(57)【要約】【課題】工作機械において操作員の最適な保護を達成するための安全装置を提供すること。【解決手段】安全装置は、複数の光学安全バリア（１３０，１３４，１３８，１４８，１５６）と評価ユニット（３６）とを備えている。前記光学安全バリアは、第１の機械部品(14, 18, 20)の端縁（３２）に先立って様々な離間配置で移動するように、工作移動動作（２８）において前記第１の機械部品と同時に移動する。前記光学安全バリアは、二次元横断面を有する保護フィールド（１２４）に及んでいる。前記評価ユニットは、前記光学安全バリアに依存して前記第１の機械部品を停止するための停止信号を生成する。工作移動動作の最後に向けて、前記光学安全バリアは、第２の機械部品（１６，２２，２４）の領域においてほぼ静止状態に保持される。前記評価ユニットは、前記第１の機械部品が前記光学安全バリアを遮る前に、前記光学安全バリアを次から次へと順次停止する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の機械部品（１４，１８，２０）が第２の機械部品（１６，２２，２４）に向かって工作移動動作（２８）を行う機械（１０）用の安全装置であって、前記第１の機械部品（１４，１８，２０）が、移動方向に前端縁（３２）を有し、前記前端縁が、移動平面（３４）を定義し、前記安全装置が、複数の光学安全バリア（１３０，１３４，１３８，１４８，１５６）と評価ユニット（３６）とを備え、前記光学安全バリア（１３０，１３４，１３８，１４８，１５６）が、前記端縁（３２）に先立って様々な離間配置で移動するように、前記工作移動動作（２８）において前記第１の機械部品（１４，１８，２０）と同時に移動し、前記光学安全バリア（１３０，１３４，１３８，１４８，１５６）が、二次元横断面を有する保護フィールド（１２４）に及んでおり、前記評価ユニット（３６）が、前記光学安全バリア（１３０，１３４，１３８，１４８，１５６）に依存して前記第１の機械部品（１４，１８，２０）を停止するための停止信号を生成するように設計された安全装置であって、前記工作移動動作（２８）の最後に向けて、前記光学安全バリア（１３０，１３４，１３８，１４８，１５６）が、前記第２の機械部品の領域においてほぼ静止状態に保持され、前記第１の機械部品（１４，１８，２０）が前記光学安全バリア（１３０，１３４，１３８，１４８，１５６）を遮る前に、前記光学安全バリア（１３０，１３４，１３８，１４８，１５６）を次から次へと順次停止するように、前記評価ユニット（３６）が設計されていることを特徴とする安全装置。
【請求項２】
前記安全装置（１２）は、送光装置（３８）と受光装置（４０）とを備え、少なくとも前記受光装置（４０）が、前記第１の機械部品（１４，１８，２０）の前記工作移動動作（２８）中に前記端縁（３２）に先立って移動するように、前記第１の機械部品（１４，１８，２０）に連結されており、前記送光装置（３８）が、前記受光装置（４０）に照射する光ビーム（４２）を生成し、前記受光装置（４０）が、局所的に解像された前記光ビーム（４２）の画像（１２０）を受信するために、複数のピクセル（４６）を有する画像センサ（４４）を備え、前記光学バリア（１３０，１３４，１３８，１４８，１５６）が、選択されたピクセル（１２６）により構成されることを特徴とする、請求項１に記載の安全装置。
【請求項３】
前記工作移動動作（２８）の方向に前記光学安全バリア（１３０、１３４、１３８、１４８、１５６）に先立って配置される光学測定バリア（１６０）を特徴とする、請求項１または２に記載の安全装置。
【請求項４】
前記光学安全バリア（１３０，１３４，１３８，１４８，１５６）が、少なくとも３列の相互に関連する光学安全バリアを形成し、第１の光学安全バリア（１３０）を有する第１の列（１２８）および第２の光学安全バリア（１３４）を有する第２の列（１３２）が、互いに略平行に配列され、第３の光学安全バリア（１３８）を有する第３の列（１３６）が、前記第１の列と前記第２の列との間に配置され、前記第１の列および前記第２の列（１２８，１３２）が、それぞれ前記移動平面（３４）に略平行に配置され、前記第３の列（１３６）が、前記移動平面（３４）に略直角に配置されていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の安全装置。
【請求項５】
前記第３の列（１３６）が、少なくとも部分的に前記保護フィールド（１２４）の上縁部を形成していることを特徴とする、請求項４に記載の安全装置。
【請求項６】
前記第１の列および前記第２の列（１２８，１３２）が、それぞれ上端部を有し、前記第１の列（１２８）の上端部が、前記第３の列（１３６）を超えて突出し、前記第２の列（１３２）の上端部が、前記第３の列（１３６）と面一であることを特徴とする、請求項４または５に記載の安全装置。
【請求項７】
前記第１の列（１２８）が、前記保護フィールド（１２４）の第１の側縁部を定義し、前記第１の列（１２８）が、前記移動平面（３４）に対して所定の離間距離で配置されていることを特徴とする、請求項４乃至６のいずれか１項に記載の安全装置。
【請求項８】
前記第２の列（１３２）が、ほぼ前記移動平面（３４）上に配置されていることを特徴とする、請求項４乃至７のいずれか１項に記載の安全装置。
【請求項９】
前記保護フィールド（１２４）が、前記移動平面（３４）の両側に及んでおり、前記第１の列（１２８）および前記第２の列（１３２）が、それぞれ移動平面（３４）の別々の側に配置されていることを特徴とする、請求項４乃至８のいずれか１項に記載の安全装置。
【請求項１０】
前記第３の列（１３６）と共に前記保護フィールド（１２４）の第２の側縁部を定義する第４の光学安全バリア（１４８）を特徴とする、請求項４乃至９のいずれか１項に記載の安全装置。
【請求項１１】
前記第１の列および前記第２の列（１２８，１３２）が、それぞれ下端部を有し、第５の光学安全バリア（１５６）が、前記２つの下端部の間に配置され、前記第５の光学バリアが、前記２つの下端部と共に前記保護フィールド（１２４）の下縁部を定義することを特徴とする、請求項４乃至１０のいずれか１項に記載の安全装置。
【請求項１２】
前記機械（１０）が、行程超過経路を備え、前記行程超過経路の長さに依存して前記光学安全バリア（１３０，１３４，１３８，１４８，１５６）の数を設定可能であることを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の安全装置。
【請求項１３】
更なる光学測定バリア（１６２）が、前記第１の機械部品（１４，１８，２０）と前記保護フィールド（１２４）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の安全装置。
【請求項１４】
前記光学安全バリア（１３０，１３４，１３８，１４８，１５６）が、それぞれ矩形の、特に略正方形の横断面を有することを特徴とする、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の安全装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の機械部品が第２の機械部品に向かって工作移動動作を行う機械用の安全装置であって、前記第１の機械部品が、移動方向に前端縁を有し、前記前端縁が移動平面を定義し、前記安全装置が、複数の光学安全バリアと評価ユニットとを備え、前記光学安全バリアが、端縁に先立って様々な離間配置で移動するように第１の機械部品と同時に工作方向に移動し、前記光学安全バリアが、二次元横断面を有する保護フィールドに及んでおり、前記評価ユニットが、光学安全バリアに依存して第１の機械部品を停止するための停止信号を生成するように設計されている安全装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このタイプの安全装置は、例えば、下記特許文献１により公知である。
非切削方法による公知の工作物加工法として、工作物の曲げ加工、または工作物の縁部の曲げ加工がある。その際、当初平坦な工作物は、加工箇所の領域において圧力下で再整形される。機械加工の場合、この目的のために使用する機械は、一般的にプレスブレーキと呼ばれている。しかし、本発明は、狭義のプレスブレーキ機械に限定されず、２つの機械部品が互いに近接して危険な工作移動動作を行い、事故を回避するために同時に移動して非接触で動作する保護装置を備えた縁部プレスブレーキ機械、型打機、切断機などの機械において、同様に使用することができる。
【０００３】
プレスブレーキ機械の場合、実質的に、曲げパンチを使用して工作物をダイに対して押圧することによって工作物の整形を行う。曲げパンチおよびダイを相応に設計することにより、所望の整形を達成する。ダイは、据え付けの下側工具キャリアに配置される一方で曲げパンチは、可動の上側工具キャリアに配置される工具である場合が多い。しかし、２つの工具キャリアの相対移動にのみ関するものであるので、代替として、ダイが移動可能である場合もあるし、２つの工具キャリアが互いに近接移動可能である場合もある。本発明の安全装置は、これら全ての場合に使用可能である。
【０００４】
プレスブレーキ機械を使用する際に、操作員が、相当な危険に曝されること、特に、体の一部が押し潰されたり、切断されたりする危険に曝されることは容易に理解される。したがって、事故を可能な限り回避するために、プレスブレーキ機械などに安全装置を装備することは、長い間公知となっている。
先行技術は、第１の機械部品が第２の機械部品に向かって工作移動動作を行うプレスブレーキ機械など、同様の機械用の同時移動保護装置に対する提案を多数開示している。例えば、現時点では、以下の文書、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３、特許文献１４、特許文献１５、特許文献１６、特許文献１７、特許文献１８を参照するが、このリストが全てであるとは言わない。
【０００５】
提案の多くは、機械の工作移動動作に対する様々な方向からの危険な侵入および／または様々な動作状況における危険な侵入を確実に認識するために、可動機械部品の前端縁における危険領域を可能な限り安全にする作業に関連している。下記特許文献１５などの提案の多くは、可動機械部品の前端縁の領域に複数の光学バリア／光ビームを配置することに関連している。機械部品の工作移動動作において、これらの光ビームの少なくとも１つが遮られると直ちに、機械の工作移動動作を停止する出力信号を生成する。例えば、下記特許文献１１において、受光側でカメラを使用して複数の光学バリアを達成するという提案もある。そして、「大きな」光ビームを使用して、カメラ全域に照射する。しかし、この場合、カメラセンサの選択されたピクセル領域のみが、監視、評価される。ピクセル領域において陰影が光ビームを覆うと、これらのピクセル領域は、スイッチオフ信号を発する。
【０００６】
下記特許文献１９には、プレスブレーキ機械を安全にするためのカメラに基づく安全装置が記載されている。幾つかの異なる保護フィールドが、図示されている。受光装置の総視野面積の１０％未満の極めて小さな保護フィールドに加えて、大面積の保護フィールドも図示されている。ある実施形態においては、大面積保護フィールドは、複数の非接続線形部分で構成されている。線形部分は、前端縁により定義される移動平面に平行に配置される。
【０００７】
全ての場合において、問題は、機械の生産性に悪影響を及ぼす不要な誤警報を発することなく、プレス工具の移動経路への危険な侵入を如何にして確実に認識可能とするかである。さらに、危険な場合に機械を迅速に停止可能とするために、危険な侵入を可及的迅速に認識することも望ましい。その際、全ての光学バリアおよび／または保護フィールドの形状は、保護フィールドにおける、加工速度、エラー認識の信頼性、誤警報の回避および製造費の要件の妥協点である。多数の公知の提案にもかかわらず、矛盾する要件を可能な限り最適な方法で達成する安全装置を提供することも望まれている。
【０００８】
さらに、工作移動動作の最後まで保護フィールドを維持することも望まれ、機械操作員は、工作移動動作の最後の最後まで保護される。しかし、この場合、先端安全バリアが、工作移動動作が完了する前に第２の機械部品および／または工作物によって遮られるので、問題が起こる。したがって、光学安全バリアは、工作移動動作の最後に停止しなければならない。この意図的な停止は、「ミューティング」として公知である。ミューティングが無ければ、第１の機械部品は、安全装置によって早期に停止されるので、工作移動動作を完了することができない。
【０００９】
下記特許文献２０には、保護フィールドの全域を監視し、工作移動動作の最後に連続的に減少させるようにしたカメラに基づく安全装置が開示されている。しかし、この様な方策は、高度な演算能力を必要とし、結果的に、実用化のコストが高くつく。
下記特許文献２１には、工作移動動作の最後に順次停止させる複数の個々の光学安全バリアを有する安全装置が開示されている。したがって、この公知の安全装置は、工作移動動作の完了まで操作員をある程度保護することができる。しかし、安全バリアの数や分布により、保護フィールドの調整時にむしろ大まかな調整ステップが可能となるだけであるので、ある程度の保護では最適とは言えない。光学安全バリアを停止する瞬間においては、保護フィールドの範囲が上方に「跳躍」して、工作物との間に隙間ができるが、その隙間は、第１の機械部品の更なる工作移動動作により単に再閉鎖される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】独国特許出願公開第２０２  １７  ４２６  Ｕ１号明細書
【特許文献２】独国特許第８５２  ０３７号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第２７  ５０  ２３４  Ｃ２号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１９７  １７  ２９９  Ａ１号明細書
【特許文献５】独国特許出願公開第１００  ２７  １５６  Ａ１号明細書
【特許文献６】独国特許出願公開第１０１  ４３  ５０５  Ａ１号明細書
【特許文献７】独国特許出願公開第１０１  １４  ７８４  Ａ１号明細書
【特許文献８】独国特許出願公開第１０２  ４６  ６０９  Ａ１号明細書
【特許文献９】独国特許出願公開第１０２  ４７  １３６  Ａ１号明細書
【特許文献１０】独国特許出願公開第１０３  ０９  ３９９  Ａ１号明細書
【特許文献１１】独国特許出願公開第１０  ２００４  ０５８  ４７２  Ａ１号明細書
【特許文献１２】独国特許出願公開第１０  ２００４  ０２０  ０２４  Ａ１号明細書
【特許文献１３】英国特許第１  ３０７  ０７８号明細書
【特許文献１４】豪州特許第５６６  ７９５  Ｂ号明細書
【特許文献１５】米国特許第５，５７９，８８４号明細書
【特許文献１６】米国特許第６，３１６，７６３  Ｂ１号明細書
【特許文献１７】国際出願公開第０３／０８０２６８  Ａ１号明細書
【特許文献１８】国際出願公開第００／６７９３２号明細書
【特許文献１９】欧州特許出願公開第１  ６７４  ７８５  Ｂ１号明細書
【特許文献２０】独国特許出願公開第１０３  ５３  ３５３  Ａ１号明細書
【特許文献２１】欧州特許出願公開第１  ３８７  １２１  Ｂ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
この様な背景を鑑みて、本発明の目的は、序論に記載のタイプの安全装置であって、保護機能を達成するために必要な演算経費を削減し、演算負荷を低減する一方で、高生産性工作機械において操作員の最適な保護を達成するための安全装置を提供することである。さらに、序論に記載のタイプの安全装置であって、特に危険な工作移動動作の最後に操作員の最適な保護を提供可能な安全装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様によれば、この目的は、序論に記載のタイプの装置であって、光学安全バリアが、工作移動動作の最後まで第２の機械部品の領域においてほぼ静止状態に保持され、第１の機械部品が光学安全バリアを遮る前に、光学安全バリアを次から次へと順次停止するように評価ユニットが設計されている装置によって達成される。
第１の態様への補足であってもよいし、第１の態様とは別個であってもよいが、公知の安全装置に対する好適な改良を示す更なる態様によれば、光学安全バリアが、少なくとも３列の相互に関連する光学安全バリアを形成し、第１の光学バリアを有する第１の列および第２の光学安全バリアを有する第２の列が、互いに略平行に配列され、第３の光学安全バリアを有する第３の列が、第１の列と第２の列との間に配置され、第１の列および第２の列は、それぞれ移動平面に略平行に配置され、第３の列は、移動平面に略直角に配置されている。
【００１３】
一方、本発明の安全装置は、光学安全バリアを全て同時に停止するのではなく、各安全バリアが遮られる直前に連続して停止するという考えに基づいている。好適な変形態様においては、下方に移動し続ける第１の機械部品がスイッチオフ信号を発することがないように、第１の測定バリアによって保護フィールドを工作物の位置にほぼ静止状態に保持し、保護フィールドの高さを上から下げる。別個の光学安全バリアの好適な使用の場合、この様に安全バリアを上から下へと段階的に停止する(上方からミューティングする）一方で、保護フィールドの下端部を工作物の位置またはその真上に保持する。
【００１４】
様々な方法で保護フィールドを工作物の位置で静止状態に保つことができる。ある好適な実施形態は、ピクセルマトリックスを有するカメラセンサによって、保護フィールドを達成し、第１の機械部品の下方移動に同期してカメラセンサの評価ピクセルの選択を上方へ移動して、「仮想」静止保護フィールドを移動中の第１の機械部品に対して生成する。その代替あるいは追加として、工作移動動作の終盤に受光装置を移動中の機械部品から脱離させて、最終的に静止状態に維持できるような方法で、受光装置を移動中の機械部品と機械的に連結することもできる。例えば、機械的な連結は、第１の機械部品を第２の機械部品に向けてさらに移動させる一方で、安全装置を停止位置で停止させる弾性バネによって達成することができる。
【００１５】
通常、第１の機械部品の移動経路への侵入は、おそらく実際の曲げ工程または切削工程の直前に工作物の位置を修正するために、工作移動動作の終盤に向けて直接工作物の位置で起こるので、上方からの安全バリアのミューティングが有利である。上方からのミューティングは、急激な変化もなく、工作物の位置における特に重要な領域を一様に監視することを保証する。個々の安全バリアが停止された結果として生じる保護フィールドの如何なる減少も、工作物の重要な把持部位から離反する方向に発生する。さらに、上方からのミューティングは、特に、離間相互配置にある個々の安全バリアが、保護フィールドにまで及ぶ場合、評価ユニットおよび制御ユニットに対する適度な演算能力を必要とする実施を可能とする。光学バリアの停止および／または上方からの保護フィールドの削減は、このように、工作移動動作の終盤において工作物の真上で危険な把持部位の最適な安全性を提供する革新的な方法である。
【００１６】
一方、本発明の安全装置は、相互関連する少なくとも３列の光学バリアを有する保護フィールドの使用に基づいている。３列のうちの２列は、移動平面と略平行に配置されており、移動方向を横断する保護フィールドの最小幅を定義する。これら２列は、保護フィールドの内部領域を包含する。第３の直角の列は、第１の列と第２の列との間に位置する内部領域を、移動平面に平行な方向への如何なる侵入に対しても「保全」する。３列の略直角な配置は、比較的少ない監視ビームを有する比較的大きな保護フィールドに及んでいる。大きな保護フィールドにより、様々な方向からの侵入を確実に認識することができる。さらに、個々のバリアにより、非常に簡単かつ迅速に侵入を監視することができる。さらに、カメラセンサを使用する安全装置の好適な実施の場合に、略直角な配置によって、極めて迅速に選択されたピクセルを読出すことができる。
【００１７】
結果的に、本発明の安全装置により、むしろ小さな演算負荷で、それ故、むしろ小さな演算能力で、操作員の最適な保護を提供することができる。
好適には、３列は、略Ｕ字形状で、第１の機械部品の移動方向に開放した構造を形成している。特に好ましい実施態様では、第３の列は、少なくとも部分的に保護フィールドの上縁部を形成している。
【００１８】
これらの特徴は、第１の機械部品の工作移動方向に操作員が巻き込まれることに対して有効な保護を提供することができるので、機械の操作員の最適な保護に貢献する。
更なる改良態様において、第１の列および第２の列は、それぞれ上端部を有し、第１の列の上端部は、第３の列を超えて突出し、第２の列の上端部は、第３の列と面一である。
この改良態様は、機械の操作員の保護をさらに改善する。一方側で保護フィールドを拡大することによって、この一方側で第１の機械部品の工作移動方向に操作員が巻き込まれることに対する保護が改善される。これは、特に、保護フィールドが機械の操作員に対向する側で拡大している場合に適用される。
【００１９】
更なる改良態様において、第１の列は、保護フィールドの第１の側縁部を定義し、第１の列は、移動平面に対して所定の離間距離で配置されている。
好ましくは、所定の離間距離は、指の幅より大きく、特に２０ｍｍよりも大きい。第１の列は、操作員側における保護フィールドの外縁部を形成する。この特徴は、操作員の最適な保護に貢献する。結果的に、操作員側からの移動平面への如何なる侵入も、早期に認識可能となる。
【００２０】
更なる改良態様において、第２の列は、ほぼ移動平面上に配置されている。
第２の列は、移動平面に配置されているが、第２の列は、移動平面内に位置しないのが好ましく、むしろ若干ずれているのが好ましい。換言すれば、第２の列も、移動平面に対して離間距離をおいて配置されている。しかし、この離間距離は、移動平面と第１の列との離間距離よりも実質的に小さい。この小離間距離は、加工対象の工作物の直立部分によって発生する誤警報の数を低減するので、箱の折り曲げに特に有利である。他方、第２の列は、移動平面における重要な保護を確保する。
【００２１】
更なる改良態様において、保護フィールドは、移動平面の両側に及んでおり、第１の列および第２の列は、それぞれ移動平面の別々の側に配置されている。
この改良態様は、機械の前方側及び後方側からの侵入に対する保護を提供する。結果的に、この改良態様により、機械の後方側に到達することを防止する保護フェンスの使用を控えることができ、あるいは、少なくともこの様なフェンスの使用を抑えることができる。
【００２２】
更なる改良態様において、安全装置は、第３の列と共に保護フィールドの第２の側縁部を定義する第４の光学安全バリアを備えている。
この改良態様において、第３の列は、第２の列と交差して、第２の列を超えて側方に突出する。しかし、保護フィールドの側縁部を延長するために、第４の光学安全バリアが設けられており、この第４の光学安全バリアが、第３の列の自由端と共に保護フィールドの側縁部を定義する。この実施形態により、危険な移動平面において高分布密度の光学安全バリアを達成し、移動平面の両側において、むしろ少数の安全バリアで二次元保護フィールドを拡張することもできる。
【００２３】
更なる改良態様において、第１の列および第２の列は、それぞれ下端部を有し、第５の光学安全バリアが、２つの下端部の間に配置され、この第５の光学安全バリアが、２つの下端部と共に保護フィールドの下縁部を定義する。
第５の光学安全バリアは、第１の列に近接し、第２の列から離間して配置されており、第５の光学バリアと第２の列との離間距離(結果的に、保護フィールドの下縁部の開口部)は、指の幅よりも大きい。この改良態様では、斜め下からの方向の保護フィールドへの如何なる侵入も、容易に認識される。しかし、同時に、保護フィールドは、開放されたままであり、誤警報の数の減少に寄与し、光学バリアの数を少数に維持する。
【００２４】
更なる改良態様において、機械は、行程超過経路を備え、光学安全バリアの数は、行程超過経路の長さに依存して設定可能である。
この改良態様により、保護機能の実施のために必要な演算負荷を最適化し、誤警報の回避をさらに改善することができる。行程超過経路が長い機械の場合、移動平面への侵入が起こったときに機械を行程超過経路内で確実に停止させるために、高保護フィールドが必要である。これとは対照的に、行程超過経路が短い機械の場合、高さの低い保護フィールドで充分である。好適には、保護フィールドの高さは、行程超過経路長に合わせて、複数の段階で調整可能である。行程超過経路長の減少に伴い、第３の列の下方に配置された光学バリアの数も減少するが、各行程超過経路長にかかわらず、第３の列は、いずれにせよ行程超過経路に合わせて調節された保護フィールドの一部であることが好ましい。
【００２５】
いくつかの実施形態が、この特徴の実用化に適している。第１の実施形態において、全ての光学安全バリアからのデータを評価ユニットに読み込み、評価ユニットにおいて、行程超過経路に合わせて調整された保護フィールドを定義するこれらの光学バリアのデータだけを評価する。更なる実施形態においては、対照的に、行程超過経路に合わせて調整された保護フィールドを定義するこれらの光学バリアからのデータのみを評価ユニットに読み込む。
【００２６】
更なる改良態様において、特に第１の光学測定フィールドの形態の第１の光学測定バリアが、第２の列の下方に配置されている。
ここで提案されている保護フィールドの実施とは無関係に、この改良態様も、別個の光学バリアから保護フィールドを構築するのではなく、むしろカメラセンサを使用して全域を監視するこの様な安全装置を含め、公知の安全装置に対する本発明の改良である。光学測定フィールドは、カメラセンサの選択ピクセル領域であることが好ましいが、原則として、別個の光バリアとすることもできる。光学測定バリアは、第２の列の下方に配置されているので、加工対象の工作物に近接する方向への第１の機械部品の工作移動動作中に最初に遮られる。したがって、前記光学測定バリアは、工作物が保護フィールドに入る前に工作物によって遮られる。第１の機械部品の「柔軟な」減速を開始する目的のために、測定バリアの早期の遮断を好適に使用することができる。結果的に、機械の負荷、機械の振動および機械の摩耗を低減することができる。さらに、好ましい実施形態においては、次の光学監視バリアのミューティングを誘発するために光学測定バリアを使用する。ミューティングを開始するために光学測定バリアを使用することによって、工作移動動作中にミューティングを開始するための位置を正確に定義することができる。さらに、ミューティング位置は、工作物によって異なる厚さに合わせて自動的に調節される。
【００２７】
更なる改良態様において、更なる光学測定バリアが、特に第２の光学測定フィールドの形態で、第１の列および／または第２の列の上方に配置されている。
この改良態様において、序論で引用されている上記特許文献１１に記載されているように、本発明の安全装置は、スイッチオフ信号の後で、第１の機械部品の行程超過経路の実際の長さを推定することできる。この点について、行程超過測定工程の詳細に関してはこの文書を参照する。
【００２８】
更なる改良態様において、安全装置は、送光装置と受光装置とを備え、少なくとも受光装置が、第１の機械部品の工作移動動作に際して前端縁に先立って移動するように、第１の機械部品に連結されており、送光装置が、端縁に略平行に延びる光ビームを生成して受光装置に照射し、受光装置が、局所的に解像された光ビームの画像を受信するために、複数のピクセルを有する画像センサを備え、光学バリアが、選択されたピクセルにより構成される。
【００２９】
この改良態様により、極めて強力で費用効果の高い実施が可能となる。これにより、本発明の安全装置を機械に合わせて調整する工程を単純化して、簡単な方法で遡及的に保護フィールドの寸法を変更することができる。さらに、この実施形態により、費用効果が非常に高く、維持管理を抑えた方法で、上方からの好適なミューティングを実施することができる。
【００３０】
更なる改良態様において、本発明の安全装置の光学安全バリアは、それぞれ略正方形の横断面を有している。
この改良態様により、特に簡単で費用効果の高い方法で、単一のカメラセンサにおいて別個の光学バリアを実施することができる。正方形のバリアは、非常に迅速に読出可能な小さな選択ピクセル領域により実施可能である。
【００３１】
言うまでもなく、上記の特徴および下記の特徴は、それぞれ上記の組み合わせでの使用に限定されず、その際に本発明の範囲を逸脱することなく、他の組み合わせまたは単独で使用することができる。
本発明の例示的実施形態は、以下に詳細に説明され、以下の図面に描かれている。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の安全装置の例示的実施形態を有するプレスブレーキ機械の概略図を示す。
【図２】図１に示す安全装置の概略図を示す。
【図３】図１に示す安全装置の受光装置に照射する光ビームの画像の簡略図を示す。
【図４】本発明のミューティング工程の開始時における画像の簡略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１において、本発明の安全装置用の好適な機械としてのプレスブレーキの全体を参照番号１０により示す。本発明の例示的実施形態の安全装置１２は、プレスブレーキ１０の工作動作の間、操作員への危害を防止するために、プレスブレーキ１０において使用される。しかし、本発明は、プレスブレーキ機械だけではなく、型打機や裁断機など、２つの機械部品が互いに近接する方向に工作移動動作を行う、その他の機械にも使用可能であることを認識しなければならない。本発明は、１つの機械部品のみが可動である機械に限定されない。本発明に係る安全装置は、複数の機械部品が相互に相対移動する機械にも使用することができる。
【００３４】
プレスブレーキ１０は、第１の機械部品、この場合、上側機械部品１４と、第２の機械部品、この場合、下側機械部品１６とを備えている。第１の機械部品１４は、曲げパンチなどの上側工具２０が配置されている上側工具キャリア１８を備えている。第２の機械部品１６は、ダイなどの下側工具２４が配置されている下側工具キャリア２２を備えている。第１の機械部品１４は、駆動装置２６を介して矢印方向２８に工作移動動作を実行することができる。上側工具２０（パンチ）および下側工具２４（ダイ）は、共に工作物３０を整形可能なプレス工具を構成する。通常、工作物３０は、シート状金属部品である。
【００３５】
上側工具２０は、工作移動動作２８のために、移動平面３４を定義する前端縁３２を有する。特に、上側工具２０が下側工具２４に既に近接した状態の場合、操作員の手の侵入など、移動平面３４への物体の侵入は、危険な状況を呈する。評価ユニット３６に関連して設けられた安全装置１２は、前端縁３２の領域におけるこの様な侵入を検出し、侵入に依存してプレスブレーキ１０の工作移動動作２８を停止するために使用される。
【００３６】
安全装置１２は、ここでは上側工具キャリア１８にそれぞれ取り付けられた送光装置３８と、受光装置４０とを備えている。送光装置３８および受光装置４０は、上側工具２０の工作移動動作２８と同時に移動するように、上側工具キャリア１８に連結されている。上側工具キャリア１８に取り付けることによって、送光装置３８および受光装置４０は、前端縁３２に先立って移動する。送光装置３８は、上側工具２０の前端縁３２と平行に延びて、受光装置４０に照射される光ビーム４２を生成する。したがって、送光装置３８および受光装置４０は、上側工具２０の端縁３２周辺の保護領域を監視する光バリアを形成し、保護領域は、実質的に光ビーム４２により定義される。
【００３７】
送光装置３８は、特に好適な実施形態において、約７０  ｌｍ／Ｗの光収率を有するいわゆるハイパワーＬＥＤである光源を備えている。しかし、光源は、原則的に、レーザダイオード、蛍光灯、ハロゲンランプまたは他の光源とすることもできる。受光装置４０は、複数のピクセル４６を有する画像センサ４４を備えている。前記画像センサは、図３に示すような、マトリックス様配置のピクセル４６を有する画像センサであることが好ましい。画像センサ４４は、好適な例示的実施形態においては、対数トランスデューサ特性曲線を有するＣＭＯＳ画像センサである。さらに、受光装置４０は、開口絞りが配置された焦点を有する画像形成光学素子を備えている。好適な例示的実施形態においては、開口絞りの正味内径は、約５０μｍ〜最大１５０μｍの範囲である。ある好適な例示的実施形態において、正味内径は、約７５μｍである。
【００３８】
現時点での展望からは、送光装置３８および受光装置４０の両方が上側工具２０の工作移動動作２８と同時に移動する、図１に示す例示的実施形態が好ましい。しかし、送光装置３８が、例えば、移動平面３４と平行に配置された光列または光平面を生成する場合、原則的に送光装置３８を静止状態で配置することもできる。原則的に、受光装置４０が、上側工具２０の工作移動動作２８中にあらゆる関連箇所で光ビーム４２の画像を受信可能であるならば、受光装置４０も静止状態とすることができる。
【００３９】
評価ユニット３６は、安全装置１２と関連して設けられている。評価ユニット３６は、送光装置３８および受光装置４０とは別個に配置可能である。代替態様として、評価ユニット３６は、全体的または部分的に送光装置３８および／または受光装置４０と一体化することができる。評価ユニット３６を使用して、受光装置４０を制御し、受光装置４０により出力された信号に応答して、上側工具２０の工作移動動作２８を停止するために出力信号を生成する。受光装置によって受信された画像の評価に関する限り、受光装置４０自体または評価ユニット３６において評価が可能となる。結果的に、受光装置４０により出力される出力信号は、これらの２つの代替態様により異なる。
【００４０】
評価ユニット３６は、評価／制御プログラムを実行する。この点に関して、評価ユニット３６は、様々なスイッチやボタンからの信号を受信する。これらのスイッチやボタンには、例えば、２つの端部スイッチ４８、５０、脚部ボタン５２、非常停止ボタン５４、動作モード選択スイッチ５６および終了ボタン５８が含まれる。２つの端部スイッチ４８、５０は、上側工具２０がその上死点位置にある場合にのみ閉鎖される。結果的に、端部スイッチ４８、５０の閉位置は、プレスブレーキ１０が動作サイクル実行のための開始位置に位置することを示す。プレスブレーキ１０の動作サイクルは、脚部ボタン５２を作動することにより開始する。危険な状況では、操作員は、非常停止ボタン５４を作動することによって、上側工具２０の工作移動動作２８を中断することができる。安全装置１２の保護フィールドモードは、動作モード選択スイッチ５６により選択することができ、そして、終了ボタン５８により停止することができる。本出願の譲受人は、商品名ＰＳＳ(登録商標)および商品名ＰＮＯＺ(登録商標)ｍｕｌｔｉで好適なフェイルセーフ評価ユニットを市場に出している。
【００４１】
通常、プレスブレーキ１０は、評価ユニット３６に加えて、「通常」動作サイクルを制御する動作制御ユニット６０を備えている。原則的に、動作制御ユニット６０は、評価ユニット３６と結合可能であり、破線で描かれている筐体６２によりこれを示す。評価ユニット３６を動作制御ユニット６０と一体化することもできる。
評価ユニット３６および動作制御ユニット６０は、矢印６４で示すように、データを交換することができる。図１には、受光装置４０と駆動装置２６とを評価ユニット３６および動作制御ユニット６０に接続した状態が、単に模式的な特徴を有するように描かれている。例えば、図面は、両駆動装置２６を評価ユニット３６および動作制御ユニット６０に接続した状態を示すわけではない。評価ユニット３６と駆動装置２６との間に配置されて、駆動装置２６を供給電圧から隔離するために用いるアイソレータの図示も、同様に省略されている。この様な省略は、限定効果を意図するものではない。
【００４２】
図２は、安全装置１２の原理構造を概略的に示す。
評価ユニット３６は、マルチチャネルの冗長な方法で実施されることが好ましい。これは、相互監視して、その処理結果を交換可能な２つの処理装置７０、７２として図２に示されている。特に好適な実施形態においては、処理装置７０、７２は、互いに異なり、すなわち、同時エラーの確率を低減するために２つの異なる処理装置タイプを使用する。２つの処理装置７０、７２は、それぞれ各関連する記憶領域７４、７６に記憶された評価／制御プログラムを実行する。
【００４３】
インタフェースユニットを参照番号７８で示す。前記インタフェースによって、処理装置７０、７２は、入力装置から入力信号を読み込み、出力装置に出力信号を書き込む。好適な例示的実施形態においては、処理装置７０、７２は、特に、フェイルセーフ出力信号、好ましくは冗長なフェイルセーフ出力信号７９、７９’を生成し、これにより、前端縁３２の下方領域への危険な侵入が検出された場合に、上側工具２０の工作移動動作２８を終了する。
【００４４】
安全装置１２の動作原理モードを説明するために必要な部材および信号を図２に示す。したがって、この図は、完璧であるとは言えない。例えば、評価ユニット３６の場合、診断出力の図示を省略している。
安全装置１２は、内部テスト機能を備え、前記安全装置、または前記安全装置に接続された装置において機能不全が起こった場合でも、確実にプレスブレーキ１０を安全な状態にすることができる。したがって、本質的にフェイルセーフとするために、安全装置１２には非常に高度な要求が課せられる。安全装置１２は、例えば、ヨーロッパ規格ＥＮ９５４―１や、ＩＥＣ６１５０８またはＥＮ  ＩＳＯ１３８４９―１などの類似の規格に予め規定された安全規格に準拠しなければならない。安全装置１２は、少なくともヨーロッパ規格ＥＮ９５４―１の安全カテゴリ３に準拠しているか、または、その安全保全性レベル（Ｓａｆｅｔｙ  Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ  Ｌｅｖｅｌ：  ＳＩＬ）が、少なくともＩＥＣ６１５０８によるレベル２を達成している。送光装置３８および受光装置４０は、共に規格ＥＮ６１４９６―１のタイプ４に準拠する非接触保護装置（ＢＷＳ）を構成する。
【００４５】
以下に、プレス行程に関して、安全装置１２の動作モードを説明する。プレスブレーキ１０の操作員は、脚部ボタン５２を作動することによって、プレス行程を開始する。上側工具２０は、上死点から始まって、下側工具２４に向かって移動する。一般的に、これは、比較的高接近速度で起こる（例えば、＞１０ｍｍ／ｓ；迅速前進）。上側工具２０の所定の行程の後、評価ユニット３６は、制動手順を開始する。上側工具２０が、比較的低接近速度(例えば、≦１０ｍｍ／ｓ；徐行前進)を達成した場合、これは、この目的のために設けられたセンサユニット８０によって評価ユニット３６に示される。センサユニットは、プレスブレーキ１０上に配置され、対応する徐行信号を生成する。ある実施形態においては、これを好適に使用して、安全装置（ミューティング）を停止することができるので、監視ビームが工作物３０により遮られたとしても、上側工具２０は、工作移動動作を完了することができる。上側工具２０が下側反転位置に到達すると、曲げ手順は終了し、前記上側工具は、上部に戻る。ある例示的実施形態においては、新たなミューティング方法により、手順が終了するまで、安全装置により危険な開放隙間を監視することができるので、迅速前進から徐行前進へと変化しない。
【００４６】
工作移動動作２８の間に、物体が、ミューティングなしに保護フィールドを遮った場合、これは、保護フィールド状態信号８２、８４により示される。結果的に、評価ユニット３６は、駆動装置２６が供給電圧から分離されるように、駆動装置２６(図示なし)と供給電圧（図示なし）との間に配置された接触子８６、８８をオフにする。結果的に、上側工具２０の工作移動動作２８は、中断される。しかし、上側工具２０は、その行程超過経路の範囲を移動し続ける。ある例示的実施形態においては、上側工具２０の工作移動動作２８は更に継続可能であり、物体が保護フィールドから排除されると直ちに、曲げ手順は終了する。
【００４７】
受光装置４０は、２つの出力スイッチング素子を備えている。結果的に、２つの冗長な保護フィールド状態信号８２、８４が生成される。２つの保護フィールド状態信号８２、８４は、保護フィールドの状態を示す。前記信号は、保護フィールドが空いている場合、値１を呈する一方、保護フィールドが遮られている場合、値０を呈する。
好適な例示的実施形態において、保護フィールドは、３つの保護フィールド領域、すなわち、前方、中央、後方保護フィールド領域を含む。好適な例示的実施形態において、中央保護フィールド領域は、実質的に第２の列の光学バリアを備えている。前方および後方領域は、それぞれ操作員側から見て、第２の列の上流側および下流側に配置された光学バリアを備えている。
【００４８】
前方および／または後方保護フィールド領域を停止することによって、任意に、様々な処理手順に合わせて保護フィールドを調整することができる。保護フィールド調整の目的のために、操作員は、動作モード選択スイッチ５６を作動する。動作モード選択スイッチ５６の各位置には、処理および／または曲げ作業、そして保護フィールドモードが割り当てられている。好ましくは、以下のような４つの異なる保護フィールドモードがある。
・  標準保護フィールドモード：  全ての光学バリアを有する完全な保護フィールドを利用可能である。この保護フィールドモードは、主に平坦な工作物に用いられる。
・  箱曲げ保護フィールドモード：  小保護フィールドを使用する。この小保護フィールドは、中央および後方保護フィールド領域の光学バリアを含む。何度も曲げる工作物の場合、例えば、箱の場合に、この保護フィールドモードが、好適に使用される。この処理手順の場合、前方保護フィールド領域の光学バリアの遮断が予想されるので、これらのバリアを停止する。結果的に、遮断は、誤警報の発令および工作移動動作２８の停止には至らない。
・  停止保護フィールドモード：  小保護フィールドを使用する。この小保護フィールドは、前方および中央保護フィールド領域の光学バリアを含む。移動平面３４の近辺にまで後方ストッパが到達した場合に、この保護フィールドモードを使用する。後方保護フィールド領域の光学バリアの遮断が予想されるので、これらのバリアを停止する。
・  停止付箱曲げ保護フィールドモード：  小保護フィールドを使用する。この小保護フィールドは、２つの列の光学バリアのみを含む。この保護フィールドモードは、箱曲げモードと停止モードとを組み合わせたものである。
【００４９】
操作員は、終了ボタン５８を作動することによって、小保護フィールドを有する選択された保護フィールドモードを終了しなければならない。終了工程が完了した後は、小保護フィールドでプレス行程を実行するのみである。終了ボタン５８が生成した信号は、受光装置４０に送信される。小保護フィールドを有する保護フィールドモードは、１プレス行程の間だけ実行されるのが好ましい。小保護フィールドで更なるプレス行程を実行する場合には、動作モード選択スイッチ５６を介して所望の保護フィールドモードを再選択し、その後、終了ボタン５８を作動することによって前記モードを終了する必要がある。
【００５０】
選択された保護フィールドモードに依存して、評価ユニット３６は、受光装置４０に送信される保護フィールドモード信号９０、９２を生成する。結果的に、受光装置４０は、実行する処理手順に合わせて保護フィールドの形状を調整することができる。この場合、２つの保護フィールドモード信号９０、９２が、それぞれ２つの状態を呈することができるので、合計４つの保護フィールドモードが可能となる。受光装置４０の入力は、保護フィールドモード信号９０、９２を受信するためにフェイルセーフで実施される。
【００５１】
行程超過経路は、保護フィールドへの侵入が検出された時点における、上側工具２０の未移動距離である。プレスブレーキ１０を操作する際には、行程超過経路にかかわらず、上側工具２０は、移動平面３４に侵入した物体の前で確実に停止する必要がある。このために、上記特許文献１において原理的に説明したように、この場合、保護フィールドの高さは、プレスブレーキ１０の行程超過経路に合わせて調整することができる。安全装置１２の設定の際に、キーパッド９４を介して行程超過経路の長さを入力し、安全装置１２、好ましくは受光装置４０に記憶する場合もある。そして、記憶した行程超過経路長の値に応じて、保護フィールドの最適な高さを決定する。評価ユニット３６に対するキーパッド９４の配置は、限定効果を意図するものではない。例えば、キーパッド９４は、受光装置４０に配置することもできる。
【００５２】
受光装置４０は、更なる入力および出力を有する。例えば、動作制御ユニット６０から発生するプレス状況信号１０２を受光装置４０に送信する。プレス状況信号１０２は、上側工具２０が上側反転位置にあることを受光装置４０に知らせる。受光装置４０は、スイッチング信号１０４を生成し、このスイッチング信号１０４により送光装置３８の光源をオン／オフすることができる。さらに、受光装置４０は、制御信号１０６を生成し、この制御信号１０６により送光装置３８の光源の光度を制御することができる。さらに、評価ユニット３６から発生する設定信号１０７を受光装置４０に送信する。この設定信号は、プレスブレーキ１０が設定操作モードにあることを受光装置４０に知らせる。プレスブレーキ１０が設定操作モードにある場合、安全装置１２の安全機能は停止状態である。
【００５３】
評価ユニット３６は、弁１０８を制御するように設計されている。弁１０８は、安全弁および吸引弁とすることができる。
図３は、安全装置の受光装置に照射する光ビームの画像の簡略図を示す。
図３から明白なように、この場合、光ビーム４２は、画像センサ４４に照射される円形横断面を有する。送光装置３８は、端縁３２を含む上側工具２０の下端が画像１２０内でシルエットを形成するように、上側工具２０の下方に配置されている。下側工具２４も、工作物３０と共に工作移動動作の最後にシルエットを形成する。図３に示す状況は、上側工具２０が下側工具２４に既に近接した状態を示す。
【００５４】
画像センサ４４は、受信した画像１２０を局所的に解像する複数のピクセル４６を備えている。ピクセル４６から一定の数のピクセルが選択され、選択されたピクセル上で光ビーム４２が検出可能であるか否かに関して、ピクセル数を監視する。結果的に、選択されたピクセルは、光学安全バリア１３０、１３４、１３８を形成し、この場合、光学安全バリア１３０、１３４、１３８が物体に遮られていれば、スイッチオフ信号７９、７９’を発生する。光学安全バリア１３０、１３４、１３８は、図３に斜線で陰影表示されており、この場合、それぞれ矩形、好ましくは略正方形の横断面を有する。
【００５５】
受光装置４０は、第１の機械部品１４の工作移動動作２８において端縁３２に先立って移動するように、第１の機械部品１４に連結されている。したがって、光学バリアは、端縁３２に先立って移動するように、工作移動動作２８において移動する。光学バリアは、二次元横断面を有する保護フィールド１２４に及んでいる。
この場合、光学安全バリアは、３列、すなわち、第１の光学バリア１３０を有する第１の列１２８、第２の光学バリア１３４を有する第２の列１３２、第３の光学バリア１３８を有する第３の列１３６を形成する。第１の列１２８および第２の列１３２は、第１の離間距離で互いに平行に配置され、移動平面３４に平行に配置される。第３の列１３６は、第１の列１２８と第２の列１３２との間に配置され、第１の列１２８および第２の列１３２を接続する。この場合、第３の列１３６は、移動平面３４に直角に配置されている。列１２８、１３２、１３６は、相互に関連して設けられ、底部に向かって（工作移動動作の方向に）開くＵ字形を形成する。図示の好適な例示的実施形態において、第３の列１３６は、２つの平行な列１２８、１３２と交差しており、前記第３の列は、機械の操作員側では第１の列１２８に面一に当接し、操作員から遠隔側では第２の列１３２を越えて側方に突出している。
【００５６】
第１の列１２８は、上端部１４２を有し、第２の列１３２は、上端部１４４を有する。この場合、上端部１４２は、第３の列１３６を超えて突出する一方、上端部１４４は、第３の列１３６と面一である。
第１の列１２８は、保護フィールド１２４の第１の側縁部を形成する。この様にすると、第１の列１２８は、移動平面３４に対して比較的大きな離間距離で配置される。この場合、離間距離は、指の幅よりはるかに大きい。第２の列１３２は、移動平面３４にほぼ沿っているが、操作員から遠隔側に向かってずれている。結果的に、第２の列１３２は、移動平面３４に対して非常に小さな離間距離を形成する。
【００５７】
図３の図面から明白であるように、第１の列１２８および第２の列１３２は、移動平面３４の別々の側に配置されている。この場合、操作員から遠隔側において機械の安全性を改善するために、移動平面３４において第２の列１３２が配置されている側に、第４の光学安全バリア１４８が配置される。第４の光学安全バリア１４８は、第３の光学安全バリアと共に、第３の列の自由端において保護フィールド１２４の第２の側縁部を形成する。
【００５８】
この場合、第１の列１２８および第２の列１３２の下端部の間に、第５の光学安全バリア１５６が配置される。指の幅よりも大きな開口部１５８が、第５の安全バリア１５６と第２の列との間に残されている。第５の光学安全バリア１５６は、列１２８、１３２の２つの下端部と共に、保護フィールド１２４の下縁部を形成する。
この場合、測定フィールド１６０の形態で前進する測定光は、保護フィールドの下方に配置される。前進する測定フィールド１６０は、選択されたピクセルによって形成され、光学バリア１３０、１３４、１３８、１４８、１５６の逐次的なミューティングを誘発する。好適な例示的実施形態においては、測定フィールド１６０が遮られると、安全装置は、特別なミューティングモードに切替えられる。この特別なミューティングモードにおいては、測定フィールド１６０により、保護フィールドを工作物３０の真上の危険な把持位置において静止状態に保持し、この時点で空間的に静止状態の保護フィールドに上側工具２０が侵入する少し前に、光学バリア１３０、１３４、１３８、１４８、１５６をそれぞれ上から下へと順次停止する。好適な例示的実施形態においては、評価のために選択されたピクセルが、工具の工作移動動作と同期して反対方向（すなわち、この場合は上方向）に移動することにより、把持位置の真上において光学安全バリア１３０、１３４、１３８、１４８、１５６および測定フィールド１６０を静止状態に保持する。ある好適な例示的実施形態では、特別なミューティングモードにおける光学バリア１３０、１３４、１３８、１４８、１５６の配列および分布を、測定ビーム１６０が工作物に接触していない工作移動動作の直前のフェーズ（すなわち、特別なミューティングモードの前）とは異なるものとすることができる。
【００５９】
好適な例示的実施形態において、第３の列１３６は、特別なミューティングモードの開始と共に、保護フィールドの下縁部に移動するので、３つの列１２８、１３２、１３６は、この時点で上方に開いたＵ字形状またはポット形状の構造を形成する。ミューティングモード開始時における光学安全バリア１３０、１３４、１３８、１４８，１５６のこの様な配置および分布を、図４に例示する。したがって、特別なミューティングモードにおいては、上側工具は、工作物の真上に配置された、ポット形状の、少なくとも大部分が静止状態の保護フィールドに上から侵入する。この例示的実施形態の変形態様においては、第１の列１２８’が、上側工具の移動方向とは反対方向に上方に延びる更なるバリア１３０’を備え、上から斜め方向への侵入を防止するために、さらに高い「保護壁」を操作員側に形成することができる。さらに、列１２８’を上側工具に対して斜めに傾けることができ、そして／または、更なる光学安全バリアを列１２８’と上側工具との間に配置することができる。
【００６０】
好適な例示的実施形態においては、プレスブレーキ１０の動作中に行程超過経路の長さを繰り返しチェックし、以前に記憶された値と比較する。行程超過経路の測定長が記憶された値よりも大きいことが、チェック手順で確定すると、エラー信号を生成する。行程超過経路の長さは、上記特許文献１１に記載の方法により、評価／制御ユニットを使用して好適に監視される。ここに図示されている例示的実施形態においては、行程超過経路を監視する目的のために、更なる測定ビーム１６２を第２の列１３２の上方に配置する。光学安全バリア１３０、１３４、１３８、１４８、１５６のうちの１つが遮られたことが、保護フィールド状態信号８２、８４により示されると直ちに、行程超過経路長測定工程を開始する。上側工具２０が静止すると、測定フィールド１６２が評価される。測定フィールド１６２が遮られていないことが、この評価中に確定すると、これは、行程超過経路が、記憶された値により予め決定された領域内に位置することを意味する。一方、測定フィールド１６２が遮られたことが確定すると、行程超過経路は長すぎる。行程超過経路は、受光装置４０において測定および／またはチェックすることが好ましく、その結果は、２つの冗長な行程超過経路測定信号９６、９８によって２つのフェイルセーフ出力を介して評価ユニット３６に送信される。これに際して、行程超過測定信号９６、９８は、例えば、行程超過経路長が所定範囲内であれば、値１を呈し、行程超過経路長が所定範囲外であれば、値０を呈する。
【００６１】
ある例示的実施形態においては、評価対象の光学安全バリア１３０、１３４、１３８、１４８、１５６の数は、行程超過経路長に依存するものであってもよく、ここに引用により組み込まれている上記特許文献１に記載されているように、操作員が設定することもできる。
【図１】
2013525123.tif 000003
【図２】
2013525123.tif 000004
【図３】
2013525123.tif 000005
【図４】
2013525123.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成24年1月24日(2012.1.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の機械部品（１４，１８，２０）が第２の機械部品（１６，２２，２４）に向かって工作移動動作（２８）を行う機械（１０）用の安全装置であって、前記第１の機械部品（１４，１８，２０）が、移動方向に前端縁（３２）を有し、前記前端縁が、移動平面（３４）を定義し、前記安全装置が、複数の光学安全バリア（１３０，１３４，１３８，１４８，１５６）と評価ユニット（３６）とを備え、前記光学安全バリア（１３０，１３４，１３８，１４８，１５６）が、前記端縁（３２）に先立って様々な離間配置で移動するように、前記工作移動動作（２８）において前記第１の機械部品（１４，１８，２０）と同時に移動し、前記光学安全バリア（１３０，１３４，１３８，１４８，１５６）が、二次元横断面を有する保護フィールド（１２４）に及んでおり、前記評価ユニット（３６）が、前記光学安全バリア（１３０，１３４，１３８，１４８，１５６）に依存して前記第１の機械部品（１４，１８，２０）を停止するための停止信号を生成するように設計され、前記工作移動動作（２８）の最後に向けて、前記光学安全バリア（１３０，１３４，１３８，１４８，１５６）が、前記第２の機械部品の領域においてほぼ静止状態に保持され、前記第１の機械部品（１４，１８，２０）が前記光学安全バリア（１３０，１３４，１３８，１４８，１５６）を遮る前に、前記光学安全バリア（１３０，１３４，１３８，１４８，１５６）を次から次へと順次停止するように、前記評価ユニット（３６）が設計されており、前記安全装置（１２）が、送光装置（３８）と受光装置（４０）とを備え、少なくとも前記受光装置（４０）が、前記第１の機械部品（１４，１８，２０）の前記工作移動動作（２８）中に前記端縁（３２）に先立って移動するように、前記第１の機械部品（１４，１８，２０）に連結されており、前記送光装置（３８）が、前記受光装置（４０）に照射する光ビーム（４２）を生成する安全装置であって、前記受光装置（４０）が、局所的に解像された前記光ビーム（４２）の画像（１２０）を捉えるために、複数のピクセル（４６）を有する画像センサ（４４）を備え、前記光学バリア（１３０，１３４，１３８，１４８，１５６）が、選択されたピクセル（１２６）により構成され、前記安全装置は、前記工作移動動作（２８）の方向に前記光学安全バリア（１３０、１３４、１３８、１４８、１５６）に先立って配置された光学測定バリア（１６０）をさらに備え、前記光学測定バリア（１６０）を使用することによって、そして、前記選択された各ピクセル（１２６）を前記第１の機械部品（１４，１８，２０）の前記工作移動動作と同期して反対方向に移動することによって、前記工作移動動作（２８）の最後に、前記保護フィールド（１２４）を前記工作物（３０）の真上に静止状態に保持することを特徴とする安全装置。
【請求項２】
前記光学安全バリア（１３０，１３４，１３８，１４８，１５６）が、少なくとも３列の相互に関連する光学安全バリアを形成し、第１の光学安全バリア（１３０）を有する第１の列（１２８）および第２の光学安全バリア（１３４）を有する第２の列（１３２）が、互いに略平行に配列され、第３の光学安全バリア（１３８）を有する第３の列（１３６）が、前記第１の列と前記第２の列との間に配置され、前記第１の列および前記第２の列（１２８，１３２）が、それぞれ前記移動平面（３４）に略平行に配置され、前記第３の列（１３６）が、前記移動平面（３４）に略直角に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の安全装置。
【請求項３】
前記第３の列（１３６）が、少なくとも部分的に前記保護フィールド（１２４）の上縁部を形成していることを特徴とする、請求項２に記載の安全装置。
【請求項４】
前記第１の列および前記第２の列（１２８，１３２）が、それぞれ上端部を有し、前記第１の列（１２８）の上端部が、前記第３の列（１３６）を超えて突出し、前記第２の列（１３２）の上端部が、前記第３の列（１３６）と面一であることを特徴とする、請求項２または３に記載の安全装置。
【請求項５】
前記第１の列（１２８）が、前記保護フィールド（１２４）の第１の側縁部を定義し、前記第１の列（１２８）が、前記移動平面（３４）に対して所定の離間距離で配置されていることを特徴とする、請求項２乃至４のいずれか１項に記載の安全装置。
【請求項６】
前記第２の列（１３２）が、ほぼ前記移動平面（３４）上に配置されていることを特徴とする、請求項２乃至５のいずれか１項に記載の安全装置。
【請求項７】
前記保護フィールド（１２４）が、前記移動平面（３４）の両側に及んでおり、前記第１の列（１２８）および前記第２の列（１３２）が、それぞれ移動平面（３４）の別々の側に配置されていることを特徴とする、請求項２乃至６のいずれか１項に記載の安全装置。
【請求項８】
前記第３の列（１３６）と共に前記保護フィールド（１２４）の第２の側縁部を定義する第４の光学安全バリア（１４８）を特徴とする、請求項２乃至７のいずれか１項に記載の安全装置。
【請求項９】
前記第１の列および前記第２の列（１２８，１３２）が、それぞれ下端部を有し、第５の光学安全バリア（１５６）が、前記２つの下端部の間に配置され、前記第５の光学バリアが、前記２つの下端部と共に前記保護フィールド（１２４）の下縁部を定義することを特徴とする、請求項２乃至８のいずれか１項に記載の安全装置。
【請求項１０】
前記機械（１０）が、行程超過経路を備え、前記行程超過経路の長さに依存して前記光学安全バリア（１３０，１３４，１３８，１４８，１５６）の数を設定可能であることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の安全装置。
【請求項１１】
更なる光学測定バリア（１６２）が、前記第１の機械部品（１４，１８，２０）と前記保護フィールド（１２４）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の安全装置。
【請求項１２】
前記光学安全バリア（１３０，１３４，１３８，１４８，１５６）が、それぞれ矩形の、特に略正方形の横断面を有することを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の安全装置。
【国際調査報告】
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