KR20090051159A

KR20090051159A - 위험한 상태를 탐지하는 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20090051159A
Application number: KR1020097001387A
Authority: KR
Inventors: 러셀 에스. 갈랜드
Original assignee: 퀄렉스 매뉴팩쳐링, 엘씨
Priority date: 2006-06-26
Filing date: 2007-06-26
Publication date: 2009-05-21
Also published as: MX2009000020A; EP2040862A2; ATE500910T1; CN101528382B; CN101528382A; US20070295909A1; WO2008002555A2; CA2656674A1; DE602007013050D1; EP2040862B1; WO2008002555A3; JP2009541900A; US7439512B2; HK1137691A1

Abstract

소정의 영역에 들어간 재료들의 측정가능한 특성을 표시하는 이련의 데이터 내에서 차이에 적어도 부분적으로 기초하여 소정의 영역에 들어간 재료들을 구별할 수 있는 장치가 만들어질 수 있다. 그러한 장치는 그러한 차이의 확인에 적어도 부분적으로 기초하여 보호 기구를 실행할 수 있다.

안전 장치, 위험, 상태, 측정, 차이, 보호 기구, 메카니즘, 온도, 방사량

Description

위험한 상태를 탐지하는 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING UNSAFE CONDITIONS}

본 발명은 안전 장치의 분야에 속한다. 특히 본 발명은 적어도 부분적으로 데이터 측정들 사이의 차이에 기초하여 실행될 수 있는 안전 장치 분야에 속한다.

종종, 안전 장치는 소정의 영역으로 인간의 수족 또는 다른 물체가 들어감으로써 실행될 수 있는 방법으로 구성된다. 불행하게도, 그러한 안전 장치는 잘못된 위험 신호를 생성하기 쉽다. 즉, 실제로는 위험한 상태가 존재하지 않은 때에 위험한 상태가 존재하는 것으로 표시할 수 있다. 많은 경우에 있어, 잘못된 경고 신호는 안전 장치가 감시하는 영역 내에 다른 물체들을 구별하는 안전 장치의 무능력 때문에 일어날 수 있다. 본 발명은 감시되는 영역의 측정 가능한 특성에 기초하여 재료들을 구별하도록 구성된다.

명확성을 기하기 위해, 본원에 사용된 특정 용어들의 정의는 아래에 제시된다. 이러한 정의는 단지 본원을 명확하게 하기 위하여 제시된 것이고, 아래에 정의된 기능, 구성요소 및/또는 개념은 본 발명을 위해 필요하거나 어떤 특정 실시예에 존재하는 것을 암시하기 위한 의도로 그러한 정의가 제시된 것은 아니라는 것을 이해해야 한다.

“조정(및 이의 다양한 형태)”이라는 용어는 일정한 측면을 변화시키는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 시야 영역에 관하여, 시야 영역을 조정한다는 것은 시야 영역의 위치를 조정하는 것(예를 들면, 측정 영역 내로 이동시키는 것), 그 크기를 조정하는 것(예를 들면, 시야 영역에 의해 감시되는 영역을 증가시키는 것), 그 모양을 조정하는 것(예를 들면, 원형보다는 타원으로 시야 영역을 조정하는 것), 또는 시야 영역에 어떤 다른 유형의 변화를 만드는 것을 의미한다.

“차이”라는 용어는 적어도 부분적으로 둘 또는 그 이상의 값들 사이의 차이에 기초한 값을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

기계에 있어서 “운동 방향”이라는 용어는 기계의 작동 부분의 이동을 말하는 것으로 이해되어야 한다. 그러한 운동 방향의 비제한적인 예는 프레스 브레이크에서 램의 아랫방향 이동이다.

“측정 영역”이라는 용어는 측정 장치가 데이터를 수집하는 영역을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

“시야 영역”이라는 용어는 특정한 측정이 이루어지는 측정 영역 내에 있는 특정 영역을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

“표시하다”라는 용어는 지시되는 물건을 확인하거나 특정하는 행위를 언급하는 것으로 이해되어야 한다.

“직선모양의”라는 용어는 가늘고 긴을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

“광원”이라는 용어는 전자기선을 방출할 수 있는 어떤 장치를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

“진동하다”라는 용어는 연속적이거나 또는 불연속적인 단계로 진행하는 전후 이동을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

“처리 유닛”이라는 용어는 하나 또는 그 이상의 입력 정보에 관하여 하나의 행위 또는 일련의 행위를 실행할 수 있는 어떤 장치 또는 장치들의 집합을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 처리 유닛의 비제한적인 설명은 추가적인 데이터 및/또는 지시를 저장할 능력을 구비하거나 구비하지 못 한 논리 게이트, 소프트웨어 또는 펌웨어에 의해 기능적으로 제어되는 장치, 및 하드웨어에서 알고리즘을 구현하는 특정 목적 컴퓨터의 조합으로부터 만들어진 장치 및 개개의 논리 게이트를 포함한다.

“단계의 진행”이라는 용어는 주어진 순서에 따라 실행되는 일련의 단계를 말하는 것으로 이해되어야 한다. 단계의 진행의 의미는 진행에서 추가적인 단계가 포함되는 일련의 단계를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 그러므로 (r), (b) 및 (j) 단계의 진행은 (b)와 (j) 단계 사이 및/또는 (r)과 (b) 단계 사이에 삽입 단계가 있더라도 (b) 단계는 (r) 단계 다음에 오고, (j) 단계 앞에 오는 것을 말한다.

“공간적 차이”라는 용어는 둘 또는 그 이상의 동시의, 또는 거의 동시의, 측정들을 비교함으로써 확정되는 차이를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

“시간적 차이”라는 용어는 다른 시간에 얻어진 둘 또는 그 이상의 측정들을 비교함으로써 확정되는 차이를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

동사로 사용되었을 때 “실행하다”라는 용어는 어떠한 행위를 일으키는 신호를 발사, 활성, 또는 발송하는 행위를 말하는 것으로 이해되어야 한다.

“위험한 상태”라는 용어는 증가된 원하지 않는 사건이 발생할 가능성이 존재하는 어떤 상태 또는 상황을 말하는 것으로 이해되어야 한다.

도1은 기계에 위치한 2개의 측정 장치를 포함하는 본 발명의 예시적인 실시예를 도시한다.

도2a-2d는 도1에 도시된 유형의 실시예에서 발생하는 일련의 사건을 도시한다.

도3은 도1에 도시된 유형의 실시예의 운전자의 안전을 보장하는데 사용되는 일련의 행위를 도시한다.

도4는 측정 장치 및 장착 레일의 측면을 도시한다.

도5는 측정 영역이 겹치도록 측정 장치를 위치시킨 구성을 도시한다.

도6a-6b는 시야 영역의 축이 기계의 운동 방향에 상대적으로 굽은 구성을 도시한다.

도7은 시야 영역의 축이 기계의 운동 방향에 상대적으로 평행한 구성을 도시한다.

도8a-8b는 측정 장치를 기계에 위치시키는 2가지 대안적 방법을 도시한다.

여기에 제시된 모든 실시예는 설명을 위한 것이며 어떤 제한을 가하기 위한 것이 아니다. 아래의 논의는 산업 기계를 위한 안전 장치의 맥락에서 제시됨과 동시에 이러한 논의는 본 발명이 사용될 상황에 제한을 가하려는 의도가 아니라 오히려 당업자가 본 발명의 특정의 바람직한 실시예를 실행하게 하기 위하여 제시된 것임을 이해해야 한다.

도1에서, 다수의 측정 장치(101)가 장착 레일(103)에 의하여 산업 기계(102)(예를 들어, 프레스 브레이크)에 위치한 일 실시예를 도시한다. 상기 측정 장치(101)는 개개의 측정 영역(104) 내에 있는 기계(102)의 영역에 대하여 데이터를 수집하고 상기 데이터를 보호 기구(106)를 실행하는데 사용하는 처리 유닛(105)에 전달하도록 구성된다. 도1에 도시된 유형의 실시예에서, 처리 유닛(105)은 측정 장치(101)에 의해 전달된 데이터가 사람의 손가락 또는 사람의 어떤 다른 부분이 기계(102)의 프레스 장치(107)에 의해 해를 입을 가능성을 가진 영역으로 들어가 위험한 상태가 발생한 것을 표시하면 상기 보호 기구(106)를 실행한다. 한번 실행되면, 보호 기구(106)는 측정 장치(101)에 의해 전달된 데이터가 위험한 상태가 제거되었다는 것을 표시할 때까지 기계(102)의 작동을 차단한다.

도2a-2d와 관련하여, 다이어그램들은 도1에 도시된 유형의 실시예의 작동 과정에서 일어나는 일련의 사건을 도시한다. 도2a는 기계(102)의 프레스 장치(107)가 내려가는 기계(102)의 일반적인 작동을 도시한다. 도2b는 프레스 장치(107) 아래의 기계(102)에 의해 가공되는 재료(201)의 위치를 도시한다. 도2b에서 볼 수 있듯이, 프레스 장치(107)가 가공될 재료(201)를 향하여 내려갈 동안, 각각의 측정 장치(101)는 각각의 측정 영역(104) 내의 영역에 관한 데이터를 계속 수집한다. 바람직하게는 물론, 프레스 장치(107)가 계속 내려가서 아래에 위치한 재료(201)가 사고 없이 가공될 것이다. 그러나 기계(102)의 안전 특성으로 사용된 실시예의 작동을 설명하기 위해, 도2c에 도시된 것과 같이 몸의 일부가 프레스 장치(107)의 계속된 하강에 의해 뭉개지거나 상해당할 수 있는 측정 장치(101)의 측정 영역(104) 내로 몸(202)의 일부를 부주의하게 위치시킴으로써 운전자에 의해 만들어지는 위험한 상태를 가정해 보아라(도2c에 도시되지 않음). 위험한 상태가 만들어진 그러한 상황에서, 처리 유닛(105)(도2a-2d에 도시되지 않음)은 보호 기구(106)(도2a-2d에 도시되지 않음)를 실행하여, 프레스 장치(107)의 하강을 중지시키고 도2d의 다이어그램에서 볼 수 있듯이 운전자의 몸(202)에 닿기 전에 물러나게 한다.

도2a-2d에 도시된 일련의 단계에서 알아야 할 것은 보호 기구(106)가 선택적으로 실행된다는 것이다. 즉 보호 기구는 도2c에서 볼 수 있듯이 측정 장치(101)의 측정 영역(104)으로 운전자의 몸 일부가 들어감으로써 실행되나 도2b에서 볼 수 있듯이 측정 장치(101)의 측정 영역(104)으로 재료(201)가 들어갈 때에는 실행되지 않는다. 도1에 도시된 유형의 실시예에서 보호 기구(106)를 선택적으로 실행하는 하나의 방법은 도3의 플로 차트에 도시된다. 우선, 기계(102)를 사용하기 전에, 운전자는 초기 주변 온도(301)를 정한다. 예를 들어, 운전자가 측정 장치에 있는 버튼을 누르면 측정 장치(101)가 시야 영역 내에 있는 재료의 온도에 관한 데이터(재료(201)가 기계(102)에 삽입되지 않으면 기계(102)의 표면의 온도에 관한 데이터) 를 수집하고 처리 유닛(105)에 상기 데이터를 보내게 한다. 이때 처리 유닛(105)은 주변 온도가 위험한 상태(302)(예를 들어, 기계 및 주변의 온도가 인체의 온도와 근사해서 본 발명이 그 차이를 탐지할 수 없는 증가된 가능성)의 존재를 지시하는 것인지 결정한다. 그러한 결정은 주변 온도가 특정 범위의 인체 온도(비록 다른 범위도 주어진 온도 범위 내에서 재료들을 정확하게 구별할 능력과 같은 측정 장치(101)의 특성에 의존하여 사용될 수 있지만, 예를 들어, 95.8과 101.8°F 사이의 주변 온도) 내에 있는지를 확정하는 것에 의해 이루어진다. 초기 주변 온도를 확정하는 동안 운전자가 부주의하게 그 몸의 일부를 측정 장치(101)의 시야 영역 내로 위치시키기 때문인 것과 같이 또는 기계와 그 주변 환경의 온도가 인체의 온도와 유사하기 때문인 것과 같이, 또는 일정한 다른 이유 때문에, 만약 주변 온도가 그 범위 내에 있다면, 처리 유닛(105)은 운전자에게 위험한 상태(303)의 존재를 표시하고 상기 처리는 바라건데 운전자가 위험한 상태의 존재를 표시하지 않는 새로운 초기 주변 온도(301)를 확정하여 재시작되어야 한다.

위험한 상태를 표시하지 않는 초기 주변 온도를 확정한 후, 기계(102)는 작동(304)을 시작한다. 기계(102)가 작동하는 동안(예를 들어, 프레스 장치(107)가 기계에 삽입되고 있는 재료를 가공하기 위해 내려가는 동안), 측정 장치(101)는 시야 영역 내에 있는 재료의 온도를 표시하는 데이터(305)를 수집하고 그 데이터를 처리 유닛(105)에 전송한다. 이때 처리 유닛(105)은 측정 장치(101)로부터 보내진 데이터(현재 온도)와 초기 저장된 주변 온도를 표시하는 데이터 사이에 차이(306)를 결정한다. 상기 차이가 어떻게 결정되느냐에 대한 설명으로, 처리 유닛(105)은 현재 온도로부터 주변 온도를 빼고 난후 상기 빼기의 결과의 절대 값을 상기 차이로 처리한다. 선택적으로, 일부 실시예에서, 현재 온도에서 주변 온도를 빼고 그 절대 값을 결정하기보다, 일부 실시예는 현재 온도에서 주변 온도를 단순히 빼고 그 결과 값을 상기 차이로 사용한다. 그러한 택일적 계산 방법은 온도 측정 장치(101)의 측정 영역(104)에 침범하는 어떤 인간의 손발도 항상 가공될 재료보다 더 따뜻한 실시예에서 유용하다. 일단 상기 차이가 결정되면(306), 처리 유닛(105)은 그 차이가 일정한 소정의 경계(예를 들어, 약 3°F)를 넘어서는지 검사함으로써 그 차이가 위험한 상태(307)의 존재를 표시하는지 결정한다.

도3에서, 처리 유닛(105)이 상기 차이가 위험한 상태(307)를 표시하는지의 결정을 한 후에, 두개의 잠재적인 일련의 사건이 발생한다. 만약 상기 차이가 위험한 상태를 표지하지 않으면, 이때 상기 처리 유닛(105)은 저장된 주변 온도를 현재 온도(308)에 맞춘다. 예를 들어, 만약 처리 유닛(105)이 주변 온도가 62도라고 표시하는 데이터를 저장하고 현재 온도가 63도라고 표시하는 데이터를 받으면, 62도와 63도 사이의 차이는 위험한 상태를 표시하지 않는다는 것을 결정한 후에, 처리 유닛(105)은 주변 온도가 62도라고 표시하는 정보를 주변 온도가 63도라고 표시하는 정보로 변경할 것이다. 처리 유닛(105)이 주변 온도(308)를 갱신한 후에, 측정 장치(101)가 새로운 현재 온도(305)를 측정하고 그 현재 온도를 이미 설명된 것과 유사하게 비교의 기초로 사용하는 처리가 반복될 것이다. 택일적으로, 만약 상기 차이가 위험한 상태의 존재를 표시하면, 처리 유닛(105)은 기계(102)의 작동을 멈추고(309) 프레스 장치(107)가 개방 위치(310)로 복귀하도록 하는 보호 기구(106) 를 실행한다. 이 지점에서부터, 초기 주변 온도가 확정되어 일련의 단계가 다시 시작하고(301), 만약 그 초기 주변 온도가 위험한 상태를 표시하면 결정이 되며(302), 그 새로운 초기 주변 온도가 위험한 상태를 표시하지 않을 때에만 그 기계는 다시 작동한다(304).

도3의 상기 설명은 도3의 특정 행위를 실행하는 방법을 설명하지만, 본 발명이 도3의 행위가 상기 설명된 방법으로 실행되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 설명에서, 초기 주변 온도(301)를 확정하는 행위는 측정 장치(101)가 시야 영역에서 재료의 온도에 관한 데이터를 수집하게 하고 그 데이터를 상기 초기 주변 온도로 사용하게 하는 측정 장치(101)에 있는 버튼을 누름으로써 실행된다. 택일적으로, 초기 주변 온도(301)를 확정하는 행위는 측정 영역(104)을 통하여 진동하고 측정 영역(104) 내에 있는 각각의 시야 영역에 관한 온도 데이터를 수집하는 측정 장치(101)의 시야 영역에 의해 실행될 수 있다. 그러한 온도 데이터는 처리 유닛(105)으로 보내진다. 상기 처리 유닛(105)은 그 데이터에 일정한 통계적 계산(예를 들어, 그 데이터에 대한 평균값, 중간값, 빈도값을 구하는 것)을 수행한 후 그 통계적 계산의 결과를 상기 초기 주변 온도로 사용한다. 도3의 설명에서 제시된 것과는 다른 도3의 단계 중 하나를 실행하는 방법의 추가적은 예로서, 온도의 절대적 차이의 관점보다는 비율의 관점에서 현재 온도와 주변 온도 사이의 차이를 결정함으로써 현재 온도와 주변 온도 데이터(306) 사이에 차이를 결정하는 방법을 고려해 보아라. 추가적으로, 도3의 단계에 가해지는 또 다른 변형은 보호 기구(106)가 실행되었을 때 도3에 제시된 것처럼 기계의 작동을 멈추고 프레스 장 치를 되돌리기 보다는 단순히 기계의 작동을 멈추도록 구성하는 것이다.

당업자에 있어 자명한 것처럼, 상기에 제시된 유형의 도3의 단계의 실행에 대한 여러 변형에 더하여, 본 발명은 도3의 단계 그 자체로부터 분리하여 실행될 수 있다. 일부 택일적 실시예에서, 측정 장치(101)는 온도 데이터를 수집하지 않을 수 있고, 때문에 측정 장치(101)가 온도 데이터를 수집하지 않는 실시예에서, 도3의 단계는 그 장치가 수집했던 유형의 데이터(예를 들어, 방사율 데이터)를 수용하도록 변형된다. 더욱이, 소정의 차이를 구비하는 것에 대한 대안으로, 상기 차이는 사용자가 제1값은 가공된 재료(예를 들어, 철)의 측정에 기초하는 반면에 제2값은 운전자의 몸의 일부(예를 들어, 손가락)의 측정에 기초하는 것을 표시하는 어떤 차이를 선택할 수 있도록 구성될 수 있다. 사용자가 측정 장치(101)를 구성하는 한 가지 방법은 실제적으로 상기 측정 장치(101)가 먼저 가공될 재료를, 다음 측정 장치(101)의 측정 영역(104)에 불의로 침범하는 인체의 일부를 측정하게 함으로써, 이 때 차이가 자동적으로 결정되는 것과 같이 본 발명의 사용자가 적당한 차이를 결정하는 일을 덜어준다. 상기 차이가 위험한 상태(307)를 표시하는지를 결정한 후에 다른 변형으로써, 처리 유닛(105)은, 예를 들어 현재 온도가 인체의 온도의 특정 영역 내에 있는지를 결정함으로써, 현재 온도 그 자체로 위험한 상태를 표시하는지를 결정할 것이다. 또 다른 변형으로써, 차이의 사용 모두가 생략될 수 있다. 기계의 작동 과정에서 차이의 사용 없이 위험한 상태가 탐지되는 방법의 일예로써, 처리 유닛(105)은 현재 온도 측정값을 소정의 온도 범위(상기한 바와 같이, 예를 들어 적어도 일부분 인체의 온도에 기초한 범위)와 비교하여 상기 비교를 바탕으로 보호 기구(106)를 실행할 수 있다. 그러한 변형된 일련의 단계에서, 주변 온도 측정값을 저장하고 갱신하는 것은 불필요할 것이다. 물론 본 명세서에 비추어 당업자에 자명한 것처럼, 온도 측정이 아닌 측정(예를 들어, 방사량 측정)은 본 발명의 범위 및 정신에 벗어남이 없이 사용될 수 있다.

일반적으로, 도1에 도시된 유형의 실시예는 위험한 상태의 초기(예를 들어, 운전자가 그 몸(202)의 일부를 기계(102)의 하강하는 프레스 장치(107) 아래에 놓은 것)와 보호 기구(106)의 작동(예를 들어, 상기 프레스 장치(107)의 하강을 멈추게 하는 것) 사이의 시간이 위험한 상태에 의해 나타나는 사건(예를 들어, 프레스 장치(107)가 운전자의 몸(202)의 일부를 때리거나 뭉개는 것)이 발생하는데 필요한 시간보다 더 작도록 작동해야한다. 당업자에 자명한 것처럼, 지금까지 위험한 상태가 존재하는지의 2가지 연속적 결정 사이에 발행하는 단계 중 가장 많은 시간을 소비하는 것은 현재 온도 측정값(305)을 얻는 것이다. 왜냐하면, 다른 단계는 실제적으로 순간일 정도로 매우 빠르게 실행될 수 있기 때문이다(예를 들어, 측정 장치(101)에서 처리 유닛(105)으로 데이터를 전송하는 것은 신호를 전선을 통해 전송함으로써 거의 순간적으로 이루어질 수 있다; 처리 유닛(105)의 기능은 고속 컴퓨터 칩 또는 논리 게이트의 사용을 통하여 거의 순간적으로 실행될 수 있다; 기타 등등). 그러므로 일부 실시예는 데이터 수집에 소요되는 시간을 최소화하도록 특별히 고안된 특징을 포함할 수 있다. 그러한 하나의 특징은 실시예의 사용을 주변 온도가 인체의 온도와 상당히 다른 상황(예를 들어, 10도 또는 그 이상의 차이)으로 제한하여, 덜 정확한 데이터에 기초하여 차이를 탐지할 수 있게 한다. 일반적으로 더 정확한 데이터 수집은 수행하는데 더 많은 시간을 필요로 하기 때문에 이것은 데이터 수집에 소용되는 시간을 줄일 수 있다. 더욱이, 측정 장치(101)는 측정 영역에서 어디 곳이라도 위험한 상태가 존재하는지를 표시하는 데이터를 수집해야 하기 때문에, 하나의 시야 영역에 관한 데이터를 수집하는데 걸리는 시간뿐만 아니라 측정 영역(104) 내에서 각각의 시야 영역을 조사하는데 걸리는 시간도 운전자의 안전을 보장하기 위해 고려되어야 한다. 그러므로 데이터 수집에 걸리는 시간을 줄이는데 사용될 수 있는 두 번째 특징은 측정 장치의 시야 영역의 크기를 증가시키는 것이고, 이로 인해 전체 측정 영역(104)에 관한 데이터를 수집하는데 필요한 시야 영역 측정치의 수를 감소시킨다.

도4는 장착 레일(103)과 측정 장치(101) 사이에 경계면을 도시한다. 도4에 도시된 유형의 실시예에서, 장착 레일(103)의 몸체는 고정 장치(401)(예를 들어, 볼트)를 사용하여 기계(102)(도시되지 않음)에 부착된다. 상기 장착 레일(103)은 측정 장치(101)가 장착 레일(103)의 길이를 따라 미끄러지게 하는 홈(402)을 포함한다. 일단 측정 장치(101)가 (예를 들어, 미끄러짐에 의해) 원하는 위치에 놓여지면, 잠금 장치(403)의 사용을 통하여 그 위치에 고정될 수 있다. 도4에서, 도시된 잠금 장치(403)는 회전할 때 측정 장치(101)를 장착 레일(103)에 고정하는 나사(404)이고, 측정 장치(101)의 추가적인 이동을 막는다. 도4는 측정 장치(101)를 기계(102)에 위치시키는데 사용될 수 있는 특정 구성을 도시하나, 이는 단지 설명을 위한 것이며 측정 장치(101)를 기계(102)에 위치시키는 잠재적인 구성에 대해 어떤 제한을 가하려는 것은 아니다. 예를 들어, 일부 실시예는 핀, 장착 레일(103) 에서 미리 정해진 장착 위치, 자석 또는 다른 유형의 장치와 같은 택일적인 잠금 장치가 구비될 수 있다. 추가적으로, 측정 장치(101)가 기계(102)에 직접 부착되어(예를 들어, 자석, 나사, 볼트, 용접, 접착제 또는 어떤 다른 기구를 사용하여) 장착 레일(103) 또는 측정 장치(101)와 기계(102) 사이에 매개체로 작동하는 다른 장치가 모두 생략될 수 있다. 더욱이, 일부 실시예에서, 측정 장치(101)는 생산자에 의해 기계(102)의 통합 부분으로서 어떠한 추가적인 고정 장치 없이 그 기계(102)에 포함될 수 있다. 이러한 그리고 다른 변형도 본 발명의 범위 및 정신을 벗어남이 없이 당업자에 의해 이루어질 수 있다.

측정 장치(101)가 데이터를 수집하는 방법을 묘사하기 위해, 3개의 측정 장치(101)가 3개의 중첩된 측정 영역(104) 내에서 데이터를 수집하도록 구성된 일 실시예를 보여주는 도5를 보자. 도5에 도시된 실시예에서, 각각의 측정 장치(101)는 프레스 장치(107)가 내려가는 방향의 기계(102)의 일부분에 걸쳐있는 48인치 길이의 측정 영역(104)을 갖는다. 당업자에 자명한 것처럼, 측정 장치(101)는 여러 다른 방법으로 측정 영역(104)내에 있는 영역을 감시하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 측정 장치(101)는 그 시야 영역이 측정 영역(104) 내에서 진동하도록 구성될 수 있다. 그러한 진동은 연속적(예를 들어, 일정하거나 부드럽게 변화는 속도의 운동)이거나 또는 불연속적(예를 들어, 시야 영역이 측정에 필요한 시간동안 정지상태로 있을 수 있고, 이때 일단 데이터가 수집되면, 인접한 시야 영역에서 데이터를 수집하기 위해 이동할 수 있다)일 수 있다. 측정 장치(101)가 온도를 측정하는 실시예에서, 그러한 진동은 마이크론 인프라레드 사에서 생산된 인프라듀서 모델 M770과 같은 상업적으로 사용가능한 온도 측정 장치를 작은 서보 모터, 스테퍼 모터, 또는 진동이나 주기적 운동을 만들 수 있는 어떤 다른 유형의 전기적 또는 기계적 장치에 연결함으로써 만들어질 수 있다. 선택적으로, 적외선 탐지기가 정지해 있는 동안 스스로 이동할 수 있는 하나 또는 그 이상의 거울 또는 렌즈가 포함될 수 있고 렌즈의 거울의 이동은 측정 장치(101)의 측정 영역(104)을 통하여 진동하여 적외선 탐지기(그 시야 영역)에 의해 그 영역이 감시되게 한다. 그러한 실시예에서, 주어진 기계(102)의 속도에서, 실제 진동 속도는 기계(102)의 운전자에 대한 상해를 막을 수 있을 정도로 충분히 큰 어떤 진동 속도와 보호 기구(106)의 작용에서 어떤 지연일 수 있다. 예를 들어, 다음의 명세를 갖는 수압 프레스에서:

능력 : 242 미국톤

베드 길이 : 168 인치

최대 스트로크 길이 : 7.8 인치

오픈 높이 : 18.5 인치

쓰로트 깊이 : 16.5 인치

측면 프레임간 거리 : 148 인치

램 반복률 : +/- 0.0004 인치

접근 속도 : 7.87 인치/초

벤딩 속도 : 0.04에서 0.787 인치/초, 조절 가능

복귀 속도 : 0.04에서 7.87 인치/초, 조절 가능

전체 기계 길이 : 193.7 인치

기계 폭 : 68.5 인치 (제어장치 및 부속물을 포함하여 105인치)

기계 무게 : 37,700 파운드

기계 전력 : 35.5 킬로와트

기초 : 6 인치 콘크리트 슬라브

측정 장치(101)는 48인치 측정 영역(104)이 0.5초 약간 넘는 시간 내에 검사할 수 있도록 약 78 인치/초의 속도로 진동하도록 구성될 수 있다.

본 발명은 작업자 안정을 보장하는 측정 장치(101)의 진동 속도의 조절을 이용하는 실시예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 측정 장치(101)의 진동 속도를 증가시키는 것에 의해서가 아니라 측정 장치(101)의 수를 증가시켜서 그들의 측정 영역을 중첩하도록 위치시키는 것에 의해서도 측정 영역(104) 내의 특정 시야 영역으로부터 수집된 시간 데이터의 수는 증가될 것이다. 그러한 구성은 도5에 도시되는데, 3개의 측정 장치(101)는 측정 장치(101) 중 2개의 시야 영역이 중앙 측정 장치(101)의 측정 영역 내에 있는 일정 부분을 항상 감시하도록 위치한다. 물론 당업자에 있어 자명한 것처럼, 일부 실시예에서, 측정 장치(101)의 수와 진동 속도 양자는 운전자 안정을 보장하기 위해 주문 생산될 수 있다. 예를 들어, 일정한 경우에, 측정 장치(101)의 진동 속도는 기계(102)의 운동 속도와 보호 기구(106)와 연관된 지연에 의해 결정될 수 있다. 반면에, 측정 장치(101)의 수는 기계(102)의 운전자의 수에 의해 결정될 수 있다. 더욱이, 측정 장치(101)의 시야 영역의 진동 속도, 측정 장치(101)의 수 및 측정 장치(101)가 데이터를 수집하는 측정 영역(104)에 가해질 수 있는 다른 유형의 변형이 당업자에 즉각 떠오를 수도 있 으며 본 발명의 범위 또는 정신을 벗어남이 없이 실행될 수 있다.

본 발명은 진동하는 시야 영역을 구비한 측정 장치(101)를 포함하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 측정 장치(101)는 그 시야 영역이 그 측정 영역(104)과 같은 넓이를 가져, 진동이 불필요하도록 고안될 수 있다. 측정 영역(104)과 넓이가 같은 시야 영역을 감시하는데 사용될 수 있는 방법의 예로써, 측정 장치(101)는 적외선 탐지기 및 그 탐지기에 의해 감시되는 영역을 정의하도록 고안된 렌즈를 포함할 수 있다. 상기한 것과 같이 M770 인프라듀서를 사용하는 실시예에서, 렌즈는 인프라듀서의 시야 영역 비율을 변경한다. 보통 인프라듀서는 60:1의 시야 영역 비율을 갖는다. 즉, 인프라듀서는 측정될 재료와 인프라듀서 자신 사이에 매 1인치 간격에 대하여 지름이 1/60인치인 원형 시야 영역의 온도를 측정한다. 그러나 일부 실시예에서, 렌즈는 인프라듀서의 시야 영역을 원에서 타원으로 바꾸는데 사용될 수 있고 그 타원은 측정 장치(101)의 측정 영역(104)의 길이와 동일한 장축을 구비한다.

도6a 및 도6b에서, 측정 장치(101)의 시야 영역이 프레스 장치(107)가 완전히 내려갈 때 프레스 장치(107)와 접하는 기계(101)의 표면에 인접한 영역을 조준하는 구성을 도시하고 있다. 도6a에서, 프레스 장치(107)가 후퇴 위치에 있는 구성을 도시한다. 이때 도6b는 시야 영역의 조준에 대한 운동의 효과를 나타내기 위해 도6a의 구성에서 프레스 장치(107)가 부분적으로 내려간 구성을 도시한다. 그러한 형상을 설명하기 위해, 두개의 용어를 도입하는 것이 도움이 된다. 첫째, “시야 영역의 축”이라는 용어는 측정 장치(101)와 시야 영역의 중심 사이에 그려진 선을 의미한다. 둘째, “핀치포인트”라는 용어는 프레스 장치(107)가 완전히 내려갔을 때 프레스 장치(107)와 접하는 기계(101)의 표면을 의미한다. 도6a에서, 측정 장치(101)의 시야 영역이 기계(102)의 핀치포인트(601)에 인접하게 조준된 구성을 도시한다. 핀치포인트(601)에 인접한 그러한 특정 조준은 운전자 몸의 일부가 핀치포인트(601)와 프레스 장치(107)의 사이에 있는 때에만 위험한 상태가 존재하는 상황에서 장점이 있다. 이는 핀치포인트(601)와 프레스 장치(107) 사이의 영역에 접근하는, 그러나 들어가지 않은, 운전자 몸의 일부 때문에 핀치포인트(601)에 인접한 조준은 위험한 상태가 부정확하게 표시될 가능성을 최소화하기 때문이다. 핀치포인트(601)에 인접한 조준을 더 잘 설명하기 위해, 도6a 및 도6b 양자는 측정 장치(101)에서 측정 장치의 시양 영역의 가장자리로 연장되는 선을 포함한다.

도6a에서, 측정 장치(101)는 측정 장치(101)의 중심과 기계(102)의 전방 표면 사이에 오프셋(602)이 존재하는 방식으로 기계(102)에 위치한다. 시야 영역을 핀치포인트(601)에 인접하게 조준하는 상기 오프셋 때문에, 시야 영역의 축은 프레스 장치(107)의 운동 방향에 상대적인 비스듬한 각이 된다. 당업자에 자명한 것처럼, 시야 영역의 축의 각도 조절은 여러 가지 방법으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 측정 장치(101)가 위에 위치하는 장착 레일(103)(도6a에 도시되지 않음)은 비스듬히 할 수 있다. 선택적으로, 측정 장치(101) 자체는 시야 영역의 축과 프레스 장치(107)의 운동 방향 사이에 각을 만드는 효과를 가질 수 있는 거울 또는 렌즈를 포함할 수 있다. 시야 영역의 축의 각을 정할 때 고려되어야 할 추가적인 요소는 측정 장치(101)와 프레스 장치(601) 사이의 관계이다. 일부 실시 예에서, 도6a 및 도6b에 도시된 바와 같이, 측정 장치(101)는 프레스 장치(107)와 함께 이동하도록 위치될 수 있다. 선택적으로, 측정 장치(101)는 프레스 장치(107)가 핀치포인트(601)를 향하여 내려가는 동안 정지된 상태로 남아있도록 공간에서 고정된 위치를 가질 수 있다.

도6b에 도시된 바와 같이, 측정 장치(101)가 이동하든지 또는 정지상태로 남아있든지는 시야 영역의 조준에 중요한 영향을 줄 수 있다. 도6b에서, 프레스 장치(107)가 내려갈 때, 측정 장치(101)의 시야 영역은 핀치포인트(602)로부터 점진적으로 더 멀리 이동하고, 상기 설명된 핀치포인트(601)를 조준하는 이익을 감소시킨다. 여러 가지 실시예에 사용될 수 있고 그러한 결과를 회피할 수 있는 여러 가지 방법이 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 프레스 장치(107)가 내려감에 따라, 시야 영역의 축의 각이 보상하도록 변화되고 시야 영역이 핀치포인트(601)를 계속 조준하도록 보장한다. 그러한 보상은 사용자에 의해 구성될 수 있게 고정된 운동 속도 또는 가변의 운동 속도일 수 있다. 측정 장치(101)의 운동을 보상하기 위한 다른 방법은 프레스 장치(107)가 내려갈 때 정지상태로 남아있도록 측정 장치(101)를 위치시킴으로써 그러한 운동을 단순히 제거하는 것이다. 보상을 위한 셋째 방법은 핀치포인트(601)가 항상 측정 장치의 시야 영역 내에 있도록 측정 장치(101)의 시야 영역의 폭을 구성하는 것을 포함한다. 더욱이 당업자에 있어 자명한 것과 같이, 측정 장치(101)가 기계(102)의 전체 운동을 통하여 위험한 상태를 표시할 수 있는 데이터를 수집할 수 있는 한 다른 방법도 시야 영역을 조준하는데 사용될 수 있고 다수의 방법이 시야 영역을 조준하는데 병합될 수 있다.

일부 실시예에서, 측정 장치(101)는 측정 장치(101)에 의해 조준되는 시야 영역을 빛나게 함으로써 시야 영역의 축에 대한 각을 설정하는 것을 돕는데 사용될 수 있는 레이저 또는 다른 광원을 구비할 수 있다. 측정 장치(101)가 기계(102)에 위치하고 있는 동안, 기계(102)의 운전자는 적당한 시야 영역을 표시할 때까지 측정 장치(101)에 대한 시야 영역의 축의 각을 조절할 수 있다. 또한 같은 방법으로, 측정 장치(101)는, 예를 들어 기계(102)의 작동 동안 측정 영역(104)에 빛을 비춤으로써, 측정 영역의 일정한 표시를 제공하도록 구성될 수 있다. 측정 영역의 이러한 표시는 기계(102)의 운전자가 그 몸의 일부를 기계(102)의 프레스 장치(107)에 의해 잠재적으로 상해될 수 있는 곳에 위치시키는 것을 회피하는 것을 상기시킬 수 있다.

도6a 및 도6b는 기계(102)의 핀치포인트를 조준하는 실시예의 작동을 설명하는 반면에, 모든 실시예가 그러한 조준을 포함하지는 않는다. 예를 들어 도7에서 볼 수 있듯이, 일부 실시예는 기계(102)의 운동방향에 대하여 평행하게 또는 단지 조금 비스듬하게 장치된 시야 영역의 축으로 구성되는 측정 장치(101)를 포함할 수 있고 시야 영역이 핀치포인트(601)에 인접하게 조준하지 않게 된다.

또 다른 선택적 구성으로써, 도8a 및 도8b의 실시예를 보자. 도8a 및 도8b가 그러한 실시예에서 시야 영역의 축을 표시하는 선들을 도시한 것을 보자. 도8a 및 도8b에서, 측정 장치(101)의 시야 영역의 축은 기계(102)의 운동 방향에 대해 수직으로 배치된다. 이러한 수직 배치는 도8a 및 도8b의 실시예가 기계(102)에 의해 가공되고 있는 재료에 의해 또는 작업자의 몸의 일부에 의해 차단되지 않으면 측정 장치(101)의 시야 영역이 종료하는 백스톱(801)을 포함할 것을 요구한다. 만약 그러한 백스톱(801)이 도8a 또는 도8b에 도시된 유형의 실시예에서 생략된다면 측정 장치(101)는 기계(102)의 가장자리 너머에 위치하는 시야 영역에 관한 데이터를 수집함으로써 위험한 상태를 우연히 표시하게 되고 위험한 상태의 존재와 무관하게 된다.

특정 환경에서 사용되어야 하는 구성의 성질은 위험한 상태가 발생하는 물리적 환경과 위험한 상태를 부정확하게 표시하는 것을 피하는 것의 중요성에 기초할 수 있다. 다른 구성간의 상대적인 이점을 논하기 위해, “위험한 영역”이라는 용어는 위험한 상태를 만들기 위해 들어가게 되거나 통과되어야 하는 영역으로 정의하는 것이 유용한다. 예를 들어 도1에 도시된 유형의 기계(102)의 경우, 위험한 영역은 인체의 일부 또는 금속과 같은 재료가 프레스 장치(107) 아래의 영역에 들어가기 위해 통과해야 하는 영역뿐만 아니라 프레스 장치(107) 아래의 영역을 포함한다. 도6a 및 도6b와 관련하여 언급된 바와 같이, 위험한 상태를 부정확하게 표시할 가능성을 최소화하는 하나의 방법은 프레스 장치(107) 아래의 영역만 감시하는 것이다. 그러나 일정한 경우, 그러한 제한된 감시는 실용적이지 않을 수 있다. 그러한 상황에서, 도8a 및 도8b에 도시된 바와 같이 프레스 장치(107) 바로 아래가 아닌 위험한 영영의 일부를 감시하는 것이 필요할 수 있다. 그러한 구성은 실제적으로 프레스 장치(107) 아래에 운전자의 몸의 일부가 없을 때에 위험한 상태를 표시할 수 있으나, 설치의 용이성 또는 비용의 관점에서 상대적인 이점을 가질 수 있다. 그러므로 위험한 영역의 어느 부분이 감시되어야 하는지는 탐지되어야 하는 위 험한 상태의 특정한 성질과 위험한 상태가 발생할 환경에 의존할 것이다.

본 발명의 실시예에 통합될 수 있는 수많은 다양하고 잠재적인 측정 장치가 있다는 것을 알아야 한다. 예를 들어, 측정 장치(101)가 온도를 측정하는 실시예에서, 그 온도 측정을 할 다양한 방법이 있다. 예를 들면, 온도는 인접하지만 별개의 적외선 밴드를 탐지하는 다양하고 독립적인 적외선 탐지기를 사용하고 재료들 사이의 방사량에서 잠재적인 차이를 보상하기 위해 그러한 탐지기의 출력 비율을 고려하여 측정될 수 있다. 더욱이, 온도를 측정하는 일부 측정 장치(101)는 감시되는 재료의 방사량을 측정하는 레이저를 사용하여 다양한 적외선 밴드를 측정하는 것을 불필요하게 할 수 있다. 물론 당업자에 있어 자명한 것처럼, 레이저의 사용은 온도를 측정하기 위해 적외선의 다양한 밴드의 측정치의 사용과 결합될 수 있다. 선택적으로, 측정 장치(101)는 온도를 결정할 때 다중-스펙트럼 탐지도 이용하지 않고 레이저 방사량 측정을 이용하지 않을 수 있다. 더욱이, 당업자에 있어 자명한 것처럼, 일부 측정 장치는 온도를 전혀 측정하지 않을 수 있고, 대신에 다른 재료(예를 들어, 철 및 손가락)가 서로 구별될 수 있는 어떤 다른 특성에 관한 데이터를 수집할 수도 있다. 예를 들어, 측정 장치는 재료의 방사량을 단순히 측정하고, 온도 데이터를 얻기 위해 적외선의 측정과 결합하여 그 측정치를 사용하기 보다, 측정되고 있는 재료가 기계에 의해 변형되어야 하는 유형(예를 들어, 0.07의 방사량을 갖는 광택이 나는 철)인지 또는 기계에 의해 변형되지 않아야 하는 유형(예를 들어, 0.98의 방사량을 갖는 사람 손가락)인지 결정하는데 그 측정치를 사용할 수 있다.

전술한 내용은 단지 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것으로 이해되어야 한다. 또한 당업자가 용이하게 다양한 변형 및 변경이 가능하기 때문에, 본 발명은 앞에 설명되고 도시된 정확한 구성 및 작동에 한정되는 것은 아니고 언급된 작동에 있어 그러한 모든 적당한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

a) 제1측정치 및 제2측정치를 포함하는 다수의 측정치를 얻는 단계;

b) 적어도 부분적으로 상기 제1측정치 및 제2측정치를 포함하는 일련의 정보에 기초하여 차이를 결정하는 단계;

c) 적어도 부분적으로 상기 차이에 기초하여 위험한 상태를 확인하는 단계; 및

d) 위험한 상태가 확인되면 보호 기구를 실행시키는 단계를 포함하는 안전 장치를 작동하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 다수의 측정치는 다수의 온도 측정치를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 장치를 작동하는 방법.
제2항에 있어서,

상기 다수의 온도 측정치를 얻는 것은 다수의 적외선 파장을 측정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 장치를 작동하는 방법.
제2항에 있어서,

수용가능한 온도를 확인하는 단계를 포함하는 안전 장치를 작동하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 차이는 시간적 차이인 것을 특징으로 하는 안전 장치를 작동하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 차이는 공간적 차이인 것을 특징으로 하는 안전 장치를 작동하는 방법.
제1항에 있어서,

다수의 측정치를 얻는 것은 다수의 방사율 측정치를 얻는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 장치를 작동하는 방법.
제1항에 있어서,

측정 장치를 위치시키는 단계를 추가로 포함하는 안전 장치를 작동하는 방법.
제1항에 있어서,

측정 영역을 표시하는 것을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 장치를 작동하는 방법.
제1항에 있어서,

시야 영역을 표시하는 것을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 장치를 작동하는 방법.
a) 적어도 하나의 온도 측정 장치 각각이 시야 영역을 구비하고 상기 시야 영역에 관한 데이터를 전송할 수 있는 적어도 하나의 온도 측정 장치; 및

b) 상기 데이터를 수신할 수 있고 추가적으로 상기 데이터를 바탕으로 결정된 차이에 적어도 부분적으로 기초하여 위험한 상태를 확인할 수 있으며 추가적으로 보호 기구를 실행할 수 있는 처리 유닛을 포함하는 장치.
제11항에 있어서,

거치대를 더 포함하고, 상기 거치대는 상기 온도 측정 장치의 위치를 유지시키는데 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제11항에 있어서,

그 장치가 기계와 결합된 것을 특징으로 하는 장치.
제11항에 있어서,

상기 온도 측정 장치는 선형적인 측정 영역 내에서 데이터를 수집할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제11항에 있어서,

광원을 부가로 포함하는 장치.
제11항에 있어서,

상기 온도 측정 장치의 상기 시야 영역을 조절할 수 있는 조절 기구를 부가로 포함하는 장치.
제11항에 있어서,

상기 온도 측정 장치는 다양한 진동수의 적외선을 탐지할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제11항에 있어서,

상기 시야 영역은 상기 시야 영역의 축과 기계의 운동 방향 사이의 각이 예각이 되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
a) 주변 온도를 소정의 온도 범위와 비교하는 단계;

b) 상기 주변 온도가 상기 소정의 온도 범위 내에 있으면 보호 기구를 실행하는 단계;

c) 온도 측정치를 얻는 단계;

d) 상기 주변 온도와 상기 온도 측정치 사이에 차이를 결정하는 단계;

e) 상기 차이가 위험한 상태를 표시하면, 상기 보호 기구를 실행하는 단계;

f) 상기 온도 측정치를 상기 주변 온도로 정하는 단계: 및

g) 복수의 a)-f) 단계를 적어도 한번 반복하는 단계를 포함하는 안전 장치를 작동하는 방법.
제19항에 있어서,

복수의 a)-f) 단계를 적어도 한번 반복하는 단계는 c)-f) 단계를 적어도 한번 반복하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 장치를 작동하는 방법.
제20항에 있어서,

복수의 a)-f) 단계를 적어도 한번 반복하는 단계는 a)-b) 단계를 적어도 한번 반복하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 장치를 작동하는 방법.
제19항에 있어서,

c), f), a) 및 b) 단계로 구성된 단계의 진행은 적어도 한번 실행되고,

복수의 a)-f) 단계를 적어도 한번 반복하는 단계는 c), d), e) 및 f) 단계를 적어도 한번 포함하는 단계의 진행을 반복하는 것을 특징으로 하는 안전 장치를 작동하는 방법.
제19항에 있어서,

상기 주변 온도를 상기 소정의 온도 범위와 비교하는 단계는 상기 주변 온도를 적어도 부분적으로 인체의 온도에 기초한 온도 범위와 비교하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 장치를 작동하는 방법.
제19항에 있어서,

상기 주변 온도를 상기 소정의 온도 범위와 비교하는 단계는 상기 주변 온도를 적어도 부분적으로 안전 장치의 특성에 기초한 온도 범위와 비교하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 장치를 작동하는 방법.
a) 기계의 위험한 영역에 있는 재료의 온도 측정치를 얻는 단계;

b) 상기 온도 측정치를 인체 온도에 적어도 부분적으로 기초한 소정의 온도 범위와 비교하는 단계;

c) 상기 온도 측정치와 상기 소정의 온도 범위의 비교가 위험한 상태를 표시하면, 보호 기구를 실행하는 단계; 및

d) a)-c) 단계를 적어도 한번 반복하는 단계를 포함하는 안전 장치를 작동하는 방법.