DE3644533A1

DE3644533A1 - Sensor head

Info

Publication number: DE3644533A1
Application number: DE19863644533
Authority: DE
Inventors: Takeshi Hashimoto; Eiichi Hayashi
Original assignee: Euchner GmbH and Co KG; TAKENAKA ELECTRONIC IND CO
Current assignee: Euchner GmbH and Co KG; TAKENAKA ELECTRONIC IND CO
Priority date: 1986-12-24
Filing date: 1986-12-24
Publication date: 1988-07-14

Abstract

A sensor head has a plurality of sensors which use different measurement media, such as, for example, optical fibres and light beams, radio-frequency waves, ultrasound etc, and which are arranged in an integrated design in a jacket (sheath) in such a way that the sensor surfaces lie with one another in a plane. The sensor head can be used as a measuring eye capable of simultaneously detecting a multiplicity of signals which originate from an object, for example from a workpiece transported on a transport belt. The conventional synchronisation of signals from an object on the basis of the different instances of measurement is avoided. The integrated design permits the housing to be configured with such a compact overall size that the measurement head according to the invention can be arranged in a gripper hand of a robot arm, and this permits difficult robot movements.

Description

Üblicherweise werden bei der automatischen Überwachung oder beim Unterscheiden von fertigen und unfertigen Artikeln oder beim Zählen der Anzahl derselben in einem Fördersystem einer Transportlinie verschiedene Sensoren in Abhängigkeit von den Materialien oder den Formen der Gegenstände oder von der Reichweite des jeweiligen Sensors verwendet. Bei spielsweise werden je nach Anwendungsfall fotoelektrische, mit hochfrequenten Schwingungen oder Ültraschall arbeitende, magnetische oder statisch kapazitive Sensoren eingesetzt.Usually in automatic monitoring or when distinguishing finished and unfinished items or when counting the number of them in a conveyor system different sensors depending on a transport line of materials or shapes of objects or used by the range of the respective sensor. At For example, depending on the application, photoelectric, working with high-frequency vibrations or ultrasound, magnetic or static capacitive sensors are used.

Die neuere Entwicklung auf dem Gebiet der Fabrikautomati sation hat es notwendig gemacht, eine Vielzahl von verschie denen Sensoren an auseinanderliegenden Stellen vorzusehen, beispielsweise entlang eines Transportliniensystems für den Transport von verschiedenen Teilen, um die notwendigen Informationen für eine entsprechende Überwachung des Teile flusses zu erhalten. The newest development in the field of factory automation sation made it necessary to have a variety of different to provide sensors at separate locations, for example along a transport line system for the transportation of various parts to the necessary Information for appropriate monitoring of the part to get river.

Ferner kann der getrennte Einbau mehrerer Sensoren eine enge Anordnung erforderlich machen, was zu Fehlfunktionen der beteiligten Sensoren führen kann.Furthermore, the separate installation of several sensors can be one require close arrangement, leading to malfunction of the sensors involved can lead.

Die Anordnung einer Vielzahl von Sensoren hintereinander entlang einer Transferstraße für zu transportierende Gegen stände bringt mit sich, daß die ein und denselben Gegenstand betreffenden Signale auf Grund der verschiedenen Positionen dieser Sensoren zu verschiedenen Zeiten erhalten werden, was das gleichzeitige Erfassen von Informationen über diesen Gegenstand erschwert. Deshalb ist eine Synchronisier vorrichtung erforderlich, um Abweichungen in der Zeit zu korrigieren, damit die erhaltenen Signale für die notwen dige Überwachung brauchbar sind. Im Fall von unregelmäßigen Durchgängen der Teile wird die Ablaufsteuerung für die Synchronisation so komplex, daß Fehlvorgänge sich leicht ereignen und eine entsprechende Prozeßüberwachung schwierig zu erreichen ist.The arrangement of a large number of sensors in a row along a transfer road for objects to be transported stands brings with it that one and the same object relevant signals due to the different positions of these sensors are obtained at different times what is the simultaneous gathering of information about complicates this object. Therefore is a synchronizer device required to accommodate deviations in time to correct so that the signals received for the necessary surveillance are usable. In the case of irregular Passages of the parts will be the process control for the Synchronization so complex that mistakes can be made easily occur and a corresponding process monitoring difficult can be reached.

Ein nahe beieinanderliegender Einbau von Sensoren ist ebenfalls zwingend notwendig beim Aufbau von Fingern für die mehr und mehr zum Einsatz kommenden Industrieroboter, wenn beabsichtigt ist, eine Vielzahl von Informationen gleichzeitig zu erhalten, aber der mögliche Einbaubereich für die Sensoren bei einem Fingerteil derart klein ist, daß Anzahl und Art der Sensoren beschränkt sind. Deshalb sind herkömmliche Roboterfinger noch nicht in der Lage, Größe, Bewegungsrichtung und Material des Werkstückes gleichzeitig zu erfassen, was bei den nachfolgenden Roboter bewegungen, beispielsweise Änderungen der Geschwindigkeit bei der Fingerbewegung oder Änderungen der Greifkraft beim Handhaben eines Werkstückes, bisher dazu führte, daß von Sensoren gesteuerte Roboterbewegungen nicht zufrie denstellend waren.A close installation of sensors is also imperative when building fingers for the more and more industrial robots used, if intended, a lot of information to get at the same time, but the possible installation area is so small for the sensors on a finger part, that the number and type of sensors are limited. That's why conventional robotic fingers are not yet able to Size, direction of movement and material of the workpiece at the same time capture what is happening to the subsequent robots movements, for example changes in speed with finger movement or changes in gripping force when handling a workpiece, previously led to that robot movements controlled by sensors were not satisfied were.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Sensor zu schaffen, der in der Lage ist, eine größere Anzahl von einen Gegen stand betreffenden Signalen als die bekannten Sensoren gleichzeitig zu liefern. Diese Aufgabe löst ein Sensor mit den Merkmalen des Anspruchs 1, da der erfindungsgemäße Sensorkopf wenigstens zwei Sensoren mit verschiedenen Funktionsprinzipien aufweist, die in integrierter Bauweise in einer einzigen Umhüllung angeordnet sind und dadurch einen geringen Raumbedarf haben. Sowohl die Integration von wenigstens zwei Sensoren als auch die raumsparende Einbaumöglichkeit gestatten das gleichzeitige Erkennen eines Gegenstandes mit einer Mehrzahl von Sensoren.The object of the invention is to provide a sensor who is capable of a larger number of one counter stood relevant signals as the known sensors to deliver at the same time. A sensor solves this task with the features of claim 1, since the invention Sensor head at least two sensors with different Has functional principles in an integrated design are arranged in a single envelope and thereby have a small footprint. Both the integration of at least two sensors as well as the space-saving Installation options allow simultaneous recognition an object with a plurality of sensors.

Der erfindungsgemäße Sensorkopf, der auch als Hybridsensor bezeichnet werden kann, bietet ferner den Vorteil, daß er gegenüber verschiedenen Gegenständen, die sich hinsicht lich ihres Materials oder ihrer Gestalt unterscheiden, unterschiedlich anspricht. Schließlich ist der erfindungs gemäße Sensorkopf in der Lage, beim Ausfall eines Sensors dessen Aufgabe mit einem anderen Sensor auszuführen.The sensor head according to the invention, which is also used as a hybrid sensor can also be called has the advantage that he towards various objects that are concerned differ in their material or shape, responds differently. Finally, the invention appropriate sensor head in the event of a sensor failure perform its task with another sensor.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigen:In the following the invention is based on in the drawing illustrated embodiments explained in detail. Show it:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines Sensorkopfes, Fig. 1 is a side view, partially in section, of a sensor head,

Fig. 2 eine Vorderansicht des Ausführungsbei spiels nach Fig. 1, Fig. 2 is a front view of the Ausführungsbei game according to Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels bei einer Anwendung, Fig. 3 is a side view of the embodiment shown in Fig. 1 in an application

Fig. 4 einen Längsschnitt eines zweiten Ausfüh rungsbeispiels mit einem außerhalb des Gehäuses angeordneten Verstärker, Fig. 4 shows a longitudinal section of a second example of exporting approximately with a arranged outside of the housing amplifier,

Fig. 5 eine Vorderansicht des zweiten Ausführungs beispiels, Fig. 5 is a front view of the second execution example,

Fig. 6 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines dritten Ausführungs beispiels, bei dem der gesamte Verstärker außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, Fig. 6 is a side view partially in section of a third execution example in which the whole amplifier is arranged outside the housing,

Fig. 7 eine Vorderansicht des dritten Ausführungs beispiels, Fig. 7 is a front view of the third execution example,

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung eines Greifers als Anwendungsbeispiel für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6, Fig. 8 is a perspective view of a gripper as an application example for the embodiment according to Fig. 6,

Fig. 9 einen Längsschnitt des Ausführungsbei spiels nach Fig. 6 bei einer anderen Anwen dung, und Fig. 9 is a longitudinal section of the Ausführungsbei game according to FIG. 6 in another application, and

Fig. 10 Vorderansichten von Anordnungen optischer Fasern und von Gehäusen der erfindungs gemäßen Sensorköpfe. Fig. 10 front views of arrangements of optical fibers and housings of the inventive sensor heads.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein ein hochfrequentes elektro magnetisches Feld erzeugender Näherungssensor bezeichnet, der einen der Flußverstärkung dienenden Spulenkörper 1 a und eine Spule 1 b aufweist, die im Spulenkörper 1 a angeord net ist. In Figs. 1 and 2, 1 indicates a high frequency electromagnetic field generating proximity sensor referred to, which has a serving the flux gain coil body 1 a and a coil 1 b, which is in the coil body 1 a angeord net.

Mit 2 ist ein fotoelektrischer Sensor bezeichnet, der eine Strahlen aussendende Lichtleitfaser 2 a und neben dieser eine die reflektierten Strahlen empfangende Lichtleit faser 2 b aufweist. Der Sensor 2 ist in eine Öffnung im Zentrum des Sensors 1 eingesetzt, und zwar derart, daß die Endflächen der Lichtleitfasern 2 a und 2 b in der ebenen Sensorfläche des Näherungssensors 1 liegen. Mit 3 ist ein Ultraschallsensor bezeichnet, der einen Sende- und Empfangsteil 3 a aufweist und neben dem Näherungssensor 1 derart angeordnet ist, daß seine Abstrahl- und Empfangs fläche ebenfalls in der Sensorfläche des Näherungssensors 1 liegt. Alle Sensoren 1, 2 und 3 sind in kompakter Bauweise in einem Gehäuse 4 aus Metall oder Kunststoff angeordnet, das im Ausführungsbeispiel eine zylindrische Form hat. Die Sensorfläche der Sensoren 1, 2 und 3 liegen in der einen Stirnseite des Gehäuses 4, so daß das Erfassen eines Gegenstandes mit den drei Sensoren 1, 2 und 3 gleichzeitig möglich ist. Mit 5 ist ein Verstärker bekannter Bauart für die Sensoren bezeichnet, der die von den Sensoren erzeugten Signale verstärkt und an ein nicht dargestelltes Steuerungssystem für eine Prozeßverarbeitung abgibt. Mit 6 ist ein Eingabe-/Ausgabekabel für die Übermittlung der Signale bezeichnet. Die Anwendung eines solchen Sensorkopfes ist im folgenden beschrieben. 2 with a photoelectric sensor is referred to, which has a radiation-emitting optical fiber 2 a and in addition to this a receiving the reflected rays optical fiber 2 b . The sensor 2 is inserted into an opening in the center of the sensor 1 , in such a way that the end faces of the optical fibers 2 a and 2 b lie in the flat sensor surface of the proximity sensor 1 . With 3 , an ultrasonic sensor is designated, which has a transmitting and receiving part 3 a and is arranged next to the proximity sensor 1 such that its radiation and reception area is also in the sensor surface of the proximity sensor 1 . All sensors 1 , 2 and 3 are arranged in a compact design in a housing 4 made of metal or plastic, which in the exemplary embodiment has a cylindrical shape. The sensor surface of the sensors 1 , 2 and 3 lie in one end face of the housing 4 , so that the detection of an object with the three sensors 1 , 2 and 3 is possible at the same time. 5 denotes an amplifier of a known type for the sensors, which amplifies the signals generated by the sensors and outputs them to a control system (not shown) for process processing. 6 denotes an input / output cable for the transmission of the signals. The use of such a sensor head is described below.

In Fig. 3 ist mit 7 ein Transportband bezeichnet, das dazu vorgesehen ist, in einer Reihe angeordnete Teile zu einem nachfolgenden Transportband zu transportieren. Die Teile sind Schraubenbolzen 8 mit verschiedenen Längen und aus verschiedenen Materialien, die aufrecht auf ihrem Kopf 8′ stehend mit einer gewissen Geschwindigkeit entlang einer Führungsschiene 9 in Pfeilrichtung transportiert werden. Über dem Transportband 7 für die Schraubenbolzen 8 ist der oben genannte, als Ganzes mit 10 bezeichnete Sensorkopf derart angeordnet, daß nach einem Durchgang eines Schraubenbolzens der die reflektierten Strahlen empfangende fotoelektrische Sensor 2, der innerhalb des Sensorkopfes 10 angeordnet ist, diesen Schraubenbolzen auf Grund der sich ändernden Lichtreflexion erkennt, um so letztendlich die Anzahl der Schraubenbolzen 8 bestimmen zu können. Zur gleichen Zeit erkennt der Näherungssensor 1 auf Grund der Änderung der Schwingungsfrequenz, um welches Material, z.B. Kunststoff oder Metall, es sich bei den Schraubenbolzen 8 handelt. Der Ultraschallsensor 3 mißt die unterschiedlichen Längen der Schraubenbolzen 8 mit Hilfe der sich ergebenden Laufzeitunterschiede. Die von diesen Sensoren empfangenen Signale werden im Verstärker 5 gesammelt, von wo aus Signale an eine Folgesteuerung für den Prozeß abgegeben werden, um weitere Steuereinrich tungen in Gang zu setzen, beispielsweise um fehlerhafte oder außerhalb der Norm liegende Teile mittels einer Luftab saugung aussortieren oder Schraubenbolzen aus Plastik oder Metall in verschiedene Gruppen automatisch aufteilen zu können.In Fig. 3, 7 denotes a conveyor belt which is intended to transport parts arranged in a row to a subsequent conveyor belt. The parts are bolts 8 with different lengths and made of different materials, which are transported upright on their head 8 'standing at a certain speed along a guide rail 9 in the direction of the arrow. Above the conveyor belt 7 for the screw bolts 8 , the above-mentioned sensor head, designated as a whole by 10, is arranged in such a way that after passage of a screw bolt, the photoelectric sensor 2 receiving the reflected rays, which is arranged inside the sensor head 10 , causes this screw bolt to move recognizes changing light reflection so that the number of bolts 8 can ultimately be determined. At the same time, the proximity sensor 1 recognizes on the basis of the change in the oscillation frequency which material, for example plastic or metal, the screw bolts 8 are. The ultrasonic sensor 3 measures the different lengths of the screw bolts 8 with the aid of the resulting time differences. The signals received by these sensors are collected in the amplifier 5 , from where signals are emitted to a sequencer for the process in order to set further control devices in motion, for example to sort out defective or out-of-standard parts by means of an air suction or bolts to be able to automatically split plastic or metal into different groups.

Darüber hinaus können nach Ausfall beispielsweise des fotoelektrischen Sensors 2 äquivalente Funktionen durch die Folgesteuerung aufrechterhalten werden.In addition, after the failure of the photoelectric sensor, for example, 2 equivalent functions can be maintained by the sequence control.

Ein anderes Ausführungsbeispiel zeigen die Fig. 4 und 5. Hier ist der Ultraschallsensor, ebenso wie der Verstärker für den fotoelektrischen Sensor 2, außerhalb des Gehäuses 4 angeordnet, das nur die Bauelemente der beiden Sensoren 1 und 2 aufweist und somit in seiner Baugröße reduziert ist. In den Fig. 4 und 5 ist mit 1 der Hochfrequenzschwin gungen erzeugende Näherungssensor bezeichnet, der zur Flußverstärkung einen Spulenkörper 1 a aufweist, in dem eine Spule 1 b angeordnet ist. Another embodiment is shown in FIGS. 4 and 5. Here, the ultrasonic sensor, like the amplifier for the photoelectric sensor 2 , is arranged outside the housing 4 , which has only the components of the two sensors 1 and 2 and is therefore reduced in size . In Figs. 4 and 5, 1 denotes the Hochfrequenzschwin conditions generating proximity sensor having flux gain for a bobbin 1 a, b is disposed in which a coil 1.

Mit 2 ist der fotoelektrische Sensor bezeichnet, der eine Strahlen aussendende Lichtleitfaser 2 a und neben dieser eine Strahlen empfangende Lichtleitfaser 2 b aufweist. Die Enden der optischen Fasern 2 a und 2 b dienen als Sensor flächen. Die Lichtleitfasern 2 a und 2 b sind in einer Öffnung im Zentrum des Sensors 1 derart angeordnet, daß die Endflä chen in dessen Sensorfläche liegen, wodurch das gleichzei tige Erfassen von verschiedenen, durch ein und denselben Gegenstand bedingten Signalen möglich ist. Mit 11 ist ein Verstärker für den oben genannten Näherungssensor 1 bezeichnet, dessen ringförmige Elemente 11 b auf einem Träger 11 a angeordnet sind. Die Sensoren 1 und 2 und der Verstärker 11 sind in integrierter Bauweise im Gehäuse 4 angeordnet, das für die Aufnahme von zwei Muttern 4 a und 4 b mit einem Außengewinde versehen ist. Mit 12 ist ein Kunststoffmaterial bezeichnet, das in das Innere des Gehäuses 4 eingefüllt ist, um die in diesem Gehäuse 4 aufgenommenen Bauteile in ihrer Lage festzulegen. 2 with the photoelectric sensor is designated, which has a beam-emitting optical fiber 2 a and next to this a beam-receiving optical fiber 2 b . The ends of the optical fibers 2 a and 2 b serve as sensor surfaces. The optical fibers 2 a and 2 b are arranged in an opening in the center of the sensor 1 such that the Endflä Chen lie in its sensor surface, whereby the simultaneous detection of different, caused by one and the same object signals is possible. With 11 an amplifier for the above-mentioned proximity sensor 1 is designated, the annular elements 11 b are arranged on a carrier 11 a . The sensors 1 and 2 and the amplifier 11 are arranged in an integrated design in the housing 4 , which is provided with an external thread for receiving two nuts 4 a and 4 b . With 12 a plastic material is designated, which is filled into the interior of the housing 4 in order to fix the position of the components accommodated in this housing 4 .

Mit 13 ist ein Verstärker bezeichnet, in dem ein Strahlen aussendendes und ein empfangendes Teil angeordnet sind und der über ein optisches Kabel 2 c mit dem fotoelektrischen Sensor 2 verbunden ist. Mit 14 und 15 sind Eingabe-/Aus gabekabel bezeichnet, die mit ihrem einen Ende mit dem Verstärker 13 bzw. mit dem Näherungssensor 1 und mit ihrem anderen Ende mit einem nicht dargestellten Steuersystem verbunden sind. Mit 16 ist eine Anzeigelampe bezeichnet, die je nach Bedarfsfall vorgesehen sein kann und die den Betriebszustand des fotoelektrischen Sensors 2 oder des Näherungssensors 1 anzeigt.With 13 an amplifier is designated, in which a radiation emitting and a receiving part are arranged and which is connected via an optical cable 2 c to the photoelectric sensor 2 . With 14 and 15 input / output cables are designated, which are connected at one end to the amplifier 13 or to the proximity sensor 1 and at the other end to a control system, not shown. 16 denotes an indicator lamp which can be provided as required and which indicates the operating state of the photoelectric sensor 2 or the proximity sensor 1 .

Dieses Ausführungsbeispiel kann ebenfalls bei der Überwachung eines Teileflusses, wie oben erläutert, Verwendung finden. This embodiment can also be used for monitoring of a parts flow, as explained above, are used.

Die Baugröße des Sensorkopfes dieses Ausführungsbeispiels kann aber auch so verkleinert werden, daß dessen Verwendung bei einer Hand eines Roboter-Handhabungssystems ein zwei stufiges Erkennen ermöglicht, weil die Sensoren 1 und 2 verschiedene Reichweiten und Empfindlichkeiten haben. Bei der Bewegung des Roboters kann somit beispielsweise, nachdem der Handhabungsarm mit einer hohen Geschwindigkeit sich dem zu handhabenden Teil genähert hat, unabhängig von der Stapelhöhe des Teils, die Armgeschwindigkeit durch die Funktion des fotoelektrischen Sensors 2 verringert und das Material des Teils durch die Funktion des Näherungs sensors 1 ermittelt werden. Der sich anschließende feste Zugriff auf das Teil wird von der Hand des Armes gesteuert. Danach kann, falls vorgesehen, das Ansaugen beginnen. Bei einer solchen Anwendung ist, um einen sicheren und festen Zugriff der Hand zu gewährleisten, ein weiterer zusätzlicher Sensor notwendig, um den Druck im Handinneren festzustellen. Für den Fall, daß das zu handhabende Teil nichtmetallisch ist, ist ein elektrostatischer Kapazitätssensor als Nähe rungssensor geeignet.The size of the sensor head of this embodiment can also be reduced so that its use with one hand of a robot handling system enables two-stage detection because the sensors 1 and 2 have different ranges and sensitivities. When the robot moves, for example, after the handling arm has approached the part to be handled at a high speed, regardless of the stack height of the part, the arm speed can be reduced by the function of the photoelectric sensor 2 and the material of the part by the function of the Proximity sensors 1 can be determined. The subsequent fixed access to the part is controlled by the hand of the arm. Then, if provided, suction can begin. In such an application, in order to ensure secure and firm access to the hand, another additional sensor is necessary to determine the pressure inside the hand. In the event that the part to be handled is non-metallic, an electrostatic capacitance sensor is suitable as a proximity sensor.

Das Anordnen des Verstärkers 13 für den fotoelektrischen Sensor 2 außerhalb des Gehäuses 4 verringert die Baugröße des Sensorkopfes so weit, daß dieses Ausführungsbeispiel ohne Schwierigkeiten in die Saughand eines Handhabungsarmes integrierbar ist. Dadurch werden die üblichen Arbeiten, wie das Messen der Stapelhöhe der zuhandhabenden Teile, durch Verwendung eines anderen Sensors und Vorarbeiten, wie das Stapeln dieser Teile zu einer einheitlichen Höhe, mittels Stapelvorrichtungen vermieden. Dies ergibt eine deutliche Kostenverminderung gegenüber den bekannten Aus führungsformen, und die genaue Steuerung des Handhabungsar mes verringert die Transportzeit. The arrangement of the amplifier 13 for the photoelectric sensor 2 outside the housing 4 reduces the size of the sensor head so far that this embodiment can be integrated into the suction hand of a handling arm without difficulty. This avoids the usual work, such as measuring the stack height of the parts to be handled, by using a different sensor and preliminary work, such as stacking these parts to a uniform height, by means of stacking devices. This results in a significant cost reduction compared to the known imple mentation forms, and the precise control of the handling arm reduces the transport time.

Die Fig. 6 und 7 zeigen ein weiteres, durch Anordnung des Verstärkers 17 für den ein hochfrequentes elektromagnetisches Feld erzeugenden Sensor 1 außerhalb des Gehäuses 4 noch kompakteres Ausführungsbeispiel. Mit 1 a sind wieder der der Flußverstärkung dienende Spulenkörper und mit 1b die in ihm angeordnete Spule des Sensors 1 bezeichnet. Mit 2 ist der fotoelektrische Sensor bezeichnet, der ein opti sches Kabel 2 c mit einer Strahlen aussendenden Lichtleitfa ser 2 a und einer die Strahlen empfangenden Lichtleitfaser 2 b aufweist. Die Enden der Lichtleitfasern 2 a und 2 b dienen als Sensorfläche für die Strahlen. Die Lichtleitfasern sind in einer Öffnung im Zentrum des Sensors 1 derart angeordnet, daß alle Sensorflächen in der gleichen Ebene liegen. Das Gehäuse 4 weist ein Außengewinde für den Einbau auf. Mit 12 ist ein in das Innere des Gehäuses 4 eingefüll ter Kunststoff bezeichnet, um die Sensoren in dem Gehäuse 4 festzulegen. Dieses Ausführungsbeispiel ist also nur mit zwei Arten von Sensoren, nämlich dem fotoelektrischen Sensor 1 und dem Hochfrequenz-Sensor 2 versehen. FIGS. 6 and 7 show a further, by the arrangement of the amplifier for a high frequency electromagnetic field generating sensor 1 outside of the housing 4 more compact Embodiment 17. With 1 a again the coil former serving for the flux amplification and with 1 b the coil of the sensor 1 arranged in it are designated. 2 with the photoelectric sensor is referred to, which has an optical cable 2 c with a radiation-emitting optical fiber 2 a and an optical fiber 2 b receiving the rays. The ends of the optical fibers 2 a and 2 b serve as a sensor surface for the rays. The optical fibers are arranged in an opening in the center of the sensor 1 in such a way that all sensor surfaces lie in the same plane. The housing 4 has an external thread for installation. With 12 is filled in the interior of the housing 4 ter plastic designated to fix the sensors in the housing 4 . This exemplary embodiment is therefore only provided with two types of sensors, namely the photoelectric sensor 1 and the high-frequency sensor 2 .

Mit 17 ist ein Verstärker bezeichnet, an den das optische Kabel 2 c und ein Eingabe-/Ausgabekabel 15 für den Sensor 1 angeschlossen sind. Dieser Verstärker 17 weist Strahlen aussendende und empfangende Teile und einen Meßverstärker für den fotoelektrischen Sensor 2 sowie einen Meßverstärker für den Näherungssensor 1 auf und ist über ein Kabel 18 mit einem nicht dargestellten Steuersystem verbunden. 17 denotes an amplifier to which the optical cable 2 c and an input / output cable 15 for the sensor 1 are connected. This amplifier 17 has radiation-emitting and receiving parts and a measuring amplifier for the photoelectric sensor 2 and a measuring amplifier for the proximity sensor 1 and is connected via a cable 18 to a control system, not shown.

Fig. 8 zeigt eine Anwendung des vorstehend erläuterten Sensorkopfes. Im einzelnen ist die Hand eines Roboters für Fabrikautomatisation gezeigt, der Greif- und Transport arbeiten und dergleichen verrichtet. Mit 19 und 19′ sind bewegbare Finger und mit 20 ein den Sensorkopf aufnehmendes Teil bezeichnet, das außer dem Sensorkopf 21 eine Mehrzahl von druckempfindlichen Sensoren 22 aufweist. Fig. 8 shows an application of the sensor head described above. In detail, the hand of a robot for factory automation is shown, the gripping and transport work and the like. With 19 and 19 'are movable fingers and 20 denotes a part receiving the sensor head, which in addition to the sensor head 21 has a plurality of pressure-sensitive sensors 22 .

Beim Greifen eines zuhandhabenden Teils mit den Fingern 19 und 19′ zeigt auf Grund dessen, daß der fotoelektrische Sensor 2 und der Näherungssensor 1 verschiedene Reichweiten oder Empfindlichkeiten und Entfernungen aufweisen, in denen sie wirksam sind, zuerst der fotoelektrische Sensor 2 an, ob das zu handhabende Teil bereits zwischen den beiden Fingern 19 und 19′ ist oder ob dieses Teil in die Nähe des Bereiches des Näherungssensors 1 kommt. Sobald der Näherungssensor 1 die Anwesenheit des zu handhabenden Teils feststellt, werden die Bewegungsgeschwindigkeiten der Finger 19 und 19′ verringert und der feste Zugriff auf das zu handhabende Teil von den vier druckempfindlichen Sensoren 22 gesteuert.When gripping a part to be handled with the fingers 19 and 19 'shows due to the fact that the photoelectric sensor 2 and the proximity sensor 1 have different ranges or sensitivities and distances at which they are effective, the photoelectric sensor 2 first indicates whether that handling part already between the two fingers 19 and 19 'or whether this part comes close to the area of the proximity sensor 1 . As soon as the proximity sensor 1 detects the presence of the part to be handled, the movement speeds of the fingers 19 and 19 'are reduced and the fixed access to the part to be handled is controlled by the four pressure-sensitive sensors 22 .

Fig. 9 zeigt ein anderes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, bei dem ein Strahlen aussendendes Teil 2 d und ein Strahlen empfangendes Teil 2 e, die zu dem fotoelektrischen Sensor 2 gehören, aus dem Verstärker 17 heraus in das Gehäuse 4 verlegt und an die Lichtleitfasern 2 a, 2 b angeschlossen sind. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 werden mittels des Sensors 2 erfaßte Signale über das optische Kabel 2 c zum Verstärker 17 übermittelt, der außerhalb des Gehäuses 4 angeordnet ist. Die Lichtleitfasern neigen aber dazu, wenn sie gebogen werden, in Abhängigkeit vom Krümmungsradius die Signale zu schwächen, so daß ein beliebiger Einbau des Gehäuses 4 und des Verstärkers 17 nicht möglich ist. Aus dem gleichen Grunde können bei komplizierten Roboter bewegungen Fehlfunktionen auftreten. Fig. 9 shows another embodiment of this invention, wherein a beam emitting part 2 d and a radiation receiving member 2 e that belong to the photoelectric sensor 2, moved from the amplifier 17 out into the housing 4 and to the optical fibers 2a, 2 b are connected. In the exemplary embodiment according to FIG. 6, signals detected by the sensor 2 are transmitted via the optical cable 2 c to the amplifier 17 , which is arranged outside the housing 4 . However, the optical fibers, when bent, tend to weaken the signals depending on the radius of curvature, so that any installation of the housing 4 and the amplifier 17 is not possible. For the same reason, malfunctions can occur with complicated robot movements.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist das Ausführungsbei spiel nach Fig. 9 so abgeändert, daß die Umwandlung an optischen Signalen in elektrische Signale mittels der als Wandler dienenden Teile 2 d und 2 e innerhalb des Gehäu ses 4 vollzogen werden kann, wo die Möglichkeit für ein Verbiegen des optischen Kabels nicht besteht oder allenfalls gering ist, so daß die Signale praktisch nicht geschwächt werden, was die Ausführung von korrekten Handhabungsvor gängen bei komplizierten Roboterbewegungen gewährleistet.In order to eliminate this disadvantage, the exemplary embodiment according to FIG. 9 is modified so that the conversion of optical signals into electrical signals by means of the parts 2 d and 2 e serving as transducers can be carried out within the housing 4 , where the possibility for a bending of the optical cable does not exist or is at most slight, so that the signals are practically not weakened, which ensures the execution of correct handling operations with complicated robot movements.

Als Näherungssensor für den erfindungsgemäßen Sensorkopf kann neben den genannten Beispielen ein kapazitiv oder ein magnetischer sowie eine Kombination von beiden verwendet werden, was eine Anpassung an vorgegebene Situationen und Anordnungen ermöglicht. Auch kann die Gestalt des Gehäuses entsprechend den Einsatz- und Einbauerfordernissen angepaßt werden. Darüber hinaus gibt es bei fotoelektrischen Sensoren keine Begrenzung in der Verwendung optischer Fasern für das Aussenden und Empfangen von Strahlen. Die Fig. 10a bis 10f zeigen andere Ausführungsbeispiele hinsicht lich der Anzahl und Anordnung der optischen Fasern. So sind beispielsweise in Fig. 10c und 10f optische Fasern 2 b und 2 b′ dargestellt, die voneinander getrennt auf eine Strahlen aussendende Quelle 2 a reagieren, also miteinander ein Drei-Augen-System bilden.As a proximity sensor for the sensor head according to the invention, a capacitive or a magnetic as well as a combination of both can be used in addition to the examples mentioned, which enables adaptation to predetermined situations and arrangements. The shape of the housing can also be adapted according to the application and installation requirements. In addition, in photoelectric sensors, there is no limit to the use of optical fibers for the transmission and reception of rays. Figs. 10a to 10f show other embodiments of terms Lich the number and arrangement of the optical fibers. For example, in Fig. 10c and 10f optical fibers 2 b and 2 b 'are shown, which react separately from each other to a radiation emitting source 2 a , that is, they form a three-eye system with each other.

Da die erfindungsgemäßen Sensoren derart angeordnet sind, daß sie bündig miteinander abschließen und in einer Ebene liegen, kann eine Vielzahl von Signalen, die sich auf ein und denselben Gegenstand beziehen, erhalten und an eine Steuerung weitergegeben werden, was eine Synchronisie rungsvorrichtung für die von den Sensoren stammenden Signale überflüssig macht, wodurch das gesamte System vereinfacht wird. Auf diese Weise ermittelt ein Sensorkopf, der Sensoren aufweist, die verschiedene Meßmedien benutzen, beispielswei se Lichtstrahlen, Ultraschallwellen, magnetische Felder und elektrostatische Kapazität, eine größere Anzahl von Parametern, und man kann so im Hinblick auf die Einsatzer fordernisse durch geeignete Wahl der Sensoren eine bessere Anpaßbarkeit an den Gegenstand erreichen. Der Ersatz eines Sensors durch einen anderen ist möglich, z.B. beim Ausfall eines fotoelektrischen Sensors auf Grund von Staubeinwirkung. Since the sensors according to the invention are arranged in such a way that they are flush with each other and in one plane can lie a variety of signals that are based on Obtaining and receiving the same object a control can be passed on, which is a synchronization tion device for the signals coming from the sensors makes redundant, which simplifies the entire system becomes. In this way, a sensor head determines the sensors has, which use different measuring media, for example light rays, ultrasonic waves, magnetic fields and electrostatic capacity, a larger number of Parameters, and so you can with regard to the operator requirements through a suitable choice of sensors a better one Achieve adaptability to the object. The replacement of one Another sensor is possible, e.g. in the event of failure of a photoelectric sensor due to dust.

Dann wird die ihm zugeteilte Funktion, also das Zählen der Anzahl der Gegenstände, an einen Ultraschallsensor übertragen, ohne daß Schwierigkeiten, die bis zu dem Steue rungssystem reichen könnten, verursacht werden. Ein solcher Ersatz eines ausgefallenen Sensors stellt einen besonderen Vorteil in der Fabrikautomatisation dar, wo Fehlzeiten zu erheblichen Konsequenzen führen können.Then the function assigned to him, i.e. counting the number of objects to an ultrasonic sensor transmitted without difficulty leading up to the tax system could be caused. Such a Replacement of a failed sensor represents a special one Advantage in factory automation is where absenteeism can lead to considerable consequences.

Claims

1. Sensor head, characterized in that it contains at least two different types of sensors ( 1 , 2 , 3 ) in inte grated construction within a casing ( 4 ) arranged such that the sensor surfaces of the sensors ( 1 , 2 , 3 ) on the same side of the casing ( 4 ).

2. Sensor head according to claim 1, characterized in that one of the sensors ( 1 , 2 , 3 ) optical fibers ( 2 a , 2 b ), a generator ( 1 a , 1 b ) of a high-frequency electromagnetic field or an ultrasound system.

3. Sensor head according to claim 1 or 2, characterized in that at least one amplifier ( 5 ) of conventional design with the sensors ( 1 , 2 , 3 ) is arranged within their envelope.

4. Sensor head according to claim 1 or 2, characterized in that at least one amplifier ( 13 ) is arranged outside the casing.

5. Sensor head according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one (1) of the sensors ( 1 , 2 , 3 ) comprises one of the other sensors.

6. Sensor head according to claim 5, characterized in that a radiation emitting part ( 2 a ) and a radiation receiving part ( 2 b ) of a photoelectric sensor in the center of an electromagnetic or magnetic field generating sensor ( 1 a , 1 b ) arranged are.