[发明专利]光学单元、光幕和用于分配各自的地址的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于监控保护区域的光幕，特别是安全光幕，具体涉及包括通过通信总线互连的光电子部件的这种光幕。此外，本发明涉及作为这种光幕的一部分的光学单元，以及用于向多个光电子部件中的每个分配单独地址的方法。

背景技术

总体上，光幕以及特别是安全光幕检测物体移动或侵入到防护区中，并且更具体地，为与机器或其他工业设备一起工作的人类操作者提供保护。

采用红外线或可见光束的光幕用于在多种工业应用中提供操作者安全。典型地在机器周围采用用于操作者保护的光幕，诸如冲床、制动器、造型机、自动组装设备、线圈缠绕机器、机器人操作、铸造操作等。传统的光幕典型地采用在防护区的一侧沿传送器条安装在隔开的位置的发光二极管(LED)，以及在防护区的相对侧沿接收器条安装的光电晶体管(PT)、光电二极管或光电接收器。如果一个或更多个波束被阻挡不能穿过诸如操作者的手臂的不透明物体，则控制电路关闭机器、阻止机器运转、或者另外对该区域采取安全措施。

通常，安全光幕包括两个光学单元(也被称为条、棒、边或带)，它们由两个不同的构造单元形成，一个光学单元具有发射器的功能，并且一个光学单元具有接收器的功能。然而，这种专用的发射器和接收器的架构具有若干缺陷。

首先，由于必须以不同方式制造每种类型的光学单元，因此制造成本是高的。此外，已知从发射器到接收器的光学路径还用于传送信息，例如用于同步。然而，在一个光学单元仅具有发射器的功能而另一个仅具有接收器的功能的系统中，光学通信仅是单向的，即从发送器侧到接收器侧。因此，光学同步可能是困难的并且通信信息的传送仅在一个方向上是可能的。

如欧洲专利EP 1870734 B1中描述的，已提出了在第一和第二光学单元中的每个上设置接收器和传送器。这里，栅格具有两个相同的传送/接收带，传送和接收单元固定到这两个相同的传送/接收带。传送/接收带彼此相对安置，在带之间形成了保护区域。传送/接收带在控制和评估单元中相同地形成。控制和评估单元具有安全输出，它们被一起形成为开关通道。为所有带提供相同的电源。

此外，根据EP 2511737 A1获知提供了模块化光幕和用于这种光幕的光学单元。

只要电子部件借助于通信总线互连，就需要每个部件具有可清楚区分的各自的地址，用于提供针对下行链路中的特定的电子部件的数据以及用于在上行链路中的特定部件发送的数据之间进行区分的控制器也必须知晓这一点。当组装包含多个光电子部件的光幕时，每个光电子部件可以配有特定的地址，该地址被存储在控制器和光电子部件自身中，使得可以进行通信。地址值通常被预先限定，与总线系统内的特定功能相关，并且这种预先限定的地址分配具有如下缺点，总线内的部件的这种特定功能必须在组装前就被知晓。在具有带发送器和/或接收器元件的光电子部件的光幕的情况下，这意味着在组装期间，每个光电子部件必须安装在与该地址对应的预先限定的组装位置。

发明内容

因此，本发明的基本目的在于提供光幕和用于向多个光电子部件中的每个分配各自的地址的方法，其减少了组装期间的花销并且还符合可测试性和维护的设计要求。

该目的通过独立权利要求的主题内容来解决。本发明的有利实施例是从属权利要求的主题内容。

本发明基于如下思想，光电子部件未配有制造商预设的地址，而是根据各个光电子部件相对于光幕内的其他光电子部件的几何位置而被分配它们的地址。具体地，首次设置光幕可以通过菊花链寻址开始地址分配并且光电子模块彼此连接用于串联互连方案中的地址分配。通过这种动态现场地址分配，实现了极高的灵活性以及对操作期间现场所需的特定数据结构的改进的适应。此外，便利了光幕系统的翻新和维修。使用菊花链寻址允许容易地使光电子部件的几何位置相对于彼此相关，条件是它们以某种线性配置对准。为了覆盖矩阵形阵列，曲折的菊花链地址线可用于分配光电子部件各自的地址。

根据本发明的地址分配可以通过将其与具有发射红外辐射(具有750nm和1500nm之间的波长)或可见光(具有400nm和750nm之间的波长)的发射器的光幕一起使用而被满容量使用。

根据本发明，每个光电子部件包括用于驱动至少一个光发射元件以及用于处理由至少一个光接收元件生成的信号的电子电路。该布置具有提供高度模块化设置的优点并且允许光学单元和得到的光幕的极为灵活和成本有效的组装。