CN102016919A - 电动工具机 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种具有对比度识别装置(14)的电动工具机、尤其手持式工具机(12)，对比度识别装置具有分析处理单元(16)和至少一个传感器装置(18)，传感器装置(18)被设置用于检测表面(20)、尤其工件(22)的表面，其中，分析处理单元(16)被设置用于根据由传感器装置(18)检测到的数据来识别所述表面(20)的差异以便至少部分地自动引导。
Description
背景技术
具有用于检测工件表面的装置的电动工具机早已被公开。
发明内容
本发明提出了一种具有对比度识别装置的电动工具机、尤其手持式工具机，该对比度识别装置具有分析处理单元和至少一个传感器装置，传感器装置被设置用于检测表面、尤其工件的表面，其中，分析处理单元被设置用于根据由传感器装置检测到的数据来识别所述表面的差异以便至少部分地自动引导。就此而言，“设置”应理解为专门设计和/或专门构造和/或专门编程。此外，“分析处理单元”应尤其理解为可以由控制单元、计算单元、监控单元和/或调节单元构成的单元，其中，分析处理单元不但可以仅由处理器和/或微控制器构成，而且可以尤其由处理器和/或微控制器以及另外的电子构件、例如存储装置构成。此外，“表面的差异”应尤其理解为表面的至少两个区域的根据用于识别表面的明暗区域或不同颜色区域的对比度和/或波长差的区别。在此，“对比度”应尤其理解为图像或者两个图像点之间的亮度分布和/或颜色分布的区别特征、尤其是由传感器装置检测的图像信号或图像的图像点的亮度分布和/或颜色分布的区别特征，其中，优选的是对比度或亮度分布中的差别对于分析处理单元是可检测的。通过根据本发明的构型，可以有利地借助工件表面的差异实现对施加在待加工工件的表面上的线、优选与该表面颜色不同的线的识别，例如在暗或黑色表面上的亮或白色线等等。此外，在这里特别有利的是能够实现电动工具机的至少部分地自动的线跟踪，具体而言其方式是电动工具机优选在引导单元的控制下自动地跟随通过对比度识别装置检测到的线的走向。
具有对比度识别装置的电动工具机原则上可以由本领域技术人员认为有意义的所有电动工具机构成，其中工件表面的至少部分的对比度识别和/或至少部分地自动的线跟踪是有利的。然而，特别有利的是，电动工具机由手持式工具机、尤其由设置用于锯割和/或切割和/或磨削等的手持式工具机构成，例如刺锯、手持式圆锯机等等，其中该手持式工具机的沿着线、尤其沿着施加在工件表面上的线的引导是期望的。
此外提出，对比度识别装置被设置用于在马达和/或刀具的至少一个运行模式之前的对比度测量。就此而言，“之前”应尤其理解为：尤其在一个单独的工作过程中，第一动作、尤其对比度测量在时间上在第二动作、尤其马达和/或刀具的运行模式之前进行。优选地，在至少一个过程中，有成效的对比度测量是马达和/或刀具的运行模式的条件，即尤其在有成效的对比度测量之后才能够起动马达和/或才能够以刀具进行工件的加工过程。有利的是，对比度测量可以在以电动装置开始工作之前进行并且能够在避免干扰影响、例如工作残余和/或灰尘的条件下有效地测量对比度，在此例如在工作过程期间有利地阻止对比度测量中不期望的故障。
还提出，对比度识别装置具有至少一个被设置用于照亮测量区域的照明装置。在这里，通过照明装置放大了表面的差异或线的对比度，由此简化了在对比度识别单元中或在分析处理单元中的对比度识别。此外，在对比度测量期间能够有利地减小不期望的外来影响、例如由外来照明引起的不利的阴影形成。优选地，照明装置由光谱照明装置、例如由红外线发光二极管和/或本领域技术人员认为有意义的其它照明装置构成。
当传感器装置至少部分地由摄像机构成时，能够达到结构简单且尤其节省成本的对比度测量。在这里，“摄像机”应尤其理解为被设置用于感测或检测静态和/或动态图像、尤其工件表面的传感器装置。然而原则上也可想到，传感器装置由本领域技术人员认为对于对比度测量有意义的其它装置构成。
此外提出，对比度识别装置具有至少一个用于选择至少一个测量信号的滤波元件，由此能够将用于对比度测量的测量信号的灵敏度尤其限制在确定的光谱范围上。附加地，由此可以有利地实现测量信号与不期望的干扰信号的分离。在这里，“滤波元件”应尤其理解为光学滤波元件，其优选仅对于有限的光谱范围是可透过的。
此外提出，分析处理单元具有至少一个用于检测对比度的微分装置，由此尤其能够结构简单地识别或确定被感测的表面的对比度变化，具体而言其方式是微分装置能够通过形成微商对感测到的测量信号求微分并且在此能够特别简单且可靠地识别信号曲线走向中的变化。就此而言，“微分装置”应尤其理解为电子的、优选模拟的构件，其中输入信号通过微分被变换，尤其为了根据微分参数识别输入信号或对比度信号的波动和/或变化。该微分装置在这里由微控制器的运算放大器、模拟量处理器和/或本领域技术人员认为有意义的其它模拟构件和/或软件程序的组成部分构成。
还提出，对比度识别装置具有至少一个调节装置，所述调节装置被设置用于调节用于至少一个对比度参数的阈值。在这里，可以有利地使对比度识别与表面的颜色分布和/或亮度分布相适配。在这里，调节装置可以由用于由操作者人工地调节阈值的人工调节装置构成和/或由用于优选在分析处理单元的控制下至少部分地自动化调节的调节装置构成。该调节装置在这里可以由D/A转换器和/或本领域技术人员认为有意义的其它构件构成。
在本发明的另一种构型中提出一种用于具有对比度识别装置的电动工具机、尤其手持式工具机的对比度识别方法，该对比度识别装置为了电动工具机的至少部分地自动引导而被设置用于对比度测量，其中，在至少一个对比度识别模式中对工件的表面进行对比度测量。在这里，在对比度识别装置的对比度识别模式中能够识别施加在待加工工件的表面上的线、例如暗或黑色表面上的亮或白色线等等。“对比度识别模式”在这里应尤其理解为对比度识别装置的用于对比度测量的运行模式。
特别有利地，在该对比度识别方法中，在电动工具机的马达和/或刀具的至少一个运行模式之前进行对比度识别装置的对比度识别模式。由此可以有利地在以电动装置开始工作之前进行对比度测量并且能够在避免干扰影响、例如工作残余和/或灰尘的情况下有效地测量对比度。
还提出，在对比度识别模式中调节照明参数、尤其是光谱照明参数，由此能够放大线的对比度并且因此能够简化对比度测量或对比度识别。此外，能够在对比度测量期间有利地使不期望的外来影响、例如由外来照明引起的不利的阴影形成最小化。
此外提出，通过形成至少一个感测到的测量信号的微商来求出至少一个对比度参数，由此能够尤其结构简单地检测或确定被感测的表面的对比度变化，具体而言其方式是微分装置能够通过形成微商对感测到的测量信号求微分并且在此能够特别简单且可靠地识别信号曲线走向中的变化。就此而言，“对比度参数”应尤其理解为表示对比度变化曲线或图像的亮度分布中的变化的参数。
如果调节用于对比度测量的阈值，则能够得到有利的、与表面的颜色分布和/或亮度分布适配的对比度识别。
特别有利地，在至少一个对比度识别模式中检测工件的表面上的线走向以便至少部分地自动引导电动工具机，由此尤其能够实现电动工具机的至少部分地自动引导并且在这里能够实现对于操作者的操作舒适性。
还提出，使用对比度测量的对比度参数来调节调节传感器装置、尤其摄像机，由此能够在对比度测量之前和/或在对比度测量期间实现传感器装置的有利适配和/或调节，尤其用于传感器参数的适配和/或调节、用于识别对比度。优选地，借助传感器装置的传感器参数的适配和/或调节尤其地调节和/或适配放大系数(例如增益系数)和/或传感器装置的白平衡。特别有利的是，自动化地且优选通过分析处理单元控制地进行传感器装置的适配和/或调节。
此外提出，向操作者发出对比度测量的至少一个信息参数。就此而言，“信息参数”应尤其理解为含有关于对比度识别装置的对比度运行模式和/或对比度测量的信息、尤其当前状态的参数。优选地，对比度识别装置或电动工具机为此具有用于输出信息参数的输出单元。通过该构型，操作者能够有利地调取对比度测量的实际状态。此外，在对比度不足以区分待加工工件的表面的情况下，这一情况在工作开始之前被告知电动装置的操作者。
附图说明
其它优点从以下附图说明中给出。在附图中示出本发明的实施例。附图、说明书和权利要求含有大量组合特征。本领域技术人员也能符合目的地单独考虑这些特征或者将这些特征组合成有意义的其它组合。
附图示出：
图1以示意图示出具有对比度识别装置的由刺锯构成的电动工具机，
图2示出对比度识别装置的示意图，
图3示出对比度测量的示意性示出的方法流程，
图4以局部视图示出为对比度测量设置的工件表面的部分区域，
图5示出由对比度识别装置的传感器单元检测到的测量信号，和
图6示出用于确定对比度的经微分装置变换后的信号。
具体实施方式
在图1中示出根据本发明的、由手持式工具机12表示的电动工具机10。手持式工具机12由刺锯构成。原则上，手持式工具机12也可以由本领域技术人员认为有意义的其它手持式工具机12或电动工具机10构成，例如手持式圆锯机等。手持式工具机12具有壳体36，该壳体具有手把区域38和用于接通或关断手持式工具机12的开关元件40。在手持式工具机12的壳体36内部设有马达单元42，刀具44可借助该马达单元经由未详细示出的马达轴和未详细示出的传动装置驱动。手持式工具机12还具有一设有分析处理单元16和传感器装置18的对比度识别装置14，该传感器装置被设置用于检测待加工工件22的表面20。在这里，分析处理单元16被设置用于根据由传感器装置18检测到的数据以对比度和/或波长差的形式识别表面20的差异以便至少部分地自动引导手持式工具机12。在这里，在至少一个对比度识别模式KM1中对工件22的表面20进行对比度测量。
在图2中示意性示出对比度识别装置14的视图。对比度识别装置14除了分析处理单元16和由摄像机28构成的传感器装置18之外还具有照明装置24和滤波元件30。照明装置24被设置用于在对比度识别模式中照亮测量区域26，滤波元件30被设置用于测量信号的选择。此外，滤波元件30沿着到达传感器装置18的信号路径设置在传感器装置18前面。此外，在对比度识别装置14中设有包括在分析处理单元16中的、用于检测对比度的微分装置32和包括在分析处理单元16中的微控制器46。为了检测工件22的表面20，在手持式工具机12的马达单元42和/或刀具44的第一运行的运行模式B1、B2之前，在对比度识别装置14中进行第一对比度识别模式KM1的对比度测量(图3)，从而能够在工作开始之前完成用于检测施加在表面20上的引导线48的对比度测量。
在这里，首先在手持式工具机12的接通过程E之后在第一对比度识别模式KM1中进行对比度测量，其方式是被分析处理单元16激活的传感器装置18感测工件22的表面20或该表面20的测量区域26(图1和4)。接着在分析处理单元16内部分析感测到的数据。为此，被传感器装置18感测到的数据经由未详细示出的内部数据导线传导至分析处理单元16并且在那里被微分装置32进一步处理。在微分装置32中由传感器装置18的测量信号50形成微商。接下来在微控制器46中对微分装置32的信号52进行分析处理。
此外，为了有效的对比度测量，在分析处理单元16的控制下通过由光谱照明装置构成的照明装置24照亮工件22的表面20的测量区域26并且在此放大表面20的对比锐度或施加在表面20上的引导线48相对于表面20的对比锐度。照明装置24由红外线发光二极管构成。通过分析处理单元16控制由照明装置24对测量区域26的照明。在这里，分析处理单元16将照明装置24的照明参数与表面20的测量区域26的借助传感器装置18和微分装置32检测到的对比度曲线走向或亮度曲线走向相适配。此外，在分析处理单元16的控制下，在对比度测量期间求出的对比度参数被用于调节传感器单元、尤其传感器参数，例如放大系数和/或白平衡，并且由此使传感器装置18或摄像机28感测到的测量信号50与测量区域26的对比度曲线走向相适配。
如果通过对比度识别装置14的对比度识别没有成效，则向手持式工具机12的操作者发出信息参数的第一输出A1并且操作者能够以人工引导开始手持式工具机12的正常运行模式B1。如果通过对比度识别装置14的对比度识别是有成效的，则通过信息参数的输出A2将其告知操作者并且还能够以沿着引导线48的至少部分地自动引导的引导模式F进行手持式工具机12的运行模式B2。有成效的对比度识别是引导模式F的条件。此外，与手持式工具机12的运行模式B2同时地进行用于不断地识别引导线48的第二对比度识别模式KM2。
为了对比度测量的信息参数的输出，手持式工具机12具有输出单元72。该输出单元72包括光学输出装置和声学输出装置，其中，通过光学输出装置能够为手持式工具机12的操作者输出由对比度识别装置14检测到的引导线48，通过声学输出装置在必要时输出故障报告。这尤其当对施加在表面20上的引导线48的检测由于污染物和/或其它干扰的外来影响而没有成效时是有意义的，从而能够在工作开始之前向操作者报告。
在图5中示出由视频摄像机构成的传感器装置18的感测到的测量信号50。在这里，向下延伸的第一信号区域54由用于微分装置32的起始信号构成。该起始信号由一个单独的、未详细示出的构件形成。在工件22的表面20上具有不同的亮度级的不同区域60、62、64在视频摄像机的测量信号50中由不同的信号高度再现。在图5中所示的信号曲线走向中，图4的工件22的具有亮表面20的第一区域60通过测量信号50中的高阶梯56再现。暗的通过施加的引导线48构成的第二区域62(在图4中以阴影线表示)由测量信号50中的低阶梯58再现。表面20的与第二区域相接的亮的第三区域64与第一区域60类似地又通过视频摄像机的测量信号50中的高阶梯56构成。视频摄像机的测量信号50被继续传导至分析处理单元16并且由微分装置32求微分或者形成测量信号50的微商。
微分装置32的微分信号52或微分装置32的输出信号在图6中示出。视频摄像机的测量信号50中的变换引起微商或微分信号52的曲线走向中的跃变66，其中，该跃变66基于从亮区域60、64至邻接的暗或黑色区域62的不连贯过渡(图4)。信号52的曲线走向在跃变66的区域中由非连续的函数形成。信号52的微商的值由对比度参数形成。
经微分装置32求微分的数据的分析处理在分析处理单元16的微控制器46中进行。为了在分析处理单元16内部识别单义的对比度，微商或对比度参数的值必须高于确定的阈值68。对比度识别装置14还具有调节装置70，该调节装置70被设置用于调节用于至少一个对比度参数的阈值68。调节装置70被分析处理单元16包括。此外，调节装置70由设置用于人工调节的调节装置70构成，使得操作者能够在手持式工具机12的运行中执行对比度识别的匹配。原则上，在本发明的另外的构型中随时可想到，调节装置70可由分析处理单元16自动地控制。在这里，操作者能够在对比度比值不足时通过调节装置70改变阈值68，使得又能够在分析处理单元16中进行对比度识别，例如灰色表面20与以若干灰度梯度更暗的引导线48或者从表面20至引导线48的更缓慢的、以灰度梯度进行的过渡等等，其中，在这里微分装置32中的信号变化可通过信号曲线走向中的小升高识别。调节装置70的阈值68必须在变化过程中始终高于确定的最小阈值。
因此，借助对比度识别装置14的对比度测量或对比度识别方法识别引导线48，手持式工具机12在运行中应当沿着该引导线被引导。在这里，手持式工具机12具有未详细示出的引导单元，该引导单元用于在手持式工具机12的运行中沿着工件22表面20上的借助对比度识别装置14检测到的引导线48至少部分自动地引导手持式工具机12。
Claims (15)
1.具有对比度识别装置(14)的电动工具机、尤其手持式工具机(12)，所述对比度识别装置具有分析处理单元(16)和至少一个传感器装置(18)，所述传感器装置(18)被设置用于检测表面(20)、尤其工件(22)的表面(20)，其中，所述分析处理单元(16)被设置用于根据由所述传感器装置(18)检测到的数据来识别所述表面(20)的差异以便至少部分地自动引导。
2.根据权利要求1的电动工具机，其特征在于，所述对比度识别装置(14)被设置用于在马达和/或刀具(44)的至少一个运行模式(B1，B2)之前进行对比度测量。
3.根据以上权利要求之一的电动工具机，其特征在于，所述对比度识别装置(14)具有至少一个被设置用于照亮测量区域(26)的照明装置(24)。
4.根据以上权利要求之一的电动工具机，其特征在于，所述传感器装置(18)至少部分地由摄像机(28)构成。
5.根据以上权利要求之一的电动工具机，其特征在于，所述对比度识别装置(14)具有至少一个用于选择至少一个测量信号的滤波元件(30)。
6.根据以上权利要求之一的电动工具机，其特征在于，所述分析处理单元(16)具有至少一个用于检测对比度的微分装置(32)。
7.根据以上权利要求之一的电动工具机，其特征在于，所述对比度识别装置(14)具有至少一个调节装置(70)，所述调节装置被设置用于调节用于至少一个对比度参数的阈值(68)。
8.用于根据以上权利要求之一的电动工具机(10)的对比度识别装置。
9.用于具有对比度识别装置(14)的根据权利要求1至8之一的电动工具机(10)、尤其手持式工具机(12)的对比度识别方法，所述对比度识别装置为了至少部分地自动引导所述电动工具机(10)而被设置用于对比度测量，其中，在至少一个对比度识别模式(KM1，KM2)中对工件(22)的表面(20)进行对比度测量。
10.根据权利要求9的对比度识别方法，其特征在于，在所述电动工具机(10)的马达和/或刀具(44)的至少一个运行模式(B1，B2)之前进行所述对比度识别装置(14)的所述对比度识别模式(KM1)。
11.根据权利要求9或10的对比度识别方法，其特征在于，在所述对比度识别模式(KM1，KM2)中调节照明参数。
12.根据权利要求9至11之一的对比度识别方法，其特征在于，通过形成至少一个感测到的测量信号(50)的微商来求出至少一个对比度参数。
13.根据权利要求9至12之一的对比度识别方法，其特征在于，调节用于对比度测量的阈值(68)。
14.根据权利要求9至13之一的对比度识别方法，其特征在于，在至少一个对比度识别模式(KM1，KM2)中检测工件(22)的表面(20)上的线走向以便至少部分地自动引导所述电动工具机(10)。
15.根据权利要求9至14之一的对比度识别方法，其特征在于，使用所述对比度测量的至少一个对比度参数来调节调节传感器装置(18)。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |