JP2020192606A - 変形加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】変形加工機の簡易化された操作および改良された保護の実現を可能にする。【解決手段】本発明は、変形加工機（１）に関するものであり、上方工具（４）および下方工具（５）は寸法可変な作業ギャップ（８）を形成し、作業ギャップ（８）に隣接する第１安全空間（２８）を保護する第１光学安全光バリア（２０）と、上方工具（４）の最大面（１８）の前方に位置する第２安全空間（３１）を保護する第２光学安全光バリア（３０）とを有する。本発明によると、第２光学安全光バリア（３０）は、第３安全空間（５１）を監視するように設計され、第３安全空間（５１）は、移動経路（１４）に沿って下方工具（５）の方向に、下方工具（５）と対向する上方工具（４）の端面（６）を超えて下向きに延在し、作業ギャップ（８）への第３安全空間（５１）の投影が作業ギャップ（８）の少なくとも一部分を覆う。【選択図】図２

Description

発明の詳細な説明

本発明は、機枠を備える変形加工機に関するものであって、機枠上には、上方工具と下方工具とが設けられ、上方工具および下方工具のうちの少なくとも一方は、移動経路に沿って相対移動可能に機枠に収容され、上方工具および下方工具の互いに対向して配置される端面は、寸法可変な作業ギャップを形成し、第１光学安全光バリアが上方工具又は下方工具に関連付けられ、第１光学安全光バリアは、第１安全空間、特に作業ギャップに隣接する直方体状の第１安全空間を保護するように設計され、第１光学安全光バリアは、第１安全光ビームを供給する第１ビーム源と、第１安全光ビームを受ける第１光レシーバとを備え、第１ビーム源および第１光レシーバは、作業ギャップを挟んで対向するように配置され、機枠又は上方工具には、第２光学安全光バリアが割り当てられ、第２光学安全光バリアは、第２安全光ビームを供給する第２ビーム源と、第２安全光ビームを受ける第２光レシーバとを備え、第２光学安全光バリアは、特に直方体状の第２安全空間を保護するために使用され、第２安全空間は、上方工具の最大面の前方に配置され、第２安全空間の上方工具への投影が上方工具の少なくとも一部分を覆い、第２ビーム源および第２光レシーバは、第２安全空間における、特に鉛直方向に配置された、互いに対向する境界面上に配置される。

欧州特許出願公開第３３２１５５７Ａ１に開示されている変形加工機は、一対の工具が設けられた機枠を備え、一対の工具のうちの１つは移動経路に沿って相対移動可能であるように機枠に設けられ、一対の工具は寸法可変な作業ギャップを形成し、第１光学安全光バリアは可動である工具に関連付けられ、一対の工具の端面に平行な第１ビームを供給する第１ビーム源と、第１ビームを受ける第１光レシーバとを備え、第２光学安全光バリアは一対の工具のうちの１つに関連付けられ、第２ビームを供給する第２ビーム源と、第２ビームを受ける第２光レシーバとを備え、移動経路に垂直に配置されて端面に隣接する工具の側面を保護する。

本発明の課題は、変形加工機および、変形加工機の操作方法を提供することであり、それにより、変形加工機の簡易化された操作および改良された保護の実現を可能にする。

この課題は、上述した種類の変形加工機に係る、本発明の第１の局面によって解決される。第１の局面では、第２安全光バリアは第３安全空間を監視するように設計され、第３安全空間は、移動経路に沿って下方工具の方向に、下方工具と対向する上方工具の端面を超えて下向きに延在する。その場合、作業ギャップへの第３安全空間の投影が、作業ギャップの少なくとも一部を覆うようにする。

第１安全光バリアの役割は、下方工具に対向する上方工具の端面に直接隣接する第１安全空間を監視し、それにより、上方工具の下方工具に向かう接近移動中（又は、下方工具の上方工具に向かう接近移動中）に、狭窄していく作業ギャップ内における操作者の干渉を検出すること、および、各場合において相対移動可能であるように機枠に設けられた上方工具と下方工具とからなる群のうち一工具の駆動機構を停止し、事故を防ぐことである。このようなシステムは、出願人によってＡＫＡＳという製品名で市販され、ＡＫＡＳは、作業ギャップに隣接する、特に直方体状の第１安全空間を保護するように設計された第１光学安全光バリアを備える。この第１光学安全光バリアは、第１安全光ビームを供給するための第１ビーム源と、第１安全光ビームを受けるための第１光レシーバとを備え、光バリア又は光グリッドとも記載され得る。第１安全空間は、互いに対向して設けられる第１ビーム源および第１光レシーバによって横方向の境界付けがなされる。第１ビーム源および第１光レシーバの構成に応じて、第１安全空間は、ビーム源と光レシーバとの間に延在する境界の形状で表すことができ、その輪郭は楕円形、円筒形、長方形、又は正方形の断面を有し得る。

第２光学安全光バリアの役割は、特に直方体状の第２安全空間を監視することであり、第２安全空間は、上方工具の最大面の前方、つまり前側に位置する。第２安全空間は、操作者に対向する空間部分であり、機械操作の間、上方工具と下方工具との間に置かれて曲げ作業の過程で変形されるワークピースが、上方に移動し得ることで、操作者に対向する上方工具の最大面に接近できる空間である。例えば、加工される金属薄板部品が上方工具と下方工具との相互作用によって作業ギャップ内で曲げられ、それによって、ワークピースのうち当初操作者に対向していた部分が、円軌道を辿り、上方工具の最大面に向かって移動する。金属薄板部品を安定させるために把持している操作者が、手を負傷してしまうリスクがある。したがって、この空間部分には事故のリスクがあるため、事故を防ぐために、第２安全空間と呼ばれるこの空間部分は、第２光学安全光バリアによって監視される。好ましくは、第２安全空間は、移動経路を横断する、好ましくは上方工具の前部に垂直な空間方向への第２安全空間の投影が、上方工具を少なくともほぼ完全に覆うような寸法で形成される。

さらに、第２光学安全光バリアは、移動経路に沿って下方工具の方向に、下方工具に対向する上方工具の端面を超えて下向きに延在する第３安全空間を監視することによって、さらなる役割を担う。したがって、作業ギャップへの第３安全空間の投影、つまり、下方工具に対向する上方工具の端面と上方工具に対向する下方工具の端面との間に延在する、作業ギャップにわたる投影面への第３安全空間の投影は、少なくとも作業ギャップの一部分、特に帯状の一部分を覆う。

第３安全空間を監視する第１の目的は、機枠に可動に設けられた上方工具と下方工具とからなる群に含まれる各工具の予め決定可能な相対移動を、フットペダル又はハンドスイッチを作動させる必要なく起動させることである。むしろ、例えば、操作者が作業対象のワークピースを作業ギャップに供給するか、又はワークピースを作業ギャップから除去することによって、変形加工機の相対移動を起動させるように提供され得る。

第３安全空間を監視する第２の目的は、下方工具に対して可動であることにより、ワークピースの挿入深さを決定するワークピース止め具の予め設定可能な相対移動の安全を図ることである。ワークピース止め具の（通常は水平な）移動中に、下方工具とワークピース止め具との間の空間に操作者が干渉可能となることは回避するべきである。それは、ワークピース止め具の調整中に、ワークピース止め具と下方工具との間に操作者の手が置かれると怪我をする危険があるためである。

本発明の、さらなる有利な発展は、従属請求項の主題である。

相対移動可能に機枠に設けられた上方工具、および／又は、相対移動可能に機枠に収容される下方工具が、移動経路に沿った相対移動を始動させる駆動機構を割り当てられ、駆動機構、第１安全光バリア、および第２安全光バリアが安全制御装置に接続され、安全制御装置は、第１安全光バリアおよび第２安全光バリアからの信号に応じて、駆動機構を起動し、また、停止するように設計され、安全制御装置は、上方工具と下方工具との間に予め決定可能な距離が存在し、対象が第３安全空間に進入する場合に、駆動機構を始動して、上方工具と下方工具との間の距離を縮小するように設計されると、有用である。

一例として、駆動機構は、電気直接駆動、電気ギア駆動、又は電気油圧駆動として設計され、上方工具、および／又は、下方工具の、移動経路に沿った直線運動を提供する。この目的のために、駆動機構は、特に、プログラマブル論理制御装置（ＰＬＣ）として設計され得る安全制御装置システムに電気的に接続される電気モータを備える。

安全制御装置は、駆動機構の安全指向制御のために設計され、この目的のために適切な切替え手段を備え、例えば駆動機構用電力供給の二線式遮断器などのために設計される。駆動機能の安全指向の運転停止が必要か否かを決めるために、安全制御装置は第１光学安全光バリアおよび第２光学安全光バリアに電気的に接続され、第１光学安全光バリアおよび第２光学安全光バリアから供給されるセンサ信号を受け取るように設計される。好ましくは、それぞれの光学安全光バリアのセンサによって供給される個々のセンサ信号の処理は、例えば、それぞれの光学安全光バリアで局所的に実行される。この処理作業のために直接的に最適化された回路装置が提供され得るためである。この場合、安全光ビームの減衰が予め設定可能であれば、それぞれの光学安全光バリアは、安全制御システムに対してセンサ信号の出力のみをする。

任意には、光学安全光バリア、および／又は、安全制御システムは、予め決定可能な手順（フェードアウト）に応じて、所定のエリアにおいて、第１光学安全光バリア、および／又は、第２光学安全光バリアを停止するように設計されることができる。それにより、第１光学安全光バリア、および／又は、第２光学安全光バリアの安全光ビームの予測可能な遮断によってワークピースの変形工程の予定の順序を中断しないようにする。

また、安全制御装置は、第３安全空間に関して第２光学安全光バリアに問い合わせをするように設計されることができ、それにより、第３安全空間内における安全光ビームの遮断に基づいて、又は、結果として生じる第２光学安全光バリアのセンサ信号に基づいて、ワークピースが第３安全空間内の作業ギャップの方向に正確に供給されているか、又は、ワークピースが作業ギャップから除去されつつあり、その過程で、第３安全空間内の安全光ビームが遮断されているかを認識する。入射する安全光ビームに応じて第２光学安全光バリアに設けられるセンサから第２光学安全光バリアにおいて提供されるセンサ信号の処理を簡潔化するために、好ましくは、第２安全空間と第３安全空間との間における区別が第２光学安全光バリア内においてされない。その代わりに、第２光学安全光バリアに設けられるセンサから第２光学安全光バリアにおいて提供される全てのセンサ信号が、常に処理される。

一例として、対象が進入するとき、特に、ワークピースが第３安全空間の起動区間内に供給されるとき、第２光学安全光バリアの安全光ビームの十分に大きな減衰に基づいて、ワークピースが第３安全空間に供給されつつあると判断することができれば、駆動機構は安全制御システムによって起動されてもよい。この場合、上方工具と下方工具との間の作業ギャップを縮小することによる変形動作が望ましいと推測され、フットペダル又はハンドスイッチを起動することなく変形動作を実施できるようにする。

代替的に、上方工具と下方工具との間の作業ギャップの縮小による変形動作は、対象が先ず第３安全空間に進入し、その後に第３安全空間から除去されたときにのみ起動されてもよい。このような態様で変形動作を起動させることで、例えば、操作者がワークピースを把持して第３安全空間に導入することで、自身の手によって第３安全空間内の安全光ビームを減衰させ、これが、第２光学安全光バリアによって、第３安全空間内への対象の進入として検出されることが推測される。操作者がワークピースを作業ギャップ内に設置した後、操作者はワークピースから手を離すことができ、これが、第３安全空間からの対象の除去として検出され、所望の変形動作の開始が可能となる。

本発明のさらなる実施形態においては、対象が第１安全空間又は第２安全空間に進入するとき、上方工具と下方工具との間の距離の縮小の間に、安全制御システムが駆動機構を停止するように設計されることが意図される。対象が第１又は第２安全空間に進入すると、危険な状況であると推測され、駆動機構の緊急停止又は、駆動機構の作動方向転換のいずれかが行われる。

追加的に、又は代替的に、安全制御装置は、アクチュエータを停止するように設計されてもよく、この安全制御装置により、下方工具とワークピース止め具、具体的には水平方向に調節可能なワークピース止め具との間の距離が設定される。アクチュエータは、例えば、駆動機構が停止され、第３安全空間が第２光学安全光バリアによって監視される場合に起動できる。対象が第３安全空間に進入すると、ワークピース止め具と下方工具との間の距離の縮小によって、操作者が圧潰のリスクに曝される危険な状況であると推測され、アクチュエータにおいては、緊急運転停止又は作業方向の変更のいずれかが行われる。

好ましくは、上方工具は相対移動可能に機枠に収容され、第１光学安全光バリアは上方工具に設けられ、第２光学安全光バリアは機枠に設けられる。この構成では、第２光学安全光バリアは、好ましくは、作業ギャップが完全に開放されたときに上方工具の上端となり得る最高位置から、鉛直方向下向きに、少なくとも上方工具に対向する下方工具の端面まで延在する。

代替的に、上方工具が相対移動可能に機枠に収容され、第１安全光バリアが上方工具に設けられ、第２安全光バリアが第１安全光バリアに設けられるように構成される。

本発明の有利なさらなる発展では、上方工具と第１安全光バリアとの間に、調整装置が設けられ、調整装置は、移動経路に沿った、上方工具に対する第１安全バリアの位置を調整するように設計される。これにより、下方工具に対向する上方工具の端面に対する第１光学安全光バリアの位置を調整することが可能となる。上方工具が異なれば、その移動方向における計数も異なり得るためである。

第１光学安全光バリアおよび第２光学安全光バリアが、上方工具および／又は下方工具の操作者に対向する前面を保護するように設計されると有用である。

本発明の課題は、本発明の第２の局面に係る変形加工機の操作方法により解決され、操作方法は、第１安全空間を監視する工程であって、第１安全空間は、上方工具および下方工具の対向する端面のうちの一方に隣接して設けられ、第１安全空間の監視は第１光学安全光バリアを利用し、第１安全空間の監視は、上方工具と下方工具との間の距離の縮小中に、上方工具と下方工具との間の距離における予め決定可能な第１距離間隔の範囲内で実行され、距離の縮小は、対象が第１安全空間に進入するときに終了する、第１安全空間を監視する工程と、第２安全空間を監視する工程であって、第２安全空間は上方工具の最大面の前方に位置し、移動経路を横断する投影において、上方工具の最大面を少なくとも部分的に覆い、第２安全空間の監視は第２光学安全光バリアを利用し、上方工具と下方工具との間の距離の縮小中の第２安全空間の監視は、上方工具と下方工具との間の距離における予め決定可能な第２距離間隔の範囲内で実行され、距離の縮小は、対象が第２安全空間に進入するときに終了する、第２安全空間を監視する工程と、第３安全空間を監視する工程であって、第３安全空間は、作業ギャップの上流に位置し、移動経路を横断する投影において、作業ギャップを少なくとも部分的に覆い、第３安全空間の監視は第２光学安全光バリアを利用し、第３安全空間の監視は、上方工具および下方工具の静止段階中に実行され、上方工具と下方工具との間の距離の変更は、対象が第３安全空間に進入するとき又は、対象が第３安全空間に進入した後に第３安全空間から離れるときに始動され、かつ／又は、ワークピース止め具の上方工具又は下方工具に対する距離の変更は、対象が第３安全空間に進入するときに終了する、第３安全空間を監視する工程と、を備える。

好ましくは、第１距離間隔は、上方工具と下方工具との間の距離が、上方工具の、下方工具への高接近速度（「高速」、又は「最高速度」ともいう）からの制動距離と、安全制御装置に収容されたワークピースの厚さとの和よりも大きくなるような寸法とされる。上方工具と下方工具との間の距離がこの和と等しいか、この和よりも小さくなるとすぐに、駆動機構は、通常、上方工具と下方工具との間において、著しく遅い接近速度（「クリープ速度」ともいう）に切り替わり、これは、操作者にいかなる危険も及ばないと推測される速度である。

好ましくは、第２距離間隔は、上方工具と下方工具との間の距離がワークピースの厚さと等しいか、ワークピースの厚さよりも小さくなるような寸法とされ、それにより、第２安全空間の監視が、ワークピースの実際の変形工程（特に、曲げ作業）の間に実行される。

上記方法のさらなる構成では、上方工具と下方工具との間の距離の縮小は、上方工具と下方工具との間の距離が予め決定可能な第３距離間隔の範囲内である場合に、対象が第３安全空間に進入するときのみ開始される。

作業ギャップ内へのワークピースの有利な供給を許容するためには、第１距離空間の下限より、第３距離間隔の下限が好ましい。

上記方法のさらなる構成では、上方工具と下方工具との間の距離の縮小は、上方工具と下方工具との間の距離が予め決定可能な第４距離間隔の範囲内である場合に、対象が第３安全空間に進入するときにのみ開始される。これによって、ワークピースが第３安全空間内に供給されて、上方工具と下方工具との間の接近の移動が開始された後でも、ワークピースを変形工程のために上方工具および下方工具に対して正しい位置に移動させる時間が十分にあることが確実となる。

上記手順のさらなる変形例では、第１距離間隔の最小距離量（間隔下限）が第２距離間隔の最大距離量（間隔上限）に等しいか、それ以上であることが意図される。これは、第１安全空間の監視が、上方工具と下方工具とが互いに接近しているために継続されていない場合にのみ、第２安全空間の監視が実行されることを意味する。したがって、第１安全空間を監視するために当初利用可能な安全制御装置内のデータは、第１距離間隔の間隔下限を通過した後に、第２安全空間の監視のために利用可能となる。

上記手順のさらなる変形例では、第３距離間隔の最小距離量が、第２距離間隔の最大距離量に等しいか、それ以上であることが意図される。

また、第４距離間隔も第２距離間隔と等しい。

本発明の有利な実施形態を図面に示す。
その構成要素が機枠の両側部に配置される２つの光学安全光バリアを有する変形加工機の正面図である。 図１に示す変形加工機の側方断面図である。 変形加工機の概略上面図である。

図１から図３に単に概略的に示す変形加工機１は、一対の工具３が設けられた機枠２を備える。例えば、変形加工機１は、プレスブレーキとして設計され、例えば、一対の工具３の上方工具４と下方工具５との間で金属薄板部品を曲げるなどして、金属薄板部品の変形を可能にする。一例として、上方工具４および下方工具５は、それぞれ面平行板として設計され、対向する端面６，７上に互いに対応し合う形状を有する。上方工具４および下方工具５の２つの端面６，７は、一対の工具３の寸法可変な作業ギャップ８の鉛直方向の伸長を制限し、距離２７を決定する。

一例として、下方工具５は機枠２上の静止位置に固定され、一方で、上方工具４は、機枠２に可動に搭載されるために、機枠２に搭載される高さ調整可能な支柱１０，１１に設けられた工具ホルダ９によって固定される。一例として、支柱１０，１１は、液圧シリンダのピストンロッドであり、機枠２に収容され、上方工具４の移動経路１４に沿った垂直位置の調整を可能にし、移動経路１４は、単に一例として鉛直方向となるよう配置される。図１の記載から見て取れるように、上方工具４および下方工具５は、機枠２よりも狭い幅で設計されている。

図示されていない設計では、両方の工具が高さ調整可能である。別の図示されていない設計では、下方工具のみが高さ調整可能である。

図２によると、機枠２の上側１２上に設けられ、単に一例として棒状に形成されたワークピース止め具１５は、コンパクトに設計され典型的にはアクチュエータとして使用される液圧シリンダ４６の可動ピストンロッド１６の援助により作業ギャップ８に接近し、又は、作業ギャップ８から離間することができる。これにより、ワークピース止め具１５は、ワークピース５０の深さ方向の止め具として機能する。ワークピース５０の変形前の原形は、図２に記載のように板状である。

図１，２に示すように、変形加工機１は、合計で３つの光学安全光バリア２０，３０，４０を備え、以下にその詳細を記載する。３つの光学安全光バリア２０，３０，４０はそれぞれ、空間の予め決定可能な、特に円筒状又は直方体状の空間部分を監視するように設計され、その空間部分内では、変形加工機１の少なくとも所定の操作段階の間は、操作者による干渉によって操作者に危険が及び得る。

変形加工機１の目的に沿った使用中に、変形加工機１を使用する操作者は空間部分内で独占的に作業をし、当該空間部分は変形加工機１の前方に位置し、かつ、上方工具４および下方工具５の前側１８，２９に隣接し、前側１８，２９は工具ホルダ９又は機枠２から遠い。この作業ゾーン４７を図３に示す。一例として、変形加工機１の後方にある、操作者から離れる側の空間領域は、詳細に記載されていないフェンスの様なバリアによって保護されることができる。しかしながら、作業ゾーン４７内で作業をする操作者が、変形加工機１の目的に沿った使用中に、ワークピース５０を取り扱うことによって危険な領域へ到達することを除外することはできない。このような領域における危険は、作業ギャップ８内における上方工具４の下方工具５への接近の移動に関連し得る。別の危険は、ワークピース５０と上方工具４の前側１８との間における、ワークピース５０の一領域の上方工具４の前側１８への接近をもたらす、ワークピース５０の曲げに関連する。変形加工機１の安全な使用性を確実にするため、光学安全光バリア２０，３０，４０が備えられる。

第１光学安全光バリア２０は、作業ギャップ８の前方の第１安全空間２８を監視するように設計され、単に一例として長方形の輪郭（図１，２における点線部）で示され、かつ、第１ビーム源２１を備える。第１ビーム源２１は、単に一例として、合計で３つの特定されない光ビーム、特にレーザービームを供給する。ビーム源２１の光ビームは、上方工具４および下方工具５の端面６，７の長辺に対して少なくとも実質的に平行に整列される。

第１ビーム源２１は調整装置２２と接続され、調整装置２２は、例えば、電気的に操作可能なネジ山付きスピンドルドライブとして設計され、工具ホルダ９および工具ホルダ９に装着された上方工具４に対する第１ビーム源２１の鉛直方向位置の変更を可能にする。調整装置２２は工具ホルダ９と接続されるため、第１ビーム源２１は常に工具ホルダ９の移動を行うが、調整装置２２による対応する制御によって、同一方向又は反対方向の運動が重なって実行される場合を除く。

調整装置２２は、単に概略的に示される安全制御装置１７に、詳細に記載されていない態様で電気的に接続され、安全制御装置１７は、典型的には単独の部品として設計されるが、第１光学安全光バリア２０に一体化されることもでき、安全制御装置は、工具ホルダ９および工具ホルダ９に装着された上方工具４に対する第１ビーム源２１の位置を調整するように設計される。

第１光レシーバ２３は、第１ビーム源２１に対向して設けられ、単に一例として、３つのセンサエレメント２４，２５，２６を備える。センサエレメント２４，２５，２６はそれぞれ、第１ビーム源２１が供給する対応する光ビーム（さらに特定はされない）を受けるように設計される。第１光レシーバ２３は、常に確実に第１ビーム源２１と対向して位置するように、第１ビーム源２１と同様に調整装置２７に装着される。調整装置２７は、特定されない態様で安全制御装置１７に電気的に接続され、安全制御装置１７によって、調整装置２２と同調して制御されることができる。

また、第１ビーム源２１および第１光レシーバ２３はいずれも、特定されない態様で安全制御装置１７に電気的に接続される。安全制御装置１７は、一方では、第１ビーム源２１の特定されない光源を選択的に制御し、他方では、第１光レシーバ２３のセンサエレメント２４，２５，２６のセンサ信号を評価する。代替的には、第１光レシーバ２３からのセンサ信号の評価および、個々のセンサエレメント２４，２５，２６又は一群のセンサエレメント２４，２５，２６のセンサ信号の、実行可能な一時的観測停止（フェードアウト）は、第１光学安全光バリア２０において直接実行される。

さらに、安全制御装置１７は、以下で詳述するように、上方工具４の移動に影響を与えるように設計される。

第２光学安全光バリア３０は、単に概略的に示す（図１，２において二点鎖線で示される）第２安全空間３１を監視するために備えられる。第２安全空間３１は、直方体形状を有し、その最大面６０は、操作者領域に対向する上方工具４の前側１８と平行に延在する。単に一例として、安全空間３１の最大面６０の端部３２は、第２ビーム源３３と第２光レシーバ３４との間に水平方向に延在し、第２安全空間３１の最大面の側端３８は、移動経路１４と平行に、鉛直方向に延在する。一例として、上方工具４の前面１８上に対する第２安全空間３１の投影６２は、図２に単に概略的に示すが、少なくともほぼ完全に上方工具４を覆うことが意図される。

図２に示す第２光レシーバ３４は、第２安全空間３１の幅の狭い側面に隣接する。第２安全空間３１の表面は、第２安全空間３１の側端と、第２安全空間３１の水平に延在する上端および水平に延在する下端とによって境界付けられる。

また、第２光学安全光バリア３０は、第３安全空間５１を監視するために設けられる。第３安全空間５１は、図１，２に一点鎖線で示され、典型的には第２安全空間５１に隣接し、第２安全空間３１の鉛直方向下側に直接接続され、第２安全空間３１と同様に直方体の形状を有する。したがって、第３安全空間５１は、その最大面６１が、操作者領域に対向する下方工具５の前側２９と平行となるように延在する。

第２ビーム源３３は、第２光レシーバ３４の方向に光グリッド又は光カーテンを提供するように設計される。第２ビーム源３３の光ビームは、第２安全空間３１および第３安全空間５１を通過することで、第２安全空間３１および第３安全空間５１それぞれの空間領域において、操作者の指又は手の進入により、直線状に配置された第２光レシーバのセンサエレメント３５が受ける光ビームが減衰し、この光ビームの減衰が、光レシーバ３４のセンサ信号の顕著な変化において確認できることを確実にする。

センサ信号の評価のために、第２光レシーバ３４は、詳細に記載されていない態様で安全制御装置１７と電気的に接続される。さらに、第２ビーム源３３もまた、詳細に記載されていない態様で安全制御装置１７と電気的に接続され、それにより、安全空間３１を通過する光ビームの選択的な提供、又は、停止を可能にする。代替的に、センサエレメント３５のセンサ信号の評価および、個々のセンサエレメント３５又は一群のセンサエレメント３５のセンサ信号の、可能な一時的な観測停止（フェードアウト）が、第２光学安全光バリア２０にて直接実行される。

一例として、第１光学安全光バリア２０および第２光学安全光バリア３０は、上方工具４が下方工具５に対して移動する間に第１安全空間２８および第２安全空間３１を監視する。それにより、上方工具４と下方工具５との間における接近の移動の間、および、（ワークピース５０の曲げ作業のために）ワークピース５０の一部分と上方工具４の前側１８との間に生じ得る接近の移動の間に、操作者が被り得る危険の可能性を減らすか又は無くす。さらに、一例として、第２光学安全光バリア３０は、とりわけ上方工具４と下方工具５との間に相対移動がないときに、第３安全空間５１を監視するように構成される。

好ましくは、第２光学安全光バリア３０は、上方工具４が下方工具５に対して静止しているときに、第２安全空間３１および第３安全空間５１を監視する。ワークピース５０が第２安全空間３１および／又は第３安全空間５１内に進入すると、安全制御装置１７は変形加工機１を作動させる信号を提供することができる。それにより、ワークピース５０を第２安全空間３１および／又は第３安全空間５１に供給するだけで、それに続くワークピース５０の変形工程を開始させることができる。

代替的に、第２安全空間３１および／又は第３安全空間５１内への対象の進入と、それに続く第２安全空間３１および／又は第３安全空間５１からの対象の除去の連続の結果として、変形加工機１を始動させる信号の提供が安全制御装置１７によってなされてもよい。このような手順が好ましいのは、特にワークピース５０だけでは第２光学安全光バリア３０の安全光ビームの確実な減衰を保証できず（例えば、ワークピース５０が薄い、又は小さい場合）、そのため、第２光学安全光バリア３０からのセンサ信号を安全制御装置１７へ提供させるのに、操作者の手による第２安全空間３１および／又は第３安全空間５１内への干渉が必要になる場合である。この場合、上方工具４と下方工具５との間の距離の縮小が、操作者が第２安全空間３１および／又は第３安全空間５１から手を引いた後にのみ実行されると有利である。

好ましくは、上方工具４と下方工具５との間の距離の縮小は、対象の進入と除去が予め決定可能な時間間隔の範囲内で行われる場合にのみ安全制御装置１７によって有効とされ、それにより、変形加工機１に起こり得る操作エラーを避ける。

追加的に又は代替的に、上方工具４と下方工具５との間の相対移動およびワークピース止め具１５の下方工具５に対する相対移動の静止段階の間、第２光学安全光バリア３０を第３安全空間５１の監視に利用することが可能である。例えば、第２光学安全光バリア３０の安全光ビームが中断又は減衰した場合、安全制御装置１７は、操作者が第３安全空間５１に干渉していて、その結果として、下方工具５に向かうワークピース止め具１５の可能な接近の移動によって、操作者が負傷する恐れがある、と結論付けることができ、したがって、この場合は、アクチュエータとして機能する液圧シリンダ４６が停止される。

図３の記載から分かるように、第２ビーム源３３の光軸３６は、第２ビーム源３３と第２光レシーバ３４との間の間隔に対して鋭角に配置されることで、周辺光線３７が上方工具４の前面１８で反射するのを防ぐ。

図１から３に示す変形加工機１の設計態様では、第３光学安全光バリア４０は、単に一例として、下方工具５の後部、つまり後端４１と、ワークピース止め具１５の前部、つまり前端４２との間の空間領域を保護するために備えられる。第３光学安全光バリア４０は、第３ビーム源４３と第３光レシーバ４４とを備え、これらは互いに対向して機枠２に静的に固定される。第３ビーム源４３は、不特定の光ビーム、特にレーザービームを提供するように設計され、光ビームは、下方工具５の前面７と平行に配置され、第３ビーム源４３と第３光レシーバ４４との間に障害物がないことを条件として第３光レシーバ４４のセンサエレメント４５に当たる。第３ビーム源４３および第３光レシーバ４４は、安全制御装置１７と、特定されない態様で電気的に接続される。安全制御装置１７は、第３ビーム源を選択的に起動および停止し、かつ、第３光レシーバ４４から提供されるセンサ信号を処理するように設計される。

第３ビーム源４３が起動しているときに第３ビーム源４３と第３光レシーバ４４との間の光路が遮断されると、第３光レシーバ４４は、光路の遮断がなければ生じるはずのセンサ信号を提供しない。その結果、安全制御装置１７は、センサ信号の設定値と実際値との間の乖離を検知し、それにしたがって、操作者が危険に曝されていることを推測しなければならず、それにより、液圧シリンダ４６への液圧供給が停止されて潜在的な危険を排除する。

第２光学安全光バリア３０が適切に設計および配置されていれば、第３光学安全光バリア４０を省くことができる。というのは、ワークピース止め具１５の下方工具５に対する調節の移動の間、第２光学安全光バリア３０の援助により第３安全空間５１を監視することで、第３光学安全光バリア４０の役割が相乗的に実行できるためである。

変形加工機１の操作のため、以下の手順が提供され得る。すなわち、第１工程として、変形加工機１は、プログラマブル論理制御装置（ＰＬＣ）１９を利用してプログラムされる。ＰＬＣ１９は、特定されない態様で、安全制御装置１７に電気的に接続され、例えばキーボードなどの、プログラミングコマンドを入力するための特定されない入力手段を備える。変形加工機１のプログラミング中に、例えば、上方工具４と下方工具５との間に収容されることになるワークピース５０を所望の態様で変形させるために、上方工具４をどの距離まで下方工具５へ近接させるかを定義することが可能である。さらに、プログラミング中にはワークピース止め具１５の位置も定義され、この位置は、変形加工機１の作動中に、制御装置１９および液圧シリンダ４６の援助により設定される。

このワークピース止め具１５の設定手順の間、第３ビーム源４３が安全制御装置１７によって起動され、かつ、第３光レシーバ４４のセンサ信号が安全制御装置１７によって処理され、それにより、第３ビーム源４３と第３光レシーバ４４との間の光路が遮断された場合に液圧シリンダの液圧供給を停止できるようにすることで、操作者に及ぶ可能性のある危険を排除する。

追加的に、又は代替的に、第３安全空間５１を監視し得る第２光学安全光バリア３０を利用して、このワークピース止め具１５の調節作業の保護策を備えてもよく、対象が第３安全空間５１に進入する場合には、液圧シリンダへの液圧供給を停止することで、操作者に及ぶ可能性のある危険を排除できるように備えてもよい。

ワークピース止め具１５の位置決めが成功した後に、第３ビーム源４３が備えられていて何かしら使用されているのであれば、第３ビーム源４３を停止し、安全制御装置１７における第３光レシーバ４４のセンサ信号の処理はこれ以上実行されない。

制御装置１９のプログラミング中に、上方工具４および下方工具５に関する仕様も作成されたため、安全制御装置１７は、設定装置２２に接続された２つの光学安全光バリア２０，３０の位置を設定することができ、それにより、光学安全光バリア２０，３０は、後続する機械加工処理において好ましい位置となる。

続く工程では、ワークピース５０は操作者によって変形加工機１に供給されることができる。一例として、操作者は、板状のワークピース５０を作業ギャップ８内へと水平方向に押し、それによって、ワークピース５０は下方工具５の前面７上に配置され、作業ギャップ８内へとワークピース止め具１５に向かって水平方向に、ワークピース５０の前面がワークピース止め具１５に当接して止まるまで押されることが意図される。

このワークピースを作業ギャップ８内へ供給する工程の間、ワークピース５０が十分に厚いか、又は操作者が第３安全空間５１に干渉した場合、第２ビーム源３３と第２光レシーバ３４との間の光ビームは少なくとも部分的に遮断され、これは、変形作業を開始する起動信号として理解される。それにより、安全制御装置１７は、プログラマブル論理制御装置１９に対して、上方工具４の下方工具５に対する相対移動を開始するための信号を提供することができる。

一例として、この信号の提供は、第３安全空間５１における安全光ビームの遮断の原因がワークピース５０である場合のみに実行されるように構成されてもよい（ワークピース５０の厚さによるが、第２光学安全光バリア３０が対応する解像度を有することが必要となる）。第２ビーム源３３と第２光レシーバ３４との間、特に第３安全空間５１において、光ビームがさらに減衰、又は遮断される場合は、安全制御装置１７は、操作者が容認されない形で第３安全空間５１に存在していることを想定しなければならず、したがって、上方工具４の下方工具５への接近に係る変形加工機１の始動を除外しなければならない。

代替的には、この信号の提供は、第３安全空間５１における安全光ビームの少なくとも一部の遮断に続いて、第２光学安全光バリア３０における安全光ビームの減衰に対する定量的評価を行うことなく実行されるように構成されてもよい。この場合、操作者は確かに手で第３安全空間５１に干渉しているが、第１光学安全光バリア２０が作動しているため、および／又は、上方工具４と下方工具５との接近速度が遅いために、上方工具４と下方工具５との間の距離が縮小されていても、操作者に危険が及ばないと推測される。

さらなる代替的な手順では、信号は、第３安全空間５１における安全光ビームの少なくとも一部の遮断と、それに続く第３安全空間５１における安全光ビームの当該一部における遮断の解除とが、時系列的に近接して連続で生じた後にのみ提供されるように構成される。この場合、操作者は、先ずワークピース５０を挿入するために第３安全空間５１に手を入れ、次に再び手を引いて、その後に初めて、上方工具４と下方工具５との間の距離が縮小されるものと推測される。

好ましくは、変形加工機１の作業サイクルのきっかけ（トリガー）の種類に応じて、例えば安全制御装置１７のプログラミング又は他の何らかの方法によって、どの安全性に関する方法（第１光学安全光バリアの起動、第２光学安全光バリアの起動、上方工具４と下方工具５との間の接近速度の仕様）を、変形加工機１の操作中に操作者の安全を確保するために採用するかが選択され得る。

安全制御装置１７から信号を提供することによって、第１光学安全光バリア２０又は第２光学安全光バリア３０からの信号に応じて変形加工機の安全に関する運転停止を実行できる安全制御装置１７の介在により、制御装置１９は、支柱１０，１１および支柱１０，１１に接続された上方工具４用の、特定されないアクチュエータ（例えば、液圧ポンプ）に、上方工具４に移動経路１４に沿った下方工具５の方向の直線移動をさせる。

この段階では、２つの光学安全光バリア２０，３０が上方工具４と同調して移動することで、第１光学安全光バリア２０の援助によって、作業ギャップ８の上流側の第１安全空間２８の安全は既知の態様で守られ、また、上方工具４が下方工具５に接近するときに、第１ビーム源２１の個々の光源は徐々に停止され、これに関連する第１光レシーバ２３のセンサエレメント２４，２５，２６のセンサ信号は、安全制御装置１７において無効化（無視）される。

一例として、上方工具４が下方工具５に接近する間、第２光学安全光バリア３０は起動せず、第２光学安全光バリア３０は、ワークピース５０が上方工具４と下方工具５との間に固定され、ワークピース５０の変形がまだ開始されていないときにのみ起動するように構成されてもよい。

さらに、上方工具４の下方工具５に対する相対移動の間に、第３安全空間５１を監視する第２光学安全光バリア３０の第２ビーム源３３および第２光レシーバ３４の停止を実行するように構成されてもよい。これは、安全制御装置１７が、第２光学安全光バリア３０の残りの第２光レシーバ３４を監視するための付加的な処理能力を備え得ることを意味するからである。

さらに、一例として、ワークピース５０が上方工具４と下方工具５との間に固定され、変形工程が開始され次第、安全制御装置１７によって第２光学安全光バリア３０を起動することが計画される。第２光学安全光バリア３０が起動されるとき、光ビームは、ほぼ完全に第２安全空間３１を埋めて、第２光レシーバ３４のセンサエレメント３５に当たるように第２ビーム源３３から放射される。ここで、安全制御装置１７は、第２光レシーバ３４のセンサ信号の評価のために、予め決定可能な閾値を超えたセンサ信号の乖離があると、安全制御装置１７によって、安全に関する、特に２チャンネルの、電源の切断を行い、それにより、上方工具４のさらなる移動を防ぐように設計される。好ましくは、第２光学安全光バリア３０および／又は安全制御装置１７の、第２光レシーバ３４のセンサ信号に対する感度は、変形工程の過程で安全空間３１内に回転して進入するワークピースと、安全空間３１内への操作者の手による干渉との区別が確実に可能であって、後者の場合にのみ上方工具４の移動の停止が実行されるように設定される。

また、単に例示的な方法として、ワークピース５０が上方工具４と下方工具５との間に固定され次第、ワークピース止め具１５と下方工具５との間の距離を増大させるように構成されることができ、それにより、変形工程の間にワークピース５０がワークピース止め具１５につかえるのを防ぐ。

必要であれば、関連する調整装置２２，２７の援助によって、２つの光学安全光バリア２０，３０の組み合わせを、ワークピース５０のさらなる変形工程中に、上方工具４が下方工具５に接近するときに想定される位置からワークピース５０が固定されるまで、例えば、垂直方向上向き、つまり上方工具４の閉じ方向と反対向きに移動させるように構成してもよく、それにより、より高い位置の安全空間３１の信頼性の高い監視を可能にしてもよい。

上方工具４と下方工具５との間の距離の縮小をもたらす変形加工機１の作業サイクルのきっかけが与えられた後、きっかけの種類に関わらず、上方工具４と下方工具５との間の距離の縮小の途中停止が、ワークピース５０の固定位置のすぐ上方において、プログラム可能な時間で提供され得る。

一例として、途中停止は、得られたギャップ幅（作業ギャップの現在の寸法からワークピースの厚さを引いた寸法）が６ｍｍより小さいときに実行され、それにより、さらなる接近の移動の過程でワークピース５０が上方工具４と下方工具５との間に固定される前に、ワークピース５０の位置決めを可能にする。

途中停止において第１光学安全光バリアを無効化することが好ましい。というのは、操作者が、特にその指で、作業ギャップ８に干渉することはもはや不可能であると推測されるためである。

さらに、ワークピース５０の固定位置に到達した後はワークピース５０を形成する移動が開始されるため、途中停止の終了後、特に固定位置への到達後は、第２光学安全光バリア３０が始動するように構成される。こうして、目下実行される曲げ動作のため、操作者は第２安全空間３１を解放しなければならない。

途中停止後に、第２光学安全光バリアがワークピースによって覆われていると推測できるとすると、例えば、箱状のワークピースを製造する場合、後続する動作は、変形工程中に、減速された変形速度で、操作者が連続的に操作するフットペダルによって起動される。

Claims (14)

1. 機枠（２）を備える変形加工機（１）であって、
   前記機枠（２）上には、上方工具（４）と下方工具（５）とが設けられ、
   前記上方工具（４）および前記下方工具（５）のうちの少なくとも一方は、移動経路（１４）に沿って相対移動可能に前記機枠（２）に収容され、
   前記上方工具（４）および前記下方工具（５）の互いに対向して配置される端面（６，７）は、寸法可変な作業ギャップ（８）を形成し、
   前記上方工具（４）又は前記下方工具（５）には、第１光学安全光バリア（２０）が関連付けられ、
   前記第１光学安全光バリア（２０）は、前記作業ギャップ（８）に隣接する、特に直方体状の第１安全空間（２８）を保護するために用いられ、
   前記第１光学安全光バリア（２０）は、第１安全光ビームを供給する第１ビーム源（２１）と、前記第１安全光ビームを受ける第１光レシーバ（２３）とを備え、
   前記第１ビーム源（２１）および前記第１光レシーバ（２３）は、前記第１安全空間（２８）の互いに対向する、特に鉛直方向に向けられる境界面に配置され、
   前記機枠（２）又は前記上方工具（４）には、第２光学安全光バリア（３０）が割り当てられ、
   前記第２光学安全光バリア（３０）は、第２安全光ビームを供給する第２ビーム源（３３）と、前記第２安全光ビームを受ける第２光レシーバ（３４）とを備え、
   前記第２光学安全光バリア（３０）は、特に直方体状の第２安全空間（３１）を保護するように設計され、
   前記第２安全空間（３１）は、前記上方工具（４）の最大面（１８）の前方に位置することで、前記第２安全空間（３１）の前記上方工具（４）への投影が前記上方工具（４）の少なくとも一部分を覆い、
   前記第２ビーム源（３３）および前記第２光レシーバ（３４）は、互いに対向する側部に配置され、
   前記第２光学安全光バリア（３０）は、第３安全空間（５１）を監視するように設計され、
   前記第３安全空間（５１）は、前記移動経路（１４）に沿って前記下方工具（５）の方向に、前記下方工具（５）と対向する前記上方工具（４）の前記端面（６）を超えて下向きに延在し、
   前記作業ギャップ（８）への前記第３安全空間（５１）の投影が前記作業ギャップ（８）の少なくとも一部分を覆う、
   変形加工機（１）。
2. 前記移動経路（１４）に沿った相対移動を開始するための駆動機構（１０，１１）は、相対移動可能に前記機枠（２）上に配置された前記上方工具（４）、および／又は、相対移動可能に前記機枠（２）上に収容された前記下方工具（５）に関連付けられ、
   前記駆動機構（１０，１１）、前記第１光学安全光バリア（２０）、および前記第２光学安全光バリア（３０）は、安全制御装置（１７）に接続され、
   前記安全制御装置（１７）は、前記第１光学安全光バリア（２８）および前記第２光学安全光バリア（３０）からの信号に応じて、前記駆動機構（１０，１１）を始動および停止するように設計され、
   前記安全制御装置（１７）は、前記上方工具（４）と前記下方工具（５）との間に予め決定可能な距離が存在し、対象（５０）が前記第３安全空間（５１）に進入する場合に、前記駆動機構（１０，１１）を始動して、前記上方工具（４）と前記下方工具（５）との間の距離を縮小するように設計される、
   請求項１に記載の変形加工機（１）。
3. 前記安全制御装置（１７）は、前記上方工具（４）と前記下方工具（５）との間の距離が縮小する間、対象（５０）が前記第１安全空間（２８）、前記第２安全空間（３０）、又は前記第３安全空間（５１）に進入すると、前記駆動機構（１０，１１）を停止するように設計される、
   請求項２に記載の変形加工機。
4. 前記安全制御装置（１７）は、前記下方工具（５）とワークピース止め具（１５）との間の、特に水平方向に調整可能な距離を設定するのに利用される、アクチュエータ（４６）を停止するように設計される、
   請求項２又は３に記載の変形加工機。
5. 前記上方工具（４）は前記機枠（２）に相対移動可能に収容され、
   前記第１光学安全光バリア（２０）は前記上方工具（４）上に配置され、
   前記第２光学安全光バリア（３０）は前記機枠（２）上に配置される、
   請求項２、３、又は４に記載の変形加工機。
6. 前記上方工具（４）は前記機枠（２）に相対移動可能に収容され、
   前記第１光学安全光バリア（２０）は前記上方工具（４）上に配置され、
   前記第２光学安全光バリア（３０）は前記第１光学安全光バリア（２０）と接続される、
   請求項２，３、又は４に記載の変形加工機。
7. 前記上方工具（４）と前記第１光学安全光バリア（２０）との間に、調整装置（２２）が配置され、
   前記調整装置（２２）は、前記上方工具（４）に対する前記第１光学安全光バリア（２０）の移動経路（１４）に沿った位置を調整するように設計される、
   請求項５又は６に記載の変形加工機。
8. 前記第１光学安全光バリア（２０）および前記第２光学安全光バリア（３０）は、前記上方工具（４）および／又は前記下方工具（５）の、操作者と対向する前側（１８，２９）を保護するように設計される、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の変形加工機。
9. 変形加工機（１）を操作する方法であって、
   第１安全空間（２８）を監視する工程であって、
   前記第１安全空間（２８）は、寸法可変な作業ギャップ（８）に隣接して設けられ、
   前記作業ギャップ（８）は、互いに対向して設けられる上方工具（４）および下方工具（５）の端面（６，７）によって形成され、
   前記第１安全空間（２８）の監視は、第１光学安全光バリア（２０）を利用し、
   前記上方工具（４）と前記下方工具（５）との間の距離の縮小中における、前記第１安全空間（２８）の監視は、前記上方工具（４）と前記下方工具（５）との間の距離における予め決定可能な第１距離間隔の範囲内で実行され、
   前記距離の縮小は、対象（５０）が前記第１安全空間（２８）に進入するときに終了する、
   第１安全空間（２８）を監視する工程と、
   第２安全空間（３１）を監視する工程であって、
   前記第２安全空間（３１）は、前記上方工具（４）の最大面（１８）の前方に位置し、前記移動経路（１４）を横断する投影において、前記上方工具（４）の最大面（１８）を少なくとも部分的に覆い、
   前記第２安全空間（３１）の監視は第２光学安全光バリア（３１）を利用し、
   前記上方工具（４）と前記下方工具（５）との間の距離の縮小中の、前記第２安全空間（３１）の監視は、前記上方工具（４）と前記下方工具（５）との間の距離における予め決定可能な第２距離間隔の範囲内で実行され、
   前記距離の縮小は、対象（５０）が前記第２安全空間（３１）に進入するときに終了する、
   第２安全空間（３１）を監視する工程と、
   第３安全空間（５１）を監視する工程であって、
   前記第３安全空間（５１）は、前記作業ギャップ（８）の前方に位置し、前記移動経路（１４）を横断する投影において、前記作業ギャップ（８）を少なくとも部分的に覆い、
   前記第３安全空間（５１）の監視は、前記第２光学安全光バリア（３０）を利用し、
   前記第３安全空間（５１）の監視は、前記上方工具（４）および前記下方工具（５）の静止段階中に実行され、
   前記上方工具（４）と前記下方工具（５）との間の距離の変更は、対象（５０）が前記第３安全空間（５１）に進入するとき、又は、前記対象（５０）が前記第３安全空間（５１）に進入した後に前記第３安全空間（５１）から離れるときに始動され、かつ／又は、
   ワークピース止め具（１５）の前記上方工具（４）又は前記下方工具（５）に対する距離の変更は、対象が前記第３安全空間（５１）に進入するときに終了する、
   第３安全空間（５１）を監視する工程と、を備える、
   方法。
10. 対象（５０）が前記第３安全空間（５１）に進入するときの、前記上方工具（４）と前記下方工具（５）との間の距離の縮小は、前記上方工具（４）と前記下方工具（５）との間の距離が、予め決定可能な第３距離間隔の範囲内である場合にのみ開始される、
    請求項９に記載の方法。
11. 前記上方工具（４）と前記下方工具（５）との間の前記距離の縮小は、前記上方工具（４）と前記下方工具（５）との間の距離が予め決定可能な第４距離間隔の範囲内である場合に限り、対象（５０）が前記第３安全空間（５１）に進入するときに開始される、
    請求項９又は１０に記載の方法。
12. 前記第１距離間隔における最小の距離は、前記第２距離間隔における最大の距離に等しいか、それ以上である、
    請求項９、１０、又は１１に記載の方法。
13. 前記第３距離間隔における最小の距離は、前記第２距離間隔における最大の距離に等しいか、それ以上である、
    請求項１０に記載の方法。
14. 前記第４距離間隔は、前記第２距離間隔と等しい、
    請求項１１に記載の方法。

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