DE1269923B

DE1269923B - Light curtain with multiple beams

Info

Publication number: DE1269923B
Application number: DEP1269A
Authority: DE
Inventors: Lothar Franke; Dr Hans Richter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-08-29
Filing date: 1963-08-29
Publication date: 1968-06-06

Description

Lichtgitterschranke mit mehreren Strahlen Es sind Schutzanlagen unter Benutzung einer größeren Zahl meist parallel verlaufender Lichtschranken bekannt. Insbesondere bei Pressen und Stanzen dienen derartige Anlagen zur Alarmabgabe oder zum Anhalten der Pressen und Stanzen, wenn eine Person in die Schrankenfläche eingreift und somit in den gefährlichen Bereich geraten kann. Solche Gitterschranken sind bei Maschinen meist so eingerichtet, daß sie nur dann ansprechen, wenn ein gefährlicher Arbeitsgang der Maschine stattfindet.Light curtain with multiple beams There are protective systems below Use of a larger number of mostly parallel light barriers is known. Such systems are used to issue alarms or in particular in the case of presses and punching to stop the presses and punching when a person reaches into the barrier area and thus get into the dangerous area. Such barriers are with machines mostly set up in such a way that they only respond when a dangerous one Operation of the machine takes place.

Da derartige Lichtgitterschranken meist vor tödlichen Gefahren schützen sollen, ist große Sicherheit eine unabweisbare Forderung. Zur Steigerung der Sicherheit hat man versucht, insbesondere im ungefährlichen Arbeitsgang (Aufwärtsbewegung der Presse) die Anlage automatisch zu prüfen, was jedoch nicht vollständig gelingt, da die Strahlenempfänger normalerweise in Reihe liegen müssen und z. B. der Kurzschluß eines Strahlenempfängers dann nicht gemeldet wird. Since such light curtains usually protect against fatal hazards great security is an unavoidable requirement. To increase security Attempts have been made, especially in the safe operation (upward movement of the Press) to check the system automatically, but this is not completely successful, since the radiation receivers usually have to be in series and z. B. the short circuit a radiation receiver is then not reported.

Andererseits ist die Sicherheit dadurch gesteigert worden, daß man die Lichtschranken abwechselnd auf verschiedene Empfänger einwirken läßt, so daß bei Ausfall einer Lichtschranke die andere noch arbeitsfähig ist und den Schutz übernehmen kann. On the other hand, security has been increased by the light barriers can act alternately on different receivers, so that if one light barrier fails, the other is still able to work and the protection can take over.

Die Erfindung betrifft eine Lichtgitterschranke mit mehreren in einer Ebene angeordneten Strahlen, insbesondere als Schutzvorrichtung an Pressen, wobei jedem Strahl ein Strahlenempfänger zugeordnet ist und während des Abwärtsganges alle Strahlenempfänger in einer logischen Und-Schaltung, z. B. in Reihenschaltung, liegen. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß, zweckmäßig mit den Maschinentakten gekoppelt, die Strahlenempfänger während des Abwärtsganges in eine logische Und-Schaltung unter Freigabe sämtlicher Strahlen und während des Aufwärtsganges in eine logische Oder-Schaltung unter Ausschaltung sämtlicher Strahlen geschaltet werden, wobei die Strahlenempfänger so geschaltet sind, daß sie im ersten Fall die Maschine anhalten, wenn mindestens ein Strahlenempfänger keinen Strom führt, und im zweiten Fall Alarm geben oder die Maschine anhalten, wenn mindestens ein Strahlenempfänger Strom führt. The invention relates to a light curtain with several in one Plane arranged beams, in particular as a protective device on presses, wherein a radiation receiver is assigned to each beam and during the downward movement all radiation receivers in a logical AND circuit, e.g. B. in series connection, lie. It is characterized in that, appropriately with the machine clocks coupled, the radiation receiver in a logical AND circuit during the downward gear with the release of all beams and during the upward movement into a logical one Or circuit with switching off all beams are switched, with the Radiation receivers are switched in such a way that they stop the machine in the first case, if at least one radiation receiver has no power, and in the second case an alarm or stop the machine when at least one radiation receiver is live.

Nach der Erfindung ist es zweckmäßig, bei Steuerung durch die Maschine die Und-Schaltung während des gefahrbringenden Maschinentaktes, die Oder-Schaltung während des gefahrlosen Maschinentaktes einzuschalten. According to the invention, it is useful when controlled by the machine the AND circuit during the dangerous machine cycle, the OR circuit switch on during the safe machine cycle.

Die bisher bekanntgewordenen Einrichtungen, die sowohl im Abwärtsgang arbeiten als auch im Aufwärtsgang prüfen, prüfen nur die Funktionsfähigkeit der ganzen Anlage, erfassen aber nicht den entscheidenden Fall, der vorliegen kann, d. h. die Betriebssicherheit der einzelnen Lichtzelle, was nach der Erfindung jedoch geschieht. The previously known facilities, both in the downward gear work as well as in upward gear, only check the functionality of the entire system, but do not capture the decisive case that may be present, d. H. the operational reliability of the individual light cell, which according to the invention, however happens.

Die geforderte UND/Oder-Schaltung kann z. B. dadurch erfolgen, daß die Strahlenempfänger einmal in Reihe und einmal parallel geschaltet werden. The required AND / OR circuit can, for. B. be done in that the radiation receivers are connected once in series and once in parallel.

Besonders einfach und betriebssicher wird die Anlage, wenn nach der Erfindung jeder Strahlenempfänger (Zelle) einen eigenen Ankopplungswiderstand in einem eigenen Stromkreis enthält, wobei an den Spannungsteilerpunkten zwischen Strahlenempfänger und Widerstand je zwei Dioden mit entgegengesetzter Sperrichtung angreifen, die je zu einem logischen Und- und einem Oder-Gatter zusammengefaßt sind, die zu den zwei Ausgangsschaltungen führen. Es ist nach der Erfindung weiterhin vorteilhaft, in an sich bekannter Weise die Strahlenempfänger zu zwei oder mehreren Gruppen zusammenzufassen, die kammartig ineinandergreifen, wobei jede Gruppe für sich gemäß Anspruch 1 oder folgende geschaltet ist. Man erreicht dadurch nicht nur die an sich bekannte Erhöhung der Sicherheit, wenn eine Gruppe ausfällt, sondern man kann erreichen, daß die Summe der Ströme, die über die Dioden in Sperrichtung fließen, kleiner bleiben als der Strom, der über eine Diode im richtigen Sinn fließt. The system becomes particularly simple and operationally reliable if after the Invention of each radiation receiver (cell) its own coupling resistor in contains its own circuit, with the voltage divider points between radiation receivers and resistance attack two diodes with opposite reverse direction that are each combined into a logical AND and an OR gate, those for the lead two output circuits. According to the invention, it is also advantageous to combine the radiation receivers into two or more groups in a manner known per se, which intermesh like a comb, each group for itself according to claim 1 or following is switched. This not only achieves the increase that is known per se of security if a group fails, but you can achieve that the sum of the currents that flow through the diodes in the reverse direction, remain smaller than the Current flowing in the right sense through a diode.

Die gemäß der obengenannten Beschreibung geforderte Ausschaltung der Strahlenquellen kann dadurch erfolgen, daß man die Strahlenquellen elektrisch ausschaltet. Es ist aber auch möglich, vor den Strahlenquellen Blenden anzuordnen, die gemeinsam bewegt werden, was insbesondere bei Maschinensteuerung keine Schwierigkeiten bereitet. The deactivation required in accordance with the above description the radiation sources can be done by making the radiation sources electrically turns off. However, it is also possible to arrange apertures in front of the radiation sources, which are moved together, which is not a problem, especially when controlling the machine prepares.

Die Erfindung wird an Hand der Abbildung erläutert. Sie stellt die Erfindung im Beispiel einer Exzenterpresse dar. Die Exzenterpresse wird durch den Ständer 1 zusammengehalten, über einen Motor 2 wird über die Räder 3, 4 die Kurbelwelle 5 der Presse betätigt. Die Presse besteht aus dem Werkzeug- halter 6, der periodisch gegen den Werkzeughalter 7 anläuft. Vor bzw. vor und hinter der Presse ist eine Lichtgitterschranke 8 angeordnet. Die Lichtgitterschranke besteht aus den Lichtquellen 9, die über die Optiken 10 eine Reihe parallel verlaufender Lichtstrahlen bilden, die ihrerseits über die Optikenll und nicht gezeichnete Blenden auf den Lichtempfänger im vorliegenden Fall auf die Zellen 13, 14, 15, 16, 17 und 18 gelangen. The invention is explained with reference to the figure. She represents the Invention in the example of an eccentric press. The eccentric press is through the Stand 1 held together, the crankshaft is driven by a motor 2 via the wheels 3, 4 5 of the press operated. The press consists of the tool holder 6, which runs periodically against the tool holder 7. Before or before and after the A light curtain 8 is arranged in the press. The light curtain exists from the light sources 9, which extend over the optics 10 a series of parallel Form light rays, which in turn over the Optikenll and not drawn diaphragms on the light receiver in the present case on cells 13, 14, 15, 16, 17 and 18 arrive.

Die Arbeitsweise der Presse und der erfindungsgemäßen Lichtgitterschranke ist wie folgt: Bei kurzzeitigem Andrücken des Kontaktes 19 wird das Schaltschütz 20 betätigt. Es hält sich über dem Kontakt 20 fest. Es schaltet über die Kontakte 21, 22 den Motor 2 ein. Der Werkzeughalter 6 beginnt daraufhin abwärts zu laufen. Da die Photozellen 13 bis 18 Licht erhalten, besitzen sie einen niedrigen Widerstand. Sie sind jeweils mit einem Widerstand 23 in Reihe gelegt, so daß, wenn alle Lichtstrahlen intakt sind, alle Spannungsteilerpunkte einen positiven Wert annehmen. Über die Dioden 24 kann wegen der Sperrwirkung kein Strom fließen, und die Röhren 25, 26 bleiben unbeeinflußt. Sie führen Strom, weil ihre Gitterwiderstände 27 entsprechend vorgespannt sind. The mode of operation of the press and the light curtain according to the invention is as follows: If the contact 19 is pressed briefly, the contactor is activated 20 actuated. It is held in place over contact 20. It switches over the contacts 21, 22 the motor 2. The tool holder 6 then begins to run downwards. Since the photocells 13 to 18 receive light, they have a low resistance. They are each placed in series with a resistor 23 so that when all light rays are intact, all voltage divider points assume a positive value. About the Due to the blocking effect, no current can flow through the diodes 24 and the tubes 25, 26 remain unaffected. They carry electricity because their grid resistances 27 accordingly are biased.

Wird jedoch mindestens ein Lichtstrahl, z. B. der dritte von oben, unterbrochen, so wird die Zelle 15 stromlos und der zugehörige Spannungsteilerpunkt negativ, und die zugehörige Röhre 25 erhält über die zugehörige Diode 24 eine negative Gitterspannung, die zu einer Drosselung der Röhre 25 führt. Der zur Röhre 25 gehörige Relaiskontakt 28 wird infolgedessen geöffnet, und das Schaltschütz 20 fällt ab. However, if at least one light beam, e.g. B. the third from the top, interrupted, the cell 15 is de-energized and the associated voltage divider point negative, and the associated tube 25 receives a negative via the associated diode 24 Grid voltage, which leads to a throttling of the tube 25. The one belonging to tube 25 Relay contact 28 is opened as a result, and the contactor 20 drops out.

Dadurch bleibt die Maschine stehen. Es ist gleichgültig, ob die Verdunkelung der Gitterschranke durch das Eingreifen einer Person oder durch einen Fehler in der Schaltung eingetreten ist. Die Gefährdung von Personen wird auf jeden Fall durch das Stillsetzen der Maschine ausgeschaltet. Ueber die Röhren 25 und 26 liegen die Photozellen 13 bis 18 in einer logischen Und-Schaltung. Dabei bilden die Photozellen 13, 15, 17 mit der Röhre 25 und dem Relaiskontakt 28 über die Diode24 die eine Gruppe und die Photozellen 14, 16 und 18 mit der Röhre 26 und deren Relaiskontakt 29 die zweite Gruppe.This stops the machine. It does not matter whether the darkening the gate due to the intervention of a person or due to an error in the circuit has occurred. The endangerment of people is definitely caused by shutdown of the machine is switched off. About the tubes 25 and 26 are the Photocells 13 to 18 in a logical AND circuit. The photocells form 13, 15, 17 with the tube 25 and the relay contact 28 via the diode24 the one group and the photocells 14, 16 and 18 with the tube 26 and its relay contact 29 die second group.

Die Kurbelwelle 5 betätigt über drei Steuerscheiben 30, 31, 32 drei Kontakte 33, 36, 35. Die drei Steuerscheiben30, 31, 32 sind rechts neben der Vorderansicht nochmals in Seitenansicht dargestellt, um ihre Steuerbereiche zu erkennen. Beim soeben beschriebenen gefährlichen Abwärtsgang des Werkzeughalters 6 erfolgt durch die Steuerscheiben praktisch keine Betätigung. The crankshaft 5 actuates three control disks 30, 31, 32 Contacts 33, 36, 35. The three control disks 30, 31, 32 are to the right of the front view shown again in side view in order to recognize their control areas. At the just described dangerous downward gear of the tool holder 6 takes place through the control discs practically no actuation.

Beim Beginn und Ende des Aufwärtsganges des Werkzeughalters 6, d. h. im ungefährlichen Takt der Maschine, wird durch die Steuerscheibe 30 das Schaltschütz 20 über den Kontakt 33 festgehalten. Das geschieht, um zu Beginn des Aufwärtsganges und vor dessen Beendigung Zeit für die Umschaltung zu gewinnen und die Maschine nicht unnötig anzuhalten. At the beginning and end of the upward gear of the tool holder 6, d. H. in the safe cycle of the machine, the control disk 30 is the contactor 20 held on contact 33. That happens at the beginning of the upward gear and before it ends, gain time for the switchover and the machine do not stop unnecessarily.

Über die Steuerscheibe32 wird der Transformator 34 durch Öffnung des Kontaktes 35 an der Steuerscheibe 32 abgeschaltet und damit die Strahlenquelle 9 zum Verlöschen gebracht. Ferner wird über das Steuerrad 31 durch Schließung des Kontaktes 36 die den Röhren 37, 38 zugehörigen Relaiskontakte 39 und 40 in dem Haltekreis eingefügt. Durch Einschaltung der Röhren 37, 38 ist die Oder-Schaltung wirk- sam. Die Röhren 37, 38, die über die Gitterwiderstände 41 so eingestellt sind, daß sie Strom führen, lassen die Oder-Schaltung wirksam werden. Wenn eine der Photozellen 13 bis 18 leitfähig ist, erhält eine von den Röhren 37 oder 38 eine positive Spannung, das zugehörige Relais 39, 40 spricht an, und der zugehörige Stromkreis, der über die Relaiskontakte 39 und 40 geschlossen ist, wird geöffnet. Damit wird der Haltekontakt 20' des Schaltschützes 20 unwirksam, und das Schaltschütz fällt ab. Die Maschine bleibt stehen. Man kann dadurch auch einen Alarm einschalten, aber das Stehenbleiben der Maschine bedeutet eine bessere Sicherheit für das Leben der Personen.Via the control disk 32, the transformer 34 is opened by opening the Contact 35 on the control disk 32 is switched off and thus the radiation source 9 brought to extinction. Furthermore, via the steering wheel 31 by closing the Contact 36, the relay contacts 39 and 40 associated with the tubes 37, 38 in the holding circuit inserted. By switching on the tubes 37, 38, the OR circuit is effective. sam. The tubes 37, 38, which are set via the grid resistors 41 so that they Conduct current, make the OR circuit effective. If one of the photocells 13 to 18 is conductive, one of the tubes 37 or 38 receives a positive voltage, the associated relay 39, 40 responds, and the associated circuit, which over the relay contacts 39 and 40 is closed, is opened. This becomes the holding contact 20 'of the contactor 20 ineffective, and the contactor drops out. The machine stands still. You can also turn on an alarm, but stop the machine means better safety for people's lives.

Die Und-Schaltung wird ohne Schaden beim Aufwärtsgang nicht ausgeschaltet, da sie ohnehin unwirksam wird. Man könnte sie aber auch ausschalten. The AND circuit is not switched off without damage in upward gear, since it becomes ineffective anyway. But you could also turn it off.

Durch die abwechselnde Einschaltung der Röhren 25, 26 und 37, 38 wird die logische Und/Oder-Schaltung abwechselnd wirksam, und die Anlage zeigt sowohl an, wenn einer der Lichtempfänger 13 bis 18 leitfähig wird oder eine Unterbrechung aufweist. Die Kontrolle erfaßt also alle Möglichkeiten. Durch Betätigung des Kontaktes 43 kann die Maschine von Hand ausgeschaltet werden. By switching on the tubes 25, 26 and 37, 38 alternately the logical and / or circuit becomes effective alternately, and the system shows both on when one of the light receivers 13 to 18 becomes conductive or an interruption having. The control covers all possibilities. By actuating the contact 43 the machine can be switched off manually.

Es sind noch verschiedene Abänderungen der Erfindung möglich, die das vorliegende Beispiel nicht enthält. Es können z. B. die Dioden 24 und 42 statt jeweils auf zwei auch auf eine Röhre einwirken. Various modifications of the invention are still possible, which does not include this example. It can e.g. B. the diodes 24 and 42 instead act on each of two also on one tube.

Allerdings ist dann die Einstellung schwieriger.However, the setting is then more difficult.

Ferner ist es möglich, die geforderte Ausschaltung der Strahlenquellen während der Oder-Schaltung statt durch elektrisches Ausschalten der Lichtquellen auch durch eine Abblendung der Strahlen zu bewirken. It is also possible to switch off the radiation sources as required during the OR circuit instead of by electrically switching off the light sources can also be achieved by dimming the rays.

Bei Maschinen kann die Blende mechanisch über die Kurbelwelle 5 gesteuert werden.In the case of machines, the diaphragm can be controlled mechanically via the crankshaft 5 will.

Es können ferner Röhrenschaltungen durch Transistoren ersetzt werden. Erfolgt die.Umschaltung nicht durch eine Maschine, so kann diese Erfindung auch durch eine periodisch arbeitende Umschaltvorrichtung erfüllt werden, wobei vorteilhaft Anlagen mit mehreren Gruppen Verwendung finden und die Oder-Schaltung nacheinander jeweils nur bei einer Gruppe vorgenommen wird, um die Schranke an sich wirksam zu halten. Furthermore, tube circuits can be replaced by transistors. If the changeover is not carried out by a machine, then this invention can also be met by a periodically operating switching device, which is advantageous Systems with several groups are used and the OR circuit one after the other is only carried out for one group at a time in order to make the barrier effective keep.

Es ist vorteilhaft, die Lichtquellen nur dann auszuschalten, wenn eine Unterbrechung des Strahlenganges stattfindet. Die logische Oder-Schaltung wird dann durch ein Und-Relais eingeschaltet, was bei Maschinen sowohl im gefährlichen als auch im ungefährlichen Takt erfolgen kann. Gegebenenfalls sind die Steuerscheiben entsprechend zu ändern. It is advantageous to switch off the light sources only when an interruption of the beam path takes place. The logical OR circuit is then switched on by an AND relay, which is dangerous in both machines as well as in a safe cycle. If necessary, the control disks are change accordingly.

Dann ist es jederzeit möglich, die Maschine in an sich bekannter Weise auch so zu schalten, daß sie vor Beginn des gefährlichen Taktes stehenbleibt, wenn während des ungefährlichen Taktes keine Verdunkelung stattgefunden hat. Eine Verdunkelung findet stets statt, wenn die Maschine im ungefährlichen Takt beschickt wird.Then it is possible at any time to use the machine in a manner known per se also to switch so that it stops before the start of the dangerous cycle, if no darkening took place during the safe cycle. A blackout always takes place when the machine is loaded in a safe cycle.

Claims

Claims: 1. Light curtain with several in one level arranged beams, in particular as a protective device on presses, each Beam is assigned a radiation receiver and all radiation receivers during the downward movement in a logical AND circuit, e.g. B. in series connection, are marked thereby e t that, appropriately coupled with the machine clocks, the radiation receiver during of the downward gear into a logical AND circuit, releasing all beams and during the upward gear in a logical OR circuit with disconnection all beams are switched, with the beam receiver switched in this way are that they stop the machine in the former case if at least one radiation receiver there is no current, and in the second case give an alarm or stop the machine, if at least one radiation receiver is live.

2. Light curtain according to claim 1 under control by the Machine, characterized in that the AND circuit during the dangerous Machine cycle, the OR circuit switched on during the safe machine cycle will.

3. Light curtain according to claim 1, characterized in that the radiation receivers are connected once in series and once in parallel.

4. Light curtain according to claim 1 or 2, characterized in that that every radiation catcher (cell) has its own coupling resistor in one own circuit, where at the voltage divider points between radiation receiver and resistance attack two diodes with opposite reverse direction that are each merged into an AND and an OR gate, each of which is combined with the two Lead output circuits.

5. light barrier according to claim 1, characterized in that the radiation receivers are combined into two or more groups that are comb-like intermesh, each group switched separately according to claim 1 or the following is.

6. light barrier according to claim 1, characterized in that the darkening of the light sources and the activation of the OR circuit always only takes place if the system is darkened by one or more radiation receivers or error in the AND circuit responds. I Considered publications: German Patent No. 943 575; German interpretation document No. 1 005675.