(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス機械(1) のスライドの作業領域へ作業者の手や部材を出し入れする作業面の入口に設けた光線式安全装置(4) を用いて、メインモータ起動又は停止等のコマンドを指令するコマンド指令装置において、
複数のコマンドに対応させて、前記光線式安全装置(4) の光軸のうち、連続する遮光軸および通光軸の本数と位置とによって複数の遮光パターンを設定する遮光パターン設定手段(12)と、
設定した遮光パターンを記憶する遮光パターン記憶手段(13)と、
前記光線式安全装置４の各光線の遮光信号を入力し、この遮光信号に基づいて遮光パターンを認識する遮光パターン認識手段(11)と、
前記遮光パターン記憶手段(13)によって記憶された遮光パターンと前記遮光パターン認識手段(11)によって認識された遮光パターンとを比較して遮光パターンの種類を判別する遮光パターン判別手段(14)と、
前記遮光パターン判別手段(14)によって判別された遮光パターンに対応するコマンドの実行指令を出力してそのコマンドを実行するコマンド実行手段(15)とを備えたことを特徴とする光線式安全装置を用いたコマンド指令装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光線式安全装置を用いたコマンド指令装置において、
前記遮光パターンは、人間の手の指の動作により形成されたことを特徴とする光線式安全装置を用いたコマンド指令装置。
【請求項３】
プレス機械(1) のスライドの作業領域へ作業者の手や部材を出し入れする作業面の入口に設けた光線式安全装置(4) を用いて、メインモータ起動又は停止等のコマンドを指令するコマンド指令方法において、
複数のコマンドに対応して、前記光線式安全装置(4) の光軸のうち、連続する遮光軸および通光軸の本数と位置とによって複数の遮光パターンを設定して、この遮光パターンを記憶した後、前記光線式安全装置(4) から入力される各光軸の遮光信号に基づいて遮光パターンを認識し、次に、この認識した遮光パターンと前記記憶した遮光パターンとを比較して遮光パターンの種類を判別し、この判別した種類に対応する所定のコマンドを実行することを特徴とする光線式安全装置を用いたコマンド指令方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス機械の光線式安全装置を用いたコマンド指令装置およびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プレス機械の操作盤には、プレス行程選択モードスイッチや、周辺機器との連動モード選択スイッチ等プレス機械自体の動作に関するスイッチ、あるいは、金型クランパ操作用スイッチやボルスタ操作用スイッチ等の段取り換えに関するスイッチ、また、例えばメインモータの起動／停止スイッチや、ダイルーム照明灯の点灯／消灯スイッチや、潤滑ポンプの起動／停止スイッチ等の各機器駆動スイッチなど、多数のスイッチが設けられている。そして、プレス作業を行う場合には、作業者はこれらのコマンドスイッチの中から作業目的及び内容に合わせて適切なスイッチを選択して操作している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成の操作盤においては、コマンドスイッチが多数配設されているので、操作盤の構成が複雑で大型になるという問題がある。
また、プレス作業を行う場合には、作業者は非常に多くのコマンドスイッチの中から目的とする所定のスイッチを所定の操作順序に従って捜し出し、操作盤のその該当するスイッチまで手を伸ばして操作する必要がある。しかしながら、このような操作方法は作業者にとって煩わしいものであり、また、多数の似たようなスイッチが隣接して並んでいるので、誤って操作する場合も多い。
【０００４】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、操作盤の簡素化及び操作性の向上が図れ、かつ、誤操作の軽減が可能な光線式安全装置を用いたコマンド指令装置、及びその方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、プレス機械１のスライドの作業領域へ作業者の手や部材を出し入れする作業面の入口に設けた光線式安全装置４を用いて、メインモータ起動又は停止等のコマンドを指令するコマンド指令装置において、
複数のコマンドに対応させて、前記光線式安全装置４の光軸のうち、連続する遮光軸および通光軸の本数と位置とによって複数の遮光パターンを設定する遮光パターン設定手段１２と
設定した遮光パターンを記憶する遮光パターン記憶手段１３と、
前記光線式安全装置４の各光線の遮光信号を入力し、この遮光信号に基づいて遮光パターンを認識する遮光パターン認識手段１１と、
前記遮光パターン記憶手段１３によって記憶された遮光パターンと前記遮光パターン認識手段１１によって認識された遮光パターンとを比較して遮光パターンの種類を判別する遮光パターン判別手段１４と、
前記遮光パターン判別手段１４によって判別された遮光パターンに対応するコマンドの実行指令を出力してそのコマンドを実行するコマンド実行手段１５とを備えた構成としている。
【０００６】
また、請求項３に記載の発明は、プレス機械１のスライドの作業領域へ作業者の手や部材を出し入れする作業面の入口に設けた光線式安全装置４を用いて、メインモータ起動又は停止等のコマンドを指令するコマンド指令方法において、
複数のコマンドに対応して、前記光線式安全装置４の光軸のうち、連続する遮光軸および通光軸の本数と位置とによって複数の遮光パターンを設定して、この遮光パターンを記憶した後、前記光線式安全装置４から入力される各光軸の遮光信号に基づいて遮光パターンを認識し、次に、この認識した遮光パターンと前記記憶した遮光パターンとを比較して遮光パターンの種類を判別し、この判別した種類に対応する所定のコマンドを実行する方法としている。
【０００７】
請求項１又は３に記載の発明によると、各コマンドを光線式安全装置の各光線の遮光パターンに対応させるようにし、所定のコマンドに対応する複数の遮光パターンを予め設定して記憶しておく。この後、コマンド実行時は、実際にコマンド入力として遮光操作されたときの遮光状態信号に基づいて遮光パターンを認識し、この認識した遮光パターンと前記記憶した遮光パターンとを比較することにより上記操作されたコマンドの種類を判別し、対応するコマンドを実行することができる。したがって、操作盤を使用せず、光線式安全装置を用いて作業者が所定のコマンドに対応する遮光操作を行うことにより、所定のコマンドを実行させることが可能となり、この機能に相当するコマンドスイッチが不要となる。したがって、プレス機械の操作盤の簡略化が図れ、コスト的に有利となる。また、操作が容易となるので、誤操作を起こす可能性が減少する。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光線式安全装置を用いたコマンド指令装置において、前記遮光パターンは人間の手の指の動作により形成されたことを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明によると、特別な道具を必要とせずに、人間の手の指の動作によって所定の遮光パターンを形成することができるので、容易にコマンドを実行させることができる。この結果、操作が容易となり、作業者の負荷が軽減される。また、これによって、操作盤の簡素化、誤操作の防止が図れる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る光線式安全装置を用いたコマンド指令装置およびその方法の実施形態について、図面を参照して詳述する。
本発明は、光線式安全装置の光線を遮光することによって各種のコマンド指令を行うものであり、その遮光パターンを各種のコマンドに対応させている。
【００１１】
図１は光線式安全装置を備えたプレス機械の外観斜視図であり、また、図２は光線式安全装置の光線の説明図であり、同図に基づいて、まず光線式安全装置を説明する。
プレス機械１の中央部には上下動自在にスライド２が配設されており、スライド２が上下動する作業領域３は危険領域となっている。そして、作業者が作業する作業面（通常はプレス機械１の前面）を除いた他の面には、外部からの部材や他の作業者等の侵入を防止するために、作業領域３の周囲をガード等によって囲っている。また、作業面の入口の左右には、光線式安全装置４が配設されており、この光線式安全装置４は互いに対向する投光器４ａと受光器４ｂとからなっている。
【００１２】
通常の投光器４ａには、発光素子（例えば、発光ダイオード等）が上下方向に所定の間隔Ｐで配設されており、また受光器４ｂには、受光素子（例えば、フォトダイオード等）が上下方向に前記と同じ間隔Ｐで配設されている。そして、図２に示すように、投光器４ａから発光された光線が受光器４ｂに受光された状態で、前記作業面の入口に光線のカーテン５が形成されており、この光線のカーテン５を外部からの侵入物６（例えば、作業者の手等）が遮光することによって、前記危険領域への侵入が検知されるようになっている。
通常、図示しない制御器は、光線式安全装置４の上記遮光信号を入力したときスライド２が作動中であれば、スライド２を非常停止させて事故を防止するようになっている。
【００１３】
次に、図３に基づいて、本発明に係る光線式安全装置を用いたコマンド指令装置のハード構成を説明する。
光線式安全装置４は複数の光軸（いわゆる、発光素子と受光素子を結ぶ線）を有し、各光軸に対応した遮光信号を出力する。また、パターン設定スイッチ２０は、コマンドパターンを設定するための操作スイッチからなる。例えば、コマンドパターンの設定を可能とするモードを選択するためのコマンド設定モードスイッチ、コマンドの種類を指定するコマンド種類指定スイッチ、及び光線式安全装置４の遮光信号による遮光パターンを記憶させる記憶スイッチ等からなる。
プレス行程検出手段２１はスライド２の行程を検出しており、例えばクランク軸回転角度検出器又はロータリカムスイッチ等により構成される。これらの光線式安全装置４、パターン設定スイッチ２０及びプレス行程検出手段２１の出力信号は、制御器２２に入力されている。
【００１４】
制御器２２は、例えばマイクロコンピュータ等を主体にして構成されている。そして、光線式安全装置４からの遮光信号に基づいて遮光パターンを認識した後、パターン設定スイッチ２０からの出力信号の入力によって、この認識した遮光パターンを記憶する。また、制御器２２は、コマンドを実行する時は、プレス行程検出手段２１からの行程検出信号によってプレス機械１が停止中か否か判断し、停止中のときに、次のように遮光によるコマンドを実行する。すなわち、光線式安全装置４からの遮光信号によって認識した遮光パターンと前記記憶した遮光パターンとを比較してコマンド種類を判別し、その結果に基づいて対応する機器にコマンド実行指令を出力する。
【００１５】
遮光パターンによるコマンドは、安全性確保のためにプレス機械１が停止中のときのみ実行可能としている。したがって、このコマンドによって駆動される対象回路は、プレス停止中に実行可能な機能、例えば、メインモータ起動／停止のためのメインモータ回路２３、ダイルーム照明灯の点灯／消灯のためのダイルーム照明灯回路２４、及び潤滑ポンプ起動／停止のための潤滑ポンプ回路２５などとなっている。
【００１６】
図４は本発明に係わるコマンド指令装置の機能構成ブロック図を示しており、同図に基づいて機能構成を説明する。
光線式安全装置信号取込手段１０は、光線式安全装置４の各光軸毎の遮光信号を入力し、全光軸の遮光状態信号（遮光及び通光の状態を表す）を遮光パターン認識手段１１に出力する。遮光パターン認識手段１１は入力した遮光状態信号に基づいて、隣接する遮光光軸の本数及び位置、通光光軸の本数及び位置等を算出し、これらのデータを遮光パターンデータとして得る。そして、コマンド設定モード時は、この遮光パターンデータを遮光パターン設定手段１２に出力し、また、コマンド実行時は、この遮光パターンデータを遮光パターン判別手段１４に出力する。また、遮光パターン設定手段１２はこの入力した遮光パターンデータを各コマンドの種類に対応させて設定することができ、少なくとも１種類以上の遮光パターンが設定可能である。この設定された遮光パターンデータは遮光パターン記憶手段１３によって記憶される。
【００１７】
また、遮光パターン判別手段１４は、コマンド実行時に、遮光パターン認識手段１１から入力した遮光パターンデータと遮光パターン記憶手段１３に記憶している遮光パターンデータとを比較してパターンの種類を判別し、所定のコマンドに対応する遮光パターンに一致した場合には、この所定コマンドをコマンド実行手段１５に出力する。コマンド実行手段１５は、この所定コマンドに対応する回路（例えば、メインモータ回路２３、ダイルーム照明灯回路２４又は潤滑ポンプ回路２５等）に指令して機器を起動又は停止させる。
【００１８】
ここで、前記パターン設定スイッチ２０によって設定される遮光パターンの例を説明する。
図５に、一例として３種類の遮光パターンを人間の手の指の動作により形成して各コマンドを設定する場合が示されている。ここで、光線式安全装置４の各光軸は所定距離（例えば、１０mm）の等間隔で設けられており、光軸Ａ〜Ｎまで有するものとする。
【００１９】
まず、第１コマンドは握った手（ジャンケンのグー）で遮光したパターンによって表し、例えば光軸Ｃ〜Ｍの１１本の光線を遮光した場合とする。この場合のパターンは隣接した１１本の光軸を遮光したもの全てに対応させており、遮光光軸の位置は問わないものとする。ただし、人間の手の大きさには個人差によるバラツキがあるため、このバラツキを考慮して、次のようなパターンの判別基準を設ける。すなわち、Ｓ本の連続的な（隣接する）遮光であって、かつ、このＳが例えば数式「１３＞Ｓ＞３」を満たす場合は、第１コマンドに対応した遮光パターンと判断するものとする。
【００２０】
次に、第２コマンドは人差指と中指の２本（ジャンケンのチョキ）で遮光したパターンによって表し、例えば光軸Ｈ，ｉと光軸Ｋ，Ｌの４本の光線を遮光した場合とする。この場合のパターンは、隣接した２本の遮光軸（図示で、１，２軸と４，５軸）が１本の通光軸をはさんで両側２か所にあるもの全てを対応させており、遮光光軸の位置は問わないものとする。ただし、人間の手の大きさには個人差によるバラツキがあるため、このバラツキを考慮して、隣接するＳ本の内、中間の少なくとも１本の通光軸を除いて両側の他の光軸は遮光され、かつ、このＳが例えば数式「６＞Ｓ＞２」を満たす場合には、第２コマンドに対応した遮光パターンと判断するパターンの判別基準を設ける。
【００２１】
また、第３コマンドは５本の指を開き（ジャンケンのパー）、その内の３本の指で遮光したパターンによって表し、例えば光軸Ｅ，Ｆと光軸Ｈ，ｉと光軸Ｋ，Ｌの６本を遮光した場合とする。この場合のパターンは、隣接する８本の光軸の内、中間の２か所の通光軸を除いて３か所（図示で、１，２軸と４，５軸と７，８軸）で遮光されたもの全てを対応させており、遮光光軸の位置は問わないものとする。ただし、人間の手の大きさには個人差によるバラツキがあるため、このバラツキを考慮して、隣接するＳ本の内、中間の２か所の通光軸を除いて他の軸は遮光され、かつ、このＳが例えば数式「９＞Ｓ＞４」を満たす場合には、第３コマンドに対応した遮光パターンと判断するパターンの判別基準を設ける。
【００２２】
そして、上記のような各コマンドを前記各機器回路に対応させることができる。例えば、第１コマンドはメインモータの起動／停止に、第２コマンドはダイルーム照明灯の点灯／消灯に、また第３コマンドは潤滑ポンプの起動／停止に対応させている。
【００２３】
図６及び図７は本発明に係るコマンド指令方法を表す処理フローチャート例を示しており、同図に基づいて以下に説明する。
まず、図６に示す遮光パターン記憶方法のフローチャートによって、遮光パターンで設定及び記憶方法を説明する。
（ステップ３０)(遮光パターン設定手段１２）作業者がパターン設定スイッチ２０を操作し、コマンド設定モードが選択される。例えば、前記コマンド設定モードスイッチによって設定される。
（ステップ３１)(遮光パターン設定手段１２）次に、作業者はパターン設定スイッチ２０の前記コマンド種類指定スイッチによって、コマンドの種類（例えば第１〜第３コマンド）を指定する。
【００２４】
（ステップ３２）次に、作業者は上記で指定したコマンドに対応する遮光操作（例えば、グー、チョキ、パー）を行い、遮光パターンを光線式安全装置４に入力する。（光線式安全装置信号取込手段１０）制御器２２は、このときの遮光状態信号を入力する。
（ステップ３３）次に、制御器２２はこの遮光した状態で記憶スイッチにより遮光パターンを記憶する。すなわち、（遮光パターン認識手段１１）上記遮光状態信号に基づいて、遮光及び通光の光軸本数及び位置を算出し、これらを遮光パターンデータとして得る。そして、（遮光パターン記憶手段１３）この遮光パターンデータを前記指定されたコマンド種類に対応させて記憶する。
【００２５】
次に、図７に、コマンド指令方法の処理フローチャート例を示す。
（ステップ４０）制御器２２はプレス行程検出手段２１からの検出信号に基づいてスライド２が停止中か否かを判断し、停止中のときはステップ４１に進み、そうでないときはエンド処理に移行してスライド２が停止するまで待つ。
（ステップ４１)(光線式安全装置信号取込手段１０）制御器２２は、遮光状態信号を入力して少なくとも１本の光軸が遮光されているか否かを判断し、遮光されているときにはステップ４２に進み、全軸通光のときにはエンド処理に移行してフローを終了する。
【００２６】
（ステップ４２)(遮光パターン認識手段１１）制御器２２は、入力した遮光状態信号に基づいて遮光パターンデータを算出して遮光パターン認識を行う。
（ステップ４３)(遮光パターン判別手段１４）次に制御器２２は、上記算出した遮光パターンデータを前記記憶している数種類の遮光パターンデータと比較し、算出された遮光パターンに対応するコマンドの種類を判別する。
（ステップ４４)(コマンド実行手段１５）次に制御器２２は、判別したコマンドの種類に対応するコマンド実行指令をそれぞれの機器回路（メインモータ回路２３、ダイルーム照明灯回路２４又は潤滑ポンプ回路２５等）に出力する。
（ステップ４５）各機器回路は上記コマンド実行指令を受け、それぞれの機器を作動又は停止させる。
【００２７】
上記説明したように、光線式安全装置４の光線の遮光パターンに基づいて、機器駆動操作のためのコマンドスイッチの代わりにコマンドを実行するようにしたので、これらのコマンドスイッチが不要となる。したがって、操作盤の構成を簡単化できるので、コスト的に有利となると共に、作業時に作業者が操作盤のスイッチを操作する頻度が減少するので、操作が容易となって疲労度が軽減され、かつ、誤操作の頻度も少なくなる。
【００２８】
なお、上記の説明では、コマンドに対応する遮光パターンの種類を３種類だけ示しているが、これに限定されずに、手の指の動作によって認識可能な遮光パターンであればよい。また、片手のみではなく両手での遮光操作によるパターンや、手以外の識別可能な所定形状の物による遮光パターンをコマンドとすることも可能である。
【００２９】
また、上記実施形態においては、パターン設定のやり方として、作業者が実際に遮光操作を行っているときに、この遮光パターンを指定コマンドに対応させて記憶させる、いわゆる教示方法による設定を説明したが、本発明はこの方法に限定されない。例えば、各コマンドに対応する遮光パターンを、直接、各光軸の遮光状態の入力によって指定することも可能である。すなわち、光線式安全装置４の各光軸にそれぞれ対応する光軸番号等を付けると共に、コマンドパターンとして設定したい遮光パターンの遮光すべき又は通光すべき光軸番号を直接入力するための光軸番号入力スイッチを設ける。これによって、例えば、図５で示した例で言うと、第１コマンドに対しては、光軸Ｃ〜Ｍを遮光軸として直接指定できるので、上記の教示方法による遮光パターンの設定と同等の機能を得ることが可能である。
【００３０】
さらに、これまでの説明においては、スライド２が停止中の時に遮光操作によるコマンド実行が可能としているが、これに限定されずに、例えばプレス機械１が非常停止モードのときにコマンド実行可能としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】光線式安全装置を備えたプレス機械の外観斜視図である。
【図２】光線式安全装置の作用の説明図である。
【図３】本発明に係わるコマンド指令装置のハード構成図である。
【図４】本発明に係わるコマンド指令装置の機能構成ブロック図である。
【図５】本発明に係わるコマンド指令装置の遮光パターンの説明図である。
【図６】本発明に係わる遮光パターン記憶方法のフローチャートである。
【図７】本発明に係わるコマンド指令方法のフローチャートである。
【符号の説明】
１…プレス機械、２…スライド、３…作業領域、４…光線式安全装置、４ａ…投光器、４ｂ…受光器、５…カーテン、６…侵入物、１０…光線式安全装置信号取込手段、１１…遮光パターン認識手段、１２…遮光パターン設定手段、１３…遮光パターン記憶手段、１４…遮光パターン判別手段、１５…コマンド実行手段、２０…パターン設定スイッチ、２１…プレス行程検出手段、２２…制御器、２３…メインモータ回路、２４…ダイルーム照明灯回路、２５…潤滑ポンプ回路。
【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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