(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス機械と作業者間に複数の光軸を上下にライン状に形成した制御機能付き光線式安全装置において、
前記ライン状の光軸は通常のプレス操作における手又は腕の脱出範囲の光軸と、
該光軸の上方に形成された上方検出範囲の光軸と下方に形成された下方検出範囲の光軸で構成され、
前記作業者の身体の一部が前記上方検出範囲の光軸、又は下方検出範囲の光軸から脱出したことを記録する記憶手段と、
該記憶手段に前記上方検出範囲の光軸、又は下方検出範囲の光軸からの脱出の記録がある時、前記プレス機械の起動を禁止する起動停止手段と、
を有することを特徴とする制御機能付き光線式安全装置。
【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における光線式安全装置に係り、特に手又は腕の脱出範囲を制限し、より安全にプレス機械を駆動する制御機能付き光線式安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業用機械の中にはプレス機械のように、作業者の身体等が危険な位置にある時、プレス機械の起動を禁止する制御機能付き光線式安全装置が設けられている。例えば、図５はこのような制御機能付き光線式安全装置の例を説明する図である。
【０００３】
同図に示すように、制御機能付き光線式安全装置はプレス機械と作業者との間に設けられ、発光部１と受光部２と制御部３で構成されている。そして、制御部３から出力される制御信号に従って発光部１の、例えば最上段の発光素子１−１から、順次１−２、１−３、・・・１−ｎと発光し、受光部２側の受光素子２−１、２−２、２−３、・・・２−ｎで対応する光を受光する。
【０００４】
そして、プレス機械が下降中、何れかの発光素子からの発光が、対応する受光素子で受光できない時、作業者の身体の一部がプレス機械の動作上危険な位置にあるものとして、プレス機械の駆動、すなわちプレス機械の下降起動を禁止する。また、プレス機械の下降中、発光素子からの発光が遮断された場合には、プレス機械を直ちに停止する。プレス機械の上昇中、又は上死点停止中に作業者が材料を金型に挿入した場合、即ち発光素子からの発光が遮断され、次に発光素子からの発光を受光素子で受けたときプレス機械を起動させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の制御機能付き光線式安全装置において、光軸（群）の上方又は下方に手又は腕が移動し、手又は腕が金型内（プレス機械側）にあるにも関わらず光線が通光となり、プレス機械のスライドを起動させ、災害発生の原因となることがある。
【０００６】
例えば、作業者が材料を金型に入れようとして床に落とし、腕を金型内（プレス機械側）に入れたまま他方の手で材料を取り上げるような場合である。このような場合、腕が光軸（群）より下方に移動し、光軸が通光するため、腕（手）が未だ金型内（プレス機械側）にあるにも関わらずプレス機械を起動させる結果となる。また、このことは手や腕が金型内（プレス機械側）にあるにも関わらず、誤って光軸（群）の上端を越えて手や腕が光軸（群）の上方に移動した場合にも起こる問題である。
【０００７】
本発明は、正常な作業ではなく、手や腕が脱出範囲外より脱出した、又は身体の一部が未だ金型内（プレス機械側）にある状態で、光軸（群）の上方又は下方に手や腕が移動した場合、プレス機械の起動を禁止し、安全を確保する光線式安全装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題は請求項１記載の発明によれば、プレス機械と作業者間に複数の光軸を上下にライン状に形成した制御機能付き光線式安全装置において、前記ライン状の光軸は通常のプレス操作における手又は腕の脱出範囲の光軸と、該光軸の上方に形成された上方検出範囲の光軸と下方に形成された下方検出範囲の光軸で構成され、前記作業者の身体の一部が前記上方検出範囲の光軸、又は下方検出範囲の光軸から脱出したことを記録する記憶手段と、該記憶手段に前記上方検出範囲の光軸、又は下方検出範囲の光軸からの脱出の記録がある時、前記プレス機械の起動を禁止する起動停止手段とを有する制御機能付き光線式安全装置を提供することにより達成できる。
【０００９】
すなわち、本発明の制御機能付き光線式安全装置は、作業者とプレス機械間に複数の光軸を上下の形成し、通常の材料セット操作の際遮光する光軸と、該光軸の上下に補助光軸を設け、該補助光軸は作業者による通常の材料セット操作の手や腕の脱出範囲ではなく、上記補助光軸が通航直前に遮光されている場合には異常であるとして例えば「遮光異常」を記憶し、該「遮光異常」の状態から通光状態になった場合にはプレス機械内に手や腕が残る可能性があり、プレス機械の起動を禁止する構成である。
【００１０】
このように構成することにより、本例の制御機能付き光線式安全装置によってプレス機械のより安全な起動を可能にするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施形態例を詳細に説明する。
図１は本実施形態例に使用する制御機能付き光線式安全装置の模式図であり、プレス機械の構成も含む図である。プレス機械４には、その上部にスライド５が位置し、スライド５は上下に駆動し、スライド５には不図示の上型が設けられている。また、下部６に不図示の下型が取り付けられる。また、上述の上型と下型間に材料を入れ、プレス加工を行う。
【００１４】
また、このプレス機械４の手前には、本例の制御機能付き光線式安全装置７が配設されている。この制御機能付き光線式安全装置７は、発光部８と受光部９で構成され、制御回路から出力される制御信号に従って発光部８に設けられた各発光素子から順次発光が行われ、対面する受光素子で受光する構成である。したがって、受光素子も発光素子に対応した数で構成され、受光素子は対面する発光素子からの光のみを受光する。
【００１５】
また、上述の制御機能付き光線式安全装置７の紙面手前には不図示の作業者が位置する。したがって、不図示の作業者はプレス機械４に対して制御機能付き光線式安全装置７を挟んで対峙する関係である。すなわち、作業者は材料を上述の下型上に載置すべく、材料を持って制御機能付き光線式安全装置７を通して下型上に手を延ばす。この時、何れかの光軸を遮断する。したがって、この時プレス機械４に、例えばプレス駆動の指示があっても駆動しない。
【００１６】
また、上述の受光部９で検知した受光信号は制御回路を有するコントロールボックス１０に出力される。このコントロールボックス１０内に設けられた制御回路は、上述の発光部８からの発光を制御し、受光部９での受光を検出、制御する回路や、後述するプログラムを記憶するメモリや駆動回路で構成されている。
【００１７】
図２は、本例の制御機能付き光線式安全装置７の光軸形成構成を詳しく説明する図であり、例えば発光部８（又は受光部９）の構成を示す。同図において、発光部８（又は受光部９）は上下に沿設された発光素子（又は受光素子）を有し、発光素子と受光素子間に複数の光軸１１を作成する。本例において、光軸１１は５６光軸を有し、更に上部にオプション光軸１２として８光軸が配設されている。
【００１８】
ここで、光軸１１について例えば下から光軸「１」、「２」、「３」、・・・、「５６」の番号を付す。また、各光軸「１」、「２」、「３」、・・・、「５６」の配設間隔は、例えば１０ｍｍであり、従って光軸群による防護範囲は５６０ｍｍである。この中で、通常のプレス操作において遮光する範囲（通常操作の手（腕）の脱出範囲）は、例えば同図に示す光軸「４」〜「５０」である。一方、光軸「１」〜「３」は下方検出範囲であり、光軸「５１」〜「５６」は上方検出範囲である。すなわち、この下方検出範囲及び上方検出範囲は、通常のプレス操作では手や腕が脱出しない範囲である。
【００１９】
尚、光軸「５７」〜「６４」は上方のオプション危険検出範囲であり、本例ではこの領域にもオプション光軸を設ける。
以上の構成において、以下に本例の処理を図３に示すフローチャートを用いて説明する。
【００２０】
先ず、発光部８は発光部内で発生する同期信号に従って発光を行い、受光部９では同じ同期信号に従って受光信号を制御部に送る。制御部では図３に示すフローチャートに従った処理を行う。尚、本例の説明において、既にプレス機械にはメイン電源が投入されているものとする。
【００２１】
先ず、プレス機械４が危険領域にあるか判断する（ステップ（以下Ｓで示す）１）。ここで、危険領域とはプレス機械４のスライド５が上死点から下死点に向かって下降中である場合をいい、この間人の手や腕が侵入すると危険な場合であり、一方危険領域外とはスライド５の上昇中や、スライド５が上死点に停止中である場合をいう。
【００２２】
上述の判断（Ｓ１）において、先ずプレス機械４（スライド５）が下降中の危険領域にはない場合（Ｓ１がＮＯ）、光軸遮光の判断を行う（Ｓ２）。すなわち、何れかの光軸が遮断されたか判断し、腕等の侵入により光軸が遮光されているとき（Ｓ２がＹＥＳ）、遮光記憶を行う（Ｓ３）。
【００２３】
この遮光記憶（Ｓ３）は、具体的には以下の処理によって行われ、先ず遮光された光軸が「４」〜「５０」の光軸であるか否かを判断する（Ｓ４）。この光軸「４」〜「５０」は人の手や腕が脱出する際の正常な脱出範囲内の光軸であり、この脱出範囲内の光軸「４」〜「５０」が遮光されたのであれば（Ｓ４がＹＥＳ）、遮光は正常であり（Ｓ５）、この「遮光正常」状態を上述の遮光記憶とする。
【００２４】
一方、もし遮光範囲が光軸「１」〜「３」、又は「５１」〜「６４」であれば、（Ｓ４がＮＯ）、遮光は異常である（ＳＴ５）。すなわち、この場合脱出範囲内の光軸「４」〜「５０」ではなく、手又は腕による遮光位置は異常である。したがって、この場合には正常操作では本来存在しない位置に手や腕があり、例えば床に落下した物体（例えば、材料）を取り上げるため、一方の手や腕をプレス機械４側に差し出したまま他方の手で落下物を拾い上げる場合などが考えられる。したがって、この場合上述のように脱出範囲外の光軸の遮光となり、遮光範囲が異常であるとして「遮光異常」を遮光記憶とする（Ｓ６）。
【００２５】
上述のようにして設定した「遮光異常」又は「遮光正常」の情報は不図示のメモリに記憶され、後述する判断（Ｓ７）において使用される。
以上のようにして遮光記憶を行った後、通光状態が変わったとき、メモリを検索し、前述の遮光記憶があるか否か判断する（Ｓ７）。ここで、遮光記憶がなければ（Ｓ７がＮＯ）、通常の処理を行う。一方、遮光記憶がある場合（Ｓ７がＹＥＳ）、メモリに記憶される記憶状態を判断する（Ｓ８）。ここで、例えば通光前の状態が「遮光正常」であれば（Ｓ８がＹＥＳ）、「遮光正常」状態から遮光が解除されたものであり、手や腕が光軸の上方又下方に移動することなく、作業者側の方向に移動した（抜けた）ものであり、正常操作と判断してプレス機械４の駆動を行う。すなわち、プレス機械４が上死点にある場合駆動リレーをオンし（Ｓ９）、スライド５の下降処理を開始する（Ｓ１０）。また、上死点の検出が未だ行われない場合（Ｓ９がＮＯ）、未だプレス機械４（スライダ）が上昇中であるので、プレス機械４の上昇を継続する。
【００２６】
一方、メモリから読み出した記憶情報が、「遮光異常」である場合（Ｓ８がＮＯ）、誤操作処理を行う（Ｓ１１）。すなわち、この場合「遮光異常」の状態から通光状態に変わったものであり、光軸「１」〜「３」又は光軸「５７」〜「６４」が遮光されていた状態から通光状態に変わったものである。したがって、例えば光軸「１」〜「３」を遮光していた手や腕が更に下方に移動し通光状態になった場合であり、この場合の例を図４のＩに示す。また、光軸「５７」〜「６４」を遮光していた手や腕が更に上方に移動し通光状態になった場合も同様であり、この場合の例を図４のＩＩに示す。
【００２７】
したがって、この場合プレス機械４の起動を禁止すると共に、誤操作処理を行う（ＳＴ６）。例えば、プレス機械４の駆動が停止した状態で、プレス機械４の下方に落ちた材料等を拾う。
【００２８】
次に、プレス機械４の起動が行われた場合、プレス機械４のスライド５は下降し、危険領域内にある（Ｓ１がＹＥＳ）。このとき、光軸遮光が行われると（Ｓ１２がＹＥＳ）、急停止リレーをオフし（Ｓ１３）、起動リレーをオフする（Ｓ１４）。このように処理することによってプレス機械４の駆動を急停止する。
【００２９】
また、この間光軸遮光が行われなければ（Ｓ１２がＮＯ）、急停止リレーをオンし（Ｓ１５）、プレス機械４の上昇を判断する（Ｓ１６）。尚、この場合、上述の説明からプレス機械４は上昇しており（Ｓ１６がＹＥＳ）、起動リレーをオフする（Ｓ１７）。
【００３０】
以上のように操作することにより、手や腕がプレス機械４側に残ったままプレス機械４が起動することを阻止し、プレス機械４の安全を確保するものである。尚、上述の実施形態例の説明では図２に示す１ラインの光軸（群）の場合を説明したが、２ラインの場合であっても同様に実施することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によればプレス機械と作業者間に形成される光軸の上方又は下方から手や腕が抜けた場合、作業者の身体の一部がプレス機械側に残る可能性があるのでプレス機械の起動を禁止し、より安全な制御機能付き光線式安全装置を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態例に使用する制御機能付き光線式安全装置の模式図であり、プレス機械の一部の構成も含む図である。
【図２】図１の模式的断面図である。
【図３】本実施形態例の処理動作を説明するフローチャートである。
【図４】本例の動作状態を説明する図である。
【図５】従来例の光線式安全装置の構成を説明する図である。
【符号の説明】
４  プレス機械
５  スライド
６  下部
７  制御機能付き光線式安全装置
８  発光部
９  受光部
１０  コントロールボックス
１１  光軸
１２  オプション光軸
１３  手（腕）
【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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