特表 2024-539345 変換機械の安全保障システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-10-28

(54)【発明の名称】変換機械の安全保障システム

(51)【国際特許分類】

   F16P 3/14 20060101AFI20241018BHJP

【ＦＩ】

F16P3/14

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024525596

(86)(22)【出願日】2022-10-26

(85)【翻訳文提出日】2024-04-30

(86)【国際出願番号】 EP2022079953

(87)【国際公開番号】W WO2023073033

(87)【国際公開日】2023-05-04

(31)【優先権主張番号】21315231.7

(32)【優先日】2021-10-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522462649

【氏名又は名称】ボブスト リヨン

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100119013

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 一夫

(74)【代理人】

【識別番号】100130937

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100144451

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 博子

(72)【発明者】

【氏名】アフメド セディク ブアジャール

(57)【要約】

本発明は、変換機械の制限アクセス区域を保護するための安全保障システム（１０）に関する。安全保障システム（１０）は、垂直検知方向を有する、横並びに配置された複数のセンサ（２２）を含む検出ユニット（２０）を備える。各センサは、個別の制御領域（Ｚ）を有する。検出ユニットは、制御領域の各々を通って搬送される物体（２４、３２）の到着時間（ｔ１）及び出発時間（ｔ２）を示す制御信号（２３）を検出するように構成されている。安全保障システムは、制御信号（２３）を検出ユニットから受け取るように構成された評価ユニット（２６）と、評価ユニットに、制御信号（２３）に基づいて、禁止アクセスの存在を示すエラー状態を決定させるプログラムを含むメモリ（２５）とをさらに備える。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

変換機械（１）のための安全保障システム（１０）であって、
横並びに配置された複数のセンサ（２２）を含む検出ユニットであって、前記センサの各々は、個別の制御領域（Ｚ）を有し、前記検出ユニットは、前記制御領域（Ｚ）を通って搬送される物体（２４、２３）の前記制御領域（Ｚ）の各々への到着時間（ｔ１）及び前記制御領域の各々からの出発時間を検出するように構成され、前記物体の前記到着時間及び前記出発時間は、前記センサ（２２）の各々からの制御信号（２３）から決定され、前記センサの各々からの前記制御信号は、立ち上がり信号（３６ａ）及び立ち下がり信号（３６ｂ）を含み、前記センサの各々は、垂直検知方向を有する、検出ユニットと、
前記制御信号（２３）を前記検出ユニットの前記センサの各々から受け取り、前記立ち上がり信号から前記到着時間（ｔ１）を、前記立ち下がり信号から出発時間（ｔ２）を決定するように構成され、及び、エラー状態が決定された場合にエラー信号（２７）を供給するように構成された評価ユニット（２６）と、
前記評価ユニットに、前記制御領域（Ｚ）の各々における前記到着時間（ｔ１）及び／又は前記出発時間（ｔ２）に基づいて、禁止物体（３２）の存在を示すエラー状態を決定させるプログラムを含むメモリ（２５）と、
を備える、安全保障システム。

【請求項2】

光バリア（１４）及びミューティング装置（２０）を含む光バリアシステム（１３）をさらに備え、前記ミューティング装置は、前記光バリア（１４）の反対側に位置する上流側ミューティング検出器（２０ａ）及び下流側ミューティング検出器（２０ｂ）を含み、
前記安全保障システムは、搬送される許容物体（２４）が前記上流側ミューティング検出器（２０ａ）によって検出された場合に前記光バリア（１４）をミュートするために前記ミューティング装置（２０）を作動させ、前記許容物体（２４）が前記下流側ミューティング検出器（２０ｂ）によって検出された場合に前記光バリア（１４）を作動させるように構成された制御ユニット（２８）を備え、前記検出ユニット（２０）の前記センサ（２２ａから２２ｆ）は、前記上流側ミューティング検出器（２０ａ）がミューティング信号（２１）を生成し、前記光バリアがミュートされた場合に起動されるように構成され、前記制御ユニット（２８）は、前記エラー信号（２７）を前記評価ユニット（２６）から受け取り、エラー状態が検出された場合に停止信号（２９）を生成するように構成されている、請求項１に記載の安全保障システム。

【請求項3】

前記センサは、互いから等距離（ｄ１）で一列に位置決めされている、請求項１又は２に記載の安全保障システム。

【請求項4】

前記センサ（２２）は、光電セル、レーザースキャナ、又は静電容量式センサを含む、請求項１から３のいずれかに記載の安全保障システム。

【請求項5】

前記評価ユニット（２６）は、前記センサの各々からの立ち上がり信号と立ち下がり信号との間の持続時間（Σｔ）を計算するようにさらに構成され、前記評価ユニットは、前記センサの各々に関する前記持続時間が異なる場合にエラー状態を決定するように構成されている、請求項１から４のいずれかに記載の安全保障システム。

【請求項6】

前記評価ユニットは、直接隣接する前記センサ（２２）の立ち上がり信号（３６ａ）の間の位相シフト（△ｔ）を計算するようにさらに構成され、前記エラー状態は、位相シフトが存在する場合に決定される、請求項１から５のいずれかに記載の安全保障システム。

【請求項7】

前記評価ユニットは、受け取った制御信号（２３）の第１の状態から第２の状態への切り替わり事象の第１の順序付けられた順番と、受け取った制御信号（２３）の第２の状態から第１の状態への切り替わり事象の第２の順序付けられた順番とを決定するように構成され、前記エラー状態は、前記第１の順序付けられた順番と前記第２の順序付けられた順番との間の差に基づいて決定される、請求項６に記載の安全保障システム。

【請求項8】

前記評価ユニット（２６）は、受け取った制御信号（２３）の第１の状態から第２の状態への切り替わり事象によって規定された補間された第１のタイムライン（４８）を決定し、受け取った制御信号（２３）の第２の状態から第１の状態への切り替わり事象によって規定された補間された第２のタイムライン（５０）を決定するように構成され、前記エラー状態は、非平行な第１及び第２のタイムライン（４８、５０）に基づいて決定される、請求項７に記載の安全保障システム。

【請求項9】

前記制御ユニット（２８）は、エラー信号（２７）を前記評価ユニットから受け取った場合に、変換機械（１）のワークステーション（８、９）を非作動にするために又は変換機械（１）全体を非作動にするために停止信号（２９）を生成するように構成されている、請求項１から８のいずれかに記載の安全保障システム（１０）。

【請求項10】

請求項１から９のいずれかに記載の安全保障システムを備える変換機械であって、前記センサ（２２）は、前記変換機械の移動経路（Ｐ）の上に水平方向に配置され、前記変換機械の制限アクセス区域（Ａ）へのアクセス開口部（１２）の上に位置決めされている、変換機械。

【請求項11】

変換機械（１）の制限アクセス区域（Ａ）を保護する方法であって、
複数のセンサ（２２）の制御領域（Ｚ）内で物体（２４、３２）の到着時間（ｔ１）及び出発時間（ｔ２）を検出するステップであって、前記センサ（２２）は、垂直検知方向を有する、ステップと、
前記センサ（２２）の各々から評価ユニット（２６）への制御信号（２３）を受け取るステップであって、前記制御信号は、立ち上がり信号（３４）から前記到着時間（ｔ１）を規定し、立ち下がり信号（３６）から前記出発時間（ｔ２）を規定する、ステップと、
前記制御信号（２３）の各々の前記到着時間（ｔ１）及び出発時間（ｔ２）に基づいて禁止物体（３２）の存在を決定するステップと、
を含む方法。

【請求項12】

物体（２４、３２）の到着時間及び出発時間を検出する前に、
情報を上流側ミューティング検出器（２０ａ）から受け取り、搬送される許容物体（２４）が検出された場合に光バリア（１４）をオフにするミューティング信号を生成するステップと、
前記光バリア（１４）がオフになった場合に、前記検出ユニット（２０）の前記複数のセンサ（２２ａから２２ｆ）を起動させるステップと、
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記禁止物体（３２）の前記存在は、
センサ（２２）の各々からの第１の状態から第２の状態（３６）への制御信号（２３）の各々に関する持続時間（Σｔ）の間の差、及び／又は
異なるセンサ（２２）からの異なる個別の制御信号（２３）の後続の切り替わり時点の間の位相シフト（△ｔ）、及び／又は
制御信号（２３）の第１の状態から第２の状態への切り替わり事象の第１の順序付けられた順番と、制御信号（２３）の第２の状態から第１の状態への切り替わり事象の第２の順序付けられた順番との間の差、及び／又は
非平行な補間された第１及び第２のタイムライン（４８、５０）であって、前記補間された第１のタイムライン（４８）は、制御信号（２３）の第１の状態から第２の状態への切り替わり事象によって規定され、前記補間された第２のタイムライン（５０）は、制御信号（２３）の第２の状態から第１の状態への切り替わり事象によって規定される、第１及び第２のタイムライン（４８、５０）、
のうちの少なくとも１つのステップに基づいて前記評価ユニット（２６）によって決定される、請求項１２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、変換機械における禁止アクセスを防止する安全保障システム及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

回転式打ち抜き機械及び折り畳み－接着機械などの変換機械は、平箱包装箱及び折り畳み箱などの、板紙及び段ボール箱の製造に使用される。

【0003】

これらの機械は、シート基材を印刷、切断、及び折り目付けすることができる複数のワークステーションを備える。全体として、変換機械の作動中、動いている機械部品への人間のアクセスを防止することが望ましい。パレタイザ及びブレーカーモジュールなどの補助モジュールは、回転式打ち抜き機械の下流セクションに位置する場合がある。オペレータの怪我を防ぐためにパレタイザモジュール及びブレーカーモジュールを保護することが特に望ましい。

【0004】

パレタイザモジュールなど、機械のワークステーションの制限アクセス区域に無形の障壁閉鎖手段（ｃｌｏｓｕｒｅ）を形成する光バリア又はスキャン装置を使用することが知られている。人間が光バリアを通過した場合、光バリアは、機械に対して運転停止信号を生成することになる。しかしながら、このような光バリアは、スタックされた箱の積み重ねを通過させるために、特定の時間にミュート（ｍｕｔｅ）される。

【0005】

ミューティング時間中、オペレータ又は他の禁止物体が他の搬送された物体とともに光バリアを通過する危険性が残る。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述した問題点に鑑み、本発明の目的は、光バリアがミュートされた場合でも禁止物体を検知する能力を有する、改良された安全保障システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この目的は、請求項１に記載の安全保障システム及び請求項１１に記載の方法によって解決される。

【0008】

本発明の第１の態様によれば、変換機械のための安全保障システムが提供され、安全保障システムは、
横並びに配置された複数のセンサを備える検出ユニットであって、各センサは、個別の制御領域を有し、検出ユニットは、制御領域を通って搬送される物体の各制御領域への到着時間及び各制御領域からの出発時間を検出するように構成され、物体の到着時間及び出発時間は、各センサからの制御信号から決定され、各センサからの制御信号は、立ち上がり信号及び立ち下がり信号を含み、各センサは、垂直検知方向を有する、検出ユニットと、
制御信号を検出ユニットの各センサから受け取り、立ち上がり信号から到着時間を、立ち下がり信号から出発時間を決定するように構成され、エラー状態が決定された場合にエラー信号を供給するように構成された評価ユニットと、
評価ユニットに、各制御領域における到達時間及び／又は出発時間に基づいて、禁止物体の存在を示すエラー状態を決定させるプログラムを含むメモリと、
を備える。

【0009】

本発明は、追加の安全システムを、搬送される物体の幾何形状をより詳細に解析するために、単独で又は光バリアと組み合わせて使用することができるという認識に基づく。このようにして、人間などの禁止物体を光バリアのミューティング時間に関係なく検出することができる。

【0010】

評価は、個別の制御信号の解析に基づくので、より正確な検出機構を実現することができる。

【0011】

好都合には、検出は、距離に依存した検出機構に依存しない。むしろ、それぞれの制御領域内の物体の存在で十分である。従って、センサは、搬送される物体の高さを決定するために何らかの正確な距離を検出できることを必要としない。

【0012】

一実施形態では、安全保障システムは、光バリア及びミューティング装置を備える光バリアシステムをさらに備え、ミューティング装置は、光バリアの反対側に位置する上流側ミューティング検出器及び下流側ミューティング検出器を備え、
安全保障システムは、搬送される許容物体が上流側ミューティング検出器によって検出された場合に光バリアをミュートするためにミューティング装置を作動させ、許容物体が下流側ミューティング検出器によって検出された場合に光バリアを作動させるように構成された制御ユニットを備え、検出ユニットのセンサは、上流側ミューティング検出器がミューティング信号を生成し、光バリアがミュートされた場合に起動されるように構成され、制御ユニットは、エラー信号を評価ユニットから受け取り、エラー状態が検出された場合に停止信号を生成するように構成されている。

【0013】

一実施形態では、センサは、互いから等距離で一列に位置決めされる。センサは、光電セル、レーザースキャナ、又は静電容量式センサを含むことができる。

【0014】

一実施形態では、評価ユニットは、各センサからの立ち上がり信号と立ち下がり信号との間の持続時間を計算するようにさらに構成され、評価ユニットは、各センサに関する持続時間が異なる場合にエラー状態を決定するように構成されている。

【0015】

一実施形態では、評価ユニットは、直接隣接するセンサの立ち上がり信号の間の位相シフトを計算するようにさらに構成され、エラー状態は、位相シフトが存在する場合に決定される。

【0016】

評価ユニットは、受け取った制御信号の第１の状態から第２の状態への切り替わり事象の第１の順序付けられた順番と、受け取った制御信号の第２の状態から第１の状態への切り替わり事象の第２の順序付けられた順番とを決定するように構成することができ、エラー状態は、第１の順序付けられた順番と第２の順序付けられた順番との間の差に基づいて決定される。

【0017】

一実施形態では、評価ユニットは、受け取った制御信号の第１の状態から第２の状態への切り替わり事象によって規定された補間された第１のタイムラインを決定し、受け取った制御信号の第２の状態から第１の状態への切り替わり事象によって規定された補間された第２のタイムラインを決定するように構成され、エラー状態は、非平行な第１及び第２のタイムラインに基づいて決定される。

【0018】

安全保障システムは、エラー信号を評価ユニットから受け取った場合に、変換機械のワークステーションを非作動にするために又は変換機械全体を非作動にするために停止信号を生成するように構成された制御ユニットをさらに備えることができる。

【0019】

本発明の第２の態様によれば、上記態様又は実施形態のいずれかに記載の安全保障システムを備える変換機械が提供され、センサは、変換機械の移動経路の上に水平方向に配置され、変換機械の制限アクセス区域へのアクセス開口部の上に位置決めされている。

【0020】

本発明の第３の態様によれば、変換機械の制限アクセス区域を保護する方法が提供され、本方法は、
複数のセンサの制御領域内で物体の到着時間及び出発時間を検出するステップであって、センサは、垂直検知方向を有する、ステップと、
各センサから評価ユニットへの制御信号を受け取るステップであって、制御信号は、立ち上がり信号から到着時間を、立ち下がり信号から出発時間を規定する、ステップと、
各制御信号の到着時間及び出発時間に基づいて禁止物体の存在を決定するステップと、
を含む。

【0021】

一実施形態では、物体の到着時間及び出発時間を検出する前に、本方法は、
情報を上流側ミューティング検出器から受け取り、搬送される許容物体が検出された場合に光バリアをミュートするミューティング信号を生成するステップと、
光バリアがオフになった場合に、検出ユニットの複数のセンサを起動させるステップと、
をさらに含む。

【0022】

一実施形態では、禁止物体の存在は、
各センサからの第１の状態から第２の状態への制御信号の各々に関する持続時間の間の差、及び／又は
異なるセンサからの異なる個別の制御信号の後続の切り替わり時点の間の位相シフト、及び／又は
制御信号の第１状態から第２状態への切り替わり事象の第１の順序付けられた順番と、制御信号の第２状態から第１状態への切り替わり事象の第２の順序付けられた順番との差、及び／又は
非平行な補間された第１及び第２のタイムラインであって、補間された第１のタイムラインは、制御信号の第１の状態から第２の状態への切り替わり事象によって規定され、補間された第２のタイムラインは、制御信号の第２の状態から第１の状態への切り替わり事象によって規定される、第１及び第２のタイムライン、
のうちの少なくとも１つのステップに基づいて評価ユニットによって決定される。

【0023】

以下、本発明は、同様の特徴部が同一の参照番号で示される添付図面を参照して説明される。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】変換機械の概略図である。

【図2】制限アクセス区域の周りの安全保障システムの概略斜視図である。

【図3】安全装置の電気的構成を示す概略図である。

【図4a】制限領域へのアクセス区域での侵入シナリオの概略上面図である。

【図4b】生成された検出信号の図である。

【図5a】別の侵入シナリオの概略図である。

【図5b】別の侵入シナリオの概略図である。

【図6a】さらに別の侵入シナリオの概略図である。

【図6b】さらに別の侵入シナリオの概略図である。

【図7a】さらなる侵入シナリオの概略図である。

【図7b】さらなる侵入シナリオの概略図である。

【図8a】さらなる侵入シナリオの概略図である。

【図8b】さらなる侵入シナリオの概略図である。

【図9a】さらなる侵入シナリオの概略図である。

【図9b】さらなる侵入シナリオの概略図である。

【図10】変換機械の制限区域を保護する方法の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

図１は、回転式打ち抜き機械１の形態の変換機械１を示す。変換機械１は、モジュールの形態の複数のワークステーションを備える。いくつかの構成が可能であるが、例示的な変換機械１は、プリフィーダモジュール２、フィーダモジュール３、複数の印刷ユニット５を備える印刷モジュール４、打ち抜きモジュール６、スタッカモジュール７、及び、ブレーカーモジュール８又はパレタイザモジュール９などの少なくとも１つの補助ワークステーションを備えることができる。また、メインオペレータインタフェース１１は、変換機械１の近くに設けることができる。

【0026】

フィーダモジュール３は、シート基材を変換機械１へ供給するように構成されている。シート基材は、ブランクへ変換され、変換機械１を通って搬送方向Ｔに沿って搬送経路Ｐ上で搬送される。ブレーカーモジュール８の手前で、ブランクは、分離される必要がある複数の並置された箱ブランクを備えることができる。

【0027】

安全保障システム１０は、変換機械１のワークステーションに配置される。好都合には、安全保障システムは、ブレーカーモジュール８又はパレタイザモジュール９に配置することができ、これは図２にさらに示されている。しかしながら、安全保障システムは、上述のモジュール２、３、４、５、６、又は７のいずれかの周りに配置することができる。単純化するために、以下の説明では、ブレーカーモジュール８又はパレタイザモジュール９に配置された安全保障システム１０を説明するものである。

【0028】

図２に示すように、制限アクセス区域Ａは、囲い１５内に配置される。ワークステーション８、９は、制限アクセス区域Ａ内に配置される。好ましくは、囲い１５の一部は、フェンスなど、物理的な側面障壁１６によって形成されている。ワークステーション８、９は、ブランク又は複数の重ねられたブランクのスタックの形態の許容物体２４を受け取るように構成されている。許容物体２４は、ベルトコンベア１９などのコンベア１９によって制限区域の中に搬送することができる。

【0029】

囲い１５は、ワークステーション８、９への禁止物体３２の無許可アクセスを防止する。禁止物体３２は、機械オペレータなどの人間、又は、工具などの物理的物体とすることができる。従って、禁止物体３２は、許容物体２４とは異なる物体である。

【0030】

従って、本出願の文脈において、「物体２４、３２」という用語は、独立した許容物体２４、又は、互いに接近して配置された許容物体２４と禁止物体３２の組み合わせのいずれかを指す。

【0031】

囲い１５は、アクセス開口部１２を有し、アクセス開口部１２は、光バリア１４を備える光バリアシステム１３、及び、上流側ミューティング検出器２０ａ及び下流側ミューティング検出器２０ｂを備えるミューティング装置２０によって保護することができる。従って、上流側ミューティング検出器２０ａは、搬送方向Ｔにおいて上流側に又は光バリア１４の前に配置され、下流側ミューティング検出器２０ｂは、搬送方向Ｔにおいて下流側に又は光バリアの後に配置されている。光バリア１４は、送信された光信号が関連する受信器によって受信されない場合にエラー状態を検出することになる複数の光送信器及び光受信器を有することができる。

【0032】

上流側ミューティング検出器２０ａ及び下流側ミューティング検出器２０ｂは、光バリア１４の反対側に配置される。上流側ミューティング検出器２０ａは、許容物体２４が上流側ミューティング検出器２０ａの検出領域内にある場合に、光バリア１４をミュートする、すなわちオフにする制御信号２１ａを送るように構成されている。同様に、下流側ミューティング検出器２０ｂは、物体２４が第２のミューティング検出器２０ｂの検出領域内にある場合に、光バリア１４を再作動させる制御信号２１ｂを送るように構成されている。従って、光バリア１４は、許容物体２４が制限区域Ａに入ることを可能にするためにミュートされる。

【0033】

搬送される許容物体２４に近接して禁止物体３２が位置決めされる場合に問題が生じる。このようなシナリオにおいて、光バリア１４のミューティング時間の間に、禁止物体３２が許容物体２４と一緒に光バリア１４を通過することができる可能性がある。

【0034】

この可能性を防ぐために、制限アクセス区域Ａは、本発明による安全保障システム１０を備える。図２及び３に示すように、安全保障システム１０は、光バリアシステム１３及び検出ユニット２０、評価ユニット２６、及びメモリ２５をさらに備えることができる。また、安全保障システム１０は、制御ユニット２８を備えることができる。

【0035】

検出ユニット２０は、変換機械の移動経路Ｐの上に水平方向に配置され、アクセス開口部１２の上方に位置決めされ、横並びに配置された複数のセンサ２２ａから２２ｆを備える。センサ２２ａから２２ｆの各々は、個別の制御領域Ｚを有する検知素子２２’、及び、制御信号２３ａから２３ｆを評価ユニット２６に送るように構成された制御回路を備える。各センサは、垂直検知方向を有する。異なるセンサは、共通の番号２２と、ａからｆまでの文字を使用して参照され、文字は、複数のうちの特定のセンサを区別するために使用される。文字なしの参照番号２２は、複数のセンサのうちの何らかのセンサ又は複数のセンサを示す。センサ２２は、互いから等距離ｄ１で一列に位置付けることができる。距離ｄ１は、例えば、各制御領域Ｚの間の距離が、人又は人の身体部分の所定の幅よりも小さいように選択することができる。

【0036】

各センサ２２ａから２２ｆは、その制御領域Ｚが物体２４、３２によって占有される場合を検知するように構成されている。センサ２２ａから２２ｆは、光電セル、レーザースキャナ、又は容量性センサの形態とすることができる。いくつかの構成では、これらのセンサ形式の組み合わせを使用することができる。

【0037】

各センサ２２は、それぞれの制御領域Ｚが占有されていない場合には第１の状態を、それぞれの制御領域Ｚが物体２４、３２によって占有されている場合には第２の状態を有する制御信号２３を供給するように構成されている。

【0038】

制御信号は、共通の番号２３と、ａからｆまでの文字を使用して参照され、文字は、複数のうちの特定の信号を区別するために使用される。文字なしの参照番号２３は、複数の信号のうちの何らかの信号又は複数の信号を示す。

【0039】

制御信号２３は、物体２４、３２の形状とは無関係に生成することができる。従って、各センサ２２は、それぞれの制御領域Ｚでの物体２４、３２の存在を検出するように構成されている。それぞれの制御領域Ｚを占有することは、それぞれの制御信号２３を起動させるのに十分である。状態の変化は、物体２４、３２がセンサ２２の制御領域Ｚに入る場合には立ち上がり信号３６ａによって、物体２４、３２が制御領域Ｚから出る場合には立ち下がり信号３６ｂによって特徴付けることができる。

【0040】

ミューティング検出器２０ａ、２０ｂは、光バリア１４をミュート又は作動させるために制御信号２１ａ、２１ｂを個別に供給するように構成されている。ミューティング信号２１ａは、それぞれのミューティング領域が物体２４、３２によって占有される場合に生成される。ミューティング信号２１は、物体２４、３２の形状とは無関係に生成することができる。あるいは、ミューティング信号２１ａは、物体２４、３２の上流側ミューティング検出器２０ａへの到達時間などの、物体２４、３２の特性の解析に基づいて送出することができる。

【0041】

実施形態において、安全保障システム１０は、随意的に第２の検出ユニット（図示せず）を備えることができ、これは垂直方向に配置され、水平検出方向を有するセンサを備える。これは、搬送される許容物体２４より上方に配置された禁止物体３２の検出をさらに向上させることができる。

【0042】

評価ユニット２６は、好ましくは、ミューティング検出器２０ａ、２０ｂ及びセンサ２２に接続される。評価ユニット２６は、それぞれのミューティング検出器２０ａ、２０ｂのミューティング信号２１ａ、２１ｂ、及び、それぞれのセンサ２２からの制御信号２３を受け取るように構成されている。受け取った信号２１、２３に基づいて、評価ユニット２６は、エラー状態を決定してエラー信号２７を供給することができる。

【0043】

制御ユニット２８は、評価ユニット２６からエラー信号２７を受け取り、変換機械１の動作を制御するように構成されている。制御ユニット２８は、評価ユニット２６からエラー信号２７を受け取ると、制限アクセス区域Ａ内に配置されるワークステーション８、９を非作動にするか又は変換機械１全体を非作動にするために停止信号２９を生成することができる。

【0044】

制御ユニット２８は、搬送される許容物体２４が上流側ミューティング検出器２０ａによって検出された場合に、光バリア１４をミュートするようにさらに構成することができる。同様に、制御ユニット２８は、許容物体２４が下流側ミューティング検出器２０ｂによって検出されたときに、光バリア１４を作動させるようにさらに構成することができる。

【0045】

実施形態において、評価ユニット２６及び制御ユニット２８は、単一の装置へ組み合わせることができる。あるいは、上述したように、制御ユニット２８及び評価ユニット２６は、２つの異なる構成要素とすることができる。

【0046】

光バリア１４が作動される場合、何らかの禁止物体３２の侵入は、エラー信号２７を生成することになり、制御ユニット２８は、変換機械１に対する停止信号２９を生成することになる。

【0047】

上流側ミューティング検出器２０ａが、例えば、搬送される許容物体２４によって起動されると、対応するミューティング信号２１ａが供給される。その後、光バリア１４は、上流側ミューティング検出器２０ａの送出ミューティング信号２１ａの開始時にミュート（オフに）される。光バリア１４のミューティングは、下流側ミューティング検出器２０ｂのミューティング信号２１ｂが物体２４の通過完了を検出すると停止する。光バリア１４がミュートされるので、許容物体２４は、光バリア１４からのエラー（すなわち侵入信号）を引き起こすことなく通過することができる。従って、安全保障システムは、光バリア１４がミュートされた場合にのみ作動するように構成されている。

【0048】

この場合、オペレータの身体の一部など、さらなる禁止物体３２は、アクセス開口部１２を通過する可能性がある。そういう理由から、センサ２２は、各々のそれぞれの制御領域Ｚの占有を検出するように構成されている。

【0049】

個別の制御信号２３ａから２３ｆの評価に基づいて、評価ユニット２６は、アクセス開口部１２を通過する物体２４、３２の形状を決定するように構成されている。決定された形状が矩形ではない場合、又は、代替的に、所定の形状に適合しない場合、評価ユニット２６は、これをエラー状態とみなすことができる。その結果、エラー信号２７に基づいて、変換機械１全体又は制限アクセス区域Ａのワークステーション８、９をオフにすることができる。

【0050】

図２に示すように、許容物体２４は、制限アクセス区域Ａに向かって搬送方向Ｔに沿って移動する。物体２４は、まず、光バリア１４をミュートするために上流側ミューティング検出器２０ａを起動させることになる。検出ユニットのセンサ２２ａから２２ｆは、上流側ミューティング検出器２０ａがミューティング信号２１を生成した場合に作動することができる。従って、制御ユニット２８は、上流側ミューティング検出器２０ａがミューティング信号２１を生成した場合にセンサ２２ａから２２ｆを作動させるように構成することができる。

【0051】

複数のセンサ２２ａから２２ｆは、物体２４、３２の前縁Ｅ１及び後縁Ｅ２を検出することによって、物体２４、３２の通過を検出するように構成されている。前縁Ｅ１の検出は、立ち上がり信号３６ａによって特徴付けられ、後縁の検出は、立ち下がり信号３６ｂによって特徴付けられる。センサ２２ａから２２ｆは、物体２４、３２の前縁Ｅ１及び後縁Ｅ２の検出に関連する個別の制御信号２３ａから２３ｆを生成する。

【0052】

センサ２２ａから２２ｆの個別の制御領域Ｚが物体２４、３２によって占有されると、それぞれの制御信号２３ａから２３ｆは、第１の状態３４から第２の状態３６に変化する。これは、例えば、図４ｂに概略的に表され、図４ｂは、時間ｔに関連する個別の制御信号２３ａから２３ｆを示す。

【0053】

本安全保障システム１０は、センサ２２ａから２２ｆが第１の状態から第２の状態への切り替わりを検出する第１の時間ｔ１と、第２の状態と第１の状態との間の切り替わりが起きる第２の時間ｔ２とを解析することによって、エラー状態を検出する。第１の時間ｔ１及び第２の時間ｔ２は、評価ユニット２６によって決定される。第１の状態３４と第２の状態３６との切り替わりは、それぞれの制御領域Ｚ内で物体２４、３２の前縁Ｅ１及び後縁Ｅ２が検出されると発生する。従って、第１の時間ｔ１は、立ち上がり信号３６ａで発生し、第２の時間ｔ２は、立ち下がり信号３６ｂで発生する。

【0054】

従って、第１の時間ｔ１は、それぞれの制御領域への前縁Ｅ１の到着時間ｔ１に対応し、第２の時間ｔ２は、それぞれの制御領域Ｚを通って搬送される物体２４、３２のそれぞれの制御領域からの後縁Ｅ２の出発時間ｔ２に対応する。換言すれば、検出ユニット２０は、制御領域Ｚを通って搬送される物体２４、３２の各制御領域Ｚへの到着時間ｔ１及び各制御領域Ｚからの出発時間ｔ２を検出するように構成されている。

【0055】

図４ａから９ｂに示すように、本安全保障システム１０は、許容物体２４の近くの様々な位置に位置付けられた禁止物体３２を検出するように構成されている。これらの図示されたシナリオは、単に可能性のあるエラーシナリオの一部を表すものである。

【0056】

第１のシナリオにおいて、図４ａに示すように、さらなる禁止物体３２は、許容物体２４の前方に配置され、横方向Ｌ（図２）において許容物体２４と部分的に重なっている。

【0057】

図４ｂに示すように、評価ユニット６は、各センサからの立ち上がり信号と立ち下がり信号との間の持続時間Σｔを計算するように構成されている。評価ユニット２６は、さらに、第１の状態３４と第２の状態３６との間の切り替わりに関する、個別の制御信号２３ａから２３ｆの間の持続時間Σｔの差に基づいて、エラー状態の存在を決定するように構成されている。一例として、制御信号２３ｂの持続時間Σｔ＿２３ｂは、他の起動された制御信号２３ｃから２３ｅの持続時間とは異なるので、評価ユニット２６は、エラー状態が存在すると決定することができる。

【0058】

第２のシナリオにおいて、図５ａ及び５ｂに示すように、禁止物体３２は、搬送方向Ｔにおいて許容物体２４の後方に配置される。第１のシナリオと同様に、制御信号２３ｂの持続時間Σｔ＿２３ｂは、この場合も他の起動された制御信号２３ｃから２３ｅの持続時間Σｔと異なる。従って、評価ユニット２６は、エラー状態が存在すると決定することができる。

【0059】

第３のシナリオにおいて、図６ａ及び６ｂに示すように、禁止物体３２は、物体２４の横方向に配置される。このエラー状態は、この場合も制御信号２３ａから２３ｆの持続時間Σｔの間の差に基づいて決定することができる。制御信号２３ａ、２３ｂの持続時間Σｔ＿２３ａ及びΣｔ＿２３ｂは、他の起動された制御信号２３ｃから２３ｅの持続時間Σｔ＿２３ｃ、Σｔ＿２３ｄ、Σｔ＿２３ｅとは異なる。

【0060】

第４のシナリオにおいて、図７ａ及び７ｂに示すように、禁止物体３２は、許容物体２４の前で斜めに配置される。

【0061】

このエラー状態は、いくつかの異なる評価アプローチに基づいて決定することができる。第１に、制御信号２３ｂ、２３ｃ及び制御信号２３ｄ、２３ｅの持続時間が異なる。

【0062】

第２に、評価ユニット２６は、制御信号の第１の状態３４から第２の状態３６への切り替わり事象の第１の順序付けられた順番４６（ここでは、２３ｃ－２３ｂ－２３ｅ－２３ｄ）、及び、制御信号の第２の状態３６から第１の状態３４への切り替わり事象の第２の順序付けられた順番４７を決定することができる。第１の順序付けられた順番４６が第２の順序付けられた順番４７と一致しないという理由で、エラー状態を決定することができる。

【0063】

第３に、評価ユニット２６は、各センサについて各切り替わり事象の位相を決定し、その後、異なる制御信号２３の同じ形式の切り替わり事象（第１の状態３４から第２の状態３６、又は第２の状態３６から第１の状態３４）の間の位相差（位相シフトΔｔともいう）を決定することができる。隣接するセンサからの制御信号２３ａから２３ｆの間の位相シフトは、隣接するセンサの間の位相シフトを決定するために解析することができる。従って、評価ユニットは、直接隣接するセンサ２２の立ち上がり信号３６ａの間の位相シフトΔｔを計算することができる。同様に、評価ユニットは、直接隣接するセンサ２２の立ち下がり信号３６ｂの間の位相シフトΔｔを計算することができる。その後、エラー状態は、立ち上がり信号及び／又は立ち下がり信号の間に位相シフトが存在する場合に決定される。

【0064】

第５のシナリオにおいて、図８ａ及び８ｂに示すように、エラー状態は、制御信号２３ａから２３ｆ、第１の順序付けられた順番４６及び第２の順序付けられた順番４７の持続時間、及び位相差の比較に基づいて決定することができる。これらのアプローチの何らかの組み合わせは、エラー状態の有無を決定するために使用することもできる。

【0065】

第６のシナリオにおいて、図９ａ及び９ｂに示すように、禁止物体３２は、搭載される許容物体２４の横方向に位置する。禁止物体３２及び許容物体２４は、搬送方向Ｔに対して斜めに配置されている。

【0066】

評価ユニット２６は、上述のアプローチに基づいてこのエラー状態を決定することができる。さらに、評価ユニット２６は、第１の状態３４から第２の状態３６への切り替わり事象によって規定された補間された第１のタイムライン４８を決定することができる。換言すれば、第１の状態３４から第２の状態３６の切り替わり事象が発生する時点は、時間ｔに関する制御信号２３の切り替わり事象の補間された第１のタイムライン４８を決定するために使用される。例えば、線形回帰は、この点に関して使用することができる。さらに、評価ユニット２６は、それぞれの制御信号２３ａから２３ｅの第２の状態３６から第１の状態３４への切り替わり事象の時間に対する補間された第２のタイムライン５０を決定することができる。補間された第１のタイムライン４８及び第２のタイムライン５０は互いに平行ではないという理由で、評価ユニット２６は、エラー状態が存在すると決定することができる。

【0067】

補間されたタイムライン４８、５０は、センサ２２が機能せず、評価ユニットがそれぞれの制御信号を受け取らない場合に好都合な場合がある。

【0068】

１つの実施形態において、予め設定された順序は、直線縁部を有していないスタックに関して異なって（非線形）決定される可能性がある。従って、評価ユニット２６は、メモリ２５に接続され、搬送される許容物体２４の形状に関する情報を検索することができる。

【0069】

さらに、評価ユニット２６には、決定された差に鑑みて、所定の閾値に関する情報を供給することができる。このような情報は、例えば、評価ユニット２６に接続されたメモリ２５に格納することができる。メモリ２５は、評価ユニット２６に、各制御領域Ｚへの到着時間ｔ１及び／又は出発時間ｔ２に基づいて、禁止アクセスの存在を示すエラー状態を決定させるプログラムを含む。エラー状態は、検査された特性の点での相違がそれぞれの所定の閾値よりも大きい場合にのみ存在すると決定することができる。さらに搭載される物体２４の形状は、評価ユニット２６に供給することができ、エラー状態の決定は、そのような情報を含むことができようになっている。

【0070】

図１０は、変換機械を通って物体を搬送する間の禁止されたアクセスを防止する方法６０の概略図である。第１のステップ６２において、複数のセンサ２２の制御領域Ｚ内の物体２４、３２の存在を検出する。各センサ２２は、個別の制御領域Ｚをカバーする検知範囲を有する。

【0071】

第２のステップ６４において、センサ２２の制御信号２３を評価ユニット２６に供給する。この点に関して、制御信号２３は、それぞれの制御領域Ｚ内の物体２４、３２の前縁Ｅ１及び後縁Ｅ２が検出されると、第１の状態３４と第２の状態３６との間で変化する。制御信号２３は、センサ状態の変化が検出されている場合に評価ユニット２６に供給される。各センサ２２の立ち上がり信号及び立ち下がり信号の検出時間ｔ１、ｔ２とも呼ばれる、第１及び第２の時間ｔ１、ｔ２が決定されて解析される。

【0072】

第３のステップ６６において、制御信号２３を少なくとも１つの基準に従って解析する。選択された基準は、
ａ）各センサ信号の持続時間Σｔ、
ｂ）隣接するセンサ信号間の位相シフトΔｔ、
ｃ）複数の制御信号２３の順序付けられた順番、
ｄ）第１の切り替わり事象及び第２の切り替わり事象の補間されたタイムライン４８、５０、
における差である。

【0073】

好ましくは、全ての基準は、エラー状態を決定するために解析される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4a】

【図4b】

【図5a】

【図5b】

【図6a】

【図6b】

【図7a】

【図7b】

【図8a】

【図8b】

【図9a】

【図9b】

【図10】

【手続補正書】

【提出日】2024-04-30

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

変換機械（１）のための安全保障システム（１０）であって、
横並びに配置された複数のセンサ（２２）を含む検出ユニットであって、前記センサの各々は、個別の制御領域（Ｚ）を有し、前記検出ユニットは、前記制御領域（Ｚ）を通って搬送される物体（２４、２３）の前記制御領域（Ｚ）の各々への到着時間（ｔ１）及び前記制御領域の各々からの出発時間を検出するように構成され、前記物体の前記到着時間及び前記出発時間は、前記センサ（２２）の各々からの制御信号（２３）から決定され、前記センサの各々からの前記制御信号は、立ち上がり信号（３６ａ）及び立ち下がり信号（３６ｂ）を含み、前記センサの各々は、垂直検知方向を有する、検出ユニットと、
前記制御信号（２３）を前記検出ユニットの前記センサの各々から受け取り、前記立ち上がり信号から前記到着時間（ｔ１）を、前記立ち下がり信号から出発時間（ｔ２）を決定するように構成され、及び、エラー状態が決定された場合にエラー信号（２７）を供給するように構成された評価ユニット（２６）と、
前記評価ユニットに、前記制御領域（Ｚ）の各々における前記到着時間（ｔ１）及び／又は前記出発時間（ｔ２）に基づいて、禁止物体（３２）の存在を示すエラー状態を決定させるプログラムを含むメモリ（２５）と、
を備える、安全保障システム。

【請求項2】

光バリア（１４）及びミューティング装置（２０）を含む光バリアシステム（１３）をさらに備え、前記ミューティング装置は、前記光バリア（１４）の反対側に位置する上流側ミューティング検出器（２０ａ）及び下流側ミューティング検出器（２０ｂ）を含み、
前記安全保障システムは、搬送される許容物体（２４）が前記上流側ミューティング検出器（２０ａ）によって検出された場合に前記光バリア（１４）をミュートするために前記ミューティング装置（２０）を作動させ、前記許容物体（２４）が前記下流側ミューティング検出器（２０ｂ）によって検出された場合に前記光バリア（１４）を作動させるように構成された制御ユニット（２８）を備え、前記検出ユニット（２０）の前記センサ（２２ａから２２ｆ）は、前記上流側ミューティング検出器（２０ａ）がミューティング信号（２１）を生成し、前記光バリアがミュートされた場合に起動されるように構成され、前記制御ユニット（２８）は、前記エラー信号（２７）を前記評価ユニット（２６）から受け取り、エラー状態が検出された場合に停止信号（２９）を生成するように構成されている、請求項１に記載の安全保障システム。

【請求項3】

前記センサは、互いから等距離（ｄ１）で一列に位置決めされている、請求項１に記載の安全保障システム。

【請求項4】

前記センサ（２２）は、光電セル、レーザースキャナ、又は静電容量式センサを含む、請求項１に記載の安全保障システム。

【請求項5】

前記評価ユニット（２６）は、前記センサの各々からの立ち上がり信号と立ち下がり信号との間の持続時間（Σｔ）を計算するようにさらに構成され、前記評価ユニットは、前記センサの各々に関する前記持続時間が異なる場合にエラー状態を決定するように構成されている、請求項１に記載の安全保障システム。

【請求項6】

前記評価ユニットは、直接隣接する前記センサ（２２）の立ち上がり信号（３６ａ）の間の位相シフト（△ｔ）を計算するようにさらに構成され、前記エラー状態は、位相シフトが存在する場合に決定される、請求項１に記載の安全保障システム。

【請求項7】

前記評価ユニットは、受け取った制御信号（２３）の第１の状態から第２の状態への切り替わり事象の第１の順序付けられた順番と、受け取った制御信号（２３）の第２の状態から第１の状態への切り替わり事象の第２の順序付けられた順番とを決定するように構成され、前記エラー状態は、前記第１の順序付けられた順番と前記第２の順序付けられた順番との間の差に基づいて決定される、請求項６に記載の安全保障システム。

【請求項8】

前記評価ユニット（２６）は、受け取った制御信号（２３）の第１の状態から第２の状態への切り替わり事象によって規定された補間された第１のタイムライン（４８）を決定し、受け取った制御信号（２３）の第２の状態から第１の状態への切り替わり事象によって規定された補間された第２のタイムライン（５０）を決定するように構成され、前記エラー状態は、非平行な第１及び第２のタイムライン（４８、５０）に基づいて決定される、請求項７に記載の安全保障システム。

【請求項9】

前記制御ユニット（２８）は、エラー信号（２７）を前記評価ユニットから受け取った場合に、変換機械（１）のワークステーション（８、９）を非作動にするために又は変換機械（１）全体を非作動にするために停止信号（２９）を生成するように構成されている、請求項１に記載の安全保障システム（１０）。

【請求項10】

請求項１から９のいずれかに記載の安全保障システムを備える変換機械であって、前記センサ（２２）は、前記変換機械の移動経路（Ｐ）の上に水平方向に配置され、前記変換機械の制限アクセス区域（Ａ）へのアクセス開口部（１２）の上に位置決めされている、変換機械。

【請求項11】

変換機械（１）の制限アクセス区域（Ａ）を保護する方法であって、
複数のセンサ（２２）の制御領域（Ｚ）内で物体（２４、３２）の到着時間（ｔ１）及び出発時間（ｔ２）を検出するステップであって、前記センサ（２２）は、垂直検知方向を有する、ステップと、
前記センサ（２２）の各々から評価ユニット（２６）への制御信号（２３）を受け取るステップであって、前記制御信号は、立ち上がり信号（３４）から前記到着時間（ｔ１）を規定し、立ち下がり信号（３６）から前記出発時間（ｔ２）を規定する、ステップと、
前記制御信号（２３）の各々の前記到着時間（ｔ１）及び出発時間（ｔ２）に基づいて禁止物体（３２）の存在を決定するステップと、
を含む方法。

【請求項12】

物体（２４、３２）の到着時間及び出発時間を検出する前に、
情報を上流側ミューティング検出器（２０ａ）から受け取り、搬送される許容物体（２４）が検出された場合に光バリア（１４）をオフにするミューティング信号を生成するステップと、
前記光バリア（１４）がオフになった場合に、前記検出ユニット（２０）の前記複数のセンサ（２２ａから２２ｆ）を起動させるステップと、
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記禁止物体（３２）の前記存在は、
センサ（２２）の各々からの第１の状態から第２の状態（３６）への制御信号（２３）の各々に関する持続時間（Σｔ）の間の差、及び／又は
異なるセンサ（２２）からの異なる個別の制御信号（２３）の後続の切り替わり時点の間の位相シフト（△ｔ）、及び／又は
制御信号（２３）の第１の状態から第２の状態への切り替わり事象の第１の順序付けられた順番と、制御信号（２３）の第２の状態から第１の状態への切り替わり事象の第２の順序付けられた順番との間の差、及び／又は
非平行な補間された第１及び第２のタイムライン（４８、５０）であって、前記補間された第１のタイムライン（４８）は、制御信号（２３）の第１の状態から第２の状態への切り替わり事象によって規定され、前記補間された第２のタイムライン（５０）は、制御信号（２３）の第２の状態から第１の状態への切り替わり事象によって規定される、第１及び第２のタイムライン（４８、５０）、
のうちの少なくとも１つのステップに基づいて前記評価ユニット（２６）によって決定される、請求項１２に記載の方法。

【国際調査報告】