DE1123149B - Photoelectric device, especially for counting - Google Patents
Photoelectric device, especially for countingInfo
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Description
Lichtelektrische Vorrichtung, insbesondere zum Zählen Es ist bereits ein Vorwahl-Zählwerk vorgeschlagen worden, bei welchem auf der Zählachse eine geneigte Spiegelfläche angeordnet ist, von der ein achsenparalleler Lichtstrahl derart reflektiert wird, daß er beim Umlauf der Zählachse einen Kegelmantel beschreibt und als Lichtzeiger mit einer die Kegelbasis bildenden Ziihlscheibe zusammenarbeitet. Auf dem vom Lichtzeiger bestrichenen Umfang der Zählscheibe ist ein lichtelektrischer Empfänger, z. B. in Gestalt einer Photodiode, angeordnet, der auf eine bestimmte vorzuwählende Zahl der Zählscheibe einstellbar ist und bei seiner Beaufschlagung einen Schaltvorgang auslöst.Photoelectric device, especially for counting It is already a preselection counter has been proposed in which on the counting axis an inclined Mirror surface is arranged, from which an axially parallel light beam is reflected in such a way is that it describes a cone surface when rotating the counting axis and as a light pointer cooperates with a dial forming the cone base. On the one from the light pointer coated circumference of the counting disc is a photoelectric receiver, z. Am Shape of a photodiode, arranged on a certain number to be preselected the counting disc is adjustable and a switching process when it is applied triggers.
Dicsc Anordnung hat noch den Nachteil, daß die Schärfe des Schaltimpulses und die Genauigkeit der Einstellung durch die Breite des benutzten Empfängers begrenzt ist. Auch ist es erforderlich, den Empfänger verstellbar anzuordnen und über bewegliche Zuleitungcn anzuschließen. Dicsc arrangement still has the disadvantage that the sharpness of the switching pulse and the accuracy of the setting is limited by the width of the receiver used is. It is also necessary to arrange the receiver to be adjustable and movable To connect supply lines.
Der Erfindung liegt zunächst die Aufgabe zugrunde, diesc Nachteile der geschilderten Anordnung zu vermeiden. The invention is initially based on the object of eliminating these disadvantages to avoid the described arrangement.
Erfindungsgemäß wird zu diesem Zweck die Anordnung so getroffen, daß das Lichtstrahlenbündel in an sich bekannter Weise von einem Rückstrahlelement im wesentlichen in sich zurückreflektiert und das zurücklaufende Strahlenbündel seitlich aus dem Strahlengang heraus auf einen feststehenden lichtelektrischen Empfänger gelenkt wird. According to the invention, the arrangement is made for this purpose in such a way that that the light beam in a known manner from a reflective element essentially reflected back in itself and the returning beam laterally out of the beam path onto a fixed photoelectric receiver is steered.
Es braucht dann der Empfänger nicht mehr verstellt zu werden. Vielmehr kann das Rückstrahlelement bis auf einen oder mehrere enge Spalte abgedeckt werden. Die Spalte können hinreichend eng gemacht werden. Nur wenn der Lichtstrahl über einen solchen Spalt streicht, wird er umgelenkt und liefert einen scharfcn lichtelektrischen Impuls. Mit einem lichtelcktrischen Empfänger können erforderlichenfalls bei jedem Umlauf des Lichtstrahls mehrere Impulse erzeugt werden. The receiver then no longer needs to be adjusted. Much more the reflective element can be covered up to one or more narrow gaps. The gaps can be made sufficiently narrow. Only when the light beam is over deletes such a gap, it is deflected and produces a sharp photoelectric Pulse. With a light-sensitive receiver you can, if necessary, with everyone Circulation of the light beam several pulses are generated.
Wenn das Zählwerk beispielsweise so arbeitet, daß sich die Zählachse bei dreihundert Zählimpulsen einmal dreht, so kann man vor dem Rückstrahlelement eine Blendc mit sechs Spalten vorsehen und erhält somit nach jeweils fünfzig Zählimpulsen einen Schaltimpuls des lichtclektrischen Empfängers. Durch diese Schaltimpulse kann z. B. bei Abpackmaschinen eine Weiche betätigt werden. Soll die Aufeinanderfolge der Schaltimpulse vergrößcrt oder verkleinert werden, so braucht man nur die Abdeckung des Rückstrahlelementes entsprechend zu ändern. For example, if the counter works so that the counting axis at three hundred count impulses turns once, so you can in front of the reflective element Provide a blendc with six columns and thus receive every fifty counting pulses a switching pulse from the light-electrical receiver. With these switching impulses z. B. a switch can be operated in packaging machines. Should the sequence the switching impulses are increased or decreased, you only need the cover to change the reflective element accordingly.
Die erfindungsgemäße Strahlenführung ist aber außer bei Vorzahl-Zählwerken der vorerwähnten Art ganz allgemein auch in anderem Zusammenhang anwendbar. The beam guidance according to the invention is, however, except for pre-number counters of the aforementioned Art in general also applicable in other contexts.
So kann sie beispielsweise für eine Nachlaufsteuerung ausgenutzt werden, bei welcher durch die Impulse des lichtelektrischen Empfängers der Rückstrahler dem verdrehbaren Glied nachgeführt wird oder umgekehrt. Auf dem z. B. von einer Meßwerkachse gebildeten verdrehbaren Glied sitzt dann nur ein leichter Spiegel, über den das Strahlenbündel auf das Rückstrahlelement gelenkt wird. For example, it can be used for follow-up control be, in which by the impulses of the photoelectric receiver the reflector the rotatable member is tracked or vice versa. On the z. B. from one The rotatable member formed by the measuring mechanism axis is then just a light mirror, Via which the bundle of rays is directed onto the retroreflective element.
Es kann aber auch das Rückstrahlelement von einem Tripelspiegel gebildet werden, der auf einem Meßwerkzeiger angeordnet ist. Auf diese Weise kann der Meßwerkzeiger rückwirkungsfrei photoelektrisch abgetastet werden. However, the reflective element can also be formed by a triple mirror which is arranged on a measuring tool. In this way, the measuring tool photoelectrically scanned without reaction.
Die erfindungsgemäße Strahlenführung kann aber auch für lichtelektrische Schranken verwendet werden, wie sie z. B. als Sicherheitsvorrichtungen bei Pressen od. dgl. benutzt werden. Es sind lichtelektrische Schranken, insbesondere für Einständerpressen bekannt, bei denen ein tZberwachungsstrahlenbündel, das eine Schutzfläche periodisch überstreicht, bei Vermeidung von seitlich der Schutzfläche angeordneten Elementen von einer über oder unter der Schutzfläche angeordneten Strahlungsquelle über einen waagerecht angeordneten Rückstrahler auf einen über oder unter der Schutzfläche angeordneten, lichtelektrischen Empfänger geleitet wird. Ein solcher Aufbau der Lichtschranke gestattet es bekanntlich, die Schranke auch bei solchen Maschinen, wie z. B. The beam guidance according to the invention can also be used for photoelectric Barriers are used as they are e.g. B. as safety devices in presses or the like. Can be used. They are photoelectric barriers, especially for single-column presses known in which a monitoring beam that periodically covers a protective surface brushed over, avoiding elements arranged to the side of the protective surface from a radiation source arranged above or below the protective surface via a horizontally arranged reflector on one above or below the protective surface arranged, photoelectric receiver is conducted. Such a structure of the As is well known, the light barrier allows the barrier to be opened even on machines such as B.
Einständerpressen, vorzusehen, bei denen die Bauteile nicht seitlich der Schutzfläche angebracht werden können. Hier ist es aber häufig erforderlich, besondere Vorkehrungen zu treffen, damit der Arbeiter nicht um die von dem Überwachungsstrahlenbündel überstrichene Schutzfläche herumgreifen kann. Es ist deshalb schon vorgeschlagen worden, zusätzlich zu einer die Vorderseite des Maschinen-Arbeitsbereiches abdeckenden lichtelektrischen Schranke seitliche Gitter oder Schutzschirme vorzusehen. Solche Gitter können aber in manchen Fällen den Arbeitsprozeß behindern. Mit der erfindungsgemäßen Strahlenführung läßt sich jedoch ein kegelmantelartiger, nach hinten gebogener Lichtvorhang erzeugen, der dann mit einem entsprechend bogenförmig ausgebildeten Rückstrahler zusammenwirkt. Zweckmäßigerweise wird dabei die Anordnung so getroffen, daß das Überwachungsstrahlenbündel nacheinander auf mehrere. vorzugsweise drei, eine Pyramide bildende rotierende Spiegel fällt.Single column presses to be provided in which the components are not laterally can be attached to the protective surface. Here, however, it is often necessary Take special precautions for the worker not about that can reach around the protective surface swept by the monitoring beam. It has therefore already been proposed, in addition to the front of the Photoelectric barrier, side grille covering the machine work area or protective screens are to be provided. In some cases, however, such grids can improve the working process hinder. With the beam guide according to the invention, however, a cone-shaped, create a light curtain bent backwards, which is then curved with a correspondingly trained reflector cooperates. The arrangement is expedient taken so that the monitoring beam successively on several. preferably three rotating mirrors forming a pyramid falls.
Autokollimationsstrahlengänge mit Umkehrreflektoren, wie Tripelspiegeln, sind an sich bekannt, bei denen das in sich zurücklaufende Strahlenbündel seitlich aus dem Strahlengang heraus auf einen lichtelektrischen Empfänger gelenkt wird. Dabei handelt es sich aber nicht um Anordnungen, bei denen das Lichtstrahlenbündel einen Kegelmantel überstreicht. Autocollimation beam paths with reversing reflectors, such as triple mirrors, are known per se in which the beam bundle running back in itself laterally is directed out of the beam path onto a photoelectric receiver. However, these are not arrangements in which the light beam over a cone shell.
Durch die Anwendung des bekannten Autokollimationsprinzips auf solche optischen Anordnungen ergeben sich, wie im vorstehenden erläutert wurde, zahlreiche neue Möglichkeiten und Anwendungen.By applying the well-known autocollimation principle to such As explained above, there are numerous optical arrangements new possibilities and applications.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand von zwei schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. The invention is shown schematically below with reference to two Embodiments explained in more detail.
Fig. 1 zeigt die Anwendung der Erfindung bei einem lichtelektrischen Vorwahl-Zählwerk; Fig. 2 zeigt eine Lichtschranke nach der Erfindung und Fig. 3 die Ausbildung des Rückstrahlers. Fig. 1 shows the application of the invention to a photoelectric Preselection counter; FIG. 2 shows a light barrier according to the invention and FIG. 3 the training of the reflector.
Mit 1 (Fig. 1) ist eine Zählachse bezeichnet, die an ihrem Ende einen als Hohlspiegel ausgebildeten Taumelspiegel 2 trägt. Von einer seitlich angeordneten Lichtquelle 3 wird ein Strahlenbündel durch eine Linse 4 und ein Loch 5 in einem zum Strahlengang geneigten Spiegel 6 über einen in der Verlängerung der Achse 1 sitzenden, feststehenden Spiegel 7 achsenparallel auf den Taumelspiegel 2 geleitet. Bei Drehung der Achse 2 beschreibt das Strahlenbündel einen Kegelmantel 8 und fällt dabei auf ein Ringprisma 9, welches als totalreflektierendes Rückstrahlelement wirkt und das Strahlenbündel im wesentlichen parallel zu sich selbst zurückwirft. Durch die Krümmung des Spiegels 2 wird das Strahlenbündel in der Ebene des Ringprismas 9 gesammelt. Die Anordnung ist so getroffen, daß das Strahlenbündel 8 etwas seitlich von der Kante des Ringprismas 9 einfällt, so daß es um einen kleinen Betrag seitlich versetzt umgekehrt wird. With 1 (Fig. 1) a counting axis is referred to, the one at its end formed as a concave mirror wobble mirror 2 carries. From a laterally arranged Light source 3 becomes a bundle of rays through a lens 4 and a hole 5 in one Mirror 6 inclined to the beam path via a mirror 6 in the extension of axis 1 seated, fixed mirror 7 is guided axially parallel to the wobble mirror 2. When the axis 2 is rotated, the bundle of rays describes a cone envelope 8 and falls while on a ring prism 9, which acts as a totally reflecting retroreflective element and reflecting the beam back substantially parallel to itself. By the curvature of the mirror 2 becomes the bundle of rays in the plane of the ring prism 9 collected. The arrangement is made so that the beam 8 is somewhat to the side from the edge of the ring prism 9 is incident so that it is a small amount laterally offset is reversed.
Es gelangt dann wieder über den Spiegel 2 und wird durch den Spiegel 7 wieder in Richtung auf die Lichtquelle umgelenkt. Wegen der seitlichen Versetzung tritt es jedoch nicht wieder durch das Loch 5, sondem es trifft auf den Spiegel 6. Der Spiegel 6 lenkt es seitlich aus dem Strahlengang heraus und durch eine Linse 10 auf eine Photodiode 11.It then comes back through the mirror 2 and is through the mirror 7 deflected again in the direction of the light source. Because of the lateral offset however, it does not re-enter through the hole 5, but rather it hits the mirror 6. The mirror 6 directs it laterally out of the beam path and through a lens 10 to a photodiode 11.
Das Ringprisma wird von einer Schlitzblende abgedeckt, die das einfallende Strahlenbündel 8 absorbiert, so daß nur an den Stellen, wo die Spalte sind, eine Umkehrung in der oben beschriebenen Art erfolgt und die Photodiode 11 einen Impuls liefert. The ring prism is covered by a slit diaphragm, which is the incident one Beam 8 absorbed, so that only in the places where the gaps are, one Reversal takes place in the manner described above and the photodiode 11 emits a pulse supplies.
Die Lichtschranke gemäß Fig. 2 und 3 ist optisch ähnlich aufgebaut. Von der Lichtquelle 12 geht das durch eine Linse 13 gesammelte Strahlenbündel durch einen teildurchlässigen Spiegel 14 und wird von einem feststehenden Spiegel 15 achsenparallel auf drei rotierende Taumelspiegel 16 geleitet, die eine Pyramide bilden. Von jedem der Taumelspiegel 16 wird das Strahlenbündel nacheinander so abgelenkt, daß es über einen Winkelbereich von 120 einen Kegelmantel beschreibt. Dieser Winkelbereich wird also während jeder Umdrehung der Spiegelpyramide 16 dreimal von dem Strahlenbündel überstrichen. The light barrier according to FIGS. 2 and 3 is optically similar. The bundle of rays collected by a lens 13 goes from the light source 12 by a partially transparent mirror 14 and is axially parallel to a fixed mirror 15 directed to three rotating wobble mirrors 16, which form a pyramid. Of each the wobble mirror 16 is deflected one after the other so that it is over an angular range of 120 describes a cone surface. This angular range becomes thus during each revolution of the mirror pyramid 16 three times from the beam painted over.
Das Strahlenbündel trifft dann auf einen sich über 120 erstreckenden, entsprechend bogenförmig ausgebildeten Rückstrahler 17 (Fig. 3), der zweckmäßigerweise aus einer Vielzahl von kleinen Tripeln besteht. Durch den Rückstrahler wird das Strahlenbündel parallel zu sich zurückgeworfen und gelangt über die Spiegel 16, 15 und 14 auf eine Photodiode 18. The bundle of rays then strikes a correspondingly arcuate reflector 17 (Fig. 3), which is expediently consists of a large number of small triples. The reflector makes it The bundle of rays is thrown back parallel to itself and passes through the mirrors 16, 15 and 14 to a photodiode 18.
Der so erhaltene Lichtvorhang ist in der aus Fig. 3 deutlich ersichtlichen Weise nach hinten gebogen, so daß es praktisch unmöglich ist, darum herumzulangen, und besondere Schutzschirme entbehrlich sind. The light curtain obtained in this way can be clearly seen in FIG. 3 Bent backwards so that it is practically impossible to reach around and special protective screens are unnecessary.
Eine Nachlaufsteuerung kann z. B. in der Weise aufgebaut werden, daß auf einem abzutastenden Glied, insbesondere einem Instrumentenzeiger, ein kleiner rückstrahlender Tripelspiegel (Fig. la) angeordnet ist, dessen eine Dachkante 18 längs der Zeigerachse verläuft. Ein links (Fig. la) der Dachkante 18 einfallender Strahl wird längs des Weges 19 geleitet und durch die rechte Spiegelfläche 20 zurückgeworfen. Ein rechts der Dachkante einfallender Strahl wird entsprechend durch die linke Spiegelfläche 21, 21 reflektiert. Es können nun statt der einen Photodiode 11 (Fig. 1) deren zwei vorgesehen sein, die dicht nebeneinander angeordnet sind, wobei die Spiegelfläche 20 auf die eine und die Spiegelfläche 21 auf die andere Photodiode abgebildet wird. Solange der vorlaufende Strahl (Fig. 1) genau in der Ebene der Dachkante 18 einfällt, wird er auch in dieser Ebene zurückgeworfen. Die Photodioden werden dann von dem zurückgeworfenen Strahlenbündel nicht beaufschlagt. Wandert der einfallende Strahl oder der Instrumentenzeiger nach der einen oder der anderen Seite aus, so erfolgt durch den Tripelspiegel in der beschriebenen Weise eine Versetzung des Lichtstrahles, eine der Photodioden erhält Licht und liefert einen Nachsteuerimpuls. A follow-up control can, for. B. be constructed in such a way that that on a member to be scanned, in particular an instrument pointer, a small one retroreflective cube-corner mirror (FIG. 1 a) is arranged, one roof edge 18 of which runs along the pointer axis. A left (Fig. La) of the roof edge 18 incident The beam is directed along the path 19 and reflected back through the right mirror surface 20. An incident ray on the right of the roof edge is correspondingly through the left mirror surface 21, 21 reflected. Instead of the one photodiode 11 (FIG. 1), two be provided, which are arranged close to one another, the mirror surface 20 is imaged on one and the mirror surface 21 on the other photodiode. As long as the forward beam (Fig. 1) is incident exactly in the plane of the roof edge 18, he is thrown back in this plane as well. The photodiodes are then used by the reflected beam not acted upon. The incident ray wanders or the instrument pointer points to one side or the other, it is done a displacement of the light beam by the triple mirror in the manner described, one of the photodiodes receives light and delivers a control pulse.
Claims (10)
Priority Applications (2)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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Families Citing this family (1)
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Non-Patent Citations (1)
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