(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工時と非加工時で位置を変更するドアを備え、前記ドアの移動速度を変更可能であって、
前記ドアの移動を行う駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部と、
加工機械の外部から安全信号を取り込む信号入力部と、
前記ドアの移動速度を、前記信号入力部への安全信号の入力がある場合の第１の移動速度と、安全信号の入力の無い場合の第２の移動速度をそれぞれ設定するドア開閉速度設定部と、を備え、前記第１の移動速度は前記第２の移動速度より速く設定される加工機械であって、
前記ドアにかかる負荷を検出する負荷検出部を有し、
前記負荷検出部に閾値以上の負荷がかかった場合に、前記ドアを停止させるか、もしくは前記ドアの駆動力を遮断するか、もしくは前記負荷が作用した時点での前記ドアの進行方向と逆方向へ前記ドアを駆動するかのいずれかを行い、
前記信号入力部へ安全信号の入力がある場合の前記負荷の閾値と、安全信号の入力が無い場合の前記負荷の閾値をそれぞれ設定する負荷閾値設定部を有することを特徴とする加工機械。
【請求項２】
加工領域を形成するカバーに設けられた開口部を、加工時に閉じ、非加工時に開放する開閉速度を変更可能なドアを有し、
前記ドアの開閉を行う駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部と、
前記加工機械の外部から安全信号を取り込む信号入力部と、
前記ドアの開閉速度を、前記信号入力部への安全信号の入力がある場合の第１の開閉速度と、安全信号の入力の無い場合の第２の開閉速度をそれぞれ設定するドア開閉速度設定部と、を備え、
前記第１の開閉速度は前記第２の開閉速度より速く設定され、
前記ドアにかかる負荷を検出する負荷検出部を有し、
前記負荷検出部に閾値以上の負荷がかかった場合に、前記ドアを停止させるか、もしくは前記ドアの駆動力を遮断するか、もしくは前記負荷が作用した時点での前記ドアの進行方向と逆方向へ前記ドアを駆動するかのいずれかを行い、
前記信号入力部へ安全信号の入力がある場合の前記負荷の閾値と、安全信号の入力が無い場合の前記負荷の閾値をそれぞれ設定する負荷閾値設定部を有することを特徴とする加工機械。
【請求項３】
加工機械の外部に速度変更指令を出力する信号出力部を有し、
前記ドアにより開閉される開口部に進入する外部装置に対して、前記ドアの開閉速度が変更された時に前記信号出力部から速度変更指令を出力することを特徴とする請求項２に記載の加工機械。
【請求項４】
前記ドアの駆動部は、サーボモータで駆動することを特徴とする請求項１から３の何れか一つに記載の加工機械。
【請求項５】
前記駆動部の出力と前記ドアの実加速度に基づき前記ドアの質量を算出する質量測定部を有し、
算出された前記質量に応じて前記第１の速度もしくは第２の速度の一方もしくは両方を自動的に決定する機能を有することを特徴とする請求項１から４の何れか一つに記載の加工機械。
【請求項６】
加工時と非加工時で位置を変更するドアを備え、前記ドアの移動速度を変更可能であって、
前記ドアの移動を行う駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部と、
加工機械の外部から安全信号を取り込む信号入力部と、
前記ドアの移動速度を、前記信号入力部への安全信号の入力がある場合の第１の移動速度と、安全信号の入力の無い場合の第２の移動速度をそれぞれ設定するドア開閉速度設定部と、を備え、
前記第１の移動速度は前記第２の移動速度より速く設定され、  
前記駆動部の出力と前記ドアの実加速度に基づき前記ドアの質量を算出する質量測定部を有し、
算出された前記質量に応じて前記第１の移動速度もしくは第２の移動速度の一方もしくは両方を自動的に決定する機能を有することを特徴とする加工機械。
【請求項７】
加工領域を形成するカバーに設けられた開口部を、加工時に閉じ、非加工時に開放する開閉速度を変更可能なドアを有し、前記ドアの開閉を行う駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部と、
前記加工機械の外部から安全信号を取り込む信号入力部と、
前記ドアの開閉速度を、前記信号入力部への安全信号の入力がある場合の第１の開閉速度と、安全信号の入力の無い場合の第２の開閉速度をそれぞれ設定するドア開閉速度設定部と、を備え、
前記第１の開閉速度は前記第２の開閉速度より速く設定され、
前記駆動部の出力と前記ドアの実加速度に基づき前記ドアの質量を算出する質量測定部を有し、
算出された前記質量に応じて前記第１の開閉速度もしくは第２の開閉速度の一方もしくは両方を自動的に決定する機能を有することを特徴とする加工機械。
【請求項８】
加工機械の外部に速度変更指令を出力する信号出力部を有し、
前記ドアにより開閉される開口部に進入する外部装置に対して、前記ドアの開閉速度が変更された時に前記信号出力部から速度変更指令を出力することを特徴とする請求項７に記載の加工機械。
【請求項９】
前記ドアにかかる負荷を検出する負荷検出部を有し、
前記負荷検出部に閾値以上の負荷がかかった場合に、前記ドアを停止させるか、もしくは前記ドアの駆動力を遮断するか、もしくは前記負荷が作用した時点での前記ドアの進行方向と逆方向へ前記ドアを駆動するかのいずれかを行うことを特徴とする請求項６〜８のいずれか一つに記載の加工機械。
【請求項１０】
前記信号入力部へ安全信号の入力がある場合の前記負荷の閾値と、安全信号の入力が無い場合の前記負荷の閾値をそれぞれ設定する負荷閾値設定部を有することを特徴とする請求項９に記載の加工機械。
【請求項１１】
前記ドアの駆動部は、サーボモータで駆動することを特徴とする請求項６から９の何れか一つに記載の加工機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドアを有する加工機械に関し、特に、開閉速度を変更可能なドアを有する加工機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
加工機械に備わったドアの開閉速度を速くすることは、ワークの交換時間を短縮することができ加工サイクルが短縮化し、生産性の向上につながる。そのため、高速で開閉可能なサーボ駆動の自動ドアが提案されている。  
特許文献１には、加工時に閉じられ、非加工時に開放されるドアを有する加工機と、ドアを介して加工機の内部に進退可能に設けられた、加工対象物などの自動交換を行う自動交換装置と、ドアを開閉するアクチュエータとを備え、ドアの開閉動作を短時間で行う加工システムが開示されている。  
特許文献２には、作業者がドアと接触した時の安全性を向上するため、一定以上の負荷がドアにかかるとドアを駆動源から機械的に切り離す機構が開示されている。  
特許文献３には、機体カバーに正面ドアを設けた加工機械において、正面ドアを開けて工具交換作業を行うときの安全を確保するために、機体カバーのドアが開いたことが検知されると、ドアの開閉動作させるモータへの電力の供給を遮断する技術が開示されている。
【０００３】
特許文献４には、加工機械の運転中、オーバーライド制御装置がドア開閉センサからドア開信号を受け取ると、オーバーライド値を所定の値に変更して加工機械の制御装置へ出力され、加工機械の制御装置は変更されたオーバーライド値に従って加工機械の動作を停止または減速する技術が開示されている。
【０００４】
特許文献５には、ドアが障害物に衝突した際に、双方に外力を作用させることを防止し、双方に被害を与えることなく、ドアを安全に停止させる技術が開示されている。  
特許文献６には、通行量が多いときのドア部の開閉頻度を減じて通行者の安全性を高めるとともに自動ドアの耐久性を改善する技術が開示されている。
【０００５】
特許文献７〜特許文献８には、駆動部のトルクと可動部の実加速度から可動部の重量を算出する技術が開示されている。
特許文献９には安全柵が開いた際に、柵内の機械を非常停止させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−２０５２３１号公報
【特許文献２】特開２００２−３４９１３３号公報
【特許文献３】特開平５−１２３９３７号公報
【特許文献４】特開平８−８５０３７号公報
【特許文献５】特開２００８−２０７２７０号公報
【特許文献６】特開２００２−４７１５号公報
【特許文献７】特開２００１−３０４９４８号公報
【特許文献８】特開２０１０−２１１４６７号公報
【特許文献９】特開平３−２５６６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
高速で開閉する自動ドアはそれ自体が作業者にとって危険の発生源となるため、ロボットの教示や機械のメンテナンス時などで、作業者がドアに接近する可能性がある場合には、作業者がドアと接触した時の安全性を確保する必要がある。  
しかし、特許文献１に開示される技術は、加工機械に設けられているドアをサーボモータの駆動によって開閉し、ドアの開閉速度を制御する技術が開示されているが、作業者がドアと接触した時の安全性について言及されていない。
【０００８】
特許文献２に開示される機構ではドアの加減速度を大きくすると慣性力により機構が作動してしまう問題がある。ドアの開閉時間を短縮するためには加減速度も大きくすることが望ましいため、上記機構は高速で開閉するドアには不向きである。  
特許文献３および特許文献４は、加工機械のドアが開いた場合に、機械内部の機構を停止もしくは減速させる技術であって、作業者にとって危険の発生源となるドアの安全対策の技術ではない。
特許文献５はドアが障害物に衝突した場合に扉を停止する技術であるが、適切な速度選択について記載されていない。
特許文献６は、開閉速度を変更可能なドアの技術を開示しているが、通行量が多いドア部のドアの開閉制御に関する技術であって、加工機械のドアに関する技術ではなく、また、適切な開閉速度の決定方法について記載されていない。  
また、特許文献７〜８は、ドアの開閉制御に関する技術が開示されていない。
【０００９】
特許文献９は、安全柵が開いた際に、柵内の機械が非常停止するが、急激な停止は機械の破損の原因となる。また、非常停止状態からの復旧も時間を要する問題がある。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、安全信号の有無に応じてドアの開閉速度を変更可能なドアを有する加工機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一実施態様は、加工時と非加工時で位置を変更するドアを備え、前記ドアの移動速度を変更可能な加工機械であって、前記ドアの移動を行う駆動部と、前記駆動部を制御する制御部と、前記加工機械の外部から安全信号を取り込む信号入力部と、前記ドアの移動速度を、前記信号入力部への安全信号の入力がある場合の第１の移動速度と、安全信号の入力の無い場合の第２の移動速度をそれぞれ設定するドア開閉速度設定部と、を備え、前記第１の速度は前記第２の速度より速く設定されることを特徴とする加工機械である。
【００１２】
本発明の一実施態様は、加工領域を形成するカバーに設けられた開口部を、加工時に閉じ、非加工時に開放する開閉速度を変更可能なドアを有する加工機械であって、前記ドアの開閉を行う駆動部と、前記駆動部を制御する制御部と、前記加工機械の外部から安全信号を取り込む信号入力部と、前記ドアの開閉速度を、前記信号入力部への安全信号の入力がある場合の第１の開閉速度と、安全信号の入力の無い場合の第２の開閉速度をそれぞれ設定するドア開閉速度設定部と、を備え、前記第１の速度は前記第２の速度より速く設定されることを特徴とする加工機械である。
【００１３】
本発明の上記の実施態様は、安全信号の有無に応じて自動ドアの速度を変更可能とすることを特徴とする。前記信号入力部に安全信号の入力がある場合には、自動ドア周囲は無人であるとみなしてドアの第１の速度を大きく設定し、前記信号入力部に安全信号の入力が無い場合はドアの第２の速度を小さく設定することで、サイクルタイムの短縮と安全性の確保を両立することが可能である。また、安全柵の有無で開閉速度を変更するため、外部装置として協働ロボットを用いた加工セルのように、もともと安全柵等を設置しないシステムに加工機械を組み込んだ場合に、設定の変更を行わなくても自動ドアは低速で開閉するようになるため、安全性が確保される。
【００１４】
本発明の一実施態様は、加工機械の外部に速度変更指令を出力する信号出力部を有し、前記ドアにより開閉される開口部に進入する外部装置に対して、前記ドアの開閉速度が変更された時に前記信号出力部から速度変更指令を出力することを特徴とする加工機械である。
【００１５】
本発明の一実施態様は、安全信号の入力が有る状態から、入力が無い状態に移行した場合に、自動ドアの速度を第１の速度から自動的に第２の速度に変更する。一般的なシステムにおいては、前記ドアと連動して、前記ドアにより開閉される開口部に出入りする外部装置（例：ワーク交換用のロボットやガントリー等）が存在する。この場合、安全性の確保とドアとの干渉防止のためには前記外部装置の動作も外部装置の運動も自動ドアに合わせて変更することが望ましい。一般に自動ドアと連動する外部機械はドア制御部と信号の送受信を行っているため、外部装置自体が安全信号を取得していなくとも安全を保つことが可能となる。
【００１６】
本発明の一実施態様は、前記ドアにかかる負荷を検出する負荷検出部を有し、前記負荷検出部に閾値以上の負荷がかかった場合に、前記ドアを停止させるか、もしくは前記ドアの駆動力を遮断するか、もしくは前記負荷が作用した時点での前記ドアの進行方向と逆方向へ前記ドアを駆動するかのいずれかを行うことを特徴とする加工機械である。
【００１７】
本発明の一実施態様は、ドアに予め設定した閾値以上の負荷がかかった場合にドアを停止させるか、もしくは駆動力を遮断するか、もしくは前記負荷が作用した時点での前記ドアの進行方向と逆方向へ前記ドアを駆動するかのいずれかを行う機能（以後、安全機能とする）を有することを特徴とする。該安全機能が作動する前記負荷の閾値を十分低く設定することにより、異物が自動ドアに巻き込まれた場合の安全性が向上する。また、異物を強く挟みこむ前にドアの動作が止まることにより、自動ドアの対故障性も向上する。
【００１８】
本発明の一実施態様は、前記信号入力部へ安全信号の入力がある場合の前記負荷の閾値と、安全信号の入力が無い場合の前記負荷の閾値をそれぞれ設定する負荷閾値設定部を有することを特徴とする加工機械である。  
本発明の一実施態様は、安全性向上のためには、前記安全機能が作動する負荷の閾値を可能な限り低く設定することが望ましいが、閾値を小さくすると自動ドア加減速時の慣性力により上記機能が作動する恐れがある。これを避けるため、前記信号入力部に安全信号の入力がある場合と無い場合で、前記安全機能が動作する負荷の閾値を変更可能にすることが考えられる。前記信号入力部に安全信号の入力が無く、低速でドアを開閉する場合には前記安全機能が作動する負荷の閾値を可能な限り小さく設定することで、異物がドアに接触した際の安全性を確保する。他方で、前記信号入力部に安全信号の入力があり、自動ドアが高速、高加速度で開閉する場合には前記安全機能が作動する負荷の閾値を、ドア加減速時の慣性力で生じる負荷よりも大きくすることで、ドア開閉時間を短縮することが可能である。
【００１９】
本発明の一実施態様は、前記ドアの駆動部は、サーボモータで駆動することを特徴とする加工機械である。  
本発明の一実施態様は、ドアの駆動源としてサーボモータを用いることにより、ドアの速さを容易に、かつ詳細に設定することが可能である。
【００２０】
本発明の一実施態様は、前記駆動部の出力と前記ドアの実加速度に基づき前記ドアの質量を算出する質量測定部を有し、算出された前記質量に応じて前記１の速度もしくは第２の速度の一方もしくは両方を自動的に決定する機能を有することを特徴とする加工機械である。
【００２１】
本発明の一実施態様は、安全信号が無い場合の自動ドア開閉速度を自動的に算出とすることにより、自動ドアの改造等によりドアの重量が変化した場合や、機械により仕様が異なるカスタムメイドの加工機械において速度２をドア質量に適した値に容易に設定することが可能となるため、安全性の向上が期待される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明により、安全信号の有無に応じてドアの開閉速度を変更可能なドアを有する加工機械を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】安全信号を受信状態の加工機械を説明する図である。
【図２】安全信号を受信状態にない加工機械を説明する図である。
【図３】カバーに設けられた開口部の開閉を行うドアを備えたカバーを有する加工機械のドアの開閉制御を説明する図である。
【図４】ドアの開閉制御の説明するフロー図である。
【図５】数値制御装置で制御される加工機械と、該加工機械と協働して作業を行う外部装置とから構成される作業システムを説明する図である。
【図６】同じ加速度でドアを駆動させた場合の可動部質量とモータ電流の関係を示す図である。
【図７】ドア速度と接触時の衝撃値の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。  
図１と図２は数値制御装置で制御される加工機械と、該加工機械と協働して作業を行う外部装置とから構成される作業システムを説明する図であって、図１は安全信号を受信状態の加工機械を説明する図であり、図２は安全信号を受信状態にない加工機械を説明する図である。図２は安全信号を受信状態にない加工機械を説明する図である。
【００２５】
加工機械１と外部装置４０とは安全柵５によって囲われている。加工機械１の筺体にはワークの搬入および搬出のための開閉式のドア２が設けられている。ドア２は駆動部７によって駆動される。駆動部７は制御部３によって制御される。また、安全柵５には作業者が安全柵５で囲われた領域に出入りするための安全柵のドア８が設けられている。安全柵のドア８には、その開閉を検出するための安全柵のドア開閉検出部９が取り付けられている。ドア開閉速度設定部３ａに、ドアの開閉速度を、信号入力部４への安全信号Ｓ１の入力がある場合の第１の開閉速度Ｖ１と、安全信号Ｓ１の入力の無い場合の第２の開閉速度Ｖ２をそれぞれ設定する。第１の開閉速度Ｖ１と第２の開閉速度Ｖ２との設定を間違わないように、判断手段を備えてもよい。
【００２６】
安全柵のドア開閉検出部９から出力される安全柵のドア８の開閉状態の検出信号（安全信号Ｓ１）は信号入力部４に入力される。ドア開閉速度設定部３ａは、信号入力部４への安全信号Ｓ１の入力の有無を常時監視し、信号入力部４への安全信号Ｓ１の入力の有無に従って、ドア開閉速度設定部３ａに設定された第１の開閉速度Ｖ１または第２の開閉速度Ｖ２をドアの開閉速度として選択する。制御部３はドア開閉速度設定部３ａが選択した開閉速度に従って、ドア２を移動する駆動部７を制御する。
【００２７】
図１では安全柵のドア８が閉じており５内に作業員が立ち入っていないので、安全信号Ｓ１が安全柵のドア開閉検出部９から出力され、信号入力部４に入力される。この場合、ドア開閉速度設定部３ａは第１の開閉速度Ｖ１をドアの開閉速度として選択し、制御部３はドア開閉速度設定部３ａから入力する第１の開閉速度Ｖ１に従って駆動部７を駆動制御し、加工機械１のドア２の開閉動作を行う。
【００２８】
一方、図２では安全柵のドア８を開いており作業員４１が安全柵５内に立ち入って作業を行っている可能性がある。このため、安全信号Ｓ１は安全柵のドア開閉検出部９から入力されない。このため、制御部３はドア開閉速度設定部３ａに設定された第２の開閉速度Ｖ２に従って駆動部７を駆動制御し、加工機械１のドア２を移動させる。
【００２９】
加工機械１は更に、信号出力部６を備えている。加工機械１の信号出力部６は、加工機械の外部にある外部装置４０に速度変更指令Ｓ２を出力する。ドア２の速度変更指令Ｓ２が信号出力部６から出力され、外部装置４０はその速度変更指令Ｓ２に従って外部装置４０の動作速度を変更することができる。信号出力部６は加工機械１に付随するものであっても、加工機械１から独立したものであっても良い。
【００３０】
図３はドアを備えたカバーを有する加工機械のドアの開閉制御を説明する図である。加工機械１は、加工領域を加工機械１から遮蔽するため、カバー１ａで加工領域が覆われている。カバー１ａはワークなどの搬入および搬出などのために開口部１ｂを備えている。開口部１ｂはドア２によって開閉される。加工時には開口部１ｂはドア２によって閉じられ、非加工時には開口部１ｂは開放され、ワークの搬出や搬入の作業を行うことができる。
【００３１】
信号入力部４には安全柵５などの外部安全装置から安全信号Ｓ１を入力される。ドア開閉速度設定部３ａは、信号入力部４への安全信号Ｓ１の入力の有無を常時監視し、信号入力部４に安全信号Ｓ１が入力されている場合、ドアの開閉速度として第１の開閉速度Ｖ１を選択する。制御部３は選択されたドア開閉速度に応じてドア２が開閉するように、ドア２を駆動する駆動部７を制御する（ドア２の開閉命令と速度指令をドア２の駆動部７に与える）。ドア開閉速度設定部３ａはさらに信号出力部６に対して速度変更指令Ｓ２を外部装置４０に出力する。
【００３２】
加工機械１のドア２により開閉されるカバー１ａの開口部１ｂに進入する外部装置４０（例：ワーク交換用のロボットやガントリー等）が存在する場合に、ドア２の開閉動作の速さが変更された時に、信号出力部６は外部装置４０に対し速度変更指令Ｓ２を出力する。
【００３３】
外部装置４０は速度変更指令Ｓ２を受信すると、加工機械１のドア２の速さの変化に合わせて自身の動作速度を変更する。例として、ドア２の開閉速さが半分に変更された場合には、外部装置４０の速度も半分に変更することにより、ドア２と外部装置４０は速度変更前と同じ位置関係を保って連動を続けることが出来る。
【００３４】
図４はドアの開閉制御の説明するフロー図である。以下、各ステップにしたがって説明する。
●［ステップｓａ０１］ドア開もしくはドア閉の指令を実行する。
●［ステップｓａ０２］安全信号が入力されているか（ＹＥＳ）、否か（ＮＯ）を判断し、入力している場合にはステップｓａ０３へ移行し、入力されていない場合にはステップｓａ０４へ移行する。  
●［ステップｓａ０３］第１の速度でドアを駆動する。  
●［ステップｓａ０４］第２の速度でドアを駆動する。
●［ステップｓａ０５］ドアが指令位置に到達したか否かを判断し、到達した場合（ＹＥＳ）にはステップｓａ０６へ移行し、到達しない場合（ＮＯ）はステップｓａ０２へ戻る。
●［ステップｓａ０６］ドア動作を停止し、処理を終了する。
【００３５】
加工機械１は図５に示される数値制御装置１０によって制御される。図１，図２に示される制御部３，ドア開閉速度設定部３ａ，信号入力部４，信号出力部６の構成による加工機械１のドア２の移動制御は、加工機械１を制御する数値制御装置１０を用いて実現してもよい。図５は加工機械を制御する数値制御装置１０の要部ブロック図である。ＣＰＵ２０は数値制御装置１０を全体的に制御するプロセッサであり、バス２９を介してメモリ２１、インタフェース２２、２３、各軸制御回路２４、ＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）２６、主軸制御回路２７に接続されている。
【００３６】
ＣＰＵ２０はメモリ２１内のＲＯＭに格納されたシステムプログラムを、バス２９を介して読み出し、該システムプログラムにしたがって数値制御装置１０全体を制御する。メモリ２１は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ等で構成され、ＲＯＭにはシステムプログラム等が記憶され、ＲＡＭには一時的計算データや表示データ、表示装置／手動入力ユニット３０を介して入力された各種データが格納される。また、不揮発性メモリはバッテリでバックアップされたＳＲＡＭで構成される。
【００３７】
インタフェース２３は外部装置４０（例えば、ロボット３）との接続を可能とするものである。ロボットの動作状態信号はインタフェース２３を介して数値制御装置１０に入力する。ＰＬＣ２６は数値制御装置１０に内蔵されたシーケンスプログラムで制御対象の加工機械の補助装置に信号を出力し制御し、加工機械本体に配備された各種スイッチ（ドア２、図１参照）などの信号を受け必要な処理をしてＣＰＵ２０に渡すようにしたものである。また、安全柵５に設けられた安全柵のドア８の開閉状態を検出する安全柵のドア開閉検出部９からの検出信号を受ける。
【００３８】
また、インタフェース２２は、液晶表示装置などで構成される表示装置とキーボート等で構成される手動入力ユニットからなる表示装置／手動入力ユニット３０が接続されている。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸等の送り軸を制御する各軸制御回路２４は、ＣＰＵ２０からの各送り軸の移動指令量を受けて、各送り軸の指令をそれぞれのサーボアンプ２５に出力し各送り軸のサーボモータ３１をそれぞれ駆動する。また、各軸制御回路２４は、サーボモータ３１に内蔵する位置・速度検出器からの位置、速度フィードバック信号を受け位置・速度のフィードバック制御を行い、サーボモータの回転速度が指令速度と一致するように制御する。
【００３９】
加工機械１のドア２を制御するドア駆動用制御回路３３はＣＰＵ２０からのドアの移動量指令を受けて、ドア駆動用アンプ３４に出力し、ドア駆動用サーボモータ３５を駆動する。また、ドア駆動用制御回路３３はドア駆動用サーボモータ３５に内蔵する位置・速度検出器からの位置、速度フィードバック信号を受け、位置・速度のフィードバック制御を行い、サーボモータの回転速度が指令速度と一致するように制御する。  
ドア制御用サーボモータ３５は、図１および図２の駆動部７に対応する。  
主軸制御回路２７はＣＰＵ２０から主軸回転速度指令を受けて、主軸アンプ２８に主軸速度信号を出力し、主軸アンプ２８は主軸速度信号を受けて、主軸モータ３２を指令された回転速度(回転数)で回転させ、図示しないポジションコーダからの回転に同期してフィードバックされる帰還パルスを受け、主軸回転速度指令と一致した速度になるように主軸の回転速度のフィードバック制御を行う。
【００４０】
加工機械１を制御する数値制御装置１０において、動作確認のための画面を設け、確認内容（レベル）にあわせて速度の上限値やマシンロックなどのＯＮ・ＯＦＦ、Ｍ・Ｓ・Ｔコードなどの有効／無効を複数のパターンで設定することができるようにする。動作確認のための画面は、表示装置／手動入力ユニット３０の表示画面に表示される。
【００４１】
上述した本発明の実施形態では、ドアを駆動する駆動部としてサーボモータを例として説明している。サーボモータを利用することで、ドアの速さを容易に制御することが可能である。ただし、本発明の特徴を実現可能なものであれば、ドアの駆動源はサーボモータに限定されない。
【００４２】
本発明の実施形態では、ある閾値以上の負荷がドアにかかった場合にドアを停止させるか、ドアを駆動する動力を遮断するか、もしくは前記負荷が作用した時点での進行方向と逆方向へドア２を駆動するかのいずれかを行う機能を有する。図示しない負荷閾値設定部を備えることで、信号入力部４に安全信号Ｓ１の入力がある場合と入力が無い場合で、前記負荷の閾値を変更可能としてもよい。
【００４３】
ドア２にかかる負荷を検出する仕組みの例（負荷検出部）として、自動ドアをサーボモータで駆動する場合には、モータの電流値から負荷を求める方法が考えられる。ただし、上記の特徴を実現可能な手段であれば例に挙げた方法に限定されない。
【００４４】
閾値以上の負荷がかかった場合にドアを停止する方法の例として、自動ドアをサーボモータで駆動する場合には、モータに進行方向と逆向きのトルクを発生させドアを停止させる方法が考えられる。さらにドア停止後にモータを駆動し、前記負荷が作用した時の進行方向と逆向きにドアを移動させることで、ドアが異物を挟み込んだ場合に異物を解放することが出来る。
【００４５】
本発明の実施形態において、ドアの第２の速度を自動で設定可能であっても良い。作業者が自動ドアと接触した際の衝撃力の大きさは、ドアの質量と接触時の速度に依存する。また、接触時に安全とされる衝撃力の上限は規格等で規定されているため、適切な第２の速度の上限はドアの質量により決定される。
【００４６】
ドアの質量については、ドアを加減速する際の駆動部の出力とドアの加速度（実加速度）から算出することが可能である（質量測定部）。駆動力の出力からドア質量を算出する方法の例を以下に示す。自動ドアの質量をm、ドアを一定加速度a で加速するために必要な駆動源の力をf とすると、
ドアの質量は、f = m a、m = f / a  と求められる。
【００４７】
駆動部の力は、たとえばサーボモータの場合は流れる電流値から算出されるため、ドアの加速度と駆動源の力を測定することでドアの質量を算出可能である。図６は同じ加速度でドアを駆動させた場合の可動部質量とモータ電流の関係を示す図である。
【００４８】
上記以外でドアの質量を求める方法としては、一定条件下で動かした場合のモータ電流やドア加速度等を予め測定してデータテーブルとして保存しておき、参照する方法も考えられる。
【００４９】
自動ドアの質量から安全な速度を算出する方法の例を以下に示す。自動ドアの質量をm、衝突時のドアの速度をv とし、ドアが障害物に衝突後Δt で停止したとすると、衝突時にドアに掛かる撃力F は Δt = m v  F = m v / Δtで求められる。モータ等の制動が無い場合には、衝突時に障害物が受ける衝撃力も上記のFとなる。図７はドア速度と接触時の衝撃値の関係を示す図である。
【００５０】
自動ドアが作業者に衝突した場合に許容される衝撃力 FMAXは安全規格等により規定されているため、作業者が自動ドアに接触する可能性がある場合に許容されるドアの最大速度は、vMAX = FMAX Δt / mと求められる。Δt については計算で求めることが困難であり、ドアの駆動方法によっても異なることから、実際の自動ドアを用いて値を求めておくことが考えられる。
【００５１】
前記で計算された速度は安全規格上許容される上限の速度であるため、この速度に任意の安全率を掛けたものを実際の第２の速度としてもよい。
【００５２】
上記の計算の他にも、自動ドアの速度と重量を変えた場合の衝撃力を予め測定しデータテーブルとして保存しておき、推定したドア重量に応じて速度を選択する方法も考えられる。
【００５３】
上述したように、本発明は加工機械の自動ドアに関するものであり、外部からの安全信号の有無によりドアの開閉速度を変更可能とすることを特徴とする。そして、本発明は、前記自動ドアに閾値以上の負荷がかかった場合にドアを停止もしくは、ドアを駆動する動力を遮断する機能を有し、前記安全信号の有無により前記負荷の閾値を変更可能であることを特徴とする。
【００５４】
安全柵が開いている場合であっても、内部の加工機械が接触しても安全な速度まで減速していれば、完全に停止させる必要はない。したがって、安全柵が開いた際にドアの速度を自動的に安全な速度まで減速することで、システムを止めることなく柵内での作業を行うことが出来る。
【００５５】
上述の本発明の実施形態では、加工機械１は加工領域を外部から遮蔽するカバーを備えている。本発明はこれに限定されずドアを加工時と非加工時とで位置を移動させる加工機械にも適用できる。例えば、加工時に外部装置へ加工液が飛び散らないようにドアを加工機械の加工領域と外部装置の間に位置するように移動し、非加工時にワークを加工領域へ搬入あるいは加工領域から搬出する場合には加工領域と外部装置の間からドアを移動させる形式の加工機械にも適用できる。
【００５６】
この場合は、ドアの移動速度を規定する第１の移動速度、第２の移動速度としてドア開閉速度設定部に設定する。第１の移動速度，第１の開閉速度Ｖ１を総称して第１の速度、第２の移動速度，第２の開閉速度を総称して第２の速度という。
【符号の説明】
【００５７】
１  加工機械
１ａ  カバー
１ｂ  開口部
２  加工機械のドア
３  制御部
３ａ  ドア開閉速度設定部
４  信号入力部
５  安全柵
６  信号出力部
７  駆動部
８  安全柵のドア
９  安全柵のドア開閉検出部
Ｓ１  安全信号
Ｓ２  速度変更指令
１０  数値制御装置
２０  ＣＰＵ
２１  メモリ
２２，２３  インタフェース
２４  各軸制御回路
２５  各軸サーボアンプ
２６  ＰＬＣ
２７  主軸制御回路
２８  主軸アンプ
２９  バス
３０  表示装置／手動入力ユニット
３１  各軸サーボモータ
３２  主軸モータ
３３  ドア駆動用制御回路
３４  ドア駆動用サーボアンプ
３５  ドア駆動用サーボモータ
４０  外部装置
４１  作業員
【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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