專利名稱：多激光安全系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及用于工業(yè)應(yīng)用中的安全系統(tǒng)，并且尤其是涉及用于工業(yè)用壓力機(jī)上的安全系統(tǒng)，比如壓彎?rùn)C(jī)或者剪切機(jī)。盡管下面將針對(duì)壓彎?rùn)C(jī)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，但是將會(huì)明白的是，也可以想到本發(fā)明的其它應(yīng)用。
背景技術(shù)：
申請(qǐng)人已經(jīng)研發(fā)出了一種工業(yè)用壓力機(jī)安全系統(tǒng)，其利用了一個(gè)發(fā)射出單個(gè)連續(xù)平面激光束的激光器，和一個(gè)用于所述激光器的光線接收器，所述激光束具有一個(gè)大體恒定的橫向?qū)挾?。激光器和接收器均被安裝在工業(yè)用壓力機(jī)中的可移動(dòng)部分上。對(duì)于壓彎?rùn)C(jī)來(lái)說(shuō)，激光器和光線接收器均被安裝在可移動(dòng)刀具上，并且該刀具(其上安裝有激光器和光線接收器)相對(duì)于一個(gè)固定的砧座部分發(fā)生移動(dòng)。這種安全系統(tǒng)在國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/AU00/00420中進(jìn)行了描述，其中的細(xì)節(jié)通過(guò)引用被結(jié)合入本發(fā)明。
所述安全系統(tǒng)用于防止壓彎?rùn)C(jī)的操作人員在操作壓彎?rùn)C(jī)的同時(shí)無(wú)意中將他們的手或者其它物體陷入刀具與砧座之間。這一點(diǎn)通過(guò)將平面激光束定位于刀具與砧座之間來(lái)實(shí)現(xiàn)。激光束路徑被物體的任何阻斷將被所述安全系統(tǒng)探測(cè)到，安全系統(tǒng)立即中止刀具的進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)。這種安全系統(tǒng)在刀具朝向砧座運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中以這種方式進(jìn)行工作，直至刀具非?？拷枳Ｔ诖藭r(shí)，安全系統(tǒng)必須降低刀具的運(yùn)動(dòng)速度，并且關(guān)閉所述激光器來(lái)容許刀具完成其對(duì)置于砧座上的板材或者其它物體的彎曲操作。速度控制點(diǎn)被操作人員預(yù)先設(shè)定在砧座上方的微小距離處，并且大體與砧座上的工件的頂表面一致。
利用了如前所述的安全系統(tǒng)的壓彎?rùn)C(jī)一般可以利用下述工作循環(huán)進(jìn)行工作a)如果在刀具的向下行程中沒(méi)有探測(cè)到任何障礙物，那么刀具將以高速(一般為150毫米/秒左右)朝向砧座移動(dòng)。當(dāng)位于刀具下方的激光束經(jīng)過(guò)速度控制點(diǎn)時(shí)，刀具減緩至一個(gè)慢行速度(一般為10毫米/秒左右)。刀具速度的降低確保了具有足夠的時(shí)間來(lái)在該刀具最終接近砧座時(shí)將手指或者其它物體從刀具的下方抽出。
b)如果探測(cè)到了障礙物，那么刀具將停止運(yùn)動(dòng)，并且后退幾毫米，從而使得該刀具將不會(huì)觸及障礙物。刀具的移動(dòng)可被操作人員通過(guò)腳踏開(kāi)關(guān)來(lái)繼續(xù)。如果探測(cè)到了另外一個(gè)障礙物，那么刀具將停止運(yùn)動(dòng)但是不發(fā)生后退。這樣能夠?qū)^厚的工件進(jìn)行加工，因?yàn)椴僮魅藛T將通過(guò)觸發(fā)腳踏開(kāi)關(guān)來(lái)使得刀具以慢行速度移動(dòng)而完成工作循環(huán)。
前述的工作循環(huán)是正常的工作模式。其它工作循環(huán)可以選擇性使用，比如，用于生產(chǎn)托盤或者盒子的“托盤模式”。這種托盤模式在前述國(guó)際專利申請(qǐng)中進(jìn)行了描述，并且將不在這里進(jìn)行詳細(xì)描述。
我們的設(shè)備的主旨是在任何時(shí)間均對(duì)壓彎?rùn)C(jī)的操作人員進(jìn)行保護(hù)?？紤]到如果壓力機(jī)被減緩至10毫米/秒(帶有容差)或者如果一個(gè)包括我們的系統(tǒng)的物理或者光感設(shè)備被啟動(dòng)，那么操作人員將受到保護(hù)。因此，為了提供這種不間斷保護(hù)，我們?cè)陉P(guān)閉激光束或者使得激光束不敏感(“被靜音(mute)有時(shí)是一個(gè)通常使用的詞”)之前將壓彎?rùn)C(jī)減緩至10毫米/秒。
激光束相對(duì)于刀具的前邊緣之間的間距通常是刀具必須在高速下停頓下來(lái)的距離。激光束的間距比如可以被設(shè)定為9.0毫米左右，并且刀具被控制成能夠以小于前述間距的距離停止運(yùn)動(dòng)，比如8.5毫米左右。但是，優(yōu)選的是能夠在高速下操作壓彎?rùn)C(jī)，來(lái)縮短生產(chǎn)時(shí)間。為此，可以想到與現(xiàn)有壓彎?rùn)C(jī)的150毫米/秒相比，刀具的行進(jìn)速度升高至200至220毫米/秒左右。但是，這就更難以使用前述安全系統(tǒng)，因?yàn)榧す馐仨毐辉O(shè)置成更為遠(yuǎn)離刀具，來(lái)提供一個(gè)用于所述刀具的可接受停止距離。但是，這又會(huì)導(dǎo)致刀具的慢行速度在激光器抵達(dá)速度控制點(diǎn)時(shí)被更早地啟動(dòng)，由此延長(zhǎng)了當(dāng)?shù)毒咭月兴俣纫苿?dòng)時(shí)的時(shí)間。這樣就至少減少了在較快速的生產(chǎn)線上由于較高的刀具行進(jìn)速度而獲得的益處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種經(jīng)過(guò)改進(jìn)的用于工業(yè)用壓力機(jī)的安全系統(tǒng)，其容許該壓力機(jī)以較高的速度進(jìn)行工作，由此有利于縮短生產(chǎn)時(shí)間。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的在于提供一種經(jīng)過(guò)改進(jìn)的裝置，用于操作一個(gè)用于工業(yè)用壓力機(jī)的安全系統(tǒng)，來(lái)由此容許所述壓力機(jī)以較高的速度進(jìn)行工作。
鑒于此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，在此提供了一種用于具有一可移動(dòng)部分的工業(yè)用壓力機(jī)的安全系統(tǒng)，該安全系統(tǒng)包括一個(gè)激光裝置，用于發(fā)射出多個(gè)具有大體恒定的橫向?qū)挾鹊钠叫羞B續(xù)平面激光束；一個(gè)光線接收器，用于接收所述平面激光束，并且探測(cè)是否存在一個(gè)物體與至少一個(gè)平面激光束發(fā)生交叉；以及一個(gè)控制器，用于在所述接收裝置探測(cè)到至少一個(gè)平面激光束已經(jīng)與物體發(fā)生交叉時(shí)，停止或者防止所述可移動(dòng)部分發(fā)生移動(dòng)，所述控制器還適合于在一個(gè)減速區(qū)域內(nèi)將所述可移動(dòng)部分從第一速度減速至第二速度，所述區(qū)域被限定于一個(gè)第一位置與一個(gè)第二位置之間，在所述第一位置處，第一平面激光束穿過(guò)一個(gè)速度控制點(diǎn)，而在所述第二位置處，第二平面激光束穿過(guò)所述速度控制點(diǎn)。
所述激光裝置和光線接收器在構(gòu)造上可以類似于前述國(guó)際專利申請(qǐng)中描述的那樣。但是，根據(jù)本發(fā)明的激光裝置可以發(fā)射出多個(gè)所述連續(xù)平面激光束，這些激光束至少大體上相互平行。使用單個(gè)激光裝置來(lái)發(fā)射出多個(gè)激光束有利于使得激光束相互之間正確地對(duì)齊起來(lái)。為此，所述激光裝置可以包括多個(gè)激光發(fā)射器，用于分別發(fā)射出一個(gè)激光束，和一個(gè)透鏡組件，用于分別將各個(gè)從所述激光發(fā)射器發(fā)射出的激光束轉(zhuǎn)換成連續(xù)的平面激光束。透鏡組件可以包括一個(gè)柱面形棱鏡，用于將各個(gè)激光束初始擴(kuò)散成一個(gè)平面扇狀激光束，和一個(gè)會(huì)聚透鏡，用于將扇狀激光束重新會(huì)聚成一個(gè)具有大體恒定的橫向?qū)挾鹊钠矫婕す馐Ｏ嗤耐哥R組件可以被用于對(duì)各個(gè)激光束進(jìn)行轉(zhuǎn)換，來(lái)有利于使得最終的平面激光束正確地對(duì)齊起來(lái)。但是，也可以想到使用一系列激光裝置來(lái)提供所述的連續(xù)平面激光束。使用平面激光束提供了一個(gè)針對(duì)操作人員的更大保護(hù)區(qū)域，這些激光束最好橫向延伸到所述可移動(dòng)部分的相對(duì)側(cè)面之外。當(dāng)與一個(gè)物體發(fā)生交叉時(shí)，所述激光束也可以被操作人員看到。
可以使用單個(gè)光線接收器來(lái)接收所述激光束。這種光線接收器可以包括一組光線接收元件，這些元件沿著一條共用軸線排列，并且位于該光線接收器的接收器主體的一個(gè)端部處?？梢栽O(shè)置一個(gè)柱面透鏡來(lái)將所述激光束會(huì)聚到光線接收器組上。這種布置有利于對(duì)激光束進(jìn)行探測(cè)，即使工業(yè)用壓力機(jī)在所述安全系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生震顫時(shí)也是如此。
可以使用單個(gè)光線接收器來(lái)探測(cè)所述的多個(gè)平面激光束。這些激光束可以多路復(fù)用(multiplexed)，以便使得各個(gè)激光束被依次關(guān)閉和打開(kāi)，從而使得所述光線接收器在任何一個(gè)時(shí)間僅對(duì)所述激光束中之一進(jìn)行探測(cè)。但是，還需要明白的是，對(duì)于各個(gè)所述激光束來(lái)說(shuō)可以使用獨(dú)立的光線接收器，從而使得無(wú)需進(jìn)行多路復(fù)用。如果使用了不止一個(gè)激光裝置和/或光線接收器，對(duì)齊問(wèn)題會(huì)更為復(fù)雜?？蛇x擇地，單個(gè)光線接收器具有多個(gè)柱面透鏡，各個(gè)柱面透鏡均將一個(gè)獨(dú)立的激光束會(huì)聚在所述光線接收器組上。
工業(yè)用壓力機(jī)可以還包括一個(gè)固定部分，并且所述激光束可以位于該工業(yè)用壓力機(jī)中的可移動(dòng)部分與固定部分之間。所述可移動(dòng)部分可以包括一個(gè)前邊緣，并且各個(gè)激光束可以以不同的距離與該前邊緣間隔開(kāi)。優(yōu)選的是，由所述激光發(fā)射裝置發(fā)射出兩個(gè)平面激光束，同時(shí)第一平面激光束比第二平面激光束更為遠(yuǎn)離所述前邊緣。
在德國(guó)專利DE 19717299(Fiesller)中公開(kāi)了一種具有一個(gè)這樣的安全系統(tǒng)，通過(guò)引用將其中的內(nèi)容結(jié)合入本發(fā)明。在Fiesller的系統(tǒng)中，兩個(gè)激光束以一個(gè)“安全距離”分離開(kāi)，該距離是刀具在導(dǎo)致永久傷害之前必須停止運(yùn)動(dòng)的距離。當(dāng)Fiesller系統(tǒng)中的下方激光束中斷時(shí)，該系統(tǒng)將機(jī)器關(guān)閉并且由此使得刀具停止運(yùn)動(dòng)。但是，上方激光束并不是一個(gè)安全激光束。與在前一實(shí)施例中描述的第二激光束不同，F(xiàn)iesller系統(tǒng)中的上方激光束被用來(lái)測(cè)定刀具與下方激光束之間的距離，也就是說(shuō)“安全距離”。在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)的過(guò)程中，用于安全系統(tǒng)的所述組件升高，直至上方激光束被刀具阻斷，來(lái)自動(dòng)地設(shè)定安全距離，并且由此對(duì)刀具進(jìn)行校準(zhǔn)。因此，上方激光束與安全激光束存在差別，并且在實(shí)際上用作一個(gè)“限位開(kāi)關(guān)”，以便對(duì)機(jī)器進(jìn)行校準(zhǔn)。在機(jī)器的工作過(guò)程中，對(duì)于機(jī)器的正常工作來(lái)說(shuō)，上方激光束不起作用。
所述安全系統(tǒng)會(huì)定義一個(gè)接近所述固定部分的速度控制點(diǎn)。當(dāng)所述可移動(dòng)部分剛剛接近所述固定部分時(shí)，該可移動(dòng)部分將首先以一個(gè)相對(duì)高的速度移動(dòng)。當(dāng)?shù)谝黄矫婕す馐诌_(dá)速度控制點(diǎn)時(shí)，所述可移動(dòng)部分將開(kāi)始減速。第一平面激光束隨著其抵達(dá)速度控制點(diǎn)而被靜音。當(dāng)?shù)谝黄矫婕す馐混o音時(shí)，盡管其尚未被關(guān)閉，但是其此時(shí)不再用作一個(gè)安全激光束。相反，其由于若干種原因而保持工作狀態(tài)，比如用作一個(gè)速度/距離/位置測(cè)定裝置。通過(guò)按壓一個(gè)測(cè)試按鈕、抬起并且下壓一個(gè)腳踏開(kāi)關(guān)(觸發(fā)一個(gè)下降或者接近信號(hào)，刀具將朝向底部工具(砧座)下降)，所述系統(tǒng)將進(jìn)入“測(cè)試模式”。所述底部工具上已經(jīng)放置有即將被彎曲的工件(所有下面的彎曲操作均在厚度較小的工件上進(jìn)行)。隨著上方刀具(同時(shí)激光器與該刀具的前邊緣相距固定的間距)下降，并且激光器妨礙了工件的表面，這將使得刀具停止運(yùn)動(dòng)。測(cè)試按鈕被再次按壓，來(lái)對(duì)該位置進(jìn)行確認(rèn)。所述系統(tǒng)此時(shí)將記錄下工件頂表面的位置。從該位置開(kāi)始，所述系統(tǒng)將計(jì)算出一個(gè)位于該位置前方幾毫米處的位置，來(lái)設(shè)定所述被靜音和慢行速度位置。該位置必須盡可能地低，但是仍舊具有用于在工件中發(fā)生翹曲和變形的容差。一旦該位置被如前所述那樣得以“確認(rèn)”，只要工件保持近乎相同的厚度，那么操作人員可以在不發(fā)生間斷的條件下連續(xù)地執(zhí)行彎曲處理。如果這個(gè)厚度發(fā)生了改變，那么可以簡(jiǎn)單地進(jìn)行重新測(cè)試來(lái)加以確認(rèn)。
所述系統(tǒng)還可以被用來(lái)有助于使得各種壓彎?rùn)C(jī)的效率最大化。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，控制系統(tǒng)中僅能夠被安裝工人觸及的雙列直插式開(kāi)關(guān)(dipswitches)可以計(jì)算出從被靜音點(diǎn)至慢行點(diǎn)的距離。某些壓彎?rùn)C(jī)可以非?？斓貜母咚俑淖冎凛^低速度，但是大多數(shù)則需要一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間/距離來(lái)進(jìn)行改變。因此，對(duì)雙列直插式開(kāi)關(guān)的設(shè)定可以使得慢行位置偏移到被靜音位置的上方，比如2毫米增量至8毫米的總量(in 2mm increments up to say atotal of 8mm)。這樣就確保了當(dāng)所述系統(tǒng)到達(dá)速度檢測(cè)點(diǎn)時(shí)，壓力機(jī)可以被優(yōu)化，來(lái)滿足安全準(zhǔn)則和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)調(diào)節(jié)速度，機(jī)器可以在慢行速度位置將壓力機(jī)本身的速度改變(減速)至一個(gè)特定的速度標(biāo)準(zhǔn)，比如可以達(dá)到最大速度的50％或者25毫米/秒。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝患す馐竭_(dá)速度控制點(diǎn)時(shí)，瞬間對(duì)工件的速度進(jìn)行檢測(cè)，來(lái)降低20％左右。慢行速度信號(hào)可以恰好在該點(diǎn)之前發(fā)出(并且根據(jù)需要可以利用雙列直插式開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié))。直至第一激光束被“被靜音”，停機(jī)安全距離故障指示為13毫米(恰好小于4am至刀具尖端的距離14毫米)。在刀具速度減慢并且僅有第二激光束保持工作之后，所述停機(jī)距離故障指示改變?yōu)?.5毫米。
隨著刀具的進(jìn)一步前進(jìn)，速度控制點(diǎn)會(huì)穿過(guò)兩個(gè)平面激光束之間的中點(diǎn)。此時(shí)，執(zhí)行另外一個(gè)瞬間速度檢測(cè)，來(lái)確保刀具已經(jīng)減速至系統(tǒng)最大工作速度的50％，并且使得計(jì)算出的最大停機(jī)距離已經(jīng)減小至一個(gè)第二距離。在另外一個(gè)實(shí)施例中，該最大的中點(diǎn)停機(jī)距離可以是8.5毫米。
隨著第二平面激光束抵達(dá)所述速度控制點(diǎn)，執(zhí)行另外一個(gè)瞬間速度檢測(cè)，來(lái)確保刀具以最終的慢行速度行進(jìn)，可以是25毫米/秒。在另外一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，最終的慢行速度可以是20毫米/秒，但是不超過(guò)25毫米/秒的臨界值。在最終的慢行速度下，最大的停機(jī)距離必須不超過(guò)最終的最大停機(jī)距離，在一個(gè)實(shí)施例中可以是4毫米，該距離被認(rèn)為是與操作人員的手發(fā)生接觸，并且也許會(huì)對(duì)手產(chǎn)生擠壓，但是不會(huì)造成永久傷害。
對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將會(huì)明白的是，瞬間速度測(cè)定可以是在一個(gè)較小的有限距離上對(duì)速度進(jìn)行測(cè)定，并且可以通過(guò)計(jì)算用于平面激光束的已知脈沖重復(fù)頻率的脈沖而得以測(cè)定。在另外一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在超過(guò)最大速度極限或者最大停機(jī)距離中的任何一個(gè)時(shí)，機(jī)器會(huì)自動(dòng)停機(jī)，并且由此所述瞬間速度測(cè)定可以是一種符合所述極限值的手段。
在另外一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所容許的彎曲速度以及刀具與工件發(fā)生接觸并且對(duì)工件進(jìn)行成型的速度可以是20毫米/秒。可選擇地，所容許的彎曲速度可以是10毫米/秒，此時(shí)刀具的速度進(jìn)一步從第二激光束穿過(guò)所述速度控制點(diǎn)減速至刀具穿過(guò)所述速度控制點(diǎn)的速度10毫米/秒。
在一個(gè)示例性方案中，第一平面激光束可以與可移動(dòng)部分的前邊緣間隔開(kāi)14毫米左右，并且第二平面激光束可以與所述前邊緣間隔開(kāi)4毫米左右。
由于第一激光束可以比先前的安全系統(tǒng)(一般為9.0毫米)更為遠(yuǎn)離所述前邊緣，所以可以獲得一個(gè)更大的停機(jī)距離。所述可移動(dòng)部分的速度可以在第一激光束抵達(dá)速度控制點(diǎn)時(shí)逐步下降，從而使得所述可移動(dòng)部分的速度不會(huì)突然下降。所述可移動(dòng)部分的速度在第一平面激光束與第二平面激光束之間的點(diǎn)抵達(dá)速度控制點(diǎn)的時(shí)間下一般降至初始高速的40至50％。當(dāng)?shù)诙矫婕す馐罱K抵達(dá)所述速度控制點(diǎn)時(shí)，可移動(dòng)部分與固定部分之間的間距最好為6毫米或者更小，并且所述可移動(dòng)部分可以以25毫米/秒的速度移動(dòng)。當(dāng)所述可移動(dòng)部分以該速度移動(dòng)時(shí)，其仍舊可以在第二平面激光束被阻斷時(shí)在4毫米內(nèi)停止運(yùn)動(dòng)。所述可移動(dòng)部分在此時(shí)可以繼續(xù)以25毫米/秒的恒定速度移動(dòng)?？蛇x擇地，所述可移動(dòng)部分可以繼續(xù)從25毫米/秒減速至10毫米/秒，并且接著以該最終速度繼續(xù)移動(dòng)。由于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不要求可移動(dòng)部分在間距為6毫米或者更小時(shí)減緩運(yùn)動(dòng)，所以無(wú)需使得所述可移動(dòng)部分的速度進(jìn)一步下降，其中所述間距被認(rèn)為太窄而導(dǎo)致不會(huì)在它們之間俘獲任何物體。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，在此提供了一種用于具有一可移動(dòng)部分的工業(yè)用壓力機(jī)的安全系統(tǒng)，該安全系統(tǒng)包括一個(gè)激光裝置，用于發(fā)射出一個(gè)具有直線橫剖面的連續(xù)激光束，所述橫剖面具有大體恒定的橫向?qū)挾群痛篌w恒定的厚度；所述直線激光束相對(duì)于所述可移動(dòng)部分的前邊緣具有一個(gè)近側(cè)表面和一個(gè)遠(yuǎn)側(cè)表面；一個(gè)光線接收器，用于接收所述直線激光束和用于探測(cè)是否存在一個(gè)物體與所述激光束的至少一部分發(fā)生交叉；以及一個(gè)控制器，用于在所述接收裝置探測(cè)到所述直線激光束的至少一部分已經(jīng)與物體發(fā)生交叉時(shí)，停止或者防止所述可移動(dòng)部分發(fā)生移動(dòng)，所述控制器還適合于在一個(gè)減速區(qū)域內(nèi)將所述可移動(dòng)部分從第一速度減速至第二速度，所述區(qū)域被限定于一個(gè)第一位置與一個(gè)第二位置之間，在所述第一位置處，所述近側(cè)表面穿過(guò)一個(gè)速度控制點(diǎn)，而在所述第二位置處，所述遠(yuǎn)側(cè)表面穿過(guò)所述速度控制點(diǎn)。
在本發(fā)明的第一方面中，多個(gè)平行連續(xù)平面激光束限定出一個(gè)區(qū)域，該區(qū)域具有一個(gè)由最上方激光束和最下方激光束限定出的上邊界和下邊界。所述區(qū)域的寬度由所述多個(gè)激光束的橫向?qū)挾却_定，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中該寬度與所述上邊界和下邊界一起限定出一個(gè)直線區(qū)域。在一個(gè)更為優(yōu)選的實(shí)施例中，本發(fā)明的第一方面可以僅具有兩個(gè)激光束，并且這兩個(gè)激光束可以限定出所述上邊界和下邊界。在本發(fā)明的第二方面中，所述區(qū)域由單個(gè)具有高度和寬度尺寸的激光束限定而成，并且由此如同第一方面中那樣限定出相同的區(qū)域。但是，單個(gè)激光束可以更適合于探測(cè)出所述上邊界與下邊界之間的障礙物。
在本發(fā)明第一方面的優(yōu)選實(shí)施例中，隨著一個(gè)激光束穿過(guò)速度控制點(diǎn)，相關(guān)的激光束被關(guān)閉，以便防止刀具隨著相關(guān)激光束被刀具阻斷而停止運(yùn)動(dòng)。對(duì)于本發(fā)明的第二方面而言，直線激光束的類似功能會(huì)隨著其穿過(guò)所述速度控制點(diǎn)而導(dǎo)致所述直線激光束被逐步被靜音，從而使得激光束的上部仍舊正常工作，而其下部保持處于被靜音狀態(tài)。在一個(gè)更為優(yōu)選的實(shí)施例中，所述直線激光束中位于速度控制點(diǎn)下方的部分可以仍舊發(fā)揮作用，以便進(jìn)行脈沖并且由此可以進(jìn)行速度測(cè)定。
在另外一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述直線激光束可以被加工成能夠延伸至與本發(fā)明第一方面中的上方激光束相關(guān)聯(lián)的上邊界之外。直線激光束的這種延展在與刀具的尖端發(fā)生交叉時(shí)終止，從而使得刀具的尖端阻斷所述直線激光束的一小部分。由此，可以通過(guò)對(duì)所述單個(gè)直線激光束進(jìn)行調(diào)節(jié)，相對(duì)于所述刀具的尖端對(duì)該直線激光束進(jìn)行定位。為了確保被刀具尖端部分阻斷的現(xiàn)象不會(huì)導(dǎo)致刀具停止運(yùn)動(dòng)，與阻斷現(xiàn)象相關(guān)的接收器可以停止工作，而其余的接收器保持處于正常工作狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，在此提供了一種操作用于工業(yè)用壓力機(jī)的安全系統(tǒng)的方法，其中所述工業(yè)用壓力機(jī)具有一個(gè)可移動(dòng)部分和一個(gè)固定部分，所述安全系統(tǒng)提供了多個(gè)具有大體恒定的橫向?qū)挾鹊倪B續(xù)平面激光束，各個(gè)激光束以不同的距離與所述可移動(dòng)部分間隔開(kāi)，該方法包括以一個(gè)相對(duì)較高的速度朝向所述固定部分移動(dòng)所述可移動(dòng)部分；當(dāng)所述激光束中之一抵達(dá)一個(gè)與所述固定部分緊鄰的速度控制點(diǎn)時(shí)，開(kāi)始對(duì)所述可移動(dòng)部分進(jìn)行減速；當(dāng)?shù)诙€(gè)所述激光束抵達(dá)所述速度控制點(diǎn)時(shí)，以一個(gè)最終的慢行速度移動(dòng)所述可移動(dòng)部分，所述可移動(dòng)部分以該最終慢行速度繼續(xù)朝向所述固定部分移動(dòng)。
所述可移動(dòng)部分可以逐步減速，直至到達(dá)用于所述可移動(dòng)部分的最終慢行速度。
在本發(fā)明的第四方面，在此提供了一種用于設(shè)定單個(gè)平面激光束與工業(yè)用壓力機(jī)中的可移動(dòng)部分的前邊緣之間的安全距離的方法，該方法包括下述步驟沿著一根平行于所述可移動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)方向的軸線會(huì)聚所述平面激光束，直至所述前邊緣阻斷該平面激光束；使得所述平面激光束沿著所述軸線以一個(gè)預(yù)定距離從所述前邊緣背離分離，所述預(yù)定距離被設(shè)定為安全距離。
所述方法涉及自動(dòng)地升高單個(gè)激光束，直至刀具的前邊緣與該激光束發(fā)生交叉。接著，控制器以一個(gè)固定的距離降低用于所述平面激光束的發(fā)射器和接收器，其中所述固定距離用于對(duì)應(yīng)于所述工業(yè)用壓力機(jī)的安全距離。由此，為了試運(yùn)行一個(gè)新的安全系統(tǒng)，該安全系統(tǒng)的組件可以被以一種合適方式安裝在工業(yè)用壓力機(jī)上，并且通過(guò)手動(dòng)，或者最好結(jié)合一個(gè)自動(dòng)試運(yùn)行控制器，該控制器將會(huì)導(dǎo)引必要的發(fā)射器和接收器上升至刀具的前邊緣，直至與激光束發(fā)生交叉。所述自動(dòng)系統(tǒng)，或者手動(dòng)調(diào)節(jié)，可以類似地被導(dǎo)引至與刀具的前邊緣相距預(yù)定的距離，并且由此設(shè)定安全距離。
盡管安裝任何安全系統(tǒng)將需要類似的勞動(dòng)和時(shí)間，但是利用過(guò)去的系統(tǒng)試運(yùn)行所述安全系統(tǒng)會(huì)具有相同的勞動(dòng)強(qiáng)度。利用本發(fā)明中的方法，試運(yùn)行安全系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行，并且由此更為快速和直接。
下面通過(guò)參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，在附圖中示出了本發(fā)明的一種示例性方案。本發(fā)明也可以具有其它方案，因此附圖的特殊性不能被理解為取代前面對(duì)本發(fā)明描述的普遍性。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一方面的安全系統(tǒng)中的激光裝置和光線接收器的側(cè)向示意圖；圖2是圖1中所示激光裝置和光線接收器的平面示意圖；圖3是一個(gè)工業(yè)用壓力機(jī)的細(xì)節(jié)視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第一方面的平面激光束的方位；圖4是根據(jù)本發(fā)明第二方面的安全系統(tǒng)中的激光裝置和光線接收器的側(cè)向示意圖；圖5是圖4中所示激光裝置和光線接收器的平面示意圖；圖6是一個(gè)工業(yè)用壓力機(jī)的細(xì)節(jié)視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第二方面的直線激光束的方位；圖7是圖6中所示直線激光束的細(xì)節(jié)視圖。
具體實(shí)施例方式
首先參照?qǐng)D1和2，安全系統(tǒng)包括一個(gè)激光裝置1和一個(gè)光線接收器2。激光裝置1和光線接收器2均在構(gòu)造上類似于國(guó)際專利申請(qǐng)No.PCT/AU00/00420中示出的裝置，并且在此將不再予以詳細(xì)描述。主要差別在于激光裝置1包括一對(duì)激光發(fā)射器3，各個(gè)激光發(fā)射器3均發(fā)射出單個(gè)激光束6。該激光束6穿過(guò)一個(gè)透鏡組件5，來(lái)將該激光束轉(zhuǎn)換成一個(gè)連續(xù)的平面激光束7a、7b。透鏡組件5一般包括一個(gè)柱面棱鏡9，用于首先將激光束6擴(kuò)展成一個(gè)扇狀平面激光束。該激光束接著穿過(guò)一個(gè)會(huì)聚透鏡11，并且聚焦在透鏡組件13上，用于將所述激光束轉(zhuǎn)換成平面激光束7a、7b。在所述透鏡組件的前方設(shè)置有一個(gè)窗口15，并且平面激光束7a、7b穿過(guò)該窗口15。該平面激光束7a、7b一般可以具有50毫米左右的寬度。
由激光發(fā)射器3發(fā)射出的激光束6均穿過(guò)透鏡組件5，以便使得從激光裝置1中發(fā)射出兩個(gè)獨(dú)立的平面激光束7a、7b。激光束7a、7b相互平行延伸，并且如圖3中所示那樣相對(duì)于刀具25向前和向后橫向延伸。
光線接收器2包括一個(gè)窗口17，激光束7a、7b可以穿過(guò)其中，和一個(gè)柱面透鏡19，用于將所述激光束會(huì)聚到一個(gè)光線接收器組21上。這些柱面透鏡19確保了激光束7a、7b能夠會(huì)聚到光線接收器組21上，即使所述安全系統(tǒng)在工業(yè)用壓力機(jī)的工作過(guò)程中發(fā)生了震顫也是如此。
所述激光束可以多路復(fù)用，以便使得各個(gè)激光發(fā)射器3被依次打開(kāi)和關(guān)閉，從而使得在任何一個(gè)時(shí)間僅有一個(gè)激光束7a、7b被光線接收器2接收到。因此，光線接收器2在任何一個(gè)時(shí)間僅對(duì)單個(gè)激光束7a、7b進(jìn)行探測(cè)。這樣就確保了可以探測(cè)到對(duì)激光束7a、7b中之一或者兩個(gè)的任何攔截現(xiàn)象。
圖3更為詳細(xì)地示出了平面激光束7a、7b相對(duì)于工業(yè)用壓力機(jī)中的可移動(dòng)部分上的刀具25的方位。根據(jù)本發(fā)明，激光裝置1和光線接收器2均被安裝在工業(yè)用壓力機(jī)中的可移動(dòng)部分上，并且能夠與所述可移動(dòng)部分一起移動(dòng)。由此，平面激光束7a、7b可以以一個(gè)預(yù)定間距離開(kāi)刀具25的周邊27。在一個(gè)示例性方案中，第一平面激光束7a可以與刀具的周邊27大約相距14毫米。第二激光束7b可以與刀具的周邊27相距4毫米左右。因此，在第一激光束7a與第二激光束7b之間存在一個(gè)10毫米的間距b。
對(duì)于所述工業(yè)用壓力機(jī)中的可移動(dòng)部分來(lái)說(shuō)，這種方案有利于使用較高的刀具速度。所述可移動(dòng)部分比如可以以一個(gè)200至250毫米/秒的向下速度移動(dòng)(現(xiàn)有壓彎?rùn)C(jī)的速度為150毫米/秒)。第一激光束7a的位置能夠使得在系統(tǒng)中設(shè)定一個(gè)更長(zhǎng)的停機(jī)距離，比如13毫米。
在所述工業(yè)用壓力機(jī)的工作過(guò)程中，當(dāng)?shù)谝患す馐?a抵達(dá)一個(gè)速度控制點(diǎn)時(shí)，所述可移動(dòng)部分將開(kāi)始減速，并且第一激光束7a被關(guān)閉，其中所述速度控制點(diǎn)位于工業(yè)用壓力機(jī)中的固定部分的上方一個(gè)短距離處。因此，隨著所述可移動(dòng)部分中的刀具25繼續(xù)向下移動(dòng)時(shí)，當(dāng)速度控制點(diǎn)位于第一激光束7a與第二激光束7b之間時(shí)，速度可以是初始刀具速度的40至50％之間。
當(dāng)?shù)谝黄矫婕す馐?a抵達(dá)所述速度控制點(diǎn)時(shí)，刀具25以其工作速度的100％行進(jìn)。此時(shí)，進(jìn)行一個(gè)瞬間速度檢測(cè)，以便確保在該速度下的最大停機(jī)距離保持為13毫米。
隨著刀具25向前行進(jìn)，所述速度控制點(diǎn)將穿過(guò)兩個(gè)平面激光束7a、7b之間的中點(diǎn)。此時(shí)，執(zhí)行另外一個(gè)瞬間速度檢測(cè)，來(lái)確保刀具25的速度下降至系統(tǒng)最大工作速度的50％，并且計(jì)算出的最大停機(jī)距離此時(shí)被縮短為8.5毫米。
隨著第二平面激光束7b抵達(dá)所述速度控制點(diǎn)，執(zhí)行另外一個(gè)瞬間速度檢測(cè)，來(lái)確保刀具25以最終的慢行速度行進(jìn)，可以是25毫米/秒。在一個(gè)更為優(yōu)選的實(shí)施例中，最終的慢行速度可以是20毫米/秒，但是不超過(guò)25毫米/秒的臨界值。在最終的慢行速度下，最大的停機(jī)距離必須不超過(guò)最終的最大停機(jī)距離，即4毫米，因?yàn)樾枰紤]到與操作人員的手發(fā)生接觸，并且也許會(huì)對(duì)手產(chǎn)生擠壓，但是不會(huì)造成永久傷害。
正如對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域中熟練技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的那樣，瞬間速度測(cè)定可以是在一個(gè)較小的有限距離上對(duì)速度進(jìn)行測(cè)定，并且可以通過(guò)計(jì)算用于平面激光束的已知脈沖重復(fù)頻率的脈沖而得以測(cè)定。在另外一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在超過(guò)最大速度極限或者最大停機(jī)距離中的任何一個(gè)時(shí)，機(jī)器會(huì)自動(dòng)停機(jī)，并且由此所述瞬間速度測(cè)定可以是一種符合所述極限值的手段。
在另外一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所容許的彎曲速度以及刀具25與工件發(fā)生接觸并且對(duì)工件進(jìn)行成型的速度可以是20毫米/秒?？蛇x擇地，所容許的彎曲速度可以是10毫米/秒，此時(shí)刀具25的速度進(jìn)一步從第二激光束穿過(guò)所述速度控制點(diǎn)的速度減速至速度10毫米/秒，刀具25在該速度下穿過(guò)所述速度控制點(diǎn)。
本發(fā)明容許更為精確地對(duì)可移動(dòng)部分的速度進(jìn)行控制，同時(shí)刀片被初始減速并且隨后以最終的慢行速度移動(dòng)。這樣有助于鎖定機(jī)器的總體生產(chǎn)循環(huán)。
圖4和5示出了根據(jù)本發(fā)明第二方面的安全系統(tǒng)的示意圖，其中在刀具25的動(dòng)作范圍中存在一個(gè)高度為c并且寬度為d的直線激光束28。
一個(gè)激光器31穿過(guò)一組透鏡30，以便來(lái)形成一個(gè)具有一定高度和寬度的擴(kuò)展激光束28，該激光束28隨后通過(guò)第二組透鏡33聚焦在接收器32上。
圖6示出了所述直線激光束與本發(fā)明第一方面中的平面激光束相比的效果。平面激光束7a和7b限定出了安全區(qū)域的上邊界和下邊界，在本發(fā)明第二方面中該區(qū)域通過(guò)對(duì)單個(gè)激光束進(jìn)行處理而得以“填充”。具有增強(qiáng)的安全區(qū)域的效果保持與第一方面中的安全區(qū)域相似，并且具有限定于上邊界與下邊界之間的減速區(qū)域的益處也得以保持。在這種情況下，主要的區(qū)域首先在于所述安全區(qū)域由單個(gè)發(fā)射器限定而成，而并非由兩個(gè)發(fā)射器利用雙激光束系統(tǒng)限定而成，其次，所述安全區(qū)域的中部有效部分(the centralactive portion)位于下邊界7a與上邊界7b之間。
在圖6和7中示出的優(yōu)選實(shí)施例內(nèi)，可以看到所述系統(tǒng)的另外一種應(yīng)用，其中直線激光束28朝向刀具25延伸至利用圖1和2中所示系統(tǒng)獲得的上邊界7b之外。圖6示出了直線激光束28向上延伸并且略微延伸至刀具尖端27之外，由此刀具尖端27會(huì)阻擋住直線激光束28的一小部分29。這樣具有對(duì)所述系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)，以便使得在新的壓彎?rùn)C(jī)上試運(yùn)行所述安全系統(tǒng)時(shí)，可以向上調(diào)節(jié)直線激光束28的位置，直至刀具尖端27阻擋住所述直線激光束的一部分29。通過(guò)記錄下這種阻擋現(xiàn)象，系統(tǒng)將處于備用狀態(tài)。與其它系統(tǒng)相比，本發(fā)明具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，即通過(guò)單個(gè)激光束來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)所述位置的設(shè)定，卻無(wú)需犧牲由一個(gè)擴(kuò)展區(qū)域提供的保護(hù)作用。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，直線激光束28上的部分29將對(duì)應(yīng)于特定的接收器，所述特定接收器對(duì)于停止刀具25行進(jìn)這一目的而言是不工作的。由此，在工作過(guò)程中，所述安全系統(tǒng)保持具有一個(gè)受到阻擋的部分29，但是對(duì)應(yīng)的接收器對(duì)于安全之目的而言是不工作的，所述系統(tǒng)將發(fā)揮作用，直至直線激光束的其余部分被阻擋起來(lái)。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，各種改進(jìn)和變型將被認(rèn)為對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域中的熟練技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種用于具有一可移動(dòng)部分的工業(yè)用壓力機(jī)的安全系統(tǒng)，該安全系統(tǒng)包括一個(gè)激光裝置，用于發(fā)射出多個(gè)具有大體恒定的橫向?qū)挾鹊钠叫羞B續(xù)平面激光束；一個(gè)光線接收器，用于接收所述平面激光束，并且探測(cè)是否存在一個(gè)物體與至少一個(gè)平面激光束發(fā)生交叉；以及一個(gè)控制器，用于在所述接收裝置探測(cè)到至少一個(gè)平面激光束已經(jīng)與物體發(fā)生交叉時(shí)，停止或者防止所述可移動(dòng)部分的移動(dòng)，所述控制器還適合于在一個(gè)減速區(qū)域內(nèi)將所述可移動(dòng)部分從第一速度減速至第二速度，所述區(qū)域被限定于一個(gè)第一位置與一個(gè)第二位置之間，在所述第一位置處，第一平面激光束穿過(guò)一個(gè)速度控制點(diǎn)，而在所述第二位置處，第二平面激光束穿過(guò)所述速度控制點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述第一和第二平面激光束相鄰。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述激光裝置包括多個(gè)激光發(fā)射器，用于分別發(fā)射出一個(gè)激光束，和一個(gè)透鏡組件，用于分別將各個(gè)從所述激光發(fā)射器發(fā)射出的激光束轉(zhuǎn)換成所述的連續(xù)平面激光束。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述透鏡組件包括一個(gè)柱面棱鏡，用于首先將所述或每個(gè)激光束擴(kuò)展成一個(gè)扇狀平面激光束，和一個(gè)會(huì)聚透鏡，用于重新將所述扇狀激光束會(huì)聚成一個(gè)具有大體恒定的橫向?qū)挾鹊钠矫婕す馐?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求3或4中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述透鏡組件被用于轉(zhuǎn)換各個(gè)激光束，以便有利于最終的平面激光束正確地對(duì)齊起來(lái)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的安全系統(tǒng)，還包括多個(gè)用于提供所述連續(xù)平面激光束的激光裝置。
7.根據(jù)任一前述權(quán)利要求中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，由所述平面激光束限定出的平面的周邊橫向延伸至所述可移動(dòng)部分的相對(duì)側(cè)面之外。
8.根據(jù)任一前述權(quán)利要求中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，使用單個(gè)光線接收器來(lái)接收所述平面激光束。
9.根據(jù)任一前述權(quán)利要求中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述光線接收器包括一組光線接收構(gòu)件，這些構(gòu)件被沿著一條共用軸線排列，并且位于所述光線接收器的接收器主體的一個(gè)端部處。
10.根據(jù)任一前述權(quán)利要求中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置有一個(gè)柱面透鏡，來(lái)將所述平面激光束會(huì)聚在所述光線接收器組上。
11.根據(jù)任一前述權(quán)利要求中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述平面激光束被多路復(fù)用，以便使得各個(gè)激光束依次被關(guān)閉和打開(kāi)而形成脈沖，從而使得所述光線接收器在一個(gè)時(shí)間僅對(duì)所述激光束中之一進(jìn)行探測(cè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述脈沖以一個(gè)預(yù)定的脈沖重復(fù)頻率產(chǎn)生。
13.根據(jù)任一前述權(quán)利要求中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述工業(yè)用壓力機(jī)還包括一個(gè)固定部分，以便使得所述激光束位于該工業(yè)用壓力機(jī)中的可移動(dòng)部分與固定部分之間。
14.根據(jù)任一前述權(quán)利要求中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述可移動(dòng)部分包括一個(gè)前邊緣，并且各個(gè)激光束以不同的間距與所述前邊緣間隔開(kāi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，存在有兩個(gè)由所述激光發(fā)射裝置發(fā)射出的平面激光束，同時(shí)第一平面激光束比第二平面激光束更為遠(yuǎn)離所述前邊緣，所述第一和第二平面激光束限定出一個(gè)減速區(qū)域。
16.根據(jù)任一前述權(quán)利要求中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，在相應(yīng)的第一位置和第二位置對(duì)所述可移動(dòng)部分的第一速度和第二速度進(jìn)行測(cè)定。
17.根據(jù)權(quán)利要求16中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，通過(guò)隨著所述可移動(dòng)部分行進(jìn)一個(gè)預(yù)定距離利用所述控制器以脈沖重復(fù)頻率測(cè)定出脈沖的數(shù)目來(lái)進(jìn)行所述速度測(cè)定。
18.根據(jù)權(quán)利要求17中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定距離被所述速度控制點(diǎn)等分。
19.根據(jù)權(quán)利要求18中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定距離是2毫米，起始于所述速度控制點(diǎn)上方的1毫米處，終止于所述速度控制點(diǎn)下方的1毫米處。
20.根據(jù)權(quán)利要求15至19中任一所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述第一速度是所述工業(yè)用壓力機(jī)的最大工作速度。
21.根據(jù)權(quán)利要求15至20中任一所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述第二速度是最終的慢行速度。
22.根據(jù)權(quán)利要求15至21中任一所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器以一個(gè)速率使得所述可移動(dòng)部分減速，以便隨著所述第一位置與第二位置之間的中點(diǎn)穿過(guò)所述速度控制點(diǎn)，使得所述可移動(dòng)部分的速度為所述工業(yè)用壓力機(jī)的工作速度50％。
23.根據(jù)權(quán)利要求20至22中任一所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，如果所述速度測(cè)定在第一位置處探測(cè)到速度超過(guò)了第一速度，在第二位置處超過(guò)最終的慢行速度或者在中點(diǎn)處超過(guò)工作速度的50％，那么所述控制器將通過(guò)停止工業(yè)用壓力機(jī)而使得所述可移動(dòng)部分停止運(yùn)動(dòng)。
24.根據(jù)任一前述權(quán)利要求中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，隨著各個(gè)平面激光束穿過(guò)所述速度控制點(diǎn)，相應(yīng)的平面激光束被靜音，由此使得所述平面激光束與物體的交叉現(xiàn)象將不會(huì)防礙所述可移動(dòng)部分的移動(dòng)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，被靜音的所述平面激光束仍舊進(jìn)行脈沖，并且仍舊可以進(jìn)行速度測(cè)定。
26.根據(jù)任一前述權(quán)利要求中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述速度控制點(diǎn)位于由所述工業(yè)用壓力機(jī)處理的工件的表面上方2毫米處。
27.根據(jù)權(quán)利要求15至26中任一所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述第一和第二平面激光束沿著一根軸線間隔開(kāi)10毫米，其中所述軸線平行于所述可移動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)方向。
28.根據(jù)權(quán)利要求15至27中任一所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述第一平面激光束和可移動(dòng)部分沿著一根軸線間隔開(kāi)4毫米，其中所述軸線平行于所述可移動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)方向。
29.根據(jù)權(quán)利要求21至28中任一所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述最終的慢行速度為20毫米/秒。
30.根據(jù)權(quán)利要求15至29中任一所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器還將從第二位置至一第三位置對(duì)所述可移動(dòng)部分進(jìn)行減速，所述第三位置位于所述可移動(dòng)部分的前邊緣穿過(guò)速度控制點(diǎn)的位置。
31.根據(jù)權(quán)利要求30中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述可移動(dòng)部分在第二位置與第三位置之間被從20毫米/秒減速至10毫米/秒。
32.一種用于具有一可移動(dòng)部分的工業(yè)用壓力機(jī)的安全系統(tǒng)，該安全系統(tǒng)包括一個(gè)激光裝置，用于發(fā)射出一個(gè)具有直線橫剖面的連續(xù)激光束，所述橫剖面具有大體恒定的橫向?qū)挾群痛篌w恒定的厚度；所述直線激光束相對(duì)于所述可移動(dòng)部分的前邊緣具有一個(gè)近側(cè)表面和一個(gè)遠(yuǎn)側(cè)表面；一個(gè)光線接收器，用于接收所述直線激光束和用于探測(cè)是否存在一個(gè)物體與所述激光束的至少一部分發(fā)生交叉；以及一個(gè)控制器，用于在所述接收裝置探測(cè)到所述直線激光束的至少一部分已經(jīng)與物體發(fā)生交叉時(shí)，停止或者防止所述可移動(dòng)部分的移動(dòng)，所述控制器還適合于在一個(gè)減速區(qū)域內(nèi)將所述可移動(dòng)部分從第一速度減速至第二速度，所述區(qū)域被限定于一個(gè)第一位置與一個(gè)第二位置之間，在所述第一位置處，所述近側(cè)表面穿過(guò)一個(gè)速度控制點(diǎn)，而在所述第二位置處，所述遠(yuǎn)側(cè)表面穿過(guò)所述速度控制點(diǎn)。
33.根據(jù)任一前述權(quán)利要求中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，在相應(yīng)的第一位置和第二位置對(duì)所述可移動(dòng)部分的第一速度和第二速度進(jìn)行測(cè)定。
34.根據(jù)權(quán)利要求32中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，通過(guò)隨著所述可移動(dòng)部分行進(jìn)一個(gè)預(yù)定距離利用所述控制器以脈沖重復(fù)頻率測(cè)定出脈沖的數(shù)目來(lái)進(jìn)行所述速度測(cè)定。
35.根據(jù)權(quán)利要求34中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定距離被所述速度控制點(diǎn)等分。
36.根據(jù)權(quán)利要求35中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定距離是2毫米，起始于所述速度控制點(diǎn)上方的1毫米處，終止于所述速度控制點(diǎn)下方的1毫米處。
37.根據(jù)權(quán)利要求32至36中任一所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述第一速度是所述工業(yè)用壓力機(jī)的最大工作速度。
38.根據(jù)權(quán)利要求32至37中任一所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述第二速度是最終的慢行速度。
39.根據(jù)權(quán)利要求32至38中任一所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器以一個(gè)速率使得所述可移動(dòng)部分減速，以便隨著所述第一位置與第二位置之間的中點(diǎn)穿過(guò)所述速度控制點(diǎn)，使得所述可移動(dòng)部分的速度為所述工業(yè)用壓力機(jī)的工作速度50％。
40.根據(jù)權(quán)利要求37至39中任一所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，如果所述速度測(cè)定在第一位置處探測(cè)到速度超過(guò)了第一速度，在第二位置處超過(guò)最終的慢行速度或者在中點(diǎn)處超過(guò)工作速度的50％，那么所述控制器將通過(guò)停止工業(yè)用壓力機(jī)而使得所述可移動(dòng)部分停止運(yùn)動(dòng)。
41.根據(jù)任一前述權(quán)利要求中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，隨著所述直線激光束逐漸穿過(guò)所述速度控制點(diǎn)，所述直線激光束被對(duì)應(yīng)地逐漸被靜音，由此使得所述直線激光束在被靜音部分與物體的交叉現(xiàn)象將不會(huì)防礙所述可移動(dòng)部分的移動(dòng)。
42.根據(jù)權(quán)利要求41中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，被靜音的所述直線激光束仍舊進(jìn)行脈沖，并且仍舊可以進(jìn)行速度測(cè)定。
43.根據(jù)任一前述權(quán)利要求中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述速度控制點(diǎn)位于由所述工業(yè)用壓力機(jī)處理的工件的表面上方2毫米處。
44.根據(jù)權(quán)利要求32至43中任一所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述直線激光束的厚度為10毫米。
45.根據(jù)權(quán)利要求32至44中任一所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述近側(cè)表面和可移動(dòng)部分沿著一根軸線間隔開(kāi)4毫米，其中所述軸線平行于所述可移動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)方向。
46.根據(jù)權(quán)利要求38至45中任一所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述最終的慢行速度為20毫米/秒。
47.根據(jù)權(quán)利要求32至46中任一所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器還將從第二位置至一第三位置對(duì)所述可移動(dòng)部分進(jìn)行減速，所述第三位置位于所述可移動(dòng)部分的前邊緣穿過(guò)速度控制點(diǎn)的位置。
48.根據(jù)權(quán)利要求47中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述可移動(dòng)部分在第二位置與第三位置之間被從20毫米/秒減速至10毫米/秒。
49.根據(jù)任一前述權(quán)利要求中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述激光裝置包括多個(gè)用于分別發(fā)射出一個(gè)激光束的激光發(fā)射器，和一個(gè)透鏡組件，用于分別將各個(gè)從所述激光發(fā)射器發(fā)射出的激光束轉(zhuǎn)換成所述的連續(xù)直線激光束。
50.根據(jù)權(quán)利要求49中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述透鏡組件包括一個(gè)第一柱面棱鏡，用于首先在一個(gè)平面中將所述激光束擴(kuò)展成一個(gè)扇狀平面激光束，一個(gè)第一會(huì)聚透鏡，用于重新將所述扇狀激光束會(huì)聚成一個(gè)具有大體恒定的橫向?qū)挾鹊钠矫婕す馐?，一個(gè)第二柱面棱鏡，垂直于所述第一柱面棱鏡，用于將所述平面激光束擴(kuò)展成一個(gè)扇狀棱柱形激光束，以及一個(gè)第二會(huì)聚透鏡，用于重新將所述扇狀棱柱形激光束重新會(huì)聚成一個(gè)具有大體恒定的橫向?qū)挾群痛篌w恒定的厚度的直線激光束。
51.根據(jù)任一前述權(quán)利要求中所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述光線接收器包括一個(gè)二維光線接收構(gòu)件陣列，這些構(gòu)件以直線排布，并且位于所述光線接收器的接收器主體的一個(gè)端部處。
52.根據(jù)權(quán)利要求32至51中任一所述的安全系統(tǒng)，其特征在于，所述直線激光束還包括一個(gè)直線部分，其厚度足以從所述近側(cè)表面橫跨至與所述可移動(dòng)部分的前邊緣發(fā)生部分交叉，所述直線部分具有大體恒定的橫向?qū)挾?，其中所述光線接收器還包括對(duì)應(yīng)于所述直線部分的光線接收構(gòu)件，以便使得對(duì)應(yīng)于一個(gè)所述可移動(dòng)部分與直線部分發(fā)生交叉的區(qū)域的這些光線接收構(gòu)件不工作，以避免阻止所述可移動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)。
53.一種用于設(shè)定單個(gè)平面激光束與工業(yè)用壓力機(jī)中的可移動(dòng)部分的前邊緣之間的安全距離的方法，該方法包括下述步驟沿著一根平行于所述可移動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)方向的軸線會(huì)聚所述平面激光束，直至所述前邊緣阻斷該平面激光束；使得所述平面激光束沿著所述軸線以一個(gè)預(yù)定距離從所述前邊緣背離分離，所述預(yù)定距離被設(shè)定為安全距離。
54.根據(jù)權(quán)利要求53中所述的方法，其特征在于，所述方法在自動(dòng)控制下執(zhí)行。
55.根據(jù)權(quán)利要求54中所述的方法，還包括由操作人員啟動(dòng)所述自動(dòng)控制，來(lái)對(duì)所述工業(yè)用壓力機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)，該步驟在所述會(huì)聚步驟之前進(jìn)行。
56.根據(jù)權(quán)利要求53至55中任一所述的方法，其特征在于，所述平面激光束、用于產(chǎn)生和探測(cè)激光束的相關(guān)發(fā)射器和接收器以及控制器構(gòu)成了一個(gè)安裝于所述工業(yè)用壓力機(jī)上的安全系統(tǒng)中的部件。
57.一種操作用于工業(yè)用壓力機(jī)的安全系統(tǒng)的方法，其中所述工業(yè)用壓力機(jī)具有一個(gè)可移動(dòng)部分和一個(gè)固定部分，所述安全系統(tǒng)提供了多個(gè)具有大體恒定的橫向?qū)挾鹊倪B續(xù)平面激光束，各個(gè)激光束以不同的距離與所述可移動(dòng)部分間隔開(kāi)，該方法包括以一個(gè)相對(duì)較高的速度朝向所述固定部分移動(dòng)所述可移動(dòng)部分；當(dāng)所述激光束中之一抵達(dá)一個(gè)與所述固定部分緊鄰的速度控制點(diǎn)時(shí)，開(kāi)始對(duì)所述可移動(dòng)部分進(jìn)行減速；當(dāng)?shù)诙€(gè)所述激光束抵達(dá)所述速度控制點(diǎn)時(shí)，以一個(gè)最終的慢行速度移動(dòng)所述可移動(dòng)部分，所述可移動(dòng)部分以該最終慢行速度繼續(xù)朝向所述固定部分移動(dòng)。
全文摘要
一種操作用于工業(yè)用壓力機(jī)的安全系統(tǒng)的方法，其中所述工業(yè)用壓力機(jī)具有一個(gè)可移動(dòng)部分和一個(gè)固定部分，所述安全系統(tǒng)提供了多個(gè)具有大體恒定的橫向?qū)挾鹊倪B續(xù)平面激光束，各個(gè)激光束以不同的距離與所述可移動(dòng)部分間隔開(kāi)，該方法包括以一個(gè)相對(duì)較高的速度朝向所述固定部分移動(dòng)所述可移動(dòng)部分；當(dāng)所述激光束中之一抵達(dá)一個(gè)與所述固定部分緊鄰的速度控制點(diǎn)時(shí)，開(kāi)始對(duì)所述可移動(dòng)部分進(jìn)行減速；當(dāng)?shù)诙€(gè)所述激光束抵達(dá)所述速度控制點(diǎn)時(shí)，以一個(gè)最終的慢行速度移動(dòng)所述可移動(dòng)部分，所述可移動(dòng)部分以該最終慢行速度繼續(xù)朝向所述固定部分移動(dòng)。
文檔編號(hào)B30B15/00GK1652885SQ03810648
公開(kāi)日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2003年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月27日
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