CN113007582A

CN113007582A - 安全门装置及安全门的锁定方法

Info

Publication number: CN113007582A
Application number: CN202011501962.7A
Authority: CN
Inventors: 浅野佳太
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2019-12-19
Filing date: 2020-12-18
Publication date: 2021-06-22
Also published as: US11891840B2; JP7414511B2; JP2021094672A; US20210189774A1; DE102020133944A1

Abstract

本发明提供一种安全门装置及安全门的锁定方法，一方式的安全门装置具备：全闭检测器(44)，其检测安全门从打开状态变为全闭的情况；锁定机构(46)，其锁定所述安全门以使所述安全门打不开；测量部(加速度传感器(36)，控制部(50))，其测量所述安全门关闭时的移动加速度(α)、移动速度(V)或移动时间(T)；以及控制部(50)，在检测到所述安全门变为全闭的情况下，所述控制部控制所述锁定机构以锁定所述安全门，并且在所述移动加速度或所述移动速度大于第一阈值(α1)、或者所述移动时间短于第二阈值(T1)的情况下，所述控制部不锁定所述安全门。

Description

安全门装置及安全门的锁定方法

技术领域

本发明涉及一种用于确保作业安全的安全门装置以及安全门的锁定方法。

背景技术

为了确保作业的安全，有时在机械上设置安全门(例如，参照日本特开2010-005759号公报)。机床、注塑成型机、冲压机等机械中具有刀具或模具动作的、操作者的手等进入时危险的作业区域。安全门在机械动作过程中关闭作业区域，以确保作业安全。也就是说，当安全门关闭时，锁定机构工作以锁定安全门，然后机械开始动作。

发明内容

但是，在安全门突然关闭的情况下，锁定机构等受到安全门的回弹的冲击，存在损坏的可能性。本发明的目的是提供一种安全门装置和安全门的锁定方法，其能够防止安全门突然关闭的情况下的损坏。

一方式的安全门装置具备：全闭检测器，其检测安全门从打开状态变为全闭的情况；锁定机构，其锁定所述安全门以使所述安全门打不开；测量部，其测量所述安全门关闭时的移动加速度、移动速度或移动时间；以及控制部，在检测到所述安全门变为全闭的情况下，所述控制部控制所述锁定机构以锁定所述安全门，并且在所述移动加速度或所述移动速度大于第一阈值、或者所述移动时间短于第二阈值的情况下，所述控制部不锁定所述安全门。

根据本发明，能够提供一种安全门装置以及安全门的锁定方法，其能够防止安全门突然关闭的情况下的损坏。

上述目的、特征和优点将从参照附图说明的以下实施方式的说明中容易地理解。

附图说明

图1是表示实施方式的带安全门的机械装置的机械构成的示意图。

图2是表示带安全门的机械装置的控制构成的框图。

图3A至3C是表示钥匙开关的详细情况的示意图。

图4是表示带安全门的机械装置的动作顺序的一例的流程图。

具体实施方式

以下，对实施方式的带安全门的机械装置10及安全门30的锁定方法进行说明。图1、图2表示实施方式的带安全门的机械装置10的机械构成和控制构成。

如图1所示，带安全门的机械装置10的机械装置主体(未图示)设置在盖20内，通过安全门30开闭其开口部22。另外，带安全门的机械装置10具备进行安全门30的开闭、锁定以及它们的控制的安全门装置12(参照图2)。安全门装置12具有全开检测器26、钥匙34、加速度传感器36、钥匙开关40(全闭检测器44、锁定机构46)、控制部50、通知部52。

全开检测器26例如是设置在盖20上的接触式、接近式的开关，在安全门30全开时，与安全门30接近或接触，检测安全门30全开的情况。当全开检测器26的检测状态从检测到全开转变为未检测到全开时，安全门30开始移动(检测到移动开始)。

钥匙34以从安全门30突出的方式被保持(参照图1)。当关闭安全门30时，钥匙34插入钥匙开关40的钥匙插入口42中。当打开安全门30时，钥匙34从钥匙插入口42中拔出。

加速度传感器36(测量部)设置在安全门30上，检测施加给安全门30的移动加速度α。

钥匙开关40(全闭检测器44、锁定机构46)使用钥匙34进行安全门30的全闭的检测和锁定。

图3A～图3C表示钥匙开关40的内部构成。图3A～图3C分别表示(1)钥匙34插入前(拔出后)、(2)钥匙34插入后、(3)钥匙34插入及锁定后的钥匙开关40的状态。

全闭检测器44例如是接触式、接近式的开关，在安全门30全闭时(钥匙34完全插入钥匙插入口42时，参照图3B)，与钥匙34接近或接触，以检测安全门30全闭的情况。

锁定机构46例如是电磁螺线管，在通电时使锁定构件46a向下方位移，在非通电时通过弹簧等施力单元使锁定构件46a向上方位移。当安全门30全闭时(参照图3B)，对锁定机构46通电，由此使锁定构件46a与钥匙34的卡合部341卡合(参照图3C)。这样，锁定机构46能够通过通电、非通电来切换安全门30的锁定(安全门30不能打开)、非锁定(安全门30能够打开)。

控制部50控制钥匙开关40以在安全门30突然关闭的情况下保护安全门装置12。其详细情况将在后文叙述。另外，控制部50例如可由硬件(CPU：中央运算处理装置)和软件构成，也可以兼用作机械装置主体的控制部。

通知部52是显示装置(例如液晶显示器)，在安全门30突然关闭的情况下显示警告消息。另外，通知部52也可以代替显示装置而具有输出声音的声音输出装置，或者同时具有显示装置和输出声音的声音输出装置(例如扬声器)，该声音输出装置通过声音来输出警告消息。

(控制部50的详细情况)

以下，说明控制部50的详细情况。

在检测到安全门30变为全闭的情况下，控制部50控制锁定机构46来锁定安全门30。

然而，即使在检测到安全门30变为全闭的情况下，如果移动加速度α大于阈值α1(第一阈值)，也不锁定安全门30。此时，控制部50发出警告信号。根据该警告信号，通知部52以图像或声音发出警告消息。

另一方面，在移动加速度α为阈值α1(第一阈值)以下的情况下，当检测到安全门30变为全闭时，控制部50控制锁定机构46来锁定安全门30。

图4是表示带安全门的机械装置10的动作顺序的一例的流程图。以下，根据图4说明带安全门的机械装置10的动作顺序。

安全门30的关闭操作开始(步骤S1)。例如，通过人力使安全门30向关闭方向(在此为图1的右方向)移动。另外，控制部50也可以控制马达，来使安全门30移动。

加速度传感器36(测量部)测量移动加速度α(步骤S2)，控制部50判定移动加速度α是否大于阈值α1(步骤S3)。在移动加速度α大于阈值α1的情况下，控制部50发出警告信号(步骤S4)。

然后，通过安全门30向关闭方向移动，钥匙34被插入钥匙插入口42。其结果，全闭检测器44成为ON状态，检测安全门30的全闭。

在移动加速度α为阈值α1以下的情况下，控制部50在检测到全闭时使锁定机构46通电以锁定安全门30(步骤S5)。另一方面，在移动加速度α大于阈值α1的情况下，即使检测到全闭，控制部50也不锁定安全门30。

另外，即使在移动加速度α为阈值α1以下的情况下，为了安全起见，也可以不是在刚检测到全闭之后，而是在从检测到安全门30变为全闭起经过了规定时间(例如，0.1～1秒)时，锁定安全门30。

如上所述，在安全门30的移动加速度α为阈值α1以下的情况下，带安全门的机械装置10在安全门30全闭时锁定安全门30，但是在移动加速度α大于阈值α1的情况下不锁定安全门30。因此，当安全门30被大力关闭时，安全门装置12因安全门30的回弹冲击而损坏的风险降低。

在移动加速度α大于阈值α1的情况下，有安全门装置12因安全门30的回弹冲击而损坏的风险。即，无论移动加速度α如何，如果在安全门30全闭时锁定安全门30，则有钥匙34和锁定机构46中的某一个损坏的风险。

(变形例1)

以下，说明变形例1。在上述中，使用移动加速度α来控制安全门30的锁定。在变形例1中，使用安全门30的移动时间T来控制安全门30的锁定。

该移动时间T可以作为从安全门30的移动开始到检测到安全门30全闭(检测到全闭)为止的时间T来计时。该计时由控制部50进行。即，控制部50的一部分可以用作计时部，该计时部对直到检测到安全门30全闭(检测到全闭)为止的时间T进行计时。

安全门30的移动开始例如可以通过以下方法1)、2)来判定。

1)检测到加速度

安全门30的移动开始可以通过加速度传感器36检测到超过检测误差(阈值α2)的加速度α来判定。即，控制部50将由加速度传感器36检测到的加速度α与阈值α2进行比较，如果加速度α超过阈值α2，则判定安全门30开始移动。用于判定安全门30的移动开始的阈值α2小于用于判定安全门30的锁定的阈值α1。

2)未检测到全开

安全门30的移动开始也可以通过全开检测器26检测不到安全门30全开(未检测到全开)来判定。即，控制部50判定为全开检测器26的状态从检测到全开转变到未检测到全开。

例如，控制部50可以求出移动时间T作为安全门30的移动开始的时间t0与检测到安全门30全闭的时间t1之间的差。

T＝t1-t0 …式(1)

另外，控制部50也可以在检测到移动开始时启动计时器，在检测到全闭时停止等，不求出各自的时刻t0、t1，而直接求出移动时间T。

以下，说明变形例1中的带安全门的机械装置10的动作顺序。变形例1的带安全门的机械装置10除了代替移动加速度α而将移动时间T用于锁定的判断之外，与实施方式的带安全门的机械装置10的动作没有大的不同。因此，使用图4，主要说明不同点。

变形例1与实施方式的不同之处在于步骤S2、S3，代替移动加速度α，进行移动时间T的检测、判定。

如上所述，控制部50求出移动时间T作为从安全门30的移动开始到检测到安全门30全闭(检测到全闭)为止的时间T(步骤S2)。

控制部50判定该移动时间T是否小于阈值T1(第二阈值)(T＜T1？)(步骤S3)。在移动时间T小于阈值T1(第二阈值)的情况下，控制部50发出警告信号(步骤S4)，即使检测到全闭，也不锁定安全门30。在移动时间T为阈值T1(第二阈值)以上的情况下，控制部50在检测到全闭(或者在检测到之后经过规定时间)时锁定安全门30(步骤S5)。

(变形例2)

以下，说明变形例2。在上述中，使用移动加速度α和移动时间T来控制安全门30的锁定。在变形例2中，使用安全门30的移动速度V来控制安全门30的锁定。

该移动速度V例如可以通过以下的方法1)、2)求出。

1)加速度的积分

控制部50对由加速度传感器36检测到的移动加速度α(t)进行时间积分(时间t的积分)，从而可以计算安全门30的移动速度V(t)。

V(t)＝∫α(t)·dt …式(2)

在这种情况下，控制部50可以计算移动速度V(t)的时间变化。

2)根据移动时间T的计算

控制部50还可以通过将安全门30的移动距离L除以通过变形例1的方法1)、2)求出的移动时间T来求出移动速度V。

V＝L/T …式(3)

该移动距离L可以使用与带安全门的机械装置10对应的适当的固定值。

变形例2除了代替移动加速度α而将移动速度V用于锁定的判断这一点不同以外，与实施方式没有大的不同。即，判定移动速度V是否大于阈值V1(第一阈值)(V＞V1？)(步骤S3)。在移动速度V大于阈值V1(第一阈值)的情况下，控制部50发出警告信号(步骤S4)，即使检测到全闭，也不锁定安全门30。在移动速度V为阈值V1(第一阈值)以下的情况下，控制部50在检测到全闭时锁定安全门30(步骤S5)。

如上所述，控制部50基于安全门30的移动加速度α、移动时间T或移动速度V锁定安全门30。其结果是，能够降低锁定机构等因安全门30的回弹的冲击而损坏的可能性。即，移动加速度α、移动时间T或移动速度V均可用作与安全门30的回弹冲击的大小对应的物理量。

能够根据上述实施方式和变形例掌握的发明如下。

[1]一种安全门装置(12)，具备：全闭检测器(44)，其检测安全门(30)从打开状态变为全闭的情况；锁定机构(46)，其锁定所述安全门以使所述安全门打不开；测量部(加速度传感器36，控制部50)，其测量所述安全门关闭时的移动加速度(α)、移动速度(V)或移动时间(T)；以及控制部(50)，在检测到所述安全门变为全闭的情况下，所述控制部控制所述锁定机构以锁定所述安全门，在所述移动加速度或所述移动速度大于第一阈值(α1，V1)、或者所述移动时间短于第二阈值(T1)的情况下，所述控制部不锁定所述安全门。

由此，在所述移动加速度或所述移动速度大于第一阈值、或者所述移动时间短于第二阈值的情况下，通过不锁定所述安全门，能够降低安全门装置损坏的可能性。

[2]在所述移动加速度α或所述移动速度大于第一阈值、或者所述移动时间短于第二阈值的情况下，所述控制部发出警告信号。

由此，可以警告安全门装置有损坏的可能性。也可以根据该警告信号，发出基于图像、声音的警告消息。

[3]所述测量部可以采用如下的构成。

(1)测量移动加速度

测量部具有检测施加到所述安全门的移动加速度的加速度传感器。

(2)测量移动时间

a)所述测量部具有：全开检测器(26)，其检测所述安全门全开的情况；以及计时部，其将从检测不到所述安全门全开起到检测到所述安全门全闭为止的时间作为所述移动时间进行计时。由此，即使不使用加速度传感器，也能够保护安全门装置。

b)所述测量部具有：加速度传感器，其检测施加到所述安全门的移动加速度；以及计时部，其将从所述加速度传感器检测到移动加速度起到所述全闭检测器检测到所述安全门全闭为止的时间作为所述移动时间进行计时。由此，即使不使用全开检测器，也能够根据移动时间来保护安全门装置。

(3)测量移动速度

a)计算基于移动加速度的速度

所述测量部具有对由所述加速度传感器检测出的移动加速度进行积分来计算移动速度的积分器。

b)计算基于移动时间的速度

还可以具有除法器，该除法器将所述安全门关闭时的移动距离(L)除以所述移动时间(T)来计算速度(V)。

[4]在所述移动加速度或所述移动速度为第一阈值以下、或者所述移动时间为第二阈值以上的情况下，在从检测到安全门变为全闭起经过了规定时间时，所述控制部锁定所述安全门。

由此，在检测到全闭后，在经过了规定时间时，锁定安全门，由此能够进行更安全的锁定。

[5]一种使用安全门装置的安全门的锁定方法，所述安全门装置具备：全闭检测器，其检测安全门从打开状态变为全闭的情况；以及锁定机构，其锁定所述安全门以使所述安全门打不开，所述安全门的方法包括：测量所述安全门关闭时的移动加速度、移动速度或移动时间的工序；以及在检测到所述安全门变为全闭的情况下控制所述锁定机构锁定所述安全门，在所述移动加速度或所述移动速度大于第一阈值、或者所述移动时间短于第二阈值的情况下不锁定所述安全门的工序。

[6]所述安全门的锁定方法包括在所述移动加速度或所述移动速度大于第一阈值、或者所述移动时间短于第二阈值的情况下，发出警告信号的工序。由此，可以警告安全门装置有损坏的可能性。也可以根据该警告信号，发出基于图像、声音的警告消息。

[7]所述安全门装置具有检测所述安全门全开的情况的全开检测器(26)，所述安全门的锁定方法在所述测量工序中，将从检测不到所述安全门全开起到检测到所述安全门全闭为止的时间作为所述移动时间进行计时。由此，即使不使用加速度传感器，也能够保护安全门装置。

[8]所述安全门的锁定方法包括在所述移动加速度或所述移动速度为所述第一阈值以下、或者所述移动时间为所述第二阈值以上的情况下，在从检测到所述安全门变为全闭起经过了规定时间时，锁定所述安全门的工序。由此，通过在检测到全闭后经过了规定时间时锁定安全门，能够进行更安全的锁定。

另外，本发明的安全门装置和安全门的锁定方法不限于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的情况下，可以采用各种构成。

Claims

1.一种安全门装置，其特征在于，具备：

全闭检测器，其检测安全门从打开状态变为全闭的情况；

锁定机构，其锁定所述安全门，以使所述安全门打不开；

测量部，其测量所述安全门关闭时的移动加速度、移动速度或移动时间；以及

控制部，在检测到所述安全门变为全闭的情况下，所述控制部控制所述锁定机构以锁定所述安全门，并且在所述移动加速度或所述移动速度大于第一阈值、或者所述移动时间短于第二阈值的情况下，所述控制部不锁定所述安全门。

2.根据权利要求1所述的安全门装置，其特征在于，

在所述移动加速度或所述移动速度大于第一阈值、或者所述移动时间短于第二阈值的情况下，所述控制部发出警告信号。

3.根据权利要求1或2所述的安全门装置，其特征在于，

所述测量部包括：

全开检测器，其检测所述安全门全开的情况；以及

计时部，其将从检测不到所述安全门全开起到检测到所述安全门全闭为止的时间作为所述移动时间进行计时。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的安全门装置，其特征在于，

在所述移动加速度或所述移动速度为所述第一阈值以下、或者所述移动时间为所述第二阈值以上的情况下，在从检测到所述安全门变为全闭起经过了规定时间时，所述控制部锁定所述安全门。

5.一种使用安全门装置的安全门的锁定方法，所述安全门装置具备：全闭检测器，其检测安全门从打开状态变为全闭的情况；以及锁定机构，其锁定所述安全门以使所述安全门打不开，所述安全门的锁定方法的特征在于，包括：

测量所述安全门关闭时的移动加速度、移动速度或移动时间的工序；以及

在检测到所述安全门变为全闭的情况下，控制所述锁定机构以锁定所述安全门，并且在所述移动加速度或所述移动速度大于第一阈值、或者所述移动时间短于第二阈值的情况下，不锁定所述安全门。

6.根据权利要求5所述的安全门的锁定方法，其特征在于，包括：

在所述移动加速度或所述移动速度大于第一阈值、或者所述移动时间短于第二阈值的情况下，发出警告信号的工序。

7.根据权利要求5或6所述的安全门的锁定方法，其特征在于，

所述安全门装置具有检测所述安全门全开的全开检测器，

在所述测量的工序中，将从检测不到所述安全门全开起到检测到所述安全门全闭为止的时间作为所述移动时间进行计时。

8.根据权利要求5～7中任一项所述的安全门的锁定方法，其特征在于，包括：

在所述移动加速度或所述移动速度为所述第一阈值以下、或者所述移动时间为所述第二阈值以上的情况下，在从检测到所述安全门变为全闭起经过了规定时间时，锁定所述安全门的工序。