DE10120940A1 - Light barrier safety arrangement for preventing entry into dangerous areas has an alternating arrangement of receivers and transmitters on either side of a monitored zone to prevent entry of light from an incorrect transmitter - Google Patents
Light barrier safety arrangement for preventing entry into dangerous areas has an alternating arrangement of receivers and transmitters on either side of a monitored zone to prevent entry of light from an incorrect transmitterInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung zur Über wachung von mindestens zwei aneinandergrenzenden Ebenen durch Lichtschrankenanordnungen, insbesondere Lichtvorhänge, wobei jede Lichtschrankenanordnung aus einer Senderanordnung an ei ner Begrenzungslinie der jeweiligen Ebene und einer Empfangs anordnung an der gegenüberliegenden Begrenzungslinie dieser Ebene besteht.The invention relates to a security device for over monitoring of at least two adjacent levels Light barrier arrangements, in particular light curtains, wherein each light barrier arrangement from a transmitter arrangement to egg ner boundary line of the respective level and a reception arrangement on the opposite boundary line of this Level exists.
Derartige Lichtschrankenanordnungen bzw. Lichtvorhänge werden beispielsweise als Sicherheitseinrichtungen an Maschinen oder Durchgängen eingesetzt, um zu verhindern, dass in den jeweils zu überwachenden Sicherheitsbereich eingegriffen wird. Er folgt ein solcher Eingriff, so werden üblicherweise Warnmel dungen erzeugt und/oder Gefahrenquellen innerhalb des Sicher heitsbereichs abgeschaltet.Such light barrier arrangements or light curtains for example as safety devices on machines or Passages used to prevent that in each to be monitored security area. he if such an intervention follows, warnings are usually given generated and / or sources of danger within the security switched off.
Für manche Anwendungen ist es erforderlich, mehrere aneinan dergrenzende Ebenen durch separate Lichtschrankenanordnungen bzw. Lichtvorhänge abzusichern. Hierzu werden in bekannter Weise die Senderanordnungen auf der einen Seite der aneinan dergrenzenden Ebenen in Reihe geschaltet und an der gegenü berliegenden Seite dieser Ebenen die entsprechenden Empfangsanordnungen ebenfalls in Reihe geschaltet, um zu erreichen, dass zur Maschinensteuerung bzw. zu einer Überwachungsein richtung nur jeweils eine Leitung bzw. ein Kabel führt. Der Nachteil der bekannten Anordnung besteht darin, dass Licht einer Senderanordnung nicht nur zur zugehörigen Empfangsan ordnung gelangt, sondern auch noch zumindest teilweise zur benachbarten Empfangsanordnung. Erfolgt eine Lichtunterbre chung in diesem Randbereich der benachbarten Lichtschranken anordnung, so kann es passieren, dass die zugehörige Emp fangsanordnung nicht anspricht, da sie in diesem Bereich noch Licht von der benachbarten Senderanordnung bekommt.For some applications it is necessary to combine several the delimiting levels through separate light barrier arrangements or to secure light curtains. For this purpose, are known in Connect the transmitter arrangements on one side of the the bordering levels connected in series and at the opposite the corresponding receiving arrangements also connected in series to achieve that for machine control or monitoring Direction only leads one line or one cable. The The disadvantage of the known arrangement is that light a transmitter arrangement not only for the associated receive order, but also at least partially neighboring receiving arrangement. There is a light interruption chung in this edge area of the neighboring light barriers order, it can happen that the associated Emp catch arrangement does not respond as it is still in this area Gets light from the adjacent transmitter array.
Um diese mögliche gegenseitige optische Beeinflussung zu ver hindern, wurde bereits vorgeschlagen, unterschiedliche Sende- und Empfangsmuster oder unterschiedliche Synchronisationen bei benachbarten Lichtvorhängen vorzusehen. Dies erfordert jedoch einen nicht unbeträchtlichen Aufwand und stellt eine kostenintensive Lösung dar.In order to ver this possible mutual optical influence has already been suggested that different broadcasting and reception patterns or different synchronizations to be provided for adjacent light curtains. This requires however a not inconsiderable effort and represents one costly solution.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Sicherheitseinrichtung mit wenigstens zwei benachbarten Lichtschrankenanordnungen zu schaffen, bei der eine gegensei tige optische Beeinflussung dieser Lichtschrankenanordnungen auf kostengünstige Weise ausgeschlossen wird.An object of the present invention is to provide a Safety device with at least two neighboring ones To create light barrier arrangements in which a counter term optical influencing of these light barrier arrangements is excluded in a cost-effective manner.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass je weils die Senderanordnung der Lichtschrankenanordnung jeder Ebene neben der Empfangsanordnung der Lichtschrankenanordnung der benachbarten Ebene oder der Empfangsanordnungen der bei den benachbarten Ebenen angeordnet ist. This object is achieved in that each because the transmitter arrangement of the light barrier arrangement everyone Level next to the receiving arrangement of the light barrier arrangement the neighboring level or the receiving arrangements of the at the neighboring levels.
Durch die erfindungsgemäße Positionierung der Empfangsanord nungen und Senderanordnungen ist es ausgeschlossen, dass Licht der Senderanordnung einer Lichtschrankenanordnung zur Empfangsanordnung einer der benachbarten Lichtschrankenanord nungen gelangen kann. Somit ist eine gegenseitige optische Beeinflussung der benachbarten Lichtschrankenanordnungen aus geschlossen, ohne dass elektronische Hilfsmittel, wie unter schiedliche Sende- und Empfangsmuster oder unterschiedliche Synchronisationen, erforderlich wären. Es können somit nur wenig modifizierte Standard-Lichtvorhänge bzw. Standard- Lichtschrankenanordnungen mit gleichen Sende- und Empfangs mustern eingesetzt werden.By positioning the receiving arrangement according to the invention and transmitter arrangements, it is excluded that Light of the transmitter arrangement of a light barrier arrangement for Receiving arrangement of one of the neighboring light barrier arrangements can arrive. Thus, it is a mutual optical Influencing the neighboring light barrier arrangements closed without electronic aids, such as under different send and receive patterns or different ones Synchronizations, would be required. It can only little modified standard light curtains or standard Light barrier arrangements with the same transmit and receive patterns are used.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im An spruch 1 angegebenen Sicherheitseinrichtung möglich.By the measures listed in the subclaims advantageous training and improvements in the on claim 1 specified safety device possible.
In einer zweckmäßigen Ausführung sind somit zwei Reihenschal tungen der Senderanordnungen und Empfangsanordnungen vorgese hen, in denen sich jeweils Senderanordnungen und Empfangsan ordnungen abwechseln.In an expedient version, there are two row scarves lines of transmitter arrangements and receiving arrangements hen, in which each transmitter arrangements and receive alternate orders.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind Steuer mittel vorgesehen, durch die jede Empfangsanordnung eine Lichtunterbrechung als Störungs- oder Unterbrechungsmeldung der mit ihr verbundenen benachbarten Senderanordnung der nächsten Lichtschrankenanordnung weitermeldet, wobei diese Senderanordnung mit ihre eigene Lichtabstrahlung dann wenigs tens teilweise reduzierenden Steuermitteln versehen ist. In a particularly advantageous embodiment, taxes are means provided by which each receiving arrangement Light interruption as a fault or interruption message the adjacent transmitter arrangement connected to it next light barrier arrangement reports, this Transmitter arrangement with their own light radiation then at least least partially reducing control means is provided.
Durch diese Anordnung können praktisch beliebig viele Licht vorhänge aneinander in Reihe geschaltet werden, die unterein ander elektrisch verbunden sind, jedoch insgesamt nur über eine Leitung bzw. ein Kabel mit einer Maschinensteuerung oder Überwachungseinrichtung verbunden werden müssen. Die Stö rungs- oder Unterbrechungsmeldung einer der Empfangsanordnun gen wird dann in der beanspruchten Weise jeweils nacheinander bis zur Maschinensteuerung bzw. Überwachungseinrichtung von Sender zu Empfänger und Empfänger zu Sender weitergemeldet.This arrangement allows practically any amount of light curtains are connected to each other in series, one below the other are electrically connected, but overall only via a line or a cable with a machine control or Monitoring device must be connected. The disturbances Interruption or interrupt message of one of the receiving devices gene is then in the claimed manner one after the other to the machine control or monitoring device from Sender to receiver and receiver to sender forwarded.
Eine Überwachungseinrichtung ist zumindest mit der in einer der Reihenschaltungen letzten Empfangsanordnung verbunden oder in dieser angeordnet, wobei die Weitermeldungen in den Reihenschaltungen in Richtung der Überwachungseinrichtung vorgesehen sind und die Überwachungseinrichtung mit einer Melde- und/oder Schaltsteuereinrichtung versehen ist. Auf diese Weise können Störungen oder Unterbrechungen sehr schnell der Überwachungseinrichtung zugeleitet werden.A monitoring device is at least one in one the series connections last receiving arrangement connected or arranged in this, the further reports in the Series connections in the direction of the monitoring device are provided and the monitoring device with a Signaling and / or switching control device is provided. On this way disturbances or interruptions can be very be quickly sent to the monitoring facility.
Die Meldeeinrichtung der Überwachungseinrichtung weist zweck mäßigerweise einen optischen und/oder akustischen Signalgeber für Lichtunterbrechungen auf. Alternativ oder zusätzlich ist die Schaltsteuereinrichtung der Überwachungseinrichtung zur wenigstens teilweisen Ausschaltung der mit der Überwachungs einrichtung versehenen Maschinenanordnung bei Lichtunterbre chungen ausgebildet.The signaling device of the monitoring device has a purpose moderately an optical and / or acoustic signal transmitter for light interruptions. Alternatively or additionally the switching control device of the monitoring device for at least partial elimination of those with the surveillance equipment provided with light interruption trained.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Emp fangsanordnungen zur Ausgabe von gepulsten oder modulierten Zustandssignalen an die jeweils benachbarte Senderanordnung ausgebildet, wobei die Senderanordnungen mit die Lichtab strahlung bei unkorrekten Zustandssignalen wenigstens teil weise reduzierenden Steuermitteln versehen sind, so dass in der bereits dargestellten Weise ein solches Fehlersignal bis zur Überwachungseinrichtung weitergemeldet wird.In a further advantageous embodiment, the emp arrays for the output of pulsed or modulated Status signals to the adjacent transmitter arrangement formed, the transmitter arrangements with the light radiation in the case of incorrect status signals at least in part wise reducing control means are provided, so that in such an error signal to the way already shown is reported to the monitoring device.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er läutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is in the drawing shown and in the description below he purifies. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Sicherheitsein richtung mit drei aneinandergereihten Lichtvorhän gen und Fig. 1 is a schematic representation of a Sicherheitsein direction with three light curtains in a row and
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der in Fig. 1 darge stellten Sicherheitseinrichtung. Fig. 2 is a perspective view of the safety device shown in Fig. 1 Darge.
Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Lichtvorhänge 10-12 bzw. Lichtschrankenanordnun gen unmittelbar aneinandergrenzend angeordnet und miteinander elektrisch verbunden. Gemäß Fig. 2 bilden die drei Ebenen der aneinandergrenzenden Lichtvorhänge 10-12 eine U-förmige An ordnung.In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, three light curtains 10-12 or light barrier arrangements are arranged immediately adjacent to one another and electrically connected to one another. Referring to FIG. 2, the three planes forming the adjacent light curtains 10-12 a U-shaped to order.
Jeder Lichtvorhang 10-12 besteht aus einer an einer Begren zungslinie der jeweiligen Ebene des Lichtvorhangs angeordne ten Senderanordnung 13-15 sowie einer an der gegenüberlie genden Begrenzungslinie dieser Ebene angeordneten Empfangsan ordnung 16-18 für das Licht der jeweiligen Senderanordnung. Die Senderanordnungen 13-15 bestehen entweder jeweils aus einer langgestreckten Lichtquelle oder aus einer Vielzahl von aneinandergereihten einzelnen Lichtquellen, während die Empfangsanordnungen 16-18 aus einer Vielzahl von Lichtemp fängern bzw. lichtsensitiven Elementen oder aus einem oder mehreren langgestreckten lichtsensitiven Elementen bestehen.Each light curtain 10-12 consists of a limit line on the respective level of the light curtain arranged th transmitter arrangement 13-15 and a receiving arrangement 16-18 arranged on the opposite limit line of this level for the light of the respective transmitter arrangement. The transmitter assemblies 13-15 either consist of an elongated light source or of a plurality of individual light sources strung together, while the receiver assemblies 16-18 of a plurality of light receivers or light-sensitive elements or of one or more elongate light-sensitive elements consist.
Die Senderanordnungen 13-15 sowie die Empfangsanordnungen 16-18 der drei Lichtvorhänge 10-12 bilden zwei Reihen schaltungen, in denen sich jeweils Senderanordnungen und Emp fangsanordnungen abwechseln. Hierdurch wechselt die Richtung des emittierten Lichts von Lichtschrankenanordnung zu Licht schrankenanordnung, und gegenseitige Beeinflussungen durch schräg fallendes Licht sind ausgeschlossen.The transmitter arrangements 13-15 and the receiving arrangements 16-18 of the three light curtains 10-12 form two series circuits in which transmitter arrangements and receiving arrangements alternate. As a result, the direction of the emitted light changes from light barrier arrangement to light barrier arrangement, and mutual influences by obliquely falling light are excluded.
Die Lichtschrankenanordnungen dienen dazu, die jeweiligen Ebenen bzw. Flächen zwischen den Senderanordnungen 13-15 und Empfangsanordnungen 16-18 dahingehend zu überwachen, ob unerlaubter Eingriff oder Durchgriff durch die jeweiligen Ebenen erfolgt. Gemäß Fig. 2 umgreifen die drei Lichtvorhänge 10-12 einen Sicherheitsbereich zwischen einem unteren Ma schinenteil 19 und einem oberen Maschinenteil 20. Andere zu überwachende Sicherheitsbereiche sind beispielsweise Bewe gungsbereiche von sich bewegenden Maschinenteilen oder Ar beits-Robotern.The light barrier arrangements serve to monitor the respective levels or areas between the transmitter arrangements 13-15 and receiving arrangements 16-18 to determine whether unauthorized intervention or penetration takes place through the respective levels. Referring to FIG. 2 10-12 encompass the three light curtains a safety zone between a lower Ma schin part 19 and an upper machine part 20. Other safety areas to be monitored are, for example, movement areas of moving machine parts or work robots.
Wird einer der Lichtvorhänge 10-12 infolge eines unerlaub ten Eingriffs ganz oder teilweise unterbrochen, so erfolgt eine Meldung an eine Überwachungseinrichtung 21, die mittels einer Meldeeinrichtung 22 ein optisches und/oder akustisches Warnsignal erzeugt und alternativ oder zusätzlich über eine Schaltsteuereinrichtung 23 einen Schaltvorgang ausführt oder initiiert, der zur teilweisen oder vollständigen Abschaltung der jeweiligen Gefahrenquelle führt. Die Überwachungseinrich tung 21 kann auch Bestandteil beispielsweise einer Maschinen steuerung sein.If one of the light curtains 10-12 is interrupted in whole or in part as a result of an unauthorized intervention, a message is sent to a monitoring device 21 which generates an optical and / or acoustic warning signal by means of a signaling device 22 and alternatively or additionally carries out a switching operation via a switching control device 23 or initiated, which leads to the partial or complete shutdown of the respective hazard. The supervising device 21 can also be part of, for example, a machine control.
Die genauere Wirkungsweise soll nun im Folgenden erläutert werden. Erfolgt beispielsweise eine Lichtunterbrechung in der Lichtschranke 10, so gelangt nur noch eine geringere Licht menge zur Empfangsanordnung 16. In dieser wird unterhalb ei nes vorgebbaren Lichtgrenzwerts ein Störungs- bzw. Unterbre chungssignal erzeugt, das der mit ihr verbundenen, unmittel bar daneben angeordneten Senderanordnung 14 des benachbarten Lichtvorhangs 11 weitergemeldet wird. Dieses Störungs- oder Unterbrechungssignal bewirkt eine Umschaltung in der Sen deranordnung 14, infolge derer diese Senderanordnung 14 ihre Lichtabstrahlung wenigstens teilweise reduziert. Dies wieder um führt zu einem Störungs- bzw. Unterbrechungssignal in der zugeordneten Empfangseinrichtung 17, das der mit ihr verbun denen, unmittelbar benachbarten Senderanordnung 15 des nächs ten Lichtvorhangs 12 weitergemeldet wird. Auch diese redu ziert daraufhin wenigstens teilweise ihre Lichtabstrahlung, was zu dem beschriebenen Störungs- bzw. Unterbrechungssignal in der zugeordneten Empfangsanordnung 18 führt. Dieses wird dann der Überwachungseinrichtung 21 zugeleitet. Auf diese Weise können beliebig viele Lichtvorhänge in der beschriebe nen Weise in Reihe geschaltet werden, und eine Lichtunterbre chung bzw. Schwächung an beliebiger Stelle wird in der be schriebenen Weise bis zur Überwachungseinrichtung 21 weiter gemeldet. The more precise mode of action will now be explained in the following. If, for example, the light barrier 10 is interrupted, only a smaller amount of light reaches the receiving arrangement 16 . In this, a malfunction or interruption signal is generated below a predeterminable light limit value, which is transmitted to the transmitter arrangement 14 of the adjacent light curtain 11 connected to it, which is arranged directly next to it. This fault or interrupt signal causes a change in the Sen the array 14, as a result of which this transmitter arrangement 14 their light emission at least partially reduced. This in turn leads to a fault or interruption signal in the associated receiving device 17 , which the verbun with them, the immediately adjacent transmitter arrangement 15 of the next light curtain 12 is reported. This, too, then at least partially reduces its light emission, which leads to the described fault or interruption signal in the associated receiving arrangement 18 . This is then fed to the monitoring device 21 . In this way, any number of light curtains can be connected in series in the manner described, and a light interruption or weakening at any point is further reported in the manner described to the monitoring device 21 .
Von der Überwachungseinrichtung 21 aus können die einzelnen, miteinander verbundenen Senderanordnungen 13-15 sowie Emp fangsanordnungen 16-18 auch mit der erforderlichen elektri schen Versorgungsenergie versorgt werden.From the monitoring device 21 , the individual, interconnected transmitter arrangements 13-15 and receiving arrangements 16-18 can also be supplied with the required electrical supply energy.
In einer weiteren Ausgestaltung können die Empfangsanordnun gen 16-18 auch gepulste oder modulierte Zustandssignale er zeugen und an die jeweils benachbarte Senderanordnung in Richtung der Überwachungseinrichtung 21 weiterleiten. Diese Zustandssignale können alternativ zu den Störungs- bzw. Un terbrechungssignalen erzeugt werden oder diese ersetzen. In den Senderanordnungen 13-15 sind dann jeweils Prüfanordnun gen für diese Zustandssignale vorgesehen, durch die ein feh lerhafter Zustand der jeweiligen Empfangsanordnung erkannt wird. Die Weitermeldung kann dann in der beschriebenen Weise analog eines Störungs- oder Unterbrechungssignals erfolgen. Hierdurch kann beispielsweise erkannt werden, ob die Licht quelle oder Lichtquellen der Senderanordnungen oder die lichtsensitiven Elemente der Empfangsanordnungen ordnungsge mäß arbeiten und keine Defekte aufweisen.In a further embodiment, the receiving arrangements 16-18 can also generate pulsed or modulated status signals and transmit them to the respectively adjacent transmitter arrangement in the direction of the monitoring device 21 . These status signals can be generated as an alternative to the interference or interrupt signals or replace them. In the transmitter arrangements 13-15 are then respective test arrangements for these state signals are provided, through which a faulty state of the respective reception arrangement is recognized. The forwarding can then take place in the manner described, analogously to a fault or interruption signal. In this way it can be recognized, for example, whether the light source or light sources of the transmitter arrangements or the light-sensitive elements of the reception arrangements work properly and have no defects.
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