DE2944588C2 - Lichtgitter - Google Patents

Description

a) die Stromquelle (6) gibt nach jedem Meßsendeimpuls einen hierzu leistungsschwächeren Kontrollimpuls an die jeweilige Lichtquelle (1) ab,

b) die Lichtempfängerimpulse beaufschlagen die Auswertungseinrichtung (15) über je einen die Schwellwertschaltung bildenden Schwellwertschalter (14),

c) die Einstellung der Schwellwertschalter (14) ist so bemessen, daß ein Kontrollimpuls bei ungestörten Betriebsbedingungen nicht zu einer Weiterleitung des zugehörigen Lichtempfängerimpulses an die Auswertungseinrichtung (15) führt.

2. Lichtgitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von einem Taktgenerator (7) gesteuerte Stromquelle (6) einen Ausgang aufweist, der über einen von einem Frequenzteiler (8) gesteuerten Leistungsschalter (11) wechselweise auf volle und verminderte Leistung umschaltbar ist.

3. Lichtgitter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontrollimpuls in seiner Leistung gegenüber dem Meßsendeimpuls um etwa 30% vermindert ist.

Die Erfindung betrifft ein Lichtgitter mit mehreren, je eine Lichtschranke bildenden und an eine Meßsendeimpulse liefernde Stromquelle angeschlossenen Lichtquellen, Lichtempfängern und einer elektronischen Steuer- und Auswertungseinrichtung, welche die Lichtquellen zyklisch nacheinander ansteuert und die mit den Meßsendeimpulsen verknüpften Lichtempfängerimpulse der Auswertungseinrichtung zuführt, welche am Ende eines jeden Zyklus im Zusammenwirken mit einer Schwellwertschaltung nur dann ein Ausgangssignal liefert, wenn die Lichtempfängerimpulse aller Lichtempfänger dieses Zyklus eingegangen sind, sowie mit einer Kontrollimpulse innerhalb des Zyklus abgebenden Schaltung.

Lichtgitter dienen dem Zweck, bei einem unerwünschten Eingriff in den Arbeitsraum einer Maschine, beispielsweise einer Presse, eine Störmeldung auszulösen, mit deren Hilfe die Maschine zeitweilig oder ganz stillgesetzt wird. Sie bestehen aus einer Vielzahl den zu kontrollierenden Arbeitsraum erfassenden optischen Kanälen, die jeweils durch einen Lichtsender und einen oder mehrere Lichtempfänger gebildet werden. Bei einer Unterbrechung des Lichtganges liefert eine Auswertungselektronik ein Ausgangssignal, wodurch eine Störmeldung weitergegeben wird. Bei Lichtgittern dieser Art kann es vorkommen, daß Bauteile ausfallen oder ein Fehlverhalten zeigen, etwa ein Verstärker defekt ist, ein Kondensator durchschlägt, ein Ausgangstransistor oder ein Widerstand defekt ist. Zur Anzeige solcher Fehler ist aus der DE-OS 23 29 938 eine Prüfeinrichtung bekannt, welche den zum jeweils angesteuerten Sender übernächsten oder folgenden Empfänger, während dessen zugehöriger Sender abgeschaltet ist, auf etwa vorhandene Impulse durch eine logische Schaltung prüfL Ist einer der genannten Defekte eingetreten und wird dadurch ein Lichtimpuls angezeigt bzw. vorgeiäuscht, obgleich der zugehörige Sender nicht angesteuert ist, so wird das durch diese Prüfeinrichtung festgestellt und ein entsprechendes

Signal ausgelöst. Für die Überprüfung einer Lichtschranke wird deren Empfangsteil eingeschaltet, jedoch deren Sendeteil ausgeschaltet. Bei einer anderen Ausführung nach der DE-OS 27 38 306 werden die Ausgänge der Empfangsdioden über einen gemeinsamen Schwellwertschalter geführt, der bei einer während des Leuchtens der zugehörigen Sendediode verdunkelten Empfangsdiode zu einem höheren Wert geschaltet wird. Die Funktionsüberwachung geschieht in einer Dunkeiphase mittels eines zusätzlich mit dem Ausgang der Schwellwertschaltung verbundenen bistabilen Schaltkreises.

Das Lichtgitter kann entweder so ausgebildet sein, daß ein Lichtstrahl total unterbrochen werden muß, um einen sicheren Schaltvorgang auch bei Defekten von Bauteilen zu erreichen. Bei dieser Ausführung wird eine Auflösung gewährleistet, die dem Durchmesser des Lichtstrahls entspricht; da der Durchmesser des Lichtstrahls jedoch optischen Gesetzen unterliegt, sind nach unten hin Grenzen gesetzt. Bei einem anderen

ίο bekannten System reicht bereits eine teilweise Abschattung eines Lichtstrahls zur Auslösung eines Schaltvorganges aus; diese Ausführung bietet jedoch keine Sicherheit gegen verschiedene Anwendungs- oder Bauteilefehler.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Lichtgitter der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, daß eine Auflösung gewährleistet ist, die wesentlich kleiner ist als der Lichtstrahldurchmesser, wobei diese Auflösung auch bei Anwendungsfehlern oder Defekten von Bauteilen bestehen bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stromquelle nach jedem Meßsendeimpuls einen hierzu leistungsschwächeren Kontrollimpuls an die jeweilige Lichtquelle abgibt, die Lichtempfängerimpulse die Auswertungseinrichtung über je einen die Schwellwertschaltung bildenden Schwellwertschalter beaufschlagen und die Einstellung der Schwellwertschalter so bemessen ist, daß ein Kontrollimpuls bei ungestörten Betriebsbedingungen nicht zu einer Weiterleitung des zugehörigen Lichtempfängerimpulses an die Auswertungseinrichtung führt.

Durch diese Ausbildung wird der Vorteil erzielt, daß durch die Auswertungselektronik die Störmeldung ausgelöst wird, wenn der leistungsstärkere Meßimpuls

6^r> aus beliebigen Gründen, beispielsweise durch einen Hingriff in den optischen Kanal geschwächt wird, oder wenn der leistungsschwächere Kontrollimpuls beispielsweise durch ein auf den Lichtempfänger einwirkendes

Fremdlicht oder einen Defekt an einem Bauteil zu groß wird und den Schwellwert überschreitet. Hierdurch wird eine Auflösung gewährleistet, die wesentlich kleiner ist als der Durchmesser des Lichtstrahls.

Vorzugsweise weist die von einem Taktgenerator gesteuerte Stromquelle einen Ausgang auf, der über einen von einem Frequenzteiler gesteuerten Leistungsschalter wechselweise auf volle und verminderte Leistung umschaltbar ist. Hierdurch wird jede Lichtquelle zunächst mit dem leistungsstärkeren Meßimpuls angesteuert und dann ein um etwa 30% in der Leistung verminderter Kontrollimpuls abgestrahlt. Da die Lichtquellen nacheinander zyklisch angesteuert werden, entsteht ein über die Baueinheiten verlaufender Lichtstrahl. Erreicht der Kontrollimpuls infolge eines Bauteilfehlers die Schaltschwelle, werden zusätzlich Impulse erzeugt, die in der nachfolgenden Schaltung eine Störabschaltung bewirken.

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand eines Blockschaltbildes erläutert.

Das Lichtgitter besitzt mehrere Lichtquellen 1, beispielsweise in Form von Leuchtdioden, denen jeweils wenigstens zwei Lichtempfänger 2 zugeordnet sind. Sowohl die Lichtquellen 1 als auch die Lichtempfänger 2 haben optische Linsen 3, 4. Weiterhin besitzt das Lichtgitter einen Reflektors. Die Lichtquellen 1 werden von einer Stromquelle 6 mit Meßsendeimpulsen versorgt. Diese Stromquelle 6 wird von einem Taktgenerator 7 gesteuert. Der Taktgenerator ist weiterhin mit einem Frequenzteiler 8 verbunden, welcher mit halber Frequenz einen Ringzähler 9 steuert. Dieser Ringzähler 9, der ein Frequenzteilungsverhältnis 1 :5 besitzt, steuert Schalter 10, die in den Zuleitungen zu den Lichtquellen 1 angeordnet sind. In der Praxis handelt es sich hierbei um elektronische Bauteile, beispielsweise Schalttransistoren. Die von dem Taktgenerator 7 gesteuerte Stromquelle wird an ihrem Ausgang über den im Frequenzverhältnis 1 : 2 gesteuerten Frequenzteiler 8 auf volle oder auf eine um etwa 30% verminderte Leistung umgeschaltet. In der Zeichnung ist dieser Leistungsschalter 11 symbolisch in Verbindung mit Schaltpolen und einem Widerstand 12 dargestellt.

Die Ausgänge der Lichtempfänger sind über je einen Verstärker 13 und einen Schwellwertschalter 14 mit der Aüswertungseinrichtung 15 verbunden, welche ein Schalt- oder Warnsignal liefert.

Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Lichtgitters ist folgende:

Die von dem Taktgenerator 7 gesteuerte Stromquelle 6 liefert über ihren Ausgang einen hohen und einen reduzierten Strom. Der Leistungsschalter 11 wird durch den Frequenzteiler 8 mit der halbierten Frequenz hin- und hergeschaltet, so daß jeweils der leistungsstärkere Meßimpuls und danach der leistungsschwachere Kontrollimpuls an eine der Lichtquellen 1 angelegt wird, die durch einen der Schalter 10 angesteuert werden.

Die angesteuerte Lichtquelle 1 sendet über ihre optische Linse 3 einen Lichtimpuls zum Reflektor 5 hin, der diesen Strahl über eine optische Linse 4 in einen Lichtempfänger 2 zurücklenkt, der beispielsweise aus einer Fotodiode besteht. Der von diesem Lichtempfänger 2 erzeugte Stromimpuls wird über einen Verstärker

13 einem Schwellwertschalter 14 zugeführt. Sofern dieser von dem Lichtempfänger 2 kommende Lichtempfängerimpuls den Schwellwert des Schwellwertschalters

14 überschreitet, wird letzterer durchgeschaltet, so daß der Lichteinpfängerimpuls zu der Auswertungseinrichiung 15 gelangt.

Unmittelbar darauf wird in der Lichtquelle 1 mittels des leistungsschwächeren Kontrollimpulses ein schwächerer Lichtimpuls erzeugt, der ebenfalls über den zugehörigen Lichtempfänger und den Verstärker zu dem Schwellwertschalter 14 gelangt. Bei Normalbetrieb ist dieser schwächere Kontrollimpuls so niedrig, daß er den Schweilwert nicht überschreitet und daher auch nicht zu der Auswertungseinrichtung 15 gelangt. 1st der von dem Lichtempfänger 2 kommende Kontrollimpuls jedoch so groß, daß er den Schwellwert des Schwellwertschalters 14 überschreitet, wird ein entsprechender Impuls an die Auswertungseinrichtung gegeben. Die Aüswertungseinrichtung 15 ist derart ausgelegt, daß sie am Ende eines jeden Zyklus nur dann ein Ausgangssignal liefert, wenn die Lichtempfangssignale aller Lichtempfänger dieses Zyklus eingegangen sind. Hat also beispielsweise ein Schwellwertschalter 14 einen zu hohen Kontrollimpuls durchgeschaltet, liefert die Auswertungseinrichtung 15 ein entsprechendes Signal. Ebenso wird ein solches Störsignal geliefert, wenn nach Absendung eines leistungsstarken Meßsendeimpulses der angesteuerte Lichtempfänger 2 keinen oder nur einen geschwächten Lichtempfängerimpuls liefert, der nicht zur Durchschaltung des Schwellwertschalters ausreicht. In diesem Falle sind an der Auswertungseinrichtung 15 zuwenig Impulse eingegangen. Die der Auswertungseinrichtung 15 zugeordnete logische Schaltung stellt dies fest und bewirkt, daß kein Ausgangssignal geliefert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Lichtgitter mit mehreren, je eine Lichtschranke bildenden und an eine Meßsendeimpulse liefernde Stromquelle angeschlossenen Lichtquellen, Lichtempfängern und einer elektronischen Steuer- und Auswertungseinrichtung, welche die Lichtquellen zyklisch nacheinander ansteuert und die mit den Meßsendeimpulsen verknüpften Lichtempfängerimpulse der Auswertungseinrichtung zuführt, welche am Ende eines jeden Zyklus im Zusammenwirken mit einer Schwellwertschaltung nur dann ein Ausgangssignal liefert, wenn die Lichtempfängerimpulse aller Lichtempfänger dieses Zyklus eingegangen sind, sowie mit einer Kontrollimpulse innerhalb des Zyklus abgebenden Schaltung gekennzeichnet durch folgende Merkmale: