用于机床的安全装置，其中第一机床部件相对于第二机床部件实施加工运动的制作方法

专利名称：用于机床的安全装置，其中第一机床部件相对于第二机床部件实施加工运动的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于机床的安全装置，其中第一机床部件相对于第二机床部件实施加工运动，其中第一机床部件具有在运动方向上在前运行的边缘，所述边缘限定运动平面，所述安全装置具有多个光学安全栅和评估单元，其中光学安全栅在加工运动中随着第一机床部件一起运动，使得光学安全栅以不同的距离在边缘之前运行，其中光学安全栅形成在横截面中为二维的保护区域，并且其中评估单元构成用于，根据光学安全栅产生用于停止第一机床部件的停止信号。
背景技术：
例如从DE 20217426U1中已知这种安全装置。用于非切削地加工工件的已知方法是弯曲或者卷边。在此，在加工部位的区域中首先在压力的作用下对仍然平的工件进行成形。为此在机床加工中应用下面通常称作压弯机的机床。然而，本发明不限制于狭义的压弯机，并且同样能够在折板机、冲压机、切割机和其他的机床中应用，其中两个机床部件相对彼此实施带来危险的加工运动，并且其中使用随动的、无接触作用的保护装置以避免事故。在压弯机中基本上如下地进行工件的成形借助弯曲阳模将工件相对于阴模挤压。期望的造型能够通过弯曲阳模和阴模的相应构造来实现。通常，弯曲阳模是设置在可运动的上横梁上的工件，而阴模位于固定的下横梁处。然而，因为仅两个横梁彼此的相对运动是重要的，替选地也能够使阴模运动，或者两个横梁能够相对彼此运动。根据本发明的安全装置能够在全部所述情况下使用。容易理解的是，压弯机引起对操作员的显著的危险，尤其是夹伤或者甚至切断身体部分的危险。相应地，长久以来已知的是，压弯机等设有安全装置，以便尽可能地避免事故。在现有技术中得出用于压弯机和类似机床的随动安全装置的大量建议，其中第一机床部件实施相对于第二机床部件的加工运动。例如，在此可参考下述参考文献，而该列表没有要求全部DE 852037、DE 2750234C2、DE 10027156A1、DE 10143505A1、DE 10114784A1、DE 10246609AU DE 10247136A1、DE 10309399AU DE 102004058472AUDE 102004020024A1, GB 1307078、AU 566795B、US5, 579，884、US 6，316，763B1、WO03/080268A1, WO 00/67932。许多建议专注于，尽可能最好地使运动的机床部件的在前运行的边缘的危险区域保险，以便可靠地识别来自不同方向和/或在不同运行情况下危险的进入到机床的加工运动中。如在US 5，579，884中的大量的建议基于在运动的机床部件的在前运行的边缘的区域中设置多个光电栅栏/光束。一旦在机床部件的加工运动中所述光束中的至少一个被中断，就产生停止机床的加工运动的输出信号。也提出下述建议例如在DE 102004058472A1中，借助在接收侧的照相机实现光电栅栏。因此，借助“大的”光束完全地照射照相机。在该情况下当然仅监控并且评估照相传感器的所选出的像素区域。当阴影在像素区域上覆盖光束时，所述像素区域触发切断信号。EP 1674785B1描述一种基于照相机的安全装置以使折板机保险。示出不同的可能的保护区域。除了小于接收装置的可视范围大小的10%的极其小的保护区域之外，也示出大面积的保护区域。在一个扩展方案中，大面积的保护区域由多个、不连续的、条带形的区段组成。在此，条带形的区段平行于通过在前运行的边缘来限定的运动平面地设置。在所有情况下，提出下述问题如何可靠地对危险地进入到压模的运动轨道中进行识别，而没有不必要地触发错误警报。后者当然影响了机床的生产率。此外，希望尽可能快速地识别危险的进入，以便能够将机床在危险情况下相应快速地切断。在此，全部光 电栅栏几何形状或者保护区域几何形状是在速度、识别可靠性、错误警报避免和实现成本的要求之间的冲突范围内的折衷。尽管存在多种已知的建议，还存在下述期望提出一种安全装置，其尽可能最佳地满足一部分极其冲突的要求。此外，存在下述期望将借助于光学安全栅形成的保护区域一直保持到加工运动结束，因此保护机床操作员直到加工运动结束。然而，在该情况下的问题是，在达到加工运动的终点之前，在最远处运行的安全栅已经被第二机床部件和/或待加工的工件中断。因此，必须使光学安全栅失效直至加工运动结束。所述故意的失效称作消除。在没有消除的情况下，第一机床部件不能够完全结束其加工运动，因为所述第一机床部件已经在之前通过安全装置断开。DE 10353353A1公开一种基于照相机的安全装置，其中完全地监控保护区域并且使保护区域连续地变小直至加工运动结束。这种方式当然需要高的计算性能，并导致用于实际实现的成本很高。EP 1387121B1公开一种具有多个单独的安全光电栅栏的安全装置，连续地使安全光电栅栏失效直至加工运动结束。因此，所述已知的安全装置实现对操作员的一定的保护直至加工运动结束时。当然，该保护还不是最佳的，因为安全栅的数量和分布仅允许在调整保护区域时相对大的间距。在使安全光电栅栏失效的时刻，形成的保护区域向上“跃起”并且在工件处留下空隙，所述空隙随着第一机床部件的进一步的加工运动才再次被封闭。

发明内容
基于该背景，本发明的目的是，提供一种开始所述类型的安全装置，所述安全装置确保对高生产率工作的机床的操作员的最佳保护，但是其中同时进一步降低对于实现保护功能而言必需的计算耗费，进而进一步降低所必需的计算性能。此外，一个目的是提供开始所述类型的安全装置，所述安全装置实现尤其在危险的加工运动结束时对操作员的最佳保护。根据本发明的第一方面，所述目的通过开始所述类型的装置实现，其中将光学安全栅在第二机床部件的区域中尽可能保持静止，直至加工运动结束，其中评估单元构成用于，在所述光学安全栅被第一机床部件中断之前，时间上依次分别使光学安全栅失效。根据补充于第一方面且独立于第一方面地示出相对于已知的安全装置有利的改进形式的另一方面，光学安全栅形成光学安全栅的至少三个相关联的条带，其中带有第一光学安全栅的第一条带与带有第二光学安全栅的第二条带大致彼此平行地设置，并且带有第三光学安全栅的第三条带位于第一条带和第二条带之间，其中第一条带和第二条带分别基本上平行于运动平面，并且第三条带基本上垂直于运动平面。新型的安全装置一方面基于下述思想不全部同时地使光学安全栅失效，而是连续地分别在每个安全栅被中断之前短时间内使光学安全栅失效。在优选的变型形式中，保护区域借助于第一测量栅尽可能静止地保持在工件处，并且从上部降低保护区域的高度，使得还向下移动的第一机床部件不触发切断信号。在分离的光学安全栅的优选的应用中，相应逐步地从上向下使安全栅失效(由上部起消除)，而保护区域的下边缘保持在工件处或者直接保持在工件之上。能够以不同的方式实现将保护区域静止保持在工件处。一个有利的实施形式是，保护区域借助于具有像素矩阵的照相传感器来实现并且在照相传感器上与第一机床部件的向下移动同步地向上移动已评估像素的选择，使得形成相对于运动的第一机床部件“虚拟”静止的保护区域。替选地或者补充地，接收器能够与运动的机床部件机械地耦联，使得所述接收器在加工运动的最后分段上与机床部件脱离，进而能够静止地保持。例如，机床耦联能够包含弹性的弹簧，所述弹簧实现安全装置在止挡处停止，而第一机床部件继续相对 于第二机床部件运动。安全栅从上部消除是有利的，因为通常直接在工件处发生进入到第一机床部件的运动轨道中，直至加工运动结束，例如用于在原本的弯曲或者切割过程之前不久校正工件位置。从上部消除确保，在工件处的尤其关键的区域进行均匀的并且无跳跃式的变化。可能时，由使各个安全栅失效引起的保护区域的可能跳跃式的变小发生在远离工件上的关键夹紧部位处。此外，尤其当保护区域借助各个彼此隔开的安全栅形成时，从上部消除使得用评估和控制单元中的中等计算性能控制的实现是可能的。因此，保护区域的变小和光学栅从上部失效是创新的应用，所述应用在加工运动的最后一部分中最佳地并且无空隙地使直接在工件之上的危险的夹紧点保险。另一方面，新型的安全装置基于下述思想应用具有光学栅的至少三个相关联的条带的保护区域。三个条带中的两个基本上平行于运动平面，并且因此限定保护区域的横向于运动方向的最小宽度。这两个条带包围保护区域的内部区域。垂直的第三条带“保护”位于第一和第二条带之间内部区域免于平行于运动平面的进入。三个条带的基本上垂直的布置形成具有相对少的监控射束的相对大的保护区域。大的保护区域实现，可靠地识别来自不同方向的进入。另一方面，分离的栅能够极其简单地并且快速地监控到进入。此外，基本上垂直的布置在优选地安全装置借助照相传感器实现的情况下实现极其快速地读取所选出的像素。因此，新型的安全装置借助少量的计算耗费和相应低的计算性能实现对操作员的最佳保护。有利地，三个条带形成在第一机床部件的运动方向上敞开的大致U形的结构。在尤其优选的扩展方案中，第三条带至少部分地形成保护区域的上边缘。这些措施有助于机床操作者的最佳保护，因为这些措施实现针对在第一机床部件的加工运动的方向上的后续进入进行有效的保护。在另一扩展方案中，第一和第二条带分别具有上端部，其中第一条带的上端部突出于第三条带，并且其中第二条带的上端部与第三条带齐平。
该措施有助于进一步改进对机床操作员的保护。通过在一侧提高保护区域而在该侧上实现针对在第一机床部件的加工运动的方向上的后续进入的还更好的保护。这尤其适用于在朝向机床操作员的一侧上提高保护区域时。在另一扩展方案中，第一条带限定保护区域的第一侧边缘，其中第一条带具有距运动平面的限定的距离。优选地，限定的距离大于指宽并且尤其大于20mm。第一条带在操作员侧形成保护区域的外边缘。该措施有助于对操作员的最佳保护。因此，能够从操作员侧提早识别进入到运动平面中。在另一扩展方案中，第二条带大致设置在运动平面处。优选地，尽管将第二条带设置在运动平面处，然而所述第二条带没有位于运动平面中，而是与运动平面错开一段。换而言之，第二条带同样距运动平面一定距离地设置。然 而，所述距离明显小于在运动平面和第一条带之间的距离。小的距离尤其在弯曲箱子时是有利的，因为由此降低通过要加工的工件的竖起部分引起的错误报警的数量。另一方面，第二条带确保在运动平面处的重要的保护。在另一扩展方案中，保护区域形成至运动平面的两侧，其中第一条带和第二条带位于运动平面的不同的侧上。所述扩展方案确保针对来自于机床的后侧和前侧的进入的保护。因此，该扩展方案实现弃用禁止对于机床部件后侧的接近的防接近装置或者至少减少这种防接近装置。在另一扩展方案中，安全装置具有四个光学安全栅，所述光学安全栅连同第三条带一起限定保护区域的第二侧边缘。在所述扩展方案中，第三条带与第二条带相交，并且所述第三条带在侧向上突出于第二条带。然而，为了实现保护领域的扩展的侧向边缘而设置有第四光学安全栅，所述第四光学安全栅连同第三条带的自由端部一起限定保护区域的侧边缘。该扩展方案实现在危险的运动平面处的光学安全栅的高密度，以及具有相对少量的安全栅的、朝运动平面两侧扩展的二维的保护区域。在另一扩展方案中，第一和第二条带分别具有下端部，其中在两个下端部之间设置有第五光学安全栅，所述第五光学安全栅连同两个下端部一起限定保护区域的下边缘。优选地，第五光学安全栅接近第一条带并且更为远离第二条带地设置，并且在第五光学栅和第二条带(进而在保护区域的下边缘处的开口)之间的距离大于指宽。借助所述扩展方案，良好地识别从斜下方到保护区域中的进入，这有助于降低错误报警并且将光学栅的数量保持得低。在另一扩展方案中，机床具有超过行程，其中光学安全栅的数量能够根据超过行程的长度来配置。所述扩展方案实现优化对于实现保护功能所需要的计算耗费以及更好地避免错误报警。在具有大的超过行程的机床中需要高的保护区域，以便确保机床在进入到运动平面中时在其超过行程之内安全地达到静止状态。相反地，在具有小的超过行程的机床中具有低的高度的保护区域是足够的。有利地，保护区域的高度以多个步骤匹配于超过行程的长度。优选地，随着位于第三条带之下的光学栅的数量随着超过行程长度的降低而降低，其中在任何情况下，与相应超过行程的长度无关的第三条带是匹配于超过行程的保护区域的一部分。对于所述该措施的具体的实现而言，能够考虑不同的扩展方案。在第一扩展方案中，从全部的光学安全栅中将数据读入到评估单元中，其中在评估单元中仅仅评估那些限定匹配于超过行程的保护区域的光学栅的数据。相反地，在另一扩展方案中仅仅从限定匹配于超过行程的保护区域的光学栅中将数据读入到评估单元中。在另一扩展方案中，将尤其第一光学测量区域形式的第一光学测量栅设置在第二条带之下。与在此提出的保护区域的实现无关地，所述扩展方案就本身而言也是包括下述安全装置在内的所有此类安全装置的创造性的改进形式，所述安全装置没有由单独的光学栅构成保护区域，而是整面地借助照相传感器来监控。光学测量区域优选是在这种照相传感器上的所选出的像素区域，然而原则上也能够是单独的光电栅栏。光学测量栅在第一机床 部件的加工运动中在朝着待加工的工件的方向上首先被中断，因为所述光学测量栅设置在第二条带之下。因此，在工件进入到保护区域中之前，所述光学测量栅由工件中断。早中断测量栅有利地能够用于，引入“软”制动第一机床部件。因此，能够降低机床负荷、机床震动和机床磨损。此外，光学测量栅在优选的扩展方案中用于，引起后续的光学监控栅的消除。光学测量栅的用于触发消除实现了在加工运动过程中用于消除开始的极其精确限定的位置。此外，消除位置自动地匹配于变化的工件厚度。在另一扩展方案中，尤其第二光学测量区域形式的另一光学测量栅设置在第一和/或第二条带之上。借助所述扩展方案，新型的安全装置能够在切断信号之后估计第一机床部件的当前的超过行程，如在开始所述的DE 102004058472A1中所描述的。关于在超过行程测量中的细节至此参考该参考文献。优选地，安全装置在另一扩展方案中具有光发射器和光接收器，其中至少光接收器与第一机床部件耦联，使得所述光接收器在第一机床部件的加工运动中运行在边缘之前，其中光发射器产生尽可能平行于边缘延伸的并且照射光接收器的光束，其中光接收器具有带有多个图像点的图像传感器，以便记录光束的本地解析的图像，并且其中光学安全栅借助于所选择的图像点来实现。所述扩展方案使极其稳固的并且低成本的实现成为可能。其简化了新型的安全装置在机床上的校正并且实现了保护区域几何形状的简单的后续的变化。此外，所述扩展方案使得优选从上部起的消除的极其低成本和维护费用低的实现成为可能。在另一扩展方案中，新型安全装置的光学安全栅的横截面分别尽可能是正方点形的。所述扩展方案使尤其简单并且低成本地实现具有唯一照相传感器的分离的光学栅成为可能。大致呈正方点形的栅能够借助所选择的像素区域来实现，所述像素区域一方面是小的并且另一方面能够极其快速地读取。要理解的是，上面描述的和下面还要描述的特征不仅分别能够以所说明的组合应用，而且还能够以其他的组合应用或者单独地应用，而在此不离开本发明的范围。


在附图中示出并且在下面的描述中详细阐明本发明的实施例。其示出图I示出具有新型安全装置的实施例的压弯机的示意图，图2示出图I中的安全装置的示意图，图3示出光束的图像的简化图，所述光束照射在图I中的安全装置中的光接收器，和图4示出在新的消除开始时的图像的简化图。
具体实施例方式在图I中，作为用于新的安全装置的优选机床的压弯机整体设有附图标记10。在压弯机10处应用根据本发明的一个实施例的安全装置12，以便在压弯机10的工作运行中避免操作员受伤。然而，应再次指出，本发明不仅能够使用在压弯机中，而且在一般挤压的 情况下以及在其他两个机床部件实施相对彼此的加工运动的机床中也能够使用，因此例如也能在冲压或者切割机床中使用。本发明不限制于仅一个机床部件运动的应用情况。根据本发明的安全装置同样能够使用在多个机床部件相对彼此运动的机床中。压弯机10具有在该情况下上部的第一机床部件14和在此在下部的第二机床部件16。第一机床部件14具有上横梁18，例如弯曲阳模的上模具20设置在所述上横梁处。第二机床部件16具有下横梁22，例如阴模的下模具24设置在所述下横梁处。第一机床部件14能够经由驱动器26在箭头28的方向上实施加工运动。上模具20 (弯曲阳模)和下模具24 (阴模)共同形成压模，借助所述压模能够将工件30成形。工件3通常为钢板。上模具20具有在前运行的边缘32，所述在前运行的边缘基于加工运动28限定运动平面34。尤其当上模具20已经紧密地接近于下模具24时，物体每次进入到运动平面34中、例如借助操作员的手进入为危险情况。安全装置12用于检测在在前运行的边缘32的区域中的这种进入，以便根据此停止压弯机10的加工运动28，其中评估单元36也属于所述安全装置。安全装置12包含在此分别固定在上横梁18处的光发射器38和光接收器40。光发射器38和光接收器40与上横梁18耦联，使得所述光发射器和光接收器随着上模具20的加工运动28 —起运行。通过安装在上横梁18处，光发射器38和光接收器40运行在边缘32之前。光发射器38产生光束42，所述光束平行于上模具20的在前运行的边缘32延伸并且照射光接收器40。相应地，光发射器38和光接收器40形成光电栅栏，所述光电栅栏围绕上模具20的边缘32保护基本上通过光束42限定的保护空间。光发射器38具有光源,所述光源在优选的实施例中为具有大约701m / W光输出量的所谓功率LED。然而，原则上也能够为激光二极管、荧光管、卤素灯或者其他光源。光接收器40具有带有多个图像点46的图形传感器44。优选涉及具有图像点46的矩阵式布置方式的图形传感器，如在图3中示出。图像传感器44在优选的实施例中是具有对数变换特征曲线的CMOS (互补金属氧化物半导体)图像传感器。光接收器40还具有带有焦点的光学成像装置，孔径光阑设置在所述光学成像装置处。孔径光阑的净内直径在优选的实施例中位于大约50μπι至150μπι之间的范围内。在优选的实施例中，净内直径大约为75μπι。图I中示出的实施例从当今观点看是优选的，在所述实施例中光发射器38和光接收器40随着上模具20的加工运动28 —起运行。但是，如果所述光发射器例如产生平行于运动平面34的光带或者光平面，那么原则上光发射器也能够固定地设置。原则上，只要所述光接收器能够在上模具20的加工运动28的过程中在全部重要部位处记录光束42的图像，光接收器40就也能够是静止的。此外，评估单元36属于安全装置12。评估单元36能够与光发射器38和光接收器40分开设置。替选于此，评估单元36能够整体或者部分地集成在光发射器38和/或光接收器40中。评估单元36用于，控制光接收器40并且根据光接收器40提供的信号产生输出信号，以便停止上模具20的加工运动28。这启动借助光接收器记录的图像的评估，因此所述评估或者在光接收器40本身中进行或者在评估单元36中进行。因此，对于所述两个替选方案，由光接收器40提供的输出信号不同。评估单元36运行评估和控制程序。为此，评估单元36将信号输送给不同的开关和按键。例如两个极限开关48、50、踏板52、急停按键54、运行类型选择开关56和应答按键58属于所述开关和按键。两个极限开关48、50仅当上模具20位于其上止点中时才闭合。极限开关48、50的闭合位置指出压弯机10位于其用于执行工作循环的初始状态中。通过 操作踏板52启动压弯机10的工作循环。在危险情况中，操作员能够通过操作急停按键54来中断上模具20的加工运动28。安全装置12的保护区域模式能够经由操作类型选择开关56来选择，所述保护区域模式然后经由应答按键58来应答。本发明的申请人提供商标为PSS 和PNOZ 的多种优选的故障安全的评估单元。典型地，压弯机10除了评估单元36之外还具有控制“正常”运行过程的运行控制器60。原则上，运行控制器60能够与评估单元36组合，这通过虚线示出的壳体62来表明。也能够考虑，将评估单元36集成到运行控制器60中。评估单元36和运行控制器60能够交换数据，这通过箭头64来表明。在图I中示出的将光接收器40和驱动器60连接到评估单元36和运行控制器60处具有仅老套的特性。因此，例如放弃将驱动器26与控制单元36和运行控制器60连接。同样地，放弃对于如下保护器的描述，所述保护器设置在评估单元36和驱动器26之间并且用于将驱动器26与电源分开。这应该不具有限制性的作用。图2示出安全装置12的原理结构的示意图。评估单元36优选多通道冗余地构成，这在图2中借助于两个处理器70、72示出，所述处理器能够相互控制并且交换其处理结果。在特别优选的实施例中，处理器70、72是有差异的，这就是说，其为不同的处理器，以便降低同时出错的概率。两个处理器70、72中的每一个处理评估和控制程序，这储存在相应配设的存储区域74、76中。接口单元设有附图标记78，处理器70、72借助所述接口单元在输入端处读取输入信号并且在输出端处输出输出信号。在优选的实施例中，处理器70、72等产生故障安全的、优选冗余的输出信号79、79’，当于在前运行的边缘32之下的区域中检测到危险的进入时，借助所述输出信号停住上模具20的加工运动28。在图2中，示出对于阐明安全装置12的原理功能而言必需的部件和信号。因此，所述图不要求完整性。因此，例如在评估单元36中放弃示出诊断输出端。安全装置12具有内部的测试功能，使得其本身当在其或者与其连接的设备中出现错误功能时，总是确保压弯机10的安全状态。因此，对安全装置12自身的故障安全性提出极其高的要求。安全装置12必须包含预设的安全标准，所述安全标准例如记录在欧洲标准EN 954-1或者例如标准IEC 61508或者标准EN ISO 13849-1的类似的标准中。安全装置12至少满足欧洲标准EN 954-1的安全类别3或者其安全完整性等级(SIL)至少达到根据标准IEC 61508的等级2。光发射器38和光接收器40共同形成满足标准EN 61496-1的类型4的无接触作用的保护装置(BWS)。下面，根据挤压行程描述安全装置12的作用方式。压弯机10的操作员通过操作踏板52触发挤压行程。从上部止点出发，上模具20朝下模具24运动。通常，这以相对高的合模速度(例如>10mm/s ;快速行程)来进行。从上模具20的限定的行程起，评估单元36触发制动过程。如果上模具20达到低的合模速度(例如< lOmm/s，寸动行程)，那么这由评估单元36借助于为此构成的采集单元80示出。采集单元设置在压弯机10处并且产生相应的寸动行程信号。这能够有利地应用在一些实施例中，以便使安全装置失效(消除)，因此，尽管监控射束被工件30中断，上|旲具20仍能够完成加工运动。在达到下部的止点之后结束压弯过程，上模具20再次向上移动。在一些实施例中，能够取消从快速行程到寸动行程的转换，因为安全装置由于新的消除方法而能够监控危险的开口间隙直到结束。
如果物体在无消除的加工运动28中中断保护区域，那么这借助于保护区域状态信号82、84示出。这导致评估单元36控制设置在(没有示出的)驱动器26和(没有示出的)电源之间的保护器86、88，使得驱动器26与电源分离。因此，中断上模具20的加工运动28。当然，上模具20还继续运动其超过行程。在一些实施例中可能的是，一旦物体从保护区域中移出，就能够继续进行上模具20的加工运动28并且结束压弯过程。光接收器40包含两个输出开关元件。因此，能够产生两个冗余的保护区域状态信号82、84。两个保护区域状态信号82、84指出保护区域的状态。如果保护区域是空的，那么例如认为所述保护区域状态信号是数值1，如果相反地保护区域被中断，那么认为所述保护区域状态信号是数值O。在优选的实施例中，保护区域包含三个保护区域范围，即前部的、中部的和后部的保护区域范围。中部的保护区域范围在优选的实施例中基本上由第二条带的光学栅组成。分别从操作员侧来看，前部的和后部的区域包含设置在第二条带之前或者之后的光学栅。选择性可行的是，保护区域通过使前部的和/或后部的保护区域范围失效来匹配于处理过程。为了匹配保护区域，操作员操作运行类型选择开关56。运行类型选择开关56的每个位置与处理或者弯曲任务相关联、进而与保护区域模式相关联。优选地，区分下面四种保护区域模式-保护区域模式STANDARD(标准)，其中提供具有全部光电栅栏的完整的保护区域。所述保护区域模式主要应用在平面工件中。-保护区域模式KASTENBIEGEN(使箱子弯曲)，其中应用减小的保护区域，所述保护区域由中部和后部的保护区域范围的光学栅组成。所述保护区域模式有利地应用在下述工件中所述工件必须多次弯曲，例如在箱子的情况下。因为在所述处理中能够预料到前部的保护区域范围的光学栅的中断，所以使所述栅失效。因此，中断没有导致错误报警和加工运动28的停止。-保护区域模式ANSCHLAG(止挡)，其中应用减小的保护区域，所述保护区域由前部和中部的光学栅组成。当后部的止挡部到达运动平面24附近时，应用这种保护区域模式。因为在所述处理中能够预料到后部保护区域范围的光学栅的中断，所以使所述栅失效。
-保护区域模式KASTENBIEGENMIT ANSCHLAG (带有止挡地使箱子弯曲)，其中应用减小的保护区域，所述保护区域仅由第二条带的光学栅组成。所述保护区域模式组合了模式 KASTENBIEGEN 与 ANSCHLAG。操作员必须通过操作应答按键58来应答具有冗余的保护区域的所调出的保护区域模式。在成功应答之后，才实施具有减小的保护区域的挤压行程。将由应答按键58产生的信号输送给光接收器40。具有减小的保护区域的保护区域模式优选仅仅对于挤压行程是有效的。如果重新实施具有减小的保护区域的挤压行程，那么需要重新借助接下来的应答来经由运行类型选择开关56来选择期望的保护区域模式，所述应答通过操作应答按键58进行。评估单元36根据调出的保护区域模式产生输送给光接收器40的保护区域模式信号90、92。因此，光接收器40能够使保护区域的几何形状匹配于待执行的处理。因为两个 保护区域模式信号90、92在此能够认为分别是两种状态，所以在此总共能够区分四种保护区域模式。用于接收保护区域模式信号90、92的光接收器40的输入端故障安全地构成。超过行程是在检测到保护区域被进入之后上模具20还要经过的路程。在压弯机10运行时必须确保，尽管存在超过行程，上模具20仍可靠地在物体进入到运动平面34中之前达到静止状态。出于该原因，保护区域的高度在此能够匹配于压弯机10的超过行程，如原则上已经在DE 20217426U1中描述的。在一种情况下，在配置安全装置12的情况下经由按键94将超过行程输入并且储存在安全装置12中、优选储存在光接收器40中。然后，根据储存用于超过行程的数值来计算保护区域的最佳高度。将按键94设置在评估单元36处不应具有限制性的作用。例如，按键94也能够设置在光接收器40处。光接收器40具有其他的输入端和输出端。因此，基于运行控制器60，将挤压状态信号102输送给光接收器40。借助挤压状态信号102通知光接收器40 :上模具20位于上止点中。光接收器40产生开关信号104，借助所述开关信号所述光接收器能够接通或者断开光发射器38的光源。此外，光接收器40产生控制信号106，所述光接收器能够借助所述控制信号控制光发射器38的光源的强度。此外，基于评估单元36将设定信号107输出给光接收器40，所述设定信号告知光接收器40 :压弯机10位于运行类型EINRICHTEN (设定)中。如果压弯机位于运行类型EINRICHTEN，使那么安全装置12的安全功能失效。评估单元36构成用于，控制阀108。阀108能够为安全阀并且为吸入阀。图3示出光束图像的简化图，所述光束在安全装置中照射光接收器。如能够在图3中识别的，光束42在此具有圆形的横截面，所述光束照射图形传感器44。光发射器38设置在上模具20之下，使得上模具20的包括边缘32在内的下尖部在图像120中产生阴影图像。同样，具有工件30的下模具24在加工运动的终点产生阴影图像。在图3中示出的状况示出上模具20已经接近下模具24的情况。图像传感44具有多个图像点46，借助所述图像点在此本地解析地记录图像120。从多个图像点46中选出多个图像点，所述多个图像点监控是否能够在所述选出的图像点处检测到光束42。因此，选出的图像点形成光学安全栅130、134、138，当所述光学安全栅被物体中断时，所述光学安全栅分别触发切断信号79、79’。光学安全栅130、134、138在图3中借助上升的直线以阴影示出并且在此分别具有矩形的、优选尽可能正方点形的横截面。光接收器40与第一机床部件14耦联，使得所述光接收器在第一机床部件14的加工运动28中运行在边缘32之前。因此光学栅在加工运动28中随同运动，使得所述光学栅运行在边缘32之前。光学栅形成横截面为二维的保护区域124。在此，光学安全栅形成三个条带，即带有第一光学栅130的第一条带128、带有第二光学栅134的第二条带132和带有第三光学栅138的第三条带136。第一条带128和第二条带132彼此平行并且平行于运动平面34地相距第一距离。第三条带136位于第一条带128和第二条带132之间并且将这些条带彼此连接。第三条带136在此垂直于运动平面34。条带128、132和136连在一起并且形成(在加工运动的方向上)向下敞开的U形。在示出的优选实施例中，第三条带136与两个平行条带128、132相交，其中所述第三条带在机床的操作员侧与第一条带128齐平，而所述第三条带在背离操作员的一侧侧向突出于第二条带 132。第一条带128具有上端部142，并且第二条带132具有上端部144。上端部142在此突出于第三条带136，而上端部144与第三条带136齐平。 第一条带128形成保护区域124的第一侧边缘。在此，第一条带128具有距运动平面34相对大的距离。该距离在此明显大于指宽。第二条带132大致在运动平面34上延伸，然而相对于背离操作员的一侧偏置。因此，所述第二条带具有距运动平面34极其小的距离。如在图3的描述中能够看出，第一条带128和第二条带132位于运动平面34的不同的侧上。在此，第四光学安全栅148设置在运动平面34的安置有第二条带132的那一侧上，以便改进机器在背离操作员的一侧上的保险。第四光学安全栅148连同第三光学安全栅一起在第三条带的自由端部处限定保护区域124的第二侧边缘。在此，在第一和第二条带128和132的下端部之间设置有第五光学安全栅156。在第五安全栅156和第二条带之间保留有大于指宽的开口 158。第五光学安全栅156连同条带128、132的两个下端部一起限定保护区域124的下边缘。在此，在保护区域之下设置有测量区域160形式的超前的测量射束。超前的测量区域160由所选出的图像点形成并且触发连续地消除光学栅130、134、138、148、156。在优选的实施例中，安全装置在测量区域160被中断的情况下置于特殊的消除模式中。在所述特殊的消除模式中，保护区域借助于测量区域160在危险的夹紧点处静止地直接保持在工件30之上，并且分别稍微在将上模具20沉入到从现在开始空间上静止的保护区域中之前，使光学栅130、134、138、148、156从上到下连续地失效。在优选的实施例中，通过分别将相应评估的图像点与上模具的加工运动同步地然而以相反的方向(在当前的情况下即向上)移动，将光学安全栅130、134、138、148、156和测量区域160静止地直接保持在夹紧点之上。在一些优选的实施例中，光学栅130、134、138、148、156在特殊的消除模式中的设置和分布能够不同于在加工运动中的前面的测量射束160仍未接触工件(即在特殊的消除模式之外)的阶段。在优选的实施例中，第三条带136在特殊的消除模式开始时移动到保护区域的下边缘处，使得三个条带128、132和136现在形成向上敞开的U形或者其他的罐形结构。在图4中示例地示出在消除开始时光学安全栅130、134、138、148、156的这种布置和分布。因此，上模具在特殊的消除模式中从上部沉入到罐形的、至少尽可能静止的保护区域中，所述保护区域直接地位于工件上。在所述实施例的一些变型形式中，第一条带128’还能够具有其他的栅130’，所述栅相对于上模具的运动方向向上延长条带128’，使得在操作员一侧上形成阻止从斜上方进入的还更高的“保护壁”。此外，条带128’能够相对于上模具倾斜，并且/或者能够在条带128’和上模具之间设置其他的光学安全栅。在优选的实施例中，在压弯机10的运行中重复地检测超过行程并且与之前存储的数值相比较。如果在检验时确定，测量出的超过行程大于存储的数值，那么产生报错信号。超过行程的监控有利地根据一定方法并借助评估和控制单元来进行，如在DE102004058472A1中描述的。在此处示出的实施例中，在第二条带132之上设置有附加的测量射束162以用于监控超过行程。一旦保护区域状态信号82、84显示光学安全栅130、134、138、148、156中的一个被中断，就开始测量超过行程。在上模具20达到静止状态之后，评估测量区域162。如果在评估中确定，测量区域162没有中断，那么这表示，超过行程位于通过存储的数值预设的范围之内。如果相反地确定随后的测量区域162中断，那么超过行程就是过长的。优选地，超过行程测量或者超过行程检测在光接收器40中进行，其中结果经由两个安全的输出端借助于两个冗余的超过行程测量信号96、98输送给评估单元36。在此，如果超过行程位于预设的范围之内，那么超过行程测量信号96、98例如认为是数值1，并且如果超过行程位于预设的范围之外，那么认为是数值O。 在一些实施例中，待评估的光学安全栅130、134、138、148、156的数量能够取决于超过行程的长度并且能够由操作员来配置，如在DE20217426U1中所描述的，其在此通过引用并入本文。
权利要求
1.用于机床(10)的安全装置，其中第一机床部件(14，18，20)相对于第二机床部件(16,22,24)实施加工运动(28)，其中所述第一机床部件(14，18，20)具有在运动方向上在前运行的边缘(32)，所述边缘限定运动平面(34)，所述安全装置具有多个光学安全栅(130，134，138，148，156)和评估单元(36)，其中所述光学安全栅(130，134，138，148，156)在所述加工运动(28)中随着所述第一机床部件(14，18，20) —起运动，使得所述光学安全栅以不同的距离运行在所述边缘(32)之前，其中所述光学安全栅(130，134，138，148，156)形成在横截面中为二维的保护区域(124)，并且其中所述评估单元(36)构成用于，根据所述光学安全栅(130，134，138，148，156)产生用于停止所述第一机床部件(14，18，20)的停止信号， 其特征在于，将所述光学安全栅(130,134，138，148，156)尽可能静止地保持在所述第二机床部件的区域中直至所述加工运动(28)结束，其中所述评估单元(36)构成用于，在所述光学安全栅(130，134，138，148，156)被所述第一机床部件(14，18，20)中断之前，时间上依次分别使所述光学安全栅(130，134，138，148，156)失效。
2.根据权利要求I所述的安全装置，其特征在于，所述安全装置(12)具有光发射器(38)和光接收器(40)，其中至少所述光接收器(40)与所述第一机床部件(14，18，20)耦联，使得所述光接收器在所述第一机床部件(14，18，20)的所述加工运动(28)中运行在所述边缘(32)之前，其中所述光发射器(38)产生照射所述光接收器(40)的光束(42)，其中所述光接收器(40)具有带有多个图像点(46)的图像传感器(44)，以便记录所述光束(42)的本地解析的图像(120)，并且其中所述光学安全栅(130，134，138，148，156)借助于所选择的图像点(126)来实现。
3.根据权利要求I或2所述的安全装置，其特征在于具有光学测量栅(160)，所述光学测量栅在所述加工运动(28)的方向上设置在所述光学安全栅(130，134，138，148，156)之N / .刖。
4.根据权利要求I至3之一所述的安全装置，其特征在于，所述光学安全栅(130，134，138，148，156)形成光学安全栅的至少三个相关联的条带，其中带有第一光学安全栅(130)的第一条带(128)和带有第二光学安全栅(134)的第二条带(132)大致彼此平行地设置，并且带有第三光学安全栅(138)的第三条带(136)位于所述第一条带和所述第二条带(128，132)之间，其中所述第一条带和所述第二条带(128，132)分别基本上平行于所述运动平面(34),并且所述第三条带(136)基本上与所述运动平面(34)垂直。
5.根据权利要求4所述的安全装置，其特征在于，所述第三条带(136)至少部分地形成所述保护区域(124)的上边缘。
6.根据权利要求4或5所述的安全装置，其特征在于，所述第一条带和所述第二条带(128，132)分别具有上端部，其中所述第一条带(128)的所述上端部突出于所述第三条带(136)，并且其中所述第二条带(132)的所述上端部与所述第三条带(136)齐平。
7.根据权利要求4至6之一所述的安全装置，其特征在于，所述第一条带(128)限定所述保护区域(124)的第一侧边缘，其中所述第一条带(128)具有距所述运动平面(34)的限定的距离。
8.根据权利要求4至7之一所述的安全装置，其特征在于，所述第二条带(132)大致设置在所述运动平面(34)处。
9.根据权利要求4至8之一所述的安全装置，其特征在于，所述保护区域(124)形成至所述运动平面(34)的两侧，其中所述第一条带(128)和所述第二条带(132)位于所述运动平面(34)的不同的侧上。
10.根据权利要求4至9之一所述的安全装置，其特征在于第四光学栅(148)，所述第四光学栅连同所述第三条带(136) —起限定所述保护区域(124)的第二侧边缘。
11.根据权利要求4至10之一所述的安全装置，其特征在于，所述第一条带和所述第二条带(128，132)分别具有下端部，其中在两个所述下端部之间设置有第五光学栅(156)，所述第五光学栅连同两个所述下端部一起限定所述保护区域(124)的下边缘。
12.根据权利要求I至11之一所述的安全装置，其特征在于，所述机床(10)具有超过行程，其中能够根据所述超过行程的长度来配置多个所述光学安全栅(130，134，138，148，156)的数量。
13.根据权利要求I至12之一所述的安全装置，其特征在于，在所述第一机床部件(14，18，20)和所述保护区域(124)之间设置有另一光学测量栅(162)。
14.根据权利要求I至13之一所述的安全装置，其特征在于，所述光学安全栅(130，·134，138，148，156)的横截面分别是矩形的，尤其是正方点形的。
全文摘要
一种用于机床(10)的安全装置具有多个光学安全栅(130，134，138，148，156)和评估单元(36)，其中第一机床部件(14，18，20)随着在前运行的边缘(32)相对于第二机床部件(16，22，24)实施加工运动(28)。光学安全栅(130，134，138，148，156)在加工运动(28)中随着第一机床部件(14，18，20)一起运行，使得所述光学安全栅以不同的距离运行在边缘(32)之前。光学安全栅(130，134，138，148，156)形成在横截面中为二维的保护区域(124)。评估单元(36)构成用于，根据光学安全栅(130，134，138，148，156)产生用于停止第一机床部件(14，18，20)的停止信号。根据本发明的一个方面，将光学安全栅(130，134，138，148，156)直至加工运动(28)结束尽可能静止地保持在第二机床部件(16，22，24)的区域中。此外，评估单元(36)构成用于，在所述光学安全栅(130，134，138，148，156)被第一机床部件(14，18，20)中断之前，时间上依次分别使光学安全栅(130，134，138，148，156)失效。
文档编号B21D55/00GK102822589SQ201180017492
公开日2012年12月12日 申请日期2011年3月29日 优先权日2010年3月29日
发明者马克·胡夫纳格尔, 罗朗德·莱布弗阿尔特 申请人:皮尔茨公司