JP3635277B2 - Safety equipment for processing machines - Google Patents

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JP3635277B2
JP3635277B2 JP2002371753A JP2002371753A JP3635277B2 JP 3635277 B2 JP3635277 B2 JP 3635277B2 JP 2002371753 A JP2002371753 A JP 2002371753A JP 2002371753 A JP2002371753 A JP 2002371753A JP 3635277 B2 JP3635277 B2 JP 3635277B2
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processing machine
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武 風間
成春 中山
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人体の一部が所定の監視領域に入ったことを検出して加工機械の動作を安全側に制御する加工機械の安全装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、手に持った被加工物をプレス加工するプレス機械には、人体の一部が所定の監視領域に入ったことを検出してプレス機械の動作を安全側に制御(停止制御)する安全装置が付設されている。
【0003】
この種の安全装置としては、各種知られているが、特にレーザビームを使用した安全装置としては、特表2000−502782号公報で開示される「可動部品に取り付けるための光学的装置」が知られている。この装置は、プレスブレーキの可動部品(可動ブレード)の経路に入る物体を保護するための安全装置であって、可動部品の前縁に対して固定的に取付けられ、可動部品から間隔を置いた位置にある保護領域を形成するために対向した光放出手段と光受信手段が配されるとともに、可動部品の所定の移動範囲内において、光放出手段から光ビームが放出され、この放出された光ビームが光受信手段により受信可能に構成される。そして、正常時には、可動部品の前縁から間隔を置いた位置にある遮断されない経路に沿って光放出手段から放出される光ビームが光受信手段によって受信されるとともに、他方、光ビームが遮断された不測事態において、制御手段により可動部品の前進移動が停止するように構成されたものである。
【特許文献1】
特表2000−502782号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した安全装置をはじめ、従来のこの種の安全装置は、専ら光路が遮断されることをもって人体の一部が所定の監視領域に入ったことを検出していたため、次のような問題点があった。
【0005】
第一に、被加工物の種類によっては加工できないものが発生する。例えば、図7に示すような起立した側板部Wsのある被加工物Wでは、光路を遮断する側板部Wsの存在によって加工機械の動作が安全側に制御されてしまうため、被加工物Wの加工が不能になる。
【0006】
第二に、上記公報開示の安全装置のように、光放出手段と光受信手段が可動部品と一体に移動する方式では、可動部品が下降を開始した後、加工を開始する直前まで検出できないリスクがあるとともに、他方、光放出手段と光受信手段が移動しない方式では、手の位置や大きさ等により、光路を遮断できないリスクがあるなど、高度の安全性を確保するという観点からは不十分である。
【0007】
本発明は、このような従来の技術に存在する課題を解決したものであり、加工できる被加工物の種類を飛躍的に拡大させることにより汎用性及び利便性を高めるとともに、高度の安全性を確保することができる加工機械の安全装置の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】
本発明は、手Hに持った被加工物Wを加工する加工機械Mに付設し、人体の一部(H)が所定の監視領域Zcに入ったことを検出して加工機械Mの動作を安全側に制御する加工機械Mの安全装置1を構成するに際して、放射光Ltを発光する発光部2t及び当該放射光Ltの反射光Lrを受光する受光部2rからなる反射型光センサ部2と放射光Ltを監視領域Zcの境界Kzに対して走査させる走査部3を有することにより、人体の一部(H)が監視領域Zcに入ったことを検出する検出部4p,4qと、この検出部4p,4qの検出結果に基づいて加工機械Mの動作を安全側に制御する制御部5と、外面に反射光Lrを放射光Ltの入射方向へ反射させる再帰特性を有する反射シート14を用いた反射面部6を有し、かつ作業者に装着する作業者用装着部7を備えてなることを特徴とする。
【0009】
この場合、好適な実施の形態により、放射光Ltにはレーザビームを用いる。また、走査部3は、一方向から入射する放射光Ltを走査させることができるように、多角形の辺部にそれぞれ鏡面R…を設けた多面鏡体10と、この多面鏡体10を回転させる回転駆動部11を設けて構成できる。この際、走査部3には、放射光Ltを通過させ、かつこの放射光Ltの走査範囲Qzを規制するスリット12を設けることが望ましい。なお、検出部4p,4qは、監視領域Zcの上方における左右に一対配することができる。一方、作業者用装着部7には、作業者が装着する少なくとも作業手袋15を含ませることができる。他方、他の形態としては、監視領域Zcの手前に予備監視領域Zcsを設定し、かつ検出部4p,4qの手前に、人体の一部が予備監視領域Zcsに入ったことを検出する予備検出部16p,16qを設けるとともに、制御部5に、予備検出部16p,16qの検出結果に基づいて予備警報を発する警報機能を設けることができる。
【0010】
これにより、発光部2tから放射光Ltが発光し、この放射光Ltは走査部3により監視領域Zcの境界Kzに対して走査される。一方、制御部5は受光部2rの検出結果に対応して安全側に制御を行うため、受光部2rが反射光Lrを検出しない限り、制御部5は加工機械Mの動作に対する安全側への制御は行わない。他方、作業者は、外面に反射光Lrを放射光Ltの入射方向へ反射させる再帰特性を有する反射シート14を用いた反射面部6を設けた作業者用装着部7を装着しているため、作業者用装着部7が監視領域Zcに入った場合には、放射光Ltが作業者用装着部7における反射面部6を反射し、この反射光Lrは受光部2rにより受光する。よって、制御部5は、受光部2rの受光(検出結果)に基づいて加工機械Mの動作を安全側に制御(停止制御)する。
【0011】
【実施例】
次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【0012】
まず、本実施例に係る加工機械Mの概要及びこの加工機械Mに付設する安全装置1の構成について、図1〜図6を参照して説明する。
【0013】
実施例の加工機械Mは、手Hに持った鋼板,アルミニウム板,銅板等の金属板(被加工物W)を曲げ加工するベンディングマシンMbを示す。このベンディングマシンMbは、図1(図7)に示すように、上部テーブル51に固定され、かつ下方に突出した剣先を有する上型(固定型)52と、下部テーブル53から突出し、かつ機体54に内蔵した昇降駆動部により昇降するV溝を有する下型(可動型)55を備える。これにより、作業者が被加工物Wを手Hに持ち、被加工物Wを上型52と下型55間に入れた後、バーペダル56を足で踏めば、昇降駆動部が作動し、下型55が上昇して被加工物Wに対する曲げ加工を行うことができる。
【0014】
そして、このベンディングマシンMbには、本実施例に係る安全装置1を付設する。安全装置1は、監視領域Zcの上方に配した左右一対の検出部4p,4qを備える。実施例の監視領域Zcは、図3に示すように、上型52及び下型55の手前50〔mm〕程度の範囲に設定した。このため、検出部4p,4qは、図1に示す上部テーブル51を有する前面パネル57に取付けることにより、監視領域Zcの境界Kzに対して走査することができる。したがって、本実施例に係る安全装置1は、既存のベンディングマシンMbにも容易に後付することができる。
【0015】
右側の検出部4pは、図4に示すように、直方体状に形成したハウジング21を有し、内部には、反射型光センサ部2と走査部3を備える。反射型光センサ部2は、放射光Ltを発光する発光部2t及び当該放射光Ltの反射光Lrを受光する受光部2rからなり、発光部2tと受光部2rを一体化したユニットとして構成する。なお、発光部2tと受光部2rの向きは同一方向である。この場合、発光部2tの発光する放射光Ltはビーム径が3〔mm〕程度のレーザビームであり、作業者が監視領域Zcを認識できるように、波長を650〜670〔nm〕に選定することが望ましい。このようなレーザビームを用いれば、必要により監視領域Zcを狭めることができるため、より小さい被加工物Wの加工も実現可能になる。
【0016】
また、反射型光センサ部2は、回帰反射方式により構成する。したがって、発光部2tには、放射光(レーザビーム)Ltの横波のみを通過させる偏光フィルタを有するとともに、受光部2rには、反射光(レーザビーム)Lrの縦波のみを通過させる偏光フィルタを有する。これにより、放射光Ltが鋼板,アルミニウム板,銅板等の金属板(被加工物W)に当たっても偏光方向は変わらないため、受光部2rではこの反射光Lrを受光しない。即ち、反射型光センサ部2は、被加工物Wを検出しない。
【0017】
一方、走査部3は、放射光Ltを監視領域Zcの境界Kzに対して走査させる機能を有する。走査部3は、図4に示すように、多角形の辺部にそれぞれ鏡面R…を設けた多面鏡体10と、この多面鏡体10を回転させる回転駆動部11を有することにより、一方向から入射する放射光Ltを走査させることができる。実施例の多面鏡体10は、端面を六角形に形成し、かつ周面に平面鏡を用いた六枚の鏡面R…を設けて構成する。回転駆動部11は、電動モータを使用する。この場合、多面鏡体10は、電動モータの回転シャフトに直結してもよいし、必要により減速回転伝達機構等を介在させてもよい。走査部3をこのように構成すれば、比較的簡易な構成により放射光Ltを走査させることができるとともに、回転数を変更することにより走査回数を容易に設定することができる。また、ハウジング21の底面部21dには、図4に示すように、放射光Ltの走査範囲Qzを規制するスリット12を形成する。この走査範囲Qzは、図1に示すように、ベンディンングマシンMbの左右方向全幅分を確保することが望ましい。
【0018】
以上、右側の検出部4pについて説明したが、左側の検出部4qも右側の検出部4pに対して左右対称に構成する点を除いて同一に構成することができる。なお、左右の干渉を防止するため、レーザビームの波長を左右において若干異ならせてもよい。
【0019】
さらに、前面パネル57の空き位置には、制御部5を内蔵する制御ボックス22を取付ける。制御部5には、上記検出部4p,4qにおける反射型光センサ部2…及び回転駆動部11(電動モータ)…をそれぞれ接続するとともに、ベンディンングマシンMbの制御系を接続する。これにより、検出部4p,4qからの検出結果は制御部5に付与される。また、制御部5は、回転駆動部11を制御するとともに、検出部4p,4qの検出結果に基づいて加工機械Mの動作を安全側に制御する。よって、多面鏡体10の形状(角数)や配設位置及び回転数を設定すれば、放射光Ltは、鏡面R…に当たって反射し、スリット12を透過して下方に放射されるとともに、左右方向への反復的な走査が繰り返し行われる。実施例は、1秒間の走査回数を100〜200回程度に設定した。なお、図1中、58は緊急停止解除ボタンを示す。
【0020】
他方、安全装置1は、外面に放射光Ltを反射する反射面部6を有し、かつ作業者に装着する作業者用装着部7を備える。反射面部6は、放射光Ltの入射方向へ反射光Lrを反射させる再帰特性を有する夜光反射シート14を用いる。また、作業者用装着部7は、作業者が装着する少なくとも作業手袋15を含み、必要により作業服や作業ズボンの一部を含ませることができる。図5には、放射光Ltを反射する反射面部6を外面全面に設けた作業手袋15を示す。
【0021】
再帰特性を有する夜光反射シートとしては、一般に、ガラスビーズ方式とマイクロプリズム方式が知られている。実施例は、図6に示すように、マイクロプリズム方式を用いた夜光反射シート14を示す。夜光反射シート14は、多数のマイクロプリズムP…が配列したプリズム層23,空気層24及び裏材25からなり、平坦面に形成したプリズム層23の外面が入射面となる。これにより、反射面部6に入射した放射光Ltは、マイクロプリズムPの三つの面を跳ね返り、入射方向に反射光Lrを放射する。
【0022】
このため、作業手袋15を製作する場合には、夜光反射シート14の裏材25に作業手袋用生地に兼用できる素材を使用し、図5に示すように、夜光反射シート14を直接用いて作業手袋15を製作してもよいし、図6に示すように、別途の作業手袋用生地26を用いて作業手袋の本体を製作し、この表面に、夜光反射シート14を小片状にカットするなどによって形成した多数の夜光反射チップ14p…を貼付けてもよい。
【0023】
次に、本実施例に係る安全装置1の動作について、各図を参照しつつ図8に示すフローチャートに従って説明する。
【0024】
まず、作業者は、手Hに作業手袋15を装着する。そして、作業者は、作業手袋15を装着した手Hで被加工物Wを持ち、図1に示すように、ベンディングマシンMbの上型52と下型55間に挿入する。この状態で、作業者がバーペダル56を足で踏めば、ベンディングマシンMbは加工処理動作を開始する(ステップS1)。即ち、機体54に内蔵する昇降駆動部の作動により下型55が上昇を開始し、同時に、検出部4p(4q側も同じ)の発光部2tから放射光Ltが放射されるとともに、多面鏡体10は回転駆動部11により回転する(ステップS2)。これにより、放射光Ltは、多面鏡体10の鏡面Rに反射し、スリット12を通過するとともに、多面鏡体10の回転により、鏡面Rを反射した放射光Ltは左右方向に走査される(ステップS3)。この場合、放射光Ltは、図4に示すように、スリット12により走査範囲Qzが規制されるとともに、図2及び図3に示すように、設定した監視領域Zcの境界Kzに対して走査を行う。
【0025】
この際、反射型光センサ部2は、前述した回帰反射方式を採用するため、偏光した放射光Ltがそのまま反射する被加工物Wは検出されない。したがって、作業手袋15が監視領域Zcに入らない限り、正常に加工処理動作が継続する(ステップS4,S5)。即ち、下型55の上昇が継続するとともに、この下型55と上型52で被加工物Wを挟むことにより曲げ加工が行われる。この状態の一例を図7に示す。この場合、監視領域Zcは上型52及び下型55に対して50〔mm〕程度手前に設定されるため、かなり小さい被加工物Wであっても加工可能である。そして、加工が終了すれば、下型55が下降し、ホームポジションに戻ることにより加工処理動作が終了するとともに、放射光Ltの放射が停止し、また、多面鏡体10の回転も停止する(ステップS6,S7,S8)。これにより一連の加工工程が終了する。
【0026】
他方、加工処理動作中に、作業手袋15が図3に仮想線で示す作業手袋15sのように、監視領域Zcに入った場合を想定する。この場合、図2に示すように、放射光Ltは作業手袋15の反射面部6を反射する。反射面部6は、反射光Lrを放射光Ltの入射方向へ反射させる再帰特性を有する夜光反射シート14を用いているため、反射面部6に入射した放射光Ltは、マイクロプリズムPの三つの面を跳ね返り、入射方向に偏光が乱された反射光Lrを放射する。よって、反射光Lrは、スリット12を通過し、さらに、鏡面Pを反射することにより受光部2rに入光する。この反射光Lrは偏光が乱されているため、受光部2rにより検出される。そして、この検出結果は、制御部5に付与される。検出結果は、制御部5において予め設定した閾値と比較処理され、作業手袋15(人体の一部)が監視領域Zcに入ったことが判別される(ステップS4,S9)。
【0027】
これにより、制御部5は、ベンディングマシンMbの動作を安全側に制御(停止制御)する(ステップS10)。この結果、動作中のベンディングマシンMbは直ちに停止し、安全が確保される。作業者は、これに基づき、被加工物Wを持つ位置を変えるなどにより、作業手袋15を監視領域Zcの外に出せば、反射光Lrは無くなり、受光部2rは非検出状態となる。したがって、加工を続行する場合には、バーペダル56を踏み直すことにより、加工処理動作が再開する(ステップS11,S1…)。即ち、停止していた下型55が上昇を再開するとともに、放射光Ltの放射及び多面鏡体10の回転も再開する。
【0028】
一方、ベンディングマシンMbの動作が停止した際に、作業者が危険を感じた場合は、緊急停止解除ボタン58を押せばよい(ステップS11,S12)。これにより、下型55が下降し、ホームポジションに戻ることにより加工処理動作を終了させることができる(ステップS7,S8)。
【0029】
このような本実施例に係る安全装置1によれば、従来の安全装置のような光路が遮断されることをもって人体の一部が所定の監視領域に入ったことを検出する方式とは異なり、図7に示すような起立した側板部Wsのある被加工物Wであっても加工することができる。よって、加工できる被加工物Wの種類が飛躍的に拡大し、汎用性及び利便性が高められる。また、バーペダル56を踏んだ後(加工処理動作が開始した後)は、常時、検出可能な状態になるとともに、左右一対の検出部4p,4qにより角度の異なる二方向から検出を行うため、一方向のみによる場合の検出漏れが回避されるなど、高度の安全性が確保される。
【0030】
なお、図9には、変更実施例を示す。この変更実施例は、監視領域Zcの手前に予備監視領域Zcsを設定し、かつ検出部4p,4qの手前に、人体の一部が予備監視領域Zcsに入ったことを検出する予備検出部16p,16qを設けるとともに、制御部5に、予備検出部16p,16qの検出結果に基づいて予備警報を発する警報機能を設けたものである。この場合、予備監視領域Zcsは、監視領域Zcの手前200〔mm〕程度の範囲に設定することができる。予備検出部16p,16qは、それぞれ検出部4p,4qと同様に構成することができるが、検出精度は、検出部4p,4qよりも低度で足りるため、例えば、反射型光センサ部には、レーザビームを用いることなく、一般的な発光ダイオードの発光を利用することができる。また、制御部5には、チァイム音等を発するアラーム30を接続する。
【0031】
これにより、予備監視領域Zcsに、作業手袋15が入ったなら、予備検出部16p,16qにより検出され、制御部5は、アラーム30を作動させてチァイム音等による予備警報を発する。よって、作業者に対して監視領域Zcの手前で注意を促すことができるため、作業者に対して安心感を持たせることができるとともに、より安全性を高めることができる。なお、図9中、Kzsは予備監視領域Zcsの境界を示している。また、図9において、図2と同一部分には同一符号を付してその構成を明確にした。
【0032】
以上、実施例について詳細に説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、細部の構成,形状,素材,数量,数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更,追加,削除することができる。例えば、実施例は、安全装置1を付設する加工機械Mとして、ベンディングマシンMbを例示したが、印刷業や紙器業で用いられる裁断機等の各種加工機械Mにも同様に適用することができる。また、人体の一部が監視領域Zcに入ったことを検出して加工機械Mの動作を停止させる場合を例示したが、必要により反対方向に動作させるなどの他の制御を行わせる場合を排除するものではない。さらに、走査部3として、多角形の辺部にそれぞれ鏡面R…を設けた多面鏡体10を回転駆動部11により回転させる場合を示したが、一枚の鏡体を一定の角度範囲で反復的に回動(揺動)させることにより放射光Ltを振らせてもよい。他方、検出部4p,4q(予備検出部16p,16q)は、監視領域Zc(予備監視領域Zcs)の上方における左右に一対配した場合を示したが、単一の検出部4p(又は4q)であってもよいし、必要により三以上の検出部4p…を用いてもよい。また、単一の検出部4pから放射される放射光Ltをハーフミラー等により二方向に分岐させて使用してもよい。
【0033】
【発明の効果】
このように、本発明に係る加工機械の安全装置は、放射光を発光する発光部及び当該放射光の反射光を受光する受光部からなる反射型光センサ部と放射光を監視領域の境界に対して走査させる走査部を有することにより、人体の一部が監視領域に入ったことを検出する検出部と、検出部の検出結果に基づいて加工機械の動作を安全側に制御する制御部と、外面に反射光を放射光の入射方向へ反射させる再帰特性を有する反射シートを用いた反射面部を有し、かつ作業者に装着する作業者用装着部を備えるため、次のような顕著な効果を奏する。
【0034】
(1) 従来の安全装置のような光路が遮断されることにより検出する方式とは異なるため、起立した側板部のある被加工物であっても加工できるなど、加工できる被加工物の種類を飛躍的に拡大することができ、汎用性及び利便性を高めることができる。
【0035】
(2) レーザビームを可動部品と一緒に移動させる従来の方式とは異なり、加工処理動作を開始した後は、常時検出可能な状態となるため、高度の安全性を確保することができる。
【0036】
(3) 好適な実施の形態により、放射光に、レーザビームを用いれば、必要により監視領域を狭めることができるため、より小さい被加工物の加工も実現可能となる。
【0037】
(4) 好適な実施の形態により、走査部に、多角形の辺部にそれぞれ鏡面を設けた多面鏡体と、この多面鏡体を回転させる回転駆動部を設ければ、比較的簡易な構成により放射光を走査させることができるとともに、走査回数の設定を容易に行うことができる。
【0038】
(5) 好適な実施の形態により、検出部を、監視領域の上方における左右に一対配すれば、検出漏れが回避できるなど、より高度の安全性を確保することができる。
【0039】
(6) 好適な実施の形態により、監視領域の手前に予備監視領域を設定し、かつ検出部の手前に、人体の一部が予備監視領域に入ったことを検出する予備検出部を設けるとともに、制御部に、予備検出部の検出結果に基づいて予備警報を発する警報機能を設ければ、作業者に対して監視領域の手前で注意を促すことができ、作業者に対して安心感を持たせることができるとともに、より安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適な実施例に係る安全装置を付設した加工機械(ベンディングマシン)の外観斜視図、
【図2】同安全装置の正面方向から見た原理的構成図、
【図3】同安全装置の平面方向から見た原理的構成図、
【図4】同安全装置における検出部の構成図、
【図5】同安全装置における作業手袋の背面図、
【図6】同作業手袋の変更例における断面図、
【図7】同加工機械(ベンディングマシン)による被加工物に対する加工中の状態を示す斜視図、
【図8】同安全装置の動作(機能)を説明するためのフローチャート、
【図9】本発明の変更実施例に係る安全装置の平面方向から見た原理的構成図、
【符号の説明】
1 安全装置
2 反射型光センサ部
2t 発光部
2r 受光部
3 走査部
4p 検出部
4q 検出部
5 制御部
6 反射面部
7 作業者用装着部
10 多面鏡体
11 回転駆動部
12 スリット
14 夜光反射シート
15 作業手袋
16p 予備検出部
16q 予備検出部
H 手(人体の一部)
W 被加工物
Zc 監視領域
Zcs 予備監視領域
M 加工機械
Lt 放射光
Lr 反射光
Kz 監視領域の境界
R… 鏡面
Qz 走査範囲
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a safety device for a processing machine that detects that a part of a human body has entered a predetermined monitoring region and controls the operation of the processing machine to a safe side.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a press machine that presses a workpiece held in a hand, it is safe to detect that a part of the human body has entered a predetermined monitoring area and control the operation of the press machine to the safe side (stop control). A device is attached.
[0003]
Various kinds of safety devices of this type are known, and particularly as a safety device using a laser beam, an “optical device for mounting on a movable part” disclosed in JP 2000-502782 A is known. It has been. This device is a safety device for protecting an object entering the path of a moving part (moving blade) of a press brake, and is fixedly attached to the leading edge of the moving part and spaced from the moving part. Opposing light emitting means and light receiving means are arranged to form a protective region in position, and a light beam is emitted from the light emitting means within a predetermined moving range of the movable part, and the emitted light The beam is configured to be received by the optical receiving means. In a normal state, the light beam emitted from the light emitting means is received by the light receiving means along an unobstructed path located at a distance from the front edge of the movable part. On the other hand, the light beam is blocked. In such an unexpected situation, the forward movement of the movable part is stopped by the control means.
[Patent Document 1]
Japanese translation of PCT publication No. 2000-502782
[Problems to be solved by the invention]
However, this type of conventional safety device, including the safety device described above, has detected that a part of the human body has entered a predetermined monitoring area when the optical path is interrupted. There was a point.
[0005]
First, some materials cannot be processed depending on the type of workpiece. For example, in the workpiece W having the standing side plate portion Ws as shown in FIG. 7, the operation of the processing machine is controlled to the safe side due to the presence of the side plate portion Ws that blocks the optical path. Processing becomes impossible.
[0006]
Secondly, in the method in which the light emitting means and the light receiving means move together with the movable part as in the safety device disclosed in the above publication, there is a risk that the movable part cannot be detected until it starts machining after the movable part starts to descend. On the other hand, the method in which the light emitting means and the light receiving means do not move is insufficient from the viewpoint of ensuring a high degree of safety because there is a risk that the light path cannot be blocked depending on the position and size of the hand. It is.
[0007]
The present invention solves such a problem existing in the prior art, and increases the versatility and convenience by dramatically expanding the types of workpieces that can be processed, and also provides a high level of safety. It aims at providing the safety device of the processing machine which can be ensured.
[0008]
[Means for Solving the Problems and Embodiments]
The present invention is attached to the processing machine M that processes the workpiece W held in the hand H, detects that a part (H) of the human body has entered a predetermined monitoring area Zc, and operates the processing machine M. When configuring the safety device 1 of the processing machine M controlled to the safe side, a reflection type photosensor unit 2 including a light emitting unit 2t that emits the radiated light Lt and a light receiving unit 2r that receives the reflected light Lr of the radiated light Lt; By including the scanning unit 3 that scans the radiation light Lt with respect to the boundary Kz of the monitoring region Zc, the detection units 4p and 4q that detect that a part of the human body (H) has entered the monitoring region Zc, and this detection The control unit 5 that controls the operation of the processing machine M to the safe side based on the detection results of the units 4p and 4q, and the reflection sheet 14 that has a recursive characteristic that reflects the reflected light Lr in the incident direction of the radiation light Lt on the outer surface are used. It has a reflective surface portion 6 and is attached to the operator And characterized in that it comprises a worker mounting portion 7.
[0009]
In this case, according to a preferred embodiment, a laser beam is used as the radiation light Lt. Further, the scanning unit 3 rotates the polygonal mirror 10 provided with a mirror surface R on each side of the polygon so that the radiation light Lt incident from one direction can be scanned, and the polygonal mirror 10. The rotational drive part 11 to be provided can be provided. At this time, the scanning unit 3 is preferably provided with a slit 12 that allows the radiated light Lt to pass therethrough and restricts the scanning range Qz of the radiated light Lt. The detection units 4p and 4q can be provided as a pair on the left and right above the monitoring area Zc. On the other hand, the worker mounting portion 7 can include at least work gloves 15 worn by the worker. On the other hand, as another form, the preliminary detection area Zcs is set in front of the monitoring area Zc, and the preliminary detection for detecting that a part of the human body enters the preliminary monitoring area Zcs in front of the detection units 4p and 4q. In addition to providing the units 16p and 16q, the control unit 5 can be provided with an alarm function for issuing a preliminary alarm based on the detection results of the preliminary detection units 16p and 16q.
[0010]
Thereby, the emitted light Lt is emitted from the light emitting unit 2t, and the emitted light Lt is scanned by the scanning unit 3 with respect to the boundary Kz of the monitoring region Zc. On the other hand, since the control unit 5 performs control on the safe side in accordance with the detection result of the light receiving unit 2r, the control unit 5 controls the safe side with respect to the operation of the processing machine M unless the light receiving unit 2r detects the reflected light Lr. There is no control. On the other hand, the worker wears the worker mounting portion 7 provided with the reflecting surface portion 6 using the reflection sheet 14 having the recursive characteristic of reflecting the reflected light Lr in the incident direction of the radiated light Lt on the outer surface. When the worker mounting portion 7 enters the monitoring region Zc, the radiated light Lt reflects the reflecting surface portion 6 of the worker mounting portion 7, and the reflected light Lr is received by the light receiving portion 2r. Therefore, the control unit 5 controls (stops control) the operation of the processing machine M to the safe side based on the light reception (detection result) of the light receiving unit 2r.
[0011]
【Example】
Next, preferred embodiments according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.
[0012]
First, the outline | summary of the processing machine M which concerns on a present Example, and the structure of the safety device 1 attached to this processing machine M are demonstrated with reference to FIGS.
[0013]
The processing machine M of the embodiment is a bending machine Mb for bending a metal plate (workpiece W) such as a steel plate, an aluminum plate, a copper plate, etc. held in the hand H. As shown in FIG. 1 (FIG. 7), this bending machine Mb is fixed to the upper table 51 and has an upper mold (fixed mold) 52 having a sword that projects downward, a lower table 53 and a fuselage 54. The lower mold | type (movable type) 55 which has the V groove | channel which raises / lowers by the raising / lowering drive part incorporated in is provided. As a result, when the operator holds the workpiece W in the hand H, puts the workpiece W between the upper mold 52 and the lower mold 55, and then steps on the bar pedal 56 with his / her foot, the lift drive unit operates, The die 55 can be raised and the workpiece W can be bent.
[0014]
The bending machine Mb is provided with the safety device 1 according to the present embodiment. The safety device 1 includes a pair of left and right detection units 4p and 4q disposed above the monitoring region Zc. As shown in FIG. 3, the monitoring area Zc of the example was set in a range of about 50 mm before the upper mold 52 and the lower mold 55. For this reason, the detection units 4p and 4q can be scanned with respect to the boundary Kz of the monitoring region Zc by being attached to the front panel 57 having the upper table 51 shown in FIG. Therefore, the safety device 1 according to the present embodiment can be easily retrofitted to the existing bending machine Mb.
[0015]
As shown in FIG. 4, the right detection unit 4 p includes a housing 21 formed in a rectangular parallelepiped shape, and includes a reflection type photosensor unit 2 and a scanning unit 3 inside. The reflection type optical sensor unit 2 includes a light emitting unit 2t that emits the radiated light Lt and a light receiving unit 2r that receives the reflected light Lr of the radiated light Lt, and is configured as a unit in which the light emitting unit 2t and the light receiving unit 2r are integrated. . The light emitting unit 2t and the light receiving unit 2r are in the same direction. In this case, the emitted light Lt emitted from the light emitting unit 2t is a laser beam having a beam diameter of about 3 [mm], and the wavelength is selected to be 650 to 670 [nm] so that the operator can recognize the monitoring region Zc. It is desirable. If such a laser beam is used, the monitoring region Zc can be narrowed if necessary, so that processing of a smaller workpiece W can be realized.
[0016]
The reflective optical sensor unit 2 is configured by a regression reflection method. Accordingly, the light emitting unit 2t has a polarizing filter that allows only the transverse wave of the emitted light (laser beam) Lt to pass, and the light receiving unit 2r has a polarizing filter that allows only the longitudinal wave of the reflected light (laser beam) Lr to pass. Have. As a result, even if the radiated light Lt hits a metal plate (workpiece W) such as a steel plate, an aluminum plate, or a copper plate, the polarization direction does not change. Therefore, the light receiving unit 2r does not receive the reflected light Lr. That is, the reflective optical sensor unit 2 does not detect the workpiece W.
[0017]
On the other hand, the scanning unit 3 has a function of scanning the radiation light Lt with respect to the boundary Kz of the monitoring region Zc. As shown in FIG. 4, the scanning unit 3 includes a polygonal mirror 10 having a mirror surface R... On each side of the polygon, and a rotation driving unit 11 that rotates the polygonal mirror 10. It is possible to scan the radiated light Lt incident from the beam. The polyhedral mirror body 10 according to the embodiment is configured by providing six mirror surfaces R... Having a hexagonal end surface and using a plane mirror on the peripheral surface. The rotation drive unit 11 uses an electric motor. In this case, the polyhedral mirror 10 may be directly connected to the rotary shaft of the electric motor, or may be provided with a reduction rotation transmission mechanism or the like as necessary. If the scanning unit 3 is configured in this way, the radiation light Lt can be scanned with a relatively simple configuration, and the number of scans can be easily set by changing the number of rotations. Further, as shown in FIG. 4, a slit 12 that regulates the scanning range Qz of the radiation light Lt is formed in the bottom surface portion 21 d of the housing 21. As shown in FIG. 1, it is desirable that the scanning range Qz has a full width in the left-right direction of the bending machine Mb.
[0018]
The right detection unit 4p has been described above, but the left detection unit 4q can also be configured identically except that it is configured symmetrically with respect to the right detection unit 4p. In order to prevent left and right interference, the wavelength of the laser beam may be slightly different on the left and right.
[0019]
Further, the control box 22 incorporating the control unit 5 is attached to the empty position of the front panel 57. The control unit 5 is connected to the reflection type optical sensor units 2 and the rotation driving unit 11 (electric motor) of the detection units 4p and 4q, and to the control system of the bending machine Mb. Thereby, the detection results from the detection units 4p and 4q are given to the control unit 5. The control unit 5 controls the rotation driving unit 11 and controls the operation of the processing machine M to the safe side based on the detection results of the detection units 4p and 4q. Therefore, if the shape (number of corners), the arrangement position, and the number of rotations of the polygonal mirror 10 are set, the radiated light Lt is reflected by the mirror surface R, is transmitted through the slit 12 and radiated downward. Repeated scanning in the direction is repeated. In the example, the number of scans per second was set to about 100 to 200 times. In FIG. 1, 58 denotes an emergency stop release button.
[0020]
On the other hand, the safety device 1 has a reflective surface portion 6 that reflects the radiated light Lt on the outer surface, and includes a worker mounting portion 7 that is worn by the worker. The reflection surface portion 6 uses a night-light reflection sheet 14 having a recursive characteristic that reflects the reflected light Lr in the incident direction of the radiated light Lt. The worker mounting portion 7 includes at least a work glove 15 worn by the worker, and can include a part of work clothes and work pants as necessary. FIG. 5 shows a work glove 15 provided with a reflection surface portion 6 that reflects the radiation light Lt on the entire outer surface.
[0021]
Generally, a glass bead system and a microprism system are known as the nightlight reflecting sheet having recursive characteristics. As shown in FIG. 6, the embodiment shows a night-light reflecting sheet 14 using a microprism system. The night-light reflecting sheet 14 includes a prism layer 23 in which a large number of microprisms P are arranged, an air layer 24, and a backing 25, and an outer surface of the prism layer 23 formed on a flat surface is an incident surface. Thereby, the radiated light Lt incident on the reflecting surface portion 6 bounces off the three surfaces of the microprism P, and radiates the reflected light Lr in the incident direction.
[0022]
For this reason, when the work gloves 15 are manufactured, a material that can also be used as a work glove fabric is used for the backing 25 of the night-light reflecting sheet 14, and the night-light reflecting sheet 14 is directly used as shown in FIG. The glove 15 may be manufactured, or, as shown in FIG. 6, a work glove main body is manufactured using a separate work glove fabric 26, and the night-light reflecting sheet 14 is cut into small pieces on the surface. Many night-light reflecting chips 14p formed by, for example, may be attached.
[0023]
Next, operation | movement of the safety device 1 which concerns on a present Example is demonstrated according to the flowchart shown in FIG. 8, referring each figure.
[0024]
First, the worker wears work gloves 15 on the hand H. Then, the worker holds the workpiece W with the hand H wearing the work gloves 15 and inserts it between the upper mold 52 and the lower mold 55 of the bending machine Mb as shown in FIG. In this state, when the operator steps on the bar pedal 56 with his / her foot, the bending machine Mb starts a processing operation (step S1). That is, the lower die 55 starts to rise by the operation of the lifting drive unit built in the machine body 54, and simultaneously, the radiated light Lt is emitted from the light emitting unit 2t of the detection unit 4p (same on the 4q side), and the polyhedral mirror body 10 is rotated by the rotation drive unit 11 (step S2). Thereby, the radiated light Lt is reflected on the mirror surface R of the polygonal mirror 10, passes through the slit 12, and the radiated light Lt reflected on the mirror R is scanned in the left-right direction by the rotation of the polygonal mirror 10. Step S3). In this case, as shown in FIG. 4, the scanning range Qz of the radiated light Lt is restricted by the slit 12, and the boundary Kz of the set monitoring region Zc is scanned as shown in FIGS. Do.
[0025]
At this time, since the reflective optical sensor unit 2 adopts the above-described regression reflection method, the workpiece W on which the polarized radiation light Lt is reflected as it is is not detected. Therefore, unless the work gloves 15 enter the monitoring area Zc, the processing operation continues normally (steps S4 and S5). That is, the lower mold 55 continues to rise, and bending is performed by sandwiching the workpiece W between the lower mold 55 and the upper mold 52. An example of this state is shown in FIG. In this case, since the monitoring region Zc is set approximately 50 mm before the upper die 52 and the lower die 55, even a considerably small workpiece W can be processed. When the processing is completed, the lower die 55 is lowered and returned to the home position to complete the processing operation, stop the emission of the radiated light Lt, and stop the rotation of the polygon mirror 10 ( Steps S6, S7, S8). This completes a series of processing steps.
[0026]
On the other hand, it is assumed that the work glove 15 enters the monitoring region Zc during the processing operation, like the work glove 15s indicated by a virtual line in FIG. In this case, as shown in FIG. 2, the radiated light Lt reflects the reflection surface portion 6 of the work glove 15. Since the reflecting surface portion 6 uses the night-light reflecting sheet 14 having a recursive characteristic that reflects the reflected light Lr in the incident direction of the radiated light Lt, the radiated light Lt incident on the reflecting surface portion 6 is the three surfaces of the microprism P. The reflected light Lr whose polarization is disturbed in the incident direction is emitted. Therefore, the reflected light Lr passes through the slit 12 and further enters the light receiving unit 2r by reflecting the mirror surface P. Since the reflected light Lr is disturbed in polarization, it is detected by the light receiving unit 2r. This detection result is given to the control unit 5. The detection result is compared with a threshold set in advance in the control unit 5, and it is determined that the work glove 15 (part of the human body) has entered the monitoring region Zc (steps S4 and S9).
[0027]
Thereby, the control part 5 controls the operation | movement of the bending machine Mb to the safe side (stop control) (step S10). As a result, the operating bending machine Mb immediately stops and safety is ensured. Based on this, if the operator moves the work glove 15 out of the monitoring region Zc by changing the position where the workpiece W is held, the reflected light Lr disappears, and the light receiving unit 2r enters a non-detection state. Therefore, when processing is continued, the processing operation is restarted by stepping on the bar pedal 56 again (steps S11, S1,...). That is, the lower die 55 that has been stopped resumes rising, and the radiation of the emitted light Lt and the rotation of the polygonal mirror 10 are also resumed.
[0028]
On the other hand, when the worker feels danger when the operation of the bending machine Mb is stopped, the emergency stop release button 58 may be pressed (steps S11 and S12). As a result, the lower die 55 is lowered and returned to the home position, whereby the processing operation can be terminated (steps S7 and S8).
[0029]
According to such a safety device 1 according to the present embodiment, unlike a method of detecting that a part of the human body has entered a predetermined monitoring area by blocking the optical path as in the conventional safety device, Even a workpiece W having an upstanding side plate portion Ws as shown in FIG. 7 can be processed. Therefore, the types of workpieces W that can be processed are dramatically expanded, and versatility and convenience are improved. In addition, after stepping on the bar pedal 56 (after the processing operation is started), the detection is always possible, and the pair of left and right detection units 4p and 4q performs detection from two different angles. A high degree of safety is ensured, such as avoiding detection omissions due to only the direction.
[0030]
FIG. 9 shows a modified embodiment. In this modified embodiment, the preliminary monitoring area Zcs is set before the monitoring area Zc, and the preliminary detection section 16p for detecting that a part of the human body enters the preliminary monitoring area Zcs before the detection sections 4p and 4q. , 16q and an alarm function for providing a preliminary alarm based on the detection results of the preliminary detectors 16p, 16q. In this case, the preliminary monitoring area Zcs can be set to a range of about 200 mm before the monitoring area Zc. The preliminary detection units 16p and 16q can be configured in the same manner as the detection units 4p and 4q, respectively, but the detection accuracy is lower than that of the detection units 4p and 4q. The light emission of a general light emitting diode can be used without using a laser beam. In addition, an alarm 30 that emits a chime sound or the like is connected to the control unit 5.
[0031]
As a result, if the work gloves 15 enter the preliminary monitoring area Zcs, the preliminary detection units 16p and 16q detect it, and the control unit 5 activates the alarm 30 to issue a preliminary alarm such as a chime sound. Therefore, since the operator can be alerted before the monitoring area Zc, the worker can be given a sense of security and safety can be further enhanced. In FIG. 9, Kzs indicates the boundary of the preliminary monitoring area Zcs. In FIG. 9, the same parts as those in FIG.
[0032]
The embodiment has been described in detail above, but the present invention is not limited to such an embodiment, and the detailed configuration, shape, material, quantity, numerical value, and the like are within the scope not departing from the gist of the present invention. , Can be changed, added and deleted arbitrarily. For example, in the embodiment, the bending machine Mb is exemplified as the processing machine M to which the safety device 1 is attached. However, the present invention can be similarly applied to various processing machines M such as a cutting machine used in the printing industry and the paper container industry. . Further, the case where the operation of the processing machine M is stopped by detecting that a part of the human body has entered the monitoring region Zc is illustrated, but the case where other control such as an operation in the opposite direction is performed as necessary is excluded. Not what you want. Furthermore, as the scanning unit 3, the case where the polygonal mirror body 10 provided with the mirror surface R... On each side of the polygon is rotated by the rotation driving unit 11 is shown, but one mirror body is repeated in a certain angle range. Alternatively, the radiated light Lt may be swung by rotating (swinging). On the other hand, the detection units 4p and 4q (preliminary detection units 16p and 16q) are shown as a pair arranged on the left and right above the monitoring region Zc (preliminary monitoring region Zcs), but a single detection unit 4p (or 4q) is shown. Or three or more detectors 4p may be used if necessary. Further, the radiated light Lt radiated from the single detection unit 4p may be branched into two directions by a half mirror or the like.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, the safety device for a processing machine according to the present invention includes a reflection type light sensor unit including a light emitting unit that emits radiated light and a light receiving unit that receives reflected light of the radiated light, and the radiated light at the boundary of the monitoring region. A detection unit that detects that a part of the human body has entered the monitoring region, and a control unit that controls the operation of the processing machine to the safe side based on the detection result of the detection unit. Since it has a reflective surface portion using a reflective sheet having a retroreflective property to reflect reflected light in the incident direction of the radiated light on the outer surface and has a worker mounting portion to be mounted on the worker, the following remarkable There is an effect.
[0034]
(1) Since this method is different from the conventional method of detecting when the optical path is interrupted, the type of workpiece that can be processed, such as a workpiece with an upstanding side plate, can be processed. It can be dramatically expanded and versatility and convenience can be enhanced.
[0035]
(2) Unlike the conventional method in which the laser beam is moved together with the movable part, after the processing operation is started, the laser beam is always detectable, so that a high degree of safety can be ensured.
[0036]
(3) According to a preferred embodiment, if a laser beam is used as the emitted light, the monitoring region can be narrowed as necessary, and therefore, processing of a smaller workpiece can be realized.
[0037]
(4) According to a preferred embodiment, if the scanning unit is provided with a polygon mirror provided with a mirror surface on each side of the polygon and a rotation driving unit for rotating the polygon mirror, a relatively simple configuration Thus, the emitted light can be scanned and the number of scans can be easily set.
[0038]
(5) According to a preferred embodiment, if a pair of detectors are arranged on the left and right above the monitoring area, a higher level of safety can be ensured such that detection omission can be avoided.
[0039]
(6) According to a preferred embodiment, the preliminary monitoring area is set in front of the monitoring area, and a preliminary detection unit that detects that a part of the human body has entered the preliminary monitoring area is provided in front of the detection unit. If the control unit is provided with an alarm function for issuing a preliminary alarm based on the detection result of the preliminary detection unit, the operator can be alerted in front of the monitoring area, and the worker can feel secure. While being able to have, it can raise safety more.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view of a processing machine (bending machine) provided with a safety device according to a preferred embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a diagram illustrating the basic configuration of the safety device as viewed from the front.
FIG. 3 is a principle configuration diagram of the safety device as seen from the plane direction;
FIG. 4 is a configuration diagram of a detection unit in the safety device;
FIG. 5 is a rear view of a work glove in the safety device;
FIG. 6 is a cross-sectional view of a modified example of the work glove,
FIG. 7 is a perspective view showing a state in which a workpiece is being processed by the processing machine (bending machine);
FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation (function) of the safety device;
FIG. 9 is a principle configuration diagram of a safety device according to a modified embodiment of the present invention as seen from the plane direction;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Safety device 2 Reflection type optical sensor part 2t Light emission part 2r Light reception part 3 Scanning part 4p Detection part 4q Detection part 5 Control part 6 Reflection surface part 7 Worker mounting part 10 Polyhedral mirror body 11 Rotation drive part 12 Slit 14 Night light reflection sheet 15 Work gloves 16p Preliminary detection unit 16q Preliminary detection unit H Hand (part of human body)
W Workpiece Zc Monitoring area Zcs Preliminary monitoring area M Processing machine Lt Radiation light Lr Reflected light Kz Monitoring area boundary R ... Mirror surface Qz Scanning range

Claims (7)

手に持った被加工物を加工する加工機械に付設し、人体の一部が所定の監視領域に入ったことを検出して加工機械の動作を安全側に制御する加工機械の安全装置において、放射光を発光する発光部及び当該放射光の反射光を受光する受光部からなる反射型光センサ部と前記放射光を前記監視領域の境界に対して走査させる走査部を有することにより、人体の一部が前記監視領域に入ったことを検出する検出部と、この検出部の検出結果に基づいて加工機械の動作を安全側に制御する制御部と、外面に前記反射光を前記放射光の入射方向へ反射させる再帰特性を有する反射シートを用いた反射面部を有し、かつ作業者に装着する作業者用装着部を備えることを特徴とする加工機械の安全装置。  In a safety device for a processing machine that is attached to a processing machine that processes a workpiece held in a hand, detects that a part of the human body has entered a predetermined monitoring area, and controls the operation of the processing machine to the safe side. By having a reflection type optical sensor unit composed of a light emitting unit that emits radiated light and a light receiving unit that receives reflected light of the radiated light, and a scanning unit that scans the boundary of the monitoring area with the radiated light, A detection unit that detects that a part of the monitoring area has entered, a control unit that controls the operation of the processing machine to a safe side based on the detection result of the detection unit, and the reflected light on the outer surface of the radiation light A safety device for a processing machine having a reflective surface portion using a reflective sheet having a retroreflective property to be reflected in an incident direction, and comprising a worker mounting portion to be mounted on a worker. 前記放射光は、レーザビームであることを特徴とする請求項1記載の加工機械の安全装置。  The safety device for a processing machine according to claim 1, wherein the emitted light is a laser beam. 前記走査部は、多角形の辺部にそれぞれ鏡面を設けた多面鏡体と、この多面鏡体を回転させる回転駆動部を有することにより、一方向から入射する前記放射光を走査させることを特徴とする請求項1記載の加工機械の安全装置。  The scanning unit scans the emitted light incident from one direction by having a polygon mirror provided with a mirror surface on each side of a polygon and a rotation driving unit that rotates the polygon mirror. The safety device for a processing machine according to claim 1. 前記走査部は、前記放射光を通過させ、かつこの放射光の走査範囲を規制するスリットを有することを特徴とする請求項1記載の加工機械の安全装置。  2. The safety device for a processing machine according to claim 1, wherein the scanning unit includes a slit that allows the radiation light to pass therethrough and restricts a scanning range of the radiation light. 前記検出部は、前記監視領域の上方における左右に一対配することを特徴とする請求項1又は4記載の加工機械の安全装置。  The safety device for a processing machine according to claim 1, wherein a pair of the detection units are arranged on the left and right above the monitoring area. 前記作業者用装着部は、作業者が装着する少なくとも作業手袋を含むことを特徴とする請求項1記載の加工機械の安全装置。  The safety device for a processing machine according to claim 1, wherein the worker mounting portion includes at least a work glove worn by the worker. 前記監視領域の手前に予備監視領域を設定し、かつ前記検出部の手前に、人体の一部が前記予備監視領域に入ったことを検出する予備検出部を設けるとともに、前記制御部に、前記予備検出部の検出結果に基づいて予備警報を発する警報機能を設けることを特徴とする請求項1記載の加工機械の安全装置。  A preliminary monitoring area is set in front of the monitoring area, and a preliminary detection unit that detects that a part of the human body has entered the preliminary monitoring area is provided in front of the detection unit. The safety device for a processing machine according to claim 1, further comprising an alarm function for issuing a preliminary alarm based on a detection result of the preliminary detector.
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