EP3584400B1 - Schutztür oder schutztor und verfahren zum betreiben einer schutztür oder eines schutztores - Google Patents

Schutztür oder schutztor und verfahren zum betreiben einer schutztür oder eines schutztores Download PDF

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EP3584400B1
EP3584400B1 EP19180611.6A EP19180611A EP3584400B1 EP 3584400 B1 EP3584400 B1 EP 3584400B1 EP 19180611 A EP19180611 A EP 19180611A EP 3584400 B1 EP3584400 B1 EP 3584400B1
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EP
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closing
closing element
distance range
protective device
operating mode
Prior art date
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Hans-Jürgen Dressler
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ITW Industrietore GmbH
Original Assignee
ITW Industrietore GmbH
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Publication date
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    • E06B9/80—Safety measures against dropping or unauthorised opening; Braking or immobilising devices; Devices for limiting unrolling
    • E06B9/82—Safety measures against dropping or unauthorised opening; Braking or immobilising devices; Devices for limiting unrolling automatic
    • E06B9/88—Safety measures against dropping or unauthorised opening; Braking or immobilising devices; Devices for limiting unrolling automatic for limiting unrolling
    • E06B2009/885—Braking mechanism activated by the bottom bar

Definitions

  • the present disclosure relates to a protective device in the form of a protective door or gate.
  • the present disclosure relates to so-called machine protection gates and/or machine protection doors.
  • Such protective devices are used, for example, to securely close access to machines and systems and to release them if necessary.
  • a method for operating a door system is known, with at least one actuatable door element, at least one door drive for opening and closing the door element and a control unit for controlling the door drive, with a surveillance area in front of the door element being recorded by means of at least one stereoscopic camera system, with object recognition the control unit detects objects in the monitored area by evaluating the camera recordings and controls the door element taking into account a detected object in the monitored area.
  • the monitoring area is divided into a restricted area and a warning area in front of the restricted area.
  • the detection of an object in the restricted area or warning area triggers different actions.
  • a method for controlling a door arrangement is known, with a door leaf which is guided laterally in guides and driven by a drive device between an open and a closed position in a door closing plane of a door opening and can be moved back and forth, the door arrangement having a Has a safety device that monitors a monitoring area that is offset parallel to the door closing level in front of the door opening, and executes a fault routine if an object is detected in the monitoring area and there is a risk of the object colliding with the door leaf.
  • the safety device has a light grid system arranged in a vertical plane, which has light barriers at a first distance from one another in a first section and light barriers at a second distance from one another in a second section, which is smaller than the first distance. Accordingly, smaller objects can be detected in the second section than in the first section.
  • the present disclosure relates to so-called high-speed gates and doors.
  • This generally includes gates and doors that have a closing speed of more than 0.5 m/s.
  • this is not to be understood as limiting.
  • the present disclosure relates, at least in exemplary embodiments, to so-called industrial doors, ie to doors for industrial use.
  • a goal can have a width of 2.50 m and a height of 3 m.
  • Doors and gates to which the present disclosure relates are provided with a drive to open and close.
  • the closing elements (comparable to a door leaf) can have a plurality of (inherently) rigid segments/links, a web that can be wound up and/or an armor that can be wound up. Combinations of these are also conceivable.
  • Doors and gates in the industrial environment are subject to various safety regulations, such as the so-called accident prevention regulations.
  • various scenarios are conceivable that must be avoided at all costs.
  • One scenario is the collision of an object with the closed gate.
  • Another scenario is an object being trapped by a closing gate. Both Scenarios can lead to production downtime, damage and even health problems.
  • safety devices are prescribed in the industrial environment, which in particular monitor a closing gate/door in order to prevent entrapment and/or other collisions with moving parts of the gate. At least for certain applications, it is prescribed to monitor a so-called closing edge of the closing gate for collisions and/or impending collisions. In the event of an undesirable condition (an alarm), the gate should be reopened as soon as possible. This process is called reversing.
  • the present invention is based on the object of specifying a protective device in the form of a protective door or a protective gate for a plant, which enables high productivity and in particular reduces downtimes and/or alarm times due to false alarms.
  • the protective device should nevertheless comply with applicable safety regulations.
  • the protective device should be safely operable.
  • the protective device should enable rapid operation, ie high closing speeds, of the gate or door.
  • an advantageous use of a protective gate is to be specified.
  • a method for operating a protective device in the form of a protective door or a protective gate is to be specified.
  • the object of the invention is achieved by a protective device in the form of a protective door or a protective gate for a plant, in particular a production plant, according to claim 1 .
  • the control device now differentiates between at least two states in which there is a potential risk of collision.
  • the first distance range which is a close range, for example, a corresponding alarm is issued immediately, so that the gate/door—more precisely, the respective closing element—can quickly stop and reverse.
  • the second spacing region which is in front of the first spacing region, the closing element is not yet stopped or reversed. Instead, the speed of the closing closing element is reduced somewhat, so that, for example, when the foreign object penetrates into the first distance range, the closing element can still be stopped and reversed safely.
  • the first operating mode is associated with the first distance range and the second operating mode is associated with the second distance range. Accordingly, the first operating mode is a stop and reverse mode. Accordingly, the second mode of operation is a reduced speed mode. It goes without saying that there can also be a normal operating mode (normal operating mode) in addition to the first operating mode and the second operating mode.
  • the drive is in normal operating mode when the closing element closes operated if no foreign object was detected in the monitored safety zone.
  • the closing element is monitored primarily during the closing process of the protective device.
  • the monitoring device is not used for regular opening processes during normal operation of the protective device. Additional facilities are provided for this purpose.
  • the monitoring device and the control device form a safety device that is provided in addition to other control elements, sensors, interfaces and the like.
  • the control device can also be used to control other functions in addition to the safety function.
  • the protective device is preferably used as a protective machine gate or protective machine door.
  • the upstream connection of the second distance range enables, so to speak, an early detection of an impending collision, without this necessarily leading to the closing element stopping and reversing. At the same time, there is a high level of security against pinching and collisions.
  • the guard When used as a machine guard gate or machine guard door, the guard regularly monitors one side (usually the outside) of the two sides (inside, outside) that are interconnectable through the guard. It goes without saying that applications are also conceivable in which not only the outside but also the inside is monitored in order to detect movements or foreign objects in both directions.
  • the closing element can be moved not only between a fully open and a fully closed position. Intermediate positions are also conceivable.
  • additional safety monitoring is provided in the closing level.
  • This can be a light barrier or a light grid.
  • the light barrier/light grid can be designed based on transmitters and receivers for visible light. Alternatively, however, the use of transmitters and receivers for non-visible light (infrared light or the like) is also conceivable. Furthermore, configurations of sensors that use laser beams for monitoring are also conceivable.
  • a blow bar enables contact-based monitoring of the closing edge for collisions.
  • the closing level is generally the opening of the gate or door. It goes without saying that the closing plane does not necessarily have to be completely flat. Accordingly, "curved" closing planes are also conceivable.
  • the first operating mode and the second operating mode are usually movement modes.
  • the closing element reverses as quickly as possible in the first operating mode, that is to say is opened again as quickly as possible. Accordingly, it is not just about stopping the closing element in a specific position.
  • the second operating mode differs from a normal operating mode by a reduced closing speed/drive speed of the closing element.
  • the drive is preferably operated in the first operating mode and/or in the second operating mode as a function of a current position (in particular of the closing edge) of the closing element. If accordingly upon penetration a foreign object in the second distance range, it is determined that the door is still sufficiently open, the reaction can be fundamentally different than in a situation in which it is determined that the closing element of the door has already been moved more in the direction of the closed position.
  • a current height or vertical position of the foreign object can be used and taken into account for this evaluation, particularly in the case of a vertically closing door.
  • a width of the foreign object can accordingly be taken into account.
  • the monitoring device can detect not only the presence of a foreign object but, if possible, also other geometric information (height and/or width, etc.).
  • the first distance range is a close range, with the second distance range being a far range.
  • the close range can also include the closing plane, at least a part of it. At least the area close to the closing plane is adjacent. The far range is further away from the closing plane than the close range.
  • dimensions of the first spacing area and/or the second spacing area are additionally defined as a function of a position of the closing element.
  • a height and/or width of the foreign object can also be taken into account for this.
  • the control device is set up for this purpose.
  • a control algorithm can be optimized to minimize alarm times and false alarms as much as possible.
  • a goal may be to make the first range (close range) as small as possible to minimize the occurrence of alarm conditions/false alarms.
  • the first mode of operation is a stop and reverse mode. This is primarily used to avoid collisions or as anti-trap protection.
  • the control device is designed to move the closing element in the second operating mode at a reduced closing speed. In this way, alarms that lead to reversing are avoided. Nevertheless, the reduced closing speed creates options for reacting in the event that the foreign object moves closer to the closing level. However, productivity can be maintained to a high degree.
  • the control device is designed to determine the closing speed of the closing element to be defined in the second operating mode as a function of a detected speed of a foreign object.
  • the detected speed of the foreign object can be a speed component in the direction of the closing element or in the direction of the closing plane.
  • the closing speed of the closing element can be selected such that the closing element can still safely reverse when the foreign object comes closer to the closing plane and penetrates into the first distance range (close range).
  • the control device can be designed to at least approximately determine a movement vector of the foreign object on the basis of the sensor data provided by the monitoring device.
  • the control device is designed to define the closing speed of the closing element in the second operating mode as a function of a current position of the closing element. So if the "gap" between the closing edge of the closing element and the foreign object is still large enough, under certain circumstances only a slight delay (or no delay at all) in the closing speed of the closing element is sufficient to prevent the foreign object from penetrating into the close range (first Distance range) to be able to react.
  • the distance ranges are defined in relation to the closing edge of the closing element. If necessary, the movement (closing speed) of the closing element is also taken into account.
  • the distance areas can be “discs” or “cuboids”, i.e. volumes that are defined in advance of the closing plane. It is also conceivable to define the distance ranges via vertical planes, each of which represents a boundary between 2 ranges.
  • the distance ranges are based on the situation. It is thus conceivable to define an (individual) close range and an (individual) far range for a detected foreign object depending on its characteristics. This can take place as a function of a detected position, shape and/or a movement vector of the foreign object. Furthermore, the distance ranges can also be made dependent on the current position of the closing edge of the closing element. In other words, the distance ranges are not necessarily static.
  • this may include a fixed distance X from the closure plane for the first range of spacing and a fixed distance Y from the closure plane for the second range of spacing, with the "depth" of the second range of spacing equal to the value of Y-X. Both spacer areas can be aligned essentially parallel to the closing plane.
  • the protective device also has a position determination unit for the closing element, in particular for the closing edge, with the control device being designed to operate the drive for the closing element as a function of a position signal.
  • a position determination unit for the closing element in particular for the closing edge
  • the control device being designed to operate the drive for the closing element as a function of a position signal. This can be a further safety device.
  • Such a position determination unit can, on the one hand, detect the current position (actual position) of the closing edge. This is a current height for a vertically closing gate.
  • the determined position can be used by the control device in order to operate the drive for the closing element, in particular in the second operating mode, in such a way that false alarms, alarms and associated downtimes of the system are avoided.
  • the determined position can also be used to define the distance ranges. The distance ranges can accordingly (additionally if necessary) depending on the actual position of the closing edge.
  • the position determination unit includes a light grid that monitors the closing plane that can be closed by the closing element in order to determine the position of the closing element. In this way, an undesired intrusion of foreign objects into the closing plane can also be detected via the position determination unit.
  • the position determination unit and the monitoring device for monitoring the safety zone in front of the closing level can be combined to further increase operational safety.
  • the position determination unit has encoders or similar sensors that enable the position of the closing edge to be determined on the basis of drive information, for example on the basis of a rotation angle of a drive shaft and/or a winding shaft for the closing element. In this way, the position of the closing edge can be determined indirectly, but nevertheless with sufficient accuracy.
  • control device is also designed to stop and/or reverse the closing element on the basis of signals provided by the position determination unit if a foreign object is detected in a monitoring area of the position determination unit. In this way, an (additional) anti-trap protection is guaranteed.
  • a blow bar is arranged on the closing edge of the closing element, which has at least one contact sensor, and the control device is designed to stop or reverse the closing element if contact with a foreign object has been detected via the contact sensor .
  • a blow bar requires physical contact with a foreign body in order to receive a signal to reverse of the gate to issue. Nevertheless, the protection against pinching can also be increased in this way.
  • control device is designed to control the drive on the basis of data provided by the monitoring device, depending on whether a detected foreign object is in a first distance range, a second distance range, or a third distance range , to operate selectively in a first mode of operation, a second mode of operation, or in a third mode of operation.
  • first far range precedes the close-up range.
  • the second remote area is in front of the first remote area.
  • the third mode of operation is associated with the second long range (third distance range).
  • the second operating mode is associated with the first long range (second distance range).
  • the first operating mode is assigned to the close range (first distance range).
  • the control device can now be designed to close the closing element at a speed that is reduced compared to the normal operating mode when a foreign object has been detected in the third distance range. If it is determined that the foreign object penetrates into the second distance range, the control device can further reduce the closing speed of the closing element. If it is now determined that the foreign object also penetrates into the first distance range, the control device can reverse the drive in order to reverse the closing element.
  • a type of characteristic map is provided, so that the closing speed depends on the distance from the foreign object (and possibly depending on other values, such as the shape of the foreign object, the current position of the closing edge, etc.) is adjusted continuously or quasi-continuously.
  • the number of distance ranges can be further increased in order to bring about a continuous adaptation of the closing speed if necessary.
  • the at least one sensor unit of the monitoring device is designed as a laser scanner or image detection sensor, which is designed to monitor an area in front of the closing level, and in an area monitored by the sensor unit, at least the first distance area and the second distance range is defined.
  • the sensor unit can be used to monitor a number of distance ranges and, if necessary, also to record information about the shape and/or the movement characteristics of the foreign object.
  • the imaging sensor can be designed as a CCD camera, for example.
  • the apron can be monitored in a similar way on the basis of image data. It is conceivable to combine multiple image capture sensors together to enable stereo capture or 3D capture.
  • the image capture by the at least one image capture sensor can also include a capture of image data outside of the range that is usually visible to the human eye, ie approximately in the infrared range. Infrared cameras can be combined with corresponding infrared emitters. In this way, monitoring based on the acquisition and evaluation of image data can also be guaranteed when the lighting conditions are unfavorable for the human eye or for image acquisition sensors that work in the visible spectral range.
  • radar sensors or what are known as lidar sensors for monitoring the apron by the sensor unit is also conceivable.
  • sensors of different types can also be combined with one another, such as laser sensors and image acquisition sensors, in order to increase the informative value of the monitoring.
  • the senor in the area of an upper traverse and/or to the side of it. Accordingly, in such a configuration, the sensor would look from top to bottom. If the sensor were arranged on the side, it would look diagonally downwards from above.
  • the size of the first distance range and/or the second distance range can be changed, with the control device being designed to adapt the distance ranges on a case-by-case basis depending on a status parameter of the locking element and/or a status parameter of the foreign object.
  • Status parameters of the closing element can relate to the closing speed or the current position (actual position).
  • State parameters of the foreign object can be the current position (distance, horizontal position, vertical position), shape (height, width) and velocity (motion vector and components thereof).
  • the object of the invention is achieved by using a protective device according to at least one embodiment described herein as a door or gate for an enclosure of a machine or system, in particular for closing an assembly opening or access opening.
  • the object of the invention is achieved by a method for operating a protective device in the form of a protective door or a protective gate for a plant, in particular a production plant, according to claim 14.
  • the monitoring is carried out in relation to a closing edge of a closing element. Accordingly, the drive is operated in the first operating mode and/or in the second operating mode as a function of an actual position of the closing edge and/or an actual speed of the closing element
  • the method may be performed using a protection device according to at least one of the embodiments shown herein.
  • the opposite the protective device is designed, at least in exemplary embodiments, to be operated on the basis of the method.
  • FIG. 12 illustrates a protection device, generally designated 10, by means of a perspective front view of an exemplary embodiment.
  • the protective device 10 is embodied as a machine protective gate or protective gate 12, for example.
  • the protective gate 12 serves to enable controlled access to a facility 14 .
  • the system 14 is not accessible. This can be desirable from a safety perspective when the system 14 is in operation.
  • this is not to be understood as limiting.
  • the system 14 can be a production system, for example. Other embodiments are conceivable.
  • the protective gate 12 can also be designated and designed as an industrial gate. At least in exemplary embodiments, the protective gate 12 is a so-called high-speed protective gate.
  • high-speed safety gates are safety gates with closing speeds greater than 0.5 m/s. Again, this should not be understood as limiting.
  • the protection device 10 includes a closure plane 18, which can also be referred to as an opening or access opening. in the in 1
  • the closing plane 18 is secured by (lateral) posts 20, 22 and by a crossbar 24 (in 1 only shown dashed).
  • the protective device 10 comprises a closing element 26, which in FIG 1 embodiment shown is designed as a web. Such webs are regularly flexible and can be wound up.
  • the closure member 26 includes a closure edge 28 that defines one end of the closure member 26 .
  • the gates/doors are designed as vertical closing/vertical running guards. Accordingly, the closing element 26 closes the closing plane 18 from top to bottom. Accordingly, in the closed state, the closing edge 28 is adjacent to the floor 32 . The closing edge 28 extends in a horizontal direction. In this case, contact between the closing edge 28 and the base 32 can also occur.
  • protective devices with horizontally closing closing elements are also conceivable. With such protection devices, the closing edge of the closing element would be oriented vertically and aligned approximately parallel to one of the (side) posts.
  • a drive 38 is provided for driving the closing element 26 .
  • the drive 38 includes a motor. It is also conceivable to provide a reduction/translation gear.
  • the drive 38 is in the in 1 shown embodiment is coupled to a winding shaft 40 . The drive 38 rotates the winding shaft 40 to selectively wind or unwind the closure member 26. In this way, the protection device 10 can be opened or closed.
  • a double arrow labeled 46 illustrates an actual opening or an actual position of the closing edge 28/of the closing element 26.
  • the opening 46 released by the closing element 26 changes continuously when the closing element 26 is moved. In this way, the closing element 26 can be moved between a fully closed position and a partially or fully open position.
  • a control device 50 is provided for controlling the drive 38 and other functions of the protective device 10 .
  • the control device 50 can be a central or a distributed control device.
  • the control device 50 also serves to control safety functions and monitoring functions of the protective device 10 .
  • a position determination unit 54 is indicated—again by dashed lines.
  • the position determination unit 54 includes, for example, a light grid 56.
  • a dashed arrow labeled 58 illustrates a light beam.
  • the light grid 56 is suitably provided with transmitters and receivers.
  • the light grid 56 can be used to determine a current position of the closing element 26 or its closing edge 28 .
  • the light grid 56 can also be used to detect foreign objects in the closing plane 18 .
  • light grid 56 is not suitable for monitoring an area in front of the protective device 10 . In other words, the light grid 56 cannot be used to detect objects before they have actually entered the closing plane 18 .
  • the position determination unit 54 uses signals that are provided by sensors/rotary encoders and similar elements that are assigned to the drive 38 or the winding shaft 40 for the closing element 26 .
  • the current position of the closing edge 28 can thus be determined indirectly from the number of revolutions or from the angle of rotation of the winding shaft 40 .
  • a monitoring device 64 which includes a sensor unit 66 .
  • the sensor unit 66 has a laser scanner 68 .
  • a field of view 70 of the laser scanner 68 is indicated by dashed lines merely as an example.
  • the monitoring device 64 is designed to monitor a front area 72 of the closing plane 18 or the protective device 10 .
  • the sensor unit 66 can alternatively also be designed as a radar sensor, lidar sensor or as an image sensor. Combinations of different sensor types are conceivable.
  • FIG. 1 Another exemplary embodiment of a protection device 110 in the form of a protection gate 112 is illustrated.
  • the protection device 10 according to FIG 1 and the protection device 110 according to FIG 2 are basically similar. The following detailed descriptions therefore also apply to the previously illustrated embodiment of the protective device 10 according to FIG 1 , and vice versa.
  • the guard 110 has a closure plane 118 defined by posts 120, 122 and a cross member 124.
  • the protective device 110 is also provided with a closing element 126 which is formed, for example, from a plurality of segments which can be pivoted relative to one another. Accordingly, the protective device 110 can also be referred to as a segment gate.
  • the design of the closing element 126 as a segmented door leaf and the design of the closing element 26 (cf 1 ) as a web are merely exemplary in nature and should not be construed as limiting.
  • the closing element 126 has a closing edge 128 .
  • the protective device 110 is designed as a vertically closing protective device. Accordingly, the closing edge 128 is arranged on an underside of the closing element 126 .
  • the closing edge 128 is designed as a so-called impact bar.
  • the closing edge 128 is provided with at least one contact sensor 130 .
  • the protective device 110 can also be provided with a position determination unit for determining a current position of the closing edge 128 of the closing element 126 (compare the design of the position determination unit 54 in 1 ). The position can be determined using light grids, encoders and similar sensors.
  • a drive for the closing element 126 is indicated.
  • the drive 138 acts on the closing element 126 in order to selectively open or close it.
  • a closing direction is denoted by 144 .
  • a double arrow labeled 146 indicates an actual opening in the closing plane 118 of the protective device 110 .
  • closing edge 128 as an impact bar, a safety function is implemented, in particular protection against pinching. If a foreign object is arranged in the opening 146 and is contacted by the closing edge 128 when the protective device 110 is closed, the contact sensors 130 are triggered and the drive 138 can be controlled accordingly in order to quickly reverse the closing element 126.
  • controller 150 is provided to control the operation and safety organs of the protection device 110. As already indicated above, it is also conceivable to provide separate control devices for safety-related functions for reasons of redundancy.
  • the protective device 110 is provided with a monitoring device 164, which corresponds to the monitoring device 64 of the protective device 10.
  • FIG 1 is at least similar in design.
  • the monitoring device 164 is also provided with a sensor unit 166 .
  • the sensor unit 166 is designed as a laser scanner 168 by way of example. Other sensor types are conceivable.
  • a field of view 170 of the sensor unit 166 is in 2 indicated by dashed lines.
  • the field of view 170 of the sensor unit 166 is designed to monitor an area in front of the protective device 110 172 .
  • a comparison of the configurations according to 1 and 2 shows that in 1 the sensor unit 66 is arranged laterally and looks at the apron 72 from “obliquely above”. In 2 the sensor unit 166 is arranged "top center”. Both variants are basically conceivable. In this respect, too, the configurations in 1 and 2 not to be understood as limiting.
  • the sensor unit 166 is accommodated on the crossbeam 124 .
  • the sensor unit 166 it is also conceivable for the sensor unit 166 to be arranged spatially separately/at a distance from it on a wall and/or ceiling in the vicinity of the protective device 110 .
  • a security zone 176 that can monitor the at least one sensor unit 166 is defined in advance 172 .
  • the safety zone 176 is subdivided into a first distance area 178 and a second distance area 180 .
  • the first distance range 178 can also be referred to as the close range.
  • the second distance range 180 can also be referred to as the far range.
  • the first spacing region 178 defines a near zone 186.
  • the second spacing region 180 defines a far zone 188.
  • the near zone 186 is adjacent to the closure plane 118.
  • FIG. It is also conceivable to align the sensor unit 166 in such a way that the near zone 186 also includes the closing plane 118 .
  • Far zone 188 is spaced farther from closure plane 118 than near zone 186.
  • the present disclosure pursues the approach of monitoring both distance areas 178, 180 or both zones 186, 188 in order to be able to determine the presence of foreign objects there. je depending on whether a foreign object has now been detected in the first distance range or the second distance range, the drive 138 can be acted on differently in order to selectively actuate the closing element 118 . In this way, it is possible to react more flexibly overall to imminent collisions and/or the risk of being trapped.
  • monitoring device 164 with sensor unit 166 is preferably designed to detect not only the presence of foreign objects 194, 196, 198, but also other characteristics, such as the direction of movement, speed and the shape/size of foreign objects 194, 196, 198.
  • a conceivable movement of the foreign object 194 is indicated by a speed vector 200 . Accordingly, it can be assumed that the foreign object 194 is heading towards the closing plane 118 perpendicularly or almost perpendicularly at a specific speed. If the foreign object 194 now penetrates into the (second) distance range 180 while the closing element 126 is being closed, a pre-alarm can initially be output. As a reaction to this, the closing speed of the closing element 126 can be reduced, for example. In this way it can be ensured that the closing element 126 can be reliably stopped and reversed if the foreign object 194 should also penetrate into the (first) distance region 178, ie into the near zone 186.
  • the movement of the foreign object 196 is characterized by a speed vector 202 . Accordingly, the foreign object 196 also moves parallel or essentially parallel to the closing plane 118 of the protective device 110 . Additionally is in 2 a current shape (height) of the foreign object 196 is indicated by a double arrow labeled 204 . Such information can also be evaluated by the control device 150 in order to control the drive 138 for the closing element 126 on a case-by-case basis. A main aim of the monitoring is to prevent collisions and/or jamming of the foreign objects 194, 196, 198 with/on the closing element 126. In this respect, the height of the foreign object 196 is of interest, since this a current position of the closing edge 128 of the closing element 126 can be adjusted.
  • the movement of the foreign object 198 is illustrated by a speed vector 206 .
  • the foreign object 198 is also moving toward the closure plane 118 of the protection device 110, but not perpendicularly or substantially perpendicularly thereto.
  • the velocity vector 206 has a component 208 that illustrates a magnitude of velocity perpendicular to the closing plane 118 .
  • protective devices 210, 310 in the form of protective gates 212, 312 are illustrated.
  • 3 and 4 show schematic, highly simplified sections perpendicular to the respective closing plane 218, 318.
  • the protective devices 210, 310 reference is made to the figures 1 and 2 illustrated designs of protection devices 10 and 110 referenced.
  • Both protective devices 210, 310 have closing elements 226, 326 which can be moved in the closing plane 218, 318 between an open and a closed position.
  • a position determination unit is indicated in each case with 254, 354, which comprises, for example, a light grid 256, 356 with transmitters 260, 360 and/or receivers 262, 362. In this way, a current position (corresponding to the respective actual opening 246, 346) of a closing edge 228, 328 of the closing element 226, 326 can be determined and monitored.
  • the protective devices 210, 310 each have a monitoring device 264, 364, which is provided with at least one sensor unit 266, 366 each.
  • the respective sensor unit 266, 366 is preferably a laser scanner, which is designed for two-dimensional and/or three-dimensional monitoring of an area in front of 272, 372 of the protective device.
  • a first distance area 278 and a second distance area 280 are defined in the run-up 272 , which together form a safety zone 276 . If a foreign object 296 enters, it can therefore not only be detected whether the foreign object 296 is entering the safety zone 276 (compare the movement vector/velocity vector 302), but also whether the foreign object 296 is entering the first distance range 278 or the second distance range 280. For example, driving the foreign object 296 into the (outer) second distance region 280 can initially result in the closing element 226 being driven further in order to close the protective device 210, but at a reduced closing speed. Then, when the foreign object 296 enters the (inner) first clearance area 278, the closing element 226 can be abruptly stopped and opened (reversed) again.
  • a current height 304 of the foreign object 296 is also detected by the monitoring device 264 .
  • the height 304 of the foreign object 296 can be brought in relation to the actual position 246 of the closing edge 228 of the closing element 226 . In this way, the operability of the protection device 210 can be maintained for a long time without sacrificing protection against collisions and/or entrapment.
  • a first distance area 378, a second distance area 380 and a third distance area 382 are defined in advance 372, which together form a safety zone 376. If a foreign object 396 enters, it can therefore not only be detected whether the foreign object 396 is entering the safety zone 376 (compare the motion vector/velocity vector 402), but also whether the foreign object 396 is in the first distance range 378, the second distance range 380, or enters the third clearance zone 382.
  • driving the foreign object 296 into the (outer) third distance region 382 can initially result in the closing element 326 being driven further in order to close the protective device 310, but at a reduced closing speed. If the foreign object 396 penetrates into the (middle in this exemplary embodiment) distance region 380, the closing element 326 can initially be driven at an even further reduced closing speed. Only when the foreign object 396 penetrates into the (inner) first distance region 378 can the closing element 326 be stopped abruptly and opened (reversed) again.
  • the operational state of the protection device 310 can be maintained for a long time. False alarms can be avoided. Instead, there are pre-alarms in the second distance range 380 and in the third distance range 382, which are initially used to delay the closing speed of the closing element 326.
  • a current height 404 of the foreign object 396 is also detected by the monitoring device 364 .
  • the height 404 of the foreign object 396 can be brought in relation to the actual position 346 of the closing edge 328 of the closing element 326 . In this way, the operability of the protection device 310 can be maintained for a long time without sacrificing protection against collisions and/or entrapment.
  • the guard is a guard door or gate.
  • the protective device is a machine protection gate or a machine protection door.
  • Such protective devices are usually provided with motor-driven closing elements.
  • the method includes a step S10, which relates to the provision of a monitoring device.
  • the monitoring device is an example a laser scanner monitoring facility.
  • the monitoring device or its sensor unit is installed in such a way that an area in front of a closing level of the protective device can be monitored.
  • the closing element can be moved in the closing plane to release or close an opening.
  • a further step S12 relates to an execution of a closing process of the protective device.
  • the closing element closes at a specific closing speed.
  • a drive for the closing element is controlled accordingly.
  • the monitoring device is used primarily to monitor the closing process. When the closing element is closed, there is always a risk of being trapped or a risk of collisions between foreign objects and the closing element.
  • Step S12 is consequently linked to step S14, which relates to monitoring of the closing process.
  • the monitoring takes place, for example, with a monitoring device that has at least one sensor unit in the form of a laser scanner.
  • the at least one sensor unit can have an imaging sensor (video camera).
  • Other types of sensors for monitoring are conceivable.
  • a safety zone can be defined in advance, which, for example, includes a first distance range (close range) and a second distance range (far range).
  • a first distance range close range
  • far range far range
  • the monitoring device is designed to detect the intrusion of foreign objects into the safety zone and to emit corresponding signals. At least in exemplary embodiments, the monitoring device is also designed to record further information relating to the foreign objects. This can affect a position, speed, shape, size, height, etc. of the foreign objects.
  • Step S16 is a decision step. In step S16, it is checked whether or not a foreign object has been detected in the safety zone. If no object was detected, the monitoring can be continued, step S14.
  • step S18 follows step S16.
  • Step S18 is also a decision step. In step S18 it is checked whether the detected object in the safety zone is in the first distance range (close range) or in the second distance range (far range).
  • step S20 follows, in which operating parameters for a corresponding (second) operating mode are defined.
  • this second operating mode there is feedback/feedback to step S12, whereupon the drive is controlled in such a way that the closing element is closed at a reduced closing speed.
  • Step S22 relates to operating the drive for the closing element in a first operating mode.
  • the drive is controlled in such a way that the closing element is abruptly stopped and reversed. This takes place in a step S24 which follows step S22.
  • the normal operating mode is the operating mode of the drive for the closing element when no object has been detected in the safety zone.
  • the method can be implemented using a protection device according to any of the embodiments described herein.
  • the method includes an initial step S50, which indicates a start.
  • a step S52 follows, in which a mode, in particular an operating mode for driving a closing element of a protective device, is selected. At least in exemplary embodiments, a closing speed for the closing element is selected together with the selection of the mode.
  • the algorithm usually starts with a normal operating mode, associated with a (high) normal closing speed for the closing element.
  • the closing element is closed on the basis of the selected operating mode, with a position monitoring taking place in a step S54.
  • This can relate in particular to monitoring a position of a closing edge of the closing element.
  • a position determination unit is provided, for example in the form of a light grid, which is assigned to a closing plane of the protective device.
  • a parallel step S56 relates to the monitoring of an area in front of the protective device.
  • the surveillance aims to detect the presence or intrusion of To detect foreign objects in a safety zone, which is defined by the first distance range and the second distance range.
  • monitoring takes place both in step S54 and in step S56.
  • the monitoring in step S54 can also be used to detect the presence or intrusion of foreign objects into the closing level, for example if a light grid is used for monitoring.
  • step S56 If the monitoring step S56 does not report an intruding foreign object, the closing element is closed until an end stop is detected in a step S58. In this way it can be detected that the protective device is fully closed.
  • a step S60 follows, which represents an end of the closing process or of the algorithm.
  • Step S56 is directly or indirectly followed by step S64, which can also be referred to as a decision step.
  • steps S56 and S64 are interposed by an optional intermediate step S62.
  • Step S62 relates to a definition of areas/parameters as a function of a position of the closing element or of its closing edge detected in step S54. In this way, threshold values, parameter ranges and the like can be defined. It is also conceivable to adapt the cut or the definition of the close range and the far range to a detected actual position. In other words, it cannot be ruled out in principle that the areas in the safety zone are variable.
  • step S64 On the basis of a parameter set adapted in this way or on the basis of a fixed parameter set, it is checked in a further step S64 whether or not a foreign object was detected in the safety zone. If no object was detected, the closing process and the monitoring of the apron (step S56) can be continued.
  • a subsequent step S66 queries whether the foreign object was detected in a first distance range or a second distance range. If the object was detected in a second distance range (far range), there is a corresponding feedback and adjustment of the operating mode in step S52. This includes in particular an adjustment (reduction) of the closing speed. This is done as a precautionary measure to reduce the risk of collision while still maintaining the operability of the protection device.
  • step S66 determines that the foreign object is in the first distance range (close range)
  • step S68 the closing element is stopped abruptly and operated in the opposite direction (reversed). In this way, collisions and/or jamming should be avoided. In such a case, an alarm signal can also be generated and output.
  • Step S70 follows, in which the method is ended. As a rule, it is then necessary to investigate the cause and/or to remove foreign objects.

Landscapes

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Description

  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Schutzvorrichtung in Form einer Schutztür oder eines Schutztores. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf sogenannte Maschinenschutztore und/oder Maschinenschutztüren. Derartige Schutzvorrichtungen werden beispielsweise genutzt, um Zugänge zu Maschinen und Anlagen sicher zu verschließen und bei Bedarf freizugeben.
    Aus der nachveröffentlichten WO 2019/162447 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Torsystems bekannt, mit wenigstens einem betätigbaren Torelement, wenigstens einem Torantrieb zum Öffnen und Schließen des Torelementes und einer Steuereinheit zur Ansteuerung des Torantriebs, wobei mittels wenigstens eines stereoskopischen Kamerasystems ein vor dem Torelement liegender Überwachungsbereich aufgenommen wird, wobei eine Objekterkennung der Steuereinheit durch Auswertung der Kameraaufnahmen Objekte im Überwachungsbereich erkennt und das Torelement unter Berücksichtigung eines erkannten Objektes im Überwachungsbereich ansteuert. Der Überwachungsbereich ist in einen Sperrbereich und einen dem Sperrbereich vorgelagerten Warnbereich unterteilt. Die Erfassung eines Objektes im Sperrbereich oder Warnbereich löst unterschiedliche Aktionen aus.
    Aus der DE 10 2015 101 017 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung einer Toranordnung bekannt, mit einem Torblatt, welches seitlich in Führungen geführt und angetrieben durch eine Antriebseinrichtung zwischen einer Offen- und einer Schließstellung in einer Torschließebene einer Toröffnung hin und her bewegbar ist, wobei die Toranordnung eine Sicherheitseinrichtung aufweist, die einen Überwachungsbereich überwacht, der parallel versetzt zu der Torschließebene vor der Toröffnung vorliegt, und eine Störungsroutine ausführt, wenn ein Objekt im Überwachungsbereich erfasst wird und somit eine Kollision des Objekts mit dem Torblatt droht. Die Sicherheitseinrichtung weist ein in einer vertikalen Ebene angeordnetes Lichtgittersystem auf, das in einem ersten Abschnitt Lichtschranken mit einem ersten Abstand zueinander und in einem zweiten Abschnitt Lichtschranken mit einem zweiten Abstand zueinander aufweist, der kleiner als der erste Abstand ist. Im zweiten Abschnitt können demgemäß kleinere Objekte als im ersten Abschnitt erfasst werden.
  • insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf sogenannte schnelllaufende Tore und Türen. Hierunter sind regelmäßig solche Tore und Türen zu verstehen, welche eine Schließgeschwindigkeit von größer 0,5 m/s aufweisen. Dies ist jedoch nicht einschränkend zu verstehen.
  • Ferner bezieht sich die vorliegende Offenbarung zumindest in beispielhaften Ausführungsformen auf sogenannte Industrietore, also auf Tore für den industriellen Einsatz. Beispielhaft kann ein solches Tor eine Breite von 2,50 m und eine Höhe von 3 m aufweisen. Auch dies ist jedoch nicht einschränkend zu verstehen. Türen und Tore, auf die sich die vorliegende Offenbarung bezieht, sind mit einem Antrieb zum Öffnen und Schließen versehen.
  • Es gibt vertikal schließende Türen und Tore sowie horizontal schließende Türen und Tore. Die Schließelemente (vergleichbar einem Türblatt) können eine Mehrzahl (in sich) steifer Segmente/Glieder, eine aufwickelbare Bahn und/oder einen aufwickelbaren Panzer aufweisen. Auch Kombinationen hieraus sind denkbar.
  • Türen und Tore im industriellen Umfeld unterliegen diversen Sicherheitsvorschriften, etwa den sogenannten Unfallverhütungsvorschriften. Beim Betrieb eines Tores sind verschiedene Szenarien denkbar, die unbedingt vermieden werden müssen. Ein Szenario ist die Kollision eines Objekts mit dem geschlossenen Tor. Ein anderes Szenario ist ein Einklemmen eines Objektes bei einem sich schließenden Tor. Beide Szenarien können zu Produktionsausfällen, Beschädigungen und oder gar zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen.
  • Vor diesem Hintergrund sind im industriellen Umfeld Sicherheitsvorrichtungen vorgeschrieben, die insbesondere ein sich schließendes Tor/eine sich schließende Tür überwachen, um ein Einklemmen und/oder sonstige Kollisionen mit beweglichen Teilen des Tores zu verhindern. So ist es zumindest für bestimmte Einsätze vorgeschrieben, eine sogenannte Schließkante des sich schließenden Tores auf Kollisionen und/oder drohende Kollisionen zu überwachen. Im Falle eines unerwünschten Zustands (eines Alarms) sollte das Tor so schnell wie möglich wieder geöffnet werden. Diesen Vorgang nennt man Reversieren.
  • Es ist nicht unüblich, die Sicherheitsvorrichtungen funktional und gegebenenfalls auch strukturell unabhängig von sonstigen Einrichtungen zum Betreiben des Tores auszuführen. Auf diese Weise kann für eine gewisse Redundanz gesorgt werden.
  • Auf diese Weise können Kollisionen und entsprechende Folgeschäden wirksam vermieden werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass eine Vielzahl von Alarmen, wozu regelmäßig auch eine nicht unerhebliche Anzahl an Fehlalarmen gehören kann, zu einer Verringerung der Produktivität führen kann.
  • insbesondere dann, wenn ein Alarmzustand erkannt wird und das Tor so schnell wie möglich reversiert, werden häufig aktuelle Prozesse/Fertigungsschritte unterbrochen und gegebenenfalls sogar Not-Aus-Routinen ausgeführt. Dies führt regelmäßig zu nicht unerheblichen Verzögerungen und unproduktiven Zeiten. Dies kann dazu führen, dass Zykluszeiten steigen.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schutzvorrichtung in Form einer Schutztür oder eines Schutztores für eine Anlage anzugeben, die eine hohe Produktivität ermöglicht und insbesondere Stillstandszeiten und/oder Alarmzeiten durch Fehlalarme verringert. Die Schutzvorrichtung soll gleichwohl geltenden Sicherheitsvorschriften entsprechen. Die Schutzvorrichtung soll sicher betreibbar sein. Die Schutzvorrichtung soll einen schnellen Betrieb, also hohe Schließgeschwindigkeiten, des Tores bzw. der Tür ermöglichen.
  • Ferner soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine vorteilhafte Verwendung eines Schutztores angegeben werden. Ferner soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Schutzvorrichtung in Form einer Schutztür oder eines Schutztores angegeben werden.
  • Die Vorrichtung betreffend wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Schutzvorrichtung in Form einer Schutztür oder eines Schutztores für eine Anlage, insbesondere eine Fertigungsanlage, gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
  • Erfindungsgemäß unterscheidet nämlich die Steuereinrichtung nunmehr zwischen zumindest zwei Zuständen, in denen potenziell eine Kollisionsgefahr besteht. Im ersten Abstandsbereich, der beispielsweise ein Nahbereich ist, wird sofort ein entsprechender Alarm ausgegeben, so dass das Tor/die Tür - genauer gesagt das jeweilige Schließelement - schnell stoppen und reversieren kann. Im zweiten Abstandsbereich, der dem ersten Abstandsbereich vorgelagert ist, wird hingegen das Schließelement noch nicht gestoppt bzw. reversiert. Stattdessen wird die Geschwindigkeit des sich schließenden Schließelements etwas verringert, so dass etwa dann, wenn das Fremdobjekt in den ersten Abstandsbereich eindringt, das Schließelement noch sicher gestoppt und reversiert werden kann.
  • Der erste Betriebsmodus ist dem ersten Abstandsbereich und der zweite Betriebsmodus dem zweiten Abstandsbereich zugeordnet. Der erste Betriebsmodus ist demgemäß ein Stopp- und Reversiermodus. Der zweite Betriebsmodus ist demgemäß ein Modus mit verringerter Geschwindigkeit. Es versteht sich, dass es neben dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus noch einen normalen Betriebsmodus (Normalbetriebsmodus) geben kann. Der Antrieb wird beim Schließen des Schließelements im Normalbetriebsmodus betrieben, wenn in der überwachten Sicherheitszone kein Fremdobjekt erfasst wurde.
  • Zumindest in beispielhaften Ausgestaltungen erfolgt die Überwachung des Schließelements primär während des Schließvorgangs der Schutzvorrichtung. Mit anderen Worten wird zumindest in diesen beispielhaften Ausgestaltungen die Überwachungseinrichtung nicht für reguläre Öffnungsvorgänge im Normalbetrieb der Schutzvorrichtung genutzt. Hierfür sind weitere Einrichtungen vorgesehen.
  • Die Überwachungseinrichtung und die Steuereinrichtung bilden zumindest in dieser Ausprägung eine Sicherheitseinrichtung, die zusätzlich zu anderen Steuerelementen, Sensoren, Schnittstellen und Ähnlichem vorgesehen ist. Es versteht sich, dass die Steuereinrichtung neben der Sicherheitsfunktion auch zur Steuerung weiterer Funktionen nutzbar ist. Es ist jedoch auch vorstellbar, für die Sicherheitseinrichtung eine eigene Steuereinrichtung vorzusehen, die grundsätzlich unabhängig von anderen Steuerelementen betriebsfähig ist.
  • Vorzugsweise kommt die Schutzvorrichtung als Maschinenschutztor oder Maschinenschutztür zum Einsatz. Die Vorschaltung des zweiten Abstandsbereichs ermöglicht sozusagen eine Früherkennung einer drohenden Kollision, ohne dass dies unbedingt zu einem Stoppen und Reversieren des Schließelements führt. Gleichwohl ist eine hohe Sicherheit gegen Einklemmen und gegen Kollisionen gegeben.
  • Bei der Verwendung als Maschinenschutztor oder Maschinenschutztür überwacht die Schutzvorrichtung regelmäßig eine Seite (üblicherweise die Außenseite) der beiden Seiten (Innenseite, Außenseite), die durch die Schutzvorrichtung miteinander verbindbar sind. Es versteht sich, dass gleichwohl auch Anwendungen vorstellbar sind, bei denen nicht nur die Außenseite sondern auch die Innenseite überwacht wird, um Bewegungen bzw. Fremdobjekte in beiden Richtungen zu erfassen.
  • Es versteht sich, dass das Schließelement nicht nur zwischen einer vollständig geöffneten und einer vollständig geschlossenen Stellung verfahrbar ist. Es sind auch Zwischenstellungen denkbar.
  • Zumindest in beispielhaften Ausführungsformen ist eine zusätzliche Sicherheitsüberwachung in der Schließebene vorgesehen. Hierbei kann es sich etwa um eine Lichtschranke oder um ein Lichtgitter handeln. Die Lichtschranke/das Lichtgitter kann auf Basis von Sendern und Empfängern für sichtbares Licht gestaltet sein. Alternativ ist jedoch auch die Verwendung von Sendern und Empfängern für nicht sichtbares Licht (Infrarotlicht oder dergleichen) vorstellbar. Ferner sind auch Gestaltungen von Sensoren vorstellbar, die Laserstrahlen zur Überwachung nutzen.
  • Auch die Verwendung einer sogenannten Schlagleiste bei der Schließkante des Tores ist vorstellbar. Eine Schlagleiste ermöglicht eine kontaktbasierte Überwachung der Schließkante auf Kollisionen.
  • Bei der Schließebene handelt es sich allgemein um die Öffnung des Tores bzw. der Tür. Es versteht sich, dass die Schließebene nicht unbedingt vollständig eben sein muss. Demgemäß sind auch "gekrümmte" Schließebenen vorstellbar.
  • Regelmäßig handelt es sich bei dem ersten Betriebsmodus und bei dem zweiten Betriebsmodus um Bewegungsmodi. Mit anderen Worten ist zumindest in wesentlichen Ausführungsformen vorgesehen, dass das Schließelement im ersten Betriebsmodus so schnell wie möglich reversiert, also so schnell wie möglich wieder geöffnet wird. Demgemäß geht es nicht nur darum, das Schließelement in einer bestimmten Stellung zu stoppen. Der zweite Betriebsmodus unterscheidet sich von einem Normalbetriebsmodus durch eine verringerte Schließgeschwindigkeit/Antriebsgeschwindigkeit des Schließelements.
  • Vorzugsweise erfolgt der Betrieb des Antriebs im ersten Betriebsmodus und/oder im zweiten Betriebsmodus in Abhängigkeit von einer aktuellen Position (insbesondere der Schließkante) des Schließelements. Wenn demgemäß beim Eindringen eines Fremdobjekts in den zweiten Abstandsbereich festgestellt wird, dass das Tor noch hinreichend weit geöffnet ist, so kann grundsätzlich anders reagiert werden als in einer Situation, bei der festgestellt wird, dass das Schließelement des Tores schon mehr in Richtung der Schließstellung bewegt wurde.
  • Für diese Auswertung kann insbesondere bei einem vertikal schließenden Tor eine aktuelle Höhe bzw. vertikale Position des Fremdobjektes herangezogen und berücksichtigt werden. Bei einem horizontal schließenden Tor (beispielsweise mit zwei aufeinander zu bewegbaren Schließelementen) kann demgemäß eine breite des Fremdobjektes berücksichtigt werden.
  • In diesem Zusammenhang ist es zumindest in beispielhaften Ausführungsformen vorgesehen, dass die Überwachungseinrichtung nicht nur die Anwesenheit eines Fremdobjektes sondern nach Möglichkeit auch weitere geometrische Informationen (Höhe und/oder Breite, etc.) erfassen kann.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform der Schutzvorrichtung ist der erste Abstandsbereich ein Nahbereich, wobei der zweite Abstandsbereich ein Fernbereich ist. Der Nahbereich kann in beispielhaften Ausführungsformen auch die Schließebene umfassen, zumindest einen Teil davon. Zumindest ist der Nahbereich der Schließebene benachbart. Der Fernbereich ist weiter von der Schließebene entfernt als der Nahbereich.
  • In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Schutzvorrichtung werden Abmessungen des ersten Abstandsbereichs und/oder des zweiten Abstandsbereichs zusätzlich in Abhängigkeit einer Stellung des Schließelements definiert. Wie vorstehend bereits angedeutet kann hierfür auch eine Höhe und/oder Breite des Fremdobjekts berücksichtigt werden. Die Steuereinrichtung ist für diesen Zweck eingerichtet.
  • Mit anderen Worten ist es vorstellbar, nicht nur einen aktuellen Abstand zwischen dem Fremdobjekt und der Schließebene zu ermitteln, sondern auch die aktuelle Position des Schließelements zu berücksichtigen. Wenn das Schließelement (bei einem vertikal schließenden Tor) noch weit genug oben ist, so kann anders reagiert werden als in einem Fall, bei dem das Schließelement schon recht weit nach unten gefahren ist. Ähnliches gilt für verschiedene Öffnungszustände bei horizontal schließenden Toren. Ferner ist es vorstellbar, einen Bewegungsvektor des Fremdobjekts zu erfassen. Dies kann auch eine Bestimmung einer Komponente des Bewegungsvektors in Richtung auf die Schließebene des Tores umfassen. Auf diese Weise kann bestimmt werden, ob es zu einer Kollision oder gar einem Einklemmen kommen kann. Sollte eine gewisse Gefahr bestehen, so kann in Kenntnis von Bewegungsdaten des Fremdobjekts adäquat reagiert werden.
  • Demgemäß kann ein Steueralgorithmus dahingehend optimiert werden, Alarmzeiten und Fehlalarme möglichst zu minimieren. Ein Ziel kann beispielsweise darin bestehen, den ersten Abstandsbereich (Nahbereich) so klein wie möglich zu machen, um das Auftreten von Alarmzuständen/Fehlalarmen zu minimieren.
  • Mit anderen Worten wird eher ein verlangsamtes Schließen des Schließelements in Kauf genommen als eine "Notsituation", die zu einem Reversieren führt. Letzteres würde zu beträchtlichen Ausfallzeiten führen.
  • Der erste Betriebsmodus ist ein Stopp- und Reversiermodus. Dies dient vorrangig zur Kollisionsvermeidung bzw. als Einklemmschutz.
  • Die Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet, das Schließelement im zweiten Betriebsmodus mit verringerter Schließgeschwindigkeit zu verfahren. Auf diese Weise werden Alarme, die zu einem Reversieren führen, vermieden. Gleichwohl werden durch die verringerte Schließgeschwindigkeit Reaktionsmöglichkeiten für den Fall geschaffen, dass das Fremdobjekt näher an die Schließebene heranfährt. Gleichwohl kann die Produktivität in hohem Maße erhalten werden.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Schutzvorrichtung ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, die Schließgeschwindigkeit des Schließelements im zweiten Betriebsmodus in Abhängigkeit von einer erfassten Geschwindigkeit eines Fremdobjekts zu definieren. Bei der erfassten Geschwindigkeit des Fremdobjekts kann es sich um eine Geschwindigkeitskomponente in Richtung auf das Schließelement bzw. in Richtung auf die Schließebene handeln. Mit anderen Worten kann die Schließgeschwindigkeit des Schließelements so gewählt werden, dass das Schließelement noch sicher reversieren kann, wenn das Fremdobjekt näher an die Schließebene herankommt und in den ersten Abstandsbereich (Nahbereich) eindringen. Demgemäß kann die Steuereinrichtung dazu ausgestaltet sein, auf Basis der durch die Überwachungseinrichtung bereitgestellten Sensordaten einen Bewegungsvektor des Fremdobjekts zumindest näherungsweise zu bestimmen.
  • Es versteht sich, dass Sicherheitsfaktoren berücksichtigt werden können, um unvorhergesehene Geschwindigkeitsänderungen und/oder Richtungsänderungen des Fremdobjekts bei der Bestimmung der Schließgeschwindigkeit im zweiten Betriebsmodus zu berücksichtigen.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Schutzvorrichtung ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, die Schließgeschwindigkeit des Schließelements im zweiten Betriebsmodus in Abhängigkeit von einer aktuellen Stellung des Schließelements zu definieren. Wenn also die "Lücke" zwischen der Schließkante des Schließelements und dem Fremdobjekt noch hinreichend groß ist, so genügt unter Umständen nur eine geringe Verzögerung (oder gar keine Verzögerung) der Schließgeschwindigkeit des Schließelements, um im Falle eines Eindringens des Fremdobjekts in den Nahbereich (erster Abstandsbereich) reagieren zu können.
  • In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform werden die Abstandsbereiche in Bezug auf die Schließkante des Schließelements definiert. Gegebenenfalls wird ferner die Bewegung (Schließgeschwindigkeit) des Schließelements berücksichtigt.
  • Bei den Abstandsbereichen kann es sich um "Scheiben" bzw. um "Quader" handeln, also um Volumina, die im Vorfeld der Schließebene definiert werden. Es ist jedoch auch vorstellbar, die Abstandsbereiche über vertikale Ebenen zu definieren, die jeweils eine Grenze zwischen 2 Bereichen darstellen.
  • Es ist ferner vorstellbar, die Abstandsbereiche situationsbezogen zu definieren. So ist es vorstellbar, für ein erfasstes Fremdobjekt in Abhängigkeit von dessen Charakteristika einen (individuellen) Nahbereich und einen (individuellen) Fernbereich zu definieren. Dies kann in Abhängigkeit von einer erfassten Position, Gestalt und/oder einem Bewegungsvektor des Fremdobjekts geschehen. Ferner können die Abstandsbereiche zusätzlich von der aktuellen Position der Schließkante des Schließelements abhängig gemacht werden. Mit anderen Worten sind die Abstandsbereiche nicht unbedingt statisch.
  • Gleichwohl ist auch eine mehr oder weniger statische Definition der Abstandsbereiche vorstellbar. Dies kann also einen festen Abstand X von der Schließebene für den ersten Abstandsbereich sowie einen festen Abstand Y von der Schließebene für den zweiten Abstandsbereich umfassen, wobei die "Tiefe" des zweiten Abstandsbereichs dem Wert von Y-X entspricht. Beide Abstandsbereiche können im Wesentlichen parallel zur Schließebene ausgerichtet sein.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Schutzvorrichtung weist diese ferner eine Positionsermittlungseinheit für das Schließelement auf, insbesondere für die Schließkante, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, den Antrieb für das Schließelement in Abhängigkeit von einem Positionssignal zu betreiben. Hierbei kann es sich um eine weitere Sicherheitseinrichtung handeln.
  • Eine solche Positionsermittlungseinheit kann einerseits die aktuelle Position (Ist-Position) der Schließkante erfassen. Hierbei handelt es sich bei einem vertikal schließenden Tor um eine aktuelle Höhe. Die ermittelte Position kann von der Steuereinrichtung genutzt werden, um den Antrieb für das Schließelement insbesondere im zweiten Betriebsmodus derart zu betreiben, dass Fehlalarme, Alarme und damit verbundene Stillstandszeiten der Anlage vermieden werden. Ferner kann die ermittelte Position auch für die Definition der Abstandsbereiche genutzt werden. Die Abstandsbereiche können demgemäß (gegebenenfalls zusätzlich) in Abhängigkeit von der Ist-Position der Schließkante definiert werden.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Schutzvorrichtung umfasst die Positionsermittlungseinheit ein Lichtgitter, das die durch das Schließelement verschließbare Schließebene überwacht, um die Position des Schließelements zu ermitteln. Auf diese Weise kann auch über die Positionsermittlungseinheit ein unerwünschtes Eindringen von Fremdobjekten in die Schließebene erfasst werden. Die Positionsermittlungseinheit und die Überwachungseinrichtung zur Überwachung der Sicherheitszone vor der Schließebene können kombiniert werden, um die Betriebssicherheit weiter zu erhöhen.
  • In alternativen Ausgestaltungen weist die Positionsermittlungseinheit Drehgeber oder ähnliche Sensoren auf, die eine Ermittlung der Position der Schließkante auf der Basis von Antriebsinformationen, etwa auf Basis eines Drehwinkels einer Antriebswelle und/oder einer Wickelwelle für das Schließelement ermöglichen. Auf diese Weise kann die Position der Schließkante indirekt - aber gleichwohl hinreichend genau - ermittelt werden.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Schutzvorrichtung ist die Steuereinrichtung ferner dazu ausgebildet, auf Basis von Signalen, die die Positionsermittlungseinheit bereitstellt, das Schließelement zu stoppen und/oder zu reversieren, wenn in einem Überwachungsbereich der Positionsermittlungseinheit ein Fremdobjekt erfasst wird. Auf diese Weise wird ein (zusätzlicher) Einklemmschutz gewährleistet.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Schutzvorrichtung ist an der Schließkante des Schließelements eine Schlagleiste angeordnet, die zumindest einen Kontaktsensor aufweist, und wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, das Schließelement zu stoppen oder zu reversieren, wenn über den Kontaktsensor ein Kontakt mit einem Fremdobjekt ermittelt wurde. Eine solche Schlagleiste erfordert zwar einen physischen Kontakt mit einem Fremdkörper, um ein Signal zum Reversieren des Tores auszugeben. Gleichwohl kann auch auf diese Weise der Einklemmschutz erhöht werden.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Schutzvorrichtung ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, den Antrieb auf Basis von Daten, die von der Überwachungseinrichtung bereitgestellt werden, in Abhängigkeit davon, ob sich ein erfasstes Fremdobjekt in einem ersten Abstandsbereich, einem zweiten Abstandsbereich, oder einem dritten Abstandsbereich befindet, selektiv in einem ersten Betriebsmodus, einem zweiten Betriebsmodus, oder in einem dritten Betriebsmodus zu betreiben.
  • Mit anderen Worten ist es vorstellbar, nicht nur zwei Abstandsbereiche sondern drei Abstandsbereiche zu definieren. Dies kann folglich einen Nahbereich sowie einen ersten Fernbereich und einen zweiten Fernbereich umfassen. Der erste Fernbereich ist dem Nahbereich vorgelagert. Der zweite Fernbereich ist dem ersten Fernbereich vorgelagert. Der dritte Betriebsmodus ist dem zweiten Fernbereich (dritter Abstandsbereich) zugeordnet. Der zweite Betriebsmodus ist dem ersten Fernbereich (zweiter Abstandsbereich) zugeordnet. Der erste Betriebsmodus ist dem Nahbereich (erster Abstandsbereich) zugeordnet.
  • Nunmehr kann die Steuereinrichtung dazu ausgebildet sein, das Schließelement dann, wenn ein Fremdobjekt im dritten Abstandsbereich festgestellt wurde, mit einer gegenüber dem Normalbetriebsmodus verringerten Geschwindigkeit zu schließen. Wenn festgestellt wird, dass das Fremdobjekt in den zweiten Abstandsbereich eindringt, so kann die Steuereinrichtung die Schließgeschwindigkeit des Schließelements weiter verringern. Wenn nun festgestellt wird, dass das Fremdobjekt auch in den ersten Abstandsbereich eindringt, so kann die Steuereinrichtung den Antrieb umkehren, um das Schließelement zu reversieren.
  • Es versteht sich, dass gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform statt diskreter Abstandsbereiche mit zugeordneten Betriebsmodi eine Art Kennfeld vorgesehen ist, so dass die Schließgeschwindigkeit in Abhängigkeit des Abstands des Fremdobjektes (sowie gegebenenfalls in Abhängigkeit weiterer Werte, etwa der Gestalt des Fremdobjektes, der aktuellen Stellung der Schließkante, etc.) kontinuierlich oder quasi-kontinuierlich angepasst wird.
  • Anders gesagt kann die Anzahl der Abstandsbereiche weiter erhöht werden, um bedarfsweise eine stetige Anpassung der Schließgeschwindigkeit herbeizuführen.
  • Diese Gestaltungen sind von Kernaspekten der vorliegenden Offenbarung umfasst, da es sich bei denen Abstandsbereichen um (kleine) Abschnitte aus dem "Kennfeld" handeln kann.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Schutzvorrichtung ist die zumindest eine Sensoreinheit der Überwachungseinrichtung als Laserscanner oder Bilderfassungssensor gestaltet, der dazu ausgebildet ist, ein Vorfeld der Schließebene zu überwachen, und wobei in einem durch die Sensoreinheit überwachten Bereich durch die Steuereinrichtung zumindest der erste Abstandsbereich und der zweite Abstandsbereich definiert wird.
  • Es ist vorstellbar, einen Laserscanner zu verwenden, der nicht nur eine Ebene sondern eine Fläche bzw. sogar einen Raum überwacht. Auf diese Weise kann die Sensoreinheit dazu genutzt werden, mehrere Abstandsbereiche zu überwachen und gegebenenfalls auch Informationen zur Gestalt und/oder zur Bewegungscharakteristik des Fremdobjekts zu erfassen.
  • Neben der Verwendung von laserbasierten Sensoren (etwa Laserscannern) ist auch die Verwendung von bildgebenden Sensoren für die Bilderfassung vorstellbar. Demgemäß kann der bildgebende Sensor etwa als CCD-Kamera gestaltet sein. Auf Basis von Bilddaten kann das Vorfeld in ähnlicher Weise überwacht werden. Es ist vorstellbar, mehrere Bilderfassungssensoren miteinander zu kombinieren, um eine Stereo-Erfassung oder 3D-Erfassung zu ermöglichen. Die Bilderfassung durch den zumindest einen Bilderfassungssensor kann auch eine Erfassung von Bilddaten außerhalb des für das menschliche Auge üblicherweise sichtbaren Bereichs umfassen, also etwa im Infrarot-Bereich. Infrarot-Kameras können mit entsprechenden Infrarot-Strahlern kombiniert werden. Auf diese Weise kann eine Überwachung auf Basis der Erfassung und Auswertung von Bilddaten auch dann gewährleistet werden, wenn die Beleuchtungsverhältnisse für das menschliche Auge bzw. für Bilderfassungssensoren, die im sichtbaren Spektralbereich arbeiten, ungünstig sind.
  • Ferner ist auch die Nutzung von Radar-Sensoren oder von sogenannten Lidar-Sensoren für die Überwachung des Vorfeldes durch die Sensoreinheit vorstellbar. Generell können auch Sensoren verschiedener Typen miteinander kombiniert werden, etwa Lasersensoren und Bilderfassungssensoren, um die Aussagekraft der Überwachung zu erhöhen.
  • Es ist vorstellbar, einen oder mehrere Sensoren vorzusehen. Es ist auch vorstellbar, jeden Abstandsbereich einen Sensor zuzuordnen. Es ist jedoch bevorzugt, einen oder mehrere Sensoren vorzusehen, die die Sicherheitszone überwachen, wobei die Unterteilung in Abstandsbereiche softwaremäßig vonstattengeht.
  • Insbesondere bei einem vertikal schließenden Tor ist es vorstellbar, den Sensor im Bereich einer oberen Traverse und/oder seitlich davon anzuordnen. Demgemäß würde der Sensor bei einer solchen Gestaltung von oben nach unten blicken. Bei einer seitlichen Anordnung des Sensors würde dieser von oben nach schräg unten blicken.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Schutzvorrichtung ist eine Größe des ersten Abstandsbereichs und/oder des zweiten Abstandsbereichs veränderlich, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, fallweise die Abstandsbereiche in Abhängigkeit von einem Zustandsparameter des Schließelements und/oder einem Zustandsparameter des Fremdobjektes anzupassen.
  • Zustandsparameter des Schließelements können die Schließgeschwindigkeit bzw. die aktuelle Stellung (Ist-Position) betreffen. Zustandsparameter des Fremdobjektes können die aktuelle Position (Abstand, horizontale Position, vertikale Position), Gestalt (Höhe, Breite) sowie Geschwindigkeit (Bewegungsvektor und Komponenten davon) betreffen.
  • Die Verwendung betreffend wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Verwendung einer Schutzvorrichtung nach zumindest einer hierin beschriebenen Ausführungsformen als Tür oder Tor für eine Einhausung einer Maschine oder Anlage gelöst, insbesondere zum Verschließen einer Bestückungsöffnung oder Zugangsöffnung.
  • Das Verfahren betreffend wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren zum Betreiben einer Schutzvorrichtung in Form einer Schutztür oder eines Schutztores für eine Anlage, insbesondere eine Fertigungsanlage, gemäß Anspruch 14 gelöst.
  • Beispielhaft erfolgt die Überwachung in Bezug auf eine Schließkante eines Schließelements. Demgemäß erfolgt das Betreiben des Antriebs im ersten Betriebsmodus und/oder im zweiten Betriebsmodus auch in Abhängigkeit von einer Ist-Position der Schließkante und/oder einer Ist-Geschwindigkeit des Schließelements
  • Das Verfahren kann unter Verwendung einer Schutzvorrichtung gemäß zumindest einer der hierin gezeigten Ausführungsformen ausgeführt werden. Umgekehrt ist die Schutzvorrichtung zumindest in beispielhaften Ausführungsformen dazu ausgebildet, auf Basis des Verfahrens betrieben zu werden.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und Erläuterung mehrerer beispielhafter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer Schutzvorrichtung in Form eines Schutztores;
    Fig. 2
    eine perspektivische Ansicht einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Schutzvorrichtung in Form eines Schutztores;
    Fig. 3
    eine schematische, stark vereinfachte Schnittansicht zur Veranschaulichung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Schutzvorrichtung in Form eines Schutztores;
    Fig. 4
    eine schematische, stark vereinfachte Schnittansicht zur Veranschaulichung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Schutzvorrichtung in Form eines Schutztores;
    Fig. 5
    ein schematisches Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben einer Schutzvorrichtung; und
    Fig. 6
    ein schematisches Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben einer Schutzvorrichtung.
  • Fig. 1 veranschaulicht anhand einer perspektivischen frontalen Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform eine insgesamt mit 10 bezeichneten Schutzvorrichtung. Die Schutzvorrichtung 10 ist beispielhaft als Maschinenschutztor oder Schutztor 12 ausgestaltet. Beispielsweise dient das Schutztor 12 dazu, einen kontrollierten Zugang zu einer Anlage 14 zu ermöglichen. Im geschlossenen Zustand des Schutztores 12 ist die Anlage 14 nicht zugänglich. Dies kann unter Sicherheitsaspekten gewünscht sein, wenn die Anlage 14 in Betrieb ist. Dies ist jedoch nicht einschränkend zu verstehen.
  • Bei der Anlage 14 kann es sich etwa um eine Fertigungsanlage handeln. Andere Ausführungsformen sind vorstellbar. Generell kann das Schutztor 12 auch als Industrietor bezeichnet und ausgeführt sein. Zumindest in beispielhaften Ausführungsformen handelt es sich bei dem Schutztor 12 um ein sogenanntes schnelllaufendes Schutztor. Schnelllaufende Schutztore sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung Schutztore mit Schließgeschwindigkeiten größer 0,5 m/s. Auch dies soll nicht einschränkend verstanden werden.
  • Die Schutzvorrichtung 10 umfasst eine Schließebene 18, die auch als Öffnung oder Zugangsöffnung bezeichnet werden kann. In der in Fig. 1 gezeigten beispielhaften Ausführungsform wird die Schließebene 18 durch (seitliche) Pfosten 20, 22 sowie durch eine Quertraverse 24 (in Fig. 1 lediglich gestrichelt dargestellt) definiert.
  • Die Schutzvorrichtung 10 umfasst ein Schließelement 26, welches in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform als Bahn gestaltet ist. Solche Bahnen sind regelmäßig flexibel und können aufgewickelt werden. Das Schließelement 26 umfasst eine Schließkante 28, die ein Ende des Schließelements 26 definiert.
  • In den in Fig. 1 bis Fig. 4 gezeigten Ausführungsformen sind die Tore/Türen als vertikal schließende/vertikal laufende Schutzvorrichtungen gestaltet. Demgemäß schließt das Schließelement 26 die Schließebene 18 von oben nach unten. Im geschlossenen Zustand ist demgemäß die Schließkante 28 dem Boden 32 benachbart. Die Schließkante 28 erstreckt sich in einer horizontalen Richtung. Es kann hierbei auch zu einem Kontakt zwischen der Schließkante 28 und dem Boden 32 kommen. Grundsätzlich sind jedoch auch Schutzvorrichtungen mit horizontal schließenden Schließelementen vorstellbar. Bei derartigen Schutzvorrichtungen wäre die Schließkante des Schließelements vertikal orientiert und etwa parallel zu einem der (seitlichen) Pfosten ausgerichtet.
  • Zum Antrieb des Schließelements 26 ist ein Antrieb 38 vorgesehen. Der Antrieb 38 umfasst einen Motor. Ferner ist es vorstellbar, ein Getriebe zur Untersetzung/Übersetzung vorzusehen. Der Antrieb 38 ist in dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel mit einer Wickelwelle 40 gekoppelt. Der Antrieb 38 rotiert die Wickelwelle 40, um das Schließelement 26 wahlweise aufzuwickeln oder abzuwickeln. Auf diese Weise kann die Schutzvorrichtung 10 geöffnet oder geschlossen werden.
  • In Fig. 1 ist die Schließbewegung des Schließelements 26 durch einen mit 44 bezeichneten Pfeil angedeutet. Ein mit 46 bezeichneter Doppelpfeil veranschaulicht eine Ist-Öffnung bzw. eine Ist-Position der Schließkante 28/des Schließelements 26. Die durch das Schließelement 26 freigegebene Öffnung 46 verändert sich kontinuierlich wenn das Schließelement 26 bewegt wird. Auf diese Weise kann das Schließelement 26 zwischen einer vollständig geschlossenen und einer teilweise oder vollständig geöffneten Stellung verfahren werden.
  • Zur Steuerung des Antriebs 38 und weiterer Funktionen der Schutzvorrichtung 10 ist eine Steuereinrichtung 50 vorgesehen. Bei der Steuereinrichtung 50 kann es sich um eine zentrale oder eine verteilte Steuereinrichtung handeln. Die Steuereinrichtung 50 dient im vorliegenden Ausgangsbeispiel auch dazu, Sicherheitsfunktionen und Überwachungsfunktionen der Schutzvorrichtung 10 zu steuern.
  • In Fig. 1 ist - wiederum durch gestrichelte Linien - eine Positionsermittlungseinheit 54 angedeutet. Die Positionsermittlungseinheit 54 umfasst beispielhaft ein Lichtgitter 56. Ein mit 58 bezeichneter gestrichelter Pfeil veranschaulicht einen Lichtstrahl. Das Lichtgitter 56 ist in geeigneter Weise mit Sendern und Empfängern versehen. Das Lichtgitter 56 kann einerseits dazu genutzt werden, eine aktuelle Position des Schließelements 26 bzw. von dessen Schließkante 28 zu ermitteln. Ferner kann das Lichtgitter 56 auch zur Erfassung von Fremdobjekten in der Schließebene 18 genutzt werden. Das Lichtgitter 56 ist jedoch nicht dazu geeignet, ein Vorfeld/einen Vorbereich der Schutzvorrichtung 10 zu überwachen. Mit anderen Worten kann das Lichtgitter 56 nicht dazu genutzt werden, Objekte zu erfassen, bevor sie tatsächlich in die Schließebene 18 eingefahren sind.
  • In alternativen Ausgestaltungen nutzt die Positionsermittlungseinheit 54 Signale, die von Sensoren/Drehgebern und ähnlichen Elementen bereitgestellt werden, die dem Antrieb 38 oder der Wickelwelle 40 für das Schließelement 26 zugeordnet sind. So kann aus der Anzahl der Umdrehungen bzw. aus dem Drehwinkel der Wickelwelle 40 die aktuelle Position der Schließkante 28 indirekt ermittelt werden.
  • Ferner ist eine Überwachungseinrichtung 64 vorgesehen, welche eine Sensoreinheit 66 umfasst. In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform weist die Sensoreinheit 66 einen Laserscanner 68 auf. In Fig. 1 ist durch gestrichelte Linien ein Blickfeld 70 des Laserscanners 68 lediglich exemplarisch angedeutet. Insgesamt ist die Überwachungseinrichtung 64 dazu ausgebildet, ein Vorfeld 72 der Schließebene 18 bzw. der Schutzvorrichtung 10 zu überwachen. Wie vorstehend bereits ausgeführt, kann die Sensoreinheit 66 alternativ auch als Radar-Sensor, Lidar-Sensor, oder als Bildsensor gestaltet sein. Kombinationen aus verschiedenen Sensortypen sind denkbar.
  • Mit Bezugnahme auf Fig. 2 wird eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer Schutzvorrichtung 110 in Form eines Schutztores 112 veranschaulicht. Die Schutzvorrichtung 10 gemäß Fig. 1 und die Schutzvorrichtung 110 gemäß Fig. 2 sind grundsätzlich ähnlich gestaltet. Die folgenden Detailbeschreibungen gelten daher auch für die zuvor schon veranschaulichte Ausgestaltung der Schutzvorrichtung 10 gemäß Fig. 1, und umgekehrt.
  • Die Schutzvorrichtung 110 weist eine Schließebene 118 auf, die durch Pfosten 120, 122 und eine Quertraverse 124 definiert ist. Die Schutzvorrichtung 110 ist ferner mit einem Schließelement 126 versehen, das beispielhaft aus mehreren Segmenten gebildet ist, die zueinander verschwenkbar sind. Demgemäß kann die Schutzvorrichtung 110 auch als Segmenttor bezeichnet werden. Die Ausführung des Schließelements 126 als segmentiertes Torblatt und die Ausführung des Schließelements 26 (vergleiche Fig. 1) als Bahn sind lediglich beispielhafter Natur und nicht einschränkend zu verstehen.
  • Das Schließelement 126 weist eine Schließkante 128 auf. Die Schutzvorrichtung 110 ist als vertikal schließende Schutzvorrichtung ausgestaltet. Demgemäß ist die Schließkante 128 an einer Unterseite des Schließelements 126 angeordnet. Beispielhaft ist die Schließkante 128 als sogenannte Schlagleiste ausgeführt. Gemäß dieser Ausführungsform ist die Schließkante 128 mit zumindest einem Kontaktsensor 130 versehen. Es versteht sich, dass auch die Schutzvorrichtung 110 mit einer Positionsermittlungseinheit zur Ermittlung einer aktuellen Position der Schließkante 128 des Schließelements 126 versehen sein kann (vergleiche die Gestaltung der Positionsermittlungseinheit 54 in Fig. 1). Die Positionsermittlung kann über Lichtgitter, Drehgeber und ähnliche Sensoren erfolgen.
  • Ferner ist in Fig. 2 mit 138 ein Antrieb für das Schließelement 126 angedeutet. Der Antrieb 138 wirkt auf das Schließelement 126 ein, um dieses wahlweise zu öffnen oder zu schließen. In Fig. 2 ist eine Schließrichtung mit 144 bezeichnet. Ferner deutet ein mit 146 bezeichneter Doppelpfeil eine Ist-Öffnung in der Schließebene 118 der Schutzvorrichtung 110 an.
  • Durch die Gestaltung der Schließkante 128 als Schlagleiste wird eine Sicherheitsfunktion realisiert, insbesondere ein Einklemmschutz. Wenn nämlich ein Fremdobjekt in der Öffnung 146 angeordnet ist und durch die Schließkante 128 beim Schließen der Schutzvorrichtung 110 kontaktiert wird, so lösen die Kontaktsensoren 130 aus und der Antrieb 138 kann entsprechend angesteuert werden, um das Schließelement 126 schnell zu reversieren.
  • Auch in Fig. 2 ist eine Steuereinrichtung 150 vorgesehen, um den Betrieb und Sicherheitsorgane der Schutzvorrichtung 110 zu steuern. Wie vorstehend bereits angedeutet ist auch vorstellbar, aus Gründen der Redundanz separate Steuereinrichtungen für sicherheitsrelevante Funktionen vorzusehen.
  • Die Schutzvorrichtung 110 ist mit einer Überwachungseinrichtung 164 versehen, die der Überwachungseinrichtung 64 der Schutzvorrichtung 10 gemäß Fig. 1 zumindest ähnlich gestaltet ist. Auch die Überwachungseinrichtung 164 ist mit einer Sensoreinheit 166 versehen. Beispielhaft ist die Sensoreinheit 166 als Laserscanner 168 ausgestaltet. Andere Sensortypen sind denkbar. Ein Blickfeld 170 der Sensoreinheit 166 ist in Fig. 2 durch gestrichelte Linien angedeutet. Das Blickfeld 170 der Sensoreinheit 166 ist dazu ausgebildet, ein Vorfeld 172 der Schutzvorrichtung 110 zu überwachen.
  • Ein Vergleich der Ausgestaltungen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 zeigt, dass in Fig. 1 die Sensoreinheit 66 seitlich angeordnet ist und von "schräg oben" auf das Vorfeld 72 blickt. In Fig. 2 ist die Sensoreinheit 166 "mittig oben" angeordnet. Beide Varianten sind grundsätzlich vorstellbar. Auch in dieser Hinsicht sind die Gestaltungen in Fig. 1 und Fig. 2 nicht einschränkend zu verstehen. Beispielhaft ist die Sensoreinheit 166 an der Quertraverse 124 aufgenommen. Es ist jedoch auch vorstellbar, die Sensoreinheit 166 räumlich getrennt/beabstandet hiervon an einer Wand und/oder Decke in der Nachbarschaft der Schutzvorrichtung 110 anzuordnen.
  • Im Vorfeld 172 ist eine Sicherheitszone 176 definiert, die die zumindest eine Sensoreinheit 166 überwachen kann. Beispielhaft ist die Sicherheitszone 176 in einen ersten Abstandsbereich 178 und einen zweiten Abstandsbereich 180 unterteilt. Der erste Abstandsbereich 178 kann auch als Nahbereich bezeichnet werden. Der zweite Abstandsbereich 180 kann auch als Fernbereich bezeichnet werden.
  • Der erste Abstandsbereich 178 definiert eine Nahzone 186. Der zweite Abstandsbereich 180 definiert eine Fernzone 188. Die Nahzone 186 ist der Schließebene 118 benachbart. Es ist auch vorstellbar, die Sensoreinheit 166 derart auszurichten, dass die Nahzone 186 die Schließebene 118 auch umfasst. Die Fernzone 188 ist weiter von der Schließebene 118 beabstandet als die Nahzone 186.
  • Zumindest in beispielhaften Ausführungsformen verfolgt die vorliegende Offenbarung den Ansatz, beide Abstandsbereiche 178, 180 bzw. beide Zonen 186, 188 zu überwachen, um dort die Anwesenheit von Fremdobjekten feststellen zu können. Je nachdem, ob ein Fremdobjekt nun in dem ersten Abstandsbereich oder dem zweiten Abstandsbereich erfasst wurde, kann unterschiedlich auf den Antrieb 138 eingewirkt werden, um das Schließelement 118 selektiv anzusteuern. Auf diese Weise kann insgesamt flexibler auf drohende Kollisionen und/oder die Gefahr eines Einklemmens reagiert werden.
  • In Fig. 2 sind zu Veranschaulichungszwecken Fremdobjekte 194, 196, 198 angedeutet. Bei den Fremdobjekten kann es sich grundsätzlich auch um Menschen handeln. Vorzugsweise ist die Überwachungseinrichtung 164 mit der Sensoreinheit 166 dazu ausgebildet, nicht nur die Anwesenheit der Fremdobjekte 194, 196, 198 zu erfassen, sondern auch weitere Merkmale, wie etwa die Bewegungsrichtung, Geschwindigkeit und die Gestalt/Größe der Fremdobjekte 194, 196, 198.
  • Eine denkbare Bewegung des Fremdobjekts 194 wird durch einen Geschwindigkeitsvektor 200 angedeutet. Demgemäß kann angenommen werden, dass das Fremdobjekt 194 mit einer bestimmten Geschwindigkeit senkrecht oder nahezu senkrecht auf die Schließebene 118 zusteuert. Wenn nun das Fremdobjekt 194 in den (zweiten) Abstandsbereich 180 eindringt, während das Schließelement 126 geschlossen wird, so kann zunächst ein Voralarm ausgegeben werden. Als Reaktion hierauf kann beispielhaft die Schließgeschwindigkeit des Schließelements 126 verringert werden. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass das Schließelement 126 sicher gestoppt und reversiert werden kann, wenn das Fremdobjekt 194 zusätzlich in den (ersten) Abstandsbereich 178, also in die Nahzone 186 eindringen sollte.
  • Die Bewegung des Fremdobjektes 196 wird durch einen Geschwindigkeitsvektor 202 charakterisiert. Demgemäß fährt auch das Fremdobjekt 196 parallel oder im Wesentlichen parallel auf die Schließebene 118 der Schutzvorrichtung 110 zu. Zusätzlich ist in Fig. 2 durch einen mit 204 bezeichneten Doppelpfeil eine aktuelle Gestalt (Höhe) des Fremdobjektes 196 angedeutet. Auch solche Informationen können durch die Steuereinrichtung 150 verwertet werden, um den Antrieb 138 für das Schließelement 126 fallweise anzusteuern. Ein Hauptziel der Überwachung geht dahin, Kollisionen und/oder ein Einklemmen der Fremdobjekte 194, 196, 198 mit dem/an dem Schließelement 126 zu unterbinden. Insofern ist die Höhe des Fremdobjektes 196 von Interesse, da diese mit einer aktuellen Position der Schließkante 128 des Schließelements 126 abgeglichen werden kann.
  • Die Bewegung des Fremdobjektes 198 wird durch einen Geschwindigkeitsvektor 206 veranschaulicht. Das Fremdobjekt 198 bewegt sich auch auf die Schließebene 118 der Schutzvorrichtung 110 zu, aber nicht rechtwinklig oder im Wesentlichen rechtwinklig hierzu. Jedoch weist der Geschwindigkeitsvektor 206 eine Komponente 208 auf, die einen Geschwindigkeitsbetrag senkrecht zur Schließebene 118 veranschaulicht. Auch diese Werte können durch die Überwachungseinrichtung 164 erfasst und durch die Steuereinrichtung 150 entsprechend verarbeitet werden, um den Antrieb 138 in spezifischer Weise anzusteuern, wenn das Fremdobjekt 198 in den zweiten Abstandsbereich 180 und/oder den ersten Abstandsbereich 178 eindringt.
  • Mit Bezugnahme auf Fig. 3 und Fig. 4 werden weitere beispielhafte Ausgestaltungen von Schutzvorrichtungen 210, 310 in Form von Schutztoren 212, 312 veranschaulicht. Fig. 3 und Fig. 4 zeigen schematische, stark vereinfachte Schnitte senkrecht zur jeweiligen Schließebene 218, 318. Zur grundsätzlichen strukturellen Gestaltung der Schutzvorrichtungen 210, 310 wird auf die in den Figuren 1 und 2 veranschaulichten Gestaltungen der Schutzvorrichtungen 10 und 110 verwiesen.
  • Beide Schutzvorrichtungen 210, 310 weisen Schließelemente 226, 326 auf, die in der Schließebene 218, 318 zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Stellung verfahrbar sind. Ferner ist jeweils mit 254, 354 eine Positionsermittlungseinheit angedeutet, welche beispielhaft ein Lichtgitter 256, 356 mit Sendern 260, 360 und/oder Empfängern 262, 362 umfasst. Auf diese Weise kann eine aktuelle Position (entsprechend der jeweiligen Ist-Öffnung 246, 346) einer Schließkante 228, 328 des Schließelements 226, 326 ermittelt und überwacht werden.
  • Daneben weisen die Schutzvorrichtungen 210, 310 jeweils eine Überwachungseinrichtung 264, 364 auf, die mit jeweils zumindest einer Sensoreinheit 266, 366 versehen ist. Bei der jeweiligen Sensoreinheit 266, 366 handelt es sich vorzugsweise um einen Laserscanner, der zur zweidimensionalen und/oder zur dreidimensionalen Überwachung eines Vorfeldes 272, 372 der Schutzvorrichtung ausgebildet ist.
  • In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist im Vorfeld 272 ein erster Abstandsbereich 278 und ein zweiter Abstandsbereich 280 definiert, die gemeinsam eine Sicherheitszone 276 bilden. Im Falle des Eindringens eines Fremdobjekts 296 kann folglich nicht nur erfasst werden, ob das Fremdobjekt 296 in die Sicherheitszone 276 einfährt (vergleiche den Bewegungsvektor/Geschwindigkeitsvektor 302), sondern auch ob das Fremdobjekt 296 in den ersten Abstandsbereich 278 oder den zweiten Abstandsbereich 280 einfährt. Beispielhaft kann ein Einfahren des Fremdobjektes 296 in den (äußeren) zweiten Abstandsbereich 280 zunächst dazu führen, dass das Schließelement 226 zunächst weiter angetrieben wird, um die Schutzvorrichtung 210 zu schließen, aber mit verminderter Schließgeschwindigkeit. Wenn dann das Fremdobjekt 296 in den (inneren) ersten Abstandsbereich 278 eindringt, kann das Schließelement 226 abrupt gestoppt und wieder geöffnet (reversiert) werden.
  • Ferner ist es vorstellbar, dass auch eine aktuelle Höhe 304 des Fremdobjektes 296 durch die Überwachungseinrichtung 264 erfasst wird. Die Höhe 304 des Fremdobjektes 296 kann in Bezug auf die Ist-Position 246 der Schließkante 228 des Schließelements 226 gebracht werden. Auf diese Weise kann die Betriebsfähigkeit der Schutzvorrichtung 210 lange aufrechterhalten werden, ohne dass dies zu Abstrichen bei dem Schutz gegen Kollisionen und/oder ein Einklemmen führt.
  • In dem Ausgangsbeispiel gemäß Fig. 4 ist im Vorfeld 372 ein erster Abstandsbereich 378, ein zweiter Abstandsbereich 380 und ein dritter Abstandsbereich 382 definiert, die gemeinsam eine Sicherheitszone 376 bilden. Im Falle des Eindringens eines Fremdobjekts 396 kann folglich nicht nur erfasst werden, ob das Fremdobjekt 396 in die Sicherheitszone 376 einfährt (vergleiche den Bewegungsvektor/Geschwindigkeitsvektor 402), sondern auch, ob das Fremdobjekt 396 in den ersten Abstandsbereich 378, den zweiten Abstandsbereich 380, oder den dritten Abstandsbereich 382 einfährt.
  • Beispielhaft kann ein Einfahren des Fremdobjektes 296 in den (äußeren) dritten Abstandsbereich 382 zunächst dazu führen, dass das Schließelement 326 weiter angetrieben wird, um die Schutzvorrichtung 310 zu schließen, aber mit verminderter Schließgeschwindigkeit. Wenn das Fremdobjekt 396 in den (in diesem Ausführungsbeispiel mittleren) Abstandsbereich 380 eindringt, so kann das Schließelement 326 zunächst mit einer noch weiter verringerten Schließgeschwindigkeit angetrieben werden. Erst dann, wenn das Fremdobjekt 396 in den (inneren) ersten Abstandsbereich 378 eindringt, kann das Schließelement 326 abrupt gestoppt und wieder geöffnet (reversiert) werden.
  • Auf diese Weise kann der betriebsfähige Zustand der Schutzvorrichtung 310 lange aufrechterhalten werden. Fehlalarme können vermieden werden. Stattdessen gibt es im zweiten Abstandsbereich 380 und im dritten Abstandsbereich 382 Voralarme, die zunächst für eine Verzögerung der Schließgeschwindigkeit des Schließelements 326 genutzt werden.
  • Ferner ist es vorstellbar, dass auch eine aktuelle Höhe 404 des Fremdobjektes 396 durch die Überwachungseinrichtung 364 erfasst wird. Die Höhe 404 des Fremdobjektes 396 kann in Bezug auf die Ist-Position 346 der Schließkante 328 des Schließelements 326 gebracht werden. Auf diese Weise kann die Betriebsfähigkeit der Schutzvorrichtung 310 lange aufrechterhalten werden, ohne dass dies zu Abstrichen bei dem Schutz gegen Kollisionen und/oder ein Einklemmen führt.
  • Mit Bezugnahme auf Fig. 5 wird anhand eines schematischen Blockdiagramms eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben einer Schutzvorrichtung veranschaulicht. Bei der Schutzvorrichtung handelt es sich um eine Schutztür oder ein Schutztor. In beispielhaften Ausgestaltungen handelt es sich bei der Schutzvorrichtung um ein Maschinenschutztor bzw. um eine Maschinenschutztür. Üblicherweise sind derartige Schutzvorrichtungen mit motorisch angetriebenen Schließelementen versehen.
  • Das Verfahren umfasst einen Schritt S10, der die Bereitstellung einer Überwachungseinrichtung betrifft. Beispielhaft handelt es sich bei der Überwachungseinrichtung um eine Laserscanner-Überwachungseinrichtung. Die Überwachungseinrichtung bzw. deren Sensoreinheit wird derart installiert, dass ein Vorfeld einer Schließebene der Schutzvorrichtung überwacht werden kann. Das Schließelement kann in der Schließebene verfahren werden, um eine Öffnung freizugeben oder zu verschließen.
  • Ein weiterer Schritt S12 betrifft eine Ausführung eines Schließvorgangs der Schutzvorrichtung. Zu diesem Zweck ist zunächst vorgesehen, dass Schließelement mit einer bestimmten Schließgeschwindigkeit zu schließen. Mit anderen Worten wird ein Antrieb für das Schließelement entsprechend angesteuert. Zumindest in beispielhaften Ausführungsformen dient die Überwachungseinrichtung primär zur Überwachung des Schließvorgangs. Wenn nämlich das Schließelement geschlossen wird, besteht grundsätzlich die Gefahr des Einklemmens bzw. die Gefahr von Kollisionen zwischen Fremdobjekten und dem Schließelement.
  • Der Schritt S12 ist folglich mit einem Schritt S14 verknüpft, der eine Überwachung des Schließvorgangs betrifft. Die Überwachung erfolgt beispielhaft mit einer Überwachungseinrichtung, die zumindest eine Sensoreinheit in Form eines Laserscanner aufweist. Alternativ kann die zumindest eine Sensoreinheit einen bildgebenden Sensor (Videokamera) aufweisen. Andere Arten von Sensoren zur Überwachung sind vorstellbar. Auf diese Weise kann ein Vorfeld der Überwachungseinrichtung überwacht werden. Zu diesem Zweck kann im Vorfeld eine Sicherheitszone definiert werden, die beispielhaft einen ersten Abstandsbereich (Nahbereich) und einen zweiten Abstandsbereich (Fernbereich) umfasst. Wie vorstehend bereits dargelegt, ist es auch vorstellbar, drei oder gar mehr Bereiche in der Sicherheitszone zu definieren.
  • Die Überwachungseinrichtung ist dazu ausgebildet, das Eindringen von Fremdobjekten in die Sicherheitszone zu erfassen und entsprechende Signale auszugeben. Zumindest in beispielhaften Ausführungsformen ist die Überwachungseinrichtung auch dazu ausgestaltet, weitere Informationen betreffend die Fremdobjekte zu erfassen. Dies kann eine Position, Geschwindigkeit, Gestalt, Größe, Höhe, etc. der Fremdobjekte betreffen.
  • Die Überwachung folgt einem Algorithmus, der einen Schritt S16 umfasst. Bei dem Schritt S16 handelt es sich um einen Entscheidungsschritt. Im Schritt S16 wird geprüft, ob ein Fremdobjekt in der Sicherheitszone erfasst wurde oder nicht. Sofern kein Objekt erfasst wurde, kann die Überwachung fortgesetzt werden, Schritt S14.
  • Sofern ein Objekt in der Sicherheitszone erfasst wurde, schließt sich ein Schritt S18 an den Schritt S16 an. Bei dem Schritt S18 handelt es sich auch um einen Entscheidungsschritt. Im Schritt S18 wird geprüft, ob sich das erfasste Objekt in der Sicherheitszone im ersten Abstandsbereich (Nahbereich) oder im zweiten Abstandsbereich (Fernbereich) befindet.
  • Wenn nun festgestellt wurde, dass sich das erfasste Objekt im Fernbereich (zweiter Abstandsbereich) befindet, so folgt ein Schritt S20, in dem Betriebsparameter für einen entsprechenden (zweiten) Betriebsmodus definiert werden. In diesem zweiten Betriebsmodus erfolgt eine Rückmeldung/Rückführung auf den Schritt S12, worauf der Antrieb derart angesteuert wird, dass das Schließelement mit verringerter Schließgeschwindigkeit geschlossen wird.
  • Auf diese Weise wird eine Alarmsituation vermieden, welche zumindest kurzzeitig zu einem Produktionsausfall führen könnte, da die Sicherheitsvorrichtung kurzzeitig außer Betrieb gesetzt werden würde. Stattdessen gibt es eine Art Voralarm, wobei die Schutzvorrichtung betriebsfähig bleibt. Aufgrund der verringerten Schließgeschwindigkeit kann im Fall der Fälle noch reagiert werden, wenn das Fremdobjekt in den Nahbereich eindringt.
  • Wird stattdessen bei der Überwachung festgestellt, dass sich das erfasste Objekt im Nahbereich (erster Abstandsbereich) befindet bzw. in den Nahbereich ausgehend vom Fernbereich eindringt, so liegt tatsächlich ein Alarmzustand vor, da eine Kollision bzw. ein Einklemmen droht. Es folgt ein Schritt S22, der ein Betreiben des Antriebs für das Schließelement in einem ersten Betriebsmodus betrifft. Der Antrieb wird derart angesteuert, dass das Schließelement abrupt gestoppt und reversiert wird. Dies findet in einem Schritt S24 statt, der auf den Schritt S22 folgt.
  • Es versteht sich, dass es neben dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus noch einen Normalbetriebsmodus bzw. einen Normalschließbetriebsmodus gibt. Bei dem Normalbetriebsmodus handelt sich um den Betriebsmodus des Antriebs für das Schließelement, wenn kein Objekt in der Sicherheitszone erfasst wurde.
  • Das Verfahren kann unter Nutzung einer Schutzvorrichtung gemäß einem der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele verwendet werden.
  • Mit Bezugnahme auf Fig. 6 wird anhand eines schematischen Blockdiagramms ein Ausführungsbeispiel eines Algorithmus veranschaulicht, der in einem Verfahren zum Betreiben einer Schutzvorrichtung nutzbar ist.
  • Das Verfahren umfasst einen initialen Schritt S50, der einen Start kennzeichnet. Es folgt ein Schritt S52, in dem ein Modus, insbesondere ein Betriebsmodus für einen Antrieb eines Schließelements einer Schutzvorrichtung, gewählt wird. Gemeinsam mit der Wahl des Modus wird zumindest in beispielhaften Ausführungsformen eine Schließgeschwindigkeit für das Schließelement gewählt. Üblicherweise startet der Algorithmus mit einem Normalbetriebsmodus, verbunden mit einer (hohen) normalen Schließgeschwindigkeit für das Schließelement.
  • Das Schließelement wird auf Basis des gewählten Betriebsmodus geschlossen, wobei in einem Schritt S54 eine Positionsüberwachung stattfindet. Dies kann insbesondere eine Überwachung einer Position einer Schließkante des Schließelements betreffen. Zu diesem Zweck ist beispielhaft eine Positionsermittlungseinheit vorgesehen, etwa in Form eines Lichtgitters, das einer Schließebene der Schutzvorrichtung zugeordnet ist.
  • Ein paralleler Schritt S56 betrifft die Überwachung eines Vorfeldes der Schutzvorrichtung. Wie vorstehend bereits ausgeführt gibt es im Vorfeld zumindest einen ersten Abstandsbereich und einen zweiten Abstandsbereich (Nahbereich und Fernbereich). Die Überwachung zielt darauf ab, eine Anwesenheit bzw. ein Eindringen von Fremdobjekten in eine Sicherheitszone zu erfassen, die durch den ersten Abstandsbereich und den zweiten Abstandsbereich definiert wird.
  • Mit anderen Worten findet sowohl im Schritt S54 als auch im Schritt S56 eine Überwachung statt. Die Überwachung im Schritt S54 kann etwa dann, wenn zur Überwachung ein Lichtgitter genutzt wird, auch dazu dienen, die Präsenz bzw. das Eindringen von Fremdobjekten in die Schließebene zu erfassen.
  • Sofern der Überwachungsschritt S56 kein eindringendes Fremdobjekt meldet, wird das Schließelement geschlossen, bis in einem Schritt S58 ein Endanschlag erfasst wird. Auf diese Weise kann detektiert werden, dass die Schutzvorrichtung vollständig geschlossen ist. Es schließt sich ein Schritt S60 an, der ein Ende des Schließvorgangs bzw. des Algorithmus darstellt.
  • Auf den Schritt S56 folgt mittelbar oder unmittelbar ein Schritt S64, der auch als Entscheidungsschritt bezeichnet werden kann. In beispielhaften Ausführungsformen - veranschaulicht durch gestrichelte Linien - ist den Schritten S56 und S64 ein optionaler Zwischenschritt S62 zwischengeschaltet. Der Schritt S62 betrifft eine Definition von Bereichen/Parametern in Abhängigkeit von einer im Schritt S54 erfassten Position des Schließelements bzw. von dessen Schließkante. Auf diese Weise können etwa Schwellwerte, Parameterbereiche und Ähnliches definiert werden. Es ist auch vorstellbar, den Zuschnitt bzw. die Definition des Nahbereichs und des Fernbereichs an eine erfasste Ist-Position anzupassen. Mit anderen Worten ist es nicht grundsätzlich ausgeschlossen, dass die Bereiche in der Sicherheitszone variabel sind.
  • Auf Basis eines solchermaßen angepassten Parametersatzes oder auf Basis eines fixen Parametersatzes wird in einem weiteren Schritt S64 geprüft, ob ein Fremdobjekt in der Sicherheitszone erfasst wurde, oder nicht. Sofern kein Objekt erfasst wurde, kann der Schließvorgang und die Überwachung des Vorfeldes (Schritt S56) fortgesetzt werden.
  • Sofern jedoch im Schritt S64 die Anwesenheit/das Eindringen eines Fremdobjektes erfasst wurde, wird in einem nachgelagerten Schritt S66 abgefragt, ob das Fremdobjekt in einem ersten Abstandsbereich oder einem zweiten Abstandsbereich erfasst wurde. Sofern das Objekt in einem zweiten Abstandsbereich (Fernbereich) erfasst wurde, erfolgt eine entsprechende Rückmeldung und Anpassung des Betriebsmodus im Schritt S52. Dies beinhaltet insbesondere eine Anpassung (Reduzierung) der Schließgeschwindigkeit. Dies erfolgt aus Gründen der Vorsicht, um die Gefahr von Kollisionen zu verringern, und um gleichwohl die Betriebsfähigkeit der Schutzvorrichtung zu erhalten.
  • Sofern jedoch im Schritt S66 festgestellt wurde, dass das Fremdobjekt im ersten Abstandsbereich (Nahbereich) ist, so wird in einem nachgelagerten Schritt S68 das Schließelement abrupt gestoppt und gegensinnig betrieben (reversiert). Auf diese Weise sollen Kollisionen und/oder ein Einklemmen vermieden werden. In einem solchen Fall kann auch ein Alarmsignal erzeugt und ausgegeben werden. Es schließt sich ein Schritt S70 an, in dem das Verfahren beendet wird. Im Regelfall ist es dann notwendig, Ursachenforschung zu betreiben und/oder Fremdobjekte zu entfernen.

Claims (14)

  1. Schutzvorrichtung (10, 110, 210, 310) in Form einer Schutztür oder eines Schutztores (12) für eine Anlage (14), insbesondere eine Fertigungsanlage, wobei die Schutzvorrichtung (10, 110, 210, 310) Folgendes aufweist:
    - ein Schließelement (26, 126, 226, 326), insbesondere ein schnelllaufendes Schließelement (26, 126, 226, 326), mit einer Schließkante (28, 128, 228, 328), wobei das Schließelement (26, 126, 226, 326) in einer Schließebene (18, 118, 218, 318) zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung verfahrbar ist,
    - einen Antrieb (38, 138) zum Antreiben des Schließelements (26, 126, 226, 326),
    - eine Überwachungseinrichtung (64, 164, 264, 364) mit zumindest einer Sensoreinheit (66, 166, 266, 366), die ein Vorfeld (72, 172, 272, 372) der Schließebene (18, 118, 218, 318) überwacht, um das Eindringen von Fremdobjekten (194, 196, 198, 296, 396) in eine Sicherheitszone (176, 276, 376) im Vorfeld (72, 172, 272, 372) der Schließebene (18, 118, 218, 318) zu erfassen, und
    - eine Steuereinrichtung (50, 150), die dazu ausgebildet ist, den Antrieb (38, 138) auf Basis von Daten, die von der Überwachungseinrichtung bereitgestellt werden, in Abhängigkeit davon, ob sich ein erfasstes Fremdobjekt (194, 196, 198, 296, 396) innerhalb der Sicherheitszone (176, 276, 376) in einem ersten Abstandsbereich (178, 278, 378) oder einem zweiten Abstandsbereich (180, 280, 380) befindet, selektiv in einem ersten Betriebsmodus oder in einem zweiten Betriebsmodus zu betreiben,
    wobei der erste Betriebsmodus dem ersten Abstandsbereich (178, 278, 378) und der zweite Betriebsmodus dem zweiten Abstandsbereich (180, 280, 380) zugeordnet ist,
    wobei der erste Betriebsmodus ein Stopp- und Reversiermodus ist,
    wobei der zweite Betriebsmodus ein Modus mit verringerter Geschwindigkeit ist, und
    wobei der zweite Abstandsbereich (178, 278, 378) dem ersten Abstandsbereich (180, 280, 380) vorgelagert ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, Abmessungen des ersten Abstandsbereichs (178, 278, 378) und des zweiten Abstandsbereichs (180, 280, 380) in Abhängigkeit von der aktuellen Schließgeschwindigkeit des Schließelements (26, 126, 226, 326) zu definieren.
  2. Schutzvorrichtung (10, 110, 210, 310) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abstandsbereich (178, 278, 378) ein Nahbereich ist, und dass der zweite Abstandsbereich (180, 280, 380) ein Fernbereich ist.
  3. Schutzvorrichtung (10, 110, 210, 310) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, Abmessungen des ersten Abstandsbereichs (178, 278, 378) und des zweiten Abstandsbereichs (180, 280, 380) zusätzlich in Abhängigkeit von einer Stellung des Schließelements (26, 126, 226, 326) zu definieren.
  4. Schutzvorrichtung (10, 110, 210, 310) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (50, 150) dazu ausgebildet ist, das Schließelement (26, 126, 226, 326) im zweiten Betriebsmodus mit verringerter Schließgeschwindigkeit zu verfahren.
  5. Schutzvorrichtung (10, 110, 210, 310) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (50, 150) dazu ausgebildet ist, die Schließgeschwindigkeit des Schließelements (26, 126, 226, 326) im zweiten Betriebsmodus in Abhängigkeit von einer erfassten Geschwindigkeit eines Fremdobjekts (194, 196, 198, 296, 396) zu definieren.
  6. Schutzvorrichtung (10, 110, 210, 310) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (50, 150) dazu ausgebildet ist, die Schließgeschwindigkeit des Schließelements (26, 126, 226, 326) im zweiten Betriebsmodus in Abhängigkeit von einer aktuellen Stellung des Schließelements (26, 126, 226, 326) zu definieren.
  7. Schutzvorrichtung (10, 110, 210, 310) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner aufweisend eine Positionsermittlungseinheit (54, 254, 354) für das Schließelement (26, 126, 226, 326), insbesondere für die Schließkante (28, 128, 228, 328), wobei die Steuereinrichtung (50, 150) dazu ausgebildet ist, den Antrieb (38, 138) für das Schließelement (26, 126, 226, 326) in Abhängigkeit von einem Positionssignal zu betreiben.
  8. Schutzvorrichtung (10, 110, 210, 310) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsermittlungseinheit (54, 254, 354) ein Lichtgitter (56, 256, 356) umfasst, das die durch das Schließelement (26, 126, 226, 326) verschließbare Schließebene (18, 118, 218, 318) überwacht, um die Position des Schließelements (26, 126, 226, 326) zu ermitteln.
  9. Schutzvorrichtung (10, 110, 210, 310) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (50, 150) ferner dazu ausgebildet ist, auf Basis von Signalen, die die Positionsermittlungseinheit (54, 254, 354) bereitstellt, das Schließelement (26, 126, 226, 326) zu stoppen und/oder zu reversieren, wenn in einem Überwachungsbereich der Positionsermittlungseinheit (54, 254, 354) ein Fremdobjekt (194, 196, 198, 296, 396) erfasst wird.
  10. Schutzvorrichtung (10, 110, 210, 310) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (50, 150) dazu ausgebildet ist, den Antrieb (38, 138) auf Basis von Daten, die von der Überwachungseinrichtung (64, 164, 264, 364) bereitgestellt werden, in Abhängigkeit davon, ob sich ein erfasstes Fremdobjekt (194, 196, 198, 296, 396) in einem ersten Abstandsbereich (178, 278, 378), einem zweiten Abstandsbereich (180, 280, 380), oder einem dritten Abstandsbereich (382) befindet, selektiv in einem ersten Betriebsmodus, einem zweiten Betriebsmodus, oder in einem dritten Betriebsmodus zu betreiben.
  11. Schutzvorrichtung (10, 110, 210, 310) nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Sensoreinheit (66, 166, 266, 366) der Überwachungseinrichtung (64, 164, 264, 364) als Laserscanner (68, 168) oder Bilderfassungssensor gestaltet ist, der dazu ausgebildet ist, das Vorfeld (72,172, 272, 372) der Schließebene (18, 118, 218, 318) zu überwachen, und dass in einem durch die Sensoreinheit (66, 166, 266, 366) überwachten Bereich durch die Steuereinrichtung (50, 150) zumindest der erste Abstandsbereich (178, 278, 378) und der zweite Abstandsbereich (180, 280, 380) definiert wird.
  12. Schutzvorrichtung (10, 110, 210, 310) nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine Größe des ersten Abstandsbereichs (178, 278, 378) und/oder des zweiten Abstandsbereichs (180, 280, 380) veränderlich ist, und dass die Steuereinrichtung (50, 150) dazu ausgebildet ist, fallweise die Abstandsbereiche in Abhängigkeit von einem Zustandsparameter des Schließelements (26, 126, 226, 326) und/oder einem Zustandsparameter des Fremdobjektes (194, 196, 198, 296, 396) anzupassen.
  13. Verwendung einer Schutzvorrichtung (10, 110, 210, 310) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 als Tür oder Tor (12) für eine Einhausung einer Maschine oder Anlage (14), insbesondere zum Verschließen einer Bestückungsöffnung oder Zugangsöffnung.
  14. Verfahren zum Betreiben einer Schutzvorrichtung (10, 110, 210, 310) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
    - Überwachen des Vorfeldes (72,172, 272, 372) der Schließebene mit der Sensoreinheit (66, 166, 266, 366), um das Eindringen von Fremdobjekten (194, 196, 198, 296, 396) in die Sicherheitszone (176, 276, 376) im Vorfeld (72,172, 272, 372) der Schließebene (18, 118, 218, 318) zu erfassen,
    - Erfassung und Verarbeitung der Daten, die durch die Überwachungseinrichtung (64, 164, 264, 364) bereitgestellt werden, mit der Steuereinrichtung.
    - Betreiben des Antriebs (38, 138) für das Schließelement (26, 126, 226, 326) im ersten Betriebsmodus, wenn sich ein erfasstes Fremdobjekt (194, 196, 198, 296, 396) innerhalb der Sicherheitszone (176, 276, 376) in dem ersten Abstandsbereich (178, 278, 378) befindet, wobei der erste Betriebsmodus ein Stopp- und Reversiermodus ist, und
    - Betreiben des Antriebs (38, 138) für das Schließelement (26, 126, 226, 326) im zweiten Betriebsmodus, wenn sich das erfasste Fremdobjekt (194, 196, 198, 296, 396) innerhalb der Sicherheitszone (176, 276, 376) in dem zweiten Abstandsbereich (180, 280, 380) befindet, wobei der zweite Betriebsmodus ein Modus mit verringerter Geschwindigkeit ist,
    gekennzeichnet durch:
    - Definieren von Abmessungen des ersten Abstandsbereichs (178, 278, 378) und/oder des zweiten Abstandsbereichs (180, 280, 380) in Abhängigkeit von aktuellen Schließgeschwindigkeit des Schließelements (26, 126, 226, 326) mit der Steuereinrichtung.
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