(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業機械の第１の部分に装着するための少なくとも１つの光送信機と、前記機械の第２の部分に装着するための少なくとも１つの受信機と、を備える産業機械用の安全性と画像化を組み合わせたシステムであって、
前記少なくとも１つの送信機が、光のビームを前記少なくとも１つの受信機に送る手段を備え、前記少なくとも１つの受信機が、複数の受信機要素を備えると共に前記ビームの少なくとも一部分を受信するように構成され、前記光ビームが前記それぞれの少なくとも１つの送信機と受信機の間の、前記機械の工具と加工物の端部とを照射するように構成され、前記受信機は、該受信機に前記光ビームの受信された部分または前記光ビームのパターンに基づいた画像データを取り込み、
画像化システムはさらに画像処理手段を備え、
画像化モードにおいて、前記機械の前記工具および／または加工物に関する画像データは、前記少なくとも１つの受信機から得られ、前記工具および／または前記加工物に施される加工の範囲に関する情報を決定するための前記画像処理手段によって処理され、
安全モードにおいて、前記加工物を照射しない前記光ビームの一部の遮断により、前記光ビームが遮断されたときに、前記機械を停止させるように構成された安全モードを備える、産業機械用の安全性と画像化を組み合わせたシステム。
【請求項２】
前記機械によって利用される工具の位置および／または工具のタイプを決定するための手段を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの受信機が画像データを出力する手段を備え、前記画像処理手段が前記出力された画像データを受信して処理するように構成され、前記少なくとも１つの受信機が前記加工物によって減衰した前記ビームおよび前記ビームの残りの部分のパターンに関する画像データを、前記画像処理手段に出力する、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記少なくとも１つの受信機が、画像情報取り込み手段、および取り込まれた画像情報を出力する手段を備え、前記およびその画像処理手段が前記出力された取り込まれた画像情報を受信して、画像データに処理するように構成される、請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記加工物が前記ビームによって照射された場合に、前記加工物により前記画像取り込み手段に送られる前記ビームの一部分が減衰するように、前記システムが構成され、前記受信機が前記加工物によって減衰した前記ビームの部分および前記ビームの残りの部分に関する取り込まれた画像情報を、前記画像処理手段に出力するように構成され、前記画像処理手段が、画像データを生成するために前記工具および／または工具の位置もしくは工具のタイプによって、前記加工物に施される加工の範囲を決定する、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記送信機が少なくとも１つの実質的に照準された広い二次元断面のビームを備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記受信機が、前記画像を取り込みまたは解像する少なくとも１つの画像表示手段を備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記少なくとも１つの画像表示手段が、減衰された光および減衰されていない光の組合せによって形成される影画像を形成するように構成されたシャドウスクリーンを備える、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記システムが、前記安全モードから前記画像化モードに所定の点で切り替わる、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記画像化モードでは、前記受信機が、前記送信機と受信機の間に置かれる加工物および／または工具を照射する少なくとも１つの前記ビームの少なくとも一部分の減衰によって形成された光のパターンを受信し、
前記システムが、前記パターンを分析し画像データに変換するように構成された画像取り込み手段と、
前記画像データに基づいた前記工具および／または前記工具の形状によって前記加工物に施される加工の範囲を前記画像データから決定するように構成された画像データ処理手段と、を備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの受信機が、少なくとも１つの画素マトリクスおよび／またはカメラを備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの受信機が、前記送られたビームまたは減衰されたビームの少なくとも一部分を受信するための少なくとも１つの画像またはシャドウスクリーンを備える、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの送信機および／または少なくとも１つの受信機が、プレスブレーキの移動部分と共に移動するように装着された、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記送られたビームが広い円形または適切な高さおよび深さを有する多角形の断面を有する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１５】
比較的広い直径または幅を有する安全の監視および／または画像化領域を提供するように、前記送られたビームが元の光源よりも大きな断面に拡張され、かつ照準されたビームとして形成された断面を有し、前記断面が、前記少なくとも１つの受信機またはカメラの所定の部分を照射する前に、より小さな寸法に縮小または合焦される、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１６】
前記システムが、曲げられる加工物の端部形状を画像化するように構成される、請求項１〜１５のうちのいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１７】
前記工具が漸進的に前記加工物を曲げる際に、前記画像化システムが前記加工物の角度の増加するまたは減少する曲げ角度を決定するために利用される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記機械が相対的な移動のために構成された第１および第２の部材を有し、前記第１の部材が工具保持部分を備え、前記第２の部材が加工物支持部分を備え、前記機械が少なくとも１つの光のビームを少なくとも１つの受信機に送るための少なくとも１つの送信機を備え、前記受信機は、該受信機に光ビームが受信された部分、または、前記受信機に前記光ビームの受信された光と受信されていない光とのパターンに基づいた画像データを取り込み、
画像化モードと前記安全モードとにおいて、前記少なくとも１つの受信機と、これに対応する前記少なくとも１つの送信機を操作する、産業機械用の安全性と画像化を組み合わせたシステムを作動させる方法であって、
ａ）前記システムを安全モードで作動させるステップであって、それによって前記ビームの少なくとも一部分の遮断により、前記相対的な動作が停止するステップと、
ｂ）前記システムを画像化モードで作動させるステップであって、それによって前記工具および／または加工物の少なくとも一部分が、前記受信機に受信された前記光ビームの部分、または、前記受信機に光ビームの減衰された光および減衰されていない光によって生成された前記光ビームのパターンに基づいた前記画像データの取り込みから画像化され、前記加工物に施される加工の範囲および／または前記工具の形状が決定されるステップと、を含む方法。
【請求項１９】
前記システムが、所定の点から画像化デバイスとして機能するように構成される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記機械が、該機械の動作中に相対的な接近の動作を行うように構成された第１および第２の部分を有し、前記第１の部分は前記工具の一部を備え、前記第２の部分が加工物支持部分を備え、
前記第１及び第２の部分の間の相対的な接近の動作が減速している間において、前記第１の部分が前記第２の部分に対して所定の位置に到達したときに、前記安全モードに寄与する前記複数の受信機要素の出力信号が、前記工具が第２の部分に進むに従って選択的に無視またはミュートされることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２１】
前記第１及び第２の部分が相対的に接近するに従って、前記安全モードに寄与する前記複数の受信機要素の出力信号を順次無視またはミュートする請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記第１の部分は前記工具の先端部を備え、前記工具の先端部分の周りの安全領域において、前記送信機からの光を前記複数の受信機要素に受信する請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
第１及び第２の部分が相対的に接近するに従って、前記安全モードに寄与する前記受信機要素の出力信号を、前記第２の部分に近い側の安全領域の部分から順次無視またはミュートする請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記受信機に、送信機からの光のビームを受信する複数の受信機要素を備えた受信機を用い、
前記第１及び第２の部分の間の相対的な接近の動作が減速している間において、前記第１の部分が前記第２の部分に対して所定の位置に到達したときに、前記安全モードに寄与する前記複数の受信機要素の出力信号が、前記工具が第２の部分に進むに従って選択的に無視またはミュートされる請求項１８に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１及び第２の部分が相対的に接近するに従って、前記安全モードに寄与する前記複数の受信機要素の出力信号を順次無視またはミュートする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１の部分は前記工具の先端部を備え、前記工具の先端部分の周りの安全領域において、前記送信機からの光を、前記受信機を構成する複数の受信機要素に受信する請求項１８または２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１及び第２の部分が相対的に接近するに従って、前記安全モードに寄与する、前記受信機を構成する複数の受信機要素の出力信号が、前記工具の先端部分の周りの安全領域において、前記第２の部分に近い側の安全領域の部分から順次無視またはミュートされる請求項１８または２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、産業機械に適用可能な光ビームシステムおよび方法を対象とする。特に、本発明は、光ビーム安全システムに関し、産業用プレス、プレスブレーキ、または裁断機、およびＣＮＣ旋盤などの産業用旋盤などの産業機械によって加工される材料の状態を自動的に決定するシステムにも関する。次に、理解を容易にするために本発明をプレスブレーキに対して説明するが、一般にフライス加工および旋削機械、ＣＮＣ機械およびプレスなどの本発明のその他の用途が本発明の範囲および境界内に収まることも想定されることを理解されたい。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は以前に、それぞれが全体的に一定の側方幅を有する単一の連続的な平らなレーザビームを放出する１つまたは複数の光源、およびビームごとに光受信機を利用する産業用プレスに関する安全システムを開発した。単一のビーム安全システムがオーストラリア特許第７３８６１９号に記載され、複数のビームシステムがオーストラリア特許出願第２００３２１５４１０号に記載され、その両方が参照によって本明細書に組み込まれる。そのようなシステムでは、光源および光受信機は、産業用プレスの移動可能な区画に装着されている。プレスブレーキの場合には、光源および光受信機が移動可能な工具と共に移動するために装着され、工具（およびその上に装着されたレーザおよび光受信機）が、工具によって曲げられるシート材料の片を支持する固定のアンビルまたはダイの区画に対して移動する。そのような安全システムの例が、国際特許出願第ＰＣＴＡＵ００／００４２０号に記載され、その詳細が参照によって本明細書に組み込まれる。特に、プレスブレーキを使用してシート材料を曲げる場合、得られる曲げ角度の正確さは、第１にシートごとに多様である可能性のある厚さ、ならびにシートの弾性復帰力が依存する物理的および幾何学的特性などのシートの特性に依存する。さらに、特に機械と工具の構造および工具の磨耗における許容誤差、ならびに曲げの場合にプレスに現れる変形など、プレス自体の特性も曲げ角度において影響を与える可能性がある。
【０００３】
曲げの前および間のいかなる手動の介入も回避しながら、材料の所望の曲げ角度を自動的かつ正確に得るように、曲げる材料の片に対する曲げ動作の瞬間の自動制御を可能にする機構がこれまでに提案されてきた。そのような自動システムは、手動の調整および／または監視の必要を軽減する。
【０００４】
１つのそのような従来技術の自動システムが、加工機械での、特に自由曲げのダイプレスでの曲げ角度の材料の変形を測定する光電子式の測定方法および装置を提案する、米国特許第４，５６４，７６５号に開示されている。この機構は、曲げられるシート材料の下側に鋭角で向けられる、レーザ、赤外線発光ダイオード等を使用して、シートメタルプレートの曲げ側などの材料の変形する表面に生成される１つまたは２つの光点を提案した。光点によって覆われる距離、および互いの光点の距離はそれぞれ、たとえばある距離で１つまたは複数の光点にほぼ垂直に設定されたダイオードラインカメラなどの光検出器によって受信され、測定された値は、たとえば曲げダイのエモーションデプス（ｅｍｏｔｉｏｎ  ｄｅｐｔｈ）の制御によって、マイクロプロセッサで指標値と比較される。少なくとも１つの光源が曲げ軸に対してある角度でシートメタルプレートの下側に当るように構成される。シートメタルプレートが曲げられると、光点が材料の下側に沿って移動するように見える。センサが光点の移動の範囲を検出し、その結果生じる材料の曲げ角度が始点に対する光点の移動から決定できる。しかし、そのようなシステムは、シート材料の曲げに用途が限定され、材料が曲げられると光点の明確な移動が低下するために、曲げ角度が増加するのに伴い、決定される曲げ角度の正確さが低下する。
【０００５】
以前に別のシステムが、米国特許第４，７７２，８０１号に提案された。本特許は、プレスブレーキで曲げる場合に、曲げ作業を自動的に制御する光ビームデバイスを開示する。デバイスは、曲げる加工物の曲げ軸に平行に、すなわち曲げる加工物の長手に沿って向けられた、大きな直径の光ビームを生成するようになされたプレスの一方の側に装着されたエミッタ、および小さな径の複数の光ビームを形成するように構成された複数の穴がドリル加工されたスクリーンを備える箱を含む受信機を備える。箱は、回転モータおよび角度エンコーダの回転軸上に配置されたフォトダイオードのシステムの上で光ビームを偏向させるように意図される偏向手段を備える。マイクロコーディネータ（ｍｉｃｒｏ  ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒ）が、フォトダイオードおよび角度エンコーダに連結され、加工物の瞬間の曲げ角度の決定ができるようにし、工具の降下の速度の決定も可能にする。しかし、前述の機構は、プレスの下方のテーブルに取り付けられる必要があり、比較的複雑な移動部分を必要とし、画像分析器の軸の周りで回転するために装着されたプリズムを有する点で用途が限定される。さらに、材料の曲げ角度の測定の柔軟性の正確さは、エンコーダの径方向での穴の数、および回転軸からの隣接する穴の間の離隔距離によって限定され、それによって曲げ角度の決定での誤差が大きくなるおそれがある。
【０００６】
別のシステムが、米国特許第４，５５０，５８６号に開示されている。この特許は、産業用プレスのダイの上方の表面のレベルに装着された、いくつかの検出器を利用するデバイスを開示する。検出器の目的は、曲げる材料のシートの部分がダイの上方の表面から上がり始める瞬間を、すなわち曲げの間に数値制御部に信号を送ることである。デバイスは、シートの厚さおよび曲げの形成の途中に曲げが配置される領域を自動的に決定できるようにする。次いでシートの厚さは、形成サイクルを遮断することなく、高い精度を有してシート材料の要求される曲げ角度を得るような方法で、工具の移動を補正するために、数値制御システムによって使用できる。しかし、検出器がダイの上方の表面と同じレベルおよびそれに隣接して置かれることによって、そのような検出器は、損傷する傾向があり、または曲げ作業中に誤って覆い隠され、加工物たとえば金属のシートの装填および取り出しを妨害し、遅くする。
【０００７】
プレスブレーキを含む多くの産業機械が、安全ビームがミュートポイント（ｍｕｔｅ  ｐｏｉｎｔ）の前に遮断される場合に機械の動作を停止するが、ミュートポイントの後にこの停止機能を動作解除する安全光ビームシステムを利用する。したがって、オペレータの負傷を防止するのに十分な移動距離内で機械を停止することができる必要がある一方で、ミュートポイントまで機械の動作速度を利用することは、生産性にとって重要である。したがって、多くの機械が効率および生産性を最大にする目的でミュートポイントまで高速で運転され、ミュートポイントの後でより遅い動作速度で運転される。
【０００８】
単一または複数のビームを利用する多くの安全システムに関して、動作はほぼ同じである。１つまたは複数のビームの遮断は、機械を停止する。しかし、広いまたは複数のビーム用途、すなわち、センチメートル程度の広い２次元断面（深さおよび高さ）を有する光ビーム、または広い安全領域を効果的にもたらす複数のビームに関しては、工具先端部の前のビームの第１の部分がミュートポイントに達するとき、工具の先端部はミュートポイントから数ミリメートルまたは数センチメートル離れている可能性がある。そのようなシナリオでは、広いビームがミュートポイントに達したことを理由に、機械が遅い速度に切り替わる。これにより効率または生産性が損なわれることになる可能性がある。
【０００９】
したがって、光ビームの一部分がミュートポイントに達しまたは通過したことを認識し、必要な停止距離を決定できる産業機械用の光ビームの安全システムを提供することが有益である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述のことを鑑みて、本発明の１つの目的は、１つまたは複数の前述の従来技術の問題を軽減しながら、選択された材料の片の加工の進み具合を決定するデバイスを提供することである。
【００１１】
本発明の副次的な目的は、曲げの角度を一様に決定できるようにする産業用プレスでのシート材料の曲げの角度を決定する画像化デバイスを提供することである。
【００１２】
本発明の別の目的は、効率および生産性を維持するのを助ける適合可能な広いビーム保護領域を提供するプレスブレーキ用の安全ビームシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述のことを念頭に置くと、本発明の１つの形式は、産業機械の第１の部分に装着する少なくとも１つの光送信機を備える産業機械用の画像化システムを提供し、前記少なくとも１つの送信機が受信機に実質的に照準された光のビームを送る手段を備え、前記受信機が前記ビームの少なくとも一部分を受信するように構成された少なくとも１つの画素マトリクスを備え、前記受信機が画像データを出力する出力手段を備え、画像化システムがさらに、前記出力画像データを受信および処理するように構成された画像処理手段を備え、使用に際しては、前記受信機が画像処理手段に前記加工物によって減衰された前記ビームおよび前記ビームの残りの部分のパターンに関する画像データを出力し、前記画像処理手段が前記画像データに基づいて前記工具によって前記加工物に施される加工の範囲を決定する。
【００１４】
したがって有利には、本発明は、加工物の加工前および／または加工中に手動の介入をする必要を軽減しながら、産業機械によって加工物に施される加工の範囲を決定できるようにする。
【００１５】
本発明の別の形式は、産業機械の工具によって加工物に施される加工の範囲を自動的に決定する画像化システムを提供し、前記システムが産業機械の第１の部分に装着する光送信機を備え、前記送信機が、
前記光の実質的に照準されたビームを受信機に送るための少なくとも１つの光源および手段と、
産業機械の第２の部分に装着するための受信機であって、画像情報取り込み手段および取り込まれた画像情報を出力する手段を備える受信機と、
前記出力される取り込まれた画像情報を受信し、処理して画像データにするように構成された画像処理手段とを備え、
前記システムは前記加工物が前記ビームによって照射された場合に、前記画像取り込み手段に送られる前記ビームの一部分を減衰するように構成され、前記受信機が前記加工物によって減衰された前記ビームの部分および前記ビームの残りの部分に関する取り込まれた画像情報を画像処理手段に出力するように構成され、前記画像処理手段は、画像データを生成するために前記工具によって前記加工物に施される加工の範囲を決定する。
【００１６】
したがって、本発明のそのような有利な形式は、加工物の加工前および／または加工中に手動の介入をする必要を軽減しながら、産業機械によって加工物に施される加工の範囲を決定できるようにする。
【００１７】
本発明の別の形式は産業機械用の画像化システムを提供し、前記システムは、受信機に実質的に照準された光のビームを送る手段を備える光送信機であって、前記受信機が送信機と平面の間に置かれる加工物および／または工具を照射する場合に、ビームの少なくとも一部分を減衰することによって形成される画像を表示するように構成された画像平面を備える光送信機と、前記画像を分析し、画像データに変換するように構成された画像取り込み手段と、前記画像データに基づいて前記工具および／または前記工具の形状によって前記加工物に施される加工の範囲を前記画像データから決定するように構成された画像データ処理手段とを備える。
【００１８】
好ましくは、光送信機は、１つまたは複数のレーザダイオードなどの少なくとも１つの光源を備え、より好ましくはビームを合焦および／または照準するレンズシステムを備えることができる。たとえば、送信機は、光を発散および合焦して１つまたは複数の広い扇形または平らな（たとえば水平な）ビームにし、次いで、扇形または平らなビームをたとえば５０ｍｍ×５０ｍｍのＸ断面の２次元での実質的な高さおよび幅を有する１つまたは複数のビームに発散することによって得られたビームを広いＸ断面のビームに形成するためのそれに続く断面にするレンズ機構を備えることができる。
【００１９】
好ましくは、受信機は画像を取り込みまたは解像するための１つまたは複数の画像スクリーンを備える。したがって、画像平面は、シャドウスクリーン（ｓｈａｄｏｗ  ｓｃｒｅｅｎ）などの１つまたは複数のスクリーンを備えることができる。その代わりに、またはそれに加えて、画像平面は、受信したビームの部分を直接的に画像化する１つまたは複数のカメラを備えることができる。そのようなカメラは画像取り込み手段を備え、好ましくは画像処理手段を備えることができる。
【００２０】
好ましくは、画像平面は減衰された光と減衰されていない光の組合せによって形成されるパターンなどの前記スクリーン上に落ちる光のパターンによって生成される影画像を形成するように構成された１つのシャドウスクリーンを備えることができる。加工物および／または工具がビームの一部分を完全に減衰できることが理解されるであろう。すなわち、それらは、照射する光が画像平面に到達するのを完全に妨げる。
【００２１】
本発明の別の形式は、受信機に少なくとも１つの実質的に照準された光のビームを送るための手段を有する少なくとも１つの光送信機を備える産業機械用の組み合わされた安全および画像化システムを提供し、ミュートポイント（ｍｕｔｅ  ｐｏｉｎｔ）まで、前記システムは物体が少なくとも１つの前記ビームと横切る場合に前記機械の動作を停止する少なくとも安全モードを提供するように構成され、前記ミュートポイントから前記システムが少なくとも画像化モードを提供するように構成され、前記受信機は、送信機と受信機の間に置かれる加工物および／または工具を照射する少なくとも１つの前記ビームの少なくとも一部分の減衰によって形成された光のパターンを受信し、前記システムは、前記パターンを分析し、画像データに変換するように構成された画像取り込み手段と、前記画像データに基づいて前記工具および／または前記工具の形状によって前記加工物に施される加工の範囲を前記画像データから決定するように構成された画像データ処理手段とを備える。
【００２２】
したがって、動作上の動きを開始する、プレスブレーキまたは旋盤の工具などの機械の工具として、システムは、最初は所定のミュートポイントに達するまで安全モードであることができる。ミュートポイントから、システムは画像化モードに切り替わり、または画像化モードを開始することができ、その画像化モードは、（たとえばシートメタルの曲げの度合いなどの）加工物に施される加工の進み具合を決定し、および／または工具が（記憶されたデータのライブラリと比較して）適切な工具であり、または工具が正確に動作／配置されたかどうか決定するのに利用される。好ましくは、安全システムは、ミュートポイントで切られ、画像化モードが投入される。このようにして、構成要素の重複は、安全システムおよび画像化モードの両方に関して同じ送信機および／または受信機を利用することによって最小限に抑えることができる。
【００２３】
ミュートポイントは、概して、通常工具が加工物に十分近接することにより、安全システムがこれ以上実用的でなく、または規定されないポイントとして決定され、物体が工具と加工物の間に置かれることができる可能性がほとんどなく、したがって使用者を負傷させる危険が極端に低いまたは無視できるものである。
【００２４】
好ましくは、産業機械はプレスブレーキであることができる。しかし、プレスブレーキは、本発明による画像化システムの適用に関する産業機械の好ましい形式であるが、加工物が工具による加工を施される本発明の範囲および境界内に、その他の機械が含まれると考えられる。たとえば、ＣＮＣ旋盤などの旋盤、フライス加工機械、産業用プレス、およびその他の曲げおよび成形用機械である。さらに、本発明は金属またはプラスチックなどの多様な材料を加工する機械に適用可能であることが理解されるであろう。
【００２５】
好ましくは、受信機、たとえば画像取り込み手段は、少なくとも１つの画素マトリクスを備えることができる。前記画素マトリクスのうちの１つまたは複数は、メガピクセルの解像度または、たとえば６４０×４８０の画素配列の任意のその他の適切なマトリクスサイズ（ｍａｔｒｉｘ  ｓｉｚｅ）のものであることができる。しかし、その他の配列サイズ（ａｒｒａｙ  ｓｉｚｅｓ）のマトリクスが利用できる。たとえば、１つまたは複数の電荷結合素子（ＣＣＤ）が画素マトリクスを形成するために利用できる。より好ましくは、複数の画素マトリクスが利用でき、より好ましくは、受信したビームを分離し、それぞれが個別の画素マトリクスによって受信される複数のビームにすることができる。それによって、好ましくは、複数の受信機および／または受信機のうちの１つまたは複数に複数の画素マトリクスを設けることによって、冗長性をシステムの設計に盛り込むことができる。
【００２６】
好ましくは、画像取り込み手段は、好ましくはシャドウスクリーンなどの透光性または半透光性材料のスクリーンであることができ、それによって、画像情報がビームの一部分の減衰を追跡して取り込むことができ、その後、画像情報が処理されて画像データにされる。好ましくは、受信機はたとえばスクリーン上の画像情報などの取り込まれた画像情報を見ることができる１つまたは複数のカメラを備え、その画像情報から画像データが決定できる。
【００２７】
好ましくは、送信機および受信機は下押しプレスブレーキを備える加工工具などのプレスブレーキの移動部分と共に移動するように取り付けることができる。すなわち、産業用プレスは、たとえば互いに対して移動可能なブレードおよびアンビルを有するプレスブレーキであることができる。ビームがブレードの先縁部の直近で排出できる。１つの実現可能な機構によれば、ビームは水平であり、プレスブレーキのブレードとアンビルの間に送られるように配置できる。
【００２８】
光送信機は、たとえばレーザ源などの実際の光源を含む、またはその点で光がレンズアセンブリなどの光を提供するデバイスから加工物に向って実際に送られるデバイスとしてとらえることができる。
【００２９】
送られたビームは、ビームが画像取り込み手段の適切な領域を照射することができることを条件として円形または多角形の断面を有することができる。好ましくは、ビームの断面はマトリクスの必要な数の画素を照射するのに十分に広くなっている。
【００３０】
光エミッタは、たとえばレーザビームを放出するレーザダイオードなどのレーザエミッタ、およびレーザダイオードによって放出されるレーザビームの構成を様々なものにするためのレンズアセンブリを備えることが好ましい。複数のレーザダイオードなど複数の放出手段が使用できる。そのようなレーザエミッタによって放出された、合焦されると一般に断面が円形／点であることができるレーザビームは、断面が一般に円形である。１つまたは複数のレンズアセンブリが、円形のレーザビームをたとえば４０ｍｍ〜５０ｍｍの直径のより大きな円形の断面、またはその代わりにたとえば正方形または長方形の多角形断面を有するビームに変換するのに利用できる。そのようなビームの断面は、比較的広い直径または幅を有するたとえば画像領域などの監視領域を提供するように、一般に、元の光源よりも広い断面の拡張され、かつ照準されたビームとして形成され、それによって従来技術の点または平らなビームよりも２次元でより広い断面の監視領域を提供する。たとえば「ブロック」レーザのビームの断面は、たとえば画素配列、シャドウスクリーン、または他の受信デバイスなどの受信機を照射する前に、たとえばレンズ機構によってより小さな寸法に縮小または合焦できる。ビームの遠く離れた点で生じる可能性のある照準されたビームのある程度の分散は、エミッタによるものであることに留意されたい。しかしこの分散は、ビームが一般に２〜１２メートル放出されなければならない距離の範囲内で比較的小さなものである。
【００３１】
好ましくは、システムは曲げプレスによって曲げられる材料のシートの１つの端部を照射するのに使用される。材料は金属でもよく、またはその代わりにプラスチックなどその他の材料、あるいはそれらの組合せでもよい。
【００３２】
画像化システムは、機械に関する安全システムと結合できる。たとえば、光エミッタはレーザ放出手段であることができ、受信機はプレスブレーキのブレード上に装着可能であり、かつブレードがプレスブレーキの移動可能な区画である場合にそのブレードと移動できるレーザ光受信手段であることができる。ブレードに十分接近した対象物がレーザビームを横切る場合に、ブレードがプレスの動作もしくはさらなる動作を停止または阻止する。ビームは、従来のポイントのレーザビームと比較した場合にビームが比較的広い領域をカバーでき、同時に対象物が検出されることなく通過できる「空間」が全くないことを確実にするように、全体的に一定の側方幅を有する連続的な平らなレーザビームであることができる。
【００３３】
あるいは、垂直に連なる水平の平らなレーザビームおよび／または水平に連なって整列した垂直の平らなレーザビームなどの複数の平らなレーザビームを想定することができる。工具が加工物に向って進むと、ビームのうちの１つまたは複数を横切る物体が機械の動作を停止または阻止する。好ましくは、工具がミュートポイントに達する場合、システムは安全システムから画像化システムに切り替わる。それによって、都合よくかつ有利に、本発明の１つまたは複数の形式による画像化システムは、機械の安全システムとしても働くように利用できる。したがって、構成要素の重複を回避することができ、さらに、複数のシステムへの依存、および計算されるそれらのシステムに関するそれぞれのデータが軽減することにより、機械の生産性を上昇させることができる。
【００３４】
たとえば、プレスブレーキでの金属シートなどの材料の曲げに関して、画像化システムは、曲げる金属シートの端部形状を画像化するのに使用できる。工具がアンビルまたはダイと共に金属シートをＶ形状に次第に曲げていくとき、画像化システムは金属シートの増加または減少する曲げ角度を決定するのに使用できる。画像処理手段は、画素のいくつかに落ちる減衰された光から得られるデータから計算される「最適な線」のアルゴリズムを使用することによって曲げの角度を決定できる。光放出手段および光受信手段の両方は、それぞれプレスの移動可能な部位の両側の支持部にそれぞれ装着できる。支持部は、それぞれ放出および／または受信手段の配列および位置が調整できるように調整可能である。たとえば、移動可能な部位が切断ブレードまたは曲げ工具である場合、異なる高さのブレードを使用することができ、放出手段および受信手段の位置を調整する必要がある。あるいは、放出手段のみを調整する必要があり、光受信手段が固定されたままになる。
【００３５】
好ましくは、少なくとも１つのビームが加工物に対する工具の相対的な移動方向に垂直である。より好ましくは、少なくとも１つのビームがプレスブレーキの加工工具の前で加工工具に平行に延出し、より好ましくは１つまたは複数のビームがオーストラリア特許第７３８６１９号に開示されるような平らなレーザビームを備える。
【００３６】
本発明のさらなる形式が産業機械用の組み合わされた安全および画像化システムを作動させる方法を含み、前記機械が互いに対して相対的に移動するように構成された工具および加工物保持部分を有し、前記システムが安全デバイスおよび画像化デバイスを備え、方法が、
ａ）受信機に少なくとも１つの実質的に照準された光のビームを送るための送信機を備える安全モードを提供するステップと、
ｂ）物体が少なくとも１つの前記ビームを横切るとき、ミュートポイントまで、加工物に向って工具の相対的な移動を停止するステップと、
ｃ）少なくとも前記ミュートポイントから、システムは、画像化モードを提供し、それによって前記加工物および／または工具の形状に施される加工の範囲が決定されるステップと
を含む。
【００３７】
好ましくは、安全デバイスは、ミュートポイントから画像化デバイスとして機能するように構成され、ミュートポイントの前またはミュートポイントまで安全デバイスとして機能するように構成される。したがって、システムは部品が組み合わされたシステムを提供する際の冗長または重複を回避するのを助け、それによって、安全および画像化の構成要素が共有できる。
【００３８】
好ましくは、方法はさらに、少なくとも１つの較正動作サイクル中に加工物が定位置にない状態で少なくとも工具の加工部分を画像化し、それによって、加工物が定位置にある状態での後続する加工動作が画像化され、較正画像データと比較され、それによって非加工の加工物と加工された加工物の間の相違から加工物に施される加工の範囲を決定できるように、工具と機械に関する較正画像データを確立するステップを含む。
【００３９】
本発明のさらなる形式は、
光送信機と光受信機の間に照準された光のビームを送るステップと、
前記送られた光によって前記加工物の少なくとも一部分を照射するステップであって、前記加工物が前記送られた光の少なくとも一部分を減衰するステップと、
前記減衰された部分を含む前記ビームを受信するステップと、
処理された画像データに基づいて前記工具によって前記加工物に施される加工の範囲を前記受信されたビームから決定するために前記画像データを処理するステップとを含む産業機械の工具によって加工物に施される加工の範囲を決定する方法を提供する。
【００４０】
好ましくは、受信機は画素マトリクス、シャドウスクリーン、および／またはカメラを備える。
【００４１】
それによって、たとえば、プレスブレーキの工具による金属のシートの曲げ角度は、たとえば画素マトリクスによって受信されるような加工物の「影」、およびビームの残りの部分から決定できる。
【００４２】
システムおよび方法は、リアルタイムで加工物に施される加工の範囲を監視するのを助けるために、加工物を連続的に画像化し、好ましくは使用者に得られた画像または角度の測定値を表示することができる。したがって、故障が起き、または加工物が不正確に加工され、あるいはたとえば所定の用途に関して誤った工具が選択される場合に好適である。
【００４３】
本発明の別の態様は、少なくとも１つの光ビームが遮断されると、産業機械の動作を停止する安全システムをもたらし、システムは効果的な保護領域を漸進的にミュートすることを含む。
【００４４】
漸進的またはシステム的にミュートすることは、有利には、保護領域の適合できるようにし、かつ／または工具の速度制御を向上させることができるようにする。
【００４５】
システムの利点は、それには限定されないが、工具先端部に平行かつ工具先端部の前に通る広いビーム（ブロック−長方形、円形など）の断面のビームでの遮断の認識を含む。ビームのうちのある部分は、工具先端部の上から入る侵入からのさらなる保護、停止距離の監視、プレスブレーキの速い速度および遅い速度の監視を提供するために工具先端部の後ろに延びることができ、またプレスブレーキの動作速度を制御するのを助けるために使用でき、ミュートポイントの位置を監視することができることが理解されるであろう。
【００４６】
好ましくは、システムは少なくとも１つの送信機、および前記少なくとも１つの受信機から送られる光を受信するように構成された少なくとも１つの対応する受信機を備えることができ、機械は、その動作中に相対的な接近の動作を行うように構成された第１および第２の部分を備え、システムは、受信された前記送られる光の動作部分が遮断されるとき、第１および第２の部分のさらなる相対的な接近の動作を抑止または停止するように構成され、前記少なくとも１つの受信機が複数の受信機要素を備え、選択された前記受信機の要素の動作がシステム的に無視されるまたはミュート（ｍｕｔｅｄ）される。
【００４７】
好ましくは、安全システムは、受信機要素の列からの信号を無視またはミュートすることができる。システムは、前記受信機要素を提供する少なくとも１つの画素配列を備えることができる。
【００４８】
好ましくは、少なくとも１つの光ビームは、大きな深さおよび厚さを有する２次元断面を有する広いまたはブロックのビームを備えることができる。たとえばセンチメートルの程度、たとえば６０ｍｍ×６０ｍｍのものである。
【００４９】
本発明のさらなる態様は、
ａ）機械の工具を移動させる保護領域の一部分を漸進的に（ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅｌｙ）ミュートするステップを含む産業機械用の安全システムを作動する方法を提供する。
【００５０】
好ましくは、方法は受信機の受信機要素の列を漸進的に無視またはミュートするステップを含むことができる。
【００５１】
本発明の実施可能な機構を例示する添付の図面を参照して本発明をさらに説明することが好都合であろう。本発明のその他の機構が実現可能であり、したがって添付の図面の特殊性は、本発明の上記の説明の一般性を排除するものとして理解されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
最初に、図１を参照すると、この図は、工具の変位（ｘ軸）に対して産業機械の工具の（ミリメートル毎秒のｙ軸の）速度のグラフを示す。特に、示されたグラフはプレスブレーキの加工工具に関する。グラフの区画Ａは、工具の加速を示す。この例では、プレスの下向きの行程が想定されるが、同じ原理が上向き行程の機械に適用される。本発明は、旋盤およびフライス加工機械などのその他の産業機械にも適用可能であることができることが理解されるであろう。工具の名目上の高速が（たとえばおよそ１５０ｍｍｓ−１で）得られ、その後、区画Ｂに示されるような一定の速度で横ばい状態になる。グラフの区画Ｃは、プレスまたは徐行速度（たとえば１０ｍｍｓ−１）への工具の減速を示す。図１では、工具は実際に減速のライン（区画Ｃ）がグラフの変位ｘ軸に達するところで、停止（速度＝０）になる。上記に論じかつ示した例では、区画Ａ−Ｃのうちの１つまたは複数は、システムの感知モードに関し、したがって安全に関連する動きに関する。区画Ｃでの動作中に、レーザビームが作動されビームを遮る物体がシステムによって検出され、それにより工具が停止し、それによって使用者の負傷、またはビームを横切る物体への損傷を防止する。すなわち、システムは安全モードである。ミュートポイント（ｍｕｔｅ  ｐｏｉｎｔ）Ｄでは、区画Ｃの減速のラインが低速／プレス速度（たとえば１０ｍｍｓ−１）の速度軸を横切る場合、システムは本発明の１つまたは複数の形式による画像化モードに切り替わり、安全感知モードが切断される。グラフの区画Ｅは、工具が加工物、この例ではシートメタルを曲げるためにプレス速度（区画Ｇ）まで再び加速していることを示す。点Ｆは、工具が材料と接触する点を示し、続いてその後ダイの最上部のレベルより下で変位が生じる。したがって、たとえば、工具が材料をダイの中にプレスすることによってシート材料が曲げられ「Ｖ」形状にされる。
【００５３】
図２は、その内容が本明細書に参照によって組み込まれるオーストラリア特許出願第２００３２１５４１０号に開示されるようなプレスブレーキ用の安全システムで使用される対になった平らなレーザビーム１ａ、１ｂを示す。対になった平らなビーム１ａおよび１ｂが、プレスの工具２と共に、およびその前に下降するように構成されている。ミュートポイント５の前でビーム１ａおよび１ｂの片方または両方が遮断されると、工具の下降が停止される。先端の平らなビーム１ｂがミュートポイントに達すると、平らなビーム１ａのみを動作状態にしたまま非作動にできる。この段階では、シート材料の曲げの角度の画像化は作動されていない。工具が下降し続けるとき、平らなビーム１ａがミュートポイントに達すると切断され、画像化システムが投入される。
【００５４】
図３は、加工物３および／または工具２の端部を照射するのに使用される、「ブロック」すなわち広い断面のレーザビームなどの拡張された光源６の端面図を示す。拡張された光源の使用により、個々の点または平らなビームと比較してカバーされる画像化領域がより広くかつ高くすることができる。しかし、広い断面の画像化領域は、等しい広いビームを形成するためにビームが互いに平行かつ共に密接して延出するように照準された複数のより小さな断面のビームによって生成できることが理解されるであろう。ビームは、ビームの最上部が常に工具の先端部７を検出するように設定できる。すなわち、ブロックレーザは、安全レーザビームが工具と移動するのとほぼ同じ様式で工具と移動できる。プレスが作動するとき、ブロックレーザは、工具と共に下降し、密閉された工具を通して約４０ｍｍの距離からダイを検出する。システムによって利用されるコントローラソフトウェア（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  ｓｏｆｔｗａｒｅ）は、特別にプログラムされない限り、ツールがダイに物理的に接触できないようにされる。
【００５５】
画素配列は、複雑なパターンまたは領域が安全モードの間に検出できるようにし、もたらされる安全のレベルを大幅に増加する。工具の高速動作の間に必要なプロセスの量が与えられた場合、たとえば、画素の水平列または垂直列、あるいは両方の組合せなどの画素配列の一部分のみが利用されることが好ましい。たとえば工具の前面および後面の周りの下側および上側の６ｍｍなど機械の停止距離に依存する領域があることができ、遮られると工具が停止する。この最初の領域からさらに離れて画素マトリクスの領域があることができ、遮られると、停止まで下がる下降を誘発する。さらに、遮られた場合に低速度のみを誘発し、遮蔽が取り除かれた場合に完全速度が再開するような、前述の領域を超える、さらに監視される領域があることができる。
【００５６】
機械工具および加工される部分の形状は、システムによって、たとえば画像化する物体を記憶された部品または工具のライブラリと比較することによって認識できる。それによって、保護領域およびブランキング領域（ｂｌａｎｋｉｎｇ  ｚｏｎｅｓ）が、工具および部品により容易に適合するように自動的に調整できる。したがって、上部の工具と底部の工具（アンビルまたはダイ）が正確に合致するのを確実にするのを助けるように、上部および底部の工具が画像化できる。その代わりにまたはそれに加えて、形成される部分の形は、加工される部分が期待される形状をとることが確実になるように記憶できる。期待される部分の形状または期待される工具からのいかなる偏りも、システムによって検出できる。したがってシステムは、保護領域が適合するように調整できる。
【００５７】
広い（ブロックの）ビームを使用することにより、加工される材料の深さの角度が、たとえば曲げまたは機械加工などの加工作業ごとに測定できるようになる。これにより、機械が資本費用を抑えながら機械加工の曲げの角度または量を決定するための効率的かつ単純化された測定システムを組み込むことができるようになる。
【００５８】
加工される材料の端部を見る、可能性のある機構により、たとえば加工される材料の要求される許容誤差の外への偏りなどの材料の平面度は、画像データが所与の材料の厚さから期待されるよりも広く拡がったことを決定することによって検出できる。
【００５９】
加工物の寸法はソフトウェアを使用する画像化システムによって決定または検査することができることが理解されるであろう。
【００６０】
工具または加工物を照射しないビームの部分は、たとえばシャドウスクリーンなどのスクリーンの形で画像形成の平面に衝突する。１つまたは複数の画素マトリクスを有するデジタルカメラなどの画像化デバイスが、スクリーンに落ちる減衰された光と減衰されてない光のパターンによって形成される影画像を取り込むのに使用される。取り込まれた画像は、記憶された１つまたは複数の画像のライブラリの間の違いを探すために処理され、または以前の較正のラン（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ  ｒｕｎ）と比較され、そこで工具、ダイ、および非加工の（または予め加工された）加工物が第１のパス（ｆｉｒｓｔ  ｐａｓｓ）で画像化される。取り込まれた画像から、および記憶されたデータまたは以前の画像と比較して、最新の画像と記憶されたデータまたは以前の画像との間の違いを決定するのにアルゴリズムが使用され、それによって加工される材料に加えられる曲げの角度を決定する。システムは、画像化された工具を工具形状データのライブラリと比較することによって、工具が選択された作業に関して適切な工具であるか否かを検出することもできる。
【００６１】
図４は、プレスブレーキで３ｂに曲げられた金属３ａのシートの端面図を示す。曲げα（アルファ）の角度は、画素マトリクスによって受信された、減衰されたビームのパターンから得られるデータから最適の線によって決定される。材料の厚さの許容範囲での誤差は、たとえば３ｍｍの材料に対して３ｍｍを超える場合には、その材料の厚さをデータの分布によって決定できる。システムは、材料の厚さが期待される許容誤差の範囲内または範囲外になるかどうかを決定するのに使用できるが、システムは、同様にまたはその代わりに、要求される許容誤差の範囲内または範囲外になる、たとえば材料のシートの長さに沿った折り曲げ具合（ｂｅｎｄ  ｉｎ）、または加工物の面へのフライス加工または旋盤加工の歪みなどの加工物のさらなる寸法に沿った機械加工の歪みまたは変化を決定できる。さらなる寸法は、光源によって照射される加工物の真横に垂直に延出することができ、そのような材料のシートの長さは、Ｖ断面の端部がビームによって照射されてその長さに沿って形成されるＶ断面の曲げを有する。たとえば、システムは、画像化システムが、たとえば波しわまたは波などの歪みを検査できるように、プレスブレーキによってシートメタルの長手に沿って形成された曲げが期待される許容誤差内に収まるかどうか、ならびにデータが要求される許容誤差の範囲外になることが判明した場合に、加工物が除外または再加工されたかどうか、および／または機械が調整または修理されたかどうか決定できる。したがって、画像化システムは、たとえばシートメタルにプレスブレーキによって加えられた曲げなどの機械加工作業が材料の長さに沿って許容誤差内にあるかどうか検査するために材料の直線的な寸法に「沿って見る」ことができる。好ましくは、画素マトリクスの解像度は、６４０×４８０画素であり、それによって加工物および／または機械の部分の適切に正確な測定ができるようになる。「第１のパス」が加工される材料がない状態で工具およびダイを画像化する目的で施され、その後で、最初の「第１のパス」画像とそれに続く「加工された」画像の間の違いを探すために、定位置にある材料と比較を行うことができることが想定される。比較は「第１のパス」画像をメモリの最初のブロックに記憶することによって行うことができ、それによって画像処理手段がそれに続く１つまたは複数の画像を最初のメモリと比較できる。さらに、工具先端部および／またはダイの形状は、不適切な工具先端部またはダイが選択された場合に、加工する工具先端部とダイの衝突を回避するのを助ける目的で画像化できる。工具および／またはダイは、工具またはダイのライブラリと比較でき、したがって正確な工具および／またはダイが選択された加工作業に対して適切な工具であることを確実にするように検査される。
【００６２】
図５は、水平に配置された１ａ−ｄ、垂直に配置された１ｅ−ｈ、またはそれらの組合せのいずれかの受信機の複数の受信区画を示す。より多くまたはより少ない複数の受信区画を、たとえばそれらが水平および／または垂直の区画である必要なく、様々なパターンで使用することができることが理解されるであろう。安全モードの間のすなわちミュートポイント５の前の工具の比較的速い速度のため、受信機は全体の受信機マトリクスまたは配列が使用される場合に、多量の情報を十分に即座に処理できない可能性がある。完全に動作的な配列での多くの画素により、安全モードの間のブロックレーザビームの全てまたはかなりの部分を受信することで、機械の動作中に高速で処理される情報のオーバーロードを招くおそれがある。したがって、マトリクスまたは配列は、図示されるような動作的な受信区画に分割できる。すなわち、受信機の区画は安全モードの間に必ずしも利用される必要はないが、画像化モードの間は作動される。その代わりに、またはそれに加えて、ブロックレーザは、安全モードで受信機によって受信される伝達区画に分割できる。次いで、ブロックレーザの全部またはかなりの部分は、画像化モードの間に利用できる。ビームの各区画がミュートポイントに達すると、それぞれの受信区画が非作動にされる。最後のビーム区画がミュートポイントに達したとき、または工具先端部がミュートポイントに達する直前に、システムは画像化モードに切り替わり、安全モードが非作動にされる。次いで工具および／または加工物は、加工物に施される加工の角度、または工具を特定されるようなものにすることを決定するために画像化される。
【００６３】
図６は、本発明の特定の実施形態の斜視図を示す。光源２６および受信機２８が互いに整列して示され、プレスの加工工具２２の移動方向に移動するためのプレス２０に装着されている。したがって、光源からの光ビーム３０が受信機に向けて送られ、光源および受信機は工具と共に（垂直に上向きおよび下向きに）移動する。光ビーム３０は、ダイまたはアンビル２４の上の定位置に加工物３２の１つの端部の有用な部分を照射するのに十分に広い２−Ｄまたは「ブロックビーム」断面のものである。加工物が、すでにＶ断面の曲げを有して部分的に加工されて示される。この実施形態では、加工物および／または工具によって減衰されていないビームの残りの部分は、受信機２８によって直接的に受信される。受信機は、取り込まれた画像の全体の寸法をデジタルカメラのＣＣＤの上に合焦するためのカメラのようなレンズ機構を組み込む。画像は処理され、加工物または工具の整列の明らかな誤りを目視して検査するためにスクリーンに出力され、および／またはたとえばＣＮＣプレスのモニタによって表示するための加工物での正確性／誤差を示す数値的な値を決定するのに使用され、および／または期待される画像のライブラリと比較される。それに加えて、またはその代わりに、画像データがソフトウェアによって比較および／または検査でき、そのソフトウェアは処理手段と連絡し、または処理手段に組み込むことができる。
【００６４】
図７は、光源２６および受信機２８を備える図６および７に示されるものと同様のプレス２０の正面図を示す。この実施形態では、加工物および工具がスクリーン３４の上に影として光ビームの残りの部分と共に映写されるように、画像化モードの光ビーム３０は、加工物３２および工具２２の１つの端部を照射する。次いで受信機は、スクリーン３４の上に形成された影画像から画像を決定する。次いで、加工物に加えられた曲げの角度および／または加工物の長手方向または幅に沿った歪みの量は、たとえば取り込まれた画像と期待される画像を比較する方法に最適の方法のラインによって決定される。図示されるように、スクリーン３４は光ビーム受信機２８全体と共に移動し、その一部分を形成するように装着される。スクリーンは、システムが安全モードの状態であり、画像化モード用に光ビームの経路内に移動される場合に光ビーム３０の経路から外に移動できる。
【００６５】
図８は、図７のシステムおよび機械の線Ａ−Ａを通る断面を示す。広い２−Ｄ断面の「ブロックビーム」のビーム３０が、工具２２の先端部がビームに衝突するのが理解できる。工具が下向きに移動すると、加工物３２（および工具）がビームを横切る。工具が上方に移動すると、システムは安全モードに（好ましくはミュートポイントで）切り替わることができ、それによってビームへの物体の進入が機械のさらなる動作を停止させる。
【００６６】
図９は、広い（ブロック）ビーム安全システムおよび／または画像化システム４０を示す。送信機４２は広いビーム４４を送り、それはシャドウスクリーンなどのスクリーン４６で受信される。図面がスクリーンに収まるビームの完全な断面を示すことを理解されるであろう。しかし、使用に際しては、加工物および／または工具が送信機とスクリーンの間に少なくとも部分的に置くことができ、それによってスクリーンに影画像を形成するために工具／加工物に落ちるビームの少なくとも一部分を減衰する。それによって生じるスクリーン画像は、複数のカメラ４８ａ、４８ｂによって画像化される。少なくとも１つのカメラがＣＭＯＳカメラであることができ、それは６０ｍｍ×５０ｍｍまたは６０ｍｍ×６０ｍｍの断面のビームを画像化するのに十分な解像度を有することができる。カメラは、スクリーンから画像化する固定焦点カメラであることができる。
【００６７】
画像化システムは、たとえばプレスブレーキの下方行程の最上部などでの加工の行程またはサイクルの開始に較正するために、工具先端部を識別するために使用できる。そのような画像化は、行程の開始に工具先端部の位置を識別するのに使用でき、したがってその場合に工具先端部の位置が分かり、停止するのに必要な距離が分かり、保護領域の位置、寸法、および／または形状が決定できる。
【００６８】
ブロックまたは複数の光源の比較的広い領域が、たとえば工具が（保護領域と共に）ミュートポイントに達し、通過するとき、保護領域の垂直面で画素の列または画素の群の効果をミュートするなど、漸進的に（ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅｌｙ）ミュートされる。たとえば、画素配列を含む受信機に関しては、対応する部分がミュートポイントを通過するときまたはその直前に、連続した列の画素に関する出力信号が漸進的にミュートされることができる。
【００６９】
低速高解像度カメラなどの第２のカメラ４８ａを設けることができる。これは、工具および加工物の１２８０×９６０（またはそれより大きい）画素配列の画像を提供することができる。
【００７０】
画像処理モジュールが、工具画像とＣＮＣ工具ライブラリから転送された情報を比較するための受信機回路に連結できる。これは、加工物の画像が曲げ情報、および（プレスブレーキの数値制御ＮＣに統合することもできる）様々な角度検査機能と一致することを証明する。
【００７１】
図１０ａから１０ｄは、漸進的なミュートフェーズの間の連続した段階を示す。図１０ａは、保護領域６２によって保護された工具先端部６０の端部を示す。工具先端部および監視された領域がダイ６４上の加工物（図示されない）に向って下方に移動する。ミュートポイント６６は、ダイおよび加工物の上の所定の距離になるように定義される。
【００７２】
工具先端部が下方に移動すると（図１０ｂおよび１０ｃを参照されたい）、保護領域は、保護領域の先端部分６８（この例では最下部）が無効になるようにミュートポイント６６から漸進的にミュート（ｍｕｔｅｄ）される（網がけされた部分）。これは受信機（図示されない）の要素の連続的なまたは段階となった列から出力信号を漸進的にミュートまたは無視することによって達成できる。要素が非作動にされる必要はなく、それらの出力が安全システムの目的のために無視できるが画像化システムに関してさらに使用できることを理解されたい。したがって、ビームは、受信機を照射し続けることができ（減衰されたまたは減衰されていない）、画像化のために利用されるが安全（停止）システムの目的のために漸進的にミュートされる。図１０ｄは、ミュートポイントを通過する工具先端部を示す。したがって、ビーム全体は、工具先端部がミュートポイントに非常に近いので保護が不要または効果がないと見なされる（機械は加工物への残りの接近する距離内で停止することができない）ことによりミュートされる。
【００７３】
ミュートポイントは、曲げなどの加工される材料の表面上で測定される距離（たとえばおよそ２−３ｍｍ）で確立される点になることができる。これは、以下の利点をもたらす。
【００７４】
１．追加の安全性。保護領域の底部がミュートポイントに接するときから領域の最後の部分がミュートするときまで全体を通しての保護。この保護の最後のライン（基本ダイアグラムに従うものとして）は、工具先端部が底部ダイに入った後であることができる。これは、実質的に安全性の利得をもたらす。
【００７５】
２．保護の特定の列がミュートされるとき、これは漸進的に速度低下するために信号を分離し、および／または上部の工具の下降を制御することができる。したがって、（工具先端部が減少するとき）工具先端部の下の実現可能な保護が、機械が移動可能な速度（およびしたがって制止距離）に適合できる。
【００７６】
３．点１に従って、保護は下降して続けられるので、工具先端部は工具が低い曲げ速度（一般に１０ｍｍ／秒）に変更する必要がある前に、曲げられる材料に接触することができる。したがって、工具が材料に達する前に安全速度（同じく１０ｍｍ／秒）が作動される必要が全くない。単一のレーザシステムなどの従来のシステムでは、保護がミュートされると、工具が必要な安全速度（１０ｍｍ／秒）で移動する必要がある。
【００７７】
点２および３は、同時に安全性を得ながら、行程のサイクル時間での向上、したがって、より少ない時間でより多くの曲げを認識する。
【００７８】
画像化システムは加工工具の形状を識別するのに使用することができ、工具はたとえば知られた工具のライブラリに対して正確性を調査できる。また、工具は、その先端部から必要なミュートポイントを決定するために画像化できる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】組み合わされた画像化システムおよび安全システムを有する本発明の特定の実施形態の適用のグラフである。
【図２】対をなす平らなレーザビーム安全システムを利用する本発明の実施形態によるシステムの端面図である。
【図３】シートメタルを曲げるためのプレスブレーキで利用される本発明による画像化システムの実施形態の端面図である。
【図４】プレスブレーキによってシート材料の曲げの角度を画像化するのに使用される本発明の実施形態を示す図である。
【図５】拡張された光源が複数の平らなレーザビームに分割される本発明のさらなる実施形態を示す図である。
【図６】プレスに装着された本発明の実施形態の斜視図である。
【図７】プレスに装着された本発明の実施形態の正面図である
【図８】図７に示される実施形態の線Ａ−Ａを通る断面図である。
【図９】本発明の実施形態によるブロックレーザの安全および／または画像化システムの斜視図である。
【図１０】図１０ａから１０ｄは、本発明の実施形態によるブロックレーザの漸進的なミュートの間の連続する段階を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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