EP2346762A1 - Gefahrenbereichsabsicherung für den bereich der automatischen rollenbestückung an einem rollenwechsler - Google Patents

Gefahrenbereichsabsicherung für den bereich der automatischen rollenbestückung an einem rollenwechsler

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Publication number
EP2346762A1
EP2346762A1 EP09781152A EP09781152A EP2346762A1 EP 2346762 A1 EP2346762 A1 EP 2346762A1 EP 09781152 A EP09781152 A EP 09781152A EP 09781152 A EP09781152 A EP 09781152A EP 2346762 A1 EP2346762 A1 EP 2346762A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
area protection
protection according
hazardous area
light beams
known object
Prior art date
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Granted
Application number
EP09781152A
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English (en)
French (fr)
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EP2346762B1 (de
Inventor
Katja Paula Krieger
Manfred Wilhelm MAIERHÖFER
Klaus Karl MÜLLER
Josef Herbert Olbort
Karlheinz Rahner
Senad Ugljesa
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.)
Koenig and Bauer AG
Original Assignee
Koenig and Bauer AG
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Publication date
Application filed by Koenig and Bauer AG filed Critical Koenig and Bauer AG
Publication of EP2346762A1 publication Critical patent/EP2346762A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2346762B1 publication Critical patent/EP2346762B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H26/00—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions, for web-advancing mechanisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2407/00—Means not provided for in groups B65H2220/00 – B65H2406/00 specially adapted for particular purposes
    • B65H2407/10—Safety means, e.g. for preventing injuries or illegal operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2553/00—Sensing or detecting means
    • B65H2553/40—Sensing or detecting means using optical, e.g. photographic, elements
    • B65H2553/41—Photoelectric detectors
    • B65H2553/416—Array arrangement, i.e. row of emitters or detectors

Definitions

  • the invention relates to a hazardous area protection for the field of automatic roll loading on a roll changer according to the preamble of claim 1.
  • the protective device is mounted on the transfer stage used to feed new rolls of material and at a fixed point relative to the roll stand on the loading side.
  • the traverser moves to the roll stand, with the protective device spans.
  • the protective device is activated only when the described critical state of the residual paper roll is achieved.
  • the area on the loading side of the reel changer can be entered unhindered.
  • additional area protection by means of light barriers is proposed. Due to the signal emitted by the light barrier, a visible or audible signal is emitted to the person located in the area of the reel changer.
  • WO 2005/080241 A2 it is known to provide for the reliability in the environment of large moving material rolls a range protection.
  • the attachment of a fence is proposed at the boundaries of a roll of material storage.
  • a lock may be provided in the area protection.
  • a preferably non-contact area security is proposed, which can be realized for example via light barriers or ultrasonic sensors. By arranging such sensors at different heights, complex query routines can be realized so that, for example, material rolls can easily pass through the lock, whereas an unauthorized passage through the lock can be achieved Sensor sections triggers an alarm and / or stops the movement of the material rolls to prevent accidents.
  • EP 08 49 201 A1 relates to a method for lateral position detection and positioning of a supply web roll, wherein the roll thickness and the respective lateral distance to the roll changer by directly opposite sensing elements in the form of sensors, for. B. laser beam or ultrasonic sensors are measured and evaluated. Furthermore, the scanning elements are connected to a programmable logic controller for a drive unit for positioning the supply web roll.
  • EP 15 93 630 A2 discloses a device for preparing a material web wound to a supply roll, which has a bearing for supporting and rotating the supply roll about a longitudinal matter. Sensors are used to detect the radius of the supply roll during the rotational movement. Parallel to the longitudinal axis of the supply roll several, the radius detecting sensors are arranged.
  • the non-contact devices described in the aforementioned documents are used to detect the position or dimensions of a role in the field of automatic reel assembly on a roll changer and do not fulfill a protective or security function.
  • a non-contact surface safety for example, for the protection or monitoring of shop windows.
  • the surface protection has, along one side of the surface to be protected, a source emitting radiation over its entire length. Along the opposite side a reflective strip is arranged. The radiation is predominantly reflected in the plane defined by the source and the reflective strip.
  • a radiation detector is provided, which is connected to an evaluation circuit.
  • This area protection can as Continuity fuse can be used for example in hazardous areas by a light curtain is built between two rods, the interruption of a signal is triggered.
  • the disadvantage of this hazardous area protection is that it can only take over a simple protective function.
  • DE 199 38 639 B4 discloses a device for securing a danger zone, in particular the danger zone of an automatically operating machine, which comprises first means for generating an optically monitored, virtual barrier and second means for generating a switching signal for stopping the machine when the barrier breaks through includes.
  • the first means comprise an image acquisition unit and a defined target whose image is taken by the image acquisition unit and compared by a comparison unit (second means) with a characteristic size for a reference image.
  • the defined goal is a structured, high-contrast pattern that includes position markers for determining a current position.
  • a dot-shaped pattern according to an exemplary embodiment of the device, the generation of a virtual barrier is possible whose shape approximately corresponds to that of a light barrier. Alternatively, however, a plurality of dot-shaped patterns may be strung together to form a linear pattern.
  • This device only fulfills a protective function. The evaluation and the comparison of the recorded images with the reference image is complicated.
  • DE 296 02 098 U1 relates to a roll changer in a web-fed rotary printing press for introducing a web of material which has been wound up onto rolls into a printing unit of the web-fed rotary printing press.
  • the area surrounding the reel changer is replaced by at least one sensor, in particular an optical sensor, for. B. monitors a camera which is connected to an image recognition computer.
  • image recognition computer In the image recognition computer, a comparison is made between a captured actual image of the region and a stored target image or a sequence of target images. In case of deviations is by a Signal generating device generates a warning or alarm signal.
  • the at least one sensor may also include step mats, contact strips, light barriers, or the like, non-contact protective devices which serve to supply partial information or to control or activate the sensor.
  • the solution disclosed in this document allows monitoring of the area of the reel splitter, thereby providing selective protection by recognizing known objects and allowing them to enter the area without triggering warning or alarm signals.
  • the image recognition can easily be influenced by subjective factors in the monitored area, eg. B. a deviating position of one of the target image as known to be recognized object on a captured actual image, which can lead to malfunction or malfunction.
  • DE 100 26 305 A1 describes an optoelectronic device for monitoring a protected area with at least one non-contact protective device which has an evaluation unit for generating an article detection signal when an object penetrates into the protected area.
  • the non-contact protective device may be a light grid, which comprises a transmitting unit emitting light beams, a receiving unit receiving the light beams and an evaluation unit connected to the receiving unit.
  • the non-contact protective device is coupled to an image acquisition unit for detecting a secondary monitoring area which is close to the protected area but outside the protected area. This so-called muting function allows the temporary deactivation of the non-contact protective device for the penetration of detected objects into the protected area without generating an object detection signal.
  • the muting function is implemented by the image acquisition unit, which detects the objects penetrating into the secondary monitoring area, wherein a distinction is made between permissible and impermissible objects. A classification of the detected objects is possible.
  • the disadvantage of this solution exists in that the recognition of known objects does not always work reliably.
  • the establishment of an additional image capture unit is associated with additional expense and financial expenses.
  • the invention has for its object to provide adaleriosabêt for the field of automatic roll loading on a reel splicer.
  • the hazardous area protection has a non-contact protective device, which is connected to an evaluation unit.
  • the protective device is as Light grating formed, which has a plurality of mutually parallel light beams.
  • the evaluation unit detects the order of interruption of the light beams when entering and / or extending any object and can recognize a known object therefrom and deactivate the protective device in predetermined cases.
  • the protective device in addition to a protective function also has a muting function, which saves the effort for setting up an additional device for the muting function.
  • a so-called muting function allows time-limited deactivation of parts of a safety device or the entire safety device. Preferably, the penetration of objects is allowed without the safety device to operate.
  • the light rays are evenly spaced from each other and are inclined to the horizontal, wherein the light rays in other embodiments, also horizontally extending and the surface of the light grid can be arranged inclined to the vertical.
  • At least one light beam of the light grid running above the known object can advantageously be permanently active in order to detect the penetration of a person or a non-authorized object into the secure area of the automatic roll placement on the roll changer, even if these together with the known one and for the entrance permissible object penetrate into the secured area when the protective device is deactivated.
  • the well-known and admitted for the entry object may, for. B. be a roll of material, a residual sleeve container or a driverless transport vehicle.
  • the hazardous area protection can additionally include at least two photocells for muting, eg. B. reflection photo cells, which are connected to the evaluation unit.
  • the evaluation unit e.g. B. reflection photo cells
  • four reflection photocells are installed as a muting group (two each before and after the light grid).
  • objects, in particular residual sleeve containers can be detected on the basis of a reflection strip glued to the side thereof, for example, and the muting function can be activated or the protective device can be deactivated.
  • the hazardous area protection can have a second permanently active, non-contact protective device comprising at least two light beams which intersect at a small distance above the known object and in their further course be passed close to the known object. These two light beams thus run only a few millimeters to a few centimeters apart parallel to imaginary tangents, which rest against the upper half of the known object. The lower ends of the two light beams are thus clearly below the upper edge of the known object and can, depending on the selected angle of attack near the Axial plane of the known object lie.
  • An advantage of the invention is that a reliable, permanent hazardous area protection can be realized by the second permanently active, non-contact protective device, even if the known object is a roller having a larger roller diameter.
  • the beam path does not permit unintentional overrun or inadvertent underrun of the beams of the second protection device.
  • An underrun of the rays is at best possible when people move in a strongly bent state. But even the best protection device can protect only to a limited extent against all eventualities or against deliberate evasion. It can not be their job to safely prevent a willful intrusion in any case.
  • Another advantage of the invention is that the protective device can be attached directly to the roll changer.
  • the protective device can be attached directly to the roll changer.
  • the non-contact protective device and / or the second permanently active, non-contact protective device per light beam comprise a transmitter and a receiver.
  • the protective devices for all light beams comprise exactly one transmitter, one receiver and a plurality of deflecting mirrors.
  • one-way photocells are used in the aforementioned protective devices, in which transmitter and receiver are arranged opposite one another, in separate housings. Particularly useful is the use of photoelectric retro-reflective devices for said protective devices has been found.
  • a combined transmitting and receiving unit is arranged opposite a reflector. The emitted light rays are reflected back to the receiving unit via the reflector.
  • the position of the transmitter, receiver, reflector or deflecting mirror is variable. In this way, adaptation to different than known and authorized for access to the secure area objects can be made. In this context, it has proven to be particularly advantageous to equip the hazardous area protection with a sensor for detecting the dimensions of the known object.
  • the second permanently active, non-contact protective device it must be ensured that the beams do not touch the known object, since this is intended to protect the danger zone during the retraction and / or extension of a known object when the first protective device is inactive. Accordingly, the second protective device must not be triggered if the known object passes through the access limits.
  • the adaptability to different objects ensures that the rays are always outside the area traveled by the known object.
  • the senor is connected to an adjusting device.
  • the adjusting device serves for the automatic adaptation of the transmitter, receiver, reflector or deflecting mirror to the known object.
  • the hazard area protection may also include a photocell located within the secure area for positioning a roll or driverless transport vehicle in a launch position.
  • FIG. 2 is a perspective view of a roll changer with danger zone protection
  • 3a shows a schematic representation of a hazardous area protection for the area of automatic roll stocking
  • FIG. 3b shows a schematic diagram of a modified danger area protection
  • FIG. 3c shows a light grid for a non-contact protective device of a hazardous area protection for the area of automatic roll loading with a second permanently active, non-contact protective device
  • FIG. 3c shows a light grid for a non-contact protective device of a hazardous area protection for the area of automatic roll loading with a second permanently active, non-contact protective device
  • Fig. 4 is a front view of an embodiment of the danger area guard for the automatic roll loading area with a photocell for positioning a roll in a starting position.
  • FIG. 1 shows a danger area protection for the area of the automatic roll stocker 01 on a roll changer 02 (see FIG. 2).
  • Hazardous area protection includes a first, non-contact protection device located at the entrance. To be secured access limits are not only on the roll feed side, but also opposite the Rollenzu slaughterseite, if both sides are freely accessible to persons.
  • the first protective device comprises two light beams 04, which secure the area which can be passed through by a roller 05 or a residual sleeve container, wherein the first protective device can be deactivated to enable retraction and extension.
  • the first protective device can be deactivated.
  • the hazardous area protection furthermore has a second permanently active, non-contact protective device for permanent protection of the surrounding area of the roller 05.
  • the second protection device includes a Light beam 07, which has a distance of 50 mm to the largest (maximum workable roll diameter) roll diameter. Especially with larger roll diameters, however, such a second protective device has proved to be disadvantageous.
  • FIG. 3 b shows a danger area safeguarding for the area of the automatic roll placement 01.
  • the danger area protection again comprises a first, non-contact protective device at the access boundaries with two light beams 04 which secure the area which can be passed through by the roll 05 or the residual sleeve container or the driverless transport vehicle.
  • the second protection device comprises two light beams 07 which, starting from points located above the roller 05, lead laterally past the roller 05 to near the bottom. From Fig. 3b it can be seen that even such a type of protection can not provide sufficient protection.
  • the light rays 07 run past the roller 05 almost to the floor, there is the risk that the light rays 07 may be exceeded by a person who, for example, walks alongside the roller 05 during insertion.
  • Fig. 3c shows a danger area coverage for the area of automatic roll stocking 01.
  • This danger area coverage unlike the known solutions on a light grid 03 for a non-contact protective device on the access limits of the secure area of the automatic roll stocking 01.
  • the light grid 03 can for retracting or extending roller 05 or residual sleeve container or driverless transport vehicle are disabled.
  • a second permanently active, non-contact protective device for permanent protection of the surrounding area of the roller 05 is provided, which will be described below.
  • the access limits to be protected can not only be on the roll feed side but also opposite the roll feed side.
  • Protective devices must be installed on both sides if both sides are freely accessible to persons.
  • the non-contact protective device in conjunction with the evaluation unit, secures each access limit to be protected by a light grid 03.
  • the light grid 03 is formed by a plurality of mutually parallel light beams 04, which are equally spaced by preferably 40 mm from each other and inclined to the horizontal.
  • the light rays 04 can also be horizontally extending and the surface of the light grid can be arranged inclined to the vertical, wherein the inclination is preferably 15 °.
  • the light beams 04 of the light grid 03 are associated with a transmitter and a receiver, which are positioned at the end points of the light beams 04.
  • the light grid 03 is connected to an evaluation unit, which is not shown.
  • the evaluation unit detects the order of interruption of the light rays 04 when retracting and / or extending a roller 05 or a residual sleeve container or a driverless transport vehicle and disables the hazardous area secured by the light grid 03 upon detection of a known object that allows access to the secured area is.
  • the danger area coverage also comprises four photocells 06 for muting, in particular reflection photo cells 06, two pairs of reflection photo cells 06 being arranged in front of and behind the light grid 03 in pairs. These are used for deactivating (muting) the light grid 03 upon detection of a known object, in particular a residual sleeve container, which complicate the evaluation of the interruption order of the light beams because of the shape.
  • the reflection photoelectric cells 06 are connected to an evaluation unit, not shown. To detect the residual sleeve container are provided with reflection strips, which are positioned according to the arrangement of the reflection photoelectric cells 06 on the residual sleeve containers.
  • the light grid 03 is muted (turned off) when the reflection strips are detected on a residual sleeve container. After passing through the residual sleeve container by the danger area coverage, the fourth reflection photocell 06 receives no reflection of the light beam more, so then the light grid 03 is activated again.
  • the muting function can be realized in the case of a driverless transport vehicle with two reflection photoelectric cells 06, since the driverless transport vehicle does not drive completely through the light grid, but only a piece enters the roll changer 02 to deposit the roller 05.
  • the first reflection photo cell 06 detects the reflection strip which is positioned on the vehicle according to the arrangement of the reflection photo cells 06, and turns off the light curtain 03. If the second reflection photo cell 06 receives no reflection of the light beam when returning the driverless transport vehicle, the light grid 03 is activated again.
  • the two uppermost light beams 04 of the light grid 03 remain permanently active in order to prevent a person or an object from entering the secured area of the automatic reel assembly together with the roller 05 or the residual sleeve container at a roll changer 02 with deactivated danger area protection by the light grid 03 avoided.
  • the second permanently active, non-contact protective device comprises at least two light beams 07, which extend transversely to the longitudinal extent or axial direction of the roller 05 and intersect at a slight distance above the roller 05 and in its further course passes close to the roller 05 and the roller container become.
  • the crossing point of the two light beams 07 is preferably only a few centimeters, z. B. ⁇ 15 cm, in particular ⁇ 8 cm, preferably ⁇ 5 cm, above the upper roll edge and the light rays 07 are below the crossing point then at a distance of a few millimeters, z. B. ⁇ 15 mm, in particular ⁇ 8 mm, preferably ⁇ 5 mm up to a few centimeters on the roller 05 over.
  • the light rays 07 thus have their upper end points above the roller 05, but outside the roller extension.
  • the lower end points are below the roll upper edge, preferably at a height which is greater than 1/2 of the roll diameter and corresponds to about 2/3 to 3/4 of the roll diameter.
  • FIG. 4 shows a front view of an embodiment of the danger area protection for the area of the automatic roll stocker 01.
  • the second permanently active, non-contact protective device comprises for each light beam 07 a combined transmitting and receiving unit 08.
  • the light beam 07 is thrown from an opposite reflector 09 back to the transmitting and receiving unit 08.
  • This beam guidance can also be used with the light beams 04 of the light grid 03 become.
  • one-way light barriers in which transmitter and receiver are arranged opposite each other, can be used.
  • all light beams 04; 07 of the light grid 03 and the second permanent active protection device each have exactly one transmitter and one receiver. In these cases, to guide the light beams 04;
  • the transmitter can be a light emitting diode or laser diode emitting infrared radiation or visible light, and a phototransistor as receiver.
  • the second permanently active protective device can equip the second permanently active protective device with a sensor (not shown) for detecting the roll diameter.
  • the sensor can in turn be connected to an adjusting device (not shown), which performs an automatic positioning of the transmitting and receiving units 08 and the reflectors 09 as a function of the detected roll diameter.
  • an optimal guidance of the light rays 07 can always be ensured.
  • the position of transmitting and receiving units 08 and the reflectors 09 can of course be corrected manually. In this case, it has proven to be advantageous if the roller changer 02 a corresponding scale is attached.
  • the danger area protection preferably further comprises four reflection photoelectric cells 06 for muting and a photocell 12, which is arranged within the secured area of the automatic reel placement on the reel changer 02 for positioning the reel 05 in a start position and connected to an evaluation unit, not shown.
  • the roll 05 coming from the upstream feed passes through the danger area protection and the detection area of the following photocell 12.
  • the evaluation unit recognizes the freeing of the photocell 12 and stops the roller drive.
  • the roller 05 is driven by the roller drive backwards to the start position until the light beam of the photocell 12 is interrupted again.
  • the light beams can also be deflected, generated and / or received and / or deflected by separate transmitters and receivers and possibly mirrors.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gefahrenbereichsabsicherung für den Bereich eines Rollentransports (01) an einem Rollenwechsler mit einer berührungslos wirkenden Schutzeinrichtung an Zugangsgrenzen des Bereiches, welche zum Ein- und/oder Ausfahren eines bekannten Objektes deaktivierbar ist, und mit einer Auswerteeinheit, wobei die Schutzeinrichtung als Lichtgitter (03) ausgebildet ist, welches mehrere zueinander parallel verlaufenden Lichtstrahlen (04) aufweist, wobei die Auswerteeinheit Mittel zum Erfassen der Reihenfolge der Unterbrechung der Lichtstrahlen (04) beim Ein- und/oder Ausfahren irgendeines Objektes besitzt und anhand dieser Reihenfolge ein bekanntes, für den Zugang zum Gefahrenbereich zugelassenes Objekt erkennt und die Schutzeinrichtung in diesem Fall deaktiviert und dass die Gefahrenbereichsabsicherung zusätzlich eine zweite berührungslos wirkende Schutzeinrichtung umfasst, welche permanent aktiv ist.

Description

Beschreibung
Gefahrenbereichsabsicherung für den Bereich der automatischen Rollenbestückung an einem Rollenwechsler
Die Erfindung betrifft eine Gefahrenbereichsabsicherung für den Bereich der automatischen Rollenbestückung an einem Rollenwechsler gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Technische Anlagen, wie beispielsweise Werkzeugmaschinen und Industrieroboter, bergen die Gefahr, dass Personen, die sich den beweglichen Teilen der Maschine nähern, verletzt werden können. Gefahrenstellen an einem Rollenwechsler sind insbesondere der Schwenkbereich der Rollentragarme, der Bereich hinter dem Rollenwechsler im Schwenkbereich des Kleberahmens, der Bestückungsbereich, sowie die Grube unterhalb des Rollenwechslers, sofern vorhanden. Es ist daher erforderlich, an Maschinen Schutzeinrichtungen vorzusehen, die es verhindern, dass eine Person durch die Ausführung einer Arbeitsbewegung von den beweglichen Teilen der Maschine verletzt wird. In der Vergangenheit sind hierfür vor allem mechanische Schutzeinrichtungen angewandt worden. So werden Werkzeugmaschinen häufig vollständig gekapselt, wobei der Zugang über Schutztüren erfolgt. Industrieroboter werden in mit Schutzzäunen umgebenen Bereichen betrieben.
Mechanische Schutzeinrichtungen sind jedoch mit Nachteilen verbunden. Für die Schutzeinrichtung selbst und auch für das Öffnen von eventuell vorhandenen Schutztüren muss entsprechender Raum vorhanden sein, was den Platzbedarf der Gesamtanlage erhöht. Außerdem ist ein schneller Eingriff in den Produktionsablauf nicht möglich, da das Öffnen von Schutztüren oder Schutzgittern mit einem entsprechenden Zeit- und Steueraufwand verbunden ist. Mechanische Schutzeinrichtungen sind darüber hinaus nicht wartungs- und verschleißfrei. In der DE 10 2005 048 466 A1 ist eine Personenschutzvorrichtung an einem Rollenwechsler einer Druckmaschine beschrieben, welche beispielsweise in Form eines Fangnetzes auf der Beladeseite des Rollenwechslers ausgeführt ist. Diese Schutzeinrichtung soll die Beladeseite immer dann zu einem gesicherten Raum machen, wenn sich die Restpapierrolle einem kritischen, d. h. bruchgefährdetem Durchmessermaß nähert. Auf diese Weise sollen Personen am Rollenwechsler zuverlässig gegen Bruchstücke zerberstender Rollen geschützt werden. Hierzu ist die Schutzeinrichtung an der zum Zuführen neuer Materialrollen dienenden Schiebebühne und an einem fixen Punkt gegenüber dem Rollenständer auf der Beladeseite gelagert. Zum Zuführen einer neuen Material rolle bewegt sich die Schiebebühne zum Rollenständer, wobei sich die Schutzeinrichtung spannt. Somit ist die Schutzeinrichtung lediglich dann aktiviert, wenn der beschriebene kritische Zustand der Restpapierrolle erreicht wird. Zu jedem anderen Zeitpunkt kann der Bereich auf der Beladeseite des Rollenwechslers ungehindert betreten werden. Um aber auch bei nicht aktiver mechanischer Schutzeinrichtung, Personen im potentiell gefährdeten Bereich auf die Gefahrenlage hinzuweisen, wird eine zusätzliche Bereichsabsicherung mittels Lichtschranken vorgeschlagen. Aufgrund des von der Lichtschranke ausgegebenen Signals, wird ein sieht- oder hörbares Zeichen an die im Bereich des Rollenwechslers befindliche Person ausgegeben.
Aus der WO 2005/080241 A2 ist es bekannt, für die Betriebssicherheit im Umfeld großer bewegter Materialrollen eine Bereichsabsicherung vorzusehen. Hierbei wird die Anbringung einer Umzäunung an den Grenzen eines Materialrollen-Lagers vorgeschlagen. Zum Ein- bzw. Ausfördern von Materialrollen in das Lager kann eine Schleuse in der Bereichsabsicherung vorgesehen sein. Im Schleusenbereich wird eine vorzugsweise berührungslos arbeitende Bereichsabsicherung vorgeschlagen, welche beispielsweise über Lichtschranken oder Ultraschallsensoren realisiert werden kann. Durch Anordnung solcher Sensoren in unterschiedlichen Höhen können komplexe Abfrageroutinen realisiert werden, so dass beispielsweise Materialrollen problemlos die Schleuse passieren können, wo hingegen ein unbefugtes Durchqueren der Sensorstrecken einen Alarm auslöst und/oder die Bewegung der Materialrollen stoppt, um Unfälle zu verhindern.
Die EP 08 49 201 A1 betrifft ein Verfahren zum seitlichen Lageerfassen und Positionieren einer Vorratsbahnrolle, wobei die Rollenstärke als auch der jeweilige seitliche Abstand zum Rollenwechsler durch direkt gegenüberliegende Abtastelemente in Form von Sensoren, z. B. Laserstrahl- oder Ultraschallsensoren gemessen und ausgewertet werden. Im Weiteren sind die Abtastelemente mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung für eine Antriebseinheit zum Positionieren der Vorratsbahnrolle verbunden.
In der EP 15 93 630 A2 ist eine Vorrichtung zum Vorbereiten einer zu einer Vorratsrolle gewickelten Materialbahn offenbart, welche ein Lager zum Unterstützen und Drehen der Vorratsrolle um eine Längssache aufweist. Sensoren dienen dem Erfassen des Radius der Vorratsrolle während der Drehbewegung. Parallel zur Längssache der Vorratsrolle sind mehrere, den Radius erfassende Sensoren angeordnet.
Die in den vorgenannten Schriften beschriebenen, berührungslos wirkenden Vorrichtungen dienen der Erfassung der Lage oder der Abmessungen einer Rolle im Bereich der automatischen Rollenbestückung an einem Rollenwechsler und erfüllen keine Schutz- oder Sicherungsfunktion.
Aus der DE 31 34 815 C2 ist eine berührungslos wirkende Flächensicherung, beispielsweise für die Absicherung bzw. Überwachung von Schaufenstern bekannt. Die Flächensicherung weist entlang einer Seite der abzusichernden Fläche eine über ihre gesamte Länge Strahlung emittierende Quelle auf. Entlang der gegenüberliegenden Seite ist eine reflektierende Leiste angeordnet. Die Strahlung wird vorwiegend in der durch die Quelle und die reflektierende Leiste aufgespannten Ebene reflektiert. An den beiden Enden der Strahlungsquelle ist jeweils ein Strahlungsdetektor vorgesehen, der mit einer Auswerteschaltung verbunden ist. Diese Flächensicherung kann als Durchgangssicherung beispielsweise in gefährdeten Bereichen verwendet werden, indem zwischen zwei Stäben ein Lichtvorhang aufgebaut wird, bei dessen Unterbrechung ein Signal ausgelöst wird. Nachteilig bei dieser Gefahrenbereichsabsicherung ist, dass sie nur eine einfache Schutzfunktion übernehmen kann.
Aus der DE 199 38 639 B4 ist eine Vorrichtung zur Absicherung eines Gefahrenbereichs, insbesondere des Gefahrenbereichs einer automatisiert arbeitenden Maschine bekannt, welche erste Mittel zum Erzeugen einer optisch überwachten, virtuellen Barriere und zweite Mittel zum Erzeugen eines Schaltsignals zum Anhalten der Maschine bei Durchbrechen der Barriere umfasst. Die ersten Mittel weisen eine Bildaufnahmeeinheit sowie ein definiertes Ziel auf, dessen Abbild durch die Bildaufnahmeeinheit aufgenommen und durch eine Vergleichseinheit (zweite Mittel) mit einer für ein Referenzbild charakteristischen Größe verglichen wird. Das definierte Ziel ist ein strukturiertes, kontrastreiches Muster, welches Positionsmarken zum Bestimmen einer aktuellen Position beinhaltet. Mit einem punktförmigen Muster gemäß eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung ist die Erzeugung einer virtuellen Barriere möglich, deren Form in etwa derjenigen einer Lichtschranke entspricht. Alternativ hierzu können jedoch eine Vielzahl von punktförmigen Mustern zu einem linienförmigen Muster aneinander gereiht werden. Diese Vorrichtung erfüllt lediglich eine Schutzfunktion. Die Auswertung und der Vergleich der aufgenommenen Bilder mit dem Referenzbild ist aufwendig.
Die DE 296 02 098 U1 bezieht sich auf einen Rollenwechsler in einer Rollenrotationsdruckmaschine zum Einbringen einer auf Rollen aufgewickelten Bedruckstoffbahn in ein Druckwerk der Rollenrotationsdruckmaschine. Der den Rollenwechsler umgebenden Bereich wird durch mindestens einen Sensor, insbesondere einen optischen Sensor, z. B. eine Kamera überwacht, welche an einen Bilderkennungsrechner angeschlossen ist. Im Bilderkennungsrechner erfolgt ein Vergleich zwischen einem erfassten Ist-Bild des Bereiches und einem gespeicherten Soll-Bild oder einer Sequenz von Soll-Bildern. Bei Abweichungen wird durch eine Signalerzeugungsvorrichtung ein Warn- oder Alarmsignal erzeugt. Zu dem mindestens einen Sensor können auch Trittmatten, Kontaktleisten, Lichtschranken o. ä. berührungslos wirkende Schutzvorrichtungen gehören, welche zur Lieferung von Teilinformationen oder zur Steuerung oder Aktivierung des Sensors dienen. Die in dieser Schrift offenbarte Lösung ermöglicht eine Überwachung des Bereichs des Rollenwechslers, wodurch ein selektiver Schutz realisiert wird, indem bekannte Objekte erkannt werden und deren Eindringen in den Bereich ohne Auslösen von Warn- oder Alarmsignalen ermöglicht wird. Allerdings kann die Bilderkennung leicht durch subjektive Faktoren im überwachten Bereich beeinflusst werden, z. B. eine abweichende Stellung eines aus dem Soll-Bild als bekannt zu erkennenden Objektes auf einem erfassten Ist-Bild, was zu Störungen oder Fehlfunktion führen kann.
Die DE 100 26 305 A1 beschreibt eine optoelektronische Vorrichtung zur Überwachung eines Schutzbereiches mit zumindest einer berührungslos wirkenden Schutzeinrichtung, welche eine Auswerteeinheit zum Erzeugen eines Gegenstandfeststellungssignals beim Eindringen eines Objektes in den Schutzbereich aufweist. Die berührungslos wirkende Schutzeinrichtung kann ein Lichtgitter sein, welches eine Lichtstrahlen aussendende Sendeeinheit, eine die Lichtstrahlen empfangende Empfangseinheit und eine mit der Empfangseinheit verbundene Auswerteeinheit umfasst. Zur Ausführung einer Zusatzfunktion neben der Schutzfunktion ist die berührungslos wirkende Schutzeinrichtung mit einer Bilderfassungseinheit zum Erfassen eines sekundären Überwachungsbereichs gekoppelt, welcher nahe am Schutzbereich, jedoch außerhalb des Schutzbereiches liegt. Diese sogenannte Muting-Funktion gestattet die kurzzeitige Deaktivierung der berührungslos wirkenden Schutzeinrichtung zum Eindringen erkannter Objekte in den Schutzbereich ohne Erzeugen eines Gegenstandsfeststellungssignals. Die Muting-Funktion ist durch die Bilderfassungseinheit realisiert, welche die in den sekundären Überwachungsbereich eindringenden Objekte erfasst, wobei ein Unterscheiden zwischen zulässigen und unzulässigen Objekten erfolgt. Eine Klassifizierung der erfassten Objekte ist möglich. Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass die Erkennung bekannter Objekte nicht immer zuverlässig funktioniert. Außerdem ist die Einrichtung einer zusätzlichen Bilderfassungseinheit mit Mehraufwand und finanziellen Ausgaben verbunden.
Aus der DE 10 2005 030 829 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Lichtgitters bekannt, bei dem aus der sequentiellen Unterbrechung der Lichtstrahlen mit abgespeichertem Referenzverhalten ein Schaltsignal erzeugt wird.
Bei der DE 10 2004 038 906 A1 wird vorgeschlagen, zusätzlich zu einem Lichtgitter eine Marke auf einem Objekt an eine Auswerteeinrichtung zu übertragen.
Bei der DE 295 00 873 U1 wird die Reihenfolge der Unterbrechung der Lichtstrahlen eines Lichtgitters erfasst, um zulässige Gegenstände oder z.B. Personen zu unterscheiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gefahrenbereichsabsicherung für den Bereich der automatischen Rollenbestückung an einem Rollenwechsler zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine verbesserte Gefahrenbereichsabsicherung basierend auf berührungslos wirkenden Schutzmechanismen für den Bereich der automatischen Rollenbestückung an einem Rollenwechsler zur Verfügung zu stellen, die auch bei verschiedenen Rollendurchmessern und dem Abtransport von Resthülsenbehältern eine permanente Absicherung des gesicherten Bereichs gewährleistet.
Die Gefahrenbereichsabsicherung weist eine berührungslos wirkende Schutzeinrichtung auf, welche mit einer Auswerteeinheit verbundenen ist. Die Schutzeinrichtung ist als Lichtgitter ausgebildet, welches mehrere zueinander parallel verlaufende Lichtstrahlen aufweist. Die Auswerteeinheit erfasst die Reihenfolge der Unterbrechung der Lichtstrahlen beim Ein- und/oder Ausfahren irgendeines Objektes und kann daraus ein bekanntes Objekt erkennen und in vorbestimmten Fällen die Schutzeinrichtung deaktivieren.
Die Vorteile der Erfindung sind insbesondere darin zu sehen, dass die Schutzeinrichtung neben einer Schutzfunktion auch eine Muting-Funktion aufweist, was den Aufwand für das Einrichten einer zusätzlichen Vorrichtung für die Muting-Funktion erspart.
Eine sogenannte Muting-Funktion gestattet zeitlich begrenzte Deaktivierung von Teilen einer Sicherheitseinrichtung oder der gesamten Sicherheitseinrichtung. Vorzugsweise wird dabei das Eindringen von Objekten zugelassen ohne die Sicherheitseinrichtung zu betätigen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Lichtstrahlen gleichmäßig voneinander beabstandet und verlaufen geneigt zur Waagerechten, wobei die Lichtstrahlen in anderen Ausführungsformen auch waagerecht verlaufend und die Fläche des Lichtgitters geneigt zur Senkrechten angeordnet werden können.
Mindestens ein oberhalb des bekannten Objektes verlaufender Lichtstrahl des Lichtgitters kann vorteilhafterweise permanent aktiv sein, um das Eindringen einer Person oder eines nicht zugelassenen Objektes in den gesicherten Bereich der automatischen Rollenbestückung am Rollenwechsler auch dann zu erkennen, wenn diese zusammen mit dem bekannten und für den Eintritt zugelassenen Objekt bei deaktivierter Schutzeinrichtung in den gesicherten Bereich eindringen.
Das bekannte und für den Eintritt zugelassene Objekt kann z. B. eine Materialrolle, ein Resthülsenbehälter oder ein fahrerloses Transportfahrzeug sein. Unabhängig davon kann die Gefahrenbereichsabsicherung zusätzlich mindestens zwei Fotozellen für Muting, z. B. Reflexionsfotozellen aufweisen, welche mit der Auswerteeinheit verbunden sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind insbesondere vier Reflexionsfotozellen als Muting-Gruppe (je zwei vor bzw. nach dem Lichtgitter) eingebaut. Damit können Objekte, insbesondere Resthülsenbehälter anhand eines z.B. seitlich darauf aufgeklebten Reflexionsstreifens erkannt und die Muting- Funktion aktiviert, bzw. die Schutzeinrichtung deaktiviert werden. Dies kann insbesondere beim Abtransportieren der Resthülsenbehälter nötig sein, die im Vergleich zu den Rollen eine andere Form aufweisen. Sind beispielsweise in der Auswerteeinheit lediglich Rollen als bekannte Objekte implementiert (wegen der Form und der einfachen Auswertung der Unterbrechungsreihenfolge der Lichtstrahlen), so kann die Muting-Funktion per Reflexionsstreifen am Resthülsenbehälter vorgenommen werden. Der Abtransport der Resthülsenbehälter erfolgt häufig mit führerlosen Transportfahrzeugen (AGV = automatic guided vehicle). Diese müssen zum Passieren des Sicherheitsbereiches ebenfalls mit Reflexionsstreifen für Muting versehen werden oder in der Auswerteeinheit muss eine entsprechende Unterbrechungsreihenfolge der Lichtstrahlen des Lichtgitters bekannt sein, um das AGV als bekanntes, für den Eintritt in den Sicherheitsbereich zugelassenes Objekt zu erkennen.
Zur Absicherung des geschützten Bereichs gegen Eindringen von Personen oder Objekten zusammen mit dem bekannten Objekt bei deaktivierter Schutzeinrichtung kann die Gefahrenbereichsabsicherung eine zweite permanent aktive, berührungslos wirkende Schutzeinrichtung aufweisen, welche mindestens zwei Lichtstrahlen umfasst, die sich in geringem Abstand oberhalb vom bekannten Objekt kreuzen und in ihrem weiteren Verlauf dicht am bekannten Objekt vorbeigeführt werden. Diese beiden Lichtstrahlen verlaufen somit nur wenige Millimeter bis einige Zentimeter parallel beabstandet zu gedachten Tangenten, die an der oberen Hälfte des bekannten Objektes anliegen. Die unteren Enden der beiden Lichtstrahlen befinden sich dadurch deutlich unterhalb der Oberkante des bekannten Objektes und können je nach gewähltem Anstellwinkel nahe der Achsebene des bekannten Objektes liegen.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die zweite permanent aktive, berührungslos wirkende Schutzeinrichtung eine zuverlässige, permanente Gefahrenbereichsabsicherung realisiert werden kann, auch wenn das bekannte Objekt eine Rolle ist, welche einen größeren Rollendurchmesser aufweist. Der Strahlenverlauf gestattet weder ein unbeabsichtigtes Überlaufen noch ein unbeabsichtigtes Unterlaufen der Strahlen der zweiten Schutzeinrichtung. Ein Unterlaufen der Strahlen ist allenfalls möglich, wenn sich Personen in einem stark gebückten Zustand bewegen. Aber auch die beste Schutzeinrichtung kann nur in einem begrenzten Maße gegen alle Eventualitäten bzw. gegen bewusste Umgehung schützen. Es kann nicht ihre Aufgabe sein, ein mutwilliges Eindringen in jedem Fall sicher zu verhindern.
Als weiterer Vorteil der Erfindung ist zu nennen, dass die Schutzvorrichtung direkt am Rollenwechsler befestigt werden kann. Somit werden im Unterschied zu den vorbekannten Lösungen, welche einen oberhalb der Rolle angeordneten, Befestigungspunkt benötigen, keine zusätzlichen, außerhalb des Rollenwechslers liegende Befestigungspunkte benötigt.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfassen die berührungslos wirkende Schutzeinrichtung und/oder die zweite permanent aktive, berührungslos wirkende Schutzeinrichtung je Lichtstrahl einen Sender und einen Empfänger. Es sind jedoch auch Ausführungen möglich, bei denen die Schutzeinrichtungen für sämtliche Lichtstrahlen genau einen Sender, einen Empfänger und mehrere Umlenkspiegel umfassen.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kommen bei den genannten Schutzeinrichtungen Einweg-Lichtschranken zum Einsatz, bei denen Sender und Empfänger einander gegenüberliegend, in voneinander getrennten Gehäusen, angeordnet sind. Als besonders zweckmäßig hat sich die Verwendung von Reflexions-Lichtschranken für die genannten Schutzeinrichtungen erwiesen. Bei diesen Ausführungsformen ist eine kombinierte Sende- und Empfangseinheit einem Reflektor gegenüberliegend angeordnet. Die ausgesandten Lichtstrahlen werden über den Reflektor zur Empfangseinheit zurückgeworfen.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Position von Sender, Empfänger, Reflektor bzw. Umlenkspiegel veränderbar ist. Auf diese Weise kann eine Anpassung an unterschiedliche als bekannt und für den Zugang in den abgesicherten Bereich zugelassene Objekte erfolgen. In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders günstig erwiesen, die Gefahrenbereichsabsicherung mit einem Sensor zum Erfassen der Abmessungen des bekannten Objektes auszustatten.
Besonders für die ordnungsgemäße Funktionsweise der zweiten permanent aktiven, berührungslos wirkenden Schutzeinrichtung muss sichergestellt werden, dass die Strahlen das bekannte Objekt nicht berühren, da die den Gefahrenbereich während des Ein- und/oder Ausfahrens eines bekannten Objektes bei inaktiver erster Schutzeinrichtung absichern soll. Die zweite Schutzeinrichtung darf demnach nicht ausgelöst werden, wenn das bekannte Objekt die Zugangsgrenzen durchfährt. Durch die Anpassbarkeit an verschiedene Objekte wird gewährleistet, dass sich die Strahlen immer außerhalb des vom bekannten Objekt durchfahrenen Bereiches befinden.
Von Vorteil ist es, wenn bei einer nochmals weitergebildeten Ausführungsform, der Sensor mit einer Stelleinrichtung verbunden ist. Die Stelleinrichtung dient dabei zur automatischen Anpassung von Sender, Empfänger, Reflektor bzw. Umlenkspiegel an das bekannte Objekt. Durch die Verwendung einer derartigen Stelleinrichtung ist sichergestellt, dass ständig eine Neupositionierung von Sender, Empfänger, Reflektor bzw. Umlenkspiegel entsprechend den erfassten Abmessungen des bekannten Objektes erfolgt. Natürlich ist es auch möglich, eine manuelle Positionierung vorzunehmen. Hierzu könnte man sich vorstellen, dass am Rollenwechsler eine entsprechende Skala angebracht ist, die das manuelle Positionieren erleichtert.
Als vorteilhaft hat sich diese Gefahrenbereichsabsicherung für eine Rolle mit einem Rollendurchmesser bis 1 .524 mm erwiesen. Bei derart großen Rollen konnte mit herkömmlichen Schutzeinrichtungen kein ausreichender Schutz mehr erfolgen, da die Lichtstrahlen der zweiten Schutzeinrichtung bereits von kleineren Personen, die sich nur leicht bücken, unterlaufen werden können.
Die Gefahrenbereichsabsicherung kann auch eine Fotozelle umfassen, welche innerhalb des abgesicherten Bereichs zur Positionierung einer Rolle oder eines fahrerlosen Transportfahrzeuges in einer Startposition angeordnet ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschreiben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine prinzipielle Anordnung einer Gefahrenbereichsabsicherung für den Bereich der automatischen Rollenbestückung;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Rollenwechslers mit einer Gefahrenbereichsabsicherung;
Fig. 3a eine Prinzipdarstellung einer Gefahrenbereichsabsicherung für den Bereich der automatischen Rollenbestückung;
Fig. 3b eine Prinzipdarstellung einer abgewandelten Gefahrenbereichsabsicherung; Fig. 3c ein Lichtgitter für eine berührungslos wirkende Schutzeinrichtung einer Gefahrenbereichsabsicherung für den Bereich der automatischen Rollenbestückung mit einer zweiten permanent aktiven, berührungslos wirkenden Schutzeinrichtung;
Fig. 4 eine Vorderansicht einer Ausführungsform der Gefahrenbereichsabsicherung für den Bereich der automatischen Rollenbestückung mit einer Fotozelle zur Positionierung einer Rolle in einer Startposition.
Fig. 1 zeigt eine Gefahrenbereichsabsicherung für den Bereich der automatischen Rollenbestückung 01 an einem Rollenwechsler 02 (siehe Fig. 2). Die Gefahrenbereichsabsicherung umfasst eine erste, berührungslos wirkende Schutzeinrichtung, die an den Zugangsgrenzen angeordnet ist. Abzusichernde Zugangsgrenzen befinden sich dabei nicht nur an der Rollenzuführseite, sondern auch gegenüberliegend der Rollenzuführseite, falls beide Seiten für Personen frei zugänglich sind. Die erste Schutzeinrichtung umfasst zwei Lichtstrahlen 04, die den von einer Rolle 05 bzw. einem Resthülsenbehälter durchfahrbaren Bereich sichern, wobei die erste Schutzeinrichtung zum Ermöglichen des Ein- und Ausfahrens deaktivierbar ist. Soweit nachfolgend nur von einer in den gesicherten Bereich einzufahrenden Rolle 05 gesprochen wird, bezieht sich dies in gleicher Weise auf einen einzufahrenden Resthülsenbehälter oder fahrerloses Transportfahrzeug und auf die umgekehrten Bewegungsabläufe beim Ausfahren der Rolle 05 oder des Resthülsenbehälters bzw. des fahrerlosen Transportfahrzeugs.
Zum Wechseln der Rolle 05 kann die erste Schutzeinrichtung deaktiviert werden. Die Gefahrenbereichsabsicherung weist weiterhin eine zweite permanent aktive, berührungslos wirkende Schutzeinrichtung zur permanenten Absicherung des Umgebungsbereichs der Rolle 05 auf. Die zweite Schutzeinrichtung umfasst einen Lichtstrahl 07, welcher einen Abstand von 50 mm zum größten (maximal verarbeitbaren Rollendurchmesser) Rollendurchmesser aufweist. Gerade bei größeren Rollendurchmessern hat sich eine derartig ausgeführte zweite Schutzeinrichtung jedoch als nachteilig erwiesen.
Wie Fig. 2 bzw. 3a entnommen werden kann, besteht die Gefahr, dass eine kleinere Person gemeinsam mit der Rolle 05 in den abgesicherten Bereich der Rollenbestückung laufen kann und somit durch sich bewegende Maschinenteile bzw. die bewegte Rolle 05 verletzt werden kann.
Fig. 3b zeigt eine Gefahrenbereichsabsicherung für den Bereich der automatischen Rollenbestückung 01. Die Gefahrenbereichsabsicherung umfasst wiederum eine erste, berührungslos wirkende Schutzeinrichtung an den Zugangsgrenzen mit zwei Lichtstrahlen 04, die den von der Rolle 05 bzw. dem Resthülsenbehälter oder dem fahrerlosen Transportfahrzeug durchfahrbaren Bereich sichern. Zur permanenten Absicherung des Umgebungsbereichs der Rolle 05 dient eine zweite permanent aktive, berührungslos wirkende Schutzeinrichtung. Die zweite Schutzeinrichtung umfasst zwei Lichtstrahlen 07, welche ausgehend von oberhalb der Rolle 05 gelegenen Punkten seitlich an der Rolle 05 vorbei bis in Bodennähe führen. Aus Fig. 3b ist ersichtlich, dass auch eine solcherart ausgeführte Schutzeinrichtung keinen ausreichenden Schutz bieten kann. Dadurch dass die Lichtstrahlen 07 an der Rolle 05 vorbei fast bis zum Boden verlaufen, besteht die Gefahr, dass die Lichtstrahlen 07 von einer Person, welche beispielsweise beim Einlegen neben der Rolle 05 mitläuft, überstiegen werden können.
Fig. 3c zeigt eine Gefahrenbereichsabsicherung für den Bereich der automatischen Rollenbestückung 01. Diese Gefahrenbereichsabsicherung weist im Unterschied zu den bekannten Lösungen ein Lichtgitter 03 für eine berührungslos wirkende Schutzeinrichtung an den Zugangsgrenzen des abgesicherten Bereichs der automatischen Rollenbestückung 01 auf. Das Lichtgitter 03 kann zum Ein- oder Ausfahren von Rolle 05 bzw. Resthülsenbehälter oder fahrerlosem Transportfahrzeug deaktiviert werden. Außerdem ist eine zweite permanent aktive, berührungslos wirkende Schutzeinrichtung zur permanenten Absicherung des Umgebungsbereichs der Rolle 05 vorgesehen, die weiter unten beschrieben wird. An dieser Stelle sei nochmals darauf hingewiesen, dass abzusichernde Zugangsgrenzen sich nicht nur an der Rollenzuführseite, sondern auch gegenüberliegend der Rollenzuführseite befinden können. Schutzeinrichtungen sind an beiden Seiten anzubringen, falls beide Seiten für Personen frei zugänglich sind. Die berührungslos wirkende Schutzeinrichtung sichert in Verbindung mit der Auswerteeinheit jede abzusichernde Zugangsgrenze durch ein Lichtgitter 03 ab.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Lichtgitter 03 durch mehrere zueinander parallel verlaufenden Lichtstrahlen 04 gebildet, welche gleichmäßig um vorzugsweise 40 mm voneinander beabstandet sind und geneigt zur Waagerechten verlaufen. Selbstverständlich kann auch ein anderer Abstand oder unterschiedliche Neigungen gewählt werden. Die Lichtstrahlen 04 können auch waagerecht verlaufend und die Fläche des Lichtgitters geneigt zur Senkrechten angeordnet werden, wobei die Neigung vorzugsweise 15°beträgt.
Den Lichtstrahlen 04 des Lichtgitters 03 sind ein Sender und ein Empfänger zugeordnet, welche an den Endpunkten der Lichtstrahlen 04 positioniert sind. Das Lichtgitter 03 ist mit einer Auswerteeinheit verbunden, welche nicht dargestellt ist. Die Auswerteeinheit erfasst die Reihenfolge der Unterbrechung der Lichtstrahlen 04 beim Ein- und/oder Ausfahren einer Rolle 05 oder ein Resthülsenbehälters bzw. ein fahrerloses Transportfahrzeug und deaktiviert die Gefahrenbereichsabsicherung durch das Lichtgitter 03 bei erkennen eines bekannten Objektes, dem der Zugang in den abgesicherten Bereich gestattet ist.
In der Auswerteeinheit wird ausgewertet, ob die einzelnen Lichtstrahlen 04 des Lichtgitters 03 nacheinander unterbrochen bzw. wieder frei werden. Es ist egal, wie viele bzw. in welchem Bereich die einzelnen Lichtstrahlen 04 unterbrochen werden. Lücken zwischen der Unterbrechung der einzelnen Lichtstrahlen 04 sind aber nicht zulässig.
Unabhängig davon umfasst die Gefahrenbereichsabsicherung noch vier Fotozellen 06 für Muting, insbesondere Reflexionsfotozellen 06, wobei paarweise zwei Reflexionsfotozellen 06 vor und nach dem Lichtgitter 03 angeordnet sind. Diese dienen zum Deaktivieren (Muting) des Lichtgitters 03 bei Erkennen eines bekannten Objektes, insbesondere eines Resthülsenbehälters, welche wegen der Form die Auswertung der Unterbrechungsreihenfolge der Lichtstrahlen erschweren. Des Weiteren sind die Reflexionsfotozellen 06 mit einer nicht dargestellten Auswerteeinheit verbunden. Zum Erkennen sind die Resthülsenbehälter mit Reflexionsstreifen versehen, welche entsprechend der Anordnung der Reflexionsfotozellen 06 auf den Resthülsenbehältern positioniert sind. Das Lichtgitter 03 wird gemutet (ausgeschaltet), wenn die Reflexionsstreifen auf einem Resthülsenbehälter erkannt werden. Nach dem Durchfahren des Resthülsenbehälters durch die Gefahrenbereichsabsicherung empfängt die vierte Reflexionsfotozelle 06 keine Reflexion des Lichtstrahles mehr, sodass dann das Lichtgitter 03 wieder aktiviert wird.
Die Muting-Funktion kann im Falle eines fahrerlosen Transportfahrzeuges mit zwei Reflexionsfotozellen 06 realisiert werden, da das fahrerlose Transportfahrzeug nicht komplett durch das Lichtgitter fährt, sondern nur ein Stück in den Rollenwechsler 02 einfährt, um die Rolle 05 abzulegen. Die erste Reflexionsfotozelle 06 erkennt den Reflexionsstreifen, welcher auf dem Fahrzeug entsprechend der Anordnung der Reflexionsfotozellen 06 positioniert ist, und schaltet das Lichtgitter 03 aus. Wenn die zweite Reflexionsfotozelle 06 keine Reflexion des Lichtstrahles beim Zurückfahren des fahrerlosen Transportfahrzeuges mehr empfängt, wird das Lichtgitter 03 wieder aktiviert.
Die zwei obersten Lichtstrahlen 04 des Lichtgitters 03 bleiben permanent aktiv, um ein Eindringen einer Person oder eines Objektes zusammen mit der Rolle 05 oder dem Resthülsenbehälter in den abgesicherten Bereich der automatischen Rollenbestückung an einem Rollenwechsler 02 bei deaktivierter Gefahrenbereichsabsicherung durch das Lichtgitter 03 vermeiden.
Die zweite permanent aktive, berührungslos wirkende Schutzeinrichtung umfasst mindestens zwei Lichtstrahlen 07, die quer zur Längserstreckung bzw. Achsrichtung der Rolle 05 verlaufen und sich in geringem Abstand oberhalb der Rolle 05 kreuzen und in ihrem weiteren Verlauf dicht an der Rolle 05 bzw. dem Rollenbehälter vorbeigeführt werden. Der Kreuzungspunkt der beiden Lichtstrahlen 07 liegt vorzugsweise nur wenige Zentimeter, z. B. < 15 cm, insbesondere < 8 cm, vorzugsweise < 5 cm, oberhalb der Rollenoberkante und die Lichtstrahlen 07 verlaufen unterhalb des Kreuzungspunktes dann im Abstand von einigen Millimetern, z. B. < 15 mm, insbesondere < 8 mm, vorzugsweise < 5 mm bis zu wenigen Zentimetern an der Rolle 05 vorbei. Die Lichtstrahlen 07 haben damit ihre oberen Endpunkte oberhalb der Rolle 05, jedoch außerhalb der Rollenerstreckung. Die unteren Endpunkte liegen unterhalb der Rollenoberkante, vorzugsweise in einer Höhe die größer als 1/2 des Rollendurchmessers ist und etwa 2/3 bis 3/4 des Rollendurchmessers entspricht.
Aus Fig. 3c ist ersichtlich, dass der Verlauf der beiden Lichtstrahlen 07 weder ein unbeabsichtigtes Überlaufen noch ein unbeabsichtigtes Unterlaufen der Lichtstrahlen 07 gestattet. Ein Unterlaufen der Lichtstrahlen 07 ist allenfalls möglich, wenn sich Personen in einem stark gebückten Zustand bewegen.
Fig. 4 zeigt eine Vorderansicht einer Ausführungsform der Gefahrenbereichsabsicherung für den Bereich der automatischen Rollenbestückung 01 . Im dargestellten Ausführungsbeispiel kommen Reflexionslichtschranken zum Einsatz. Die zweite permanent aktive, berührungslos wirkende Schutzeinrichtung umfasst für jeden Lichtstrahl 07 eine kombinierte Sende- und Empfangseinheit 08. Der Lichtstrahl 07 wird von einem gegenüberliegenden Reflektor 09 zurück zur Sende- und Empfangseinheit 08 geworfen. Diese Strahlführung kann auch bei den Lichtstrahlen 04 des Lichtgitters 03 verwendet werden. Bei der zweiten permanent aktiven Schutzeinrichtung und/oder bei dem Lichtgitter 03 können natürlich auch Einweglichtschranken, bei denen Sender und Empfänger einander gegenüberliegend angeordnet sind, eingesetzt werden. Bei alternativen Ausführungsformen können sämtliche Lichtstrahlen 04; 07 vom Lichtgitter 03 und der zweiten permanent aktiven Schutzeinrichtung jeweils genau einen Sender und einen Empfänger aufweisen. In diesen Fällen werden zur Führung der Lichtstrahlen 04;
07 mehrere Umlenkspiegel benötigt. Als Sender kann eine Infrarotstrahlung oder sichtbares Licht abgebende Leuchtdiode oder Laserdiode und als Empfänger ein Fototransistor zum Einsatz kommen.
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Position der Sende- und Empfangseinheiten
08 sowie der Reflektoren 09 verändert werden kann. Hierzu ist es zweckmäßig, die zweite permanent aktive Schutzeinrichtung mit einem Sensor (nicht dargestellt) zum Erfassen des Rollendurchmessers auszustatten. Der Sensor kann wiederum mit einer Stelleinrichtung (nicht dargestellt) verbunden werden, welche in Abhängigkeit vom erfassten Rollendurchmesser eine automatische Positionierung der Sende- und Empfangseinheiten 08 sowie der Reflektoren 09 vornimmt. Auf diese Weise kann stets eine optimale Führung der Lichtstrahlen 07 sichergestellt werden. Die Position von Sende- und Empfangseinheiten 08 sowie der Reflektoren 09 kann natürlich auch manuell korrigiert werden. In diesem Fall hat es sich als günstig erwiesen, wenn am Rollenwechsler 02 eine entsprechende Skala angebracht ist.
Bei einem Eindringen einer Person oder eines nicht zugelassenen Objektes zusammen mit der Rolle 05 oder dem Resthülsenbehälter in den abgesicherten Bereich der automatischen Rollenbestückung am Rollenwechsler 02 bei deaktiviertem Lichtgitter 03 wird von der Person bzw. dem nicht zugelassenen Objekt wenigstens der Strahlengang eines der Lichtstrahlen 07 unterbrochen. Diese Störung wird vom Empfänger erfasst, in entsprechende Stellsignale umgewandelt, welche ein Abschalten des Rollenwechslers 02 bewirken. Außerdem kann über eine Alarmierungseinrichtung 1 1 ein Alarm in Form eines sichtbaren und/oder akustischen Signals ausgegeben werden.
Die Gefahrenbereichsabsicherung umfasst vorzugsweise weiterhin vier Reflexionsfotozellen 06 für Muting und eine Fotozelle 12, welche innerhalb des abgesicherten Bereichs der automatischen Rollenbestückung am Rollenwechsler 02 zur Positionierung der Rolle 05 in einer Startposition angeordnet und mit einer nicht dargestellten Auswerteeinheit verbunden ist. Die von der vorgelagerten Beschickung kommende Rolle 05 durchfährt die Gefahrenbereichsabsicherung und den Erfassungsbereich der nachfolgenden Fotozelle 12. Die Auswerteeinheit erkennt das Freiwerden der Fotozelle 12 und stoppt den Rollenantrieb. Die Rolle 05 wird durch den Rollenantrieb rückwärts zur Startposition gefahren bis der Lichtstrahl der Fotozelle 12 erneut unterbrochen wird.
In allen Fällen können die Lichtstrahlen auch anstelle von Sende- und Empfangseinheiten und Reflektoren auch von getrennten Sendern und Empfängern sowie ggf. von Spiegeln umgelenkt, erzeugt und/oder empfangen und/oder umgelenkt werden.
Bezugszeichenliste
01 Bereich der automatischen Rollenbestückung, Bereich des Rollentransports
02 Rollenwechsler
03 Lichtgitter
04 Lichtstrahl
05 Rolle
06 Fotozelle, Reflexionsfotozelle
07 Lichtstrahl
08 Sende- und Empfangseinheit; Sender; Empfänger
09 Reflektor; Empfänger, Sender
10 -
1 1 Alarmierungseinrichtung
12 Fotozelle

Claims

Ansprüche
1. Gefahrenbereichsabsicherung für den Bereich eines Rollentransports (01 ) an einem Rollenwechsler (02) mit einer berührungslos wirkenden Schutzeinrichtung an Zugangsgrenzen des Bereiches, welche zum Ein- und/oder Ausfahren eines bekannten Objektes deaktivierbar ist, und mit einer Auswerteeinheit, wobei die Schutzeinrichtung als Lichtgitter (03) ausgebildet ist, welches mehrere zueinander parallel verlaufenden Lichtstrahlen (04) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit Mittel zum Erfassen der Reihenfolge der Unterbrechung der Lichtstrahlen (04) beim Ein- und/oder Ausfahren irgendeines Objektes besitzt und anhand dieser Reihenfolge ein bekanntes, für den Zugang zum Gefahrenbereich zugelassenes Objekt erkennt und die Schutzeinrichtung in diesem Fall deaktiviert und dass die Gefahrenbereichsabsicherung zusätzlich eine zweite berührungslos wirkende Schutzeinrichtung umfasst, welche permanent aktiv ist.
2. Gefahrenbereichsabsicherung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das bekannte Objekt eine Rolle (05), ein Resthülsenbehälter oder ein fahrerloses Transportfahrzeug ist.
3. Gefahrenbereichsabsicherung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtstrahlen (04) gleichmäßig voneinander beabstandet sind.
4. Gefahrenbereichsabsicherung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand 40 mm beträgt.
5. Gefahrenbereichsabsicherung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtstrahlen (04) waagerecht verlaufen.
6. Gefahrenbereichsabsicherung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche des Lichtgitters (03) geneigt zur Senkrechten angeordnet ist.
7. Gefahrenbereichsabsicherung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtstrahlen (04) geneigt zur Waagerechten verlaufen.
8. Gefahrenbereichsabsicherung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung 15° beträgt.
9. Gefahrenbereichsabsicherung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein oberhalb des bekannten Objektes verlaufender Lichtstrahl (04) des Lichtgitters (03) permanent aktiv ist.
10. Gefahrenbereichsabsicherung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin mindestens zwei Fotozellen (06) für Muting umfasst, welche mit der Auswerteeinheit verbunden sind.
1 1 . Gefahrenbereichsabsicherung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Gefahrenbereichsabsicherung mindestens zwei quer zur Längserstreckung des bekannten Objektes verlaufende Lichtstrahlen (07) aufweist,
12. Gefahrenbereichsabsicherung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige oberer Endpunkt der Lichtstrahlen (07) oberhalb der Oberkante des bekannten Objektes liegt.
13. Gefahrenbereichsabsicherung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige untere Endpunkt der Lichtstrahlen (07) unterhalb der Oberkante des bekannten Objektes liegt.
14. Gefahrenabsicherungsbereich nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die Lichtstrahlen (07) oberhalb des bekannten Objektes kreuzen und in ihrem weiteren Verlauf an dem bekanten Objekt vorbeigeführt werden.
15. Gefahrenbereichsabsicherung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lichtstrahlen (07) parallel beabstandet zu gedachten Tangenten verlaufen, die an der oberen Hälfte des bekannten Objektes anliegen.
16. Gefahrenbereichsabsicherung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige untere Endpunkt der Lichtstrahlen (07) oberhalb der Hälfte des bekannten Objektes angeordnet ist.
17. Gefahrenbereichsabsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Lichtstrahl (04; 07) ein Sender und ein Empfänger zugeordnet ist, welche an den Endpunkten des Lichtstrahls (04; 07) positioniert sind.
18. Gefahrenbereichsabsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzeinrichtungen jeweils für alle Lichtstrahlen (04; 07) genau einen Sender, einen Empfänger und mehrere Umlenkspiegel umfassen.
19. Gefahrenbereichsabsicherung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass Sender und Empfänger einander gegenüberliegend angeordnet sind.
20. Gefahrenbereichsabsicherung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine kombinierte Sende- und Empfangseinheit (08) einem Reflektor gegenüberliegend angeordnet ist.
21 . Gefahrenbereichsabsicherung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Position von Sender, Empfänger, Reflektor und/oder Umlenkspiegel veränderbar ist.
22. Gefahrenbereichsabsicherung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzeinrichtungen einen Sensor zum Erfassen der Abmessungen des bekannten Objektes umfasst.
23. Gefahrenbereichsabsicherung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor mit einer Stelleinrichtung verbunden ist, wobei die Stelleinrichtung zur automatischen Anpassung von Sender, Empfänger, Reflektor bzw. Umlenkspiegel an dem bekannten Objekt dient.
24. Gefahrenbereichsabsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das bekannte Objekt eine Rolle (05) mit einem Durchmesser > 450 mm ist.
25. Gefahrenbereichsabsicherung nach Anspruch 1 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefahrenbereichsabsicherung eine Fotozelle (12) umfasst, welche innerhalb des abgesicherten Bereichs angeordnet und eine Positionierung der Rolle (05) oder ein fahrerloses Transportfahrzeug in einer Startposition ermöglicht.
EP09781152A 2008-10-14 2009-07-28 Gefahrenbereichsabsicherung für den bereich der automatischen rollenbestückung an einem rollenwechsler Active EP2346762B1 (de)

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