(57)【要約】  既知の動作経路を移動するよう配設するツールを有する機械で使用する制御システム。この制御システムには、ツール（１２）経路内又は付近の物体位置を検知する手段、及びツール経路内又は付近の物体とツール（１２）の前縁部（２２）との間の距離を測定するよう配設した処理及び制御手段を含む。制御システムには第１操作モードを含み、該形態において処理及び制御手段でツール（１２）の動作を制御し、それによりツール経路内又は付近の物体とツール（１２）の前縁部（２２）との間の距離を最小値及び最大値内に維持する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既知の動作経路を移動するよう配設するツールを有する機械で使用する制御システムであって、該制御システムは、
ツール経路内又は付近の物体位置を検知する手段、及びツール経路内又は付近の物体とツール前縁部との間の距離を測定するよう配設する処理及び制御手段を備え、
前記制御システムには、処理及び制御手段でツール動作を制御し、それによりツール経路内又は付近の物体とツール前縁部との間の距離を最小値及び最大値内に維持する第１操作モードを含むこと、を特徴とする制御システム。
【請求項２】
前記ツール経路内又は付近の物体位置を検知する手段には、経路辺りの領域を照射するよう配設する発光手段と、前記領域を通過する光を受光するよう配設し、それにより前記領域にある物体を受光手段に投影する前記受光手段とを備え、前記受光手段を処理及び制御手段と通信させ、それにより処理及び制御手段が前記領域にある障害物の存在を、前記受光手段が受信する画像によって認識すること、を特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
前記処理及び制御手段には記憶手段を含み、該記憶手段を、前記受光手段が受信した画像を既知の画像として保存するよう配設すること、を特徴とする請求項２に記載の制御システム。
【請求項４】
前記処理及び制御手段には、外部ソースから既知の画像を受信する手段を含むこと、を特徴とする請求項３に記載の制御システム。
【請求項５】
前記既知の画像を記憶手段の部分に、特定の既知の機械操作と対応させて割り当てること、を特徴とする請求項３又は４に記載の制御システム。
【請求項６】
前記機械を、アンビルを有するプレスブレーキとし、前記ツールを、アンビル上に置いた材料を打ち、材料を折曲げるよう配設すること、を特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の制御システム。
【請求項７】
前記最大値を、前記ツール及びアンビルが受光手段の視野に留まるよう選択し、前記最小値を、材料を容易にアンビル上に置く又はアンビルから取除くのに十分大きな値となるよう選ぶこと、を特徴とする請求項６に記載の制御システム。
【請求項８】
前記最大値及び最小値を、受光手段が受信した画像が記憶手段に保存した既知の画像に緊密に合致する程度により変化させること、を特徴とする請求項６又は７に記載の制御システム。
【請求項９】
前記制御システムは、処理及び制御手段が受信する画像が既知の画像の内の１つに合致しない間は、第１の操作モードに留まること、を特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の制御システム。
【請求項１０】
近接スイッチを設け、前記制御システムは、前記近接スイッチをオペレータにより起動させる間は、第１操作モードに留まるのみとすること、を特徴とする請求項９に記載の制御システム。
【請求項１１】
第２操作モードを設け、制御システムが第２操作モードにあるとき、ツールを材料の方に前記最短距離より近接する距離まで移動させること、を特徴とする請求項６から１０のいずれか１項に記載の制御システム。
【請求項１２】
第２操作モードでは、ツールをオペレータがツールと材料との間で指を挿入不可能なように材料からの距離まで移動させること、を特徴とする請求項１１に記載の制御システム。
【請求項１３】
制御システムが第１操作モードから第２操作モードに、処理及び制御手段が、画像の１部分を受光手段が受信し、前記部分をアンビル上の材料の形状及び標定とし、既知の画像の１つの対応する部分と合致すると認識したとき移行すること、を特徴とする請求項１１又は１２に記載の制御システム。
【請求項１４】
制御システムが第１操作モードから第２操作モードに、処理及び制御手段が、受光手段が受信した画像を前記既知の画像の内の１つであるとして認識するとき移行すること、を特徴とする請求項１１又は１２に記載の制御システム。
【請求項１５】
制御システムは、近接スイッチをオペレータにより起動させる間、第２操作モードに留まるのみとすること、を特徴とする請求項１０に記載の制御システム。
【請求項１６】
制御システムは第１操作モードから第２操作モードに、オペレータによる近接スイッチの解除及び再度オン時に移行し、第２操作モードにおいて、処理及び制御手段が受信する画像を使用して既知の画像を作成し、一方ツールはアンビルの方に移動すること、を特徴とする請求項９に記載の制御システム。
【請求項１７】
第３操作モードを設け、制御システムが第３操作モードにあるときは、ツールを移動させてアンビル上で材料を折曲げること、を特徴とする請求項６から１２のいずれか１項に記載の制御システム。
【請求項１８】
第２操作モードで作成した既知の画像を、記憶手段に既知の画像として保存する前に、折曲げを開始すること、を特徴とする請求項１７に記載の制御システム。
【請求項１９】
制御システムは第２操作モードから第３操作モードに、近接スイッチの解除及び再度オン時に移行すること、を特徴とする請求項１７又は１８に記載の制御システム。
【請求項２０】
第４操作モードを設け、制御システムが第４操作モードにあるときには、ツールを無条件に後退させてアンビルから離隔すること、を特徴とする請求項６から１９のいずれか１項に記載の制御システム。
【請求項２１】
制御システムには後退スイッチを設け、制御システムは、オペレータが後退スイッチを起動させるときに第４操作モードに移行すること、を特徴とする請求項２０に記載の制御システム。
【請求項２２】
制御システムが第１操作モードにあるとき、処理及び制御手段により受光手段が受信する画像の範囲内で、後退ゾーンであって、該ゾーンはツール周辺に存在し、それによりツールに最も近い物体を後退ゾーンで検知した場合、ツールを物体から離隔させる後退ゾーン；停止ゾーンであって、後退ゾーン周辺に存在し、それによりツールに最も近い物体を停止ゾーンで検知した場合、ツール動作を停止させる停止ゾーン；及び第１近接ゾーンであって、停止ゾーン周辺に存在し、それによりツールに最も近い物体を第１近接ゾーンで検知した場合、ツールを物体に向けて移動させる第１近接ゾーンを、画定することを特徴とする請求項３から２１のいずれか１項に記載の制御システム。
【請求項２３】
処理及び制御手段により第２近接ゾーンを画定し、該第２近接ゾーンを第１近接ゾーン周辺に存在させ、それによりツールに最も近い物体を第２近接ゾーンで検知した場合、ツールを物体に向けて、該ツールに最も近い物体が第１近接ゾーンに存在するときに起こるツール動作より比較的速い速度で、移動させること、を特徴とする請求項２２に記載の制御システム。
【請求項２４】
ツール速度を、ツールと前記最小値と最大値との間で画定した領域の境界との間の距離に基づいて変化させ、ツールの円滑な動作を提供すること、を特徴とする請求項３から２３のいずれか１項に記載の制御システム。
【請求項２５】
発光手段にはレーザダイオードを含み、レーザダイオードを通した電流を変調させて、異なるスペックルパターンを生成し、それにより受信する画像の分解能を向上させること、を特徴とする請求項２から２４のいずれか１項に記載の制御システム。
【請求項２６】
受光手段には、それに前記領域を通過する光を入射させるスクリーンを含み、該スクリーンを粗面にして、レーザダイオードによって生じるスペックルパターンの影響を更に軽減すること、を特徴とする請求項２５に記載の制御システム。
【請求項２７】
発光手段には調節手段を含み、該調節手段には複数のリニアアクチュエータを備え、該リニアアクチュエータを発光手段に接続し、出射光の軸と平行な方向に移動するよう配設し、それによりリニアアクチュエータの任意の１つによる直線的な動作により出射光の方向を変え、全てのリニアアクチュエータの動作により発光手段を光学的に受光手段に近接させる又は受光手段から離隔させること、を特徴とする請求項２から２６のいずれか１項に記載の制御システム。
【請求項２８】
処理及び制御手段には、デジタル信号プロセッサに常駐するソフトウェアプログラムを備えること、を特徴とする請求項１から２７のいずれか１項に記載の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御システム、特にプレスブレーキ等の可動部品を有する機械で使用して、可動部品の経路に存在する物体を検出し、該部品の動作をそれに応じて制御するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的なブレーキプレスには、Ｖ字型溝部を上部に沿って有する長いアンビル、及びアンビルの溝に嵌合する前縁部を有するブレードを備えている。板金を折曲げるのに、殆どの機械ではバックゲージをある位置に駆動して材料を位置合せする。材料をアンビル上に置き、バックゲージクランプが提供するガイドに差込む。
【０００３】
オペレータは次にプレスを起動させ、ブレードを降下させ、それによりブレードがアンビルの溝を覆って置かれた板金に接触し、それから板金を折曲げる。
【０００４】
コントローラ（ブレードの動作を制御する装置）を、機械的手段により、又は存在検出装置により起動させる。機械的手段は、例えば、踏みスイッチ、２線式近接スイッチ等であってもよい。光カーテン等の存在検出装置を、ブレード前に配設して、オペレータが検出ゾーンから手を外すことによりブレードを起動可能にさせる。
【０００５】
折曲げ後、ブレードをワークから十分離して後退するよう設定していなければ、材料をアンビルから取除くのが難しくなる可能性がある。この理由から、プレスブレーキ用ブレードは、しばしば折曲げた材料を簡単に取除け、次のワークをアンビル上に置ける高さまで後退するよう構成される。このようにブレードを設定した高さにまで開放することで、生産性が低下し、オペレータはブレードがまず後退し、その後アンビル上に置かれる次のワークに、近接スイッチの起動に応じて接近するのを待たねばならないため、オペレータの作業負荷を増大させてしまう。
【０００６】
このように比較的大きく開放した場合、オペレータが指又は手を挿入する可能性がある隙間が存在することになり、オペレータにとっての危険度が増す。折曲げ工程の各段階でのプログラム可能なブレード開放高さ及び／又は材料への迅速な接近速度を備える等の技術を利用して生産性の向上が図られてきた。
【０００７】
多くのシステムは、ブレード下での手又は指の存在を検知し、それにより圧潰による怪我又は挟まれる可能性を回避するよう考案されている。
【０００８】
例えば、ブレードの下側に沿って出射させるレーザビームを用いたシステムが、その目的のために、及びブレードを比較的安全にミュートポイントを通り真直ぐに移動可能にすることにより生産性を向上させるために使用することも考えられる。改良された方法については、本出願人自身の以前の特許出願でも記述されており、該特許出願は国際公開番号ＷＯ０３／１０４７１１号で公開されている。この発明では、検知した安全でない行動に応じてブレードを減速及び停止させてもよいという点で安全に適した装置について開示している。
【０００９】
動作を停止又は減速する以外、この装置ではブレードの動作を受信する画像に応じて制御せず、オペレータが近接スイッチを再起動させるまでブレード動作の再開を認めない。また、ブレードの下側に沿って出射するレーザシステムは、ブレード長によりレーザビームの振動を受けることが知られており、定期的な手動での再調整を必要とすることが知られている。
【００１０】
安全性を向上するために、ブレードを予め設定した距離（しばしば、ミュート又はピンチポイントと称す）材料から上方で停止させるが、近接スイッチを解除して再びオンさせて後折曲げ動作を再開させる必要がある。こうした動作では余分な時間が、材料を位置合せする工程の間、近接スイッチを起動する、ブレードが材料に近接するまで待機する、ミュートポイントで近接スイッチを解除及び再度オンするのに費やされるため、生産性が低下する。或いは、ＷＯ０３／１０４７１１及び他の特許で記述されるように、ブレード前のゾーンを調べ、ブレードを条件付で許可して、停止させずにミュートポイントを通して移動させる。しかしながら、この方法は、ブレード前の領域が安全であると示される場合にのみ機能する。また、オペレータによって制御及び感知される安全については、ブレードが比較的長い距離を移動して後材料と接触するため、低下してしまう。その上、こうした状況では、ブレードを材料の直上で停止させないため、オペレータはブレードを利用して、確実に材料を正確に位置決めできない。
【００１１】
最新のプレスブレーキ機械には、関連するコンピュータシステムを有して、該システムで材料折曲げ操作をコンピュータ・スクリーン上で視覚的に示すことができる。コンピュータにより、ブレードを実行する折曲げに適当な高さに開放する。しかし、アンビル上に置く際に材料を誤って置いた場合、その結果誤った折曲げを行う、或いはオペレータが機械を停止させて材料を再配置する必要があるかも知れない。
【００１２】
既存のプレスブレーキに関する更なる問題は、箱を折曲げる際に発生する。この操作中、オペレータは箱の２側面を折曲げ、次にワークピースを９０度回転させて箱の奥側を折曲げることが考えられる。材料を正確に位置合せしていない場合、又は材料がアンビル上で平らになっていない場合、その結果ブレードの左又は右端部が損傷を受ける、又はブレードが垂直部の１つに接触するために材料が潰れてしまう。これは、近接スイッチを起動した際に材料が正確に位置合せされていない場合に、起こりやすい。
【００１３】
この問題を回避するために、レーザシステムを使用して、ブレードを垂直部の直上で停止させる、又は機械にかかる停止をさせるよう構成することが知られている。それにより、オペレータが確実に材料を正確に位置決めして、ブレードを垂直部に接触させずに両側の間を通過可能にしている。或いは、オペレータは材料の垂直部高さ未満にブレード開放高さを下げるが、これは場合によっては、折曲げ材料の挿入及び除去がより困難になるかも知れない。こうしたシステムは、しかしながら、結果的に更なる時間が工程に加わるため、生産性の低下をもたらすであろう。
【００１４】
多数の装置が、上述した多様なタスクの達成に必要となる。これは結果的に、システムをより複雑にする。というのは、システムにより多く部品を有するため、そうした部品が、損傷、較正、機械への接続、位置合せの対象となる、操作中故障する、又は材料、ブレード、アンビル又は折曲げ操作の妨げになる可能性があるからである。本発明は、前述した問題を少なくともある程度克服しようするものである。
【発明の開示】
【００１５】
本発明の１態様によれば、既知の動作経路を移動するよう配設するツールを有する機械で使用する制御システムを提供し、該制御システムは、ツール経路内又は付近の物体位置を検知する手段、及びツール経路内又は付近の物体とツール前縁部との間の距離を測定するよう配設した処理及び制御手段を備え、制御システムには、処理及び制御手段がツール動作を制御して、それによりツール経路内又は付近の物体とツールの前縁部との間の距離を最小値及び最大値内に維持する第１操作モードを含むことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を次に、例証として、添付図面を参照して説明する。
【００１７】
図を参照すると、可動部品を有する機械で使用して、可動部品の経路に存在する障害物を検知する制御システムを示している。図示した実施例では、この制御システムをプレスブレーキで採用するが、該プレスブレーキには、アンビル１４上に置かれるワークを打つよう配設した可動ツール１２を備えている。
【００１８】
図１から図３では、国際公開第ＷＯ０３／１０４７１１号の下で公開された国際特許出願で記載されるシステムに基づく種類の物体検出装置を示しており、該装置において本発明を実行してもよい。制御システムには、可動ツール１２の経路中又は付近にある物体の大きさを検知する手段、及び物体と可動ツール１２の前縁部２２との間の距離を測定するよう配設した処理及び制御手段を必要とする。
【００１９】
図示する制御システム１０には、発光手段１６と受光手段１８を含む。発光手段１６を、可動ツール１２の動作経路の一部分周辺の領域２０を照射するよう配設し、それにより上記領域２０での障害物を検知する。
【００２０】
図２では、レーザダイオード２３、ミラー２７及びレンズ配列を使用して広域平行光線２４を発生させる配置を示している。受光手段１８には、ピンホール開口部４２、投射スクリーン４４と電荷結合素子（ＣＣＤ）を含むカメラ４６を有する。
【００２１】
図３に示すように、発光手段１６をプレスブレーキの可動ツール１２の一端部に装着し、それにより平行光線２４でツール１２の先端縁部２２を含むツール１２の動作経路周辺の領域２０を照射する。受光手段１８を、可動ツール１２の反対側に装着して光線２４を受光する。障害物５０（オペレータの手等）が領域２０に入った場合、対応する影５２がＣＣＤ４６に投影される。
【００２２】
１波長レーザダイオードを使用すると、高コントラストのスペックルが投射スクリーン上で観察され、このスペックルにより制御システムに関する検出分解能の望ましくない低下を招いてしまう。レーザダイオードの波長は、出力パワー及び温度により変化し、スペックルパターンはレーザダイオードの波長により変化することが知られている。適当な分解能の画像を生成するのに伴い、レーザダイオードを通した電流を変調させ、波長も、この場合、約０．３％変化させる。電流を高周波で変化させ、多くの波長も変化させ、それによりスペックルパターンをＣＣＤカメラの開口時間中に得る。電流をレーザダイオードに通し、そこから波長をゆっくり、高出力レベルよりも低出力レベルで変化させて、確実にＣＣＤカメラにより同程度の総エネルギーが多くの異なる波長で、従って多くの異なるスペックルパターンに関しても同程度の総エネルギーを開口時間中に得る。或いは、又は更に、投射スクリーンを紙等の繊維質材料製とし、スペックルを更に軽減してもよい。
【００２３】
処理及び制御手段（図示せず）を接続し、それにより該手段で受光手段１８から情報を受信し、プレスブレーキの操作を制御する。処理及び制御手段を、コンピュータ又はデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）に存在するソフトウェアプログラムの形としてもよく、該コンピュータ又はＤＳＰは、受光手段１８の出力を入力として受信し、機械又はオペレータ等の他のソースからの入力を受信するよう構成され、及び出力により機械を制御するよう構成される。
【００２４】
上述の国際特許出願で記述されるように、処理及び制御手段ではＣＣＤ４６により受信した画像を取込み、その画像をシャドウマップ５４として保存する。或いは、これらのシャドウマップを、外部ソースから制御システムにプレロードしてもよい。ソースを、この情報を含有する外部データベース、又は既知の折曲げ操作に関する情報からそうした情報を生成できるシステムとしてもよい。処理手段により、複数の既知のシャドウマップ５４（”シャドウスタック”と称される場所に）を保存する。更に、オペレータが実行する各種折曲げについて、番号（”折曲げ番号”と称される）を割り当て、各シャドウスタックをシャドウマップの一部分にこの折曲げ番号に対応させて保存してもよい。既知のシャドウマップ５４とは、静的オブジェクト及び折曲げる材料を示すシャドウマップ５４である。
【００２５】
好適な実施例において、図５ａと５ｂで示すように、制御システムには出射された光線の方向を自動的に調節する手段を含む。方向は３つのリニア又はボイスコイルアクチュエータ７０の動作により変えられる。レーザダイオード２３をミラー２７の方へ又はから離して動かすことにより、レンズ配列２５への光路長が変わる。従って、３つのリニアアクチュエータ７０全てを同時に動かすことにより、レーザ光線を発散又は収束させる。リニアアクチュエータ７０を独立して動かすことにより、光線の方向を変える。好適には、リニアアクチュエータ７０の動作を、受光手段１８で受信する画像に基づき処理及び制御手段で制御するが、その結果、自動位置合せが可能になる。
【００２６】
レーザ光線の振動が引起こす問題については、ＷＯ０３／１０４７１１で記述されており、ＷＯ０４／０７９２５５では、デジタル的に画像又は検知領域をそれに応じて変えることにより、補正している。本好適な実施例には、ブレードと関連させて送信機及び受信機の高さを調節する手段を有する。こうしたメカニズムの結果、剛性が若干損失され、透過されるレーザ光線の振動が増える可能性がある。これを克服するために、本好適な実施例では平衡伝送装置を使用するが、該装置では、伝送装置の重心を調節メカニズムで剛性損失が発生する点と垂直に位置合せする。平衡点をバーニヤを使用して調節して、カウンタウエイトを調節してもよい。更に振動の影響を低減するために、ブレードの低加減速を利用してもよく、画像についてもブレードを急停止させた後暫くは無視してもよい。受信した画像の、ブレードの振動又は歪曲に起因する残存するずれ又は歪曲は、画像の投影領域を拡大することにより無視するか、ずれ量を測定するシャドウマスク又は他の手段を用いて補償する。
【００２７】
より長いプレスブレーキに関しては、風により画像がブレード近接で歪曲する可能性があり、そのためこの場合、ブレードに近接する領域を使用しないでおく必要があるかも知れない、又はプレスブレーキを破壊的な気流を受けない場所に配設する必要がある。
【００２８】
本発明の制御システムには、多くの操作モードを含む。本制御システムが常時存在する操作モードは、受光手段が受信する画像及びオペレータからの入力により決定される。本発明の制御システムには、少なくとも１つの操作モードを含み、該形態では、処理及び制御手段で受光手段１８が受信する画像を使用してツール１２の先端縁部２２とツール１２の経路にある任意の障害物との間の距離を測定し、それによりツール１２の先端縁部２２と障害物上の最近点との間の距離を、予め定義した最小値と最大値との間に維持する。つまり、ツール１２は障害物の動きに追動するよう配設される。これにより、オペレータはツール１２による干渉なしに、完全にツール１２を後退させる必要なく、ワークを動かせる。これらの最小値及び最大値を、オペレータによって予め設定するか、予め定義するか、又は視界に検知する物体の大きさに応じて動的に変化させてもよい。
【００２９】
図６では、上述の操作モードでの、ツール１２の動作を制御する処理及び制御手段で画定するツール１２周辺のゾーンに関する配置を示す。図６の配置では、第１近接ゾーン８２、第２近接ゾーン８０、停止ゾーン８６及び後退ゾーン８８が存在する。使用中、ツールに最も近い障害物を処理及び制御手段により検知するが、該障害物が第２近接ゾーンにある、又は障害物を検知しない場合、ツール１２をアンビル１４の方へ移動させる。最も近い障害を第１近接ゾーンで検知した場合、ツール１２をアンビル１４の方へ第２近接ゾーン８０の障害物に起因する動作より減速して移動させる。最も近い障害物を後退ゾーン８８で検知した場合、ツール１２をアンビルから離隔させ、最も近い障害物を停止ゾーン８６で検知した場合、ツール１２の動作を一時停止させる。この配置では４ゾーンの形を使用するが、当然ながら他のゾーン形及び数を有する配置も可能である。また、使用するゾーンの定義を、実行する折曲げに従い、変えてもよい。
【００３０】
制御システムには、通常、少なくとも他の３操作モードも有する。第２操作モードは、材料をアンビル上に置いた時にブレードを材料に接近させる形態であり、第３操作モードはワークの折曲げ、第４操作モードはツール１２の無条件後退である。
【００３１】
制御システムの操作モードの変更については、受信する画像により、又は１人又は複数のオペレータ又は他入力手段によりこれを制御する。入力手段には、近接スイッチ及び後退スイッチを備えてもよい。後退スイッチは、ツール１２が押圧された場合、ツール１２をアンビル１４から離隔させるよう機能する。ツール１２のアンビル１４から離隔する動作は、後退スイッチを解除すると、又は予め定義した高さ（又は材料又はアンビルからの距離）に到達すると、中止される。
【００３２】
近接スイッチを起動させて、ツール１２をワークに、前述したように、オペレータが材料を調節する、又は折曲げ前にワークに接近するのが可能な距離で、追動させる、若しくはツール１２によりワークを折曲げさせるが、これは受光手段で受信する画像が既知のシャドウマップ５４の一部であるか否か等の要因によって決まる。
【００３３】
制御システムの使用について、次に、図７で示す材料６０の板からの箱の折曲げを参照して記述する。図１２の系統図では、箱を折曲げるステップの間、処理及び制御手段により使用してもよい論理の１実施例について説明している。
【００３４】
使用中、図１２を参照すると、ツール１２をオペレータにより後退（図１２での状態１）させるが、後退スイッチを用いて材料をアンビル１４に置く十分な余裕を残してこれを行う。後退スイッチの解除時には、システムは状態３へ移行する。図８ａでは、ツール１２及びアンビル１４の画像を、材料を存在させずに、示している。次に、オペレータは材料６０の板をアンビル１４に置き、近接スイッチを起動させる。処理及び制御手段は、ブレードが材料から２５ｍｍより離れると、条件５を介して状態２に入り、ツール１２の動作を制御し、それにより既知の安全なシャドウマップのいずれにも合致しない画像を、ツールからの予め設定した距離（この場合約２５ｍｍ）に離隔させておく（系統図での状態２）。画像を全く処理及び制御手段にプレロードしていない場合、その結果既知のマップが最初に全く存在しないので、ツール１２をアンビル１４及び材料６０の板がツール１２から約２５ｍｍになるまで、移動させる。近接スイッチを押圧し続ける間、処理及び制御手段はこの状態を維持し、従ってワークの動きに追動する。
【００３５】
ツール１２は上述の条件で停止する（系統図の状態２及び図８ｂで示されるように）が、オペレータは近接スイッチを解除し、その後、安全と見なした場合、再度オンする必要がある。次に処理及び制御手段には、近接スイッチを解除してあり（従って、状態３に移行する）、ツールが障害物から予め設定した距離以内にないという条件で再度オンさせるよう登録する。この時点での画像は既知の安全なシャドウマップでないため、ツール１２がワーク又はアンビルから予め定義した距離に来るまで、ツール１２は下方へ移動し、新たなシャドウマップを構築する（従って、状態５を経て状態７に移行する）。予め定義する距離を、十分にワークに近接して設定して折曲げを継続させる距離、例えば、３ｍｍ、とする。好適にはこの動作を、安全が確実とならない限り、低速で行い、確実になった場合に急速な接近を許可してもよい。受光手段１８で受信する画像を、次に図８ｃに示す。
【００３６】
この状態から、近接スイッチを解除及び再度オンすることにより、ツール１２により材料を折曲げる（状態７から次の”停止”条件まで移行し、続いて状態９に移行する）。
【００３７】
折曲げ完成後、新たに作成されたシャドウマップをシャドウスタックに保存し、制御システムは図１２の状態２に戻され、オペレータがアンビルに置いた材料を追動する。
【００３８】
箱の第２側面を折曲げる際に、垂直部を照射領域から十分に離して、検知しないようにする。折曲げ番号を使用しない場合、状態２からとし、処理及び制御手段が、その画像を既知のシャドウマップ（第１側面を折曲げる際に構築及び保存した）と決定すると、その結果状態４へ移行し、そうしてツールがアンビルに近接するまでより速い速度で移動する（条件１３を経て状態６）。また、安全及び材料を移動させるためのクリアランスが確信された場合（この場合、ブレード近くに障害物がないものとする）、材料に向かうブレードを、その画像とシャドウスタックにある既知の画像とが厳密に合致する程度に応じて進行させる（これにより、材料を完全に位置合せする前にブレードを材料に向けて移動させるため、生産性が向上する）。次に折曲げを、近接スイッチを解除及び再度オンにして、これを行える。或いは、所定時間の後、及び安全が確信された場合、折曲げを自動的に開始可能である（条件１５の破線）。折曲げ番号を使用した場合、次に、第１側面と同じ折曲げ番号を使用しない限り、第２側面について、前述したように、シャドウスタックの適当な部分に第２折曲げに対応させて構成する必要がある。
【００３９】
更に操作について説明するために、我々はオペレータがツール１２を材料より十分上方に後退させるものと仮定する。ツール１２を後退させ材料から２５ｍｍより離す場合、次に、前述したように、状態２において、ツール１２を未知のシャドウから予め設定した距離に維持する。そのため、第３側面を折曲げする際、画像がプレロードされていない限り、箱の垂直部は認識されず、その結果、垂直部の頂点は、ツール１２から予め設定した距離に維持される（図９ａで示すように）。しかしながら、ツールの後退をそれより低い高さにすると、その結果システムが近接スイッチの起動時に状態５に進み、状態２に入り材料を追動する必要性を排除できる。
【００４０】
オペレータが進行できる状態であるとき、上記のように近接スイッチを解除及び再度オンさせ、ツールを緩速で（安全が確実である場合には速く）予め定義したワーク又はアンビル１４からの距離まで下降させる（前述したように、状態７に）。この場合、ツール１２を、垂直部からの予め定義した距離になるまで下降させる（図９ｂで示すように）。この場合に近接スイッチを解除すると、システムは状態７から、ツール１２がアンビル１４に非近接であるので、条件１１を経て状態３に移行する。近接スイッチを再度オンすると、ツール１２を緩速で下降させ、ツール１２を妨害する画像の部分を、図９ｃで示すように、使用不能とする（状態５を経て再び状態７に）。この工程中に、シャドウマップを作成し、後に既知のシャドウマップとして保存する。
【００４１】
ツール１２を妨害する画像の部分を使用不能とするので、ツール１２がワーク又はアンビル１４からの予め定義した距離になるまで、ツール１２は下降する。この場合、ツール１２は、アンビル１４上のワーク平坦部分からの予め定義した距離まで、図９ｃで示すように、他の障害物が全く存在しないので、下降する。その後、折曲げを完了できるが、以前に記述したように、既知のシャドウマップをシャドウスタックに保存する。
【００４２】
第３折曲げを完了後に、ツール１２は後退し、制御システムは、近接スイッチがオンのままである間、材料を追跡させる状態２に戻る。オペレータにより、材料の向きを変える。ツール１２は、未知の画像の頂点からの予め定義した距離になるまで移動するが、該画像はこの場合、第１及び第２折曲げにより作成する垂直部である。
【００４３】
２回近接スイッチを解除及び再度オンすることにより、制御システムは状態４、６、４そして再び６を介して移り、材料を折曲げる。或いは、オペレータが材料をアンビル上に四角に置くが、ツール前に垂直部を保持すると、その結果これは、形状と標定両方がシャドウスタックに保存された画像に合致するため、条件３を満たすことになる。また、ツールの全周囲で障害物がない経路を観察できるので、安全を確信でき、それにより制御システムはツールを高速で材料の平坦部分の真上まで下降させ、近接スイッチを１回解除及び再度オンすることにより、制御システムは状態４及び６を介して移り、材料を折曲げる。或いは、幅方向の材料位置及び安全を確認できる場合は、条件１３を修正し、ブレードの新たな部分が材料に近接しても、状態６へ進める必要がなく、単にブレードを緩速させてもよい。また、ツールが後退して垂直部より高くなる前に近接スイッチを解除した、又はツールの開放を垂直部より低く設定した場合、その結果近接スイッチは１回解除及び再度オンさせる必要があるだけであろう。しかしながら、前述のように、折曲げ番号を使用する場合、その結果、同じ折曲げ番号を第３側面に関して使用しない限り、第４側面を、前述のように、シャドウスタックの適当な部分にその折曲げと対応させて構成する必要がある。
【００４４】
オペレータが更に同種の箱を折曲げることを要求する場合、この工程は、第１箱の折曲げ中に保存したシャドウマップに合致する画像を認識する本システムの能力によってより速くなる。各側面を折曲げる際に、システムでは画像を、保存したシャドウマップの中の１つであると認識すると、それにより状態４まで進み、材料に迅速に接近する。１回の解除及び再度オンを、各側面の場合、行うことにより、折曲げを完了できる。好適には、ツールに関する最大高さを適切に設定し、確認タイムアウトを使用する。その後、条件１５に従って、制御手段が安全を確認すると、それにより近接スイッチを１回オンし、以降の箱の全側面を折曲げする際にも、引き続きオンの状態のままにする。安全を確実にするために、オペレータを訓練して、材料を特定の方法に保持してもよい。制御システムでは上記の技術、例えば、振動の軽減、材料位置検出又はバックゲージクランプ、アライメント補正及びスペックル軽減、の全てを使用して、材料を正確に位置合わせしてもよい。
【００４５】
図１３−図１５では、本発明によるシステムの論理的工程に関する３つの更なる実施例を示す。これらの実施例は、図１２について記述したシステムの変形例であって、その実施例を参照して理解される。
【００４６】
図１３で示される実施例は、図１２で示される実施例と極めて類似している。主な違いは、追動工程（状態２）後に、ツールが停止している（”近接スイッチ待機”状態）とき、シャドウマップが既知でなく、ツールが材料に近接している場合には、近接スイッチをオンにし、その結果ツールを、各障害物で停止するよりむしろ、アンビルに近接するまで緩速で下降させる（つまり、図１２の条件１１を経て戻る）。安全が確信されれば、ツールを速く移動させられる。
【００４７】
図１４では、別の実施例を示し、該実施例ではツールを、近接スイッチをオンさせずに障害物の動きに追動するよう配設する。このシステムは、シャドウマップが未知の場合、ツールを第１の比較的長い距離を空けて障害物を追動（状態３）し、シャドウマップが既知の場合、ツールを比較的近距離に下降させる（状態４）ように配設される。状態４で、近接スイッチがオンされ、且つツールがアンビルに近接している場合、このシステムでは折曲げを進行（条件９を経て「進行してもｏｋか確認」に及び状態６に）を可能にする。それ以外で近接スイッチをオンする場合、システムは状態２へ移行するが、状態２では、ツールが材料に接近し、必要であれば、緩速で進めて安全を確認し、新たな障害物で停止し、ツールがアンビルに近接しており、折曲げを進行してよくなるまで新たなシャドウマップを保存する。
【００４８】
図１５は別の実施例であり、該実施例では、追動モード（状態２）を使用するが、保存したシャドウマップは使用しない。この実施例では、ツールを予め設定した距離を障害物上で維持する。ツールは、障害物の動きが発生せず、状態２であるときに、この距離で停止する。この状態から、近接スイッチを解除及び再度オンすると、ツールがアンビルに近接している場合にはツールは材料に接近及び材料を折曲げ（つまり状態５に移行する）、又は画像に近接するツール部分を使用不能とする（状態４）及びシステムは状態２（つまり障害物を追動する）に戻る。
【００４９】
図１０及び図１１では、本発明の更なる態様を示す。前述したように、図１０で示すように、２つの垂直部の間で箱の側面を折曲げするときに、問題が発生する。好適な実施例には、オペレータの確認を必要とせずにブレードが垂直部を通り移動可能なモード（図１２の条件１３では、正確な材料の位置決めが確認されない又は安全が保証されない場合、材料に近接するツールの新たな部分に関してのみ停止する）を含む。しかしながら、ワークをアンビル１４の長さに沿って正確に位置合せしていない場合、ツール１２が垂直部の１つに衝突する可能性がある。本発明のこの更なる態様によれば、位置検出手段６６をプレスブレーキに設ける。位置検出手段６６をバックゲージクランプ１５、又は代わりに要求される材料アライメント点と関連させて設置し、それにより位置検出手段はワークが正確にアンビル上に幅方向に位置決めされているかを決定できる。
【００５０】
位置検出手段には１つ又は複数の誘導センサを備えてもよく、該センサは、ワークが検出手段の幾つか又は全てを覆っているか否かについて決定できる。検出手段の出力を、次に使用して、ワークが折曲げ前に正確に位置決めされているか否かを決定する。
【００５１】
或いは、以前に記述したように、バックゲージクランプ（又はそこに材料を嵌め込むバックゲージスロット）を使用してもよい。この状況において、材料を正確にバックゲージガイドスロットに嵌合しない場合、その結果画像は厳密に合致せず、そのためずれが検知される。
【００５２】
当業者には明らかなように、修正及び変更は、本発明の範囲内で行われるものと見なす。
【００５３】
例えば、ＷＯ０３／１０４７１１号で記述されるように、本システムを、発光手段及び受光手段を、ツールかアンビルのどちらかに関連させて固着するよう配設もできる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明による制御システムを適用してもよい典型的なプレスブレーキの図であり、本発明で使用してもよい材料用サイドクランプを示す。
【図２】本発明による制御システムの発光手段及び受光手段を示す。
【図３】本発明に従い、ツール縁部周辺の領域を照射したプレスブレーキの透視図である。
【図４】本発明の制御システムにより作成したシャドウマップの図である。
【図５ａ】本発明の制御システムで使用するための発光手段調節配置の上面図である。
【図５ｂ】図５ａの発光手段調節配置の側面図である。
【図６】ツール動作を制御するのに用いる制御システムのツール前縁部周辺での様々なゾーン配置を示す。
【図７】箱に折曲げる材料板に関する上面図である。
【図８ａ】図７の材料板の第１の２つの折曲げステップ中、受光手段上に投影される影の図である。
【図８ｂ】図７の材料板の第１の２つの折曲げステップ中、受光手段上に投影される影の図である。
【図８ｃ】図７の材料板の第１の２つの折曲げステップ中、受光手段上に投影される影の図である。
【図９ａ】図７の材料板の第３及び第４折曲げステップ中、受光手段に投影される影の図である。
【図９ｂ】図７の材料板の第３及び第４折曲げステップ中、受光手段に投影される影の図である。
【図９ｃ】図７の材料板の第３及び第４折曲げステップ中、受光手段に投影される影の図である。
【図１０】図９で示した第３折曲げ中のプレスブレーキの正面図である。
【図１１】位置検知手段を含む制御システムを有するプレスブレーキの透視図である。
【図１２】本発明による制御システムに関するプレスブレーキのツール動作ステップの系統図である。
【図１３】本発明の第２の別の実施例による制御システムに関するプレスブレーキのツール動作ステップの系統図である。
【図１４】本発明の第３の別の実施例による制御システムに関するプレスブレーキのツール動作ステップの系統図である。
【図１５】本発明の第４の別の実施例による制御システムに関するプレスブレーキのツール動作ステップの系統図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０            制御システム
１２            ツール
１４            アンビル
１５            バックゲージクランプ
１６            発光手段
１８            受光手段
２３            レーザダイオード
２４            広域平行光線
２５            レンズ配列
２７            ミラー
４４            投射スクリーン
４６            ＣＣＤ
５４            シャドウマップ
６６            位置検出手段
７０            アクチュエータ
８０            第２近接ゾーン
８２            第１近接ゾーン
８６            停止ゾーン
８８            後退ゾーン
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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