装在移动件上的光学安全装置

本发明涉及用于有移动件的机器的安全装置及保护方法。

本发明特别是用在压力制动装置或其它类型的机器上，但又不仅限于 此。所述的机器具有操作员能近距离操作的活动件，以及当活动件横向往复 移动时，或与活动件组合的协作件横向往复移动时能进入活动件周围的机 体。正如在上行程压力制动装置中出现的情况。本发明是对这里所引用的澳 大利亚专利申请27084/92所公开的安全装置的改进。

本发明的目的是，保护进入机器的活动件周围的物体不被活动件碰撞， 或保护物体在活动件与协作件作靠拢移动时不被活动件和协作件碰撞。

按本发明的一个方面，提供用于具有活动件和移动件的机器的安全装 置，移动件也是机器的活动件，或者，移动件是与活动件相协作的部件，而 且，它朝机器的活动件有选择地靠拢移动，该安全装置包括：

在活动件的前缘固定安装相对应的发光装置和光接收装置，以确定与活 动件隔开的保护范围，用所述的发光装置发射光束，用相应的光接收装置接 收光束，因此，用相应发光装置和光接收装置能沿着与活动件的前缘隔开的 未遮断路径正常地发射和接收光束；

控制装置，在移动件的所述移动范围内，激发所述发光装置发射光束和 激发所述光接收装置来感测发射光束的接收。

其中，所述控制装置包括阻挡装置，根据由所述控制装置检测的某些紧 急情况而阻止移动件向前移动。

移动件最好完成在噪声抑制点的规定范围移动，并继续移动通过又一规 定移动范围穿过所述噪声抑制点，在此期间所述阻挡装置不会因某些紧急情 况而阻止移动件向前移动。

所述控制装置最好包括位置处理装置，以连续跟踪移动件的移动，并检 查该移动是否和规定移动一致，其中，当位置处理装置确定移动件的向前移 动与所述规定移动不一致时，阻挡装置阻止移动件向前移动。

所述位置处理装置最好包括跟踪装置，以测试所述移动件的瞬时移动， 所述位置处理装置把跟踪装置测出的移动件的位置记成所述噪声抑制点，此 后，连续检查由所述跟踪装置确定的噪声抑制点的测定位置，以有效控制移 动件的移动。

所述控制装置最好包括脉冲发生装置，以使发光装置发射光束，从而， 它按规定方式产生脉冲；光学控制和处理装置，用于控制所述脉冲发射装置 的工作，处理由所述光接收装置接收到的信号，以确定何时没接收到发射的 光束或没按规定方式脉冲发射光束；其中，当所述光学控制和处理装置确定 在规定移动范围内没有收到发射的光束时，或不是按规定方式脉动发射光束 时，所述阻挡装置阻止移动件向前移动。

安全装置最好包括多个相应的发光装置和光接收装置，这些装置形成在 前缘周围的光路阻挡件，和所述脉冲发生装置，使每个相应发光装置和光接 收装置按不同的方式产生脉冲，以使它们之间有所区别。

所述控制装置最好包括振动感测装置，它根据所述光接收装置感测的光 束接收情况分析信号，并区别和光束的正常振动与不正常的阻挡；其中，所 述的阻挡装置根据规定的移动范围内所述振动感测装置感测到光束不正常 阻断时，阻挡移动件向前移动。

最好是把所述发光装置安装在活动件的一端上，所述光接收装置安装在 活动件的另一相对端上，使相对应的发光装置和光接收装置的振动移动造成 发射的光束的振荡移动按横截所述光束路径的一个方向衰减，把光束的合成 振荡移动限制在基本上垂直于所述一个方向的单个横向方向，以减小读出光 束所述不正常中断所需的检测时间。

最好设置多个所述的相应发光装置和光接收装置，所述的多个发光装置 按相互邻近和基本平行的方式安装成一个个整体，作为相对于活动件的独立 单元，所述的多个光接收装置也按相互邻近，同样基本平行的方式安装成一 个整体，作为相对于活动件和所述独立单元的分离的独立单元，但是与所述 的多个相应的发光装置基本对准，以接收由发光装置发射的光束，使振动移 动传递到作为一个整体的每个独立单元，使每个光束引起同步和一致振荡， 并同步而相应地感测由所述光接收装置接收的无阻断地通过的光束，由此简 化了对所述振动感测装置接收的光束的分析和识别。

所述移动件跟踪装置最好连续检测超过有规定的最大距离的噪声抑制 点的移动件的推进距离，如果接收到的发射光束是在所述规定的最大距离中 没有中断信号，所述阻挡装置阻止移动件进一步向前移动。

按本发明的另一方案，提供一种对进入有活动件的机器的移动件的移动 路径中的物体的保护方法，而且，移动件也可以是机器的活动件，或者，移 动件是与活动件同时动作的部件，它朝着机器的活动件选择地靠拢移动，包 括以下步骤：

活动件前缘前进中在活动件一端沿正常的不中断路径发射光束，同时移 动件移动规定的移动范围；

在活动件的另一相对端连续感测所接收的光束；

不论何时在活动件的另一端出现发射光束的接收和感测故障或出现紧 急情况，都阻止移动件向前移动。

该方法最好包括按规定方式使发射所述光束脉动，并如果在活动件的另 一端出现对以某一规定方式脉动的发射光束接收和感测的故障，阻止移动件 向前移动。

该方法最好还包括当移动件的移动超出所规定的移动范围极限后，防止 移动件被阻挡，以使移动件能继续移动而穿过规定移动的另一区域。

该方法最好还包括连续跟踪移动件的移动，检查所述移动是否与规定移 动一致，当与所述的规定移动一致时阻止移动件向前移动。

该方法最好还包括发射和感测多个光束的接收，这些光束设置成能确定 活动件前缘周围的光路阻档栅，每束光束按不同方式产生脉冲，使区分它 们。

该方法最好包括分析收到的光束，以识别光束的正常振动和不正常中 断，当感测出在规定的移动范围内不正常中断时，阻止移动件向前移动。

该方法最好包括按横截所述光束路径的一个方向衰减光束的振动移 动，使所述光束的合成振荡移动基本上限制在垂直于所述一个方向的单一横 向方向中，以减少感测光束的不正常中断所需的时间。

该方法最好包括按相互基本平行的方式发射多个光束，使机器的振动移 动等量地传递到所述光束，以引起所述光束同步和相应的振荡，以便于光束 的分析和识别。

该方法最好包括完成在噪声抑制点的规定的范围移动，并继续移动通过 另一规定的移动范围，穿过所述噪声抑制点，在该移动过程中移动件不会因 某些紧急情况而被阻止向前移动。

该方法最好包括连续检查移动件超出有所述噪声抑制点之外一规定的 最大距离，如果在规定的最大距离中没感测光束中断，阻止移动件向前移 动。

该方法最好包括连续测试移动件的瞬时移动，当移动件物理上定位于此 时，分别检测噪声抑制点的位置，每当噪声抑制点调节器的读出减弱时，检 查所检测的噪声抑制点是否与所测试的噪声抑制点一致，一旦两者之间出现 差别，立即阻止移动件再向前移动。

通过参考附图对以下两个特定实施例的说明将会更好地理解发明。

图1是装有安全装置的压力制动装置的正视图；

图2是和图1所示压力制动装置配装的第一实施例的安全装置的局部透 视图；

图3a,3b,3c是带有设置在不同位置中的移动刀片的压力制动装置的横 截面的局部侧视图，示出了加压操作中光束位置与刀片前缘之间的关系；

图4a,4b,4c是加压操作所用的压力制动装置的横截面的局部侧视图， 其中，物体阻断了移动刀片的路径；

图5是激光发送和接收电路的结构示意图；

图6是安全装置的控制盒的正视图；

图7是表示其各种输入和输出连接的第一实施例的控制器的示意图；

图8是第一实施例的控制器的逻辑结构的方框图；

图9a是光学编码器的盘和轴的侧视图；

图9b是装有光学编码器的刀片跟踪装置的侧视示意图；

图10是表示第一实施例的压力制动器在正常工作时，刀片的位置与控 制器的各输入和输出信号之间的相对关系曲线图；

图11是表示第一实施例的压力制动装置正常工作时控制器的各种操作 状态的方框图；

图12是表示按第一实施例的压力制动装置在设置过程中刀片的位置与 控制器的各输入和输出信号之间的相对关系曲线图；

图13是表示第一实施例的压力制动装置在设置过程中控制器的各操作 状态的方框图；

图14是第一实施例的压力制动装置在抑制强制模式中，刀片的相关位 置与控制器的各种输入和输出信号之间的关系曲线；

图15是按第一实施例的压力制动装置在抑制强制模式中，控制器的各 种操作状态的方框图；

图16是按第二实施例的压力制动装置在正常工作时刀片的位置与控制 器的各种输入和输出信号之间的相对关系曲线；

图17是表示第二实施例的压力制动装置正常工作时控制器的各种操作 状态的方框图；

图18是按第二实施例的压力制动装置的在抑制强制模式中，控制器的 各种操作状态的方框图。

第一实施例涉及配装在常规的压力制动装置中的安全装置，刀片是压力 制动装置的活动件，同时也是移动件，还涉及对进入刀片移动路径中的物体 的保护方法。这和上行程压力制动装置不同，后者的刀片虽仍是活动件，但 它是静止不动的，压力制动装置的基座是相对于刀片的移动件。

如图1所示，常规压力制动装置10包括外壳12，刀架14，机座16， 既是压力制动装置的活动件又是移动件的刀片18，安装在脚踏板34中的一 对移动控制开关，用于移动刀片的液压系统和压力控制器。刀架14安装刀 片18，刀架在压力控制器和液压系统中通过脚踏板34中的一对移动控制开 关的操作与装在外壳12中的刀片一起在垂直平面中移动。如图2至4所示， 刀片18按基本上是垂直的方式安装，它有前缘36。机座16有同时动作的 基底件38，基底件38中设有起压模作用的槽40。

如图3和4所示，材料件，例如材料片42可放在基底38上，压入槽40 中。为了把材料压成规定的形状，槽40可以是所需的任何形状。本实施例 中，如图3c所示，为构成角形件，槽的形状是V形。

图4中示出用户用手44操作材料片42。因此，安全装置的作用是保护 进到刀片18的移动路径中的操作者的手臂不受伤害，刀片不碰撞手臂，否 则，在刀片与基底38相遇之前没受到阻挡，则会出现手臂被截断的恶果。

安全装置通常包括一对可调节的悬臂20，安装至悬臂上的一对可调节 的垂直支柱21，相应的发光装置22和光接收装置24，控制装置，有些是 装在控制盒25中。

一对夹臂20固定在刀架14上，且刀架的两个相对端以相反方向朝外延 伸，以分别处于垂直支柱21，使相应的发光装置22和光接收装置24安装 其上。而且，发光装置22和光接收装置24位于外壳28中刀片18的任一端 处，并精确对准，如图2所示，使发光装置22发射的光束26在刀片18的 前缘的前部横穿并基本平行。相应地设置光接收装置、当光路不中断时能正 常接收光束26。

如图3和4所示，发射的光束靠近并平行于刀片18的前缘。本实施例 中，设置用路径26a,26b，和26c表示的三个光束，它们确定了位于刀片前 缘下面通常为4mm的平面阻挡栅，前光束和后光束通常位于距刀片中心线 任一边20mm处。

发光装置22和光接收装置24的外壳28被覆盖，使触发发光装置的周 围光所产生的反射光散射作用减至最小。

在本实施例中，如图2至5所示，发光装置22包括三个激光器，每个 激光器有良好限定和精确聚焦的多个光束，以防止光束散射和反射至基底和 刀片表面上。本实施例中，激光的散射角小于0.04°，并横向隔开，光束处 于相对于刀片18的垂直平面的水平平面中。预先设置一个激光器，并邻近 刀片18的前边18a，沿着线26a表示的路径发射光束；预先设置第二激光器， 与刀片18处于同一平面，沿着线26a表示的路径发射光束；最后，预先设置 第三激光器，邻近刀片18的后边18b，沿着线26c表示的路径发射光束。

激光器包括频率在千赫兹范围内按规定方式开关的专门设计的激光二 极管39a,39b和39c，以产生周期为毫秒的脉冲光束。在该频率的光束脉冲 是肉眼看不见的。因而光束呈现为连续光束。

光接收装置24包括激光传感器41，它包括透镜43。并且，有与三个 激光二极管39a、39b和39c分别精确对准的以接收激光二极管发射的光束 的三个小孔47a,47b和47c的蔽光罩。设置蔽光罩的目的是为了使只有精确 对准的光束穿过小孔47到达激光传感器41。

激光二极管安装在可调节的瞄准器(未画)上，以便于聚焦和对准沿它们 的各路径的光束。牢固而整体地安装瞄准器，用压力将其压入固体尼龙安装 板中，构成分开的独立单元。该安装板的固定位置相互分开，使作用于发光 装置22上的任何振动都能等量和同步地传递到所有激光器。

激光传感器41安装在圆柱上，用透镜43和蔽光罩45整体安装到圆柱 前部，把光接收装置24的全部另件压入另一固体尼龙安装板中而构成另一 个独立单元，以尽可能地减小振动并能把加到光接收装置24上的该振动作 用均匀传递到激光传感器上。

透镜43位于较接近圆柱前部的位置，蔽光罩能接收全部三束光束，并 能使用单个传感器41。当光束按很靠近的方式放置，用单个传感器不能可 靠地感测时，这是必须的。但是，当光束不能设置成再分开时，对单个光束 来说，一个传感器可和一个透镜对应。

相应的发光装置22和光接收装置24的外壳28可调节地安装在相对于 垂直支柱21的垂直和水平平面中。这允许配装到压力制动装置中的刀片有 各种变化。

夹臂20、垂直支柱21以及外壳28和激光装置组装在一起，足以保证 激光二极管不与刀片18分开振动，且重量足够轻，以保证光在刀片端部的 振动频率不会下降太大，因为刀片端部质量的增大会引起激光检测时间增 加。

应注意，激光束通常无方向稳定性，从而发射的光束通常在相应蔽光罩 孔47的平均感测点的两个横向方向振荡。其典型的平均振荡时间为14毫秒 (ms，振荡距离宽达3cm。这使得光检测时间太长而不能在本发明中使用。 但在本实施例中采用如上述的夹臂20和垂直支柱21对着刀架14固定安装 发光装置22和光接收装置24而克服了上述问题。按该方式，相对于横向平 面，刀架14和刀片18在垂直平面的质量很大，几乎不出现垂直方向的振荡。 因此，主要振动出现在横平面中，使激光检测时间减少到令人满意的程度。

当垂直振荡可以忽略不计时，可极靠近刀片18的前缘38的以垂直方式 设置激光器。这对压入的材料以精确的误差设定装置的“噪声抑制点”有利。 关于噪声抑制点在以下会更详细说明。

尽管如此，明显的水平振荡仍然会影响在水平平面中相互靠近设置的激 光器和激光传感器。因此，水平振荡有时会使激光束与用于调节激光的蔽光 罩小孔47对不准。因此用于激光器的每个激光二极管39的开关方式是唯一 的，因此，激光传感器41对某一光束的接收和从其它相邻激光器发射的光 束接收之间是可以区分的，由此，可把单个传感器41和透镜43用于多个光 束。这里每个激光器电连接到相应的驱动电路52a,52b或52c，用特定方式 连接构成控制装置的全部另件，控制装置用于开关激光二极管39，由此区 别发射的光束和其它光束。同样，激光传感器41也电连接到相应的激光接 收电路53a,53b和53c，构成控制装置的部件，它只感测从激光二极管发射 到相应的激光接收电路的激光束的接收情况。

尽管本实施例中的发光装置22用了三个激光器和蔽光罩45，蔽光罩45 上设有与各激光束26a、26b和26c对应的3个小孔47a,47b和47c，使透 镜43的位置比较接近蔽光罩中圆柱的前部，其它实施例包括其它几种不同 调制的激光器，它们有相应的激光驱动电路52和激光接收电路53。这些实 施例中，通过校正激光发射装置的布置和把激光发射装置构成为一个独立的 整体单元，使蔽光罩只遮蔽外边的激光，当外边光束精确地与光接收装置24 对准时，相邻光束也要与另一个光接收装置精确对准。因而，当与相应的小 孔对准时，通过其独特的调制或编码使不同的激光器的接收会区别开来。

如图7所示，控制装置包括主控制器51，它设置成接收控制压力制动 装置的工作的各种输入信号和实现装置的预定安全参数的传感器信号，处理 这些信号，产生相关的输出信号，用于操作压力制动装置，驱动激光器，某 些规定的意外事故出现时阻止刀片向前移动，并给安全装置和压力制动装置 的操作者提供相关的信息。

本实施例中的控制器51用两个微处理系统形式构成了一个双主-从系 统，以用于稳定的相互交叉检查，保证两个系统之间无逻辑操作故障。把主 微处理机设计成检查连接到控制器的输入/输出装置，从处理器和从微处理机 设计成检查主处理器和PLD。

给微处理机编程，以提供如图8所示的逻辑过程，微处理机包括：激光 控制和处理装置54，装有按规定方式开关激光驱动电路52的脉冲发生装置 55；刀片移动控制装置56，用于控制压力制动装置的刀片18的总体移动； 阻挡装置57，阻止刀片向前移动；刀片位置处理装置58，包括跟踪装置59， 分别跟踪和检查刀片的正确移动；和设定装置60，用于设定安全装置的控 制参数，包括噪声抑制点，并测试这些参数。

噪声抑制点定义为在待压基底38上的工件材料42上方的规定距离处随 着向机座16的前移由刀片18的前缘36达到的位置。在该点，阻挡装置已 失效，中止光束的保护性感测，并允许刀片前进到超出保护性移动的最初规 定范围，穿过移动的另一规定范围而与材料件42接触并将其压向制动装置 的基底38。

噪声抑制点通常设定离开受压的工件的外表面处某一距离，该距离小于 要用安全装置保护的物体的高度。本实施例中，这种物体例如是操作者的手 指，噪声抑制点通常设为距离受压工件的外表面6mm至7mm处。

激光控制和处理装置54设计成操作脉冲装置55，使激光驱动电路52 按规定方式产生激光束。脉冲装置55用唯一的码在相同或不同的频率调制 各激光驱动电路52，以区别各发射光束。该码是规定的重复数字码，它可 以由激光接收装置的相应的激光接收电路53精确感测，能用激光控制和处 理装置54处理，以检测由物体干扰光束而造成的中断。给激光控制和处理 装置54编程，以随着脉冲发生装置55一起工作而连续监视由激光接收到路 53收到的信号，以确定在规定的时间周期中是否同时收到和感测全部三束光 束。若没出现这种情况，然后，假定一个以上的光束被遮断，并执行紧急过 程，包括激光控制和处理装置54立即起动阻挡装置57，阻止刀片18面前 移动。之后，刀片移动控制装置56对压力制动装置触发不同的操作模式， 这将在下面更详细说明。

激光控制和处理装置54编程，包括振动感测装置，以区别由压力制动 装置的工作引起的光束正常振动与由故障引起的任何一束光束的不正常中 断。振动感测装置还给光束故障检测设置一些容许值，因而降低阻挡装置的 故障发生率。

如上所述，由于激光束的精确聚焦，存在明显的水平振荡，因此，光接 收装置只是周期性地接收和感测光束。但是，由于激光二极管和带蔽光罩小 孔的激光传感器整体安装，当光束与其相应的蔽光罩小孔瞬时对准时，相应 的激光接收电路53会接收并感测，按照它们的不对准周期，在全部三个传 感器中将会瞬时同步出现该现象。相应地，振动感测装置分析由激光接收电 路53输出的信号，识别表示正常或光束的非中断传输的这些信号的具体特 性。这些特性包括区别三个光束的唯一码或脉冲；光束的瞬时和同步接收； 和它们的周期。通过该分析，振动感测装置会检测表示光束的任何故障检 测、实际阻断、或某些要求阻挡装置起动的其它不正常的这些性能偏差值。

例如，在只有一个光束的情况下，由于在它的不对准周期中实际上是从 反射光测得的，那么，作为振动感测装置的分析结果，激光控制和处理装置 54会识别它为检测有故障的光束，若此时没有光束对准，不能指望有任何光 束此时对准。同样，如果一个光束在其不对准周期中通过不是属于它自己的 蔽光罩小孔的其它小孔而确实射到激光传感器上，它也会把它作为故障检测 光束加以识别，因为它不是对特定激光传感器来精确调制的。

注意，激光控制和处理装置区别光束的正常和不中断传输和一个以上的 光束的实际阻断所需的检测时间应实际上少于刀片从噪声抑制点前进到碰 着基底38上的材料件42所用的时间。这就需要设定一个位置，在该位置， 当刀片达到噪声抑制点时，手臂拾好阻断光束。显然，如果激光控制和处理 装置54不能立即检测出发生的阻断，那么在阻挡装置57阻止刀片之前刀片 还会碰着材料件42。

激光控制和处理装置54还编程以感测外来光的接收，这些外来光在激 光二极管断开不传输任何光的时间周期中将作为正常光束感测。这可能是因 为在压力制动装置附近焊弧之类引起，如果作为正常接收的光束检测，则在 物体进入刀片前进路径中而使一个以上的光束实际上被阻断的过程中，会出 现误测，使整个安全装置严重碰撞。如果激光控制和处理装置54感测和处 理这些错误的外来光，则唤醒适当的应急过程，包括触发阻挡装置57。

激光控制和处理装置54另外还编程，以操作脉冲发生装置55，使激光 驱动电路52能在产生刚好用肉眼可检测的亮度的频率下开关激光器。开关 激光二极管，和二极管连续开启相比，其寿命增加了，而且，如上所述，允 许不同的激光器作单一调制。

此外，激光控制和处理装置54编程，当由激光控制和处理装置确定应 收到光束时，而相应的激光传感器未接收光束，提高特定激光二极管的开关 频率，以产生亮度更大的光束。如果光束被物体遮断或因某些原因而对不准 时，会出现这种情况。因此，它的优点是，当物体遮断光束的情况下，光束 亮度立即增大，使它变得很亮，提示操作者有危险，迅速采取紧急措施，阻 止刀片前进。

本发明该方案的另一个优点是，在激光器与其蔽光罩小孔47最初对准 的位置，较高的亮度立即将激光器没对准信息反馈给操作者，有助于其调 整，一旦正确地对准，光束的亮度立即减小。

除了激光驱动电路52和激光接收电路53相互作用之外，激光控制和处 理装置编程，以用一组指示灯指示激光感测装置的状况。此外，控制器51 的输出连到控制盒25上设置的一组显示灯107上。如图6所示，在控制盒 25的左边上，这些显示灯包括两个传感器灯，一个是绿色传感器灯46，以 表明所有光束是亮的，即，均能被激光传感器接收，一个红色指示灯48， 它表示光束中的任何一束光束被阻断。当激光控制和处理装置54确定光束 是亮的时，绿色指灯46亮，当激光控制和处理装置确定任何光束被遮断时， 绿色指示灯熄灭，红色指示灯48亮，以表示光束不亮。

控制盒25的右边上，设有包括与每个光束分别对应的三只绿灯50a,50b 和50c的一组激光传感器指示灯。此外，灯50a对应前光束，灯50b对应中 间光束，灯50c对应后光束。当感测相应的激光接收电路53接收的亮光束 时，激光控制和处理装置54使相关的绿灯亮。光束一旦遮断时，激光控制 和处理装置54立即使相应的灯熄灭。

刀片移动控制装置56是这样设计的，在阻挡装置的过载操作下根据刀 片18移动收到的使刀片18移动的输入信号来直接控制压力制动装置的移 动。由通过脚踏板34操作的一对移动控制开关得出这些输入信号，它包括 使刀片18正常向前移动的刀片前进开关61，和使刀片正常退回移动的刀片 退回开关62；设置在外壳12中的多个限制开关，它包括噪声抑制开关63， 上限开关64和下限开关65；和设置在控制盒25上的一对控制开关，它包 括模式开关31和刀片速度开关32。控制器51有连到这些开关的多个输入 和由连到压力制动装置的液压系统的电控制线的继电器开关66隔开的多个 输出。

抑制开关63可调节地安装在外壳12中的预定位置，并由固定安装在刀 架14上的撞针30操作。抑制开关63和撞针30相对而准确地定位，当刀片 18的前缘36到达噪声抑制点时，撞针立即关闭抑制开关63，随后刀架14 和刀片18朝压力制动装置的基底38向前移动。

上限开关64和下限开关65类似地安装在外壳12中并由撞针30和连到 液压系统中的压力传感器(没画)操作，当液压系统的压力超过规定的表示刀 片达到最大高度或最低限度的阈值时，起动适当的限制开关。上限开关64 与刀架14相对设置，从而刀片在外壳12中的最高位置时，或它的相关压力 传感器动作时，撞针30使上限开关64立即关闭。下限开关65相对于刀架 14设置，当刀片前沿在其最低下降位置碰到压力制动装置的基底38时，或 它的相关压力传感器动作时，下限开关65立即关闭。

模式开关31是操作键，它在两个可选择位置之间移动，一个位置表示 安全装置和压力制动装置操作的正常保护模式，另一个位置表示操作的抑制 强制模式，这里，安全保护装置不能以和正常保护模式相同的程度保护压力 制动装置。对于有完全保护的压力制动装置的正常操作选择操作正常模式。 只有在特殊场合下才能选择强制模式，例如压迫形状奇特的材料件，上限开 关64和下限开关65的初始化，后面将参照设定装置60描述，更换刀片和 压力制动装置维护，它们不视作压力制动装置的正常使用。如上所述，模式 开关31只用钥匙操作。因此，只有在上述特殊情况下，由管理员而不是由 操作员把该钥匙模式开关31限定到抑制强制位置。

抑制模式中，由激光控制和处理装置54提供的感测被完全抑制。但是， 保持压力制动装置操作的所有其它方面的感测，根据压力制动装置任何有关 的紧急情况而锁定刀片向前移动。这在后面要更详细说明。为了适应这种保 护功能的下降，刀片的向前移动与模式开关在正常位置时不同。而且，刀片 全速前进到噪声抑制点上方的规定距离，此后按操作按爬行操作模式继续操 作。这将在下面更详细地说明。

刀片速度开关32也是一个操作键，用于在两个选择位置之间转换，当 用脚踏板34的操作关闭刀片前进开关61时，一个位置提供刀片18的正常 连续向前移动，当用脚踏板操作时，另一个位置提供刀片按爬行或脉冲式前 进，像抑制强制模式中出现的情况那样，但是，它在整个刀片移动范围内采 用这种前进模式。如同对操作抑制强制模式中的情形，在爬行位置中，安全 装置压力制动装置的保护程度和按正常操作模式不相同。

模式开关31位于噪声抑制强制位置时，或刀片速度开关位于爬行前进 位置中时，阻挡装置57不会因激光控制和处理装置54处理而产生紧急情况 而起动。其原因是，有时压力制动装置要压一些在垂直平面中有不均匀外形 的异形或弯曲的材料件。这些情况下，当放在基底上准备加压时，材料件表 面的某些位置比材料的其它位置更靠近刀片前缘。这些更靠近的位置会被刀 片咬合，在刀片与材料其它部分完全啮合之前迫使那些靠得更进的部分进入 基底，并把材料的整个纵向长度压入基底。因此，如果装置由响应于激光感 测系统的阻挡装置操作，则需要把噪声抑制点设置到相对材料的最高部分， 在材料表面的剩余部分啮合之前，要求刀片移过规定的距离，这时，操作者 根本不受保护。在大多数这种情况下，由操作者要很靠近刀片前缘操作，以 保持材料的准确位置，直到材料压进基底之前刀片完全咬合材料的整个表面 为止，这一问题进一步恶化。

为了能够在刀片爬行前进时操作装置，应允许压力制动装置用由激光控 制和处理装置54提供的激光感测装置的总的噪声抑制来操作，而与噪声抑 制点完全无关。但是，刀片的爬行前进或脉冲式前进的刀片只能按较慢的速 度操作。因此，对操作员完全没有激光感测保护，由刀片前进的缓慢速度直 接保护，仍由刀片位置处理装置58的处理直接保护。

用两个选择位置之间的刀片速度开关32的转换表示刀片是正常前进和 爬行前进或脉冲式前进，就操作者的安全来说不是关键的。因此，操作刀片 速度开关32用的钥匙使操作者可以按自己的要求便于两个速度位置之间的 转换。

较大的场噪声抑制灯分别与按抑制强制模式设置的开关31和32爬行前 进位置相关。控制器51的输出和灯35相连，该灯为淡黄色，能进行同样的 操作。当光束的感测受到抑制，提示操作者刀片前缘的保护光束被抑制，该 灯启辉，开关处于上述任一位置时均属于这种情况。输出线还连接到场噪声 抑制指示灯故障传感器35a，每当和场噪声抑制灯35相连的本应闭合的电路 断开时，传感器35a起动警报器，例如出现灯丝烧断或其它故障时。

继电器66包括刀片前进继电器67和68，它有一对用来连接到液压系 统的刀片前进端的双联刀片前进控制线69和70；辅助压力闭锁继电器71, 它有连接到液压系统的压力闭锁端的压力闭锁控制线72，刀片爬行继电器 73，连接到液压系统的刀片爬行控制端的刀片爬行控制线74；和刀片返回 继电器75，连接到液压系统的刀片返回端的刀片返回控制线76。

关闭刀片前进继电器67和68，操作液压系统使刀片18前进，在辅助 继电器71闭合的条件下断开它们，刀片停止移动。

辅助压力机闭锁继电器71用于切断压力机的工作，它作为安全装置的 故障保护操作的一部分，为通过控制线63操作液压马达，它必须闭合。每 当辅助断电器71断开时，要无条件地阻止刀片18移动，从而刀片前进继电 器67和68中任何一个，刀片爬行继电器73或刀片返回继电器75均不动作。

在闭合辅助继电器71时，闭合刀片爬行继电器73，操作液压系统，使 刀片按多级方式周期性前进，这在以后还会更详细说明。

同样在闭合辅助继电器71时，关闭刀片返回继电器75，操作液压系统， 使刀片返回。

刀片移动控制装置56，与阻挡装置57一起，并在阻挡装置57工作的 情况下，根据刀片前进开关61和刀片返回开关62的操作，噪声抑制点开关 63的闭合，模式开关31和刀片速度开关32的位置，通过适当的继电器67,68, 73和75的关闭和断开，简单地实施刀架14和刀片18的移动。

模式开关31处在正常的模式位置时，刀片移动控制装置56按正常模工 作，随着刀片前进开关61闭合，刀片前进继电器67和68起动，随着刀片 返回开关62闭合，刀片返回继电器75起动。激光控制和处理装置54，阻 挡装置57和刀片位置控制装置58也正常工作，在出现特别紧急的情况时， 对压力制动装置提供充分保护，并克服了刀片移动控制开关56的工作。

在噪声抑制强制模式位置中，当激光控制和处理装置54的光束感测装 置不工作或被抑制时，保护装置的刀片位置处理装置58和其它压力机监视 装置的工作继续维持时，刀片前进继电器67和68和刀片返回继电器75仍 由刀片移动控制装置56按与以前相同的方式操作，只是当激光控制和处理 装置54处理出现特别紧急情况时，阻挡装置57不阻止刀片移动控制装置的 工作。

在这些紧急情况下继电器操作的具体方式在后面会更详细说明。

阻挡装置57是安全装置的核心，按故障保护操作方式设计，当感测出 预定的紧急情况时，阻止要起动的刀片18的向前移动。按此方案，根据特 别紧急情况，阻挡装置能自动取消刀片移动控制装置56的工作，使继电器 66的工作，阻止刀片前进。

在正常保护模式中，如模式开关31选择的，如上所述，根据激光控制 和处理装置54在处理所收到的激光束时出现的各种紧急情况，或将要简要 说明的通过刀片位置处理装置58处理或用于用作为输入连接到控制器51的 低压传感器101对压力制动装置和/或安全装置的低功率感测，阻挡装置57 作出响应。

在噪声抑制强制模式中，阻挡装置57只根据由刀片位置处理装置58和 低压传感器101产生的那些紧急情况而动作。

如图7所示，根据由控制线102逻辑表示的模式开关31的状态，以及 由控制线103逻辑表示的从激光控制和处理装置54的输出，由控制线104 逻辑表示的刀片位置处理装置58，和由控制线105逻辑表示的低压传感器 101等的状态，阻挡装置57作出响应。

按照紧急情况的具体特点，根据激光控制和处理装置54处理和刀片位 置处理装置处理所造成的不同的紧急情况，阻挡装置57有效地工作。对于 前者，当激光控制和处理装置56感测任何光束被遮断并起动阻挡装置时， 阻挡装置57立即阻止刀片移动控制装置56的工作，使可以关闭的刀片前进 和刀片爬行继电器67,68或73打开，并关闭刀片返回继电器75一段很短的 时间使刀片返回，从而使其弹回规定的距离。在松开脚踏板打开刀片前进开 关61再下压脚踏板使其关闭之后，使刀片前进继电器67和68或刀片爬行 继电器73关闭。如果刀片再到达同一位置时光束被遮断，阻挡装置67再次 打开前进或爬行继电器67、68或73，阻止刀片移动。不使刀片回弹，而 是阻挡装置允许刀片爬行或脉冲式移动，当用脚踏板操作进行下次关闭刀片 前进开关61时，关闭爬行继电器73。实际操作方法以下将参见图10说明。

至于其它有代表性的压力制动装置或安全装置失灵的其它紧急情况，阻 挡装置57按不同的方式锁定压力制动装置而有效地取消刀片移动控制装置 56的工作。下面将参照刀片位置处理装置说明。

刀片位置处理装置58设计成用刀片跟踪装置59连续跟踪压力制动装置 的刀片18的移动。而且，响应于对应于由刀片跟踪装置59导出的刀片钥匙 位置的信号的相应值和由限制开关63,64,65导出的相应信号的相应值之间 的差别，触发阻挡装置57。因此，在刀片运动的整个范围内，在相应地出 现因刀片的移动由上述限制开关导出的信号时必须通过操作设定装置60使 刀片位置控制装置58初始化，以存贮由刀片跟踪装置59导出的刀片18的 位置。该初始化过程下面将会更详细地说明。

按本实施例，刀片跟踪装置59包括光学编码器77和连接到刀架14的 直线-旋转运动变换装置79。

如图8a和8b所示，光学编码器77是常规设计的，包括固定安装在可 转动的转轴83的盘81。转轴83连接到直线-旋转运动变换装置79，它根 据刀片18的直线运动而直接旋转；和光电计数器，它包括发光装置85，光 电传感器87和数字式正/反计数器89。盘81有一组按等距离横向设置在盘 81圆周上的小孔91，并相对于光电计数器安装，使发光装置85发射与光电 传感器87对准的光束，光束沿轴向穿过小孔91从盘81的一边到盘的另一 边。因此，计数器89连续计数随刀片18的移动，而相对于盘81的旋转方 向按递增或递减的方式旋转穿过光电计数器，成功地穿过小孔91的光脉冲 数。

本实施例中，直线-旋转运动变换器79是包括链轮93和与其啮合的链 条95的链与链轮驱动组件。链条的一端95a连接到刀架14，另一端95b连 接到固定在外壳12中的回复弹簧97，链轮93相对于外壳12可旋转地安装， 链条95的两端中间的位置固定安装到轴83上，使轴随链轮周围的链条的纵 向移动而同时旋转。回复弹簧97给链条加一个恒定张力，随刀片18按前进 或返回方向移动，链条95分别直接按相对回复弹簧移进或移出的方向而纵 向移动，由此使链轮93按顺时针方向或反时针方向旋转。

链轮93和轴83的转动直接使盘81一起旋转，从而在任何特定位置随 时使计数器85对刀片18的位置的精确测试。通常，测试精度是0.4mm。而 且，通过分析脉冲感测的速率，能确定刀片的速度测试。这对于实现对爬行 模式下的刀片移动速度的控制特别有用，由以下说明将变得更明显。

刀片位置处理装置58连续分析由光学编码器77提供的信息，并与由噪 声抑制开关63分开驱动的信息比较，起动阻挡装置，并根据由两个源感应 的信息的差别阻止刀片移动。这在以后会更详细说明。

如果闭合的限制开关64,65和66的相应值和刀片跟踪装置感测的刀片 18初始设定的相应位置之间的偏差超出预定的误差，刀片位置处理装置58 发出信号，起动阻挡装置57，阻止刀片移动，锁定压力制动装置不再工作 直至故障消除为止。

阻挡装置57对由刀片位置处理装置58触发的信号的响应与其它以上所 述的其它情况不同。另外，阻挡装置57通过打开可能是关闭的刀片前进继 电器，刀片爬行继电器和刀片返回继电器67,68,73和75，并关闭辅助压 力闭锁继电器71，使刀片运动控制装置的操作立即取消。

对于由激光控制和处理装置收到的光束的处理，阻挡装置57执行同样 的操作，以指出激光感测系统的误动作或影响激光感测系统正常工作的紧急 事件，与遮断感测相反。例如，在激光二极管断开期间由外来光显示误差而 产生的所述紧急情况下，会引起激光传感器误感测，同样会起动阻挡装置 57，按上述方式关闭辅助继电器和锁定压力制动装置。

可以看出，刀片位置处理装置58的交叉检查工作能有效地提供双重保 护。一方面，对操作中的任何故障或对安全装置自身的刀片跟踪装置59中 的故障提供保护。由此，在任何一种情况下引起的偏差都会起动阻挡装置 57。

应注意，该交叉检查也用于噪声抑制点位置，由此起动阻挡装置，以取 消刀片位置处理装置58的工作。如上所述，用噪声抑制开关63开始设定噪 声抑制点，此后，用刀片位置处理装置58对经刀片跟踪装置59分别确定的 刀片设定位置连续确认和交叉检查。而且，在检测出超过表示噪声抑制点的 噪声抑制开关与表示噪声抑制点的刀片跟踪装置的数据之间规定的误差 时，刀片位置处理装置起动阻挡装置。但是，一旦起动，阻挡装置57的响 应与用其它限制开关的感测偏差情况稍有不同。而且，阻挡装置57通过打 开在正常情况下可能是闭合的刀片前进继电器、刀片爬行继电器和刀片跟踪 继电器67,68,73和75而使压力制动装置停止正常工作，但不关闭辅助压 力锁定继电器71，它会使控制装置回到测试模式，以再设定噪声抑制点， 关于设定装置60将在以后说明。

设定装置60设计成使刀片的钥匙位置初始化，以使刀片位置处理装置 58工作，设定压力制动装置的噪声抑制点和对其测试。以及对用控制器检测 到的故障进行维修。控制器51的输入连接到压力制动装置的主电源的接通/ 复位点98，它具有与之相连接的监视电路99，压力制动装置的限制开关的 设置链杆100，和测试/锁定开关33，和连接到构成控制盒25上设置的一组 显示灯107的测试灯37的输出，使设定装置60能工作。

将装设连杆100起动，一个压力制动器接通后，设置装置60使限制开 关开始工作。设定装置编程为例程，因此，操作者要使刀片回到它的最大升 高位置。在这一点上限开关64会起动，对刀片位置处理装置58起作用，设 定刀片的特定位置，使刀片跟踪装置59确定的位置与刀片的最大升高位置 一样。此后，每当刀片跟踪装置59达到该点时，刀片位置处理装置58可以 使上限开关64在允许的误差范围内关闭。

接下来，例程要求操作者把刀片完全压下使在其最低位置碰到基底38。 在这一点，下限开关65会起动，对刀片位置处理装置58起作用，以设定刀 片的该特定位置，使刀片跟踪装置59确定的位置与刀片的最低位置一样。 此后，只要刀片跟踪装置59达到该点，刀片位置处理装置58可使下限开关 64在允许的误差范围内关闭。

起动连杆100是装在安全装置内部电路中的电子开关，而且操作者要操 作它，必须将控制盒25上的模式开关31转换到噪声抑制强制位置而使激光 控制和处理装置54失效或噪声抑制。一旦设定过程完成，起动连杆100就 失效，模式开关31再回到正常位置。

就设置噪声抑制点而言，测试/闭锁开关33与测试灯37组合使用。因此， 给设置装置60编程，从而当压力制动装置首先接通时，测试灯37闪亮，指 示在能够操作压力制动装置之前必须设置噪声抑制点。而且，在压力制动装 置正常工作期间每当要设置或重新设置噪声抑制点时，设置装置使测试灯37 闪亮。而且在操作电源接通/重设开关98，而在压力制动装置的工作期间或 重设期间首先要接通压力制动装置和安全装置，或者，如图7中的控制线106 所逻辑表示的，每当由限制开关30规定的噪声抑制点检测位置与刀片跟踪 装置交叉检测的噪声抑制点位置之间有偏差时，随着刀片位置处理装置58 起动设定装置60。

为了设定噪声抑制点，设定装置60编程，允许用压力制动装置上的噪 声抑制开关63手动设置噪声抑制点，而同时测试灯37闪亮。如上所述，该 点通常设在要加压的材料42的表面6至7mm处。用噪声抑制开关63设定 噪声抑制点之后，要求压下测试/闭锁开关63，据此，设定装置要使测试灯 37从其闪亮状态变成常亮状态。

之后，操作者踩下脚踏板34关闭刀片前进开关61，使刀片18前进。 设定装置60编程，在噪声抑制开关63设定的噪声抑制点使刀片自动停止。

在该点，测试/闭锁开关再次受压，而测试灯37熄灭。测试/闭锁开关33 的该第二次加压给设定装置60提供一个信号，使它用刀片位置处理装置58 确认，由刀片跟踪装置59确定的新点位置，压力制动装置处于待机状态。

另外，对设定装置60编程，用测试灯37和激光传感器灯40至50的不 同闪亮顺序来表示由系统检测的不同故障，如果出现这种情况，压力制动装 置锁闭。无论故障是主要的还是次要的，包括主处理器和从处理器的控制器 51的结果是分成由一个或另一个处理器检测的故障。在用主处理器检测出故 障的情况下，设置装置使测试灯37闪亮，在用从处理器检测出的故障情况 下，设定装置使激光传感器灯46至50闪亮。

关于主处理器，次要故障分类如下：

1闪亮：检测到电源开启

2闪亮：噪声抑制强制模式改变

3闪亮：低功率

4闪亮：噪声抑制开关移动

5闪亮：激光检测的周围光

主要故障分类如下：

7闪亮：停止执行

9闪亮：继电器不一致

10闪亮：光学编码器太快

11闪亮：光学编码器在一个方向移动太远

12闪亮：噪声抑制LED失效

13闪亮：在操作期间起动连杆模式改变

14闪亮：主处理器试图执行失效模式

关于从属处理器，全部故障是主要的，分类如下：

1闪亮：主处理器不检测传感器

2闪亮：PLD失效

3闪亮：激光束500ms以前中断时主处理器不停在抑制点

4闪亮：继电器不一致

5闪亮：来自主处理器失效的激光状态检测码不正确

6闪亮：来自主处理器的串行数据失效。

在上述每一种情况下，设定装置60编程，在压力机抑制装置再次恢复 工作之前要校正故障。对次要故障而言，操作者要压测试/闭锁开关33，表 示设定装置故障已清除，于是，设定装置执行起动过程的合适部分重设与故 障相关的控制器的参数。随后，测试灯的闪亮顺序熄灭，阻挡装置57将允 许压力制动装置连续工作。如果经常出现故障状态，阻挡装置再次起动，再 次锁定压力制动装置。要使压力制动装置再次完全运行必须适当排除故障。

就主要故障而言，操作者压下测试/闭锁开关33 5秒钟，于是，为了排 除故障设定装置执行全部起动过程。如果这还没清除故障，之后，设定装置 要使合适的灯再次闪亮，并在压力制动装置再工作前更严格维修。

重要的是，配置控制器51，使之构成了刀片前进开关进和刀片返回开 关61与62之间的整个界面，操作者操作压力制动装置，在此基础上，马达 继电器66实际上操作压力制动装置作出响应正常工作，从而实现压力制动 装置的绝对的无故障安全工作。

现在参见图9至18说明压力制动装置的操作方法。

首先参见图9至10说明关于正常使用中的装置的操作。正常使用中， 控制器51的初始状态下模式开关31和刀片速度开关32分别处在正常位置 中，刀片18最初位于最大升高位置111，刀片前进继电器67和68断开， 刀片前进控制线70失效，场噪声抑制灯35断开，如状态方块112所示。

改变控制器51和刀片前进的状态，操作者压下脚踏板34关闭刀片前进 开关61，之后，再松开脚踏板，开关61断开时间至少300ms，之后，如点 113所表示的脚踏板34再次下压再次关闭开关61。之后，刀片位置控制开 关56关闭刀片前进继电器，如状态方块114所示，保持刀片前进控制线69 和70，刀片全速前进，同时脚踏板34保持下压，开关61闭合。

如果没有阻断，辅助继电器71关闭，保持压力锁定控制线72，刀片18 继续前进直线穿过噪声抑制点115不停止，如状态线116所表示的。之后， 完成基底38上的加压操作，如状态方块117所示。

但是，在噪声抑制点，控制器51的状态改变，由此强制保持刀片前进 控制线69和70，同时，刀片爬行控制线74与返回控制线76一起强制失效， 场噪声抑制灯接通，表明在那一点激光感测系统被噪声抑制，如状态方块118 如所示，因此，刀片达到噪声抑制点115并继续前进到基底之后，激光控制 和处理装置54对激光接收电路接收光束的响应失效，光束对受压材料42不 作反应。

完成加压操作后，在压力制动装置的正常工作下，下限开关65和压力 制动装置的相应的压力传感器起动，自动地使刀片完全返回，如状态线120 所示，回到状态112，此时场噪声抑制灯35再次断开。此外用下压脚踏板 34从状态114使刀片通返回，同时总是处在噪声抑制点上方，关闭刀片返回 开关62，并保持刀片返回控制线76，如状态线122所示。

因此，正常工作中，安全装置不以任何方式阻止加压操作。而且，当光 束处于离刀片的20mm内时，操作者能在离压力制动装置和刀片很近处工作 而得到充分保护。

如方块119所示，刀片从升高位置前进之后，在刀片达到噪声抑制点115 之前而在状态114中时物体阻断在121的任何一束光束、阻挡装置57起动， 如状态块124所示，通过使刀片前进控制线69和70失效和保持刀片返回线 76而使刀片返回。因此，刀片18立即从障碍处退回。系统设计时，在刀片 进入停止到反向的过程中，0.77mm的最大刀片行程的平均响应次数为15至 35mm/秒。这些状态下，刀片不可能碰到遮断光束的物体。

阻挡装置57在该状态124下保持规定时间，使刀片返回移动10mm的 距离，例如，在刀片退回控制线76失效前，在123暂停刀片移动。

在阻挡装置允许刀片再次前进之前，松开脚踏板使刀片前进开关失效 300ms，并在125再压下脚踏板再保持。之后，关闭刀片前进继电器67和 68，维护刀片前进控制线69和70，同时，刀片返回控制线失效，如状态方 块126所示。

如果不再遮断，将维持该状态126至刀片到达噪声抑制点115为止，如 状态线128所示。如果出现另一遮断，如在127，上述遮断会出现在同一点 121，阻挡装置使控制器51的状态改变，如状态线130所示，由此，将打开 刀片前进继电器67和68，刀片前进控制线69和70失效，不保持刀片返回 控制线76而使它保持在失效状态，阻挡在129的刀片移动，如状态方块130 所示。

在状态114的情况下，如状态线134所示，在刀片保持返回控制线76 而到达噪声抑制点115之前，刀片可随时从其前进状态126返回。同样的， 如状态线136所示，通过保持刀片返回控制线刀片可以自状态132返回到状 态112。如状态方块131所示，为了使刀片从其被阻挡状态132前进，松开 脚踏板使刀片前进开关失效至少300ms，并压下脚踏板使其再保持。此后如 用状态138所示，控制器的状态改变，维护刀片前进控制线69和70和刀片 爬行控制线74，如状态方块140所示。

因此如方块133所示，只允许刀片按爬行方式或脉冲方式前进超过点 127。在该状态下，刀片按较低的速度移动，例如与通常20至50mm/秒的刀 片正常前进速度相比，降低后的速度为10mm/秒以下。通过刀片前进控制线 的选择性保持和失效，用阻挡装置获得该较低的速度，由此，反复使刀片启 始和停止，使其平均速度减小到能接受的程度，在本实施例中，该速度为 10mm/秒以下，由刀片位置处理装置58所决定。

保持爬行前进状态140，如状态线142所示的，直到刀片达到噪声抑制 点115为止。但是，在该状态140期间，用保持刀片返回控制线76，如状 态线144所示。刀片能退回到其全升高状态112。

一旦达到噪声抑制点，无论是通过状态线128或142，阻挡装置通过打 开刀片前进继电器67和68使刀片前进控制线69和70失效而使控制器进行 状态再次改变，由此阻止刀片移动，如在状态方块135所示，场噪声抑制灯 35接通，如状态方块146所示。在该点，刀片移动暂停，如状态方块137所 示，于是要么通过保持刀片返回控制线76使其全部返回到状态112，如状 态线148所示，要么可在139处再前进于141处完成压紧操作，并进行到状 态118，如状态线150所示。

对后一种情况，阻挡装置将刀片保持在噪声抑制点115而不允许刀片前 进直到松开脚踏板使刀片前进开关61再次失效和压下脚踏板再保持为止， 如139所示。

给控制器进行编程从而以上述方式操作压力控制装置，以便适应有独特 外形的材料，例如波纹材料，其外廓自放在基体上的材料的外部表面凸出， 并超出抑制点距离。因此，如果安全装置没有这种脉冲模式装置，安全装置 会阻止刀片，防止加压操作的完成。而且，可以理解采用前进的爬行或脉冲 模式加压不会对安全性造成大的损害，因此，当可能出现遮断的情况下，操 作者有足够的时间将手或手指抽出或者他的脚在完成加压操作之前脱离脚 踏板。

上面对装置的正常操作进行了描述。现在参见图11和12说明包括在接 通电源之后或重设之后，设置和测试装置的装置正常工作的各种状态和过 程。

响应于由电源接通/重设开关98接通电源或重设信号，控制器51采取初 始状态，在此处刀片18最初位于其最大升高位置151，刀片移动控制装置 56使刀片前进控制线69和70失效，设置装置60使测试灯37闪亮，阻挡装 置57使辅助继电器71闭合，保持压力闭锁控制线72，如状态方块152所 示。

然后操作者压测试/闭锁开关33，用正常位置而不是爬行位置中的刀片 速度开关32改变控制器51的状态之后，设定装置60随着操作者压下脚踏 板并操作刀片前进开关61而允许刀片移动控制装置56保持刀片前进控制线 69和70和使刀片爬行控制线74失效，如状态方块153所示，该变化用154 示出。此外，刀片朝基底38前进，如155所示。

如状态方块156所示，刀片移动10mm之后，阻挡装置57打开辅助继 电器71并使压力闭锁控制线72失效，再阻止刀片移动，使控制的状态再次 在157变化。如果刀片没像刀片位置处理装置58和刀片跟踪装置59确定的 很快停止，则控制器编程，以停止执行可能会产生的错误。

设定装置60编程，在操作者松开脚踏板使刀片前进开关61失效期间， 使刀片在锁定状态156的位置159暂停至少3秒钟。

锁定状态156在161变化，只是在操作者再开始加压后，使阻挡装置再 保持压力锁定控制线72，并压下脚踏板再关闭刀片前进开关61。如图10 所示，如状态方块158所示，设置装置使刀片爬行控制线74待保持，刀片 按爬行前进模式前进。注意，在该闭锁状态期间，刀片前进控制线69或70 维持在保持状态以保证辅助继电器71的可靠地工作。

关于在161的状态变化，刀片前进如163所示，在到达噪声抑制点115 之前由操作者慎重遮断。在165出现该遮断，于是，由于激光控制和处理装 置54正常起动阻挡装置而引起状态变化，由此，刀片前进控制线69和70 失效，阻止刀片再向前移动，如状态方块160所示。

该状态160是控制器使装置进入和保持的标准锁定状态，如在167所 示，模式开关31每次变到噪声强制模式位置或次要故障发生位置，如电源 接通、低功率，噪声抑制开关63的移动检测，或激光传感器对外来光检测， 为了改变状态，要对测试灯开关33加压，打开刀片前进开关61，之后操作 脚踏板34关闭开关61，如169所示。

如果标准闭锁状态在噪声抑制点115上面进入，控制器回到上述的前进 状态158，刀片再按爬进模式朝基底前进，如在171所示。

一旦到达噪声抑制点115，如在173所示的用噪声抑制开关63的闭合 所示，控制器再进入标准闭锁状态160，如在175所示，它保持该状态直到 测试/闭锁开关33再次加压为止，之后，如在177所示，操作脚踏板打开和 然后关闭刀片前进开关。

在噪声抑制点115，刀片位置处理装置158把刀片跟踪装置59所指示 位置记成噪声抑制点位置，每当噪声抑制开关63起动都要检测它是否与此 一致，以保证噪声抑制开关63不移动。

此后，控制器采用状态方块162所示的状态，刀片爬行控制线74失效， 刀片按正常速度再次前进完成对基底加压如在179所示。完成加压时刀片与 基底保持接触，直到操作者适当地下压脚踏板而维护刀片返回控制线76为 止，于是，刀片正常返回到最大升高位置151。刀片移到噪声抑制点上时， 刀片前进控制线69和70失效，当刀片前进开关61闭合时，刀片前进控制 线69和70再保持。

当任何主要故障发生时，控制器进入一状态，此时通过使控制线72失 效，与全部的刀片前进线爬行线和返回控制线69、70、74和76一起锁定 压力制动装置。为使控制器从该状态改变，操作者对其加压，使测试/闭锁开 关33关闭5秒钟。这会简单地造成设置装置中的监视电路99停止选通，自 动地使两个处理器复位，执行全设置过程。

现在参见图13和14说明按噪声抑制强制模式的安全装置的工作。

按该模式，模式开关31位于噪声抑制强制位置，测试/闭锁开关31因加 压而关闭，以开启压力制动装置。最初，控制器51采取状态方块180所表 示的状态，在此，刀片前进控制线69和70失效，如181所示。

为从该状态变化并使刀片18朝基底38移动，操作脚踏板34使刀片前 进开关61打开至少300ms，之后再关闭，如状态线182所示。之后，控制 器采用状态方块184所示状态，在此刀片前进控制线69和70保持，使刀片 正常前进到限高187，如在185所示，在本实施例中预设为在噪声抑制点115 的15mm内。

在限高187，如在189所示，通过保持刀片爬行控制线74，控制器强 制刀片爬行前进。之后，阻挡装置57和刀片位置处理装置58调节爬行前进， 通过周期性地使刀片前进控制线69和70失效和保持来限制前进的平均速度 至10mm/s以下，如在189a所示。当刀片按10mm/s以下的速度正常前进时， 如在189b所示，刀片前进控制线连续保持。

如在191所示，控制器51保持该爬行前进状态至刀片到达噪声抑制点 115为止。在噪声抑制点，控制器回到其原始状态180，如状态线186所示， 此处，阻挡装置57使刀片前进控制线失效，阻止刀片再前进，如在193所 示。

为从该状态180变化，操作者操作脚踏板，使刀片前进开关61打开至 少300ms，之后再关闭，如在195所示和状态线188所示。之后，控制器采 取状态方块190所示状态，在此，刀片前进控制线69和70保持，刀片爬行 控制线74失效，材料压进基底，如在197所示。

此后，刀片返回，于是，如在19a和状态方块192所示，刀片返回超过 噪声抑制点115之后，刀片前进控制线69和70自动失效。控制器变到采用 状态184使刀片再次朝噪声抑制点前进的状态，操作者操作脚踏板打开刀片 前进开关61至少300ms，之后再关闭，如状态线194所示，但不回到其初 始状态180。

第二实施例与第一实施例基本相同，只是不依靠位于压力制动装置的外 壳12中的相对固定的限制开关确定噪声抑制点。安全装置在实际操作中用 不同的方法来建立和检测噪声抑制点，以保证在压力制动装置的正常工作中 操作者的安全并防止保护系统失灵。

本实施例的安全装置的物理元件与上述实施例的元件相同，只是省去了 噪声抑制开关和相关的撞针棒，控制装置包括用相同的微处理器装置构成的 控制器，但是与激光控制和处理装置刀片位置处理装置和设定装置的执行的 功能有关的编程稍有不同，以对噪声抑制点提供不同的确定和监视方法并适 应这些方法，本实施例的安全装置中，与上述实施例中相同的元件用相同的 参考标号表示。

本实施例的安全装置主要用于具有较复杂的电子控制系统的这种类型 的压力制动装置，以及不依赖于机械式限位开关的的压力制动装置，所述电 子控制系统用于操作制动器的液压系统。

本实施例的激光控制和处理装置54基本上与前述实施例激光控制和处 理装置相同，分别与脉冲发生装置55和激光驱动和接收电路52和53一起 工作，如上述的按相同方式确定故障和光束遮断。但是，激光控制和处理装 置54的工作方式不同，刀片18到达压力制动装置的预定噪声抑制点后按非 噪声抑制模式连续处理激光接收电路信息。而且，激光控制和处理装置54 用刀片位置处理装置58检测刀片超过噪声抑制点的预定前进距离内的中心 光束26b的遮断，如果在该距离内无遮断，保持光束的非噪声抑制感测，起 动阻挡装置57，立即感测任何一光束的遮断。在预定距离内有中心光束被 遮断的情况下，对光束的进一步感测受到抑制，允许刀片继续前进，可能完 成其加压工作。

刀片位置处理装置58也与上述实施例的刀片位置处理装置相同，与刀 片跟踪装置59一起工作，监视刀片移动并把有关的位置和速度信息供给控 制器51的其它处理元件。但是，刀片位置处理装置不用噪声抑制开关对噪 声抑制点进行交叉检测，而是简单地根据从刀片跟踪装置59获得的位置数 据用设定装置60对其初始设定。

之后，刀片位置处理装置58按与前述实施例稍有不同的方式与阻挡装 置57相互作用，刀片前缘36到达噪声抑制点之后，如上所述，当在预定距 离内中心光束被遮断时，紧急噪声抑制光束的进一步感测。

关于噪声抑制点的建立，设定装置60与上述实施例的设置装置不同。 而在其它所有方面，阻挡装置与上述实施例基本相同。因为，设置装置60 从压力制动装置的限制开关或控制器来得出刀片的上下限，如同上述实施例 的情况，并包括适当的软件，根据压力制动装置所使用的安全装置的类型建 立上下限。

本实施例中，噪声抑制点的建立是压力制动装置的正常工作的一部分， 不包括上述实施例中的分开设定过程。此外，当刀片前缘达到的特殊点被识 别和记录为噪声抑制点时，表明设定装置连续工作。通过刀片前进直到收到 中心光束26b被遮断为止而简单地实现压力制动装置的正常工作。在该位 置，正常情况下，阻挡装置57取消工作的结果是刀片将弹回预定距离。之 后，刀片再前进，如果中心光束26b在同一位置被断开，在预定误差范围内， 在那一点阻挡装置阻止刀片，并使设定装置60工作。设定装置使场噪声抑 制灯37闪亮，操作者压着测试/闭锁开关33而把噪声抑制点设在该点。如果 这时测试/闭锁开关33关闭，之后，刀片位置处理装置58将对刀片的位置记 录成噪声抑制点。此后，刀片位置处理装置58将确定噪声抑制点的规定误 差带，在该误差带，中心光束的遮断与用作加压操作的是实际噪声抑制点的 编码噪声抑制点一致，不是误记录抑制点。

现在参见图15至18说明有关按本实施例的压力制动装置的各种状态的 工作和噪声抑制点的建立。

首先，压力制动装置正常工作时，模式开关31和刀片速度开关32均位 于正常位置中，控制器51采用初始状态，用状态方块200表示，该状态下 刀片18位于基底38上方的刀片最大升高位置21中。该状态中，刀片前进 控制线69和70失效，场噪声抑制灯37断开。

为从该状态200改变，需要操作者操作脚踏板34把刀片前进开关打开 至少300ms，然后再关闭，如状态线202表示的和在203示出的。然后，刀 片前进控制线69和70保持，刀片朝基底38前进，如状态方块204表示的 和在205示出的。如状态线206所表示的，在达到噪声抑制点之前的任何时 间，随着操作者关闭刀片返回开关62，有刀片移动控制装置保持刀片返回 控制线76并使刀片前进控制线69和70失效，刀片能从状态204完全返回 到在其最大升高位置201的初始状态200。

在前进状态204中，刀片将朝基底连续前进，直到中心光束26b被遮断 为止，如在207所示和用状态线208所示。注意，在该阶段，还未设置噪声 抑制点，因此，在不允许的范围内会感测到遮断。

在该点，控制器采用状态方块210所代表的状态，在本实施例中，通过 使刀片前进控制线69和70失效，和使刀片返回控制线76保持预定的时间， 并返回4.5mm的预定距离、或者，松开脚踏板至少300ms而使刀片前进开 关61打开为止，而无论那一个首先发生，阻挡装置57操作使刀片移动控制 装置56取消控制。状态的该变化由状态线212代表。于是，如在209所示， 阻挡装置57阻止刀片，直至刀片前进开关61打开要求的300ms并再关闭为 止，如在211所示，使刀片前进控制线69和70再次保持，刀片朝基底前进， 如状态方块214所示。

刀片会保持在该状态212直到光束再次被阻断或遮断为止，如在213和 状态线216所示。前移中，如状态线218所示的，如上所述，操作者关闭刀 片返回开关62，刀片能返回到它的初始位置，控制器采取其初始状态200。

在该阶段，噪声抑制点仍然未设定，在不允许的范围内会感测出遮断。 因此，控制器采用状态方块220表示的状态，在此处阻挡装置通过使刀片前 进控制线69和70失效而阻止刀片再前进，在该点刀片暂停，如在215所示。 如前述的状态方块214一样，按上述方式刀片能完全返回到初始位置201和 状态200，如状态线222表示。

为改变在该点的控制器的状态，操作者操作脚踏板使刀片前进开关61 必须打开至少300ms，再关闭。

然后，控制器受到状态方块226所表示的状态，由此设定噪声抑制点。 因此，控制器使刀片前进继电器69和70处于保持状态，用刀片爬行控制线 74迫使刀片采取爬行移动。设置装置60同时使场噪声抑制灯37闪亮，同时， 激光控制和处理装置使中心光束26b连续被遮断。此后，操作者把刀片被耻 的预定点215变成加压操作的噪声抑制点。

要使点215为噪声抑制点、操作者要对测试/闭锁开关33加压，并立即 关闭开关33，于是，刀片位置处理装置把刀片受阻的特定位置记录成噪声 抑制点，如状态方块228所示。

如果点215不能作为可接受的噪声抑制点，控制器将简单地将其状态 22b，使刀片按爬行模式继续前进直到操作者按上述方式使其返回为止，或 由压力制动装置自动操作完成其加压操作而使其返回为止。注意，刀片在该 爬行前进过程中，使噪声抑制灯37要连续闪亮而使刀片按噪声抑制的模式 前进。

如果噪声抑制点设在状态228，控制器状态再次变成状态方块232所代 表的状态。之后，刀片前进控制线69和70会连续被保持，刀片爬行控制线 74要失效，场噪声抑制灯37接通而连续发亮。因此，刀片允许按其正常速 度前进以完成其加压动作，如在219所示。此后，刀片返回其初始位置201， 如在221所示，控制器回到其初始状态200，如状态线234所示。

采用设置噪声抑制点，要求中心光束在其中被阻断或遮断的允许范围确 定实际点上下的规定距离。在图16中这是用阴影区223表示的。图15中实 际上绘出了3个不同的方案，第一方案的噪声抑制点设置太高允许区如223a 所示，第二方案的噪声抑制点设置太低，允许区如223b所示，第三方案的 噪声抑制点才是正确设置再允许区如223c所示。本实施例的安全装置是如何 适应抑制点的不正确设置且仍能给操作者以充分保护的通过对该装置是如 何在抑制点正常工作的描述可看得很明显。

因此，当刀片18返回到初始位置201和控制器51在状态200时，如在 225所示，操作人员按从前操作压力制动装置而进行到状态204，如225所 示。在图16所示的情形中，如在227所示，刀片朝允许区223前进。

如果激光控制和处理装置54在到达设在允许区223中和允许区之外(没 画)的噪声抑制点之前显示出遮断，控制器回到状态210，使刀片按上述方式 弹回规定距离。在开始状态214之前操作者操作压力制动装置，于是，刀片 再次正常前进。

如果不再被遮断，刀片会继续前进直到它到达允许区223为止。

在正确设置噪声抑制点的情况下，如发生在允许区223c中的情况中心 光束26b在允许区223c被遮断，使控制器改变状态，并呈现状态方块238 表示的状态。

在该状态238中，阻挡装置57会使刀片前进控制线69和70失效，阻 止刀片前移，设定装置60会使场噪声抑制灯37接通。这是一个指示状态， 指示控制器继续显示在噪声抑制点前的光束遮断。

为改变该状态，操作者关闭刀片返回控制线76使刀片按通用方式返回， 如状态线240表示的，或者，操作者用脚踏板打开刀片前进开关61至少300ms 之后并随后关闭开关使刀片前进，如状态线242所示的。执行后者使控制器 开始状态232，完成加压操作。

在不正确地设定噪声抑制点的情况下，如发生在允许区223a中的情况， 噪声抑制点太高，刀片会通过允许区223a前进而不会阻断。刀片立即通过允 许区223a，激光控制和处理装置54保持有效状态而不会被抑制，仍然完全 保护操作者，如另一阴影区229所示。

在刀片到达允许区223a之前，如果任何光束26曾经被遮断，控制器在 通过允许区时处在状态214中。如果没有光束曾被遮断，控制器在通过允许 区223a时处于状态204中。

因此，在前一种情况中，中心光束26b下一次遮断会造成控制器移至刀 片会受阻的状态220，之后，操作者适当的操作，控制器进入状态226，通 过移至状态228和232设置新的噪声抑制点，或者，要求刀片按爬行模式前 进在返回之前完成加压操作，控制器循着状态线230。

在后一种情况下，控制器处于状态204，实际方案如图16所示，中心 光束26b的下一次遮断示于231，它使控制器进入状态210，使刀片从遮断 弹回。之后，进入状态214，使刀片在位置233暂停。通过操作者适当地操 作压力制动装置，控制器移至状态22d，响应于对遮断的感测，控制器采用 状态226而使刀片前进在点235再受阻。操作者使控制器进入状态228和随 后的状态232给在该点重设新噪声抑制点提供一个机会，以完成加压操作， 如237所示，并在221返回刀片，或者在控制器循着状态线230返回之前按 爬行模式完成加压工作。

在噪声抑制点设置不正确的情况下，如在允许区223b中发生的情况， 噪声抑制点设置太低，控制器在实际到达允许区之前令感测遮断。该情况下 控制器令从状态204进入状态210如在239所示状态，最后弹回到在241所 示的状态214。一旦操作者对压力制动装置适当操作，控制器会移至状态 220，对遮断的再感测，控制器采用状态22b而在点243再阻制刀片前进。 操作者通过使控制器通过状态228和随后的232而为在该点重设新噪声抑制 点提供一个机会，以完成245所示的加压操作，并在221返回刀片，或者， 在控制器循着状态线230返回之前按爬行模式完成加压操作。

如在223c所示的正确设置操作抑制点的情况下，用控制器使刀片进入 状态204，如227所示，而不有碰到任何以往的遮断，刀片会到达允许区 223c，只是中心光束26b被阻断或遮断。如果允许区正确设置有规定误差的 噪声抑制点，会使控制器直接进入状态232而阻挡装置不阻止刀片。因此， 场噪声抑制灯37在247接通，表示激光感测装置在那点被抑制，允许刀片 继续前进，完成在249所示的加压操作，如在221所示返回，控制器循着状 态线234返回到其初始状态200。

显然，后者采用了最便利的加压过程，在此正确设置噪声抑制点，并无 遮断，同时，安全装置为操作者提供了完全保护。这足以使操作者按规定方 式使用安全装置，同时防止了装置的误操作或不当操作。

本实施例的控制器设定操作基本上与上述实施例的情况相同，只是不需 要设置噪声抑制点。此外，控制器所经过的状态与参见图12的上述实施例 中所述情况相同，只是用状态158完成设置过程。

模式开关31在噪声抑制强制位置中的噪声抑制强制过程与上述实施例 的有关内容相同，具有在不同阶段的场噪声抑制灯37闪亮的附加装置，以 另外附加指示控制器的状态，只是在中心光束26b阻断感测之后允许在不同 状态设置新噪声抑制点。图17示出了参照图14所述上述实施例中所述内容 相同的控制器所循同样状态。 以下情况除外：

·状态方块244与180相同，另外，设置装置使场噪声抑制灯37导通

·状态线246与182相同，

·状态方块248与184相同，另外，当刀片前进开关61打开时，设置 装置还使场噪声抑制灯闪亮，否则它常亮

·状态线250与186相同，状态线252与188相同

·状态方块254与190相同，另外，当刀片前进开关61打开时，场噪 声抑制灯37也闪亮，否则它常亮。

·状态方块256与192相同，状态线258与194相同，

·从状态248和254，控制器通过加压测试/闭锁开关33而允许设置新 噪声抑制点，于是，刀片位置处理装置58记录在中心光束26b被阻断时刻 由刀片跟踪装置96所测得的用于抑制点的刀片所在的位置，如状态方块258 所示。

·新噪声抑制点设定后，控制器返回状态244。

可以看出，本发明的范围不限于上述的具体实施例。特别是，安全装置 和方法不限于与下行冲程压力制动装置一起使用，如上所述，与上行冲程压 力制动装置一起用同样有效。并能与其它种类的机器如车床、钻床，其它类 型的压床磨床等机器一起使用。在这些地方操作者可能需要很贴近移动工具 工作，当操作者的手臂或身体的一部分进入工具件移动路径中时会造成伤 害。因此，对那些制造该装置和将该装置装配到各种机器上的技术人员来 说，该安全装置及方法的改型和变化是显而易见的，这些改进和变化均落入 本发明范围。

安全装置