切割机和马达的紧急停止方法与流程

本发明涉及通过马达来驱动用于切割工件的锯条的切割机和在该切割机中的马达的紧急停止方法。

背景技术：
下面描述的日本专利申请待审公开号No.2010-023186(专利文献)公开了一种切割机，其采用锯条切割被放置在工作台上的要被切割的材料，并且其确定图像中表示操作者的手的像素的数量是否超过了预定的阈值以停止锯条的旋转。引用列表专利文献PTL1:待审公开号为No.2010-023186的日本专利申请。

技术实现要素：
技术问题在专利文件1中描述的技术中，拍摄并且处理图像是必不可少的，所以在结构的简化和图像处理速度方面存在改进的空间。本发明的一个优选的目的是提供一种切割机，其不需要为了马达的紧急停止而拍摄和处理图像，当设定用于检测物体的范围时不是很复杂，并且在关于图像处理技术方面的处理是快速的，并且提供一种马达的紧急停止的方法。问题的解决方案本发明的一个方面是切割机。该切割机具有切割被支撑在台架部分上的工件的锯条，和用于驱动锯条的马达，所述切割机包括：确定物体的坐标的坐标确定部分；和停止部分，其在由所述坐标确定部分确定的坐标满足预定条件时停止马达的旋转。该坐标确定部分包括至少一个传感器，其检测物体的位置，并且所述传感器可以至少基本上被定位在锯条的延伸线上。至少一个传感器可以被定位在所述锯条的两侧上。坐标确定部分可以测量从多个不同的位置到所述物体的距离，以根据测量结果确定所述物体的坐标。坐标确定部分可具有配置在不同位置的多个传感器部分。所述各个传感器部分可以发射电磁波，并且接收从所述传感器部分发射并且被所述物体反射的电磁波，或者从接收了由所述传感器部分发射的电磁波的物体发射的电磁波。坐标确定部分可具有发射电磁波的发射部分和多个传感器部分，其接收从所述发射部分发射并且由物体反射的电磁波，或者从接收了从发射部分发射的电磁波的物体发射的电磁波。所述各个传感器部分被配置在互相不同的位置。物体可以是设置在工人的手上或者由工人戴的手套上的电磁波反射体或者IC标签。各个传感器部分可根据由所述传感器部分接收的电磁波来确定所述传感器部分和所述物体之间的距离。坐标确定部分可以确定物体的三维坐标。当由坐标确定部分确定的坐标处于预定的区域中时，停止部分可以停止马达的旋转。可以进一步设置警报部分，在马达的旋转被停止部分停止时，或者在该停止之前或者之后，警报部分产生警报。锯条可以是圆锯条，其被保持在所述锯条的一部分圆周边缘从所述台架部分的上面突出的状态，由此通过使得工件在台架部分的上面上运动，所述工件被锯条切割。坐标确定部分可以具有传感器，其在台架部分的上面上配置在所述锯条的两侧上。本发明的另一方面是马达的紧急停止方法。该方法是切割机中的马达的紧急停止方法，切割机包括切割支撑在台架部分上的工件的锯条和驱动锯条的马达，所述紧急停止方法包括步骤：由第一传感器部分发射电磁波，并且接收由所述第一传感器发射并且被物体反射的电磁波或者由接收了由所述第一传感器部分发射的电磁波的物体发射的电磁波；由定位在与所述第一传感器部分的位置不同的位置的第二传感器部分发射电磁波，并且接收由所述第二传感器部分发射并且被所述物体反射的电磁波，或者由接收了由所述第二传感器部分发射的电磁波的物体发射的电磁波；由定位在与所述第一和所述第二传感器部分的位置不同的位置的第三传感器部分发射电磁波，并且接收由所述第三传感器部分发射并且被所述物体反射的电磁波，或者由接收了由所述第三传感器部分发射的电磁波的物体发射的电磁波；根据由所述第一至第三传感器部分接收的电磁波确定各个第一至第三传感器部分和所述物体之间的距离；和当表示各个被确定的距离的坐标处于预定区域内时，停止所述马达的旋转。顺便提及，上述构成元件的任何组合以及本发明的表述被系统或者类似物替换的这些情况也都可用作本发明的方面。本发明的有益的技术效果根据本发明，因为当确定的坐标满足预定条件时，物体的坐标被确定，并且马达的旋转被停止，所以不需要为了马达的紧急停止而拍摄和处理图像，并且可以降低在设置用于物体的检测范围方面的复杂性。特别是，因为拍摄和处理图像变得没有必要，所以处理速度变快，因此用于马达停止所需的时间可以被缩短。附图说明图1是根据本发明的第一实施例的切割机的外部正视图。图2是该切割机的外部后视图。图3是根据本发明的一个实施例的切割机的外部示意图。图4是在该切割机中的危险区域的说明简图。图5是该切割机的功能方框图。图6是在该切割机中的马达紧急停止的流程图。图7是由使用该切割机的工人戴的工作手套的外部说明图。图8是在传感器被配置在圆锯条的一个面的两侧上的情况下的实施例的外部说明图。图9是根据本发明的第二实施例的切割机的功能方框图。图10是示出了本发明的第二实施例的操作的流程图。图11是根据本发明的第三实施例的切割机的外部说明图。图12是根据第三实施例的切割机的功能方框图。图13A是根据图11所示的第三实施例的切割机的局部放大视图。图13B是根据图11所示的第三实施例的切割机的局部放大视图。图14是根据本发明的第四实施例的桌上型的切割机的透视图。具体实施方式下面将结合附图描述本发明的优选的实施例。顺便提及，在各视图中示出的相同或者等同的部件、构件、过程等等被附带有相同的参考标记，并且其重复的说明会被合适地省略。此外，实施例不是为了限制本发明，而仅是例子，不管何种情况，在实施例中描述的所有的特征以及其任何的组合对于本发明而言本质上都不是必要的。第一实施例图1是根据本发明的第一实施例的切割机1的外部正视图。图2是切割机1的外部后视图。图3是根据本发明的该实施例的切割机1的外部说明图。图4是在切割机1中的危险区域30的说明简图。图5是切割机1的功能方框图。在图5中示出的各个方框通过使用硬件、软件或者其组合来实现。首先，将说明根据本发明的第一实施例的切割机1的结构和操作。如图1和2所示，切割机1是所谓的台式锯，并且主要包括主体部分20、工作台部分21和台架部分22。主体部分20在其中包括马达5和控制部分3。此外，主体部分20设置有台式锯1的开关部分23、圆锯条调节部分24、倾斜调节部分25和用于进行驱动状态的通知的通知部分26。在开关部分23中，电源开关被覆盖有盖子27。圆锯条调节部分24用于沿着垂直方向调节圆锯条6的位置，即，圆锯条6从后面描述的工作台部分21的上面(工作台33的上面)的突出量，并且设置有把手28和锁定杆29。通过沿着左和右方向中的一个方向旋转把手28，圆锯条6从工作台部分21的上面的突出量可以被调节。在调节之后，通过锁定杆29来固定突出位置。倾斜调节部分25用于调节圆锯条6相对于工作台部分21的上面的倾斜角度，并且设置有把手30。通过沿着左和右方向中的一个方向旋转把手30，可以调节倾斜角度。通知部分26以数字方式显示马达5的驱动状态、倾斜角度等，或者通过LED的闪烁或者点亮等来显示它们。可选地，通知部分26通过蜂鸣器、消息等来通知马达5的驱动状态、倾斜角度等。此外，当发生非正常状态时，通知部分26进行显示或者下文将描述的非正常状态的通知。此外，其中容纳有计量器的计量器壳体部分31设置在主体部分20的侧面上。工作台部分21设置有附接到主体部分20的支撑部分32、由所述支撑部分32保持的工作台33和设置在所述工作台33的左侧和右侧上的延伸工作台34和35。工作台33设置有锯条通孔36，其允许圆锯条6向上突出超过工作台33的上面，工作台33还设置有锯条防护装置37，其定位在所述锯条通孔36的上方，并且覆盖从工作台33的上面突出的圆锯条6的圆周边缘和侧面。此外，计量器38和用于引导工件的围栏39设置在工作台33的上面上。分裂锯条43设置在锯条通孔36的后部，分裂锯条43进入到已经被切割的工件的切割部分中以将工件分裂成两部分。计量器38用于当工件被圆锯条6切割时沿着设置在工作台33中的凹槽101移动工件，同时，使得计量器38的邻接面邻接在工件上。计量器38围绕轴(未示出)是可旋转的，并且构成能够调节工件相对于圆锯条6的角度。即，可以改变工件的切割角度。围栏39被支撑部分32支撑，能够沿着支撑部分32移动。通过改变围栏39的位置，圆锯条6和围栏39的邻接面之间的距离被改变，从而可以调节工件的切割尺寸。此外，刻度尺(未示出)被设置在支撑部分32上，从而圆锯条6和围栏39之间的距离可以从设置在围栏39上的分度头确定。台架部分22包括用于移动台式锯1的脚轮40和与所述脚轮40附接并且支撑主体部分20的台架41。台架41设置有在其中容纳上述围栏39的围栏壳体部分42。在图2中，示出了围栏39被容纳在围栏壳体部分42中的状态。台式锯1的结构如上所述，并且台式锯1的结构在下面还以简化的方式被描述。台式锯1设置有台架部分2(主体部分20、工作台部分21)和圆锯条6，圆锯条的一部分圆周边缘从台架部分2的上面突出。工人将工件(例如木材)配置在台架部分2的上面上，并且朝向正在旋转的圆锯条6滑动工件，由此通过圆锯条6来切割工件。下面将描述关于圆锯条6的紧急停止的结构和操作。如图5所示，切割机1设置有第一传感器11、第二传感器12、第三传感器13、控制部分3、马达驱动电路4、马达5和警报器7。第一传感器11、第二传感器12和第三传感器13的配置例如如图3所示，并且各个传感器被固定到台架部分2。但是，各个传感器的配置位置可以互相不同，并且在本发明中传感器配置不被限制到图3所示的配置。各个传感器例如包括固定地设置在台架部分2上的发射和接收天线，并且它们具有发射和接收电磁波的功能，所以它们能够测量从它们到物体9的距离。待被发射的电磁波的频率对于各个传感器而言可以不同或者相同。顺便提及，物体9是电磁波反射体(例如金属体)，或者为IC标签(例如RF标签)，其例如如图7所示被附接到工人戴着的工作手套20的拇指的远端部分。此外，IC标签可以是在其中不存放电池的被动式标签。如图4所示，危险区域30被预设在圆锯条6的附近，并且如后面所述，当物体9前进到危险区域30中时，马达5就进行紧急停止。控制部分3将驱动信号传送到马达驱动电路4，并且马达驱动电路4可旋转地驱动马达5。圆锯条6根据马达5的旋转可旋转地被驱动。当警报器7由控制部分3打开时，警报器7向工人产生警报，例如为声音或者光。图6是在切割机1中的马达5的紧急停止的流程图。控制开始于切割机1接通电源并且圆锯条6旋转(马达5旋转)的状态。第一传感器11测量其本身与物体9之间的距离。具体而言，第一传感器11发射电磁波。当物体9是金属体时，第一传感器11接收从第一传感器11发射并且由物体9反射的电磁波。当物体9是IC标签时，第一传感器11接收由接收了由第一传感器11发出的电磁波的物体9发射的电磁波，并且，其利用由第一传感器11发出的电磁波作为能量源。第一传感器11根据电磁波的发射和接收之间的差来测量(例如计算)其本身和物体9之间的距离。测量的原理与雷达的测量原理相似。随后，第二传感器12和第三传感器13与第一传感器11相同地分别测量它们自身与物体9之间的距离。例如，包括微型计算机的控制部分3接收来自各个传感器的距离数据，并且根据各个传感器和物体9之间的距离确定(例如计算)物体9的三维坐标。随后，控制部分3确定物体9的该三维坐标是否落入预定的危险区域内。物体9落入危险区域内这样的事实在这里意味着工人的拇指靠近圆锯条6。当物体9的三维坐标没有落入危险区域内时，控制部分3维持驱动马达5(继续将驱动信号发送给马达驱动电路4)，并且维持警报器7的关闭状态。另一方面，当物体9的三维坐标落入危险区域内时，控制部分3将警报器7切换到打开状态以产生警报(例如为声音或者光)，并且停止马达5(将停止信号传送到马达驱动电路4)。由此，在物体9落入危险区域30内时，圆锯条6的旋转被停止，并且降低了风险。根据本发明的切割机1和在切割机1中的马达5的紧急停止方法采用了这样的新结构和方法：物体9的三维坐标被确定，并且在确定的坐标落入了危险区域时马达5被停止。在根据该实施例的切割机1和在切割机1中的马达5的紧急停止方法中，存在不需要拍摄和处理图像的这样的优点，和以检测范围没有落入危险范围内的方式进行设置这样的复杂性降低。因此，可以说，与传统技术相比，根据该实施例的切割机1和在切割机1中的马达5的紧急停止方法，在成本、处理速度和马达紧急停止的容易性方面是极好的。此外，因为第一传感器11位于圆锯条6的延伸线上，所以当人的手开始靠近圆锯条6时，可以从圆锯条6的延伸部可靠地检测到物体(人的手)。虽然上面已经基于作为一个例子的实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在权利要求的范围内可以改进或者改变该实施例的各个部件或者各个过程。改进的例子将在下文中描述。代替由传感器11、12和13发射和接收电磁波，可以采用这样的结构：电磁波的发射由发射部分(传感器11、12或13或者另一个传感器)进行，并且由发射部分发射并且被物体9反射的电磁波或者由接收了发射部分发射的电磁波的物体9发出的电磁波被各个传感器11、12和13接收。在这种情况下，用于确定三维坐标的传感器的数量可以是四个或者更多。代替工作手套20的拇指的远端部分或者除此之外，物体9可以设置在工作手套20的另一个手指的远端部分上。此外，物体9可以设置在除了工作手套20的手指的远端部分之外的另一部分上。另外，在工作手套20上设置物体9，这不是必不可少的。例如，物体9可以采用戒指或者类似物的形式戴在工人的手指或者手腕上，或者它可以通过用于物体9的保持器被附接到工人的手上的预定位置。如图8所示，三个传感器可被配置在圆锯条6的两侧的每一侧上。在图8中示出的各个传感器与例如图3中示出的第一传感器11具有相同的功能。在这种情况下，传感器14、15和16用于检测工人的左手，而传感器17、18和19用于检测工人的右手。通过采用这样的结构，可以比在例如在图3中示出的传感器的配置的情况下的精确度更高的精确度检测物体。即，当物体9位于圆锯条6的侧面的一侧上(在图3中的第二传感器12的侧上)时，可以抑制圆锯条6阻塞从另一侧(第三传感器13)发出信号。当物体9是IC标签时，设置在工作手套20的一只上的物体9中的一个和设置在工作手套20的另一只上的另一个物体9可以发射具有互相不同的频率的电磁波。此外，手套20(金属体或者IC标签)被示出为物体9的一个例子，但是可以采用这样的结构：特殊的涂料被直接地涂覆到人体(例如人的手)，并且涂料被传感器检测，以计算与传感器的距离。此外，可以采用用于检测温度分布的结构。在工件的切割过程中，由于圆锯条和工件之间的摩擦，圆锯条和工件的切割部分变成高温。另一方面，人的身体的温度通常高于在常温下存储的工件的温度。因此，可以采用这样的结构：从各个传感器到圆锯条的距离被预备地存储在控制部分中，并且，当在距离圆锯条的预定区域内(区域30)检测到另一高温时，马达被停止。注意到，圆锯条6从台架部分2的上面的突出量和圆锯条6相对于该上面的倾斜角度根据工作状况而变化。因此，当采用工人提前将对应于各种工作状况的区域30存储在存储部分中这样的结构时，并且，当圆锯条的突出量等被改变时，控制部分从存储在存储部分中的各种区域中自动地选择最优的区域，可以获得更有效的结果。该结构可以被应用到所有的实施例中。第二实施例在马达被可旋转地驱动的状态下，上述实施例和改进的实施例被指向对应于物体的坐标的马达控制。具体而言，来自工人戴的手套9(其中结合金属体、IC标签或者类似物)的信号被第一至第三传感器11-13接收，并且在控制部分3中计算距离(坐标)。因此，当工人没有佩戴手套9时，不能进行坐标计算，所以即使在工人的手进入了区域30时，马达5也继续旋转。因此，本实施例的特征在于在马达5的旋转驱动之前的状态。如图9所示，切割机1设置有除了第一传感器11至第三传感器13之外的第四传感器114。第四传感器114是用于接收物体9(工人)的信号的接收装置。当来自物体9(手套)的信号不能被第四传感器114接收时，马达5的驱动被禁止。此外，切割机1具有倾斜角度传感器51，其检测圆锯条6相对于上述台架部分2(工作台)的上面的倾斜角度，切割机1还具有垂直位置传感器52，其检测圆锯条6相对于台架部分2的上面的垂直位置，并且来自于各个传感器的输出(位置信息)被供给到控制部分3。本实施例将参照附图10被具体描述。切割机1被连接到商用电源，以致动控制部分3。控制部分3开始物体9的坐标计算处理。控制部分3确定第四传感器114是否从物体9接收到信号。即，控制部分3确定工人是否佩戴了手套9。例如，控制部分3能够确定是否工人是在他/她已经戴了手套9的状态下操作马达驱动开关。当第四传感器114没有接收到来自手套9的信号时，控制部分3产生警报并且重复这个过程，直到工人戴上手套9。作为警报，显示警报消息或者声音引导。当控制部分3接收到来自手套9的信号时，它从结合在控制部分3中的存储部分中选择对应于圆锯条9的使用状态的危险区域30。对应于多个使用状态的危险区域30的坐标被提前存储在存储部分中。此后，控制部分3向马达驱动电路4输出马达驱动信号，以开始马达5的旋转驱动。因为此后进行的处理与上述第一实施例中的处理相同，所以省略其重复的描述。顺带提及，在选择危险区域30中，控制部分3可以自动地读取圆锯条6从台架部分2的突出量和倾斜角度，并且工人可以手动地选择危险区域。第三实施例在上述实施例中，通过三个传感器来检测物体的坐标，并且确定是否检测的坐标落入了危险区域30内。物体是工人戴的手套9，并且尤其是，信号产生体(金属体，IC标签)被附接到手套9的拇指。如图11-13B所示，该实施例的特征在于设置了手指检测部分102，其检测是否手指定位在用于引导上述计量器38的凹槽101中，上述计量器38设置在台架部分2(工作台)上。顺带提及，手指检测部分102可以设置在除了用于引导计量器的凹槽101之外的凹槽中。如图13A和13B所示，例如，手指检测部分102包括信号发射部分102a和信号接收部分102b，并且检测是否来自信号发射部分的信号(例如，光)被堵塞(图13A)。可选地，手指检测部分102在被压的状态下发出信号(图13B)。手指检测部分102可以被嵌入在凹槽101中的任何位置(可以延伸总长度而被嵌入)，并且任何数量的手指检测部分102可以被嵌入在凹槽101中。在本实施例中，马达5可以仅在工人的手指(拇指)被定位在凹槽101中的状态下被驱动。在切割工件时，工人将他/她的拇指放在凹槽101中。当工人使得工件朝向圆锯条6(朝向附图的纸面的深度侧)滑动时，他/她使得他/她的拇指与工件一起沿着凹槽101移动。拇指的移动总是被手指检测部分102检测，并且根据检测信号由控制部分3控制马达5。当控制部分3从检测信号确定拇指没有定位在凹槽101中时，它产生警报，以停止马达5的驱动或者在开始驱动之前禁止马达5的驱动。另一方面，当控制部分3从检测信号确定拇指定位在凹槽101中时，它向马达驱动电路4输出驱动信号，以开始驱动马达5。在这里，如果凹槽101相对于圆锯条6的位置被设定在工人的拇指定位在凹槽101中这样的状态，他/她的其余的手指没有到达圆锯条6，那么他/她不需要戴手套或者类似物。优选地，为了获得进一步的效果，也以与上述第二实施例相同的方式进行确定是否工人已经戴了手套。在这种情况下，手套的信号产生体最后被附接到除了手套的拇指之外的另一个位置，由此通过根据信号产生体的坐标和拇指的位置来抓握物体的该位置，可获得进一步的效果。此外，可以采用传感器被设置在计量器38上的结构，由此仅在工人的一只手保持计量器38并且另一只手被定位在凹槽101中时驱动马达5。第四实施例在上述实施例中的切割机1是台式锯，但是本发明可以被应用到桌上型切割机，例如如图14所示。该桌上型切割机包括基座60和由所述基座60可旋转地支撑的转盘61，并且设置有工件被置于其上的基座部分、可旋转地支撑圆锯条62的切割部分63和支撑切割部分63以靠近基座部分及与其分离开的支撑部分64。基座60设置有支撑工件的围栏65。此外，切割部分63设置有由工人抓握的把手66。在该实施例中，用于检测物体的位置的三个传感器11至13被设置在转盘61的颈部67上、在转盘61的围栏65的后侧和在基座60上。此处，对于工人而言在切割工作过程中需要抓握把手66来向下(朝向基座部分)摆动切割部分63。即，因为工人总是用他/她的一只手(例如右手)抓握把手66，所以该只手几乎不能靠近圆锯条62。因此，另一只手(例如在图中的左侧示出的左手)可能进入危险区域。因此，在该实施例中，三个坐标检测传感器11-13被配置在圆锯条62的左侧上。顺带提及，传感器可以关于圆锯条62配置在左侧和右侧上，并且它们可以设置在切割部分63或者支撑部分64上。