(57)【要約】【課題】手持ち式の工作機械１０による加工作業に際して、被加工体内にある対象物等と工具３６との接触を防止する。【解決手段】加工工程中に工作機械１０で検出された少なくとも１つの測定信号を、被加工体３４の、工具３６の加工方向に存在する特性の決定のために評価して、工作機械を前記特性に依存して運転する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯型の工作機械（１０）を運転するための方法であって、該工作機械は回転駆動及び／又は打撃駆動可能な工具を備えており、工具（３６）を１つの加工工程で被加工体（３４）内に打ち込む形式のものにおいて、加工工程中に工作機械（１０）で検出された少なくとも１つの測定信号を、被加工体（３４）の、工具（３６）の加工方向に存在する特性の決定のために評価して、工作機械（１０）を前記特性に依存して運転することを特徴とする、工作機械を運転するための方法。
【請求項２】
前記検出及び評価を加工工程中に繰り返し実施する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記検出及び評価を加工工程中に連続的に実施する請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
工作機械（１０）を前記特性に対応して自動的に調整する請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
加工における問題の発生を検出した際に警報信号を発する請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
振動、音波、トルク、駆動モータ（１２）の電流及び／又は電圧、若しくは駆動モータ（１２）及び／又は工具（３６）の回転数から成る少なくとも１つの信号を検出する請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
被加工体（３４）の前記特性の決定のために前記２つの若しくは複数の信号を結びつける請求項６に記載の方法。
【請求項８】
工具（３６）の振動信号を検出し、かつ該振動信号の変化から、工具（３６）の加工方向に位置する埋め込まれた対象物（３８）に依存した振動信号を分析して、前記埋め込まれた対象物の認識に際して工具（３６）の駆動力を適切に調整しかつ／又はアラーム信号を発する請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
携帯型の工作機械であって、工具（３６）はケーシング（１８）内に配置された駆動モータ（１２）によって駆動されるようになっている形式のものにおいて、評価ユニット（２４）を設けてあり、該評価ユニットは、検出されたセンサー信号を被加工体（３４）の加工方向に存在する特性の決定のために評価するようになっていることを特徴とする工作機械。
【請求項１０】
振動、音波、トルク、電流、電圧、若しくは回転数から成る少なくとも１つの信号の検出のための少なくとも１つのセンサー（２６，２８）を設けてある請求項９に記載の工作機械。
【請求項１１】
打撃機構制御装置（３２）を設けてある請求項９又は１０に記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項９の上位概念に記載の形式の携帯型の工作機械並びに、携帯型の工作機械を運転するための請求項１の上位概念に記載の形式の方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
持ち運び可能若しくは手持ち案内可能な、即ち携帯型或いは手持ち式の工作機械、特に電動工作機械（電動工具とも称される）は、該工作機械に装着可能な工具、例えばドリルを被加工体、例えば壁内に打ち込むために用いられ、この場合に工具は打撃駆動され、若しくは打撃を伴って又は打撃を伴わずに回転駆動されるものである。このような工作機械は、被加工体（被削体又は被削材）の材料も、該材料の構造固有の特性も考慮できるようになっておらず、また該材料内に埋め込まれた他種部材、例えば導管又は管路若しくはケーブルも考慮できるようになっていない。このような他種部材は損傷されると、損傷だけではなく、操作員（作業員）の危険も生じることになる。
【０００３】
位置探知器、例えば金属探知器、若しくはいわゆるスタッド検出器或いは汎用型位置検出器を用いて、壁内に埋め込まれた対象物、例えば電流用管路若しくは配管或いは導管の位置を探知することは公知である。しかしながら工作機械の操作員にとって、壁内に埋め込まれた対象物をまず穿孔過程の前に探し出すことは、煩わしく煩雑で手間を必要とするものである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前述のような問題を解消するために本発明に基づく手段では、１つの加工工程（作業工程）中に工作機械において検出された少なくとも１つの測定信号を、被加工体の、工具の加工方向に存在する、即ち工具の延長線上に存在する特性の決定のために評価して、工作機械を前記特性に依存して運転する。被加工体のこのような特性の１つは、特に被加工体の内部の構造である。被加工体の特性は、外部からは容易には認識できない値、特に内部に埋め込まれた対象物、例えばケーブル若しくは導管等を意味する。さらに特性には、被加工体の異なる硬さの種々の材料の層から成る構造も含まれる。さらに特性は、被加工体内の空洞或いは、工具の折損を生ぜしめてしまうような割れ目や裂け目をも意味する。加工方向は、加工作業を進めていく方向であり、例えば穿孔方向である。埋め込まれた対象物や工具折損のおそれのある割れ目等の存在は、埋め込まれた対象物に工具が接触し若しくは潜在的な割れ目で折損されてしまうような場合には、加工における問題につながる。
【発明の効果】
【０００５】
本発明に基づく前述の方法は、加工における前記問題の早期の認識、特に被加工体内に埋め込まれた対象物、例えば導管若しくはケーブルの早期の認識、即ち検出を容易に可能にする。加工行程の進行に伴って被加工体の特性の変化を検出して、該変化に対応して工作機械を調整することもできる。
【０００６】
特性の検出及び評価を１つの加工工程中に繰り返し実施すると有利である。特に有利には、特性の検出及び評価を加工工程中に連続的に実施する。このように測定信号若しくは検出信号を評価ユニットで連続的に監視していることによって、被加工体の内部構造（内部状態）の確実な認識を可能にしている。得られた情報は、工作機械を最適に制御する若しくは調整するため、或いは操作員に加工指示若しくは警戒指示を与えるために用いられる。
【０００７】
工作機械を特性に対応して自動的に調整すると、被加工体或いはその中に埋め込まれた対象物、若しくは工作機械の損傷は確実に避けられる。さらに、加工作業快適性並びに加工行程進行を良好に改善できる。例えば壁に貼り付けられたタイルを穿孔したい場合には、タイルはまず、該タイルに適したパラメータで打撃なしに慎重に穿孔開始される。次いで評価ユニットによって築壁若しくは路床としての石材を検出すると、工作機械は該材料に適したパラメータで、例えば全打撃出力及び全回転数で引き続き穿孔される。
【０００８】
加工における問題の認識に際して、警報信号を発する。加工における問題は、例えば潜在的な壁割れ目であり、若しくは被加工体内に埋め込まれた対象物、例えば導管への接近である。評価ユニットは、適当な手段で検出された測定信号に基づき、若しくは該測定信号の変化に基づき対象物への接近若しくは壁割れ目を識別する。評価ユニットは有利にはモータ電子ユニットを作動させて、駆動モータを停止させ、かつ／又は表示ユニットを介して警報信号を発する。表示ユニットは音響信号及び／又は光学信号を発するようになっていてよい。壁割れ目等の場合には、評価ユニットは割れ目箇所への接近の検出の後に、表示ユニットを介して警報信号を発する。表示ユニットは、接近に伴って頻度の増大する点滅信号若しくは大きくなる音響信号を発するようになっていてよい。接近は、割れ目までの距離として認識されてよい。さらに有利には、モータ電子装置及び必要に応じて存在する打撃機構制御装置（打撃機構制御ユニット）を作動させて、回転数及び打撃数及び／又は打撃エネルギーを減少させ、若しくは所定の条件に適合させてよい。同様のことは、導管への接近に際しても行われてよい。
【０００９】
信頼のある測定は、振動、音波、トルク、駆動モータ（１２）の電流及び／又は電圧、若しくは駆動モータ及び／又は工具の回転数から成る少なくとも１つの信号を適切な手段で検出することによって可能である。被加工体の特性の決定のために前記２つの若しくは複数の信号を結びつけると有利である。検出された測定信号の種々の組合せを被加工体の材料特性と関連づけるために、評価ユニット若しくはモータ電子装置内で処理された経験値を例えば表に作製すると有利である。特に壁内への穿孔に際してドリルを壁内の導管に接近させると、ドリルの振動を検出している振動センサーの振動数及び振幅は変化し、それというのはドリルから発生する弾性振動は対象物との境界面で反射されて、再びドリルに作用するからである。このことは評価ユニットによって認識されて評価される。この場合にドリル若しくは工具の振動は、加工方向に対して大きな角度をなす方向若しくはほぼ垂直な方向の運動を意味する。さらに音波測定若しくは弾性波測定、或いは騒音測定も被加工体の内部構造に関する解明に用いられる。
【００１０】
本発明の有利な実施態様では、工具の振動信号を検出し、かつ該振動信号の変化から、工具の加工方向に位置する埋め込まれた対象物に依存した振動信号を分析して、前記埋め込まれた対象物の認識若しくは確認に際して所定の加工条件に適合させ、即ち工具の駆動力を適切に調整しかつ／又はアラーム信号を発する。本発明に基づき、埋め込まれた対象物、例えば導管若しくは電流ケーブル、或いは割れ目箇所を、これらと工具との接触の前に確実に検出することができる。対象物へのさらなる接近は、コントロールしながら慎重に行われ、若しくは完全に中止される。
【００１１】
さらに本発明では携帯型の工作機械を提案しており、この場合に工作機械に装着可能な工具は、ケーシング内に配置された駆動モータによって駆動されるようになっており、工作機械に評価ユニットを設けてあり、該評価ユニットは検出されたセンサー信号を、被加工体若しくは被削体の加工方向に存在する特性の決定のために評価するようになっている。駆動モータは有利には電動モータである。しかしながら別の駆動部、例えば内燃機関や空気力式の駆動装置も考えられる。有利には振動、音波、トルク、電流、電圧、若しくは回転数から成る少なくとも１つの信号の検出のための少なくとも１つのセンサーを設けてある。必要に応じて装備されている打撃機構のための打撃機構制御装置を設けることは、選択的な手段として講じられる。有利には、工具及び打撃機構にとって共通の１つの駆動モータを設けてある。別の実施態様として、工具と打撃機構とにそれぞれ個別の駆動ユニットを設けてもよい。壁内の対象物に孔をあけてしまうことを避けるために若しくは壁割れ目を回避するために、打撃機構制御装置は必須ではなく、選択的な手段として設けられる。
【００１２】
本発明はドリル機械、打撃穿孔機械、ドリルハンマー、種々のボーリング機械、並びに心残し削り装置等に適している。被加工体内に埋め込まれた対象物と切削工具との衝突を予見的に分析する若しくは早期に認識するための方法は、工作機械におけるいわゆるプリインパクト診断（先行打撃診断）として用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を、図示の代表的な実施例に基づき説明するものの、本発明は図示の実施例に限定されるものではなく、請求の範囲及び明細書に記載の手段を種々に組み合わせて実施され得るものである。
【００１４】
手持ち案内、即ち手持ち式の工作機械１０は、ケーシング１８、ドリルとして形成されて工具ホルダー内に取り外し可能に保持された工具３６の駆動のための駆動モータ１２、該駆動モータ１２の制御のためのモータ電子ユニット２２及び打撃機構１４を有している。実施例では打撃機構１４は打撃機構制御装置３２を備えていて、駆動モータ１２を用いて駆動されるようになっており、これによって工具３６は打撃駆動され、若しくは打撃を伴って又は打撃を伴わずに回転駆動される。打撃機構１４及び工具３６のためのそれぞれ個別の駆動ユニットを設けることも可能である。駆動モータ１２は電気的な接続ケーブル２０を介して電流を供給されるようになっている。別の実施例として、バッテリー駆動部を設けることもできる。駆動モータ１２には、駆動モータ１２の回転数検出のために回転数センサー２６を設けてある。
【００１５】
ドリルとしての工具３６を用いて、壁によって形成された被加工体３４に孔４０を穿つ。壁内には、例えば電気ケーブル若しくは導管或いは管路からなる対象物３８を埋め込んであり、このような対象物に、工具３６は加工方向で加工、即ち穿孔を続行すると接触してしまうことになる。
【００１６】
本発明に基づき振動センサー２８を、工作機械１０の、工具３６に向いた側の端部に設けてある。評価ユニット２４は信号導線を介してモータ電子ユニット２２に接続されている。モータ電子ユニット２２は回転数センサー２６の信号を受け取るようになっている。評価ユニット２４は振動センサー２８の信号を受け取りかつ、該信号に依存して表示ユニット３０を制御するようになっており、表示ユニットは図示の実施例では光学式の発光表示部として形成されている。さらに評価ユニット２４は信号導線を介して打撃機構制御ユニット３２に接続されている。別の実施例として、評価ユニット２４をモータ電子ユニット２２内に統合することも可能である。
【００１７】
工具３６が壁内への孔の穿孔に際して穿孔方向（加工方向）で対象物３８に接近すると、振動信号の振幅及び／又は振動数は変化する。該変化は特性値として用いられるものである。評価ユニット２４は対象物３８への接近を検出して、モータ電子ユニット２２を作動させ、駆動モータ１２を停止させ、かつ／又は表示ユニット３０を介して警戒指示を出すようになっている。別の実施例として評価ユニット２４は打撃機構制御装置３２及びモータ電子ユニット２２を作動させて、回転数、打撃数及び／又は打撃エネルギーを減少させ、若しくは状況に適合させるようになっていてよい。
【００１８】
振動信号のほかに音響測定、例えば騒音の評価若しくは被加工体３４の内部構造に依存する音波の測定も可能であり、さらに駆動モータ１２及び／又は工具３６のトルク及び／又は回転数、並びに駆動モータ１０における電流及び／又は電圧を、特に埋め込まれた対象物への接近の際の電流及び／又は電圧の変化を利用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例を示す概略的な側面図
【符号の説明】
【００２０】
１０  工作機械、  １２  駆動モータ、  １４  打撃機構、  １８  ケーシング、  ２２  モータ電子ユニット、  ２４  評価ユニット、  ２６  回転数センサー、  ２８  振動センサー、  ３０  表示ユニット、  ３２  打撃機構制御装置、  ３４  被加工体、  ３６  工具、  ３８  対象物
【図１】
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