專利名稱：用于機床的安全裝置，其中第一機床部件相對于第二機床部件實施加工運動的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于機床的安全裝置，其中第一機床部件相對于第二機床部件實施加工運動，其中第一機床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機床部件一起運動，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(qū)域，并且其中評估單元構(gòu)成用于，根據(jù)光學安全柵產(chǎn)生用于停止第一機床部件的停止信號。
背景技術(shù)：
例如從DE 20217426U1中已知這種安全裝置。用于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(qū)域中首先在壓力的作用下對仍然平的工件進行成形。為此在機床加工中應(yīng)用下面通常稱作壓彎機的機床。然而，本發(fā)明不限制于狹義的壓彎機，并且同樣能夠在折板機、沖壓機、切割機和其他的機床中應(yīng)用，其中兩個機床部件相對彼此實施帶來危險的加工運動，并且其中使用隨動的、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借助彎曲陽模將工件相對于陰模擠壓。期望的造型能夠通過彎曲陽模和陰模的相應(yīng)構(gòu)造來實現(xiàn)。通常，彎曲陽模是設(shè)置在可運動的上橫梁上的工件，而陰模位于固定的下橫梁處。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(jù)本發(fā)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(yīng)地，長久以來已知的是，壓彎機等設(shè)有安全裝置，以便盡可能地避免事故。在現(xiàn)有技術(shù)中得出用于壓彎機和類似機床的隨動安全裝置的大量建議，其中第一機床部件實施相對于第二機床部件的加工運動。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。許多建議專注于，盡可能最好地使運動的機床部件的在前運行的邊緣的危險區(qū)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機床的加工運動中。如在US 5，579，884中的大量的建議基于在運動的機床部件的在前運行的邊緣的區(qū)域中設(shè)置多個光電柵欄/光束。一旦在機床部件的加工運動中所述光束中的至少一個被中斷，就產(chǎn)生停止機床的加工運動的輸出信號。也提出下述建議例如在DE 102004058472A1中，借助在接收側(cè)的照相機實現(xiàn)光電柵欄。因此，借助“大的”光束完全地照射照相機。在該情況下當然僅監(jiān)控并且評估照相傳感器的所選出的像素區(qū)域。當陰影在像素區(qū)域上覆蓋光束時，所述像素區(qū)域觸發(fā)切斷信號。EP 1674785B1描述一種基于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(qū)域。除了小于接收裝置的可視范圍大小的10%的極其小的保護區(qū)域之外，也示出大面積的保護區(qū)域。在一個擴展方案中，大面積的保護區(qū)域由多個、不連續(xù)的、條帶形的區(qū)段組成。在此，條帶形的區(qū)段平行于通過在前運行的邊緣來限定的運動平面地設(shè)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(fā)錯誤警報。后者當然影響了機床的生產(chǎn)率。此外，希望盡可能快速地識別危險的進入，以便能夠?qū)C床在危險情況下相應(yīng)快速地切斷。在此，全部光 電柵欄幾何形狀或者保護區(qū)域幾何形狀是在速度、識別可靠性、錯誤警報避免和實現(xiàn)成本的要求之間的沖突范圍內(nèi)的折衷。盡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，其盡可能最佳地滿足一部分極其沖突的要求。此外，存在下述期望將借助于光學安全柵形成的保護區(qū)域一直保持到加工運動結(jié)束，因此保護機床操作員直到加工運動結(jié)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(jīng)被第二機床部件和/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(jié)束。所述故意的失效稱作消除。在沒有消除的情況下，第一機床部件不能夠完全結(jié)束其加工運動，因為所述第一機床部件已經(jīng)在之前通過安全裝置斷開。DE 10353353A1公開一種基于照相機的安全裝置，其中完全地監(jiān)控保護區(qū)域并且使保護區(qū)域連續(xù)地變小直至加工運動結(jié)束。這種方式當然需要高的計算性能，并導致用于實際實現(xiàn)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(xù)地使安全光電柵欄失效直至加工運動結(jié)束。因此，所述已知的安全裝置實現(xiàn)對操作員的一定的保護直至加工運動結(jié)束時。當然，該保護還不是最佳的，因為安全柵的數(shù)量和分布僅允許在調(diào)整保護區(qū)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(qū)域向上“躍起”并且在工件處留下空隙，所述空隙隨著第一機床部件的進一步的加工運動才再次被封閉。

發(fā)明內(nèi)容
基于該背景，本發(fā)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(chǎn)率工作的機床的操作員的最佳保護，但是其中同時進一步降低對于實現(xiàn)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(xiàn)尤其在危險的加工運動結(jié)束時對操作員的最佳保護。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，所述目的通過開始所述類型的裝置實現(xiàn)，其中將光學安全柵在第二機床部件的區(qū)域中盡可能保持靜止，直至加工運動結(jié)束，其中評估單元構(gòu)成用于，在所述光學安全柵被第一機床部件中斷之前，時間上依次分別使光學安全柵失效。根據(jù)補充于第一方面且獨立于第一方面地示出相對于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(guān)聯(lián)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(shè)置，并且?guī)в械谌鈱W安全柵的第三條帶位于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于運動平面，并且第三條帶基本上垂直于運動平面。新型的安全裝置一方面基于下述思想不全部同時地使光學安全柵失效，而是連續(xù)地分別在每個安全柵被中斷之前短時間內(nèi)使光學安全柵失效。在優(yōu)選的變型形式中，保護區(qū)域借助于第一測量柵盡可能靜止地保持在工件處，并且從上部降低保護區(qū)域的高度，使得還向下移動的第一機床部件不觸發(fā)切斷信號。在分離的光學安全柵的優(yōu)選的應(yīng)用中，相應(yīng)逐步地從上向下使安全柵失效(由上部起消除)，而保護區(qū)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(xiàn)將保護區(qū)域靜止保持在工件處。一個有利的實施形式是，保護區(qū)域借助于具有像素矩陣的照相傳感器來實現(xiàn)并且在照相傳感器上與第一機床部件的向下移動同步地向上移動已評估像素的選擇，使得形成相對于運動的第一機床部件“虛擬”靜止的保護區(qū)域。替選地或者補充地，接收器能夠與運動的機床部件機械地耦聯(lián)，使得所述接收器在加工運動的最后分段上與機床部件脫離，進而能夠靜止地保持。例如，機床耦聯(lián)能夠包含彈性的彈簧，所述彈簧實現(xiàn)安全裝置在止擋處停止，而第一機床部件繼續(xù)相對 于第二機床部件運動。安全柵從上部消除是有利的，因為通常直接在工件處發(fā)生進入到第一機床部件的運動軌道中，直至加工運動結(jié)束，例如用于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(guān)鍵的區(qū)域進行均勻的并且無跳躍式的變化?？赡軙r，由使各個安全柵失效引起的保護區(qū)域的可能跳躍式的變小發(fā)生在遠離工件上的關(guān)鍵夾緊部位處。此外，尤其當保護區(qū)域借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(xiàn)是可能的。因此，保護區(qū)域的變小和光學柵從上部失效是創(chuàng)新的應(yīng)用，所述應(yīng)用在加工運動的最后一部分中最佳地并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，新型的安全裝置基于下述思想應(yīng)用具有光學柵的至少三個相關(guān)聯(lián)的條帶的保護區(qū)域。三個條帶中的兩個基本上平行于運動平面，并且因此限定保護區(qū)域的橫向于運動方向的最小寬度。這兩個條帶包圍保護區(qū)域的內(nèi)部區(qū)域。垂直的第三條帶“保護”位于第一和第二條帶之間內(nèi)部區(qū)域免于平行于運動平面的進入。三個條帶的基本上垂直的布置形成具有相對少的監(jiān)控射束的相對大的保護區(qū)域。大的保護區(qū)域?qū)崿F(xiàn)，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并且快速地監(jiān)控到進入。此外，基本上垂直的布置在優(yōu)選地安全裝置借助照相傳感器實現(xiàn)的情況下實現(xiàn)極其快速地讀取所選出的像素。因此，新型的安全裝置借助少量的計算耗費和相應(yīng)低的計算性能實現(xiàn)對操作員的最佳保護。有利地，三個條帶形成在第一機床部件的運動方向上敞開的大致U形的結(jié)構(gòu)。在尤其優(yōu)選的擴展方案中，第三條帶至少部分地形成保護區(qū)域的上邊緣。這些措施有助于機床操作者的最佳保護，因為這些措施實現(xiàn)針對在第一機床部件的加工運動的方向上的后續(xù)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于第三條帶，并且其中第二條帶的上端部與第三條帶齊平。
該措施有助于進一步改進對機床操作員的保護。通過在一側(cè)提高保護區(qū)域而在該側(cè)上實現(xiàn)針對在第一機床部件的加工運動的方向上的后續(xù)進入的還更好的保護。這尤其適用于在朝向機床操作員的一側(cè)上提高保護區(qū)域時。在另一擴展方案中，第一條帶限定保護區(qū)域的第一側(cè)邊緣，其中第一條帶具有距運動平面的限定的距離。優(yōu)選地，限定的距離大于指寬并且尤其大于20mm。第一條帶在操作員側(cè)形成保護區(qū)域的外邊緣。該措施有助于對操作員的最佳保護。因此，能夠從操作員側(cè)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(shè)置在運動平面處。優(yōu)選地，盡管將第二條帶設(shè)置在運動平面處，然而所述第二條帶沒有位于運動平面中，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(shè)置。然 而，所述距離明顯小于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(shù)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(qū)域形成至運動平面的兩側(cè)，其中第一條帶和第二條帶位于運動平面的不同的側(cè)上。所述擴展方案確保針對來自于機床的后側(cè)和前側(cè)的進入的保護。因此，該擴展方案實現(xiàn)棄用禁止對于機床部件后側(cè)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(qū)域的第二側(cè)邊緣。在所述擴展方案中，第三條帶與第二條帶相交，并且所述第三條帶在側(cè)向上突出于第二條帶。然而，為了實現(xiàn)保護領(lǐng)域的擴展的側(cè)向邊緣而設(shè)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(qū)域的側(cè)邊緣。該擴展方案實現(xiàn)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(cè)擴展的二維的保護區(qū)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(shè)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(qū)域的下邊緣。優(yōu)選地，第五光學安全柵接近第一條帶并且更為遠離第二條帶地設(shè)置，并且在第五光學柵和第二條帶(進而在保護區(qū)域的下邊緣處的開口)之間的距離大于指寬。借助所述擴展方案，良好地識別從斜下方到保護區(qū)域中的進入，這有助于降低錯誤報警并且將光學柵的數(shù)量保持得低。在另一擴展方案中，機床具有超過行程，其中光學安全柵的數(shù)量能夠根據(jù)超過行程的長度來配置。所述擴展方案實現(xiàn)優(yōu)化對于實現(xiàn)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機床中需要高的保護區(qū)域，以便確保機床在進入到運動平面中時在其超過行程之內(nèi)安全地達到靜止狀態(tài)。相反地，在具有小的超過行程的機床中具有低的高度的保護區(qū)域是足夠的。有利地，保護區(qū)域的高度以多個步驟匹配于超過行程的長度。優(yōu)選地，隨著位于第三條帶之下的光學柵的數(shù)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(yīng)超過行程的長度無關(guān)的第三條帶是匹配于超過行程的保護區(qū)域的一部分。對于所述該措施的具體的實現(xiàn)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(shù)據(jù)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于超過行程的保護區(qū)域的光學柵的數(shù)據(jù)。相反地，在另一擴展方案中僅僅從限定匹配于超過行程的保護區(qū)域的光學柵中將數(shù)據(jù)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(qū)域形式的第一光學測量柵設(shè)置在第二條帶之下。與在此提出的保護區(qū)域的實現(xiàn)無關(guān)地，所述擴展方案就本身而言也是包括下述安全裝置在內(nèi)的所有此類安全裝置的創(chuàng)造性的改進形式，所述安全裝置沒有由單獨的光學柵構(gòu)成保護區(qū)域，而是整面地借助照相傳感器來監(jiān)控。光學測量區(qū)域優(yōu)選是在這種照相傳感器上的所選出的像素區(qū)域，然而原則上也能夠是單獨的光電柵欄。光學測量柵在第一機床 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(shè)置在第二條帶之下。因此，在工件進入到保護區(qū)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于，引入“軟”制動第一機床部件。因此，能夠降低機床負荷、機床震動和機床磨損。此外，光學測量柵在優(yōu)選的擴展方案中用于，引起后續(xù)的光學監(jiān)控柵的消除。光學測量柵的用于觸發(fā)消除實現(xiàn)了在加工運動過程中用于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于變化的工件厚度。在另一擴展方案中，尤其第二光學測量區(qū)域形式的另一光學測量柵設(shè)置在第一和/或第二條帶之上。借助所述擴展方案，新型的安全裝置能夠在切斷信號之后估計第一機床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(guān)于在超過行程測量中的細節(jié)至此參考該參考文獻。優(yōu)選地，安全裝置在另一擴展方案中具有光發(fā)射器和光接收器，其中至少光接收器與第一機床部件耦聯(lián)，使得所述光接收器在第一機床部件的加工運動中運行在邊緣之前，其中光發(fā)射器產(chǎn)生盡可能平行于邊緣延伸的并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，并且其中光學安全柵借助于所選擇的圖像點來實現(xiàn)。所述擴展方案使極其穩(wěn)固的并且低成本的實現(xiàn)成為可能。其簡化了新型的安全裝置在機床上的校正并且實現(xiàn)了保護區(qū)域幾何形狀的簡單的后續(xù)的變化。此外，所述擴展方案使得優(yōu)選從上部起的消除的極其低成本和維護費用低的實現(xiàn)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盡可能是正方點形的。所述擴展方案使尤其簡單并且低成本地實現(xiàn)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借助所選擇的像素區(qū)域來實現(xiàn)，所述像素區(qū)域一方面是小的并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征不僅分別能夠以所說明的組合應(yīng)用，而且還能夠以其他的組合應(yīng)用或者單獨地應(yīng)用，而在此不離開本發(fā)明的范圍。


在附圖中示出并且在下面的描述中詳細闡明本發(fā)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，作為用于新的安全裝置的優(yōu)選機床的壓彎機整體設(shè)有附圖標記10。在壓彎機10處應(yīng)用根據(jù)本發(fā)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(yīng)再次指出，本發(fā)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機床部件實施相對彼此的加工運動的機床中也能夠使用，因此例如也能在沖壓或者切割機床中使用。本發(fā)明不限制于僅一個機床部件運動的應(yīng)用情況。根據(jù)本發(fā)明的安全裝置同樣能夠使用在多個機床部件相對彼此運動的機床中。壓彎機10具有在該情況下上部的第一機床部件14和在此在下部的第二機床部件16。第一機床部件14具有上橫梁18，例如彎曲陽模的上模具20設(shè)置在所述上橫梁處。第二機床部件16具有下橫梁22，例如陰模的下模具24設(shè)置在所述下橫梁處。第一機床部件14能夠經(jīng)由驅(qū)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，借助所述壓模能夠?qū)⒐ぜ?0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于加工運動28限定運動平面34。尤其當上模具20已經(jīng)緊密地接近于下模具24時，物體每次進入到運動平面34中、例如借助操作員的手進入為危險情況。安全裝置12用于檢測在在前運行的邊緣32的區(qū)域中的這種進入，以便根據(jù)此停止壓彎機10的加工運動28，其中評估單元36也屬于所述安全裝置。安全裝置12包含在此分別固定在上橫梁18處的光發(fā)射器38和光接收器40。光發(fā)射器38和光接收器40與上橫梁18耦聯(lián)，使得所述光發(fā)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(fā)射器38和光接收器40運行在邊緣32之前。光發(fā)射器38產(chǎn)生光束42，所述光束平行于上模具20的在前運行的邊緣32延伸并且照射光接收器40。相應(yīng)地，光發(fā)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(fā)射器38具有光源,所述光源在優(yōu)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，原則上也能夠為激光二極管、熒光管、鹵素燈或者其他光源。光接收器40具有帶有多個圖像點46的圖形傳感器44。優(yōu)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(yōu)選的實施例中是具有對數(shù)變換特征曲線的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(shè)置在所述光學成像裝置處?？讖焦怅@的凈內(nèi)直徑在優(yōu)選的實施例中位于大約50μπι至150μπι之間的范圍內(nèi)。在優(yōu)選的實施例中，凈內(nèi)直徑大約為75μπι。圖I中示出的實施例從當今觀點看是優(yōu)選的，在所述實施例中光發(fā)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(fā)射器例如產(chǎn)生平行于運動平面34的光帶或者光平面，那么原則上光發(fā)射器也能夠固定地設(shè)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屬于安全裝置12。評估單元36能夠與光發(fā)射器38和光接收器40分開設(shè)置。替選于此，評估單元36能夠整體或者部分地集成在光發(fā)射器38和/或光接收器40中。評估單元36用于，控制光接收器40并且根據(jù)光接收器40提供的信號產(chǎn)生輸出信號，以便停止上模具20的加工運動28。這啟動借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，對于所述兩個替選方案，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(guān)和按鍵。例如兩個極限開關(guān)48、50、踏板52、急停按鍵54、運行類型選擇開關(guān)56和應(yīng)答按鍵58屬于所述開關(guān)和按鍵。兩個極限開關(guān)48、50僅當上模具20位于其上止點中時才閉合。極限開關(guān)48、50的閉合位置指出壓彎機10位于其用于執(zhí)行工作循環(huán)的初始狀態(tài)中。通過 操作踏板52啟動壓彎機10的工作循環(huán)。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(qū)域模式能夠經(jīng)由操作類型選擇開關(guān)56來選擇，所述保護區(qū)域模式然后經(jīng)由應(yīng)答按鍵58來應(yīng)答。本發(fā)明的申請人提供商標為PSS 和PNOZ 的多種優(yōu)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?！边\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(shù)據(jù)，這通過箭頭64來表明。在圖I中示出的將光接收器40和驅(qū)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(qū)動器26與控制單元36和運行控制器60連接。同樣地，放棄對于如下保護器的描述，所述保護器設(shè)置在評估單元36和驅(qū)動器26之間并且用于將驅(qū)動器26與電源分開。這應(yīng)該不具有限制性的作用。圖2示出安全裝置12的原理結(jié)構(gòu)的示意圖。評估單元36優(yōu)選多通道冗余地構(gòu)成，這在圖2中借助于兩個處理器70、72示出，所述處理器能夠相互控制并且交換其處理結(jié)果。在特別優(yōu)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(yīng)配設(shè)的存儲區(qū)域74、76中。接口單元設(shè)有附圖標記78，處理器70、72借助所述接口單元在輸入端處讀取輸入信號并且在輸出端處輸出輸出信號。在優(yōu)選的實施例中，處理器70、72等產(chǎn)生故障安全的、優(yōu)選冗余的輸出信號79、79’，當于在前運行的邊緣32之下的區(qū)域中檢測到危險的進入時，借助所述輸出信號停住上模具20的加工運動28。在圖2中，示出對于闡明安全裝置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(nèi)部的測試功能，使得其本身當在其或者與其連接的設(shè)備中出現(xiàn)錯誤功能時，總是確保壓彎機10的安全狀態(tài)。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(yù)設(shè)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(jù)標準IEC 61508的等級2。光發(fā)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(jù)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(fā)擠壓行程。從上部止點出發(fā)，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(fā)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)，那么這由評估單元36借助于為此構(gòu)成的采集單元80示出。采集單元設(shè)置在壓彎機10處并且產(chǎn)生相應(yīng)的寸動行程信號。這能夠有利地應(yīng)用在一些實施例中，以便使安全裝置失效(消除)，因此，盡管監(jiān)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后結(jié)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(zhuǎn)換，因為安全裝置由于新的消除方法而能夠監(jiān)控危險的開口間隙直到結(jié)束。
如果物體在無消除的加工運動28中中斷保護區(qū)域，那么這借助于保護區(qū)域狀態(tài)信號82、84示出。這導致評估單元36控制設(shè)置在(沒有示出的)驅(qū)動器26和(沒有示出的)電源之間的保護器86、88，使得驅(qū)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(xù)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(qū)域中移出，就能夠繼續(xù)進行上模具20的加工運動28并且結(jié)束壓彎過程。光接收器40包含兩個輸出開關(guān)元件。因此，能夠產(chǎn)生兩個冗余的保護區(qū)域狀態(tài)信號82、84。兩個保護區(qū)域狀態(tài)信號82、84指出保護區(qū)域的狀態(tài)。如果保護區(qū)域是空的，那么例如認為所述保護區(qū)域狀態(tài)信號是數(shù)值1，如果相反地保護區(qū)域被中斷，那么認為所述保護區(qū)域狀態(tài)信號是數(shù)值O。在優(yōu)選的實施例中，保護區(qū)域包含三個保護區(qū)域范圍，即前部的、中部的和后部的保護區(qū)域范圍。中部的保護區(qū)域范圍在優(yōu)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(cè)來看，前部的和后部的區(qū)域包含設(shè)置在第二條帶之前或者之后的光學柵。選擇性可行的是，保護區(qū)域通過使前部的和/或后部的保護區(qū)域范圍失效來匹配于處理過程。為了匹配保護區(qū)域，操作員操作運行類型選擇開關(guān)56。運行類型選擇開關(guān)56的每個位置與處理或者彎曲任務(wù)相關(guān)聯(lián)、進而與保護區(qū)域模式相關(guān)聯(lián)。優(yōu)選地，區(qū)分下面四種保護區(qū)域模式-保護區(qū)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(qū)域。所述保護區(qū)域模式主要應(yīng)用在平面工件中。-保護區(qū)域模式KASTENBIEGEN(使箱子彎曲)，其中應(yīng)用減小的保護區(qū)域，所述保護區(qū)域由中部和后部的保護區(qū)域范圍的光學柵組成。所述保護區(qū)域模式有利地應(yīng)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(yù)料到前部的保護區(qū)域范圍的光學柵的中斷，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(qū)域模式ANSCHLAG(止擋)，其中應(yīng)用減小的保護區(qū)域，所述保護區(qū)域由前部和中部的光學柵組成。當后部的止擋部到達運動平面24附近時，應(yīng)用這種保護區(qū)域模式。因為在所述處理中能夠預(yù)料到后部保護區(qū)域范圍的光學柵的中斷，所以使所述柵失效。
-保護區(qū)域模式KASTENBIEGENMIT ANSCHLAG (帶有止擋地使箱子彎曲)，其中應(yīng)用減小的保護區(qū)域，所述保護區(qū)域僅由第二條帶的光學柵組成。所述保護區(qū)域模式組合了模式 KASTENBIEGEN 與 ANSCHLAG。操作員必須通過操作應(yīng)答按鍵58來應(yīng)答具有冗余的保護區(qū)域的所調(diào)出的保護區(qū)域模式。在成功應(yīng)答之后，才實施具有減小的保護區(qū)域的擠壓行程。將由應(yīng)答按鍵58產(chǎn)生的信號輸送給光接收器40。具有減小的保護區(qū)域的保護區(qū)域模式優(yōu)選僅僅對于擠壓行程是有效的。如果重新實施具有減小的保護區(qū)域的擠壓行程，那么需要重新借助接下來的應(yīng)答來經(jīng)由運行類型選擇開關(guān)56來選擇期望的保護區(qū)域模式，所述應(yīng)答通過操作應(yīng)答按鍵58進行。評估單元36根據(jù)調(diào)出的保護區(qū)域模式產(chǎn)生輸送給光接收器40的保護區(qū)域模式信號90、92。因此，光接收器40能夠使保護區(qū)域的幾何形狀匹配于待執(zhí)行的處理。因為兩個 保護區(qū)域模式信號90、92在此能夠認為分別是兩種狀態(tài)，所以在此總共能夠區(qū)分四種保護區(qū)域模式。用于接收保護區(qū)域模式信號90、92的光接收器40的輸入端故障安全地構(gòu)成。超過行程是在檢測到保護區(qū)域被進入之后上模具20還要經(jīng)過的路程。在壓彎機10運行時必須確保，盡管存在超過行程，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(tài)。出于該原因，保護區(qū)域的高度在此能夠匹配于壓彎機10的超過行程，如原則上已經(jīng)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(jīng)由按鍵94將超過行程輸入并且儲存在安全裝置12中、優(yōu)選儲存在光接收器40中。然后，根據(jù)儲存用于超過行程的數(shù)值來計算保護區(qū)域的最佳高度。將按鍵94設(shè)置在評估單元36處不應(yīng)具有限制性的作用。例如，按鍵94也能夠設(shè)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，基于運行控制器60，將擠壓狀態(tài)信號102輸送給光接收器40。借助擠壓狀態(tài)信號102通知光接收器40 :上模具20位于上止點中。光接收器40產(chǎn)生開關(guān)信號104，借助所述開關(guān)信號所述光接收器能夠接通或者斷開光發(fā)射器38的光源。此外，光接收器40產(chǎn)生控制信號106，所述光接收器能夠借助所述控制信號控制光發(fā)射器38的光源的強度。此外，基于評估單元36將設(shè)定信號107輸出給光接收器40，所述設(shè)定信號告知光接收器40 :壓彎機10位于運行類型EINRICHTEN (設(shè)定)中。如果壓彎機位于運行類型EINRICHTEN，使那么安全裝置12的安全功能失效。評估單元36構(gòu)成用于，控制閥108。閥108能夠為安全閥并且為吸入閥。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(fā)射器38設(shè)置在上模具20之下，使得上模具20的包括邊緣32在內(nèi)的下尖部在圖像120中產(chǎn)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(chǎn)生陰影圖像。在圖3中示出的狀況示出上模具20已經(jīng)接近下模具24的情況。圖像傳感44具有多個圖像點46，借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(jiān)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(fā)切斷信號79、79’。光學安全柵130、134、138在圖3中借助上升的直線以陰影示出并且在此分別具有矩形的、優(yōu)選盡可能正方點形的橫截面。光接收器40與第一機床部件14耦聯(lián)，使得所述光接收器在第一機床部件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(qū)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彼此平行并且平行于運動平面34地相距第一距離。第三條帶136位于第一條帶128和第二條帶132之間并且將這些條帶彼此連接。第三條帶136在此垂直于運動平面34。條帶128、132和136連在一起并且形成(在加工運動的方向上)向下敞開的U形。在示出的優(yōu)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機床的操作員側(cè)與第一條帶128齊平，而所述第三條帶在背離操作員的一側(cè)側(cè)向突出于第二條帶 132。第一條帶128具有上端部142，并且第二條帶132具有上端部144。上端部142在此突出于第三條帶136，而上端部144與第三條帶136齊平。 第一條帶128形成保護區(qū)域124的第一側(cè)邊緣。在此，第一條帶128具有距運動平面34相對大的距離。該距離在此明顯大于指寬。第二條帶132大致在運動平面34上延伸，然而相對于背離操作員的一側(cè)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位于運動平面34的不同的側(cè)上。在此，第四光學安全柵148設(shè)置在運動平面34的安置有第二條帶132的那一側(cè)上，以便改進機器在背離操作員的一側(cè)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(qū)域124的第二側(cè)邊緣。在此，在第一和第二條帶128和132的下端部之間設(shè)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于指寬的開口 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(qū)域124的下邊緣。在此，在保護區(qū)域之下設(shè)置有測量區(qū)域160形式的超前的測量射束。超前的測量區(qū)域160由所選出的圖像點形成并且觸發(fā)連續(xù)地消除光學柵130、134、138、148、156。在優(yōu)選的實施例中，安全裝置在測量區(qū)域160被中斷的情況下置于特殊的消除模式中。在所述特殊的消除模式中，保護區(qū)域借助于測量區(qū)域160在危險的夾緊點處靜止地直接保持在工件30之上，并且分別稍微在將上模具20沉入到從現(xiàn)在開始空間上靜止的保護區(qū)域中之前，使光學柵130、134、138、148、156從上到下連續(xù)地失效。在優(yōu)選的實施例中，通過分別將相應(yīng)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(qū)域160靜止地直接保持在夾緊點之上。在一些優(yōu)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(shè)置和分布能夠不同于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(yōu)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(qū)域的下邊緣處，使得三個條帶128、132和136現(xiàn)在形成向上敞開的U形或者其他的罐形結(jié)構(gòu)。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、至少盡可能靜止的保護區(qū)域中，所述保護區(qū)域直接地位于工件上。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’，所述柵相對于上模具的運動方向向上延長條帶128’，使得在操作員一側(cè)上形成阻止從斜上方進入的還更高的“保護壁”。此外，條帶128’能夠相對于上模具傾斜，并且/或者能夠在條帶128’和上模具之間設(shè)置其他的光學安全柵。在優(yōu)選的實施例中，在壓彎機10的運行中重復(fù)地檢測超過行程并且與之前存儲的數(shù)值相比較。如果在檢驗時確定，測量出的超過行程大于存儲的數(shù)值，那么產(chǎn)生報錯信號。超過行程的監(jiān)控有利地根據(jù)一定方法并借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(shè)置有附加的測量射束162以用于監(jiān)控超過行程。一旦保護區(qū)域狀態(tài)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(tài)之后，評估測量區(qū)域162。如果在評估中確定，測量區(qū)域162沒有中斷，那么這表示，超過行程位于通過存儲的數(shù)值預(yù)設(shè)的范圍之內(nèi)。如果相反地確定隨后的測量區(qū)域162中斷，那么超過行程就是過長的。優(yōu)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(jié)果經(jīng)由兩個安全的輸出端借助于兩個冗余的超過行程測量信號96、98輸送給評估單元36。在此，如果超過行程位于預(yù)設(shè)的范圍之內(nèi)，那么超過行程測量信號96、98例如認為是數(shù)值1，并且如果超過行程位于預(yù)設(shè)的范圍之外，那么認為是數(shù)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(shù)量能夠取決于超過行程的長度并且能夠由操作員來配置，如在DE20217426U1中所描述的，其在此通過引用并入本文。
權(quán)利要求
1.用于機床(10)的安全裝置，其中第一機床部件(14，18，20)相對于第二機床部件(16,22,24)實施加工運動(28)，其中所述第一機床部件(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)中隨著所述第一機床部件(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(qū)域(124)，并且其中所述評估單元(36)構(gòu)成用于，根據(jù)所述光學安全柵(130，134，138，148，156)產(chǎn)生用于停止所述第一機床部件(14，18，20)的停止信號， 其特征在于，將所述光學安全柵(130,134，138，148，156)盡可能靜止地保持在所述第二機床部件的區(qū)域中直至所述加工運動(28)結(jié)束，其中所述評估單元(36)構(gòu)成用于，在所述光學安全柵(130，134，138，148，156)被所述第一機床部件(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(jù)權(quán)利要求I所述的安全裝置，其特征在于，所述安全裝置(12)具有光發(fā)射器(38)和光接收器(40)，其中至少所述光接收器(40)與所述第一機床部件(14，18，20)耦聯(lián)，使得所述光接收器在所述第一機床部件(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(fā)射器(38)產(chǎn)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)，并且其中所述光學安全柵(130，134，138，148，156)借助于所選擇的圖像點(126)來實現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的安全裝置，其特征在于具有光學測量柵(160)，所述光學測量柵在所述加工運動(28)的方向上設(shè)置在所述光學安全柵(130，134，138，148，156)之N / .刖。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3之一所述的安全裝置，其特征在于，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(guān)聯(lián)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(shè)置，并且?guī)в械谌鈱W安全柵(138)的第三條帶(136)位于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)分別基本上平行于所述運動平面(34),并且所述第三條帶(136)基本上與所述運動平面(34)垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的安全裝置，其特征在于，所述第三條帶(136)至少部分地形成所述保護區(qū)域(124)的上邊緣。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的安全裝置，其特征在于，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)的所述上端部突出于所述第三條帶(136)，并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(jù)權(quán)利要求4至6之一所述的安全裝置，其特征在于，所述第一條帶(128)限定所述保護區(qū)域(124)的第一側(cè)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(jù)權(quán)利要求4至7之一所述的安全裝置，其特征在于，所述第二條帶(132)大致設(shè)置在所述運動平面(34)處。
9.根據(jù)權(quán)利要求4至8之一所述的安全裝置，其特征在于，所述保護區(qū)域(124)形成至所述運動平面(34)的兩側(cè)，其中所述第一條帶(128)和所述第二條帶(132)位于所述運動平面(34)的不同的側(cè)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求4至9之一所述的安全裝置，其特征在于第四光學柵(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(qū)域(124)的第二側(cè)邊緣。
11.根據(jù)權(quán)利要求4至10之一所述的安全裝置，其特征在于，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(shè)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(qū)域(124)的下邊緣。
12.根據(jù)權(quán)利要求I至11之一所述的安全裝置，其特征在于，所述機床(10)具有超過行程，其中能夠根據(jù)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(shù)量。
13.根據(jù)權(quán)利要求I至12之一所述的安全裝置，其特征在于，在所述第一機床部件(14，18，20)和所述保護區(qū)域(124)之間設(shè)置有另一光學測量柵(162)。
14.根據(jù)權(quán)利要求I至13之一所述的安全裝置，其特征在于，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
一種用于機床(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)，其中第一機床部件(14，18，20)隨著在前運行的邊緣(32)相對于第二機床部件(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)中隨著第一機床部件(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(qū)域(124)。評估單元(36)構(gòu)成用于，根據(jù)光學安全柵(130，134，138，148，156)產(chǎn)生用于停止第一機床部件(14，18，20)的停止信號。根據(jù)本發(fā)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(jié)束盡可能靜止地保持在第二機床部件(16，22，24)的區(qū)域中。此外，評估單元(36)構(gòu)成用于，在所述光學安全柵(130，134，138，148，156)被第一機床部件(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(yōu)先權(quán)日2010年3月29日
發(fā)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