DE202006020161U1

DE202006020161U1 - light Curtain

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Publication number: DE202006020161U1
Application number: DE202006020161U
Authority: DE
Original assignee: Leuze Lumiflex GmbH and Co KG
Current assignee: Leuze Lumiflex GmbH and Co KG
Priority date: 2006-01-31
Filing date: 2006-01-31
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2016-02-01

Abstract

Lichtgitter (1) zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich, mit einer vorgegebenen Anzahl von Sendelichtstrahlen emittierenden Sendern (7) und Empfängern (9), wobei jeweils ein Empfänger (9) und wenigstens ein zugeordneter Sender (7) eine Strahlachse bilden, und mit einer Auswerteeinheit (10) zur Auswertung der an den Ausgängen der Empfänger (9) anstehenden Empfangssignale, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Strahlachse ein Ausgang (11) zur Ausgabe eines Objektfeststellungssignals zugeordnet ist, und dass zudem ein Fehlermeldeausgang (12) vorgesehen ist, über welchen eine Fehlermeldung ausgebbar ist.light Curtain (1) for detecting objects in a surveillance area, with a predetermined number of transmit light emitting emitters (7) and recipients (9), each with a receiver (9) and at least one associated transmitter (7) form a beam axis, and with an evaluation unit (10) for the evaluation of the outputs of the receiver (9) pending received signals, characterized in that each Beam axis an output (11) for outputting an object detection signal is assigned, and in addition an error message output (12) provided is over which an error message can be output.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lichtgitter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a light grid according to the preamble of the claim 1.

Derartige Lichtgitter werden im Bereich der Sicherheitstechnik und Personenschutz eingesetzt. Mit dem Lichtgitter wird ein Gefahrenbereich an einer Maschine überwacht. Wird ein Objekt im Überwachungsbereich erkannt, in dem wenigstens eine der Strahlachsen durch einen Objekteingriff unterbrochen wird, so wird zur Vermeidung von Gefahren über das Lichtgitter die Maschine abgeschaltet.such Light grids are used in the field of safety technology and personal protection used. The light grid monitors a hazardous area on a machine. Is an object in the surveillance area detected, in which at least one of the beam axes by an object intervention is interrupted so as to avoid danger over the Light curtain switched off the machine.

Das Lichtgitter weist hierzu einen zweikanaligen Schaltausgang auf, über den ein Schaltsignal ausgegeben wird, dessen Schaltzustände angeben, ob sich ein Objekt im Überwachungsbereich befindet oder nicht. Dieses Schaltsignal wird an die Steuerung der Maschine ausgegeben. Je nach Schaltzustand des Schaltsignals wird die Maschine aktiviert oder deaktiviert.The Lichtgitter has for this purpose a two-channel switching output on the a switching signal is output whose switching states indicate whether an object in the surveillance area or not. This switching signal is sent to the controller of the Machine output. Depending on the switching state of the switching signal is the machine is activated or deactivated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lichtgitter mit erhöhter Funktionalität bereitzustellen.Of the Invention has for its object to provide a light grid with increased functionality.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.to solution This object, the features of claim 1 are provided. advantageous embodiments and appropriate training The invention are described in the subclaims.

Bei dem erfindungsgemäßen Lichtgitter ist jeder Strahlachse ein Ausgang zugeordnet. Damit kann selektiv für die einzelnen Strahlachsen eine Objekterfassung durchgeführt werden und über den jeweiligen Ausgang an eine Steuerung einer Maschine gemeldet werden. Durch Heranziehen aller Ausgänge des Lichtgitters können alle Strahlachsen und damit der gesamte von diesen um fasste Überwachungsbereich zur Objekterfassung und in Abhängigkeit davon zur Steuerung der Maschine eingesetzt werden. Durch eine Auswahl einzelner Ausgänge der Lichtgitter können jedoch auf flexible Weise nur Teilbereiche des Überwachungsbereichs betrachtet werden.at the light grid according to the invention Each beam axis is assigned an output. This can be selective for the individual beam axes an object detection are performed and over the respective output to a controller of a machine reported become. By taking all the outputs of the light grid all can Beam axes and thus the entire of these encompassed surveillance area for object recognition and depending on thereof are used to control the machine. By a selection individual outputs the light grid can However, in a flexible way only partial areas of the surveillance area considered become.

Zur Erfüllung der Sicherheitsanforderungen im Bereich des Personenschutzes sind die Ausgänge des Lichtgitters zwar einkanalig ausgebildet, werden jedoch durch Prüfimpulse über die zweikanalig ausgebildete Auswerteeinheit getestet. Weiterhin ist der ebenfalls einkanalig und zyklisch geprüfte Fehlermeldeausgang vorgesehen. Über diesen wird eine Fehlermeldung ausgegeben, wenn für die Ausgänge der Strahlachsen ein Fehler aufgedeckt wird oder wenn ein interner Fehler wie ein Common-Mode-Fehler aufgedeckt wird. Durch die Fehlermeldung wird über die Steuerung die Maschine abgeschaltet und geht so in den sicheren Zustand.to fulfillment safety requirements in the field of personal protection the outputs of the Light grids, although one-channel trained, but by test pulses on the two-channel trained evaluation unit tested. Furthermore is the likewise single-channel and cyclically tested error message output provided. About this an error message is output if a fault occurs for the outputs of the beam axes is revealed or if an internal error such as a common-mode error is revealed becomes. The error message causes the machine to be controlled by the controller switched off and goes so in the safe state.

Die Erfindung wird im Nachstehenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:The Invention will be explained below with reference to the drawing. It shows:

1: Schematische Darstellung eines Lichtgitters. 1 : Schematic representation of a light grid.

1 zeigt den Aufbau eines Lichtgitters 1 zur Überwachung eines Überwachungsbereichs. Das Lichtgitter 1 weist eine in einem ersten Gehäuse 2 integrierte Sendereinheit 3 und eine in einem zweiten Gehäuse 4 integrierte Empfängereinheit 5 auf. 1 shows the structure of a light grid 1 for monitoring a surveillance area. The light grid 1 has one in a first housing 2 integrated transmitter unit 3 and one in a second housing 4 integrated receiver unit 5 on.

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. 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 zyk lisch nacheinander Sendelichtimpulse, wobei die Taktung über die Sender-Steuereinheit 8 erfolgt.The transmitter unit 3 has an arrangement of transmitted light beams 6 emitting transmitters 7 on. The transmitters 7 preferably consist of identically formed light-emitting diodes and are arranged at a distance next to each other. The transmitters 7 be from a transmitter control unit 8th driven. In the present embodiment, the transmitter 7 operated in pulse mode. The transmitters 7 thus emit transmission light pulses with a predetermined pulse-pause ratio. Preferably, the individual transmitters emit 7 cyclically successively transmitted light pulses, wherein the timing via the transmitter control unit 8th he follows.

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.For beam shaping of the transmitted light beams 6 is every station 7 a transmission optics 7a upstream. The transmission optics 7a are in the area of the front wall of the housing 2 arranged behind a not shown separately exit window.

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.The receiver unit 5 has an array of identically formed, juxtaposed receivers 9 on. The recipients 9 each preferably consist of a photodiode and are arranged equidistantly. Every receiver 9 is a receiving optics 9a upstream. There is one receiver each 9 a transmitter 7 the transmitter unit 3 opposite, so that at free beam the transmitted light beams 6 a transmitter 7 on the opposite arranged receiver 9 to meet.

Die am Ausgang 11 der Empfänger 9 anstehenden Empfangssignale werden in einer zentralen Auswerteeinheit 10 ausgewertet. Die Auswerteeinheit 10 bildet zugleich eine Empfängersteuereinheit zur Steuerung des Betriebs der Empfänger 9.The at the exit 11 the recipient 9 Pending received signals are in a central evaluation unit 10 evaluated. The evaluation unit 10 at the same time forms a receiver control unit for controlling the operation of the receiver 9 ,

Jeder Sendelichtstrahlen 6 emittierende Sender 7 bildet mit dem jeweils zugeordneten, gegenüberliegenden Empfänger 9 eine Strahlachse des Lichtgitters 1.Every transmission light rays 6 emitting transmitters 7 forms with the respectively assigned, opposite receiver 9 a beam axis of the light grid 1 ,

Durch eine optische Synchronisation, die insbesondere anhand einer spezifischen Kennung der von einem ausgewählten Sender 7 emittierten Sendelichtimpulse erfolgt, werden die Sender 7 und die Empfänger 9 der einzelnen Strahlachsen einzeln nacheinander zyklisch aktiviert.By an optical synchronization, in particular by means of a specific identifier of a selected transmitter 7 emits transmitted light pulses, the transmitter 7 and the recipients 9 the individual beam axes individually cyclically activated one after the other.

Zur Objektdetektion werden in der Auswerteeinheit 10 die Empfangssignale mit einem Schwellwert bewertet. Liegt der Pegel der Empfangssignale eines Empfängers 9 oberhalb des Schwellwerts, liegt eine einem freien Strahlengang der Sendelichtstrahlen 6 entsprechende nicht unterbrochene Strahlachse vor.For object detection are in the evaluation 10 the received signals rated with a threshold. Is the level of the received signals of a receiver 9 above the threshold, is a free beam path of the transmitted light beams 6 corresponding uninterrupted beam axis before.

Liegt der Pegel der Empfangssignale des Empfängers 9 unterhalb des Schwellwerts liegt eine einem Objekteingriff entsprechende unterbrochene Strahlachse vor.Is the level of the received signals of the receiver 9 below the threshold, there is an interrupted beam axis corresponding to an object engagement.

Wie aus 1 ersichtlich ist jedem Empfänger 9 und damit jeder Strahlachse ein Ausgang 11 zugeordnet. Weiterhin ist ein Fehlermeldeausgang 12 vorgesehen.How out 1 It is obvious to every recipient 9 and thus each beam axis has an output 11 assigned. Furthermore, there is an error message output 12 intended.

In der zweikanalig ausgebildeten Auswerteeinheit 10, die aus zwei sich gegenseitig überwachenden Prozessoren besteht, werden die Empfangssignale an den Ausgängen der Empfänger 9 ausgewertet, um festzustellen ob die jeweilige Strahlachse unterbrochen ist oder nicht. In Abhängigkeit davon wird ein Objektfeststellungssignal generiert, welches über den der jeweiligen Strahlachse zugeordneten Ausgang 11 ausgegeben wird.In the two-channel evaluation unit 10 , which consists of two mutually supervising processors, become the received signals at the outputs of the receivers 9 evaluated to determine whether the respective beam axis is interrupted or not. Depending on this, an object detection signal is generated which is output via the output assigned to the respective beam axis 11 is issued.

Die Objektfeststellungssignale an den Ausgängen 11 werden ebenso wie ein über den Fehlermeldeausgang 12 ausgegebenes Signal an eine Steuerung ausgegeben, welche eine Maschine steuert. Mit dem Lichtgitter 1 wird ein Gefahrenbereich an der Maschine überwacht. Abhängig von den Objektfeststellungssignalen an den Ausgängen 11 und dem Signal am Fehlermeldeausgang 12 wird die Maschine über die Steuerung in Betrieb gesetzt oder abgeschaltet.The object detection signals at the outputs 11 as well as one through the error message output 12 outputted signal to a controller which controls a machine. With the light grid 1 a danger zone is monitored at the machine. Depending on the object detection signals at the outputs 11 and the signal at the error message output 12 the machine is put into operation or switched off via the control.

Mit dem Lichtgitter 1 können für die einzelnen Strahlachsen separat Objektdetektionen durchgeführt werden. Anhand der Objektfeststellungssignale an den Ausgängen 11 kann in der Steuerung selektiv für einzelne Strahlachsen festgestellt werden, ob dort ein Objekteingriff erfolgt oder nicht.With the light grid 1 can be performed separately for the individual beam axes object detections. Based on the object detection signals at the outputs 11 can be determined in the control selectively for individual beam axes, whether there is an object intervention or not.

Durch eine gegebenenfalls sogar zeitabhängige Auswahl von Objektfeststellungssignalen von bestimmten Ausgängen des Lichtgitters 1 kann in der Steuerung flexibel festgelegt werden, welche Bereiche des Überwachungsbereichs überwacht werden, das heißt welche Strahlachsen zur Steuerung der Maschine herangezogen werden. Beispielsweise kann ein Teilbereich des Überwachungs bereichs bestehend aus den drei ersten Strahlachsen in der Steuerung ausgewählt werden, in dem dort die Objektfeststellungssignale dieser Strahlachsen ausgewertet werden. Dann erfolgt ein Abschalten der Maschine, wenn in wenigstens einer dieser drei Strahlachsen ein Objekteingriff registriert wird. Umgekehrt kann ein Inbetriebsetzen der Maschine erfolgen, wenn in diesen drei Strahlachsen kein Objekteingriff registriert wurde, und zwar unabhängig davon ob die restlichen Strahlachsen unterbrochen sind oder nicht.By an optionally even time-dependent selection of object detection signals of certain outputs of the light grid 1 can be flexibly defined in the control, which areas of the monitoring area are monitored, that is, which beam axes are used to control the machine. For example, a subarea of the surveillance area consisting of the three first beam axes can be selected in the control in which the object detection signals of these beam axes are evaluated there. Then the machine is switched off when an object engagement is registered in at least one of these three beam axes. Conversely, a commissioning of the machine can take place if no object engagement was registered in these three beam axes, regardless of whether the remaining beam axes are interrupted or not.

Zur Erfüllung der Sicherheitsanforderungen für den Einsatz des Lichtgitters 1 werden die einkanaligen Ausgänge 11 und der ebenfalls einkanalig ausgebildete Fehlermeldeausgang 12 durch in der Auswerteeinheit 10 generierte Prüfimpulse zyklisch getestet.To meet the safety requirements for using the light grid 1 become the single-channel outputs 11 and also the single-channel error message output 12 through in the evaluation unit 10 Generated test pulses cyclically tested.

Weiterhin dient der Fehlermeldeausgang 12 zur Erfüllung der Sicherheitsanforderungen des Lichtgitters 1. Das über den Fehlermeldeausgang 12 ausgegebene binäre Signal weist zwei Schaltzustände auf, die angeben, ob im Lichtgitter 1 ein Fehler registriert wurde oder nicht.Furthermore, the error message output is used 12 to meet the safety requirements of the light grid 1 , This via the error message output 12 output binary signal has two switching states indicating whether in the light grid 1 an error has been registered or not.

Zur Signalisierung eines fehlerfreien Zustands wird über den Fehlermeldeausgang 12 ein Wechselspannungssignal entsprechend einem ersten Schaltzustand ausgegeben.The error message output is used to signal a fault-free status 12 an AC signal corresponding to a first switching state output.

Zur Signalisierung eines Fehlers, das heißt zur Generierung einer Fehlermeldung wird über dem Fehlermeldeausgang 12 ein Gleichspannungssignal entsprechend einem zweiten Schaltzustand ausgegeben.To signal an error, that is, to generate an error message is above the error message output 12 a DC signal corresponding to a second switching state output.

In einem Prozessor der Auswerteeinheit 10 wird hierzu ein Takt zur Generierung des Wechselspannungssignals erzeugt. Vorzugsweise besteht der Takt aus einer Pulsfolge, die in einem Oszillator generiert wird. Im fehlerfreien Fall wird dieses Wechselspannungssignal über den Fehlermeldeausgang 12 ausgegeben. Bei Auftreten eines Fehlers schaltet der zweite Prozessor die im ersten Prozes sor generierte Pulsfolge auf einen festen, konstanten Wert, so dass dann ein Gleichspannungssignal ausgegeben wird.In a processor of the evaluation unit 10 For this purpose, a clock for generating the AC signal is generated. Preferably, the clock consists of a pulse train, which is generated in an oscillator. In the error-free case, this alternating voltage signal is transmitted via the error message output 12 output. If an error occurs, the second processor switches the pulse sequence generated in the first processor to a fixed, constant value, so that a DC signal is then output.

Mit dem so generierten Signal, das über den Fehlermeldeausgang 12 ausgegeben wird, können ohne zusätzliche Schaltungsanordnungen sogenannte Common-Mode-Fehler als interne Fehler im Lichtgitter 1 aufgedeckt und durch Ausgabe einer Fehlermeldung über den Fehlermeldausgang 12 signalisiert werden. Fällt beispielsweise die Spannungsversorgung des Lichtgitters 1 aus, so wird im ersten Prozessor keine Pulsfolge mehr generiert, wodurch zwangsläufig ein Gleichspannungssignal über den Fehlermeldeausgang 12 ausgegeben wird, was einer Fehlermeldung entspricht.With the signal thus generated, via the error message output 12 is output, without additional circuitry so-called common-mode errors as internal errors in the light curtain 1 uncovered and by issuing an error message about the error message output 12 be signaled. For example, falls the power supply of the light grid 1 off, so no pulse train is generated in the first processor, thereby inevitably a DC signal on the error message output 12 is output, which corresponds to an error message.

Weiterhin wird im Lichtgitter 1 eine Fehlermeldung generiert, wenn bei der zyklischen Überprüfung der Ausgänge 11 wenigstens für eine der Strahlachsen ein Fehler aufgedeckt wird.Furthermore, in the light grid 1 Generates an error message when checking cyclically testing the outputs 11 at least for one of the beam axes an error is revealed.

Wird eine Fehlermeldung über den Fehlermeldeausgang 12 ausgegeben, so wird dadurch über die Steuerung die Maschine abgeschaltet.If an error message about the error message output 12 output, it is switched off by the control of the machine.

11: Lichtgitterlight Curtain
22: Gehäusecasing
33: Sendereinheittransmitter unit
44: Gehäusecasing
55: EmpfägereinheitEmpfägereinheit
66: SendelichtstrahlenTransmitted light beams
77: Sendertransmitter
7a7a: Sendeoptiktransmission optics
88th: Sender-SteuereinheitTransmitter Controller
99: Empfängerreceiver
9a9a: Empfangsoptikreceiving optics
1010: Auswerteeinheitevaluation
1111: Ausgangoutput
1212: FehlermeldeausgangFault signal output

Claims

Light grid ( 1 ) for detecting objects in a surveillance area, with a predetermined number of transmitters emitting transmit light beams ( 7 ) and recipients ( 9 ), with one recipient each ( 9 ) and at least one associated transmitter ( 7 ) form a beam axis, and with an evaluation unit ( 10 ) for the evaluation of the outputs of the receivers ( 9 ) Pending received signals, characterized in that each beam axis an output ( 11 ) is assigned to output an object detection signal, and in that an error message output ( 12 ) is provided, via which an error message can be issued.

Light grid ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the outputs and the error message output ( 12 ) are each formed of a single channel and are checked cyclically.

Light grid ( 1 ) according to claim 2, characterized in that via the error message output ( 12 ) an error message is issued when an error is detected for at least one of the beam axes.

Light grid ( 1 ) according to claim 2 or 3, characterized in that via the error message output ( 12 ) an error message is generated in the presence of a common mode error.

Light grid ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that via the error message output ( 12 ) is issued a binary signal whose switching states indicate whether an error exists or not.

Light grid ( 1 ) according to claim 5, characterized in that for signaling a fault-free state via the error message output ( 12 ) an AC signal is output.

Light grid ( 1 ) according to claim 5 or 6, characterized in that as an error message about the error message output ( 12 ) a DC signal is output.

Light grid ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that this a two-channel evaluation unit ( 10 ) with two processors.

Light grid ( 1 ) according to claim 8, characterized in that in a processor, the clock is generated via the AC voltage signal, which in the error-free case via the error message output ( 12 ) and in the second processor, when an error is detected, the AC signal is changed to a DC signal and output via the error message output ( 12 ) is output.