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EP1291573B2

Safety method and optoelectronic sensor

Abstract

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EP1291573B2, drawing sheet 1
Sheet 1 of 4

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Expired 17 July 2022, 4.2 years ago.

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13 claims: 10 independent, 3 dependent

  1. 1
    Verfahren zur Sicherung eines Gefahrenbereichs (17) eines bewegten, eine Angriffsstelle (27) aufweisenden Werkzeugs, insbesondere eines vertikal nach unten bewegten Oberwerkzeugs (11) einer Gesenkbiegepresse, wobei die Angriffsstelle die Spitze des Werkzeugs ist, wobei der Gefahrenbereich durch die Erstreckung der Angriffsstelle (27) des Werkzeugs und den Nachlaufweg des Werkzeugs entlang der Bewegungsrichtung vorgegeben ist, wobei ein optoelektronischer Sensor mit dem Werkzeug (11) mitbewegt wird und den Gefahrenbereich überwacht, und wobei bei Detektion eines Eingriffs in den Gefahrenbereich ein Abschaltvorgang zum sofortigen Anhalten der Werkzeugbewegung ausgelöst wird, wobei ein Überwachungsbereich (29) mit einer Begrenzungsfläche (31) überwacht wird, deren Querschnitt parallel zur Werkzeugbewegung (15) und senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Angriffsstelle (27) des Werkzeugs sich zumindest entlang eines Kreisbogens (33) oder über einen Kreisbogen (33) hinaus erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß zur erweiterten Sicherung des Gefahrenbereichs gegenüber dynamischen Eingriffen der Mittelpunkt (35) des Kreisbogens von der Angriffsstelle (27) des Werkzeugs in Bewegungsrichtung (15) des Werkzeugs beabstandet angeordnet ist und der Kreisbogen (33) einen Radius (37) aufweist, der wenigstens so groß ist wie der Abstand zwischen dem Mittelpunkt (35) des Kreisbogens und der Angriffsstelle (27) des Werkzeugs, wobei die Überwachung des Überwachungsbereichs (29) mittels einer Anordnung aus wenigstens einer Lichtsendeeinrichtung und einer ortsauflösenden Empfangseinrichtung erfolgt, wobei ein Sendelichtstrahl der Lichtsendeeinrichtung mittels einer Sendeoptik aufgeweitet wird und die Empfangseinrichtung eine matrixförmige Anordnung von Empfangselementen aufweist, so daß die Überwachung bezüglich des gesamten von der Begrenzungsfläche eingeschlossenen Raumvolumens erfolgt.
  2. 2
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsfläche (31) des Überwachungsbereichs (29) an das Werkzeug (11) angrenzt, und/oder daß die Begrenzungsfläche (31) des Überwachungsbereichs (29) bezüglich der Angriffsstelle (27) des Werkzeugs (11) konvex gewölbt ist.
  3. 3
    Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisbogen (33) sich entlang eines Kreissegmentwinkels von wenigstens 30°, insbesondere von ca. 90° oder ca. 180° erstreckt, wobei die Winkelhalbierende des Kreissegmentwinkels vorzugsweise einen Winkel von 45° zur Horizontalen bildet, und/oder daß der Querschnitt der Begrenzungsfläche (31) im wesentlichen die Form eines Viertelkreises oder eines Halbkreises aufweist, und/oder daß ein Ende des Kreisbogens (33) horizontal in Richtung des Werkzeugs verläuft (11), und/oder daß ein Ende des Kreisbogens (33) vertikal nach unten verläuft.
  4. 4
    Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsfläche (31) des Überwachungsbereichs (29) sich parallel zu der Erstreckungsrichtung der Angriffsstelle (27) des Werkzeugs (11) erstreckt, und/oder daß die Begrenzungsfläche (31) entlang des Kreisbogens (33) zumindest im wesentlichen geschlossen ist, und/oder daß der Verlauf der Begrenzungsfläche (31) des Überwachungsbereichs (29) an die Form des Werkzeugs (11), an die Form des zu bearbeitenden Werkstücks und/oder an einen geometriebedingten Ausschluß eines Eingriffs angepaßt ist, und/oder daß die Erstreckung des Überwachungsbereichs (29) ausgehend von der Angriffsstelle (27) des Werkzeugs (11) in dessen Bewegungsrichtung (15) wenigstens die Summe aus dem Radius (37) des Kreisbogens (33) und einer Resthöhe (43) beträgt, wobei die Resthöhe (43) durch das zu schützende Körperteil der Bedienperson vorgegeben ist.
  5. 5
    Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius (37) des Kreisbogens (33) durch die Ansprechzeit des Abschaltvorgangs und/oder die maximale Annäherungsgeschwindigkeit einer Bedienperson vorgegeben ist, wobei der Radius (37) des Kreisbogens (33) insbesondere wenigstens das Produkt aus Ansprechzeit und maximaler Annäherungsgeschwindigkeit beträgt, und/oder wobei der Radius (37) des Kreisbogens (33) vorzugsweise zwischen 20 und 50 mm, insbesondere zwischen 24 und 40 mm beträgt.
  6. 6
    Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius (37) des Kreisbogens (33) durch die Bewegungsgeschwindigkeit des Werkzeugs, die Ansprechzeit des Abschaltvorgangs und/oder den Nachlaufweg des Werkzeugs vorgegeben ist, wobei der Radius (37) des Kreisbogens (33) insbesondere wenigstens die Summe aus Produkt von Bewegungsgeschwindigkeit und Ansprechzeit einerseits und Nachlaufweg andererseits beträgt, und/ oder wobei der Radius (37) des Kreisbogens (33) vorzugsweise zwischen 6 und 16 mm, insbesondere zwischen 10 und 12 mm beträgt.
  7. 7
    Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunkt (35) des Kreisbogens (33) ausgehend von der Angriffsstelle (27) des Werkzeugs (11) in Bewegungsrichtung (15) des Werkzeugs wenigstens um den Radius (37) des Kreisbogens (33) beabstandet angeordnet ist, insbesondere wenigstens um die Summe aus Produkt von Bewegungsgeschwindigkeit des Werkzeugs und Ansprechzeit des Abschaltvorgangs einerseits und Nachlaufweg des Werkzeugs andererseits, und/oder daß der Mittelpunkt (35) des Kreisbogens (33) sich mit dem Werkzeug (11) mitbewegt.
  8. 8
    Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Werkzeugs (11) in eine Schließbewegung (15) und eine nachfolgende langsamere Bearbeitungsbewegung unterteilt ist, wobei der Übergang von der Schließbewegung (15) zu der Bearbeitungsbewegung vorzugsweise zu einem Zeitpunkt erfolgt, zu dem der Überwachungsbereich (29) unmittelbar oder mit einem Abstand von weniger als 10 mm an die Sollposition des zu bearbeitenden Werkstücks (25) anschließt, und/oder wobei die Überwachung des Überwachungsbereichs (29) vorzugsweise zum Zeitpunkt des Übergangs von der Schließbewegung (15) zu der Bearbeitungsbewegung deaktiviert wird.
  9. 9
    Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Angriffsstelle (27) des Werkzeugs (11) um eine längliche Biegelinie oder Schnittkante handelt.
  10. 10
    Werkzeug mit einem optoelektronischen Sensor zur Sicherung eines Gefahrenbereichs (17) des Werkzeugs, wobei das Werkzeug bewegbar ist und eine Angriffsstelle (27) aufweist, und wobei es sich bei dem Werkzeug insbesondere um ein vertikal nach unten bewegtes Oberwerkzeug (11) einer Gesenkbiegepresse handelt, und wobei die Angriffsstelle die Spitze des Werkzeugs ist, wobei der Gefahrenbereich durch die Erstreckung der Angriffsstelle (27) des Werkzeugs und den Nachlaufweg des Werkzeugs entlang der Bewegungsrichtung (15) vorgegeben ist, wobei der Sensor wenigstens eine Sendeeinrichtung zum Aussenden von Sendelicht in Richtung des Gefahrenbereichs, eine Empfangseinrichtung zum Empfangen von Sendelicht aus dem Gefahrenbereich, und eine Auswerteeinrichtung zum Auslösen eines Abschaltvorgangs bei Detektion eines Eingriffs in den Gefahrenbereich aufweist, wobei der Sensor zumindest teilweise mit dem Werkzeug (11) mitbewegbar ist, und wobei das Sendelicht in einen Überwachungsbereich (29) aussendbar und aus diesem empfangbar ist, der durch eine Begrenzungsfläche (31) begrenzt ist, deren Querschnitt parallel zur Werkzeugbewegung und senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Angriffsstelle des Werkzeugs sich zumindest entlang eines Kreisbogens (33) oder über einen Kreisbogen (33) hinaus erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß zur erweiterten Sicherung des Gefahrenbereichs gegenüber dynamischen Eingriffen der Mittelpunkt (35) des Kreisbogens von der Angriffsstelle (27) des Werkzeugs in Bewegungsrichtung (15) des Werkzeugs beabstandet angeordnet ist und der Kreisbogen (33) einen Radius (37) aufweist, der wenigstens so groß ist wie der Abstand zwischen dem Mittelpunkt (35) des Kreisbogens und der Angriffsstelle (27) des Werkzeugs, wobei die Sendeeinrichtung eine Sendeoptik aufweist, durch die ein Sendelichtstrahl der Sendeeinrichtung aufweitbar ist, so daß die Sendeeinrichtung sich zur Überwachung eines Raumvolumens eignet, und wobei die Empfangseinrichtung ortsauflösend ist und einen matrixförmigen photoelektrischen Empfänger aufweist, so daß der Sensor dazu ausgebildet ist, daß die Überwachung bezüglich des gesamten von der Begrenzungsfläche eingeschlossenen Raumvolumens erfolgt.
  11. 11
    Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinrichtung wenigstens eine Laserdiode oder Leuchtdiode aufweist.
  12. 12
    Werkzeug nach einem der Ansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung einen CCD- oder CMOS-Empfänger aufweist.
  13. 13
    Werkzeug nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinrichtung und/oder die Empfangseinrichtung innerhalb des Kreisbogens (33) angeordnet ist.
Independent claims13