CN100386160C - 控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种控制系统，该系统用于具有布置为沿已知移动路径进行移动的移动工具的机器。控制系统包括：用来探测在工具(12)路径内或靠近工具路径处物体位置的装置；处理控制装置，其被布置为控制在工具路径内或靠近工具路径处的物体和工具(12)的前端(22)之间的距离。控制系统包括至少一种操作模式，处理控制装置在该模式中控制工具(12)的移动，以将在工具路径内或靠近工具路径处的物体和工具(12)的前端(22)之间的距离保持在最大和最小值之间。

Description

控制系统

技术领域

本发明涉及一种控制系统，尤其涉及用于具有运动部件如压弯机的机器的系统，以在运动部件的路径上探测物体并且相应地控制部件的移动。

背景技术

典型的压弯机具有在顶部有V形槽的长砧座和刀口与砧座的槽相似的刀刃。为了单片弯折金属板，大多数机器将后量规驱动到与材料对齐的位置。材料放置在砧座上并且可被插入由后量规夹具提供的引导块。然后，操作者开始下压，驱动刀刃向下以与材料接触，接着弯折放置在砧座槽上的金属板。

控制器(控制刀刃移动的装置)可以被机械装置或现有传感装置触发。机械装置可以是，如脚踏开关，双手触动接近开关或此类开关。现有传感装置如光幕被放在刀刃的前部并且允许刀刃由操作者从传感区域移动双手而触发。

被弯折后，如果刀刃没有从工件缩回足够远，则材料很难被从砧座移开。对于这种情况，压弯机刀刃通常被设计成缩回到弯折材料能够被容易地移开以及的高度，并且新的板材被放于砧座上。以该方式将刀刃移开到设定的高度不但降低了生产效率并且增加了操作者的工件量，因为操作者必须根据接近开关的触发而等刀刃第一次缩回接着才能推下一片材料到砧座上。

由于存在一个操作者可插入手指或手的缝隙，因此这个相对的大开口增加了操作者的危险性。在技术手段上，具有用于弯折程序的每个阶段的可编程的刀刃开口高度和/或快速的相对于材料的接近速度的诸如此类技术被用于提高生产效率。

发明了多个系统以用于探测刀刃下侧存在的手或手指，并从而以避免可能产生的挤压伤害或夹压。

例如，EP0995942教授了一种系统，该系统在压弯机的砧座上防使用反射光束。这通过在光束被阻断时使刀刃停止而改善了安全性。

EP0995942描述了一种系统，该系统具有在刀刃的路径中垂直定向的光束。该光束在刀刃阻断其时依次消失。如果光束依次被阻断，则工具停止或缩回。

将使用沿着刀刃下侧伸出的激光束的一种改进的系统用于该目的，并且通过允许刀刃相对安全地直接通过静音点以提高生产效率。

在发明者早期的专利中申请US2002134922中描述了一种此类实例。该系统通过在检测到障碍物后“弹回”(使工具缩回一段较短距离)来提高生产效率和安全性。

WO0067932描述了一种装置，该装置具有感测区域并在这些区域的每个中不同地控制刀刃。例如，其具有在砧座上方不能自由移动的后部区域以忽略后进度指示的动作，并具有仅使工具在被阻断时停止的中间区域，还具有使工具“弹回”的前部区域。

这些教授的系统根据各光传感器的阻断来使刀刃缩回、“弹回”或停止。

除了在转动后停止或减慢移动，装置既不来控制刀刃运动也不形状和方向与抑制障碍物的形状和方向匹配程度来控制刀刃的前进。该装置还不允许刀刃再次运动直到操作者重新接通接近开关。再有，已知沿刀刃下侧伸出的激光系统因刀刃的长度而承受来自激光束的振动，并且已知需要周期性的手动重新校准。

US2002/0092333的装置用于处理材料的控制机器手夹具并根据已检测的材料位置来启动压弯机工具移动，该装置通过一个或多个照明系统来提供照明，照明系统没有沿工件的长度发光。照明装置目标位置的入射角和相对于工具的移动不能确定沿工具的长度的位置。公开内容没有建议用于在非机器手应用中开始工具移动且没有提供用于此类动作的适当的安全性。

US4772801公开了待压弯材料周围区域的照明而后投射出相应的阴影。然而，装置利用转动盖中的多个孔，接收到的光从孔中穿过。使用光电二极管来接收穿过孔的光。通过在透光孔被堵塞时确定转动盖的角度，来确定加工面并由此确定压弯的角度。除了根据这些单个传感器被阻挡而使工具停止之外，并没有公开进一步的控制。

在申请人自己的早期专利申请中还描述了一种改进的方法，并以国际公布号WO03/104711出版。该发明公开了一种装置，该装置测量目标和工具之间的距离以确定刀刃将停止的位置，然而，与以往的实例一样，该发明没有保持物体间的任何距离且没有根据与物体的检测有关的任何方面来控制刀刃的前进，更没有在操作者重新起动接近开关时使刀刃再次移动。

为了提高安全，刀刃可被停止在在材料上方的预设距离(通常被称为静音点或夹点)处，并且在弯折重新开始之前接近开关需要被断开和重新接通。由于需要额外的时间，所以这个动作降低了生产效率，在对齐材料的过程中，触发接近开关，等待刀刃接近到材料并且在静音点断开和重新接通接近开关。或者，专利WO03/104711和其它专利所述，检查刀刃前的区域且刀刃有条件地被允许通过静音点而不需要停止，然而，该方法仅在刀刃前的区域被认为是安全的情况下使用，且由于刀刃在刀刃与材料接触之前通过一个相对较长的距离，操作者控制和认为的安全被减小。在这种情况下，刀刃不是刚好停在材料之上，所以操作者不能使用刀刃来确保材料被正确定位。

一些现代压弯机同可使材料的弯折操作图形化地显示在计算机屏幕上地计算机系统一起使用。计算机可以使刀刃张开到一个用来执行弯折操作的合适高度。然而，如果材料在被放置在砧座上时错误定向，那么将产生错误的弯折，或操作者需要停止机器并重新将材料定向。

当弯折盒子时，现有压弯机又将出现问题。在操作期间，操作者可弯折盒子的两测，接着转动工件90度以弯折盒子的后部。如果材料没有正确对齐或如果材料在砧座上没有放平，那么刀刃的左边或右边将被损坏，或由于刀刃与一个立起部接触而使材料被压皱。当接近开关被触发时如果材料没有被对齐，则这种情况可能出现。

为了避免这个问题，已知可使用激光系统来使刀刃刚好停在立起部上或将该停止在机器中成形显示，从而允许操作者确保材料被正确放置以使刀刃通过两侧之间而不与它们接触。或者，操作者可以降低刀刃的打开高度以使其小于材料立起部的高度，这将潜在地导致增加插入或取出弯折材料的难度。然而，此类系统由于加工需要额外的时间，所以将导致降低生产效率。

可需要多种装置来完成上述各种任务，并且这将增加系统的复杂性，系统有更多的零件被损坏，校准连接到上述机器，对齐，及在操作中失效，或者阻碍材料、刀刃、砧座或弯折操作。

发明内容

本发明致力于至少部分地克服上述的一些问题。

根据本发明的一个方面，提供的控制系统用于具有被布置为在已知路径上移动的工具的机器，控制系统的特征在于，包括：

用来探测在工具路径内或靠近工具路径处的物体位置的装置；处理控制装置，其被布置为控制在工具路径内或靠近工具路径处的物体和工具前端之间的距离；

其中，控制系统包括第一操作模式，处理控制装置在该模式中控制工具的移动，以如果确定工具路径中或附近的物体和工具的前端之间的距离不在最大和最小值范围内，则随后将工具移动以使其处于最大和最小值之间的距离。该机器根据检测工具路径中的物体而动态地控制工具，也可根据障碍物的形状、方向或位置来动态地控制工具。

附图说明

本发明将通过例子，参考附图一起描述，附图如下：

图1是一个可使用本发明的控制系统的典型压弯机的图，表示和可用于本发明的材料侧夹具；

图2表示根据本发明的控制系统的发光装置和受光装置；

图3是本发明所示的具有工具刀口附近区域的压弯机的透视图；

图4是通过本发明的控制系统所产生的阴影图；

图5a是用于本发明控制系统中的发光装置调节器布局的俯视图；

图5b是图5a中发光装置调节器布局的侧视图；

图6表示用于控制的工具移动的控制系统的工具前端附近的多个区域的布局；

图7是用于被弯折为盒子的板材的俯视图；

图8a到8c是在图7所示的板材的前两次弯折步骤过程中受光装置上的投影图；

图9a到9c是在图7所示的板材的第三和第四弯折步骤过程中受光装置上的投影图；

图10是在图9所示的第三弯折过程中压弯机的主视图；

图11是有位置探测装置的控制系统的压弯机的透视图；

图12是在本发明中控制系统的压弯机的工具移动步骤的流程图；

图13是本发明的第二备选实施例的控制系统的压弯机的工具移动步骤的流程图；

图14是本发明的第三备选实施例的控制系统的压弯机的工具移动步骤的流程图；

图15是本发明的第四备选实施例的控制系统的压弯机的工具移动步骤的流程图。

具体实施方式

参照附图，显示了与有移动部件的机器一同使用的控制系统，以用于探测在移动部件的移动路径上存在障碍物。在所示实施例中，控制系统被用于压弯机，压弯机包括被布置为冲击在砧座14上放置的工件的移动工具12。

如图1到3所示，一种基于公开在国际专利申请WO03/104711中的系统的物体传感装置，本发明可在其上实施。控制系统需要用来探测在工具12路径中或附近处的物体的宽度的装置和被布置为确定物体和工具12的前端22之间距离的处理控制装置。

所示控制系统10包括发光装置16和受光装置18。发光装置16被布置为照亮工具12的移动路径的部分附近的区域20以探测所述区域20中的障碍。

图2表示将激光二极管23、反射镜27和透镜装置用于产生大范围的平行光束24的布局。受光装置18包括光圈42，投射屏幕44和照相机包括电荷耦合器件(CCD)46。

如图3所示，发光装置16被安装在压弯机的工具12一端，从而平行光束24照射工具12的移动路径附近的区域20，该区域包括工具12的前刀口22。受光装置18被安装在工具12的相对端以用来接收光束24。如果障碍物50，例如操作者的手，进入区域20，则对应的投影52将投射在CCD46上。

使用单波长激光二极管，则在投影屏幕上观察到具有高对比度的光斑，且该光斑导致用于控制系统的传感分辨率非期望地减少。需要说明的是，激光二极管的波长随输出功率和温度变化，且光斑图形随激光二极管的波长变化。根据用适当的分辨率来产生图像，通过激光二极管的电流被调整所以波长也被改变，在该情况下改变大约0.3％。电流以高频率变化，所以在CCD照相机的光圈时间内，接收到多个波长，从而接收到多种光斑图形。通过激光二极管的电流在低功率水平比在高功率水平变化较慢，从而波长在低功率水平比在高功率水平变化较慢，这保证了CCD照相机在多种不同波长下接收相似的总能量，从而在光圈时间内接收多种不同光斑图形的类似的总能量。或者，投影屏幕可由纤维材料例如纸制成以使光斑进一步缩小。

连接处理控制装置(未示出)，从而使其从受光装置18接收信息并控制压弯机的操作。处理控制装置可以是储存在从受光装置18的输出来接收输入的计算机或DSP(数字信号处理器)内的软件程序的形式，且处理控制装置被设计成接收从其它来源如机器或操作者的输出，并被设计成使用输出来控制机器。

如上述国际专利申请中所述，处理控制装置捕获被CCD46接收到的图像，并且存储图像作为一个阴影图54。或者，这些阴影图可从外部来源预装入控制系统中。来源可以是包含该信息的外部数据库或能够从已知弯曲操作的信息来产生信息的系统。处理装置将存储多个已知阴影图54(存储到被称为“阴影堆栈”的位置)。再有，操作者所进行的每种弯折可被分配一个号码(将被称为“弯折号码”)并将每个阴影图根据弯折号码来存储于阴影堆栈中。已知的阴影图54是表示静态物体和待弯折材料的阴影图54。

在优选实施例中，如图5a和5b所示，控制系统包括自动调节发射光束方向的装置。方向通过三个线性或音圈触发器70的运动来改变。移动激光二极管23使其向反射镜27靠近或从反射镜27远离改变了到透镜装置25的光路长度。因此，通过一起移动所有三个线性触发器70，可使激光束发散或会聚。单独移动线性触发器70，则改变光束的方向。较理想的是，线性触发器70的移动由处理控制装置基于受光装置18所接收的图像来控制，从而允许自动校准。

因此，在专利WO03/104711中描述的激光束的振动所引起的问题通过数字改变图像或探测区域而改正。优选实施例具有用于相对于刀刃的高度来调节发射机和接收器高度的装置。这个机构导致损失一些刚度并潜在地增加了已发射激光束的振动。为了克服这点，优选实施例使用了一种平衡发射器，发射器的重心被垂直对齐于在调整机构中出现刚度损失的点。平衡点可由使用游尺调节砝码重量来调整。为了更进一步减小振动的影响，可使用刀刃的低加速度和减速并且在刀刃紧急停止期间或其后的短时间内图像可被忽略。由刀刃的振动或变形引起的接收到的图像的残留的未对准或失真通过扩展图像的阴影区域而被忽略，或通过使用阴影罩或其他装置来确定未对准量而被补偿。

对于加长压弯机，风可以引起接近刀刃的图像扭曲，所以在这种情况，可以不使用接近刀刃的区域，或需要将压弯机放置于不被破坏性气流影响的位置处。

本发明的控制系统包括多个操作模式。其中适时地在任意点处存在控制系统的操作模式将由受光装置接收的图像和来自操纵者的输入而确定。本发明的控制系统至少包括一个操作模式，在该操作模式中处理控制装置使用由受光装置18接收到的图像去确定工具12的前刀口22和在工具12移动路径上的任何障碍物之间的距离，从而如果确定工具12的路径中或附近的障碍物和工具12的前端之间的距离不在最大(区域86和82的边界)和最小值(区域88和86的边界)之间，则随后将工具移动以使其处于最大和最小值之间的距离。也就是，工具12被布置为沿着障碍物移动。这允许操作者不受工具12干涉地移动工件，并且不需要完全缩回工具12。最大和最小值可由操作者预设，且可预先定义或根据在可视区域内探测到的物体宽度来动态改变。

图6表示工具12附近区域的相反布局。这是在用于使控制工具12以上述操作模式移动的处理控制系统中所限定的。在图6的布局中，包括第一接近区域82，第二接近区域80，停止区域86和缩回区域88。在使用中，如果由处理控制装置检测的相对于工具最近的障碍物位于第二接近区域80中或没有障碍物被探测到，则工具12被移向砧座14。如果最近的障碍物在第一接近区域82被探测到，则工具12以比障碍物在第二接近区域80中所引起引起的移动慢的速度移向砧座14。如果在缩回区域88中检测到最近的障碍物，则工具12从砧座被移开，并且如果在停止区域86中探测到最近的障碍物，则工具12的移动被终止。虽然该布局使用所示图形的四个区域，但可以想到的是，也可使用其它区域图形和数量的布局。再有，根据所进行的弯折，所使用区域的限定可以更改。

控制系统通常也可具有至少三个其它的操作模式，当材料被放置在砧座上时，第二操作模式为刀刃接近材料的模式，且第三操作模式为工件弯折，第四操作模式为工具12的无条件缩回。

控制系统的操作模式的改变由接收到的图像或者一个或多个操作者亦或其它输入装置来控制。输入装置包括接近开关和缩回开关。当缩回开关被压下时，其起到移动工具12从砧座14离开的作用。当缩回开关被断开或达到预定高度(或者自材料或砧座的距离)时，工具12远离砧座14的移动终止。

接近开关的触发使工具12沿着工件如上述般在允许操作者调整材料的距离上移动，或者在弯折前接近工件，亦或弯折工件，且所取决的因素包括由受光装置接收的图像是否是已知阴影图54的一部分。

控制系统的使用将参考如图7所示的将板材60弯折为盒子来进行描述。图12的流程图展示了一个合理的实施例，其可在弯折盒子的步骤中被处理控制装置使用。

在使用中，参考图12，工具12被操作者(图12中状态1)缩回，使用缩回开关为将材料放置在砧座14上而空开充足的空间。在缩回开关的断开时，系统前进到状态3。图8a显示了工具12和砧座14中没有材料存在的图像。操作者接着放置板材60到砧座14上并触发接近开关。处理控制装置在刀刃离材料大于25mm时经条件5进入状态2，且控制工具12的移动从而使不与任何已知的安全阴影图相似的障碍物图像保持离工具的预设距离(在该情况下约为25mm)(在流程图中状态2)。如果没有图被预先装入处理控制装置，那么就没有初始已知图，所以移动工具12直到砧座14和板材60离工具12约25mm。当接近开关被持续压下时，处理控制装置将保持该状态，因而随着工件移动而移动。

如果安全需要，工具12停在上述状态(流程图中状态2，如图8b所示)并且操作者必须断开并且重新接通接近开关以继续。接着，处理控制装置记录接近开关已经被断开(因此前进到状态3)以及在工具离障碍物不超过预设距离的状态下重新接通。由于在这个点的图像不是一个已知的安全阴影图，所以工具12向下移动直到工具12到达离工件或砧座的预设距离，建立新的影像(因此经状态5前进到状态7)。预设距离是设置成充分接近工件以继续弯折的距离，如3mm。较理想的是，该移动为低速运动除非能够确保安全，在确保安全的情况下可以允许快速接近。通过受光装置18接收到的图像如图8c所示。

从该状态，接近开关的断开和重新接通使工具12弯折材料(从状态7前进到下一个‘停止’条件并到状态9)。

在弯折材料时，分析弯折动作且在所需完这角度完成时使设备停止。弯折完成之后，新创建的阴影图被存储在阴影堆栈中，控制系统返回到图12的状态2并沿着被操作者放置到砧座上的材料。可选择地，工具首先如上述那样缩回到图14的状态5。

在盒子的第二侧的弯折中，立起部将远离光照区域足够远以不被探测到。如果弯折号码从状态2不被使用，处理控制装置测定图像是已知的(如果其等同于阴影图则在弯折第一侧时建立和存储)并且因此移到状态4，因此以快速移动直到工具接近砧座(经条件13到状态6)。再有，能够确保提供的安全和移动材料的无障碍性(在这种情况下没有障碍物在刀刃附近)，刀刃向材料的行进可以与图像相似于在阴影堆栈中的已知图像的程度成比例(由于在材料被完全对齐之前刀刃移向材料，所以这可增加生产效率)。然后，弯折可通过接近开关的断开和重新接通来完成。另外，在预定时间周期后，且能够确保提供的安全时，弯折能够自动开始(条件15中的虚线)。如果使用弯折号码，那么由前述得知，除非相同的弯折号码被用为第一侧，否则第二侧必须对应于第二弯折而设定到阴影堆栈的适当部分中。

为了进一步描述操作，我们可以假设操作者完全缩回工具12到上述材料上。如果工具12从材料缩回超过25mm，那么如上所述，在状态2中，工具12被移动而后被保持在离未知障碍物阴影的预设距离处。因此，当弯折第三侧时，除非图被预先装载，否则盒子的立起部不被识别，且因此立起部的顶部被保持在离工具12(如图9a所示)预设距离处，然而，如果工具被缩回到一个较低的高度那么当接近开关被触发时系统前进到状态5，则不需进入状态2并且沿着材料移动。当操作者准备处理时，接近开关如上述般被断开并且重新接通，且工具缓慢下降(如果能够确保安全也可快速下降)到离工件或砧座14(如上述般到达状态7)预定距离处。在该情况下，工具12下降直到它位于离立起部预定距离处(如图9b所示)。在该情况下接近开关断开时，由于工具12不接近砧座14，所以系统经条件11从状态7前进到状态3。接近开关重新接通时，工具12缓慢下降，且将阻碍工具12的图像部分失去功能，如图9c所示(再次通过状态5到状态7)。这一过程中，创建阴影图并随后存储为已知阴影图。

由于阻碍工具12的图像部分失去功能，所以工具12将下降直到工具12到达离工件或砧座14预定距离处。在该情况下，工具12下降直到其到达离在砧座上如图9c所示没有其它障碍物的存在的工件的平坦部分预定距离处。然后，可完成弯折，且如上所述，将已知的阴影图存储于阴影堆栈中。

在完成第三弯折后，工具12缩回且控制系统回到如果接近开关触发就沿材料移动的状态2。操作者翻转材料。工具12将移动直到其到达离未知图像顶部的预定距离处，在该情况下，其将是由第一和第二弯折产生的立起部。

通过断开和重新接通接近开关两次，控制系统将通过状态4和6，在刀刃的新部分接近突出的材料且停止移动时，然后在工具接近材料的平坦部分时4和6再次移动并最终弯折材料。另外，工具最初远离砧座约25mm而停止，当操作者材料直角地放置在砧座上但保持立起部在工具的前面时，满足条件3，所以形状和方向都与储存在影像堆栈中的图相似。再有，由于能观察到围绕工具的空旷路径所以能够确保安全，因而控制系统使工具开始移动并以高速向下驱动工具刚好到达材料的平坦部分上方，通过断开和重新接通接近开关一次，控制系统移经状态4和6以弯折材料。或者，如果能确定侧面材料的位置以及安全，那么条件18被确定且根据状态9来弯折材料。再有，如果在工具缩回到比立起部高之处或工具打开被设定在比立起部低之前接近开关被断开，那么接近开关将仅需要断开和重新接通一次。然而，如上所述，如果使用弯折号码，那么除非相同的弯折号码被用于第三侧，否则第四侧必须对应于弯折而设定到阴影堆栈的适当部分中。

当操作者需要弯折相同类型的其它盒子时，由于系统能够识别相似于在弯折第一盒子时存储的影像，所以过程将很快。在弯折每侧时，系统将图像识别为已存储阴影图之一，因此通过状态4快速接近材料。在每侧情况下的单一的断开和重新接通将允许弯折被完成。较理想的是，适当地设置工具的最大高度并且使用确认时间间隔，接着作为每个条件15，当弯折后来的盒子的每侧时，控制装置确认允许接近开关被触发一次并且保持触发的安全性。为了确保安全性，操作者可以被培训以一定方式把握材料，并且控制系统可以用各种上述技术，例如，减振，材料位置传感或后量规夹具，正确对齐和减少光斑以确保材料是被精确对齐的。

如图13到15所示，根据本发明的系统的逻辑处理的其它三个实施例。这些实施例是图12中描述的系统的变化，并且参考上一实施例能够被理解。

图13中所示的实施例非常相似于图12中所示的实施例。主要不同点是在跟随过程(状态2)后当工具停止(“等待接近开关”状态)时，触发接近开关，在这种情况下阴影图是未知的并且工具接近材料，从而导致工具缓慢下降直到它接近砧座，而不是停止在每个障碍物上(在图12中经条件11返回)。如果能够确保安全性则允许工具快速移动。

图14表示另外的实施例，其中，工具被布置为沿着障碍物移动而不触发接近开关。系统被布置为：如果阴影图是未知的(状态3)则工具在第一相对较长距离沿着障碍物，如果影像是已知的则下降到相对接近的距离(状态4)。如果在状态4，则接近开关被触发且工具接近砧座，系统将允许弯折处理(经条件9到“进行检查如果可以则继续进行”并到状态6)。如果在任何其它时间触发接近开关，则系统将移向状态2，在该状态中工具将接近材料，且按需要缓慢前进以确保安全性并停止在新的障碍物上，储存新阴影图直到工具接近砧座，则弯折可继续进行。

图15是使用跟随模式(状态2)的另一实施例，但该实施例并不使用存储的阴影图。在该实施例中，工具被保持在障碍物上的预定距离处。当障碍物的移动没有出现时工具将停止在该距离处，或处于状态2。从该状态，如果接近开关被断开和重新接通，则如果工具接近砧座(移动到状态5)那么工具也将接近并且弯折材料，或者工具接近障碍物的部分将不使用(状态4)，且系统将返回状态2(这就是跟随障碍物)。

图1，10和11表示本发明的其它方面。如上所述，当在两个立起部之间弯折盒子的一边时问题出现，如图10所示。优选实施例包括一个模式，该模式中刀刃能够经过立起部运动而不需要操作者确认(在图12中情况13，如果正确的材料位置不能被确认或不能确认安全性，则仅停在工具的接近材料的新部分上)，然而，如果工件没有沿着砧座14的长度正确对齐，则工具12可能撞击立起部中之一。根据本发明其它方面，位置传感装置66安装于压弯机上。位置传感装置66相对于后量规夹具15或可选择的所需材料对齐点来进行定位，这样，如果工件被正确地横向放置在砧座上，则位置传感装置能够确定。

位置传感装置可包括一个或多个感应传感器，感应传感器能够确定工件是否遮住一些或全部传感装置。然后，传感装置的输出被用于确定工件在弯折前是否被正确地放置。

或者，如上所述，可使用后量规夹具(或材料所插入的后量规槽)。在该情况下，如果材料被不正确地安装到后量规引导槽，那么图像就不能正确匹配预先存储的图从而探测到未对齐。

对于本发明领域的技术人员，在本发明范围内进行改进和变化是显而易见的。

例如，如专利WO03/1047111中所述，该系统也可被布置成发光装置和受光装置可以相对于工具或砧座而固定地进行安装。

Claims (33)

1.一种控制系统，其用于具有被布置为在已知路径上移动的工具的机器，其特征在于：

包括：用来探测在工具路径内或靠近工具路径处的物体位置的装置；处理控制装置，其被布置为控制在工具路径内或靠近工具路径处的物体和工具前端之间的距离；

其中，控制系统包括第一操作模式，处理控制装置在该模式中控制工具的移动，以将在工具路径内或靠近工具路径处的物体和工具前端之间的距离保持在最大和最小值之间。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于：

用于探测在工具路径内或靠近工具路径处的物体的位置的装置包括：发光装置，其被布置在工具的一端以照亮工具路径周围区域；受光装置，其被布置在工具的相对端以接收经过区域的光，从而区域中的物体将阴影投射于受光装置上；

其中，受光装置与处理控制装置交换信息，从而使处理控制装置通过受光装置所接收的图像来识别区域中存在障碍物。

3.根据权利要求1和2所述的控制系统，其特征在于：

确保所提供的安全性，根据所检测的特征：工具路径中或附近的物体的位置、形状或方向来开始工具移动。

4.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于：

控制系统控制工具的移动，从而将物体的位置用于确定物体间的距离且如果确定工具路径中或附近的物体和工具的前端之间的距离不在最大和最小值范围内，则随后将工具移动以使其处于最大和最小值之间的距离。

5.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于：

工具布置成跟随物体的移动。

6.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于：

最大和最小值根据检测到的特征：物体在工具路径中或附近的位置、形状或方向而动态地变化。

7.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于：

最大和最小值取决于相对于工具的前端的轮廓。

8.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于：

工具移动根据检测到的特征：工具路径中或附近的物体的位置、形状或方向而停止。

9.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于：

处理控制装置包括存储装置，存储装置被布置为存储已知的图，该已知的图由受光装置所接收的图像表示。

10.根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于：

处理控制装置包括从外部来源接收已知图的装置。

11.根据权利要求9或10所述的控制系统，其特征在于：

已知的图被存储于存储装置的部分中。

12.根据权利要求1或2所述的控制系统，其中：

机器是压弯机，该压弯机具有砧座和布置为按压放于砧座上的材料并进行按压动作以弯折材料的工具。

13.根据权利要求12所述的控制系统，其特征在于：

选择最大值以使工具和砧座位于受光装置的视野内，并将最小值选择为足够大的值以使材料能够容易地放在砧座上或从砧座移开。

14.根据权利要求9或10所述的控制系统，其特征在于：

最大和最小值根据受光装置所接收的图像与存储在存储装置中的已知的图之间的相似程度而变化。

15.根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于：

当处理控制装置所接收的图像与任一已知的图都不相似时，控制系统处于第一操作模式。

16.根据权利要求12所述的控制系统，其特征在于：

提供接近开关且在接近开关被操作者触发时控制系统仅保持于第一操作模式中。

17.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于：

提供第二操作模式且在控制系统处于第二操作模式时将工具移向物体之一以到达比所述最小距离小的距离处。

18.根据权利要求17所述的控制系统，其特征在于：

在第二操作模式中，将工具移到离材料某个距离处以使操作者不能把手指插入到工具和材料之间。

19.根据权利要求12所述的控制系统，其特征在于：

提供第三操作模式，其中，当控制系统处于第三操作模式时，移动工具以弯折砧座上的材料。

20.根据权利要求19所述的控制系统，其特征在于：

控制系统根据检测到的材料形状来控制工具。

21.根据权利要求12所述的控制系统，其特征在于：

提供第四操作模式，其中，当控制系统处于第四操作模式时，工具从砧座无条件地缩回。

22.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于：

当控制系统处于第一操作模式时，处理控制装置形成了：

缩回区域，其围绕工具，这样，如果在缩回区域中探测到最靠近工具的物体，则将工具从物体移走；

停止区域，其围绕缩回区域，这样，在停止区域探测到最靠近工具的物体时，则停止工具移动；

第一接近区域，其围绕停止区域，这样，在第一接近区域探测到最靠近工具的物体时，则工具移向物体。

23.根据权利要求22所述的控制系统，其特征在于：

处理控制装置限定了围绕第一接近区域的第二接近区域，这样，当在第二接近区域探测到最靠近工具的物体时，则工具以比在第一接近区域探测到最靠近工具的物体时工具发生移动的速度相对较快的速度移向物体。

24.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于：

工具的速度根据工具与所述最小和最大值之间限定的区域的边界之间的距离而变化以提供流畅的工具移动。

25.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于：

发光装置包括激光二极管且调节经过激光二极管的电流以创建变化的光斑图形并因而提高已接收图像的分辨率。

26.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于：

受光装置包括与光经过区域相关的屏幕，屏幕被做成纤维的以进一步减小由激光二极管产生的光斑图形的影响。

27.根据权利要求2、25或26中任一项所述的控制系统，其特征在于：

发光装置包括聚焦透镜布局的透镜不被移动的调节装置，调节装置布置成在发光装置范围内移动部件从而照射在区域上的光的方向被改变。

28.一种控制系统，其用于与具有被布置为通过已知移动路径而移动的长形工具的机器一同使用，其特征在于：

包括：发光装置，其被布置为照亮在工具的长度方向上的区域；受光装置，其被布置为接收经过区域的光，从而区域中的物体将阴影投射于受光装置上；用来接收工具路径中或附近的物体的阴影图像的装置；处理控制装置，用于将所接收的图像与储存在存储装置中的信息进行比较；

其中，处理控制装置根据所接收的图像与已知存储图像的相似程度来控制刀刃向材料的前进。

29.根据权利要求28所述的控制系统，其特征在于：

控制系统包括工具跟随区域中物体的移动的第一模式。

30.根据权利要求28或29所述的控制系统，其特征在于：

工具设置成使材料弯折且处理控制装置分析弯折并在所需弯折完成时使机器停止。

31.根据权利要求30所述的控制系统，其特征在于：

处理控制装置包括从外部来源接收已知压弯操作的信息的装置。

32.根据权利要求31所述的控制系统，其特征在于：

使刀刃向材料的前进与图像和来自外部来源的信息的相似程度成比例而变化。

33.根据权利要求31所述的控制系统，其特征在于：

使刀刃向材料的前进与图像和来自外部来源的压弯信息的相似程度成比例而变化。

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