IT202100000956A1

IT202100000956A1 - Sistema di rilevamento di prossimità per utensili di lavorazione, relativa macchina di lavorazione e relativo metodo di rilevamento di prossimità.

Info

Publication number: IT202100000956A1
Application number: IT102021000000956A
Authority: IT
Inventors: Michele Norgia; Federico Cavedo
Original assignee: Scm Group Spa; Politecnico Di Milano Dipartimento Di Elettr Informazione E Bioingegneria
Priority date: 2021-01-20
Filing date: 2021-01-20
Publication date: 2022-07-20
Also published as: EP4035853A1

Description

Sistema di rilevamento di prossimit? per utensili di lavorazione, relativa macchina di lavorazione e relativo metodo di rilevamento di prossimit?

La presente invenzione riguarda un sistema di rilevamento di prossimit? per utensili di lavorazione.

La presente invenzione riguarda anche una macchina di lavorazione.

La presente invenzione riguarda anche un metodo di rilevamento di prossimit?.

Campo dell?invenzione

Pi? dettagliatamente l?invenzione concerne un sistema di rilevamento del tipo detto, studiato e realizzato in particolare per rilevare l?avvicinamento di un arto di un operatore, come un braccio, una mano o una gamba, ad un utensile per la lavorazione di oggetti o manufatti, come un utensile da taglio, una sega circolare e simili, ma che pu? essere usato per qualsiasi applicazione, in cui sia necessario rilevare la prossimit? di una parte del corpo dell?operatore ad un oggetto, per ridurre al minimo o eliminare il rischio di infortuni dell?operatore.

Nel seguito la descrizione sar? rivolta al rilevamento dell?avvicinamento di una mano dell?operatore ad una lama di una sega circolare per il taglio di pannelli in legno, ma ? ben evidente come la stessa non debba essere considerata limitata a questo impiego specifico.

Tecnica nota

Com?? noto, tipicamente le macchine per la lavorazione di pannelli in legno e simili comprendono uno o pi? utensili da taglio, come seghe circolari e simili, per eseguire tagli di precisione sul pannello, mentre quest?ultimo ? in movimento su un piano di scorrimento.

In genere, poi, durante alcune fasi di lavorazione del pannello, ? necessario che l?operatore intervenga manualmente sul pannello per favorirne la lavorazione, in particolare quando quest?ultimo ? disposto in prossimit? dell?utensile da taglio, ad esempio per movimentare il pannello lungo la linea di taglio definita dalla lama dell?utensile da taglio oppure per disporre il pannello in una diversa posizione da quella assunta originariamente.

In particolare, tali operazioni effettuate dall?operatore nelle immediate vicinanze dell?utensile da taglio, sono rischiose per eventuali infortuni agli arti superiori dell?operatore, ad esempio in caso di contatto di una mano con la lama dell?utensile da taglio.

Pertanto, nel corso degli ultimi anni ? stato necessario dotare le macchine per la lavorazione di pannelli in legno e simili di sistemi o dispositivi per ridurre il rischio di infortuni a cui pu? essere soggetto l?operatore quando quest?ultimo effettua operazioni sul pannello in prossimit? dell?utensile da taglio.

Attualmente, le macchine per la lavorazione di pannelli in legno prevedono sistemi in grado rilevare, ad esempio, l?avvicinamento di una mano dell?operatore ad un utensile di lavorazione.

La tecnica nota rilevante comprende il brevetto europeo EP 1622748 B1 ed il brevetto statunitense US 8122798 B1.

Il brevetto europeo EP 1622748 B1 riguarda un sistema per rilevare una condizione pericolosa per un operatore che utilizza un utensile elettrico avente una lama esposta rispetto ad una superficie di lavoro ed un sistema di protezione per ridurre al minimo la possibilit? che l?operatore venga ferito per il contatto con tale lama.

Il brevetto statunitense US 8122798 B1, invece, descrive un sistema di rilevamento di prossimit? per un utensile da taglio elettrico, comprendente un telaio collegato ad una piattaforma di taglio, in cui il telaio pu? essere distanziato e parallelo alla superficie di taglio, pu? circondare almeno una porzione della lama e pu? comprendere una disposizione di elementi sensori del telaio.

Tuttavia, un inconveniente di tali soluzioni note ? dato dal fatto che esse non consentono di rilevare in modo affidabile la presenza della mano dell?operatore in avvicinamento all?utensile da taglio, aumentando il rischio di infortuni dell?operatore.

Infatti, tipicamente, in tali soluzioni note, la lama dell?utensile da taglio ? parte del sistema di rilevamento e viene alimentata con un segnale di alimentazione. La lama e ed il piano di massa definiscono, quindi, una capacit? avente una rispettiva costante dielettrica. In particolare, la lama rappresenta la prima armatura del condensatore o il trasmettitore, mentre il piano di massa rappresenta la seconda armatura del condensatore o il ricevitore.

Tuttavia, essendo la macchina e, quindi, l?utensile da taglio, connessa al piano di massa, essa si comporta da ricevitore. Pertanto, quando l'operatore utilizza la macchina, si accoppia elettricamente al suo telaio, diventando a tutti gli effetti parte della seconda armatura del condensatore.

In particolare, il corpo umano, essendo costituito da una elevata percentuale di acqua, e, pertanto, da avendo una elevata costante dielettrica, provoca un aumento della capacit?, e, quindi, una variazione dell?ampiezza del segnale misurato tale da rendere inaffidabile la rilevazione del segnale di impedenza ai capi delle armature.

Inoltre, un altro inconveniente di tali soluzioni secondo la tecnica nota ? che esse non consentono di distinguere la mano dell?operatore da un pezzo realizzato in legno e simili. Pertanto, tali sistemi o dispositivi possono produrre dei falsi allarmi, aumentando, quindi, i tempi di fermo macchina.

Scopo dell?invenzione

Alla luce di quanto sopra, ?, pertanto, scopo della presente invenzione quello di fornire un sistema di rilevamento di prossimit? che consenta di rilevare in anticipo e con precisione l?avvicinamento di un arto superiore di un operatore ad un utensile da taglio al fine di inibirne il funzionamento, evitando il rischio di infortuni per l?operatore.

Un ulteriore scopo dell?invenzione ? quello di fornire un sistema di rilevamento di prossimit? che consenta di identificare la presenza dell?arto superiore dell?operatore rispetto ad oggetti realizzati in legno e simili.

Un altro scopo dell?invenzione ? quello di fornire un sistema di rilevamento di prossimit? che sia di elevata affidabilit?, di relativamente semplice realizzazione, ed a costi competitivi.

Oggetto dell?invenzione

Forma pertanto oggetto specifico della presente invenzione una macchina per la lavorazione di manufatti, come pannelli in legno, vetroresina, metallo e simili, comprendente un utensile di lavorazione per la lavorazione di detti manufatti, in cui detta macchina comprende un sistema di rilevamento di prossimit? di un arto di un operatore a detto utensile di lavorazione, comprendente: almeno un generatore di segnali, per generare almeno un segnale almeno un primo elettrodo, isolato galvanicamente da detta macchina e collegato a detto almeno un generatore di segnali; almeno un secondo elettrodo isolato galvanicamente da detta macchina, in cui il segnale generato da detto almeno un generatore di segnali ? configurato per generare un campo elettrico tra detto almeno un primo elettrodo e detto almeno un secondo elettrodo; in cui detto campo elettrico tra detto almeno un primo e detto almeno un secondo elettrodo forma una barriera almeno in un intorno parziale di detto utensile di lavorazione; ed una unit? logica di controllo collegata a detto almeno un primo elettrodo, e a detto almeno un secondo elettrodo, in modo da acquisire rispettivamente almeno un primo segnale di misura da detto almeno un primo elettrodo ed almeno un secondo segnale di misura da detto almeno un secondo elettrodo; in cui detta unit? logica di controllo ? configurata per elaborare detti almeno un primo ed almeno un secondo segnale di misura, per verificare almeno un criterio funzione di almeno due grandezze elettriche di detti primo e secondo segnale di misura, in modo tale da determinare la presenza di detto arto di detto operatore in prossimit? di detta barriera quando detto almeno un criterio ? verificato.

Vantaggiosamente secondo l?invenzione, detto almeno un generatore di segnali pu? essere configurato per generare un segnale avente una singola frequenza, in cui detta frequenza ? preferibilmente pari a circa 10KHz o 1MHz.

Sempre secondo l?invenzione, detto almeno un generatore di segnali pu? essere configurato per generare un segnale avente due frequenze.

Ancora secondo l?invenzione, la prima frequenza di detto segnale pu? essere pari a circa 10kHz, e la seconda frequenza di detto segnale pu? essere pari a circa 1MHz.

Ulteriormente secondo l?invenzione, secondo detto almeno un criterio pu? prevedere almeno un parametro comparativo come una soglia, e detta unit? logica di controllo pu? essere configurata per elaborare almeno un parametro elaborato da confrontare con detto parametro comparativo

in modo tale da determinare la presenza di detto arto di detto operatore in prossimit? di detta barriera, in particolare quando e/o quando

Convenientemente secondo l?invenzione, detta unit? logica di controllo pu? essere configurata per elaborare in frequenza detto almeno un primo segnale di misura detto almeno un secondo segnale di misura r ottenere rispettivamente almeno un primo f ed almeno un secondo fasore

Sempre secondo l?invenzione, detto almeno un parametro elaborato pu? essere dato dalla seguente formula:

dove ? dato dalla parte reale del rapporto tra detto almeno un secondo fasore e detto almeno un primo fasore ovvero ? funzione dell?ampiezza di detti almeno un primo ed almeno un secondo

fasore.

Vantaggiosamente secondo l?invenzione, detto almeno un parametro elaborato pu? essere dato dalla seguente formula:

dove ? dato dalla parte immaginaria del rapporto tra detto almeno un secondo fasore e detto almeno un primo fasore ovvero ? funzione della fase di detti almeno un primo ed almeno un secondo

fasore.

Ancora secondo l?invenzione, detto almeno un criterio pu? prevedere almeno due parametri comparativi come due soglie, e detta unit? logica di controllo pu? essere configurata per elaborare almeno due parametri elaborati

da confrontare con detti parametri comparativi in modo tale da determinare la presenza di detto arto di detto operatore in prossimit? di detta barriera quando e e/o quando e

Convenientemente secondo l?invenzione, detta unit? logica di controllo pu? essere configurata per elaborare in frequenza detto almeno un primo segnale di misura e detto almeno un secondo segnale di misura con detta prima frequenza per ottenere rispettivamente almeno un primo fasore ed almeno un secondo fasore e detta unit? logica di controllo pu? essere configurata per elaborare in frequenza detto almeno un primo segnale di misura e detto almeno un secondo segnale di misura con detta seconda frequenza per ottenere rispettivamente almeno un primo fasore ed almeno un secondo fasore

dove ? dato dalla parte reale del rapporto tra detto almeno un secondo fasore e detto almeno un primo fasore a detta prima frequenza, ovvero ? funzione dell?ampiezza di detti almeno un primo ed almeno un secondo fasore, ed almeno un parametro elaborato pu? essere dato dalla seguente formula:

dove ? dato dalla parte reale del rapporto tra detto almeno un secondo fasore e detto almeno un primo fasore a detta seconda frequenza, ovvero ? funzione dell?ampiezza di detti almeno un primo

ed almeno un secondo fasore.

Ulteriormente secondo l?invenzione, detto almeno un parametro elaborato pu? essere dato dalla seguente formula:

dove ? dato dalla parte immaginaria del rapporto tra detto almeno un secondo fasore e detto almeno un primo fasore a detta prima frequenza, ov ? funzione della fase di detti almeno un primo

almeno un secondo asore, ed in cui detto almeno un parametro elabora pu? essere dato dalla seguente formula:

dove ? dato dalla parte immaginaria del rapporto tra detto almeno un secondo fasore e detto almeno un primo fasore a detta seconda frequenza, ovvero ? funzione della fase di detti almeno un primo

ed almeno un secondo fasore.

Ancora secondo l?invenzione detta macchina pu? comprendere un piano di lavoro per il supporto di detti manufatti da lavorare, in cui detto piano di lavoro comprende a sua volta un piano di lavoro fisso ed un piano di supporto mobile, in cui detto almeno un secondo elettrodo ? disposto su detto piano di lavoro fisso in prossimit? di detta barriera, ed in cui detto piano di supporto mobile ? in grado di muoversi rispetto a detto piano di lavoro fisso lungo una direzione parallela o sostanzialmente parallela ad un asse X parallelamente al quale detto piano di supporto mobile ? in grado di muoversi rispetto a detto piano di lavoro.

Sempre secondo l?invenzione, detto sistema pu? comprendere una pluralit? di secondi elettrodi disposti su detto piano di lavoro fisso in prossimit? di detto utensile di lavorazione, e detto piano di supporto mobile pu? comprendere un dispositivo in grado di attivare selettivamente ciascun secondo elettrodo di detta pluralit? di secondi elettrodi, in base alla posizione di detto piano di supporto mobile rispetto a detto piano di lavoro fisso.

Ulteriormente secondo l?invenzione, detto almeno un secondo elettrodo pu? essere posizionato al di sotto di detto piano di supporto mobile.

Convenientemente secondo l?invenzione detto utensile di lavorazione pu? essere una sega circolare.

Vantaggiosamente secondo l?invenzione, detta macchina pu? comprendere un organo di contenimento, come una cappa o simili, disposto in corrispondenza di detto utensile di lavorazione, atto a proteggere detto utensile di lavorazione, in cui detto organo di contenimento ? mobile rispetto a detto utensile di lavorazione, e detto almeno un primo elettrodo pu? essere disposto su un bordo di detto organo di contenimento.

Forma anche oggetto della presente invenzione un sistema di rilevamento di prossimit? di un arto di un operatore ad un utensile di lavorazione di una macchina per la lavorazione di manufatti, come pannelli in legno, vetroresina, metallo e simili, in cui detto sistema comprende: almeno un generatore di segnali, per generare almeno un segnale almeno un primo elettrodo, istallabile su detta macchina, in cui detto almeno un primo elettrodo ? isolato galvanicamente da detta macchina e collegato a detto almeno un generatore di segnali, almeno un secondo elettrodo, installabile su detta macchina ed isolato galvanicamente da detta macchina, in cui il segnale generato da detto almeno un generatore di segnali ? configurato per generare un campo elettrico tra detto almeno un primo elettrodo e detto almeno un secondo elettrodo, in cui detto campo elettrico tra detto almeno un primo e detto almeno un secondo elettrodo forma una barriera almeno in un intorno parziale di detto utensile di lavorazione, ed una unit? logica di controllo collegata a detto almeno un primo elettrodo, e a detto almeno un secondo elettrodo, in modo da acquisire rispettivamente almeno un primo segnale di misura da detto almeno un primo elettrodo ed almeno un secondo segnale di misura da detto almeno un secondo elettrodo; in cui detta unit? logica di controllo ? configurata per elaborare detti almeno un primo ed almeno un secondo segnale di misura, per verificare almeno un criterio funzione di almeno due grandezze elettriche di detti primo e secondo segnale di misura, in modo tale da determinare la presenza di detto arto di detto operatore in prossimit? di detta barriera quando detto almeno un criterio ? verificato.

Sempre secondo l?invenzione, detto almeno un generatore di segnali pu? essere configurato per generare un segnale avente due frequenze, in cui la prima frequenza di detto segnale ? pari a circa 10kHz, e la seconda frequenza di detto segnale ? pari a circa 1MHz.

Ancora secondo l?invenzione, detto almeno un criterio pu? prevedere almeno un parametro comparativo come una soglia, e detta unit? logica di controllo pu? essere configurata per elaborare almeno un parametro elaborato da confrontare con detto parametro comparativo in modo tale da determinare la presenza di detto arto di detto operatore in prossimit? di detta barriera, in particolare quando e/o quando

Sempre secondo l?invenzione, ciascun elettrodo pu? essere dotato di una guardia attivabile, disposta intorno a ciascun elettrodo, per regolare detto campo elettrico tra detto almeno un primo elettrodo e detto almeno un secondo elettrodo, in modo tale da limitare la fuoriuscita di linee di campo elettrico e controllare la sensibilit? di detto sistema.

Forma anche oggetto della presente invenzione un metodo di rilevamento di prossimit? di un arto di un operatore ad almeno un primo ed almeno un secondo elettrodo, in cui detto metodo comprende le seguenti fasi: alimentare detto almeno un primo elettrodo mediante almeno un segnale in modo tale da generare un campo elettrico tra detto almeno un primo elettrodo e detto almeno un secondo elettrodo; acquisire almeno un primo segnale di misura da detto almeno un primo elettrodo; acquisire almeno un secondo segnale di misura da detto almeno un secondo elettrodo; elaborare detto almeno un primo segnale di misura e detto almeno un secondo segnale di misura acquisiti in dette fasi di acquisizione, per verificare almeno un criterio funzione di almeno due grandezze elettriche di detti primo e secondo segnale di misura; e determinare la presenza di detto arto di detto operatore in prossimit? di detti almeno un primo e almeno un secondo elettrodo quando detto almeno un criterio ? verificato.

Ancora secondo l?invenzione, detta fase di alimentazione pu? essere effettuata mediante almeno un generatore di segnali collegato a detto almeno un primo elettrodo.

Sempre secondo l?invenzione, detto almeno un generatore di segnali pu? essere configurato per generare un segnale avente una singola frequenza, in cui detta frequenza ? preferibilmente pari a circa 10KHz o 1MHz oppure per generare un segnale avente due frequenze, in cui la prima frequenza ? pari a circa 10kHz, e la seconda frequenza ? pari a circa 1MHz.

Ancora secondo l?invenzione, detta fase di elaborazione pu? comprendere la sottofase di elaborare in frequenza detto almeno un primo segnale di misura per ottenere almeno un primo fasore e la sottofase per elaborare in frequenza detto almeno un secondo segnale di misura per ottenere almeno un secondo fasore in cui almeno un parametro elaborato ? dato dalla parte reale del rapporto tra detto almeno un secondo fasore e detto almeno un primo fasore ed almeno un parametro elaborato

? dato dalla parte immaginaria del rapporto tra detto almeno un secondo fasore e detto almeno un primo fasore

Forma anche oggetto della presente invenzione un programma per elaboratore comprendente istruzioni che, quando il programma ? eseguito da un elaboratore, causano l?esecuzione da parte dell?elaboratore delle fasi del metodo.

Forma ulteriore oggetto della presente invenzione un mezzo di memorizzazione leggibile da un elaboratore comprendente istruzioni che, quando eseguite da un elaboratore, causano l?esecuzione da parte dell?elaboratore delle fasi di metodo.

Breve descrizione delle figure

La presente invenzione verr? ora descritta a titolo illustrativo ma non limitativo, secondo le sue preferite forme di realizzazione, con particolare riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui: la figura 1 mostra, in vista schematica, una forma di realizzazione di un sistema di rilevamento di prossimit? per utensili di lavorazione di pannelli in legno e simili, secondo la presente invenzione;

la figura 2 mostra, in vista schematica, un modello semplificato del sistema di figura 1;

la figura 3 mostra, in vista prospettica, una forma di realizzazione di una macchina per la lavorazione di pezzi in legno e simili, equipaggiata con il sistema di figura 1, secondo la presente invenzione;

la figura 4A mostra una vista in sezione trasversale di una ulteriore forma di realizzazione della macchina per la lavorazione di pezzi in legno e simili, secondo la presente invenzione;

la figura 4B mostra, in vista prospettica, una ulteriore forma di realizzazione della macchina per la lavorazione di pezzi in legno e simili, secondo la presente invenzione;

la figura 5 mostra una configurazione circuitale degli ingressi analogici di una scheda di acquisizione Digilent Analog Discovery II, secondo la presente invenzione;

la figura 6 mostra uno schema elettrico esemplificativo del funzionamento del sistema di figura 1, quando una mano di un operatore ? in avvicinamento ad un primo elettrodo e ad un secondo elettrodo compresi nel sistema di figura 1;

la figura 7 mostra uno schema elettrico esemplificativo del funzionamento del sistema di figura 1, quando un pezzo realizzato in legno ? in avvicinamento al primo elettrodo ed al secondo elettrodo compresi nel sistema di figura 1;

la figura 8 mostra una tabella contenente i valori di resistivit? e conducibilit? riferiti al corpo umano ed al legno;

la figura 9 mostra una tabella contenente alcuni risultati sperimentali ottenuti utilizzando il sistema di figura 1;

la figura 10 mostra una rappresentazione a parametri concentrati di una forma di realizzazione del sistema di figura 1;

la figura 11A mostra un grafico di una risposta in frequenza del modulo di una funzione di trasferimento del sistema di figura 1, in assenza di oggetti in prossimit? del primo elettrodo e del secondo elettrodo, secondo una prima simulazione;

la figura 11B mostra un grafico di una risposta in frequenza della fase della funzione di trasferimento del sistema di figura 1, in assenza di oggetti in prossimit? del primo elettrodo e del secondo elettrodo, secondo la prima simulazione di figura 11A;

la figura 12A mostra un grafico dell?ampiezza del modulo della funzione di trasferimento del sistema di figura 1, quando la mano dell?operatore ? in avvicinamento al primo elettrodo ed al secondo elettrodo, in cui il primo elettrodo ? alimentato ad una frequenza pari a 10kHz, secondo una seconda simulazione;

la figura 12B mostra un grafico della fase della funzione di trasferimento del sistema di figura 1, quando la mano dell?operatore ? in avvicinamento al primo elettrodo ed al secondo elettrodo, in cui il primo elettrodo ? alimentato alla frequenza di 10kHz, secondo la seconda simulazione di figura 12A;

la figura 13A mostra un grafico dell?ampiezza del modulo della funzione di trasferimento del sistema di figura 1, quando la mano dell?operatore ? in avvicinamento al primo elettrodo ed al secondo elettrodo, in cui il primo elettrodo ? alimentato ad una frequenza pari a 1MHz, secondo una terza simulazione;

la figura 13B mostra un grafico della fase della funzione di trasferimento del sistema di figura 1, quando la mano dell?operatore ? in avvicinamento al primo elettrodo ed al secondo elettrodo, in cui il primo elettrodo ? alimentato alla frequenza di 1MHz, secondo la terza simulazione di figura 13A;

la figura 14A mostra un grafico di una misura del modulo della funzione di trasferimento del sistema di figura 1, quando la mano dell?operatore ? in avvicinamento al primo elettrodo ed al secondo elettrodo, in cui il primo elettrodo ? alimentato alla frequenza di 1MHz, secondo misure sperimentali;

la figura 14B mostra un grafico di una misura della fase della funzione di trasferimento del sistema di figura 1, quando la mano dell?operatore ? in avvicinamento al primo elettrodo ed al secondo elettrodo, in cui il primo elettrodo ? alimentato alla frequenza di 1MHz, secondo le misure sperimentali di figura 14A;

la figura 15A mostra l?andamento del modulo della funzione di trasferimento del sistema di figura 1, al variare della posizione della mano rispetto al primo elettrodo ed al secondo elettrodo, secondo una quarta simulazione;

la figura 15B mostra l?andamento della fase della funzione di trasferimento del sistema di figura 1, al variare della posizione della mano rispetto al primo elettrodo ed al secondo elettrodo, secondo la quarta simulazione di figura 15A;

la figura 16A mostra un grafico dell?ampiezza del modulo della funzione di trasferimento del sistema di figura 1, quando un pezzo di legno bagnato ? in avvicinamento al primo elettrodo ed al secondo elettrodo, in cui il primo elettrodo ? alimentato alla frequenza di 10kHz, secondo una quinta simulazione;

la figura 16B mostra un grafico della fase della funzione di trasferimento del sistema di figura 1, quando il pezzo di legno bagnato ? in avvicinamento al primo elettrodo ed al secondo elettrodo, in cui il primo elettrodo ? alimentato alla frequenza di 10kHz, secondo la quinta simulazione di figura 16A;

la figura 17A mostra un grafico dell?ampiezza del modulo della funzione di trasferimento del sistema di figura 1, quando il pezzo di legno bagnato ? in avvicinamento al primo elettrodo ed al secondo elettrodo, in cui il primo elettrodo ? alimentato alla frequenza di 1MHz, secondo una sesta simulazione;

la figura 17B mostra un grafico della fase della funzione di trasferimento del sistema di figura 1, quando il pezzo di legno bagnato ? in avvicinamento al primo elettrodo ed al secondo elettrodo, in cui il primo elettrodo ? alimentato alla frequenza di 1MHz, secondo la sesta simulazione di figura 17A;

la figura 18A mostra un grafico di una misura del modulo della funzione di trasferimento del sistema di figura 1, quando il pezzo di legno bagnato ? in avvicinamento al primo elettrodo ed al secondo elettrodo, in cui il primo elettrodo ? alimentato alla frequenza di 10kHz, secondo misure sperimentali;

la figura 18B mostra un grafico di una misura della fase della funzione di trasferimento del sistema di figura 1, quando il pezzo di legno bagnato ? in avvicinamento al primo elettrodo ed al secondo elettrodo, in cui il primo elettrodo ? alimentato alla frequenza di 10kHz, secondo le misure sperimentali di figura 18A;

la figura 19A mostra l?andamento del modulo della funzione di trasferimento del sistema di figura 1, al variare della posizione del pezzo di legno bagnato rispetto al primo elettrodo ed al secondo elettrodo, secondo una settima simulazione;

la figura 19B mostra l?andamento della fase della funzione di trasferimento del sistema di figura 1, al variare della posizione del pezzo di legno bagnato rispetto al primo elettrodo ed al secondo elettrodo, secondo la settima simulazione di figura 19A;

la figura 20A mostra un grafico dell?ampiezza del modulo della funzione di trasferimento del sistema di figura 1, quando un pezzo di legno secco ? in avvicinamento al primo elettrodo ed al secondo elettrodo, in cui il primo elettrodo ? alimentato alla frequenza di 10kHz, secondo una ottava simulazione; la figura 20B mostra un grafico della fase della funzione di trasferimento del sistema di figura 1, quando il pezzo di legno secco ? in avvicinamento al primo elettrodo ed al secondo elettrodo, in cui il primo elettrodo ? alimentato alla frequenza di 10kHz, secondo l?ottava simulazione di figura 20A;

la figura 21A mostra un grafico dell?ampiezza del modulo della funzione di trasferimento del sistema di figura 1, quando il pezzo di legno secco ? in avvicinamento al primo elettrodo ed al secondo elettrodo, in cui il primo elettrodo ? alimentato alla frequenza di 1MHz, secondo una nona simulazione;

la figura 21B mostra un grafico della fase della funzione di trasferimento del sistema di figura 1, quando il pezzo di legno secco ? in avvicinamento al primo elettrodo ed al secondo elettrodo, in cui il primo elettrodo ? alimentato alla frequenza di 1MHz, secondo la nona simulazione di figura 21A;

la figura 22A mostra un grafico di una misura del modulo della funzione di trasferimento del sistema di figura 1, quando il pezzo di legno secco ? in avvicinamento al primo elettrodo ed al secondo elettrodo, in cui il primo elettrodo ? alimentato alla frequenza di 10kHz, secondo misure sperimentali;

la figura 22B mostra un grafico di una misura della fase della funzione di trasferimento del sistema di figura 1, quando il pezzo di legno secco ? in avvicinamento al primo elettrodo ed al secondo elettrodo, in cui il primo elettrodo ? alimentato alla frequenza di 10kHz, secondo le misure sperimentali di figura 22A;

la figura 23A mostra l?andamento del modulo della funzione di trasferimento del sistema di figura 1, al variare della posizione del pezzo di legno secco rispetto al primo elettrodo ed al secondo elettrodo, secondo una decima simulazione;

la figura 23B mostra l?andamento della fase della funzione di trasferimento del sistema di figura 1, al variare della posizione del pezzo di legno secco rispetto al primo elettrodo ed al secondo elettrodo, secondo la decima simulazione di figura 23A;

la figura 24A mostra l?andamento delle linee di forza del campo elettrico durante l?avvicinamento della mano dell?operatore al primo elettrodo ed al secondo elettrodo in presenza di guanto, in cui il primo elettrodo ? alimentato alla frequenza di 1MHz, secondo una prima simulazione ad elementi finiti;

la figura 24B mostra l?andamento delle linee di forza del campo elettrico durante l?avvicinamento della mano dell?operatore al primo elettrodo ed al secondo elettrodo in assenza di guanto, secondo la prima simulazione ad elementi finiti di figura 24A;

la figura 25 mostra l?andamento delle linee di forza del campo elettrico durante l?avvicinamento del pezzo di legno al primo elettrodo ed al secondo elettrodo in assenza di guanto, in cui il primo elettrodo ? alimentato alla frequenza di 1MHz, secondo una seconda simulazione ad elementi finiti; e

la figura 26 mostra un diagramma a blocchi di una forma di realizzazione di un metodo di rilevamento di prossimit?, secondo la presente invenzione.

Nelle varie figure le parti simili verranno indicate con gli stessi riferimenti numerici.

Descrizione dettagliata

Con riferimento alle figure 1 e 2, il sistema di rilevamento di prossimit? per utensili di lavorazione di manufatti, come pannelli in legno, vetroresina, metallo e simili, indicato globalmente con il numero di riferimento 1, comprende sostanzialmente un primo elettrodo o elettrodo trasmettitore 10, disposto su un organo di contenimento 20 di una macchina M per la lavorazione di detti manufatti, un secondo elettrodo o elettrodo ricevitore 11, disposto su un piano di lavoro 21 di detta macchina M, ed una unit? logica di controllo 12 collegata al primo elettrodo 10 ed al secondo elettrodo 11.

In altre forme di realizzazione della presente invenzione, l?elettrodo trasmettitore 10 pu? essere disposto su un organo od altra parte della macchina diverso dall?organo di contenimento 20, ad una predeterminata altezza dal piano di lavoro 21.

Inoltre, nella forma di realizzazione che si descrive, con particolare riferimento alla figura 3, la macchina M ? una macchina del tipo a sega circolare. Tuttavia, in altre forme di realizzazione della presente invenzione, la macchina M pu? essere una macchina di una tipologia diversa come, ad esempio, una macchina piallatrice, fresatrice o del tipo a sega a nastro.

In particolare, la macchina M comprende, come detto, il piano di lavoro 21, sul quale vengono appoggiati i pannelli in legno da lavorare, un utensile di lavorazione 22 nonch? l?organo di contenimento 20, disposto in corrispondenza dell?utensile di lavorazione 22.

Pi? dettagliatamente, il piano di lavoro 21 comprende a sua volta un piano di lavoro fisso 210 ed un piano di supporto mobile 211 in grado di muoversi, manualmente o automaticamente, rispetto a detto piano di lavoro fisso 210 lungo una direzione parallela o sostanzialmente parallela all?asse X di un sistema di riferimento cartesiano XYZ mostrato in figura 3.

Tuttavia, in altre forme di realizzazione della presente invenzione, la direzione lungo la quale viene guidato il movimento del piano di supporto mobile 211 pu? essere diversa da quanto descritto.

Inoltre, nella presente forma di realizzazione, l?utensile di lavorazione 22 ? una sega circolare. In particolare, tale sega circolare 22 fuoriesce, quando in uso, da una rispettiva fessura 23 ricavata sul piano di lavoro fisso 210 ed ? vincolata a ruotare nel piano XZ del sistema di riferimento cartesiano XYZ, lungo una linea di taglio parallela o sostanzialmente parallela all?asse X.

Tuttavia, l?utensile di lavorazione 22 pu? essere diverso dalla sega circolare come, ad esempio, una pialla, una fresa o una sega a nastro, senza per questo uscire dall?ambito di protezione della presente invenzione. Inoltre, in altre forme di realizzazione della presente invenzione, il numero di utensili di lavorazione 22 pu? essere maggiore di uno.

In una forma di realizzazione della presente invenzione, l?utensile di lavorazione 22 ? isolato galvanicamente dalla macchina M.

L?organo di contenimento 20, come una cuffia di aspirazione, una cappa e simili, ? connesso al telaio 2 della macchina M ed ? disposto al di sopra di detto utensile di lavorazione 22.

In particolare, detto organo di contenimento 20 ? mobile tra una posizione di riposo ed una posizione operativa, lungo la direzione dell?asse Z del sistema di riferimento cartesiano XYZ, in funzione dell?altezza del rispettivo pannello, o del pacco pannelli, in legno da lavorare.

In particolare, quando l?organo di contenimento 20 ? nella posizione di riposo, non ricopre l?utensile di lavorazione 22 mentre, quando l?organo di contenimento 20 ? nella posizione operativa, ricopre almeno parzialmente l?utensile di lavorazione 22.

Inoltre, detto organo di contenimento 20 ? in grado di aspirare gli scarti o trucioli derivanti dalla lavorazione dei pannelli effettuata dell?utensile di lavorazione 22. L?organo di contenimento 20, poi, quando ? in detta posizione operativa, ? anche in grado di proteggere l?operatore dal contatto con la superficie superiore dell?utensile di lavorazione 20.

Come detto, nella forma di realizzazione che si descrive, il primo elettrodo 10 ? posizionato sull?organo di contenimento 20 e, in particolare, sul bordo inferiore dell?organo di contenimento 20.

Tuttavia, la posizione del primo elettrodo 10 pu? essere diversa da quanto descritto senza per questo uscire dall?ambito di protezione della presente invenzione.

In particolare, il primo elettrodo 10 ? isolato galvanicamente dalla macchina M ed ? in grado di ricevere segnali di alimentazione o di stimolo da parte dell?unit? logica di controllo 12, come verr? spiegato meglio nel proseguo della descrizione.

Il secondo elettrodo 11, anch?esso isolato galvanicamente dalla macchina M, ? posizionato sul piano di lavoro fisso 210 compreso nel piano di lavoro 21. Tuttavia, in altre forme di realizzazione, la posizione del secondo elettrodo 11 pu? essere diversa da quanto descritto.

In una ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione, come si osserva dalla figura 4B, il secondo elettrodo 11 ? posizionato al di sotto del piano di supporto mobile 211.

In particolare, il secondo elettrodo 11 ? fissato su un supporto o staffa 24, ed ? disposto affacciato all?utensile di lavorazione 22. Inoltre, la porzione superiore 211? del piano di supporto mobile 211 ? realizzata mediante un materiale isolante ovvero trasparente al campo elettromagnetico, come un tecnopolimero, e.g. rexilon.

In un?altra forma di realizzazione della presente invenzione, ciascun elettrodo 10, 11 ? dotato di una guardia (non mostrata nelle figure) per regolare le linee di campo elettrico, al fine di controllare la sensibilit? spaziale del sistema 1. In particolare, tale guardia (attivabile o meno) comprende un conduttore connesso a massa, che circonda il rispettivo elettrodo 10, 11, al fine di limitare la fuoriuscita laterale delle linee di campo elettrico.

La guardia pu? essere posizionata su uno o pi? lati dell?elettrodo 10, 11 ed eventualmente coprire anche la superficie dell?elettrodo 10,11 sulla faccia opposta rispetto a quella affacciata all?altro elettrodo 10,11, ovvero la superficie non attiva di ciascun elettrodo 10,11.

In un?ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione mostrata in figura 4B, il sistema 1 comprende una pluralit? di secondi elettrodi 111,...,11N disposti in prossimit? dell?utensile di lavorazione 22.

In particolare, detti secondi elettrodi 111,...,11N, sono isolati galvanicamente tra loro ed in comunicazione tra loro.

Pi? dettagliatamente, detti secondi elettrodi 111,...,11N sono disposti affiancati, come un array, a detto utensile di lavorazione 22 lungo la direzione dell?asse X. Tuttavia, in altre forme di realizzazione della presente invenzione, detti secondi elettrodi 111,...,11N possono essere disposti intorno a detto utensile di lavorazione 22, circondandolo interamente con una o pi? serie di elettrodi 111,...,11N, al fine di fornire un'indicazione non solo della presenza della mano, ma anche dell'avvicinamento di tale mano al medesimo utensile di lavorazione 22, ovvero a matrice.

Analogamente a quanto detto sopra, in una ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione, il sistema 1 comprende una pluralit? di primi elettrodi 101,...,10N (non mostrati nelle figure) disposti sull?organo di contenimento 20 oppure su un diverso organo della macchina M, ad una predeterminata altezza dal piano di lavoro 21. In particolare, detti primi elettrodi 101,...,10N, sono isolati galvanicamente tra loro ed in comunicazione tra loro mediante il campo elettromagnetico.

Inoltre, la macchina M pu? essere dotata di un dispositivo (non mostrato nelle figure) in grado di identificare la posizione del medesimo piano di lavoro mobile 211 rispetto al piano di lavoro fisso 210 e, quindi, rispetto all?utensile di lavorazione 22.

Tale dispositivo pu? essere, ad esempio, un encoder, un array di sensori di prossimit? oppure un dispositivo magnetico.

In funzione della posizione di detto piano di supporto mobile 211, detto dispositivo ? in grado di attivare selettivamente ciascun secondo elettrodo 111,...,11N disposto in corrispondenza dell?utensile di lavorazione 22.

L?unit? logica di controllo 12, come detto, ? in grado di fornire una alimentazione a detto primo elettrodo 10 mediante un segnale di alimentazione o stimolo al primo elettrodo 10. In particolare, l?unit? logica di controllo 12 ? collegata al primo elettrodo 10 mediante un collegamento di alimentazione 120 comprendente un generatore G di segnali in grado di generare segnali elettrici.

Nella forma di realizzazione che si descrive, il generatore G ? compreso nell?unit? logica di controllo 12. Tuttavia, tale generatore G pu? anche essere disposto esternamente a tale unit? logica di controllo 12, senza per questo uscire dall?ambito di protezione della presente invenzione.

L?unit? logica di controllo 12 ? anche in grado di acquisire la tensione di entrambi gli elettrodi 10, 11. Detta unit? logica di controllo 12, infatti, comprende un primo collegamento di acquisizione 121 collegato al primo elettrodo 10 ed un secondo collegamento di acquisizione 122 collegato al secondo elettrodo 11.

Nella forma di realizzazione che si descrive, l?unit? logica di controllo 12 ? una scheda di acquisizione dati (?Data Acquisition Device? o DAQ) Digilent Analog Discovery 2. Tuttavia, in altre forme di realizzazione, l?unit? logica di controllo 12 pu? essere realizzata anche mediante differenti sistemi logici.

In una forma di realizzazione, la gestione della scheda di acquisizione 12 e l?elaborazione dei segnali acquisiti ? affidata a un programma realizzato nell?ambiente di sviluppo LabVIEW.

In particolare, i due collegamenti di acquisizione 121, 122 dell?unit? logica di controllo 12 sono in grado di acquisire segnali con una banda analogica fino a 30MHz, grazie a due convertitori analogico-digitali (ADC1 e ADC2) sincroni da 100 MSPS, aventi una risoluzione di 14 bit.

La figura 5 mostra la configurazione circuitale del front-end analogico degli ingressi differenziali dell?unit? logica di controllo 12.

Come verr? descritto in seguito, il segnale misurato sui due elettrodi 10 ed 11 ? riferito alla massa del circuito e uno dei due ingressi differenziali ? connesso direttamente a massa. L?impedenza del frontend analogico e la sua funzione di trasferimento sono state tenute in considerazione in fase di simulazione.

L?eventuale presenza di una mano, connessa a massa tramite l?accoppiamento del corpo umano con il telaio 2 della macchina M, causa una diminuzione dell?accoppiamento tra i due elettrodi 10, 11 e quindi dell?ampiezza del segnale misurato dal secondo convertitore analogico-digitale ADC2, in quanto fornisce un percorso per il segnale verso massa.

L?impedenza associata alla mano dell?operatore, in figura 6, ? diversa da quella di un pezzo di legno, ?? in figura 7.

In particolare, se il legno ? secco, la sua conducibilit? ? praticamente trascurabile e l?effetto fisico pu? portare a un aumento del segnale misurato: la sua costante dielettrica relativa maggiore di 1 fa aumentare il valore di capacit? tra i due elettrodi 10, 11.

Se, invece, il legno ? umido o completamente bagnato, la sua conducibilit? aumenta notevolmente, ma rimane in ogni caso distinguibile da quella del corpo umano.

La figura 8 mostra una tabella contenente i valori di resistivit? e conducibilit? riferiti al corpo umano, al legno essiccato ed al legno umido.

Risultati sperimentali

La figura 9 mostra una tabella in cui sono presenti i risultati sperimentali ottenuti durante i test effettuati sul sistema 1, confermati da successive prove in laboratorio.

In particolare, il setup di misura comprende:

- il primo elettrodo 10 avente una sezione quadrata di 2 cm di lato; ed

- il secondo elettrodo 11, anch?esso avente una sezione quadrata di 2 cm di lato.

Il primo elettrodo 10 ed il secondo elettrodo 11 sono posti verticalmente rispetto al piano XY del sistema di riferimento cartesiano XYZ ad una distanza pari a circa 17 cm. Tuttavia, in altre forme di realizzazione, i due elettrodi 10, 11 possono essere disallineati tra loro rispetto alla direzione ortogonale al piano XY, senza per questo uscire dall?ambito di protezione della presente invenzione. Infatti, in alcuni casi pu? essere conveniente disporre i due elettrodi 10, 11 in modo tale che essi non siano posizionati lungo la medesima direzione verticale rispetto al piano XY.

In una forma di realizzazione, al primo elettrodo 10 viene fornito un segnale di tensione, dato dalla somma di due segnali sinusoidali da 10 kHz e 1 MHz, proveniente dal generatore G di funzioni presente nell?unit? logica di controllo 12.

Inoltre, come detto, il primo elettrodo 10 ? collegato al primo collegamento di acquisizione 121 analogico della medesima unit? logica di controllo 12.

Il secondo elettrodo 11, invece, disposto sul piano 210 della macchina M, ma elettricamente isolato dallo stesso piano 210, ? collegato al secondo collegamento di acquisizione 122 analogico dell?unit? logica di controllo 12.

Un programma LabVIEW ha consentito di calcolare in tempo reale i valori di modulo e fase dei segnali acquisiti per entrambe le frequenze applicate al primo elettrodo 10 e di valutare la funzione di trasferimento del sistema 1 come rapporto complesso fra i fasori delle tensioni misurate al secondo 11 e al primo 10 elettrodo.

In particolare, come sar? descritto meglio in seguito, nella forma di realizzazione che si descrive, l?unita logica di controllo 12 ? configurata per elaborare segnali di misura acquisiti rispettivamente ai due elettrodi 10, 11 al fine di verificare un criterio funzione di due grandezze elettriche di tali segnali di misura, per determinare la presenza dell?arto dell?operatore in prossimit? di una barriera formata dal campo elettrico tra i due elettrodi almeno in un intorno parziale dell?utensile di lavorazione, quando tale criterio ? verificato.

Tuttavia, in altre forme di realizzazione della presente invenzione, il numero di grandezze elettriche ed il numero di criteri in funzione di tali grandezze elettriche pu? essere diverso da quanto descritto senza per questo uscire dall?ambito di protezione della presente invenzione.

Il generatore G ? in grado di alimentare il primo elettrodo 10 mediante un segnale di alimentazione sinusoidale ad una singola frequenza, ad esempio con una frequenza pari a 10kHz:

dove

- ? l?ampiezza di

- ? la pulsazione di in cui con = e

- ? la fase di

Pertanto, verr? generata una differenza di potenziale tra i due elettrodi 10, 11 causata dal campo elettrico indotto dal segnale generato dal generatore G, tra gli stessi elettrodi 10, 11.

I due segnali di misura ed acquisiti rispettivamente ai due elettrodi 10, 11 sono:

dove

- sono le rispettive ampiezze di e

- ? la pulsazione di entrambi i segnali e

in cui con e

- e sono le rispettive fasi di e

Quindi, entrambi i segnali di misura ed hanno la medesima frequenza ma ampiezze e fasi differenti. Successivamente, applicando ai due segnali di misura la Trasformata Discreta di Fourier (in inglese ?Discrete Fourier Transform? o DFT), si ottengono due fasori e in cui e

In seguito, viene effettuata una misura raziometrica, ovvero si valuta il rapporto tra i due fasori e (sia in modulo che in fase). In particolare, si valuta la parte reale del rapporto tra i due fasori e

Il parametro elaborato che si ottiene ? un valore adimensionale, ovvero un numero puro indipendente dalle variazioni dovute alle non idealit? dell?ingresso del sistema 1, come, ad esempio, le fluttuazioni delle ampiezze dei segnali.

Come si vedr? meglio in seguito, ad una variazione del parametro elaborato verr? associata la presenza o meno della mano dell?operatore in prossimit? dell?utensile di lavorazione 22 grazie al confronto di tale parametro elaborato con un rispettivo parametro comparativo

Inoltre, ? utile valutare anche la parte immaginaria del rapporto tra i due fasori e

Infatti, come vedremo in seguito, una variazione del parametro elaborato consentir? di determinare o confermare la presenza della mano dell?operatore in prossimit? dell?utensile di lavorazione 22 mediante un confronto con un rispettivo parametro comparativo

In particolare, il confronto tra il parametro elaborato (ovvero ed uno o pi? criteri ovvero parametri comparativi, rispettivamente e

predefiniti, permette di rilevare la presenza della mano dell?operatore in prossimit? dell?utensile di lavorazione 22. Infatti, nella forma di realizzazione che si descrive, l?unit? logica di controllo 12 rileva la presenza della mano dell?operatore in prossimit? della barriera formata dal campo elettrico tra i due elettrodi 10,11 almeno in un intorno parziale dell?utensile di lavorazione 22 quando e/o quando

Tali criteri o soglie e sono funzioni di valori di riferimento impostati a priori, eventualmente ottenuti per via sperimentale e test.

Pi? dettagliatamente, viene valutato inizialmente il rapporto tra i due fasori e in una condizione di riposo ovvero quando tra i due elettrodi 10, 11, posizionati ad una distanza nota, non ? presente alcun materiale.

Successivamente, si avvicina la mano all'elettrodo ricevitore 11 e si nota che, come detto, il segnale

tende a diminuire e, quindi, diminuisce

L?impostazione del criterio il quale sar? inferiore ad dipender? dal grado di sensibilit? che si intende ottenere per il sistema 1. Infatti, pi? la differenza ? elevata e pi? diminuisce la sensibilit? del sistema 1, ovvero la mano viene rilevata quando ? molto vicina all?elettrodo 11. Il criterio ? strettamente collegato ad che a sua volta ? caratteristico della frequenza di alimentazione e della tensione di alimentazione. Inoltre, l?impostazione del criterio pu? essere effettuata manualmente oppure automaticamente.

Nel caso in cui, invece, venga fornito al primo elettrodo 10, mediante il generatore G, un segnale di alimentazione sinusoidale, tempo variante, dato da due segnali sinusoidali a frequenze diverse (ad esempio una prima frequenza pari a 10kHz ed una seconda frequenza pari a 1MHz), si ha che:

dove

- sono le rispettive ampiezze di e - ? la pulsazione di in cui con pulsazione di in cui

e

- sono le rispettive fasi di e

Pertanto, differentemente dal caso precedente a singola frequenza, si ha la sovrapposizione di due segnali sinusoidali. Quindi, per ciascun elettrodo 10, 11 si otterranno due fasori per le rispettive frequenze.

In particolare, per la prima frequenza si ottengono due fasori e in cui e mentre per la seconda frequenza si ottengono due ulteriori fasori e in cui

In questo caso, quindi, si otterr? un primo parametro elaborato e un secondo parametro elaborato

L?impostazione dei criteri e per le rispettive frequenze e avviene con la stessa modalit? rispetto a quanto descritto nel caso precedente.

L?utilizzo di due segnali a frequenze differenti e lontane, tali da limitare la reciproca interferenza armonica, e di conseguenza di due differenti sistemi di soglie, rende il sistema assai pi? robusto. Infatti, in questo caso, l?unit? logica di controllo 12 rileva la presenza di un arto in modo sicuro solo quanto entrambe le soglie sono violate, ovvero quando

Le considerazioni fatte in precedenza per il parametro comparativo valgono anche per gli ulteriori parametri comparativi

dove ? dato dalla parte immaginaria del rapporto tra i due fasori e per la prima frequenza mentre ? dato dalla parte immaginaria del rapporto tra i due fasori e per la seconda frequenza.

Infatti, come per il caso a singola frequenza sopra descritto, in alternativa o in aggiunta alla verifica sull?ampiezza, l?unit? logica di controllo 12 rileva o conferma la presenza dell?arto in modo sicuro solo quanto entrambe le soglie relative alla fase sono violate, ovvero quando e

Il sistema 1 pu? essere utilizzato anche per il rilevamento di diverse tipologie di materiali, prevedendo criteri o soglie specifiche per ciascuno di essi.

In particolare, nel corso delle prove sono stati avvicinati ai due elettrodi 10, 11 diversi materiali coprendo un?ampia casistica, ed i risultati pi? rappresentativi, come detto, sono mostrati nella tabella di figura 9. Si pu? notare come utilizzando una sola oppure entrambe le frequenze 10kHz e 1MHz sia possibile intercettare la presenza della mano dell?operatore in avvicinamento ai due elettrodi 10, 11.

In aggiunta, sono state eseguite ulteriori prove, non riportate nella tabella di figura 9, sovrapponendo la mano dell?operatore ad un pezzo di legno pi? o meno bagnato. Tali prove hanno evidenziato come anche in quel caso sia possibile identificare la presenza della mano grazie alla superiore conducibilit? del corpo umano rispetto al legno nonch? al forte accoppiamento con la struttura metallica della macchina M connessa al potenziale di riferimento del circuito, consentendo alla mano di agire da schermo elettromagnetico nei confronti del segnale trasmesso dal primo elettrodo 10.

Inoltre, come si osserva dalla tabella di figura 9, l?identificazione della presenza della mano ? resa ancora pi? evidente se viene preso in considerazione il parametro comparativo quindi lo sfasamento tra i due segnali di misura ed

In particolare, con riferimento al sistema 1, sono stati sviluppati due modelli di simulazione: un modello a parametri concentrati ed un modello di simulazione elettromagnetica tridimensionale ad elementi finiti.

I due modelli sono in grado di descrivere quanto osservato nelle misure sperimentali, fornendo anche indicazioni per ottimizzare la sensibilit? e l?accuratezza del sistema 1.

Modello di simulazione a parametri concentrati

A partire dai risultati sperimentali sopra menzionati, viene definito un modello a parametri concentrati dell?impedenza presente fra i due elettrodi 10, 11 al fine di validare le misure effettuate e valutare se sia possibile ottenere una maggiore sensibilit? alla presenza della mano dell?operatore variando la configurazione circuitale utilizzata per acquisire i segnali ai due elettrodi 10, 11.

In prima approssimazione, ? possibile modellare il sistema 1 secondo lo schema di figura 2, ovvero un partitore di tensione, in cui l?impedenza

rappresenta l?impedenza fra i due elettrodi 10, 11 di misura, supposta puramente capacitiva, e l?impedenza di carico tiene conto dell?impedenza d?ingresso dei collegamenti analogici 121, 122 dell?unit? logica di controllo 12 (indicata in dettaglio in figura 5). Tale impedenza funge da partitore di tensione fra l?ingresso e l?amplificatore posto prima dell?ADC. Inoltre, la capacit? variabile da 5-20pF (mostrata in figura 5) ? impostata in modo da rendere il trasferimento di tensione costante per tutte le frequenze.

Quindi, l?impedenza di carico oltre alla componente resistiva di circa 1M?, avr? anche una parte reattiva che influenzer? la risposta in frequenza del sistema 1. In particolare, a bassa frequenza l?impedenza di carico pu? essere approssimata con la sola componente resistiva dando luogo a una risposta di tipo passa-alto, mentre a frequenze elevate l?impedenza di carico ? dominata dalla componente capacitiva e il sistema 1 tender? a comportarsi come un partitore capacitivo.

Quanto detto ? confermato dalle prove sperimentali, in cui la funzione di trasferimento del sistema 1 ha mostrato un andamento crescente per frequenze inferiori a circa 10 kHz per poi assumere un andamento costante.

In assenza di qualunque materiale interposto o nelle vicinanze degli elettrodi 10, 11, l?impedenza

? costituita dalla capacit? presente fra di essi. Data la grande distanza fra gli elettrodi 10, 11, il contributo alla capacit? complessiva dato dagli effetti di bordo risulta pi? di due ordini di grandezza superiore a quello che si ha modellando i due elettrodi 10, 11 come un condensatore a facce piane parallele.

La curvatura delle linee di forza del campo elettrico lungo i bordi degli elettrodi 10, 11, nota come effetto di bordo o ?fringe effect?, giustifica la capacit? del sistema 1 di rilevare l?avvicinamento di un oggetto prima che questo entri nello spazio compreso fra la superficie dei due elettrodi 10, 11, come avviene in un condensatore a facce piane e parallele.

In caso di avvicinamento agli elettrodi 10, 11 ci si attende un doppio effetto capacitivo.

Il primo effetto ? la riduzione della capacit? presente fra i due elettrodi 10, 11 dovuta all?effetto di schermo dato dall?oggetto.

Il secondo effetto ?, invece, un aumento della capacit? dovuto alla polarizzazione dell?oggetto dovuta al campo elettromagnetico. Infatti, venendo polarizzato, l?oggetto attrae cariche elettriche dalla sorgente agli elettrodi 10, 11. All?aumento della carica elettrica agli elettrodi 10,11 corrisponde un aumento di capacit?, come avviene nel caso di un sensore capacitivo di prossimit?.

Simulazione dell?andamento dell?impedenza tra i due elettrodi in MATLAB

Il sistema 1 ? stato modellato secondo lo schema elettrico mostrato in figura 10, in cui:

- rappresenta la capacit? presente fra i due elettrodi 10, 11;

- e rappresentano l?incremento di capacit? dovuto all?oggetto che viene polarizzato dal campo elettromagnetico;

- rappresenta l?impedenza del percorso conduttivo fra l?oggetto e massa; e

- rappresenta l?impedenza di ingresso dell?unit? logica di controllo 12 utilizzata per generare ed acquisire i segnali.

Dato che la connessione elettrica fra l?unit? logica di controllo 12 e gli elettrodi 10, 11 ? stata realizzata impiegando cavi coassiali, nell?impedenza

oltre all?impedenza dei componenti passivi presenti nell?unit? logica di controllo 12 ? stata aggiunta in parallelo una capacit? di 100pF in quanto, per le frequenze considerate, ? possibile modellare il cavo con la sola componente capacitiva con un valore di circa 100pF/m.

Inoltre, sebbene anche il primo elettrodo 10 sia collegato all?unit? logica di controllo 12 tramite un cavo coassiale, non ? necessario aggiungere nel modello una ulteriore capacit? da 100pF fra il primo elettrodo 10 e massa in quanto il primo elettrodo 10 ? pilotato a bassa impedenza dal generatore di tensione G e, quindi, non produce nessun effetto sulla misura.

Risolvendo il sistema composto dalle equazioni costitutive delle impedenze utilizzate nel modello e dalle equazioni che rappresentano come le impedenze sono connesse fra di loro, visibili nel seguito, ? stato ricavato l?andamento delle variabili di tensione e corrente.

eq1 = I1 * Z1 == V1;

eq2 = I2 * Z2 == V2;

eq3 = I3 * Z3 == V3;

eq4 = I4 * Z4 == V4;

eq5 = I5 * Z5 == V5;

eq6 = I1 I2 == I0;

eq7 = I3 I4 == I2;

eq8 = I1 I3 == I5;

eq9 = V5 V1 == E0 - E1;

eq10 = V4 V2 == E0 ? E2;

eq11 = V5 V3 ? V4 == E2 ? E1.

Le variabili di maggiore interesse per valutare la funzione di trasferimento del sistema 1 sono la tensione fornita al primo elettrodo 10 e la tensione misurata al secondo elettrodo 11.

Come si osserva dalla figura 7, fra la tensione in ingresso all?unit? logica di controllo 12 e i suoi convertitori analogico-digitali (ADC1 e ADC2) sono presenti i partitori di tensione di cui ? necessario tenere conto.

La funzione di trasferimento del sistema 1 ? stata quindi definita come il rapporto fra la tensione misurata dal secondo convertitore analogico-digitale ADC2 e la tensione misurata dal primo convertitore analogico-digitale ADC1, come riportato nelle equazioni riportate nel seguito, e sar? funzione oltre che della frequenza e della distanza dell?oggetto dagli elettrodi 10, 11, anche delle caratteristiche stesse dell?oggetto.

Tensione del primo elettrodo 10

V_E1 = V_S;

Tensione del secondo elettrodo 11

V_E2 = E1 solution.V5;

Tensione in ingresso al primo collegamento di acquisizione

V_CH1 = V_E1 AD2_VD;

Tensione in ingresso al secondo collegamento di acquisizione

V_CH2 = V_E2 AD2_VD;

Rapporto Uscita/Ingresso

R_FdT = V_CH2/ V_CH1

Le impedenze e assumeranno valori diversi nelle diverse situazioni adattandosi alle caratteristiche elettriche e geometriche del materiale considerato e della capacit? di accoppiamento con la massa.

Come detto, l?impedenza rappresenta la capacit? presente tra i due elettrodi 10, 11 di misura. In particolare, il suo valore ? legato alla geometria dei contatti e dalla loro distanza ed ? dominato dalla componente dovuta agli effetti di bordo.

Avvicinandosi, l?oggetto agisce da schermo nei confronti del campo elettrico comportando una riduzione del valore di capacit? osservata. Tale riduzione sar? legata alle dimensioni dell?oggetto ed alla sua efficacia come schermo elettromagnetico.

Nel seguito si suppone una dipendenza esponenziale, che sicuramente non pu? modellizzare con precisione il fenomeno tridimensionale, ma permette di descrivere semplicemente una variazione con la distanza dell?oggetto molto simile a quanto misurato sperimentalmente.

dove

- ? la capacit? vista fra gli elettrodi 10, 11 in assenza di qualunque oggetto posto nelle vicinanze dello spazio compreso fra la superficie dei due elettrodi 10, 11 o barriera, stimata pari a 1 pF;

- ? la distanza dell?oggetto dalla barriera;

- misura la sensibilit?, in distanza, della capacit? all?approssimarsi dell?oggetto (nelle simulazioni D= 1cm, a puro scopo qualitativo); e

- tiene conto dell?efficacia dell?oggetto nell?agire come schermo.

Le impedenze e rappresentano le capacit? che si vengono a creare fra gli elettrodi 10, 11 e l?oggetto a causa della polarizzazione dell?oggetto dovuta al campo elettrico. L?oggetto polarizzato attrae ulteriori cariche sugli elettrodi 10, 11 a cui corrisponde un aumento di capacit?. Avvicinando l?oggetto alla barriera la polarizzazione ? pi? forte e quindi si ha un aumento di queste capacit?.

dove

- ? la capacit? aggiuntiva vista dagli elettrodi 10, 11 a causa della polarizzazione oggetto posto nelle vicinanze della barriera, ed il suo valore dipende dalle propriet? dell?oggetto;

- ? la distanza dell?oggetto dalla barriera; e - misura la sensibilit?, in distanza, della capacit? all?approssimarsi dell?oggetto (nelle simulazioni D= 1cm, a puro scopo qualitativo).

L?impedenza modella le caratteristiche elettriche del materiale di cui ? composto l?oggetto che si sta avvicinando agli elettrodi 10, 11 ed il suo accoppiamento capacitivo con la terra e con la struttura metallica dell?utensile di lavorazione 22.

L?impedenza infine, rappresenta l?impedenza della rete componenti discreti interposta tra i contatti di ingresso dei collegamenti di acquisizione 121, 122 e l?ingresso dei rispettivi convertitori analogico-digitali ADC1, ADC2 con in parallelo la capacit? del cavo coassiale. Tale impedenza ?A ? l?unica impedenza a rimanere costante nel corso delle simulazioni.

Prima simulazione: assenza di oggetti nelle vicinanze dello spazio compreso tra i due elettrodi

Una prima verifica del modello ? data dalla valutazione della risposta in frequenza considerando la sola barriera, cio? trascurando e

Per l?impedenza ? stato stimato il valore capacitivo di 1 pF. L?andamento del modulo, mostrato in figura 11A, concorda con quanto rilevato sperimentalmente e atteso in fase di definizione del modello.

In particolare, per frequenze inferiori ai 10 kHz si nota un aumento del modulo all?aumentare della frequenza, tipico dei filtri passa-alto CR del primo ordine, mentre per frequenze pi? elevate l?andamento del modulo ? costante, ma si assesta a ? 42 dB e non a 0 dB, in quanto ad alta frequenza l?impedenza ? dominata dalla componente reattiva data dalle capacit? del cavo coassiale e dalle capacit? della rete di ingresso dei canali analogici della scheda di acquisizione 12. Approssimando tale capacit? con la sola capacit? del cavo coassiale si ottiene un trasferimento ad alta frequenza pari a:

Seconda, terza e quarta simulazione: avvicinamento della mano dell?operatore allo spazio compreso tra i due elettrodi

In tali simulazioni ? stata modellata l?interazione con della mano dell?operatore con la barriera.

Il valore stimato di ? ? pari 0.1 mentre per le capacit? ? stato utilizzato un valore di 200 fF (con questo valore si mantiene costante la capacit? complessiva data da serie .

Il modello elettrico del corpo umano ? stato ripreso da [1] composto da una resistenza da 200? in parallelo ad una capacit? da 10pF e l?accoppiamento del corpo con la struttura metallica e la terra ? stato modellato con una capacit? da 400pF.

I risultati ottenuti sono mostrati nelle figure 12A e 12B in cui il primo elettrodo 10 ? stato alimentato alla frequenza di 10kHz e nelle figure 13A e 13B in cui il primo elettrodo 10 ? stato alimentato alla frequenza di 1 MHz.

Le figure 14A e 14B mostrano, invece, le misure sperimentali realizzate nel caso di avvicinamento della mano dell?operatore alla barriera, in cui il primo elettrodo 10 ? alimentato alla frequenza di 1MHz.

Le simulazioni sono state calcolate considerando un avvicinamento e successivo allontanamento della mano alla barriera, esattamente come erano state effettuate le prove sperimentali.

Infine, le figure 15A e 15B mostrano l?andamento del modulo e della fase della funzione di trasferimento del sistema 1 al variare della posizione della mano rispetto alla barriera.

Come si pu? osservare, coerentemente con le misure effettuate, la simulazione mostra una variazione del modulo costante nel range di frequenze fra 10kHz e 1MHz mentre la fase non mostra nessuna sensibilit? rispetto alla posizione della mano dell?operatore.

Inoltre, i risultati sono identici anche aumentando la resistenza da 200? fino a 20k?, andando a rappresentare le differenti geometrie di approccio corpo-lama (la punta del dito o l?intero avambraccio).

Quinta, sesta e settima simulazione: avvicinamento di un pezzo di legno bagnato allo spazio compreso tra i due elettrodi

In tali simulazioni ? stata modellata l?interazione di un pezzo di legno bagnato con la barriera.

Il valore stimato di ? ? pari 0.1 (come per la mano) e per le capacit? ? stato utilizzato un valore di 200fF (con questo valore si mantiene costante la capacit? complessiva data da serie .

Il modello elettrico del legno bagnato ? composto da una resistenza da 10M? in parallelo ad una capacit? trascurabile e l?accoppiamento del corpo con la struttura metallica e la terra ? stato modellato con una capacit? da 100pF. Il valore della resistenza serie ? di sei ordini di grandezza superiore a quella del corpo umano per la minore conducibilit? del legno.

I risultati ottenuti sono mostrati nelle figure 16A e 16B, in cui il primo elettrodo 10 ? stato alimentato con un segnale alla frequenza di 10kHz e nelle figure 17A e 17B, in cui il primo elettrodo 10 ? stato alimentato con un segnale alla frequenza di 1MHz.

Le figure 18A e 18B mostrano, invece, le misure sperimentali realizzate nel caso di avvicinamento del pezzo di legno bagnato alla barriera, in cui il primo elettrodo 10 ? alimentato alla frequenza di 10kHz.

Infine, le figure 19A e 19B mostrano l?andamento del modulo e della fase della funzione di trasferimento del sistema 1 al variare della posizione del legno bagnato rispetto alla barriera.

Come si pu? notare, coerentemente con le misure effettuate, alle basse frequenze il modulo e la fase della funzione di trasferimento mostrano una variazione alla posizione del legno bagnato mentre la sensibilit? si riduce alle alte frequenze.

Ottava, nona e decima simulazione: avvicinamento di un pezzo di legno secco allo spazio compreso tra i due elettrodi

In tali simulazioni si ? modellata l?interazione di un pezzo di legno secco con la barriera.

Il valore stimato di ? ? pari 0.1 mentre per le capacit? ? stato utilizzato un valore di 200fF (come negli altri casi).

Dato il bassissimo valore di conducibilit?, il modello elettrico del legno secco ? composto da una resistenza da 1G? in parallelo ad una capacit? trascurabile. L?accoppiamento del corpo con la struttura metallica e la terra ? stato modellato con una capacit? da 100pF.

Dato il valore di resistenza impiegato nel modello del legno bagnato, la resistenza del pezzo di legno secco potrebbe essere anche di qualche ordine superiore, ma gi? con 1G? i risultati della simulazione collimano con quelli delle prove sperimentali.

I risultati ottenuti sono mostrati nelle figure 20A e 20B, in cui il primo elettrodo 10 ? stato alimentato con un segnale alla frequenza di 10kHz e nelle figure 21A e 21B, in cui il primo elettrodo 10 ? stato alimentato con un segnale alla frequenza di 1 MHz. In entrambi i casi sopra citati, la variazione ? irrilevante per il modulo e minima per la fase.

Le figure 22A e 22B mostrano, invece, le misure sperimentali realizzate nel caso di avvicinamento del pezzo di legno secco alla barriera, in cui il primo elettrodo 10 ? alimentato alla frequenza di 10kHz.

Infine, le figure 23A e 23B mostrano l?andamento del modulo e della fase della funzione di trasferimento del sistema 1 al variare della posizione del legno secco rispetto alla barriera. Come si pu? osservare, coerentemente con le misure effettuate, nel range di frequenze considerate, ovvero 10kHz ? 1MHz, la simulazione non mostra variazioni significative durante l?avvicinamento del legno secco alla barriera.

Modello di simulazione elettromagnetica tridimensionale ad elementi finiti

In aggiunta a quanto detto, al fine di approfondire la conoscenza del sistema di misura, ne ? stato realizzato un modello nell?ambiente di simulazione fisica ad elementi finiti COMSOL Multiphysics.

Tale software consente di simulare l?andamento del campo elettrico in strutture tridimensionali con caratteristiche estremamente realistiche. Realizzando una simulazione fisica del sistema in grado di tenere conto delle diverse geometrie e dei diversi materiali in gioco, questo tipo di simulazione pu? portare ad una conoscenza pi? approfondita del sistema, consentendo di valutare l?interazione del campo elettrico generato dagli elettrodi con i diversi materiali e il grado di accoppiamento dell?oggetto con la struttura metallica della sega circolare.

In particolare, le figure 24A e 24B mostrano i grafici dell?andamento delle linee di forza del campo elettrico durante l?avvicinamento della mano alla barriera, rispettivamente senza guanto (figura 24A) e con guanto (figura 24B). Si pu? notare come l?attrazione del campo verso la mano non venga modificata dalla presenza del guanto.

La figura 25, invece, mostra i grafici relativi all?avvicinamento del legno alla barriera. Entrambe le simulazioni sono state effettuate alla frequenza di 1MHz. Si pu? notare come la presenza della mano modifichi le linee di campo in maniera differente rispetto al legno.

Attraverso tale software ? possibile anche calcolare le variazioni di impedenza equivalenti, utili a validare il modello a parametri discreti precedentemente descritto. Per le simulazioni fatte si ? trovato un buon accordo con i risultati ottenuti a parametri discreti.

Per ci? che concerne il sistema di acquisizione del segnale, le prove sono state realizzate con connessione diretta dell?unit? logica di controllo 12 per l?acquisizione dei segnali ai due elettrodi 10, 11, realizzando cos? una funzione di trasferimento sensibile all?impedenza vista tra i due elettrodi 10, 11, ma limitata dall?impedenza dell?unit? logica di controllo 12.

In una ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione, l?impedenza viene sostituita da un circuito di misura attivo (amplificatore a transimpedenza), al fine di amplificare il segnale misurato e aumentarne la sensibilit? all?impedenza tra i due elettrodi 10, 11.

In tale configurazione, l?elettrodo di ricezione 11 ? connesso alla terra virtuale dell?amplificatore invece che ad una rete di componenti passivi.

Pertanto, l?impedenza presente tra i due elettrodi di misura si trova, quindi, connessa fra la bassa impedenza del generatore di segnali sinusoidale e l?impedenza idealmente nulla e costante in frequenza garantita dalla retroazione dell?amplificatore.

Il metodo 3 di rilevamento di prossimit?, mostrato in figura 26, secondo la presente invenzione si svolge nel modo seguente.

Inizialmente, nella fase di alimentazione 30, viene alimentato il primo elettrodo 10 mediante almeno un segnale in modo tale da generare un campo elettrico disposto per schermare un?area ed in modo tale che detto campo elettrico sia intercettato da detto almeno un secondo elettrodo 11.

In particolare, come detto, ? possibile fornire al primo elettrodo 10, mediante il generatore G di segnali, uno o pi? segnali a rispettive frequenze. Tale generatore G di segnali ? collegato al primo elettrodo 10 mediante il collegamento di alimentazione 120.

In seguito, nella fase di acquisizione 31, viene acquisito, mediante il primo collegamento di acquisizione 121, almeno un primo segnale di misura da detto primo elettrodo 10.

Successivamente, nella fase di acquisizione 32, viene acquisito, mediante il secondo collegamento di acquisizione 122, almeno un secondo segnale di misura da detto almeno un secondo elettrodo 11.

Poi, nella fase di elaborazione 33, i due segnali di misura acquisiti nelle fasi di acquisizione 31 e 32 vengono elaborati al fine di ottenere almeno un parametro elaborato ed almeno un parametro elaborato rispettivamente in funzione dell?ampiezza e della fase di detti almeno un primo e almeno un secondo segnale di misura elaborati.

In particolare, la fase di elaborazione 33 comprende la sottofase 330 per elaborare in frequenza detto almeno un primo segnale di misura per ottenere almeno un primo fasore e la sottofase 331 per elaborare in frequenza detto almeno un secondo segnale di misura ottenere rispettivamente almeno un secondo f

Detto almeno un parametro elaborato ? dato dalla parte reale del rapporto tra detto almeno un secondo fasore e detto almeno un primo fasore

mentre detto almeno un parametro elaborato ? dato dalla parte immaginaria del rapporto tra detto almeno un secondo fasore e detto almeno un primo fasore

Nella forma di realizzazione che si descrive tale elaborazione ? una elaborazione in frequenza mediante una DFT. Tuttavia, in altre forme di realizzazione della presente invenzione, l?elaborazione in frequenza di tali segnali pu? essere diversa da quanto descritto.

Quindi, nella fase 34, viene rilevata la presenza di detto arto di detto operatore in prossimit? di detti primo 10 e almeno un secondo 11 elettrodo nel caso in cui detto almeno un parametro comparativo e/o detto almeno un parametro comparativo ottenuto in detta fase di elaborazione 33 sia minore o uguale e/o maggiore o uguale ad un rispettivo parametro comparativo e/o come una soglia, predefinito.

In una forma di realizzazione, il parametro elaborato viene confrontato con la fase del segnale di stimolo e l?arto viene rilevato dal sistema 1 quando lo sfasamento rispetto a tale segnale ha un predeterminato valore dipendente dalle peculiarit? hardware del sistema 1.

Nella forma di realizzazione che si descrive, detto metodo 3 consente di rilevare la presenza di un arto di un operatore ad un utensile per la lavorazione 22 compreso in una macchina M di lavorazione di manufatti.

Vantaggi

Un vantaggio del sistema di rilevamento di prossimit? secondo la presente invenzione ? quello di identificare in anticipo e con precisione una potenziale condizione di rischio per l?operatore durante la lavorazione di pezzi in legno e simili.

Un ulteriore vantaggio del sistema di rilevamento di prossimit? secondo la presente invenzione ? quello di discriminare la presenza della mano dell?operatore in prossimit? dell?utensile di lavorazione dalla presenza di un pezzo di legno bagnato o essiccato nelle vicinanze del medesimo utensile, evitando eventuali falsi allarmi.

La presente invenzione ? stata descritta a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo le sue forme preferite di realizzazione, ma ? da intendersi che variazioni e/o modifiche potranno essere apportate dagli esperti del ramo senza per questo uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Macchina (M) per la lavorazione di manufatti, come pannelli in legno, vetroresina, metallo e simili, comprendente un utensile di lavorazione (22) per la lavorazione di detti manufatti, in cui detta macchina (M) ? caratterizzata dal fatto di comprendere un sistema (1) di rilevamento di prossimit? di un arto di un operatore a detto utensile di lavorazione (22), comprendente: almeno un generatore (G) di segnali, per generare almeno un segnale

almeno un primo elettrodo (10), isolato galvanicamente da detta macchina (M) e collegato a detto almeno un generatore (G) di segnali; almeno un secondo elettrodo (11) isolato galvanicamente da detta macchina (M), in cui il segnale generato da detto almeno un generatore (G) di segnali ? configurato per generare un campo elettrico tra detto almeno un primo elettrodo (10) e detto almeno un secondo elettrodo (11); in cui detto campo elettrico tra detto almeno un primo (10) e detto almeno un secondo elettrodo (11) forma una barriera almeno in un intorno parziale di detto utensile di lavorazione (22); ed una unit? logica di controllo (12) collegata a detto almeno un primo elettrodo (10), e a detto almeno un secondo elettrodo (11), in modo da acquisire rispettivamente almeno un primo segnale di misura da detto almeno un primo elettrodo (10) ed almeno un secondo segnale di misura

da detto almeno un secondo elettrodo (11); in cui detta unit? logica di controllo (12) ? configurata per elaborare detti almeno un primo ed almeno un secondo segnale di misura, per verificare almeno un criterio funzione di almeno due grandezze elettriche di detti primo e secondo segnale di misura, in modo tale da determinare la presenza di detto arto di detto operatore in prossimit? di detta barriera quando detto almeno un criterio ? verificato.
2. Macchina (M) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che detto almeno un generatore (G) di segnali ? configurato per generare un segnale avente una singola frequenza, in cui detta frequenza ? preferibilmente pari a circa 10KHz o 1MHz.
3. Macchina (M) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto almeno un generatore di segnali (G) ? configurato per generare un segnale avente due frequenze.
4. Macchina (M) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che la prima frequenza di detto segnale ? pari a circa 10kHz, e la seconda frequenza di detto segnale ? pari a circa 1MHz.
5. Macchina (M) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-2, caratterizzata dal fatto che detto almeno un criterio prevede almeno un parametro comparativo come una soglia, e dal fatto che detta unit? logica di controllo (12) ? configurata per elaborare almeno un parametro elaborato da confrontare con detto parametro comparativo in modo tale da determinare la presenza di detto arto di detto operatore in prossimit? di detta barriera, in particolare quando e/o quando
6. Macchina (M) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-2 o 5, caratterizzata dal fatto che detta unit? logica di controllo (12) ? configurata per elaborare in frequenza detto almeno un primo segnale di misura e detto almeno un secondo segnale di misura per ottenere rispettivamente almeno un primo fasore ed almeno un secondo fasore
7. Macchina (M) secondo la rivendicazione precedente, quando dipendente dalla rivendicazione 5, in cui detto almeno un parametro elaborato ? dato dalla seguente formula:

dove ? dato dalla parte reale del rapporto tra detto almeno un secondo fasore detto almeno un primo fasore ovvero ? funzione dell?ampiezza di detti almeno un primo ed almeno un secondo fasore.
8. Macchina (M) secondo la rivendicazione 6, quando dipendente dalla rivendicazione 5, in cui detto almeno un parametro elaborato ? dato dalla seguente formula:

dove ? dato dalla parte immaginaria del rapporto tra detto almeno un secondo fasore e detto almeno un primo fasore ovvero ? funzione della fase di detti almeno un primo ed almeno un secondo ???? fasore.
9. Macchina (M) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 3 o 4, caratterizzata dal fatto che detto almeno un criterio prevede almeno due parametri comparativi

come due soglie, e dal fatto che detta unit? logica di controllo (12) ? configurata per elaborare almeno due parametri elaborati da confrontare con detti parametri comparativi in modo tale da determinare la presenza di detto arto di detto operatore in prossimit? di detta barriera quando

e/o quando
10. Macchina (M) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 3-4 o 9, caratterizzata dal fatto che detta unit? logica di controllo (12) ? configurata per elaborare in frequenza detto almeno un primo segnale di misura e detto almeno un secondo segnale di misura con detta prima frequenza per ottenere rispettivamente almeno un primo fasore ed almeno un secondo fasore e dal fatto che detta unit? logica di controllo (12) ? configurata per elaborare in frequenza detto almeno un primo segnale di misura e detto almeno un secondo segnale di misura con detta seconda frequenza per ottenere rispettivamente almeno un primo fasore ed almeno un secondo fasore
11. Macchina (M) secondo la rivendicazione precedente, quando dipendente dalla rivendicazione 9, in cui detto almeno un parametro elaborato ? dato dalla seguente formula:

dove ? dato dalla parte reale del rapporto tra detto almeno un secondo fasore e detto almeno un primo fasore a detta prima frequenza, ovvero

? funzione dell?ampiezza di detti almeno un primo

ed almeno un secondo fasore, ed in cui detto almeno un parametro elaborato ? dato dalla seguente formula:

dove ? dato dalla parte reale del rapporto tra detto almeno un secondo fasore e detto almeno un primo fasore a detta seconda frequenza, ovvero ? funzione dell?ampiezza di detti almeno un primo ed almeno un secondo fasore.
12. Macchina (M) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 10 o 11, quando dipendente dalla rivendicazione 9, in cui detto almeno un parametro elaborato ? dato dalla seguente formula:

dove ? dato dalla parte immaginaria del rapporto tra detto almeno un secondo fasore e detto almeno un primo fasore a detta prima frequenza, ovvero ? funzione della fase di detti almeno un primo ed almeno un secondo fasore, ed in cui detto almeno un parametro elaborato ? dato dalla seguente formula:

dove ? dato dalla parte immaginaria del rapporto tra detto almeno un secondo fasore e detto almeno un primo fasore a detta seconda frequenza, ovver ? funzione della fase di detti almeno un primo ed almeno un secondo fasore.
13. Macchina (M) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere un piano di lavoro (21) per il supporto di detti manufatti da lavorare, in cui detto piano di lavoro (21) comprende a sua volta un piano di lavoro fisso (210) ed un piano di supporto mobile (211), in cui detto almeno un secondo elettrodo (11) ? disposto su detto piano di lavoro fisso (210) in prossimit? di detto utensile di lavorazione (22), ed in cui detto piano di supporto mobile (211) ? in grado di muoversi rispetto a detto piano di lavoro fisso (210) lungo una direzione parallela o sostanzialmente parallela ad un asse X parallelamente al quale detto piano di supporto mobile (211) ? in grado di muoversi rispetto a detto piano di lavoro (21).
14. Macchina (M) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che detto sistema (1) comprende una pluralit? di secondi elettrodi (111,...,11N) disposti su detto piano di lavoro fisso (210) in prossimit? di detto utensile di lavorazione (22), e dal fatto che detto piano di supporto mobile (211) comprende un dispositivo in grado di attivare selettivamente ciascun secondo elettrodo di detta pluralit? di secondi elettrodi (111,...,11N), in base alla posizione di detto piano di supporto mobile (211) rispetto a detto piano di lavoro fisso (210).
15. Macchina (M) secondo la rivendicazione 13, caratterizzata dal fatto che detto almeno un secondo elettrodo (11) ? posizionato al di sotto di detto piano di supporto mobile (211).
16. Macchina (M) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto utensile di lavorazione (22) ? una sega circolare.
17. Macchina (M) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere un organo di contenimento (20), come una cappa o simili, disposto in corrispondenza di detto utensile di lavorazione (22), atto a proteggere detto utensile di lavorazione (22), in cui detto organo di contenimento (20) ? mobile rispetto a detto utensile di lavorazione (22), e dal fatto che detto almeno un primo elettrodo (10) ? disposto su un bordo di detto organo di contenimento (20).
18. Sistema (1) di rilevamento di prossimit? di un arto di un operatore ad un utensile di lavorazione (22) di una macchina (M) per la lavorazione di manufatti, come pannelli in legno, vetroresina, metallo e simili, in cui detto sistema (1) ? caratterizzato dal fatto di comprendere: almeno un generatore (G) di segnali, per generare almeno un segnale

almeno un primo elettrodo (10), istallabile su detta macchina (M), in cui detto almeno un primo elettrodo (10) ? isolato galvanicamente da detta macchina (M) e collegato a detto almeno un generatore (G) di segnali, almeno un secondo elettrodo (11), installabile su detta macchina (M) ed isolato galvanicamente da detta macchina (M), in cui il segnale generato da detto almeno un generatore (G) di segnali ? configurato per generare un campo elettrico tra detto almeno un primo elettrodo (10) e detto almeno un secondo elettrodo (11), in cui detto campo elettrico tra detto almeno un primo (10) e detto almeno un secondo elettrodo (11) forma una barriera almeno in un intorno parziale di detto utensile di lavorazione (22), ed una unit? logica di controllo (12) collegata a detto almeno un primo elettrodo (10), e a detto almeno un secondo elettrodo (11), in modo da acquisire rispettivamente almeno un primo segnale di misura da detto almeno un primo elettrodo (10) ed almeno un secondo segnale di misura

da detto almeno un secondo elettrodo (11); in cui detta unit? logica di controllo (12) ? configurata per elaborare detti almeno un primo ed almeno un secondo segnale di misura, per verificare almeno un criterio funzione di almeno due grandezze elettriche di detti primo e secondo segnale di misura, in modo tale da determinare la presenza di detto arto di detto operatore in prossimit? di detta barriera quando detto almeno un criterio ? verificato.
19. Sistema (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto almeno un generatore (G) di segnali ? configurato per generare un segnale avente una singola frequenza, in cui detta frequenza ? preferibilmente pari a circa 10KHz o 1MHz.
20. Sistema (1) secondo la rivendicazione 18, caratterizzato dal fatto che detto almeno un generatore di segnali (G) ? configurato per generare un segnale avente due frequenze, in cui la prima frequenza di detto segnale ? pari a circa 10kHz, e la seconda frequenza di detto segnale ? pari a circa 1MHz.
21. Sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 18-20, caratterizzato dal fatto che detto almeno un criterio prevede almeno un parametro comparativo come una soglia, e dal fatto che detta unit? logica di controllo (12) ? configurata per elaborare almeno un parametro elaborato da confrontare con detto parametro comparativo in modo tale da determinare la presenza di detto arto di detto operatore in prossimit? di detta barriera, in particolare quando e/o quando
22. Sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 18-21, caratterizzato dal fatto che ciascun elettrodo (10,11) ? dotato di una guardia attivabile, disposta intorno a ciascun elettrodo (10,11), per regolare detto campo elettrico tra detto almeno un primo elettrodo (10) e detto almeno un secondo elettrodo (11), in modo tale da limitare la fuoriuscita di linee di campo elettrico e controllare la sensibilit? di detto sistema (1).
23. Metodo (3) di rilevamento di prossimit? di un arto di un operatore ad almeno un primo (10) ed almeno un secondo (11) elettrodo, in cui detto metodo (3) comprende le seguenti fasi: - alimentare (30) detto almeno un primo elettrodo (10) mediante almeno un segnale in modo tale da generare un campo elettrico tra detto almeno un primo elettrodo (10) e detto almeno un secondo elettrodo (11); - acquisire (31) almeno un primo segnale di misura da detto almeno un primo elettrodo (10); - acquisire (32) almeno un secondo segnale di misura da detto almeno un secondo elettrodo (11); - elaborare (33) detto almeno un primo segnale di misura e detto almeno un secondo segnale di misura acquisiti in dette fasi di acquisizione (31, 32), per verificare almeno un criterio funzione di almeno due grandezze elettriche di detti primo e secondo segnale di misura; e - determinare (34) la presenza di detto arto di detto operatore in prossimit? di detti almeno un primo (10) e almeno un secondo (11) elettrodo quando detto almeno un criterio ? verificato.
24. Metodo (3) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta fase di alimentazione (30) viene effettuata mediante almeno un generatore (G) di segnali collegato a detto almeno un primo elettrodo (10).
25. Metodo (3) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto almeno un generatore (G) di segnali ? configurato per generare un segnale avente una singola frequenza, in cui detta frequenza ? preferibilmente pari a circa 10KHz o 1MHz oppure per generare un segnale avente due frequenze, in cui la prima frequenza ? pari a circa 10kHz, e la seconda frequenza ? pari a circa 1MHz.
26. Metodo (3) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 23-25, caratterizzato dal fatto che detta fase di elaborazione (33) comprende la sottofase (330) di elaborare in frequenza detto almeno un primo segnale di misura per ottenere almeno un primo fasore e la sottofase (331) per elaborare in frequenza detto almeno un secondo segnale di misura per ottenere almeno un secondo fasore

in cui almeno un parametro elaborato ? dato dalla parte reale del rapporto tra detto almeno un secondo fasore e detto almeno un primo fasore

ed almeno un parametro elaborato ? dato dalla parte immaginaria del rapporto tra detto almeno un secondo fasore e detto almeno un primo fasore
27. Programma per elaboratore comprendente istruzioni che, quando il programma ? eseguito da un elaboratore, causano l?esecuzione da parte dell?elaboratore delle fasi (30)-(34) del metodo (3) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 23-26.
28. Mezzo di memorizzazione leggibile da un elaboratore comprendente istruzioni che, quando eseguite da un elaboratore, causano l?esecuzione da parte dell?elaboratore delle fasi (30)-(34) del metodo (3) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 23-26.