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Stand der Technik
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Es ist bereits eine Sägewerkzeugvorrichtung mit wenigstens einer Sensoreinheit, welche wenigstens einen optischen Sensor und zumindest eine Auswerteeinheit umfasst, vorgeschlagen worden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einer Sägewerkzeugvorrichtung mit wenigstens einer Sensoreinheit, welche wenigstens einen optischen Sensor und zumindest eine Auswerteeinheit umfasst.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Auswerteeinheit dazu vorgesehen ist, wenigstens eine Kenngröße des optischen Sensors zur Ermittlung wenigstens einer Schnittabweichung zu nutzen. Unter einer „Sensoreinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit zur Anordnung und kommunikativen Verbindung von zumindest einem optischen Sensor und zumindest einer dazugehörigen Auswerteeinheit verstanden werden. Unter einem „optischen Sensor“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Sensor verstanden werden, der optische Strahlung in elektrische Energie umwandelt oder einen von der einfallenden Strahlung abhängigen elektrischen Widerstand zeigt. Vorzugsweise weist die Sensoreinheit eine Lichtquelle und eine Kamera mit einer Linse mit einer kleinen Auflösung, beispielsweise 16×16 Pixel oder 30×30 Pixel, auf. Insbesondere ist die Auswerteeinheit und/oder vorteilhaft der Sensor dazu vorgesehen, mittels zumindest einer Kenngröße der Kamera eine Bewegung eines vor der Kamera bewegten Werkstücks, vorzugsweise in wenigstens zwei Richtungen, zu bestimmen. Vorzugsweise bestimmt die Auswerteeinheit und/oder der Sensor die Bewegung durch eine Korrelation und/oder besonders bevorzugt durch eine Berechnung eines optischen Flusses von durch die Kamera aufgenommenen Bildern. Vorzugsweise ist der optische Sensor dazu vorgesehen, eine Bewegung eines Referenzelements in zwei rechtwinklig zueinander ausgerichtete Richtungen zu erfassen. Unter einer „Auswerteeinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Controller mit einem Prozessor, einer Speichereinheit und/oder einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebs-, Steuer- und/oder Berechnungsprogramm verstanden werden. Insbesondere soll unter „vorgesehen“ speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Unter einer „Kenngröße“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein elektrisches Signal verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, eine Information zu transportieren. Vorzugsweise umfasst eine Information eine inkrementell, relativ oder absolut durch den optischen Sensor erfasste Wegstrecke. Unter einer „Schnittabweichung“ soll in diesem Zusammenhang eine Abweichung verstanden werden, die dazu geeignet ist, als Maß einer Abweichung eines Sägeschnitts von einer Soll-Schnittlinie, insbesondere von einem Geradeausschnitt, herangezogen zu werden. Besonders bevorzugt kann der Sensor dazu vorgesehen sein, eine zur Soll-Schnittlinie senkrechte Abweichung bezogen auf die Sensorposition als Schnittabweichung zu ermitteln. Bevorzugt kann der optische Sensor in einem Abstand senkrecht zu einer Schnittkante eines Sägeblatts in einer Schnittrichtung hinter dem Sägeblatt angeordnet sein. Eine Abweichung der Schnittrichtung von der Sollschnittlinie resultiert aus einem Verdrehen der Säge um einen Drehpunkt im Bereich des Sägeblatts. Der im Abstand zum Sägeblatt angeordnete Sensor kann eine durch das Verdrehen resultierende senkrechte Abweichung zur Soll-Schnittlinie am Sensorort erfassen. Es ist aber auch möglich, dass die Auswerteeinheit dazu vorgesehen ist, andere Schnittabweichungen zu ermitteln, insbesondere eine seitliche Abweichung des Sägeschnitts von der Soll-Schnittlinie. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Sägewerkzeugvorrichtung einen Benutzer vorteilhaft unterstützen, am Werkstück einen zumindest weitgehend geraden Sägeschnitt anzubringen. Der Benutzer kann eine die Sägewerkzeugvorrichtung aufweisende Säge so führen, dass die Schnittabweichung minimiert wird. Bevorzugt weist die Sägewerkzeugvorrichtung eine Eingabevorrichtung auf, die dazu vorgesehen ist, die Schnittabweichung zurückzusetzen. Der Benutzer kann die Schnittabweichung zu Beginn des Sägeschnitts auf „Null“ zurücksetzen, so dass, während der Benutzer den Sägeschnitt ausführt, die Schnittabweichung relativ zu einer Startposition ermittelt wird. Die Sägewerkzeugvorrichtung kann die SollSchnittlinie und die Abweichung mit Hilfe der Kenngröße des optischen Sensors durch eine Berechnung virtuell verfolgen. In einer Erweiterung der Erfindung kann die Sägewerkzeugvorrichtung über eine Eingabevorrichtung verfügen, die eine Eingabe von von einer Geraden abweichenden Soll-Schnittlinien ermöglicht. Die Sägewerkzeugvorrichtung kann den Benutzer vorteilhaft unterstützen, Schnittabweichungen von von Geraden abweichenden Soll-Schnittlinien zu minimieren.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass der optische Sensor dazu vorgesehen ist, die Schnittabweichung durch eine direkte optische Erfassung einer Werkstückoberfläche zu ermitteln. Speziell angebrachte Referenzmarken und/oder Referenzlinien können entfallen. Der optische Sensor kann eine Bewegung durch direktes Erkennen der Bewegung der Werkstückoberfläche erkennen. Der optische Sensor kann zu einer Erkennung der Bewegung der Werkstückoberfläche vorteilhaft vorhandene Strukturen der Werkstückoberfläche nutzen, wie insbesondere eine Rauheit der Werkstückoberfläche. Eine spezielle Vorbereitung des Werkstücks durch den Benutzer kann entfallen.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die Auswerteeinheit dazu vorgesehen ist, eine Vorschubgeschwindigkeit zu ermitteln. Die Vorschubgeschwindigkeit kann insbesondere ermittelt werden, indem die Auswerteeinheit mit der während dem Sägeschnitt vom optischen Sensor erfassten Bewegung des Werkstücks eine Bewegungskomponente in Schnittrichtung bestimmt. Die Vorschubgeschwindigkeit kann dem Benutzer angezeigt werden. Der Benutzer kann eine vorteilhafte Vorschubgeschwindigkeit besonders einfach einhalten. Besonders vorteilhaft kann eine Steuereinheit die Vorschubgeschwindigkeit zur Festlegung von Arbeitsparametern nutzen, insbesondere einer Hubzahl und/oder einer Pendelung des Sägeblatts. Die Arbeitsparameter können besonders gut an die durch den Benutzer vorgegebene Vorschubgeschwindigkeit angepasst werden. Ein Komfort für den Benutzer kann erhöht werden.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die Auswerteeinheit zu einer Detektion des Werkstücks vorgesehen ist. Unter dem „Werkstück“ soll in diesem Zusammenhang ein beliebiger Körper verstanden werden, in dem ein Sägeschnitt angebracht werden soll. Der optische Sensor und/oder die Auswerteeinheit kann aus einem Ausbleiben von Bildern einer nahen Oberfläche und/oder Kenngrößen einer Bewegung des Werkstücks auf ein Fehlen eines Werkstücks schließen. Insbesondere kann die Auswerteeinheit dazu vorgesehen sein, bei fehlendem Werkstück einen Antrieb des Sägeblatts zu deaktivieren und/oder der Steuereinheit ein Signal zur Deaktivierung des Antriebs des Sägeblatts zu senden. Eine Sicherheit einer mit der Sägewerkzeugvorrichtung ausgestatteten Säge kann erhöht werden. Eine Verletzung des Benutzers durch eine leer laufende Säge kann vermieden werden.
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Weiter wird ein Anzeigemodul vorgeschlagen, das dazu vorgesehen ist, zumindest die Schnittabweichung an einen Benutzer auszugeben. Das Anzeigemodul kann bevorzugt als LCD, LED- und/oder OLED-Anzeige ausgebildet sein. Bevorzugt kann das Anzeigemodul die Schnittabweichung und eine Korrekturrichtung an den Benutzer ausgeben. Besonders bevorzugt kann das Anzeigemodul weitere Parameter an den Benutzer ausgeben, wie insbesondere die Vorschubgeschwindigkeit sowie eine Schnittlänge. Die Schnittlänge kann bevorzugt ab Beginn des Sägeschnitts gemessen werden, insbesondere ab einer Position, an der der Benutzer die Schnittabweichung mit Hilfe der Eingabevorrichtung zurückgesetzt hat. Der Benutzer kann die durch die Auswerteeinheit ermittelten Parameter komfortabel ablesen.
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Des Weiteren wird eine handgeführte Säge mit einer erfindungsgemäßen Sägewerkzeugvorrichtung vorgeschlagen. Insbesondere ist die Säge als eine, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende handgeführte Säge, wie eine Handkreissäge, vorzugsweise jedoch als eine Stichsäge, ausgebildet. Bevorzugt kann die Sägewerkzeugvorrichtung in die Säge integriert sein. In einer alternativen Ausgestaltung ist es möglich, dass die Sägewerkzeugvorrichtung als separate Einheit ausgebildet ist, die an der Säge angebracht werden kann. Ein vorteilhaftes Nachrüsten bestehender Sägen mit der Sägewerkzeugvorrichtung kann möglich sein.
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Die erfindungsgemäße Sägewerkzeugvorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Sägewerkzeugvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
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Zeichnungen
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Fußplatte einer Stichsäge mit einer erfindungsgemäßen Sägewerkzeugvorrichtung,
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2 eine schematische Darstellung der Stichsäge bei der Ausübung eines Sägeschnitts,
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3 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines optischen Sensors, und
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4 ein Blockschaltbild der Sägewerkzeugvorrichtung.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Fußplatte 40 einer handgeführten, hier nur symbolisch dargestellten Stichsäge 42 mit einer Sägewerkzeugvorrichtung 10 mit einer Sensoreinheit 12, welche einen optischen Sensor 14 (3) und eine Auswerteeinheit 16 (4) umfasst. Die Auswerteeinheit 16 ist dazu vorgesehen, eine Kenngröße des optischen Sensors 14 zur Ermittlung einer Schnittabweichung 18 zu nutzen. Der optische Sensor 14 erfasst die Schnittabweichung 18 durch eine direkte optische Erfassung einer Werkstückoberfläche 20, indem der optische Sensor 14 durch eine Ausnehmung der Fußplatte 40 eine Oberflächenstruktur der Werkstückoberfläche 20 erfasst. Die Stichsäge 42 umfasst einen Antriebsmotor 48 (4), der ein Sägeblatt 34 zum Ausführen eines Sägeschnitts in einem Werkstück 24 in einer Hub- und Pendelbewegung antreibt.
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3 zeigt schematisch den Aufbau des optischen Sensors 14. Der optische Sensor 14 weist eine Lichtquelle 44 und eine Kamera 46 auf. Die Lichtquelle 44 ist als eine LED ausgebildet. Alternativ könnte die Lichtquelle 44 jedoch auch als ein Laser ausgebildet sein. Die Kamera 46 weist eine Auflösung von etwa 900 Pixeln und eine Abtastrate von etwa 1200 Hz auf. Andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Auflösungen und Abtastraten sind möglich. Die Kamera 46 erfasst eine Oberflächenstruktur der Werkstückoberfläche 20. Der Sensor 14 erfasst die Bewegung des Werkstücks 24 in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen 54, 56, aus denen eine Schnittabweichung 18 ermittelt wird.
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Der optische Sensor 14 ist in einem Abstand 50 senkrecht zu einer Schnittkante 32 des Sägeblatts 34 in einer Schnittrichtung 36 hinter dem Sägeblatt 34 angeordnet. Die Sägewerkzeugvorrichtung 10 ist dazu vorgesehen, die Schnittabweichung 18 gegenüber einer geraden Soll-Schnittlinie 52 zu erfassen (2). Weicht ein Benutzer beim Führen der Stichsäge 42 von der Soll-Schnittlinie 52 ab, resultiert dies in einem Drehen der Stichsäge 42 um einen Drehpunkt 38 innerhalb des Sägeblatts 34. Der im Abstand 50 zum Sägeblatt 34 angeordnete optische Sensor 14 kann die durch das Verdrehen um den Drehpunkt 38 resultierende senkrecht zur Soll-Schnittlinie 52 stehende Schnittabweichung 18 erfassen. Die Schnittabweichung 18 ist ein Maß einer Abweichung der Schnittrichtung 36 von der Soll-Schnittlinie 52. Alternativ kann die Sägewerkzeugvorrichtung 10 eine absolute Abweichung eines Sägeschnitts von der Soll-Schnittlinie 52 erfassen.
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Der Benutzer betätigt zu Beginn eines Sägeschnitts an einer Startposition 30 eine hier symbolisch dargestellte Eingabevorrichtung 28 und setzt so die Schnittabweichung 18 zurück. Auf einem ebenfalls symbolisch dargestellten Anzeigemodul 26 wird, während der Sägeschnitt ausgeführt wird, die Schnittabweichung 18 an den Benutzer ausgegeben. Das Anzeigemodul 26 ist vorteilhaft an der Stichsäge 42 so angebracht, dass es, während ein Sägeschnitt ausgeführt wird, vom Benutzer leicht zu beobachten ist. Die Auswerteeinheit 16 ermittelt zudem eine Vorschubgeschwindigkeit 22 in Schnittrichtung 36 und zeigt diese auf dem Anzeigemodul 26 an. Die Auswerteeinheit 16 steuert entsprechend der Vorschubgeschwindigkeit 22 den Antriebsmotor 48 der Stichsäge 42 an, so dass eine Hubzahl der Hub- und Pendelbewegung des Sägeblatts 34 an die Vorschubgeschwindigkeit 22 angepasst ist. Wird kein Werkstück 24 erkannt, wird der Antriebsmotor 48 durch die Auswerteeinheit 16 deaktiviert. Verletzungen durch eine leer laufende Stichsäge 42 können so vermieden werden. Die Sägewerkzeugvorrichtung 10 ist fest in die Stichsäge 42 integriert. In einer alternativen Ausbildung kann die Sägewerkzeugvorrichtung 10 als Aufsteckeinheit ausgebildet sein, welche die Sensoreinheit 12 und das Anzeigemodul 26 umfasst. Es können so bestehende Stichsägen 42 mit der Sägewerkzeugvorrichtung 10 nachgerüstet werden.
