用于同步光栅的方法技术

本发明专利技术涉及光栅(10)，光栅(10)包括具有多个发射机(22)的发射单元(20)、具有多个接收机(26)的接收单元(24)、发射机控制单元(44)以及接收机控制单元(32)，发射机控制单元(44)在周期(T)中相继启用发射机(22)，接收机控制单元(32)用于评估接收机(26)。每个接收机(26)与发射机相关联，以及被启用的发射机(22)向接收机(26)发射传输波束(28)。周期T中的至少两个传输波束(28)是彼此以一定时间偏移量(D)被发射的同步传输波束(29)。接收机控制单元对时间偏移量(D)进行测量，其中，同步传输波束(29)基于时间偏移量(D)与周期(T)中的全部传输波束(28)唯一地相关联。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】本专利技术涉及用于对光栅进行同步的方法以及基于该方法的光栅。本专利技术总体上涉及就保护人员和/或物质价值免于由自动操作系统或机器(例如自动操作机器人)带来的风险方面而言的机械安全领域。作为常见的保护措施，在危险区周围f固定这样的系统，以使得要么防止进入危险区，要么进入危险区会引起危险操作模式停止、关断或以其他方式被除去。为了防护这样的危险区，经常使用机械安全栅栏或安全门。然而，在多种情况下，无论是因为操作者需要定期访问机器和/或因为材料必须被运入或运出危险区，都需要进入受保护的危险区。光电子保护装置特别是光栅或光幕常用于这样的情况下。光栅包括具有多个单独的发射机的发射单元，发射单元向远处的接收单元发射传输波束。接收单元具有多个接收机，其中，发射单元的发射机分别指派接收单元中的接收机，以一起形成发射机/接收机对。传输波束通常在发射机与接收机之间彼此并行运行从而跨越保护区域，所述保护区域表示要被监测的区域。如果由例如人的身体部分阻断传输波束中之一，那么借助接收机可以检测到所述阻断，并且可以停止或关断受保护的系统。光栅通常用在扫描模式下，即各发射机/接收机对沿扫描方向相继被周期性地启用，以使得仅一个发射机/接收机对在某时间点是活动的。扫描模式的先决条件是发射和接收单元的发射机控制单元和接收机控制单元可以在时间上彼此同步，以使得相关联的接收机可以与发射机一起被同步地启用。然而，由于发射单元和接收单元彼此相距一段距离，所以在这两个单元之间一般不存在例如经由线缆或无线电的电耦合。在所述情况下以光学方式经由传输波束来执行同步。DE 195 10 304 Cl示出了以光学方式进行同步的光栅，其中单独的发射机/接收机对用于对剩余的发射机/接收机对进行同步。所述发射机/接收机对的发射机发射不同于其他传输波束的同步波束。相关联的接收机恒定地被启用。当接收机接收到同步波束时，从所述接收机开始对下游接收机进行周期性地启用。因此，光栅在每次通过扫描周期后可以被重新同步。在许多操作中，光栅的保护区域比实际要被监测的区域扩展的更远。例如，固定的机器部件可以位于保护区域内而所述部件不会触发安全功能。同样地，其他无安全攸关物体可以插入到机器如工件中，其同样不会导致系统的关闭。为了使保护区域与安全攸关区域相适配，保护区域的子区域通常被限定为对物体的检测不会触发安全功能的所谓的切断(blanking)区域或屏蔽(muting)区域。换言之，在子区域中永久(切断)或仅短时间(屏蔽)地、选择性地排除各发射机和接收机对。为了能够灵活使用光栅，并且因为通常在安装光栅之前不知道哪些区域被限定为切断区域，所以理想的是将光栅设计为使得所有发射机/接收机对适于切断。然而，同时，以光学方式进行同步应该是可行的。根据DE 195 10 304 Cl的光栅，预限定的发射机/接收机对用于同步。如果所述发射机/接收机对由于切断而被排除，那么同步是不可能的。DE 10 2005 047 776 B4描述了光同步不是基于预限定的发射机/接收机对来执行，而是可以采用任何发射机/接收机对来实现的方法。为此目的，将唯一的标识符指派给每个单独的发射机/接收机对，所述标识符使得来自发射机/接收机对整体的发射机/接收机对能够唯一关联。如果由接收机检测到具有相关联的标识符的传输波束，那么基于唯一指派可以进行同步。然而，所述唯一指派预示着传输波束彼此分别不同，并且因此对于各发射机/接收机对需要多个不同的标识符。然而，这需要发射机/接收机对具有不同的设计或者相反发射和接收单元中的控制单元具有相应复杂的设计。这两种变型增加了光栅的制造成本。DE 10 2007 059 565 B4描述了另一方法，其中，未预先限定用于进行同步的发射机/接收机对。在这种情况下，同步借助编码传输波束来执行，但是使用下述事实:不需要向发射机/接收机对绝对地指派传输波束，而对于同步相对指派已经足够，即在接收机处检测到编码传输波束时，可以基于序列控制开始周期性地启用下游接收机。为了将编码传输波束应用于不同的发射机/接收机对，发射单元中的控制单元具有经由不同的发射机/接收机对以时间变化的方式发射编码传输波束的算法。由于编码传输波束被继续应用于不同的发射机/接收机对，所以切断各个波束不防止同步的发生。在最不利的情况下，对于同步需要仅几个周期。相比于前述方法，在这些方法中需要不同于其他标识符的单个标识符。然而，仅向发射机/接收机对相对指派编码传输波束是不利的。在这种背景下，本专利技术的目的是提供用于对光栅进行同步的替代方法，以使得光栅能够以更简单的、具有成本效益以及使用绝对指派的方式被同步。根据本专利技术的一个方面，通过对光栅进行同步的方法来达到所述目的，所述光栅具有发射单元、接收单元、发射机控制单元以及接收机控制单元，所述发射单元具有多个发射机，所述接收单元具有多个接收机，所述发射机控制单元在周期T中相继启用发射机，所述接收机控制单元用于评估接收机，其中，每个发射机与接收机相关联，以及被启用的发射机向接收机发射传输波束，其中，周期T中的至少两个传输波束是彼此以一定时间偏移量D被发射的同步传输波束，其中，所述接收机控制单兀对时间偏移量D进行测量，以及其中，同步传输波束基于时间偏移量D与周期T中的全部传输波束唯一地相关联。根据另一方面，通过光栅来达到所述目的，所述光栅具有发射单元、接收单元、发射机控制单元以及接收机控制单元，所述发射单元具有多个发射机，所述接收单元具有多个接收机，所述发射机控制单元被配置为在周期中相继启用发射机，所述接收机控制单元用于评估接收机，其中，每个发射机分别与接收机相关联，以及在操作期间，被启用的发射机向相应所指派的接收机发射传输波束，其中，周期中的至少两个传输波束是彼此以限定的时间偏移量被发射的同步传输波束，其中，所述接收机控制单兀对时间偏移量进行测量，以及其中，同步传输波束基于时间偏移量D与周期中的全部传输波束唯一地相关联。因此，新方法和基于新方法的光栅是基于借助两个同步传输波束实现发射和接收单元在时间上的同步的想法，其中，优选地通过将标识符应用于同步传输波束来使同步波束不同于其他传输波束。因此，对于同步需要仅两种不同类型的传输波束。一方面，这些都是“正常”的传输波束，即具有或不具有标识符的传输波束，以及另一方面，这些都是偏离剩余传输波束的具有标识符的同步传输波束。通过评估接收第一同步传输波束与至少第二同步传输波束之间的时间差来执行同步。为此目的，首先，所有接收机是活动的并且“监听”同步传输波束的进入。接收机控制单元记录两个同步传输波束的进入时间并且由此计算时间差。有利地使用时间差换言之时间偏移量(其被用来接收同步传输波束)来将同步传输波束唯一地相关联到全部传输波束内。由于仅两种不同类型的传输波束需要进行同步，所以可以以具有成本效益的方式来实现新方法的光栅。优选地，将标识符应用于传输波束并且可以通过发射机和/或接收机控制单元中的软件模块来实现在接收机侧的标识符的解调。另外，可以经由偏振或其他光频率来应用标识符。此外，因为仅任何两个同步传输波束之间的时间偏移量被用于指派目的，所以不同的发射机/接收机对可以用于进行同步。因此，如果已用于进行同步的发射机/接收机对例如因为切断而被排除，那么另本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对光栅(10)进行同步的方法，所述光栅(10)具有：发射单元(20)，所述发射单元(20)具有多个发射机(22)；接收单元(24)，所述接收单元(24)具有多个接收机(26)；发射机控制单元(44)，所述发射机控制单元(44)在周期(T)中相继启用发射机(22)；以及接收机控制单元(32)，所述接收机控制单元(32)用于评估接收机(26)，其中，每个发射机(22)与接收机(26)相关联，以及被启用的发射机(22)向所述接收机(26)发射传输波束(28)，其中，所述周期(T)中的至少两个传输波束(28)是彼此以一定时间偏移量(D)被发射的同步传输波束(29)，其中，所述接收机控制单元(32)对所述时间偏移量(D)进行测量，以及其中，所述同步传输波束(29)基于所述时间偏移量与所述周期(T)中的全部传输波束(28)唯一地相关联。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗里德乔夫·泰利坎普，马西莫·马菲奥利，克里斯托弗·维尔纳，格哈德·布朗，
申请(专利权)人：皮尔兹外国控股有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE