JP4936627B2 - 曲げプレス機、裁断機、押抜き機等の機械のための保護装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、特に曲げプレス機、裁断機、押抜き機等の、第一の機械部分が第二の機械部分に向けて作業動作を実行する機械のための保護装置に関する。該保護装置は、機械部分間に配置され、動いている機械部分に取り付けられる光電検知器と、光線が遮断されると動作中の機械の作業動作を停止させる停止手段と、他方の機械部分により光線が遮断される前に少なくとも直接的に停止手段を非活性化させる非活性化手段とを含んでいる。
【０００２】
このような保護装置は、曲げプレス機に関連して、例えばドイツ特許公報２ ７５０ ２３４、ヨーロッパ特許公報０ ２６４ ３４７ Ｂ、ヨーロッパ特許公報０ １４６ ４６０ Ａ、またはドイツ特許公報１９ ７１７ ２９９ Ａに開示されている。既知の保護装置の場合、動いている機械部分の油圧駆動の制御に、位置監視バルブを通常使用する。バルブの位置をリセットすることにより、他方の機械部分に到達する直前に高速な作業運動を所定の閾値速度を超えない低速な作業運動に切り替える。センサがバルブ位置またはその他の対応位置を監視し、対応位置に到達すると停止手段または光電検知器をそれぞれ非活性化する。
【０００３】
特に、必要なセンサの取り付け及び調整のために機械自体のアップグレードを必要とするようなより古い機械の場合、この作業は、いくらかの再設計を必要とする上に、時間もお金もかかる。
本発明の目的は、調整を行わなくても既存のプラントに簡単に取り付けることのできる装置を使用して、停止手段の非活性化をより単純に実行することができるように、最初に述べたタイプの保護装置を改善することである。
【０００４】
本発明によると、この目的は、動いている機械部分のための速度計測手段を設けると共に、非活性化手段に所定の閾値速度未満において停止手段を少なくとも部分的に非活性化させる手段を設け、動いている機械部分の作業運動の制御手段に、その速度を他方の機械部分による光線の遮断の直前に閾値速度未満の速度に減速させることにより達成される。
【０００５】
通常の速度監視及び速度制御を行うことにより、後で位置調整をする必要が無くなり、その結果、例えば光電検知器を調整しても、非活性化装置の調整は不要になる。速度計測手段は、機械の外部に簡単に取り付けてもよいし、または動いている機械部分の内部に取り付けてもよい。速度制御される保護装置を使用する場合、より多彩な制御が可能になる。
【０００６】
請求項１に記載の保護装置の有利な展開及び改善を示す特徴を従属請求項に記載する。
非活性化手段が、機械部分が離れていく時、つまり負の速度値が検知されると、停止手段を非活性化する手段を備えると有利である。なぜならこの時にはなんら危険が存在しないからである。この点で、非活性化手段は、本発明の有利な形態に基づいて、作業動作中に閾値速度に到達しない位置を記憶するため、及び、動いている機械部分が戻り動作でその位置に再び到達するまで停止手段を非活性化するための手段として設計されてもよい。これは、戻り動作の途中で、動いている機械部分が記憶された場所に到達しないまま停止した場合、非活性化手段または光電検知器それぞれの始動が不可能になることを意味している。そうでなければ、光電検知器は始動され、好ましくない作用が誘発されることとなる。
【０００７】
安全性を高めるために、速度計測手段は、少なくとも２つの独立した操作計測モジュールを備え、それらは、異なる位置、具体的には、動いている機械部分の２つの向かい合って位置する端部に設けられる。より具体的には、計測モジュールからのデータの比較手段、及び、計測モジュールからのデータ間の隔たりがもはや容認不可能である場合に停止手段の非活性化を妨げるための手段により、この安全性は高められる。さらに、矛盾するデータがある場合には、動いている機械部分の全体の操作運動を都合よく妨げることができ、これによりまた安全性が増す。
【０００８】
有利な設計に基づいて、少なくとも第一操作運動の場合に、停止信号に続く動いている機械部分のオーバーランを自動的に感知する手段が設けられる。非活性化手段は、所定の最大所定及び容認可能なオーバーラン距離を超えた場合に停止手段の非活性化を妨げる手段を有する。この計測もまた、安全性を高めるのに役立つと共に、この場合にもまた、動いている機械部分の完全な作業運動が妨げられることになる。
【０００９】
自動的にオーバーランを検出する手段は、容認可能なオーバーラン距離が感知されるまで、各後続の作業運動のためにこのような感知を繰り返すのが好ましい。これは、オーバーラン距離が過剰な機械の操作が、効果的に妨げられることを意味する。
【００１０】
速度計測手段が、ケーブル牽引手段を備えた増分角度変位センサ及び／または磁気ストリップの動きを検知する誘導センサを有する少なくとも１つの計測モジュールを備えるのが好ましく、また、移動信号を速度信号に変換する微分手段が設けられるのが好ましい。この結果、位置信号と速度信号とを同じ計測モジュールにより生成することが可能である。
【００１１】
本発明の一実施例を図面に示すと共に、以下に詳細に説明する。
図１に示す曲げプレス機は、通常、上機械部分１０を備え、上機械部分１０は、油圧シリンダ７及び８により、固定された下機械部分１１に向かって移動可能である。作業動作方向Ａを双方向矢印で示す。代替設計の場合、上機械部分が固定されていて、下機械部分が動くツールであることももちろん可能である。プレート状の細長い上機械部分１０は、楔状の断面を持つ作業部１２を有する一方で、下機械部分１１は、対応する楔状の溝１３を有する。作業部１２は、作業動作中、この溝１３に突入し、その結果、下機械部分１１に支持されて、薄板１４を曲げたりそれに角度を与えたりする。
【００１２】
本来知られている曲げプレス機の残りの部分は、図面をよりわかりやすくするために描写されていない。最初に述べた先行技術に、このような曲げプレス機のさらなる詳細は示されている。作業部１２及び溝１３の断面の形は、もちろん様々に変更されてよい。
【００１３】
上機械部分１０の互いに向かい合う狭い方の側面にそれぞれ隣接して、ガイド１５及び１６が取り付けられており、そこで光電検知器１９及び２０の保持手段１７及び１８が縦方向の設定運動の一部として動くようになっている。動く方向は、両方向矢印Ｂで示されており、動作の作業方向Ａに対応している。光電検知器１９及び２０はそれぞれ、既知の方法で、レーザ送信機及びレーザ受信機を備えており、前記ドイツ特許公報１９ ７１７ ２９９ Ａにより具体的かつ詳細に示されているようにビームスプリッタまたはビーム拡散手段を使うことにより送信機の数を減少することを可能にしている。
【００１４】
第一光電検知器１９及び第二光電検知器２０は、曲げ線の動きの平面内、すなわち上機械部分１０の作業範囲１２の先端部に大体置かれるように、一方の上に他方が載るような形に配置される。この場合、光電検知器１９はまず保護光電検知器として動作し、その一方で、光電検知器２０は調整光電検知器として動作して光電検知器１９と上機械部分１０との間に配置される。光電検知器を追加する場合は、前述の従来技術に詳細に示されるように、この２つの光電検知器１９及び２０の間の操作動作の方向Ａに平行に、あるいは動作の作業方向Ａに垂直に配置する。レーザ光電検知器の代わりに、他の既知のタイプの光電検知器またはその他の光学保護手段を利用してもよい。
【００１５】
光電検出器を有する装置の保護機能は、光電検出器１９，２０のレーザー光線２３，２４のいずれか一方が遮断された場合、即ちある物体が偶然作業動作の進路上に存在した場合、上機械部分１０と下機械部分１１との間で閉鎖運動が突如停止されることである。そのような曲げプレス機又は類似の機械は、従来手動で操作されているため、特に、操作者の手や腕が作業動作の進路上に当たり、ことによってはそれらが押しつぶされたり、身体から切断されてしまうといった事故につながる危険性が存在する。閉鎖運動の停止は、ある一定の制動変位後でも可能なため、レーザー光線２３とレーザー光線２４との間の距離は、作業動作の進路に入り込む何物かが捕らえられたり押しつぶされたりしないように、その大きさを設定されるべきである。例えば、それは、通常１０〜２０ｍｍである。光電検出器の調節の説明に関して、そのような調節は、本発明にとっては重要でないため、冒頭で述べた先行技術に注意が向けられる。
【００１６】
上機械部分１０の速度に対する速度測定手段は、二つの測定モジュール２５，２６を備え、それらは、図式的に示された機械フレーム２７に固定された状態で配設されている。この機械フレーム２７は、更に、上機械部分１０を移動させるための油圧シリンダ７，８を備えている。
【００１７】
左側の測定モジュール２５は、増分角度センサ又は回転センサの形で設計されており、この場合、上機械部分１０の動作の間、ガイド１５、即ち上機械部分１０に取り付けられたケーブル２８が、滑車２９又はドラムに巻かれたり解かれたりするように構成されている。滑車２９の角変位は、従来の角度増加変位センサ又は回転センサによって検出される。滑車２９の回転運動は、上機械部分１０の回転速度の尺度となる。
【００１８】
右側の測定モジュール２６は、誘導センサ３０を備え、上機械部分１０の動作の間、その誘導センサ３０を過ぎて、又はそれを通じて、ガイド１６に取り付けられた磁気測定ストリップ２１が移動する。ここで述べた測定手段の代わりに、例えば、有孔シートメタルテープ又はラックを用いた誘導センサ、光電検出器を用いたリニアポテンショメーター又は透明性定規といった他の手段を用いることも可能である。
【００１９】
図１に示された実施例は、上機械部分１０の速度を感知するために、二つの異なるモジュール２５，２６を備えるが、実際的には、二つの同一の測定モジュールが用いられる。測定モジュール２５，２６の異なる図示は、上機械部分１０の速度を見出すために、これらの異なるタイプの測定モジュールを使用することが可能であることを明らかにすることを意図してなされたものに過ぎない。測定モジュールの二つの設計に加えて、速度測定の他の周知原理を用いて作動するその他の設計の速度測定モジュールを使用することももちろん可能である。最も単純化する場合、単一の速度測定モジュールのみを使用することも可能である。
【００２０】
以下に、図面に示された曲げプレス機用保護装置の作用の仕方を、図２のブロック回路図を参照に説明する。電子制御装置３１は、二つの油圧シリンダ７，８を制御し、それによって上機械部分１０の動作を制御する。
第一に、制御装置３１は、下機械部分１１、即ち加工されるべきシートメタル１４にわずかに達しない位置まで上機械部分を高速で移動させ、その後そのシートメタル１４を形作るより低速の作業速度に切り換える。この場合、光ビーム２３又は別の光ビームの遮断によって、より低速の作業速度への切換が行われる時点で、停止手段３２が、光電検出器の制御の下で、上機械部分の作業動作を突如停止させないように、より低速の速度への切換は、上機械部分１０と下機械部分１１との間で、光線２３がシートメタル又は下機械部分１１によって遮断される前の位置で行われる。低速作業ストロークの場合、（１０ｍｍ／ｓに等しい）低速の閉鎖速度のために、しっかりと締め付けられる前に操作者の手を引っ込めることが可能であると共に、光ビーム装置の光ビームがシートメタル１４及び／又は下機械部分１１によって遮断されるため、そのような低速作業ストロークの間にも起動することを防ぐために、停止手段３２は、速度比較手段３４を備えた非活性化手段３３によって非活性化される。速度比較手段３４において、上機械部分１０の測定速度Ｖ１が低速の閾値速度Ｖｏと比較され、低作業速度での動作の場合にはこれを下回る。従って、上機械部分１０の速度Ｖ１が低速の閾値速度Ｖｏよりも大きい時には、停止手段３２は、単にスイッチを入れられるか、あるいは活性化される。この場合にのみ、速度比較手段３４は出力信号を生成し、その信号によってＯＲゲート３５を介して停止手段３２が活性化される。それは、逆の場合には、この閾値速度を下回った場合、又はマイナス速度の場合、つまり、上機械部分１０が上方に運動している間は、停止手段３２が非活性化されることを意味する。
【００２１】
従って、速度比較手段３４は、低作業速度への切換がなされると直ちに、停止手段３２を自動的に非活性化し、上機械部分１０の上方への移動の間、即ち戻り運動の間は、それを非活性状態のままにする。
多くの加工作業を行う場合には、上機械部分が再び安全距離内にリセットされ、その安全距離から、下機械部分の方向へ新たな作業動作を行うために低作業速度への切換が行われる。この場合、この安全距離内での動作に際しては、停止手段３２が非活性状態に保たれることを確実にする必要がある。これは、例えば、低作業速度への切換が起こった位置を記憶することによって確実にされても良い。停止手段３２が原則的に再び活性化されるのは、そのように記憶された位置を越えた動作の場合のみである。上機械部分の上方への動作の間、停止手段３２がいかなる場合にも活性化されることがなければ、この要件は、自動的に満たされることが可能である。
【００２２】
二つのモジュール２５，２６の配置は、作用信頼度を増す働きをする。比較手段３６は、測定モジュール２５，２６の速度信号Ｖ１，Ｖ２の比較のために、非活性化手段３３に設けられている。これらの信号が同じでなければ、停止手段３２は、その比較手段３６の出力信号によって、ＯＲゲート３５を介して絶えず活性化された状態となる。同時に、油圧シリンダ７，８の制御手段３１は、そのような出力信号によって、上機械部分１０の完全な作業ストロークを妨げるように駆動される。この安全措置は、信号Ｖ１，Ｖ２が再び同じになるまで、即ち信頼できる速度測定が行われるまで効力を発し続ける。
【００２３】
最後に、非活性化手段３３はまた、停止命令後、上機械部分１０の最大許容オーバーランを監視するための監視装置３７を備える。この最大オーバーラン変位は、例えば、１０ｍｍである。電子制御装置３１を作動させた後、これは、例えば、第一の作業動作と同時に、監視装置３７に対しチェック信号を生成する。このチェック信号は、上機械部分の瞬間的位置が記憶され、同時に、制御手段３１が上機械部分１０の停止を引き起こすであろうことを意味する。停止作業の終わりに、上機械部分１０の位置が見つけられ、差異、つまりオーバーラン△ｓが確定される。このオーバーラン△ｓは、記憶された最大オーバーランＳｏと比較される。オーバーラン△ｓが過度の場合には、停止手段３３がＯＲゲート３５を介して活性化され、活性状態に保たれる。それと同時に、制御手段３１を介して作動している監視装置３７の対応する出力信号が、完全な作業動作の実行をもたらす。この場合、制御手段３１は、同一の、又は少なくとも一つの続く作業動作の場合の更なるオーバーランに対する更なる測定作業をもたらす。監視装置３７の出力信号を停止させる、即ち再び非活性化させることができるのは、正確なオーバーランが測定される場合のみである。
【００２４】
上述の測定モジュール２５，２６は、位置信号を検出すると共に、速度信号を検出するために用いられるようにしても良い。この場合、速度信号は、変位信号を微分することによって得ることができる。
図３には、上機械部分１０の一部が正面図で、又三つの重ねられたレーザー光線２２〜２４を用いた改良型の光電検出器装置が断面図でそれぞれ示されている。光電検出器１９，２０は、もちろんこの光電検出器装置に含まれていても良い。
【００２５】
既に述べたレーザー光線２３，２４と比べて、レーザー光線２２は、上機械部分１０から更に引き離されて、つまり下機械部分１１により近い位置に配置されている。レーザー光線２２，２３間の距離はｓである。図２に示されたブロック回路図を変形した設計では、図３に示された装置との連係で、閾値速度Ｖｏを下回る低速な作業速度に切り換えながら、停止手段３２は、完全に非活性化されるのではなく、レーザー光線２２に関してのみ非活性化される。そのような部分的非活性化の後、レーザー光線２２の遮断は、もはや停止手段３２の作動につながることはない。レーザー２２〜２４のいずれか一つの何らかの遮断により、停止手段３２が始動されることがないように、停止手段３２の完全な非活性化が生じるのは、低作業速度への切換に続いて、上機械部分１０が、所定のストロークに沿って変位量ｓ以下を移動した場合である。
【００２６】
レーザー光線２３とレーザー光線２４、即ち上機械部分１０との間の距離は、１０ｍｍ以下にする。変位量ｓは、５〜１５ｍｍとし、この結果、長い制動変位が生じた場合への備えとして機能する。レーザー光線２３が下機械部分１１によって遮断される前、上機械部分が、例えば、いかなる場合にも低速で移動するように、ｓは、制動距離に応じて設定される。レーザー光線２３，２４間の距離は、設計者により非常に小さく設定されているので、操作者の身体のいかなる部分も、残りの狭い溝に入り込んでしまう危険性はない。
【００２７】
上述の保護装置は、曲げプレス機やメタルシート用切断機への適用に限られないことはもちろんであり、実際、機械部分が共に移動し、操作者の身体の一部がそれらの間で押しつぶされてしまう危険性があるところでの全ての適用において用いられても良い。更に、他の物体が機械の可動部分又は工具の障害となり、それらを傷つけてしまう可能性がある場合、機械自体又はその部分も、安全スイッチオフ手段によってダメージから守られる。本発明の保護手段は、例えば、押抜き機、自動閉鎖式の開き戸又は引き戸、平削盤等に利用されても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例として、速度制御された保護装置を備えた曲げプレス機を縦に切断した側面図の概略を示す。
【図２】 操作方法を説明するブロック回路概略図である。
【図３】 ３つのレーザ光線を使用する光電検知器の概略図である。

Claims (13)

1. 第一機械部分が第二機械部分に対して作業動作を行う、曲げプレス機、裁断機、押抜き機等の機械用の保護装置であって、
   前記機械部分の間に位置し、移動機械部分に取り付けられた光電検知器と、
   光線が遮断されると前記移動機械部分の作業動作を停止させる停止手段と、
   少なくとも前記他方の機械部分により前記光線が遮断される直前において、前記停止手段を非活性化する非活性化手段とを備え、
   前記移動機械部分（１０）のための速度測定手段（２５及び２６）が設けられ、前記非活性化手段（３３）が、移動機械部分（１０）の測定された速度と所定の閾値速度（Ｖｏ）とを比較し、所定の閾値速度（Ｖｏ）より低い速度において少なくとも部分的に前記停止手段を非活性化する速度比較手段（３４）を含み、前記移動機械部分（１０）の作業動作のための制御手段（３１）が、前記他方の機械部分（１１）によって前記光線が遮断される直前に、所定の閾値速度（Ｖｏ）より低い速度まで速度を低下させるようになっていることを特徴とする保護装置。
2. 前記非活性化手段（３３）が、離れている前記機械部分の動作に対する停止手段（３２）を非活性化する速度比較手段（３４）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の保護装置。
3. 前記非活性化手段（３３）が、作業動作中に前記閾値速度が下がった位置を保持し、かつその位置が前記移動機械部分（１０）の戻り動作中に再び到達されるまで前記停止手段（３２）を非活性化する手段を有することを特徴とする、請求項２に記載の保護装置。
4. 前記速度測定手段（２５及び２６）が、異なる場所すなわち前記移動機械部分（１０）の２つの向かい合う端部に配置された、少なくとも２つの独立して動作する測定モジュールを含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の保護装置。
5. 前記速度測定手段（２５及び２６）の前記測定モジュールからのデータのために比較手段（３６）が設けられていること、及び前記非活性化手段（３３）が、データ（Ｖ１及びＶ２）相互の隔たりが許容値を超えた場合に前記停止手段（３２）の非活性化を妨げる手段を含むことを特徴とする、請求項４に記載の保護装置。
6. データ（Ｖ１及びＶ２）相互の隔たりが設定された許容値を超えた場合に、前記移動機械部分（１０）の完全な作業動作を妨げる手段が備えられていることを特徴とする、請求項５に記載の保護装置。
7. 少なくとも最初の作業動作において、停止信号の後に前記移動機械部分（１０）のオーバーラン（△ｓ）を自動的に感知する手段（３７）が備えられていること、及び前記非活性化手段（３３）が、所定の最大許容オーバーラン（Ｓｏ）を超過した場合に前記停止手段（３２）の非活性化を阻止する手段を有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の保護装置。
8. 所定の最大許容オーバーラン（Ｓｏ）を超過した場合に、前記移動機械部分（１０）の完全な作業動作を妨げる手段が備えられていることを特徴とする、請求項７に記載の保護装置。
9. 前記移動機械部分（１０）のオーバーランを自動的に感知する前記手段（３７）が、所定の最大許容オーバーラン（Ｓｏ）が検知されるまで感知動作を繰り返し行うことを特徴とする、請求項７あるいは請求項８に記載の保護装置。
10. 前記速度測定手段（２５及び２６）が、ケーブル（２８）を有する増分角度変位センサ（２９）、有孔シートメタル要素製の磁気ストリップ（２１）あるいはラックの動きに感応する誘導センサ（３０）、光電子検知器を備えた透明な定規、及び直線電位差計から選ばれた少なくとも１つの測定モジュールを有する請求項１〜９のいずれか１項に記載の保護装置。
11. 更に、変位信号を速度信号に変換するために少なくとも１つの微分手段が備えられていることを特徴とする、請求項１０に記載の保護装置。
12. 前記所定の閾値速度より低い速度において、前記移動機械部分（１０）から最も遠い光電子検知器の光線（２２）が遮断された際に前記停止手段（３２）の始動を妨げるための手段が設けられており、前記移動機械部分の作業速度を前記閾値速度（Ｖｏ）よりも低く切り換えた後、所定の行程に沿って前記移動機械部分（１０）が移動した後に、前記停止手段（３２）の完全な非活性化が生じることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の保護装置。
13. 前記所定の行程が、前記移動機械部分（１０）から最も遠い前記光線（２２）と次に近い光線（２３）との間の距離と等しいかあるいはそれよりも小さいことを特徴とする、請求項１２に記載の保護装置。

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