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
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Description
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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