JP2005103690A - Industrial control controller - Google Patents

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Tsutomu Fukuda
力 福田
Michiharu Tanaka
道春 田中
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Yaskawa Electric Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an input and an input changeover device of safety signal for simply establish a large scale system so that a second safety device having a serial bus interface which transfers serial signals including information about safety is connected with a first safety device to which an emergency stop signal or the like is directly input by direct connection. <P>SOLUTION: The first safety device includes: a connector to which the second safety device having the serial bus interface is installed; a circuit detecting the connection of the second safety device with the first safety device; and an input selection means selecting any one of an input of the safety signal directly input by direct connection, an input of the safety signal from the second safety device, and an input of both signals. Therefore, an flexible safety system independent of specifications of a production system is established, and wiring for connection with the system controller is saved on. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、産業用の制御コントローラに組み込まれる安全装置で、前記安全装置に直接入力されるローカルな安全信号と、該安全装置に安全に関する情報を含むシリアル信号のインターフェースを備える付加安全装置を装着することで、前記付加安全装置からのリモートの安全信号を入力することのできる安全装置の、安全信号の入力及び入力切り替え装置に関する。 The present invention is a safety device incorporated in an industrial controller, and is equipped with an additional safety device having a local safety signal input directly to the safety device and a serial signal interface including safety-related information. Thus, the present invention relates to a safety signal input and input switching device of a safety device capable of inputting a remote safety signal from the additional safety device.

従来、一般に電動機を使った工作機械において、工作機械の運転中に近傍の操作者あるいは作業者の安全が損なわれるような状況となった場合、電動機駆動用の駆動電源を遮断し、工作機械の運転を停止させるといった安全機構をとっている。工作機械の運転を停止させる要因としては、非常停止スイッチが押される、安全防護柵の扉開検知、ペンダントの備わるイネーブルスイッチの操作、操作者あるいは作業者の接近を検出する安全マットスイッチの作動やライトカーテンの遮光、工作機械の動作限界検出、制御コントローラの異常検出がされた場合である。 Conventionally, in a machine tool that uses an electric motor, when the safety of a nearby operator or operator is impaired during operation of the machine tool, the drive power supply for driving the motor is shut off and the machine tool It has a safety mechanism that stops operation. Factors that stop the operation of the machine tool include pressing the emergency stop switch, detecting opening of the safety protection fence, operating the enable switch with the pendant, operating the safety mat switch that detects the approach of the operator or operator, This is the case when the light curtain is blocked, the operating limit of the machine tool is detected, and the abnormality of the controller is detected.

産業用の工作機械の例として産業用ロボットで説明する。図６は、従来の産業用ロボットの生産システム構成例である。
図において、４１はロボットであり、ロボットコントローラ４２に接続されている。ロボット４１の手首部先端には作業を行なうための作業ツールが取り付けられている。ロボットコントローラ４２には、教示の際の操作でロボット４１を動作させ、位置登録を行ない、あるいは作業の登録を行なうことで作業プログラムの登録、あるいは登録済み作業プログラムの変更、などの編集を行ない、診断のためにロボットの状態表示を行なうペンダント４３が接続されている。また、ロボット４１の動作領域を囲む安全防護柵４４、安全防護柵４４内への出入り口の防護柵扉４５、防護柵扉４５の開閉状態を検知する扉開閉検出装置４６が装備されており、扉開閉検出装置４６はロボットコントローラ４２に接続されている。ロボットコントローラ４２には操作パネル４７が装備されており、非常停止ボタンやロボットシステムのモード変更や動作開始指令、及び停止指令をロボットコントローラ４２に与える。４８は外部操作装置であり、ロボットコントローラ４２に接続されており、操作パネル４７同様に非常停止ボタンやロボットシステムのモード変更や動作開始指令、及び停止指令をロボットコントローラ４２に与える。１０はモータによって旋回するターンテーブルでありロボットコントローラ４２に接続されている。 An industrial robot will be described as an example of an industrial machine tool. FIG. 6 is a configuration example of a conventional industrial robot production system.
In the figure, reference numeral 41 denotes a robot, which is connected to a robot controller 42. A work tool for performing work is attached to the tip of the wrist of the robot 41. In the robot controller 42, the robot 41 is operated by teaching operation, position registration is performed, or work registration is performed by registering work, or editing of a registered work program is performed. A pendant 43 for displaying the robot status is connected for diagnosis. Further, a safety protection fence 44 surrounding the operation area of the robot 41, a protection fence door 45 at the entrance to the safety protection fence 44, and a door opening / closing detection device 46 for detecting the open / closed state of the protection fence door 45 are provided. The open / close detection device 46 is connected to the robot controller 42. The robot controller 42 is equipped with an operation panel 47, which gives the robot controller 42 an emergency stop button, a mode change of the robot system, an operation start command, and a stop command. An external operation device 48 is connected to the robot controller 42 and, like the operation panel 47, gives an emergency stop button, a mode change of the robot system, an operation start command, and a stop command to the robot controller 42. A turntable 10 is turned by a motor and is connected to the robot controller 42.

作業者４９はターンテーブル５０に加工すべきワーク５１の装着あるいはロボット４１による作業後のワーク５１の取り外しを図示しない安全防護柵４４の開口部より行なうが、この際、作業者４９はターンテーブル５０に直接触れることがあり、また、作業者４９の体の少なくとも一部はロボット４１の可動範囲に入る事がある。作業者４９の安全確保のため、これら段取り作業は外部操作装置４８の非常停止ボタンの操作などでロボット４１及びターンテーブル５０のモータ駆動電源を遮断した後に行なう。作業者４９による段取り作業後、作業者はロボット４１及びターンテーブル５０の動作範囲より退避して外部操作装置４８の操作でモータ駆動電源の投入及び動作開始指令の入力で作業プログラムに基づく動作の起動を行ないワーク５１に対する作業を行なう。 The operator 49 attaches the work 51 to be processed to the turntable 50 or removes the work 51 after the work by the robot 41 from the opening of the safety protection fence 44 (not shown). In addition, at least a part of the body of the worker 49 may enter the movable range of the robot 41. In order to ensure the safety of the operator 49, these setup operations are performed after the motor drive power of the robot 41 and the turntable 50 is shut off by operating the emergency stop button of the external operation device 48. After the setup work by the worker 49, the worker retreats from the operation range of the robot 41 and the turntable 50, and starts the operation based on the work program by turning on the motor drive power and inputting the operation start command by operating the external operation device 48. To perform work on the work 51.

図示しない安全装置はロボットコントローラ４２に装備されており、ペンダント４３、操作パネル４７、外部操作装置４８の非常停止ボタン、扉開閉検出装置４６、図示しない作業者の接近を検出する安全マットスイッチ、安全防護柵４４の開口部に装備される作業者４９の段取り作業中を検出するライトカーテンの出力などのローカル安全信号が接続されている。作業者４９が段取りのため安全マットスイッチを閉路あるいはライトカーテンを遮光するとロボット４１の動作を停止するため駆動電源を遮断するようになっている。
複数のロボット及びターンテーブルでワーク５１に対する作業を協調して行なう場合、作業を行なうステーション毎、すなわちターンテーブル毎にロボットの動作を停止あるいは動作の起動を行なうが、各ステーション毎に作業するロボットが異なり、生産システムが複雑になるに従い各々のロボットの停止する要因数は増加する。そのため、生産システム全体を統括するＰＬＣなどの制御装置での制御方法や、各々のロボットを停止するための条件設定を中継部で制御する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、ロボットコントローラ間の省配線接続のため制御用のネットワークに安全に関する情報を載せて、ネットワークによる安全対策も出現してきた（例えば、非特許文献１参照）。 A safety device (not shown) is provided in the robot controller 42, and includes a pendant 43, an operation panel 47, an emergency stop button of the external operation device 48, a door opening / closing detection device 46, a safety mat switch for detecting the approach of an operator (not shown), safety A local safety signal such as an output of a light curtain for detecting that the worker 49 installed in the opening of the protective fence 44 is in the process of setup is connected. When the operator 49 closes the safety mat switch or blocks the light curtain for setup, the drive power supply is cut off to stop the operation of the robot 41.
When a plurality of robots and turntables perform work on the work 51 in a coordinated manner, the robot operation is stopped or activated for each station where the work is performed, that is, for each turntable. In contrast, as the production system becomes more complex, the number of factors that cause each robot to stop increases. Therefore, a control method using a control device such as a PLC that controls the entire production system and a method for controlling a condition setting for stopping each robot using a relay unit are disclosed (for example, see Patent Document 1).
In addition, for safety-saving connections between robot controllers, information on safety is placed on a control network, and safety measures by the network have also appeared (see, for example, Non-Patent Document 1).

特開２００３−３９３７５号公報（第３−４頁、図１）JP 2003-39375 A (page 3-4, FIG. 1) 向田政男著「機械の安全」２００３０１０８日本機械学会誌、Ｖｏｌ．１０６，Ｎｏ．１０１２，ｐｐ．４０−４１，２００３−３（「５．ネットワークを用いた安全対策」）より“Machine Safety” written by Masao Mukada, 20030108, Japan Society of Mechanical Engineers, Vol. 106, no. 1012, pp. From 40-41, 2003-3 (“5. Safety measures using the network”)

上記従来例では、一般的に直接配線となる安全信号は小規模システムでは問題ないが、大規模なシステムになると安全信号の配線が格段に多くなり、複雑になるという問題があった。また、工作機器の設置においては、操作方案、工作機器の周辺設備仕様に基づきコントローラ間の接続を行なうが、コントローラ安全装置を柔軟に設計することでコントローラの共通化や配線が可能となり、導入における費用圧縮が望まれる。この費用圧縮は使用者側よりの要望でもある。
そこで本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、コントローラの安全装置に直接接続され入力されるローカルな安全信号と、安全に関する情報を含むシリアル信号のインターフェースを接続することでリモートの安全信号を入力して、ローカルな安全信号とリモートの安全信号を選択することが可能な制御手段をもつ。 In the above conventional example, safety signals that are directly wired are generally not a problem in a small-scale system. However, in a large-scale system, there is a problem that the wiring of safety signals is remarkably increased and complicated. In the installation of machine tools, the controllers are connected based on the operation plan and the specifications of the peripheral equipment of the machine tools, but the controller safety device can be designed flexibly so that the controllers can be shared and wired. Cost reduction is desired. This cost reduction is also a request from the user.
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and connects a local safety signal that is directly connected to a safety device of a controller and an input, and a serial signal interface including information related to safety, thereby enabling remote control. It is possible to input a safety signal and to select a local safety signal and a remote safety signal.

上記問題を解決するため、本発明は、次のようにしたのである。
請求項１に記載の発明は、駆動装置を備える装置の駆動電源を遮断するローカル安全信号を直接接続で入力して前記ローカル安全信号入力の論理演算結果に基づき駆動電源を遮断する制御手段を備える第１の安全装置と、前記第1の安全装置は、前記装置の駆動電源を遮断するリモート安全信号を含むシリアル信号の送受信を行なうインターフェースを備える第２の安全装置が付加接続される接続手段とを備え、前記制御手段は、前記第２の安全装置が接続された時に前記ローカル安全信号と、前記受信した前記シリアル信号の前記リモート安全信号と、を入力とする論理演算結果に基づき前記駆動電源を遮断することを特徴とすることを特徴とするものである。 In order to solve the above problem, the present invention is as follows.
The invention according to claim 1 includes a control means for inputting a local safety signal for shutting off the driving power source of the device including the driving device by direct connection and shutting off the driving power source based on a logical operation result of the local safety signal input. A first safety device; and a connection means to which the first safety device is additionally connected with a second safety device having an interface for transmitting and receiving a serial signal including a remote safety signal for shutting off the drive power supply of the device. And the control means includes the drive power supply based on a logical operation result that receives the local safety signal when the second safety device is connected and the remote safety signal of the received serial signal. It is characterized by cutting off.

また、請求項２に記載の発明は、前記第１の安全装置と前記第２の安全装置はコネクタにより接続され、前記第１の安全装置には前記第２の安全装置が接続されたことの検出を行ない、その結果を前記制御手段に出力する装置検出手段を備えることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, the first safety device and the second safety device are connected by a connector, and the second safety device is connected to the first safety device. The apparatus includes a device detection unit that performs detection and outputs the result to the control unit.

また、請求項３に記載の発明は、前記第1の安全装置には、前記ローカル安全信号の入力の有効又は無効の選択と、前記リモート前記安全信号の入力の有効又は無効の選択とを設定すると共に、該設定された情報を前記制御手段へ出力する選択手段を備え、前記制御手段は、前記選択手段に設定された情報と前記装置検出手段の出力に基づき、前記ローカル安全信号の有効又は無効を選択するローカル安全信号選択手段と、前記リモート安全信号の有効又は無効を選択するリモート安全信号選択手段と、を備えることを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, the first safety device is set to select whether to enable or disable the input of the local safety signal and to select whether to enable or disable the input of the remote safety signal. And selecting means for outputting the set information to the control means, wherein the control means is based on the information set in the selection means and the output of the device detection means. It comprises local safety signal selection means for selecting invalidity, and remote safety signal selection means for selecting validity or invalidity of the remote safety signal.

また、請求項４に記載の発明は、前記制御手段は、論理演算素子あるいはＣＰＵで構成されることを特徴とするものである。 The invention according to claim 4 is characterized in that the control means is constituted by a logical operation element or a CPU.

請求項１乃至請求項３に記載の発明の発明によると、シリアル通信で受信するための第２の安全装置２を付加できる構成となっており、第２の安全装置２を付加した時は、ローカル安全信号とリモート安全信号のそれぞれを有効化と無効化の設定ができるので、産業用制御コントローラの生産者にとって生産システムの規模を始めとする仕様に左右されない共通のハードウェア仕様の安全システムを提供することができる。
また、請求項４に記載の発明によると、装置の安全システムを左右する論理演算回路を集積回路で構築することができるので、産業用制御コントローラの小型化が実現できる。 According to the invention of the first to third aspects, the second safety device 2 for receiving by serial communication can be added, and when the second safety device 2 is added, The local safety signal and the remote safety signal can be set to enable or disable, so the industrial control controller producer can create a safety system with a common hardware specification that does not depend on the specifications such as the size of the production system. Can be provided.
According to the fourth aspect of the present invention, since the logic operation circuit that affects the safety system of the apparatus can be constructed by an integrated circuit, the industrial controller can be downsized.

以下、本発明の装置の具体的実施例について、図に基づいて説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の第1の実施形態である安全システムの構成を示す。図において、１は第１の安全装置であり、２は第２の安全装置である。前記２つの安全装置１、２はコネクタ３で接続することができる。第１の安全装置１にはペンダント４３、操作パネル４７、外部操作装置４８の各非常停止ボタン、扉開閉検出装置４６、図示しない安全マットスイッチ、ライトカーテンの出力などのローカル安全信号９が接続されている。図示しない駆動装置は、図示しない駆動電源装置より駆動に必要な電源の供給を受けるが、駆動電源装置への電源は、第１の安全装置１より制御される継電器１０で投入と遮断が行なわれる。 FIG. 1 shows the configuration of a safety system according to the first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a first safety device and 2 is a second safety device. The two safety devices 1 and 2 can be connected by a connector 3. The first safety device 1 is connected to a local safety signal 9 such as a pendant 43, an operation panel 47, each emergency stop button of the external operation device 48, a door opening / closing detection device 46, a safety mat switch (not shown), and an output of a light curtain. ing. A drive device (not shown) is supplied with power necessary for driving from a drive power supply device (not shown). The power supply to the drive power supply device is turned on and off by a relay 10 controlled by the first safety device 1. .

第２の安全装置２には、図示しないＰＬＣなどの制御装置に入力された非常停止、安全防護柵２８の他の扉開閉検出装置、駆動電源遮断指令などのリモート安全信号を含むシリアル信号を、シリアルバス１１で送信と受信を行なうインターフェース１２が備わり、送受信情報はコネクタ３を介して第１の安全装置１に接続される。
第１の安全装置には論理演算回路４と、第２の安全装置２がコネクタ３を介して接続されているかを検出する装置検出回路７と、ローカル安全信号９とリモート安全信号の有効または無効の切替情報を設定する切替設定器８が備わっており、装置検出回路７の出力情報及び切替設定器８の設定情報は論路回路４へ接続されている。 The second safety device 2 includes a serial signal including a remote safety signal such as an emergency stop input to a control device such as a PLC (not shown), another door opening / closing detection device of the safety protection fence 28, and a drive power shutoff command. An interface 12 that performs transmission and reception via the serial bus 11 is provided, and transmission / reception information is connected to the first safety device 1 via the connector 3.
The first safety device includes a logic operation circuit 4, a device detection circuit 7 for detecting whether the second safety device 2 is connected via the connector 3, and the validity or invalidity of the local safety signal 9 and the remote safety signal. The switch setting unit 8 for setting the switching information is output, and the output information of the device detection circuit 7 and the setting information of the switching setter 8 are connected to the logic circuit 4.

論理演算回路４にはローカル安全信号９及びリモート安全信号の入力有効又は入力無効を選択するローカル安全信号選択回路５と、リモート安全信号選択回路６とが含まれており、装置検出回路７出力情報と切替設定器８の設定情報で、リモート安全信号９とローカル安全信号の入力有効または入力無効の選択切替を行なう。さらに、論理演算回路４は、諸入力より論理演算で求められた駆動電源の投入／遮断制御信号を、第１の安全装置１より出力され、継電器１０を継電、遮断する。尚、継電器１０駆動のための増幅回路は図示していない。 The logical operation circuit 4 includes a local safety signal selection circuit 5 for selecting whether the local safety signal 9 and the remote safety signal are valid or invalid, and a remote safety signal selection circuit 6. The input information of the remote safety signal 9 and the local safety signal is selectively switched according to the setting information of the switch setting unit 8. Further, the logic operation circuit 4 outputs a drive power on / off control signal obtained by logic operation from various inputs from the first safety device 1, and relays and interrupts the relay 10. Note that an amplifier circuit for driving the relay 10 is not shown.

図２は論理演算回路４の一部である非常停止信号の論理演算回路図である。
図において、１３及び１４はＯＲ回路、１５及び１６はＡＮＤ回路、１７は継電器１３駆動回路である。ローカル非常停止とリモート非常停止の双方とも非常停止スイッチが操作されていない状態を論理１、非常停止スイッチ操作されている状態を論理０として入力されているものとする。ＯＲ回路１３の出力は、ローカル安全信号無効が論理０、すなわち入力有効であればローカル非常停止の論理状態を出力し、ローカル安全信号無効が論理１、すなわち入力無効であれば論理１が出力される。同様に、ＯＲ回路１４の出力は、リモート安全信号無効が論理０、すなわち入力有効であればリモート非常停止の論理状態を出力し、リモート安全信号無効が論理１、すなわち入力無効であれば論理１が出力される。 FIG. 2 is a logical operation circuit diagram of an emergency stop signal which is a part of the logical operation circuit 4.
In the figure, 13 and 14 are OR circuits, 15 and 16 are AND circuits, and 17 is a relay 13 drive circuit. It is assumed that both the local emergency stop and the remote emergency stop are input as a logic 1 when the emergency stop switch is not operated, and a logic 0 when the emergency stop switch is operated. The output of the OR circuit 13 outputs a logic state of local emergency stop if the local safety signal is invalid, that is, if the input is valid, and outputs a logic 1 if the local safety signal is invalid, that is, if the input is invalid. The Similarly, the output of the OR circuit 14 outputs a logic state of remote emergency stop if the remote safety signal is invalid, ie, the input is valid, and logic 1 if the remote safety signal is invalid, ie, the input is invalid. Is output.

ＯＲ回路１３、１４の出力はＡＮＤ回路１５に入力され、その出力は、他の信号である安全マットスイッチ、ライトカーテンなどの論理演算回路の出力と共にＡＮＤ回路１６に入力され、全ての入力が論理１のときに論理１を出力して継電器１０を通電励磁するため継電器駆動回路１７で増幅される。 The outputs of the OR circuits 13 and 14 are input to the AND circuit 15, and the output is input to the AND circuit 16 together with outputs of other signals such as a safety mat switch and a light curtain, and all inputs are logically input. When it is 1, it is amplified by the relay drive circuit 17 in order to output logic 1 and energize the relay 10.

この論理演算回路におけるローカル安全信号無効とリモート安全信号無効は装置検出回路７の出力情報と切替設定器８の設定情報を基づいて決められるようになっており、例えば図３の安全信号無効論理表ようになっている。この安全信号無効論理表にしたがってローカル安全信号無効及びリモート安全信号無効の論理が定められ、図２で示す安全回路に入力される。装置検出回路７の出力が論理０のとき、すなわち第２の安全装置が接続されていないときは、切替設定器８の設定に関わらず、ローカル安全信号は入力有効及びリモート安全信号は入力無効となる論理となる。装置検出回路７の出力が論理１のときでは、切替設定器８の設定に基づいてローカル安全信号無効及びリモート安全信号無効の論理が定められ、設定が０のときは、ローカル安全信号は入力有効及びリモート安全信号は入力無効、設定が１のときは、ローカル安全信号は入力無効及びリモート安全信号は入力有効、設定が２のときは。ローカル安全信号は入力有効及びリモート安全信号は入力有効となっている。 The local safety signal invalidity and the remote safety signal invalidity in this logical operation circuit are determined based on the output information of the device detection circuit 7 and the setting information of the switch setting unit 8, for example, the safety signal invalid logic table of FIG. It is like that. According to the safety signal invalid logic table, the logic of local safety signal invalidity and remote safety signal invalidity is determined and input to the safety circuit shown in FIG. When the output of the device detection circuit 7 is logic 0, that is, when the second safety device is not connected, the local safety signal is input valid and the remote safety signal is input invalid regardless of the setting of the switch setting device 8. It becomes the logic which becomes. When the output of the device detection circuit 7 is logic 1, the logic of local safety signal invalidity and remote safety signal invalidity is determined based on the setting of the switch setting device 8, and when the setting is 0, the local safety signal is input valid. And when the remote safety signal is invalid, the setting is 1, when the local safety signal is invalid, and when the remote safety signal is valid, the setting is 2. The local safety signal is valid for input and the remote safety signal is valid for input.

装置検出回路７は、コネクタ３を介して第２安全装置の０Ｖに接続された入力の電流流出で第２安全装置が接続状態である論理１を出力するものである。 The device detection circuit 7 outputs a logic 1 indicating that the second safety device is in a connected state when an input current is connected to 0 V of the second safety device via the connector 3.

この実施例１の本発明の実施形態で、論理演算回路４を論理素子の集合で論理演算回路を構築、あるいはＣＰＵで論理回路を構築してもよい。また、切替設定器８の代わりに制御コントローラより設定を行なってもよい。また、第２安全回路２のインターフェース１２と論理演算回路との接続は、信号を直接接続、シリアル信号の送受信による接続、ＣＰＵが採用される場合ではＣＰＵのバス接続でも同様の効果を奏することができる。 In the embodiment of the first embodiment of the present invention, the logic operation circuit 4 may be constructed by a set of logic elements, or a logic circuit may be constructed by a CPU. Further, instead of the switch setting device 8, the setting may be performed by a control controller. Further, the connection between the interface 12 and the logic operation circuit of the second safety circuit 2 can achieve the same effect by directly connecting signals, connecting by serial signal transmission / reception, and by connecting the CPU bus when a CPU is employed. it can.

図４は、本発明の第２の実施形態である安全システムの構成を示す。実施例２は実施例１の安全性を高めた構成となっており、第1の実施の形態と同一の構成については、同一符号を付して説明を一部略する。安全性の向上は、例えば産業用ロボットで作業者４９がロボット４１の近傍でペンダント４３を操作して動作する場合、部品の故障のために意図しないロボット１の動作で作業者４９に危害を与えない、あるいは最小にするため、単一故障においても安全システムは阻害されないように回路の２重化を行ない、片方のチャンネルに故障が発生しても故障の発生していない他方のチャンネルで電源遮断ができる構成となっている。 FIG. 4 shows the configuration of a safety system according to the second embodiment of the present invention. Example 2 has a configuration in which the safety of Example 1 is enhanced. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is partially omitted. For example, when the operator 49 operates the pendant 43 in the vicinity of the robot 41 with an industrial robot, the safety of the operator 49 is harmed by an unintended operation of the robot 1 due to a component failure. In order to minimize or minimize the safety system, even if a single failure occurs, the circuit is duplicated so that even if a failure occurs on one channel, the power is cut off on the other channel where no failure has occurred. It has a configuration that can.

図４において、ローカル安全信号９はチャンネル１とチャンネル２の２つがあるが、これは例えば２極連動型のスイッチが挙げられ、各々は第１の安全装置に備わる第１の論理演算回路１８−１と第２の論理演算回路１８−２に入力される。第１の論理演算回路１８−１と第２の論理演算回路１８−２には各々ローカル安全信号選択回路５とリモート安全信号選択回路６が備わっており、その動作は第1の実施の形態と同一であるため説明を省く。第1の安全装置には装置検出回路７、切替設定器８が備わるが、その動作は第1の実施の形態と同一であるため説明を省く。 In FIG. 4, there are two local safety signals 9 of channel 1 and channel 2, for example, a two-pole interlocking type switch, each of which is a first logical operation circuit 18-provided in the first safety device. 1 and the second logical operation circuit 18-2. The first logic operation circuit 18-1 and the second logic operation circuit 18-2 are each provided with a local safety signal selection circuit 5 and a remote safety signal selection circuit 6, and their operations are the same as those in the first embodiment. Since it is the same, explanation is omitted. The first safety device is provided with the device detection circuit 7 and the switching setting device 8, but the operation thereof is the same as that of the first embodiment, so that the description thereof is omitted.

第１の論理演算回路１８−１での論理演算結果に基づき第1の継電器２０−１の継電と遮断を行ない、同様に第２の論理演算回路１８−２での論理演算結果に基づき第２の継電器２０−２の継電と遮断を行なう。
第１の論理演算回路１８−１の入力状態と出力状態及び第２の論理演算回路１８−２の入力状態と出力状態とは、所定の間隔で相互に同一状態であるかの確認を行ない、異なっていると出力を強制オフするようになっている。
駆動電源装置への電源供給は第1の継電器２０−１と第２の継電器２０−２の各接点を直列に接続して、片方の継電器が溶着などの故障が発生しても他方で電源を確実に遮断できるようになっている。 Based on the logical operation result in the first logical operation circuit 18-1, the first relay 20-1 is relayed and cut off. Similarly, based on the logical operation result in the second logical operation circuit 18-2. The second relay 20-2 is relayed and disconnected.
The input state and output state of the first logic operation circuit 18-1 and the input state and output state of the second logic operation circuit 18-2 are confirmed to be the same state at a predetermined interval. If they are different, the output is forcibly turned off.
To supply power to the drive power supply, the contacts of the first relay 20-1 and the second relay 20-2 are connected in series, and even if one of the relays has a failure such as welding, It can be reliably shut off.

第２の安全装置２には図示しないＰＬＣなどの制御装置よりリモート安全信号を含むシリアル信号をシリアルバス１１で送信と受信を行なう第1のインターフェース１９−１と第２のインターフェース１９−２が備わっており、インターフェース１９−１、１９−２は受信したシリアル信号、論理演算回路１８−１、１８−２との入出力情報を相互に同一状態であるかの確認を行ない、異なっているとインターフェース１９−１、１９−２より論理演算回路１８−１、１８−２へ異常を通知して、論理演算回路１８−１、１８−２は継電器２０−１、２０−２の遮断を行なう。
インターフェース１９−１、１９−２はシリアル信号を受信のときは双方が受信して相互インターフェース間で受信情報の同一性確認を行ない、送信の時は片方が送信し、他方は受信を行ない、正しく送信されたかの確認を行なう。 The second safety device 2 includes a first interface 19-1 and a second interface 19-2 for transmitting and receiving a serial signal including a remote safety signal through a serial bus 11 from a control device such as a PLC (not shown). The interfaces 19-1 and 19-2 check whether the received serial signals and input / output information with the logic operation circuits 18-1 and 18-2 are in the same state. 19-1 and 19-2 notify the logic operation circuits 18-1 and 18-2 of the abnormality, and the logic operation circuits 18-1 and 18-2 cut off the relays 20-1 and 20-2.
When receiving serial signals, both interfaces 19-1 and 19-2 receive and confirm the identity of the received information between the mutual interfaces. When transmitting, one transmits and the other receives, Check if it was sent.

このように、シリアルバス１１で受信するための第２の安全装置２を付加できる構成となっており、第２の安全装置２を付加した時は、ローカル安全信号とリモート安全信号をそれぞれ有効化と無効化の設定ができるので、産業用制御コントローラの生産者にとって生産システムの規模を始めとする仕様に左右されない共通のハードウェア仕様の安全システムを提供することができる。 In this way, the second safety device 2 for receiving via the serial bus 11 can be added. When the second safety device 2 is added, the local safety signal and the remote safety signal are validated respectively. Therefore, it is possible to provide a safety system with a common hardware specification that is independent of the specifications including the scale of the production system for the industrial controller controller producer.

図５は、本発明の第１の実施形態または第２の実施形態の安全システムを適用したロボットによる生産システムの構成図である。
図において、ロボット２１、２２、２３は各々ロボットコントローラ２４、２５、２６に接続されており、周辺で作業を行なう要員の安全確保のため安全防護柵２８で周囲より分離されている。尚、本図では各ロボットコントローラ２４、２５、２６より接続されるペンダントは図示していない。
安全防護柵２８の扉には扉の開閉を検出する扉開閉検出装置２９が備わり、また近傍には非常停止３２が備えられ、本生産システムのシステムコントローラ２７へ接続されている。 FIG. 5 is a configuration diagram of a production system using a robot to which the safety system according to the first embodiment or the second embodiment of the present invention is applied.
In the figure, robots 21, 22, and 23 are connected to robot controllers 24, 25, and 26, respectively, and separated from the surroundings by a safety protection fence 28 to ensure the safety of personnel working in the vicinity. In this figure, the pendant connected from each robot controller 24, 25, 26 is not shown.
The door of the safety protection fence 28 is provided with a door opening / closing detection device 29 for detecting opening / closing of the door, and an emergency stop 32 is provided in the vicinity thereof, which is connected to the system controller 27 of the production system.

ワークをロボットの動作範囲内に搬送するワーク搬送装置３３、作業者の操作によるロボットの起動、停止や非常停止を行なう外部操作装置３０、作業者がロボットの動作範囲に入ったことを検出するライトカーテン３１が備わっており、各々は本生産システムのシステムコントローラ２７へ接続されている。ロボットコントローラ２４、２５、２６には第１の実施形態または第２の実施形態の安全システムが備わり、システムコントローラ２７よりシリアルバス１１で接続されている。尚、システムコントローラ２７はＰＬＣなどの生産システムを統括制御を行なう制御装置である。 Work transport device 33 for transporting the workpiece into the robot motion range, external operation device 30 for starting, stopping, and emergency stop of the robot by the operator's operation, and a light for detecting that the worker has entered the robot motion range Curtains 31 are provided, each connected to a system controller 27 of the production system. The robot controllers 24, 25, and 26 are provided with the safety system of the first embodiment or the second embodiment, and are connected by the serial bus 11 from the system controller 27. The system controller 27 is a control device that performs overall control of a production system such as a PLC.

生産システムの稼動では作業者がワークをワーク搬送装置３３へ載置した後、外部操作装置３０の操作でワークの搬送とロボット２１、２２、２３の起動を行なう。ロボット２１、２２、２３による作業終了すると、作業者はワークをワーク搬送装置３３より搬出、次のワークの載置、ロボットの起動を繰り返す。
作業者によるワークの載置と搬出の時には、作業者の安全を確保するため外部操作装置３０に備わる駆動電源遮断指令あるいは非常停止（図示せず）の操作でロボットの駆動電源を遮断する。駆動電源遮断操作がされなかった時は、作業者がライトカーテン３１を遮光すると、ロボット２１、２２、２３の駆動電源を遮断する。また、ロボット２１、２２、２３の動作中に作業者が不用意に安全防護柵２８の扉を開くと、ロボット２１、２２、２３の駆動電源を遮断する In the operation of the production system, after an operator places a work on the work transfer device 33, the work is transferred and the robots 21, 22, 23 are activated by operating the external operation device 30. When the work by the robots 21, 22, and 23 is finished, the worker carries out the work from the work transfer device 33, places the next work, and repeats the activation of the robot.
When a worker places and unloads a workpiece, the drive power of the robot is shut off by a drive power shut-off command or an emergency stop (not shown) provided in the external operation device 30 in order to ensure the safety of the worker. When the drive power supply shut-off operation is not performed, when the operator shields the light curtain 31, the drive power supply of the robots 21, 22, and 23 is shut off. Further, if the operator carelessly opens the door of the safety protection fence 28 during the operation of the robots 21, 22, 23, the drive power supply to the robots 21, 22, 23 is cut off.

このような生産システムで作業者の安全性確保のため扉開閉検出装置２９、非常停止３２、外部操作装置３０、ライトカーテン３１などの機器の状態をシステムコントローラ２７で判断して、リモート安全信号としてロボットの駆動電源遮断信号あるいは非常停止信号を、シリアルバス１１を介してロボットコントローラ２４、２５、２６に送信して、ロボットコントローラではこの信号に基づいてロボットの駆動電源を遮断する。 In such a production system, the system controller 27 determines the status of devices such as the door open / close detection device 29, the emergency stop 32, the external operation device 30, and the light curtain 31 in order to ensure the safety of the worker, and as a remote safety signal A robot drive power cut-off signal or an emergency stop signal is transmitted to the robot controllers 24, 25, and 26 via the serial bus 11, and the robot controller cuts off the robot drive power based on this signal.

このように、システムコントローラ２７で生産システムの安全性の集中管理を行ない、リモート安全信号をシリアル通信で各ロボットコントローラへ送信されるため省配線化を実現することができる。 In this way, the system controller 27 performs centralized management of the safety of the production system, and the remote safety signal is transmitted to each robot controller via serial communication, so that wiring saving can be realized.

本実施形態では、産業用ロボットの安全システムを制御する安全装置について説明したが、本発明はこのような場合に限定されるものでなく、安全信号を扱う、プレス機、旋盤、ＮＣ装置などの工作機械の安全システムにも適用できる。 In the present embodiment, the safety device that controls the safety system of the industrial robot has been described. However, the present invention is not limited to such a case, and a safety signal handling press machine, lathe, NC device, etc. It can also be applied to machine tool safety systems.

本発明の第1の実施形態である安全システムの構成図1 is a configuration diagram of a safety system according to a first embodiment of the present invention. 論理演算回路の一部である非常停止信号の論理演算回路図Logic operation circuit diagram of emergency stop signal that is part of the logic operation circuit 安全信号無効論理表Safety signal invalid logic table 本発明の第２の実施形態である安全システムの構成図The block diagram of the safety system which is the 2nd Embodiment of this invention 本発明の安全システムを適用したロボットによる生産システムの構成図Configuration diagram of a production system using a robot to which the safety system of the present invention is applied 従来の産業用ロボットの生産システム構成図Configuration diagram of a conventional industrial robot production system

符号の説明Explanation of symbols

１ 前記第１の安全装置
２ 第２の安全装置
３ コネクタ
４、１８ 論理演算回路
５ ローカル安全信号選択回路
６ リモート安全信号選択回路
７ 装置検出回路
８ 切替設定器
９ ローカル安全信号
１０、２０ 継電器
１１ シリアルバス
１２、１９ インターフェース
１３、１４ ＯＲ回路
１５、１６ ＡＮＤ回路
１７ 継電器駆動回路
２１、２２、２３、４１ ロボット
２４、２５、２６、４２ ロボットコントローラ
２７ システムコントローラ
２８、４４ 安全防護柵
２９、４６ 扉開閉検出装置
３０、４８ 外部操作装置
３１ ライトカーテン
３２ 非常停止
３３ ワーク搬送装置
４３ ペンダント
４５ 防護柵扉
４７ 操作パネル
４９ 作業者
５０ ターンテーブル
５１ ワーク DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Said 1st safety device 2 2nd safety device 3 Connector 4, 18 Logic operation circuit 5 Local safety signal selection circuit 6 Remote safety signal selection circuit 7 Device detection circuit 8 Switch setting device 9 Local safety signal 10, 20 Relay 11 Serial bus 12, 19 Interface 13, 14 OR circuit 15, 16 AND circuit 17 Relay drive circuit 21, 22, 23, 41 Robot 24, 25, 26, 42 Robot controller 27 System controller 28, 44 Safety protection fence 29, 46 Door Open / close detection device 30, 48 External operation device 31 Light curtain 32 Emergency stop 33 Work transfer device 43 Pendant 45 Guard fence door 47 Operation panel 49 Worker 50 Turntable 51 Workpiece

Claims (4)

駆動装置を備える装置の駆動電源を遮断するローカル安全信号を直接接続で入力して前記ローカル安全信号入力の論理演算結果に基づき駆動電源を遮断する制御手段を備える第１の安全装置と、
前記第1の安全装置は、前記装置の駆動電源を遮断するリモート安全信号を含むシリアル信号の送受信を行なうインターフェースを備える第２の安全装置が付加接続される接続手段とを備え、
前記制御手段は、前記第２の安全装置が接続された時に前記ローカル安全信号と、前記受信した前記シリアル信号の前記リモート安全信号と、を入力とする論理演算結果に基づき前記駆動電源を遮断することを特徴とする産業用制御コントローラ。 A first safety device comprising a control means for inputting a local safety signal for shutting off a driving power source of the device including the driving device by direct connection and shutting off the driving power source based on a logical operation result of the local safety signal input;
The first safety device includes connection means to which a second safety device including an interface for transmitting and receiving a serial signal including a remote safety signal for shutting off the driving power of the device is additionally connected.
The control means shuts off the drive power supply based on a logical operation result that receives the local safety signal and the remote safety signal of the received serial signal when the second safety device is connected. Industrial control controller characterized by that. 前記第１の安全装置と前記第２の安全装置はコネクタにより接続され、前記第１の安全装置には前記第２の安全装置が接続されたことの検出を行ない、その結果を前記制御手段に出力する装置検出手段を備えることを特徴とする請求項１記載の産業用制御コントローラ。 The first safety device and the second safety device are connected by a connector, and it is detected that the second safety device is connected to the first safety device, and the result is sent to the control means. 2. The industrial control controller according to claim 1, further comprising a device detection means for outputting. 前記第1の安全装置には、前記ローカル安全信号の入力の有効又は無効の選択と、前記リモート前記安全信号の入力の有効又は無効の選択とを設定すると共に、該設定された情報を前記制御手段へ出力する選択手段を備え、前記制御手段は、前記選択手段に設定された情報と前記装置検出手段の出力に基づき、前記ローカル安全信号の有効又は無効を選択するローカル安全信号選択手段と、前記リモート安全信号の有効又は無効を選択するリモート安全信号選択手段と、を備えることを特徴とする請求項２記載の産業用制御コントローラ。 In the first safety device, the selection of whether to enable or disable the input of the local safety signal and the selection of whether to enable or disable the input of the remote safety signal are set, and the control is performed on the set information. Selection means for outputting to the means, the control means, based on the information set in the selection means and the output of the device detection means, a local safety signal selection means for selecting validity or invalidity of the local safety signal; 3. The industrial control controller according to claim 2, further comprising remote safety signal selection means for selecting validity or invalidity of the remote safety signal. 前記制御手段は、論理演算素子あるいはＣＰＵで構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の産業用制御コントローラ。 4. The industrial control controller according to claim 1, wherein the control means comprises a logical operation element or a CPU.
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