一种用来运行工具机(1)、尤其是手持式工具机的方法,感传感设备(13)的传感信号在进行继续处理之前进行可信性测试,如果传感信号处于确定的正常范围之外,则产生错误信号。
1.一种用来运行工具机、尤其是手持式工具机的方法,此工具机设置有传感装置(31),其中通过此传感装置(31)来检测传感信号,所述传感信号用于产生控制信号,此控制信号控制工具机(1)中的致动器(13、14),其中传感信号在进行继续处理之前进行可信性测试,在进行可信性测试时,如果传感信号或从传感信号中计算出来的值处于确定的正常范围之外,则产生错误信号。
2.按权利要求1所述的方法,其特征在于,在可信性测试单元(33)中进行可信性测试,此可信性测试单元(33)构造成单独的单元并后置于传感装置(31)。
3.按权利要求1或2所述的方法,其特征在于,传感信号首先在数据处理单元(32)中进行处理,接着进行可信性测试。
4.按权利要求3所述的方法,其特征在于,处理多个传感信号,并使它们进行可信性测试,其中如果所述传感信号之一或从所述传感信号中计算出来的值处于正常范围之外,则产生错误信号。
5.按权利要求4所述的方法,其特征在于,至少两个时间上顺次的传感信号进行可信性测试。
6.按权利要求4或5所述的方法,其特征在于,至少两个不同的传感信号同时进行可信性测试。
7.按权利要求1至6中任一项所述的方法,其特征在于,传感装置(31)探测到预先给定的额定路线(9),给工具机(1)的工具(7)预先规定此额定路线(9)作为加工路段。
8.按权利要求7所述的方法,其特征在于,探测到的额定路线(9)在进行可信性测试时与参考值进行比较,并在出现不允许的偏差时产生错误信号。
9.按权利要求8所述的方法,其特征在于,如果额定路线(9)的宽度、走向、对比度、颜色和/或数量以不允许的方式与参考值偏离时,则产生错误信号。
10.按权利要求1至9中任一项所述的方法,其特征在于,作为对错误信号的反应,工具机(1)从自动化或半自动化的运行转换成手动运行。
11.按权利要求1至10中任一项所述的方法,其特征在于,为实现可信性测式,应用了模糊逻辑。
12.按权利要求1至11中任一项所述的方法,其特征在于,为实现可信性测式,应用了神经网络。
13.一种闭环或开环控制设备,用来实施按权利要求1至12中任一项所述的方法。
14.按权利要求13所述的闭环或开环控制设备,其特征在于,可信性测试单元(33)构造成软件程式,它存放在存储单元中。
15.一种工具机、尤其是手持式工具机,其具有按权利要求13或14所述的闭环或开环控制设备(17)。技术领域
本发明涉及一种用来运行工具机、尤其是手持式工具机的方法。
背景技术
从USxa02005/0060896A1已知一种手持式电机驱动的竖锯,它的锯片被电动机驱动并执行往复运动。此锯片夹在或导入支架中,并可围绕着锯片纵轴在不同的角度位置中锁止。为了调节到期望的角度位置,将支架松开,并把锯片调节到新的角度位置上,然后再次固定此支架。以这种方式虽然可更容易地锯成曲线,但锯片的调节可能性不是指在锯过程中可调节的自由度,而是必须提前确定锯片的确定角度。在锯过程中不断变化地与不同的、待锯开的半径相匹配,是不可能的。
发明内容
本发明的目的是,工具机(尤其是手持式工具机,例如竖锯)能以更高的精度和可靠性将工件加工出来。按本发明,此目的借助权利要求1的特征得以实现。从属权利要求陈述适宜的改进方案。按本发明的方法涉及到工具机(尤其是手持式工具机,例如手持式竖锯)的运行,其中工具机具有电动驱动的工具,此工具用来加工工件。此工具机设置有传感装置,通过它来检测传感信号,此传感信号描述了工期具机的当前状态(例如工具机和/或工具相对于位置固定的或者固定在外壳上的坐标系统的位置),其中此位置确定可单个或组合地包括所有三个平移的以及三个旋转的运动可能性。此外,工具机设置有致动器,通过此致动器可有变化地调整工具机的至少一个零件。此致动器通过控制信号进行调整,此控制信号是在检测到的传感信号的基础上产生的。致动器通常是指工具机中的执行机构,通过它来调整工具机零件的状态。在此,它也可指工具的驱动电动机,它优选构造成电驱动电动机。但是,其它的执行机构也是可能的,尤其是电动或电磁的可调执行机构,如电动机、步进电机、压电元件或类似物,它们在工具机的零件上起作用。例如,致动器可使工具机的外壳移动,尤其用来追踪预先给定的、用于工具的额定路线。但也可以相对于机器外壳来调整工具的位置。优选涉及在工具机中实现的封闭的控制回路。此控制回路包含用来产生传感信号的传感装置,传感信号在闭环或开环控制设备中有利地作为控制信号的基础,此控制信号传输到致动器中,用来进行调节。但原则上也可以考虑开环的控制回路(即开环控制回路)。为了在加工工件时确保更高的精度,传感信号在进行继续处理之前首先进行可信性测试,其中此可信性测试优选构成为独立的模块,它要么集成在闭环或开环控制设备的硬件侧上,要么集成在它的软件侧上,或在构造上与它关联起来,或与之相通。对传感数据进行可信性检测可明显改善加工效果的质量,这通过以下方式得以实现,即在工件加工过程中连续地检验,是否遵守了额定预值。这一方面涉及到额定预值自身的质量,此额定预值例如指工具机或工具自身应该跟踪的额定路线或轮廓路线。还但可能的是,不管额定预值的质量,连续检测工具机或工具机零件的位置,必要时通过调节致动器来校正。因此,此可信性测试改善了工作结果,此外在出现故障的情况下还可以采取措施,以便至少防止工作结果的恶化,其中必要时还可再次改善工作结果。如果传感装置的传感信号或从传感信号中计算出的值处于确定的正常范围之外,则会产生错误信号,此信号要么显示给使用者,要么以其它的方式进行继续处理。作为对错误信号的反应,例如工具机从自动化或半自动化的运行再次回到手动运行。如果工具机例如指手持式的、半自动化的或全自动化的竖锯,除了锯片的往复运动以外,锯片要么例如围绕着锯片纵轴线进行调节运动,要么具有调节电动机,用来在纵向和/或横向方向上调节机器外壳的位置,因此这个额外的致动器在识别到错误时会关闭,即要么留在最后占据的驱动器位置上,要么引回到中立位置上。工具的基本运动(在线据中是指往复运动)例如可保留,必要时也可停止,为此有利地把识别到的错误的严重性当作标准。除了干涉工具机的运行模式以后,还有利的是,以光学方式或其它方式将错误展示给使用者,使他注意已识别到的错误。自动化的或半自动化的运行模式回到手动的运行模式,其优点是,可继续加工工作。可信性测试单元后置于传感装置,此可信性测试单元优选构造成单独的单元,其中要么是直接由传感装置提供的原始数据进行可信性检测,要么是已处理的数据,它们优选在传感装置中进行处理,例如进行曲线平滑。此外还可能的是,传感数据直接进行可信性测试,或首先从获取的测量信号中建立函数关系,此函数关系随后在可信性测试中检验,是否保持在正常范围之内。对于此函数关系来说,传感数据按不同的标准来处理,并彼此关联起来,从而可形成特征组,它们要么分别、要么以任意的组合(即要么单独地要么累积地)必须位于各自所属的正常范围之内,以便能按规定地发挥功能。可信性测试整体上是指,将传感信号处理成特征组,然后分析或询问是否保持在正常范围之内。对于传感数据的特征关联,例如至少两个时间上顺次的传感信号进行可信性测试,其中在这种情况下例如不断地检验额定路线或轮廓路线的线条宽度,它例如指待加工的工件的额定切割路线。如果额定路线的宽度低于最小值,则不能以足够的可靠性保持半自动化的运行,并且会产生错误信号。关于额定路线可检测以下特征,即线条宽度、走向、相对于背景的对比度,必要时还可检测额定路线的数量。对在时间上顺次的传感信号进行检测,对此附加或备选的是,也可同时询问至少两个不同的传感信号或从传感信号中获得并汇总到特征组的值。例如,一方面可同时检验额定路线的宽度,另一方面可同时检测额定路线的走向,其中如果例如在额定路线上出现中断或出现具有折角的转折(工具机不能遵循此转折),则额定路线的走向识别为不正确的。例如通过应用模糊逻辑,来以数学方式实现可信性测试,其中原则上也可使用自学习和自适应的系统,例如以神经网络为基础的算法、神经网络和以所谓的神经-模糊方法为基础的模糊逻辑的组合。可信性测试优选是独立的、封装的模块,它尤其构造成软件程式,它在存储单元中或以EPROM进行存放。适宜的是,可信性测试单元是闭环或开环控制设备的组成部分,此方法在此设备中实施。
附图说明
从其它的权利要求、附图描述和附图中得出其它的优点和适宜的实施例。其中:图1在透视图中示出了手持式竖锯;图2在方块图中示出了闭环控制结构的基本构造,其用来控制工具机中的致动器;图3示出了控制结构,用来详细地描述可信性测试。
具体实施方式
图1示出了手持式竖锯2,作为工具机1的实施例,它在外壳3中具有执行往复运动的锯片8(当作工作运动7),此锯片8穿透底板4,此底板与外壳3相连。此底板4安放在待加工的工件5上,其中竖锯2在工作方向6上在工件5上或通过工件5进行运动。在工件5的上表面上,轮廓线9表示额定路线,它当作标识或加工路径来用,竖锯2的锯片8应该沿着此轮廓线9进行引导。锯片8的往复运动由电驱动电动机来产生,此驱动电动机容纳在竖锯2的外壳3中。握把10位于外壳3上,在此握把10上可手动地握住和引导工具机。为了实现接通和关闭,在外壳3的侧面区域中设置有可手动操作的开关。锯片8可通过额外的致动器相对于外壳3中的支架进行调整,此锯片8在外壳的前方区域中保持在工具容纳部12中。作为这种致动器,在外壳3中的工具容纳部12的上方设置有第一执行机构13,并在外壳的下方部位中设置有第二执行机构14。通过第一、上方的执行机构13,可使锯片8围绕着锯片纵轴线进行调整,如借助箭头15所示的那样。通过第二、下方的执行机构14,可使锯片8横向于锯片平面进行摆动运动。因此,一方面产生了普通的锯运动(作为往复运动,这用箭头16表示),另一方面产生了横向于锯片平面的摆动运动,最后还产生了围绕着锯片纵轴线的旋转运动(按箭头15),这是针对锯片8的运动和位置的运行可能性和运转可能性。所有这三种运动都可相互独立地以以下方式进行调整,即电驱动电动机(用于锯片的往复运动)以及两个执行机构13、14分别相互独立地通过闭环或开环控制设备17的控制信号进行控制,此闭环或开环控制设备17也同样位于外壳3中。为了实现封闭的控制回路,除了致动器和闭环或开环控制设备17以外,工具机1还设置有传感装置,通过它可检测到竖锯2(尤其是锯片8)相对轮廓线9的位置。此传感装置具有摄像机18(作为光学的传感单元),必要时还额外或备选地具有一个或多个传感器19,它例如可指对比度传感单元或涡流传感单元。此传感装置18、19的作用是,确定轮廓线9(其表示额定路线)的走向以及线质量,尤其确定线的对比度、宽度和(必要时的)颜色。由传感装置18、19检测到的测量数据传输给闭环或开环控制设备17,以便进行继续处理,在进行继续处理时按预先给定的控制标准产生控制信号,用来控制工具机中的致动器,尤其用来控制用于锯片往复运动的电驱动电动机;必要时也产生控制信号,用来控制执行机构13和14,以便调节锯片的位置。在图2和3中示出了闭环控制装置的构造。第一方块30表示数据检测,其由传感装置31和数据处理装置32构成。此传感装置具有不同的传感单元,例如光学的传感单元。例如通过过滤或平滑信号曲线,使传感装置的测量信号在数据处理装置32中进行第一次处理。紧接着,目前处理的测量信号输入到可信性测试单元33中,在这里执行传感信号的可信性测试。这一点是在应用数学方法(例如模糊逻辑或神经网)的情况下进行的,其中传感信号要么直接(即没有其它数学关联)地进行可信性测试。但还可能的是,首先按预先给定的函数关系来构成所谓的特征组,它们分别是有代表性的特征。如果用来检验工具应该跟踪的的额定路线或轮廓路线,则这意味着,事先由传感装置检测到的轮廓路线的质量在可信性测试中进行检验。例如可考虑轮廓路线的线条宽度、颜色、对比度和走向。备选地或除了检验额定路线或轮廓路线以外,也可检验工具机和/或工具的当前位置。在此在竖锯的实施例方面,确定竖锯和锯片相对于额定路线或轮廓路线的位置,并在出现不允许的大偏差时通过加载致动器来执行相应的修正。此外,在图2中示出了致动器34,它接收在闭环或开环控制设备中产生的控制信号,此闭环或开环控制设备17包含可信性测试单元33。此外,还标出了方块35,它代表人机界面(HMI),并包含使用者输入端36(例如用来接通和关闭驱动电动机的开关)和显示器37,此显示器37例如构造成光学显示器(例如LED柱)。如果在可信性测试单元33中确定,从数据处理单元32中得出的传感信号不在确定的正常范围内,则产生错误信号,此错误信号一方面传输到显示器37中,让使用者注意到这个错误功能。另一方面,此错误信号也导致加载致动器34,其中通过冻结当前的状态或把致动器引回到中立位置,使致动器优选失效。图3在细节视图中示出了可信性测试单元33,它处于数据处理单元32和致动器34、显示器37之间。此可信性测试单元33具有特征组38a至38c,它们按函数关系由从数据处理单元32中得出的传感信号构成。理论上,可设置任意多的这种特征组38a至38c,它们分别当作待检验的标准,要么用来协调工具机的实际状态与额定状态,要么检验额定路线或轮廓路线的质量和走向。此外,可信性测试单元33配备了分析方框39,它后置于特征组38a至38c,在此分析方框39中在应用数学方法的情况下进行更精确的分析。最后,在此分析方框39还询问,在考虑传感信号的情况下形成的特征是否处于确定的正常范围之内。