JP2021003774A

JP2021003774A - 工作機械

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Publication number: JP2021003774A
Application number: JP2019119032A
Authority: JP
Inventors: 雅浩山根; Masahiro Yamane
Original assignee: DMG Mori Seiki Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2019-06-26
Filing date: 2019-06-26
Publication date: 2021-01-14
Anticipated expiration: 2039-06-26
Also published as: JP6712666B1

Abstract

【課題】ロック状態にあるドアが開放するように操作された場合でもドアの破損することを低減したドア開閉装置を提供する。【解決手段】ドア開閉装置は、内部を開放した状態にする開放位置と、内部を閉じた状態にする閉じ位置と、の間を移動可能なドアと、前記ドアを前記開放位置や前記閉じ位置に移動させるための駆動機構と、前記駆動機構の状態を検知することで前記ドアが付勢され前記ドアを前記開放位置に向かって移動させようとすることを検知する検知機構と、前記検知機構の検知信号をもとに、前記ドアの付勢に関する情報を報知する報知機構と、を備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、ドア開閉装置及び工作機械に関する。

特許文献１には、第三者が誤ってドアを閉状態にしても加工動作を開始するのを防止でき、かつ第三者自身が誤ってドアを閉状態とした事を容易に認識できる工作機械を提供することを目的とする工作機械が開示されている。

当該工作機械は、加工領域と機械外部とを隔て、開閉自在に構成されたドアと、該ドアが所定の閉位置にある事を検出するドア閉状態検出手段と、前記ドアをロック若しくはアンロックするドアロック機構と、前記ドアが所定の閉位置にあり、かつロック状態にある時に、加工動作を許可するインタロック機構とを有する工作機械において、前記インタロック機構は、前記ドアのアンロック条件が成立した状態で、かつ鍵部材が所定位置から取り外された場合、前記ドアロック機構が前記ドアをアンロック状態とする事を許可すると共に、前記ドアがアンロックされた後には、前記ドア閉状態検出手段で前記ドアが所定の閉位置にある事が検出されている状態で、前記鍵部材が前記所定位置に装着された場合にのみ、前記ドアロック機構が前記ドアをロック状態とする事を許可するように構成されている。

特開２０１１−１５６６５１号公報

しかし、ロック状態にあるドアを作業者または第三者が不注意で強制的に開放するように操作すると、物理的な鍵部材の有無にかかわらず、ドアロック機構が破損する虞があった。

本発明の目的は、ロック状態にあるドアが開放するように操作された場合でもドアの破損することを低減したドア開閉装置及び工作機械を提供する点にある。

この目的を達成するために本発明によるドア開閉装置は、内部を開放した状態にする開放位置と、内部を閉じた状態にする閉じ位置と、の間を移動可能なドアと、前記ドアを前記開放位置や前記閉じ位置に移動させるための駆動機構と、前記駆動機構の状態を検知することで前記ドアが付勢され前記ドアを前記開放位置に向かって移動させようとすることを検知する検知機構と、前記検知機構の検知信号をもとに、前記ドアの付勢に関する情報を報知する報知機構と、を備えている。

また、本発明による工作機械は、上述したドア開閉装置と、ワークを保持するワーク保持部と、を有し、前記ワーク保持部で保持されたワークを加工するように構成されている。

本発明によれば、ロック状態にあるドアが開放するように操作された場合でもドアの破損することを低減したドア開閉装置及び工作機械を提供することができるようになる。

加工領域の少なくとも一部を覆う固定カバーとドアを備えた工作機械の要部説明図である。工作機械に設けられたドアの制御システムの機能ブロックを示す説明図である。ドアの駆動機構に設けられた挟み込み異常を検出する異常検出装置の斜視図である。異常検出装置により異常が検出される場合の動作説明図である。駆動機構により実行されるドアの開閉手順を示すフローチャートである。異常検出装置により実行される異常検出手順を示すフローチャートである。検知機構によるドアの強制開放付勢の検知手順を示すフローチャートである。（ａ）は側面から視た加工領域に配置される工作要素の概略の説明図で、（ｂ）は正面から視た工作要素の概略の説明図である。ドアが閉止された状態でドアを機械的にロックするロック機構を備えた工作機械の要部説明図である。

［ドア開閉装置及び工作機械の基本的な実施形態］
以下、図面を用いた具体的な実施形態を説明する。先ず、本発明によるドア開閉装置及び工作機械の概念を説明する。

本発明によるドア開閉装置の一態様は、内部を開放した状態にする開放位置と、内部を閉じた状態にする閉じ位置と、の間を移動可能なドアと、前記ドアを前記開放位置や前記閉じ位置に移動させるための駆動機構と、前記駆動機構の状態を検知することで前記ドアが付勢され前記ドアを前記開放位置に向かって移動させようとすることを検知する検知機構と、前記検知機構の検知信号をもとに、前記ドアの付勢に関する情報を報知する報知機構と、を備えている。

作業者または第三者が、例えば不注意でドアを開放位置に向かって移動させようと付勢すると、その付勢力によって駆動機構の状態が変化する。検知機構は駆動機構の状態に基づいてドアの開方向への付勢を検知するとその旨の検知信号を出力する。報知機構は当該検知信号に基づいてドアの付勢に関する情報を作業者または第三者に報知することで、ドアが破損することを回避できる。

本発明によるドア開閉装置の他の態様は、内部を開放した状態にする開放位置と、内部を閉じた状態にする閉じ位置と、の間を移動可能なドアと、前記ドアが前記閉じ位置に位置するときに前記ドアをロックするロック機構と、前記ドアが付勢されたことを検知する検知機構と、前記検知機構の検知信号をもとに、前記ドアの付勢に関する情報を報知する報知機構と、を備え、前記ドアは、前記検知機構を有する。

ロック機構によりドアが閉じ位置でロックされた状態で、ドアに備えた検知機構によりドアが付勢されたことを検知されると、検知機構から検知信号が出力される。報知機構は当該検知信号に基づいてドアの付勢に関する情報を作業者または第三者に報知することで、ドアが破損することを回避できる。

他の態様は、上述の態様に加えて、前記駆動機構を制御して前記ドアを所定位置に位置決め制御するサーボ制御部を備え、前記検知機構は、前記駆動機構の状態を検知する前記サーボ制御部で構成されていることが好ましい。

また、前記サーボ制御部は、前記駆動機構に備えたモータの回転を検出するエンコーダの出力に基づいて前記ドアが付勢され前記ドアを前記開放位置に向かって移動させようとすることを検知することが好ましい。

さらに、前記サーボ制御部は、前記駆動機構に備えたモータに付与されるトルクに基づいて前記ドアが付勢され前記ドアを前記開放位置に向かって移動させようとすることを検知することが好ましい。

本発明による工作機械は、上述した何れかの態様のドア開閉装置と、ワークを保持するワーク保持部と、を有し、前記ワーク保持部で保持されたワークを加工するように構成されている。

［ドア開閉装置及び工作機械の具体的な実施形態］
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。
図１には、工作機械１０の要部斜視図が示されている。工作機械１０は、ワークテーブルに固定されたワークと、主軸頭に固定されたツールとを、コンピュータによる数値制御によって相対移動させて、ワークを所望の形状に加工するＮＣ装置（Numerically Controller）１００を備えたＮＣ（Numerically Control）工作機械１０である。

ワーク及びツールの相対移動領域である加工領域１１の少なくとも一部を覆うようにカバー体１２が配置されている。カバー体１２はスプラッシュガードとも呼ばれ、固定カバー１３と固定カバー１３に対して相対的に移動するドア１４とを備えている。ドア１４は、固定カバー１３に形成された開口１５に沿ってスライド移動することにより開口１５を開放状態と閉鎖状態に切り替える。開口１５の近傍には、ＮＣ装置１００と協働して工作機械１０を制御するＣＰＵボードなどが内蔵された操作盤１２０が設けられている。

図８（ａ），（ｂ）には、加工領域１１に設置された工作要素が示されている。図中、二点鎖線で示されているのはドア１４であり、Ｘ軸に平行な姿勢で固定カバー１３に配置された案内レール１７に遊転自在な車輪１６を介して支持されている。工作機械１０は、ベッド１と、ベッド１上の案内面に沿ってＹ軸方向に移動するサドル２と、サドル２の案内面に沿ってＸ軸方向に移動するテーブル３と、ベッド１に垂設されたコラム４と、コラム４の案内面に沿ってＺ軸方向に移動する主軸頭５とを備えた立形のマシニングセンタである。

サーボモータＭＹが駆動されるとベッド１上でサドル２がＹ軸方向の直動駆動軸に沿って移動し、サーボモータＭＸが駆動されるとサドル２上でテーブル３がＸ軸方向の直動駆動軸に沿って移動し、サーボモータＭＺが駆動されるとコラム４上で主軸頭５がＺ軸方向の直動駆動軸に沿って移動する。

主軸頭５に設けられたツールホルダ６によってツール７が保持され、サーボモータＭＳ１が駆動されるとツール７が垂直軸心周りに回転する。テーブル３は一対の鉛直壁３Ｗが対向配置された正面視「コ」の字形に形成され、鉛直壁３Ｗに被加工物であるワーク９を保持するワークホルダ３Ｈが其々設けられ、サーボモータＭＳ２が駆動されるとワークホルダ３Ｈに保持されたワーク９がＸ軸に沿う水平軸心周りに回転する。即ち、テーブル３がワーク保持部となる。例えばワーク９の側面加工や溝加工などを目的とするような場合には、ツール７として外周面と端面に切れ刃を備えたエンドミルが用いられる。

予め設定されたＮＣプログラムに基づいて、ＮＣ装置１００に備えたワーク加工用の指令回路からワーク加工用のサーボ制御部に指令が出力され、上述した各サーボモータＭＸ，ＭＹ，ＭＺが駆動されることにより、ワーク９とツール７が相対移動してワーク９が所望の形状に機械加工される。各サーボモータＭＸ，ＭＹ，ＭＺ，ＭＳ１を駆動するサーボ制御部がそれぞれ設けられ、ＮＣ装置１００に備えた指令回路からの指令に基づいてシーケンシャルに制御される。

図１に戻って説明を続ける。ワークの切削加工で生じた切粉や加工部位に向けて吐出されたクーラントの周囲への飛散を防止するためにカバー体１２が設けられ、開口１５を介した加工領域１１へのワークの搬入、加工領域１１からのワークの搬出、さらには加工領域１１の清掃などのメンテナンスのために作業員が出入りするためにドア１４が開閉される。ドア１４は天井壁１４Ｄと天井壁１４Ｄから垂下する正面壁１４Ｅを備えて構成され、正面壁１４Ｅには外部から加工領域が目視できるように樹脂製の透明窓１４Ｂが設けられ、また手動で開閉操作できるように把持部１４Ｃが設けられている。

ドア１４はＮＣ装置１００からの開指令または閉指令に基づいて動作する駆動機構２０によって開閉制御される。駆動機構２０は、ドア１４を駆動する駆動回路３０と、駆動回路３０により駆動されるモータ３２と、モータ３２の出力軸３３からの動力をドア１４に伝達する動力伝達機構３４とを備えている。

動力伝達機構３４は固定カバー１３の天井壁１３Ａに設置された一対のプーリー３５ａ，３５ｂと、一対のプーリー３５ａ，３５ｂ間に巻き付けられたタイミングベルト３６を備えて構成され、一方のプーリー３５ｂがモータ３２の出力軸３３に固定されている。また、ドア１４の天井壁１４Ｄの奥側端縁が連結金具１４Ａを介してタイミングベルト３６に固定されている。

モータ３２が一方向に回転駆動するとタイミングベルト３６を介してドア１４が閉止方向に駆動され、モータ３２が逆方向に回転駆動するとタイミングベルト３６を介してドア１４が開放方向に駆動される。

固定カバー１３の天井壁１３Ａにはドア１４の駆動中の異常を検出する異常検出装置４０が設置され、モータ３２の出力軸３３がその軸芯周りに回動可能となるようにモータ３２が異常検出装置４０に支持されている。当該異常検出装置４０はドア１４の駆動時に誤ってワーク搬出入ロボットや作業員が挟み込まれた場合に生じる衝撃を検知して、速やかにドア１４を停止し、或いは逆方向に駆動するために設けられている。

図３には、異常検出装置４０が示されている。異常検出装置４０は、モータ３２の出力軸３３周りにモータ３２を回動可能に支持する支持機構と、ドア１４の駆動中に動力伝達機構３４を介してモータ３２に付与されるドア１４からの反力により支持機構で支持されたモータ３２の回動状態を検出して異常と判断する異常判断回路とを備えて構成されている。

支持機構は、固定カバー１３の天井壁１３Ａに固定された支持アングル４１と、モータ３２のケーシングがボルトＢで固定された中間ブラケット４２と、中間ブラケット４２に固定された中間プレート４３を備えている。

モータ３２の出力軸３３が中間ブラケット４２及び中間プレート４３を挟んで支持アングル４１に回動自在に固定され、以て支持アングル４１に対して中間ブラケット４２及び中間プレート４３がモータ３２と一体で回動自在に支持されている。図３において符号Ｐはモータ３２の回転軸心を示し、また支持アングル４１に対するモータ３２の回動軸心を示す。つまり、モータ３２の回転軸心と回動軸心が一致している。

モータ３２と中間プレート４３の間にプーリー３５が装着され、当該プーリー３５にタイミングベルト３６が巻回されている。中間プレート４３には回転軸心Ｐの軸心Ｐ方向に沿ってみた場合に、左右にアーム部４２Ａ，４２Ｂが延出形成され、各アーム部４２Ａ，４２Ｂと固定カバー１３の天井壁との間に弾性部材であるスプリングＳＰ１，ＳＰ２が配されている。

スプリングＳＰ１による引っ張り力とスプリングＳＰ２による引っ張り力とが釣り合う中立位置にあるとき、左右のアーム部４２Ａ，４２Ｂが水平姿勢に維持され、スプリングＳＰ１，ＳＰ２のバランスが崩れると何れか一方に傾斜する。つまり、モータ３２及び中間ブラケット４２が回動軸心Ｐ周りに回動する。

即ち、支持アングル４１と、中間ブラケット４２と、中間プレート４３と、スプリングＳＰ１，ＳＰ２によって支持機構が構成されている。

中間ブラケット４２には、アーム部４２Ａ，４２Ｂと同様に、回転軸心Ｐ方向視で右方に張り出した回動片４２Ｃが設けられ、回動片４２Ｃの回動状態を検知する一対のアクチュエータ４５Ａ，４５Ｂと、アクチュエータ４５Ａ，４５Ｂにより操作されるスイッチＳＷ１，ＳＷ２が固定カバー１３の天井壁に固定されたアングル４４に固定されている。

回動片４２Ｃが上方に回動するとアクチュエータ４５Ａを介してスイッチＳＷ１がオン操作され、回動片４２Ｃが下方に回動するとアクチュエータ４５Ｂを介してスイッチＳＷ２がオン操作される。即ち、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がモータ３２の回動状態を検出して異常と判断する異常判断回路となる。

なお、本実施形態ではスイッチＳＷ１，ＳＷ２がリミットスイッチで構成されているが、リードスイッチやフォトインタラプタなどの他の型式のスイッチ素子を適宜用いることができ、その際には、各スイッチ素子を作動させるためのマグネットや遮光板などの適切なアクチュエータを組み込むことができる。

モータ３２の回動の程度を制限してスイッチＳＷ１，ＳＷ２などの破損を回避するために、支持アングル４１には左右に受止め爪４１Ａが延出形成され、中間プレート４３の左右に延出形成された突起４３Ａと係合可能に構成されている。

例えばドア１４が閉鎖方向に駆動されているときに、ワーク搬出入ロボットや作業員が挟み込まれると、その衝撃で作用するドア１４の反力でタイミングベルト３６に異常なテンションが作用し、このときにモータ３２及び中間ブラケット４２が回動軸心Ｐ周りに回動する。この回動状態がスイッチＳＷ１，ＳＷ２で検知されることにより、ワーク搬出入ロボットや作業員などが挟み込まれたことが検出される。
図４には、左右のアーム部４２Ａ，４２Ｂが水平姿勢から一方向に傾斜し、スイッチＳＷ２がオンした状態が示されている。

図２には、ＮＣ装置１００を含む工作機械１０の制御システムのうち、ドア１４を制御するドア制御システム２００の機能ブロックが示されている。ドア制御システム２００は、ＮＣ装置１００、操作盤１２０、駆動機構２０を備えている。

ＮＣ装置１００は、入力されたＮＣプログラムを解析する解析処理回路１０１と、解析処理回路１０１による解析結果に基づいて各ＮＣプログラムに実行に必要なパラメータを設定するパラメータ設定処理回路１０２と、パラメータを記憶するパラメータ記憶回路１０３と、解析処理回路１０１で解析された指令に従ってパラメータ記憶回路１０３から必要なパラメータを読み出して駆動機構２０に指令を出力する指令回路１０４、つまりＰＬＣ回路を備えている。ＮＣ装置１００は、マイクロコンピュータとＲＯＭと入出回路などの周辺回路を備えて構成され、ＲＯＭに格納された制御プログラムがマイクロコンピュータで実行されることにより、各回路ブロックが所期の機能を発揮する。

ＮＣプログラムに含まれるドアに対する開コマンドまたは閉コマンドに基づいて、解析処理回路１０１によってドア１４の移動方向が解析され、パラメータ設定処理回路１０２によりドアの移動距離が設定される。

既に説明したように、駆動機構２０は、ドア１４を駆動する駆動回路３０と、駆動回路３０により駆動されるサーボモータ３２（以下、単に、「モータ」と記す。）と、モータ３２の出力軸３３からの動力をドア１４に伝達する動力伝達機構３４とを備えている。駆動回路３０は指令回路１０４からの指令に基づいてドア１４をサーボ制御するサーボアンプとして機能する。

駆動回路３０はモータ３２から送られるエンコーダパルス信号、モータ３２に供給される電流値をモニタしながら、モータ３２を所定の速度で駆動して、ドア１４が所定位置まで移動するようにサーボ制御する。例えば開指令に対応して全閉位置から全開位置まで所定距離だけドア１４を移動させ、例えば閉指令に対応して全開位置から全閉位置まで所定距離だけドア１４を移動させる。

駆動回路３０はドア１４を全閉位置まで移動したことを検知すると、サーボロック機能を作動させてモータ３２の回転を停止させる。具体的には、エンコーダパルス信号をモニタして、外力によりエンコーダパルス信号に僅かな変動が生じると、その誤差を修正するように位置ループが動作してモータ３２に電流を流して外力を阻止するトルクを発生させることで停止位置を保持するのである。このようなサーボロック機能が作動した状態をロック状態という。

操作盤１２０は、液晶モニタなどを用いた表示装置１２１、キーボードやタッチパネルを用いた入力装置１２２、ドア１４の状態を監視するドア監視装置５０を備えている。

そして、ドア監視装置５０には、閉止されたドア１４が付勢されドア１４を開放位置に向かって移動させようとすることを検知する検知機構として機能する検知回路５２と、検知回路５２の検知信号に基づいて、ドア１４の付勢に関する情報を報知する報知機構の一部として機能する報知回路５４とを備えている。当該検知回路５２は、さらに異常検出装置４０からの信号に基づいて作業者などがドア１４に挟み込まれたことを検知するように構成されている。

操作盤１２０にもマイクロコンピュータとＲＯＭと入出回路などの周辺回路が設けられ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムがマイクロコンピュータで実行されることにより、各回路ブロックが所期の機能を発揮する。

入力装置１２２には、ドア１４に対する手動開閉操作を許容する手動操作キーが設けられ、当該キーがオン操作されると、ワークの加工処理中など安全を妨げる虞がある場合を除いて、ドア１４の手動操作を許容すべく、指令回路１０４を介してサーボロック機能によるモータ３２のロック状態を解除するとともに、表示装置１２１に手動開閉可能である旨の表示を行なう。

図５には、サーボアンプである駆動回路３０により実行されるドア１４に対する基本制御手順が示されている。指令回路（ＰＬＣ）から開指令が入力されると（ＳＡ１）、モータ３２を始動して、閉状態にあるドア１４を開方向に駆動する（ＳＡ２）。

モータ３２に内蔵されたエンコーダからの信号、及び、電流計で計測されたモータへの給電線を流れる電流値を入力して（ＳＡ３）、モータ３２の速度及びトルクを目標値に制御する（ＳＡ４）。エンコーダからの信号値に基づいて算出した距離と指令回路（ＰＬＣ）１０４からの指令値とが一致するまでの間は、ステップＳＡ３からステップＳＡ５の処理を繰返し、ドア１４が全開位置に到達したと判断すると（ＳＡ５）、モータ３２を停止する（ＳＡ６）。

指令回路（ＰＬＣ）１０４から閉指令が入力されると（ＳＡ７）、モータ３２を始動して、開状態にあるドア１４を閉方向に駆動する（ＳＡ８）。モータ３２に内蔵されたエンコーダからの信号、及び、電流計で計測されたモータへの給電線を流れる電流を入力して（ＳＡ９）、モータ３２の速度及びトルクを目標値に制御する（ＳＡ１０）。

エンコーダからの信号値に基づいて算出した距離と指令回路（ＰＬＣ）からの指令値とが一致するまでの間は、ステップＳＡ９からステップＳＡ１１の処理を繰返し、ドア１４が全閉位置に到達したと判断すると（ＳＡ１１）、モータ３２を停止する（ＳＡ６）。なお、モータ３２の起動時にはソフトスタート処理が実行され、停止時には減速しつつ停止する処理が実行されることはいうまでもない。ステップＳＡ６で停止した状態のモータ３２には、一定の電流が印加され、開状態または閉状態を維持するように構成されている。

図６には、異常検出装置４０からの信号を処理する検知回路５２で実行される信号検知処理の手順が示されている。
検知回路５２は、モータ３２が駆動されているか否かを判断し、モータ３２が駆動中であるときに（ＳＢ１，Ｙ）、異常検出装置４０に備えた検知スイッチであるスイッチＳＷ１，ＳＷ２の何れかがオンされるか否かを判断する（ＳＢ２）。

異常検出装置４０のスイッチＳＷ１，ＳＷ２の何れかがオンすると、挟み込みのような異常が発生したと判断して（ＳＢ２，Ｙ）、モータ３２を緊急停止するとともに（ＳＢ３）、報知回路５４から異常警告を知らせる旨の報知情報を出力する（ＳＢ４）。報知情報に基づいて操作盤１２０の表示装置１２１に報知メッセージが表示される。なお、操作盤１２０にブザーなどの鳴動機構を備えている場合には、表示装置１２１に報知メッセージを出力するとともに鳴動機構を駆動して周囲に報知のための警報音を発する。

図７には、ドア監視装置５０で実行されるドア１４の強制開放操作に対する報知処理の手順が示されている。
ドア監視装置５０は、工作機械１０に電源が投入され（ＳＣ１）、ドア１４が全閉位置にあるときにドア１４の監視処理を実行する（ＳＣ２）。

閉状態にあるドア１４が作業者や第三者によって不注意で或いは誤って開放方向に付勢されると、閉状態を維持するように一定電流が流れているモータ３２の停止トルクに抗してタイミングベルト３６に大きなテンションが加わり、その反力で支持機構に支持されたモータ３２が中間ブラケット４２とともに回動してスイッチＳＷ２がオンする。その後、ドア１４に対する開方向への付勢力が無くなり或いは弱くなると、タイミングベルト３６に逆方向のテンションが加わり、支持機構に支持されたモータ３２が中間ブラケット４２とともに回動してスイッチＳＷ１がオンする（ＳＣ３）。

検知回路５２は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の何れかがオンすると（ＳＣ３，Ｙ）、ドア１４が強制的に開方向に付勢されたと判断して（ＳＣ４）、正常状態を示す状態判定信号を異常状態に切り替えて出力する（ＳＣ５）。

ステップＳＣ３で何れのスイッチＳＷ１，ＳＷ２もオンしない場合には（ＳＣ３，Ｎ）、検知回路５２は、ドア１４を強制的に開方向に付勢するような外力は作用していないと判断して（ＳＣ６）、正常状態を示す状態判定信号をそのまま出力する（ＳＣ７）。

報知回路５４は、状態判定信号の信号レベルに基づいて異常であるか正常であるかを判断して、異常であると判定すると（ＳＣ８）、警告のために報知情報を出力する（ＳＣ９）。

以下、本発明の別の実施形態を説明する。
上述した実施形態では、ドア１４の挟み込み検出のための異常検出装置４０を用いて駆動機構２０の状態を検知する例を説明したが、駆動機構２０の状態を検知する構成はこの様な構成に限るものではなく、以下に示すような複数の態様を採用することができる。

例えば、駆動機構２０を制御してドア１４を所定位置に位置決め制御するサーボアンプとして機能する駆動回路３０で検知機構（検知回路５２）を構成してもよい。上述したように、駆動回路３０はモータ３２から送られるエンコーダパルス信号、モータ３２に供給される電流値をモニタしながら、モータ３２を所定の速度で駆動して、ドア１４が所定位置まで移動するようにサーボ制御する。ドア１４が閉止されモータ３２が停止した状態ではエンコーダからパルス信号が出力されることは無い。

しかし、作業者や第三者によって不注意で或いは誤って開放方向に付勢されると、駆動回路３０によりロックされているモータ３２が回転してエンコーダからパルス信号が出力されることになる。このパルス信号を検出することで、ドア１４が付勢されドア１４を開放位置に向かって移動させようとすることを検知することができる。

また、ドア１４が閉止され停止している状態では、駆動回路３０からモータ３２をロックするために所定の電流が印加されている。この様な状態で作業者や第三者によって不注意で或いは誤ってドア１４が開放方向に付勢されると、ドア１４の移動を阻止するために駆動回路３０からモータ３２に印加される電流の値が変動することになる。この電流値の変化に基づいてモータ３２のトルク変動を検出することで、ドア１４の開放方向への付勢を検出することができる。

モータ３２への印加電流に代えてモータ３２の出力軸にトルクセンサを設け、当該トルクセンサの値に基づいてモータ３２のトルク変動を検出するように構成してもよい。

即ち、検知機構は、駆動機構の状態を検知するサーボ制御部で構成されていてもよく、この場合、駆動機構に備えたモータの回転を検出するエンコーダの出力に基づいてドアが付勢されドアを開放位置に向かって移動させようとすることを検知するように構成されていてもよい。

また、駆動機構に備えたモータに付与されるトルクに基づいてドアが付勢されドアを開放位置に向かって移動させようとすることを検知するように構成されていてもよい。

図９に示すように、ドア１４の閉止側端面に、中央部に開孔を備えた係止突起１４Ｆが設けられ、固定カバー１３に、当該係止突起１４Ｆに形成された開孔に挿入可能なソレノイドコイルで駆動されるロックピンを備えている。ドア１４が閉止した状態で係止突起１４Ｆの開口にロックピンが挿入されることにより、ドア１４を閉止状態に維持する機械的なロック機構が構成される。

指令回路１０４からの閉止指令に応答して駆動回路３０によりドア１４が閉止位置に駆動されたときに、ソレノイドコイルが駆動され、ロックピンがロック位置に駆動されてロック状態になる。

また、指令回路１０４からの解放指令に応答して、駆動回路３０によりドア１４が開放位置に駆動される前に非ロック位置にロックピンが戻るようにソレノイドコイルが駆動される。

このような機械的なロック機構をドア１４に備えている工作機械では、強制的にドア１４を開放操作することによりロック機構が破損する虞がある。そのような場合に上述した様々な態様の検知機構により、ドアが付勢され前記ドアを前記開放位置に向かって移動させようとすることを検知し、検知機構の検知信号をもとに、報知機構によりドアの付勢に関する情報を報知することで、破損を未然に防止することができるようになる。

このようなロック機構をドア１４に備えている工作機械では、ドア１４に備えた把持部１４Ｃに圧電センサを設置し、圧電センサをドア１４が開方向に付勢されたことを検知する検知機構として機能させることも可能になる。なお、このような把持部１４Ｃに備えるセンサは、圧電センサに限るものではなく、静電容量センサなど把持部１４Ｃが握られたことを検知可能なセンサを適宜用いることができる。

上述した実施形態は、作業者が出入りする開口を開閉するドアについて説明したが、本発明の対象となるドアは、例えば固定カバーの天井壁に形成されたワーク搬入用の開口を開閉するドアにも適用することができることは言うまでもない。

本発明が適用される工作機械は、各種のツールを用いてワークを切削加工する除去加工用の工作機械に限らず、レーザ光源を材料となる金属粉に照射してワークを所望の形状に加工するような付加加工の工作機械にも適用可能なことは言うまでもない。

以上、本発明の実施の形態、実施の態様を説明したが、開示内容は構成の細部において変化してもよく、実施の形態、実施の態様における要素の組合せや順序の変化等は請求された本発明の範囲および思想を逸脱することなく実現し得るものである。

以上に説明したように、本発明により、ロック状態にあるドアが開放するように操作された場合でもドアの破損することを低減したドア開閉装置及び工作機械を提供する。

１０：工作機械
１３：固定カバー
１４：ドア
２０：駆動機構
３０：駆動回路（サーボアンプ）
３２：サーボモータ
３４：動力伝達機構
４０：異常検出装置
５０：ドア監視装置
５２：検知機構（検知回路）
５４：報知機構（報知回路）
１００：ＮＣ装置
１０４：指令回路（ＰＬＣ回路）
１２０：操作盤
１２１：出力装置（表示装置）
１２２：入力装置
２００：ドア制御システム

本発明は、工作機械に関する。

本発明の目的は、ロック状態にあるドアが開放するように操作された場合でもドアの破損することを低減した工作機械を提供する点にある。

この目的を達成するために本発明による工作機械は、ワークを保持するワーク保持部が設置された内部を開放した状態にする開放位置と、前記内部を閉じた状態にする閉じ位置と、の間を水平方向に移動可能なドアと、前記ドアを前記開放位置や前記閉じ位置に移動させるための水平方向に伸びている動力伝達ベルトと、前記ドアの位置に関連する信号を出力するエンコーダと、を備える駆動機構と、前記動力伝達ベルトが巻き付けられている回転軸を中心に回動する回動片を備え、前記回動片の動きにより前記駆動機構の状態を検知することで前記ドアが付勢され前記ドアを前記開放位置に向かって移動させようとすることを検知する検知機構と、前記検知機構の検知信号をもとに、前記ドアの付勢に関する情報を報知する報知機構と、を備えている。

本発明によれば、ロック状態にあるドアが開放するように操作された場合でもドアの破損することを低減した工作機械を提供することができるようになる。

この目的を達成するために本発明による工作機械は、ワークを保持するワーク保持部が設置された内部を開放した状態にする開放位置と、前記内部を閉じた状態にする閉じ位置と、の間を水平方向に移動可能なドアと、前記ドアを前記開放位置や前記閉じ位置に移動させるための水平方向に伸びている動力伝達ベルトと、前記動力伝達ベルトを駆動するモータと、前記開放位置と前記閉じ位置との間におけるドアの移動位置に関連する信号を出力するエンコーダと、を備える駆動機構と、前記モータの回転軸周りに回動可能に前記モータを支持する支持機構に取り付けられ前記回転軸周りに回動する回動片と、前記回動片の動きにより前記駆動機構の状態を検知することで前記ドアが付勢され前記ドアを前記開放位置に向かって移動させようとすることを検知する検知機構と、前記検知機構の検知信号をもとに、前記ドアの付勢に関する情報を報知する報知機構と、を備えている。

Claims

内部を開放した状態にする開放位置と、内部を閉じた状態にする閉じ位置と、の間を移動可能なドアと、
前記ドアを前記開放位置や前記閉じ位置に移動させるための駆動機構と、
前記駆動機構の状態を検知することで前記ドアが付勢され前記ドアを前記開放位置に向かって移動させようとすることを検知する検知機構と、
前記検知機構の検知信号をもとに、前記ドアの付勢に関する情報を報知する報知機構と、
を備えるドア開閉装置。
内部を開放した状態にする開放位置と、内部を閉じた状態にする閉じ位置と、の間を移動可能なドアと、
前記ドアが前記閉じ位置に位置するときに前記ドアをロックするロック機構と、
前記ドアが付勢されたことを検知する検知機構と、
前記検知機構の検知信号をもとに、前記ドアの付勢に関する情報を報知する報知機構と、を備え、
前記ドアは、前記検知機構を有することを特徴とするドア開閉装置。
前記駆動機構を制御して前記ドアを所定位置に位置決め制御するサーボ制御部を備え、
前記検知機構は、前記駆動機構の状態を検知する前記サーボ制御部で構成されている請求項１記載のドア開閉装置。
前記サーボ制御部は、前記駆動機構に備えたモータの回転を検出するエンコーダの出力に基づいて前記ドアが付勢され前記ドアを前記開放位置に向かって移動させようとすることを検知する請求項１記載のドア開閉装置。
前記サーボ制御部は、前記駆動機構に備えたモータに付与されるトルクに基づいて前記ドアが付勢され前記ドアを前記開放位置に向かって移動させようとすることを検知する請求項１記載のドア開閉装置。
請求項１から５の何れか１項に記載のドア開閉装置と、
ワークを保持するワーク保持部と、を有し、
前記ワーク保持部で保持されたワークを加工することを特徴とする工作機械。