DE102018117878A1 - Safety Light Curtain - Google Patents

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16PSAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
    • F16P3/00Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
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    • F16P3/14Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact
    • F16P3/144Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact using light grids

Abstract

Sicherheitslichtgitter zur Überwachung eines Schutzbereiches mit wenigstens zwei Sende-/Empfangsleisten (3, 3'), mit wenigstens einem Lichtsender (S) und mit wenigstens einem Lichtempfänger (E), wobei die Sende-/Empfangsleisten (3, 3') einander gegenüberliegend angeordnet sind, und zwischen diesen durch die Lichtstrahlen der Lichtsender ein Schutzfeld (2) gebildet ist, wobei jeweils wenigstens ein Lichtsender (S) der einen Sende-/Empfangsleiste (3; 3') und wenigstens ein Lichtempfänger (E) der anderen Sende-/Empfangsleiste (3, 3') ein Sende-/Empfangspaar bilden, mit Mitteln zur Synchronisation der Sende-/Empfangsleisten (3, 3') und mit einer Steuer- und Auswerteeinheit, wobei wenigstens einer der Lichtsender (S) einer der Sende-/Empfangsleiste (3; 3') mit wenigstens einem der Lichtempfänger (E) derselben Sende-/Empfangsleiste (3; 3') einen Lichttaster bildet, wobei der Lichttaster als Lichtlaufzeittaster ausgebildet ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, die Lichtlaufzeit empfangener Lichtsignale oder Lichtimpulse des Lichtempfängers (E) auszuwerten, wobei der Lichtempfänger (E) mindestens eine Einzelphotonenlawinendiode aufweist.Safety light grid for monitoring a protected area with at least two transmission / reception strips (3, 3 '), with at least one light transmitter (S) and with at least one light receiver (E), the transmission / reception strips (3, 3') being arranged opposite one another and between them a protective field (2) is formed by the light beams of the light transmitters, at least one light transmitter (S) of the one transmitting / receiving bar (3; 3 ') and at least one light receiver (E) of the other transmitting / Receiving bar (3, 3 ') form a transmitting / receiving pair, with means for synchronizing the transmitting / receiving bars (3, 3') and with a control and evaluation unit, at least one of the light transmitters (S) being one of the transmitting / Receiving bar (3; 3 ') with at least one of the light receivers (E) of the same transmitting / receiving bar (3; 3') forms a light button, the light button being designed as a light transit time button, with the control and evaluation unit being formed by the L Evaluate the non-running time of received light signals or light pulses from the light receiver (E), the light receiver (E) having at least one single photon avalanche diode.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitslichtgitter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a safety light curtain according to the preamble of claim 1.

Sicherheitsgerichtete optoelektronische Sensoren unterliegen hohen Anforderungen bezüglich einer geforderten Zuverlässigkeit gemäß verschiedener Normen, wie beispielsweise der Norm „Sicherheit von Maschinen - Berührungslose Schutzeinrichtungen (BWS)“, EN/IEC 61496 oder der europäischen Norm „Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer, elektronischer, programmierbarer elektronischer Systeme“, EN 61508. Die optoelektronischen Sensoren werden in Sicherheitskategorien unterteilt, die in der Norm „Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen“
EN 954 oder deren Nachfolgenorm EN 13849 festgelegt sind.
Safety-related optoelectronic sensors are subject to high requirements with regard to the required reliability in accordance with various standards, such as the standard "Safety of machines - Non-contact protective devices (ESPE)", EN / IEC 61496 or the European standard "Functional safety of safety-related electrical, electronic, programmable electronic systems" , EN 61508. The optoelectronic sensors are divided into safety categories, which are specified in the standard "Safety-related parts of control systems"
EN 954 or its successor standard EN 13849 are defined.

Genormte Sicherheitslevel sind notwendig, da derartige Sensoren als Schutzmaßnahmen an Gefahr bringenden Maschinen, wie Pressen, Stanzwerkzeugen, Robotern u.ä. eingesetzt werden und somit Leben und Gesundheit von Bedienungspersonal von der Funktionstüchtigkeit der Sensoren abhängt, damit die Sensoren im Gefahrenfall ein sicherheitsgerichtetes Schaltsignal abgeben können.Standardized safety levels are necessary because such sensors act as protective measures on dangerous machines, such as presses, punching tools, robots and the like. are used and thus the life and health of operating personnel depends on the functionality of the sensors so that the sensors can emit a safety-related switching signal in the event of danger.

Derartige optoelektronische Sensoren werden beispielsweise am Rand eines Gefahrenbereiches einer Werkzeugmaschine eingesetzt, um gegebenenfalls das Betreten dieses Gefahrenbereiches zu detektieren und ein optisches oder akustisches Warnsignal bzw. ein Abschaltsignal für die Werkzeugmaschine auszulösen.Such optoelectronic sensors are used, for example, at the edge of a danger zone of a machine tool in order, if necessary, to detect the entry into this danger zone and to trigger an optical or acoustic warning signal or a switch-off signal for the machine tool.

Optische Sicherheitssensoren müssen eine Reihe von Selbsttestmöglichkeiten ihrer Messkette enthalten, um ihre Funktionsfähigkeit nachzuweisen und um gemäß einer Sicherheitsnorm eine bestimmte Sicherheitskategorie bzw. einen bestimmten Sicherheitslevel zu erreichen.Optical safety sensors must contain a number of self-test options for their measuring chain in order to demonstrate their functionality and to achieve a certain security category or a certain security level in accordance with a security standard.

Je nach gewünschter Kategorie muss die Testung unterschiedlich tiefgehen. Beispielsweise muss gemäß DIN EN 61496 ein Verlust der Detektionsfähigkeit in der Ansprechzeit und eine Einschränkung der Detektionsfähigkeit in vier Sekunden erkannt werden.Depending on the desired category, the level of testing must vary. For example, according to DIN EN 61496, a loss of detection ability in the response time and a restriction of detection ability must be recognized in four seconds.

Heutige Sicherheitslichtgitter sind mit Sendern und Empfängern in getrennten Gehäusen ausgelegt. Als Detektionsprinzip dient die Unterbrechung des Lichtweges zwischen Sender und Empfänger.Today's safety light grids are designed with transmitters and receivers in separate housings. The principle of detection is the interruption of the light path between the transmitter and receiver.

Heutige sichere Lichtgitter und Lichtschranken mit gegenüberliegenden Sendern und Empfängern sind nach dem Ruhestromprinzip aufgebaut. Hierbei wird das Lichtsignal auf direktem Weg vom Sender zum Empfänger gesendet und durchläuft dabei eine komplette Messkette. Detektiert wird eine Unterbrechung dieses direkten Lichtwegs. Veränderungen des Empfangssignals, z. B. durch Frontscheibenverschmutzung, Senderdegradation, etc. zeigen sich dabei direkt in der Amplitudenhöhe des Empfangssignals und können direkt detektiert werden.Today's safe light grids and light barriers with opposing transmitters and receivers are based on the closed-circuit principle. The light signal is sent directly from the transmitter to the receiver and runs through a complete measuring chain. An interruption of this direct light path is detected. Changes in the received signal, e.g. B. by windshield soiling, transmitter degradation, etc. show up directly in the amplitude of the received signal and can be detected directly.

Da die sicherheitstechnische Entscheidung anhand einer Amplitudenschwelle erfolgt, kann jede kritische Verschlechterung im Messpfad erkannt und entsprechend ein Warn- oder Stoppsignal ausgegeben werden.Since the safety-related decision is made on the basis of an amplitude threshold, any critical deterioration in the measurement path can be detected and a warning or stop signal can be issued accordingly.

Die im Lichtgitter nach dem Stand der Technik verwendete Art der Selbsttestung nach dem Ruhestromprinzip ist bei freitastenden Lichtgittern/Lichttastern nicht anwendbar, da die direkte Gegenseite fehlt.The type of self-testing according to the quiescent current principle used in the light grid according to the prior art cannot be used with free-touching light grids / light buttons, since the direct opposite side is missing.

Bei freitastenden Systemen ist die Amplitude des Empfangssignals im Messkanal vor allem vom Abstand und der Remission des Targets abhängig, bzw. fehlt vollständig wenn der Sensor ins „Unendliche“ schaut.In the case of probing systems, the amplitude of the received signal in the measuring channel depends primarily on the distance and the remission of the target, or is completely absent when the sensor looks into the "infinite".

Tastende Lichtgitter sind aus der EP 2 180 348 A1 und der EP 3 091 272 B1 bekannt.Touching light grids are out of the EP 2 180 348 A1 and the EP 3 091 272 B1 known.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein tastendes Lichtgitter bzw. Sicherheitslichtgitter bereitzustellen, welches umfassende Möglichkeiten zur Selbsttestung aufweist, um eine möglichst hohe Sicherheitskategorie zu erhalten. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Lichtgitter und ein Verfahren bereitzustellen, das zum einen eine einfache Schutzbereichsüberwachung erlaubt und zum anderen eine geometrische Erkennung der eindringenden Objekte ermöglicht.One object of the invention is to provide a scanning light grid or safety light grid which has extensive possibilities for self-testing in order to obtain the highest possible safety category. Another object is to provide a light curtain and a method which, on the one hand, allows simple protection zone monitoring and, on the other hand, enables geometrical detection of the penetrating objects.

Die Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst durch ein Sicherheitslichtgitter zur Überwachung eines Schutzbereiches mit wenigstens zwei Sende-/Empfangsleisten mit wenigstens einem Lichtsender und mit wenigstens einem Lichtempfänger, wobei die Sende-/Empfangsleisten einander gegenüberliegend angeordnet sind, und zwischen diesen durch die Lichtstrahlen der Lichtsender ein Schutzfeld gebildet ist, wobei jeweils wenigstens ein Lichtsender der einen Sende-/Empfangsleiste und wenigstens ein Lichtempfänger der anderen Sende-/Empfangsleiste ein Sende-/Empfangspaar bilden, mit Mitteln zur Synchronisation der Sende-/Empfangsleisten und mit einer Steuer- und Auswerteeinheit, wobei wenigstens einer der Lichtsender einer der Sende-/Empfangsleiste mit wenigstens einem der Lichtempfänger derselben Sende-/Empfangsleiste einen Lichttaster bildet, wobei der Lichttaster als Lichtlaufzeittaster ausgebildet ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, die Lichtlaufzeit empfangener Lichtsignale oder Lichtimpulse des Lichtempfängers auszuwerten, wobei der Lichtempfänger mindestens eine Einzelphotonenlawinendiode aufweist.The object is achieved according to claim 1 by a safety light grid for monitoring a protective area with at least two transmission / reception strips with at least one light transmitter and with at least one light receiver, the transmission / reception strips being arranged opposite one another, and between them by the light beams of the light transmitters a protective field is formed, in each case at least one light transmitter of the one transmission / reception strip and at least one light receiver of the other transmission / reception strip forming a transmission / reception pair, with means for synchronizing the transmission / reception strips and with a control and evaluation unit, wherein at least one of the light transmitters of the transmission / reception bar forms a light scanner with at least one of the light receivers of the same transmission / reception bar, the light scanner being designed as a time-of-flight sensor, the control and evaluation unit being designed to receive the time of flight light To evaluate light signals or light pulses from the light receiver, the light receiver having at least one single photon avalanche diode.

Durch die Verwendung von pulsförmigen Lichtsignalen kann die vom Aussenden der Lichtsignale bis zum Empfangen der Lichtsignale verstrichene Lichtlaufzeit ermittelt werden, die repräsentativ für den Abstand zu dem Objekt ist.By using pulsed light signals, the light propagation time elapsed from the transmission of the light signals to the reception of the light signals can be determined, which is representative of the distance to the object.

Die Erfindung verbindet die Vorteile des klassischen Sicherheitslichtgitters mit den Vorteilen tastender Systeme. Durch die Doppelanordnung von zwei tastenden Sende-/Empfangsleisten wird neben der klassischen Absicherungsfunktion, die sowohl mit beiden tastenden Sende-/Empfangsleisten separat als auch durch eine Sender-Empfänger-Paarung gegenüberliegender Sende-/Empfangsleisten realisiert werden kann, zusätzlich eine hochwertige Messfunktion implementiert. Ein durchtretendes Objekt wird innerhalb der Schutzebene beidseitig vermessen. Bei geneigter Anordnung der Messebene gegenüber der Durchtrittsrichtung kann zudem die 3D-Kontur aus einer Folge von Messungen rekonstruiert werden.The invention combines the advantages of the classic safety light curtain with the advantages of sensing systems. The double arrangement of two scanning transmit / receive bars, in addition to the classic security function, which can be implemented both with two scanning transmit / receive bars separately and with a transmitter-receiver pairing of opposite transmit / receive bars, also implements a high-quality measurement function. A penetrating object is measured on both sides within the protection level. If the measuring plane is inclined relative to the direction of passage, the 3D contour can also be reconstructed from a series of measurements.

Die Doppelanordnung erlaubt die Realisierung der Absicherungsfunktion auf Basis des Ruhestromprinzips und ermöglicht die wechselseitige Testung aller Sensorkomponenten. Dadurch lassen sich hohe Sicherheitsniveaus, wie sie für viele Sicherheitslichtgitteranwendungen erforderlich sind, erreichen.The double arrangement allows the realization of the protection function on the basis of the closed-circuit principle and enables the mutual testing of all sensor components. This enables high levels of security to be achieved, which are required for many security light curtain applications.

Erfindungsgemäß werden zwei vorzugsweise identisch tastende Sende-/Empfangsleisten verwendet, die jedoch auch einzeln genutzt werden können. Diese tastenden Sende-/Empfangsleisten werden - vergleichbar mit klassischen Sicherheitslichtgittern - gegenüberliegend angebracht und aufeinander ausgerichtet, so dass die einzelnen TOF-Elemente (z.B. SPAD-Sensoren mit integriertem Sender und Empfänger oder TOF-Imager) paarweise so orientiert sind, dass sie im Sende- und Empfangsbereich des jeweils anderen liegen ( ).According to the invention, two preferably identically keying transmit / receive bars are used, which, however, can also be used individually. Comparable to classic safety light grids, these scanning transmit / receive strips are attached opposite and aligned with one another, so that the individual TOF elements (e.g. SPAD sensors with integrated transmitter and receiver or TOF imager) are oriented in pairs so that they are in transmit - and reception area of the other lie ( ).

Auf diese Art kann beidseitig eine Abstandsmessung mit jedem TOF-Element durchgeführt werden. Dieser Abstandswert kann mit einem konfigurierten Wert verglichen werden, um die Anordnung gegenüber Manipulation zu schützen. Zudem kann bei Durchtritt eines Objekts durch die Mess-/Schutzebene die Vermessung des Objekts stattfinden. Und zusätzlich können Schutzfelder definiert werden, deren Unverletztheit unabhängig überwacht wird. Die Doppelanordnung bringt zudem den Vorteil, dass Objekte lokalisiert und verfolgt werden können, ohne nachteilige Verdeckungsbereiche zu haben.In this way, a distance measurement can be carried out on both sides with each TOF element. This distance value can be compared to a configured value in order to protect the arrangement against manipulation. In addition, the measurement of the object can take place when an object passes through the measurement / protection level. In addition, protective fields can be defined, the intactness of which is monitored independently. The double arrangement also has the advantage that objects can be localized and tracked without having disadvantageous concealment areas.

Weiter kann eine wechselseitige optische Kommunikation zwischen beiden Sende-/Empfangsleisten aufgebaut werden. Diese kann zur Datenübertragung, Vermeidung von Fremdsenderstörung oder Plausibilisierungstests verwendet werden. Eine kabelgebundene Verbindung der beiden Sende-/Empfangsleisten ist damit nicht mehr notwendig. Die Kommunikation kann auch für die Realisierung einer Ausrichthilfe verwendet werden.In addition, mutual optical communication can be established between the two send / receive bars. This can be used for data transmission, avoidance of third-party transmitter interference or plausibility tests. A wired connection of the two transmit / receive bars is no longer necessary. Communication can also be used to implement an alignment aid.

Weiter kann eine Absicherungsfunktion identisch zu klassischen Sicherheitslichtgittern realisiert werden, bei der jeweils gegenüberliegende Sender-Empfänger-Paare einen Strahl definieren, dessen Unterbrechungsfreiheit überwacht wird. Neben den hohen Sicherheitsniveaus, die eine solche Anordnung erlaubt, kann damit auch eine Reichweite realisiert werden, die deutlich größer ist, als bei einseitigen tastenden Sicherheitslichtgittern. In Kombination mit der Abstandsmessfunktion kann so der Fehlerfall „Objekt zu dunkel für eine tastende Messung“ aufgedeckt und sicherheitstechnisch beherrscht werden.Furthermore, a safeguarding function can be implemented that is identical to classic safety light grids, in which opposite transmitter-receiver pairs define a beam, the uninterruptibility of which is monitored. In addition to the high security levels that such an arrangement allows, a range can also be achieved that is significantly greater than with one-sided, touching safety light grids. In combination with the distance measurement function, the "Object too dark for a tactile measurement" error case can be detected and mastered in terms of safety.

Einzelphotonenlawinendioden werden auch synonym als ,Single Photon Avalanche Diode‘ kurz SPAD bezeichnet. Andere gängige Bezeichnungen sind ,Silicon Photomultiplier‘ (SiPM),, ,Geigermode Avalanche Photon Diode‘ oder ,Single Photon Counting Diode‘. Einzelphotonenlawinendioden sind in Standard CMOS-Technologie realisierbare photoempfindliche Detektoren, die ähnlich wie Avalanche Photo Dioden einfallende Photonen in Strompulse konvertieren. Im Gegensatz zu Avalanche Photo Dioden werden Einzelphotonenlawinendioden jedoch über einer Durchbruchspannung betrieben. Damit löst bereits ein einzelnes einfallendes Photon einen Lawineneffekt aus, der als Strompuls detektiert werden kann. Verstärkungsfaktoren von 105 bis 106 ermöglichen eine hohe Sensitivität und damit die Detektion bereits einzelner Photonen.Single photon avalanche diodes are also referred to synonymously as 'single photon avalanche diode' or SPAD for short. Other common names are 'Silicon Photomultiplier' (SiPM), 'Geiger Mode Avalanche Photon Diode' or 'Single Photon Counting Diode'. Single-photon avalanche diodes are photosensitive detectors which can be implemented using standard CMOS technology and, similar to avalanche photo diodes, convert incident photons into current pulses. In contrast to avalanche photo diodes, single photon avalanche diodes are operated via a breakdown voltage. A single incident photon thus triggers an avalanche effect that can be detected as a current pulse. Gain factors from 10 5 to 10 6 enable high sensitivity and thus the detection of individual photons.

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, indem 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 are provided for the pulse method by providing each individual photon event with a time stamp. Several time stamps therefore occur correlated in the case of a useful signal. The measurement value is generated statistically. Backlight, however, creates randomly distributed timestamps.

Hierbei handelt es sich um eine Sende-/Empfangsleiste bzw. ein Sicherheitslichtgitter nach dem Lichtlaufzeitprinzip mit mindestens einem Lichtsender, der aufeinanderfolgende Lichtimpulse in einen Messbereich aussendet und mit mindestens einem Lichtempfänger, welcher die aus dem 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 von Objekten zum Sicherheitslichtgitter repräsentatives Abstandssignal ermittelt, wobei der Lichtempfänger mindestens eine Einzelphotonenlawinendiode aufweist.This is a transmission / reception bar or a safety light grid based on the time-of-flight principle with at least one light transmitter that sends successive light pulses into a measuring range and with at least one light receiver that receives the light pulses that are thrown out of the measuring range and in the form of electrical reception signals to a control and evaluation unit which, taking into account the speed of light from the time between the transmission and reception of the light pulse, determines a distance signal representative of the distance from objects to the safety light curtain, the light receiver having at least one single photon avalanche diode.

Weiter können auch bekannte Phasenmessverfahren eingesetzt werden, bei denen ein moduliertes Lichtsignal verwendet wird. Bei diesen Verfahren werden beispielsweise über ein Gating-Signal die Einzelphotonenevents in zwei Zähler verteilt und aus dem Verhältnis der Zählerstände eine Phase berechnet.Known phase measurement methods can also be used, in which a modulated light signal is used. In these methods, for example, the single photon events are divided into two counters via a gating signal and a phase is calculated from the ratio of the counter readings.

Weiter können analoge Signale der Einzelphotonendiode ausgewertet werden. Diese werden mit einem Schwellwert verglichen, werden gesampelt oder werden mit statistischen Methoden ausgewertet.Analog signals from the single photon diode can also be evaluated. These are compared with a threshold value, sampled or evaluated using statistical methods.

Bei der Auswertung nach dem Lichtlaufzeitverfahren kann zusätzlich zum Abstandswert auch ein Amplitudenwert generiert werden, z. B. durch ein Histogramm der Zeitstempel, durch die Zählrate oder durch die Spannungsamplitude bei einer analogen Auswertung. Durch den Amplitudenwert kann eine Plausibilitätsprüfung, insbesondere bei sicherheitstechnischen Anwendungen durchgeführt werden.When evaluating using the time-of-flight method, an amplitude value can be generated in addition to the distance value, e.g. B. by a histogram of the timestamp, by the counting rate or by the voltage amplitude in an analog evaluation. A plausibility check can be carried out using the amplitude value, in particular in safety-related applications.

Das erfindungsgemäße Sicherheitslichtgitter hat den Vorteil, dass dieses kompakt ausgestaltet ist und in einem kleinen Gehäuse untergebracht werden kann.
Die Verwendung von Einzelphotonenlawinendioden bietet folgende Vorteile: Einzelphotonenlawinendioden sind in einem Standard CMOS Prozess herstellbar. Damit ist das Sicherheitslichtgitter hoch integrierbar, z. B. unter Verwendung von ASIC Bausteinen. Der Lichtsender, beispielsweise ein VSCEL, eine Laserdiode oder eine Leuchtdiode und die Steuer- und Auswerteeinheit bzw. eine getrennte Lichtsenderansteuerung sind ebenfalls auf dem Chip integrierbar.
The safety light curtain according to the invention has the advantage that it is compact and can be accommodated in a small housing.
The use of single-photon avalanche diodes offers the following advantages: Single-photon avalanche diodes can be produced in a standard CMOS process. The safety light curtain is thus highly integrable, e.g. B. using ASIC devices. The light transmitter, for example a VSCEL, a laser diode or a light-emitting diode and the control and evaluation unit or a separate light transmitter control can also be integrated on the chip.

Das Sicherheitslichtgitter ist kostengünstiger als bisher in der Sicherheitstechnik übliche Sicherheitslichtgitter mit photoempfindlichen Empfängern. Durch Mehrfachanordnung von Lichttastern, bestehend aus mindestens einem Lichtsender und mindestens einem Lichtempfänger, sind sehr kompakte Systeme möglich. Durch die Verwendung von Einzelphotonenlawinendioden ist eine hohe Empfindlichkeit bis zu einzelnen Photonen gegeben. Dadurch kann eine optionale Optik sehr kompakt ausgeführt werden.The safety light curtain is less expensive than previously used safety light curtains with photosensitive receivers. Very compact systems are possible due to the multiple arrangement of light buttons, consisting of at least one light transmitter and at least one light receiver. The use of single-photon avalanche diodes provides high sensitivity down to individual photons. This means that optional optics can be made very compact.

Dringt ein Objekt in den Schutzbereich ein, so dass zumindest einer der ausgesendeten Lichtstrahlen unterbrochen und reflektiert bzw. remittiert wird, wird die Lichtlaufzeit des entsprechenden Lichtsignals ermittelt, so dass eine Objektkontur erfasst wird, die je nach Anwendung zu einer gewünschten Folgeaktion führt. Dies kann beispielsweise die Ausgabe eines Sicherheitsschaltsignals zum Stillsetzen einer zu überwachenden Maschine, zum Abgeben eines Alarmsignals, eine Messwertausgabe oder auch eine Messwertspeicherung sein.If an object penetrates into the protected area, so that at least one of the emitted light beams is interrupted and reflected or remitted, the light propagation time of the corresponding light signal is determined so that an object contour is detected which, depending on the application, leads to a desired follow-up action. This can be, for example, the output of a safety switching signal for stopping a machine to be monitored, for emitting an alarm signal, for outputting measured values or for storing measured values.

Durch das erfindungsgemäße Sicherheitslichtgitter lassen sich zunächst einfach und über große Reichweiten Objekteingriffe erkennen. Tritt ein Objekt in das Schutzfeld zwischen die Sende-/Empfangsleisten ein, so detektiert wenigstens ein Sende-/Empfangspaar eine Lichtstrahlunterbrechung, wodurch ein Objektfeststellungssignal generiert wird und infolgedessen gegebenenfalls ein Sicherheitsschaltsignal. Eine solche Lichtstrahlunterbrechung kann einfach ausgewertet und detektiert werden. Dadurch ist eine kurze Ansprechzeit des Sicherheitslichtgitters gewährleistet. Auch für große Reichweiten ist eine Lichtstrahlunterbrechung einfach zu detektieren.The safety light curtain according to the invention initially makes it easy to detect object interventions over large ranges. If an object enters the protective field between the transmission / reception strips, at least one transmission / reception pair detects an interruption in the light beam, as a result of which an object detection signal is generated and, as a result, a safety switching signal. Such a light beam interruption can be easily evaluated and detected. This ensures a short response time for the safety light curtain. A light beam interruption is easy to detect even for long ranges.

Zur Erkennung von Objekten verschiedener Größen werden die Sende-/Empfangspaare in gleichmäßigen Abständen zueinander angeordnet. Mittels der Anzahl unterbrochener, benachbarter Lichtstrahlen und des Abstandes der Lichtstrahlen zueinander kann eine Objekthöhe bestimmt werden.To detect objects of different sizes, the transmit / receive pairs are arranged at equal distances from one another. An object height can be determined using the number of interrupted, adjacent light beams and the spacing of the light beams from one another.

Zusätzlich ist es durch die erfindungsgemäß gebildeten Lichttaster mit dem Sicherheitslichtgitter auch möglich, genaue Angaben zu einer Objektkontur zu erhalten, die durch eine einfache Strahlunterbrechung nicht erfasst werden könnte. Durch die Lichttaster kann ein Objekt jetzt aber 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 Sicherheitslichtgitter ist es somit möglich, nicht nur die Objekthöhe sondern auch die seitliche Kontur des Objektes zu bestimmen, während das Objekt das Schutzfeld passiert.In addition, the light scanner with the safety light curtain formed according to the invention also makes it possible to obtain precise information about an object contour that could not be detected by a simple beam interruption. However, an object can now be measured using the light scanners or the object can be classified as a permissible or impermissible object based on the detected object contour and an object detection signal or safety switching signal can be generated depending on this result. With the safety light grid according to the invention, it is thus possible to determine not only the object height but also the lateral contour of the object while the object is passing through the protective field.

Wird ein Objekt beispielsweise auf einem Förderband durch das Sicherheitslichtgitter transportiert, so kann zum einen durch das Unterbrechen der einzelnen Sende-/Empfangspaare ein Höhenprofil des Objektes ermittelt und abgespeichert werden und zum anderen durch die gebildeten Lichttaster gleichzeitig auch die Abstandskonturdaten einer der jeweiligen Sende-/Empfangsleiste zugewandten Seite des Objektes erfasst und abgespeichert werden. Durch das erfindungsgemäße Sicherheitslichtgitter kann somit gleichzeitig ein Höhenprofil und eine seitliche Abstandskontur erfasst werden und zur Beurteilung des Objektes verwendet werden.If, for example, an object is transported on a conveyor belt through the safety light curtain, a height profile of the object can be determined and saved on the one hand by interrupting the individual transmitting / receiving pairs and on the other hand the distance contour data of one of the respective transmitting / Receiving bar facing side of the object can be detected and saved. By means of the safety light grid according to the invention, a height profile and a lateral distance contour can thus be detected at the same time and used to assess the object.

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 wird. In certain applications, it is provided that predefined, permissible objects can pass through the protected area without a safety switching signal being generated. For example, when crossing the protected area of permitted objects, for example by means of a conveyor belt, no safety switching signal is triggered, while when an inadmissible object, for example a person, is being conveyed through the protected area - even if the person is to the side of the permitted object and does not protrude above it - A corresponding safety switching signal is triggered.

Die Gegenüberstellung zweier tastender Sende-/Empfängerleisten ermöglicht es sehr zuverlässig Fehlerfälle aufzudecken und sicherheitsgerichtet zu reagieren. Dadurch kann eine Sicherheitsfunktion ein höheres Sicherheitsniveau erreichen, als es mit einem Einzelsystem der Fall wäre. Weiter kann die Detektionsfähigkeit erweitert werden. Ein sehr dunkles Objekt mit einer Remission unterhalb einer Detektionsschwelle kann mit dem vorliegenden Doppelsystem aufgrund der fehlenden Lichtimpulse der gegenüberliegenden Sende-/Empfangsleiste detektiert werden.The juxtaposition of two scanning transmitter / receiver strips makes it possible to uncover fault cases very reliably and to react in a safety-related manner. This enables a safety function to achieve a higher level of safety than would be the case with a single system. The detection capability can also be expanded. A very dark object with a reflectance below a detection threshold can be detected with the present double system due to the lack of light pulses from the opposite send / receive bar.

In Weiterbildung der Erfindung wird der Abstand der gegenüberliegenden Leiste eingelernt und abgespeichert, und der gespeicherte Wert zyklisch mit aktuell erfassten Werte verglichen.In a further development of the invention, the distance between the opposite bar is taught in and stored, and the stored value is compared cyclically with currently recorded values.

Durch das Einlernen und Abspeichern des Abstandes kann eine Veränderung des Abstandes erkannt werden.A change in the distance can be recognized by teaching and storing the distance.

Der Abstand bzw. der Abstandsmesswert wird beispielsweise beidseitig, also redundant, bei der Inbetriebnahme ermittelt und im Betrieb zyklisch oder laufend überwacht. Werden kleinere Abstände im Betrieb gemessen, so befindet sich ein Objekt im Schutzbereich. Es liegt somit kein Fehlerfall vor.The distance or the measured distance value is determined, for example, on both sides, that is to say redundantly, during commissioning and is monitored cyclically or continuously during operation. If smaller distances are measured during operation, there is an object in the protected area. There is therefore no fault.

Werden allerdings größere Abstände als der eingelernte Abstand einseitig oder beidseitig gemessen, so liegt beispielsweise einer der folgenden Fehlerfälle vor: Erstens eine Manipulation durch Verdrehen eines oder beider Sende-/Empfangsleisten. Zweitens eine Umspiegelung oder eine Einbringung eines spiegelnden Objektes. Drittens eine systematische Drift eines Messwertes einer Sende-/Empfangsleiste.If, however, larger distances than the taught distance are measured on one or both sides, one of the following error cases occurs, for example: Firstly, manipulation by turning one or both transmission / reception bars. Secondly, a reflection or the introduction of a reflective object. Third, a systematic drift of a measured value of a send / receive bar.

Weiter können die Abstandsmesswerte der gegenüberliegenden Sende-/Empfangsleisten überprüft werden. Der Vergleich gegenüberliegender Kanäle kann neben der Konsistenzprüfung im Betrieb auch zur Verifizierung und Unterstützung der Ausrichtung verwendet werden. Da ein tastendes Sicherheitslichtgitter aus energetischen Gründen stärker kollimiertes Licht verwenden muss als ein herkömmliches Sicherheitslichtgitter, wird die Ausrichtung schwieriger und eine Unterstützung mit Hilfe der Messdaten ist wünschenswert. In jedem Fall muss der Messwert gegenüberliegender Messkanäle der Sende-/Empfangsleisten innerhalb eines engen Toleranzbereichs übereinstimmen, ansonsten liegen die Messstrahlen nicht aufeinander und die Sende-/Empfangsleisten sind nicht ausreichend aufeinander ausgerichtet.The distance measured values of the opposite send / receive strips can also be checked. The comparison of opposite channels can be used in addition to the consistency check in the company to verify and support the alignment. Since a touching safety light curtain must use more collimated light than a conventional safety light curtain for energy reasons, alignment becomes more difficult and support with the help of the measurement data is desirable. In any case, the measured value of opposite measurement channels of the transmit / receive strips must match within a narrow tolerance range, otherwise the measurement beams are not on top of one another and the transmit / receive strips are not sufficiently aligned with one another.

Zusammenfassend kann durch die Gegenüberstellung zweier tastender Sende-/Empfangsleisten zur Bildung eines Sicherheitslichtgitters und paarweisen Ausrichtung der einzelnen Messkanäle die Anwesenheit des gegenüberliegenden Signals geprüft werden. Die Messwerte überlappender Strahlen gegeneinander und mit eingelernten Referenzwerten kann verglichen werden. Die Signalstärken gegenüberliegender Strahlen gegeneinander und mit eingelernten Referenzwerten kann verglichen werden. Auch das Ausbleiben von Störsendern ist auf diese Art möglich, da deren Signalenergie aufgrund des größeren Abstandes nicht mit einer Erwartungshaltung übereinstimmt.In summary, the presence of the opposite signal can be checked by comparing two scanning transmit / receive bars to form a safety light grid and pairwise alignment of the individual measurement channels. The measured values of overlapping beams against each other and with learned reference values can be compared. The signal strengths of opposing beams against each other and with learned reference values can be compared. The absence of jamming transmitters is also possible in this way, since their signal energy does not correspond to expectations due to the greater distance.

In Weiterbildung der Erfindung ist ein weiterer Lichtempfänger als Referenzlichtempfänger als zweiter Empfangskanal zur sicherheitsgerichteten Selbsttestung vorgesehen.In a further development of the invention, a further light receiver is provided as a reference light receiver as a second receiving channel for safety-related self-testing.

Eine Bewertung der Signalstärke und der Vergleich mit einem eingelernten Referenzwert erlaubt die Bewertung einer Empfängerempfindlichkeit. Ein Vergleich mit dem gegenüberliegenden Empfangssignal erlaubt die Bewertung einer Verschmutzung.An evaluation of the signal strength and a comparison with a learned reference value allows the evaluation of a receiver sensitivity. A comparison with the opposite reception signal allows the evaluation of contamination.

Ursache für diesen Signalausfall kann auch ein Objekt mit Remission unterhalb einer Detektionsschwelle sein. In diesem Fall reicht einseitig oder auch beidseitig der Signalpegel nicht für eine Detektion aus. Das Ausbleiben des gegenüberliegenden Sendesignals führt aber in diesem Fall dennoch zur Abschaltung und erlaubt damit die Detektion sehr dunkler Objekte, die mit einer einzigen Sende-/Empfangsleiste nicht detektierbar wären.An object with remission below a detection threshold can also be the cause of this signal dropout. In this case, the signal level on one or both sides is not sufficient for detection. In this case, however, the absence of the opposite transmission signal leads to the switch-off and thus allows the detection of very dark objects that would not be detectable with a single transmission / reception bar.

Der Referenzlichtempfänger ist dabei bevorzugt ein bereits vorhandener Lichtempfänger des Sicherheitslichtgitters.The reference light receiver is preferably an existing light receiver of the safety light grid.

Der Referenzlichtempfänger ermöglicht beispielsweise folgende Selbsttestungen.The reference light receiver enables the following self-tests, for example.

Es kann das genaue Zeitverhalten bzw. Timing des Lichtsenders überwacht werden und eventuell auftretende Offsets können korrigiert werden, z. B. bei Temperatureinflüssen .The exact time behavior or timing of the light transmitter can be monitored and any offsets that occur can be corrected, e.g. B. with temperature influences.

Es kann in den Phasen, in denen kein Licht ausgesendet wird, an dem Referenzlichtempfänger der Fremdlichtpegel gemessen werden. Das entsprechende Messsignal kann mit dem Signal des Lichtempfängers verglichen werden, wodurch die Sensitivität des Lichtempfängers verifiziert werden und mit optionaler anderer Skalierung zur Überprüfung des nötigen Signal-Rausch Abstandes im eigentlichen Messkanal herangezogen werden kann. In the phases in which no light is emitted, the ambient light level can be measured on the reference light receiver. The corresponding measurement signal can be compared with the signal of the light receiver, whereby the sensitivity of the light receiver can be verified and, with optional other scaling, can be used to check the necessary signal-to-noise ratio in the actual measurement channel.

Zusätzliche Messwerte, welche auf dem Lichtempfänger und dem Referenzlichtempfänger erzeugt werden, erlauben eine sicherheitstechnische Bewertung der Funktionstüchtigkeit.Additional measured values that are generated on the light receiver and the reference light receiver allow a safety-related evaluation of the functionality.

Eine direkte Messung des Fremdlichtpegels auf dem Lichtempfänger und ggf. auf dem Referenzlichtempfänger ermöglichen eine gute Bestimmung des Signal-Rausch-Verhältnisses und eine sicherheitsgerichtete Empfindlichkeit des Systems.A direct measurement of the extraneous light level on the light receiver and possibly on the reference light receiver enables a good determination of the signal-to-noise ratio and a safety-related sensitivity of the system.

In Weiterbildung der Erfindung ist ein weiterer Lichtsender als Referenzlichtsender zur sicherheitsgerichteten Selbsttestung vorgesehen.In a further development of the invention, a further light transmitter is provided as a reference light transmitter for safety-related self-testing.

Hierdurch kann ein Ausfall oder ein Signalverlust eines oder mehrerer Messkanäle festgestellt werden. Wenn ein Signal eines gegenüberliegenden Lichtsenders erfasst wird, aber nicht der Lichtimpuls eines Lichtsenders der gleichen Seite, dann ist von einem Ausfall des Lichtsenders auszugehen oder von einer lokalen Verschmutzung.In this way, a failure or a signal loss of one or more measuring channels can be determined. If a signal from an opposite light transmitter is detected, but not the light pulse from a light transmitter on the same side, then it is assumed that the light transmitter has failed or that it is contaminated locally.

Hierdurch kann eine Testung des Empfangskanals auf das Zeitverhalten bzw. Timing sowie signalhöhenabhängige Effekte durchgeführt werden.As a result, the reception channel can be tested for the timing or timing as well as signal height-dependent effects.

Zur Testung des Lichtempfängers können optische Testpulse mit unterschiedlichen zeitlichen Verläufen und Amplituden verwendet und über ein steuerbares Delay relativ zum Startzeitpunkt der Messung eine Lichtlaufzeit imitiert werden.To test the light receiver, optical test pulses with different temporal profiles and amplitudes can be used and a time of light can be imitated via a controllable delay relative to the start time of the measurement.

Insbesondere Übersteuerungsmessungen lassen sich auf diese Art leicht durchführen. Über eine programmierbare variable Verzögerung vor dem Lichtsender lässt sich das Zeitverhalten, also das Timing der Entfernungsmesskette, testen.Oversteer measurements in particular can be easily carried out in this way. The time behavior, i.e. the timing of the distance measuring chain, can be tested via a programmable variable delay in front of the light transmitter.

Über eine einstellbare Signalhöhe des Lichtsenders lässt sich die Dynamik des Lichtempfängers testen.The dynamics of the light receiver can be tested via an adjustable signal height of the light transmitter.

Damit ermöglicht der Referenzlichtsender beispielsweise folgende Testungen:The reference light transmitter thus enables the following tests, for example:

Erstens kann eine Linearität und eine Integrität der Empfangssignale des Lichtempfängers für verschiedene Verzögerungen bzw. Lichtlaufzeiten gewährleistet werden. Damit kann indirekt die Abstandsmessung überprüft werden.First, a linearity and an integrity of the received signals of the light receiver can be guaranteed for different delays or light propagation times. The distance measurement can thus be checked indirectly.

Zweitens kann durch Messung der Signalhöhe mit unterschiedlichen Referenzamplituden des Referenzsenders die Dynamik und die Sensitivität des Lichtempfängers überprüft werden. Die Messungen können auch zur Kompensation von Alterungseffekten oder Degradation oder zur Kompensation von Temperatureffekten verwendet werden.Secondly, the dynamics and sensitivity of the light receiver can be checked by measuring the signal level with different reference amplitudes of the reference transmitter. The measurements can also be used to compensate for aging effects or degradation or to compensate for temperature effects.

Drittens können z. B. bei Bedarf Übersteuerungsmessungen durchgeführt werden. Third, e.g. B. Override measurements can be performed if necessary.

In Weiterbildung der Erfindung weist der Lichtempfänger mindestens ein Array bestehend aus Einzelphotonenlawinendioden auf.In a development of the invention, the light receiver has at least one array consisting of single photon avalanche diodes.

Damit der Lichtempfänger mit der mindestens einen Einzelphotonenlawinendiode nicht bereits durch einzelne Photonen gesättigt wird, z. B. durch Fremdlicht, werden viele Einzelphotonenlawinendioden angeordnet und zusammen ausgewertet. Prinzipiell können hier die Analogsignale der Einzelphotonenlawinendioden-Pixel bzw. Einzelphotonenlawinendioden-Elemente addiert werden. Es ist auch möglich, die Lawinen jeder Einzelphotonenlawinendiode beispielsweise über einen Komparator oder über einen Analog-Digital-Wandler zu digitalisieren und digital auszuwerten. Jedoch können die Lawinensignale auch direkt digital weiterverarbeitet werden, falls das Signal bereits ausreichend hoch ist.So that the light receiver with the at least one single photon avalanche diode is not already saturated by individual photons, e.g. B. by extraneous light, many single photon avalanche diodes are arranged and evaluated together. In principle, the analog signals of the single-photon avalanche diode pixels or single-photon avalanche diode elements can be added here. It is also possible to digitize and digitally evaluate the avalanches of each single-photon avalanche diode, for example using a comparator or an analog-digital converter. However, the avalanche signals can also be directly digitally processed if the signal is already sufficiently high.

Um die Möglichkeit eines größeren Winkelbereichs durch das Sicherheitslichtgitter abzudecken und dennoch die nötige räumliche Auflösung zur Detektion z. B. eines Beines zu erhalten, kann das Einzelphotonenlawinendioden-Array in sogenannte Makropixel aufgeteilt werden. Hierbei sind mehrere räumlich benachbarte Einzelphotonenlawinendioden-Zellen einer gemeinsamen Auswertung zugehörig und werten über eine entsprechende Optik das empfangene Licht aus einem bestimmten Winkelbereich aus. Die Anordnung kann dabei linear oder flächig erfolgen.To cover the possibility of a larger angular range through the safety light curtain and still the necessary spatial resolution for detection z. B. to get a leg, the single photon avalanche diode array can be divided into so-called macropixels. In this case, several spatially adjacent single-photon avalanche diode cells are associated with a common evaluation and evaluate the light received from a certain angular range using appropriate optics. The arrangement can be linear or flat.

Die Dynamik und/oder das Fremdlichtverhalten ist über die verschiedenen Einzelphotonenlawinendioden bzw. Einzelphotonenlawinendioden-Arrays skalierbar.The dynamics and / or the external light behavior can be scaled via the various single-photon avalanche diodes or single-photon avalanche diode arrays.

Der Signalpegel kann bei Einzelphotonenlawinendioden-Arrays entweder direkt über die Zählraten der Photonen bestimmt werden, falls die Signale direkt auf Pixelebene digitalisiert werden, oder über die Messung der Amplitude des Summenstroms aller Pixel. Im Überwachungszustand werden beide Werte kontinuierlich gemessen und mit dem eingelernten Sollwert verglichen. Treten bei einem der beiden Werte Abweichungen auf, wird diese Abweichung über den zweiten Messwert plausibilisiert und gegebenenfalls als Eingriff detektiert.In single-photon avalanche diode arrays, the signal level can either be determined directly via the counting rates of the photons, if the signals are digitized directly at the pixel level, or by measuring the amplitude of the total current of all pixels. In the monitoring state, both values are continuously measured and compared with the learned setpoint. If there are deviations in one of the two values, this deviation becomes Plausibility check of the second measured value and possibly detected as an intervention.

Interessant für einen Sicherheitssensor ist die Möglichkeit einer Hintergrundlichtmessung im Einzelphotonenlawinendioden-Array. Das Fremdlicht ist bei einer Einzelphotonenlawinendiode über das ,Shot-Noise‘ eine dominierende Rauschquelle. Das thermische Rauschen ist gegenüber klassischen Photodioden-Empfängern deutlich kleiner, da der im klassischen Empfangspfad übliche Transimpedanzwandler, der eine Hauptquelle für thermisches Rauschen darstellt, nicht benötigt wird. Auf dem Einzelphotonenlawinendioden-Array lässt sich in den Sendepausen des Messsystems der Fremdlichtpegel über die Anzahl der einfallenden Fremdlichtphotonen auf dem Lichtempfänger bestimmen. Z. B. im Fall des angeführten Phasenmess-Verfahrens durch ein weiteres Gatingsignal, welches in den entsprechenden Sendepausen die Einzelphotonenevents in einem Zähler aufaddiert.The possibility of a background light measurement in the single-photon avalanche diode array is interesting for a safety sensor. In a single photon avalanche diode, the extraneous light is a dominant source of noise via the 'shot noise'. The thermal noise is significantly lower than that of classic photodiode receivers, since the transimpedance converter, which is a main source of thermal noise, which is common in the classic reception path, is not required. On the single photon avalanche diode array, the extraneous light level can be determined in the transmission pauses of the measuring system via the number of incident extraneous light photons on the light receiver. For example, in the case of the phase measurement method mentioned, by means of a further gating signal, which adds up the individual photon events in a counter during the corresponding transmission pauses.

Für eine sichere Detektion von Objekten in einem sicheren Sicherheitslichtgitter kann zuvor ein nötiges Signal-Rausch-Verhältnis definiert werden, bei welchem unter allen Umständen ein Objekt erkannt werden muss. Durch die Bestimmung des Fremdlichtpegels während des Messzyklus' kann überwacht werden, ob der Rauschpegel im Vergleich zu einem erwarteten Signal vom eingreifenden Objekt zu groß wird und entsprechend sicherheitsgerichtet abgeschaltet werden muss.For the safe detection of objects in a safe safety light grid, a necessary signal-to-noise ratio can be defined beforehand, in which an object must be recognized under all circumstances. By determining the level of extraneous light during the measurement cycle, it can be monitored whether the noise level is too high compared to an expected signal from the interfering object and must be switched off in a safety-related manner.

Vorzugsweise ist der Lichtsender und/oder Lichtempfänger sowohl Teil des Sende-/Empfangspaares als auch Teil des Lichttasters. Somit ist ein und derselbe Lichtsender bzw. Lichtempfänger notwendig, um sowohl ein Sende-/Empfangspaar als auch einen Lichttaster zu bilden. Nach Unterbrechung des Lichtstrahles durch ein Objekt wird der durch das Objekt remittierte Lichtstrahl auf ein zugehöriges Empfangselement der gleichen Sende-/Empfangsleiste wie des Lichtsenders gelenkt und ein Abstandssignal ermittelt.The light transmitter and / or light receiver is preferably both part of the transmitter / receiver pair and part of the light button. One and the same light transmitter or light receiver is therefore necessary in order to form both a transmitter / receiver pair and a light sensor. After the light beam is interrupted by an object, the light beam remitted by the object is directed to an associated receiving element of the same transmitting / receiving bar as the light transmitter and a distance signal is determined.

In Weiterbildung der Erfindung sind die Lichtsender und Lichtempfänger einzeln abwechselnd nacheinander in den Sende-/Empfangsleisten angeordnet. Vorzugsweise ist dabei eine Vielzahl von Lichtsendern und Lichtempfängern angeordnet. Dadurch ist eine gleichmäßige Auflösung des Sicherheitslichtgitters über die gesamte Schutzfeldlänge gewährleistet. Vorteilhaft liegen auch die Lichttaster dabei direkt benachbart nebeneinander gleichverteilt über die gesamte Schutzfeldlänge. In a further development of the invention, the light transmitters and light receivers are individually arranged alternately one after the other in the transmission / reception strips. A plurality of light transmitters and light receivers is preferably arranged. This ensures a uniform resolution of the safety light curtain over the entire protective field length. The light sensors are also advantageously located directly adjacent to one another and evenly distributed over the entire protective field length.

Wird eine Leiste längs um 180° gedreht gegenüber der gegenüberliegenden Leiste montiert, so liegen sich die Lichtsender und Lichtempfänger zur Bildung der Sende-/Empfangspaare direkt gegenüber, wodurch ein homogenes Schutzfeld mit parallelen Lichtstrahlen entsteht. Die Sender und Empfänger zur Bildung des Lichttasters liegen auch hier direkt nebeneinander.
In Weiterbildung der Erfindung bilden jeweils benachbarte Lichtsender und Lichtempfänger einen Lichttaster. Dadurch ist ein besonders einfacher Aufbau des Sicherheitslichtgitters gewährleistet und die gebildeten Lichttaster sind als eine Einheit mit gleichmäßigen Abständen zueinander entlang einer Sende-/Empfangsleiste angeordnet. Durch diese Anordnung kann das Sicherheitslichtgitter modular für verschiedene Schutzfeldhöhen aufgebaut werden. Je nach Schutzfeldhöhe wird eine bestimmte Anzahl von jeweils benachbarten Lichtsendern und Lichtempfängern zur Bildung von Lichttastern angeordnet. Durch die benachbarte Anordnung der Lichttaster sind die gemessenen Abstandswerte auch unmittelbar einem jeweiligen Sende-/Empfangspaar zuordenbar, so dass bei einer Unterbrechung eines Lichtstrahls auch direkt ein zugehöriger Abstand des den Lichtstrahl unterbrechenden Objektes ermittelt wird.
If a bar is turned longitudinally by 180 ° relative to the bar opposite, the light transmitters and light receivers are directly opposite to form the transmit / receive pairs, creating a homogeneous protective field with parallel light beams. The transmitter and receiver for forming the light button are also directly next to each other here.
In a further development of the invention, adjacent light transmitters and light receivers form a light scanner. This ensures a particularly simple construction of the safety light curtain and the light scanners formed are arranged as a unit with uniform distances from one another along a transmitting / receiving bar. With this arrangement, the safety light curtain can be constructed modularly for different protective field heights. Depending on the protective field height, a certain number of adjacent light transmitters and light receivers is arranged to form light buttons. Due to the adjacent arrangement of the light scanners, the measured distance values can also be directly assigned to a respective pair of transmitters / receivers, so that if a light beam is interrupted, an associated distance of the object interrupting the light beam is also determined directly.

In einer weiteren Ausführungsform sind mehrere, nicht benachbarte Lichtsender gleichzeitig aktivierbar.In a further embodiment, a plurality of non-adjacent light transmitters can be activated at the same time.

Um eine niedrige Ansprechzeit zu erreichen, können mehrere Lichttaster oder mehrere Lichtschranken parallel betrieben werden, bevorzugt in einer Anordnung ohne Überlappung von Sendekeulen bzw. Empfangskeulen. Beispielsweise werden benachbarte Lichttaster oder Lichtschranken gleichzeitig aktiviert.In order to achieve a low response time, several light scanners or several light barriers can be operated in parallel, preferably in an arrangement without overlapping transmission lobes or reception lobes. For example, neighboring light sensors or light barriers are activated at the same time.

Hierbei weisen unterschiedliche Lichtsender unterschiedliche Pulswiederholfrequenzen, Modulationsfrequenzen oder unterschiedliche Phasen auf.Different light transmitters have different pulse repetition frequencies, modulation frequencies or different phases.

Dadurch können benachbarte Lichttaster parallel gleichzeitig aktiviert werden, ohne dass ein Übersprechen zwischen den Kanälen auftreten kann.This means that neighboring light sensors can be activated in parallel at the same time without crosstalk occurring between the channels.

In Weiterbildung der Erfindung sind die Sende-/Empfangsleisten identisch aufgebaut. Damit muss nur eine einzige Baugruppe, nämlich die Sende-/Empfangsleiste hergestellt werden, um ein Sicherheitslichtgitter, bestehend aus zwei solchen gegenüberliegenden Sende-/Empfangsleisten bereitzustellen. Zur Wartung des Sicherheitslichtgitters braucht auch nur eine einzige Sende-/Empfangsleiste bevorratet zu werden, um bei Ausfall oder Fehlfunktion einer Leiste eine funktionsfähige Ersatzleiste zur Hand zu haben.In a further development of the invention, the transmit / receive strips are constructed identically. This means that only a single module, namely the transmission / reception bar, has to be manufactured in order to provide a safety light grid consisting of two such transmission / reception bars located opposite one another. For maintenance of the safety light curtain, only a single transmission / reception bar needs to be kept in stock, so that in the event of a failure or malfunction of a bar, a functional replacement bar is at hand.

Auch elektrische Anschlüsse für beide Sende-/Empfangsleisten sind identisch ausgebildet. Hiermit vereinfacht sich eine Verbindungstechnik, da nur ein Typ von Steckverbindern vorgesehen werden muss. Die Sende-/Empfangsleisten können dadurch auch einfach angeschlossen werden, da nicht wie bei bisherigen Sicherheitslichtgittern, bestehend aus Sendeleiste und getrennter Empfangsleiste, unterschiedliche Anschlüsse für Sendeleiste und Empfangsleiste vorgesehen werden müssen.Electrical connections for both transmit / receive strips are also identical. This simplifies a connection technique, since only one type of connector has to be provided. This allows the send / receive bars can also be easily connected, as it is not necessary, as with previous safety light grids, consisting of a transmitter bar and separate receiver bar, to provide different connections for the transmitter bar and receiver bar.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden 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 a further embodiment, characteristic contours of the permissible objects are taught in, by teaching in the distance values that result from the reflection of the emitted light signals 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 permitted 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 abhängig vom Auftreffort der Lichtstrahlen unterschiedlich sind. 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 number of permissible distance values can be stored, which are different depending on the point at which the light beams hit, in particular when using multiple light scanners. If an impermissible object enters the protected area or an admissible object is not correctly positioned, the determined distance does not match the permitted distance, so that a safety switching signal is generated in this case.

In Weiterbildung der Erfindung ist eine Referenzfläche vorgesehen, wobei die Lichtsignale bzw. Lichtimpulse des Lichtsenders auf die Referenzfläche treffen und die zurückgeworfenen Lichtsignale bzw. Lichtimpulse auf den Lichtempfänger treffen. Jedoch kann optional auch eine bereits vorhandene Kontur als Referenzfläche dienen.In a further development of the invention, a reference surface is provided, the light signals or light pulses from the light transmitter hitting the reference surface and the reflected light signals or light pulses hitting the light receiver. However, an existing contour can optionally serve as a reference surface.

Die Schutzfelddimensionen bzw. Messbereichsdimensionen können auf zwei Arten definiert werden.The protective field dimensions or measuring range dimensions can be defined in two ways.

Erstens können die Abstände und Signalamplituden gegenüber einer natürlichen Referenzfläche eingelernt werden. Hierbei misst das Sicherheitslichtgitter gegenüber diesen eingelernten Werten jede Abweichung, nämlich zu große oder zu kleine Abstände, oder zu große oder zu kleine Signalamplituden führen zu einer Schutzfeldverletzung und zu einem Objektfeststellungssignal.First, the distances and signal amplitudes can be taught in compared to a natural reference surface. Here, the safety light grid measures any deviation from these learned values, namely too large or too small distances, or too large or too small signal amplitudes lead to a protective field violation and to an object detection signal.

Eine sicherheitsgerichtete Testung des Sicherheitslichtgitters ist einfacher als im Stand der Technik, da beim Messwert mit zwei unterschiedlichen Erwartungswerten gearbeitet wird. Jegliche Abweichung durch eine Fehlmessung oder einen Umgebungseinfluss des Sicherheitslichtgitters, beispielsweise Alterung des Lichtsenders, Fremdlichteinfluss und/oder Verschmutzung führt zu einem abweichenden Messwert entweder bei der Überwachung der Amplitude oder des Abstandes.Safety-related testing of the safety light curtain is easier than in the prior art, since two different expected values are used for the measured value. Any deviation due to an incorrect measurement or an environmental influence of the safety light curtain, for example aging of the light transmitter, influence of extraneous light and / or contamination leads to a deviating measured value either when monitoring the amplitude or the distance.

Zweitens können die Abstände für jeden Messkanal mit einer entsprechenden Software konfiguriert werden. Hierbei misst das Sicherheitslichtgitter freitastend in den Raum und jedes Unterschreiten des konfigurierten Abstandswertes führt zu einer Schutzfeldverletzung. Dabei lassen sich variable Schutzfeldgeometrien verwirklichen, welche auch durch Schutzfeldumschaltung, beispielsweise Muting oder Blanking z. B. in einem Taktbetrieb verändert werden können. Die sicherheitsgerichtete Sensortestung ist in diesem Fall schwieriger, da nicht von Erwartungswerten ausgegangen werden kann.Secondly, the distances for each measuring channel can be configured with appropriate software. Here, the safety light curtain measures freely in the room and every fall below the configured distance value leads to a protective field violation. Variable protective field geometries can be realized, which can also be done by switching the protective field, for example muting or blanking z. B. can be changed in a clock mode. In this case, safety-related sensor testing is more difficult because it cannot be expected.

Durch kurze Unterbrechungen des Messzyklus ist es möglich, mittels des Lichtempfängers auch einen Pegel durch Fremdlichteinstrahlung zu bestimmen. Dabei können bei der Messung des Signalpegels Schwankungen auf längere Zeitskalen, beispielsweise durch Temperaturänderungen oder durch Veränderungen des Umgebungslichts, kontinuierlich protokolliert und die Sollwerte entsprechend abgeglichen werden.By briefly interrupting the measuring cycle, it is also possible to determine a level by means of external light radiation using the light receiver. When measuring the signal level, fluctuations on longer time scales, for example due to temperature changes or changes in ambient light, can be continuously logged and the setpoints adjusted accordingly.

In Weiterbildung der Erfindung bilden ein erster Lichtempfänger mit einem ersten Lichtsender einen ersten Lichttaster und der erste Lichtempfänger mit einem zweiten Lichtsender einen zweiten Lichttaster, wobei der erste Lichtsender und der zweite Lichtsender nacheinander aktivierbar sind.In a further development of the invention, a first light receiver with a first light transmitter forms a first light switch and the first light receiver with a second light transmitter forms a second light switch, the first light transmitter and the second light transmitter being able to be activated in succession.

Bei Sicherheitslichtgittern nach dem Stand der Technik wird die geometrische Auflösung durch den Strahlabstand vorgegeben. Bei dem erfindungsgemäßen tastenden Sicherheitslichtgitter wird der Abstand der kollimierten Lichtsender zur Definition der geometrischen Auflösung verwendet.In the case of safety light grids according to the prior art, the geometric resolution is predetermined by the beam spacing. In the scanning safety light grid according to the invention, the distance between the collimated light transmitters is used to define the geometric resolution.

Um Kosten zu sparen kann bei dem tastenden Sicherheitslichtgitter ein einziger Lichtempfänger zeitlich seriell für die Auswertung von zwei oder mehreren ihm benachbarten Lichtsendern verwendet werden. Hierdurch lässt sich ein Teil der Lichtempfänger einsparen. Die Empfangskeule des Lichtempfängers deckt dabei beide Lichtsender ab.To save costs, a single light receiver can be used in series with the scanning safety light curtain for the evaluation of two or more light transmitters adjacent to it. This saves some of the light receivers. The receiving lobe of the light receiver covers both light transmitters.

In einer weiteren Ausführungsform bilden ein erster Lichtempfänger mit einem ersten Lichtsender einen ersten Lichttaster und ein zweiter Lichtempfänger mit dem ersten Lichtsender einen zweiten Lichttaster.In a further embodiment, a first light receiver with a first light transmitter form a first light sensor and a second light receiver with the first light transmitter form a second light sensor.

Dies bietet eine weitere Möglichkeit für eine höhere Detektionssicherheit in dem Sicherheitslichtgitter durch eine parallele Auswertung von zwei benachbarten Lichtempfängern, die von einem einzigen Lichtsender Lichtimpulse erhalten. Hierdurch kann eine Redundanz im gesamten Sicherheitslichtgitter erreicht werden.This offers a further possibility for a higher detection security in the safety light grid by a parallel evaluation of two neighboring light receivers, which receive light impulses from a single light transmitter. This can redundancy can be achieved in the entire safety light grid.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist dem Lichtsender eine Sendeoptik, insbesondere eine Linse, vorgeordnet. Die Sendeoptik ist optional auf einem Chip oder in dem Chipgehäuse integriert, um eine kostengünstige und kompakte Lösung, insbesondere bei hohen Stückzahlen, zu erreichen.In one embodiment of the invention, the light transmitter is preceded by a transmission optics, in particular a lens. The transmission optics are optionally integrated on a chip or in the chip housing in order to achieve a cost-effective and compact solution, particularly in the case of large quantities.

Durch eine hohe Integration und eine geringe Größe der Senderoptik ist das Sicherheitslichtgitter sehr kompakt.The safety light curtain is very compact due to a high level of integration and a small size of the transmitter optics.

Durch unterschiedliche Sendeoptiken können verschiedene Überwachungswinkel und verschiedene Reichweiten realisiert werden.Different monitoring optics and different ranges can be realized through different transmission optics.

In einer weiteren Ausführungsform ist dem Lichtempfänger eine Empfangsoptik, insbesondere eine Linse, vorgeordnet.In a further embodiment, receiving optics, in particular a lens, are arranged upstream of the light receiver.

Die Empfangsoptik ist optional auf einem Chip oder in dem Chipgehäuse integriert, um eine kostengünstige und kompakte Lösung, insbesondere bei hohen Stückzahlen, zu erreichen.The receiving optics are optionally integrated on a chip or in the chip housing in order to achieve an inexpensive and compact solution, in particular in the case of large quantities.

Auch ein optischer Bandpassfilter kann direkt auf dem Chip oder dem Lichtempfänger angeordnet, insbesondere aufgedampft werden, um Hintergrundlicht abzuschwächen.An optical bandpass filter can also be arranged directly on the chip or the light receiver, in particular vapor-deposited, in order to attenuate background light.

Durch eine hohe Integration und eine geringe Größe der Empfängeroptik ist das Sicherheitslichtgitter sehr kompakt.The safety light curtain is very compact due to a high level of integration and a small size of the receiver optics.

Durch unterschiedliche Empfangsoptiken können verschiedene Überwachungswinkel und verschiedene Reichweiten realisiert werden.Different monitoring optics and different ranges can be implemented using different receiving optics.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Steuer- und Auswerteeinheit zweikanalig ausgebildet.In a further development of the invention, the control and evaluation unit is designed with two channels.

Durch die zweikanalige Steuer- und Auswerteeinheit kann das Sicherheitslichtgitter als eigenständiger Sicherheitssensor bzw. Sicherheitslichtgitter auch bei höheren Anforderungen an das zu erreichende Sicherheitsniveau verwendet werden.Thanks to the two-channel control and evaluation unit, the safety light curtain can be used as an independent safety sensor or safety light curtain even with higher demands on the safety level to be achieved.

Dadurch ist das Sicherheitslichtgitter selbst in der Lage, eine Vielzahl von Selbsttests durchzuführen und seine eigene Funktionalität umfassend sicher zu stellen.This enables the safety light curtain itself to carry out a large number of self-tests and to ensure its own functionality in a comprehensive manner.

Weiter können aber auch mehrere Lichttaster über einen gemeinsamen Bus kommunizieren und ein zentraler Sicherheitskontroller bzw. Safetycontroller wird verwendet, um die einzelnen Lichttaster zu konfigurieren, ihren Zustand abzufragen und gegebenenfalls geeignete Testsignale einzuspeisen, die empfangenen Signale auszuwerten und abzugleichen, Warnungen zu signalisieren und im Gefährdungsfall eine abzusichernde Maschine oder ein abzusicherndes selbstfahrendes Fahrzeug anzuhalten.Furthermore, several light scanners can also communicate via a common bus and a central safety controller or safety controller is used to configure the individual light scanners, query their status and, if necessary, feed in suitable test signals, evaluate and adjust the received signals, signal warnings and in the event of a hazard to stop a machine to be secured or a self-driving vehicle to be secured.

Es kann beispielsweise ausreichen, wenn jeder einzelne Lichttaster auf dem gemeinsamen Bus lediglich meldet, wenn seine Messwerte zuvor eingelernte Schwellen verletzen bzw. überschreiten oder bei einer Selbstdiagnose ein Problem diagnostiziert hat.For example, it may be sufficient if each individual light sensor on the common bus only reports when its measured values violate or exceed previously taught-in thresholds or have diagnosed a problem with self-diagnosis.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Lichttaster ein integriertes Lichttastermodul.In a further development of the invention, the light sensor is an integrated light sensor module.

Durch die Verwendung eines CMOS-Prozesses ist es möglich, zusätzliche Komponenten wie die Steuer- und Auswerteeinheit, den Lasertreiber, die Spannungsversorgung und/oder eine Temperaturregellogik zusammen mit dem photoempfindlichen Empfänger auf einem Chip zu integrieren. Mit dieser Technologie lassen sich alle Komponenten der Messkette des Lichttasters in einem einzigen ASIC integrieren. Der ASIC ist in der Lage, eigenständig Entfernungswerte zu messen und das Endergebnis über einen geeigneten Bus an die zentrale Steuerung weiterzugeben.By using a CMOS process, it is possible to integrate additional components such as the control and evaluation unit, the laser driver, the power supply and / or a temperature control logic together with the photosensitive receiver on one chip. With this technology, all components of the measuring chain of the light sensor can be integrated in a single ASIC. The ASIC is able to measure distance values independently and to pass the final result on to the central controller via a suitable bus.

Mittels einer Hybridtechnologie lässt sich auch der Lichtsender, beispielsweise ein Laser, eine VCSEL oder eine Leuchtdiode mit auf dem integrierten Lichttastermodul, dem Chip integrieren. Auch der Referenzlichtempfänger und/oder der Referenzlichtsender können in dem integrierten Lichttastermodul vorgesehen werden.Using hybrid technology, the light transmitter, for example a laser, a VCSEL or a light-emitting diode, can also be integrated with the chip on the integrated light sensor module. The reference light receiver and / or the reference light transmitter can also be provided in the integrated light sensor module.

Als Basis für das Sicherheitslichtgitter dient ein modularer Aufbau. Das Sicherheitslichtgitter weist beispielsweise die Komponenten auf: Optikmodul mit Sendeoptik und Empfangsoptik, Messkern mit Lichtsender und Lichtempfänger und/oder Back-End mit Steuer- und Auswerteeinheit, I/O-Treibern, Businterface und/oder Sicherheitssteuerung.
Der Messkern besteht bevorzugt aus einem hochintegrierten CMOS-ASIC. Ein Aufbau aus diskreten Bauteilen ist jedoch ebenfalls möglich.
A modular structure serves as the basis for the safety light curtain. The safety light grid has, for example, the components: optical module with transmitting optics and receiving optics, measuring core with light transmitter and light receiver and / or back-end with control and evaluation unit, I / O drivers, bus interface and / or safety control.
The measuring core preferably consists of a highly integrated CMOS-ASIC. A construction from discrete components is also possible.

Aufgrund der guten Richtcharakteristik von Licht lassen sich so durch entsprechende Optikmodule verschiedene Varianten des Sicherheitslichtgitters mit unterschiedlichen Öffnungswinkeln und Reichweiten realisieren, welche auf verschiedene Anforderungen unterschiedlicher Anwendungen angepasst sind. Die Lichtstrahlen können durch optische Elemente kollimiert oder weiter aufgeweitet werden.Due to the good directional characteristics of light, various optics modules can be used to implement different variants of the safety light curtain with different opening angles and ranges, which are adapted to different requirements of different applications. The light beams can be collimated by optical elements or expanded further.

Zur Einschränkung des Fremdlichteinfalls kann der Lichtempfänger mit einem Filterelement, beispielsweise mit einem Bandpassfilter versehen werden.To limit the incidence of extraneous light, the light receiver can be equipped with a filter element, for example with a bandpass filter.

Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert.The invention is explained in detail below using exemplary embodiments with reference to the drawing.

In der Zeichnung zeigt:

  • 1 und 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Sicherheitslichtgitters.
The drawing shows:
  • 1 and 2 a schematic representation of a safety light curtain according to the invention.

1 zeigt ein Sicherheitslichtgitter 1 zur Überwachung eines Schutzbereiches mit wenigstens zwei Sende-/Empfangsleisten 3, 3' mit wenigstens einem Lichtsender S und mit wenigstens einem Lichtempfänger E, wobei die Sende-/Empfangsleisten 3, 3' einander gegenüberliegend angeordnet sind, und zwischen diesen durch die Lichtstrahlen 4 der Lichtsender S ein Schutzfeld 2 gebildet ist, wobei jeweils wenigstens ein Lichtsender S der einen Sende-/Empfangsleiste 3, 3' und wenigstens ein Lichtempfänger E der anderen Sende-/Empfangsleiste 3', 3 ein Sende-/Empfangspaar bilden, mit Mitteln zur Synchronisation der Sende-/Empfangsleisten 3, 3' und mit einer Steuer- und Auswerteeinheit, wobei gemäß 2 wenigstens einer der Lichtsender S einer der Sende-/Empfangsleiste 3, 3' mit wenigstens einem der Lichtempfänger E derselben Sende-/Empfangsleiste 3, 3' einen Lichttaster bildet, wobei der Lichttaster als Lichtlaufzeittaster ausgebildet ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, die Lichtlaufzeit empfangener Lichtsignale oder Lichtimpulse des Lichtempfängers E auszuwerten, wobei der Lichtempfänger E mindestens eine Einzelphotonenlawinendiode aufweist. 1 shows a safety light curtain 1 for monitoring a protected area with at least two transmit / receive strips 3 . 3 ' with at least one light transmitter S and with at least one light receiver e , with the send / receive bars 3 . 3 ' are arranged opposite each other, and between them by the light rays 4 the light transmitter S a protective field 2 is formed, with at least one light transmitter S one send / receive bar 3 . 3 ' and at least one light receiver e the other send / receive bar 3 ' . 3 form a transmit / receive pair, with means for synchronizing the transmit / receive bars 3 . 3 ' and with a control and evaluation unit, according to 2 at least one of the light transmitters S one of the send / receive bar 3 . 3 ' with at least one of the light receivers e same send / receive bar 3 . 3 ' forms a light scanner, the light scanner being designed as a light transit time probe, the control and evaluation unit being embodied, the light transit time of received light signals or light pulses from the light receiver e evaluate, the light receiver e has at least one single photon avalanche diode.

Durch die Verwendung von pulsförmigen Lichtsignalen kann die vom Aussenden der Lichtsignale bis zum Empfangen der Lichtsignale verstrichene Lichtlaufzeit ermittelt werden, die repräsentativ für den Abstand zu dem Objekt ist.By using pulsed light signals, the light propagation time elapsed from the transmission of the light signals to the reception of the light signals can be determined, which is representative of the distance to the object.

Durch die Doppelanordnung von zwei tastenden Sende-/Empfangsleisten 3, 3' wird neben der klassischen Absicherungsfunktion, die sowohl mit beiden tastenden Sende-/Empfangsleisten 3, 3' separat als auch durch eine Sender-Empfänger-Paarung gegenüberliegender Sende-/Empfangsleisten 3, 3' realisiert werden kann, zusätzlich eine hochwertige Messfunktion implementiert. Ein durchtretendes Objekt wird innerhalb der Schutzebene beidseitig vermessen. Bei geneigter Anordnung der Messebene gegenüber der Durchtrittsrichtung kann zudem die 3D-Kontur aus einer Folge von Messungen rekonstruiert werden.Due to the double arrangement of two scanning send / receive bars 3 . 3 ' is in addition to the classic security function, which has both tactile send / receive strips 3 . 3 ' separately as well as through a transmitter-receiver pairing of opposite transmit / receive bars 3 . 3 ' a high-quality measurement function can be implemented. A penetrating object is measured on both sides within the protection level. If the measuring plane is inclined relative to the direction of passage, the 3D contour can also be reconstructed from a series of measurements.

Gemäß 1 werden zwei vorzugsweise identisch tastende Sende-/Empfangsleisten 3, 3' verwendet, die jedoch auch einzeln genutzt werden können. Diese tastenden Sende-/Empfangsleisten 3, 3' werden - vergleichbar mit klassischen Sicherheitslichtgittern - gegenüberliegend angebracht und aufeinander ausgerichtet, so dass die einzelnen TOF-Elemente (z.B. SPAD-Sensoren mit integriertem Sender und Empfänger oder TOF-Imager) paarweise so orientiert sind, dass sie im Sende- und Empfangsbereich des jeweils anderen liegen.According to 1 are two preferably identical tactile transmit / receive bars 3 . 3 ' used, which can also be used individually. These groping send / receive bars 3 . 3 ' - comparable to classic safety light grids - are placed opposite each other and aligned with each other, so that the individual TOF elements (e.g. SPAD sensors with integrated transmitter and receiver or TOF imager) are oriented in pairs so that they are within the transmission and reception range of the other lie.

Auf diese Art kann beidseitig eine Abstandsmessung mit jedem TOF-Element durchgeführt werden. Dieser Abstandswert kann mit einem konfigurierten Wert verglichen werden, um die Anordnung gegenüber Manipulation zu schützen. Zudem kann bei Durchtritt eines Objekts durch die Mess-/Schutzebene die Vermessung des Objekts stattfinden. Und zusätzlich können Schutzfelder 4 definiert werden, deren Unverletztheit unabhängig überwacht wird. Die Doppelanordnung bringt zudem den Vorteil, dass Objekte lokalisiert und verfolgt werden können, ohne nachteilige Verdeckungsbereiche zu haben.In this way, a distance measurement can be carried out on both sides with each TOF element. This distance value can be compared to a configured value in order to protect the arrangement against manipulation. In addition, the measurement of the object can take place when an object passes through the measurement / protection level. And in addition, protective fields 4 be defined, the intactness of which is monitored independently. The double arrangement also has the advantage that objects can be localized and tracked without having disadvantageous concealment areas.

Weiter kann eine Absicherungsfunktion identisch zu klassischen Sicherheitslichtgittern realisiert werden, bei der jeweils gegenüberliegende Sender-Empfänger-Paare einen Strahl definieren, dessen Unterbrechungsfreiheit überwacht wird. Neben dem hohen Sicherheitsniveau, die eine solche Anordnung erlaubt, kann damit auch eine Reichweite realisiert werden, die deutlich größer ist, als bei einseitigen tastenden Sicherheitslichtgittern. In Kombination mit der Abstandsmessfunktion kann so der Fehlerfall „Objekt zu dunkel für eine tastende Messung“ aufgedeckt und sicherheitstechnisch beherrscht werden.Furthermore, a safeguarding function can be implemented that is identical to classic safety light grids, in which opposite transmitter-receiver pairs define a beam, the uninterruptibility of which is monitored. In addition to the high level of security that such an arrangement allows, a range can also be achieved that is significantly greater than with one-sided, touching safety light grids. In combination with the distance measurement function, the "Object too dark for a tactile measurement" error case can be detected and mastered in terms of safety.

Dringt ein Objekt in das Schutzfeld 2 ein, so dass zumindest einer der ausgesendeten Lichtstrahlen 4 unterbrochen und reflektiert bzw. remittiert wird, wird die Lichtlaufzeit des entsprechenden Lichtsignals ermittelt, so dass eine Objektkontur erfasst wird, die je nach Anwendung zu einer gewünschten Folgeaktion führt. Dies kann beispielsweise die Ausgabe eines Sicherheitsschaltsignals zum Stillsetzen einer zu überwachenden Maschine, zum Abgeben eines Alarmsignals, eine Messwertausgabe oder auch eine Messwertspeicherung sein.Penetrates an object into the protective field 2 so that at least one of the emitted light beams 4 interrupted and reflected or remitted, the light propagation time of the corresponding light signal is determined, so that an object contour is detected which, depending on the application, leads to a desired follow-up action. This can be, for example, the output of a safety switching signal for stopping a machine to be monitored, for emitting an alarm signal, for outputting measured values or for storing measured values.

Durch das Sicherheitslichtgitter 1 lassen sich zunächst einfach und über große Reichweiten Objekteingriffe erkennen. Tritt ein Objekt in das Schutzfeld 2 zwischen die Sende-/Empfangsleisten 3, 3' ein, so detektiert wenigstens ein Sende-/Empfangspaar eine Lichtstrahlunterbrechung, wodurch ein Objektfeststellungssignal generiert wird und infolgedessen gegebenenfalls ein Sicherheitsschaltsignal. Eine solche Lichtstrahlunterbrechung kann einfach ausgewertet und detektiert werden. Dadurch ist eine kurze Ansprechzeit des Sicherheitslichtgitters 1 gewährleistet. Auch für große Reichweiten ist eine Lichtstrahlunterbrechung einfach zu detektieren.Through the safety light grid 1 At first, object interventions can be recognized easily and over a wide range. An object enters the protective field 2 between the send / receive bars 3 . 3 ' , at least one pair of transmitters / receivers detects an interruption in the light beam, as a result of which an object detection signal is generated and, as a result, a safety switching signal, if appropriate. Such a light beam interruption can be easily evaluated and detected. This means that the safety light curtain has a short response time 1 guaranteed. A light beam interruption is easy to detect even for long ranges.

Zur Erkennung von Objekten verschiedener Größen sind die Sende-/Empfangspaare in gleichmäßigen Abständen zueinander angeordnet. Mittels der Anzahl unterbrochener, benachbarter Lichtstrahlen und des Abstandes der Lichtstrahlen zueinander kann eine Objekthöhe bestimmt werden. For the detection of objects of different sizes, the transmit / receive pairs are arranged at equal distances from one another. An object height can be determined using the number of interrupted, adjacent light beams and the spacing of the light beams from one another.

Zusätzlich ist es durch die gebildeten Lichttaster mit dem Sicherheitslichtgitter 1 auch möglich, genaue Angaben zu einer Objektkontur zu erhalten, die durch eine einfache Strahlunterbrechung nicht erfasst werden könnte. Durch die Lichttaster kann ein Objekt jetzt aber 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 Sicherheitslichtgitter 1 ist es somit möglich, nicht nur die Objekthöhe, sondern auch die seitliche Kontur des Objektes zu bestimmen, während das Objekt das Schutzfeld passiert.In addition, it is due to the formed light switch with the safety light curtain 1 it is also possible to obtain precise information about an object contour that could not be detected by simply interrupting the beam. However, an object can now be measured using the light scanners or the object can be classified as a permissible or impermissible object based on the detected object contour and an object detection signal or safety switching signal can be generated depending on this result. With the safety light curtain 1 it is therefore possible to determine not only the object height, but also the lateral contour of the object while the object is passing through the protective field.

Wird ein Objekt beispielsweise auf einem Förderband durch das Sicherheitslichtgitter 1 transportiert, so kann zum einen durch das Unterbrechen der einzelnen Sende-/Empfangspaare ein Höhenprofil des Objektes ermittelt und abgespeichert werden und zum anderen durch die gebildeten Lichttaster gleichzeitig auch die Abstandskonturdaten einer der jeweiligen Sende-/Empfangsleiste zugewandten Seite des Objektes erfasst und abgespeichert werden. Durch das Sicherheitslichtgitter 1 kann somit gleichzeitig ein Höhenprofil und eine seitliche Abstandskontur erfasst werden und zur Beurteilung des Objektes verwendet werden.If an object is, for example, on a conveyor belt through the safety light curtain 1 transported, a height profile of the object can be determined and saved on the one hand by interrupting the individual transmit / receive pairs, and on the other hand the distance contour data of a side of the object facing the respective transmit / receive bar can also be recorded and saved at the same time by the light sensors formed. Through the safety light grid 1 a height profile and a lateral distance contour can thus be recorded at the same time and used to assess the object.

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 wird.In certain applications, it is provided that predefined, permissible objects can pass through the protected area without a safety switching signal being generated. 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 when an impermissible object, for example a person, is being conveyed through the protected area - even if the person is to the side of the permissible object and does not tower above it - A corresponding safety switching signal is triggered.

Die Gegenüberstellung zweier tastender Sende-/Empfängerleisten 3, 3' ermöglicht es sehr zuverlässig Fehlerfälle aufzudecken und sicherheitsgerichtet zu reagieren. Dadurch kann eine Sicherheitsfunktion ein höheres Sicherheitsniveau erreichen, als es mit einem Einzelsystem der Fall wäre. Weiter kann die Detektionsfähigkeit erweitert werden.
Gemäß 1 und 2 wird der Abstand der gegenüberliegenden Sende-/Empfängerleisten 3, 3' eingelernt und abgespeichert, und der gespeicherte Wert zyklisch mit aktuell erfassten Werten verglichen.
The comparison of two groping transmitter / receiver bars 3 . 3 ' enables very reliable detection of errors and a safety-related reaction. This enables a safety function to achieve a higher level of safety than would be the case with a single system. The detection capability can also be expanded.
According to 1 and 2 the distance between the opposite transmitter / receiver bars 3 . 3 ' taught-in and saved, and the saved value is compared cyclically with currently recorded values.

Der Abstand bzw. der Abstandsmesswert wird beispielsweise beidseitig, also redundant, bei der Inbetriebnahme ermittelt und im Betrieb zyklisch oder laufend überwacht. Werden kleinere Abstände im Betrieb gemessen, so befindet sich ein Objekt im Schutzbereich. Es liegt somit kein Fehlerfall vor.The distance or the measured distance value is determined, for example, on both sides, that is to say redundantly, during commissioning and is monitored cyclically or continuously during operation. If smaller distances are measured during operation, there is an object in the protected area. There is therefore no fault.

Werden allerdings größere Abstände als der eingelernte Abstand einseitig oder beidseitig gemessen, so liegt beispielsweise ein Fehlerfall vor.If, however, larger distances than the taught distance are measured on one or both sides, there is, for example, an error.

Weiter können die Abstandsmesswerte der gegenüberliegenden Sende-/Empfangsleisten 3, 3' überprüft werden. Der Vergleich gegenüberliegender Kanäle kann neben der Konsistenzprüfung im Betrieb auch zur Verifizierung und Unterstützung der Ausrichtung verwendet werden.The distance measured values of the opposite transmission / reception strips can also be used 3 . 3 ' be checked. The comparison of opposite channels can be used in addition to the consistency check in the company to verify and support the alignment.

Zusammenfassend kann durch die Gegenüberstellung zweier tastender Sende-/Empfangsleisten 3, 3' zur Bildung eines Sicherheitslichtgitters 1 und paarweise Ausrichtung der einzelnen Messkanäle die Anwesenheit des gegenüberliegenden Signals geprüft werden. Die Messwerte überlappender Strahlen gegeneinander und mit eingelernten Referenzwerten kann verglichen werden. Die Signalstärken gegenüberliegender Strahlen gegeneinander und mit eingelernten Referenzwerten kann verglichen werden. Auch das Ausbleiben von Störsendern ist auf diese Art möglich, da deren Signalenergie aufgrund des größeren Abstandes nicht mit einer Erwartungshaltung übereinstimmt.In summary, by comparing two groping transmit / receive bars 3 . 3 ' to form a safety light curtain 1 and pairwise alignment of the individual measurement channels, the presence of the opposite signal can be checked. The measured values of overlapping beams against each other and with learned reference values can be compared. The signal strengths of opposing beams against each other and with learned reference values can be compared. The absence of jamming transmitters is also possible in this way, since their signal energy does not correspond to expectations due to the greater distance.

Vorzugsweise ist der Lichtsender S und/oder der Lichtempfänger E sowohl Teil des Sende-/Empfangspaares als auch Teil des Lichttasters. Somit ist ein und derselbe Lichtsender S bzw. Lichtempfänger E notwendig, um sowohl ein Sende-/Empfangspaar als auch einen Lichttaster zu bilden. Nach Unterbrechung des Lichtstrahles durch ein Objekt wird der durch das Objekt remittierte Lichtstrahl auf einen zugehörigen Lichtempfänger E der gleichen Sende-/Empfangsleiste 3, 3' wie des Lichtsenders S gelenkt und ein Abstandssignal ermittelt.The light transmitter is preferably S and / or the light receiver e both part of the transmit / receive pair and part of the light button. So it is one and the same light transmitter S or light receiver e necessary to form both a transmit / receive pair and a light switch. After the light beam is interrupted by an object, the light beam reflected by the object is transferred to an associated light receiver e the same send / receive bar 3 . 3 ' like the light transmitter S steered and determined a distance signal.

Gemäß 1 und 2 sind die Lichtsender S und Lichtempfänger E einzeln abwechselnd nacheinander in den Sende-/Empfangsleisten 3, 3' angeordnet. Vorzugsweise ist dabei eine Vielzahl von Lichtsendern S und Lichtempfängern E angeordnet. Dadurch ist eine gleichmäßige Auflösung des Sicherheitslichtgitters 1 über die gesamte Schutzfeldlänge gewährleistet. Vorteilhaft liegen auch die Lichttaster dabei direkt benachbart nebeneinander gleichverteilt über die gesamte Schutzfeldlänge.According to 1 and 2 are the light transmitters S and light receiver e individually alternately one after the other in the send / receive bars 3 . 3 ' arranged. A plurality of light transmitters is preferred S and light receivers e arranged. This ensures a uniform resolution of the safety light curtain 1 guaranteed over the entire protective field length. The light sensors are also advantageously located directly adjacent to one another and evenly distributed over the entire protective field length.

Wird eine Sende-/Empfangsleiste 3, 3' längs gemäß 1 und 2 um 180° gedreht gegenüber der gegenüberliegenden Sende-/Empfangsleiste 3', 3 montiert, so liegen sich die Lichtsender S und die Lichtempfänger E zur Bildung der Sende-/Empfangspaare direkt gegenüber, wodurch ein homogenes Schutzfeld mit parallelen Lichtstrahlen entsteht. Die Lichtsender S und die Lichtempfänger E zur Bildung des Lichttasters liegen auch hier direkt nebeneinander. Becomes a send / receive bar 3 . 3 ' along according 1 and 2 rotated by 180 ° compared to the opposite send / receive bar 3 ' . 3 mounted, so the light transmitters lie S and the light receivers e to form the transmit / receive pairs directly opposite, which creates a homogeneous protective field with parallel light beams. The light transmitter S and the light receivers e to form the light button lie directly next to each other.

Gemäß 2 bilden jeweils benachbarte Lichtsender S und Lichtempfänger E einen Lichttaster. Dadurch ist ein besonders einfacher Aufbau des Sicherheitslichtgitters 1 gewährleistet und die gebildeten Lichttaster sind als eine Einheit mit gleichmäßigen Abständen zueinander entlang einer Sende-/Empfangsleiste 3, 3' angeordnet. Durch diese Anordnung kann das Sicherheitslichtgitter 1 modular für verschiedene Schutzfeldhöhen aufgebaut werden. Je nach Schutzfeldhöhe wird eine bestimmte Anzahl von jeweils benachbarten Lichtsendern S und Lichtempfängern E zur Bildung von Lichttastern angeordnet. Durch die benachbarte Anordnung der Lichttaster sind die gemessenen Abstandswerte auch unmittelbar einem jeweiligen Sende-/Empfangspaar zuordenbar, so dass bei einer Unterbrechung eines Lichtstrahls auch direkt ein zugehöriger Abstand des den Lichtstrahl 4 unterbrechenden Objektes ermittelt wird.According to 2 form adjacent light transmitters S and light receiver e a light switch. This is a particularly simple construction of the safety light curtain 1 guaranteed and the light scanners formed are as a unit with uniform distances from each other along a send / receive bar 3 . 3 ' arranged. This arrangement allows the safety light curtain 1 can be constructed modularly for different protective field heights. Depending on the protective field height, a certain number of adjacent light transmitters S and light receivers e arranged to form light buttons. Due to the adjacent arrangement of the light scanners, the measured distance values can also be directly assigned to a respective pair of transmitters / receivers, so that when a light beam is interrupted, an associated distance of the light beam is also directly related 4 interrupting object is determined.

Gemäß 1 und 2 sind die Sende-/Empfangsleisten 3, 3' beispielsweise identisch aufgebaut. Damit muss nur eine einzige Baugruppe, nämlich die Sende-/Empfangsleiste 3 bzw. 3' hergestellt werden, um ein Sicherheitslichtgitter 1, bestehend aus zwei solchen gegenüberliegenden Sende-/Empfangsleisten 3, 3' bereitzustellen.According to 1 and 2 are the send / receive bars 3 . 3 ' for example, constructed identically. This means that only a single module, namely the send / receive bar 3 respectively. 3 ' be made to a safety light curtain 1 , consisting of two such opposite send / receive bars 3 . 3 ' provide.

Auch elektrische Anschlüsse für beide Sende-/Empfangsleisten 3, 3' sind identisch ausgebildet. Hiermit vereinfacht sich eine Verbindungstechnik, da nur ein Typ von Steckverbindern vorgesehen werden muss. Die Sende-/Empfangsleisten 3, 3' können dadurch auch einfach angeschlossen werden, da nicht wie bei bisherigen Sicherheitslichtgittern, bestehend aus Sendeleiste und getrennter Empfangsleiste, unterschiedliche Anschlüsse für Sendeleiste und Empfangsleiste vorgesehen werden müssen.Also electrical connections for both transmit / receive strips 3 . 3 ' are identical. This simplifies a connection technique, since only one type of connector has to be provided. The send / receive bars 3 . 3 ' can also be easily connected because, as with previous safety light grids, consisting of a transmitter bar and separate receiver bar, different connections for the transmitter bar and receiver bar do not have to be provided.

Die beschriebenen Ausführungsformen sind auch miteinander kombinierbar, so dass die Lichttaster des erfindungsgemäßen Lichtgitters verschiedene Funktionen erfüllen können.The described embodiments can also be combined with one another, so that the light sensors of the light grid according to the invention can perform various functions.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
SicherheitslichtgitterSafety Light Curtain
22
Schutzfeldprotection field
3, 3'3, 3 '
Sende-/EmpfangsleistenTransmitting / receiving strips
44
Lichtstrahlen light rays
SS
Lichtsenderlight source
Ee
Lichtempfängerlight receiver

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 2180348 A1 [0012]EP 2180348 A1 [0012]
  • EP 3091272 B1 [0012]EP 3091272 B1 [0012]

Claims (10)

Sicherheitslichtgitter (1) zur Überwachung eines Schutzbereiches mit wenigstens zwei Sende-/Empfangsleisten (3, 3'), mit wenigstens einem Lichtsender (S) und mit wenigstens einem Lichtempfänger (E), wobei die Sende-/Empfangsleisten (3, 3') einander gegenüberliegend angeordnet sind, und zwischen diesen durch die Lichtstrahlen (4) der Lichtsender (S) ein Schutzfeld (2) gebildet ist, wobei jeweils wenigstens ein Lichtsender (S) der einen Sende-/Empfangsleiste (3; 3') und wenigstens ein Lichtempfänger (E) der anderen Sende-/Empfangsleiste (3', 3) ein Sende-/Empfangspaar bilden, mit Mitteln zur Synchronisation der Sende-/Empfangsleisten (3, 3') und mit einer Steuer- und Auswerteeinheit, wobei wenigstens einer der Lichtsender (S) einer der Sende-/Empfangsleiste (3, 3') mit wenigstens einem der Lichtempfänger (E) derselben Sende-/Empfangsleiste (3, 3') einen Lichttaster bildet, wobei der Lichttaster als Lichtlaufzeittaster ausgebildet ist, wobei die Steuer-und Auswerteeinheit ausgebildet ist, die Lichtlaufzeit empfangener Lichtsignale oder Lichtimpulse des Lichtempfängers (E) auszuwerten dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtempfänger (E) mindestens eine Einzelphotonenlawinendiode aufweist.Safety light grid (1) for monitoring a protective area with at least two transmission / reception strips (3, 3 '), with at least one light transmitter (S) and with at least one light receiver (E), the transmission / reception strips (3, 3') are arranged opposite one another, and between them a protective field (2) is formed by the light beams (4) of the light transmitters (S), at least one light transmitter (S) each of the one transmitting / receiving strip (3; 3 ') and at least one Light receivers (E) of the other transmission / reception bar (3 ', 3) form a transmission / reception pair, with means for synchronizing the transmission / reception bars (3, 3') and with a control and evaluation unit, at least one of the Light transmitter (S) of the transmission / reception bar (3, 3 ') with at least one of the light receivers (E) of the same transmission / reception bar (3, 3') forms a light switch, the light switch being designed as a light transit time switch, the control and evaluation unit is to evaluate the light transit time of received light signals or light pulses from the light receiver (E), characterized in that the light receiver (E) has at least one single photon avalanche diode. Sicherheitslichtgitter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der gegenüberliegenden Sende-/Empfangsleiste (3, 3') eingelernt und abgespeichert ist, und der gespeicherte Wert zyklisch mit aktuell erfassten Werte verglichen wird.Safety light curtain (1) after Claim 1 , characterized in that the distance between the opposite transmission / reception bar (3, 3 ') has been taught in and stored, and the stored value is compared cyclically with currently recorded values. Sicherheitslichtgitter (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Lichtempfänger (E) als Referenzlichtempfänger als zweiter Empfangskanal zur sicherheitsgerichteten Selbsttestung vorgesehen ist.Safety light grid (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that a further light receiver (E) is provided as a reference light receiver as a second receiving channel for safety-related self-testing. Sicherheitslichtgitter (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Lichtsender (S) als Referenzlichtsender zur sicherheitsgerichteten Selbsttestung vorgesehen ist.Safety light grid (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that a further light transmitter (S) is provided as a reference light transmitter for safety-related self-testing. Sicherheitslichtgitter (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtempfänger (E) mindestens ein Array bestehend aus Einzelphotonenlawinendioden aufweist.Safety light grid (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the light receiver (E) has at least one array consisting of single photon avalanche diodes. Sicherheitslichtgitter (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtsender (S) und/oder der Lichtempfänger (E) sowohl Teil des Sende-/Empfangspaares als auch Teil des Lichttasters ist.Safety light grid (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the light transmitter (S) and / or the light receiver (E) is both part of the transmitter / receiver pair and part of the light switch. Sicherheitslichtgitter (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtsender (S) und die Lichtempfänger (E) einzeln abwechselnd nacheinander in den Sende-/Empfangsleisten (3, 3') angeordnet sind.Safety light curtain (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the light transmitters (S) and the light receivers (E) are individually arranged alternately one after the other in the transmission / reception strips (3, 3 '). Sicherheitslichtgitter (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils benachbarte Lichtsender (S) und Lichtempfänger (E) einen Lichttaster bilden.Safety light grid (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that in each case adjacent light transmitters (S) and light receivers (E) form a light scanner. Sicherheitslichtgitter (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Lichtsendern (S) und eine Mehrzahl von Lichtempfänger (E) jeweils paarweise eine optische Kodierung aufweisen, die zu benachbarten Paaren von Lichtsendern (S) und Lichtempfängern (E) unterschiedlich ist, so dass eine Mehrzahl von Lichtsendern (S) und eine Mehrzahl von Lichtempfänger (E) gleichzeitig angesteuert und ausgewertet werden können.Safety light curtain (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that a plurality of light transmitters (S) and a plurality of light receivers (E) each have an optical coding in pairs, which correspond to adjacent pairs of light transmitters (S) and light receivers (E ) is different, so that a plurality of light transmitters (S) and a plurality of light receivers (E) can be controlled and evaluated simultaneously. Sicherheitslichtgitter (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende-/Empfangsleisten (3, 3') identisch aufgebaut sind.Safety light grid (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the transmission / reception strips (3, 3 ') are constructed identically.
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