Verfahren und Abtragsystem

Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen ein Verfahren und ein Abtragsystem.

Im Bergbau, Tunnelbau oder Tiefbau wird zum Teil mit mechanischen Gesteinsschneidemaschinen, wie Teilschnittmaschinen, Continuous Minern, Surface Minern und Tunnelbohrmaschinen, das Gebirge bzw. ein Wertmineral samt Umgebungsgestein abgetragen. Etabliert ist diese sogenannte schneidende Gewinnung im Kohlebergbau, im Salzbergbau, im Abbau von Weichmineralen wie Ton, Gips oder Kalkstein, sie wird aber zunehmend auch bei Gangmineralen angewandt. Im Tunnel- und Tiefbau werden Profile, Schächte und Gräben mittels spezieller Gesteinsschneidemaschinen erstellt.

Hierbei ist der Werkzeugverschleiß eine große Herausforderung und verursacht daher besonderen Aufwand. Die Überwachung von Verschleiß und das Bestreben, verschlissene Schneidwerkzeuge zu einem optimalen Zeitpunkt bezüglich hoher Löseleistung und Einsatz bzw. Anzahl dafür benötigter Arbeitswerkzeuge zu wechseln, erfordern einen erheblichen Arbeits- und Zeitaufwand, der in der Praxis häufig von Hand, d.h. ohne irgendeine Art der Automatisierung, realisiert wird.

Der mechanische Aushub oder Abbau mittels Gesteinsschneidemaschinen erfolgt vor allem mit auf rotierenden Schneidköpfen angebrachten, drehbar gelagerten Maschinenmeißeln (im Weiteren auch vereinfacht als Meißel bezeichnet), wobei zwei Grundtypen unterschieden werden.

Vor allem im Bereich der Kohle erfolgt auch ein Abbau mit feststehenden Meißeln (sogenannten Flachmeißeln) in sogenannten Schrämmaschinen oder Walzenladern. Der Verschleiß entsteht durch den kontinuierlichen Abrieb des Maschinenmeißels an dem Gestein oder durch ein Ausbrechen von Teilen oder gar Abbrechen des Meißelkopfs oder der Meißelkante aufgrund von Überlastung während des Schneidens. Durch die Reibung heißen sich die Meißel auf eine normale Betriebstemperatur auf, die mehr als 100°C, an der Spitze bzw. Kante auch bis zu 400°C betragen kann. Durch Überlastung kann diese thermische Aufheizung jedoch relativ schnell bis hin zum Schmelzpunkt des Materials führen. Dies zu vermeiden ist daher ein wesentliches Ziel bei der Betriebsführung und erfordert bisher vor allem erfahrenes Bedienpersonal.

Dem Werkzeugverschleiß wird üblicherweise durch einen an die lokalen Bedingungen und die Erfahrung des Maschinenführers gebundenen Inspektionszyklus mit zum Teil ausführlicher Inaugenscheinnahme jedes einzelnen Meißels begegnet. Dabei wird die Maschine angehalten, zum Teil grob gereinigt, Beleuchtung muss ggf. herbeigeführt werden, um jeden einzelnen Meißel von allen Seiten zu betrachten. Hierzu werden die Meißel von Hand in den Haltern gedreht, ggf. mit dem Hammer gelöst, wenn sich in den Haltern Material verklemmt hat und die verschleißverteilende Meißeldrehung verhindert (auch als Meißelblockade bezeichnet). Beim Schneiden in sehr hartem Gestein kann es nötig sein, den Inspektionszyklus stündlich durchzuführen. Selbst in anhydritreichem Steinsalz wird diese Inspektion bis zu viermal pro Schicht durchgeführt, also alle zwei Stunden. Bei einem häufigen Inspektionszyklus entstehen erhebliche Zeitverluste, welche die Auslastung der teuren Maschinen vermindern und so die Produktionskosten erhöhen. Herkömmliche Konzepte zur Automatisierung der Inspektion basieren auf Messungen am Antriebsstrang, auf Schallemissionsmessungen oder Messungen am Meißel selbst, beispielsweise durch Vermessung des Meißelprofils mit optischer Kamera oder Laser, oder durch berührungslose Temperaturmessungen auf den Meißelspitzen. Diese Konzepte können unter günstigen Einsatzbedingungen ausreichende Resultate liefern, beispielsweise im Straßenbau und Tagebau, werden jedoch bei schwierigen Einsatzbedingungen, wie sie im Tunnelbau oder Untertage typisch sind, erheblich beeinträchtigt.

Messungen am Antriebsstrang lassen keine Rückschlüsse darauf zu, welcher konkrete Meißel wie stark oder auf welche Art verschlissen ist. Eine erhöhte Leistungsaufnahme des Antriebsstrangs kann lediglich auf erheblich viele stark verschlissene Meißel hinweisen, da die Leistungsaufnahme des Antriebsstrangs über alle Maschinenmeißel gemittelt wird.

Messungen am Meißel selbst, beispielsweise dessen Temperatur, sind oft einer Vielzahl von Einflussgrößen unterworfen, wie etwa der Gesteinshärte und Andruckkräfte, von denen der Verschleißzustand des Meißels (auch als Meißelverschleißzustand bezeichnet) nur eine Einflussgröße bildet und somit nur schwer von den anderen Einflussgrößen als Ursache zu unterscheiden ist. Sogar der Totalverlust eines einzelnen Meißels wird selbst von erfahrenem Personal im Betrieb nicht bemerkt, verursacht aber unmittelbar gravierende Schäden am Meißelhalter, die zum Ausfall der Maschine führen können. Eine Inspektion nach festem Zyklus ist daher häufig nicht ausreichend, um die bei ungünstigem Verschleiß bereits auftretenden Beschädigungen an der Maschine abzuwenden. Messungen akustischer Emissionen sind insofern problematisch, als es bei Betrieb einer Gesteinsschneidemaschine zum einen viele Lärmquellen gibt, aber auch aufgrund der räumlichen Enge und der teils zerklüfteten Wände unter Tage vielfältige Überlagerungen entstehen können, die eine Analyse und eindeutige Zuordnung stark behindern. Auch sich ändernde Schnittparameter des Bedieners oder veränderte Gesteinsbedingungen verändern diese Geräusche erheblich. Welcher Meißel diese verursacht ist daher schwer herauszufinden.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wurde anschaulich erkannt, dass die konventionelle bildgebende Messung auf gute Sichtbedingungen und Lichtverhältnisse, z.B. mittels einer externen Beleuchtung, angewiesen ist, weshalb diese sehr sensibel gegenüber der Staubentwicklung, Staubablagerung, Wassernebel und Wasseranlagerung ist, was die Einsatzmöglichkeiten, beispielsweise bei Lichtmangel, und insbesondere Untertage, erheblich einschränkt. Beispielsweise ist eine externe Beleuchtung bei hoher Staubentwicklung und Wassernebel wirkungslos. Ferner ist die Meißelspitze oder -kante aufgrund der Staubentwicklung, Staubablagerung und/oder der ähnlichen Farbgebung von Gestein, Staub und Maschinenmeißel (hierin vereinfacht auch als Meißel bezeichnet) häufig kaum vom Bildhintergrund optisch zu unterscheiden.

In diesem Zusammenhang wurde erkannt, dass Infrarotstrahlung diesen Einschränkungen weniger stark unterworfen ist als sichtbares Licht. Anschaulich wurde erkannt, dass Maschinenmeißel im regulären Betrieb sehr warm und dadurch selbst zu einer Quelle für Infrarotstrahlung werden, ohne eine externe Beleuchtung zu benötigen, und dass diese vom Meißel abgegebene Infrarotstrahlung Staub besser durchdringt und weniger verfälschenden Einflüssen unterliegt als sichtbares Licht. Diese von einem erhitzten Meißel abgegebene Infrarotstrahlung ist daher im Infrarotbild (umgangssprachlich auch als Wärmebild bezeichnet) besser vom (vergleichsweise kalten) Bildhintergrund zu unterscheiden als die Reflexionen sichtbaren Lichts in herkömmlichen bildgebenden Verfahren. Es wurde zudem erkannt, dass herkömmliche Infrarotmessverfahren vor allem auf die Überschreitung von Schwellwerten der Absoluttemperatur abheben. Die Messwerte der Absoluttemperatur sind jedoch vergleichsweise empfindlich gegenüber den bautypischen (z.B. bergbautypischen) Störungen durch Staub und Wasser, weshalb derartige Verfahren bisher nicht zur praktischen Einsatzreife gebracht wurden.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird mittels der vorliegenden Erfindung die räumliche Geometrie (z.B. das Profil) eines Maschinenmeißels (hierin auch kurz als Meißelgeometrie bezeichnet), z.B. die Geometrie der dessen Schneidleistung beeinflussenden Teile auf Grundlage der von ihm abgegebenen (d.h. emittierten) Infrarotstrahlung (umgangssprachlich auch als Wärmestrahlung bezeichnet) ermittelt. Auf Grundlage der ermittelten Meißelgeometrie wird wiederum der Zustand des Maschinenmeißels, z.B. dessen Verschleißzustand und/oder im Vergleich zu einem definierten Gutzustand (auch als Referenzzustand bezeichnet), ermittelt. Dieses Ermitteln der Meißelgeometrie auf Grundlage der Infrarotstrahlung ist zu unterscheiden von einer reinen Messung der Temperatur des Maschinenmeißels (auch als Meißeltemperatur bezeichnet), auch wenn diese Meißeltemperatur mittels einer Infrarotkamera (umgangssprachlich auch als Wärmebildkamera bezeichnet) ermittelt wird. Denn die Meißelgeometrie ist im Gegensatz zu der Meißeltemperatur ausschließlich von dem Verschleißzustand des Maschinenmeißels abhängig und somit weniger Einflussgrößen unterworfen als die Meißeltemperatur. Dies gilt auch für den Fall des temporären Anhaftens von Material, da dieses sich in kurzer Zeit aufgrund des Gesteinskontakts wieder löst und somit ein eindeutiger Messbefund, z.B. durch einfache statistische Mittelung über mehrere Umdrehungen des Schneidkopfs, erzeugt werden kann.

Somit ermöglicht das Ermitteln der Meißelgeometrie ein zuverlässigeres Ermitteln des Zustands des Maschinenmeißels, als wenn beispielsweise nur die Temperatur des Maschinenmeißels allein zugrunde gelegt wird.

Die beim Abtragprozess an den Kontaktstellen des Maschinenmeißels mit dem Gestein auftretende mechanische Wechselwirkung trägt einerseits das Gestein ab und setzt andererseits Wärmeenergie frei, so dass die Meißeltemperatur beim Abtragprozess bis zu einem Gleichgewicht zwischen Reibungswärmeeintrag beim eigentlichen Schneiden und Wärmeabstrahlung während des leeren Meißelumlaufs steigt, und der Maschinenmeißel selbst verschlissen wird (auch als Meißelverschleiß bezeichnet). Der Meißelverschleiß ist eine Folge dessen, dass auch der Meißel beim Abtragprozess an seinen Kontaktstellen mit dem Gestein mechanisch belastet und dadurch aufgebraucht, abgetragen, verformt und/oder zerbrochen (auch als Meißelbruch bezeichnet) wird. Dieser Meißelverschleiß verändert die Meißelgeometrie (z.B. die Meißelkontur) und kann die Kontaktfläche zwischen Maschinenmeißel und Gestein vergrößern, so dass die Meißeltemperatur mit fortschreitendem Meißelverschleiß immer weiter ansteigen kann. Die Temperatur der Meißelspitze oder Meißelkante kann über 1000°C erreichen und sogar zum Erweichen oder zum Schmelzen von Teilen der Meißelspitze oder Meißelkante führen. Dies beschleunigt wiederum den Meißelverschleiß, so dass der Meißelverschleiß nicht notwendigerweise zeitlich linear erfolgt, sondern, beispielsweise exponentiell, im Zeitverlauf beschleunigt wird.

Dem entgegen wirkt zwar, dass ein stark verschlissener Maschinenmeißel weniger tief in das Gestein eingreift als ein dazu benachbarter und weniger verschlissener Maschinenmeißel. Dies verlagert allerdings nur die Schneidkräfte auf die weniger stark verschlissenen Maschinenmeißel, so dass diese wiederum schneller verschleißen, beispielsweise im Vergleich dazu, dass alle Maschinenmeißel gleichmäßig verschlissen wären. Zudem kann es bei unterschiedlich verschlissenen Maschinenmeißeln aufgrund der schwankenden Schneidkräfte zu einem Aufschwingen des Schneidkopfs kommen, wodurch die Schneidleistung erheblich sinkt. Aus demselben Grund kann eine Unwucht bei der Lastverteilung auftreten, was zu einem schnelleren Verschleiß neuer Maschinenmeißel in Verbindung mit übermäßigen Vibrationen am Schneidkopf führt. Bei einem unerkannten Meißelbruch besteht zudem die Gefahr, dass der wertvolle Meißelhalter mit dem Gestein in Kontakt tritt und beschädigt wird.

Im regulären Prozess sind daher Rundschaftmeißel drehbar gelagert, so dass sich eine entstehende Reibfläche nicht vergrößert, sondern durch die entstehenden Seitenkräfte der Meißel verdreht wird. Auf diese Weise wird die Meißelspitze von Rundschaftmeißeln gleichmäßig abgetragen, bis der Meißelkopf mit der Hartmetall-Spitze weitgehend rundgeschliffen ist. Dieser sogenannte symmetrische Verschleißzustand kann bei den regelmäßigen Inspektionen durch Augenschein erkannt werden, so dass der betreffende Meißel regulär ausgetauscht wird. Jedoch kommt es durch das unvermeidliche Eindringen von Staub in die Meißelhalter regelmäßig zur Meißelblockade. Ein Rundschaftmeißel kann sich dann nicht mehr drehen, so dass sich eine sehr schnell anwachsende, größere Verschleißfläche herausbildet. Proportional zu ihrer Größe wächst auch die nötige Kraft, um den Meißel genauso tief in das Gestein zu drücken wie im wenig bzw. regulär verschlissenen Zustand. Dieser sogenannte asymmetrische Verschleiß führt dann in sehr kurzer Zeit, erheblich kürzer als jeder Kontrollzyklus, zum Überhitzen, Aufschmelzen, teilweisen oder vollständigen Abbrechen des Meißelkopfs und den oben beschriebenen gravierenden Folgeschäden.

Daher ist ein Zugang zum Meißelverschleiß und dessen Überwachung von großer Bedeutung für ein effizientes, insbesondere kosteneffizientes, Gesteinsschneiden. Dies erleichtert die rechtzeitige Erkennung erheblich verschlissener Maschinenmeißel, die beispielsweise gewechselt werden müssten oder ansonsten keine Funktionalität mehr haben, und somit, Kosten zu sparen, die ansonsten aufgrund der Beschädigung anderer Meißel, der Meißelhalter, Reparaturzeiten und der verminderten Schneidleistung auftreten können. Damit kann beispielsweise abgewendet werden, dass nicht nur der Meißel verschlissen, sondern der Meißelhalter ebenfalls bis hin zum Totalabtrag beschädigt wird, was erhebliche Reparatur- und damit Stillstandszeiten nach sich ziehen würde.

Diesem und den davor beschriebenen Umständen wird gemäß verschiedenen Ausführungsformen Rechnung getragen. Das gemäß verschiedenen Ausführungsformen bereitgestellte Verfahren, Computerimplementierungen dessen, und Abtragsystem erleichtern die Zustandsüberwachung (z.B. Verschleißüberwachung) von Maschinenmeißeln. Dazu gehört, frühzeitig den fortschreitenden Verschleiß an den Meißeln zu erkennen, aber auch, einzelne gebrochene oder anderweitig stark verschlissene Meißel auch außerhalb feststehender Inspektionsintervalle so rechtzeitig zu erkennen, dass die Einsatzzeit der Maschine sowie deren Leistungsaufnahme zu einer optimalen Löseleistung führt. Insbesondere kann schwerer Verschleiß, der beispielsweise aufgrund des Ausbruchs einer Meißelspitze innerhalb weniger Minuten zu einer extremen Abnutzung und Überlastung des Meißels bis hin zum Bruch und zum Abtragen des wertvollen, auf der Schneidtrommel aufgeschweißten Meißelhalters sowie zur Überlastung und schweren Verschleiß weiterer Meißel führen kann, abgewendet werden. Da solche und ähnliche Havarien sehr lange Reparaturen und aufgrund der ausgefallenen Lösemengen sehr kostspielige Ausfallzeiten der teuren Maschinen verursachen können, die in der Regel in einem Bergwerk nur in geringer Stückzahl verfügbar sind, können ferner Kosten vermieden werden. Ausfallkosten von zehntausend Euro pro Stunde oder mehr sind in bestimmten Betrieben realistisch.

Ähnlich gravierend ist der Ausfall von Meißeln bei sogenannten Tunnelbohrmaschinen (TBM). Hier ist eine Inspektion nicht nur mit einem kurzen Halt, sondern mit einem Rücksetzen der gesamten, im Tunnel verspreizten, hunderte Tonnen schweren Maschine verbunden, um den Abbauort vom Innern der Maschine her betreten und die Meißel untersuchen zu können.

Das gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bereitgestellte Verfahren und ein entsprechend ausgerüstetes Abtragsystem erleichtern die Zustandsüberwachung (z.B. Verschleißüberwachung) von Maschinenmeißeln, insbesondere unter den Bedingungen stark eingeschränkter Sicht, Freisetzung von Staub und Wassernebel und ggf. auch bei einem zeitweisen Versinken im abgebauten Lockermaterial oder bei erheblicher Verschmutzung der Arbeitswerkzeuge.

Die hierin erläuterten Ausführungsformen sind anwendbar für Abtragmaschinen (z.B. Gesteinsschneidemaschinen) jeglichen Typs, insbesondere solche, in denen rotierende Schneidwalzen mit Rundschaftmeißeln montiert sind. Beispiele für solche Abtragmaschine weisen sogenannte Teilschnittmaschinen, Stetigschnittmaschinen (sog. Continuous Miner), Walzenlader, Horizontalfräsen, Oberflächenfräsen (sog. Surface Miner) und Anbaufräsen auf. Abtragmaschinen dieser Typen werden im Bergbau auf Kohle, Salz, Silikate oder Erze, im Untertage- und Tagebau, im Tunnelbau, Straßen- und Wasserbau, in Steinbrüchen und beim Abriss von Gebäuden verwendet.

Die hierin erläuterten Ausführungsformen erzeugen bei einem einzelnen Bergwerk, in dem schneidend gewonnen wird, erhebliche ökonomische Vorteile gegenüber den herkömmlichen Konzepten. Diese entstehen durch die erheblich höhere potentielle Auslastung der hochkomplexen Abbaumaschinen, weil durch die Erfindung die Zahl der regulären, periodischen Schneidkopfinspektionen deutlich reduziert wird und Havarien nach einem Meißelbruch nahezu gänzlich vermeidbar werden, sowie durch die Erhöhung der Betriebssicherheit, da persönliche Inspektionen am Schneidkopf, unmittelbar an der Abbaufläche, seltener erforderlich werden. Die hierin erläuterten Ausführungsformen erzeugt bei breiter Anwendung einen erheblichen volkswirtschaftlichen Nutzen in Form der Erhöhung der Effizienz von Gesteinsabtragprozessen im Bergbau und Tiefbau, verbunden mit sinkenden Erzeugerpreisen für die gewonnenen Grundstoffe für die Industrie bzw. sinkenden Erstellungskosten für Tiefbauwerke. Die hierin erläuterten Ausführungsformen fördern somit auch die Ausweitung des Einsatzes der gebirgs- und ressourcenschonenden Technologie der schneidenden Gewinnung zu Lasten des Bohr- und Sprengbetriebs mit nachlaufender Zerkleinerung und Aufbereitung. Das hat wiederum Potential, sich erheblich auf die ökonomische Durchführbarkeit, den ökologischen Fußabdruck und letztlich auch die Akzeptanz des unverzichtbaren Bergbaus auf die verschiedensten Grundstoffe der Industriegesellschaft in der Bevölkerung positiv auszuwirken. Die vorliegende Erfindung stellt damit auch einen Beitrag zur langfristigen Ressourcensicherung dar.

Der eine Grundtyp, bekannt aus den aber nicht beschränkt auf die sogenannten Vollschnittmaschinen oder Tunnelbohrmaschinen (TBM), verwendet sogenannte Rollenmeißel (z.B. Diskenmeißel), die auf einem in Vortriebsrichtung rotierenden Schneidkopf in verschiedenen Abständen zum Mittelpunkt angeordnet sind und auf der umlaufenden, gehärteten Schneidkante rollend gegen das Gestein gedrückt werden. Der andere Grundtyp verwendet sogenannte Rundschaftmeißel auf vorzugsweise senkrecht, teils aber auch in Vortriebsrichtung rotierenden Schneidköpfen, die mit der gehärteten Spitze reibend gegen das Gestein gedrückt werden. Dabei können und sollen jedoch die Rundschaftmeißel selbst um ihre Angriffsachse rotieren, um den Verschleiß gleichmäßig zu gestalten und so die Standzeit zu erhöhen. Es zeigen

Figur 1 ein Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagramm;

Figuren 2, 3 und 4 jeweils ein Abtragsystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen in verschiedenen Darstellungen;

Figur 5A und 5B jeweils ein Abtragsystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht;

Figur 6A und 6B jeweils ein Abtragsystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht;

Figur 7 ein Abtragsystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht;

Figuren 8, 9, 10 und 11 jeweils verschiedene Komponenten des Verfahrens gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem Diagramm;

Figur 12 und 19 jeweils eine Konfiguration des Kamerasystems beim Bilderfassen gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht;

Figur 13, 14, 15 und 16 jeweils einen Maschinenmeißel gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht;

Figur 17A und 17B sowie 20A und 20B jeweils Maschinenmeißel verschiedener Zustände in einer schematischen Perspektivansicht und sich daraus ergebende Geometrierepräsentanzen in einer schematischen Ansicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen; und

Figur 18 eine grafische Benutzerschnittstelle der Abtragmaschine in einer schematischen Draufsicht. In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.

Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe "verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten (z.B. formschlüssigen oder stoffschlüssigen) als auch einer indirekten Verbindung (z.B. durch einen Signalpfad), eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.

Als Ist-Zustand einer Entität (z.B. einer Vorrichtung, eines Gegenstands, eines Systems oder eines Vorgangs bzw. Prozesses) kann der tatsächlich vorliegende bzw. sensorisch erfassbare Zustand der Entität verstanden werden. Als Soll-Zustand der Entität kann der angestrebte Zustand, d.h. eine Vorgabe, verstanden werden, die optional abgespeichert sein kann, beispielsweise auf einem Datenspeicher. Als Steuern kann eine beabsichtigte Beeinflussung des momentanen Zustands (auch als Ist-Zustand bezeichnet) der Entität verstanden werden. Dabei kann der momentane Zustand gemäß der Vorgabe (auch als Soll-Zustand bezeichnet) verändert werden, z.B. indem ein oder mehr als ein Betriebsparameter (dann auch als Stellgröße bezeichnet) der Entität verändert wird, z.B. mittels eines Stellglieds. Regeln kann als Steuern verstanden werden, wobei zusätzlich einer Zustandsänderung durch Störungen entgegengewirkt wird. Dazu wird der Ist-Zustand mit dem Soll-Zustand verglichen und die Entität derart beeinflusst, z.B. mittels eines Stellglieds, dass die Abweichung des Ist-Zustands von dem Soll-Zustand minimiert wird. Die Regelung implementiert somit im Gegensatz zu der reinen vorwärts gerichteten Ablaufsteuerung eine fortlaufende Einflussnahme der Ausgangsgröße auf die Eingangsgröße, welche durch den sogenannten Regelkreis bewirkt wird (auch als Rückführung bezeichnet). Mit anderen Worten kann hierin verstanden werden, dass alternativ oder zusätzlich zu der Steuerung (bzw. dem Ansteuern) eine Regelung verwendet werden kann bzw. alternativ oder zusätzlich zu dem Steuern ein Regeln erfolgen kann.

Der Begriff "Datenverarbeitungsvorrichtung" kann als jede Art einer Logik implementierenden Entität verstanden werden, die beispielsweise eine Verschaltung und/oder einen Prozessor aufweisen kann, welche Software ausführen kann, die in einem Speichermedium, in einer Firmware oder in einer Kombination davon gespeichert ist, und darauf basierend Anweisungen ausgeben kann. Die Datenverarbeitungsvorrichtung kann beispielsweise mittels Codesegmenten (z.B. Software) konfiguriert sein, um den Betrieb eines Systems (z.B. seines Arbeitspunkts), z.B. einer Maschine oder einer Anlage, z.B. deren Komponenten, zu steuern. Der Begriff "Prozessor" kann als jede Art von Entität verstanden werden, die die Verarbeitung von Daten oder Signalen erlaubt. Die Daten oder Signale können beispielsweise gemäß zumindest einer (d.h. einer oder mehr als einer) spezifischen Funktion behandelt werden, die vom Prozessor ausgeführt wird. Ein Prozessor kann eine analoge Schaltung, eine digitale Schaltung, eine Mischsignalschaltung, eine Logikschaltung, einen Mikroprozessor, eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU), einen digitalen Signalprozessor (DSP), eine programmierbare Gatter- Anordnung (FPGA), eine integrierte Schaltung (IC) oder eine beliebige Kombination davon aufweisen oder daraus gebildet sein. Jede andere Art der Implementierung der jeweiligen Funktionen, die nachstehend ausführlicher beschrieben werden, kann auch als Prozessor oder Logikschaltung verstanden werden. Es versteht sich, dass einer oder mehrere der hierin detailliert beschriebenen Verfahrensschritte von einem Prozessor ausgeführt (z.B. realisiert) werden können, durch eine oder mehrere spezifische Funktionen, die von dem Prozessor ausgeführt werden. Der Prozessor kann daher eingerichtet sein, eines der hierin beschriebenen Verfahren oder dessen Komponenten zur Informationsverarbeitung durchzuführen.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Datenspeicher (allgemeiner auch als Speichermedium bezeichnet) ein nichtflüchtiger Datenspeicher sein. Der Datenspeicher kann beispielsweise eine Festplatte und/oder zumindest einen Halbleiterspeicher (wie z.B. Nur-Lese-Speicher, Direktzugriffsspeicher und/oder Flash-Speicher) aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Nur-Lese- Speicher kann beispielsweise ein löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher (kann auch als EPROM bezeichnet werden) sein. Der Direktzugriffsspeicher kann ein nichtflüchtiger Direktzugriffsspeicher (kann auch als NVRAM -"non-volatile random access memory" bezeichnet werden) sein. Beispielsweise kann in dem Datenspeicher eines oder mehr als eines von Folgendem gespeichert werden: eine Datenbank (kann auch als Referenzdatenbank bezeichnet werden), ein Verarbeitungsalgorithmus; ein Kriterium; Codesegmente, die beispielsweise einen oder mehr als einen Verarbeitungsalgorithmus (vereinfacht auch als Algorithmus bezeichnet) implementieren. Die Datenbank kann einen oder mehrere Datensätze aufweisen, von denen jeder Datensatz eine Produktkennung einer Zahlungsinformation und/oder einer Verkaufsbeschränkung zuordnet. Dies kann von der Datenverarbeitungsvorrichtung ausgelesen werden.

Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen einen Maschinenmeißel (hierin vereinfacht auch als Meißel bezeichnet) und dessen Zustand. Der Begriff „Maschinenmeißel“, wie hierin verwendet, kann als Maschinenwerkzeug verstanden werden, welches aus (z.B. starr) miteinander (z.B. stoffschlüssig, kraftschlüssig und/oder formschlüssig) verbundenen Komponenten bestehen kann. Beispiele eines Maschinenmeißels weisen auf: ein Rollenmeißel (beispielsweise ein Diskenmeißel oder ein Warzenmeißel), ein Rundschaftmeißel (beispielsweise einer Straßenbaumaschine, einer Teilschnittmaschine oder eines Surface Miners) ein Flachmeißel (beispielsweise einer Schrämmaschine, ein Aushubzahn (beispielsweise einer Aushubmaschine, beispielsweise eines Baggers, beispielsweise eines Schaufelradbaggers), ein Rollenmeißel, beispielsweise vom Typ des Diskenmeißels (beispielsweise aber nicht beschränkt auf einer Tunnelbohrmaschine, einem Mobile Miner). Zwei oder mehr der Komponenten des Maschinenmeißels können optional Teil eines monolithischen Körpers sein, z.B. aus einem Stück gefertigt sein. Beispiele für die Komponenten des Maschinenmeißels weisen auf: eine Montagekomponente und eine Schneidkomponente.

Im Fall eines Rundschaftmeißels oder Flachmeißels kann die Montagekomponente schaftförmig sein (dann auch als Meißelschaft kurz als Schaft bezeichnet) und kann die Schneidkomponente kopfförmig sein (dann auch als Meißelkopf bezeichnet). Der Meißelkopf und/oder der Meißelschaft können beispielsweise Rotationskörper sein. Der Rundschaftmeißel oder Flachmeißel kann entlang einer Längsachse (auch als Meißelachse bezeichnet) längserstreckt (z.B. von seiner Rückseite zu seiner Vorderseite) sein. Der Rundschaftmeißel oder Flachmeißel kann die Meißelspitze aufweisen (anschaulich auf der Vorderseite), durch welche hindurch beispielsweise die Meißelachse verlaufen kann. Im Fall eines Rollenmeißels (z.B. Diskenmeißels) kann die Montagekomponente eine Welle aufweisen (oder zumindest zum Aufnehmen einer Welle eingerichtet sein) und die Schneidkomponente kann ringförmig sein (dann auch als Rollengrundkörper bezeichnet).

Die Schneidkomponente (z.B. der Meißelkopf) weist einen Schneidrand, z.B. eine Schneidkante oder Schneidspitze (auch als Meißelspitze bezeichnet), auf (beispielsweise auf der Vorderseite des Maschinenmeißels). Im Fall eines Rollenmeißels (z.B. Diskenmeißels) kann die Schneidkante ringförmig sein (dann auch als Schneidring bezeichnet). Die Schneidkomponente des Rollenmeißels (z.B. Diskenmeißels) kann einen oder mehr als einen Schneidring aufweisen.

Die Meißelspitze (z.B. eines Rundschaftmeißels) bildet beispielsweise den vorderseitigen Rand des Meißels und kann eine sich zur Vorderseite hin verjüngende (z.B. konische) Form aufweisen. Der Meißelkopf kann auf seiner der Meißelspitze gegenüberliegenden Seite bzw. der Rückseite des Maschinenmeißels zugewandten Seite mit dem Schaft (der sich Richtung der Rückseite erstreckt) verbunden sein, z.B. stoffschlüssig. Der Meißelkopf kann optional eine Verdickung aufweisen, der von der Meißelspitze und/oder dem Meißelschaft hervorsteht.

Optional kann die Schneidkomponente (z.B. der Meißelkopf) aus mehreren Materialien bestehen, von denen ein Material (auch als Schneidrandmaterial bezeichnet) den Schneidrand bereitstellt. Im Fall eines Rundschaftmeißels kann das Schneidrandmaterial stiftförmig (dann auch als Meißelstift bezeichnet) sein. Das Schneidrandmaterial weist vorzugsweise eine größere Härte auf als der Rest der Schneidkomponente (z.B. des Meißelkopfs) und/oder als die Montagekomponente (z.B. der Meißelschaft). Der Meißelstift kann beispielsweise in dem Rest des Meißelkopfs eingebettet, z.B. eingepresst sein. Der Meißelstift kann kegelförmig, parabelförmig oder abgestuft sein. Der Meißelstift kann beispielsweise keramisch sein oder zumindest eine Keramik (z.B. ein Karbid, wie beispielsweise Wolframkarbid, und/oder Nitrid) aufweisen oder daraus hergestellt sein. Der Meißelkopf und/oder der Meißelschaft können metallisch sein oder zumindest ein Metall, z.B. Stahl, aufweisen oder daraus hergestellt sein.

In einer anderen Ausführungsform, beispielsweise einem sogenannten Rollenmeißel (z.B. Diskenmeißel), erstreckt sich der Meißel konzentrisch von seiner Meißelachse (in dem Fall auch als Mittelachse bezeichnet) her, um welche der Meißel beispielsweise drehbar gelagert sein kann, und weist eine Meißelkante auf, die aus gehärtetem Material besteht.

Hierin wird Bezug genommen auf Bilddaten und deren Verarbeitung. Die Bilddaten können ein digitales (z.B. datenbasiertes) Abbild der Realität (z.B. innerhalb eines Sichtfelds) zu einem oder mehr als einem Zeitpunkt des Erfassens der Bilddaten (auch als Bilderfassen bezeichnet) sein. Die Abbildung der Realität kann beispielsweise mittels eines Objektivs (auch als Kameraobjektiv bezeichnet) erfolgen, welches elektromagnetische Strahlung (z.B. sichtbares oder infrarotes Licht) auf die Oberfläche eines Bilderfassungssensors (z.B. eines Infrarotsensors einer Infrarotkamera) projiziert. Das Erfassen der Bilddaten kann aufweisen, den Bilderfassungssensor auszulesen während die Strahlung (z.B. Infrarotstrahlung) auf dessen Oberfläche projiziert wird. Die so erhaltenen Bilddaten können zunächst im sogenannten Rohdatenformat (auch als RAW bezeichnet) sein, welches pixelweise die ausgelesenen Messwerte (z.B. eine Intensität des Lichts repräsentierend) des Bilderfassungssensors aufweist und/oder als solche verarbeitet werden. Die Bilddaten können optional beim Verarbeiten in ein anderes Bildformat überführt sein oder werden, z.B. in eine Rastergrafik (verschieden von RAW als Rastergrafik) oder eine Vektorgrafik, so dass deren weitere Verarbeitung in diesem Bildformat erfolgt, oder können beliebig zwischen diesen umgewandelt werden. Das Überführen kann optional aufweisen, die Messwerte des Bilderfassungssensors zu interpolieren (z.B. mittels Demosaicing), z.B. um vollständige mehrfarbige Farbinformationen für jedes Pixel zu erhalten oder um weniger Speicherplatz bzw. Rechenleistung zu benötigen. Die Bilddaten können optional komprimiert (z.B. um weniger Speicherplatz bzw. Rechenleistung zu benötigen) oder unkomprimiert (z.B. um Verfälschungen zu vermeiden) sein. Das jeweilige Bildformat kann auch den Farbraum definieren, gemäß dem die Farbinformationen angegeben sind.

Der einfachste Fall ist der monochrome Farbraum, der beispielsweise ein Binär-Farbraum sein kann, bei dem pro Pixel ein Schwarzweiß-Wert abgespeichert wird. Bei einem etwas komplexeren monochromen Farbraum (auch als Graustufen-Farbraum bezeichnet) werden zusätzlich Zwischenstufen zwischen Schwarz und Weiß abgespeichert (auch als Grauwerte bezeichnet). Bei einem monochromen Farbraum wird die aufgenommene Strahlungsenergie (beispielsweise von Infrarotstrahlung) pixelweise aufsummiert und auf einen Grauwert des monochromen Farbraums abgebildet, welcher die Intensität der erfassten Strahlung bei der Wellenlänge bzw. dem Wellenlängenbereich (z.B. Infrarotbereich) repräsentieren, bei welcher der monochrome Bilderfassungssensor sensitiv ist. Der Farbraum kann aber auch von mehreren (d.h. zwei oder mehr) Bezugsfarben aufgespannt werden, wie beispielsweise rot, grün und blau. Wird ein wellenlängensensitiver Bilderfassungssensor (auch als polychromer Bilderfassungssensor bezeichnet) verwendet, können die Messwerte pro Pixel die Strahlungsenergie und zusätzlich eine der Strahlungsenergie zugeordnete Wellenlänge aufweisen. Dies verbessert die Genauigkeit einer optionalen Temperaturmessung auf Basis der Bilddaten. Solche Messwerte können mittels eines mehrfarbigen Farbraums dargestellt werden oder auch in einen einfarbigen Farbraum überführt werden. In analoger Weise kann auch ein Wert aus einem monochromen Farbraum in einem polychromen Farbraum überführt werden, beispielsweise im Fall der sogenannten Falschfarbendarstellung.

Für eine visuelle Wiedergabe der Bilddaten auf einer Anzeigevorrichtung werden diese in dasjenige Bildformat überführt, das vom Bildspeicher der Grafikkarte vorgegeben ist. Die hierin beschriebenen Bilddaten werden zum einfacheren Verständnis als eine solche visuelle Wiedergabe dargestellt. Im Allgemeinen können die Bilddaten, z.B. abgelegt in einem Speichermedium, als Datei (auch als digitales Bild oder Bilddatei bezeichnet) in dem jeweiligen Bildformat vorliegen.

Die Bilddaten können ein oder mehr als ein Einzelbild (z.B. aus unterschiedlichen Perspektiven) als digitales (z.B. daten basiertes) Abbild der Realität (z.B. innerhalb eines Sichtfelds) aufweisen, wovon jedes Einzelbild zu einem Zeitpunkt des Erfassens korrespondiert. Beispielsweise können die Bilddaten, für jeden Zeitpunkt des Erfassens, ein oder mehr als ein Einzelbild aufweisen, welches das Abbild der Realität zu dem Zeitpunkt (auch als Bilderfassungszeit bezeichnet) ist. Beispielsweise können die Bilddaten für pro Zeitpunkt einer Sequenz aus mehreren Zeitpunkten ein Einzelbild oder mehrere Einzelbilder (z.B. aus unterschiedlichen Perspektiven) aufweisen, beispielsweise in Form eines Videos. Mehrere Einzelbilder (z.B. aus unterschiedlichen Perspektiven oder von unterschiedlichen Zeitpunkten) können alternativ oder zusätzlich zu einem neuen Einzelbild zusammengefügt werden, beispielsweise entlang einer Zeitachse und/oder einer Raumachse. So lassen sich beispielsweise mehrere Einzelbilder, die während des Umlaufs eines Schneidkopfs erfasst werden und von denen jedes Einzelbild nur einen Teil des Schneidkopfs repräsentiert, zu einem neuen Einzelbild zusammenfügen, dem als Zeitpunkt ein beliebiger Zeitpunkt aus der Dauer des Umlaufs zugeordnet ist.

Als Kamera kann eine optische Vorrichtung verstanden werden, welche das Kameraobjektiv und den Bilderfassungssensor aufweist, welche derart Zusammenwirken, dass Licht aus dem Sichtfeld der Kamera (auch als Bilderfassungsbereich bezeichnet) mittels des Kameraobjektivs auf die Oberfläche des Bilderfassungssensors projiziert wird. Ferner kann die Kamera einen Prozessor aufweisen, der eingerichtet ist, die vom Bilderfassungssensor ausgelesenen Messwerte als Bilddaten bereitzustellen, z.B. diese auszugeben.

Ein Bilderfassungssensor (auch als Bildsensor bezeichnet) ist vom Typ des optoelektronischen Sensors und kann einen oder mehrere photoelektrisch aktive Bereiche (kann auch als Pixel bezeichnet werden) aufweisen, welche z.B. in Antwort auf eine elektromagnetische Strahlung (z.B. Infrarotlicht) ein elektrisches Signal erzeugen und/oder modifizieren. Der Bilderfassungssensor kann beispielsweise eine Anzahl B von 10 ² Pixel (auch als Bildauflösung bezeichnet) aufweisen oder mehr, z.B. 10 ³ Pixel oder mehr, z.B. 10 ⁴ Pixel oder mehr, z.B. 10 ⁵ Pixel oder mehr. Der Bilderfassungssensor kann alternativ oder zusätzlich ein Raster R von [k ^x I] Pixeln aufweisen (z.B. mit B=k l), wobei k und/oder I größer sind als ungefähr 50, als ungefähr 100 oder als ungefähr 1000. Generell kann die Bildauflösung aber auch größer sein als B.

In einigen Ausführungsformen sind die Infrarotkamera (auch als Thermalkamera bezeichnet) und/oder der Bilderfassungssensor derart eingerichtet (z.B. angeordnet und/oder ausgerichtet), dass der den Maschinenmeißel erfassende Abschnitt des Bilderfassungssensors die Anzahl B und/oder das Raster R an Pixeln aufweisen. Ist der Abschnitt kleiner, können Einzelbilder mehrerer Infrarotkameras und/oder Bilderfassungssensoren einander überlagert werden, um die Auflösung und/oder das Rester pro Maschinenmeißel zu vergrößern. Alternativ oder zusätzlich kann ein Kameraobjektiv größerer Brennweite verwendet werden.

Der Bilderfassungssensor kann beispielsweise ein CCD-Sensor (charge-coupled device Sensor) und/oder einen aktiven Pixelsensor (kann auch als CMOS-Sensor bezeichnet werden) aufweisen oder daraus gebildet sein. Optional kann ein Bilderfassungssensor wellenlängensensitiv eingerichtet sein (z.B. zum Erfassen von Farbinformationen), z.B. mittels mehrerer Farbfilter (z.B. in Gitterform), und so zwischen verschiedenen Wellenlängen unterscheiden.

Eine Infrarotkamera kann als Kamera verstanden werden, welche (z.B. deren Bilderfassungssensor) sensitiv (z.B. nur) für Infrarotstrahlung (umgangssprachlich auch als Wärmestrahlung bezeichnet) eingerichtet ist und nicht notwendigerweise wellenlängensensitiv sein muss (d.h. eine monochrome Kamera sein kann). Die Infrarotkamera kann beispielsweise eine größere Sensitivität (d.h.

Empfindlichkeit) für Infrarotstrahlung (z.B. im Bereich von ungefähr 3,5 pm bis ungefähr 15 pm) aufweisen als für sichtbares Licht (oder zumindest für Strahlung mit einer Wellenlänge von weniger als 0,78 pm).

Die Infrarotstrahlung, für welche die Infrarotkamera sensitiv ist, kann Licht mit einer Wellenlänge in einem Bereich von ungefähr 0,78 pm (Mikrometer) bis ungefähr 1000 pm aufweisen, z.B. mittleres Infrarot (z.B. 3 pm bis 50 pm) und optional nahes Infrarot (z.B. 0,78 pm bis 3 pm) und/oder fernes Infrarot (z.B. 50 pm bis 1000 pm). Die Infrarotstrahlung, für welche die Infrarotkamera sensitiv ist, kann beispielsweise Licht mit einer Wellenlänge in einem Bereich von ungefähr 3,5 pm bis ungefähr 15 pm aufweisen, was am besten zu den zu erwartenden Temperaturen des Maschinenmeißels korrespondiert.

Generell kann ein Körper, z.B. alternativ oder zusätzlich zu sichtbarem Licht, Infrarotstrahlung abgeben, beispielsweise von seiner Oberfläche aus. Gemäß dem Planckschen Strahlungsgesetz ist die abgegebene Infrarotstrahlung (z.B. die Verteilung der elektromagnetischen Strahlungsleistung als Funktion der Wellenlänge) abhängig von der Temperatur des Körpers. Die ausgelesenen Messwerte des Bilderfassungssensors der Infrarotkamera (z.B. die pixelweise aufgenommene Intensität der Infrarotstrahlung repräsentierend) sind somit eine Funktion einer räumlichen Temperaturverteilung, insbesondere einer räumlichen Verteilung von Infrarotstrahlung, die wiederum eine Funktion, jedoch nicht ausschließlich, von der Temperatur der Infrarotstrahlung abgebenden Oberfläche ist, in dem Sichtfeld der Infrarotkamera. Weitere Beispiele für Parameter, welche die räumliche Verteilung der Infrarotstrahlung beeinflussen, weisen auf: der (z.B. materialabhängige und/oder rauheitsabhängige) Reflexionsgrad und/oder Emissionsgrad der Infrarotstrahlung abgebenden Oberfläche. So gibt es beispielsweise Materialien, die Infrarotstrahlung nahezu total reflektieren, z.B. Glas oder ruhige Wasserflächen, aber auch blanke Metallflächen, und daher auch bei derselben Temperatur unterschiedliche „Farbwerte“ ergeben können. Die Oberflächenrauheit beeinflusst beispielsweise den sogenannten Emissionsgrad, beispielsweise für Infrarotstrahlung. So emittiert z.B. rostiger oder zerkratzter Stahl erheblich mehr Infrarotstrahlung als blanker Stahl gleicher Temperatur. Diese Parameter beeinflussen die Absoluttemperaturmessung erheblich. Mit anderen Worten basieren die von der Infrarotkamera erfassten Bilddaten auf sensorisch erfasster Infrarotstrahlung, die eine Funktion einer Temperatur der Quelle der Infrarotstrahlung ist, d.h. diese Bilddaten basieren auf Infrarotstrahlung (auch als infrarotstrahlungsbasiert bezeichnet). Die Bilddaten können optional einer Temperaturangabe zugeordnet oder (nach einer optionalen Fehlerkorrektur von Reflexionen oder Materialparametern und/oder Oberflächenparametern) in die Temperaturangabe überführt werden.

Die Farbinformationen der Bilddaten können beispielsweise die pixelweise aufgenommene Intensität der Infrarotstrahlung repräsentieren oder bereits die Temperaturangabe kodieren. Beispielsweise können die Farbinformationen der Bilddaten monochrom oder polychrom (beispielsweise im Fall einer Falschfarbendarstellung) sein.

Optional kann die Infrarotkamera Teil eines Kamerasystems sein, das mehrere Infrarotkameras aufweist, deren Sichtfelder beispielsweise überlappen. Die mehreren Infrarotkameras können optional eingerichtet sein, Bilddaten des Sichtfelds des Kamerasystems aus mehreren optischen Perspektiven (z.B. mittels mehrerer Objektive bereitgestellt) bereitzustellen, z.B. stereoskopische Bilddaten. Stereoskopische Bilddaten erleichtern es, zwischen einem symmetrischem und einem asymmetrischen Meißelverschleiß zu unterscheiden. Stereoskopische Bilddaten können aber auch mittels einer einzelnen Infrarotkamera bereitgestellt werden, wie später noch genauer beschrieben wird.

Als Sensor (auch als Detektor bezeichnet) kann ein Wandler verstanden werden, der eingerichtet ist, eine zu dem Sensortyp korrespondierende Eigenschaft seiner Umgebung (z.B. qualitativ oder quantitativ) als Messgröße zu erfassen, z.B. eine physikalische Eigenschaft, eine Strahlungsintensität, eine chemische Eigenschaft und/oder eine stoffliche Beschaffenheit. Die Messgröße ist diejenige physikalische Größe (auch als Regelgröße bezeichnet), der die Messung mittels des Sensors gilt. Ein Beispiel für eine quantitativ erfasste Messgröße ist beispielsweise eine Strahlungsintensität, deren Ist-Zustand mittels des Sensors in einen Messwert überführt werden kann. Jeder Sensor kann Teil einer Messkette sein, welche eine entsprechende Infrastruktur (z.B. Prozessor, Speichermedium und/oder Bussystem und dergleichen aufweisend) aufweist. Die Messkette kann eingerichtet sein, den entsprechenden Sensor (z.B. Bilderfassungssensor) anzusteuern, dessen erfasste Messgröße als Eingangsgröße zu verarbeiten und darauf basierend ein elektrisches Signal als Ausgangsgröße bereitzustellen, welches die erfasste Eingangsgröße repräsentiert. Beispielsweise kann die Ausgangsgröße den Messwert angeben. Die Messkette kann beispielsweise mittels einer Datenverarbeitungsvorrichtung implementiert sein oder werden.

Hierin wird auf einen Zustand eines Maschinenmeißels (auch als Meißelzustand bezeichnet) Bezug genommen. Der Zustand des Maschinenmeißels kann von einem oder mehr als einem Verschleißparameter abhängen, beispielsweise von dem Verschleißgrad (auch als Fortschritt des gleichmäßigen, symmetrischen Verschleißes bezeichnet) des Maschinenmeißels als Verschleißparameter und/oder von einer Verschleißsymmetrie des Maschinenmeißels als Verschleißparameter (dann auch als Verschleißtyp bezeichnet). Der Soll-Zustand eines Meißels kann beispielsweise der Zustand eines unbenutzten Maschinenmeißels sein. Der Ist-Zustand des Meißels kann in Abhängigkeit von dessen Nutzungszeit und Nutzungsintensität von dem Soll-Zustand abweichen.

In verschiedenen Ausführungsformen kann der Meißelzustand nummerisch angegeben werden (z.B. als Prozent oder Absolutwert). Alternativ oder zusätzlich kann der Meißelzustand als Klasse aus einer Gruppe von Klassen (z.B. Klasse „unverschlissen“ und Klasse „verschlissen“ aufweisend) angegeben werden. Dann kann das Ermitteln des Meißelzustands aufweisen, eine oder mehr als eine Klasse aus der Gruppe von Klassen auszuwählen (auch als Klassifizieren bezeichnet). Es kann verstanden werden, dass die Gruppe von Klassen, z.B. pro Verschleißparameter, zwei oder mehr Klassen aufweisen kann, beispielsweise „hoher Verschleißgrad“, „mittlerer Verschleißgrad“ und/oder „niedriger Verschleißgrad“. Weitere Beispiele für Klassen weisen solche auf, welche eines oder mehr als eines von Folgendem repräsentieren: die Anwesenheit des Meißels („z.B. Meißel fehlt“), eine Wartungsbedürftigkeit des Meißels (z.B. bei einer Meißelblockade, und/oder einem beginnenden asymmetrischen Meißelverschleiß), eine Auswechslungsbedürftigkeit des Meißels (z.B. wenn der Verschleiß des Meißels kritisch ist und/oder bei einer Reststandzeit von null), oder die Reststandzeit des Meißels (z.B. „Maschinenmeißel ist in Ordnung“ oder „Maschinenmeißel bei 75% der erwarteten Standzeit“).

In Analogie zum Verschleißgrad kann die Verschleißsymmetrie nummerisch und/oder als Klasse aus der Gruppe von Klassen (z.B. Klasse „asymmetrisch“ und Klasse „symmetrisch“ und optional Zwischenstufen davon aufweisend) angegeben werden. Dann kann das Ermitteln des Meißelzustands aufweisen, die Ist- Verschleißsymmetrie zu klassifizieren, z.B. als „asymmetrisch“ oder „symmetrisch“. Ein symmetrischer Verschleiß (z.B. Abrasivverschleiß) kann beispielsweise auftreten, wenn der Maschinenmeißel kontinuierlich verschlissen wird und/oder wenn sich der Maschinenmeißel beim Abtragprozess um seine Meißelachse dreht. Ein nicht symmetrischer (auch als asymmetrischer bezeichnet) Verschleiß kann beispielsweise auftreten, wenn ein Sprödbruch (z.B. des Hartmetallstiftes) auftritt, der Hartmetallstift aufgrund fehlerhafter Bettung herausfällt, oder wenn die eine Drehung des Maschinenmeißels beim Abtragprozess um seine Meißelachse blockiert ist (auch als Meißelblockade bezeichnet).

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Zustandsüberwachung (z.B. Meißel- Verschleißzustandsüberwachung) mit Hilfe eines infrarotbildgebenden Prozesses automatisiert umgesetzt, insbesondere für Arbeitsbedingungen Untertage, bei denen keine visuelle Sicht auf die Meißel während des Schneidens besteht. Durch die extreme Reibung beim Schneiden erhitzen sich die Kontaktpunkte des Meißels mit dem Gestein stark. Die entstehende Wärme verteilt sich im Regelfall von der Meißelspitze durch den Meißelkopf und den Meißelschaft durch Wärmeleitung auf den Meißelhalter, was zu einer jeweils unterschiedlichen, von den weiter entfernten Bauteilen deutlich unterscheidbaren Temperaturverteilung führt, die von einer oder mehreren hochauflösenden Infrarotkameras erfasst werden. Durch fortwährende Abnutzung verändert sich die Form des Meißelkopfs, aber auch seine Oberflächenrauheit, im Vergleich zum Neuzustand (z.B. der Soll-Zustand) beim Einbau deutlich, nicht nur bei plötzlicher Abnutzung (z.B. bei Ausbruch oder Totalabbruch). Beim Schneiden werden die Formen der Meißelköpfe im Infrarotbild (umgangssprachlich auch als Wärmebild bezeichnet) deutlich erkennbar, die entsprechenden Konturen können daher mittels eines Bildverarbeitungsalgorithmus extrahiert und mit dem Gutbild (zu dem Soll-Zustand korrespondierend) verglichen werden. Geht ein Meißel während des Schneidvorgangs verloren, wird dies vom Infrarotbild repräsentiert. Beispielsweise wird an der Position, an welcher der Meißel im Infrarotbild sein sollte, ein dunkler Bereich vorhanden sein. Beispielsweise zeigt das Infrarotbild anstatt des Meißels dessen Hintergrund, z.B. andere Teile des Schneidkopfs oder die Abbauumgebung aufweisend, bis der Meißelhalter selbst in Gesteinskontakt kommt und sich aufheizt. Auch diese Situation wird durch Vergleich mit dem Gutbild frühzeitig erkennbar, so dass ein Verschleiß der Meißelhalter gänzlich vermeidbar wird.

Verschiedenen Ausführungsformen basieren auf hochauflösenden, schnellen Infrarotkameras und einem Analysesystem (beispielsweise mittels eines Prozessors implementiert), das eingerichtet ist, die von den Infrarotkameras (z.B. während oder nach der Schneidphase) bereitgestellten Bilddaten (auch als Aufnahmen bezeichnet) von den Meißeln, die aufgrund der massiven Wechselwirkung mit dem Gestein teils erheblich erwärmt wurden, unmittelbar zu verarbeiten (z.B. analysieren) und das Resultat der Zustandsanalyse in Form einer Bewertungskarte der Schneidtrommel mit den Meißelpositionen zu visualisieren (z.B. mittels einer grafischen Benutzeroberfläche). Die Aufnahme nach der Schneidphase kann erfolgen, solange der Schneidkopf warm ist bzw. abkühlt (beispielsweise 2 bis 5 Minuten oder sogar mehr nach dem Schneiden). In dem Fall kann der Zeitraum, in dem die Maschine nicht schneidet, genutzt werden, um die Aufnahme durchzuführen (bei welcher der Schneidkopf sensorisch abgetastet werden kann).

In verschiedenen Ausführungsformen werden sämtliche Meißel bei jeder Umdrehung des Schneidkopfs, quasi zyklisch, zum Beispiel in Verbindung mit einem Winkelsensor, der die Stellung des Schneidkopfs erfasst, oder auch basierend auf ihrer (z.B. abgespeicherten) Position und/oder relativen Anordnung auf demselben, identifiziert, ihr aufgrund der Temperaturdifferenz deutlich unterscheidbares geometrisches Profil ggf. aus mehreren Blickwinkeln (auch als Perspektiven bezeichnet) ermittelt und mit dem Soll- Zustand verglichen.

Eine Visualisierung der Bewertungskarte (auch als Zustandskarte bezeichnet) kann in der Fahrerkabine erfolgen, was dem Nutzer erleichtert, den Zustand jedes Meißels (z.B. nahezu) in Echtzeit zu verfolgen und problematische Verschleißanzeichen frühzeitig zu erkennen. Hierfür ist es nicht notwendig, die absolute Temperatur der Meißel als solche zu ermitteln. Optionale Marker an der Meißelkopfoberfläche erleichtern die Bildverarbeitung erheblich.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden eine oder vorzugsweise mehrere Infrarotkameras in der Nähe des mit Meißeln, vorzugsweise aber nicht beschränkt auf Rundschaftmeißel, bestückten Schneidkopfs (beispielsweise geschützt vor Steinschlag), angeordnet und fortwährend oder periodisch (beispielsweise nach Fertigstellung eines Schnittvorgangs auf der gesamten Ortsbrusthöhe und/oder - breite) Infrarotbilder (umgangssprachlich auch als Wärmebilder bezeichnet) der Meißel aufzeichnen, die mit der thermischen Signatur des eben ausgeführten Schnitts bzw. des vollendeten Schnittzyklus aus dem Schnittbereich in den Aufnahmebereich der Infrarotkamera eintreten. Die Form bzw. das z.B. dreidimensionale Profil jedes Meißels wird aus den gewonnenen Infrarotbildern abgeleitet und mit dem Gutbild bei Einbau des Meißels verglichen. In Abhängigkeit von dem Ergebnis dieses Vergleichs wird ein Verschleißzustand zugeordnet und auf einer Schneidtrommelkarte als Zustandskarte visualisiert, z.B. mittels farbiger Punkte, Nummern, Code oder Ähnlichem. Bei Überschreiten vordefinierter Werte kann ein akustischer und/oder optischer Alarm ausgelöst werden, der den Nutzer auf das Überschreiten durch den ermittelten Zustand hinweist. Alternativ oder zusätzlich kann der Alarm einen Nothalt auslösen, beispielsweise wenn als Meißelzustand eine Meißel blockade oder ein Meißelbruch ermittelt wird.

Verschiedene Ausführungsformen sind eingerichtet, beim Ermitteln des Meißelzustandes zwischen unterschiedlichen Verschleißtypen zu unterscheiden, die unterschiedliche Auswirkungen auf die Dringlichkeit eines Meißelwechsels haben können, und so zu einer wesentlichen Optimierung des Betriebes der Abtragmaschine beizutragen.

Im Unterschied zu herkömmlichen Konzepten, erfolgt gemäß verschiedenen Ausführungsformen eine Auswertung geometrischer Profile mittels bildgebender Prozesse. Damit kann sowohl die Art der Abnutzung als auch die Größe des betroffenen Bereichs frühzeitig erkannt und die Abtragmaschine vorausschauend und/oder ohne feste Inspektionshalte betrieben werden. Meißel werden im Idealfall zu einem optimalen Zeitpunkt gewechselt, an dem die verschleißbedingten größeren Andruckkräfte und die abnehmende Löseleistung in einem günstigen Verhältnis stehen. Herkömmliche Konzepte, die Infrarotkameras verwenden, ignorieren die geometrische Form (auch als Geometrie bezeichnet) und die Verschleißfläche abgenutzter Meißel, und ermitteln nur absolute Temperaturwerte des Meißels. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Meißelzustand auch dann zuverlässig auf Grundlage von Bilddaten ermittelt werden, wenn diese Bilddaten von einem Meißel stammen, der aktuell nicht voll im Schneideinsatz ist und sich bereits wieder abkühlt, oder an dem geschnittenes Material haftet. Dies verbessert die Erkennbarkeit der Formänderungen des Meißels erheblich.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen erfolgt eine infrarotbasierte Formerfassung der Meißelköpfe im laufenden Betrieb. Im Gegensatz zu herkömmlichen Konzepten, die mittels Infrarotkameras nur die sowohl gesteins- als auch betriebsführungsabhängige Absoluttemperatur der Meißelspitze erfassen, können gemäß verschiedenen Ausführungsformen bereits geringe Temperaturunterschiede ausreichen, um den Meißelzustand zuverlässig zu ermitteln, was daher erheblich robuster ist gegenüber Störeinflüssen (wie beispielsweise Staub und Wasser). Ein weiterer Aspekt gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist eine räumliche Formerfassung der drehbar gelagerten Meißel, welche die Datengrundlage zum Ermitteln des Meißelzustandes weiter verbessert.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird der individuelle Verschleißgrad jedes Meißels auf dem Schneidkopf ermittelt, beispielsweise quantitativ im laufenden Betrieb, und jedem Meißel eine entsprechende graduelle Bewertung zuordnet. Zusätzlich ist die Identifikation des Verschleißtyps möglich, zum Beispiel die Unterscheidung zwischen asymmetrischem Verschleiß (z.B. bei Abbruch von Teilen der Meißelspitze) und symmetrischem Verschleiß (z.B. bei normaler Abnutzung auf allen Seiten). Die Zustandsanalyse kann im laufenden Betrieb erfolgen, die Ergebnisse können sowohl visuell an den Bediener als auch direkt an den Antriebsstrang übertragen werden, um zum Beispiel einen Nothalt nach Meißelbruch auszulösen oder um die konkreten Meißel anzuzeigen, die zur Vermeidung schwererer Schäden auszutauschen sind.

Bei herkömmlichen Konzepten werden die tatsächliche Temperaturverteilungen und/oder Infrarotbilder benötigt, beispielsweise indem basierend darauf nach dem Spitzenwert der Temperatur gesucht wird.

Demgegenüber erfolgt gemäß verschiedenen Ausführungsformen keine Auswertung einer Temperatur (z.B. Absoluttemperatur), sondern eine Identifikation der Kontur, beispielsweise von Gradienten, basierend auf Bilddaten, die eine räumliche Verteilung der Infrarotstrahlungsintensität repräsentieren (anschaulich ein Infrarotstrahlungsintensitätsbild), beispielsweise die zugehörigen Strahlungswerte repräsentieren. In einigen Ausführungsformen wird ein oder mehr als ein Meißelkopf ermittelt (beispielsweise dessen Position und/oder Identität) basierend auf den Bilddaten. Basierend auf den Bilddaten kann eine Extraktion des 3D-Profils des Meißelkopfs erfolgen, um dieses 3D-Profil, das invariant von der Temperatur ist, mit einem Gutprofil (d.h. Profil des Referenzzustands) zu vergleichen.

Dies trägt der Tatsache Rechnung, dass Infrarotbilder und darauf basierende Temperaturangaben störanfällig sein können, beispielsweise durch Unterschiede im Emissionsgrad für Infrarotstrahlung (auch als IR-Strahlung bezeichnet), der vom Material und der Oberflächenbeschaffenheit abhängen kann. Demgegenüber wurde gemäß verschiedenen Ausführungsformen erkannt, dass das Ermitteln einer Kontur weniger störanfällig als Temperaturangaben (Absolutwerte) oder darauf basierende Einschätzungen zum Meißelzustand.

Fig.1 veranschaulicht ein Verfahren 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagramm. Das Verfahren weist auf, in 101 (auch als Geometrieermitteln 101 bezeichnet), Ermitteln einer Angabe (auch als Geometrieangabe bezeichnet), die zumindest eine (d.h. eine oder mehr als eine) geometrische Eigenschaft des Meißels repräsentiert; und in 103 (auch als Zustandsermitteln 103 bezeichnet), Ermitteln eines Zustandes (auch als Meißelzustand bezeichnet) des Meißels basierend auf der Angabe. Die Meißelgeometrie kann basierend auf Bilddaten 807i ermittelt werden, die beispielsweise ein oder mehr als ein Einzelbild des Meißels aufweisen und/oder den Meißel aus mehreren Perspektiven repräsentieren. Das Ergebnis des Zustandsermittelns 103 kann den Ist- Zustand (auch als ermittelter Zustand bezeichnet) des Meißels (auch als Ist-Meißelzustand bezeichnet) aufweisen. Hierin wird zum einfacheren Verständnis auf einen Verschleißzustand als exemplarischen Meißelzustand Bezug genommen. Das Beschriebene kann in Analogie auch für Meißelzustände anderen Typs gelten.

Zur Verkürzung der Beschreibung wird hierin unter anderem auf eine Zustandsanalyse 807 (z.B. eine Zustandsüberwachung implementierend) Bezug genommen, welche das Geometrieermitteln 101 und das Zustandsermitteln 103 aufweist. Ferner kann verstanden werden, dass das hierin für einen einzelnen Meißel Beschriebene (z.B. die Verarbeitung von Bilddaten und dergleichen) in Analogie für jeden Meißel einer Gruppe von Meißeln (auch als Überwachungsgruppe bezeichnet) gelten kann.

Optional weist das Verfahren eines oder mehr als eines von Folgendem auf: in 801, Auslesen der Bilddaten 807i von der Infrarotkamera (auch als Ausleseprozess 801 bezeichnet); in 803, Erfassen der Bilddaten mittels der Infrarotkamera (auch als Bilderfassen 803 oder optisches Erfassen bezeichnet); in 805, Erzeugen von Instruktionen (auch als Instruieren 805 bezeichnet), die auf einem Ergebnis des Zustandsermittelns 103 basieren; in 809, Abtragen eines Materials (auch als Abtraggut bezeichnet) mittels des Meißels (auch als Abtragprozess 809 oder Schneidprozess 809 bezeichnet); und/oder, in 811 , Vergleichen der Geometrieangabe mit einem Referenzzustand des Meißels (auch als Geometrievergleich 811 bezeichnet).

Während des Abtragprozesses 809 (z.B. Gesteinsabtragprozessen) kann der Meißel 5 bewegt werden (auch als Meißelbewegung bezeichnet), z.B. wiederholt gemäß einer Abtragsequenz, welche eine erste Phase 809a (auch als Schneidphase oder kurz Schneiden bezeichnet) aufweist, in welcher der Meißel in Kontakt mit dem Abtraggut ist, und eine zweite Phase 809b (auch als Leerlaufphase bezeichnet) aufweist, in welcher der Meißel 5 einen Abstand von dem Abtraggut aufweist. In der Leerlaufphase kann der Meißel 5 beispielsweise entlang eines in sich geschlossenen Pfads (auch als Meißelpfad bezeichnet) von dem Abtraggut weg und/oder an das Abtraggut heran bewegt werden. Wird der Abtragprozess 809 beendet (z.B. unterbrochen), kann der Meißel zwar weiterhin entlang des Meißelpfads bewegt werden, aber ohne das Abtraggut zu berühren (auch als Leerlaufbetrieb bezeichnet).

Ist der Meißel an einem sogenannten Schneidkopf befestigt, kann der Meißelpfad kreisförmig (auch als Kreisbewegung bezeichnet) oder durch den Umlauf einer mit Meißeln bestückten Trägerkette definiert sein. Alternativ oder zusätzlich kann der (z.B. kreisförmige) Meißelpfad, entlang welcher der Meißel 5 bewegt wird, in einer sogenannten Umlaufebene 1002 des Meißels (siehe beispielsweise Fig.11) liegen.

Die Meißelbewegung kann beispielsweise erfolgen, z.B. wiederholt gemäß der Abtragsequenz, während der Ausleseprozess 801 und/oder das Bilderfassen 803 erfolgt. Alternativ kann die Meißelbewegung für die Dauer des Bilderfassens 803 unterbrochen werden.

In einigen Ausführungsformen können die Instruktionen gemäß einem Netzwerkkommunikationsprotokoll erzeugt werden, z.B. als Nachricht, oder in Form eines anderen Signals. Die Instruktionen können optional eine Angabe über das Ergebnis des Zustandsermittelns 103 (z.B. den ermittelten Zustand) aufweisen.

In einer ersten exemplarischen Implementierung des Instruierens 805 weisen die Instruktionen an, das Ergebnis des Zustandsermittelns 103 auszugeben oder zumindest eine vom Menschen wahrnehmbare Ausgabe bereitzustellen, welche auf dem Ergebnis des Zustandsermittelns 103 basiert. Dann können die Instruktionen beispielsweise an eine Nutzerschnittstelle adressiert sein, welche mittels der Instruktionen angesteuert wird.

In der ersten oder einer dazu alternativen zweiten exemplarischen Implementierung des Instruierens 805 weisen die Instruktionen an, eine Bewegung des Meißels zu verändern, z.B. zu stoppen, zu verlangsamen, zu beschleunigen. Dann können die Instruktionen beispielsweise an einen Antriebsstrang adressiert sein, welcher mittels der Instruktionen angesteuert wird. Der Antriebsstrang kann beispielsweise eingerichtet sein, dem Meißel 5 Bewegungsenergie zuzuführen (um die Meißelbewegung anzutreiben). Beispielsweise können die Instruktionen den Antriebsstrang anweisen, den Meißel in einer vordefinierten Position zum Stillstand zu bringen und/oder dessen Bewegungsgeschwindigkeit zu verändern. Beispielsweise kann die vordefinierte Position eingerichtet sein, eine Zugänglichkeit des Meißels (z.B. zur Inaugenscheinnahme oder zum Wechsel dessen) zu erleichtern.

Optional kann das Bilderfassen 803 mit der Meißelbewegung synchronisiert (auch als synchronisiertes Bilderfassen bezeichnet) sein, z.B. derart, dass deren Frequenzen voneinander abhängig sind. Das synchronisierte Bilderfassen kann beispielsweise mittels eines Sensors (z.B. Drehwinkelsensors) implementiert sein, der eingerichtet ist, die Meißelbewegung (z.B. Kreisbewegung) zu erfassen. Beispielsweise kann der Drehwinkelsensor eingerichtet sein, eine Drehung (z.B. die Drehfrequenz und/oder Drehgeschwindigkeit) des Schneidkopfs zu erfassen. Das Ansteuern der Infrarotkamera kann dann auf Daten basieren, welche von dem Sensor stammen und/oder welche die Meißelbewegung repräsentieren.

Die Dauer der vollständigen Kreisbewegung kann beispielsweise der Dauer der Abtragsequenz entsprechen. Hierin wird unter anderem auf die Kreisbewegung Bezug genommen, wobei verstanden werden kann, dass das Beschriebene in Analogie gelten kann, wenn der Meißelpfad anders geformt ist.

Die Frequenz des Erfassens kann aber auch durch eine bestimmte Stellung (Höhe, seitliche Auslenkung) des beweglichen Schneidkopfträgers oder durch ein von der Maschinensteuerung bereitgestelltes Signal gesteuert sein, um z.B. immer nach einem vollständigen Schnitt über die gesamte Ortsbrust den Meißelzustand zu erfassen und zu diesem Zweck die Kamera nur kurzzeitig, außerhalb des aktiven Schneidvorgangs, den rauen Umgebungsbedingungen auszusetzen.

Nachfolgend werden verschiedene Implementierungen des Verfahrens 100 mittels eines Abtragsystems erläutert, welche als exemplarisch zu verstehen sind.

Fig.2 veranschaulicht ein Abtragsystem 200 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Aufbaudiagramm.

Das Abtragsystem 200 weist eine Abtragmaschine 202 und eine Infrarotkamera 6 auf. Die Abtragmaschine 202 weist den Meißel 5 auf und ist eingerichtet zum Abtragen des Abtragguts mittels des Meißels 5, beispielsweise indem der Meißel 5 gegen das Abtraggut gepresst wird. Die Infrarotkamera 6 kann eingerichtet sein zum Erfassen von Bilddaten. Im Betrieb des Abtragsystems 200, beispielsweise wenn der Abtragprozess 809 mittels der Abtragmaschine 202 durchgeführt wird, kann die Infrarotkamera 6 auf die Abtragmaschine 202, z.B. deren Meißel 5 oder zumindest den Meißelpfad gerichtet sein, so dass mittels der Infrarotkamera 6 Bilddaten des Meißel 5 erfasst werden können.

Das Abtragsystem 200 weist ferner eine Datenverarbeitungsvorrichtung 106 auf, welche eingerichtet ist, das Verfahren 100 durchzuführen. Dazu kann die Datenverarbeitungsvorrichtung 106 im Betrieb mit der Infrarotkamera 6 kommunikativ gekoppelt 204 sein, z.B. kabellos und/oder kabelgebunden.

Eine exemplarische Implementierung der Abtragmaschine 202 weist einen Schneidkopf 2 auf, welcher eingerichtet ist, einen oder mehr als einen Meißel 5 zu halten. Dazu kann der Schneidkopf 2 beispielsweise einen oder mehr als einen sogenannten Meißelhalter 8 aufweisen, wovon jeder Meißelhalter 8 eingerichtet ist, einen Meißel 5 zu halten. Der Meißelhalter 8 kann beispielsweise einen Hohlraum (auch als Meißeltasche bezeichnet) zum Aufnehmen des Meißels 5 und eine optionale Arretierungsvorrichtung (nicht dargestellt) aufweisen. Die Arretierungsvorrichtung ist eingerichtet, den in dem Hohlraum aufgenommenen Meißel 5 formschlüssig zu arretieren. Dies erlaubt es, den Meißel 5 schnell und kostengünstig wechseln zu können. Der Hohlraum kann optional einen Einsatz aus verschleißfestem Material aufweisen, eine sogenannte Verschleißbuchse.

Der Schneidkopf 2 kann das letzte Glied des Antriebsstrangs der Abtragmaschine 202 (d.h. deren kinematischen Kette) bilden. Der Antriebsstrang kann ferner einen oder mehr als einen Antrieb aufweisen, die eingerichtet sind, dem Meißel 5 Bewegungsenergie zuzuführen, beispielsweise indem dem Schneidkopf 2 ein Drehmoment zugeführt wird oder indem der Schneidkopf 2 verschoben wird. Die Drehbewegung des Schneidkopfs 2 versetzt den Meißel 5 in seine Kreisbewegung um die Drehachse 201 des Schneidkopfs 2 herum. Die Frequenz der Drehbewegung des Schneidkopfs 2 und die Frequenz der Kreisbewegung des Meißels 5 (auch als Umlauffrequenz des Meißels 5 bezeichnet) können identisch sein. Die Umlauffrequenz, mit der jeder Meißel im Sichtfeld der Kamera erscheint, kann in einem Bereich von ungefähr 0,2 Hz bis ungefähr 2 Hz liegen, beispielsweise ungefähr bei 0,5 Hz (was 30 Trommeldrehungen pro Minute entspricht).

Der Schneidkopf 2 ist drehbar gelagert um die Drehachse 201 (die innerhalb des Schneidkopfs 2 angeordnet ist) herum. Beispielsweise kann die Abtragmaschine 202 eine Lagervorrichtung aufweisen, welche ein Drehlager aufweist, welches die Drehachse 201 (auch als Kopfachse 201 bezeichnet) bereitstellt. Die Kopfachse 201 kann quer zur Umlaufebene 1002 jedes Meißels 5 sein, der mittels des Schneidkopfs 2 bewegt wird.

Optional kann die Lagervorrichtung einen Arm (auch als Ausleger bezeichnet) aufweisen, welcher den Schneidkopf 2 hält. In diesem Fall kann die Lagervorrichtung, z.B. deren Arm, eingerichtet sein, die Drehachse 201 des Schneidkopfs 2 zu bewegen, z.B. zu verschieben und/oder zu drehen, entlang einer Bewegungsrichtung (im Fall eines Drehens auch als Schwenkbewegung bezeichnet).

Ist der Meißel ein sogenannter Rundschaftmeißel, kann dieser eingerichtet sein, sich in der Meißeltasche drehen zu können um seine Meißelachse 203 (auch als Meißeleigendrehung oder vereinfacht als Eigendrehung bezeichnet) herum. Dies verbessert die Symmetrie der Abnutzung des Meißels 5. Die Meißeleigendrehung kann (z.B. nur) in der Schneidphase erfolgen und/oder angeregt sein von der Interaktion mit dem Abtraggut (z.B. Gestein).

Beispiele für die Abtragmaschine 202 weisen auf: eine Schrämmaschine, ein Bagger, eine Teilschnittmaschine, ein sogenannter Continuous Miner, ein sogenannter Surface Miner, oder eine Tunnelbohrmaschine. Nachfolgend werden zunächst einige Implementierungen des Abtragsystems 200 erläutert, und nachfolgend auf konkrete Ausgestaltungen des Verfahrens 100 eingegangen. Dazu wird Bezug genommen auf Bilddaten, auf denen das Geometrieermitteln 101 basiert, die von einem Kamerasystem bereitgestellt werden. Es kann verstanden werden, dass das für die Bilddaten von dem Kamerasystem Beschriebene in Analogie gelten kann für Bilddaten, die von genau einer oder mehr als einer Infrarotkamera bereitgestellt werden. Fig.3 veranschaulicht ein Abtragsystem 200 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 300 in einer schematischen Perspektivansicht, in denen die Abtragmaschine 202 als sogenannter Continuous Miner 7 (auch als „Stetigschnittmaschine“ bezeichnet) eingerichtet ist. Die Stetigschnittmaschine 7 weist einen oder mehr als einen Schneidkopf 2 auf, der als Querschneidkopf eingerichtet ist. Der Schneidkopf kann walzenförmig sein (dann auch als Schneidwalze bezeichnet).

Die Schwenkbewegung 301 b der Abtragmaschine 202 kann um eine Drehachse 301 sein, die parallel zu der Kopfachse 201 und außerhalb des Schneidkopfs 2 angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Lagervorrichtung 3 eingerichtet sein, die Kopfachse 201 entlang einer oder mehr als einer Translationsachse zu verschieben und/oder um eine oder mehr als eine zusätzliche Drehachse zu drehen (siehe Pfeile).

Ferner kann das Abtragsystem 200 eine oder mehr als eine Infrarotkamera 6 aufweisen, wovon exemplarische Montagepositionen aufweisen: an dem Ausleger 3 (z.B. einer Vorder- oder Rückseite des Auslegers 3), an der Nutzerkabine 4 der Abtragmaschine 202, neben der Abtragmaschine 202 (z.B. auf einem Untergrund der Abtragmaschine 202 abgestützt), auf einem Fahrgestell der Abtragmaschine 202.

Eine beispielhafte Implementierung der neben der Abtragmaschine 202 angeordneten Infrarotkamera 6 kann von einem Gestell 352 getragen werden, das einen oder mehr als einen Standfuß (z.B. einem Dreibein) aufweist, der auf einem Untergrund, auf dem die Abtragmaschine 202 steht, angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich zu dem Standfuß kann das Gestell 352 auch einen Handgriff aufweisen, um vom Nutzer getragen zu werden. Die verbessert die Flexibilität des Abtragsystems 200.

Generell sei angemerkt, dass auch jede andere Montageposition gewählt werden kann, insofern diese ermöglicht, dass eine dort montierte Infrarotkamera 6 auf einen Meißel 5 gerichtet werden kann, so dass der Meißelpfad zumindest teilweise im Sichtfeld der Infrarotkamera angeordnet ist. Das Geometrieermitteln 101 kann auf den Bilddaten von nur einer Infrarotkamera 6 basieren oder auf den Bilddaten von mehreren Infrarotkameras 6, die sich in ihrer Montageposition voneinander unterscheiden. Je mehr Infrarotkameras 6 bzw. verschiedene Montageposition verwendet werden, desto besser ist die Datengrundlage für das Geometrieermitteln 101 , wie später noch genauer erläutert wird.

Optional können die Bilddaten direkt mittels einer grafischen Benutzerschnittstelle, z.B. deren Anzeigevorrichtung in der Kabine 4, oder auf einer Fernbedien- und Kontrolleinheit angezeigt werden.

Wie dargestellt, kann der Schneidkopf 2 mehrere Meißel 5 aufweisen, die sich voneinander unterscheiden in dem Meißelpfad, entlang dem diese bewegt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Schneidkopf 2 mehrere Meißel 5 aufweisen, die übereinstimmen in dem Meißelpfad, entlang dem diese bewegt werden. Es sei allerdings angemerkt, dass nicht unbedingt nötig ist, dass der Bewegungspfad jedes Meißels 5 am Schneidkopf 2 im Sichtfeld einer Infrarotkamera 6 des Kamerasystems angeordnet ist. Mit anderen Worten muss die Überwachungsgruppe nicht alle Meißel aufweisen. Es kann genauso gut eine Art Stichprobenhafte Zustandsanalyse 807 erfolgen.

In Analogie zu den Ausführungsformen 300 veranschaulicht Fig.4 das Abtragsystem 200 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 400 in einer schematischen Perspektivansicht, in denen die Abtragmaschine 202 als sogenannte Teilschnittmaschine 1 eingerichtet ist. Die Teilschnittmaschine 1 weist einen oder mehr als einen Schneidkopf 2 auf, der als Querschneidkopf eingerichtet ist. Beispielsweise kann der Ausleger 3 zwischen zwei Querschneidköpfen angeordnet sein.

Hierin wird exemplarisch auf die Teilschnittmaschine und ebenso auf die Stetigschnittmaschine Bezug genommen, wobei verstanden werden kann, dass das für die Teilschnittmaschine Beschriebene in Analogie für die Stetigschnittmaschine gelten kann und andersherum und ebenso für eine Abtragmaschine anderen Typs.

Fig.5A und 5B veranschaulichen jeweils das Abtragsystem 200 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 500a, 500b in einer schematischen Perspektivansicht mit Blick auf den Schneidkopf 2, die sich in der Konfiguration des Kamerasystems 502 voneinander unterscheiden. Wie oben angedeutet, kann das Kamerasystem 502 mehrere Infrarotkameras 6 aufweisen, welche beispielsweise an dem Ausleger 3 montiert sind, und von denen die Bilddaten, auf denen das Geometrieermitteln 101 basiert, stammen.

Gemäß den Ausführungsformen 500a ist das Kamerasystem 502 derart eingerichtet (z.B. angeordnet und ausgerichtet), dass jeder Meißel 5 der Überwachungsgruppe pro Umdrehung des Schneidkopfs 2 durch das Sehfeld mehr als einer Infrarotkamera 6 des Kamerasystems 502 hindurch bewegt wird. Die Bilddaten weisen dann pro Meißel und pro Kreisbewegung des Meißels mehrere Einzelbilder des Meißels auf, die sich in ihrem Blickwinkel (auch als Perspektive bezeichnet) voneinander unterscheiden. Dies erleichtert es, den Verschleißgrad und/oder die Verschleißart zuverlässiger zu ermitteln, wie später noch genauer erläutert wird.

In einer exemplarischen Implementierung der Ausführungsformen 500a ist das Kamerasystem 502 eingerichtet, stereoskopische Bilddaten eines oder mehr als eines Meißels 5 zu erfassen. Beispielsweise sind einander unmittelbar benachbarte Infrarotkameras 6 des Kamerasystems 502 (auch als Kamerapaar bezeichnet) derart eingerichtet, dass deren Sehfelder an dem Schneidkopf 2 einander überlappen. Die stereoskopischen Bilddaten weisen beispielsweise pro Meißel 5 und pro Kreisbewegung des Meißels 5 zwei Einzelbilder des Meißels 5 (z.B. in derselben Position und/oder zum selben Zeitpunkt) auf, die sich in ihrem jeweiligen Blickwinkel (auch als Perspektive bezeichnet) voneinander unterscheiden. Gemäß den Ausführungsformen 500b ist das Kamerasystem 502 eingerichtet, nur monoskopische Bilddaten eines oder mehr als eines Meißels 5 zu erfassen. Beispielsweise sind einander unmittelbar benachbarte Infrarotkameras 6 des Kamerasystems 502 derart eingerichtet, dass deren Sehfelder an dem Schneidkopf 2 aneinandergrenzen oder zumindest einen Abstand voneinander aufweisen. Die Ausführungsformen 500b sind beispielsweise vorteilhaft, wenn weniger Infrarotkameras 6 pro Meißel zur Verfügung stehen, wenn eine höhere Bildauflösung benötigt wird, oder wenn die zur Verfügung stehenden Infrarotkameras 6 eine zu geringe Auflösung aufweisen, um mehrere Meißel 5 ausreichend genau zu erfassen.

Gemäß den Ausführungsformen 500b kann beispielsweise jeder Meißel 5 pro Umdrehung des Schneidkopfs 2 durch das Sehfeld genau einer Infrarotkamera 6 hindurch bewegt werden. Der Meißel kann beispielsweise pro Umdrehung des Schneidkopfs 2 nur aus einer Perspektive erfasst werden.

Das Bilderfassen 803 gemäß den Ausführungsformen 500b kann ausreichend (z.B. gleichwertig zu den Ausführungsformen 500a) sein, wenn der Meißel 5 für eine Eigendrehung eingerichtet ist (was bei Rundschaftmeißeln der Regelfall sein kann). Denn in diesem Fall unterscheidet sich die rotatorische Lage des Meißels relativ zu der Infrarotkamera 6 zum Zeitpunkt des Bilderfassens bei aufeinander folgenden Kreisbewegungen zumindest leicht aufgrund der Meißeleigendrehung. Die aufeinanderfolgenden Einzelbilder unterscheiden sich somit ebenso in der Perspektive, aus welcher der Meißel 5 optisch erfasst wurde.

Ist die Meißeleigendrehung blockiert (auch als Meißelblockade bezeichnet), wird der Meißel in den Ausführungsformen 500b aber auch den Ausführungsformen 500a nacheinander wiederholt in derselben Lage erfasst. Diese Meißelblockade lässt sich daher mittels eines Vergleichs der nacheinander erfassten Bilddaten oder mittels Geometrievergleichs 811 ermitteln, wie später noch genauer erläutert wird. Beispielsweise kann das Zustandsermitteln als Meißelzustand die Meißelblockade ermitteln, wenn das Ergebnis eines Vergleichs der nacheinander erfassten Bilddaten oder das Ergebnis des Geometrievergleichs 811 einen Schwellenwert unterschreitet.

In einer nicht dargestellten exemplarischen Implementierung der Ausführungsformen 500a weist das Abtragsystem 200 mehrere Kamerasysteme 502 gemäß den Ausführungsformen 500b auf, zwischen denen der Ausleger 3 angeordnet ist. Anschaulich kann eines der Kamerasysteme 502 auf einen unteren Abschnitt des Schneidkopfs 2 und eines der Kamerasysteme auf einen oberen Abschnitt des Schneidkopfs 2 gerichtet sein.

Fig.ßA und 6B veranschaulichen jeweils das Abtragsystem 200 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 600a, 600b in einer schematischen Perspektivansicht mit Blick auf den Schneidkopf 2, die sich in der Konfiguration des Kamerasystem 502 voneinander unterscheiden analog zu den Ausführungsformen 500a, 500b. Im Unterschied dazu weist die Lagervorrichtung 3 zusätzlich einen Querträger 602 auf, der über den Ausleger hervorsteht und das Kamerasystem 502 trägt. Der Querträger 602 verbessert die Perspektive des Kamerasystems 502 und verbessert daher die Datengrundlage für das Geometrieermitteln 101.

Beispielsweise kann jedem Schneidkopf 2 eine Infrarotkamera 6 zugeordnet sein, die auf den Schneidkopf 2 gerichtet ist, beispielsweise derart, dass deren Sehfeld den (z.B. gesamten) Schneidkopf 2 erfasst. Beispielsweise kann der gesamte Schneidkopf 2 im Sehfeld der diesem zugeordneten Infrarotkamera 6 angeordnet sein (siehe Ausführungsformen 600b).

Analog zu den Ausführungsformen 500a ist das Kamerasystem 502 gemäß den Ausführungsformen 600a derart eingerichtet (z.B. angeordnet und ausgerichtet), dass der oder jeder Meißel 5 pro Umdrehung des Schneidkopfs 2 durch das Sehfeld mehr als einer Infrarotkamera 6 des Kamerasystems 502 hindurch bewegt wird, z.B. so, dass stereoskopische Bilddaten mindestens eines (d.h. eines oder mehr als eines) Meißel 5 erfasst werden.

Analog zu den Ausführungsformen 500b ist das Kamerasystem 502 gemäß den Ausführungsformen 600b derart eingerichtet (z.B. angeordnet und ausgerichtet), dass der mindesten eine Meißel 5 pro Umdrehung des Schneidkopfs 2 durch das Sehfeld genau einer Infrarotkamera 6 des Kamerasystems 502 hindurch bewegt wird, z.B. so dass nur monoskopische Bilddaten des mindestens einen Meißels 5 erfasst werden.

Fig.7 veranschaulicht das Abtragsystem 200 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 700 in einer schematischen Perspektivansicht mit Blick auf den Schneidkopf 2 analog zu den Ausführungsformen 600a, 600b, aber mit dem Unterschied, dass jedem Schneidkopf 2 zwei Infrarotkameras 6 (auch als Kamerapaar bezeichnet) zugeordnet sind, die auf Schneidkopf 2 gerichtet sind, beispielsweise derart, dass deren Sehfeld den (z.B. gesamten) Schneidkopf 2 erfasst. Dies verbessert die Datengrundlage noch weiter. Es können selbstverständlich pro Schneidkopf 2 auch mehr als zwei Infrarotkameras vorhanden und auf die Schneidkopf 2 gerichtet sein.

Analog zu den Ausführungsformen 600a kann jedes Kamerapaar, deren Infrarotkameras 6 auf einen Schneidkopf 2 gerichtet sind, derart eingerichtet (z.B. angeordnet und ausgerichtet) sein, dass stereoskopische Bilddaten des Schneidkopfs 2 erfasst werden.

Nachfolgend werden verschiedene exemplarische Implementierungen des Verfahrens für die hierin genannten Ausgestaltungen des Kamerasystems erläutert.

Fig.8 veranschaulicht das Geometrieermitteln 101 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Diagramm 800. Das Geometrieermitteln 101 kann eingerichtet sein, die Bilddaten 807i als Eingabe zu verarbeiten und die Geometrieangabe 852 (als Resultat des Geometrieermittelns 101) auszugeben. Das Geometrieermitteln 101 kann aufweisen, in 851, eine datenbasierten Repräsentanz 13 (auch als Geometrierepräsentanz 13 bezeichnet) einer Geometrie des Meißels 5 (z.B. hier exemplarisch der Kontur 13 des Meißelkopfes) basierend auf den Bilddaten zu ermitteln. Die Geometrierepräsentanz 13 kann eine oder mehr als eine von folgenden geometrischen Eigenschaften des Meißels (z.B. des Meißelkopfs) repräsentieren: eine Kontur; eine Querschnittsfläche, welche von der Kontur des Meißels (z.B. des Meißelkopfs) eingeschlossen wird und/oder eine flächige Projektion (aus dem Blickwinkel der Infrarotkamera) dieser; eine geometrische Ausdehnung.

Das Ermitteln 851 der Geometrierepräsentanz 13 kann beispielsweise mittels eines oder mehr als eines Bildverarbeitungsalgorithmus erfolgen. Der Bildverarbeitungsalgorithmus kann beispielsweise einen Filter (auch als Bildfilter oder Grafikfilter bezeichnet) aufweisen, der eingerichtet ist, für jedes Einzelbild, mehrere Bildkomponenten (z.B. Pixelkoordinaten) des Einzelbilds auszugeben, die ein vorgegebenes Kriterium erfüllen (auch als Herausfiltern bezeichnet). Beispiele für den Bildverarbeitungsalgorithmus weisen auf: eine Kantenerkennung, ein Fourier-Hochpassfilter, ein Schwellenwert-Filter, ein Fourier- Tiefpassfilter, eine Farbwert-Differenzanalyse, eine Objekterkennung, eine Geometrieerkennung, ein antrainierter Algorithmus. Der antrainierte Algorithmus kann beispielsweise mittels maschinellen Lernens trainiert werden, beispielsweise basierend auf Trainingsdaten, welche Bilddaten von Meißeln bekannter Geometrie aufweisen.

Der antrainierte Algorithmus kann z.B. ein einlagiges oder mehrlagiges künstliches neuronales Netz (KNN) in Verbindung mit einem Gradienten-Abstiegsverfahren sein. Das Netz kann beispielsweise ein rückgekoppeltes oder Feedforward-Multilayer-Perzeptron sein. Das KNN kann eine selbstlernende Klassifikation ausführen, etwa mit der Lernenden Vektorquantisierung, es kann zufällige bzw. statistische Lerngrößen enthalten (probabilistisches KNN) oder zeitverzögerte Angaben aus vorherigen Durchläufen verarbeiten, um eine bessere Klassifikation zu erreichen (zeitversetztes KNN).

Die Geometrierepräsentanz 13 kann alternativ oder zusätzlich im Allgemeinen mittels eines beliebigen Prozesses der Planimetrie ermittelt werden.

Die Farbwert-Differenzanalyse kann beispielsweise ein Differenzkriterium als Kriterium aufweisen, welches für eine Bildkomponente (z.B. ein Pixel) dann erfüllt ist, wenn eine Differenz des Farbwerts des Pixels zu angrenzenden Pixeln einen Schwellenwert übersteigt. Dies erleichtert es, die Kontur der Geometrierepräsentanz 13 zu ermitteln. In Analogie kann ein Schwellenwert eines Gradienten einer Ausgleichsrechnung, die auf mehreren Farbwerten basiert, als Kriterium dienen. Alternativ oder zusätzlich können diejenigen Bildkomponenten herausgefiltert werden, deren Farbwert einen Schwellenwert übersteigt und/oder deren Differenz des Farbwerts des Pixels zu angrenzenden Pixeln einen Schwellenwert unterschreitet (auch als Homogenitätskriterium bezeichnet). Dies erleichtert es, die Fläche der Geometrierepräsentanz 13 zu ermitteln. Die Geometrieangabe kann eine oder mehr als eine Eigenschaft der datenbasierten Geometrierepräsentanz 13 (auch als Geometrieeigenschaft bezeichnet) aufweisen oder zumindest davon abgeleitet sein. Beispiele für die Geometrieeigenschaft weisen auf: ein Umfang 13u der Geometrierepräsentanz 13; ein (z.B. geometrischer) Schwerpunkt 13m (vorzugsweise der flächigen Projektion, welche von einer Kontur des Meißels eingeschlossen wird), z.B. dessen Position; einen Flächeninhalt der Fläche 13a (beispielsweise die Querschnittsfläche des Meißels repräsentierend); einen Winkel 13w, welcher von zwei Kanten der Geometrierepräsentanz 13 eingeschlossen wird (z.B. an der Meißelspitze, auch als Keilwinkel 13w bezeichnet); eine Ausdehnung 13d der Geometrierepräsentanz 13 (z.B. ausgehend von der Meißelspitze, z.B. entlang der Meißelachse, auch als Meißelhöhe bezeichnet); eine oder mehr als eine Geometrieeigenschaft einer Thermomarkierung (auch als Markierungseigenschaft bezeichnet), worauf später noch genauer eingegangen wird.

Jede dieser Geometrieeigenschaften kann, für sich genommen, eine ausreichende Grundlage sein, um darauf basierend ein zuverlässiges Zustandsermitteln 103 durchzuführen. Es kann allerdings verstanden werden, dass die Zuverlässigkeit des Zustandsermittelns 103 verbessert werden kann, wenn die Geometrieangabe 852 mehrere Geometrieeigenschaften aufweist, die optional gewichtet werden können. Das Gewichten erreicht einen zusätzlichen Freiheitsgrad, um das Verfahren 100 an Störquellen unterschiedlichen Typs anzupassen und diese somit zu kompensieren.

Dargestellt ist eine mehrkomponentige Geometrieangabe 852, die mehrere numerische Werte als Komponenten (hier exemplarisch w1,..., wn; m1 ,..., mn; d1,..., dn; a1 ,. . ., an) aufweist und hierin zur Verkürzung der Schreibweise vektoriell ausgedrückt ist. Die mehrkomponentige Geometrieangabe 852 verbessert die Zuverlässigkeit der Informationen, auf denen das Zustandsermitteln 103 basiert. In dieser vektoriellen Schreibweise ausgedrückt, kann die mehrkomponentige Geometrieangabe 852 eine oder mehr als eine Dimension aufweisen, wovon jede Dimension eine Eigenschaft referenziert, in denen sich die Werte voneinander unterscheiden (z.B. einer Zeit, einem Typ, usw.).

Beispielsweise kann eine erste Dimension 852a der Geometrieangabe 852 einen Typ der Geometrieeigenschaft referenzieren. Alternativ oder zusätzlich kann eine zweite Dimension 852b der Geometrieangabe 852 das Einzelbild (hier exemplarisch #1 , #2, usw.) referenzieren, auf dem die Geometrieangabe 852 basiert, z.B. deren Bildnummer und/oder deren Zeitpunkt, und/oder auf andere Weise einen zeitlichen Verlauf referenzieren. Es können selbstverständlich auch mehr oder weniger Eigenschaften der Geometrieangabe 852 referenziert werden. Beispielsweise kann, z.B. pro Meißel und/oder Kreisbewegung des Meißels, alternativ oder zusätzlich die Perspektive referenziert werden, auf welcher die Komponente basiert.

In der dargestellten exemplarischen Matrix können alle Einträge der Spalte #1 auf demselben Einzelbild oder mehreren Einzelbildern desselben Zeitpunkts basieren. Alternativ oder zusätzlich können alle Einträge der Zeile des Winkels 13w den Wert eines Winkels 13w, welcher von zwei Kanten der Geometrierepräsentanz 13 eingeschlossen wird (z.B. an der Meißelspitze), angeben. Die Einträge entlang der zweiten Dimension 852b bilden dann den zeitlichen Verlauf der Geometrieeigenschaften ab, was es erleichtert, kleine Veränderungen der Meißelgeometrie zu erkennen.

Optional kann das Zustandsermitteln 103 auf einem numerischen Wert basieren, der eine Funktion der (z.B. gewichteten) Werte von mehreren Geometrieeigenschaften unterschiedlichen Typs und/oder unterschiedlicher Zeitpunkte ist. Dies verbessert die Zuverlässigkeit der Informationen, auf denen das Zustandsermitteln 103 basiert. Die Wichtung der Werte von mehreren Geometrieeigenschaften unterschiedlichen Typs und/oder unterschiedlicher Zeitpunkte erleichtert die Anpassung des Verfahrens an die konkrete Anwendung.

Optional kann der Bildverarbeitungsalgorithmus einen Algorithmus aufweisen, der eingerichtet ist, eine Vorstufe der Geometrierepräsentanz 13 in die Geometrierepräsentanz 13 zu überführen. Ein Beispiel dafür ist das Glätten der Fläche 13a, der Kontur 13u oder Ähnlichem. Ein dazu alternatives oder zusätzliches Beispiel ist eine Ausgleichsrechnung, welche eine Ansammlung von Pixelkoordinaten in einen vektorbasierten Pfad überführt. Der Pfad kann beispielsweise ein Polyeder sein, welcher als Kontur 13u verwendet wird, und/oder geglättet werden. Dasselbe gilt in Analogie für die Knoten des Pfads.

Wie oben erläutert, weist das Verfahren 100 optional den Geometrievergleich 811 auf. In dem Fall basiert das Zustandsermitteln auf einem Ergebnis (auch als Vergleichsergebnis bezeichnet) des Geometrievergleichs 811. In einer ersten exemplarischen Implementierung dessen, wird die Geometrieangabe 852 mit einem (z.B. abgespeicherten) Soll-Zustand des Meißels als Referenzzustand verglichen (auch als Absolutvergleich bezeichnet), z.B. mit einer Soll-Geometrieangabe. In der ersten oder einer dazu alternativen zweiten exemplarischen Implementierung dessen, wird die Geometrieangabe mit einer vorherigen (z.B. abgespeicherten) Geometrieangabe desselben Meißels als Referenzzustand verglichen (auch als Relativvergleich bezeichnet). Dies kann optional erforderlich sein, wenn ein neu eingesetzter, praktisch unbenutzter Meißel andere Oberflächeneigenschaften als ein benutzter Meißel aufweist und daher die Konturerkennung erschwert ist. Die Soll-Geometrieangabe könnte dann beispielsweise nach einer definierten niedrigen Anzahl Betriebsstunden ermittelt werden. Der Relativvergleich kann alternativ oder zusätzlich aufweisen, mehrerer Komponenten der Geometrieangabe gleichen Typs miteinander zu vergleichen, insofern die Geometrieangabe zeitabhängig ist.

Der Absolutvergleich erleichtert den Vergleich mehrerer Meißel untereinander und/oder erlaubt es, eine Reststandzeit eines Meißels zu ermitteln. Der Relativvergleich verbessert die Zuverlässigkeit des Verfahrens. In einem beispielhaften Szenario wird die geometrische Eigenschaft (z.B. Kontur) des Meißels durch daran anhaftendes Gesteinsmaterial überlagert. Fehler aufgrund dieser Überlagerung lassen sich jedoch durch einen statistischen Vergleich mit den Vorgängerbildern als Relativvergleich und einer Instruktion, eine leicht verzögerte Warnung (als Signal) auszugeben, vermeiden. Alternativ oder zusätzlich kann das anhaftende Material durch die geringere Wärmeleitfähigkeit und Unterschiede im Emissionsgrad bereits im Absolutvergleich dunkler erscheinen und daher vom eigentlichen Meißel unterscheidbar sein.

Das Verfahren 100 kann optional aufweisen, die ermittelte Geometrieangabe 852 und/oder die zugrundeliegenden Bilddaten als ungültig zu klassifizieren (auch als Verwerfen bezeichnet) auf Grundlage eines Ergebnisses des Geometrievergleichs 811. Das Zustandsermitteln 103 kann in diesem Fall optional eingerichtet sein, alle als ungültig klassifizierten Geometrieangaben 852 zu ignorieren. In einer exemplarischen Implementierung des Verwerfens kann diese basierend auf dem Ergebnis des Relativvergleichs erfolgen, beispielsweise wenn eine Abweichung der Ist- Geometrieangabe von der vorherigen Geometrieangabe einen Schwellenwert überschreitet. Beispielsweise kann eine Meißelkontur nur dann als gültig klassifiziert werden, wenn diese in ähnlicher Form wiederkehrend auftritt, und andernfalls als Ausreißer verworfen werden.

Nachfolgend werden verschiedene Implementierungen des Verfahrens 100 erläutert, bei denen die Geometrierepräsentanz 13 ermittelt wird.

Fig.9 veranschaulicht das Verfahren 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagramm 900. Das Bilderfassen 803 und/oder das Kamerasystem 502, mittels dessen das Bilderfassen 803 erfolgt, können eingerichtet sein, Bilddaten 807i zu erfassen, die pro (z.B. n) Kreisbewegung(en) des Meißels 5 um die Drehachse 201 herum genau ein Einzelbild 9 aufweisen (n kann beispielsweise 1 oder mehr sein). Beispielsweise kann das Bilderfassen 803 mit der Kreisbewegung des Meißels 5 synchronisiert sein, z.B. derart, dass eine Frequenz des Bilderfassens fß (auch als Bilderfassungsfrequenz bezeichnet) eine Funktion der Umlauffrequenz fo des Meißels 5 ist.

Beispielsweise kann die Relation erfüllt sein: n-fo fß, wobei n eine natürliche Zahl ist.

Es kann vorteilhaft sein, wenn die Zustandsanalyse 807 für jeden Meißel 5 am Schneidkopf 2 einzeln erfolgt, d.h. dass die Überwachungsgruppe alle Meißel 5 am Schneidkopf 2 aufweist. Daher kann verstanden werden, dass die hierin beschriebene Verarbeitung von Bilddaten in Analogie für jeden Meißel 5 am Schneidkopf 2 durchgeführt werden kann, dies aber nicht notwendigerweise so sein muss. Es kann auch ausreichen, die Zustandsanalyse 807 nicht für alle Meißel 5 am Schneidkopf 2 durchzuführen, um Ressourcen zu sparen. In dem Fall kann die Überwachungsgruppe nur einen Teil (z.B. weniger als 90% oder weniger als 75%) der Meißel 5 am Schneidkopf 2 aufweisen.

Es kann ferner vorteilhaft sein, wenn die Zustandsanalyse 807 jedes Meißels 5 der Überwachungsgruppe auf zumindest einem Einzelbild des Meißels 5 pro Zeitintervall basiert. Das Zeitintervall kann beispielsweise die Dauer einer vollständigen Kreisbewegung des Meißels 5 (d.h. 1/fo) sein. In dem Fall kann der Meißels 5 jedes Mal optisch erfasst werden, wenn dieser das Kamerasystem passiert. Dies kann allerdings, beispielsweise je mehr Meißel 5 der Schneidkopf 2 hält, die Bilderfassungsfrequenz, bei der das Kamerasystem 502 zuverlässige Einzelbilder liefert, übersteigen. In diesem Fall, oder auch aus anderen Gründen, kann es auch ausreichen, wenn als Zeitintervall das n-fache der Dauer einer Kreisbewegung des Meißels 5 verwendete wird. Es kann ferner vorteilhaft sein, die Bilderfassungsfrequenz auf den Arbeitsablauf abzustimmen, beispielsweise nach jedem Vollschnitt auf der Ortsbrust, während die Maschine den Ausleger im Leerlauf in eine neue Ausgangsposition bewegt.

Als Bestandteil der Bilddaten 807i ist hier exemplarisch ein temperaturbasiertes Einzelbild 9 (auch als Infrarotbild 9 bezeichnet) des Meißels 5 während des Abtragprozesses 809 gezeigt. Aufgrund der mechanischen Reibung des Meißels 5 an dem Abtraggut während des Abtragprozesses 809 wird thermische Leistung in den Meißels 5 (hauptsächlich an dessen Meißelspitze) eingetragen, was zu einer Erwärmung des Meißels 5 führt. Dem wirkt die Abkühlung des Meißels durch Abgabe von Infrarotstrahlung und Wärmeübertragung an seine Umgebung (z.B. durch Wärmeleitung im Meißel und an Kontaktpunkten an den Meißelhalter) entgegen. Abkühlung und Erwärmung erreichen ein Gleichgewicht, wenn der Meißel die sogenannte Betriebstemperatur erreicht, um welche herum die Ist- Temperatur des Meißels 5 im Zyklus der Kreisbewegung und/oder der Abtragsequenz schwankt. Die mittlere Betriebstemperatur des Meißels kann im Regelbetrieb, ohne erhöhte Verschleißereignisse wie Blockaden, beispielsweise größer sein als ungefähr 150°C, oder als ungefähr 250°C, während an der Spitze auch im Regelbetrieb kurzzeitig beispielsweise mehr als 750°C erreicht werden können.

Die Abgabe von Wärme von dem Meißel an den Meißelhalter ist beispielsweise eine Funktion der Wärmeleitfähigkeit dieser, der Kontaktfläche dieser miteinander und der Kontaktzeit dieser miteinander.

Vereinfacht gesprochen entsteht ein Wärmefluss von der Meißelspitze 10 durch den Meißelkopf 11 hindurch zu dem Meißelhalter 8 oder zumindest dem Meißelschaft hin, was zu einem Temperaturgradienten führt, der von den Farbinformationen des Infrarotbildes 9 repräsentiert wird. Beispielsweise korrespondiert ein größerer Helligkeitswert des Infrarotbildes 9 zu einer größeren Temperatur und damit zu dem Meißelkopf 11.

Dieser Temperaturgradient entsteht bereits kurz nach dem Beginn des Abtragprozesses 809 (beispielsweise nach einer kurzen Schneidphase) und kann auch während der gesamten Kreisbewegung des Meißels erfasst werden, selbst wenn der Meißel nur einen Bruchteil der Kreisbewegung in Kontakt mit dem Abtraggut ist. Dies gilt ebenso für die Zeit, in welcher der Abtragprozess 809 unterbrochen ist, beispielsweise wenn gerade nicht geschnitten wird, was beim Repositionieren nach dem Schneiden einer Ortsbrusthöhe von oben nach unten oder umgekehrt mit einer Teilschnittmaschine oder einer Stetigschnittmaschine der Fall sein kann. Je nach konkreter Implementierung kann das Bilderfassen nur dann erfolgen, wenn der Abtragprozess 809 unterbrochen wird, d.h. wenn kein Meißel in Kontakt mit dem Abtraggut ist und/oder die Abtragmaschine 202 einen Abstand von dem Abtraggut aufweist.

In einer Ausführungsform (z.B. dem oben erläuterten Fall, vorzugsweise wenn während des Schneidens Aufnahmen gemacht werden, bei denen die Gefahr besonders hoch ist) kann das Abtragsystem eine Kameraschutzvorrichtung aufweisen, welche das Kamerasystem (z.B. ein oder mehr als ein Kameraobjektiv davon) vor Feststoffpartikeln (z.B. umherfliegendem Schneidgut) aus dem Abtragprozess 809 schützt (z.B. abdeckt). Es kann allerdings verstanden werden, dass die Kameraschutzvorrichtung alternativ oder zusätzlich auch in anderen Fällen eingesetzt werden kann, wie später noch genauer beschrieben wird.

In einer anderen Implementierung kann das Bilderfassen erfolgen, wenn der Abtragprozesses 809 mittels des Schneidkopfs 2 (z.B. eine Schneidwalze 2) erfolgt, z.B., wenn der Meißel in der Leerlaufphase seines Meißelpfads ist, oder auch im Leerlaufbetrieb (z.B. in einer Leerlaufdrehung) nach dem Abtragprozess 809. Optional können der Meißel 5 und der Meißelhalter 8 in mehreren Perspektiven erfasst werden.

Wenn die Infrarotkamera 6 das Bilderfassen (auch als Aufzeichnen bezeichnet) nach oder auch bereits während eines Abtragprozesses 809 beginnt, ist der Meißel 5 aufgrund des Temperaturgradienten zu dem Meißelhalter 8, der Schneidwalze 2 und/oder der Umgebung im Infrarotbild 9 gut erkennbar, beispielsweise mittels des Bildverarbeitungsalgorithmus oder eines anderen Prozesses der Bildverarbeitung. Auf dem Infrarotbild 9 von der Infrarotkamera 6 ist die höchste Temperatur an der Meißelspitze 10 (z.B. anhand der Helligkeit) zu erkennen, gefolgt vom Meißelkopf 11 und Meißelhalter 8.

Wird die Temperatur mittels Helligkeitswerten kodiert, ist der Bildbereich mit der höchsten Temperatur in dem Infrarotbild 9 am hellsten, der Hintergrund 12 (dies kann entweder die Schneidwalze 2 oder die Umgebung sein) ist etwas dunkler. In dem Fall kann das Geometrieermitteln aufweisen, basierend auf dem hellen Bildbereich des Infrarotbilds 9 die Meißelkontur 13 des Meißelkopfs 11 als Geometrierepräsentanz 13 zu ermitteln.

Unterscheiden sich der Meißel 5 und der Meißelhalter 8 in ihrer Wärmeleitfähigkeit und/oder in dem Material, aus dem diese bestehen, sind Unterschiede in der Temperatur zwischen diesen noch größer und somit besser zu ermitteln. Die Strahlung, welche die im Infrarotbild erfassten Körper emittieren, kann allerdings auch von dem Emissionsgrad der Oberflächen der Körper abhängen, sodass Körper mit der gleichen Temperatur auf dem erfassten Infrarotbild unterschiedlich dargestellt werden können, z.B. ein neuer Meißel (oder Meißelhalter), ein verschlissener Meißel (oder Meißelhalter) und ein korrodierter Meißel (oder Meißelhalter). Meißel mit Kratzern, anhaftendem Dreck und Korrosion emittieren Infrarotstrahlung besser als neue Meißel mit vergleichsweise glatter Oberfläche, so dass deren Konturen auf dem Infrarotbild umso besser erkennbar sind, je länger sie sich im Betrieb befunden haben.

Fig.10 veranschaulicht das Verfahren 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagramm 1000 ähnlich zu dem Ablaufdiagramm 900, mit dem Unterschied, dass das Kamerasystem 502 (z.B. pro Kreisbewegung) mehrere Einzelbilder des Meißels 5 erfasst, die sich in der Perspektive (auch als Bildperspektive bezeichnet) voneinander unterscheiden. Beispielsweise werden die mehreren Einzelbilder (Infrarotbilder) mittels derselben Infrarotkamera 6 erfasst aus verschiedenen Blickwinkeln.

Fig.11 veranschaulicht das Verfahren 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagramm 1100 ähnlich zu dem Ablaufdiagrammen 900, 1000, mit dem Unterschied, dass die Infrarotkamera 6 neben einer Ebene 1002 (auch als Umlaufebene bezeichnet) angeordnet ist, in welcher der Meißelpfad angeordnet ist (auch als seitliche Perspektive bezeichnet). Das Bilderfassen 803 ist links mit Blickrichtung entlang der Kopfachse 201 und rechts mit Blickrichtung quer zur Kopfachse 201 dargestellt.

Diese seitliche Perspektive kann sich beispielsweise ergeben, wenn mehrere nebeneinander angeordnete Meißelpfade durch das Sichtfeld derselben Infrarotkamera 6 hindurch verlaufen. Eine seitliche Perspektive kann sich aber auch dann ergeben, wenn die Meißelachse eines Meißels 5a (siehe Fig.5B) schräg zu der Umlaufebene 1002 des Meißels 5a ist, was beispielsweise an den Randabschnitten eines Schneidkopfs 2 (z.B. einer Schneidwalze 2) vorkommt, wenn ein seitlich gerichteter Abtragprozess 809 begünstigt werden soll.

Im Fall der seitlichen Perspektive ist es möglich, mittels derselben Infrarotkamera 6 mehrere Geometrierepräsentanzen 13 zu ermitteln, die zu verschiedenen Perspektiven des Schneidkopfs 2 korrespondieren. Dies bietet die gleichen Möglichkeiten wie die Auswertung mittels mehrerer Infrarotkameras erfasster stereoskopischer Bilddaten (die zur selben Bilderfassungszeit korrespondieren).

Fig.12 veranschaulicht eine Konfiguration des Kamerasystems beim Bilderfassen 803 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht 1200, beispielsweise analog zu dem Bilderfassen 803 der Ablaufdiagramme 900, 1000 und/oder 1100. Das Kamerasystem kann zwei oder mehr Infrarotkameras 6 aufweisen, welche den Meißel 5 (z.B. zum selben Zeitpunkt) aus verschiedenen Perspektiven (auch als Stereosicht bezeichnet) erfassen. Dies erleichtert es, stereoskopische Bilddaten bereitzustellen. Diese Stereosicht begünstigt es, eine Schwankung der Meißelgeometrie zu ermitteln und/oder eine Abhängigkeit der Meißelgeometrie von der Perspektive zu ermitteln. Dies erleichtert es, zwischen einem symmetrischem und einem asymmetrischen Meißelverschleiß als Verschleißtyp zu unterscheiden. Fig.13 veranschaulicht einen Meißel 5 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 1300 in einer schematischen Seitenansicht 1300a mit Blickwinkel quer zur Meißelachse 203 und einer schematischen Draufsicht 1300b mit Blickwinkel entlang der Meißelachse 203, in denen der Meißel 5 eine Markierung 14 (auch als Thermomarkierung 14, Verschleißmarker oder kurz als Marker bezeichnet) am Meißelkopf 11 aufweist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wurde anschaulich erkannt, dass eine solche Thermomarkierung 14 anhand der Bilddaten identifizierbar ist und sich vom Rest des Meißels 5 abhebt. Beispielsweise wurde beobachtet, dass bereits frische Kratzer eines ansonsten fabrikneuen Meißels im Infrarotbild dunkler erscheinen.

Die Thermomarkierung 14 kann ein oder mehr als ein Segment (auch als Markierungssegment bezeichnet) aufweisen. Die Thermomarkierung 14 des Meißels 5 (beispielsweise jedes Markierungssegment davon) kann sich in zumindest einer thermischen Eigenschaft von dem Meißelkopf 11 (z.B. der Verdickung 11 k und/oder der Meißelspitze 10) unterscheiden, beispielsweise in einem thermischen Emissionsgrad und/oder einer Wärmeleitfähigkeit. Dies erreicht, dass die Thermomarkierung 14 im Infrarotbild als Inhomogenität sichtbar wird, beispielsweise selbst bei kleinen Temperaturunterschieden und/oder wenn der Wärmefluss durch den Meißel 5 hindurch zeitinvariant ist.

Die Thermomarkierung 14 kann beispielsweise eine Keramik (z.B. Wolframkarbid), Aluminiumbrass, Aluminium, Bronze, Edelstahl, Emaille, Messing aufweisen oder daraus bestehen. Darüber hinaus können Rillen auf dem Meißelkopf gefertigt werden, sodass das geschnittene Gestein die Rillen verstopft und dadurch werden entsprechende Thermomarkierung(en) fortwährend im Betrieb erstellt.

Exemplarische Implementierungen der Thermomarkierung 14 (beispielsweise jedes Markierungssegment davon) sind mittels einer Beschichtung und/oder eines Materials verschiedener Wärmeleitfähigkeit und/oder Emissionsgrads als der Meißelkopf 11 gebildet. Exemplarische Implementierungen der Thermomarkierung 14 (beispielsweise eines oder mehr als eines Markierungssegments davon) sind in den Meißelkopf 11 eingebettet, aus diesem ausgeschnitten oder auf diesen als Beschichtung aufgebracht. Exemplarische Implementierungen der Thermomarkierung 14 (beispielsweise eines oder mehr als eines Markierungssegment davon) sind zwischen der Verdickung 11 k und der Meißelspitze 10 angeordnet.

Die Geometrieangabe kann beispielsweise auf der Thermomarkierung 14 basieren, was das Geometrieermitteln 101 zuverlässiger macht. Anschaulicher gesprochen, kann eine unvollständige und/oder verformte Thermomarkierung 14 anzeigen, wo und/oder auf welche Weise der Meißel 5 (z.B. auf seiner Außenfläche) verschlissen ist, während ein Profilbild immer nur den Verschleiß entlang der Konturlinie abbildet.

Weist der Meißels 5 die Thermomarkierung 14 auf, kann die Geometrierepräsentanz 13 (z.B. pro Markierungssegment) eine datenbasierte Repräsentanz (auch als Markierungsrepräsentanz bezeichnet) einer Geometrie der Thermomarkierung 14 des Meißels 5 aufweisen oder daraus bestehen. Beispiele für die aus der Markierungsrepräsentanz abgeleiteten Geometrieeigenschaft (in dem Fall auch als Markierungseigenschaft bezeichnet) weisen in diesem Fall auf: einen Umfang 13u einer Markierungsrepräsentanz; einen (z.B. geometrischen) Schwerpunkt 13m (vorzugsweise der flächigen Projektion, welche von einer Kontur der Thermomarkierung oder zumindest eines Markierungssegments eingeschlossen wird) der Markierungsrepräsentanz, z.B. dessen Position; einen Flächeninhalt der Fläche der Markierungsrepräsentanz; einen Winkel, welcher von zwei Kanten der Markierungsrepräsentanz eingeschlossen wird; eine Ausdehnung der Markierungsrepräsentanz; eine Anzahl von Markierungssegmenten.

Wie dargestellt, kann die Thermomarkierung 14 mehrere streifenförmige (dann auch als Streifen bezeichnet) und/oder ringförmige Markierungssegmente aufweisen, welche die Meißelachse 203 umlaufen. Mit zunehmendem Verschleiß verschwinden diese Streifen 14, was zu einem anderen Infrarotbild 9 führt.

Die Thermomarkierung 14 stellt anschaulich ein Mittel bereit, welches alternativ oder zusätzlich zu der flächenhaften Geometrie des Meißels 5 im Infrarotbild berücksichtigt werden kann, um den Verschleißzustand (z.B. Verschleißgrad) des Meißels zu ermitteln.

In einer exemplarischen Implementierung sind die Streifen 14 eingebettet in den Meißelkopf 11 . In einer anderen exemplarischen Implementierung ist der Meißelkopf 11 beschichtet mit den Streifen 14, die eine andere Wärmeleitfähigkeit und/oder Emissionsgrad als der darunterliegende Meißelkopf 11 aufweisen. Der Abtrag einer solchen Beschichtung 15 (siehe auch Fig.16) lässt sich im Infrarotbild schrittweise erkennen als Unterschied vom Gutbildmuster. In einer weiteren exemplarischen Implementierung sind die Streifen 14 aus der Oberfläche des Meißelkopfs ausgeschnitten und füllen sich im Betrieb mit geschnittenem Material.

Die Zustandsanalyse 807 kann beispielsweise auf mehreren Streifen 14 oder einer Beschichtung 15 des Meißels 5 basieren, um den Verschleiß am Meißelkopf 11 im Infrarotbild 9 zu ermitteln. Mittels der Zustandsanalyse 807, die aufweist eine oder mehr als eine Geometrieeigenschaft der Streifen 14 oder der Beschichtungen 15 zu ermitteln, kann der Verschleißzustand ermittelt werden, beispielsweise der Verschleißgrad quantitativ geschätzt werden.

Fig.14 veranschaulicht einen Meißel 5 in einer schematischen Seitenansicht 1400a mit Blickwinkel quer zur Meißelachse 203 und einer schematischen Draufsicht 1400b mit Blickwinkel entlang der Meißelachse 203 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 1400 analog zu den Ausführungsformen 1300, in denen die Thermomarkierung 14 mehrere geradlinige und/oder von der Meißelspitze weg erstreckte Streifen aufweist Fig.15 veranschaulicht einen Meißel 5 in einer schematischen Seitenansicht 1500a mit Blickwinkel quer zur Meißelachse 203 und einer schematischen Draufsicht 1500b mit Blickwinkel entlang der Meißelachse 203 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 1500 analog zu den Ausführungsformen 1300, 1400, in denen die Thermomarkierung 14 mehrere entlang einer Schraubenlinie erstreckte Streifen aufweist.

Fig.16 veranschaulicht einen Meißel 5 in einer schematischen Seitenansicht 1600a mit Blickwinkel quer zur Meißelachse 203 und einer schematischen Draufsicht 1600b mit Blickwinkel entlang der Meißelachse 203 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 1600 analog zu den Ausführungsformen 1400, 1500, in denen die Thermomarkierung 14 eine Beschichtung 15 des Meißelkopfs 11 aufweist, die zwischen der Meißelspitze 10 und der Verdickung 11k angeordnet ist.

Fig.17A veranschaulicht Meißel 5 verschiedener Verschleißzustände in einer schematischen Perspektivansicht 17 und sich daraus ergebende Geometrierepräsentanzen in einer schematischen Ansicht 19 gemäß verschiedenen Ausführungsformen, welche auf Bilddaten aus einer ersten Perspektive 1700a (beispielsweise Perspektive A in Fig.12) basieren. Fig.17B veranschaulicht dieselben Meißel 5 in einer schematischen Perspektivansicht 18 und sich daraus ergebende Geometrierepräsentanzen in einer schematischen Ansicht 20 gemäß verschiedenen Ausführungsformen, welche auf Bilddaten aus einer zweiten Perspektive 1700b (beispielsweise Perspektive B in Fig.12) basieren.

Der Meißelzustand 1701 repräsentiert einen unbenutzten Meißel 5 (beispielsweise als Soll-Zustand), dessen Verschleißgrad beispielsweise 0 beträgt. Meißelzustand 1703 repräsentiert einen benutzten Meißel 5, dessen Verschleißgrad beispielsweise größer ist als 0 und dessen Verschleißtyp (auch als Verschleißart bezeichnet) ein symmetrischer Verschleiß ist. Meißelzustand 1705 repräsentiert einen benutzten Meißel 5, dessen Verschleißgrad beispielsweise größer ist als 0 und dessen Verschleißtyp ein asymmetrischer Verschleiß ist. Zur Geometrierepräsentanz ist in Ansicht 19 jeweils der Flächeninhalt als erste Geometrieeigenschaft und deren Verhältnis zum Soll-Meißelzustand 1701 (in Prozent) als zweite Geometrieeigenschaft angegeben.

Der asymmetrische Verschleiß kann aufweisen, dass ein Ausbruch von Teilen der Meißelspitze 10 erfolgt oder ein einseitiges Abschleifen aufgrund einer Meißelblockade erfolgt. Wie zu erkennen ist, kann der symmetrische Verschleiß vom asymmetrischen Verschleiß unter Umständen schwer zu unterscheiden sein, wenn Bilddaten aus nur einer Perspektive vorliegen. Ein asymmetrischer Verschleiß, z.B. aufgrund einer Meißelblockade, kann bei einer ungünstigen Lage der Infrarotkamera 6 dann nur schwer erkannt werden.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Meißelzustand auf einem Ergebnis des Geometrievergleichs 811 basieren, der einen Vergleich von Geometrieangaben unterschiedlicher Perspektiven aufweist. Dies kann es vereinfachen, den symmetrischen Verschleiß vom asymmetrischen Verschleiß zu unterscheiden.

Beispielsweise kann als Meißelzustand ein asymmetrischer Verschleiß ermittelt werden, wenn eine Schwankung der Geometrieeigenschaft (z.B. des Flächeninhalts und/oder der Kontur) zwischen der ersten Perspektive und der zweiten Perspektiven einen Schwellenwert überschreitet.

In einer exemplarischen Implementierung zeigt Ansicht 19 Geometrierepräsentanzen von Konturen 13 des Meißel 5 verschiedener Verschleißzustände, die basierend auf einem oder mehr als einem Infrarotbild 9 pro Meißel 5 ermittelt werden. Wie anhand der darüber in Perspektivansicht 17 dargestellten Meißel 5 zu erkennen ist, führen verschiedene Verschleißzustände zu ähnlichen Angaben des Flächeninhalts bzw. des Verhältnisses zum Soll-Meißelzustand 1701. Dennoch lässt sich als Meißelzustand eine geschätzte Reststandzeit ermitteln basierend auf der Geometrierepräsentanz, beispielsweise deren Flächeninhalt bzw. deren Verhältnis zum Soll-Meißelzustand 1701. Dieselben Meißelzustände sind in Ansichten 18 und 20 aus einer anderen Perspektive gezeigt.

Alternativ oder zusätzlich können die Meißelhöhe des Meißelkopfs 11 , der Keilwinkel des Meißel 5, und/oder die Lage des Schwerpunktes der ermittelten Meißelkontur 13 ermittelt werden, um den Verschleißgrad, die Reststandzeit und/oder die Verschleißart zu ermitteln.

In einer exemplarischen Implementierung wird nach jeder Drehbewegung des Schneidkopfs der Ist- Zustand eines oder mehr als eines (z.B. jedes) Meißels 5 des Schneidkopfs aktualisiert. Beispielsweise kann der Ist-Meißelzustand als Wert (auch als Zustandswert bezeichnet) ausgedrückt werden, der fortlaufend aktualisiert wird. Der Zustandswert kann beispielsweise angeben, wie groß der Unterschied zwischen dem Ist-Meißelzustand (z.B. dem Ist-Flächeninhalt der Geometrierepräsentanz) und dem Soll- Zustand des jeweiligen Meißels 5 ist.

Übersteigt die Schwankung der Geometrieangabe zwischen mehreren Perspektiven einen Schwellenwert, kann das Zustandsermitteln aufweisen, den asymmetrischen Verschleißtyp zu ermitteln, und ansonsten den symmetrischen Verschleißtyp zu ermitteln, als Komponente des Meißelzustands. Alternativ oder zusätzlich kann das Zustandsermitteln aufweisen, die Schwankung der Geometrieabgabe in einen Grad der Asymmetrie des Verschleißes zu überführen als Komponente des Meißelzustands.

Fig.18 veranschaulicht eine grafische Benutzerschnittstelle 21 der Abtragmaschine 202 in einer schematischen Draufsicht 1800, in denen das Verfahren 100 aufweist, den (z.B. aktualisierten) Ist- Meißelzustand des oder jedes Meißels (als Ergebnis des Zustandsermittelns 103) graphisch auszugeben, zumindest in Form einer grafischen Darstellung und/oder als Zustandswert. Der aktualisierte Ist- Meißelzustand wird somit für den Bediener der Abtragmaschine 202 besser sichtbar gemacht. Die grafische Benutzerschnittstelle kann mittels der Datenverarbeitungsvorrichtung 106 und/oder einer Anzeigevorrichtung (z.B. ein Display und/oder einen Touchscreen aufweisend) implementiert sein. Die grafische Benutzerschnittstelle kann sowohl physische Komponenten als auch codebasierte Komponenten (z.B. Software) aufweisen.

Die grafische Darstellung kann beispielsweise jeden Meißel 5 in seiner Position auf dem Schneidkopf 2 als Symbol 22 (z.B. Piktogramm) angeben, ergänzt durch den Zustandswert, den Verschleißtyp und/oder eine Meißelnummerierung. Die Meißelnummerierung kann beispielsweise einen die Position des Meißels repräsentierenden Code aufweisen, z.B. L1-1 für den ersten Meißel 5 der ersten Spirale auf der linken Schneidtrommel 2.

In einer exemplarischen Implementierung ist die grafische Benutzerschnittstelle eingerichtet, für jeden Meißel 5 neben der Meißelnummerierung ein Symbol 22 (auch als Meißelsymbol bezeichnet) einschließlich des Zustandswerts und des Verschleißtyps 23 anzuzeigen. In der Darstellung korrespondiert die Angabe „S“ zu dem symmetrischen Verschleißtyp und „A“ zu dem asymmetrischen Verschleißtyp. Sinkt der Flächeninhalt der Fläche 13a unter einen Schwellenwert, z.B. unter 70% des Soll-Flächeninhalts der Fläche 13a, wird die Farbe des Meißelsymbols geändert, beispielsweise auf Rot, um einen hohen Verschleißgrad als Komponente des Ist-Meißelzustands anzugeben.

Alternativ oder zusätzlich kann die grafische Benutzerschnittstelle eingerichtet sein, z.B. in Reaktion auf eine Nutzereingabe, die Infrarotbilder 9 auszugeben, was dem Nutzer eine alternative Grundlage zur Steuerung der Abtragmaschine 202 bietet.

Fig.19 veranschaulicht eine Konfiguration des Kamerasystems beim Bilderfassen 803 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht 1900, beispielsweise analog zu dem Bilderfassen 803 der Ablaufdiagramme 1600, 1700 und/oder 1800, ähnlich zu der Perspektivansicht 1200 mit dem Unterschied, dass der Meißel 5 ein Rollenmeißel vom Typ des Diskenmeißels ist. Das für den Diskenmeißel hierin Beschriebene kann in Analogie gelten für einen Rollenmeißel vom Typ des Warzenmeißels. Ein Rollenmeißel 5 ist im Betrieb drehbar gelagert um seine Meißelachse herum, beispielsweise mittels eines Drehlagers. Das Drehlager kann beispielsweise in den Rollenmeißel 5 oder den Meißelhalter 8 integriert sein.

Das Kamerasystem kann zumindest eine Infrarotkamera 6, z.B. zwei oder mehr Infrarotbildkameras 6, aufweisen. Mehrere Infrarotkameras 6 können eingerichtet sein, den Rollenmeißel 5 (z.B. zum selben Zeitpunkt) aus verschiedenen Perspektiven (auch als Stereosicht bezeichnet) erfassen (beispielsweise Perspektive A und Perspektive B). Diesbezüglich gilt das hierin Beschriebene (siehe Fig.17A und 17B) in Analogie. Fig.20A veranschaulicht Rollenmeißel 5 in einer schematischen Seitenansicht 2017 und eine sich daraus ergebende Geometrierepräsentanz in einer schematischen Ansicht 19 gemäß verschiedenen Ausführungsformen, welche auf Bilddaten aus einer ersten Perspektive 2000a (beispielsweise Perspektive A in Fig.19) basieren. Fig.20B veranschaulicht dieselben Rollenmeißel 5 in einer schematischen Seitenansicht 2018 und sich daraus ergebende Geometrierepräsentanzen in einer schematischen Ansicht 20 gemäß verschiedenen Ausführungsformen, welche auf Bilddaten aus einer zweiten Perspektive 2000b (beispielsweise Perspektive B in Fig.19) basieren. Diesbezüglich gilt das hierin Beschriebene (siehe beispielsweise Fig.17A und 17B) in Analogie.

Nachfolgend werden verschiedene Implementierungen des Kamerasystems 502 erläutert, das einzeln oder auch zum Implementieren einer oder mehr als einer der hierin beschriebenen Aspekte, beispielsweise des Abtragsystems 200 und/oder des Verfahrens 100, verwendet werden können. Das Kamerasystem 502 weist eine oder mehr als eine Kameraschutzvorrichtung und, pro Kameraschutzvorrichtung, zumindest eine (d.h. eine oder mehr als eine) Infrarotbildkamera auf. Die Kameraschutzvorrichtung ist eingerichtet, die zumindest eine Infrarotkamera, z.B. zumindest deren Kameraobjektiv, vor Flüssigkeit (z.B. Wasser) und/oder Feststoffpartikeln (z.B. Staub, Splittern und Abraum) zu schützen.

In einer ersten exemplarischen Implementierung des Kamerasystems 502 weist die oder jede Kameraschutzvorrichtung eine Druckgasquelle auf, um die zumindest eine Infrarotkamera, z.B. deren Objektiv, mittels eines Gasstroms periodisch zu reinigen (auch als Abblasen bezeichnet) und/oder kontinuierlich die Feststoffpartikel zu verdrängen. In einer zweiten exemplarischen Implementierung des Kamerasystems 502 weist die oder jede Kameraschutzvorrichtung einen Verschluss vor dem Objektiv auf, der (z.B. nur) für die Dauer des Bilderfassens (z.B. für die Blendenzeit oder länger) geöffnet wird.

In der zweiten oder einer dritten exemplarischen Implementierung des Kamerasystems 502 weist die oder jede Kameraschutzvorrichtung ein Gehäuse auf, in dem die zumindest eine Infrarotkamera angeordnet ist, und welches eine Öffnung (auch als Gehäuseöffnung bezeichnet) aufweist, auf welche die Infrarotkamera gerichtet ist. Die Gehäuseöffnung kann mittels des Verschlusses abgedeckt sein, der sich relativ zu dem Gehäuse bewegt. Alternativ oder zusätzlich kann das Gehäuse in einer Vertiefung angeordnet sein, und für die Dauer des Bilderfassens (z.B. für die Blendenzeit oder länger) aus der Vertiefung heraus bewegt (z.B. ausgeklappt) und danach wieder hinein bewegt (z.B. eingeklappt) werden.

In der vierten exemplarischen Implementierung des Kamerasystems 502 weist die oder jede Kameraschutzvorrichtung einen für Infrarotstrahlung transparenten (z.B. wandförmigen) Träger (auch als Schild bezeichnet) auf, auf welchen die Infrarotkamera gerichtet ist. Der Träger kann beispielsweise ortsfest zu der Infrarotkamera angeordnet sein oder relativ zu der Infrarotkamera beweglich gelagert (und beispielsweise angetrieben) sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Träger in Form eines Hohlzylinders sein, in dem die Infrarotkamera angeordnet ist und/oder der gedreht wird. Alternativ oder zusätzlich kann der Träger in Form eines Tellers und/oder plattenförmig sein, der beispielsweise gedreht wird. Der Träger kann beispielsweise aus einer Keramik, z.B. aus Chalkogenidglas, oder Kunststoff gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich zu dem bewegten Träger kann der Gasstrom auf den Träger gerichtet sein.

Im Folgenden werden verschiedene Beispiele beschrieben, die sich auf das vorangehend Beschriebene und in den Figuren Dargestellte beziehen.

Beispiel 1 ist ein Abtragsystem, aufweisend: eine Abtragmaschine (vorzugsweise als Brecher oder Schneidemaschine eingerichtet), welche einen Maschinenmeißel (hierin vereinfacht auch als Meißel bezeichnet) oder zumindest einen Meißelhalter zum Halten des Maschinenmeißels aufweist (der beispielsweise beweglich gelagert ist), und eingerichtet ist zum Abtragen eines Materials mittels des Maschinenmeißels; zumindest eine (d.h. eine oder mehr als eine) Infrarotkamera zum Erfassen von (z.B. infrarotbasierten oder zumindest temperaturbasierten) Bilddaten, welche den Maschinenmeißel und/oder den Meißelhalter repräsentieren; eine Datenverarbeitungsvorrichtung, welche eingerichtet ist zum: Ermitteln einer Angabe, die zumindest eine geometrische Eigenschaft des Maschinenmeißels repräsentiert, basierend auf den Bilddaten; Ermitteln eines Zustandes des Maschinenmeißels basierend auf der Angabe; vorzugsweises Ausgeben von Instruktionen, welche den Zustand des Maschinenmeißels angeben und/oder darauf basieren.

Beispiel 2 ist ein Kamerasystem mit zumindest einer Infrarotkamera oder das Abtragsystem gemäß Anspruch 1, welche ferner aufweisen: eine Kameraschutzvorrichtung, welche eingerichtet ist, die zumindest eine Infrarotkamera vor Feststoffpartikeln zu schützen. Dies verbessert die Lebensdauer der Infrarotkamera.

Beispiel 3 ist eingerichtet wie Beispiel 2, wobei die Kameraschutzvorrichtung eine Druckgasquelle aufweist, welche eingerichtet ist, einen Gasstrom auf die Kamera zu richten oder diese mittels des Gasstroms zu umströmen. Dies ist wenig komplex und kostengünstig zu implementieren.

Beispiel 4 ist eingerichtet wie Beispiel 2 oder 3, wobei die Kameraschutzvorrichtung einen Verschluss mit einer Verschlussklappe aufweist, wobei ein Kameraobjektiv der zumindest einen Infrarotkamera zwischen der Verschlussklappe und einem Infrarotbildsensor der zumindest einen Infrarotkamera angeordnet ist, und wobei der Verschluss eingerichtet ist, die Verschlussklappe beim Erfassen zu öffnen und danach (z.B. ansonsten) zu schließen. Dies schützt die Infrarotkamera besser gegen Splitter.

Beispiel 5 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 2 bis 4, wobei die Kameraschutzvorrichtung ein Gehäuse aufweist, in dem die zumindest eine Infrarotkamera angeordnet ist, und welches eingerichtet ist, die zumindest eine Infrarotkamera beim Erfassen auszuklappen und danach oder ansonsten einzuklappen. Dies schützt die Infrarotkamera besser gegen feinen Staub. Beispiel 6 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 2 bis 5, wobei die Kameraschutzvorrichtung einen (z.B. zumindest für Infrarotstrahlung) transparenten und/oder wandförmigen Träger, durch welchen hindurch das Erfassen erfolgt, aufweist, wobei vorzugsweise ein Kameraobjektiv der zumindest einen Infrarotkamera zwischen dem Träger und einem Infrarotbildsensor der zumindest einen Infrarotkamera angeordnet ist. Dies schützt die Infrarotkamera besser gegen feinen Staub und Splitter und ist mechanisch zuverlässiger.

Beispiel 7 ist eingerichtet wie das Beispiel 6, ferner aufweisend: eine Antriebsvorrichtung, welche eingerichtet ist, den Träger in Bewegung zu versetzen, z.B. in eine Drehbewegung und/oder relativ zu der Infrarotkamera. Dies verlängert die Standzeit des Trägers (z.B. bis zur Reinigung).

Beispiel 8 ist eingerichtet wie das Beispiel 6 oder 7, wobei der Träger: plattenförmig und/oder tellerförmig ist; (z.B. als Glaszylinder ausgebildet) einen Hohlraum umgibt, in dem die zumindest eine Infrarotkamera angeordnet ist; als Folie ausgebildet ist; und/oder Kunststoff oder Glas aufweist oder daraus besteht. Dies ist kostengünstig.

Beispiel 9 ist ein Maschinenmeißel (z.B. der Maschinenmeißel in einem der Beispiele 1 bis 8), aufweisend: eine Schneidkomponente (z.B. einen Meißelkopf), die einen Schneidrand, vorzugsweise als Meißelspitze (z.B. mittels eines eingebetteten Meißelstifts bereitgestellt) ausgebildet, aufweist; eine Montagekomponente (anschaulich zum Montieren des Maschinenmeißels), vorzugsweise als Schaft (auch als Meißelschaft bezeichnet) oder Welle ausgebildet, die sich beispielsweise von dem Schneidrand weg (z.B. entlang oder quer zu einer Achse, z.B. Längsachse oder Drehachse, des Maschinenmeißels) erstreckt; und eine Markierung, welche in der Schneidkomponente eingebettet, eingeschnitten oder mit welcher die Schneidkomponente beschichtet ist, wobei sich die Schneidkomponente und die Markierung in zumindest einer thermischen Eigenschaft voneinander unterscheiden, vorzugsweise in einem thermischen Emissionsgrad und/oder einer Wärmeleitfähigkeit; wobei vorzugsweise die Montagekomponente und die Schneidkomponente starr miteinander verbunden sind und/oder wobei die Markierung streifenförmig und/oder ringförmig ist oder zumindest mehrere streifenförmige und/oder ringförmige Markierungssegmente aufweist; wobei vorzugsweise die Montagekomponente schaftförmig ist, eine Welle aufweist oder zumindest eine Durchgangsöffnung zum Aufnehmen einer Welle aufweist. Dies verbessert das Zustandserkennen.

Beispiel 10 ist ein Verfahren (z.B. zum Betreiben eines Abtragsystems, Kamerasystems bzw. Maschinenmeißels aus einem der Beispiele 1 bis 9), aufweisend: Ermitteln einer Angabe, die eine geometrische Eigenschaft eines Maschinenmeißels repräsentiert, basierend auf Bilddaten, welche einen Maschinenmeißel und vorzugsweise einen diesen haltenden Meißelhalter repräsentieren; Ermitteln eines Zustandes des Maschinenmeißels basierend auf der Angabe; vorzugsweises Ansteuern eines Abtragprozesses, der mittels des Maschinenmeißels durchgeführt wird, basierend auf einem Ergebnis des Ermittelns des Zustandes des Maschinenmeißels.

Beispiel 11 ist ein Computerprogram, das eingerichtet ist, das Verfahren gemäß Anspruch 10 durchzuführen. Dies erleichtert die Automatisierung des Verfahrens.

Beispiel 12 ist ein computerlesbares Medium, das (z.B. mittels Codesegmenten) Instruktionen speichert, die eingerichtet sind, wenn von einem Prozessor ausgeführt, den Prozessor dazu zu bringen, das Verfahren gemäß Anspruch 10 durchzuführen. Dies erleichtert die Automatisierung des Verfahrens.

Beispiel 13 ist eine Datenverarbeitungsvorrichtung (z.B. für ein Kamerasystem bzw. eine Abtragmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12), welche einen oder mehr als einen Prozessor aufweist, der eingerichtet ist, das Verfahren gemäß Anspruch 11 durchzuführen. Dies erleichtert die Automatisierung des Verfahrens.

Beispiel 14 ist ein Abtragsystem, aufweisend: eine Abtragmaschine, welche einen Maschinenmeißel oder zumindest einen Meißelhalter zum Halten des Maschinenmeißels aufweist, und eingerichtet ist zum Abtragen eines Materials mittels des Maschinenmeißels; zumindest eine Infrarotkamera zum Erfassen von Bilddaten, welche den Maschinenmeißel und/oder den Meißelhalter repräsentieren; und die Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 13.

Beispiel 15 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 14, wobei die zumindest eine Infrarotkamera an der Abtragmaschine befestigt ist. Dies erleichtert die Implementierung.

Beispiel 16 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 15, ferner aufweisend: ein Gestell, welches die zumindest eine Infrarotkamera trägt, wobei das Gestell: einen Handgriff aufweist, um im Betrieb von einem Nutzer getragen zu werden; und/oder einen oder mehr als einen Standfuß aufweist, um im Betrieb auf einem Untergrund stehend angeordnet zu werden. Dies vergrößert die Flexibilität.

Beispiel 17 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 16, wobei die Abtragmaschine einen (z.B. drehbar gelagerten) Schneidkopf aufweist, an welchem der Maschinenmeißel (z.B. formschlüssig) befestigt ist. Dies vergrößert die Abtragrate.

Beispiel 18 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 17, wobei die zumindest eine Infrarotkamera eingerichtet ist, pro Umlauf des Schneidkopfs ein oder mehrere (z.B. infrarotbasierte) Einzelbilder des Schneidkopfs als Bilddaten zu erfassen. Dies verbessert die Datengrundlage. Beispiel 19 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 18, wobei der Schneidkopf als Querschneidkopf oder als Längsschneidkopf eingerichtet ist, wobei der Querschneidkopf vorzugsweise trommelförmig ist (z.B. als Trommelfräse eingerichtet). Dies vergrößert die Abtragrate.

Beispiel 20 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 19, wobei Abtragmaschine ein Drehlager aufweist, mittels dessen der Maschinenmeißel, z.B. dessen Schneidkopf, (z.B. umlaufend) beweglich gelagert ist. Dies vergrößert die Abtragrate.

Beispiel 21 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 20, wobei Abtragmaschine einen Antriebsstrang (z.B. den Schneidkopf aufweisend) aufweist, der eingerichtet ist, den Maschinenmeißel in eine umlaufende Bewegung zu versetzen. Dies vergrößert die Abtragrate.

Beispiel 22 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 21 , wobei eine Bilderfassungsfrequenz im Betrieb der zumindest einen Infrarotkamera größer ist als eine Drehzahl der umlaufenden Bewegung. Dies verbessert die Datengrundlage.

Beispiel 23 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 22, wobei die zumindest eine Infrarotkamera ein oder mehr als ein Kameraobjektiv (z.B. ein Objektiv bildend) und einen Infrarotbildsensor aufweist. Dies verbessert die Datengrundlage. Das Kameraobjektiv kann beispielsweise Infrarotdurchlässiges Glas aufweisen oder daraus bestehen, z.B. eine oder mehr als eine Linse daraus.

Beispiel 24 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 23, wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung und/oder die Instruktionen eingerichtet sind, die Abtragmaschine anzusteuern basierend auf einem Ergebnis des Ermittelns des Zustandes des Maschinenmeißels. Dies erleichtert die Automatisierung.

Beispiel 25 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 24, wobei das Ermitteln der Angabe aufweist: Ermitteln einer datenbasierten Repräsentanz (z.B. Kontur) einer Geometrie des Maschinenmeißels, vorzugsweise aus dem Blickwinkel der zumindest einen Infrarotkamera, basierend auf den Bilddaten; wobei die Angabe eine oder mehr als eine Eigenschaft der datenbasierten Repräsentanz der Geometrie aufweist oder zumindest darauf basiert. Dies erleichtert das Zustandsermitteln.

Beispiel 26 ist eingerichtet wie Beispiel 25, wobei die datenbasierte Repräsentanz der Geometrie des Maschinenmeißels eines oder mehr als eines von Folgendem aufweist: eine datenbasierte Kontur der Geometrie des Maschinenmeißels; eine datenbasierte Fläche, welche von der Kontur der Geometrie des Maschinenmeißels eingeschlossen wird; und/oder eine flächige Projektion (aus dem Blickwinkel der Kamera) des Maschinenmeißels aufweist. Dies erleichtert das Zustandsermitteln weiter.

Beispiel 27 ist eingerichtet wie Beispiel 25 oder 26, wobei die Angabe eine oder mehr als eine der folgenden (z.B. geometrischen) Eigenschaften der datenbasierten Repräsentanz aufweist oder zumindest darauf basiert: einen Umfang; einen (z.B. geometrischen) Schwerpunkt (vorzugsweise der flächigen Projektion, welche von einer Kontur des Maschinenmeißels eingeschlossen wird); einen Flächeninhalt; eine Form; einen Winkel, welcher von zwei Kanten der datenbasierten Repräsentanz eingeschlossen wird. Dies erleichtert das Zustandsermitteln weiter.

Beispiel 28 ist eingerichtet wie Beispiel 25 bis 27, wobei Ermitteln der datenbasierten Repräsentanz aufweist: Ermitteln mehrere Bildkomponenten (z.B. Pixel oder Voxel) der Bilddaten, welche ein Kriterium erfüllen; wobei die datenbasierte Repräsentanz auf den mehreren Bildkomponenten basiert; wobei das Kriterium vorzugsweise ein Kriterium eines Filters (z.B. einer Kantendetektion) aufweist und/oder ein Homogenitätskriterium und/oder ein Gradientenkriterium aufweist. Dies erleichtert das Zustandsermitteln weiter.

Beispiel 29 ist eingerichtet wie Beispiel 28, wobei das Ermitteln der datenbasierten Repräsentanz aufweist: Überführen der mehrere Bildkomponenten in einen in sich geschlossenen Pfad (z.B. ein Polyeder), wobei die datenbasierte Repräsentanz den Pfad aufweist, daraus besteht oder zumindest darauf basiert; wobei das Überführen vorzugsweise mittels eines Glättens erfolgt. Dies erleichtert das Zustandsermitteln weiter.

Beispiel 30 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 29, wobei die zumindest eine geometrische Eigenschaft eine oder mehr als eine der folgenden Eigenschaften repräsentiert (z.B. aufweist): eine Form des Maschinenmeißels und/oder eine Symmetrie der Form; eine Ausdehnung (z.B. Länge) des Maschinenmeißels; und/oder einen Keilwinkel des Maschinenmeißels. Dies erleichtert das Zustandsermitteln weiter.

Beispiel 31 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 30, wobei die Angabe mehrere Komponenten aufweist, von denen jede Komponente einer geometrischen Eigenschaft zugeordnet ist, wobei das Ermitteln des Zustandes aufweist, die mehreren Komponenten zu gewichten. Dies erleichtert es, das Zustandsermitteln an variable Gegebenheiten anzupassen.

Beispiel 32 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 31 , wobei der Zustand des Maschinenmeißels einen Verschleiß des Maschinenmeißels repräsentiert, vorzugsweise eine oder mehr als eine Eigenschaft (z.B. Symmetrie und/oder Fortschritt) des Verschleißes des Maschinenmeißels. Dies erleichtert es, präventiv zu reagieren, und mindert so die Betriebskosten.

Beispiel 33 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 32, wobei die Bilddaten mehrere Einzelbilder aufweisen, von denen jedes Einzelbild den Maschinenmeißel repräsentiert, wobei das Ermitteln der Angabe auf den mehreren Einzelbildern basiert. Dies verbessert die Datengrundlage. Beispiel 34 ist eingerichtet wie Beispiel 33, wobei die Angabe mehrere Komponenten aufweist, von denen eine erste Komponente auf einem ersten Einzelbild der mehreren Einzelbilder basiert, und eine zweite Komponente auf einem zweiten Einzelbild der mehreren Einzelbilder basiert, wobei das Ermitteln des Zustandes vorzugsweise auf einem Vergleich der ersten Komponente und die zweiten Komponente miteinander basiert. Dies reduziert die Ressourcen zur Datenverarbeitung.

Beispiel 35 ist eingerichtet wie Beispiel 33 oder 34, wobei die Bilddaten zu einem Panoramabild zusammengefasst werden, auf dessen Grundlage das Ermitteln der Angabe erfolgt. Dies reduziert die Ressourcen zur Datenverarbeitung.

Beispiel 36 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 35, wobei das Ermitteln des Zustandes aufweist, einen aus mehreren vordefinierten (z.B. abgespeicherten) Zuständen auszuwählen. Dies reduziert die Ressourcen zur Datenverarbeitung.

Beispiel 37 ist eingerichtet wie Beispiel 36, wobei die mehreren vordefinierten Zustände einen oder mehr als einen der folgenden Zustände aufweisen: Maschinenmeißel fehlt; Maschinenmeißel ist wartungsbedürftig (z.B. wenn die Reststandzeit des Maschinenmeißels größer null ist); Maschinenmeißel ist auswechselbedürftig (d.h. Reststandzeit des Maschinenmeißels ist null); und/oder Reststandzeit des Maschinenmeißels ist größer null. Dies reduziert die Ressourcen zur Datenverarbeitung.

Beispiel 38 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 37, ferner aufweisend: Ausgeben von Instruktionen, welche den Zustand des Maschinenmeißels angeben oder darauf basieren. Dies erleichtert es, präventiv zu reagieren, und mindert so die Betriebskosten.

Beispiel 39 ist eingerichtet wie Beispiel 38, wobei die Instruktionen zumindest Instruktionen zum Betreiben des Meißels aufweisen und/oder eingerichtet sind zum Ansteuern eines Abtragprozesses, der mittels des Maschinenmeißels durchgeführt wird. Dies erleichtert es, präventiv zu reagieren, und mindert so die Betriebskosten weiter.

Beispiel 40 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 39, wobei der Maschinenmeißel eine Markierung (z.B. ein Muster bereitstellend), welche vorzugsweise in dem Meißelkopf eingebettet, eingeschnitten oder mit welcher der Meißelkopf beschichtet ist (wobei sich beispielsweise der Meißelkopf und die Markierung in zumindest einer thermischen Eigenschaft voneinander unterscheiden, vorzugsweise in einem thermischen Emissionsgrad und/oder einer Wärmeleitfähigkeit), aufweist, das vorzugsweise einen Maßstab bildet, wobei das Ermitteln der Angabe auf der Markierung basiert (wobei die Angabe beispielsweise eine Angabe über eine geometrische Eigenschaft der Markierung aufweist). Dies erleichtert das Zustandsermitteln. Beispiel 41 ist eingerichtet wie Beispiel 40, wobei der Maschinenmeißel eine Beschichtung und/oder Materialien unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit oder Rillen aufweist, mittels welchen die Markierung gebildet ist. Dies erleichtert das Zustandsermitteln weiter.

Beispiel 42 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 41 , ferner aufweisend: Ansteuern der zumindest einen Infrarotkamera basieren auf Daten von einem Sensor (z.B. Drehwinkelsensor), welcher eingerichtet ist, eine Bewegung des Maschinenmeißels zu erfassen. Dies erleichtert es, präventiv zu reagieren, und mindert so die Betriebskosten weiter.

Beispiel 43 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 42, wobei die zumindest eine Infrarotkamera mehrere Infrarotkameras aufweist. Dies verbessert die Datengrundlage.

Beispiel 44 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 43, wobei die Bilddaten ein stereoskopisches Bildpaar (z.B. den Maschinenmeißel repräsentierend) und/oder daraus gebildete stereoskopische Bilddaten aufweisen, wobei der Zustand (z.B. ein Zustandswert dessen) des Meißels vorzugsweise auf einem Unterschied zwischen Einzelbildern des Bildpaars basiert. Dies verbessert die Datengrundlage.

Beispiel 45 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 44, wobei die Bilddaten stereoskopische Bilddaten aufweisen oder daraus bestehen. Dies verbessert die Datengrundlage.

Beispiel 46 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 45, wobei die Bilddaten, welche einen Maschinenmeißel repräsentieren, thermografische Informationen des Maschinenmeißels aufweisen. Dies verbessert die Datengrundlage bei Staub und Wassernebel.

Beispiel 47 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 46, wobei der Zustand des Maschinenmeißels ein Verschleißzustand des Maschinenmeißels ist, z.B. einen Verschleißgrad und/oder eine Verschleißsymmetrie des Maschinenmeißels repräsentierend. Dies erleichtert es, präventiv zu reagieren, und mindert so die Betriebskosten weiter.

Beispiel 48 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 47, wobei die Bilddaten infrarotbasierte Bilddaten sind. Dies verbessert die Datengrundlage bei Staub und Wassernebel.

Beispiel 49 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 48, wobei die Infrarotkamera eingerichtet ist, die Bilddaten basierend auf (z.B. zumindest von dem Maschinenmeißel ausgehender) Infrarotstrahlung zu erfassen. Dies verbessert die Datengrundlage bei Staub und Wassernebel.

Beispiel 50 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 49, wobei die Bilddaten eine (z.B. datenbasierte und/oder pixelbasierte) Repräsentanz einer räumlichen Temperaturverteilung (z.B. zumindest von dem Maschinenmeißel ausgehend) aufweisen. Dies verbessert die Datengrundlage bei Staub und Wassernebel.

Beispiel 51 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 50, wobei der Zustand des Maschinenmeißels als Ist-Zustand des Maschinenmeißels ermittelt wird.

Beispiel 52 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 51 , wobei der Maschinenmeißel entlang eines Bewegungspfads beweglich gelagert ist, wobei die Infrarotkamera auf den Bewegungspfad gerichtet ist.

Beispiel 53 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 52, wobei die zumindest eine Infrarotkamera mehrere Infrarotkameras aufweist, deren Sehfelder (z.B. an dem Bewegungspfad des Meißelhalters und/oder des Maschinenmeißels) einander überlappen oder einen Abstand voneinander aufweisen.

Beispiel 54 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 53, wobei die zumindest eine Infrarotkamera auf einen Bewegungspfad des Meißelhalters und/oder des Maschinenmeißels gerichtet ist.

Beispiel 55 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 54, wobei die geometrische Eigenschaft invariant gegenüber oder zumindest unabhängig von einem (z.B. mittleren) Emissionsgrad des Maschinenmeißels ist. Dies erlaubt es, dass die Temperatur muss nicht ermittelt werden muss, um die geometrische Eigenschaft zu ermitteln.

Beispiel 56 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 55, wobei die geometrische Eigenschaft invariant gegenüber oder zumindest unabhängig von einer Kalibrierung der Infrarotkamera ist. Dies erlaubt es, dass die Temperatur muss nicht ermittelt werden muss, um die geometrische Eigenschaft zu ermitteln.

Beispiel 57 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 56, wobei die Bilddaten auf Infrarotstrahlung basieren (auch als infrarotstrahlungsbasierten bezeichnet), die beispielsweise zumindest von dem Maschinenmeißel (optional von dem Meißelhalter und/oder der Umgebung des Maschinenmeißels) ausgeht und/oder mittels der zumindest einen Infrarotkamera erfasst werden.

Beispiel 58 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 57, wobei die thermische Eigenschaft eine Eigenschaft ist, welche die Abstrahlung von Infrarotstrahlung beeinflusst.

Beispiel 59 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 58, wobei der Emissionsgrad ein Emissionsgrad für Infrarotstrahlung ist (auch als thermischer Emissionsgrad bezeichnet).

Beispiel 60 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 59, wobei die Bilddaten zumindest Infrarotbilddaten (auch als Thermografiebilddaten bezeichnet) aufweisen oder daraus bestehen. Beispiel 61 ist eingerichtet wie eines der Beispiele 1 bis 60, wobei die Bilddaten mittels eines Prozesses der Thermografie erfasst werden.

Nachfolgend werden verschiedene exemplarische Implementierungen erläutert, welche die hierin beschriebenen Aspekte, beispielsweise Datenverarbeitungskette von den Bilddaten bis zur Klassifikation, betreffen.

Eine exemplarische Implementierung des Ermittelns der Geometrieangabe, die zumindest eine geometrische Eigenschaft des Meißels repräsentiert, erfolgt mittels eines oder mehr als eines ersten Algorithmus, wofür Beispiele aufweisen: ein Bildverarbeitungsalgorithmus, ein Kontraststeigerungsalgorithmus, ein Merkmalserkennungsalgorithmus, ein Segmentierungsalgorithmen, z.B. Schwellwertalgorithmus. Einer oder mehr als einer dieser beispielhaften Algorithmen kann beispielsweise mittels einer Bibliothek bereitgestellt sein, wofür Beispiele aufweisen: OpenCV, Scikit- Image, SciPy, NumPy, und anderen Bibliotheken. Beispielsweise können die temperaturbasierten Bilddaten überführt werden in ein Schwarzweißbild mittels einer Schwellwerttransformation als exemplarischer Bildverarbeitungsalgorithmus. Optional können die temperaturbasierten Bilddaten transformiert werden mittels eines Gaußschen Weichzeichnerfilters, um (z.B. kleinräumige) Bildstörungen zu entfernen, und/oder mittels eines Erosionsalgorithmus, um diese zu schärfen, z.B. um ein verschwommenes Bild zu schärfen. Optional kann das Schwarzweißbildüberführt werden in ein Konturbild, beispielsweise mittels des Sobel-Kantenerkennungsalgorithmus.

Eine exemplarische Implementierung des Ermittelns der Geometrierepräsentanz erfolgt mittels eines Bildverarbeitungsalgorithmus, wofür Beispiele aufweisen: eine Kantenerkennung, ein Fourier- Hochpassfilter, ein Schwellenwert-Filter, ein Fourier-Tiefpassfilter, eine Farbwert-Differenzanalyse, eine Objekterkennung, eine Geometrieerkennung, ein antrainierter Algorithmus.

Beispiele für einen Algorithmus zur Kantenerkennung weisen auf: Sobel-Kantenerkennung, Canny- Kantenerkennung. Eine exemplarische Bibliothek, die eine Farbwert-Differenzanalyse bereitstellt, ist die sogenannte colormath Bibliothek. Beispiele für einen Algorithmus zur Objekterkennung weisen auf: YOLO („You Only Look Once“, bezeichnet eine Klasse von Ende-zu-Ende Deep-Learning-Modellen für die schnelle Objekterkennung), RCNN (ein regionsbasierte faltendes neurales Netzwerk, „Region Based Convolutional Neural Network“), Faster-RCNN, beispielsweise bereitgestellt mittels Bibliotheken wie OpenCV oder TensorFlow. Beispiele für einen Algorithmus zur Geometrieerkennung weisen auf: die Hough-Transformation (in OpenCV).

Eine exemplarische Implementierung der Objekterkennung mittels des YOLO-Algorithmus weist in einem ersten Schritt auf, dass ein Ausschnitt eines temperaturbasierten Bilds identifiziert wird, der mit einem gewissen, hohen Bestimmtheitsgrad einen Meißelkopf zeigt. Ein zweiter Schritt identifiziert in diesem Bereich Kanten oder markante Punkte. Eine exemplarische Implementierung des Ermittelns der Geometrieangabe, die zumindest eine geometrische Eigenschaft des Meißels repräsentiert, kann folgendermaßen implementiert werden:

- Überführen der Bilddaten mittels einer Transformation (auch als Transformieren bezeichnet) in ein weichgezeichnetes Bild;

- Überführen des weichgezeichneten Bildes mittels eines Filters (auch als Filtern bezeichnet) in ein Schwarzweißbild;

- Überführen des Schwarzweißbildes mittels eines Kantenerkennung-Algorithmus (auch als Kantenerkennen bezeichnet) in ein Konturbild;

- Ermitteln eines oder mehr als eines Grenzpunkts glatter Konturlinien und, basierend darauf, Ermitteln eines Konturmodells (z.B. eines Vektorbilds als exemplarisches Konturmodells, was auch als Vektormodell bezeichnet wird);

- Ermitteln des Flächeninhalts geschlossener Konturen im Konturbild (z.B. basierend auf dem Vektormodell), z.B. mittels eines dafür eingerichteten Algorithmus;

- Ermitteln charakteristischer geometrischer Parameter als Geometrieangabe (Beispiele dafür weisen auf: die Meißelkopfhöhe, der Öffnungswinkel der Meißelkopfspitze, usw.) von geschlossenen Konturen im Konturbild (z.B. aus dem Vektormodell), z.B. basieren auf den Koordinaten der äußersten Punkte der Konturen;

- optionales Ermitteln weiterer Konturenmerkmale als Geometrieangabe (z.B. Konturenmoment, Schwerpunkt und Umfang einer oder mehr als einer der Konturen) , z.B. mittels eines dafür eingerichteten Algorithmus, z.B. mittels bekannter mathematischer Operationen.

Eine exemplarische Implementierung des Ermittelns des Meißelzustandes basierend auf der Geometrieangabe erfolgt mittels eines oder mehr als eines zweiten Algorithmus, wofür Beispiele aufweisen: ein Referenzvergleichsalgorithmus, ein statistischer Algorithmus, beispielsweise bereitgestellt aus einer Bibliothek, für welche Beispiele aufweisen: numPy, Pandas. Beispielsweise kann die Geometrieangabe überführt werden in einen Meißelverschleißzustand mittels eines Formenvergleichsalgorithmus (z.B. matchShapes aus OpenCV-Bibloithek) als Vergleichsalgorithmus. Optional kann die Geometrieangabe transformiert werden mittels einer Projektionskorrektur, um den Einfluss des Blickwinkels zu kompensieren, die alternativ oder zusätzlich genutzt werden kann zur Auswahl eines passenden Referenzmodells.

Eine exemplarische Implementierung des Formvergleichsalgorithmus weist auf, dass der Flächeninhalt des erkannten Meißelkopfs mit dem Flächeninhalt eines erkannten Meißelkopfs desselben Meißels im Neuzustand (als Referenz) verglichen wird.

Eine exemplarische Implementierung des Ermittelns des Meißelzustandes basierend auf der Geometrieangabe kann folgendermaßen implementiert werden: - Vergleichen der Geometrieangabe mit einer Referenz, beispielsweise mittels matchShape als exemplarischer Formenvergleichsalgorithmus;

- Ermitteln eines oder mehr als eines Unterschieds zwischen der Geometrieangabe (z.B. einer Meißelkopfhöhe oder anderen geometrischen Eigenschaft des Meißels) und der Referenz basierend auf dem Vergleichen der Geometrieangabe mit der Referenz (z.B. einer oder mehr als einer Geometrieangabe davon);

- Vergleichen des einen oder mehr als einen Unterschieds mit einem Kriterium, das beispielsweise ein Schwellwert für eine Abweichung der Meißelkopfhöhe (oder anderen geometrischen Eigenschaft des Meißels) sein kann;

- Klassifizieren der Geometrieangabe basierend auf dem Vergleichen des einen oder mehr als einen Unterschieds mit dem Kriterium;

Beispiele für die Referenz weisen auf: eine Geometrieangabe eines Referenzmeißels, die auf ähnliche Weise wie oben erläutert, ermittelt wird; ein Modell eines Referenzmeißels; ein statistisches Modell eines Referenzmeißels.

Eine exemplarische Implementierung des Ausgebens von Instruktionen, welche den Zustand des Maschinenmeißels angeben und/oder darauf basieren, erfolgt mittels Generierens einer Nachricht gemäß einem Kommunikationsprotokoll. Die Nachricht kann beispielsweise eine Angabe den Zustand des Maschinenmeißels aufweisen, beispielsweise ein Resultat des Klassifizierens. Die Nachricht kann beispielsweise eine Warnung und/oder Anweisung aufweisen, den Maschinenmeißel zu wechseln. Die Nachricht kann beispielsweise ein Symbol aufweisen, welches auf der Anzeigevorrichtung (z.B. einem Display) ausgegeben wird, die den Meißelverschleißzustand visuell mittels Farben zeigt. Die Nachricht kann beispielsweise adressiert sein an einen Grafiktreiber, welcher die Anzeigevorrichtung steuert, und/oder an den Maschinenbediener, und/oder an die Maschinensteuerung (beispielsweise Instruktionen aufweisend, z.B. „STOP Vortrieb“). Beispiele für das Kommunikationsprotokoll weisen auf: TCP/IP, UDP, eBus, USB, ProfiBus, CANopen (communication protocol based on a Controller Area Network (CAN) bus).

Wie oben erläutert kann verstanden werden, dass die hierin erläuterten Ausführungsformen anwendbar sind für Abtragmaschinen verschiedenen Typs, wie z.B. Schneidemaschinen (beispielsweise Gesteinsschneidemaschine), insbesondere solche, in denen rotierende Schneidwalzen mit Rundschaftmeißeln montiert sind. Beispiele für eine solche Abtragmaschine weisen sogenannte Teilschnittmaschinen, Stetigschnittmaschinen (sog. Continuous Miner), Walzenlader, Horizontalfräsen, Oberflächenfräsen (sog. Surface Miner), Vortriebsmaschinen und Anbaufräsen auf, welche in der Regel eingesetzt werden, um mit dem Erdmantel verbundenes Material (z.B. einen gewachsenen oder anderweitig massiven und ausgedehnten Gesteinskörper) davon abzutragen (z.B. von Schichten des Erdmantels, z.B. Gesteinsschichten, zu lösen), um sich so beispielsweise in den Erdmantel vorzuarbeiten (auch als Vortrieb bezeichnet). Andere Beispiele für eine solche Abtragmaschine weisen ebenso sogenannte Brecher (z.B. Trommel- oder Walzenbrecher, Kegelbrecher, oder in Form einer anderen Zerkleinerungsmaschine eingerichtet) auf, welche eingesetzt werden, um stückiges (oder anderes loses) Material (z.B. Brocken oder andere vom Erdmantel gelöstes Material) zu zerkleinern. Mit anderen Worten kann unter dem Begriff „Abtragen“ allgemein ein Zerteilen (z.B. Zerkleinern) von festem Material (z.B. Brocken oder Schichten des Erdmantels, z.B. Gesteinsschichten) verstanden werden, z.B. ein Zerkleinern (z.B. in eine Vielzahl kleinerer Körper) des Materials, so dass Schüttgut gebildet wird oder zumindest die Korngröße verkleinert wird. Ein solcher Brecher (z.B. Gesteinsbrecher) kann in Analogie eine Trommel mit einem oder mehr als einem darauf (z.B. in einem jeweiligen Halter) montierten Meißel aufweisen, beispielhaft einen oder mehr als einen in einem jeweiligen Meißelhalter montierten Rundschaftmeißel, welcher beispielsweise in Verbindung mit der beispielhaften Infrarotkamera und dem Datenverarbeitungssystem verwendet wird.