DE102008004941A1 - Safety arrangement for monitoring passage in e.g. endangered area, has light receiver for monitoring even protection field that is deactivated from time of running-in of object into protection field up to leaving of protection field - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsanordnung zur Überwachung eines Durchgangs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Überwachung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 11.The The invention relates to a safety arrangement for monitoring a passage according to the preamble of the claim 1 and a method of monitoring according to the Preamble of claim 11.
Diese bekannten Verfahren und Vorrichtungen dienen zur Zugangsabsicherung von Gefahr bringenden Bereichen, wie beispielsweise automatische Fertigungsanlagen, Einfahrtsöffnungen zu Fertigungszellen, Abkantpressen und Palletieranlagen. Derartige Anlagen finden sich in der Transporttechnik, der Förder- und Lagertechnik, der Verpackungsindustrie, allgemein im Maschinenbau und insbesondere in der Automobilindustrie. Dabei muss unterschieden werden zwischen zulässigen und unzulässigen Objekten, so dass zu bearbeitendes Material in den Gefahrenbereich befördert wird, aber gleichzeitig ein Zutritt von nicht zugelassenen Objekten, insbesondere von Personen, sicher verhindert wird.These known methods and devices are used for access protection dangerous areas, such as automatic Production plants, access to production cells, Press brakes and Palletieranlagen. Such systems can be found in transport technology, conveying and storage technology, the packaging industry, generally in engineering and in particular in the automotive industry. It must be distinguished between permissible and impermissible objects, so that transported material into the danger zone but at the same time an admission of unauthorized objects, especially by persons, is safely prevented.
Es ist bekannt, solche Durchgänge durch ein Lichtgitter abzusichern, bei welchem übereinander angeordnete Sendeeinheiten parallel verlaufende Lichtstrahlen aussenden, die von entsprechend angeordneten Empfangseinheiten empfangen werden. Die Unterbrechung der Lichtstrahlen signalisiert den Durchtritt eines Objektes. Falls ein nicht zugelassenes Objekt das Lichtgitter durchtritt, wird eine Sicherheitsfunktion, z. B. ein Alarm, ausgelöst und eine Gefahr bringende Produktionsmaschine abgeschaltet oder dergleichen. Damit aber zulässige Objekte durch den abgesi cherten Durchgang hindurchtreten können, wird das sogenannte Muting-Verfahren angewendet, bei welchem ein zulässiges Objekt erkannt wird und die Sicherheitsfunktion unterdrückt wird, wenn das Schutzfeld des Lichtgitters von einem als zulässig identifizierten Objekt durchtreten wird.It is known to secure such passages by a light grid, in which superposed transmitting units in parallel emit extending light rays arranged by appropriately Receiving units are received. The interruption of the light rays signals the passage of an object. If an unauthorized Object passes through the light grid, becomes a safety feature, z. As an alarm, triggered and a hazardous production machine switched off or the like. But with permissible objects through can pass through the secured passage is the so-called muting method is used, in which a permissible Object is detected and the safety function is suppressed, if the protective field of the light grid of one as admissible identified object will pass through.
Aus
der
Aus
der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Absicherung eines Durchgangs zu schaffen, die oder das eine hohe Zuverlässigkeit mit einem geringeren Aufwand gewährleistet.Of the Invention is based on the object, an apparatus and a method to secure a passage that is a high one Reliability guaranteed with less effort.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Sicherheitsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11.These The object is achieved by a security arrangement with the features of claim 1 and by a method having the features of claim 11.
Die erfindungsgemäße Sicherheitsanordnung zur Überwachung eines Durchgangs, durch den nur zulässige Objekte in wenigstens eine Bewegungsrichtung befördert werden, weist einen ersten optoelektronischen Sensor auf, der wenigstens einen Lichtsender und wenigstens einen Lichtempfänger umfasst, zur Überwachung eines ebenen, in dem Durchgang angeordneten Schutzfelds auf Durchtritt durch das Objekt. Bei Durchtritt eines unzulässigen Objektes durch das Schutzfeld ist ein Warn- oder Steuersignal von einer Steuer- und Auswerteeinheit erzeugbar. Über einen Muting-Sensor, welcher in Bewegungsrichtung vor dem Durchgang angeordnet und mit der Steuer- und Auswerteeinheit verbunden ist, ist bei zulässigen Objekten das Schutzfeld über die Steuer- und Auswerteeinheit rechtzeitig deaktivierbar. Erfindungsgemäß sind in der Steuer- und Auswerteeinheit Mittel zur Bestimmung und Auswertung einer Objektgeschwindigkeit vorhanden und abhängig von einer Objektdetektion durch den Muting-Sensor und abhängig von der Objektgeschwindigkeit ist das Warn- oder Steuersignal für einen berechneten Zeitpunkt und für eine berechnete Dauer unterdrückbar, wobei das Schutzfeld deaktiviert ist von dem Zeitpunkt des Einfahrens des Objektes in das Schutzfeld an bis zum Verlassen des Schutzfeldes, so dass insgesamt das Schutzfeld nur für die Dauer des tatsächlichen Durchtritts des zulässigen Objektes deaktiviert ist.The safety arrangement according to the invention for monitoring a passage through which only permissible objects are conveyed in at least one direction of movement comprises a first optoelectronic sensor comprising at least one light emitter and at least one light receiver for monitoring a flat protective field arranged in the passage for passage through the object. When an impermissible object passes through the protective field, a warning or control signal can be generated by a control and evaluation unit. About a muting sensor, which is arranged in the direction of movement before the passage and connected to the control and evaluation unit, the protective field on authorized objects via the control and evaluation is timely deactivated. According to the invention, means for determining and evaluating an object speed are present in the control and evaluation unit and dependent on object detection by the muting sensor and depending on the object speed, the warning or control signal can be suppressed for a calculated time and for a calculated duration, the Protective field is deactivated from the time the object enters the protective field until it leaves the protective field so that overall the protective field is deactivated only for the duration of the actual passage of the permissible object.
Anspruch 11 betrifft ein entsprechendes Verfahren zur Überwachung des Durchgangs.claim 11 relates to a corresponding method for monitoring of the passage.
Durch die Berücksichtigung der Objektgeschwindigkeit ist es möglich, die Unterdrückung des Steuersignals auf eine notwendige minimale Dauer zu reduzieren. Das Warn- und Steuersignal wird gemäß der Erfindung erst zu dem Zeitpunkt unter drückt, bei dem das zulässige Objekt den Durchgang auch tatsächlich passiert. Somit ist die Schutzfunktion des Schutzfeldes bis unmittelbar vor Eintritt des zulässigen Objektes und unmittelbar nach Austritt des zulässigen Objektes optimal gegeben. Dadurch wird die Manipulationssicherheit der Sicherheitsanordnung deutlich erhöht und gleichzeitig die Anzahl notwendiger Sensoren für die Objekterkennung reduziert.By considering the object speed it is possible the suppression of the control signal to a necessary to reduce the minimum duration. The warning and control signal is in accordance with the Invention suppressed at the time when the permissible object the passage actually happens. Thus, the protective function of the protective field is up to immediate before admission of the permissible object and immediately after Exit of the permissible object optimally given. Thereby the security against manipulation of the security arrangement becomes clear increases and at the same time the number of necessary sensors reduced for object recognition.
In
einer ersten Ausführungsform ist der erste Sensor als Lichtgitter
mit zwei gegenüberliegenden Leisten von Lichtsendern und
Lichtempfängern ausgebildet, so dass eine Vielzahl zueinander
paralleler und das Schutzfeld bildender Lichtschranken gebildet
sind. Lichtgitter weisen je nach Abstand der das Schutzfeld bildende
Lichtschranken jeweils unterschiedliche Auflösungen auf.
Für Lichtgitter sind Auflösungen von 14 mm, 20
mm, 30 mm und 40 mm oder geringere Auflösungen von 70 mm
und 80 mm vorgesehen, je nach dem, ab welcher Mindestobjektgröße
Objekte detektiert werden sollen. Soll bereits ein Eingriff durch
einen menschlichen Finger detektiert werden, so wird ein Lichtgitter
mit der Auflösung von 14 mm vorgesehen. Eine Auflösung
von 20 mm wird zur Erkennung eines Eingriffs durch eine Hand, eine
Auflösung von 30 mm zur Detektion eines Arms und eine Auflösung
von 40 mm zur Detektion mindestens eines menschlichen Beines eingesetzt.
Je höher die Auflösung des Lichtgitters ist, desto
näher kann dieses an eine Gefahrstelle montiert werden,
da eine Abschaltung einer gefahrbringenden Bewegung aufgrund einer
schnelleren Detektion des Eingriffs entsprechend früher
erfolgt. Beim Einsatz eines Lichtgitters mit einer Auflösung
von 40 mm muss im Vergleich zu einer Auflösung von 14 mm
nach der Norm
In Weiterbildung der Erfindung sind Mittel zur Eingabe der Objektgeschwindigkeit vorhanden. Werden die Objekte beispielsweise mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit in Richtung des Durchgangs gefördert, so kann diese konstante Objektgeschwindigkeit in die Steuer- und Auswerteeinheit über eine Schnittstelle und ein Eingabemittel, zum Beispiel ein Programmiergerät oder einen Computer, eingegeben und gespeichert werden.In Development of the invention are means for inputting the object speed available. For example, if the objects are a consistent one Promoted speed in the direction of the passage, so This constant object speed can be transferred to the control and evaluation unit an interface and an input means, for example a programming device or a computer, entered and saved.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind Mittel zur Erfassung der Objektgeschwindigkeit vorgesehen. Dadurch ist es möglich, die Schutzfunktion auch bei verschiedenen oder sogar sich verändernden Objektgeschwindigkeiten optimal angepasst an den Durchtritt des zulässigen Objektes nur für eine minimal notwendige Dauer zu unterdrücken.According to one another embodiment, means for detecting the Object speed provided. This makes it possible the protective function even with different or even changing Object speeds optimally adapted to the passage of the permissible object only for a minimum necessary Duration to suppress.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Mittel zur Erfassung der Objektgeschwindigkeit ein mit einem Fördermittel, mit dem die Objekte befördert werden, zusammenwirkender Geschwindigkeitsgeber. Die Ausgangssignale des Geschwindigkeitsgebers werden über die vorgesehene Schnittstelle von der Steuer- und Auswerteeinheit direkt eingelesen und ausgewertet. Jedoch kann das Mittel zur Erfassung der Objektgeschwindigkeit auch aus einem mit dem Fördermittel zusammenwirkenden Weggeber, insbesondere einem Inkrementalgeber, bestehen. Die Inkrementalgebersignale werden dann von der Steuer- und Auswerteeinheit in Geschwindigkeitssignale umgerechnet. Die Geschwindigkeitsgeber oder Inkrementalgeber sind je nach Ausführung des Fördermittels bereits integraler Bestandteil dieser Fördermittel, so dass keine zusätzlichen Geber notwendig werden.In Development of the invention is the means for detecting the speed of the object one with a subsidy to carry the objects become, cooperative speed givers. The output signals of the speed sensor are over the intended Interface read directly from the control and evaluation unit and evaluated. However, the means for detecting the object speed also from a cooperating with the funding Weggeber, especially an incremental encoder. The incremental encoder signals are then from the control and evaluation in speed signals converted. The speed sensors or incremental encoders are depending on the design of the conveyor already integral Part of this funding, so no additional Donors will be necessary.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Mittel zur Erfassung der Objektgeschwindigkeit aus zwei zueinander beabstandeten optischen Sensoren, insbesondere Lichtschranken oder Lichttastern, gebildet, wobei die optischen Sensoren den Muting-Sensor bilden. Durch einen bekannten Abstand zwischen den Sensoren kann die Geschwindigkeit des Objekts, welches die beiden Lichtschranken nacheinander unterbricht, gemessen werden.In Development of the invention is the means for detecting the speed of the object from two spaced-apart optical sensors, in particular Photoelectric sensors or light sensors, formed, wherein the optical Sensors form the muting sensor. By a known distance between the sensors, the speed of the object, which the two photocells are interrupted one after the other, measured.
Bevorzugt erstrecken sich die Leisten des Lichtgitters senkrecht zur Objektbewegung. Durch die senkrechte Anordnung ist die Überwachung des Durchgangs besonders platzsparend, da die Leisten bis auf einen notwendigen Mindestabstand direkt vor einer verarbeitenden Maschine mit einer gefahrbringenden Bewegung angeordnet werden können. Jedoch können die Leisten auch in einem Winkel, beispielsweise 70° bis 110°, zur Objektbewegung angeordnet sein.Prefers The bars of the light grid extend perpendicular to the object movement. Due to the vertical arrangement is the monitoring of the passage particularly space-saving, since the ledges down to a necessary Minimum distance directly in front of a processing machine with a dangerous movement can be arranged. however The bars can also be at an angle, for example 70 ° to 110 °, be arranged for object movement.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Steuer- und Auswerteeinheit in die Leisten integriert. Bevorzugt ist die Steuer- und Auswerteeinheit in der Empfängerleiste untergebracht. Das Warn- und Steuersignal wird dann direkt von der Empfängerleiste ausgegeben. Zusätzlich sind an der Empfängerleiste noch Eingänge für den Geschwindigkeitsgeber und/oder den Muting-Sensor vorgesehen.In Further development of the invention is the control and evaluation unit integrated into the bars. The control and evaluation unit is preferred housed in the receiver bar. The warning and control signal is then output directly from the receiver bar. additionally are at the receiver bar still inputs for provided the speed sensor and / or the muting sensor.
In
Weiterbildung der Erfindung ist die Steuer- und Auswerteeinheit
in doppelter, sich wechselseitig überprüfender
Ausführung vorhanden. Die Steuer- und Auswerteeinheit kann
nicht nur redundant, sondern auch diversitär aufgebaut
sein. Dadurch lässt sich die Steuer- und Auswerteeinheit
in notwendigen Sicherheitskategorien oder Sicherheitsleveln entsprechend
der Norm
Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen:in the The invention is based on exemplary embodiments explained in detail with reference to the drawing. In the drawing show:
Ein
solches Verfahren ist auch unter dem Begriff ,Muting' bekannt und
bezeichnet dabei die Überbrückung der Schutzwirkung
des Lichtgitters
Das
Objekt
In
Bewegungsrichtung vor dem Lichtgitter
Das
Lichtgitter
Durch
den Geschwindigkeitsgeber
In
Weiter kann es auch vorgesehen sein, dass der Steuer- und Auswerteeinheit eine aktuelle Geschwindigkeit über eine Maschinensteuerung mitgeteilt wird. Die Geschwindigkeitsdaten werden hierbei einfach aus den vorhandenen Steuerinformationen für den Antrieb des Förderbands generiert.Further It can also be provided that the control and evaluation a current speed via a machine control is communicated. The speed data here are easy from the existing control information for the drive of the conveyor belt.
- 11
- Sicherheitsanordnungsecurity arrangement
- 22
- Durchgangpassage
- 44
- Schutzfeldprotection field
- 66
- Objekt oder Objekteobject or objects
- 88th
- Bewegungsrichtungmovement direction
- 1010
- erster Sensorfirst sensor
- 1212
- erste Leistefirst strip
- 1414
- zweite Leistesecond strip
- 1616
- Steuer- und AuswerteeinheitTax- and evaluation unit
- 1818
- Warn- oder Steuersignalwarning or control signal
- 2020
- zweiter Sensorsecond sensor
- 2222
- Mittel zur Auswertung einer Objektgeschwindigkeitmedium for the evaluation of an object speed
- 2424
- Objektgeschwindigkeitobject speed
- 2626
- Mittel zur Erfassung der Objektgeschwindigkeitmedium for detecting the object speed
- 2828
- GeschwindigkeitsgeberMotion Sensor
- 3030
- Förderbandconveyor belt
- 32, 32'32 32 '
- Lichtschranke oder erste Lichtschrankephotocell or first photocell
- 3434
- Reflektorreflector
- 3636
- Lichtgitterlight Curtain
- 38, 23'38 23 '
- Lichtschranke oder zweite Lichtschrankephotocell or second photocell
- M1, M2, M3, M4M1, M2, M3, M4
- Mutingsensorenmuting
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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DE102008004941B4 (en) | 2009-10-22 |
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