Die
Erfindung betrifft ein Sensorsystem mit einem Sicherungssensor zur
Absicherung eines Gefahrenbereichs einer Maschine oder eines Transportsystems.The
The invention relates to a sensor system with a safety sensor for
Securing a hazardous area of a machine or a transport system.
Beispielsweise
werden optoelektronische Sicherungssensoren, wie Lichtschranken,
Lichtgitter, Laserscanner oder ortsauflösende Kameras, zur Sicherung
von Gesenkpressen, Biegemaschinen, Schneidemaschinen, Robotern oder
sonstigen Maschinen mit beweglichem Werkzeug eingesetzt. Transportsysteme
(z.B. Gabelstapler) oder fahrerlose Transportsysteme (FTS, z.B.
fahrerlose Flurförderfahrzeuge)
werden beispielsweise vorder- und rückseitig
mit Laserscannern ausgestattet, um die Umgebung zu überwachen
und um hierdurch Kollisionen zu vermeiden. Sofern in diesen Fällen der
Sicherungssensor ein unzulässiges
Objekt im Gefahrenbereich der Maschine bzw. des Transportsystems detektiert,
wird von einer Auswerte- und Steuerschaltung ein Abschaltsignal
erzeugt, um die Maschinen- oder Werkzeugbewegung bzw. die Bewegung
des Transportsystems zu unterbrechen.For example
become optoelectronic safety sensors, such as light barriers,
Light grids, laser scanners or spatially resolved cameras, for security
from stamping presses, bending machines, cutting machines, robots or
other machines with moving tools used. transport systems
(e.g., forklifts) or automated guided vehicle systems (FTS, e.g.
driverless industrial trucks)
for example, front and back
equipped with laser scanners to monitor the environment
and thereby avoid collisions. If in these cases the
Fuse sensor an invalid
Object detected in the danger area of the machine or the transport system,
is an evaluation and control circuit, a shutdown signal
generated to the machine or tool movement or movement
of the transport system.
Ein
Problem bei den bekannten Sensorsystemen zur Absicherung von Gefahrenbereichen
besteht darin, dass in manchen Fällen – nicht
zuletzt von der Bedienperson selbst – versucht wird, die Sicherungsfunktion
zu umgehen, beispielsweise um die Arbeitseffizienz bei der Bestückung der
betreffenden Maschine mit Werkstücken
zu erhöhen.
Daher werden oft zusätzliche
mechanische Absperrungen vorgesehen, wie beispielsweise Zugangstüren, die geschlossen
sein müssen,
um eine Aktivierung der betreffenden Maschine zu ermöglichen.
Derartige mechanische Absperrungen erweisen sich jedoch als nachteilig
hinsichtlich des baulichen Aufwands, und sie beeinträchtigen
oftmals die Arbeitsökonomie
und die Ergonomie, da beispielsweise für jede Bestückung der betreffenden Maschine
eine schwere Tür oder
Klappe geöffnet
und wieder geschlossen werden muss.One
Problem with the known sensor systems for securing hazardous areas
is that in some cases - not
last by the operator himself - is trying to use the backup function
to bypass, for example, the work efficiency in the assembly of the
relevant machine with workpieces
to increase.
Therefore, often additional
provided mechanical barriers, such as access doors that are closed
have to be
to enable activation of the machine in question.
Such mechanical barriers, however, prove to be disadvantageous
in terms of structural complexity, and they affect
often the labor economy
and the ergonomics, as for example for each assembly of the machine concerned
a heavy door or
Flap open
and must be closed again.
DE 27 14 241 B1 beschreibt
die Absicherung eines Bahnübergangs
mit Hilfe eines Lichtleiterbündels,
das Licht eines Sensors in verschiedene Richtungen sendet, wobei
das Licht von unterschiedlichen Empfangseinrichtungen wieder aufgenommen und
zu einer Auswerteeinrichtung gesendet wird. Bei einer anderen Ausführungsform
werden externe Lichtquellen zur Beleuchtung eines Gefahrenraumes verwendet,
deren Licht von den Enden von Lichtleitern eines Lichtleiterbündels empfangen
werden können. DE 27 14 241 B1 describes the protection of a railroad crossing with the aid of an optical fiber bundle that transmits light from a sensor in different directions, wherein the light is picked up again by different receiving devices and sent to an evaluation device. In another embodiment, external light sources are used to illuminate a hazard space, the light of which can be received by the ends of light guides of an optical fiber bundle.
DE 44 41 222 C2 zeigt
eine Sicherheitseinrichtung mit einem Lichtwellenleiter. Entweder
ist eine einzelne Lichtwelle vorgesehen, die Licht in Richtung eines
Lichtwellenleiters sendet, der über seine
gesamte Länge
das Licht empfangen kann oder ein Lichtwellenleiter wird als räumlich kontinuierliche
Lichtquelle verwendet, dessen Licht mit Hilfe eines Detektors nachgewiesen
wird. DE 44 41 222 C2 shows a safety device with an optical waveguide. Either a single light wave is provided, which sends light in the direction of an optical waveguide, which can receive the light over its entire length, or an optical waveguide is used as a spatially continuous light source whose light is detected by means of a detector.
Eine
fotoelektronische Unfallschutzvorrichtung ist aus DE 15 66 730 B bekannt, bei
der Licht durch eine rotierende Blendeneinrichtung auf einen Lichtleiterstab
geführt
wird. Es entstehen Signalimpulse im Ausgangskreis eines Lichtdetektors,
der mit dem Lichtleiterstab zusammenwirkt. Die Folge dieser Signalimpulse
kann mit Taktgeberimpulsen verglichen werden, die aus der Drehung
des Zylinders abgeleitet werden. Fehlt es an der Koinzidenz zwischen den
Taktgeberimpulsen und den Signalimpulsen, kann auf die Anwesenheit
eines unzulässigen
Objekts geschlossen werden.A photoelectronic accident prevention device is off DE 15 66 730 B in which light is guided by a rotating diaphragm device on a light guide rod. There are signal pulses in the output circuit of a light detector, which cooperates with the light guide rod. The sequence of these signal pulses can be compared with clock pulses derived from the rotation of the cylinder. If there is no coincidence between the clock pulses and the signal pulses, it is possible to deduce the presence of an impermissible object.
WO 02/21657 A1 zeigt
einen Lichtleiter, der in Bereichen teilweise transparent ausgestaltet
ist, um Schutzbereiche zu überwachen.
Umgebungslicht, das z.B. aus elektrischen Entladungen in den Überwachungsräumen stammt,
kann so detektiert werden. WO 02/21657 A1 shows a light guide, which is partially transparent in areas designed to monitor protection areas. Ambient light, which originates, for example, from electrical discharges in the monitoring rooms, can thus be detected.
Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, die Überwachung eines Gefahrenbereichs
einer Maschine oder eines Transportsystems auf kostengünstige und flexible
Weise noch sicherer zu gestalten.It
It is an object of the invention to monitor a danger area
a machine or a transport system to cost-effective and flexible
Way to make it even safer.
Diese
Aufgabe wird durch ein Sensorsystem mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst,
und insbesondere dadurch, dass das Sensorsystem einen Lichtleitersensor
aufweist, der als Hilfssensor zur Überwachung eines Umgebungsbereichs
der Maschine oder des Transportsystems ausgebildet ist, wobei der
Lichtleitersensor wenigstens einen Lichtempfänger aufweist, der mit einem
Lichtleiter gekoppelt ist, wobei der Lichtleiter mehrere Lichteintrittsstellen
aufweist, die entlang der Länge
des Lichtleiters verteilt sind, wobei der Lichtempfänger ferner
mit einer Auswerte- und Steuerschaltung verbunden ist, wobei die
Auswerte- und Steuerschaltung zum Auswerten von Empfangslicht ausgebildet
ist, das an den Lichteintrittsstellen in Abhängigkeit von Objekten und/oder
Lichtquellen in der Nähe
des Lichtleiters in den Lichtleiter eingekoppelt wird und mittels
des Lichtempfängers
in wenigstens ein elektrisches Lichtleiterempfangssignal umgewandelt
wird, und wobei mittels der Auswerte- und Steuerschaltung in Abhängigkeit
von dem Lichtleiterempfangssignal ein Steuersignal für die Maschine
oder das Transportsystem erzeugbar ist.These
The object is achieved by a sensor system having the features of the claim
1 solved,
and in particular in that the sensor system comprises a light guide sensor
having, as an auxiliary sensor for monitoring a surrounding area
the machine or the transport system is formed, wherein the
Optical fiber sensor has at least one light receiver, which with a
Light guide is coupled, wherein the light guide a plurality of light entry points
that runs along the length
the light guide are distributed, wherein the light receiver further
is connected to an evaluation and control circuit, wherein the
Evaluation and control circuit designed to evaluate received light
is that at the light entry points depending on objects and / or
Light sources nearby
of the light guide is coupled into the light guide and means
of the light receiver
converted into at least one electrical fiber reception signal
is, and wherein by means of the evaluation and control circuit in dependence
from the optical fiber receiving signal, a control signal for the machine
or the transport system can be generated.
Der
eigentliche Sicherungssensor des Sensorsystems wird also mit einem
optoelektronischen Lichtleitersensor kombiniert und hinsichtlich
der Si cherungsfunktion durch den Lichtleitersensor unterstützt. Der
Lichtleitersensor überwacht
einen Umgebungsbereich der betreffenden Maschine oder des Transportsystems,
der benachbart zu dem vom Sicherungssensor überwachten Gefahrenbereich
angeordnet ist oder an diesen angrenzt oder sich sogar innerhalb
dieses Gefahrenbereichs erstreckt. Hierfür ist der Lichtleitersensor
an der Maschine oder dem Transportsystem oder zumindest in der Umgebung der
Maschine oder des Transportsystems angeordnet. Sobald der Lichtleitersensor
ein unzulässiges Objekt
innerhalb des überwachten
Umgebungsbereichs detektiert, erzeugt die Auswerte- und Steuerschaltung
des Lichtleitersensors ein entsprechendes Steuersignal, das beispielsweise
eine Unterbrechung der Bewegung der betreffenden Maschine oder des Transportsystems
bewirkt.The actual fuse sensor of the sensor system is thus combined with an optoelectronic optical fiber sensor and supported with respect to the Si cherungsfunktion by the optical fiber sensor. The fiber optic sensor monitors an environment range of the machinery or transport system located adjacent to, adjacent to, or even extending within the danger zone monitored by the security sensor. For this purpose, the optical fiber sensor is arranged on the machine or the transport system or at least in the vicinity of the machine or the transport system. As soon as the optical waveguide sensor detects an impermissible object within the monitored environmental region, the evaluation and control circuit of the optical waveguide sensor generates a corresponding control signal which, for example, causes an interruption of the movement of the relevant machine or of the transport system.
Der
erfindungsgemäße Hilfssensor
ist als ein Lichtleitersensor mit einem Lichtleiter ausgebildet, bei
dem das Empfangslicht ausgewertet wird, das an mehreren Lichteintrittsstellen
des Lichtleiters aus dem zu überwachenden
Umgebungsbereich eingefangen wird. Dieses Empfangslicht wird in
ein Lichtleiterempfangssignal umgewandelt. Das eingefangene Empfangslicht
und somit das Lichtleiterempfangssignal erlauben Rückschlüsse über die
Umgebung des Lichtleiters. Falls sich nämlich ein Objekt in die Nähe des Lichtleiters
und somit in den überwachten Umgebungsbereich
bewegt, so beeinflusst das Objekt durch Reflexion, Remission und/oder
Absorption des Umgebungslichts oder des Lichts einer eigens vorgesehenen
Lichtquelle das Empfangslicht, das vom Lichtleiter eingefangen wird.
Die Auswerte- und Steuerschaltung detektiert eine Änderung
des eingefangenen Empfangslichts bzw. eine Änderung des Lichtleiterempfangssignals.
Derartige Änderungen können dem
Vorhandensein des betreffenden Objekts im Umgebungsbereich, der
Art des Objekts und/oder der Position des Objekts zugeordnet werden,
und die Auswerte- und Steuerschaltung kann ein entsprechendes Steuersignal
für die
Maschine oder das Transportsystem erzeugen. Insbesondere kann mittels
der Auswerte- und
Steuerschaltung überprüft werden,
ob sich das Lichtleiterempfangssignal oder ein hieraus abgeleiteter
Empfangswert von einem zuvor eingelernten Referenzwert hinreichend unterscheidet.Of the
Auxiliary sensor according to the invention
is designed as a light guide sensor with a light guide at
the received light is evaluated at several light entry points
of the light guide from the monitored
Surrounding area is captured. This receiving light is in
converted an optical fiber reception signal. The captured reception light
and thus the optical fiber receive signal allows conclusions about the
Environment of the light guide. If an object is in the vicinity of the light guide
and thus in the monitored environment
moved, the object influences by reflection, remission and / or
Absorbing the ambient light or the light of a specially designed
Light source the received light, which is captured by the light guide.
The evaluation and control circuit detects a change
the captured receiving light or a change of the optical fiber receiving signal.
Such changes can the
Presence of the object in the surrounding area, the
The type of object and / or the position of the object are assigned,
and the evaluation and control circuit may be a corresponding control signal
for the
Machine or the transport system. In particular, by means of
the evaluation and
Control circuit to be checked
whether the optical fiber receive signal or a derived therefrom
Receiving value of a previously learned reference value sufficiently different.
Durch
entsprechende Verteilung und Dimensionierung der Lichteintrittsstellen
entlang des Lichtleiters kann ein definierter Raumbereich vorgegeben werden,
der mittels des Lichtleitersensors überwacht wird.By
appropriate distribution and dimensioning of the light entry points
along the light guide, a defined area of space can be specified,
which is monitored by means of the optical fiber sensor.
Aufgrund
dieses Detektionsprinzips kann der Lichtleitersensor mit geringem
baulichem Aufwand und somit kostengünstig verwirklicht werden.
Vor allem kann ein derartiger Hilfssensor besonders flexibel an
die spezifischen örtlichen
Gegebenheiten angepasst werden, da der Lichtleiter entsprechend
der Kontur des zu überwachenden
Umgebungsbereichs ausgeformt und somit ohne weiteres auch an unregelmäßige Kanten
angepasst werden kann. Die Anordnung des Lichtleiters und somit
der überwachte Umgebungsbereich
können
hierdurch auch leicht geändert
werden, um den Hilfssensor an eine neue oder eine geänderte Applikation
anzupassen. Außerdem
besitzen der Lichtleiter, der Lichtempfänger und die zugeordnete Auswerte-
und Steuerschaltung nur einen geringen Raumbedarf. Daher erweist
sich der erläuterte
Hilfssensor als besonders wirkungsvoll für die ergänzende Absicherung von möglichen
Totzonen oder Toleranzzonen des eigentlichen Sicherungssensors (beispielsweise
aufgrund von Schattenbildung) und für die Absicherung von manipulationsgefährdeten
Umgebungsbereichen der betreffenden Maschine bzw. des Transportsystems.by virtue of
This detection principle, the light guide sensor with low
Structural effort and thus be realized cost.
Above all, such an auxiliary sensor can be particularly flexible
the specific local
Be adapted circumstances, since the light guide accordingly
the contour of the monitored
Surrounding area formed and thus easily on irregular edges
can be adjusted. The arrangement of the light guide and thus
the monitored environment area
can
This also changed slightly
be to the auxiliary sensor to a new or a modified application
adapt. Furthermore
the light guide, the light receiver and the associated evaluation
and control circuit only a small amount of space. Therefore proves
he explained
Auxiliary sensor as particularly effective for the complementary protection of possible
Dead zones or tolerance zones of the actual safety sensor (for example
due to shadows) and to protect against manipulation
Surroundings of the machine or the transport system.
Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die für den Lichtleitersensor
vorgesehene Auswerte- und Steuerschaltung problemlos auch in die
ohnehin vorhandene Steuerung des eigentlichen Sicherungssensors
und/oder die Maschinensteuerung integriert werden kann, so dass
der bauliche Aufwand für
die Ergänzung
des Sicherungssensors um den erläuterten
Hilfssensor besonders gering ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn
auch der eigentliche Sicherungssensor als ein optoelektronischer Sensor
ausgebildet ist. Aus demselben Grund ist auch eine Nachrüstung bereits
bestehender Sicherungssensoren mit einem Hilfssensor der erläuterten Art
auf einfache und somit kostengünstige
Weise möglich.One
Another advantage of the invention is that for the optical fiber sensor
provided evaluation and control circuit easily in the
Any existing control of the actual safety sensor
and / or the machine control can be integrated, so that
the construction effort for
the complement
the safety sensor to the explained
Auxiliary sensor is particularly low. This is especially true if
also the actual security sensor as an optoelectronic sensor
is trained. For the same reason, a retrofit is already
existing safety sensors with an auxiliary sensor of the type explained
on simple and thus inexpensive
Way possible.
Der
eigentliche Sicherungssensor und der Lichtleitersensor müssen nicht
unbedingt gleichzeitig aktiviert sein, sondern der Lichtleitersensor
kann zeitlich versetzt aktiviert werden und somit die Sicherungsfunktion
des Sicherungssensors in zeitlicher Hinsicht ergänzen.Of the
actual fuse sensor and the fiber optic sensor do not have to
necessarily be activated simultaneously, but the fiber optic sensor
can be activated offset in time and thus the backup function
supplement the safety sensor in terms of time.
Eine
besonders hohe Detektionssicherheit wird erzielt, wenn der Lichtleitersensor
zusätzlich
wenigstens einen Lichtsender aufweist. Vorzugsweise ist der Lichtsender
mit dem Lichtleiter gekoppelt, und der Lichtleiter besitzt mehrere
Lichtaustrittsstellen, die entlang der Länge des Lichtleiters verteilt
sind. Bei dieser Weiterbildung ist der Lichtsender mit der Auswerte-
und Steuerschaltung verbunden, und diese steuert den Lichtsender
zum Aussenden wenigstens eines Lichtsignals an, das in den Lichtleiter
eingekoppelt und dort an den Lichtaustrittsstellen in den zu überwachenden
Umgebungsbereich ausgegeben wird.A
Particularly high detection reliability is achieved when the optical fiber sensor
additionally
has at least one light transmitter. Preferably, the light emitter
coupled to the light guide, and the light guide has several
Light emission points distributed along the length of the light guide
are. In this development, the light transmitter is connected to the evaluation
and control circuit connected, and this controls the light emitter
for emitting at least one light signal which enters the light guide
coupled and there at the light emission points in the monitored
Surrounding area is output.
Mit
anderen Worten ist der Lichtleitersensor in diesem Fall als ein
Lichtleitertaster ausgebildet, bei dem über mehrere Lichtaustrittsstellen
des Lichtleiters aktiv vorbestimmte Lichtsignale in Richtung des zu überwachenden
Umgebungsbereichs ausgesendet werden. Bei dem an den Lichteintrittsstellen
des Lichtleiters eingefangenen Empfangslicht handelt es sich somit
zumindest teilweise um die aktiv ausgesendeten Lichtsignale, die
von einem Objekt in der Nähe
des Lichtleiters reflektiert oder remittiert werden. Bei dieser
Weiterbildung können
also vorbestimmte Lichtverhält nisse
eingestellt werden, und Fehldetektionen beispielsweise aufgrund
von Änderungen
des Umgebungslichts werden zuverlässiger vermieden.In other words, the optical waveguide sensor is designed in this case as an optical waveguide in which predetermined light signals are emitted in the direction of the surrounding area to be monitored via a plurality of light exit points of the optical waveguide. When at the light entry points of the The optical fiber captured receiving light is thus at least partially to the actively emitted light signals, which are reflected or remitted by an object in the vicinity of the light guide. In this refinement, predetermined light ratios can therefore be set, and misdetections, for example due to changes in the ambient light, are avoided more reliably.
Eine
besonders zuverlässige
Detektion von unzulässigen
Objekten im Umgebungsbereich wird insbesondere dann erzielt, wenn
es sich bei dem an den Lichtaustrittsstellen des Lichtleiters ausgegebenen
Lichtsignalen um kodierte Lichtsignalfolgen handelt, wobei die Auswerte-
und Steuerschaltung das Empfangslicht bzw. das Lichtleiterempfangssignal dahingehend
auswertet, ob es eine vorbestimmte kodierte Lichtsignalfolge enthält. Hierdurch
kann ein Lichtleiterempfangssignal besonders sicher von eventuellen
Störlichteinflüssen unterschieden
werden.A
particularly reliable
Detection of impermissible
Objects in the surrounding area is achieved in particular when
it is at the output at the light exit points of the light guide
Light signals are coded light signal sequences, whereby the evaluation
and control circuit, the receiving light and the optical fiber receiving signal to the effect
evaluates whether it contains a predetermined coded light signal sequence. hereby
an optical fiber reception signal can be particularly safe from eventual
Disturbing light influences distinguished
become.
Alternativ
zu der erläuterten
Weiterbildung kann der Lichtleitersensor auch wenigstens eine Lichtquelle
besitzen, die zum aktiven Aussenden von vorbestimmten Lichtsignalen
zwar mit der Auswerte- und Steuerschaltung verbunden ist, wobei
diese Lichtsignale jedoch nicht in den Lichtleiter eingekoppelt
und dort an Lichtaustrittstellen ausgegeben werden. Stattdessen
werden die Lichtsignale direkt von der Lichtquelle in den zu überwachenden
Umgebungsbereich abgegeben.alternative
to the explained
Development, the light guide sensor and at least one light source
for actively emitting predetermined light signals
Although connected to the evaluation and control circuit, wherein
however, these light signals are not coupled into the light guide
and are issued there at light exit points. Instead
be the light signals directly from the light source in the monitored
Ambient area delivered.
Bei
den ausgesendeten Lichtsignalen und dem Empfangslicht kann es sich
selbstverständlich auch
um Licht eines nicht sichtbaren Spektralbereichs handeln, insbesondere
um infrarote oder ultraviolette Strahlung.at
It may be the emitted light signals and the received light
of course, too
to act light of a non-visible spectral range, in particular
to infrared or ultraviolet radiation.
Der
Lichtleiter des Lichtleitersensors umfasst ein Lichtleiterkabel,
an dem die Lichtaustrittsstellen und/oder die Lichteintrittsstellen
durch optische Störstellen,
d.h. durch definierte Leckstellen ausgebildet sind. Diese Ausführungsform
gestattet eine besonders einfache Herstellung des Lichtleiters,
und der Lichtleitersensor kann mit einem einzigen Lichtsender und
einem einzigen Lichtleitersensor kann mit einem einzigen Lichtsender
und einem einzigen Lichtempfänger
betrieben werden.Of the
Optical fiber of the optical fiber sensor comprises an optical fiber cable,
at which the light exit points and / or the light entry points
by optical defects,
i.e. are formed by defined leaks. This embodiment
allows a particularly simple production of the light guide,
and the fiber optic sensor can be used with a single light emitter and
A single fiber optic sensor can use a single light emitter
and a single light receiver
operate.
Der
Lichtleiter besitzt beispielsweise wenigstens drei Lichtaustrittsstellen
und wenigstens drei Lichteintrittsstellen. Um eine kontinuierliche
Feldüberwachung
zu erreichen, ist es jedoch bevorzugt, wenn eine größere Anzahl
von Lichtaustrittsstellen bzw. Lichteintrittsstellen vorgesehen
ist. Zu diesem Zweck ist es ferner bevorzugt, wenn die Lichtaustrittsstellen
und die Lichteintrittsstellen entlang des Lichtleiters in einer
regelmäßigen Anordnung
vorgesehen sind.Of the
For example, optical fiber has at least three light exit points
and at least three light entry points. To be a continuous
field monitoring
However, it is preferred if a larger number
provided by light exit points or light entry points
is. For this purpose, it is further preferred if the light exit points
and the light entry points along the light guide in one
regular arrangement
are provided.
Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform
ist die Auswerte- und
Steuerschaltung zur Durchführung
eines Einlernbetriebs ausgebildet, der vor dem eigentlichen Überwachungsbetrieb
des Lichtleitersensors erfolgt. Während des Einlernbetriebs wird
das Lichtleiterempfangssignal ermittelt, während der zu überwachende
Umgebungsbereich frei von unzulässigen
Objekten ist (Normierung auf Umgebungsbedingungen). Das wäh rend des
Einlernbetriebs ermittelte Lichtleiterempfangssignal oder ein hieraus
abgeleiteter Signalwert wird als Referenzwert gespeichert, beispielsweise
in einer der Auswerte- und Steuerschaltung zugeordneten Speichereinrichtung.
Während
eines nachfolgenden Überwachungsbetriebs
wird ein aktueller Wert des Lichtleiterempfangssignals ermittelt
und ausgewertet, wobei das während
des Überwachungsbetriebs ermittelte
Lichtleiterempfangssignal mit dem gespeicherten Referenzwert verglichen
wird, insbesondere unter Berücksichtigung
eines vorbestimmten Schwellenwerts. Aufgrund eines derartigen Einlernbetriebs können dem
Lichtleitersensor also die konkreten Betriebsparameter für eine spezielle
Anwendung auf einfache Weise eingelernt werden.According to one
further advantageous embodiment
is the evaluation and
Control circuit for implementation
trained a training operation before the actual monitoring operation
the optical fiber sensor takes place. During the learning operation is
the optical fiber receive signal is detected while the one to be monitored
Ambient area free from impermissible
Objects is (normalization to ambient conditions). The currency of the
Learning mode detected light guide reception signal or a thereof
derived signal value is stored as a reference value, for example
in one of the evaluation and control circuit associated memory device.
While
a subsequent monitoring operation
a current value of the optical fiber receiving signal is determined
and evaluated, during the
of the monitoring operation determined
Fiber optic receive signal compared to the stored reference value
is taken into account, in particular under consideration
a predetermined threshold. Due to such a training operation can the
Fiber optic sensor so the specific operating parameters for a special
Application can be taught in a simple way.
Bei
dieser Ausführungsform
ist es sogar möglich,
dass während
des Einlernbetriebs ein Teil eines Werkzeugs der betreffenden Maschine,
oder ein Teil eines Werkstücks
in den überwachten
Umgebungsbereich hineinragt, um somit dem Lichtleitersensor ein
zulässiges
Vorhandensein eines Objekts im Umgebungsbereich einzulernen.at
this embodiment
is it even possible
that while
the teaching operation is part of a tool of the machine concerned,
or a part of a workpiece
in the supervised
Surrounding area protrudes, thus the optical fiber sensor
permissible
Preserve presence of an object in the environment.
Der
Lichtleitersensor kann mehrere Lichtleiter – insbesondere mit jeweils
zugeordnetem Lichtempfänger
und/oder Lichtsender – aufweisen,
um verschiedene Abschnitte des Umgebungsbereichs oder einen gemeinsamen
Umgebungsbereich der Maschine oder des Transportsystems zu überwachen.
Ferner kann der Lichtleitersensor – bei einem oder mehreren Lichtleitern – mehrere
Lichtempfänger
zum Erzeugen eines jeweiligen Lichtleiterempfangssignals aufweisen.
Vorzugsweise ist in diesen Fällen
eine gemeinsame Auswerte- und Steuerschaltung vorgesehen.Of the
Optical fiber sensor may have a plurality of optical fibers - in particular with each
assigned light receiver
and / or light emitter - have,
around different sections of the surrounding area or a common one
Monitor the surrounding area of the machine or transport system.
Furthermore, the light guide sensor - in one or more light guides - several
light receiver
for generating a respective optical fiber receiving signal.
Preferably, in these cases
provided a common evaluation and control circuit.
Diese
Auswerte- und Steuerschaltung kann wenigstens eine Vergleichseinrichtung
besitzen, die für
jeden Lichtempfänger
das erzeugte Lichtleiterempfangssignal mit wenigstens einem zugeordneten Referenzwert
ver gleicht. Falls sich das erzeugte Lichtleiterempfangssignal von
dem zugeordneten Referenzwert um einen vorbestimmten Schwellenwert
unterscheidet, so erzeugt die Vergleichseinrichtung ein positives
Gegenstandsfeststellungssignal; andernfalls wird ein negatives Gegenstandsfeststellungssignal
erzeugt. Hierbei ist es bevorzugt, wenn das bereits erläuterte Steuersignal
für die
betreffende Maschine oder das Transportsystem – beispielsweise zum Abschalten
der Maschine bzw. des Transportsystems – bereits dann erzeugt wird,
wenn für wenigstens
eines der Lichtleiterempfangssignale ein positives Gegenstandsfeststellungssignal
erzeugt wird. Hierfür
können
die Gegenstandsfeststellungssignale durch eine ODER-Schaltung miteinander
verknüpft
werden.This evaluation and control circuit may have at least one comparison device which compares the generated optical fiber receiving signal with at least one associated reference value for each light receiver. If the generated optical fiber receive signal differs from the associated reference value by a predetermined threshold, the comparator generates a positive article detect signal; otherwise, a negative item detection signal is generated. In this case, it is preferable if the already explained control signal for the relevant Machine or the transport system - for example, to shutdown the machine or the transport system - already generated when at least one of the optical fiber receiving signals, a positive object detection signal is generated. For this purpose, the object detection signals can be linked together by an OR circuit.
Weiterhin
ist es bei der Ausführungsform
mit mehreren Lichtempfängern
bevorzugt, wenn dem Lichtleiterempfangssignal jedes Lichtempfängers ein individueller
Referenzwert und/oder ein individueller Schwellenwert zugeordnet
ist. Dadurch können
für unterschiedliche
Abschnitte des überwachten
Umgebungsbereichs verschiedene Detektionsempfindlichkeiten eingestellt
werden.Farther
it is in the embodiment
with several light receivers
preferred if the light guide receiving signal of each light receiver is an individual
Reference value and / or an individual threshold assigned
is. Thereby can
for different
Sections of the monitored
Environment range different detection sensitivities set
become.
Ferner
ist es bevorzugt, wenn der Lichtleiter des Lichtleitersensors plastisch
verformbar ist. Hierdurch ist eine besonders einfache und wirkungsvolle Anpassung
an die Umrandung des zu überwachenden
Umgebungsbereichs möglich,
wobei auch unregelmäßige Umrandungen
problemlos nachempfunden werden können.Further
it is preferred if the optical fiber of the optical fiber sensor plastic
is deformable. This is a particularly simple and effective adaptation
to the border of the monitored
Environment possible,
being also irregular borders
can be easily modeled.
Für die Anordnung
des Lichtleiters des Lichtleitersensors am oder im Umgebungsbereich
der Maschine bzw. des Transportsystems bestehen insbesondere die
folgenden Möglichkeiten
(vgl. auch 2a bis 2j):
- (a) Für
einen so genannten Hintertretschutz kann der Lichtleiter beispielsweise
an einem Fußbereich
der Maschine oder in einem Bodenbereich vor der Maschine angeordnet
sein.
- (b) Der Lichtleiter kann auch an einem Zaun, einem Gitter oder
einer sonstigen mechanischen Absperrung bzw. einer Umrandung einer
solchen Absperrung vor der Maschine angeordnet sein. Hierdurch kann
der Lichtleitersensor einen Schutz gegen ein Über-, Um- oder Untergreifen
oder ein Unterkriechen bieten.
- (c) Ein oder mehrere Lichtleiter können unmittelbar an einem Werkzeugteil
der Maschine benachbart zu dem vom Sicherungssensor überwachten Gefahrenbereich
angeordnet werden, um eine ergänzende
Sicherungsfunktion auszuüben.
- (d) Ferner kann der Lichtleiter an einer zu der betreffenden
Maschine führenden
Zugangstür
(z.B. Schiebetür
oder Klappe) angeordnet sein, so dass mittels des Lichtleitersensors
vor einer Werkzeugbewegung überprüft werden
kann, ob die Zugangstür
ordnungsgemäß geschlossen
ist.
- (e) Gemäß einer
Weiterbildung des vorgenannten Ausführungsbeispiels ist es auch
möglich,
dass der Lichtleiter an einer Zugangstür angeordnet ist und dass wenigstens
ein weiterer Lichtleiter mit eigenem Lichtsender und/oder Lichtempfänger, der
ebenfalls mit der Auswerte- und Steuerschaltung verbunden ist, an
einem Türrahmen
der Zugangstür
angeordnet ist, wobei über
diese Lichtleiter – wenn
die Zugangstür
geschlossen ist – kodierte
Lichtsignale ausgesendet und empfangen werden. Die Auswerte- und
Steuerschaltung prüft, ob
infolge des Aussendens eines vorbestimmten kodierten Lichtsignals durch
den einen Lichtleiter dieses kodierte Lichtsignal an dem jeweils
anderen Lichtleiter korrekt empfangen wird. Hierdurch ist eine besonders
zuverlässige
Prüfung
möglich, ob
die betreffende Zugangstür
tatsächlich
geschlossen ist.
- (f) Der Lichtleiter des Lichtleitersensors kann ferner entlang
eines Türrahmens
eines Zugangs zu der betreffenden Maschine angeordnet sein, um den
Zugang auf das Passieren einer Person zu überwachen.
- (g) Zum Zwecke einer Totzonensicherung oder Toleranzzonensicherung
kann der Lichtleiter auch an einem Raumbegrenzungselement des Gefahrenbereichs
der Maschine, beispielsweise an einer Wand oder einer Säule angeordnet
sein.
- (h) Der Lichtleiter kann auch an einem beweglichen Teil der
Maschine innerhalb des Gefahrenbereichs angeordnet sein, der an
sich von dem Sicherungssensor des Sensorsystems überwacht wird. Hierdurch kann
das gezielte Ausblenden von Abschnitten aus dem überwachten Gefahrenbereich
(so genanntes "blanking") beispielsweise
bei Lichtgittern unterstützt
werden.
- (i) Ferner ist es möglich,
den Lichtleiter des Lichtleitersensors an einer Seitenwand eines
Transportsystems anzuordnen, um den eigentlichen Sicherungssensor,
der üblicherweise
den in Fahrtrichtung befindlichen Raumbereich überwacht, zu unterstützen.
- (j) Schließlich
kann der Lichtleiter auch – sofern
es sich bei der abzusichernden Maschine um einen Roboter handelt – an einem
Teil des Roboters, beispielsweise an einem Roboterarm angeordnet sein.
For the arrangement of the optical waveguide of the optical waveguide sensor on or in the surrounding area of the machine or of the transport system, there are in particular the following possibilities (cf. 2a to 2y ): - (a) For a so-called rear step protection, the light guide can be arranged, for example, on a foot region of the machine or in a floor area in front of the machine.
- (b) The light guide can also be arranged on a fence, a grid or other mechanical barrier or a border of such a barrier in front of the machine. As a result, the optical fiber sensor can provide protection against over-, under- or under-griping or undercrawling.
- (c) One or more optical fibers may be placed directly adjacent to a tool part of the machine adjacent to the danger zone monitored by the security sensor to perform a supplementary security function.
- (d) Furthermore, the light guide can be arranged on an access door leading to the relevant machine (eg sliding door or flap), so that it can be checked by means of the light guide sensor before a tool movement, if the access door is properly closed.
- (E) According to a development of the aforementioned embodiment, it is also possible that the light guide is arranged on an access door and that at least one further light guide with its own light emitter and / or light receiver, which is also connected to the evaluation and control circuit, on a door frame the access door is arranged, wherein via these optical fibers - when the access door is closed - coded light signals are transmitted and received. The evaluation and control circuit checks whether, as a result of the emission of a predetermined coded light signal by the one light guide, this coded light signal is correctly received at the respective other light guide. As a result, a particularly reliable test is possible, if the relevant access door is actually closed.
- (f) The optical fiber of the optical fiber sensor may further be arranged along a door frame of an access to the machine concerned to monitor the access to the passage of a person.
- (g) For the purpose of a dead band fuse or tolerance zone backup, the light guide can also be arranged on a room delimitation element of the danger zone of the machine, for example on a wall or a pillar.
- (h) The light guide may also be disposed on a moving part of the machine within the danger zone, which is per se monitored by the security sensor of the sensor system. In this way, the targeted hiding of sections from the monitored danger area (so-called "blanking"), for example, be supported in light grids.
- (i) Further, it is possible to arrange the optical waveguide of the optical fiber sensor on a side wall of a transportation system to support the actual security sensor, which usually monitors the space area in the traveling direction.
- (j) Finally, if the machine to be protected is a robot, the light guide can also be arranged on a part of the robot, for example on a robot arm.
Das
erfindungsgemäße Sensorsystem
ist nicht unbedingt Teil der abzusichernden Maschine bzw. des Transportsystems.
Die Erfindung bezieht sich jedoch auch auf eine Maschine bzw. auf
ein Transportsystem mit einem Sensorsystem der erläuterten
Art.The
inventive sensor system
is not necessarily part of the machine or transport system to be protected.
However, the invention also relates to a machine or on
a transport system with a sensor system of the explained
Art.
Ferner
bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung eines Lichtleitersensors
zur Unterstützung einer
Sicherungsfunktion eines Sicherungssensors für eine Absicherung eines Gefahrenbereichs
einer Maschine oder eines Transportsystems.Further
The invention relates to the use of a fiber optic sensor
in support of a
Fuse function of a safety sensor for protection of a hazardous area
a machine or a transport system.
Außerdem bezieht
sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Absicherung einer Maschine
oder eines Transportsystems, bei dem mittels eines Sicherungssensors
ein Gefahrenbereich der Maschine oder des Transportsystems überwacht
wird, wobei zur Unterstützung
des Sicherungssensors wenigstens ein Lichtleiter eines Lichtleitersensors
in einem Umgebungsbereich der Maschine oder des Transportsystems
angeordnet wird, wobei der Umgebungsbereich überwacht wird, indem Empfangslicht ausgewertet
wird, das in Abhängigkeit
von Objekten und/oder Lichtquellen in der Nähe des Lichtleiters an mehreren
Lichteintrittsstellen in den Lichtleiter eingekoppelt und in wenigstens
ein elektrisches Lichtleiterempfangssignal umgewandelt wird, wobei
in Abhängigkeit
von dem Lichtleiterempfangssignal ein Steuersignal für die Maschine
oder das Transportsystem erzeugt wird.In addition, the invention relates to a method for securing a machine or a transport system, in which by means of a safety sensor, a danger zone of the machine or of the transport system is monitored, with little to support the safety sensor a light guide of a light guide sensor in an environmental area of the machine or the transport system is arranged, wherein the surrounding area is monitored by receiving light is evaluated, which coupled depending on objects and / or light sources in the vicinity of the light guide at a plurality of light entry points in the light guide and in at least one electrical fiber receiving signal is converted, wherein in response to the optical fiber receiving signal, a control signal for the machine or the transport system is generated.
Weitere
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.Further
embodiments
The invention are named in the subclaims.
Die
Erfindung wird nachfolgend lediglich beispielhaft unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen erläutert.The
The invention will now be described by way of example only
explained on the drawings.
1a und 1b zeigen
eine abzusichernde Maschine in einer Vorderansicht bzw. einer Draufsicht. 1a and 1b show a machine to be secured in a front view and a top view.
2a bis 2j zeigen
verschiedene Möglichkeiten
zur Anordnung eines Lichtleitersensors. 2a to 2y show various possibilities for the arrangement of a fiber optic sensor.
3a bis 3f zeigen
verschiedene Ausgestaltungen des Lichtleitersensors und seiner Auswerte-
und Steuerschaltung. 3a to 3f show various embodiments of the optical fiber sensor and its evaluation and control circuit.
1a zeigt
in einer Vorderansicht eine Gesenkbiegepresse 9. Diese
besitzt ein Oberwerkzeug 11, das zu einer Arbeitsbewegung
vertikal nach unten gegen ein Unterwerkzeug 13 angetrieben
werden kann, um ein auf dem Unterwerkzeug 13 aufliegendes
Werkstück 15 zu
biegen. Während
dieser Arbeitsbewegung wird ein Öffnungsspalt 17 zwischen dem
Oberwerkzeug 11 und dem Werkstück 15 allmählich geschlossen. 1a shows a Gesenkbiegepresse in a front view 9 , This has an upper tool 11 leading to a working movement vertically down against a lower tool 13 can be driven to one on the lower tool 13 resting workpiece 15 to bend. During this working movement is an opening gap 17 between the upper tool 11 and the workpiece 15 gradually closed.
Die
Gesenkbiegepresse 9 ist mit einem optoelektronischen Sicherungssensor 18 ausgestattet. Hierfür ist an
beiden Seiten des Oberwerkzeugs 11 jeweils ein Haltearm 19 vorgesehen.
Die Haltearme 19 tragen einen Lichtsender 21 und
einen Lichtempfänger 23.
Der Lichtsender 21 besitzt beispielsweise eine Laserdiode
mit einer Sendeoptik, die das Sendelicht zu einem Lichtstrahl 25 aufweitet.
Der Lichtempfänger 23 besitzt
beispielsweise einen CMOS-Matrix-Empfänger, der von dem Lichtstrahl 25 beaufschlagt
wird.The press brake 9 is equipped with an optoelectronic safety sensor 18 fitted. This is on both sides of the upper tool 11 one holding arm each 19 intended. The holding arms 19 wear a light transmitter 21 and a light receiver 23 , The light transmitter 21 For example, has a laser diode with a transmitting optics, which transmits the transmitted light to a light beam 25 expands. The light receiver 23 For example, it has a CMOS matrix receiver that is separated from the light beam 25 is charged.
Mittels
des Sicherungssensors 18 wird ein Gefahrenbereich 27 überwacht,
der sich entsprechend dem Verlauf des Lichtstrahls 25 zwischen
dem Oberwerkzeug 11 und dem Unterwerkzeug 13 erstreckt.
Sobald eine Auswerte- und Steuerschaltung des Sicherungssensors 18 eine
zumindest teilweise Unterbrechung des Lichtstrahls 25 detektiert,
löst sie ein
Steuer signal aus, beispielsweise um die Bewegung des Oberwerkzeugs 11 zu
unterbrechen. Dadurch wird eine Bedienperson, die beispielsweise das
Werkstück 15 in
den Öffnungsspalt 17 einführt, vor
Verletzungen durch das Oberwerkzeug 11 geschützt.By means of the safety sensor 18 becomes a danger area 27 monitored, which varies according to the course of the light beam 25 between the upper tool 11 and the lower tool 13 extends. As soon as an evaluation and control circuit of the safety sensor 18 an at least partial interruption of the light beam 25 Detected, it triggers a control signal, for example, the movement of the upper tool 11 to interrupt. As a result, an operator, for example, the workpiece 15 in the opening gap 17 introduces injuries from the upper tool 11 protected.
1b zeigt
in einer Draufsicht die Gesenkbiegepresse 9 und eine Absperrung 31,
die die Gesenkbiegepresse 9 umgibt und somit einen Zugangsbereich 33 der
Gesenkbiegepresse 9 umschließt. Bei der Absperrung 31 kann
es sich beispielsweise um eine Wand oder einen Zaun handeln. Der
Zugang zu der Gesenkbiegepresse 9 ist über eine Schiebetür 35 möglich, die
einen Teil der Absperrung 31 bildet. 1b shows in a plan view of the press brake 9 and a barrier 31 who use the press brake 9 surrounds and thus an access area 33 the press brake 9 encloses. At the barrier 31 For example, it could be a wall or a fence. Access to the press brake 9 is via a sliding door 35 possible, which is part of the barrier 31 forms.
Die
Sicherungsfunktion des erläuterten
Sicherungssensors 18 wird durch einen Lichtleitersensor
unterstützt,
der einen Umgebungsbereich der Gesenkbiegepresse 9 überwacht.
Hierfür
besitzt der Lichtleitersensor wenigstens einen länglichen Lichtleiter, in den
an mehreren definierten, entlang des Lichtleiters verteilten Lichteintrittsstellen
Empfangslicht aus der Umgebung eingekoppelt wird. Dieses wird mittels
eines oder mehrerer Lichtempfänger
erfasst und in entsprechende Lichtleiterempfangssignale umgewandelt.
Vorzugsweise besitzt der Lichtleiter mehrere Lichtaustrittsstellen,
an denen mittels eines angekoppelten Lichtsenders aktiv Lichtsignale
in den Umgebungsbereich ausgesendet werden. Die Charakteristik des
erfassten Empfangslichts und somit die Charakteristik der Lichtleiterempfangssignale hängen davon
ab, ob sich ein Objekt in der Nähe
des Lichtleiters befindet. Ferner hängen die Lichtleiterempfangssignale
auch von der Beschaffenheit eines solchen Objekts ab, beispielsweise
vorn Reflexionsvermögen.
Durch Auswertung der Lichtleiterempfangssignale kann somit auf die
Anwesenheit einer Person oder eines sonstigen Objekts (z.B. Werkzeug oder
Werkstück)
geschlossen werden, beispielsweise um ein Abschaltsignal für die Gesenkbiegepresse 9 zu
erzeugen.The fuse function of the illustrated fuse sensor 18 is supported by a fiber optic sensor surrounding an area of the press brake 9 supervised. For this purpose, the optical waveguide sensor has at least one elongate optical waveguide in which received light from the environment is injected at a plurality of defined light entry points distributed along the optical waveguide. This is detected by means of one or more light receivers and converted into corresponding optical fiber reception signals. Preferably, the light guide has a plurality of light exit points at which light signals are actively transmitted into the surrounding area by means of a coupled light transmitter. The characteristic of the detected receiving light and thus the characteristic of the optical fiber receiving signals depend on whether an object is in the vicinity of the optical fiber. Further, the optical fiber receiving signals also depend on the nature of such an object, for example, reflectivity. By evaluating the optical fiber reception signals can thus be concluded that the presence of a person or other object (eg tool or workpiece), for example, a shutdown signal for the Gesenkbiegepresse 9 to create.
Der
Lichtleitersensor kann anstelle des erläuterten optoelektronischen
Sicherungssensors 18 selbstverständlich auch mit einem kapazitiven,
Ultraschall- oder Mikrowellen-Sicherungssensor (Hauptsensor) kombiniert
werden.The optical fiber sensor may instead of the described optoelectronic safety sensor 18 Of course, also be combined with a capacitive, ultrasonic or microwave safety sensor (main sensor).
2a bis 2j zeigen
verschiedene Möglichkeiten
zur Anordnung eines derartigen Lichtleiters 41 eines Lichtleitersensors
in einem jeweiligen Umgebungsbereich der Gesenkbiegepresse 9 gemäß 1a und 1b,
einer sonstigen Maschine oder eines Transportsystems. 2a to 2y show various possibilities for the arrangement of such a light guide 41 a fiber optic sensor in a respective surrounding area of the press brake 9 according to 1a and 1b , another machine or a transport system.
2a zeigt
in einer schematischen Seitenansicht das Oberwerkzeug 11 und
das Unterwerkzeug 13 der Gesenkbiegepresse 9 gemäß 1a und 1b.
Ferner sind die Absperrung 31 und der Zugangsbereich 33 zwischen
der Gesenkbiegepresse 9 und der Absperrung 31 gezeigt.
In dem Zugangsbereich 33 befindet sich eine Bedienperson 43. Zu
bestimmten Zeiten ist es der Bedienperson 43 zwar gestattet,
den Zugangsbereich 33 zu betreten, beispielsweise um einen
Werkzeugwechsel durchzuführen
oder um die Gesenkbiegepresse 9 mit einem Werkstück 15 (1a)
zu bestücken.
Während
einer Arbeitsbewegung des Oberwerkzeugs 11 soll sich die
Bedienperson 43 jedoch außerhalb der Absperrung 31 bzw.
des Zugangsbereichs 33 aufhalten. In dem gezeigten Beispiel
hat die Bedienperson 43 den Zugangsbereich 33 aufgrund
einer Manipulation der Zugangstür
(Schiebetür 35 gemäß 1b)
allerdings unbefugt betreten, so dass aufgrund einer Arbeitsbewegung
des Oberwerkzeugs 11 eine Verletzungsgefahr für die Bedienperson 43 besteht.
Zwar wird der Gefahrenbereich 27 der Gesenkbiegepresse 9 mittels
des Sicherungssensors 18 (1a) überwacht.
Dennoch ist bei einem derartigen unvorhergesehenen Aufenthalt der
Bedienperson 43 in unmittelbarer Nähe des Oberwerkzeugs 11 eine
Verletzung nicht völlig
ausgeschlossen, insbesondere bei einer schnellen Handbewegung der
Bedienperson 43. 2a shows a schematic side view of the upper tool 11 and the lower tool 13 the press brake 9 according to 1a and 1b , Furthermore, the barrier 31 and the access area 33 between the press brake 9 and the barrier 31 shown. In the access area 33 there is an operator 43 , At certain times it is the operator 43 while allowing the access area 33 to enter, for example, to perform a tool change or the press brake 9 with a workpiece 15 ( 1a ) to equip. During a working movement of the upper tool 11 should the operator 43 but outside the barrier 31 or the access area 33 stop them. In the example shown, the operator has 43 the access area 33 due to a manipulation of the access door (sliding door 35 according to 1b ), however, enter without authorization, so that due to a working movement of the upper tool 11 a risk of injury to the operator 43 consists. Although the danger area 27 the press brake 9 by means of the safety sensor 18 ( 1a ) supervised. Nevertheless, in such an unforeseen stay of the operator 43 in the immediate vicinity of the upper tool 11 a violation is not completely excluded, especially with a quick hand movement of the operator 43 ,
Zur
ergänzenden Überwachung
des Zugangsbereichs 33 der Gesenkbiegepresse 9 (so
genannter Hintertretschutz) ist deshalb ein Lichtleiter 41 beispielsweise
entlang des Fußbereichs
der Gesenkbiegepresse 9 angeordnet. Der Lichtleiter 41 besitzt eine
längliche
Form und erstreckt sich an der Vorderseite des Unterwerkzeugs 13 in
horizontaler Richtung abschnittsweise oder entlang der gesamten Länge des
Unterwerkzeugs 13. Mittels des Lichtleiters 41 wird
somit ein sich entlang der Unterseite des Unterwerkzeugs 13 erstreckender
Umgebungsbereich 45 der Gesenkbiegepresse 9 überwacht,
so dass die Anwesenheit einer Bedienperson 43 in der Nähe der Gesenkbiegepresse 9 detektiert
werden kann. Der Lichtleiter 41 ist mit einer Auswerte-
und Steuerschaltung verbunden, die nachfolgend noch im Einzelnen
erläutert
wird. Die Auswerte- und Steuerschaltung erzeugt ein Steuersignal
zum Abschalten der Gesenkbiegepresse 9, sobald sich das
ermittelte Lichtleiterempfangssignal von einem gespeicherten Referenzwert
um einen vorbestimmten Schwellenwert unterscheidet.For additional monitoring of the access area 33 the press brake 9 (so-called rear kick protection) is therefore a light guide 41 for example, along the foot of the press brake 9 arranged. The light guide 41 has an elongated shape and extends at the front of the lower tool 13 in the horizontal direction in sections or along the entire length of the lower tool 13 , By means of the light guide 41 thus becomes one along the bottom of the lower tool 13 extending environmental area 45 the press brake 9 monitors, allowing the presence of an operator 43 near the press brake 9 can be detected. The light guide 41 is connected to an evaluation and control circuit, which will be explained in detail below. The evaluation and control circuit generates a control signal for switching off the press brake 9 as soon as the detected optical fiber receive signal differs from a stored reference value by a predetermined threshold.
Der
Lichtleiter 41 kann ohne besonderen konstruktiven Aufwand
und bei minimalem Platzbedarf an der Gesenkbiegepresse 9 befestigt
werden. Die ergänzende
Sicherungsfunktion kann also auf kostengünstige Weise verwirklicht werden.
Die gezeigte Anordnung des Lichtleiters 41 kann auch mit geringem
Aufwand geändert
werden, um den Lichtleitersensor an eine modifizierte Sicherungsaufgabe anzupassen.The light guide 41 Can be used without special design effort and with minimal space requirements on the press brake 9 be attached. The supplementary security function can thus be realized in a cost effective manner. The arrangement of the light guide shown 41 can also be changed with little effort to adapt the fiber optic sensor to a modified backup task.
Alternativ
oder zusätzlich
zu der erläuterten Anordnung
kann ein Lichtleiter 41 an der Innenseite der Absperrung 31 angeordnet
sein, die der Gesenkbiegepresse 9 bzw. dem Zugangsbereich 33 zugewandt
ist, wie in 2a gestrichelt gezeigt ist.
Alternativ oder zusätzlich
zu dem Ausführungsbeispiel
gemäß 2a kann
ein (oberseitig freiliegender oder transparent geschlitzter) Lichtleiter
im Bodenbereich vor der Gesenkbiegepresse 9 (zwi schen dem
Unterwerkzeug 13 und der Absperrung 31) angeordnet sein.
Selbstverständlich
kann auch ein weiterer Lichtleiter an der Rückseite der Gesenkbiegepresse 9, insbesondere
an der Rückseite
des Unterwerkzeugs 13 (linke Seite in 2a)
angeordnet sein.Alternatively or in addition to the described arrangement, a light guide 41 on the inside of the barrier 31 be arranged, that of the press brake 9 or the access area 33 is facing, as in 2a shown in dashed lines. Alternatively or in addition to the embodiment according to 2a can be a light guide (exposed on the outside or transparently slotted) in the floor area in front of the press brake 9 (between the lower tool 13 and the barrier 31 ) can be arranged. Of course, another light guide on the back of the press brake 9 , in particular at the back of the lower tool 13 (left side in 2a ) can be arranged.
2b zeigt
eine ähnliche
Ausführungsform wie 2a.
Allerdings ist hier die Absperrung 31 als ein Zaun mit
vergleichsweise niedriger Höhe
ausgebildet, beispielsweise um der Bedienperson 43 die Bestückung der
Gesenkbiegepresse 9 zu erleichtern. Hierdurch besteht jedoch
die Gefahr, dass die Bedienperson 43 die Absperrung 31 übergreift
und dabei in den Gefahrenbereich 27 der Gesenkbiegepresse 9 bzw.
die Bewegungsbahn des Oberwerkzeugs 11 eingreift. 2 B shows a similar embodiment as 2a , However, here is the barrier 31 formed as a fence with a comparatively low height, for example, the operator 43 the assembly of the press brake 9 to facilitate. However, there is a risk that the operator 43 the barrier 31 overreaches and thereby into the danger area 27 the press brake 9 or the trajectory of the upper tool 11 intervenes.
Zur
Unterstützung
des Sicherungssensors 18 (1a) ist
deshalb ein Lichtleitersensor mit einem oder mehreren Lichtleitern 41 vorgesehen,
die sich entlang der Oberseite der Absperrung 31 (z.B. Zaun)
erstrecken. Somit wird zusätzlich
zu dem eigentlichen Gefahrenbereich 27 ein Umgebungsbereich 45 der
Gesenkbiegepresse 9 überwacht,
der sich ausgehend von der Absperrung 31 nach oben erstreckt.
Das Übergreifen
der Absperrung 31 durch die Bedienperson 43 kann
somit rechtzeitig erkannt werden, um gegebenenfalls ein Abschaltsignal
für die
Gesenkbiegepresse 9 auszulösen oder eine langsamere Werkzeugbewegung
einzuleiten.To support the safety sensor 18 ( 1a ) is therefore a light guide sensor with one or more light guides 41 provided along the top of the barrier 31 extend (eg fence). Thus, in addition to the actual danger area 27 a surrounding area 45 the press brake 9 monitored, starting from the barrier 31 extends upwards. The spreading of the barrier 31 by the operator 43 can thus be detected in time to possibly a shutdown signal for the press brake 9 trigger or initiate a slower tool movement.
In
entsprechender Weise kann der Lichtleiter 41 oder ein weiterer
Lichtleiter auch derart an einem Randbereich einer Absperrung angeordnet
werden, dass ein seitliches Umgreifen, ein Untergreifen und/oder
ein Unterkriechen der betreffenden Absperrung erkannt wird.In a corresponding manner, the optical fiber 41 or a further light guide can also be arranged on an edge region of a barrier in such a way that lateral grasping, reaching under and / or crawling under the barrier in question is detected.
2c zeigt
in einer Seitenansicht entsprechend den 2a und 2b das
Oberwerkzeug 11 und das Unterwerkzeug 13 der Gesenkbiegepresse 9 gemäß 1a und 1b. 2c shows in a side view according to the 2a and 2 B the upper tool 11 and the lower tool 13 the press brake 9 according to 1a and 1b ,
Im
unteren Bereich des bewegten Oberwerkzeugs 11 sind beispielsweise
zwei Lichtleiter 41 eines Lichtleitersensors angeordnet,
die sich entlang der Länge
des Oberwerkzeugs 11 und somit bezüglich der Darstellung gemäß 2c senkrecht
zur Papierebene erstrecken. Diese Lichtleiter 41 überwachen einen
jeweiligen Umgebungsbereich 45, der sich schräg nach unten
erstreckt und teilweise an den mittels des Lichtstrahls 25 überwachten
Gefahrenbereich 27 angrenzt. Die genannten Lichtleiter 41 dienen
zum ergänzenden
Schutz einer Bedienperson (nicht gezeigt), insbesondere während einer
Biegebewegung des Oberwerkzeugs 11, die einer schnelleren
Schließbewegung
folgt. Kurz vor der eigentlichen Biegebewegung des Oberwerkzeugs 11 wird der
Sicherungssensor 18 (1a) nämlich deaktiviert,
d.h. der Sicherungssensor 18 reagiert nicht mehr auf eine
Unterbrechung des Lichtstrahls 25, um somit die für das Biegen
des Werkstücks 15 erforderliche
Annäherung
des Oberwerkzeugs 11 an das Werkstück 15 zu gestatten
(so genanntes "muting"). Um trotz dieser
Deaktivierung des Sicherungssensors 18 die Bedienperson
weiterhin gegenüber
möglichen
Verletzungen zu schützen, überwachen
die genannten Lichtleiter 41 den jeweiligen Umgebungsbereich 45.
Im Falle eines Eingriffs in die betreffenden Umgebungsbereiche 45 durch
die Bedienperson, d.h. im Falle einer entsprechenden Änderung der
in die Lichtleiter 41 zurückreflektierten Lichtsignale,
veranlasst eine zugeordnete Auswerte- und Steuerschaltung eine Unterbrechung
der Werkzeugbewegung.In the lower area of the moving upper tool 11 For example, there are two light guides 41 a fiber optic sensor disposed along the length of the upper tool 11 and thus with respect to the illustration according to 2c extend perpendicular to the paper plane. These light guides 41 monitor a respective environment area 45 which extends obliquely downwards and partly to the means of the light beam 25 monitored danger area 27 borders. The mentioned light guides 41 the NEN for additional protection of an operator (not shown), in particular during a bending movement of the upper tool 11 which follows a faster closing movement. Just before the actual bending movement of the upper tool 11 becomes the safety sensor 18 ( 1a ) namely deactivated, ie the security sensor 18 no longer responds to an interruption of the light beam 25 Thus, for the bending of the workpiece 15 required approach of the upper tool 11 to the workpiece 15 to allow (so-called "muting"). In spite of this deactivation of the safety sensor 18 To continue to protect the operator against possible injuries monitor the said light guide 41 the respective surrounding area 45 , In case of interference with the surrounding areas 45 by the operator, ie in the case of a corresponding change in the light guide 41 back-reflected light signals, an associated evaluation and control circuit causes an interruption of the tool movement.
Alternativ
oder zusätzlich
kann im unteren Bereich des Oberwerkzeugs 11 – insbesondere
oberhalb der beiden vorgenannten Lichtleiter 41 – ein Lichtleiter 41 befestigt
sein, der sich ebenfalls entlang der Länge des Oberwerkzeugs 11 erstreckt.
Dieser Lichtleiter 41 überwacht
einen Umgebungsbereich 45, der sich oberhalb des mittels
des Lichtstrahls 25 überwachten
Gefahrenbereichs 27 in Richtung der Vorderseite der Gesenkbiegepresse 9,
d.h. in Richtung der Bedienperson erstreckt. Dieser Lichtleiter 41 ist
mit einer Auswerte- und Steuerschaltung verbunden, die über ein
entsprechendes Steuersignal eine Bewegung des Oberwerkzeugs 11 stoppt,
sobald innerhalb des zugeordneten Umgebungsbereichs 45 die
Bedienperson detektiert wird. Hierdurch kann während des Biegens des Werkstücks 15 eine Quetsch-
oder Scherverletzung der Bedienperson durch einen Teil des Werkstücks 15 verhindert
werden, der sich aufgrund der Biegebearbeitung nach oben bewegt.Alternatively or additionally, in the lower region of the upper tool 11 - In particular above the two aforementioned light guide 41 - a light guide 41 be attached, which is also along the length of the upper tool 11 extends. This light guide 41 monitors a surrounding area 45 which is above the by means of the light beam 25 monitored danger area 27 towards the front of the press brake 9 , ie extending in the direction of the operator. This light guide 41 is connected to an evaluation and control circuit, which via a corresponding control signal, a movement of the upper tool 11 stops as soon as it is within the assigned environment 45 the operator is detected. This may occur during the bending of the workpiece 15 a crushing or shearing injury of the operator by a part of the workpiece 15 be prevented, which moves upwards due to the bending work.
Alternativ
oder zusätzlich
kann auch entlang eines hinteren Anschlags 46, der zum
Justieren des zu bearbeitenden Werkstücks 15 dient, wenigstens ein
Lichtleiter 41 eines Lichtleitersensors angeordnet sein.
Dieser Lichtleiter 41 erstreckt sich entlang der Länge des
betreffenden Anschlags 46 oder entlang der gesamten Länge des
Unterwerkzeugs 13, und er dient zur ergänzenden Überwachung eines Umgebungsbereichs 45 an
der Oberseite des Unterwerkzeugs 13. Hierdurch kann eine
Bedienperson während
eines automatischen Verfahrens des hinteren Anschlags 46 geschützt werden.
Hierfür
verhindert eine Auswerte- und Steuerschaltung, die mit dem genannten
Lichtleiter 41 und dem zugeordneten Lichtempfänger verbunden
ist, über
ein entsprechendes Steuersignal eine Bewegung des hinteren Anschlags 46 und/oder
des Oberwerkzeugs 11, solange innerhalb des zugeordneten
Umgebungsbereichs 45 eine Hand der Bedienperson und somit
eine entsprechende Änderung
des Lichtleiterempfangssignals detektiert wird. Der genannte Lichtleiter 41 kann
alternativ oder zusätzlich
an einer Rückseite
des hinteren Anschlags 46 oder an der Rückseite des Unterwerkzeugs 13 angeordnet
sein.Alternatively or additionally, along a rear stop 46 , which adjusts the workpiece to be machined 15 serves, at least one light guide 41 be arranged a light guide sensor. This light guide 41 extends along the length of the relevant stop 46 or along the entire length of the lower tool 13 , and it serves to supplement the monitoring of a surrounding area 45 at the top of the lower tool 13 , This allows an operator during an automatic procedure of the rear stop 46 to be protected. For this purpose, an evaluation and control circuit, which prevents the said light guide 41 and the associated light receiver is connected, via a corresponding control signal, a movement of the rear stop 46 and / or the upper tool 11 as long as within the assigned environment 45 a hand of the operator and thus a corresponding change of the optical fiber receiving signal is detected. The named light guide 41 may alternatively or additionally on a back of the rear stop 46 or at the back of the lower tool 13 be arranged.
Hinsichtlich
sämtlicher
der in 2c gezeigten Lichtleiter 41 erweist
es sich als vorteilhaft, wenn der Lichtleitersensor eine ermittelte Änderung
des Lichtleiterempfangssignals dahingehend auswertet, ob der Eingriff
in den jeweiligen Umgebungsbereich 45 des betreffenden
Lichtleiters 41 durch die Bedienperson oder durch ein vorbestimmtes
Werkzeugteil oder Werkstück
in einer definierten Position erfolgt. Beispielsweise können der
Auswerte- und Steuerschaltung im Rahmen eines vorherigen Einlernbetriebs
entsprechende Signalmuster eingelernt werden. Hierdurch kann der
Hilfssensor derart eingestellt werden, dass ein Abschaltsignal zum
Unterbrechen oder Verlangsamen der Werkzeugbewegung nur dann erzeugt
wird, wenn ein unzulässiger
Eingriff durch die Bedienperson erfolgt, wobei vorbestimmte Eingriffe
durch das Werkstück
hingegen toleriert werden.Regarding all of the in 2c shown light guide 41 it proves to be advantageous if the optical fiber sensor evaluates a detected change in the optical fiber receiving signal to the effect whether the intervention in the respective surrounding area 45 of the relevant light guide 41 done by the operator or by a predetermined tool part or workpiece in a defined position. For example, the evaluation and control circuit can be taught in the context of a previous training operation corresponding signal pattern. In this way, the auxiliary sensor can be adjusted such that a shutdown signal for interrupting or slowing down the tool movement is only generated when an inadmissible intervention by the operator takes place, wherein predetermined intervention by the workpiece, however, are tolerated.
Ferner
ist es von Vorteil, wenn über
die genannten Lichtleiter 41 kodierte Lichtsignale in den
jeweiligen Umgebungsbereich 45 ausgesendet werden. Hierdurch
können
gegenseitige optische Störungen
zwischen dem erläuterten
Lichtleitersensor und dem Sicherungssensor 18 mit dem Lichtstrahl 25 vermieden
werden.Furthermore, it is advantageous if, via the said light guide 41 coded light signals in the respective surrounding area 45 to be sent out. As a result, mutual optical interference between the explained optical fiber sensor and the security sensor 18 with the light beam 25 be avoided.
2d zeigt
in einer schematischen Vorderansicht einen Teil einer Absperrung 31,
die den Zugang zu einer Werkzeugmaschine versperrt. Beispielsweise
kann diese Absperrung 31 den Zugangsbereich 33 einer
Gesenkbiegepresse 9 gemäß 1b umschließen. Bei
diesem Anwendungsbeispiel sind wenigstens ein Lichtleiter 41 entlang
der Oberkante eines Zaunabschnitts 47 der Absperrung 31,
wenigstens ein weiterer Lichtleiter 41 entlang der Oberkante
einer Schiebetür 35 und
wenigstens ein weiterer Lichtleiter 41 entlang einer Vorderkante
der Schiebetür 35 vorgesehen.
Diese Lichtleiter 41 können
entlang ihrer jeweiligen Längsrichtung
auch segmentiert, d.h. durch mehrere Lichtleiterabschnitte mit jeweils
zugeordnetem Lichtsender und/oder Lichtempfänger gebildet sein. Jede der
ge nannten Lichtleiter 41 dient zur Überwachung eines zugeordneten Umgebungsbereichs 45 der
hinter der Absperrung 31 befindlichen Gesenkbiegepresse 9.
Vorzugsweise sind die genannten Lichtleiter 41 mit einer
gemeinsamen Steuer- und Auswerteschaltung verbunden, um einen einzigen
Lichtleitersensor zu bilden. 2d shows a schematic front view of a part of a barrier 31 that blocks access to a machine tool. For example, this barrier 31 the access area 33 a press brake 9 according to 1b enclose. In this application example, at least one light guide 41 along the top edge of a fence section 47 the barrier 31 , at least one other light guide 41 along the top of a sliding door 35 and at least one other light guide 41 along a leading edge of the sliding door 35 intended. These light guides 41 can also be segmented along their respective longitudinal direction, ie be formed by a plurality of optical fiber sections, each with associated light transmitter and / or light receiver. Each of the named light guides 41 is used to monitor an assigned environment area 45 behind the barrier 31 located press brake 9 , Preferably, said light guides 41 connected to a common control and evaluation circuit to form a single optical fiber sensor.
Die
in 2d gezeigten Lichtleiter 41 dienen zum
einen zur Absicherung des Zaunabschnitts 47 der Absperrung 31 und
der Schiebetür 35 gegen
ein unbefugtes Übergreifen,
wie bereits im Zusammenhang mit 2b erläutert. Aufgrund
dieser ergänzenden
Sicherungsfunktion kann die Schiebetür 35 vergleichsweise
niedrig ausgestaltet sein (geringe zu bewegende Masse). Hierdurch
wird die Betätigung der
Schiebetür 35 vereinfacht,
wodurch sich die Arbeitseffizienz erheblich verbessert, da die Schiebetür 35 mitunter
sehr häufig
und geschlossen werden muss, insbesondere für jedes Bestücken der
betreffenden Maschine.In the 2d shown light guide 41 serve on the one hand to secure the fence section 47 the barrier 31 and the sliding door 35 against unauthorized interference, as already related to 2 B explained. Due to this complementary security feature, the sliding door 35 be designed comparatively low (low mass to be moved). This will cause the sliding door to operate 35 simplified, which greatly improves the work efficiency, as the sliding door 35 sometimes very frequent and must be closed, especially for each placement of the machine concerned.
Zum
anderen ersetzt der entlang der Vorderkante der Schiebetür 35 angeordnete
Lichtleiter 41 den ansonsten üblicherweise vorhandenen Kontaktschalter,
d.h. mittels des erläuterten
Lichtleitersensors kann zugleich detektiert werden, ob die Schiebetür 35 ordnungsgemäß geschlossen
ist, um in Abhängigkeit
hiervon das Oberwerkzeug 11 der Gesenkbiegepresse 9 (1a)
für eine
Arbeitsbewegung freizugeben.On the other hand, it replaces along the front edge of the sliding door 35 arranged light guides 41 the otherwise usually existing contact switch, ie by means of the described optical fiber sensor can be detected at the same time, whether the sliding door 35 is properly closed, depending on the upper tool 11 the press brake 9 ( 1a ) for a work movement.
Auch
bei dem Lichtleitersensor gemäß 2d besteht
ein besonderer Vorteil darin, dass die Sicherungsfunktion des eigentlichen
Hauptsensors (z.B. Sicherungssensor 18 gemäß 1a)
mit geringem Aufwand wirkungsvoll unterstützt werden kann, wobei mit
lediglich geringem Zusatzaufwand eine gemeinsame Auswerte- und Steuerschaltung
für den Sicherungssensor 18 und
den Lichtleitersensor verwendet werden kann. Die jeweilige Form
der Lichtleiter 41 kann durch entsprechende Verformung
leicht an die spezielle Sicherungsaufgabe angepasst werden.Also in the optical fiber sensor according to 2d There is a particular advantage in that the fuse function of the actual main sensor (eg fuse sensor 18 according to 1a ) can be effectively supported with little effort, with only a small additional effort a common evaluation and control circuit for the security sensor 18 and the optical fiber sensor can be used. The particular shape of the light guide 41 can be easily adapted to the specific safety task by appropriate deformation.
Zu
der Ausführungsform
gemäß 2d ist noch
anzumerken, dass an der Absperrung 31 auch entlang der
Aufnahmeöffnung
für die
Schiebetür 35 ein
weiterer Lichtleiter angeordnet werden kann (in 2d gestrichelt
eingezeichnet), um dort beispielsweise das Einquetschen von Fingern
zu verhindern. Die entsprechende Erweiterung des Lichtleitersensors
um derartige zusätzliche
Lichtleiter für
die ergänzende
Sicherung von Nebenschließkanten
verursacht lediglich einen geringen Zusatzaufwand, da im Wesentlichen
lediglich ein zusätzlicher
Lichtleiter mit Lichtsender/Lichtempfänger mit der ohnehin vorhandenen
Auswerte- und Steuerschaltung zu verschalten ist.According to the embodiment according to 2d is still to be noted that at the barrier 31 also along the receiving opening for the sliding door 35 another light guide can be arranged (in 2d dashed lines drawn) to prevent there, for example, the squeezing of fingers. The corresponding extension of the optical fiber sensor to such additional optical fiber for the additional assurance of secondary closing edges causes only a small additional expense, since essentially only an additional optical fiber with light transmitter / light receiver with the already existing evaluation and control circuit is to interconnect.
2e zeigt
eine Variante der Ausführungsform
gemäß 2d.
Hier ist zusätzlich
zu dem entlang der Vorderkante der Schiebetür 35 angeordneten
Lichtleiter 41 ein weiterer Lichtleiter 41 an
dem von der Absperrung 31 gebildeten Türrahmen 49 angeordnet.
Bei geschlossener Schiebetür 35 wirken diese
beiden Lichtleiter 41 zusammen. Die beiden länglichen
Lichtleiter 41 sind dann also derart parallel und benachbart
zueinander angeordnet, dass sie einen zuverlässigen aktiven Austausch kodierter
Lichtsignale ermöglichen
(so genanntes "challenge
response"-Verfahren).
Somit kann die zugeordnete Auswerte- und Steuerschaltung prüfen, ob
die Schiebetür 35 tatsächlich vollständig geschlossen
ist, oder ob ein Manipulationsversuch vorliegt. 2e shows a variant of the embodiment according to 2d , Here is in addition to the along the front edge of the sliding door 35 arranged light guide 41 another light guide 41 at the of the barrier 31 formed door frame 49 arranged. With closed sliding door 35 These two light guides act 41 together. The two elongated light guides 41 are then arranged so parallel and adjacent to each other that they allow a reliable active exchange of coded light signals (so-called "challenge response" method). Thus, the associated evaluation and control circuit can check whether the sliding door 35 is actually completely closed, or if there is a tampering attempt.
2f zeigt
ebenfalls eine schematische Vorderansicht einer Absperrung 31 vor
einer Werkzeugmaschine (z.B. Absperrung 31 des Zugangsbereichs 33 gemäß 1b).
Anstelle einer Schiebetür oder
einer Pendeltür
besitzt die Absperrung 31 hier als Zugang eine Durchgangsöffnung,
die von ei nem Türrahmen 51 umgeben
ist. Entlang des Türrahmens 51 sind
zwei Lichtleiter 41 angeordnet. Durch Überwachung der jeweiligen Lichtleiterempfangssignale 41 kann
eine zugeordnete Auswerte- und Steuerschaltung detektieren, wenn
eine Bedienperson 43 den Türrahmen 51 passiert
und den Zugangsbereich 33 der Gesenkbiegepresse 9 betritt.
Hierdurch kann der Zugang zu der Werkzeugmaschine auf besonders
einfache Weise zeitweise freigegeben oder gesperrt werden. Allein
aufgrund entsprechender Steuerung mittels der zugeordneten Auswerte-
und Steuerschaltung kann nämlich
zu bestimmten Zeiten ein Abschaltsignal für die Werkzeugmaschine erzeugt werden,
falls eine Person den Türrahmen 51 passiert,
während
zu anderen Zeiten ein Zugang zu der Werkzeugmaschine möglich ist,
ohne dass ein solches Abschaltsignal generiert wird (so genanntes "muting"). 2f also shows a schematic front view of a barrier 31 in front of a machine tool (eg shut-off 31 the access area 33 according to 1b ). Instead of a sliding door or swing door has the barrier 31 here as access a passage opening from a door frame ei 51 is surrounded. Along the door frame 51 are two light guides 41 arranged. By monitoring the respective optical fiber reception signals 41 may detect an associated evaluation and control circuit when an operator 43 the door frame 51 happens and the access area 33 the press brake 9 enters. As a result, the access to the machine tool can be temporarily released or blocked in a particularly simple manner. On the basis of appropriate control by means of the assigned evaluation and control circuit, namely, a switch-off signal for the machine tool can be generated at certain times, if a person uses the door frame 51 happens while at other times an access to the machine tool is possible without such a shutdown signal is generated (so-called "muting").
2g zeigt
in einer schematischen Draufsicht einen Gefahrenbereich 27 einer
Maschine (nicht gezeigt). Dieser Gefahrenbereich 27 wird
mittels eines Sicherungssensors 18 (Personenschutzeinrichtung) überwacht,
der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
als ein Laserscanner ausgebildet ist. Dieser sendet Lasersignale
in radialen Richtungen aus, empfängt
diese nach Reflexion an Gegenständen
in der Umgebung und wertet die empfangenen Signale hinsichtlich
einer Richtungs- und Abstandsinformation aus. Der Gefahrenbereich 27 ist von
einer Absperrung 31 umschlossen, die ein bewegliches Wandelement 53 aufweist.
Innerhalb des Gefahrenbereichs 27 befindet sich ferner
eine Säule 55. 2g shows a schematic plan view of a danger area 27 a machine (not shown). This danger area 27 is by means of a safety sensor 18 (Personal protection device) monitors, which is formed in the embodiment shown as a laser scanner. This emits laser signals in radial directions, receives them after reflection to objects in the environment and evaluates the received signals in terms of direction and distance information. The danger area 27 is from a barrier 31 enclosed, which is a movable wall element 53 having. Within the danger area 27 there is also a pillar 55 ,
Zur
Unterstützung
der Sicherungsfunktion des Sicherungssensors 18 werden
auch bei diesem Ausführungsbeispiel
ein oder mehrere Lichtleiter eingesetzt, die gemeinsam mit einer
zugeordneten Auswerte- und Steuerschaltung einen Lichtleitersensor bilden.
Beispielsweise führt
die Anordnung der Säule 55 innerhalb
des Gefahrenbereichs 27 hinsichtlich der radialen Ausbreitung
der Lasersignale des Sicherungssensors 18 zu einer Schattenbildung
und somit zur Bildung einer Totzone. Zur ergänzenden Sicherung dieser Totzone
gegen einen unzulässigen
Aufenthalt einer Bedienperson oder dergleichen kann an der Säule 55 ein
Lichtleiter 41 angeordnet sein, und/oder entlang eines
der Säule 55 gegenüberliegenden
Abschnitts der Absperrung 31 ist ein Lichtleiter 41 angeordnet.
Diese Lichtleiter 41 gestatten die ergänzende Überwachung eines jeweiligen
Umgebungsbereichs 45, so dass der Aufenthalt eines unzulässigen Objekts
innerhalb der erläuterten
Totzone (z.B. eine Person) detektiert werden kann.To support the backup function of the safety sensor 18 are used in this embodiment, one or more optical fibers, which together with an associated evaluation and control circuit form a light guide sensor. For example, the arrangement of the column 55 within the danger area 27 with regard to the radial propagation of the laser signals of the safety sensor 18 to a shadowing and thus to the formation of a dead zone. For additional protection of this dead zone against unauthorized stay of an operator or the like can the column 55 a light guide 41 be arranged, and / or along one of the column 55 opposite section of the barrier 31 is a light guide 41 arranged. These light guides 41 allow the supplementary monitoring of a respective surrounding area 45 so that the stay of an invalid object can be detected within the explained dead zone (eg a person).
Der
Umstand, dass das Wandelement 53 versetzbar bzw. beweglich
ist, bereitet für
die Überwachung
des Gefahrenbereichs 27 mittels des Sicherungssensors 18 Probleme
hinsichtlich einer zuverlässigen
Erkennung von Objekten, die sich unmittelbar an dem Wandelement 53 befinden.
Somit bildet die unmittelbare Umgebung des beweglichen Wandelements 53 eine
Toleranzzone hinsichtlich der Überwachungsfunktion
des Sicherungssensors 18. Zum Zwecke einer ergänzenden Überwachung
mittels eines Lichtleitersensors ist entlang des beweglichen Wandelements 53 ebenfalls
ein länglicher
Lichtleiter 41 angeordnet, dessen Lichtleiterempfangssignal
auf mögliche Änderungen überwacht
wird. Anstelle des gezeigten Lichtleiters 41 können auch mehrere
Lichtleiter mit jeweiligem Lichtsender/Lichtempfänger nebeneinander angeordnet
sein, deren Empfangssignale separat überwacht werden.The fact that the wall element 53 displaceable or movable, prepared for monitoring the danger zone 27 by means of the safety sensor 18 Problems relating to reliable detection of objects located directly on the wall element 53 are located. Thus, the immediate vicinity of the movable wall element forms 53 a tolerance zone with regard to the monitoring function of the safety sensor 18 , For the purpose of supplementary monitoring by means of a light guide sensor is along the movable wall element 53 also an elongated light guide 41 arranged, the optical fiber receiving signal is monitored for possible changes. Instead of the light guide shown 41 can also be arranged side by side with a plurality of optical fibers with respective light emitter / light receiver whose reception signals are monitored separately.
2h zeigt
in einer Vorderansicht einen optoelektronischen Sicherungssensor 18,
der durch ein Lichtgitter gebildet ist. Dieser Sicherungssensor 18 besitzt
eine Sendersäule 57 mit
mehreren Lichtsendern, die parallele Lichtstrahlen 59 in
Richtung einer Empfängersäule 61 aussenden.
Entlang der Empfängersäule 61 sind
mehrere Lichtempfänger
angeordnet, die von den Lichtstrahlen 59 beaufschlagt werden
und das empfangene Licht auswerten. Ein derartiges Lichtgitter dient
zur Überwachung
eines Gefahrenbereichs 27 einer Maschine, der von den Lichtstrahlen 59 durchquert
wird. Im Falle eines unzulässigen
Eingriffs in den Gefahrenbereich 27 und somit im Falle
einer unzulässigen
Unterbrechung der Lichtstrahlen 59 erzeugt der Sicherungssensor 18 bzw. das
Lichtgitter ein entsprechendes Abschaltsignal, beispielsweise um
eine Bewegung der Maschine zu unterbrechen. 2h shows a front view of an opto-electronic security sensor 18 which is formed by a light grid. This security sensor 18 owns a transmitter column 57 with multiple light emitters, the parallel light rays 59 towards a receiver column 61 send out. Along the receiver column 61 Several light receivers are arranged by the light beams 59 be charged and evaluate the received light. Such a light grid is used to monitor a danger area 27 a machine, the light rays 59 is crossed. In case of impermissible intervention in the danger zone 27 and thus in case of an impermissible interruption of the light rays 59 the fuse sensor generates 18 or the light grid, a corresponding shutdown signal, for example, to interrupt a movement of the machine.
In
manchen Anwendungsfällen
ist es wünschenswert,
dass ein bewegliches Teil 63 der Maschine den Gefahrenbereich 27 bzw.
die Lichtstrahlen 59 durchqueren darf, ohne das erläuterte Abschaltsignal
auszulösen
(blanking). Beispielsweise soll es gestattet sein, dass das in 2h gezeigte Maschinenteil 63 innerhalb
des Gefahrenbereichs 27 eine horizontale Bewegung ausführt. Dennoch
sollen der Gefahrenbereich 27 möglichst zuverlässig gegen einen
unbefugten Eingriff gesichert und die Bedienperson vor Verletzungen
bewahrt werden. Zu diesem Zweck können an dem Maschinenteil 63 ein
oder mehrere Lichtleiter 41 eines Lichtleitersensors zur
jeweiligen Überwachung
eines Umgebungsbereichs 45 des Maschinenteils 63 angeordnet
werden. Alternativ oder zusätzlich
können
entlang von Abschnitten der Sendersäule 57 und/oder der
Empfängersäule 61 derartige
Lichtleiter 41 angeordnet werden, um einen jeweiligen Umgebungsbereich 45 innerhalb
des Gefahrenbereichs 27 zu überwachen. Diese Lichtleiter 41 können anstelle
der betreffenden Lichtsender bzw. Lichtempfänger des Lichtgitters oder
räumlich neben
diesen vorgesehen sein.In some applications, it is desirable that a moving part 63 the machine the danger area 27 or the light rays 59 may pass through without triggering the explained shutdown signal (blanking). For example, it should be allowed that in 2h shown machine part 63 within the danger area 27 performs a horizontal movement. Nevertheless, the danger area 27 as reliably secured against unauthorized intervention and the operator to be protected from injury. For this purpose, on the machine part 63 one or more light guides 41 a fiber optic sensor for respective monitoring of a surrounding area 45 of the machine part 63 to be ordered. Alternatively or additionally, along sections of the transmitter column 57 and / or the receiver column 61 Such light guide 41 be arranged to a respective surrounding area 45 within the danger area 27 to monitor. These light guides 41 may be provided instead of the respective light emitter or light receiver of the light grid or spatially next to these.
Somit
erfolgt auch bei der Ausführungsform gemäß 2h mittels
eines Lichtleitersensors eine ergänzende Überwachung eines Umgebungsbereichs 45 einer
Maschine bzw. eines Maschinenteils 63.Thus, also in the embodiment according to 2h by means of a fiber optic sensor, a supplementary monitoring of a surrounding area 45 a machine or a machine part 63 ,
Auch
bei dieser Ausführungsform
ist es von Vorteil, wenn über
die genannten Lichtleiter 41 kodierte Lichtsignale in den
jeweiligen Umgebungsbereich 45 ausgesendet werden. Hierdurch
kann wiederum eine gegenseitige Störung zwischen dem erläuterten
Lichtleitersensor und dem Sicherungssensor 18 (Lichtgitter)
vermieden werden, wie im Zusammenhang mit 2c erläutert.Also in this embodiment, it is advantageous if, via said light guide 41 coded light signals in the respective surrounding area 45 to be sent out. In this way, in turn, a mutual interference between the explained optical fiber sensor and the security sensor 18 (Light curtain) are avoided as related to 2c explained.
2i zeigt
in einer schematischen Draufsicht ein fahrerloses Flurförderfahrzeug 65.
An der Vorderseite und an der Rückseite
besitzt das Flurförderfahrzeug 65 als
primäre
Schutzeinrichtung jeweils einen optoelektronischen Sicherungssensor 18,
der als Laserscanner ausgebildet ist und während der Fahrt Kollisionen
mit möglichen
Hindernissen vermeidet. Zur ergänzenden Überwachung
der seitlichen Umgebung des Flurförderfahrzeugs 65 bei
Kurvenfahrten und zum Schutz von Personen, die sich dem Flurförderfahrzeug 65 von
der Seite nähern, sind
entlang der Seitenwände
des Flurförderfahrzeugs 65 mehrere
Lichtleiter 41 angeordnet, die gemeinsam mit zugeordneten
Lichtsendern/Lichtempfängern
und einer Auswerte- und Steuerschaltung (in 2i nicht
gezeigt) einen Lichtleitersensor bilden. Sobald aufgrund einer entsprechenden Änderung der
Lichtleiterempfangssignale ein unzulässiges Objekt in der Nähe des betreffenden
Lichtleiters 41 detektiert wird, erzeugt die Auswerte-
und Steuerschaltung ein entsprechendes Steuersignal, beispielsweise
um das Flurförderfahrzeug 65 abzubremsen
oder um ein Ausweichmanöver
auszulösen. 2i shows a schematic plan view of a driverless material handling vehicle 65 , The forklift truck has the front and rear 65 as primary protection device in each case an optoelectronic safety sensor 18 , which is designed as a laser scanner and avoids collisions with possible obstacles while driving. For supplementary monitoring of the lateral environment of the industrial truck 65 when cornering and to protect people who are the industrial truck 65 approaching from the side are along the sidewalls of the industrial truck 65 several light guides 41 arranged together with associated light emitters / light receivers and an evaluation and control circuit (in 2i not shown) form a light guide sensor. As soon as due to a corresponding change in the optical fiber reception signals an impermissible object in the vicinity of the relevant light guide 41 is detected, the evaluation and control circuit generates a corresponding control signal, for example, to the industrial truck 65 slow down or trigger an evasive maneuver.
Selbstverständlich kann
ein Lichtleiter auch an einem sonstigen Abschnitt des Flurförderfahrzeugs 65 angeordnet
sein, insbesondere an der Vorderseite und/oder der Rückseite
(zusätzlich
zu den Sicherungssensoren 18). Eine entsprechende Ausgestaltung
ist beispielsweise auch für
einen Gabelstapler möglich.Of course, a light guide also on another section of the industrial truck 65 be arranged, in particular on the front and / or the back (in addition to the safety sensors 18 ). A corresponding embodiment is possible, for example, for a forklift.
Außerdem können ein
oder mehrere Lichtleitersensoren auch zum Steuern eines automatischen Andockens
eines fahrerlosen Transportsystems an eine Übergabestation eingesetzt werden.In addition, one or more fiber optic sensors may also be used to control an automatic Docking a driverless transport system can be used to a transfer station.
2j zeigt
als Maschine, deren Gefahrenbereich ergänzend gesichert werden soll,
einen Roboter 67 mit einem zweigliedrigen Arm 69 und
einem Greifer 71. An dem Arm 69 sind mehrere Lichtleiter 41 umfänglich angeordnet.
Entlang des Greifers 72 sind ebenfalls mehrere längliche
Lichtleiter 61 befestigt. Die genannten Lichtleiter 41 bilden
gemeinsam mit einer zugeordneten Auswerte- und Steuerschaltung einen
Lichtleitersensor zur Erkennung von Objekten in der Nähe des jeweiligen
Lichtleiters 41. Dieser Lichtleitersensor kann als Hilfssensor
für einen
in 2j nicht dargestellten Hauptsensor – beispielsweise
einen Laserscanner – eingesetzt
werden. 2y shows as a machine whose danger area is to be additionally secured, a robot 67 with a bipartite arm 69 and a gripper 71 , On the arm 69 are several optical fibers 41 arranged circumferentially. Along the gripper 72 are also several elongated optical fibers 61 attached. The mentioned light guides 41 together with an associated evaluation and control circuit form a light guide sensor for detecting objects in the vicinity of the respective light guide 41 , This optical fiber sensor can be used as an auxiliary sensor for a in 2y not shown main sensor - for example, a laser scanner - are used.
3a zeigt
einen möglichen
Aufbau eines Lichtleitersensors zur Verwendung bei den Anwendungsbeispielen
gemäß 1 und 2.
Dieser Lichtsensor ist als aktiver Lichtleitertaster ausgebildet
und besitzt einen flexiblen länglichen
Lichtleiter 41, der mit einer Sende-/Empfangseinheit 73 optisch
gekoppelt ist. 3b zeigt eine Detailansicht
der Sende-/Empfangseinheit 73 und des hieran angekoppelten
Endes des Lichtleiters 41. 3a shows a possible structure of a light guide sensor for use in the application examples according to 1 and 2 , This light sensor is designed as an active optical fiber probe and has a flexible elongated optical fiber 41 that with a transceiver unit 73 optically coupled. 3b shows a detailed view of the transmitting / receiving unit 73 and the coupled thereto end of the light guide 41 ,
Der
Lichtleitersensor gemäß 3a und 3b dient
zur ergänzenden Überwachung
eines Umgebungsbereichs 45 einer Maschine oder eines Transportsystems.
Hierfür
besitzt die Sende-/Empfangseinheit 73 einen Lichtsender 74,
der beispielsweise durch eine Infrarot-Leuchtdiode gebildet ist und
Lichtsignale aussendet, die in den Lichtleiter 41 eingekoppelt
und dort an mehreren Lichtaustritts-/Lichteintrittsstellen 75 ausgegeben
werden. Zu diesem Zweck besitzt der Lichtleiter 41 entlang
seiner Länge
mehrere optische Störstellen 76 im
Bereich der Lichtaustritts-/Lichteintrittsstellen 75.The optical fiber sensor according to 3a and 3b serves for the supplementary monitoring of a surrounding area 45 a machine or a transport system. For this purpose, the transmitting / receiving unit has 73 a light transmitter 74 , which is formed for example by an infrared light emitting diode and emits light signals in the light guide 41 coupled and there at several Lichtaustritts- / Lichteintrittsstellen 75 be issued. For this purpose, has the light guide 41 along its length several optical defects 76 in the area of the light exit / light entry points 75 ,
An
den Lichtaustritts-/Lichteintrittsstellen 75 kann auch
Empfangslicht aus der Umgebung des Lichtleiters 41 in den
Lichtleiter 41 eingekoppelt werden. Hierbei handelt es
sich insbesondere um die erläuterten
Lichtsignale, die an den Lichtaustritts-/Lichteintrittsstellen 75 ausgegeben
und von einem Objekt innerhalb des Umgebungsbereichs 45 zurück in Richtung
des Lichtleiters 41 reflektiert werden. Das am Lichtleiter 41 eingekoppelte
Empfangslicht wird entlang des Lichtleiters 41 zu einem
Lichtempfänger 77 der
Sende-/Empfangseinheit 73 geleitet. Bei dem Lichtempfänger 77 handelt
es sich beispielsweise um eine Fotodiode. Die optische Trennung
zwischen den auszusendenden Lichtsignalen des Lichtsenders 74 und
dem am Lichtempfänger 77 erfassten
Empfangslicht erfolgt mittels eines Strahlteilers 78, der
beispielsweise durch einen halbdurchlässigen Spiegel gebildet ist.At the light exit / light entry points 75 can also receive light from the environment of the light guide 41 in the light guide 41 be coupled. These are in particular the explained light signals, which at the light exit / light entry points 75 and from an object within the environment 45 back in the direction of the light guide 41 be reflected. The light guide 41 coupled reception light is along the light guide 41 to a light receiver 77 the transmitting / receiving unit 73 directed. At the light receiver 77 For example, it is a photodiode. The optical separation between the transmitted light signals of the light transmitter 74 and at the light receiver 77 detected received light by means of a beam splitter 78 which is formed, for example, by a semitransparent mirror.
Die
Sende-/Empfangseinheit 73 des gezeigten Lichtleitersensors
ist ausgangsseitig mit einer Auswerte- und Steuerschaltung 81 verbunden.
Diese besitzt einen Schaltausgang 83 und kann optional
mit einer Speichereinrichtung 85 verbunden sein oder eine
solche enthalten. Mittels der Auswerte- und Steuerschaltung 81 wird
zum einen der Lichtsender 74 zum Aussenden der genannten
Lichtsignale angesteuert. Zum anderen wertet die Auswerte- und Steuerschaltung 81 das
am Lichtleiter 41 infolge der ausgesendeten Lichtsignale
eingefangene Empfangslicht bzw. die entsprechenden Lichtleiterempfangssignale
des Lichtempfängers 77 im
Hinblick auf das Vorhandensein von Objekten im Umgebungsbereich 45 aus.
Sofern hierbei ein unzulässiges
Objekt – beispielsweise
ein Arm einer Bedienperson 43 (z.B. 2b) – im Umgebungsbereich 45 detektiert
wird, erzeugt die Auswerte- und Steuerschaltung 81 am Schaltausgang 83 ein
Steuersignal für
die betreffende Maschine oder das Transportsystem, beispielsweise
um eine Maschinenbewegung zu unterbrechen. Hierdurch kann eine mögliche Personenverletzung
verhindert werden.The transmitting / receiving unit 73 the optical fiber sensor shown is the output side with an evaluation and control circuit 81 connected. This has a switching output 83 and optionally with a storage device 85 be connected or contain such. By means of the evaluation and control circuit 81 becomes the light transmitter 74 triggered to emit the said light signals. On the other hand evaluates the evaluation and control circuit 81 that at the light guide 41 as a result of the emitted light signals captured receiving light or the corresponding optical fiber receiving signals of the light receiver 77 in view of the presence of objects in the surrounding area 45 out. Provided this is an inadmissible object - for example, an arm of an operator 43 (eg 2 B ) - in the surrounding area 45 is detected, generates the evaluation and control circuit 81 at the switching output 83 a control signal for the machine or the transport system, for example, to interrupt a machine movement. As a result, a possible personal injury can be prevented.
Die
Auswerte- und Steuerschaltung 81 prüft insbesondere, ob hinsichtlich
des vom Lichtempfänger 77 ausgegebenen
Lichtleiterempfangssignals eine Änderung
bezüglich
eines Referenzwerts um einen vorbestimmten Schwellenwert vorliegt.
Der genannte Referenzwert und/oder der genannte Schwellenwert können – beispielsweise
aufgrund eines vorherigen Einlernbetriebs – in der Speichereinrichtung 85 gespeichert
sein. Für
einen derartigen Einlernbetrieb wird – beispielsweise bei der Anordnung
des Lichtleiters 41 gemäß 2b – das Lichtleiterempfangssignal
bei störungsfreiem
Umgebungsbereich 45 ermittelt und als Referenzwert gespeichert.The evaluation and control circuit 81 checks in particular whether with respect to the light receiver 77 output optical fiber receiving signal there is a change with respect to a reference value by a predetermined threshold. The said reference value and / or the said threshold value can be stored in the memory device, for example on the basis of a previous training operation 85 be saved. For such a training operation is - for example, in the arrangement of the light guide 41 according to 2 B - The light-receiving signal in trouble-free environment 45 determined and stored as a reference value.
Der
Lichtleitersensor gemäß 3a und 3b besitzt
als Lichtleiter 41 ein einziges Lichtleiterkabel. Ferner
sind ein einziger Lichtsender 74 und ein einziger Lichtempfänger 77 vorgesehen.
Hierdurch weist der Lichtleitersensor einen besonders einfachen
und kostengünstigen
Aufbau auf.The optical fiber sensor according to 3a and 3b owns as a light guide 41 a single fiber optic cable. Furthermore, a single light emitter 74 and a single light receiver 77 intended. As a result, the optical fiber sensor has a particularly simple and inexpensive construction.
Zu
dem Lichtleitersensor gemäß 3a und 3b ist
noch anzumerken, dass die Ausdehnung des überwachten Umgebungsbereichs 45 entlang des
Lichtleiters 41 letztlich von der Intensität der ausgesendeten
Lichtsignale und von der Anordnung und der Dimensionierung der Lichtaustritts-/Lichteintrittsstellen 75 abhängt. Die
Lichtaustritts-/Lichteintrittsstellen 75 können selbstverständlich auch – bezüglich der
Längsachse
des Lichtleiters 41 – in
unterschiedlichen Winkelstellungen angeordnet sein, so dass sich
der überwachte
Umgebungsbereich 45 umfänglich
um den Lichtleiter 41 herum erstreckt. Ferner ist es auch
möglich,
separate Lichtaustrittsstellen und Lichteintrittsstellen vorzusehen.To the optical fiber sensor according to 3a and 3b It should be noted that the extent of the monitored environment 45 along the light guide 41 ultimately the intensity of the transmitted light signals and the arrangement and dimensioning of the light exit / light entry points 75 depends. The light exit / light entry points 75 can of course also - with respect to the longitudinal axis of the light guide 41 - Be arranged in different angular positions, so that the monitored environment area 45 circumferentially around the light guide 41 extends around. Furthermore, it is also possible to provide separate light exit points and light entry points.
3c zeigt
in einer Darstellung, die jener gemäß 3a entspricht,
dass der Lichtleitersensor auch als passiver Hilfssensor, d.h. ohne
eigenen Lichtsender ausgebildet sein kann. Zu diesem Zweck ist wiederum
ein Lichtleiter 41 vorgesehen, der mehrere optische Störstellen 76 besitzt,
die als eine jeweilige Lichteintrittsstelle zum Einfangen von Empfangslicht
dienen. Der Lichtleiter 41 ist mit einer Empfangseinheit 73' optisch gekoppelt,
die einen Lichtempfänger
besitzt. Die Empfangseinheit 73' ist mit einer Auswerte- und Steuerschaltung 81 verbunden. 3c shows in a presentation that those according to 3a corresponds to that the optical fiber sensor can also be configured as a passive auxiliary sensor, ie without its own light transmitter. For this purpose, in turn, a light guide 41 provided that several optical defects 76 which serve as a respective light entry point for capturing reception light. The light guide 41 is with a receiving unit 73 ' optically coupled, which has a light receiver. The receiving unit 73 ' is with an evaluation and control circuit 81 connected.
Der
Lichtleiter 41 wird von Umgebungslicht beaufschlagt, das
beispielsweise von einer Lichtquelle 91 stammt, die – unabhängig und
getrennt von dem Lichtleitersensor – in der Nähe des Lichtleitersensors angeordnet
ist (z.B. Raumbeleuchtung). Die Empfangseinheit 73' erzeugt entsprechende
Empfangssignale, die an die Auswerte- und Steuerschaltung 81 ausgegeben
und von dieser auf vorbestimmte zeitliche Änderungen ausgewertet werden.
Falls ein Objekt in den Umgebungsbereich 45 eindringt und
somit die dortigen Lichtverhältnisse
beeinflusst, können
entsprechende Änderungen
des am Lichtleiter 41 eingefangenen Empfangslichts detektiert
werden, um gegebenenfalls am Schaltausgang 83 der Auswerte-
und Steuerschaltung 81 ein entsprechendes Steuersignal
zu erzeugen. Auch bei dieser Ausführungsform können vorbestimmte
Lichtverhältnisse (objektfreier
Umgebungsbereich 45) aufgrund eines Einlernbetriebs eingelernt
werden.The light guide 41 is acted upon by ambient light, for example, from a light source 91 is independent of and separated from the optical fiber sensor - is arranged in the vicinity of the optical fiber sensor (eg room lighting). The receiving unit 73 ' generates corresponding received signals to the evaluation and control circuit 81 outputted and evaluated by this on predetermined temporal changes. If an object is in the surrounding area 45 penetrates and thus influences the local lighting conditions, corresponding changes in the light guide 41 captured received light to optionally at the switching output 83 the evaluation and control circuit 81 to generate a corresponding control signal. Also in this embodiment, predetermined lighting conditions (object-free surrounding area 45 ) due to a teach-in operation.
Alternativ
hierzu kann die Lichtquelle 91 auch aktiv mittels der Auswerte- und Steuerschaltung 81 angesteuert
werden (beispielsweise zur Erzeugung einer kodierten Lichtsignalfolge
und somit zur verbesserten Störlichtunterdrückung).
Dies ist in 3c durch die gestrichelt eingezeichnete
Verbindung illustriert. In diesem Fall handelt es sich bei dem Lichtleitersensor
also um einen aktiven Taster, wobei im Unterschied zu der Ausführungsform
gemäß 3a und 3b die
Lichtsignale nicht über
den Lichtleiter 41, sondern an hiervon entfernter Stelle ausgesendet
werden (Lichtquelle 91).Alternatively, the light source 91 also active by means of the evaluation and control circuit 81 be controlled (for example, to generate a coded light signal sequence and thus for improved Störlichtunterdrückung). This is in 3c illustrated by the dashed line connection. In this case, the optical waveguide sensor is thus an active probe, wherein, in contrast to the embodiment according to FIG 3a and 3b the light signals are not over the light guide 41 , but are emitted at a remote location (light source 91 ).
3d zeigt,
dass eine gemeinsame Auswerte- und Steuerschaltung 81 für den Lichtleitersensor
gemäß 3a und 3b,
oder gemäß 3c einerseits
und für
den zugeordneten Hauptsensor (z.B. optoelektronischer Sicherungssensor 18 gemäß 1a)
andererseits vorgesehen sein kann. Dementsprechend ist auch ein
gemeinsamer Schaltausgang 83 für das Steuersignal vorgesehen.
Dabei wird das erläuterte
Steuersignal für
die Maschine oder das Transportsystem also nicht nur in Abhängigkeit
von dem Lichtleiterempfangssignal, sondern auch in Abhängigkeit
von einem Ausgangssignal des Sicherungssensors 18 erzeugt.
Ungeachtet des gemeinsamen Schaltausgangs 83 ist es natürlich möglich, dass
die Auswerte- und Steuerschaltung 81 den Sicherungssensor 18 und
den erläuterten
Lichtleitersensor (Sende-/Empfangseinheit 73) zu unterschiedlichen
Zeiten aktiviert. 3d shows that a common evaluation and control circuit 81 for the optical fiber sensor according to 3a and 3b , or according to 3c on the one hand and for the associated main sensor (eg optoelectronic safety sensor 18 according to 1a ) can be provided on the other. Accordingly, there is also a common switching output 83 provided for the control signal. In this case, the explained control signal for the machine or the transport system is thus not only in dependence on the optical fiber receiving signal, but also in dependence on an output signal of the safety sensor 18 generated. Regardless of the common switching output 83 it is of course possible that the evaluation and control circuit 81 the safety sensor 18 and the explained light guide sensor (transmitting / receiving unit 73 ) at different times.
Die
gemeinsame Auswerte- und Steuerschaltung 81 gemäß 3d/kann
ausgangsseitig mit der Steuerung der betreffenden Maschine oder
des betreffenden Transportsystems verbunden sein, oder die Auswerte-
und Steuerschaltung 81 ist bereits in diese Steuerung integriert.The common evaluation and control circuit 81 according to 3d / can be connected on the output side with the control of the relevant machine or the relevant transport system, or the evaluation and control circuit 81 is already integrated in this control.
3e zeigt,
dass eine einzige Auswerte- und Steuerschaltung 81 auch
mit mehreren Lichtleitern 41 mit jeweiliger Sende-/Empfangseinheit 73 verbunden
sein kann, um mittels eines einzigen Lichtleitersensors mehrere
Umgebungsbereiche 45 einer Maschine oder eines Transportsystems überwachen
zu können. 3e shows that a single evaluation and control circuit 81 also with several light guides 41 with respective transmitting / receiving unit 73 may be connected to a plurality of surrounding areas by means of a single optical fiber sensor 45 to monitor a machine or a transport system.
Eine
derartige Ausgestaltung mit mehreren benachbart oder parallel zueinander
angeordneten Lichtleitern 41 hat den besonderen Vorteil,
dass eine sicherheitstechnische Funktionsüberprüfung und/oder eine Überprüfung der
Systemempfindlichkeit durchgeführt
werden kann. Zu diesem Zweck kann nämlich innerhalb eines Testbetriebs,
der zyklisch oder zumindest einmalig vor einem nachfolgenden Überwachungsbetrieb
durchgeführt
wird, wenigstens ein Lichtsignal als Testsignal von einem Lichtleiter 41 ausgegeben
werden, wobei die Auswerte- und Steuerschaltung 81 prüft, ob an
dem oder den benachbarten Lichtleitern 41 entsprechendes Empfangslicht
eingefangen wird und ein entsprechendes Empfangssignal erzeugt wird.Such a configuration with a plurality of adjacent or parallel optical fibers 41 has the special advantage that a safety-related functional check and / or a check of the system sensitivity can be carried out. For this purpose, namely within a test operation, which is performed cyclically or at least once before a subsequent monitoring operation, at least one light signal as a test signal from a light guide 41 are output, wherein the evaluation and control circuit 81 Check if on the or the adjacent light guides 41 corresponding receive light is captured and a corresponding receive signal is generated.
3f zeigt
ein Beispiel einer Ausgestaltung der Auswerte- und Steuerschaltung 81 für die Verwendung
mehrerer Lichtleiter 41 mit jeweiliger Sende-/Empfangseinheit 73 gemäß 3e Die
jeweilige Sende-/Empfangseinheit 73 ist mit einer zugeordneten
Vergleichseinrichtung 93 verbunden. Diese vergleicht das
Lichtleiterempfangssignal des Lichtempfängers der Sende-/Empfangseinheit 73 mit
einem zugeordneten Referenzwert. Jede Vergleichseinrichtung 93 erzeugt
ein positives Gegenstandsfeststellungssignal, falls sich das Lichtleiterempfangssignal von
dem zugeordneten Referenzwert um einen vorbestimmten Schwellenwert
unterscheidet. Die Ausgänge
der Vergleichseinrichtungen 93 sind mit einer ODER-Schaltung 103 verbunden.
Diese erzeugt an dem Schaltausgang 83 das erläuterte Steuersignal zum
Unterbrechen einer Maschinenbewegung oder dgl., wenn eingangsseitig
wenigstens ein positives Gegenstandsfeststellungssignal einer Vergleichseinrichtung 93 anliegt,
d.h. wenn über
wenigstens einen Lichtleiter 41 eine signifikante Änderung
der Objektumgebung innerhalb des zugeordneten Umgebungsbereichs 45 detektiert
wird. 3f shows an example of an embodiment of the evaluation and control circuit 81 for the use of multiple optical fibers 41 with respective transmitting / receiving unit 73 according to 3e The respective sender / receiver unit 73 is with an associated comparison device 93 connected. This compares the optical fiber receiving signal of the light receiver of the transmitting / receiving unit 73 with an associated reference value. Each comparator 93 generates a positive object detection signal if the optical fiber receive signal differs from the associated reference value by a predetermined threshold. The outputs of the comparators 93 are with an OR circuit 103 connected. This generates at the switching output 83 the explained control signal for interrupting a machine movement or the like., When the input side, at least one positive object detection signal of a comparison device 93 is applied, ie if at least one optical fiber 41 a significant change in the object environment within the associated environment area 45 is detected.
Die
Vergleichseinrichtung 93 und die ODER-Schaltung 103 können durch
einen Mikroprozessor gebildet sein, der mit einem Analog/Digital-Wandler
verbunden ist, der eingangsseitig mit den Sende-/Empfangseinheiten 73 verbunden
ist. Bei dieser Ausgestaltung können
auch komplexe Signalmuster des Lichtleiterempfangssignals ausgewertet bzw.
mit entsprechenden Referenzwerten oder -mustern verglichen werden,
insbesondere aufgrund eines vorherigen Einlernbetriebs. Ferner können bei
dieser Ausführungsform
für jeden
Kanal, d.h. für
jeden Lichtleiter 41 oder für jede individuelle Referenzwerte und/oder
Schwellenwerte berücksichtigt
werden, um eine Anpassung der Detektionsempfindlichkeit an eine
bestimmte Applikation vorzunehmen.The comparison device 93 and the OR circuit 103 can by a micropro be formed, which is connected to an analog / digital converter, the input side with the transmitting / receiving units 73 connected is. In this embodiment, even complex signal patterns of the optical fiber receiving signal can be evaluated or compared with corresponding reference values or patterns, in particular due to a previous training operation. Further, in this embodiment, for each channel, ie for each optical fiber 41 or for each individual reference value and / or threshold value, to adapt the detection sensitivity to a particular application.
-
99
-
Gesenkbiegepressepress brake
-
1111
-
Oberwerkzeugupper tool
-
1313
-
Unterwerkzeuglower tool
-
1515
-
Werkstückworkpiece
-
1717
-
Öffnungsspaltopening gap
-
1818
-
SicherungssensorCapture sensor
-
1919
-
Haltearmholding arm
-
2121
-
Lichtsenderlight source
-
2323
-
Lichtempfängerlight receiver
-
2525
-
Lichtstrahlbeam of light
-
2727
-
Gefahrenbereichdanger area
-
3131
-
Absperrungbarrier
-
3333
-
Zugangsbereichaccess area
-
3535
-
Schiebetürsliding door
-
4141
-
Lichtleiteroptical fiber
-
4343
-
Bedienpersonoperator
-
4545
-
Umgebungsbereichsurrounding area
-
4646
-
Anschlagattack
-
4747
-
Zaunabschnittfence section
-
4949
-
Türrahmendoorframe
-
5151
-
Türrahmendoorframe
-
5353
-
bewegliches
Wandelementportable
wall element
-
5555
-
Säulepillar
-
5757
-
Sendersäulesender column
-
5959
-
Lichtstrahlbeam of light
-
6161
-
Empfängersäulereceiver column
-
6363
-
Maschinenteilmachinery
-
6565
-
FlurförderfahrzeugIndustrial truck
-
6767
-
Roboterrobot
-
6969
-
Armpoor
-
7171
-
Greifergrab
-
7373
-
Sende-/EmpfangseinheitTransmit / receive unit
-
73'73 '
-
Empfangseinheitreceiver unit
-
7474
-
Lichtsenderlight source
-
7575
-
Lichtaustritts-/LichteintrittsstelleLight exit / entry point light
-
7676
-
optische
Störstelleoptical
impurity
-
7777
-
Lichtempfängerlight receiver
-
7878
-
Strahlteilerbeamsplitter
-
8181
-
Auswerte-
und Steuerschaltungevaluation
and control circuit
-
8383
-
Schaltausgangswitching output
-
8585
-
Speichereinrichtungmemory device
