JP2011520629A - 工作機械、特に手持ち式の工作機械のための作業方法 - Google Patents

Abstract

工作機械のための作業方法において、作業工具の当て付けに関して、ワークに対する所定の当て付け位置が得られているか、及び該当て付け位置が最短時間（ｔ）にわたって保持されているかが監視され、最短時間の経過と共に、工作機械（１）が作業運転のために解除される。

Description

本発明は、工作機械、特に手持ち式の工作機械のための作業方法に関する。

従来の技術
このような工作機械は、実地において知られており、部分的に補助装置を用いて作業を行い、この補助装置は、使用者が、所定の作業ラインに沿って工作機械を案内することを助成する。しかしながらこのような補助装置は、鋸断開始（Ansaegen）時、及びこれに関連した、所定の作業ラインに対して工作機械を合わせる場合に、あまり助けにならない。それというのは、鋸断開始時には、補助装置を当て付けることができる補助輪郭は多くの場合、存在していないからである。

発明の開示
ゆえに本発明の課題は、特に鋸断開始の臨界的な段階を助成し、鋸断開始段階をも機械化するのに適していて、鋸断開始時における損傷を十分に回避することができ、鋸断開始動作を試運転ではなく、作業ラインに工具を正確に合わせて用いることができる、工作機械のための作業方法を提供することである。

この課題を解決するために本発明による作業法では、ワーク側において作業工具のために作業ラインを所定し、センサを用いて、作業ラインに対する工作機械側の検出面の合致位置を監視し、作業ラインが検出面の中に位置している場合には、作業ラインに対する作業工具の位置を検出し、作業ラインに対する作業工具の位置を検出するための所定の最短時間を、検査し、該最短時間の経過後に、工作機械のための始動解除を行うようにした。

すなわち本発明による作業方法では、工作機械側の検出面をセンサによって監視して、最初に、作業ライン、つまりそれに沿って後続の作業を行うことが望まれている作業ラインが、検出面内に位置しているか否かを、確認する。そして作業ラインが検出面内に位置している場合には、作業ラインに対する作業工具の位置を検出し、作業ラインに合わせられた作業工具の位置、つまり作業工具の鋸断開始位置が、所定の最短時間維持されるか否かを、検査する。この最短時間（この時間は極めて短くてもよく、０に向かうことができる（ｔ→０））が、作業ラインに対する作業工具の鋸断開始位置が途中で所定の鋸断開始位置から外れることなく、得られると、工作機械のための始動が解除、つまり運転が開始される。工作機械は持続的に運転することができるので、使用者は表示を利用するだけで、始動の時期を決定することができる。これによって使用者は、臨界的な条件下においても鋸断開始時に作業ラインを的確に捉えることができ、そしてさもないと必要になる、作業ラインに対して工具を正確に当て付けるための何回もの試運転が、不要となり、しかもワークにおける損傷を回避することができる。

明細書において、「始動解除」というのは、単にスイッチのオン、一般的な給電、又は場合によっては設けられているロック装置の解放を意味しているだけではなく、工作機械を始動させることができるという、使用者に対する示唆をも意味している。

作業ラインに対する作業工具の検出された位置が、使用者に対して示されるようになっていると、有利であり、このようになっていると、使用者は、鋸断開始動作をコントロール及び助成しながら観察することができる。

本発明の特に有利な方法では、作業工具自体が機械式に、作業ラインに対する作業工具の検出された位置に相応して、工作機械に対して調節可能であり、かつ作業ラインに対して機械式に方向付けられるもしくは整合させられる。つまり例えば挽き回し鋸では鋸刃が、その長手方向に延びる回転軸線を中心にして、工作機械に対して回転可能であり、検出された位置データに相応してワークへの当て付け時に作業ラインに合わせられ、このことは、次いで作業過程において、その都度の検出データを考慮して行われる。このようにして、少なくとも半自動式の作業運転が可能になり、この場合使用者は単に、工作機械を支持して、工作機械を大まかに方向付けるだけでよい。

本発明による方法のためには、作業ラインの十分な認識可能性、特にその都度の作業周囲もしくは作業環境に対する十分なコントラストが必要であるので、開始段階においては、単に、その都度の作業ラインが検出面内に位置していて、認識可能であるか否かを、検査するのみならず、作業ラインが確実な検出のために必要な鮮鋭度を、特に必要なコントラストを有しているか否かをも、検査すると、有利である。この場合センサの「自動化」を実施することができ、カメラ、センサ及び評価ユニットのすべてのパラメータを調節することができ、これによって最適な前提条件を保証することができる。そしてこのような調節が行われた場合、つまり最適な前提条件が保証された場合に初めて、使用者によって案内されて、又は機械式の方向付けに関して有利に、鋸断開始位置が得られているか否かの検査が行われ、そしてこれは、最短時間にわたって維持されて、始動動作を解除するための前提条件である。

既に述べたように、正確な当て付け位置は長く十分には維持されないので、作業ラインの認識可能性を新たに検査するための信号が設定される。

本発明による工作機械は種々様々な作業条件下において使用され、かつ作業ラインの認識可能性は、一般的な視界条件によってのみならず、特に作業ラインに対する背景によって左右されるので、有利には、センサ装置、場合によってはビデオカメラ又はこれに類したものは、その認識パラメータが変化可能であり、つまりその都度の所与性に適合可能であり、このことは特に、自動調節式に、つまり自動的にかつ自己学習式に行われることが有利であり、このようになっていると、種々様々な条件及び状況を、使用者の手間をかけずに、カバーすることができる。

上に述べた方法を実施するための工作機械は、その機械式の運転のために必要な装置に補足して、センサ装置を有しており、このセンサ装置には、センサによって検出された値や使用者側において所定された値を処理するための信号処理装置が後置されている。

本発明による工作機械において、センサによって、特にビデオカメラによって検出されたデータが、信号変換のため、作業ラインの確実な検出可能性の検査のため、及び妨害信号除去のために、予め前処理されるようになっていると、有利である。

本発明による方法を最適に利用できるようにするためには、工作機械が、回転軸線を中心にして移動調節可能な作業工具を備えていると、有利であり、この作業工具は信号処理装置を介して制御され、この場合、作業ラインへの当て付け及び作業ラインに沿った案内を目的として作業工具を制御するためには、特に作業ラインに隣接していて作業工具を介して該作業工具の調節時に得ることができる領域が、使用される。

作業ラインに合わせられて作業経過中に該作業ラインに沿って移動する機械式に調節可能な作業工具を、工作機械が備えている、ということを無視したとしても、工作機械が、使用者にとって重要な案内データや、場合によっては使用者にとって重要なその他の情報を示すための表示領域を備えていると、有利であり、このようになっていると、工作機械を支持する場合に工作機械を意識的に作業ラインに合わせて支持することができる、という可能性が、使用者に与えられる。

工作機械の特に有利な構成では、工作機械は挽き回し鋸として構成されている。

次に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。

本発明による作業方法によって運転される工作機械の１例として、手持ち式の挽き回し鋸として形成された工作機械を示す図である。 鋸刃の作業領域に位置している、工作機械の基板の部分を示す平面図である。 本発明による作業方法において互いに接続された、工作機械のエレメントを示すブロック図である。 本発明による作業方法を示すフローチャートである。

工作機械１として挽き回し鋸２が設けられており、この挽き回し鋸２はハウジング３を有していて、基板４を介して移動可能にワーク５に支持されている。挽き回し鋸２は作業工具７として鋸刃８を有していて、符号６で、鋸断方向に相当する作業方向が示されており、この作業方向は直線鋸断の場合には、挽き回し鋸２の長手方向軸線２の延在方向に相当している。

特に図２にも示されているように、鋸刃８は基板４を切欠きにおいて貫通しており、この切欠きの縁部は、鋸刃８によって貫通される作業領域９と、作業方向６で見て前に位置している検出面１０とを取り囲んでおり、この場合検出面１０は有利には、使用者が覗き見ることができる視野領域をも形成している。ハウジング３の上側領域には、ハンドル１１が設けられ、かつ、ハウジング３の端壁領域１３をカバーするガイドノブ１４も設けられている。

ハンドル１１に対して下から係合するように、スイッチ装置１５が位置しており、このスイッチ装置１５を介して、挽き回し鋸２の電気式の駆動モータ（図示せず）は使用者によってオン・オフすることができる。別のスイッチ装置１６は、挽き回し鋸２のための種々異なった運転モードを調節するために働く。

このような運転モードのうちの１つは、基本調節であり、この基本調節では、すべての運転形式において矢印１９で示されているように往復動するように駆動される挽き回し鋸２は、その鋸刃平面が、長手方向軸線１２に沿って、ひいては鋸断方向に延びている。別の運転形式、つまり揺動往復モード（Pendelhubmodus）では、鋸刃８は、その方向付けもしくは整合状態を維持し、かつその長手方向における延在方向（矢印１９）での往復駆動を維持しながら、付加的に鋸断方向が揺動するように駆動される。これに関連した駆動は調節駆動装置２０を介して示されている（矢印２４で示された揺動方向参照）。いわゆるスクロールモードもしくは雲形切りモード（Scrollingmodus）である第３の運転形式は、矢印１９の方向における往復駆動時に、回転軸線２３を中心にした鋸刃８の回転（矢印２１）によって生ぜしめられ、この場合実地において重要な旋回領域は、長手方向軸線１２に対して約＋／−３０°の値を有している。長手方向軸線１２上には、鋸刃８の回転軸線２３も位置しており、この鋸刃８は工具受容部１８内に保持されていて、図示されていない調節駆動装置を介して回動可能である。

挽き回し鋸２として形成された工作機械１はさらに、センサ装置３０と信号処理ユニット２９とを備えており、この信号処理ユニット２９は、特に、図示のように、相応な調節装置を備えた制御ユニット３２と、計算ユニット３１とを有している。センサユニット３０は検出面１０に向かって方向付けられており、作業領域９のため及び場合によっては検出面１０のために、さらに照明装置２２が設けられていてもよく、この場合有利にはセンサ装置３０と照明装置２２とはそれぞれ、突出した段部１７への端壁領域１３の移行面に設けられており、突出した段部１７は、工具受容部１８を覆うように位置している。

図２には、雲形切りモードにおいて実行する運転に関して、ワーク側の作業ライン２６が示されており、この作業ライン２６は検出面１０内を延びていて、鋸刃の回転軸線２３に対する交点を有していて、作業ライン２６の経過に相応して鋸刃はその回転位置が合わせられている。この回転位置の方向付けは、センサ装置によって検出された値に基づいて、信号処理ユニット２９を介して行われる。

図２に示されているように、旋回領域２５の大きさに相応して、鋸刃８の回転位置に相当する鋸断方向は、長手方向軸線１２の直線鋸断時に合致する鋸断方向から相応に逸れることができる。これによって長手方向軸線１２に対して偏位した作業ラインが、通常の作業運転において半自動式に追従されることができ、この場合作業ライン２６に沿った鋸刃の整合によって、鋸断方向が所定され、この際に使用者の側では単に相応な支持を行うだけでよい。

作業ライン２６によって所定された開始点において、センサによって助成されてワーク５の鋸断を開始するためには、鋸断方向は、鋸断開始領域において既に作業ライン２６に追従することが望ましく、この際に検出面１０の制限された領域１７だけが使用されると有利であり、この領域１７は、図２において長手方向軸線１２に対して対称的に位置するように示されている。このことは、鋸断方向において少なくともほぼ鋸刃８の、長手方向軸線１２に合わせられた位置に相当しており、その結果本発明による方法は、鋸断開始動作時における助成のために、鋸断開始アシスタントの意味で鋸断開始補助として有利であり、このことは、工作機械１、つまりここでは挽き回し鋸２が、回転可能な鋸刃８を備えているのではなく、回動不能に配置されていて、ひいては鋸断方向を調節不能な鋸刃８を備えて構成されているような場合においても、有利である。

図３に示されたブロック図には、本発明による作業方法を実施するために特に重要な機能グループ及び作業要素が、制御装置の構造を説明するために示されている。符号４０で示されたブロックは、図１に示されたセンサユニット３０をビデオセンサとして象徴化している。検出されたデータは、ブロック４１に送られ、このブロック４１は、信号前処理装置のための象徴、特に信号変換装置及びライン検出装置のための象徴であり、しかしながらまた妨害信号除去装置のための象徴であってもよい。ブロック４１で示された信号前処理装置によって調整された信号は、ブロック４２によって象徴化されている信号処理装置に送られ、この信号処理装置において、センサ融合や妥当性検査が行われ、さらに、例えば挽き回し鋸２である工作機械１の案内及び方向付けに直接関係しない情報の表示の計算が行われる。相応なモジュールは、図１においては、信号処理ユニット２９の、信号処理のために働く部分である、制御ユニット３２及び計算ユニット３１によって示されている。

図４には、モータの始動ボタン解除のために最適な手順を示すフローチャートが示されている。この場合、挽き回し鋸のための駆動モータがスイッチオフされている状態、つまり始動ボタンが不作動の状態（領域４７）を起点として、初めに作業ライン２６の視認性及び／又はコントラスト鮮鋭度が評価され（領域４８）、この作業ライン２６は、センサユニット３０を介して検出され、かつビデオ情報（領域４９）として供給されている。視認性検査及び／又はコントラスト検査の結果が不都合な場合には、相応な検査が繰り返される。作業ライン２６を申し分なく検出できた場合には、作業ライン２６が検出面１０に位置しているか否かが検査され（領域５０）、作業ラインが検出面１０に位置していない場合には、この検査もなお、挽き回し鋸のスイッチオフ状態つまり始動ボタン不作動の状態（領域４７）の下で、遮断され、かつ場合によっては繰り返し実施される。

作業ライン２６が検出面１０に位置している場合には、この位置が中断されることなしに、最短時間である所定された時間にわたって維持されるか否かが監視される。この最短時間は、時間間隔をおいて検出され、その都度実行する時間間隔は加算され（領域５４−カウンタがカウントを進める）、この加算は、最短時間の実行が確認され（領域５１−カウンタ＞ｔ）、ひいてはモータの始動及び始動解除が行われる（領域５２）まで、続けられる。

最短時間中に、作業ライン２６が検出面１０から外に移動した場合には、このことが検出され（領域５３−検出領域におけるラインか否か）、その都度のカウントが中断され（領域５５−カウンタリセット）、そして作業ライン２６が再び検出面１０に位置した場合に、最短時間の新たな測定が導入される。

Claims (10)

1. 工作機械、特に手持ち式の工作機械（１）のための作業方法であって、ワーク側において作業工具（７）のために作業ライン（２６）を所定し、センサを用いて、作業ライン（２６）に対する工作機械側の検出面（１０）の合致位置を監視し、作業ライン（２６）が検出面（１０）の中に位置している場合には、作業ラインに対する作業工具（７）の位置を検出し、作業ライン（２６）に対する作業工具（７）の位置を検出するための所定の最短時間（ｔ）を、検査し、該最短時間（ｔ）の経過後に、工作機械（１）のための始動解除を行うことを特徴とする、工作機械のための作業方法。
2. 作業ライン（２６）に対する作業工具（７）の検出された位置を、表示する、請求項１記載の作業方法。
3. 作業ライン（２６）に対する作業工具（７）の検出された位置に相応して、作業工具（７）を作業ライン（２６）に対して機械式に方向付けるもしくは整合させる、請求項１記載の作業方法。
4. 工作機械、特に請求項１から３までのいずれか１項記載の工作機械のための作業方法であって、作業ライン（２６）がセンサによってその認識可能性を、特に最小コントラスト値の存在及び／又は維持を、監視される、作業方法。
5. 作業ライン（２６）に対する作業工具（７）の位置を維持するための最短時間が所定時間を下回っている場合に、検出面（１０）に対する作業ライン（２６）の位置を新たに検査し、検出面（１０）内に作業ライン（２６）が位置している場合に、新たな最短時間（ｔ）の検出を行う、請求項１から４までのいずれか１項記載の作業方法。
6. 工作機械、特に請求項１から５までのいずれか１項記載の作業方法を実施するための、特に手持ち式の工作機械であって、工作機械（１）が、検出面（１０）に向かって方向付けられたセンサユニット（３０）を有しており、該センサユニット（３０）に、センサによって検出された値及び／又は使用者側において所定された値を処理するための信号処理ユニット（２９）が後置されていることを特徴とする工作機械。
7. 工作機械（１）が、作業方向（６）を調節可能な作業工具（７）を備えていて、該作業工具（７）が信号処理ユニット（２９）を介して制御される、請求項６記載の工作機械。
8. 作業工具（７）が信号処理ユニット（２９）を介して制御されて作業ライン（２６）に合わせられる、請求項６又は７記載の工作機械。
9. 工作機械（１）が、信号処理ユニット（２９）から供給されたデータを表示するための、使用者によって視認可能な少なくとも１つの表示領域を有している、請求項６から８までのいずれか１項記載の工作機械。
10. 工作機械（１）が、挽き回し鋸（２）、特に手持ち式の挽き回し鋸（２）として、機械式に作業ライン（２６）に合わせられる回転可能な鋸刃（７）を備えて、構成されている、請求項６から９までのいずれか１項記載の工作機械。

Images