DE102017119283B4 - 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, dadurch gekennzeichnet, dass 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 (7) der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke (2) teilweise umschließt, wobei mindestens ein Überbrückungssensor (3) in je einem Ende eines Armes (12) des U-förmigen Gehäuses (6) angeordnet ist.Sensor system (1) with a multi-beam safety light barrier (2) and with bridging sensors (3) for the detection of objects (4) and / or people (5), the bridging sensors (3) being distance-measuring probing sensors, characterized in that at least one bridging sensor ( 3) is arranged in one end of an arm (12) of a U-shaped housing (6), the U-shaped housing (6) being arranged on the housing (7) of the multiple beam safety light barrier (2) and the housing (7) of the Partly enclosing multiple beam safety light barrier (2), at least one bridging sensor (3) being arranged in each end of an arm (12) of the U-shaped housing (6).
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 multiple-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 multiple light beam safety barrier according to the prior art and according to the present invention has at least two light transmitters or at least two light receivers. Multiple beam safety light barrier housings with light transmitters and multiple beam safety light barrier housings with light receivers are each arranged opposite one another, so that the light transmitter and light receiver each form a light barrier. A multi-beam light barrier with which a protective field is monitored is formed by several light transmitters or light receivers, which are arranged in a row in a row in a row in the multi-beam safety light barrier housings. The light beams preferably run parallel. Inadmissible persons and objects are detected by interrupting the light beams in the protective field. Due to the detection, safe output signals or object detection signals are generated at a safe output, whereby a dangerous movement can be switched 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 redundant, so that two output switching elements are provided as a pair. As soon as only one output switching element switches off, that is to say 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 switching 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 transmitters or the distance between the light receivers in the multiple-beam safety light barrier determines the resolution of the multiple-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 contrast to a light grille or a light curtain, a multiple beam safety light barrier does not require an arrangement of very closely spaced beams in the housing. With a multi-beam light barrier, there is space 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 optoelektronischen Schutzeinrichtung passieren kann, ohne dass eine gefahrbringende Bewegung gestoppt werden muss.By detecting the light beams from muting sensors, inadmissible people and objects are distinguished from permitted objects. Due to the detection, muting signals are generated, after which the optoelectronic protective device does not generate a switch-off signal, as a result of which a permissible object can pass the protective field of the optoelectronic protective device without a dangerous movement having to be stopped.
Die
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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.One object of the invention is to provide an improved sensor system with a multiple beam safety light barrier and bridging sensors which is easier to handle, is more cost-effective and allows faster commissioning. Furthermore, 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 multiple light beam safety device can also be used as a safety light grid or as a Safety light curtains are designated, whereby safety light grids and safety light curtains have 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 case of the multiple light beam safety device, the distance between the light beams is 300 mm, for example. This distance is provided, for example, for access protection and, after an interruption, requires a reset function to be actuated again in order to enable the machine to restart.
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 grids or safety light curtains, the resolution is 14 mm, 20 mm, 30 mm or 40 mm. Safety light grids or safety light curtains are used to protect hazardous areas.
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 provided for finger protection, whereby an intervention with a single finger is already detected. A resolution of 20 mm or 30 mm is used to identify an intervention with one hand. At least the flat back of the hand is recognized and detected. At least one human arm is detected with a resolution of 40 mm.
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 from the bridging sensors, inadmissible people and objects are distinguished from permitted objects. Due to the detection, muting signals are generated, after which the multi-beam safety light barrier does not generate a switch-off signal, whereby a permissible object can pass the protective field of the multi-beam safety light barrier without a dangerous movement having to be stopped.
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.The U-shaped housing provides a mechanical coupling between the housing of the multiple light beam safety device and the U-shaped housing, whereby the U-shaped housing is aligned with respect to the housing of the multiple light beam safety device.
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 an area in the conveying direction of objects in front of or behind the multiple 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 beispielsweise 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 multiple light beam safety device. If the bridging sensors are only arranged in front of the multiple light beam safety barrier, material emerging from a danger area 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 multiple light beam safety device.
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 multiple light beam safety device.
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 probing sensors has the advantage that the distance between the objects and the multiple light beam safety device can be determined. If, for example, the object is too narrow to completely cover the protected area of the multiple light beam safety device, the bridging is canceled. If the object is permitted, 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 such. B. light scanners as bridging sensors also possible to obtain precise information on 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 probing sensors or the object can be classified as a permissible or impermissible object on the basis of the recorded 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 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 through the multiple beam safety light barrier, for example on a conveyor belt, the spacing contour data of a side of the object facing the respective transmitting / receiving strip can be recorded and stored by the bridging sensors. With 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 bridging sensor is arranged in each 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 bridging sensors are arranged such that at least one bridging sensor is arranged in front of and behind the multiple beam safety light barrier in an area in the conveying direction of objects.
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 multiple light beam safety device. In this way, for example, permissible objects, for example processing material, can be conveyed through the protective field in both directions without a dangerous movement of a machine having to be stopped.
In Weiterbildung der Erfindung sind die abstandsmessenden tastenden Sensoren Lichtlaufzeitsensoren oder Triangulationssensoren.In a further development of the invention, the distance-measuring probing sensors are time-of-flight 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 time-of-flight sensor is based, for example, on a time-of-flight chip using the PMD method, which measures distance based on 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 scanner based on the time-of-flight principle has at least one light transmitter that emits successive light pulses into a measuring area and at least one light receiver that picks up the light pulses reflected on an object in the measuring area and feeds them in the form of electrical reception signals to a control and evaluation unit that Taking into account the speed of light, a distance signal representative of the distance between the object and the light scanner is determined from the time between transmission and reception of the light pulse.
Zur Entfernungsmessung sind verschiedene Lichtlaufzeitverfahren mit einer entsprechenden Auswertung implementierbar.Various time-of-flight methods with a corresponding evaluation can be implemented for distance measurement.
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.A pulse method can be provided. For example, one or more time-to-digital converters (time-to-digital converters) are provided for the pulse method in which each individual photon event is provided with a time stamp. In the case of a useful signal, several time stamps therefore occur in a correlated manner. The measured values are generated statistically. Background light, on the other hand, generates randomly distributed time stamps.
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, a light signal modulated continuously over time being used. With this method, the single photon events are divided into two counters via a gating signal and a phase is calculated from the ratio of the counters.
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 sensing sensor is designed as a triangulation light scanner. The light receiver then has a spatially resolving receiving element. With the 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 reflection incidence on the receiver serves as a measure of the object distance. The light transmitter is designed to emit a transmitted light cone and / or a collimated light beam, and the transmitted light cone is so small in a close range that a light spot that strikes an object is imaged on the spatially resolving receiver in such a way that the distance of the object becomes the triangulation probe can be determined via the location of the light spot on the receiver. Depending on the point of impact of the light spot on the spatially resolving receiving element, a distance to 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 row or matrix. The spatially resolving line is inexpensive and a detected distance can be assigned to a small detection area. The spatially resolving matrix enables a larger detection area. The size of the receiving elements of the row or the matrix can be different. The receiving elements are largest for a close range, since a change in the light spot on the receiving element with a change in distance is large compared to a change in distance in the far range. In the far range the receiving elements are made smaller in order to enable 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 from the bridging sensors and the light beams from the multiple light beam safety device are arranged at an acute angle to one another.
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 from the bridging sensors from opposing bridging sensors are aligned in such a way that the light beams from the two bridging sensors are each directed away from the multiple-beam safety light barrier and intersect in a two-dimensional projection in the longitudinal direction of the housing of the multiple-beam 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 further development of the invention, a control and evaluation unit is accommodated in the housing of the multiple-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 that monitor one another. For example, a redundant structure with two identical microcontrollers or a diverse structure with two different microcontrollers can be provided.
In Weiterbildung der Erfindung empfängt die Steuer- und Auswerteeinheit Abstandsinformationen oder binäre Objektfeststellungssignale von den Überbrückungssensoren.In a further development of the invention, the control and evaluation unit receives distance information or binary object detection signals from the bridging 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 or not an object was detected. This is the simplest piece of information, which means that very simple logic for recognizing objects can be implemented.
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 transfer 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 from 4 to 20 mA or a voltage interface with values from 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 connecting cable is provided between the U-shaped housing and the housing of the multiple 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 bridging sensors can be visually aligned better, since an alignment light transmitter parallel to the light transmitter can be used for the adjustment. For example, the alignment light transmitter is only active 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 further 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 bridging sensor that is used for the distance-measuring sensing sensor is also 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 further development of the invention, the control and evaluation unit is designed to differentiate between impermissible and permissible objects on the basis of stored contour shapes, with the objects moving at a constant speed.
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, it is provided that predefined, permitted objects can pass the protection area without a safety switching signal being generated. For example, when permissible objects cross the protected area, for example by means of a conveyor belt, no safety switching signal is triggered, while when conveying an impermissible object, for example a person, through the protected area - even if the person is to the side of the permissible object and does not protrude beyond it - a corresponding safety switching signal triggered.
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 by teaching in the distance values that result when the emitted light signals are reflected on the respective object and storing them in a memory. If an object enters the protected area, the measured distance values are compared with the stored distance values before the safety switching signal is generated, and no safety switching signal is generated if the measured distance values match the distance values of permissible objects within a specified 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, several permissible distance values can be stored, which can be different depending on the point of impact of the light beams, especially when using several light scanners or bridging sensors. If an impermissible object enters the protected area or if a permitted object is not correctly positioned, the determined distance does not match the permitted 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 a multi-beam light barrier with muting sensors according to the prior art; -
4th to6th a sensor system according to the invention with a bridging sensor in three different views each; -
7th a sensor system with two opposing bridging sensors for guiding objects out of a danger zone; -
8th to13 a sensor system with four bypass sensors for monitoring objects from and into a danger zone; -
14th a sensor system with eight override sensors;
In den nachfolgenden Figuren sind identische Teile mit identischen Bezugszeichen versehen.In the following figures, identical parts are provided with identical reference symbols.
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
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 can be time-of-flight sensors or triangulation sensors.
Gemäß
Dadurch sind die Lichtstrahlen der Überbrückungssensoren
Gemäß
Gemäß
Gemäß
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- SensorsystemSensor system
- 22
- MehrstrahlsicherheitslichtschrankeMultiple light beam safety device
- 33
- ÜberbrückungssensorenBypass sensors
- 44th
- ObjekteObjects
- 66th
- U-förmiges GehäuseU-shaped housing
- 77th
- Gehäusecasing
- 1010
- Lichtsender (der Überbrückungssensoren)Light transmitter (of the bridging sensors)
- 1111
- Lichtempfänger (der Überbrückungssensoren)Light receiver (of the bridging sensors)
- 1212
- Armpoor
- 1313
- Lichtsender (der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke)Light transmitter (of the multiple light beam safety device)
- 1414th
- Lichtempfänger (der Mehrstrahlsicherheitslichtschranke)Light receiver (of the multiple light beam safety device)
- 1515th
- MutingsensorenMuting sensors
- 1616
- SchutzfeldProtective field
Claims (8)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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-
2017
- 2017-08-23 DE DE102017119283.2A patent/DE102017119283B4/en active Active
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