專利名稱：用于確定設(shè)備中的超程的安全裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于設(shè)備的安全裝置，在所述安全裝置中，第一設(shè)備部件進(jìn)行朝向第二設(shè)備部件的工作移動(dòng)，其中所述第一設(shè)備部件具有在所述移動(dòng)方向上的前緣；包括至少一個(gè)第一光障和一個(gè)第二光障，其在所述工作移動(dòng)中與所述第一設(shè)備部件一起移動(dòng)，其中所述第一光障在所述前緣之前的第一距離處延伸，所述第二光障被設(shè)置為離所述第一光障為第二距離；以及，包括控制單元，其被配置以便，當(dāng)所述第一光障被打斷時(shí)，制動(dòng)所述第一設(shè)備部件的所述工作移動(dòng)。
本發(fā)明還涉及一種用于在設(shè)備中確定超程的方法，在所述設(shè)備中，第一設(shè)備部件進(jìn)行朝向第二設(shè)備部件的工作移動(dòng)，其中所述第一設(shè)備部件具有在所述移動(dòng)方向上的前緣，所述方法包括以下步驟提供至少一個(gè)第一光障和一個(gè)第二光障，其在所述工作移動(dòng)中與所述第一設(shè)備部件一起移動(dòng)，其中所述第一光障在所述前緣之前的預(yù)定第一距離處延伸，所述第二光障被設(shè)置為離所述第一光障為預(yù)定第二距離，以及，當(dāng)所述第一光障被打斷時(shí)，制動(dòng)所述第一設(shè)備部件的所述工作移動(dòng)。
從DE 202 17 426 U1中可以獲知這種安全裝置和方法。
更具體的是，本發(fā)明涉及一種用于彎板機(jī)、折彎臺(tái)(folding bench)、沖壓機(jī)、切割機(jī)或者任何其它其中兩個(gè)設(shè)備部件相對(duì)彼此移動(dòng)的設(shè)備中的安全裝置。然而，其并不限于這些應(yīng)用，而同樣可以用于其它設(shè)備，在所述設(shè)備中，可以使用以非接觸的方式工作的同時(shí)移動(dòng)的防護(hù)裝置(統(tǒng)稱為電敏防護(hù)設(shè)備)來防止事故。
背景技術(shù)：
上述DE 202 17 426 U1公開了一種安全裝置，所述裝置在其工作移動(dòng)中共具有8個(gè)光障延伸在移動(dòng)設(shè)備部件之前。在移動(dòng)平面上或其附近將四個(gè)第一光障設(shè)置在逐漸增大的第一距離處，所述移動(dòng)平面由所述前緣限定作為工作移動(dòng)的結(jié)果。將四個(gè)第二光障設(shè)置為平行于移動(dòng)平面，但具有向操作者一側(cè)的偏移。另外，將第二光障設(shè)置為略高于第一光障，從而在工作移動(dòng)中，每個(gè)第一光障在第二光障之前延伸。該現(xiàn)有技術(shù)的安全裝置的特定方面在于，通過配置方法，可以將選定的第一(和第二)光障永久地去激活(deactivate)。從而可以簡單地使已知的安全裝置適應(yīng)具有不同移動(dòng)速度和不同超程(制動(dòng)距離)的設(shè)備。在非常慢的設(shè)備的情況中，超程通常較短，在這種情況中，已知的安全裝置只需要幾個(gè)光障，并將所述光障設(shè)置在離移動(dòng)設(shè)備部件的前緣的較小距離處。然而，在高速設(shè)備的情況下以及在只具有簡單液壓驅(qū)動(dòng)器的設(shè)備的情況下，接近前緣的光障在可能的事故之前不能及時(shí)制動(dòng)移動(dòng)設(shè)備部件。在這種情況下，還使用在更靠前之處延伸的光障。
最后，對(duì)已知安全裝置的合適配置從而依賴于設(shè)備的超程。為了在設(shè)備上正確地配置已知安全裝置，希望可以確定當(dāng)前的超程。另外，出于安全原因，希望檢查相關(guān)于超程的選定配置。在這方面，上述DE 202 17 426U1提出了一種存儲(chǔ)在設(shè)備的控制單元中的程序模塊，其允許自動(dòng)確定當(dāng)前超程。在實(shí)際中，通常使用CNC控制單元用于該目的，其中使移動(dòng)設(shè)備部件在測試模式中以其工作速度移動(dòng)，然后通過緊急關(guān)機(jī)按鈕觸發(fā)緊急制動(dòng)。一旦設(shè)備部件已經(jīng)靜止，則可以利用在緊急制動(dòng)時(shí)的位置由CNC控制單元確定當(dāng)前超程。
該過程的優(yōu)勢在于，由于CNC控制單元被設(shè)計(jì)用于精確的位置和移動(dòng)控制，從而可以通過CNC控制單元精確確定超程。另外，現(xiàn)在，很多包括移動(dòng)設(shè)備部件的設(shè)備都具有CNC控制器。
然而，該過程的缺點(diǎn)在于，根據(jù)相關(guān)的安全規(guī)定，例如歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN954-1，CNC控制單元通常是不安全的。由于對(duì)已知安全裝置的超程確定是安全相關(guān)的測量變量，因此必須采取附加的裝置。通常，需要附加的位置傳感器，例如切換攝像機(jī)(switching cam)，只用于安全相關(guān)的位置檢測。

發(fā)明內(nèi)容
在該背景技術(shù)下，本發(fā)明的目的是提供一種可選方案，其允許在上述類型的設(shè)備中成本效率高、方便并安全地確定設(shè)備中的超程。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，可以通過在開始提出的類型的安全裝置來實(shí)現(xiàn)該目的，所述安全裝置還包括，測試單元，其用于在所述第一設(shè)備部件已經(jīng)被制動(dòng)后測試所述第二光障是否已經(jīng)被打斷；以及阻礙單元，其用于根據(jù)來自所述測試單元的測試結(jié)果阻礙所述第一設(shè)備部件的工作移動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還可以通過在開始提出的類型的方法來實(shí)現(xiàn)該目的，其中，在所述第一設(shè)備部件已經(jīng)靜止后，進(jìn)行測試以確定所述第二光障是否已經(jīng)被打斷；以及，使用所述第二預(yù)定距離作為所述超程的閾值。
本發(fā)明從而基于這樣的構(gòu)思，即利用安全裝置自身的光障來確定超程。由于對(duì)安全裝置的信號(hào)處理本身被設(shè)計(jì)為符合相關(guān)安全規(guī)定，并且由于在任何情況下都需要將安全裝置安裝到設(shè)備上，從而，新型的方法是非常具有成本效率的。尤其是，其允許使用額外的安全相關(guān)的位置傳感器，雖然該位置傳感器顯然還可以出于其它原因被使用。
另一優(yōu)勢為非接觸方式，從而可以無磨損地確定超程。這減少了在對(duì)新型安全裝置的維護(hù)和操作成本方面的復(fù)雜性。
另外，無論各個(gè)設(shè)備是否具有CNC控制器，該新方法都允許可靠地確定超程。從而，該新方法可以非常有利地用于不具有CNC控制器地運(yùn)行的“小型”設(shè)備上，或者可以通過簡單的改進(jìn)用于較老的沒有CNC控制器的設(shè)備上。
最后，由于大量排除了故障運(yùn)轉(zhuǎn)和/或操作，因此該新型方法允許非常安全地、并且方便地確定超程。當(dāng)至少兩個(gè)光障由制造商預(yù)先固定地設(shè)置在相對(duì)于彼此的嚴(yán)格位置時(shí)尤其如此，這也展現(xiàn)出對(duì)安裝和組裝的簡化。尤其是，優(yōu)選將光障的全部接收器(或者位于發(fā)射端的全部發(fā)射器)預(yù)先組裝到共有的外殼中或共有的安裝臺(tái)上，其結(jié)果為，當(dāng)安裝安全裝置時(shí)，只需要安裝一個(gè)“接收器塊”(或者一個(gè)“發(fā)射器塊”)。
與通過CNC控制單元確定超程相比，新方法具有這樣的缺點(diǎn)，即只能利用在第一和第二個(gè)光障之間的(第二)預(yù)定距離的間距來確定所述超程。然而，對(duì)該情況的精確分析示出，本申請(qǐng)的該缺點(diǎn)是容易接受的，因?yàn)橹恍枰O(jiān)測極值。在進(jìn)行確保設(shè)備的安全性時(shí)，不需要精確地確定超程。而是，對(duì)于安全裝置的配置，確保在任何情況下的實(shí)際超程不會(huì)超過設(shè)置的基數(shù)值已經(jīng)足夠。如果滿足該條件，則即使實(shí)際超程不是精確地對(duì)應(yīng)于第二距離，所述新型安全裝置仍可以可靠地工作。
總之，新型安全裝置和新的方法從而允許經(jīng)濟(jì)效率高地、方便并可靠地確定超程。從而完全實(shí)現(xiàn)了上述目的。
在本發(fā)明的改進(jìn)中，提供靜止指示器，其一旦工作移動(dòng)被制動(dòng)便指示第一設(shè)備部件何時(shí)到達(dá)靜止?fàn)顟B(tài)，優(yōu)選的是，其自動(dòng)指示所述靜止。優(yōu)選將該靜止指示器連接到測試單元，使得一旦移動(dòng)設(shè)備部件已經(jīng)最終靜止，所述測試單元便只檢查第二光障。
在該改進(jìn)中，可以自動(dòng)完成對(duì)超程的確定?？蛇x的是，如果操作者已經(jīng)識(shí)別移動(dòng)設(shè)備部件已經(jīng)完全靜止，則還可以通過手動(dòng)輸入開始對(duì)超程的確定。除了增加的方便性以外，該改進(jìn)更加可靠，因?yàn)榉乐沽隋e(cuò)誤輸入和“過早”地檢查第二光障的情況。
在本發(fā)明另一優(yōu)選改進(jìn)中，在工作移動(dòng)的方向上，將第二光障設(shè)置為比第一光障更接近前緣。
在這樣的設(shè)備中，其中移動(dòng)設(shè)備部件從上部靜止位置向下進(jìn)行其工作移動(dòng)，例如在彎板機(jī)的情況下，該改進(jìn)使得，第二光障被放置為高于第一光障。然而，這種改進(jìn)并不限于該優(yōu)選設(shè)備，并包括類似的擴(kuò)展設(shè)備，在所述設(shè)備中，移動(dòng)設(shè)備部件從底部向上、或者任何其它希望的方向執(zhí)行其工作移動(dòng)。另外，還可以包括這樣的情況，其中兩個(gè)或更多的設(shè)備部件同時(shí)相對(duì)彼此移動(dòng)。在任何情況下，該改進(jìn)的優(yōu)勢在于，可以將第二設(shè)備部件用作第二光障的參考點(diǎn)。換句話說，通過進(jìn)行檢查以判斷第二光障是否被第二設(shè)備部件或者與其相關(guān)的障礙物打斷，則可以在第一移動(dòng)設(shè)備部件一旦到達(dá)靜止點(diǎn)時(shí)(從而在超程后)確定其位置。這種改進(jìn)利用在開始描述的類型的安全裝置允許尤其在彎板機(jī)或類似設(shè)備上特別簡單而可靠地確定超程。
在另一改進(jìn)中，可以將阻礙單元配置為使得，如果第二光障在靜止后已經(jīng)被打斷，則所述阻礙單元可以阻礙第一設(shè)備部件的工作移動(dòng)。
該改進(jìn)進(jìn)一步簡化了對(duì)超程的確定。具體是，可以容易地確定移動(dòng)設(shè)備部件的超程是否小于在兩個(gè)光障之間的預(yù)定第二距離。然而，作為對(duì)此的可選方案，在其中如果第二光障在第一設(shè)備部件已經(jīng)靜止后未被打斷、但是已超過預(yù)定超程的情況下，還可以通過例如由第二光障照明的合適的傳感器陣列來進(jìn)行所述確定，所述傳感器陣列一旦移動(dòng)的第一設(shè)備部件靜止便提供關(guān)于其位置的信息。
在另一改進(jìn)中，將控制單元配置為，如果第二光障被打斷，則制動(dòng)第一設(shè)備部件的工作移動(dòng)。
在該改進(jìn)中，第二光障還充當(dāng)“實(shí)際安全光障”，即，其不僅僅用于一旦移動(dòng)設(shè)備部件靜止便確定所述移動(dòng)設(shè)備部件的位置。從而，尤其當(dāng)?shù)诙庹媳辉O(shè)置為比第一光障更接近前緣時(shí)，以成本效率高的方式獲得了額外的安全性。在這種情況下，可以以非常簡單而可靠的方式檢測后來任何對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域的侵入。
在另一改進(jìn)中，提供多個(gè)第一光障，其在前緣之前的逐漸增大的第一距離處延伸，其中在工作移動(dòng)中，可以對(duì)至少一個(gè)第一光障去激活。
該改進(jìn)有利地結(jié)合了本發(fā)明與從DE 202 17 426 U1獲知的安全裝置的配置。在它的一般形式中，本發(fā)明并不限于該改進(jìn)。然而，優(yōu)選改進(jìn)為在開始提到的設(shè)備引入非常彈性的并且成本效率高的安全裝置。
在另一改進(jìn)中，提供輸入單元以輸入?yún)?shù)值，所述參數(shù)值表示第一設(shè)備部件的超程，其中，根據(jù)所述參數(shù)值，可以去激活至少一個(gè)第一光障。
該改進(jìn)結(jié)合了本發(fā)明的基本構(gòu)思與在配置安全裝置時(shí)輸入的參數(shù)。作為對(duì)此的可選方案，還可以例如通過如下獲得合適的配置，其中對(duì)每個(gè)可用的配置進(jìn)行試驗(yàn)和誤差測試，以確定其是否允許對(duì)考慮超程的設(shè)備的安全斷開。然而，優(yōu)選的參數(shù)輸入確實(shí)減少了必要的測試進(jìn)行次數(shù)，從而允許更快并更靈活的配置。
在優(yōu)選改進(jìn)中，將所述參數(shù)值輸入在開始提到的控制單元的存儲(chǔ)器中。在這種情況下，控制單元優(yōu)選是故障保險(xiǎn)的PLC(可編程邏輯控制器)，其由本發(fā)明的申請(qǐng)人以商標(biāo)名PSS推入市場。該改進(jìn)具有的優(yōu)勢在于，可以通過控制單元提供多個(gè)其它配置。從而可以以非常靈活的方式使新型安全裝置適配于特定設(shè)備。例如，在該改進(jìn)中，盡管要求安全措施，但仍可以最小化設(shè)備的循環(huán)時(shí)間。
在可選改進(jìn)中，通過DIP開關(guān)、跳線或者其它可手動(dòng)操作的輸入元件來輸入?yún)?shù)。該改進(jìn)允許非常簡單的參數(shù)輸入，并且尤其適用于不具有安全PLC地進(jìn)行操作的安全裝置。在最后提到的情況中，優(yōu)選在每次電壓被重新返回到設(shè)備時(shí)讀取輸入元件，這對(duì)于有意或者無意的操作提供高安全性。
在另一改進(jìn)中，提供了第三光障，其自身也是從DE 202 17 426 U1獲知的安全裝置的發(fā)明性發(fā)展，所述第三光障在工作移動(dòng)的方向上延伸在第一光障之前的第三距離處，其中控制單元被配置為，當(dāng)?shù)谌庹媳淮驍鄷r(shí)，降低第一設(shè)備部件的移動(dòng)速度，以便以減小的移動(dòng)速度移動(dòng)第一設(shè)備部件。
該改進(jìn)中的第三光障不充當(dāng)“安全光障”，所述“安全光障”的打斷會(huì)導(dǎo)致工作移動(dòng)被制動(dòng)。而是，第三光障在這里用作傳感器元件，用于從高速的工作移動(dòng)(快速移動(dòng))切換到低速的工作移動(dòng)(慢速移動(dòng))。以這種方式切換有助于增加設(shè)備的產(chǎn)率，其中當(dāng)以較高速度使設(shè)備到達(dá)工作位置，以使工件例如從所述工作位置變形時(shí)，僅僅以更安全、較低的速度進(jìn)行工作移動(dòng)的最后危險(xiǎn)部分。這里，已經(jīng)使用額外的位置傳感器用于在高速移動(dòng)和慢速移動(dòng)之間切換，然而，在該改進(jìn)中可以不用所述位置傳感器。另外，第三光障允許對(duì)過程變量的確定，例如將要加工的工件的厚度或者移動(dòng)設(shè)備部件的速度等。在制造工序中可以有利地考慮這些過程變量。
在另一改進(jìn)中，一旦第三光障被打斷，提供輸入單元，用于輸入延遲時(shí)間參數(shù)，以延遲移動(dòng)速度的降低。
如果使用多個(gè)第一光障，則該改進(jìn)尤其有利，在配置過程中可以對(duì)其中至少幾個(gè)第一光障永久地去激活(即，至少在整個(gè)工作移動(dòng)期間)。在該情況下的優(yōu)選改進(jìn)允許，一旦第三光障已經(jīng)被打斷時(shí)延遲對(duì)移動(dòng)設(shè)備部件的制動(dòng)，以盡可能快地將移動(dòng)設(shè)備部件移動(dòng)到工件。從而可以獨(dú)立于安全裝置的選定配置而實(shí)現(xiàn)最小工作周期。
在另一改進(jìn)中，提供輸入單元用于為第一設(shè)備部件輸入工件厚度參數(shù)和/或移動(dòng)速度參數(shù)。
如果已知上述兩個(gè)參數(shù)值的至少之一，則可以通過第三光障確定或檢查各個(gè)其它參數(shù)值。例如，當(dāng)已知移動(dòng)設(shè)備部件的移動(dòng)速度時(shí)，可以通過第三光障確定將要加工的工件厚度。另一方面，當(dāng)已知工件厚度時(shí)，可以確定移動(dòng)設(shè)備部件的速度。該優(yōu)選改進(jìn)從而使得可以以高成本效率的方式獲得過程參數(shù)，所述參數(shù)可以用于優(yōu)化制造工序。另外，在該改進(jìn)中，通過識(shí)別例如材料厚度超過預(yù)訂閾值的工件，還可以進(jìn)一步增加操作的可靠性，對(duì)于所述工件可以取消對(duì)其的加工。另一方面，通過已知厚度的標(biāo)準(zhǔn)測試工件，能夠以非常簡單而安全的方法來控制第一設(shè)備部件的移動(dòng)速度。
在另一改進(jìn)中，第三距離在約5mm到約20mm的范圍中。
該第三距離的參數(shù)范圍已經(jīng)證明至少對(duì)于在目前的彎板機(jī)中應(yīng)用尤其有利。
在另一改進(jìn)中，光障包括至少一個(gè)接收器部件，并且將測試單元和阻礙單元集成到該接收器部件中。
該改進(jìn)允許使用新的安全裝置，無論是否存在安全PLC和/或者CNC控制器。即使對(duì)于不具有上述控制器的較老的和/或者小型的設(shè)備，也可以以非常簡單并且成本效率高的方式加以改進(jìn)。
顯然，上述的以及下文將描述的特征，不僅可以用于給定組合中，還可以用于其它組合中、或者其自身單獨(dú)使用，而不會(huì)偏離本發(fā)明的范圍。


將在下文中更詳細(xì)地描述、以及在附圖中示出本發(fā)明的示例實(shí)施例。其中圖1簡化示出了包括新型安全裝置的彎板機(jī)；圖2示意示出了在圖1示出的彎板機(jī)中的光障的示例性實(shí)施例；圖3示出了簡化的流程圖，用于說明根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例確定超程的方法；以及圖4示出了簡化的流程圖，用于在本發(fā)明優(yōu)選示例性實(shí)施例中，說明圖1所示的彎板機(jī)的工作周期。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，用標(biāo)號(hào)10總體表示作為新的安全裝置的優(yōu)選設(shè)備的彎板機(jī)。然而，可以理解，本發(fā)明不僅可以用于彎板機(jī)中，還可以用于其它設(shè)備中，在所述設(shè)備中，兩個(gè)設(shè)備部件相對(duì)于彼此進(jìn)行工作移動(dòng)。
彎板機(jī)10具有上部工具12和下部工具14。上部工具12根據(jù)本發(fā)明通常是移動(dòng)的第一設(shè)備部件，以及下部工具14是第二設(shè)備部件。標(biāo)號(hào)16以簡化的方式表示了兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器，通過所述驅(qū)動(dòng)器，可以在箭頭18的方向?qū)⑸喜抗ぞ?2朝向下部工具14移動(dòng)。將陽模20設(shè)置在上部工具12上。標(biāo)號(hào)22表示對(duì)雙手操作的開關(guān)的簡化示出，其必須通過雙手來致動(dòng)，以啟動(dòng)并實(shí)施彎板機(jī)10的工作周期。對(duì)此可選的是，還可以利用合適的腳踏板或其它致動(dòng)元件來操作彎板機(jī)10。
將陰模24設(shè)置在下部工具14上，將工件26，例如片狀金屬部件，放置在所述陰模24上。將陽模20的下端設(shè)計(jì)為陰模24的互補(bǔ)，并且當(dāng)將其插入陰模24中時(shí)(如圖2)，使得工件26可以不斷開地變形。
標(biāo)號(hào)28和30表示兩個(gè)支架，其被設(shè)置在上部工具12上、陽模20的左邊和右邊。發(fā)射器(這里沒有單獨(dú)示出)位于支架28的末端，兩個(gè)或多個(gè)的接收器(未單獨(dú)示出)位于支架30的末端。發(fā)射器和接收器形成光障裝置，其產(chǎn)生兩個(gè)或更多的光束32、33。光束32、33在本發(fā)明中表示第一和第二光障。它們近似平行于陽模20的下部邊緣地延伸，如下面參考圖2的更詳細(xì)的描述。作為使用“常規(guī)”光障的可選方案，屏障32、33還可以通過攝像機(jī)或其它電磁束來實(shí)現(xiàn)。重要的是，至少一個(gè)屏障在陽模20的下部前緣之前延伸，所述屏障不具有物質(zhì)性質(zhì)，并且在本發(fā)明中用作第一屏障。
如從上述DE 202 17 426 U1中獲知的，光障32、33沿著箭頭18的方向隨陽模20向下移動(dòng)。
在標(biāo)號(hào)34和36處，示意示出兩個(gè)末端開關(guān)，其只在上部工具12位于其上部終點(diǎn)位置時(shí)閉合。末端開關(guān)34、36的閉合位置從而表示彎板機(jī)10位于其用于進(jìn)行工作周期的初始狀態(tài)。
在標(biāo)號(hào)40處，簡化地示出了控制單元，其控制至少彎板機(jī)10的一些功能。在優(yōu)選示例性實(shí)施例中，控制單元是故障保險(xiǎn)的PLC，如本申請(qǐng)人已經(jīng)以商標(biāo)名PSS將其市場化的PLC?？刂茊卧?0包括(以簡化形式示出)接口部分42和兩個(gè)或者更多的冗余信號(hào)處理信道。這里，用處理器44a、44b、第一存儲(chǔ)器46a、46b以及第二存儲(chǔ)器48a、48b表示每個(gè)信號(hào)處理信道。其它存儲(chǔ)器被象征性地示出。處理器44a、44b可以通過合適的接口相互通信，所述接口例如為總線連接或雙端口RAM，從而可以在各自的處理結(jié)果上進(jìn)行似真性檢查。接口部件42具有多個(gè)輸入和輸出，其上連接有彎板機(jī)10的傳感器和致動(dòng)器。具體是，將雙手操作開關(guān)22、末端開關(guān)34、36以及至少光障部件的接收器30連接在這里。另外，彎板機(jī)16的驅(qū)動(dòng)器16可以通過合適的致動(dòng)器，例如接觸器(這里未示出)而被斷連。
在示出的示例實(shí)施例中，接收器30包括測試單元54和阻礙單元56，其在這里只是示意示出。它們都是功能性的，所述功能性或者被存儲(chǔ)為接收器30的微控制器(這里為示出)的程序模塊，或者被實(shí)現(xiàn)為永久布線的邏輯電路的形式，例如ASIC形式。作為對(duì)此的可選方案，還可以將測試單元和阻礙單元的功能性在控制單元40中實(shí)現(xiàn)為例如程序模塊，以冗余的形式將其存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器46、48中。在其它示例性實(shí)施例中，將控制單元的功能性例如作為程序模塊和/或永久布線的邏輯電路部分地或全部地集成到接收器30中。后一實(shí)現(xiàn)具有這樣的優(yōu)勢，即新型的安全裝置與其它可能被提供在受監(jiān)控設(shè)備上的控制單元是獨(dú)立的。
標(biāo)號(hào)58示意示出了兩個(gè)加速度傳感器，在安全裝置的一個(gè)示例性實(shí)施例中將其也集成到接收器30中。
作為對(duì)此的可選方案或補(bǔ)充，可以將一個(gè)或多個(gè)加速度傳感器設(shè)置在移動(dòng)的上部工具12的另一點(diǎn)上。如在本申請(qǐng)人的另一發(fā)明申請(qǐng)中所述，通過加速度傳感器58可以確定當(dāng)前移動(dòng)速度，并從其推導(dǎo)出且上部工具12在工作周期中的當(dāng)前位置。然而，代替加速度傳感器，還可以通過玻璃刻度尺(glass scale)、編碼盤、單獨(dú)的位置傳感器等已知的方式來檢測上部工具12的位置和速度。在WO 97/25568中描述了(如圖9所示)彎板機(jī)10中的常規(guī)的速度和位置檢測方法。在接收器30中對(duì)加速度傳感器58的集成、以及通過這些加速度傳感器對(duì)上部工具12的移動(dòng)參數(shù)的測定，允許在本發(fā)明中結(jié)合用于彎板機(jī)的尤其簡單、緊湊以及成本效率高的安全裝置。
對(duì)于本發(fā)明，加速度傳感器58能夠以非常有利的方式用作靜止指示器，其指示上部工具12已經(jīng)靜止。然而，作為對(duì)此的可選方案或者補(bǔ)充，還可以使用來自驅(qū)動(dòng)器16的控制或狀態(tài)信號(hào)作為靜止指示器或信號(hào)，這種方案是從常規(guī)的例如WO 97/25568中的位置監(jiān)測方法推導(dǎo)出。另外，隨著操作者相應(yīng)的輸入，基本上可以手動(dòng)地確定超程。
在下面涉及新型安全裝置的光障的優(yōu)選示例性實(shí)施例的描述中，同樣的標(biāo)號(hào)表示與上述相同的元件。如圖2所示，優(yōu)選安全裝置共具有7個(gè)光障，即在圖1中已示出的兩個(gè)光障32、33和用標(biāo)號(hào)68、70、72、74、76表示的五個(gè)其它光障。每個(gè)光障平行于陽模20的前部的前緣78地延伸。將光障32、68和70從前緣78開始以漸增的距離設(shè)置在陽模20的下面。這些光障從而擴(kuò)展為監(jiān)測面，所述面平行于移動(dòng)平面80，并且對(duì)于所述移動(dòng)平面80略微向左偏移(在示出的示例性實(shí)施例中，其為遠(yuǎn)離操作者的彎板機(jī)10的背面一側(cè))。在該示例性實(shí)施例中，所述偏移是d7＝1mm。然而，作為對(duì)此的可選方案，可以將光障32、68、70、76恰好設(shè)置在移動(dòng)平面80上或者其在操作者的一側(cè)。
將光障33、72和74設(shè)置為從移動(dòng)平面80向操作者一側(cè)偏移。在某種程度上，其形成了光陣列，并被設(shè)置為略高于由光障32、68和70形成的光陣列。在優(yōu)選示例性實(shí)施例中，如下選擇在圖2中示出的各個(gè)光障之間的距離d1＝5mm、d2＝9mm、d3＝12mm、d4＝17mm、d5＝13mm、d6＝20mm、d7＝1mm、d8＝2mm、以及d9＝15mm。
在該示例性實(shí)施例中，光障76不用作“安全光障”，而是用作傳感器光障(在本發(fā)明中為第三光障)。從而，對(duì)光障76的打斷并不意味著上部工具12被制動(dòng)。而是，當(dāng)光障76被打斷時(shí)，只表示將上部工具12的移動(dòng)速度從高速(快速移動(dòng))減速到低速(慢速移動(dòng))。在圖1中，用d10表示上部工具12在快速移動(dòng)中經(jīng)過的距離。用d11表示上部工具12在慢速移動(dòng)中經(jīng)過的剩余距離。
與此相比，剩余六個(gè)光障32、68、70、72、74、33用作安全光障，當(dāng)這些安全光障被打斷時(shí)，上部工具12的工作移動(dòng)被立即制動(dòng)。在優(yōu)選實(shí)施例中，根據(jù)彎板機(jī)10的超程，可以將位于下面的光障68、70、72、74永久地去激活。(注意，對(duì)于在慢速移動(dòng)中被上部工具12覆蓋的工作移動(dòng)的部分，這不是對(duì)光障的短期去激活。所述短期去激活，通常稱為抑制(muting)，與本發(fā)明配置無關(guān)，是用于使得即使光障被工件26打斷，上部工具12仍能完成其工作移動(dòng))。另外，這里的“可以被去激活”表示去除光障32、68、70、72、74、33的安全功能。然而，即使在這種“去激活”模式下，如果光障32、68、70、72、74、33仍被使用，即作為傳感器光障，則是有利的。例如，利用“去激活”的光障之間的已知距離，可以簡單地確定和/或檢查上部工具的速度。然后可以利用以這種方式確定的移動(dòng)設(shè)備部件(這里指上部工具)的移動(dòng)速度來例如檢查傳感器光障76的信號(hào)的似真性。從而可以監(jiān)測是否已經(jīng)通過工件或者可能的其它障礙物例如操作者的手來觸發(fā)從快速移動(dòng)到慢速移動(dòng)的切換。
另一方面，傳感器光障76還可以具有安全功能，例如通過傳感器光障76確定將要加工的工件的厚度(見圖4，標(biāo)號(hào)126)。在該過程中，如果設(shè)定的值過高或者過低，就可能觸發(fā)安全關(guān)機(jī)。
圖3中示出了這樣方式的優(yōu)選示例性實(shí)施例，其中可以利用圖2所示的安全裝置來確定彎板機(jī)10的超程。該方法在步驟90開始，其中通過由輸入單元50將預(yù)定超程輸入彎板機(jī)10的控制單元40，而配置光障32、33、68、70、72、74。例如，如果使用7.5mm的預(yù)定超程，在所示的距離，圖2中的光障32和33足以在示出的距離內(nèi)使彎板機(jī)10安全。這種操作模式也在圖1的實(shí)例中示出。為了確保即使只使用所述兩個(gè)光障也能夠使彎板機(jī)10足夠安全，從而確定超程。為此，在配置模式中，優(yōu)選在快速移動(dòng)中，降低上部工具12(步驟92)。在該配置模式下，光障76優(yōu)選被去激活，使得上部工具從快速移動(dòng)中被移動(dòng)至緊急制動(dòng)。下降過程進(jìn)行直到光障32被例如測試工件的障礙物打斷(循環(huán)94，步驟96)。一旦光障32被打斷，則制動(dòng)上部工具12。由于響應(yīng)時(shí)間和慣性力，該工具不會(huì)立即靜止，而是有一個(gè)延遲。只有在該延時(shí)之后，上部工具12才會(huì)靜止，這可以根據(jù)步驟98或者循環(huán)100來檢查。一旦檢測到完全靜止，根據(jù)步驟102進(jìn)行檢查，以確定第二光障33是否被測試工件或第二設(shè)備部件打斷。如果是這種情況，根據(jù)104，由于預(yù)定的超程明顯太短，從而阻礙所述設(shè)備。為了使沖壓足夠安全，從而必須增加更多的光障，如光障68和72，其結(jié)果是更早地觸發(fā)上部工具12的制動(dòng)。另一方面，如果在步驟102中，已經(jīng)確定光障33未被打斷，則根據(jù)步驟106釋放設(shè)備。然后可以根據(jù)步驟108開始工作操作。
圖4示出了進(jìn)行所述工作操作的示例實(shí)施例。根據(jù)步驟110，通過輸入單元50首先將延遲時(shí)間參數(shù)T和可選的上部工具12的預(yù)定速度v以及/或者工件26的預(yù)定材料厚度MD輸入控制單元40中。在該確定參數(shù)后，根據(jù)步驟112降低工具12直到光障76被打斷(步驟114)。一旦光障76被打斷，將上部工具12減速(步驟116)并僅以慢速移動(dòng)的方式重新移動(dòng)。
利用所謂的徐變閥(creep valve)(這里未示出)檢查從快速移動(dòng)到慢速移動(dòng)的轉(zhuǎn)換(步驟118)。所述閥反應(yīng)上部工具是否以減小的速度移動(dòng)。所述徐變閥的未激活說明上部工具12仍繼續(xù)它的快速移動(dòng)。
如果檢測到對(duì)徐變閥的激活，根據(jù)步驟120，發(fā)生對(duì)安全光障的短期去激活(“抑制”)。如果未檢測到對(duì)徐變閥的激活，則根據(jù)步驟122檢測安全光障。如果光障中的一個(gè)由于缺少抑制而響應(yīng)，則根據(jù)步驟124觸發(fā)緊急制動(dòng)。另一方面，在步驟120的抑制的情況下，沒有對(duì)工作移動(dòng)的打斷，即上部工具12進(jìn)入陰模24，其結(jié)果為以希望的方式使工件26變形。
根據(jù)步驟126，可以通過傳感器光障76和之前輸入的參數(shù)值MD和/或者v，來確定或檢查工件26的材料厚度參數(shù)MD或者上部工具12的移動(dòng)速度參數(shù)v。從而，例如，當(dāng)從傳感器光障76被打斷的過程中已知上部工具的移動(dòng)速度時(shí)，則可以計(jì)算工件26的材料厚度。另一方面，當(dāng)材料厚度已知時(shí)，則可以確定上部工具的速度。顯然，對(duì)上述參數(shù)值的讀取和根據(jù)步驟126的確定是可選的，并且可以略去。
根據(jù)步驟128，一旦上部工具12到達(dá)其下部末端位置，則其將返回到它的初始上部位置。從該初始位置，可以開始下一個(gè)工作循環(huán)。
在優(yōu)選示例性實(shí)施例中，一旦在通過測量光障76后經(jīng)過了在步驟110中輸入的延時(shí)T的時(shí)間，也會(huì)發(fā)生從快速移動(dòng)到慢速移動(dòng)的切換。如果選擇T＝0，則當(dāng)傳感器光障76被打斷時(shí)，彎板機(jī)10立即切換到慢速移動(dòng)。在參數(shù)值T＞0的情況下，切換則只根據(jù)相應(yīng)的時(shí)間延遲而發(fā)生。結(jié)果為，可以改變實(shí)際的切換時(shí)間，當(dāng)可以將延遲時(shí)間選擇為越長，則傳感器光障76與最下部的活躍安全光障32、68、70之間的距離越大。在其中優(yōu)選全部光障都是激活的、具有大超程的彎板機(jī)的情況下，選擇延遲時(shí)間T＝0。另一方面，如果安全光障70、74未被激活，則設(shè)置延遲時(shí)間T＞0。如果僅激活了安全光障32、33，為了盡可能長地以快速移動(dòng)的高速操作上部工具12，則設(shè)置甚至更高的延遲時(shí)間參數(shù)T。
根據(jù)發(fā)明的其它示例性實(shí)施例，對(duì)安全光障32、33，68，70，72，74的層疊設(shè)置也可以用于監(jiān)測和/或者確定上部工具的移動(dòng)方向。為此，只需要評(píng)測上述光障被打斷的順序。
權(quán)利要求
1.一種用于設(shè)備(10)的安全裝置，其中第一設(shè)備部件(12，20)進(jìn)行朝向第二設(shè)備部件(14，24)的工作移動(dòng)(18)，其中所述第一設(shè)備部件(12，20)具有在所述移動(dòng)方向上的前緣(78)，包括至少一個(gè)第一光障(32，68，70)和一個(gè)第二光障(33)，其在所述工作移動(dòng)(18)中與所述第一設(shè)備部件(12，20)一起移動(dòng)，其中所述第一光障(32，68，70)在所述前緣之前的第一距離(d1，d2，d3，d4)處延伸，所述第二光障(33)被設(shè)置為離所述第一光障(32，68，70)為第二距離(d8，d9)，以及，包括控制單元(40)，其被配置以便，如果所述第一光障(32，68，70)被打斷，則制動(dòng)所述第一設(shè)備部件(12，20)的所述工作移動(dòng)(18)，其特征在于，測試單元(54)，其用于一旦所述第一設(shè)備部件(12，20)已經(jīng)被制動(dòng)便測試所述第二光障(33)是否已經(jīng)被打斷；以及阻礙單元(56)，其用于根據(jù)來自所述測試單元(54)的測試結(jié)果阻礙所述第一設(shè)備部件(12，20)的所述工作移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的安全裝置，其特征在于靜止指示器(58)，其用于在所述工作移動(dòng)(18)已經(jīng)被制動(dòng)后指示所述第一設(shè)備部件(12，20)的靜止。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的安全裝置，其特征在于，所述第二光障(33)被設(shè)置為在所述工作移動(dòng)(18)的所述方向上比所述第一光障(32，68，70)更接近所述前緣(78)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一權(quán)利要求的安全裝置，其特征在于，所述阻礙單元(56)被配置為，如果所述第二光障(33)在所述靜止后已經(jīng)被打斷，則阻礙所述第一設(shè)備部件(12，20)的所述工作移動(dòng)(18)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一權(quán)利要求的安全裝置，其特征在于，如果所述第二光障(33)被打斷，則所述控制單元(40)被進(jìn)一步配置以制動(dòng)所述第一設(shè)備部件(12，20)的所述工作移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一權(quán)利要求的安全裝置，其特征在于，多個(gè)所述第一光障(32，68，70)以增大的所述第一距離(d1，d2，d3，d4)延伸在所述前緣(78)之前，其中至少一個(gè)所述第一光障(70，68)可以在所述工作移動(dòng)期間被去激活。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的安全裝置，其特征在于輸入單元(50)，其用于輸入(90)參數(shù)值，所述參數(shù)值表示所述第一設(shè)備部件(12，20)的超程，其中所述至少一個(gè)第一光障(70，68)可以根據(jù)所述參數(shù)值被去激活。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一權(quán)利要求的安全裝置，其特征在于第三光障(76)，在所述工作移動(dòng)(18)的所述方向上，所述第三光障在所述第一光障(32，68，70)之前的第三距離(d5)處延伸，當(dāng)所述第三光障(76)被打斷時(shí)，所述控制單元(40)被配置以降低所述第一設(shè)備部件(12，20)的所述移動(dòng)速度，以便以減小的移動(dòng)速度移動(dòng)所述第一設(shè)備部件(12，20)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的安全裝置，其特征在于輸入單元(50)，其用于輸入(110)延遲時(shí)間參數(shù)T，以便在所述第三光障(76)已經(jīng)被打斷后，延遲所述對(duì)所述移動(dòng)速度的降低。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的安全裝置，其特征在于輸入單元(50)，其用于為所述第一設(shè)備部件(12，20)輸入工件厚度參數(shù)(MD)和/或者移動(dòng)速度參數(shù)(v)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8到10中任一權(quán)利要求的安全裝置，其特征在于，所述第三距離(d5)在從約5mm到約20mm的范圍中。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到11中任一權(quán)利要求的安全裝置，其特征在于，所述光障(32、33，68，70)包括至少一個(gè)接收器部件(30)，并且所述測試單元(54)和阻礙單元(56)被集成在所述接收器部件中。
13.一種用于在設(shè)備(10)中確定超程的方法，在所述設(shè)備(10)中，第一設(shè)備部件(12，20)進(jìn)行朝向第二設(shè)備部件(14，24)的工作移動(dòng)(18)，其中所述第一設(shè)備部件(12，20)具有在所述移動(dòng)方向上的前緣(78)，所述方法包括以下步驟提供至少一個(gè)第一光障(32，68，70)和一個(gè)第二光障(33)，其在所述工作移動(dòng)(18)中與所述第一設(shè)備部件(12，20)一起移動(dòng)，其中所述第一光障(32，68，70)在所述前緣(78)之前的預(yù)定第一距離(d1，d2，d3，d4)處延伸，所述第二光障(33)被設(shè)置為離所述第一光障(32，68，70)為預(yù)定第二距離(d8，d9)，以及，當(dāng)所述第一光障(32，68，70)被打斷時(shí)，制動(dòng)所述第一設(shè)備部件(12，20)的所述工作移動(dòng)(18)，其特征在于，一旦所述第一設(shè)備部件(12，20)已經(jīng)靜止，便進(jìn)行測試以確定所述第二光障(33)是否已經(jīng)被打斷；以及，使用所述第二預(yù)定距離(d8，d9)作為所述超程的閾值。
全文摘要
一種用于設(shè)備的安全裝置，其中第一設(shè)備部件進(jìn)行朝向第二設(shè)備部件的工作移動(dòng)，包括至少第一和第二光障。兩個(gè)光障在工作移動(dòng)中與第一設(shè)備部件一起移動(dòng)，其中第一光障在第一設(shè)備部件之前的第一距離處延伸，第二光障被設(shè)置為離第一光障為第二距離。另外，提供控制單元，其被配置以便，當(dāng)所述第一光障被打斷時(shí)，則制動(dòng)第一設(shè)備部件的工作移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供測試單元和阻礙單元。測試單元允許一旦第一設(shè)備部件已經(jīng)被制動(dòng)便測試第二光障是否已經(jīng)被打斷。阻礙單元用于根據(jù)來自測試單元的測試結(jié)果阻礙工作移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過利用該安全裝置，可以簡單而可靠地確定第一設(shè)備部件的超程。
文檔編號(hào)F16P7/02GK1782486SQ20051012609
公開日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2005年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月24日
發(fā)明者M·克里格 申請(qǐng)人:皮爾茨公司