CS229044B1

CS229044B1 - Universal non-contact protection device for space monitoring

Info

Publication number: CS229044B1
Application number: CS152583A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Ing Hlavonek
Original assignee: Hlavonek Jaroslav
Priority date: 1983-03-04
Filing date: 1983-03-04
Publication date: 1984-05-14

Abstract

Vynález se týká universálního bezkontaktního ochranného zařízení pro hlídání prostorů. Zařízení sestává z řídicí jednotky a několika optických jednotek, přičemž každá optická jednotka je opatřena klopným obvodem a všechny tyto klopné obvody dohromady vytvářejí posuvný registr. Každá optická jednotka obsahuje přijímač a vysílač světelného paprsku. Dojde-li k přerušení dráhy světelného paprsku mezi přijímačem a vysílačem, vyšle řídicí jednotka povel k zastavení stroje, jehož pracovní prostor zařízení hlídá. Vynález je s výhodou možno použít při konstrukci tvářecích strojů.The invention relates to a universal contactless protective device for monitoring areas. The device consists of a control unit and several optical units, each optical unit being provided with a flip-flop circuit, and all these flip-flop circuits together form a shift register. Each optical unit comprises a receiver and a transmitter of a light beam. If the path of the light beam between the receiver and the transmitter is interrupted, the control unit sends a command to stop the machine whose working area the device monitors. The invention can be advantageously used in the construction of forming machines.

Description

Vynález se týká zapojení universálního bezkontaktního ochranného zařízení pro hlídání prostorů, např. nebezpečných prostorů pracovních strojů.The invention relates to the connection of a universal contactless protective device for monitoring premises, eg hazardous areas of working machines.

V bezprostředním okolí pracovního místa některých strojů, jako jsou např lisy, existuje prostor, do něhož vzhledem k vysokému nebezpečí vzniku úrazu nesmí obsluha za chodu stroje zasahovat, a pokud do něho např. nedopatřením zasáhne, musí být zajištěno okamžité zastavení stroje. Tohoto zastavení stroje se dosahuje v současnosti zejména bezkontaktními ochrannými zařízeními pro hlídání nebezpečných prostorů pracovních strojů, pracujících na bázi světelné mříže, které se skládají z různého počtu světelných jednotek, a to podle velikosti hlídaného prostoru a ovládacího zařízení.In the immediate vicinity of the workstation of some machines, such as presses, there is an area where, due to the high risk of injury, the operator must not intervene while the machine is running, and if it is accidentally intervened, the machine must be stopped immediately. This machine stopping is currently achieved, in particular, by non-contact protective devices for monitoring the hazardous areas of working machines operating on the basis of a light grid, which consist of a different number of light units, depending on the size of the monitored area and the control device.

Ovládací zařízení zabezpečuje řízení jednotlivých jednotek a vyhodnocuje přerušení světelného paprsku, např. vniknutím cizí.ho tělesa do hlídaného prostoru. Nejnovější ochranné systémy pracují v impulsním režimu v oblasti infračerveného záření. To umožňuje podstatně «výšit odolnost proti parazitnímu osvětlení. Zařízení pracuje tak, že vysílače světelného záření jsou postupně buzeny ovládacím zařízením a odezvy z přijímačů záření jsou vyhodnocovány. Tím je také eliminováno vzájemné rušení světelných jednotek.The control device ensures the control of individual units and evaluates the interruption of the light beam, for example by intrusion of a foreign body into the monitored area. The latest protection systems operate in pulsed mode in the infrared range. This makes it possible to substantially increase the resistance to parasitic lighting. The device operates in such a way that the light emitters are gradually excited by the control device and the responses from the radiation receivers are evaluated. This also eliminates interference between the light units.

Přitom jsou bezpečnostní ochranné systémy podle současného stavu techniky zapojeny tak, že jednotlivé vysílače jsou buzeny zvláštními signálovými vodiči a odezvy z přijímačů optických jednotek jsou vedeny dalšími vodiči do řídicí jednotky zařízení, kde se vyhodnocují.In this connection, the safety protection systems of the prior art are wired in such a way that the individual transmitters are excited by separate signal wires and the responses from the optical unit receivers are routed by other wires to the control unit of the device where they are evaluated.

Nevýhody současného stavu spočívají ve značné složitosti současných zařízení, poněvadž pro každý počet světelných jednotek je nutno kontrolovat zvlášl ovládací zařízení. Také instalace velkého počtu vodičů je velmi obtížné, zvláště u zařízení s velkým počtem jednotek. Složitost zařízení a různost typů vede k vysokým nákladům na výrobu a údržbu zařízení, zejména vzhledem k velkému množství druhů elektronických a instalačních částí ochranného zařízení a jejich komplikovanému zapojení.The disadvantages of the present state are the considerable complexity of the present devices, since for each number of lighting units it is necessary to control the control devices separately. Also, installing a large number of wires is very difficult, especially for devices with a large number of units. The complexity of the equipment and the variety of its types lead to high costs of production and maintenance of the equipment, especially due to the large number of types of electronic and installation parts of the protective device and their complicated wiring.

Uvedené nevýhody z větší čésti odstraňuje zapojení univerzálního bezkontaktního ochranného zařízení podle vynálezu, jehož podstatou je, že je tvořeno řídicí jednotkou a alespoň jednou optickou jednotkou, přičemž všechny optické jednotky jsou opatřeny klopnými obvody, tvořícími dohromady posuvný registr, kde klopný obvod první optické jednotky je svým prvním vstupem spojen s nulovacími vstupy klopných obvodů všech zbývajících optických jednotek a vodičem nastavovacího signálu, klopný obvod každé optické jednotky je svým druhým vstupem spojen s vodičem vysílacího signálu a s prvním vstupem prvního hradla vždy téže optické jednotky, svým výstupem je spojen s druhým vstupem prvního hradla a s prvním vstupem druhého hradla téže optické jednotky, výstup klopného obvodu každé optické jednotky, s výjimkou poslední z nich, je dále spojen s třetím vstupem klopného obvodu vždy následující optické jednotky, výetup klopného obvodu poslední optické jednotky je připojen k vodiči ukončovacího impulsu, výstup prvního hradla každé optické jednotky je spojen se vstupem vysílače světelného paprsku téže optické jednotky, zatímco výstup přijímače světelného paprsku každé optické jednotky je spojen s druhým vstupem druhého hradla téže optické jednotky, jehož výetup je spojen se vstupem signální jednotky téže optické jednotky, jejíž výstup je připojen k vodiči signálu stavu chráněného prostoru.These disadvantages are overcome by the wiring of the universal contactless protective device according to the invention, which consists of a control unit and at least one optical unit, all optical units having flip-flops forming together a shift register, wherein the flip-flop of the first optical unit is its first input is connected to the flip-flop zero inputs of all the remaining optical units and the adjustment signal conductor, the flip-flop of each optical unit is connected to the broadcast signal conductor with its second input and the first gate input of the same optical unit; with the first input of the second gate of the same optical unit, the flip-flop output of each optical unit, except the last one, is further coupled to the third flip-flop input of each subsequent optical unit, the flip-flop of the last optical unit is connected to the terminating pulse wire, the first gate output of each optical unit being connected to the light beam emitter input of the same optical unit, while the light receiver output of each optical unit is connected to the second input of the second gate of the same optical unit. the output is connected to an input of a signaling unit of the same optical unit, the output of which is connected to a signal of a protected space status signal.

Podstatou vynálezu rovněž je, že signální jednotka je tvořena generátorem proudu nebo spínačem.It is also an object of the invention that the signaling unit comprises a current generator or a switch.

Výhodou zapojeni universálního bezkontaktního ochranného zařízení podle vynálezu je jeho jednoduchost a univerzálnost, kde s jedním ovládacím zařízením může pracovat různý počet světelných jednotek podle velikosti a složitosti tvaru hlídaného prostoru. Další výhodou zapojení podle vynálezu je nízká cena a nízké udržovací náklady, vyplývající z jednoduchosti zapojení.The advantage of connecting the universal contactless protective device according to the invention is its simplicity and universality, where a different number of light units can work with one control device according to the size and complexity of the shape of the monitored area. Another advantage of the circuitry according to the invention is the low cost and low maintenance costs resulting from the simplicity of the circuitry.

Vynález bude blíže popsán podle přiloženého výkresu, na němž je zakresleno blokové schéma příkladného provedení universálního bezkontaktního ochranného zařízení podle vynálezu.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which a block diagram of an exemplary universal contactless protective device according to the invention is shown.

Universální bezkontaktní ochranné zařízení je tvořeno řídicí jednotkou J_ a alespoň jednou optickou jednotkou 2,. VSechny optické jednotky jsou opatřeny klopnými obvody 2, které dohromady vytvářejí posuvný registr. Klopný obvod 3 první optické jednotky 2 je svým prvním vstupem spojen s nulovacími vstupy klopných obvodů 2 všech zbývajících optických jednotek _2 a s vodičem 4 nastavovacího signálu. Klopný obvod 2 každé optické jednotky 2_ je dále svým druhým vstupem spojen vodičem 2 vysílacího signálu a s' prvním vstupem prvního hradla 6, vždy téže optické jednotky 2, svým výstupem je spojen s prvním vstupem druhého hradla Jas druhým vstupem prvního hradla 6, téže optické jednotky 2.The universal contactless protective device comprises a control unit 11 and at least one optical unit 21. All optical units are provided with flip-flops 2 which together form a shift register. The flip-flop 3 of the first optical unit 2 is connected by its first input to the flip-flop inputs of the flip-flops 2 of all the remaining optical units 2 and to the adjusting signal conductor 4. The flip-flop 2 of each optical unit 2 is further connected by its second input to the signal conductor 2 and with the first input of the first gate 6, each of the same optical unit 2, its output connected to the first input of the second gate. 2.

Výstup klopného obvodu 2 každé optické jednotky £, s výjimkou poslední z nich, je dále spojen s třetím vstupem klopného obvodu 2 vždy následující optické jednotky 2_. Výstup klopného obvodu 2 poslední optické jednotky 2. je připojen k vodiči 8 ukončovacího impulsu. Výstup prvního hradla 6 každé optické jednotky 2 je spojen se vstupem vysílače 2 světelného paprsku _1_0 téže optické jednotky, zatímco výstup přijímače U. světelného paprsku 1 0 každé optické jednotky 2 je spojen s druhým vstupem druhého hradla ]_ téže optické jednotky 2, jehož výstup je spojen se vstupem generátoru proudu téže optické jednotky 2. Výstup generátoru proudu každé optické jednotky 2_ je pak připojen k vodiči 13 signálu stavu chráněného prostoru.The output of the flip-flop 2 of each optical unit 6, with the exception of the last one, is further connected to the third input of the flip-flop 2 each of the subsequent optical units 2. The output of the flip-flop 2 of the last optical unit 2 is connected to the termination pulse wire 8. The output of the first gate 6 of each optical unit 2 is connected to the input of the light beam transmitter 10 of the same optical unit, while the output of the light beam receiver 10 of each optical unit 2 is connected to the second input of the second gate 10 of the same optical unit 2. it is connected to the input of the current generator of the same optical unit 2. The output of the current generator of each optical unit 2 is then connected to the protected-state signal conductor 13.

V činnosti s® na počátku každého cyklu všechny klopné obvody 2> tvořící posuvný registr, s výjimkou prvního z nich, nastaví signálem přivedeným vodičem 2 nastavovacího signálu tak, že stav klopného obvodu 2 první optické jednotky 2 je opačný než stav všech ostatních klopných obvodů 2· Tímto klopný obvod 2 první optické jednotky 2_ odblokuje první hradlo 6, a druhé hradlo 7, první optické jednotky 2., zatímco první hradla 6_ i druhá hradla J7 všech ostatních optických jednotek .? zůstávají zablokována.In operation, at the beginning of each cycle, all the flip-flops 2> forming the shift register, with the exception of the first one, adjust by the signal supplied by the adjustment signal conductor 2 so that the flip-flop 2 of the first optical unit 2 is opposite Thus, the flip-flop 2 of the first optical unit 2 unlocks the first gate 6, and the second gate 7, the first optical units 2, while the first gates 6 and the second gates 17 of all the other optical units. remain blocked.

Vysílací signál spustí vysílač 2 světelného paprsku 10 první optické jednotky 2, který yyšle světelný, s výhodou infračervený paprsek 10 do přijímače 11 světelného paprsku 10 první optické jednotky 2. Dráha světelného paprsku 10 je přitom volena tak, aby ohraničovala chráněný prostor. Přijímač 11 světelného paprsku 10 pak přes druhé hradlo 7 první optické jednotky 2 vyšle v případě, že světelný paprsek 10 prošel určenou drahou, impuls do generátoru 12 proudu první optické jednotky 2, který vyšle příslušný impuls do vodiče 13 signálu stavu chráněného prostoru. Tento impuls je pak vyhodnocován neznázorněným řídicím systémem.The emitting signal is triggered by the light beam transmitter 10 of the first optical unit 2, which produces a light, preferably infrared, beam 10 into the light beam receiver 10 of the first optical unit 2. The light beam path 10 is selected so as to delimit the space to be protected. The light beam receiver 11 then transmits a pulse to the current generator 12 of the first optical unit 2 through the second gate 7 of the first optical unit 2, if the light beam 10 has passed a predetermined path. This impulse is then evaluated by a control system (not shown).

Po zániku vysílacího impulsu se stav klopného obvodu 2 první optické jednotky 2 přenese do klopného obvodu 2 bezprostředně následující optické jednotky 2_ a další impuls z vodiče 2 vysílacího signálu projde prvním hradlem _6 následující optické jednotky 2,. Takto postupně každá optická jednotka £ vyšle a přijme světelný paprsek 10 a do vodiče 22 signálu stavu chráněného prostoru vyšle informaci o tom, nestojí-li světelnému paprsku 1 0 v cestě překážka. Klopný obvod 2 poslední optické jednotky 2 pak vodičem 8 ukončovacího impulsu vyšle do neznázorněného řídicího systému ukončovací impuls, kterým je cyklus ukončen a zařízení je připraveno nastartovat nový cyklus.After the transmission pulse has disappeared, the state of the flip-flop 2 of the first optical unit 2 is transferred to the flip-flop 2 of the immediately following optical unit 2 and the next pulse from the transmission signal conductor 2 passes through the first gate 6 of the subsequent optical unit 2. Thus, in turn, each optical unit 10 transmits and receives the light beam 10 and transmits information to the protected space signal conductor 22 when there is no obstruction to the light beam 10. The flip-flop 2 of the last optical unit 2 then sends a terminating pulse to the control system (not shown) to terminate the cycle and the device is ready to start a new cycle.

V případě, že se do dráhy některého paprsku dostane překážka, bude ve sledu impulsů na vodiči 22 signálu stavu chráněného prostoru chybět impuls z příslušné optické jednotkyIn the event that an obstacle enters the path of a beam, the pulse train on the protected space status signal conductor 22 will miss the pulse from the optical unit concerned.

2. a neznázorněné vyhodnocovací zařízení vyhodnotí přerušení světelného paprsku 1J a dá povel k příslušnému, zásahu.And the evaluation device (not shown) evaluates the interruption of the light beam 10 and commands the corresponding action.

Vynález je s výhodou možno použít při konstrukci bezpečnostních zařízení tvářecích strojů.The invention is advantageously applicable to the construction of safety equipment for forming machines.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Universal contactless protection device for space monitoring, characterized in that it consists of a control unit (1) and at least one optical unit (2), the optical units having flip-flops (3) forming together a shift register, wherein the flip-flop (3) the first optical unit (?) Is connected by its first input to the reset inputs of the flip-flops (3) of all the remaining optical units (2) and to the adjusting signal conductor (4), the flip-flop (3) of each optical unit (2) its second input is connected to the transmission signal conductor (5) and the first input of the first gate (6) of the same optical unit (2), its output is connected to the second input of the first gate (6) and the first input of the second gate (7) of the same optical unit (2), while the flip-flop output (3) of each optical unit (2), with the exception of the last one, is further coupled to the third flip-flop input (3) in each of the following optical units (2), the flip-flop output (3) of the last optical unit (2) being connected to the terminating pulse conductor (8) and the first gate (6) output of each optical unit (2) connected to the transmitter input (9) a light beam (10) of the same optical unit, while an output of a light beam receiver (11) of each optical unit (2) is connected to a second input of a second gate (7) of the same optical unit (2) whose output is connected to an input a signal unit (12) of the same optical unit (2), the output of which is connected to the protected-area status signal conductor (13).

Universal contactless protective device according to claim 1, characterized in that the signaling unit (12) is a current generator.

Universal contactless protective device according to claim 1, characterized in that the signaling unit (12) is formed by a switch.