DE19707861A1 - Reflexionslichttaster - Google Patents
ReflexionslichttasterInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Reflexionslichttaster nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Mit derartigen Reflexionslichttastern können Objekte innerhalb eines Über
wachungsbereichs, welcher von einer Tastweite begrenzt ist, erfaßt werden. Der
Empfänger weist ein Nah- und ein Fernelement auf, wobei die von einem in
geringer Distanz zum Reflexionslichttaster angeordneten Objekt reflektierten
Sendelichtstrahlen vorwiegend auf das Nahelement treffen. Je größer die Di
stanz wird, desto größer ist die auf das Fernelement treffende Lichtmenge.
Dem Nah- und Fernelement ist jeweils ein Verstärker nachgeschaltet, welcher
die entsprechenden Empfangssignale am Nah- bzw. am Fernelement um einen
vorgegebenen Verstärkungsfaktor verstärkt.
Die Tastweite entspricht einer vorgegebenen Objektdistanz, bei welcher sich ein
vorgegebenes Verhältnis der Empfangssignale an den Ausgängen der Verstärker
einstellt. Die Tastweite definiert den Schaltpunkt des Reflexionslichttasters.
Befindet sich ein Objekt innerhalb des durch die Tastweite begrenzten Über
wachungsbereichs, so ist der Reflexionslichttaster im Schaltzustand "ein". Im
anderen Fall nimmt der Reflexionslichttaster den Schaltzustand "aus" ein.
Zur Einstellung der Tastweite können die Verstärkungsfaktoren der dem Nah-
und Fernelement nachgeschalteten Verstärker über an der Außenseite des
Reflexionslichttasters angebrachte Einstellmittel manuell verändert werden.
Hierzu kann den Verstärkern bespielsweise ein über die Einstellmittel einstell
bares Potentiometer vorgeschaltet sein.
Reflexionslichttaster dieser Art befinden sich seit geraumer Zeit auf dem Markt.
Ein Beispiel hierfür ist der Reflexionslichttaster DL der Firma TAKENAKA
ELECTRONIC INDUSTRIAL CO LTD.
Nachteilig hierbei ist die manuelle Art der Einstellung der Tastweite. Insbeson
dere ist nachteilig, daß bei Verändern der Tastweite durch das Einstellmittel der
direkte Bezug zur tatsächlich eingestellten Tastweite fehlt. Somit kommt es
oftmals auf das Geschick des Bedienpersonals an, ob die tatsächlich gewünschte
Tastweite tatsächlich eingestellt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfache und bedie
nerfreundliche Einstellung der Tastweite zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen.
Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfin
dung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäß wird zur Einstellung der Tastweite in der entsprechenden
Entfernung zum Reflexionslichttaster ein Testobjekt in den Strahlengang einge
bracht.
Danach wird über eine extern betätigbare Signalleitung der Einstellvorgang
aktiviert. Besonders vorteilhaft kann an der Außenseite des Reflexionslicht
tasters eine Teach-in Taste vorgesehen sein. Durch Betätigen der Teach-in Taste
wird über die Signalleitung ein Signal übertragen, welches den Einstellvorgang
auslöst. Durch dieses Signal wird der Widerstandswert eines an die Eingänge
der Verstärker angeschlossenen einstellbaren Widerstandselements solange
selbsttätig geändert, bis das Verhältnis der Verstärkungsfaktoren dem Schalt
punkt des Reflexionslichttasters entspricht.
Dieser Einstellvorgang ist einfach handhabbar, da zu dessen Auslösung lediglich
eine Taste betätigt werden muß. Zudem ist vorteilhaft, daß zur Einstellung der
Tastweite ein Testobjekt in der gewünschten Distanz zum Reflexionslichttaster
angebracht wird. Die Distanz kann somit auf einfache Weise direkt durch das
Anbringen des Testobjekts vorgegeben und auf einfache Weise verifiziert werden.
Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 Schematische Darstellung eines Reflexionslichttasters
Fig. 2 Blockschaltbild der Auswerteschaltung für den Reflexionslicht
taster nach Fig. 1.
Fig. 1 zeigt einen Reflexionslichttaster 1 zum Erfassen von Objekten 2 in
einem Überwachungsbereich. Der Reflexionslichttaster 1 weist einen Sende
lichtstrahlen 3 emittierenden Sender 4 und einen Empfangslichtstrahlen 5 emp
fangenden Empfänger 6 auf, welche in einem gemeinsamen Gehäuse 7 inter
griert sind. Der Sender 4 und der Empfänger 6 sind an eine gemeinsame Aus
werteschaltung 8 angeschlossen.
Dem Sender 4 ist eine Sendeoptik 9 und dem Empfänger 6 eine Empfangsoptik
10 zugeordnet, welche jeweils als Linsen ausgebildet und in Bohrungen in einer
Wand des Gehäuses 7 nebeneinander liegend angeordnet sind.
Der Sender 4 ist vorzugsweise von einer Leuchtdiode gebildet. Der Empfänger
6 weist ein Nah- und ein Fernelement auf. Bei geringen Objektdistanzen treffen
die vom Objekt 2 reflektierten Empfangslichtstrahlen 5 vorwiegend auf das
Nahelement. Bei größer werdenden Objektdistanzen treffen die Empfangslicht
strahlen 5 vermehrt auf des Fernelement.
In einer besonders einfachen Ausführungsform bestehen das Nah- und Fern
element jeweils aus einer Photodiode, welche nebeneinanderliegend angeordnet
sind.
In einer besonders vorteilhaften und in den Zeichnungen dargestellten Form ist
der Empfänger 6 als linear ausgedehntes PSD-Element ausgebildet. Der Über
gang von Nah- und Fernelement ist in diesem Fall kontinuierlich.
Die Auswerteschaltung 8 des erfindungsgemäßen Reflexionslichttasters 1 ist in
Fig. 2 detailliert dargestellt.
Vom Nahelement des Empfängers 6 ist, wie in Fig. 1 dargestellt, eine Zulei
tung 11 auf die Auswerteschaltung 8 geführt. Ebenso ist vom Fernelement 11'
eine Zuleitung auf die Auswerteeinheit 8 geführt.
Die Zuleitung 11' vom Fernelement ist auf einen Eingang eines ersten Verstär
kers 12 geführt. Die Zuleitung 11 vom Nahelement ist auf einen zweiten Ver
stärker 13 geführt. Ein einstellbares Widerstandselement 14 ist an die jeweils
anderen Eingänge der Verstärker 12, 13 angeschlossen. Die Ausgänge der
Verstärker 12, 13 sind auf einen Differenzverstärker 15 geführt. Das einstellbare
Widerstandselement 14, die Verstärker 12, 13 und der Differenzverstärker 15
sind somit in einer Brückenschaltung angeordnet.
Das einstellbare Widerstandselement 14 ist von einem Digitalpotentiometer
gebildet.
Die Signalleitung 16 zur Auslösung der Einstellung der Tastweite ist über ein
RS-Flip Flop 17 auf einen ersten Eingang CS des Digitalpotentiometers 14
geführt. Dabei führt eine Zuleitung von einem ersten Ausgang Q des RS-Flip
Flops 17 direkt auf den Eingang CS. Vom zweiten Ausgang Q des RS-Flip
Flops 17 führen Zuleitungen zu einer Zeitstufe 18 und einem Impulsgenerator
19, die in Parallelschaltung an das RS-Flip Flop 17 angeschlossen sind. Der
Ausgang der Zeitstufe 18 ist an den Eingang U/D des Digitalpotentiometers 14
angeschlossen. Der Ausgang des Impulsgenerators 19 ist an den Eingang INC
des Digitalpotentiometers 14 angeschlossen.
Zur Auslösung- der Einstellung der Tastweite ist an der Außenseite des Refle
xionslichttasters 1 eine Teach-in Taste 20 angeordnet, welche an die Signallei
tung 16 angeschlossen ist. Alternativ ist die Signalleitung 16 über einen Stec
keranschluß 21 aus dem Inneren des Reflexionslichttasters 1 geführt. In diesem
Fall kann die Auslösung des Einstellvorgangs beispielsweise über eine an den
Reflexionslichttaster 1 angeschlossene zentrale Rechnereinheit erfolgen.
Der Sender 4 wird über einen Sendeimpulsgenerator 22 im Pulsbetrieb betrie
ben. Zur Synchronisation des Empfänger 6 auf den Sender 4 sind die Ausgangs
signale des Sendeimpulsgenerators 22 und des Differenzverstärkers 15 einem
D-Flip Flop 23 zugeführt. Der Ausgang Q des D-Flip Flops 23 ist auf den Eingang
R des RS Flip Flops 17 rückgekoppelt.
Dadurch wird erreicht, daß der Empfänger 6 jeweils durch eine fallende Flanke
eines Sendeimpulses aktiviert ist. Sobald ein Sendeimpuls emittiert wurde, wird
danach umgehend der Empfänger 6 aktiviert. Die Aktivierung des Empfängers
6 erfolgt somit ebenfalls im Pulsbetrieb, wobei die Frequenz der Aktivierung
der Sendefrequenz entspricht.
Der Ausgang des D-Flip Flops 23 ist auf Schaltausgänge 24, 24' zur Anzeige
des Schaltzustandes des Reflexionslichttasters 1 geführt.
Befindet sich während des Betriebs des Reflexionslichttasters 1 ein Objekt 2
innerhalb der Tastweite im Strahlengang der Sendelichtstrahlen 3, so ist der
Reflexionslichttaster 1 im Schaltzustand "ein". Vergrößert sich die Distanz des
Objekts 2 bis auf die Tastweite, so erfolgt ein Umschalten auf den Schaltzu
stand "aus", welcher beibehalten wird solange das Objekt 2 in Distanzen zum
Reflexionslichttaster 1 angeordnet ist, welche größer als die Tastweite sind.
Auch wenn kein Objekt 2 im Strahlengang angeordnet ist, nimmt der Refle
xionslichttaster 1 den Schaltzustand "aus" ein.
Befindet sich das Objekt 2 in dem der Tastweite entsprechenden Abstand zum
Reflexionslichttaster 1 so sind die Signale an den Ausgängen der Verstärker 12,
13 jeweils gleich groß. Somit nimmt das durch den Differenzverstärker 15
gebildete Differenzsignal den Wert Null an. Dieser Signalwert entspricht dem
Schaltpunkt des Reflexionslichttasters 1.
Vor Einstellung der Tastweite wird in den Strahlengang des Reflexionslicht
tasters 1 ein Testobjekt in den Strahlengang eingebracht. Dabei ist der Abstand
des Testobjekts zum Reflexionslichttaster 1 so gewählt, daß er der gewünschten,
einzustellenden Tastweite entspricht.
Die Einstellung der Tastweite wird durch das Bedienpersonal ausgelöst, in dem
beispielsweise durch Betätigen der Teach-in Taste 20 der Signalwert auf der
Signalleitung 16 geändert wird. Durch dieses Signal wird das RS-Flip Flop 17
gesetzt. Daraufhin wird der Impulsgenerator 19 aktiviert, welcher eine Signal
impulsfolge generiert, die über den Eingang INC in das Digitalpotentiometer 14
eingelesen wird. Durch das Setzen des RS-Flip Flops 17 wird zudem die Zeit
stufe 18 aktiviert, welche einen Signalimpuls generiert, dessen Länge erheblich
größer als die Dauer der im Impulsgenerator 19 generierten Einzelimpulse ist.
Der in der Zeitstufe 18 generierte Signalimpuls wird über den Eingang U/D in
das Digitalpotentiometer 14 eingelesen. Mittels des Signalimpulses wird im
Digitalpotentiometer 14 ein Schleifer bewegt, wodurch der Widerstandswert des
Digitalpotentiometers 14 bis auf den der Tastweite Null entsprechenden Mini
malwert reduziert wird.
Sobald der in der Zeitstufe 18 generierte Signalimpuls abgelaufen ist und nicht
mehr am Eingang U/D des Digitalpotentiometers 14 ansteht, wird durch die am
Eingang INC des Digitalpotentiometers 14 anstehenden Signalimpulsfolge der
Zählerstand eines Zählers schrittweise erhöht. Entsprechend der Erhöhung des
Zählstands wird der Widerstandswert des Digitalpotentiometers 14 schrittweise
erhöht. Dadurch ändert sich auch das Signalverhältnis an den Ausgängen der
Verstärker 12, 13. Die Erhöhung des Widerstandswerts wird solange fortgesetzt,
bis der Schaltpunkt des Reflexionslichttasters 1 erreicht ist, d. h. bis die Signale
an den Ausgängen der Verstärker 12, 13 den gleichen Wert annehmen. Damit
nimmt das Signal am Ausgang des Differenzverstärkers 15 den Wert Null an,
wodurch am D-Flip Flop 23 ein Schaltvorgang ausgelöst wird. Der Schalt
vorgang setzt das RS-Flip Flop 17 zurück. Dadurch liefert auch der Impuls
generator 19 keine Signalimpulse mehr, so daß die Widerstandsänderung im
Digitalpotentiometer 14 beendet ist. Durch das Rücksetzen des RS-Flip Flop 17
erfolgt zudem ein Signalwechsel am Eingang CS des Digitalpotentiometers 14.
Durch diesen Signalwechsel wird der dem Widerstandswert entsprechende
Zählerstand des Zählers in ein Speicherelement im Digitalpotentiometer 14
eingelesen. Das Speicherelement ist von einem EEPROM gebildet.
Der auf diese Weise gespeicherte Widerstandswert bestimmt die Tastweite des
Reflexionslichttasters 1. Mit dem Einlesen des entsprechenden Zahlenwerts in
das EEPROM ist der Einstellvorgang beendet. Die auf diese Weise eingestellte
Tastweite ist im EEPROM nicht flüchtig gespeichert und bleibt insbesondere
auch bei Spannungsausfällen erhalten.
Claims (9)
1. Reflexionslichttaster zur Erfassen von Objekten in einem Überwachungs
bereich mit einem Sendelichtstrahlen emittierenden Sender und einem
Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger mit einem Nahelement
und einem Fernelement, wobei die am Ausgang des Nahelements und des
Fernelements anstehenden Empfangssignale jeweils einem Verstärker
zugeführt sind, deren Verstärkungsfaktoren zur Einstellung der den Über
wachungsbereich begrenzenden Tastweite einstellbar sind, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Sendelichtstrahlen zur Einstellung der Tastweite auf
ein Testobjekt gerichtet sind, daß für die dabei generierten Empfangs
signale die Verstärkungsfaktoren über ein an die Eingänge der Verstärker
(12, 13) angeschlossenes einstellbares Widerstandselement (14) auf ein
dem Schaltpunkt des Reflexionslichttasters (1) entsprechendes Verhältnis
selbsttätig eingestellt werden, und daß der Einstellvorgang über eine extern
betätigbare Signalleitung (16) aktivierbar ist.
2. Reflexionslichttaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Empfänger (6), das einstellbare Widerstandselement (14), die Verstärker
(12, 13) und ein an die Ausgänge der Verstärker angeschlossener Diffe
renzverstärker (15) in einer Brückenschaltung angeordnet sind.
3. Reflexionslichttaster nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Empfänger (6) von einem PSD-Element gebildet ist.
4. Reflexionslichttaster nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekenn
zeichnet, daß das einstellbare Widerstandselement (14) von einem Digital
potentiometer gebildet ist.
5. Reflexionslichttaster nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Signalleitung (16) auf einen Eingang des Digitalpotentiometers (14)
geführt ist.
6. Reflexionslichttaster nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Signalleitung (16) auf einen Eingang eines RS-Flip Flops (17)
geführt ist, dessen erster Ausgang direkt auf einen Eingang CS des Digi
talpotentiometers (14) geführt ist und an dessen zweitem Ausgang eine
Zeitstufe (18) und ein Impulsgenerator (19) angeschlossen sind, deren
Ausgänge jeweils auf einen Eingang UD und INC des Digitalpotentiome
ters (14) geführt sind.
7. Reflexionslichttaster nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Sender (4) über einen Sendeimpulsgenerator (22) im
Pulsbetrieb betrieben wird.
8. Reflexionslichttaster nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Synchronisation des Empfängers (6) auf den Sender (4) die Ausgangs
signale des Sendeimpulsgenerators (22) des Senders (4) und das Aus
gangssignal am Ausgang des Differenzverstärkers (15) einem D-Flip Flop
(23) zugeführt sind, dessen Ausgang auf einen Eingang des RS-Flip Flops
(17) rückgekoppelt ist.
9. Reflexionslichttaster nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Teach-in Taste (20) an die Signalleitung (16) ange
schlossen ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19707861A DE19707861C2 (de) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | Reflexionslichttaster |
DE19754963A DE19754963B4 (de) | 1997-02-27 | 1997-12-11 | Reflexionslichtschranke |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19707861A DE19707861C2 (de) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | Reflexionslichttaster |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19707861A1 true DE19707861A1 (de) | 1998-09-10 |
DE19707861C2 DE19707861C2 (de) | 2001-02-15 |
Family
ID=7821652
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19707861A Expired - Fee Related DE19707861C2 (de) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | Reflexionslichttaster |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19707861C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR2787589A1 (fr) * | 1998-12-17 | 2000-06-23 | Schneider Electric Sa | Detecteur optique a mode de fonctionnement selectionnable |
DE10018948B4 (de) * | 1999-04-23 | 2004-02-05 | Leuze Electronic Gmbh + Co Kg | Optoelektronische Vorrichtung |
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DE4311691C2 (de) * | 1993-04-08 | 1996-07-04 | Sick Erwin Gmbh | Verfahren zum Justieren eines Lichtabstandstasters und Lichtabstandstaster |
-
1997
- 1997-02-27 DE DE19707861A patent/DE19707861C2/de not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
DE19707861C2 (de) | 2001-02-15 |
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