WO2008055738A1 - Handhubsägemaschine - Google Patents

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WO2008055738A1
WO2008055738A1 PCT/EP2007/059965 EP2007059965W WO2008055738A1 WO 2008055738 A1 WO2008055738 A1 WO 2008055738A1 EP 2007059965 W EP2007059965 W EP 2007059965W WO 2008055738 A1 WO2008055738 A1 WO 2008055738A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
handhubsäge
saw
saw blade
hand
unit
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/059965
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hans Kaiser
Klaus Marx
Stefano Delfini
Wolfgang Niehsen
Thilo Koeder
Gunter Flinspach
Joachim Frangen
Joachim Platzer
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Filing date
Publication date
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Priority to US12/281,442 priority patent/US8826548B2/en
Priority to EP07820404A priority patent/EP2089178A1/de
Publication of WO2008055738A1 publication Critical patent/WO2008055738A1/de
Priority to US13/231,139 priority patent/US20120000080A1/en

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D49/00—Machines or devices for sawing with straight reciprocating saw blades, e.g. hacksaws
    • B23D49/10—Hand-held or hand-operated sawing devices with straight saw blades
    • B23D49/16—Hand-held or hand-operated sawing devices with straight saw blades actuated by electric or magnetic power or prime movers
    • B23D49/162—Pad sawing devices
    • B23D49/167—Pad sawing devices with means to adjust the guide plate or with means to adjust the plane in which the saw blade moves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D51/00—Sawing machines or sawing devices working with straight blades, characterised only by constructional features of particular parts; Carrying or attaching means for tools, covered by this subclass, which are connected to a carrier at both ends
    • B23D51/02—Sawing machines or sawing devices working with straight blades, characterised only by constructional features of particular parts; Carrying or attaching means for tools, covered by this subclass, which are connected to a carrier at both ends of beds; of guiding arrangements for work-tables or saw carriers; of frames
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D59/00—Accessories specially designed for sawing machines or sawing devices
    • B23D59/001—Measuring or control devices, e.g. for automatic control of work feed pressure on band saw blade
    • B23D59/002—Measuring or control devices, e.g. for automatic control of work feed pressure on band saw blade for the position of the saw blade
    • 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
    • Y10T83/531—With plural work-sensing means
    • 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
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/828—With illuminating or viewing means for work

Definitions

  • the present invention is based on a hand stroke saw according to the preamble of claim 1.
  • jigsaws are known, which are referred to as "scrolling jigsaws" and in which the saw blade is manually rotatably mounted in addition to the lifting movement independently of the saw movement about its own axis Additional function simplifies the sawing of curvy cuts.
  • the invention is based on a hand-held saw, in particular a scrolling jigsaw.
  • control means are provided by means of which a tracking of a saw blade and / or the hand saw can be automated along tear lines.
  • a "control means” should be understood to mean, in particular, means by which a necessary alignment of the saw blade and / or the hand stroke saw or a component of the hand stroke saw, such as a sliding element, can be detected and / or the alignment can be adjusted
  • Detection unit such as a sensor system in the form of a sensor, and / or an actuator system in the form of an actuator unit, such as a servo and / or a stepper motor and / or a piezoactuator, Alternatively, a DC motor would be conceivable.
  • a “tracking” here defines an orientation along a predetermined path, which is preferably characterized by a marker.
  • This marking may be a score line, such as a pre-scored pencil line, and / or another marker that appears expedient to a person skilled in the art, such as a notch and / or further profiling.
  • the system is used to assist an operator and thus simplify the sawing process.
  • the hand stroke is equipped with a special sensor for detecting a pre-drawn line or a tear line and a corresponding actuator for automatic adjustment of the saw blade angle from an angular range of a swivel angle.
  • the axis of rotation is defined here by a normal, which runs through a center of a plane, wherein the plane is spanned by a thickness and a width of the saw blade.
  • the axis of rotation of the saw blade may also be arranged deviating from the center thereof.
  • the pivoting angle represents the angle by which the saw blade can be adjusted as much as possible about its longitudinal axis with respect to a longitudinal axis of the sliding element and / or another guide body that appears appropriate to a person skilled in the art, such as a running gear.
  • This pivot angle preferably has an angle between 0 ° and 90 ° degrees.
  • the saw blade angle of the saw blade is the angle that is actually set between the widthwise extension of the saw blade and the longitudinal extension axis of the sliding element or of a guide body.
  • a saw blade movement superimposed on the hand-guided movement of the operator allows a pre-drawn contour to be traced even more precisely. Straight cuts are also possible without additional guides. This results in a simplified operation a significantly improved machining result.
  • the pre-drawn line can advantageously be tracked through the saw blade in an advantageous and constructive manner.
  • deflectable is meant in particular a bending and / or a rotation of the saw blade in an axis which preferably runs parallel to a longitudinal extension of the saw blade another exercise on the saw blade come about.
  • the invention is based on a hand stroke saw, in particular a scrolling jigsaw.
  • a “sensor” is to be understood here in particular as meaning a camera unit and / or a contrast sensor unit and / or an eddy-current sensor unit structurally simple detection of a desired cutting direction can be achieved.
  • the invention is based on a hand stroke saw, in particular a scrolling jigsaw.
  • optical mouse sensors serve to determine a speed and / or a direction of movement.
  • An "optical mouse sensor” is to be understood here as meaning a sensor which illuminates a base with optical means, such as a light and / or laser diode, evaluates a light reflected from the base, or a speed of change of a surface of the base
  • the direction of movement and / or the feed speed can also be determined by an impeller with rotary encoder, such as a rolling element with corresponding light barriers, which moves in at least two directions.
  • means for comparing individual camera images can also be provided for determining the feed rate.
  • an actuator is provided with regulator.
  • An "actuator with controller” is to be understood here as meaning a unit which processes information from a detection unit, in particular in a control circuit, and / or reacts to or transmits generated control signals.
  • This unit is preferably as a servo and A stepping motor and / or a piezoactuator and / or a DC motor may be implemented with a control unit, so that a control circuit for the exact tracking of a predetermined cutting line can be implemented in a structurally simple and cost-effective manner.
  • the invention is based on a hand-held saw, in particular a scrolling jigsaw.
  • a display element is provided which is intended to indicate a feed direction to be taken.
  • a "display element” is to be understood here as an element which reproduces optically, acoustically and / or tactually the path detected by a sensor or a progression of the tear line to an operator.
  • the display element can here be LEDs and / or a display It can thereby advantageously be achieved that an operator receives information concerning an expected direction of movement independently of a view of the saw blade an optimal working environment rich, which represents an angular range of the possible saw blade angle.
  • Figure 2 is a formed by a foot plate
  • FIG. 3 shows an alternative sliding shoe formed by a foot plate of the hand-held saw according to the invention
  • FIG. 4 shows an alternative sliding shoe formed by a foot plate of the manual lifting saw according to the invention with alternative sensors and
  • FIG. 1 shows a hand-saw 9 according to the invention in the form of a scrolling jigsaw, in a perspective side view.
  • the hand saw 9 includes a machine housing 44 having a main handle 46 integrated with the machine housing 44, a tool holder 48 having a tool received therein in the form of a saw blade 12 rotatably disposed.
  • a sliding element or a sliding block 8 is arranged in the form of a base plate.
  • a guide knob 54 is arranged, which serves for at least manual guidance of the hand lifting 9.
  • a not-shown motor is arranged in the machine housing 44.
  • an operation switch 56 is provided, by means of which the hand stroke 9 can be switched on and off. Furthermore, an adjusting switch 60 is arranged in a side region 58 of the machine housing 44, via which the sliding shoe 8 can be adjusted relative to a main extension 62 of the saw blade 12.
  • the hand stroke saw 9 comprises control means 10, 100, by means of which a tracking of the saw blade 12 along the tear line 14 can be automated.
  • the control means 10 is disposed in a direction away from the main handle 46 in the axial direction 64. facing portion 66 of the machine housing 44.
  • the control means 10 comprises a sensor 16 for detecting or for optically detecting a marking or tear line 14 applied to the workpiece 18 in the form of a normal pencil line 3.
  • the sensor 16 is formed by a camera unit 7, which is preferably a low-cost camera includes, and a computing unit 28 is assigned.
  • the sensor 16 could also be a contrast sensor unit 20 and / or an eddy current sensor unit 22, to each of which a computing unit 28 is assigned.
  • an arrangement of the eddy current sensor 22 in the sliding block 8 would also be conceivable.
  • Camera unit 7 extends in the direction of the main extension 62 of the saw blade 12 towards the workpiece 18 and covers a 360 ° angle range around the saw blade 12.
  • the monitoring area 68 of the camera unit 7 represents the area in which the saw blade 12 operates in a processing mode, preferably a sawing process of a workpiece 18.
  • the shoe 8 has around the saw blade 12 a part-circular recess 70 in which the saw blade 12 is arranged centrally. In the direction of a feed direction 38 or in the direction of the monitoring area 68, the recess 70 has a rectangular viewing window 102.
  • the sliding block 8 has a reference mark 74 which marks an intersection of an edge 76 of the sliding shoe 8 with a longitudinal extension axis 78 of the sliding block 8 (see FIG. 2).
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of the sliding shoe 8.
  • the central recess 70 widens in this case into a V-shaped view area 72.
  • FIG. 4 shows a further alternative embodiment of the sliding shoe 8 with a circular recess 70.
  • the sliding block 8 is designed to be closed in the monitoring area 68 and is designed to be transparent to a monitoring possibility of the tear line 14 on the workpiece 18, for example of Plexiglas (see FIG. 4).
  • a compact actuator 2 is arranged in the machine housing 44 of the hand stroke saw 9, which can automatically adjust the saw blade 12 about a rotation axis 1.
  • the control means 100 is provided.
  • the control means 100 represents an actuating unit 30, designed as an actuator with regulator 34 in the form of a stepper motor, by means of which a saw blade angle 26 of a saw blade 12 is adjustable.
  • the control means 100 or the stepping motor can also be arranged to save space as an alternative to the guide knob 54.
  • the saw blade angle 26 is an angle ⁇ from the
  • Angular range of a pivot angle 80 the real between the widthwise extension 82 of the saw blade 12 and the longitudinal extension axis 78 of the shoe 8 is set.
  • the swivel angle 80 represents the angle ⁇ max , by which the saw blade 12 is rotated about its longitudinal axis parallel to the main extension direction 62 of the saw blade 12. Blade 12 is aligned, with respect to a longitudinal axis 78 of the shoe 8 can be maximally adjusted (see Figure 2).
  • control means 10, 100 namely the sensor 16 and the control unit 30
  • a control loop for the most accurate possible tracking of the predetermined line or the tear line 14 can be implemented.
  • the peculiarity lies in the use of analogue image processing for the detection of the scribe line 14 and in the automation of the system. Thus, it is possible to perform clean, straight cuts by hand and to actively prevent a deviation of the saw blade 12.
  • the sensor 16 in the form of the camera unit 7 detects individual points 4 of the pre-drawn line or the tear line 14.
  • the sensor 16 for detecting the tear line 14 uses analog image processing, which divides the monitoring area 68 into individual search lines 6 without digital image processing uses.
  • the use of the camera unit 7 is particularly advantageous in the case of analog image processing since no computation-intensive digital image processing is required in this way.
  • the collected sensor information or the associated data to the detected points 4 are then from the sensor 16 is forwarded to the arithmetic unit 28, which further processes the detected points 4 and from them interpolates or adapts an actual trajectory 24 (spline).
  • the arithmetic unit 28 can be a microcontroller or another arithmetic unit that appears appropriate to a person skilled in the art.
  • the arithmetic unit 28 calculates or generates control signals and transmits control signals to the adjusting unit 30 for adjustment of the saw blade angle 26.
  • the adjusting unit 30 now adjusts the saw blade angle 26 by means of an actuator with regulator 34 in the form of a stepping motor. the angle ⁇ about the longitudinal axis parallel to the main extension direction 62 of the saw blade 12, in response to the superimposed user guide on the guide knob 54 of the handheld trimming saw 9 accordingly.
  • the sensor 16 can be used for a detection of the set saw blade angle 26 or the determination of the angle of rotation of the saw blade 12.
  • An additional and alternative embodiment is the integration of a determination of a feed rate.
  • optical mouse sensors 5 are arranged, which determine the speed and a direction of movement preferably in the x and / or y direction (see Figure 3).
  • FIG. 4 shows a further possibility for determining the feed rate.
  • a simple impeller with rotary encoder 32 such as a rolling element 86 is provided with corresponding light barriers 88.
  • other approaches are conceivable in principle, such as the comparison of individual camera images by means of the computing unit 28.
  • the system can be implemented without a speed measurement.
  • the hand-saw 9 When using the hand-saw 9 or in a sawing process, the hand-saw 9 is guided manually by means of the main handle 46 and the guide knob 54 by an operator, wherein the cutting direction has to be roughly specified by the operator.
  • the system of control means 10, 100 and / or sensor 16 and setting unit 30 is only responsible for the fine control, which compensates for inaccuracies in the saw blade run and / or the user guidance.
  • this system is only to be seen as a supporting system, ie if no tear line 14 can be detected (line end, multiple lines) the system outputs an alarm via an acoustic and / or optical unit 90, stabilizes the current saw blade angle 26 and the operator is on overall is provides, as with conventional jigsaws too. There is no active intervention. If desired, the system, to which one or more means can be assigned and with which tracking of the saw blade 12 and / or the hand saw 9 along tear lines 14 can be automated, can also be switched off manually at any time by the operator.
  • the system advantageously comprises the actuator 2, at least one speed-determining sensor, such as the optical mouse sensor 5, the control means 10 in the form of the sensor 16 and the camera unit 7, the control means 100 in the form of the actuator 30 and the actuator with controller 34
  • a switch 92 is provided on the machine housing 44 in the region of the main handle 46 for this purpose.
  • a display element 36 such as LEDs, for example
  • This display element 36 is provided to indicate a feed direction 38 to be taken, for example symbolized by an arrow symbol 96 composed of light-emitting diodes or LEDs 40. This indicates to the operator which direction the saw movement needs to be corrected.
  • the display element 36 serves to allow the operator to maintain an optimal working range, which represents an angular range of the possible saw blade angle 26.
  • a blower 98 is provided to improve the view, can be removed or sucked by means of the machining process residues incurred during the sawing process.

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Handhubsäge, insbesondere einer Scrolling Jigsaw. Es wird vorgeschlagen, dass Steuermittel (10, 100) vorgesehen sind, mittels denen ein Nachführen eines Sägeblatts (12) und/oder der Handhubsäge entlang von Anrisslinien (14) automatisierbar ist.

Description

Handhubsägemaschine
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Handhubsäge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es sind beispielsweise gemäß der Druckschrift US 2005/0060896 Al und US 2005/0257985 Al Stichsägen bekannt, die als „Scrolling Jigsaws" bezeichnet werden und bei denen das Sägeblatt zusätzlich zur Hubbewegung unabhängig von der Sägenbewegung um die eigene Achse manuell drehbar angeordnet ist. Diese Zusatz- funktion vereinfacht das Sägen kurvenreicher Schnitte.
Ohne zusätzliche Führungshilfen erfordert das exakte Sägen entlang einer vorgezeichneten Kontur mittels einer Stichsäge einen hohen Grad an Übung. Erschwert wird dies zusätzlich durch Querkräfte, die zum Ver- laufen des Sägeblatts führen. Durch seitlich stützende Hilfssysteme oder verschiedene Peilhilfen (z.B. Laser) werden diese Probleme vermindert aber nicht beseitigt .
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Handhubsäge, insbe- sondere einer Scrolling Jigsaw.
Es wird vorgeschlagen, dass Steuermittel vorgesehen sind, mittels denen ein Nachführen eines Sägeblatts und/oder der Handhubsäge entlang von Anrisslinien au- tomatisierbar ist. Hierbei sollen unter einem „Steuermittel" insbesondere Mittel verstanden werden, mittels denen eine nötige Ausrichtung das Sägeblatts und/oder der Handhubsäge bzw. eines Bestandteils der Handhubsäge, wie etwa einem Gleitelement, erfasst und/oder die Ausrichtung angepasst werden kann. Dieses Mittel kann eine Detektionseinheit, wie eine Sen- sorik in der Form eines Sensors, und/oder eine Aktua- torik in der Form einer Aktoreinheit, wie ein Servo- und/oder ein Schrittmotor und/oder ein Piezoaktor, sein. Alternativ wäre auch ein Gleichstrommotor denkbar. Ein „Nachführen" definiert hier ein Orientieren entlang eines vorgegebenen Wegs, der bevorzugt durch eine Markierung gekennzeichnet ist. Diese Markierung kann eine Anrisslinie, wie beispielsweise ein vorge- zeichneter Bleistiftstrich und/oder eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Markierung, wie etwa eine Einkerbung und/oder eine weitere Profilierung, sein.
Das System dient zur Unterstützung eines Bedieners und damit zur Vereinfachung des Sägevorgangs. Durch Nutzung des vorhandenen Freiheitsgrades des Sägeblatts in Form der bereits realisierten Drehachse, wird die Handhubsäge mit einer speziellen Sensorik zur Erkennung einer vorgezeichneten Linie bzw. einer Anrisslinie und einer ent- sprechenden Aktuatorik zur automatischen Verstellung des Sägeblattwinkels aus einem Winkelbereich eines Schwenkwinkels ausgestattet. Die Drehachse ist hierbei durch eine Normale definiert, die durch einen Mittelpunkt einer Ebene verläuft, wobei die Ebene durch eine Dicke und eine Breite des Sägeblatts aufgespannt wird. Alternativ kann die Drehachse des Sägeblatts auch abweichend von dessen Mittelpunkt angeordnet sein. Hierbei stellt der Schwenkwinkel den Winkel dar, um den das Sägeblatt um seine Längsachse in Bezug auf eine Längserstreckungsachse des Gleitelements und/oder eines anderen dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Führungskörpers, wie beispielsweise einem Fahrwerk, maximal verstellt werden kann. Dieser Schwenkwinkel hat bevorzugt einen Winkel zwischen 0° und 90° Grad. Dahingegen ist der Sägeblattwinkel des Säge- blatts der Winkel, der real zwischen der Breitenerstreckung des Sägeblatts und der Längserstreckungsachse des Gleitelements bzw. eines Führungskörpers eingestellt ist. Durch eine der handgeführten Bewegung des Bedieners überlagerte Sägeblattbewegung, kann eine vorgezeichnete Kon- tur noch präziser nachverfolgt werden. Gerade Schnitte sind ebenfalls ohne zusätzliche Führungen realisierbar. Dadurch ergibt sich bei einer vereinfachten Bedienung ein deutlich verbessertes Bearbeitungsergebnis.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn Mittel, mit denen ein Nachführen des Sägeblatts und/oder der Handhubsäge entlang von Anrisslinien automatisierbar ist, abschaltbar sind. Dadurch kann eine besonders flexibel einsetzbare Handhubsäge bereitgestellt werden.
Verfügt die Handhubsäge über ein auslenkbares Sägeblatt, das von dem Steuermittel antreibbar ist, kann vorteilhaft und konstruktiv einfach ein Nachführen der vorgezeichneten Linie durch das Sägeblatt erfolgen. Unter „auslenkbar" soll hier insbesondere ein Verbiegen und/oder ein Verdrehen des Sägeblatts in einer Achse verstanden werden, die vorzugsweise parallel zu einer Längserstreckung des Sägeblatts verläuft. Hierbei kann das Verbiegen durch ein Verspannen des Sägeblatts in einer Werkzeugaufnahme und/oder es kann durch eine sonstige Kraftausübung auf das Sägeblatt zustande kommen.
Des Weiteren geht die Erfindung aus von einer Handhubsäge, insbesondere einer Scrolling Jigsaw.
Es wird vorgeschlagen, dass ein Sensor zum Detektieren einer auf einem Werkstück aufgebrachten Anrisslinie vorgesehen ist. Unter einem „Sensor" soll hier insbesondere eine Kameraeinheit und/oder eine Kontrastsensoreinheit und/oder eine Wirbelstromsensoreinheit verstanden werden. Dadurch kann besonders vorteilhaft, kostengünstig und konstruktiv einfach eine Detektion einer erwünschten Schnittrichtung erreicht werden.
Ferner geht die Erfindung aus von einer Handhubsäge, ins- besondere einer Scrolling Jigsaw.
Ferner wird vorgeschlagen, dass zur Ermittlung einer Geschwindigkeit und/oder einer Bewegungsrichtung optische Maussensoren dienen. Unter einem „optischen Maussensor" soll hier ein Sensor verstanden werden, der mit optischen Mitteln, wie beispielsweise einer Leucht- und/oder Laserdiode, eine Unterlage beleuchtet, ein von der Unterlage reflektiertes Licht auswertet bzw. von der Änderung einer Oberfläche der Unterlage eine Geschwindigkeit errechnet und daraus die Bewegungsdaten in x- und/oder y-Richtung berechnet. Alternativ kann die Bewegungsrichtung und/oder die Vorschubgeschwindigkeit auch durch ein Laufrad mit Drehgeber, wie beispielsweise einem Wälzkörper mit korrespondierenden Lichtschranken, die eine Bewegung in zu- mindest zwei Richtungen, wie einer x- und einer y-Richtung, detektieren, ermittelt werden. Ferner können zur Ermittlung der Vorschubgeschwindigkeit auch Mittel, die zum Vergleich einzelner Kamerabilder dienen, vorgesehen sein. Durch die Verwendung optischer Maussensoren kann besonders einfach und kostengünstig eine robuste Sensorik zu einer Ermittlung der Geschwindigkeit und/oder einer Bewegungsrichtung bereitgestellt werden.
Im Weiteren geht die Erfindung aus von einer Handhubsäge, insbesondere einer Scrolling Jigsaw. Ferner ist es vorteilhaft, wenn ein Stellglied mit Regler vorgesehen ist. Unter einem „Stellglied mit Regler" soll hier eine Einheit verstanden werden, die Informationen einer Detektionseinheit verarbeitet, und zwar insbesonde- re in einem Regelkreis, und/oder auf generierte Steuersignale reagiert bzw. diese übermittelt. Diese Einheit ist bevorzugt als ein Servo- und/oder ein Schrittmotor und/oder ein Piezoaktor und/oder ein Gleichstrommotor mit einer Regeleinheit ausgebildet. Somit kann in konstruktiv einfacher und kostengünstiger Weise ein Regelkreis zur exakten Verfolgung einer vorgegebenen Schnittlinie implementiert werden.
Zusätzlich geht die Erfindung aus von einer Handhubsäge, insbesondere einer Scrolling Jigsaw.
Es wird vorgeschlagen, dass ein Anzeigeelement bereitgestellt wird, das dazu vorgesehen ist, eine einzuschlagende Vorschubrichtung anzuzeigen. Unter einem „Anzeigeele- ment" soll hier ein Element verstanden werden, das den von einem Sensor detektierten Weg bzw. einen Verlauf der Anrisslinie optisch, akustisch und/oder taktil einem Bediener wieder gibt. Das Anzeigeelement kann hier von LEDs und/oder einem Display und/oder von einer anderen, einem Fachmann als zweckdienlich erscheinender Informationseinheit, gebildet sein. Dadurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass ein Bediener eine Information, eine zu erwartende Bewegungsrichtung betreffend, unabhängig von einer Sichtmöglichkeit auf das Sägeblatt erhält. Es kann einem Bediener eine Einhaltung eines optimalen Arbeitsbe- reichs, der einen Winkelbereich des möglichen Sägeblattwinkels darstellt, ermöglicht werden. Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden
Zeichnungsbeschreibung. Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels mit zugehöriger Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombi- nation. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
Figur 1 eine erfindungsgemäße Handhubsäge,
Figur 2 einen von einer Fußplatte gebildeten
Gleitschuh der erfindungsgemäßen Handhub- säge mit optischen Sensoren,
Figur 3 einen von einer Fußplatte gebildeten alternativen Gleitschuh der erfindungsgemäßen Handhubsäge,
Figur 4 einen von einer Fußplatte gebildeten al- ternativen Gleitschuh der erfindungsgemäßen Handhubsäge mit alternativen Sensoren und
Figur 5 die Handhubsäge in einer Ansicht von oben, Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Handhubsäge 9 in der Form einer Scrolling Jigsaw, in einer perspekti- vischen Seitenansicht. Die Handhubsäge 9 umfasst ein Maschinengehäuse 44 mit einem im Maschinengehäuse 44 integrierten Haupthandgriff 46, einer Werkzeugaufnahme 48 mit einem darin aufgenommenen Werkzeug in der Form eines Sägeblatts 12, das drehbar angeordnet ist. An einer einem zu bearbeitenden Werkstück 18 zugewandten Seite 50 ist ein Gleitelement bzw. ein Gleitschuh 8 in der Form einer Fußplatte angeordnet. Dieser Gleitschuh 8 ermöglicht ein vorteilhaftes Gleiten der Handhubsäge 9 auf dem Werkstück 18. An der vom Sägeblatt 12 abgewandten Seite 52 in einem dem Haupthandgriff 46 zuordenbaren Bereich ist ein Führungsknauf 54 angeordnet, der zu einer zumindest manuellen Führung der Handhubsäge 9 dient. Ferner ist im Maschinengehäuse 44 ein nicht näher dargestellter Motor angeordnet. Am Haupthandgriff 46 ist ein Betätigungsschalter 56 vorgesehen, mittels dem die Handhubsäge 9 ein und ausgeschaltet werden kann. Ferner ist in einem Seitenbereich 58 des Maschinengehäuses 44 ein Verstellschalter 60 angeordnet, über den der Gleit- schuh 8 relativ zu einer Haupterstreckung 62 des Sägeblatts 12 verstellt werden kann.
Die Handhubsäge 9 umfasst Steuermittel 10, 100, mittels denen ein Nachführen des Sägeblatts 12 entlang der An- risslinie 14 automatisierbar ist. Das Steuermittel 10 ist in einem vom Haupthandgriff 46 in axialer Richtung 64 ab- gewandten Teil 66 des Maschinengehäuses 44 angeordnet. Das Steuermittel 10 umfasst einen Sensor 16 zur Detektion bzw. zur optischen Erfassung einer auf das Werkstück 18 aufgebrachten Markierung bzw. Anrisslinie 14 in der Form eines normalen Bleistiftstrichs 3. Der Sensor 16 ist von einer Kameraeinheit 7 gebildet, die bevorzugt eine Low- Cost Kamera beinhaltet, und der eine Recheneinheit 28 zugeordnet ist. Der Sensor 16 könnte grundsätzlich auch eine Kontrastsensoreinheit 20 und/oder eine Wirbelstromsen- soreinheit 22 sein, denen jeweils eine Recheneinheit 28 zugeordnet ist. Für eine optimale Detektion der vorgezeichneten Linie 14 wäre auch eine Anordnung des Wirbelstromsensors 22 im Gleitschuh 8 denkbar.
Ein Überwachungsbereich 68 des Sensors 16 bzw. der
Kameraeinheit 7 verläuft in Richtung der Haupterstre- ckung 62 des Sägeblatts 12 auf das Werkstück 18 zu und deckt einen 360° Winkelbereich um das Sägeblatt 12 ab. Der Überwachungsbereich 68 der Kameraeinheit 7 stellt den Bereich dar, in dem das Sägeblatt 12 in einem Bearbeitungsmodus, bevorzugt ein Sägevorgang eines Werkstücks 18, arbeitet. Der Gleitschuh 8 weist um das Sägeblatt 12 eine teilkreisförmige Ausnehmung 70 auf, in der das Sägeblatt 12 zentrisch angeordnet ist. In Richtung einer Vorschubrichtung 38 bzw. in Richtung des Überwachungsbereichs 68 weist die Ausnehmung 70 ein rechteckiges Sichtfenster 102 auf. Ferner weist der Gleitschuh 8 eine Referenzmarke 74 auf, die einen Schnittpunkt einer Kante 76 des Gleit- schuhs 8 mit einer Längserstreckungsachse 78 des Gleitschuhs 8 markiert (siehe Figur 2) . Figur 3 zeigt eine alternative Ausführungsform des Gleitschuhs 8. Die zentrale Ausnehmung 70 weitet sich hierbei V-förmig zu einem Sichtbereich 72 auf.
In Figur 4 ist eine weitere alternative Ausführungsform des Gleitschuhs 8 mit einer kreisförmigen Ausnehmung 70 gezeigt. Hier ist der Gleitschuh 8 im Überwachungsbereich 68 geschlossen ausgeführt und er ist zu einer Überwachungsmöglichkeit der Anrisslinie 14 auf dem Werkstück 18 durchsichtig ausgebildet, wie beispielsweise aus Plexiglas (siehe Figur 4).
Ferner ist im Maschinengehäuse 44 der Handhubsäge 9 eine kompakte Aktuatorik 2 angeordnet, die das Säge- blatt 12 um eine Drehachse 1 automatisiert verstellen kann. Hierfür ist das Steuermittel 100 vorgesehen. Zum Nachführen des drehbaren Sägeblatts 12 wird es von dem Steuermittel 100 rotatorisch angetrieben. Das Steuermittel 100 stellt eine Stelleinheit 30, ausge- führt als Stellglied mit Regler 34 in der Form eines Schrittmotors dar, mittels dem ein Sägeblattwinkel 26 eines Sägeblatts 12 einstellbar ist. Das Steuermittel 100 bzw. der Schrittmotor kann auch alternativ zum Führungsknauf 54 Platz sparend angeordnet sein. Der Sägeblattwinkel 26 ist dabei ein Winkel α aus dem
Winkelbereich eines Schwenkwinkels 80, der real zwischen der Breitenerstreckung 82 des Sägeblatts 12 und der Längserstreckungsachse 78 des Gleitschuhs 8 eingestellt ist. Der Schwenkwinkel 80 stellt den Winkel αmax dar, um den das Sägeblatt 12 um seine Längsachse, die parallel zur Haupterstreckungsrichtung 62 des Sä- geblatts 12 ausgerichtet ist, in Bezug auf eine Längserstreckungsachse 78 des Gleitschuhs 8 maximal verstellt werden kann (vgl. Figur 2) .
Mit Hilfe der Steuermittel 10, 100, nämlich dem Sensor 16 und der Stelleinheit 30, kann ein Regelkreis zur möglichst exakten Verfolgung der vorgegebenen Linie bzw. der Anrisslinie 14 implementiert werden. Die Besonderheit liegt dabei zum einen in einer verwende- ten analogen Bildverarbeitung zur Erkennung der Anrisslinie 14 und zum anderen in der Automatisierung des Systems. Somit ist es möglich, saubere, gerade Schnitte von Hand durchzuführen und aktiv eine Abweichung des Sägeblatts 12 zu verhindern.
Ein Prozessablauf ist hier im Folgenden näher beschrieben .
Der Sensor 16 in Form der Kameraeinheit 7 erfasst einzelne Punkte 4 der vorgezeichneten Linie bzw. der Anrisslinie 14. Hierbei verwendet der Sensor 16 zur Erkennung der Anrisslinie 14 eine analoge Bildverarbeitung, die eine Aufteilung des Überwachungsbereiches 68 in einzelne Suchzeilen 6 ohne digitale BiId- Verarbeitung nutzt. Besonders vorteilhaft ist bei der analogen Bildverarbeitung die Verwendung der Kameraeinheit 7, da so keine rechenintensive digitale Bildverarbeitung erforderlich ist.
Die gesammelten Sensorinformationen bzw. die zu den erfassten Punkten 4 zugehörigen Daten werden dann von dem Sensor 16 an die Recheneinheit 28 weitergeleitet, die die erfassten Punkte 4 weiterverarbeitet und aus ihnen einen tatsächlichen Bahnverlauf 24 (Spline) interpoliert bzw. anpasst. Die Recheneinheit 28 kann ein MikroController oder eine andere einem Fachmann als zweckdienlich erscheinende Recheneinheit sein.
Die Recheneinheit 28 berechnet bzw. generiert Steuersignale und übermittelt Steuersignale an die Stell- einheit 30 für eine Einstellung des Sägeblattwinkels 26. Die Stelleinheit 30 passt nun durch ein Stellglied mit Regler 34 in der Form eines Schrittmotors den Sägeblattwinkel 26, d.h. den Winkel α um die Längsachse parallel zur Haupterstreckungsrichtung 62 des Sägeblatts 12, in Abhängigkeit von der überlagerten Benutzerführung über den Führungsknauf 54 der Handhubsäge 9 entsprechend an.
Zudem bietet die Verwendung des Sensors 16 bzw. der Kameraeinheit 7 gleichzeitig die Möglichkeit zusätzlich weitere Referenzmarken 74 mittels des Gleitschuhs 8 zu messen. Ferner kann der Sensor 16 zu einer Detektion des eingestellten Sägeblattwinkels 26 bzw. der Bestimmung des Verdrehwinkels des Sägeblatts 12 verwendet werden. Dadurch können zusätzliche kostenintensive und unnötig bauraumnutzende Sensoren eingespart werden.
Eine zusätzliche und alternative Ausführung ist die Integration einer Ermittlung einer Vorschubgeschwindigkeit. Hierfür sind im Gleitschuh 8 auf einer dem Werkstück 18 zugewandten Seite 84 optische Maussensoren 5 angeordnet, die die Geschwindigkeit und eine Bewegungsrichtung bevorzugt in x- und/oder y-Richtung ermitteln (siehe Figur 3) .
In Figur 4 ist eine weitere Möglichkeit zur Ermittlung der Vorschubgeschwindigkeit gezeigt. Hierbei ist ein einfaches Laufrad mit Drehgeber 32, wie einem Wälzkörper 86 mit korrespondierenden Lichtschranken 88 vorgesehen. Es sind aber grundsätzlich auch andere Ansätze denkbar, wie beispielsweise der Vergleich einzelner Kamerabilder mittels der Recheneinheit 28. In gewissen Grenzen lässt sich das System auch ohne eine Geschwindigkeitsmessung umsetzen.
Bei der Verwendung der Handhubsäge 9 bzw. in einem Sägeprozess wird die Handhubsäge 9 manuell mittels dem Haupthandgriff 46 und dem Führungsknauf 54 von einem Bediener geführt, wobei die Schnittrichtung vom Bediener grob vorgegeben werden muss. Das System aus Steuermitteln 10, 100 bzw. aus Sensor 16 und Stelleinheit 30 ist lediglich für die Feinregelung zuständig, die Ungenauigkeiten im Sägeblattlauf und/oder der Benutzerführung ausgleicht.
Dabei ist dieses System nur als unterstützendes System zu sehen, d.h. wenn keine Anrisslinie 14 erkannt werden kann (Linienende, Mehrfachlinien) gibt das System über eine akustische und/oder optische Einheit 90 eine Warnung aus, stabilisiert den momentanen Sägeblattwinkel 26 und der Bediener ist auf sich ge- stellt, wie bei herkömmlichen Stichsägen auch. Es findet kein aktiver Eingriff statt. Bei Wunsch kann das System, dem ein oder mehrere Mittel zuordenbar sind und mit denen ein Nachführen des Sägeblatts 12 und/oder der Handhubsäge 9 entlang von Anrisslinien 14 automatisierbar ist, auch bevorzugt manuell vom Bediener jederzeit abgeschaltet werden. Das System umfasst vorteilhafterweise die Aktuatorik 2, zumindest einen geschwindigkeitsermittelnden Sensor, wie den optischen Maussensor 5, das Steuermittel 10 in der Form des Sensors 16 bzw. der Kameraeinheit 7, das Steuermittel 100 in der Form der Stelleinheit 30 bzw. des Stellglieds mit Regler 34. Zum Abschalten ist hierfür ein Schalter 92 am Maschinengehäuse 44 im Be- reich des Haupthandgriffs 46 vorgesehen.
Zudem ist, wie in Figur 4 gezeigt, auf einer dem Bediener zugewandten Seite 94 des Maschinengehäuses 44 bzw. des Haupthandgriffs 46 im Blickfeld eines Bedie- ners ein Anzeigeelement 36, wie beispielsweise LEDs
40 und/oder ein Display 42, angeordnet. Dieses Anzeigeelement 36 ist dazu vorgesehen, eine einzuschlagende Vorschubrichtung 38, beispielsweise symbolisiert durch ein Pfeilsymbol 96 zusammengesetzt aus Leucht- dioden bzw. LEDs 40, anzuzeigen. Dadurch wird dem Bediener angezeigt, in welche Richtung die Sägebewegung korrigiert werden muss. Somit dient das Anzeigeelement 36 dazu, dem Bediener eine Einhaltung eines optimalen Arbeitsbereichs, der einen Winkelbereich des möglichen Sägeblattwinkels 26 darstellt, zu ermöglichen . In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zur Verbesserung der Sicht ein Gebläse 98 vorgesehen, mittels dem beim Sägeprozess anfallende Bearbeitungsreste entfernt bzw. abgesaugt werden können.
Insgesamt wird so ermöglicht, dass die Führung der Handhubsäge 9 deutlich vereinfacht wird, bei einem gleichzeitig verbesserten Sägeergebnis. Ein weiterer Vorteil dieses Systems besteht darin, dass die oft schlechte Sichtbarkeit der Sägestelle nur noch eine untergeordnete Rolle spielt, da die Feinführung ohnehin vom System übernommen wird.

Claims

20.08.07Ansprüche
1. Handhubsäge, insbesondere Scrolling Jigsaw, gekennzeichnet durch Steuermittel (10, 100), mit- tels denen ein Nachführen eines Sägeblatts (12) und/oder der Handhubsäge entlang von Anrisslinien (14) automatisierbar ist.
2. Handhubsäge, insbesondere Scrolling Jigsaw, und insbesondere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Sensor (16) zum Detektieren einer auf einem Werkstück (18) aufgebrachten Anrisslinie (14) .
3. Handhubsäge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (16) eine Kameraeinheit (7) ist.
4. Handhubsäge zumindest nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (16), insbesondere die Kameraeinheit (7), einzelne Punkte (4) der vorgezeichneten Linie (14) erfasst.
5. Handhubsäge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (16) eine Kontrastsensoreinheit (20) und/oder eine Wirbelstromsensoreinheit
(22) darstellt.
6. Handhubsäge zumindest nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (16), insbesondere die Kontrastsensoreinheit (20) und/oder die Wirbelstromsensoreinheit (22), einzelne Punkte (4) der vorgezeichneten Linie (14) erfasst.
7. Handhubsäge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrastsensoreinheit (20) und/oder die Wirbelstromsensoreinheit (22) aus den erfass- ten Punkten (4) einen tatsächlichen Bahnverlauf
(24) interpoliert.
8. Handhubsäge nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrastsensoreinheit (20) und/oder die Wirbelstromsensoreinheit (22) den Sägeblattwinkel (26) in Abhängigkeit von einer überlagerten Benutzerführung der Handhubsäge entsprechend anpasst .
9. Handhubsäge nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Recheneinheit (28), die Steuersignale generiert und/oder Steuersignale an eine Stelleinheit (30) für eine Einstellung eines Sägeblattwinkels (26) übermittelt.
10. Handhubsäge nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinheit (30) den Sägeblattwinkel (26) in Abhängigkeit von einer überlagerten Benutzerführung der Handhubsäge entsprechend an- passt.
11. Handhubsäge nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Stelleinheit (30) eine Mechanik/Aktuatorik (2) darstellt, mittels der ein Sägeblattwinkel (26) eines Sägeblatts (12) einstellbar ist.
12. Handhubsäge, insbesondere Scrolling Jigsaw und insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass zur Ermittlung einer Geschwindigkeit und einer Bewegungsrichtung optische Maussensoren (5) dienen.
13. Handhubsäge nach zumindest einem der vorhergehen- den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein
Laufrad mit Drehgeber (32) zur Ermittlung einer Vorschubgeschwindigkeit dient.
14. Handhubsäge nach zumindest einem der vorhergehen- den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur
Ermittlung der Vorschubgeschwindigkeit Mittel (5, 28) zum Vergleich einzelner Kamerabilder dienen.
15. Handhubsäge, insbesondere Scrolling Jigsaw und insbesondere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Stellglied mit Regler (34) .
16. Handhubsäge nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied mit Regler (34) ein Servo- und/oder ein Schrittmotor und/oder ein Piezoaktor ist.
17. Handhubsäge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (2, 5, 7, 10, 16, 30, 34, 100), mit denen ein Nachführen des Sägeblatts (12) und/oder der Handhubsäge entlang von Anrisslinien (14) automatisierbar ist, abschaltbar sind.
18. Handhubsäge, insbesondere Scrolling Jigsaw und insbesondere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Anzeigeelement (36) , das dazu vorgese- hen ist, eine einzuschlagende Vorschubrichtung
(38) anzuzeigen.
19. Handhubsäge nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigeelement (36) LEDs (40) und/oder ein Display (42) darstellt.
20. Handhubsäge zumindest nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein auslenkbares Sägeblatt (12), das von dem Steuermittel (100) antreibbar ist.
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