DE2944588A1

DE2944588A1 - Lichtgitter

Info

Publication number: DE2944588A1
Application number: DE19792944588
Authority: DE
Inventors: Klaus 6520 Worms Bechtel
Original assignee: Ludwig Krohne GmbH and Co KG
Current assignee: Ludwig Krohne GmbH and Co KG
Priority date: 1979-11-05
Filing date: 1979-11-05
Publication date: 1981-05-14
Also published as: DE2944588C2

Description

Lichtgitter
Die Erfindung betrifft ein Lichtgitter, welches aus mehreren, äe eine Lichtschranke bildenden und an eine Stromquelle angeschlossene Lichtquellen, Lichtempfängern und einer clektronischen Steuer- und Auswertungseinrichtung besteht, welche die Lichtquellen zyklisch nacheinander ansteuert und die mit den Sendeimpulsen verknüpften Lichtempfängerimpulse der Auswertungseinrichtung zuführt, welche am Ende eines jeden Zyklus nur dann ein Ausgangssignal liefert, wenn die Lichtempfangssignale aller Lichtempfänger dieses Zyklus eingegangen sind.
Lichtgitter dienen dem Zweck, bei einem unerwünschten Eingriff in den Arbeitsraum einer Maschine, beispielsweise einer Presse, eine Störmeldung auszulösen, mit deren Hilfe die Maschine zeitweilig oder ganz stillgesetzt wird. Sie bestehen aus einer Vielzahl den zu kontrollierenden Arbeitsraum erfassenden optischen Kanälen, die jeweils durch einen Lichtsender und einen oder mehrere Lichtempfänger gebildet werden. Bei einer Unterbrechung des Lichtganges liefert eine Auswertungselektronik kein Ausgangssignal, wodurch eine Störmeldung weitergegeben wird. Dabei kann das Licht- gitter entweder so ausgebildet sein, daß ein Lichtstrahl total unterbrochen werden muß, um einen sicheren Schaltvorgang auch bei Defekten von Bauteilen zu erreichen.
Bei dieser Ausführung wird eine Auflösung gewährleistet, die dem Durchmesser des Lichtstrahles entspricht; da der Durchmesser des Lichtstrahles jedoch optischen Gesetzen unterliegt, sind nach unten hin Grenzen gesetzt. Bei einem anderen bekannten System reicht bereits eine teilweise Abschattung eines Lichtstrahles zur Auslösung eines Schalt-Vorganges aus; diese Ausführung bietet jedoch keine Sicherheit gegen verschiedene Anwendungs- oder Bauteilefehler.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Lichtgitter der gattungsgenaßen Art derart auszubilaen, daß eine Auflösung gewährleistet ist, die wesentlich kleiner ist als der Lichtstrahldurchmesser, wobei diese Auflösung auch bei Anwendungsfehlern oder Defekten von Bauteilen bestehen bleibt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lichtquellen von der Stromquelle nacheinander derart angesteuert werden, daß sie jeweils E einen großen eßimpuls und zeitlich versetzt einen in der Leistung verminderten Kontrollimpuls senden und daß die verstärkten Lichtemfängersignale der Auswertungseir.-ichtung über je einen Schwellwertschalter zugeführt werden, der nur bei Erreichen des Schwellwertes durchschaltet.
Durch diese Ausbildung wird aer Vorteil erzielt, daß durch die Auswertungselektronik die Störmeldung ausgelöst wird, wenn der leistungsstärkere Meßimpuls aus beliebigen Gründen, beispielsweise durch einen Eingriff in den optischen Kanal geschwächt wird, oder wenn der leistungsschwächere Kontrollimpuls beispielsweise durch ein auf den Licht- empfänger einwirkendes Fremdlicht oder einen Defekt an einem Bauteil zu groß wird und den Schwellwert überschreitet. Hierdurch wird eine Auflösung gewährleistet, die wesentlich kleiner ist als der Durchmesser des Lichtstrahles.
Vorzugsweise weist die von einem Taktgenerator gesteuerte Stromquelle einen Ausgang auf, der über einen von einem Frequenzteiler gesteuerten Schalter wechselweise auf volle oder verminderte Leistung umgeschaltet wird. Rierdurch wird jede Lichtquelle zunächst mit dem leistungsstärkeren Meßimpuls angesteuert und dann ein um etwa 30 % in der Leistung verminderter Kontrollimpuls abgestrahlt. Da die Sender nacheinander zyklisch angesteuert werden, entsteht ein über die Baueinheiten verlaufender Lichtstrahl. Erreicht der erfindungsgemäß vorgesehene Kontrollimpuls infolge eines Bauteilfehlers die Schaltschwelle, werden zusätzlich Impulse erzeugt, die in der nachfolgenden Schaltung eine Störabschaltung bewirken.
Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Blockschaltbildes dargestellt.
Das Lichtgitter besitzt mehrere Lichtquellen 1, beispielsweise in Form von Leuchtdioden, denen jeweils wenigstens zwei Lichtempfänger 2 zugeordnet sind. Sowohl die Lichtquellen 1 als auch die Licht empfänger 2 haben optische Linsen 3,4. Weiterhin besitzt das Lichtgitter einen Reflektor 5. Die Lichtquellen 1 werden von einer Stromquelle 6 mit Lichtimpulsen versorgt. Diese Stromquelle 6 wird von einem Taktgenerator 7 gesteuert. Der Taktgenerator ist weiterhin mit einem Frequenzteiler 8 verbunden, welcher mit halber Frequenz einen Ringzähler 9 steuert. Dieser Ringzähler 9, der ein Frequenzteilungsverhältnis 1:5 besitzt, steuert Schalter 10, die in den Zuleitungen zu den Lichtquellen 1 angeordnet sind. In der Praxis handelt es sich hierbei um elektronische Bauteile, beisnielsweise Schalttransistoren. Die von dem Taktgenerator 7 gesteuerte Stromquelle wird an ihrem Ausgang über den im Frequenzverhältnis 1:2 gesteuerten Frequenzteiler 8 auf volle oder auf eine um etwa 30 % verminderte Leistung umgeschaltet.
In der Zeichnung ist dieser Leistungsschalter 11 symbolisch in Verbindung mit Schaltpolen und einem Widerstand 12 dargestellt.
Die Ausgänge der Lichtempfänger sind über je einen Verstärker 13 und einen Schwellwertschalter 14 m-lt der Auswertungseinrichtung 15 verbunden, welche ein Schalt- oder Warnsignal liefert.
Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Lichtgitters ist fcgende: Die von dem Taktgenerator 7 gesteuerte Stromquelle 6 liefert über ihren Ausgang einen hohen und einen reduzierten Strom. Der Leistungsschalter 11 wird durch den Frequenzteiler 8 mit der halbierten Frequenz hin- und hergeschaltet, so daß jeweils der leistungstärkere Meßinpuls und danach der leistungsschwächere Kontrollimpul an eine der Lichtquellen 1 angelegt wird, die durch einen der Schalter 10 angesteuert werden.
Die angesteuerte Lichtquelle 1 sendet über ihre optische Linse 3 einen Lichtimpuls zum Reflektor 5 hin, der diesen Strahl über eine optische Linse 4 in einen Lichtempfänger 2 zurücklenkt, der beispielsweise aus einer Fotodiode besteht. Der von diesem Lichtempfänger 2 erzeugte Stromimpuls wird über ein£n Verstärker 13 einem Schwellwertschalter 14 zugeführt. Sofern dieser von dem Lichtempfänger 2 kommende Stromimpuls den Schwellwert des Schwellwertschalters 14 überschreitet, wird letzterer durchgeschaltet, so daß der Stromimpuls zu der Auswertungseinrichtung 15 gelangt.
Unmittelbar darauf wird in der Lichtquelle 1 mittels des leistungsschwächeren Kontrollimpulses ein schwächerer Lichtimpuls erzeugt, der ebenfalls über den zugehörigen Lichtempfänger und den Verstärker zu dem Schwellwertschalter 14 gelangt. Bei Normalbetrieb ist dieser schwächere Kontrollimpuls so niedrig, daß er den Schwellwert nicht überschreitet und daher auch nicht zu der Auswertungseinrichtung 15 gelangt. Ist der von dem Lichtempfänger 2 kommende Kontrollimpuls jedoch so groß, daß er den Schwellwert des Schwellwertschalters 14 überschreitet, wird ein entsprechender Impuls an die Auswertungseinrichtung gegeben. Die Auswertungseinrichtung 15 ist derart ausgelegt, daß sie am Ende eines jeden Zyklus nur dann ein Ausgangssignal liefert, wenn die Lichtempfangssignale aller Lichtempfänger dieses Zyklus eingegangen sind. Hat also beispielsweise ein Schwellwertschalter 14 einen zu hohen Kontrollimpuis durchgeschaltet, liefert die Auswertungseinrichtung 15 ein entsprechendes Signal. Ebenso wird ein solches Störsignal geliefert, wenn nach Absendung eines leistungsstarken Meßimpulses der angesteuerte Lichtemfänger 2 keinen oder nur einen geschwächten Stromimpuls liefert, der nicht zur Durchschaltung des Schwellwertschalters ausreicht. In diesem Falle sind an der Auswertungseinrichtung 15 zuwenig Impulse eingegangen. Die der Auswertungseinrichtung 15 zugeordnete logische Schaltung stellt dies fest und bewirkt, daß kein Ausgangssignal geliefert wird.
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Claims

Patentansprüche 1. Lichtgitter, bestehend aus mehreren, äe eine Lichtschranke bildenden und an eine Stromquelle angeschlossene Lichtquellen, Lichtempfängern und einer elektronischen Steuer- und Auswertungseinrichtung, welche die Lichtquellen zyklisch nacheinander ansteuert und die mit den Sendeimpulsen verknüpften Lichtempfängerimpulse der Auswertungseinrichtung zuführt, welche am Ende eines jeden Zyklus nur dann ein Ausgangssignal liefert, wenn die Lichtempfangssignale aller Lichtempfänger dieses Zyklus eingegangen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (1) von der Stromquelle (6) nacheinander derart angesteuert werden, daß sie jeweils einen großen Meßimpuls und zeitlich versetzt einen in der Leistung verminderten Kontrollimpuls senden und daß die verstärkten Lichtempfängersignale der Auswertungseinrichtung (15) über je einen Schwellwertschalter (14) zugeführt werden, der nur bei Erreichen des Schwellwertes durchschaltet.
2. Lichtgitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von einem Taktgenerator (7) gesteuerte Stromquelle (6) einen Ausgang aufweist, der über einen von einem Frequenzteiler (8) gesteuerten Leistungsschalter (11) wechselweise auf volle oder verminderte Leistung umgeschaltet wird.
3. Lichtgitter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontrollimpuls in seiner Leistung gegenüber dem Meßimpuls um etwa 30 o vermindert ist.