JP4647049B2

JP4647049B2 - 光線式安全装置

Info

Publication number: JP4647049B2
Application number: JP23367099A
Authority: JP
Inventors: 俊一永井
Original assignee: 株式会社理研オプテック
Priority date: 1999-08-20
Filing date: 1999-08-20
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2019-08-20
Also published as: JP2001058297A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプレス機械の安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業用機械の中にはプレス機械のように、作業者の身体等が危険な位置にある時、プレス機械の駆動を停止する光線式安全装置が設けられている。例えば、図３はこのような光線式安全装置の例を説明する図である。同図に示すように、光線式安全装置はプレス機械と作業者との間に設けられ、発光部１と受光部２と制御回路３で構成されている。そして、制御回路３から出力される制御信号に従って発光部１の、例えば最上段の発光素子１−１から、順次１−２、１−３、・・・１−ｎと発光し、受光部２側の受光素子２−１、２−２、２−３、・・・２−ｎで対応する光を受光する。
【０００３】
ここで、何れかの発光素子からの発光が、対応する受光素子で受光できない時、作業者の身体、又は部品や材料等がプレス機械の動作上危険な位置にあるものとして、例えプレス機械に駆動信号が入力したとしても、プレス機械の駆動、すなわちプレス機械の下降駆動を停止する。また、プレス機械の操作中、発光素子からの発光が遮断された場合、プレス機械の駆動を直ちに停止する。
【０００４】
また、今日ＰＳＤＩ機能（プレゼンス・センシング・デバイス・イニシュエーション機能）を使用してプレス機械に１ストロークの動作指示を行う方式が採用されている。すなわち、例えば加工材料を金型内にセットし手腕を戻すと、自動的にプレス機械を上死点位置から１ストローク動作させる信号を出力するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のプレス機械の安全装置では以下の問題が発生する。
すなわち、前述の発光部１と受光部２で作成する光軸は、プレス機械の危険領域から一定の安全距離Ｓを確保しなければならない。そして、この危険領域は通常上下の金型の大小によって変わる。
【０００６】
したがって、使用する金型の大きさ等によって光軸の位置を変えることが好ましい。しかし、危険領域が不明確、安全距離の取り付け管理が不可能等のため、一般的に危険領域はスライドの前面と規定し、不適切な安全距離で作業性を悪くしている。この為、材料を置く金型の位置から光軸の形成位置まで間隔が大きく、作業者は材料を載せる度に体を曲げ、腕をいっぱい延ばさなければならない。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するため、危険領域までの安全空間と安全距離Ｓを設定し、作業者が危険領域の位置に合わせ安全装置を半自動的に最適な安全距離にすることができ、安全で効率の良い作業を可能とする光線式安全装置を提供するものである。
【０００８】
【発明の課題を解決するための手段】
上記課題は本発明の態様によれば、プレス機械と作業者間に配設される第１の光軸を構成するように前記プレス機械の両側面に対向して設けられた発光素子と受光素子を支持し、前記プレス機械に対して前後方向に移動できる第１の固定枠と、
該第１の光軸と前記プレス機械間に配設され、前記プレス機械の最下位置に達した上型および当該上型を支持する上型ダイプレートに非接触に水平に設けられる第２の光軸と、前記プレス機械の下型および当該下型を支持する下型ダイプレートに非接触に水平に設けられる第３の光軸と、前記第２および第３の光軸の間に前記第１の光軸から安全距離Ｓの位置に、圧接した前記上型および前記下型に非接触に上下方向に設けられる第４の光軸、の各々を構成するように前記プレス機械の両側面に対向して設けられた発光素子と受光素子を支持し、前記第１の固定枠に対して上下方向に可動に設けられた第２の固定枠と、を有することを特徴とする光線式安全装置を提供することによって達成できる。
【０００９】
ここで、第１の光軸はプレス機械と作業者間に形成される主となる（メインの）光軸であり、一定の間隔で上下方向に多数の光軸が形成されている。また、第２の光軸はプレス機械のスライドが最も下がった状態での上型の非接触位置に形成される。また、第３の光軸はプレス機械の下型の非接触位置に形成される。一方、第４の光軸はスライドが下降し、上型と下型が圧接する位置の直前に形成される。
【００１０】
そして、上記第１の光軸は第４の光軸から前記安全距離Ｓを有した位置に配設する。このように構成することにより、第１の光軸の形成位置は確実に第４の光軸の形成位置、即ち上型と下型が圧接する位置から安全距離Ｓ離れた位置となり、使用する金型の大きさ等によって第１の光軸の形成位置を変えることができ、作業者のプレス作業を効率良く行うことができる。
【００１１】
上述の請求項１のように、前記第１の光軸乃至第４の光軸は、例えば前記プレス機械の両側面に設けられた発光素子と受光素子で形成されている。
【００１２】
すなわち、上記第１の光軸から第４の光軸は、プレス機械の両前側面に設けられた発光素子と受光素子で構成され、第１の光軸から第４の光軸がそれぞれ独立した発光素子と受光素子で構成されている。また、発光素子は例えばＬＥＤやレーザ等で構成でき、受光素子はフォットトランジスタやフォットダイオード等で構成できる。
【００１３】
上述の請求項１のように、前記第１の光軸乃至第４の光軸は、例えば第１の固定枠に配設され、該固定枠は前記プレス機械に対して前後方向に移動できる構成である。
【００１４】
このように構成することにより、第１の光軸から第４の光軸までを一体としてプレス機械に対して移動し、簡単に安全距離Ｓを確保した位置に第１の光軸を設定できる。
【００１５】
上述の請求項１のように、前記第２の光軸乃至第４の光軸は、例えば前記第１の固定枠に対して上下方向に移動可能な第２の固定枠に配設されている。
【００１６】
このように構成することにより、第１の固定枠に対して第２の固定枠を上下に移動することによって、金型の形状に対する第２乃至第４の光軸を上下方向に調整でき、容易に安全距離Ｓを確保するための作業を行うことができる。
【００１７】
請求項２の記載は、前記請求項１の記載において、前記第２の光軸乃至第４の光軸のいずれか又は全てを機械の一部が遮光する場合、前記プレス機械を駆動できなくさせ、また駆動中に遮光した場合、前記プレス機械を停止し、前記第１の固定枠又は第２の固定枠の配設位置を調整しなければプレス機械の使用を不可とする構成である。
【００１８】
請求項３の記載は、前記第１の光軸と第２の光軸と第４の光軸、又は前記第１の光軸と第３の光軸と第４の光軸を遮光した後、通光状態になった時、プレゼンス・センシング・デバイス・イニシュエーション起動を行う構成である。
【００１９】
このように構成することにより、上記プレス機械の駆動を停止し、前記第２の固定枠の再設定を行うので、安全距離Ｓを確保する際、安全な間隔を保持して設定を行うことができる。
【００２０】
請求項６の記載は、前記第１の光軸と第２の光軸と第４の光軸、又は前記第１の光軸と第３の光軸と第４の光軸を遮光した後、通光状態になった時、プレゼンス・センシング・デバイス・イニシュエーション起動を行う構成である。
【００２１】
本請求項は、本発明の制御機能付き光線式安全装置において、ＰＳＤＩ機能（プレゼンス・センシング・デバイス・イニシュエーション機能）を使用する構成であり、特にＰＳＤＩ機能を使用する条件を規定する。すなわち、上記第１の光軸と第２の光軸と第４の光軸、又は上記第１の光軸と第３の光軸と第４の光軸を遮光した後、通光状態になった場合ＰＳＤＩ起動を行う構成である。
【００２２】
【発明の実施形態】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本実施形態のプレス機械の断面構成を示す図である。但し、図１において、プレス機械１０は本例の説明上必要な範囲の構成を示す。
【００２３】
同図において、プレス機械１０はスライド１２、上型（金型）１４を取り付ける上型ダイプレート１３、下型（金型）１５を取り付ける下型ダイプレート１６、下型ダイプレート１６を取り付けるボルスタ１７、及びヘッド１８で構成されている。尚、図１において、矢印Ｆ方向がプレス機械１０の前方向であり、矢印Ｂ方向がプレス機械１０の後ろ方向である。
【００２４】
上述のスライド１２は不図示の駆動機構によって作成された駆動力によって上下に駆動し、スライド１２に固設された上型ダイプレート１３に取り付けられた上型（金型）１４を上下に駆動する。したがって、ボルスタ１７に固設された下型（金型）１５に圧接し、下型（金型）１５上に置かれた材料をプレス加工する。尚、同図に点線１２’１３’１４’で示す位置は、上型（金型）１４（スライド１２、上型ダイプレート１３）が最も下降した位置を示す。
【００２５】
尚、プレス機械１０には後述する第１の固定枠（及び第２の固定枠）を配設する為の下面ガード１９が不図示のボルト等によって取り付けられている。
一方、上述のプレス機械１０の配設構成において、第１の光軸Ａ〜第４の光軸Ｄは同図に示す位置に形成される。ここで、第１の光軸Ａは通常プレス機械１０と作業者間に形成される光軸であり、一定の間隔で上下に多数個の光軸が形成されている。
【００２６】
また、第２の光軸Ｂは下型（金型）１５が前述の最下位置に達した場合でも、当該下型（金型）１５に非接触となる位置であり、上型ダイプレート１３にも非接触となる位置に形成される。この第２の光軸Ｂも一定の間隔で、例えば９個の光軸が形成されている。また、第３の光軸Ｃは下型（金型）１５、及び下型ダイプレート１６に非接触となる位置に水平に形成されている。この第３の光軸Ｃも一定の間隔で、例えば９個の光軸が形成されている。
【００２７】
さらに、第４の光軸Ｄは下型（金型）１５が前述の最下位置に達し、上型（金型）１４と下型（金型）１５が圧接した時、上型（金型）１４と下型（金型）１５に当接しない上下方向の位置に配設される。この第４の光軸Ｄも一定の間隔で構成され、例えば６個の光軸で形成されている。
【００２８】
ここで、上述の第１の光軸Ａと第４の光軸Ｄの距離は安全距離Ｓに設定されている。この安全距離Ｓは以下の計算式に従って規定されている。すなわち、
安全距離Ｓ＝プレス機械の急停止時間（ｍｓ）×安全係数１，６（ｍｍ）
したがって、プレス機械毎に設定され、本例のプレス機械１０についても上記規定に従った安全距離Ｓに設定される。
【００２９】
次に、上記安全距離Ｓを保持し、第１の光軸Ａ〜第４の光軸Ｄを設定する本例の処理動作を以下で説明する。
図２は上記第１の光軸Ａ〜第４の光軸Ｄを所定の位置に設定する為の第１、第２の固定枠の構成を示す図である。また、同図（ａ）はその平面図であり、同図（ｂ）はその側面図である。同図（ａ）、（ｂ）において、第１の固定枠２０は前述のプレス機械１０に設けられた下面ガード１９上に設けられ、矢印ｆ方向、及び矢印ｂ方向に移動可能に構成されている。また、第１の固定枠２０には前述の第１の光軸Ａを作成する発光素子が設けられている。
【００３０】
また、上述の第１の固定枠２０には第２の固定枠２１が上下に移動可能に設けられている。この第２の固定枠２１には前述の第２の光軸Ｂ〜第４の光軸Ｄを作成する発光素子が配設されている。以下、第１の光軸Ａ〜第４の光軸Ｄに対応する発光素子の配設構成を説明する。
【００３１】
先ず、第１の光軸Ａは、第１の固定枠２０の枠２０ａに配設されたｎ個の発光素子２２−１〜２２−ｎによって構成される。また、上記ｎ個の発光素子２２−１〜２２−ｎの配設間隔は勿論、前述の図１に示す第１の光軸Ａの光軸間隔と同じである。但し、当該発光素子２２−１〜２２−ｎに対面する位置に受光素子が配置された不図示の固定枠が存在することが条件である。したがって、プレス機械１０を介して対面する位置に、受光素子を配設した不図示の固定枠も本例においては必要である。
【００３２】
また、第２の固定枠２１には前述の第２の光軸Ｂを作成する為の発光素子２３−１〜２３−９が配設され、この９個の発光素子２３−１〜２３−９の配設間隔も前述の図１に示す第２の光軸Ｂの光軸間隔と同じである。また、当該発光素子２３−１〜２３−９に対面する位置に受光素子が配置された固定枠が必要なことも上記と同様である。
【００３３】
また、第２の固定枠２１には前述の第３の光軸Ｃを作成する為の発光素子２４−１〜２４−９が配設され、この９個の発光素子２４−１〜２４−９の配設間隔も前述の第３の光軸Ｃの光軸間隔と同じである。
【００３４】
さらに、第２の固定枠２１には第４の光軸Ｄを作成する為の発光素子２５−１〜２５−６も配設され、この６個の発光素子２５−１〜２５−６の配設間隔も前述の第４の光軸Ｄの光軸間隔と同じである。
【００３５】
また、上述の発光素子２３−１〜２３−９、２４−１〜２４−９、２５−１〜２５−６が配設された第２の固定枠２１は、前述のように第１の固定枠２０に対して上下方向に移動可能に構成され、移動後４個のネジ２６によって第１の固定枠２０に固定される。
【００３６】
尚、第１の光軸Ａを作成する為の発光素子２２−１〜２２−ｎは同図に示すように長さａに渡って配設され、第２の光軸Ｂを作成する為の発光素子２３−１〜２３−９は長さｂに渡って配設され、第３の光軸Ｃを作成する為の発光素子２４−１〜２４−９は長さｃに渡って配設され、第４の光軸Ｄを作成する為の発光素子２５−１〜２５−６は長さｄに渡って配設されている。
【００３７】
上述の構成において、作業者は新たなプレス作業を行う場合、例えば金型を交換し、上型（金型）１４及び下型（金型）１５を前述の上型ダイプレート１３又は下型ダイプレート１６に取り付ける。
【００３８】
次に、この状態において第１の固定枠２０を矢印ｆ方向、及び矢印ｂ方向に移動し、安全距離Ｓを設定する。また、第２の固定枠２１を第１の固定枠２０に対して上下に移動し、第２の光軸Ｂ〜第４の光軸Ｄの位置を設定する。
【００３９】
次に、上述の状態において、プレス機械１０を駆動し、第１の光軸Ａ〜第４の光軸Ｄに対応する受光素子から発光を行う。この状態で材料を挿入すると、先ず第１の光軸Ａを遮断し、次に第２の光軸Ｂ又は第３の光軸Ｃを遮断する。さらに、第４の光軸Ｄを遮断して下型（金型）１５上に材料を載せる。したがって、前述の第１の固定枠２０及び第２の固定枠２１が正常な位置に設定されている場合、材料を下型（金型）１５上に載せる時点で第１の光軸Ａと第２の光軸Ｂと第４の光軸Ｄを遮断するか、又は第１の光軸Ａと第３の光軸Ｂと第４の光軸Ｄを遮断する。
【００４０】
したがって、その状態で腕を戻すと、上記３ヶ所の光軸は全て通光状態となり、正常なプレス操作を行うことができる。したがって、この場合にはＰＳＤＩ機能を使用すべく、ＰＳＤＩ起動を行うことができる。
【００４１】
一方、上述の材料を挿入した状態において、第２の光軸Ｂと第３の光軸Ｃが同時に遮断される場合、腕の幅を確保できない状態である。すなわち、第２の光軸Ｂと第３の光軸Ｃの間隔は腕の幅より短くプレス駆動を行うと危険な状態である。したがって、この場合、プレス機械１０の駆動を停止し、再度第１の固定枠２０、及び第２の固定枠２１の調整を行う。例えば、第２の固定枠２１を上方にずらし、又は下方にずらし、更には第１の固定枠２０を前後方向に移動して再調整を行う。
【００４２】
その後、更に上記と同じようにプレス機械１０の駆動を行い、第２の光軸Ｂと第３の光軸Ｃが共に遮断する状態にならないことを確認する。また、金型の大きさ等によっては上記調整が困難な場合もあり、その場合には上型ダイプレート１３から安全距離Ｓの位置、又は下型ダイプレート１６から安全距離Ｓの位置に第１の光軸Ａを設定する。
【００４３】
以上のように構成することにより、第１の光軸Ａは金型の設置位置から安全距離Ｓの距離、又は上型ダイプレート１３や下型ダイプレート１６から安全距離Ｓの距離に第１の光軸Ａを設定することができ、従来より短い距離に第１の光軸Ａを設定することができる。
【００４４】
したがって、上記のように構成することにより、作業者はよりプレス機械１０に近い位置でプレス作業を行うことができ、作業効率を上げることができる。また、本例第１の光軸Ａの位置設定は簡単であり、例えば不図示の取っ手を操作して第２の光軸Ｂと第３の光軸Ｃが共に遮光しない位置に設定すればよく、簡単な操作によって極めて効率の良いプレス作業を行うことができる。
【００４５】
尚、上述の実施形態の説明では、第２の光軸Ｂ及び第３の光軸Ｃの本数を９本に設定し、第４の光軸Ｄの本数を６本に設定したが、上記本数に限定されるものではない。
【００４６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の制御機能付き光線式安全装置によれば、第１の光軸Ａの設置位置をプレス機械に近づけることができ、より効率よいプレス作業を行うことができる。
【００４７】
また、第１の光軸Ａを安全距離Ｓに設置する操作は極めて簡単であり、簡単な操作によって作業性の改善という大きな効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に制御機能付き光線式安全装置の成図である。
【図２】（ａ）は第１の固定枠の平面図であり、（ｂ）は第１の固定枠の側面図である。
【図３】光線式安全装置の基本構成を説明する図である。
【符号の説明】
１０プレス機械
１２スライド
１３上型ダイプレート
１４上型（金型）
１５下型（金型）
１６下型ダイプレート
１７ボルスタ
１８ヘッド
１９下面ガード
２０第１の固定枠
２０ａ枠
２１第２の固定枠
２２−１〜２２−ｎ発光素子
２３−１〜２３−９発光素子
２４−１〜２４−９発光素子
２５−１〜２５−６発光素子
２６ネジ

Claims

プレス機械と作業者間に配設される第１の光軸を構成するように前記プレス機械の両側面に対向して設けられた発光素子と受光素子を支持し、前記プレス機械に対して前後方向に移動できる第１の固定枠と、
該第１の光軸と前記プレス機械間に配設され、前記プレス機械の最下位置に達した上型および当該上型を支持する上型ダイプレートに非接触に水平に設けられる第２の光軸と、前記プレス機械の下型および当該下型を支持する下型ダイプレートに非接触に水平に設けられる第３の光軸と、前記第２および第３の光軸の間に前記第１の光軸から安全距離Ｓの位置に、圧接した前記上型および前記下型に非接触に上下方向に設けられる第４の光軸、の各々を構成するように前記プレス機械の両側面に対向して設けられた発光素子と受光素子を支持し、前記第１の固定枠に対して上下方向に可動に設けられた第２の固定枠と、
を有することを特徴とする光線式安全装置。
前記第２の光軸乃至第４の光軸のいずれか又は全てを前記プレス機械の一部が遮光する場合、前記プレス機械を駆動できなくさせ、また、駆動中に遮光した場合、前記プレス機械を停止し、前記第１の固定枠又は第２の固定枠の配設位置を調整しなければ前記プレス機械の使用を不可とする、ことを特徴とする請求項１記載の光線式安全装置。
前記第１の光軸と第２の光軸と第４の光軸、又は前記第１の光軸と第３の光軸と第４の光軸を遮光した後、通光状態になった時、プレゼンス・センシング・デバイス・イニシュエーション起動を行うことを特徴とする請求項１記載の光線式安全装置。