DE102008004941A1 - Sicherheitsanordnung und Verfahren - Google Patents

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    • G01V8/20Detecting, e.g. by using light barriers using multiple transmitters or receivers

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsanordnung zur Überwachung eines Durchgangs (2), durch den nur zulässige Objekte (6) in wenigstens eine Bewegungsrichtung (8) befördert werden, mit einem ersten optoelektronischen Sensor (10), der wenigstens einen Lichtsender (12) und wenigstens einen Lichtempfänger aufweist zur Überwachung eines ebenen, in dem Durchgang (2) angeordneten Schutzfelds (4) auf Druchtritt durch das Objekt (6), mit wenigstens einer Steuer- und Auswerteeinheit (16), durch die bei Durchtritt eines unzulässigen Objektes ein Warn- oder Steuersignal (18) ableitbar ist und mit einem Muting-Sensor (20), welcher in Bewegungsrichtung (8) vor dem Durchgang (2) angeordnet und mit der Steuer- und Auswerteeinheit (16) zur rechzeitigen Deaktivierung des Schutzfeldes (4) bei zulässigen Objekten (6) verbunden ist. Um eine Vorrichtung bereitzustellen, die eine hohe Zuverlässigkeit mit einem geringeren Aufwand gewährleistet, wird vorgeschlagen, dass in der Steuer- und Auswerteeinheit (16) Mittel zur Bestimmung und Auswertung einer Objektgeschwindigkeit (24) vorhanden sind und dass abhängig von einer Objektdetektion durch den Muting-Sensor (20) und abhängig von der Objektgeschwindigkeit (24) das Warn- oder Steuersignal (18) für einen berechneten Zeitpunkt und für eine berechnete Dauer unterdrückbar ist und zwar von dem Zeitpunkt des Einfahrens des Objektes (6) in das Schutzfeld (4) bis zum Verlassen des Schutzfeldes (4), so dass das Schutzfeld (4) nur für die Dauer des ...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsanordnung zur Überwachung eines Durchgangs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Überwachung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 11.
  • Diese bekannten Verfahren und Vorrichtungen dienen zur Zugangsabsicherung von Gefahr bringenden Bereichen, wie beispielsweise automatische Fertigungsanlagen, Einfahrtsöffnungen zu Fertigungszellen, Abkantpressen und Palletieranlagen. Derartige Anlagen finden sich in der Transporttechnik, der Förder- und Lagertechnik, der Verpackungsindustrie, allgemein im Maschinenbau und insbesondere in der Automobilindustrie. Dabei muss unterschieden werden zwischen zulässigen und unzulässigen Objekten, so dass zu bearbeitendes Material in den Gefahrenbereich befördert wird, aber gleichzeitig ein Zutritt von nicht zugelassenen Objekten, insbesondere von Personen, sicher verhindert wird.
  • Es ist bekannt, solche Durchgänge durch ein Lichtgitter abzusichern, bei welchem übereinander angeordnete Sendeeinheiten parallel verlaufende Lichtstrahlen aussenden, die von entsprechend angeordneten Empfangseinheiten empfangen werden. Die Unterbrechung der Lichtstrahlen signalisiert den Durchtritt eines Objektes. Falls ein nicht zugelassenes Objekt das Lichtgitter durchtritt, wird eine Sicherheitsfunktion, z. B. ein Alarm, ausgelöst und eine Gefahr bringende Produktionsmaschine abgeschaltet oder dergleichen. Damit aber zulässige Objekte durch den abgesi cherten Durchgang hindurchtreten können, wird das sogenannte Muting-Verfahren angewendet, bei welchem ein zulässiges Objekt erkannt wird und die Sicherheitsfunktion unterdrückt wird, wenn das Schutzfeld des Lichtgitters von einem als zulässig identifizierten Objekt durchtreten wird.
  • Aus der DE 103 15 667 A1 ist es bekannt, vor dem Lichtgitter weitere Lichtschranken anzubringen, die beim Durchtritt eines Objektes die Muting-Funktion des Lichtgitters bewirken. Bei einem zulässigen Objekt tritt dieses durch das Lichtgitter durch, solange die vorgeschalteten Lichtschranken durch dieses Objekt unterbrochen ist, so dass das zulässige Objekt das Lichtgitter passieren kann, ohne die Sicherheitsfunktion auszulösen. Durchquert z. B. ein Mensch die vorgeschaltete Lichtschranke, so gibt er diese wieder frei, bevor er das Schutzfeld des Lichtgitters durchquert, so dass die Muting-Funktion rechtzeitig beendet ist, bevor der Mensch das Lichtgitter passiert, und die Sicherheitsfunktion wird ausgelöst. Die vor und hinter dem Lichtgitter angeordneten zusätzlichen Lichtschranken vergrößern die Abmessungen der Sicherheitsvorrichtung in Transportrichtung der Objekte. Die Anordnung der vor- und nachgeschalteten Lichtschranken hängt von den Dimensionen der zulässigen Objekte ab, so dass eine Absicherung nur bei Objekten möglich ist, die sich ausreichend von nicht zulässigen Objekten, insbesondere dem menschlichen Körper, unterscheiden.
  • Aus der DE 103 29 881 A1 ist ein weiteres Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei welchem durch die übereinander angeordneten Lichtstrahlen des Lichtgitters die Kontur eines durch das Lichtgitter beförderten Objektes abgetastet wird. Ergeben sich Abweichungen von gespeicherten zulässigen Konturen, wird die Sicherheitsfunktion ausgelöst. Das zeitlich getaktete Abtasten und Vergleichen mit den gespeicherten Konturen setzt voraus, dass das Objekt mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit durch das Lichtgitter transportiert wird. Bei einem Lichtgitter mit einer größeren Anzahl, z. B. 200, Lichtstrahlen und einer größeren Durchlaufgeschwindigkeit der Objekte erfordert dieses Verfahren eine große Speicherkapazität für die einzelnen Abtastschritte und einen hohen rechnerischen Aufwand für den schnellen Vergleich der Konturen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Absicherung eines Durchgangs zu schaffen, die oder das eine hohe Zuverlässigkeit mit einem geringeren Aufwand gewährleistet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Sicherheitsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11.
  • Die erfindungsgemäße Sicherheitsanordnung zur Überwachung eines Durchgangs, durch den nur zulässige Objekte in wenigstens eine Bewegungsrichtung befördert werden, weist einen ersten optoelektronischen Sensor auf, der wenigstens einen Lichtsender und wenigstens einen Lichtempfänger umfasst, zur Überwachung eines ebenen, in dem Durchgang angeordneten Schutzfelds auf Durchtritt durch das Objekt. Bei Durchtritt eines unzulässigen Objektes durch das Schutzfeld ist ein Warn- oder Steuersignal von einer Steuer- und Auswerteeinheit erzeugbar. Über einen Muting-Sensor, welcher in Bewegungsrichtung vor dem Durchgang angeordnet und mit der Steuer- und Auswerteeinheit verbunden ist, ist bei zulässigen Objekten das Schutzfeld über die Steuer- und Auswerteeinheit rechtzeitig deaktivierbar. Erfindungsgemäß sind in der Steuer- und Auswerteeinheit Mittel zur Bestimmung und Auswertung einer Objektgeschwindigkeit vorhanden und abhängig von einer Objektdetektion durch den Muting-Sensor und abhängig von der Objektgeschwindigkeit ist das Warn- oder Steuersignal für einen berechneten Zeitpunkt und für eine berechnete Dauer unterdrückbar, wobei das Schutzfeld deaktiviert ist von dem Zeitpunkt des Einfahrens des Objektes in das Schutzfeld an bis zum Verlassen des Schutzfeldes, so dass insgesamt das Schutzfeld nur für die Dauer des tatsächlichen Durchtritts des zulässigen Objektes deaktiviert ist.
  • Anspruch 11 betrifft ein entsprechendes Verfahren zur Überwachung des Durchgangs.
  • Durch die Berücksichtigung der Objektgeschwindigkeit ist es möglich, die Unterdrückung des Steuersignals auf eine notwendige minimale Dauer zu reduzieren. Das Warn- und Steuersignal wird gemäß der Erfindung erst zu dem Zeitpunkt unter drückt, bei dem das zulässige Objekt den Durchgang auch tatsächlich passiert. Somit ist die Schutzfunktion des Schutzfeldes bis unmittelbar vor Eintritt des zulässigen Objektes und unmittelbar nach Austritt des zulässigen Objektes optimal gegeben. Dadurch wird die Manipulationssicherheit der Sicherheitsanordnung deutlich erhöht und gleichzeitig die Anzahl notwendiger Sensoren für die Objekterkennung reduziert.
  • In einer ersten Ausführungsform ist der erste Sensor als Lichtgitter mit zwei gegenüberliegenden Leisten von Lichtsendern und Lichtempfängern ausgebildet, so dass eine Vielzahl zueinander paralleler und das Schutzfeld bildender Lichtschranken gebildet sind. Lichtgitter weisen je nach Abstand der das Schutzfeld bildende Lichtschranken jeweils unterschiedliche Auflösungen auf. Für Lichtgitter sind Auflösungen von 14 mm, 20 mm, 30 mm und 40 mm oder geringere Auflösungen von 70 mm und 80 mm vorgesehen, je nach dem, ab welcher Mindestobjektgröße Objekte detektiert werden sollen. Soll bereits ein Eingriff durch einen menschlichen Finger detektiert werden, so wird ein Lichtgitter mit der Auflösung von 14 mm vorgesehen. Eine Auflösung von 20 mm wird zur Erkennung eines Eingriffs durch eine Hand, eine Auflösung von 30 mm zur Detektion eines Arms und eine Auflösung von 40 mm zur Detektion mindestens eines menschlichen Beines eingesetzt. Je höher die Auflösung des Lichtgitters ist, desto näher kann dieses an eine Gefahrstelle montiert werden, da eine Abschaltung einer gefahrbringenden Bewegung aufgrund einer schnelleren Detektion des Eingriffs entsprechend früher erfolgt. Beim Einsatz eines Lichtgitters mit einer Auflösung von 40 mm muss im Vergleich zu einer Auflösung von 14 mm nach der Norm EN 954 lediglich ein größerer Sicherheitsabstand des Lichtgitters zur Gefahrstelle berücksichtigt werden.
  • In Weiterbildung der Erfindung sind Mittel zur Eingabe der Objektgeschwindigkeit vorhanden. Werden die Objekte beispielsweise mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit in Richtung des Durchgangs gefördert, so kann diese konstante Objektgeschwindigkeit in die Steuer- und Auswerteeinheit über eine Schnittstelle und ein Eingabemittel, zum Beispiel ein Programmiergerät oder einen Computer, eingegeben und gespeichert werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind Mittel zur Erfassung der Objektgeschwindigkeit vorgesehen. Dadurch ist es möglich, die Schutzfunktion auch bei verschiedenen oder sogar sich verändernden Objektgeschwindigkeiten optimal angepasst an den Durchtritt des zulässigen Objektes nur für eine minimal notwendige Dauer zu unterdrücken.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist das Mittel zur Erfassung der Objektgeschwindigkeit ein mit einem Fördermittel, mit dem die Objekte befördert werden, zusammenwirkender Geschwindigkeitsgeber. Die Ausgangssignale des Geschwindigkeitsgebers werden über die vorgesehene Schnittstelle von der Steuer- und Auswerteeinheit direkt eingelesen und ausgewertet. Jedoch kann das Mittel zur Erfassung der Objektgeschwindigkeit auch aus einem mit dem Fördermittel zusammenwirkenden Weggeber, insbesondere einem Inkrementalgeber, bestehen. Die Inkrementalgebersignale werden dann von der Steuer- und Auswerteeinheit in Geschwindigkeitssignale umgerechnet. Die Geschwindigkeitsgeber oder Inkrementalgeber sind je nach Ausführung des Fördermittels bereits integraler Bestandteil dieser Fördermittel, so dass keine zusätzlichen Geber notwendig werden.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist das Mittel zur Erfassung der Objektgeschwindigkeit aus zwei zueinander beabstandeten optischen Sensoren, insbesondere Lichtschranken oder Lichttastern, gebildet, wobei die optischen Sensoren den Muting-Sensor bilden. Durch einen bekannten Abstand zwischen den Sensoren kann die Geschwindigkeit des Objekts, welches die beiden Lichtschranken nacheinander unterbricht, gemessen werden.
  • Bevorzugt erstrecken sich die Leisten des Lichtgitters senkrecht zur Objektbewegung. Durch die senkrechte Anordnung ist die Überwachung des Durchgangs besonders platzsparend, da die Leisten bis auf einen notwendigen Mindestabstand direkt vor einer verarbeitenden Maschine mit einer gefahrbringenden Bewegung angeordnet werden können. Jedoch können die Leisten auch in einem Winkel, beispielsweise 70° bis 110°, zur Objektbewegung angeordnet sein.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist die Steuer- und Auswerteeinheit in die Leisten integriert. Bevorzugt ist die Steuer- und Auswerteeinheit in der Empfängerleiste untergebracht. Das Warn- und Steuersignal wird dann direkt von der Empfängerleiste ausgegeben. Zusätzlich sind an der Empfängerleiste noch Eingänge für den Geschwindigkeitsgeber und/oder den Muting-Sensor vorgesehen.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist die Steuer- und Auswerteeinheit in doppelter, sich wechselseitig überprüfender Ausführung vorhanden. Die Steuer- und Auswerteeinheit kann nicht nur redundant, sondern auch diversitär aufgebaut sein. Dadurch lässt sich die Steuer- und Auswerteeinheit in notwendigen Sicherheitskategorien oder Sicherheitsleveln entsprechend der Norm EN 954 oder IEC 61508 ausführen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Deaktivieren eines Lichtgitters nach dem Stand der Technik;
  • 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Sicherheitsanordnung;
  • 3 bis 6 weitere Varianten der erfindungsgemäßen Sicherheitsanordnung.
  • 1 zeigt eine Sicherheitsanordnung 1 gemäß dem Stand der Technik mit einem Lichtgitter 36 und mit jeweils vier zusätzlichen Muting-Sensoren, die entlang eines Förderbands 30 angeordnet sind. Auf dem Förderband 30 werden Objekte 6, beispielsweise beladene Paletten zu einer verarbeitenden Einrichtung, beispielsweise zu einer Verpackungsmaschine transportiert. Bei den Muting-Sensoren handelt es sich um Lichtschranken 32, deren Lichtstrahl über einen Reflektor 34 zur Lichtschranke 32 reflektiert wird und dort ein Erkennungssignal auslöst. Durch einen Durchgang 2 sollen lediglich zulässige Objekte 6, nämlich die Paletten, zu der Verpackungsmaschine gelangen. Personen jedoch soll der Zugang zu der Verpackungsmaschine nicht ermöglicht werden. Um den Zugang für Personen zu verhin dern, ist zwischen den Lichtschranken 32 im Bereich des Durchgangs 2 das Lichtgitter 36 angeordnet. Wird ein durch das Lichtgitter 36 erzeugtes Schutzfeld 4 durch eine eintretende Person verletzt, wird ein Warn- oder Steuersignal 18 ausgegeben, um das Förderband 30 unverzüglich anzuhalten und eine gefahrbringende Bewegung der Verpackungsmaschine abzuschalten oder die Maschine in einen gefahrlosen Zustand zu bringen.
  • Ein solches Verfahren ist auch unter dem Begriff ,Muting' bekannt und bezeichnet dabei die Überbrückung der Schutzwirkung des Lichtgitters 36 für eine bestimmte Dauer, damit Material, beispielsweise die Palette, zu einer Maschine oder Anlage befördert werden kann, ohne dass ein Arbeitsprozess unterbrochen werden muss. Beim Muting wird mit Hilfe der Muting-Sensoren M1, M2, M3 und M4 mit zusätzlichen Sensorsignalen zwischen Personen und Objekten 6 unterschieden. Eine Auswerteeinheit wertet dazu die Signale von den Mutingsensoren M1, M2, M3 und M4 logisch aus und überbrückt bei einer gültigen Mutingbedingung das Lichtgitter, so dass das zu transportierende Objekt 6 die Schutzeinrichtung, also das Lichtgitter 36 passieren kann. Sobald etwas anderes als das Objekt 6 in den Gefahrenbereich eindringt, wird der Arbeitsprozess unterbrochen.
  • Das Objekt 6 bewegt sich in diesem Beispiel auf dem Förderband 30 von rechts nach links. Sobald die Muting-Sensoren M1 und M2 betätigt sind, wird die Schutzwirkung des Lichtgitters 36 überbrückt und das Objekt 6 kann das Lichtgitter 36 passieren und in einen Gefahrenbereich hineinfahren. Sobald das Objekt 6 die Mutingsensoren M3 und M4 passiert hat und deren Lichtstrahl nicht mehr unterbrochen ist, wird die Schutzwirkung des Lichtgitters 36 wieder aktiviert. Nachteilig bei dieser Anordnung ist, dass sobald die Lichtstrahlen der beiden Mutingsensoren M1 und M2 unterbrochen sind, das Lichtgitter 36 überbrückt wird. Das heißt, das Lichtgitter 36 ist bereits zu einem Zeitpunkt überbrückt, wenn das Objekt 6 noch gar nicht im Schutzfeld 4 des Lichtgitters 36 ist, sondern noch einen bestimmten Abstand zu diesem aufweist. Zu diesem Zeitpunkt könnte eine Person das Schutzfeld 4 des Lichtgitters 36 durchqueren, ohne dass es zu einer Abgabe eines Warn- oder Steuersignals 18 kommen würde. Weiter nachteilig ist hierbei auch, dass das Schutzfeld 4 des Lichtgitters 36 erst zu einem Zeitpunkt wieder aktiv wird, wenn das Objekt 6 die weiteren Mutingsensoren M3 und M4 passiert hat. Bis zu diesem Zeitpunkt wäre es einer Person ebenfalls möglich, das Schutzfeld 4 des Lichtgitters 36 unbemerkt zu durchdringen.
  • 2 zeigt eine erfindungsgemäße Sicherheitsanordnung 1 zur Überwachung des Durchgangs 2 mit einem Schutzfeld 4. Wie bereits in dem Beispiel aus 1 ausgeführt, werden dabei zulässige Objekte 6, beispielsweise beladene Paletten, auf einem Förderband 30 von rechts nach links zu einer Verarbeitungsmaschine transportiert. Damit Personen nicht in den Bereich der Verarbeitungsmaschine gelangen können, ist ein erster optoelektronischer Sensor 10 angeordnet. Der erste Sensor 10 ist dabei als Lichtgitter 36 mit einer Senderleiste 12 und einer Empfängerleiste 14 ausgebildet. Zwischen der Senderleiste 12 und der Empfängerleiste 14 wird dabei durch eine Vielzahl von einzelnen Lichtstrahlen ein Schutzfeld 4 gebildet. Wird das Schutzfeld 4 durch ein eintretendes Objekt 6 oder von der eintretenden Person verletzt, so wird ein Warn- oder Steuersignal 18 ausgegeben, um eine gefahrbringende Bewegung, ausgelöst durch die Verarbeitungsmaschine, zu stoppen.
  • In Bewegungsrichtung vor dem Lichtgitter 36 ist ein Muting-Sensor 20, der als einfache Lichtschranke 32 ausgebildet ist, angeordnet. Die Lichtschranke 32 dient zur Erfassung der zulässigen Objekte 6, die durch das Schutzfeld 4 in den Gefahrenbereich befördert werden sollen. Mit der Lichtschranke 32 kann dabei die genaue Position des Objektes 6 zu einem Zeitpunkt festgestellt werden. Zusätzlich ist mit dem Förderband 30 ein Geschwindigkeitsgeber 28 verbunden, um eine aktuelle Geschwindigkeit des Förderbandes 30 festzustellen. Bei dem Geschwindigkeitsgeber 28 kann es sich beispielsweise auch um einen Inkrementalgeber handeln.
  • Das Lichtgitter 36, Muting-Sensor 20 (Lichtschranke 32) und der Geschwindigkeitsgeber 28 sind jeweils mit einer Steuer- und Auswerteeinheit 16 verbunden. Ausgangssignale der Sensoren werden der Steuer- und Auswerteeinheit 16 zur Auswertung zugeführt. Die Steuer- und Auswerteeinheit 16 weist einen Warn- oder Steuerausgang auf, auf dem die Warn- oder Steuersignale 18 ausgegeben werden zur Ansteuerung einer in Bewegungsrichtung 8 hinter dem Schutzfeld 4 des Lichtgitters 36 angeordneten, Gefahr bringenden Verarbeitungsmaschine.
  • Durch den Geschwindigkeitsgeber 28 wird der Steuer- und Auswerteeinheit 16 die aktuelle Geschwindigkeit der geförderten Objekte 6 mitgeteilt. Ein gefördertes Objekt 6 unterbricht nun zu einem bestimmten Zeitpunkt die Lichtschranke 32. Abhängig von dem Zeitpunkt der Unterbrechung der Lichtschranke 32 und der aktuell aufgenommenen Objektgeschwindigkeit 24, sowie dem bekannten Abstand der Lichtschranke 32 zu dem Lichtgitter 36 wird von der Steuer- und Auswerteeinheit 16 errechnet, zu welchem Zeitpunkt das Objekt 6 das Schutzfeld 4 erreichen würde. Genau zu dem Zeitpunkt wird nun das Warn- und Steuersignal 18 und damit die Schutzfunktion des Lichtgitters 36 unterdrückt und das Objekt 6 kann das Schutzfeld 4 passieren, ohne dass die Gefahr bringende Maschine abgeschaltet werden müsste. Zu diesem Zeitpunkt ist die Lichtschranke 32 immer noch durch das Objekt 6 unterbrochen. Sobald die Lichtschranke 32 durch das Objekt 6 wieder freigegeben wird, wird von der Steuer- und Auswerteeinheit 16 erneut unter Berücksichtigung der aktuellen Objektgeschwindigkeit 24 der Zeitpunkt berechnet, wann das Objekt 6 das Schutzfeld 4 verlässt. Genau zu diesem Zeitpunkt wird von der Steuer- und Auswerteeinheit 16 die Deaktivierung der Schutzfeldfunktion wieder aufgehoben und die Ausgabe von Warn- oder Steuersignalen 18 wieder zugelassen. Würde beispielsweise nun eine Person direkt dem zulässigen Objekt nachfolgend das Schutzfeld 4 des Lichtgitters 36 unterbrechen, wird ein Warn- oder Steuersignal 18 zur Abschaltung der Verpackungsmaschine und des Förderbandes erfolgen.
  • 3 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Sicherheitsanordnung 1, wobei zulässige Objekte 6 jedoch in zwei entgegengesetzte Bewegungsrichtungen 8 durch das Schutzfeld 4 des Lichtgitters 36 transportiert werden können. Hierzu ist eine zweite Lichtschranke 38 in Bewegungsrichtung 8 des Objektes 6 nach dem Schutzfeld 4 des Lichtgitters 36 angeordnet. Die Wirkungsweise der gezeigten Sicherheitsanordnung 1 entspricht der Anordnung aus 2, jedoch mit der Erweiterung, dass, wenn Objekte 6 von links nach rechts in das Schutzfeld 4 des Lichtgitters 36 befördert werden, in analoger Weise die erfindungsgemäße Deaktivierung der Schutzfunktion erfolgt, so dass zulässige Objekte 6 in beiden Bewegungsrichtungen durch das Schutzfeld befördert werden können, jedoch der Durchgang für Personen in beiden Richtungen gesperrt bleibt.
  • 4 zeigt eine weitere besondere Ausführungsform der Sicherheitsanordnung 1. In Bewegungsrichtung 8 vor dem Lichtgitter 36 sind hier zwei Lichtschranken 32 und 38 mit einem bekannten Abstand voneinander und zu dem Lichtgitter 36 angeordnet. Die Lichtschranken 32 und 38 werden nun durch das Objekt 6 in Bewegungsrichtung 8 nacheinander unterbrochen. Durch den bekannten Abstand der zwei Lichtschranken 32 und 38 zueinander, ist die aktuelle Objektgeschwindigkeit 24 des Objektes 6 mit der Steuer- und Auswerteeinheit 16 feststellbar. Ausgehend von der Unterbrechung der ersten Lichtschranke 32 oder zweiten Lichtschranke 38 ist auch die genaue Position sowie ein genauer Zeitpunkt der Unterbrechung durch das Objekt 6 feststellbar. Wie bereits in Bezug auf die 2 und 3 erläutert, wird aufgrund dieser Unterbrechung ein Signal erzeugt, mit Hilfe dessen die Steuer- und Auswerteeinheit 16 die Schutzfunktion deaktiviert, damit das zulässige Objekt 6 das Lichtgitter 36 passieren kann.
  • In 5 ist analog zu 3 eine Sicherheitsanordnung 1 dargestellt, bei der zulässige Objekte 6 in entgegengesetzten Bewegungsrichtungen 8 den Durchgang 2 passieren können. Hierzu sind jeweils auf beiden Seiten des Lichtgitters 36 je zwei Lichtschranken 32 und 38 bzw. 32' und 38' in einem definierten Abstand zueinander angeordnet, um analog zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 die aktuelle Geschwindigkeit des Objektes 6 zu erfassen und die Schutzfunktion entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 zu deaktivieren.
  • 6 zeigt eine besondere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dabei werden zulässige Objekte 6 mit einer konstanten Objektgeschwindigkeit 24 auf einem Förderband 30 durch den Durchgang 2 und das Schutzfeld 4 des Lichtgitters 36 transportiert. Die konstante bekannte Objektgeschwindigkeit 24 wird dabei in die Steuer- und Auswerteeinheit 16 als konstante Größe eingegeben und dort in einem Speicher hinterlegt. Wird die vor dem Lichtgitter 36 angeordnete Lichtschranke 32 durch das zulässige Objekt 6 unterbrochen, wird, wie zu den bisherigen Ausführungsbeispielen beschrieben, die Schutzfunktion deaktiviert, sobald das zulässige Objekt 6 das Schutzfeld 4 erreicht. Zur Berechnung des Zeitpunktes wird hierbei lediglich die gespeicherte konstante Objektgeschwindigkeit 24 und der Zeitpunkt der Unterbrechung der Lichtschranke 32 herangezogen. Dadurch ist es möglich, die Sicherheitsanordnung 1 unter Verwendung lediglich einer einzigen zusätzlichen einfachen Lichtschranke 32 vor dem Lichtgitter 36 zu realisieren.
  • Weiter kann es auch vorgesehen sein, dass der Steuer- und Auswerteeinheit eine aktuelle Geschwindigkeit über eine Maschinensteuerung mitgeteilt wird. Die Geschwindigkeitsdaten werden hierbei einfach aus den vorhandenen Steuerinformationen für den Antrieb des Förderbands generiert.
  • 1
    Sicherheitsanordnung
    2
    Durchgang
    4
    Schutzfeld
    6
    Objekt oder Objekte
    8
    Bewegungsrichtung
    10
    erster Sensor
    12
    erste Leiste
    14
    zweite Leiste
    16
    Steuer- und Auswerteeinheit
    18
    Warn- oder Steuersignal
    20
    zweiter Sensor
    22
    Mittel zur Auswertung einer Objektgeschwindigkeit
    24
    Objektgeschwindigkeit
    26
    Mittel zur Erfassung der Objektgeschwindigkeit
    28
    Geschwindigkeitsgeber
    30
    Förderband
    32, 32'
    Lichtschranke oder erste Lichtschranke
    34
    Reflektor
    36
    Lichtgitter
    38, 23'
    Lichtschranke oder zweite Lichtschranke
    M1, M2, M3, M4
    Mutingsensoren
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10315667 A1 [0004]
    • - DE 10329881 A1 [0005]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - EN 954 [0011]
    • - EN 954 [0018]
    • - IEC 61508 [0018]

Claims (11)

  1. Sicherheitsanordnung zur Überwachung eines Durchgangs (2), durch den nur zulässige Objekte (6) in wenigstens eine Bewegungsrichtung (8) befördert werden, – mit einem ersten optoelektronischen Sensor (10), der wenigstens einen Lichtsender (12) und wenigstens einen Lichtempfänger aufweist zur Überwachung eines ebenen, in dem Durchgang (2) angeordneten Schutzfelds (4) auf Durchtritt durch das Objekt (6), – mit wenigstens einer Steuer- und Auswerteeinheit (16), durch die bei Durchtritt eines unzulässigen Objektes ein Warn- oder Steuersignal (18) ableitbar ist, – mit einem Muting-Sensor (20), welcher in Bewegungsrichtung (8) vor dem Durchgang (2) angeordnet und mit der Steuer- und Auswerteeinheit (16) zur rechtzeitigen Deaktivierung des Schutzfeldes (4) bei zulässigen Objekten (6) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, – dass in der Steuer- und Auswerteeinheit (16) Mittel zur Bestimmung und Auswertung einer Objektgeschwindigkeit (24) vorhanden sind und – dass abhängig von einer Objektdetektion durch den Muting-Sensor (20) und abhängig von der Objektgeschwindigkeit (24) das Warn- oder Steuersignal (18) für einen berechneten Zeitpunkt und für eine berechnete Dauer unterdrückbar ist und zwar von dem Zeitpunkt des Einfahrens des Objektes (6) in das Schutzfeld (4) bis zum Verlassen des Schutzfeldes (4), so dass das Schutzfeld (4) nur für die Dauer des tatsächlichen Durchtritts des zulässigen Objektes (6) deaktiviert ist.
  2. Sicherheitsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor (10) als Lichtgitter ausgebildet ist mit zwei gegenüberliegenden Leisten (12, 14) von Lichtsendern und Lichtempfängern, so dass eine Vielzahl zueinander paralleler und das Schutzfeld (4) bildender Lichtschranken gebildet sind.
  3. Sicherheitsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Eingabe der Objektgeschwindigkeit (24) vorhanden sind.
  4. Sicherheitsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Erfassung der Objektgeschwindigkeit (24) vorhanden sind.
  5. Sicherheitsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Erfassung der Objektgeschwindigkeit (24) einen mit einem Fördermittel zusammenwirkenden Geschwindigkeitsgeber (28) umfasst.
  6. Sicherheitsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Erfassung der Objektgeschwindigkeit (24) einen mit dem Fördermittel zusammenwirkenden Weggeber, insbesondere einem Inkrementalgeber, umfasst.
  7. Sicherheitsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Erfassung der Objektgeschwindigkeit (24) zwei zueinander in Bewegungsrichtung beabstandete optische Sensoren, insbesondere Lichtschranken oder Lichttaster, umfasst, wobei diese den Muting-Sensor (20) bilden.
  8. Sicherheitsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Leisten (12, 14) senkrecht zur Bewegungsrichtung (8) erstrecken.
  9. Sicherheitsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinheit (16) in wenigstens eine der Leisten (12, 14) integriert ist.
  10. Sicherheitsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinheit (16) redundant vorhanden ist und diese sich wechselseitig überprüfen.
  11. Verfahren zur Überwachung eines Durchgangs (2), durch den nur zulässige Objekte (6) in wenigstens einer Bewegungsrichtung (8) befördert werden, bei dem – in dem Durchgang ein Schutzfeld (4) eines ersten optoelektronischen Sensors (10) durch wenigstens einen Lichtsender und wenigstens einen Lichtempfänger gebildet wird zur Überwachung des Durchgangs (2) auf Durchtritt durch das Objekt (6), – ein Warn- oder Steuersignal von einer Steuer- und Auswerteeinheit (16) bei Durchtritt eines unzulässigen Objektes ausgegeben wird – und bei Beförderung von zulässigen Objekten das Schutzfeld (4) rechtzeitig deaktiviert wird in Abhängigkeit eines Signals eines in Bewegungsrichtung (8) vor dem Durchgang (2) angeordneten Muting-Sensors (20), dadurch gekennzeichnet, – dass die Objektgeschwindigkeit (24) erfasst wird und abhängig von der Objektgeschwindigkeit (24) und den Signalen des Muting-Sensors (20) das Warn- oder Steuersignal (18) für einen berechneten Zeitpunkt und für eine berechnete Dauer unterdrückt wird und zwar von dem Zeitpunkt des Einfahrens des Objektes (6) in das Schutzfeld (4) bis zum Verlassen des Schutzfeldes (4), so dass das Schutzfeld (4) nur für die Dauer des tatsächlichen Durchtritts des zulässigen Objektes (6) deaktiviert wird.
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