Überwachungsvorrichtung

Abstract

 Es wird eine Vorrichtung zur berührungslosen Überwachung eines an einen Bedienroboter (12) einer Ringspinnmaschine (10) angrenzenden Bereichs (14) beschrieben, die einen elek­troakustischen Wandler (18) umfaßt. Das vom Wandler (18) ge­lieferte Sende-Schallsignal wird in ein Schallmeßsignal (S_SM) und ein Schallreferenzsignal (S_SR) aufgeteilt. Eine elektronische Steuereinheit (16) liefert ein Fehlersignal, wenn bis zum Ablauf einer Referenzlaufzeit kein Schallsignal empfangen wurde. Wird andererseits vor Ablauf der Referenzlaufzeit ein Schallsignal empfangen, so liefert die Steuereinheit (16) ein Erkennungssignal.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur berührungslosen Überwachung eines an ein bewegbares Maschinenteil wie insbe­sondere einen verfahrbaren Bedienroboter einer spinnmaschine angrenzenden Bereichs, mit wenigstens einem am bewegbaren Maschinenteil angeordneten und mit einer elektronischen Steuereinheit verbundenen elektroakustischen Wandler zur Ab­gabe eines Sende-Schallsignals sowie zum Empfang eines an einem im überwachungsbereich vorhandenen Gegenstand bzw. einer dort anwesenden Person reflektierten Empfangs-Schall­signals.

[0002] Im Rahmen der Automatisierung von Prozessen beispielsweise mittels verfahrbaren Bedienrobotern kommt dem Personen- und Kollisionsschutz eine zunehmende Bedeutung zu. Es muß sicher­gestellt sein, daß die jeweiligen Bedienungspersonen durch die automatisch gesteuerten beweglichen Maschinenteile, Robo­ter, Fahrzeuge und dergleichen nicht gefährdet sind. Anderer­seits muß dafür gesorgt werden, daß unabhängig voneinander ansteuerbare verfahrbare Maschineneinheiten, wie beispiels­weise Roboter, nicht kollidieren.

[0003] Es gibt eine Vielzahl von Gegenstände berührungslos erkennen­den Sensoren, wie zum Beispiel kapazitive, magnetische, elek­tromagnetische und optische Detektoren. Kapazitive, magneti­sche und elektromagnetische Sensoren weisen generell den ent­scheidenden Nachteil auf, daß das Meßergebnis vom jeweiligen Objektmaterial abhängig ist. Ferner ist deren Reichweite relativ gering. Zur Erkennung der Anwesenheit bestimmter Zielobjekte werden auch bereits akustische Sensoren einge­setzt, die im Hinblick auf ein vom Objektmaterial möglichst unabhängiges Meßergebnis den gestellten Anforderungen ge­ recht werden (vergl. z.B. den sonderdruck "Berührungslose Entfernungsmessung" in der Fachzeitschrift "Elektronik", 32. Jahrgang, Nr. 26/1983, Franzis-Verlag, München). Die be­kannten akustischen Überwachungssysteme weisen jedoch den Nachteil auf, daß insbesondere bei im Bereich der Sensorik auftretenden Defekten gefährliche Kollisionen nicht mehr zu­verlässig ausgeschlossen werden können.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur berührungslosen Überwachung eines an ein bewegbares Ma­teil angrenzenden Bereichs der eingangs genannten Art zu schaffen, di bei einfachem Aufbau nicht nur eine zuver­lässige Überwachung des betreffenden Bereichs gewährleistet, sondern gleichzeitig sicherstellt, daß der geforderte Perso­nen- und Kollisionsschutz stets auch dann noch in vollem Um­fang gegeben ist, wenn insbesondere im Bereich der sensorik den normalen Ablauf störende Fehler auftreten.

[0005] Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß Mit­tel zur Aufteilung des Sende-Schallsignals in ein in den Überwachungsbereich gerichtetes schallmeßsignal und ein Schallreferenzsignal vorgesehen sind, welches auf einen ei­nen vorgebbaren Abstand zum elektroakustischen Wandler auf­weisenden Referenzreflektor gerichtet ist und eine durch die­sen Abstand bestimmte Referenzlaufzeit zwischen Abgabe und Empfang besitzt, und daß die elektronische Steuereinheit einerseits jeweils ein einen Fehler in der Überwachungsvor­richtung signalisierendes Fehlersignal liefert, wenn bis zum Ablauf der Referenzlaufzeit kein Schallsignal empfangen wur­de, und andererseits jeweils ein für die Anwesenheit eines Gegenstandes bzw. einer Person im Überwachungsbereich reprä­sentatives Erkennungssignal abgibt, sobald ein Schallsignal vor Ablauf dieser Referenzlaufzeit empfangen wird.

[0006] Aufgrund dieser Ausbildung werden Fehler und Defekte insbe­ sondere im Bereich der Sensorik sofort und zuverlässig er­kannt, so daß gegebenenfalls noch rechtzeitig ein entspre­chender Eingriff in die Antriebssteuerung des betreffenden bewegbaren Maschinenteils, beispielsweise des entlang einer Spinnmaschine verfahrbaren Bedienroboters erfolgen kann. Ein solcher Eingriff kann bei Auftreten des von der elektroni­schen Steuereinheit gelieferten Fehlersignals automatisch er­folgen.

[0007] Arbeitet die Überwachungsvorrichtung fehlerfrei und ist im Überwachungsbereich keine Bedienungsperson bzw. kein stören­der Gegenstand vorhanden, so wird nach Abgabe des Sende­Schallsignals nach einer Zeit, welche der Referenzlaufzeit entspricht, ein Schallsignal empfangen, bei welchem es sich um das am Referenzreflektor reflektierte Schallreferenzsig­nal handelt. In diesem Falle bleibt die Überwachungsvorrich­tung passiv, da weder ein Gegenstand im Überwachungsbereich noch ein Fehler der Vorrichtung erkannt wurde. Für einen Ein­griff in die Antriebssteuerung, zum Beispiel des Bedienrobo­ters besteht in diesem Falle keine Veranlassung.

[0008] Wird dagegen nach Abgabe eines jeweiligen Sende-Schallsig­nals ein Schallsignal vor Ablauf der Referenzlaufzeit empfangen, so erkennt die elektronische Steuereinheit der Überwachungsvorrichtung, daß im gefährdeten Überwachungsbe­reich entweder ein störender Gegenstand vorhanden ist oder sich in diesem überwachungsbereich eine Bedienungsperson befindet.

[0009] Tritt schließlich das nach Abgabe bzw. Auslösung des Sende­Schallsignals als erstes empfangene Schallsignal nach Ablauf der vorgebbaren Referenzlaufzeit auf, so erkennt die elek­tronische Steuereinheit darin einen Fehler bzw. einen Defekt insbesondere in der Sensorik der Vorrichtung. Mögliche Feh­lerquellen sind beispielsweise, daß infolge eines fehler­ haften Senders keinerlei Schallimpulse ausgesandt wurden, trotz ausgesandter Schallimpulse kein reflektierter Re­ferenzschall empfangen wurde, insbesondere aufgrund einer Verschmutzung der Wandler die empfangenen Signale zu schwach sind oder eine neue Justierung der Sensoranordnung erforderlich ist.

[0010] Der erfindungsgemäße Personen- und Kollisionsschutz kann bei­spielsweise an Maschinen wie insbesondere Spinnereimaschinen bedienenden Robotern, bewegten Maschinen oder Maschinentei­len, Fahrzeugen und Transportsystemen insbesondere in Spinne­reianlagen verwendet werden. Ein bevorzugtes Anwendungsge­biet sind die Bedienroboter von Spinnmaschinen. Die erfin­dungsgemäße Lösung gewährleistet insbesondere auch einen zu­verlässigen Kollisionsschutz bei der Verwendung zweier oder mehrerer Bedienroboter. Im letzten Falle ist zweckmäßigerwei­se jeder der Bedienroboter mit einer erf indungsgemäßen Über­wachungsvorrichtung ausgestattet.

[0011] Als elektroaktustischer Wandler ist vorzugsweise ein Ultra­schallwandler vorgesehen, so daß die Vorrichtung insbesonde­re unempfindlich gegenüber dem normalerweise auftretenden Industrielärm ist.

[0012] Der elektroakustische Wandler bildet vorzugsweise gleichzei­tig einen Schallsender und Schallempfänger. Durch eine ent­sprechende Auslegung der elektronischen Steuereinheit wird in diesem Falle der elektroakustische Wandler abwechselnd als Sender und Empfänger betrieben. Der Aufbau der gesamten Anordnung kann in diesem Falle besonders einfach gehalten werden.

[0013] Die Mittel zur Aufteilung des Sende-Schallsignals umfassen zumindest ein passives Schallumlenkelement, welches bei­spielsweise ein Reflektor sein kann, der derart angeordnet ist, daß ein Teil des gesendeten Schallanteils zum Über­wachungsbereich durchgelassen wird, während der andere Schallanteil zum Differenzreflektor umgelenkt wird.

[0014] Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante ist vorgesehen, daß der Abstand zwischen dem elektroakustischen Wandler und dem Referenzreflektor einstellbar und hierzu vor­zugsweise der Referenzreflektor verstellbar ist. Nachdem die gerade noch meßbare Entfernung beispielsweise eines im Über­wachungsbereich vorhandenen Gegenstands vom Abstand des Refe­renzreflektors zum Wandler abhängt, ist mit diesem Abstand gleichzeitig auch die noch meßbare Entfernung des Gegen­stands variierbar.

[0015] Als Referenzreflektor kann beispielsweise der Boden oder Untergrund dienen, auf dem die betreffende Maschine aufge­stellt ist. Zweckmäßigerweise kann auch ein Referenzreflek­tor an einem feststehenden Teil der betreffenden Maschine, beispielsweise an einer Spinnmaschine, entlang der ein Be­dienroboter hin- und herfährt, angeordnet sein. Hierbei ist in jedem Falle zu beachten, daß der Abstand zwischen dem elektroakustischen Wandler und dem Referenzreflektor unab­hängig von der jeweiligen Position des bewegbaren Maschinen­teils bzw. Bedienroboters gleichbleibt.

[0016] Gemäß einer anderen zweckmäßigen Ausführungsvariante ist der Referenzreflektor am bewegbaren Maschinenteil, beispielswei­se an einem verfahrbaren Bedienroboter einer Spinnmaschine, angeordnet.

[0017] Bei einem in zumindest zwei verschiedene Richtungen verfahr­baren Maschinenteil, insbesondere einem beispielsweise in zwei entgegengesetzte Richtungen verfahrbaren Bedienroboter, ist vorzugsweise für jede Richtung zumindest ein elektroaku­stischer Wandler vorgesehen, wobei bei einer Bewegung des verfahrbaren beweglichen Maschinenteils bzw. Bedienroboters in einer jeweiligen Fahrtrichtung jeweils nur der dieser Richtung zugeordnete elektroakustische Wandler durch die elektronische Steuereinheit ansteuerbar ist. Damit ist sichergestellt, daß die erhaltenen Signale stets eindeutig sind und in jedem Falle der Bereich überwacht wird, der in­folge des in diesen Bereich hineingeführten Maschinenteils gefährdet ist.

[0018] Gemäß einer praktisch bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, daß der Antrieb des bewegbaren Maschinenteils, beispielsweise des betreffenden Bedienroboters, bei auftre­tendem Erkennungssignal insbesondere durch die elektronische Steuereinheit derart ansteuerbar ist, daß zumindest zeitwei­se eine Unterbrechung oder Umkehr der Bewegung des bewegba­ren Maschinenteils erfolgt. Die jeweilige Gefahr wird dem­nach automatisch ohne irgendein Zutun einer jeweiligen Be­dienungsperson aufgehoben. Beispielsweise im Falle eines längs der Spinnstellen einer Spinnmaschine verfahrbaren Be­dienroboters kann bei Auftreten einer Kollisionsgefahr die Bewegungsrichtung umgekehrt werden. Eine erneute Umkehr der Bewegungsrichtung kann dann an bestimmten, fest vorgegebenen Bahnstellen erfolgen. Andererseits ist auch denkbar, die Bewegung beispielsweise des Bedienroboters zu unterbrechen und diesen Bedienroboter dann wieder in der gleichen Richtung zu bewegen, sobald der zu überwachende Bereich freigegeben ist.

[0019] Vorzugsweise ist das Auftreten des Fehlersignals durch die elektronische Steuereinheit für eine jeweilige Bedienungsper­son erkennbar signalisierbar. Zweckmäßigerweise ist auch vor­gesehen, im Falle eines erkannten Fehlers das bewegbare Ma­schinenteil bzw. den Bedienungsroboter sicherheitshalber automatisch stillzusetzen.

[0020] Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei­spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:

Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer Ringspinnma­schine, der ein entlang der Spinnstellen verfahrba­rer, mit einer akustischen Überwachungsvorrichtung ausgestatteter Bedienroboter zugeordnet ist,

Figur 2 eine schematische Darstellung der elektronischen Steuereinheit der Überwachungsvorrichtung sowie eine schematische Darstellung des Strahlverlaufs im Überwachungsbereich,

Figur 3 ein Laufzeitdiagramm der Schallpulse bei einem weiter vom Bedienroboter entfernten Gegenstand, und

Figur 4 ein Laufzeitdiagramm der Schallpulse bei einem dem Bedienroboter näher gelegenen Gegenstand.

[0021] In Figur 1 ist in schematischer Darstellung die eine Seite einer Ringspinnmaschine 10 mit einer Vielzahl von Spinnstel­len 34 gezeigt, die zwischen einem Kopfteil 36 und einem Fuß­teil 38 der Spinnmaschine angeordnet sind. Auf der gegenüber­liegenden, nicht zu sehenden Maschinenseite ist eine gleiche Anzahl von Spinnstellen vorgesehen.

[0022] An jeder der Spinnstellen 34 wird von einer Vorgarnspule 40 kommendes Vorgarn 42 in einem Streckwerk 44 verstreckt und das verstreckte Garn mittels eines Ringläufers 46 zur Bil­dung eines Garnkörpers 50 auf eine Spinnhülse 48 gewickelt.

[0023] Der Ringspinnmaschine 10 ist ein Bedienroboter 12 zugeord­net, welcher entlang einer oberen Führungsschiene 52 sowie einer unteren Führungs- und Positionierschiene 54 geführt ist. Dieser ein bewegbares Maschinenteil darstellende Bedien­roboter 12 ist in Richtung des Doppelpfeiles 56 entlang der Spinnstellen 34 verfahrbar. Der Bedienroboter 12 kann einen nicht gezeigten Ansetz- und Anwickelautomaten sowie weitere ebenfalls nicht gezeigte Einheiten zur Bedienung der jeweili­gen Spinnstellen aufweisen.

[0024] Der längs der Führungsschienen 52, 54 verfahrbare Bedienrobo­ter 12 ist mit einer Vorrichtung zur berührungslosen Über­wachung der an seine beiden Seiten angrenzenden Bereiche 14 ausgestattet.

[0025] Diese Überwachungsvorrichtung weist auf den beiden einander gegenüberliegenden Seiten des Bedienroboters 12 jeweils ei­nen elektroakustischen Wandler 18 zur Abgabe eines Sende­Schallsignals S_S sowie zum Empfang eines Empfangs-Schall­signals S_E (vergl. auch Fig. 2) auf. Diese beiden elek­troakustischen Wandler sind mit einer elektronischen Steuer­einheit 16 verbunden. Diese elektronische Steuereinheit kann Teil der dem Bedienroboter 12 zugeordneten und insbesondere auch zur Antriebssteuerung dieses Roboters dienenden Steuer­einheit sein.

[0026] Wie insbesondere aus Figur 2 hervorgeht, ist jedem elektro­akustischen Wandler 18 jeweils ein passives Schallumlenkele­ment 22 zugeordnet, welches im vorliegenden Fall ein ein­facher ebener Reflektor ist, welcher bezüglich der Vertika­len um 45° verschwenkt ist, so daß das horizontal auftref­fende Schallsignal senkrecht nach unten zum die Ringspinnma­schine tragenden Boden reflektiert wird, welcher, wie weiter unten im einzelnen dargelegt ist, als Referenzreflektor 24 dient.

[0027] Das passive Schallumlenkelement 22 dient zur Aufteilung des vom betreffenden elektroakustischen Wandler 18 abgegebenen Sende-Schallsignals S_S in ein in den Überwachungsbereich 14 gerichtetes Schallmeßsignal S_SM und ein Schallreferenzsignal S_SR. Eine entsprechende Aufteilung erfolgt demgemäß auch für das vom elektroakustischen Wandler 18 empfangene Empfangs-Schallsignal S_E.

[0028] Somit verläuft das der Überwachung des Überwachungsraums 14 dienende Schallmeßsignal S_SM vom elektroakustischen Wandler 18 in den Überwachungsraum 14 und bei einem dort vorhandenen Gegenstand 20 bzw. 20′ bzw. einer in diesem Überwachungsraum 14 anwesenden Person infolge der stattfindenden Reflexion zu­rück zum Wandler 18.

[0029] Demgegenüber wird der das Schallreferenzsignal S_SR bildende Anteil des vom Wandler 18 kommenden Sende-Schallsignals S_S am passiven Schallumlenkelement 22 nach unten zum Boden bzw. Referenzreflektor 24 reflektiert, worauf dieses Schallreferenzsignal S_SR in imgekehrter Richtung wiederum über das passive Schallumlenkelement 22 zurück zum Wandler 18 gelangt, wo es einen Teil des vom Wandler 18 empfangenen Empfangs-Schallsignals S_E bildet.

[0030] Der Boden bzw. Referenzreflektor 24 weist entlang dem einfa­chen Strahlverlauf des Schallreferenzsignals S_SR gemessen einen vorgegebenen Abstand a zum elektroakustischen Wandler 18 auf.

[0031] Der Abstand X_m des im Überwachungsraum 14 vorhandenen Gegenstandes 20 ist größer als der oben definierte Abstand a des Bodens bzw. Referenzreflektors 24 zum Wandler 18. Dem­gegenüber weist der Gegenstand 20′ im Vergleich zum Abstand a einen kleineren Abstand X′_m zum Wandler 18 auf.

[0032] Gemäß Figur 2 umfaßt die elektronische Steuereinheit 16 einen Mikroprozessor 26 mit einem beispielsweise mit einer nicht gezeigten Eingabeeinheit verbundenen Eingang 60 sowie einem Ausgang 62, über den der Mikroprozessor bei einer fehlerhaften Überwachungsvorrichtung ein Fehlersignal U_F und bei Erfassung eines im Überwachungsbereich 14 vorhandenen Gegenstands 20′ bzw. einer dort anwesenden Person ein Erkennungssignal U_E liefert.

[0033] Während mittels des Fehlersignals U_F beispielsweise ein Signalgeber 58 (vergl. Fig. 1) ansteuerbar ist, kann ein jeweiliges Erkennungssignal U_E für einen entsprechenden Eingriff in die Antriebssteuerung des Bedienroboters 12 verwendet werden.

[0034] Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel bildet der Ultraschall­pulse liefernde elektroakustische Wandler 18 gleichzeitig einen Schallsender und einen Schallempfänger. Dabei wird der Wandler 18 durch die elektronische Steuereinheit 16 alterna­tiv als Sender bzw. Empfänger angesteuert. Dazu umfaßt die elektronische Steuereinheit 16 eine mit dem Mikroprozessor 26 verbundene Sendeelektronik 28 sowie eine ebenfalls mit dem Mikroprozessor in Verbindung stehende Empfängerelektro­nik 30, welche beispielsweise einen Empfangsverstärker auf­weisen kann. Ferner ist dem Mikroprozessor 26 der elektro­nischen Steuereinheit 16 ein Zähler 32 zugeordnet, über den insbesondere die jeweiligen Laufzeiten der empfangenen Schallsignale bestimmbar sind.

[0035] Die beiden, auf einander gegenüberliegenden Seiten des Bedienroboters 12 vorgesehenen elektroakustischen Wandler 18 werden einzeln in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrt­richtung des Roboters 12 angesteuert. Durch die elektroni­sche Steuereinheit 16 der Überwachungsvorrichtung bzw. des Bedienroboters 12 erfolgt jeweils eine Ansteuerung des elek­troakustischen Wandlers 18, welcher in den an den Bedienrobo­ ter 12 angrenzenden Überwachungsbereich Ultraschallpulse liefert, in den der Bedienroboter hineinbewegt wird. Der andere Wandler ist hierbei jeweils außer Betrieb gesetzt.

[0036] In Figur 3 ist ein Laufzeitdiagramm für die Ultraschallpulse dargestellt, wie sie sich bei einem im Überwachungsbereich 14 vorhandenen Gegenstand 20 ergeben, der weiter vom elektro­akustischen Wandler 18 entfernt ist, als dies dem oben defi­nierten Abstand a des Bodens bzw. Referenzreflektors 24 zu diesem Wandler 18 entspricht.

[0037] Dagegen ist in Figur 4 ein Laufzeitdiagramm der Ultraschall­pulse wiedergegeben, das deren Verlauf bei einem im Über­wachungsbereich 14 vorhandenen Gegenstand 20′ zeigt, der dem elektroakustischen Wandler 18 näher ist, als dies dem oben definierten Abstand a entspricht. Während auf der Abszisse jeweils die Zeit aufgetragen ist, gibt die Ordinate die jeweilige Objektentfernung an. Demnach ist zu erkennen, daß der jeweilige Ultraschallpuls vom elektroakustischen Wandler 18 zum Zielobjekt, d.h. zum Gegenstand 20 bzw. 20′ läuft, dort zum Zeitpunkt t_m/2 bzw. t′_m/2 reflektiert wird und den Wandler 18 wieder zur Zeit t_m bzw. t′_m erreicht (durchgezogene Linien). Diese Laufzeit t_m bzw. t′_m des Schallmeßsignals S_SM (vergl. Fig. 2) ist direkt proportional zur Objektentfernung X_m bzw. X′_m. Es gilt die Beziehung
X_m = 1/2 c t_m, bzw.
X′_m = 1/2 c t′ _m.

[0038] Der Ultraschallpuls des Schallreferenzsignals S_SR läuft vom elektroaktustischen Wandler 18 zum passiven Schallumlenk­element 22, wird dort zum Boden bzw. Referenzreflektor 24 reflektiert und dort zum Zeitpunkt T_R/2 wieder zurück zum passiven Schallumlenkelment 22 und dort wiederum zum Wandler 18 reflektiert, wo er nach einer Referenzlaufzeit T_R eintrifft.

[0039] Die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung funktioniert wie folgt:

[0040] Arbeitet die Überwachungsvorrichtung fehlerfrei und ist im Überwachungsraum 14 ein relativ weit vom elektroakustischen Wandler 18 entfernter Gegenstand 20 vorhanden, so wird vom Wandler 18 zunächst das am Boden bzw. Referenzreflektor 24 reflektierte Schallreferenzsignal S_SR empfangen (vergl. Fig. 2 und 3). Das am weiter entfernten Gegenstand 20 reflek­tierte Schallmeßsignal S_SM tritt zu einem späteren Zeitpunkt t_m auf. Indem bis zum Ablauf der Referenzlaufzeit T_R ein Signal empfangen wurde, nämlich das Schallreferenzsignal S_SR, erkennt die elektronische Steuereinheit 16, daß die Überwachungsvorrichtung fehlerfrei arbeitet. Da das am Gegenstand 20 reflektierte Schallmeßsignal S_SM zu einem späteren Zeitpunkt t_m > T_R empfangen wird, wird dieses Signal von der elektronischen Steuereinheit 16 nicht mehr berücksichtigt, so daß ein Erkennungssignal U_E nicht abgegeben wird. Andererseits unterbleibt auch die Abgabe eines Fehlersignals U_F da das Schallreferenzsignal S_SR zur vorgegebenen Zeit, d.h. nach der Referenzlaufzeit T_R aufgetreten ist. In diesem in Figur 3 dargestellten Fall ist entsprechend die Entfernung X_m größer als der Abstand a.

[0041] Liegt dagegen der Gegenstand 20′ näher beim elektroakusti­schen Wandler 18, d.h. ist der Abstand a größer als die Ent­fernung X′_m, so ergibt sich ein zeitlicher Verlauf der Ultraschallpulse gemäß Figur 4. Demnach wird das am Gegen­stand 20′ reflektierte Schallmeßsignal S_SM zu einem Zeit­punkt t′_m vor Ablauf der vorgegebenen Referenzlaufzeit T_R empfangen. Nachdm t′_m < T_R ist, liefert die elektronische Steuereinheit 16 ein Erkennungssignal U_E, welches für die Anwesenheit des Gegenstandes 20′ bzw. einer gleich weit entfernten Person im Überwachungsbereich 14 repräsentativ ist.

[0042] Fehlt bei fehlerfrei arbeitender Überwachungsvorrichtung der Gegenstand 20 bzw. 20′ im Überwachungsbereich 14, so ergeben sich die gleichen Verhältnisse wie im Falle eines weiter vom Wandler 18 entfernten und damit nicht erfaßten Gegenstands 20 (vergl. Fig. 3).

[0043] Insbesondere bei einem Fehler oder Defekt der Sensorik wird das Schallreferenzsignal SSR erst nach Ablauf der vorgegebe­nen und beispielsweise fest gespeicherten Referenzlaufzeit T_R oder gar nicht empfangen. Dies wird von der elektroni­schen Steuereinheit 16 als Fehler in der Überwachungsvorrich­tung gewertet. Folglich liefert die elektronische Steuereinheit 16 das Fehlersignal U_F, über welches ins­besondere der Signalgeber 58 (vergl. Fig. 1) ansteuerbar ist. Gleichzeitig wird sicherheitshalber der Bedienroboter 12 still gesetzt werden.

[0044] Dagegen ist bei einem Auftreten des Erkennungssignals U_E, welches repräsentativ für die Anwesenheit eines Gegenstands bzw. einer Person im Überwachungsbereich ist, nicht zwangsläufig ein Stillsetzen des Bedienroboters 12 er­forderlich. Vielmehr kann es zweckmäßig sein, den Antrieb des Bedienroboters 12 im Sinne einer Umkehrung der Fahrtrich­tung anzusteuern.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur berührungslosen Überwachung eines an ein bewegbares Maschinenteil (12) wie insbesondere einen ver­fahrbaren Bedienroboter einer Spinnmaschine (10) angren­zenden Bereichs (14), mit wenigstens einem am bewegbaren Maschinenteil angeordneten und mit einer elektronischen Steuereinheit (16) verbundenen elektroakustischen Wand­ler (18) zur Abgabe eines Sende-Schallsignals (S_S) sowie zum Empfang eines an einem im Überwachungsbereich (14) vorhandenen Gegenstand (20) bzw. einer dort anwesenden Person reflektierten Empfangs-Schallsignals (S_E),
dadurch gekennzeichnet,
daß Mittel (22) zur Aufteilung des Sende-Schallsignals (S_S) in ein in den Überwachungsbereich (14) gerichtetes Schallmeßsignal (S_SM) und ein Schallreferenzsignal (S_SR) vorgesehen sind, welches auf einen einen vorgebbaren Abstand (a) zum elektroakustischen Wandler (18) aufweisenden Referenzreflektor (24) gerichtet ist und eine durch diesen Abstand (a) bestimmte Referenzlaufzeit (T_R) zwischen Abgabe und Empfang besitzt, und daß die elektronische Steuereinheit (16) einerseits jeweils ein einen Fehler in der Überwachungsvorrichtung signalisierendes Fehlersignal (U_F) liefert, wenn bis zum Ablauf der Referenzlaufzeit (T_R) kein Schallsignal empfangen wurde, und andererseits jeweils ein für die Anwesenheit eines Gegenstandes (20) bzw. einer Person im Überwachungsbereich (14) repräsentatives Erken­nungssignal (U_E) abgibt, sobald ein Schallsignal vor Ablauf dieser Referenzlaufzeit (T_R) empfangen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als elektroakustischer Wandler ein Ultraschallwand­ler (18) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der elektroakustische Wandler (18) gleichzeitig einen Schallsender und Schallempfänger bildet.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel (22) zur Aufteilung des Sende-Schallsig­nals (S_S) zumindest ein passives Schallumlenkelement umfassen.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand (a) zwischen dem elektroakustischen Wand­ler (18) und dem Referenzreflektor (24) einstellbar und hierzu vorzugsweise der Referenzreflektor (24) verstell­bar ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Referenzreflektor (24) an einem feststehenden Teil der betreffenden Maschine, insbesondere Ringspinnma­schine, angeordnet oder durch den die Maschine tragenden Boden gebildet oder an diesem angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Referenzreflektor (24) am bewegbaren Maschinen­teil (12) und insbesondere an einem verfahrbaren Bedien­ roboter angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einem in zumindest zwei verschiedene Richtungen verfahrbaren Maschinenteil (12), insbesondere einem Be­dienroboter, für jede Richtung zumindest ein elektroaku­stischer Wandler (18) vorgesehen ist, und daß bei einer Bewegung des verfahrbaren bzw. beweglichen Maschinen­teils (12) in einer jeweiligen Fahrtrichtung jeweils nur der dieser Richtung zugeordnete elektroakustische Wand­ler (18) durch die elektronische Steuereinheit (16) an­steuerbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Antrieb des bewegbaren Maschinenteils (12) bei auftretendem Erkennungssignal (U_E) insbesondere durch die elektronische Steuereinheit (16) derart ansteuerbar ist, daß zumindest zeitweise eine Unterbrechung oder Umkehr der Bewegung des bewegbaren Maschinenteils (12) erfolgt.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Auftreten des Fehlersignals (U_F) durch die elektronische Steuereinheit (16) für eine jeweilige Be­dienungsperson erkennbar signalisierbar ist.

Zeichnung