DE102010006395A1 - Photoelektrischer optischer Abtastschalter - Google Patents

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Abstract

Es wird ein photoelektrischer optischer Abtastschalter vorgesehen, der in der Lage ist, die Steuerung zur Aufrechterhaltung einer eingestellten Detektionsempfindlichkeit zu erleichtern, wobei er eine erste und zweite Reflexionsoberfläche mit unterschiedlichen Reflexionsfaktoren als Referenzobjekte in den photoelektrischen optischen Abtastschalter eingebaut hat und in einem bei der Drehung eines Abtastspiegels unwirksamen Messbereich angeordnet sind, ein Lichtprojektionsweg, ein Lichtempfangsweg, eine Laserlichtquelle LD und ein Lichtempfangselement, welche zum Abtasten im Messbereich eingesetzt werden, gemeinsam genutzt (geteilt) werden, und wenn eine Lichtempfangsintensität der weißen zweiten Reflexionsoberfläche kleiner als eine "Referenzlichtempfangsintensität (weiß)" ist, wird ein Lichtprojektionsantriebsabschnitt gesteuert, um die Lichtprojektionsintensität zu erhöhen.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen photoelektrischen Sicherheitsschalter.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Wie aus der japanischen Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer H4-310890 und der japanischen Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer H3-175390 ersichtlich ist, ist ein photoelektrischer Schalter zur optischen Abtastung bekannt, welcher zweidimensional eine Abtastung mit Licht zum Erfassen eines Objekts durchführt, während eine Position dieses Objekts erfasst wird. Auch als Sicherheitsscanner, Sicherheitslaserscanner und dergleichen bezeichnet, stellt dieser photoelektrische optische Abtastschalter einen Schutzbereich um eine Maschine, einen Roboter oder ähnliches als Gefahrenquelle bereit und gibt an diese Gefahrenquelle ein Sicherheitssignal aus, das deren Betrieb nicht erlaubt, wenn eine Bedienperson oder dergleichen in diesen Schutzbereich eintritt.
  • Die Detektionsempfindlichkeit des photoelektrischen optischen Abtastschalters wird basierend auf der Lichtprojektionsintensität oder der Lichtempfangsintensität bestimmt und darüber hinaus, wie in der japanischen Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer H3-175390 gezeigt ist, wenn ein Spiegel zum Polarisieren von Licht innerhalb des photoelektrischen optischen Abtastschalters vorgesehen ist, wird die Detektionsempfindlichkeit des photoelektrischen optischen Abtastschalters basierend auf den optischen Eigenschaften einer Linse zum Sammeln von Licht und eines Abtastspiegels zum Durchführen der Abtastung mit Licht bestimmt.
  • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Wie oben beschrieben wurde, wird die Detektionsempfindlichkeit des photoelektrischen optischen Abtastschalters nicht nur durch die Komponenten des optischen Systems innerhalb des photoelektrischen optischen Abtastschalters beeinflusst, sondern auch durch die Lichtprojektionsintensität oder die Lichtempfangsintensität. Wenn daher von z. B. die Lichtprojektionsintensität oder die Lichtempfangsintensität aufgrund einer langfristigen Änderung oder der Umgebungstemperatur variiert, variiert auch die Detektionsempfindlichkeit des photoelektrischen optischen Abtastschalters. Die Variation der Detektionsempfindlichkeit des photoelektrischen optischen Abtastschalters ist unerwünscht, da der photoelektrische optische Abtastschalter ein Sicherheitsgerät ist. Es ist daher wichtig den photoelektrischen optischen Abtastschalter so zu konzipieren, dass seine Detektionsempfindlichkeit einen zulässigen Bereich nicht überschreitet.
  • Insbesondere wenn eine große Variation aufgrund langfristiger Änderungen oder der Umgebungstemperatur, bei welcher der photoelektrische optische Abtastschalter verwendet wird, vorhanden ist, muss eine vorhersagbare Menge an Überprüfung als Toleranzbereich zum zulässigen Bereich hinzugefügt werden, um eine Produktspezifikation zu definieren. Wenn natürlich das Design unter Berücksichtigung der langfristigen Änderung oder der Umgebungstemperatur im schlimmsten Zustand durchgeführt wird, muss ein beträchtlich großer Toleranzbereich zum zulässigen Bereich hinzugefügt werden, wodurch die Flexibilität der Produktspezifikation stark eingeschränkt wird.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen photoelektrischen optischen Abtastschalter bereitzustellen, der in der Lage ist, die Beibehaltung einer festgelegten Detektionsempfindlichkeit zu erleichtern.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen photoelektrischen optischen Abtastschalter bereitzustellen, der autonom in einen Sicherheitszustand umgeschalten werden kann, wenn die Steuerung zur Beibehaltung der eingestellten Detektionsempfindlichkeit in einen schwer durchzuführenden Zustand kommt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das technische Problem dadurch gelöst, dass ein photoelektrischer optischer Abtastschalter bereitgestellt wird, der eine zweidimensionale Abtastung mit Licht zur Erfassung eines Objekts durchführt und auch eine Entfernung zum Objekt misst, um eine zweidimensionale Position des Objekts sensorisch zu erfassen, wobei der Schalter in seinem Inneren einen Lichtprojektionsweg aufweist, entlang dessen von einem Lichtprojektionselement emittiertes Licht durch einen Trochoid-förmigen ersten Abtastspiegel zu einem Messbereich projiziert wird; einen Lichtempfangsweg aufweist, entlang dessen das vom Objekt reflektierte Licht durch eine zweiten Abtastspiegel auf ein Lichtempfangselement geführt wird und vom Lichtempfangselement empfangen wird; und ein Referenzobjekt umfasst, das auf der gegenüberliegenden Seite zum Messbereich vorgesehen ist, wobei der Lichtprojektionsweg vom Lichtprojektionselement zum ersten Abtastspiegel und der Lichtempfangsweg vom zweiten Abtastspiegel zum Lichtempfangselement gemeinsam sind (geteilt werden), so dass zum Referenzobjekt projiziertes und vom Referenzobjekt reflektiertes Licht vom Lichtempfangselement empfangen wird.
  • D. h., dass gemäß der vorliegenden Erfindung das Referenzobjekt innerhalb des photoelektrischen optischen Abtastschalters angeordnet ist und Lichtprojektions-/Empfangswege, die zum Zeitpunkt der Projektion von Licht zum Messbereich und des Empfangs von daran reflektiertem Licht verwendet werden, dazu eingesetzt werden, auch als Wege zur Projektion von Licht zum Referenzobjekt und zum Empfang von Licht davon zu dienen, wodurch die Steuerung der Aufrechterhaltung einer festgelegten Detektionsempfindlichkeit erleichtertet wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform für diese Steuerung zur Aufrechterhaltung einer festgelegten Detektionsempfindlichkeit besitzt der photoelektrische optische Abtastschalter eine Speichervorrichtung zum Speichern von Referenzlichtempfangssignalinformation, welche zum Zeitpunkt der Projektion von Licht zum Referenzobjekt erhalten wurde, wenn die Detektionsempfindlichkeit des photoelektrischen optischen Abtastschalters auf einen Optimalwert eingestellt wird; und eine Detektionsempfindlichkeitseinstellvorrichtung, die in der Lage ist, die Detektionsempfindlichkeit des photoelektrischen optischen Abtastschalters einzustellen, wobei die Detektionsempfindlichkeit des elektrischen optischen Abtastschalters durch die Detektionsempfindlichkeitseinstellvorrichtung basierend auf der tatsächlichen Lichtempfangssignalinformation, welche zu dem Zeitpunkt der Projektion von Licht zum Referenzobjekt erhalten wird, und basierend auf der Referenzlichtempfangssignalinformation eingestellt wird.
  • Weiter besitzt in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der photoelektrische optische Abtastschalter als Referenzobjekt eine Vielzahl von Reflexionsoberflächen mit unterschiedlichen darin eingebauten Reflexionsfaktoren, und besitzt des Weiteren: eine Fehlermessvorrichtung zum Bestimmen von Fehlern, wenn die tatsächliche Lichtempfangssignalinformation, welche durch Projektion von Licht auf die Reflexionsoberfläche mit einem geringen Reflexionsfaktor unter den Referenzobjekten erhalten wird, sich außerhalb eines vorbestimmten Bereichs befindet, wobei die Referenzlichtempfangssignalinformationen als Referenz genommen wird, und zwar basierend auf der Lichtempfangssignalinformation, die von der Reflexionsoberfläche mit geringem Reflexionsfaktor erhalten wurde, sowie der Referenzlichtempfangssignalinformation; und eine Ausgabesteuerungsvorrichtung zum Umschalten des photoelektrischen optischen Abtastschalters in einen Sicherheitszustand, wenn die Fehlermessvorrichtung einen Fehler bestimmt. Wenn gemäß dieser Ausführungsform die Steuerung der Aufrechterhaltung der eingestellten Detektionsempfindlichkeit in einen Zustand gelangt, in dem sie schwer durchzuführen ist, kann der photoelektrischen optische Abtastschalter autonom in einen Sicherheitszustand umgeschaltet werden.
  • KURZ BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Ansicht zur Erläuterung der grundlegenden Begriffe eines photoelektrischen optischen Abtastschalters;
  • 2 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Anwendungsbeispiels eines photoelektrischen optischen Abtastschalters gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 3 ist eine Ansicht zur Erläuterung des Aufbaus eines optischen Systems des photoelektrischen optischen Abtastschalters gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 4A ist ein Diagramm, das eine Gesamtkonfiguration des photoelektrischen optischen Abtastschalters der 3 zeigt, und 4B ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Schutzbereichs und eines Warnbereichs;
  • 5 ist eine Außenansicht des photoelektrischen optischen Abtastschalters gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 6A ist eine Vorderansicht des photoelektrischen optischen Abtastschalters gemäß der vorliegenden Erfindung, und 6B ist eine Ansicht eines Abschnitts einer Benutzerschnittstelle, der extrahiert wurde und von der Seite des Benutzers betrachtet ist;
  • 7 ist eine vertikale Schnittansicht zur Erläuterung eines inneren Aufbaus des photoelektrischen optischen Abtastschalters gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 8 ist eine mit 5 verwandte Ansicht, wobei eine lichtdurchlässige Abdeckung, die ein Lichtschutzfenster darstellt, vom photoelektrischen optischen Abtastschalter abgenommen ist;
  • 9 ist eine perspektivische Ansicht eines Gerätekörpers, das den inneren Aufbau des photoelektrischen optischen Abtastschalters gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, sowie eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem ein Abtastspiegel der gegenüberliegenden Seite eines Messbereichs zugewandt ist;
  • 10 ist eine Schnittansicht des Gerätekörpers der 9;
  • 11 ist eine Draufsicht zweier Arten reflektierender Oberflächen, nämlich einer weißen und einer schwarzen, als Referenzobjekte, die unterschiedliche Reflexionsfaktoren besitzen und in dem photoelektrischen optischen Abtastschalter eingebaut sind;
  • 12 ist ein Ansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem ein Laserlichtimpuls auf die zwei reflektierenden Oberflächen der 11 als Referenzobjekte projiziert wird;
  • 13 ist eine Ansicht, die den photoelektrischen optischen Abtastschalter zeigt, welcher mit einem Personalcomputer verbunden ist, auf dem ein Programm zum Einstellen der Schutzbereichs und des Warnbereichs installiert ist;
  • 14 ist ein funktionales Blockdiagramm für das Einstellen des Schutzbereichs;
  • 15 ist ein Bild, das auf einem Bildschirm des Personalcomputers beim Einstellen eines Bereichs angezeigt wird;
  • 16(a) bis 16(c) sind jeweils Ansichten zur Erläuterung eines Verfahrens zum Einstellen des Schutzbereichs;
  • 17(a) bis 17(c) sind jeweils Ansichten zur Erläuterung eines weiteren Verfahrens zum Einstellen des Schutzbereichs;
  • 18 ist ein Bild der Bereichseinstellung während des erstmaligen Festlegens des Schutzbereichs durch Einstellen eines Unterdrückungsbereichs (Muting-Bereichs);
  • 19 ist ein Bild der Bereichseinstellung in dem Zwischenvorgang des Festlegens des Unterdrückungsbereichs (Mutingbereichs) in dem in 18 eingestellten Schutzbereich;
  • 20 ist ein Diagramm zur Erläuterung des Schutzbereichs, in welchem der Unterdrückungsbereich (Muting-Bereich) festgelegt wurde;
  • 21 ist das Bild der Einstellung der Unterdrückung zum Einstellen einer Vielzahl von Funktionen sowie der Unterdrückungsdauer im Unterdrückungsbereich;
  • 22 ist eine Ansicht des Gesamtaufbaus eines Transportsystems, bei dem der Unterdrückungsbereich im photoelektrischen optischen Abtastschalter eingestellt ist;
  • 23 ist ein funktionales Blockdiagramm des photoelektrischen optischen Abtastschalters gemäß einer Unterdrückungsfunktion;
  • 24(a) bis 24(c) sind jeweils Ansichten zur Erläuterung der Beziehung zwischen einer Vielzahl von Unterdrückungssensoren und einem Werkstück;
  • 25(d) und 25(e) sind jeweils Ansichten zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Vielzahl von Unterdrückungssensoren und dem Werkstück nach dem Zustand der 24;
  • 26 ist ein Unterdrückungszeitdiagramm;
  • 27 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Toraufbaus, bei dem eine Vielzahl von Unterdrückungsbereichen festgelegt sind und die Unterdrückungsbereiche gemäß der Art des Objekts durch den Schalter gesteuert werden;
  • 28 ist, zusammen mit 27, eine Ansicht zur Erläuterung, dass ein relativ niedriger Unterdrückungsbereich eingestellt wird, wenn ein relativ niedriger Gegenstand durch das Tor fährt;
  • 29 ist, zusammen mit 27, eine Ansicht zur Erläuterung, dass ein relativ hoher Unterdrückungsbereich eingestellt wird, wenn ein relativ hoher Gegenstand durch das Tor fährt;
  • 30 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Toraufbaus, bei dem zur Erfassung der Höhe des Objekts Sensoren vorgesehen sind, die an drei unterschiedlichen Höhen installiert sind, und bei der der Unterdrückungsbereich basierend auf der von den Sensoren erfassten Höhe des Objekts geschalten wird;
  • 31(a) ist eine Ansicht zur Erläuterung, zusammen mit 30, dass ein einem niedrigen Gegenstand entsprechender niedriger Unterdrückungsbereich eingestellt wird, wenn ein niedriger Gegenstand erfasst wird, und 31(b) ist eine Ansicht zur Erläuterung, dass ein einem mäßig hohen Gegenstand entsprechender mäßig hoher Unterdrückungsbereich eingestellt wird, wenn ein mäßig hoher Gegenstand erfasst wird;
  • 32(c) ist eine Ansicht zur Erläuterung, zusammen mit 30 und 31, dass ein einem hohen Gegenstand entsprechender hoher Unterdrückungsbereich eingestellt wird, wenn ein hoher Gegenstand erfasst wird, und 32(d) ist eine Ansicht zur Erläuterung, dass bei Erfassung des vergleichsweise höchsten Objekts ein diesem sehr hohen Gegenstand entsprechender sehr hoher Unterdrückungsbereich eingestellt wird;
  • 33 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Beispiels, bei dem der photoelektrische optische Abtastschalter auf einem fahrenden Lastkraftwagen installiert ist und der Schutzbereich entsprechend einem vom fahrenden Lastwagen durchfahrenen Weg geschalten wird;
  • 34 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Beispiels, bei dem ein photoelektrischer optischer Abtastschalter eingesetzt wird, der mit Ausgängen einer Vielzahl von Systemen versehen ist;
  • 35 ist ein Blockdiagramm zur Erläuterung, zusammen mit 34, des Betriebs des photoelektrischen optischen Abtastschalters, der mit den Ausgängen von zwei Systemen versehen ist;
  • 36 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung eines Beispiels, bei dem an jeder Ausgabe einer Vielzahl von Systemen ein Inspektionssignal mit einer Phase versehen wird, indem das Inspektionssignal einem Sicherheitssignal überlagert wird;
  • 37 ist eine Ansicht zur Erläuterung, dass als Problem die Interferenz zwischen zwei benachbarten photoelektrischen optischen Abtastschaltern auftreten kann;
  • 38 ist ein Zeitdiagramm für die Projektion von Lichtimpulsen, wenn zwischen den beiden photoelektrischen optischen Abtastschaltern Interferenz auftritt;
  • 39 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Zustands, bei dem Laserlicht durch Drehung eines Abtastspiegels des photoelektrischen optischen Abtastschalters radial projiziert wird;
  • 40 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer Lichtprojektionsdauer des Lichtprojektionsimpulses;
  • 41 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer Umlaufdauer des Abtastspiegels, d. h. der Abtastdauer;
  • 42 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Beispiels einer Steuerung, bei der die Lichtprojektionsdauer zwischen benachbarten photoelektrischen optischen Abtastschaltern verschieden eingestellt wird, um so eine Interferenz zu verhindern;
  • 43 ist ein Diagramm, das in Form eines Blockdiagramms eine grundlegende Konfiguration des photoelektrischen optischen Abtastschalters gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 44 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Beispiels einer Steuerung, bei der eine Vielzahl von photoelektrischen optischen Abtastschaltern gegenseitig verbunden werden und die Zeitabfolge der Lichtprojektion mit einer Phase versehen wird, um so Interferenz zu verhindern;
  • 45 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Beispiels einer Steuerung, bei der die Zeitabfolge der Lichtprojektion mit einer Phase versehen wird, wenn Interferenz in benachbarten photoelektrischen optischen Abtastschaltern gemessen wird;
  • 46 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer Änderung des Anzeigezustands eines Flüssigkristallanzeigenabschnitt s, der im Benutzerschnittstellenabschnitt des photoelektrischen optischen Abtastschalters installiert ist, auf den die vorliegende Erfindung angewendet wird;
  • 47 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Anzeigeänderung in einem Beobachtungsmodus der 46;
  • 48 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Anzeigeänderung bei einem Einstellmodus der 46;
  • 49 ist eine Ansicht zur Erläuterung, dass mit Hilfe eines Personalcomputers als Endgerät mit einer Anzeige, welche mit dem photoelektrischen optischen Abtastschalter verbunden ist, die Richtung der Erzeugung von Störlicht auf dem Bildschirm des Personalcomputers angezeigt werden kann;
  • 50 ist ein Diagramm zur Erläuterung, dass ein Fehler aufgrund von Störlicht im Flüssigkristallanzeigenabschnitt des photoelektrischen Schalters der optischen Abtastung angezeigt wird;
  • 51 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer spezifischen Technik zur Messung von Störungen;
  • 52 ist eine Ansicht, die ein Beispiel zeigt, bei der ein die Richtung der Störung anzeigender Indikator im photoelektrischen optischen Abtastschalter installiert ist;
  • 53 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zum autonomen Beibehalten einer Detektionsempfindlichkeit mit Hilfe eines in den photoelektrischen optischen Abtastschalter eingebauten Referenzobjekts und zum Speichern einer Referenzlichtempfangsintensität in einen Speicher beim Fabrikversand, was erforderlich ist, wenn eine Kontaminierung des Referenzobjekts oder ähnliches als Fehler (Versagen) des photoelektrischen optischen Abtastschalters angesehen wird;
  • 54 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Verarbeitungsverfahrens zum autonomen Beibehalten der Detektionsempfindlichkeit des photoelektrischen optischen Abtastschalters mit Hilfe der durch das Verfahren der 53 in den Speicher aufgezeichneten Referenzlichtempfangsintensität; und
  • 55 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Verarbeitungsverfahrens zum Umschalten des photoelektrischen optischen Abtastschalters in einen Sicherheitszustand, wenn eine Kontaminierung oder ähnliches des in den photoelektrischen optischen Abtastschalter eingebauten Referenzobjekts mit Hilfe der Referenzlichtempfangsintensität erfasst wird, welche mit Hilfe des Vorgangs der 53 bei Erzeugung der Kontaminierung oder ähnlichem in den Speicher geschrieben wurde.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Beispiele
  • Mit Bezug auf 1 werden als allgemein gültige Regeln die grundlegenden Begriffe eines photoelektrischen optischen Abtastschalters beschrieben: „Messbereich”; „maximaler Schutzbereich”; „Warnbereich”; und „Schutzbereich”. Der „maximaler Schutzbereich” bedeutet eine Region, in der durch den photoelektrischen optischen Abtastschalter Objekte erfassbar sind, die eine Vielzahl von Reflexionsfaktoren besitzen und zwar von einem Objekt mit niedrigem Reflexionsfaktor bis zu einem Objekt mit hohem Reflexionsfaktor, welche durch den Sicherheitsstandard festgelegt sind. Der „Messbereich” bedeutet eine Region, in der ein Objekt mit einem Standardreflexionsfaktor vom photoelektrischen optischen Abtastschalter erfassbar ist, und dieser „Messbereich” umfasst den „maximalen Schutzbereich” vollständig.
  • Bekanntlich wird der photoelektrische optische Abtastschalter verwendet, um den maximalen Schutzbereich mit Licht, wie z. B. Laserlicht, zweidimensional abzutasten und das aus dem maximalen Schutzbereich reflektierte Abtastlicht zu beobachten, und dadurch die Sicherheit in dem Bereich zu überwachen.
  • Der „Messbereich” und der „maximale Schutzbereich” sind diejenigen, die für jeden photoelektrischen optischen Abtastschalter spezifisch sind, und sind nicht vom Anwender einstellbare Bereiche. Andererseits können der „Schutzbereich” und der „Warnbereich” vom Anwender eingestellt werden. Der „Schutzbereich” kann nur innerhalb des „maximalen Schutzbereichs” eingestellt werden. Hingegen kann der „Warnbereich” innerhalb des „Messbereichs” eingestellt werden.
  • Mit Bezug auf 2 ist der maximale Schutzbereich des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1, auf den die vorliegende Erfindung angewendet wurde, ein Bereich mit einer radialen Entfernung (Ausdehnung) von ungefähr 4 m, und wie oben beschrieben wurde, kann der „Schutzbereich” vom Anwender eingestellt werden, mit der Einschränkung auf das Innere dieses maximalen Schutzbereichs, welcher die radiale Entfernung von ungefähr 4 m besitzt.
  • Der „Schutzbereich” entspricht einer Sicherheitsausgabe zum Anhalten des Anlaufens oder des Betriebs einer Maschine (z. B. eines Roboters), und wenn z. B. eine Bedienperson in diesen „Schutzbereich” eintritt, sendet der photoelektrische optische Abtastschalter 1 der Maschine eine Sicherheitsausgabe, die das Verbot des Betriebs anzeigt, d. h. eine Ausgabe für den AUS-Zustand.
  • Der „Warnbereich” entspricht nicht der Sicherheitsausgabe, entspricht jedoch einer Nicht-Sicherheitsausgabe (normale Ausgabe), welche einen Alarm über die Annäherung an die Maschine ausgibt. Des Weiteren beträgt ein Abtastwinkel des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 höchstens 270°, und der Schutzbereich und der Warnbereich können auf einem Bereich hinter dem photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 eingestellt werden.
  • In dem Beispiel der 2 sind ein Betriebsbereich eines Roboters 2 und ein mit einer Fördervorrichtung ausgestatteter Bereich durch einen Schutzzaun 3 getrennt, und ein Bereich neben dem Betriebsbereich des Roboters 2, in dem durch diesen Schutzzaun 3 definierten Bereich wird als Schutzbereich A festgelegt. Der photoelektrische optische Abtastschalter 1 ist zur Beobachtung dieses Schutzbereichs A installiert. Wenn z. B. eine Bedienperson M in den Schutzbereich A eintritt, wird das Eintreten unmittelbar vom photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 sensorisch erfasst. Es ist anzumerken, dass für den in 2 dargestellten Schutzbereich ein Schutzbereich A (niedrig) mit einem relativ geringen Detektionsvermögen (Erfassungsfähigkeit) und ein Schutzbereich A (hoch) mit einem relativ hohen Detektionsvermögen vorgesehen sind. Diese beiden Arten von Schutzbereichen besitzen unterschiedliche Detektionsvermögen, und der Schutzbereich A (niedrig) und der Schutzbereich A (hoch) sind wirkungsvoll, wenn der photoelektrische optische Abtastschalter 1 mit einer Vielzahl von Ausgabesystemen versehen wird, die später beschrieben werden.
  • 3 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines grundlegenden Aufbaus eines optischen Systems des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1. Mit Bezug au 3 werden Elemente des optischen Systems des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 beschrieben.
  • Strahlengang:
  • Der photoelektrische optische Abtastschalter 1 führt eine Erfassung mit Laserlicht durch, das eine Wellenlänge im Infrarotbereich besitzt. Der photoelektrische optische Abtastschalter 1 tastet eine horizontale Oberfläche mit Laserlicht unter einer vorbestimmten Schrittweite ab und empfängt das davon reflektierte Licht, um das Eintreten einer Person oder eines Objekts M zu erfassen.
  • Lichtabstrahlungsvorrichtung:
  • In 3 bezeichnet das Bezugsymbol LD ein Lichtprojektionselement. Das von dem Lichtprojektionselement LD emittierte Laserlicht L1 tritt durch eine Lichtprojektionslinse 10, wird von einem ersten und zweiten Spiegel (Reflexionsspiegel) 11, 12 Lichtprojektion polarisiert und verläuft abwärts in einer Richtung entlang einer vorbestimmten ersten vertikalen Achslinie Z. Daher stellen die Lichtprojektionslinse 10 und der erste und zweite Spiegel 11, 12 zur Lichtprojektion eine Lichtabstrahlungsvorrichtung zum Durchführen der Bestrahlung mit Laserlicht L1 entlang der ersten vertikalen Achslinie Z dar. Das Lichtprojektionselement LD emittiert das Laserlicht L1 in Impulsform intermittierend in einem festen Zeitraum (Periode) und dieses Laserlicht wird von dem Lichtprojektionselement LD alle 0,36° emittiert. Es ist zu bemerken, dass, wie der Fachmann aus der folgenden Beschreibung heraus verstehen wird, die theoretische Grundlagen der Detektion (Erfassung) durch den photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 keine laserlicht-spezifischen Eigenschaften wie z. B. Lichtkohärenz verwenden. Es versteht sich daher von selbst, dass eine Laserlichtquelle als Lichtprojektionsquelle des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 lediglich ein Beispiel ist und die Lichtquelle nicht auf dieses Laserlicht beschränkt ist, sondern dass eine Vielfalt von Lichtquellen eingesetzt werden können. Zufällig ist eine Laserdiode eine Punktlichtquelle mit hoher Leuchtkraft und besitzt ein hervorragendes, sehr schnelles Ansprechverhalten für den Zeitpunkt der Lichtimpulsemission. Daher kann die Laserdiode die bevorzugt eingesetzte Lichtquelle des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 sein.
  • Optische Abtastvorrichtung 14:
  • Das vom zweiten Spiegel 12 für die Lichtprojektion in der Richtung entlang der ersten vertikalen Achslinie Z polarisierte Laserlicht L1 läuft zu einer optischen Abtastvorrichtung 14, die unter dem zweiten Spiegel 12 angeordnet ist. Die optische Abtastvorrichtung 14 ist aus einem Abtastspiegel aufgebaut, der in einem Zustand angeordnet ist, in dem er um im Wesentlichen 45° von der ersten vertikalen Achslinie Z geneigt ist. Dieser Abtastspiegel 14 wird rotational angetrieben, mit der ersten vertikalen Achslinie Z als Mitte. Die optische Abtastvorrichtung (Abtastspiegel) 14 wird durch einen Motor 24 (7) zur Drehung angetrieben (in 3 nicht gezeigt). Wie durch die gepunkteten Linien in 4B gezeigt ist, tastet das Laserlicht L1 die zur ersten vertikalen Achslinie Z orthogonale horizontale Oberfläche mit Hilfe eines Drehvorgangs des Abtastspiegels 14 ab, wobei die erste vertikale Achslinie Z die Mitte ist. Das in 4B gezeigte Bezugsymbol A bezeichnet einen beispielhaft eingestellten „Schutzbereich” und das Bezugsymbol B bezeichnet einen „maximalen Schutzbereich”.
  • Es ist anzumerken, dass obwohl der Abtastspiegel 14 aus einem sich um eine Achse drehenden Spiegel besteht, welcher in dem dargestellten Beispiel sowohl zur Lichtprojektion als auch zum Lichtempfang verwendet wird, als Abwandlung des Beispiels eine solche Konfiguration gewählt werden kann, bei der die Lichtprojektion und der Lichtempfang von einzelnen Abtastspiegeln dargestellt werden, wobei der Abtastspiegel für die Lichtprojektion und der Abtastspiegel für den Lichtempfang auf derselben Achse angeordnet sind und auch so angeordnet sind, dass sie in dieselbe Richtung gewandt sind, und dann synchron gedreht werden.
  • Empfangenes Licht reflektierender Körper 21, photoelektrisches Wandlerelement 22:
  • Wenn sich das Objekt M im Warnbereich oder im Schutzbereich A befindet, wird von diesem Objekt M reflektiertes Licht L2 in den photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 eingespeist, und dieses reflektierte Licht L2 wird vom Abtastspiegel 14 reflektiert und dann von einer Lichtempfangslinse 20 gesammelt (3). Die Lichtempfangslinse 20 besitzt eine optische Achse, die mit der ersten vertikalen Achslinie Z übereinstimmt, und das von der Lichtempfangslinse 20 gesammelte reflektierte Licht L2 wird von einem das reflektierende Licht reflektierenden Körper 21 polarisiert und in einem photoelektrischen Wandlerelement 22 als Lichtempfangselement gesammelt.
  • Immer noch mit Bezug auf 3 ist der das empfangene Licht reflektierende Körper 21 so angeordnet, dass er von der ersten vertikalen Achslinie Z um im Wesentlichen 45° geneigt ist, und die optische Achse des von der Lichtempfangslinse 20 gesammelten reflektierten Licht L2 wird durch diesen das empfangene Licht reflektierenden Körper 21 in einer Richtung entlang einer zweiten Achslinie Y in einer seitlichen Richtung polarisiert, die im Wesentlichen senkrecht zur ersten vertikalen Achslinie Z ist, und das reflektierte Licht L2 nach dieser Polarisation wird vom photoelektrischen Wandlerelement 22 empfangen. Bei Empfang des reflektierten Lichts L2 führt das photoelektrische Wandlerelement 22 eine photoelektrische Umwandlung durch, um ein Lichtempfangssignal zu erzeugen.
  • Mit Bezug auf 4A besitzt der photoelektrische optische Abtastschalter 1 eine Steuerungsvorrichtung 30, die mit einer CPU, einem Mikrocomputer mit Speicher, einem FPGA (field programmable gate array) und ähnlichem besteht. 4A zeigt ein Gesamtsystem des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 als Blockdiagramm. Das Lichtprojektionselement LD wird durch die Steuerungsvorrichtung 30 gesteuert und ein Signal des photoelektrischen Wandlerelements 22 wird in die Steuerungsvorrichtung 30 eingegeben.
  • Externe Konfiguration des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1:
  • Mit Bezug auf 5 besitzt der photoelektrische optische Abtastschalter 1 einen Benutzerschnittstellenabschnitt 32, der zur vorderen Oberfläche des oberen Endes des Schalters geneigt angeordnet ist. Mit dem geneigt angeordneten Benutzerschnittstellenabschnitt 32 kann die Fläche des Benutzerschnittstellenabschnitts 32 ausgedehnt werden und wird auch so für den Benutzer besser zugänglich.
  • Bei dem geneigten Benutzerschnittstellenabschnitt 32 ist ein rechteckiger Flüssigkristallanzeigenabschnitt 34 in der Mitte vorgesehen, und eine Vielzahl von Druckknöpfen 36 für den Betrieb sind auf einer Seite sowie unterhalb des Flüssigkristallanzeigenabschnitts 34 angeordnet. Weiter sind auf der anderen Seite des Flüssigkristallanzeigenabschnitts 34 eine Vielzahl von LED-Anzeigen 38 angeordnet, wobei sie vertikal getrennt und in zwei seitliche Spalten angeordnet sind, und ein Betriebszustand des photoelektrischen Schalters zu optischen Abtastung 1 wird von dieser Vielzahl von LED-Anzeigen 38 angezeigt.
  • In 6B ist der Benutzerschnittstellenabschnitt 32 extrahiert und zweidimensional dargestellt. Auf der rechten Seite des Flüssigkristallanzeigenabschnitts 34, wenn aus einer Position betrachtet, die dem Benutzerschnittstellenabschnitt 32 zugewandt ist, sind Tasten 36a und 36b angeordnet, die mit den Markierungen „Pfeil nach oben” und „Pfeil nach unten” versehen sind. Unter dem Flüssigkristallanzeigenabschnitt 34 ist eine mit den Buchstaben „Esc” versehene Taste 36d auf der linken Seiten angeordnet und eine mit den Buchstaben „Enter” versehene Taste 36e ist auf der rechten Seite angeordnet, wobei sie zwischen sich einen mittleren Knopf 36c einschließen, der mit einem Pfeil nach rechts versehen ist.
  • Indem der Benutzerschnittstellenabschnitt 32 geneigt wird, um seine Fläche zu erweitern, kann man einen relativ großen Flüssigkristallanzeigenabschnitt 34 anordnen. Darüber hinaus können die Vielzahl von Betriebstasten 36 im Benutzerschnittstellenabschnitt 32 untergebracht werden, und mit diesem am photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 installierten Betriebstasten 36 kann man ein Design erreichen, bei dem der Einstellvorgang einer vom Benutzer benötigten Einstellung direkt am photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 ohne einen externen Personalcomputer als Endgerät mit Anzeige durchgeführt werden kann. Hier kann der Flüssigkristallanzeigeabschnitt 34 zwölf Buchstaben in vier Zeilen anzeigen und die für den Benutzer nötige Information wird mit Hilfe des Flüssigkristallanzeigenabschnitts 34 bereitgestellt, welcher in der Lage ist, wie beschrieben, eine relativ große Menge an Information anzuzeigen, wodurch es dem Benutzer erlaubt wird, den notwendigen Einstellevorgang lediglich durch Betätigung der Betriebstasten 36 und der Betrachtung des Flüssigkristallanzeigeabschnitts 34 ohne externen Personalcomputer durchzuführen.
  • Insbesondere im Fall des Einstellens einer direkt sicherheitsrelevanten Funktion, beispielsweise beim Einstellen des „Schutzbereichs”, ist es notwendig, dass der Benutzer sicherstellt, ob eine Einstellung korrekt durchgeführt wurde, und das Einstellen der direkt sicherheitsrelevanten Funktion, d. h. das Einstellen des „Schutzbereichs” in diesem Fall, wird lediglich nach Vollendung eines Überprüfungsvorgangs durch den Benutzer wiedergegeben. Der Überprüfungsvorgang durch den Benutzer wird im folgenden Verfahren durchgeführt. Der photoelektrische optische Abtastschalter 1 ist so konzipiert, dass nach der Eingabe einer Einstellung der Inhalt der Einstellung, welcher vom Benutzer eingegeben wurde und nicht wiedergegeben wurde, mit Hilfe von Buchstaben, Ziffern, Symbolen und ähnlichem auf dem Flüssigkristallanzeigeabschnitt 34 angezeigt wird. Während, wie oben beschrieben, der Benutzer zu überprüfen hat, ob der auf dem Flüssigkristallanzeigeabschnitt 34 angezeigte Inhalt mit dem einzustellenden Inhalt übereinstimmt, ist es so konzipiert, dass der Benutzer aufgefordert wird, eine OK-Anweisung zu geben, gefolgt durch das Betätigen der Betriebstaste 36, wenn der Benutzer die Übereinstimmung feststellt. Der photoelektrische optische Abtastschalter 1 vollendet dann die Überprüfung des im Flüssigkristallanzeigenabschnitt 34 angezeigten Inhalts durch Empfang der OK-Anweisung, und wenn nicht überprüfter Inhalt vorhanden ist, zeigt der photoelektrische optische Abtastschalter 1 den Inhalt im Flüssigkristallanzeigenabschnitt 34 an und wartet auf eine OK-Anweisung vom Benutzer. Der photoelektrische optische Abtastschalter 1 vollendet den Zustand des Überprüfungsvorgangs durch Empfangen von OK-Anweisungen bezüglich sämtlicher Inhalte und gibt diese Inhalte, deren Überprüfungsvorgänge vollendet wurden, als Einstellungen wieder. Wenn andererseits der Benutzer feststellt, dass die auf dem Flüssigkristallanzeigenabschnitt 34 angezeigten Inhalte nicht mit den einzustellenden Inhalten übereinstimmen, kann der Benutzer mit dem Betriebsknopf 36 den Abbruch bestimmen. Durch Akzeptieren der Abbruchanweisung vollendet der photoelektrische optische Abtastschalter 1 den Überprüfungsvorgang ohne alle eingegebenen Inhalte in den Einstellungen wiederzugeben, und geht daraufhin zum Zustand zum Annehmen einer Einstellungseingabe über. Jedoch ist die Überprüfung von eingegebenen Inhalten in Bezug auf eine Position und eine Fläche des Schutzbereichs A und ähnliches basierend lediglich auf der Überprüfung einer Übereinstimmung angezeigter Inhalte nicht ausreichend, und daher führt der Benutzer in der Praxis einen Überprüfungsvorgang der eingegebenen Inhalte bezüglich der Position und der Fläche des Schutzbereichs A und ähnlichem durch, indem er einen Testkörper an eine Stelle hält, die einer Position und einer Fläche entspricht, die vom Benutzer nach Überprüfung einer Abstandsmessfunktion einzustellen ist, welche das optische System des photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 umfasst. Es ist somit bevorzugt, im Flüssigkristallanzeigenabschnitt 34 nicht nur einem Bild zur Annahme der Einstellung der direkt sicherheitsrelevanten Funktion anzuzeigen, sondern auch ein Bild, damit der Benutzer die eingestellten Inhalte überprüft und die vorangegangene Überprüfung durch den Benutzer mit diesem Überprüfungsbildschirm ausführt.
  • 6A ist eine Vorderansicht des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1, wobei eine horizontale Oberfläche, die mit Laserlicht abgetastet wird, d. h. eine Abtastoberfläche 39, durch eine Querlinie angegeben ist. Wie aus der 7 ersichtlich ist, die eine innere Konfiguration des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 veranschaulicht, besitzt der photoelektrische optische Abtastschalter 1 einen Gerätekörper 60 (9), der durch modularisierte mechanische Komponenten wie z. B. die optische Abtastvorrichtung (Abtastspiegel) 14 sowie den für dessen Antrieb notwendigen Motor 24 gebildet wird, und am Boden des Gerätekörpers 60 ist der Motor 24 angeordnet. An der Rotationsachse des Rotors 24 ist beispielsweise ein photoelektrischer Drehgeber 25 vorgesehen. Der photoelektrische Drehgeber 25 besitzt eine Vielzahl von in einer Umfangsrichtung gleich beabstandeter Schlitze und basierend auf einer Ausgabe, die von dem durch diese Schlitze durchtretenden Licht abhängt, wird ein Drehwinkel des optischen Abtastspiegels 14 berechnet, um so die Polarisierungsrichtungen des projizierten/empfangenen Lichts L1, L2 zu erhalten.
  • Zurück in 4A ist die Steuerungsvorrichtung 30 mit dem Flüssigkristallanzeigenabschnitt 34, den LED-Anzeigern 38 und den Betriebstasten 36 verbunden. Weiter ist die Steuerungsvorrichtung 30 mit einem ersten Verbinder 40 verbunden, und dieser erste Verbinder 40 kann mit einem Verbinder 44 eines sich von externen Geräten her erstreckenden externen Kabels 42 verbunden werden.
  • Die Steuerungsvorrichtung 30 ist mit einer Entfernungsberechnungsvorrichtung 51, einer Richtungsberechnungsvorrichtung 52, einer Positionserkennungsvorrichtung 53, einer Unterscheidungsvorrichtung 54, einer Verunreinigungsmessvorrichtung 55, einer Signalerzeugungsvorrichtung 56, einer Anzeigensteuervorrichtung 57, einer Fehlermessvorrichtung 58 und ähnlichem versehen.
  • Entfernungsberechnungsvorrichtung 51:
  • Die Entfernungsberechnungsvorrichtung 51 berechnet eine Entfernung zum Objekt M basierend auf dem Lichtempfangssignal vom photoelektrischen Wandlerelement 22 in jeder Polarisierungsrichtung. D. h., dass ein Abstand zum Objekt M dadurch berechnet werden kann, dass ein Unterscheid zwischen der Lichtprojektionszeit des Abtastlichts L1 vom Lichtprojektionselement LD und der Lichtempfangszeit des photoelektrischen Wandlerelements 22, das das vom Objekt M reflektierte Licht L2 empfängt, mit der bekannten Lichtgeschwindigkeit multipliziert wird. Die Lichtprojektionszeit ist ein vorbestimmter Zeitraum und die Erzeugung dieser Lichtprojektionszeit sowie eine Winkelgeschwindigkeit des Motors 24 definieren eine Raumdichte der optischen Achsen, d. h. einen Winkel zwischen den optischen Achsen. Es ist anzumerken, dass die Lichtprojektionszeit als „Zeit” definiert werden kann oder als „Richtung” oder „Raumdichte (Winkel zwischen optischen Achsen)” definiert werden kann. Die Berechnung der Entfernung basierend auf der Lichtprojektions-/Empfangszeit kann einmal pro vorbestimmter Zeit Minute durchgeführt werden oder kann beispielsweise bei jeder Lichtprojektion/Empfang synchron mit der Lichtprojektionszeit durchgeführt werden.
  • Richtungsberechnungsvorrichtung 52:
  • Die Richtungsberechnungsvorrichtung 52 berechnet bei der Lichtprojektion und dem Lichtempfang eine Abstrahlungsrichtung (polarisierte Richtung) des von der optischen Abtastvorrichtung 14 zum Messbereich polarisierten Abtastlichts L1 sowie eine Einfallsrichtung des vom Objekt M reflektierten Licht L2. Da jedoch die Laufzeit des Lichts zu und vom Objekt M im „Messbereich” vergleichsweise ausreichend gering in Bezug auf die Winkelgeschwindigkeit des Motors 24 ist und die Abstrahlungsrichtung sowie die Einfallsrichtung somit als identisch angesehen werden können, kann sowohl die Abstrahlungsrichtung als auch die Einfallsrichtung berechnet werden. Diese polarisierte Richtung des projizierten/empfangenen Lichts L1, L2, d. h. die Richtung der Abtastoberfläche (Abtastrichtung), können durch Berechnung des Drehwinkels der optischen Abtastvorrichtung 14 basierend auf den vorangegangenen Ausgabe vom Drehgeber 25 erhalten werden. Es ist anzumerken, dass in dem Fall der Definition der Lichtprojektionszeit als Richtung oder Raumdichte (Winkel zwischen optischen Achsen) die Polarisierungsrichtung (Abtastrichtung) bevorzugt als Abstrahlungsrichtung festgelegt wird. Des Weiteren ist diese Richtung äquivalent zu einer Nummer einer optischen Achse.
  • Positionserkennungsvorrichtung 53:
  • Die Positionserkennungsvorrichtung 53 erkennt eine Position des Objekts M. D. h., dass die Positionserkennungsvorrichtung 53 die Position des Objekts M basierend auf der Polarisationsrichtung (Abtastrichtung) berechnet, die durch die Richtungsberechnungsvorrichtung 52 zu jedem Lichtprojektions-/Empfangszeitpunkt berechnet wurde sowie auf der Entfernung zum Objekt M, die durch die Entfernungsberechnungsvorrichtung 51 in dieser Polarisierungsrichtung berechnet wurde, um so die Position dieses Objekts M zu erkennen.
  • Unterscheidungsvorrichtung 54:
  • Die Unterscheidungsvorrichtung 54 unterscheidet basierend auf der von der Positionserkennungsvorrichtung 53 berechneten Position des Objekts M, ob sich das Objekt M in dem zuvor festgelegten Schutzbereich A befindet oder nicht. Zusätzlich kann die Unterscheidungsvorrichtung 54 so konfiguriert sein, dass sie das „Vorhandensein” anzeigende Informationen liefert, wenn sie das Vorhandensein des Objekts M im Schutzbereich selbst nur einmal (in einem Zeitraum) untersucht oder um die das „Vorhandensein” anzeigende Informationen nur dann zu liefern, nachdem das Vorhandensein des Objekts M im Schutzbereich über eine Vielzahl von Zeiträumen hinweg untersucht wurde.
  • Das optische System des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 ist durch eine lichtdurchlässige Abdeckung 62 mit U-förmigen seitlichen Querschnitt abgedichtet, welche die vordere Oberfläche und die beiden Seitenflächen der unteren Hälfte des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 umgibt, und diese lichtdurchlässige Abdeckung 62 bildet ein Lichtschutzfenster. 8 veranschaulicht einen Zustand, bei dem die lichtdurchlässige Abdeckung 62 abgenommen wurde. Die lichtdurchlässige Abdeckung 62 wird über ein Dichtungselement 64 befestigt und kann vom photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 dadurch abgenommen werden, dass eine Vielzahl von Bolzen 66 (5) abgenommen werden. Die lichtdurchlässige Abdeckung 62 des Lichtschutzfensters ist ein optischer Filter und entfernt Wellenlängenkomponenten mit Ausnahme jener des Laserlichts, das vom photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 emittiert wird. Obwohl die lichtdurchlässige Abdeckung 62 aus einem beliebigen Material hergestellt ist, ist sie hier aus einem elastisch verformbaren Kunstharzmaterial hergestellt.
  • Wie am besten aus 7 als Schnittansicht des Gerätekörpers 60 ersichtlich ist, ist die optische Abtastvorrichtung (Abtastspiegel) 14 am vorderen Ende und vom hinteren Oberflächenabschnitt am Boden des Gerätekörpers 60 entfernt angeordnet, und dadurch wird die erste vertikale Achslinie Z als Drehachslinie des Abtastspiegels 14 relativ nach vorne versetzt positioniert. Andererseits umgibt die lichtdurchlässige Abdeckung 62 die vorderen und lateralen Seiten des Gerätekörpers 60, und sowohl das rechte als auch das linke Ende dieser lichtdurchlässigen Abdeckung 62 erstreckt sich zur hinteren Oberfläche des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1. Durch Auswahl einer solchen Konfiguration wird es erlaubt, den rechten und linken Bereich sowie den vorderen Bereich des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1, mit Ausnahme eines mit der hinteren Oberfläche interferierenden Abschnitts, als Abtastbereich (Messbereich) zu konzipieren. Dasselbe gilt für den Fall, bei dem der Abtastspiegel zur Lichtprojektion und der Abtastspiegel zum Lichtempfang, die gegenseitig synchronisiert rotieren, auf derselben Achse angeordnet sind sowie so angeordnet sind, dass sie in die gleiche Richtung bewandt sind, wie zuvor im abgewandelten Beispiel des Abtastspiegels 14 beschrieben wurde.
  • Diesbezüglich beträgt, wie oben beschrieben, der Abtastbereich (Messbereich) des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 270°, wobei er von 180° nach hinten expandiert wurde. Der Abtastbereich des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 kann auf diese Weise nach hinten ausgedehnt werden, und zwar im Wesentlichen durch die Kombination zweier Konfigurationen: (1) eine Konfiguration wird ausgewählt, bei der auf der Abtastoberfläche 39 (6A) die Breite der hinteren Oberfläche des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1, die mit der Abtastoberfläche 39 interferiert, auf einen Bereich von 90° eingeschränkt wird; und weiter (2) wird die erste Achslinie Z als Drehachse des Abtastspiegels 14 von der hinteren Oberfläche des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 beabstandet und die beiden gegenseitig parallelen Seitenflächen der lichtdurchlässigen Abdeckung 62 mit U-förmigem Querschnitt werden nach hinten ausgedehnt, so dass der gesamte Bereich der Seiten sowie die der vordere Bereich des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1, mit Ausnahme der hinteren Oberfläche, von der lichtdurchlässigen Abdeckung 62 umgeben sind. In anderen Worten ist der photoelektrische optische Abtastschalter 1 dünn und besitzt verglichen mit einem herkömmlichen Artikel eine geringe Höhe, hat ein Volumen, das ungefähr halb so groß wie jenes des herkömmlichen Artikels ist, und besitzt eine derartige Größe, dass es in der Lage ist, dass es leicht auf eine Handfläche gelegt werden kann.
  • Die Form der lichtdurchlässigen Abdeckung 62, d. h. eine sich allmählich nach oben ausdehnende Form (5, 8), sollte ebenfalls bemerkt werden. Wie weiter am besten aus der 5 ersichtlich ist, ist ein unterer Abschnitt 62a der lichtdurchlässigen Abdeckung 62 als vertikale Wand ausgestaltet, und ein sich allmählich nach außen zur Spitze hin ausdehnender Abschnitt besitzt eine überhängende Form. In diesem vertikalen Zwischenabschnitt dieses überhängenden Abschnitts 62b wird die horizontale Abtastoberfläche 39 festgelegt (6). Es sollte bemerkt werden, dass, wie am besten aus 5 ersichtlich ist, ein mit der Unterseite der lichtdurchlässigen Abdeckung 62 in Kontakt stehender Abschnitt als horizontaler Stufenabschnitt 70 ausgestaltet ist, der nach außen vorsteht. Erste und zweite optische Elemente 71, 72 sind so angeordnet, dass die lichtdurchlässige Abdeckung 62 dazwischen liegt (4), und dass außerhalb der lichtdurchlässigen Abdeckung 62 liegende zweite optische Elemente 72 ist am horizontalen Stufenabschnitt 70 angeordnet. In anderen Worten ist das erste optische Element innerhalb der lichtdurchlässigen Abdeckung 62 angeordnet und dieses erste optische Element 71 ist nach unten (zum zweiten optischen Element 72 hin) installiert. D. h., dass das erste und zweite optische Element 71, 72 einander paarweise gegenüberliegend positioniert sind und eine Vielzahl von Paaren aus ersten und zweiten optischen Element 71, 72 sind am Rand der lichtdurchlässigen Abdeckung 62 unter geeignetem Abstand vorgesehen.
  • Erstes und zweites optisches Element 71, 72:
  • Die lichtdurchlässige Abdeckung 62 des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 dient als Filter zur Blockierung von sichtbarem Licht. Natürlich wurde ein Material ausgewählt, das es dem Abtastlicht L1 und dem reflektierten Licht L2 erlaubt, hindurchzutreten. Wenn diese lichtdurchlässige Abdeckung 62 verschmutzt oder mit der Zeit altert, nimmt ihre Lichtdurchlässigkeit ab und verursacht eine Abnahme der Lichtmenge des reflektierten Lichts L2, welches auf das photoelektrische Wandlerelement 22 einfällt. Es muss nicht erwähnt werden, dass dieses Phänomen unerwünscht ist, da es eine Verschlechterung der Empfindlichkeit zur Erfassung einer Position des Objekts M bewirkt.
  • Jedes Paar erster und zweiter optischer Elemente 71, 72, die einander gegenüberliegen und zwischen denen sich die lichtdurchlässige Abdeckung 62 befindet, überwachen durchgehend den Verschmutzungszustand der lichtdurchlässigen Abdeckung 62. Vom ersten optischen Element 71 emittiertes Licht tritt durch die lichtdurchlässige Abdeckung 62 in das zweite optische Element 72 ein, und die Lichtmenge dieses vom zweiten optischen Element 72 empfangenen Lichts wird der Steuerungsvorrichtung 30 zugeführt.
  • Verschmutzungsmessvorrichtung 55:
  • Mit Hilfe der vom zweiten optischen Element 72 empfangene Lichtmenge überprüft die Verschmutzungsmessvorrichtung 55, dass die lichtdurchlässige Abdeckung 62 eine vorbestimmte Durchlässigkeit beibehält. Eine Abnahme der Durchlässigkeit aufgrund einer Alterung der das Lichtschutzfenster darstellenden lichtdurchlässigen Abdeckung 62, deren Verschmutzung oder ähnlichem, kann basierend auf der vom zweiten optischen Element 72 empfangenen Lichtmenge gemessen werden. Wenn hier die vom zweiten optischen Element 72 empfangene Lichtmenge nicht größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, kann der Benutzer mit Hilfe des Flüssigkristallanzeigenabschnitts 34 oder der LED-Anzeige 38 benachrichtigt werden, dass es Zeit ist, die lichtdurchlässige Abdeckung 62 zu ersetzen. Weiter stellt die Verschmutzungsmessvorrichtung 55 eine Fehlererfassungsvorrichtung dar, um festzustellen, ob der photoelektrische optische Abtastschalter 1 funktioniert oder nicht, d. h. eine Vorrichtung zur Überprüfung, ob der photoelektrische optische Abtastschalter 1 sich in einem derartig sicheren Zustand befindet, dass er in der Lage ist, eine beabsichtigte Erfassung oder ähnliches durchzuführen, und wenn die Verschmutzungsmessvorrichtung 55 feststellt, dass der photoelektrische optische Abtastschalter 1 außer Betrieb ist, wird der Benutzer mit Hilfe des Flüssigkristallanzeigenabschnitts 34 oder der LED-Anzeige 38 gewarnt, während durch die Signalerzeugungsvorrichtung 56 ein den Betrieb nicht erlaubendes Signal zur externen Anlage übertragen wird.
  • Es ist anzumerken, dass obwohl ein Beispiel beschrieben wurde, bei dem ein erstes und zweites optisches Element 71, 72 einander gegenüberliegend mit dazwischen liegender lichtdurchlässiger Abdeckung 62 angeordnet sind, um eine Verschmutzung und Alterung der lichtdurchlässigen Abdeckung 62 festzustellen, anstatt des zweiten optischen Elements 72 ein Reflexionsspiegel auf dem horizontalen Stufenabschnitt 70 angeordnet werden kann, vom ersten optischen Element 71 emittiertes Licht vom Reflexionsspiegel reflektiert werden kann und das reflektierte Licht vom zweiten optischen Element 72 empfangen werden kann, das benachbart zum ersten optischen Element 71 angeordnet ist. Gemäß diesem Beispiel sind das erste und zweite optische Element 71, 72 einander benachbart innerhalb der lichtdurchlässigen Abdeckung angeordnet.
  • Signalerzeugungsvorrichtung 56:
  • Die Signalerzeugungsvorrichtung 56 erzeugt ein Sicherheitssignal basierend auf dem Ergebnis der Unterscheidung durch die Unterscheidungsvorrichtung 54. Wenn beispielsweise in einem vorbestimmten Modus ein Normalbetrieb des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 verifiziert wird und die Unterscheidungsvorrichtung 54 feststellt, dass das Objekt M sich nicht im Schutzbereich A befindet, erzeugt die Signalerzeugungsvorrichtung 56 ein AN-Signal (der Betrieb erlaubendes Signal) als Sicherheitsausgabe, und diese Sicherheitsausgabe wird über die Steuerungsvorrichtung 30 und den ersten Verbinder 40 durch das externe Kabel 42 an die externe Anlage übertragen, so dass der Betrieb der externen Anlage erlaubt wird.
  • Die Fehlermessvorrichtung 58 dient zur Überprüfung, dass der photoelektrische optische Abtastschalter 1 korrekt in Betrieb ist, und wenn der Normalbetrieb nicht verifiziert werden kann, wird der photoelektrische optische Abtastschalter 1 als außer Betrieb stehend angesehen.
  • Einstellmechanismus zur Aufrechterhaltung der Messempfindlichkeit des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1:
  • 9 und 10 zeigen jeweils einen Zustand, bei dem das optische Abtastmittel, d. h. der Abtastspiegel 14, der Rückseite des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 zugewandt ist. Es versteht sich von selbst, dass in diesem Zustand die Erfassung mit Hilfe des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 unmöglich ist. In einem aufsteigenden Säulenabschnitt 60a des Gerätekörpers 60 sind zwei Reflexionsoberflächen, die erste und zweite Reflexionsoberfläche 73, 74, als Referenzobjekte an Positionen angeordnet, wo diese Reflexionsoberflächen dem Abtastspiegel 14 auf der nacheilenden Seite bzw. der vorderen Seite in Drehrichtung des Abtastspiegels 14 zugewandt sein können, d. h. rechts und links, und diese ersten und zweiten Reflexionsoberflächen 73, 74 sind in einem Zustand angeordnet, bei dem sie schräg nach oben gewandt sind, während sie ungefähr um 45° geneigt sind. Weiter ist im Säulenabschnitt 60a jenen ersten und zweiten Reflexionsoberflächen 73, 74 gegenüberliegend ein ungefähr um 45° schräg nach unten geneigter fester Spiegel 75 angeordnet. D. h., dass in dem aufsteigenden Säulenabschnitt 60a des Gerätekörpers 60 die ersten und zweiten Reflexionsoberflächen 73, 74 schräg nach oben gewandt an Positionen angeordnet sind, denen der Abtastspiegel 14 gegenüberliegt, wenn er sich rückwärts dreht und der feste Spiegel 75 ist über der ersten und zweiten Reflexionsfläche 73, 74 schräg nach unten gewandt angeordnet.
  • Die erste und zweite Reflexionsfläche 73, 74 als Referenzobjekte bestehen aus Materialien mit unterschiedlichen Reflexionsfaktoren und besitzen Farben mit unterschiedlichen Reflexionsfaktoren. Als spezifisches Beispiel besteht die erste Reflexionsoberfläche 73 aus einem schwarzen oder schwarz gefärbten Material, und die zweite Reflexionsoberfläche 74 besteht einem weißen oder weiß gefärbten Material.
  • Der vom Lichtprojektionselement LD emittierte Laserlichtimpuls L1 trifft mit Hilfe der Lichtprojektionslinse 10 und des ersten und zweiten Spiegels (Reflexionsspiegel) 11, 12 zur Lichtprojektion auf den Abtastspiegel 14 auf und der Abtastspiegel 14 macht daraus Licht, das in einer horizontalen Richtung verläuft. Wenn der Abtastspiegel 14 nach vorne oder seitwärts gewandt ist, wird dieser Laserlichtimpuls L1 zum Messbereich geführt. Selbst wenn sich der Abtastspiegel rückwärts dreht, wird mitten während seiner 360° Drehung durch Emission des Laserimpulses L1 der Laserlichtimpuls L1 zuerst mit Hilfe des nach hinten gewandten Abtastspiegels 14 zur ersten schwarzen Reflexionsfläche 73 geführt, und dann zur weißen zweiten Reflexionsfläche 74. Dieser Laserlichtimpuls L1 wird von der ersten und zweiten Reflexionsoberfläche 73, 74, die schräg nach oben gewandt sind, reflektiert und verläuft in vertikaler Richtung (L3) nach oben und dieser reflektierte Lichtimpuls L3 wird vom festen Spiegel 75, der sich oberhalb der ersten und zweiten Reflexionsoberfläche 73, 74 befindet, reflektiert. Da dieser feste Spiegel 75 in einer um ungefähr 45° schräg nach unten gewandten Haltung angeordnet ist, kehrt der vom festen Spiegel 75 reflektierte Lichtimpuls L3 zum Abtastspiegel 14 zurück, wird von diesem Abtastspiegel 14 reflektiert und verläuft nach oben, um durch die Lichtempfangslinse 20 und den Reflexionskörper 21 für das empfangene Licht mithilfe des photoelektrischen Wandlerelements 22 gesammelt zu werden. D. h., dass der Lichtimpuls L3, der jeweils von der ersten und zweiten Reflexionsoberfläche 73, 74 reflektiert wurde, in das photoelektrische Wandlerelement 22 als Lichtempfangselement durch dieselben Elemente 14, 20, 21 eingegeben wird, wie in dem Fall des Lichts L2, das von dem Objekt M im Warnbereich oder im Schutzbereich A reflektiert wird.
  • Hinter dem Abtastspiegel 14 sind die erste Reflexionsoberfläche 73 (schwarz) und die zweite Reflexionsoberfläche 74 (weiß) mit unterschiedlichen Reflexionsfaktoren nebeneinander auf der nacheilenden und der vorderen Seite in Drehrichtung (Abtastrichtung) des Abtastspiegels 14 vorgesehen, und der feste Spiegel 75 ist ebenfalls am Säulenabschnitt 60a fixiert vorgesehen, wodurch der reflektierte Lichtimpuls L3, der jeweils von der ersten Reflexionsoberfläche (schwarz) 73 und der zweiten Reflexionsoberfläche (weiß) 74 reflektiert wurde, durch dieselben Elemente 14, 20, 21 in das photoelektrische Wandlerelement 22 eingegeben wird, wie in dem Fall des Lichts L2, das vom Objekt M im Warnbereich oder im Schutzbereich A reflektiert wurde.
  • Nebenbei kann die Lichtempfangsintensität zum Zeitpunkt der Bestrahlung des Referenzobjekts mit Laserlichtimpulsen und zur Zeit des Empfangs der reflektierten Lichtimpulse durch die folgende Formel ausgedrückt werden:
  • (Formel 1)
    • Lichtempfangsintensität = {Lichtprojektionsintensität × optische Eigenschaft des Lichtprojektionswegs × Reflexionsfaktor des Referenzobjekts ÷ (Entfernung zum Referenzobjekt)2 × optische Eigenschaft des Lichtempfangswegs × Lichtempfangsverstärkung}
  • Weiter kann im Fall der Abtastung mit Laserlicht die Detektionsempfindlichkeit durch die folgende Formel ausgedrückt werden, ohne auf den Reflexionsfaktor des Objekts und den Abstand zum Objekt zurückgreifen zu müssen:
  • (Formel 2)
    • Detektionsempfindlichkeit = {Lichtprojektionsintensität × optische Eigenschaft des Lichtprojektionswegs × optische Eigenschaft des Lichtempfangswegs × Lichtempfangsverstärkung}
  • Gemäß den obigen Formeln 1 und 2 wird folgende Formel 3 aufgestellt, wenn der Reflexionsfaktor des Referenzobjekts und der Abstand zum Referenzobjekt konstant sind:
  • (Formel 3)
    • Detektionsempfindlichkeit = {Lichtempfangsintensität × fester Wert}
  • Da es das Eingliedern des Referenzobjekts in den photoelektrischen Schalter zu optischen Abtastung 1 unter Verwendung von Laserlicht erleichtert, den Reflexionsfaktor des Referenzobjekts und den Abstand zum Referenzobjekt konstant zu machen, erlaubt es das Einhalten einer konstanten Lichtempfangsempfindlichkeit, welche bei der Projektion von Licht auf das Referenzobjekt erhalten wurde, die Detektionsempfindlichkeit konstant zu halten. Von diesem Standpunkt aus kann z. B. bei einer Fabriklieferung des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 die Lichtempfangsintensität des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 gemessen werden, wenn seine Detektionsempfindlichkeit sich in einem optimalen Zustand befindet, welche dann in ein Speicherelement des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 gespeichert wird, und wenn der photoelektrische optische Abtastschalter 1 in Betrieb ist, wird eine Lichtprojektionsintensität und/oder eine Lichtempfangsverstärkung so eingestellt, dass die Lichtempfangsintensität die im Speicherelement gespeicherte Lichtempfangsintensität wird, wodurch es möglich ist, die Detektionsempfindlichkeit des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 im optimalen Zustand zu halten.
  • 11 ist eine Ansicht, bei der die erste und zweite Reflexionsoberfläche 73, 74 separat dargestellt sind, und ein Pfeil bezeichnet die Drehrichtung, d. h. die Abtastrichtung des Abtastspiegels 14. 12 veranschaulicht einen Zustand, bei dem ein Laserlichtimpuls auf die erste und zweite Reflexionsoberfläche 73, 74 in einer Zeitsequenz auftrifft.
  • Es wird angenommen, dass die Lichtempfangsintensität „100” ist, wenn der Laserlichtimpuls die schwarze Reflexionsoberfläche 73 als eines der Referenzobjekte trifft (12(I)), und die Lichtempfangsintensität „600” ist, wenn der Laserlichtimpuls die weiße Reflexionsoberfläche 74 als das andere Referenzobjekt trifft (12(II)). Obwohl die Ausdrücke „schwarz” und „weiß” hier in Bezug auf die erste und die zweite Reflexionsoberfläche 73, 74 verwendet werden, sollten sie als der Einfachheit dienende Ausdrücke zu verstehen sein. „Schwarz” bedeutet einen niedrigen Reflexionsfaktor in Bezug auf eine Wellenlänge des Laserlichts als Lichtprojektionsquelle und „weiß” bedeutet einen hohen Reflexionsfaktor in Bezug auf die Wellenlänge des Laserlichts als Lichtprojektionsquelle. Da des Weiteren die Verwendung einer Oberfläche mit einem ausreichend niedrigen Reflexionsfaktor als schwarze Reflexionsoberfläche 73 den Reflexionsfaktor eines eine Verschmutzung darstellenden Materials äquivalent oder nicht kleiner als den Reflexionsfaktor der schwarzen Reflexionsoberfläche 73 macht, neigt die schwarze Reflexionsoberfläche 73 dazu, bei Verschmutzung einen erhöhten Reflexionsfaktor zu haben. Andererseits führt der Einsatz einer Oberfläche mit einem ausreichend hohen Reflexionsfaktor als weiße Reflexionsoberfläche 74 dazu, dass die zweite Reflexionsoberfläche 74 bei Verschmutzung einen geringeren Reflexionsfaktor aufweist.
  • Im Falle einer derartigen Einstellung der Lichtprojektionsintensität und/oder der Lichtempfangsverstärkung, dass die Lichtempfangsintensität auf der weißen zweiten Reflexionsoberfläche 74 „600” beträgt, wird eine Einstellung der Lichtprojektionsintensität und/oder der Lichtempfangsverstärkung durchgeführt, wenn die weiße zweite Reflexionsoberfläche 74 kontaminiert ist und ihr Reflexionsfaktor somit abnimmt, um so die Lichtempfangsintensität auf der zweiten Reflexionsoberfläche 74 auf „600” zu halten. In diesem Fall nimmt die Lichtempfangsintensität auf der ersten Reflexionsoberfläche 73 aufgrund einer Zunahme der Lichtempfangsintensität zu, wobei der Reflexionsfaktor und der Abstand konstant bleiben. Um dieses Phänomen handhaben zu können, werden die Lichtempfangsintensitäten der ersten und zweiten Reflexionsoberfläche 73, 74 durchgehend beobachtet, ein zugelassener Bereich (z. B. 80 bis 120) wird als Wert der Lichtempfangsintensität auf der ersten schwarzen Reflexionsoberfläche 73 festgelegt, und wenn die Lichtempfangsintensität auf der schwarzen ersten Empfangsoberfläche 73 den erlaubten Bereich überschreitet, wird angenommen, dass eine Verschmutzung auf der weißen zweiten Reflexionsoberfläche 74 erzeugt wurde. Wenn auf der weißen zweiten Reflexionsoberfläche 74 eine Verschmutzung erzeugt wurde, wird eine geeignete Empfindlichkeitseinstellung unmöglich, und somit eine genaue Beobachtung des Schutzbereichs A verhindert, und daher bringt der photoelektrische optische Abtastschalter 1 die Sicherheitsausgabe in einen AUS-Zustand, um die Stromversorgung einer Gefahrenquelle anzuhalten. Weiter kann der photoelektrische Schalter der optischen Abtastung 1 so konfiguriert werden, dass er dem Benutzer einen Hinweis gibt, dass die Sicherheit nicht verifiziert werden kann (die Sicherheitsausgabe sich im AUS-Zustand befindet) und auch eine Anzeige der Gründe, dass die Sicherheit nicht verifizierbar ist (Fehlerinhalt), und zwar mithilfe des Flüssigkristallanzeigenabschnitts 34 oder der LED-Anzeige 38. Darüber hinaus kann der photoelektrische optische Abtastschalter 1 so konfiguriert werden, dass er das Auftreten eines Fehlers mithilfe eines von der Sicherheitsausgabe verschiedenen Nicht-Sicherheits-Ausgabesignals ausgibt, oder einen Fehlerfaktor sowie die Sicherheitsausgabe, die sich im AUS-Zustand befindet, durch ein Kommunikationskabel 80 an einen externen Personalcomputer PC überträgt.
  • Wenn auf ähnliche Weise der Reflexionsfaktor aufgrund einer Verschmutzung auf der ersten schwarzen Reflexionsoberfläche 73 zunimmt, wird das reflektierte Licht auf der ersten Reflexionsoberfläche 73 intensiviert, und das Phänomen eines Anstiegs der Lichtempfangsintensität auf der ersten schwarzen Reflexionsoberfläche 73 tritt somit auf. Wenn die Lichtempfangsintensität den zulässigen Bereich auf der ersten schwarzen Reflexionsoberfläche 73 überschreitet, wird auch dieses Mal angenommen, dass eine Verschmutzung auf der schwarzen ersten Reflexionsoberfläche 73 oder der weißen Reflexionsoberfläche 74, oder beiden erzeugt wurde, und der photoelektrische optische Abtastschalter 1 bringt die Sicherheitsausgabe in den AUS-Zustand, um die Stromversorgung der Gefahrenquelle zu unterbrechen. Weiter kann der photoelektrische optische Abtastschalter 1 so konfiguriert werden, dass er dem Benutzer mithilfe des Flüssigkristallanzeigenabschnitts 34 oder der LED-Anzeige 38 einen Hinweis gibt, dass die Sicherheit nicht verifiziert werden kann (die Sicherheitsausgabe sich im AUS-Zustand befindet) und auch einen Hinweis auf die Ursachen dafür, dass die Sicherheit nicht verifiziert werden kann (Fehlerinhalt)
  • Indem die erste und zweite Reflexionsoberfläche 73, 74 mit unterschiedlichen Reflexionsfaktoren als Referenzobjekte in den photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 eingebaut werden und das optische System des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 gemeinsam benutzt wird, ist es möglich, die Lichtempfangsintensität durchgehend zu beobachten, und die Lichtprojektionsintensität und/oder die Lichtempfangsverstärkung so einzustellen, dass die Lichtempfangsintensität konstant gemacht wird. Es ist daher bei der Konzeption des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 nicht notwendig, beim Betrieb eine altersbedingte Verschlechterung sowie Änderungen der Umgebungstemperaturen zu erwarten, und die Änderungen als innerhalb des zulässigen Bereichs anzusehen, sowie eine große Toleranz als Spezifikation zu definieren. Weiter ist es möglich, eine vorbestimmte Detektionsempfindlichkeit dadurch einzurichten, dass die Toleranzgrenze gering gemacht wird und die Lichtprojektionsintensität und/oder die Lichtempfangsverstärkung anfänglich hoch eingestellt werden, um dadurch die Verringerung der Größe des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 zu erleichtern. Da er zusätzlich so konfiguriert wurde, dass eine Verschmutzung der Einstellvorrichtung, die aus der ersten und der zweiten Reflexionsoberfläche 73, 74 besteht, als Versagen (Fehler) erfasst wird, ist es möglich, eine Toleranzgrenze für die Erfassungsleistungsfähigkeit zu bestimmen, um die Sicherheit zu gewährleisten und so einen photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 bereitzustellen, welcher in der Lage ist, über die Gewährleistung der Sicherheit hinaus trotz seiner kleinen Größe eine weitreichende Erfassung durchzuführen.
  • Einstellen des Schutzbereichs A:
  • Die Einstellung des Schutzbereichs A durch den photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 wird unter Verwendung des Personalcomputers PC durchgeführt, ganz abgesehen davon, ob dieser eingerichtet ist, um dem photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 lediglich das Vornehmen einer einfachen Einstellung, wie in 13 gezeigt, zu erlauben. Der Personalcomputer PC und der photoelektrische optische Abtastschalter 1 sind durch das Kommunikationskabel 80 gegenseitig verbunden. Bekanntlich besitzt der Personalcomputer PC einen Bildschirm 81 und einen Eingabebetriebsabschnitt 82.
  • Bei dem Personalcomputer PC ist ein Anwendungsprogramm zum anfänglichen Einstellen des Schutzbereichs A installiert, und unter Verwendung dieses Programms kann der Schutzbereich A des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 bearbeitet werden.
  • 14 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration des Personalcomputers PC als System zur Bearbeitung eines Schutzbereichs darstellt. Der Personalcomputer PC ist durch das Anwendungsprogramm mit Funktionen eines Abschnitts 84 zum Angeben von hinzugefügten/entfernten Bereichen, einem Abschnitt 86 zum Extrahieren eines falsch angepassten Bereichs, einem Abschnitt 87 zum Auffrischen des eingestellten Bereichs, einen Abschnitt 88 zum Speichern des eingestellten Bereichs, einem Abschnitt 89 zum Übertragen des eingestellten Bereichs und einen Dialoganzeigenabschnitt 90 versehen.
  • Der Speicherabschnitt 88 des eingestellten Bereichs besteht aus einem Speicher, der die Inforationen des eingestellten Bereichs zur Nennung des Schutzbereichs A an den photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 speichert. Der Abschnitt 84 zum Angeben des hinzugefügten/entfernten Bereichs führt einen Vorgang der Angabe eines zusätzlichen Bereichs, eines entfernten Bereichs und eines Liniensegments durch, welches auf einem Eingabesignal vom Eingabebetriebsabschnitt 82 basiert.
  • In dem Fall des Hinzufügens eines Bereichs zum bereits im photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 festgelegten Schutzbereich wird ein vom Benutzer bezeichneter Bereich als der hinzugefügte Bereich gekennzeichnet. Weiter wird im Fall der Entfernung eines Bereichs aus dem bereits eingestellten Schutzbereich A ein vom Benutzer bezeichneter Bereich als entfernter Bereich gekennzeichnet.
  • Der Extraktionsabschnitt 86 eines falsch eingestellten Bereichs führt den Vorgang des automatischen Extrahierens eines Bereichs als Diskrepanzbereich durch, der zwischen dem Schutzbereich A und dem hinzugefügten Bereich liegt, betrachtet vom photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 aus. D. h., dass wenn ein Bereich zwischen dem Schutzbereich A und dem als hinzugefügtem Bereich bezeichneten Bereich – vom photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 aus betrachtet – vorhanden ist, der nicht als sensorisch erfasster Bereich bezeichnet werden kann, wird der Vorgang der Extraktion des oben genannten Bereichs als Diskrepanzbereich durchgeführt.
  • Bei dem Diskrepanzbereich-Extraktionsabschnitt 86 wird, wenn während des Hinzufügens eines Bereichs ein Liniensegment angegeben wird, ein zwischen dem Schutzbereich A und dem Liniensegment gelegener Bereich – vom photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 aus betrachtet – als Diskrepanzbereich extrahiert. Hier wird der während des Hinzufügens eines Bereichs extrahierte Diskrepanzbereich als Interpolationsbereich bezeichnet.
  • Weiter führt der Diskrepanzbereich-Extraktionsabschnitt 86 einen Vorgang des automatischen Extrahierens eines Bereichs als Diskrepanzbereich durch, welcher hinter dem gelöschten Bereich liegt sowie sich im Schutzbereich A befindet – vom photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 aus betrachtet. D. h., dass wenn ein als Schutzbereich A bezeichneter Bereich hinter dem als gelöschten Bereich gekennzeichneten Bereich vorhanden ist – vom photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 aus betrachtet – der Vorgang der Extraktion des obigen Bereichs als Diskrepanzbereich durchgeführt wird.
  • Bei dem Diskrepanzbereich-Extraktionsabschnitt 86 wird, wenn während des Entfernens eines Bereichs ein Liniensegment angegeben wird, ein hinter dem Liniensegment sowie innerhalb des Schutzbereichs A liegender Bereich – vom photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 aus betrachtet – als Diskrepanzbereich extrahiert. Hier wird der während der Entfernung eines Bereichs extrahierte Diskrepanzbereich als „Schattenbereich” bezeichnet.
  • Der Bereichsanzeigeabschnitt 85 steuert die Anzeige 81 und führt den Vorgang der visuellen identifizierbaren Anzeige des Schutzbereichs A, des hinzugefügten Bereichs, des entfernten Bereichs und Diskrepanzbereiche (des Interpolationsbereichs und des Schattenbereichs basierend auf eingestellten Bereichsinformationen durch, die in dem Speicherabschnitt 88 des eingestellten Bereichs gespeichert sind. D. h., dass im Falle des Hinzufügens eines Bereichs zum bereits festgelegten Schutzbereich A der Interpolationsbereich identifizierbar in Bezug auf den Schutzbereich A und dem hinzugefügten Bereich angezeigt wird, und zu diesem Zeitpunkt der Interpolationsbereich identifizierbar bezüglich des Schutzbereichs A angezeigt wird, bevor die Hinzufügung des hinzugefügten Bereichs und des Interpolationsbereichs auf der Anzeige 81 durchgeführt wird.
  • Weiter wird in dem Fall der Löschung eines Bereichs aus dem bereits eingestellten Schutzbereichs der Schattenbereich in Bezug auf den Schutzbereich A und dem gelöschten Bereich identifizierbar angezeigt, und zu diesem Zeitpunkt wird der Schattenbereich in Bezug auf den Schutzbereich A vor der Löschung des gelöschten Bereichs und dem Schattenbereich auf der Anzeige 81 identifizierbar angezeigt.
  • Der Aktualisierungsabschnitt 87 des eingestellten Bereichs führt den Vorgang der Aktualisierung des Schutzbereichs A, der in dem Speicherabschnitt 88 des eingestellten Bereichs basierend auf einem Eingabesignal vom Eingabebetriebsabschnitt 82 gespeichert wurde, durch. D. h., dass in dem Fall der Hinzufügung eines Bereichs zum bereits eingestellten Schutzbereich A der Schutzbereich mit dem hinzugefügten Bereich und dem Interpolationsbereich als neuer Schutzbereich A aktualisiert wird.
  • Wenn das Liniensegment während der Hinzufügung eines Bereichs angegeben wird, wird die Information über den eingestellten Bereich so aktualisiert, dass der Schutzbereich A mit dem hinzugefügten Interpolationsbereich der neue Schutzbereich A wird.
  • Weiter wird in dem Fall der Löschung eines Bereichs aus dem bereits eingestellten Schutzbereich A die Information über den eingestellten Bereich so aktualisiert, dass der Schutzbereich A mit dem daraus gelöschten Bereich und dem daraus gelöschten Schattenbereich als neuer Schutzbereich A eingestellt wird.
  • Wenn das Liniensegment während der Löschung eines Bereiches angegeben wird, wird die Information über den eingestellten Bereich so aktualisiert, dass der Schutzbereich A mit dem daraus gelöschten Schattenbereich der neue Schutzbereich A wird.
  • Der Dialoganzeigeabschnitt 90 steuert die Anzeige 81 und zeigt einen Überprüfungsdialog basierend auf einem Eingabesignal vom Eingabebetriebsabschnitt 82 an. D. h., dass in dem Fall des Hinzufügens eines Bereichs zum bereits eingestellten Schutzbereich A ein Fragedialog 93 als Überprüfungsdialog auf dem Bildschirm 81 angezeigt wird, um zu fragen, ob der hinzugefügte Bereich und der Interpolationsbereich zum Schutzbereich A hinzugefügt werden sollen oder nicht.
  • Auf ähnliche Weise wird im Fall des Löschens eines Bereichs aus dem bereits eingestellten Schutzbereich A ein Fragedialog 93 als Überprüfungsdialog auf dem Bildschirm 81 angezeigt, um zu fragen, ob der gelöschte Bereich und der Schattenbereich aus dem Schutzbereich A gelöscht werden sollen oder nicht.
  • Bei dem Aktualisierungsabschnitt 87 des eingestellten Bereichs wird basierend auf einem Eingabesignal vom Eingabebetriebsabschnitt 82 nach Anzeige des obigen Fragedialogs, d. h. einer operativen Eingabe über eine Änderung der Erlaubnis durch den Benutzer, die Information über den eingestellten Bereich im Speicherabschnitt 88 des eingestellten Bereichs aktualisiert.
  • Der Übertragungsabschnitt 89 des eingestellten Bereichs führt den Vorgang der Übertragung von Information über den Schutzbereich A, die im Speicherabschnitt 88 des eingestellten Bereichs gespeichert sind, zum photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 durch. Weiter wird eine solche Konfiguration für den Übertragungsabschnitt 89 des eingestellten Bereichs gewählt, bei dem nach Übertragung Information über den Schutzbereich A an den photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 eine Rückkehr der Information über den Schutzbereich A vom photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 akzeptiert wird, bevor der übertragene Schutzbereich A an den photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 reflektiert wird, sodass die zurückkehrende Information für den Vorgang der Überprüfung des Schutzbereichs A, der vom Benutzer durchgeführt wird, verwendet werden kann. Eine Reflexion des übertragenen Schutzbereichs A an den photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 wird nach dem Vorgang der Überprüfung des Schutzbereichs A durch den Benutzer durchgeführt.
  • 15 zeigt den auf der Anzeige 81 des Personalcomputers PC angezeigten Bereichseinstellbildschirm. Dieser Bereichseinstellbildschirm ist ein Eingabebildschirm zur Neubestimmung des Schutzbereichs A oder zur Änderung eines bereits eingestellten Schutzbereichs A.
  • Bei dem auf der Anzeige 81 angezeigten Bereichseinstellbildschirm wird ein maximaler Erfassungsbereich (Messbereich) in Bezug auf eine orthogonale Koordinate angezeigt, wobei ein Symbol S den photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 in der Mitte zeigt, und Gitterlinien G1 parallel zu einer Abszissenachse sind unter einem Abstand von 500 mm angeordnet sind, während Gitterlinien G2 parallel zu einer Ordinatenachse unter einem Abstand von 500 mm angeordnet sind.
  • Hinter dem Symbol S ändert sich die Obergrenze des messbaren Abstands basierend auf dem Emissionswinkel des abtastenden Laserlichts, und ein sensorisch erfassbarer Winkelintervall ist nicht weniger als –45° und nicht weniger als +225°. Ein Bereich in einem anderen Intervall als diesem Winkelintervall H wird als blindes Intervall bezeichnet und kann nicht als Schutzbereich A benannt werden.
  • 16 zeigt einen Bildschirm im Fall der Hinzufügung eines Bereichs 92 zu einem rechteckigen Schutzbereich A. Abgesehen von der rechteckigen Form kann der Schutzbereich A auch eine polygonale Form, eine Kreisform, bei der das Symbol S den photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 in der Mitte zeigt, eine Sektorform oder ähnliches aufweisen, und ein abgeschlossener Bereich, bei dem eine Linie, die durch Bewegen eines Mauszeigers gezogen wurde, als Grenze genommen wird, kann auch als Schutzbereich A designiert werden.
  • Unter der Annahme, dass der Schutzbereich A im auf der Anzeige 81 dargestellten Bereichseinstellbildschirm bestimmt wurde, z. B. wenn eine Entscheidungstaste vom Benutzer betätigt wurde, wird der Schutzbereich A festgelegt und ein Bereich, der mindestens hinzugefügt werden muss, um diesen Schutzbereich A zu einem zu erfassenden Objekt zu machen, wird automatisch als Interpolationsbereich 92 extrahiert. D. h., dass vom Blickwinkel des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 aus betrachtet, der Interpolationsbereich 92 als ein nicht als zu erfassendes Objekt zwischen dem als Schutzbereich A bestimmten Bereich und dem photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 extrahiert wird. Ein Verifizierungsdialog 93, bei dem gefragt wird, ob der Interpolationsbereich 92 zum Schutzbereich A hinzugefügt werden soll oder nicht, wird angezeigt, und wenn die Hinzufügung vom Benutzer erlaubt wird, wird ein durch Hinzufügen des Interpolationsbereichs 92 zum Schutzbereich A erhaltener Bereich, der vom Benutzer festgelegt wurde, als neuer Schutzbereich A eingestellt, und die Informationen werden basierend auf diesem neuen Schutzbereich A aktualisiert.
  • 17 zeigt ein Beispiel der Löschung eines Teils des Schutzbereichs A. Ein aus dem Schutzbereich A gelöschter Bereich kann willkürlich bestimmt werden, und die Bezugsziffer 94 bezeichnet einen vom Benutzer bestimmten gelöschten Bereich. Abgesehen von der rechteckigen Form kann der gelöschte Bereich so bestimmt werden, dass er eine polygonale Form, ein kreisförmige Form mit dem photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 als Mitte, eine Sektorform oder ähnliches aufweist. Weiter kann ein geschlossener Bereich, bei dem eine gekrümmte Linie als Grenze genommen wird, ebenfalls bestimmt werden, wobei die gekrümmte Linie gezogen wurde, während ein Mauszeiger auf dem Bildschirm bewegt wurde.
  • Ein im Schutzbereich A eingeschlossener Bereich 94 wird als der gelöschte Bereich festgelegt, und wenn z. B. die Entscheidungstaste vom Benutzer betätigt wird, wird der gelöschte Bereich 94 als der zu löschende Bereich bestimmt. Durch Löschen dieses gelöschten Bereichs 94 aus dem Schutzbereich A wird der gelöschte Bereich 94 zu einem nicht erfassbaren Bereich gemacht, sodass ein zu löschender Bereich zumindest als Schattenbereich 95 automatisch extrahiert wird. D. h., dass vom photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 aus betrachtet ein hinter dem als zu löschenden Bereich bestimmten Bereich 94 zu erfassender Bereich als Schattenbereich 95 extrahiert wird.
  • Wenn der Schattenbereich 95 automatisch extrahiert wird, wird ein Verifizierungsdialog 93 angezeigt, bei dem gefragt wird, ob der Schattenbereich 95 aus dem Schutzbereich A zu löschen ist oder nicht. Wenn eine Änderung im Schutzbereich inklusive des Schattenbereichs 95 dann vom Benutzer erlaubt wird, wird ein durch Löschen des gelöschten Bereichs 94 und des Schattenbereichs 95 aus dem Schutzbereich A erhaltener Bereich als neuer Schutzbereich A festgelegt, und die Zoneninformation dieses neuen Schutzbereichs A wird aktualisiert. 17(c) zeigt den neuen Schutzbereich A.
  • Unterdrückungsfunktion (Mutingfunktion) und Schalten des Unterdrückungsbereichs (Mutingbereichs):
  • Der photoelektrische optische Abtastschalter 1 besitzt eine Unterdrückungsfunktion (Muting-Funktion), welche einen einzelnen oder eine Vielzahl von Unterdrückungsbereichen (Muting-Bereichen) in einem Teil oder dem gesamten Schutzbereich A festlegt und dabei einen zuvor festgelegte Erfassungsfunktion im Unterdrückungsbereich ausschaltet, wenn eine vorbestimmter Zustand eintritt. Der Fall des Einstellens eines Teils des Schutzbereichs A als Unterdrückungsbereich wird als ”partielle Unterdrückung” bezeichnet und der Fall, bei dem der gesamte Schutzbereich A als Unterdrückungsbereich festgelegt wird, wird als ”vollständige Unterdrückung” bezeichnet. Der photoelektrische optische Abtastschalter 1 ist in der Lage, mithilfe weiterer Erfassungsvorrichtungen oder Zeitabfolgen zu einem anderen Unterdrückungsbereich umzuschalten. In der folgenden Beschreibung wird eine Schaltsteuerung des Unterdrückungsbereichs (Mutingbereichs) mit Schwerpunkt auf die teilweise Unterdrückung beschrieben, jedoch kann ein Unterdrückungsbereich aus einer Vielzahl von Unterdrückungsbereichen als der gesamte Schutzbereich A (”vollständige Unterdrückung”) festgelegt werden.
  • Die Einstellungen der Unterdrückungsfunktion (Mutingfunktion) und des Unterdrückungsbereichs (Mutingbereichs) können unter Verwendung des Personalcomputers PC wie beim vorangehenden Einstellen des Schutzbereichs A vorgenommen werden, und das Anwendungsprogramm, das bei der Einstellung des Schutzbereichs A verwendet wurde, wurde mit einer die Unterdrückung betreffenden Funktion versehen.
  • 18 veranschaulicht im Zuge eines Beispiels den Fall des Einstellens eines sektorförmigen Schutzbereichs A mithilfe des auf dem Personalcomputer PC installierten Anwendungsprogramms. Dieses Verfahren zum Einstellen des Schutzbereichs A läuft, wie in der vorangegangenen Beschreibung mit Bezug auf 13 bis 17 ab, und ein Fragedialog 93, ob der bestimmte Schutzbereich A festgelegt werden soll, wird auf der Anzeige 81 als Verifizierungsdialog angezeigt. Der bezeichnete Schutzbereich A wird durch Erlaubnis seitens des Benutzers mithilfe dieses Fragedialogs 93 festgelegt.
  • 19 zeigt einen Anzeigebildschirm zum Einstellen des Unterdrückungsbereichs mithilfe der Einstellfunktion bezüglich der Unterdrückung im Anwendungsprogramm, welches für die Einstellung des Schutzbereichs A eingesetzt wird. Die Bezugsziffer 97 bezeichnet einen vom Benutzer als Unterdrückungsbereich bestimmten Bereich. Es sollte bemerkt werden, dass der Benutzer, wie aus 19 ersichtlich ist, einen rechteckigen Bereich über einen vom photoelektrischen optischen Abtastschalter mit Symbol S entfernten Bereich aus dem Schutzbereich A bestimmt hat. In diesem Beispiel der 19 umfasst dieser bestimmte Bereich 97 zumindest das vom photoelektrischen optischen Abtastschalter mit Symbol S entfernte Ende aus dem Schutzbereich A. Wenn das vom Symbol S entfernte Ende nicht eingeschlossen ist, d. h. wenn der Bereich im Schutzbereich A in einem vertikal mittigen Abschnitt der 19 bestimmt wird, wird ein später beschriebener Schattenbereich automatisch extrahiert und dieser Schattenbereich wird angezeigt. Der vom Benutzer bestimmte Bereich 97 wird dem Schutzbereich A überlagert angezeigt, der Schutzbereich A und der vom Benutzer bestimmte Bereich 97 werden mit unterschiedlichen Farben angezeigt und der Abschnitt, wo der vom Benutzer bezeichnete Bereich 97 und der Schutzbereich A überlappen, wird mit einer dritten Farbe als gemischte Farbe der ersten Farbe des Schutzbereichs A und der zweiten Farbe des vom Benutzer bestimmten Bereichs 97 angezeigt.
  • Auf der Anzeige 81 des Personalcomputers PC wird ein Fragedialog 93 mit der Frage, ob der bestimmte Bereich 97 korrekt ist, als Verifizierungsdialog angezeigt, und durch Erlaubnis des Benutzers wird ein Unterdrückungsbereich 98 in einem Bereich festgelegt, wo der bestimmte Bereich 97 und der Schutzbereich A überlappen (20). Wenn der Unterdrückungsbereich festgelegt ist, wird der Teil des vom Benutzer festgelegten vorangegangenen Bereichs 97 (18), er aus dem Schutzbereich A hervorsteht, gelöscht und der Schutzbereich A und der Unterdrückungsbereich 98, der innerhalb dieses Schutzbereichs A festgelegt wurde, werden mit unterschiedlichen Farben angezeigt. Eine Vielzahl von Unterdrückungsbereichen 98 kann im selben Schutzbereich A auf dieselbe Weise festgelegt werden, und eine Bedingung zur Aktivierung zur Unterdrückungsfunktion, der Zeitpunkt, wenn die Unterdrückungsfunktion ausgeführt wird, und ähnliches können eingestellt werden, in dem für jeden der Unterdrückungsbereiche 98 ein in 21 gezeigter Unterdrückungsfunktion-Einstellbildschirm verwendet wird. Es ist anzumerken, dass ein Einstellvorgang für den Unterdrückungsbereich 98 ähnlich jenem Vorgang durchgeführt wird, bei dem ein Teil des Schutzbereichs A gelöscht wird. D. h., dass wenn ein zu unterdrückender Bereich bestimmt wird, ein Schattenbereich, der mindestens als Schutzbereich 98 (ein Bereich hinter dem bestimmten Bereich, wenn vom fotoelektrischen Schalter zur optischen Abtastung 1 aus betrachtet) hinzugefügt werden soll, automatisch extrahiert wird, ein Verifizierungsdialog mit der Frage, ob der extrahierte Bereich als Unterdrückungsbereich 98 hinzugefügt werden soll oder nicht, wird angezeigt, und die Einstellung des Unterdrückungsbereichs 98 und seine Aktualisierung werden in Übereinstimmung mit der Abgabe der Erlaubnis ausgeführt.
  • Wenn z. B. eine Vielzahl von Unterdrückungsbereichen 98 im Schutzbereich A mithilfe des Einstellbildschirms der 21 eingestellt werden, ist es möglich, den Zeitpunkt zum Starten der Unterdrückung, den Zeitpunkt zum Zurücksetzen der Unterdrückung, die Zeitdauer, wenn der Unterdrückungszustand erlaubt ist, ein Zeitunterschied zwischen einer Vielzahl von Zeitgebersignalen, und Ähnliches für jeden der Unterdrückungsbereiche 98 einzustellen.
  • Ein spezifisches Beispiel wird unter Verwendung eines Fördersystems für ein Werkstück W mit Bezug auf 22 beschrieben. 22 zeigt einen Zustand einer Fördervorrichtung (z. B. eines Bandförderers) V in Seitenansicht, wobei die Fördervorrichtung V mit einem Tor 100 versehen ist, der photoelektrische optische Abtastschalter 1 in der Mitte eines oberen Querbalkens des Tors 100 angeordnet ist, und der photoelektrische optische Abtastschalter 1 so angeordnet ist, dass die Abtastoberfläche 39 (6) sich nach unten ausdehnt, während sie mit einer vom Tor 100 umgebenen vertikalen Oberfläche übereinstimmt. D. h., dass beim Öffnen des Tors 100 ein Lichtvorhang (Erfassungsebene) vom oben an der Mitte des Tors 100 angeordneten photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 gebildet wird.
  • Bei der Fördervorrichtung V sind Unterdrückungssensoren (Muting-Sensoren) 101 bis 104, die aus photoelektrischen Sensoren oder ähnlichem bestehen, so angeordnet, dass sie vorbestimmte Bedingungen erfüllen. Entsprechend der Förderrichtung der Fördervorrichtung V von der stromaufwärtigen zur stromabwärtigen Seite sind die ersten und zweiten Unterdrückungssensoren 101, 102 hier auf der nahen Seite, d. h. der stromaufwärts liegenden Seite des Tors 100 angeordnet, und die dritten und vierten Unterdrückungssensoren 103, 104 sind auf der stromabwärts liegenden Seite des Tors 100 angeordnet. Beim stromabwärts des Tors 100 liegenden Bereich ist der Eintritt verboten. Die ersten bis vierten Unterdrückungssensoren 101 bis 104 sind jeweils durch außerhalb der Figur liegende Kabel mit dem photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 verbunden. Als Abwandlung des Beispiels können Ausgabesignale des ersten und dritten Unterdrückungssensors 101, 103 als Oder-Schaltung verdrahtet sein und die Ausgabesignale des zweiten und vierten Unterdrückungssensors 102, 104 können als Oder-Schaltung verdrahtet sein, um mit dem photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 verbunden zu werden. Eine Ausgabesignalleitung der ersten und dritten Unterdrückungssensoren 101, 103 überträgt die Information vom photoelektrischen Schalter zu optischen Abtastung 1, das mindestens entweder der erste oder der dritte Unterdrückungssensor 101, 103 das Werkstück W erfasst hat. Eine Ausgabesignalleitung des zweiten und vierten Unterdrückungssensors 102, 104 überträgt die Information vom photoelektrischen optischen Abtastschalter 1, das entweder der zweite oder der vierte Unterdrückungssensor 102, 104 das Werkstück W erfasst hat. Im Falle, dass der Unterdrückungssensor durch Erfassung des Werkstücks W angeschaltet wird, wird das Ausgabesignal des Unterdrückungssensors kurz geschlossen, sodass das Signal ein verdrahtetes Oder-Signal werden kann. Wenn verdrahtete Oder-Ausgangssignalleitungen mit dem photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 verbunden werden, kann dies die Anzahl der Eingabesignalleitungen des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 von vier auf zwei verringern, die für die Unterdrückungsfunktion notwendig sind. Im Folgenden wird als Beispiel der Fall der verdrahteten Oder-Schaltung beschrieben.
  • Ein Zwischenraum zwischen dem ersten Unterdrückungssensor 101 und dem zweiten Unterdrückungssensor 102 beträgt D1. Ein Zwischenraum zwischen dem zweiten Unterdrückungssensor 102 und dem vierten Unterdrückungssensor 104 beträgt D2. Ein Zwischenraum zwischen dem ersten Unterdrückungssensor 101 und dem dritten Unterdrückungssensor 103 beträgt D3. Weiter beträgt die Bewegungsgeschwindigkeit des Werkstücks W, d. h. die Fördergeschwindigkeit der Fördervorrichtung V, V1. Die vorangegangenen Bedingungen für das Einstellen des ersten bis vierten Unterdrückungssensors 101 bis 104 sind die folgenden:
    • Bedingung (1): Ta < {T = D1/V1} < Tb
    • Bedingung (2): D2 < Lw
    • Bedingung (3): D3 < Lw
  • Hier sind Ta und Tb zuvor festgelegte feste Werte, und Lw ist die longitudinale Länge des Werkstücks W.
  • Die Bedingung (1) erfordert, dass der Zeitunterschied vom Übergang des ersten Unterdrückungssensors 101 in einen Erfassungszustand durch Bewegung des Werkstücks W zum Übergang des zweiten Unterdrückungssensors 102 zum Erfassungszustand (T = D1/V1) sich innerhalb eines vorbestimmten Intervalls befindet. Der Zustand (2) ist ein Zustand, um den zweiten Unterdrückungssensor 102 daran zu hindern, in einen Nicht-Erfassungszustand zu gelangen, bevor der vierte Unterdrückungssensor 104 zum Erfassungszustand übergeht. Die Bedingung (3) ist eine Bedingung, um zu verhindern, dass der erste Unterdrückungssensor 101 zu einem Nicht-Erfassungszustand gelangt, bevor der dritte Unterdrückungssensor 103 in den Erfassungszustand übergeht.
  • Indem der erste und zweite Unterdrückungssensor 101, 102 so angeordnet werden, dass sie den Zustand (1) erfüllen, ist es möglich, das Eintreten des Werkstücks W vom Eintreten eines anderen Objekts aus dem Zeitunterschied zwischen dem Übergang des ersten Unterdrückungssensors 101 zum Erfassungszustand und dem Übergang des zweiten Unterdrückungssensors 102 in den Erfassungszustand zu unterschieden.
  • Indem der erste bis vierte Unterdrückungssensor 101 bis 104 so angeordnet werden, dass sie die Bedingung (2) und die Bedingung (3) erfüllen, ist es möglich, den Eintritt des Werkstücks W vom Eintreten eines anderen Objekts unter der Bedingung, dass die Fördervorrichtung V mit konstanter Geschwindigkeit fördert, durch Verwenden der unterschiedlichen Entfernungen in der Förderrichtung zu unterscheiden.
  • 23 ist ein funktionales Blockdiagramm des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1, der mit einem ersten bis vierten Unterdrückungssensor 101 bis 104 verbunden ist. In 23 bezeichnet das Bezugssymbol Tr ein äußere Eingaben akzeptierendes Terminal, welches eine äußere Eingabe jeweils vom ersten bis vierten Unterdrückungssensor 101 bis 104 akzeptiert. Der photoelektrische optische Abtastschalter 1 ist aus einem Abschnitt 106 zum Bestimmen des Beginns der Unterdrückung, einem Abschnitt 108 zur Erzeugung eines Unterdrückungszustandssignals und einem Abschnitt 110 zur Bestimmung der Vollendung der Unterdrückung aufgebaut. Wenn ein Objekt in den Schutzbereich A eintritt, wird ein Übergang vom Nicht-Erfassungszustand zum Erfassungszustand gemacht und ein AUS-Signal (den Betrieb nicht erlaubendes Signal) wird vom Sicherheitsausgangssignal-Kontrollabschnitt 111 ausgegeben.
  • Basierend auf einem ersten Eintrittbestimmungsabschnitt 112 zum Bestimmen des Eintritts eines Objekts (Objekt M) in den Schutzbereich A inklusive des Unterdrückungsbereichs, einem externen Eingabesignal als von dem ersten und dritten Unterdrückungssensor 101, 103 durch das Terminal Tr akzeptierte externe Eingabe- und einem externen Eingabesignal als externe Eingabe von dem zweiten und vierten Unterdrückungssensor 102, 104 durch das Terminal Tr, bestimmt der Abschnitt 106 zur Bestimmung des Unterdrückungsbeginns das Einrichten der folgenden Bedingungen und gibt die Einrichtung der Unterdrückungsstartbedingungen an den Unterdrückungszustandssignalerzeugungsabschnitt 108 aus. Die Bedingungen zum Aufstellen der Unterdrückung sind, dass der erste Eintrittsbestimmungsabschnitt 112 zur Bestimmung des Eintritts in den Schutzbereich A inklusive des Unterdrückungsbereichs sich im Nicht-Erfassungszustand befindet und dass ein Zeitunterschied T1 zwischen dem Zeitpunkt des Übergangs des ersten und dritten Unterdrückungssensors 101, 103 vom Nicht-Erfassungszustand zum Erfassungszustand und dem Zeitpunkt des Übergangs des zweiten und vierten Unterdrückungssensors 102, 104 vom Nicht-Erfassungszustand zum Erfassungszustand sich innerhalb eines vorbestimmten Intervalls befindet (ein Intervall, das Ta < T1 < Tb erfüllt)
  • Basierend auf einem Ergebnis der Bestimmung des Abschnitts 106 zur Bestimmung des Beginns der Unterdrückung und einem Ergebnis der Bestimmung durch den Abschnitt 110 zur Bestimmung der Vollendung der Unterdrückung führt ein Unterdrückungszustandssignalerzeugungsabschnitt 108 den Vorgang der Erzeugung eines Unterdrückungszustandssignals bezüglich des Sicherheitsausgabesignals-Steuerabschnitts 111 und des Abschnitts 110 zur Bestimmung der Vollendung der Unterdrückung durch.
  • Basierend auf einem zweiten Eintrittsbestimmungsabschnitt 114 zur Bestimmung des Eintritts des Objekts (Objekt M) in den Schutzbereich A ohne den Unterdrückungsbereich, der Eingabesignale vom ersten und dritten Unterdrückungssensor 101, 103, der Eingabesignale vom zweiten und vierten Unterdrückungssensor 102, 104 und dem Unterdrückungszustandssignal, das vom Unterdrückungszustandssignalerzeugungsabschnitts 108 ausgegeben wurde, bestimmt der Abschnitt 110 zur Bestimmung der Vollendung der Unterdrückung das Vorhandensein der folgenden Bedingungen, und gibt das Erstellen des Unterdrückungsvollendungszustands an den Unterdrückungszustandssignalerzeugungsabschnitt 108 aus. Die Unterdrückungsvollendungsbedingung ist, dass der zweite Eintrittsbestimmungsabschnitt 114 zum Bestimmen des Eintritts in den Schutzbereich A mit Ausnahme des Unterdrückungsbereichs aus dem Nichterfassungszustand in den Erfassungszustand übergeht, oder sowohl der erste als auch der dritte Unterdrückungssensor 101, 103 in den Nichterfassungszustand übergehen, oder sowohl der zweite als auch der vierte Unterdrückungssensor 102, 104 in den Nichterfassungszustand übergehen, oder ein Unterdrückungszustandssignal, das aus dem Unterdrückungszustandssignalerzeugungsabschnitt 108 ausgegeben wird, sich über eine vorbestimmte Zeit Tc hinaus im Unterdrückungszustand befindet. Zusätzlich wird von einem Entfernungsmessabschnitt 116 zur Messung der Entfernung zum Objekt (Objekt M) ein Signal in den ersten und zweiten Eintrittsbestimmungsabschnitt 112, 114 eingespeist.
  • Basierend auf den Bestimmungsergebnissen durch den Unterdrückungsbeginnbestimmungsabschnitt 106 und den Unterdrückungsvollendungsbestimmungsabschnitt 110 führt der Unterdrückungszustandssignalerzeugungsabschnitt 108 den Vorgang der Erzeugung eines Unterdrückungszustandssignals durch, um den Sicherheitsausgabesignalsteuerungsabschnitt 111 die Unterdrückung zu bezeichnen.
  • Ein aus dem Sicherheitsausgabesignalsteuerungsabschnitt 111 ausgegebenes Sicherheitsausgabesignal wird als Steuersignal eingesetzt, um eine Bearbeitungsmaschine innerhalb des verbotenen Bereichs stromabwärts des Tors 100 anzuhalten. Dieser Sicherheitsausgabesignalsteuerungsabschnitt 111 steuert ein Sicherheitsausgabesignal basierend auf dem Ergebnis der Bestimmung durch den ersten Eintrittsbestimmungsabschnitt 112 zum Festellen des Eintritts in den Schutzbereich A inklusive des Unterdrückungsbereichs, auf einem Ergebnis der Bestimmung seitens des zweiten Eintrittsbestimmungsabschnitts 114 zum Feststellen des Eintritts in den Schutzbereich A ohne den Unterdrückungsbereich, und auf einem Unterdrückungszustandssignal, das vom Unterdrückungszustandssignalerzeugungsabschnitt 108 ausgegeben wurde. Insbesondere wenn das Unterdrückungszustandssignal auf nicht Unterdrücken steht, steuert der Sicherheitsausgabesignalsteuerungsabschnitt 111 die Sicherheitsausgabe auf AUS, wenn das Bestimmungsergebnis über den Eintritt in den Schutzbereich A seitens des ersten Eintrittsbestimmungsabschnitts 112 der Zustand der Erfassung ist, und der Sicherheitsausgabesignalsteuerungsabschnitt 111 steuert die Sicherheitsausgabe auf AN, wenn das Bestimmungsergebnis der Zustand der Nicht-Erfassung ist. Wenn andererseits das Unterdrückungszustandssignal auf Unterdrücken steht, steuert der Sicherheitsausgabesignalsteuerungsabschnitt 112 die Sicherheitsausgabe auf AUS, wenn das Bestimmungsergebnis über den Eintritt in den Schutzbereich A seitens des zweiten Eintrittsbestimmungsabschnitts 114 der Zustand der Erfassung ist, und der Sicherheitsausgabesignalsteuerungsabschnitt 111 steuert die Sicherheitsausgabe auf AN, wenn das Ergebnis der Bestimmung der Nichterfassungszustand ist.
  • 24 und 25 zeigen Betriebsbeispiel bezüglich der Förderung des Werkstücks W durch die Fördervorrichtung V der 22, und 24(a) bis 24(c) und 25(d) und 25(e) sind Zeitabfolgen. Wenn das Objekt N in den Schutzbereich A des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1, der am Tor 100 installiert ist, zu einem Zeitpunkt (24(a)) eintritt, an dem das Werkstück W nicht mit dem ersten Unterdrückungssensor 101 beeinflusst, wird vom photoelektrischen optischen Abtastschalter ein AUS-Signal (ein den Betrieb nicht erlaubendes Signal ausgegeben.
  • 24(b) zeigt einen Fall, bei dem das vordere Ende des Werkstücks W zwischen dem ersten Unterdrückungssensor 101 und dem zweiten Unterdrückungssensor 102 liegt, und das Werkstück W unterbricht das vom Lichtprojektionsabschnitt des ersten Unterdrückungssensors 1 emittierte Licht. In diesem Fall befindet sich nur der erste Unterdrückungssensor 101 im Zustand der Erfassung.
  • 24(c) zeigt einen Fall, bei dem das Vorderende des Werkstücks W den zweiten Unterdrückungssensor 102 beeinflusst, und das Werkstück W unterbricht das Licht, welches von den jeweiligen Lichtprojektionsabschnitten sowohl des ersten als auch des zweiten Unterdrückungssensors 101, 102 emittiert wird. In diesem Fall befinden sich sowohl der erste als auch der zweite Unterdrückungssensor 101, 102 im Erfassungszustand, und dadurch, dass der erste und zweite Erfassungssensor 101, 102 in dieser Reihenfolge in den Erfassungszustand übergehen, wird die Unterdrückungsfunktion im Unterdrückungsbereich 98 im Schutzbereich A ausgeführt. Selbst wenn daher das Werkstück W durch den Unterdrückungsbereich 98 im Schutzbereich A des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 am Tor 100 durchfährt, wird kein Warnsignal ausgegeben.
  • 25(d) zeigt einen Zustand, bei dem das hintere Ende des Werkstücks W mit dem Unterdrückungsbereich 98 des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 in Wechselwirkung tritt, und das Werkstück W tritt auch mit dem dritten Unterdrückungssensor 103 auf der stromabwärts gelegenen Seite des Tors 100 in Wechselwirkung. In diesem Fall wird der Unterdrückungszustand aufrecht erhalten.
  • 25(e) zeigt einen Zustand, bei dem das hintere Ende des Werkstücks W mit dem vierten Unterdrückungsbereich 104 in Wechselwirkung tritt indem der Unterdrückungssensor 103 in den Nichterfassungszustand übertritt, wird der Unterdrückungsbereich 98 des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 zurückgesetzt, und unmittelbar nach Eintritt des Objekts M in den Schutzbereich A des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 wird ein Warnsignal ausgegeben.
  • 26 ist ein Zeitdiagramm der in 24 und 25 beschriebenen Abläufe. Jeder der ersten bis vierten Unterdrückungssensoren 101 bis 104 befindet sich auf niedrigem Pegel (AUS-Zustand) im Nichterfassungszustand und gibt im Erfassungszustand ein Signal auf hohem Pegel (AN-Zustand) aus.
  • Es ist anzumerken, dass in dem Zeitdiagramm der 26 das Wort ”JA” bei dem photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 bedeutet, dass ein Objekt M in den Schutzbereich A eingetreten ist, und ”NEIN” bedeutet, dass kein Objekt M in den Schutzbereich A eingetreten ist.
  • Bei der Bewegung des Werkstücks W gehen der erste bis vierte Unterdrückungssensor 101 bis 104 nacheinander in den Erfassungszustand über. Wenn der Zeitunterschied T1 zwischen dem Übergang des ersten Unterdrückungssensors 101 in den Erfassungszustand und der Übergang des zweiten Unterdrückungssensors 102 in den Erfassungszustand sich in einem vorbestimmten Intervall befindet, wird ein Unterdrückungssignal synchron mit dem Anstieg eines Ausgabesignals des zweiten Unterdrückungssensors 102 auf hohem Pegel geschaltet, und die Unterdrückung beginnt im Unterdrückungsbereich 98 des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1. Daher ist während dieses Unterdrückungsvorgangs der Unterdrückungsbereich 98 im Schutzbereich A des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 praktisch ein unwirksamer Bereich.
  • Wenn die abgelaufene Zeit T2 vom Beginn des Unterdrückungszustands nicht kleiner wird als die vorbestimmte Zeit Tc und wenn der photoelektrische optische Abtastschalter 1 den Eintritt des Objekts (Objekt M) in den Schutzbereich A ohne den Unterdrückungsbereich sensorisch erfasst, wird die Unterdrückung zwangsweise beendet. Beim Einstellen der vorbestimmten Zeit Tc kann der Benutzer einen oberen Grenzwert wie z. B. fünf Minuten einstellen. Es ist zu bemerken, dass obwohl die Beschreibung unter Zuhilfenahme des Beispiels von photoelektrischen Sensoren als ersten bis vierten Unterdrückungssensoren 101 bis 104 gegeben wurde, ein ”Radio Acoustic Wave Sensor” ein Ultraschallsensor oder ein Berührungssensor als Unterdrückungssensor eingesetzt werden können.
  • Wenn des Weiteren Werkstücke W mit unterschiedlichen Höhen mit der Fördervorrichtung V gemäß einer vorbestimmten Regel gefördert werden, kann der Zeitpunkt an dem das Werkstück W durch das Tor 100 durchtritt, durch einen Sensor erfasst werden, der auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Tors 100 angeordnet ist, und basierend auf einem Zeitgebersignal von diesem Sensor kann der Unterdrückungsbereich 98 in Übereinstimmung mit der Höhe des Werkstücks W eingeschaltet werden.
  • 27 bis 29 sind Ansichten zur Erläuterung beispielhafter Fälle der Einstellung einer Vielzahl von Unterdrückungsbereichen 98, die jeweils Werkstücken W mit unterschiedlichen Höhen und Breiten entsprechen.
  • Wenn hier ein Kraftfahrzeug beispielhaft als Werkstück W angenommen wird, besitzt eine erste Art von Kraftfahrzeug W eine relativ große Höhe und eine relativ geringe Breite. Im Gegensatz hierzu besitzt eine zweite Art von Kraftfahrzeug W2 eine relativ geringe Höhe und eine relativ große Breite. Mit Bezug auf 27 bis 29 ist die linke Seite der beiden Seiten, zwischen denen sich das Tor 100 befindet, der Nicht-Zutrittsbereich, der photoelektrische optische Abtastschalter 1 ist am mittleren Abschnitt des oberen Querbalkens des Tors 100 angeordnet und die Abtastoberfläche 39 dieses photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 ist entlang einer vom Tor 100 umgebenen vertikalen Oberfläche festgelegt, wodurch von dem photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 ein Lichtvorhang an der Öffnung des Tors 100 gebildet wird.
  • Jeder der vom photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 ausgehenden Pfeil zeigt beispielhaft eine optische Achse des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1. In 28 wird ein erster Unterdrückungsbereich 98 (1) in Form eines relativ niedrigen Trapezes festgelegt, wenn die zweite Art von Fahrzeug W2 durch das Tor 100 durchtritt, und ein zweiter Unterdrückungsbereich 98 (2) in Form eines relativ hohen Trapezes wird festgelegt, wenn die erste Art von Fahrzeug W1 durch das Tor 100 durchtritt. Wenn die Durchtrittsreihenfolge der beiden Arten von Fahrzeug W durch das Tor 100 zuvor festgelegt wurde, wird der Unterdrückungsbereich 98 entsprechend den Fahrzeugarten in Übereinstimmung mit dieser Reihenfolge festgelegt.
  • 30 bis 32 zeigen Beispiele, bei denen im Falle der Förderung unterschiedlicher Arten von Werkstücken W, eine Vielzahl von Unterdrückungsbereichen 98, die mit den jeweiligen Außenkanten der unterschiedlichen Arten von Werkstücken W übereinstimmen, festgelegt werden, um so den jedem Werkstück W entsprechenden Unterdrückungsbereich 98 festzulegen, wobei die Höhe des Werkstücks W durch dessen Erfassung mithilfe der Sensoren 121 bis 123 definiert wird, und die Art des Werkstücks W basierend auf dieser Höhe definiert wird.
  • Mit Bezug auf 30 ist ein Beispiel der Steuerung gezeigt, bei der der photoelektrische optische Abtastschalter 1 in einer vertikal nach unten zeigenden Richtung am Tor 100 angeordnet ist, und ein Reflexlichtvorhang von den optischen Achsen dieses photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 an der Öffnung des Tors 100 gebildet wird. An seiner aufsteigenden Säule (Pfeiler) 100a sind vertikal beabstandet voneinander ein niedrig positionierter Sensor 121, ein mittig positionierter Sensor 122 und ein hoch positionierter Sensor 123 in einer niedrigen, mittleren und hohen Position angeordnet. Ein Beispiel der Steuerung besteht darin, dass bevor das Werkstück W in das Tor 100 eintritt, d. h. bevor das Werkstück W durch einen von den optischen Achsen des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 gebildeten Lichtvorhangs durchtritt, die Höhe des Werkstücks W mithilfe einer Kombination der AN/AUS-Zustände des niedrig positionierten, des mittig positionierten und des hoch positionierten Sensors 121 bis 123 bestimmt wird und die Art des Werkstücks W basierend auf dieser Höhe bestimmt wird, um die Unterdrückungsbereiche 98 (1) bis 98 (4) entsprechend den jeweiligen Außenkanten der Werkstücke W zu schalten.
  • 31A zeigt einen Fall, bei dem Licht in alle Sensoren 121 bis 123 eintritt, die an Positionen mit unterschiedlichen Höhen angeordnet sind, nämlich der niedrigen, mittigen und hohen Position. In diesem Fall wird das Werkstück W als eines mit einer solchen Höhe angesehen, dass es nicht mit dem niedrig positionierten Sensor 121 in Wechselwirkung tritt, und daher wird ein erster Unterdrückungsbereich 98 (niedrig) festgelegt, welcher relativ niedrig ist, oder ein erster Unterdrückungsbereich 98 (niedrig), in welchem praktisch kein Unterdrückungsbereich vorhanden ist.
  • 31B zeigt einen Fall, bei dem unter den Sensoren 121 bis 123, die an den Positionen mit unterschiedlicher Höhe, nämlich der niedrigen, mittleren und hohen Position, angeordnet sind, der niedrig positionierte Sensor 121 mit dem Werkstück W in Wechselwirkung tritt und das Licht unterbrochen wird. In diesem Fall wird das Werkstück W als eines angesehen, das höher als die vorgesehene Höhe des niedrig positionierten Sensors 121 ist, aber niedriger als die vorgesehene Höhe des mittig positionierten Sensors 122, und daher wird ein zweiter Unterdrückungsbereich 98 (mittig) mit einer moderaten Höhe festgelegt.
  • 32C zeigt einen Fall, bei dem unter den Sensoren 121 bis 123, die an Positionen mit unterschiedlichen Höhen, nämlich der niedrigen, mittleren und hohen Position angeordnet sind, der niedrig positionierte Sensor 121 und der mittig positionierte Sensor 122 mit dem Werkstück W in Wechselwirkung treten und das Licht unterbrochen wird. In diesem Fall wird das Werkstück W als eines angesehen, das höher als die vorgesehene Höhe des mittig positionierten Sensors 122 ist, jedoch niedriger als die vorgesehene Höhe des hoch positionierten Sensors 123, und daher wird ein dritter Unterdrückungsbereich 98 (hoch) festgelegt, welcher relativ hoch ist.
  • 32(d) zeigt einen Fall, bei dem Licht zu allen Sensoren 121 bis 123 an der niedrigen bis zur hohen Position unterbrochen wird. In diesem Fall wird das Werkstück W als eines angesehen, das so hoch ist, dass es mit dem hoch positionierten Sensor 123 in Wechselwirkung tritt, und daher wird ein vierter Unterdrückungsbereich 98 (ultrahoch) mit der größten Höhe festgelegt. Dieser vierte Unterdrückungsbereich 98 (ultrahoch) kann der gesamte Schutzbereich A sein (”vollständige Unterdrückung”).
  • Wie eben beschrieben, werden eine Vielzahl von willkürlichen Unterdrückungsbereichen 98 im Schutzbereich A des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 eingerichtet, ein geeigneter Schutzbereich 98 wird zum erforderlichen Zeitpunkt für eine erforderliche Zeitdauer festgelegt und wenn ein anderer Unterdrückungsbereich 98 geeignet ist, kann der Unterdrückungsbereich zu diesem anderen Unterdrückungsbereich 98 umgeschaltet werden.
  • Es ist anzumerken, dass sobald eine Ausgabe des niedrig positionierten, mittig positionierten und hoch positionierten Sensors 121 bis 123 in einen AN-Zustand (der Erfassung des Werkstücks W = Zustand der Lichtunterbrechung) der Übergang zum AUS-Zustand nicht unmittelbar gemacht wird, selbst wenn Licht dann einfällt, sondern der Wechsel zum AUS-Zustand gemacht wird, nachdem Licht für einen zuvor festgelegten vorbestimmten Zeitraum weiter einfällt. Dieser vorbestimmte Zeitraum wird vom Benutzer so festgelegt, dass die Ausgabe von jedem der niedrig positionierten, mittig positionierten und hoch positionierten Sensoren 121 bis 123 auf AUS geschaltet wird, nachdem das Werkstück W vollständig durch den von den optischen Achsen des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 gebildeten Lichtvorhang durchgetreten ist.
  • In dem mit Bezug auf 30 bis 32 erläuterten Beispiel wird der Unterdrückungsbereich 98 im Schutzbereich A vorgesehen, während eine Vielzahl von Bereichen als Schutzbereich 98 als Unterdrückungsbereich 98 eingerichtet werden, um den Unterdrückungsbereich 98 nach Bedarf umzuschalten. Als abgewandeltes Beispiel hiervon kann ein Bereich, bei dem der Schutzbereich 98 (niedrig) der 31(a) entfernt wurde, als Schutzbereich A festgelegt werden, und diesem Schutzbereich A kann der Unterdrückungsbereich 98 (niedrig) hinzugefügt werden. natürlich kann ein Bereich, bei dem der Unterdrückungsbereich 98 (mittig) der 31(b) entfernt wurde, als Schutzbereich A eingestellt werden, und diesem Schutzbereich A kann der Unterdrückungsbereich 98 (mittig) hinzugefügt werden. Auf ähnliche Weise kann auch im Fall der 32(c) ein Bereich, bei dem der Unterdrückungsbereich 98 (hoch) der 32(c) entfernt wurde, als Schutzbereich A festgelegt werden, und diesem Schutzbereich A kann der Unterdrückungsbereich 98 (hoch) hinzugefügt werden. Auf ähnliche Weise kann auch im Fall der 32(d) ein Bereich, bei dem der Unterdrückungsbereich 98 (ultrahoch) der 32(d) entfernt wurde, als Schutzbereich A festgelegt werden, und diesem Schutzbereich A kann der Unterdrückungsbereich 98 (ultrahoch) hinzugefügt werden.
  • Wenn des Weiteren Licht auf jeden der Sensoren 121 bis 123 einfällt, die an den Positionen mit unterschiedlichen Höhen, nämlich der niedrigen, mittigen und hohen Position, angeordnet sind, kann der Schutzbereich A (dem der erste Unterdrückungsbereich 98 (niedrig) hinzugefügt wurde), welcher in Bezug auf 31(a) beschrieben wurde, festgelegt werden, und wenn der niedrig positionierte Sensor 121 mit dem Werkstück W in Wechselwirkung tritt und das Licht unterbrochen wird, kann der Schutzbereich A zum Schutzbereich A (dem der zweite Unterdrückungsbereich 98 (mittig) hinzugefügt wurde) umgeschaltet werden, welcher in Bezug auf 31(b) beschriebe wurde, und dann festgelegt werden. Wenn des Weiteren der niedrig positionierte Sensor 121 und der mittig positionierte Sensor 122 mit dem Werkstück W in Wechselwirkung treten und das Licht unterbrochen wird, kann der Schutzbereich A zum Schutzbereich A (dem der dritte Unterdrückungsbereich 98 (hoch) hinzugefügt wurde) umgeschaltet werden und dann festgelegt werden, und wenn Licht an alle Sensoren 121 bis 123 an der niedrigen bis zur hohen Position unterbrochen wird, kann der Schutzbereich A zum Schutzbereich A (dem der vierte Unterdrückungsbereich 98 (ultrahoch) hinzugefügt wurde) umgeschaltet werden und dann festgelegt werden.
  • Schutzbereichsumschaltsteuerung:
  • Eine Vielzahl von Schutzbereichen A(1) bis A(3) kann im Vorfeld ohne einen Unterdrückungsbereich festgelegt werden und der Schutzbereich A kann in einer vorbestimmten Reihenfolge umgeschaltet werden. 33 ist ein Beispiel zur Erläuterung eines Beispiels, auf das ein solches Umschalten angewendet wird. Der photoelektrische optische Abtastschalter 1 kann im Vorfeld sowohl am vorderen Ende eines Lastwagens 133 installiert werden, der von selbst entlang eines bestimmten Fahrwegs innerhalb einer Fabrik oder ähnlichem fährt, und die Schutzbereiche A(1) bis A(3) werden entsprechend dem Zustand des Fahrwegs 131 umgeschaltet. Wenn in diesem Fall angenommen wird, dass drei Schutzbereich A(1) bis A(3) festgelegt werden, kann erlaubt werden, die Reihenfolge des Umschaltens dieser Schutzbereiche A(1) bis A(3) in Übereinstimmung mit einem Eingabesignal vom Lastwagen 130 (einem Betriebsvorgang des Lastwagens 130) zuvor festlegen. Im Fall der 33 wird die Reihenfolge der Umschaltung des Schutzbereichs A festgelegt auf ”A(1) → A(2) → A(3) → A(1)”, und diese Umschaltung des Schutzbereichs A kann so eingestellt werden, dass sie basierend beispielsweise auf einem Signal vom Lastwagen 130 ausgeführt wird, das mit den Orientierungen der Reifen des Lastwagens 130 verbunden ist.
  • Wenn des Weiteren das Anhalten des Lastwagens 130 beim Umschalten des Schutzbereichs A mit einbezogen wird, kann eine Funktion zum temporären Abschalten der Laserlichtemission gesehen werden, nämlich die Lichtprojektionsstoppfunktion. Mit der Funktion wird die Sicherheitsausgabe auf AUS geschaltet und somit wird dem Lastwagen 130 ein den Betrieb nicht erlaubendes Signal übermittelt, da jedoch der Lastwagen 130 angehalten hat, bevor die Emission des Laserlichts gestoppt wurde, ist es aus praktischer Sicht nicht von Nachteil, und währenddessen ist es möglich, eine unnötige Wechselwirkung von Licht mit einem anderen photoelektrischen Schalter zu verhindern.
  • Eine Vielzahl von Ausgabesystemen:
  • Wie oben beschrieben ist der photoelektrische optische Abtastschalter als Sicherheitsvorrichtung mit der Unterdrückungsfunktion versehen. Während vorgeschlagen wurde, den photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 ähnlich dem photoelektrischen Schalter mit mehreren optischen Achsen mit mehreren weiteren Funktionen zu versehen und eine neue Funktion auch in Zukunft entwickelt werden kann eine Sperrfunktion als Beispiel genannt werden. die Sperrfunktion ist eine Funktion, die eine automatische Änderung der Sicherheitsausgabe des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 vom AUS-Zustand (den Betrieb nicht erlaubend) zum AN-Zustand (den Betrieb erlaubend) verhindert wird, und diese Sperrfunktion dient dazu, eine unbeabsichtigte Aktivierung oder erneute Aktivierung einer Maschine zu verhindern.
  • Des Weiteren werden eine Start-Sperrfunktion und eine Neustart-Sperrfunktion im photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 eingerichtet. Die Start-Sperrfunktion ist eine Funktion, bei der zum Zeitpunkt des Anschaltens des Stroms oder der Wiederherstellung der Stromversorgung nach einem Stromausfall die Sicherheitsausgabe im AUS-Zustand normal gehalten wird, bis die Start-Sperrfunktion manuell zurückgesetzt wird. Die Neustart-Sperrfunktion ist eine Funktion, die zum Zeitpunkt, an dem photoelektrische optische Abtastschalter 1 während seines Betriebs in den AUS-Zustand gelangt, die Sicherheitsausgabe im AUS-Zustand hält, bis die Neustart-Sperrfunktion manuell zurückgesetzt wird. Des Weiteren kann gemäß einem Betriebsmodus individuell gewählt werden, ob diese Funktionen frei geschaltet sind oder nicht. Z. B. sind in einem Modus mit manuellem Start und manuellem Neustart beide Sperrfunktionen frei geschaltet, in einem Modus mit manuellem Start und Auto-Neustart ist die Start-Sperrfunktion frei geschaltet, während die Neustart-Sperrfunktion nicht frei geschaltet ist, und in einem Auto-Start, Auto-Neustart-Modus sind beide Sperrfunktionen nicht frei geschaltet.
  • Es ist bevorzugt, dass der photoelektrische optische Abtastschalter 1 Ausgaben einer Vielzahl von Systemen aufweist und der Benutzer in der Lage ist, eine Vielzahl von Sicherheitsfunktionen, wie z. B. die Unterdrückungsfunktion und die Sperrfunktion, sowie einen Betriebsmodus in Bezug auf die Ausgabe jedes Systems einzustellen. 34 zeigt ein Beispiel hiervon. Der Arbeitsroboter 2 ist in einem vom Schutzzaun 3 umgebenden Gefahrenbereich installiert, und dieser Arbeitsroboter 2 führt eine Bearbeitung am Werkstück W auf einer Werkstückauflage 140 durch. Dieser Bearbeitungsroboter 2 besitzt Werkstückfördertische 141a, 141b auf seiner rechten und linken Seite, und jeder Werkstückfördertisch 141a (oder 141b) wird durch eine Schiene 142a (oder 142b) geführt, um von selbst rückwärts und vorwärts zu verfahren. Jeder Werkstückfördertische 141a (oder 141b) kann eine erste Position in der Nähe des Bearbeitungsroboters 2 und eine zweite Position in der Nähe einer Schnittstelle 143 annehmen, welche vom Bearbeitungsroboter 2 entfernt liegt und Zugang nach außen besitzt. In dieser zweiten Position platziert die Bedienperson ein Werkstück auf die Werkstückförderbank 141a (oder 141b) und der Werkstückfördertisch 141a (oder 141b) bewegt sich zur ersten Position, wenn er das Werkstück W aufgenommen hat. Der Bearbeitungsroboter 2 empfängt das Werkstück vom Werkstückfördertisch 141a (oder 141b) in der ersten Position und bearbeitet das empfangene Werkstück W auf der Werkstückauflage 140.
  • In der Nähe der rechten und linken Schnittstellen 143a, 143b werden vom photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 jeweils Schutzbereiche A(a), A(b) festgelegt. In diesen photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 werden Signale vom ersten und zweiten Unterdrückungssensor 101a (oder 101b), 102a oder (102b) eingegeben, welche in der Nähe jeder Schnittstelle 143a oder (143b) angeordnet sind.
  • Der photoelektrische optische Abtastschalter 1 besitzt ein erstes und zweites Ausgabesystem 145, 146, wobei das erste Ausgabesystem 145 mit einer Antriebsquelle des Werkstücksfördertischs 141 verbunden ist und das zweite Ausgabesystem 146 mit einer Antriebsquelle des Bearbeitungsroboters 2 verbunden ist. Das zweite Ausgabesystem 146 des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 besitzt die Unterdrückungsfunktion (35). Das erste Ausgabesystem 145 gibt als Sicherheitsausgabe ein AUS-Signal zum Werkstückfördertisch 141 aus, wenn das Objekt M (z. B. die Bedienperson) in den Schutzbereich A eintritt. Die Unterdrückungsfunktion wird im zweiten Ausgabesystem 146 festgelegt, und während die Unterdrückungsfunktion in Betrieb ist, selbst wenn beispielsweise die Bedienperson in den Schutzbereich A eintritt, wird unabhängig von der sensorischen Erfassung des Eintritts ein AN-Signal (Sicherheitssignal) als Sicherheitsausgabe an den Bearbeitungsroboter 2 ausgegeben.
  • Die Unterdrückungsfunktion des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 wird in Betrieb gesetzt, wenn der erste und zweite Unterdrückungssensor 101a (oder 101b), 102a (oder 102b) den Werkstückfördertisch 141a (oder 141b) sensorisch erfassen und der Betrieb der Unterdrückungsfunktion wird gestoppt, wenn der erste und zweite Unterdrückungssensor 101a (oder 101b), 102a (oder 102b) den Werkstückfördertische 141a (oder 141b) sensorisch nicht erfassen.
  • Zurückkehrend zur 34 zeigt 34 einen Zustand, bei dem der rechte Werkstückfördertisch 141a in der zweiten Position angeordnet ist und die rechte Schnittstelle 143a durch den rechten Werkstückfördertisch 141a verschlossen ist. dieser rechte Werkstückfördertisch 141a bringt den ersten und zweiten Unterdrückungssensor 101a, 102a in einen Zustand der Lichtunterbrechung, und dadurch befindet sich das zweite Ausgabesystem 146 des photoelektrischen Schalters zu optischen Abtastung 1 in einem Unterdrückungszustand. Selbst wenn eine Bedienperson in den rechten Schutzbereich A(a) eintritt und das Werkstück auf den rechten Werkstückfördertische 141a platziert oder das bereits bearbeitete Werkstück W auf dem rechten Werkstückfördertische 141a in Empfang nimmt, wird daher das Sicherheitssignal an den Bearbeitungsroboter 2 ausgegeben, da das zweite Ausgabesystem 146 im Unterdrückungszustand ist, und der Bearbeitungsroboter 2 kann die Bearbeitung durchführen. Andererseits erzeugt das erste Ausgabesystem 145 aufgrund des Eintritts der Bedienperson in den Schutzbereich A(a) ein Warnsignal und gibt das Warnsignal an den rechten Werkstückfördertisch 141a aus, wodurch der rechte Werkstückfördertisch 141a in einen Zustand gebracht wird, bei dem der Betrieb angehalten ist. Selbst wenn der rechte Werkstückfördertisch 141a das Warnsignal vom photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 empfängt, ist es vernünftigerweise nicht nachteilhaft, da der Zustand des rechten Werkstückfördertischs 141a, der sich in der Nähe der rechten Arbeitsschnittstelle 143a in einem angehaltenen Zustand befindet, unverändert bleibt und es währenddessen möglich ist, einen abrupten Betrieb des rechten Werkstückfördertischs 141a zu verhindern, um so zu verhindern, dass ein Eintrittsweg in das Innere des Schutzzauns 3 erzeugt wird, indem die rechte Schnittstelle 143a, die vom Werkstückfördertische 141a verschlossen ist, geöffnet wird.
  • Der linksseitige Werkstückfördertisch 141b ist in einer Position neben dem Bearbeitungsroboter 2 angeordnet und die linke Schnittstelle 143b befindet sich in einem offenen Zustand. Da ein Bereich in der Nähe dieser linken Schnittstelle 143b vom photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 als Schutzbereich A(b) festgelegt wurde, werden an den linken Werkstückfördertisch 141b und den Bearbeitungsroboter 2 durch das erste und zweite Ausgabesystem 145, 146 Warnsignale ausgegeben, wenn die Bedienperson diesen linken Schutzbereich A(b) betritt, und der linke Werkstückfördertisch 141b und der Bearbeitungsroboter 2 werden notfallmäßig angehalten.
  • Unter der Annahme, dass der photoelektrische Schalter der optischen Abtastung 1 lediglich ein Ausgabesystem hat, und wenn dieser Ausgang geteilt wird und der geteilte Ausgang des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 mit dem Werkstückfördertisch 141 und dem Bearbeitungsroboter 2 verbunden wird, kann die Unterdrückungsfunktion nicht eingesetzt werden, um einen abrupten Betrieb des Werkstückfördertischs 141a zu verhindern, und der Bearbeitungsroboter 2 wird angehalten, während die Bedienperson in den Schutzbereich A eintritt und Vorgänge durchführt, selbst wenn der Betrieb des Bearbeitungsroboters 2 für die im Schutzbereich A anwesende Bedienperson keine Gefahr darstellt, wodurch die Arbeitsrate verringert wird. Wenn der photoelektrische optische Abtastschalter 1 beispielsweise ein erstes und zweites Ausgabesystem besitzt und selbst wenn vom photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 die Unterdrückung eingestellt wurde, ist es möglich, eine derartige Einstellung vorzunehmen, dass die Unterdrückungsfunktion lediglich in dem mit dem Bearbeitungsroboter 2 verbundenen zweiten Ausgabesystem funktioniert und die Unterdrückungsfunktion in dem mit dem Werkstückfördertisch 141 verbundenen ersten Ausgabesystem 145 nicht funktioniert, um so die Arbeitsrate des Bearbeitungsroboters 2 zu erhöhen und gleichzeitig die Sicherheit zu gewährleisten.
  • Des Weiteren kann neben dem vorangehenden Beispiel, z. B. wenn die Werkstückfördertischen 141a, 141b und der Bearbeitungsroboter 2 synchron betrieben werden und eine elektrische Klammer (Krampe), nicht gezeigt, zum Halten des Werkstücks W auf jedem der Werkstückfördertische 141a, 141b installiert wird, wird das zuvor erwähnte erste Ausgabesystem 145 mit einer Stromquelle der elektrischen Krampe und das zuvor genannte zweite Ausgabesystem 146 wird mit dem Bearbeitungsroboter 2 und dem rechten Werkstückfördertisch 141a verbunden, welche synchron betrieben werden, wodurch es der Bedienperson erlaubt wird, das Werkstück W sicher von der elektrischen Krampe in Empfang zu nehmen und ihr zu übergeben, das Werkstück W zu ändern, und das Werkstück W aus der elektrischen Krampe zu entfernen, während der Bearbeitungsroboter 2 in Betrieb ist. Es ist anzumerken, dass anders als beim vorangehenden Beispiel die rechte Schnittstelle 143a, die durch den Werkstückfördertisch 141a verschlossen ist, aufgrund des abrupten Betriebs des Werkstückfördertischs 141a geöffnet wird, was die Erzeugung eines Eintrittswegs in das Innere des Schutzzauns 3 bewirken kann. Jedoch wird in diesem Fall der Unterdrückungszustand zurückgesetzt, da der Unterdrückungssensor 101 in einen Nichterfassungszustand (Lichteintrittszustand) gelangt. Daher werden zum Zeitpunkt der Zurücksetzung der Unterdrückung der Bearbeitungsroboter 2 und der Werkstückfördertisch 141a notfallmäßig angehalten, sodass die Sicherheit der Bedienperson gewährleistet werden kann.
  • Hier bedeutet Nothalt die Freigabe der Neustart-Sperrfunktion, und die Neustart-Sperrfunktion wurde auf dem zweiten Ausgabesystem 146 freigegeben. Wenn in den vorangehenden zwei Beispielen das zweite Ausgabesystem 146 in den AUS-Zustand gelangt, wird die rechte Schnittstelle 143a, die vom Werkstückfördertische 141a verschlossen war, geöffnet, was die Erzeugung eines Eintrittswegs in das Innere des Schutzzauns 3 bewirken könnte. Nachdem daher das zweite Ausgabesystem 146 in den AUS-Zustand gelangt ist, da die Bedienperson in den Schutzbereich A eingetreten ist, und selbst obwohl der photoelektrische optische Abtastschalter 1 der Ansicht ist, dass die Bedienperson den Schutzbereich A verlassen hat, kann er nicht überprüfen, ob die Bedienperson durch den Eintrittsweg den Schutzzaun 3 nach außen verlassen hat oder in das Innere des Schutzzauns 3 eingetreten ist, obwohl es feststellen kann, dass kein Objekt M im Schutzbereich A vorhanden ist. Aus diesem Grund wird eine mit dem zweiten Ausgabesystem 146 verbundene Maschine (Gefahrenquelle) nicht automatisch neu gestaltet, und der photoelektrische optische Abtastschalter 1 bestimmt, ob das zweite Ausgabesystem 146 in den AN-Zustand gebracht wird oder nicht, bis eine nach einer künstlichen Sicherheitsüberprüfung durch, manuell eingegebene Zurücksetzung akzeptiert wird.
  • Da andererseits das erste Ausgabesystem 141 sich im AUS-Zustand befindet, selbst wenn die Bedienperson einen normalen Betrieb durchführt und der Eintrittsweg durch den Werkstückfördertisch 141a im Normalzustand verschlossen ist, kann angenommen werden, dass die Bedienperson den Schutzzaun 3 nach außen verlassen hat, wenn vom photoelektrischen Schalter zu optischen Abtastung verifiziert werden kann, dass sich kein Objekt M im Schutzbereich A befindet, wobei es bevorzugt ist, dass die mit dem ersten Ausgabesystem 145 verbundene Maschine (Gefahrenquelle) automatisch neu gestartet wird. Da die Maschine (Gefahrenquelle) normal angehalten wurde, heißt dies, dass es bevorzugt ist, dass die Maschine (Gefahrenquelle) zu dem Zeitpunkt automatisch neu gestartet wird, an dem die Bedienperson den Schutzbereich A verlässt, und somit ist auch die Arbeitseffizienz günstig. Dementsprechend kann das erste Ausgabesystem 145 auf einen Modus eingestellt werden, bei dem die Neustart-Sperrfunktion nicht freigegeben ist, d. h. den Modus mit manuellem Start und automatischem Neustart oder dem Modus mit automatischem Start und automatischen Neustart. Im Gegensatz dazu umfasst das zweite Ausgabesystem 146 den Nothalt, und es ist somit nicht wünschenswert, dass die Maschine (Gefahrenquelle) automatisch neu gestartet wird, selbst wenn die Bedienperson den Schutzbereich A verlässt. Es ist daher bevorzugt, das zweite Ausgabesystem 146 im Modus mit manuellem Start und manuellem Neustart zu betreiben, indem die Neustart-Sperrfunktion darauf freigegeben wird. Zusätzlich kann es so konfiguriert werden, dass wenn ein beliebiges Ausgabesystem aus einer Vielzahl von Ausgabesystemen, auf dem die Sperrfunktion freigegeben wurde, in den AUS-Zustand gelangt, es als Nothalt angesehen wird und die anderen Ausgabesysteme ebenfalls in den AUS-Zustand gebracht werden. Dies kann den Vorteil des automatischen Neustarts bei normalem Betrieb bereitstellen und bringt auch alle Ausgabesysteme in den AUS-Zustand zum Zeitpunkt des Nothalts, und der Zustand verbleibt bis zum AN-Zustand unverändert, zumindest bis eine manuell eingegebene Zurücksetzung durchgeführt wird, sodass die Sicherheit gewährleistet werden kann.
  • Wie oben in Bezug auf eine Vielzahl von Funktionen und Modi beschrieben wurde, die vom Benutzer im photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 einstellbar sind, ist ein einzelner photoelektrischer optischer Abtastschalters 1 in der Lage, auf rationelle Weise mit verschiedenen Zuständen zu recht zu kommen, da der photoelektrische optische Abtastschalter 1 eine Vielzahl von Ausgabesystemen besitzt und mit einer Funktion und einem Modus in Bezug auf jedes der Ausgabesysteme eingestellt werden kann.
  • Obwohl des Weiteren das Beispiel gezeigt wurde, bei dem ein Schutzbereich A(1) eingestellt wird, ist dies nicht einschränkend, und Schutzbereiche können separat in Bezug auf das erste und zweite Ausgabesystem 145, 146 durch die Einstellung seitens des Benutzers zugewiesen werden. In dem Fall einer Konfiguration, bei der die Schutzbereiche separat zugewiesen werden, kann man die Konfiguration so vornehmen, das eine Einstellung eines Schutzbereichs sich in einer Einstellung des anderen Schutzbereichs widerspiegeln kann, um so die Schutzbereiche mit identischer Form und Position festzulegen, oder die Konfiguration kann so vorgenommen werden, dass ein Einstellmodus zum Einstellen der Schutzbereiche in identischer Form und Position vorgesehen wird. Weiter ist jedes der ersten und zweiten Ausgabesysteme 145, 146 bevorzugt mit zwei Ausgaben (OSSD1, OSSD2, OSSD3, OSSD4) konfiguriert, die identische Ausgangszustände (AN-Zustand/AUS-Zustand) aufweisen. Im AN-Zustand ist jede Ausgabe mit einem Selbstdiagnose-Impuls überlagert, d. h. einem Inspektionssignal, mit welchem sich der Zustand von dem AN-Zustand unmittelbar in den AUS-Zustand ändert (in einer derartigen Zeitdauer, dass eine mit jeder Ausgabe verbundene externe Vorrichtung daran gehindert wird, die Änderung der Ausgabe zum AUS-Zustand zu erkennen), und die Fehlermessvorrichtung 58 überprüft, ob jede Ausgabe jederzeit auf AUS geschaltet werden kann. Wie weiter in 36 gezeigt ist, wird der Zeitpunkt, zu dem der Selbstdiagnose-Impuls als Inspektionssignal überlagert wird, bei jeder Ausgabe anders festgelegt. D. h., dass bevorzugt eine Konfiguration gewählt wird, sodass die Überlagerung zu unterschiedlichen Zeitpunkten in Zeitteilung es der Fehlermessvorrichtung 58 erlaubt, zu überprüfen, dass kein Ausgang kurzgeschlossen wurde. In anderen Worten kann ein Fehler gemessen werden, selbst wenn zwischen den Sicherheitsausgängen ein Kurzschluss auftritt.
  • Wenn ein Sicherheitssignal, das die Erlaubnis des Betriebs anzeigt, ausgegeben wird, und zwar basierend auf einem diesem Sicherheitssignal überlagerten Inspektionssignal, bestimmt die Sicherheitserfassungsvorrichtung unter Verwendung eines Selbstdiagnoseimpulses, ob ein die Nicht-Erlaubnis anzeigendes Sicherheitssignal in Einheiten der Ausgabevorrichtung (OSSD) ausgegeben werden kann oder nicht, und wenn bestimmt wird, dass das Signal nicht ausgegeben werden kann (Ausgabe unmöglich), wird ein die Nicht-Erlaubnis des Betriebs anzeigendes Sicherheitssignal anstelle des die Betriebserlaubnis anzeigenden Sicherheitssignals ausgegeben, sodass eine weitere Ausgabevorrichtung (OSSD) im selben Ausgabesystem das die Nicht-Betriebserlaubnis anzeigende Sicherheitssignal an die externe Maschine (Gefahrenquelle) ausgibt, wodurch die externe Maschine erkennen kann, dass die Sicherheit nicht überprüft wurde, und zwar aufgrund des Akzeptierens des den Betrieb nicht erlaubenden Signals oder der Inkonsistenz der AN/AUS-Logik der Ausgabevorrichtungen (OSSD) im identischen Ausgabesystem. Dies gewährleistet die Sicherheit des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1.
  • Eine Vielzahl von Ausgabesystemen und individuellen Einstellungen der Erfassungsfähigkeiten:
  • Wenn der photoelektrische optische Abtastschalter 1 eine Vielzahl von Ausgabesystemen umfasst, kann das Detektionsvermögen, inklusive einer Detektionsempfindlichkeit, auch vom Benutzer in Bezug auf jedes der Ausgabesysteme einstellbar gestaltet werden. Wie ebenfalls in 2 dargestellt ist, wird die Einstellung der Erfassungsfähigkeit in Bezug auf jedes Ausgabesystem spezifische beschrieben. Es wird angenommen, dass ein erster Schutzbereich A1, der mit einer normalen Fähigkeit als Erfassungsfähigkeit (normale Fähigkeit) festgelegt wurde, und ein zweiter Schutzbereich A2, der mit einer hohen Fähigkeit festgelegt wurde, während der Rand des ersten Schutzbereichs A1 eingeschlossen wurde, durch den Benutzer festgelegt wurden. In diesem Fall kann eine solche Einstellung so erfolgen, dass die Antriebsquelle (Motor) der Maschine (Roboter) mit einer normalen Geschwindigkeit arbeitet, wenn eine zweite Sicherheitsausgabe, die dem zweiten Schutzbereich A2 entspricht, sich im AN-Zustand befindet, und die Antriebsquelle (Motor) der Maschine (Roboter) mit einer niedrigen Geschwindigkeit arbeitet, wenn die zweite Sicherheitsausgabe, die dem zweiten Schutzbereich A2 entspricht, sich im AUS-Zutand befindet. Indes kann eine solche Einstellung vorgenommen werden, dass der Antriebsquelle (Motor) der Maschine (Roboter) Strom zugeführt wird, wenn eine erste Sicherheitsausgabe, die dem ersten Schutzbereich A1 entspricht, sich im AN-Zustand befindet, und der Antriebsquelle (Motor) der Maschine (Roboter) kein Strom zugeführt wird, wenn die erste Sicherheitsausgabe, die dem ersten Schutzbereich A1 entspricht, sich im AUS-Zustand befindet. Insbesondere im Fall einer Maschine, die mit einer hohen Geschwindigkeit arbeitet, oder einer Maschine mit hoher Trägheitskraft (hohe Trägheit) wird, da der Motor nicht plötzlich angehalten werden kann, selbst wenn die Stromversorgung zum Motor unterbrochen wird, der Betrieb des Motors zu einem Betrieb mit niedriger Geschwindigkeit umgestellt, wenn das Objekt (Objekt M) im zweiten Schutzbereich A2 sensorisch erfasst wird, welcher sich weiter vom ersten Schutzbereich A1 in Bezug auf die Maschine erstreckt, wodurch das plötzliche Anhalten der Maschine (Motor) zu dem Zeitpunkt der sensorischen Erfassung des Objekts (Objekt M) im ersten Schutzbereich A1 erleichtert wird. Dementsprechend kann der Umstand, dass das Detektionsvermögen durch die Hand des Benutzers in Bezug auf jedes der beiden Ausgabesysteme einstellbar gemacht wird, die Geschwindigkeit erhöhen, mit welcher die Maschine den normalen Betrieb durchführt, während die Sicherheit gewährleistet bleibt.
  • Abgesehen von der Detektionsempfindlichkeit umfassen hier die Beispiele der einstellbaren Erfassungsfähigkeit die Reaktionszeit, das kleinste erfasste Objekt sowie eine Lichtempfangsempfindlichkeit. Die Reaktionszeit ist eine Einstellungsbedingung, die der vorbestimmten Zeit oder der Zeit entspricht, welche für eine vorbestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden Messungen des Objekts M im Schutzbereich A genommen wird, wenn der photoelektrische optische Abtastschalter 1 die Gegenwart des Objekts M innerhalb des Schutzbereichs A lediglich nach Ablauf der vorbestimmten Zeit oder nachdem die vorbestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden Messungen abgelaufen ist. Daher wird das Detektionsvermögen hoch, wenn die Reaktionszeit kurz ist, und das Detektionsvermögen wird niedrig, wenn die Reaktionszeit lang ist. Das kleinste erfasste Objekt ist ein Objekt mit minimaler Größe unter den Objekten, deren Größen zuverlässig durch den photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 erfassbar sind, und hängt von der optischen Achsdichte des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 ab. Das Detektionsvermögen wird hoch, wenn das eingestellte kleinste erfassbare Objekt klein ist (die optische Achsdichte ist hoch) und das Detektionsvermögen wird niedrig, wenn das eingestellte kleinste erfassbare Objekt groß ist (die optische Achsdichte ist niedrig). Z. B. wird die Konfiguration so vorgenommen, dass die Anzahl der optischen Achsen zur Erfassung eines Objekts bei jeder Abtastung festgelegt wird, und der photoelektrische optische Abtastschalter 1 die Gegenwart des Objekts M im Schutzbereich A lediglich dann bestimmte, nachdem das Objekt M erfasst wird, wobei die Anzahl der optischen Achsen nicht kleiner als die festgelegte Anzahl ist, wodurch es möglich gemacht wird, die optische Achsdichte in der Praxis zu ändern, umso das Detektionsvermögen zu ändern. Die Lichtempfangsempfindlichkeit bedeutet die Verstärkung eines Lichtempfangssignals oder einen Schwellenwert in Bezug auf das Lichtempfangssignal. Das Detektionsvermögen nimmt durch Erhöhen der Verstärkung oder Verringern des Grenzwerts zu, und das Detektionsvermögen nimmt durch Verringern der Verstärkung oder Erhöhung des Schwellenwerts zu.
  • Obwohl die jeweiligen Verhältnisse von Erfassungsfähigkeit und Sicherheitsfunktion (Unterdrückungsfunktion usw.) mit der Vielzahl von Ausgabesystemen separat beschrieben wurden, versteht es sich von selbst, dass das Detektionsvermögen und die Sicherheitsfunktion kombiniert werden können und dann in Bezug auf jedes Ausgabesystem festgelegt werden können. Hinsichtlich des individuellen Einstellens der Erfassungsfähigkeit mit Bezug auf jedes der Vielzahl von Ausgabesystemen ist die Einstellung natürlich nicht nur im photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 wirksam, sondern auch in den Sicherheitsvorrichtungen, wie z. B. dem photoelektrischen Schalter mit mehreren optischen Achsen und dem photoelektrischen Schalter mit einer optischen Achse. Z. B. wird der photoelektrische Schalter mit mehreren optischen Achsen horizontal am Boden installiert, einer oder eine Vielzahl von optischen Achsen auf der der Maschine (Gefahrenquelle) näherliegenden Seite werden der ersten Sicherheitsausgabe zugewiesen, und eine oder eine Vielzahl von optischen Achsen auf der von der Maschine (Gefahrenquelle) weiter entfernt liegenden Seite werden der zweiten Sicherheitsausgabe zugewiesen, wobei wie im obigen Beispiel die erste Sicherheitsausgabe so eingestellt werden kann, dass sie eine normale Erfassungsfähigkeit aufweist, und die zweite Sicherheitsausgabe so eingestellt werden kann, dass sie eine relativ hohe Erfassungsfähigkeit aufweist. Hier verhält es sich wie oben beschrieben, dass nämlich das Detektionsvermögen die Reaktionszeit, das kleinste erfassbare Objekt, die Lichtempfangsempfindlichkeit oder ähnliches bedeutet.
  • Andererseits ist hinsichtlich der individuellen Einstellung der Sicherheitsfunktion in Bezug auf jedes einer Vielzahl von Ausgabesystemen die Einstellung in einer Sicherheitsvorrichtung wie z. B. dem photoelektrischen optischen Abtastschalter wirksam, die in der Lage ist, eine Position des Objekts M zu erfassen, und abgesehen vom photoelektrischen optischen Abtastschalter kann ein Sicherheitsbildschalter genannt werden. In dem Fall eines Sicherheitsbildschalters mit einem darin eingebauten Bildelement können die Schutzbereiche in Bezug auf die erste und die zweite Sicherheitsausgabe auf einem aufgenommenen zweidimensionalen Bild festgelegt werden, oder ein Schutzraum kann in Bezug auf einen dreidimensionalen maximalen Schutzraum festgelegt werden, der aus den mit einem oder einer Vielzahl von Sicherheitsbildschaltern aufgenommenen zweidimensionalen Bildern erkannt wurde, um dadurch die Sicherheitsfunktion in Bezug auf jeden der ersten und zweiten Ausgabesysteme individuell festzulegen.
  • Obwohl der photoelektrische optische Abtastschalter 1 in den obigen Beispielen so konfiguriert ist, dass die Sicherheitsfunktion wie z. B. die Unterdrückungsfunktion oder die Sperrfunktion eingestellt werden oder das Detektionsvermögen wie z. B. die Reaktionszeit, das kleinste erfassbare Objekt oder die Lichtempfangsempfindlichkeit in Bezug auf jedes der Vielzahl von Ausgabesystemen festgelegt werden, kann des Weiteren eine solche Konfiguration gewählt werden, dass ein Zustand der unveränderten Wiedergabe eines Ausgabezustands eines weiteren Ausgabesystems und die unabhängige Einstellung lediglich eines überlagerten Selbstdiagnoseimpulses in Bezug auf jede Ausgabe gewählt werden kann oder dass eine Einstellung eines Zustands der Fixierung des Ausgabesystems auf den AUS-Zustand vom Benutzer gewählt werden kann. Das gleiche gilt auch für den Sicherheitsbildschalter.
  • Gegenmaßnahme gegen Interferenz zwischen photoelektrischen Schaltern:
  • Wie oben in Bezug auf 33 beschrieben wurde, besteht beispielsweise in dem Fall des Anbringens des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 auf dem fahrenden Lastwagen 130, und wenn ein weiterer photoelektrischer Schalter zur Abtastung 1 in der Nähe des Fahrwegs 131 installiert ist, die Möglichkeit, dass während des Bewegungsvorgangs des fahrenden Lastwagens 130 eine Wechselwirkung zwischen dem photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 auf dem Lastwagen 130 und einem anderen photoelektrischen optischen Abtastschalter 1, der in der Nähe des Fahrwegs 131 befestigt ist, auftritt. Natürlich ist dies ein bloßes Beispiel und es besteht auch die Möglichkeit, dass Wechselwirkungsprobleme zwischen photoelektrischen optischen Abtastschaltern 1 auftreten, die auf einer Vielzahl von fahrenden Lastwagen 130 angebracht sind, wenn sich diese Lastwagen 130 einander annähern. Als weiteres Beispiel kann auch ein Fall genannt werden, bei dem das Wechselwirkungsproblem zwischen einer Vielzahl von festen photoelektrischen optischen Abtastschaltern 1 auftritt. Dieses Problem ist nicht auf jenes zwischen photoelektrischen optischen Abtastschaltern 1 begrenzt, sondern das Problem der Wechselwirkung kann sogar zwischen einem photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 und einer anderen Art von photoelektrischem Schalter (Synonym für einen photoelektrischen Sensor) auftreten.
  • 37 zeigt einen Fall, bei dem Licht, das von beiden der benachbarten photoelektrischen optischen Abtastschalter 1A, 1B projiziert wird, in den jeweils anderen Eintritt, um eine Interferenz (Interferenz, Wechselwirkung) zu erzeugen, und ein Beispiel, bei dem von einer umgebenden Struktur reflektiertes Laserlicht in jeden Schalter eintritt und Interferenz bewirkt, und 38 ist ein Zeitdiagramm für die Projektion der Lichtimpulse, wenn die benachbarten photoelektrischen optischen Abtastschalter 1A, 1B miteinander Wechselwirken. Wenn das Wechselwirkungsproblem zwischen benachbarten photoelektrischen optischen Abtastschaltern 1, 1 auftritt, wird es eine Ursache des Problems, dass eine genaue Berechnung der Entfernung zum Objekt (Objekt M) verhindert wird.
  • Der photoelektrische optische Abtastschalter 1 wird so eingestellt, dass er mit den folgenden Parametern betrieben wird:
    (1) Wie oben beschrieben ist der photoelektrische optische Abtastschalter 1 mit einem photoelektrischen Drehkodierer 25 versehen, der mithilfe der Theorie des durch eine Vielzahl von in einer Umfangsrichtung gleich beabstandeten Schlitze hindurch tretenden Lichts arbeitet, und die Zeitgebung für die Lichtprojektion des Lichtprojektionselements LD wird unter Verwendung einer Ausgabe des Drehkodierers 25 definiert. Daher beträgt eine Winkelauflösung 0,36 Grad, wie oben beschrieben; (2) eine Rotationsdauer (Abtastdauer) beträgt 30 ms; und (3) eine Lichtprojektionsdauer beträgt 30 μs. D. h., dass wenn Licht alle 0,36 Grad in einer 360 Grad-Drehung projiziert wird, bei der 360 Grad-Drehung insgesamt 1000 Mal Lichtprojektionsvorgänge durchgeführt werden. Wenn 30 ms als Drehdauer (Abtastdauer) in einer Drehung festgelegt werden, beträgt die Lichtprojektionsdauer {300 ms/1000}, d. h. 30 μs. Die Abtastdauer, d. h. die Dauer einer Umdrehung des Abtastspiegels 14 wird durch eine Drehgeschwindigkeit des Motors 24 bestimmt.
  • 39 zeigt eine Situation, in der der photoelektrische optische Abtastschalter 1 Laserlicht von der Mitte der optischen Achse aus radial projiziert. 40 ist ein Zeitdiagramm des Lichtprojektionsimpulses. 41 veranschaulicht die Lichtprojektionsimpulse, jeweils im zeitbereich der 40, bis zum Ablauf von ungefähr 30 ms (Dauer einer Umdrehung).
  • Eine Technik zur Vermeidung der Interferenz zwischen dem photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 und einem dazu benachbarten photoelektrischen Schalter (Synonym mit einem photoelektrischen Sensor) ist in 42 gezeigt. 42 gezeigt. 42 zeigt ein Zeitdiagramm für Lichtprojektionsimpulse eines ersten und zweiten photoelektrischen optischen Abtastschalters 1A, 1B. Wie aus dieser 42 ersichtlich ist, wird für die Lichtprojektionsimpulsdauern des ersten und zweiten photoelektrischen optischen Abtastschalters 1A, 1B die Zeitdauer im ersten photoelektrischen optischen Abtastschalter 1A auf 30 ms festgelegt, während die Zeitdauer beim zweiten photoelektrischen optischen Abtastschalter 1B auf 33 μs festgelegt wird. Die Impulsbreiten der Lichtprojektionsimpulse dieser Schalter sind dieselben, und die Tatsache, dass die Impulsbreiten gleich gemacht werden, kann eine Interferenz der Detektionsempfindlichkeit unterdrücken. Indem auf diese Weise die Lichtprojektionsdauern zwischen den ersten und zweiten photoelektrischen optischen Abtastschaltern 1A, 1B verschieden festgelegt werden, und selbst wenn eine gegenseitige Interferenz zwischen beliebigen optischen Achse auftritt, wird bei der nächsten Abtastung eine Phasendifferenz von 36 Grad in der Drehperiode erzeugt, und somit tritt nachfolgend keine Wechselwirkung mehr bei einer Vielzahl von Abtastvorgängen auf. In diesem Zusammenhang wird allgemein bei einem photoelektrischen Schalter eine Ausgabe lediglich dann geändert, nachdem eine Vielzahl von sensorischen Messungen durchgeführt wurde, um einen fehlerhaften Betrieb aufgrund von Rauschen oder suspendierten Teilchen zu vermeiden, und daher kann die Einstellung von zwischen einer Vielzahl von photoelektrischen Schaltern verschiedenen Lichtprojektionsdauern in der Praxis eine fehlerhafte Erfassung aufgrund von Interferenzen zwischen benachbarten photoelektrischen Schaltern vermieden werden. Es ist anzumerken, dass bei dem photoelektrischen optischen Abtastschalter 1 im Allgemeinen reflektiertes Licht auf dem Abtastspiegel 14 empfangen wird und das Licht dann auf Licht empfangenden Linse 20 gesammelt wird, um ein Lichtempfangssignal zu akquirieren und daher wird allgemein gesprochen, das Problem der Wechselwirkung nicht stattfinden, solange sich eine Verschiebung der Orientierung zwischen den photoelektrischen optischen Abtastschaltern 1 ergibt, selbst wenn Licht gleichzeitig empfangen wird.
  • 43 zeigt ein Diagramm, das in Form eines Blockdiagramms eine grundlegende Konfiguration des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 zeigt, und der photoelektrische optische Abtastschalters 1 dieser 43 ist mit den vorangegangenen beiden Ausgabesystemen (35) versehen. Eine Drehgeschwindigkeit des Motors 24 kann als Lichtprojektionsimpulsdauer festgelegt werden, und hierfür können Lichtprojektions-/Empfangszeitpunkte der Steuervorrichtung 30 eingestellt werden, typischerweise unter Verwendung eines externen PCs. Natürlich können die Lichtprojektions-/Empfangszeiten auch so einstellbar gemacht werden, dass die eingestellten Punkte auf dem Flüssigkristallanzeigenabschnitt 34 des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 angezeigt werden und der Benutzer die Betriebstasten 36 betätigt. Die eingestellten Lichtprojektions-/Empfangszeiten, d. h. die Lichtprojektions-/Empfangsdauern, werden in einem internen Speicher 147 zusammen mit dem eingestellten Schutzbereich A und ähnlichem gespeichert.
  • 44 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer zweiten Technik zur Vermeidung von gegenseitiger Interferenz einer Vielzahl photoelektrischer Schalter. Dieses Beispiel der 44 wird unter der Annahme gemacht, dass der erste bis vierte photoelektrische Schalter zur optischen Abtastung 1A bis 1D durch eine synchrone Leitung gegenseitig verbunden sind. In anderen Worten werden die Zeitabläufe jedes ersten bis vierten photoelektrischen optischen Abtastschalters 1A bis 1D durch Signale von der synchronen Leitung definiert, und das Einstellen eines Phasenunterschieds zwischen den Lichtprojektionspulsen kann eine gegenseitige Interferenz der ersten bis photoelektrischen Schalter zur optischen Abtastung 1A bis 1D verhindern. Wenn die Zeitabläufe zum Erfassen eines Lichtempfangssignals nach der Lichtprojektion durch den photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 allgemein 2 μs beträgt, kann eine Einstellung von 3 μs als Phasenunterschied das Problem der Interferenz lösen.
  • 45 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer dritten Technik zur Vermeidung von gegenseitiger Interferenz einer Vielzahl photoelektrischer Schalter. Dieses Beispiel der 45 schlägt vor, dass wenn eine Interferenz zwischen zwei benachbarten photoelektrischen Schaltern 1, 1 auftritt und dies dann sensorisch erfasst wird, ein Phasenunterschied durch Änderung der Lichtprojektionszeiten einer nächsten optischen Achse oder danach eines oder beider photoelektrischer Schalter zur optischen Abtastung. Als Technik zur sensorischen Erfassung der Interferenz, z. B. wenn auf einer spezifischen optischen Achse diskontinuierlich Lichtempfang erfasst wird, jedoch keine Vielzahl von aufeinander folgenden Ereignissen und eine Frequenz einer solchen Nicht-Erfassung nicht geringer als eine vorbestimmte Frequenz ist, kann dies als Interferenz zwischen den photoelektrischen Schaltern angesehen werden. Natürlich könnte in einem abgewandelten Beispiel eine derartige Steuerung hinzugefügt werden, dass die Lichtprojektionsimpulsdauer oder Lichtprojektionsdauer (Drehgeschwindigkeit des Motors 24), beschrieben bei 42, geändert wird, sobald die Interferenz sensorisch erfasst wird. Hinsichtlich der Erfassung der Interferenz könnte auf den vorangehenden Beispielen aufbauend eine derartige Steuerung hinzugefügt werden, dass die Lichtprojektionsimpulsdauer oder die Lichtprojektionsdauer (Drehgeschwindigkeit des Motors 24) geändert wird, sobald die Möglichkeit einer Interferenz bestimmt wird, welche auf einem Zeitunterschied t zwischen Lichtprojektion und Lichtprojektion beruht, wie später in Bezug auf das Flussdiagramm der 51 beschrieben wird.
  • Die vorangehenden drei Techniken sind Techniken, die Drehgeschwindigkeit des Motors 24 zwischen benachbarten photoelektrischen optischen Abtastschaltern 1, 1 unterschiedlich zu gestalten und so die Abtastperiode zwischen Ihnen anders zu gestalten, damit eine gegenseitige Interferenz vermieden wird, und als abgewandeltes Beispiel, bei dem der Lichtprojektionszeitablauf des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 von einer Uhr gesteuert wird, kann die Lichtprojektionszeitdauer zwischen benachbarten photoelektrischen optischen Abtastschaltern 1, 1 unterschiedlich gestalte werden. D. h., dass eine solche Konfiguration verwendet wird, bei der die Lichtprojektionsimpulsdauer zwischen benachbarten photoelektrischen optischen Abtastschaltern 1, 1 unterschiedlich gemacht wird.
  • Des Weiteren kann bezüglich der Änderung der Einstellung der Drehgeschwindigkeit des Motors 24 oder der Lichtprojektionsimpulsdauer des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 eine solche Änderung nicht mit Hilfe des externen Personalcomputers PC gemacht werden, man kann jedoch erlauben, sie mit Hilfe des Flüssigkristallanzeigenabschnitts 34 und der Betriebstasten 36 des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 ohne den externen Personalcomputer PC durchzuführen, wie oben beschrieben wurde. Während dieser photoelektrische Schalter 1, wie später mit Bezug auf 48 beschrieben wird, in der Lage ist, mehrere Parameter mit Hilfe des Flüssigkristallanzeigenabschnitts 34 und der Betriebstasten 36 einzustellen, kann das Hinzufügen der Drehgeschwindigkeit des Motors 24 oder der Lichtprojektionsimpulsdauer als ein der eingestellten Parametergrößen die Interferenz unter benachbarten photoelektrischen optischen Abtastschaltern 1, 1 durch den Benutzer verhindern, und zwar ohne Verwendung des externen Personalcomputers PC. Weiter kann eine derartige Konfiguration gewählt werden, dass eine Vielzahl der Lichtprojektionsdauern im Vorfeld im internen Speicher 147 (43) des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 gespeichert werden und eine gewünschte Lichtprojektionsimpulsdauer oder eine Vielzahl von Lichtprojektionsimpulsdauern willkürlich gewählt werden kann und dann durch den Benutzer über die gespeicherten Dauern eingestellt werden kann. Wenn basierend auf dem zuvor genannten Zeitunterschied t von Lichtprojektion zu Lichtempfang (51) bestimmt wird, dass eine Interferenz aufgetreten sein könnte, kann natürlich eine derartige Steuerung durchgeführt werden, dass die Lichtprojektionsimpulsdauer oder die Lichtprojektionsdauer (Drehgeschwindigkeit des Motors 24) auf eine andere Lichtprojektionsimpulsdauer oder Lichtprojektionsdauer (Drehgeschwindigkeit des Motors 24), die im internen Speicher 174 gespeichert sind, umzustellen.
  • Obwohl die Technik zur Lösung des Problems der Interferenz mit einem anderen photoelektrischen Schalter (photoelektrischer Schalter) mit Bezug auf 37 bis 45 beschrieben wurde, gibt es noch ein anderes Problem als dieses, nämlich ein Problem aufgrund von Störlicht. Wenn Störlicht dem reflektierten Licht des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 überlagert wird, neigt dies zu einem Problem der Falschmessung von Positionsinformationen zu führen. Um dieses Problem zu behandeln, setzt der photoelektrische optische Abtastschalters 1 erstens die lichtdurchlässige Abdeckung 62 mit der Funktion eines optischen Filters ein und setzt zweitens den Filterschaltkreis ein, um ein Signal mit einer Frequenzkomponente zu entfernen, welche verschieden von dem vom Objekt (Objekt M) reflektierten Licht ist, jedoch wurde das Problem nicht vollständig gelöst.
  • Wenn eine Interferenz durch Störlicht ausgeübt werden könnte, stellt der Benutzer einen Winkel oder eine Höhe ein, an der der photoelektrische optische Abtastschalters 1 installiert ist, und zum Zeitpunkt dieser Einstellung ist es vorteilhaft, zu überprüfen aus welcher Richtung das Störlicht einfällt. Wenn weiter überprüft wird, ob die vom Störlicht ausgeübte Interferenz nach der Justierung verschwindet oder nicht, ist es unnötig, die Einstellung eine Installationsposition des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 bei jedem Auftreten eines Fehlverhaltens des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 zu wiederholen. Da, wie oben beschrieben wurde, der photoelektrische Schalter im Allgemeinen so eingestellt wird, dass er seine Ausgabe ändert, nachdem er sensorisch erfasst hat, dass die mehrmals durchgeführten Messwerte, d. h. die gemessenen Entfernungswerte, sich nacheinander innerhalb des Schutzbereichs A befinden, obwohl das Störlicht nicht unmittelbar ein Fehlverhalten induziert, kann der photoelektrische optische Abtastschalters 1 auch betrieben werden, wenn sich sein Detektionsvermögen in einem verschlechterten Zustand befindet (mit einer verlängerten Reaktionszeit), was für den photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 im Sinne einer Sicherheitsvorrichtung nicht erwünscht ist.
  • Der photoelektrische optische Abtastschalters 1 besitzt drei Funktionsmodi: (1) einen „Betriebsmodus”; (2) einen „Beobachtungsmodus”; und (3) einen „Einstellungsmodus”. Wenn der Funktionsmodus umgeschalten wird, wird die Anzeige auf dem Flüssigkristallanzeigenabschnitt 34 des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 zu einer Anzeige der 46 umgeschalten. 46 ist ein Übergangsdiagramm für die Anzeige des Flüssigkristallanzeigenabschnitts 34, wobei das Bezugssymbol 34(a) die Anzeige während des Betriebs im Betriebsmodus bezeichnet, das Bezugssymbol 34(b) einen Menübildschirm des Beobachtungsmodus bezeichnet, und das Bezugssymbol 34(c) einen Menübildschirm des Einstellungsmodus bezeichnet.
  • Mit Bezug auf die vorangegangene 6B sind im Benutzerschnittstellenabschnitt 32 die Betriebstasten 36a bis 36e benachbart zum Flüssigkristallanzeigenabschnitt 34 angeordnet. Die oberen und unteren Tasten 36a, 36b sind Tasten zur Eingabe eines numerischen Werts und zum Umschalten eines Anzeigebildschirms. Z. B. kann die obere Taste 36a als Pfeil-nach-oben-Taste für eine Inkrementierung verwendet werden. Weiter kann die untere Taste 36b als Pfeil-nach-unten-Taste für eine Senkung verwendet werden. Drei Betriebstasten 36c bis 36e sind nebeneinander benachbart unter dem Flüssigkristallanzeigenabschnitt 34 angeordnet und diese Betriebstasten 36c bis 36e werden als Tasten zum Umschalten der Funktionsmodi und zum Bestimmen eines Einstellwerts verwendet. Z. B. kann die zentrale Betriebstaste 36c zum Umschalten des Modus verwendet werden, die rechte Betriebstaste 36e ist eine Eingabetaste (Enter-Taste), und die linke Betriebstaste 36d ist eine Escape-Taste (Esc-Taste).
  • Wenn der „Betriebsmodus” gewählt wird, führt der photoelektrische optische Abtastschalters 1 die sensorische Erfassung des Eintritts des Objekts M durch. Eine Verstellung vom „Betriebsmodus” zum „Beobachtungsmodus” kann durch Betätigung der mittleren Betriebstaste 36c vorgenommen werden. Weiter kann während des Betriebs im „Beobachtungsmodus” der Modus in den „Betriebsmodus” zurückgeführt werden, in dem die linke Betriebstaste 36d (Esc-Taste) betätigt wird.
  • Mit Bezug auf 47 ist der „Beobachtungsmodus” der Funktionsmodus zum Anzeigen eines Eingabe-/Ausgabezustands, eines Bereichsbeobachtungsstatus, von Messverläufen und ähnlichem. Als Eingabe-/Ausgabezustand kann ein Sicherheitsausgabezustand des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1, ein Eingabezustand von einem externen Auslöserschaltkreis und ähnliches auf dem Flüssigkristallanzeigenabschnitt 34 zur Beobachtung angezeigt werden. Als Bereichsbeobachtungsstatus kann die Form oder die Größe eines festgelegten Beobachtungsbereichs, eine Entfernung zu einem sensorisch erfassten eingetretenen Objekt und ähnliches beobachtet werden. Als Messverläufe werden die Position des Eintritts eines Objekts, welche Auslöser wurde zur Ausgabe eines dem Betrieb nicht erlaubenden Signals, die Zeit der sensorischen Erfassung des Objekts, Fehlerinformationen und ähnliches als Messverläufe festgehalten, wenn die Sicherheitsausgabe AUS ist. Bei den Verläufen der Fehlerinformationen werden die Zeit des Schaltens der Sicherheitsausgabe und ein Faktor für das Ausschalten (eine Ursache für das Ausschalten der Sicherheitsausgabe) eingeschlossen und wenn die Sicherheitsausgabe aufgrund von Streulicht auf AUS gestellt ist, wird eine optische Achsnummer, wie eine Richtung des Störlichts definiert, in den Fehlerinformationsverläufen eingeschlossen.
  • Die Messverläufe können nacheinander aus dem vom letzten angezeigt werden. Hinsichtlich solcher Messverläufe werden höchstens 20 Einträge festgehalten und der älteste Messverlauf wird nacheinander jedes Mal dann gelöst, wenn ein neuer erhalten wurde. Als Positionsinformation des eintretenden Objekts wird z. B. ein die Position des eintretenden Objekts anzeigender numerischer Wert mit Hilfe einer orthogonalen Koordinate mit dem photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 als Mitte angezeigt. Alternativ wird ein den Abstand D vom Sicherheitssensor 1 zum eintretenden Objekt anzeigender numerischer Wert angezeigt. Weiter wird als Fehlerinformation beispielsweise Informationen angezeigt, die das Auftreten eines Defekts aufgrund von Kontaminierung der lichtdurchlässigen Abdeckung 62, eines Kurzschlusses am Ausgang, oder ähnliches anzeigen. Darüber hinaus sind neben der Positionsinformation und der Fehlinformation als Verlaufsinformationen Informationen vorhanden, die eine Prüfeingabe von den äußeren Geräten anzeigen. Diese Prüfeingabe ist eine externe Eingabe zur Überprüfung, ob die Sicherheitsausgabe richtig ausgeschaltet ist oder nicht.
  • Der „Einstellmodus” ist der Funktionsmodus zum Durchführen der Einstellung von Parametern, um den Schutzbereich A zu benennen sowie eine Einstellung einer externen Eingabe. Ein Übergang vom „Betriebsmodus” zum „Einstellungsmodus” kann durch Betätigen der mittleren Betriebstaste 36c vorgenommen werden. Weiter kann während des Betriebs im „Einstellungsmodus” der Modus zum „Betriebsmodus” zurückgeschalten werden, indem die linke Betriebstaste 36d (Esc-Taste) betätigt wird. Beim Einstellen eines Startbildschirms sind wählbare Menüeinträge angeordnet, und ein gewünschter Menüeintrag kann durch Betätigen der oberen und unteren Betriebstasten 36a, 36b ausgewählt werden.
  • 48 zeigt ein Beispiel einer Bildschirmanzeige, die die Einstellungen von Parametern im Einstellungsmodus betrifft. Parameter, deren Einstellungen veränderbar sind, umfassen die Neustarteinstellung, ein EDM, eine Messauflösung, eine Reaktionszeit und ähnliches. Hinsichtlich des Neustarts kann gewählt werden, ob der photoelektrische optische Abtastschalters 1 manuell oder automatisch neu gestartet wird. Hinsichtlich des EDM kann gewählt werden, ob eine externe Auslöserbeobachtungsfunktion AN- oder AUS-geschaltet wird. Die Messauflösung des eintretenden Objekts (Objekt M) kann willkürlich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs angegeben werden.
  • Die Verläufe der Fehlerinformationen können durch den externen Personalcomputer PC (13) überprüft werden, der mit dem photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 verbunden ist. Eine Anwendung zur Anzeige der Fehlerinformationsverläufe ist im externen Personalcomputer PC installiert, und unter Verwendung dieses Programms können die Verläufe der Fehlerinformationen auf der Anzeige 81 des Personalcomputers PC angezeigt werden.
  • 49 zeigt eine Bildschirmanzeige von Streulicht, die in einer Anzeige der Fehlerinformation mit Hilfe des Personalcomputers PC enthalten ist. Auf der Anzeige 81 des Personalcomputers sind auf seiner einen Seite die Verläufe der Fehlerinformationen in einer Zeitreihenfolge angezeigt. Die Listenanzeige umfasst mit Bezug auf jedes Stück Fehlerinformation: (1) eine Fehlerursache; (2) eine Zeit des Auftretens des Fehlers; und (3) bevorzugt die Nummer eine optischen Achse, in der der Fehler aufgetreten ist. Wenn der Benutzer einen willkürlichen Fehlerverlauf auswählt, wird die Richtung des Störlichts mit einer hervorgehobenen Farbe zusammen mit einem Symbol S für den photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 angezeigt. Ob diese das Störlicht betreffende Anzeige dauernd angezeigt wird oder sie nicht dauernd angezeigt wird, sondern auf Verlangen des Benutzers angezeigt wird, kann wahlweise einstellbar gemacht werden. 49 veranschaulicht eine beispielhafte Anzeige des Bildschirms 81 des Personalcomputers PC, wenn der photoelektrische Schalter zur optischen Abtastung 1, der mit dem Personalcomputer PC verbunden ist, sich in einem Betriebszustand befindet, welches ein Zustand ist, bei dem der Betrieb des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 durchgehend mit Hilfe des Personalcomputers PC beobachtet wird. In dieser 49 bezeichnen schwarze Kreise, die um das Symbol S des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 herum sichtbar sind, die Verläufe der Position der Ursache zu dem Zeitpunkt, wenn die Sicherheitsausgabe in den AUS-Zustand gelangt, z. B. die Verläufe einer Position, an der das Objekt M im Schutzbereich A erfasst wurde. In 49 ist Streulicht in einer großen Anzahl im gestrichelten Bereich sehen, der sich in Form eines Sektors vom Symbol S nach oben erstreckt und dieses Streulicht wird mit einer aus dem Symbol S herausgehenden geraden Linie angezeigt. Daher kann der Benutzer die Richtung des Störlichts sehen, in den er auf die aus dem Symbol S herausgehende gerade Linie schaut.
  • Wenn des Weiteren Störlicht, wie im Folgenden beschrieben, erfasst wird, ist es bevorzugt, dieses mit Buchstaben auf dem Flüssigkristallanzeigeabschnitt 34 des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 anzuzeigen, nämlich als „Warnung, Lichtinterferenz”, wie in 50 dargestellt ist.
  • Ein Verfahren zur sensorischen Erfassung von Störlicht wird angezeigt. Wenn das projizierte Licht auf das Objekt (Objekt M) trifft und daran reflektiert wird, misst der photoelektrische optische Abtastschalters 1 eine Entfernung basierend auf einem Zeitunterschied t zwischen dem Zeitpunkt der Lichtprojektion und dem Zeitpunkt des Lichtempfangs, und misst eine Richtung mit Hilfe der Nummer der optischen Achse des empfangenen Lichts. Weiter wird der photoelektrische optische Abtastschalters 1 im Allgemeinen so konzipiert, dass er die gemessene Entfernung mit Hilfe der Lichtempfangsintensität korrigiert, um so die Genauigkeit der Entfernungsmessung zu erhöhen. Wenn daher der Zeitunterschied t zwischen dem Zeitpunkt der Lichtprojektion und dem Zeitpunkt des Lichtempfangs sich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs befindet, kann das Licht als vom Objekt (Objekt M) reflektiertes Licht und als reguläres Licht angesehen werden. In anderen Worten, wenn der Zeitunterschied t zwischen dem Zeitpunkt und der Lichtprojektion und dem Lichtempfang sehr gering ist, kann das Licht als Störlicht angesehen werden. Des Weiteren kann das Licht auch als Störlicht angesehen werden, wenn der Zeitunterschied t zwischen dem Zeitpunkt der Lichtprojektion und dem Zeitpunkt des Lichtempfangs sehr groß ist. Wenn daher der Zeitunterschied t zwischen dem Zeitpunkt der Lichtprojektion und dem Zeitpunkt des Lichtempfangs sich außerhalb des vorbestimmten Bereichs befindet, nämlich wenn der Zeitunterschied t kleiner als der vorbestimmte Bereich ist oder Zeitunterschied t größer als der vorbestimmte Bereich ist, wird er in den Fehlerverlauf gespeichert, und eine Fehleranzeige wird auf den Flüssigkristallanzeigenabschnitt 34 des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 vorgenommen. Wenn darüber hinaus der photoelektrische optische Abtastschalters 1 mit einem Indikator versehen ist, der eine Richtung anzeigt, wird bevorzugt mit diesem Indikator die Richtung des Störlichts angezeigt.
  • Was problematisch bei der Gewährleistung der Sicherheit ist, ist der Fall, bei dem der Zeitunterschied t zwischen dem Zeitpunkt der Lichtprojektion und dem Zeitpunkt des Lichtempfangs kleiner als der vorbestimmte Bereich ist, und es ist in diesem Fall im photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 bevorzugt, die Verstellung des Ausgabezustands des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 in den AUS-Zustand vorzunehmen.
  • 51 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer spezifischen Technik zur sensorischen Erfassung einer Störung zeigt. Wie oben beschrieben, wird die Lichtprojektion in einem vorbestimmten Zeitraum (Schritt S10) durchgeführt und es wird bestimmt, ob Licht in Bezug auf jede optische Achsennummer empfangen wird oder nicht (Schritt S11). Wenn Licht empfangen wird, wird ein Zeitunterschied t von der Lichtprojektion bis zum Lichtempfang einer entsprechenden optischen Achsennummer berechnet (Schritt S12), und es wird bestimmt, ob dieser Zeitunterschied t sich innerhalb eines Bereichs zwischen einem zuvor eingestellten minimalen Zeitunterschied Tmin und einem maximalen Zeitunterschied Tmax befindet (Schritt S13). Wenn das Ergebnis der Bestimmung „JA” ist, d. h. wenn der tatsächliche Zeitunterschied t sich innerhalb des vorbestimmten Bereichs befindet, geht das Verfahren zum Schritt S14 über, und auf dieselbe Weise, wie es herkömmlich gemacht wird, wird eine Position des (Entfernung zum) Objekts (Objekt M) gemessen. Es ist anzumerken, dass die Richtung des Objekts (Objekt M) durch die Nummer der optischen Achse, d. h. durch die Lichtprojektionszeit definiert werden kann. Wenn das Objekt (Objekt M) sich im Schutzbereich befindet, geht das Verfahren vom Schritt S15 zum Schritt S16 über, wo die Ausgabe des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 in den AUS-Zustand geschalten wird, und im Schritt S17 wird ein AUS-Verlauf erzeugt und dann im Speicher 147 (43) gespeichert. Wenn das Objekt (Objekt M) sich im Warnbereich befindet, geht das Verfahren vom Schritt S18 zum Schritt S19 über, wo eine Bedienperson, die in den Warnbereich eingetreten ist, gewarnt wird, beispielsweise durch Aufleuchten einer roten Lampe oder Ertönen eines Alarms.
  • Wenn im Schritt S13 bestimmt wird, dass der Zeitunterschied t von der Lichtprojektion zum Lichtempfang sich außerhalb des Bereichs zwischen den minimalen Zeitunterschied Tmin und dem maximalen Zeitunterschied Tmax befindet, wird eine Abnormalität bestimmt. D. h. der Schritt S13 stellt eine Vorrichtung zur Bestimmung eines abnormalen Zustands dar, und wenn der abnormale Zustand bestimmt wird, geht das Verfahren zum Schritt S20 über, wo ein Fehlerverlauf erzeugt und dann im Speicher 147 (43) gespeichert wird. Wenn der Zeitunterschied t von der Lichtprojektion zum Lichtempfang kleiner als der minimale Zeitunterschied Tmin ist, kann im Schritt S21 dies des Weiteren als Phänomen in einem Bereich in der Nähe des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 angesehen werden und wird somit als etwas betrachtet, das die Sicherheit potentiell gefährden könnte, wodurch das Verfahren zum Schritt S22 übergeht, wo die Ausgabe des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 in den AUS-Zustand umgeschalten wird, und im Schritt S23 eine AUS-Verlauf erzeugt und dann im Speicher 147 (43) gespeichert wird. Es ist anzumerken, dass wenn im Schritt S13 der abnormale Zustand bestimmt wird, eine Anzeige auf den Flüssigkristallanzeigeabschnitt 34 vorgenommen wird, die den abnormalen Zustand anzeigt (50).
  • Indem er auf den Fehlerverlauf und den Verlauf des AUS-Zustands zurückgreift, kann der Benutzer mit scharfer Unterscheid bestimmen, ob eine Ursache für das Auftreten des Problems ein vorübergehender Faktor (z. B. Staub) oder ein dauernder Faktor (Störlicht) ist. Wenn die Ursache als Störlicht angesehen wird, kann die Richtung durch Anzeigen des Verlaufs des AUS-Zustands und des Fehlerverlaufs als detaillierte Information über die Störung mit Hilfe des externen Personalcomputers PC spezifiziert werden, und somit kann ein Winkel oder eine Höhe, an der der photoelektrische optische Abtastschalters 1 installiert ist, geändert werden, um so mit dem Problem fertig zu werden.
  • Wie mit Bezug auf 50 beschrieben wurde, kann mit dem Flüssigkristallanzeigenabschnitt 34, der auf dem photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 vorgesehen ist, eine Fehleranzeige unter Verwendung des Flüssigkristallanzeigenabschnitts 34 vorgenommen werden, und wenn man die Anzeige ansieht und es für notwendig befindet, kann der Benutzer eine Analyse des Störlichts mit Hilfe des externen Personalcomputers PC vornehmen. Wie jedoch in 52 dargestellt ist, wird ein Richtungsindikator 160, der in der Lage ist, eine Richtung anzuzeigen, auf dem photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 vorgesehen, und die Richtung der Ursache des Problems kann unter Verwendung dieses Richtungsindikators 160 angezeigt werden. In dieser Hinsicht sind auf der Oberseite des in 52 dargestellten photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 eine Vielzahl von LEDs 160a gleichmäßig in Form eines Bogens beabstandet, welche in der Lage sind, die Richtung der Ursache des Problems durch Aufleuchten des LED-Indikators 160 anzuzeigen, welcher mit der Richtung übereinstimmt.
  • Spezifischer Einstellungsvorgang des Detektionsempfindlichkeitshalte-/Einstellmechanismus des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1:
  • Mit Bezug auf 9 bis 12 wird der zuvor genannte Detektionsempfindlichkeitshalte-/Einstellmechanismus im Detail beschrieben. Dieser Detektionsempfindlichkeitshalte-/Einstellmechanismus umfasst als Referenzobjekte zwei erste und zweite Reflexionsoberflächen 73, 74 mit unterschiedlichen Reflexionsfaktoren innerhalb des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1. Der photoelektrische optische Abtastschalters 1 wurde mit einer solchen Konfiguration versehen, bei der die erste und zweite Reflexionsoberfläche 73, 74 als Referenzobjekte in einem gültigen Bereich der Drehung des Abtastspiegels 14, d. h. einem vom Messbereich verschiedenen Bereich, und dadurch werden ein Lichtprojektionsweg, ein Lichtempfangsweg, eine Laserlichtquelle LD und ein Lichtempfangselement (photoelektrisches Wandlerelement) 22, die zur Abtastung im Messbereich verwendet werden, werden geteilt. Es ist daher möglich, durch Projizieren von Licht auf die Referenzobjekte (erste und zweite Reflexionsoberfläche 73, 74) im ungültigen, außerhalb des Messbereichs liegenden Drehbereich des Abtastspiegels 14 und durch Beobachtung der dadurch erhaltenen Lichtempfangssignalinformation, die Abnahme der Detektionsempfindlichkeit des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 zu überprüfen.
  • Zum Zeitpunkt der Lieferung des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 von der Fabrik, werden eine Lichtprojektionsintensität und/oder eine Lichtempfangsverstärkung so eingestellt, dass eine optimale Detektionsempfindlichkeit, die bei der Anwendung des Produkts zufrieden stellt, erhalten wird, wenn ein Abtastbereich, in dem die lichtdurchlässige Abdeckung 62 nicht sensorisch erfasst wird, d. h. die erste und zweite Reflexionsoberfläche 73, 74 mit pulsförmigen Laserlicht abgetastet wird. Wenn diese Justierung vollendet wurde, beispielsweise wenn eine Lichtempfangsintensität zum Zeitpunkt der Lichtprojektion auf der optischen Achse Nummer „60” „600” beträgt (diese optischen Achse Nummer „60” entspricht einer optischen Achsnummer zum Zeitpunkt der Lichtprojektion zur zweiten Reflexionsoberfläche (weiß) 74), wird die Lichtempfangsintensität „600” der optischen Achsnummer 60 im Speicher 174 (43) gespeichert. Wenn des Weiteren beispielsweise die Lichtempfangsintensität zum Zeitpunkt der Lichtprojektion auf eine optische Achse Nummer „10” „100” beträgt (diese optische Achse Nummer „10” entspricht einer optischen Achsnummer zum Zeitpunkt der Lichtprojektion zur ersten Reflexionsoberfläche (schwarz) 73), die Lichtempfangsintensität „100” der optischen Achse Nummer 10 im Speicher 174 (43) gespeichert.
  • Der obige Vorgang zum Zeitpunkt der Lieferung aus der Fabrik wird basierend auf 53 beschrieben. Zuerst wird im Schritt S100 die Lichtempfangssignalinformation, welche erhalten wird, wenn gepulstes Laserlicht durch die lichtdurchlässige Abdeckung 62 auf ein Objekt projiziert wird, aufgenommen und die Entfernung zum Objekt wird gemessen. Dann wird im Schritt S101 bestimmt, ob das Objekt sensorisch erfasst werden kann oder nicht. Wenn das Ergebnis der Bestimmung „NEIN” ist, geht das Verfahren zu Schritt S102 über, wo der Lichtprojektionsantriebsabschnitt 150 (43) gesteuert wird, um die Lichtprojektionsintensität und/oder einen Anstieg der Spannung des Stromversorgungsschaltkreises 152 (43) zu erhöhen, um so die Lichtempfangsverstärkung des Lichtempfangselements 22 zu erhöhen und das Verfahren geht wieder zu Schritt S100 über, wo die Entfernung zum Objekt basierend auf der Lichtprojektionsintensität und/oder der Lichtempfangsverstärkung nach der Einstellung gemessen wird. Wenn im Schritt S101 bestimmt wird, dass das Objekt sensorisch erfasst wurde, geht das Verfahren zum Schritt S103 über, wo die Lichtempfangssignalinformation, welche erhalten wurde, als das gepulste Laserlicht durch die lichtdurchlässige Abdeckung 62 auf das Objekt projiziert wurde, aufgenommen wird, und die Entfernung zum Objekt wird gemessen.
  • Im nächsten Schritt S104 wird bestimmt, ob die lichtdurchlässige Abdeckung 62 sensorisch erfasst wurde oder nicht und wenn das Ergebnis der Bestimmung im Schritt S104 „JA” ist, wird der Lichtprojektionsantriebsabschnitt 150 (43) so geregelt, dass die Lichtprojektionsintensität verringert und/oder die Spannung des Stromversorgungskreises 152 (43) verringert wird, um so die Lichtempfangsverstärkung des Lichtempfangselements 22 zu verringern, und danach geht das Verfahren zu Schritt S103 über, wo die Entfernung zum Objekt basierend auf der Lichtprojektionsintensität und/oder der Lichtempfangsverstärkung nach der Einstellung gemessen wird. Wenn im Schritt S104 die sensorische Erfassung der lichtdurchlässigen Abdeckung 62 nicht erkannt wird, wird angenommen, dass die Lichtprojektionsintensität und die Lichtempfangsverstärkung auf optimale Werte eingestellt werden konnten, und das Verfahren geht zum Schritt 106 über, wo eine Lichtempfangsintensität zum Zeitpunkt der Lichtprojektion zur weißen zweiten Reflexionsoberfläche 74 (bezeichnet als „Referenzlichtempfangsintensität RE (weiß)”) im Speicher 174 (43) gespeichert wird. Weiter wird im nächsten Schritt S107 eine Lichtempfangsintensität zum Zeitpunkt der Lichtprojektion zur schwarzen ersten Reflexionsoberfläche 73 als weiteres Referenzobjekt (bezeichnet als „Referenzlichtempfangsintensität RE (schwarz)”) im Speicher 174 (43) gespeichert wird.
  • Oben wurde das Verfahren vor der Fabrikauslieferung beschrieben. Im Folgenden wird basiert auf 54 ein Verfahren beschrieben, um eine Detektionsempfindlichkeit für den photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 automatisch einzustellen. Zuerst wird im Schritt S200 eine Lichtempfangsintensität, die zum Zeitpunkt der Lichtprojektion auf die optische Achse Nummer 50 (die weiße zweite Reflexionsoberfläche 74 (12)) erhalten wurde, aufgenommen. Diese Lichtempfangsintensität kann durch einen A/D-Wandler 154 (43) erhalten werden, die einen Lichtempfangsabschnitt darstellt. Diese aufgenommene Lichtempfangsintensität wird als „tatsächliche Lichtempfangsintensität (weiß)” bezeichnet. Die „Referenzlichtempfangsintensität RE (weiß)” wird dann aus dem Speicherabschnitt 174 geholt (Schritt S201) und im nächsten Schritt S202 wird bestimmt, ob die „tatsächliche Lichtempfangsintensität (weiß)” kleiner ist als die „Referenzempfangsintensität RE (weiß)” oder nicht. Wenn im Schritt S202 als Ergebnis „JA” festgestellt wird, wird angenommen, dass die tatsächliche Lichtempfangsintensität (weiß)” abgenommen hat, und das Verfahren geht zu Schritt S203 über, wo der Lichtprojektionsantriebsabschnitt 150 (43) so geregelt wird, dass die Lichtprojektionsintensität erhöht wird und/oder die Spannung des Stromversorgungskreises 152 (43) erhöht wird, um so die Lichtempfangsverstärkung des Lichtempfangselements 22 zu erhöhen. Im nächsten Schritt S204 wird bestimmt, ob die „tatsächliche Lichtempfangsintensität (weiß)” größer ist als die „Referenzlichtempfangsintensität RE (weiß)” oder nicht. Wenn als Ergebnis „JA” festgestellt wird, wird angenommen, dass die „tatsächliche Lichtempfangsintensität (weiß)” heller geworden ist, und das Verfahren geht zur Schritt S205 über, in dem der Lichtprojektionsantriebsabschnitt 150 (43) so geregelt wird, dass die Lichtprojektionsintensität verringert und/oder die Spannung des Stromversorgungskreises 152 (43) verringert wird, um so die Lichtempfangsverstärkung des Lichtempfangselements 22 zu verringern.
  • Im Folgenden wird basierend auf 55 ein Verfahren für den photoelektrischen optischen Abtastschalters 1 beschrieben, bei dem ein Fehler automatisch erfasst wird. Zuerst wird im Schritt S300 eine Lichtempfangsintensität, die zum Zeitpunkt der Lichtprojektion auf der optischen Achse Nummer 10 (die schwarze erste Reflexionsoberfläche 73 (12)) erhalten wird, aufgenommen. Diese Lichtempfangsintensität kann durch den A/D-Wandler 154 (43), der den Lichtempfangsabschnitt darstellt, aufgenommen werden. Diese aufgenommene Lichtempfangsintensität wird als „tatsächliche Lichtempfangsintensität (schwarz)” bezeichnet. Die „Referenzlichtempfangsintensität RE (schwarz)” wird dann aus dem Speicherabschnitt 147 geholt (Schritt S301) und im nächsten Schritt S302 wird bestimmt, ob die „tatsächliche Lichtempfangsintensität (schwarz)” kleiner ist als die „Referenzempfangsintensität RE (schwarz) – erlaubbarer Wert” ist. Wenn im Schritt S302 das Ergebnis „JA” festgestellt wird, wird angenommen, dass die „tatsächliche Lichtempfangsintensität (schwarz)” extrem abgenommen hat, und das Verfahren geht zu Schritt S303 über, wo bestimmt wird, dass photoelektrische optische Abtastschalters 1 sich außer Betrieb befindet, und wird somit in einen Sicherheitszustand umgeschalten. Eine typische Verarbeitung für diesen Sicherheitszustand ist die Verarbeitung AUS-Schaltens der Ausgabe des photoelektrischen optischen Abtastschalters 1. Wenn des Weiteren auch die „tatsächliche Lichtempfangsintensität (schwarz)” größer ist als die „Referenzlichtempfangsintensität RE (schwarz) + erlaubbarer Wert”, geht die Verarbeitung vom Schritt S204 zum Schritt S303 über, wo bestimmt wird, dass der photoelektrische optische Abtastschalters 1 außer Betrieb ist, und wird somit in den Sicherheitszustand umgeschalten.
  • 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
    • - JP 4-310890 [0002]
    • - JP 3-175390 [0002, 0003]

Claims (6)

  1. Photoelektrischer optischer Abtastschalter, welcher eine zweidimensionale Abtastung mit Licht zur Erfassung eines Objekts durchführt und auch eine Entfernung zum Objekt misst, um die zweidimensionale Position des Objekts sensorisch zu erfassen, wobei der Schalter im Inneren Folgendes aufweist: einen Lichtprojektionsweg, entlang dessen Licht von einem Lichtprojektionselement durch einen Trochoid-förmigen ersten Abtastspiegel zu einem Messbereich projiziert wird; ein Lichtempfangsweg, entlang dessen von dem Objekt reflektiertes Licht durch einen zweiten Abtastspiegel zu einem Lichtempfangselement geführt und vom Lichtempfangselement empfangen wird; und ein Referenzobjekt, das auf der dem Messbereich gegenüberliegenden Seite vorgesehen ist, wobei der Lichtprojektionsweg vom Lichtprojektionselement zum ersten Abtastspiegel und der Lichtempfangsweg vom zweiten Abtastspiegel zum Lichtempfangselement gemeinsam benutzt werden, so dass zum Referenzobjekt projiziertes und vom Referenzobjekt reflektiertes Licht vom Lichtempfangselement empfangen wird.
  2. Photoelektrischer optischer Abtastschalter nach Anspruch 1, wobei der erste Abtastspiegel und der zweite Abtastspiegel ein gemeinsamer Abtastspiegel sind, und Licht unter Verwendung desselben Abtastspiegels projiziert und empfangen wird.
  3. Photoelektrischer optischer Abtastschalter nach Anspruch 1, umfassend: eine Speichervorrichtung zur Speicherung von Referenzlichtempfangssignalinformation, welche zum Zeitpunkt der Projektion von Licht zum Referenzobjekt erhalten wird, wenn die Detektionsempfindlichkeit des photoelektrischen optischen Abtastschalters auf einen Optimalwert eingestellt ist; und eine Detektionsempfindlichkeitseinstellvorrichtung, die in der Lage ist die Detektionsempfindlichkeit des photoelektrischen optischen Abtastschalters einzustellen, wobei die Detektionsempfindlichkeit des photoelektrischen optischen Abtastschalters durch die Detektionsempfindlichkeitseinstellvorrichtung basierend auf der tatsächlichen Lichtempfangssignalinformation, welche zum Zeitpunkt der Projektion von Licht zum Referenzobjekt erhalten wird, und der Referenzlichtempfangssignalinformation eingestellt wird.
  4. Photoelektrischer optischer Abtastschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Referenzobjekt aus einer Vielzahl von Reflexionsflächen mit unterschiedlichen Reflexionsfaktoren aufgebaut ist.
  5. Photoelektrischer optischer Abtastschalter nach Anspruch 4, weiter umfassend: eine Fehlermessvorrichtung zum Bestimmen eines Fehlers, wenn die tatsächliche Lichtempfangssignalinformation, welche durch Projektion von Licht auf die Reflexionsoberfläche mit geringem Reflexionsfaktor unter den Referenzobjekten erhalten wird, sich außerhalb eines vorbestimmten Bereichs befindet, wobei die Referenzlichtempfangssignalinformation als Referenz genommen wird, und zwar basierend auf der Lichtempfangssignalinformation, die von der Reflexionsoberfläche mit niedrigem Reflexionsfaktor erhalten wurde, sowie auf die Referenzlichtempfangssignalinformation; und eine Ausgabesteuerungsvorrichtung zum Umschalten des photoelektrischen optischen Abtastschalters in einen Sicherheitszustand, wenn die Fehlermessvorrichtung einen Fehler bestimmt.
  6. Photoelektrischer optischer Abtastschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Laserlicht in Impulsform aus dem Lichtprojektionselement emittiert wird.
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