DE102017119283A1 - sensor system - Google Patents
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Abstract
Sensorsystem (1) mit einer Mehrstrahlsicherheitslichtschranke (2) und mit Überbrückungssensoren (3) zur Detektion von Objekten (4) und/oder Personen (5), wobei die Überbrückungssensoren (3) abstandsmessende tastende Sensoren sind, wobei mindestens ein Überbrückungssensor (3) in einem Ende eines Armes (12) eines U-förmigen Gehäuses (6) angeordnet ist, wobei das U-förmige Gehäuse (6) an dem Gehäuse (7) der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke (2) angeordnet ist und das Gehäuse (6) der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke (2) teilweise umschließt. Sensor system (1) with a multi-beam safety light barrier (2) and with bridging sensors (3) for detecting objects (4) and / or persons (5), wherein the bridging sensors (3) are distance-measuring momentary sensors, wherein at least one bridging sensor (3) in one end of an arm (12) of a U-shaped housing (6) is arranged, wherein the U-shaped housing (6) on the housing (7) of the multi-beam safety light barrier (2) is arranged and the housing (6) of the multi-beam safety light barrier (2 ) partially encloses.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sensorsystem mit einer Mehrstrahlsicherheitslichtschranke gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The present invention relates to a sensor system with a multi-beam safety light barrier according to the preamble of
Eine Mehrstrahlsicherheitslichtschranke nach dem Stand der Technik und gemäß vorliegender Erfindung weist mindestens zwei Lichtsender oder mindestens zwei Lichtempfänger auf. Mehrstrahlsicherheitslichtschrankengehäuse mit Lichtsendern und Mehrstrahlsicherheitslichtschrankengehäuse mit Lichtempfängern sind jeweils gegenüberliegend angeordnet, so dass Lichtsender und Lichtempfänger jeweils eine Lichtschranke bilden. Durch mehrere Lichtsender bzw. Lichtempfänger, welche nacheinander beabstandet in einer Reihe in den Mehrstrahlsicherheitslichtschrankengehäusen angeordnet sind, wird eine Mehrstrahllichtschranke gebildet, mit welcher ein Schutzfeld überwacht wird. Die Lichtstrahlen verlaufen dabei bevorzugt parallel. Durch eine Unterbrechung der Lichtstrahlen im Schutzfeld werden unzulässige Personen und Objekte detektiert. Aufgrund der Detektion werden sichere Ausgangssignale bzw. Objektfeststellungssignale an einem sicheren Ausgang gebildet, wodurch eine gefahrbringende Bewegung abgeschaltet werden kann.A multi-beam safety light barrier according to the prior art and according to the present invention has at least two light transmitters or at least two light receivers. Multi-beam safety light barrier housings with light transmitters and multi-beam safety light barrier housings with light receivers are arranged opposite each other so that the light emitter and light receiver each form a light barrier. By a plurality of light emitter or light receiver, which are arranged successively spaced in a row in the multi-beam safety light barrier housings, a multi-beam photocell is formed, with which a protective field is monitored. The light beams are preferably parallel. By interrupting the light beams in the protective field impermissible persons and objects are detected. Due to the detection safe output signals or object detection signals are formed at a safe output, whereby a dangerous movement can be turned off.
Das Objektfeststellungssignal wird über Ausgangsschaltelemente ausgegeben. Die Ausgangsschaltelemente werden üblicherweise mit einer Maschinensteuerung verbunden. Aus Sicherheitsgründen sind die Ausgangsschaltelemente redundant vorhanden, so dass zwei Ausgangsschaltelemente als Paar vorgesehen sind. Sobald nur ein Ausgangsschaltelement abschaltet, also beispielsweise von einem High-Pegel, beispielsweise 24 Volt auf einen Low-Pegel, beispielsweise Null-Volt wechselt, wird eine angeschlossene Maschine abgeschaltet. Das Ausgangsschaltelement wird auch als OSSD bezeichnet, wobei OSSD für ,Output Signal Switching Device‘ steht.The object detection signal is output via output switching elements. The output switching elements are usually connected to a machine control. For safety reasons, the output switching elements are present redundantly, so that two output switching elements are provided as a pair. As soon as only one output switching element switches off, that is, for example, changes from a high level, for example 24 volts to a low level, for example zero volts, a connected machine is switched off. The output switch element is also referred to as OSSD, where OSSD stands for Output Signal Switching Device.
Der Abstand der Lichtsender zueinander bzw. der Abstand der Lichtempfänger zueinander in der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke bestimmt eine Auflösung der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke.The distance between the light emitter to each other or the distance of the light receiver to each other in the multi-beam safety light barrier determines a resolution of the multi-beam safety light barrier.
Bei der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke handelt es sich um ein Sicherheitssystem gemäß Maschinensicherheit, beispielsweise gemäß der
Bei einer Mehrstrahlsicherheitslichtschranke ist im Gegensatz zu einem Lichtgitter oder einem Lichtvorhang eine Anordnung sehr dicht benachbarter Strahlen im Gehäuse nicht notwendig. Bei einer Mehrstrahllichtschranke ist zwischen den einzelnen Empfängermodulen bzw. den einzelnen Sendermodulen im Gehäuse Platz.In a multi-beam safety light barrier, in contrast to a light grid or a light curtain, an arrangement of very closely adjacent beams in the housing is not necessary. In the case of a multi-beam light barrier, space is available between the individual receiver modules or the individual transmitter modules in the housing.
Eine optoelektronische Schutzeinrichtung mit Mutingsensoren ist beispielsweise aus der
Durch eine Detektion der Lichtstrahlen von Mutingsensoren werden unzulässige Personen und Objekte von zulässigen Objekten unterschieden. Aufgrund der Detektion werden Mutingsignale erzeugt, wonach durch die optoelektronische Schutzeinrichtung kein Abschaltsignal erzeugt wird, wodurch ein zulässiges Objekt das Schutzfeld der optoelektronische Schutzeinrichtung passieren kann, ohne dass eine gefahrbringende Bewegung gestoppt werden muss.By detecting the light beams of muting sensors impermissible persons and objects are distinguished from permissible objects. Due to the detection muting signals are generated, according to which no shutdown signal is generated by the optoelectronic protective device, whereby a permissible object can pass through the protective field of the optoelectronic protective device without a dangerous movement must be stopped.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Sensorsystem mit einer Mehrstrahlsicherheitslichtschranke und Überbrückungssensoren bereitzustellen, welches einfacher zu handhaben ist, kostengünstiger ist und eine schnellere Inbetriebnahme erlaubt. Weiter soll das Sensorsystem kompakter ausgebildet sein.An object of the invention is to provide an improved sensor system with a multi-beam safety light barrier and lock-up sensors, which is easier to handle, less expensive and allows faster commissioning. Next, the sensor system should be made more compact.
Die Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst durch ein Sensorsystem mit einer Mehrstrahlsicherheitslichtschranke und mit Überbrückungssensoren zur Detektion von Objekten und/oder Personen, wobei die Überbrückungssensoren abstandsmessende tastende Sensoren sind, wobei mindestens ein Überbrückungssensor in einem Ende eines Armes eines U-förmigen Gehäuses angeordnet ist, wobei das U-förmige Gehäuse an dem Gehäuse der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke angeordnet ist und das Gehäuse der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke teilweise umschließt.The object is achieved according to
Die Mehrstrahlsicherheitslichtschranke kann auch als Sicherheitslichtgitter oder als Sicherheitslichtvorhang bezeichnet werden, wobei Sicherheitslichtgitter und Sicherheitslichtvorhänge kleinere Strahlabstände und damit höhere Auflösungen aufweisen.The multi-beam safety light barrier can also be referred to as a safety light grid or as a safety light curtain, with safety light grids and safety light curtains having smaller beam spacings and thus higher resolutions.
Bei der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke beträgt der Abstand der Lichtstrahlen beispielsweise 300 mm. Dieser Abstand ist beispielsweise für eine Zugangsabsicherung vorgesehen und erfordert nach einer Unterbrechung wieder eine Betätigung einer Reset-Funktion, um einen Wiederanlauf der Maschine zu ermöglichen.In the multi-beam safety light barrier, the distance of the light beams is, for example, 300 mm. This distance is provided for example for access protection and requires after an interruption again actuation of a reset function to allow a restart of the machine.
Bei Sicherheitslichtgittern oder Sicherheitslichtvorhängen beträgt die Auflösung 14 mm, 20 mm, 30 mm oder 40 mm. Sicherheitslichtgitter oder Sicherheitslichtvorhänge werden zur Gefahrbereichsabsicherung verwendet. For safety light curtains or safety light curtains, the resolution is 14 mm, 20 mm, 30 mm or 40 mm. Safety light curtains or safety light curtains are used for hazardous area protection.
Die Auflösung von 14 mm ist für einen Fingerschutz vorgesehen, wobei bereits ein Eingriff mit einem einzelnen Finger detektiert wird. Eine Auflösung von 20 mm bzw. 30 mm dient der Erkennung eines Eingriffs mit einer Hand. Dabei wird mindestens der flache Handrücken erkannt und detektiert. Mit einer Auflösung von 40 mm wird mindestens ein menschlicher Arm detektiert.The resolution of 14 mm is intended for finger protection, whereby an intervention with a single finger is already detected. A resolution of 20 mm or 30 mm is used to detect an intervention with one hand. At least the flat back of the hand is detected and detected. With a resolution of 40 mm, at least one human arm is detected.
Die Überbrückungssensoren weisen mindestens einen Lichtsender bzw. mindestens einen Lichtempfänger auf.The bridging sensors have at least one light transmitter or at least one light receiver.
Durch eine Detektion der Lichtstrahlen der Überbrückungssensoren werden unzulässige Personen und Objekte von zulässigen Objekten unterschieden. Aufgrund der Detektion werden Mutingsignale erzeugt, wonach durch die Mehrstrahlsicherheitslichtschranke kein Abschaltsignal erzeugt wird, wodurch ein zulässiges Objekt das Schutzfeld der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke passieren kann, ohne dass eine gefahrbringende Bewegung gestoppt werden muss.By detecting the light beams of the bridging sensors impermissible persons and objects are distinguished from permissible objects. Due to the detection, muting signals are generated, according to which no shutdown signal is generated by the multi-beam safety light barrier, as a result of which a permissible object can pass through the protective field of the multi-beam safety light barrier without having to stop a dangerous movement.
Durch das U-förmige Gehäuse ist eine mechanische Kopplung zwischen dem Gehäuse der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke und den U-förmigen Gehäusen vorgesehen, wodurch die U-förmigen Gehäuse gegenüber dem Gehäuse der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke ausgerichtet sind.By the U-shaped housing, a mechanical coupling between the housing of the multi-beam safety light barrier and the U-shaped housings is provided, whereby the U-shaped housing relative to the housing of the multi-beam safety light barrier are aligned.
Die Überbrückungssensoren sind so ausgebildet, dass mindestens ein Überbrückungssensor auf einen Bereich in Förderrichtung von Objekten vor oder hinter der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke ausgerichtet ist.The bridging sensors are designed such that at least one bridging sensor is aligned with a region in the conveying direction of objects in front of or behind the multi-beam safety light barrier.
Dadurch ist es möglich, Objekte vor oder hinter dem Schutzfeld der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke zu erfassen. Sind die Überbrückungssensoren nur vor der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke angeordnet, kann damit beipielsweise aus einem Gefahrenbereich ausfahrendes Material durch das Schutzfeld transportiert werden.This makes it possible to detect objects in front of or behind the protective field of the multi-beam safety light barrier. If the bridging sensors are arranged only in front of the multi-beam safety light barrier, then, for example, material extending from a danger zone can be transported through the protective field.
Die Überbrückungssensoren sind dabei vorzugsweise an einer Seitenwand des U-förmigen Gehäuses angeordnet, die quer zu einer Förderrichtung der Objekte angeordnet ist, bzw. eine Seitenwand des U-förmigen Gehäuses parallel zu den Lichtstrahlen der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke angeordnet ist.The bridging sensors are preferably arranged on a side wall of the U-shaped housing, which is arranged transversely to a conveying direction of the objects, or a side wall of the U-shaped housing is arranged parallel to the light beams of the multi-beam safety light barrier.
Jedoch kann es auch vorgesehen sein, dass die Überbrückungssensoren an einer Stirnwand der Arme des U-förmigen Gehäuses angeordnet sind, welche parallel zur Förderrichtung der Objekte bzw. quer zu den Lichtstrahlen der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke angeordnet ist.However, it can also be provided that the bridging sensors are arranged on an end wall of the arms of the U-shaped housing, which is arranged parallel to the conveying direction of the objects or transversely to the light beams of the multi-beam safety light barrier.
Die Verwendung von abstandsmessenden tastenden Sensoren haben den Vorteil, dass der Abstand der Objekte zur Mehrstrahlsicherheitslichtschranke bestimmt werden kann. Ist das Objekt beispielsweise zu schmal, um den Schutzbereich der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke komplett abzudecken, wird die Überbrückung aufgehoben. Ist das Objekt zulässig wird die Überbrückung weiter ausgeführt.The use of distance-measuring momentary sensors has the advantage that the distance between the objects and the multi-beam safety light barrier can be determined. For example, if the object is too narrow to completely cover the protected area of the multiple beam safety light barrier, the bridging is canceled. If the object is allowed, the bridging will continue.
Zusätzlich ist es durch die abstandsmessenden tastenden Sensoren, z. B. Lichttaster als Überbrückungssensoren auch möglich, genaue Angaben zu einer Objektkontur zu erhalten, die durch eine einfache Strahlunterbrechung mittels einer Lichtschranke nicht erfasst werden könnte. Durch die abstandsmessenden tastenden Sensoren kann ein Objekt vermessen werden oder aufgrund der erfassten Objektkontur das Objekt als zulässiges oder unzulässiges Objekt eingestuft werden und abhängig von diesem Ergebnis ein Objektfeststellungssignal bzw. Sicherheitsschaltsignal generiert werden. Mit dem erfindungsgemäßen Sensorsystem ist es somit möglich, eine seitliche Kontur des Objektes zu bestimmen, während das Objekt das Schutzfeld passiert.In addition, it is by the distance-measuring probing sensors, for. As light sensors as bridging sensors also possible to obtain accurate information about an object contour that could not be detected by a simple beam interruption by means of a light barrier. An object can be measured by the distance-measuring momentary sensors, or the object can be classified as a permissible or impermissible object on the basis of the detected object contour, and an object detection signal or safety switching signal can be generated depending on this result. With the sensor system according to the invention, it is thus possible to determine a lateral contour of the object while the object passes through the protective field.
Wird ein Objekt beispielsweise auf einem Förderband durch die Mehrstrahlsicherheitslichtschranke transportiert, so können durch die Überbrückungssensoren die Abstandskonturdaten einer der jeweiligen Sende-/Empfangsleiste zugewandten Seite des Objektes erfasst und abgespeichert werden. Durch das erfindungsgemäße Sensorsystem kann eine seitliche Abstandskontur erfasst werden und zur Beurteilung des Objektes verwendet werden.If an object is transported, for example, on a conveyor belt through the multi-beam safety light barrier, then the distance contour data of a side of the object facing the respective transmission / reception strip can be detected and stored by the bridging sensors. By the sensor system according to the invention, a lateral distance contour can be detected and used to assess the object.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist mindestens ein Überbrückungssensor in je einem Ende eines Armes des U-förmigen Gehäuses angeordnet.According to a preferred embodiment of the invention, at least one bypass sensor is disposed in each one end of an arm of the U-shaped housing.
Die Überbrückungssensoren sind so angeordnet, dass mindestens ein Überbrückungssensor auf einen Bereich in Förderrichtung von Objekten vor und hinter der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke angeordnet ist.The lock-up sensors are arranged so that at least one lock-up sensor is arranged on a region in the conveying direction of objects in front of and behind the multi-beam safety light barrier.
Dadurch ist es möglich, Objekte in beiden Richtungen durch das Schutzfeld der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke zu transportieren. Dadurch können beispielsweise zulässige Objekte, beispielsweise Bearbeitungsmaterial, in beiden Richtungen durch das Schutzfeld gefördert werden, ohne dass eine gefahrbringende Bewegung einer Maschine gestoppt werden muss.This makes it possible to transport objects in both directions through the protective field of the multi-beam safety light barrier. This allows, for example, permissible objects, for example processing material, to be conveyed through the protective field in both directions without A dangerous movement of a machine must be stopped.
In Weiterbildung der Erfindung sind die abstandsmessenden tastenden Sensoren Lichtlaufzeitsensoren oder Triangulationssensoren.In a development of the invention, the distance-measuring momentary sensors are light transit time sensors or triangulation sensors.
Ein Lichtlaufzeitsensor basiert beispielsweise auf einem Time-of-flight-Chip nach dem PMD-Verfahren, welche Abstandsmessungen auf Basis einer Phasenlagemessung modulierten Lichts durchführen.A light transit time sensor is based for example on a time-of-flight chip according to the PMD method, which carry out distance measurements on the basis of a phase position measurement of modulated light.
Ein Distanzsensor bzw. Lichttaster nach dem Lichtlaufzeitprinzip weist mindestens einen Lichtsender auf, der aufeinanderfolgende Lichtimpulse in einen Messbereich aussendet und mindestens einen Lichtempfänger, welcher die an einem Objekt im Messbereich zurückgeworfenen Lichtimpulse aufnimmt und in Form von elektrischen Empfangssignalen einer Steuer- und Auswerteeinheit zuführt, die unter Berücksichtigung der Lichtgeschwindigkeit aus der Zeit zwischen Aussendung und Empfang des Lichtimpulses ein für den Abstand des Objektes zum Lichttaster repräsentatives Abstandssignal ermittelt.A distance sensor or light sensor according to the time of flight principle has at least one light transmitter which emits successive light pulses into a measuring range and at least one light receiver, which receives the light pulses reflected back at an object in the measuring range and supplies them in the form of electrical received signals to a control and evaluation unit taking into account the speed of light from the time between transmission and reception of the light pulse, a distance signal representative of the distance of the object to the light sensor is determined.
Zur Entfernungsmessung sind verschiedene Lichtlaufzeitverfahren mit einer entsprechenden Auswertung implementierbar.For distance measurement, different light transit time methods can be implemented with a corresponding evaluation.
Es kann ein Pulsverfahren vorgesehen sein. Beispielsweise sind ein oder mehrere Zeit-zu-Digital-Konverter (time-to-digital-converter) für das Pulsverfahren vorgesehen, in dem jedes Einzelphotonenereignis mit einem Zeitstempel versehen wird. Bei einem Nutzsignal treten daher mehrere Zeitstempel korreliert auf. Die Messwertgenerierung erfolgt statistisch. Hintergrundlicht erzeugt hingegen zufällig verteilte Zeitstempel.It may be provided a pulse method. For example, one or more time-to-digital converters are provided for the pulse method in which each single-photon event is time-stamped. For a useful signal, therefore, multiple timestamps occur correlated. The measured value is generated statistically. Background light, however, generates randomly distributed timestamps.
Weiter kann ein CW-Verfahren (Continuous Wave) bzw. das synonyme Dauerstrich-Verfahren eingesetzt werden, wobei ein zeitlich durchgängig moduliertes Lichtsignal eingesetzt wird. Bei diesem Verfahren werden über ein Gating-Signal die Einzelphotonenevents in zwei Zähler verteilt und aus dem Verhältnis der Zählerstände eine Phase berechnet.Furthermore, a CW method (continuous wave) or the synonymous continuous wave method can be used, wherein a continuous light signal is used throughout. In this method, the single-photon events are distributed in two counters via a gating signal, and a phase is calculated from the ratio of the counter readings.
In einer Ausführungsform ist der abstandsmessende tastende Sensor als Triangulationslichttaster ausgebildet. Der Lichtempfänger weist dann ein ortsauflösendes Empfangselement auf. Bei der Triangulationsmessung ist der Ort eines abgebildeten Lichtflecks auf dem ortsauflösenden Empfänger abhängig von der Entfernung des erfassten Objektes. Dabei dient der Ort des Remissionseinfalls auf dem Empfänger als Maß für die Objektentfernung. Dabei ist der Lichtsender ausgebildet, einen Sendelichtkegel und/oder einen kollimierten Lichtstrahl auszusenden, und der Sendelichtkegel ist in einem Nahbereich so klein, dass ein Lichtfleck, der auf ein Objekt auftrifft, auf dem ortsauflösenden Empfänger derart abgebildet wird, dass der Abstand des Objektes zu dem Triangulationstaster über den Ort des Lichtflecks auf dem Empfänger bestimmt werden kann. Je nach dem Auftreffort des Lichtflecks auf dem ortsauflösenden Empfangselement kann dann eine Entfernung des Objektes bestimmt werden.In one embodiment, the distance-measuring momentary sensor is designed as a triangulation light sensor. The light receiver then has a spatially resolving receiving element. In the case of triangulation measurement, the location of an imaged light spot on the spatially resolving receiver is dependent on the distance of the detected object. The location of the remission incidence on the receiver serves as a measure for the object distance. In this case, the light emitter is designed to emit a transmitted light cone and / or a collimated light beam, and the transmitted light cone is so small in a near area that a light spot incident on an object is imaged on the spatially resolving receiver such that the distance of the object to Triangulation button on the location of the light spot on the receiver can be determined. Depending on the point of incidence of the light spot on the spatially resolving receiving element, a distance of the object can then be determined.
Das ortsauflösende Empfangselement kann dabei als ortsauflösende Zeile oder Matrix ausgebildet sein. Die ortsauflösende Zeile ist kostengünstig und ein detektierter Abstand lässt sich einem kleinen Detektionsbereich zuordnen. Die ortsauflösende Matrix ermöglicht einen größeren Detektionsbereich. Die Größe der Empfangselemente der Zeile bzw. der Matrix können unterschiedlich sein. Die Empfangselemente sind für einen Nahbereich am größten, da eine Veränderung des Lichtflecks auf dem Empfangselement bei einer Abstandsänderung groß ist im Vergleich zu einer Abstandsänderung im Fernbereich. Im Fernbereich sind die Empfangselemente kleiner ausgebildet, um eine feinere Auflösung der Abstandserkennung zu ermöglichen.The spatially resolving receiving element can be designed as a spatially resolving line or matrix. The spatially resolving line is inexpensive and a detected distance can be assigned to a small detection area. The spatially resolving matrix allows a larger detection area. The size of the receiving elements of the row or of the matrix can be different. The receiving elements are greatest for a near zone, since a change in the light spot on the receiving element in a distance change is large compared to a distance change in the far field. In the far range, the receiving elements are made smaller to allow a finer resolution of the distance detection.
In Weiterbildung der Erfindung sind die Überbrückungssensoren in einem Winkel in dem U-förmigen Gehäuse angeordnet, so dass die Lichtstrahlen der Überbrückungssensoren und die Lichtstrahlen der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke in einem spitzen Winkel zueinander angeordnet sind.In a further development of the invention, the bridging sensors are arranged at an angle in the U-shaped housing, so that the light beams of the bridging sensors and the light beams of the multi-beam safety light barrier are arranged at an acute angle to each other.
Dadurch sind die Lichtstrahlen der Überbrückungssensoren von gegenüberliegenden Überbrückungssensoren so ausgerichtet, dass sich die Lichtstrahlen aus den beiden Überbrückungssensoren jeweils von der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke weg gerichtet sind und sich in einer zweidimensionalen Projektion in Längsrichtung des Gehäuses der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke überkreuzen.As a result, the light beams of the bridging sensors of opposite bridging sensors are aligned such that the light beams from the two bridging sensors are respectively directed away from the multibeam safety light barrier and intersect in a two-dimensional projection in the longitudinal direction of the housing of the multibeam safety light barrier.
In Weiterbildung der Erfindung ist eine Steuer- und Auswerteeinheit in dem Gehäuse der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke in dem U-förmigen Gehäuse der Überbrückungssensoren oder in einem dritten externen Gehäuse untergebracht.In a development of the invention, a control and evaluation unit is accommodated in the housing of the multi-beam safety light barrier in the U-shaped housing of the bridging sensors or in a third external housing.
Die Steuer- und Auswerteeinheit weist beispielsweise eine zweikanalige Struktur auf mit beispielsweise zwei Mikrocontrollern, die sich gegenseitig überwachen. Dabei kann beispielsweise eine redundante Struktur mit zwei gleichen Mikrocontrollern vorgesehen sein oder eine diversitäre Struktur mit zwei unterschiedlichen Mikrokontrollern.The control and evaluation unit has, for example, a two-channel structure with, for example, two microcontrollers, which monitor each other. In this case, for example, a redundant structure may be provided with two identical microcontrollers or a diverse structure with two different microcontrollers.
In Weiterbildung der Erfindung empfängt die Steuer- und Auswerteeinheit Abstandsinformationen oder binäre Objektfeststellungssignale von den Überbrückungssensoren.In a development of the invention, the control and evaluation unit receives distance information or binary object detection signals from the bypass sensors.
Werden nur binäre Objektfeststellungssignale übermittelt, so wird lediglich die Information ermittelt, ob ein Objekt detektiert wurde oder nicht. Das ist die einfachste Information, wodurch eine sehr einfache Logik zur Erkennung von Objekten implementiert werden kann. If only binary object detection signals are transmitted, then only the information is determined as to whether an object was detected or not. This is the simplest information that can be used to implement very simple object detection logic.
Sowohl die Abstandsinformation als auch die binäre Information kann digital oder auch analog übertragen werden. Eine digitale Informationsübertragung erfolgt beispielsweise über SPI, IO-Link, RS485 oder ähnliche Schnittstellen. Eine analoge Informationsübertragung erfolgt beispielsweise über eine Stromschnittstelle mit Werten von 4 bis 20 mA oder eine Spannungsschnittstelle mit Werten von 0 bis 10 Volt.Both the distance information and the binary information can be transmitted digitally or analogously. Digital information transmission takes place, for example, via SPI, IO-Link, RS485 or similar interfaces. Analog information transmission takes place, for example, via a current interface with values of 4 to 20 mA or a voltage interface with values of 0 to 10 volts.
Zwischen dem U-förmigen Gehäuse und dem Gehäuse der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke ist beispielsweise eine Steckverbindung oder ein Verbindungskabel vorgesehen.For example, a plug connection or a connection cable is provided between the U-shaped housing and the housing of the multi-beam safety light barrier.
In Weiterbildung der Erfindung weisen die Überbrückungssensoren zusätzliche Ausrichtlichtsender auf zur Aussendung von sichtbaren Ausrichtlichtstrahlen. Dadurch können die Überbrückungssensoren visuell besser ausgerichtet werden, da ein zu dem Lichtsender paralleler Ausrichtlichtsender zur Justage verwendet werden kann. Beispielsweise ist der Ausrichtlichtsender nur innerhalb einer bestimmten Zeitdauer während einer Justage aktiv und ist im laufenden Betrieb inaktiv.In a further development of the invention, the bridging sensors have additional alignment light transmitters for emitting visible alignment light beams. As a result, the lock-up sensors can be better aligned visually, since an alignment optical transmitter that is parallel to the light transmitter can be used for the adjustment. For example, the alignment light transmitter is active only within a certain period of time during an adjustment and is inactive during operation.
In Weiterbildung der Erfindung sind die Lichtsender der Überbrückungssensoren ausgebildet, sichtbares Licht auszusenden.In a development of the invention, the light transmitters of the bridging sensors are designed to emit visible light.
Dadurch ist der Lichtsender des Überbrückungssensors der für den abstandsmessenden tastenden Sensor verwendet wird, gleichzeitig der Ausrichtlichtsender.As a result, the light transmitter of the lock-up sensor used for the distance-measuring feeler sensor is at the same time the alignment light transmitter.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet, aufgrund von gespeicherten Konturformen unzulässige und zulässige Objekte zu unterscheiden, wobei eine konstante Bewegungsgeschwindigkeit der Objekte vorliegt.In a development of the invention, the control and evaluation unit is designed to distinguish impermissible and permissible objects on the basis of stored contour shapes, with a constant speed of movement of the objects being present.
Bei bestimmten Anwendungen ist es vorgesehen, dass vordefinierte, zulässige Objekte den Schutzbereich passieren können, ohne dass ein Sicherheitsschaltsignal erzeugt wird. So wird beispielsweise bei einem Durchqueren des Schutzbereichs von zulässigen Objekten, beispielsweise mittels eines Förderbandes, kein Sicherheitsschaltsignal ausgelöst, während beim Fördern eines unzulässigen Objektes, beispielsweise einer Person, durch den Schutzbereich - auch wenn die Person sich seitlich des zulässigen Objekts befindet und dieses nicht überragt - ein entsprechendes Sicherheitsschaltsignal ausgelöst.In certain applications, predefined allowable objects may pass through the protected area without generating a safety switch signal. Thus, for example, when crossing the protected area of permissible objects, for example by means of a conveyor belt, no safety switching signal is triggered, while conveying an impermissible object, for example a person, through the protected area - even if the person is laterally of the permissible object and this does not tower - triggered a corresponding safety switch signal.
Gemäß dieser Ausführungsform werden beispielsweise charakteristische Konturen der zulässigen Objekte eingelernt, indem die Entfernungswerte, die sich beim Reflektieren der ausgesandten Lichtsignale an dem jeweiligen Objekt ergeben, eingelernt und in einem Speicher abgespeichert werden. Tritt ein Objekt in den Schutzbereich ein, so werden vor Erzeugen des Sicherheitsschaltsignals die gemessenen Entfernungswerte mit den abgespeicherten Entfernungswerten verglichen und es wird kein Sicherheitsschaltsignal erzeugt, falls die gemessenen Entfernungswerte mit den Entfernungswerten zulässiger Objekte innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs übereinstimmen.According to this embodiment, for example, characteristic contours of the permissible objects are taught in that the distance values which result when reflecting the emitted light signals at the respective object are learned and stored in a memory. If an object enters the protected area, the measured distance values are compared with the stored distance values before the safety switch signal is generated, and no safety switch signal is generated if the measured distance values coincide with the distance values of permissible objects within a predetermined tolerance range.
Je nach Form der zulässigen Objekte können dabei mehrere zulässige Entfernungswerte abgespeichert sein, die insbesondere bei der Verwendung von mehreren Lichttastern bzw. Überbrückungssensoren abhängig vom Auftreffort der Lichtstrahlen unterschiedlich sein können. Tritt ein unzulässiges Objekt in den Schutzbereich ein oder ist ein zulässiges Objekt nicht korrekt positioniert, so stimmt die ermittelte Entfernung mit der zulässigen Entfernung nicht überein, so dass in diesem Fall ein Sicherheitsschaltsignal erzeugt wird.Depending on the shape of the permissible objects, a plurality of permissible distance values may be stored which, in particular when using a plurality of light sensors or bridging sensors, may differ depending on the location of incidence of the light beams. If an inadmissible object enters the protected area or if a permissible object is not positioned correctly, the determined distance does not coincide with the permissible distance, so that in this case a safety switching signal is generated.
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen in:
-
1 bis 3 jeweils eine Mehrstrahllichtschranke mit Mutingsensoren nach dem Stand der Technik; -
4 bis 6 ein erfindungsgemäßes Sensorsystem mit einem Überbrückungssensor in jeweils drei verschiedenen Ansichten; -
7 ein Sensorsystem mit zwei gegenüberliegenden Überbrückungssensoren zum Ausleiten von Objekten aus einer Gefahrenzone; -
8 bis13 ein Sensorsystem mit vier Überbrückungssensoren zum Überwachen von Objekten aus und in eine Gefahrenzone; -
14 ein Sensorsystem mit acht Überbrückungssensoren;
-
1 to3 one multi-beam photoelectric sensor with muting sensors according to the prior art; -
4 to6 an inventive sensor system with a lock-up sensor in three different views; -
7 a sensor system with two opposite bypass sensors for discharging objects from a danger zone; -
8th to13 a sensor system with four bypass sensors for monitoring objects from and into a danger zone; -
14 a sensor system with eight bypass sensors;
In den nachfolgenden Figuren sind identische Teile mit identischen Bezugszeichen versehen.In the following figures, identical parts are provided with identical reference numerals.
Das dargestellte Objekt
Bei der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke
Die Überbrückungssensoren
Durch eine Detektion der Lichtstrahlen der Überbrückungssensoren
Durch das U-förmige Gehäuse
Die Überbrückungssensoren
Zusätzlich ist es durch die abstandsmessenden tastenden Sensoren, z. B. Lichttaster als Überbrückungssensoren
Wird ein Objekt
Gemäß
Gemäß
Dadurch ist es möglich, Objekte
Gemäß
Gemäß
Gemäß
Gemäß
Gemäß
Gemäß
Gemäß den Figuren können die abstandsmessenden tastenden Sensoren Lichtlaufzeitsensoren oder Triangulationssensoren sein.According to the figures, the distance-measuring probing sensors may be light transit time sensors or triangulation sensors.
Gemäß
Dadurch sind die Lichtstrahlen der Überbrückungssensoren
Gemäß
Gemäß
Gemäß
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Sensorsystemsensor system
- 22
- MehrstrahlsicherheitslichtschrankeMultibeam safety light barrier
- 33
- Überbrückungssensorenbridge sensors
- 44
- Objekteobjects
- 66
- U-förmiges GehäuseU-shaped housing
- 77
- Gehäusecasing
- 1010
- Lichtsender (der Überbrückungssensoren)Light transmitter (the bypass sensors)
- 1111
- Lichtempfänger (der Überbrückungssensoren)Light receiver (the bypass sensors)
- 1212
- Armpoor
- 1313
- Lichtsender (der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke)Light transmitter (the multi-beam safety light barrier)
- 14 14
- Lichtempfänger (der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke)Light receiver (the multi-beam safety light barrier)
- 1515
- Mutingsensorenmuting
- 1616
- Schutzfeldprotection field
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102007040692 B4 [0007]DE 102007040692 B4 [0007]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- Norm EN/ISO 13849-1 [0005]Standard EN / ISO 13849-1 [0005]
- Norm EN/IEC 62061 [0005]Standard EN / IEC 62061 [0005]
- EN 61496-1/2 [0005]EN 61496-1 / 2 [0005]
Claims (9)
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Applications Claiming Priority (1)
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-
2017
- 2017-08-23 DE DE102017119283.2A patent/DE102017119283B4/en active Active
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Norm EN/IEC 62061 |
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Publication number | Publication date |
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DE102017119283B4 (en) | 2020-10-08 |
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Legal Events
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |