用於工具機的安全裝置，其中第一工具機部件相對於第二工具機部件實施加工運動的製作方法

2023-04-29 02:37:46 3

專利名稱：用於工具機的安全裝置，其中第一工具機部件相對於第二工具機部件實施加工運動的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於工具機的安全裝置，其中第一工具機部件相對於第二工具機部件實施加工運動，其中第一工具機部件具有在運動方向上在前運行的邊緣，所述邊緣限定運動平面，所述安全裝置具有多個光學安全柵和評估單元，其中光學安全柵在加工運動中隨著第一工具機部件一起運動，使得光學安全柵以不同的距離在邊緣之前運行，其中光學安全柵形成在橫截面中為二維的保護區域，並且其中評估單元構成用於，根據光學安全柵產生用於停止第一工具機部件的停止信號。
背景技術：
例如從DE 20217426U1中已知這種安全裝置。用於非切削地加工工件的已知方法是彎曲或者卷邊。在此，在加工部位的區域中首先在壓力的作用下對仍然平的工件進行成形。為此在工具機加工中應用下面通常稱作壓彎機的工具機。然而，本發明不限制於狹義的壓彎機，並且同樣能夠在折板機、衝壓機、切割機和其他的工具機中應用，其中兩個工具機部件相對彼此實施帶來危險的加工運動，並且其中使用隨動的、無接觸作用的保護裝置以避免事故。在壓彎機中基本上如下地進行工件的成形藉助彎曲陽模將工件相對於陰模擠壓。期望的造型能夠通過彎曲陽模和陰模的相應構造來實現。通常，彎曲陽模是設置在可運動的上橫梁上的工件，而陰模位於固定的下橫梁處。然而，因為僅兩個橫梁彼此的相對運動是重要的，替選地也能夠使陰模運動，或者兩個橫梁能夠相對彼此運動。根據本發明的安全裝置能夠在全部所述情況下使用。容易理解的是，壓彎機引起對操作員的顯著的危險，尤其是夾傷或者甚至切斷身體部分的危險。相應地，長久以來已知的是，壓彎機等設有安全裝置，以便儘可能地避免事故。在現有技術中得出用於壓彎機和類似工具機的隨動安全裝置的大量建議，其中第一工具機部件實施相對於第二工具機部件的加工運動。例如，在此可參考下述參考文獻，而該列表沒有要求全部DE 852037、DE 2750234C2、DE 10027156A1、DE 10143505A1、DE 10114784A1、DE 10246609AU DE 10247136A1、DE 10309399AU DE 102004058472AUDE 102004020024A1, GB 1307078、AU 566795B、US5, 579，884、US 6，316，763B1、WO03/080268A1, WO 00/67932。許多建議專注於，儘可能最好地使運動的工具機部件的在前運行的邊緣的危險區域保險，以便可靠地識別來自不同方向和/或在不同運行情況下危險的進入到工具機的加工運動中。如在US 5，579，884中的大量的建議基於在運動的工具機部件的在前運行的邊緣的區域中設置多個光電柵欄/光束。一旦在工具機部件的加工運動中所述光束中的至少一個被中斷，就產生停止工具機的加工運動的輸出信號。也提出下述建議例如在DE 102004058472A1中，藉助在接收側的照相機實現光電柵欄。因此，藉助「大的」光束完全地照射照相機。在該情況下當然僅監控並且評估照相傳感器的所選出的像素區域。當陰影在像素區域上覆蓋光束時，所述像素區域觸發切斷信號。EP 1674785B1描述一種基於照相機的安全裝置以使折板機保險。示出不同的可能的保護區域。除了小於接收裝置的可視範圍大小的10%的極其小的保護區域之外，也示出大面積的保護區域。在一個擴展方案中，大面積的保護區域由多個、不連續的、條帶形的區段組成。在此，條帶形的區段平行於通過在前運行的邊緣來限定的運動平面地設置。在所有情況下，提出下述問題如何可靠地對危險地進入到壓模的運動軌道中進行識別，而沒有不必要地觸發錯誤警報。後者當然影響了工具機的生產率。此外，希望儘可能快速地識別危險的進入，以便能夠將工具機在危險情況下相應快速地切斷。在此，全部光 電柵欄幾何形狀或者保護區域幾何形狀是在速度、識別可靠性、錯誤警報避免和實現成本的要求之間的衝突範圍內的折衷。儘管存在多種已知的建議，還存在下述期望提出一種安全裝置，其儘可能最佳地滿足一部分極其衝突的要求。此外，存在下述期望將藉助於光學安全柵形成的保護區域一直保持到加工運動結束，因此保護工具機操作員直到加工運動結束。然而，在該情況下的問題是，在達到加工運動的終點之前，在最遠處運行的安全柵已經被第二工具機部件和/或待加工的工件中斷。因此，必須使光學安全柵失效直至加工運動結束。所述故意的失效稱作消除。在沒有消除的情況下，第一工具機部件不能夠完全結束其加工運動，因為所述第一工具機部件已經在之前通過安全裝置斷開。DE 10353353A1公開一種基於照相機的安全裝置，其中完全地監控保護區域並且使保護區域連續地變小直至加工運動結束。這種方式當然需要高的計算性能，並導致用於實際實現的成本很高。EP 1387121B1公開一種具有多個單獨的安全光電柵欄的安全裝置，連續地使安全光電柵欄失效直至加工運動結束。因此，所述已知的安全裝置實現對操作員的一定的保護直至加工運動結束時。當然，該保護還不是最佳的，因為安全柵的數量和分布僅允許在調整保護區域時相對大的間距。在使安全光電柵欄失效的時刻，形成的保護區域向上「躍起」並且在工件處留下空隙，所述空隙隨著第一工具機部件的進一步的加工運動才再次被封閉。

發明內容
基於該背景，本發明的目的是，提供一種開始所述類型的安全裝置，所述安全裝置確保對高生產率工作的工具機的操作員的最佳保護，但是其中同時進一步降低對於實現保護功能而言必需的計算耗費，進而進一步降低所必需的計算性能。此外，一個目的是提供開始所述類型的安全裝置，所述安全裝置實現尤其在危險的加工運動結束時對操作員的最佳保護。根據本發明的第一方面，所述目的通過開始所述類型的裝置實現，其中將光學安全柵在第二工具機部件的區域中儘可能保持靜止，直至加工運動結束，其中評估單元構成用於，在所述光學安全柵被第一工具機部件中斷之前，時間上依次分別使光學安全柵失效。根據補充於第一方面且獨立於第一方面地示出相對於已知的安全裝置有利的改進形式的另一方面，光學安全柵形成光學安全柵的至少三個相關聯的條帶，其中帶有第一光學安全柵的第一條帶與帶有第二光學安全柵的第二條帶大致彼此平行地設置，並且帶有第三光學安全柵的第三條帶位於第一條帶和第二條帶之間，其中第一條帶和第二條帶分別基本上平行於運動平面，並且第三條帶基本上垂直於運動平面。新型的安全裝置一方面基於下述思想不全部同時地使光學安全柵失效，而是連續地分別在每個安全柵被中斷之前短時間內使光學安全柵失效。在優選的變型形式中，保護區域藉助於第一測量柵儘可能靜止地保持在工件處，並且從上部降低保護區域的高度，使得還向下移動的第一工具機部件不觸發切斷信號。在分離的光學安全柵的優選的應用中，相應逐步地從上向下使安全柵失效(由上部起消除)，而保護區域的下邊緣保持在工件處或者直接保持在工件之上。能夠以不同的方式實現將保護區域靜止保持在工件處。一個有利的實施形式是，保護區域藉助於具有像素矩陣的照相傳感器來實現並且在照相傳感器上與第一工具機部件的向下移動同步地向上移動已評估像素的選擇，使得形成相對於運動的第一工具機部件「虛擬」靜止的保護區域。替選地或者補充地，接收器能夠與運動的工具機部件機械地耦聯，使得所述接收器在加工運動的最後分段上與工具機部件脫離，進而能夠靜止地保持。例如，工具機耦聯能夠包含彈性的彈簧，所述彈簧實現安全裝置在止擋處停止，而第一工具機部件繼續相對 於第二工具機部件運動。安全柵從上部消除是有利的，因為通常直接在工件處發生進入到第一工具機部件的運動軌道中，直至加工運動結束，例如用於在原本的彎曲或者切割過程之前不久校正工件位置。從上部消除確保，在工件處的尤其關鍵的區域進行均勻的並且無跳躍式的變化。可能時，由使各個安全柵失效引起的保護區域的可能跳躍式的變小發生在遠離工件上的關鍵夾緊部位處。此外，尤其當保護區域藉助各個彼此隔開的安全柵形成時，從上部消除使得用評估和控制單元中的中等計算性能控制的實現是可能的。因此，保護區域的變小和光學柵從上部失效是創新的應用，所述應用在加工運動的最後一部分中最佳地並且無空隙地使直接在工件之上的危險的夾緊點保險。另一方面，新型的安全裝置基於下述思想應用具有光學柵的至少三個相關聯的條帶的保護區域。三個條帶中的兩個基本上平行於運動平面，並且因此限定保護區域的橫向於運動方向的最小寬度。這兩個條帶包圍保護區域的內部區域。垂直的第三條帶「保護」位於第一和第二條帶之間內部區域免於平行於運動平面的進入。三個條帶的基本上垂直的布置形成具有相對少的監控射束的相對大的保護區域。大的保護區域實現，可靠地識別來自不同方向的進入。另一方面，分離的柵能夠極其簡單地並且快速地監控到進入。此外，基本上垂直的布置在優選地安全裝置藉助照相傳感器實現的情況下實現極其快速地讀取所選出的像素。因此，新型的安全裝置藉助少量的計算耗費和相應低的計算性能實現對操作員的最佳保護。有利地，三個條帶形成在第一工具機部件的運動方向上敞開的大致U形的結構。在尤其優選的擴展方案中，第三條帶至少部分地形成保護區域的上邊緣。這些措施有助於工具機操作者的最佳保護，因為這些措施實現針對在第一工具機部件的加工運動的方向上的後續進入進行有效的保護。在另一擴展方案中，第一和第二條帶分別具有上端部，其中第一條帶的上端部突出於第三條帶，並且其中第二條帶的上端部與第三條帶齊平。
該措施有助於進一步改進對工具機操作員的保護。通過在一側提高保護區域而在該側上實現針對在第一工具機部件的加工運動的方向上的後續進入的還更好的保護。這尤其適用於在朝向工具機操作員的一側上提高保護區域時。在另一擴展方案中，第一條帶限定保護區域的第一側邊緣，其中第一條帶具有距運動平面的限定的距離。優選地，限定的距離大於指寬並且尤其大於20mm。第一條帶在操作員側形成保護區域的外邊緣。該措施有助於對操作員的最佳保護。因此，能夠從操作員側提早識別進入到運動平面中。在另一擴展方案中，第二條帶大致設置在運動平面處。優選地，儘管將第二條帶設置在運動平面處，然而所述第二條帶沒有位於運動平面中，而是與運動平面錯開一段。換而言之，第二條帶同樣距運動平面一定距離地設置。然 而，所述距離明顯小於在運動平面和第一條帶之間的距離。小的距離尤其在彎曲箱子時是有利的，因為由此降低通過要加工的工件的豎起部分引起的錯誤報警的數量。另一方面，第二條帶確保在運動平面處的重要的保護。在另一擴展方案中，保護區域形成至運動平面的兩側，其中第一條帶和第二條帶位於運動平面的不同的側上。所述擴展方案確保針對來自於工具機的後側和前側的進入的保護。因此，該擴展方案實現棄用禁止對於工具機部件後側的接近的防接近裝置或者至少減少這種防接近裝置。在另一擴展方案中，安全裝置具有四個光學安全柵，所述光學安全柵連同第三條帶一起限定保護區域的第二側邊緣。在所述擴展方案中，第三條帶與第二條帶相交，並且所述第三條帶在側向上突出於第二條帶。然而，為了實現保護領域的擴展的側向邊緣而設置有第四光學安全柵，所述第四光學安全柵連同第三條帶的自由端部一起限定保護區域的側邊緣。該擴展方案實現在危險的運動平面處的光學安全柵的高密度，以及具有相對少量的安全柵的、朝運動平面兩側擴展的二維的保護區域。在另一擴展方案中，第一和第二條帶分別具有下端部，其中在兩個下端部之間設置有第五光學安全柵，所述第五光學安全柵連同兩個下端部一起限定保護區域的下邊緣。優選地，第五光學安全柵接近第一條帶並且更為遠離第二條帶地設置，並且在第五光學柵和第二條帶(進而在保護區域的下邊緣處的開口)之間的距離大於指寬。藉助所述擴展方案，良好地識別從斜下方到保護區域中的進入，這有助於降低錯誤報警並且將光學柵的數量保持得低。在另一擴展方案中，工具機具有超過行程，其中光學安全柵的數量能夠根據超過行程的長度來配置。所述擴展方案實現優化對於實現保護功能所需要的計算耗費以及更好地避免錯誤報警。在具有大的超過行程的工具機中需要高的保護區域，以便確保工具機在進入到運動平面中時在其超過行程之內安全地達到靜止狀態。相反地，在具有小的超過行程的工具機中具有低的高度的保護區域是足夠的。有利地，保護區域的高度以多個步驟匹配於超過行程的長度。優選地，隨著位於第三條帶之下的光學柵的數量隨著超過行程長度的降低而降低，其中在任何情況下，與相應超過行程的長度無關的第三條帶是匹配於超過行程的保護區域的一部分。對於所述該措施的具體的實現而言，能夠考慮不同的擴展方案。在第一擴展方案中，從全部的光學安全柵中將數據讀入到評估單元中，其中在評估單元中僅僅評估那些限定匹配於超過行程的保護區域的光學柵的數據。相反地，在另一擴展方案中僅僅從限定匹配於超過行程的保護區域的光學柵中將數據讀入到評估單元中。在另一擴展方案中，將尤其第一光學測量區域形式的第一光學測量柵設置在第二條帶之下。與在此提出的保護區域的實現無關地，所述擴展方案就本身而言也是包括下述安全裝置在內的所有此類安全裝置的創造性的改進形式，所述安全裝置沒有由單獨的光學柵構成保護區域，而是整面地藉助照相傳感器來監控。光學測量區域優選是在這種照相傳感器上的所選出的像素區域，然而原則上也能夠是單獨的光電柵欄。光學測量柵在第一工具機 部件的加工運動中在朝著待加工的工件的方向上首先被中斷，因為所述光學測量柵設置在第二條帶之下。因此，在工件進入到保護區域中之前，所述光學測量柵由工件中斷。早中斷測量柵有利地能夠用於，引入「軟」制動第一工具機部件。因此，能夠降低工具機負荷、工具機震動和工具機磨損。此外，光學測量柵在優選的擴展方案中用於，引起後續的光學監控柵的消除。光學測量柵的用於觸發消除實現了在加工運動過程中用於消除開始的極其精確限定的位置。此外，消除位置自動地匹配於變化的工件厚度。在另一擴展方案中，尤其第二光學測量區域形式的另一光學測量柵設置在第一和/或第二條帶之上。藉助所述擴展方案，新型的安全裝置能夠在切斷信號之後估計第一工具機部件的當前的超過行程，如在開始所述的DE 102004058472A1中所描述的。關於在超過行程測量中的細節至此參考該參考文獻。優選地，安全裝置在另一擴展方案中具有光發射器和光接收器，其中至少光接收器與第一工具機部件耦聯，使得所述光接收器在第一工具機部件的加工運動中運行在邊緣之前，其中光發射器產生儘可能平行於邊緣延伸的並且照射光接收器的光束，其中光接收器具有帶有多個圖像點的圖像傳感器，以便記錄光束的本地解析的圖像，並且其中光學安全柵藉助於所選擇的圖像點來實現。所述擴展方案使極其穩固的並且低成本的實現成為可能。其簡化了新型的安全裝置在工具機上的校正並且實現了保護區域幾何形狀的簡單的後續的變化。此外，所述擴展方案使得優選從上部起的消除的極其低成本和維護費用低的實現成為可能。在另一擴展方案中，新型安全裝置的光學安全柵的橫截面分別儘可能是正方點形的。所述擴展方案使尤其簡單並且低成本地實現具有唯一照相傳感器的分離的光學柵成為可能。大致呈正方點形的柵能夠藉助所選擇的像素區域來實現，所述像素區域一方面是小的並且另一方面能夠極其快速地讀取。要理解的是，上面描述的和下面還要描述的特徵不僅分別能夠以所說明的組合應用，而且還能夠以其他的組合應用或者單獨地應用，而在此不離開本發明的範圍。


在附圖中示出並且在下面的描述中詳細闡明本發明的實施例。其示出圖I示出具有新型安全裝置的實施例的壓彎機的示意圖，圖2示出圖I中的安全裝置的示意圖，圖3示出光束的圖像的簡化圖，所述光束照射在圖I中的安全裝置中的光接收器，和圖4示出在新的消除開始時的圖像的簡化圖。
具體實施例方式在圖I中，作為用於新的安全裝置的優選工具機的壓彎機整體設有附圖標記10。在壓彎機10處應用根據本發明的一個實施例的安全裝置12，以便在壓彎機10的工作運行中避免操作員受傷。然而，應再次指出，本發明不僅能夠使用在壓彎機中，而且在一般擠壓的 情況下以及在其他兩個工具機部件實施相對彼此的加工運動的工具機中也能夠使用，因此例如也能在衝壓或者切割工具機中使用。本發明不限制於僅一個工具機部件運動的應用情況。根據本發明的安全裝置同樣能夠使用在多個工具機部件相對彼此運動的工具機中。壓彎機10具有在該情況下上部的第一工具機部件14和在此在下部的第二工具機部件16。第一工具機部件14具有上橫梁18，例如彎曲陽模的上模具20設置在所述上橫梁處。第二工具機部件16具有下橫梁22，例如陰模的下模具24設置在所述下橫梁處。第一工具機部件14能夠經由驅動器26在箭頭28的方向上實施加工運動。上模具20 (彎曲陽模)和下模具24 (陰模)共同形成壓模，藉助所述壓模能夠將工件30成形。工件3通常為鋼板。上模具20具有在前運行的邊緣32，所述在前運行的邊緣基於加工運動28限定運動平面34。尤其當上模具20已經緊密地接近於下模具24時，物體每次進入到運動平面34中、例如藉助操作員的手進入為危險情況。安全裝置12用於檢測在在前運行的邊緣32的區域中的這種進入，以便根據此停止壓彎機10的加工運動28，其中評估單元36也屬於所述安全裝置。安全裝置12包含在此分別固定在上橫梁18處的光發射器38和光接收器40。光發射器38和光接收器40與上橫梁18耦聯，使得所述光發射器和光接收器隨著上模具20的加工運動28 —起運行。通過安裝在上橫梁18處，光發射器38和光接收器40運行在邊緣32之前。光發射器38產生光束42，所述光束平行於上模具20的在前運行的邊緣32延伸並且照射光接收器40。相應地，光發射器38和光接收器40形成光電柵欄，所述光電柵欄圍繞上模具20的邊緣32保護基本上通過光束42限定的保護空間。光發射器38具有光源,所述光源在優選的實施例中為具有大約701m / W光輸出量的所謂功率LED。然而，原則上也能夠為雷射二極體、螢光管、滷素燈或者其他光源。光接收器40具有帶有多個圖像點46的圖形傳感器44。優選涉及具有圖像點46的矩陣式布置方式的圖形傳感器，如在圖3中示出。圖像傳感器44在優選的實施例中是具有對數變換特徵曲線的CMOS (互補金屬氧化物半導體)圖像傳感器。光接收器40還具有帶有焦點的光學成像裝置，孔徑光闌設置在所述光學成像裝置處。孔徑光闌的淨內直徑在優選的實施例中位於大約50μπι至150μπι之間的範圍內。在優選的實施例中，淨內直徑大約為75μπι。圖I中示出的實施例從當今觀點看是優選的，在所述實施例中光發射器38和光接收器40隨著上模具20的加工運動28 —起運行。但是，如果所述光發射器例如產生平行於運動平面34的光帶或者光平面，那麼原則上光發射器也能夠固定地設置。原則上，只要所述光接收器能夠在上模具20的加工運動28的過程中在全部重要部位處記錄光束42的圖像，光接收器40就也能夠是靜止的。此外，評估單元36屬於安全裝置12。評估單元36能夠與光發射器38和光接收器40分開設置。替選於此，評估單元36能夠整體或者部分地集成在光發射器38和/或光接收器40中。評估單元36用於，控制光接收器40並且根據光接收器40提供的信號產生輸出信號，以便停止上模具20的加工運動28。這啟動藉助光接收器記錄的圖像的評估，因此所述評估或者在光接收器40本身中進行或者在評估單元36中進行。因此，對於所述兩個替選方案，由光接收器40提供的輸出信號不同。評估單元36運行評估和控制程序。為此，評估單元36將信號輸送給不同的開關和按鍵。例如兩個極限開關48、50、踏板52、急停按鍵54、運行類型選擇開關56和應答按鍵58屬於所述開關和按鍵。兩個極限開關48、50僅當上模具20位於其上止點中時才閉合。極限開關48、50的閉合位置指出壓彎機10位於其用於執行工作循環的初始狀態中。通過 操作踏板52啟動壓彎機10的工作循環。在危險情況中，操作員能夠通過操作急停按鍵54來中斷上模具20的加工運動28。安全裝置12的保護區域模式能夠經由操作類型選擇開關56來選擇，所述保護區域模式然後經由應答按鍵58來應答。本發明的申請人提供商標為PSS 和PNOZ 的多種優選的故障安全的評估單元。典型地，壓彎機10除了評估單元36之外還具有控制「正常」運行過程的運行控制器60。原則上，運行控制器60能夠與評估單元36組合，這通過虛線示出的殼體62來表明。也能夠考慮，將評估單元36集成到運行控制器60中。評估單元36和運行控制器60能夠交換數據，這通過箭頭64來表明。在圖I中示出的將光接收器40和驅動器60連接到評估單元36和運行控制器60處具有僅老套的特性。因此，例如放棄將驅動器26與控制單元36和運行控制器60連接。同樣地，放棄對於如下保護器的描述，所述保護器設置在評估單元36和驅動器26之間並且用於將驅動器26與電源分開。這應該不具有限制性的作用。圖2示出安全裝置12的原理結構的示意圖。評估單元36優選多通道冗餘地構成，這在圖2中藉助於兩個處理器70、72示出，所述處理器能夠相互控制並且交換其處理結果。在特別優選的實施例中，處理器70、72是有差異的，這就是說，其為不同的處理器，以便降低同時出錯的概率。兩個處理器70、72中的每一個處理評估和控制程序，這儲存在相應配設的存儲區域74、76中。接口單元設有附圖標記78，處理器70、72藉助所述接口單元在輸入端處讀取輸入信號並且在輸出端處輸出輸出信號。在優選的實施例中，處理器70、72等產生故障安全的、優選冗餘的輸出信號79、79』，當於在前運行的邊緣32之下的區域中檢測到危險的進入時，藉助所述輸出信號停住上模具20的加工運動28。在圖2中，示出對於闡明安全裝置12的原理功能而言必需的部件和信號。因此，所述圖不要求完整性。因此，例如在評估單元36中放棄示出診斷輸出端。安全裝置12具有內部的測試功能，使得其本身當在其或者與其連接的設備中出現錯誤功能時，總是確保壓彎機10的安全狀態。因此，對安全裝置12自身的故障安全性提出極其高的要求。安全裝置12必須包含預設的安全標準，所述安全標準例如記錄在歐洲標準EN 954-1或者例如標準IEC 61508或者標準EN ISO 13849-1的類似的標準中。安全裝置12至少滿足歐洲標準EN 954-1的安全類別3或者其安全完整性等級(SIL)至少達到根據標準IEC 61508的等級2。光發射器38和光接收器40共同形成滿足標準EN 61496-1的類型4的無接觸作用的保護裝置(BWS)。下面，根據擠壓行程描述安全裝置12的作用方式。壓彎機10的操作員通過操作踏板52觸發擠壓行程。從上部止點出發，上模具20朝下模具24運動。通常，這以相對高的合模速度(例如>10mm/s ;快速行程)來進行。從上模具20的限定的行程起，評估單元36觸發制動過程。如果上模具20達到低的合模速度(例如< lOmm/s，寸動行程)，那麼這由評估單元36藉助於為此構成的採集單元80示出。採集單元設置在壓彎機10處並且產生相應的寸動行程信號。這能夠有利地應用在一些實施例中，以便使安全裝置失效(消除)，因此，儘管監控射束被工件30中斷，上|旲具20仍能夠完成加工運動。在達到下部的止點之後結束壓彎過程，上模具20再次向上移動。在一些實施例中，能夠取消從快速行程到寸動行程的轉換，因為安全裝置由於新的消除方法而能夠監控危險的開口間隙直到結束。
如果物體在無消除的加工運動28中中斷保護區域，那麼這藉助於保護區域狀態信號82、84示出。這導致評估單元36控制設置在(沒有示出的)驅動器26和(沒有示出的)電源之間的保護器86、88，使得驅動器26與電源分離。因此，中斷上模具20的加工運動28。當然，上模具20還繼續運動其超過行程。在一些實施例中可能的是，一旦物體從保護區域中移出，就能夠繼續進行上模具20的加工運動28並且結束壓彎過程。光接收器40包含兩個輸出開關元件。因此，能夠產生兩個冗餘的保護區域狀態信號82、84。兩個保護區域狀態信號82、84指出保護區域的狀態。如果保護區域是空的，那麼例如認為所述保護區域狀態信號是數值1，如果相反地保護區域被中斷，那麼認為所述保護區域狀態信號是數值O。在優選的實施例中，保護區域包含三個保護區域範圍，即前部的、中部的和後部的保護區域範圍。中部的保護區域範圍在優選的實施例中基本上由第二條帶的光學柵組成。分別從操作員側來看，前部的和後部的區域包含設置在第二條帶之前或者之後的光學柵。選擇性可行的是，保護區域通過使前部的和/或後部的保護區域範圍失效來匹配於處理過程。為了匹配保護區域，操作員操作運行類型選擇開關56。運行類型選擇開關56的每個位置與處理或者彎曲任務相關聯、進而與保護區域模式相關聯。優選地，區分下面四種保護區域模式-保護區域模式STANDARD(標準)，其中提供具有全部光電柵欄的完整的保護區域。所述保護區域模式主要應用在平面工件中。-保護區域模式KASTENBIEGEN(使箱子彎曲)，其中應用減小的保護區域，所述保護區域由中部和後部的保護區域範圍的光學柵組成。所述保護區域模式有利地應用在下述工件中所述工件必須多次彎曲，例如在箱子的情況下。因為在所述處理中能夠預料到前部的保護區域範圍的光學柵的中斷，所以使所述柵失效。因此，中斷沒有導致錯誤報警和加工運動28的停止。-保護區域模式ANSCHLAG(止擋)，其中應用減小的保護區域，所述保護區域由前部和中部的光學柵組成。當後部的止擋部到達運動平面24附近時，應用這種保護區域模式。因為在所述處理中能夠預料到後部保護區域範圍的光學柵的中斷，所以使所述柵失效。
-保護區域模式KASTENBIEGENMIT ANSCHLAG (帶有止擋地使箱子彎曲)，其中應用減小的保護區域，所述保護區域僅由第二條帶的光學柵組成。所述保護區域模式組合了模式 KASTENBIEGEN 與 ANSCHLAG。操作員必須通過操作應答按鍵58來應答具有冗餘的保護區域的所調出的保護區域模式。在成功應答之後，才實施具有減小的保護區域的擠壓行程。將由應答按鍵58產生的信號輸送給光接收器40。具有減小的保護區域的保護區域模式優選僅僅對於擠壓行程是有效的。如果重新實施具有減小的保護區域的擠壓行程，那麼需要重新藉助接下來的應答來經由運行類型選擇開關56來選擇期望的保護區域模式，所述應答通過操作應答按鍵58進行。評估單元36根據調出的保護區域模式產生輸送給光接收器40的保護區域模式信號90、92。因此，光接收器40能夠使保護區域的幾何形狀匹配於待執行的處理。因為兩個 保護區域模式信號90、92在此能夠認為分別是兩種狀態，所以在此總共能夠區分四種保護區域模式。用於接收保護區域模式信號90、92的光接收器40的輸入端故障安全地構成。超過行程是在檢測到保護區域被進入之後上模具20還要經過的路程。在壓彎機10運行時必須確保，儘管存在超過行程，上模具20仍可靠地在物體進入到運動平面34中之前達到靜止狀態。出於該原因，保護區域的高度在此能夠匹配於壓彎機10的超過行程，如原則上已經在DE 20217426U1中描述的。在一種情況下，在配置安全裝置12的情況下經由按鍵94將超過行程輸入並且儲存在安全裝置12中、優選儲存在光接收器40中。然後，根據儲存用於超過行程的數值來計算保護區域的最佳高度。將按鍵94設置在評估單元36處不應具有限制性的作用。例如，按鍵94也能夠設置在光接收器40處。光接收器40具有其他的輸入端和輸出端。因此，基於運行控制器60，將擠壓狀態信號102輸送給光接收器40。藉助擠壓狀態信號102通知光接收器40 :上模具20位於上止點中。光接收器40產生開關信號104，藉助所述開關信號所述光接收器能夠接通或者斷開光發射器38的光源。此外，光接收器40產生控制信號106，所述光接收器能夠藉助所述控制信號控制光發射器38的光源的強度。此外，基於評估單元36將設定信號107輸出給光接收器40，所述設定信號告知光接收器40 :壓彎機10位於運行類型EINRICHTEN (設定)中。如果壓彎機位於運行類型EINRICHTEN，使那麼安全裝置12的安全功能失效。評估單元36構成用於，控制閥108。閥108能夠為安全閥並且為吸入閥。圖3示出光束圖像的簡化圖，所述光束在安全裝置中照射光接收器。如能夠在圖3中識別的，光束42在此具有圓形的橫截面，所述光束照射圖形傳感器44。光發射器38設置在上模具20之下，使得上模具20的包括邊緣32在內的下尖部在圖像120中產生陰影圖像。同樣，具有工件30的下模具24在加工運動的終點產生陰影圖像。在圖3中示出的狀況示出上模具20已經接近下模具24的情況。圖像傳感44具有多個圖像點46，藉助所述圖像點在此本地解析地記錄圖像120。從多個圖像點46中選出多個圖像點，所述多個圖像點監控是否能夠在所述選出的圖像點處檢測到光束42。因此，選出的圖像點形成光學安全柵130、134、138，當所述光學安全柵被物體中斷時，所述光學安全柵分別觸發切斷信號79、79』。光學安全柵130、134、138在圖3中藉助上升的直線以陰影示出並且在此分別具有矩形的、優選儘可能正方點形的橫截面。光接收器40與第一工具機部件14耦聯，使得所述光接收器在第一工具機部件14的加工運動28中運行在邊緣32之前。因此光學柵在加工運動28中隨同運動，使得所述光學柵運行在邊緣32之前。光學柵形成橫截面為二維的保護區域124。在此，光學安全柵形成三個條帶，即帶有第一光學柵130的第一條帶128、帶有第二光學柵134的第二條帶132和帶有第三光學柵138的第三條帶136。第一條帶128和第二條帶132彼此平行並且平行於運動平面34地相距第一距離。第三條帶136位於第一條帶128和第二條帶132之間並且將這些條帶彼此連接。第三條帶136在此垂直於運動平面34。條帶128、132和136連在一起並且形成(在加工運動的方向上)向下敞開的U形。在示出的優選實施例中，第三條帶136與兩個平行條帶128、132相交，其中所述第三條帶在工具機的操作員側與第一條帶128齊平，而所述第三條帶在背離操作員的一側側向突出於第二條帶 132。第一條帶128具有上端部142，並且第二條帶132具有上端部144。上端部142在此突出於第三條帶136，而上端部144與第三條帶136齊平。 第一條帶128形成保護區域124的第一側邊緣。在此，第一條帶128具有距運動平面34相對大的距離。該距離在此明顯大於指寬。第二條帶132大致在運動平面34上延伸，然而相對於背離操作員的一側偏置。因此，所述第二條帶具有距運動平面34極其小的距離。如在圖3的描述中能夠看出，第一條帶128和第二條帶132位於運動平面34的不同的側上。在此，第四光學安全柵148設置在運動平面34的安置有第二條帶132的那一側上，以便改進機器在背離操作員的一側上的保險。第四光學安全柵148連同第三光學安全柵一起在第三條帶的自由端部處限定保護區域124的第二側邊緣。在此，在第一和第二條帶128和132的下端部之間設置有第五光學安全柵156。在第五安全柵156和第二條帶之間保留有大於指寬的開口 158。第五光學安全柵156連同條帶128、132的兩個下端部一起限定保護區域124的下邊緣。在此，在保護區域之下設置有測量區域160形式的超前的測量射束。超前的測量區域160由所選出的圖像點形成並且觸發連續地消除光學柵130、134、138、148、156。在優選的實施例中，安全裝置在測量區域160被中斷的情況下置於特殊的消除模式中。在所述特殊的消除模式中，保護區域藉助於測量區域160在危險的夾緊點處靜止地直接保持在工件30之上，並且分別稍微在將上模具20沉入到從現在開始空間上靜止的保護區域中之前，使光學柵130、134、138、148、156從上到下連續地失效。在優選的實施例中，通過分別將相應評估的圖像點與上模具的加工運動同步地然而以相反的方向(在當前的情況下即向上)移動，將光學安全柵130、134、138、148、156和測量區域160靜止地直接保持在夾緊點之上。在一些優選的實施例中，光學柵130、134、138、148、156在特殊的消除模式中的設置和分布能夠不同於在加工運動中的前面的測量射束160仍未接觸工件(即在特殊的消除模式之外)的階段。在優選的實施例中，第三條帶136在特殊的消除模式開始時移動到保護區域的下邊緣處，使得三個條帶128、132和136現在形成向上敞開的U形或者其他的罐形結構。在圖4中示例地示出在消除開始時光學安全柵130、134、138、148、156的這種布置和分布。因此，上模具在特殊的消除模式中從上部沉入到罐形的、至少儘可能靜止的保護區域中，所述保護區域直接地位於工件上。在所述實施例的一些變型形式中，第一條帶128』還能夠具有其他的柵130』，所述柵相對於上模具的運動方向向上延長條帶128』，使得在操作員一側上形成阻止從斜上方進入的還更高的「保護壁」。此外，條帶128』能夠相對於上模具傾斜，並且/或者能夠在條帶128』和上模具之間設置其他的光學安全柵。在優選的實施例中，在壓彎機10的運行中重複地檢測超過行程並且與之前存儲的數值相比較。如果在檢驗時確定，測量出的超過行程大於存儲的數值，那麼產生報錯信號。超過行程的監控有利地根據一定方法並藉助評估和控制單元來進行，如在DE102004058472A1中描述的。在此處示出的實施例中，在第二條帶132之上設置有附加的測量射束162以用於監控超過行程。一旦保護區域狀態信號82、84顯示光學安全柵130、134、138、148、156中的一個被中斷，就開始測量超過行程。在上模具20達到靜止狀態之後，評估測量區域162。如果在評估中確定，測量區域162沒有中斷，那麼這表示，超過行程位於通過存儲的數值預設的範圍之內。如果相反地確定隨後的測量區域162中斷，那麼超過行程就是過長的。優選地，超過行程測量或者超過行程檢測在光接收器40中進行，其中結果經由兩個安全的輸出端藉助於兩個冗餘的超過行程測量信號96、98輸送給評估單元36。在此，如果超過行程位於預設的範圍之內，那麼超過行程測量信號96、98例如認為是數值1，並且如果超過行程位於預設的範圍之外，那麼認為是數值O。 在一些實施例中，待評估的光學安全柵130、134、138、148、156的數量能夠取決於超過行程的長度並且能夠由操作員來配置，如在DE20217426U1中所描述的，其在此通過引用併入本文。
權利要求
1.用於工具機(10)的安全裝置，其中第一工具機部件(14，18，20)相對於第二工具機部件(16,22,24)實施加工運動(28)，其中所述第一工具機部件(14，18，20)具有在運動方向上在前運行的邊緣(32)，所述邊緣限定運動平面(34)，所述安全裝置具有多個光學安全柵(130，134，138，148，156)和評估單元(36)，其中所述光學安全柵(130，134，138，148，156)在所述加工運動(28)中隨著所述第一工具機部件(14，18，20) —起運動，使得所述光學安全柵以不同的距離運行在所述邊緣(32)之前，其中所述光學安全柵(130，134，138，148，156)形成在橫截面中為二維的保護區域(124)，並且其中所述評估單元(36)構成用於，根據所述光學安全柵(130，134，138，148，156)產生用於停止所述第一工具機部件(14，18，20)的停止信號， 其特徵在於，將所述光學安全柵(130,134，138，148，156)儘可能靜止地保持在所述第二工具機部件的區域中直至所述加工運動(28)結束，其中所述評估單元(36)構成用於，在所述光學安全柵(130，134，138，148，156)被所述第一工具機部件(14，18，20)中斷之前，時間上依次分別使所述光學安全柵(130，134，138，148，156)失效。
2.根據權利要求I所述的安全裝置，其特徵在於，所述安全裝置(12)具有光發射器(38)和光接收器(40)，其中至少所述光接收器(40)與所述第一工具機部件(14，18，20)耦聯，使得所述光接收器在所述第一工具機部件(14，18，20)的所述加工運動(28)中運行在所述邊緣(32)之前，其中所述光發射器(38)產生照射所述光接收器(40)的光束(42)，其中所述光接收器(40)具有帶有多個圖像點(46)的圖像傳感器(44)，以便記錄所述光束(42)的本地解析的圖像(120)，並且其中所述光學安全柵(130，134，138，148，156)藉助於所選擇的圖像點(126)來實現。
3.根據權利要求I或2所述的安全裝置，其特徵在於具有光學測量柵(160)，所述光學測量柵在所述加工運動(28)的方向上設置在所述光學安全柵(130，134，138，148，156)之N / .刖。
4.根據權利要求I至3之一所述的安全裝置，其特徵在於，所述光學安全柵(130，134，138，148，156)形成光學安全柵的至少三個相關聯的條帶，其中帶有第一光學安全柵(130)的第一條帶(128)和帶有第二光學安全柵(134)的第二條帶(132)大致彼此平行地設置，並且帶有第三光學安全柵(138)的第三條帶(136)位於所述第一條帶和所述第二條帶(128，132)之間，其中所述第一條帶和所述第二條帶(128，132)分別基本上平行於所述運動平面(34),並且所述第三條帶(136)基本上與所述運動平面(34)垂直。
5.根據權利要求4所述的安全裝置，其特徵在於，所述第三條帶(136)至少部分地形成所述保護區域(124)的上邊緣。
6.根據權利要求4或5所述的安全裝置，其特徵在於，所述第一條帶和所述第二條帶(128，132)分別具有上端部，其中所述第一條帶(128)的所述上端部突出於所述第三條帶(136)，並且其中所述第二條帶(132)的所述上端部與所述第三條帶(136)齊平。
7.根據權利要求4至6之一所述的安全裝置，其特徵在於，所述第一條帶(128)限定所述保護區域(124)的第一側邊緣，其中所述第一條帶(128)具有距所述運動平面(34)的限定的距離。
8.根據權利要求4至7之一所述的安全裝置，其特徵在於，所述第二條帶(132)大致設置在所述運動平面(34)處。
9.根據權利要求4至8之一所述的安全裝置，其特徵在於，所述保護區域(124)形成至所述運動平面(34)的兩側，其中所述第一條帶(128)和所述第二條帶(132)位於所述運動平面(34)的不同的側上。
10.根據權利要求4至9之一所述的安全裝置，其特徵在於第四光學柵(148)，所述第四光學柵連同所述第三條帶(136) —起限定所述保護區域(124)的第二側邊緣。
11.根據權利要求4至10之一所述的安全裝置，其特徵在於，所述第一條帶和所述第二條帶(128，132)分別具有下端部，其中在兩個所述下端部之間設置有第五光學柵(156)，所述第五光學柵連同兩個所述下端部一起限定所述保護區域(124)的下邊緣。
12.根據權利要求I至11之一所述的安全裝置，其特徵在於，所述工具機(10)具有超過行程，其中能夠根據所述超過行程的長度來配置多個所述光學安全柵(130，134，138，148，156)的數量。
13.根據權利要求I至12之一所述的安全裝置，其特徵在於，在所述第一工具機部件(14，18，20)和所述保護區域(124)之間設置有另一光學測量柵(162)。
14.根據權利要求I至13之一所述的安全裝置，其特徵在於，所述光學安全柵(130，·134，138，148，156)的橫截面分別是矩形的，尤其是正方點形的。
全文摘要
一種用於工具機(10)的安全裝置具有多個光學安全柵(130，134，138，148，156)和評估單元(36)，其中第一工具機部件(14，18，20)隨著在前運行的邊緣(32)相對於第二工具機部件(16，22，24)實施加工運動(28)。光學安全柵(130，134，138，148，156)在加工運動(28)中隨著第一工具機部件(14，18，20)一起運行，使得所述光學安全柵以不同的距離運行在邊緣(32)之前。光學安全柵(130，134，138，148，156)形成在橫截面中為二維的保護區域(124)。評估單元(36)構成用於，根據光學安全柵(130，134，138，148，156)產生用於停止第一工具機部件(14，18，20)的停止信號。根據本發明的一個方面，將光學安全柵(130，134，138，148，156)直至加工運動(28)結束儘可能靜止地保持在第二工具機部件(16，22，24)的區域中。此外，評估單元(36)構成用於，在所述光學安全柵(130，134，138，148，156)被第一工具機部件(14，18，20)中斷之前，時間上依次分別使光學安全柵(130，134，138，148，156)失效。
文檔編號B21D55/00GK102822589SQ201180017492
公開日2012年12月12日 申請日期2011年3月29日 優先權日2010年3月29日
發明者馬克·胡夫納格爾, 羅朗德·萊布弗阿爾特 申請人:皮爾茨公司