EP1548351A2

Device for monitoring an area at a machine

Abstract

The device (1) for the monitoring of a coverage area (2) of a working equipment has a lighting unit (3) emitting light beams (6) to illuminate the coverage area, and a camera (4) for the establishing of two dimensional pictures of the coverage area. The camera has a line-form arrangement of receiving elements, the output signal of which are evaluated in a computer. For each receiving element a distance value is determined from the light transit time of the light beams emitted by the lighting unit and reflected back from the coverage area. The working equipment is set in operation only when there is no object in the coverage area.

EP1548351A2, drawing sheet 1
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27 claims: 27 independent, 0 dependent

  1. 1
    Device (1) for monitoring a detection area (2) on a working medium, with a light beam (6) emitting lighting unit (3) for illuminating the detection area (2), with a camera (4) for determining two-dimensional images of the detection area (2), wherein the camera (4) has a linear arrangement of receiving elements, whose output signals are evaluated in an evaluation unit (10), wherein for each receiving element a distance value is determined from the light transit time of the light emitted by the illumination unit (3) and reflected back from the detection area (2) light beams (6), and wherein with the evaluation unit (10) at least one guided on the working means switching output (13) is driven, so that the work equipment is only put into operation, if there is no object in the detection area (2). Vorrichtung ( 1 ) zur Überwachung eines Erfassungsbereichs (2) an einem Arbeitsmittel, mit einer Lichtstrahlen (6) emittierenden Beleuchtungseinheit (3) zur Beleuchtung des Erfassungsbereichs (2), mit einer Kamera (4) zur Ermittlung zweidimensionaler Bilder des Erfassungsbereichs (2), wobei die Kamera (4) eine linienförmige Anordnung von Empfangselementen aufweist, deren Ausgangssignale in einer Auswerteeinheit (10) ausgewertet werden, wobei für jedes Empfangselement ein Distanzwert aus der Lichtlaufzeit der von der Beleuchtungseinheit (3) emittierten und aus dem Erfassungsbereich (2) zurückreflektierten Lichtstrahlen (6) ermittelt wird, und wobei mit der Auswerteeinheit (10) wenigstens ein auf das Arbeitsmittel geführter Schaltausgang (13) angesteuert wird, so dass das Arbeitsmittel nur dann in Betrieb gesetzt ist, falls sich kein Objekt im Erfassungsbereich (2) befindet.
  2. 2
    Device according to claim 1, characterized in that the camera (4) comprises a CCD chip or CMOS chip (8) with a linear array of receiving elements. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (4) einen CCD-Chip oder CMOS-Chip (8) mit einer linearen Anordnung von Empfangselementen aufweist.
  3. 3
    Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the illumination unit (3) has at least one transmitter (5) emitting light beams (6) and a transmitting optics (7) arranged downstream of said illumination unit (3). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinheit (3) wenigstens einen Lichtstrahlen (6) emittierenden Sender (5) und eine diesem nachgeordnete Sendeoptik (7) aufweist.
  4. 4
    Device according to claim 3, characterized in that the transmitter (5) of the illumination unit (3) is formed by a light-emitting diode or a laser diode. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (5) der Beleuchtungseinheit (3) von einer Leuchtdiode oder einer Laserdiode gebildet ist.
  5. 5
    Device according to one of claims 1 - 4, characterized in that the determination of distance values ​​takes place according to a pulse transit time method. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung von Distanzwerten nach einem Puls-Laufzeit-Verfahren erfolgt.
  6. 6
    Device according to claim 5, characterized in that the transmitter (5) emits light beams (6) in the form of light pulses. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (5) Lichtstrahlen (6) in Form von Lichtimpulsen emittiert.
  7. 7
    Device according to one of claims 1 - 4, characterized in that the determination of distance values ​​takes place according to a phase measurement method. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung von Distanzwerten nach einem Phasenmessverfahren erfolgt.
  8. 8
    Device according to claim 7, characterized in that the light beams (6) emitted by the transmitter (5) are impressed with an amplitude modulation having at least one predetermined modulation frequency. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass den vom Sender (5) emittierten Lichtstrahlen (6) eine Amplitudenmodulation mit wenigstens einer vorgegebenen Modulationsfrequenz aufgeprägt ist.
  9. 9
    Device according to one of claims 1 - 8, characterized in that in the evaluation unit (10) a distinction between safety-critical objects and non safety-critical objects takes place, and that via the evaluation unit (10) the work equipment is only put into operation, if there is no safety-critical object in the detection area (2). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auswerteeinheit (10) eine Unterscheidung von sicherheitskritischen Objekten und nicht sicherheitskritischen Objekten erfolgt, und dass über die Auswerteeinheit (10) das Arbeitsmittel nur dann in Betrieb gesetzt wird, falls sich kein sicherheitskritisches Objekt im Erfassungsbereich (2) befindet.
  10. 10
    Device according to claim 9, characterized in that In a teach-in process, safety-critical objects are taught and stored in the evaluation unit (10). Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Einlernvorgang nicht sicherheitskritische Objekte eingelernt und in der Auswerteeinheit (10) abgespeichert werden.
  11. 11
    Device according to claim 10, characterized in that Contours of non-safety-critical objects are learned during the teach-in process. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass während des Einlernvorgangs Konturen von nicht sicherheitskritischen Objekten eingelernt werden.
  12. 12
    Device according to one of claims 10 or 11, characterized in that During the teach-in process, web movements of non-safety-critical objects are taught-in. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass während des Einlernvorganges Bahnbewegungen von nicht sicherheitskritischen Objekten eingelernt werden.
  13. 13
    Device according to one of claims 1 - 12, characterized in that the detection area (2) can be subdivided into at least one protection zone and into at least one non-safety-critical area, wherein only object detections in the non-safety-critical area do not lead to the operational equipment being shut down. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Erfassungsbereich (2) in wenigstens eine Schutzzone und in wenigstens einen nicht sicherheitskritischen Bereich unterteilbar ist, wobei nur Objekterfassungen in dem nicht sicherheitskritischen Bereich nicht zu einem Außerbetriebsetzen des Arbeitsmittels führen.
  14. 14
    Device according to claim 13, characterized in that at least part of a non-safety-critical area forms a warning zone (17), wherein a warning signal is generated during object detection in the warning zone (17) via the evaluation unit (10). Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil eines nicht sicherheitskritischen Bereichs eine Warnzone (17) bildet, wobei bei einer Objekterfassung in der Warnzone (17) über die Auswerteeinheit (10) ein Warnsignal generiert wird.
  15. 15
    Device according to one of claims 13 or 14, characterized in that the non-safety-critical areas are defined as a function of the positions of safety-critical objects or non-safety-critical objects within the detection area (2). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht sicherheitskritischen Bereiche in Abhängigkeit der Positionen von sicherheitskritischen Objekten oder nicht sicherheitskritischen Objekten innerhalb des Erfassungsbereichs (2) definiert sind.
  16. 16
    Device according to one of claims 13 or 14, characterized in that the non-safety-critical areas are defined as a function of signals from external sensors. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht sicherheitskritischen Bereiche in Abhängigkeit von Signalen externer Sensoren definiert sind.
  17. 17
    Device according to one of claims 1 - 16, characterized in that the sensor unit formed by the illumination unit (3) and the camera (4) has a single-channel structure. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 16, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Beleuchtungseinheit (3) und der Kamera (4) gebildete Sensoreinheit einen einkanaligen Aufbau aufweist.
  18. 18
    Device according to claim 17, characterized in that the sensor unit is self-assured by an inherent error control. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit durch eine Eigenfehlerkontrolle selbstsicher ist.
  19. 19
    Device according to claim 18, characterized in that in the case of a sensor unit operating according to a pulse transit time method for inherent error control, the light pulses emitted by the transmitter (5) are delayed by predetermined times and the distance values ​​of the receiving elements which are thereby changed are evaluated. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer nach einem Puls-Laufzeit-Verfahren arbeitenden Sensoreinheit zur Eigenfehlerkontrolle die vom Sender (5) emittierten Lichtimpulse um vorgegebene Zeiten verzögert werden und die dadurch veränderten Distanzwerte der Empfangselemente ausgewertet werden.
  20. 20
    Device according to claim 18, characterized in that in the case of an internal error control sensor unit operating according to the phase measuring method, the phase of the amplitude modulation applied to the light beams (6) is shifted and the distance values ​​of the receiving elements which are thereby changed are evaluated. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer nach dem Phasenmessverfahren arbeitenden Sensoreinheit zur Eigenfehlerkontrolle die Phase der den Lichtstrahlen (6) aufgeprägten Amplitudenmodulation verschoben wird und die dadurch veränderten Distanzwerte der Empfangselemente ausgewertet werden.
  21. 21
    Device according to one of claims 1 - 20, characterized in that the evaluation unit (10) has a two-channel structure. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (10) einen zweikanaligen Aufbau aufweist.
  22. 22
    Device according to claim 21, characterized in that the evaluation unit (10) has two mutually controlling computer units (11, 11 '). Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (10) zwei sich gegenseitig kontrollierende Rechnereinheiten (11, 11') aufweist.
  23. 23
    Device according to one of claims 1 - 22, characterized in that the working means is formed by a machine in which a first machine part performs working movements against a second machine part. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmittel von einer Maschine gebildet ist, bei welcher ein erstes Maschinenteil Arbeitsbewegungen gegen ein zweites Maschinenteil ausführt.
  24. 24
    Device according to claim 23, characterized in that the machine is formed by a press brake (15), wherein the first machine part is formed by an upper tool (16), which is movable relative to a stationary lower tool (17) forming the second machine part. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine von einer Abkantpresse (15) gebildet ist, wobei das erste Maschinenteil von einem Oberwerkzeug (16) gebildet ist, welches gegenüber einem das zweite Maschinenteil bildenden, stationären Unterwerkzeug (17) verfahrbar ist.
  25. 25
    Device according to claim 24, characterized in that the detection area (2) is delimited by the upper side of the lower tool (17). Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Erfassungsbereich (2) von der Oberseite des Unterwerkzeugs (17) begrenzt ist.
  26. 26
    Device according to one of claims 24 or 25, characterized in that this stationarily arranged on the press brake (15). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass diese stationär an der Abkantpresse (15) angeordnet ist.
  27. 27
    Device according to one of claims 24 or 25, characterized in that this is arranged on the upper tool (16). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass diese am Oberwerkzeug (16) angeordnet ist.
Independent claims27