(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波通信を用いて、工作機械の制御装置から送られる機械動作内容の受信、所持者への前記機械動作内容の通知、及びイネーブルスイッチによる応答の送信を行う送受信器と、
前記制御装置に設けられ、前記工作機械の起動スイッチの押下時に前記送受信器に前記機械動作内容を送信するとともに、前記送受信器から送信された前記イネーブルスイッチによる応答を受信し、前記イネーブルスイッチによる応答の受信を前記工作機械の動作開始条件とするイネーブル制御部と、
を備えることを特徴とする、工作機械の安全装置。
【請求項２】
前記送受信器は、前記機械動作内容の通知手段として音声読み上げ機能を備え、前記イネーブルスイッチによる応答手段として音声入力機能を備えることを特徴とする請求項１に記載の、工作機械の安全装置。
【請求項３】
前記イネーブル制御部にはタイマカウンタが設けられ、前記起動スイッチの押下後、前記送受信器から送られる前記イネーブルスイッチによる応答が一定時間内に受信できた場合のみ前記工作機械を動作させることを特徴とする請求項１に記載の、工作機械の安全装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の安全装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械安全の関連規格であるＩＳＯ１３８４９やＩＥＣ６０２０４では、インタロックや非常停止、イネーブル制御など、作業者の危険を防止、低減する為のさまざまな安全機能が規定されている。これらの機能を備え付ける事により、機械として作業者の安全を確保している。しかし、言い換えれば、これらの機能は作業者つまり機械操作者を保護するが、第三者つまり共同作業者や見学者などの保護は行われない。この為、第三者の保護を行う安全機能の発明が行われている。
【０００３】
例として、特許文献１では、図７に示すように、遠方からの非常停止操作を可能とする専用の送信器と応答手段を設ける事により、作業者や第三者が遠方で危険を察知した場合に迅速に非常停止を行う手段を提供する事で危険を防止、低減している。
【０００４】
またこの手段の別の使用方法として、作業者や第三者が送信器を常時携帯し、機械付近で作業や見学する時に送信器の機能を有効にする事で、非常停止信号をイネーブル信号のように扱う事ができ、作業者や第三者の安全を確保する事が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−７３１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１の技術では共同作業者が機械がどの様に動くかを意図的に稼動部付近で確認したい場合（例えば、メンテナンス時に機械の動作や異音の有無を近くで確認したい場合）に、共同作業者は機械操作者の操作内容と機械の動作タイミングが分からず、危険に曝され得るという問題があった。事前に声を掛け合う等して作業を進める手順においても、機械操作者の操作ミスや意思伝達齟齬による操作ミスが共同作業者を危険に曝し得るという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、前記問題を解消する為の、工作機械の安全装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決する為に、請求項１に係る工作機械の安全装置は、電波通信を用いて、工作機械の制御装置から送られる機械動作内容の受信、所持者への前記機械動作内容の通知、及びイネーブルスイッチによる応答の送信を行う送受信器と、前記制御装置に設けられ、前記工作機械の起動スイッチの押下時に前記送受信器に前記機械動作内容を送信するとともに、前記送受信器から送信された前記イネーブルスイッチによる応答を受信し、前記イネーブルスイッチによる応答の受信を前記工作機械の動作開始条件とするイネーブル制御部と、を備える。
【０００９】
これにより、機械がどの様に動くかを意図的に稼動部付近で確認したい場合において、機械動作に先立って送受信器へ機械動作内容が送信され、送受信器によりその機械動作内容が通知される為、送受信器の所持者は機械動作内容を確認できる。また、イネーブルスイッチによる応答を条件として機械を動作させる為、送受信器の所持者は機械の動作タイミングが把握できる。また、送受信器の所持者が機械動作内容を確認して応答する為、機械操作者の操作ミスや意思伝達齟齬による操作ミスを原因とした危険を低減する事ができる。
【００１０】
また、上記発明において、前記送受信器は、前記機械動作内容の通知手段として音声読み上げ機能を備え、前記イネーブルスイッチによる応答手段として音声入力機能を備えることが好適である。
【００１１】
これにより、送受信器の所持者は両手が塞がった状態であっても機械動作内容の確認とイネーブルの応答を行う事ができる。
【００１２】
また、上記発明において、前記イネーブル制御部にはタイマカウンタが設けられ、前記起動スイッチの押下後、前記送受信器から送られる前記イネーブルスイッチによる応答が一定時間内に受信できた場合のみ前記工作機械を動作させることが好適である。
【００１３】
これにより、機械操作者が機械を動作させようとした後、送受信器の所持者がイネーブルスイッチによる応答を行っている間に機械稼動部付近へ移動してしまい、危険となった状態において機械を動作させてしまう事を防ぐ事ができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、機械がどの様に動くかを意図的に稼動部付近で確認したい場合において、機械動作に先立って送受信器へ機械動作内容が送信され、送受信器により機械動作内容が通知される為、送受信器の所持者は機械が動作する事を知り、またどの様に動くかを確認できる。また、イネーブルスイッチによる応答を条件として機械を動作させる為、送受信器の所持者は機械の動作タイミングが把握できる。また、送受信器の所持者が機械動作内容を確認して応答する為、機械操作者の操作ミスや意思伝達齟齬による操作ミスを原因とした危険を低減する事ができる。また、安全確保の観点から、送受信器が複数ある場合に、イネーブル制御部は全ての送受信器からの応答を受信してから機械を動作させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態を示す安全装置のブロック図である。
【図２】図１のイネーブル制御部の処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の別の実施形態を示す安全装置のブロック図である。
【図４】図３中に存在するＩＤ管理部５ｄの拡大ブロック図である。
【図５】図３中に存在するＩＤ設定部６ｄの拡大ブロック図である。
【図６】図３のイネーブル制御部の処理を示すフローチャートである。
【図７】従来の実施形態を示す安全装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態における工作機械及びその安全装置のブロック図である。図２は、工作機械の制御装置２にて実行されるフローチャートである。
【００１７】
工作機械１は旋盤やマシニングセンタ、研削盤、プレス機等の材料加工を行う機械である。
【００１８】
制御装置２は工作機械１を制御する為に備え付けられるものであり、作業者が操作する為の一般操作手段３と、同起動スイッチ４と、前記起動スイッチ４の押下時に工作機械１の動作可否を判断するイネーブル制御部５とを備える。
【００１９】
イネーブル制御部５は、起動スイッチ４の押下により機械動作を演算する機械動作演算部５ａと、送受信器６からの応答時間を計測するタイマカウンタ５ｂと、データを送受信する送受信手段５ｃと、送受信装置であるアンテナ７とを備える。
【００２０】
送受信器６は、データを送受信する送受信手段６ａと、イネーブル制御部５に対してイネーブルの応答を行うイネーブルスイッチ６ｂと、機械動作内容を送受信器の所持者に伝達する通知手段６ｃとを備える。
【００２１】
上記構成のうち、本実施形態に係る工作機械の安全装置は、イネーブル制御部５及び送受信器６を含んで構成される。
【００２２】
図１のブロック図と図２のフローチャートを用いて、本発明の一実施形態の動作を説明する。
【００２３】
図１において、作業者は一般操作手段３と、起動スイッチ４を用いて工作機械１を操作する。ここでいう操作とは、作業者が自身の目的を達成する為に、画面表示を見ながら操作プログラムを作成して実行する事や、工作機械１の制御軸を移動または回転させる事など、多岐に渡る。
【００２４】
一方、送受信器６の所持者も自身の目的を達成する為に行動を起こす。ここでいう行動とは、機械の付属装置の組み付けや機内見学など、多岐に渡る。
【００２５】
ここで、作業者が工作機械１を動作させる為に起動スイッチ４を押下した場合、イネーブル制御部５は図２のフローチャートに従い処理を行う。すなわち、起動スイッチ４が押下されたａ１を起点としてｂ１へ進み、機械動作演算部５ａは機械の動作（例えば、今工作機械１を動作させたらどの軸方向にどの程度の速度でどの程度動くか）を演算して取得し、ｃ１へ進む。演算して取得した機械動作内容を、送受信手段５ｃを用い、送受信器６に送出すると共に、タイマカウンタ５ｂにて送受信器６からの応答時間の計測を開始し、ｄ１へ進む。ここで使用する送受信手段は公知の無線技術（例えば、ブルートゥース）を使用してよい。またこの送受信の時、誤った通信を防ぐ為に、誤り検出回路（例えば、ＣＲＣ）を送受信のデータに盛り込むなどして対策を講じても良い。
【００２６】
送受信器６は送受信手段６ａを通じて通知手段６ｃへ機械動作内容を伝達する。送受信器６は専用の送受信器のみでなく、スマートフォンやタブレットを使用してよい。通知手段６ｃは機械動作内容を送受信器６の所持者に伝える。機械動作内容の伝達に当たり、表示器（ディスプレイ）や音声が使用され、併せて振動を使用してよい。
【００２７】
通知手段６ｃにて伝達された機械動作内容を確認した所持者はイネーブルスイッチ６ｂにより応答を行う。ここで使用する入力手段はスイッチや音声、振動またはそれらの複合でもよい。イネーブルスイッチ６ｂのみでなくディスエーブルスイッチ（図示せず）を共に備え、機械動作内容を許容できない事を迅速に伝えてもよい。
【００２８】
イネーブル制御部５は送受信手段５ｃ、６ａを通じてイネーブルスイッチ６ｂによる応答を受信する。イネーブル制御部５は応答を受信した時点、又は予め設定された一定時間が経過した時点でタイマカウンタ５ｂを停止し、ｄ１の判定を行う。すなわち、ｄ１にてイネーブルスイッチ６ｂによる応答を一定時間内に受信していればｅ１へ進み工作機械１を動作させる。一定時間が経過していればｅ２へ進み、操作者へ工作機械１を動作させない事を通知する。通知手段は一般操作手段３（例えば、表示器）を使用してよい。
【００２９】
従って、送受信器６の所持者は機械動作内容をその場で確認してイネーブルスイッチ６ｂによる応答を行い、イネーブル制御部５はイネーブルスイッチ６ｂによる応答を確認した上で機械を動作させるので、機械動作内容と動作タイミングを把握でき、また、機械操作者の操作ミスや意思伝達齟齬による操作ミスを原因とした危険を低減する事ができる。
【００３０】
図３は、本発明の別の実施形態における工作機械の安全装置のブロック図である。図４は、図３中に存在するＩＤ管理部５ｄの拡大ブロック図である。図５は、図３中に存在するＩＤ設定部６ｄの拡大ブロック図である。図６は、図３のイネーブル制御部５のフローチャートである。
【００３１】
この実施形態では、図１の実施形態に加え、イネーブル制御部５では、送受信器６のイネーブルスイッチによる応答がどの制御装置に対する応答かを区別する為のＩＤ管理部５ｄを備える。ＩＤ管理部５ｄは、制御装置２が持つシリアルナンバーやシリアルナンバーが存在しない場合にユニークな値を任意に設定できる固有番号設定部５ｄａと、送受信器６が持つ端末ＩＤを記録する複数のＩＤ記録部５ｄｂとを備える。
【００３２】
送受信器６は、ＩＤ管理部５ｄが送受信器６を区別する為に必要なＩＤ設定部６ｄを備える。ＩＤ設定部６ｄは、どの制御装置２に対する応答かを設定する為の固有番号設定部６ｄａと、送受信器６自身のＩＤを設定する端末ＩＤ設定部６ｄｂとを備える。
【００３３】
図３、図４、図５のブロック図と図６のフローチャートを用いて、複数の制御装置２，２・・・が存在している場合や、一台の制御装置２に複数の送受信器６，６・・・を割り当てる場合にも使用可能な別の実施形態の動作を説明する。
【００３４】
送受信器６の所持者は、機械の付属装置の組み付けや機内見学などの行動を起こす前に、対象となる機械のＩＤ管理部５ｄが送受信器６のＩＤを区別できる様に設定する。設定方法は、例えばＩＤ設定部６ｄが複数のスイッチを任意に手動設定して使用するＩＤ設定であれば、固有番号設定部５ｄａの値を同６ｄａに設定し、端末ＩＤ設定部６ｄｂに送受信器６自身のＩＤを設定する。一方、ＩＤ記録部５ｄｂにも、一般操作手段３を使用して端末ＩＤ設定部６ｄｂのＩＤを設定する。
【００３５】
手動設定による設定の手間を省きたい場合や、設定ミスを避けたい場合は、送受信手段５ｃ、６ａに公知の近距離無線通信技術（例えば、ＦｅｌｉＣａ）を追加して通信を行い、固有番号設定部５ｄａの値を同６ｄａに設定し、端末ＩＤもその場で値を生成（例えば、通信日時の羅列）して端末ＩＤ設定部６ｄｂとＩＤ記録部５ｄｂに設定できる様にしておき、素早く確実に設定できる様にしてもよい。
【００３６】
ここで、作業者が工作機械１を動作させる為に起動スイッチ４を押下した場合、イネーブル制御部５は図６のフローチャートに従い処理を行う。すなわち、ａ１、ｂ１は図２と同様に処理し、ｃ１へ進む。ｃ１で、送受信手段５ｃを用いて、固有番号設定部５ｄａが持つ値と機械動作内容をデータとして送受信器６に送出すると共に、送受信器６からの応答時間を計測する為タイマカウンタ５ｂを開始し、ｄ１へ進む。
【００３７】
送受信器６は、送受信手段６ａで受信したデータが示す制御装置２の固有番号の値が固有番号設定部６ｄａの値と一致した場合は通知手段６ｃへ機械動作内容を伝達する。
【００３８】
通知手段６ｃにより機械動作内容を確認した所持者はイネーブルスイッチ６ｂにより応答を行う。送受信手段６ａは、イネーブルスイッチ６ｂの応答、ＩＤ設定部６ｄに設定された制御装置２の固有番号、及び自身（送受信器６）の識別記号である端末ＩＤの３者をデータとしてイネーブル制御部５に送出する。
【００３９】
イネーブル制御部５はｄ１でデータの受信を待つ。データが受信されない時はｄ２へ進み時間経過を確認し、予め設定された一定時間が経過していない時は再度ｄ１へ戻りデータを待つ。一定時間が経過していた場合はタイマカウンタ５ｂを停止し、ｈ２へ進み、操作者へ工作機械１を動作させない事を通知する。
【００４０】
ｄ１でデータを受信した場合は、ｅ１へ進む。受信したデータが示す制御装置２の固有番号の値がＩＤ管理部５ｄの固有番号設定部５ｄａの値と一致した場合はｆ１へ進み、ＩＤ記録部５ｄｂと一致した送受信器６のＩＤを応答済みとして処理し、ｇ１へ進む。ｅ１でＩＤ管理部５ｄの固有番号設定部５ｄａの値と一致しない場合はｆ２へ進み、別の制御装置２に対するイネーブルスイッチ６ｂの応答としてデータを廃棄し、ｄ１へ戻る。
【００４１】
ｇ１でＩＤ記録部５ｄｂのＩＤが全て応答済みであれば（全ての送受信器６から応答を受け取っていれば）ｈ１へ進み、タイマカウンタ５ｂを停止し、工作機械１を動作させる。ＩＤ記録部５ｄｂで未応答のＩＤがあればｄ１へ戻る。
【００４２】
従って、送受信器６の所持者達は対象となる機械動作内容をその場で確認してイネーブルスイッチ６ｂによる応答を行い、イネーブル制御部５は、自身を対象とする、イネーブルスイッチ６ｂによる応答を全ての送受信器６から受信したことを確認した上で機械を動作させる。このようにすることで、機械動作内容と動作タイミングを把握でき、また、機械操作者の操作ミスや意思伝達齟齬による操作ミスを原因とした危険を低減する事ができる。また、送受信器６の故障、電池切れや送受信範囲外にある事によりイネーブルスイッチ６ｂによる応答が出来なかった場合であっても、イネーブル制御部５は全ての送受信器６からの応答を受信してから機械を動作させる。全ての送受信器６からの応答受信を機械の動作開始条件とすることで、安全を確保できる。
【００４３】
なお、実施例では起動スイッチとしたが、機械動作を送信する為のスイッチは起動スイッチとは別に設けても良い。
【符号の説明】
【００４４】
１  工作機械、２  制御装置、３  一般操作手段、４  起動スイッチ、５  イネーブル制御部、５ａ  機械動作演算部、５ｂ  タイマカウンタ、５ｃ  送受信手段、５ｄ  ＩＤ管理部、５ｄａ  固有番号設定部、５ｄｂ  ＩＤ記録部、６  送受信器、６ａ  送受信手段、６ｂ  イネーブルスイッチ、６ｃ  通知手段、６ｄ  ＩＤ設定部、６ｄａ  固有番号設定部、６ｄｂ  端末ＩＤ設定部、７  アンテナ。
【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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【図６】
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【図７】
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