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Die
Erfindung betrifft ein Lichtgitter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Ein
derartiges Lichtgitter ist aus der
DE 198 35 884 A1 bekannt. Das Lichtgitter
weist zur Überwachung
eines flächigen Überwachungsbereichs
eine Sendereinheit und eine Empfängereinheit
auf, die an gegenüberliegenden
Rändern
des Überwachungsbereichs
angeordnet sind. Die Sendereinheit weist eine Anordnung von nebeneinander
liegend angeordneten, Sendelichtstrahlen emittierenden Sendern auf.
Entsprechend weist die Empfängereinheit
eine Anordnung von nebeneinander liegend angeordneten Empfängern auf.
Bei freiem Strahlengang werden die Empfänger mit den von den Sendern
emittierten Sendelichtstrahlen beaufschlagt. Befindet sich ein Objekt
im Strahlengang, so wird der Strahlengang der Sendelichtstrahlen
wenigstens eines Senders unterbrochen, so dass diese nicht mehr
auf den zugeordneten Empfänger
oder die zugeordneten Empfänger
auftreffen, wodurch als Objektmeldung ein Gegenstandsfeststellungssignal
generiert wird.
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Derartige
Lichtgitter werden insbesondere im Bereich des Personenschutzes
eingesetzt. Beispielsweise werden die Lichtgitter zur Überwachung
von sicherheitskritischen Bereichen an Werkzeugmaschinen, insbesondere
Pressen oder dergleichen, eingesetzt.
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Bei
diesem Eingriff in den vom Lichtgitter überwachten Überwachungsbereich wird durch
die im Lichtgitter generierte Objektmeldung die Werkzeugmaschine
außer
Betrieb gesetzt, so dass für eine
im Bereich der Werkzeugmaschine arbeitende Person die Gefahr von
Verletzungen ausgeschlossen ist.
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Je
nach Anbringung des Lichtgitters können im Überwachungsbereich auch Objekte
angeordnet sein, die nicht zu einer Gefährdung von Personen führen. Beispielsweise
können
im Bereich einer Werkzeugmaschine stationäre Pfosten, Maschinenteile
oder dergleichen angeordnet sein, die in den Überwachungsbereich ragen.
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In
diesem Fall wäre
ein Ansprechen des Lichtgitters unerwünscht.
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Damit
ein Lichtgitter auch in derartigen Fällen zur Gefahrensicherung
einsetzbar ist, wird gemäß der
DE 198 35 884 A1 vorgeschlagen,
derartige Bereiche innerhalb des Überwachungsbereichs, in welchen
sich stationäre,
nicht gefahrbringende Objekte befinden, auszublenden. Eine Objektdetektion erfolgt
dann nur noch in den nicht ausgeblendeten Teilen des Überwachungsbereichs.
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Hierzu
weist das Lichtgitter gemäß der
DE 198 35 884 A1 neben
der Sendereinheit und der Empfängereinheit
wenigstens eine Zwischensendereinheit und/oder eine Zwischenempfängereinheit
innerhalb des Überwachungsbereichs
auf.
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Die
Zwischensendereinheit wird innerhalb des Überwachungsbereichs so angeordnet,
dass die von dieser emittierten Zwischensendelichtstrahlen auf Empfänger einer
Zwischenempfängereinheit oder
der Empfängereinheit
treffen. Die auf diese Weise zusammen wirkenden Einheiten bilden
ein autarkes Lichtgitter, welches einen Teil des Überwachungsbereiches überwacht.
Dagegen bleibt der Bereich hinter der Zwischensendereinheit unbewacht. Dort
befindet sich ein nicht gefahrbringendes Objekt.
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Ebenso
wird die Zwischenempfängereinheit so
im Überwachungsbereich
angeordnet, dass auf deren Empfänger
Sendelichtstrahlen der Sendereinheit oder einer Zwischensendereinheit
geführt
sind. Auch diese Einheiten bilden ein au tarkes Lichtgitter, wobei
der Bereich hinter der Zwischenempfängereinheit unbewacht bleibt.
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Mit
dieser Anordnung werden vorgegebene Sektionen des Lichtgitters überbrückt, so
dass mit diesen keine Objektdetektion mehr erfolgen. Dabei ist nachteilig,
dass diese Sektionen durch die Zwischensendereinheiten beziehungsweise
Zwischenempfängereinheiten
fest vorgegeben sind.
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Die
zusätzlichen
Zwischensendereinheiten und Zwischenempfängereinheiten müssen dabei
separat ausgerichtet werden, was den Aufwand für die Installation des Lichtgitters
beträchtlich
erhöht.
Eine Änderung
der zu überbrückenden
Sektionen des Lichtgitters erfordert einen entsprechend hohen Zeitaufwand.
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Außerdem erfolgt
durch die Einbringung der Zwischensendereinheiten und der Zwischenempfängereinheiten
in den Überwachungsbereich
eine Segmentierung des Lichtgitters in mehrere selbständig arbeitende
Lichtgitter. Dies bedeutet einen unerwünscht hohen Schaltungsaufwand.
Besonders nachteilig hierbei ist, dass diese Einheiten elektrisch mit
der Sender- beziehungsweise Empfängereinheit des
Lichtgitters verbunden sind, was zu erheblichen EMV-Problemen führen kann.
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Die
DE 201 04 248 U1 betrifft
ein Lichtgitter mit wenigstens einer eine Anordnung von Sendelichtstrahlen
emittierenden Sendern aufweisenden Sendereinheit und mit wenigstens
einer Anordnung von Empfängern
aufweisenden Empfängereinheit.
Bei freiem Strahlengang sind die von den Sendern emittierten, innerhalb
eines Überwachungsbereichs
geführten
Sendelichtstrahlen jeweils auf wenigstens einen zugeordneten Empfänger geführt, wodurch
an dem Ausgang des Empfängers
den freien Strahlengang kennzeichnende Referenz-Empfangssignale generiert werden. Bei
einem Objekteingriff erfolgt eine Strahlunterbrechung der Sendelichtstrahlen
wenigstens eines Senders, so dass die Empfangssignale des zugeordneten
Empfängers
von den Referenz-Empfangssignalen
abweichen. Zur Ausblendung von Zonen innerhalb des Überwachungsbereichs
ist wenigstens ein Sendeadapter an der Sendereinheit und ein Empfangsadapter
an der Empfängereinheit
anbringbar, wobei die Sendelichtstrahlen wenigstens eines Senders über den
Sendeadapter in eine außerhalb
des Überwachungsbereichs
verlaufende Übertragungsstrecke
eingekoppelt sind und Überbrückungs-Sendelichtstrahlen
am Ausgang der Übertragungsstrecke über den
Empfangsadapter in den dem Sender zugeordneten Empfänger eingekoppelt
sind, so dass an dessen Ausgang die Referenz-Empfangssignale generiert
werden.
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Die
einen nachveröffentlichten
Stand der Technik bildende
EP
1 283 427 A2 betrifft ein Lichtgitter mit einer Haupt-Sendereinheit
und mit einer Haupt-Empfängereinheit.
die Haupt-Sendereinheit weist eine Anzahl von Sendern auf, die mit
Empfänger
der Haupt-Empfängereinheit
paarweise Strahlachsen bilden. Die Strahlachsen spannen einen Haupt-Überwachungsbereich
auf. Zur Ausblendung von Zonen innerhalb des Hauptüberwachungsbereichs
ist jeweils wenigstens eine Sub-Sendereinheit und eine Sub-Empfängereinheit
vorgesehen. Diese Einheiten können
innerhalb des Hauptüberwachungsbereichs
derart angebracht werden, dass die Sender der Sub-Sendereinheit
auf Empfänger
der Haupt-Empfängereinheit
gerichtet sind. Die dadurch entstehenden Strahlachsen zwischen den
Sendern der Sub-Sendereinheit und den Empfängern der Haupt-Empfängereinheit
definieren einen ersten Sub-Überwachungsbereich.
Ebenso wir die Sub-Empfängereinheit
relativ zur Haupt-Sendereinheit derartig angeordnet, dass Sender
der Haupt-Sendereinheit und die zugeordneten Empfänger der
Sub-Empfängereinheit
Strahlachsen bilden, die einen zweiten Sub-Überwachungsbereich
bilden. Die ausgeblendete Zone ist damit durch den Raumbereich zwischen
der Sub-Sendereinheit und der Sub-Empfängereinheit fest vorgegeben.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Lichtgitter der eingangs
genannten Art so auszubilden, dass wenigstens Teilbereiche des Lichtgitters auf
einfache, sichere und flexible Weise überbrückt werden können.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte
Ausführungsformen
und zweckmäßige Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Das
erfindungsgemäße Lichtgitter
weist eine vorgegebene Anzahl von Strahlachsen auf, wobei jede Strahlachse
aus einem Sendelichtstrahlen emittierenden Sender und einem Empfänger besteht,
auf welchen die Sendelichtstrahlen bei freiem Strahlengang treffen.
In einer Auswerteeinheit erfolgt die Auswertung der Empfangssignale
der Empfänger,
wobei bei Unterbrechung wenigstens einer Strahlachse in der Auswerteeinheit
eine Objektmeldung generiert wird. An dem Lichtgitter ist eine Schnittstelleneinheit mit
einer vorgegebenen Anzahl von Sendeelementen anbringbar, so dass über das
oder jedes Sendeelement optische Überbrückungssteuersignale in einen zugeordneten
Empfänger
einspeisbar sind. In Abhängigkeit
der Überbrückungssteuersignale
sind über
die Auswerteeinheit vorgegebene Strahlachsen überbrückbar. Die Anzahl der überbrückten Strahlachsen
und die zeitlichen Abfolgen der Überbrückungen
sind durch die Überbrückungssignale
vorgebbar.
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Ein
wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Lichtgitters besteht darin,
dass anhand der von der Schnittstelleneinheit übertragenen Überbrückungssteuersignale über die
Auswerteeinheit auf elektronischem Wege flexibel vorgegebene Sektionen
des Lichtgitters überbrückt werden
können.
In den überbrückten Sektionen
erfolgt keine Objektdetektion mehr, das heißt diese Sektionen bilden nicht sicherheitskritische
Bereiche, die von dem Lichtgitter nicht mehr überwacht werden. Die zeitliche
Abfolge der Überbrückung in
vorgegebenen Sektionen und die Größen der Sektionen, die insbesondere
auch das gesamte Lichtgitter umfassen können, sind durch die Überbrückungssteuersignale,
insbesondere durch deren zeitliche Abfolgen eindeutig definiert.
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Die Überbrückungssteuersignale
werden vorteilhaft von Überbrückungssensoren
generiert, die an die Schnittstelleneinheit angeschlossen sind.
Die Überbrückungssensoren
sind im Umfeld des Lichtgitters angeordnet. Dabei dienen die Überbrückungssensoren
zur Detektion von Objekten, vorzugsweise von nicht sicherheitskritischen
Objekten, deren Eingriff in den Strahlengang des Lichtgitters nicht
zu dessen Ansprechen führen
soll. Je nachdem ob von den Überbrückungssensoren
derartige Objekte erfasst werden oder nicht, generieren diese Überbrückungssteuersignale,
die in Empfänger
des Lichtgitters eingespeist und in der Auswerteeinheit zur Überbrückung von
Strahlachsen ausgewertet werden.
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Ein
weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Lichtgitters besteht darin,
dass die Überbrückungssteuersignale
auf optischem Weg in das Lichtgitter eingekoppelt werden. Die Schnittstelleneinheit
entspricht damit einem vorzugsweise seriell getakteten Optokoppler,
der vom Lichtgitter galvanisch getrennt ist. Damit werden Störungen des Lichtgitters,
insbesondere EMV-Störungen,
bei Anschluss der Schnittstelleneinheit ausgeschlossen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Schnittstelleneinheit als Aufsatz ausgebildet,
welche auf ein Gehäuse
aufsetzbar ist, in welchem die Empfänger des Lichtgitters integriert sind.
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Die
zur Übertragung
der Überbrückungssteuersignale
vorgesehenen Sendeelemente sind in der Schnittstelleneinheit derart
angeordnet, dass bei auf dem Gehäuse
aufgesetzten Aufsatz jeweils ein Sendeelement einem Empfänger des
Lichtgitters gegenüberliegt.
Die Überbrückungssteuersignale
werden damit von den einzelnen Sendeelementen selektiv an separate
Empfänger
des Lichtgitters übertragen.
Dabei ist vorzugsweise jeweils ein Sendeelement einem Überbrückungssensor
zugeordnet. Durch diese Anordnung ist eine einfache und sichere Übertragung
der Überbrückungssteuersignale
sämtlicher Überbrückungssensoren
in die Auswerteeinheit des Lichtgitters gewährleistet, ohne dass dessen Schaltung
verändert
oder elektrisch beeinflusst wird.
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Insbesondere
kann das Lichtgitter an ein Bussystem angeschlossen sein, welches
das Lichtgitter mit Steuersignalen und dergleichen versorgt. In diesem
Fall kann die Schnittstelleneinheit an das Lichtgitter angekoppelt
werden, ohne dass diese selbst einen Anschluss an das Bussystem
aufweist.
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Ein
weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Lichtgitters besteht darin,
dass die Steuerung der Überbrückung von
Strahlachsen des Lichtgitters komplett durch die Auswerteeinheit
erfolgt. Die Schnittstelleneinheit dient nur zum Einkoppeln der Überbrückungssteuersignale
der Überbrückungseinheit
und ist als rein optische Schnittstelle einfach und kostengünstig herstellbar.
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Die Überbrückungssteuersignale
unterscheiden sich von den Signalfolgen, welche von den Sendelichtstrahlen
emittiert werden. Anhand dessen wird von der Auswerteeinheit ausgewertet,
welchen Empfängern
des Lichtgitters die Sendeelemente der Schnittstelleneinheit zugeordnet
sind und damit nicht mehr zur Objektdetektion zur Verfügung stehen.
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Auch
die Synchronisierung des Lichtgitters wird über die Auswerteeinheit in
Abhängigkeit
der empfangenen Überbrückungssteuersignale
bei Bedarf geändert.
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Typischerweise übernimmt
ein Sender, vorzugsweise der erste Sender innerhalb der Reihenanordnung
aller Sender, die Synchronisierung des Lichtgitters. Hierzu emittiert
dieser Sender Sendelichtimpulse mit einer vorgegebenen Kennung,
welche sich von den Kennungen der von den übrigen Sendern emittierten
Sendelichtimpulse unterscheiden.
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Wird
die zur Synchronisieurng verwendete Strahlachse durch die Schnittstelleneinheit
unterbrochen, wird dies in der Auswerteeinheit erkannt. Daraufhin
wird die Synchronisierung derart weiter geschaltet, dass der erste
freie Sender, der auf die Schnittstelleneinheit folgt, die Synchronisierung
des Lichtgitters übernimmt.
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Die
Erfindung wird im Nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es
zeigen:
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1:
Schematische Darstellung eines Lichtgitters.
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2:
Schematische Darstellung einer Anordnung eines Lichtgitters und
diesem zugeordneten Überbrückungssensoren.
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3:
Lichtgitter gemäß 1 mit
einer daran angeordneten Schnittstelleneinheit zum Anschluss von Überbrückungssensoren.
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1 zeigt
den Aufbau eines Lichtgitters 1 zur Überwachung eines Überwachungsbereichs.
Der Überwachungsbereich
ist insbesondere von einem Bereich an einem Arbeitsgerät wie einer
Presse gebildet. Das Lichtgitter 1 weist eine in einem
ersten Gehäuse 2 integrierte
Sendereinheit 3 und eine in einem zweiten Gehäuse 4 integrierte
Empfängereinheit 5 auf.
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Die
Gehäuse 2, 4 sind
in Form von Hohlprofilen ausgebildet, deren Längsachse parallel zueinander
verlaufen. Der zwischen den Gehäusen 2, 4 liegende Überwachungsbereich
bildet eine Ebene.
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Die
Sendereinheit 3 weist eine Anordnung von Sendelichtstrahlen 6 emittierenden
Sendern 7 auf. Die Sender 7 bestehen vorzugsweise
aus identisch ausgebildeten Leuchtdioden und sind in Abstand nebeneinander
liegend angeordnet, wobei die Sender 7 vorzugsweise äquidistant
angeordnet sind. Die Sender 7 werden von einer Sender-Steuereinheit 8 angesteuert.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden
die Sender 7 im Pulsbetrieb betrieben. Die Sender 7 emittieren
somit Sendelichtimpulse mit einem vorgegebenen Puls-Pausen-Verhältnis. Vorzugsweise
emittieren die einzelnen Sender 7 zyklisch nacheinander
Sendelichtimpulse, wobei die Taktung über die Sender-Steuereinheit 8 erfolgt.
Dabei emittiert der erste Sender 7 der Anordnung gemäß 1 Sendelichtimpulse
mit einer Kennung, welche sich von den Kennungen der von den übrigen Sendern 7 emittierten
Sendelichtimpulse unterscheiden. Anhand der Kennung des ersten Senders 7 wird
der Sendebetrieb des Lichtgitters 1 synchronisiert.
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Zur
Strahlformung der Sendelichtstrahlen 6 ist jedem Sender 7 eine
Sendeoptik 7a vorgeordnet. Die Sendeoptiken 7a sind
im Bereich der Frontwand des Gehäuses 2 hinter
einem nicht separat dargestellten Austrittsfenster angeordnet.
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Die
optischen Achsen der im Überwachungsbereich
geführten
Sendelichtstrahlen 6 verlaufen parallel zueinander in der
Ebene des Überwachungsbereichs.
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Die
Empfängereinheit 5 weist
eine Anordnung von identisch ausgebildeten, nebeneinander liegend
angeordneten Empfängern 9 auf.
Die Empfänger 9 bestehen
vorzugsweise jeweils aus einer Fotodiode und sind äquidistant
angeordnet. Jedem Empfänger 9 ist
eine Empfangsoptik 9a vorgeordnet. Dabei liegt jeweils
ein Empfänger 9 einem
Sender 7 der Sendereinheit 3 gegenüber, so
dass bei freiem Strahlengang die Sendelichtstrahlen 6 eines
Senders 7 auf den gegenüberliegend
angeordneten Empfänger 9 treffen.
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In
Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß 1 können die
Sender 7 und Empfänger 9 des
Lichtgitters 1 auch in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet
sein, welches an einer ersten Seite des Überwachungsbereichs angeordnet
ist. Das andere Ende des Überwachungsbereichs
ist dann durch einen Spiegel begrenzt. Bei freiem Strahlengang des
Lichtgitters 1 werden dann die von einem Sender 7 emittierten
Sendelichtstrahlen über
den Spiegel zu dem zugeordneten Empfänger 9 zurückreflektiert.
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Die
am Ausgang der Empfänger 9 anstehenden
Empfangssignale werden in einer zentralen Auswerteeinheit 10 ausgewertet.
Die Sender-Steuereinheit 8 und die Auswerteeinheit 10 sind über elektrische
Anschlussmittel gekoppelt. Zweckmäßigerweise ist sowohl an die
Sender-Steuereinheit 8 als auch an die Auswerteeinheit 10 eine
Bus-Schnittstelle 11 zum Anschluss an ein Bussystem vorgesehen.
Das Bussystem weist eine nicht dargestellte Steuereinheit zur Steuerung
des Lichtgitters 1 auf.
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Jeder
Sendelichtstrahlen 6 emittierende Sender 7 bildet
mit dem jeweils zugeordneten, gegenüberliegenden Empfänger 9 eine
Strahlachse des Lichtgitters 1.
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Bei
freiem Strahlengang ist keine der Strahlachsen unterbrochen, so
dass sämtliche
Sendelichtstrahlen 6 ungehindert auf den Empfänger 9 treffen. Dringt
ein Objekt in den Überwachungsbereich
ein, so wird wenigstens eine Strahlachse des Lichtgitters 1 unterbrochen.
Die entsprechenden Unterbrechungen der Strahlachsen werden in der
Auswerteeinheit 10 registriert, worauf in dieser eine Objektmeldung generiert
wird.
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Durch
die Objektmeldung wird das Arbeitsgerät, dessen Vorfeld mit dem Lichtgitter 1 überwacht wird,
abgeschaltet. Das Lichtgitter 1 bildet somit eine Sicherheitseinrichtung
für den
Personenschutz, da durch dessen Ansprechen das Arbeitsgerät deaktiviert
wird, so dass durch Eindringen von Personen in den Überwachungsbereich
keine Gefährdungen
des Personals entstehen.
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Je
nach Arbeitsmodus oder Betriebszustand des Arbeitsgeräts kann
es auch zu Eingriffen in den vom Lichtgitter 1 erfassten Überwachungsbereich kommen,
die nicht sicherheitsrelevant sind, da sie nicht zu Gefährdungen
des Personals führen.
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Dies
ist beispielsweise dann der Fall, wenn zu bestimmten Zeiten sichergestellt
ist, dass sich keine Personen im Umfeld des Arbeitsgeräts aushalten, jedoch
Fahrzeuge, Maschinenteile des Arbeitsgeräts oder dergleichen durch den Überwachungsbereich oder
durch Teile des Überwachungsbereichs
bewegt werden. In diesem Fall ist ein Ansprechen des Lichtgitters 1 unerwünscht, da
dies zu einem unnötigen Stillsetzen
des Arbeitsgeräts
führen
würde,
wodurch dessen Verfügbarkeit
eingeschränkt
würde.
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Damit
derartige nicht sicherheitskritische Eingriffe in das Lichtgitter 1 nicht
zu dessen Ansprechen führen,
können
das gesamte Lichtgitter 1 oder einzelne Strahlachsen des
Lichtgitters 1 zu vorgegebenen Zeiten überbrückt werden. Durch eine derartige Überbrückung, die üblicherweise
als Muting bezeichnet wird, wird eine Objektmeldung des Lichtgitters 1 dann
unterbunden, wenn ein Objekt in den überbrückten Bereich des Lichtgitters 1 eindringt.
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Die Überbrückung des
Lichtgitters 1 erfolgt in Abhängigkeit von Überbrückungssteuersignalen,
die in Überbrückungssensoren 12 generiert
werden.
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Eine
typische Anordnung eines Lichtgitters 1 mit vier Überbrückungssensoren 12 ist
in 2 dargestellt.
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2 zeigt
eine Draufsicht auf einen Raumbereich 13, in welchem ein
Arbeitsgerät
angeordnet ist oder welcher das Vorfeld eines Arbeitsgeräts bildet.
Das Lichtgitter 1 erfasst ein in einer vertikalen Ebene
verlaufenden Überwachungsbereich.
Beidseits des Lichtgitters 1 sind jeweils zwei Überbrückungssensoren 12 angeordnet,
die im vorliegenden Fall von Lichtschranken gebildet sind. Die Lichtachsen 14 der
Lichtschranken verlaufen parallel zueinander in Querrichtung des
Raumbereichs 13.
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Die Überbrückungssensoren 12 überwachen das
Einfahren und Ausfahren von Objekten in den Raumbereich 13.
Hierzu wird erfasst, welche der Lichtstrecken der Überbrückungssensoren 12 unterbrochen
werden. Zudem wird erfasst, in welcher Reihenfolge die Lichtachsen 14 der Überbrückungssensoren 12 unterbrochen
werden. In Abhängigkeit
dessen kann erfasst werden, ob sich ein Fahrzeug oder ein Maschinenteil
in Richtung des Überwachungsbereichs
bewegt.
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3 zeigt
das Lichtgitter 1 gemäß 1, an
welches die Überbrückungssensoren 12 gemäß 2 über eine
Schnittstelleneinheit 15 angekoppelt sind.
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Die
Schnittstelleneinheit 15 ist in einem Gehäuse 16 integriert
und weist nicht dargestellte Befestigungsmittel zur Fixierung am
Gehäuse 16 der Empfängereinheit 5 auf.
Die Befestigungsmittel können
als Schwalbenschwanzführungen
oder dergleichen ausgebildet sein. Die so ausgebildete Schnittstelleneinheit 15 bildet
einen Aufsatz, welcher auf das Gehäuse 16 der Empfängereinheit 5 aufsteckbar ist.
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Das
Gehäuse 16 der
Schnittstelleneinheit 15 weist vier Anschlussbuchsen 17 für die Überbrückungssensoren 12 auf.
Prinzipiell kann auch eine andere Anzahl von anzuschließenden Überbrückungssensoren 12 vorgesehen
sein. Prin zipiell reicht bereits der Anschluss eines Überbrückungssensors 12 zur
Durchführung
eines Mutings aus.
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Jedem
Anschluss für
einen Überbrückungssensor 12 ist
in der Schnittstelleneinheit 15 ein Sendeelement 18 zugeordnet.
Im vorliegenden Fall sind vier identische Sendeelemente 18 vorgesehen,
die jeweils von einer Infrarotlicht emittierenden Leuchtdiode gebildet
sind.
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Wesentlich
hierbei ist, dass die Sendeelemente 18 derart angeordnet
sind, dass bei auf der Empfängereinheit 5 aufsitzender
Schnittstelleneinheit 15 jeweils ein Sendeelement 18 einem
Empfänger 9 der
Empfängereinheit 5 gegenüberliegt.
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Im
vorliegenden Fall liegen die Sendeelemente 18 den ersten
vier Empfängern 9 der
Empfängereinheit 5 gegenüber. Die
Abstände
der Sendeelemente 18 können
auch so gewählt
sein, dass diese beispielsweise jedem zweiten oder dritten Empfänger 9 der
Empfängereinheit 5 gegenüberliegen.
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Die
Sendeelemente 18 liegen hinter einem nicht dargestellten
Fenster in der Frontwand des Gehäuses 16 der
Schnittstelleneinheit 15, so dass das von den einzelnen
Sendeelementen 18 emittierte Infrarotlicht nur auf den
zugeordneten Empfänger 9 eingestrahlt
wird. Gegebenenfalls können
zur Strahlformung dieser Lichtstrahlen auch geeignete Optiken vorgesehen
sein.
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Jedes
Sendeelement 18 ist einem Überbrückungssensor 12 zugeordnet.
Die Schnittstelleneinheit 15 weist eine Steuerschaltung 19 auf,
mittels derer die Ausgangssignale jedes Überbrückungssensors in optische Überbrückungssteuersignale
umgesetzt werden, welche von dem zugeordneten Sendeelement 18 in
den jeweiligen Empfänger 9 eingestrahlt
werden.
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Die
Steuerschaltung 19 wird von einer separaten Spannungsversorgung
gespeist. Durch die Sendeelemente 18 ist eine rein optische
Ankopplung der Schnittstelleneinheit 15 an das Lichtgitter 1 gewährleistet.
Die Sendeelemente 18 bilden dabei einen von der Steuerschaltung 19 seriell
getakteten Optokoppler.
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Die
Schnittstelleneinheit 15 benötigt zur Ankopplung an das
Lichtgitter 1 insbesondere auch keinen Anschluss an das
Bussystem, an welches das Lichtgitter 1 angeschlossen ist.
Daher weist die Schnittstelleneinheit 15 auch keine Bus-Schnittstelle 11 auf.
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An
der Außenseite
des Gehäuses 16 der Schnittstelleneinheit 15 ist
ein Signalgeber 20 vorgesehen, der von der Steuerschaltung 19 angesteuert wird.
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Die
von den Überbrückungssensoren 12 generierten
Ausgangssignale werden als optische Überbrückungssteuersignale mit einer
vorgegebenen Kodierung, vorzugsweise als pulsförmige Signalfolgen in die zugeordneten
Empfänger 9 eingelesen.
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Die
Signalfolgen der Überbrückungssteuersignale
unterschieden sich dabei von den Pulsfolgen der Sendelichtimpulse,
die von den Sendern 7 emittiert werden. Damit wird durch
die Auswertung der an den Empfängern 9 anstehenden
Empfangssignale in der Auswerteeinheit 10 erkannt, dass
im vorliegenden Fall auf den ersten vier Empfängern 9 des Lichtgitters 1 die
Schnittstelleneinheit 15 angeordnet ist, und dass diese
zur Objektdetektion nicht mehr zur Verfügung stehen.
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Bei
dem in 1 dargestellten Lichtgitter 1 ohne Schnittstelleneinheit 15 wird
die Synchronisierung des Sendebetriebs durch das erste Sender-Empfängerpaar übernommen,
wobei der Sender 7 hierzu Sendelichtimpulse, die sich von
den Kennungen der Sendelichtimpulse, die von den restlichen Sendern 7 emittiert
werden, unterscheiden.
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Nachdem
die Strahlachse des ersten Sender-Empfängerpaares sowie die drei folgenden Strahlachsen
des Lichtgitters 1 durch die Schnittstelleneinheit 15 unterbrochen
sind, wird in der Auswerteeinheit 10 die Synchronisierung
selbsttätig
auf das fünfte
Sender-Empfängerpaar,
also das erste freie Sender-Empfängerpaar
nach der Schnittstelleneinheit 15, weiter geschaltet. Somit
sendet bei der Anordnung gemäß 3 der
fünfte
Sender 7 des Lichtgitters 1 die zur Synchronisierung
verwendete Kennung aus.
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In
Abhängigkeit
der in den einzelnen Empfängern 9 registrierten,
von den Sendeelementen 18 der Schnittstelleneinheit 15 ausgesandten
optischen Überbrückungssteuersignalen
erfolgt in der Auswerteeinheit 10 eine Überbrückung einer vorgegebenen Anzahl
von Strahlachsen des Lichtgitters 1. Diese Überbrückung bedeutet,
dass die den überbrückten Strahlachsen
zugeordneten Sender-Empfängerpaare
zwar nach wie vor aktiviert sind. Jedoch werden die von den Sender-Empfängerpaaren
generierten Signale nicht zur Objektdetektion herangezogen. Dies
bedeutet, dass eine Objektmeldung unterbleibt, wenn ein Objekt nur
eine Unterbrechung überbrückter Strahlachsen
verursacht. Eine Objektmeldung erfolgt vielmehr nur dann, wenn wenigstens
eine nicht überbrückte Strahlachse
durch einen Objekteingriff unterbrochen wird.
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Über die
Auswerteeinheit 10 können
in Abhängigkeit
der Überbrückungssteuersignale
einzelne Strahlachsen oder einzelne Sektionen von Strahlachsen überbrückt werden.
Insbesondere kann auch das gesamte Lichtgitter 1 für vorgegebene
Zeitintervalle überbrückt werden.
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Zweckmäßigerweise
erfolgt die Überbrückung von
Strahlachsen des Lichtgitters 1 gemäß einer zeitlichen Abfolge,
die einerseits in der Auswerteeinheit 10 in Abhängigkeit
der Überbrückungssteuersignale
als Kennlinie abgespeichert sein kann.
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Besonders
bevorzugt ist die zeitliche Abfolge der Überbrückung von Strahlachsen des
Lichtgitters 1 eindeutig durch die zeitliche Abfolge der
einzelnen Überbrückungssteuersignale
vorgegeben. Die zeitliche Abfolge der Überbrückungssteuersignale wiederum
gibt die Reihenfolge und Anzahl der Objekter fassungen an, welche
an den einzelnen Überbrückungssensoren 12 registriert
werden.
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Dabei
ist vorzugsweise an jeder der Anschlussbuchsen 17 jeweils
ein Überbrückungssensor 12 angeschlossen.
Prinzipiell ist ein Mutingbetrieb auch dann durchführbar, wenn
nur an einem Teil der Anschlussbuchsen 17 der Schnittstelleneinheit 15 ein Überbrückungssensor 12 angeschlossen
ist.
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In
jedem Fall wird der Mutingbetrieb, da heißt die Zeitintervalle, innerhalb
derer Strahlachsen des Lichtgitters 1 aktiviert sind, durch
den Signalgeber 20 vorzugsweise auf optischem Weg angezeigt.
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- 1
- Lichtgitter
- 2
- Erstes
Gehäuse
- 3
- Sendereinheit
- 4
- Zweites
Gehäuse
- 5
- Empfängereinheit
- 6
- Sendelichtstrahlen
- 7
- Sender
- 7a
- Sendeoptik
- 8
- Sender-Steuereinheit
- 9
- Empfänger
- 9a
- Empfangsoptik
- 10
- Auswerteeinheit
- 11
- Bus-Schnittstelle
- 12
- Überbrückungssensoren
- 13
- Raumbereich
- 14
- Lichtachsen
- 15
- Schnittstelleneinheit
- 16
- Gehäuse
- 17
- Anschlussbuchsen
- 18
- Sendeelement
- 19
- Steuerschaltung
- 20
- Signalgeber