一种用于冲压的具有光电保护的自动安全门技术领域
本发明涉及一种冲压安全门，具体为一种用于保护压力机操作人员安全的自动安
全门。
背景技术
冲压加工时一种动作单一、连续重复的作业，要求操作者的注意力高度集中、持久
稳定，在冲压加工中，发生的人身伤害多为压断手指事故。当压力机下行冲压时，如果操作
者没有及时将手、臂、头撤出模具(工作)危险区以外，在上下模合模时必然发生压伤、压断
事故。在不停机冲压作业过程中，由于需要调校冲模、送料、卸件、卸下搭边沿边废料、安放
坯件至合适模位、清理模上污物残渣、从模上取下出模零件，以及给模具润滑等这些操作，
操作者需要经常将手、臂、头伸入模具危险区，因此在冲压作业中存在中重大安全隐患。
针对冲压安全隐患问题，现有的冲压保护装置主要有机械式安全门、电控安全门、
光线式保护装置(即通常所说的光电保护装置)。机械式安全门主要通过机械装置在滑块下
行冲压时，强制将操作者手臂推拉出模具危险区(压力机工作台外)，如栅栏式、杠杆推手
式、绳索拉手式。电控安全门是通过操作人员使用开关来控制压力机的启动，从而保护操作
人员的安全，如多触点开关、双手开关、脚踏开关罩、推板联动开关。光线式保护装置是通过
在压力机工作台两边：一边装投光器，一边装接收器。在工作台危险区构成一个光线层、当
手进入危险区光线被挡后压力机停车。然而现阶段的冲压保护装置都普遍存在着操作复
杂、效率低、安全性差等问题。
发明内容
本发明的目的在于针对冲压过程中安全问题以及现有冲压保护装置的缺点，提供
一种具有光电保护以及能与压机滑块同步的自动安全门。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种用于冲压的具有光电保护的自动安全门，包括安全门框架、安全光栅、伺服驱
动系统、上下门传动机构，其中伺服驱动系统包括伺服电机、马达座、输出主轴、直齿轮、输
出主轴轴承座、安装板和锥齿轮；伺服电机通过马达座与安装板相连，伺服电机的输出轴与
输出主轴通过一对啮合的直齿轮相连，输出主轴两端装有锥齿轮，输出主轴通过输出主轴
轴承座与安装板固定连接，安装板与安全门框架固定连接。
上下门传动机构包括锥齿轮、滚珠丝杠、上门、下门、无油衬套滑块、滚珠丝杠轴承
座；上门左端和下门右端分别与滚珠丝杠螺母固定连接，上门右端和下门左端分别与无油
衬套滑块固定连接，滚珠丝杠通过滚珠丝杠轴承座与安全门框架相连，滚珠丝杠输入端与
伺服驱动系统输出主轴通过锥齿轮传递传动。
安全光栅与安全门框架相连，当安全门故障上下门未正常闭合，有操作人员进入
危险区域时，安全光栅传递信号给压机滑块电机的控制系统，控制压机滑块停止工作；当安
全门正常闭合时，有操作人员进入危险区域时，安全光栅传递信号给伺服驱动系统的伺服
电机，使伺服电机处于抱死状态，防止安全门被人为误开。
伺服驱动系统的输出主轴左端锥齿轮与上下门传动机构的下门滚珠丝杆输入端
锥齿轮啮合，伺服驱动系统的输出主轴右端锥齿轮与上下门传动机构的上门滚珠丝杆输入
端锥齿轮啮合，伺服驱动系统通过伺服电机与滑块电机同步以实现控制，当滑块向下死点
运动时，伺服电机控制上下门闭合，当滑块向上死点运动时，伺服电机控制上下门打开。
进一步地，上述滚珠丝杠共有两根，其中一根滚珠丝杠光杆部分长度是螺杆部分
的2倍，螺杆部分主要用于传递下门移动，光杆部分用于上门移动限位；另一根滚珠丝杠螺
杆杆部分长度是光杆部分的2倍，螺杆部分主要用于传递上门移动，光杆部分用于下门门移
动限位。
进一步地，上述自动安全门还包括盖板，盖板与安全门框架相连，主要用于保护上
下门传动机构以及防止操作人员误触上下门传动机构造成人身伤害。
本发明有以下有益效果：
1.上门宽度是下门的两倍，上门行程是下门的两倍，上门移动速度是下门的两倍。
2.伺服电机驱动时，上门和下门移动方向相反，可以实现安全门的上下闭合，符合
冲压操作。
3.安全门的伺服驱动系统与压机滑块同步。，滑块向上死点移动时，安全门打开；
滑块向下死点移动时，安全门闭合，从而保护了操作人员安全。
4.安全光栅可以进一步的保护操作人员误入危险区域，提高了冲压安全。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的开闭状态示意图。
图3是本发明的伺服驱动系统、上下门传动机构结构示意图。
图4是本发明的丝杆结构示意图。
具体实施方式
如图1所示是用于冲压的具有光电保护的自动安全门的整体结构图，包括盖板1、
安全光栅2、下门3、上门4、安全门框架5、安装板6；安全光栅2与安全门框架5相连，当安全门
故障上下门未正常闭合，有操作人员进入危险区域时，安全光栅2传递信号给压机滑块电机
的控制系统，控制压机滑块停止工作；当安全门正常闭合时，有操作人员进入危险区域时，
安全光栅2传递信号给伺服驱动系统的伺服电机，使伺服电机处于抱死状态，防止安全门被
人为误开。
如图2所述本发明安全门开闭状态示意图。
如图3所示为本发明的伺服驱动系统、上下门传动机构结构示意图。
伺服驱动系统包括伺服电机27、马达座28、一对相互啮合的直齿轮29和直齿轮30、
输出主轴31、锥齿轮22、锥齿轮26、安装板6和输出主轴轴承座11。伺服电机27通过马达座28
与安装板6相连，直齿轮29安装在伺服电机27输出轴上，直齿轮30安装在输出主轴31上，直
齿轮29与直齿轮30通过啮合传递伺服电机动力，锥齿轮22安装在输出主轴31左端，锥齿轮
26安装在输出主轴右端，输出主轴31通过输出主轴轴承座11与安装板6固定连接，安装板6
与安全门框架5固定连接；
上下门传动机构包括锥齿轮20、下门滚珠丝杠21、上门滚珠丝杠24、下门3、上门4、
无油衬套滑块22、滚珠丝杠轴承座10、滚珠丝杠螺母23、锥齿轮25。其中，锥齿轮20安装在下
门滚珠丝杠21输入端，无油衬套滑块22(1)、22(2)安装在下门滚珠丝杠21光杆部分，滚珠丝
杠螺母23(1)、23(2)安装在下门滚珠丝杠21螺杆部分，无油衬套滑块22(3)、22(4)安装在上
门滚珠丝杠24光杆部分，滚珠丝杠螺母23(3)、23(4)安装在上门滚珠丝杠24螺杆部分，锥齿
轮25安装在上门滚珠丝杠24输入端，上门滚珠丝杠21通过锥齿轮20与锥齿轮22啮合传递动
力，下门滚珠丝杠24通过锥齿轮25与锥齿轮26啮合传递动力。
伺服驱动系统的输出主轴31左端锥齿轮22与上下门传动机构的下门滚珠丝杆输
入端锥齿轮20啮合，伺服驱动系统的输出主轴31右端锥齿轮26与上下门传动机构的上门滚
珠丝杆输入端锥齿轮25啮合，伺服驱动系统通过伺服电机与滑块电机同步以实现控制，当
滑块向下死点运动时，伺服电机控制上下门闭合，当滑块向上死点运动时，伺服电机控制上
下门打开。
图4所示是用于冲压的具有光电保护的自动安全门的滚珠丝杆结构图。下门滚珠
丝杠21光杆部分长度是螺杆部分的2倍，螺杆部分主要用于传递下门移动，光杆部分用于上
门移动限位。上门滚珠丝杠24螺杆杆部分长度是光杆部分的2倍，螺杆部分主要用于传递上
门移动，光杆部分用于下门门移动限位。