[發(fā)明專利]模塊化光幕和用于光幕的光學(xué)單元

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210106935.9
• 申請日: 2012-04-12
• 公開（公告）號: CN102736121A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 卡爾·曼赫茨;馬丁·哈德格
• 申請（專利權(quán)）人: 賽德斯安全與自動化公司
• 主分類號: G01V8/20
• 分類號: G01V8/20;G02B6/42
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;陳煒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)測保護(hù)區(qū)域的光幕，具體涉及一種用于監(jiān)測保護(hù)區(qū)域的安全光幕。此外，本發(fā)明涉及作為這樣的光幕的一部分的光學(xué)單元。

背景技術(shù)

一般而言，光幕對對象移動或侵入到守衛(wèi)區(qū)中進(jìn)行檢測，更具體地，光幕提供對使用機器或其他工業(yè)裝備來工作的人類操作者的保護(hù)。

使用紅外光束或可見光束的光幕在各種工業(yè)應(yīng)用中被用來提供操作者安全。典型地，光幕被用于機械周圍的操作者保護(hù)，諸如沖床、制動器、成型機、自動組裝裝備、繞線機、機器人操作和鑄件操作等等。典型地，常規(guī)的光幕使用沿著在守衛(wèi)區(qū)的一側(cè)的發(fā)送器條在間隔的位置處安裝的發(fā)光二極管(LED)、和沿著守衛(wèi)區(qū)的相對側(cè)的接收器條安裝的光電晶體管(PT)、光電二極管或光電接收器。LED沿著獨立的平行通道向接收器條處的PT發(fā)送經(jīng)調(diào)制的紅外光束。如果諸如操作者臂部的不透明對象阻擋一條或更多條光束穿過，則控制電路關(guān)閉機器、阻止機器循環(huán)、或以其他方式對區(qū)域進(jìn)行安全保護(hù)。

通常，安全光幕包括兩個光學(xué)單元(稱作條、桿或帶)，這兩個光學(xué)單元形成為兩個不同的構(gòu)造單元，光學(xué)單元中的一個具有發(fā)射器的功能，而另一個具有接收器的功能。然而，發(fā)射器和接收器的這種專用架構(gòu)具有幾個缺點。

第一，制造成本高，這是由于每個類型的光學(xué)單元必須有差別地來制造。另外，由于光學(xué)通信僅是單向性的即從傳送器到接收器的事實，光學(xué)同步會很難，并且通信信息的發(fā)送僅在一個方向上是可能的。

第二，當(dāng)使用用于進(jìn)行光幕對準(zhǔn)的傳送器光學(xué)單元的光發(fā)射元件時，精度是不令人滿意的，因為通過使用該方案僅能夠?qū)?zhǔn)系統(tǒng)的一半。因此，如在歐洲專利0889332中說明的，公知地使用獨立的對準(zhǔn)光源，例如激光。然而，這樣的集成式激光對準(zhǔn)系統(tǒng)的使用增加了制造光學(xué)單元的復(fù)雜性和成本。

如在歐洲專利EP?1870734中描述的，已經(jīng)提出了將接收器和發(fā)送器定位在第一光學(xué)單元和第二光學(xué)單元中的每個上。這里，網(wǎng)格具有兩個相同的發(fā)送/接收帶，發(fā)送/接收單元固定至發(fā)送/接收帶。發(fā)送/接收帶彼此相對布置，其間形成有保護(hù)區(qū)域。發(fā)送/接收帶相同地形成在控制和評價單元中?？刂坪驮u價單元具有安全輸出端，所述安全輸出端一起形成為切換通道。針對所有帶設(shè)置相同的電源。然而，由于公知的發(fā)送/接收條被相同地構(gòu)造并也相同地操作的事實，同步是特別難的問題。

此外，由于建立的具有獨立的接收器條和發(fā)送器條的系統(tǒng)的顯著架構(gòu)差異，根據(jù)EP?1870734的組合的接收器/發(fā)送器單元不能被用于翻新或更新現(xiàn)有的光幕。

此外，根據(jù)EP?1870734的系統(tǒng)也具有如下缺點：該系統(tǒng)僅能夠提供單通道通信，然而，許多應(yīng)用需要雙通道配置。

此外，公知地，要提供另外的通信通道以用于提供雙向通信。由于同步算法花費很長時間來僅以單向光學(xué)器件實現(xiàn)同步，所以公知地可替代地使用連接電纜從而電學(xué)地同步桿。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種光幕及一種用于光幕的光學(xué)單元，其可以以特別具有成本效益的方式來制造，允許精確對準(zhǔn)和同步并與現(xiàn)有的光幕組件兼容。

通過獨立權(quán)利要求的主題來解決該目的。本發(fā)明的有利實施方式是從屬權(quán)利要求的主題。

根據(jù)本發(fā)明，每個光學(xué)單元具有帶有多個光發(fā)射元件和光接收元件的收發(fā)器單元、以及至少一個獨立可拆卸的插件模塊。第一收發(fā)器單元和第二收發(fā)器單元被相同地構(gòu)造，然而，第一插件模塊和第二插件模塊彼此不同，從而限定相應(yīng)的光學(xué)單元的功能。例如，插件模塊以例如測試輸入端區(qū)分光學(xué)單元為發(fā)射器，或以例如輸出信號切換裝置OSSD區(qū)分光學(xué)單元為接收器。

根據(jù)本發(fā)明的模塊化架構(gòu)允許非常具有成本效益的制造，這是由于收發(fā)器模塊被相同地構(gòu)造且另一方面可以以非常靈活的方式用于大量架構(gòu)。

根據(jù)有利的實施方式，光幕在至少一個光障被中斷時產(chǎn)生限定的輸出信號，該輸出信號是安全信號。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚的是，根據(jù)本發(fā)明的原理也可以用于不用在安全應(yīng)用中的光幕或也可以用于感測式光幕。

根據(jù)本發(fā)明，第一光學(xué)單元和第二光學(xué)單元與控制單元在冗余雙通道配置下通信，從而滿足了例如在“IEC?61496-1和2，版本2.1，2008-01”中限定的電敏保護(hù)裝備的需求。