Titel

Werkzeugmaschine und Detektionssystem

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit einem antreibbaren Werkzeug und einem Detektionssystem zum Detektieren eines Kontakts zwischen dem Werkzeug und einem Benutzer. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein entsprechendes Detektionssystem für eine Werkzeugmaschine.

Stand der Technik

Werkzeugmaschinen weisen ein antreibbares Werkzeug zur Fertigung oder Bearbeitung eines Werkstücks auf. Ein Beispiel ist eine Sagemaschine mit einem als Sägeblatt ausgestalteten Werkzeug. Bei der Entwicklung von Werkzeugmaschinen gewinnt deren Sicherheit zunehmend an Bedeutung. Hierbei soll ein Auftreten von Verletzungen bei Benutzern, zum Beispiel ein Entstehen von Schnittwunden oder ein Abtrennen von Körperteilen, vermieden oder deren Schwere zumindest vermindert werden. Eine hohe Sicherheit kann durch den Einsatz eines Detektionssystems erzielt werden, mit dessen Hilfe ein Kontakt zwischen einem Werkzeug und einem Benutzer detektiert werden kann. Bekannte stationäre Sägemaschinen wie zum Beispiel Tischkreissägen können mit einem solchen System ausgestattet sein. Mit Hilfe des Systems kann, im Falle eines detektierten Kontakts, eine Sicherheitsmaßnahme wie zum Beispiel ein schnelles Wegbewegen oder Abbremsen des Sägeblatts ausgelöst werden.

In einer bekannten Ausgestaltung umfasst das Detektionssystem eine Anregungsvorrichtung zum Anlegen eines Anregungsspannungssignals an das Sägeblatt und einen Stromsensor zum Erzeugen eines Stromsensorsignals, welches einen von dem Werkzeug aufgenommen elektrischen Strom wiedergibt. Zum Verarbeiten des Stromsensorsignals umfasst das Detektionssystem mehrere separate Bauelemente, d.h. einen dem Stromsensor nachgeordneten und als integrierte Schaltung bzw. Halbleiterchip verwirklichten IQ-Demodulator, einen dem IQ-Demodulator nachgeordneten und aus diskreten Hardware-Komponenten verwirklichten Filter, und einen dem Filter nachgeordneten Mikrocontroller. Mit Hilfe des IQ-Demodulators und des Filters erfolgt eine analoge Signalverarbeitung.

Der Mikrocontroller weist einen Analog-Digital-Umsetzer auf, um die nach dem Filter vorliegenden Signale zu digitalisieren. Die digitalen Signale werden anschließend mit Hilfe des Mikrocontrollers verarbeitet, um einen Kontakt zwischen dem Sägeblatt und dem Benutzer zu detektieren.

Das bekannte Detektionssystem nimmt, aufgrund des Einsatzes von diskreten Bauelementen (IQ-Demodulator, Filter, Mikrocontroller) einen relativ großen Platz ein. Hierdurch kann das System bei einer stationären Sägemaschine zum Einsatz kommen, ist aber für eine handgeführte Sägemaschine aufgrund der räumlichen Beschränkungen eher ungeeignet. Ein weiterer Aspekt ist die Reaktionszeit, welche die von dem Detektionssystem benötigte Verarbeitungszeit zum Detektieren eines Kontakts und die Zeit zum Ausführen einer Sicherheitsmaßnahme umfasst. Bei einer stationären Sägemaschine kann die Sicherheitsmaßnahme in einem schnellen Wegbewegen des Sägeblatts bestehen. Dieses Vorgehen steht bei einer handgeführten Sägemaschine nicht zur Verfügung. Hier ist lediglich ein Abbremsen des Sägeblatts möglich. Der handgeführte Betrieb limitiert ferner die für das Abbremsen aufgewendete Bremskraft. Bei einer handgeführten Sägemaschine bestehen daher größere Anforderungen an eine kurze Verarbeitungszeit.

Offenbarung der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Werkzeugmaschine mit einem verbesserten Detektionssystem zum Detektieren eines Kontakts zwischen einem Werkzeug und einem Benutzer, und ein verbessertes Detektionssystem für eine Werkzeugmaschine anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Werkzeugmaschine mit einem antreibbaren Werkzeug und einem Detektionssystem zum Detektieren eines Kontakts zwischen dem Werkzeug und einem Benutzer vorgeschlagen. Das Detektionssystem weist eine Anregungsvorrichtung zum Anlegen eines Anregungsspannungssignals an das Werkzeug, einen Stromsensor zum Erzeugen eines Stromsensorsignals, welches einen von dem Werkzeug aufgenommen elektrischen Strom wiedergibt, und eine Verarbeitungsvorrichtung zum Verarbeiten des Stromsensorsignals auf, um einen Kontakt zwischen dem Werkzeug und dem Benutzer zu detektieren. Die Verarbeitungsvorrichtung weist einen Analog-Digital- Umsetzer und dem Analog-Digital-Umsetzer nachgeordnete weitere Vorrichtungen umfassend einen IQ-Demodulator, eine Filtervorrichtung und eine Auswertevorrichtung auf. Das Stromsensorsignal ist mit Hilfe des Analog-Digital-Umsetzers digitalisierbar und mit Hilfe der weiteren Vorrichtungen in digitaler Form verarbeitbar.

Bei dem Detektionssystem der vorgeschlagenen Werkzeugmaschine erfolgt eine Analog-Digital-Wandlung und damit Abtastung des analogen Stromsensorsignals mit Hilfe des Analog-Digital-Umsetzers nicht erst am Ende, sondern bereits am Anfang bzw. relativ am Anfang der das Stromsensorsignal verarbeitenden Signalkette. Die Signalverarbeitung mit Hilfe der dem Analog-Digital-Umsetzer nachgeordneten weiteren Vorrichtungen der Verarbeitungsvorrichtung wie dem IQ- Demodulator, der Filtervorrichtung und der Auswertevorrichtung findet dabei in der digitalen Domäne statt. Anders ausgedrückt, handelt es sich bei den weiteren Vorrichtungen um digitale bzw. digital arbeitende Komponenten. Hierdurch ist es möglich, eine kurze Verarbeitungs- bzw. Detektionszeit zum Detektieren eines Kontakts zwischen dem Werkzeug und dem Benutzer zu erzielen. Auch kann die Verarbeitung geringe(re)n äußeren Störeinflüssen unterliegen und dadurch relativ zuverlässig sein. Auf diese Weise kann eine hohe funktionale Sicherheit der Werkzeugmaschine ermöglicht werden. Die Verarbeitungsvorrichtung und damit das Detektionssystem können ferner mit einem kompakten und platzsparenden Aufbau verwirklicht sein. Auf diese Weise lässt sich das Anwendungsspektrum mit Bezug auf das Detektionssystem erweitern. Für die Werkzeugmaschine ist insofern nicht nur eine Ausgestaltung in Form einer stationären Werkzeugmaschine, sondern auch in Form einer handgeführten Werkzeugmaschine denkbar. lm Folgenden werden weitere mögliche Ausführungsformen und Details beschrieben, welche für die Werkzeugmaschine und das Detektionssystem in Betracht kommen können. Es wird ergänzend auf die Möglichkeit verwiesen, mehrere der erläuterten Ausführungsformen miteinander zu kombinieren. Ferner können Details, welche in Bezug auf eine Ausführungsform genannt werden, auch bei einer anderen Ausführungsform zur Anwendung kommen.

Im Betrieb kann das Werkzeug, welches ein elektrisch leitfähiges bzw. metallisches Material aufweisen kann, mit Hilfe der Anregungsvorrichtung mit dem Anregungsspannungssignal beaufschlagt werden. Der von dem Werkzeug abfließende Strom kann mit Hilfe des Stromsensors erfasst, und das von dem Stromsensor erzeugte und die Stromaufnahme des Werkzeugs wiedergebende Stromsensorsignal kann mit Hilfe der Verarbeitungsvorrichtung verarbeitet werden. Diese Vorgänge können kontinuierlich während des Betriebs der Werkzeugmaschine bzw. des Detektionssystems erfolgen. Sofern kein Kontakt zwischen dem Werkzeug und dem Benutzer vorliegt, können der von dem Werkzeug gezogene Strom und damit das Stromsensorsignal relativ klein bzw. nahezu Null sein. Ein Kontaktieren des Werkzeugs durch den Benutzer kann zu einer (erheblichen) Änderung der Stromaufnahme des Werkzeugs und damit des Stromsensorsignals führen, was bei dem Detektionssystem zum Detektieren des Kontakts genutzt werden kann.

Das Werkzeug der Werkzeugmaschine kann durch eine Antriebsvorrichtung angetrieben werden, welche zum Beispiel einen Elektromotor umfassen kann. Mit dem Werkzeug kann ein Werkstück, zum Beispiel aus Holz, bearbeitet werden.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Werkzeugmaschine eine Sägemaschine. Möglich ist zum Beispiel eine Ausgestaltung als stationäre Tischkreissäge oder Kappsäge, oder als handgeführte Sägemaschine, beispielsweise als Handkreissäge. Hierbei kann das antreibbare Werkzeug ein Sägeblatt sein.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Anregungsvorrichtung ausgebildet, das Anregungsspannungssignal durch eine kapazitive Kopplung an das Werkzeug an- zulegen. Das Anregungsspannungssignal kann hierbei kapazitiv auf das Werkzeug eingekoppelt werden. In diesem Zusammenhang können ferner folgende Ausgestaltungen zur Anwendung kommen.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Anregungsvorrichtung eine Spannungserzeugungsvorrichtung zum Erzeugen des Anregungsspannungssignals und eine Anregungselektrode auf. Die Spannungserzeugungsvorrichtung kann einen Oszillator und wenigstens einen mit dem Oszillator verbundenen Spannungsverstärker aufweisen. Die Anregungselektrode kann über eine Leitung mit der Spannungserzeugungsvorrichtung bzw. einem Spannungsverstärker derselben verbunden sein. Die Anregungselektrode kann ein elektrisch leitfähiges bzw. metallisches Material aufweisen. Das mit Hilfe der Spannungserzeugungsvorrichtung erzeugte Anregungsspannungssignal kann über die Anregungselektrode kapazitiv auf das Werkzeug eingekoppelt werden. Der Stromsensor kann ausgebildet sein, das Stromsensorsignal durch Erfassen eines in der Leitung fließenden elektrischen Stroms zu erzeugen.

Die Anregungselektrode kann sich im Bereich bzw. nahe des Werkzeugs befinden, um das Anregungsspannungssignal zuverlässig auf das Werkzeug kapazitiv einzukoppeln. Bei einer Ausgestaltung des Werkzeugs als Sägeblatt kann die Anregungselektrode plattenförmig ausgestaltet bzw. in Form einer Anregungsplatte verwirklicht sein. Der Stromsensor kann an der die Anregungselektrode und die Spannungserzeugungsvorrichtung verbindenden Leitung angeordnet sein. Ferner kann der Stromsensor als Stromwandler verwirklicht sein.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Werkzeugmaschine eine im Bereich des Werkzeugs und der Anregungselektrode angeordnete und mit der Spannungserzeugungsvorrichtung elektrisch verbundene Abschirmung auf. Die Spannungserzeugungsvorrichtung ist ausgebildet, die Abschirmung entsprechend der Anregungselektrode elektrisch anzusteuern, oder anders ausgedrückt, die Abschirmung und die Anregungselektrode jeweils mit demselben elektrischen Potential zu beaufschlagen. Mit Hilfe der Abschirmung, welche als Faradaykäfig dienen kann, kann der Einfluss von Störeffekten aus der Umgebung auf das Detektionssystem reduziert werden. Die Abschirmung kann über eine weitere Leitung mit der Spannungserzeugungsvorrichtung bzw. einem Spannungsverstärker derselben verbunden sein.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Werkzeugmaschine ein Reaktionssystem zum Deaktivieren eines Betriebs des Werkzeugs auf. Das Detektionssystem kann ausgebildet sein, das Reaktionssystem bei einem detektierten Kontakt zwischen dem Werkzeug und dem Benutzer zu aktivieren. Das Reaktionssystem kann Mittel zum Wegbewegen bzw. schnellen Wegbewegen des Werkzeugs von dem Benutzer umfassen. Hierbei kann eine pyrotechnische Ladung zum Einsatz kommen. Das Reaktionssystem kann zusätzlich oder alternativ eine Bremsvorrichtung aufweisen, mit deren Hilfe eine Bewegung des Werkzeugs abgebremst bzw. gestoppt werden kann. Auf diese kann ein Auftreten von (schweren) Verletzungen bei dem Benutzer verhindert werden.

Zum Aktivieren des Reaktionssystems kann ein Auslösesignal von dem Detektionssystem erzeugt und an das Reaktionssystem übermittelt werden. Zu diesem Zweck können die Verarbeitungsvorrichtung bzw. deren Auswertevorrichtung ausgebildet sein, in Abhängigkeit der Signalverarbeitung ein solches Auslösesignal zum Deaktivieren eines Betriebs des Werkzeugs, und damit zum Aktivieren des Reaktionssystems, zu erzeugen.

Das Anregungsspannungssignal, mit welchem das Werkzeug beaufschlagt wird, kann ein zeitveränderliches bzw. periodisches Spannungssignal und damit ein Wechselspannungssignal sein. Das Anregungsspannungssignal kann zum Beispiel ein Sinussignal sein.

In einer weiteren Ausführungsform weist das Anregungsspannungssignal, welches als Trägersignal dienen kann, eine Frequenz bzw. Trägerfrequenz von 1 ,25 MHz auf. Hierdurch kann ein Kontakt zwischen dem Werkzeug und dem Benutzer zuverlässig durch das Detektionssystem detektiert werden. Ferner kann ein solcher Kontakt zuverlässig von einem anderen Kontaktereignis, beispielsweise einem Kontakt zwischen dem Werkzeug und einem Werkstück, unterschieden werden. ln einer weiteren Ausführungsform ist der IQ-Demodulator dem Analog-Digital- Umsetzer nachgeordnet, ist die Filtervorrichtung dem IQ-Demodulator nachgeordnet, und ist die Auswertevorrichtung der Filtervorrichtung nachgeordnet.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Werkzeugmaschine einen dem Analog-Digital-Umsetzer bzw. der Verarbeitungsvorrichtung vorgeordneten analogen Vorfilter auf. Mit Hilfe des Vorfilters können für die Signalverarbeitung nicht benötigte bzw. störende Frequenzanteile des anlogen Stromsensorsignals entfernt werden. Hierdurch kann ein schnelles und zuverlässiges Durchführen der Signalverarbeitung begünstigt werden. Der Vorfilter kann ein Tiefpassfilter sein.

In einer weiteren Ausführungsform ist der Analog-Digital-Umsetzer ausgebildet, das Digitalisieren des Stromsensorsignals mittels Überabtastung durchzuführen. Hierbei kann die Abtastfrequenz frei gewählt werden. Auch können hierdurch geringe Anforderungen an den Vorfilter bestehen. Der Vorfilter kann daher relativ einfach aufgebaut, und zum Beispiel als Antialiasing-Filter verwirklicht sein.

Die Abtastfrequenz kann ein Vielfaches, zum Beispiel ein Vierfaches der Trägerfrequenz des Anregungsspannungssignals betragen. Mit Bezug auf die oben genannte Trägerfrequenz von 1 ,25 MHz kann die Abtastfrequenz somit 5 MHz sein. Hierdurch kann eine anschließend mit Hilfe des IQ-Demodulators durchgeführte Demodulation des digitalen Stromsensorsignals vereinfacht werden.

Die Demodulation des digitalen Stromsensorsignals mit Hilfe des IQ- Demodulators kann ein Umsetzen des Stromsensorsignals in ein digitales I-Sig- nal (In-Phase-Signal) und ein digitales Q-Signal (Quadrature-Signal) umfassen. Im Rahmen der Demodulation kann das Trägersignal entfernt werden. Durch das Bilden des digitalen I-Signals und Q-Signals aus dem digitalen Stromsensorsignal kann der Informationsgehalt mit Bezug auf die Signalverarbeitung verbessert werden. Das I-Signal kann mit der Phasenlage des Trägersignals bzw. des Anregungsspannungssignals übereinstimmen, und das Q-Signal kann hierzu um neunzig Grad phasenverschoben sein.

Der IQ-Demodulator kann einen numerisch gesteuerten Oszillator und zwei Mischer aufweisen. Mit Hilfe des numerisch gesteuerten Oszillators können zwei periodische Oszillatorsingale erzeugt, und mit Hilfe der Mischer mit dem digitalen Stromsensorsignal zum Erzeugen des digitalen I- und Q-Signals gemischt werden. Die Oszillatorsignale können dieselbe Frequenz wie das Anregungsspannungssignal, also die Trägerfrequenz, besitzen. Auch können die Oszillatorsignale um neunzig Grad gegeneinander phasenverschoben sein. Mit Hilfe der Mischer kann eine Abwärtsmischung, also eine Frequenzumsetzung zu einer niedrigeren Frequenz, erfolgen. Auf diese Weise kann das Trägersignal entfernt werden. Eine interessierende Nutzinformation bzw. ein Nutzsignal, welche(s) zum Detektieren des Kontakts zwischen dem Werkzeug und dem Benutzer genutzt werden kann, kann hingegen erhalten bleiben und dadurch in dem digitalen I- und Q-Signal enthalten sein.

In einer weiteren Ausführungsform ist der IQ-Demodulator ausgebildet, das digitale Stromsensorsignal in ein digitales I-Signal und ein digitales Q-Signal umzusetzen. Die Filtervorrichtung ist ausgebildet, das digitale I-Signal und Q-Signal zu filtern. Die Auswertevorrichtung ist ausgebildet, das gefilterte digitale I-Signal und Q-Signal zum Detektieren eines Kontakts zwischen dem Werkzeug und dem Benutzer zu verarbeiten und in Abhängigkeit der Verarbeitung ein Auslösesignal zum Deaktivieren eines Betriebs des Werkzeugs zu erzeugen. Mit Hilfe des Auslösesignals kann, wie oben angegeben, ein Reaktionssystem der Werkzeugmaschine aktiviert werden.

Durch das Filtern des digitalen I-Signals und Q-Signals, was getrennt voneinander für das I-Signal und Q-Signal erfolgen kann, können nicht benötigte bzw. störende Frequenzanteile des I-Signals und Q-Signals entfernt werden. Die in dem I-Signal und Q-Signal enthaltene Nutzinformation kann die Filtervorrichtung hingegen passieren. Hierdurch kann ein schnelles und zuverlässiges Durchführen der Signalverarbeitung weiter begünstigt werden.

Die Filtervorrichtung kann in Form eines Tiefpassfilters verwirklicht sein, wodurch hochfrequente Frequenzanteile des digitalen I-Signals und Q-Signals entfernt werden können. Ferner kann die Filtervorrichtung zur Reduzierung der Abtastrate und damit der Datenrate ausgebildet sein. Dies erweist sich ebenfalls als günstig für ein schnelles Durchführen der Signalverarbeitung. Ein zuverlässiges und effizientes Filtern des I-Signals und Q-Signals kann gemäß folgender Ausführungsform erzielt werden. Hierbei weist die Filtervorrichtung einen CIC-Filter (Cascaded Integrator Comb Filter) und einen dem CIC- Filter nachgeordneten Kompensationsfilter auf. Der Kompensationsfilter kann ein Fl R-Filter (Finite Impulse Response Filter) sein. Mit Hilfe des CIC-Filters kann die oben erwähnte Reduzierung der Abtastrate erzielt werden. Mit Hilfe des Kompensationsfilters kann ein (starker) Abfall des Durchlassbereichs des CIC-Filters kompensiert werden. Mit Bezug auf das getrennte Filtern des I-Signals und Q- Signals kann die Filtervorrichtung für das I-Signal und das Q-Signal jeweils einen CIC-Filter und einen nachgeordneten Kompensationsfilter aufweisen.

Die Auswertevorrichtung der Verarbeitungsvorrichtung des Detektionssystems kann ausgebildet sein, die Signalverarbeitung unter Anwendung eines vorgegebenen Algorithmus durchzuführen. Der Algorithmus kann einen adaptiven Schwellenwertprozess umfassen. In einer weiteren und in diesem Sinne verwirklichten Ausführungsform ist die Auswertevorrichtung ausgebildet, einen Momentanenergiewert der Stromaufnahme des Werkzeugs und einen adaptiven Schwellenwert zu berechnen, und in Abhängigkeit eines Vergleichs zwischen dem Momentanenergiewert und dem adaptiven Schwellenwert ein Auslösesignal zum Deaktivieren eines Betriebs des Werkzeugs zu erzeugen. Hierbei kann das Vorliegen eines Kontakts zwischen dem Werkzeug und dem Benutzer angenommen werden, wenn der Momentanenergiewert den adaptiven Schwellenwert übersteigt. Wenn diese Bedingung vorliegt, kann das Auslösesignal erzeugt werden.

Die Berechnung des Momentanenergiewerts und adaptiven Schwellenwerts kann auf der Grundlage des gefilterten digitalen I-Signals und Q-Signals bzw. von Abtastwerten derselben erfolgen. Für zeitlich aufeinanderfolgende Abtastwerte kann jeweils ein eigener Momentanenergiewert und ein dazugehöriger adaptiver Schwellenwert berechnet werden. Mit Hilfe des adaptiven Schwellenwerts kann ein dem jeweils betrachteten Momentanenergiewert vorhergehender zeitlicher Verlauf bzw. eine zeitliche Entwicklung des I- und Q-Signals berücksichtigt werden. Auf diese Weise kann der Einfluss einzelner Abtastwerte des I- und Q-Sig- nals, welche von übrigen bzw. benachbarten Abtastwerten beispielsweise aufgrund von Störungen aus der Umgebung (erheblich) abweichen können, unterdrückt werden. Hierdurch können eine hohe Robustheit des Detektionssystems und eine hohe Zuverlässigkeit mit Bezug auf das Detektieren eines Kontakts zwischen dem Werkzeug und dem Benutzer erzielt werden. Ein fehlerhaftes Erzeugen des Auslösesignals, obwohl kein Kontakt zwischen dem Werkzeug und dem Benutzer vorliegt (falsch-positives Ereignis), kann daher unterdrückt werden.

Der Momentanenergiewert kann (jeweils) durch Summieren von quadrierten Abtastwerten des I- und Q-Signals berechnet werden. Das Berechnen des dazugehörigen adaptiven Schwellenwerts kann ein Berechnen eines Mittelwerts von Momentanenergiewerten umfassen. Der Mittelwert kann sich auf einen Block aus Abtastwerten des I- und Q-Signals beziehen. Die Anzahl der Abtastwerte des Blocks kann sechzehn sein, wodurch das Berechnen und damit Detektieren eines Kontakts zwischen dem Werkzeug und dem Benutzer effizient und schnell erfolgen kann. Die Abtastwerte des Blocks können dem jeweils betrachteten Momentanenergiewert (bzw. dessen Abtastwerten) zeitlich vorausgehen.

Im Rahmen des Berechnens des adaptiven Schwellenwerts kann ferner wenigstens ein weiterer Parameter berechnet und mit dem vorgenannten Mittelwert von Momentanenergiewerten zum Bilden des adaptiven Schwellenwerts aufsummiert werden. Hierunter kann ein vorgegebener Biaswert fallen. Ein weiterer Parameter ist ein das Auftreten von Spitzenwerten der Momentanenergie berücksichtigender Ausgabewert.

Die Auswertevorrichtung kann ferner ausgebildet sein, ein Signal-Rausch-Ver- hältnis zu berechnen, und das Erzeugen des Auslösesignals zusätzlich in Abhängigkeit eines Vergleichs des berechneten Signals-Rausch-Verhältnisses mit einem vorgegebenen Grenzwert durchzuführen. Hierdurch kann ein fehlerhaftes Erzeugen des Auslösesignals infolge eines (starken) Rauschsignals unterdrückt werden. In dieser Ausgestaltung kann das oben beschriebene Überschreiten des adaptiven Schwellenwerts durch den Momentanenergiewert als Primärbedingung gelten, und kann das Erzeugen des Auslösesignals an die zusätzliche Sekundärbedingung geknüpft sein, dass das berechnete Signal-Rausch-Verhältnis den Grenzwert übersteigt. Das Berechnen des Signal-Rausch-Verhältnisses, was ebenfalls auf der Grundlage des gefilterten digitalen I-Signals und Q-Signals erfolgen kann, kann ein Berechnen eines Mittelwerts und einer Standardabweichung von Abtastwerten des gefilterten I-Signals und Q-Signals umfassen. Dies kann auf der Grundlage eines Berechnens von lokalen Mittelwerten und lokalen Varianzen erfolgen, welche auf mehrere Blöcke aus Abtastwerten des I- und Q-Signals bezogen sind. Die Anzahl der Abtastwerte eines Blocks kann auch hier sechzehn sein, um eine effiziente und schnelle Berechnung zu ermöglichen. Ferner können ein gegenwärtiger Block aus Abtastwerten, welcher das Erfüllen der Primärbedingung bewirkende Abtastwerte umfasst, mehrere vorherige Blöcke aus zeitlich vorangehenden Abtastwerten, und ein nachfolgender Block aus zeitlich nachfolgenden Abtastwerten, berücksichtigt werden.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Auswertevorrichtung ein künstliches neuronales Netz auf. Das künstliche neuronale Netz kann zum Verarbeiten des gefilterten digitalen I-Signals und Q-Signals ausgebildet sein, um hierauf basierend ein Auslösesignal zum Deaktivieren eines Betriebs des Werkzeugs zu erzeugen. Zu diesem Zweck kann das künstliche neuronale Netz in geeigneter Weise trainiert worden sein. Das Training kann ein überwachtes Lernen (Supervised Learning), ein bestärkendes Lernen (Reinforcement Learning) oder ein unüberwachtes Lernen (Unsupervised Learning) umfassen.

Das Training des künstlichen neuronalen Netzes kann unter Anwendung von Abtastwerten des I- und Q-Signals mit richtigen Auslösesignalen (richtig-positive Ereignisse) und falschen Auslösesignalen (falsch-positive Ereignisse) erfolgen. Die richtigen Auslösesignale nebst zugehörigen Abtastwerten des I- und Q-Signals können sich auf das Vorliegen eines zu detektierenden Kontakts zwischen dem Werkzeug und dem Benutzer beziehen, wohingegen bei den falschen Auslösesignalen nebst zugehörigen Abtastwerten ein solcher Kontakt nicht besteht. Infolge des Trainings kann das Auslösesignal lediglich bei einem tatsächlich stattfindenden Kontakt zwischen dem Werkzeug und dem Benutzer durch die Auswertevorrichtung erzeugt werden, und kann insofern zwischen einem richtig-positiven und einem falsch-positiven Ereignis unterschieden werden. Das künstliche neuronale Netz kann mehrere miteinander verbundene Neuronen bzw. Knoten umfassen. Das künstliche neuronale Netz kann ferner eine Eingabeschicht, wenigstens eine versteckte Schicht und eine Ausgabeschicht aufweisen. Die Eingabeschicht und die versteckte(n) Schicht(en) können mehrere Knoten aufweisen. Die Eingabeschicht bzw. deren Knoten können das gefilterte digitale I-Signal und Q-Signal empfangen. Die Ausgabeschicht kann einen Ausgabeknoten aufweisen, über weichen das Auslösesignal abgegeben werden kann. Des Weiteren kann das künstliche neuronale Netz als binäres künstliches neuronales Netz ausgebildet sein.

Die Verarbeitungsvorrichtung des Detektionssystems kann in Form einer integrierten Schaltung, also in Form eines Halbleiter- bzw. Signalverarbeitungschips, verwirklicht sein. Je nach Ausgestaltung der Verarbeitungsvorrichtung können die dem Analog-Digital-Umsetzer nachgeordneten Vorrichtungen und deren Bestandteile wie der IQ-Demodulator, die Filtervorrichtung und die Auswertevorrichtung in Form von Hardware- oder Software-Komponenten bzw. -Modulen ausgebildet sein. Die Verarbeitungsvorrichtung kann gegebenenfalls auch mehrere Halbleiterchips umfassen.

In einer weiteren Ausführungsform, welche in diesem Zusammenhang zur Anwendung kommen kann, weist die Verarbeitungsvorrichtung wenigstens ein FPGA (Field Programmable Gate Array), wenigstens einen Mikrocontroller und/oder wenigstens eine CPU (Central Processing Unit) auf. Sofern, wie oben angegeben, die Verarbeitungsvorrichtung in Form eines einzelnen Halbleiterchips verwirklicht ist, kann für die Verarbeitungsvorrichtung eine Ausgestaltung in Form eines einzelnen FPGAs oder in Form eines/einer einzelnen Mikrocontrollers bzw. CPU in Betracht kommen. Bei einer Ausgestaltung als FPGA können die dem Analog-Digital-Umsetzer nachgeordneten Vorrichtungen in Form von programmierten Hardware- bzw. Logik-Blöcken, und bei einer Ausgestaltung als Mikrocontroller bzw. CPU in Form von Software-Modulen verwirklicht sein.

Die Ausgestaltung als FPGA bietet die Möglichkeit, durch eine Umprogrammierung eine Funktionsweise der Verarbeitungsvorrichtung nachträglich flexibel umzugestalten. Dies kann zum Beispiel in Bezug auf die Filtervorrichtung in Betracht kommen, welche insofern eine umprogrammierbare Filtervorrichtung sein kann. Ein FPGA eignet sich ferner bzw. kann ausgeführt sein zum Durchführen einer parallelen Signalverarbeitung. Dies ist ebenfalls in Bezug auf die Filtervorrichtung denkbar. Mit Hilfe der als FPGA ausgeführten Verarbeitungsvorrichtung kann daher ein Vorliegen einer kurzen Detektionszeit zum Detektieren eines Kontakts zwischen dem Werkzeug und dem Benutzer weiter begünstigt werden.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Verarbeitungsvorrichtung ausgebildet, das digitale Stromsensorsignal über einen ersten und einen zweiten Verarbeitungskanal zu verarbeiten. Die Verarbeitungsvorrichtung weist mit Bezug auf jeden von dem ersten und zweiten Verarbeitungskanal einen IQ-Demodulator, eine Filtervorrichtung und eine Auswertevorrichtung auf. Die Verarbeitungsvorrichtung weist ferner wenigstens eine Vergleichsvorrichtung auf, welcher in dem ersten und zweiten Verarbeitungskanal anfallende Verarbeitungsdaten übermittelbar sind. Die Vergleichsvorrichtung ist ausgebildet, die Verarbeitungsdaten des ersten und zweiten Verarbeitungskanals zu vergleichen und in Abhängigkeit des Vergleichs ein Abschaltsignal zum Abschalten eines Betriebs des Werkzeugs und/oder ein Warnsignal zu erzeugen.

Entsprechend der oben beschriebenen Ausgestaltungen kann in jedem der Verarbeitungskanäle die Filtervorrichtung dem IQ-Demodulator, und kann die Auswertevorrichtung der Filtervorrichtung nachgeordnet sein. Bei den IQ- Demodulatoren, den Filtervorrichtungen, den Auswertevorrichtungen und der wenigstens einen Vergleichsvorrichtung handelt es sich erneut um digital arbeitende Komponenten. Die Verarbeitungsvorrichtung kann ferner einen dem Analog-Digital-Umsetzer nachgeordneten und den IQ-Demodulatoren vorgeordneten Datenverteiler aufweisen, mit dessen Hilfe das digitale Stromsensorsignal aufgeteilt und auf den ersten und zweiten Verarbeitungskanal verteilt werden kann. Auch der Datenverteiler ist eine digital arbeitende Komponente.

Bei der vorgenannten Ausführungsform erfolgt eine doppelte Signalverarbeitung in dem ersten und zweiten Verarbeitungskanal. Es ist weiter vorgesehen, in den beiden Verarbeitungskanälen anfallende Verarbeitungsdaten mit Hilfe der Vergleichsvorrichtung zu vergleichen. Das Übermitteln der Verarbeitungsdaten an die Vergleichsvorrichtung und das Vergleichen derselben mit Hilfe der Ver- gleichsvorrichtung kann kontinuierlich während des Betriebs der Werkzeugmaschine bzw. des Detektionssystems erfolgen. Die Verarbeitungsdaten können von den Auswertevorrichtungen der beiden Verarbeitungskanäle erzeugt werden. Sofern durch die Vergleichsvorrichtung ein Vorliegen eines Unterschieds zwischen den Verarbeitungsdaten festgestellt wird, was auf eine fehlerhafte Funktionsweise von wenigstens einem Verarbeitungskanal hindeutet, kann die Vergleichsvorrichtung ein Abschaltsignal und/oder ein Warnsignal erzeugen. Durch den Vergleich kann insofern ein Selbsttest bzw. kontinuierlicher Selbsttest des Detektionssystems erzielt werden. Das Abschaltsignal kann zum Beispiel an eine das Werkzeug antreibende Antriebsvorrichtung bzw. an eine Steuervorrichtung derselben übermittelt werden, um den Betrieb des Werkzeugs abzuschalten und die Werkzeugmaschine in einen sicheren Zustand zu versetzen. Das Warnsignal kann zum Beispiel akustisch oder visuell wiedergegeben werden bzw. zum Ansteuern entsprechender Vorrichtungen wie einer Lautsprechervorrichtung oder einer Anzeigevorrichtung der Werkzeugmaschine eingesetzt werden. Die zweika- nalige Ausgestaltung der Verarbeitungsvorrichtung ermöglicht infolgedessen eine hohe funktionale Sicherheit und Zuverlässigkeit des Detektionssystems und der Werkzeugmaschine.

In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei den der Vergleichsvorrichtung für den Vergleich übermittelten Verarbeitungsdaten um von den Auswertevorrichtungen des ersten und zweiten Verarbeitungskanals berechnete Momentanenergiewerte der Stromaufnahme des Werkzeugs. In diesem Zusammenhang können die Auswertevorrichtungen des ersten und zweiten Verarbeitungskanals entsprechend der oben beschriebenen Ausgestaltung ausgebildet sein, im Rahmen der Signalverarbeitung einen vorgegebenen Algorithmus durchzuführen und hierbei u.a. einen Momentanenergiewert der Stromaufnahme und einen adaptiven Schwellenwert zu berechnen.

Es ist auch möglich, dass die Auswertevorrichtungen des ersten und zweiten Verarbeitungskanals jeweils ein künstliches neuronales Netz aufweisen. Hierbei kann es sich bei den für den Vergleich übermittelten Verarbeitungsdaten zum Beispiel um Daten handeln, welche von einem oder mehreren Knoten des jeweiligen Netzes, zum Beispiel aus einer versteckten Schicht, ausgegeben werden. Hinsichtlich der zweikanaligen Ausführungsform der Verarbeitungsvorrichtung können weitere der oben erläuterten Ausgestaltungen und Details in Bezug auf die Vorrichtungen des ersten und zweiten Verarbeitungskanals zur Anwendung kommen. In diesem Sinne ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die IQ-Demodulatoren des ersten und zweiten Verarbeitungskanals ausgebildet sind, das digitale Stromsensorsignal in ein digitales I-Signal und ein digitales Q-Signal umzusetzen, dass die Filtervorrichtungen des ersten und zweiten Verarbeitungskanals ausgebildet sind, das digitale I-Signal und Q-Signal zu filtern, und dass die Auswertevorrichtungen des ersten und zweiten Verarbeitungskanals ausgebildet sind, das gefilterte digitale I-Signal und Q-Signal zum Detektieren eines Kontakts zwischen dem Werkzeug und dem Benutzer zu verarbeiten und in Abhängigkeit der Verarbeitung ein Auslösesignal zum Deaktivieren eines Betriebs des Werkzeugs zu erzeugen.

In einer weiteren Ausführungsform sind die von den Auswertevorrichtungen des ersten und zweiten Verarbeitungskanals erzeugten Auslösesignale der Vergleichsvorrichtung übermittelbar. Die Vergleichsvorrichtung ist ausgebildet, ein eigenes Auslösesignal zum Deaktivieren eines Betriebs des Werkzeugs zu erzeugen, sofern der Vergleichsvorrichtung ein Auslösesignal von wenigstens einer der Auswertevorrichtungen des ersten und zweiten Verarbeitungskanals übermittelt wird. Auf diese Weise kann der Betrieb des Werkzeugs zuverlässig deaktiviert werden, sofern anhand der Signalverarbeitung in wenigstens einem der beiden Verarbeitungskanäle ein Vorliegen eines Kontakts zwischen dem Werkzeug und dem Benutzer detektiert wird.

Auch die zweikanalige Verarbeitungsvorrichtung kann, wie oben beschrieben, in Form eines einzelnen Halbleiterchips, und dadurch zum Beispiel in Form eines FPGAs oder in Form eines Mikrocontrollers bzw. einer CPU, verwirklicht sein. Mit Bezug auf eines Ausgestaltung als FPGA ist ferner ein Aufbau aus getrennten isolierten Bereichen gemäß der IDF-Methodik (Isolation Design Flow) denkbar, wodurch Fehlfunktionen mit einer hohen Zuverlässigkeit unterdrückt werden können. Alternativ kann ein Aufbau aus mehreren Halbleiterchips in Betracht kommen. Hierbei kann der Analog-Digital-Umsetzer in Form eines separaten Halbleiterchips, und können der erste und zweite Verarbeitungskanal jeweils in Form eines eigenen Halbleiterchips (FPGA oder Mikrocontroller oder CPU) verwirklicht sein. Die betreffenden Halbleiterchips können jeweils einen IQ-Demodulator, eine Filtervorrichtung, eine Auswertevorrichtung und eine Vergleichsvorrichtung aufweisen. Hierbei können in dem ersten und zweiten Verarbeitungskanal anfallende Verarbeitungsdaten an beide Vergleichsvorrichtungen für einen Vergleich übermittelt werden, und können die Vergleichsvorrichtungen ausgebildet sein, in Abhängigkeit des Vergleichs, wie oben angegeben, ein Abschaltsignal und/oder ein Warnsignal zu erzeugen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Detektionssystem für eine Werkzeugmaschine mit einem antreibbaren Werkzeug zum Detektieren eines Kontakts zwischen dem Werkzeug und einem Benutzer vorgeschlagen. Das Detektionssystem weist eine Anregungsvorrichtung zum Anlegen eines Anregungsspannungssignals an das Werkzeug, einen Stromsensor zum Erzeugen eines Stromsensorsignals, welches einen von dem Werkzeug aufgenommen elektrischen Strom wiedergibt, und eine Verarbeitungsvorrichtung zum Verarbeiten des Stromsensorsignals auf, um einen Kontakt zwischen dem Werkzeug und dem Benutzer zu detektieren. Die Verarbeitungsvorrichtung weist einen Analog-Digital-Umsetzer und dem Analog-Digital-Umsetzer nachgeordnete weitere Vorrichtungen umfassend einen IQ-Demodulator, eine Filtervorrichtung und eine Auswertevorrichtung auf. Das Stromsensorsignal ist mit Hilfe des Analog-Digital-Umsetzers digitalisierbar und mit Hilfe der weiteren Vorrichtungen in digitaler Form verarbeitbar.

Für das Detektionssystem können dieselben Ausführungsformen, Details und Vorteile zur Anwendung kommen, wie sie oben bereits erläutert wurden. Beispielsweise kann eine kurze Detektionszeit zum Detektieren eines Kontakts zwischen dem Werkzeug und dem Benutzer erreicht werden, und kann die Signalverarbeitung geringen äußeren Störeinflüssen ausgesetzt sein.

Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können - außer zum Beispiel in Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen - einzeln o- der in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der schematischen Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine als Tischkreissäge ausgebildete Werkzeugmaschine mit einem Detektionssystem zum Detektieren eines Kontakts zwischen einem Sägeblatt und einem Benutzer;

Figur 2 eine Leiterplatte mit Bestandteilen des Detektionssystems;

Figur 3 eine Verarbeitungsvorrichtung des Detektionssystems mit einem Analog- Digital-Umsetzer, einem IQ-Demodulator, einer Filtervorrichtung und einer Auswertevorrichtung;

Figuren 4 und 5 Blockschaltbilder des IQ-Demodulators und eines Mischers;

Figuren 6 und 7 Diagramme, welche eine von der Auswertevorrichtung durchgeführte Verarbeitung unter Anwendung eines vorgegebenen Algorithmus veranschaulichen;

Figur 8 eine Auswertevorrichtung mit einem künstlichen neuronalen Netz;

Figur 9 eine zweikanalige Ausgestaltung der Verarbeitungsvorrichtung;

Figur 10 isolierte Bereiche der als FPGA verwirklichten Verarbeitungsvorrichtung von Figur 9; und

Figur 11 eine zweikanalige Ausgestaltung der Verarbeitungsvorrichtung mit mehreren Halbleiterchips.

Anhand der folgenden Figuren werden mögliche Ausgestaltungen einer Werkzeugmaschine mit einem Detektionssystem beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die Figuren lediglich schematischer Natur und nicht maßstabsgetreu sind. Daher können in den Figuren gezeigte Komponenten und Strukturen zum besseren Verständnis übertrieben groß oder verkleinert dargestellt sein. Figur 1 zeigt eine Werkzeugmaschine 100, welche vorliegend als Tischkreissäge verwirklicht ist. Die Werkzeugmaschine 100 weist ein antreibbares Werkzeug in Form eines rotierbaren Sägeblatts 103 auf, mit welchem ein Werkstück aus Holz (nicht dargestellt) bearbeitet werden kann. Das Sägeblatt 103 weist ein elektrisch leitfähiges bzw. metallisches Material auf. Das Sägeblatt 103 ist mit einer Antriebswelle 104 verbunden, welche ihrerseits mit einem Motor 105 der Werkzeugmaschine 100 in Wirkverbindung steht. Der Motor 105 kann ein Elektromotor sein. Über den Motor 105 und die Antriebswelle 104 kann das Sägeblatt 103 angetrieben, d.h. in eine Drehbewegung versetzt werden. Die Werkzeugmaschine 100 weist ferner einen Tisch 106 mit einer Durchtrittsöffnung auf, durch welche das Sägeblatt 103 hindurchragt und dadurch, wie in Figur 1 gezeigt, gegenüber einer Oberseite des Tischs 106 hervorsteht.

Die Werkzeugmaschine 100 ist dahingehend ausgebildet, dass das Risiko von (schweren) Verletzungen für einen menschlichen Benutzer im Betrieb der Werkzeugmaschine 100 möglichst vermieden werden kann. Zu diesem Zweck umfasst die Werkzeugmaschine 100 ein Detektionssystem 101 , mit dessen Hilfe ein Kontakt zwischen dem Sägeblatt 103 und dem Benutzer bzw. einem Körperteil des Benutzers wie einer in Figur 1 angedeuteten Hand 500 detektiert werden kann, und ein mit dem Detektionssystem 101 gekoppeltes Reaktionssystem 400 zum Deaktivieren eines Betriebs des Sägeblatts 103.

Wie in Figur 1 dargestellt ist, umfasst das Detektionssystem 101 eine Anregungsvorrichtung 110 zum Anlegen eines Anregungsspannungssignals an das Sägeblatt 103 durch eine kapazitive Kopplung, einen Stromsensor 120 zum Erzeugen eines analogen Stromsensorsignals 200 und eine Verarbeitungsvorrichtung 130 zum Verarbeiten des Stromsensorsignals 200. Das Anlegen des Anregungsspannungssignals an das Sägeblatt 103 und das Erzeugen und Verarbeiten des Stromsensorsignals 200 kann kontinuierlich während des Betriebs der Werkzeugmaschine 100 und des Detektionssystems 101 erfolgen. Der Verarbeitungsvorrichtung 130 kann ein analoger Vorfilter 126 (vgl. Figur 2) vorgeordnet sein.

Die Anregungsvorrichtung 110 umfasst einen Oszillator 111 , einen mit dem Oszillator 111 verbundenen und durch diesen angetriebenen ersten Spannungsver- stärker 112, und eine im Bereich bzw. nahe des Sägeblatts 103 angeordnete Anregungselektrode 117. Die Anregungselektrode 117, welche wie das Sägeblatt 103 plattenförmig ausgebildet ist und auch als Anregungsplatte bezeichnet werden kann, weist ein elektrisch leitfähiges bzw. metallisches Material auf. Die Anregungselektrode 117 und der erste Spannungsverstärker 112 sind über eine erste Leitung 113 elektrisch verbunden. Mit Hilfe des Oszillators 111 kann das Anregungsspannungssignal erzeugt, über den ersten Spannungsverstärker 112 verstärkt und über die Anregungselektrode 117 kapazitiv in das Sägeblatt 103 eingekoppelt werden. Wie in Figur 1 angedeutet ist, kann der Tisch 106 als (lokale) Masse dienen, auf welche der Oszillator 111 bezogen sein kann.

Das Anregungsspannungssignal, welches als Trägersignal dient, ist ein periodisches bzw. sinusförmiges Spannungssignal. In Figur 1 ist das Anregungsspannungssignal anhand einer Schwingungswelle bei dem Oszillator 111 angedeutet. Das (verstärkte) Anregungsspannungssignal kann eine Spitze-Spitze-Spannung von 12 V, und eine Frequenz bzw. Trägerfrequenz von 1 ,25 MHz aufweisen. Hierdurch kann ein Kontakt zwischen dem Sägeblatt 103 und dem Benutzer zuverlässig detektiert und von einem anderen Kontakt, beispielsweise zwischen dem Sägeblatt 103 und einem Werkstück, unterschieden werden.

Der Stromsensor 120 ist an der die Anregungselektrode 117 und den Spannungsverstärker 112 verbindenden Leitung 113 angeordnet. Mit Hilfe des Stromsensors 120 kann der in der Leitung 113 fließende, und dadurch von dem Sägeblatt 103 aufgenommene elektrische Strom 190 (in Figur 1 auch mit Ibiade bezeichnet) erfasst werden. Das von dem Stromsensor 120 erzeugte analoge Stromsensorsignal 200 gibt dabei den von dem Sägeblatt 103 gezogenen Strom 190 wieder. Der Stromsensor 120 kann als Stromwandler verwirklicht sein.

Das Sägeblatt 103 und die Anregungselektrode 117 bilden zusammen einen Plattenkondensator. Für eine zuverlässige Detektion kann der Kondensator eine Kapazität im Bereich von 30 pF aufweisen. Hierzu kann der Abstand zwischen dem Sägeblatt 103 und der Anregungselektrode 117 im Bereich von 1 mm liegen. Die Detektion eines Kontakts zwischen dem Sägeblatt 103 und dem Benutzer kann darauf basieren, dass die Kapazität zwischen dem Sägeblatt 103 und der Anregungselektrode 117 größer ist als die Kapazität zwischen einem Körper des Benutzers und dem Sägeblatt 103. Für den Fall, dass kein Kontakt zwischen dem Sägeblatt 103 und dem Benutzer vorliegt, können der von dem Sägeblatt 103 aufgenommene elektrische Strom 190 und damit das Stromsensorsignal 200 relativ klein bzw. nahezu Null sein. Sofern der Benutzer bzw. ein Körperteil desselben das Sägeblatt 103 hingegen kontaktiert, kann dieser bzw. dieses als geringer Widerstand in Reihe mit einer größeren Kapazität zur Masse erscheinen. Hierbei kann es zu einer erheblichen Vergrößerung der Stromaufnahme des Sägeblatts 103 und damit des Stromsensorsignals 200 kommen, wodurch der Kontakt zwischen dem Sägeblatt 103 und dem Benutzer detektiert werden kann.

Die Werkzeugmaschine 100 weist, wie in Figur 1 gezeigt, ferner eine im Bereich des Sägeblatts 103 und der Anregungselektrode 117 angeordnete Abschirmung 108 auf. Im Betrieb der Werkzeugmaschine 100 wird die Abschirmung 108 entsprechend der Anregungselektrode 117 mit dem Anregungsspannungssignal beaufschlagt. Hierzu ist der Oszillator 111 mit einem zweiten Spannungsverstärker 114 verbunden, welcher über eine zweite Leitung 115 an die Abschirmung 108 angeschlossen ist. Aufgrund der Abschirmung 108, mit welcher das Sägeblatt 103 und die Anregungselektrode 117 umgeben sind, kann die statische Kapazität zwischen dem Sägeblatt 103 und dem Tisch 106 reduziert sein. Ferner kann die Abschirmung als Faradaykäfig dienen, wodurch der Einfluss von Störeffekten aus der Umgebung auf das Detektionssystem 101 verringert sein kann.

Die Verarbeitungsvorrichtung 130 des Detektionssystems 101 dient zum Verarbeiten des von dem Stromsensor 120 erzeugten analogen Stromsensorsignals 200, um einen Kontakt zwischen dem Sägeblatt 103 und dem Benutzer zu detek- tieren. Das von dem Stromsensor 120 kommende Stromsensorsignal 200 kann, wie in Figur 1 gezeigt, über einen optionalen dritten Spannungsverstärker 124, den bereits genannten Vorfilter 126 und weitere Leitungen an die Verarbeitungsvorrichtung 130 übermittelt werden. Über den Spannungsverstärker 124 kann das Sensorsignal 200 verstärkt, und über den Vorfilter 126 vorgefiltert werden.

Das Reaktionssystem 400, welches durch das Detektionssystem 101 aktiviert werden kann, dient zum Deaktivieren eines Betriebs des Sägeblatts 103, um ein Auftreten von (schweren) Verletzungen bei dem Benutzer zu verhindern. Das Reaktionssystem 400 kann Mittel zum schnellen Wegbewegen des Sägeblatts 103 von dem Benutzer umfassen, so dass das Sägeblatt nicht mehr, wie in Figur 1 gezeigt, gegenüber der Oberseite des Tischs 106 hervorsteht, sondern sich unterhalb der Tischoberseite befindet. Dabei kann eine pyrotechnische Ladung zum Einsatz kommen. Das Reaktionssystem 400 kann zusätzlich oder alternativ eine Bremsvorrichtung zum Abbremsen und dadurch Stoppen einer Rotationsbewegung des Sägeblatts 103 aufweisen (jeweils nicht dargestellt). Das Aktivieren des Reaktionssystems 400 zum Deaktivieren des Betriebs des Sägeblatts 103 wird über ein Auslösesignal 210, 211 gesteuert, welches von der Verarbeitungsvorrichtung 130 in Abhängigkeit der Verarbeitung des Stromsensorsignals 200 erzeugt und an das Reaktionssystem 400 übermittelt werden kann.

Im Folgenden werden weitere mögliche Ausgestaltungen beschrieben, welche für die Werkzeugmaschine 100 und deren Detektionssystem 101 in Betracht kommen können. Es wird ergänzend auf die Möglichkeit verwiesen, mehrere der beschriebenen Ausgestaltungen miteinander zu kombinieren. In entsprechender Weise können in Bezug auf eine Ausgestaltung genannte Merkmale und Details auch bei einer anderen Ausgestaltung zur Anwendung kommen.

Gemäß der in Figur 2 gezeigten Bauform sind die Verarbeitungsvorrichtung 130 und der Stromsensor 120 auf einer Leiterplatte 127 (PCB, Printed Circuit Board) der Werkzeugmaschine 100 angeordnet. Die in Figur 2 gezeigte Anordnung kann insofern als PCBA (Printed Circuit Board Assembly) bezeichnet werden. Der Verarbeitungsvorrichtung 130 ist der analoge Vorfilter 126 vorgeordnet, mit welchem das von dem Stromsensor 120 erzeugte (und gegebenenfalls entsprechend Figur 1 mit dem optionalen Spannungsverstärker 124 verstärkte) analoge Stromsensorsignal 200 vorgefiltert werden kann. Hierdurch können für die Signalverarbeitung nicht benötigte bzw. störende Frequenzanteile des Stromsensorsignals 200 entfernt werden. Der Vorfilter 126 kann ein Tiefpassfilter sein. Zur Unterscheidung ist das vorgefilterte Stromsensorsignal (lediglich) in Figur 2 mit dem Bezugszeichen 200‘ gekennzeichnet. Auch weitere der in Figur 1 gezeigten Komponenten wie der Oszillator 111 und die Spannungsverstärker 112, 114, 124 können auf der Leiterplatte 127 angeordnet sein. Bei einer Ausgestaltung mit dem optionalen Spannungsverstärker 124 kann sich dieser zwischen dem Stromsensor 120 und dem Vorfilter 126 befinden. Figur 3 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der Verarbeitungsvorrichtung 130. Die Verarbeitungsvorrichtung 130 weist eingangsseitig einen Analog-Digital-Umsetzer 131 (ADC, Analog-to-Digital-Converter) auf, mit welchem das analoge vorgefilterte Stromsensorsignal 200 abgetastet und in ein digitales Stromsensorsignal 202 umgewandelt werden kann. Ein weiterer Bestandteil der Verarbeitungsvorrichtung 130 ist ein dem Analog-Digital-Umsetzer 131 nachgeordneter IQ- Demodulator 133, mit dessen Hilfe das digitale Stromsensorsignal 202 demodu- liert und in ein digitales I-Signal 205 (In-Phase-Signal) und ein digitales Q-Signal 207 (Quadrature-Signal) umgesetzt werden kann. Die Verarbeitungsvorrichtung 130 weist ferner eine dem IQ-Demodulator 133 nachgeordnete Filtervorrichtung 134 zum Filtern des digitalen I-Signals 205 und Q-Signals 207, und dadurch Bereitstellen eines gefilterten digitalen I-Signals 206 und eines gefilterten digitalen Q-Signals 208 auf. Das Filtern des I-Signals 205 und Q-Signals 207 erfolgt getrennt voneinander. Der Filtervorrichtung 134 ist eine Auswertevorrichtung 137 der Verarbeitungsvorrichtung 130 nachgeordnet. Die Auswertevorrichtung 137 ist ausgebildet, das gefilterte digitale I-Signal 206 und Q-Signal 208 zum Detektie- ren eines Kontakts zwischen dem Sägeblatt 103 und dem Benutzer weiterzuverarbeiten, und in Abhängigkeit der Verarbeitung ein Auslösesignal 210 zum Deaktivieren eines Betriebs des Sägeblatts 103 zu erzeugen. Wie oben erläutert wurde, kann das Auslösesignal 210 an das Reaktionssystem 400 (vgl. Figur 1) zum Aktivieren desselben übermittelt werden.

Bei dem IQ-Demodulator 133, der Filtervorrichtung 134 und der Auswertevorrichtung 137 der Verarbeitungsvorrichtung 130 handelt es sich um digitale bzw. digital arbeitende Komponenten. Auf diese Weise lässt sich eine relativ kurze Verar- beitungs- bzw. Detektionszeit zum Detektieren eines Kontakts zwischen dem Sägeblatt 103 und dem Benutzer erzielen. Ferner kann die Signalverarbeitung geringen äußeren Störeinflüssen unterliegen, und infolgedessen relativ zuverlässig sein. Auf diese Weise kann die mit dem Detektionssystem 101 ausgestattete Werkzeugmaschine 100 eine hohe funktionale Sicherheit besitzen. Die Verarbeitungsvorrichtung 130 und damit das Detektionssystem 101 können des Weiteren relativ kompakt und mit einem platzsparenden Aufbau ausgebildet sein. Dies gilt daher in entsprechender Weise für die in Figur 2 gezeigte PCBA-Anordnung. Wie in Figur 3 angedeutet ist, kann die Verarbeitungsvorrichtung 130 in Form eines einzelnen Halbleiter- bzw. Signalverarbeitungschips 160 verwirklicht sein. Abhängig von der Ausgestaltung des Halbleiterchips 160 können die dem Analog-Digital-Umsetzer 131 nachgeordneten Vorrichtungen 133, 134, 137 und deren Bestandteile in Form von Hardware- oder Software-Komponenten bzw. -Modulen ausgestaltet sein. Hierbei stehen der Analog-Digital-Umsetzer 131 und die weiteren Vorrichtungen 133, 134, 137 in geeigneter Weise datentechnisch miteinander in Wirkverbindung.

Die als Halbleiterchip 160 ausgebildete Verarbeitungsvorrichtung 130 kann zum Beispiel in Form eines Mikrocontrollers oder in Form einer CPU (Central Processing Unit) verwirklicht sein. Hierbei können die Vorrichtungen 133, 134, 137 und deren Bestandteile als Software-Module ausgestaltet sein.

Alternativ kann die als Halbleiterchip 160 ausgebildete Verarbeitungsvorrichtung 130 in Form eines FPGA (Field Programmable Gate Array) verwirklicht sein. Hierbei können die Vorrichtungen 133, 134, 137 und deren Bestandteile in Form von programmierten Hardware- bzw. Logik-Blöcken, auch als IP-Block (Intellectual Property) bzw. Funktionsblock bezeichnet, ausgestaltet sein. Eine Ausgestaltung der Verarbeitungsvorrichtung 130 als FPGA macht es möglich, durch eine Umprogrammierung die Funktionsweise der Verarbeitungsvorrichtung 130 nachträglich umzugestalten. Eine Umprogrammierung ist zum Beispiel in Bezug auf die Filtervorrichtung 134 denkbar, um die Verarbeitungsvorrichtung 130 im Hinblick auf geänderte Umgebungsbedingungen und Störeinflüsse anzupassen. Die als FPGA verwirklichte Verarbeitungsvorrichtung 130 kann darüber hinaus derart ausgebildet sein, dass eine parallele Signalverarbeitung möglich ist. Dies kann zum Beispiel in Bezug auf die Filtervorrichtung 134 in Betracht kommen. Auf diese Weise kann eine kurze Detektionszeit zum Detektieren eines Kontakts zwischen dem Werkzeug und dem Benutzer weiter begünstigt werden.

Der Analog-Digital-Umsetzer 131 der Verarbeitungsvorrichtung 130 kann ausgebildet sein, das Digitalisieren des Stromsensorsignals 200 (vgl. Figur 3) mittels Überabtastung (Oversampling) durchzuführen. In dieser Ausgestaltung kann die für das Abtasten eingesetzte Abtastfrequenz frei gewählt sein. Auch können auf diese Weise geringe Anforderungen an den analogen Vorfilter 126 (vgl. Figur 2) bestehen. Infolgedessen kann der Vorfilter 126 mit einem relativ einfachen Aufbau, zum Beispiel in Form eines Antialiasing-Filters, verwirklicht sein. Für die Abtastfrequenz des Analog-Digital-Umsetzers 131 kann es in Betracht kommen, dass diese ein Vierfaches der Trägerfrequenz des zum Beaufschlagen des Sägeblatts 103 eingesetzten Anregungsspannungssignals beträgt. Bei einer Trägerfrequenz von 1 ,25 MHz kann die Abtastfrequenz somit 5 MHz sein. Hierdurch kann die mit Hilfe des IQ-Demodulators 133 durchgeführte Demodulation des digitalen Stromsensorsignals 202 vereinfacht werden. Der analoge Vorfilter 126 kann eine Grenzfrequenz besitzen, welche der halben Abtastfrequenz des Analog-Digital- Umsetzers 131 entspricht. Bei einer Abtastfrequenz von 5 MHz kann die Grenzfrequenz somit 2,5 MHz sein.

Der IQ-Demodulator 133 der Verarbeitungsvorrichtung 130 dient zur Demodulation des digitalen Stromsensorsignals 202, wodurch dieses, wie oben angegeben, in ein digitales I-Signal 205 und ein digitales Q-Signal 206 umgesetzt wird (vgl. Figur 3). Das I-Signal 205 kann mit der Phasenlage der Trägerfrequenz bzw. des Anregungsspannungssignals übereinstimmen, wohingegen das Q-Sig- nal 207 um neunzig Grad gegenüber der Trägerfrequenz bzw. dem Anregungsspannungssignal phasenverschoben ist.

Figur 4 zeigt ein Blockschaltbild, gemäß welchem der IQ-Demodulator 133 ausgestaltet sein kann. Der IQ-Demodulator 133 umfasst einen numerisch gesteuerten Oszillator 140 (NCO, Numerically Controlled Oscillator), einen ersten Mischer 141 und einen zweiten Mischer 142. Die beiden Mischer 141 , 142 dienen zur Signalmischung und Frequenzumsetzung (Frequency Conversion). Mit Hilfe des numerisch gesteuerten Oszillators 140 können ein digitales periodisches erstes Oszillatorsignal 241 und ein digitales periodisches zweites Oszillatorsignal 242 erzeugt werden, wobei das erste Oszillatorsignal 241 dem ersten Mischer 141 und das zweite Oszillatorsignal 242 dem zweiten Mischer 142 zugeführt wird. An jeden der beiden Mischer 141 , 142 wird des Weiteren das von dem Analog-Digital- Umsetzer 131 kommende digitale Stromsensorsignal 202, in Figur 4 auch mit s(z) bezeichnet, übermittelt. Mit Hilfe der Mischer 141 , 142 wird das Stromsensorsignal 202 mit dem jeweiligen ersten oder zweiten Oszillatorsignal 241 , 242 multipliziert. Auf diese Weise werden von dem ersten Mischer 141 das I-Signal 205, in Figur 4 auch mit l(z) bezeichnet, und von dem zweiten Mischer 142 das Q-Signal 207, in Figur 4 auch mit Q(z) bezeichnet, ausgegeben.

Die Oszillatorsignale 241 , 242 können dieselbe Frequenz wie das Anregungsspannungssignal, also die Trägerfrequenz, aufweisen. Das zum Erzeugen des I- Signals 205 eingesetzte erste Oszillatorsignal 241 kann ferner mit der Phasenlage des Anregungsspannungssignals übereinstimmen. Das erste Oszillatorsignal 241 kann daher, entsprechend des Anregungsspannungssignals, ein Sinussignal sein, wie auch in Figur 4 anhand des Terms sin(2*TT*f _c *z) angedeutet ist. Hierbei ist f _c die Trägerfrequenz des Anregungsspannungssignals. Das zum Erzeugen des Q-Signals 207 verwendete zweite Oszillatorsignal 242, welches ein Kosinussignal sein kann, wie in Figur 4 anhand des Terms -cos(2*TT*f _c *z) angedeutet ist, ist hierzu hingegen um neunzig Grad phasenverschoben.

Die beiden Mischer 141 , 142 des IQ-Demodulators 133 können dazu ausgebildet sein, bei der Frequenzumsetzung eine Abwärtsmischung (Down Conversion) durchzuführen. Zur Erläuterung zeigt Figur 5 ein Schaltbild, welches für die beiden Mischer 141 , 142 zur Anwendung kommen kann. Hierbei sind den an den beiden Eingängen und am Ausgang des jeweiligen Mischers 141 , 142 vorliegenden Signalen, d.h. dem Stromsensorsignal 202, dem ersten bzw. zweiten Oszillatorsignal 241 , 242 und dem I-Signal 205 bzw. Q-Signal 207, entsprechende Frequenzen zugeordnet, d.h. eine Eingangsfrequenz f _RF (Radio Frequency), eine Oszillatorfrequenz f o (Local Oscillator) und eine Ausgangs- bzw. Zwischenfrequenz fiF (Intermediate Frequency). Für die Abwärtsmischung gilt Folgendes: flF = flX) - fRF (1)

Wie oben angegeben, können die Oszillatorsignale 241 , 242 dieselbe Frequenz wie das als Trägersignal dienende Anregungsspannungssignal, also die Trägerfrequenz, besitzen. Das Trägersignal kann in dem durch den Stromsensor 120 erzeugten Stromsensorsignal 200 (vgl. Figur 1), und dadurch auch in dem digitalen Stromsensorsignal 202, enthalten sein. Durch die Abwärtsmischung kann das Trägersignal entfernt werden. Eine interessierende Nutzinformation bzw. ein Nutzsignal, welche(s) zum Detektieren des Kontakts zwischen dem Sägeblatt 103 und dem Benutzer genutzt werden kann, kann hingehen erhalten bleiben und dadurch in dem digitalen I-Signal 205 und Q-Signal 207 enthalten sein.

Die nach der Demodulation des Stromsensorsignals 202 eingesetzte Filtervorrichtung 134 (vgl. Figur 3) dient dazu, nicht benötigte bzw. störende Frequenzanteile des digitalen I-Signals 205 und Q-Signals 207 zu entfernen. Das in dem I- Signal 205 und Q-Signal 207 enthaltene Nutzsignal kann die Filtervorrichtung 134 hingegen passieren, und dadurch weiterhin in dem von der Filtervorrichtung

134 ausgegebenen gefilterten digitalen I-Signal 206 und Q-Signal 208 enthalten sein. Die Filtervorrichtung 134 kann in Form eines Tiefpassfilters verwirklicht sein, um hochfrequente Frequenzanteile des I-Signals 205 und Q-Signals 207 zu entfernen. Ferner kann die Filtervorrichtung 134 zur Reduzierung der Abtastrate (Downsampling) und damit der Datenrate ausgebildet sein. Hierdurch kann ein schnelles Durchführen der weiteren Signalverarbeitung mit Hilfe der der Filtervorrichtung 134 nachgeordneten Auswertevorrichtung 137 begünstigt werden.

Wie in Figur 3 gezeigt ist, erfolgt das Filtern des digitalen I-Signals 205 und Q- Signals 207 getrennt voneinander. Für ein zuverlässiges effektives Filtern weist die Filtervorrichtung 134 gemäß der in Figur 3 dargestellten Ausgestaltung sowohl für das I-Signal 205 als auch für das Q-Signal 207 jeweils einen CIC-Filter

135 (Cascaded Integrator Comb Filter) und einen dem CIC-Filter 135 nachgeordneten Kompensationsfilter 136 auf. Die Kompensationsfilter 136 können FIR- Filter (Finite Impulse Response Filter) sein. Mittels der CIC-Filter 135 kann die vorgenannte Abtastratenreduzierung verwirklicht werden. Die zugehörigen Kompensationsfilter 136 dienen dazu, einen mit der Abtastratenreduzierung verbundenen starken Abfall des Durchlassbereichs der CIC-Filter 135 zu kompensieren.

Für die Filtervorrichtung 134 und deren Filter 135, 136 können zum Beispiel folgende Parameter in Betracht kommen. Die CIC-Filter 135 können einen das Ausmaß der Abtastratenreduzierung widerspiegelnden Dezimierungsfaktor von 48, eine differentielle Verzögerung von 2, und fünf Filterstufen aufweisen. Die Kompensationsfilter 136 können eine Durchlassband-Grenzfrequenz von 20 kHz (Passband Frequency), eine Sperrband-Grenzfrequenz von 30 kHz (Stopband Frequency), eine Filterordnung von 36, eine Durchlassband-Dämpfung von 0,01 dB (Passband Attenuation) und eine Sperrband-Dämpfung von -40 dB (Stopband Attenuation) aufweisen.

Die oben genannte Grenzfrequenz der Filtervorrichtung 134 von 20 kHz kann auf folgenden Kriterien beruhen. Im Betrieb der Werkzeugmaschine 100 kann das Sägeblatt 103 (vgl. Figur 1) mit einer Drehzahl von zum Beispiel 3650 U/rnin, und damit etwa 60 Umdrehungen pro Sekunde rotiert werden. Das Sägeblatt 103 kann eine maximale Anzahl an Sägezähnen von zum Beispiel 200 aufweisen. Zur Berechnung einer maximal erreichbaren Frequenz des Nutzsignals kann die Drehzahl des Sägeblatts 103 (60 Umdrehungen pro Sekunde) mit der maximalen Sägezahn-Anzahl (200 Sägezähne) multipliziert werden. Hieraus resultiert eine maximale Frequenz von 12 kHz für das Nutzsignal. Mit einer Grenzfrequenz von 20 kHz für die Filtervorrichtung 134 bzw. die Kompensationsfilter 136 kann ein Sicherheitsspielraum zur Verfügung gestellt werden. Hierdurch kann ein Kontakt zwischen dem Sägeblatt 103 und dem Benutzer sicher detektiert werden, selbst wenn der Betrieb der Werkzeugmaschine 100 mit einer von der vorgenannten Drehzahl abweichenden größeren Drehzahl des Sägeblatts 103 erfolgt und/oder das Sägeblatt 103 eine von der vorgenannten Sägezahn-Anzahl abweichende größere Sägezahn-Anzahl besitzt.

Die der Filtervorrichtung 134 nachgeordnete Auswertevorrichtung 137 (vgl. Figur 3) dient zum Weiterverarbeiten des gefilterten digitalen I-Signals 206 und Q-Sig- nals 208, um einen Kontakt zwischen dem Sägeblatt 103 und dem Benutzer zu detektieren und in Abhängigkeit der Verarbeitung ein Auslösesignal 210 zum Deaktivieren eines Betriebs des Sägeblatts 103 zu erzeugen. Die Auswertevorrichtung 137 kann ausgebildet sein, zur Signalverarbeitung einen vorgegebenen Berechnungsalgorithmus unter Verwendung des I-Signals 206 und Q-Signals 208 bzw. von Abtastwerten des I-Signals 206 und Q-Signals 208 durchzuführen.

Figur 6 zeigt ein Diagramm mit einer möglichen Ausgestaltung des von der Auswertevorrichtung 137 durchführbaren Algorithmus. Hierbei erfolgt ein Berechnen eines Momentanenergiewerts der Stromaufnahme des Sägeblatts 103 (Berechnungsblock 301), ein Berechnen eines adaptiven Schwellenwerts (Berechnungs- blöcke 302, 303 und Summationsknoten 304), und ein Vergleichen des Momentanenergiewerts mit dem adaptiven Schwellenwert (Vergleicher 305). In Abhängigkeit des Vergleichs kann das Auslösesignal 210 erzeugt werden.

Der Momentanenergiewert (Instant Energy) kann in dem Berechnungsblock 301 wie folgt aus der Summe von quadrierten Abtastwerten des I- und Q-Signals 206, 208 berechnet werden:

Instant Energy(n) = I(n) ² + Q(n) ² (2)

Hierbei bezieht sich n auf den jeweiligen Abtastwert des I- und Q-Signals 206, 208, und sind l(n) ² , Q(n) ² die quadrierten Abtastwerte. Im Betrieb kann für zeitlich aufeinanderfolgende Abtastwerte n jeweils ein eigener Momentanenergiewert und ein dazugehöriger adaptiver Schwellenwert berechnet werden. Der adaptive Schwellenwert (Adaptive Energy) kann jeweils wie folgt berechnet werden:

Adaptive Energy(n) = TotalBiasBlock(n) + PeakDetectorOutput(n) (3)

Ein Berechnen des in Formel (3) ersten Terms kann in dem Berechnungsblock 302 (vgl. Figur 6) gemäß i

G y

TotalBiasBlock(n) = — Instant Energy(n) + Fixed Bias N=16

(4) durchgeführt werden. Mit dem Summenterm erfolgt ein Berechnen eines Mittelwerts von vorherigen Momentanenergiewerten, welcher sich auf einen bezüglich des betrachteten Momentanenergiewerts jeweils vorherigen bzw. letzten Block aus Abtastwerten des I- und Q-Signals 206, 208 bezieht. Die Anzahl N der Abtastwerte des Blocks kann, wie in Formel (4) angegeben, sechzehn sein, wodurch sich die Berechnung effizient und schnell durchführen lässt. G ist ein vorgegebener Normierungsfaktor. Auf den Summenterm wird ferner ein vorgegebener Biaswert (Fixed Bias) aufaddiert. Ein Berechnen des in Formel (3) zweiten Terms kann in dem Berechnungsblock 303 (vgl. Figur 6) gemäß

LastPeak = PeakDetectorOutput(n — 1) (LastPeak + A, Instant Energv(n) > LastPeak (LastPeak — D, Instant Energy(n) < Last Peak

(5) durchgeführt werden. Hierbei kann ein das Auftreten von Spitzenwerten der Momentanenergie berücksichtigender Ausgabewert (PeakDetectorOutput) berechnet werden. Mit dem sich auf einen Spitzenwert beziehenden Term LastPeak wird der letzte Wert des Terms PeakDetectorOutput, also von einem vorherigen Abtastwert des I- und Q-Signals 206, 208, berücksichtigt. Wenn die (jeweils) betrachtete Momentanenergie (Instant Energy) den Term LastPeak übersteigt, wird auf den Term LastPeak ein Wert A auffaddiert, andernfalls wird hiervon ein Wert D subtrahiert, um den Term PeakDetectorOutput(n) für den (jeweils) zu berechnenden adaptiven Schwellenwert zu erhalten.

Ein Summieren nach Formel (3) erfolgt gemäß Figur 6 in dem Summationsknoten 304, um den adaptiven Schwellenwert zu bilden. Der adaptive Schwellenwert wird ferner mit dem dazugehörigen Momentanenergiewert verglichen, wie in Figur 6 anhand des Vergleichers 305 angedeutet ist. Das Vorliegen eines Kontakts zwischen dem Sägeblatt 103 und dem Benutzer kann angenommen werden, wenn der jeweils betrachtete Momentanenergiewert den dazugehörigen adaptiven Schwellenwert übersteigt, also wenn Folgendes gilt:

Instant Energy(n) > Adaptive Energy (n) (6)

Wenn die in Formel (6) angegebene Bedingung erfüllt ist bzw. das Vorliegen dieser Bedingung infolge einer entsprechenden Auswertung durch die Auswertevorrichtung 137 festgestellt wird, kann das Auslösesignal 210 durch die Auswertevorrichtung 137 erzeugt werden (vgl. Figur 3). Mit Hilfe des adaptiven Schwellenwerts kann ein dem jeweils betrachteten Momentanenergiewert vorhergehender zeitlicher Verlauf bzw. eine zeitliche Entwicklung des I- und Q-Signals 206, 208 berücksichtigt werden. Auf diese Weise kann der Einfluss einzelner Abtastwerte des I- und Q-Signals 206, 208, welche von übrigen bzw. benachbarten Abtastwerten beispielsweise aufgrund von Störungen aus der Umgebung (erheblich) abweichen können, unterdrückt werden. Hierdurch kann das Detektionssystem 101 eine hohe Robustheit besitzen, und kann das Detektieren eines Kontakts zwischen dem Sägeblatt 103 und dem Benutzer mit einer hohen Zuverlässigkeit erfolgen. Ein fehlerhaftes Erzeugen des Auslösesignals 210, obwohl kein Kontakt zwischen dem Sägeblatt 103 und dem Benutzer vorliegt (falsch-positives Ereignis), kann dabei unterdrückt werden.

Die Auswertevorrichtung 137 kann optional dahingehend ausgebildet sein, dass die in Formel (6) angegebene Bedingung als Primärbedingung angewendet wird, und dass das Erzeugen des Auslösesignals 210 durch die Auswertevorrichtung 137 an eine zusätzliche Sekundärbedingung geknüpft wird. Zu diesem Zweck kann die Auswertevorrichtung 137 eine zusätzliche Auswertung gemäß des in Figur 7 gezeigten Diagramms durchführen. Hierbei erfolgt ein Berechnen eines jeweils vorliegenden Signal-Rausch-Verhältnisses (Berechnungsblock 307), welches mit einem vorgegebenen festen Grenzwert (Vorgabeblock 308) verglichen wird (Vergleicher 309).

Das Signal-Rausch-Verhältnis kann in dem Berechnungsblock 307 aus einem Mittelwert und einer Standardabweichung von Abtastwerten des gefilterten I- und Q-Signals 206, 208 berechnet werden. Um die Berechnungszeit zu minimieren, kann die Berechnung in verteilter Form mit lokalen Mittelwerten und lokalen Varianzen erfolgen, welche auf mehrere Blöcke aus Abtastwerten des I- und Q-Sig- nals 206, 208 bezogen sind. Im Hinblick auf eine effiziente Berechnung kann die Anzahl der Abtastwerte eines Blocks auch hier sechzehn sein. Ferner können ein gegenwärtiger Block aus Abtastwerten, welcher das Erfüllen der Primärbedingung herbeiführende Abtastwerte umfasst, mehrere vorherige Blöcke aus zeitlich vorangehenden Abtastwerten, und ein nachfolgender Block aus zeitlich nachfolgenden Abtastwerten, berücksichtigt werden. Die Anzahl der vorherigen Blöcke kann sechs sein, so dass insgesamt acht Blöcke berücksichtigt werden. Der lokale Mittelwert LM eines Blocks aus Abtastwerten kann jeweils wie folgt berechnet werden: n

LM = - V Xi n£j i=l

(7)

Hierbei bezeichnet Xj einen Abtastwert. Mit Bezug auf die oben genannte Anzahl von sechzehn Abtastwerten pro Block ist n = 16. Der globale Mittelwert GM aus sämtlichen lokalen Mittelwerten LM kann wie folgt berechnet werden:

Hierbei bezeichnet NLM die Anzahl der lokalen Mittelwerte LM; und damit Blöcke. Hinsichtlich der oben genannte Anzahl von acht Blöcken sind NLM = 8 und n = 8. Die lokale Varianz LV eines Blocks kann jeweils wie folgt berechnet werden:

Die Berechnung erfolgt mit dem lokalen Mittelwert LM; und den Abtastwerten Xj des betreffenden Blocks. Mit Bezug auf sechzehn Abtastwerte pro Block gilt wieder n = 16.

Das Berechnen der globalen Varianz ist nicht gleich dem Bilden des Mittelwerts aus sämtlichen lokalen Varianzen der Blöcke, sondern erfordert ein Aufaddieren eines Korrekturfaktors auf die lokalen Varianzen. Dies kann wie folgt erfolgen:

CLV = (GM - LM) ² + LV (10)

Hierbei bezeichnet CLV die entsprechende korrigierte lokale Varianz eines Blocks. Die Berechnung des Korrekturfaktors erfolgt aus dem globalen Mittelwert GM und dem lokalen Mittelwert LM des betreffenden Blocks. Die globale Varianz GV kann, basierend auf den korrigierten lokalen Varianzen CLVj der Blöcke, wie folgt berechnet werden: n

GV = - V CLV n -i i=l

(11)

Hinsichtlich der oben genannte Anzahl von acht Blöcken ist n = 8. Zum Bilden der Standardabweichung wird die Quadratwurzel der globalen Varianz GV berechnet, d.h.

Standard Deviation = VGV (12)

Das Signal-Rausch-Verhältnis kann in dem Berechnungsblock 307 (vgl. Figur 7) durch Teilen des globalen Mittelwerts GM durch die Standardabweichung berechnet werden. Ferner wird das Signal-Rausch-Verhältnis mit dem durch den Vorgabeblock 308 bereitgestellten vorgegebenen Grenzwert, im Folgenden SNR bezeichnet, verglichen, wie in Figur 7 anhand des Vergleichers 309 angedeutet ist. Die Sekundärbedingung ist erfüllt, wenn das berechnete Signal-Rausch-Ver- hältnis den Grenzwert SNR übersteigt, also wenn Folgendes gilt:

GM

7 - 7— 77 - > SNR

Standard Deviation

(13)

Wenn die in Formel (6) angegebene Primärbedingung und die in Formel (13) angegebene Sekundärbedingung erfüllt sind bzw. das Vorliegen dieser Bedingungen infolge einer entsprechenden Auswertung durch die Auswertevorrichtung 137 festgestellt wird, kann das Auslösesignal 210 durch die Auswertevorrichtung 137 erzeugt werden (vgl. Figur 3). Durch die Berücksichtigung der Sekundärbedingung kann ein fehlerhaftes Erzeugen des Auslösesignals 210 infolge eines starken Rauschsignals unterdrückt werden.

Für die Auswertevorrichtung 137 der Verarbeitungsvorrichtung 130 (vgl. Figur 3) kann des Weiteren eine Ausgestaltung in Form einer selbstlernenden Maschine in Betracht kommen, welche ein künstliches neuronales Netz aufweist. Figur 8 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der Auswertevorrichtung 137 mit einem solchen künstlichen neuronalen Netz 150. Das neuronale Netz 150 dient zum Weiterverarbeiten des gefilterten digitalen I-Signals 206 und Q-Signals 208 bzw. von Abtastwerten des I- und Q-Signals 206, 208, um hierauf basierend ein Auslösesignal 210 zum Deaktivieren eines Betriebs des Sägeblatts 103 zu erzeugen.

Das künstliche neuronale Netz 150 ist aus mehreren miteinander vernetzten Knoten aufgebaut. Wie in Figur 8 gezeigt ist, kann das künstliche neuronale Netz

150 eine Eingabeschicht 151 , eine versteckte Schicht 152 und eine Ausgabeschicht 153 aufweisen. Die Eingabeschicht 151 weist mehrere Eingangsknoten 155 auf, welchen die Abtastwerte des I- und Q-Signals 206, 208 zugeführt werden können. Abweichend von der Darstellung in Figur 8 kann die Eingabeschicht

151 zum Beispiel zweiunddreißig Eingangsknoten 155 umfassen. Die versteckte Schicht 152 kann, wie in Figur 8 dargestellt, drei Knoten 156 umfassen. Die Ausgabeschicht 153 kann einen Ausgabeknoten 157 aufweisen, über weichen das Auslösesignal 210 (vgl. Figur 3) abgegeben werden kann.

Die Funktionsweise der Auswertevorrichtung 137 mit dem künstlichen neuronalen Netz 150 im Betrieb der Werkzeugmaschine 100 und des Detektionssystems 101 kann auf einem zuvor durchgeführten Training des neuronalen Netzes 150 beruhen. Bei dem Training kann ein überwachtes Lernen (Supervised Learning), ein bestärkendes Lernen (Reinforcement Learning) oder ein unüberwachtes Lernen (Unsupervised Learning) zur Anwendung kommen. Das Training kann unter Einsatz von Abtastwerten des I- und Q-Signals 206, 208 mit richtigen Auslösesignalen (richtig-positive Ereignisse) und falschen Auslösesignalen (falsch-positive Ereignisse) durchgeführt werden. Die richtigen Auslösesignale und die entsprechenden Abtastwerte des I- und Q-Signals 206, 208 können sich auf das Vorliegen eines zu detektierenden Kontakts zwischen dem Sägeblatt 103 und dem Benutzer beziehen. Bei den falschen Auslösesignalen und den dazugehörigen Abtastwerten besteht hingegen kein solcher Kontakt. Infolge des Trainings kann das Auslösesignal daher lediglich bei einem tatsächlich stattfindenden Kontakt zwischen dem Sägeblatt 103 und dem Benutzer durch die Auswertevorrichtung 137 erzeugt werden, und kann insofern zwischen einem richtig-positiven und einem falsch-positiven Ereignis unterschieden werden. lm Betrieb können die Knoten 155, 156, 157 des künstlichen neuronalen Netzes 150 in üblicher weise Daten bzw. Datenwerte verarbeiten. Dabei können Gewichtsfaktoren sowie auch Aktivierungsfunktionen zur Anwendung kommen. Um eine effiziente und schnelle Verarbeitung zu ermöglichen, kann eine Ausgestaltung des künstlichen neuronalen Netzes 150 in Form eines binären neuronalen Netzes in Betracht kommen. In dieser Ausgestaltung können die Gewichtsfaktoren und Aktivierungsfunktionen lediglich binäre Werte aufweisen.

Das künstliche neuronale Netz 150 kann, abweichend von der vorstehenden Beschreibung und abweichend von Figur 8, mit einer größeren Netzgröße ausgebildet sein. Beispielsweise können die Eingabeschicht 151 und die versteckte Schicht 152 eine größere Anzahl an Knoten 155, 156 aufweisen. Ferner kann das künstliche neuronale Netz 150 anstelle von einer versteckten Schicht 152 mehrere aufeinanderfolgende versteckte Schichten 152 umfassen.

Im Folgenden werden weitere Ausgestaltungen beschrieben, welche für das Detektionssystem 101 bzw. die Verarbeitungsvorrichtung 130 in Betracht kommen können. Übereinstimmende Merkmale sowie gleiche und gleich wirkende Komponenten werden im Folgenden nicht erneut detailliert beschrieben. Für Details hierzu wird stattdessen auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen.

Figur 9 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Verarbeitungsvorrichtung 130. Die Verarbeitungsvorrichtung 130 weist eingangsseitig einen Analog-Digital-Umsetzer 131 auf, um das analoge vorgefilterte Stromsensorsignal 200 abzutasten und in ein digitales Stromsensorsignal 202 umzusetzen. Der Analog-Digital-Umsetzer 131 und die weiteren Vorrichtungen der Verarbeitungsvorrichtung 130 stehen auch hier in geeigneter Weise datentechnisch miteinander in Wirkverbindung.

Die Verarbeitungsvorrichtung 130 ist ausgebildet, das digitale Stromsensorsignal 202 über einen ersten digitalen Verarbeitungskanal 171 und einen zweiten digitalen Verarbeitungskanal 172 zu verarbeiten. Hierzu weist die Verarbeitungsvorrichtung 130 einen dem Analog-Digital-Umsetzer 131 nachgeordneten Datenverteiler 132 (Data Splitter) auf, welcher dazu dient, das digitale Stromsensorsignal 202 aufzuteilen und auf die beiden Verarbeitungskanäle 171 , 172 zu verteilen. Die Verarbeitungsvorrichtung 130 weist mit Bezug auf jeden der beiden Verarbeitungskanäle 171 , 172 einen IQ-Demodulator 133, eine Filtervorrichtung 134 und eine Auswertevorrichtung 137 auf. Die Vorrichtungen 133, 134, 137 wie auch der Analog-Digital-Umsetzer 131 können wie oben beschrieben ausgebildet sein. Die Zugehörigkeit zu den Verarbeitungskanälen 171 , 172 ist in Figur 9 anhand der tief gestellten Indices 1 und 2 angedeutet. Die Vorrichtungen 133i, 134i, 137i sind dem ersten Verarbeitungskanal 171 , und die Vorrichtungen 1332, 1342, 1372 sind dem zweiten Verarbeitungskanal 172 zugeordnet. Die dem Datenverteiler 132 nachgeordneten IQ-Demodulatoren 133i , 1332 erhalten das von dem Datenverteiler 132 kommende digitale Stromsensorsignal 202, wodurch dieses jeweils in ein digitales I-Signal 205 und ein digitales Q-Signal 207 umgesetzt werden kann. Die den IQ-Demodulatoren 133i , 1332 nachgeordneten Filtervorrichtungen 134i , 1342 dienen zum Filtern des digitalen I-Signals 205 und Q-Signals 207, und dadurch Bereitstellen eines gefilterten digitalen I-Signals 206 und eines gefilterten digitalen Q-Signals 208. Die Filtervorrichtungen 134i , 1342 weisen für das I- Signal 205 und das Q-Signal 207 jeweils einen CIC-Filter 135 und einen nachgeordneten Kompensationsfilter 136 auf. Die Auswertevorrichtungen 137i , 1372, welche den Filtervorrichtungen 134i , 1342 nachgeordnet sind, sind zum Weiterverarbeiten des gefilterten digitalen I-Signals 206 und Q-Signals 208 ausgebildet.

Die in Figur 9 dargestellte Verarbeitungsvorrichtung 130 weist ferner eine den Auswertevorrichtungen 137i, 1372 nachgeordnete Vergleichsvorrichtung 138 auf, an welche in dem ersten und zweiten Verarbeitungskanal 171 , 172 anfallende digitale Verarbeitungsdaten 220 übermittelt werden können. Die Vergleichsvorrichtung 138 ist, wie die übrigen dem Analog-Digital-Umsetzer 131 nachgeordneten Vorrichtungen 132, 133i, 1332, 134i, 1342, 137i, 1372, eine digital arbeitende Komponente. Die Vergleichsvorrichtung 138 ist ausgebildet, die Verarbeitungsdaten 220 der beiden Verarbeitungskanäle 171 , 172 zu vergleichen, und in Abhängigkeit des Vergleichs ein Abschaltsignal 230 zum Abschalten eines Betriebs des Sägeblatts 103 und/oder ein Warnsignal 231 zu erzeugen. Das Übermitteln der Verarbeitungsdaten 220 an die Vergleichsvorrichtung 138 und das Vergleichen derselben mit Hilfe der Vergleichsvorrichtung 138 kann kontinuierlich während des Betriebs der Werkzeugmaschine 100 bzw. des Detektionssystems 101 durchgeführt werden. Das Abschaltsignal 230 und/oder das Warnsignal 231 kann durch die Vergleichsvorrichtung 138 erzeugt werden, sofern ein Unterschied zwischen den Verarbeitungsdaten 220 der beiden Verarbeitungskanäle 171 , 172 vorliegt bzw. ein solcher Unterschied durch die Vergleichsvorrichtung 138 festgestellt wird. Das Auftreten eines Unterschieds in den Verarbeitungsdaten 220 der Verarbeitungskanäle 171 , 172 ist ein Anzeichen für eine fehlerhafte Funktionsweise von wenigstens einem der beiden Verarbeitungskanäle 171 , 172, was anhand des Vergleichs durch die Vergleichsvorrichtung 138 identifiziert werden kann. Auf diese Weise kann ein Selbsttest bzw. kontinuierlicher Selbsttest des Detektionssystems 101 erfolgen. Infolgedessen ermöglicht die zweikanalige Verarbeitungsvorrichtung 130 eine hohe funktionale Sicherheit und Zuverlässigkeit des Detektionssystems 101 und der Werkzeugmaschine 100.

Das zur Selbstabschaltung eingesetzte Abschaltsignal 230 kann zum Beispiel an den Motor 105 (vgl. Figur 1) der Werkzeugmaschine 100 bzw. an eine den Motor 105 steuernde Steuervorrichtung (nicht dargestellt) übermittelt werden, um den Betrieb des Sägeblatts 105 abzuschalten und die Werkzeugmaschine 100 dadurch in einen sicheren Zustand zu versetzen. Das Warnsignal 231 kann zum Beispiel akustisch oder visuell wiedergegeben werden bzw. zum Ansteuern von Vorrichtungen wie einer Lautsprechervorrichtung oder einer Anzeigevorrichtung (nicht dargestellt) der Werkzeugmaschine 100 eingesetzt werden.

Wie in Figur 9 angedeutet ist, können die für den Vergleich verwendeten Verarbeitungsdaten 220 von den Auswertevorrichtungen 1371 , 1372 der beiden Verarbeitungskanäle 171 , 172 bereitgestellt und an die Vergleichsvorrichtung 138 übermittelt werden. Die Auswertevorrichtungen 137i, 1372 können zum Beispiel wie oben mit Bezug auf die Figuren 6 und 7 erläutert ausgebildet sein, d.h. zur Signalverarbeitung einen Detektionsalgorithmus durchzuführen und dabei jeweils einen Momentanenergiewert der Stromaufnahme des Sägeblatts 103 und einen adaptiven Schwellenwert zu berechnen. In einer solchen Ausgestaltung kann es sich bei den zum Zwecke des Vergleichs an die Vergleichsvorrichtung 138 übermittelten Verarbeitungsdaten 220 um von den Auswertevorrichtungen 137i , 1372 berechnete Momentanenergiewerte handeln.

Die Auswertevorrichtungen 137i, 1372 der beiden Verarbeitungskanäle 171 , 172 können ferner entsprechend Figur 8 ausgebildet sein und jeweils ein künstliches neuronales Netz 150 aufweisen. In einer solchen Ausgestaltung kann es sich bei den für den Vergleich an die Vergleichsvorrichtung 138 übermittelten Verarbeitungsdaten 220 um Daten handeln, welche von einem oder mehreren Knoten des jeweiligen Netzes 150, zum Beispiel aus einer versteckten Schicht 152, ausgegeben werden. Mit Bezug auf das in Figur 8 gezeigte künstliche neuronale Netz 150 ist beispielhaft ein Ausgeben von Verarbeitungsdaten 220 von einem Knoten 156 der versteckten Schicht 152 angedeutet.

Bei dem Vergleich der Verarbeitungsdaten 220 kann jeweils lediglich ein Teil der Bitwerte der entsprechenden Daten verglichen werden. Es ist zum Beispiel möglich, dass die Verarbeitungsdaten 220 in Form von 32-Bit-Zahlen vorliegen, und dass für den Vergleich die sechzehn Bits mit der geringsten Bitwertigkeit (LSB, Least Significant Bit) herangezogen werden. Auf diese Weise kann der Vergleich mit einer hohen Schnelligkeit durch die Vergleichsvorrichtung 138 erfolgen.

Bei der zweikanaligen Verarbeitungsvorrichtung 130 von Figur 9 sind die Auswertevorrichtungen 137i , 1372 wie oben beschrieben ausgebildet, in Abhängigkeit der Verarbeitung des I- und Q-Signals 206, 208 ein Auslösesignal 210 zu erzeugen. Wie in Figur 9 gezeigt ist, können die von den Auswertevorrichtungen 137i , 1372 kommenden Auslösesignale 210 an die Vergleichsvorrichtung 138 übermittelt werden. Die Vergleichsvorrichtung 138 kann ausgebildet sein, ein eigenes Auslösesignal 211 zum Deaktivieren eines Betriebs des Sägeblatts 103 erzeugen, sofern die Vergleichsvorrichtung 138 ein Auslösesignal 210 von wenigstens einer der beiden Auswertevorrichtungen 137i , 1372 empfängt. Wie oben erläutert wurde, kann das Auslösesignal 211 an das Reaktionssystem 400 (vgl. Figur 1) zum Aktivieren desselben übermittelt werden.

In Figur 9 ist weiter angedeutet, dass auch die zweikanalige Verarbeitungsvorrichtung 130 in Form eines einzelnen Halbleiter- bzw. Signalverarbeitungschips 160 verwirklicht sein kann. Je nach Ausgestaltung können die dem Analog-Digital-Umsetzer 131 nachgeordneten Vorrichtungen 132, 133i, 1332, 134i, 1342, 137i, 1372, 138 in Form von Hardware- oder Software-Komponenten ausgebildet sein. Die Verarbeitungsvorrichtung 130 kann zum Beispiel in Form eines Mikrocontrollers oder einer CPU verwirklicht sein. Alternativ kann die Verarbeitungsvorrichtung 130 in Form eines FPGAs ausgebildet sein. Mit Bezug auf eine Ausgestaltung als FPGA kann des Weiteren die in Figur 10 gezeigte Bauform für die zweikanalige Verarbeitungsvorrichtung 130 in Betracht kommen. Hierbei ist die Verarbeitungsvorrichtung 130 entsprechend der sogenannten IDF-Methodik (Isolation Design Flow) ausgebildet und weist auf physikalischer Ebene mehrere, d.h. vorliegend vier isolierte Bereiche 180, 181 , 182, 183 auf. Die Bereiche 180, 181 , 182, 183 können durch eine auch als “Fence“ bezeichnete Isolationsstruktur (nicht dargestellt) voneinander isoliert sein. Der erste isolierte Bereich 180 umfasst den in Figur 9 gezeigten Datenverteiler 132. Der Bereich 180 kann ferner eine Datenschnittstelle für das von dem Analog-Digital- Umsetzer 131 kommende digitale Stromsensorsignal 202, sowie weitere Datenverarbeitungselemente aufweisen. Der zweite isolierte Bereich 181 , welcher sich auf den ersten Verarbeitungskanal 171 bezieht, umfasst die in Figur 9 gezeigten Vorrichtungen 133i, 134i, 137i. Der dritte isolierte Bereich 182, welcher sich auf den zweiten Verarbeitungskanal 172 bezieht, umfasst die Vorrichtungen 1332, 1342, 1372. Der dritte isolierte Bereich 183 umfasst die in Figur 9 gezeigte Vergleichsvorrichtung 138. Durch die Ausgestaltung gemäß der IDF-Methodik können Fehlfunktionen mit einer hohen Zuverlässigkeit vermieden werden. In entsprechender Weise können eine hohe Zuverlässigkeit und Sicherheit des Detektionssystems 101 und der Werkzeugmaschine 100 weiter begünstigt werden.

Um eine hohe Zuverlässigkeit und Sicherheit zu erreichen, ist es ferner denkbar, eine zweikanalige Verarbeitungsvorrichtung 130 aus mehreren Halbleiterchips aufzubauen, wie es in Figur 11 gezeigt ist. Bei der in Figur 11 gezeigten Ausgestaltung umfasst die Verarbeitungsvorrichtung 130 einen Analog-Digital-Umsetzer 131 , welcher in Form eines separaten ersten Halbleiterchips bzw. ADC-Chips 165 verwirklicht ist. Mit Hilfe des Analog-Digital-Umsetzers 131 kann das vorgefilterte analoge Stromsensorsignal 200 in ein digitales Stromsensorsignal 202 umgesetzt und auf einen digitalen ersten und zweiten Verarbeitungskanal 171 , 172 verteilt werden. Abgesehen hiervon kann der Analog-Digital-Umsetzer 131 wie oben beschrieben ausgebildet sein. Die Verarbeitungsvorrichtung 130 weist mit Bezug auf den ersten Verarbeitungskanal 171 einen separaten zweiten Halbleiterchip 161 und mit Bezug auf den zweiten Verarbeitungskanal 172 einen separaten dritten Halbleiterchip 162 auf. Die beiden Halbleiterchips 161 , 162 können jeweils als Mikrocontroller, CPU oder FPGA verwirklicht sein, und umfassen jeweils einen IQ-Demodulator 133i bzw. 1332, eine dem IQ-Demodulator 133i , 1332 nachgeordnete Filtervorrichtung 134i bzw. 1342, eine der Filtervorrichtung 134i, 1342 nachgeordnete Auswertevorrichtung 137i bzw. 1372 und eine der Auswertevorrichtung 137i, 1372 nachgeordnete Vergleichsvorrichtung 138i bzw. 1382. Diese Vorrichtungen können jeweils wie oben beschrieben ausgebildet sein. Die IQ-Demodulatoren 133i , 1332 dienen zum Umsetzen des digitalen Stromsensorsignals 202 in ein digitales I- und Q-Signal 205, 206, welche mittels der Filtervorrichtungen 134i, 1342 gefiltert und mittels der Auswertevorrichtungen 137i, 1372 weiterverarbeitet werden können. Die Auswertevorrichtungen 137i, 1372 sind ausgebildet, in Abhängigkeit der Signalverarbeitung ein Auslösesignal 210 zu erzeugen. Wie oben erläutert wurde, kann das Auslösesignal an das Reaktionssystem 400 (vgl. Figur 1) übermittelt werden.

Die Vergleichsvorrichtungen 138i, 1382 der zwei Halbleiterchips 161 , 162 dienen dazu, in den beiden Verarbeitungskanälen 171 , 172 anfallende digitale Verarbeitungsdaten 220, welche von den Auswertevorrichtungen 1371 , 1372 bereitgestellt werden können, zu vergleichen, und in Abhängigkeit des Vergleichs bzw. bei einem Vorliegen eines Unterschieds ein Abschaltsignal 230 zum Abschalten eines Betriebs des Sägeblatts 103 und/oder ein Warnsignal 231 zu erzeugen. Entsprechend der obigen Beschreibung kann es sich bei den Verarbeitungsdaten 220, abhängig von der Ausgestaltung der Auswertevorrichtungen 137i, 1372, um von den Auswertevorrichtungen 137i , 1372 berechnete Momentanenergiewerte, oder auch um Daten eines künstlichen neuronalen Netzes 150 der Auswertevorrichtungen 137i, 1372, handeln. Das Übermitteln der Verarbeitungsdaten 220 an die Vergleichsvorrichtungen 138i, 1382 und das Vergleichen derselben kann kontinuierlich während des Betriebs der Werkzeugmaschine 100 erfolgen.

Neben den vorstehend beschriebenen und in den Figuren abgebildeten Ausführungsformen sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen und/oder Kombinationen von Merkmalen umfassen können. In dieser Hinsicht können oben angegebene Zahlenwerte, wie sie zum Beispiel für die Trägerfrequenz und die Abtastfrequenz und für Parameter der Filtervorrichtung 134 genannt wurden, durch andere Zahlenwerte ersetzt werden. Hinsichtlich des Durchführens eines Detektionsalgorithmus ist die Möglichkeit gegeben, lediglich die anhand von Figur 6 erläuterte Primärbedingung anzuwenden, und die anhand von Figur 7 erläuterte Sekundärbedingung wegzulassen. Denn durch den Aufbau der Verarbeitungsvorrichtung 130, gemäß welcher die Signalverarbeitung in der digitalen Domäne stattfindet, können Störeinflüsse wie Rauschen weitgehend vermieden werden. Ein Berücksichtigen lediglich der Primärbedingung begünstigt ein schnelles Durchführen der Signalverarbeitung.

Die Werkzeugmaschine 100 kann nicht nur in Form einer stationären Werkzeugmaschine bzw. Tischkreissäge, sondern auch in Form einer kompakten handgeführten Werkzeugmaschine wie beispielsweise einer Handkreissäge verwirklicht sein (nicht dargestellt). Dies wird ermöglicht durch oben beschriebene Aspekte wie einen kompakten und platzsparenden Aufbau der Verarbeitungsvorrichtung 130 und damit des Detektionssystems 101 , sowie eine kurze Detektions- bzw. Verarbeitungszeit zum Detektieren eines Kontakts. Bei einer Ausgestaltung als handgeführte Sägemaschine kann das Reaktionssystem 400 lediglich eine Bremsvorrichtung umfassen. Ferner kann die Werkzeugmaschine nicht nur in Form einer Sägemaschine, sondern auch in Form einer anderen Art von Werkzeugmaschine mit einem antreibbaren Werkzeug ausgestaltet sein.

Ein Anregungsspannungssignal kann nicht nur über eine kapazitiv gekoppelte Anregungselektrode 105, sondern auch auf andere Art und Weise an ein Werkzeug bzw. Sägeblatt 103 angelegt werden. Mit Bezug auf Figur 1 kann dies zum Beispiel über die Antriebswelle 104 und eine Schleifkontaktierung erfolgen.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.