JP6247202B2 - 保護カバーの検出装置を備えた工作機械 - Google Patents

Description

本発明は、保護カバーの取り付け状態を検出する機能を備えた工作機械に関する。

一般にＣＮＣ付き工作機械においては、加工中に飛散する切粉や切削液の飛散を防止するため、加工領域を保護カバーで覆う構造がとられることが多い。その保護カバーとしては、可動機構を持たない「固定式保護カバー」と、可動機構を持つ「可動式保護カバー」がある。可動式保護カバーは、加工領域内で被加工物を載置する作業を行うために設けられる。また、固定式保護カバーは、その重量、取り付け方法、必要性などの問題で一般的な工作機械の使用においては取り外すことが想定されていない「取り外し不能な固定式カバー」と、通常における使用では取り外すことは想定されていないものの簡単に取り外し可能な「取り外し可能な固定式カバー」に分類することができる。

可動式保護カバーは、被加工物を加工領域内に固定するなどのために、加工開始前や完了後に開閉されることが予定されている。そこで一般には、特許文献１に開示されているように、安全面の要求から安全ロック機構によってその開閉状態が数値制御装置（ＣＮＣ）によって監視されている。例えば、可動式保護カバーが閉じていなければ自動運転モードを起動できないなどの制限が加えられている。なお、安全ロック機構は、安全性の観点から閉じた状態を強制的に維持する必要があるため、機械的なロック機構を備えていることが一般的である。

特許第４５４８５３８号公報 特開２００８−１５８９１４号公報

しかしこのような安全ロック機構は、可動式保護カバーの開閉状態のみを監視対象としており、後述する本発明のように、固定式保護カバーの取り付け状態をも合わせて監視することはできない。これは、固定式保護カバーは、本来的に工作機械の周囲を覆う固定板金であり、監視対象として想定されていないためである。

更に実際上の使用においては、カバーを開閉する作業を省略するために、安全ロック機構を改造してカバーが閉じているとＣＮＣに誤認識させることで、カバーが開いたままの状態で工作機械を自動運転させることがあり、安全上問題となっている。

取り外し可能な固定式保護カバーは、加工領域内の清掃などの、工作機械のメンテナンスの作業を行う際に、一時的に取り外される場合がある。しかし、固定式保護カバーは可動式保護カバーの開閉とは異なり、一般的に取り付け／取り外しが予定されていないため、その取り付け状態がＣＮＣでは監視されていない場合が多い。したがって、メンテナンスなどの後に固定式保護カバーの取り付けを忘れていても工作機械の自動運転は可能であり、その場合は、上記の安全ロック機構を改造された可動式保護カバーと同様の安全上の問題が生じうる。

また、一応取り付けられていたとしても、斜めに取り付けられているなど、異常位置にある場合は、加工中の切削液や被加工物の切粉が、保護カバー外部へ飛散する可能性や、固定式保護カバーの落下などにより事故が発生する可能性がある。

ところで、機械類の保護カバーの装着状態を検出する技術は既に利用されており、例えば、特許文献２に開示されるものがある。これは、電子機器本体に接触子を、カバーに端子を取り付け、カバーが閉じられることで接触子と端子が接触し、カバーが装着されたことを電気的に検出する技術である。

しかし特許文献２に開示される技術は、脱着が予定されているカバー部分と、電子機器本体とは一体であると想定されていて、脱着が予定されていないカバー部分との装着状態を検出するものである。したがって、後述する本発明のように、通常脱着が予定されていないカバー部分をも合わせて装着状態を検出するものではない。

そこで、本発明の目的は上記従来技術の問題点に鑑み、異なる部品である固定式保護カバーと可動式保護カバーについて、同時、簡易、安価に取り付け状態を検出する機能を備えた工作機械を提供することである。

本願の請求項１に係る発明は、取り外し不能な固定式保護カバーと、取り外し可能な固定式保護カバーと、可動式保護カバーと、を備えた工作機械において、前記取り外し不能な固定式保護カバーに取り付けられた一対の投光部及び受光部と、前記取り外し可能な固定式保護カバー、及び前記可動式保護カバーにそれぞれ取り付けられた反射板と、を有し、前記投光部、前記受光部、及び各保護カバーにそれぞれ取り付けられた前記反射板は、前記取り外し可能な固定式保護カバーが全て本来取り付けられているべき位置に取り付けられており、かつ、前記可動式保護カバーが閉じられている状態でのみ、前記投光部から前記受光部に到る光路を形成する、位置関係にあることを特徴とする工作機械である。
請求項２に係る発明は、前記投光部、及び前記受光部の組を複数設け、前記複数の組の全てにおいて前記投光部から前記受光部に到る光路を形成することを特徴とする請求項１に記載の工作機械である。

請求項３に係る発明は、複数の前記受光部を備え、前記投光部から分離して複数の方向に光を出射し、異なる光路を通って、複数の前記各受光部に至ることを特徴とする請求項１に記載の工作機械である。

請求項１に係る発明により、工作機械において、異なる部品である固定式保護カバーと可動式保護カバーについて、同時、簡易、安価に取り付け状態を検出できる。

請求項２に係る発明により、工作機械において、より複数の各種カバーの同時、簡易、安価に取り付け状態を検出できる。

請求項３に係る発明により、工作機械において、複数の各種カバーの同時、簡易、安価で、投光部の設置場所が少なくできる。

工作機械の保護カバーを示す図である。 一対の光センサ、２個の取り外し可能な固定式保護カバーを備えた工作機械を示す図である。 二対の光センサを備えた工作機械を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
ここでは、光学技術を用いて、固定式保護カバーの取付状態と可動式保護カバーの取付状態を同時に、かつ簡易に検出する本発明に係る工作機械の実施形態を説明する。

図１は工作機械の保護カバーを示す図である。工作機械はワークを加工する機械である。機械のベース７上には、ワークを加工中に切削液が外部に飛散しないように、機械本体を覆い、加工領域の全体を外部から遮断し封鎖するように保護カバーが設けられている。

保護カバーとしては、可動機構を持たない「固定式保護カバー」と、可動機構を持つ「可動式保護カバー」がある。可動式保護カバー３は、加工領域内で被加工物を載置する作業を行うために設けられる。また、固定式保護カバーは、その重量、取り付け方法、必要性などの問題で一般的な工作機械の使用においては取り外すことが想定されていない取り外し不能な固定式保護カバー１と、通常における使用では取り外すことは想定されていないものの簡単に取り外し可能な取り外し可能な固定式保護カバー２に分類することができる。固定式保護カバーをスプラッシュガードとも称する。

可動式保護カバー３は、被加工物を加工領域内に固定するなどのために、加工開始前や完了後に開閉されることが予定されている。可動式保護カバー３には、作業者が加工領域を確認できるように透明窓８が設けられている。

図２は、一対の光センサ、２個の取り外し可能な固定式保護カバーを備えた工作機械を示す図であり、図１に示される取り外し不能な固定式保護カバー１と取り外し可能な固定式保護カバー２の側面部のカバーを一部切り欠いて、工作機械の加工領域が見えるようにした図である。テーブル１０に加工対象のワーク（図示せず）を工具（図示せず）により加工する。

図２に示すように、取り外し不能な固定式保護カバー１の内部（加工領域）に投光部４及び受光部５を取り付ける。取り外し可能な固定式保護カバー２ａ，２ｂと可動式保護カバー３には、それぞれ反射板６ａ，６ｂ，６ｃを取り付ける。各反射板６ａ，６ｂ，６ｃの取り付け位置、取り付け角度は、以下の条件１）、２）を満たしたときにのみ、一体となって、投光部４から受光部５へ到る光路９を形成することが必要である。
１）取り外し可能な固定式保護カバー２ａ，２ｂが、本来取り付けられているべき位置に取り付けられていること
２）可動式保護カバー３が、完全に閉じていること
上記１）と２）の条件が満たされたとき、投光部４から出射された光線は、反射板６ａから反射板６ｂ、反射板６ｂから反射板６ｃ、反射板６ｃから受光部５に至る光路が形成される。

図２において、投光部４、受光部５、反射板６ａ，６ｂ，６ｃは、テーブル１０の高さとほぼ同じ位置で固定されているが、これらの高さ位置に限定はなく、上記１）、２）の条件が満たす場合、光路が形成される位置であればよい。また、各保護カバーの取り付け姿勢も本来取り付けられるべき姿勢で取り付けられている場合に、投光部４から受光部５への光路９が形成される。

ここで、保護カバーの検出装置を、より安価に構成するためには、投光部４及び受光部５は一対のみであることが望ましい。投光部４と受光部５の組を、二対以上を使用しても良い。また、投光部４から２方向に分離して異なる方向に配置された反射板に対して光線を射出する構成としてもよい。これにより、保護カバーの検出装置の構成を簡略化するとともに、より詳細に、保護カバーの状態を検出することができる。

図３は二対の光センサを備えた工作機械を示す図である。図３に示される工作機械では、２個の投光部（４ａ，４ｂ）は、それぞれが別の反射板（６ａ、６ｂ）と別の光路を形成する（図示せず）。つまり、投光部４ａと反射板６ａによる組み合わせは、投光部４ｂと反射板６ｂによる別の光路を形成する。

また、取り外し可能な固定式保護カバー２及び可動式保護カバー３は、それぞれ単数である場合もあれば、複数である場合もある。それらが複数ある場合は、それらを全て同一の光路に組み込んでも良く、逆に、いくつかの固定式保護カバー２又は可動式保護カバー３は光路に組み込まなくても良い。光路に組み込まない場合は、反射板６（６ａ，６ｂ，６ｃ）を取り付けなくても良い。

上述した本発明に係る構成により、本発明により形成される光路を利用して、投光部４から照射した光が受光部５において検出されることにより、取り外し可能な固定式保護カバー２が正しく取り付けられていること、及び可動式保護カバー３が完全に閉じていることを、同時に、かつ簡易に確認することができる。

投光部４及び受光部５を一対とすることで、安価に確認を行うことができるし、請求項２にかかる発明では、光路を自由に設定できることにより、確認を行う必要のない保護カバーの確認は行わず、また、どの保護カバーが異常であるかを絞り込むことが可能となる。

これにより、取り外し可能な保護カバー２の取り付け忘れや、異常位置への取り付けがあるまま自動運転することを防ぐことができる。また、可動式保護カバー３にかかる安全性は、安全ロック機構により保障されるべきであるが、本発明にかかる保護カバーの検出確認を併用することで、安全ロック機構の改造による危険を減少させることができる。

１ 取り外し不能な固定式保護カバー
２，２ａ，２ｂ 取り外し可能な固定式保護カバー
３ 可動式保護カバー
４ 投光部
５ 受光部
６ａ，６ｂ，６ｃ 反射板
７ ベース
８ 透明窓
９ 光路
１０ テーブル

Claims (3)

1. 取り外し不能な固定式保護カバーと、取り外し可能な固定式保護カバーと、可動式保護カバーと、を備えた工作機械において、
   前記取り外し不能な固定式保護カバーに取り付けられた一対の投光部及び受光部と、
   前記取り外し可能な固定式保護カバー、及び前記可動式保護カバーにそれぞれ取り付けられた反射板と、
   を有し、
   前記投光部、前記受光部、及び各保護カバーにそれぞれ取り付けられた前記反射板は、前記取り外し可能な固定式保護カバーが全て本来取り付けられているべき位置に取り付けられており、かつ、前記可動式保護カバーが閉じられている状態でのみ、前記投光部から前記受光部に到る光路を形成する、位置関係にあることを特徴とする工作機械。
2. 前記投光部、及び前記受光部の組を複数設け、前記複数の組の全てにおいて前記投光部から前記受光部に到る光路を形成することを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
3. 複数の前記受光部を備え、前記投光部から分離して複数の方向に光を出射し、異なる光路を通って、複数の前記各受光部に至ることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。