RU2495319C2 - Контрольное устройство для технологической машины - Google Patents

Контрольное устройство для технологической машины Download PDF

Info

Publication number
RU2495319C2
RU2495319C2 RU2011101495/02A RU2011101495A RU2495319C2 RU 2495319 C2 RU2495319 C2 RU 2495319C2 RU 2011101495/02 A RU2011101495/02 A RU 2011101495/02A RU 2011101495 A RU2011101495 A RU 2011101495A RU 2495319 C2 RU2495319 C2 RU 2495319C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
control device
radiation
technological machine
wavelength range
recognition unit
Prior art date
Application number
RU2011101495/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011101495A (ru
Inventor
Беньямин ФИЗЕЛЬ
Георг ШТЕЛЛЬМАНН
Зебастиан ЯККИШ
Original Assignee
Роберт Бош Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Роберт Бош Гмбх filed Critical Роберт Бош Гмбх
Publication of RU2011101495A publication Critical patent/RU2011101495A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2495319C2 publication Critical patent/RU2495319C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/0078—Safety devices protecting the operator, e.g. against accident or noise
    • B23Q11/0082—Safety devices protecting the operator, e.g. against accident or noise by determining whether the operator is in a dangerous position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/24—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves
    • B23Q17/2433—Detection of presence or absence
    • B23Q17/2438—Detection of presence or absence of an operator or a part thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16P—SAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
    • F16P3/00—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
    • F16P3/12—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine
    • F16P3/14—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact
    • F16P3/144—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact using light grids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16P—SAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
    • F16P3/00—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
    • F16P3/12—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine
    • F16P3/14—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact
    • F16P3/147—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact using electro-magnetic technology, e.g. tags or radar
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/525—Operation controlled by detector means responsive to work
    • Y10T83/533—With photo-electric work-sensing means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области контроля функционирования технологических машин. Технический результат - повышение надежности распознавания рабочей ситуации у технологической машины. Устройство содержит блок (32) распознавания, предусмотренный для распознавания присутствия по меньшей мере одного вида материала по меньшей мере в одной заданной зоне (34) технологической машины. Распознавание осуществляется посредством спектрального анализа излучения. Блок (32) распознавания включает в себя сенсорный узел (44) по меньшей мере с одним диапазоном чувствительности для регистрации излучения в диапазоне длин волн, находящемся в спектре электромагнитных волн. Устройство содержит передающее устройство (42; 64), предусмотренное для передачи излучения, и средство (58) анализа, выполненное с возможностью определения присутствия по меньшей мере одного вида материала по меньшей мере в одной заданной зоне технологической машины на основании излучения, зарегистрированного сенсорным узлом (44). Причем средство (58) анализа функционально связано с передающим устройством (42). 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 10 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к контрольному устройству для технологической машины, охарактеризованному в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Уровень техники
Известно контрольное устройство для технологической машины, содержащее блок распознавания для распознавания материала.
Раскрытие изобретения
Объектом изобретения является контрольное устройство для технологической машины, предназначенное для распознавания присутствия по меньшей мере одного вида материала, содержащее блок распознавания, предусмотренный для распознавания присутствия по меньшей мере одного вида материала в заданной зоне технологической машины, прежде всего в ее рабочей зоне, посредством спектрального анализа излучения.
В предлагаемом в изобретении контрольном устройстве блок распознавания включает в себя сенсорный узел по меньшей мере с одним диапазоном чувствительности для регистрации излучения в диапазоне длин волн, находящемся в спектре электромагнитных волн, преимущественно по меньшей мере частично в инфракрасной области спектра.
Это позволяет при оптимальных затратах достичь надежного и быстрого распознавания рабочей ситуации у технологической машины.
Под "рабочей зоной технологической машины" следует понимать, в частности, область технологической машины, находящуюся в окрестности рабочего инструмента и непосредственной близости к нему. Под зоной, находящейся в "непосредственной" близости к рабочему инструменту следует понимать, в частности, зону, для каждой точки которой наименьшее расстояние до рабочего инструмента составляет не более 10 см, предпочтительно не более 5 см и особенно предпочтительно не более 2 см.
В контексте изобретения под "излучением" следует понимать, в частности, электромагнитное излучение. Под "спектром" излучения, регистрируемого сенсорным узлом, следует понимать, в частности, распределение параметра излучения, в частности интенсивности излучения, в зависимости от длины волны, частоты и/или времени. Кроме того, под "спектральным анализом" излучения следует понимать, в частности, анализ сигналов, при котором результат анализа получают путем регистрации характеристики спектра излучения. Для обеспечения быстроты анализа эта характеристика спектра соответствует интенсивности сигнала, проинтегрированной, в частности, в определенном диапазоне длин волн.
Для достижения высокой интенсивности сигнала, характеризующего результат анализа, блок распознавания включает в себя передающее устройство, предусмотренное для передачи излучения, по меньшей мере одна составляющая которого находится в указанном выше диапазоне длин волн, по меньшей мере в одну зону реагирования блока распознавания.
Для достижения высокого уровня безопасности при использовании технологической машины блок распознавания также имеет средство анализа, выполненное с возможностью определения присутствия по меньшей мере одного вида материала по меньшей мере в одной заданной зоне технологической машины на основании излучения, зарегистрированного сенсорным узлом. По меньшей мере одним видом материала является, в частности, ткань тела человека. Разумеется, изобретение позволяет фиксировать присутствие и других видов материалов, например материалов, обрабатываемых и/или перерабатываемых с помощью технологической машины, материалов других изделий, в частности материалов перчаток, или иных материалов, если это желательно. Далее, изобретение также позволяет проводить различие между различными видами материалов.
Средство анализа функционально связано с передающим устройством. Иными словами, средство анализа может определять присутствие по меньшей мере одного вида материала по меньшей мере в одной заданной зоне технологической машины как на основании излучения, переданного передающим устройством, так и на основании излучения, зарегистрированного сенсорным узлом. За счет сопряжения передающего устройства и приемного устройства и посредством временной модуляции (генерации импульсов) исходящего, т.е. посылаемого, сигнала и выделения этой временной модуляции из принятого сигнала достигается выгодная компенсация влияния окружающего света.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения блок распознавания предусмотрен для распознавания присутствия по меньшей мере одного вида материала посредством анализа спектра отражения излучения, отраженного от объекта, исследуемого на наличие упомянутого вида материала, чем достигается эффективное, основанное на регистрации контраста распознавание вида материала исследуемого объекта. Исследуемым объектом может быть, как это упомянуто выше, ткань тела человека, например рука человека, предметы, подлежащие обработке и/или переработке с помощью технологической машины, другие предметы или изделия, например перчатка, надетая на руку оператора, или иные аналогичные объекты.
Особенно надежное распознавание достигается, если указанный выше диапазон длин волн находится в ближней и средней инфракрасной области спектра. Это позволяет получить диапазон чувствительности, специально настроенный на регистрацию и анализ спектра отражения. В этой связи под "ближней и средней инфракрасной областью спектра" следует понимать, в частности, интервал длин волн в инфракрасной области спектра, расположенный ниже длины волны 15 мкм. Далее, высокий контраст между тканью тела человека и искусственным материалом может быть достигнут, если диапазон чувствительности для регистрации излучения предусмотрен в интервале длин волн инфракрасной области спектра, расположенном ниже длины волны 8 мкм. В частности, целесообразно, чтобы диапазон длин волн представлял собой ближнюю инфракрасную область спектра. В этой связи под "ближней инфракрасной областью спектра" следует понимать, в частности, интервал длин волн инфракрасной области спектра, расположенный ниже длины волны 1,5 мкм, например интервал в ближней области инфракрасного излучения (IR-A). Диапазон длин волн также может быть частично расположен в видимой и/или в ультрафиолетовой области электромагнитного спектра.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения диапазон длин волн является узкополосным. В этой связи под "узкополосным диапазоном длин волн" следует понимать, в частности, диапазон длин волн, имеющий ширину полосы не более 100 нм, желательно не более 50 нм, предпочтительно не более 20 нм и особенно предпочтительно не более 10 нм, причем уже очень хорошие результаты достигаются уже при ширине полосы 50 нм. Это позволяет отказаться от конструктивно сложной фильтрации регистрируемого излучения.
В еще одном варианте осуществления изобретения передающее устройство предусмотрено для передачи излучения в указанном выше диапазоне длин волн и по меньшей мере в одном дополнительном диапазоне длин волн. Это позволяет целенаправленно генерировать излучение в желаемых диапазонах длин волн, причем при регистрации излучения сенсорным узлом можно отказаться от сложной фильтрации. Также при этом можно получить высокое отношение сигнал/шум. Это достигается особенно просто, если передающее устройство имеет по меньшей мере два, в частности - три, модуля, каждый из которых передает излучение, т.е. излучает, в своем (отличном от других) диапазоне длин волн и которые приводятся в действие во время работы передающего устройства. Передача излучения может осуществляться, например, последовательно. Под "последовательно осуществляемой" передачей в двух диапазонах длин волн следует понимать, в частности, такую передачу, при которой посылка излучаемого сигнала в первом диапазоне длин волн и посылка излучаемого сигнала во втором диапазоне длин волн происходит практически без наложения во времени. При этом длительность наложения передачи, т.е. отрезок времени, в течение которого излучение посылается одновременно в двух диапазонах длин волн, должна составлять менее 10%, желательно менее 5% и предпочтительно менее 1% от наименьшей длительности передачи в том или ином диапазоне длин волн. Особенно целесообразно вести передачу без наложения передаваемых сигналов, посылая посредством передающего устройства отделенные друг от друга импульсы. В качестве альтернативы описанному выше решению, передающее устройство может иметь один или несколько излучающих диодов, причем каждый излучающий диод выполнен с возможностью генерации излучения по меньшей мере в двух отличающихся друг от друга диапазонах длин волн.
Кроме того, контрольное устройство для технологической машины может иметь оптическое устройство, предусмотренное для задания по меньшей мере одной зоны реагирования блока распознавания. Под "зоной реагирования" блока распознавания следует понимать, в частности, область пространства, соотнесенную с операцией, выполняемой блоком распознавания и запускаемой в случае присутствия в этой области пространства материального тела, состоящего из по меньшей мере одного вида материала. Зона реагирования преимущественно соответствует по меньшей мере одной подобласти рабочей зоны технологической машины, например зоне нанесения покрытия на материал, зоне снятия материала или прочей зоне, из которой для пользователя исходит потенциальная опасность. В качестве альтернативы или в дополнение к этому может быть предусмотрена зона реагирования, отличная от рабочей зоны технологической машины. Например, подобная зона реагирования также может использоваться для реализации предупредительной функции контрольного устройства для технологической машины. Оптическое устройство может соответствовать оптической системе, расположенной на пути лучей сенсорного узла. Кроме того, в качестве альтернативы, оптическое устройство может соответствовать оптической системе, расположенной на пути лучей передающего устройства. Оптическое устройство делает применение контрольного устройства на технологической машине надежным и более удобным, поскольку реакция блока распознавания может быть ограничена четко очерченной областью.
Удобство управления технологической машиной может быть еще более повышено, если контрольное устройство для технологической машины имеет маркировочное устройство, маркирующее (обозначающее) по меньшей мере одну заданную зону технологической машины или по меньшей мере одну зону реагирования. Подобного рода маркировка может выполняться, например, путем проецирования лазерного излучения по периметру маркируемой зоны. В качестве альтернативы, маркировку можно осуществлять, генерируя передающим устройством составляющую излучения в видимой области спектра в направлении маркируемой зоны. Разумеется, возможно применение и других методов маркировки.
Целесообразно, чтобы сенсорный узел имел по меньшей мере один дополнительный диапазон чувствительности, предусмотренный для регистрации излучения в дополнительном диапазоне длин волн, чем достигается повышенная надежность распознавания вида материала. Диапазоны длин волн могут перекрываться. Предпочтительно же, если диапазоны длин волн отделены друг от друга. Особенно точного распознавания можно достичь, если сенсорный узел имеет по меньшей мере три диапазона чувствительности, которые предусмотрены для регистрации излучения в различных диапазонах длин волн, т.е. каждый из которых предусмотрен для регистрации излучения в своем диапазоне длин волн.
В этой связи средство анализа может быть выполнено с возможностью определения присутствия по меньшей мере одного вида материала на основании отношения по меньшей мере двух параметров излучения, относящихся к составляющим излучения в различных диапазонах длин волн. Это позволяет достичь быстрого распознавания. В частности, можно отказаться от учета опорного излучения. Под "параметром излучения" следует понимать, в частности, параметр, регистрируемый при помощи излучения, падающего на сенсорный узел. Этот параметр может быть, в частности, электрической величиной.
Целесообразно предусмотреть блок принятия решений, выполненный с возможностью управления по меньшей мере одним исполнительным органом на основании зарегистрированного присутствия или отсутствия по меньшей мере одного вида материала. Исполнительным устройством может быть, например, привод рабочего инструмента, включаемый или выключаемый на основании присутствия или отсутствия по меньшей мере одного вида материала в контролируемой зоне. Также исполнительным органом может быть предохранительная система, защищающая оператора от соприкосновения с рабочим инструментом, например предохранительная система, удаляющая рабочий инструмент из опасной зоны, или предохранительная система, генерирующая предупредительный сигнал, привлекающий внимание оператора к грозящей ему опасности. Таким генерируемым сигналом может быть, например, оптический, звуковой или иной предупредительный сигнал.
Целесообразно, чтобы контрольное устройство для технологической машины содержало устройство включения и/или отключения, с помощью которого это контрольное устройство может включаться и/или отключаться пользователем. Это устройство включения и/или отключения предпочтительно выполнено таким образом, что объем действий, которые оператор может совершать с его помощью в отношении включения и/или отключения контрольного устройства, зависит от уровня полномочий оператора. Такое зависящее от полномочий приведение в действие устройства включения и/или отключения создает возможность предоставления пользователям разной квалификации различных прав. Так, например, мастеру может быть предоставлено право полного отключения контрольного устройства, а неопытному ученику права отключения контрольного устройства не предоставляются. Также, например, возможен вариант осуществления изобретения, в котором зона реагирования может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от уровня полномочий оператора. Уровень полномочий оператора может быть записан на портативном носителе информации, например чип-карте, транспондере и т.п., причем для проверки уровня полномочий носитель информации считывается в соответствующем устройстве, и проверяется уровень полномочий. Тогда в зависимости от определенного уровня полномочий оператора те или иные возможности управления контрольным устройством для технологической машины могут быть разблокированы или заблокированы устройством включения и/или отключения.
Далее, объектом изобретения является технологическая машина, прежде всего технологическая машина с режущим инструментом, например дисковая пила, сверлильная машина и т.п., с контрольным устройством описанного выше типа.
Наконец, объектом изобретения является изделие, предназначенное для использования при обращении с технологической машиной, обработанное для облегчения распознавания его присутствия предлагаемым в изобретении контрольным устройством. Например, поверхность изделия может быть покрыта материалом, легко обнаруживаемым контрольным устройством технологической машины. Таким изделием предпочтительно является рабочая перчатка, надеваемая пользователем во время работы с технологической машиной.
Краткое описание чертежей
Другие преимущества изобретения раскрыты ниже в описании его осуществления, поясняемом чертежами. На чертежах представлены примеры осуществления изобретения. Чертежи, описание и формула изобретения содержат множество признаков в определенной комбинации. Специалист, исходя из целесообразности, сможет также рассматривать эти признаки по отдельности и объединять их в другие рациональные комбинации. На чертежах показано:
на фиг.1 - настольная дисковая пила, содержащая блок распознавания,
на фиг.2 - вид сверху настольной дисковой пилы, на котором показана зона реагирования блока распознавания,
на фиг.3 - схематическое изображение блока распознавания с передающим устройством для передачи излучения в зону реагирования и сенсорным узлом, а также исследуемого объекта,
на фиг.4 - излучатель передающего устройства и чувствительные элементы сенсорного узла при виде спереди,
на фиг.5 - зависимость коэффициента пропускания сенсорного блока от длины волны,
на фиг.6 - спектр отражения излучения, отраженного от отражающего объекта, в зависимости от длины волны,
на фиг.7 - схема внутренних соединений блока распознавания,
на фиг.8 - база данных, сохраненная в блоке распознавания,
на фиг.9 - альтернативное передающее устройство сенсорного блока для генерации импульсов, и
на фиг.10 - характеристика интенсивности излучения, генерируемого передающим устройством, показанным на фиг.9.
На фиг.1 при виде сбоку показана технологическая машина 10, выполненная в виде настольной дисковой пилы. Технологическая машина 10 имеет рабочий инструмент 12, выполненный в виде пильного диска и приводимый во время пиления во вращение посредством узла 16 привода, который расположен в корпусе 14 привода и выполнен в виде электродвигателя.
На корпус 14 привода опирается рабочий стол 18, на который можно положить обрабатываемую заготовку 20. Для защиты оператора технологическая машина 10 содержит защитный кожух 22, который в неработающем состоянии технологической машины 10 закрывает часть рабочего инструмента 12, выступающую из рабочего стола 18. Для выполнения обработки заготовки 20 оператор перемещает ее известным образом от себя в направлении 24 подачи к рабочему инструменту 12, причем на чертеже схематично показана рука 26 оператора. При этом защитный кожух 22, установленный с возможностью поворота вокруг оси 28 вращения, отклоняется надвигающейся заготовкой 20 вверх, открывая режущую кромку рабочего инструмента.
Для повышения безопасности оператора технологическая машина 10 снабжена контрольным устройством 30. Контрольное устройство 30 технологической машины содержит показанный на фиг.3 блок 32 распознавания, предусмотренный для распознавания (обнаружения) присутствия ткани тела человека в рабочей зоне 34 технологической машины технологической машины 10. Рабочая зона 34 технологической машины видна на фиг.2, где технологическая машина 10 изображена при виде сверху. Для наглядности защитный кожух на фиг.2 не показан. Блок 32 распознавания имеет зону 36 реагирования, соотнесенную с приведением в действие исполнительного органа 38, сопряженного с узлом 16 привода и функционально связанного с блоком 32 распознавания (см. фиг.7). Если блоком 32 распознавания обнаружено присутствие ткани тела человека в зоне 36 реагирования, то на ' исполнительный орган 38 передается управляющий сигнал, вызывающий остановку узла 16 привода и немедленное затормаживание пильного диска с помощью не показанного на чертежах устройства экстренного торможения. Зона 36 реагирования соответствует подобласти рабочей зоны 34 технологической машины, расположенной в направлении 24 подачи перед рабочим инструментом 12. Здесь необходимо отметить, что зона реагирования в принципе не обязательно должна находиться в рабочей зоне технологической машины. Напротив, зона реагирования может быть задана в любой области. В рассматриваемом примере блок 32 распознавания расположен в защитном кожухе 22, а именно в передней части защитного кожуха 22, расположенной в направлении 24 подачи перед рабочим инструментом 12. В альтернативном варианте осуществления изобретения блок 32 распознавания может быть расположен над рабочим столом 18 на расклинивающем ноже, на параллельном упоре и/или на консольном опорном приспособлении.
Принцип работы блока распознавания рассматривается ниже со ссылкой на фиг.3. На этом чертеже схематично показаны рабочий стол 18, заготовка 20 и блок 32 распознавания. Для наглядности рабочий инструмент 12 и защитный кожух 22 не показаны. На заготовке 20 в зоне 36 реагирования расположен исследуемый объект 40. Этот исследуемый объект 40 может быть, в частности, рукой 26 оператора. Блок 32 распознавания имеет схематично показанное на чертеже передающее устройство 42, которое во время работы посылает излучение SI в зону 36 реагирования. Это излучение SI отражается исследуемым объектом 40 и принимается как излучение SR схематично изображенным на чертеже сенсорным узлом 44 блока 32 распознавания. Перед передающим устройством 42 и сенсорным узлом 44 расположено оптическое устройство 46. Оптическое устройство 46 имеет объектив (на чертеже не показан), задающий границы зоны 36 реагирования, в которые посылаются излучения SI. Объектив также рассчитан на то, чтобы ограничивать чувствительность сенсорного узла 44 отраженным излучением SR в зоне 36 реагирования. Оптическое устройство 46 имеет оптическую ось 48. Контрольное устройство 30 для технологической машины также имеет маркировочное устройство, схематично изображенное на фиг.3 и во время работы блока 32 распознавания маркирующее зону 36 реагирования блока 32 распознавания путем проецирования лучей на рабочий стол 18. Например, маркировочное устройство 49 может быть выполнено в виде лазерного указателя. В качестве альтернативы этому или в дополнение к этому маркировка зоны 36 реагирования может осуществляться передающим устройством 42, генерирующим составляющую излучения, находящуюся в видимой области спектра.
На фиг.4 передающее устройство 42 и сенсорный узел 44 блока 32 распознавания показаны в виде спереди, на котором оптическая ось 48 проходит через плоскость чертежа. Передающее устройство 42 содержит передатчик 50, выполненный в виде светоизлучающего диода (СИД). В окрестности передатчика 50 и в непосредственной близости к нему расположено четыре чувствительных элемента 52 сенсорного узла 44, каждый из которых выполнен в виде фотодиода.
Каждый из чувствительных элементов 52 имеет диапазон чувствительности 54, предусмотренный для регистрации излучения в своем (отличном от других) диапазоне длин волн WL1=[λ1, λ2], WL2=[λ3, λ4], WL3=[λ5, λ6] и WL4=[λ7, λ8]. Это схематично показано на фиг.5. На фиг.5 показана зависимость коэффициента пропускания сенсорного узла 44 от длины волны λ отраженного излучения SR, принимаемого сенсорным узлом 88. В рассматриваемом варианте осуществления изобретения диапазоны длин волн WLi имеют центральные длины волн 375 нм, 450 нм, 740 нм, 840 нм и 1550 нм и являются узкополосными, имеющими ширину полосы примерно 10 нм. Для узкополосной фильтрации регистрируемого излучения SR сенсорный узел 44 помимо чувствительных элементов 52, может быть снабжен системой фильтрующих компонентов, установленных перед чувствительными элементами 52. При выполнении чувствительных элементов 52 в виде селективных фотодиодов функция узкополосной фильтрации присуща самой системе, что позволяет обходиться без дополнительных фильтрующих компонентов. Вместо фотодиодов или в дополнение к ним чувствительные элементы 52 могут быть выполнены в виде матриц на приборах с зарядовой связью (ПЗС-матрицы) или матриц, выполненных по технологии комплементарной логики на транзисторах металл-оксид-полупроводник (КМОП-матрицы), детекторов InGaAs, пироэлектрических детекторов и т.д.
Диапазоны длин волн WL2, WL3, WL4 расположены в инфракрасной области спектра. В частности, каждый из этих диапазонов длин волн WL2, WL3, WL4 является диапазоном ближней инфракрасной области спектра IR-A с граничными значениями [700 нм, 1500 нм]. Диапазон длин волн WL] расположен, по меньшей мере частично, в видимой области электромагнитного спектра. В качестве альтернативы или дополнения могут быть выбраны диапазоны длин волн в инфракрасных областях спектра IR-B (1,5-3 мкм) и IR-C (3-15 мкм). Передающее устройство 42 с передатчиком 50 генерирует излучение, которое включает в себя показанные на фиг.5 диапазоны длин волн WLi.
Принцип распознавания присутствия ткани тела человека в зоне 36 реагирования блока 32 распознавания поясняется с помощью фиг.6, 7 и 8. На фиг.6 приведен спектр отражения для излучения SR, отраженного исследуемым объектом 40 и зарегистрированного чувствительными элементами 52. Этот спектр отражения соответствует распределению интенсивности сигнала в зависимости от длины волны λ излучения SR. Каждый из чувствительных элементов 52, или диапазонов чувствительности 54, воспринимает/охватывает свою часть спектра отражения в соответствующем диапазоне длин волн WLi. Каждый из чувствительных элементов 52 вырабатывает на своем выходном зажиме параметр Vi излучения, который в каждом случае представляет собой электрическое напряжение. Например, параметр V1 излучения пропорционален интенсивности сигнала S1 излучения SR, проинтегрированной по длинам волн диапазона WL1 и обозначенной на фиг.6 штриховкой.
Как показано на фиг.7, параметры Vi излучения подаются на вход средства 58 анализа блока 32 распознавания. В еще одном варианте осуществления изобретения параметры Vi излучения могут подвергаться усилению. При выполнении анализа параметры Vi излучения сравниваются посредством логических операций со значениями из базы данных 62, сохраненной в запоминающем устройстве 60 блока 32 распознавания. Эта база данных схематично представлена на фиг.8. Согласно первой стратегии анализа зарегистрированные параметры Vi излучения сравниваются с хранящимися в памяти значениями А1, А2, А3 и т.д. Каждой паре (Vi, Ai) значений ставится в соответствие (присваивается) переменная результата распознавания, которая может принимать значения "ложно" (F) или "истинно" (Т). При значении "F" присутствие ткани тела человека в зоне 36 реагирования исключается. Согласно второй, используемой в качестве альтернативы или дополнения, стратегии анализа средство 58 анализа определяет отношения различных параметров Vi излучения: V1/V2; V1/V3 и т.д. Эти отношения сравниваются с хранящимися в памяти значениями А1, А2, А3 и т.д., на основании чего, как указано выше, можно сделать вывод о присутствии ткани тела человека в зоне 36 реагирования. Формирование отношений параметров позволяет сделать распознавание не зависящим от интенсивности излучения. В запоминающем устройстве 60 можно также хранить информацию о спектральной чувствительности чувствительных элементов 52, которая может использоваться для анализа параметров V, излучения.
Описанный выше блок 32 распознавания представляет собой аналоговый блок распознавания, в котором регистрация и анализ отраженного излучения SR происходит исключительно аналоговым образом. При этом благодаря малым временам регистрации и анализа сигналов достигается особенно эффективное распознавание. Возможно также комбинированное применение аналоговых и цифровых средств обработки сигналов или исключительно цифровых средств обработки сигналов.
Передатчик 50 генерирует излучение с постоянной во времени интенсивностью излучения. В альтернативном варианте осуществления изобретения блок 32 распознавания имеет альтернативное передающее устройство 64, посылающее в зону 36 реагирования излучение с переменной интенсивностью. Это показано на фиг.9 и 10. На фиг.9 показано передающее устройство 64, генерирующее излучение SI, имеющее вид серии импульсов 68 и представленное на фиг.10. На фиг.10 показана характеристика изменения интенсивности излучения SI в зависимости от времени t. Импульс 68 имеет ширину В, составляющую примерно 100 мкс. Передающее устройство 64 предусмотрено для последовательно осуществляемой передачи излучения в диапазонах длин волн WL1-WL4. При этом каждый импульс последовательности из четырех следующих друг за другом импульсов 68.1-68.4 поставлен в соответствие своему (отличному от других) диапазону длин волн WL1-WL4. Импульсы 68 соответствуют излучению, посылаемому в различных диапазонах длин волн WLi. С этой целью передающее устройство 64 имеет несколько передатчиков 66.1-66.4, каждый из которых предусмотрен для излучения в своем диапазоне длин волн WL1-WL4. При этом передатчик 66.1 для импульса 68.1 соответствует диапазону длин волн WL) и т.д. В альтернативном варианте осуществления изобретения могут применяться излучающие диоды, способные излучать по меньшей мере в двух диапазонах длин волн WLi. Каждый из передатчиков 66 может быть выполнен, например, в виде светоизлучающего диода. Подобное последовательное излучение в различных диапазонах длин волн WLi позволяет отказаться от сложной фильтрации регистрируемого отраженного излучения SR. Таким образом, с помощью контрольного устройства 30 технологической машины можно следить за зоной 36 реагирования в рабочей зоне 34 технологической машины, которая, являясь зоной подачи заготовки, представляет собой опасную зону технологической машины 10. Контрольное устройство технологической машины позволяет отличать ткань тела человека от обрабатываемых с помощью технологической машины 10 материалов, благодаря чему пильный диск (или пильное полотно) технологической машины 10 может быть немедленно остановлен с помощью исполнительного органа 38, как только контрольное устройство 30 технологической машины обнаружит в пределах зоны 36 реагирования, например, руку 26 пользователя. Как показано на фиг.1, технологическая машина включает в себя устройство 70 включения и отключения, функционально связанное с контрольным устройством 30 технологической машины. Это устройство 70 включения и отключения выполнено таким образом, что объем действий, которые оператор может совершать в отношении управления контрольным устройством, зависит от уровня полномочий оператора. С этой целью устройство 70 включения/отключения имеет не показанное на чертежах лазерное устройство, позволяющее считывать портативные носители информации, на которых записаны уровни полномочий операторов. В зависимости от считанного уровня полномочий оператора пользователь может включать и отключать контрольное устройство 30 технологической машины, при необходимости в заданных пределах. Такое зависящее от полномочий приведение в действие устройства 70 включения/отключения позволяет предоставлять разным пользователям различные права. Так, например, мастеру, обладающему большим опытом обращения с технологической машиной 10, может быть предоставлено право полного отключения контрольного устройства 30, а неопытному ученику такое отключение не разрешается.
Следует подчеркнуть, что контрольные устройства описанного выше типа могут служить для контроля безопасности при работе на самых разных технологических машинах, когда пользователь может/должен время от времени или регулярно вмешиваться в рабочий процесс технологической машины. Далее, зона технологической машины, контролируемая с помощью предлагаемого в изобретении контрольного устройства для технологической машины, не ограничивается рабочей зоной технологической машины, находящейся в окрестности рабочего инструмента. Напротив, контроль может осуществляться в отношении всех зон технологической машины, из которых для пользователя может исходить потенциальная опасность.
Наконец, следует подчеркнуть, что возможности осуществления настоящего изобретения не ограничиваются описанными выше вариантами. Напротив, настоящее изобретение, объем охраны которого определяется прилагаемой формулой, может быть реализовано и в измененных формах.

Claims (21)

1. Контрольное устройство для технологической машины, предназначенное для распознавания присутствия по меньшей мере одного вида материала, содержащее блок (32) распознавания, предусмотренный для распознавания присутствия по меньшей мере одного вида материала по меньшей мере в одной заданной зоне технологической машины посредством спектрального анализа излучения (SR), отличающееся тем, что блок (32) распознавания включает в себя сенсорный узел (44) по меньшей мере с одним диапазоном чувствительности (54.2) для регистрации излучения в диапазоне длин волн (WL2), находящемся в спектре электромагнитных волн, передающее устройство (42; 64), предусмотренное для передачи излучения, по меньшей мере одна составляющая которого находится в указанном диапазоне длин волн (WL2), по меньшей мере в одну зону (36) реагирования блока (32) распознавания и средство (58) анализа, выполненное с возможностью определения присутствия по меньшей мере одного вида материала по меньшей мере в одной заданной зоне технологической машины на основании излучения, зарегистрированного сенсорным узлом (44), причем средство (58) анализа функционально связано с передающим устройством (42).
2. Контрольное устройство по п.1, отличающееся тем, что блок (32) распознавания предусмотрен для распознавания присутствия по меньшей мере одного вида материала посредством анализа спектра отражения излучения (SR), отраженного от объекта (40), исследуемого на наличие упомянутого вида материала.
3. Контрольное устройство по п.1, отличающееся тем, что указанный диапазон длин волн (WL2) расположен, по меньшей мере частично, в инфракрасной области спектра.
4. Контрольное устройство по п.3, отличающееся тем, что указанный диапазон длин волн (WL2) расположен в ближней и средней инфракрасной области спектра или в ближней инфракрасной области спектра.
5. Контрольное устройство по п.1, отличающееся тем, что диапазон длин волн (WL2) является узкополосным.
6. Контрольное устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит оптическое устройство (46), предусмотренное для задания по меньшей мере одной зоны (36) реагирования блока (32) распознавания.
7. Контрольное устройство по п.6, отличающееся тем, что предусмотрено маркировочное устройство, маркирующее по меньшей мере одну заданную зону технологической машины или по меньшей мере одну зону реагирования.
8. Контрольное устройство по п.1, отличающееся тем, что передающее устройство (64) предусмотрено для передачи излучения в указанном диапазоне длин волн (WL2) и по меньшей мере в одном дополнительном диапазоне длин волн (WL1, WL3, WL4).
9. Контрольное устройство по п.8, отличающееся тем, что передающее устройство (64) имеет несколько модулей, выполненных таким образом, что каждый из них способен генерировать излучение в своем диапазоне длин волн (WL1, WL2, WL3, WL4).
10. Контрольное устройство по п.8, отличающееся тем, что передающее устройство (64) имеет по меньшей мере один излучающий диод, выполненный с возможностью генерации излучения по меньшей мере в двух отличающихся друг от друга диапазонах длин волн (WL1, WL2, WL3, WL4).
11. Контрольное устройство по одному из пп.8-10, отличающееся тем, что сенсорный узел (44) имеет по меньшей мере один дополнительный диапазон чувствительности (54.1, 54.3, 54.4), предусмотренный для регистрации излучения в дополнительном диапазоне длин волн (WL1, WL3, WL4).
12. Контрольное устройство по одному из пп.8-10, отличающееся тем, что средство (58) анализа блока (32) распознавания выполнено с возможностью определения присутствия по меньшей мере одного вида материала на основании отношения по меньшей мере двух параметров (V1, V2, V3, V4) излучения, относящихся к составляющим излучения в различных диапазонах длин волн (WL1, WL2, WL3, WL4).
13. Контрольное устройство по п.1, отличающееся тем, что предусмотрен блок принятия решений, выполненный с возможностью управления по меньшей мере одним исполнительным органом (38) на основании зарегистрированного присутствия или отсутствия по меньшей мере одного вида материала.
14. Контрольное устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит устройство (70) включения и/или отключения, предназначенное для включения и/или отключения контрольного устройства пользователем.
15. Контрольное устройство по п.14, отличающееся тем, что устройство (70) включения и/или отключения выполнено таким образом, что объем действий, которые оператор может совершать с его помощью в отношении включения и/или отключения контрольного устройства, зависит от уровня полномочий оператора.
16. Контрольное устройство по одному из пп.1-10, 13-15, отличающееся тем, что упомянутой заданной зоной технологической машины является ее рабочая зона (34).
17. Технологическая машина, имеющая контрольное устройство по одному из предыдущих пунктов.
18. Технологическая машина по п.17, отличающаяся тем, что она снабжена режущим инструментом.
19. Изделие, предназначенное для использования при обращении с технологической машиной по п.17 или 18, обработанное для облегчения распознавания его присутствия контрольным устройством по одному из пп.1-16.
20. Изделие по п.19, поверхность которого покрыта материалом, легко обнаруживаемым контрольным устройством технологической машины.
21. Изделие по п.19 или 20, представляющее собой рабочую перчатку.
RU2011101495/02A 2008-06-18 2008-12-09 Контрольное устройство для технологической машины RU2495319C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008002503.8 2008-06-18
DE200810002503 DE102008002503A1 (de) 2008-06-18 2008-06-18 Werkzeugmaschinenüberwachungsvorrichtung
PCT/EP2008/067124 WO2009152878A1 (de) 2008-06-18 2008-12-09 Werkzeugmaschinenüberwachungsvorrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011101495A RU2011101495A (ru) 2012-07-27
RU2495319C2 true RU2495319C2 (ru) 2013-10-10

Family

ID=40456563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011101495/02A RU2495319C2 (ru) 2008-06-18 2008-12-09 Контрольное устройство для технологической машины

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20110088528A1 (ru)
EP (1) EP2291261A1 (ru)
JP (1) JP5279900B2 (ru)
CN (1) CN102066049A (ru)
DE (1) DE102008002503A1 (ru)
RU (1) RU2495319C2 (ru)
WO (1) WO2009152878A1 (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009045322A1 (de) * 2009-10-05 2011-04-07 Robert Bosch Gmbh Werkzeugvorrichtung
EP2363768B1 (de) * 2010-01-27 2012-10-10 Umberto Calliari Sicherheitsbremseinrichtung für bewegte Maschinenelemente
JP2013071194A (ja) * 2011-09-27 2013-04-22 Hitachi Koki Co Ltd 切断機及びモータの緊急停止方法
EP3083135B1 (en) 2013-12-18 2020-07-22 Robert Bosch GmbH Power tool with skin sensor
CN104964154A (zh) * 2015-06-29 2015-10-07 安徽宝昱电子科技有限公司 机械设备的紧急停止装置
DE102015226188A1 (de) * 2015-12-21 2017-06-22 Robert Bosch Gmbh Verfahren zu einer Sicherung einer Benutzung zumindest einer Handwerkzeugmaschine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2038523C1 (ru) * 1992-07-14 1995-06-27 Научно-производственное предприятие "Микросим" - товарищество с ограниченной ответственностью Устройство для защиты рук при работе на станке
US20030117023A1 (en) * 2001-11-21 2003-06-26 Avril John G. Safety-shutoff device for a manually fed processing machine
US20060101960A1 (en) * 2003-03-10 2006-05-18 Smith Matthew A Optical proximity device for power tools

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3725652A1 (de) * 1987-08-03 1989-02-16 Kadia Diamant Werkzeug zur spanabhebenden bearbeitung
JP3140509B2 (ja) * 1991-10-07 2001-03-05 株式会社アマダ 材料切断装置
JP3972064B2 (ja) * 1999-04-02 2007-09-05 独立行政法人労働安全衛生総合研究所 センサ装置及び安全装置
US6790721B2 (en) * 2001-07-13 2004-09-14 Micron Technology, Inc. Metal local interconnect self-aligned source flash cell
US6900728B2 (en) * 2002-07-29 2005-05-31 Home Depot U.S.A., Inc. System to detect user entry into a defined danger zone
US7000321B1 (en) * 2002-09-17 2006-02-21 Rodgers Sandra J Optical source and sensor for detecting living tissue within an animal nail
JP4255679B2 (ja) * 2002-11-12 2009-04-15 株式会社マキタ 電動工具
US6779760B2 (en) * 2002-12-19 2004-08-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd Safety system for overhead transport vehicle
DE10261791A1 (de) * 2002-12-23 2004-07-15 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zum Berührungsschutz und Verfahren zum Schutz von dem Berühren eines beweglichen Teils
US7265846B2 (en) * 2004-02-03 2007-09-04 Sensors Unlimited, Inc. Methods for detecting ice and liquid water on surfaces
DE102005054128A1 (de) * 2005-11-14 2007-05-16 Bosch Gmbh Robert Werkzeugmaschinenüberwachungsvorrichtung
DE102007039570A1 (de) * 2006-09-04 2008-03-06 Robert Bosch Gmbh Werkzeugmaschinenüberwachungsvorrichtung
DE102007041097A1 (de) * 2006-09-04 2008-03-06 Robert Bosch Gmbh Werkzeugmaschinenüberwachungsvorrichtung
DE102007039565A1 (de) * 2006-09-04 2008-04-10 Robert Bosch Gmbh Werkzeugmaschinenüberwachungsvorrichtung
DE102008003585A1 (de) * 2007-06-15 2008-12-18 Robert Bosch Gmbh Werkzeugmaschinenüberwachungsvorrichtung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2038523C1 (ru) * 1992-07-14 1995-06-27 Научно-производственное предприятие "Микросим" - товарищество с ограниченной ответственностью Устройство для защиты рук при работе на станке
US20030117023A1 (en) * 2001-11-21 2003-06-26 Avril John G. Safety-shutoff device for a manually fed processing machine
US20060101960A1 (en) * 2003-03-10 2006-05-18 Smith Matthew A Optical proximity device for power tools

Also Published As

Publication number Publication date
CN102066049A (zh) 2011-05-18
JP5279900B2 (ja) 2013-09-04
RU2011101495A (ru) 2012-07-27
WO2009152878A1 (de) 2009-12-23
DE102008002503A1 (de) 2009-12-24
US20110088528A1 (en) 2011-04-21
JP2011524263A (ja) 2011-09-01
EP2291261A1 (de) 2011-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5254322B2 (ja) 工作機械監視装置
RU2495319C2 (ru) Контрольное устройство для технологической машины
EP2193878B1 (en) A manually fed machine for working on materials, objects and the like, and protective means for such a machine
US20130187026A1 (en) Monitoring Device of a Machine Tool
US8386067B2 (en) Machine tool monitoring device
RU2501649C2 (ru) Предохранительное устройство технологической машины
TWI653118B (zh) 電動工具與操作電動工具的方法
RU2484929C2 (ru) Технологическая машина
US20100106284A1 (en) Machine tool monitoring device
US8575549B2 (en) Machine tool monitoring device
EP2290583A1 (en) Method and biometric scanner for identifying a person
US8729455B2 (en) Device for capturing and detecting of objects
Reinert et al. Finger and hand protection on circular table and panel saws
EP4206659A1 (en) Handheld raman spectroscopy device and method for operating a handheld raman spectroscopy device
EP4206660A1 (en) Handheld raman spectroscopy device and method of performing raman spectroscopy using the handheld raman spectroscopy device
EP4206658A1 (en) Handheld raman spectroscopy device and method for operating a handheld raman spectroscopy device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131210