CN108603633A - 用于监测机器的安全装置和方法 - Google Patents

用于监测机器的安全装置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108603633A
CN108603633A CN201680081693.9A CN201680081693A CN108603633A CN 108603633 A CN108603633 A CN 108603633A CN 201680081693 A CN201680081693 A CN 201680081693A CN 108603633 A CN108603633 A CN 108603633A
Authority
CN
China
Prior art keywords
speed
edge
machine part
work
workpiece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201680081693.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108603633B (zh
Inventor
马克·胡夫纳格尔
罗朗德·莱布弗阿尔特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pilz GmbH and Co KG
Original Assignee
Pilz GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pilz GmbH and Co KG filed Critical Pilz GmbH and Co KG
Publication of CN108603633A publication Critical patent/CN108603633A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108603633B publication Critical patent/CN108603633B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16P—SAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
    • F16P3/00—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
    • F16P3/12—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine
    • F16P3/14—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact
    • F16P3/142—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact using image capturing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D55/00—Safety devices protecting the machine or the operator, specially adapted for apparatus or machines dealt with in this subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D59/00—Accessories specially designed for sawing machines or sawing devices
    • B23D59/001—Measuring or control devices, e.g. for automatic control of work feed pressure on band saw blade
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/22—Safety devices specially adapted for cutting machines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16P—SAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
    • F16P3/00—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
    • F16P3/12—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine
    • F16P3/14—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact
    • F16P3/144—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact using light grids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/28—Arrangements for preventing distortion of, or damage to, presses or parts thereof
    • B30B15/288—Arrangements for preventing distortion of, or damage to, presses or parts thereof preventing over-run or reverse-run of the press shaft

Abstract

本发明涉及用于监测机器(10)的方法。第一机器部件(20)执行朝向第二机器部件(24)的工作移动(28)以便加工工件(30)，并且第一机器部件具有在移动方向上引导并且限定移动平面(34)的边缘(32)。该方法具有以下步骤：检测具有多个像素(52)的多个图像(50)，每个图像(50)具有边缘、工件(30)的至少一部分以及边缘(32)与第二机器部件(24)之间的保护区域(44)的空间分辨图像；基于所检测到的多个图像(50)检测第一机器部件(20)相对于工件(30)的工作移动(28)的速度(V)；对所检测到的速度(V)与工作移动的参考速度(R)进行比较；以及如果所检测到的速度(V)偏离参考速度(R)，则停止工作移动(28)。

Description

用于监测机器的安全装置和方法
本发明涉及用于监测机器的方法，其中，第一机器部件执行朝向第二机器部件的工作移动以便加工工件，并且其中，第一机器部件具有在移动方向上的引导边缘，所述引导边缘限定移动平面，该方法包括以下步骤：获取具有多个像素的多个图像，其中，相应图像具有边缘、工件的至少一部分以及在边缘与第二机器部件之间的保护区域的空间分辨表示。
本发明还涉及用于机器的安全装置，其中，第一机器部件执行朝向第二机器部件的工作移动以便加工工件，其中，第一机器部件具有在移动方向上的引导边缘，所述引导边缘限定移动平面，该安全装置包括：图像传感器，其具有用于记录边缘、工件的至少一部分以及在边缘与第二机器部件之间的保护区域的多个空间分辨图像的多个像素。
例如从EP 2 553 312 B1已知的是这样的方法和这样的安全装置。
本发明特别涉及一种用于监测两个机器部件朝向彼此移动的压弯机、折弯机、冲压机或切割机的方法。然而，本发明不限于此并且同样可以用于其他机器中，在所述其他机器中可以使用以非接触方式起作用的共同运行的保护装置来防止事故。因此本发明特别涉及一种用于压弯机、折弯机、冲压机或切割机的安全装置。
一种用于加工工件的已知方法是弯曲或折叠，其中，工件的加工基本上发生在于将工具压在基体上。工具与基体之间的中间空间通常在工具向下行进期间由基于摄像装置的保护系统监测，以防止操作者的身体部分进入工具与基体之间的开口间隙。
在这样的基于摄像装置的保护系统中，通常在工具与基体之间监测保护区域，在竖直方向向下行进期间该保护区域减小以避免意外的安全停机。然而，在逐步进行的保护区域的减小和/或停用期间，必须相应地保护工具的超限行程以便确保操作者所需的安全性。因此工具的速度通常在工件的区域中减速，以便减小对应的超限行程并且确保操作者的安全。然而，由于在工具的向下行进期间减小的速度降低了机器的总体生产率，因此对应的制动过程尽可能晚地启动。
为了确保工具的减小的速度，工具的位置通常从增量编码器循环地获取并且在单独的处理器中处理。在随后的处理循环中，然后向控制模块输出因此确定的位置和处理数据，该控制模块在相应的偏差的情况下关停工具的移动。
因此构造的模块化安全装置具有由循环获取、处理并且输出过程造成相对长的反应时间并且因此相应地对各个模块的性能提出了很高的要求的缺点。此外，机器的生产率由模块化安全装置的总反应时间确定并且相应地限制。最后，对应地具有高性能增量编码器的这样的模块化安全装置技术上是复杂并且昂贵的，并且因此相应地增加了在工作移动期间用于工具的速度监测的费用。
因此，本发明的目的是提供一种用于监测机器的方法和用于机器的安全装置，其中可以以短的反应时间并且以很少的技术费用监测机器部件的移动。
该目的通过以下步骤在开始处提到的用于监测机器的方法中实现：基于所获取的多个图像来获取第一机器部件相对于工件的工作移动的速度，对所获取的速度与工作移动的参考速度进行比较，以及如果所获取的速度偏离参考速度则停止工作移动。
该目的通过图像处理单元和通过控制单元在开始处提到的用于机器的安全装置中进一步实现，该图像处理单元被耦接至图像传感器以便基于所获取的多个图像来获取第一机器部件相对于工件的工作移动的速度，该控制单元被耦接至图像处理单元并且被配置成对所获取的速度与工作移动的参考速度进行比较并且如果所获取的速度偏离参考速度则停止工作移动。
因为基于多个所获取的图像来确定第一机器部件相对于工件的速度，所以通常可以省去用于确定第一机器部件的位置的技术上复杂的增量编码器，并且因此通常会降低用于确定工作移动的速度的技术费用。此外，通过对所获取的速度与参考速度进行比较来大大降低了获取和处理速度，因为不是由不同模块循环输入并且处理所获取的数据，并且因此在故障情况下反应速度显著降低。因此，可以以减小的反应时间和很少的技术费用可靠地获取被监测机器的机器部件的移动。
因此完全实现了本发明的目的。
在本发明的改进方案中，在第一机器部件的边缘的预定位置与工作移动的终点之间获取工作移动期间的速度。优选地是，在该情况下从第一机器部件距工作移动的终点的预定距离开始相应地获取并且监测速度。在第一机器部件与工件之间的减小的开口间隙的情况下，因此可以确保第一机器部件的减小的速度，并且因此可以相应地保护超限行程。
在该改进方案中，优选的是，如果第一机器部件的边缘的预定位置由光学测量屏障确定。特别优选的是，在该情况下如果光学测量屏障被设计为引导光学测量屏障，其在边缘或第一机器部件距工件的对应距离处中断并且因此在预定距离处激活速度测量。
因此可以以很少的技术费用可靠地确保保护第一机器部件的速度不受预定开口间隙的影响。
在本发明的优选改进方案中，在第一机器部件的边缘的预定位置与工作移动的终点之间连续减小工作移动的速度。在一个特定的改进方案中，通过第一机器部件的制动过程来减小工作移动的速度，其中，在获取并且确保工作移动的速度之前启动制动过程。
因此由于减小的速度而导致可以随着距工件的距离的减小而减小第一机器部件的超限行程，从而可以提高操作者的安全性。
在本发明的优选的改进方案中，在预定位置与工作移动的终点之间的工作移动期间根据边缘与工件之间的距离而减小保护区域。换句话说，根据边缘与工件之间的距离动态地停用与工件相邻的各个保护区域。
因此可以防止工作移动的意外停止。
在优选的改进方案中，通过经由光学测量屏障的中断停用各个保护区域来与保护区域的逐步减小一起开始获取第一机器部件相对于工件的工作移动的速度。
因此通过激活保护区域减小来激活所需的速度监测以及由减小的速度对应减小的超限行程。
在本发明的优选改进方案中，在配置步骤中预先配置参考速度。
因此可以单独地适应并且设定参考速度并且可以根据必要的要求来监测并且确保第一机器部件的速度。
可替选地，在机器启动之前预定参考速度，使得可以以很少的费用确保第一机器部件相对于工件的速度。
在本发明的优选改进方案中，基于所获取的图像将工作移动的速度确定为根据第一机器部件的边缘的位置的速度分布，其中对该速度分布与参考速度分布进行比较。在该情况下，优选地，参考速度分布由多个距离-时间值对限定并且在一个特定的改进方案中参考速度分布由两个距离-时间值对之间的直线限定。
因此可以针对每个位置监测并且相应地保护第一机器部件的边缘相对于工件的速度。
在优选的改进方案中，将第一机器部件的边缘的位置获取为距工件的距离。
因此可以根据第一机器部件的边缘与工件之间的开口间隙的尺寸来减小第一机器部件的速度并且可以相应地获取减小的速度。
在本发明的改进方案中，如果所获取的速度大于参考速度则停止第一机器部件的工作移动。
因此可以限制第一机器部件相对于工件的速度，并且因此相应地限制在工作移动停机时的第一机器部件的超限行程并且因此增加了操作者的安全性。
在本发明的改进方案中，作为边缘与第二机器部件之间的被监测的区域的保护区域与第一机器部件(20)的边缘间隔开，其中，距边缘的保护区域的距离是能够变化地调节的。
因此保护区域的距离可以单独地适应于生产的对应要求，其中，可以将距离选择为最小以能够实现工作移动的最高可能速度并且能够以高的速度接近工件，其中，相应地可以将距离选择为更大以避免非安全相关的停机和由于工具芯片的累积而导致的停机。因此可以对保护区域进行各个生产适应性监测。
在本发明的优选改进方案中，基于多个图像中的图案识别来确定第一机器部件和/或工件的不同位置，其中，基于所获取的位置的时间和空间差来获取工作移动的速度。在该情况下，优选地通过灰度图像中的边缘检测算法获取工件的上部边缘。
因此可以以高分辨率获取边缘与工件之间的空间距离以及相应地工作移动的速度，并且因此可以精确地确定工作移动的速度。
在优选的改进方案中，在该情况下基于多个图像的所识别的图案之间的内插来获取第一机器部件和/或工件的位置。在该情况下，特别是执行抛物线内插。
因此可以以小于一个像素的空间分辨率获取第一机器部件和/或工件的位置。
在优选的改进方案中，通过低通滤波器对不同位置的测量值和工作移动的速度的测量值进行滤波。
因此可以减小在获取不同位置和速度期间的干扰。
在优选的改进方案中，基于各个像素信号来获取在多个图像中的第一机器部件和/或工件的不同位置，其中，基于像素信号的时间差并且基于对应像素的距离来确定工作移动的速度。在该情况下，特别是存储对应像素的初始中断的时间并且经由用两个像素的距离除以信号中断的关联时间差来确定工作移动的速度。
因此可以基于具有很少的技术费用的图像数据来确定工作移动的速度。
在特定的改进方案中，在该情况下基于各个像素信号的固定阈值来获取第一机器部件和/或工件的位置。
因此可以基于具有很少的技术费用的各个像素信号来可靠地获取第一机器部件和/或工件的位置。
在本发明的优选改进方案中，以预定时间间隔获取多个图像。
因此可以以很少的技术费用并且可靠地确定工作移动的速度。
在本发明的优选改进方案中，由具有多个像素的图像传感器获取多个图像。
因此可以以很少的技术费用获取工作移动的速度。
在本发明的优选改进方案中，保护区域由光发射器照射并且被投影到图像传感器上。在该情况下，优选地，保护区域被布置在光发射器与图像传感器之间。
因此可以以很少的技术费用可靠地监测保护区域并且可靠地确定工作移动的速度。
在优选的改进方案中，图像传感器移动作为与第一机器部件的共同运行器。在该情况下，优选地，图像传感器被机械固定地连接至第一机器部件。
因此可以以很少的技术费用进行图像传感器的光学对准并且可以在工作移动期间可靠地获取保护区域。
总的来说，根据本发明的方法和根据本发明的安全装置能够可靠地确定第一机器部件相对于工件的速度并且因此以短的反应时间和很少的技术费用可靠地保护超限行程，并且因此整体上可以确保操作者的安全。
不言而喻，在不脱离本发明的范围的情况下，上述特征和此后要说明的特征不仅适用于相应指定的组合而且适用于其他组合或单独应用。
本发明的示例性实施方式在附图中被示出并且将在以下描述中更详细地进行说明。在附图中：
图1示出了包括安全装置的压弯机的示意图；
图2示出了用于说明图1的压弯机的机械部件的制动斜坡的图；
图3示出了图1的压弯机的保护区域的图像的示意图；以及
图4示出了用于说明用于监测图1中的压弯机的方法的示意性流程图。
在图1中，压弯机整体上被示出为用于安全装置的优选机器并且总体上用10来表示。根据本发明的示例性实施方式的安全装置12使用在压弯机10上以防止操作者在压弯机10的工作顺序中受伤。根据本发明的安全装置12的使用不限于压弯机，而是可以在一般的压力机中并且还在两个机器部件执行朝向彼此的工作移动的其他机器中采用，例如，在冲压和切割机器中。
压弯机10具有：第一机器部件14，在该情况下为上部机器部件；以及第二、下部机器部件16。第一机器部件14具有上部梁18，上部工具20例如弯曲压模被布置在上部梁18上。第二机器部件16具有下部梁22，下部工具24例如基体被布置在下部梁22上。第一机器部件可以经由驱动器26执行在箭头28的方向上的工作移动。上部工具20(弯曲压模)和下部工具24(基体)一起形成压制工具，使用该压制工具可以加工和/或形成工件30。工件30通常是金属钣金件(sheet-metal part)。
上部工具20具有引导边缘32，引导边缘32由于工作移动28而限定移动平面34。对象进入移动平面34的任何侵入例如操作者的手的侵入表示危险情况，特别是如果上部工具20已经紧紧地靠近下部工具24。使用还包括控制单元36的安全装置12出于保护上部工具20的移动直到达到安全减小的速度为止或者直到上部工具20与工件30之间的开口间隙低于预定值为止的目的。不得超过该减小的速度，以限制在停机的情况下上部工具20的超限行程并且因此确保在危险情况下操作者的安全。
安全装置12具有此处分别固定在上部梁18上的光发射器38和图像传感器40。光发射器38和图像传感器40被耦接至上部梁18，并且因此它们与上部工具的工作移动一起运行。可替选地，光传感器38和图像传感器40可以被耦接至下部工具16或压弯机10的框架。光发射器38生成光束42，光束42平行于上部工具20的引导边缘32延伸并且照射图像传感器40。因此，光发射器38和图像传感器40形成光屏障，通过该光屏障在上部工具20与下部工具24之间形成保护区域44，以便获取上部工具20相对于下部工具24的位置并且获取上部工具20相对于下部工具24的工作移动28的速度。
图像传感器40具有多个像素并且以预定时间模式获取多个空间分辨图像，该图像分别示出和/或包含上部工具20的边缘32和工件30的至少一部分。空间分辨图像还包括上部工具20与下部工具24之间的保护区域44。
光发射器38具有光源，在一个特别优选的实施方式中光源是所谓的功率LED。原则上，然而光发射器也可以具有激光二极管、荧光管、卤素灯或其他光源。如图3示意性示出的，具有多个像素的图像传感器40优选地是具有像素的矩阵型排列的图像传感器。图像传感器40优选地是具有对数换能器特性曲线的CMOS图像传感器。图像传感器40可以具有成像光学单元以确保对边缘32、保护区域44和工件30的一部分进行适当成像。
此外安全装置12包括控制单元36。控制单元36可以与光发射器38和图像传感器40被分开布置。可替选地，控制单元36可以整体地或部分地被集成到光发射器38和/或图像传感器40中。控制单元36具有图像处理单元46，图像处理单元46被耦接至图像传感器40并且用于分析由图像传感器40记录的多个图像并且相应地基于图像确定上部工具20相对于下部工具24的位置并且确定上部工具20相对于下部工具24的工作移动28的速度。如此后说明的，在该情况下基于图案识别或基于图像传感器40的像素的各个像素信号来优选地进行图像传感器40的图像的分析。分析单元46将上部工具20相对于下部工具24的速度确定为根据上部工具20的位置和/或根据边缘32与工件30和/或下部工具24之间的距离的速度分布。在图2中示意性示出了这样的速度分布的示例。
分析单元46和控制电路48是控制单元36的部分。分析单元46向控制电路48发送上部工具20相对于下部工具24的所获取的速度和/或根据上部工具20的相应位置和/或上部工具20距下部工具24的距离的所确定的速度分布。控制电路48对工作移动28的速度与工作移动28的参考速度或工作移动28的参考速度分布进行比较。如果工作移动28的所获取的速度偏离工作移动28的参考速度并且特别是如果工作移动28的速度大于参考速度，则从控制电路48向驱动器26发送对应的控制信号并且相应地停止上部工具20的工作移动28。
在工作移动28期间，随着上部工具20相对于下部工具24的距离减小，工件30附近的保护区域44的保护区被停用，以防止由于由工件或其他对象例如工件片(workpiecechips)中断对应的保护区而导致工作移动28的意外中断。随着边缘32与工件30之间的距离减小，因此保护区被逐步地逐渐停用，其中在保护性停机的情况下工作移动28的速度必须同时减小以便减小或限制上部工具20或边缘32的超限行程并且因此确保操作者的安全。因此在第一保护区的停用的情况下减小工作移动28的速度，并且使用线性速度曲线来优选地减小工作移动28的速度。在第一保护区停用的情况下开始监测上部工具20相对于下部工具24的速度，其中通过由工件30中断引导测量光束来获取上部工具20的对应位置和/或上部工具20距下部工具24的距离并且相应地第一保护区被停用并且速度监测被激活。工作移动28的速度减小使得在保护区域44的最后保护区停用的情况下达到优选地小于或等于10mm/s的工作移动28的预定速度。
由于监测在速度减小或制动斜坡的起始点的区域中的速度，还可以确定夹紧点，即工件30的上部边缘相对于边缘32的位置。参考速度分布限定了工作移动28的速度减小的起始点或制动斜坡的起始点并且不同于具有在工件30上的对象例如应用的手部的工作移动28的测量的速度分布。如果测量的速度分布偏离参考分布，则相应地停止或中断工作移动28。因此通常可以省去使用增量编码器的夹紧点监测和对应获取的位置值。
在配置步骤中一次配置或确定参考速度分布，其中在最简单的情况下，参考速度分布由通过直线连接的两个距离-速度值对限定。这样的值对优选地具有距彼此的最大距离并且优选地形成速度直线或制动斜坡的端点。在参考速度分布中边缘32的位置表示边缘32距夹紧点在该情况下即工件30的上部边缘的距离，并且因此和边缘32与工件30之间的开口间隙相同。位置或距离参数的配置优选地以1mm/s的速度在0.1mm的步长下进行。可替选地，可以预定配置并且将其存储在分析单元46中的存储器中。
在一个特定实施方式中，保护区域44相对于边缘32的距离可以被设计为可调节的。在该情况下，使用者可以相应地建立停用保护区处的边缘32的位置。在该情况下保护区域44距上部工具20的边缘32的距离可以被自由选择并且优选地在1.6mm与4mm的距离之间以0.4mm的步长被配置。因此保护区域44距工具32的距离可以相对于依赖于其的工作移动28的速度来设定，其中在小距离的情况下工作移动28的速度可以被选择为更大或者制动斜坡可以被选择为更陡峭并且在较大距离的情况下工作移动28的速度必须被选择为更小或者制动斜坡必须具有更小的斜率。
图2示意性示出了根据边缘32的位置的工作移动28的速度V的图。工作移动28的速度V从作为工作移动开始的起始点d0以最大速度Vmax一直延伸到位置d1。在位置d1处，工作移动28的速度减小。在位置d2处，在由工件30中断引导测量光束的情况下启动或开始工件30的区域中的保护区的停用。工作移动28的速度V优选地线性地减小直到位置d3。在位置d3处，保护区域44的最后保护区被停用并且速度V具有小于或等于10mm/s的值V1。在通过位置d3之后，到达边缘32接触工件30的工作移动28的终点，并且因此工作移动28的速度减小到零直到位置d4并且相应地上部工具20达到停止。
在图2中，参考速度R由虚线示意性示出，在d1与d3之间的每个位置处的参考速度R表示用于工作移动28的速度的最大允许值。如果工作移动28的速度超过参考速度R，则工作移动28停止或中断，并且因此上部工具20达到停止。因此可以可靠地监测工作速度28的所需减小并且可以限制在紧急停机的情况下对应的超限行程。
如图2所示，速度V优选地线性减小，其中参考速度优选地限定在两个距离-速度值对上。
在工作移动28期间位置d1、d2和d3均与边缘32距工件30的距离对应。
图3示出了图像50的简化图示，该图像由图像传感器14记录并且总体上(在每种情况下至少部分地)示出具有边缘32的上部工具20、工件30和下部工具24以及还有保护区域44的表示。在图3中示意性示出了从图1中的观察方向。图像传感器40的图像50具有多个像素52，此处示意性示出了多个像素52的仅少数像素。基于图像传感器40的多个图像，获取边缘32相对于工件30的位置以及边缘32相对于工件30的工作移动28的速度，以监测特别是在制动过程期间的工作移动28的速度并且相应地限制了用于紧急停机的超限行程。图像传感器40可以通过光发射器38从相对侧照射，并且因此上部工具20的边缘32和工件30在图像40中产生阴影。
为了监测工作移动28的速度并且监测夹紧点，可以确定边缘32相对于工件30的位置，并且可以通过两种不同的算法来从位置的时间曲线确定工作移动28的速度。
根据第一实施方式，可以基于各个像素52的像素信号来确定边缘32和工件30的位置，其中如果相应的像素信号低于预定阈值则获取边缘32和工件30的位置。换句话说，基于由于由光发射器38的照射而导致由上部工具20和工件30产生的阴影来获取边缘32和工件30的位置。
在由对应的阴影图像初始中断像素信号时，存储中断的时间。可以经由用连续中断的两个像素52的距离除以关联的中断时间的差来计算边缘32相对于工件30的工作移动28的速度。该方法的时间分辨率与图像传感器40的各个图像的图像顺序对应并且空间分辨率与图像传感器40的像素52的网格对应。
根据可替选的实施方式，通过图像50的灰度图像中的图案识别或边缘检测来确定用于确定工作移动28的速度的边缘32和工件30的位置以及位置的时间曲线。优选地通过抛物线内插来确定边缘32或工件30的位置。在该情况下经由用从边缘检测或图案识别确定的边缘32和工件30的空间距离除以关联图像的对应时间差来确定工作移动28的速度。该方法的时间分辨率与图像传感器14的记录的图像的时间间隔对应，其中由于抛物线内插而导致的空间分辨率小于像素52的网格。在一个特定实施方式中，图像传感器40的图像50通过黑白低通滤波器滤波以滤除干扰并且避免测量误差。
图4示出了用于监测工作移动28的方法的示例性实施方式的流程图。该方法总体上用60来标识。
方法60在步骤62处开始向下移动上部工具20直到光学测量屏障被中断(步骤64)为止。一旦光学屏障被中断，上部工具20的工作速度28就被制动并且同时保护区域44的第一保护区被停用(步骤66)。在开始制动过程时或在开始制动过程之后，由图像传感器40获取多个图像50，其中图像50包括边缘32和工件30的相应表示(步骤68)。确定边缘32或上部工具20相对于工件30的位置并且从图像50确定上部工具20相对于工件30的工作移动28的速度V(步骤70)。
如步骤72所示，对工作移动28的速度V与被存储在存储器54中的参考速度R进行比较。根据步骤74，如果工作移动28的所获取的速度V大于参考速度R，则触发紧急停止并且停止上部工具20的工作移动28。
如果在步骤72中确定所获取的速度V小于或等于参考速度R，则在步骤76中检查保护区域44的最后保护区是已经停用还是在d3处达到参考速度分布R的端部。如果最后保护区被停用或者已经通过了参考速度分布，则方法60结束。如果保护区域44的保护区仍然激活或者尚未完全通过速度参考分布，则该方法返回至步骤68并且通过图像传感器40获取一个或更多个其他的图像50。
可以以很少的技术费用监测上部工具20的制动过程并且可以通过方法60根据上部工具20相对于下部工具24的相应位置来检查工作移动28的最大速度。此外，可以监测夹紧点，即边缘32相对于工件30的位置。夹紧点监测与光学测量屏障的中断一起开始，其中在夹紧点监测开始之前启动工作移动28的制动过程。

Claims (17)

1.一种用于监测机器(10)的方法(60)，其中，第一机器部件(20)执行朝向第二机器部件(24)的工作移动(28)以加工工件(30)，并且其中，所述第一机器部件(20)具有在移动方向上的引导边缘(32)，所述引导边缘限定移动平面(34)，所述方法包括以下步骤：
获取(68)具有多个像素(52)的多个图像(50)，其中，相应图像具有所述边缘(32)、所述工件(30)的至少一部分以及所述边缘与所述第二机器部件(24)之间的保护区域(44)的空间分辨表示，
基于所获取的多个图像(50)获取(70)所述第一机器部件(20)相对于所述工件(30)的工作移动(28)的速度(V)，
对所获取的速度(V)与所述工作移动的参考速度(R)进行比较(72)，以及
如果所获取的速度(V)偏离所述参考速度(R)，则停止(74)所述工作移动(28)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第一机器部件(20)的边缘(32)的预定位置(d1)与所述工作移动(28)的终点(d4)之间获取所述工作移动(28)期间的速度(V)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一机器部件(20)的边缘(32)的预定位置(d1)由光学测量屏障确定。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，在所述第一机器部件(20)的边缘(32)的预定位置(d1)与所述工作移动(28)的终点(d4)之间连续减小所述工作移动的速度。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，根据所述边缘(32)距所述工件(30)的距离在所述预定位置(d1)与工作移动的终点(d4)之间的所述工作移动(28)期间减小所述保护区域(44)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，在配置步骤中预先配置所述参考速度(R)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，基于所获取的图像(50)将所述工作移动(28)的速度(V)确定为根据所述第一机器部件(20)的边缘(32)的位置的速度分布，并且其中，对所述速度分布与参考速度分布进行比较。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，将所述第一机器部件的边缘(32)的位置获取为距所述工件(30)的距离。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，如果所获取的速度(V)大于所述参考速度(R)，则停止所述第一机器部件(20)的工作移动(28)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，作为所述边缘(32)与所述第二机器部件之间的被监测的区域的所述保护区域(44)与所述第一机器部件(20)的边缘(32)间隔开并且距离是能够变化地调节的。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，基于所述多个图像(50)中的图案识别来确定所述第一机器部件(20)和/或所述工件(30)的不同位置，并且其中，基于所获取的位置的时间和空间差来获取所述工作移动(28)的速度(V)。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，基于所述多个图像中的所识别的图案之间的内插来获取所述第一机器部件(20)和/或所述工件(30)的位置。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，基于各个像素信号来获取所述多个图像(50)中的所述第一机器部件(20)和/或所述工件(30)的不同位置，并且其中，基于所述像素信号的时间差并且基于对应像素(52)的距离来确定所述工作移动(28)的速度(V)。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，以预定时间间隔获取所述多个图像(50)。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中，通过具有多个像素的图像传感器(40)获取所述多个图像(50)。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述保护区域由光发射器(38)照射并且被投影到所述图像传感器(40)上。
17.一种用于机器(10)的安全装置(12)，其中，第一机器部件(20)执行朝向第二机器部件(24)的工作移动(28)以加工工件(30)，其中，所述第一机器部件(20)具有在移动方向上的引导边缘(32)，所述引导边缘限定移动平面(34)，所述安全装置包括：
图像传感器(40)，其具有用于记录所述边缘(32)、所述工件(30)的至少一部分以及所述边缘(32)与所述第二机器部件(24)之间的保护区域(44)的多个空间分辨图像(50)的多个像素，
图像处理单元(46)，其被耦接至所述图像传感器(40)以基于所获取的多个图像(50)获取所述第一机器部件(20)相对于所述工件(30)的工作移动(28)的速度(V)，以及
控制单元(48)，其被耦接至所述图像处理单元(46)并且被配置成对所获取的速度(V)与所述工作移动(28)的参考速度(R)进行比较，并且如果所获取的速度(V)偏离所述参考速度(R)，则停止所述工作移动(28)。
CN201680081693.9A 2016-01-12 2016-12-30 用于监测机器的安全装置和方法 Active CN108603633B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016100445.6 2016-01-12
DE102016100445.6A DE102016100445A1 (de) 2016-01-12 2016-01-12 Sicherheitseinrichtung und Verfahren zum Überwachen einer Maschine
PCT/EP2016/082933 WO2017121628A1 (de) 2016-01-12 2016-12-30 Sicherheitseinrichtung und verfahren zum ueberwachen einer maschine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108603633A true CN108603633A (zh) 2018-09-28
CN108603633B CN108603633B (zh) 2021-05-25

Family

ID=57755298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680081693.9A Active CN108603633B (zh) 2016-01-12 2016-12-30 用于监测机器的安全装置和方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10544898B2 (zh)
EP (1) EP3403018B1 (zh)
JP (1) JP6775021B2 (zh)
CN (1) CN108603633B (zh)
DE (1) DE102016100445A1 (zh)
HK (1) HK1258666A1 (zh)
WO (1) WO2017121628A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111464967A (zh) * 2019-01-22 2020-07-28 恩格尔奥地利有限公司 用于调整安全区域的方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6572338B1 (ja) 2018-03-14 2019-09-04 株式会社アマダホールディングス プレスブレーキ用光学式安全装置、プレスブレーキ、及び光学式監視方法
EP4059678B1 (de) * 2021-03-17 2023-06-07 Krug & Priester GmbH & Co. KG Verfahren und schneidemaschine mit sicherheitsüberwachtem reversieren der gefahrbringenden schneidemesserbewegung im gefahrenfall

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63101100A (ja) * 1986-10-14 1988-05-06 シベレク，ソシエテ，アノニム プレス制動機などの安全装置
JPH06182599A (ja) * 1992-12-16 1994-07-05 Hitachi Shonan Denshi Co Ltd プレス制御装置
CN1782486A (zh) * 2004-11-24 2006-06-07 皮尔茨公司 用于确定设备中的超程的安全装置和方法
CN1890038A (zh) * 2003-12-11 2007-01-03 凯文·斯蒂芬·戴维斯 控制系统
JP2010019640A (ja) * 2008-07-09 2010-01-28 Nissan Motor Co Ltd 速度計測装置および速度計測方法
CN101801599A (zh) * 2007-09-20 2010-08-11 罗伯特.博世有限公司 机床安全装置
DE102010011786A1 (de) * 2010-03-17 2011-09-22 Sick Ag Verfahren und Sicherheitsvorrichtung zur Steuerung und Absicherung einer Maschine
CN104169630A (zh) * 2012-03-16 2014-11-26 皮尔茨公司 用于使危险区域安全的方法和设备

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4166369A (en) * 1978-04-06 1979-09-04 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Safety device for press brake
DE10027156A1 (de) 2000-05-31 2001-12-06 Fiessler Elektronik Ohg Schutzeinrichtung für Maschinen, wie Abkantpressen, Schneidmaschinen, Stanzmaschinen oder dergleichen
JP4751415B2 (ja) * 2001-10-23 2011-08-17 株式会社アマダ プレスブレーキ
JP2004096504A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 移動物体撮影装置
JP4251445B2 (ja) * 2003-06-04 2009-04-08 株式会社アマダ 曲げ加工方法及びその装置
DE10327388C5 (de) * 2003-06-18 2011-12-08 Leuze Lumiflex Gmbh + Co. Kg Schutzeinrichtung
JP4439348B2 (ja) * 2004-07-26 2010-03-24 コマツ産機株式会社 電気サーボ式板金加工機械
WO2006135961A1 (en) * 2005-06-20 2006-12-28 Lazer Safe Pty Ltd Imaging and safety system and method for an industrial machine
US8692877B2 (en) * 2005-06-20 2014-04-08 Lazer Safe Pty Ltd Imaging and safety system and method for an industrial machine
DE102005063217C5 (de) * 2005-12-22 2022-08-18 Pilz Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Konfigurieren einer Überwachungseinrichtung zum Überwachen eines Raumbereichsund entsprechende Überwachungseinrichtung
DE202010004438U1 (de) * 2010-03-29 2011-08-11 Pilz Gmbh & Co. Kg Sicherheitseinrichtung für eine Maschine, bei der ein erstes Maschinenteil eine Arbeitsbewegung gegen ein zweites Maschinenteil ausführt
CN103415876B (zh) * 2010-11-17 2017-03-22 欧姆龙科学技术公司 一种用于监控区域的方法和设备
ITBO20120221A1 (it) * 2012-04-20 2013-10-21 Marposs Spa Metodo per posizionare un utensile di una macchina utensile nel campo visivo di un sistema di visione e relativa macchina utensile
US10160080B2 (en) * 2013-12-18 2018-12-25 Robert Bosch Tool Corporation Skin sensing using spectral analysis
US9269151B2 (en) * 2014-02-11 2016-02-23 Microsoft Technology Licensing, Llc Manufacturing line monitoring
WO2015160345A1 (en) * 2014-04-16 2015-10-22 Empire Technology Development Llc Computer-based safety control
US10697587B2 (en) * 2014-09-29 2020-06-30 Scott Automation & Robotics Pty Ltd. Operator protection system for electric saw
JP6474593B2 (ja) * 2014-12-01 2019-02-27 株式会社キーエンス エリア監視センサ
JP6494331B2 (ja) * 2015-03-03 2019-04-03 キヤノン株式会社 ロボット制御装置およびロボット制御方法
IT201600108172A1 (it) * 2016-10-26 2018-04-26 Casagrande Spa Dispositivo e metodo di monitoraggio di un'area operativa
JP6866673B2 (ja) * 2017-02-15 2021-04-28 オムロン株式会社 監視システム、監視装置、および監視方法
JP6866773B2 (ja) * 2017-06-01 2021-04-28 オムロン株式会社 安全制御装置、安全制御装置の制御方法、情報処理プログラム、および記録媒体
US20190234559A1 (en) * 2018-01-31 2019-08-01 Hollymatic Corporation Method and system to monitor and shut down saw

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63101100A (ja) * 1986-10-14 1988-05-06 シベレク，ソシエテ，アノニム プレス制動機などの安全装置
US4907432A (en) * 1986-10-14 1990-03-13 Cybelec S.A. Safety device for a press brake or similar machine
JPH06182599A (ja) * 1992-12-16 1994-07-05 Hitachi Shonan Denshi Co Ltd プレス制御装置
CN1890038A (zh) * 2003-12-11 2007-01-03 凯文·斯蒂芬·戴维斯 控制系统
CN1782486A (zh) * 2004-11-24 2006-06-07 皮尔茨公司 用于确定设备中的超程的安全装置和方法
CN101801599A (zh) * 2007-09-20 2010-08-11 罗伯特.博世有限公司 机床安全装置
JP2010019640A (ja) * 2008-07-09 2010-01-28 Nissan Motor Co Ltd 速度計測装置および速度計測方法
DE102010011786A1 (de) * 2010-03-17 2011-09-22 Sick Ag Verfahren und Sicherheitsvorrichtung zur Steuerung und Absicherung einer Maschine
CN104169630A (zh) * 2012-03-16 2014-11-26 皮尔茨公司 用于使危险区域安全的方法和设备

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111464967A (zh) * 2019-01-22 2020-07-28 恩格尔奥地利有限公司 用于调整安全区域的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108603633B (zh) 2021-05-25
WO2017121628A1 (de) 2017-07-20
HK1258666A1 (zh) 2019-11-15
JP6775021B2 (ja) 2020-10-28
US10544898B2 (en) 2020-01-28
EP3403018A1 (de) 2018-11-21
DE102016100445A1 (de) 2017-07-13
EP3403018B1 (de) 2020-07-29
US20180328537A1 (en) 2018-11-15
JP2019504768A (ja) 2019-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6339134B2 (ja) 距離センサ
CN108603633A (zh) 用于监测机器的安全装置和方法
US10618170B2 (en) Robot system
US7567272B2 (en) Method and device for monitoring an area of coverage
US10302251B2 (en) Apparatus and method for safeguarding an automatically operating machine
JP5537027B2 (ja) 産業機械用の画像化および安全システムならびに方法
JP2016531462A (ja) 自動的に作動する機械を保護する装置および方法
US9617097B2 (en) System and method for metallic object detection in a media transport system
CN109564382B (zh) 拍摄装置以及拍摄方法
US20050235790A1 (en) Method for securing a machine tool and opto-electronic sensor for carrying out such a method
US7458496B2 (en) Wire bonder and method of operating the same
CN101652598A (zh) 机器的安全设备
US9421678B2 (en) Forming device and method for the operation of a forming device
JP6336353B2 (ja) 工作機械
US20150314364A1 (en) Forming Apparatus and Method of Operating a Forming Apparatus
JP2009208955A (ja) エスカレータシステム
EP2685150B2 (en) Monitoring system and method
EP1837586A2 (de) Vorrichtung zur Überwachung eines Gefahrenbereichs an einem Arbeitsmittel
EP2632167A2 (en) System to detect failed pixels in a sensor array
US11623267B2 (en) Optical safety device for press brake, press brake, and optical monitoring method
EP2725281A2 (en) Light Curtain with Machine Sensing
US20100171822A1 (en) Tomographic image capturing apparatus and tomographic image capturing method
US20210129342A1 (en) Controller, control method using controller, and control system
JP2016129898A (ja) プレスブレーキ用安全監視装置、プレスブレーキ、及び安全監視方法
JP2016117132A (ja) 裁断機の保護装置、裁断機の保護方法、裁断機の保護装置用のプログラム、および、裁断システム

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant