JP3354179B2 - Moving body movement direction monitoring device - Google Patents

Moving body movement direction monitoring device

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JP3354179B2
JP3354179B2 JP26035692A JP26035692A JP3354179B2 JP 3354179 B2 JP3354179 B2 JP 3354179B2 JP 26035692 A JP26035692 A JP 26035692A JP 26035692 A JP26035692 A JP 26035692A JP 3354179 B2 JP3354179 B2 JP 3354179B2
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movable body
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えばロボットのアー
ムやプレス機械のスライド等の可動体の移動方向監視装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for monitoring the moving direction of a movable body such as a robot arm or a slide of a press machine.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】例え
ば、工場等において、機械と人間とが共同の作業空間で
作業をする場合、作業者の安全対策が極めて重要であ
る。例えば、人間と機械とが共通の作業空間において作
業するとき、事故は人体の一部と機械可動部とが衝突す
ることにより起こる。例としては、人間とロボットとの
共同作業において、ロボットのアームが人体に衝突する
等の事故がある。
2. Description of the Related Art For example, in a factory or the like, when machines and humans work in a joint work space, safety measures for workers are extremely important. For example, when a human and a machine work in a common work space, an accident occurs when a part of a human body collides with a movable part of a machine. As an example, in a joint operation between a human and a robot, there is an accident such as a collision of a robot arm with a human body.

【0003】この場合、ロボットのアーム等の可動体の
移動方向として、人体に接近する方向は人間に対して危
険を意味し、人体から離れる方向は必ずしも危険である
とは限らない。同様に、プレス機械のスライドの動作に
おいても、スライドの下降は危険であるが、上昇は安全
を意味する。従って、ロボットのアームやプレス機械の
スライド等の可動体の移動方向を監視し、可動体の移動
方向が作業者にとって安全な方向か危険な方向かを判断
し、危険な方向の時には可動部を即座に停止し、安全な
方向の時にはそのまま可動部を稼働させることは、作業
者の安全を確保すると同時に機械の作業効率を高める上
で極めて有益である。
In this case, as a moving direction of a movable body such as an arm of a robot, a direction approaching a human body means danger to a human, and a direction away from the human body is not always dangerous. Similarly, in the operation of the slide of the press machine, the descent of the slide is dangerous, but the elevation of the slide means safety. Therefore, the moving direction of the movable body such as the robot arm or the slide of the press machine is monitored, and it is determined whether the moving direction of the movable body is safe or dangerous for the worker. Stopping immediately and operating the movable part as it is when the vehicle is in a safe direction is extremely useful for ensuring the safety of the worker and at the same time increasing the working efficiency of the machine.

【0004】本発明は上記の事情に鑑みなされたもの
で、可動体の移動方向を監視でき、しかも、フェールセ
ーフな構成の可動体の移動監視装置を提供することを目
的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a movable body movement monitoring device capable of monitoring the moving direction of a movable body and having a fail-safe configuration.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】このため、本発明の可動
体の移動監視装置は、可動体の移動に伴って少なくとも
3相以上で故障時に低レベルとなる交番信号を発生し、
各交番信号のそれぞれの立ち下がり時に少なくとも他の
1つの交番信号が高レベル状態にある位相差で前記交番
信号を発生する多相信号発生手段と、順次立ち下がる各
交番信号の立ち下がり検出信号をその時の高レベル状態
の信号で自己保持して出力を発生し故障時に出力が発生
しない自己保持回路を前記交番信号数と同数備え、可動
体の移動方向に応じて異なる前記交番信号の立ち下がり
順序に基づく自己保持回路出力状態に応じて可動体の移
動方向判定信号を出力する移動方向判定手段とを備えて
構成した。
For this reason, the movable body movement monitoring apparatus of the present invention generates an alternating signal that becomes low when a failure occurs in at least three phases or more in accordance with the movement of the movable body.
A polyphase signal generating means for generating the alternating signal with a phase difference in which at least one other alternating signal is in a high level state at the time of each of the alternating signals, and a falling detection signal of each of the sequentially falling alternating signals. The same number of the self-holding circuits as the number of the alternation signals are provided by self-holding with the signal of the high level state at that time to generate an output and no output is generated at the time of failure, and the falling order of the alternation signal varies according to the moving direction of the movable body. Moving direction determining means for outputting a moving direction determining signal for the movable body in accordance with the output state of the self-holding circuit based on.

【0006】[0006]

【作用】かかる構成において、多相信号発生手段は、可
動体の移動に伴って少なくとも3相以上の交番信号を発
生する。この交番信号は、各交番信号のそれぞれの立ち
下がり時に少なくとも他の1つの交番信号が高レベル状
態にある位相差を持っている。また、この交番信号は、
可動体の移動方向によって立ち下がり順序が異なり、移
動方向判定手段の各自己保持回路は、前記交番信号の立
ち下がり順序によってその出力状態が異なるようになっ
ている。例えば、可動体の移動方向が人から離れる方向
である時は、人に対しては安全方向となるので可動体の
移動を禁止する必要がないことから、かかる移動方向の
際の立ち下がり順次では自己保持回路が自己保持され出
力が継続されて移動方向判定手段からは安全方向判定信
号として高レベルの出力を発生させる。一方、可動体の
移動方向が人に接近する方向の時は、人に対しては危険
方向となるので可動体の移動を停止する必要があること
から、かかる移動方向の際の立ち下がり順次では自己保
持回路が自己保持されずに出力が停止して移動方向判定
手段からは危険方向判定信号として低レベルの出力を発
生させる。このように、移動方向判定手段からは、自己
保持回路の出力状態に応じた判定信号が出力され可動体
の移動方向を知ることができる。
In this configuration, the multi-phase signal generating means generates at least three or more alternating signals in accordance with the movement of the movable body. The alternating signals have a phase difference such that at least one of the alternating signals is at a high level at the time of the falling of each of the alternating signals. Also, this alternating signal
The falling order differs depending on the moving direction of the movable body, and the output state of each self-holding circuit of the moving direction determining means differs depending on the falling order of the alternating signal. For example, when the moving direction of the movable body is a direction away from the person, it is a safe direction for the person, so it is not necessary to prohibit the movement of the movable body. The self-holding circuit is self-held and the output is continued, and a high-level output is generated from the moving direction determining means as a safe direction determining signal. On the other hand, when the moving direction of the movable body is in the direction approaching the person, the movement of the movable body must be stopped because it is a dangerous direction for the person. The output is stopped without the self-holding circuit being self-held, and the moving direction judging means generates a low-level output as a dangerous direction judging signal. As described above, the moving direction judging means outputs the judgment signal corresponding to the output state of the self-holding circuit, so that the moving direction of the movable body can be known.

【0007】そして、多相信号発生手段からの交番信号
は故障時に低レベルとなり、自己保持回路は故障時に出
力が発生しない構成であるので、フェールセーフな構成
である。
The alternating signal from the multi-phase signal generator goes low when a fault occurs, and the self-holding circuit has a configuration in which no output is generated when the fault occurs.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。本発明の第1実施例の構成を示す図1〜図3にお
いて、可動体である、例えばロボットのアームの駆動モ
ータの軸等に図2及び図3に示すように、円板1を固定
し、該円板1に中心角θの等間隔で多数のスリット2を
形成する。また、円板1を挟んで両側に互いに対向させ
てそれぞれ対をなす発光素子3A,4A,5Aと受光素
子3B,4B,5Bからなる3組のフォトカプラ3〜5
を設ける。これらの位置関係は、フォトカプラ4はフォ
トカプラ3に対してθ/3だけ位相をずらせた位置にあ
り、フォトカプラ5はフォトカプラ3に対して2θ/3
だけ位相をずらせた位置にある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIGS. 1 to 3 showing the configuration of the first embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 2 and 3, a disk 1 is fixed to a movable body, for example, a shaft of a drive motor of a robot arm. A large number of slits 2 are formed in the disk 1 at equal intervals of the central angle θ. Further, three sets of photocouplers 3 to 5 each comprising a pair of light emitting elements 3A, 4A, 5A and light receiving elements 3B, 4B, 5B opposing each other with the disc 1 interposed therebetween.
Is provided. The positional relationship between the photocoupler 4 and the photocoupler 3 is shifted by θ / 3, and the photocoupler 5 is shifted by 2θ / 3 from the photocoupler 3.
Only in a position shifted in phase.

【0009】このため、円板1が図中実線矢印で示すN
方向に回転している場合は、受光素子3Bがスリット2
を介して受光して出力を発生(本実施例では、発光素子
の光を受光素子の半分以上で受光した時)してから、円
板1が3/θ回転移動した時には受光素子4Bから出力
が発生し、円板1が2θ/3回転移動した時には、受光
素子5Bから出力が発生する。そして、各フォトカプラ
3〜5の出力は、θ/2毎に高レベルと低レベルとが繰
り返す交番信号となる。
For this reason, the disk 1 is N
When the light receiving element 3B is rotated in the
(In this embodiment, when the light from the light emitting element is received by half or more of the light receiving element), and then when the disk 1 is rotated by 3 / θ, the output is output from the light receiving element 4B. Is generated, and when the disc 1 moves by 2θ / 3, an output is generated from the light receiving element 5B. Then, the output of each of the photocouplers 3 to 5 becomes an alternating signal in which a high level and a low level repeat every θ / 2.

【0010】ここで、前記発光素子3A,4A,5Aを
交流信号で駆動すると、円板1の回転に伴ってスリット
2が受光素子3B,4B,5B上を通過する際に、受光
素子3B,4B,5Bから交流信号が発生するようにな
っている。そして、発光素子3A,4A,5A及び受光
素子3B,4B,5Bが正常である限り、受光素子3
B,4B,5Bは交流信号を出力するので、交流信号有
りを論理値1(高レベル)とし、交流信号無しを論理値
0(低レベル)とすると、受光素子3B,4B,5Bの
出力は、故障時に少なくとも論理値1に誤らないフェー
ルセーフな2値論理信号となる。
Here, when the light emitting elements 3A, 4A, 5A are driven by an AC signal, when the slit 2 passes over the light receiving elements 3B, 4B, 5B with the rotation of the disc 1, the light receiving elements 3B, 4B, 5B are driven. An AC signal is generated from 4B and 5B. As long as the light emitting elements 3A, 4A, 5A and the light receiving elements 3B, 4B, 5B are normal, the light receiving element 3
Since B, 4B, and 5B output AC signals, if the presence of an AC signal is a logical value 1 (high level) and the absence of an AC signal is a logical value 0 (low level), the outputs of the light receiving elements 3B, 4B, and 5B are , A fail-safe binary logic signal that does not mistaken for at least a logic value 1 at the time of failure.

【0011】従って、前記円板1及び3組のフォトカプ
ラ3〜5によって、可動体の移動に伴って少なくとも3
相以上で各交番信号のそれぞれの立ち下がり時に少なく
とも他の1つの交番信号が高レベル状態にある位相差で
交番信号を発生する多相信号発生手段が構成される。そ
して、前記各フォトカプラ3〜5の受光素子3B,4
B,5Bの出力は、図1に示すように、各整流回路6,
7,8により整流されて図4に示すa,b,cのデュー
ティ50%の交番信号となる。また、前記整流回路6,
7,8では、後述するANDゲート12,13,14の電源電
圧VCCが重畳される。
Therefore, the disk 1 and the three sets of photocouplers 3 to 5 allow at least 3
Polyphase signal generating means for generating an alternating signal with a phase difference in which at least one other alternating signal is in a high level state at the time of each falling of each alternating signal in a phase or more. The light receiving elements 3B, 4 of the photocouplers 3 to 5 are used.
As shown in FIG.
The signals are rectified by the signals 7 and 8, and become the alternating signals of a, b and c shown in FIG. The rectifier circuit 6,
At 7 and 8, the power supply voltage V CC of AND gates 12, 13, and 14 described later is superimposed.

【0012】前記ANDゲート12,13,14は、電源電圧
CCより高い入力信号が入力した時のみ出力を発生する
従来公知のフェールセーフなウインドコンパレータで構
成されており、それぞれ一方の入力端子には、各整流回
路6,7,8の各交番出力の立ち下がりを検出して正の
微分出力を発生する各立ち下がり微分回路9,10,11の
前記微分出力が入力し、他方の入力端子には、ANDゲ
ート12では、整流回路7の出力信号bが入力し、AND
ゲート13では、整流回路8の出力信号cが入力し、AN
Dゲート回路14では、整流回路6の出力信号aが入力す
るよう構成されている。また、各ANDゲート12,13,
14の各出力は、それぞれの整流回路15,16,17を介して
整流されて立ち下がり微分回路9,10,11の微分出力の
入力端子側に帰還されて当該微分出力を他方の入力信号
が高レベルの時に自己保持される構成である。従って、
ANDゲート12と整流回路15、ANDゲート13と整流回
路16及びANDゲート14と整流回路17でそれぞれの交番
信号数に対応して設けられる自己保持回路を構成してい
る。これらANDゲート12,13,14の整流前の出力はO
Rゲート18に入力し、このORゲート18は、ANDゲー
ト12,13,14の出力状態に応じてを可動体の移動方向判
定信号xを出力する。従って、前記立ち下がり微分回路
9,10,11、ANDゲート12,13,14、整流回路15,1
6,17及びORゲート18によって可動体の移動方向判定
手段を構成している。
Each of the AND gates 12, 13, and 14 is composed of a conventionally known fail-safe window comparator that generates an output only when an input signal higher than the power supply voltage V CC is input. The differential output of each of the falling differential circuits 9, 10, and 11, which detects the falling of each of the alternating outputs of the rectifier circuits 6, 7, and 8 and generates a positive differential output, is input to the other input terminal. In the AND gate 12, the output signal b of the rectifier circuit 7 is input, and
The gate 13 receives the output signal c of the rectifier circuit 8 and outputs
The D gate circuit 14 is configured to receive the output signal a of the rectifier circuit 6. In addition, each AND gate 12, 13,
Each of the outputs 14 is rectified through the respective rectifier circuits 15, 16 and 17 and is fed back to the input terminal side of the differential output of the falling differential circuits 9, 10, and 11, and the other input signal is supplied to the differential output. It is a configuration that is self-maintained at the high level. Therefore,
The AND gate 12 and the rectifier circuit 15, the AND gate 13 and the rectifier circuit 16, and the AND gate 14 and the rectifier circuit 17 constitute a self-holding circuit provided corresponding to each number of alternating signals. The output before rectification of these AND gates 12, 13, 14 is O
The OR gate 18 outputs a moving direction determination signal x for the movable body according to the output state of the AND gates 12, 13, and 14. Accordingly, the falling differentiating circuits 9, 10, 11; AND gates 12, 13, 14;
The moving direction determination means of the movable body is constituted by 6, 17 and the OR gate 18.

【0013】次に、本実施例の移動方向監視装置の動作
を図4のタイムチャートを参照しながら説明する。図4
において、交番信号a,b,cは各整流回路6,7,8
の出力を示し、交番信号Ma,Mb,Mcは各ANDゲ
ート12,13,14の出力を示す。アームの移動に伴って円
板1が図1のN方向に移動した場合、各フォトカプラ
3,4,5からの出力に基づいて各整流回路6,7,8
から図4に示す如く交番信号a,b,cがθ/3ずつ位
相がずれて発生し、交番信号a,b,cの順序で立ち下
がる。従って、交番信号aが立ち下がった時には、交番
信号bが高レベルであり、交番信号cは低レベルであ
る。同様に、交番信号bが立ち下がった時には、交番信
号cが高レベルであり、交番信号aは低レベル、交番信
号cが立ち下がった時には、交番信号aが高レベルであ
り、交番信号bは低レベルある。即ち、3相の交番信号
a,b,cのいずれかが立ち下がる時には、この立ち下
がる信号よりθ/3位相がずれた交番信号は高レベル状
態にあり、2θ/3位相がずれた交番信号は低レベル状
態にある。
Next, the operation of the moving direction monitoring apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the time chart of FIG. FIG.
, The alternating signals a, b, c are supplied to the respective rectifier circuits 6, 7, 8
, And the alternating signals Ma, Mb, Mc indicate the outputs of the AND gates 12, 13, 14. When the disk 1 moves in the N direction in FIG. 1 with the movement of the arm, the rectifier circuits 6, 7, 8 based on the outputs from the photocouplers 3, 4, 5 respectively.
As shown in FIG. 4, the alternating signals a, b, and c are generated out of phase by θ / 3, and fall in the order of the alternating signals a, b, and c. Therefore, when the alternating signal a falls, the alternating signal b is at a high level and the alternating signal c is at a low level. Similarly, when the alternating signal b falls, the alternating signal c is at a high level, the alternating signal a is at a low level, and when the alternating signal c falls, the alternating signal a is at a high level. There is a low level. That is, when any one of the three-phase alternating signals a, b, and c falls, the alternating signal whose phase is shifted by θ / 3 from the falling signal is in a high level state, and the alternating signal whose phase is shifted by 2θ / 3. Is in a low level state.

【0014】このため、ANDゲート12は、交番信号a
が立ち下がりってその微分出力が入力した時に交番信号
bが高レベル状態にあることから、微分出力を自己保持
し交番信号bが立ち下がるまでその交番信号Maを発生
する。同様に、ANDゲート13は、交番信号bが立ち下
がってその微分出力が入力した時に交番信号cが高レベ
ル状態にあることから、微分出力を自己保持し交番信号
cが立ち下がるまでその交番信号Mbを発生し、AND
ゲート14は、交番信号cが立ち下がりってその微分出力
が入力した時に交番信号aが高レベル状態にあることか
ら、微分出力を自己保持し交番信号aが立ち下がるまで
その交番信号Mcを発生する。
For this reason, the AND gate 12 outputs the alternating signal a
Falls and the differential output is input, the alternation signal b is at a high level. Therefore, the differential output is self-held and the alternation signal Ma is generated until the alternation signal b falls. Similarly, since the alternating signal c is at a high level when the alternating signal b falls and its differential output is input, the AND gate 13 self-holds the differential output and maintains the alternating signal until the alternating signal c falls. Mb, and AND
The gate 14 self-holds the differential output and generates the alternating signal Mc until the alternating signal a falls because the alternating signal a is at a high level when the alternating signal c falls and its differential output is input. I do.

【0015】従って、ANDゲート12から交番信号Ma
が発生した後、交番信号bの立ち下がりで交番信号Ma
が立ち下がる時は、前記交番信号bの立ち下がり微分出
力に基づいてANDゲート13から交番信号Mbが発生
し、ANDゲート13の交番信号Mbが交番信号cの立ち
下がりで立ち下がる時は、前記交番信号cの立ち下がり
微分出力に基づいてANDゲート14から交番信号Mcが
発生し、ANDゲート14の交番信号Mcが交番信号aの
立ち下がりで立ち下がる時は、前記交番信号aの立ち下
がり微分出力に基づいてANDゲート12から交番信号M
aが発生する。
Therefore, the alternating signal Ma is output from the AND gate 12.
Occurs, the alternating signal Ma falls at the falling of the alternating signal b.
When falling, the alternating signal Mb is generated from the AND gate 13 based on the falling differential output of the alternating signal b, and when the alternating signal Mb of the AND gate 13 falls at the falling of the alternating signal c, When the alternating signal Mc is generated from the AND gate 14 based on the falling differential output of the alternating signal c and the alternating signal Mc of the AND gate 14 falls at the falling of the alternating signal a, the falling differential of the alternating signal a The alternating signal M is output from the AND gate 12 based on the output.
a occurs.

【0016】以上のようにして、円板1が図1のN方向
に回転する場合には、各ANDゲート12,13,14の交番
信号Ma,Mb,Mc連続的に次々に発生するため、O
Rゲート18は連続的に高レベル(論理値1に相当)の移
動方向判定信号xを発生する。一方、円板1が図1の破
線矢印で示すR方向に回転した場合は、交番信号a,
b,cの立ち下がり順序は前述とは逆となり、交番信号
c,b,aの順序で立ち下がることになる。この場合、
図4から明らかなように、交番信号aが立ち下がった時
は交番信号bは低レベルで交番信号cが高レベル状態で
あり、交番信号bが立ち下がった時は交番信号cが低レ
ベルで交番信号aが高レベル状態であり、交番信号cが
立ち下がった時は交番信号aが低レベルで交番信号bが
高レベル状態である。このため、いずれのANDゲート
12,13,14においてもその交番信号Ma,Mb,Mcは
自己保持されず、ORゲート18は低レベル(論理値0に
相当)の移動方向判定信号xを発生する。
As described above, when the disk 1 rotates in the direction N of FIG. 1, the alternating signals Ma, Mb, Mc of the AND gates 12, 13, 14 are continuously generated one after another. O
The R gate 18 continuously generates a moving direction determination signal x of a high level (corresponding to a logical value of 1). On the other hand, when the disk 1 rotates in the R direction indicated by the dashed arrow in FIG.
The falling order of b and c is opposite to that described above, and the falling order of the alternating signals c, b and a occurs. in this case,
As is apparent from FIG. 4, when the alternating signal a falls, the alternating signal b is at a low level and the alternating signal c is at a high level. When the alternating signal b falls, the alternating signal c is at a low level. When the alternating signal a is at a high level and the alternating signal c falls, the alternating signal a is at a low level and the alternating signal b is at a high level. For this reason, any AND gate
Also in 12, 13, and 14, the alternating signals Ma, Mb, and Mc are not held by themselves, and the OR gate 18 generates a low-level (corresponding to a logical value of 0) moving direction determination signal x.

【0017】このように、アームの移動方向に対応する
円板1の回転方向に応じてORゲート18の出力状態が異
なることからアームの移動方向を判定することができ、
アームの移動方向を監視することが可能である。そし
て、可動体であるアームが作業者から離れる安全方向に
移動する時に、円板1がN方向に回転し、アームが作業
者に接近する危険方向に移動する時に、円板1がR方向
に回転する構成とし、可動体の安全方向移動時には論理
値1の移動方向判定信号xを発生させ、可動体の危険方
向移動時には論理値0の移動方向判定信号xを発生させ
る構成とすれば、装置故障時に出力が停止した時には、
ORゲート18からの移動方向判定信号xの出力状態が可
動体の危険方向移動時の出力状態と同じとなり、装置故
障時には、可動体の危険方向移動は判断して可動体の移
動停止出力を発生させることで、フェールセーフな構成
とすることができる。
As described above, since the output state of the OR gate 18 varies depending on the rotation direction of the disk 1 corresponding to the movement direction of the arm, the movement direction of the arm can be determined.
It is possible to monitor the direction of movement of the arm. When the arm, which is a movable body, moves in the safe direction away from the worker, the disc 1 rotates in the N direction, and when the arm moves in the danger direction to approach the worker, the disc 1 moves in the R direction. If the moving body is configured to rotate and generates a moving direction determination signal x having a logical value of 1 when the movable body moves in the safe direction, and generates a moving direction determination signal x having a logical value of 0 when moving the dangerous body in the dangerous direction, When the output stops at the time of failure,
The output state of the moving direction determination signal x from the OR gate 18 becomes the same as the output state of the movable body in the dangerous direction movement, and in the event of a device failure, the movable body is determined to be in the dangerous direction movement and the movable body movement stop output is generated. By doing so, a fail-safe configuration can be achieved.

【0018】次に本発明の第2実施例について説明す
る。第2実施例は、3相の交番信号の1つが立ち下がっ
た時に他の2つの交番信号が高レベル状態にある場合で
ある。例えば、本実施例では、円板1のスリット2を、
間隔は第1実施例と同様中心角θとし、スリット2の幅
を広くしてスリット2の部分とスリット2のない部分と
の比率が5:1となるように構成する。従って、各交番
信号a′,b′,c′の1周期(θ)では、図6に示す
ように、高レベル状態が5θ/6で、低レベル状態がθ
/6となる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, when one of the three-phase alternating signals falls, the other two alternating signals are in a high level state. For example, in this embodiment, the slit 2 of the disc 1 is
The interval is set to the central angle θ as in the first embodiment, and the width of the slit 2 is widened so that the ratio of the portion of the slit 2 to the portion without the slit 2 is 5: 1. Therefore, in one cycle (θ) of each of the alternating signals a ′, b ′, and c ′, as shown in FIG. 6, the high level state is 5θ / 6 and the low level state is θ.
/ 6.

【0019】この場合の回路構成を図5に示す。尚、第
1実施例と同一の構成要素には同一符号を付して説明を
省略する。図5において、本実施例では、各ANDゲー
ト12,13,14の一方の入力端子には、各交番信号a′,
b′,c′の立ち下がり微分出力が入力していることは
同様であるが、他方の入力端子には、ANDゲート12で
は、交番信号c′が入力し、ANDゲート13では、交番
信号a′が入力し、ANDゲート14では、交番信号b′
が入力するよう構成されている。また、ANDゲート1
2,13,14の出力は、加算回路20に入力し、これら出力
の加算値を移動方向判定信号xとして出力する構成であ
る。
FIG. 5 shows a circuit configuration in this case. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Referring to FIG. 5, in this embodiment, one of the input terminals of each of the AND gates 12, 13, 14 is provided with each of the alternating signals a ',
Similarly, the falling differential outputs of b 'and c' are input. However, the alternating signal c 'is input to the other input terminal of the AND gate 12, and the alternating signal a is input to the AND gate 13. ′ Is input, and the AND gate 14 outputs an alternating signal b ′.
Is configured to be input. Also, AND gate 1
Outputs 2, 13, and 14 are input to an adder circuit 20, and the sum of these outputs is output as a moving direction determination signal x.

【0020】次に第2実施例の動作を図6のタイムチャ
ートを参照しながら説明する。まず、アームの移動に伴
って円板1が図1のN方向に移動した場合、各フォトカ
プラ3,4,5からの出力に基づいて各整流回路6,
7,8から図6に示す如く交番信号a′,b′,c′が
θ/3ずつ位相がずれて発生し、交番信号a′,b′,
c′の順序で立ち下がることは第1実施例と同様であ
る。
Next, the operation of the second embodiment will be described with reference to the time chart of FIG. First, when the disk 1 moves in the N direction in FIG. 1 with the movement of the arm, each rectifier circuit 6, based on the output from each of the photocouplers 3, 4, 5
As shown in FIG. 6, the alternating signals a ', b', and c 'are generated out of phase with respect to the signals 7' and 8 ', and the alternating signals a', b ',
Falling in the order of c 'is the same as in the first embodiment.

【0021】そして、図5の回路から、本実施例では、
ANDゲート12は、交番信号a′の立ち下がり時には、
その微分出力を交番信号c′で自己保持し、交番信号
c′が立ち下がるまでその交番信号Ma′を発生する。
同様に、ANDゲート13は、交番信号b′の立ち下がり
時に交番信号a′で微分出力を自己保持し交番信号a′
が立ち下がるまでその交番信号Mb′を発生し、AND
ゲート14は、交番信号c′の立ち下がり時に交番信号
b′で微分出力を自己保持し交番信号b′が立ち下がる
までその交番信号Mc′を発生する。
From the circuit of FIG. 5, in this embodiment,
When the alternating signal a 'falls, the AND gate 12
The differential output is self-held by the alternating signal c ', and the alternating signal Ma' is generated until the alternating signal c 'falls.
Similarly, the AND gate 13 self-holds the differential output with the alternating signal a 'when the alternating signal b' falls, and the alternating signal a '
Is generated until the falling edge of the AND signal, and AND signal Mb 'is generated.
The gate 14 self-holds the differential output with the alternating signal b 'when the alternating signal c' falls, and generates the alternating signal Mc 'until the alternating signal b' falls.

【0022】従って、本実施例では、円板1がN方向に
回転している場合には、図6に示すように、常時、AN
Dゲート12,13,14の交番信号Ma′,Mb′,Mc′
のいずれか2つが高レベルの出力状態にあり、ANDゲ
ート12,13,14の出力を、高レベルのとき論理値1と
し、低レベルのとき論理値0とすれば、円板1がN方向
に回転している場合には、加算回路20の移動方向判定信
号xの出力状態は論理値2となる。
Therefore, in this embodiment, when the disk 1 is rotating in the N direction, as shown in FIG.
Alternating signals Ma ', Mb', Mc 'of D gates 12, 13, 14
Is in a high-level output state, and the output of the AND gates 12, 13, and 14 is a logical value 1 when the level is high, and a logical value 0 when the level is low, the disk 1 in the N direction In this case, the output state of the moving direction determination signal x of the adder circuit 20 becomes the logical value 2.

【0023】一方、円板1がN方向と反対方向のR方向
に回転している場合には、第1実施例と同様で交番信号
a′,b′,c′の立ち下がり順序は逆となり、交番信
号c′,b′,a′の順序で立ち下がることになる。こ
の場合、交番信号c′の立ち下がりを交番信号b′で自
己保持して交番信号Mc′を交番信号b′の立ち下がり
時まで継続し、交番信号b′の立ち下がりを交番信号
a′で自己保持して交番信号Mb′を交番信号a′の立
ち下がり時まで継続し、交番信号a′の立ち下がりを交
番信号c′で自己保持して交番信号Ma′を交番信号
c′の立ち下がり時まで継続する構成となるため、交番
信号a′,b′,c′が順次立ち下がる際に順次新たな
自己保持出力が発生すると同時にそれまでの自己保持出
力が順次消滅することになり、ANDゲート12,13,14
のいずれか1つだけから出力が発生することとなり、加
算回路20の加算出力は論理値2とはならず論理値1とな
り、加算回路20からの移動方向判定信号xは、円板1が
R方向に回転している時にはN方向に回転している時に
比べて低レベル状態となる。
On the other hand, when the disk 1 is rotating in the R direction opposite to the N direction, the fall order of the alternating signals a ', b', and c 'is the same as in the first embodiment. , The alternating signals c ', b', and a 'fall in this order. In this case, the falling edge of the alternating signal c 'is self-held by the alternating signal b', the alternating signal Mc 'is continued until the falling edge of the alternating signal b', and the falling edge of the alternating signal b 'is expressed by the alternating signal a'. The self-holding continues the alternating signal Mb 'until the falling of the alternating signal a', and the self-holding of the falling of the alternating signal a 'with the alternating signal c' causes the alternating signal Ma 'to fall to the falling of the alternating signal c'. Therefore, when the alternating signals a ', b', and c 'sequentially fall, a new self-holding output is sequentially generated, and at the same time, the self-holding output up to that time disappears sequentially. Gates 12, 13, 14
The output from the adder 20 is not the logical value 2, but becomes the logical value 1. The moving direction determination signal x from the adder circuit 20 indicates that the disk 1 has R When it is rotating in the direction, it is in a lower level state than when it is rotating in the N direction.

【0024】従って、この場合も、アームの移動方向に
対応する円板1の回転方向に応じて加算回路20の出力状
態が異なることからアームの移動方向を判定することが
でき、アームの移動方向を監視することが可能であると
共に、アームが作業者から離れる安全方向に移動する時
に円板1がN方向に回転し、アームが作業者に接近する
危険方向に移動する時に円板1がR方向に回転する構成
とし、論理値2に相当する出力より低レベルの出力時に
は危険方向判定する構成とすれば、第1実施例と同様に
フェールセーフな構成とすることができる。
Therefore, also in this case, since the output state of the adding circuit 20 differs depending on the rotation direction of the disk 1 corresponding to the movement direction of the arm, the movement direction of the arm can be determined. Can be monitored, and the disk 1 rotates in the N direction when the arm moves in the safe direction away from the worker, and when the arm moves in the danger direction approaching the worker, the disk 1 If the configuration is such that the motor rotates in the direction and the danger direction is determined when the output is lower than the output corresponding to the logical value 2, a fail-safe configuration can be obtained as in the first embodiment.

【0025】図7は、図1に示す第1実施例の回路にお
いて、可動体等を含む機構部分のバックラッシ対策とし
て、円板1が反対方向に僅かに戻っても自己保持回路出
力が停止しないようにヒステリシスを大きくとるように
した回路の一例である。尚、図1と同一要素には同一符
号を付して説明を省略する。図7において、本実施例で
は、整流回路6′,7′,8′を新たに設け、フォトカ
プラ3,4,5の出力を分岐してそれぞれ2つの整流出
力を生成する。そして、ANDゲート12,13,14の微分
出力入力端子でない方の入力端子に、交番信号aとbに
よるワイヤード・オア回路31の出力、交番信号bとcに
よるワイヤード・オア回路32の出力及び交番信号cとa
によるワイヤード・オア回路33の出力をそれぞれ入力す
る構成とする。
FIG. 7 shows the circuit of the first embodiment shown in FIG. 1 as a countermeasure against backlash of the mechanical portion including the movable body and the like, even if the disc 1 returns slightly in the opposite direction, the output of the self-holding circuit does not stop. This is an example of a circuit in which hysteresis is made large. Note that the same elements as those in FIG. 7, in this embodiment, rectifier circuits 6 ', 7', and 8 'are newly provided, and the outputs of the photocouplers 3, 4, and 5 are branched to generate two rectified outputs. The outputs of the wired OR circuit 31 based on the alternating signals a and b, the outputs of the wired OR circuit 32 based on the alternating signals b and c, and the alternating terminals are connected to the input terminals of the AND gates 12, 13, and 14 which are not the differential output input terminals. Signals c and a
, The output of the wired-OR circuit 33 is input.

【0026】かかる構成におけるANDゲートの出力動
作を図8に基づいて説明する。尚、図8ではANDゲー
ト12の出力動作についてのみ示してある。円板1がN方
向に移動している時にR方向に僅かに戻った場合、AN
Dゲート12では、交番信号aの立ち下がりで出力が発生
する。その後、円板1がR方向に逆に回転した時、交番
信号aとbのワイヤード・オア出力が入力することによ
って、交番信号bが消滅しても交番信号aが消滅するま
での間は、そのまま自己保持出力が維持される。即ち、
円板1の逆方向の移動がθ/2以内であれば、ANDゲ
ート12は自己保持出力はリセットされず出力が継続され
る。
The output operation of the AND gate in such a configuration will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows only the output operation of the AND gate 12. If the disc 1 is slightly returned in the R direction while moving in the N direction, AN
In the D gate 12, an output is generated at the fall of the alternating signal a. Thereafter, when the disk 1 rotates in the reverse direction in the R direction, the wired OR output of the alternating signals a and b is input, so that even if the alternating signal b disappears, until the alternating signal a disappears, The self-holding output is maintained as it is. That is,
If the movement of the disk 1 in the reverse direction is within θ / 2, the output of the AND gate 12 is not reset and the output is continued.

【0027】また、図示しないが、ANDゲート13も同
様であり、交番信号bの立ち下がりで出力が発生した
後、円板1がR方向に逆に回転した時、交番信号bとc
のワイヤード・オア出力が入力することによって、交番
信号cが消滅しても交番信号bが消滅するまでの間は、
そのまま自己保持出力が維持され、ANDゲート14では
交番信号cの立ち下がりで出力が発生した後、円板1が
R方向に逆に回転した時、交番信号cとaのワイヤード
・オア出力が入力することによって、交番信号aが消滅
しても交番信号cが消滅するまでの間はそのまま自己保
持出力が維持される。図1の第1実施例回路において
は、逆方向の移動がθ/6以内であれば自己保持出力は
停止しない構成である。
Although not shown, the same applies to the AND gate 13. When an output is generated at the falling edge of the alternating signal b and the disk 1 rotates in the reverse direction R, the alternating signals b and c are output.
By inputting the wired-OR output of the above, even if the alternating signal c disappears, until the alternating signal b disappears,
The self-holding output is maintained as it is. In the AND gate 14, after the output is generated at the falling edge of the alternating signal c, when the disk 1 rotates in the reverse direction in the R direction, the wired-OR output of the alternating signals c and a is input. By doing so, even if the alternating signal a disappears, the self-holding output is maintained until the alternating signal c disappears. In the circuit of the first embodiment shown in FIG. 1, the self-holding output is not stopped if the movement in the reverse direction is within θ / 6.

【0028】尚、本実施例では、モータ等の回転体にス
リット付の円板を設けて回転体の回転方向に基づいて可
動体の移動方向を監視する構成としたが、往復動する可
動体にスリット付の板材を設けることにより、往復動す
る可動体の方向監視に適用できることは言うまでもな
い。また、移動方向の検出に、フォトカプラによる光を
用いたが、磁気的手段、例えば可動体に磁石を埋め込ん
で直流磁界を検出するような方法を用いてもよい。更
に、本実施例では、可動体としてはロボットのアームを
例として述べたが、これに限らず、プレス機械のスライ
ドの移動方向や、更には、踏切における列車の移動方向
等の監視にも応用できる。
In this embodiment, a rotating disk such as a motor is provided with a disk having a slit to monitor the moving direction of the movable member based on the rotating direction of the rotating member. It is needless to say that it is possible to apply the present invention to the monitoring of the direction of the movable body that reciprocates by providing a plate member with a slit on the side. Further, although the light from the photocoupler is used for detecting the moving direction, magnetic means, for example, a method in which a magnet is embedded in a movable body to detect a DC magnetic field may be used. Further, in this embodiment, the movable body is described as an example of a robot arm. However, the present invention is not limited to this, and is also applicable to monitoring of a moving direction of a slide of a press machine and a moving direction of a train at a railroad crossing. it can.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、可
動体の移動方向を判定することでき、可動体の人間に対
する安全方向側移動を高レベル状態の出力で検出し、危
険方向側移動を低レベル状態の出力で検出する構成とす
れば、装置故障時に出力が低レベルとなった時に危険方
向側移動の判定出力となり、フェールセーフな構成にで
きる。
As described above, according to the present invention, the direction of movement of the movable body can be determined, the movement of the movable body with respect to the person in the safe direction can be detected by a high level output, and the movement in the dangerous direction can be performed. Is detected by the output of the low level state, when the output becomes the low level at the time of the device failure, the judgment output of the danger direction side movement is made, and the fail safe configuration can be realized.

【0030】従って、人間に対して安全方向側に移動し
ている時には可動体の移動を許し、危険方向側移動時の
み可動体の移動を停止することで、機械と人間とが共同
して作業する作業システムにおける作業効率を向上でき
ると共に、フェールセーフ性を確保でき安全性を向上で
きる。
Therefore, the movement of the movable body is permitted when the person is moving in the safety direction, and the movement of the movable body is stopped only when the person is moving in the danger direction. In addition to improving work efficiency in the work system, fail safety can be ensured and safety can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例の回路構成図FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】同上第1実施例の多相信号発生手段の構成図FIG. 2 is a configuration diagram of a polyphase signal generating means according to the first embodiment;

【図3】図2の多相信号発生手段の側面図FIG. 3 is a side view of the polyphase signal generating means of FIG. 2;

【図4】同上第1実施例の動作を説明するためのタイム
チャート
FIG. 4 is a time chart for explaining the operation of the first embodiment;

【図5】本発明の第2実施例の回路構成図FIG. 5 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention.

【図6】同上第2実施例の動作を説明するためのタイム
チャート
FIG. 6 is a time chart for explaining the operation of the second embodiment;

【図7】本発明の第3実施例の回路構成図FIG. 7 is a circuit diagram of a third embodiment of the present invention.

【図8】同上第3実施例の動作を説明するための要部タ
イムチャート
FIG. 8 is a main part time chart for explaining the operation of the third embodiment;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 円板 2 スリット 3,4,5 フォトカプラ 6,7,8 整流回路 9,10,11 立ち下がり微分回路 12,13,14 ANDゲート 15,16,17 整流回路 18 ORゲート 20 加算回路 1 Disc 2 Slit 3, 4, 5 Photocoupler 6, 7, 8 Rectification circuit 9, 10, 11 Falling differentiation circuit 12, 13, 14 AND gate 15, 16, 17 Rectification circuit 18 OR gate 20 Addition circuit

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−5450(JP,A) 特開 昭61−250563(JP,A) 特開 平3−12515(JP,A) 特開 平5−80066(JP,A) 実開 平4−19997(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16P 3/00 G01P 13/04 Continuation of the front page (56) References JP-A-48-5450 (JP, A) JP-A-61-250563 (JP, A) JP-A-3-12515 (JP, A) JP-A-5-80066 (JP) , A) Hikaru Hei 4-19997 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F16P 3/00 G01P 13/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】可動体の移動に伴って少なくとも3相以上
で故障時に低レベルとなる交番信号を発生し、各交番信
号のそれぞれの立ち下がり時に少なくとも他の1つの交
番信号が高レベル状態にある位相差で前記交番信号を発
生する多相信号発生手段と、 順次立ち下がる各交番信号の立ち下がり検出信号をその
時の高レベル状態の信号で自己保持して出力を発生し故
障時に出力が発生しない自己保持回路を前記交番信号数
と同数備え、可動体の移動方向に応じて異なる前記交番
信号の立ち下がり順序に基づく自己保持回路出力状態に
応じて可動体の移動方向判定信号を出力する移動方向判
定手段と、 を備えて構成したことを特徴とする可動体の移動方向監
視装置。
An alternating signal which becomes low when a failure occurs in at least three phases or more with the movement of a movable body, and at least one other alternating signal becomes high when each of the alternating signals falls. A polyphase signal generating means for generating the alternating signal with a certain phase difference; and a self-holding a falling detection signal of each sequentially falling signal with a high-level state signal at that time to generate an output. The number of the self-holding circuits that does not include the same number as the number of the alternating signals, and the movement that outputs the moving direction determination signal of the movable body according to the self-holding circuit output state based on the fall order of the alternating signal that differs according to the moving direction of the movable body A moving direction monitoring device for a movable body, comprising: a direction determination unit.
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