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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System und Verfahren, um einen Bediener vor dem Blatt einer Elektrosäge zu schützen. Die Erfindung findet besondere Anwendung zur Verwendung bei Sägen, die gemeinhin in der Fleischverarbeitungsindustrie eingesetzt werden.
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Hintergrund der Erfindung
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Bandsägen werden gemeinhin verwendet, um als Teil der Fleischverarbeitungsphase Karkassen und Fleischabschnitte in der Rotfleischindustrie zu schneiden. Bei Verwendung einer Bandsäge hält der Bediener physisch die Karkasse oder den Fleischabschnitt auf beiden Seiten des Bandsägeblatts und lenkt das Fleisch in das Blatt, um den Schneidvorgang zu bewirken. Dies setzt den Bediener naturgemäß dem Risiko aus, im Falle eines Abrutschens oder zum Beispiel als Ergebnis von Unachtsamkeit, mit dem Blatt in Kontakt zu kommen.
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Obwohl sich Schutzeinrichtungen zum Abdecken des Blatts verwenden lassen, bleibt ein Bereich des Blatts für den Bediener freiliegend. Für größere Zuschnitte von Fleisch und Karkassen muss ein erheblicher Abschnitt des Blatts freiliegend bleiben. Ein Kontakt mit dem Blatt kann zu ernsthafter Verletzung bis hin zum Verlust von Fingern oder Schlimmerem führen. Sobald ein Bediener bemerkt, mit dem Blatt in Berührung gekommen zu sein und eine korrektive Maßnahme ergreift, besteht dennoch eine damit verbundene Zeitverzögerung, in der nachhaltig eine erhebliche Verletzung vom Blatt ausgehen kann. Ähnlich wird, auch wenn ein Nothaltknopf betätigt wird, der Motor eventuell noch mehrere Umdrehungen machen, bevor er mit einem sich ergebenden, fortgesetzten Lauf des Blatts zum Stoppen gebracht wird.
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Verletzungen an Bedienern können für den Bediener schwächend, schmerzlich für alle Beteiligten und kostspielig für Arbeitgeber in Bezug auf Ausfallzeiten, Produktivitätsverlust und damit verbundener Rehabilitation des Angestellten sein.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Sicherheitsvorrichtung bereitgestellt, um einen Bediener einer elektrisch betriebenen Säge während des Betriebs vor dem Blatt zu schützen, wobei die Säge von der Art ist, die einen Schneidtisch aufweist, durch den das Blatt hindurchgeht, Folgendes aufweisend: eine Bildverarbeitungsanordnung, die funktionsfähig ist, um innerhalb einer dreidimensionalen Abfühlzone das Vorhandensein eines vom Bediener getragenen Handschuhs zu erkennen, der eine Farbe hat, die sich durch den Bildsensor von der Farbe eines Gegenstands unterscheiden lässt, der mittels des Blatts geschnitten wird, wobei sich die dreidimensionale Abfühlzone in einem Schneidpfad des Blatts befindet; und eine elektronische Steuereinheit, die mit der Bildverarbeitungsanordnung kommunizieren kann und funktionsfähig ist, einen Arretierungsmechanismus zum Arretieren einer Bewegung des Blatts im Ansprechen darauf anzusteuern, dass der farbige Handschuh innerhalb der dreidimensionale Abfühlzone erfasst wurde.
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In einer Ausführungsform weist die Bildverarbeitungsanordnung einen oder mehrere Farbsensor/en auf, der/die funktionsfähig ist/sind, einen Bereich von Farben und/oder Farbverläufen abzufühlen, um das Vorhandensein des farbigen Handschuhs innerhalb der dreidimensionalen Objektzone zu bestimmen.
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In einer Ausführungsform ist der eine oder sind die mehreren Farbsensor/en über dem Schneidtisch montiert.
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In einer Ausführungsform weist der Arretierungsmechanismus eine Klemmanordnung auf, um das Blatt zum Arretieren seiner Bewegung festzuklemmen.
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In einer Ausführungsform weist die Klemmanordnung ein Paar Klemmteile auf, die in einem Verhältnis Seite an Seite angeordnet sind, um das Blatt zwischen sich aufzunehmen, und wobei, im Ansprechen darauf, dass der farbige Handschuh bestimmt wurde, die Klemmteile das Blatt zur Bewegungsarretierung festklemmen.
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In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung darüber hinaus eine Lichtquelle auf, die funktionsfähig ist, Licht in die dreidimensionale Abfühlzone zu projizieren, um bei der Erfassung des farbigen Handschuhs durch die Bildabfühlvorrichtung behilflich zu sein.
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In einer Ausführungsform hat die dreidimensionale Zone eine Längsachse, die mit dem Schneidblatt ausgerichtet ist.
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In einer Ausführungsform hat die dreidimensionale Zone eine im Wesentlichen rechteckige Form.
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In einer Ausführungsform hat die dreidimensionale Zone eine Form, die durch die Steuereinheit in Abhängigkeit von dem Objekt, das geschnitten wird, gestaltet werden kann.
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In einer Ausführungsform handelt es sich bei der elektrisch betriebenen Säge um eine Bandsäge zum Schneiden von Fleisch.
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In einer Ausführungsform ist die Farbe des Handschuhs blau.
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Nach einem zweiten Aspekt wird eine Lösung bereitgestellt, um einen Bediener einer elektrisch betriebenen Säge während des Betriebs vor dem Blatt zu schützen, wobei die Säge von der Art ist, die einen Schneidtisch aufweist, durch den das Blatt hindurchgeht, und wobei die Lösung umfasst: Bereitstellen eines vom Bediener zu tragenden farbigen Handschuhs; Bereitstellen einer Bildverarbeitungs- und Steueranordnung, die funktionsfähig ist, innerhalb einer vordefinierten dreidimensionalen Abfühlzone das Vorhandenseins des vom Bediener getragenen Handschuhs abzufühlen, der eine Farbe hat, die sich durch den Bildsensor von einem Gegenstand, der mittels des Blatts geschnitten wird, unterscheiden lässt, wobei sich die dreidimensionale Zone in einem Schneidpfad des Blatts befindet; und im Ansprechen darauf, dass die Bildverarbeitungs- und Steueranordnung das Vorhandensein des farbigen Handschuhs innerhalb der dreidimensionalen Abfühlzone bestimmt, Ansteuern eines Arretierungsmechanismus zum Arretieren der Bewegung des Blatts.
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In einer Ausführungsform weist die Bildverarbeitungsanordnung einen oder mehrere Farbsensor/en auf, der/die funktionsfähig ist/sind, einen Bereich von Farben und/oder Farbverläufen abzufühlen, um das Vorhandensein des farbigen Handschuhs innerhalb der dreidimensionalen Objektzone zu bestimmen.
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In einer Ausführungsform ist der eine oder sind die mehreren Farbsensor/en über dem Schneidtisch montiert.
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In einer Ausführungsform weist der Arretierungsmechanismus eine Klemmanordnung auf, um das Blatt zum Arretieren seiner Bewegung festzuklemmen.
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In einer Ausführungsform weist die Klemmanordnung ein Paar Klemmteile auf, die in einem Verhältnis Seite an Seite angeordnet sind, um das Blatt zwischen sich aufzunehmen, und wobei, im Ansprechen darauf, dass der farbige Handschuh bestimmt wurde, die Klemmteile das Blatt zur Bewegungsarretierung festklemmen.
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In einer Ausführungsform umfasst die Lösung darüber hinaus, die dreidimensionale Abfühlzone auszuleuchten, um bei der Erfassung des farbigen Handschuhs durch die Bildabfühlvorrichtung behilflich zu sein.
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In einer Ausführungsform hat die dreidimensionale Zone eine Längsachse, die mit dem Schneidblatt ausgerichtet ist.
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In einer Ausführungsform hat die dreidimensionale Zone eine im Wesentlichen rechteckige Form.
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In einer Ausführungsform hat die dreidimensionale Zone eine Form, die durch die Steuereinheit in Abhängigkeit von dem Objekt, das geschnitten wird, gestaltet werden kann.
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In einer Ausführungsform handelt es sich bei der elektrisch betriebenen Säge um eine Bandsäge zum Schneiden von Fleisch.
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Wie klar sein wird, kann die Verwendung einer Ausführungsform der Erfindung an einer Säge einen Bediener vor Amputationen bewahren oder die Ernsthaftigkeit von Verletzungen erheblich verringern, die sich aus einem Kontakt mit dem Blatt der Säge ergeben. Obwohl Sägen der Erfindung besondere Anwendung auf die Rotfleischverarbeitungsindustrie finden, versteht sich, dass die Ausführungsformen der Erfindung eine breitere Anwendung haben und die Erfindung nicht darauf beschränkt ist.
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Jegliche in dieser technischen Beschreibung erwähnten Veröffentlichungen sind hier durch Verweis mit integriert. Jegliche Diskussion von Dokumenten, Akten, Sachmitteln, Anlagen oder dergleichen, die in diese technische Beschreibung aufgenommen wurde, dient einzig dem Zweck, einen Kotext für die vorliegende Erfindung bereitzustellen. Es ist als Zugeständnis aufzufassen, dass irgendwelche oder alle dieser Belange einen Teil der Grundlage des Stands der Technik bilden oder Allgemeinwissen auf dem für die vorliegende Erfindung relevanten Gebiet waren, wie es in Australien oder anderswo vor dem Prioritätsdatum dieser Anmeldung bestand.
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In dieser gesamten technischen Beschreibung ist das Wort „aufweisen” oder Varianten wie etwa „weist auf” oder „aufweisend” so zu verstehen, dass es die Einbeziehung eines genannten Elements, einer genannten ganzen Zahl oder eines genannten Schritts oder einer Gruppe von Elementen, ganzen Zahlen, ganze Zahlen oder Schritten impliziert.
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Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und den beigefügten Figuren weiter offensichtlich.
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Kurze Beschreibung der beigefügten Figuren
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1 zeigt eine schematische Vorderansicht einer Bandsäge, in die eine Sicherheitsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung integriert ist;
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2 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Bandsäge von 1;
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3 zeigt eine Teilseitenansicht der Bandsäge von 1;
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4 zeigt eine Nahsicht einer Bildsensoranordnung der Bandsäge von 1;
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5 ist ein Schema, das die Funktionsweise der Sicherheitsvorrichtung darstellt; und
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6a und 6b sind jeweils ein Schema eines Blattarretierungsmechanismus gemäß einer Ausführungsform.
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Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend im Kontext einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Schützen eines Bedieners einer elektrisch betriebenen Säge in Form einer Bandsäge beschrieben. Es wird jedoch klar sein, dass die Ausführungsformen auch zur Verwendung mit jeder beliebigen Säge geeignet sein können, die von der einen Schneidtisch umfassenden Art ist, durch den das Sägeblatt hindurchgeht.
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Mit Bezug auf 1 ist darin eine Bandsäge 2 nach einer Ausführungsform gezeigt. Die Bandsäge 2 ist besonders zum Zerschneiden der Karkasse eines Tiers während des Verarbeitens der Karkasse geeignet, um Zuschnitte rohen Fleisches bereitzustellen, und weist ein Endlosblatt 4 auf, das von einem unteren Antriebsrad 8 um eine obere Rollenscheibe 6 herum angetrieben wird. Das Antriebsrad 8 wird wiederum von einem (nicht gezeigten) Motor angetrieben, der in einem Gehäuse 10 der Säge eingeschlossen ist. Das Blatt geht durch einen Schlitz 12 im Schneidtisch 14 hindurch, wie in 2 angegeben ist.
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Mit zusätzlichem Bezug auf 3 und 4 weist eine Sicherheitsvorrichtung, um einen Bediener der Bandsäge 2 zu schützen, eine Bildverarbeitungs- und Steueranordnung auf, die einen Sichtsensor 30 anwendet. Im Spezielleren umfasst der Sichtsensor 30 eine Digitalkamera 31 mit einem Komplementär-Metalloxidhableiter-(CMOS)-Bildsensor. Es wird klar sein, dass die Auflösung der Digitalkamera je nach der gewünschten Implementierung variieren kann, aber gemäß der gegenwärtig beschriebenen Ausführungsform eine Auflösung von 760.000 Pixel hat. Die Digitalkamera 31 ist über dem Schneidtisch 14 positioniert und dazu ausgelegt, Bilder innerhalb einer dreidimensionalen Objektzone 20 aufzunehmen, die sich in einem Schneidpfad des Blatts 4 befindet. Eine Lichtquelle ist zum Ausleuchten des Schneidtischs 14 vorgesehen, um eine scharfe Bildkontrast- und Farbdefinition zur Objekterfassung durch den Sichtsensor 30 zu erzielen. Gemäß der dargestellten Ausführungsform sind zwei alternative Lichtquellen vorgesehen, die eine die Kamera 31 umgebende leistungsstarke LED-Lichtquelle 33 und ein Feld superheller LEDs 32 umfassen, das sich vor dem Schneidblatt 4 befindet.
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Um die zur Objekterfassung notwendige Bildverarbeitung durchzuführen, umfasst die Anordnung darüber hinaus einen Hochgeschwindigkeitsbildprozessor 36, der elektronisch mit der Digitalkamera 31 in Verbindung gesetzt werden kann (es wird klar sein, dass der Prozessor 36 in die Digitalkamera 31 integriert oder separat von dieser ausgeführt sein könnte). Gemäß hier beschriebener Ausführungsformen ist der Hochgeschwindigkeitsbildprozessor 36 dazu ausgelegt, eine Hochgeschwindigkeitsverarbeitung von mittels der Digitalkamera 31 aufgenommenen Farbbildern durchzuführen. Im Spezielleren ist der Prozessor 36 funktionsfähig, eine Hochgeschwindigkeitsbildverarbeitung durchzuführen, um zu bestimmen, ob ein Objekt mit einer vordefinierten erkennbaren Farbe innerhalb eines programmierbaren dreidimensionalen Bildprofils in der abgefühlten Zone vorhanden ist. Ein Ausgang des Hochgeschwindigkeitsbildprozessors 36 (in diesem Fall entweder ein positiver Ausgang, der angibt, dass eine programmierte Farbe in der programmierbaren Abfühlzone vorhanden ist, oder ein negativer Ausgang, der angibt, dass keine programmierte Farbe in der programmierbaren Abfühlzone vorhanden ist) wird einem Mikroprozessor 40 mitgeteilt, der die Betätigung eines Blattarretierungsmechanismus 16 steuert. Es wird klar sein, dass es sich bei dem Ausgang um irgendeine geeignete Form eines digitalen Signals handeln kann, das vom Mikroprozessor 40 erkannt werden kann. Gemäß der gegenwärtig beschriebenen Ausführungsform kann der Hochgeschwindigkeitsbildprozessor 36 über eine Ethernet-Verbindung mit dem Mikroprozessor 40 in Verbindung gesetzt werden. Ein Beispiel einer Integration aus Kamera und Hochgeschwindigkeitsbildprozessor 36, die sich zur Verwendung mit hier beschriebenen Ausführungsformen eignet, ist die CV-5000 Multi-Camera Super-High-Speed Machine Vision, hergestellt von Keyence Corporation (siehe http://www.keyence.com/usa.jsp). Es wird jedoch klar sein, dass je nach der gewünschten Implementierung jede geeignete Hochgeschwindigkeitsbildverarbeitungskomponentenzusammenstellung und Kamera (z. B. CCD, etc.) verwendet werden könnte.
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Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist der Hochgeschwindigkeitsbildprozessor 36 dazu ausgelegt, das Vorhandensein eines vom Bediener getragenen Handschuhs 22 zu erfassen, der eine Farbe hat, die sich durch den Sichtsensor 30 von sowohl einer Farbe des Fleisches als auch irgendwelchen Sägenbetriebsmitteln innerhalb der abgefühlten Zone (z. B. Schneidtisch, Sägenblatt, etc.) unterscheiden lässt. In einer besonderen Ausführungsform, in der die Säge zum Zerschneiden roten Fleisches verwendet wird, ist der Hochgeschwindigkeitsbildprozessor 36 dazu ausgelegt, das Vorhandensein es vom Bediener getragenen blauen Handschuhs innerhalb eines allgemein rechteckigen Profils zu erfassen, das eine Längsachse hat, die mit derjenigen des Schneidblatts 4 ausgerichtet ist. Eine derartige Auslegung ist in 5 gezeigt. Es wird klar sein, dass das dreidimensionale Profil ohne Weiteres modifiziert werden kann (d. h. um irgendeiner gewünschten Profilierung in einem durch den Sichtsensor 30 aufgezeichneten Bereich zu entsprechen), indem der Hochgeschwindigkeitsbildprozessor 36 nur je nach der gewünschten Implementierung geeignet programmiert wird. Die 6a und 6b zeigen beispielhafte Ausgangsbilder aus dem Sensor 30, wobei 6a für einen Ausgang „keine Handschuherfassung” und 6b für einen Ausgang „Handschuh erfasst” steht.
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Wie vorstehend erwähnt, kann der Hochgeschwindigkeitsbildprozessor
36 mit einem Mikroprozessor
40 in Verbindung gesetzt werden, der die Betätigung eines Blattarretierungsmechanismus
16 steuert. Im Spezielleren ist der Mikroprozessor
40 funktionsfähig, den Mechanismus
16 zum Arretieren einer Bewegung des Blatts
4 auf Grundlage des Ausgangs aus dem Hochgeschwindigkeitsbildprozessor
36 zu steuern. Gemäß der dargestellten Ausführungsform nimmt der Blattarretierungsmechanismus
16 die Form eines Klemmmechanismus an, wie er allgemein in der gleichzeitig anhängigen
australischen vorläufigen Patentanmeldung Nr. 2014903735 (im Namen desselben Anmelders) beschrieben ist, deren Inhalt hier durch Verweis mitaufgenommen wird. Ein derartiger Klemmmechanismus weist eine feststehende Backe und eine bewegliche Backe auf, die funktionsfähig sind, ein (sich zwischen diesen befindliches) Sägeblatt
4 festzuklemmen und somit dessen Bewegung zu arretieren. Die bewegliche Backe wird in die Klemmposition bewegt, und zwar mittels einer Kolbenstange, die wiederum durch von einem Zylinder zugeführtem Hochdruckfluid angetrieben wird. Die Aktivierung des Zylinders wird über ein Signal ausgelöst, das vom Hochgeschwindigkeitsbildprozessor
36 her (d. h. im Ansprechen darauf, dass das Vorhandensein des Bedienerhandschuhs in der dreidimensionalen abgefühlten Zone erfasst wurde) eingeht. Sobald die bewegliche Backe in die Klemmposition bewegt ist (was eine Angelegenheit von Millisekunden ist), ist das Blatt wiederum daran gehindert, weiter zu laufen, wodurch eine Verletzungsgefahr für den Bediener minimiert wird.
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Es wird klar sein, dass der Blattarretierungsmechanismus
16 eine andere als die vorstehend beschriebene Form annehmen kann, vorausgesetzt, er kann die Bewegung des Blatts
4 in einer kurzen Zeitspanne arretieren. Zum Beispiel kann in einer alternativen Ausführungsform der Blattarretierungsmechanismus die Form irgendeines der Klemmmechanismen annehmen, die in der veröffentlichten PCT-Anmeldung Nr.
PCT/AU2006/001010 (auch im Namen desselben Anmelders) beschrieben sind, deren Inhalt hier durch Verweis mitaufgenommen wird.
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Kurz gesagt kommuniziert der Hochgeschwindigkeitsbildprozessor 36 der dargestellten Ausführungsform mit einem dualen Mikroprozessorsystem mit redundanten Schaltkreisen für alle Abfühleingänge. Die in dieser Ausführungsform genutzten dualen Mikroprozessoren stellen sicher, dass das Steuersystem auch in dem unwahrscheinlichen Fall, dass einer der Prozessoren ausfällt, immer noch zum Deaktivieren der Säge funktionieren wird. Die Mikroprozessoren sind dazu konfiguriert, miteinander zu kommunizieren, um jeweils den Betriebsstatus des andern festzustellen, und sollten sie nicht richtig korrespondieren, wird der Betrieb der Bandsäge deaktiviert. Das Steuersystem dieser Ausführungsform überwacht auch die mechanische Ansprechzeit, und deaktiviert die Bandsäge, sollte diese Zeit außerhalb der technischen Vorgaben liegen.
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Fachleuten auf dem Gebiet wird klar sein, dass zahlreiche Veränderungen und/oder Abwandlungen an der Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Aussagegehalt oder Umfang der wie weitgehend beschriebenen Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel könnte der qualifizierte Adressat ohne Weiteres das Steuersystem modifizieren und trotzdem immer noch ein Festklemmen des Blatts der Säge erreichen. Die vorliegenden Ausführungsformen sind deshalb in allen Hinsichten als illustrativ und nicht einschränkend zu erachten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- AU 2014903735 [0041]
- AU 2006/001010 [0042]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- http://www.keyence.com/usa.jsp [0039]
