DE3932665A1 - Ueberwachungsvorrichtung - Google Patents
UeberwachungsvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur berührungslosen
Überwachung eines an ein bewegbares Maschinenteil wie insbe
sondere einen verfahrbaren Bedienroboter einer Spinnmaschine
angrenzenden Bereichs, mit wenigstens einem am bewegbaren
Maschinenteil angeordneten und mit einer elektronischen
Steuereinheit verbundenen elektroakustischen Wandler zur Ab
gabe eines Sende-Schallsignals sowie zum Empfang eines an
einem im Überwachungsbereich vorhandenen Gegenstand bzw.
einer dort anwesenden Person reflektierten Empfangs-Schall
signals.
Im Rahmen der Automatisierung von Prozessen beispielsweise
mittels verfahrbaren Bedienrobotern kommt dem Personen- und
Kollisionsschutz eine zunehmende Bedeutung zu. Es muß sicher
gestellt sein, daß die jeweiligen Bedienungspersonen durch
die automatisch gesteuerten beweglichen Maschinenteile, Robo
ter, Fahrzeuge und dergleichen nicht gefährdet sind. Anderer
seits muß dafür gesorgt werden, daß unabhängig voneinander
ansteuerbare verfahrbare Maschineneinheiten, wie beispiels
weise Roboter, nicht kollidieren.
Es gibt eine Vielzahl von Gegenstände berührungslos erkennen
den Sensoren, wie zum Beispiel kapazitive, magnetische, elek
tromagnetische und optische Detektoren. Kapazitive, magneti
sche und elektromagnetische Sensoren weisen generell den ent
scheidenden Nachteil auf, daß das Meßergebnis vom jeweiligen
Objektmaterial abhängig ist. Ferner ist deren Reichweite
relativ gering. Zur Erkennung der Anwesenheit bestimmter
Zielobjekte werden auch bereits akustische Sensoren einge
setzt, die im Hinblick auf ein vom Objektmaterial möglichst
unabhängiges Meßergebnis den gestellten Anforderungen ge
recht werden (vergl. z. B. den Sonderdruck "Berührungslose
Entfernungsmessung" in der Fachzeitschrift "Elektronik", 32.
Jahrgang, Nr. 26/1983, Franzis-Verlag, München). Die be
kannten akustischen Überwachungssysteme weisen jedoch den
Nachteil auf, daß insbesondere bei im Bereich der Sensorik
auftretenden Defekten gefährliche Kollisionen nicht mehr zu
verlässig ausgeschlossen werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zur berührungslosen Überwachung eines an ein bewegbares Ma
schinenteil angrenzenden Bereichs der eingangs genannten Art
zu schaffen, die bei einfachem Aufbau nicht nur eine zuver
lässige Überwachung des betreffenden Bereichs gewährleistet,
sondern gleichzeitig sicherstellt, daß der geforderte Perso
nen- und Kollisionsschutz stets auch dann noch in vollem Um
fang gegeben ist, wenn insbesondere im Bereich der Sensorik
den normalen Ablauf störende Fehler auftreten.
Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß Mit
tel zur Aufteilung des Sende-Schallsignals in ein in den
Überwachungsbereich gerichtetes Schallmeßsignal und ein
Schallreferenzsignal vorgesehen sind, welches auf einen ei
nen vorgebbaren Abstand zum elektroakustischen Wandler auf
weisenden Referenzreflektor gerichtet ist und eine durch die
sen Abstand bestimmte Referenzlaufzeit zwischen Abgabe und
Empfang besitzt, und daß die elektronische Steuereinheit
einerseits jeweils ein einen Fehler in der Überwachungsvor
richtung signalisierendes Fehlersignal liefert, wenn bis zum
Ablauf der Referenzlaufzeit kein Schallsignal empfangen wur
de, und andererseits jeweils ein für die Anwesenheit eines
Gegenstandes bzw. einer Person im Überwachungsbereich reprä
sentatives Erkennungssignal abgibt, sobald ein Schallsignal
vor Ablauf dieser Referenzlaufzeit empfangen wird.
Aufgrund dieser Ausbildung werden Fehler und Defekte insbe
sondere im Bereich der Sensorik sofort und zuverlässig er
kannt, so daß gegebenenfalls noch rechtzeitig ein entspre
chender Eingriff in die Antriebssteuerung des betreffenden
bewegbaren Maschinenteils, beispielsweise des entlang einer
Spinnmaschine verfahrbaren Bedienroboters erfolgen kann. Ein
solcher Eingriff kann bei Auftreten des von der elektroni
schen Steuereinheit gelieferten Fehlersignals automatisch er
folgen.
Arbeitet die Überwachungsvorrichtung fehlerfrei und ist im
Überwachungsbereich keine Bedienungsperson bzw. kein stören
der Gegenstand vorhanden, so wird nach Abgabe des Sende-
Schallsignals nach einer Zeit, welche der Referenzlaufzeit
entspricht, ein Schallsignal empfangen, bei welchem es sich
um das am Referenzreflektor reflektierte Schallreferenzsig
nal handelt. In diesem Falle bleibt die Überwachungsvorrich
tung passiv, da weder ein Gegenstand im Überwachungsbereich
noch ein Fehler der Vorrichtung erkannt wurde. Für einen Ein
griff in die Antriebssteuerung, zum Beispiel des Bedienrobo
ters besteht in diesem Falle keine Veranlassung.
Wird dagegen nach Abgabe eines jeweiligen Sende-Schallsig
nals ein Schallsignal vor Ablauf der Referenzlaufzeit
empfangen, so erkennt die elektronische Steuereinheit der
Überwachungsvorrichtung, daß im gefährdeten Überwachungsbe
reich entweder ein störender Gegenstand vorhanden ist oder
sich in diesem Überwachungsbereich eine Bedienungsperson
befindet.
Tritt schließlich das nach Abgabe bzw. Auslösung des Sende-
Schallsignals als erstes empfangene Schallsignal nach Ablauf
der vorgebbaren Referenzlaufzeit auf, so erkennt die elek
tronische Steuereinheit darin einen Fehler bzw. einen Defekt
insbesondere in der Sensorik der Vorrichtung. Mögliche Feh
lerquellen sind beispielsweise, daß infolge eines fehler
haften Senders keinerlei Schallimpulse ausgesandt wurden,
trotz ausgesandter Schallimpulse kein reflektierter Re
ferenzschall empfangen wurde, insbesondere aufgrund einer
Verschmutzung der Wandler die empfangenen Signale zu schwach
sind oder eine neue Justierung der Sensoranordnung
erforderlich ist.
Der erfindungsgemäße Personen- und Kollisionsschutz kann bei
spielsweise an Maschinen wie insbesondere Spinnereimaschinen
bedienenden Robotern, bewegten Maschinen oder Maschinentei
len, Fahrzeugen und Transportsystemen insbesondere in Spinne
reianlagen verwendet werden. Ein bevorzugtes Anwendungsge
biet sind die Bedienroboter von Spinnmaschinen. Die erfin
dungsgemäße Lösung gewährleistet insbesondere auch einen zu
verlässigen Kollisionsschutz bei der Verwendung zweier oder
mehrerer Bedienroboter. Im letzten Falle ist zweckmäßigerwei
se jeder der Bedienroboter mit einer erfindungsgemäßen Über
wachungsvorrichtung ausgestattet.
Als elektroaktustischer Wandler ist vorzugsweise ein Ultra
schallwandler vorgesehen, so daß die Vorrichtung insbesonde
re unempfindlich gegenüber dem normalerweise auftretenden
Industrielärm ist.
Der elektroakustische Wandler bildet vorzugsweise gleichzei
tig einen Schallsender und Schallempfänger. Durch eine ent
sprechende Auslegung der elektronischen Steuereinheit wird
in diesem Falle der elektroakustische Wandler abwechselnd
als Sender und Empfänger betrieben. Der Aufbau der gesamten
Anordnung kann in diesem Falle besonders einfach gehalten
werden.
Die Mittel zur Aufteilung des Sende-Schallsignals umfassen
zumindest ein passives Schallumlenkelement, welches bei
spielsweise ein Reflektor sein kann, der derart angeordnet
ist, daß ein Teil des gesendeten Schallanteils zum Über
wachungsbereich durchgelassen wird, während der andere
Schallanteil zum Differenzreflektor umgelenkt wird.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante ist
vorgesehen, daß der Abstand zwischen dem elektroakustischen
Wandler und dem Referenzreflektor einstellbar und hierzu vor
zugsweise der Referenzreflektor verstellbar ist. Nachdem die
gerade noch meßbare Entfernung beispielsweise eines im Über
wachungsbereich vorhandenen Gegenstands vom Abstand des Refe
renzreflektors zum Wandler abhängt, ist mit diesem Abstand
gleichzeitig auch die noch meßbare Entfernung des Gegen
stands variierbar.
Als Referenzreflektor kann beispielsweise der Boden oder
Untergrund dienen, auf dem die betreffende Maschine aufge
stellt ist. Zweckmäßigerweise kann auch ein Referenzreflek
tor an einem feststehenden Teil der betreffenden Maschine,
beispielsweise an einer Spinnmaschine, entlang der ein Be
dienroboter hin- und herfährt, angeordnet sein. Hierbei ist
in jedem Falle zu beachten, daß der Abstand zwischen dem
elektroakustischen Wandler und dem Referenzreflektor unab
hängig von der jeweiligen Position des bewegbaren Maschinen
teils bzw. Bedienroboters gleichbleibt.
Gemäß einer anderen zweckmäßigen Ausführungsvariante ist der
Referenzreflektor am bewegbaren Maschinenteil, beispielswei
se an einem verfahrbaren Bedienroboter einer Spinnmaschine,
angeordnet.
Bei einem in zumindest zwei verschiedene Richtungen verfahr
baren Maschinenteil, insbesondere einem beispielsweise in
zwei entgegengesetzte Richtungen verfahrbaren Bedienroboter,
ist vorzugsweise für jede Richtung zumindest ein elektroaku
stischer Wandler vorgesehen, wobei bei einer Bewegung des
verfahrbaren beweglichen Maschinenteils bzw. Bedienroboters
in einer jeweiligen Fahrtrichtung jeweils nur der dieser
Richtung zugeordnete elektroakustische Wandler durch die
elektronische Steuereinheit ansteuerbar ist. Damit ist
sichergestellt, daß die erhaltenen Signale stets eindeutig
sind und in jedem Falle der Bereich überwacht wird, der in
folge des in diesen Bereich hineingeführten Maschinenteils
gefährdet ist.
Gemäß einer praktisch bevorzugten Ausführungsvariante ist
vorgesehen, daß der Antrieb des bewegbaren Maschinenteils,
beispielsweise des betreffenden Bedienroboters, bei auftre
tendem Erkennungssignal insbesondere durch die elektronische
Steuereinheit derart ansteuerbar ist, daß zumindest zeitwei
se eine Unterbrechung oder Umkehr der Bewegung des bewegba
ren Maschinenteils erfolgt. Die jeweilige Gefahr wird dem
nach automatisch ohne irgendein zutun einer jeweiligen Be
dienungsperson aufgehoben. Beispielsweise im Falle eines
längs der Spinnstellen einer Spinnmaschine verfahrbaren Be
dienroboters kann bei Auftreten einer Kollisionsgefahr die
Bewegungsrichtung umgekehrt werden. Eine erneute Umkehr der
Bewegungsrichtung kann dann an bestimmten, fest vorgegebenen
Bahnstellen erfolgen. Andererseits ist auch denkbar, die
Bewegung beispielsweise des Bedienroboters zu unterbrechen
und diesen Bedienroboter dann wieder in der gleichen
Richtung zu bewegen, sobald der zu überwachende Bereich
freigegeben ist.
Vorzugsweise ist das Auftreten des Fehlersignals durch die
elektronische Steuereinheit für eine jeweilige Bedienungsper
son erkennbar signalisierbar. Zweckmäßigerweise ist auch vor
gesehen, im Falle eines erkannten Fehlers das bewegbare Ma
schinenteil bzw. den Bedienungsroboter sicherheitshalber
automatisch stillzusetzen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei
spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert;
in dieser zeigt:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Ringspinnma
schine, der ein entlang der Spinnstellen verfahrba
rer, mit einer akustischen Überwachungsvorrichtung
ausgestatteter Bedienroboter zugeordnet ist,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der elektronischen
Steuereinheit der Überwachungsvorrichtung sowie
eine schematische Darstellung des Strahlverlaufs
im Überwachungsbereich,
Fig. 3 ein Laufzeitdiagramm der Schallpulse bei einem
weiter vom Bedienroboter entfernten Gegenstand,
und
Fig. 4 ein Laufzeitdiagramm der Schallpulse bei einem dem
Bedienroboter näher gelegenen Gegenstand.
In Fig. 1 ist in schematischer Darstellung die eine Seite
einer Ringspinnmaschine 10 mit einer Vielzahl von Spinnstel
len 34 gezeigt, die zwischen einem Kopfteil 36 und einem Fuß
teil 38 der Spinnmaschine angeordnet sind. Auf der gegenüber
liegenden, nicht zu sehenden Maschinenseite ist eine gleiche
Anzahl von Spinnstellen vorgesehen.
An jeder der Spinnstellen 34 wird von einer Vorgarnspule 40
kommendes Vorgarn 42 in einem Streckwerk 44 verstreckt und
das verstreckte Garn mittels eines Ringläufers 46 zur Bil
dung eines Garnkörpers 50 auf eine Spinnhülse 48 gewickelt.
Der Ringspinnmaschine 10 ist ein Bedienroboter 12 zugeord
net, welcher entlang einer oberen Führungsschiene 52 sowie
einer unteren Führungs- und Positionierschiene 54 geführt
ist. Dieser ein bewegbares Maschinenteil darstellende Bedien
roboter 12 ist in Richtung des Doppelpfeiles 56 entlang der
Spinnstellen 34 verfahrbar. Der Bedienroboter 12 kann einen
nicht gezeigten Ansetz- und Anwickelautomaten sowie weitere
ebenfalls nicht gezeigte Einheiten zur Bedienung der jeweili
gen Spinnstellen aufweisen.
Der längs der Führungsschienen 52, 54 verfahrbare Bedienrobo
ter 12 ist mit einer Vorrichtung zur berührungslosen Über
wachung der an seine beiden Seiten angrenzenden Bereiche 14
ausgestattet.
Diese Überwachungsvorrichtung weist auf den beiden einander
gegenüberliegenden Seiten des Bedienroboters 12 jeweils ei
nen elektroakustischen Wandler 18 zur Abgabe eines Sende-
Schallsignals SS sowie zum Empfang eines Empfangs-Schall
signals SE (vergl. auch Fig. 2) auf. Diese beiden elek
troakustischen Wandler sind mit einer elektronischen Steuer
einheit 16 verbunden. Diese elektronische Steuereinheit kann
Teil der dem Bedienroboter 12 zugeordneten und insbesondere
auch zur Antriebssteuerung dieses Roboters dienenden Steuer
einheit sein.
Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, ist jedem elektro
akustischen Wandler 18 jeweils ein passives Schallumlenkele
ment 22 zugeordnet, welches im vorliegenden Fall ein ein
facher ebener Reflektor ist, welcher bezüglich der Vertika
len um 45° verschwenkt ist, so daß das horizontal auftref
fende Schallsignal senkrecht nach unten zum die Ringspinnma
schine tragenden Boden reflektiert wird, welcher, wie weiter
unten im einzelnen dargelegt ist, als Referenzreflektor 24
dient.
Das passive Schallumlenkelement 22 dient zur Aufteilung des
vom betreffenden elektroakustischen Wandler 18 abgegebenen
Sende-Schallsignals SS in ein in den Überwachungsbereich 14
gerichtetes Schallmeßsignal SSM und ein Schallreferenzsignal
SSR. Eine entsprechende Aufteilung erfolgt demgemäß auch für
das vom elektroakustischen Wandler 18 empfangene
Empfangs-Schallsignal SE.
Somit verläuft das der Überwachung des Überwachungsraums 14
dienende Schallmeßsignal SSM vom elektroakustischen Wandler
18 in den Überwachungsraum 14 und bei einem dort vorhandenen
Gegenstand 20 bzw. 20′ bzw. einer in diesem Überwachungsraum
14 anwesenden Person infolge der stattfindenden Reflexion zu
rück zum Wandler 18.
Demgegenüber wird der das Schallreferenzsignal SSR bildende
Anteil des vom Wandler 18 kommenden Sende-Schallsignals SS
am passiven Schallumlenkelement 22 nach unten zum Boden bzw.
Referenzreflektor 24 reflektiert, worauf dieses
Schallreferenzsignal SSR in imgekehrter Richtung wiederum
über das passive Schallumlenkelement 22 zurück zum Wandler
18 gelangt, wo es einen Teil des vom Wandler 18 empfangenen
Empfangs-Schallsignals SE bildet.
Der Boden bzw. Referenzreflektor 24 weist entlang dem einfa
chen Strahlverlauf des Schallreferenzsignals SSR gemessen
einen vorgegebenen Abstand a zum elektroakustischen Wandler
18 auf.
Der Abstand Xm des im Überwachungsraum 14 vorhandenen
Gegenstandes 20 ist größer als der oben definierte Abstand a
des Bodens bzw. Referenzreflektors 24 zum Wandler 18. Dem
gegenüber weist der Gegenstand 20′ im Vergleich zum Abstand
a einen kleineren Abstand X′m zum Wandler 18 auf.
Gemäß Fig. 2 umfaßt die elektronische Steuereinheit 16
einen Mikroprozessor 26 mit einem beispielsweise mit einer
nicht gezeigten Eingabeeinheit verbundenen Eingang 60 sowie
einem Ausgang 62, über den der Mikroprozessor bei einer
fehlerhaften Überwachungsvorrichtung ein Fehlersignal UF und
bei Erfassung eines im Überwachungsbereich 14 vorhandenen
Gegenstands 20′ bzw. einer dort anwesenden Person ein
Erkennungssignal UE liefert.
Während mittels des Fehlersignals UF beispielsweise ein
Signalgeber 58 (vergl. Fig. 1) ansteuerbar ist, kann ein
jeweiliges Erkennungssignal UE für einen entsprechenden
Eingriff in die Antriebssteuerung des Bedienroboters 12
verwendet werden.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel bildet der Ultraschall
pulse liefernde elektroakustische Wandler 18 gleichzeitig
einen Schallsender und einen Schallempfänger. Dabei wird der
Wandler 18 durch die elektronische Steuereinheit 16 alterna
tiv als Sender bzw. Empfänger angesteuert. Dazu umfaßt die
elektronische Steuereinheit 16 eine mit dem Mikroprozessor
26 verbundene Sendeelektronik 28 sowie eine ebenfalls mit
dem Mikroprozessor in Verbindung stehende Empfängerelektro
nik 30, welche beispielsweise einen Empfangsverstärker auf
weisen kann. Ferner ist dem Mikroprozessor 26 der elektro
nischen Steuereinheit 16 ein Zähler 32 zugeordnet, über den
insbesondere die jeweiligen Laufzeiten der empfangenen
Schallsignale bestimmbar sind.
Die beiden, auf einander gegenüberliegenden Seiten des
Bedienroboters 12 vorgesehenen elektroakustischen Wandler 18
werden einzeln in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrt
richtung des Roboters 12 angesteuert. Durch die elektroni
sche Steuereinheit 16 der Überwachungsvorrichtung bzw. des
Bedienroboters 12 erfolgt jeweils eine Ansteuerung des elek
troakustischen Wandlers 18, welcher in den an den Bedienrobo
ter 12 angrenzenden Überwachungsbereich Ultraschallpulse
liefert, in den der Bedienroboter hineinbewegt wird. Der
andere Wandler ist hierbei jeweils außer Betrieb gesetzt.
In Fig. 3 ist ein Laufzeitdiagramm für die Ultraschallpulse
dargestellt, wie sie sich bei einem im Überwachungsbereich
14 vorhandenen Gegenstand 20 ergeben, der weiter vom elektro
akustischen Wandler 18 entfernt ist, als dies dem oben defi
nierten Abstand a des Bodens bzw. Referenzreflektors 24 zu
diesem Wandler 18 entspricht.
Dagegen ist in Fig. 4 ein Laufzeitdiagramm der Ultraschall
pulse wiedergegeben, das deren Verlauf bei einem im Über
wachungsbereich 14 vorhandenen Gegenstand 20′ zeigt, der dem
elektroakustischen Wandler 18 näher ist, als dies dem oben
definierten Abstand a entspricht. Während auf der Abszisse
jeweils die Zeit aufgetragen ist, gibt die Ordinate die
jeweilige Objektentfernung an. Demnach ist zu erkennen, daß
der jeweilige Ultraschallpuls vom elektroakustischen Wandler
18 zum Zielobjekt, d. h. zum Gegenstand 20 bzw. 20′ läuft,
dort zum Zeitpunkt tm/2 bzw. t′m/2 reflektiert wird und den
Wandler 18 wieder zur Zeit tm bzw. t′m erreicht
(durchgezogene Linien). Diese Laufzeit tm bzw. t′m des
Schallmeßsignals SSM (vergl. Fig. 2) ist direkt proportional
zur Objektentfernung Xm bzw. X′m. Es gilt die Beziehung
Xm = 1/2 c tm bzw.
X′m = 1/2 c t′m .
X′m = 1/2 c t′m .
Der Ultraschallpuls des Schallreferenzsignals SSR läuft vom
elektroaktustischen Wandler 18 zum passiven Schallumlenk
element 22, wird dort zum Boden bzw. Referenzreflektor 24
reflektiert und dort zum Zeitpunkt TR/2 wieder zurück zum
passiven Schallumlenkelment 22 und dort wiederum zum Wandler
18 reflektiert, wo er nach einer Referenzlaufzeit TR
eintrifft.
Die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung funktioniert
wie folgt:
Arbeitet die Überwachungsvorrichtung fehlerfrei und ist im
Überwachungsraum 14 ein relativ weit vom elektroakustischen
Wandler 18 entfernter Gegenstand 20 vorhanden, so wird vom
Wandler 18 zunächst das am Boden bzw. Referenzreflektor 24
reflektierte Schallreferenzsignal SSR empfangen (vergl. Fig.
2 und 3). Das am weiter entfernten Gegenstand 20 reflek
tierte Schallmeßsignal SSM tritt zu einem späteren Zeitpunkt
tm auf. Indem bis zum Ablauf der Referenzlaufzeit TR ein
Signal empfangen wurde, nämlich das Schallreferenzsignal
SSR, erkennt die elektronische Steuereinheit 16, daß die
Überwachungsvorrichtung fehlerfrei arbeitet. Da das am
Gegenstand 20 reflektierte Schallmeßsignal SSM zu einem
späteren Zeitpunkt tm < TR empfangen wird, wird dieses
Signal von der elektronischen Steuereinheit 16 nicht mehr
berücksichtigt, so daß ein Erkennungssignal UE nicht
abgegeben wird. Andererseits unterbleibt auch die Abgabe
eines Fehlersignals UF, da das Schallreferenzsignal SSR zur
vorgegebenen zeit, d. h. nach der Referenzlaufzeit TR
aufgetreten ist. In diesem in Fig. 3 dargestellten Fall ist
entsprechend die Entfernung Xm größer als der Abstand a.
Liegt dagegen der Gegenstand 20′ näher beim elektroakusti
schen Wandler 18, d. h. ist der Abstand a größer als die Ent
fernung X′m, so ergibt sich ein zeitlicher Verlauf der
Ultraschallpulse gemäß Fig. 4. Demnach wird das am Gegen
stand 20′ reflektierte Schallmeßsignal SSM zu einem Zeit
punkt t′m vor Ablauf der vorgegebenen Referenzlaufzeit TR
empfangen. Nachdem t′m < TR ist, liefert die elektronische
Steuereinheit 16 ein Erkennungssignal UE, welches für die
Anwesenheit des Gegenstandes 20′ bzw. einer gleich weit
entfernten Person im Überwachungsbereich 14 repräsentativ
ist.
Fehlt bei fehlerfrei arbeitender Überwachungsvorrichtung der
Gegenstand 20 bzw. 20′ im Überwachungsbereich 14, so ergeben
sich die gleichen Verhältnisse wie im Falle eines weiter vom
Wandler 18 entfernten und damit nicht erfaßten Gegenstands
20 (vergl. Fig. 3).
Insbesondere bei einem Fehler oder Defekt der Sensorik wird
das Schallreferenzsignal SSR erst nach Ablauf der vorgegebe
nen und beispielsweise fest gespeicherten Referenzlaufzeit
TR oder gar nicht empfangen. Dies wird von der elektroni
schen Steuereinheit 16 als Fehler in der Überwachungsvorrich
tung gewertet. Folglich liefert die elektronische
Steuereinheit 16 das Fehlersignal UF, über welches ins
besondere der Signalgeber 58 (vergl. Fig. 1) ansteuerbar
ist. Gleichzeitig wird sicherheitshalber der Bedienroboter
12 still gesetzt werden.
Dagegen ist bei einem Auftreten des Erkennungssignals UE,
welches repräsentativ für die Anwesenheit eines Gegenstands
bzw. einer Person im Überwachungsbereich ist, nicht
zwangsläufig ein Stillsetzen des Bedienroboters 12 er
forderlich. Vielmehr kann es zweckmäßig sein, den Antrieb
des Bedienroboters 12 im Sinne einer Umkehrung der Fahrtrich
tung anzusteuern.
Claims (10)
1. Vorrichtung zur berührungslosen Überwachung eines an ein
bewegbares Maschinenteil (12) wie insbesondere einen ver
fahrbaren Bedienroboter einer Spinnmaschine (10) angren
zenden Bereichs (14), mit wenigstens einem am bewegbaren
Maschinenteil angeordneten und mit einer elektronischen
Steuereinheit (16) verbundenen elektroakustischen Wand
ler (18) zur Abgabe eines Sende-Schallsignals (SS) sowie
zum Empfang eines an einem im Überwachungsbereich (14)
vorhandenen Gegenstand (20) bzw. einer dort anwesenden
Person reflektierten Empfangs-Schallsignals (SE),
dadurch gekennzeichnet,
daß Mittel (22) zur Aufteilung des Sende-Schallsignals
(SS) in ein in den Überwachungsbereich (14) gerichtetes
Schallmeßsignal (SSM) und ein Schallreferenzsignal (SSR)
vorgesehen sind, welches auf einen einen vorgebbaren
Abstand (a) zum elektroakustischen Wandler (18)
aufweisenden Referenzreflektor (24) gerichtet ist und
eine durch diesen Abstand (a) bestimmte Referenzlaufzeit
(TR) zwischen Abgabe und Empfang besitzt, und daß die
elektronische Steuereinheit (16) einerseits jeweils ein
einen Fehler in der Überwachungsvorrichtung
signalisierendes Fehlersignal (UF) liefert, wenn bis zum
Ablauf der Referenzlaufzeit (TR) kein Schallsignal
empfangen wurde, und andererseits jeweils ein für die
Anwesenheit eines Gegenstandes (20) bzw. einer Person im
Überwachungsbereich (14) repräsentatives Erken
nungssignal (UE) abgibt, sobald ein Schallsignal vor
Ablauf dieser Referenzlaufzeit (TR) empfangen wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als elektroakustischer Wandler ein Ultraschallwand
ler (18) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der elektroakustische Wandler (18) gleichzeitig
einen Schallsender und Schallempfänger bildet.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel (22) zur Aufteilung des Sende-Schallsig
nals (SS) zumindest ein passives Schallumlenkelement
umfassen.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand (a) zwischen dem elektroakustischen Wand
ler (18) und dem Referenzreflektor (24) einstellbar und
hierzu vorzugsweise der Referenzreflektor (24) verstell
bar ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Referenzreflektor (24) an einem feststehenden
Teil der betreffenden Maschine, insbesondere Ringspinnma
schine, angeordnet oder durch den die Maschine tragenden
Boden gebildet oder an diesem angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Referenzreflektor (24) am bewegbaren Maschinen
teil (12) und insbesondere an einem verfahrbaren Bedien
roboter angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einem in zumindest zwei verschiedene Richtungen
verfahrbaren Maschinenteil (12), insbesondere einem Be
dienroboter, für jede Richtung zumindest ein elektroaku
stischer Wandler (18) vorgesehen ist, und daß bei einer
Bewegung des verfahrbaren bzw. beweglichen Maschinen
teils (12) in einer jeweiligen Fahrtrichtung jeweils nur
der dieser Richtung zugeordnete elektroakustische Wand
ler (18) durch die elektronische Steuereinheit (16) an
steuerbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Antrieb des bewegbaren Maschinenteils (12) bei
auftretendem Erkennungssignal (UE) insbesondere durch
die elektronische Steuereinheit (16) derart ansteuerbar
ist, daß zumindest zeitweise eine Unterbrechung oder
Umkehr der Bewegung des bewegbaren Maschinenteils (12)
erfolgt.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Auftreten des Fehlersignals (UF) durch die
elektronische Steuereinheit (16) für eine jeweilige Be
dienungsperson erkennbar signalisierbar ist.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3932665A DE3932665A1 (de) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | Ueberwachungsvorrichtung |
DE9090115828T DE59001695D1 (de) | 1989-09-29 | 1990-08-17 | Ueberwachungsvorrichtung. |
EP90115828A EP0419833B1 (de) | 1989-09-29 | 1990-08-17 | Überwachungsvorrichtung |
CS904502A CS450290A2 (en) | 1989-09-29 | 1990-09-17 | Checking device |
US07/590,310 US5083298A (en) | 1989-09-29 | 1990-09-28 | Monitoring apparatus |
JP2257620A JPH03218487A (ja) | 1989-09-29 | 1990-09-28 | 非接触形式の監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3932665A DE3932665A1 (de) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | Ueberwachungsvorrichtung |
Publications (1)
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