JP2006061959A - プレスブレーキ - Google Patents
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Abstract
【課題】作業者の手などの身体を確実に検出して、曲げ加工の加工効率を低下させることなく事故の発生を未然に防ぐ。
【解決手段】ワーク表面の曲げ線と一致する部位に直線状のレーザ光線を照射するレーザマーカ22と、このレーザマーカ22により照射されたレーザ光線を含むワーク表面を撮像するCCDカメラ11と、このCCDカメラ11により撮像された画像から曲げ線の近傍部位に障害物の画像が存在しているか否かを判定する画像処理装置12と、この画像処理装置12からの信号に基づき、曲げ線の近傍部位に障害物の画像が存在しているときにラムの動作を停止させるように制御するラム異常検出部20を備える。
【選択図】図2
【解決手段】ワーク表面の曲げ線と一致する部位に直線状のレーザ光線を照射するレーザマーカ22と、このレーザマーカ22により照射されたレーザ光線を含むワーク表面を撮像するCCDカメラ11と、このCCDカメラ11により撮像された画像から曲げ線の近傍部位に障害物の画像が存在しているか否かを判定する画像処理装置12と、この画像処理装置12からの信号に基づき、曲げ線の近傍部位に障害物の画像が存在しているときにラムの動作を停止させるように制御するラム異常検出部20を備える。
【選択図】図2
Description
本発明は、作業者の手が金型に挟まれるのを防止する危険防止装置付のプレスブレーキに関するものである。
プレスブレーキなどの曲げ加工機には、作業者の手が金型により挟まれるのを防止するための危険防止装置が付設されている。
従来の危険防止装置としては図10に示されるような光線式の装置が知られている。この装置は、プレスブレーキ50のサイドフレーム51,52の外側に枠型のブラケット53,54が前方へ向けて突き出るように取り付けられ、一方のブラケット53の最前部に直線状に複数個の投光器55が装着されるとともに、他方のブラケット54の最前部で投光器55に対向する位置に複数個の受光器56が装着されて構成されている。こうして、投光器55から受光器56に向かってプレスブレーキ50の前面に検知光が面状に投射されることにより、この検知光路を作業者の手が遮ったときにプレスブレーキの動作を強制的に停止させることで、作業者の安全を確保するようにされている。また、検知光群をプレスブレーキの前面だけでなく、前面と下面または前面と側面を囲むように配置したものも知られている。
しかしながら、前記従来の危険防止装置においては、検知光を面状に投射するように構成されているために、図11(a)に示されるように、例えばワークW1の四辺部を箱曲げして棚板を成形する場合、短辺部を曲げ加工した後に長辺部を曲げ加工する際に、短辺部側の箱曲げ箇所57で検知光路が遮られ、プレスブレーキ50の動作が強制的に停止されてしまうという問題点がある。
また、図11(b)に示されているように、小物のワークW2を曲げ加工する場合に、検知光路位置よりも機械側にワークW2を保持する手腕58を入れないとワークW2が保持できないことが起こり得る。この場合、大量生産時にはワークの大きさや形状を考慮して検知光路を設定することでプレスブレーキが不必要に動作停止するのを避けることができるが、試作品や少量生産の加工を行う場合には、検知光の光路変更などに多くの手間、時間がかかるために加工効率が低下してしまうという問題点がある。また、ワークの加工途中に検知光が遮られてプレスブレーキが動作停止した場合、作業者が戸惑って復旧作業時にかえって事故が発生する危険性がある。なお、図10、図11中、符号59は上金型(パンチ)、符号60は下金型(ダイ)、符号61はワーク端部を突き当てるバックストップである。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、作業者の手などの身体を確実に検出して、曲げ加工の加工効率を低下させることなく事故の発生を未然に防ぐことのできるプレスブレーキを提供することを目的とするものである。
前記目的を達成するために、本発明によるプレスブレーキは、
ラムまたはテーブルの上下動により、ラムに保持される上金型とテーブルに保持される下金型との間でワークを曲げ加工するプレスブレーキにおいて、
ワーク表面の曲げ線と一致する部位に直線状の可視光線を照射する照射手段と、
この照射手段により照射された可視光線を含むワーク表面を撮像する撮像手段と、
この撮像手段により撮像された画像から前記曲げ線の近傍部位に障害物の画像が存在しているか否かを判定する画像処理手段と、
この画像処理手段からの信号に基づき、前記曲げ線の近傍部位に障害物の画像が存在しているときに前記ラムまたはテーブルの動作を停止させるように制御する駆動制御手段
を備えることを特徴とするものである(第1発明)。
ラムまたはテーブルの上下動により、ラムに保持される上金型とテーブルに保持される下金型との間でワークを曲げ加工するプレスブレーキにおいて、
ワーク表面の曲げ線と一致する部位に直線状の可視光線を照射する照射手段と、
この照射手段により照射された可視光線を含むワーク表面を撮像する撮像手段と、
この撮像手段により撮像された画像から前記曲げ線の近傍部位に障害物の画像が存在しているか否かを判定する画像処理手段と、
この画像処理手段からの信号に基づき、前記曲げ線の近傍部位に障害物の画像が存在しているときに前記ラムまたはテーブルの動作を停止させるように制御する駆動制御手段
を備えることを特徴とするものである(第1発明)。
本発明において、前記照射手段により照射される可視光線は、前記曲げ線と一致する部位に照射される第1の可視光線と、この第1の可視光線よりやや離れたワーク表面部位に照射される第2の可視光線であり、前記撮像手段はそれら両可視光線を撮像するものであり、前記駆動制御手段は、前記第2の可視光線の照射位置に障害物の画像が存在しているときに前記ラムまたはテーブルの動作速度を減速させるように制御し、前記第1の可視光線の照射位置に障害物の画像が存在しているときに前記ラムまたはテーブルの動作を停止させるように制御するのが好ましい(第2発明)。
本発明によれば、照射手段によりワーク表面の曲げ線と一致する部位に直線状の可視光線が照射され、この直線状の可視光線を含むワーク表面が撮像手段により撮像されてその撮像画像が画像処理手段にて処理されることで、曲げ線の近傍部位に作業者の手などの障害物の画像が存在しているか否かが判定される。そして、この障害物の画像が曲げ線の近傍部位に存在しているときにラムまたはテーブルの動作が停止される。したがって、ワークを箱曲げ成形するような場合であっても、あるいは小さいワークを曲げ加工する場合であっても、プレスブレーキの運転が不必要に強制停止されることはないので、曲げ加工の加工効率を低下させることなく事故の発生を未然に防ぐことができる。
また、前記第2発明の構成を採用すれば、作業者の手等が曲げ加工部位に近づく距離に応じてラムまたはテーブルが減速から停止へ2段階で制御されるので、危険防止機能をより高めることができる。
次に、本発明によるプレスブレーキの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
(第1の実施形態)
図1には、本発明の第1の実施形態に係るプレスブレーキの斜視図が示されている。図2には、本実施形態の危険防止装置のシステム構成を表すブロック図が示されている。また、図3には、本実施形態の危険防止装置の概略構成斜視図が示されている。
図1には、本発明の第1の実施形態に係るプレスブレーキの斜視図が示されている。図2には、本実施形態の危険防止装置のシステム構成を表すブロック図が示されている。また、図3には、本実施形態の危険防止装置の概略構成斜視図が示されている。
本実施形態において、プレスブレーキ1は、固定のテーブル2と、このテーブル2に対位して昇降駆動されるラム3を備えている。テーブル2の両端部には一対のサイドフレーム4,5が一体に設けられ、各サイドフレーム4,5の上端部を連結するように支持フレーム6が設けられている。そして、この支持フレーム6にはラム駆動装置(図示せず)が取り付けられており、このラム駆動装置の下端部に前記ラム3が連結されている。また、テーブル2の上面にはダイ保持装置7を介してダイ(下金型)8が取り付けられ、ラム3の下部にはダイ8に対位してパンチ(上金型)9がパンチ保持装置10を介して取り付けられている。こうして、ラム駆動装置の作動によってラム3が昇降動されることにより、パンチ9とダイ8との間に介挿されるワークが折り曲げられる。
また、前記サイドフレーム(4または5)の一側部には、前記ラム駆動装置を制御するサーボアンプ等の制御機器が内蔵された制御盤(図示省略)が配され、また撮像手段としてのCCDカメラ11から入力される画像を処理する画像処理装置(画像処理手段)12(図2にのみ図示)が配されている。ここで、CCDカメラ11は、本実施形態の危険防止装置の一部を構成するもので、支持フレーム6の上部前面中央部に取付けブラケット13を介して装着され、ワークの曲げ加工部位近傍の所定視野範囲における画像を撮像するようにされている。
また、一側のサイドフレーム5には取付けブラケット23を介してレーザマーカ22が装着されている。このレーザマーカ22は、曲げ加工されるワークW表面の曲げ線Lと一致する位置に直線状のレーザ光線Bを照射するもので、このレーザ光線Bの画像B'(図5、図6参照)が前記CCDカメラ11にて撮像されるように構成されている(図3参照)。
さらに、前記プレスブレーキ1には、サイドフレーム5の側部に、旋回可能なアーム14が取り付けられ、このアーム14の先端に、曲げデータ等の入出力用の入出力装置および各種データを表示する表示装置を備えるとともに、これらデータに基づく演算を行うNC装置15が取り付けられている。また、機械本体の側部下方には足踏み操作用のフートスイッチ16(図2にのみ図示)が設けられている。
図2に示されるブロック図において、作業者が起動装置であるフートスイッチ16を操作すると、ラム起動信号がNC装置15のラム駆動制御部17に入力される。NC装置15は、所要の演算処理を実行する中央処理装置(CPU)、入力回路、記憶回路および出力回路等を備え、前記ラム起動信号が入力回路を通して入力されると、記憶回路に予め記憶されている曲げデータ等の各種データに基づき、前記ラム駆動装置を制御する指令信号を出力回路からラム動力回路部18に出力する。そして、このラム動力回路部18は、動力供給電源19から供給される電力を、前記指令信号に応じた駆動電力信号に変換してラム駆動装置に出力する。
また、前記ラム駆動制御部17からはレーザマーカ制御部24を介してレーザマーカ22に制御信号が出力され、このレーザマーカ22によって曲げ加工されるワークWの表面の曲げ線Lと一致する位置に直線状のレーザ光線Bが照射される。
さらに、前記CCDカメラ11にて撮像された画像信号は画像処理装置(画像処理手段)12に入力されてその画像処理装置12にて画像処理がなされ、この処理信号がNC装置15内のラム異常検出部20に出力される。ラム異常検出部20では画像処理装置12から入力された処理信号に基づき、作業者の手等の障害物の画像が曲げ線Lの近傍位置に存在しているか否かを判断し、障害物の画像が曲げ線Lの近傍位置に存在する異常状態が検出されたときにその異常検出信号をラム駆動制御部17に出力するとともに、動力供給電源19とラム動力回路部18との間に介挿される接点21を開作動する開閉器(図示せず)に制御信号を出力する。なお、本実施形態におけるラム異常検出部20およびラム駆動制御部17等が、本発明における駆動制御手段に対応する。
このように構成されている本実施形態の危険防止装置の制御処理フローを図4に示されるフローチャートに基づき、図5、図6に示される動作説明図を参照しつつ説明する。なお、S1〜S11は各ステップを示す。
S1〜S2:ラム3が上限で停止している(S1)際に、CCDカメラ11の視野範囲R内にあるレーザ光線Bの画像B'が直線であるか否かを画像処理装置12にて判定する(S2)。なお、図5、図6中、符号16にて示されるのは、ワークWの端部を突き当てるバックストップである。
S3〜S4:ステップS2の判定において、CCDカメラ11の視野範囲R内にあるレーザ光線Bの画像B'が直線でない場合には、図6に示されるようにワークWの曲げ線L位置に障害物(作業者の手指Fの画像F')が存在していると判断される。このときにはラム3に下降動作指令がなされているか否かを判断し(S3)、ラム3に下降動作指令がなされている場合には、ラム異常検出部20からラム駆動制御部17に異常検出信号を送信してラム動力回路部18を介してラム軸動力の遮断処理、言い換えれば動力供給電源19とラム動力回路部18との間に介挿される接点21を開作動する制御信号を出力するとともに、例えばラム駆動軸に対する機械式ブレーキの作動を行う(S4)。一方、ステップS3の判定において、ラム下降動作指令がなされていない場合にはステップS1に戻る。
S5〜S7:ステップS2の判定において、CCDカメラ11の視野範囲R内にあるレーザ光線Bの画像B'が直線である場合には、次にラム3が下降動作中であるか否かを判定する(S5)。そして、ラム3が下降動作中である場合には、再度CCDカメラ11の視野範囲R内にあるレーザ光線Bの画像B'が直線であるか否かを判定する(S6)。この判定の結果、CCDカメラ11の視野範囲R内にあるレーザ光線Bの画像B'が直線でない場合には、前述と同様にしてラム軸動力の遮断処理を行う(S7)。一方、ステップS6の判定において、CCDカメラ11の視野範囲R内にあるレーザ光線Bの画像B'が直線である場合にはステップS5に戻る。
S8〜S11:ステップS5の判定において、ラム3が下降動作中でない場合には、ラム3が下限位置に到達した(S8)後、ラム加圧動作処理を行い(S9)、次いでラム上昇動作処理を行い(S10)、ラム上限停止し(S11)、フローを終了する。
以上のような制御処理によって、曲げ加工中に作業者の手指がワークWの表面の曲げ線Lの近傍に近づいたのを検知してプレスブレーキ1の動作を確実に停止することができる。本実施形態の危険防止装置によれば、ワークを箱曲げ成形するような場合であっても、あるいは小さいワークを曲げ加工する場合であっても、作業者の手指が曲げ線Lの近傍に近づかない限りプレスブレーキ1の運転が強制的に停止されることがないので、曲げ加工の加工効率を低下させることなく事故の発生を未然に防ぐことができる。
(第2の実施形態)
図7には、本発明の第2の実施形態に係る危険防止装置のシステム構成を表すブロック図が示されている。また、図8には、本実施形態の危険防止装置の制御処理フローを表すフローチャートが、図9(a)(b)には、本実施形態の危険防止装置の動作説明図がそれぞれ示されている。なお、本実施形態において、第1の実施形態と共通する部分には図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとする。
図7には、本発明の第2の実施形態に係る危険防止装置のシステム構成を表すブロック図が示されている。また、図8には、本実施形態の危険防止装置の制御処理フローを表すフローチャートが、図9(a)(b)には、本実施形態の危険防止装置の動作説明図がそれぞれ示されている。なお、本実施形態において、第1の実施形態と共通する部分には図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとする。
本実施形態では、図7に示されるブロック図において、CCDカメラ11からの画像信号に基づき画像処理装置12にて画像処理がなされた後の画像処理信号は、NC装置15内のラム異常検出部20に出力されるとともに、ラム駆動制御部17にも出力されるように構成されている。ここで、ラム異常検出部20に出力される信号は、第1の実施形態と同様、ラム動作の停止処理のための信号である。これに対して、ラム駆動制御部17に直接出力される信号は、ラム速度を減速させるための信号である。
また、本実施形態においては、ワークWの曲げ線Lと一致する位置に直線状の第1レーザ光線B1を照射するレーザマーカ22が設けられるほか、曲げ線Lよりやや手前の位置にレーザマーカ制御部24Aを介して直線状の第2レーザ光線B2を照射するレーザマーカ22Aが設けられ、CCDカメラ11の視野範囲R内にある2本のレーザ光線B1,B2の画像B1',B2'のいずれの画像が非直線であるかによって、ラム駆動制御部17による処理内容を変えるようにされている。ここで、CCDカメラ11は、第1の実施形態のものに比べてその視野範囲が大きくなるように設置されるか、または光学系レンズを用いてその視野範囲が大きくなるようにされる。
次に、本実施形態の危険防止装置の制御処理フローを図8に示されるフローチャートに基づき、図9(a)(b)に示される動作説明図を参照しつつ説明する。なお、T1〜T13は各ステップを示す。
T1〜T2:ラム3が上限で停止している(T1)際に、CCDカメラ11の視野R内にある第1レーザ光線B1の画像B1'が直線であるか否かを画像処理装置12において判定する(T2)。
T3〜T4:ステップT2の判定において、CCDカメラ11の視野R内にある第1レーザ光線B1の画像B1'が直線でない場合には、ラム3に下降動作指令がなされているか否かを判断する(T3)。そして、ラム3に下降動作指令がなされている場合には、ラム異常検出部20からラム駆動制御部17に異常検出信号を送信してラム動力回路部18を介してラム軸動力の遮断処理を行う(T4)。一方、ステップT3の判定において、ラム下降動作指令がなされていない場合にはステップT1に戻る。
T5〜T6:ステップT2の判定において、CCDカメラ11の視野R内にある第1レーザ光線B1の画像B1'が直線である場合には、次にCCDカメラ11の視野R内にある第2レーザ光線B2の画像B2'が直線であるか否かを判定する(T5)。そして、第2レーザ光線B2の画像B2'が直線でない場合には、ラム駆動制御部17にラム速度を減速させるための信号を送信してラム動力回路部18を介してラム速度減速処理、言い換えればラム3の下降速度を減速させるようにラム駆動装置に制御信号を送信する処理を行う。
T7〜T9:ステップT5の判定において、CCDカメラ11の視野R内にある第2レーザ光線B2の画像B2'が直線である場合には、次にラム3が下降動作中であるか否かを判定する(T7)。そして、ラム3が下降動作中である場合には、CCDカメラ11の視野R内にある第1レーザ光線B1の画像B1'が直線であるか否かを判定する(T8)。この判定の結果、CCDカメラ11の視野R内にある第1レーザ光線B1の画像B1'が直線でない場合には、ラム軸動力の遮断処理を行う(T9)。一方、ステップT8の判定において、CCDカメラ11の視野R内にある第1レーザ光線B1の画像B1'が直線である場合にはステップT7に戻る。
T10〜T13:ステップT7の判定において、ラム3が下降動作中でない場合には、ラム3が下限位置に到達した(T10)後、ラム加圧動作処理を行い(T11)、次いでラム上昇動作処理を行い(T12)、ラム上限停止し(T13)、フローを終了する。
以上のような制御処理によって、曲げ加工中に作業者の手指がワークWの表面の曲げ加工部位の近傍に近づいた際に第1段階としてラム3の下降速度を減速させ、曲げ加工部位に更に近づいた際に第2段階としてラム3の下降動作を停止させることができるので、危険防止機能をより高めることができる。
前記各実施形態においては、CCDカメラ11を支持フレーム6の前面(機械前方側)に装着し、レーザマーカ22,22Aを機械前方側に突出するように装着したものについて説明したが、これらCCDカメラ11およびレーザマーカ22,22Aの設置位置としては、機械後方側に設置するようにしても良い。また、CCDカメラ11については機械前方側と機械後方側の両方に設置して、これら両方のカメラの画像データを利用するようにしても良い。また、機械前方側もしくは機械後方側のいずれかにCCDカメラ11を設置する場合であっても、そのカメラの台数は1台に限る必要はなく、プレスブレーキの幅方向寸法に合わせて2台以上設置する実施形態も可能である。また、CCDカメラ11を機械前方側または機械後方側に設置し、レーザマーカ22,22Aを機械後方側または機械前方側に設置するようにしても良い。
前記各実施形態においては、ワーク表面にレーザ光線を照射するものとしたが、レーザ光線以外の可視光線であっても所要の目的を達成することができる。
前記各実施形態においては、テーブル2が固定されラム3が移動されるタイプのプレスブレーキについて説明したが、本発明は、ラムが固定されテーブルが移動されるタイプのプレスブレーキに対しても適用できるのは言うまでもない。
1 プレスブレーキ
3 ラム
8 ダイ
9 パンチ
11 CCDカメラ(撮像手段)
12 画像処理装置(画像処理手段)
15 NC装置
17 ラム駆動制御部(駆動制御手段)
18 ラム動力回路部
19 動力供給電源
20 ラム異常検出部(駆動制御手段)
22,22A レーザマーカ(照射手段)
3 ラム
8 ダイ
9 パンチ
11 CCDカメラ(撮像手段)
12 画像処理装置(画像処理手段)
15 NC装置
17 ラム駆動制御部(駆動制御手段)
18 ラム動力回路部
19 動力供給電源
20 ラム異常検出部(駆動制御手段)
22,22A レーザマーカ(照射手段)
Claims (2)
- ラムまたはテーブルの上下動により、ラムに保持される上金型とテーブルに保持される下金型との間でワークを曲げ加工するプレスブレーキにおいて、
ワーク表面の曲げ線と一致する部位に直線状の可視光線を照射する照射手段と、
この照射手段により照射された可視光線を含むワーク表面を撮像する撮像手段と、
この撮像手段により撮像された画像から前記曲げ線の近傍部位に障害物の画像が存在しているか否かを判定する画像処理手段と、
この画像処理手段からの信号に基づき、前記曲げ線の近傍部位に障害物の画像が存在しているときに前記ラムまたはテーブルの動作を停止させるように制御する駆動制御手段
を備えることを特徴とするプレスブレーキ。 - 前記照射手段により照射される可視光線は、前記曲げ線と一致する部位に照射される第1の可視光線と、この第1の可視光線よりやや離れたワーク表面部位に照射される第2の可視光線であり、前記撮像手段はそれら両可視光線を撮像するものであり、前記駆動制御手段は、前記第2の可視光線の照射位置に障害物の画像が存在しているときに前記ラムまたはテーブルの動作速度を減速させるように制御し、前記第1の可視光線の照射位置に障害物の画像が存在しているときに前記ラムまたはテーブルの動作を停止させるように制御する請求項1に記載のプレスブレーキ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004248631A JP2006061959A (ja) | 2004-08-27 | 2004-08-27 | プレスブレーキ |
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- 2004-08-27 JP JP2004248631A patent/JP2006061959A/ja active Pending
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