DE10218665B4 - Optoelektronische Vorrichtung - Google Patents

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Abstract

Optoelektronische Vorrichtung zur Erfassung von Marken innerhalb eines Abtastbereichs mit einem Sendelichtstrahlen emittierenden Sender und einem Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger, wobei die im Abtastbereich geführten Sendelichtstrahlen als Empfangslichtstrahlen an den Marken reflektiert und zum Empfänger geführt sind, und einer Auswerteeinheit zur Auswertung der am Ausgang des Empfängers anstehenden Empfangssignale, dadurch gekennzeichnet, dass mit dieser Steuer-Marken erfassbar sind, welche Mittel zur Umschaltung zwischen einem Normalbetrieb und einem Abtastbetrieb bilden, wobei die Umschaltung in Abhängigkeit der in den Steuer-Marken enthaltenen Kodierungen erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Derartige optoelektronische Vorrichtungen werden üblicherweise zur Identifikation von Gegenständen eingesetzt. Die Gegenstände sind jeweils mit einem Barcode gekennzeichnet und werden beispielsweise auf einem Förderband transportiert. Die optoelektronische Vorrichtung ist stationär am Förderband so installiert, dass die einzelnen Barcodes nacheinander abgetastet und dabei dekodiert werden, wodurch die einzelnen Gegenstände erfasst werden.
  • Aus der DE 199 10 933 A1 ist eine Einrichtung bekannt, bei der derartige Vorrichtungen zur Positionierzwecken eingesetzt werden.
  • Diese Einrichtung dient zur Positionierung eines Fahrzeugs an einem stationären Gegenstand, wobei des Fahrzeug entlang einer vorgegebenen Bahn entlang des Gegenstands verfahrbar ist. An den Gegenständen sind in vorgegebenen Abständen Kodierungen aufweisende Marken angebracht, welche mittels der optoelektronischen Vorrichtung am Fahrzeug erfassbar sind. Zur Absolutortsbestimmung des Fahrzeuges werden während einer Referenzart die Kodierungen der Marken nacheinander erfasst und die dabei registrierten Messwerte als Referenzwerte abgespeichert. Während auf die Referenzfahrt folgender Fahrten des Fahrzeugs werden die Kodierungen der Marken zur Grobpositionierung des Fahrzeugs erfasst und mit den Referenzwerten verglichen. Zur Feinpositionierung des Fahrzeugs wird mittels der optoelektronischen Vorrichtung deren Lage relativ zu einer der Marken oder einer weiteren Zielmarke bestimmt.
  • Eine wesentliche Anforderung an derartige optoelektronische Vorrichtungen besteht darin, dass diese eine möglichst hohe Verfügbarkeit aufweisen, um Ausfälle der Anlagen, in welchen die optoelektronischen Vorrichtungen eingesetzt werden, möglichst zu vermeiden.
  • Insbesondere beim Einsatz zur Positionierung von Fahrzeugen, die typischerweise über große Zeiträume kontinuierlich betrieben werden, ist es zur Vermeidung von Produktionsausfüllen erforderlich, dass die eingesetzten optoelektronischen Vorrichtungen möglichst geringe Ausfallwahrscheinlichkeiten aufweisen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optoelektronische Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, dass diese eine möglichst hohe Verfügbarkeit aufweist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Vorrichtung zur Erfassung von Marken innerhalb eines Abtastbereichs mit einem Sendelichtstrahlen emittierenden Sender und einem Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger. Die im Abtastbereich geführten Sendelichtstrahlen werden als Empfangslichtstrahlen an den Marken reflektiert und zum Empfänger geführt. In einer Auswerteeinheit sind zur Auswertung der am Ausgang des Empfängers anstehenden Empfangssignale Mittel zur Umschaltung zwischen einem Normalbetrieb und einem Abtastbetrieb vorgesehen, wobei im Normalbetrieb der Sender kontinuierlich aktiviert ist, und wobei im Abtastbetrieb der Sender diskontinuierlich aktiviert ist.
  • Durch die Umschaltung zwischen Normalbetrieb und Abtastbetrieb wird erreicht, dass der Sender in den Zeitintervallen des Abtastbetriebs nur kurzzeitig aktiviert ist. Die Einschaltdauer des Senders wird damit erheblich verkürzt, wodurch letztlich dessen Lebensdauer beträchtlich erhöht wird. Da der üblicherweise als Laserdiode ausgebildete Sender das Element der optoelektronischen Vorrichtung mit der höchsten Ausfallwahrscheinlichkeit darstellt, wird durch die erfindungsgemäße Umschaltung zwischen Normal- und Abtastbetrieb die Verfügbarkeit der gesamten optoelektronischen Vorrichtung erhöht.
  • Die erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung ist besonders vorteilhaft zu Positionierzwecken einsetzbar. Ein typischer Anwendungsfall besteht dabei darin, ein Fahrzeug wie zum Beispiel ein Regalbediengerät oder eine Krananlage in geeigneter Weise positionieren. Hierzu ist die optoelektronische Vorrichtung auf dem Fahrzeug montiert und erfasst Positions-Marken eines stationär angeordneten Positionsmaßsystems.
  • Bei derartigen Systemen wird erfindungsgemäß der Umstand ausgenutzt, dass je nach Einsatzbedingungen nicht fortlaufend und kontinuierlich Positionswerte zur Positionierung des Fahrzeugs vorliegen müssen.
  • Wird beispielsweise das Fahrzeug in eine Sollposition eingefahren, werden zur Positionierung des Fahrzeugs in kurzen Zeitabständen möglichst viele Positionswerte benötigt. Dagegen werden bei Stillständen oder freien Fahrten des Fahrzeugs beträchtlich weniger Positionswerte benötigt.
  • Demgemäß wird die optoelektronische Vorrichtung wechselweise im Normalbetrieb und im Abtastbetrieb betrieben. Dabei wird die optoelektronische Vorrichtung mit fortlaufend aktiviertem Sender nur dann im Normalbetrieb betrieben, wenn zur Positionierung des Fahrzeugs in kurzen regelmäßigen Abständen Positionswerte geliefert werden müssen, die durch die Abtastung der Positions-Marken mittels der Sendelichtstrahlen der optoelektronischen Vorrichtung generiert werden. Während des Abtastbetriebs wird entweder nur eine in großen Zeitabständen erfolgende Grob-Positionierung oder überhaupt keine Positionsbestimmung, falls auf diese verzichtet werden kann, durchgeführt.
  • In jedem Fall ist entscheidend, dass die Umschaltung zwischen Normal- und Abtastbetrieb zu geeigneten, applikationsspezifisch angepassten Zeiten erfolgt, so dass gewährleistet ist, dass die optoelektronische Vorrichtung jeweils genau dann im Normalbetrieb betrieben wird, wenn mit dieser zur Erfüllung hoher Genauigkeitsanforderungen bei der Positionierung eine große Anzahl von Positionswerten geliefert werden soll.
  • Die Umschaltung kann gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsform durch eine Steuereinheit erfolgen, die das Fahrzeug steuert und an welche die optoelektronische Vorrichtung angeschlossen ist. In der Steuereinheit werden hierzu Steuerbefehle generiert, welche die Auswerteeinheit der optoelektronischen Vorrichtung eingelesen werden, wodurch die zeitliche Abfolge der Zeitintervalle des Normal- und Abtastbetriebs festgelegt wird. Diese Variante ist dann vorteilhaft einsetzbar, wenn der Fahrzeugbetrieb gemäß einer festgelegten und in der Steuereinheit hinterlegten Abfolge abläuft.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Endung kann die Umschaltung zwischen Normal- und Abtastbetrieb in der optoelektronischen Vorrichtung selbst erfolgen. Hierzu sind in der Auswerteeinheit der optoelektronischen Vorrichtung geeignete Steuer-Parameter abgespeichert, in Abhängigkeit derer die Umschaltung erfolgt. In diesem Fall sind die Steuer-Parameter an den Ablauf der Fahrzeugbewegung in geeigneter Weise angepasst.
  • Schließlich kann gemäß einer dritten vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die Umschaltung zwischen Normal- und Abtastbetrieb in Abhängigkeit von Steuer-Marken erfolgen, welche von der optoelektronischen Vorrichtung erfasst und dekodiert werden.
  • Vorteilhaft bei dieser Variante ist, dass der Ablauf der Fahrbewegung nicht vorab bekannt sein muss und nicht in der Steuereinheit oder in der optoelektronischen Vorrichtung hinterlegt werden muss. Vielmehr kann die Umschaltung flexibel durch Anbringen der Steuer-Marken im Abtastbereich der optoelektro nischen Vorrichtung vorgegeben werden. Entsprechend können durch eine Änderung der Anordnung der Steuer-Marken die Längen der Zeitintervalle des Normal- und Abtastbetriebs bedarfsweise variiert werden.
  • Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Mittel zur Umschaltung vom Abtastbetrieb in den Normalbetrieb einerseits und vom Normalbetrieb in den Abtastbetrieb andererseits unabhängig voneinander gewählt werden können und insbesondere verschiedenartig ausgebildet sein können.
  • Generell kann die erfindungsgemäße Umschaltung zwischen Normal- und Abtastbetrieb auch bei optoelektronischen Vorrichtungen durchgeführt werden, welche zum Lesen von Marken eingesetzt werden, welche zur Identifikation von Gegenständen dienen. Ein Beispiel hierfür sind Gegenstände wie Pakete und dergleichen, welche mit Barcodes gekennzeichnet sind und welche auf einer Förderanlage gefördert werden. In diesem Fall kann beispielsweise über die Steuereinheit der Förderanlage eine Umschaltung der stationär an der Förderanlage angeordneten optoelektronischen Vorrichtung erfolgen. Dabei befindet sich die optoelektronische Vorrichtung vorzugsweise im Normalbetrieb, wenn die Gegenstände auf der Förderanlage an der optoelektronischen Vorrichtung vorbeibewegt werden, so dass die darauf angeordneten Barcodes fortlaufend erfasst werden können. Bei Stillständen der Förderanlage kann dann die Umschaltung der optoelektronischen Vorrichtung in den Abtastbetrieb erfolgen.
  • Die Erfindung wird im Nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
  • 1: Schematische Darstellung des Aufbaus einer optoelektronischen Vorrichtung zur Erfassung von Marken.
  • 2: Anordnung einer Vorrichtung gemäß 1 auf einem Fahrzeug, welches entlang einer Fahrbahnbegrenzung mit einem Positionsmaßsystem verfahrbar ist.
  • 3: Detaildarstellung des Positionsmaßsystems gemäß 2.
  • In 1 ist der prinzipielle Aufbau einer optoelektronischen Vorrichtung 1 zur Erfassung von Marken dargestellt. Die optoelektronische Vorrichtung 1 ist im vorliegenden Beispiel als Barcodelesegerät ausgebildet. Entsprechend sind die Marken, die allgemein definierte Kontrastmuster aufweisen, im vorliegenden Fall als Barcodes 2 ausgebildet, welche aus einer Folge von dunklen und hellen Strichelementen definierter Länge und Breite bestehen.
  • Die optoelektronische Vorrichtung 1 besteht im wesentlichen aus einer Sendeeinheit 3, einer Empfangseinheit 4 sowie einer Auswerteeinheit 5.
  • Die Sendeeinheit 3 besteht aus einem Sender 6, vorzugsweise einer Laserdiode, sowie aus einer dem Sender 6 vorgeordneten Sendeoptik 7. Die Sendeoptik 7 dient zur Fokussierung der vom Sender 6 emittierten Sendelichtstrahlen 8. Die fokussierten Sendelichtstrahlen 8 werden über einen Umlenkspiegel 9 auf eine Ablenkeinheit 10, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel von einem rotierenden Polygonspiegelrad gebildet ist, geführt. Das Polygonspiegelrad weist eine vorgegebene Anzahl von identisch ausgebildeten Spiegelflächen 11 auf. Die Sendelichtstrahlen 8 werden an den Spiegelflächen 11 abgelenkt und von dort auf den zu detektierenden Barcode 2 geführt. Die Drehachse des Polygonspiegelrads ist senkrecht zur in 1 dargestellten Äquatorialebene des Polygonspiegelrads angeordnet.
  • Die Sendelichtstrahlen 8 werden am Barcode 2 reflektiert und als Empfangslichtstrahlen 12 über das Polygonspiegelrad 11 zur Empfangseinheit 4 geführt. Die Empfangseinheit 4 besteht aus einem Empfänger 13, in der die Empfangslichtstrahlen 12 in ein elektrisches Empfangssignal gewandelt werden. Der Empfänger 13 ist vorzugsweise von einer Photodiode gebildet. Zur Verstärkung der Empfangssignale am Ausgang des Empfängers 13 ist ein Verstärker 14 vorgesehen. Zur Fokussierung der Empfangslichtstrahlen 12 ist dem Empfänger 13 eine Empfangsoptik 15 vorgeschaltet.
  • Die am Ausgang des Empfängers 13 anstehende Empfangssignale werden der Auswerteeinheit 5 zugeführt. Die Auswerteeinheit 5 weist eine Schwellwerteinheit auf, mittels derer die Empfangssignale in binäre Signalfolgen gewandelt und anschließend zur Erfassung des Barcodes 2 dekodiert werden.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Polygonspiegelrad 11 acht Spiegelflächen 11 auf. Dementsprechend wird ein Öffnungswinkel des Barcodelesegeräts von 90° erhalten. Während einer Abtastperiode werden die Sendelichtstrahlen 8 innerhalb des Öffnungswinkels entlang einer Abtastebene geführt, welche senkrecht zur Drehachse des Polygonspiegelrades 11 orientiert ist. Der Öffnungswinkel ist in 1 mit a bezeichnet. Der Öffnungswinkel α definiert den Abtastbereich A, der mit den Sendelichtstrahlen 8 periodisch überstrichen wird.
  • Mit der optoelektronischen Vorrichtung 1 wird erfindungsgemäß ein Positionsmaßsystem 16 abgetastet, womit diese ein Positionsmesssystem bildet.
  • Ein typisches Anwendungsbeispiel eines derartigen Positionsmaßsystems 16 ist in 2 dargestellt. Die optoelektronische Vorrichtung 1 ist auf einem Fahrzeug 17 montiert, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel von einem spargeführten Verschiebewagen gebildet ist. Alternativ kann das Fahrzeug 17 von einer Hängebahn, einem Regalbediengerät, einem Kran oder dergleichen gebildet sein.
  • Die Fahrbahn ist seitlich von einer Fahrbahnbegrenzung 18 wie zum Beispiel einer Leitplanke begrenzt. Das Positionsmaßsystem 16 ist auf der der optoelektronischen Vorrichtung 1 zugewandten Frontseite der Fahrbahnbegrenzung 18 aufgebracht.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Positionsmaßsystem 16 als Maßband ausgebildet, welches auf eine Unterlage aufgeklebt werden kann. Damit kann bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 das Positionsmaßsystem 16 auch dann auf die Leitplanke aufgebracht werden, wenn diese in einer Kurve längs einer gekrümmten Bahn verläuft.
  • Wie insbesondere aus 3 ersichtlich, besteht das Maßband aus einer Folge von in Längsrichtung des Positionsmaßstabs 16 hintereinander angeordneten Positions-Marken, welche als Barcodes 2 ausgebildet sind. Jeder Barcode 2 ist auf ein separates Segment S des Maßbandes aufgebracht, wobei benachbarte Segmente S jeweils durch eine Schneidelücke L getrennt sind. Die Segmente S weisen jeweils eine identische Breite auf. Die Breiten der Schneidelücken L zwischen den einzelnen Segmenten S sind ebenfalls konstant.
  • Die einzelnen Segmente S bilden somit identische Maßstabsmodule, so dass eine vorgegebene Länge des Maßbandes durch die Anzahl der Segmente S multipliziert mit der Breite der Segmente S und der Breite der jeweils anschließenden Schneidelücke L vorgegeben ist. Die Segmente S innerhalb des Maßbandes sind fortlaufend nummeriert, so dass jede Nummer eines Segmentes S die Position innerhalb des Maßbandes kodiert. Die Nummer eines Segments S ist in dem jeweiligen Barcode 2 kodiert und zudem unterhalb des Barcodes 2 als Ziffernfolge Z unterhalb des Barcodes 2 auf das Segment S aufgedruckt. Anhand der Ziffernfolge Z kann die jeweilige Nummer eines Segments S von dem Bedienpersonal abgelesen werden. Je nach Länge der Leitplanke wird das Maßband in der entsprechenden Länge zugeschnitten und auf die Leitplanke aufgeklebt.
  • Wie aus 2 ersichtlich, verläuft die Längsachse des Maßbandes auf der Leitplanke in horizontaler Richtung und damit in Fahrtrichtung des Fahrzeuges 17. Die optoelektronische Vorrichtung 1 ist auf dem Fahrzeug 17 in der Höhe des Fahrzeugs 17 so montiert, so dass die Abtastebene auf der Höhe des Maßbandes liegt, wobei die optoelektronische Vorrichtung 1 so ausgerichtet wird, dass die Abtastebene im wesentlichen in horizontaler Richtung verläuft.
  • Wie aus 3 ersichtlich, verläuft damit die Abtastebene der Sendelichtstrahlen 8 senkrecht zu den Längsachsen der Strichelemente der Barcodes 2 auf deren Maßstab. Abhängig von der Größe des Abtastbereichs A und des Leseabstandes liegt eine bestimmte Anzahl von Barcodes 2 innerhalb des Abtastbereichs A der optoelektronischen Vorrichtung 1.
  • Zur aktuellen Positionsbestimmung der optoelektronischen Vorrichtung 1 wird wenigstens einer der im Abtastbereich A liegenden Barcodes 2 ausgewertet. Dabei wird einerseits die Kodierung des Barcodes 2 erfasst, in welcher die Position des dem Barcode 2 zugeordneten Segments S innerhalb des Maßbandes enthalten ist. Zudem wird die Lage des Barcodes 2 innerhalb des Abtastbereichs A erfasst.
  • Hierzu ist in der optoelektronischen Vorrichtung 1 ein Referenzpunkt definiert, der im vorliegenden Fall von der Mitte des Abtastbereiches A gebildet ist.
  • Zur Positionsbestimmung wird insbesondere der dem Referenzpunkt am nächsten liegende Barcode 2 herangezogen. Dabei erfolgt zum einem die Dekodierung dieses Barcodes 2 und zum anderen die Bestimmung des Abstands des Barcodes 2 zum Referenzpunkt. Bei bekanntem Leseabstand der optoelektronischen Vorrichtung 1 zum Maßband kann dieser Abstand in einen Distanzwert umgerechnet werden, um welchen der Barcode 2 versetzt zur Mittelachse des Abtastbereichs A liegt. Damit ist die Position der optoelektronischen Vorrichtung 1 relativ zum Maßband exakt bestimmt.
  • Der Leseabstand selbst wird vorzugsweise ebenfalls während der Abtastung des Maßbandes bestimmt. Bei bekannten und als Parameterwerten in der optoelektronischen Vorrichtung 1 abgespeicherten Geometriedaten des Maßbands, insbesondere der Muster und Abmessungen der Barcodes 2 sowie der Breiten der Segmente S, kann aus der Anzahl und den Lagen der Barcodes 2 innerhalb des Abtastbereichs A über trigonometrische Beziehungen der Leseabstand berechnet werden.
  • Besonders vorteilhaft ist die optoelektronische Vorrichtung 1 so justiert, dass die Abtastebene exakt in Längsrichtung des Maßbandes verläuft. Hierzu emittiert der Sender 6 zweckmäßigerweise Sendelichtstrahlen 8 im sichtbaren Bereich, wodurch die Ausrichtung der optoelektronischen Vorrichtung 1 erheblich vereinfacht wird.
  • Die bei der Abtastung der Positions-Marken generierten Positionswerte werden über eine nicht dargestellte Schnittstelle der optoelektronischen Vorrichtung 1 als Ausgangssignale ausgegeben.
  • Diese Ausgangssignale werden in eine externe Steuereinheit eingelesen, welche in dem Verschiebewagen integriert ist.
  • Anhand der Positionswerte erfolgt die Steuerung des Verschiebewagens.
  • Erfindungsgemäß sind der optoelektronischen Vorrichtung 1 Mittel zum Umschalten zwischen einem Normalbetrieb und einem Abtastbetrieb zugeordnet. Im Normalbetrieb ist der Sender 6 der optoelektronischen Vorrichtung 1 fortlaufend aktiviert, so dass mit den Sendelichtstrahlen 8 während der gesamten Dauer des Normalbetriebs fortlaufend Marken erfasst werden können.
  • Im Abtastbetrieb ist der Sender 6 dagegen diskontinuierlich aktiviert. Dies bedeutet, dass der Sender 6 innerhalb des Abtastbetriebs während vorgegebener Aktivierungsintervalle aktiviert ist und während darauffolgender Pausen deaktiviert ist. Besonders vorteilhaft wird der Sender 6 in periodischen Intervallen aktiviert und deaktiviert. Besonders vorteilhaft sind dabei die Längen der Pausen erheblich größer als die Längen der Aktivierungsintervalle. Damit wird die Lebensdauer des Senders 6 der optoelektronischen Vorrichtung 1 gegenüber einem kontinuierlichen Betrieb erheblich erhöht. Die Längen der Abtastintervalle und der darauf folgenden Pausen sind als einstellbare Parameter in der Auswerteeinheit 5 der optoelektronischen Vorrichtung 1 hinterlegt. Mittels der Auswerteeinheit 5 erfolgt auch die Ansteuerung des Senders 6, insbesondere dessen Aktivierung und Deaktivierung.
  • Die Mittel zur Umschaltung zwischen dem Normalbetrieb und dem Abtastbetrieb sind in einer ersten Ausführungsform von Software-Modulen gebildet, welche in der Steuereinheit des Verschiebewagens bzw. in der Auswerteeinheit 5 der optoelektronischen Vorrichtung 1 implementiert sind.
  • Im ersten Fall erfolgt die Umschaltung zwischen Normalbetrieb und Abtastbetrieb über die Steuereinheit. Hierzu werden mittels des Software-Moduls in der Steuereinheit Steuerbefehle generiert, welche in die Auswerteeinheit 5 der optoelektronischen Vorrichtung 1 eingelesen werden.
  • Im zweiten Fall erfolgt die Umschaltung zwischen Normalbetrieb und Abtastbetrieb direkt über das in der Auswerteeinheit 5 implementierte Software-Modul. Hierzu sind in der Auswerteeinheit 5 Steuer-Parameter hinterlegt, in Abhängigkeit derer die Umschaltung erfolgt.
  • In einer weiteren Ausgestaltung sind als Mittel zur Umschaltung Steuer-Marken vorgesehen. Die Umschaltung zwischen Normal- und Abtastbetrieb erfolgt, wenn mittels der optoelektronischen Vorrichtung 1 die Kodierung einer Steuer-Marke erfasst worden ist.
  • Im vorliegenden Fall erfolgen die Umschaltungen zwischen Normalbetrieb und Abtastbetrieb in einem Zeittakt, der an den Betrieb des Verschiebewagens angepasst ist.
  • Der Verschiebewagen wird zwischen verschiedenen nicht dargestellten Stationen bewegt, wobei der Verschiebewagen an den einzelnen Stationen zu Be- und Entladevorgängen angehalten wird. Zwischen den einzelnen Stationen wird der Verschiebewagen mit im Wesentlichen konstanter Geschwindigkeit bewegt.
  • Die Zeitintervalle der freien Fahrt des Verschiebewagens einerseits und der Be- und Entladevorgänge an den Stationen andererseits sind als Parameterwerte in der Steuereinheit und/oder in der Auswerteeinheit 5 der optoelektronischen Vorrichtung 1 hinterlegt. Aus diesen Parameterwerten werden die Steuerbefehle oder Steuer-Parameter zur Umschaltung zwischen dem Normal- und Abtastbetrieb abgeleitet.
  • Zur Positionierung des Verschiebewagens an einer Station muss der Verschiebewagen an der Station mit hoher Genauigkeit positioniert werden. Hierzu befindet sich die optoelektronische Vorrichtung 1 während des Positioniervorganges im Normalbetrieb, so dass fortlaufend die Positions-Marken des Positionsmaßsystems 16 abgetastet werden können. Anhand der so erfassten Positionswerte wird der Verschiebewagen in die Sollposition eingefahren und dort angehalten.
  • Wie aus 2 ersichtlich, ist in dem Positions-Maßstab eine der Positions-Marken durch eine Steuer-Marke ersetzt, die als Barcode 2' ausgebildet ist, deren Kodierung von den Barcodes 2 des Maßbandes abweicht.
  • Diese Steuer-Marke ist so angebracht, dass diese gerade in den Abtastbereich A der optoelektronischen Vorrichtung 1 fällt, wenn der Verschiebewagen in einer Sollposition positioniert wurde. Die Erfassung dieser Steuer-Marke liefert in der Auswerteeinheit 5 das Signal zur Umschaltung von dem Normalbetrieb in den Abtastbetrieb. Die Umschaltung erfolgt zweckmäßigerweise mit einer vorgesehenen zeitlichen Verzögerung, so dass gewährleistet ist, dass die Um schaltung in den Abtastbetrieb erst dann erfolgt, wenn die Positionierung abgeschlossen ist.
  • Der Abtastbetrieb wird vorzugsweise so lange aufrecht erhalten, wie der Verschiebewagen in der Sollposition feststeht. Durch die zyklische Aktivierung des Senders 6 ist gewährleistet, dass die Einhaltung der Sollposition des Verschiebewagens in vorgegebenen Zeitintervallen überprüft wird.
  • Auch während der Wiederanfahrt des Verschiebewagens kann die optoelektronische Vorrichtung 1 noch im Abtastbetrieb betrieben werden, da bei freier Fahrt des Verschiebewagens eine Positionsbestimmung innerhalb größerer Zeitintervalle ausreicht.
  • Vor dem folgenden Positioniervorgang des Verschiebewagens an der nächsten Station erfolgt eine Umschaltung vom Abtastbetrieb zurück in den Normalbetrieb. Diese Umschaltung erfolgt vorzugsweise zeitgesteuert über die in der Steuereinheit bzw. in der Auswerteeinheit 5 implementierten Software-Module.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird in der optoelektronischen Vorrichtung 1 die zeitliche Änderung der erfassten Positions-Marken bestimmt. Dadurch wird eine Information über die Geschwindigkeit erhalten, mit welcher der Verschiebewagen relativ zum Positionsmaßsystem 16 bewegt wird.
  • Diese Informationen können zum Umschalten zwischen dem Abtastbetrieb und dem Normalbetrieb verwendet werden. Vorteilhaft erfolgt die Umschaltung vom Abtastbetrieb in den Normalbetrieb, wenn die Änderung der Positionswerte einen ersten Grenzwert überschreitet. Weiterhin erfolgt die Umschaltung vom Normalbetrieb in den Abtastbetrieb, wenn die Änderung der Positionswerte einen zweiten Grenzwert unterschreitet, welcher kleiner oder gleich dem ersten Grenzwert ist. Dadurch wird erreicht, dass bei hohen Geschwindigkeiten des Verschiebewagens im Normalbetrieb eine fortlaufende Abtastung des Positionsmaßsystems 16 erfolgt, dagegen ist bei geringeren Geschwindigkeiten innerhalb des Abtastbetriebs der Sender 6 während der Pausen deaktiviert. Die dadurch reduzierte, diskontinuierliche Abtastung des Positionsmaßsystems 16 ist jedoch unkritisch, da sich der Verschiebewagen nur langsam entlang des Positionsmaßsystems 16 bewegt.
  • In einer zweckmäßigen Weiterbildung kann die Abtastrate innerhalb des Abtastbetriebs selbst auch veränderbar ausgestaltet sein. Besonders vorteilhaft, sind die Pausen relativ zu den Aktivierungsintervallen um so kürzer gewählt, je größer die erfassten Änderungen der Positions-Masken sind.
  • (1)
    Optoelektronische Vorrichtung
    (2)
    Barcode
    (2')
    Barcode
    (3)
    Sendeeinheit
    (4)
    Empfangseinheit
    (5)
    Auswerteeinheit
    (6)
    Sender
    (7)
    Sendeoptik
    (8)
    Sendelichtstrahlen
    (9)
    Umlenkspiegel
    (10)
    Ablenkeinheit
    (11)
    Spiegelflächen
    (12)
    Empfangslichtstrahlen
    (13)
    Empfänger
    (14)
    Verstärker
    (15)
    Empfangsoptik
    (16)
    Positionsmaßsystem
    (17)
    Fahrzeug
    (18)
    Fahrbahnbegrenzung
    A
    Abtastbereich
    S
    Segment
    L
    Schneidelücke
    Z
    Ziffernfolge

Claims (11)

  1. Optoelektronische Vorrichtung zur Erfassung von Marken innerhalb eines Abtastbereichs mit einem Sendelichtstrahlen emittierenden Sender und einem Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger, wobei die im Abtastbereich geführten Sendelichtstrahlen als Empfangslichtstrahlen an den Marken reflektiert und zum Empfänger geführt sind, und einer Auswerteeinheit zur Auswertung der am Ausgang des Empfängers anstehenden Empfangssignale, dadurch gekennzeichnet, dass mit dieser Steuer-Marken erfassbar sind, welche Mittel zur Umschaltung zwischen einem Normalbetrieb und einem Abtastbetrieb bilden, wobei die Umschaltung in Abhängigkeit der in den Steuer-Marken enthaltenen Kodierungen erfolgt.
  2. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Normalbetrieb der Sender kontinuierlich aktiviert ist, und dass im Abtastbetrieb der Sender diskontinuierlich aktiviert ist.
  3. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Abtastbetrieb der Sender (6) innerhalb vorgegebener Aktivierungsintervalle aktiviert ist.
  4. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Längen der Aktivierungsintervalle und die Längen der nachfolgenden Pausen, innerhalb derer der Sender (6) deaktiviert ist, einstellbar sind.
  5. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 – 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Ablenkeinheit (10) aufweist, mittels derer die Sendelichtstrahlen (8) periodisch innerhalb des Abtastbereichs (A) geführt sind.
  6. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 – 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit dieser Positions-Marken eines Positionsmaßsystems (16) erfassbar sind.
  7. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Erfassung von Positions-Marken Positionswerte ermittelt werden, welche in die angeschlossene Steuereinheit ausgelesen werden.
  8. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung von Positions-Marken innerhalb des Normalbetriebs und/oder innerhalb des Abtastbetriebs erfolgt.
  9. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Längen der Pausen und der Aktivierungsintervalle innerhalb des Abtastbetriebs von den aktuell ermittelten Änderungen der Positionswerte abhängig sind.
  10. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 – 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionsmaßsystem (16) als Maßband von hintereinander angeordneten Barcodes (2) gebildet ist, welche die Positions-Marken bilden.
  11. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass diese auf einem Fahrzeug (17) angeordnet ist, welches an einer Fahrbahnbegrenzung (18) vorbeibewegt wird, an welcher das Maßband angeordnet ist.
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