传感器及安全系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种包括多个对的传感器装置，每个对包括发光元件和受光元件，并被配置为响应于发光元件和受光元件之间的区域中形成的光轴进入被遮挡(blocked)状态而感测在该区域中移动的感测目标。本发明还涉及一种包括该传感器装置的危险感测系统。
【背景技术】
[0002]通常，包括多光轴光电传感器的传感器装置已经被用作用于感测各种类型的制造设备中的感测目标的传感器装置。
[0003]普通的多光轴光电传感器包括投光单元以及受光单元，在投光单元中线性布置多个发光元件，在受光单元中线性布置与发光元件数量相同的受光元件，并且发光元件和受光元件被布置成以一一对应关系面向彼此。而且，投光单元和受光单元通常使用通信来同步。促使发光元件在投光单元侧依次发光，并且从受光单元侧与发光元件对应的受光元件获取在与发光元件的发光操作同步的时机的光接收量。因此，依次检测到了多光轴光电传感器的每个光轴的被遮挡状态。
[0004]而且，通常还使用当满足预定条件时使得制造设备的急停功能临时禁用的屏蔽功能(muting funct1n)来作为既能实现生产地点的安全性又能达到生产率的功能。
[0005]图18是示出常规的传感器装置100的示例的图，该传感器装置100包括危险感测传感器(多光轴光电传感器)和屏蔽传感器(单光轴传感器)。
[0006]图中所示的传感器装置100包括危险感测传感器101、显示灯102a和102b以及屏蔽传感器(单光轴传感器)103至106。
[0007]危险感测传感器101包括投光单元101a和受光单元101b，在投光单元101a中线性布置多个发光元件，在受光单元101b中线性布置数量与发光单元相同的受光元件，且发光元件和受光元件布置在用于传送工件W的传送装置C的相对侧并且以一一对应关系彼此面对。而且，当危险感测传感器101感测到对象时激活安全功能(例如急停功能)。
[0008]在危险感测传感器101的沿工件W的传送方向的上游和下游以预定间隔布置有屏蔽传感器103到106，且来自该屏蔽传感器103到106的信号被输入到危险感测传感器101。而且，如果屏蔽传感器103到106的感测结果满足根据工件W的尺寸、形状、传送间隔等预先设定的感测条件，则执行用于禁用制造设备的急停功能的屏蔽功能。
[0009]值得注意的是，在一般情况下，只有当多个独立的屏蔽信号(多个单光轴传感器的信号等)持续地以预定顺序输入时才禁用屏蔽功能。而且，出于安全考虑，需要屏蔽信号实际检测工件这样一种布置。为此，屏蔽功能的稳定性很大程度上依赖于来自外部设备(单光轴传感器等)的屏蔽信号的性能及稳定性。
[0010]而且，EP 2037297B公开了在水平方向上布置有多光轴光电传感器(布置为使得发光元件和受光元件沿着工件的传送方向对齐)，并且根据用于接收光的多光轴光电传感器的结果来感测工件。
[0011]EP 2037297B是【背景技术】的示例。
【发明内容】
[0012]近年来，屏蔽功能的应用已经变得更为高级，并且需要在工件形状(例如，具有孔、切开部等的形状、不确定形状等)更复杂的情况下、在工件出现振荡(vibrat1n)的情况下、在工件的移动速度变化的情况下以及在随着设备的尺寸减小工件累积的情况下既能达到生产率又能实现安全性。
[0013]为此，基于检测工件的上述单光轴光电传感器的结果执行屏蔽功能的方法存在如下的情况:出现以下⑴和⑵中指出的问题，并且屏蔽功能没有正常起作用，这导致生产率下降。
[0014](1)在一些情况下，因为工件中存在的多个孔或者工件的形状不规则，使得工件不能被连续或稳定地检测。而且，每次当工件变化时必须要改变设置。
[0015](2)在一些情况下，如果在单光轴光电传感器的感测区域附近工件的速度突然减小等，则工件将明显振动而且不可能进行稳定的检测(在一些情况下，出现颤动并且不能连续地提供信号)。
[0016]考虑前述问题作出了本发明，本发明的目的是提供一种传感器装置，其能够适当地对感测目标进行感测，而不管感测目标的形状是什么或者是否存在振荡，并且提供一种包括该传感器装置的危险感测系统。
[0017]根据本发明实施例的一种传感器装置，包括:投光单元，具有多个发光元件；受光单元，具有多个受光元件，所述多个受光元件对应于所述多个发光元件，所述多个受光元件中的每一个被配置为接收对应的发光元件发出的光并生成受光信号；控制单元，具有第一模式和第二模式，在所述第一模式下，通过对应的发光元件和受光元件形成的多个光轴中的至少一个被用作感测光轴，在所述第二模式下，通过将除了所述第一模式的感测光轴之外的光轴添加到在所述第一模式下被用作感测光轴的光轴而设置附加感测光轴，所述控制单元被配置为在各模式下基于用作感测光轴的每个受光元件的受光信号来确定非感测状态和感测状态；以及输出单元，被配置为根据所述控制单元的确定结果来执行输出；其中，当在所述第一模式下出现从非感测状态到感测状态的变化时，所述控制单元切换到所述第二模式，在所述非感测状态下，用于所述第一模式的所有感测光轴的所述受光元件的受光信号是对应于受光状态的信号，在所述感测状态下，用于所述第一模式的感测光轴中至少一个感测光轴的受光元件的受光信号是对应于被遮挡状态的信号。
[0018]根据上述配置，当感测目标到达初始状态下的感测光轴时感测光轴的数量自动增加。因此，可以适当地感测发光元件和受光元件之间移动的感测目标，而不管感测目标的形状是什么以及是否存在振荡。
[0019]而且，如下配置也是可行的:其中，多个光轴沿着感测目标的移动方向对齐，且所述第二模式的感测光轴包括相对于所述第一模式的感测光轴位于与所述移动方向相反的方向上的光轴。
[0020]根据上述配置，即使是在感测目标的移动方向上出现振荡的情况下，以及在感测目标的形状复杂(例如具有孔或开口部)的情况下，可以在比振荡宽度和孔的尺寸更宽的范围上布置多个感测光轴，从而当感测目标进入时可以对感测目标进行稳定的感测。
[0021]而且，如下配置也是可行的:其中，所述多个光轴沿着感测目标的移动方向对齐，并且所述第二模式的感测光轴包括相对于所述第一模式的感测光轴位于所述移动方向上的光轴。
[0022]根据上述配置，即使是在所述感测目标的移动方向上出现振荡的情况下以及在感测目标的形状复杂(例如具有孔或开口部)的情况下，可以在比振荡宽度和孔的尺寸更宽的范围上布置多个感测光轴，从而当感测目标穿过该感测光轴时可以使得感测稳定。
[0023]而且，如下配置也是可行的:其中，所述多个发光元件和受光元件线性布置成各个行，所述投光单元和所述受光单元布置为使得所述发光单元的对齐方向和所述受光元件的对齐方向相对于感测目标的移动方向形成大于0度小于90度的角度。
[0024]根据上述配置，由于被配置为使得发光元件的对齐方向和受光元件的对齐方向相对于感测目标的移动方向形成大于0度小于90度的角度，因而即使是在感测目标中出现在移动方向以及与光轴正交的方向上孔部、切开部等更宽的情况下，仍然可以稳定地对感测目标进行感测。而且，即使在感测目标中存在孔部或切开部并且在移动方向上出现振荡，仍然不需要在移动方向上以及与之正交的方向上布置光轴，从而可以使用较少数量的光轴来对感测目标进行感测。
[0025]而且，如下配置也是可行的:其中，当在所述第二模式下出现从感测状态到非感测状态的变化时，所述控制单元切换到所述第一模式，在所述感测状态下，用于所述第二模式的感测光轴中至少一个感测光轴的受光元件的受光信号是对应于被遮挡状态的信号，在所述非感测状态下，所述第二模式的感测光轴中的所有光轴的受光元件的受光信号是对应于受光状态的信号。
[0026]根据上述配置，当感测目标不再存在时可以自动返回到初始状态(第一模式)。
[0027]而且，如下配置也是可行的:其中，所述控制单元被配置为在具有不同光轴的多个位置处设置所述第一模式的多个感测光轴，并且在所述第二模式下，所述控制单元被配置为设置所述第二模式的多个感测光轴，这些光轴是通过将除了所述第一模式的感测光轴之外的光轴添加到所述第一模式的多个感测光轴而获得的；且所述输出单元输出对应于所述多个感测光轴的确定结果。
[0028]根据上述配置，通过在移动方向上设置多个感测光轴，可以促使感测结果输出，使得在感测光轴中由于引入感测目标而产生时间差。而且，通过允许选择感测光轴的设置位置，可以容易地针对根据感测目标的移动生成的多个输出而设置时间间隔。
[0029]而且，如下配置也是可行的:其中，在第一模式下，所述感测光轴包括多个光轴，并且当感测光轴中预定数量的感测光轴在第一模式下被遮挡时，所述控制单元确定感测目标已经被感测到，在所述第二模式下，当所述感测光轴之一被遮挡时所述控制单元确定感测目标已经被感测到。
[0030]根据上述配置，可以稳定地感测具有预定形状的感测目标的进入。
[0031]本发明的危险感测系统包括危险感测传感器以及任意前述传感器装置，在该传感器装置中，输出单元执行对应于所述危险感测传感器的屏蔽输入中的确定结果的输出。
[0032]根据上述配置，可以适当地对感测目标进行感测并且根据感测结果适当地执行屏蔽处理。因此，例如，可以防止由于不正确的感测导致制造设备停止进而提高生产率。
[0033]根据上述传感器装置，不管感测目标的形状是什么以及是否存在振荡，都可以适当地感测发光元件和受光元件之间移动的感测目标而无需复杂的设置任务。
【附图说明】
[0034]图1是示出根据本发明实施例的危险感测系统的安装示例的图。
[0035]图2是示出图1的危险感测系统中包括的危险感测传感器的配置的框图。
[0036]图3是示出图1所示的危险感测系统中包括的屏蔽传感器和图2中的危险感测传感器中包括的屏蔽输入电路之间的连接关系的图。
[0037]图4是示出用于控制图1中危险感测系统的屏蔽功能的方法示例的图。
[0038]图5是示出图1中危险感测系统中包括的屏蔽传感器的配置的框图。
[0039]图6中的(a)图到(f)图是示出用于选择图5中屏蔽传感器中的触发通道(感测光轴)的方法的图。
[0040]图7中的(a)图是示出工件被传统的危险感测系统感测的状态的图，图7中的(b)图是示出工件被图1所示的危险感测系统感测的状态的图。
[0041]图8是示出工件在