JP6898433B2 - 作業領域画像検出装置を有する曲げ機械 - Google Patents

Description

本発明は、作業領域画像検出装置を有する曲げ機械に関する。

曲げ機械、特に自由曲げ機械の機械操作者の作業領域もしくは視認領域は、構造に基づいて機械テーブルにより、かつ特にプレスビームによって支配される。特に曲げ工具をその内部に有するプレスビームが、機械内部を覗く視野を大体において著しく制限し、その機械内部にはストッパフィンガーを有するバックゲージ装置が配置されている。さらに、プレスビームに複数の様々な種類の曲げ工具を配置し、それによってプレスビームに沿って様々な曲げ変形を実施することができるようにするのが、普通である。そのために機械操作者は、変形すべき工作物を正しい順序で、かつそれぞれ正確に方向づけして曲げ工具へ供給しなければならない。

等しく加工すべき大量の工作物をシリーズ製造するために曲げ機械が使用される場合に、機械操作者は個々の作業ステップをすでに熟知しており、したがって操作取り扱い、特に工作物を正しく方向づけして供給することは、確実に実施される。シリーズで製造すべき個数が少ない場合、特に個数が１に近い場合には、機械操作者には必要なルーチンがなく、それが、特に曲げ部分が複雑である場合に、工作物が誤って曲げられる危険をもたらす。機械操作者は部分的にほぼ同時に種々のアクション、特に正しい曲げステーションにおける正しい方向づけとバックゲージにおける工作物の正しい添接、を調整し、かつ監視しなければならないので、それによって不必要に高ストレスレベルがもたらされる。特にバックゲージは曲げ機械の構造的条件に基づいて大体において直接覗くことができないので、操作者は、工作物を挿入する際にバックゲージにおける添接を検査するためには、身をかがめなければならず、それは、身体的負担増に加えて金属の構成部分のエッジが鋭いことに基づいて損傷の危険をはらんでいる。

機械操作者によって、曲げ機械を規定通りに操作する場合にコントロール及び監視課題が必要とされ、それが一部空間的に互いに離隔した場所においてほぼ同時に注意することを必要とする。同時に、変形すべき工作物の部分的に複雑な方向づけプロセスに留意することが、必要である。

たとえば特許文献１（欧州特許第２５９００４０（Ｂ１）号明細書）が曲げ機械を開示しており、それにおいてプレスビームに２台のカメラが配置されており、それらが曲げ機械の前方の作業領域、特に挿入された変形すべき工作物、を検出し、かつその場合に工作物の方向づけを求めた後に、プロジェクタによって方向づけ情報が工作物上に投影される。その場合に２台のカメラは、プレスビームの終端領域内とプレスビームの前に配置されている。光学的結像品質に関して、カメラの側方配置は、カメラと検出すべきセクションとの間の間隔が大きくなって、それによってカメラの相対的解像能力が低下する、という欠点を有している。遠隔光学系を使用することによって、この問題はほぼ除去されるが、もちろんその場合に曲げ機械の端縁領域内のセクションはもはや検出することはできない。ズーム光学系は、精密機構が必要であることに基づいて、寿命と駆動環境に関して適切ではない。しかし、プレスビームの前にカメラもしくはプロジェクタのような部材を配置することは、さらに他の決定的な欠点を有しており、このように配置される光学系のために大きな損傷リスクが生じる。シート部分は、しばしばホールクレーンによって曲げ機械へ供給され、それが、プレスビームの前に配置されている装置の損傷を容易にもたらすことになり得る。また、上へ曲がるシートがプレスビームに当接して、そこに配置されている装置を損傷させることがあり得る。

特許文献２（独国特許出願公開第１０２００８０１４８６９（Ａ１）号明細書）からは、プレート分割設備が知られており、それにおいて長手方向に延びる作業領域がカメラによって検出され、評価情報がレーザープロジェクタから複数の工作物上へ投影され、それらの工作物が装置に沿って移動する。この文書から認識できるように、カメラによって大きい領域が検出されなければならず、それが光学システムもしくはカメラの解像度に高い要請を課す。特にそのために広角プロジェクタが必要であって、それはよく知られているように、特に端縁領域内で、著しい画像歪みを有している。そのカメラは、処理ルートの上方に配置されている。というのは、そこでは操作もしくは曲げ変形による損傷は何ら考慮する必要がないからである。

特許文献３（特許第５８５６８６０（Ｂ２）号明細書）からは、シート挿入補助が知られており、それにおいて機械室内でカメラはバックゲージ及び挿入されたシートへ向けられている。検出された画像内で、シートエッジ又はシートのマークされた点が求められて、目標位置と比較される。ずれがある場合に、プロジェクタによってマーキングがシート上へ投影され、シートはバックゲージに関してそのマーキングに合わせて方向づけされなければならない。カメラとプロジェクタは装置に取り付けられており、その装置がプレスビームに対して平行に移動可能である。この従来技術から知られている装置においては、カメラが曲げ機械に配置されており、その配置に基づいて光学的条件がカメラにとってマイナスとなる。しかし特にこの従来技術が示す配置位置は、曲げ機械前の直接的に危険な領域内にある。

特許文献４（国際公開第０３／０３５２９４（Ａ１）号）は、光学的安全装置を開示しており、それが２つのＣＣＤカメラを有し、それらがそれぞれ移動できないように、曲げ機械の油圧シリンダの側方に配置されている。この光学的安全装置は、様々な実施形態に従って、設備の前及び／又は加工領域の前の操作者の、かつ／又は操作者の身体部分の、位置を検出するために、利用することができる。
しかし従来技術からは、曲げ機械の上述した作業領域、特に曲げ機械前の作業領域を検出することは知られておらず、その場合に画像検出手段は、工作物の添接もしくは取出しの際の操作作業に基づく損傷から、そして曲げプロセスの間の損傷から、保護して配置されなければならない。

欧州特許第２５９００４０（Ｂ１）号明細書 独国特許出願公開第１０２００８０１４８６９（Ａ１）号明細書 特許第５８５６８６０（Ｂ２）号明細書 国際公開第０３／０３５２９４（Ａ１）号

したがって本発明の課題は、曲げ機械の作業領域を検出することにあって、その場合に高い詳細解像度が達成され、かつ同時に規定どおりの駆動において、曲げ機械の作用領域を制限することなしに、画像検出装置のきわめて良好な保護が与えられる。

この課題は、本発明によれば、作業領域画像検出装置を有する曲げ機械によって解決される。曲げ機械は、機械フレーム、長手方向に延びる固定の機械テーブル及び長手方向に延びるプレスビームを有しており、その場合にプレスビームが機械フレーム内で案内され、かつ駆動手段によって機械フレームに対して移動可能に収容されている。さらに機械フレームは２つのサイド部分を有しており、それらのサイド部分は機械テーブルの長手方向の延びの方向に機械幅によって互いに離隔している。長手方向の延びとプレスビームの移動方向が作業平面を形成し、その場合に作業平面が前方の作業及び操作室とそれから区切られた、特に閉成された後方の機械室を定める。作業及び操作室内で機械テーブルの上方において、プレスビームの長手方向の延びの中央セクション内に画像検出装置が配置されており、その場合に画像検出装置の検出領域は機械テーブルの方向に方向づけされている。画像検出装置は表示手段と接続されており、その表示手段が検出領域の検出された画像を表示するように形成されている。画像検出装置は、プレスビーム被覆内に配置されており、かつ２つの画像検出手段を有しており、その場合に各画像検出手段が機械テーブルの方向に部分セクションを検出する。

この形態の特別な利点は、一方で、画像検出装置が機械の前の領域内に配置されており、その領域内では工作物を有する操作作業による、もしくは曲げプロセスによる、損傷の危険が大幅に減少されていることにある。他方で、この配置位置においては、挿入された変形すべきシートを有する作業領域を、特に作業テーブルを、かつ／又は挿入された工具及びプレスビーム内に挿入された上工具を見る良好な視野が与えられている。この自由な視野は、特にシート操作空間もしくは曲がるシート用に利用可能な空間を制限することがない。

さらに、２つのカメラを有するこの形態によって、大きい長手方向の延びを有する機械テーブルも検出することができる。

展開においては、画像検出手段が２Ｄカメラによって形成され、たとえば少なくとも３Ｍｐｘの解像度を有するＣＣＤカメラによって形成されている。好ましくはカメラは、５Ｍｐｘの解像度を有している。したがって１ｍより大きい機械テーブルの長手方向の延びを有する幅広の曲げ機械も、検出領域によってカバーして、充分に良好な場所解像度で検出することができる。必要な解像能力は、実質的に場所解像度によって定められ、それによれば１ピクセルが１ｍｍより小さい寸法を有するリアル領域に相当しなければならない。

また、展開においては、画像検出手段がレーザースキャナによって形成される。画像領域全体をカメラ固有の解像度で検出する２Ｄカメラとは異なり、スキャナによって検出すべき領域を正確に選択することができ、特に矩形フォーマットとは異なるフォーマットを有することもできる。挿入されたシートは、大体において、周囲に対する反射度においてはっきりとした差異を有している。したがって、反射されたスキャンビームの強度における差を求めることに基づく、スキャンプロセスによって、シートの外側の形状もきわめて迅速に求めることができる。また、長手方向の延びに沿った複数の領域がたとえばシーケンシャルに、場合によっては異なる、もしくは変化する解像度で、検出される。

展開においては、２つの部分セクションが第１の重畳領域を形成し、その重畳領域が検出領域の共通のセクションをカバーする。この領域は、好ましくは機械テーブルの中央の領域内に設けられており、かつ、検出領域が２分割されているにもかかわらず、検出領域全体がつながって検出されることを、保証する。

ある形成において、画像検出装置と機械テーブルの長手方向の延びとの間の法線間隔の比は１より小さく特に１から０．２５の領域内にある。曲げ機械の通常の実施形態に基づき、かつ対象となる検出領域を保証し、もしくは達成することに関して、機械テーブルと画像検出装置の間の法線間隔は制限されている。この形態によれば、画像検出装置は幅広の、特にきわめて幅広の（約６ｍまで）の曲げ機械にも、使用することができる。

展開において、画像検出装置と機械テーブルの間の法線間隔は６０ｃｍから１５０ｃｍである。画像検出装置もしくは個々の画像検出手段の良好な解像度に関して、この形成は効果的である。というのは、個々の画像検出手段の物理的な解像能力に対する要請が減少されるからである。特に超高解像する画像検出手段は不要である。これは、使用される光学系についても言えることであって、標準の（consumer）光学系で充分である。

また展開によれば、２つの画像検出手段の光学的中心は、機械の長手方向の延びに比較して、一致し、特に互いに対して１０ｃｍより少ない間隔で配置されている。機械構造的条件に基づいて、２つの画像検出手段の光学的中心を一致するように配置することは、きわめて複雑な特殊解決によってしかできない。請求項に基づく展開の利点は、特に簡単な標準コンポーネントによって検出領域全体の画像検出が可能となることにある。たとえば１−６ｍのメートル領域内にある、検出領域の長手方向の延びに比較して、１０ｃｍの間隔の配置は、一致する配置と見なすことができる。そこから生じる表示エラーは、検出領域全体の長手方向の延びにたいして無視することができる。

また他の形態においては、画像検出手段の開放角度は、作業平面に対して平行に、少なくとも６０°、特に６６°である。この展開は、この検出領域が通常の、良好に提供可能かつ特にコスト的に好ましい光学系によって検出可能である、という利点を有している。これらの光学系は、大体においてわずかな描写エラーしかもたず、それによって複雑な画像補正が省かれる。作業平面に対して平行の方向づけというのは、角度の辺によって形成される面が作業平面に対して平行に方向づけされている、ということである。

また展開においては、画像検出手段の光学軸が作業平面の方向に、垂直に対してある揺動角度だけ画像検出手段から機械テーブルへ揺動されている。したがって各画像検出手段は、正確に下方へ向けられておらず、それによって検出領域内に、それぞれ一方の画像検出手段のみによって検出される２つのセクションと、２つの画像検出手段によって検出される重畳セクションとが生じる。

展開によれば、２つの画像検出手段の揺動角度は等しく、２０°から３０°であり、特に２５°である。この形成によれば、それらの画像検出手段によって検出領域が、画像検出装置の位置に関して対称に検出される。好ましくは画像検出装置は、プレスビームの長手方向の延びの中央に配置することができる。

しかし展開によれば、２つの画像検出手段の揺動角度は等しくなく、２０°から３０°と４０°から３０°であり、特に２５°と３５°である。この展開によれば、これらの画像検出手段によって画像検出領域が画像検出装置の位置に関して非対称に検出される。好ましくは画像検出装置はプレスビームの中央セクション内、しかし長手方向の中心を外れて配置することができる。揺動角度についての逆方向の領域記載は、非対称の分割及び検出領域前置がカバーされなければならない事実から生じる。

また展開においては、画像合成モジュールが設けられており、前方の画像検出装置のカメラがその画像合成モジュールと接続されており、かつその画像合成モジュールは前側の作業及び操作室の前方の全体画像を生成するように形成されている。画像合成モジュールは、必然的に必要とされる機械制御内に設けることができるが、このモジュールが自立した画像処理モジュールとして設けられることも、可能である。画像合成モジュールは、好ましくは画像処理もしくは画像加工のために最適化されたデータ処理装置を有しており、かつ特に画像検出手段の２つの個別画像を１つの全体画像として重畳し、もしくは融合させるように形成されている。

また展開において、機械室内にも機械テーブルの上方においてプレスビームの長手方向の延びの中央セクション内に他の画像検出装置が設けられており、それが少なくとも２つの他の画像検出手段を有しており、それらが好ましくはカメラとして形成されており、かつこれらのカメラが、機械室内に設けられているバックゲージの方向に方向づけされている。曲げ機械の構造的条件に基づいて、機械操作者は大体において機械室内への直接的な視野を有していない。この展開によって、この直接のぞき込めない領域も表示手段において機械操作者に示されることが保証される。

また他の形成において、画像合成モジュールが設けられており、後方の他の画像検出装置のカメラがその画像合成モジュールと接続されており、かつその画像合成モジュールが後方の機械室の後方の全体画像を生成するように形成されている。前方の全体画像について前に説明した特性が、意味に従ってこの形成に移し替えられる。

好ましい展開においては、画像合成モジュールは、前方の作業及び操作室と後方の機械室の全体画像を生成するように形成されている。したがって表示手段において機械操作者に、曲げ機械前の領域の画像及び同時に曲げ機械の内部の領域の画像も示すことができる。

他の形態によれば、画像分析モジュールが設けられており、それが画像合成モジュールと接続されており、かつその画像分析モジュールは加工すべきシートの構造を認識するように形成されている。したがって検出領域内に配置されている工作物が認識され、特にシートの外側の輪郭が認識される。画像分析モジュールは、たとえばコントラスト分析及び／又は反射分析を用いて検出された画像を分析し、そのようにして挿入されたシートを認識することができる。挿入されたシートのエッジ及び／又ははきりとした構造が認識されると、特に効果的である。というのは、それによって正しい挿入についての検査が実施されるからである。

本発明の課題は、曲げ機械の長手方向に延びた作業領域の全体画像を示す方法によっても解決され、その方法は、対象となる曲げ機械上で実施される。その場合に作業及び操作室内に配置された画像検出装置によって、機械テーブルに沿った領域が前方の記録領域として検出されて、表示手段上にライブ画像として示される。前方の記録領域に沿って、画像検出装置の第１のカメラによって、第１のセクションが第１の部分画像として、そして画像検出装置の第２のカメラによって第２のセクションが第２の部分画像として検出される。前方の記録領域の第１と第２のセクションが部分セクション内で重なり合って検出され、それによって第１の重畳領域が形成される。画像合成モジュールによって、第１と第２の部分画像の画像方向づけと画像スケーリングが実施される。さらに、第１の重畳領域内で画像合成モジュールによって、第１と第２の部分画像の画像合成が実施されて、ライブ画像が形成される。

２つのカメラの検出された画像を１つの全体画像にまとめることができるようにするために、画像を内容的な処理なしで互いに接合する可能性が存在するが、それは欠点と結びついている。そのためには特に、２つのカメラが互いに対してきわめて正確に方向づけして配置され、かつ調整されることが必要であるが、この方向づけは曲げプレスの規定どおりの駆動における揺れにもかかわらず、維持されなければならない。

この形態によって、２つのカメラの重畳領域内で前方の記録領域の共通の領域が検出されることが、保証されている。場合によっては生じる、カメラの方向づけの不正確さを補償して、歪みを除去し、かつ場合によっては露光を適合させるために、部分画像を方向づけし、かつスケーリングした後に、重畳領域内で部分画像が−たとえば推移機能を用いて−組み合わされる。合成された全体画像内では、２つの部分画像からなる痕跡は、もはやほとんど認識されない。

他の形態によれば、機械室内に配置されている他の画像検出装置によって、機械テーブルに沿った領域が後方の記録領域として検出されて、表示手段上にライブ画像として示される。その場合に後方の記録領域に沿って、他の画像検出装置の第１のカメラによって第１のセクションが第３の部分画像として、そして他の画像検出装置の第２のカメラによって第２のセクションが第４の部分画像として検出される。後方の記録領域の第１と第２のセクションは、部分セクション内で重なり合って検出され、それによって第２の重畳領域が形成される。画像合成モジュールによって、第３と第４の部分画像の画像方向づけと画像スケーリングが実施される。第２の重畳領域内で、第３と第４の部分画像の画像合成が実施されて、ライブ画像が形成される。

先行する実施変形例の説明は、意味にしたがって請求項に記載の形態に移し替えられる。

展開においては、さらに、前方と後方の記録領域が重なり合って検出されて、第３の重畳領域が形成され、かつ第３の重畳領域内で４つすべての部分画像の画像合成が実施されて、ライブ画像が形成される。この展開は、個々の部分画像から唯一の全体画像が形成されて、表示手段において機械操作者に示される、という利点を有している。したがって機械操作者は、曲げ機械の前の領域及び大体において直接のぞき込めない機械内部空間の全体表示を得る。

画像合成モジュールによって工作物の格納された参照画像が表示手段のライブ画像内に示される展開も、効果的である。したがって機械操作者に、工作物の正しい方向づけの表示が提供される。格納されている参照画像は、特に工作物の正しい方向づけも、曲げ工具（上工具もしくは下工具）に関する正しい位置も有することができる。

他の形態によれば、画像分析モジュールによってライブ画像内でパターン分析を用いて、加工すべき工作物の方向付けが認識されて、工作物の格納されている参照画像と比較することにより、変換情報が形成されて、表示手段においてライブ画像内で示される。

好ましくは画像分析モジュールも、画像合成モジュールも、曲げ機械の機械制御内に統合して配置することができ、あるいは自立したモジュールとして設けることもできる。また、機械制御が製造プランニングシステムへのデータ接続を有することも、可能である。参照画像は、自立したモジュール内、機械制御内、あるいはまた製造プランニングシステム内に格納することもできる。参照画像というのは、加工すべき工作物の表示と考えることができ、これはＣＡＤ構造データとすることもできる。好ましくは参照画像は、検出されたライブ画像に重畳され、それによって機械操作者に正しい挿入位置についての視覚的なフィードバックを与えることができる。

変換情報は、たとえば、ライブ画像内で強調されたエッジによって形成することができるので、機械操作者は、工作物をどのように方向づけするかを認識することができる。しかしまた、変換情報が方向矢印もしくは移動指示を有することも、可能である。

展開は、変換情報がアニメーションとして形成されることにもある。たとえばＶＲモジュールによって実際の方向づけと正しい目標方向づけから、変換情報を移動軌跡によって、あるいは正しい方向づけを得るための工作物の移動表示によって、形成することができる。

展開においては、画像分析モジュールによってデータ接続を介して、製造プランニングシステム内に格納されている工作物の参照画像へアクセスすることもできる。したがって実際の構造データもしくは製造データへ直接アクセスできる可能性が生じる。

画像分析モジュールによってライブ画像内でパターン分析を用いて、プレスビーム内及び／又は機械テーブル内に配置された曲げ工具の標識が読み出されて、評価される展開も、効果的である。この展開によって、正しい工具が搭載されているか、もしくは次の加工ステップのために工具がプレスビームに沿った正しい位置に配置されているか、を検査することが可能である。

他の好ましい実施形態は、表示手段の展開に関する。たとえば、表示手段を、プレスビームに、特にその前側に配置されているフラットディスプレイによって形成することができる。奥行きが小さく、重量が少ないことに基づいてフラットディスプレイは操作者の視野領域内に容易に取り付けることができる。またフラットディスプレイは、製造ホール内の昼光においても良好に認識できる、図示される画像の輝度も達成する。この実施形態は、表示手段が１つより多いフラットディスプレイによって形成されている変形例も、明らかに一緒に含んでいる。機械幅に従って、プレスビームに沿って複数のフラットディスプレイが配置されて、全体として１つの表示手段を形成する形態も考えられる。

他の好ましい形態は、フラットディスプレイが組立て装置内に配置されており、その組立て装置がプレスビームの長手方向の延びに沿ってフラットディスプレイの位置決めを可能にすることにある。曲げプレスは、大体において大きな長手方向の延びを有しているので、曲げプレスの中央領域内の曲げ加工のためだけに表示を中央で位置決めすると効果的である。この展開によって、フラットディスプレイは曲げプレスに沿って移動することができ、特に実施すべき曲げ変形のすぐ近傍領域内で位置決めすることができる。他の形態においては、位置決めは操作手段によって行うことができるので、機械操作者には操作は不要である。その場合に表示は、機械制御によってそれぞれ次の曲げ変形の場所へ移動される。

フラットディスプレイは、好ましくはアクティブな自己発光する表示器であり、特にＴＦＴディスプレイ又はＯＬＥＤディスプレイである。しかしまた、パッシブな表示器、たとえばｅＰａｐｅｒディスプレイも使用することができる。これは、周囲光がきわめて明るい場合に、読取りが問題なく可能である、という利点を有している。

本発明をさらによく理解するために、以下の図を用いて本発明を詳細に説明する。
図は、それぞれ著しく簡略化された図式的な表示である。

実施変形例に基づく作業領域画像検出装置の全体を示す図である。 可能な実施変形例に基づく画像検出の幾何学的状況を示している。 他の可能な実施変形例に基づく画像検出の幾何学的状況を示している。 画像検出装置の他の仕様を有する曲げ機械を示す上面図である。 検出された部分画像から、全体画像を形成することを示している。 変換情報のオーバーレイを有する他の可能な実施形態を示している。

図１は、作業領域検出装置２を有する、対象となる曲げ機械１の形態を示している。曲げ機械１は、機械フレームを有しており、その機械フレームが２つのサイド部分３を有し、その場合にこれらのサイド部分３の間に長手方向に延びる機械テーブル４が配置されており、かつその場合に機械テーブル４の長手方向の延び５が機械幅を定める。機械フレーム内でさらに、プレスビーム６が案内されて配置されており、かつ駆動手段７によって機械フレームに対して移動され、かつ、特に下方へ走行する場合に曲げ変形を実施する。プレスビーム６の移動方向８とその、機械テーブル４の長手方向の延び５に対して平行の長手方向の延び９とによって、作業平面が形成される。この作業平面が、曲げ機械１の前にある作業及び操作室と、それから変位して、特に閉成された後方の機械室とを定める。曲げライン、したがって上工具が工作物に接触して、下工具内へ圧入するラインが、作業平面内にあることを、記録しておく。画像検出装置２は検出領域１０を有しており、その検出領域は機械テーブル４の方向に方向づけされている。検出されたセクションは、画像検出装置２と接続された表示手段１１上に表示される。

画像検出装置２は、プレスビーム被覆１２内に配置されており、そのプレスビーム被覆１２は機械操作者の視野からはプレスビーム６の前にあって、したがって特に移動するプレスビーム６に対する保護も提供する。できる限り大きい、自由な曲げ空間を得るための構造的理由から、プレスビーム被覆１２はできるだけプレスビームの近傍に配置されており、したがって上面で見て曲げライン１３からきわめてわずかな水平間隔を有している。曲げライン１３は、その上でプレスビーム６内に配置された上工具１４が変形すべき工具に接触して、それを機械テーブル４に配置された下工具１５内へ圧入するラインである。

画像検出装置２は、２つの画像検出手段１６を有しており、それらは好ましくは２Ｄカメラによって形成されている。特にこれらの画像検出手段１６の各々によって、機械テーブル４の部分セクションが検出される。この検出領域もしくは、これらの部分セクションの各々が機械テーブル４の表面も、曲げライン１３に沿った領域も有することができることを、記録しておく。特にこれは、機械テーブル４に載置された変形すべき工作物も検出領域１０内にあって、したがって検出されること、及びさらに曲げるために下工具５に載置された工作物も検出領域１０内にあることを、意味している。

テクノロジーの理由から２つの画像検出手段１６の光学的中心１７の間に距離１８が生じるが、この距離１８は数センチメートル、特に１０ｃｍであるので、機械幅もしくは長手方向の延び５に対して無視できる。したがって２つの画像検出手段１６の光学的中心１７の配置の一致を前提とすることができる。

図には、検出領域１０全体が各画像検出手段１６によって部分セクション１９内でのみ検出されることも示されており、その場合に部分セクション１９は第１の重畳領域２０内で重なる。

画像検出装置２の２つの画像検出手段１６は、画像合成モジュール２１と接続されており、その画像合成モジュールは、検出された第１と第２の部分画像を編集して、検出された第１の重畳領域２０内で２つの画像を合成するように形成されているので、全体画像が形成され、それが次に表示手段１１に示される。好ましくは画像合成モジュール２１は、機械制御２２内に配置することができ、その機械制御が曲げ機械１のシーケンス制御を実施し、かつ監視する。この機械制御２２は、中央の製造プランニングシステムと接続することもできるので、機械制御及びそれに伴ってその中に配置されている他のモジュールが、変形すべき工作物の構造データに直接アクセスすることができる。機械制御２２内には、たとえば画像分析モジュール２３も設けることができ、それが画像合成モジュールと接続されており、かつ検出された画像内に変換すべきシート、特にシートの方向づけを認識することができる。

図２ａと２ｂには、画像検出手段の配置もしくは方向づけの２つの可能な形態が示されている。表示を簡単にし、かつ特に光学的条件を明らかにするために、曲げ機械の諸部材は示されていない。

図２ａは、２つの画像検出手段の光学的条件を第１の構成において示しており、それにおいて２つの部分セクションが画像検出装置の法線間隔に対して対称に機械テーブル上に形成される。

画像検出装置２の２つの画像検出手段１６の光学軸は、互いに対してある間隔で配置されており、その場合にこの間隔は検出領域１０の長手方向の延びに関して無視されるので、光学軸の配置の一致を前提とすることができる。実際に離隔した配置に基づいて実際に存在するわずかな差異は、全体を考える場合に重要ではない。好ましい形成において、画像検出手段１６はカメラによって形成されているので、第１のカメラ２４が第１のセクション２５を第１の部分画像として、そして第２のカメラ２６が第２のセクション２７を第２の部分画像として検出する。

各画像検出手段１６は、画像開放角度２８を有しており、その画像開放角度は画像検出手段の光学軸２９に対して対称に配置されている。光学軸２９の方向に見た画像検出手段１６の検出領域は、大体において矩形に形成されており、その場合にここで開放角度２８というのは、角度もしくはその角度によって形成される面積が、検出領域の長手方向の延びに対して平行かつそれに伴ってプレスビームの長手方向の延びに対して平行に方向づけされており、したがって検出領域の最大の長手方向の延びを定めることである。

図２ａに示す形態において、２つの光学軸２９は、法線間隔３１に関して揺動角度３０だけ対称に揺動されている。この形態において、揺動角度は２０と３０°の間であり、その場合に２５°の角度が効果的である。法線間隔３１が６０ｃｍから１５０ｃｍである場合に、好ましくは６０°、しかし好ましくは６６°の開放角度２８によって、約１ｍから約６ｍの検出領域１０を検出することができる。

図２ｂは、他の可能な形態を示しており、それにおいて光学軸２９は法線間隔３１に関して非対称に揺動されている。揺動角度３０は、第２のカメラ２６について２０°から３０であり、第１のカメラ２４については逆方向に４０°から３０°である。第２のカメラ２６について２５°の、そして第１のカメラ２４については３５°の揺動角度が効果的である。

ここでもまた第１のカメラ２４によって第１のセクション２５が、そして第２のカメラ２６によって第２のセクション２７が検出され、その場合に２つのセクションが第１の重畳領域２０内で重なる。

図３は、対象となる曲げ機械１を上面図で示しており、特に機械テーブル４、サイド部分３及び駆動手段７によって移動可能なプレスビーム６が示されている。プレスビーム６とその移動方向が（シートに対して法線方向に）作業平面３２を形成し、その作業平面３２が前方の作業及び操作室３３とそれから区切られた、特に閉成された後方の機械室３４を定める。

前方の作業及び操作室３３内に、２つの画像検出手段１６を有する画像検出装置２が配置されている。特にこの画像検出装置２は、プレスビーム被覆１２内に配置されている。

しかし他の形態によれば、機械室３４内でも機械テーブル４の上方のプレスビーム６の長手方向の延び９の中央セクション内に、他の画像検出装置３５が配置されている。この他の画像検出装置３５も、２つの画像検出手段１６を有しており、それらも好ましくは２Ｄカメラとして形成されている。この他の画像検出装置３５によって、後方の機械室３４、特にそこに配置されている、変形すべき工作物を添接させるためのストッパフィンガー３７を有するバックゲージ３６が検出される。

この他の画像検出装置３５に関する光学的状況の説明については、図１と２の説明を参照することができ、その説明が意味に従って他の画像検出装置３５へ移し替えられる。特に他の画像検出装置３５の第１のカメラ２４によって、第１のセクションが第３の部分画像４２として、他の画像検出装置の第２のカメラ２６によっては、第２のセクションが第４の部分画像４３として後方の記録領域に沿って検出される。同様に、検出領域のセクションが２つの画像検出手段１６によって検出され、それによって第２の重畳領域４４が形成される。

はっきりと指摘しておくが、第１と第２の画像検出装置及び第１のカメラと他のカメラという概念は、前方の画像検出装置（作業及び操作室内）のためにも、後方の他の画像検出装置（機械室内）のためにも、使用される。それらが同一の装置であると言うのではなく、説明を簡単にするために、概念が同じ表現で選択されている。

図４は、検出された部分画像がどのように共通のライブ画像に継ぎ合わされるか、の表示を示している。曲げ機械の部材及び画像検出装置の部材は、簡単にするために図示されていない。プレスビーム被覆内の画像検出装置の画像検出手段によって、したがって前方の作業及び操作室３３内で、第１の部分画像３８と第２のそれ３９が検出される。画像検出装置の画像検出手段の配置に基づいて、画像検出手段によって前方の記録領域４０が次のように、すなわち２つの検出された部分画像内の第１の重畳領域２０内に、前方の記録領域４０の同一のセクションが示されるようにして、検出される。

後方の機械室３４内に配置されている、他の画像検出装置の画像検出手段によって、後方の記録領域４１が第３の部分画像４２と第４のそれ４３として検出される。ここでも部分画像の検出は、後方の記録領域４１のセクションが、２つの部分画像内の第２の重畳領域４４として示されるように、行われる。

前方の記録領域４０の場合のように、画像合成モジュールによって第３の部分画像４２と第４のそれ４３の画像方向づけと画像スケーリングが実施されて、第２の重畳領域４４内で２つの部分画像の画像合成が実施されて、それからライブ画像が形成される。

付加的にある形態によれば、前方の記録領域４０と後方のそれ４１が重なり合って検出され、特に第１の部分画像３８と第３のそれ４２及び第２の部分画像３９と第４のそれ４３が重なり合い、その場合に中央セクション内で４つすべての部分画像が重なり合う。この形態によって、第３の重畳領域４５が形成され、その中で画像合成モジュールによって４つすべての部分画像の合成が実施されて、ライブ画像が形成される。この形態によって機械操作者は、表示手段に示される、前方の作業及び操作室３３内及び同時に後方の機械室３４内の状況のライブ画像を得る。

図５は他の可能な形態を示しており、それにおいて変形すべき工作物４６の方向づけが求められ、求められた方向づけが格納されている目標方向づけと比較されて、偏差がある場合に変換情報４７が示される。曲げ変形において、加工すべき工作物４６が曲げ機械へ供給されて、大体において下工具１５に載置されて、次の曲げ変形が曲げライン１３と一致するように、方向づけされる。まさにロットサイズが小さい場合には、機械操作者が工作物４６を誤って方向づけして曲げ機械内へ挿入する可能性があり、それによって次の曲げステップが誤って実施されてしまう。ライブ画像もしくは個々の部分画像の画像分析によって、パターン認識を用いて配置された工作物を認識することができる。特に輪郭が認識され、その場合に格納されている参照画像と比較した後に、正しい目標方向づけを変換情報４７としてライブ画像にオーバーレイすることができる。したがって機械操作者はきわめて容易に、工作物が正しく挿入されたかを認識することができ、曲げ変形が実施される。変換情報４７は、部分的にアニメ化することができ、たとえば工作物をどのように操作すべきかの方向指示をライブ画像にオーバーレイすることができる。指示に基づいて機械操作者は、きわめて迅速に工作物の正しい方向づけを行うことができ、それによって曲げプロセスの遅延が著しく減少される。

しかしまた、方向づけを求めて格納されている目標方向づけと比較することなしに、目標位置及び／又は目標方向づけのみを変換情報として示すことも、可能である。

図１は、他の可能な形態を示しており、それによれば、曲げ工具に識別標識４８が取り付けられており、それは検出された部分画像内で、あるいは生成されたライブ画像内で見られ、かつ認識される。識別標識は、たとえばＩＤとして、あるいは２Ｄコードとして形成することができる。この識別標識を読み出して、たとえば画像分析モジュールによって、分析することにより、正しい工具が正しい位置に装着されたか、を画像分析モジュール又は機械制御によって求めることもできる。

この対象となる曲げ機械の利点は、機械操作者にいつでも操作プロセスに関する全体見通しを与えることができることにある。特に機械操作者は、曲げプロセスに関する重要な情報が表示手段のライブ画像において直接示されることにより、小さいロットサイズを形成する際に支援される。

最後に記録しておくが、異なるように記載される実施形態において、同一の部分には同一の参照符号ないし同一の構成部分名称が設けられており、その場合に説明全体に含まれる開示は、同一の参照符号ないし同一の構成部分名称を有する同一の部分へ意味に従って移し替えることができる。また、説明内で選択される、たとえば上、下、側方などのような位置記載は、直接説明され、かつ示される図に関するものであって、この位置記載は位置が変化した場合には意味に従って新しい位置へ移し替えられる。

図１、３及び５には、作業領域画像検出装置を有する曲げ機械の他の、そして場合によってはそれ自体自立した実施形態が示されており、その場合にここでも先行する図におけるのと同じ部分には同一の参照符号もしくは構成部品が使用される。不必要な繰り返しを避けるために、先行する図における詳細な説明が参照するよう指示され、もしくは参照される。

実施例は、作業領域画像検出装置を有する曲げ機械の可能な実施変形例を示しており、その場合にここに記録しておくが、本発明は具体的に示されたその実施変形例に限定されるものではなく、むしろ個々の実施変形例を互いに様々に組み合わせることも可能であって、これらの変形可能性は対象となる発明による技術的に取り扱うための教示に基づいて、この技術分野で活動する当業者の裁量の範囲内にある。

さらに、図示され、かつ説明された様々な実施例の個別特徴又は特徴の組合せも、それ自体自立した進歩的又は発明に係る解決を表すことができる。

自立した進歩的解決の基礎となる課題は、明細書から読み取ることができる。

具体的な説明内の値領域についてのすべての記載は、その任意の部分領域とすべての部分領域を共に含むものであって、たとえば記載１から１０は、下限の１と上限の１０から始まるすべての部分領域、すなわち下限の１またはそれ以上で始まり、上限の１０またはそれ以下で終了する、たとえば１から１．７、または３．２から８．１、あるいは５．５から１０のすべての部分領域、を一緒に含んでいるものとする。

特に図に示す個々の形態は、自立した発明に係る解決の対象を形成することができる。これに関する本発明の課題と解決は、これらの図の詳細な説明から読み取ることができる。

最後に形式的に記録しておくが、作業領域画像検出装置を有する曲げ機械の構造をよりよく理解するために、この曲げ機械もしくはその構成部分は、部分的に縮尺どおりではなく、かつ／又は拡大及び／又は縮小して示されている。

１ 曲げ機械
２ 画像検出装置
３ サイド部分
４ 機械テーブル
５ 長手方向の延び
６ プレスビーム
７ 駆動手段
８ 移動方向
９ 長手方向の延び
１０ 検出領域
１１ 表示手段
１２ プレスビーム被覆
１３ 曲げライン
１４ 上工具
１５ 下工具
１６ 画像検出手段
１７ 光学的中心
１８ 距離
１９ 部分セクション
２０ 第１の重畳領域
２１ 画像合成モジュール
２２ 機械制御
２３ 画像分析モジュール
２４ 第１のカメラ
２５ 第１のセクション
２６ 第２のカメラ
２７ 第２のセクション
２８ 開放角度
２９ 光学軸
３０ 揺動角度
３１ 法線間隔
３２ 作業平面
３３ 作業及び操作室
３４ 機械室
３５ 他の画像検出装置
３６ バックゲージ
３７ ストッパフィンガー
３８ 第１の部分画像
３９ 第２の部分画像
４０ 前方の記録領域
４１ 後方の記録領域
４２ 第３の部分画像
４３ 第４の部分画像
４４ 第２の重畳領域
４５ 第３の重畳領域
４６ 工作物
４７ 変換情報
４８ 識別標識

Claims (23)

1. 作業領域画像検出装置（２）を有する曲げ機械（１）であって、
   曲げ機械（１）が機械フレーム、長手方向に延びる固定の機械テーブル（４）及び長手方向に延びるプレスビーム（６）を有し、前記プレスビーム（６）が機械フレーム内で案内され、かつ駆動手段（７）によって前記機械フレームに対して移動可能に収容されており、
   かつ前記機械フレームがさらに２つのサイド部分（３）を有し、それらのサイド部分が機械テーブル（４）の長手方向の延び（５）の方向に機械幅によって互いに離隔しており、
   かつ長手方向の延び（５）とプレスビーム（６）の移動方向（８）とが作業平面（３２）を形成し、
   前記作業平面（３２）が前方の作業及び操作室（３３）と、該作業及び操作室から区切られ、特に閉成された後方の機械室（３４）とを定め、
   かつ画像検出装置（２）が２つの画像検出手段（１６）を有し、
   かつ画像検出装置（２）の検出領域（１０）が機械テーブル（４）の方向に方向づけされており、かつ各画像検出手段（１６）が機械テーブル（４）の方向に部分画像（１９）を検出し、
   かつ画像検出装置が表示手段（１１）と接続されている、
   ものにおいて、
   画像検出装置（２）が作業及び操作室（３３）内で、機械テーブル（４）の上方で、プレスビームの長手方向の延び（９）の中央セクション内でプレスビーム被覆（１２）内に配置されており、
   かつ表示手段（１１）が、検出領域（１０）の検出された画像を表示するように形成されており、かつ
   ２つの画像検出手段（１１）の光学的中心が、機械テーブル（４）の長手方向の延び（５）に比較して特に互いに対して１０ｃｍ以下の距離（１８）で、一致して配置されている、
   ことを特徴とする作業領域画像検出装置を有する曲げ機械。
2. 画像検出手段（１６）が、２Ｄカメラによって形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の曲げ機械。
3. 画像検出手段（１６）が、レーザースキャナによって形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の曲げ機械。
4. ２つの部分セクション（１９）が第１の重畳領域（２０）を形成し、前記重畳領域が検出領域（１０）の共通のセクションをカバーする、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の曲げ機械。
5. 画像検出装置と機械テーブル（４）の長手方向の延びとの間の法線間隔（３１）の比が、１より小さく、特に１から０．２５の領域内にある、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の曲げ機械。
6. 画像検出装置と機械テーブル（４）の間の法線間隔（３１）が、６０ｃｍから１５０ｃｍである、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の曲げ機械。
7. 画像検出手段（１６）の開放角度（２８）が、作業平面（３２）に対して平行に少なくとも６０°、特に６６°である、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の曲げ機械。
8. 画像検出手段（１６）の光学軸（２９）が、作業平面（３２）に対して平行な方向に、法線間隔に対して揺動角度（３０）だけ画像検出手段（１６）から機械テーブル（４）へ揺動されている、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の曲げ機械。
9. ２つの画像検出手段（１６）の揺動角度（３０）が等しく、かつ２０°から３０°、特に２５°である、ことを特徴とする請求項７に記載の曲げ機械。
10. ２つの画像検出手段（１６）の揺動角度（３０）が等しくなく、かつ２０°から３０°と３０°から４０°、特に２５°と３５°である、ことを特徴とする請求項７に記載の曲げ機械。
11. 画像合成モジュール（２１）が設けられており、前方の画像検出装置のカメラが前記画像合成モジュールと接続されており、かつ前記画像合成モジュール（２１）が、前方の作業及び操作室（３３）の前方の全体画像を生成するように形成されている、ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の曲げ機械。
12. 機械室（３４）内にも、機械テーブル（４）の上方で、プレスビーム（６）の長手方向の延び（９）の中央セクション内に他の画像検出装置（３５）が配置されており、前記他の画像検出装置が少なくとも２つの他の画像検出手段（１６）を有しており、前記画像検出手段が好ましくはカメラとして形成されており、かつ
    それらのカメラが、機械室（３４）内に存在するバックゲージ（３６）の方向へ方向づけされている、
    ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の曲げ機械。
13. 画像合成モジュール（２１）が設けられており、後方の他の画像検出装置（３５）のカメラが前記画像合成モジュールと接続されており、かつ前記画像合成モジュール（２１）が、後方の機械室（３４）の後方の全体画像を生成するように形成されている、ことを特徴とする請求項１２に記載の曲げ機械。
14. 画像合成モジュール（２１）が、前方の作業及び操作室（３３）と後方の機械室（３４）の全体画像を生成するように形成されている、ことを特徴とする請求項１１と１３に記載の曲げ機械。
15. 画像分析モジュール（２３）が設けられており、前記画像分析モジュールが画像合成モジュール（２１）と接続されており、かつ前記画像分析モジュール（２３）が、加工すべきシートの構造を認識するように形成されている、ことを特徴とする請求項１１から１４のいずれか１項に記載の曲げ機械。
16. 請求項１から１５のいずれか１項に記載の曲げ機械（１）上で実施される、曲げ機械（１）の長手方向に延びる作業領域の全体画像を示す方法であって、
    作業及び操作室（３３）内に配置された画像検出装置によって、機械テーブル（４）に沿った領域が前方の記録領域（４０）として検出されて、表示手段（１１）上にライブ画像として示される、ものにおいて、
    前方の記録領域（４０）に沿って、画像検出装置の第１のカメラ（２４）によって第１のセクション（２５）が第１の部分画像（３８）として、かつ画像検出装置の第２のカメラ（２６）によって第２のセクション（２７）が第２の部分画像（３９）として検出され、前方の記録領域（４０）の第１と第２のセクションが部分セクション（１９）内で重なり合って検出されて、第１の重畳領域（２０）を形成し、かつ画像合成モジュール（２１）によって第１（３８）と第２（３９）の部分画像の画像方向づけと画像スケーリングが実施され、
    かつ第１の重畳領域（２０）内で第１（３８）と第２（３９）の部分画像の画像合成が実施されて、ライブ画像が形成される、
    ことを特徴とする曲げ機械の長手方向に延びる作業領域の全体画像を示す方法。
17. 機械室（３４）内に配置された他の画像検出装置によって、機械テーブル（４）に沿った領域が後方の記録領域（４１）として検出されて、表示手段（１１）上にライブ画像として示され、
    後方の記録領域（４１）に沿って、他の画像検出装置（３５）の第１のカメラ（２４）によって第１のセクション（２５）が第３の部分画像（４２）として、かつ他の画像検出装置（３５）の第２のカメラ（２６）によって第２のセクション（２７）が第４の部分画像（４３）として検出され、後方の記録領域（４１）の第１（２５）と第２（２７）のセクションが部分セクション（１９）内で重なり合って検出されて、第２の重畳領域（４４）を形成し、
    かつ画像合成モジュール（２１）によって第３（４２）と第４（４３）の画像方向づけと画像スケーリングが実施され、
    かつ第２の重畳領域（４４）内で第３（４２）と第４（４３）の部分画像の画像合成が実施されて、ライブ画像が形成される、
    ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 前方（４０）と後方（４１）の記録領域が重なり合って検出されて、第３の重畳領域（４５）を形成し、かつ第３の重畳領域（４５）内で４つすべての部分画像の画像合成が実施されて、ライブ画像が形成される、ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 画像合成モジュール（２１）によって、工作物（４６）の格納されている参照画像が、表示手段（１１）においてライブ画像内で示される、ことを特徴とする請求項１６から１８のいずれか１項に記載の方法。
20. 画像分析モジュール（２３）によって、パターン分析を用いてライブ画像内で加工すべき工作物（４６）の方向づけが認識されて、格納されている工作物（４６）の参照画像と比較することによって変換情報（４７）が形成されて、表示手段（１１）においてライブ画像内に示される、ことを特徴とする請求項１６から１９のいずれか１項に記載の方法。
21. 変換情報（４７）がアニメーションとして生成される、ことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
22. 画像分析モジュール（２３）によってデータ接続を介して、製造プランニングシステム内に格納されている工作物（４６）の参照画像にアクセスされる、ことを特徴とする請求項１６から２１のいずれか１項に記載の方法。
23. 画像分析モジュール（２３）によって、パターン分析を用いてライブ画像内で、プレスビーム（６）内及び／又は機械テーブル（４）内に配置されている曲げ工具の標識が読み出されて、評価される、ことを特徴とする請求項１６から２２のいずれか１項に記載の方法。

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