DE10105705A1 - Lageerkennungs-Einrichtung und Verfahren zum Erfassen einer gewünschten Lage - Google Patents

Abstract

Lageerkennungs-Einrichtung und Verfahren zum Erfassen einer gewünschten Lage mindestens eines ersten Referenzobjekts (100, 300, 500) zu mindestens einem zweiten Referenzobjekt (200, 400, 600), wobei das erste Referenzobjekt (100, 300, 500) mindestens eine Sendevorrichtung (130, 330, 530) und mindestens eine Empfangsvorrichtung (120, 320, 520), jeweils für elektromagnetische Strahlung, aufweist, und wobei das zweite Referenzobjekt (200, 400, 600), mit einem Reflektor (240, 440, 640) versehen ist, von welchem die von der Sendevorrichtung (130, 330, 530) ausgesandte elektromagnetische Strahlung auf die Empfangsvorrichtung (120, 320, 520) gerichtet wird, wenn der Abstand des ersten Referenzobjekts (100, 300, 500) und des zweiten Referenzobjekts (200, 400, 600), von der gewünschten Lage geringer als ein vorgebbarer Wert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageerkennungs-Einrichtung und ein Verfahren zum Erfassen einer gewünschten Lage mindestens eines ersten Referenzobjekts zu mindestens einem zweiten Re­ ferenzobjekt.

Herkömmlicherweise wird die Lage zweier Referenzobjekte zu­ einander mittels Lichtschranken ermittelt. Der Strahlengang der Lichtschranken, welche beispielsweise Gabel- oder Reflex­ lichtschranken sein können, wird hierzu mittels eines Unter­ brechers unterbrochen oder freigegeben, wenn die gewünschte Lage der Referenzobjekte erreicht ist.

Für einige Anwendungsfälle kann jedoch das Anbringen eines Unterbrechers störend oder gar unmöglich sein, beispielsweise wenn Referenzobjekte zueinander mit sehr geringem Abstand po­ sitioniert werden sollen.

Ferner ist mit herkömmlichen Vorrichtungen zur Lageerkennung ein Erkennen einer gewünschten Lage bei größerem Objektab­ stand schwierig, da die von einem Sender der herkömmlichen Lageerkennungs-Einrichtung ausgesendete elektromagnetische Strahlung von einem Empfänger der herkömmlichen Lageerken­ nungs-Einrichtung nicht identifiziert werden kann. Somit kann von anderen Quellen als der Lageerkennungs-Einrichtung, aus­ gehende elektromagnetische Strahlung von dem Empfangsteil der Lageerkennungs-Einrichtung empfangen und dabei eventuell als von der Sendeeinrichtung der Lageerkennungs-Einrichtung aus­ gesendete elektromagnetische Strahlung identifiziert werden. Hierbei würde die herkömmliche Lageerkennungs-Einrichtung das Vorliegen der gewünschten Lage der Referenzobjekte zueinander anzeigen, obwohl tatsächlich eine derartige Lage nicht er­ reicht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lageerken­ nungs-Einrichtung und ein Verfahren zum Erfassen einer ge­ wünschten Lage eines ersten Referenzobjekts zu mindestens ei­ nem zweiten Referenzobjekt zu schaffen, welche einen einfa­ cheren Aufbau aufweisen und mittels welchem ein sicheres Er­ fassen der gewünschten Lage möglich ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Einrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 12. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.

Durch die Erfindung wird eine Lageerkennungs-Einrichtung zum Erfassen einer gewünschten Lage mindestens eines ersten Refe­ renzobjekts zu mindestens einem zweiten Referenzobjekt ge­ schaffen. Das erste Referenzobjekt und das zweite Referenzob­ jekt sind relativ zueinander bewegbar. An dem ersten Refe­ renzobjekt ist mindestens eine Sendevorrichtung zum Senden modulierter elektromagnetischer Strahlung vorgesehen. Außer­ dem ist an dem ersten Referenzobjekt mindestens eine Emp­ fangsvorrichtung zum Empfangen elektromagnetischer Strahlung vorgesehen. An dem zweiten Referenzobjekt ist mindestens ein Reflektor angebracht, der dafür ausgelegt ist, die von der Sendevorrichtung ausgesandte modulierte elektromagnetische Strahlung auf die Empfangsvorrichtung zu richten, wenn der Abstand des ersten Referenzobjekts und des zweiten Referen­ zobjekts von der gewünschten Lage geringer als ein vorgebba­ rer Wert ist.

Durch Vorgeben des vorgebbaren Werts ist es hierbei möglich, unterschiedliche gewünschte Abstände, von sehr geringen Ab­ ständen bis zu sehr großen Abständen, durch entsprechende Ge­ staltung des Reflektors bereitzustellen. Außerdem kann die gewünschte Genauigkeit mit dem vorgebbaren Wert vorbestimmt werden. Durch das Modulieren der von der Sendevorrichtung ausgesendeten elektromagnetischen Strahlung ist eine Identifikation des zweiten Referenzobjekts durch das erste Referen­ zobjekt unter Zusammenwirken mit dem Reflektor möglich.

Das Erfassen erfolgt erfindungsgemäß durch Analyse der emp­ fangenen elektromagnetischen Strahlung und Vergleichen der­ selben mit der gesendeten elektromagnetischen Strahlung. Der vorgebbare Wert wird dabei derart festgelegt, dass eine aus­ reichende Übereinstimmung der gesendeten elektromagnetischen Strahlung mit der empfangenen elektromagnetischen Strahlung sichergestellt ist, wenn die gewünschte Lage eingenommen ist.

Das genannte Vergleichen wird beispielsweise mittels einer Auswerteeinrichtung vorgenommen, welche mit der Sendevorrich­ tung und der Empfangsvorrichtung gekoppelt ist.

Der Reflektor kann einen Brennpunkt aufweisen. Hierdurch ist eine noch höhere Genauigkeit beim Erfassen der gewünschten Lage zwischen den Referenzobjekten möglich. Der Brennpunkt kann derart ausgerichtet sein, dass die Empfangsvorrichtung sich in dem Brennpunkt befindet, wenn sich das erste Referen­ zobjekt und das zweite Referenzobjekt in der gewünschten Lage befinden.

Der Reflektor kann auch ein Spiegel sein, an welchem die von der Sendevorrichtung ausgesendete elektromagnetische Strah­ lung reflektiert wird. Ebenso kann der Reflektor eine glatte Oberfläche sein, z. B. eine Kunststoffoberfläche, an welcher bei einem Einfallwinkel unterhalb eines Grenzwinkels Totalre­ flektion auftritt. Der Reflektor kann beispielsweise auch entlang einer Achse gewölbt sein.

Es ist eine Schwellwertanalyse möglich, so dass die gewünsch­ te Genauigkeit der Lageerkennungs-Einrichtung durch Verändern der Empfindlichkeit der Auswerteeinrichtung, welche mit der Empfangsvorrichtung gekoppelt ist, einstellbar ist.

Bei Erreichen einer bestimmten Intensität der von der Emp­ fangsvorrichtung empfangenen elektromagnetischen Strahlung ist mittels einer Auswerteeinrichtung identifizierbar, dass die gewünschte Lage erreicht ist.

Erfindungsgemäß ist es ferner möglich, an dem zweiten Refe­ renzobjekt eine zweite Sendevorrichtung und eine zweite Emp­ fangsvorrichtung vorzusehen. Diese sind zusammen mit der Sen­ devorrichtung und der Empfangsvorrichtung des ersten Referen­ zobjekts in der Lage, eine Datenübertragung zwischen dem er­ sten Referenzobjekt und dem zweiten Referenzobjekt durchzu­ führen. Somit ist es möglich, z. B. nach dem Erfassen der ge­ wünschten Lage zwischen dem ersten und dem zweiten Referen­ zobjekt eine Datenübertragung zwischen den beiden Referenzob­ jekten durchzuführen. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass beide für die Datenübertragung erforderlichen Sende- und Empfangsvorrichtungen sich in einer für die Datenübertragung geeigneten Lage befinden. Nachdem die gewünschte Lage erfasst wurde, kann die Datenübertragung sicher durchgeführt werden.

Der vorgebbare Wert kann, beispielsweise für Anordnungen, bei welchen nach dem Erfassen der gewünschten Lage eine Daten- /oder Energieübertragung zwischen den Referenzobjekten kon­ taktlos durchgeführt werden soll, zwischen 0,01 und 10 mm be­ tragen. Es sind jedoch auch geringere oder deutlich größere Werte für den vorgebbaren Wert möglich.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Erfassen einer ge­ wünschten Lage mindestens eines ersten Referenzobjekts zu mindestens einem zweiten Referenzobjekt nach Anspruch 12 wird ein Signal in Form von elektromagnetischer Strahlung über die Sendevorrichtung gesendet. Es wird erfasst, ob ein dem gesen­ deten Signal entsprechendes Signal von der Empfangsvorrich­ tung empfangen wird. Beim Erfassen eines derartigen Signals wird indiziert, dass die gewünschte Lage zwischen dem ersten Referenzobjekt und dem zweiten Referenzobjekt besteht, wenn das empfangene Signal dem gesendeten Signal entspricht. Hierdurch ist eine eindeutige Identifizierung der gewünschten La­ ge möglich.

Durch Vorbestimmen des vorgebbaren Werts, welcher den Abstand und die Ausrichtung der Referenzobjekte zueinander festlegt, kann das erfindungsgemäße Verfahren auf unterschiedliche ge­ wünschte Lagen mit unterschiedlichen Abständen zwischen den Referenzobjekten angewendet werden. Möglich sind dabei Ab­ stände vom 1/100 mm-Bereich bis in den Bereich mehrerer Me­ ter.

Der Reflektor kann einen Brennpunkt aufweisen und das gesen­ dete Signal kann entsprechend erfasst werden, wenn sich die Empfangsvorrichtung in der unmittelbaren Umgebung des Brenn­ punkts befindet. Es ist möglich, eine vorbestimmte Mindest- Intensität als Schwellwert für das Erfassen des Signals zu verwenden. Wird ein Signal mit einer Intensität erfasst, wel­ che größer als die vorbestimmte Mindest-Intensität ist, er­ folgt das Erfassen.

An dem zweiten Referenzobjekt kann eine zweite Sendevorrich­ tung und eine zweite Empfangsvorrichtung vorgesehen werden. Hierbei wird nach dem Erfassen eine Datenübertragung unter Zusammenwirken der ersten Sendevorrichtung mit der zweiten Empfangsvorrichtung und/oder der zweiten Sendevorrichtung mit der ersten Empfangsvorrichtung durchgeführt. Erfindungsgemäß ist es möglich zusätzlich eine Datenübertragung durchzufüh­ ren, beispielsweise nachdem die gewünschte Lage, welche für eine Datenübertragung erforderlich sein kann, erfasst worden ist.

Nach Anspruch 16 wird eine erste Übertragungseinheit einer Schnittstelle von der Sendevorrichtung und der Empfangsvor­ richtung des ersten Referenzobjekts gebildet. Eine zweite Übertragungseinheit der Schnittstelle, welche von der ersten übertragungseinheit räumlich getrennt ist und relativ zu die­ ser bewegbar ist, wird von einer zweiten Sendevorrichtung und einer zweiten Empfangsvorrichtung des zweiten Referenzobjekts gebildet. Die erste Übertragungseinheit und die zweite Über­ tragungseinheit bilden dabei eine Schnittstelle zur Daten­ übertragung. Nach Anspruch 16 wird diese Schnittstelle zum Detektieren, ob das erste Referenzobjekt und das zweite Refe­ renzobjekt sich zueinander in der gewünschten Lage befinden, verwendet.

Hierzu wird an der zweiten Übertragungseinheit ein Reflektor angeordnet und derart ausgelegt, dass von der ersten Sende­ vorrichtung gesendete elektromagnetische Strahlung auf die erste Empfangsvorrichtung gerichtet wird. Ferner wird von der ersten Sendevorrichtung elektromagnetische Strahlung gesen­ det, deren Format von einem für die Übertragung über die Schnittstelle vorbestimmten Format abweicht. Mittels der er­ sten Empfangsvorrichtung wird elektromagnetische Strahlung erfasst, deren Format von dem vorbestimmten Format abweicht. Im Normalbetrieb der Schnittstelle wird von den Sendevorrich­ tungen lediglich elektromagnetische Strahlung in dem vorbe­ stimmten Format ausgesendet. Wird von der ersten Empfangsvor­ richtung elektromagnetische Strahlung erfasst, deren Format von dem vorbestimmten Format abweicht, indiziert dies, dass sich das erste Referenzobjekt und das zweite Referenzobjekt in der gewünschten Lage zueinander befinden. Somit kann eine Schnittstelle zur Datenübertragung erfindungsgemäß als Erfas­ sungseinheit für das Erfassen einer gewünschten Lage zwischen Referenzobjekten verwendet werden.

Nach dem Erfassen, dass die gewünschte Lage eingenommen wor­ den ist, ist es möglich, eine Datenübertragung in dem vorbe­ stimmten Format der Schnittstelle zwischen der ersten Über­ tragungseinheit und der zweiten Übertragungseinheit durchzu­ führen. Hierbei ist zunächst durch das Erfassen der gewünsch­ ten Lage sichergestellt, dass die erste Übertragungseinheit und die zweite Übertragungseinheit der Schnittstelle sich in der für eine Datenübertragung geeigneten Position befinden.

Erst danach wird die Datenübertragung gestartet. Hierdurch ist die Sicherheit der Datenübertragung erhöht.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1a und 1b schematische Schnitte nach einer ersten be­ vorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2a und 2b schematische Schnitte nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 3a und 3b schematische Schnitte nach einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Aus Fig. 1a sind ein erstes Referenzobjekt 100 und ein zwei­ tes Referenzobjekt 200 ersichtlich. Ein optisches Fenster 110, welches für elektromagnetische Strahlung durchlässig ist, ist an dem ersten Referenzobjekt 100 ausgebildet. Hinter dem optischen Fenster 110 befindet sich eine Empfangsvorrich­ tung 120, beispielsweise eine Infrarot-Fotodiode. Von der Empfangsvorrichtung 120 kann durch das optische Fenster 110 in das erste Referenzobjekt 100 eindringende elektromagneti­ sche Strahlung erfasst werden.

Das erste Referenzobjekt 100 ist ferner mit einer Sendevor­ richtung 130 versehen. Beispielsweise ist die Sendevorrich­ tung 130 eine Infrarot-Sendediode. Die Sendevorrichtung 130 ist in der Lage, durch das optische Fenster 110 hindurch elektromagnetische Strahlung von dem ersten Referenzobjekt 100 abzustrahlen.

Ein zweites Referenzobjekt 200 weist ein optisches Fenster 210 auf, welches für elektromagnetische Strahlung, beispiels­ weise Infrarotlicht, durchlässig ist. Hinter dem optischen Fenster 210 ist in dem zweiten Referenzobjekt 200 eine Emp­ fangsvorrichtung 220 angeordnet. Die Empfangsvorrichtung 220 kann beispielsweise eine Infrarot-Fotodiode sein. Ferner ist hinter dem optischen Fenster 210 des zweiten Referenzobjekts 200 eine Sendevorrichtung 230 angeordnet. Die Sendevorrich­ tung kann eine Infrarot-Sendediode sein. Hinter dem optischen Fenster 210 des zweiten Referenzobjekts 200 ist ferner ein Reflektor 240 angebracht. Der Reflektor kann beispielsweise ein mit einem reflektierenden Material beschichtetes Spritz­ gußteil sein. Es ist auch möglich, den Reflektor 240 halb durchlässig auszubilden, so dass es möglich ist, die Emp­ fangsvorrichtung 220 und die Sendevorrichtung 230 hinter dem Reflektor in dem zweiten Referenzobjekt 200 anzuordnen. Es ist auch möglich, in dem Reflektor 240 Öffnungen vorzusehen, durch welche hindurch die Empfangsvorrichtung 220 und die Sendevorrichtung 230 elektromagnetische Strahlung, welche durch das Fenster 210 in das zweite Referenzobjekt 200 ein­ tritt, empfangen bzw. senden können.

In Fig. 1a sind das erste Referenzobjekt 100 und das zweite Referenzobjekt 200 mit Abstand zueinander gezeigt. Das erste Referenzobjekt 100 und das zweite Referenzobjekt können rela­ tiv zueinander bewegt werden. Hierbei sollen sie in eine ge­ wünschte Lage gebracht werden. Um die gewünschte Lage erfas­ sen zu können, ist der Reflektor 240 dergestalt, dass er von der Sendevorrichtung 130 des ersten Referenzobjekts 100 aus­ gesendete elektromagnetische Strahlung auf die Empfangsvor­ richtung 120 des ersten Referenzobjekts 100 richtet, wenn sich das erste Referenzobjekt 100 und das zweite Referenzob­ jekt 200 in der gewünschten Lage befinden.

Aus Fig. 1b sind das erste Referenzobjekt 100 und das zweite Referenzobjekt 200 in der gewünschten Lage ersichtlich.

Wie durch die gestrichelten Linien in Fig. 1b angedeutet, wird die von der Sendevorrichtung 130 des ersten Referenzob­ jekts 100 ausgesendete elektromagnetische Strahlung an dem Reflektor 240 reflektiert und auf die Empfangsvorrichtung 120 des ersten Referenzobjekts 100 gerichtet.

Hierdurch kann mit hoher Genauigkeit das Einnehmen der ge­ wünschten Lage zwischen dem ersten Referenzobjekt 100 und dem zweiten Referenzobjekt 200 detektiert werden.

Um eine noch größere Genauigkeit des Einnehmens der gewünsch­ ten Lage erreichen zu können, kann der Reflektor 240 derart ausgebildet sein, dass er einen Brennpunkt B aufweist. Der Brennpunkt B ist dergestalt, dass bei Einnehmen der gewünsch­ ten Lage zwischen dem ersten Referenzobjekt 100 und dem zwei­ ten Referenzobjekt 200 die Empfangsvorrichtung 120 des ersten Referenzobjekts 100 in dem Brennpunkt B liegt.

Durch Variieren der Bündelungswirkung des Reflektors 240 ist es beispielsweise möglich, die Genauigkeit, mit welcher das Einnehmen der gewünschten Lage zwischen dem ersten Referen­ zobjekt und dem zweiten Referenzobjekt ermittelt werden kann, abhängig von der Intensität der an der Empfangsvorrichtung 120 empfangenen elektromagnetischen Strahlung unterschiedlich empfindlich auszugestalten. Dabei kann, abhängig von der In­ tensität der von der Empfangsvorrichtung 120 empfangenen elektromagnetischen Strahlung ermittelt werden, bis zu wel­ chem Grad die gewünschte Lage bereits erreicht ist. Mit zu­ nehmend eingenommener gewünschter Lage nimmt auch die Inten­ sität der elektromagnetischen Strahlung entsprechend zu.

Aus den Fig. 2a und 2b ist eine zweite bevorzugte Ausfüh­ rungsform nach der Erfindung ersichtlich. Dabei entsprechen im Wesentlichen das erste Referenzobjekt 300 dem ersten Refe­ renzobjekt 100 nach der ersten bevorzugten Ausführungsform, das optische Fenster 310 dem optischen Fenster 110, die Emp­ fangsvorrichtung 320 der Empfangsvorrichtung 120, die erste Sendevorrichtung 330 der Sendevorrichtung 130, das zweite Re­ ferenzobjekt 400 dem zweiten Referenzobjekt 200, die Emp­ fangsvorrichtung 420, die Sendevorrichtung 430 und der Re­ flektor 440 sowie das optische Fenster 410 und der Brennpunkt B im Wesentlichen der Empfangsvorrichtung 220, der Sendevorrichtung 230, dem Reflektor 240, dem optischen Fenster 210 bzw. dem Brennpunkt B.

Im Unterschied zur ersten bevorzugten Ausführungsform ist nach der zweiten bevorzugten Ausführungsform eine erste Sen­ devorrichtung 330 und eine zweite Sendevorrichtung 335 in dem ersten Referenzobjekt 300 vorgesehen. Die erste Sendevorrich­ tung 330 und die zweite Sendevorrichtung 335 geben eine höhe­ re Strahlungsintensität durch das optische Fenster 310 des ersten Referenzobjekts 300 ab. Dies ist insbesondere dazu nützlich, über größere Entfernungen eine gewünschte Lage zwi­ schen dem ersten Referenzobjekt 300 und dem zweiten Referen­ zobjekt 400 zu erfassen. Außerdem kann auch die Genauigkeit des Erfassens erhöht werden, da mit höherer Intensität der von dem Reflektor 440 reflektierten elektromagnetischen Strahlung gearbeitet werden kann. Insbesondere für den Fall, dass der Reflektor 440 einen Brennpunkt B aufweist, lässt sich das Intensitätsmaximum besser durch die Empfangsvorrich­ tung 320 erfassen. Beispielsweise kann die erste Sendevor­ richtung 330 und die zweite Sendevorrichtung 350 symmetrisch zur optischen Achse der Empfangsvorrichtung 320 angeordnet sein. Hierbei ist es möglich, ohne Abschattung durch die Emp­ fangsvorrichtung 320 von den ersten und zweiten Sendevorrich­ tungen 330 bzw. 335 ausgesendete elektromagnetische Strahlung durch das optische Fenster 310 hindurch auszusenden.

Aus den Fig. 3a und 3b ist eine dritte bevorzugte Ausfüh­ rungsform nach der Erfindung ersichtlich. Die dritte bevor­ zugte Ausführungsform weicht von der ersten und zweiten be­ vorzugten Ausführungsform dadurch ab, dass der Reflektor 640 von einer teilweise oder vollständig reflektierenden Fläche gebildet wird. Dieses erfordert eine geänderte Anordnung der Empfangsvorrichtung 520 und der Sendevorrichtung 530 des er­ sten Referenzobjekts 500 sowie des Reflektors 640, der Emp­ fangsvorrichtung 620 und der Sendevorrichtung 630 des zweiten Referenzobjekts.

Wie aus Fig. 3a ersichtlich, ist hinter einem optischen Fen­ ster 510 des ersten Referenzobjekts 500 eine Sendevorrichtung 530 angeordnet. Ferner ist eine Empfangsvorrichtung 520 hin­ ter dem optischen Fenster 510 vorgesehen. Ein zweites Refe­ renzobjekt 600 weist nach der dritten bevorzugten Ausfüh­ rungsform ein optisches Fenster 610 auf, hinter welchem ein Reflektor 640, eine Empfangsvorrichtung 620 und eine Sende­ vorrichtung 630 angeordnet sind. Der Reflektor ist dabei eine teilreflektierende oder vollständig reflektierende Oberflä­ che, welche beispielsweise ein Spiegel oder eine beschichtete oder glatte Kunststofffläche sein kann. Der Reflektor 640 weist zur Oberfläche des optischen Fensters 610 einen Winkel α auf. Durch Vorbestimmen des Winkels α ist es möglich, den für das Erfassen der gewünschten Lage geeigneten Ort der Emp­ fangsvorrichtung 520 in Abhängigkeit von dem Ort der Sende­ vorrichtung 530 des ersten Referenzobjekts zu bestimmen. Die von dem Reflektor reflektierte elektromagnetische Strahlung, welche von der Sendevorrichtung 530 ausgesendet worden ist und an dem Reflektor 640 reflektiert worden ist, wird entlang einer von dem Winkel α abhängigen optischen Hell-Dunkel- Kante K1 reflektiert. Der Reflektor 640 kann eine entlang ei­ ner Achse gewölbte Oberfläche aufweisen, z. B. stabförmig aus­ gebildet sein. Die Achse ist dabei um den Winkel α zur Ober­ fläche des zweiten Referenzobjekts geneigt.

Ein Erfassen der gewünschten Lage des ersten Referenzobjekts 500 zu dem zweiten Referenzobjekt 600 ist, wie aus Fig. 3b ersichtlich, nach der dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung möglich, wenn die Empfangsvorrichtung 520 des er­ sten Referenzobjekts 500 sich innerhalb der beiden optischen Hell-Dunkel-Kanten K1 und K2 des Reflektors 640 befindet, insbesondere wenn der Reflektor eine glatte Oberfläche auf­ weist, an welcher ab einem Grenzwinkel Totalreflektion auf­ tritt.

Die dritte bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung ist geeignet, das Einnehmen einer gewünschten Lage zwischen dem ersten Referenzobjekt 500 und dem zweiten Referenzobjekt 600 zu erfassen. Nach der dritten bevorzugten Ausführungsform weist der Reflektor keinen Brennpunkt auf, wodurch der kon­ struktive Aufwand geringer ist.

Nach allen drei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist es möglich, mittels der Empfangsvorrichtungen 220, 420 und 620 der zweiten Referenzobjekte 200, 400 bzw. 600 sowie der Sendevorrichtungen 230, 430 und 630 in Zusammenwirken mit den Empfangsvorrichtungen 120, 320 und 520 sowie den Sende­ vorrichtungen 130, 330 und 530 der ersten Referenzobjekte 100, 300 bzw. 500 eine Datenübertragung nach einem bekannten Datenformat durchzuführen.

Es ist auch möglich, als erstes Referenzobjekt und als zwei­ tes Referenzobjekt zwei Übertragungseinheiten einer herkömm­ lichen Schnittstelle zur Datenübertragung mittels elektroma­ gnetischer Strahlung zu verwenden. Hierbei wird die an dem zweiten Referenzobjekt 200, 400 bzw. 600 angebrachte Übertra­ gungseinheit, welche eine Sendevorrichtung und eine Empfangs­ vorrichtung aufweist, mit einem Reflektor versehen. Der Re­ flektor ist geeignet, die von der an dem ersten Referenzob­ jekt 100, 300 bzw. 500 angeordneten Sendevorrichtung 130, 330 bzw. 530 ausgesendete elektromagnetische Strahlung auf die Empfangsvorrichtung 120, 320 bzw. 520 zu richten. Erfindungs­ gemäß kann somit eine herkömmliche Datenübertragungsschnitt­ stelle wie beispielsweise eine Infrarotschnittstelle zum Er­ fassen der Lage eines ersten Referenzobjekts und eines zwei­ ten Referenzobjekts zueinander verwendet werden.

Beispielsweise wird hierzu ein Signal von einer der Sendevor­ richtungen eines der Referenzobjekte ausgesendet, welches in seinem Datenformat von dem Format abweicht, welches für Über­ tragungen mit der herkömmlichen Schnittstelle üblich ist. Das so ausgesendete Signal wird an dem anderen Referenzobjekt re­ flektiert und auf die Empfangsvorrichtung des einen Referen­ zobjekts gerichtet. Das von der Empfangsvorrichtung empfangene Signal kann ausgewertet werden. Wenn es nicht dem Format entspricht, welches für die Datenübertragung mit der herkömm­ lichen Datenübertragungsschnittstelle üblich ist, indiziert dies, dass sich das erste Referenzobjekt und das zweite Refe­ renzobjekt in der gewünschten Lage befinden.

Beispielsweise kann die Erfindung mit einem Bestückautomaten verwendet werden. In einem Bestückautomaten wird eine Mehr­ zahl von Zuführvorrichtungen, von welchen die Bauelemente beispielsweise in Form von gegurteten Bauelementen zugeführt werden, eingeschoben werden müssen. Hierbei ist es wichtig, die vollständig und korrekt eingeschobene Zuführvorrichtung erfassen zu können. Dies kann mit einer Lageerkennungs- Einrichtung nach der Erfindung verwirklicht werden. Die ge­ wünschte Lage ist in diesem Fall die korrekte Einschublage des Zuführmoduls. In dieser Lage befindet sich beispielsweise eine Empfangsvorrichtung, welche in einem Tisch, welcher in der Bestückvorrichtung zur Aufnahme der Zuführmodule vorgese­ hen ist, in dem Brennpunkt des Reflektors. Der Reflektor ist hierzu in dem Zuführmodul vorgesehen und derart angeordnet, dass er in der gewünschten Lage dem Tisch zugewandt ist. Ist diese gewünschte Lage erfasst, kann eine Datenübertragung wie oben erläutert, wie über eine herkömmliche Infrarotschnitt­ stelle durchgeführt werden.

Es ist auch vorteilhaft, die Erfindung zusammen mit Zuführmo­ dulen zu verwenden, welche berührungslos mit Energie versorgt werden, beispielsweise induktiv. Hierbei besteht das Problem, dass das passive Zuführmodul solange es nicht erkannt ist, und daher die Energieversorgung nicht eingeschaltet ist, kei­ ne Energie zur Verfügung hat, um beispielsweise ein Signal abzugeben, mittels welchem es erkennbar ist.

Durch die Lageerkennungs-Einrichtung nach der Erfindung ist es jedoch möglich, durch Anbringen eines Reflektors an einem Übertragungsteil einer herkömmlichen Datenübertragungs­ schnittstelle die von dem anderen Übertragungsteil der herkömmlichen Datenübertragungsschnittstelle ausgesendete elek­ tromagnetische Strahlung auf diese zurückzurichten. Wird zu­ sätzlich, wie oben erläutert, ein von dem für die Datenüber­ tragungsschnittstelle vorgesehenen Protokoll abweichendes Si­ gnal gesendet und entsprechend reflektiert, so kann durch Auswerten dieses Signals das Einnehmen der gewünschte Lage zwischen beispielsweise einem an der Bestückvorrichtung vor­ gesehenen Tisch für Zuführmodule und einen in dem Tisch anzu­ ordnenden Zuführmodul erfasst werden.

Herkömmlicherweise war hierzu jeweils das Vorsehen eines zu­ sätzlichen Sensors, beispielsweise in Form einer Gabel- oder Reflexlichtschranke, eines Radar- oder Hallsensors, oder der­ gleichen erforderlich.

Nach der Erfindung kann auf einen externen Sensor verzichtet werden. Eine zur Datenübertragung erforderliche Datenübertra­ gungsschnittstelle, welche in dem Tisch und an den Zuführmo­ dulen vorgesehen ist, wird erfindungsgemäß, sofern sie keinen Reflektor aufweist, mit einem Reflektor versehen. Das Erfas­ sen, ob das Zuführmodul zu dem Tisch die vorgesehene ge­ wünschte Lage eingenommen hat, kann, wie oben beschrieben, unter Verwenden eines von dem für die Datenübertragungs­ schnittstelle gebräuchlichen Format abweichenden Formates der von dem in dem Tisch integrierten Teil der Datenübertragungs­ schnittstelle ausgesendeten Signale, durchgeführt werden.

Hierfür muss auch keine zusätzliche Steuervorrichtung vorge­ sehen werden. Es ist möglich, dass von dem vorgesehenen Da­ tenformat, beispielsweise CAN-Bus, abweichende Datenformate mittels jener Steuervorrichtung zu erfassen, welche auch die Datenübertragungs-Schnittstelle steuert.

Claims (18)

1. Lageerkennungs-Einrichtung zum Erfassen einer gewünschten Lage mindestens eines ersten Referenzobjekts (100, 300, 500) zu mindestens einem zweiten Referenzobjekt (200, 400, 600), wobei das erste Referenzobjekt (100, 300, 500) und das zweite Referenzobjekt (200, 400, 600) relativ zueinander bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass

• - an dem ersten Referenzobjekt (100, 300, 500) mindestens eine Sendevorrichtung (130, 330, 530) zum Senden modulier­ ter elektromagnetischer Strahlung vorgesehen ist,
• - an dem ersten Referenzobjekt (100, 300, 500) mindestens eine Empfangsvorrichtung (120, 320, 520) zum Empfangen elektromagnetischer Strahlung vorgesehen ist, und
• - an dem zweiten Referenzobjekt (200, 400, 600), mindestens ein Reflektor (240, 440, 640) angebracht ist, der dafür ausgelegt ist, die von der Sendevorrichtung (130, 330, 530) ausgesandte modulierte elektromagnetische Strahlung auf die Empfangsvorrichtung (120, 320, 520) zu richten, wenn der Abstand des ersten Referenzobjekts (100, 300, 500) und des zweiten Referenzobjekts (200, 400, 600), von der gewünschten Lage geringer als ein vorgebbarer Wert ist.

2. Lageerkennungs-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass eine mit der Sendevorrichtung (130, 330, 530) gekoppelte Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, von wel­ cher aufgrund der von der Empfangsvorrichtung (120, 320, 520) empfangenen elektromagnetischen Strahlung detektierbar ist, ob sich das erste Referenzobjekt (100, 300, 500) und das zweite Referenzobjekt (200, 400, 600), zueinander in der ge­ wünschten Lage befinden.

3. Lageerkennungs-Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, dass der Reflektor (240, 440) einen Brennpunkt (B) aufweist.

4. Lageerkennungs-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsvorrichtung (120, 320) sich in dem Brennpunkt (B) befindet, wenn sich das erste Referenzobjekt (100, 300) und das zweite Referenzobjekt (200, 400, 600), in der gewünschten Lage befinden.

5. Lageerkennungs-Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, dass der Reflektor (640) eine um einen Winkel (α) geneigte glatte Kunststoffoberfläche aufweist.

6. Lageerkennungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (640) einen um einen Win­ kel (α) geneigten Spiegel aufweist.

7. Lageerkennungs-Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, da­ durch gekennzeichnet, dass der Reflektor (640) eine entlang einer um den Winkel (α) geneigten Achse gewölbte Oberfläche aufweist.

8. Lageerkennungs-Einrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsvorrichtung (120, 320, 520) mit einer zweiten Auswerteeinrichtung zusammenwirkt, von wel­ cher abhängig von der Intensität der von der Empfangsvorrich­ tung (120, 320, 520) empfangenen elektromagnetischen Strah­ lung indizierbar ist, daß die gewünschte Lage erreicht ist.

9. Lageerkennungs-Einrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem zweiten Refe­ renzobjekt (200, 400, 600), eine zweite Sendevorrichtung (230, 430, 630) und eine zweite Empfangsvorrichtung (220, 420, 620) vorgesehen sind, welche dafür ausgelegt sind, in Zusammenwirken mit der Sendevorrichtung (130, 330, 530) und der Empfangsvorrichtung (120, 320, 520) eine Datenübertragung zwischen dem ersten Referenzobjekt (100, 300, 500) und dem zweiten Referenzobjekt (200, 400, 600), durchzuführen.

10. Lageerkennungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der vorgebbare Wert zwischen 0,1 und 10 mm beträgt.

11. Lageerkennungs-Einrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das zweite Referenzobjekt ein Zuführmodul ist, mittels welchem Bauelemente zu einer Bestückvorrichtung zuführbar sind, und wobei das erste Referenzobjekt ein Tisch der Bestückvorrichtung ist, an welchem das Zuführmodul posi­ tionierbar ist.

12. Verfahren zum Erfassen einer gewünschten Lage mindestens eines ersten Referenzobjekts (100, 300, 500) zu mindestens einem zweiten Referenzobjekt (200, 400, 600), wobei das erste Referenzobjekt (100, 300, 500) mindestens eine Sendevorrich­ tung (130, 330, 530) und mindestens eine Empfangsvorrichtung (120, 320, 520), jeweils für elektromagnetische Strahlung, aufweist, und wobei das zweite Referenzobjekt (200, 400, 600), mit einem Reflektor (240, 440, 640) versehen ist, von welchem die von der Sendevorrichtung (130, 330, 530) ausge­ sandte elektromagnetische Strahlung auf die Empfangsvorrich­ tung (120, 320, 520) gerichtet wird, wenn der Abstand des er­ sten Referenzobjekts (100, 300, 500) und des zweiten Referen­ zobjekts (200, 400, 600), von der gewünschten Lage geringer als ein vorgebbarer Wert ist, das Verfahren mit folgenden Schritten:

• - Senden eines Signals in Form von elektromagnetischer Strahlung über die Sendevorrichtung (130, 330, 530),
• - Erfassen, ob ein dem gesendeten Signal entsprechendes Si­ gnal von der Empfangsvorrichtung (120, 320, 520) empfangen wird,
• - Indizieren, daß die gewünschte Lage zwischen dem ersten Referenzobjekt (100, 300, 500) und dem zweiten Referenzob­ jekt (200, 400, 600), besteht, wenn das empfangene Signal dem gesendeten Signal entspricht.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Reflektor (240, 440) einen Brennpunkt (B) aufweist, und das gesendete Signal erfaßt wird, wenn sich die Empfangsvorrichtung (120, 320) in der unmittelbaren Umgebung des Brennpunkts (B) befindet.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Indizieren er­ folgt, wenn ein Signal mit einer Intensität erfaßt wird, wel­ che größer als eine vorbestimmte Mindest-Intensität ist.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei an dem zweiten Referenzobjekt (200, 400, 600), eine zweite Sen­ devorrichtung (230, 430, 630) und eine zweite Empfangsvor­ richtung (220, 420, 620) vorgesehen sind, und wobei nach dem Indizieren eine Datenübertragung unter Zusammenwirken der er­ sten Sendevorrichtung (130, 330, 530) mit der zweiten Emp­ fangsvorrichtung (220, 420, 620) und/oder der zweiten Sende­ vorrichtung (230, 430, 630)mit der ersten Empfangsvorrich­ tung (120, 320, 520) durchgeführt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 12, wobei eine erste übertra­ gungseinheit einer Schnittstelle von der Sendevorrichtung (130, 330, 530) und der Empfangsvorrichtung (120, 320, 520) des ersten Referenzobjekts (100, 300, 500) gebildet wird, eine zweite, von der ersten Übertragungseinheit räumlich ge­ trennte und relativ zu dieser bewegbare zweite Übertragungs­ einheit der Schnittstelle von einer zweiten Sendevorrichtung (230, 430, 630) und einer zweiten Empfangsvorrichtung (220, 420, 620) des zweiten Referenzobjekts (200, 400, 600), gebil­ det wird, und wobei zur Übertragung über die Schnittstelle ein vorbestimmtes Übertragungsformat verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Detektieren, ob das erste Referen­ zobjekt (100, 300, 500) und das zweite Referenzobjekt (200, 400, 600), sich zueinander in der gewünschten Lage befinden

• - an der zweiten Übertragungseinheit ein Reflektor (240, 440, 640) angeordnet und derart ausgelegt wird, daß von der ersten Sendevorrichtung (130, 330, 530) gesendete elektromagnetische Strahlung auf die erste Empfangsvor­ richtung (120, 320, 520) gerichtet wird,
• - von der ersten Sendevorrichtung (130, 330, 530) elektroma­ gnetische Strahlung gesendet wird, deren Format von dem vorbestimmten Übertragungsformat abweicht,
• - erfasst wird, ob der ersten Empfangsvorrichtung (120, 320, 520) elektromagnetische Strahlung empfangen wird, deren Format von dem vorbestimmten Format abweicht.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei nach dem Erfassen durch die erste Empfangsvorrichtung (120, 320, 520) eine Da­ tenübertragung in dem vorbestimmten Format zwischen der er­ sten Übertragungseinheit und der zweiten Übertragungseinheit durchgeführt wird.

18. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wo­ bei das zweite Referenzobjekt ein Zuführmodul ist, mittels welchem Bauelemente zu einer Bestückvorrichtung zugeführt werden, und wobei das erste Referenzobjekt ein Tisch der Be­ stückvorrichtung ist, an welchem das Zuführmodul positioniert wird.