CN104690764B - 模切机的安全防护装置及其安全防护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模切机的安全防护装置，其包括模切机、垂直安装于模切机前壳体上用于暂放模切板的承托板，还包括：光电保护机构，其具有继电器和安装在承托板两侧且位于承托板上边缘处的光幕传感器；其中，光幕传感器和继电器分别与控制系统的信号处理模块相连；其中，光幕传感器对承托板上的模切区域进行检测，信号处理模块根据检测结果控制继电器接通或切断所述模切机电源。本发明的安全防护装置，结构简单，在事故发生前对操作者具有防护作用，具有前瞻性，安全可靠；本发明还提供一种采用上述的安全防护装置对模切机进行安全防护的方法。

Description

模切机的安全防护装置及其安全防护方法

技术领域

本发明涉及模切机领域，尤其涉及一种模切机的安全防护装置及防护方法。

背景技术

模切机又称平压压痕切线机，其主要功能是在毛坯纸板上压印出所需的压痕进行预成型操作，半自动的模切机需要人工配合机器设备的开合循环放置纸板，在适应不同的活件时需要更换模板这使操作更具危险性，因此模切机安全系数低，一旦发生误操作就会发生截肢等伤亡事故。即使机器在运转过程中发生故障，或者是操作工人疏忽大意,只要模切机安全防护装置可靠,就不可能发生人身伤亡和损坏设备的情况。因此,研讨模切安全防护装置对实现模切安全生产具有重大意义。传统模切机的防护措施普遍薄弱归纳于一点都是在事故发生后通过采取断电、制动等措施来停止机器运作，其存在延迟滞后的缺点，虽能降低损失但是不能防患于未然。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种模切机的安全防护装置，其结构简单，在事故发生前对操作者具有防护作用，具有前瞻性，安全可靠；本发明还提供一种采用上述的安全防护装置对模切机进行安全防护的方法。

为实现本发明的上述目的，本发明的模切机的安全防护装置包括：模切机、垂直安装于模切机前壳体上用于暂放模切板的承托板，还包括：光电保护机构，其具有继电器和安装在承托板两侧且位于承托板上边缘处的光幕传感器；其中，光幕传感器和继电器分别与控制系统的信号处理模块相连；其中，光幕传感器对承托板上的模切区域进行检测，信号处理模块根据检测结果控制继电器接通或切断所述模切机电源。

进一步的，还包括设置在所述模切机上的挡板防护机构，具有随着操作者的手是否进入所述模切区域而自动打开或关闭的挡板。

更进一步的，还包括设置在所述模切机上的挡板状态检测机构，用于将挡板状态的检测结果传送给所述信号处理模块，所述信号处理模块根据检测结果控制继电器接通或切断所述模切机电源。

其中，所述光幕传感器对承托板上的模切区域进行检测是对模切区域内是否有异物进行检测，如果模切区域内有异物，则继电器切断所述模切机电源；如果模切区域内无异物，则继电器接通所述模切机电源。

其中，所述光幕传感器包括：安装在所述承托板两侧之一侧的发射端；安装在所述承托板两侧之另一侧的接收端；其中，所述发射端安装在所述承托板一侧的上边缘，所述接收端与所述信号处理模块电连接。

其中，所述挡板的一端与所述模切机的前壳体铰接，其可相对前壳体水平转动。

其中，所述挡板防护机构还包括：其一端与所述前壳体铰接的第一连杆；其一端与所述第一连杆的另一端铰接的第二连杆，其另一端与所述挡板的另一端铰接；安装在所述挡板与所述模切机的前壳体之间的弹性体。

优选的，所述弹性体为弹簧或有弹性的橡胶条。

其中，所述挡板状态包括所述挡板处于被外力推动而打开的状态和所述挡板处于闭合的状态。

其中，所述挡板状态检测机构包括安装在所述挡板或所述模切机的前壳体上的行程开关。

本发明还提供一种采用如上所述的安全防护装置对模切机进行安全防护的方法，其包括如下步骤：

将光电保护机构的光幕传感器安装在模切机承托板的两侧，以便形成承托板的模切区域；

通过光幕传感器对承托板上的模切区域进行检测，并将检测结果传送给与光幕传感器电连接的控制系统的信号处理模块；

信号处理模块根据所述检测结果，控制与其相连的继电器接通或切断所述模切机电源。

与现有技术相比，本发明的模切机的安全防护装置具有结构简单、使用方便，在事故发生前对操作者具有防护作用、具有前瞻性、安全可靠的优点。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明模切机的光电保护机构的主视图；

图2是图1所示光电保护机构的俯视图；

图3是本发明的模切机的安全防护装置的结构示意图；

图4是图3所示的右侧视图；

图5是本发明的挡板防护机构处于关闭状态的示意图；

图6是图5所示的俯视图；

图7是本发明的挡板防护机构处于正在打开状态的示意图；

图8是本发明的挡板防护机构处于完全打开状态的示意图；

图9是本发明的安全防护装置的防护原理图。

附图标记说明：1-承托板；2-发射端；3-挡板防护机构；4-信号处理模块；5-继电器；6-接收端；31-第一连杆；32-第二连杆；33--挡板；34-弹簧；7-模切机；8-前壳体；9-下平台；11-光幕传感器；12-上平台。

具体实施方式

如图1-图4所示，本发明提供一种模切机的安全防护装置，其包括：模切机7、垂直安装于模切机前壳体8上用于暂放模切板的承托板1，其对准用于将纸板输送到模切机下平台9上的输纸口，此外，还包括：光电保护机构，其具有继电器5和安装在承托板两侧且位于承托板上边缘处的光幕传感器11；其中，光幕传感器和继电器分别与控制系统的信号处理模块4电连接；其中，光幕传感器对承托板上的模切区域进行检测，信号处理模块根据检测结果控制继电器接通或切断模切机电源。需要指出的是，本发明中所述的模切区域包括由模切机的上平台12和下平台9所围成的空间区域及位于承托板上方且接近于所述空间区域（即靠近于模切机输纸口）的临近区域。

具体的，本发明光电保护机构中的的光幕传感器11包括安装在承托板两侧之一侧的发射端2和安装在所述两侧之另一侧的接收端6，发射端安装在承托板一侧的上边缘，因此发射端高于承托板所述一侧的上边缘，相应的，接收端也高于承托板所述另一侧的上边缘，发射端与接收端位于同一水平面；其中，发射端与接收端之间的区域构成位于承托板上方的模切区域中的临近区域的第一保护区；其中，接收端与信号处理模块电连接。

本发明中，发射端为设置在承托板所述一侧上边缘且呈直线排列的多个等间距的红外发射管，而接收端为设置在承托板所述另一侧上边缘且呈直线排列的多个等间距的红外接收管，且每个红外发射管与一个红外接收管对应。

其中，多个红外发射管通过发射红外线，产生保护光幕，位于多个红外发射管与多个红外接收管之间的保护光幕形成承托板上的模切区域的第一保护区。

如图9所示，在模切机正常工作时，光幕传感器始终保持着发射端发射、接收端接收的状态，当异物（如操作者的手）触及到此光信号（即红外线）时，即操作者的手进入第一保护区时，光幕传感器的接收端会收不到发射端发出的光信号，接收端会输出高电平并将其传递给控制系统的信号处理模块，信号处理模块对其进行处理并转变成相应的电信号，以驱动继电器5发生闭合动作将模切机电源切断，使模切机处于停止工作状态，从而保证了操作者人手的安全。

而当人手离开第一保护区时，光幕传感器的接收端会收到发射端发出的光信号，接收端会输出低电平并将其传递给信号处理模块，信号处理模块对其进行处理并转变成相应的电信号，以驱动继电器5发生断开动作将模切机电源自动接上，则模切机又自动进入工作状态。

通过检测在模切区域的第一保护区内是否存在异物的方式，控制模切机是否进入工作状态，有别于传统的固定防护装置的防护特性-事后防护，所以能防患与未然，其能自动获取信号进行分析和反馈，实现自动化和智能化。

进一步的，本发明的模切机的安全防护装置还包括设置在模切机上的挡板防护机构3，具有随着操作者的手是否进入模切区域而自动打开或关闭的挡板33。

其中，挡板防护机构3为两套，对称设置在模切机输纸口的两侧，且两套挡板防护机构3的结构相同，均包括一个可以打开或关闭的挡板33。当操作者从模切机输纸口处将纸板输送到下平台时，两套挡板防护机构同时工作，两套挡板防护机构的挡板被操作者推动，而如两扇对开门一样分别朝着上、下平台所围成的空间区域的方向打开，且两个挡板均位于模切机的上平台和下平台之间，阻碍模切机上、下平台的闭合，从而保护操作者的肢体免受伤害。

具体的，两套挡板防护机构的挡板33对称设置在模切机输纸口处，构成位于输纸口处的两扇对开门，两个挡板协同工作可以将输纸口关闭或打开。

每个挡板的一端与模切机的前壳体8铰接，且可相对前壳体8水平转动，即绕着与前壳体8的铰接点朝外运动（朝着所述临近区域的方向），或绕着与前壳体的铰接点朝内运动（朝着所述空间区域的方向）。

而每套挡板防护机构除了挡板33外，还包括：其一端与模切机的前壳体铰接的第一连杆31；其一端与第一连杆31的另一端铰接的第二连杆32，其另一端与挡板33的另一端铰接；安装在挡板33与模切机的前壳体之间的弹性体，其中，弹性体为弹簧34或有弹性的橡胶条，优选的，如图4-图8所示，弹性体采用弹簧34，其一端固定于模切机的前壳体上，另一端固定于挡板靠近所述一端的部位。

如图4、图5所示，在模切机处于正常工作状态时，两个挡板33位于和前壳体平齐或平行的位置（即与下平台的上表面垂直），即此时两个挡板33将输纸口关闭。当操作者从输纸口将经由承托板的纸板水平输送到下平台上表面时，纸板会给位于输纸口处的两个挡板33推力，使两个挡板被动地向由模切机的上平台12和下平台9所围成的空间区域展开（即绕着与前壳体的铰接点朝内旋转），此时，如图7所示，与挡板铰接的第二连杆32和与第二连杆32铰接的第一连杆31在挡板的带动下，也处于逐渐伸展状态，而弹簧34也处于被拉伸状态，直至挡板33相对前壳体旋转了90°，到达如图8所示的位置，此时，两个连杆连成一条直线，弹簧与两个连杆平行构成死点，两个挡板位于模切机的上平台和下平台之间，防止模切机上、下平台产生相对的闭合运动，从而使操作者可以顺利将纸板放置到下平台的上表面，以便完成后续的模切工作。

而当操作者将纸板放置到下平台上表面后，操作者的手退出所述空间区域，弹簧及两个连杆从死点中恢复，两个挡板分别在与其连接的弹簧的回复力的作用下自动关闭，到达如图5、图6所示的闭合状态，从而防止其它异物进入。

优选的，在设计时，应使第一连杆与第二连杆的长度匹配，以使输纸口闭合时，第一连杆和第二连杆可以上下重叠放置，以节省空间。并且安装时，第一连杆、第二连杆最好安装在挡板的下方。

由于挡板的另一端与第二连杆铰接，第二连杆与第一连杆铰接，且第一连杆与前壳体铰接，因此当挡板在弹簧回复力的作用下自动关闭时，第一连杆和第二连杆处于逐渐回缩的状态，直至到达输纸口处时两个连杆和挡板处于重叠的状态，防止挡板在弹簧回复力的作用下继续绕着与前壳体8的铰接点朝外运动，从而避免在模切机上、下平台对纸板进行模切工作时异物的进入，保证模切机正常工作。

更进一步的，本发明还包括设置在模切机上的挡板状态检测机构，用于将挡板状态的检测结果传送给信号处理模块，信号处理模块根据检测结果控制继电器接通或切断模切机电源。其中，所述挡板状态包括挡板处于被外力推动而打开和挡板处于闭合两种状态。

具体的，挡板状态检测机构包括设置在挡板外侧（指挡板背离下平台的一侧）或模切机前壳体内侧（指朝向下平台的一侧）的行程开关（图中未示出），其与控制系统的信号处理模块电连接，优选的，行程开关设置在挡板外侧。此外，挡板状态检测机构还包括用于控制模切机电源切断或闭合的继电器，在设计时，挡板状态检测机构可以与光电保护机构采用同一个继电器。

当挡板关闭使输纸口闭合时，行程开关被压迫，此时其电信号为“1”，表示此时挡板处于闭合状态；当挡板被触动推开时，行程开关被释放，此时其信号为“0”，表明挡板处于打开状态。通过行程开关，可以将挡板处于闭合或打开状态的检测结果传送给信号处理模块。

当信号处理模块接收到行程开关的电信号时，控制系统便会发出相应的控制指令，使继电器吸合或断开，从而使模切机的电源断开或接通。

具体的，当信号处理模块接收到行程开关传递的电信号为“0”时，控制系统便会发出使继电器吸合的控制指令，以使模切机的电源断开，使下平台的模切动作被禁止，从而保证操作者的手在模切区域的空间区域内的操作安全和设备安全。

而当信号处理模块接收到行程开关传递的电信号为“1”时，控制系统便会发出使继电器断开的控制指令，以使模切机的电源接通，使下平台开始模切动作，并使模切机完成模切工作。

采取上述防护措施，即使电气系统出现意外故障，导致光电保护机构失效，下平台意外发生模切动作，如果人手此时还停留在模切区域的空间区域内，也会受到挡板的机械防护。

此外，本发明还提供一种采用上述的安全防护装置对模切机进行安全防护的方法，其包括如下步骤：

将光电保护机构的光幕传感器安装在模切机承托板的两侧，以便形成承托板的模切区域；

通过光幕传感器对承托板上的模切区域进行检测，并将检测结果传送给与光幕传感器电连接的控制系统的信号处理模块；

信号处理模块根据检测结果，控制与其相连的继电器接通或切断模切机电源。

具体的，本发明的防护方法包括如下步骤：

将光幕传感器的发射端安装在承托板一侧的上边缘；

将光幕传感器的接收端安装在承托板另一侧的上边缘，且接收端与发射端对应，从而在发射端与接收端之间形成位于承托板上方的模切区域中的临近区域的第一保护区；

通过发射端与接收端之间的光信号，对临近区域进行是否存在异物（如人手）的检测；

如果临近区域内存在异物，则接收端接收不到发射端发出的光信号，此时接收端会输出高电平并将其传递给控制系统的信号处理模块，信号处理模块对其进行处理并转变成相应的电信号，以驱动继电器5发生吸合动作将模切机电源切断，使模切机处于停止工作状态，从而保证了操作者人手的安全；

如果临近区域内不存在异物，则接收端可以接收到发射端发出的光信号，此时接收端会输出低电平并将其传递给信号处理模块，信号处理模块对其进行处理并转变成相应的电信号，以驱动继电器5发生断开动作将模切机电源自动接通，则模切机又自动进入工作状态。

进一步的，本发明的防护方法还包括通过在模切机的输纸口处设置两套挡板防护机构的步骤，其中，每套挡板防护机构具有随着操作者的手是否进入模切区域而自动打开或关闭的挡板。

下面，描述挡板防护机构进行防护的过程。

当操作者从输纸口将纸板水平输送到下平台上表面时，纸板会推动两套挡板防护机构中的两个挡板33，使两个挡板向由模切机的上平台12和下平台9所围成的空间区域展开（即绕着与前壳体的铰接点朝内旋转），此时，如图7所示，与挡板铰接的第二连杆32和与第二连杆32铰接的第一连杆31在挡板的带动下，也处于逐渐伸展状态，而弹簧34也处于被拉伸状态，直至挡板33相对前壳体旋转了90°，到达如图8所示的位置，此时，两个连杆连成一条直线，弹簧与两个连杆平行构成死点，两个挡板位于模切机的上平台和下平台之间，防止模切机上、下平台产生相对的闭合运动，从而使操作者可以顺利将纸板放置到下平台的上表面，以便完成后续的模切工作；

当操作者将纸板放置到下平台上表面后，操作者的手退出所述空间区域，弹簧及两个连杆从死点中恢复，两个挡板分别在与其连接的弹簧的回复力的作用下自动关闭，到达如图5、图6所示的闭合状态，从而防止其它异物进入。

更进一步的，当采用挡板防护机构对模切机进行安全防护时，还可以通过设置在模切机上的挡板状态检测机构对挡板防护机构中的挡板状态进行检测，并将挡板状态的检测结果传送给控制系统的信号处理模块，信号处理模块根据检测结果控制继电器接通或切断模切机电源。其中，挡板状态包括挡板处于被外力推动而打开和挡板处于闭合两种状态，当挡板处于闭合状态使输纸口闭合时，行程开关被压迫，此时其电信号为“1”；当挡板处于打开状态时，行程开关被释放，此时其信号为“0”。行程开关与信号处理模块电连接，从而可以将挡板处于闭合或打开状态的检测结果传送给信号处理模块。

下面描述挡板状态检测机构的工作过程。

当挡板被纸板触动而向内推开时，行程开关被释放，此时其信号为“0”，并将其传递给信号处理模块，如图9所示，而信号处理模块对其进行处理，以使继电器吸合使模切机的电源断开，使下平台的模切动作被禁止，从而保证操作者的手在模切区域的空间区域内的操作安全和设备安全；

当挡板被纸板处于闭合状态时，行程开关被压迫，此时其信号为“1”，并将其传递给信号处理模块，而信号处理模块对其进行处理，以使继电器断开使模切机的电源接通，从而使下平台进行模切动作。

尽管上文对本发明作了详细说明，但本发明不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改，因此，凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种模切机的安全防护装置，包括：模切机、垂直安装于模切机前壳体上用于暂放模切板的承托板和模切机电源，其特征在于，还包括：

光电保护机构，其具有继电器和安装在承托板两侧且位于承托板上边缘处的光幕传感器；

其中，光幕传感器和继电器分别与控制系统的信号处理模块相连；

其中，光幕传感器对承托板上的模切区域进行检测，信号处理模块根据检测结果控制继电器接通或切断所述模切机电源；

还包括设置在所述模切机上的挡板防护机构，具有随着操作者的手是否进入所述模切区域而自动打开或关闭的挡板；

所述挡板的一端与所述模切机的前壳体铰接，其可相对前壳体水平转动；

所述挡板防护机构还包括：

其一端与所述前壳体铰接的第一连杆；

其一端与所述第一连杆的另一端铰接的第二连杆，其另一端与所述挡板的另一端铰接；

安装在所述挡板与所述模切机的前壳体之间的弹性体。

2.根据权利要求1所述的安全防护装置，其特征在于，还包括设置在所述模切机上的挡板状态检测机构，用于将挡板状态的检测结果传送给所述信号处理模块，所述信号处理模块根据检测结果控制继电器接通或切断所述模切机电源。

3.根据权利要求1所述的安全防护装置，其特征在于，所述光幕传感器包括：

安装在所述承托板两侧之一侧的发射端；

安装在所述承托板两侧之另一侧的接收端；

其中，所述发射端安装在所述承托板一侧的上边缘，所述接收端与所述信号处理模块电连接。

4.根据权利要求1所述的安全防护装置，其特征在于，所述弹性体为弹簧或有弹性的橡胶条。

5.根据权利要求2所述的安全防护装置，其特征在于，所述挡板状态包括所述挡板处于被外力推动而打开的状态和所述挡板处于闭合的状态。

6.根据权利要求5所述的安全防护装置，其特征在于，所述挡板状态检测机构包括安装在所述挡板或所述模切机的前壳体上的行程开关。

7.一种采用如权利要求1-6任一项所述的安全防护装置对模切机进行安全防护的方法，其特征在于，包括如下步骤：

将光电保护机构的光幕传感器安装在模切机承托板的两侧，以便形成承托板的模切区域；

通过光幕传感器对承托板上的模切区域进行检测，并将检测结果传送给与光幕传感器电连接的控制系统的信号处理模块；

信号处理模块根据所述检测结果，控制与其相连的继电器接通或切断所述模切机电源。