WO2009138271A1 - Werkzeugmaschine, insbesondere handgehaltene werkzeugmaschine - Google Patents

Werkzeugmaschine, insbesondere handgehaltene werkzeugmaschine Download PDF

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WO2009138271A1
WO2009138271A1 PCT/EP2009/053046 EP2009053046W WO2009138271A1 WO 2009138271 A1 WO2009138271 A1 WO 2009138271A1 EP 2009053046 W EP2009053046 W EP 2009053046W WO 2009138271 A1 WO2009138271 A1 WO 2009138271A1
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WO
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machine tool
detection surface
tool
wegvorgabe
jigsaw
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/053046
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thilo Koeder
Joachim Platzer
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
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Priority to CN200980117072.1A priority patent/CN102026762B/zh
Priority to US12/992,130 priority patent/US9073134B2/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
    • 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
    • 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
    • B23D51/08—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 devices for mounting straight saw blades or other tools
    • B23D51/10—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 devices for mounting straight saw blades or other tools for hand-held or hand-operated devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23D51/16—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 drives or feed mechanisms for straight tools, e.g. saw blades, or bows

Definitions

  • Machine tool in particular hand-held machine tool
  • the invention relates to a machine tool, in particular a hand-held machine tool, according to the preamble of claim 1.
  • auxiliary devices which support a guidance of the machine tool oriented to the respective path specification as a track to be tracked.
  • machine tools in the form of puncture and circular saws are often provided with laterally projecting guide shoes which are arranged on an adjustable boom for the machine tool and which lie displaceable along a guide path parallel to the guideway in the working direction of the machine tool, wherein the guide track, for example, by a can be formed to give way parallel edge of the workpiece.
  • the object of the invention is to provide the user with improved options for guiding the machine tool oriented on the path specification. Furthermore, on a case by case basis, given by the machine tool
  • the auxiliary device being designed as a sensor arrangement with a detection area lying in overlap with the working area of the tool and having means for visualizing the position of the detection area in the field of view of the user.
  • Detection surface is thus, based on a starting position with calibrated position for the route position of the detection surface, created for the user compared to a path in the form of a marker, such as a guide line far larger observation and / or orientation area, not in his presentation to the user the location of the work area is bound, but its representation can also be done elsewhere in the field of view of the user.
  • a marker such as a guide line far larger observation and / or orientation area
  • Mechanical display means may also be provided outside of the actual work area, for example, associated with the foot plate as arrow or triangular shaped cutouts and projections, which are aligned to the Wegvorgabe, so that results in alignment with the Wegvorgabe a calibrated for path specification position of the detection surface.
  • optical display means are provided for the position of the detection surface and / or the position for path presetting, then these can be formed with respect to the detection surface, for example by an illumination field and / or light lines, light beams or light points, which also applies to optical display means which the same mark the calibrated position of the detection surface for the path specification.
  • a display element in particular an optical display element can be provided which the position of the detection surface, and thus at least indirectly illustrates the position of the work surface and the tool in its positioning for Wegvorgabe, each symbolizes deviations from the path specification, and possibly also weighted in terms of the degree of deviation from the path default, symbolizes illustrated. This is particularly noticeable to the user through appropriate color mappings - A -
  • the saw blade rotatable about its longitudinal axis is acted upon by an actuator which is actuated by a control unit which, in conjunction with a computing unit, converts the position values detected via the sensor arrangement into corresponding actuating movements for the saw blade rotatable about its longitudinal axis.
  • the invention thus also provides a method for operating a machine tool, in particular a machine tool of the above-described type, in which the position of the detection surface of a sensor arrangement, and thus indirectly the position of the machine tool, is signaled to a path specification.
  • a machine tool in particular a machine tool of the above-described type
  • the position of the detection surface of a sensor arrangement and thus indirectly the position of the machine tool, is signaled to a path specification.
  • the relative to a mostly linear path specification relatively large detection area has not only for the user the advantage of orientation on a surface, rather than at one often difficult recognizable and poorly visible line as Wegvorgabe, but also provides the ability to trigger in careless leadership of the machine tool by the user and consequent displacement of the detection surface from their covering position overlapping position a warning signal and / or turn off the machine, so that eg by habituation User's negligence and errors leading to semi-autonomous operation can not lead to damage to the workpiece.
  • the invention is particularly advantageous for the correct positioning of the machine tool on the respective workpiece, ie when "starting" the respective workpiece at the location marked by the factory default. In particular, it must be displaced on the workpiece until the axis of rotation of the tool located in the center of the detection surface, ie in the case of the jigsaw whose saw blade intersects the marking line as path specification
  • the alignment takes place via the specification of a corresponding rotational position, so that the user
  • the work of the user thus essentially also reduces when applying to a workpiece to a preparation of the machine with coverage of the detection surface for path specification and the support of the machine, while the alignment is made by machine at the path specification.
  • FIG. 1 is a perspective view of the jigsaw in its attached to a workpiece work position
  • Fig. 2 in Fig. 1 front side provided for jigsaw on the housing display element in a schematic plan view
  • 3 and 4 is a schematic plan view of the penetrated by the saw blade working area of
  • FIG. 1 illustrates a hand-held machine in the form of a jigsaw 2, which has a housing 3 and which is supported on a workpiece 5 via a foot plate 4.
  • this In the forward direction of the jigsaw 2, this has a saw blade 8 as a working tool 7. This engages in the working operation in the workpiece 5, on which the jigsaw 2 is slidably supported via its base plate 4.
  • the jigsaw 2 is designed such that the user obtains a field of view 10 which preferably extends at least over the region of the work area 9 defined by the saw blade 8 and illustrated in FIGS. 3 and 4 and, as a rule, as illustrated this extends in particular in the direction of work 6, in order to provide the user with the best possible overview of the working conditions.
  • the housing 3 of the jigsaw 2 is designed substantially conventional and has in the vertical direction opposite to the pivotally supported about an axis 6 in the working direction foot plate 4 a bow-shaped handle 11, the handle bar 12 extends in the working direction 6 and the front side in the headband area 13 of Housing 3 enters. At the top this goes over into a guide knob 14.
  • a switch assembly 15 is provided, via which the machine tool 1 is to turn on and off.
  • Different operating modes of the jigsaw 2 can be adjusted via the switching device 16 provided in FIG. 1 along the length of the housing 3.
  • the end wall portion 13 of the housing 3 is stepped down, ie in the direction of the base plate 4 tapered counter to the working direction 6 discontinued.
  • the resulting step 17 covers the tool holder 18 for the formed by the saw blade 8, driven working tool. 7
  • An actuator 20 serves to realize a further drive mode for the saw blade 8, namely a pendulum lifting operation in which the saw blade 8 is pivotable about a transverse to the plane, not shown pivot axis superimposed to the lifting movement.
  • a third mode of operation illustrated by the arrow 21, the saw blade 8 is pivotable in addition to the lifting movement about an axis of rotation 22 extending in the direction of its longitudinal axis.
  • a Wegvorgabe 23 corresponding positioning of the jigsaw 2 is done by adjusting the saw blade 2 to a respective Wegvorgabe 23 corresponding rotational position.
  • the path specification 23 is formed by a marking line 24.
  • This marking line 24 has, based on the indicated work situation, an intersection with the axis of rotation 22 through which the indicated longitudinal axis 25 of the jigsaw 2 extends.
  • the Wegvorgabe 23 in the form of the marking line 24 with increasing lateral displacement to the longitudinal axis 25 in the working direction 6.
  • the detection of such work conditions and the orientation of the saw blade 8 in its rotational position on the Wegvorgabe 23 serve control means 26, including a
  • a computing unit 28 and an actuating unit 29 include.
  • About the control means 26 tracking the saw blade 8 along the Wegvorgabe 23 in conjunction with the rotation of the saw blade 8 about the axis of rotation extending in its longitudinal direction 22 can be automated, thus the jigsaw 2 in their training as a scrolling Jig Saw use as schautonome jigsaw.
  • the sensor arrangement 27 comprises a sensor designed as a camera 30 to which the arithmetic unit 28 is assigned.
  • the camera 30 of the sensor arrangement 27 is aligned with a detection surface 31 lying in the region of the base plate 4, that is, with a region through which, in plan view, the marking line 24 serving as a path specification 23 extends, onto which the saw blade 8 is aligned.
  • the marking line 24 is detected in individual points 32, which are transverse to the working direction 6, lying in coverage to the detection surface 31 search lines 33, so that in analog image processing, the data collected via the sensor array 27 data to the arithmetic unit 28 and there the marking line 24 in its trajectory, and thus in its course to the longitudinal axis 25, can be detected.
  • Control signals are transmitted to the control unit 29 via the arithmetic unit 28, which is now controlled by an actuator with a controller, for example in FIG.
  • Shape of a stepping motor adjusts the saw blade angle 34 in response to the superimposed user guidance.
  • a saw blade angle 34 of the longitudinal axis 25 given angle of attack of the saw blade 8 is designated.
  • the detection surface 31 is bounded by a dotted line 35, which coincides with the edges of a cutout 36 provided in the base plate 4, so that the detection surface 31 is delimited over the edges of the cutout 36 within the scope of the inventive use ,
  • the detection surface 31 is presently symmetrical to the longitudinal axis 25, on which the axis of rotation 22 of the saw blade 8 is located, which extends at its coincident with the longitudinal axis 25 marking line - straight-ahead direction - with its saw blade plane in the direction of the longitudinal axis 25.
  • the user can immediately from the extension of the marking line 24 on the angle 34 of the saw blade 8 to the longitudinal axis 25 infer the position of the longitudinal axis 25 to the base plate 4 expediently also is additionally marked, for example, over a direction of the longitudinal axis 25 extending marking arrow 37.
  • the user thus receives information on the appropriate leadership of the jigsaw. 2
  • the region in which the jigsaw 2 is guided semi-autonomously, taking into account the sensory values, is thus aligned with the detection surface 31 and thus aligned with the respective marking line 24 independently of the user's specifications by automated adjustment of the saw blade angle 34.
  • the marker line 24 leaves the sensorially detected, as
  • Detection surface 31 serving area so eliminates the mechanical support of the user in the leadership of the jigsaw 2 along a respective marking line 24, which is why an emigration of the marking line 24 from the detection area expediently also signals, in particular acoustically signaled, advantageously connected to an automatic shutdown of the Machine.
  • This display field 39 expediently has color patches 40, 41 and 42, of which the central color field 40 is held, for example, in green, the outer color patches 41 in red and the patches 42 in between in yellow, so that the user also without much attention being given to the areas in which it is moving, and when one of the outer patches 41 illuminates, it is pointed out that the jigsaw 2 is working just within the limits of the guidance with automatic assistance.
  • the detection surface 31 is mechanically bounded or marked.
  • the embodiment according to FIG. 4 shows a foot plate 4, which is closed outside of a work area 9 provided around the saw blade and is preferably designed to be at least partially transparent, in particular in the region of the detection surface 43 indicated by dashed lines.
  • the detection surface 43 is correspondingly trapezoidal limited, with this limit visible to the user on the Base plate 4 can be applied or marked in any other way.
  • the detection surface can serve as a display field, thus also serving as an optical display field.
  • an illumination source 45 can also be provided in the end wall region 13 of the housing 3, which is aligned with the working region 9 and / or the detection surface 31 and 43 and also with the corresponding edge sharpness of the illuminated field the detection surface can be highlighted accordingly and thus demarcated.
  • it may also be expedient to work with color codes wherein in the context of the above explanations different color fields can be provided, which are each illuminated via a correspondingly colored illumination source.
  • detection surface 31, 43 it is also possible to use the detection surface 31, 43 as a whole in each case for the identification of an operating state, and thus to codify by monochromatic illumination of the detection surface or a part of the detection surface only the particular given state.
  • projections 46 provide in observation of the marking line 24 make their approach to the limits of the detection surface 31 recognizable.
  • Search lines 33 correspond, thus limited to the relevant edge areas in the intersection with the marking line 24, corresponding to the intersections between search lines 33 and marking line 24 lying, to be detected via the camera 30 points 32 form.
  • the invention provides a machine tool 1, in particular in the form of a hand-held jigsaw 2 for the particular semi-autonomous, the user in the guide supporting operation with a sensor assembly 27 for the observation of a detection surface 31, 43, within which the desired working direction as Wegvorgabe 23 for the serving as a tool 7 saw blade 8 is detected in its alignment with the jigsaw 2 for downstream control means 26, via which the saw blade 8 is aligned by rotation about its longitudinal axis 25 on the Wegvorgabe 23, so that the user its guidance of the jigsaw 2 only has to ensure that the path specification 23 runs within the detection surface 31, 43.
  • the user is in particular also facilitated by the precise positioning of the tool on the workpiece.

Abstract

Eine Werkzeugmaschine (1), insbesondere in Form einer handgehaltenen Stichsäge (2), wird insbesondere für den halbautonomen, den Benutzer in der Führung unterstützenden Betrieb mit einer Sensoranordnung (27) für die Beobachtung einer Detektionsfläche (31, 43) versehen, innerhalb derer die Sollarbeitsrichtung als Wegvorgabe (23) für das als Werkzeug (7) dienende Sägeblatt (8) in ihrer Ausrichtung zur Stichsäge (2) für nachgeordnete Steuermittel (26) erfasst wird, über die das Sägeblatt (8) durch Verdrehung um seine Längsachse (25) auf die Wegvorgabe (23) ausgerichtet wird, so dass der Benutzer durch seine Führung der Stichsäge (2) nur sicherstellen muss, dass die Wegvorgabe (23) innerhalb der Detektionsfläche (31, 43) verläuft.

Description

BeSchreibung
Titel
Werkzeugmaschine, insbesondere handgehaltene Werkzeugmaschine
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine handgehaltene Werkzeugmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Stand der Technik
Für Benutzer derartiger, im Regelfall elektromotorisch angetriebener Werkzeugmaschinen, die als Stich-, aber auch als Kreissägen in der Praxis vielfach eingesetzt sind, ist die Sicht auf die jeweilige Bearbeitungsstelle sowie auch auf eine entsprechende, durch eine Markierung gebildete Wegvorgabe im
Bereich der Bearbeitungsstelle oftmals stark eingeschränkt. Dies mit entsprechend negativem Einfluss auf die erreichbare Arbeitsqualität. Um dem zu begegnen, werden Assistenzsysteme in Form von Hilfseinrichtungen verwendet, die eine Führung der Werkzeugmaschine orientiert an der jeweiligen Wegvorgabe als zu verfolgender Arbeitsbahn unterstützen. So sind derartige Werkzeugmaschinen in Form von Stich- und Kreissägen häufig mit seitlich auskragend angeordneten Führungsschuhen versehen, die an einem zur Werkzeugmaschine verstellbaren Ausleger angeordnet sind und die entlang einer zur Wegvorgabe parallelen Führungsbahn in Arbeitsrichtung der Werkzeugmaschine verschiebbar anliegen, wobei die Führungsbahn beispielsweise auch durch eine zur Wegvorgabe parallele Kante des Werkstücks gebildet sein kann.
Abgesehen davon, dass solche Hilfseinrichtungen mechanisch aufwändig und auch bezüglich ihrer Einsatzmöglichkeiten eingeschränkt sind, müssen sie jeweils eingestellt werden. Ferner sind teilweise Vorarbeiten zur Schaffung solcher Führungsbahnen nötig.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, für den Benutzer verbesserte Möglichkeiten zur an der Wegvorgabe orientierten Führung der Werkzeugmaschine zu schaffen. Ferner fallweise, bei entsprechenden seitens der Werkzeugmaschine gegebenen
Voraussetzungen, den Benutzer in seiner an der Wegvorgabe ausgerichteten Führung der Werkzeugmaschine aktiv zu unterstützen .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im Grundsatz mit den
Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
Verbesserte Möglichkeiten zur Führung der Werkzeugmaschine durch den Benutzer orientiert an der Wegvorgabe werden zunächst dadurch geschaffen, dass die Hilfseinrichtung als Sensoranordnung mit in Überdeckung zum Arbeitsbereich des Werkzeuges liegender Detektionsflache ausgebildet ist sowie im Sichtfeld des Benutzers Mittel zur Visualisierung der Lage der Detektionsflache zur Wegvorgabe aufweist. Mit der
Detektionsflache ist somit, bezogen auf eine Ausgangslage mit zur Wegvorgabe kalibrierter Lage der Detektionsflache, für den Benutzer ein gegenüber einer Wegvorgabe in Form einer Markierung, etwa einer Führungslinie weit größerer Beobachtungs- und/oder Orientierungsbereich geschaffen, der in seiner Darstellung für den Benutzer nicht an die Lage des Arbeitsbereiches gebunden ist, sondern dessen Darstellung auch anderweitig im Sichtfeld des Benutzers erfolgen kann. Dies über Mittel zur Visualisierung der Detektionsflache und der Lage der Detektionsflache zur Wegvorgabe. Damit wird die Detektionsflache in ihrer Visualisierung insgesamt zum Orientierungsmittel für den Benutzer. Die Lage der Detektionsflache zur Wegvorgabe kann über mechanische oder optische Anzeigemittel veranschaulicht werden, wobei mechanische Anzeigemittel beispielsweise durch Teile der Werkzeugmaschine gebildet sein können. So bei einer Stichsäge beispielsweise durch einen in deren Fußplatte gebildeten Ausschnitt als zumindest teilweise Umgrenzung der Detektionsflache . Mechanische Anzeigemittel können auch außerhalb des eigentlichen Arbeitsbereiches vorgesehen sein, so beispielsweise zugeordnet zur Fußplatte als pfeil- oder dreiecksförmig ausgebildetes Ausschnitte und Vorsprünge, die auf die Wegvorgabe ausgerichtet sind, so dass sich bei Ausrichtung auf die Wegvorgabe eine zur Wegvorgabe kalibrierte Lage der Detektionsflache ergibt.
Sind optische Anzeigemittel für die Lage der Detektionsflache und/oder der Lage zur Wegvorgabe vorgesehen, so können diese bezüglich der Detektionsflache beispielsweise durch ein Beleuchtungsfeld und/oder Lichtlinien, Lichtstrahlen oder Lichtpunkte gebildet sein, was in gleicher Weise auch für optische Anzeigemittel gilt, die die kalibrierte Lage der Detektionsflache zur Wegvorgabe markieren.
Um unabhängig von der Lage der Detektionsflache zur Werkzeugmaschine die Lage der Detektionsflache zur Wegvorgabe benutzerfreundlich zu veranschaulichen, kann beabstandet zum Arbeitsbereich, insbesondere am Gehäuse der Werkzeugmaschine ein Anzeigeelement, insbesondere ein optisches Anzeigeelement vorgesehen sein, das die Lage der Detektionsflache, und damit zumindest indirekt auch die Lage der Arbeitsfläche und des Werkzeuges in seiner Positionierung zur Wegvorgabe veranschaulicht, wobei jeweilige Abweichungen von der Wegvorgabe symbolisiert, und ggf. auch hinsichtlich des Grades der Abweichung von der Wegvorgabe gewichtet symbolisiert, veranschaulicht werden. Dies ist insbesondere durch entsprechende Farbzuordnungen für den Benutzer in auffälliger - A -
Weise erkennbar zu machen, so dass dieser sein Führungsverhalten entsprechend gestalten kann.
Dies ist insbesondere in Verbindung mit einer Gestaltung der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine als halbautonomer Stichsäge zweckmäßig, die mit einem Sägeblatt ausgebildet ist, das um eine in seiner Längsrichtung verlaufende Achse drehbar ist und das über eine Stelleinrichtung orientiert an der Wegvorgabe richtungsgeführt ist, so dass der Benutzer, orientiert an der Lage der Detektionsflache zu Wegvorgabe die Arbeitsrichtung der Werkzeugmaschine nur angenähert vorgibt oder vorgeben muss, da das Werkzeug, also bezogen auf die Stichsäge das Sägeblatt entsprechend ausgerichtet die exakte Positionierung bezogen auf die Wegvorgabe übernimmt. Hierzu ist das um seine Längsachse drehbare Sägeblatt über eine Aktuatorik beaufschlagt, die von einer Steuereinheit angesteuert ist, welche in Verbindung mit einer Recheneinheit die über die Sensoranordnung erfassten Lagewerte in entsprechende Stellbewegungen für das um seine Längsachse verdrehbare Sägeblatt umsetzt.
Mit der Erfindung wird somit auch ein Verfahren zum Betrieb einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Werkzeugmaschine der vorgeschilderten Art, vorgegeben, bei dem die Lage der Detektionsflache einer Sensoranordnung, und damit indirekt die Lage der Werkzeugmaschine zu einer Wegvorgabe signalisiert wird. Dies in einer für einen Benutzer gut erkennbaren Weise, wobei die über die Sensoranordnung erfassten Kennwerte durch die halbautonome Führung der Werkzeugmaschine in Stellwerte für das Werkzeug, insbesondere für ein Sägeblatt umgesetzt werden, die eine Ausrichtung desselben auf die Wegvorgabe zur Folge haben, so dass in Verbindung mit der Groborientierung des Benutzers an der Lage der Detektionsflache zur Wegvorgabe eine präzise Bearbeitung entlang der Wegvorgabe erreicht wird.
Die bezogen auf eine meist linienförmige Wegvorgabe relativ große Detektionsflache hat für den Benutzer nicht nur den Vorteil der Orientierung an einer Fläche, statt an einer oft schwer erkennbaren und schlecht einzusehenden Linie als Wegvorgabe, sondern bietet auch die Möglichkeit, bei unachtsamer Führung der Werkzeugmaschine durch den Benutzer und dadurch bedingter Verlagerung der Detektionsflache aus ihrer zur Wegvorgabe überdeckenden Lage ein Warnsignal auszulösen und/oder die Maschine abzuschalten, so dass z.B. durch Gewöhnung des Benutzers an den halbautonomen Betrieb führende benutzerseitige Unachtsamkeiten und Fehler nicht zu Schäden am Werkstück führen können .
Besonders vorteilhaft ist die Erfindung für das lagerichtige Ansetzen der Werkzeugmaschine am jeweiligen Werkstück, also beim „Anfahren" des jeweiligen Werkstückes am durch die Werkvorgabe markierten Ort. Die Detektionsflache gibt dabei zur Wegvorgabe einen Bereich vor, in dem die Werkzeugmaschine lediglich quer zur Wegvorgabe verlagert, insbesondere am Werkstück angelegt verschoben werden muss, bis die im Zentrum der Detektionsflache liegende Drehachse des Werkzeuges, also im Falle der Stichsäge dessen Sägeblattes die Markierungslinie als Wegvorgabe schneidet. Dann ist durch den Benutzer lediglich noch ein
„Ausrichten" der Werkzeugmaschine auf die Wegvorgabe nötig. Im Falle eines halbautonomen Betriebes der Werkzeugmaschine, insbesondere der Stichsäge mit einer über eine Aktuatorik erfolgender Einstellung der Drehlage des Sägeblattes auf die Wegvorgabe erfolgt die Ausrichtung über die Vorgabe einer entsprechenden Drehstellung, so dass der Benutzer im Wesentlichen nur noch die Abstützung übernehmen muss. Bei mit dieser Assistenzfunktion betriebenen Werkzeugmaschinen, insbesondere Stichsägen, reduziert sich somit auch beim Ansetzen an ein Werkstück die Arbeit des Benutzers im Wesentlichen auf ein Ansetzen der Maschine mit Überdeckung der Detektionsflache zur Wegvorgabe und die Abstützung der Maschine, während die Ausrichtung an der Wegvorgabe maschinell vorgenommen wird.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Ferner wird die Erfindung nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert, das eine Werkzeugmaschine in Form einer Stichsäge zeigt, die als halbautonom zu betreibende Stichsäge ein Sägeblatt aufweist, das um seine Längsachse - als Drehachse - verdrehbar ist und über eine Aktuatorik in seiner Drehlage einstellbar ist. Im Einzelnen zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Stichsäge in ihrer an ein Werkstück angesetzten Arbeitslage,
Fig. 2 das in Fig. 1 frontseitig zur Stichsäge am Gehäuse vorgesehene Anzeigeelement in einer schematisierten Draufsicht, und
Fig. 3 und 4 eine schematisierte Draufsicht auf den vom Sägeblatt durchsetzten Arbeitsbereich der
Fußplatte der Stichsäge.
Fig. 1 veranschaulicht als Beispiel einer Werkzeugmaschine 1 eine handgehaltene Maschine in Form einer Stichsäge 2, die ein Gehäuse 3 aufweist und die über eine Fußplatte 4 auf einem Werkstück 5 abgestützt ist.
Im in Arbeitsrichtung vorderen Bereich der Stichsäge 2 weist diese als Arbeitswerkzeug 7 ein Sägeblatt 8 auf. Dieses greift im Arbeitsbetrieb in das Werkstück 5 ein, auf dem die Stichsäge 2 über ihre Fußplatte 4 verschieblich abgestützt ist.
Die Stichsäge 2 ist im Ausführungsbeispiel so gestaltet, dass sich für den Benutzer ein Sichtfeld 10 ergibt, das sich bevorzugt zumindest über den Bereich des durch das Sägeblatt 8 bestimmten, in Figuren 3 und 4 veranschaulichten Arbeitsbereiches 9 erstreckt und im Regelfall, wie veranschaulicht, über diesen insbesondere in Arbeitsrichtung 6 hinausreicht, um dem Benutzer auch vorausschauend einen bestmöglichen Überblick über die Arbeitsgegebenheiten zu vermitteln . Das Gehäuse 3 der Stichsäge 2 ist im Wesentlichen konventionell gestaltet und weist in Hochrichtung gegenüberliegend zu der um eine in Arbeitsrichtung 6 verlaufende Schwenkachse feststellbar abgestützten Fußplatte 4 eine bügelartige Handhabe 11 auf, deren Griffbügel 12 sich in Arbeitsrichtung 6 erstreckt und frontseitig in den Stirnbandbereich 13 des Gehäuses 3 einläuft. Nach oben geht dieser in einen Führungsknauf 14 über. Die Arbeitsrichtung 6, und damit auch die Schwenkachse der Fußplatte 4, erstrecken sich bei die Längsachse 25 enthaltender Sägeblattebene in Sägerichtung, entsprechend der Geradeaus- Arbeitsrichtung der Stichsäge 2.
Im Bereich der Handhabe 11 untergreifend zum Griffbügel 12 ist eine Schalteranordnung 15 vorgesehen, über die die Werkzeugmaschine 1 ein und aus zu schalten ist. Unterschiedliche Betriebsmodi der Stichsäge 2 lassen sich über die in Fig. 1 längsseitlich zum Gehäuse 3 vorgesehene Schalteinrichtung 16 einstellen .
Der Stirnwandbereich 13 des Gehäuses 3 ist nach unten, also in Richtung auf die Fußplatte 4 zulaufend stufig entgegen der Arbeitsrichtung 6 abgesetzt. Die dadurch entstehende Stufe 17 überdeckt die Werkzeugaufnahme 18 für das durch das Sägeblatt 8 gebildete, angetriebene Arbeitswerkzeug 7.
Das Sägeblatt 8 der insgesamt elektrisch betriebenen Werkzeugmaschine 1 ist, wie durch den Pfeil 19 angedeutet, hubbeweglich angetrieben. Ein Stellantrieb 20 dient dazu, einen weiteren Antriebsmodus für das Sägeblatt 8 zu realisieren, nämlich einen Pendelhubbetrieb, bei dem das Sägeblatt 8 um eine quer zur Blattebene verlaufende, nicht gezeigte Schwenkachse überlagert zur Hubbewegung verschwenkbar ist. In einer dritten Betriebsweise, veranschaulicht durch den Pfeil 21, ist das Sägeblatt 8 zusätzlich zur Hubbewegung um eine in Richtung seiner Längsachse verlaufende Drehachse 22 verschwenkbar. Dadurch ist das Sägeblatt 8, wie in den Figuren 3 und 4 angedeutet, in zu seiner Geradeausarbeitsrichtung winklige Arbeitsrichtungen verstellbar, so dass die Stichsäge 2 als so genannte Scrolling Jig Saw nutzbar, und bei entsprechend gesteuerter Verstellung als halbautonome Stichsäge zu betreiben ist. Hierbei übernimmt der die Stichsäge 2 haltende Benutzer im Wesentlichen nur den auf die Arbeitsrichtung 6 grob ausgerichteten Vorschub. Die exakte, einer Wegvorgabe 23 entsprechende Positionierung der Stichsäge 2 erfolgt durch Einstellung des Sägeblattes 2 auf eine jeweils der Wegvorgabe 23 entsprechende Drehstellung.
In den Figuren 3 und 4 ist die Wegvorgabe 23 durch eine Markierungslinie 24 gebildet. Diese Markierungslinie 24 hat, bezogen auf die angedeutete Arbeitssituation, einen Schnittpunkt mit der Drehachse 22, durch den auch die angedeutete Längsachse 25 der Stichsäge 2 verläuft. Ausgehend von der Drehachse 22 verläuft die Wegvorgabe 23 in Form der Markierungslinie 24 mit zunehmendem seitlichen Versatz zur Längsachse 25 in Arbeitsrichtung 6. Der Erfassung derartiger Arbeitsgegebenheiten und der Ausrichtung des Sägeblattes 8 in seiner Drehlage auf die Wegvorgabe 23 dienen Steuermittel 26, die unter anderem eine
Sensoranordnung 27, eine Recheneinheit 28 und eine Stelleinheit 29 umfassen. Über die Steuermittel 26 ist ein Nachführen des Sägeblattes 8 entlang der Wegvorgabe 23 in Verbindung mit der Drehbarkeit des Sägeblattes 8 um die in seiner Längsrichtung verlaufende Drehachse 22 automatisierbar, somit die Stichsäge 2 in ihrer Ausbildung als Scrolling Jig Saw als halbautonome Stichsäge einzusetzen.
Die Sensoranordnung 27 umfasst im Ausführungsbeispiel einen als Kamera 30 ausgebildeten Sensor, dem die Recheneinheit 28 zugeordnet ist.
Die Kamera 30 der Sensoranordnung 27 ist auf eine im Bereich der Fußplatte 4 liegende Detektionsflache 31 ausgerichtet, also auf einen Bereich, durch den, in der Draufsicht, die als Wegvorgabe 23 dienende Markierungslinie 24 verläuft, auf die das Sägeblatt 8 ausgerichtet wird. Über die Sensoranordnung 27 mit der auf die Detektionsflache 31 ausgerichteten Kamera 30 wird die Markierungslinie 24 in einzelnen Punkten 32 erfasst, die auf quer zur Arbeitsrichtung 6 verlaufenden, in Überdeckung zur Detektionsflache 31 liegenden Suchzeilen 33 liegen, so dass bei analoger Bildverarbeitung die über die Sensoranordnung 27 erfassten Daten an die Recheneinheit 28 weitergeleitet und dort die Markierungslinie 24 in ihrem Bahnverlauf, und damit auch in ihrem Verlauf zur Längsachse 25, erfasst werden kann. Über die Recheneinheit 28 werden Steuersignale an die Steuereinheit 29 übermittelt, die nun durch ein Stellglied mit Regler z.B. in
Form eines Schrittmotors den Sägeblattwinkel 34 in Abhängigkeit von der überlagerten Benutzerführung einstellt. Als Sägeblattwinkel 34 ist der zur Längsachse 25 gegebene Anstellwinkel des Sägeblattes 8 bezeichnet.
In der Ausgestaltung gemäß Fig. 3 ist die Detektionsflache 31 über eine Strichpunktlinie 35 umgrenzt, die sich mit den Kanten eines in der Fußplatte 4 vorgesehenen Ausschnittes 36 überdeckt, so dass im Rahmen der erfindungsgemäßen Nutzung die Detektionsflache 31 über die Kanten des Ausschnittes 36 abgegrenzt ist.
Die Detektionsflache 31 liegt vorliegend symmetrisch zur Längsachse 25, auf der auch die Drehachse 22 des Sägeblattes 8 liegt, das sich bei mit der Längsachse 25 zusammenfallender Markierungslinie - Geradeaus-Arbeitsrichtung - mit seiner Sägeblattebene in Richtung der Längsachse 25 erstreckt.
Liegt die Detektionsflache 31, was eine bevorzugte Lösung darstellt, im Sichtfeld des Benutzers, so kann der Benutzer unmittelbar aus der Erstreckung der Markierungslinie 24 auf den Winkel 34 des Sägeblattes 8 zur Längsachse 25 rückschließen, wobei die Lage der Längsachse 25 zur Fußplatte 4 zweckmäßigerweise auch zusätzlich markiert ist, so beispielsweise über eine Richtung der Längsachse 25 verlaufenden Markierungspfeil 37. Im Sinne einer üblicherweise anzustrebenden Ausrichtung der Stichsäge 2 mit ihrer Längsachse 25 auf die jeweilige Markierungslinie 24 erhält der Benutzer somit Hinweise auf die zweckentsprechende Führung der Stichsäge 2.
Über die Detektionsflache 31 ist zudem auch der Bereich begrenzt, in dem die Stichsäge 2 unter Berücksichtigung der sensorisch erfassten Werte halbautonom geführt ist und somit durch automatisierte Verstellung des Sägeblattwinkels 34 unabhängig von den Vorgaben des Benutzers auf die jeweilige Markierungslinie 24 ausgerichtet wird. Verlässt die Markierungslinie 24 den sensorisch erfassten, als
Detektionsflache 31 dienenden Bereich, so entfällt auch die maschinelle Unterstützung des Benutzers in der Führung der Stichsäge 2 entlang einer jeweiligen Markierungslinie 24, weshalb ein Auswandern der Markierungslinie 24 aus dem Detektionsbereich zweckmäßigerweise auch signalisiert, insbesondere akustisch signalisiert wird, zweckmäßigerweise verbunden mit einem automatischen Abschalten der Maschine.
Da auf Grund der halbautonomen Führung der Stichsäge 2 der Benutzer die Ausrichtung der Stichsäge 2 auf die jeweilige Markierungslinie 24 nur grob vornehmen muss, ist für den Benutzer im Regelfall eine genaue Verfolgung und Beobachtung der Markierungslinie 24 nicht erforderlich; vielmehr ist es ausreichend, wenn der Benutzer darüber informiert ist, dass die Markierungslinie 24 noch durch die Detektionsflache 31 verläuft, so dass sich der Benutzer an der Detektionsflache 31 und an Informationen orientieren kann, die kritische Abweichungen signalisieren. Dies kann beispielsweise durch entsprechende Farbgebungen im Bereich der Detektionsflache 31, aber auch über Farbgebungen auf gesonderten Anzeigeelementen 38 erfolgen, von denen eines stirnseitig zum Gehäuse 3 vorgesehen ist und ein nach oben gerichtetes Anzeigefeld 39 aufweist, das in Fig. 2 in Draufsicht nochmals isoliert veranschaulicht ist. Dieses Anzeigefeld 39 weist zweckmäßigerweise Farbfelder 40, 41 und 42 auf, von denen das zentrale Farbfeld 40 beispielsweise in grün, die äußeren Farbfelder 41 in rot und die dazwischen liegenden Farbfelder 42 in gelb gehalten sind, so dass der Benutzer auch ohne größere Aufmerksamkeit über die Bereiche informiert ist, in denen er sich bewegt und bei Aufleuchten eines der äußeren Farbfelder 41 darauf hingewiesen wird, dass die Stichsäge 2 gerade noch innerhalb der Grenzen arbeitet, in denen die Führung mit automatischer Unterstützung erfolgt.
Entsprechende Farbmarkierungen lassen sich ggf. auch innerhalb der Detektionsflache 31 darstellen. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist die Detektionsflache 31 mechanisch umgrenzt bzw. markiert. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 zeigt demgegenüber eine Fußplatte 4, die außerhalb eines um das Sägeblatt gegebenen Arbeitsbereiches 9 geschlossen und bevorzugt zumindest teilweise transparent ausgebildet ist, so insbesondere in dem wiederum strichliert angedeuteten Bereich der Detektionsflache 43.
In Berücksichtigung dessen, dass in der Praxis für die Verdrehung des Sägeblattes 8 nur ein zur Längsachse 25 insbesondere symmetrisch liegender, spitzwinkliger Bereich 44 infrage kommt, ist in Fig. 4 die Detektionsflache 43 entsprechend trapezförmig begrenzt, wobei diese Begrenzung für den Benutzer sichtbar auf der Fußplatte 4 aufgetragen oder in sonstiger Weise markiert sein kann. In gleicher Weise wie anhand der Figuren 2 und 3 erläutert kann auch hier die Detektionsflache als Anzeigefeld dienen, somit auch als optisches Anzeigefeld dienen.
Bevorzugt im Bereich des Übergangs auf die Stufe 17 kann im Stirnwandbereich 13 des Gehäuses 3 auch eine Beleuchtungsquelle 45 vorgesehen sein, die auf den Arbeitsbereich 9 und/oder die Detektionsflache 31 bzw. 43 ausgerichtet ist und über die ihrerseits bei entsprechender Randschärfe des beleuchteten Feldes auch die Detektionsflache entsprechend hervorgehoben und damit abgegrenzt dargestellt sein kann. Insbesondere in Verbindung mit einer solchen Lösung kann es auch zweckmäßig sein, mit Farbkodierungen zu arbeiten, wobei im Sinne der vorstehenden Erläuterungen unterschiedliche Farbfelder vorgesehen werden können, die jeweils über eine entsprechend farblich festgelegte Beleuchtungsquelle angestrahlt sind.
Ferner ist es auch möglich, die Detektionsflache 31, 43 insgesamt jeweils für die Kennzeichnung eines Betriebszustandes zu nutzen, und so durch einfarbige Ausleuchtung der Detektionsflache oder eines Teiles der Detektionsflache lediglich den jeweils gegebenen Zustand kodiert zu vermitteln.
Insbesondere mit optischen Mitteln - fließende Farbübergänge - lassen sich auch Übergangszustände signalisieren.
Soll dies mit mechanischen Mittel geschehen, so kann es zweckmäßig sein, wie in Fig. 3 strichliert angedeutet, ausgehend vom Rand der Detektionsflache und damit vorspringend gegen die Längsmittellinie 25, somit auch ausgehend von den einander gegenüberliegenden Rändern des Ausschnittes 36, Vorsprünge 46 vorzusehen, die in Beobachtung der Markierungslinie 24 deren Annäherung an die Grenzen der Detektionsflache 31 erkennbar machen. Insbesondere können die Vorsprünge 46 auch den
Suchzeilen 33 entsprechen, somit beschränkt auf die relevanten Randbereiche in der Überschneidung mit der Markierungslinie 24, entsprechend den Schnittpunkten zwischen Suchzeilen 33 und Markierungslinie 24 liegende, über die Kamera 30 zu erfassende Punkte 32 bilden.
Zusammenfassend wird durch die Erfindung eine Werkzeugmaschine 1, insbesondere in Form einer handgehaltenen Stichsäge 2 für den insbesondere halbautonomen, den Benutzer in der Führung unterstützenden Betrieb mit einer Sensoranordnung 27 für die Beobachtung einer Detektionsflache 31, 43 versehen, innerhalb derer die Sollarbeitsrichtung als Wegvorgabe 23 für das als Werkzeug 7 dienende Sägeblatt 8 in ihrer Ausrichtung zur Stichsäge 2 für nachgeordnete Steuermittel 26 erfasst wird, über die das Sägeblatt 8 durch Verdrehung um seine Längsachse 25 auf die Wegvorgabe 23 ausgerichtet wird, so dass der Benutzer durch seine Führung der Stichsäge 2 nur sicherstellen muss, dass die Wegvorgabe 23 innerhalb der Detektionsflache 31, 43 verläuft.
In der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Werkzeugmaschine wird dem Benutzer insbesondere auch das zielgenaue Ansetzen des Werkzeuges am Werkstück erleichtert.

Claims

Ansprüche
1. Werkzeugmaschine, insbesondere handgehaltene Werkzeugmaschine (1), mit einem Arbeitsbereich für ein Werkzeug (7) zur
Bearbeitung eines Werkstückes (5) und mit einer Hilfseinrichtung zur an einer Wegvorgabe (23) orientierten Führung der Werkzeugmaschine (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfseinrichtung eine Sensoranordnung (27) mit im Umfeld zum Arbeitsbereich (9) des Werkzeuges (7) liegender Detektionsflache (31; 43) sowie im Sichtfeld (10) des Benutzers Mittel zur Visualisierung der Detektionsflache (31; 43) und deren Lage zur Wegvorgabe (23) aufweist .
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mechanische Anzeigemittel für die Lage der Detektionsflache (31, 43) zur Wegvorgabe (23) vorgesehen sind.
3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Anzeigemittel durch Teile der Werkzeugmaschine (1) gebildet sind.
4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Anzeigemittel benachbart zum Arbeitsbereich (9) vorgesehen sind.
5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass optische Anzeigemittel für die Lage der Detektionsflache (31, 43) zur Wegvorgabe (23) vorgesehen sind.
6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Anzeigemittel benachbart zur Arbeitsbereich (9) vorgesehen sind.
7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Anzeigemittel beabstandet zum Arbeitsbereich (9) , insbesondere am Gehäuse (3) der Werkzeugmaschine (1) vorgesehen sind.
8. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Abweichung des
Arbeitswerkzeuges (7) von der Wegvorgabe (23) hinsichtlich des Grades der Abweichung von der Wegvorgabe (23) gewichtet und über die Anzeigemittel insbesondere in einem Anzeigefeld (39) eines Anzeigeelementes (38) visualisiert ist.
9. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugmaschine (1) als Stichsäge (2), insbesondere als halbautonome Stichsäge mit einem Sägeblatt (8) ausgebildet ist, das um eine in seiner Längsrichtung verlaufende Drehachse (22) schwenkbar ist und das über eine Stelleinheit (29) orientiert an der Wegvorgabe (23) richtungsgeführt ist.
10. Verfahren zum Betrieb einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer handgehaltenen Werkzeugmaschine (1) , insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einem orientiert an einer Wegvorgabe (23) über eine Hilfseinrichtung geführten Werkzeug (7) zur Bearbeitung eines Werkstückes (5) , dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (7) über eine Sensoranordnung (27), die auf eine Detektionsflache (31, 43) ausgerichtet ist, welche in ihrer Lage am Arbeitsbereich (9) des Werkzeuges (7) orientiert ist, geführt und die Lage der Detektionsflache (31, 43) zur Wegvorgabe (23) signalisiert wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass über die Lage der Detektionsflache (31, 43) die Abweichung der Bearbeitungsstelle des Werkzeuges (7) von der Wegvorgabe (23) kodiert und/oder gewichtet, insbesondere durch Änderung von der Beleuchtungsintensität und/oder Farbgebung, symbolisiert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei Auswandern der Wegvorgabe (23) aus der Detektionsflache (31, 43) ein Warnsignal, insbesondere ein zusätzliches, vor allem akustisches Warnsignal, abgesetzt und/oder die Werkzeugmaschine (1) abgeschaltet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ansetzen der Werkzeugmaschine (1) an einem Werkstück (5) die Lage der Detektionsflache (31, 45) zum durch die Wegvorgabe (23) bestimmten Ansatzpunkt des Werkzeuges (7) am Werkstück (5) signalisiert wird.
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