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  • 法律状态
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    • 专利摘要:
    DieErfindung betrifft ein Lichtgitter (1) zur Erfassung von Objektenin einem Überwachungsbereichmit einer Sendereinheit (3) mit einer Anzahl von Sendelichtstrahlen(6) emittierenden Sendern (7) und mit einer Empfängereinheit (5) mit einer Anzahlvon Empfängern(10), wobei jedem Sender (7) ein Empfänger (10) zur Bildung einerStrahlachse zugeordnet ist. Bei freiem Strahlengang sind die vondem jeweiligen Sender (7) emittierten Sendelichtstrahlen (6) aufden zugeordneten Empfänger(10) geführt.Das Lichtgitter (1) umfasst weiterhin eine Auswerteeinheit (13)zur Auswertung der an den Empfängern(10) anstehenden Empfangssignale, wobei in dieser bei einer durcheinen Objekteingriff im Überwachungsbereichbedingten Unterbrechung wenigstens einer Strahlachse ein Objektfeststellungssignalgeneriert wird. Zur Begrenzung der Reichweite des Lichtgitters (1)ist in der Auswerteeinheit (13) ein Schwellwert (S) abgespeichert,mit welchem die Amplituden der Empfangssignale bewertet werden,wobei in der Auswerteeinheit (13) eine Strahlachse als unterbrochengewertet wird, falls die Amplitude des Empfangssignals des jeweiligenEmpfängers(10) unterhalb des Schwellwerts (S) liegt.
    公开号:DE102004022812A1
    申请号:DE200410022812
    申请日:2004-05-08
    公开日:2005-12-01
    发明作者:Andreas Jüttner
    申请人:Leuze Lumiflex GmbH and Co KG；
    IPC主号:G01V8-20
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein Lichtgitter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs1.
    [0002] Einderartiges Lichtgitter ist aus der DE 39 39 191 C2 bekannt. Dieses Lichtgitterweist eine Mehrfachanordnung von Sender-Empfängerpaaren auf. Die Sendersind in einem Gehäuseintegriert, welches an einem ersten Rand des Überwachungsbereichs angeordnetist. Die Empfängersind in einem zweiten Gehäuseintegriert, welches am gegenüberliegendenzweiten Rand des Überwachungsbereichs angeordnetist. Jeder Sender emittiert Sendelichtstrahlen in Form von Lichtimpulsen,die bei freiem Strahlengang auf den zugeordneten Empfänger des jeweiligenPaares geführtsind. Bei freiem Überwachungsbereichtreffen die Sendelichtstrahlen sämtlicherSender ungehindert auf die zugeordneten Empfänger. Durch Auswertung derEmpfangssignale der Empfängerwird dann in der Auswerteeinheit ein Objektfeststellungssignal mitdem Schaltzustand „freier Überwachungsbereich" generiert. Ist dagegeneine Strahlachse des Lichtgitters unterbrochen, so dass die Sendelichtstrahlendes jeweiligen Senders nicht mehr zum Empfänger gelangen, so nimmt dasObjektfeststellungssignal den Schaltzustand „Objekteingriff" an, das heißt es wirdeine Objektmeldung generiert.
    [0003] Fallsdas Lichtgitter im Bereich der Sicherheitstechnik zur Gefahrenbereichsüberwachungan Maschinen und dergleichen eingesetzt wird, wird durch die Objektmeldungdes Lichtgitters bei Eintritt eines Objekts in den Überwachungsbereich,der den Gefahrenbereich an der jeweiligen Maschine umfasst, dieMaschine abgeschaltet.
    [0004] DieSender des Lichtgitters gemäß der DE 39 39 191 C2 werdenderart im Pulsbetrieb betrieben, dass der erste Sender periodischeine individuelle Folge von Lichtimpulsen aussendet, und dass die restlichenSender periodisch Doppel-Lichtimpulse aussenden. Die individuelleKodierung der Sendelichtstrahlen des ersten Senders wird zur Synchronisationdes Lichtgitter-Betriebs verwendet.
    [0005] Durchdie Aussendung von gepulsten Sendelichtstrahlen mit vorgegebenenPulsfolgen können Fremdlichteinflüsse weitgehendvermieden werden, da in der Auswerteeinheit eine Strahlachse nurdann als nicht unterbrochen gewertet wird, wenn die Kodierung derSendelichtstrahlen des jeweiligen Senders im zugeordneten Empfänger registriertwird.
    [0006] EinProblem entsteht jedoch dann, wenn Mehrfachanordnungen dieser Lichtgitterzur Absicherung komplexer Gefahrenbereiche eingesetzt werden. DurchFehljustagen der Lichtgitter oder durch Reflexionen der Sendelichtstrahlenan spiegelnden Hindernissen könnendie Sendelichtstrahlen des Senders eines ersten Lichtgitters zumEmpfanger eines zweiten Lichtgitters gelangen. Wird dann in der nachgeordnetenAuswerteeinheit des zweiten Lichtgitters die Kodierung der registriertenSendelichtstrahlen als gültigerkannt, so kann dieses Lichtgitter einen freien Überwachungsbereichselbst fürden Fall melden, dass dessen Strahlachse unterbrochen ist, so dassder Empfängerdie Sendelichtstrahlen des zugeordneten Senders nicht empfängt.
    [0007] Dieswiederum kann bei Einsätzenderartiger Lichtgitter in sicherheitstechnischen Anwendungen zuerheblichen Gefährdungenführen,da das Lichtgitter in diesem Fall keine Objektmeldung und damit keinenAbschaltbefehl fürdie zu überwachendeMaschine erzeugt, obwohl ein Objekteingriff im Überwachungsbereich des Lichtgitterserfolgt ist.
    [0008] DerartigeFehldetektionen bei Mehrfachanordnungen von Lichtgittern könnten prinzipielldann vermeeden werden, wenn den Sendelichtstrahlen der Sender sämtlicherLichtgitter individuelle Kodierungen aufgeprägt sind. Dann wäre einegegenseitige Beeinflussung derartiger Lichtgitter mit hoher Sicherheitausgeschlossen.
    [0009] Einederartige Ausbildung der Lichtgitter würde jedoch einen erheblichenSchaltungsaufwand fürdie Kodierung der Sendelichtstrahlen einerseits und die empfangsseitigeDekodierung der Empfangssignale mit sich bringen.
    [0010] Weiterhinwäre einerheblicher Logistikaufwand bei der Installation von Mehrfachanordnungen derartigerLichtgitter notwendig, um zu vermeiden, dass Lichtgitter mit ingleicher Weise kodierten Sendelichtstrahlen nicht in unmittelbarerNachbarschaft platziert werden.
    [0011] DerErfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lichtgitter der eingangsgenannten Art bereitzustellen, welches bei möglichst geringem Schaltaufwandeine hohe Störfestigkeitaufweist.
    [0012] ZurLösungdieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. VorteilhafteAusführungsformenund zweckmäßige Weiterbildungender Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
    [0013] Daserfindungsgemäße Lichtgitterdient zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich und weisteine Sendereinheit mit einer Anzahl von Sendelichtstrahlen emittierendenSendern auf. Zudem weist das erfindungsgemäße Lichtgitter eine Empfängereinheitmit einer Anzahl von Empfängern auf,wobei jedem Sender ein Empfängerzur Bildung einer Strahlachse zugeordnet ist, so dass bei freiem Strahlengangdie von dem jeweiligen Sender emittierten Sendelichtstrahlen aufden zugeordneten Empfängergeführtsind. Weiterhin weist das erfindungsgemäße Lichtgitter eine Auswerteeinheitzur Auswertung der an den Empfängernanstehenden Empfangssignale auf. In dieser Auswerteeinheit wird beieiner durch einen Objekteingriff im Überwachungsbereich bedingtenUnterbrechung wenigstens einer Strahlachse ein Objektfeststellungssignalgeneriert. Zur Begrenzung der Reichweite des Lichtgitters ist inder Auswerteeinheit ein Schwellwert abgespeichert. Mit diesem Schwellwertwerden die Amplituden der Empfangssignale bewertet. In der Auswerteeinheitwird eine Strahlachse als unterbrochen gewertet, falls die Amplitudedes Empfangssignals des jeweiligen Empfängers unterhalb des Schwellwerts liegt.
    [0014] Derin der Auswerteeinheit zur Reichweitenbegrenzung abgespeicherteSchwellwert ist an die Distanz zwischen der Sendereinheit und derEmpfangereinheit angepasst, so dass nur die Sendelichtstrahlen,die von den Sendern dieses Lichtgitters emittiert werden, Empfangssignalein den Empfängerngenerieren, die oberhalb des Schwellwerts liegen.
    [0015] Dievon weiter entfernt liegenden weiteren Lichtgittern ausgehendenSendelichtstrahlen, die auf die Empfanger des Lichtgitters treffen,liegen dagegen unterhalb des Schwellwerts und fuhren damit nichtzu einer Objektmeldung.
    [0016] Damitwerden bei dem erfindungsgemäßen Lichtgitterauf einfache Weise Fehlschaltungen infolge von Einstrahlungen vonSendelichtstrahlen benachbarter weiterer Lichtgitter vermieden.
    [0017] DerSchwellwert zur Bewertung der Empfangssignale wird dabei besondersvorteilhaft applikationsspezifisch ausgewählt und ist an die jeweilige Distanzzwischen der Sendereinheit und der Empfängereinheit angepasst. Dabeiliegt der Schwellwert um einen möglichstgering gewähltenToleranzwert unterhalb der Pegel der Empfangssignale, die durchdie Sendelichtstrahlen der Sender des Lichtgitters in den Empfängern beifreiem Überwachungsbereichgeneriert werden. Dadurch ist gewährleistet, dass auch die Sendelichtstrahlenvon weiteren Lichtgittern, die in Entfernungen zum Lichtgitter liegen,die nur geringfü giggrößer sindals die Distanz zwischen Sender- und Empfängereinheit des Lichtgitters,Empfangssignale in den Empfängerndes Lichtgitters generieren, die unterhalb des Schwellwerts liegenund somit nicht zu einer Objektmeldung führen.
    [0018] DerSchwellwert kann im einfachsten Fall als fester Parameterwert inder Auswerteeinheit des Lichtgitters hinterlegt sein. In einer besondersvorteilhaften Ausführungsformder Erfindung kann in der Auswerteeinheit eine distanzabhängige Schwellwertkennliniehinterlegt sein, so dass anhand dieser Kennlinie für die jeweilsgewählteapplikationsspezifische Distanz zwischen Sender- und Empfängereinheitder geeignete Schwellwert ausgewähltwerden kann. Schließlichkann in einer vorteilhaften Ausführungsformder Schwellwert währendeines Einlernvorgangs bestimmt werden, wodurch eine besonders exakteAnpassung des Schwellwerts an die Pegel der Empfangssignale beifreiem Überwachungsbereichdes Lichtgitters ermöglichtwird.
    [0019] Ineiner besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Auswerteeinheitvon einem digitalen Signalprozessor gebildet, wobei in diesen die Empfangssignale über einenAnalog-Digital-Wandler als Digitalsignale eingelesen werden. Diedigitale Signalverarbeitung im digitalen Signalprozessor gewährleisteteine genaue Auswertung der digitalisierten Empfangssignale.
    [0020] Dadie vom digitalen Signalprozessor gebildete Auswerteeinheit nahezukeine analogen Schaltungskomponenten mehr aufweist, ist diese unempfindlichgegen äußere Störeinflüsse wiezum Beispiel EMV-Einstrahlungen oder thermisches Driften einzelnerSchaltungskomponenten.
    [0021] DieErfindung wird im Nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Eszeigen:
    [0022] 1:Schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Lichtgitterszur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich.
    [0023] 2:Schematische Darstellung einer von einem digitalen Signalprozessorgebildeten Auswerteeinheit fürdas Lichtgitter gemäß 1.
    [0024] 3:Schematische Darstellung einer Mehrfachanordnung von Lichtgittern.
    [0025] 1 zeigtden Aufbau eines Lichtgitters 1 zur Überwachung eines Überwachungsbereichs. DasLichtgitter 1 weist eine in einem ersten Gehäuse 2 integrierteSendereinheit 3 und eine in einem zweiten Gehäuse 4 integrierteEmpfängereinheit 5 auf. DieSendereinheit 3 und die Empfangereinheit 5 befindensich an gegenüberliegendenRänderndes Überwachungsbereichs.
    [0026] DieSendereinheit 3 weist eine Anordnung von Sendelichtstrahlen 6 emittierendenSendern 7 auf. Die Sender 7 bestehen vorzugsweiseaus identisch ausgebildeten Leuchtdioden und sind in Abstand nebeneinanderliegend angeordnet, wobei die Sender 7 vorzugsweise äquidistantlängs einerGeraden angeordnet sind. Zur Strahlformung der Sendelichtstrahlen 6 istjedem Sender 7 eine Sendeoptik 8 vorgeordnet.Die Sendeoptiken 8 sind im Bereich der Frontwand des Gehäuses 2 hintereinem nicht separat dargestellten Austrittsfenster angeordnet. Imvorliegenden Fall emittieren die Sender 7 Sendelichtstrahlen 6 imInfrarotbereich. Prinzipiell könnendie Sender 7 auch Sendelichtstrahlen 6 im sichtbaren Wellenlängenbereichemittieren.
    [0027] Dieoptischen Achsen der im ÜberwachungsbereichgeführtenSendelichtstrahlen 6 verlaufen parallel zueinander in derEbene des Überwachungsbereichs.
    [0028] DieSender 7 werden von einer Sendersteuereinheit 9 angesteuert.Im vorliegenden Ausführungsbeispielwerden die Sender 7 im Pulsbetrieb betrieben. Die Sender 7 emittierensomit Sendelichtimpulse mit einem vorgegebenen Puls-Pausen-Verhältnis. Dieeinzelnen Sender 7 emittieren zyklisch nacheinander Sendelichtimpulse,wobei die Taktung über dieSendersteuereinheit 9 erfolgt. Dabei werden innerhalb einesAbtastzyklus die Sender 7 entsprechend ihrer Reihenfolgein der Sendereinheit 3 in einer vorgegebenen Scanrichtungnacheinander aktiviert. Die Sendelichtimpulse des ersten Senders 7 dienenzur Synchronisation des Lichtgitters 1. Zweckmäßigerweiseweisen hierzu die Sendelichtimpulse des ersten Senden 7 eineKodierung auf, die sich eindeutig von den Kodierungen der Sendelichtimpulseder übrigenSender 7 unterscheidet.
    [0029] DieEmpfängereinheit 5 weisteine Anordnung von identisch ausgebildeten, nebeneinander liegendangeordneten Empfängern 10 auf.Die Empfänger 10 bestehenvorzugsweise jeweils aus einer Fotodiode und sind äquidistantlängs einerGeraden angeordnet. Jedem Empfänger 10 isteine Empfangsoptik 11 vorgeordnet. Dabei liegt jeweilsein Empfänger 10 einemSender 7 der Sendereinheit 3 gegenüber. DieStrahlformung der Sendelichtstrahlen 6 ist im vorliegendenFall derart gewählt,dass bei freiem Strahlengang die Sendelichtstrahlen 6 eines Senders 7 jeweilsnur auf den gegenüberliegendangeordneten Empfänger 10 treffen.Jeder Sender 7 und der diesem zugeordnete Empfangen 10 bildet eineStrahlachse des Lichtgitters 1.
    [0030] DieEmpfänger 10 werden über eineEmpfängersteuereinheit 12 gesteuert.Die am Ausgang der Empfänger 10 anstehendenEmpfangssignale werden in einer Auswerteeinheit 13, dieBestandteil der Empfängersteuereinheit 12 ist,ausgewertet. Bei freiem Strahlengang des Lichtgitters 1 treffendie Sendelichtstrahlen 6 ungehindert auf die zugeordnetenEmpfänger 10 undgenerieren dort einem freien Strahlengang entsprechende Referenzempfangssignale.
    [0031] Dringtein Objekt in den Überwachungsbereichein, so wird der Strahlengang der Sendelichtstrahlen 6 wenigstenseines Senden 7 unterbrochen. Das Empfangssignal des zugeordnetenEmpfängen 10 liegtdann unterhalb des Schwellwerts S, das heißt an diesem Empfänger 10 werdenkeine Referenzempfangssignale registriert.
    [0032] DieUnterbrechungen der Strahlachsen werden in der Auswerteeinheit 13 zurGenerierung eines Objektfeststellungssignals ausgewertet. Das Objektfeststellungssignalist als binäresSchaltsignal ausgebildet, welche die Schaltzustände „0" und „1" aufweist. Der Schaltzustand „0" entspitcht einemfreien Strahlengang des Lichtgitter 1, das heißt in dem Überwachungsbereichwurde kein Objekt registriert. Der Schaltzustand „1" entspricht einemObjekteingriff in den Strahlengang des Lichtgitters 1.Vorzugsweise reicht bereits die Unterbrechung einer Strahlachse aus,damit ein Objekteingriff gegeben ist. Für den Fall, dass das Lichtgitter 1 imBereich der Sicherheitstechnik eingesetzt wird, wird durch die Generierungeines derartigen Objektfeststellungssignals ein Abschaltbefehl zumAbschalten einer Maschine oder Anlage generiert, deren Vorfeld mitdem Lichtgitter 1 überwachtwird.
    [0033] DasLichtgitter 1 bildet dann eine Personenschutzeinrichtung,die verhindert, dass sich Personen während des Betriebes der Maschinein deren Vorfeld aufhalten.
    [0034] DerBegriff Lichtgitter 1 umfasst generell Mehrfachanordnungenvon Lichtschranken und Lichtvorhänge.
    [0035] 2 zeigtein Ausführungsbeispieleiner Auswerteeinheit 13 eines Lichtgitters 1,welches in nicht sicherheitskritischen Applikationen eingesetzt wird.Die Auswerteeinheit 13 weist daher einen einkanaligen Aufbauauf. Fürden Fall, dass das Lichtgitter 1 im Bereich der Sicherheitstechnikeingesetzt wird, ist die Anordnung gemäß 2 auf einezweikanalige Struktur erweitert.
    [0036] DieAuswerteeinheit 13 gemäß 2 bestehtaus einem digitalen Signalprozessor 14. Der digitale Signalprozessor 14 weisteinen der eigentlichen Prozessoreinheit 15 vorgeordnetenAnalog-Digital-Wandler 16 auf. Der Analog-Digital-Wandler 16 istim vorliegenden Fall von einem 8 bit Analog-Digital-Wandler 16 gebildet,das heißtder Analog-Digital-Wandler 16 weist eine Wortbreite vonn = 8 bit auf. Generell sind je nach Auflösung des Analog-Digital-Wandlers 16 auchandere Bitbreiten möglich.Mit dem Analog-Digital-Wandler 16 erfolgteine Digitalisierung der Empfangssignale.
    [0037] Alseinzige analoge empfangsseitige Schaltungselemente sind den einzelnenEmpfängern 10 Bauelementezur Impedanzwandlung der Pegel der Empfangssignale nachgeordnet,um diese an den geforderten Eingangssignalpegel des Analog-Digital-Wandlers 16 anzupassen.
    [0038] Inder Empfängersteuereinheit 12 isteine nicht dargestellte Takteinheit vorgesehen, mittels derer dieeinzelnen Empfänger 10 synchronzu den jeweils zugeordneten Sendern 7 aktiviert werden.Damit werden die Empfänger 10 analogzu den Sendern 7 zyklisch nacheinander aktiviert. Die inden Empfängern 10 indem durch die Empfangersteuereinheit 12 vorgegebenen Takteinzeln nacheinander generierten Empfangssignale werden in den digitalenSignalprozessor 14 der Auswerteeinheit 13 eingelesen.In dem Analog-Digital-Wandler 16 werden die analogen Empfangssignaleder Empfänger 10 serielldigitalisiert. Die so generierten Digitalsignale werden in der Prozessoreinheit 15 desdigitalen Signalprozessors 14 ausgewertet. Die Taktsteuerungwird beispielsweise von einem ASIC übernommen, der wie der digitale Signalprozessor 14 eindigital arbeitendes Bauelement bildet.
    [0039] Dabeierfolgt in dem digitalen Signalprozessor 14 zunächst eineSignalvorverarbeitung der Digitalsignale. Hierzu sind in dem digitalenSignalprozessor 14 geeignete Softwareroutinen implementiert. Insbesonderekann eine derartige Softwareroutine von einem digitalen Suchfiltergebildet sein. Durch die mit diesen Softwareroutinen durchgeführte Signalverarbeitungwerden die Nutzsignalanteile der digitalisierten Empfangssignale,die durch die auf die einzelnen Empfänger 10 auftreffendenSendelichtstrahlen 6 generiert werden, von Hintergrundsignalen separiert,welche von Störeinflüssen verursachtsind. Derartige Störeinflüsse sindzum Beispiel Rauschen und Fremdlichteinstrahlungen.
    [0040] DurchAuswertung der auf diese Weise vorverarbeiteten Digitalsignale wirddas Objektfeststellungssignal generiert.
    [0041] Dabeiwird als erste Bedingung fürdas Vorliegen eines freien Überwachungsbereichsin dem digitalen Signalprozessor 14 abgeprüft, ob für jede Strahlachsedie in den Sendelichtstrahlen 6 der einzelnen Sendern 7 enthaltenenKodierungen an den zugeordneten Empfängern 10 registriertwerden.
    [0042] Weiterhinwerden die digitalisierten Empfangssignale im digitalen Signalprozessor 14 zurGenerierung des Objektfeststellungssignals mit einem SchwellwertS bewertet, wobei durch eine geeignete Wahl des Schwellwerts S eineReichweitenbegrenzung des Lichtgitters 1 durchgeführt wird.Mit dieser Reichweitenbegrenzung werden gegenseitige Beeinflussungenmehrerer Lichtgitter 1 vermieden, die eine Mehrfachanordnungzur Absicherung komplexer Gefahrenbereiche bilden.
    [0043] Einederartige Mehrfachanordnung zweier hintereinander angeordneter Lichtgitter 1 istin 3 dargestellt. Mit dieser Mehrfachanordnung kannbeispielsweise ein ausgedehnter Gefahrenbereich im Vorfeld einerMaschine überwachtwerden. Die in 3 dargestellten Lichtgitter 1, 1' weisen einen identischenAufbau auf. Die Sendereinheit 3 mit Sendern 7 unddie Empfängereinheit 5 mitEmpfängern 10 desersten Lichtgitters 1 liegen in einem Abstand d zueinander.Der Überwachungsbereichdes Lichtgitters 1 ist frei, das heißt dessen Sendelichtstrahlen 6 sindnicht unterbrochen.
    [0044] DieSendereinheit 3' mitSendern 7' unddie Empfängereinheit 5' mit Empfängern 10' des Lichtgitters 1' liegen ebenfallsin einem Abstand d zueinander. In dem Überwachungsbereich dieses Lichtgitters 1' ist ein Gegenstand 17 angeordnet,so dass die erste Strahlachse unterbrochen ist und die Sendelichtstrahlen 6' dieser Strahlachsenicht zum zugeordneten Empfänger 10' gelangen.
    [0045] Imfehlerfreien Betrieb wird durch die Unterbrechung der Strahlachsedes Lichtgitters 1' indiesem eine Objektmeldung generiert, wodurch ein Abschaltbefehlfür diezu überwachendeMaschine generiert wird.
    [0046] Imvorliegenden Fall liegt eine gegenseitige Beeinflussung beider Lichtgitter 1, 1' vor. Durcheine Fehljustierung oder durch eine Umspiegelung an einem spiegelndenObjekt werden die Sendelichtstrahlen 6 der ersten Strahlachsedes Lichtgitters 1 zum Empfänger 10' der erstenStrahlachse des Lichtgitters 1' geführt. Dadie Lichtgitter 1, 1' identisch aufgebaut sind, entsprichtder Kodierung der Sendelichtstrahlen 6 des ersten Lichtgitters 1 derKodierung der Sendelichtstrahlen 6 des zweiten Lichtgitters 1.Damit registriert der Empfänger 10' der erstenStrahlachse des Lichtgitters 1' eine gültige Kodierung in den Empfangssignalen,obwohl dieser nicht die Sendelichtstrahlen 6' seines zugeordneten Senders 7', sondern dieSendelichtstrahlen 6 des entfernt liegenden Lichtgitters 1 empfängt.
    [0047] Würde im Lichtgitter 1' das Objektfeststellungssignalallein durch Auswertung der im Sendelicht enthaltenen Kodierungenerfolgen, so würdedas Lichtgitter 1' imvorliegenden Fall fälschlicherweise einenfreien Überwachungsbereichmelden, obwohl ein Gegenstand 17 in den Überwachungsbereicheingedrungen ist.
    [0048] ZurVermeidung derartiger Fehldetektionen erfolgt eine Reichweitenbegrenzungder Lichtgitter 1, 1' derart, dass deren Empfangssignalemit einem Schwellwert S bewertet werden. Der Schwellwert S ist sogewählt,dass die Empfangssignale, die durch die Sendelichtstrahlen 6, 6' der jeweiligenSendereinheit 3, 3' desLichtgitters 1, 1' generiertwerden, oberhalb des Schwellwerts S liegen. Aufgrund der größeren DistanzD der Sendereinheit 3 des Lichtgitters 1 zur Empfängereinheit 5' des Lichtgitters 1' liegen jedochdie Empfangssignale in der Empfängereinheit 5' bei Empfangder Sendelichtstrahlen 6 des benachbarten Lichtgitters 1 unterhalbdes Schwellwerts S.
    [0049] Inder Auswerteeinheit 13 des Lichtgitters 1' und entsprechendauch im gegenüberliegenden Lichtgitter 1 erfolgt die Auswertung der Empfangssignalederart, dass eine nicht unterbrochene Strahlachse nur dann vorliegt,wenn das im Empfänger 10 registrierteEmpfangssignal oberhalb des Schwellwerts S liegt.
    [0050] Damitwird im Lichtgitter 1, 1' ein freier Überwachungsbereich nur danngemeldet, wenn fürsämtlicheStrahlachsen die Kodierungen der Sendelichtstrahlen 6, 6' in den zugeordnetenEmpfängern 10, 10' registriertwerden und zugleich die Pegel sämtlicherEmpfangssignale des Lichtgitters 1, 1' oberhalb desSchwellwerts S liegen.
    [0051] Somitwird im vorliegenden Fall bei dem Lichtgitter 1' eine Fehldetektiondurch Einstrahlung der Sendelichtstrahlen 6 von dem erstenLichtgitter 1 vermieden. Zwar wird dadurch am Empfäuger 10' der erstenStrahlachse des Lichtgitters 1' eine gültige Kodierung registriert.Da jedoch die Empfangssignale am Empfänger 10' unterhalb des Schwellwerts S liegen,wird die Strahlachse als unterbrochen gewertet und demzufolge eineObjektmeldung generiert, die zum Abschalten der Maschine fuhrt.
    [0052] Für den Fall,dass die Sendereinheit 3 und die Empfängereinheit 5 einesLichtgitters 1 immer in demselben Abstand d zueinanderliegen, kann der an diesen Abstand d angepasste Schwellwert S alsfest vorgegebener Parameterwert in der Auswerteeinheit 13 hinterlegtsein.
    [0053] Für den Fall,dass sich die Abständeder Sendereinheit 3 und der Empfängereinheit 5 des Lichtgitters 1 ändern können, kannder Schwellwert S in einem Einlernvorgang vor Inbetriebnahme des Lichtgitters 1 eingestelltwerden. Hierzu wird die Sendereinheit 3 relativ zur Empfängereinheit 5 indem für diespätereBetriebsphase des Lichtgitters 1 benötigten Abstand d installiert.Währenddes Einlernvorgangs werden dann bei justiertem Lichtgitter 1 und beifreiem Strahlengang die Pegel der Empfangssignale registriert. Ausdem Pegel wenigstens eines Empfangssignals oder aus den Mittelwertenaller Empfangssignale wird dann in der Auswerteeinheit 13 selbsttätig derSchwellwert S berechnet. Vorzugsweise erfolgt die Berechnung gemäß folgenderBeziehung S0 = < E > – T
    [0054] Dabeiist die HöheSo des Schwellwerts S durch die Differenzdes Mittelwerts < E > der Empfangssignaleder Empfanger 10 bei freiem Überwachungsbereich und einemToleranzwert T definiert. Der Toleranzwert T ist möglichstklein gegenüber demBetrag von < E > gewählt, sodass der Schwellwert S dicht unterhalb der Pegel der Empfangssignaleliegt. Vorzugsweise ist der Wert von T durch die typische Bandbreitedes Rauschens der Empfangssignale bestimmt.
    [0055] Durchdiese Wahl des Schwellwerts S ist gewährleistet, dass dieser sicherdurch Empfangssignale unterschritten wird, die durch Sendelichtstrahlen 6' weiterer Lichtgitter 1' generiert werden,die auch nur geringfügigweiter entfernt sind als der Abstand d zwischen der Sendereinheit 3 undder Empfängereinheit 5 desLichtgitters 1.
    [0056] Ineiner alternativen Ausgestaltung ist in der Auswerteeinheit 13 eineabstandsabhängige Schwellwertkennliniehinterlegt. Dies bedeutet, dass für unterschiedliche Distanzend zwischen der Sendereinheit 3 und der Empfangereinheit 5 jeweilsunterschiedliche Schwellwerte S(d) in der Auswerteeinheit 13 hinterlegtsind. Bei der Inbetriebnahme des Lichtgitters 1 kann eineBedienper son nach erfolgter Installation des Lichtgitters 1 für den eingestelltenAbstand d0 zwischen der Sendereinheit 3 undder Empfangereinheit 5 anhand der Schwellwertkennlinieden geeigneten Schwellwert S(d0) auswählen, mitwelchem währenddes Betriebs des Lichtgitters 1 die Empfangssignale bewertetwerden.
    1,1' Lichtgitter 2 Gehäuse 3,3' Sendereinheit 4 Gehäuse 5,5' Empfängereinheit 6,6' Sendelichtstrahlen 7,7' Sender 8 Sendeoptik 9 Sendersteuereinheit 10,10' Empfänger 11 Empfangsoptik 12 Empfängersteuereinheit 13 Auswerteeinheit 14 DigitalerSignalprozessor 15 Prozessoreinheit 16 Analog-Digital-Wandler 17 Gegenstand
    权利要求:
    Claims (11)
    [1] Lichtgitter zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereichmit einer Sendereinheit mit einer Anzahl von Sendelichtstrahlenemittierenden Sendern, mit einer Empfängereinheit mit einer Anzahlvon Empfängern,wobei jedem Sender ein Empfängerzur Bildung einer Strahlachse zugeordnet ist, so dass bei freiemStrahlengang die von dem jeweiligen Sender emittierten Sendelichtstrahlenauf den zugeordneten Empfanger geführt sind, und mit einer Auswerteeinheitzur Auswertung der an den Empfängernanstehenden Empfangssignale, wobei in dieser bei einer durch einenObjekteingriff im Überwachungsbereichbedingten Unterbrechung wenigstens einer Strahlachse ein Objektfeststellungssignal generiertwird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Begrenzung der Reichweitedes Lichtgitters (1) in der Auswerteeinheit (13)ein Schwellwert (S) abgespeichert ist, mit welchem die Amplitudender Empfangssignale bewertet werden, wobei in der Auswerteeinheit(13) eine Strahlachse als unterbrochen gewertet wird, fallsdie Amplitude des Empfangssignals des jeweiligen Empfängers (10)unterhalb des Schwellwerts (S) liegt.
    [2] Lichtgitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Schwellwert (S) aus den Amplitudenwerten der Empfangssignaleder Empfänger(10) bei Empfang der Sendelichtstrahlen (6) derdiesen zugeordneten Sendern (7) abgeleitet ist.
    [3] Lichtgitter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,dass der Schwellwert (S) um einen vorgegebenen Toleranzwert (T)unterhalb der Ampli tude des Empfangssignals wenigstens eines Empfängers (10)bei Empfang der Sendelichtstrahlen (6) des zugeordnetenSenders (7) liegt.
    [4] Lichtgitter nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet,dass der Schwellwert (S) währendeines Einlernvorgangs bestimmbar ist.
    [5] Lichtgitter nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet,dass in der Auswerteeinheit (13) eine Schwellwertkennliniemit Schwellwerten (S) in Abhängigkeitder Distanz (d) der Sendereinheit (3) zur Empfängereinheit(5) hinterlegt ist.
    [6] Lichtgitter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,dass füreine vorgegebene Distanz (d) der Sendereinheit (3) zurEmpfängereinheit(5) der zugehörigeSchwellwert (S) anhand der Schwellwertkennlinie auswählbar ist.
    [7] Lichtgitter nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet,dass die Auswerteeinheit (13) von einem digitalen Signalprozessor(14) gebildet ist.
    [8] Lichtgitter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,dass in dem digitalen Signalprozessor (14) wenigstens einAnalog-Digital-Wandler (16) vorgesehen ist oder dass demdigitalen Signalprozessor (14) wenigstens ein externerAnalog-Digital-Wandler (16) zugeordnet ist, wobei mittelsdes Analog-Digital-Wandlers (16) die am Ausgang der Empfänger (10)anstehenden analogen Empfangssignale in Digitalsignale gewandeltwerden.
    [9] Lichtgitter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,dass der Analog-Digital-Wandler(16) als n-bit Analog-Digital-Wandler (n > 1) ausgebildet ist.
    [10] Lichtgitter nach einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet,dass den Sendelichtstrahlen (6) Kodierungen aufgeprägt sind,welche in der Auswerteeinheit (13) erfasst werden.
    [11] Lichtgitter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,dass in der Auswerteeinheit (13) eine Strahlachse nur dannals nicht unterbrochen gewertet wird, wenn die Kodierung der Sendelichtstrahlen (6)des jeweiligen Senders (7) erkannt wird und wenn die Amplitudedes Empfangssignals des jeweiligen Empfängers (10) oberhalbdes Schwellwerts (S) liegt.
    类似技术:
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004022812B4|2007-03-01|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-12-01| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2007-08-23| 8363| Opposition against the patent|
    2010-05-06| 8365| Fully valid after opposition proceedings|
    2020-12-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE200410022812|DE102004022812B4|2004-05-08|2004-05-08|Verfahren zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich mittels eines Lichtgitters|DE200410022812| DE102004022812B4|2004-05-08|2004-05-08|Verfahren zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich mittels eines Lichtgitters|
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