DE102009016662A1

DE102009016662A1 - Lichtschrankenvorrichtung

Info

Publication number: DE102009016662A1
Application number: DE200910016662
Authority: DE
Inventors: Stefan Hornung; Heiko Mahr
Original assignee: Balluff GmbH
Current assignee: Balluff GmbH
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-10-14
Anticipated expiration: 2029-04-01
Also published as: DE102009016662B4

Abstract

Es wird eine Lichtschrankenvorrichtung bereitgestellt, umfassend einen ersten Arm, einen zweiten Arm, welcher zu dem ersten Arm beabstandet ist, eine erste Distanzsensoreinrichtung, welche an dem ersten Arm angeordnet ist, mit einer ersten Sendeeinrichtung für Licht und mit einer ersten Empfängereinrichtung, und eine zweite Distanzsensoreinrichtung, welche an dem zweiten Arm angeordnet ist, mit einer zweiten Sendeeinrichtung für Licht und einer zweiten Empfängereinrichtung, wobei die erste Sendeeinrichtung Licht in Richtung des zweiten Arms emittiert und die zweite Sendeeinrichtung Licht in Richtung des ersten Arms emittiert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtschrankenvorrichtung, umfassend einen ersten Arm und einen zweiten Arm, welcher zu dem ersten Arm beabstandet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lichtschrankenvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche erweiterte Einsatzmöglichkeiten aufweist.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Lichtschrankenvorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine erste Distanzsensoreinrichtung vorgesehen ist, welche an dem ersten Arm angeordnet ist, und eine erste Sendeeinrichtung für Licht und eine erste Empfängereinrichtung umfasst, und eine zweite Distanzsensoreinrichtung vorgesehen ist, welche an dem zweiten Arm angeordnet ist, und eine zweite Sendeeinrichtung für Licht und eine zweite Empfängereinrichtung umfasst, wobei die erste Sendeeinrichtung Licht in Richtung des zweiten Arms emittiert und die zweite Sendeeinrichtung Licht in Richtung des ersten Arms emittiert.
Durch die erste und die zweite Distanzsensoreinrichtung lässt sich der Abstand eines Gegenstands zwischen dem ersten Arm und dem zweiten Arm ermitteln und es lässt sich ein analoges Abstandssignal und/oder ein Schaltsignal erzeugen. Dadurch ist es möglich, mittels einer Vorrichtung mit einem Gehäuse die Position des Gegenstands relativ zu dem ersten Arm und dem zweiten Arm mindestens in Form eines Schaltsignals zu erfassen.
Weiterhin ist es bei entsprechender Auswertung bzw. Ausbildung der Lichtschrankenvorrichtung möglich, die Dicke des Gegenstands bezogen auf eine Abstandsrichtung zwischen dem ersten Arm und dem zweiten Arm zu erfassen. Weiterhin ist es auf einfache Weise möglich, eine Eintauchtiefe des Gegenstands in einen Zwischenraum zwischen dem ersten Arm und dem zweiten Arm zu bestimmen.
Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es beispielsweise möglich, eine Lichtschrankenvorrichtung für eine Bahnkantensteuerung und/oder Durchhangerfassung bereitzustellen.
Die Lichtschrankenvorrichtung kann dabei Daten bereitstellen, welche in einer nachgelagerten Steuerung bezüglich der Abstandsermittlung bzw. des Schaltpunkts nicht weiter ausgewertet bzw. verrechnet werden müssen.
Ein Gegenstand, welcher sich zwischen dem ersten Arm und dem zweiten Arm befindet, kann sowohl mit Licht von der ersten Distanzsensoreinrichtung als auch mit Licht von der zweiten Distanzsensoreinrichtung beaufschlagt werden. Dadurch ergeben sich zusätzliche Messmöglichkeiten bzw. Auswertungsmöglichkeiten. Es lässt sich auch die Genauigkeit erhöhen.
Günstig ist es, wenn der erste Arm und der zweite Arm parallel ausgerichtet sind. Dadurch lässt sich die Auswertung auf einfache Weise durchführen und es lässt sich beispielsweise auch die Dicke eines Gegenstands, welcher sich zwischen dem ersten Arm und dem zweiten Arm befindet, bezogen auf die Abstandsrichtung zwischen dem ersten Arm und dem zweiten Arm bestimmen.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Sendeeinrichtung und eine Empfängereinrichtung an einem Arm bezogen auf eine Brückeneinrichtung, welche den ersten Arm und den zweiten Arm verbindet, höhenversetzt angeordnet sind. Dadurch lässt sich eine Abstandsmessung durch Triangulation durchführen. Ferner lässt es sich dadurch auf einfache Weise erreichen, dass eine Empfängereinrichtung an einem Arm kein direktes Licht von der Sendeeinrichtung des anderen Arms erhält.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die erste Sendeeinrichtung bezogen auf die zweite Empfängereinrichtung und die zweite Sendeeinrichtung bezogen auf die erste Empfängereinrichtung so angeordnet sind, dass zumindest kein direktes Licht von der ersten Sendeeinrichtung die zweite Empfängereinrichtung erreicht und zumindest kein direktes Licht von der zweiten Sendeeinrichtung die erste Empfängereinrichtung erreicht. Dadurch wird eine hohe Messgenauigkeit sichergestellt und die Distanzmessung durch die eine Distanzsensoreinrichtung ist unabhängig von der Abstandsmessung der anderen Distanzsensoreinrichtung.
Bei einer Ausführungsform sind die erste Sendeeinrichtung und die zweite Sendeeinrichtung bezogen auf eine Brückeneinrichtung, welche den ersten Arm und den zweiten Arm verbindet, mindestens näherungsweise auf der gleichen Höhe angeordnet. Dadurch ergibt sich eine einfache Auswertbarkeit. Vorzugsweise sind auch die zweite Empfängereinrichtung und die erste Empfängereinrichtung bezogen auf die Brückeneinrichtung auf der gleichen Höhe angeordnet.
Vorteilhafterweise führt die erste Distanzsensoreinrichtung eine Messung des Abstands für einen Gegenstand, welcher sich zwischen dem ersten Arm und dem zweiten Arm befindet, zu dem ersten Arm durch. Dadurch lässt sich der Abstand als analoger Abstand oder als Abstandsschwelle zwischen dem ersten Arm und dem Gegenstand bestimmen und entsprechend lässt sich ein solches Abstandssignal verwenden.
Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn die zweite Distanzsensoreinrichtung eine Messung des Abstands für einen Gegenstand, welcher sich zwischen dem ersten Arm und dem zweiten Arm befindet, zu dem zweiten Arm durchführt.
Bei einer günstigen Ausführungsform werden durch die erste Distanzsensoreinrichtung und/oder die zweite Distanzsensoreinrichtung Abstände über Triangulation gemessen. Dadurch lässt sich mittels Licht auf einfache Weise eine Abstandsbestimmung durchführen. Auch andere Abstandsbestimmungsmöglichkeiten mittels Licht sind möglich.
Bei einer Ausführungsform umfassen die erste Distanzsensoreinrichtung und/oder die zweite Distanzsensoreinrichtung eine Hintergrundsausblendungseinrichtung. Insbesondere ist die Hintergrundausblendungsschwelle einstellbar. Durch eine Hintergrundausblendung lässt sich eine Schaltschwelle generieren.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Auswertungseinrichtung vorgesehen, welche Signale der ersten Distanzsensoreinrichtung und der zweiten Distanzsensoreinrichtung empfängt und verknüpft. Dadurch lässt sich die Lichtschrankenvorrichtung als Einheit bereitstellen, welche ausgewertete Signale bereitstellt, das heißt Signale bereitstellt, welche durch eine Verknüpfung von Signalen der ersten Distanzsensoreinrichtung und der zweiten Distanzsensoreinrichtung gebildet sind. Es ist dann für solche primären Signale keine außerhalb der Lichtschrankenvorrichtung liegende weitere Auswertungseinrichtung beispielsweise in einer nachgeschalteten Steuerung notwendig.
Günstig ist es, wenn die Auswertungseinrichtung an einer Brückeneinrichtung angeordnet ist, welche den ersten Arm und den zweiten Arm verbindet. Dadurch lässt sich die Auswertungseinrichtung platzsparend unterbringen.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn der Auswertungseinrichtung mindestens ein analoger Ausgangsanschluss und/oder mindestens ein digitaler Ausgangsanschluss zugeordnet ist. Dadurch lassen sich entsprechende analoge Signale und/oder digitale Signale bereitstellen.
Bei einer Ausführungsform wird durch die Auswertungseinrichtung ein (digitales) Ausgangssignal auf den mindestens einen digitalen Ausgangsanschluss gegeben, wenn für mindestens eine Distanzsensoreinrichtung ein Schaltpunkt erreicht ist. Ein solcher Schaltpunkt ist je nach Einstellung bzw. Ausbildung der Lichtschrankenvorrichtung erreicht, wenn eine Schaltschwelle unterschritten wird bzw. überschritten wird. Der Schaltpunkt ist dabei ein Abstandsschaltpunkt für den Abstand zwischen dem entsprechenden Arm und dem Gegenstand.
Es kann günstig sein, wenn eine Einstelleinrichtung vorhanden ist, durch welche eine hellschaltende oder eine dunkelschaltende Funktionsweise einstellbar ist. Bei einer hellschaltenden Funktionsweise wird durchgeschaltet, das heißt ein Ausgangssignal erzeugt, wenn eine Schaltschwelle für die Lichtstärke an der entsprechenden Empfängereinrichtung überschritten wird. Bei der dunkelschaltenden Funktionsweise wird ein Schaltsignal abgegeben, wenn eine Schaltschwelle für die Lichtstärke unterschritten wird.
Es ist auch möglich, dass die Auswertungseinrichtung aus den Signalen der ersten Distanzsensoreinrichtung und der zweiten Distanzsensoreinrichtung eine Dicke eines Gegenstands bezogen auf eine Abstandsrichtung zwischen dem ersten Arm und dem zweiten Arm ermittelt. Durch die erfindungsgemäße Lichtschrankenvorrichtung lässt sich neben der Position des Gegenstands zu einem ersten Arm und dem zweiten Arm aus dem bekannten Abstand des ersten Arms und des zweiten Arms auch die Dicke des Gegenstands ermitteln. Dadurch ergeben sich umfangreiche Einsatzmöglichkeiten.
Es ist günstig, wenn der ersten Distanzsensoreinrichtung und/oder der zweiten Distanzsensoreinrichtung eine Einstelleinrichtung für einen Schaltpunkt zugeordnet ist. Dadurch lässt sich auf einfache Weise der Schaltpunkt definiert einstellen. Beispielsweise umfasst die erste Distanzsensoreinrichtung und/oder die zweite Distanzsensoreinrichtung eine solche Einstelleinrichtung beispielsweise in Form eines Potentiometers. Eine Einstelleinrichtung kann auch in eine Auswertungseinrichtung integriert sein.
Bei einer Ausführungsform ist an dem einen Arm eine Lichtband-Sendeeinrichtung für ein Lichtband angeordnet und an dem anderen Arm ist eine zugeordnete Lichtband-Empfängereinrichtung angeordnet. Die Lichtband-Sendeeinrichtung und die Lichtband-Empfängereinrichtung sind linienhaft oder flächenhaft ausgebildet; sie erzeugen ein Lichtband einer endlichen Breite. Wenn ein Gegenstand in das Lichtband eintaucht, dann wird diese teilweise abgeschattet und an der Projektion des Eintauchbereichs enthält die Empfängereinrichtung kein Licht. Dadurch kann die Eintauchtiefe des Gegenstands bestimmt werden. Weiterhin können die Abmessungen des Gegenstands in einer Breitenrichtung quer zu einer Abstandsrichtung zwischen dem ersten Arm und dem zweiten Arm bestimmt werden.
Günstig ist es dann, wenn das Lichtband im Wesentlichen senkrecht zu dem Arm mit der Lichtband-Sendeeinrichtung ausgebildet ist. Dadurch lässt sich auf einfache Weise die Eintauchtiefe bestimmen.
Insbesondere weist das Lichtband eine bestimmte Ausdehnung in einer Höhenrichtung (Erstreckungsrichtung) der Arme auf, um auf einfache Weise eine Eindringtiefe eines Gegenstands in den Zwischenraum zwischen Armen ermitteln zu können.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn dem Lichtband Distanzmessungslicht der ersten Distanzsensoreinrichtung und der zweiten Distanzsensoreinrichtung überlagert ist. Dadurch lässt sich sowohl die Position eines Gegenstands bezogen auf eine Abstandsrichtung zwischen dem ersten Arm und dem zweiten Arm bestimmen, als auch die Eintauchtiefe des Gegenstands in den Zwischenraum zwischen dem ersten Arm und dem zweiten Arm bezogen auf eine Richtung senkrecht zu dieser Abstandsrichtung. Beispielsweise weisen das Distanzmessungslicht und das Licht des Lichtbands unterschiedliche Wellenlängen und/oder unterschiedliche Polarisation und/oder unterschiedliche Taktung auf, um eine gegenseitige Störung zu verhindern.
Vorteilhafterweise wird durch eine Auswertungseinrichtung über Lichtbandabschattung eine Eindringtiefe eines Gegenstands in einen Bereich zwischen dem ersten Arm und dem zweiten Arm ermittelt. Dadurch ergeben sich umfangreiche Auswertungsmöglichkeiten.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Lichtschrankenvorrichtung; und
2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Lichtschrankenvorrichtung.
Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lichtschrankenvorrichtung, welches in 1 gezeigt und dort mit 10 bezeichnet ist, umfasst einen ersten Arm 12 (erster Schenkel) und einen zweiten Arm 14 (zweiter Schenkel). Der erste Arm 12 und der zweite Arm 14 sind beabstandet zueinander positioniert und mindestens näherungsweise parallel zueinander ausgerichtet. Der erste Arm 12 und der zweite Arm 14 sind durch eine Brückeneinrichtung 16 miteinander verbunden. Die Brückeneinrichtung erstreckt sich quer und insbesondere senkrecht von dem ersten Arm 12 und von dem zweiten Arm 14 weg. Der erste Arm 12 und der zweite Arm 14 ragen quer und insbesondere senkrecht über der Brückeneinrichtung 16 hinaus.
Zwischen dem ersten Arm 12 und dem zweiten Arm 14 ist ein Zwischenraum 18 gebildet, in den ein Gegenstand 20 (Messobjekt) eintauchbar ist.
Der erste Arm 12 und der zweite Arm 14 sind beabstandet zueinander mit einem Abstand W. Der Abstand W ist vorzugsweise über die gesamte Höhe des ersten Arms 12 und des zweiten Arms 14 konstant.
An dem ersten Arm 12 ist eine erste Distanzsensoreinrichtung 22 angeordnet. Diese umfasst eine erste Sendeeinrichtung 24 für Licht und eine erste Empfängereinrichtung 26. Die erste Sendeeinrichtung 24 emittiert Licht in Richtung des zweiten Arms 14. Wenn sich ein Gegenstand 20 in dem Zwischenraum 18 vor der ersten Sendeeinrichtung 24 befindet, dann wird Licht von diesem Gegenstand 20 reflektiert und gelangt zur ersten Empfängereinrichtung 26.
Bezogen auf eine Höhenrichtung 28 von der Brückeneinrichtung 16 weg ist die erste Empfängereinrichtung 26 höhenversetzt zu der ersten Sendeeinrichtung 24 angeordnet. Insbesondere liegt die erste Empfängereinrichtung 26 auf eine Höhe H₁ ⁽¹⁾ näher zu der Brückeneinrichtung 16 als die erste Sendeeinrichtung 24 auf eine Höhe H₂ ⁽¹⁾.
Die erste Distanzsensoreinrichtung 22 ist an oder in der Nähe eines der Brückeneinrichtung 16 abgewandten Endes des ersten Arms 12 angeordnet.
Die erste Distanzsensoreinrichtung 22 ermittelt einen Abstand D⁽¹⁾) zwischen dem ersten Arm 12 und dem Gegenstand 20. Insbesondere erfolgt diese Abstandsmessung durch Triangulation. Es kann ferner vorgesehen sein, dass die erste Distanzsensoreinrichtung 22 eine Hintergrundausblendungseinrichtung umfasst. Durch eine Hintergrundausblendungseinrichtung, welche insbesondere einstellbar ist, lässt sich eine Schaltschwelle generieren.
An dem zweiten Arm 14 ist eine zweite Distanzsensoreinrichtung 30 angeordnet mit einer zweiten Sendeeinrichtung 32 für Licht und einer zweiten Empfängereinrichtung 34. Die zweite Sendeeinrichtung 32 emittiert Licht. An dem Gegenstand 20 reflektiertes Licht kann von der zweiten Empfängereinrichtung 34 empfangen werden. Das Licht der zweiten Sendeeinrichtung 32 wird in Richtung des ersten Arms 12 emittiert.
Die Reflexion des Lichts, welches von der ersten Sendeeinrichtung 24 als Lichtquelle stammt, erfolgt an einer Seite 36 des Gegenstands 20. Licht, welches von der zweiten Sendeeinrichtung 32 als Lichtquelle stammt, wird an einer Seite 38 des Gegenstands 20 reflektiert. Die Seiten 36 und 38 sind unterschiedliche Seiten des Gegenstands 20, welche einander gegenüberliegen.
Die zweite Sendeeinrichtung 32 (auf eine Höhe H₂ ⁽²⁾) und die zweite Empfängereinrichtung 34 (auf eine Höhe H₁ ⁽²⁾) sind höhenversetzt zu der Brückeneinrichtung 16 auf die gleiche Weise wie die erste Sendeeinrichtung 24 und die erste Empfängereinrichtung 26 angeordnet, das heißt H₁ ⁽²⁾ ist kleiner als H₂ ⁽²⁾.
Bei einem Ausführungsbeispiel sind die erste Sendeeinrichtung 24 und die zweite Sendeeinrichtung 32 fluchtend zueinander angeordnet in dem Sinne, dass eine Verbindungslinie zwischen der ersten Sendeeinrichtung 24 und der zweiten Sendeeinrichtung 32 senkrecht zu dem ersten Arm 12 und dem zweiten Arm 14 liegt. Es ist dann H₁ ⁽²⁾ = H₂ ⁽²⁾. Entsprechend können dann die erste Empfängereinrichtung 26 und die zweite Empfängereinrichtung 34 fluchtend ausgerichtet sein. Es ist dann H₁ ⁽²⁾ = H₁ ⁽²⁾.
Die erste Sendeeinrichtung 24 ist so angeordnet, dass mindestens kein direktes Licht, welches von der ersten Sendeeinrichtung 24 emittiert wird, die zweite Empfängereinrichtung 34 erreicht. Ferner ist die zweite Sendeeinrichtung 32 so angeordnet, dass zumindest kein direktes Licht, welches von der zweiten Sendeeinrichtung 32 emittiert wird, die erste Empfängereinrichtung 26 erreicht.
Die zweite Distanzsensoreinrichtung 30 funktioniert grundsätzlich gleich wie die erste Distanzsensoreinrichtung 22 und ist grundsätzlich gleich ausgebildet. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind die erste Distanzsensoreinrichtung 22 und die zweite Distanzsensoreinrichtung 30 identisch ausgebildet.
Die Lichtschrankenvorrichtung 10 umfasst ferner eine Auswertungseinrichtung 40. Die Auswertungseinrichtung 40 empfängt und verknüpft Signale der ersten Distanzsensoreinrichtung 22 und der zweiten Distanzsensoreinrichtung 30. Entsprechend führen Signalleitungen 42a, 42b von der ersten Distanzsensoreinrichtung 22 und der zweiten Distanzsensoreinrichtung 30 zu der Auswertungseinrichtung 40. Vorzugsweise ist die Auswertungseinrichtung 40 an der Brückeneinrichtung 16 angeordnet.
Elektrische Versorgungsleitungen und gegebenenfalls Steuerleitungen für die erste Distanzsensoreinrichtung 22 und die zweite Distanzsensoreinrichtung 30 sind in 1 nicht eingezeichnet.
Der Auswertungseinrichtung 40 sind ein oder mehrere Ausgangsanschlüsse zugeordnet. Die Auswertungseinrichtung 40 umfasst beispielsweise einen analogen Ausgangsanschluss 44, über welchen analoge Signale bereitgestellt sind. Alternativ oder zusätzlich umfasst die Auswertungseinrichtung 40 einen digitalen Ausgangsanschluss 46, über welchen digitale Signale bereitstellbar sind.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Lichtschrankenvorrichtung 10 als digitale Lichtschrankenvorrichtung ausgebildet oder als solche betrieben. Der ersten Distanzsensoreinrichtung 22 ist eine erste Einstelleinrichtung 48 zugeordnet, über welche ein Schaltpunkt der ersten Distanzsensoreinrichtung 22 einstellbar ist. Die erste Einstelleinrichtung 48 umfasst beispielsweise einen Potentiometer. Entsprechend ist der zweiten Distanzsensoreinrichtung 30 eine zweite Einstelleinrichtung 50 zugeordnet, über welche der Schaltpunkt der zweiten Distanzsensoreinrichtung 30 einstellbar ist.
Wenn ein Gegenstand 20 (tief genug) in den Zwischenraum 18 gelangt, dann wird er mit Licht von der ersten Distanzsensoreinrichtung 22 und der zweiten Distanzsensoreinrichtung 30 beaufschlagt. Bei Reflexion detektieren deren Empfängereinrichtungen 26 bzw. 34 reflektiertes Licht zur Charakterisierung der Anwesenheit des Gegenstands. Wenn eine bestimmte Schaltschwelle (eingestellt über die Einstelleinrichtungen 48 bzw. 50) erreicht ist, wird durchgeschaltet. Wenn für mindestens eine der ersten Distanzsensoreinrichtung 22 und der zweiten Distanzsensoreinrichtung 30 eine Schaltschwelle erreicht ist, gibt die Auswertungseinrichtung 40 nach außen über den digitalen Ausgangsanschluss 46 ein entsprechendes Schaltsignal ab.
Das Schaltsignal charakterisiert dabei eine Abstandsschwelle zu dem ersten Arm 12 (über die erste Distanzsensoreinrichtung 22) bzw. zu dem zweiten Arm 14 (über die zweite Distanzsensoreinrichtung 30). Wenn der Gegenstand 20 dem ersten Arm 12 zu nahe kommt oder bei anderer Einstellung sich zu weit von dem ersten Arm 12 entfernt bzw. dem zweiten Arm 14 zu nahe kommt oder sich von dem zweiten Arm 14 zu weit entfernt, wird ein entsprechendes Schaltsignal generiert.
Es kann dabei eine Einstelleinrichtung 52 vorgesehen sein, durch die einstellbar und insbesondere schaltbar ist, ob die Funktionsweise der Lichtschrankenvorrichtung 10 hellschaltend oder dunkelschaltend ist. Es kann dadurch eingestellt werden, ob eine Distanzsensoreinrichtung schaltet, wenn eine bestimmte Schwelle für die Lichtstärke an der Empfängereinrichtung überschritten wird, oder bei Dunkelschaltung, wenn eine bestimmte Schwelle der Lichtstärke unterschritten wird.
Die Lichtschrankenvorrichtung 10 kann zusätzlich oder alternativ als analoge Lichtschrankenvorrichtung ausgebildet sein bzw. betrieben werden. Die erste Distanzsensoreinrichtung 22 kann den Abstand D⁽¹⁾ zwischen dem ersten Arm 12 und dem Gegenstand 20 bestimmen. Die zweite Distanzsensoreinrichtung 30 kann den Abstand D⁽²⁾ zwischen dem Gegenstand 20 und dem zweiten Arm 14 bestimmen. Der Abstand W zwischen dem ersten Arm 12 und dem zweiten Arm 14 ist bekannt.
Daraus kann die Auswertungseinrichtung 40 eine Dicke D des Gegenstands 20 bezogen auf die Abstandsrichtung zwischen dem ersten Arm 12 und dem zweiten Arm 14 ermitteln: D = W – D(1) – D(2)
An dem analogen Ausgangsanschluss 44 kann dann die Auswertungseinrichtung 40 als analoges Ausgangssignal die Dicke D des Gegenstands 20 bereitstellen. (Es ist auch möglich, dass das entsprechende Dickensignal in digitaler Form bereitgestellt wird.)
Ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lichtschrankenvorrichtung, welches in 2 gezeigt und dort mit 54 bezeichnet ist, ist von seiner grundsätzlichen Struktur gleich ausgebildet wie die Lichtschrankenvorrichtung 10. Gleiche Elemente werden mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Zusätzlich zu der ersten Distanzsensoreinrichtung 22 und der zweiten Distanzsensoreinrichtung 30 ist eine Lichtband-Sendeeinrichtung 56 beispielsweise an dem ersten Arm 12 angeordnet. Diese Lichtband-Sendeeinrichtung 56 weist eine endliche Breite in der Höhenrichtung 28 auf. Beispielsweise emittiert die Lichtband-Sendeeinrichtung 56 ein Lichtband 58, dessen Breite in der Höhenrichtung 28 gleich oder größer ist als die entsprechende Ausdehnung der ersten Distanzsensoreinrichtung 22.
Der Lichtband-Sendeeinrichtung 56 ist eine Lichtband-Empfängereinrichtung 60 zugeordnet, welche entsprechend ausgerichtet ist und an dem anderen Arm (bei der Lichtschrankenvorrichtung 54 an dem zweiten Arm 14) angeordnet ist. Das Lichtband 58 mit endlicher Breite wird von der Lichtband-Sendeeinrichtung 56 emittiert, wobei das Lichtband 58 quer und insbesondere senkrecht zu dem ersten Arm 12 und dem zweiten Arm 14 gerichtet ist. Die Lichtband-Empfängereinrichtung 60 empfängt das Lichtband 58 und gibt entsprechende Empfangssignale an die Auswertungseinrichtung 40.
Die Lichtemission der ersten Distanzsensoreinrichtung 22 und der zweiten Distanzsensoreinrichtung 30 ist dem Lichtband 58 überlagert. Beispielsweise erfolgt eine Wellenlängentrennung für von den Distanzsensoreinrichtungen 22 und 30 emittiertes Licht im Vergleich zu von der Lichtband-Sendeeinrichtung 56 emittiertem Licht.
Wenn ein Gegenstand 20 in das Lichtband 58 eintaucht, dann erfolgt eine partielle Abschattung, das heißt in einer Teilhöhe erreicht von der Lichtband-Sendeeinrichtung 56 emittiertes Licht nicht die Lichtband-Empfängereinrichtung 60. Dadurch lässt sich eine Eintauchtiefe T des Gegenstands 20 in den Zwischenraum 18 zusätzlich zu der Breite D des Gegenstands bzw. zu der Schaltpunktausgabe realisieren.
Die Eintauchtiefe T lässt sich beispielsweise in analoger Form oder digitaler Form von der Auswertungseinrichtung 40 bereitstellen.
Es lässt sich bei entsprechend kleinen Gegenständen 20 (wenn die Breite kleiner ist als die Breite des Lichtbands 58) auch eine Breite B des Gegenstands 20 in einer Richtung 62 quer zu der Abstandsrichtung zwischen dem ersten Arm 12 und dem zweiten Arm 14 (in einer Richtung parallel zur Höhenrichtung 28) über das Lichtband 58 bestimmen.
Bei Kenntnis der Eintauchtiefe T ist beispielsweise eine Bahnkantensteuerung möglich.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird eine Lichtschrankenvorrichtung bereitgestellt, welche mit dem ersten Arm 12 und dem zweiten Arm 14 ein festes Gehäuse aufweist. Komplexe Positionierungsaufgaben für einen Gegenstand 20 lassen sich mit einer einzigen Lichtschrankenvorrichtung 10 bzw. 54 durchführen. Die Lichtschrankenvorrichtung 10 bzw. 54 stellt Signale für die Position des Gegenstands 20 bzw. für dessen Dickenabmessung W bereit, welche beispielsweise in einer nachgelagerten Steuerung direkt ohne weitere zusätzliche Auswertung verarbeitet werden können.
Es lässt sich auf einfache Weise eine Dickenmessung an einem Gegenstand 20 durchführen. Es lässt sich, wenn eine Lichtband-Sendeeinrichtung 56 und eine Lichtband-Empfängereinrichtung 60 vorgesehen werden, beispielsweise auch eine Bahnkantensteuerung oder Durchhangerfassung über die Eintauchtiefe (Eindringtiefe) T in den Zwischenraum 18 zwischen dem ersten Arm 12 und dem zweiten Arm 14 durchführen.
Insbesondere ergeben sich neue Anwendungsmöglichkeiten für Lichtschrankenvorrichtungen in Gabelform.

Claims

Lichtschrankenvorrichtung, umfassend einen ersten Arm (12), einen zweiten Arm (14), welcher zu dem ersten Arm (12) beabstandet ist, eine erste Distanzsensoreinrichtung (22), welche an dem ersten Arm (12) angeordnet ist, mit einer ersten Sendeeinrichtung (24) für Licht und mit einer ersten Empfängereinrichtung (26), und eine zweite Distanzsensoreinrichtung (30), welche an dem zweiten Arm (14) angeordnet ist, mit einer zweiten Sendeeinrichtung (32) für Licht und einer zweiten Empfängereinrichtung (34), wobei die erste Sendeeinrichtung (24) Licht in Richtung des zweiten Arms (14) emittiert und die zweite Sendeeinrichtung (32) Licht in Richtung des ersten Arms (12) emittiert.
Lichtschrankenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Arm (12) und der zweite Arm (14) parallel ausgerichtet sind.
Lichtschrankenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sendeeinrichtung (24; 32) und eine Empfängereinrichtung (26; 34) an einem Arm (12; 14) bezogen auf eine Brückeneinrichtung (16), welche den ersten Arm (12) und den zweiten Arm (14) verbindet, höhenversetzt angeordnet sind.
Lichtschrankenvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sendeeinrichtung (24) bezogen auf die zweite Empfängereinrichtung (34) und die zweite Sendeeinrichtung (32) bezogen auf die erste Empfängereinrichtung (26) so angeordnet sind, dass zumindest kein direktes Licht von der ersten Sendeeinrichtung (24) die zweite Empfängereinrichtung (34) erreicht und zumindest kein direktes Licht von der zweiten Sendeeinrichtung (32) die erste Empfängereinrichtung (26) erreicht.
Lichtschrankenvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sendeeinrichtung (24) und die zweite Sendeeinrichtung (32) bezogen auf eine Brückeneinrichtung (16), welche den ersten Arm (12) und den zweiten Arm (14) verbindet, mindestens näherungsweise auf der gleichen Höhe (H₂ ⁽¹⁾, H₂ ⁽²⁾) angeordnet sind.
Lichtschrankenvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Distanzsensoreinrichtung (22) eine Messung des Abstands für einen Gegenstand (20), welcher sich zwischen dem ersten Arm (12) und dem zweiten Arm (14) befindet, zu dem ersten Arm (12) durchführt.
Lichtschrankenvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Distanzsensoreinrichtung (30) eine Messung des Abstands für einen Gegenstand (20), welcher sich zwischen dem ersten Arm (12) und dem zweiten Arm (14) befindet, zu dem zweiten Arm (14) durchführt.
Lichtschrankenvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die erste Distanzsensoreinrichtung (22) und/oder die zweite Distanzsensoreinrichtung (30) Abstände über Triangulation gemessen werden.
Lichtschrankenvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Distanzsensoreinrichtung (22) und/oder die zweite Distanzsensoreinrichtung (30) eine Hintergrundausblendungseinrichtung umfassen.
Lichtschrankenvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Auswertungseinrichtung (40), welche Signale der ersten Distanzsensoreinrichtung (22) und der zweiten Distanzsensoreinrichtung (30) empfängt und verknüpft.
Lichtschrankenvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungseinrichtung (40) an einer Brückeneinrichtung (16) angeordnet ist, welche den ersten Arm (12) und den zweiten Arm (14) verbindet.
Lichtschrankenvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswertungseinrichtung (40) mindestens ein analoger Ausgangsanschluss (44) und/oder mindestens ein digitaler Ausgangsanschluss (46) zugeordnet ist.
Lichtschrankenvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Auswertungseinrichtung (40) ein Ausgangssignal auf den mindestens einen digitalen Ausgangsanschluss (46) gegeben wird, wenn für mindestens eine Distanzsensoreinrichtung (22, 30) ein Schaltpunkt erreicht ist.
Lichtschrankenvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch eine Einstelleinrichtung (52), durch welche eine hellschaltende oder eine dunkelschaltende Funktionsweise einstellbar ist.
Lichtschrankenvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungseinrichtung (40) aus den Signalen der ersten Distanzsensoreinrichtung (22) und der zweiten Distanzsensoreinrichtung (30) eine Dicke (D) eines Gegenstands (20) bezogen auf eine Abstandsrichtung zwischen dem ersten Arm (12) und dem zweiten Arm (14) ermittelt.
Lichtschrankenvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Distanzsensoreinrichtung (22) und/oder der zweiten Distanzsensoreinrichtung (30) eine Einstelleinrichtung (48; 50) für einen Schaltpunkt zugeordnet ist.
Lichtschrankenvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem einen Arm (12) eine Lichtband-Sendeeinrichtung (56) für ein Lichtband (58) angeordnet ist und an dem anderen Arm (14) eine zugeordnete Lichtband-Empfängereinrichtung (60) angeordnet ist.
Lichtschrankenvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtband (58) im Wesentlichen senkrecht zu dem Arm (12) mit der Lichtband-Sendeeinrichtung (56) ausgebildet ist.
Lichtschrankenvorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtband (56) eine Ausdehnung in einer Höhenrichtung (28) der Arme (12, 14) aufweist.
Lichtschrankenvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass dem Lichtband (58) Distanzmessungslicht der ersten Distanzsensoreinrichtung (22) und der zweiten Distanzsensoreinrichtung (30) überlagert ist.
Lichtschrankenvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Auswertungseinrichtung (40) über Lichtbandabschattung eine Eindringtiefe eines Gegenstands (20) in einen Bereich (18) zwischen dem ersten Arm (12) und dem zweiten Arm (14) ermittelt wird.