特許 5694055 プレス機械及びそのスライド制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5694055

(24)【登録日】2015年2月13日

(45)【発行日】2015年4月1日

(54)【発明の名称】プレス機械及びそのスライド制御装置

(51)【国際特許分類】

   B30B 15/00 20060101AFI20150312BHJP

【ＦＩ】

   B30B15/00 C

   B30B15/00 B

【請求項の数】9

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2011-119566(P2011-119566)

(22)【出願日】2011年5月27日

(65)【公開番号】特開2012-245550(P2012-245550A)

(43)【公開日】2012年12月13日

【審査請求日】2013年12月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】394019082

【氏名又は名称】コマツ産機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】新樹グローバル・アイピー特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】畑 幸男

【審査官】 福島 和幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１７４５００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ３０Ｂ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スライドを昇降させてプレス加工を行うプレス機械に設けられ、前記スライドの駆動を制御するプレス機械のスライド制御装置であって、
前記スライドの位置を検出するスライド位置検出手段と、
前記スライドの移動方向を検出するスライド移動方向検出手段と、
予め定められた作業領域に侵入物が侵入したことを検知する侵入物検知手段と、
前記スライドの上昇行程において前記作業領域に侵入物が侵入しているときに、前記スライドの位置、移動速度、及びブレーキ作動時の停止可能距離を参照して前記スライドが安全位置で停止可能か否かを判断する判断手段と、
前記判断手段の判断結果により、前記スライドの駆動を制御する駆動制御手段と、
を備えたプレス機械のスライド制御装置。

【請求項2】

前記安全位置は前記スライドの昇降範囲における上死点位置である、請求項１に記載のプレス機械のスライド制御装置。

【請求項3】

前記安全位置は、前記スライドの昇降範囲における上死点位置を越えかつ許容限界以内の位置である、請求項１に記載のプレス機械のスライド制御装置。

【請求項4】

前記駆動制御手段は、前記判断手段が、前記スライドが安全位置を越えると判断した時点で前記スライドを停止する、請求項１から３のいずれかに記載のプレス機械のスライド制御装置。

【請求項5】

スライドを昇降させてプレス加工を行うプレス機械に設けられ、前記スライドの駆動を制御するプレス機械のスライド制御装置であって、
前記スライドの位置を検出するスライド位置検出手段と、
前記スライドの移動方向を検出するスライド移動方向検出手段と、
予め定められた作業領域に侵入物が侵入したことを検知する侵入物検知手段と、
前記スライドの下降行程において、前記スライドの位置及び移動速度と前記侵入物の侵入速度とを参照して、前記作業領域に侵入した侵入物が予め設定された危険領域に到達するか否かを検出するとともに、前記スライドの上昇行程において前記作業領域に侵入物が侵入しているときに、前記スライドの位置、移動速度、及びブレーキ作動時の停止可能距離を参照して前記スライドが安全位置で停止可能か否かを判断する判断手段と、
前記判断手段の判断結果により、前記スライドの駆動を制御する駆動制御手段と、
を備えたプレス機械のスライド制御装置。

【請求項6】

前記危険領域は前記侵入物が前記スライドに干渉する領域である、請求項５に記載のプレス機械のスライド制御装置。

【請求項7】

前記危険領域は前記侵入物が前記スライドに干渉し、かつ前記スライド下方に前記侵入物が侵入可能な領域である、請求項５又は６に記載のプレス機械のスライド制御装置。

【請求項8】

前記駆動制御手段は、
前記スライドの下降行程において、前記侵入物が前記危険領域に到達しないと判断した場合は前記スライドの下降を続行し、前記侵入物が前記危険領域に到達すると判断した場合は前記スライドの下降を停止するとともに、
前記スライドの上昇行程において、前記判断手段が、前記スライドが安全位置を越えると判断した時点で前記スライドを停止する、
請求項５から７のいずれかに記載のプレス機械のスライド制御装置。

【請求項9】

本体フレームと、
前記本体フレームに昇降自在に支持されたスライドと、
前記スライドを昇降駆動する駆動手段と、
請求項１から８のいずれかに記載のスライド制御装置と、
を備えたプレス機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スライド制御装置、特に、スライドを昇降させてプレス加工を行うプレス機械に設けられ、スライドの駆動を制御するプレス機械のスライド制御装置に関する。また、本発明は、以上のスライド制御装置を備えたプレス機械に関する。

【背景技術】

【0002】

プレス機械は、本体フレームにスライドが昇降自在に支持され、スライドの下面に上型が装着される。また、スライドの下方にはボルスタが配置されており、ボルスタの上面には上型に対向して下型が装着される。スライドは、電動モータや電動モータの回転を上下運動に変換するための機構を備えた駆動機構によって昇降駆動されるようになっている。

【0003】

このようなプレス機械では、作業者あるいは搬出入ロボット（以下、「作業者等」と記す）によってワークが下型上にセットされ、作業者等が退避した後にスライドを下降させてプレス加工が行われる。そして、スライドを上昇させて上死点で停止させた後に、加工されたワークが取り出される。

【0004】

以上のようなプレス機械においては、例えば特許文献１に示されるように、加工中における作業者等とスライドとの干渉を避けるために、光線式安全装置が設けられている。この光線式安全装置は、作業領域の入口に設けられており、光線が遮断されたことによって作業者等の作業領域への侵入を検知するものである。なお、ここでの「作業領域」とは、スライドの前端面から光線式安全装置までの領域である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００１−３２１９９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

光線式安全装置を備えた従来のプレス機械では、スライドの下降中に作業者等が作業領域に侵入したことが検知されると、安全確保のためにスライドの下降が停止されるように駆動制御される。

【0007】

また、スライドの上昇中に作業者等が作業領域に侵入する可能性がある場合や、１つのワークが加工される毎にワークを下型から搬出するような場合は、作業モードを、１行程毎にスライドを起動及び停止させて、スライドを必ず上死点で停止させる非連続モードに設定しておく必要がある。このような非連続モード以外のモードで加工している場合に、作業者等が作業領域に侵入したときには、スライドが急停止させられるようになっている。しかし、このように一律にスライドを急停止させるような駆動制御では、生産性が損なわれてしまう。

【0008】

以上のように、従来のプレス機械では、安全性確保のために、生産性が低下するという問題がある。

【0009】

本発明の課題は、プレス機械において、安全性を損なうことなく生産性を向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

第１発明に係るプレス機械のスライド制御装置は、スライドを昇降させてプレス加工を行うプレス機械に設けられ、スライドの駆動を制御する装置であり、スライドの位置を検出するスライド位置検出手段と、スライドの移動方向を検出するスライド移動方向検出手段と、予め定められた作業領域に侵入物が侵入したことを検知する侵入物検知手段と、判断手段と、駆動制御手段と、を備えている。判断手段は、スライドの下降行程において、スライドの位置及び移動速度と侵入物の侵入速度とを参照して、作業領域に侵入した侵入物が予め設定された危険領域に到達するか否かを判断する。駆動制御手段は、判断手段の判断結果により、スライドの駆動を制御する。

【0011】

この装置では、予め定められた作業領域に作業者やロボット等の侵入物が侵入したか否かが検知される。侵入物の侵入速度は規格等によって予め設定されている。そして、スライドの下降行程において侵入物が作業領域に侵入したことが検知されると、スライドの位置及び移動速度と侵入物の侵入速度とに基づいて、侵入物が予め設定された危険領域に到達するか否かが判断される。この判断結果に応じてスライドの駆動が制御される。

【0012】

ここでは、侵入物が作業領域に侵入した時点におけるスライドの状況を確認してスライドの駆動が制御される。例えば、侵入物が作業領域に侵入したとしても安全が確保される場合は、スライドの駆動を停止させる必要はないので、下降行程が続行される。したがって、従来装置のように侵入物の作業領域への侵入を検知してスライドを停止する場合に比較して、安全性を損なうことなく生産性を向上させることができる。

【0013】

第２発明に係るプレス機械のスライド制御装置は、第１発明の装置において、危険領域は侵入物がスライドに干渉する領域である。

【0014】

ここでは、侵入物がスライドに干渉するか否かによってスライドの駆動が制御されるので、安全性が確保される。

【0015】

第３発明に係るプレス機械のスライド制御装置は、第１又は第２発明の装置において、危険領域は侵入物がスライドに干渉し、かつスライド下方に侵入物が侵入可能な領域である。

【0016】

ここで、スライドの下降行程において、侵入物が作業領域に侵入し、スライドが上昇行程に移行するまでに侵入物がスライドと干渉するような危険な位置にまで到達することが予想されたとしても、侵入物が危険な位置に到達するときに上型と下型との間に侵入物が侵入できないような隙間しかないような位置までスライドが下降している場合は、危険は避けられる。

【0017】

そこで、以上のような場合は、危険領域から除外している。これにより、生産性をより向上することができる。

【0018】

第４発明に係るプレス機械のスライド制御装置は、第１から第３発明のいずれかの装置において、駆動制御手段は、スライドの下降行程において、侵入物が危険領域に到達しないと判断した場合はスライドの下降を続行し、侵入物が危険領域に到達すると判断した場合はスライドの下降を停止する。

【0019】

ここでは、前記同様に、安全性を損なうことなく生産性を向上させることができる。

【0020】

第５発明に係るプレス機械のスライド制御装置は、スライドを昇降させてプレス加工を行うプレス機械に設けられ、スライドの駆動を制御する装置であり、スライドの位置を検出するスライド位置検出手段と、スライドの移動方向を検出するスライド移動方向検出手段と、予め定められた作業領域に侵入物が侵入したことを検知する侵入物検知手段と、判断手段と、駆動制御手段と、を備えている。判断手段は、スライドの上昇行程において作業領域に侵入物が侵入しているときに、スライドの位置、移動速度、及びブレーキ作動時の停止可能距離を参照してスライドが安全位置で停止可能か否かを判断する。駆動制御手段は、判断手段の判断結果により、スライドの駆動を制御する。

【0021】

この装置では、予め定められた作業領域に作業者やロボット等の侵入物が侵入したか否かが検知される。そして、スライドの上昇行程において侵入物が作業領域に侵入したことが検知されると、スライドの位置、移動速度、及びブレーキ作動時の停止可能距離に基づいて、スライドが安全位置で停止可能か否かが判断される。この判断結果に応じてスライドの駆動が制御される。

【0022】

ここでは、侵入物が作業領域に侵入した時点におけるスライドの状況を確認してスライドの駆動が制御される。例えば、侵入物が作業領域に侵入したときに、スライドが安全位置を越えて停止することが予測された場合にのみスライドを停止させる。このため、１行程毎にスライドを必ず上死点で停止させるモード以外のモードにおいても、スライド上昇中に加工後のワークを下型から搬出することができる。したがって、従来装置に比較して、安全性を損なうことなく生産性を向上させることができる。

【0023】

第６発明に係るプレス機械のスライド制御装置は、第５発明の装置において、安全位置はスライドの昇降範囲における上死点位置である。

【0024】

ここでは、スライド上昇行程において侵入物が作業領域に侵入したとき、スライドが上死点を越えない範囲でスライドを停止させられるので、安全性が確保される。

【0025】

第７発明に係るプレス機械のスライド制御装置は、第５発明の装置において、安全位置はスライドの昇降範囲における上死点位置を越えかつ許容限界以内の位置である。

【0026】

ここでは、スライド上昇行程において侵入物が作業領域に侵入したとき、スライドの停止予測位置が上死点を越えても許容限界以内であれば安全であると判断されるので、安全性を損なうことなく、生産性をより向上することができる。

【0027】

第８発明に係るプレス機械のスライド制御装置は、第５から第７発明の装置において、駆動制御手段は、判断手段が、スライドが安全位置を越えると判断した時点でスライドを停止する。

【0028】

ここでは、前記同様に、安全性を損なうことなく生産性を向上させることができる。

【0029】

第９発明のプレス機械のスライド制御装置は、スライドを昇降させてプレス加工を行うプレス機械に設けられ、スライドの駆動を制御する装置であり、スライドの位置を検出するスライド位置検出手段と、スライドの移動方向を検出するスライド移動方向検出手段と、予め定められた作業領域に侵入物が侵入したことを検知する侵入物検知手段と、判断手段と、駆動制御手段と、を備えている。判断手段は、スライドの下降行程において、スライドの位置及び移動速度と侵入物の侵入速度とを参照して、作業領域に侵入した侵入物が予め設定された危険領域に到達するか否かを検出する。また、判断手段は、スライドの上昇行程において作業領域に侵入物が侵入しているときに、スライドの位置、移動速度、及びブレーキ作動時の停止可能距離を参照してスライドが安全位置で停止可能か否かを判断する。駆動制御手段は、判断手段の判断結果により、スライドの駆動を制御する。

【0030】

第１０発明のプレス機械のスライド制御装置は、第９発明の装置において、駆動制御手段は、スライドの下降行程において、侵入物が危険領域に到達しないと判断した場合はスライドの下降を続行し、侵入物が危険領域に到達すると判断した場合はスライドの下降を停止する。また、駆動制御手段は、スライドの上昇行程において、判断手段が、スライドが安全位置を越えると判断した時点でスライドを停止する。

【0031】

第１１発明に係るプレス機械は、本体フレームと、本体フレームに昇降自在に支持されたスライドと、スライドを昇降駆動する駆動手段と、第１から第１０発明のいずれかに記載のスライド制御装置と、を備えている。

【発明の効果】

【0032】

以上のような本発明では、プレス機械において、安全性を損なうことなく生産性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本発明の第１実施形態によるプレス機械の外観斜視図。

【図2】前記プレス機械の一部断面構成図。

【図3】前記プレス機械のブロック構成図。

【図4】スライド下降行程中の動作説明図。

【図5】第１テーブルを示す図。

【図6】スライド上昇行程中の動作説明図。

【図7】第２テーブルを示す図。

【図8】第１実施形態の急停止処理の制御フローチャート。

【図9】本発明の第２実施形態の図３に相当する図。

【発明を実施するための形態】

【0034】

−第１実施形態−
［全体構成］
図１に本発明の一実施形態によるプレス機械１の斜視図を示し、図２にその要部側面図を示している。

【0035】

プレス機械１は、側面視コ字状の本体フレーム２と、本体フレーム２の下部に配置されたボルスタ３と、本体フレーム２の上部に昇降自在に支持されたスライド４と、を備えている。ボルスタ３の上面には下型５が装着される。また、スライド４の下面には、下型５に対向するように上型６が装着される。

【0036】

本体フレーム２の上部には、図２に示すように、電動モータ８と、動力伝達機構９と、電動モータ８の回転をスライド４の昇降に変換するための変換機構１０と、が設けられている。

【0037】

動力伝達機構９は、フライホイール１２と、クラッチ・ブレーキ装置１３と、第１ギア１４及び第２ギア１５と、を有している。フライホイール１２は電動モータ８の出力軸に固定されたプーリ１６にVベルト１７を介して連結されている。クラッチ・ブレーキ装置１３はフライホイール１２に連結されている。また、クラッチ・ブレーキ装置１３の近傍には２個のエア電磁弁１８ａ，１８ｂが設けられている。これらの電磁弁１８ａ，１８ｂには図示しないエアタンクからエアが供給され、さらに両電磁弁１８ａ，１８ｂからエア配管１９を介してクラッチ・ブレーキ装置１３にエアが供給されている。これにより、クラッチ・ブレーキ装置１３は、フライホイール１２の回転を第１ギア１４に伝達（クラッチオン）あるいは遮断（クラッチオフ）することができる。また、クラッチ・ブレーキ装置１３は、第１ギア１４の回転を制動（ブレーキオン）したり、制動を解除（ブレーキオフ）したりすることができる。第１ギア１４はクラッチ・ブレーキ装置１３のクラッチ側に装着され、第２ギア１５は第１ギア１４に噛み合っている。

【0038】

変換機構１０は、第２ギア１５の軸と同軸に設けられたクランク軸２０と、クランク軸２０の偏心部分に上端が回転自在に装着されたコンロッド２１と、を有している。このコンロッド２１の下端部にスライド４が回転自在に装着されている。

【0039】

［光線式安全装置］
本実施形態では、スライド４とボルスタ３の間の空間を「危険領域」と定義する。より具体的には、作業者等はプレス機械の前方側（図２の左側）からワークを下型５上にセットするので、スライド４の前端面から内側を危険領域とする。そして、このスライド４の前端面から所定距離Ｄｓ（以下、「安全距離Ｄｓ」と記す）だけ離れた位置までの領域を「作業領域」（図２で一点鎖線の斜線で示した領域Ｗａ）と定義する。なお、安全距離Ｄｓは、例えば作業者等の侵入物がこの安全距離Ｄｓ内に侵入したときに、作業者等が危険領域に到達する前にスライドを停止させるために必要最小な距離に基づいて設定される。

【0040】

このプレス機械１は、作業領域Ｗａに作業者等の侵入物が侵入したことを検知する光線式安全装置２４を有している。光線式安全装置２４は、図１に示すように、投光器２５及び受光器２６を有している。投光器２５は、上下方向にに配列された複数の発光素子２５ａを有している。各発光素子間の上下方向距離は、作業領域への異物の侵入を確実に検出可能な間隔で配置されている。また、受光器２６は、投光器２５の各発光素子２５ａに対向する位置に配列された複数の受光素子（図示せず）を有している。各受光素子は、発光素子２５ａと同じ所定間隔で配列されている。そして、投光器２５から発光された光線が受光器２６に受光された状態で、図１の破線で示すように、作業領域Ｗａの入口に光線カーテンＣｂが形成され、作業者等によって光線カーテンＣｂが遮光されることによって、作業者等が作業領域Ｗａに侵入したことが検出される。

【0041】

［制御ブロック］
図３にプレス機械１の制御ブロック図を示す。この図に示すように、電動モータ８には電源３０からアンプ３１を介して電力が供給される。また、このプレス機械１には、クラッチ・ブレーキ制御空圧回路３２と、プレス角度検出装置３３と、プレス速度算出手段３４と、が設けられている。クラッチ・ブレーキ制御空圧回路３２は、２つのエア電磁弁１８ａ，１８ｂに接続され、クラッチ・ブレーキのオン、オフを制御するための回路である。プレス角度検出装置３３はクランク軸２０の回転角度位置を検出するための装置であり、このプレス角度検出装置３３によって、スライド４の位置及び移動方向を検出することが可能である。プレス速度算出手段３４は、プレス角度検出装置３３の出力信号から、スライド４の速度を検出する。

【0042】

また、このプレス機械１にはＮＣ装置３５が設けられている。ＮＣ装置３５は、入力回路３６、出力回路３７、記憶回路３８、及び急停止回路３９を有している。

【0043】

入力回路３６は起動スイッチ４０からの起動信号やプレス角度検出装置３３からの信号を受け付ける。出力回路３７は、アンプ３１に対して制御信号を出力し、電動モータ８に供給すべき電力を制御する。また、出力回路３７は、クラッチ・ブレーキ制御空圧回路３２に制御信号を出力し、クラッチ・ブレーキのオン、オフを制御する。

【0044】

記憶回路３８には、作業者等の侵入物の侵入速度のデータ、光線式安全装置２４の位置データ（すなわち安全距離Ｄｓ）、後述する駆動制御用の第１テーブル及び第２テーブルの各データが格納されている。

【0045】

急停止回路３９は、記憶回路３８の各データや、スライド４の位置（プレス角度検出装置３３からの信号）、光線式安全装置２４からの検出信号に基づいて、クラッチ・ブレーキ制御空圧回路３２に制御信号を出力する。すなわち、急停止回路３９によって、スライド４の駆動が制御される。

【0046】

［第１テーブル：下降行程時の判定用テーブル］
図４に示すように、スライド４の下降行程中に作業者等が作業領域Ｗａに侵入した場合は、第１テーブルのデータである下降行程用の判定基準にしたがってスライド４の下降動作が制御される。以下に、下降行程用の判定基準について説明する。なお、この判定基準としての第１テーブルは記憶回路３８に格納されている。

【0047】

ここでは、各条件を以下のように設定する。

【0048】

作業者等の侵入物の侵入速度：２ [mm/ms]（国際規格）
スライドの下死点からの位置：Ｐｍ（ｔ） ［deg.］
スライドの下降速度：Ｖｍ（ｔ） ［deg./ms］
安全距離：Ｄｓ（固定） ［mm］
以上のような条件において、スライド下降行程における安全条件は、スライド４が下死点に到達する前に作業者等が危険領域に到達しないことである。このとき、下死点との間に作業者等が侵入不可能な安全隙間をＧｓ［deg.］として、安全条件を式で示せば、以下のような式で表される。なお、ここでは、スライド４の位置をクランク軸の回転角度位置であるプレス角度で示している。

【0049】

（Ｄｓ／２）×Ｖｍ（ｔ）＞（Ｐｍ（ｔ）−Ｇｓ）−−−（１）
また、さらに安全度を上げるために安全隙間Ｇｓを「０」とすると、以下のような式で表される。

【0050】

（Ｄｓ／２）×Ｖｍ（ｔ）＞Ｐｍ（ｔ）−−−（２）
以上の式から、スライド下降行程のスライド速度と下死点までの距離との関係を示すデータ（第１テーブル）は、図５に示すようになる。図５では、スライド４の下降速度を「プレス速度」[spm](stroke per minute)として示している。これらの各特性を示す線の下側が安全域であり、上側が危険域となる。なお、この実施形態では、下側の特性（式（２）に基づいた特性）を下降行程用判定基準としている。

【0051】

したがって、作業者等が作業領域Ｗａに侵入したときに、スライド４の位置と速度が図５の「安全域」にある場合は、スライド４の下降は続行され、スライド４が急停止されることはない。また、スライド４の位置と速度が図５の「危険域」にある場合は、スライド４の下降は急停止される。

【0052】

［第２テーブル：上昇行程時の判定用テーブル］
図６に示すように、スライド４の上昇行程中に作業者等が作業領域Ｗａに侵入した場合は、第２テーブルのデータである上昇行程用の判定基準にしたがってスライド４の上昇動作が制御される。以下に、上昇行程用の判定基準について説明する。なお、この判定基準としての第２テーブルは記憶回路３８に格納されている。

【0053】

ここでは、各条件を以下のように設定する。

【0054】

スライドの上死点までの位置：Ｐｍ（ｔ）
スライドの上昇速度：Ｖｍ（ｔ）
スライド速度に対する停止移動距離（ブレーキ作動時のスライド停止に要する距離＝停止可能距離）：Ｓ（Ｖｍ（ｔ））
オーバーラン許容限界：Ｓｏｖ
なお、停止可能距離は、以下のようにして設定される距離である。

【0055】

スライドの速度をＶｍ（ｔ）［deg./ms］、スライド停止に要する時間をＴｓ（ｔ）［ms］、ブレーキの応答遅れ（一定）をβ［ms］、ブレーキ性能の比例係数をαとすると、ブレーキ性能は、
Ｔｓ（Ｖｍ（ｔ））＝α×Ｖｍ（ｔ）＋β ［ms］
で表すことができる。そして、このときの停止に要する距離Ｓは、
Ｓ＝０．５α×｛Ｖｍ（ｔ）｝２＋β×Ｖｍ（ｔ） ［deg.］
となる。

【0056】

また、「オーバーラン許容限界」とは、スライドが上死点を越えて下降した場合に、安全上、許容できる距離である。

【0057】

以上のような条件において、スライド上昇行程における安全条件は、スライドが上死点を越えないことであるから、この場合の安全条件を式で示せば、以下のような式で表される。

【0058】

Ｓ（Ｖｍ（ｔ））≦Ｐｍ（ｔ）−−−（３）
また、オーバーラン許容限界を超えない状態を「警告条件」とすれば、以下のような式で表される。

【0059】

Ｐｍ（ｔ）＜Ｓ（Ｖｍ（ｔ））≦Ｐｍ（ｔ）＋Ｓｏｖ−−−（４）
そして、オーバーラン許容限界を超えた「危険条件」は以下のような式で表される。

【0060】

Ｐｍ（ｔ）＋Ｓｏｖ＜Ｓ（Ｖｍ（ｔ））−−−（５）
以上の式（３）〜（５）から、スライド上昇行程におけるスライド速度と停止性能から設定すべき安全域、警告域、危険域を示すデータ（第２テーブル）は、図７に示すようになる。図７では、スライド４の下降速度を「プレス速度」として示している。

【0061】

したがって、作業者等が作業領域Ｗａに侵入したときに、スライド４の位置と速度が「安全域」にある場合は、スライド４が急停止されることはない。また、スライド４の位置と速度が「危険域」にある場合は、クラッチ・ブレーキ装置１３において、クラッチオフにされるとともにブレーキオンにされ、スライド４の移動は急停止される。なお、この実施形態では、「警告域」にある場合は、安全が確保されるので、スライド４の急停止処理は行っていない。

【0062】

［動作］
プレス機械１の動作について簡単に説明する。

【0063】

作業者によって起動スイッチ４０が操作されると、制御信号が出力回路３７を介してアンプ３１に入力される。そして、制御信号に応じた電力がアンプ３１から電動モータ８に供給される。

【0064】

２つの電磁弁１８ａ，１８ｂが共に作動していないときは、クラッチ・ブレーキ装置１３内の図示しないブレーキにより、第１ギア１４の軸が制動されており、スライド４は停止している。また、電磁弁１８ａ，１８ｂが共に作動したときは、クラッチ・ブレーキ装置１３内のブレーキが解除されるとともに、図示しないクラッチの係合によりフライホイール１２の回転が第１ギア１４に伝達される。この第１ギア１４の回転は、第２ギア１５を介してクランク軸２０に伝達される。そして、クランク軸２０の回転によって、コンロッド２１を介してスライド４が昇降される。

【0065】

［急停止制御］
図８に、急停止回路３９が実行する制御処理のフローチャートを示している。以下、このフローチャートにしたがって急停止制御処理について説明する。

【0066】

作業者によって起動スイッチ４０が操作されると、まずステップＳ１でスライド４が上死点から下死点に向かって移動する下降行程であるか否かを判断する。下降行程の場合は、ステップＳ１からステップＳ２に移行する。ステップＳ２では、作業者等が作業領域Ｗａ内に侵入したか否か、すなわち光線式安全装置２４による光線カーテンが遮光されているか否かを判断する。作業者等の侵入が検知されない場合は、ステップＳ２からステップＳ１に戻って下降行程を続行する。

【0067】

一方、下降行程中に作業者等の作業領域Ｗａ内への侵入が検知された場合は、ステップＳ２からステップＳ３に移行する。ステップＳ３では、記憶回路３８に格納されている第１テーブルを含む各データに基づいて、「安全域」内であるか否かを判断する。具体的には、前述の式（２）によって作成された第１テーブル（図５参照）を参照して、スライド４の速度とスライド４の下死点までの距離との関係が「安全域」内であるか否かを判断する。以上の関係が「安全域」内である場合は、ステップＳ３からステップＳ１に戻って下降行程を続行する。また、以上の関係が「危険域」内である場合は、ステップＳ３からステップＳ４に移行して危険回避処置を実行する。具体的には、急停止回路３９からクラッチ・ブレーキ制御空圧回路３２に制御信号が出力され、これによりクラッチ・ブレーキ装置１３が作動して、クラッチがオフされるとともにブレーキがオンとなる。

【0068】

また、スライド４が下降行程でない場合は、ステップＳ１からステップＳ５に移行する。ステップＳ５では、スライド４が下死点から上死点に向かって上昇する上昇行程であるか否かを判断する。下死点又は上死点の場合は、ステップＳ５からステップＳ１に戻り、下降行程あるいは上昇行程に移行するまで待つ。

【0069】

上昇行程の場合は、ステップＳ５からステップＳ６に移行する。ステップＳ６では、作業者等が作業領域Ｗａ内に侵入しているか否かを判断する。作業者等が作業領域Ｗａ内に侵入していない場合は、ステップＳ１及びステップＳ５が繰り返し実行され、スライド４の駆動が維持される。

【0070】

一方、上昇行程中に作業者等の作業領域Ｗａ内への侵入が検知された場合は、ステップＳ６からステップＳ７に移行する。ステップＳ７では、スライド４の速度とスライド４の上死点までの距離との関係が「安全域」又は「警告域」内であるか否かを判断する。具体的には、前述の式（３）（４）によって作成された第２テーブル（図７参照）を参照して、以上の関係が「安全域」又は「警告域」内であるか否かを判断する。以上の関係が「安全域」又は「警告域」内の場合は、ステップＳ７からステップＳ１に戻って以降の処理を繰り返し実行する。また、以上の関係が「危険域」内の場合は、ステップＳ７からステップＳ４に移行して、前記同様の危険回避処置を実行する。

【0071】

−第２実施形態−
第１実施形態では、機械式のプレス機械に本発明を適用したが、本発明はサーボモータ等を有するサーボプレス機にも同様に適用することができる。本発明をサーボプレス機に適用した第２実施形態のブロック図を図９に示す。

【0072】

この第２実施形態において、第１実施形態と同じ構成には同じ符号を示している。同じ構成については説明を省略する。

【0073】

第２実施形態のプレス機械はサーボモータ５０を有している。サーボモータ５０には、接点５１ａ，５１ｂ及びサーボアンプ５２を介して動力供給源３０から電力が供給される。また、サーボモータ５０には機械式ブレーキ装置５３が設けられている。機械式ブレーキ装置５３は動力供給源３０からの電力によって作動する。サーボモータ５０の回転数はパルスコーダ５４によって検出され、パルスコーダ５４の検出信号はサーボアンプ５２に出力されている。

【0074】

サーボモータ５０の出力側には、第１実施形態と同様の第１ギア１４及び第２ギア１５が設けられている。また、第１実施形態と同様に変換機構１０が設けられている。変換機構１０の構成は第１実施形態と全く同様である。

【0075】

また、スライド４の位置を検出するためのリニアスケール５５が設けられている。リニアスケール５５の信号はＮＣ装置３５のフィードバック回路５６に入力される。

【0076】

なお、この第２実施形態では、急停止回路３９からの制御信号は開閉器５７に入力される。この制御信号を受けた開閉器５７は、動力供給電源３０とサーボアンプ５２との間の接点５１ａと、動力供給電源３０と機械式ブレーキ装置５３との間の接点５１ｂと、を制御する。

【0077】

この第２実施形態では、スライド４の位置がリニアスケール５５によって検出される。また、パルスコーダ５４によっても、スライド４の位置を検出することが可能である。

【0078】

ここで、作業者によって起動スイッチ４０が操作されると、制御信号が出力回路３７を介してサーボアンプ５２に入力される。そして、制御信号に応じた電力がサーボアンプ５２からサーボアンプ５０に供給される。サーボアンプ５２にはパルスコーダ５４からのパルス信号がフィードバックされ、このパルス信号と出力回路３７からの制御信号に基づいてサーボモータ５０に供給される電力が制御される。

【0079】

また、リニアスケール５５からの信号はフィードバック回路５６を介してＮＣ装置３５に入力される。そして、ＮＣ装置３５はこのフィードバック信号に基づき、スライド４の位置を制御する。

【0080】

急停止制御処理については、この第２実施形態においても第１実施形態と同様の処理が実行される。

【0081】

［特徴］
作業者等が作業領域に侵入した時点におけるスライドの状況を確認してスライドの駆動が制御されるので、作業者等が作業領域に侵入した際に一律に急停止を行う場合に比較して、安全性を損なうことなく生産性を向上させることができる。

【0082】

具体的には、スライド４の下降行程においては、作業者等が作業領域に侵入したときに、作業者等がスライド４に接触する以前にスライド４が下死点に到達していることが予測できる場合は、スライド４の下降は停止されない。

【0083】

また、上昇行程においては、作業者等が作業領域に侵入したときに、スライドが安全位置を越えて停止することが予測された場合にのみスライドを停止させるので、１行程毎にスライド４を上死点で停止させるモードでは、より安全性が高まる。また、１行程毎に上死点でスライド４を停止させない連続モードで加工を行う場合においては、作業者等が作業領域に侵入しても安全が確保される場合は加工が続行される。このため、安全性を損なうことなく生産性を向上させることができる。

【0084】

［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。

【0085】

前記実施形態では、第１テーブルにおいて、式（２）に基づいて判定するようにしたが、式（１）に基づいて判定するようにしても良い。

【0086】

また、前記実施形態では、第２テーブルにおいて、「警告域」では安全が確保されるので、急停止処理を実施しなかったが、「警告域」の場合はランプや警報によって作業者に警告を行うようにしても良い。

【0087】

前記実施形態では、スライド位置をクランク軸の回転角度であるプレス角度で示しているが、これに限定されるものではない。スライドの位置を長さの単位を用いて表してもよい。また、クランク軸の回転角度を第２ギア１５の回転角度として表してもよい。さらに、クランク軸、第２ギアがないサーボプレスの場合は、スライド位置の上限位置及び下限位置に基づいて算出される仮想プレス角度を用いてもよい。

【符号の説明】

【0088】

１ プレス機械
２ 本体フレーム
３ ボルスタ
４ スライド
５ 下型
６ 上型
８ 電動モータ
９ 動力伝達機構
１０ 変換機構
２４ 光線式安全装置
３３ プレス角度検出装置
３５ ＮＣ装置
３８ 記憶回路
３９ 急停止回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図6】

【図8】

【図9】

【図5】

【図7】