DE202015100154U1

DE202015100154U1 - Safety Light Curtain

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Publication number: DE202015100154U1
Application number: DE202015100154.1U
Authority: DE
Original assignee: Sick AG
Current assignee: Sick AG
Priority date: 2015-01-14
Filing date: 2015-01-14
Publication date: 2015-01-28
Anticipated expiration: 2025-01-15
Also published as: CN205594183U

Abstract

Sicherheitslichtgitter mit
– einer ersten optischen Einheit, die eine Mehrzahl von Lichtsendern und eine Steuereinheit für die Lichtsender aufweist,
– einer zweiten optischen Einheit, die eine Mehrzahl Lichtempfänger und eine Auswerteeinheit für die Empfangssignale der Lichtempfänger aufweist, wobei die zweite optische Einheit der ersten gegenüberliegt, so dass einem Lichtsender jeweils ein Lichtempfänger gegenüberliegt und diese jeweils ein Sender-/Empfängerpaar bilden,
– einer externen Verarbeitungs- und Versorgungseinheit,
– einer ersten Kabelverbindung für die erste optische Einheit und einer zweiten Kabelverbindung für die zweite optische Einheit,
– einer Kommunikationsverbindung zwischen den optischen Einheiten,
– einem Ausgang an der zweiten optischen Einheit zur Ausgabe eines Sicherheitssignals in Abhängigkeit von den Empfangssignalen,
dadurch gekennzeichnet,
– dass die erste Kabelverbindung die erste optische Einheit mit der externen Verarbeitungs- und Versorgungseinheit verbindet und eine elektrische Versorgungsleitung und einen Kommunikationskanal enthält,
– dass die zweite Kabelverbindung die zweite optische Einheit mit der ersten verbindet und eine elektrische Versorgungsleitung enthält. Safety light grid with
A first optical unit comprising a plurality of light emitters and a light transmitter control unit,
A second optical unit, which has a plurality of light receivers and an evaluation unit for the received signals of the light receivers, the second optical unit being opposite the first, so that a light transmitter is in each case opposite a light receiver and these each form a transmitter / receiver pair,
- an external processing and supply unit,
A first cable connection for the first optical unit and a second cable connection for the second optical unit,
A communication link between the optical units,
An output on the second optical unit for outputting a safety signal as a function of the received signals,
characterized,
The first cable connection connects the first optical unit to the external processing and supply unit and contains an electrical supply line and a communication channel,
- That the second cable connection connects the second optical unit with the first and includes an electrical supply line.

Description

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

Derartige Lichtgitter für die Sicherheitstechnik dienen beispielsweise zur Absicherung von gefahrbringenden Maschinen, wie Gesenkbiegepressen, Stanzmaschinen, Schneidwerkzeugen, Schweißrobotern und dergleichen. Das Sicherheitslichtgitter schützt dabei vor unzulässigem Eindringen in Gefahrenbereiche, indem das durch das Lichtgitter aufgespannte Schutzfeld auf Verletzung durch ein Objekt überwacht wird. Wird das Schutzfeld verletzt, gibt das Sicherheitslichtgitter ein entsprechendes sicherheitsgerichtetes Schaltsignal aus, das z. B. ein Abschaltsignal für die gefahrbringende Maschine sein kann. Derartige Lichtgitter als Sicherheitssensoren müssen zuverlässig arbeiten und deshalb hohe Sicherheitsanforderungen erfüllen, beispielsweise die Gerätenorm EN61496 für berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen (BWS) und in der Applikation die Norm EN13849 für Maschinensicherheit. Such light grids for safety technology are used, for example, to safeguard dangerous machines, such as press bending presses, punching machines, cutting tools, welding robots and the like. The safety light curtain protects against inadmissible intrusion into hazardous areas by monitoring the protective field created by the light grid for damage by an object. If the protective field is violated, the safety light curtain emits a corresponding safety-related switching signal, which, for. B. may be a shutdown signal for the dangerous machine. Such light grids as security sensors must work reliably and therefore meet high security requirements, such as the device standard EN61496 for non-contact protective devices (ESPE) and in the application the Standard EN13849 for machine safety.

Die Lichtgitter bestehen in der Regel aus zwei optischen Einheiten, wobei in der einen optischen Einheit eine Reihe Lichtsender und in der anderen optischen Einheit eine entsprechende Reihe Lichtempfänger angeordnet ist, so dass einzelne Sender und Empfänger sich paarweise gegenüberliegen und zwischen sich das Schutzfeld des Lichtgitters bilden. Solche Lichtgitter werden deshalb auch als „Mehrstrahllichtschranke“ bezeichnet. Bei Unterbrechung wenigstens eines Lichtstrahls, was durch wenigstens einen der Lichtempfänger detektiert wird, erfolgt die Ausgabe des Sicherheitsschaltsignals. Das Ausbleiben des Lichtempfangs wird in der Regel dadurch erkannt, dass in der Empfängerelektronik ein Schwellwert definiert ist, der bei freiem Schutzfeld überschritten wird und bei Unterbrechung des Lichtstrahls nicht überschritten wird. Üblicherweise wird das Empfangssignal in der Empfängerelektronik hoch verstärkt und dann in einer Auswerteeinheit gegen den Schwellwert verglichen. The light grids usually consist of two optical units, wherein in one optical unit, a row of light emitters and in the other optical unit, a corresponding row of light receivers is arranged so that individual transmitter and receiver face each other in pairs and form the protective field of the light grid between them , Such light grids are therefore also referred to as "multi-beam photocell". Upon interruption of at least one light beam, which is detected by at least one of the light receivers, the output of the safety switching signal takes place. The absence of light reception is usually detected by the fact that in the receiver electronics, a threshold is defined, which is exceeded at free protective field and is not exceeded when the light beam is interrupted. Usually, the received signal in the receiver electronics is highly amplified and then compared in an evaluation against the threshold.

Üblicherweise sind die zwei gegenüberliegenden optischen Einheiten jeweils durch ein Kabel mit einer Steuerung (z. B. der Maschinensteuerung) verbunden, um einerseits mit Energie versorgt zu werden und andererseits Informationen, wie z. B. das sicherheitsgerichtete Signal oder Diagnosedaten, zu übermitteln. Ferner müssen die beiden Einheiten miteinander kommunizieren können zur Synchronisierung der Zeitsteuerung für die jeweils gleichzeitige Aktivierung eines Lichtsenders und des zugehörigen gegenüberliegenden Lichtempfängers. Diese Kommunikation kann drahtgebunden elektrisch, per Funk, per Lichtleiter optisch oder über eines der Sender-/Empfängerpaare ebenfalls optisch erfolgen. Typically, the two opposing optical units are each connected by a cable to a controller (eg, the machine control) to be energized on the one hand and information such. As the safety-related signal or diagnostic data to transmit. Furthermore, the two units must be able to communicate with each other to synchronize the timing for each simultaneous activation of a light transmitter and the associated opposite light receiver. This communication can be made by wire, electrically, by radio, by optical fiber optically or by one of the transmitter / receiver pairs also optically.

Zumindest ist aber für jede Einheit ein Kabel für die Energieversorgung notwendig. Da Sender- und Empfängereinheit üblicherweise an gegenüberliegenden Seiten eines Zugangs angeordnet sind, wurden bisher die Einheiten getrennt mit separaten Versorgungskabeln verbunden. Liegt aber der Schaltschrank, an den das Lichtgitter angeschlossen wird, weit entfernt, kann es sinnvoller sein, nur ein Kabel zum Lichtgitter zu führen und über dieses eine Kabel die Empfängereinheit mit Strom und Spannung und von dort mit einem weiteren Kabel die Sendereinheit mit Strom und Spannung zu versorgen ( DE 10 2011 005 771 A1 ). Diese Reihenfolge, vom Schaltschrank zur Empfängereinheit und von dort zur Sendereinheit, erscheint sinnvoll, da die Empfängereinheit auch das Sicherheitsschaltsignal liefert, das an den Schaltschrank übermittelt werden muss. Dieses Signal kann dann nämlich über das Versorgungskabel in separaten Adern des Kabels geführt werden. Eine solche Anordnung ist aber nachteilig, wenn der Schaltschrank in der Nähe der Sendeeinheit steht und entfernt von der Empfängereinheit. At least, however, a cable for the power supply is necessary for each unit. Since the transmitter and receiver unit are usually arranged on opposite sides of an access, the units have hitherto been connected separately to separate supply cables. But if the cabinet to which the light grid is connected, far away, it may be useful to run only one cable to the light grid and this one cable the receiver unit with power and voltage and from there with another cable, the transmitter unit with power and Supply voltage ( DE 10 2011 005 771 A1 ). This order, from the control cabinet to the receiver unit and from there to the transmitter unit, makes sense, since the receiver unit also supplies the safety switch signal, which must be transmitted to the control cabinet. This signal can then be passed through the supply cable in separate wires of the cable. However, such an arrangement is disadvantageous if the control cabinet is in the vicinity of the transmitting unit and away from the receiver unit.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine alternative Lösung vorzuschlagen. Based on this prior art, it is an object of the invention to propose an alternative solution.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Sicherheitslichtgitter mit den Merkmalen des Anspruchs 1. This object is achieved by a safety light grid having the features of claim 1.

Das erfindungsgemäße Sicherheitslichtgitter umfasst:

– eine erste optischen Einheit, die eine Mehrzahl von Lichtsendern und eine Steuereinheit für die Lichtsender aufweist,
– eine zweite optische Einheit, die eine Mehrzahl Lichtempfänger und eine Auswerteeinheit für die Empfangssignale der Lichtempfänger aufweist, wobei die zweite optische Einheit der ersten gegenüberliegt, so dass einem Lichtsender jeweils ein Lichtempfänger gegenüberliegt und diese jeweils ein Sender-/Empfängerpaar bilden,
– eine externe Verarbeitungs- und Versorgungseinheit,
– eine erste Kabelverbindung für die erste optische Einheit und eine zweite Kabelverbindung für die zweite optische Einheit,
– eine Kommunikationsverbindung zwischen den optischen Einheiten,
– einen Ausgang an der zweiten optischen Einheit zur Ausgabe eines Sicherheitssignals in Abhängigkeit von den Empfangssignalen,
– die erste Kabelverbindung verbindet die erste optische Einheit mit der externen Verarbeitungs- und Versorgungseinheit und enthält eine elektrische Versorgungsleitung und einen Kommunikationskanal,
– die zweite Kabelverbindung verbindet die zweite optische Einheit mit der ersten und enthält eine elektrische Versorgungsleitung.

The safety light grid according to the invention comprises:

A first optical unit comprising a plurality of light emitters and a light transmitter control unit,
A second optical unit which has a plurality of light receivers and an evaluation unit for the received signals of the light receivers, the second optical unit being opposite the first, so that a light transmitter is in each case opposite a light receiver and these each form a transmitter / receiver pair,
An external processing and supply unit,
A first cable connection for the first optical unit and a second cable connection for the second optical unit,
A communication connection between the optical units,
An output on the second optical unit for outputting a safety signal as a function of the received signals,
The first cable connection connects the first optical unit to the external processing and supply unit and contains an electrical supply line and a communication channel,
- The second cable connection connects the second optical unit with the first and contains an electrical supply line.

In dieser Ausgestaltung gibt es nur ein Kabel vom Schaltschrank zum Lichtgitter, nämlich zur Sendeeinheit, wobei das von der Empfangseinheit erzeugte Sicherheitssignal über die Kommunikationsverbindung an die Sendeeinheit übermittelbar ist und von dort über die erste Kabelverbindung an den Schaltschrank übermittelt werden kann. Somit werden mit geringstmöglicher Verkabelung vom in der Nähe der Sendeeinheit gelegenen Schaltschrank zu Sende- und Empfangseinheit alle Funktionen des Sicherheitslichtgitters erfüllt. In this embodiment, there is only one cable from the cabinet to the light grid, namely to the transmitting unit, wherein the safety signal generated by the receiving unit via the communication connection to the transmitting unit can be transmitted and can be transmitted from there via the first cable connection to the cabinet. Thus, all functions of the safety light curtain are met with the lowest possible wiring from located in the vicinity of the transmitter unit cabinet to transmitting and receiving unit.

Vorteilhafterweise weist die erste optische Einheit einen ersten Kabelanschluss für die erste Kabelverbindung und einen zweiten Kabelanschluss für die zweite Kabelverbindung auf. Dadurch kann die Verwendung von separaten T-Verbindern, die extra für die speziellen Aufgaben eines Lichtgitters designed werden müssten, vermieden werden. Advantageously, the first optical unit has a first cable connection for the first cable connection and a second cable connection for the second cable connection. This can avoid the use of separate T-connectors, which would have to be specially designed for the specific tasks of a light grid.

Die Kommunikation zwischen den optischen Einheiten für Synchronisationszwecke oder auch zur Übermittlung des Sicherheitssignals kann in einfacher Weise kabelgebunden über die zweite Kabelverbindung erfolgen. The communication between the optical units for synchronization purposes or also for the transmission of the security signal can be done in a simple way wired via the second cable connection.

Oder alternativ kann die Kommunikation zwischen den beiden optischen Einheiten auch drahtlos erfolgen. Insbesondere kann dies optisch erfolgen, wobei die optische Kommunikation über einen der Lichtstrahlen erfolgen kann, die auch ein Schutzfeld des Lichtgitters definieren. Alternativ könnte auch ein gesonderter Lichtstrahl nur zur Kommunikation vorgesehen sein. Or alternatively, the communication between the two optical units can also be wireless. In particular, this can be done optically, wherein the optical communication can take place via one of the light beams, which also define a protective field of the light grid. Alternatively, a separate light beam could be provided only for communication.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen: In the following the invention will be explained with reference to an embodiment with reference to the drawings in detail. In the drawing show:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Lichtgitters. 1 a schematic representation of a light grid according to the invention.

Ein in 1 dargestelltes, erfindungsgemäßes Sicherheitslichtgitter 10 zur Überwachung eines Schutzfeldes 12 weist eine erste optische Einheit 14 auf, die eine Reihe nebeneinander angeordneter Lichtsender 16 enthält. Die Lichtsender 16 werden von einer Steuereinheit 18 angesteuert. Die Lichtsender 16 senden Lichtstrahlen 20 aus, die von zugeordneten Lichtempfängern 22 einer zweiten optischen Einheit 24 empfangen werden. Jeweils ein Lichtsender 16 und ein gegenüberliegender, zugeordneter Lichtempfänger 22 bilden ein Paar, so dass insgesamt eine Vielzahl solcher Paare, deren Lichtstrahlen 20 parallel verlaufen, gebildet sind, die das Schutzfeld 12 aufspannen. Die Lichtempfänger 22 liefern entsprechend des jeweils empfangenen Lichts Empfangssignale, die in einer Empfangselektronik 25 verstärkt und von einer Auswerteeinheit 26 ausgewertet werden. In Abhängigkeit der Empfangssignale wird bei unzulässigem Objekteingriff in das Schutzfeld 12, z. B. bei Unterbrechung einer der Lichtstrahlen 20, ein Sicherheitssignal an einem Ausgang 28 zur Verfügung gestellt. Das Sicherheitssignal kann beispielsweise ein Abschaltsignal für eine gefährliche Maschine sein. An in 1 illustrated, inventive safety light grid 10 for monitoring a protective field 12 has a first optical unit 14 on, which is a series of juxtaposed light emitters 16 contains. The light emitter 16 be from a control unit 18 driven. The light emitter 16 send beams of light 20 out from associated light receivers 22 a second optical unit 24 be received. Each a light transmitter 16 and an opposing dedicated light receiver 22 form a pair, making a total of a large number of such pairs whose rays of light 20 run parallel, formed, which are the protective field 12 span. The light receivers 22 provide according to the respective received light received signals in a receiving electronics 25 reinforced and from an evaluation unit 26 be evaluated. Depending on the received signals, in the event of impermissible object intervention in the protective field 12 , z. B. when interrupting one of the light beams 20 , a safety signal at an output 28 made available. The safety signal may be, for example, a shutdown signal for a dangerous machine.

Das erfindungsgemäße Lichtgitter 10 weist weiter eine externe Verarbeitungs- und Versorgungseinheit 40 auf, die beispielsweise in einem Schaltschrank entfernt angeordnet sein kann. Die externe Verarbeitungs- und Versorgungseinheit 40 dient zur elektrischen Versorgung der optischen Einheiten 14 und 24 sowie zur Verarbeitung der von den optischen Einheiten gesandten Informationen, die Diagnosedaten sein können, aber insbesondere auch das Sicherheitssignal. The light grid according to the invention 10 also has an external processing and supply unit 40 on, which may be arranged remotely, for example in a cabinet. The external processing and supply unit 40 serves for the electrical supply of the optical units 14 and 24 and for processing the information sent by the optical units, which may be diagnostic data, but in particular also the security signal.

Dazu weist das Lichtgitter 10 eine erste Kabelverbindung 42 und eine zweite Kabelverbindung 44 auf. Die erste Kabelverbindung 40 verbindet die erste optische Einheit 14 mit der externen Verarbeitungs- und Versorgungseinheit 40 und enthält eine elektrische Versorgungsleitung und einen Kommunikationskanal. Die zweite Kabelverbindung 44 verbindet die zweite optische Einheit 24 mit der ersten optischen Einheit 14 und enthält eine elektrische Versorgungsleitung. For this purpose, the light grid 10 a first cable connection 42 and a second cable connection 44 on. The first cable connection 40 connects the first optical unit 14 with the external processing and supply unit 40 and includes an electrical supply line and a communication channel. The second cable connection 44 connects the second optical unit 24 with the first optical unit 14 and contains an electrical supply line.

Vorteilhafterweise weist die erste optische Einheit einen ersten Kabelanschluss 46 für die erste Kabelverbindung 42 und einen zweiten Kabelanschluss 48 für die zweite Kabelverbindung 44 auf. Advantageously, the first optical unit has a first cable connection 46 for the first cable connection 42 and a second cable connection 48 for the second cable connection 44 on.

Zwischen den optischen Einheiten 14 und 24 besteht eine Kommunikationsverbindung 30. Diese kann vielfältigen Zwecken dienen. Zum Betrieb des Lichtgitters ist es beispielsweise notwendig, dass gegenüberliegende Sender 16 und Empfänger 22 synchronisiert arbeiten. Die Synchronisation erfolgt über die Kommunikationsverbindung 30. Auch muss das Sicherheitssignal letztendlich an die Verarbeitungs- und Versorgungseinheit 40 übermittelt werden. Dazu wird es über die Kommunikationsverbindung 30 zunächst an die erste optische Einheit 14 übermittelt und von dort über die erste Kabelverbindung 42 an die Verarbeitungs- und Versorgungseinheit 40. Between the optical units 14 and 24 there is a communication connection 30 , This can serve a variety of purposes. For operation of the light grid, it is necessary, for example, that opposite transmitter 16 and receiver 22 synchronized work. The synchronization takes place via the communication connection 30 , Also, the safety signal must ultimately go to the processing and supply unit 40 be transmitted. It will do this via the communication link 30 first to the first optical unit 14 transmitted from there via the first cable connection 42 to the processing and supply unit 40 ,

Durch die zwei Pfeile an der Bezugsziffer 30 soll angedeutet sein, dass die Kommunikationsverbindung auf unterschiedliche Art realisiert sein kann. Das einfachste ist, die zweite Kabelverbindung zu nutzen und darin neben der elektrischen Versorgungsleitung einen Kommunikationskanal vorzusehen. By the two arrows on the reference numeral 30 should be hinted that the communication connection can be realized in different ways. The simplest is to use the second cable connection and to provide a communication channel in addition to the electrical supply line.

Alternativ können auch Mittel 32 und 34 vorgesehen sein, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel Sende-/Empfangseinheiten einer Funkverbindung bilden. Alternatively, funds may be available 32 and 34 be provided in the illustrated Embodiment form transmitter / receiver units of a radio link.

Alternativ kann der Kommunikationskanal 30 sogar durch eine optische Verbindung, insbesondere durch eines der Sender-/Empfängerpaare selbst gebildet sein. Alternatively, the communication channel 30 even be formed by an optical connection, in particular by one of the transmitter / receiver pairs themselves.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102011005771 A1 [0005]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

EN61496 [0002]
Standard EN13849 [0002]

Claims

A safety light grid having - a first optical unit which has a plurality of light transmitters and a control unit for the light transmitters, - a second optical unit which has a plurality of light receivers and an evaluation unit for the receive signals of the light receivers, the second optical unit being opposite the first optical unit so that a light emitter is in each case opposite a light receiver and these each form a transmitter / receiver pair, - an external processing and supply unit, - a first cable connection for the first optical unit and a second cable connection for the second optical unit, - a communication link between the optical units, - an output at the second optical unit for outputting a security signal in response to the received signals, characterized in that the first cable connection the first optical unit with the external processing and Supply unit connects and contains an electrical supply line and a communication channel, - that the second cable connection connects the second optical unit with the first and contains an electrical supply line.

A light grid according to claim 1, characterized in that the first optical unit comprises a first cable connection for the first cable connection and a second cable connection for the second cable connection.

Light grid according to one of the preceding claims, characterized in that the second cable connection has a communication channel at least for the transmission of the security signal.

Light grid according to one of the preceding claims, characterized in that a communication between the two optical units takes place wirelessly.

Light grid according to one of the preceding claims, characterized in that a communication between the two optical units takes place optically.

Light grid according to one of the preceding claims, characterized in that the optical communication takes place via one of the light beams, which also define a protective field of the light grid.