DE10038025C2 - Procedure for monitoring a hazardous area - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Ge­ fahrenbereichs gemäß dem Patentanspruch 1.The present invention relates to a method for monitoring a Ge driving range according to claim 1.

Bereits seit langem werden Lichtschranken, Lichtvorhänge, Lichtgitter etc. zur Überwachung von Gefahrenbereichen, wie z. B. dem Arbeitsbereich einer Ma­ schine, eingesetzt. Die Lichtschranken sind üblicherweise an Gefahrenbe­ reichszugängen angeordnet und dienen primär dem Schutz von Personen und allgemein zur Überwachung, ob ein als "zulässig" anzusehendes Objekt, wie z. B. ein zu bearbeitendes Werkstück, in den Gefahrenbereich gelangt und ob dieses ordnungsgemäß ausgerichtet ist oder ob es sich um ein "unzulässiges" Objekt handelt. Als unzulässig wird beispielsweise auch ein Werkstück ange­ sehen, das nicht ordnungsgemäß ausgerichtet ist. In Abhängigkeit von der Form und Größe eines Objektes werden beim Passieren des Zuganges einzelne Licht­ schranken unterbrochen bzw. abgedunkelt, wobei mit einer Vielzahl von Licht­ schranken durch einen Vergleich eines sensierten "Signalmusters" mit einem vorgegebenen, als zulässig angesehenen Signalmuster prinzipiell eine "Objekt­ erkennung" möglich ist. Sofern Größe und Position des Objekts bekannt sind, müsste bei einem zulässigen Objekt, das ordnungsgemäß ausgerichtet ist, an sich immer dasselbe Signalmuster sensiert werden. Aufgrund von Ausrich­ tungsfehlern bei Werkstücken, vibrierenden Maschinenteilen bzw. vibrierenden Lichtschrankenkomponenten, Streulicht etc. ist dies aber nicht immer präzise der Fall, so dass insbesondere "Randstrahlen", d. h. Lichtstrahlen, die in Rand­ bereichen eines abzutastenden Objekts verlaufen, mal mehr und mal weniger abgedunkelt sind. Störeinflüsse können sich ferner durch nicht vollständig absorbierende Objekte, Papier, Folien oder andere Verpackungsmaterialien erge­ ben.Light barriers, light curtains, light grids etc. have been used for a long time Monitoring of danger areas, such as B. the work area of a Ma machine, used. The light barriers are usually at risk empire access and primarily serve to protect people and general for monitoring whether an object to be regarded as "permissible", such as z. B. a workpiece to be machined gets into the danger zone and whether this is properly aligned or whether it is an "impermissible" Object. For example, a workpiece is also specified as inadmissible see that it’s not properly aligned. Depending on the shape and the size of an object become individual light as it passes through the entrance barriers interrupted or darkened, using a variety of light limit by comparing a sensed "signal pattern" with one given signal pattern considered to be permissible in principle an "object detection "is possible. If the size and position of the object are known, would have to be on a legal object that is properly aligned the same signal pattern is always sensed. Because of alignment errors in workpieces, vibrating machine parts or vibrating However, light barrier components, stray light etc. are not always precise the case, so that in particular "edge rays", i. H. Rays of light coming in edge areas of an object to be scanned, sometimes more and sometimes less are darkened. Interference can also be caused by incompletely absorbing  Objects, paper, foils or other packaging materials ben.

Aus der US 5,243,183 ist ein derartiges Lichtgitter bekannt, bei welchem die Signalmuster der einzelnen Lichtschranken des Lichtgitters bei Eingriff eines zulässigen Objektes in den Gefahrenbereich erfasst und abgespeichert werden. Gefahrbringende Objekte werden dadurch erkannt, dass sich die dabei aktuell erfassten Signalmuster von den abgespeicherten Signalmustern unterscheiden.Such a light grid is known from US Pat. No. 5,243,183, in which the Signal pattern of the individual light barriers of the light curtain when a permissible object in the danger zone are recorded and saved. Dangerous objects are recognized by the fact that they are current Distinguish detected signal patterns from the stored signal patterns.

Die DE 199 14 114 A1 betrifft eine Lichtschrankenanordnung mit wenigstens einer aus einem Sender und einem Empfänger und einer zumindest an den Empfänger angeschlossenen Auswerteelektronik bestehenden Lichtschranke zum Erkennen von Gegenständen aller Art, bei welcher das zum Empfänger gelangende Signal gegenstandsabhängig einen Schaltvorgang auslösen kann. Die diesem Schaltvorgang zugrunde liegende Schaltschwelle ist durch eine drei Schwellwerte U1 < U2 < U3 definierende Schwellwertschaltung in der Aus­ werteelektronik realisiert, mit der vom Sender auf den Empfänger treffende Strahlungsleistung in Form des am Empfänger anstehenden Empfangspegels U bewertet wird. Die Schaltschwelle ist selbsttätig auf einen vorgebbaren Soll­ wert relativ zum Empfangspegel einstellbar, wobei die dem Schaltvorgang zu­ geordnete Schaltschwelle durch den Pegel U1, der zulässige Mindestempfangs­ pegel durch U2 und der zulässige Höchstempfangspegel durch U3 verkörpert ist. Nach einer vorgebbaren Anzahl von Vergleichsvorgängen, bei denen der Empfangspegel entweder den Mindestempfangspegel unterschreitet, ohne je­ doch die Schaltschwelle zu unterschreiten, oder den zulässigen Größtemp­ fangspegel überschreitet, werden sowohl die Schaltschwelle als auch der zuläs­ sige Mindestempfangspegel und der zulässige Größtempfangspegel in der ent­ sprechenden Richtung nachgeregelt. Diese Schwellwerte werden in der Anord­ nung nicht flüchtig gespeichert. DE 199 14 114 A1 relates to a light barrier arrangement with at least one from a transmitter and a receiver and at least to the Receiver connected evaluation electronics existing light barrier for the detection of objects of all kinds, in which the recipient incoming signal can trigger a switching process depending on the object. The switching threshold on which this switching operation is based is a three Threshold values U1 <U2 <U3 defining threshold switching in the off value electronics implemented with the one from the transmitter to the receiver Radiation power in the form of the reception level U present at the receiver Is evaluated. The switching threshold is automatically set to a predetermined target value adjustable relative to the reception level, whereby the switching process orderly switching threshold by the level U1, the permissible minimum reception level embodied by U2 and the permissible maximum reception level embodied by U3 is. After a predeterminable number of comparison processes in which the Reception level either falls below the minimum reception level without ever but to fall below the switching threshold, or the permissible maximum temperature catch level exceeds, both the switching threshold and the perm minimum reception level and the permissible maximum reception level in the ent corrected speaking direction. These threshold values are in the arrangement not saved temporarily.  

Die DE 295 00 873 U1 betrifft ein Lichtgitter mit mehreren Lichtschranken, welche jeweils einen Sender und einen Empfänger aufweisen. Die Sender wer­ den zur Erfassung von Objekten in einem Gefahrenbereich bei jeder Abtastung zyklisch nacheinander aktiviert. Die während einer Abtastung mit den Licht­ schranken erfassten Signalmuster werden abgespeichert. Im Lichtgitter wird nur dann ein Warn- oder Abschaltsignal generiert, wenn bei zwei aufeinander­ folgenden Abtastungen für zwei beabstandete Lichtschranken eine Strahlunter­ brechung registriert wird.DE 295 00 873 U1 relates to a light grid with several light barriers, which each have a transmitter and a receiver. The stations who for the detection of objects in a danger zone with each scan activated cyclically one after the other. The one during a scan with the light barriers detected signal patterns are saved. In the light grid only generates a warning or switch-off signal if two are connected following scans one beam below for two spaced-apart light barriers refraction is registered.

Die DE 195 44 632 A1 betrifft eine optoelektronische Vorrichtung zum Erfas­ sen von Objekten in einem Überwachungsbereich mit einem Empfänger und wenigstens einem Sender, welche gegenüberliegend an den Rändern des Über­ wachungsbereiches so angeordnet sind, dass ein im Überwachungsbereich an­ geordnetes Objekt den Strahlengang der vom Sender zum Empfänger geführten Sendelichtstrahlbündel zumindest teilweise unterbricht, worauf in einer an den Empfänger angeschlossenen Auswerteeinheit eine Objektmeldung ausgelöst wird. Der Empfänger besteht aus einer linearen Anordnung von photosensiti­ ven Elementen. Während einer Abgleichphase werden die bei freiem Strahlen­ gang belichteten und nicht belichteten photosensitiven Elemente in der Aus­ werteeinheit registriert und diese Signalwerte als Referenzwerte abgespeichert. Während einer auf die Abgleichphase folgenden Arbeitsphase werden die Sig­ nalwerte der photosensitiven Elemente fortlaufend registriert und als Istwerte mit den Referenzwerten verglichen. Durch den Vergleich der Istwerte mit den Referenzwerten erfolgt die Erfassung der Objekte im Überwachungsbereich.DE 195 44 632 A1 relates to an optoelectronic device for detection objects in a surveillance area with a receiver and at least one transmitter, which is opposite at the edges of the over surveillance area are arranged so that a in the surveillance area ordered object the beam path of the guided from the transmitter to the receiver Transmitting light beam at least partially interrupts, whereupon one to the Object evaluation triggered by the receiver connected to the evaluation unit becomes. The receiver consists of a linear arrangement of photosensiti ven elements. During an adjustment phase, the blasting is free exposed and unexposed photosensitive elements in the Aus value unit registered and these signal values stored as reference values. During a work phase following the adjustment phase, the Sig Values of the photosensitive elements are continuously registered and as actual values compared with the reference values. By comparing the actual values with the Reference values are recorded for the objects in the monitoring area.

Die DE 198 42 351 C1 betrifft einen Sensor zum Erfassen von Gegenständen in einem Überwachungsbereich mit einem Sendeelement und einem Emp­ fangselement, dessen Empfangssignale in einer Auswerteeinheit ausgewertet werden, deren Funktionsumfang durch ein Programm und/oder dort abgespei­ cherte Parameterwerte vorgegeben ist, wobei ein Anschluss für eine Zuleitung zu einer externen Spannungsquelle sowie ein Schaltausgang zur Abgabe eines Gegenstandsfeststellungssignals an eine externe Steuereinheit bei Erfassen ei­ nes Gegenstandes vorgesehen ist. Eine externe Bedieneinheit ist an die Zulei­ tung zu der externen Spannungsquelle und/oder an den Schaltausgang an­ schließbar, so dass von der Bedieneinheit während eines Parametriervorgangs das Programm und/oder die Parameterwerte als Parameterdaten in die Aus­ werteeinheit einlesbar sind.DE 198 42 351 C1 relates to a sensor for detecting objects in a surveillance area with a transmission element and an emp catching element, the received signals evaluated in an evaluation unit the range of functions is saved by a program and / or there secure parameter values is specified, with a connection for a supply line to an external voltage source and a switching output to deliver a  Item detection signal to an external control unit upon detection nes object is provided. An external control unit is attached to the Zulei device to the external voltage source and / or to the switching output lockable, so that the control unit during a parameterization process the program and / or the parameter values as parameter data in the off value unit can be read.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Überwachung eines Gefahren­ bereiches anzugeben, das eine hohe Störfestigkeit aufweist.The object of the invention is a method for monitoring a hazard range that has high immunity to interference.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteil­ hafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen beschrieben.This object is achieved by the features of patent claim 1. benefit adhesive refinements and developments of the invention are in the Unteran sayings described.

Das Grundprinzip der Erfindung besteht in einer Detektierung der Empfangs­ helligkeiten von Lichtschranken, wobei eine Lichtschranke als "frei" angesehen wird, wenn ihre Empfangshelligkeit oberhalb eines oberen Schwellwertes liegt, als "unterbrochen", wenn die Empfangshelligkeit unterhalb eines unteren Schwellwertes liegt und als "abgeschwächt", wenn ihre Empfangshelligkeit zwischen den beiden Schwellwerten liegt. The basic principle of the invention is to detect reception brightness of light barriers, whereby a light barrier is regarded as "free" if their reception brightness is above an upper threshold, as "interrupted" if the reception brightness is below a lower Threshold lies and as "weakened" when its reception brightness lies between the two threshold values.  

Der obere und der untere Schwellwert hängen vom Minimalwert und vom Maximalwert der Empfangshelligkeiten eines vorgege­ benen, als zulässig angesehenen, Signalmusters ab. Aus dem Maximalwert und dem Minimalwert wird ein Differenzwert gebildet. Hieraus ergeben sich die Schwellwerte als Linear­ kombinationen des Minimalwertes und des Differenzwertes, wobei vorzugsweise der Differenzwert mit einem vorgegebenen obereren bzw. unteren Gewichtungsfaktor gewichtet wird.The upper and lower threshold depend on the minimum value and the maximum value of the reception brightness of a given signal signal that is regarded as permissible. Out the maximum value and the minimum value becomes a difference value educated. This results in the threshold values as linear combinations of the minimum value and the difference value, preferably the difference value with a predetermined the upper or lower weighting factor is weighted.

Vor Inbetriebnahme der Lichtschrankenanordnung werden die einzelnen Lichtschranken entsprechend der Form, Größe und Ausrichtung von als zulässig angesehenen Objekten konfigu­ riert (Teach-In-Vorgang), wobei mehrere "zulässige" Signal­ muster vorkonfiguriert sein können. Während des Betriebes werden sensierte Signalmuster mit dem bzw. den vorkonfigu­ rierten Signalmustern verglichen. Abgeschwächte Licht­ schranken, deren Empfangshelligkeit zwischen den beiden Schwellwerten liegt, können entsprechend einem zugeordneten Strahlzustand eines vorkonfigurierten Signalmusters als unterbrochen oder als frei interpretiert werden.Before commissioning the light barrier arrangement, the individual light barriers according to the shape, size and Alignment of objects considered permissible configu riert (teach-in process), with several "permissible" signal patterns can be preconfigured. During operation are sensed signal patterns with the preconfig rated signal patterns compared. Weakened light barriers whose reception brightness between the two Threshold values can be assigned accordingly Beam state of a preconfigured signal pattern as interrupted or interpreted as free.

Zur Vermeidung von Sicherheitsrisiken erfolgt vorzugsweise nach dem Teach-In-Vorgang, d. h. im Betrieb, keine automa­ tische Nachregelung der Schwellwerte.To avoid security risks it is preferred after the teach-in process, d. H. in operation, no automa table readjustment of the threshold values.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen "Strahlzu­ standsklassifizierung" besteht in einer verbesserten Robust­ heit gegenüber den eingangs genannten Störeinflüssen, insbe­ sondere gegenüber elektromagnetischen Störbeeinflussungen, wodurch sich bessere Maschinenauslastungen erreichen lassen.A major advantage of the "jet" according to the invention status classification "consists in an improved robustness against the disturbances mentioned at the beginning, esp especially against electromagnetic interference, whereby better machine utilization can be achieved.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:In the following the invention is based on exemplary embodiments play explained in connection with the drawing. It shows:

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Überwachung eines Gefahrenbe­ reiches gemäß der Erfindung; Figure 1 shows a device for monitoring a danger area according to the invention.

Fig. 2 ein erstes Auswerteverfahren; und Fig. 2 is a first evaluation; and

Fig. 3 ein zweites, verbessertes Auswerteverfahren. Fig. 3 shows a second, improved evaluation.

Fig. 1 zeigt eine Lichtschrankenanordnung mit mehreren einzelnen Lichtschranken, die jeweils ein Lichtsendeelement 1-5 sowie ein zugeordnetes Lichtempfangselement 6-10 auf­ weisen. Zwischen den Lichtsendeelementen 1-5 und den zuge­ ordneten Lichtempfangselementen 6-10 liegt ein Zugang 11 eines Gefahrenbereiches, der von Lichtstrahlen 12-16 durch­ setzt ist. Fig. 1 shows a light barrier arrangement with several individual light barriers, each having a light emitting element 1-5 and an associated light receiving element 6-10 . Between the light emitting elements 1-5 and the assigned light receiving elements 6-10 there is an access 11 to a danger zone which is penetrated by light rays 12-16 .

Wenn ein Objekt 17 den Zugang 11 passiert, muß detektierbar sein, ob es sich um ein "zulässiges" Objekt oder um ein "unzulässiges" Objekt handelt. Je nach Form, Größe und Ausrichtung des Objektes 17 werden einzelne Lichtstrahlen 12-16 unterbrochen bzw. abgeschwächt. Die Lichtstrahlen 12, 15 und 16 sind hier "freie Lichtstrahlen", d. h. sie gelangen ungehindert von den Lichtsendeelementen 1, 4 und 5 zu den zugeordneten Lichtempfangselementen 6, 9 bzw. 10. Der Lichtstrahl 14 hingegen ist hier durch das Objekt 17 vollständig unterbrochen und der Lichtstrahl 13 tangiert einen Rand 18 des Objektes 17 und wird dabei abgeschwächt. Das Lichtempfangselement 7 sensiert somit eine geringere Empfangshelligkeit als die Lichtempfangselemente 6, 9 bzw. 10. Die Lichtempfangselemente 6-10 erzeugen auf Ausgangs­ leitungen 19-23 Ausgangssignale, die den jeweils sensierten Empfangshelligkeiten entsprechen.When an object 17 passes through the entrance 11 , it must be possible to detect whether it is an "admissible" object or an "impermissible" object. Depending on the shape, size and orientation of the object 17 , individual light beams 12-16 are interrupted or weakened. The light rays 12 , 15 and 16 here are "free light rays", ie they pass freely from the light emitting elements 1 , 4 and 5 to the associated light receiving elements 6 , 9 and 10 respectively. The light beam 14, on the other hand, is completely interrupted here by the object 17 and the light beam 13 touches an edge 18 of the object 17 and is thereby weakened. The light receiving element 7 thus senses a lower reception brightness than the light receiving elements 6 , 9 or 10 . The light receiving elements 6-10 generate output signals on output lines 19-23 , which correspond to the sensed reception brightnesses.

Vereinfacht ausgedrückt entscheidet eine Überwachungselek­ tronik 24 anhand der Stärke des empfangenen Lichtes, ob ein Strahl als unterbrochen oder frei zu interpretieren ist. Dazu kann die analoge "Empfangsinformation" jedes Strahles innerhalb eines Empfangszeitfensters analog/digital gewandelt (nicht dargestellt), mit einem festgelegten Schwel­ lenwert verglichen und anschließend als Strahl-Zustandsinfor­ mation gespeichert werden. Vor der Ermittlung des Strahlzu­ standes wird noch eine Linearisierung des Empfangssiganls durchgeführt. Die Schwelle bestimmt zusammen mit der Ein­ gangsinformation, ob eine Lichtachse als frei oder als belegt angesehen wird.In simple terms, surveillance electronics 24 decide on the basis of the strength of the light received whether a beam is to be interpreted as interrupted or free. For this purpose, the analog “reception information” of each beam can be converted analog / digital (not shown) within a reception time window, compared with a defined threshold value and then stored as beam status information. Before the beam status is determined, the receiving signal is linearized. Together with the input information, the threshold determines whether a light axis is considered free or occupied.

Vor Inbetriebnahme der Lichtschrankenanordnung werden die einzelnen Lichtschranken in Bezug auf die Form, Größe und Ausrichtung von vorgegebenen, als zulässig angesehenen Objekten 17 konfiguriert. "Konfigurieren" heißt, es wird vorgegeben, welche der Lichtschranken frei, unterbrochen bzw. abgeschwächt sind, wenn ein "zulässiges" Objekt, das eine vorgegebene Form, Größe und Ausrichtung hat, den Zugang 11 passiert. Die "Strahlzustände" der einzelnen Lichtschran­ ken bilden somit "Signalmuster", wobei es zulässige und unzulässige Signalmuster gibt.Before the light barrier arrangement is put into operation, the individual light barriers are configured with regard to the shape, size and orientation of predetermined objects 17 which are regarded as permissible. "Configuring" means that it is specified which of the light barriers are free, interrupted or weakened when a "permissible" object, which has a predetermined shape, size and orientation, passes through access 11 . The "beam states" of the individual light barriers thus form "signal patterns", with permissible and impermissible signal patterns.

In der Überwachungselektronik 24, die einen Konfigurierungs­ speicher 25 aufweist, können ein oder mehrere solcher zu­ lässiger "Signalmuster" gespeichert sein. Zum Konfigurieren der Lichtschrankenanordnung wird beispielsweise das Objekt 17 mit der in Fig. 1 gezeigten Ausrichtung in den Gefahrenbe­ reich 11 eingebracht und das zugeordnete Signalmuster wird vom Konfigurierungsspeicher 25 über die Ausgangsleitungen 19-23 als zulässiges Signalmuster eingelesen.One or more such permissible "signal patterns" can be stored in the monitoring electronics 24 , which has a configuration memory 25 . To configure the light barrier arrangement, for example, the object 17 with the orientation shown in FIG. 1 is introduced into the danger zone 11 and the assigned signal pattern is read from the configuration memory 25 via the output lines 19-23 as a permissible signal pattern.

Die Überwachungselektronik 24 weist ferner eine Auswahlein­ richtung 26 auf, die aus dem vorkonfigurierten, an den Ausgangsleitungen 19-23 anliegenden Signalmuster das Signal mit der größten Empfangshelligkeit H_max und das Signal mit der kleinsten Empfangshelligkeit H_min auswählt. Ferner ist ein Subtrahierer 27 vorgesehen, der ein Differenzsignal
The monitoring electronics 24 also has a selection device 26 which selects the signal with the greatest reception brightness H _max and the signal with the lowest reception brightness H _min from the preconfigured signal pattern present on the output lines 19-23 . Furthermore, a subtractor 27 is provided, which has a difference signal

Delta = H_max - H_min
Delta = H _max - H _min

erzeugt.generated.

Weiter ist eine Verknüpfungseinrichtung 28 vorgesehen, der bei der Konfigurierung der Lichtschrankenanordnung z. B. mittels einer Konfigurierungssoftware Parameterwerte FU bzw. FO vorgegeben werden. Die Verknüpfungseinrichtung 28 erzeugt durch eine Linearkombination der minimalen Empfangshelligkeit H_min und des Differenzsignals Delta bzw. der Parameter FU, FO einen unteren Schwellwert SU und einen oberen Schwellwert SO für die Empfangshelligkeit. SU und SO werden hier wie folgt berechnet:
Furthermore, a linking device 28 is provided which, for example, in the configuration of the light barrier arrangement. B. parameter values FU or FO can be specified by means of configuration software. The linking device 28 generates a lower threshold value SU and an upper threshold value SO for the reception brightness by means of a linear combination of the minimum reception brightness H _min and the difference signal Delta or the parameters FU, FO. SU and SO are calculated here as follows:

SU = H_min + Delta × FU,
SU = H _min + Delta × FU,

SO = H_min + Delta × FO.SO = H _min + delta × FO.

Während des Betriebes der Lichtschrankenanordnung werden die Schwellwerte SO bzw. SU einer Komparatoreinrichtung 29 zugeführt, die ebenfalls mit den Ausgangsleitungen 19-23 verbunden ist, an denen nun die momentan, d. h. während des Betriebes von den Lichtempfangselementen 6-10 erzeugten Signale anliegen, wobei die einzelnen Ausgangsleitungen 19-23 zyklisch überwacht werden. Während eines Überwachungs­ zyklus wird nacheinander für jede Ausgangsleitung 19-23 überprüft, ob das Ausgangssignal des zugeordneten Licht­ empfangselementes 6-10 oberhalb bzw. unterhalb des Schwell­ wertbereiches [SU, SO] bzw. im Schwellwertbereich [SU, SO] liegt. Mit anderen Worten, es wird überprüft, in welchem der drei folgenden Wertebereiche die Empfangshelligkeit H liegt:
During the operation of the light barrier arrangement, the threshold values SO and SU are fed to a comparator device 29 , which is also connected to the output lines 19-23 , to which the signals currently generated, ie during operation by the light receiving elements 6-10 , are present, the individual output lines 19-23 are monitored cyclically. During a monitoring cycle, it is checked in turn for each output line 19-23 whether the output signal of the associated light receiving element 6-10 is above or below the threshold value range [SU, SO] or in the threshold value range [SU, SO]. In other words, it is checked in which of the three following value ranges the reception brightness H lies:

• - Lichtschranke ist unterbrochen (u), wenn H < SU- Photo eye is interrupted (u) if H <SU
• - Lichtschranke ist schwach (s), wenn SU < H < SO- Light barrier is weak (s) if SU <H <SO
• - Lichtschranke ist frei (f), wenn SU < H.- Photo eye is free (f) if SU <H.

Die Wertebereichsgrenzen, d. h. die Schwellwerte SU und SO können entweder dem Schwellwertbereich zugeordnet werden (SU ≦ H ≦ SO) oder dem "unterbrochen-Bereich" (H ≦ SU) bzw. dem "frei-Bereich" (H ≧ SO).The range limits, i. H. the threshold values SU and SO can either be assigned to the threshold range (SU ≦ H ≦ SO) or the "interrupted area" (H ≦ SU) or the "free area" (H ≧ SO).

Ferner ist eine Bewertungseinrichtung 30 vorgesehen, die sog. "Randstrahlen", d. h. abgeschwächte Lichtstrahlen 13, deren Empfangshelligkeit innerhalb des Schwellwertbereiches SU < H < SO liegt als "frei" (f) bzw. als unterbrochen (u) interpretiert. Furthermore, an evaluation device 30 is provided, which interprets so-called “marginal rays”, ie weakened light rays 13 , whose reception brightness lies within the threshold value range SU <H <SO as “free” (f) or as interrupted (u).

Randstrahlen können prinzipiell als frei oder als unter­ brochen interpretiert werden. Es ist jedoch sinnvoll, eine als "unterbrochen" konfigurierte Lichtachse als unterbrochen zu interpretieren und eine als "frei bzw. nicht unterbrochen" konfigurierte Lichtachse als "frei" zu interpretieren, sofern die Empfangshelligkeit H innerhalb des Randstrahl­ bereiches SU < H < SO liegt. Mit anderen Worten wird eine gewisse "Hell-" bzw. "Dunkelabweichung" in Bezug auf die konfigurierten Empfangshelligkeiten als zulässig angesehen.Edge rays can in principle be as free or as under broken interpretations. However, it makes sense to have one Light axis configured as "interrupted" as interrupted to interpret and one as "free or not interrupted" interpret the configured light axis as "free", provided the reception brightness H is within the marginal ray range SU <H <SO. In other words, it becomes certain "light" or "dark deviation" in relation to the configured reception brightnesses is permitted.

Dementsprechend erzeugt die Bewertungseinrichtung 30 für jede Lichtschranke ein "Frei"-Signal f oder ein "Unter­ brochen"-Signal u, wobei der Bewertungseinrichtung 30 über die Leitungen 31 die im Konfigurierungsspeicher 25 gespei­ cherten vorkonfigurierten Zustände der einzelnen Licht­ schranken zugeführt werden.Accordingly, the evaluating means 30 generates, for each photocell a "free" signal f or an "interrupted" signal u, where the evaluation means are supplied to gates the vomit in Konfigurierungsspeicher 25 cherten pre-configured conditions of the individual light via the lines 31 30th

Fig. 2 zeigt eine "Empfangshelligkeitsskala" H, auf der schematisch die Empfangshelligkeit H von Lichtschranken 32-40 aufgetragen ist, wobei die Lichtschranke 32 die kleinste Empfangshelligkeit H_min und die Lichtschranke 40 die größte Empfangshelligkeit H_max hat. Ferner ist eine minimale untere Schwelle MinU und eine minimale obere Schwelle MinO dargestellt. Die minimale untere Schwelle MinU ist durch das Rauschen bzw. durch die "EMV-Festigkeit" der Lichtschranken bei maximaler Entfernung zwischen Sender und Empfänger festgelegt und ist fest in die Überwachungs­ elektronik der Lichtschrankenanordnung einprogrammiert. FIG. 2 shows a “reception brightness scale” H, on which the reception brightness H of light barriers 32-40 is schematically plotted, the light barrier 32 having the smallest reception brightness H _min and the light barrier 40 having the greatest reception brightness H _max . Furthermore, a minimum lower threshold MinU and a minimum upper threshold MinO are shown. The minimum lower threshold MinU is determined by the noise or the "EMC resistance" of the light barriers at maximum distance between the transmitter and receiver and is permanently programmed into the monitoring electronics of the light barrier arrangement.

Die "maximale Entfernung" zwischen Sender und Empfänger wird jedoch nur bei manchen Spezialanwendungen benötigt, bei denen z. B. der Zugang des zu überwachenden Gefahrenberei­ ches sehr groß ist und die Lichtsendeelemente und die Licht­ empfangselemente entsprechend weit voneinander beabstandet sind. Üblicherweise ist der Abstand zwischen Sender und Empfänger kleiner als diese maximale Entfernung, was eine "Verschiebung" der Schwelle MinU nach oben und somit eine Verbesserung der Störfestigkeit ermöglicht. Für Anwendungen, bei denen einzelne Strahlen teilabgedeckt bzw. teilweise unterbrochen sind, wie der in Fig. 1 dargestellte Lichtstrahl 13, können spezielle Betriebsarten sog. "blanking modi" vorgesehen sein, die eine Auswertung teilabgedeckter Strahlen (Randstrahlen) ermöglichen. Die Lichtstrahlen haben natürlich einen vorgegebenen Durchmesser, der so groß ist, daß auch nur ein Teil des Lichtstrahls abgedeckt sein kann.The "maximum distance" between sender and receiver is only required for some special applications, for example where B. the access of the hazardous area to be monitored is very large and the light emitting elements and the light receiving elements are spaced accordingly far apart. Usually, the distance between the transmitter and receiver is smaller than this maximum distance, which enables a "shift" of the threshold MinU upwards and thus an improvement in the immunity to interference. For applications in which individual beams are partially covered or partially interrupted, such as the light beam 13 shown in FIG. 1, special operating modes, so-called "blanking modes", can be provided, which enable evaluation of partially covered beams (marginal beams). The light rays naturally have a predetermined diameter which is so large that only a part of the light ray can be covered.

Hierfür wird die obere Minimalschwelle MinO fest program­ miert. Die obere Minimialschwelle MinO legt den Mindestwert der Empfangshelligkeit fest, der von einem als nicht abge­ deckt, d. h. von einem als frei konfigurierten Lichtstrahl bei maximaler Entfernung des Senders vom Empfänger erreicht bzw. von dem Empfänger erwartet wird. Nur Lichtstrahlen mit einer größeren Empfangshelligkeit als Mino werden als frei interpretiert. Im einfachsten Fall ist MinU gleich MinO.For this, the upper minimum threshold MinO fixed program mized. The upper minimum threshold MinO sets the minimum value the reception brightness, which is regarded as not covers, d. H. from a freely configured light beam reached at maximum distance from the transmitter to the receiver or is expected from the recipient. Light rays only with a greater reception brightness than Mino interpreted freely. In the simplest case, MinU is the same Mino.

Würde man der Ermittlung der Strahlzustände die Schwellwerte MinU und MinO zugrundelegen, so würden die Lichtachsen 32-40 folgendermaßen interpretiert werden:
If the threshold values MinU and MinO were used to determine the beam states, the light axes 32-40 would be interpreted as follows:

• - Lichtachsen 32, 33: unterbrochen, weil H < MinU- Light axes 32 , 33 : interrupted because H <MinU
• - Lichtachsen 34-36: abgeschwächt, weil MinU < H < MinO- Light axes 34-36 : attenuated because MinU <H <MinO
• - Lichtachsen 37-40: frei, weil H < MinO.- light axes 37-40 : free because H <MinO.

Gemäß der Erfindung werden jedoch nicht die Werte MinU und MinO als Schwellwerte verwendet, sondern eine untere Schwelle SU und eine obere Schwelle SO, die bei der Kon­ figurierung der Lichtschrankenanordnung oder nach Anforderung durch ein entsprechendes "Telegramm" berechnet werden.According to the invention, however, the values are not MinU and MinO used as threshold values, but a lower one Threshold SU and an upper threshold SO, which at Kon figure of the light barrier arrangement or as required can be calculated by a corresponding "telegram".

Fig. 3 zeigt, wie die Lichtachsen gemäß der Erfindung interpretiert werden:
Fig. 3 shows how the light axes are interpreted according to the invention:

• - Lichtachsen 32-35: unterbrochen, weil H < SU - light axes 32-35 : interrupted because H <SU
• - Lichtachsen 36-38: abgeschwächt, weil SU < H < SO- Light axes 36-38 : weakened because SU <H <SO
• - Lichtachsen 39, 40: frei, weil H < SO.- light axes 39 , 40 : free because H <SO.

Voraussetzung für die Berechnung ist, daß die Empfangshel­ ligkeit mindestens einer Lichtachse kleiner als MinU und die Empfangshelligkeit mindestens einer anderen Lichtachse größer als MinO ist. Die Schwellwerte SU und SO werden gemäß den folgenden bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 erläuterten Gleichungen ermittelt:
The prerequisite for the calculation is that the reception brightness of at least one light axis is less than MinU and the reception brightness of at least one other light axis is greater than MinO. The threshold values SU and SO are determined in accordance with the following equations already explained in connection with FIG. 1:

Delta = H_max - H_min,
Delta = H _max - H _min ,

SU = H_min + Delta × FU
SU = H _min + delta × FU

SO = H_min + Delta × FO.SO = H _min + delta × FO.

Die Parameterwerte FU und FO sind relative Werte zwischen 0 und 1, die z. B. per Konfigurier-Software veränderbar und beispielsweise mit 0,2 und 0,8 vorgegeben sind.The parameter values FU and FO are relative values between 0 and 1, the z. B. changeable via configuration software and are specified with 0.2 and 0.8, for example.

Durch Verwendung der Schwellwerte SU und SO anstatt der Werte MinU und MinO wird die Störempfindlichkeit der Licht­ schrankenanordnung gegenüber Fremdlicht verringert, wobei SO < MinO und SU < MinU sein sollten.By using the threshold values SU and SO instead of MinU and MinO values are the sensitivity to light interference barrier arrangement with respect to extraneous light is reduced, whereby SO <MinO and SU <MinU should be.

Selbstverständlich können die Schwellwerte SU und SO auch hier wahlweise dem Schwellwertbereich (SU ≦ H ≦ SO) oder dem "unterbrochen-Bereich" (H ≦) bzw. dem "frei-Bereich" (H ≧ SO) zugeordnet werden.Of course, the threshold values SU and SO can also here either the threshold value range (SU ≦ H ≦ SO) or the "interrupted area" (H ≦) or the "free area" (H ≧ SO) can be assigned.

Im Vergleich zu dem in Fig. 2 dargestellten Auswerteverfahren wird also eine höhere Mindest-Helligkeit erwartet, um einen Lichtstrahl als frei bzw. abgeschwächt zu interpretieren. Das hat folgende Konsequenzen:
In comparison to the evaluation method shown in FIG. 2, a higher minimum brightness is expected in order to interpret a light beam as free or weakened. This has the following consequences:

• - Der "Lichtvorhang-Empfänger", d. h. die einzelnen Lichtempfangselemente werden unempfindlicher gegenüber elektromagnetischen Störungen, da parasitäre Effekte auf den analogen Signalleitungen im Empfänger stärker toleriert werden können, was die Robustheit der Licht­ schrankenanordnung verbessert.- The "light curtain receiver", i.e. H. the single ones Light receiving elements become less sensitive to electromagnetic interference because of parasitic effects stronger on the analog signal lines in the receiver  can be tolerated what the robustness of light barrier arrangement improved.
• - Da eine höhere Empfangshelligkeit nötig ist, um eine Lichtachse als frei zu interpretieren, wird das Detek­ tionsvermögen verbessert. Bereits eine leichte Abdunk­ lung führt zum Unterschreiten von SU. Die Gefahr der Umspiegelung verringert sich, da die Helligkeit um­ spiegelter Achsstrahlen nicht ausreicht, um SU zu überschreiten, was die Sicherheit verbessert.- Since a higher reception brightness is necessary in order to Detek interprets the light axis as free ability improved. A little darkening lung leads to falling below SU. The danger of Mirroring decreases as the brightness decreases mirrored axis beams are not sufficient to SU exceed what improves security.

Die Schwachstrahlen führen in Applikationen ohne Rand­ strahlbewertung (blanking) zur Aktivierung des "Schwach­ signals" (Weak-Signal) und der Schwachstrahlanzeige auf einem Display, gelten jedoch als nicht unterbrochen. In Applikationen mit Randstrahlbewertung (blanking) wird ein einzelner Schwachstrahl zwischen einer freien und einer unterbrochenen Lichtachse als Randstrahl interpretiert und entsprechend behandelt.The weak rays lead in applications without a border beam evaluation (blanking) to activate the "weak signals "(weak signal) and the weak beam indicator a display, but are not considered to be interrupted. In Applications with edge beam evaluation (blanking) is a single weak beam between one free and one interrupted light axis interpreted as a marginal ray and treated accordingly.

Das Verfahren mit analoger Bewertung des Empfangssignals hat gegenüber einem einfachen Vergleich mittels Hardware- Komparator den Vorteil, daß das Lichtachsenfeld individuell ausgemessen wird und geringe bauliche Unzulänglichkeiten zusätzlich ausgeglichen werden können. Gleichzeitig kann auf sich ändernde Umgebungsbedingungen, z. B. infolge einer Verschmutzung, durch erneutes Konfigurieren ausgleichend reagiert sowie durch geeignete Anzeigenhilfe bei der Ausrichtung des Gerätes angeboten werden.The procedure with analog evaluation of the received signal compared to a simple comparison using hardware Comparator the advantage that the light axis field individually is measured and minor structural shortcomings can also be compensated. At the same time to changing environmental conditions, e.g. B. as a result of Contamination, compensated by reconfiguring responds as well as with suitable advertising help at the Alignment of the device can be offered.

Claims (4)

1. Verfahren zur Überwachung eines Gefahrenbereiches (11) mit einer Überwachungselektronik (24) und mehreren damit verbundenen Licht­ schranken (1-5; 6-10) mit folgenden Schritten:

• a) Bestimmen der ein vorgegebenes Signalmuster bildenden Strahlzu­ stände der Lichtschranken (1-5; 6-10) bei einem im Gefahrenbe­ reich (11) befindlichen Objekt;
• b) Bestimmen eines Maximalwertes (H_max) und eines Minimalwertes (H_min) der Empfangshelligkeiten H des von den Lichtschranken (1-­ 5; 6-10) sensierten vorgegebenen Signalmusters;
• c) Ermitteln eines Differenzwertes (Delta) aus dem Maximalwert (H_max) und dem Minimalwert (H_min);
• d) Ermitteln eines unteren Schwellwertes SU und eines oberen Schwellwertes SO durch Linearkombination des Minimalwertes (H_min) und des Differenzsignals (Delta);
• e) Ermitteln der Strahlzustände der einzelnen Lichtschranken (1-5; 6-­ 10) während des Betriebes der Lichtschrankenanordnung, wobei eine Lichtschranke als frei angesehen wird, wenn H < SO, als abge­ schwächt, wenn SU ≦ H ≦ SO bzw. als unterbrochen, wenn H < SU.

1. Method for monitoring a danger zone ( 11 ) with monitoring electronics ( 24 ) and several light barriers ( 1-5 ; 6-10 ) connected to it, with the following steps:

• a) Determining the beam states forming a predetermined signal pattern of the light barriers ( 1-5 ; 6-10 ) in an area in the danger zone ( 11 );
• b) determining a maximum value (H _max ) and a minimum value (H _min ) of the reception brightnesses H of the predetermined signal pattern sensed by the light barriers (1-5; 6-10);
• c) determining a difference value (delta) from the maximum value (H _max ) and the minimum value (H _min );
• d) determining a lower threshold value SU and an upper threshold value SO by linear combination of the minimum value (H _min ) and the difference signal (delta);
• e) Determining the beam states of the individual light barriers (1-5; 6- 10) during operation of the light barrier arrangement, a light barrier being regarded as free if H <SO, weakens as if it is SU SU H ≦ SO or as interrupted if H <SU.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwell­ werte SU und SO gemäß
SU = H_min + Delta × FU bzw.
SO = H_min + Delta × FO ermittelt werden, wobei FU bzw. FO vorgegebene Werte sind.2. The method according to claim 1, characterized in that the threshold values SU and SO according to
SU = H _min + Delta × FU or
SO = H _min + delta × FO can be determined, where FU and FO are predetermined values. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Werte FU bzw. FO zwischen 0 und 1 liegen.3. The method according to claim 2, characterized in that the values FU or FO are between 0 and 1. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass gilt:
FU = 0,2
FO = 0,84. The method according to any one of claims 2 or 3, characterized in that the following applies:
FU = 0.2
FO = 0.8