JPH0792193B2 - プレス機械の光線式安全装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プレス機械の周囲に光線を形成し、その光線
が異物の侵入により遮断されると停止信号が発生されて
プレス機械の動作を停止させ、遮断が解除されると停止
解除信号が発生されてプレス機械を始動させ得るように
なったプレス機械の光線式安全装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

この種の従来のプレス機械の光線式安全装置は専ら光線
を単一面状に形成されており、このような１層光線を前
提にして種々の方式のものが開発されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

したがって、１層の光線が遮断されると機械の動作を停
止させ、停止解除信号の発生により再作動させる場合に
は安全性に鑑みて固い手動スイッチを押さなければ始動
されないようになっている。また、１層であると、その
異物検出機能が故障している場合、安全監視機能を完全
に失うことになる。

よって、本発明は異物の侵入を確実に検出し、しかもそ
の異物回復も確実に検出できるプレス機械の光線式安全
装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、この目的を達成するために、複数層の光線を
プレス機械の外側から内側に向けて多層に形成すると共
に、複数層の光線の光線遮断信号を入力とし、少なくと
も１層が遮断されると、プレス機械の作動を停止させる
停止信号を発生する停止信号発生回路と、最も内側の光
線の光線遮断信号から最も外側の光線の光線遮断信号ま
で順に消滅するのを検出して異物脱出信号を発生する異
物脱出信号発生回路と、停止信号発生の発生後に異物脱
出信号が発生するのを検出して停止解除信号を発生する
停止解除信号発生回路とを設けてある。

始動の安全性を確保するためには、停止解除信号発生回
路から停止解除信号が発生された状態で操作することに
より、プレス機械を始動させる手動操作用スイッチを設
けることが好ましく、その際作業者が所持するリモート
式にすることも考えられる。

より信頼度の高い異物脱出信号を発生するには、異物脱
出信号発生回路を、最も外側の光線から最も内側の光線
まで順に遮断し、次いで最も内側の光線遮断信号から最
も外側の光線の光線遮断信号まで順に消滅するのを検出
するように構成する。この場合、プレス機械を始動させ
る手動操作用スイッチを設けることなく、停止解除信号
発生回路が、停止解除信号に換えてプレス機械を始動さ
せる始動信号を直接発生することも考えられる。

作業終了に伴う光線遮断の解除直後に、例えばワーク、
型のセットミス等に対して反射的に手を出した場合の危
険を回避するために、停止解除信号発生回路が、停止解
除信号を発生するのを僅かに遅延させるタイマを備える
と、安全性上極めて有効である。

さらに、作業者が光線の内部に入ることも考慮して、最
も外側の光線の光線遮断信号から最も内側の光線の光線
遮断信号まで順に消滅するのを検出して異物横断信号を
発生する異物横断信号発生回路と、最も内側の光線の光
線遮断信号から最も外側の光線の光線遮断信号まで順に
発生するのを検出して異物逆侵入信号を発生する異物逆
侵入信号発生回路とを設け、停止解除信号発生回路は、
異物横断信号の入力後から異物逆侵入信号が入力するま
で動作不能となるように構成することも考えられる。

〔作用〕

停止信号発生回路は、光線の少なくとも１層が遮断され
ると停止信号発生を発生し、プレス機械の作動を停止さ
せる。この状態で、異物脱出信号発生回路は、光線から
異物が脱出することにより、最も内側の光線の光線遮断
信号から最も外側の光線の光線遮断信号まで順に消滅す
るのを検出して異物脱出信号を発生する。これにより、
停止解除信号発生回路は停止解除信号を発生し、プレス
機械を作動準備状態にし、手動操作用スイッチを操作し
てプレス機械を始動させる。したがって、従来と同程度
の安全性を確保してそのスイッチの操作をより簡単にす
る構造に構成できる。手動操作用スイッチがリモート式
の場合、作業者等が装置本体から離れて作動を開始させ
得る。

異物脱出信号発生回路が、最も外側の光線から最も内側
の前記光線まで順に遮断し、次いで最も内側の前記光線
遮断信号から最も外側の前記光線の前記光線遮断信号ま
で順に消滅するのを検出し、始動用のスイッチを備えな
い場合、異物脱出信号を発生すると停止解除信号発生回
路は停止解除信号に換えて始動信号を直接発生してプレ
ス機械は自動的に始動される。

さらに、異物横断信号発生回路及び異物逆侵入信号発生
回路を備える場合、異物横断信号発生回路により作業者
が光線の内側へ侵入するのが検出され、異物逆侵入信号
発生回路により作業者が光線を逆方向から侵入してくる
まで、停止解除信号発生回路は動作不能となり、続いて
脱出が完了した時点で異物脱出信号が発生するとプレス
機械を作動準備状態又は自動的に始動される。

〔実施例〕

第１図及び第２図は、プレス機械に適用した本発明の一
実施例による安全装置である。

第２図は、スライド１に取付けられた上型２及び下型３
間に介在された金属材料を所定の形状に折り曲げ加工す
るプレス機械を示す。そして、正面の一方側には投光器
用ブラケット10が取付けられ、発光素子11₁〜11₁₀が上
方から下方に向けて配列され、さらに内側に向けて発光
素子12₁〜12₁₀及び13₁〜13₁₀が光幕を垂直面へ３層に形
成するように配列されている。他方側には、受光器用ブ
ラケット20が対面して配列され、前述の各発光素子に対
向する位置に同様に３層に受光素子14₁〜14₁₀、15₁〜15
₁₀、16₁〜16₁₀が配列されている。発光素子11₁〜11₁₀は
外側の光幕を形成し、対向する受光素子14₁〜14₁₀のそ
れぞれに入射する光軸のいずれかが遮断されると、周知
のように１層目の光線遮断信号S₁を付属回路（図示せ
ず）から発生する。同様に、真中の光線の受光素子15₁
〜15₁₀に入射する光軸のいずれかが遮断されると２層目
の光線遮断信号S₂、内側の光線の受光素子16₁〜16₁₀は
３層目の光線遮断信号S₃を出力する。

第１図は、これらの光線遮断信号S₁〜S₃の処理回路部を
示す。即ち、21は停止信号発生回路として機能するオア
ゲートであり、光線遮断信号S₁〜S₃の少なくとも１個が
入力するとプレス機械の作動を制御する駆動制御回路22
に停止信号ｌを供給する。

23は異物脱出信号発生回路であり、作業者の手等の挿入
により光線遮断信号S₁〜S₃が発生している状態におい
て、内側の光線遮断信号S₃から外側のものS₁まで順に消
滅するのを検出して異物脱出信号ｍを発生する。この回
路は、光線遮断信号S₁〜S₃を入力とする種々の方式のハ
ードロジック回路或はCPUにより構成できる。

24は停止解除信号発生回路であり、停止信号ｌが発生し
た後に異物脱出信号ｍが発生するのを検出して停止解除
信号ｎを発生する。

25はプレス機械の作動開始用のリモートスイッチを構成
するために腕時計式のベルトに取付けられたタッチスイ
ッチであり、その操作により例えば超音波ビームを発生
する送信回路25aが付属し、その送信ビームを受信する
受信回路25bが装置本体に取付けられている。そして、
停止解除信号ｎの発生状態でタッチスイッチ25が操作さ
れると、その送信信号が受信され、アンドゲート26を通
して駆動制御回路22に始動信号ｏが供給される。

動作は次の通りである。

プレス機械の動作中、作業者の例えば手が侵入して光線
遮断信号S₁〜S₃の少なくとも１個が発生すると、オアゲ
ート21を通して駆動制御回路22に停止信号ｌが供給さ
れ、プレス機械の動作は停止する。挿入した手を光線か
ら脱出させると、光線遮断信号S₁〜S₃が順に内側から消
滅して異物脱出信号ｍが発生することにより、停止解除
信号発生回路24は停止解除信号ｎを発生し続ける。この
状態で、作業者がタッチスイッチ25を操作するとアンド
ゲート26を通して始動信号ｏが出力され、駆動制御回路
22は動作を開始させると共に、停止解除信号発生回路24
をリセットして停止解除信号ｎの発生を停止させる。

つまり、異物が多層光線で検出され、かつその脱出が検
知されることにより、異常発生が確実に検出されるだけ
でなく、その解除も確実に検知されるために、始動用の
スイッチを従来のように特別に安全性を考慮して固くす
る必要がなくなる。例えば、異物が光線の内側へ横断し
た場合、光線遮断信号が消滅しても、停止解除信号ｎは
発生しない。３層の光線の内１層又は２層のみ遮断され
た場合には、回復しても異物脱出信号ｍが発生しない
が、始動時に手を光線へ挿入して異物脱出信号ｍを特別
に発生させた後、タッチスイッチ25を操作する。

第３図は別の実施例を示すもので、第１図における停止
解除信号発生回路24に、光線遮断信号S₁〜S₃が外側から
順に発生して復帰するのを検出することにより、異物が
光線の内側へ横断するのを検出する異物横断信号発生回
路28及び同様に異物が内側から３層の光線を順に遮断す
るのを検出する異物逆侵入信号発生回路29が付属してい
る。これにより、光線の内側で作業をする場合、作業者
が光線を横断する時点で停止解除信号発生回路24が動作
不能となり、作業を終了して内側から光線に侵入すると
動作状態となり、完全に脱出すると異物脱出信号ｍが発
生することにより、停止解除信号ｎを発生する。これに
より、一旦光線が遮断されて内部に作業者が入った状態
で、他者が光線を遮断しても停止解除信号ｎは発生され
ず、内部から外部へ完全に光線を横断し終えた後に初め
て停止解除信号ｎが発生する。

尚、第１及び第３図の実施例における停止解除信号発生
回路24に、例えばワーク、型のセットミスに対して反射
的に手を出す感覚に対応するタイマ時間のタイマを内蔵
させ、このタイマ時間内に再度停止信号ｌが発生しない
場合にのみ、異物脱出信号ｍに対応して停止解除信号ｎ
を発生させるように構成することも考えられる。プレス
機械の作動用スイッチは、前述のタッチスイッチの代り
に、プレス機械本体へ従来に比べて操作の容易なものを
装着しても良い。換言すれば、従来のままだと安全性が
一層高まる。

光線は２層或は４層以上にすることも考えられ、２層の
場合にも特に電気雑音、光学的な誤動作を配慮して同様
に各光線のしゃ断或は回復順を判断することにより、高
信頼性の安全装置を実現できる。第４図は、このように
異物、例えば手もしくは腕が２層の光線に順に外側から
侵入し、双方遮断した状態から順に内側から遮断を解除
したときに異物脱出信号ｍを発生する異物脱出信号発生
回路を詳細に示す。他の回路部分は第１図の回路と同等
であり、２層の光線遮断信号S₁、S₂はそれぞれ同図のオ
アゲート21に供給され、異物脱出信号ｍは同図の停止解
除信号発生回路24に供給される。

即ち、この回路は、外側から１層目の光線の非遮断状態
＃_１、２層目の非遮断状態＃_２並びにこれらの遮断状態 を基に、第５図に示すように、光線状態ａ、ｂ、ｃ、
ｄ、ｅ、、、、、ａの推移を検知するように構
成されている。ここで、状態ａ及びは２層共非遮断、
ｃ及びは内側から１層目のみ遮断、ｅは２層共遮断、
ｂはａからｃへの移動、ｄはｃからｅへの移動、はｅ
からへの移動、はからへの移動を意味する。こ
れらの状態＃_１、＃_２、＃_１、＃_２では、光線非遮断信
号S₁、S₂及び光線遮断信号S₁、S₂がそれぞれ出力され、
これらの信号と、それぞれに例えば0.2秒程度の遅延回
路31〜34を経由して得られた遅延信号を入力として、状
態ａ、ｃ、ｅ、、に達したことを意味する信号を出
力するR-Sフリップフロップ41〜45、そのセット入力端
子のアンドゲート51〜55、及びリセット入力端子のオア
ゲート61〜66、アンドゲード71〜74とで、下記の論理式
を満足するように構成されている。この論理式でＤは遅
延を表わし、またR-Sフリップフロップ41〜45は全てシ
ステムリセット信号及び異物脱出信号ｍでリセットされ
る。

したがって、R-Sフリップフロップ41は、通常状態にお
いて＃_１及び＃_２でセットされてａ信号を出力する。

R-Sフリップフロップ42は、＃_１を遅延させた状態と、 との論理積をセット条件とすることにより、状態ａから
状態ｂを経由して状態 に変化したときにｃ信号を出力する。状態ｂを経由しな
いときはセットされない。また、リセット条件 から状態ｃになった後所定時間経過しても状態ｅになら
ない場合にはリセットされる。つまり、１層目のみ遮断
してそのままか又は抜いたときにはｃ信号は解除され
る。

R-Sフリップフロップ43は、セット条件D#_２より状態ｃ
から状態ｄを経由して、状態 に変化したときにｅ信号を出力する。ただし、リセット
条件ａ・ｃ・ｅ・・により状態ａに復帰した後、リ
セット条件 により0.2秒以前に再度状態ｃ又は状態になってもリ
セットされる。

R-Sフリップフロップ44は、状態ｅから状態を経由し
て状態 に変化したときに信号を出力する。ただし、同様に状
態から状態ａに復帰した直後に状態ｂを経由して状態
ｃに変化した場合、又はリセット条件 から一旦状態ｅに戻った後、状態ｄを経由して再度状態
ｅに変化した場合にはリセトされる。

R-Sフリップフロップ45は、状態から状態を経由し
て状態＃_１、＃_２に変化したときに信号を出力する。
同様に直後に状態から状態ｂを経由して状態ｃに変化
した場合リセットされる。

これにより、例えば手を２層の光線に侵入させて次いで
抜くと、R-Sフリップフロップ41〜45からａ信号が発生
している状態で順にｃ信号、ｅ信号、信号及び信号
が発生し、アンドゲート75からこれらの論理積信号が出
力され、遅延回路76から0.2秒後に異物脱出信号ｍが出
力される。この0.2秒間に、いずれかの信号が消滅する
と、異物脱出信号ｍは発生しない。さらに、通常の作業
に従った光線遮断操作でない場合、前述のリセット条件
により、説明した５段階のシーケンス信号が発生しな
い。

したがって、極めて信頼性の高い異物脱出信号ｍが得ら
れ、この信号を入力とし、かつ前述の反射的に手を出す
感覚に対応するタイマ時間のタイマを内蔵した停止解除
信号発生回路から停止解除信号ｎを始動用スイッチなし
で始動信号ｏとして出力させることも考えられる。即
ち、光線の遮断解除に伴う自動始動が可能になる。

尚、本発明は、発光素子と受光素子が同じ側に配列さ
れ、反対側にミラーを対向させたり、発光素子の発光動
作を順に切換走査、或は各層が光線一本である等あらゆ
る光線発生方式を採用した安全装置に適用可能である。
光線は正面だけでなく、側面に形成されている場合にも
当然適用可能である。

〔発明の効果〕

以上、本発明によれば複数層の光線を備えることによ
り、いずれかの光線の故障に起因する異物侵入の検出ミ
スが回避され、安全性がより高まる。また、異物侵入の
回復を検出することにより、作業者が光線の内側へ入っ
て見掛け上異常が回復することがなくなり或は偶発的に
異常が回復する頻度が一層低くなり、したがって光線の
異常回復の監視性能が向上する。

この際、異物侵入の回復検出が、最も外側の光線から最
も内側の光線まで順に遮断し、次いで最も内側の光線遮
断信号から順に最も外側の光線の光線遮断信号までの消
滅を基に行われると、安全性が一層高まり、始動用の手
動操作スイッチは廃止して自動的な始動も可能になる。

停止解除信号の発生状態で、手動操作スイッチによりプ
レス機械の作動を開始させる場合でも、その操作を容易
に行えるようにしても問題がなくなる。リモートスイッ
チの採用も容易に可能になる。

さらに、異物横断信号発生回路及び異物逆侵入信号発生
回路を備える場合、作業者が光線の内側へ侵入した場合
の安全性も一層確実になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用されたプレス機械の実施例の正面
斜視図、第２図は同実施例の回路構成を示す図、第３図
はその回路の変形例を示す図、第４図は２層光線式の別
の実施例の回路構成を示す図及び第５図はこの実施例の
動作を説明する図である。 11₁〜11₁₀、12₁〜12₁₀、13₁〜13₁₀……発光素子、14₁〜
14₁₀、15₁〜15₁₀、16₁〜16₁₀……受光素子、25……タッ
チスイッチ。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プレス機械の周囲に光線を形成し、その光
   線が異物の侵入により遮断されると停止信号が発生され
   てプレス機械の動作を停止させ、遮断が解除されると停
   止解除信号が発生されてプレス機械を始動させ得るよう
   になったプレス機械の光線式安全装置において、 複数層の光線をプレス機械の外側から内側に向けて形成
   すると共に、 前記光線の光線遮断信号を入力とし、少なくとも１層が
   遮断されると、プレス機械の作動を停止させる停止信号
   を発生する停止信号発生回路と、最も内側の前記光線の
   前記光線遮断信号から最も外側の前記光線の前記光線遮
   断信号まで順に消滅するのを検出して異物脱出信号を発
   生する異物脱出信号発生回路と、前記停止信号発生の発
   生後に前記異物脱出信号が発生するのを検出して停止解
   除信号を発生する停止解除信号発生回路と、を備えたこ
   とを特徴とするプレス機械の光線式安全装置。
2. 【請求項２】プレス機械の周囲に光線を形成し、その光
   線が異物の侵入により遮断されると停止信号が発生され
   てプレス機械の動作を停止させ、遮断が解除されると停
   止解除信号が発生されてプレス機械を始動させ得るよう
   になったプレス機械の光線式安全装置において、 複数層の光線をプレス機械の外側から内側に向けて形成
   すると共に、 複数層の前記光線の光線遮断信号を入力とし、少なくと
   も１層が遮断されるとプレス機械の作動を停止させる停
   止信号を発生する停止信号発生回路と、最も外側の光線
   から最も内側の前記光線まで順に遮断し、次いで最も内
   側の前記光線遮断信号から最も外側の前記光線の前記光
   線遮断信号まで順に消滅するのを検出して異物脱出信号
   を発生する異物脱出発生回路と、前記停止信号発生の発
   生後に前記異物脱出信号が発生するのを検出して停止解
   除信号を発生する停止解除信号発生回路と、を備えたこ
   とを特徴とするプレス機械の光線式安全装置。
3. 【請求項３】停止解除信号発生回路から停止解除信号が
   発生された状態で操作することにより、プレス機械を始
   動させる手動操作用スイッチを備えたことを特徴とする
   請求項１又は２に記載のプレス機械の光線式安全装置。
4. 【請求項４】停止解除信号発生回路が、停止解除信号を
   発生するのを遅延させるタイマを備え、このタイマ時間
   内に再度停止信号が発生しない場合にのみ、異物脱出信
   号に対応して停止解除信号を発生することを特徴とする
   請求項１又は２に記載のプレス機械の光線式安全装置。
5. 【請求項５】停止解除信号発生回路が、停止解除信号に
   換えてプレス機械を始動させる始動信号を直接発生する
   ことを特徴とする請求項２に記載のプレス機械の光線式
   安全装置。
6. 【請求項６】スイッチが、作業者の所持するリモート式
   であることを特徴とする請求項３に記載のプレス機械の
   光線式安全装置。
7. 【請求項７】最も外側の光線の光線遮断信号から最も内
   側の前記光線の前記光線遮断信号まで順に消滅するのを
   検出して異物横断信号を発生する異物横断信号発生回路
   と、最も内側の前記光線の前記光線遮断信号から最も外
   側の前記光線の前記光線遮断信号まで順に発生するのを
   検出して異物逆侵入信号を発生する異物逆侵入信号発生
   回路とを備え、 停止解除信号発生回路は、前記異物横断信号の入力後か
   ら異物逆侵入信号が入力するまで動作不能となるように
   構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載
   のプレス機械の光線式安全装置。