JP2007192385A

JP2007192385A - 無効制御機能付き光線式安全装置

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Publication number: JP2007192385A
Application number: JP2006013549A
Authority: JP
Inventors: Raisaburo Jitsui; 来三郎實井
Original assignee: KOKUSAI SEIGYO KK
Current assignee: KOKUSAI SEIGYO KK
Priority date: 2006-01-23
Filing date: 2006-01-23
Publication date: 2007-08-02

Abstract

【課題】光幕の無効領域を簡単な付加構成により表示し得る無効制御機能付き光線式安全装置を提供する。
【解決手段】光軸を順に発射させるタイムシェアリング信号Ｐ_１〜Ｐ_ｎに同期して発生される各チャネルの受光出力信号及び繰返し信号に応答して受光表示素子ＬＥＤ_１〜ＬＥＤｎを順に繰返し発光させる発光制御回路１２_１〜１２_ｎ、１３_１〜１３_ｎと、無効制御用手動スイッチにより無効設定された無効チャネルについて、そのタイムシェアリング信号Ｐ_１〜Ｐ_ｎに同期して受光出力信号を擬似的に発生させる擬似受光信号を発生する擬似信号発生回路と、擬似受光信号に応答して、繰返し信号の周期よりも長い視認可能な周期で無効チャネルの受光表示素子ＬＥＤ_１〜ＬＥＤｎを点滅発光させる無効チャネル指示用点滅信号を発生する無効指示用点滅信号発生回路３０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、工作機の一方側に光軸を順に発射することにより光幕を形成する投光用発光素子を複数個配列し、他方側に所属の光軸にそれぞれ対向する受光素子を配列することにより、各チャネルの受光素子に所属する受光表示素子を所属の受光素子の受光出力信号に応答して発光させると共に、少なくとも１個のチャネルの受光出力が発生されないと工作機に対して停止信号を出力させるようになった光線式安全装置に、任意のチャネルについて停止信号を出力する監視能力を予め無効設定する無効制御用手動スイッチが付設されている無効制御機能付き光線式安全装置に関するものである。

この種の無効制御機能付き光線式安全装置は、特許文献１等により周知であり、工作機の一方側から投光により光幕を形成し、他方側に複数個の受光素子を配列すると共に、これらの受光素子の受光出力信号を入力として光幕のしゃ断によりこれらの受光出力信号の内少なくとも１個が入力しないと工作機を自動停止させる停止信号を出力させると共に、受光素子の内任意の素子の監視能力を予め無効にし得るように、複数個の受光素子にそれぞれ所属して外部操作により監視能力を無効制御する無効操作手段と、この無効操作手段の外部操作に応答して所属の受光素子の受光出力信号の有無に拘らず、擬似受光信号を発生させる擬似信号発生回路とを備え、光幕の無効領域が遮断されても擬似受光信号の代替発生により工作機が自動停止しないようになっている。

したがって、金型を搬送するコンベヤ等により光幕がしゃ断される場合に、対応位置の受光素子の監視能力を外部操作で無効にすることにより、残りの有効な光幕領域で安全装置を使用可能にできる。
実公平１−４２７２０号公報

しかしながら、設定されている監視不能な無効領域は確認済みだとしても、不注意によりその領域で危険な作業をしてしまう可能性が考えられ、したがって無効領域を作業者に念のために明示しておくのが安全性上一層好ましいと云える。

本発明は、このような点に鑑みて、光幕の無効領域を簡単な付加構成により表示し得る無効制御機能付き光線式安全を提供することを目的とする。

本発明は、この目的を達成するために、請求項１により、工作機の一方側に光軸を順に発射することにより光幕を形成する投光用発光素子を複数個配列し、他方側に所属の光軸にそれぞれ対向する受光素子を配列することにより、各チャネルの受光素子に所属する受光表示素子を所属の受光素子の受光出力信号に応答して発光させると共に、少なくとも１個のチャネルの受光出力信号が発生されないと工作機に対して停止信号を出力させるようになった光線式安全装置に、任意のチャネルについて停止信号を出力する監視能力を予め無効設定する無効制御用手動スイッチが付設されている無効制御機能付き光線式安全装置において、繰返し信号、その一周期をチャネル数に対応して分割するタイムシェアリング信号等を発生する制御信号発生回路と、タイムシェアリング信号に同期して順に発射される光軸に対する各チャネルの受光出力信号及び繰返し信号に応答して受光表示素子を順に繰返し発光させる発光制御回路と、無効制御用手動スイッチにより設定された無効チャネルについて、そのタイムシェアリング信号に同期して受光出力信号を擬似的に発生させる擬似受光信号を発生する擬似信号発生回路と、擬似受光信号に応答して、繰返し信号の周期よりも長い視認可能な周期で無効チャネルの受光表示素子を点滅発光させる無効チャネル指示用点滅信号を発生する点滅信号発生回路とを備えることを特徴とする。

擬似信号発生回路は、無効チャネルで受光出力信号が発生されないことにより停止信号が発生されるのを回避するために、所属のタイムシェアリング信号に同期した擬似受光信号を出力する。点滅信号発生回路は、無効チャネルのタイムシェアリング信号に同期した無効チャネル指示用点滅信号を発光制御回路に供給することにより、無効チャネルの受光表示素子を点滅発光させる。

無効制御用手動スイッチの設定ミスを確実に防止するためには、請求項２により、擬似信号発生回路が、無効チャネルのタイムシェアリング信号に同期して無効チャネル信号を発生する無効チャネル信号発生回路と、無効制御用手動スイッチの操作の実行を確認するために、電源投入後に操作される自動復帰型の設定確認用押しボタンスイッチ及び次いで設定された無効チャネルの正否を確認するために操作される自動復帰型の設定状態確認用押しボタンスイッチとの操作に応答して、無効チャネル信号を擬似受光信号として出力させる出力制御回路とより構成される。

点滅信号発生回路を回路素子により簡単に構成するには、請求項３により、点滅信号発生回路が、繰返し信号の周期より長い周期で発振するマルチバイブレータと、その発振出力及び擬似受光信号の論理積回路で構成されるか、又は請求項４により、点滅信号発生回路が、繰返し信号の周期より長い周期で発振するマルチバイブレータと、その発振出力及び無効チャネル信号との論理積回路とで構成される。

請求項１の発明によれば、各チャネルの光軸の受光状態を表示する受光表示素子を用いて、スペースを別途に用意することなく、しかも付加回路も簡単にして光幕の監視不能な無効チャネルを表示することが可能になる。したがって、監視機能の無効制御を手動スイッチで行う場合に、その設定した無効チャネルが視認可能となり、安全性が向上する。請求項２の発明によれば、手動スイッチによる無効チャネルの設定が、電源投入の都度２段階のスイッチ操作による操作手順を踏まないと有効にならないために、誤った設定が確実に回避される。請求項３又は４の発明によれば、無効チャネルを点滅発光により指示するための発光信号発生回路が、ＣＰＵに依ることなく投光側及び受光側の回路装置をシーケンス制御する制御信号を用いて簡単な回路素子の追加により、配線も複雑にすることなく実現される。

図１乃至図４を基に本発明の実施の形態によるプレス機の無効制御機能付き光線式安全装置を説明する。図４に示すように、スライド１に設けられた上型２と、下型３を備えたプレス機の正面の一方側に、例えばＬＥＤである投光素子が多数配列された投光側パネル５が設けられ、また対向する受光側パネル６には受光素子としてフォトトランジスタＰＴ_１〜ＰＴ_ｎが所属のチャネルの投光素子に対向するように配列されている。さらに、受光側パネル６には、所属チャネルの受光素子の受光を報知する受光表示素子としてＬＥＤ_１〜ＬＥＤｎが配列されている。この受光側パネルには、各チャネルに所属する無効チャネル設定用キースイッチＳ１_１〜Ｓ１_ｎがカバー付きで配列されている(図示せず)。

図１において、１９は、図３に示すように、原発振器により例えば１５μｓ間隔のチャネル同期信号Ｐｓ、例えば３０チャネルに相当する４５０μｓ間隔の繰返し信号Ｐｒ、チャネル同期信号Ｐｓの一周期に相当する時間幅のゲート状のタイムシェアリング信号Ｐ_１〜Ｐ_ｎ等を発生する制御信号発生回路である。この制御信号発生回路は、例えば投光側パネル５にこれらの制御信号による制御により３０チャネルの光軸の投光走査を行うための回路装置と共に収納され、また受光側パネル６に収納されている受光側回路装置にも共通に用いられる。このような投光側及び受光側の回路装置は、各チャネルを循環的に同一動作モードでシーケンス制御すればよく、またいずれにしても多数の投光素子及び受光素子に駆動用或は信号処理用の個別の回路素子をそれぞれ付属させる必要であり、したがってＣＰＵを用いることなく、以下に説明するように、論理回路素子、トランジスタ等の個別もしくは集積回路により構成される。

受光側パネル６の受光処理部１０は、タイムシェアリング信号Ｐ_１〜Ｐ_ｎに応答して順に照射される光軸をフォトトランジスタＰＴ_１〜ＰＴ_ｎで検知して、その受光信号に対する所属の雑音除去用積分回路１１〜１１_ｎの出力が、繰返しの投光走査によりレベルアップしてしきい値を超えると、タイムシェアリング信号Ｐ_１〜Ｐ_ｎに同期した受光出力信号を出力する。その際、後述するように、無効チャネルについては、その擬似受光信号も代わりに検出して受光出力信号を出力する。これらの受光出力信号は、エミッタフォロア及び保護抵抗がそれぞれ付属したＬＥＤ_１〜ＬＥＤ_ｎを所属の通常オンのアンドゲート１２_１〜１２_ｎ及び所属のタイムシェアリング信号Ｐ_１〜Ｐ_ｎの立上り時点で先行してリセットされるフリップフロップ回路１３_１〜１３_ｎを介して駆動することにより発光させる。即ち、各ＬＥＤ_１〜ＬＥＤ_ｎは、所属の受光出力信号に応答してそれぞれ投光走査周期にわたり点灯状態を保持する。これらのアンドゲート１２_１〜１２_ｎ、フリップフロップ回路１３_１〜１３_ｎ及び各エミッタフォロアにより本発明の発光制御回路を構成している。このような雑音の影響を回避するように検知信号を処理する回路処理方式は、その他種々考えられる。

図２は擬似信号発生回路を示すもので、無効チャネル設定用キースイッチＳ１_１〜Ｓ１_ｎのオン操作で入力されるＨレベルの設定信号及びタイムシェアリング信号Ｐ_１〜Ｐ_ｎを入力とするアンドゲート２１_１〜２１_ｎで構成される無効チャネル信号発生回路２０と、Ｄ型フリップフロップ２２，２３、自動復帰式の設定操作確認用押ボタンスイッチＳ２及びその操作の実行を報知するＬＥＤ２１、設定状態確認用押ボタンスイッチＳ３及びその操作の実行を報知するＬＥＤ２２並びにアンドゲート２４で構成される出力制御回路２９とより構成される。

即ち、無効チャネル設定用キースイッチＳ１_１〜Ｓ１_ｎのいずれかがオン設定されると、所属のタイムシェアリング信号Ｐ_１〜Ｐ_ｎに対応したゲート状の無効チャネル信号Ｐｃが、アンドゲート２１_１〜２１_ｎから出力される。Ｄ型フリップフロップ２２のデータ入力端子には装置電源の投入により生じる電源電圧＋Ｖが、ＣＲの積分回路で遅延して印加され、またリセット端子に電源電圧＋Ｖの立上がり時点でリセット信号が初期状態を確保するために印加される。したがって、装置電源の投入状態で、設定操作確認用押ボタンスイッチＳ２が操作されると、トリガ信号が発生され、そのＤ型フリップフロップ２２のＱ出力がＨレベルになり、ＬＥＤ２１が発光すると共に、Ｄ型フリップフロップ２３のデータ入力端がＨレベルになる。次いで、設定状態確認用押ボタンスイッチＳ３が操作されると、そのＱ出力がＨレベルになり、ＬＥＤ２２が発光する。これにより、アンドゲート２４から無効チャネル信号Ｐｃが擬似受光信号として出力される。一旦装置電源がしゃ断されて再投入された場合、無効チャネル設定用キースイッチＳ１_１〜Ｓ１_ｎが設定されているとしてもＤ型フリップフロップ２２のＱ出力がＬレベル「０」であり、再度設定操作確認用押ボタンスイッチＳ２及び設定状態確認用押ボタンスイッチＳ３を操作し直さない限り、アンドゲート２４はしゃ断された状態に留まる。

停止信号発生回路１５は、各チャネルの受光出力信号及を投光走査周期ごとにカウントし、計数値がチャネル数に一致しない場合、無効制御されていない光軸のいずれかが遮光されたものと判断して、プレス機の動作を自動停止させる停止信号を出力する。このようなカウント方式に代えて、各チャネルの受光出力信号に対応する一定レベルの信号を加算して、所定レベルに到達しないと停止信号を出力する方式も周知である。

無効設定監視回路２８は、投光走査周期ごとに、その１周期中に連続して入力する無効チャネル信号Ｐｃをカウントして所定の光幕幅を超える計数値に達するか、或は無効チャネルが間を置いた複数領域に誤って設定されることにより１周期中に不連続に無効チャネル信号Ｐｃが入力するのが検出されると、光又は音により無効チャネルの異常設定を報知する。

無効チャネル用の点滅信号発生回路３０は、Ｈ、Ｌレベル間で繰返し反転するゲート信号を出力するための例えば０．５秒周期で発振する非安定マルチバイブレータ３１と、その発振出力及び擬似受光信号を入力として出力反転の論理積回路としてのナンドゲート３２とより構成される。これにより、通常出力はＨレベルであり、擬似受光信号が入力するとオンオフ制御されて対応するゲートパルス状のＬレベルの無効チャネル指示用の点滅信号が発生され、アンドゲート１２_１〜１２_ｎを通して所属のＬＥＤ_１〜ＬＥＤ_ｎを０．２５秒間は繰返しの投光走査周期ごとに所属のタイムシェアリング信号Ｐ_１〜Ｐ_ｎに同期して発光させ、続く０．２５秒間は所属のアンドゲート１２_１〜１２_ｎをオフさせて消灯させ、したがって所属チャネルのＬＥＤ_１〜ＬＥＤ_ｎが視認可能な周期で点滅する。

このように構成された無効制御機能付き光線式安全装置の動作は次の通りである。コンベアの通路になる例えば５ｃｈ及び６ｃｈの光幕領域を無効制御する場合、無効チャネル設定用キースイッチＳ１_５及びＳ１_６をオン操作し、次いで設定操作確認用押ボタンスイッチＳ２をオン操作してＬＥＤ２１を点灯させてその操作済みを確認し、無効チャネルを設定したのを確認する。続いて、無効チャネル設定用キースイッチＳ１_５及びＳ１_６が正常に設定されている状態にあることを確認して、設定状態確認用押ボタンスイッチＳ３をオン操作してＬＥＤ２２を点灯させて設定操作の完了を確認する。これにより、５ｃｈ及び６ｃｈのタイムシェアリング信号Ｐ_５、Ｐ_６に相当するゲートパルス状の擬似受光信号が擬似信号発生回路のアンドゲート２４から出力される。

これらの擬似受光信号は、受光処理部１０において、有効領域のチャネルの受光信号と共に受光出力信号として処理され、停止信号発生回路１５に供給されて有効チャネルの光軸について遮光の有無を判断されると共に、点滅信号発生回路３０に供給されて、タイムシェアリング信号Ｐ_５、Ｐ_６に同期して点滅信号によりＬＥＤ_５及びＬＥＤ_６を点滅発光させることにより、その領域が監視されていない旨の注意を促す。

一旦プレス機の動作を停止させて装置電源が遮断されると、同じ５、６ｃｈを無効にする場合であっても、前述の２段階の確認のための操作手順を踏まない限り、擬似受光信号は発生されない。したがって、５、６ｃｈも有効になり、その領域がコンベヤにより遮光されていると停止状態に留まる。

尚、設定操作確認用押ボタンスイッチＳ２のオン操作は無効チャネル設定用キースイッチＳ１_１〜Ｓ１_ｎの操作前に行い、また設定状態確認用押ボタンスイッチＳ３のオン操作後に設定状態を確認しても良いが、いずれにしてもこのような２段階の押しボタンの操作手順を踏むことにより、無効チャネルの設定ミスが確実に回避される。

図５は別の実施の形態による点滅信号発生回路３０ａを示すもので、非安定マルチバイブレータ３１に代えて、チャネル同期信号Ｐｓを分周した例えば０．３秒周期のトリガ信号及び前述の擬似信号発生回路のＤ型フリップフロップ２３の出力信号を入力とするアンドゲート３７と、そのトリガ信号の入力ごとに反転する二安定マルチバイブレータ３５と、そのゲートパルス信号及び前述の無効チャネル信号Ｐｃを入力とするアンドゲート３６で構成される。これにより、タイムシェアリング信号Ｐ_１〜Ｐ_ｎに完全に同期し、かつ０．６秒周期でブランキング制御するための点滅信号が発生される。

図６は別の実施の形態による無効チャネル信号発生回路を示すもので、２桁のチャネル番号を設定可能な２組のロータリスイッチ式のＤＩＰスイッチ４１，４１ａと、繰返し信号Ｐｒでクリアされつつチャネル同期信号Ｐｓを計数するカウンタ４３，４３ａとを備えて、設定された無効チャネルと計数値が一致するタイミングで出力信号を発生する。このような無効チャネル信号発生回路４０_１〜４０_ｎが所定の段数設けられ、出力回路４５からタイムシェアリング信号Ｐ_１〜Ｐ_ｎに対応する設定された段数分の無効チャネル信号Ｐｃが出力される。

このような無効チャネル信号発生回路、無効チャネル用発光信号発生回路
停止信号発生回路、擬似信号発生回路等は、個別回路、ＩＣ等の回路素子を用いて特に雑音防止用の回路素子を付属させて種々構成可能である。

本発明の実施の形態によるプレス機の無効制御機能付き光線式安全装置の基本回路構成を説明する図である。同装置の擬似受光出力信号発生回路の構成を示す図である。同装置を作動させる制御パルスのタイミングを説明する図である。同プレス機の正面視の斜視図である。別の実施の形態による擬似受光出力信号発生回路の構成を説明する図である。別の実施の形態による無効チャネル信号発生回路の構成を説明する図である。

符号の説明

５投光側パネル
６受光側パネル
ＰＴ_１〜ＰＴ_ｎフォトトランジスタ
Ｐｃ無効チャネル信号
Ｐｒ繰返し信号
Ｐ_１〜Ｐ_ｎタイムシェアリング信号
Ｐｓチャネル同期信号
Ｓ１_１〜Ｓ１_ｎ無効チャネル設定用キースイッチ
Ｓ２設定操作確認用押ボタンスイッチ
Ｓ３設定状態確認用押ボタンスイッチ

Claims

工作機の一方側に光軸を順に発射することにより光幕を形成する投光用発光素子を複数個配列し、他方側に所属の光軸にそれぞれ対向する受光素子を配列することにより、各チャネルの受光素子に所属する受光表示素子を所属の受光素子の受光出力信号に応答して発光させると共に、少なくとも１個のチャネルの受光出力信号が発生されないと工作機に対して停止信号を出力させるようになった光線式安全装置に、任意のチャネルについて停止信号を出力する監視能力を予め無効設定する無効制御用手動スイッチが付設されている無効制御機能付き光線式安全装置において、
繰返し信号、その一周期をチャネル数に対応して分割するタイムシェアリング信号等を発生する制御信号発生回路と、前記タイムシェアリング信号に同期して順に発射される光軸に対する各チャネルの受光出力信号及び前記繰返し信号に応答して受光表示素子を順に繰返し発光させる発光制御回路と、無効制御用手動スイッチにより設定された無効チャネルについて、その前記タイムシェアリング信号に同期して前記受光出力信号を擬似的に発生させる擬似受光信号を発生する擬似信号発生回路と、前記擬似受光信号に応答して、前記繰返し信号の周期よりも長い視認可能な周期で前記無効チャネルの前記受光表示素子を点滅発光させる無効チャネル指示用点滅信号を発生する点滅信号発生回路とを備えることを特徴とする無効制御機能付き光線式安全装置。
擬似信号発生回路が、無効チャネルのタイムシェアリング信号に同期して無効チャネル信号を発生する無効チャネル信号発生回路と、無効制御用手動スイッチの操作の実行を確認するために、電源投入後に操作される自動復帰型の設定確認用押しボタンスイッチ及び次いで設定された前記無効チャネルの正否を確認するために操作される自動復帰型の設定状態確認用押しボタンスイッチとの操作に応答して、前記無効チャネル信号を擬似受光信号として出力させる出力制御回路とより構成されることを特徴とする請求項１記載の無効制御機能付き光線式安全装置。
点滅信号発生回路が、繰返し信号の周期より長い周期で発振するマルチバイブレータと、その発振出力及び擬似受光信号の論理積回路とで構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無効制御機能付き光線式安全装置。
点滅信号発生回路が、繰返し信号の周期より長い周期で発振するマルチバイブレータと、その発振出力及び無効チャネル信号の論理積回路とで構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無効制御機能付き光線式安全装置。