(57)【要約】【課題】簡単な構成で、信頼性を確保して、プレス機械のスライドが所定の位置に到達したことを検出するとともに、スライドの速度が所定の値以上であることを検出する。【解決手段】位置速度検出装置２の投光部７ａ、７ｂは、光Ｌａ、Ｌｂを出射する。受光部８ａ、８ｂは、各投光部７ａ、７ｂから出射された光Ｌａ、Ｌｂを個別に検知する。ゲージ９は、各投光部７ａ、７ｂから出射された光Ｌａ、Ｌｂを透過する状態と遮る状態とを切り替えるためのものである。投光部７ａ、７ｂ及び受光部８ａ、８ｂは、スライド３に設けられる。ゲージ９は、ボルスタ４に設けられる。処理部１０は、閉じ工程において、複数の受光部８ａ、８ｂの検知結果が所定のパターンで変化したときにスライド３が所定位置に到達したと検出する。処理部１０は、受光部８ａ、８ｂの検知結果が変化しない継続時間に基づいてスライド３の速度が所定の値以上であることを検出する。【選択図】図２
2018130747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボルスタと、前記ボルスタに対して動くスライドとを有するプレス機械に用いられる位置速度検出装置であって、
光を出射する複数の投光部と、前記各投光部から出射された光を個別に検知する複数の受光部と、前記各投光部から出射された光を透過する状態と遮る状態とを切り替えるためのゲージと、複数の前記受光部の検知結果を処理する処理部とを備え、
前記投光部及び受光部は、前記スライドに設けられ、
前記ゲージは、前記ボルスタに設けられ、光を遮る板であり、光を透過する複数の開口部が前記スライドの動作方向において所定間隔に形成され、前記スライドが前記ボルスタに接近していく閉じ工程において前記投光部から出射される光の光路と交差し、
前記処理部は、前記閉じ工程において、複数の前記受光部の検知結果が所定のパターンで変化したときに前記スライドが所定位置に到達したと検出するとともに、前記受光部の検知結果が変化しない継続時間に基づいて前記スライドの速度が所定の値以上であることを検出することを特徴とする位置速度検出装置。
【請求項２】
ボルスタと、前記ボルスタに対して動くスライドとを有するプレス機械に用いられる位置速度検出装置であって、
光を出射する複数の投光部と、前記各投光部から出射された光を個別に検知する複数の受光部と、前記各投光部から出射された光を透過する状態と遮る状態とを切り替えるためのゲージと、複数の前記受光部の検知結果を処理する処理部とを備え、
前記投光部及び受光部は、前記ボルスタに設けられ、
前記ゲージは、前記スライドに設けられ、光を遮る板であり、光を透過する複数の開口部が前記スライドの動作方向において所定間隔に形成され、
前記スライドが前記ボルスタに接近していく閉じ工程において前記投光部から出射される光の光路と交差し、
前記処理部は、前記閉じ工程において、複数の前記受光部の検知結果が所定のパターンで変化したときに前記スライドが所定位置に到達したと検出するとともに、前記受光部の検知結果が変化しない継続時間に基づいて前記スライドの速度が所定の値以上であることを検出することを特徴とする位置速度検出装置。
【請求項３】
複数の前記投光部及び受光部は、対を成す第１の投光部及び第１の受光部と、対を成す第２の投光部及び第２の受光部であり、
前記ゲージの各開口部は、前記スライドの動作方向における開口幅が等しく、その動作方向において等間隔に形成され、
第１の前記投光部及び受光部と、第２の前記投光部及び受光部とは、前記動作方向において前記開口部に対する相対位置の差異であるオフセットを有し、
前記オフセットは、前記開口幅より大きく、かつ、前記ゲージの非開口幅より小さく、
前記ゲージは、前記閉じ工程の開始前に第１及び第２の前記投光部から出射された光をいずれも遮らない非遮光状態となるように配置され、
前記処理部は、前記閉じ工程において、第１及び第２の前記受光部の検知結果が、時系列順に、両方光の検知あり、一方だけ光の検知あり、両方光の検知無し、他方だけ光の検知ありのパターンで変化したとき、前記スライドが所定位置に到達したと検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の位置速度検出装置。
【請求項４】
ボルスタと、前記ボルスタに対して動くスライドとを有するプレス機械に用いられる位置速度検出装置であって、
光を出射する複数の投光部と、前記各投光部から出射された光を反射する状態と反射しない状態とを切り替えるためのゲージと、前記各投光部から出射されて前記ゲージで反射された光を個別に検知する複数の受光部と、複数の前記受光部の検知結果を処理する処理部とを備え、
前記投光部及び受光部は、前記スライドに設けられ、
前記ゲージは、前記ボルスタに設けられ、光を反射する複数のミラー部が前記スライドの動作方向において所定間隔に形成され、前記投光部から出射される光の光路と交差し、
前記処理部は、前記閉じ工程において、複数の前記受光部の検知結果が所定のパターンで変化したときに前記スライドが所定位置に到達したと検出するとともに、前記受光部の検知結果が変化しない継続時間に基づいて前記スライドの速度が所定の値以上であることを検出することを特徴とする位置速度検出装置。
【請求項５】
ボルスタと、前記ボルスタに対して動くスライドとを有するプレス機械に用いられる位置速度検出装置であって、
光を出射する複数の投光部と、前記各投光部から出射された光を反射する状態と反射しない状態とを切り替えるためのゲージと、前記各投光部から出射されて前記ゲージで反射された光を個別に検知する複数の受光部と、複数の前記受光部の検知結果を処理する処理部とを備え、
前記投光部及び受光部は、前記ボルスタに設けられ、
前記ゲージは、前記スライドに設けられ、光を反射する複数のミラー部が前記スライドの動作方向において所定間隔に形成され、前記投光部から出射される光の光路と交差し、
前記処理部は、前記閉じ工程において、複数の前記受光部の検知結果が所定のパターンで変化したときに前記スライドが所定位置に到達したと検出するとともに、前記受光部の検知結果が変化しない継続時間に基づいて前記スライドの速度が所定の値以上であることを検出することを特徴とする位置速度検出装置。
【請求項６】
複数の前記投光部及び受光部は、対を成す第１の投光部及び第１の受光部と、対を成す第２の投光部及び第２の受光部であり、
前記ゲージの各ミラー部は、前記スライドの動作方向における幅が等しく、その動作方向において等間隔に形成され、
第１の前記投光部及び受光部と、第２の前記投光部及び受光部とは、前記動作方向において前記ミラー部に対する相対位置の差異であるオフセットを有し、
前記オフセットは、前記ミラー部の幅より大きく、かつ、前記ゲージの隣接するミラー部間の光を反射しない幅より小さく、
前記ゲージは、前記閉じ工程の開始前に第１及び第２の前記投光部から出射された光をいずれも反射する状態となるように配置され、
前記処理部は、前記閉じ工程において、第１及び第２の前記受光部の検知結果が、時系列順に、両方光の検知あり、一方だけ光の検知あり、両方光の検知無し、他方だけ光の検知ありのパターンで変化したとき、前記スライドが所定位置に到達したと検出することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の位置速度検出装置。
【請求項７】
前記処理部は、前記閉じ工程において、複数の前記受光部の少なくとも一つの検知結果において、検知結果が変化しない継続時間が所定の時間基準値以下の場合、前記スライドの速度が所定の値以上であると検出することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の位置速度検出装置。
【請求項８】
請求項７に記載の位置速度検出装置と、前記ボルスタ及びスライドと、所定領域への侵入物を検知する侵入センサと、前記スライドを制御する制御装置とを有するプレス機械であって、
前記制御装置は、前記位置速度検出装置によって、前記スライドが所定位置に到達したと検出され、かつ、前記スライドの速度が所定の値以上であると検出されないとき、前記侵入センサによる検知を無効にし、それ以外のとき、前記侵入センサによる検知を無効にしないことを特徴とするプレス機械。
【請求項９】
請求項７に記載の位置速度検出装置と、前記ボルスタ及びスライドと、対を成す金型と、所定領域への侵入物を検知する侵入センサと、前記スライドを制御する制御装置とを有するプレス機械であって、
前記金型の一方は、前記スライドに取り付けられ、他方は、前記ボルスタに取り付けられ、
前記侵入センサは、出射するレーザ光が遮られることによって侵入物を検知するレーザセンサであり、２本の光軸のレーザ光を出射し、
前記２本の光軸は、対を成す前記金型の間の空間領域に上下方向に並べて配置され、
前記制御装置は、前記閉じ工程において、前記位置速度検出装置によって、前記スライドが第１の所定位置に到達したと検出されたとき、前記スライドに設けられた金型から遠い方の光軸での前記侵入センサによる検知を無効にし、そして、前記スライドが第２の所定位置に到達したと検出され、かつ、前記スライドの速度が所定の値以上であると検出されないとき、前記金型に近い方の光軸での前記侵入センサによる検知を無効にし、前記スライドが第１の所定位置及び第２の所定位置のいずれにも到達したと検出されないとき、前記侵入センサによる検知を無効にしないことを特徴とするプレス機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス機械を安全に動作させるためのプレス機械用の位置速度検出装置、及びその位置速度検出装置を有するプレス機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属等のプレス加工において、プレス機械が一般的に用いられる。プレス機械とは、２個以上の対を成す工具を用い、それらの工具間に加工材を置いて工具に関係運動を行わせ、工具によって加工材に強い力を加えることによって加工材を成形加工する機械で、かつ、工具間に発生させる力の反力を機械自体で支えるように設計されている機械である（非特許文献１参照）。プレス機械は、定盤としてのボルスタと、ボルスタに対して往復運動するスライドとを有する。対を成す工具の一方は、ボルスタに取り付けられ、他方は、スライドに取り付けられる。プレス機械に取り付けられる工具は、主に、塑性加工等のための金型である。金型は、その名の通り金属製が一般的であるが、セラミック等の非金属製のものもある。上側の金型は上型、下側の金型は下型と呼ばれる。
【０００３】
プレス作業時に作業者（ユーザ）の手指等が金型に挟まれることを防止するため、プレス機械用の安全装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この安全装置は、所定領域への侵入物を検知する侵入センサと、金型の間隔が所定の値以下になったことを検知する間隔センサとを有する。侵入センサが侵入物を検知した状態で、金型の間隔が所定の値以下になったことを間隔センサが検知した場合、安全装置はスライドを停止する。侵入センサが侵入物を検知しない状態で、金型の間隔が所定の値以下になったことを間隔センサが検知した場合、安全装置はスライドの速度を低速にする（特許文献１の図２参照）。これにより、この安全装置は、安全装置構造規格（非特許文献２の第２２条の２第１項第２号）に規定されている「スライドが設定した位置に達した後、引き続きスライドを作動させる場合は、その速度を毎秒十ミリメートル以下とする構造のものであること」に適合する。
【０００４】
また、間隔センサを用いたスライドの速度制御を行わず、スライドの速度を常に低速にし、スライドの速度を監視する安全装置が知られている。金型の間隔が所定の値以下のときにスライドの速度が低速であることを監視することにより、安全装置は、安全装置構造規格（非特許文献２の第２２条の２第１項第２号）の規定に適合する。
【０００５】
そして、金型の間隔がさらに狭くなると、金型が侵入センサによって検知される（特許文献１の図２及び明細書段落００３１参照）。スライドが低速で作動しているとき、侵入センサによる検知があっても、スライドを停止せず、プレス機械がプレスを実行する。このように、侵入センサによる検知があってもスライドを停止しないことは、「安全装置無効」と呼ばれる（非特許文献１参照）。このような安全装置は、安全装置構造規格（非特許文献２の第２２条の２第３項第２号）に規定されている「スライドの閉じ行程の作動中(低閉じ速度による作動中に限る。)に検出を無効とすることができる構造のものであること」に適合する。
【０００６】
このように、プレス機械用の安全装置は、作業者の手指を検知するための侵入センサの他に、金型の間隔が所定の値以下になったことを検知する間隔センサと、スライドの速度が所定の速度以上であることを検知するための速度センサを有する必要がある。スライドが動くことによって金型の間隔が変化するので、間隔センサとして、スライドが所定の位置に到達したことを検出するための位置センサが用いられる。
【０００７】
従来の安全装置は、位置センサとは別に速度センサを用いるか、速度センサの出力を制御装置で積算して位置情報を得ていた。安全装置は、信頼性を確保するため、冗長化する必要があり、そのため、多くのセンサを用いるか、制御装置で複雑な処理を行う必要がある。しかしながら、多くのセンサを用いたり、制御装置で複雑な処理をすると、安全装置が高コストになるだけでなく、故障確率が高くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１５−２３１６３０号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】ＪＩＳ  Ｂ  ０１１１：１９９７「プレス機械−用語」
【非特許文献２】「プレス機械又はシャーの安全装置構造規格」（厚生労働省）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記問題を解決するものであり、簡単な構成で、信頼性を確保して、プレス機械のスライドが所定の位置に到達したことを検出するとともに、スライドの速度が所定の値以上であることを検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の位置速度検出装置は、ボルスタと、前記ボルスタに対して動くスライドとを有するプレス機械に用いられる装置であって、光を出射する複数の投光部と、前記各投光部から出射された光を個別に検知する複数の受光部と、前記各投光部から出射された光を透過する状態と遮る状態とを切り替えるためのゲージと、複数の前記受光部の検知結果を処理する処理部とを備え、前記投光部及び受光部は、前記スライドに設けられ、前記ゲージは、前記ボルスタに設けられ、光を遮る板であり、光を透過する複数の開口部が前記スライドの動作方向において所定間隔に形成され、前記スライドが前記ボルスタに接近していく閉じ工程において前記投光部から出射される光の光路と交差し、前記処理部は、前記閉じ工程において、複数の前記受光部の検知結果が所定のパターンで変化したときに前記スライドが所定位置に到達したと検出するとともに、前記受光部の検知結果が変化しない継続時間に基づいて前記スライドの速度が所定の値以上であることを検出することを特徴とする。
【００１２】
本発明の位置速度検出装置は、ボルスタと、前記ボルスタに対して動くスライドとを有するプレス機械に用いられる装置であって、光を出射する複数の投光部と、前記各投光部から出射された光を個別に検知する複数の受光部と、前記各投光部から出射された光を透過する状態と遮る状態とを切り替えるためのゲージと、複数の前記受光部の検知結果を処理する処理部とを備え、前記投光部及び受光部は、前記ボルスタに設けられ、前記ゲージは、前記スライドに設けられ、光を遮る板であり、光を透過する複数の開口部が前記スライドの動作方向において所定間隔に形成され、前記スライドが前記ボルスタに接近していく閉じ工程において前記投光部から出射される光の光路と交差し、前記処理部は、前記閉じ工程において、複数の前記受光部の検知結果が所定のパターンで変化したときに前記スライドが所定位置に到達したと検出するとともに、前記受光部の検知結果が変化しない継続時間に基づいて前記スライドの速度が所定の値以上であることを検出することを特徴としてもよい。
【００１３】
この位置速度検出装置において、複数の前記投光部及び受光部は、対を成す第１の投光部及び第１の受光部と、対を成す第２の投光部及び第２の受光部であり、前記ゲージの各開口部は、前記スライドの動作方向における開口幅が等しく、その動作方向において等間隔に形成され、第１の前記投光部及び受光部と、第２の前記投光部及び受光部とは、前記動作方向において前記開口部に対する相対位置の差異であるオフセットを有し、前記オフセットは、前記開口幅より大きく、かつ、前記ゲージの非開口幅より小さく、前記ゲージは、前記閉じ工程の開始前に第１及び第２の前記投光部から出射された光をいずれも遮らない非遮光状態となるように配置され、前記処理部は、前記閉じ工程において、第１及び第２の前記受光部の検知結果が、時系列順に、両方光の検知あり、一方だけ光の検知あり、両方光の検知無し、他方だけ光の検知ありのパターンで変化したとき、前記スライドが所定位置に到達したと検出することが好ましい。
【００１４】
本発明の位置速度検出装置は、ボルスタと、前記ボルスタに対して動くスライドとを有するプレス機械に用いられる位置速度検出装置であって、光を出射する複数の投光部と、前記各投光部から出射された光を反射する状態と反射しない状態とを切り替えるためのゲージと、前記各投光部から出射されて前記ゲージで反射された光を個別に検知する複数の受光部と、複数の前記受光部の検知結果を処理する処理部とを備え、前記投光部及び受光部は、前記スライドに設けられ、前記ゲージは、前記ボルスタに設けられ、光を反射する複数のミラー部が前記スライドの動作方向において所定間隔に形成され、前記投光部から出射される光の光路と交差し、前記処理部は、前記閉じ工程において、複数の前記受光部の検知結果が所定のパターンで変化したときに前記スライドが所定位置に到達したと検出するとともに、前記受光部の検知結果が変化しない継続時間に基づいて前記スライドの速度が所定の値以上であることを検出することを特徴としてもよい。
【００１５】
本発明の位置速度検出装置は、ボルスタと、前記ボルスタに対して動くスライドとを有するプレス機械に用いられる位置速度検出装置であって、光を出射する複数の投光部と、前記各投光部から出射された光を反射する状態と反射しない状態とを切り替えるためのゲージと、前記各投光部から出射されて前記ゲージで反射された光を個別に検知する複数の受光部と、複数の前記受光部の検知結果を処理する処理部とを備え、前記投光部及び受光部は、前記ボルスタに設けられ、前記ゲージは、前記スライドに設けられ、光を反射する複数のミラー部が前記スライドの動作方向において所定間隔に形成され、前記投光部から出射される光の光路と交差し、前記処理部は、前記閉じ工程において、複数の前記受光部の検知結果が所定のパターンで変化したときに前記スライドが所定位置に到達したと検出するとともに、前記受光部の検知結果が変化しない継続時間に基づいて前記スライドの速度が所定の値以上であることを検出することを特徴としてもよい。
【００１６】
この位置速度検出装置において、複数の前記投光部及び受光部は、対を成す第１の投光部及び第１の受光部と、対を成す第２の投光部及び第２の受光部であり、前記ゲージの各ミラー部は、前記スライドの動作方向における幅が等しく、その動作方向において等間隔に形成され、第１の前記投光部及び受光部と、第２の前記投光部及び受光部とは、前記動作方向において前記ミラー部に対する相対位置の差異であるオフセットを有し、前記オフセットは、前記ミラー部の幅より大きく、かつ、前記ゲージの隣接するミラー部間の光を反射しない幅より小さく、前記ゲージは、前記閉じ工程の開始前に第１及び第２の前記投光部から出射された光をいずれも反射する状態となるように配置され、前記処理部は、前記閉じ工程において、第１及び第２の前記受光部の検知結果が、時系列順に、両方光の検知あり、一方だけ光の検知あり、両方光の検知無し、他方だけ光の検知ありのパターンで変化したとき、前記スライドが所定位置に到達したと検出してもよい。
【００１７】
この位置速度検出装置において、前記処理部は、前記閉じ工程において、複数の前記受光部の少なくとも一つの検知結果において、検知結果が変化しない継続時間が所定の時間基準値以下の場合、前記スライドの速度が所定の値以上であると検出することが好ましい。
【００１８】
本発明のプレス機械は、前記位置速度検出装置と、前記ボルスタ及びスライドと、所定領域への侵入物を検知する侵入センサと、前記スライドを制御する制御装置とを有するものであって、前記制御装置は、前記位置速度検出装置によって、前記スライドが所定位置に到達したと検出され、かつ、前記スライドの速度が所定の値以上であると検出されないとき、前記侵入センサによる検知を無効にし、それ以外のとき、前記侵入センサによる検知を無効にしないことを特徴とする。
【００１９】
本発明のプレス機械は、前記位置速度検出装置と、前記ボルスタ及びスライドと、対を成す上型及び下型と、所定領域への侵入物を検知する侵入センサと、前記スライドを制御する制御装置とを有するものであって、前記金型の一方は、前記スライドに取り付けられ、他方は、前記ボルスタに取り付けられ、前記侵入センサは、出射するレーザ光が遮られることによって侵入物を検知するレーザセンサであり、２本の光軸のレーザ光を出射し、前記２本の光軸は、対を成す前記金型の間の空間領域に上下方向に並べて配置され、前記制御装置は、前記閉じ工程において、前記位置速度検出装置によって、前記スライドが第１の所定位置に到達したと検出されたとき、前記スライドに設けられた金型から遠い方の光軸での前記侵入センサによる検知を無効にし、そして、前記スライドが第２の所定位置に到達したと検出され、かつ、前記スライドの速度が所定の値以上であると検出されないとき、前記スライドに設けられた金型に近い方の光軸での前記侵入センサによる検知を無効にし、前記スライドが第１の所定位置及び第２の所定位置のいずれにも到達したと検出されないとき、前記侵入センサによる検知を無効にしないことを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の位置速度検出装置及びそれを有するプレス機械によれば、投光部及び受光部を複数設ける冗長化によって信頼性が確保され、複数の受光部の検知結果が所定のパターンで変化したときにスライドが所定位置に到達したと検出するので、検出の信頼性が高く、受光部の検知結果が変化しない継続時間に基づいてスライドの速度が所定の値以上であることを検出するので、速度センサを別に設けない簡単な構成となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る位置速度検出装置を有するプレス機械の構成図。
【図２】同位置速度検出装置の構成図。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は同位置速度検出装置におけるゲージの動きと受光部の検知結果を時系列順に示す図。
【図４】同位置速度検出装置の動作のタイムチャート。
【図５】本発明の同実施形態の変形例に係るプレス機械の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の一実施形態に係る位置速度検出装置及びプレス機械を図１乃至図４を参照して説明する。図１に示すように、位置速度検出装置２は、プレス機械１に用いられる。プレス機械１は、位置速度検出装置２以外に、ボルスタ４と、スライド３と、侵入センサ５と、制御装置６等を有する。スライド３は、ボルスタ４に対して動く部分である。侵入センサ５は、所定領域への侵入物を検知するセンサである。制御装置６は、スライドを制御する装置である。
【００２３】
図２に示すように、位置速度検出装置２は、複数の投光部７ａ、７ｂと、複数の受光部８ａ、８ｂと、ゲージ９と、処理部１０とを備える。投光部７ａ、７ｂは、光Ｌａ、Ｌｂを出射する。受光部８ａ、８ｂは、各投光部７ａ、７ｂから出射された光Ｌａ、Ｌｂを個別に検知する。ゲージ９は、各投光部７ａ、７ｂから出射された光Ｌａ、Ｌｂを透過する状態と遮る状態とを切り替えるためのものである。処理部１０は、受光部８ａ、８ｂの検知結果を処理する。投光部７ａ、７ｂ及び受光部８ａ、８ｂは、スライド３に設けられる（図１参照）。ゲージ９は、ボルスタ４に設けられる。
【００２４】
ゲージ９は、光を遮る板であり、光を透過する複数の開口部９１がスライド３の動作方向において所定間隔に形成されている（図２参照）。このゲージ９は、スライド３がボルスタ４に接近していく閉じ工程において投光部７ａ、７ｂから出射される光Ｌａ、Ｌｂの光路と交差するように配置される。なお、図１において、閉じ工程におけるスライド３の動作方向を白抜き矢印で示している。図２において、閉じ工程における投光部７ａ、７ｂ及び受光部８ａ、８ｂに対するゲージ９の相対位置の変化を白抜き矢印で示している。
【００２５】
なお、スライド３の動きと共に、投光部７ａ、７ｂ及び受光部８ａ、８ｂに対してゲージ９の相対位置が変化すればいいので、本実施形態の変形例として、投光部７ａ、７ｂ及び受光部８ａ、８ｂをボルスタ４に設け、ゲージ９をスライド３に設けてもよい（図示せず）。
【００２６】
本実施形態では、プレス機械１は、ボルスタ４が下側にあり、スライド３が上側にあり、閉じ工程においてスライド３が下降する。本実施形態の変形例として、ボルスタを上側に設け、スライドを下側に設け、閉じ工程においてスライドが上昇するようにプレス機械１を構成してもよい（図示せず）。
【００２７】
本実施形態では、複数の投光部７ａ、７ｂ及び受光部８ａ、８ｂは、２対であり、対を成す第１の投光部７ａ及び第１の受光部８ａと、対を成す第２の投光部７ｂ及び第２の受光部８ｂである。ゲージ９の各開口部９１は、スライド３の動作方向における開口幅ｄ１が等しく、その動作方向において等間隔に形成される。第１及び第２の投光部７ａ、７ｂは、スライド３の動作方向において開口部９１に対する相対位置の差異であるオフセットｄ２を有する。オフセットｄ２は、開口幅ｄ１より大きく、かつ、ゲージ９の非開口幅ｄ３より小さい。
【００２８】
プレス機械１及び位置速度検出装置２の各構成をさらに詳述する（図１参照）。ボルスタ４（ベッドプレート）は、金型４１を取り付ける定盤である（非特許文献１の番号４０１４参照）。この金型４１と対を成す金型３１は、スライド３に取り付けられる。本実施形態では、金型３１は上型、金型４１は下型である。
【００２９】
侵入センサ５は、出射するレーザ光Ｌ５が遮られることによって所定領域への侵入物を検知するレーザセンサである。所定領域は、対を成す金型３１、４１の間の空間領域に設定される。レーザ光Ｌ５の光軸は、対を成す金型３１、４１の間に配置される。検知すべき侵入物は、ユーザの手指等である。したがって、ユーザの手指等が金型３１、４１の間に侵入すると、侵入センサ５によって検知される。なお、侵入センサ５は、技術的にはレーザセンサに限定されず、画像センサ等でもよいが、現行の法令及び規格に適合させるため、レーザセンサとしている。このような侵入センサ５は、安全装置構造規格（非特許文献２の第２２条の２第３項第１号）に規定されている「投光器及び受光器は身体の一部がスライドに挟まれるおそれのある場合に機能するよう設置でき、スライドが下降するプレスブレーキに用いるものにあっては、スライドの作動と連動して移動させることができる構造のものであること」に適合する。
【００３０】
投光部７ａ、７ｂ及び受光部８ａ、８ｂの各々の対は、本実施形態では、レーザ光で物体を検知するレーザセンサである（図２参照）。投光部７ａ、７ｂ及び受光部８ａ、８ｂは、スライド３に取り付け金具３２等を介して設けられ、スライド３と共に動く。投光部７ａは、レーザ光Ｌａを出射する。受光部８ａは、投光部７ａが出射したレーザ光Ｌａを受光し、電気信号に変換する。受光部８ａの検知結果は、この電気信号Ｓａとして出力され、処理部１０に入力される。同様に、投光部７ｂは、レーザ光Ｌｂを出射する。受光部８ｂは、投光部７ｂが出射したレーザ光Ｌｂを受光し、電気信号に変換する。受光部８ｂの検知結果は、この電気信号Ｓｂとして出力され、処理部１０に入力される。
【００３１】
なお、投光部７ａ、７ｂ及び受光部８ａ、８ｂの各々の対は、レーザセンサに限られず、例えば、可視光線又は赤外線で物体を検知する光学センサであり、投光部７ａ、７ｂがＬＥＤであってもよい。
【００３２】
ゲージ９は、ボルスタ４に取り付け金具４２等を介して設けられる。ゲージ９は、投光部７ａ、７ｂから出射される光Ｌａ、Ｌｂの光路と直交する向きに配置される。本実施形態では、ゲージ９の各開口部９１は、水平方向に細長いスリットである。開口部９１の形状は、スリットに限定されず、例えば、丸い貫通孔であってもよい。また、開口部９１は、光学的に開口していればよく、通気性は不要であり、透光性の材料で塞がれていてもよい。
【００３３】
また、投光部７ａ、７ｂ及び受光部８ａ、８ｂの各々の対は、上述したような透過型センサに限られず、反射型センサであってもよい。その場合、ゲージ９は、各投光部７ａ、７ｂから出射された光を反射する状態と反射しない状態とを切り替えるために設けられる。複数の受光部８ａ、８ｂは、各投光部７ａ、７ｂから出射されてゲージ９で反射された光を個別に検知する。投光部７ａと受光部８ａが一体であってもよい。投光部７ｂと受光部８ｂが一体であってもよい。ゲージ９は、例えば、板状部材であり、開口部の代わりに、光を反射するミラー部が形成される。ミラー部は、鏡の貼り付け、板状部材への金属の蒸着等によって形成される。
【００３４】
処理部１０は、例えば、プログラマブルコントローラであり、侵入センサ５及び受光部８ａ、８ｂの検知結果が入力され、処理結果を制御装置６に出力する（図１参照）。制御装置６は、処理部１０等から入力された処理結果に基づいてスライド３を制御する。制御装置６は、例えば、制御用コンピュータであり、処理部１０と一体に構成してもよい。
【００３５】
上記のように構成された位置速度検出装置２及びプレス機械１における位置検出動作について説明する。スライド３がボルスタ４に接近していく閉じ工程において、ゲージ９が投光部７ａ、７ｂから出射される光Ｌａ、Ｌｂの光路と交差する（図２参照）。ゲージ９は、光を透過する複数の開口部９１がスライド３の動作方向において所定間隔に形成されているので、閉じ工程において、各投光部７ａ、７ｂから出射された光Ｌａ、Ｌｂを透過する状態と遮る状態とを切り替えることになり、複数の受光部８ａ、８ｂの検知結果が変化する。処理部１０は、閉じ工程において、複数の受光部８ａ、８ｂの検知結果が所定のパターンで変化したときにスライド３が所定位置に到達したと検出する。この所定位置は、プレス機械１のユーザの手指等が金型に挟まれることを防止するため、安全装置構造規格（非特許文献２の第２２条の２第１項第２号）に規定されている「スライドが設定した位置に達した後、引き続きスライドを作動させる場合は、その速度を毎秒十ミリメートル以下とする構造のものであること」に適合するように設定される。この所定のパターンは、スライド３が所定位置に到達したと検出できるように、適宜に設定される。
【００３６】
本実施形態では、第１の投光部７ａ及び受光部８ａと、第２の投光部７ｂ及び受光部８ｂとは、スライドの動作方向において開口部９１に対する相対位置の差異であるオフセットｄ２を有するので、第１の受光部８ａと第２の受光部８ｂの検知結果の変化に時間差が生じる。所定のパターンは、この検知結果の変化の時間差を利用して作られる。
【００３７】
図３（Ａ）に示すように、ゲージ９は、閉じ工程の開始前に第１及び第２の投光部７ａ、７ｂから出射された光Ｌａ、Ｌｂをいずれも遮らない非遮光状態となるように配置される。このため、及び閉じ工程の初期において、第１及び第２の受光部８ａ、８ｂの検知結果が、両方光の検知あり（Ｈ）となる（（８ａ，８ｂ）＝（Ｈ，Ｈ））。図４に示すように、タイムチャートでは、時刻ｔが０≦ｔ＜ｔ１の時、検知結果が（Ｈ，Ｈ）となる。
【００３８】
次に、ゲージ９は、閉じ工程において投光部から出射される光の光路と交差する。第１の受光部８ａ及び第２の受光部８ｂは、オフセットｄ２を有するので、図３（Ｂ）に示すように、検知結果が、一方の受光部８ｂだけ光の検知あり（Ｈ）で、他方の受光部８ａは光の検知なし（Ｌ）となる（（８ａ，８ｂ）＝（Ｌ，Ｈ））。タイムチャートでは、時刻ｔがｔ１≦ｔ＜ｔ２の時、検知結果が（Ｌ，Ｈ）となる（図４参照）。
【００３９】
次に、スライド３の動きに伴い、図３（Ｃ）に示すように、第１の受光部８ａ及び第２の受光部８ｂの検知結果が、両方光の検知なし（Ｌ）となる（（８ａ，８ｂ）＝（Ｌ，Ｌ））。タイムチャートでは、時刻ｔがｔ２≦ｔ＜ｔ３の時、検知結果が（Ｌ，Ｌ）となる（図４参照）。
【００４０】
次に、スライド３のさらなる動きに伴い、図３（Ｄ）に示すように、検知結果が、一方の受光部８ｂは光の検知なし（Ｌ）となり、他方の受光部８ａだけ光の検知あり（Ｈ）となる（（８ａ，８ｂ）＝（Ｈ，Ｌ））。このとき、処理部１０は、スライド３が所定位置に到達したと検出する。タイムチャートでは、時刻ｔがｔ３になった時（ｔ３≦ｔ＜ｔ４）、検知結果が（Ｈ，Ｌ）となる（図４参照）。
【００４１】
上述したように、処理部１０は、閉じ工程において、第１及び第２の受光部８ａ、８ｂの検知結果が、時系列順に、両方光の検知あり（Ｈ，Ｈ）、一方だけ光の検知あり（Ｌ，Ｈ）、両方光の検知無し（Ｌ，Ｌ）、他方だけ光の検知あり（Ｈ，Ｌ）のパターンで変化したとき（ｔ＝ｔ３）、スライド３が所定位置に到達したと検出する。
【００４２】
なお、所定のパターンは、上記のパターンに限られない。このため、時刻ｔ３以降（ｔ＞ｔ３）における位置の検出も可能である。例えば、処理部１０は、受光部８ａ、８ｂによる光の検知あり（Ｈ）、検知無し（Ｌ）の変化の回数を数えることによって、上記の所定位置からの相対位置を検出する。これにより、複数の所定位置を設定することができる。
【００４３】
次に、位置速度検出装置２及びプレス機械１における速度検出動作について説明する（図４参照）。処理部１０は、受光部８ａ、８ｂの検知結果が変化しない継続時間Ｔｏｆｆ、Ｔｏｎ、ＴＬに基づいてスライド３の速度が所定の値以上であることを検出する。スライド３の速度が速くなると、それらの継続時間が短くなるからである。
【００４４】
本実施形態では、図４の時刻ｔ＝ｔ１以降において、位置速度検出装置２による速度検出が行われる。処理部１０は、閉じ工程において、第１及び第２の受光部８ａ、８ｂの少なくとも一方の検知結果において、検知結果（Ｈ又はＬ）が変化しない継続時間が所定の時間基準値以下の場合、スライド３の速度が所定の値以上であると検出する。例えば、処理部１０は、光の検知無し（Ｌ）の継続時間Ｔｏｆｆが所定のオフ時間基準値ＴｏｆｆＲより短いとき（Ｔｏｆｆ＜ＴｏｆｆＲ）、スライド３の速度が所定の値以上であると検出する。スライド３の閉じ速度を１０ｍｍ／ｓ以下とする場合、開口部９１の開口幅ｄ１が３ｍｍであれば、オフ時間基準値ＴｏｆｆＲは３００ｍｓとなる。
【００４５】
処理部１０は、閉じ工程において、第１及び第２の受光部８ａ、８ｂの少なくとも一方の検知結果において、光の検知あり（Ｈ）の継続時間Ｔｏｎが所定のオン時間基準値ＴｏｎＲより短いとき（Ｔｏｎ＜ＴｏｎＲ）、スライド３の速度が所定の値以上であると検出してもよい。スライド３の閉じ速度を１０ｍｍ／ｓ以下とする場合、開口部９１の開口幅ｄ１が３ｍｍであれば、オン時間基準値ＴｏｎＲは１００ｍｓとなる。
【００４６】
なお、処理部１０は、閉じ工程において、第１及び第２の受光部８ａ、８ｂの両方の検知結果において、両方とも光の検知無し（Ｌ）の継続時間ＴＬが所定の両オフ時間基準値ＴＬＲより短いとき（ＴＬ＜ＴＬＲ）、スライド３の速度が所定の値以上であると検出してもよい。
【００４７】
プレス機械１の制御装置６は、位置速度検出装置２によってスライド３が所定位置に到達したと検出され、かつ、位置速度検出装置２によってスライド３の速度が所定の値以上であると検出されないとき、侵入センサ５による検知を無効にし、それ以外のとき、侵入センサ５による検知を無効にしない。プレス機械１は、侵入センサ５による検知が無効にされた場合、侵入センサ５によって金型４１が検知されてもスライド３を停止せず、プレスを実行する。位置速度検出装置２が故障すると、侵入センサ５による検知が無効にされない。その場合、プレス機械１は、侵入センサ５によって金型４１が検知されて、スライド３を停止する。
【００４８】
本実施形態の変形例に係るプレス機械を図５を参照して説明する。変形例に係るプレス機械１００は、前述したプレス機械１と同様の構成を有し、侵入センサ５の光軸が複数であることが異なる。プレス機械１と同等の箇所には同じ符号を付している。以下の説明において、プレス機械１と同等の箇所の詳細な説明は省略する。
【００４９】
このプレス機械１００は、位置速度検出装置２と、ボルスタ４及びスライド３と、対を成す金型３１、４１と、所定領域への侵入物を検知する侵入センサ５と、スライド３を制御する制御装置６とを有する。金型の一方３１は、スライド３に取り付けられ、他方４１は、ボルスタ４に取り付けられる。侵入センサ５は、出射するレーザ光が遮られることによって侵入物を検知するレーザセンサであり、２本の光軸５１、５２のレーザ光を出射する。２本の光軸５１、５２は、対を成す金型３１、４１の間の空間領域に上下方向に並べて配置される。
【００５０】
プレス機械１００の制御装置６は、閉じ工程において、位置速度検出装置２によって、スライド３が第１の所定位置に到達したと検出されたとき、スライド３に設けられた金型３１から遠い方の光軸５１での侵入センサ５による検知を無効にする。そして、スライド３が第２の所定位置に到達したと検出され、かつ、スライド３の速度が所定の値以上であると検出されないとき、金型３１に近い方の光軸５２での侵入センサ５による検知を無効にする。制御装置６は、スライド３が第１の所定位置及び第２の所定位置のいずれにも到達したと検出されないとき、侵入センサ５による検知を無効にしない
【００５１】
なお、プレス機械１００の侵入センサ５の光軸について、一つの侵入センサ５で２本の光軸を作っても、２つの侵入センサ５を設けて、２本の光軸を作ってもよい。また、投光部７ａ、７ｂ及び受光部８ａ、８ｂをボルスタ４に設け、ゲージ９をスライド３に設けてもよい。また、ボルスタを上側に設け、スライドを下側に設け、閉じ工程においてスライドが上昇するようにプレス機械１００を構成してもよい（図示せず）。
【００５２】
以上、位置速度検出装置２によれば、投光部７ａ、７ｂ及び受光部８ａ、８ｂを複数設ける冗長化によって信頼性が確保され、複数の受光部８ａ、８ｂの検知結果が所定のパターンで変化したときにスライド３が所定位置に到達したと検出するので、検出の信頼性が高く、受光部８ａ、８ｂの検知結果が変化しない継続時間に基づいてスライド３の速度が所定の値以上であることを検出するので、速度センサを別に設けない簡単な構成となる。プレス機械１、１００は、この位置速度検出装置２を有するので、同様の効果を奏する。
【００５３】
もし、対を成す第１の投光部７ａ及び第１の受光部８ａと、対を成す第２の投光部７ｂ及び第２の受光部８ｂのうち、どちらか一対が故障し、２つの受光部８ａ、８ｂのどちらかの検知結果が、光の検知あり（Ｈ）又は光の検知無し（Ｌ）に固定された場合、受光部８ａ、８ｂの検知結果が所定のパターンで変化しないので、誤って位置検出することが無く、侵入センサ５による検知を無効にしない。すなわち、位置速度検出装置２は、冗長性を有し、信頼性が高い。
【００５４】
なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限られず、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、オフセットｄ２を設定するために、投光部７ａ及び受光部８ａの位置に対して投光部７ｂ及び受光部８ｂの位置をずらすことに代えて、変形例として、第１の投光部７ａに対応するスリット９１と、第２の投光部７ｂに対応するスリット９１の位置を互いにずらしてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１、１００  プレス機械
２  位置速度検出装置
３  スライド
３１  金型
４  ボルスタ
４１  金型
５  侵入センサ
５１、５２  光軸
６  制御装置
７  投光部
８  受光部
９  ゲージ
９１  開口部
１０  処理部
ｄ１  ゲージの開口部の開口幅、ミラー部の幅
ｄ２  オフセット
ｄ３  ゲージの非開口幅、隣接するミラー部間の光を反射しない幅
ＴＬ  両方とも光の検知無しの継続時間
ＴＬＲ  両オフ時間基準値
Ｔｏｆｆ  光の検知無しの継続時間
ＴｏｆｆＲ  オフ時間基準値
Ｔｏｎ  光の検知ありの継続時間
ＴｏｎＲ  オン時間基準値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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