EP1145839A2 - Stoppzeiterfassungssystem - Google Patents

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Publication number
EP1145839A2
EP1145839A2 EP01108762A EP01108762A EP1145839A2 EP 1145839 A2 EP1145839 A2 EP 1145839A2 EP 01108762 A EP01108762 A EP 01108762A EP 01108762 A EP01108762 A EP 01108762A EP 1145839 A2 EP1145839 A2 EP 1145839A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
unit
stop signal
light
movable part
stop
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01108762A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1145839A3 (de
Inventor
Walter Von Stein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sick AG
Original Assignee
Sick AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sick AG filed Critical Sick AG
Publication of EP1145839A2 publication Critical patent/EP1145839A2/de
Publication of EP1145839A3 publication Critical patent/EP1145839A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04F—TIME-INTERVAL MEASURING
    • G04F8/00—Apparatus for measuring unknown time intervals by electromechanical means
    • G04F8/08—Means used apart from the time-piece for starting or stopping same
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/28—Arrangements for preventing distortion of, or damage to, presses or parts thereof
    • B30B15/285—Arrangements for preventing distortion of, or damage to, presses or parts thereof preventing a full press stroke if there is an obstruction in the working area

Definitions

  • the present invention relates to a system for detecting the stop time a device with at least one movable part, in particular one Press or other powered device.
  • stop time When positioning the protective field or the light curtain, this must be done be taken into account that the device usually has a lag time has, for example, by switching times, signal transit times and Inertia can be caused. That means that after creating of the stop signal, the machine usually still has a certain period of time, hereinafter referred to as "stop time", runs until it actually comes to a standstill reached.
  • a system of the beginning mentioned type with an optoelectronic unit with which at least a portion of the movable part optically detectable and one to Movement of the part corresponding output signal can be generated, and with an evaluation unit coupled to the optoelectronic unit, with the one the beginning of a stop operation of the device characteristic stop signal is recordable and dependent on the output signal the optoelectronic unit the time from the recording the stop signal until the movable part actually comes to a standstill can be determined.
  • Stop signal is also guaranteed that no falsification of the Stop time takes place, as is the case with a manual triggering of a Measurement may be the case.
  • the optoelectronic Unit the current position of the movable part can be determined and transmitted as an output signal to the evaluation unit.
  • This embodiment is particularly economical and easy to implement because the optoelectronic unit in particular can be designed as a spatially resolving sensor unit. Basically is instead of detecting the position of the movable part, the detection the speed or any other size that is required to move of the part corresponds, possible.
  • Section of the movable part as a light reflecting element, in particular designed as a reflector. This is a particularly safe and clear detection of the movable part by the optoelectronic Unity possible.
  • the optoelectronic unit preferably comprises a light-emitting device Transmitting unit for emitting light in the direction of the section of the movable part and a receiving unit for receiving at the moving part of reflected light.
  • the optoelectronic unit is now designed as a light sensor, with which a safe and simple position determination of the movable part is possible.
  • the term light is general understand optical signals so that in addition to the range of the visible Light with the term light also includes the infrared range and the UV range should be covered.
  • the optoelectronic unit for sending and receiving of visible light and / or of light in the IR range and / or of Be formed in the UV range.
  • the evaluation unit an oscillograph, in particular a storage oscillograph.
  • the output signal for example, can be on the oscillograph the position of the movable part that changes over time, recorded and displayed, with a synchronization with the recorded stop signal can take place.
  • About the measuring device of the oscillograph can then, for example, the time period between the Recording the stop signal until the moveable actually comes to a standstill Partly determined, for example read.
  • the evaluation unit may comprise a computer which connected to an output of the oscillograph and for determining the Stop time is formed from the output signal of the oscillograph.
  • the stop time determined by the computer can then, for example, at a Printer can be printed out in a measurement report.
  • a Stop signal generating unit provided with which the beginning of Stop operation of the device characterizing stop signal in particular can be generated without contact.
  • the stop signal is immediately included coupled to the actual start of the stop, i.e. that this Stop signal either immediately, without manual intervention, braking effect of the device or that by the actually taking place Decelerate the stop signal immediately, without manual intervention, is produced.
  • the Stop signal generation unit an optoelectronic unit for generation of the stop signal.
  • the optoelectronic unit can, for example comprise a light barrier or a light sensor, for example is activated in that the moving part a certain Takes position, whereupon the optoelectronic unit Stop signal generated.
  • the stop signal generating unit can be an inductive one Unit for generating the stop signal comprises.
  • the inductive Unit can also be non-contact, for example, a specific one Position of the moving part can be detected, whereupon the Stop signal is generated. It can also be one that occurs in the device Switching signal can be detected inductively, for example when triggered an emergency stop switch is generated.
  • the stop signal generation unit is a mechanical one Unit for generating the stop signal comprises, on the engagement element to intervene in a protective field protecting the device, in particular a light grid is provided.
  • the stop signal is generated by the fact that just for triggering protection mechanism provided intentionally activated during a stop operation becomes.
  • Fig. 1 shows a press 1 with a press body 2, which according to a Arrow 3 is movable in the direction of a press table 4.
  • a reflector 5 is provided on one side of the press body 2, for example glued or screwed to this, which is in a Movement of the press body 2 moves together with this.
  • An optoelectronic unit 6 is arranged opposite the reflector 5, with which the reflector can be optically detected.
  • the optoelectronic Unit 6 an optics 7 and a spatially resolving transmission unit 8, which are arranged, for example, in a row or matrix-like manner includes photosensitive sensor elements.
  • the sensor unit 8 can have a resolution of 32 x 32 pixels.
  • the optoelectronic unit 6 there is also a not shown Transmitter unit provided with a light cone 9, which is shown in FIG Edge rays 9 'is limited, imaged on the surface of the press body 2 becomes.
  • the optoelectronic unit 6 is connected to a connecting line 11 an evaluation unit 12 connected to a storage oscillograph 13 and includes a computer 14 connected to it.
  • FIG. 2 shows one shown on the screen 15 of the storage oscillograph 13 Course curve 16, the position of the reflector 5 and thus the Represents press body 2 over time and thus representative of the Movement of the press body 2 is.
  • the movement can on the storage oscillograph 13 linear or in another way as a delay function representation can be evaluated in the X or Y direction or at surface movement, for example on a robot arm, too simultaneously in the X and Y directions.
  • the measuring device is used for time measurement of the oscillograph 13 with its two catch lines 35 and 36 used on the screen 15. With a two-channel oscillograph can move in the X and Y directions by using the Both measuring channels can be assessed independently of one another.
  • the stop time can be between the two catch lines 35 and 36 ⁇ t can be read.
  • the light cone 9 can pass through the unit 6 and the reflector 5 to one another colored light should be formed so that its projection clearly on the surface of the press body 2 can be seen and the reflector 5 on the Press body 2 can be attached so that it is complete Braking the press body 2 still within the projected light cone 9 lies. With appropriate adaptation of the light cone 9 to the Catch area 10 is thus ensured that the reflector 5 after complete Braking the press body 2 still within the capture range 10 comes to rest.
  • Fig. 3 is the system of FIG. 1 with various devices interconnected to generate the stop signal. This can be done in practice either only one of the devices for generating a stop signal be provided, or it is also possible to use several of those shown in FIG. 3 To provide devices at the same time in order in this way Achieve increased flexibility in stopping time measurement.
  • Fig. 1 are shown in Fig. 3 with the same reference numerals we labeled in Fig. 1.
  • Fig. 3 is a light grid 17 with a transmitter row 18 for generating Light rays 17 'and a row of receivers 19 arranged in front of the press 1, that there is an adequate security area 20 between the press 1 and the light grid 17 is present.
  • the movement of the press body 2 is controlled by a machine control 21 controlled.
  • a corresponding stop signal for the evaluation unit 12 of the stop time measuring system can be generated in different ways like it is explained below. It is advantageous that in all embodiments the stop signal is contactless and contactless with the actual one Press system is designed with protection zone monitoring.
  • the receiver row 19 of the Light grating 17 a photosensitive receiver 25 is provided, so is arranged that he lights up an indicator lamp, not shown of the light grid 17 picks up.
  • the indicator lamp lights up at one Interruption of the light beams 17 'of the light grid 17 so that this Protective field interruption is detected by the receiver 25 and a corresponding one Stop signal via a line 26 to the evaluation unit 12 is passed on.
  • the stop signal is then the oscillograph 13 as synchronization signal characterizing the start of the stopping process fed.
  • the output signal of the oscillograph 13 is sent to a Computer 14 for calculating the stop time .DELTA.t forwarded via a printer 34 connected to computer 14 in a measurement protocol can be printed out.
  • the interruption of the protective field of the light grid 17 can be done by an engagement by means of an engagement element 27 of a rotary magnet 28 or a magnetic pin that can be controlled by the evaluation unit 12, respectively.
  • the stop signal for the evaluation unit 12 can also be through a light barrier 29 are generated, for example when detecting the reflector 5 outputs a synchronization signal to the oscillograph 13 and initiates the standstill of the press body 2.
  • a switch for example, on the rotary magnet 28 an engaging element designed as a switching flag is provided that engages in the light curtain 17. That from the switch The triggered signal can then be used as a stop signal for the evaluation unit 12 be used.
  • the rotary magnet 28 can advantageously be triggered by a contact on the press 1, so that the measurement of the stop time depends on a certain position of the press body 2 begins.
  • braking of the press body can occur 2 also via the light barrier 29 and the associated reflector, such as described above.
  • a on the machine control 21 Switching relay 30 is provided, the switching of a magnetic Sensor 31 can be detected. If the press 1 is controlled by the machine control 21 switched off, this is recognized by the magnetic sensor 31 and a corresponding stop signal via a line 32 to the evaluation unit 12 passed.
  • the stop signal for the evaluation unit 12 directly from the control unit 23 corresponding to that of the machine control 21 generated shutdown signal supplied via line 24 becomes.
  • an electrical separation between the Control unit 23 and the evaluation unit 12 for example, by a Optocoupler, by inductive coupling or other suitable Generated way.
  • the evaluation unit 12 can have one or more delay elements 33 include, through the desired delays within the measurement system can be adjusted. So it can happen that with the The light barrier 29 initiates the braking process, but the reflector 5 is not yet in the capture area 10 of the optical unit 6.
  • the time can be lengthened by the delay element 33 in such a way that the reflector 5 within the capture area 10 to a standstill is coming.
  • the movement can be done with a small catch area 10 of the reflector 5 are high-resolution and exactly determined if the delay time, for example, by using a quartz-controlled Cycle timer is known.
  • Delay times can also be achieved with the measuring system according to the invention between individual switching elements as detected by the different Switching times of the switching chains shown are available can.
  • Entire rotary movements can also be advantageous with the system according to the invention for example on a rotary table or on robots, being a horizontal and / or vertical movement for measurement without Meaning is. Even diagonal movements can be done with the invention System can be measured precisely.
  • variable size of the capture region 10, which can be adjusted by correspondingly varying the distance between the reflector 5 and the optoelectronic unit 6, can preferably be used.
  • the capture area 10 can be 50 x 50 cm 2 at a distance of one meter between the optoelectronic unit 6 and the reflector 5.
  • the spatial resolution can be ⁇ 10 mm and is therefore precise enough to clarify questions regarding the safety distance or quality confirmations of the braking deceleration on the press 1.
  • the distance between the reflector 5 and the optoelectronic unit 6 can then be reduced in order to make the measurement of the stop time ⁇ t more precise.

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Abstract

Es wird ein System zum Erfassen der Stoppzeit einer Vorrichtung (1) mit zumindest einem bewegbaren Teil (2), insbesondere einer Presse oder einer sonstigen kraftbetriebenen Vorrichtung beschrieben. Das System umfaßt eine optoelektronische Einheit, mit der zumindest ein Abschnitt (5) des bewegbaren Teils (2) optisch erfaßar und ein zu der Bewegung des Teils (2) korrespondierendes Ausgangssignal erzeugbar ist. Weiterhin ist eine mit der optoelektronischen Einheit (6) gekoppelte Auswerteeinheit (12) vorgesehen, mit der ein den Beginn eines Stoppvorgangs der Vorrichtung (1) kennzeichnendes Stoppsignal aufnehmbar ist und abhängig von dem Ausgangssignal der optoelektronischen Einheit (6) die Zeitdauer vom Aufnehmen des Stoppsignals bis zum tatsächlichen Stillstand des bewegbaren Teils (2) ermittelbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Erfassen der Stoppzeit einer Vorrichtung mit zumindest einem bewegbaren Teil, insbesondere einer Presse oder einer sonstigen kraftbetriebenen Vorrichtung.
Pressen, Roboterarme oder sonstige sicherheitstechnische Vorrichtungen mit bewegbaren Teilen sind üblicherweise gegen ein Eindringen von Personen oder Objekten in den Gefahrenbereich geschützt. Dieser Schutz erfolgt beispielsweise durch ein berührungsloses Schutzfeld, z.B. durch ein Lichtgitter. Beim Verletzen des Schutzfeldes am Lichtgitter wird ein Stoppsignal für die Vorrichtung erzeugt, so daß diese zum Stillstand kommt.
Bei der Positionierung des Schutzfeldes bzw. des Lichtgitters muß dabei berücksichtigt werden, daß die Vorrichtung üblicherweise eine Nachlaufzeit besitzt, die zum Beispiels durch Schaltzeiten, Signallaufzeiten und Massenträgheit verursacht sein kann. Das bedeutet, daß nach Erzeugen des Stoppsignals die Maschine üblicherweise noch eine gewisse Zeitdauer, im folgenden "Stoppzeit" genannt, nachläuft, bis sie tatsächlich zum Stillstand gelangt.
Um einen ausreichenden Sicherheitsabstand zu der Vorrichtung durch das Schutzfeld zu gewährleisten, ist es somit erforderlich, die Stoppzeit exakt zu erfassen. Bisher wird diese Stoppzeit in Versuchen manuell ermittelt, was zu einer entsprechend ungenauen Erfassung der Stoppzeit führt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem eine genaue Erfassung der Stoppzeit möglich ist. Dabei sollen je nach Bedarf unterschiedliche Verzögerungseinflüsse auf das Stoppverhalten der Vorrichtung berücksichtigt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein System der eingangs genannten Art mit einer optoelektronischen Einheit, mit der zumindest ein Abschnitt des bewegbaren Teils optisch erfaßbar und ein zu der Bewegung des Teil korrespondierendes Ausgangssignals erzeugbar ist, und mit einer mit der optoelektronischen Einheit gekoppelten Auswerteeinheit, mit der ein den Beginn eines Stoppvorgangs der Vorrichtung kennzeichnendes Stoppsignal aufnehmbar ist und abhängig von dem Ausgangssignal der optoelektronischen Einheit die Zeitdauer vom Aufnehmen des Stoppsignals bis zum tatsächlichen Stillstand des bewegbaren Teils ermittelbar ist.
Mit dem erfindungsgemäßen System erfolgt somit eine optische und damit berührungslose Erfassung des bewegbaren Teils der Vorrichtung, wodurch eine Beeinflussung des Verzögerungsverhaltens der Vorrichtung ohne entsprechendes Meßsystem, wie es beispielsweise bei einer mechanischen Bewegungserfassung über Schalter oder Kontakte der Fall sein könnte, vermieden wird. Dadurch ist gewährleistet, daß die in einem Meßvorgang über das erfindungsgemäße System ermittelte Stoppzeit tatsächlich auch mit der im Betriebszustand auftretenden Stoppzeit übereinstimmt.
Durch die Aufnahme eines den Beginn des Stoppvorgangs kennzeichnenden Stoppsignals ist weiterhin gewährleistet, daß keine Verfälschung der Stoppzeit erfolgt, wie es beispielsweise bei einem manuellen Auslösen einer Messung der Fall sein kann.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist mit der optoelektronischen Einheit die jeweilige aktuelle Position des bewegbaren Teils ermittelbar und als Ausgangssignal an die Auswerteeinheit übermittelbar. Gemäß dieser Ausführungsform wird somit die jeweilige Position des bewegbaren Teils bis zum tatsächlichen Stillstand erfaßt und als zu der Bewegung des Teils korrespondierendes Ausgangssignal an die Auswerteeinheit übermittelt. Diese Ausführungsform ist besonders wirtschaftlich und einfach zu realisieren, da die optoelektronische Einheit dabei insbesondere als ortsauflösende Sensoreinheit ausgebildet sein kann. Grundsätzlich ist anstelle einer Erfassung der Position des bewegbaren Teils auch die Erfassung der Geschwindigkeit oder einer sonstigen Größe, die zur Bewegung des Teils korrespondiert, möglich.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Abschnitt des bewegbaren Teils als Licht reflektierendes Element, insbesondere als Reflektor ausgebildet. Dadurch ist eine besonders sichere und eindeutige Erfassung des bewegbaren Teils durch die optoelektronische Einheit möglich.
Bevorzugt umfaßt die optoelektronische Einheit eine Licht aussendende Sendeeinheit zum Aussenden von Licht in Richtung des Abschnitts des bewegbaren Teils und eine Empfangseinheit zum Empfangen von an dem bewegbaren Teil reflektiertem Licht. Die optoelektronische Einheit ist damit als Lichttaster ausgebildet, mit dem eine sichere und einfache Positionsbestimmung des bewegbaren Teils möglich ist.
Unter dem Begriff Licht sind gemäß der vorliegenden Anmeldung allgemein optische Signale zu verstehen, so daß neben dem Bereich des sichtbaren Lichts mit dem Begriff Licht auch der Infrarotbereich und der UV-Bereich abgedeckt sein sollen.
Dementsprechend kann nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die optoelektronische Einheit zum Aussenden und Empfangen von sichtbarem Licht und/oder von Licht im IR-Bereich und/oder von Licht im UV-Bereich ausgebildet sein.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Auswerteeinheit einen Oszillographen, insbesondere einen Speicheroszillographen. Auf dem Oszillographen kann das Ausgangssignal, beispielsweise die über die Zeit veränderliche Position des bewegbaren Teils, erfaßt und angezeigt werden, wobei gleichzeitig eine Synchronisierung mit dem aufgenommenen Stoppsignal erfolgen kann. Über die Meßeinrichtung des Oszillographen kann dann beispielsweise die Zeitdauer zwischen dem Aufnehmen des Stoppsignals bis zum tatsächlichen Stillstand des bewegbaren Teils ermittelt, beispielsweise abgelesen werden.
Es ist auch möglich, daß die Auswerteeinheit einen Rechner umfaßt, der mit einem Ausgang des Oszillographen verbunden und zum Ermitteln der Stoppzeit aus dem Ausgangssignal des Oszillographen ausgebildet ist. Die von dem Rechner ermittelte Stoppzeit kann dann beispielsweise an einem Drucker in einem Meßprotokoll ausgedruckt werden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Stoppsignalerzeugungseinheit vorgesehen, mit der das den Beginn des Stoppvorgangs der Vorrichtung kennzeichnende Stoppsignal insbesondere berührungslos erzeugbar ist. Das Stoppsignal ist dabei unmittelbar mit dem tatsächlichen Beginn des Stoppvorgangs gekoppelt, d.h. daß das Stoppsignal entweder unmittelbar, ohne manuelles Eingreifen, das Abbremsen der Vorrichtung bewirkt oder daß durch das tatsächlich erfolgende Abbremsen das Stoppsignal unmittelbar, ohne manuelles Eingreifen, erzeugt wird. Durch das berührungslose Erzeugen des Stoppsignals ist wiederum gewährleistet, daß die im Meßvorgang ermittelten Stoppzeiten mit den im Betriebsfalls auftretenden Stoppzeiten übereinstimmen, da der Meßvorgang den Stoppvorgang nicht beeinflußt.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Stoppsingalerzeugungseinheit eine optoelektronische Einheit zur Erzeugung des Stoppsignals. Dabei kann die optoelektronische Einheit beispielsweise eine Lichtschranke bzw. einen Lichttaster umfassen, der beispielsweise dadurch aktiviert wird, daß das sich bewegende Teil eine bestimmte Position einnimmt, woraufhin die optoelektronische Einheit das Stoppsignal erzeugt.
Es ist ebenfalls möglich, daß die Stoppsignalerzeugungseinheit eine induktive Einheit zur Erzeugung des Stoppsignals umfaßt. Durch die induktive Einheit kann ebenfalls berührungslos beispielsweise eine bestimmte Position des sich bewegenden Teils erfaßt werden, woraufhin das Stoppsignal erzeugt wird. Es kann auch ein in der Vorrichtung auftretendes Schaltsignal induktiv erfaßt werden, das beispielsweise beim Auslösen eines Notausschalter erzeugt wird.
Weiterhin ist es möglich, daß die Stoppsignalerzeugungseinheit eine mechanische Einheit zur Erzeugung des Stoppsignals umfaßt, an der Eingriffselement zum Eingreifen in ein die Vorrichtung absicherndes Schutzfeld, insbesondere ein Lichtgitter vorgesehen ist. Bei dieser Variante wird somit das Stoppsignal dadurch erzeugt, daß gerade der für die Auslösung eines Stoppvorgangs vorgesehene Schutzmechanismus vorsätzlich aktiviert wird.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben; in diesen zeigen:
Fig. 1
eine schematische Darstellung eines Teils eines erfindungsgemäß ausgebildeten Systems zur Stoppzeitmessung,
Fig. 2
ein durch ein erfindungsgemäßes System gemäß Fig. 1 erzeugtes Oszillogramm zur Ermittlung der Stoppzeit und
Fig. 3
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems zur Stoppzeitmessung mit mehreren unterschiedlichen Varianten zur Erzeugung des Stoppsignals.
Fig. 1 zeigt eine Presse 1 mit einem Pressenkörper 2, der gemäß einem Pfeil 3 in Richtung eines Preßtisches 4 bewegbar ist.
An einer Seite des Pressenkörpers 2 ist ein Reflektor 5 vorgesehen, beispielsweise an diesem angeklebt oder angeschraubt, der sich bei einer Bewegung des Pressenkörpers 2 zusammen mit diesem bewegt.
Dem Reflektor 5 gegenüberliegend ist eine optoelektronische Einheit 6 angeordnet, mit der der Reflektor optisch erfaßbar ist. Dazu umfaßt die optoelektronische Einheit 6 eine Optik 7 sowie eine ortsauflösende Sendeeinheit 8, die eine Vielzahl von beispielsweise zeilen- oder matrixartig angeordneten lichtempfindlichen Sensorelementen umfaßt. Beispielsweise kann die Sensoreinheit 8 eine Auflösung von 32 x 32 Pixel besitzen.
In der optoelektronischen Einheit 6 ist weiterhin eine nicht dargestellte Sendeeinheit vorgesehen, mit der ein Lichtkegel 9, der in Fig. 1 durch Randstrahlen 9' begrenzt ist, auf die Oberfläche des Pressenkörpers 2 abgebildet wird. Der Teil des auf der Oberfläche des Pressenkörpers 2 durch den Lichtkegel 9 beleuchteten Bereichs, der über die Optik 7 auf die Sensoreinheit 8 abgebildet wird, bildet einen sogenannten Fangbereich 10, der den Erfassungsbereich der optoelektronischen Einheit 6 definiert. Solange sich der Reflektor 5 innerhalb des Fangbereichs 10 befindet, kann seine Position von der Sensoreinheit 8 erfaßt werden.
Die optoelektronische Einheit 6 ist über eine Verbindungsleitung 11 mit einer Auswerteeinheit 12 verbunden, die einen Speicheroszillographen 13 sowie einen an diesen angeschlossen Rechner 14 umfaßt.
Fig. 2 zeigt eine auf dem Bildschirm 15 des Speicheroszillographen 13 abgebildete Verlaufskurve 16, die die Position des Reflektor 5 und damit des Pressenkörpers 2 über der Zeit darstellt und damit repräsentativ für die Bewegung des Pressenkörpers 2 ist. Die Bewegung kann an dem Speicheroszillographen 13 linear oder in anderer Art als Verzögerungs-Funktionsdarstellung in X- oder Y-Richtung ausgewertet werden oder bei flächenmäßiger Bewegung, beispielsweise an einen Roboterarm, auch gleichzeitig in X- und Y-Richtung. Dazu wird zur Zeitmessung die Meßeinrichtung des Oszillographen 13 mit seinen beiden Fanglinien 35 und 36 auf dem Bildschirm 15 verwendet. Bei einem Zweikanaloszillographen können die Bewegungen in X- und in Y-Richtung durch Verwendung der beiden Meßkanälen unabhängig voneinander beurteilt werden.
Gemäß Fig. 2 kann zwischen den beiden Fanglinien 35 und 36 die Stoppzeit Δt abgelesen werden. Zur einfachen Justierung der optoelektronischen Einheit 6 sowie des Reflektors 5 zueinander kann der Lichtkegel 9 durch farbiges Licht gebildet sein, so daß seine Projektion deutlich auf der Oberfläche des Pressenkörpers 2 zu erkennen ist und der Reflektor 5 an dem Pressenkörper 2 so angebracht werden kann, daß er nach vollständigem Abbremsen des Pressenkörpers 2 noch innerhalb des projizierten Lichtkegels 9 liegt. Bei entsprechender Anpassung des Lichtkegels 9 an den Fangbereich 10 ist damit gewährleistet, daß der Reflektor 5 nach vollständigem Abbremsen des Pressenkörpers 2 noch innerhalb des Fangbereichs 10 zu liegen kommt.
In Fig. 3 ist das System gemäß Fig. 1 mit verschiedenen Vorrichtungen zur Erzeugung des Stoppsignals verschaltet. Dabei kann in der Praxis entweder je nur eine der Vorrichtungen zur Erzeugung eines Stoppsignals vorgesehen sein, oder es ist auch möglich, mehrere der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtungen gleichzeitig vorzusehen, um auf diese Weise eine erhöhte Flexibilität bei der Stoppzeitmessung zu erreichen. Bereits in Fig. 1 dargestellte Elemente sind in Fig. 3 mit den gleichen Bezugszeichen wir in Fig. 1 beschriftet.
In Fig. 3 ist ein Lichtgitter 17 mit einer Senderreihe 18 zum Erzeugen von Lichtstrahlen 17' und einer Empfängerreihe 19 so vor der Presse 1 angeordnet, daß ein ausreichender Sicherheitsbereich 20 zwischen der Presse 1 und dem Lichtgitter 17 vorhanden ist.
Die Bewegung des Pressenkörpers 2 wird durch eine Maschinensteuerung 21 gesteuert.
Werden die Lichtstrahlen 17' des Lichtgitters 17 unterbrochen, so wird durch das Lichtgitter 17 ein entsprechendes Unterbrechungssignal über eine Leitung 22 an eine Steuereinheit 23 weitergegeben, die wiederum über eine Leitung 24 die Maschinensteuerung 21 zum Stillsetzen der Presse 1 ansteuert.
Ein entsprechendes Stoppsignal für die Auswerteeinheit 12 des Stoppzeitmeßsystems kann auf unterschiedliche Weise erzeugt werden, wie es im folgenden erläutert wird. Vorteilhaft ist dabei, daß bei allen Ausführungsformen das Stoppsignal kontakt- und berührungslos zu der eigentlichen Preßanlage mit Schutzbereichsüberwachung ausgebildet ist.
Nach einer ersten Ausführungsform ist an der Empfängerreihe 19 des Lichtgitters 17 ein lichtempfindlicher Empfänger 25 vorgesehen, der so angeordnet ist, daß er das Aufleuchten einer nicht dargestellten Anzeigelampe des Lichtgitters 17 aufnimmt. Die Anzeigelampe leuchtet bei einer Unterbrechung der Lichtstrahlen 17' des Lichtgitters 17 auf, so daß diese Schutzfeldunterbrechung von dem Empfänger 25 erfaßt wird und ein entsprechendes Stoppsignal über eine Leitung 26 an die Auswerteeinheit 12 weitergegeben wird. Das Stoppsignal wird dann dem Oszillographen 13 als den Beginn des Stoppvorgangs kennzeichnendes Synchronisierungssignal zugeführt. Das Ausgangssignal des Oszillographen 13 wird an einen Rechner 14 zur Berechnung der Stoppzeit Δt weitergeleitet, die über einen an den Rechner 14 angeschlossenen Drucker 34 in einem Meßprotokoll ausgedruckt werden kann.
Das Unterbrechen des Schutzfeldes des Lichtgitters 17 kann dabei durch einen Eingriff mittels eines Eingriffselements 27 eines Drehmagneten 28 oder eines Magnetstiftes, der von der Auswerteeinheit 12 ansteuerbar ist, erfolgen.
Das Stoppsignal für die Auswerteeinheit 12 kann auch durch eine Lichtschranke 29 erzeugt werden, die beispielsweise beim Erfassen des Reflektors 5 ein Synchronisationssignal an den Oszillographen 13 abgibt und den Stillstand des Pressenkörpers 2 einleitet.
Weiterhin ist es möglich, daß an dem Drehmagneten 28 ein Schalter, beispielsweise ein als Schaltfahne ausgebildetes Eingriffselement, vorgesehen ist, das den Eingriff in das Lichtgitter 17 ausführt. Das von dem Schalter ausgelöste Signal kann dann als Stoppsignal für die Auswerteeinheit 12 verwendet werden.
Das Auslösen des Drehmagneten 28 kann vorteilhaft durch einen Kontakt an der Presse 1 erfolgen, so daß die Messung der Stoppzeit abhängig von einer bestimmten Position des Pressenkörpers 2 beginnt.
Anstelle eines solchen Kontakts kann die Abbremsung des Pressenkörpers 2 auch über die Lichtschranke 29 und den zugeordneten Reflektor, wie oben beschrieben, erfolgen.
Weiterhin ist es ebenfalls möglich, daß an der Maschinensteuerung 21 ein Schaltrelais 30 vorgesehen ist, dessen Schalten von einem magnetischen Sensor 31 erfaßbar ist. Wird die Presse 1 von der Maschinensteuerung 21 abgeschaltet, so wird dies von dem magnetischen Sensor 31 erkannt und ein entsprechendes Stoppsignal über eine Leitung 32 an die Auswerteeinheit 12 weitergegeben.
Grundsätzlich ist es auch möglich, daß das Stoppsignal für die Auswerteeinheit 12 direkt von der Steuereinheit 23 entsprechend dem der Maschinensteuerung 21 über die Leitung 24 zugeführten Abschaltsignal erzeugt wird. Hierbei wird vorteilhaft eine elektrische Trennung zwischen der Steuereinheit 23 und der Auswerteeinheit 12 beispielsweise durch einen Optokoppler, durch eine induktive Kopplung oder auf sonstige geeignete Weise erzeugt.
Die Auswerteeinheit 12 kann ein oder mehrere Verzögerungselemente 33 umfassen, durch die gewünschte Verzögerungen innerhalb des Meßsystems eingestellt werden können. So kann es geschehen, daß mit der Lichtschranke 29 der Bremsvorgang eingeleitet wird, aber der Reflektor 5 sich noch nicht im Fangbereich 10 der optischen Einheit 6 befindet.
Durch das Verzögerungselement 33 kann die Zeit derart verlängert werden, daß der Reflektor 5 innerhalb des Fangbereichs 10 zum Stillstand kommt. Mit dieser Einrichtung kann bei kleinem Fangbereich 10 die Bewegung des Reflektors 5 hoch aufgelöst und exakt bestimmt werden, wenn die Verzögerungszeit beispielsweise durch Verwendung eines quarzgesteuerten Taktzeitglieds bekannt ist.
Mit dem erfindungsgemäßen Meßsystem lassen sich auch Verzögerungszeiten zwischen einzelnen Schaltgliedern erfassen, wie sie durch die unterschiedlichen Schaltzeiten der dargestellten Schaltketten vorhanden sein können.
Vorteilhaft können mit dem erfindungsgemäßen System auch ganze Drehbewegungen etwa an einem Drehtisch oder an Robotern erfaßt werden, wobei eine horizontale und/oder vertikale Bewegung für die Messung ohne Bedeutung ist. Selbst diagonale Bewegungen können mit dem erfindungsgemäßen System genau vermessen werden.
Dabei kann bevorzugt die variable Größe des Fangbereichs 10, der durch eine entsprechende Variierung des Abstands zwischen dem Reflektor 5 und der optoelektronischen Einheit 6 einstellbar ist, verwendet werden. Beispielsweise kann der Fangbereich 10 bei einer Distanz von einem Meter zwischen der optoelektronischen Einheit 6 und dem Reflektor 5 50 x 50 cm2 betragen. Die Ortsauflösung kann in diesem Fall ± 10 mm betragen und ist damit genau genug, um Fragen des Sicherheitsabstandes oder Qualitätsbestätigungen der Bremsverzögerung an der Presse 1 zu klären. In einem zusätzlichen Schritt kann anschließend der Abstand zwischen dem Reflektor 5 und der optoelektronischen Einheit 6 verringert werden um damit die Messung der Stoppzeit Δt zu präzisieren.
Bezugszeichenliste
1
Presse
2
Pressenkörper
3
Pfeil
4
Preßtisch
5
Reflektor
6
optoelektronische Einheit
7
Optik
8
Sensoreinheit
9
Lichtkegel
9'
Randstrahlen
10
Fangbereich
11
Verbindungsleitung
12
Auswerteeinheit
13
Speicheroszillograph
14
Rechner
15
Bildschirm
16
Verlaufskurve
17
Lichtgitter
17'
Lichtstrahlen
18
Senderreihe
19
Empfängerreihe
20
Sicherheitsbereich
21
Maschinensteuerung
22
Leitung
23
Steuereinheit
24
Leitung
25
Empfänger
26
Leitung
27
Eingriffselement
28
Drehmagnet
29
Lichtschranke
30
Schaltrelais
31
magnetischer Sensor
32
Leitung
33
Verzögerungselement
34
Drucker
35
Fanglinie
36
Fanglinie

Claims (12)

  1. System zum Erfassen der Stoppzeit (Δt) einer Vorrichtung (1) mit zumindest einem bewegbaren Teil (2), insbesondere einer Presse oder einer sonstigen kraftbetriebenen Vorrichtung, mit einer optoelektronischen Einheit (6), mit der zumindest ein Abschnitt (5) des bewegbaren Teils (2) optisch erfaßbar und ein zu der Bewegung des Teils (2) korrespondierendes Ausgangssignal erzeugbar ist, und mit einer mit der optoelektronischen Einheit (6) gekoppelten Auswerteeinheit (12), mit der ein den Beginn eines Stoppvorgangs der Vorrichtung (1) kennzeichnendes Stoppsignal aufnehmbar ist und abhängig von dem Ausgangssignal der optoelektronischen Einheit (6) die Zeitdauer vom Aufnehmen des Stoppsignals bis zum tatsächlichen Stillstand des bewegbaren Teils (2) ermittelbar ist.
  2. System nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß mit der optoelektronischen Einheit (6) die jeweilige aktuelle Position des bewegbaren Teils (2) ermittelbar und als Ausgangssignal an die Auswerteeinheit (12) übermittelbar ist.
  3. System nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die optoelektronische Einheit (6) eine ortsauflösende Sensoreinheit (8) zur Bestimmung der Position des bewegbaren Teils (2) umfaßt.
  4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt des bewegbaren Teils (2) als Licht reflektierendes Element, insbesondere als Reflektor (5) ausgebildet ist.
  5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die optoelektronische Einheit (6) eine Licht aussendende Sendeeinheit zum Aussenden von Licht (9) in Richtung des Abschnitts (5) des bewegbaren Teils (2) und eine Empfangseinheit (8) zum Empfangen von an dem bewegbaren Teil (2) reflektiertem Licht umfaßt.
  6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die optoelektronische Einheit (6) zum Aussenden und Empfangen von sichtbarem Licht (9) und/oder von Licht im IR-Bereich und/oder von Licht im UV-Bereich ausgebildet ist.
  7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (12) einen Oszillographen (13), insbesondere einen Speicheroszillographen umfaßt.
  8. System nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (12) einen Rechner (14) umfaßt, der mit einem Ausgang des Oszillographen (13) verbunden und zum Ermitteln der Stoppzeit aus dem Ausgangssignal des Oszillographen (13) ausgebildet ist.
  9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß eine Stoppsignalerzeugungseinheit (25, 31, 28) vorgesehen ist, mit der das den Beginn des Stoppvorgangs der Vorrichtung (1) kennzeichnende Stoppsignal insbesondere berührungslos erzeugbar ist.
  10. System nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Stoppsignalerzeugungseinheit eine optoelektronische Einheit (25) zur Erzeugung des Stoppsignals umfaßt.
  11. System nach Anspruch 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Stoppsignalerzeugungseinheit eine induktive Einheit (31) zur Erzeugung des Stoppsignals umfaßt.
  12. System nach Anspruch 9, 10 oder 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Stoppsignalerzeugungseinheit eine mechanische Einheit (28) zur Erzeugung des Stoppsignals umfaßt, an der ein Eingriffselement (27) zum Eingreifen in ein die Vorrichtung (1) absicherndes Schutzfeld, insbesondere eines Lichtgitters (17), vorgesehen ist.
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