TWI498501B - 安全防護裝置 - Google Patents

Description

安全防護裝置

本發明涉及一種安全防護裝置，尤其涉及一種應用於機床上以防止工作過程中因加工部件意外運動而對操作員或工件造成損傷之安全防護裝置。

工業生產中為節約時間及節省人力成本常會使用大量加工機床，比如衝床、鍛床等。該等加工設備上常設置有動模(即沖頭)及定模，其中動模為加工部件。工作時，先將待加工件設置於定模上，再利用動模向定模運動並衝擊待加工件，從而完成工件之加工。當對該等設備進行人工上料或下料時，由於錯誤操作或機器自身之故障，常會出現加工部件意外運動並移動至工件處並施力，使得於進行上料或下料作業之操作員來不及躲避，從而造成人員傷亡及工件損傷。

為防止該等事故之發生，常採用於操作員手腕上系一條與加工部件聯動之繩索，當加工部件意外運動或移動至工件處時，與其聯動之繩索會於加工部件之帶動下將操作員之手及時拉開，從而避免人員傷亡及工件損傷。然，該種防護措施不夠人性化，且易拉傷操作員。為更人性化，出現一種夾鉗式安全防護裝置，該夾鉗式安全防護裝置使用時需要操作員手執夾鉗夾取工件，使得生產效率比較低。

鑒於上述情況，有必要提供一種能有效防止操作員或工件損傷、且有利於提高生產效率之安全防護裝置。

一種安全防護裝置，用於裝設於機床上以防止機床之加工部件意外運動對操作員或工件造成損傷，該安全防護裝置包括裝設機構、固定於裝設機構上之驅動機構，該安全防護裝置還包括設置於機床上之傳感器、與驅動機構聯動之連桿機構以及設置於連桿機構一端之阻擋機構，傳感器用於檢測並即時監控加工部件，當傳感器監測到加工部件意外運動時，控制驅動機構驅動連桿機構工作以帶動阻擋機構阻擋加工部件繼續運動。

該安全防護裝置藉由控制驅動機構驅動連桿機構工作以帶動阻擋機構阻擋加工部件，從而有效防止了操作員或工件受到損傷。另，由於其使用時不需要操作員對其進行操作或握持，節省了人力，同時提高了生產效率。

100‧‧‧安全防護裝置

101‧‧‧動模

102‧‧‧定模

10‧‧‧裝設機構

20‧‧‧驅動機構

30‧‧‧傳感器

40‧‧‧連桿機構

50‧‧‧阻擋機構

11‧‧‧安裝板

111、121‧‧‧螺釘孔

112‧‧‧腰形孔

12‧‧‧固定板

122‧‧‧螺紋孔

13‧‧‧支承板

131‧‧‧通孔

132‧‧‧螺紋通孔

133‧‧‧螺釘

14‧‧‧第一裝設件

141‧‧‧第一連接部

142‧‧‧第一裝設部

1421‧‧‧第一裝設孔

15‧‧‧第二裝設件

151‧‧‧第二連接部

152‧‧‧第二裝設部

1521‧‧‧第二裝設孔

21‧‧‧驅動件

22‧‧‧驅動軸

23‧‧‧從動軸

231‧‧‧徑向通孔

24‧‧‧套接件

25‧‧‧第一樞轉組件

251、453‧‧‧套圈

252、452‧‧‧軸承

253‧‧‧固定環

254、454‧‧‧卡合件

255‧‧‧止脫件

41‧‧‧主動桿

411‧‧‧第一樞轉孔

412‧‧‧止轉孔

415‧‧‧臺階孔

42‧‧‧從動桿

43‧‧‧支撐桿

44‧‧‧第二樞轉組件

441‧‧‧樞軸

45‧‧‧第三樞轉組件

451‧‧‧樞轉件

4541‧‧‧卡持部

46‧‧‧緊固件

51‧‧‧擋塊

52‧‧‧緩衝件

521‧‧‧支承面

圖1係本發明實施方式之安全防護裝置處於非工作狀態時之立體示意圖。

圖2係圖1所示安全防護裝置處於工作狀態時之立體示意圖。

圖3係圖1所示安全防護裝置之立體分解示意圖。

下面將結合附圖及具體實施方式對本發明之安全防護裝置作進一步之詳細說明。

請參閱圖1及圖2，安全防護裝置100可應用於鍛床、衝床等加工 機床上以防止工作過程中因加工機床之加工部件意外運動而對操作員或工件造成損傷。安全防護裝置100包括裝設機構10、固定於裝設機構10上之驅動機構20，用於檢測加工部件是否意外運動之傳感器30、與驅動機構20連動之連桿機構40以及設置於連桿機構40一端之阻擋機構50。於本實施方式中，所述機床為鍛床，其包括動模101(即沖頭)及定模102。動模101為加工部件，工件(圖未示)設置於定模102上。

裝設機構10用於將安全防護裝置100固定裝設於鍛床、衝床等加工機床上，其包括安裝板11、固定板12、支承板13、間隔設置於固定板12上且位於支承板13上方之第一裝設件14及第二裝設件15。

請一併參閱圖3，安裝板11為長方形板體，沿其長度方向之大致中部位置處開設有複數螺釘孔111並沿其長度方向之二側相互間隔地開設有複數腰形孔112，腰形孔112之朝向與安裝板11之長度方向一致，藉由螺釘(圖未示)穿過腰形孔112即可將安裝板11進行固定。

固定板12為長方形板體，平行貼合並固定於安裝板11上。固定板12之長度方向與安裝板11長度方向相同。固定板12上開設有與螺釘孔111相對應之複數腰形孔121並於其長度方向之一側壁上開設有複數螺紋孔122。複數腰形孔121沿固定板12之長度方向間隔設置且腰形孔121之方向與固定板12之長度方向垂直。藉由將螺釘(圖未示)穿設於腰形孔121以及安裝板11上之螺釘孔111內可將固定板12固定於安裝板11上。

支承板13與固定板12垂直設置並且其上開設有二通孔131。支承 板13之長度方向與固定板12之長度方向一致且於其一側開設有複數與螺紋孔122相對應之螺紋通孔132，藉由將螺釘133穿設於螺紋通孔132及螺紋孔122可將支承板13固定於固定板12上。

第一裝設件14及第二裝設件15相互平行間隔地設置於固定板12上，其中第一裝設件14包括用於與固定板12連接之第一連接部141及凸伸於第一連接部141上之第一裝設部142。第一連接部141平行貼合並固定於固定板12上。於本實施方式中，第一裝設部142為二個且為平行設置，分別從第一連接部141之二側相對凸伸出來並分別鄰近固定板12長度方向之二側。二第一裝設部142上分別相對貫通開設有第一裝設孔1421。

第二裝設件15結構與第一裝設件14相同，其包括第二連接部151及二平行設置之第二裝設部152，二第二裝設部152上分別相對貫通開設有第二裝設孔1521。

驅動機構20包括依次連接之驅動件21、驅動軸22、從動軸23、套接件24以及將從動軸23裝設於第一裝設件14上之第一樞轉組件25。

於本實施方式中，驅動件21為伺服電機。驅動軸22從驅動件21一端凸伸出來、從動軸23由驅動軸22帶動，套接件24為圓環狀結構並套接於驅動軸22與從動軸23連接處從而將從動軸23固接於驅動軸22上。從動軸23遠離驅動件21之一端穿設於第一裝設件14之二第一裝設孔1421，且其末端延伸至支承板13之通孔131內。從動軸23位於二第一裝設部142之間開設有徑向通孔231。

第一樞轉組件25包括套圈251、軸承252、固定環253，卡合件254 以及裝設於從動軸23末端之止脫件255。

於本實施方式中，套圈251、軸承252及固定環253均為二個，套圈251為圓環狀結構。二套圈251均套設於從動軸23上並分別位於二第一裝設部142內。二軸承252分別固定套設於二套圈251上，其外圈分別與二第一裝設部142上之第一裝設孔1421之側壁相固定。二固定環253藉由螺釘裝設於朝向驅動軸22一端之第一裝設部142之二側，用以將其中之軸承252固定，防止其從第一裝設孔1421中脫出。

卡合件254為開口狀之圓環體並裝設於遠離驅動軸22一端之第一裝設部142之第一裝設孔1421內，其一側抵持軸承252另一側抵持止脫件255。止脫件255固定套設於從動軸23之末端，用以防止軸承252及卡合件254從第一裝設孔1421中脫出。

傳感器30裝設於鍛床之側壁上，用於檢測並即時監控動模101是否意外運動。於本實施方式中，傳感器30為曲軸位置傳感器，當檢測到動模101於上止點停留時間小於0.3秒時，傳感器30將其判定為異常並將信號傳輸至驅動件21以啟動安全防護裝置100。

連桿機構40包括平行設置之主動桿41與從動桿42、裝設於主動桿41及從動桿42一端之支撐桿43、用於將從動桿42裝設於第二裝設件15上之第二樞轉組件44、用於將支撐桿43樞接於主動桿41與從動桿42上第三樞轉組件45、緊固件46。

主動桿41之一端裝設於二第一裝設部142之間，該端部開設有第一樞轉孔411並於第一樞轉孔411側壁開設有與從動軸23上之徑向通孔231相對應之止轉孔412。主動桿41藉由第一樞轉孔411套設 於從動軸23上並藉由將緊固件46穿設於止轉孔412及徑向通孔231中從而實現與從動軸23之止轉連接。於本實施方式中，緊固件46為螺釘。

從動桿42之一端裝設於二第二裝設部152之間，該端部開設有第二樞轉孔(圖未示)。

第二樞轉組件44與第一樞轉組件25結構類似，其不同之處於於第二樞轉組件44不具有從動軸23，而是包括一穿設於第二裝設件15上之樞軸441。樞軸441穿設於二第二裝設部152上之第二裝設孔1521中。

從動桿42藉由將第二樞轉孔(圖未示)套設於樞軸441位於二第二裝設孔1521之間之部位實現與樞軸441之轉動連接。從動桿42可於主動桿41之帶動下相對於第二裝設件15旋轉。

主動桿41及從動桿42遠離第一裝設件14及第二裝設件15之一端均開設有臺階孔415，支撐桿43設置於主動桿41及從動桿42遠離第一裝設部142及第二裝設部152一端，其水平位置與定模102大致平齊。支撐桿43上開設有二第三裝設孔(圖未示)，二第三裝設孔(圖未示)與二臺階孔415一一對應。

第三樞轉組件45包括樞轉件451、軸承452、套圈453及卡合件454，其中樞轉件451為二個，每個樞轉件451穿設於相對應之一第三裝設孔及一所述臺階孔中，從而將支撐桿43樞接於主動桿41及從動桿42上。支撐桿43可於主動桿41之帶動下運動並受從動桿42之限制。於本實施方式中，主動桿41、從動桿42及支撐桿43均為鋁合金材料。

軸承452及套圈453依次套設於樞轉件451上，軸承452外圈與一所述通孔之側壁相固定，其內圈與樞轉件451相固定。套圈453一端抵持軸承452，另一端穿設於臺階孔415中。卡合件454為開口狀之圓環體並於其開口處之二端均形成有卡持部4541。卡合件454架設於臺階孔415上，並藉由其上之卡持部4541卡持套緊於套圈453上，由此可避免軸承452及套圈453直接與臺階孔415之直接接觸。於本實施方式中，套合於一樞轉件451上之軸承452為二個，套圈453及卡合件454均為一個。

阻擋機構50包括設置於支撐桿43遠離主動桿41及從動桿42一端之擋塊51及固定設置於擋塊51上之緩衝件52。

擋塊51為一方形塊體，固定於支撐桿43之一端，擋塊51能夠於支撐桿43之帶動下移動至定模102與動模101之間，以能夠阻擋動模101繼續運動以起到安全防護之作用。緩衝件52為長方形塊體並於其上形成有支承面521，支承面521為朝向動模101之平面，藉由將與支承面521相對之一面貼合固定於擋塊51上可將緩衝件52固定。當動模101意外運動時，緩衝件52可起緩衝作用。於本實施方式中，緩衝件52為優力膠材料製成。

組裝時，首先用套接件24將驅動軸22及從動軸23固定套合。將一套圈251、一軸承252、相應套設於從動軸23上。將一卡合件254、一軸承252依次裝設於遠離驅動軸22一端之第一裝設部142之第一裝設孔1421內，再將一套圈251裝設於該軸承252內。將主動桿41上之第一樞轉孔411對應置放於二第一裝設部142上之第一裝設孔1421之間。然後，將從動軸23之徑向通孔231對應主動桿41上之止轉孔412並將其穿設於第一裝設件14之二第一裝設孔1421及 第一樞轉孔411內。將緊固件46穿設於止轉孔412及徑向通孔231內使其緊固。此時，二套圈251及二軸承252均分別位於二第一裝設孔1421內，再將止脫件255固定套設於從動軸23之末端。然後依照類似方法藉由第二樞轉組件44將從動桿裝設於第二裝設件15上。

將緩衝件52固定設置於擋塊51上並將擋塊51固定設置於支撐桿43上。

將卡合件454放置於主動桿41之臺階孔415之臺階上並將二軸承452安裝於卡合件454上，然後，將套圈453從臺階孔415之另一側穿設固定於軸承452之內圈中。再將樞轉件451穿設於軸承452及套圈453內並使其一端從臺階孔415中伸出。將第三樞轉組件45安裝於從動桿42上之臺階孔內，其安裝方法相同。然後，將支撐桿43上之二第三裝設孔(圖未示)分別與主動桿41及從動桿42之臺階孔415一一對應貼合，使得樞轉件451穿設於第三裝設孔(圖未示)並固定，從而實現支撐桿43與主動桿41及從動桿42之樞接，以上完成了安全防護裝置100之組裝。

安全防護裝置100使用時，其安裝板11對應固接於鍛床、衝床等加工機床上，當安全防護裝置100處於非工作狀態時，其擋塊51遠離定模102，主動桿41與支撐桿43成一定夾角置放，於本實施方式中，主動桿41與支撐桿43之夾角為銳角。當安全防護裝置100處於工作狀態時，其擋塊51處於動模101與定模102之間起間隔作用。傳感器30用於檢測並即時監控動模101，當傳感器30檢測到動模101意外運動時會產生異常信號將信號傳輸至驅動件21以啟動安全防護裝置100。首先，驅動件21帶動驅動軸22及從動 軸23旋轉從而帶動主動桿41旋轉。主動桿41帶動支撐桿43旋轉，支撐桿43於從動桿42之限制下從非工作狀態轉換到工作狀態，即將擋塊51從遠離定模102之位置，移動至定模102與動模101之間起隔離作用並可對動模101進行緩衝。

由於安全防護裝置100利用傳感器30來檢測動模101之意外運動並藉由驅動機構20驅動阻擋機構50阻擋動模101繼續運動，使得動模101與定模102之間形成一距離，有效避免了動模101緊密貼合定模102將操作員或工件損傷之情況。另，該安全防護裝置100使用時不需要操作員對其進行操作或握持，節省了人力同時提高了生產效率。

可以理解，第一裝設件14及第二裝設件15亦可直接固定於安裝板11上。

可以理解，當軸承252連接穩定時，第一樞轉組件25可省去套圈251、固定環253，卡合件254以及止脫件255。

可以理解，緩衝件52亦可為其他材料製成，比如橡膠。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100‧‧‧安全防護裝置

101‧‧‧動模

102‧‧‧定模

10‧‧‧裝設機構

20‧‧‧驅動機構

30‧‧‧傳感器

40‧‧‧連桿機構

50‧‧‧阻擋機構

11‧‧‧安裝板

12‧‧‧固定板

13‧‧‧支承板

14‧‧‧第一裝設件

15‧‧‧第二裝設件

41‧‧‧主動桿

42‧‧‧從動桿

43‧‧‧支撐桿

51‧‧‧擋塊

52‧‧‧緩衝件

521‧‧‧支承面

Claims (10)

1. 一種安全防護裝置，用於裝設於機床上以防止機床之加工部件意外運動對操作員或工件造成損傷，所述安全防護裝置包括裝設機構、固定於所述裝設機構上之驅動機構，其改良在於：該安全防護裝置還包括設置於機床上之傳感器、與所述驅動機構聯動之連桿機構以及設置於所述連桿機構一端之阻擋機構，所述傳感器用於檢測並即時監控所述加工部件，當傳感器監測到所述加工部件意外運動時，控制所述驅動機構驅動所述連桿機構工作以帶動所述阻擋機構阻擋所述加工部件繼續運動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之安全防護裝置，其中該裝設機構包括用於固定所述安全防護裝置之固定板、相互平行間隔地設置於所述固定板上之第一裝設件及第二裝設件，所述第一裝設件包括與所述固定板連接之第一連接部及凸伸於所述第一連接部上之第一裝設部，所述第二裝設件包括與所述固定板連接之第二連接部及凸伸於所述第二連接部上之第二裝設部，所述連桿機構包括平行設置之主動桿與從動桿，所述主動桿及所述從動桿之分別裝設於所述第一裝設部與所述第二裝設部上。
3. 如申請專利範圍第2項所述之安全防護裝置，其中該第一及第二裝設部均為二個，所述二第一裝設部為平行設置，所述二第二裝設部為平行設置，所述主動桿一端裝設於所述二第一裝設部之間，所述從動桿裝設於所述二第二裝設部之間。
4. 如申請專利範圍第3項所述之安全防護裝置，其中該驅動機構包括驅動件、從所述驅動件一端凸伸出來之驅動軸、由所述驅動軸帶動之從動軸以及將所述驅動軸及所述從動軸固定連接之套接件，所述二第一裝設部上分別相對貫通開設有第一裝設孔，所述從動軸遠離所述驅動件之一端穿 設於所述第一裝設孔內並與所述主動桿止轉連接。
5. 如申請專利範圍第4項所述之安全防護裝置，其中該從動軸位於所述二第一裝設部之間開設有徑向通孔，所述主動桿鄰近所述第一裝設件之一端開設有第一樞轉孔並於所述第一樞轉孔側壁開設有與所述徑向通孔相對應之止轉孔，所述主動桿藉由所述第一樞轉孔套設於所述從動軸上，所述連桿機構還包括穿設於所述止轉孔及所述徑向通孔中之緊固件，所述主動桿藉由所述緊固件與所述從動軸之止轉連接。
6. 如申請專利範圍第3項所述之安全防護裝置，其中該二第二裝設部上分別相對貫通開設有第二裝設孔，所述連桿機構還包括穿設於所述第二裝設孔中之樞軸，所述從動桿鄰近所述第二裝設部之一端開設有第二樞轉孔並藉由所述第二樞轉孔套設於所述樞軸上且可相對於所述第二裝設件旋轉。
7. 如申請專利範圍第4項或第6項所述之安全防護裝置，其中該連桿機構還包括設置於所述主動桿及所述從動桿遠離所第一及第二裝設部一端之支撐桿，所述支撐桿可於所述主動桿之帶動下運動並受所述從動桿之限制。
8. 如申請專利範圍第7項所述之安全防護裝置，其中該阻擋機構包括設置於所述支撐桿遠離所述主動桿及所述從動桿一端之擋塊及固定設置於所述擋塊上之緩衝件。
9. 如申請專利範圍第7項所述之安全防護裝置，其中所述主動桿及所述從動桿遠離所述第一裝設件及所述第二裝設件之一端均開設有臺階孔，所述支撐桿遠離所述擋塊之一端開設有相應之二第三裝設孔，所述二第三裝設孔與所述二臺階孔一一對應，所述連桿機構還包括裝設於所述第三裝設孔及所述臺階孔內之樞轉件、套設於所述樞轉件上之軸承，以及卡合件，所述支撐桿藉由所述樞轉件與所述主動桿及所述從動桿聯動。
10. 如申請專利範圍第8項所述之安全防護裝置，其中所述主動桿、所述從動桿及所述支撐桿均為鋁合金材料，所述緩衝件由優力膠材料製成。