負壓。

背景技術：

本發明大體上涉及材料處理系統，以及更具體地涉及控制用於材料處理系統的真空杯的真空發生器的材料處理系統，該材料處理系統與物體接合併基本上經由包括真空發生器和吸杯的真空系統的操作與其密封。已知的是提供了一種材料處理系統，其包括適合於被移動到與物體接合的吸杯等，物體例如為基本上平坦的物體或面板等，並且將物體提升和移動到所需位置。這種吸杯可被移動到與物體接合，且真空發生器可以被致動以在物體和吸杯之間形成真空，使得當物體被搬運到目標區域後保留在吸杯。

通過真空系統中的真空發生器提供一個或多個吸杯處產生的真空，由此，壓縮空氣被供應或提供給真空發生器。

當供給到真空發生器的空氣供給停止時，使得不產生真空，在真空系統中的真空可通過連接真空系統和系統外部的大氣的通風口消散，並且當真空在系統中和吸杯中消散到足夠量時，吸杯可以從物體釋放。

從例如ep-1064464已知一種現有技術的裝置，ep1064464公開了用於產生用於運輸或提升目的的負壓的真空噴射泵。而且在us-7950422中，公開了用於物料處理系統的自動釋放真空裝置。

儘管目前使用的用於運輸的真空系統具有很多優點，但是使系統和/或一個或多個真空吸杯通風的時間在某些情況下被認為太長。

本發明的目的是實現一種改進的真空系統，所述真空系統通過處理起來更加用戶友好型和具有更短的停止時間來消除或至少緩和上述缺陷。

為了減少在工業生產線的周期時間，已知提供具有用於從一個或多個吸杯主動釋放物體的配置的真空發生器。已知的解決方案是通風，典型地是，例如經由控制閥將一個或多個吸杯或供應線和大氣壓連通。

從例如ep-b1-2263011已知了一種現有技術的裝置，其中ep-b1-2263011公開了真空發生器，該真空發生器由高壓空氣驅動，且具有配置用於主動釋放在吸杯中夾取的物體的機構。

儘管目前使用的系統和所使用的裝置具有很多優點，但是使一個或多個吸杯通風的時間在某些情況下被認為過長。還有如下的問題，因為真空系統不允許大氣進入系統，至少不夠快速地進入系統，故有時吸杯粘附至表面。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種用於控制真空噴射器裝置的方法、控制單元和真空系統，該方法、控制單元和真空系統消除或至少緩和上述缺陷。

上述目的是根據獨立權利要求的各方面和實施方式由本發明得以實現。優選的實施方式在從屬權利要求中陳述。

根據一個方面，提供一種控制用於運輸物體的真空系統中的真空發生器的方法。真空系統包括經由第一開/關閥通過壓縮空氣流驅動的真空發生器。所述真空發生器被配置成經由作為所述真空系統的一部分的真空腔室與包括在真空系統中的真空夾持器機構流體連接，以便由於壓縮空氣流而將真空供應至所述真空夾持器機構。真空系統包括配置成將壓縮空氣供應到所述真空系統內的第二閥；用於監控所述真空腔室內部的系統壓力的壓力傳感器；以及真空系統控制器。如果開/關閥不使空氣流入所述真空發生器，且控制器指示無真空產生的狀態，且如果檢測到系統壓力從壓力平衡到負時間導數的波動，則激活第二閥，允許一些壓縮空氣流入真空系統中用於補償以重新建立壓力平衡。

根據另一方面，提供了一種用於控制用於運輸物體的真空系統中的真空發生器的控制器。真空系統包括經由第一開/關閥通過壓縮空氣流驅動的真空發生器。所述真空發生器被配置成經由作為所述真空系統的一部分的真空腔室與包括在所述真空系統中的真空夾持器機構流體連接，以便由於壓縮空氣流而將真空供應至所述真空夾持器機構，其中，真空系統包括配置成將壓縮空氣供應到所述真空系統內的第二閥；用於監控真空腔室內部的系統壓力的壓力傳感器；以及真空系統控制器。控制器配置成與第一開/關閥、第二閥和壓力傳感器通信，且當開/關閥不使空氣流入所述真空發生器且控制器指示無真空產生的狀態時，且如果檢測到系統壓力從壓力平衡到負時間導數的波動，則控制器配置成激活第二閥，允許一些壓縮空氣流入真空腔室中用於補償以重新建立壓力平衡。

根據另一方面，提供一種用於運輸物體的真空系統。真空系統包括經由第一開/關閥通過壓縮空氣流驅動的真空發生器，其中，所述真空發生器被配置成經由作為所述真空系統的一部分的真空腔室與包括在所述真空系統中的真空夾持器機構流體連接，以便由於壓縮空氣流而將真空供應至所述真空夾持器機構，其中，真空系統包括配置成將壓縮空氣供應到所述真空系統內的第二閥；用於監控所述真空腔室內部的系統壓力的壓力傳感器；以及真空系統控制器。控制器配置成與第一開/關閥、第二閥和壓力傳感器通信，且當開/關閥不使空氣流入所述真空發生器且控制器指示無真空產生的狀態時，且如果檢測到系統壓力從壓力平衡到負時間導數的波動，則控制器配置成激活第二閥，允許一些壓縮空氣流入真空腔室中用於補償以重新建立壓力平衡。

根據該目的，本發明解決了在噴射器驅動的真空系統中的問題，其中，由於真空系統不允許大氣進入到系統中，故吸杯粘附在表面。控制器自動地檢測該事件，且在其為無意識的情況下，將壓縮空氣噴射到真空系統以補償和保持系統中與大氣的平衡。

根據各個方面和實施方式，本發明解決了在這樣的應用中頻繁遇到但不限於這樣的應用中的問題，在該應用中，具有人機控制的提升裝置，該提升裝置具有包括吸杯的夾持器和配備有含非返回閥的能量節省部，以當真空噴射器關閉或處於空閒模式時阻止大氣進入真空系統。這是由於當夾持器被定位在作為目標的物體上時，甚至在在真空噴射器打開或處於操作模式之前，夾持器可抓住作為目標的表面或另一表面。

本發明的另一目的是提供一種包括釋放功能的真空發生器，真空發生器能適應於對於空氣的各種變化的需求，以便中斷在真空夾持器機構中的真空。

附圖說明

在下面參考附圖更加詳細地解釋了本發明，其中，示意性地示出了本發明的實施方式。

圖1是在用於包括真空發生器的真空系統10中的真空發生器的控制單元的實施方式的示意圖。

具體實施方式

為了整體描述本發明的在用於運輸物體的真空系統10中的實施方式，最初參考圖1。

參照圖1，現將描述本發明的實施方式，其中實施方式的對應於上述對真空系統的描述的細節將由先前在圖1中使用的對應的附圖標記表示。

真空系統10包括經由第一開/關閥1由壓縮空氣流驅動的真空發生器3，或用於控制壓縮空氣流的其它機構，其中，真空發生器3配置成經由作為真空系統10的一部分的真空腔室11與一個或多個包括在真空系統10中的真空夾持器6流體連接，由於壓縮空氣流流到真空發生器3，以便向真空夾持器6供應真空。真空系統10包括配置成向將壓縮空氣供應到真空系統10中的第二閥2。圖1中，線pairsource表示來自壓縮空氣供應源airsource的壓縮空氣流經由第一閥1流動到真空發生器3的方向。空氣供應源airsource通常是相同的，用於將壓縮空氣供應到真空發生器3(換言之供應到第一閥1)，以及將壓縮空氣供應到用於允許壓縮空氣進入系統10(通常進入真空腔室11內部)內的第二閥2，但是經由如圖中所示的不同的供應連接線1a和1b完成。

用於檢測系統壓力p的壓力傳感器4設置在真空腔室11的內部、或在真空腔室11處、或居中地位於真空腔室11中。真空系統10還包括真空系統控制器5(還被稱為「控制器」)。作為示例，但不限於此，閥1和閥2可為直接操作的電磁閥或者操作為導向閥，以致動導向閥將空氣供應給真空發生器和/或真空系統10。

通常，控制器5配置成與第一開/關閥1、第二閥2和壓力傳感器4通信。真空系統10和/或真空發生器3可以與控制器5和控制閥1和控制閥2、以及系統壓力傳感器(有時也被稱為壓力計)集成在一起，其中後者可被用於監控在真空系統中的系統壓力p，特別是監控真空腔室11中的系統壓力p。

控制器5可通過組件限定和/或操作，該組件包括在用於控制真空發生器3的現有的控制器中實施的具體控制算法，還包括在真空系統中的其它部件。

當開/關閥1不使空氣流到真空發生器3，且控制器5例如通過來自第一閥1或真空發生器本身的信號指示無真空產生的狀態時，以及如果檢測到系統壓力p的從壓力平衡到負時間導數的波動，例如如果在真空夾持器6處或在真空腔室11的內部檢測到真空，則控制單元5配置成激活第二閥2，允許一些壓縮空氣流入真空腔室11以用於補償以重新建立壓力平衡，使得如所預期的沒有負壓而是大氣壓力。

以這種方式，根據一個方面，本發明的目的是提供具有立即空氣供應的真空夾持器6以用於主動釋放被真空夾持器6夾取的物體。本文中術語「真空夾持器」還包括多個真空夾持器和真空夾持機構。

相比於現有技術的其它的優點是沒有浪費和/或易於使用。通常地但不限於此，由於僅使用了一個系統壓力傳感器4，故無需附加的傳感器和外部功能。在每個真空夾持器6、例如吸杯上無需傳感器，，但僅有一個如上述的居中地定位或中央傳感器。

根據實施方式，允許進入真空腔室11的壓縮空氣的量基於允許進入真空腔室11的先前的釋放周期的空氣體積的持續時間來確定。基於先前的操作周期，根據各種實施方式的控制單元以及本發明的控制方法適應壓縮空氣的允許進入真空腔室11或真空系統10的量。控制單元5或本發明的方法無需人工幹預或設定以被使用。這相對於現有技術的裝置有優勢，現有技術的裝置常常需要操作者的密集的手工勞動或操作者設定具有不必要的長的時段的控制參數以確保適當的排出到大氣中。對於手工設定和校準也是不需要的，因為每個周期的成效被自動地評估和使用以提高性能。

該實施方式的優點是，由於該方法和控制器5連續地適配，且僅如正常被激活且激活應用的實際需要指示的所需時間。

但是，根據替選實施方式，或此外，可以使控制器5適配成，操作者還可以手動調整控制參數以更好地適合應用或使用的各個需求。

排它地或依賴性地基於用於真空產生的輸入信號，還可以禁用控制器5或本發明的控制方法。

可連續地或周期性地監控系統壓力p且可自動地檢測波動。

根據實施方式，分析了每個先前的釋放周期以及其參數自動地重新評估。

在圖1中示意性示出的真空發生器3通常實現為噴射器。真空夾持器機構6可實現為通常由真空發生器3供應的吸杯或吸杯組。

應當注意的是，為了示出本發明的目的，圖1僅僅描繪了真空系統的總體配置，且真空系統實踐中可包括附加閥、傳感器和流體連接件以便使真空系統適應所需的功能性，這為本領域的技術人員已知。

本發明在所附的權利要求書中限定，包括從上面提供的教導而為本領域的技術人員所能理解的對本發明的上述變型和其它變型。

作為示例，在該示例中限定和/或操作控制器5的組件可通過在一個或多個通用或專用的計算裝置上運行的特殊用途的軟體(或固件)實施。這種計算裝置可包括一個或多個處理單元，例如cpu(「中央處理器」)、dsp(「數位訊號處理器」)、asic(「專用集成電路」)、離散模擬和/或數字組件，或一些其它的可編程的邏輯設備，例如fpga(「現場可編程門陣列」)。在該背景下，可以理解的是控制器5的每個「組件」指代算法的概念上的等效替代；在組件和特定的硬體例程或軟體例程之間不總是有一對一的對應。一塊硬體有時包括不同的組件。例如，當執行一個指令時，處理單元可以充當一個組件，但當執行另一指令時，可以充當另一組件。此外，在某些情況下，一個組件可通過一個指令實施，但在一些其它情況下，可通過多個指令實施。計算裝置還可以包括系統內存和系統總線，系統總線將包括系統內存的各個系統組件耦合到處理單元。系統總線可以是多種類型的總線結構中的任意類型，包括：內存總線或內存控制器、外圍總線、和使用多種總線結構中的任意結構的局部總線。系統內存可以包括以易失性和/或非易失性內存形式的計算機存儲介質，例如只讀存儲器(rom)、隨機存儲器(ram)和快閃記憶體。特殊用途的軟體可以存儲在系統內存中，或在其它可移除的/不可移除的易失性/非易失性計算機存儲介質上，其包括在計算裝置中或計算裝置可訪問，例如磁介質、光學介質、快閃記憶體卡、數字磁帶、固態ram、固態rom等。計算裝置可包括一個或多個通信接口，例如串行接口、並行接口、usb接口、無線接口、網絡適配器等。一個或多個i/o裝置可經由通信接口連接到計算裝置，通信接口包括例如鍵盤、滑鼠、觸控螢幕、顯示器、印表機、磁碟驅動器等。專用軟體可在任何合適的計算機可讀介質上設置於計算裝置，該計算機可讀介質包括記錄介質、只讀存儲器、或電子載波信號。

通常，操作控制器的所有功能和方法包含在一個緊湊的封裝中。