[发明专利]模块化光幕和用于光幕的光学单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于监测保护区域的光幕，具体涉及一种用于监测保护区域的安全光幕。此外，本发明涉及作为这样的光幕的一部分的光学单元。

背景技术

一般而言，光幕对对象移动或侵入到守卫区中进行检测，更具体地，光幕提供对使用机器或其他工业装备来工作的人类操作者的保护。

使用红外光束或可见光束的光幕在各种工业应用中被用来提供操作者安全。典型地，光幕被用于机械周围的操作者保护，诸如冲床、制动器、成型机、自动组装装备、绕线机、机器人操作和铸件操作等等。典型地，常规的光幕使用沿着在守卫区的一侧的发送器条在间隔的位置处安装的发光二极管(LED)、和沿着守卫区的相对侧的接收器条安装的光电晶体管(PT)、光电二极管或光电接收器。LED沿着独立的平行通道向接收器条处的PT发送经调制的红外光束。如果诸如操作者臂部的不透明对象阻挡一条或更多条光束穿过，则控制电路关闭机器、阻止机器循环、或以其他方式对区域进行安全保护。

通常，安全光幕包括两个光学单元(称作条、杆或带)，这两个光学单元形成为两个不同的构造单元，光学单元中的一个具有发射器的功能，而另一个具有接收器的功能。然而，发射器和接收器的这种专用架构具有几个缺点。

第一，制造成本高，这是由于每个类型的光学单元必须有差别地来制造。另外，由于光学通信仅是单向性的即从传送器到接收器的事实，光学同步会很难，并且通信信息的发送仅在一个方向上是可能的。

第二，当使用用于进行光幕对准的传送器光学单元的光发射元件时，精度是不令人满意的，因为通过使用该方案仅能够对准系统的一半。因此，如在欧洲专利0889332中说明的，公知地使用独立的对准光源，例如激光。然而，这样的集成式激光对准系统的使用增加了制造光学单元的复杂性和成本。

如在欧洲专利EP 1870734中描述的，已经提出了将接收器和发送器定位在第一光学单元和第二光学单元中的每个上。这里，网格具有两个相同的发送/接收带，发送/接收单元固定至发送/接收带。发送/接收带彼此相对布置，其间形成有保护区域。发送/接收带相同地形成在控制和评价单元中。控制和评价单元具有安全输出端，所述安全输出端一起形成为切换通道。针对所有带设置相同的电源。然而，由于公知的发送/接收条被相同地构造并也相同地操作的事实，同步是特别难的问题。

此外，由于建立的具有独立的接收器条和发送器条的系统的显著架构差异，根据EP 1870734的组合的接收器/发送器单元不能被用于翻新或更新现有的光幕。

此外，根据EP 1870734的系统也具有如下缺点：该系统仅能够提供单通道通信，然而，许多应用需要双通道配置。

此外，公知地，要提供另外的通信通道以用于提供双向通信。由于同步算法花费很长时间来仅以单向光学器件实现同步，所以公知地可替代地使用连接电缆从而电学地同步杆。

发明内容

本发明的目的是提供一种光幕及一种用于光幕的光学单元，其可以以特别具有成本效益的方式来制造，允许精确对准和同步并与现有的光幕组件兼容。

通过独立权利要求的主题来解决该目的。本发明的有利实施方式是从属权利要求的主题。

根据本发明，每个光学单元具有带有多个光发射元件和光接收元件的收发器单元、以及至少一个独立可拆卸的插件模块。第一收发器单元和第二收发器单元被相同地构造，然而，第一插件模块和第二插件模块彼此不同，从而限定相应的光学单元的功能。例如，插件模块以例如测试输入端区分光学单元为发射器，或以例如输出信号切换装置OSSD区分光学单元为接收器。

根据本发明的模块化架构允许非常具有成本效益的制造，这是由于收发器模块被相同地构造且另一方面可以以非常灵活的方式用于大量架构。

根据有利的实施方式，光幕在至少一个光障被中断时产生限定的输出信号，该输出信号是安全信号。然而，对于本领域技术人员清楚的是，根据本发明的原理也可以用于不用在安全应用中的光幕或也可以用于感测式光幕。

根据本发明，第一光学单元和第二光学单元与控制单元在冗余双通道配置下通信，从而满足了例如在“IEC 61496-1和2，版本2.1，2008-01”中限定的电敏保护装备的需求。