(57)【要約】  本願は、識別ユニット（３２）を備えた工作機械監視装置に関する。当該識別ユニットは、少なくとも１つの材料種類が少なくとも１つの予め定められた工作機械領域、殊に工作機械作動領域（３４）内に存在することを、ビーム（ＳＲ）のスペクトル評価を用いて識別するために設けられている。ここで前記識別ユニット（３２）はセンサユニット（４４）と送信ユニット（４２；６４）と評価手段（５８）とを有しており、前記センサユニットは、電磁領域に配置されている波長領域（ＷＬ２）におけるビーム検出のための少なくとも１つの感度領域（５４．２）を備えており、前記送信ユニットは、前記波長領域（ＷＬ２）における少なくとも１つのビーム成分を有するビームを送信するために設けられており、前記評価手段は、少なくとも１つの材料種類が少なくとも１つの予め定められた工作機械領域内に存在することを、前記センサユニット（４４）によって検出されたビームに基づいて検出することができるように構成されている。当該評価手段（５８）は前記送信ユニット（４２）と作用的に結合されている。
2011524263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
識別ユニット（３２）を備えた工作機械監視装置であって、
当該識別ユニットは、少なくとも１つの材料種類が少なくとも１つの予め定められた工作機械領域、殊に工作機械作動領域（３４）内に存在することを、ビーム（ＳＲ）のスペクトル評価を用いて識別するために設けられている形式の工作機械監視装置において、
前記識別ユニット（３２）はセンサユニット（４４）と送信ユニット（４２；６４）と評価手段（５８）とを有しており、
前記センサユニットは、電磁領域に配置されている波長領域（ＷＬ２）におけるビーム検出のための少なくとも１つの感度領域（５４．２）を備えており、
前記送信ユニットは、前記波長領域（ＷＬ２）における少なくとも１つのビーム成分を有するビームを送信するために設けられており、
前記評価手段は、少なくとも１つの材料種類が少なくとも１つの予め定められた工作機械領域内に存在することを、前記センサユニット（４４）によって検出されたビームに基づいて検出することができるように構成されており、
当該評価手段（５８）は前記送信ユニット（４２）と作用的に結合されている、
ことを特徴とする、工作機械監視装置。
【請求項２】
前記識別ユニット（３２）は、検査対象物（４０）によって反射されたビーム（ＳＲ）の反射スペクトルを評価することによって存在を識別するために設けられている、請求項１記載の工作機械監視装置。
【請求項３】
前記波長領域（ＷＬ２）は少なくとも部分的に赤外スペクトル内に配置されている、請求項１または２記載の工作機械監視装置。
【請求項４】
前記波長領域（ＷＬ２）は近中赤外領域または近赤外領域である、請求項３記載の工作機械監視装置。
【請求項５】
前記波長領域（ＷＬ２）は狭帯域に構成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の工作機械監視装置。
【請求項６】
当該工作機械監視装置は光学ユニット（４６）を有しており、当該光学ユニットは、前記識別ユニット（３２）の少なくとも１つの反応領域（３６）を定める、請求項１から５までのいずれか１項記載の工作機械監視装置。
【請求項７】
マーキングユニットが設けられており、当該マーキングユニットは前記予め定められた少なくとも１つの工作機械領域または前記少なくとも１つの反応領域をマーキングする、請求項１から６までのいずれか１項記載の工作機械監視装置。
【請求項８】
前記送信ユニット（６４）は、前記波長領域（ＷＬ２）および少なくとも１つの別の波長領域（ＷＬ１、ＷＬ３、ＷＬ４）においてビームを送信するために設けられている、請求項１から７までのいずれか１項記載の工作機械監視装置。
【請求項９】
前記送信ユニット（６４）は複数の送信ユニットモジュールを有しており、当該送信ユニットモジュールは、各送信ユニットモジュールが、異なる波長領域（ＷＬ１、ＷＬ２、ＷＬ３、ＷＬ４）においてビームを送出するように構成されている、請求項８記載の工作機械監視装置。
【請求項１０】
前記送信ユニット（６４）は少なくとも１つの送信ダイオードを有しており、当該送信ダイオードは、少なくとも２つの相互に異なる波長領域（ＷＬ１、ＷＬ２、ＷＬ３、ＷＬ４）においてビームを送出することができるように構成されている、請求項８記載の工作機械監視装置。
【請求項１１】
前記センサユニット（４４）は少なくとも１つの別の感度領域（５４．１、５４．３、５４．４）を有しており、当該感度領域は、別の波長領域（ＷＬ１、ＷＬ３、ＷＬ４）においてビームを検出するために設けられている、請求項８から１０までのいずれか１項記載の工作機械監視装置。
【請求項１２】
前記識別ユニット（３２）の前記評価手段（５８）は、少なくとも１つの材料種類が存在することを、少なくとも２つのビーム特性量（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）の比に基づいて識別することができるように構成されており、当該ビーム特性量はそれぞれ、異なる波長領域（ＷＬ１、ＷＬ２、ＷＬ３、ＷＬ４）におけるビーム成分に割り当てられている、請求項８から１１までのいずれか１項記載の工作機械監視装置。
【請求項１３】
判断ユニットが設けられており、当該判断ユニットは、少なくとも１つのアクチュエータユニット（３８）を、前記少なくとも１つの材料種類が存在することが検出されたこと、または前記少なくとも１つの材料種類が存在しないことが検出されたことに基づいて駆動制御するように構成されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の工作機械監視装置。
【請求項１４】
前記工作機械監視装置をユーザによってアクティベートおよび／またはディアクティベートするためのアクティベーションおよび／またはディアクティベーションユニット（７０）を有している、請求項１から１３までのいずれか１項記載の工作機械監視装置。
【請求項１５】
前記アクティベーションおよび／またはディアクティベーションユニット（７０）は、工作機械監視装置が当該アクティベーションおよび／またはディアクティベーションユニットを用いてユーザによってアクティベートおよび／またはディアクティベートされる範囲が、ユーザの権利程度に依存するように構成されている、請求項１４記載の工作機械監視装置。
【請求項１６】
請求項１から１５までのいずれか１項に記載された工作機械監視装置を備える工作機械、殊に切断用工作機械。
【請求項１７】
自身の材料が容易に、前記工作機械監視装置によって検出されるように加工されている、請求項１６記載の工作機械で使用される対象物。
【請求項１８】
自身の表面が、前記工作機械監視装置によって容易に検出される材料によってコーティングされている、請求項１７記載の対象物。
【請求項１９】
作業用手袋である、請求項１７または１８記載の対象物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載された工作機械監視装置に基づく。
【０００２】
材料識別のための識別ユニットを備えた工作機械監視装置が公知である。
【０００３】
発明の利点
本発明は、識別ユニットを備えた工作機械監視装置に基づく。この識別ユニットは、予め定められた工作機械領域、殊に工作機械作動領域内に少なくとも１つの材料種類が存在していることを識別するために設けられている。これは、ビームをスペクトル評価することによって行われる。
【０００４】
識別ユニットがセンサユニットを有し、このセンサユニットが電磁領域内、殊に少なくとも部分的に赤外スペクトル内に配置されている波長領域におけるビーム検出のための少なくとも１つの感度領域を備えていることを提案する。
【０００５】
これによって、低コストで工作機械の使用状況を確実かつ迅速に識別することが可能になる。
【０００６】
「工作機械作動領域」とは殊に、工具の直ぐ近くの範囲にある工作機械の領域である。工具の「直ぐ近くの」範囲にある領域とは殊に次のような領域である。すなわち、この領域の各点が、最大１０ｃｍ、有利には最大５ｃｍ、特に有利には最大２ｃｍの、工具との最小間隔を有している領域である。
【０００７】
本願において「ビーム」とは殊に、電磁ビームのことである。センサユニットによって検出されるビームの「スペクトル」とは、殊にビーム特性量の分布であり、殊に、波長、周波数および／または時間に依存したビーム強度の分布である。さらにビームの「スペクトル評価」とは殊に信号評価であり、ここでは評価結果が、ビームのスペクトルの特性を検出することによって得られる。迅速に評価をするために、スペクトルの特性は殊に、波長領域にわたって積分された信号強度に相当する。
【０００８】
高い信号強度を有する評価信号を得るために、識別ユニットは送信ユニットを含む。この送信ユニットは、波長領域における少なくとも１つのビーム成分を伴ったビームを送信するために設けられている。
【０００９】
工作機械の使用時に高い安全性を得るために、識別ユニットはさらに評価手段を有している。この評価手段は、センサユニットによって検出されたビームに基づいて、少なくとも１つの予め定められた工作機械領域内に少なくとも１つの材料種類が存在することを検出する。少なくとも１つの材料種類とは殊に人体組織である。しかし望まれる場合には、当然ながら、別の材料種類も検出される。これは例えば、工作機械によって処理および／または加工されるべき材料種類、その他の対象物の材料種類、殊に手袋の材料等である。さらに、種々異なる材料種類の区別も行われる。
【００１０】
評価手段は、送信ユニットと作用結合されている。換言すれば評価手段は、送信ユニットによって送出されたビームに基づいて少なくとも１つの予め定められた工作機械領域における少なくとも１つの材料種類の存在を検出することも、またセンサユニットによって検出されたビームに基づいて少なくとも１つの予め定められた工作機械領域における少なくとも１つの材料種類の存在を検出することもできる。送信ユニットと受信ユニットを結合すること、および送信信号を時間的に（パルス）変調することによって、および受信信号からこの時間的な変調をフィルタリングすることによって、さらに有利には、周辺光を補償することができる。
【００１１】
本発明の有利な構成では、識別ユニットは、検査対象物から反射されたビームの反射スペクトルを評価することによって存在検出をするように構成されている。これによって、効果的な、コントラスト検出に基づいた、検査対象物の材料種類の識別が実現される。検査対象物とは、上述のように、手等の人体組織、または工作機械によって処理および／または加工されるべき対象物、または操作者が着用している手袋等の別の対象物等である。
【００１２】
波長領域が近中赤外領域である場合、特に確実な識別が実現される。これによって、反射スペクトルの検出および評価に所期のように合うように調整された感度領域が提供される。「近中赤外領域（nahmittler Infrarotbereich）」とは本願で殊に、波長１５μｍより下の、赤外スペクトルの波長範囲である。さらにビーム検出のための感度領域が、波長８μｍよりも下の赤外スペクトルの波長範囲内に設けられている場合には、人体組織と原材料との間で高いコントラストが得られる。波長領域が近赤外領域であるのは特に有利である。「近赤外領域（naher Infrarotbereich）」とはこの関連において殊に、波長１．５μｍより下に配置されている赤外スペクトルの波長範囲のことであり、これは例えば殊に、ＩＲ−Ａ領域における波長範囲である。さらに波長領域は部分的に、電磁スペクトルの可視領域および／または紫外領域に配置されていてもよい。
【００１３】
本発明の有利な形態では、波長領域が狭帯域に構成されることが提案される。「狭帯域の波領域」とは本願において殊に次のような波長領域である。すなわち、最大１００ｎｍ、有利には最大５０ｎｍ、有利には最大２０ｎｍ、特に有利には最大１０ｎｍの帯域幅を有している波長領域である。ここで５０ｎｍの帯域幅の場合に既に非常に良好な結果が得られている。これによって有利には、構造にコストがかかる、検出されたビームのフィルタリングが省かれる。
【００１４】
本発明の別の形態では、送信ユニットが次のことのために設けられる。すなわち、ビームをある波長領域と、少なくとも１つの別の波長領域において送信するために設けられている。これによって、ビームは所期のように、所望の波長領域において形成される。この場合には、センサユニットによるビームの検出時に、コストのかかるフィルタリングが省かれる。さらに高いＳ／Ｎ比が得られる。これは、送信ユニットが、送信ユニット作動時に作動される少なくとも２つ、殊に３つの送信モジュールを、それぞれ異なる波長領域においてビームを送信するために有している場合に、特に容易に実現される。この送信は例えば相次いで行われる。２つの波長領域における「相次いで行われる」送信とは殊に、第１の波長領域における送信と、第２の波長領域における送信は可能な限り、重なることがない、ということである。ここでは、２つの波長領域においてビームが同時に送信されるオーバーラップ持続時間は、１つの波長領域における最短送信持続時間の１０％よりも短く、有利には５％よりも短く、有利には１％よりも短い。特に有利には送信過程は重なりが無く、ここでは送信ユニットによって、相互に分断されたパルスが放射される。しかし択一的に送信ユニットが１つまたは複数の送信ダイオードを有していてもよい。この場合には各送信ダイオードは次のように実現される。すなわち、ビームが少なくとも２つの、相互に異なる波長領域において送信されるように実現される。
【００１５】
さらに、工作機械監視装置が光学ユニットを有することが提案される。これは識別ユニットの少なくとも１つの反応領域を定めるために設けられる。識別ユニットの「反応領域」とは殊に、識別ユニットによって実行可能な過程に割り当てられている空間領域である。この過程は、この空間領域内に少なくとも１つの材料種類のボディが存在する場合に作動される。この反応領域は有利には、工作機械作動領域の少なくとも１つの部分領域に相当する。これは例えば材料コーティング領域、材料引き出し領域、または、そこから潜在的にユーザに対して危険が生じるその他の領域である。択一的または付加的に、工作機械作動領域とは異なる反応領域を設けることができる。このような反応領域は例えば、工作機械監視装置の警報機能を実現するためにも用いられる。光学ユニットは、センサユニットのビーム路内に構成されている光学システムに相応する。さらに光学ユニットは選択肢として、送信ユニットのビーム路内に接続された光学システムに相応する。この光学ユニットによって、工作機械の確実かつ快適な使用が実現される。これは識別ユニットの反応が、区画が定められた領域に制限されていることによって行われる。
【００１６】
有利には、工作機械監視装置がマーキングユニットを有している場合に操作快適性がさらに高められる。マーキングユニットは少なくとも１つの予め定められた工作機械領域または少なくとも１つの反応領域をマーキングする。このようなマーキングは例えば、マーキングされるべき領域の周辺でレーザ光を投影することによって行われる。択一的に、送信ユニットから、可視領域のビーム成分が、マーキングされるべき領域の方向に放射されることによってマーキングが行われる。当然ながら、他のマーキング方法も可能である。
【００１７】
有利にはセンサユニットは少なくとも１つの別の感度領域を有している。この感度領域は、別の波長領域におけるビーム検出のために設けられている。これによって、材料種類の識別におけるさらに上昇された安全性が実現される。波長領域は重なり得る。しかし、波長領域が相互に分断されているのは有利である。センサユニットが少なくとも３つの感度領域を有している場合に特に正確な識別が行われる。これらはそれぞれ、種々異なる波長領域においてビームを検出するために設けられている。
【００１８】
この関連において、評価ユニットが次のように実現されることが提案される。すなわち、少なくとも１つの材料種類の存在が、少なくとも２つのビーム特性量の比に基づいて識別されるように提案される。これらのビーム特性量はそれぞれ、異なる波長領域におけるビーム成分に割り当てられている。これによって有利には、迅速に識別が行われる。殊に、基準ビームを考慮することが省かれる。「ビーム特性量」とは殊に、センサユニットに入射するビームに基づいて検出される特性量のことである。この特性量は殊に、電気的な特性量である。
【００１９】
有利には判断ユニットが設けられる。これは次のように構成される。すなわち、判断ユニットが少なくとも１つのアクチュエータユニットを、少なくとも１つの材料種類の検出された存在または欠如に基づいて駆動制御するように構成される。アクチュエータユニットは例えば工具駆動部である。これは監視領域における少なくとも１つの材料種類の存在または欠如に基づいて、オンまたはオフされる。アクチュエータユニットが防御システムであってもよい。これは操作者を工具との接触から守り、例えば、工具を危険領域から動かす防御システム、または警報信号を形成する防御システムであり、これによって操作者に忍び寄る危険を知らせる。生成される信号は例えば、光学的な警報信号、音響的な警報信号またはその他の警報信号である。
【００２０】
有利には工作機械監視装置はアクティベーションユニットおよび／またはディアクティベーションユニットを含んでいる。これによって工作機械監視装置は、ユーザによってスイッチオンおよび／またはスイッチオフされる。このアクティベーションユニットおよび／またはディアクティベーションユニットは、有利には次のように構成されている。すなわち、操作者によってアクティベートされるおよび／またはディアクティベートされる範囲が、使用者の権限程度に依存するように構成されている。このような、アクティベーションユニットおよびディアクティベーションユニットの権限程度に依存した操作によって、種々の質の高いユーザに種々の権限を与えることが可能になる。従って例えば親方は、工作機械監視装置を完全に非起動状態にすることができる。また、経験のない弟子には、非起動状態化の権限は与えられない。さらに例えば、反応領域をユーザの権利程度に依存して拡大すること、または縮小することが可能である。ユーザの権利程度は、移動可能な媒体に記憶されている。これは例えば、チップカード、トランスポンダ等である。ここで記憶媒体は権利程度を検査するために、相応の装置内で読み込まれ、権利程度が検査される。検出された権利程度に依存して、アクティベーションユニットおよび／またはディアクティベーションユニットによる工作機械監視装置の操作が可能にされる、または遮断される。
【００２１】
さらに本発明は工作機械、殊に切断工作機械に関する。これは例えば丸鋸、穿孔機械等であり、これは事前に定められている形式の工作機械監視装置を有している。
【００２２】
最後に本発明は、工作機械の操作時に使用される対象物に関する。ここでこの対象物は次のように加工される。すなわち、自身の材料が、容易に工作機械監視装置によって検出されるように加工される。例えば対象物の表面は、工作機械監視装置によって容易に検出される材料によってコーティングされる。この対象物とは有利には作業用手袋であり、これは工作機械の操作中にユーザによって着用される。
【００２３】
本発明のさらなる利点を以下の図の説明に記載する。図には本発明の実施例が示されている。図面、明細書および特許請求の範囲は、組み合わされた多数の特徴を含む。当業者はこれらの特徴を有利には個別に観察することができ、さらに有効な別の組み合わせにまとめることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】識別ユニットを備えたディスクタイプ丸鋸
【図２】識別ユニットの反応領域を備えた、ディスクタイプ丸鋸の平面図
【図３】ビームを反応領域内に送信する送信ユニットを有する識別ユニット、センサユニットおよび検査対象物の概略図
【図４】送信ユニットの送信手段およびセンサユニットのセンサ手段の立面図
【図５】波長に依存したセンサユニットの透過ファクタの経過特性
【図６】波長に依存した、反射対象物によって反射されたビームの反射スペクトル
【図７】識別ユニットの内部回路
【図８】識別ユニット内に格納されているデータバンク
【図９】パルスを形成する識別ユニットの択一的な送信ユニット
【図１０】図９に示された送信ユニットによって形成されたビームの強度
【実施例】
【００２５】
図１は、ディスクタイプ丸鋸として構成された工作機械１０の側面図である。工作機械１０は、ディスク状の鋸身として構成された工具１２を有している。この工具は、切断動作時には、駆動部ケーシング１４内に配置され、電気モータとして構成されている駆動ユニット１６によって回転駆動される。駆動部ケーシング１４上には、支持されて、切断ディスク１８が配置されている。この上に、加工処理されるべき未加工品２０が置かれる。操作者を保護するために、工作機械１０は保護ボンネット２２を有している。この保護ボンネットは、工作機械１０の非作動状態に、切断ディスク１８から突出している、工具１２の部分を取り囲む。未加工品２０を処理するために、未加工品は既知の方法で、作動方向２４で、工具１２の方向へ、操作者によって動かされる。操作者の手２６が図に概略的に示されている。ここで、回転軸２８を中心に回転可能に置かれている保護ボンネット２２は、未加工品２０によって上方へ向きを変えられ、これによって工具切断エッジが開放される。
【００２６】
操作者の安全性を高めるために、工作機械１０には工作機械監視装置３０が設けられる。この工作機械監視装置３０は識別ユニット３２を有している。これは、工作機械１０の工作機械作動領域３４内に人体組織が存在しているかを識別するために設けられている。工作機械作動領域３４は図２に、上方からみた工作機械１０の平面図で示されている。見やすくするために、図２では保護ボンネットの表示は省かれている。識別ユニット３２は反応領域３６を有している。この反応領域は、駆動ユニット１６と結合されているアクチュエータユニット３８の操作に割り当てられている。このアクチュエータユニットは、識別ユニット３２と作用結合されている（図７を参照）。識別ユニット３２によって、反応領域３６内に人体組織が存在していることが識別されると、操作信号がアクチュエータユニット３８に伝達される。アクチュエータユニットは、この操作信号に基づいて、詳細には図示されていない緊急制動装置によって、駆動ユニット１６を停止させ、鋸身を迅速に減速させる。反応領域３６は、作動方向２４において、工具１２の前に配置されている、工作機械作動領域３４の部分領域に相当する。しかしここで次のことを述べておく。すなわち、この反応領域が基本的には工作機械作動領域内になくてもよい。むしろ各任意の領域において反応領域を定めることができる。図示の例では、識別ユニット３２は保護ボンネット２２内、詳細には作動方向２４において工具１２の前に配置されている、保護ボンネット２２の前方領域内に配置されている。択一的な形態では、識別ユニット３２は切断ディスク１８上の割刃、リップフェンスおよび／またはジブに配置されている。
【００２７】
識別ユニットの機能原理を図３に基づいて説明する。切断ディスク１８、未加工品２０および識別ユニット３２が概略的に示されている。見やすくするために、工具１２および保護ボンネット２２は図示されていない。反応領域３６内の未加工品１２上には、検査対象物４０が配置されている。この検査対象物４０は殊に、操作者の手２６である。識別ユニット３２は概略的に図示された送信ユニット４２を有している。この送信ユニットは、作動時にビームＳＩを反応領域３６内で送信する。このビームＳＩは、検査対象物４０によって反射され、ビームＳＲとして、概略的に図示された、識別ユニット３２のセンサユニット４４によって受信される。送信ユニット４２およびセンサユニット４４の前には、光学ユニット４６が接続されている。光学ユニット４６は、レンズユニットを有している（図示されていない）。このレンズユニットは、反応領域３６の境界を定める。この反応領域内でビームＳＩが送信される。レンズユニットはさらに、センサユニット４４の感度が反応領域３６内で反射されたビームＳＲに制限されるように構成されている。光学ユニット４６は、光軸４８を有している。工作機械監視装置３０はさらに、マーキングユニットを有している。これは図３に概略的に示されており、識別ユニット３２の作動時に、識別ユニット３２の反応領域３６を、切断ディスク３６上での投影によってマークする。例えば、マーキングユニット４９は、レーザーマーカーとして構成される。択一的または付加的に、反応領域３６のマーキングは、可視領域におけるビーム成分を形成する送信ユニット４２によって行われる。
【００２８】
図４は、識別ユニット３２の送信ユニット４２およびセンサユニット４４を立面図で示している。ここでは、光軸４８が図平面と交差している。送信ユニット４２は送信手段５０を有している。これはＬＥＤとして構成されている。送信手段５０の近傍領域に、センサユニット４４の４つのセンサ手段５２が配置されている。これらはそれぞれホトダイオードとして構成されている。
【００２９】
センサ手段５２はそれぞれ感度領域５４を有している。この感度領域はそれぞれ異なる波長領域ＷＬ１＝［λ１、λ２］、ＷＬ２＝［λ３、λ４］、ＷＬ３＝［λ５、λ６］ないしＷＬ４＝［λ７、λ８］におけるビーム検出のために設けられている。これは図５に概略的に示されている。図５は、波長λに依存した、センサユニット４４の透過ファクタの経過特性を示している。この波長λは、センサユニット４４によって受信された反射ビームＳＲの波長である。波長領域ＷＬｉは、例えば、３７５ｎｍ、４５０ｎｍ、７４０ｎｍ、８４０ｎｍおよび１５５０ｎｍの中央波長を有しており、狭幅に構成されており、それぞれ約１０ｎｍの帯域幅を有している。センサユニット４４は、検出されたビームＳＲの狭幅フィルタリングのために、センサ手段５２の前に配置されているフィルタ構成部分のシステムを有するセンサ手段５２に対して付加的に設けられている。センサ手段５２を選択的なホトダイオードとして構成する場合に、狭帯域フィルタリングはシステム固有のものである。これによってさらなるフィルタ構成部分を有利には回避することができる。ホトダイオードに対して択一的または付加的に、センサ手段５２をＣＣＤまたはＣＭＯＳフィールド、ＩｎＧａＡＳ検出器、パイロ電気検出器等として構成することができる。
【００３０】
波長領域ＷＬ２、ＷＬ３、ＷＬ４は赤外スペクトル内に配置されている。殊に、これらの波長領域ＷＬ２、ＷＬ３、ＷＬ４はそれぞれ、境界値〔７００ｎｍ、１５００ｎｍ〕を備えた近赤外スペクトルＩＲ−Ａの領域である。波長領域ＷＬ１は、少なくとも部分的に、電磁スペクトルの可視領域内に配置されている。択一的または付加的に、赤外領域ＩＲ−Ｂ（１．５−３μｍ）およびＩＲ−Ｃ（３−１５μｍ）内の波長領域が選択される。送信手段５０を備えた送信ユニット４２はビームを形成し、このビームは図５に示された波長領域ＷＬｉを含んでいる。
【００３１】
識別ユニット３２の反応領域３６内で人体組織の存在を識別する原理を、図６、７および８に基づいて説明する。図６は、検査対象物４０によって反射され、センサ手段５２によって検出されるビームＳＲの反射スペクトルを示している。この反射スペクトルは、ビームＳＲの波長λに依存した信号強度分布に相応する。センサ手段５２ないし感度領域５４はそれぞれ、相応する波長領域ＷＬｉにおけるこの反射スペクトルの一部を検出する。センサ手段５２は、出力端子でそれぞれビーム特性量Ｖｉを形成し、これはそれぞれ電圧として形成される。ビーム特性量Ｖ１は例えば、ビームＳＲの、波長領域ＷＬｉにわたって積分され、図６において線が付けられた信号強度ｓ１に比例している。
【００３２】
図７に示されているように、ビーム特性量Ｖｉは、識別ユニット３２の評価手段５８の入力側に供給される。別の形態においては、ビーム特性量Ｖｉが増幅される。評価時には、ビーム特性量Ｖｉは、識別ユニット３２の記憶ユニット６０内に格納されているデータバンク６２の値と、論理的な演算によって比較される。このデータバンクは図８に概略的に示されている。第１の評価ストラテジーでは、検出されたビーム特性量Ｖｉが、記憶されている値Ａ１、Ａ２、Ａ３等と比較される。各対（Ｖｉ、Ａｉ）には識別変数が割り当てられ、この識別変数は値「誤」（Ｆ）または「真」（Ｔ）をとる。値「Ｆ」の場合には、反応領域３６内に人体組織が存在していることが推測される。第２の、択一的または付加的な評価ストラテジーでは、評価手段５８によって、種々異なるビーム特性量Ｖｉの間での比Ｖ１／Ｖ２；Ｖ１／Ｖ３等が求められる。これらの比は、記憶されている値Ａ１、Ａ２、Ａ３等と比較される。これによって、上述のように、反応領域３６内に人体組織が存在していることが推測される。比を形成することによって、強度に依存しない識別が行われる。記憶ユニット６０内にはさらに、センサ手段５２のスペクトル感度に関する情報が記憶されている。この情報は、ビーム特性量Ｖｉを評価するために使用される。
【００３３】
ここで説明した識別ユニット３２は、アナログ識別ユニットであり、この内部で、反射されたビームＳＲの検出ないし評価が主にアナログで行われる。ここで特に効果的な識別が短い検出時間ないし評価時間に基づいて実現される。アナログ信号処理手段とデジタル信号処理手段とを組み合わせて使用すること、またはデジタル信号処理手段のみを使用することが同じように可能である。
【００３４】
送信手段５０は時間にわたって一定のビーム強度でビームを送信する。択一的な実施形態では識別ユニット３２は、択一的な送信ユニット６４を有している。これは、可変の強度でビームを反応領域３６内に送信する。これは図９および１０に示されている。図９は、センサユニット６４を示しており、これはビームＳＩを生成する。このビームは一連のパルス６８を有しており、図１０に示されている。図１０は、時間ｔに依存した、ビームＳＩの強度の経過特性を示している。パルス６８は、約１００μｓの幅Ｂを有している。送信ユニット６４は、ビームを選択的に波長領域ＷＬ１〜ＷＬ４において送信するために設けられている。ここでは順次連続する４つのパルス６８．１〜６８．４のシーケンスにおいて、パルスはそれぞれ、種々異なる波長領域ＷＬ１〜ＷＬ４に割り当てられている。パルス６８は、それぞれ異なる波長領域ＷＬｉにおいて送信されたビームに相当する。このために送信ユニット６４は、複数の送信手段６６．１〜６６．４を有している。これらの送信手段はそれぞれ、種々異なる波長領域ＷＬ１〜ＷＬ４における送信のために設けられている。ここでパルス６８．１に対する送信手段６６．１は、波長領域ＷＬ１等に相当する。択一的に、それぞれビームを少なくとも２つの波長領域ＷＬｉにおいて送出することができる送信ダイオードも使用される。送信手段６６は例えばそれぞれＬＥＤとして構成可能である。このような種々の波長領域ＷＬｉにおける相次ぐ放射によって、検出された、反射されたビームＳＲのコストのかかるフィルタリングを省くことができる。すなわち工作機械監視装置３０によって、工作機械作動領域３４の反応領域３６が監視される。これは、未加工品供給領域としての、工作機械１０の危険領域である。工作機械監視装置によって、人体組織が、工作機械１０によって処理されるべき材料と区別される。従って、例えば反応領域３６内でユーザの手２６が工作機械監視装置３８によって検出されると、工作機械１０の鋸身はアクチュエータユニット３８によって迅速に停止状態にされる。図１に示されているように、工作機械はアクティベーションおよびディアクティベーションユニット７０を有している。これは、工作機械監視装置３０と作用結合されている。このアクティベーションおよびディアクティベーションユニット７０は次のように構成されている。すなわち、操作者によって確認された範囲が、ユーザの権利程度に依存するように構成されている。このためにアクティベーション／ディアクティベーションユニット７０は、詳細には図示されていないレーザユニットを有しており、このレーザユニットによって、ユーザの権利程度が格納されている移動可能な記憶媒体が読み出される。ユーザの検出された権利程度に依存して、ユーザは工作機械監視装置３０を、場合によっては予め定められた境界においてアクティベートさせるないしはディアクティベートさせる。アクティベーション／ディアクティベーションユニット７０をこのように、権利程度に依存して操作することによって、種々異なるユーザに、種々異なる権利が与えられる。従って例えば、工作機械１０の範囲において多くの経験を有している親方には、工作機械監視装置３０を完全に���ィアクティベートさせる権利が与えられ、経験を有していない弟子にはこのような権利付与はされない。
【００３５】
上述した形式の工作機械監視装置が種々異なる工作機械の監視に用いられることは明らかであり、ここではユーザは時折または規則的に工作機械の作業プロセスに介入することができる／しなければならない／すべきである。さらに、本発明の工作機械監視装置によって監視される工作機械領域は、工具の範囲における工具機械作動領域に制限されない。むしろ、ユーザに対する危険が潜在する全体的な工作機械領域が監視される。
【００３６】
最後に、本発明は上述した実施形態に制限されないことを明らかにしておく。むしろ、添付の特許請求の範囲によって定められた本発明の保護範囲を逸脱することなく、修正および変更が可能である。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成23年2月28日(2011.2.28)
【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】
識別ユニット（３２）を備えた工作機械監視装置であって、
当該識別ユニットは、少なくとも１つの材料種類が少なくとも１つの予め定められた工作機械領域内に存在することを、ビーム（ＳＲ）のスペクトル評価を用いて識別するために設けられている形式の工作機械監視装置において、
前記識別ユニット（３２）はセンサユニット（４４）と送信ユニット（４２；６４）と評価手段（５８）とを有しており、
前記センサユニットは、電磁領域に配置されている波長領域（ＷＬ２）におけるビーム検出のための少なくとも１つの感度領域（５４．２）を備えており、
前記送信ユニットは、前記波長領域（ＷＬ２）における少なくとも１つのビーム成分を有するビームを送信するために設けられており、
前記評価手段は、少なくとも１つの材料種類が少なくとも１つの予め定められた工作機械領域内に存在することを、前記センサユニット（４４）によって検出されたビームに基づいて検出することができるように構成されている、
ことを特徴とする、工作機械監視装置。
【請求項２】
前記識別ユニット（３２）は、検査対象物（４０）によって反射されたビーム（ＳＲ）の反射スペクトルを評価することによって存在を識別するために設けられている、請求項１記載の工作機械監視装置。
【請求項３】
前記波長領域（ＷＬ２）は少なくとも部分的に赤外スペクトル内に配置されている、請求項１または２記載の工作機械監視装置。
【請求項４】
前記波長領域（ＷＬ２）は近中赤外領域または近赤外領域である、請求項３記載の工作機械監視装置。
【請求項５】
前記波長領域（ＷＬ２）は狭帯域に構成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の工作機械監視装置。
【請求項６】
当該工作機械監視装置は光学ユニット（４６）を有しており、当該光学ユニットは、前記識別ユニット（３２）の少なくとも１つの反応領域（３６）を定める、請求項１から５までのいずれか１項記載の工作機械監視装置。
【請求項７】
マーキングユニットが設けられており、当該マーキングユニットは前記予め定められた少なくとも１つの工作機械領域または前記少なくとも１つの反応領域をマーキングする、請求項１から６までのいずれか１項記載の工作機械監視装置。
【請求項８】
前記送信ユニット（６４）は、前記波長領域（ＷＬ２）および少なくとも１つの別の波長領域（ＷＬ１、ＷＬ３、ＷＬ４）においてビームを送信するために設けられている、請求項１から７までのいずれか１項記載の工作機械監視装置。
【請求項９】
前記送信ユニット（６４）は複数の送信ユニットモジュールを有しており、当該送信ユニットモジュールは、各送信ユニットモジュールが、異なる波長領域（ＷＬ１、ＷＬ２、ＷＬ３、ＷＬ４）においてビームを送出するように構成されている、請求項８記載の工作機械監視装置。
【請求項１０】
前記送信ユニット（６４）は少なくとも１つの送信ダイオードを有しており、当該送信ダイオードは、少なくとも２つの相互に異なる波長領域（ＷＬ１、ＷＬ２、ＷＬ３、ＷＬ４）においてビームを送出することができるように構成されている、請求項８記載の工作機械監視装置。
【請求項１１】
前記センサユニット（４４）は少なくとも１つの別の感度領域（５４．１、５４．３、５４．４）を有しており、当該感度領域は、別の波長領域（ＷＬ１、ＷＬ３、ＷＬ４）においてビームを検出するために設けられている、請求項８から１０までのいずれか１項記載の工作機械監視装置。
【請求項１２】
前記識別ユニット（３２）の前記評価手段（５８）は、少なくとも１つの材料種類が存在することを、少なくとも２つのビーム特性量（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）の比に基づいて識別することができるように構成されており、当該ビーム特性量はそれぞれ、異なる波長領域（ＷＬ１、ＷＬ２、ＷＬ３、ＷＬ４）におけるビーム成分に割り当てられている、請求項８から１１までのいずれか１項記載の工作機械監視装置。
【請求項１３】
判断ユニットが設けられており、当該判断ユニットは、少なくとも１つのアクチュエータユニット（３８）を、前記少なくとも１つの材料種類が存在することが検出されたこと、または前記少なくとも１つの材料種類が存在しないことが検出されたことに基づいて駆動制御するように構成されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の工作機械監視装置。
【請求項１４】
前記工作機械監視装置をユーザによってアクティベートおよび／またはディアクティベートするためのアクティベーションおよび／またはディアクティベーションユニット（７０）を有している、請求項１から１３までのいずれか１項記載の工作機械監視装置。
【請求項１５】
前記アクティベーションおよび／またはディアクティベーションユニット（７０）は、工作機械監視装置が当該アクティベーションおよび／またはディアクティベーションユニットを用いてユーザによってアクティベートおよび／またはディアクティベートされる範囲が、ユーザの権利程度に依存するように構成されている、請求項１４記載の工作機械監視装置。
【請求項１６】
請求項１から１５までのいずれか１項に記載された工作機械監視装置を備える工作機械。
【国際調査報告】
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