(57)【要約】  本発明は、工作機械（１０；８２）において使用状況を識別するための識別ユニット（２２）を有する工作機械監視装置に関する。前記工作機械（１０；８２）の少なくとも１つの部品（１６；８８）を、前記識別ユニット（２２）の送信信号および／または受信信号に対する反射器として使用することを提案する。
2010503093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械（１０；８２）において使用状況を識別するための識別ユニット（２２）を備えた工作機械監視装置において、
該工作機械（１０；８２）の少なくとも１つの部品（１６；８８）が、該識別ユニット（２２）の送信信号および／または受信信号に対する反射器として使用され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】
超広帯域レーダセンサ（２４，２６）を有する、請求項１記載の工作機械監視装置。
【請求項３】
前記識別ユニット（２２）によって、位置および／または速度の検出が行われる、請求項１または２記載の工作機械監視装置。
【請求項４】
前記位置および／または速度の検出は、人間または動物の組織の位置および／または速度の検出である、請求項３記載の工作機械監視装置。
【請求項５】
前記工作機械（１０；８２）の少なくとも１つの部品（１６；８８）は、被加工品を加工する加工要素である、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】
前記工作機械（１０）の少なくとも１つの部品（１６；８８）は鋸刃またはバンドソーである、請求項５記載の工作機械監視装置。
【請求項７】
前記識別ユニット（２２）は、前記少なくとも１つの部品（１６；８８）に方向づけされた送信方向および／または受信方向（４２）を有する少なくとも１つのアンテナ（２８）を備えている、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】
前記識別ユニット（２２）は、工作機械基本組付位置では被加工品を配置するための工作機械作業面（１４；８４）の両側に配置される少なくとも２つのセンサ（２４，２６）を備えている、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】
前記識別ユニット（２２）は、少なくとも１つの媒質の誘電定数を求めるように構成されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の工作機械監視装置。
【請求項１０】
前記識別ユニット（２２）は、被加工品（７４）への前記送信信号または前記受信信号の反射によって、該被加工品の厚さ（ｄ）を求めるように構成されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の工作機械監視装置。
【請求項１１】
アンテナアレイ（３４，４０）を有する、請求項１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】
前記アンテナアレイ（３４，４０）は位相可変アンテナアレイとして構成されている、請求項１１記載の工作機械監視装置。
【請求項１３】
前記アンテナアレイ（３４，４０）は少なくとも１つの超広帯域レーダアンテナ（２８）を有する、請求項１１または１２記載の工作機械監視装置。
【請求項１４】
前記識別ユニット（２２）は、前記工作機械（１０）の使用過程を監視するための少なくとも２つの監視領域（７６，７８）を規定する、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】
前記監視領域（７６，７８）にそれぞれ、前記工作機械（１０）の異なる動作モードが割り当てられている、請求項１４記載の工作機械監視装置。
【請求項１６】
前記監視領域のうち少なくとも１つの監視領域（７６）に、前記工作機械（１０）の警告モードが割り当てられている、請求項１４または１５記載の工作機械監視装置。
【請求項１７】
前記識別ユニット（２２）は、工具を駆動するための工作機械駆動ユニット（６４）と共働して、前記警告モードでは工具の駆動を緩慢化するように構成されている、請求項１６記載の工作機械監視装置。
【請求項１８】
前記監視領域のうち少なくとも１つの監視領域（７８）に、前記工作機械（１０）のセーフティ遮断が割り当てられている、請求項１４から１７までのいずれか１項記載の工作機械監視装置。
【請求項１９】
前記識別ユニット（２２）により、人間または動物の組織と、木材または金属またはプラスチックとの区別を行うことができる、請求項１から１８までのいずれか１項記載の工作機械監視装置。
【請求項２０】
前記識別ユニット（２２）は、ファジー論理および／またはニューロン論理をベースとして行われる特性量の評価によって使用状況を識別するように構成された計算ユニット（５０）を含む、請求項１から１９までのいずれか１項記載の工作機械監視装置。
【請求項２１】
前記識別ユニット（２２）はデータバンク（５４）を有し、
該データバンク（５４）内において、特性量のセットに使用状況（５８，６８）が対応付けされている、請求項１から２０までのいずれか１項記載の工作機械監視装置。
【請求項２２】
請求項１から２１までのいずれか１項記載の工作機械監視装置を備えた工作機械。
【請求項２３】
請求項２２記載の工作機械において使用状況を識別するための超広帯域レーダセンサ。
【請求項２４】
工作機械（１０；８２）の使用過程において使用状況を識別する方法において、
該使用状況を識別するために、人間または動物の検出から少なくとも１つの特性量を検出することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
本発明は、請求項１の上位概念に記載されている工作機械監視装置に関する。
【０００２】
ＤＥ１０２６１７９１Ａ１から丸鋸のための工作機械監視装置が公知である。この工作機械監視装置は電磁的な信号を形成および検出するセンサユニットを有し、このセンサユニットは鋸刃の近傍に配置されている。信号スペクトルを監視することによって、身体の部分が鋸刃に接近するのを検出することができる。
【０００３】
本発明の利点
本発明は、工作機械において使用状況を識別するための識別ユニットを有する工作機械監視装置に関する。
【０００４】
工作機械の少なくとも１つの部品が反射器として、前記識別ユニットの送信信号および／または受信信号に対して使用されるように構成される。このような構成により、工作機械の大きな領域を構造的に簡単に監視することができる。
【０００５】
さらに、工作機械監視装置は少なくとも１つの超広帯域レーダセンサを有する。超広帯域信号を使用することによって高い情報密度が実現され、効果的な監視も実現される。「超広帯域レーダセンサ」とは、ここではとりわけ、超広帯域のレーダ信号を生成、送信、受信および／または評価するために使用できるレーダセンサを指す。「超広帯域（またはウルトラワイドバンドまたはＵＷＢ）レーダ信号」とはとりわけ、中間周波数が１ＧＨｚ〜１５ＧＨｚの周波数領域内にあり周波数帯域幅が少なくとも５００ＭＨｚである周波数スペクトルを有する電磁波信号を指す。とりわけ、超広帯域レーダセンサは識別ユニットの一部である。
【０００６】
さらに、識別ユニットによって、とりわけ識別ユニットの超広帯域レーダセンサを使用して、位置および／または速度の検出を行うことを提案する。このことにより、特に高い識別精度を実現することができる。「位置検出」とはとりわけ、工作機械監視装置によって監視されるオブジェクトの次のような相対位置、すなわち、とりわけ、有利には駆動状態にある工具に対する相対位置等である工作機械のアクティブなオブジェクトに対する相対位置を検出することを指す。また、「速度検出」とはとりわけ、工作機械のアクティブなオブジェクトに対して相対運動するオブジェクトの運動方向、その時点の速度値およびその時点の加速度値から成る群から選択される少なくとも１つの運動特徴を検出することを指す。
【０００７】
ここでは、位置および／または速度の検出が人間または動物の組織の位置および／または速度の検出である場合に、高い安全性を実現することができる。とりわけ、人間または動物の組織のこのような識別を行うために、超広帯域信号のスペクトル評価を行う。
【０００８】
本発明の有利な実施形態では、工作機械の前記少なくとも１つの部品が、被加工品を加工する加工要素であることを提案する。このことにより、被加工品を加工する加工要素の直近の周辺で特に大きな監視領域を実現することができる。このような構成では、工作機械の前記少なくとも１つの部品が鋸刃またはバンドソーであることを提案する。
【０００９】
本発明の１つの有利な実施形態では、前記識別ユニットが、前記少なくとも１つの部品に方向づけされた送信方向および／または受信方向を有する少なくとも１つのアンテナを有することを提案する。このような構成で、高い強度を有する評価信号を形成することができる。
【００１０】
本発明の別の実施形態では、前記識別ユニットは少なくとも２つのセンサを有し、該少なくとも２つのセンサは工作機械基本組付位置において、被加工品を配置するための工作機械作業面の両側に配置される。このことにより、大きな監視領域を構造的に簡単に実現することができる。「工作機械基本組付位置」とはここでは、エンドユーザが工作機械を使用する際に規定による使用条件の下にある位置を指す。工作機械作業面は有利には、工作機械基本組付位置において水平方向に方向づけされた被加工品を載せるための載置面として形成される。センサを工作機械作業面の「両側」に配置する場合、これらのセンサは有利には工作機械作業面によって分離され、その際には第１のセンサは該工作機械作業面の下側に配置され、第２のセンサは該工作機械作業面の上側に配置される。
【００１１】
本発明の１つの有利な実施形態では前記識別ユニットは、少なくとも１つの媒質の誘電定数を検出するように構成される。このことにより、特に正確な材料識別を行うことができる。
【００１２】
さらに、被加工品への送信信号または受信信号の反射によって該被加工品の厚さを検出するように前記識別ユニットを構成することを提案する。このことにより、被加工品の厚さを検出するための付加的な手段を有利には削減することができる。
【００１３】
誘電定数および／または被加工品の厚さを検出するために、前記識別ユニットは少なくとも１つの動作モードで、媒質の少なくとも２つの境界で行われた信号の反射に起因して相互に空間的に分離された少なくとも２つの放射成分の群のうち少なくとも１つの放射を評価するように機能することを提案する。
【００１４】
特に有効な識別を実現するために、工作機械監視装置とりわけ識別ユニットはアンテナアレイを有することができる。「アンテナアレイ」とは、ここではとりわけ、動作中に送信すべき信号が共通の信号生成ユニットによって供給される相互に異なる複数のアンテナの群を指す。このアンテナアレイは少なくとも１つの超広帯域レーダアンテナを有するのが目的に適っている。
【００１５】
アンテナアレイを位相可変アンテナアレイとして構成すると、識別精度を向上させることができる。「位相可変」アンテナアレイとは、ここではとりわけ、該アンテナアレイの異なるアンテナから放射される少なくとも２つの信号の間で少なくとも１つの相対位相位置を変化するために構成された少なくとも１つの移相手段が所属するアンテナアレイを指す。
【００１６】
前記識別ユニットが、工作機械の使用過程を監視するための少なくとも２つの監視領域を規定すると、監視機能の構成で高いフレキシビリティを実現することができる。
【００１７】
さらに、これらの監視領域にそれぞれ工作機械の異なる動作モードを割り当てることを提案する。このことにより、工作機械を使用する際に高いフレキシビリティが実現される。
【００１８】
本発明の１つの有利な構成では、前記監視領域のうち少なくとも１つの監視領域に工作機械の警告モードが割り当てられる。このことによって有利には、潜在的に危険である可能性のある使用状況を識別した場合に、操作者が緊急の危険にさらされる前に事前保護手段を開始することができる。
【００１９】
このような構成では、識別ユニットが‐工具を駆動するための工作機械駆動ユニットと共働して‐警告モードで工具駆動装置を緩慢化するように構成することにより、有利な警告効果と高い安全性とを実現することができる。
【００２０】
本発明の１つの有利な構成では、前記監視領域のうち少なくとも１つの監視領域に工作機械のセーフティ遮断を割り当てることを提案する。このことにより、工作機械の高い操作安全性を実現することができる。
【００２１】
さらに、前記識別ユニットによって、人間または動物の組織と木や金属またはプラスチックとが区別されるように構成することを提案する。このような構成で、識別された材料の種類に依存して異なる工程を開始することができる。人間の組織が識別された場合、セーフティ手段を開始することができる。被加工品が識別された場合、被加工品の特性を検出するための検出工程、たとえば水分、厚さ、フィード速度等を検出するための検出工程を開始することができる。
【００２２】
有利には前記識別ユニットは、ファジー論理および／またはニューロン論理をベースとして行われる特性量の評価によって使用状況を識別するように構成された計算ユニットを含む。ファジー論理を用いることにより、計算ユニットは、検出された信号に基づいて大量の情報および複雑な情報を高速に評価することができる。ファジー論理はとりわけ、所定のイベントの発生に対して０（偽）と１（真）との間のインターバルで確率値を割り当てる論理である。ニューロン論理によって、工作機械監視装置の有利な自己学習機能を実現することができる。
【００２３】
本発明の１つの有利な実施形態において、識別ユニットが、特性量の１つのセットに１つの使用状況が割り当てられたデータバンクを有することを提案する。検出された特性量と使用状況との間の相関を検査することにより、有利には、使用状況の特に高速な識別プロセスを実現することができる。
【００２４】
さらに、工作機械の使用過程において使用状況を識別するための次のような方法、すなわち、該使用状況を識別するために人間または動物の組織の検出から少なくとも１つの特性量を検出する方法を提案する。このような方法により、工作機械を使用する際に高い安全性を実現することができる。
【００２５】
以下の図面の説明から別の利点を理解することができる。図面には本発明の実施例が示されている。図面、明細書および請求項には、多数の特徴の組み合わせが含まれる。当業者であれば、これらの特徴を目的に応じて単独で考慮し、有利な別の組み合わせにまとめることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】鋸刃と工作機械監視装置とを備えた丸鋸を前面から見た断面図である。
【図２】図１の丸鋸を上から見た平面図である。
【図３】工作機械監視装置の概略図である。
【図４】工作機械監視装置によって形成された広帯域信号の振幅対周波数グラフである。
【図５】工作機械監視装置のデータバンクである。
【図６】鋸刃に対する手の相対的な位置および速度の検出を示す。
【図７】被加工品の誘電定数の検出を示す。
【図８】工作機械監視装置の２つの異なる監視領域を示す。
【図９】工作機械監視装置を備えたパネルソーの前面図である。
【００２７】
実施例の説明
図１は、テーブル丸鋸として構成された工作機械１０を前から見た断面図である。以下の説明は、工作機械１０を上から見た平面図である図２も参照する。工作機械１０はケーシング１２と、鋸加工すべき被加工品を載せるための作業面１４と、被加工品を加工する加工要素として形成された部品１６を有する。とりわけ、部品１６は鋸刃として形成される。択一的に部品１６を鋸刃として形成し、かつ／または、当業者が有利と考える別の工具として形成することができる。工作機械１０は図１では、基本組付位置に示されている。被加工品を加工するために、ここでは該被加工品は、水平方向に方向づけされた作業面１４上に載せられ、水平な作業方向１８で、図１では図示平面に対して垂直な工具１６に対して相対移動される。工作機械１０にはさらに工作機械監視装置２０が設けられており、該工作機械監視装置２０は、該工作機械１０の使用時に発生する状況を識別するための識別ユニット２２を備えている。とりわけ前記識別ユニット２２は、少なくとも１つの監視領域（図８参照）において人間または動物の組織の有無を識別するように構成されている。
【００２８】
こうするために、識別ユニット２２に複数のセンサ２４，２６が設けられている。これらのセンサ２４，２６はそれぞれ超広帯域レーダセンサとして構成されている。センサ２４，２６はそれぞれ、図４に示された超広帯域信号を送信および／または受信するために構成された少なくとも１つの超広帯域アンテナ２８を有する。センサ２４は、図１中に示された工作機械１０の基本組付位置では、垂直方向３０に関して作業面１４より下方に配置され、とりわけケーシング１２内に配置されている。ここでは、センサ２４は作業面１４によって、垂直方向に上に覆われる。センサ２６は、基本組付位置では作業面１４より上方に配置される。こうするためには、センサ２６は保持装置３２によって、作業面１４より上に突出する位置に保持される。垂直方向に下方向に作業面１４上になされるセンサ２６の投影は、該作業面１４に入り込む。下方のセンサ２４および上方のセンサ２６は作業面１４の両側に配置される。すなわち、下方のセンサ２４と上方のセンサ２６とは作業面１４によって相互に分離されている。
【００２９】
図２に示されているように、センサ２４．１，２４．３のアンテナ２８は、２つのアンテナ２８を有する第１のアンテナアレイ３４．１を構成し、センサ２４．２，２４．４のアンテナ２８は、２つのアンテナ２８を有する第２のアンテナアレイ３４．２を構成する。これらのアンテナアレイ３４．１，３４．２は、作業面１４の下方に、工具として形成された部品１６の移動平面２６の両側に配置される。この例では、移動平面３６は部品１６の回転平面に相応する。この回転平面は部品１６の重心を含み、該部品１６の回転軸３８に対して垂直に方向づけされている。センサ２６．１，２６．３，２６．５および２６．７のアンテナ２８は、４つのアンテナ２８を有する第３のアンテナアレイ４０．１を構成し、センサ２６．２，２６．４，２６．６および２６．８のアンテナ２８は、４つのアンテナ２８を有する第４のアンテナアレイ４０．２を構成する。アンテナアレイ４０．１，４０．２は作業面１４の上方に、移動平面３６の両側に配置される。アンテナアレイ４０．１，４０．２はさらに、それぞれ部品１６の側方の領域に配置される。部品１６の「側方」に配置するということは、部品１６の移動平面３６によって制限される半空間内に配置すること、とりわけ完全に埋め込むことを指す。さらに、センサ２４，２６自体をアンテナアレイとして構成することも考えられる。
【００３０】
識別ユニット２２は、工作機械基本組付位置では上記のように作業面１４の両側に配置されるセンサ２４，２６を有し、たとえばセンサ２４．１および２６．１を有する。アンテナ２８はそれぞれ、工具として形成された部品１６に方向づけされた送信方向および／または受信方向４２を有する。この方向４２は、水平方向の作業面１４および垂直に方向づけされた移動面３６との間に鋭角αないしはβを成し、角度αとβとの和は有利には９０°の角度に相応する。送信信号をアンテナ２８によって送信する場合、送信方向４２は有利には、該送信信号が最大強度で放射される方向に相応する。受信信号を受信する場合、受信方向４２は有利には、アンテナ２８の受信感度が最大になる方向に相応する。送信方向および／または受信方向４２の方向づけは、作業面１４に対する相応のアンテナ２８の適合された相対的方向づけによって規定することができ、かつ／または、センサ２４，２６に対して、放射を集束するために使用される光学的ユニットを設けることができる。たとえば送信方向および／または受信方向４２は、前記光学的ユニットの光軸に相応することができる。ここで考察しているケースでは、アンテナアレイ３４，４０は位相可変アンテナアレイとして構成されている。ここではアンテナアレイ３４，４０内で、当該のアンテナアレイ３４，４０を構成する個々のアンテナ２８によって生成される送信信号間の相対位相位置を制御することができる。この相対位相位置の制御では、建設的干渉および／または破壊的干渉によって、有利な送信方向４２に放射されるように送信信号を集束することができる。相対位相位置の制御は、詳細に図示されていない移相要素によって行われる。
【００３１】
図１に示された送信方向および／または受信方向４２の方向づけにより、工具として形成された部品１６は、識別ユニット２２の送信信号および／または受信信号に対する反射器として使用される。たとえば、作業面１４より下方のアンテナ２８によって、送信信号は工作機械１０の内側空間から部品１６の方向に方向づけされる。送信信号は有利には、部品１６にある次のようは反射点、すなわち、該部品１６に対して作業面１４に設けられた空隙４４の領域に配置された反射点の方向に方向づけされ、該部品１６への入射角が斜めであることに起因して作業面１４より上方の半空間に到達し、該半空間内で、たとえば被工作品または操作者の手等のオブジェクトで反射または偏向される。たとえば送信信号は、部品１６の近距離範囲内にある操作者の手の方向に反射され、該部品１６に戻される。部品１６で再び反射された後、送信信号は受信信号として、センサ２４および／または２６によって受信される。
【００３２】
識別ユニット２２を用いて、被加工品を加工する際に種々の監視機能を実施することができる。図３において、この識別ユニット２２の構成および動作を説明する。
【００３３】
図３に、識別ユニット２２を備えた工作機械監視装置２０と、工作機械１０の工具として形成された部品１６とが示されている。概観しやすくするため、識別ユニット２２内にはセンサ２４．１のみが示されている。信号を送信ないしは受信するために、上記のようにセンサ２４．１に超広帯域アンテナ２８が設けられている。送信すべき信号（図４参照）は、超広帯域で動作するように構成されたセンサ２４．１の信号生成ユニット４６において生成され、アンテナ２８へ供給される。信号をアンテナ２８が受け取った後、この信号は信号処理ユニット４８においてフィルタリングされ、増幅され、ディジタル形態に変換され、続いて処理のために識別ユニット２２の計算ユニット５０に供給される。識別ユニット２２はさらにメモリユニット５２を有し、このメモリユニット５２内には、監視情報を有するデータバンク４４が記憶される。データバンク５４は、入力ユニット５６を使用してエンドユーザによってプログラミングするか、または工場設定時にプログラミングすることができる。データバンク５４の機能を以下で説明する。計算ユニット５０は有利には少なくとも１つのマイクロプロセッサを有する。または、計算ユニット５０をマイクロプロセッサとして構成することができる。
【００３４】
図４に、アンテナ２８のうち１つのアンテナの入力端に供給される送信信号のスペクトルが示されており、Ｙ軸には振幅Ａがプロットされており、Ｘ軸には周波数νがプロットされている。送信信号は５ＧＨｚの中間周波数νＭおよびこの中間周波数νＭを中心とした２ＧＨｚの信号帯域幅Δνで伝送される。ここでは、下側の周波数ν１＝４ＧＨｚであり、上側の周波数ν２＝６ＧＨｚである。たとえば、送信信号をパルスの生成によって形成することができる。その際には、このパルスはそのつどナノ秒領域のパルス期間で伝送され、規則的に連続する。当業者が有利と考える超広帯域信号の別の生成手法を使用することもできる。
【００３５】
図５に、メモリユニット５２に記憶されたデータバンク５４が示されている。このデータバンク５４を使用して計算ユニット５０は、検出された受信信号に使用状況５８を対応づけることができる。この使用状況５８はたとえば、作業面１４上での被加工品の載置に相応する。このデータバンク５４内では、対応付けテーブルで信号パターンがそれぞれ使用状況ＡないしはＢ等に対応付けられ、たとえばＡ３，Ｂ２等がそれぞれ使用状況ＡないしＢ等に対応付けられている。とりわけ識別ユニット２２により、人間または動物の組織と、木材や金属やプラスチックとを区別することができる。このような種々の使用状況は、受信された信号のそのつど異なるスペクトルによって区別される。それぞれ特定の材料に対応するシグナチャを示すこのような特徴的なスペクトルは、信号パターンＡ１，Ｂ２等としてデータバンク５４内に記憶される。検出された受信信号に基づき、計算ユニット５０は、検出された受信信号と最大相関を有する信号パターン６０が検出されるまで、受信信号と信号パターンとの間の相関を検査する。適合する信号パターン６０の検出はファジー論理手法（unscharfe Logik）を使用して実施される。データバンク５４には、別の対応付けテーブルで使用状況Ａ，Ｂ，Ｃ等が被加工品の加工に対する措置Ｉ，II，III 等が対応付けられている。使用状況が計算ユニット５０によって識別されると、セーフティ手段を実施するために構成され識別ユニット２２に接続されたアクチュエータ系ユニット６２（図３参照）が被加工品の加工の措置に相応して被加工品の加工の経過を場合によっては変化することにより、該使用状況に応答することができる。ここではアクチュエータ系ユニット６２は、部品１６を駆動するように構成された駆動ユニット６４と作用結合されており（図３参照）、かつ／または、操作者の保護のために構成された詳細に図示されていない保護手段を駆動するために使用される。ここで考察されている例では使用状況５８は、データバンク５４内でエントリＩに相応する措置６６に対応付けられている。この措置６６の場合にはたとえば、工作機械１０の運転は変化なしで続行される。
【００３６】
さらに、操作者の指が、駆動中の部品１６に接近すると仮定する。このことは、とりわけ人間の組織に特徴的な多重の共振周波数によって、受信信号のスペクトルに反映される。この使用状況は使用状況６８として示されており、該使用状況６８は、検出された受信信号に基づいて計算ユニット５０により、相関関係にある信号パターン７０の検出によって識別される。データバンク５４内において使用状況６８には、部品１６の駆動を遮断する措置７２が対応付けされている。
【００３７】
入力ユニット５６によって操作者は、データバンク５４のコンフィギュレーションを実施することができる。操作者はとりわけ、データバンク５４を工作機械１０の新たな使用状況に適合することができ、例えば、別の鋸手段または新たな種類の付属品を使用する場合に適合させることができる、かつ／またはユーザは、所定の使用状況に対応付けられる新たな措置を設定することができる。新たな使用状況およびそれらの使用状況に対する新たな措置を含むようにデータバンク４４を拡張するために、工作機械１０の学習モードが設けられている。このモードでは、複数の使用状況を操作者によって意図的に発生させることができ、計算ユニット５０はその種の使用状況を識別し、どの措置がそれらの使用状況に適合されているかを求めるために自立的に学習することができる。計算ユニット５０は、これらの使用状況とそれぞれ１つまたは複数の信号パターンとの相関を求めることを学習する。こうするために、計算ユニット５０はこのモードにおいて、このような自己学習機能を実施するためのニューロン論理に基づいて動作する。
【００３８】
計算ユニットを５０を使用してさらに、識別されたオブジェクトの部品１６に対する相対位置と、とりわけ部品１６までの間隔とを求めることができる。図６にこのことが示されている。こうするために計算ユニット５０は、識別された手と部品１６との間隔Ｄを求めるために、送信信号の生成から相応の受信信号の受信までの伝搬時間を、とりわけ位相位置評価の実施によって検出することができる。送信信号と受信信号の周波数シフトおよび／または位相シフトを評価することによって、被加工品５０が作業方向６６に動かされる速度Ｖを監視することができる。
【００３９】
工具として形成された部品１６を反射器として使用することによって、さらに、作業面１４上に載せられた媒質の誘電定数を求めることができる。図７にこのことが概略的に示されている。ここでは上方のセンサ２６のうち１つから部品１６の方向に、送信信号が斜めの送信装置４２によって送信される。ここで考察されている例では、送信信号はセンサ２６．１，２６．３，２６．５，２６．７のうち１つから送信されると仮定する。部品１６へ反射した後、送信信号の方向は、図示平面に相応する垂直面において、被加工品の表面に対して垂直に方向づけされた垂線との間に角度α１を成す。送信信号の一部は空気と被加工品７４との間の境界面で反射され、一部は該被加工品７４を透過する。ここで透過した放射は、被加工品の表面に対する同一の垂線との間に角度α２を成す。この透過した放射成分は、被加工品７４と作業面１４との第２の境界面で反射される。センサ２６の位置、特に、たとえばセンサ２６．３と移動平面３６との間の水平方向の間隔Ｘは、第１の境界面で反射された放射成分のみが検出されるように選択される。こうすることにより、被加工品７４の媒質の反射率を決定することができる。送信信号の異なる偏光でこの反射率を決定することにより、被加工品７４の媒質の誘電定数を求めることができる。このことは、識別ユニット２２の計算ユニット５０を使用して行われる。さらに、第２の境界面で反射された放射成分のみをセンサ２６．３が検出するようにセンサ２６．３を水平方向に、移動平面３６に対して垂直にシフトさせること、すなわち、間隔Ｘを選択することもできる。このシフト間隔を決定することによって角度α２を求め、被加工品７４の厚さｄを求めることができる。これも、識別ユニット２２の計算ユニット５０を使用して求められる。択一的または付加的に、センサ２６．３に、両信号成分を検出することができる受信角度を有するアンテナ２８を使用することも考えられる。ここでは送信信号は、パルス波形の送信信号として形成することができる。その際には、送信信号の伝搬時間検出によって両放射成分を区別することができる。さらに、個々のアンテナがそれぞれ放射成分のうち１つを所期のように検出するように設けられたアンテナアレイを使用することも考えられる。これによっても、両放射成分を区別することができる。
【００４０】
このような複数のアンテナ２８を使用して、該複数のアンテナ２８を部品１６の周辺に分布して配置することにより、工作機械１０の複数の監視領域を識別ユニット２２によってフレキシブルに規定することができる。図８にこのことが示されており、同図では工作機械１０を上から見た平面図で示す。識別ユニット２２は２つの監視領域７６，７８を規定する。垂直方向３０に下方向に作業面１４になされる監視領域７６，７８の次のような投影、すなわち、作業面１４における監視領域７６，７８の制限に相応する投影が破線で示されている。監視領域７８は部品１６を包囲し、アクチュエータ系領域に相応する。識別ユニット２２によって、人間または動物の組織が監視領域７８に存在することが部品１６の回転中に識別された場合、上記のように、アクチュエータ系ユニット６２のセーフティ手段がトリガされる。とりわけアクチュエータ系ユニット６２によって、工作機械１０のセーフティ遮断、とりわけ駆動ユニット６４のセーフティ遮断がトリガされる。監視領域７６は監視領域７８を包囲し、部品１６に対する最小間隔が監視領域７８のポイントと該部品１６との間の最小間隔より大きい複数のポイントから成る。監視領域７６は警告領域に相応し、工作機械１０の警告モードに対応付けられる。人間または動物の組織が監視領域７６内に存在することが識別された場合、操作者は光学的および／または音響的な出力ユニット８０（図３参照）によって警告される。駆動ユニット６４と関連して回転する部品１６の回転数を変化するアクチュエータ系ユニット６２を使用して、別の警告モードが実施される。これによって操作者は、部品１６の駆動の緩慢化によって、潜在的な危険があることを警告される。監視領域７６，７８に対する措置はデータバンク５４内に記憶されている。
【００４１】
工作機械監視装置２０を有利には別の定置型の工作機械で使用することができ、例えば帯鋸、パネルカットソー、鉋等で使用することができる。さらに、本発明による工作機械監視装置２０をパネルカットソーおよび留継ぎ鋸で使用することや、パネルソー、引き鋸等で使用することも考えられる。たとえば図９に、パネルソーとして構成された工作機械８２で使用することが示されている。図９に前面図で示された工作機械８２は、公知のように作業面８４と、工具として形成され特に鋸刃として形成された部品８８を支承するための工具支承ユニット８６とを備えており、該工具支承ユニット８６は、作業面８４に対して相対可動に支承されている。作業面８４上に載せられた被加工品を加工するために、工具支承ユニット８６は該工具支承ユニット８６に固定された操作ユニット９０によって、図９に示された静止位置から出発して垂直方向に下方に向かって、部品８８が被加工品に接触するまで移動される。工作機械８２はさらに、部品８８を部分的に覆うために保護ボンネットとして形成された保護装置９２を有する。さらに、工作機械８２に工作機械監視装置２０が設けられている。この工作機械監視装置２０は４つのセンサ２４．１〜２４．４を有し、これらのセンサは作業面８４の下方に配置されており（このことに関しては図２を参照されたい）、この図ではこれらのセンサのうち２つのセンサ２４．１，２４．２が示されている。さらに、作業面８４の上方に配置された４つのセンサ２６．１〜２６．４が設けられている。工作機械監視装置２０の上記の説明、とりわけ作業面８４ととりわけ部品８８の回転平面である移動平面９４とに対して相対的なセンサ２４，２６の配置に関する説明、送信方向および受信方向４２の方向づけに関する説明、および送信信号または受信信号に対して反射器として部品８８を使用することに関する説明は、相応に適用することができる。センサ２６は、工具支承ユニット８６と固定的に支承された保持装置９６に保持される。この保持装置９６はとりわけ保護装置９２に固定される。その際にはセンサ２６は、作業面１４に対して相対的に行われる工具支承ユニット８６の移動時に、一緒に持って行かれる。
【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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【国際調査報告】
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