JP3603084B2 - Blanking system - Google Patents

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JP3603084B2
JP3603084B2 JP2000198466A JP2000198466A JP3603084B2 JP 3603084 B2 JP3603084 B2 JP 3603084B2 JP 2000198466 A JP2000198466 A JP 2000198466A JP 2000198466 A JP2000198466 A JP 2000198466A JP 3603084 B2 JP3603084 B2 JP 3603084B2
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optical axis
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Inventor
重夫 梅崎
律雄 三平
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独立行政法人産業安全研究所
ピルツジャパン株式会社
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工物が長尺物である等の理由によって光線式センサの光軸の一部が通光および遮光されたときでも、該通光および遮光された光軸の位置が所定のものである場合は、機械の運転許可信号を出力する機能を備えたプレス機械等の安全システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
プレス機械等に対する安全対策では、作業者が機械の危険限界(スライドまたは金型の作動範囲)内に誤って進入しないように、透過形の光線式センサを設ける場合が多い。しかし、アルミサッシ等の長尺物加工を行う作業では、長尺物が光線式センサの光軸の一部を遮光してしまうために、当該装置の使用は不可能であった。
【0003】
このため、従来より、複数光軸遮光形の光線式センサを使用して作業者の安全を確保する方法がとられていた。その一例として、特開平2−271199号(特許第2712043号)に開示されている技術がある。
【0004】
この特許は、その特許請求の範囲から「複数の光軸について全光軸のスキャンを行い、遮断される光軸の有無を検出する手段と、設定モードのスキャンで、遮断が検出されたすべての光軸を記憶する遮光軸記憶手段と、実行モードのスキャンで、前記遮光軸記憶手段に記憶された光軸以外の光軸の遮断が検出された場合に、光軸遮断信号を出力する手段と、予め前記遮光軸記憶手段に記憶された以外の光軸が遮断された場合にのみ光軸遮断信号を出力する多光軸遮光モード、およびすべての光軸について該光軸が遮断された場合に光軸遮断信号を出力する通常遮断モードのいずれかを設定するためのモード設定信号を出力する設定スイッチとを具備し、前記モード設定信号により、多光軸遮光モードが設定された後の最初のスキャンを前記設定モードのスキャンとして処理するように構成された工作機の光線式安全装置である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記した公報のものにあっては、設定モード時には全光軸のスキャンを行って遮断が検出された全ての光軸を遮光軸記憶手段に記憶しておき、実行モード時には予め前記遮光軸記憶手段に記憶された以外の光軸が遮断された場合にのみ光軸遮断信号を出力するものであるため、前記遮光軸記憶手段に記憶させた時の加工物よりも小さい(高さの低い)加工物を誤って挿入した場合には、光軸遮断信号を出力しないこととなるので、異なる加工物に対して異なる加工を行ってしまうといった問題があった。
【0006】
また、前記高さの低い加工物の上に作業者が手を載せた状態でも、前記遮光軸記憶手段に記憶された加工物の高さよりも低いと加工機は動作することとなり、さらに、従来例は発光器と受光器を左右方向(上下方向)に設置した一次元のものであるため、加工物の高さ方向(幅方向)が遮光軸記憶手段に記憶されたものと一致していても、加工物の横(上)に作業者の手があっても遮光軸記憶手段は光軸遮断信号を出力しないため、加工機は動作することとなり作業者にとっての安全性という点で問題が発生する可能性があった。
【0007】
また、遮光軸記憶手段の記憶や比較にフェールセーフでない要素、例えば、光軸データ記憶部、遮断光軸番号記憶部、遮断光軸番号比較部、データ比較部、モード判別部、同期信号発生部、選択信号発生部、マルチプレクサ、デマルチプレクサ、デコーダ等を使用しているため、これらの要素のいづれか一つでも故障や異常が発生したときは、停止中の機械が突然起動したり、運転中の機械が止まらなくなったりして致命的な災害のおそれがあると共に、製品の位置ずれ、異なった製品の混入、製品の教示ミスなどの致命的な製品不良を引き起こす恐れがあった。
【0008】
本発明は前記した問題点を解決せんとするもので、その目的とするところは、異なる加工物の挿入による人的障害や製品不良の発生を防止できると共に、ハードウエアーの故障やソフトウエアーのバグが生じた場合には運転許可信号を出力しないようにしたことから、より安全側に加工機が動作するブランキングシステムを提供せんとするにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明のブランキングシステムは前記した目的を達成せんとするもので、その手段は、プレス機械等の加工装置における被加工物の挿入口に複数の投光器と受光器が交差して2対対向して設置された光線式センサと、教示モードと運転モードを切り換える切り換えスイッチと、教示命令および運転命令を与える操作装置と、前記切り換えスイッチを教示モードに切り換え、かつ、前記操作装置により教示命令を与えた時に、前記光線式センサの間に挿入された加工物によって遮光および通光された光軸パターンを記憶する記憶装置と、前記操作装置により運転命令を与えた状態において、前記光線式センサの間に挿入された加工物による光軸の遮光および通光状態と、前記記憶手段に記憶されている遮光および通光状態との比較を行なう比較装置と、前記比較装置よりの光軸の遮光および通光状態が一致したとの出力が入力されると運転許可信号を出力する判定装置と、前記記憶装置、比較装置および判定装置の機能を実行するための異種の冗長化されたハードウエアおよびソフトウエアを持つプログラマブル・コントローラと、システム始動時および運転時において定期的に全メモリの同一性を確認する自己診断装置と、前記プログラマブル・コントローラの演算結果が全て同一であるときに限って運転許可信号を出力するフェールセーフな論理積演算素子とを具備し、実際の加工時に挿入された加工物によって得られる光軸の遮光および通光の光軸パターンが、教示によって記憶装置に記憶されている前記光軸パターンと一致し、かつ、前記プログラマブル・コントローラの演算結果が全て同一であるときに限って論理積演算素子より運転許可信号が出力されることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るブランキングシステムの実施の形態を図面と共に説明する。なお、本発明において、「ブランキング」とは英語で無効化を意味する用語である。以下、無効化された光軸を「ブランキング光軸」と呼ぶ。また、光線式安全装置の所定の光軸位置だけを無効にしているシステムを「固定ブランキングシステム」と呼び、光線式安全装置の所定の光軸数だけを無効にしているシステムを「可変ブランキングシステム」と呼ぶ。
【0013】
図1は、本発明における固定ブランキングシステムの構成図である。
このシステムは、複数の投光器と受光器を上下方向または左右方向に対向して設置した光線式センサ1と、当該センサの各光軸位置の有効または無効を指定するスイッチ2と、上記スイッチで無効と指定した光軸位置がすべて遮光となっており、かつ、有効と指定した光軸位置がすべて通光となっている場合に機械の運転許可信号を出力する制御回路3を備えている。
【0014】
したがって、長尺物4が正規に進入している状態のときに遮光される光軸だけを無効とし、他の光軸はすべて有効となるように各光軸毎の有効または無効のスイッチを設定すれば、長尺物の代わりに手指等が誤って進入したとき(図1の手指等の進入経路A)や、異なる品種が送給されたときは機械の運転許可信号の出力を停止できる。
【0015】
また、可変ブランキングシステムの実施の形態の場合には、前記実施の形態における図1のスイッチ2を光線式センサ1の無効光軸数を指定するスイッチとなし、遮光となっている光軸数が上記スイッチで指定した数のときに運転許可信号を出力する制御回路3を備えている点で相違するものである。
【0016】
したがって、長尺物4が正規に進入している状態のときに遮光される光軸数をスイッチに設定すれば、長尺物の代わりに手指等が誤って進入したとき(図1の手指等の進入経路A)や、異なる品種が送給されたときは、遮光される光軸数が異なるので、機械の運転許可信号の出力を停止できる。
【0017】
次に、第2の実施の形態である二次元のブランキングシステムについて説明する。図1における光線式センサ1を上下方向および左右方向に対向して設置したものであり、この場合には、長尺物の上下または左右のいづれの方向から人体が危険限界内に進入した場合でも(これには、図2の手指等の進入経路CおよびDが該当する)、機械を停止できるという特徴がある。
【0018】
ところで、前記した第1および第2の実施の形態におけるブランキングシステムにあっては、ブランキング光軸の位置や数をキースイッチ、ディップ・スイッチ等を操作してあらかじめ設定しておく必要がある。しかし、アルミサッシのように1ロットの製品数が極めて少なく、かつ品種の数が膨大な長尺物(品種が数万に及ぶこともある)では、品種が変更となる毎にディップ・スイッチ等を操作してブランキング光軸を指定するのは、作業者にとって相当煩雑な作業となる。
【0019】
そこで、本発明では、長尺物の品種を変更したときに、フートベダル等を操作するだけで各品種毎のブランキング光軸を教示できるようにした。このようなシステムを構成する場合、プログラマブル・コントローラ(以下「PLC」と略す)を用いてブランキング光軸の教示を行うと都合がよい。しかし、従来のPLCでは記憶装置の制御がフェールセーフでなかったために、故障時には誤った運転許可信号を発生するという問題があった。また、記憶装置以外のハードウェアに故障が発生したり、制御プログラム(ソフトウェア)にバグが含まれていたりしたときでも、誤った運転許可信号を発生するという問題があった。
【0020】
そこで、本発明では、異種のソフトウェアおよびハードウェアを持つPLCの多重化(異種冗長化)を行い、これらの多重化されたPLCの演算結果がすべて一致する場合に、機械の運転許可信号を出力するシステムを開発することによって、この問題の解決を図ることを課題とした。以下、この実施の形態を図2と共に説明する。
【0021】
このシステムは、教示モードと運転モードを切り換える切り替えスイッチ7と、教示命令および運転命令を与える操作装置8と、教示命令発生時における各光軸の遮光状態(固定ブランキングシステムにあっては遮光された光軸の位置、可変ブランキングシステムにあっては遮光された光軸の数)を記憶する記憶装置9と、運転命令発生時における各光軸の遮光状態と記憶装置に記憶された各光軸の遮光状態を比較する比較装置10と、教示命令発生時と運転命令発生時における各光軸の遮光状態が一致しているときに運転許可信号を出力する判定装置11を備えている。なお、操作装置8は手で操作するボタン類だけでなく、足で操作するフートスイッチなどを使用してもよい。
【0022】
以下、足踏み操作式のプレス機械で長尺物加工を行う際の本装置の操作手順を図面を参照して説明する。この装置では、作業者は最初に切り替えスイッチ7を教示モードに切り替えた後、長尺物を両手で保持しながら金型を正規の位置にセットし、フートスイッチ8を操作して(教示命令)、ブランキング光軸を記憶装置9に記憶させる。なお、ブランキング光軸は、固定ブランキングシステムにあっては遮光された光軸の位置を、可変ブランキングシステムにあっては遮光された光軸の数を指定する必要があるから、当該装置では固定ブランキングと可変ブランキングを切り換える切り替えスイッチ12を別途必要とする。このスイッチの切り替え頻度は通常はきわめて少ないから、作業者が容易に操作できない回路基板上等に設けておくのがよい。
【0023】
次に、切り替えスイッチ7を運転モードに切り換えた後、長尺物を両手で保持しながらフートスイッチ8を操作して(運転命令)、スライドを起動させるのであるが、このとき危険限界内に手指等が進入しているときは、ブランキング光軸以外の光軸が遮光されるために、スライドは起動しない。また、長尺物の位置がずれたときや、異なる品種の長尺物を誤って挿入したときなどは、ブランキング光軸以外の光軸が遮光されたり、ブランキング光軸が通光となったりする場合があるが、この場合もスライドは起動しない。
【0024】
なお、この例では教示命令と運転命令を与える操作装置8を共用としているが、これらを別のものとしてもよい。特に、長尺物を両手で保持しなくとも教示が可能な場合は、教示命令を与える装置を両手操作式にしないと、作業者の手指の形状を長尺物の形状として記憶してしまうおそれがあるから、この点については安全上特に留意すべきである。
【0025】
以上のような構成であるために、長尺物の品種が非常に多い場合であっても、品種が変更される毎に毎回キースイッチ、ディップ・スイッチ等を操作する必要のない簡単な教示システムの実現を可能としている。
【0026】
ところで、ハードウェアーが故障したり、ソフトウェアーにバグが発生した場合のフェールセーフ対策として、従来より種類の同じCPUの多重化を図るという方式が一般的に採用されているが、この方式は多重化されたハードウェアやソフトウェアの処理方式が同一であることから、異種冗長化方式と比較して同時多重故障の発生確率がきわめて高くなるという欠点を持っている。したがって、プレス機械による作業のように、故障の発生が直ちに重大な災害に結びつくおそれのあるシステムでは、ハードウェアやソフトウェアの多重化はダイバシティ構造によるものでなければならない。
【0027】
次に、このダイバシティ構造のフェールセーフなブランキングシステムの実施の形態を図3と共に説明する。
このシステムは、異種冗長化(異なった種類のCPUによる冗長化をいう。以下「ダイバシティ構造」と呼ぶ)された3種類のPLC13乃至15と、フェールセーフな論理積演算素子16および自己診断装置17を備えており、13乃至15の演算結果がすべて同一であるときに限って論理積演算素子16の信号出力である運転許可信号をオンとする制御回路18を備えている。
【0028】
この3種類のPLCはハードウェア構造が異なっているために、3種類のPLCが同時にハードウェア故障を起こす可能性はきわめて少ない。また、各CPU上で処理されるソフトウェアも異なっているために、ソフトウェアのバグ(誤り)によって誤って運転許可信号が出力される可能性もきわめて少ない。
【0029】
さらに、PLCを使用したシステムでは、メモリの異常による誤動作が問題となるが、本システムでは個々のCPU毎に多重化してメモリを持つとともに、自己診断装置によって、システムの始動時および運用時に、定期的に全メモリの同一性を確認している。また、このシステムで使用する論理積演算素子はフェールセーフなものであるから、故障時に誤ってオン信号を出力することはない。
【0030】
以上のように、この実施の形態におけるブランキングシステムでは、PLCのハードウェア、ソフトウェア、メモリ等の異常や故障、および論理積演算素子の故障に対しても、誤って運転許可信号を出力しないフェールセーフなブランキングシステムを実現できる。
【0031】
なお、前記した実施の形態において、確定論的な災害防止手段を備えたフェールセーフな二次元ブランキングシステムとして、複数の光線式センサを異なる方向に備え、所定の二次元領域のいかなる箇所に人体や物体が進入した場合でも、人体や物体の検出が可能である。
【0032】
また、確定論的な製品検査手段を備えたフェールセーフなブランキングシステムは、製品の位置ずれ、異なった製品の混入、製品の教示ミスその他の異常状態が発生したときだけでなく、前記の記憶装置、比較装置または判定装置のいづれかに故障や異常が発生したときにも、機械の運転許可信号を確実に停止させて製品の誤った加工を防止することができる。
【0033】
さらに、確定論的な製品検査手段を備えたフェールセーフな二次元ブランキングシステムは、複数の光線式センサを異なる方向に備え、所定の二次元領域のいかなる箇所に製品が進入した場合でも、製品の位置ずれ、異なった製品の混入、製品の教示ミスその他の異常状態の検出が可能である。
【0034】
また、前記した実施の形態にあっては、ダイバシティ構造を構成するのをPLCで示したが、PLC以外の異種冗長化されたハードウェアでよく、また、複数の投光器と受光器を「上下方向または左右方向」に対向して設置した場合について説明したが、上下、左右限定されるものではなく、単に「異なる方向」であれば良い。
【0035】
本発明を適用できる装置は、機械の可動範囲内に長尺物が入る装置ならば、ほとんどすべてに適用が可能である。たとえば、長尺物加工用のプレス機械、形状の大きい板を加工するプレスブレーキ、印刷機、ロール機等に適用が可能であり、また、生産システムの中では製品の搬入・搬出のために開口部を設ける場合が多いが、このような場合に人体と物体を識別する装置としても適用が可能である。
【0036】
【発明の効果】
本発明は前記したように、複数の投光器と受光器が交差して2対相対向して設置した光線式センサの空間内に所定の形状の加工物が挿入された時のみに運転許可信号を出力するようにしたブランキングシステムにおいて、前記投光器と受光器との間に挿入された加工物によって遮光および通光された光軸パターンを受光器側において予め記憶し、実際の加工時に挿入された加工物によって前記投光器からの光を受光する受光器側の遮光および通光の光軸パターンが、予め記憶されている前記光軸パターンと一致した場合のみ運転許可信号を出力する制御回路を備えることにより、作業者の手指等に危害を及ぼすことなく長尺物の加工を行え、かつ、前記光線式センサを対向する2方向の投光器と受光器とすることで、より安全性を高めることができる。
【0037】
また、教示命令発生時における各光軸の遮光および通光状態を記憶する記憶装置と、運転命令発生時における各光軸の遮光および通光状態と記憶装置に記憶された各光軸の遮光および通光状態を比較する比較装置を備えているために、長尺物の品種が非常に多い場合であっても、品種が変更される毎に毎回煩雑な操作を行うことなく簡単にブランキング光軸を教示できる。
【0038】
さらに、異種冗長化されたプログラマブル・コントローラと、フェールセーフな論理積演算素子を備えているために、故障時に誤って運転許可信号を出力しないフェールセーフなシステムを構成することにより、ハードウエアーの故障やソフトウエアーのバグが生じた場合には運転許可信号を出力しないようにしたことから、より安全側に加工機が動作するので、停止中の機械が突然起動したり、運転中の機械が止まらなくなったりして致命的な災害のおそれがあると共に、製品の位置ずれ、異なった製品の混入、製品の教示ミスなどの致命的な製品不良を引き起こすことがない等の効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一実施の形態を示すブランキングシステムの構成図である。
【図2】他の実施の形態を示すブランキングシステムの構成図である。
【図3】さらに、他の実施の形態を示すブランキングシステムの構成図である。
【符号の説明】
1 光線式センサ
2 スイッチ
3 制御回路
4 長尺物
5 光線式センサ(左右方向)
6 光線式センサ(上下方向)
7 切り替えスイッチ
8 操作装置
9 記憶装置
10 比較装置
11 判定装置
12 切り替えスイッチ
13〜15 異種冗長化されたプログラマブル・コントローラ
16 フェールセーフな論理積演算素子
17 自己診断装置
18 制御回路
19 長尺物
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention, workpieces even when part of the optical axis of the light sensor is passing light and shielded by reason of an equal is the long object, position 置Gatokoro constant of vent light and the light blocking optical axis The present invention relates to a safety system such as a press machine having a function of outputting a machine operation permission signal.
[0002]
[Prior art]
In a safety measure for a press machine or the like, a transmissive light beam type sensor is often provided so that an operator does not accidentally enter a danger limit (operation range of a slide or a mold) of the machine. However, in an operation for processing a long object such as an aluminum sash, it is impossible to use the device because the long object shields a part of the optical axis of the light beam type sensor.
[0003]
For this reason, conventionally, a method has been adopted in which the safety of the worker is ensured by using a light beam type sensor of a plurality of optical axis shielding type. As one example, there is a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-271199 (Japanese Patent No. 2712043).
[0004]
This patent claims from the claims that "means for scanning all optical axes for a plurality of optical axes to detect the presence or absence of blocked optical axes, Light-shielding axis storage means for storing an optical axis, and means for outputting an optical-axis cutoff signal when a cutoff of an optical axis other than the optical axis stored in the light-shielding axis storage means is detected in the scan in the execution mode. A multi-optical-axis light-shielding mode that outputs an optical-axis cutoff signal only when an optical axis other than those previously stored in the light-shielding axis storage means is interrupted, and when all the optical axes are interrupted. A setting switch for outputting a mode setting signal for setting any one of the normal cutoff modes for outputting the optical axis cutoff signal, and the first after the multi-optical axis light shielding mode is set by the mode setting signal. Scan as described above Is a ray safety device configured machine tools to process as the scan mode.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the publication described above, in the setting mode, all the optical axes are scanned and all the optical axes in which the interruption is detected are stored in the light shielding axis storage means, and in the execution mode, the light shielding axes are previously stored. Since the optical axis cutoff signal is output only when the optical axis other than the one stored in the storage means is interrupted, it is smaller than the workpiece stored in the light shielding axis storage means (the height is lower). ) If the workpiece is inserted by mistake, the optical axis cutoff signal will not be output, so that there is a problem that different workpieces are processed differently.
[0006]
Further, even in a state in which the worker places his / her hand on the low workpiece, the processing machine operates if the workpiece is lower than the height of the workpiece stored in the light-shielding axis storage means. Since the example is a one-dimensional one in which the light-emitting device and the light-receiving device are installed in the left-right direction (up-down direction), the height direction (width direction) of the workpiece matches the one stored in the light-shielding axis storage means. However, even if there is an operator's hand on the side (upper side) of the workpiece, the light-shielding axis storage means does not output the optical axis cutoff signal, so that the processing machine operates and there is a problem in terms of safety for the operator. Could have occurred.
[0007]
Also, elements that are not fail-safe for storage and comparison of the light shielding axis storage means, for example, an optical axis data storage unit, a blocking optical axis number storage unit, a blocking optical axis number comparison unit, a data comparison unit, a mode determination unit, a synchronization signal generation unit Since a selection signal generator, multiplexer, demultiplexer, decoder, etc. are used, if any one of these elements fails or malfunctions, the stopped machine suddenly starts up or There is a danger of a catastrophic disaster due to the machine not being stopped, and a catastrophic product defect such as misalignment of the product, mixing of different products, and mis-teach of the product.
[0008]
An object of the present invention is to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to prevent the occurrence of a human obstacle or a product defect due to the insertion of a different workpiece, and to prevent a hardware failure or a software bug. In this case, the operation permission signal is not output in the case where the error occurs, so that a blanking system in which the processing machine operates on the safer side is provided.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The blanking system of the present invention achieves the above-mentioned object, and its means is that a plurality of light emitters and light receivers intersect at an insertion port of a workpiece in a processing device such as a press machine so that two pairs face each other. A light-type sensor installed at the same time, a changeover switch for switching between a teaching mode and an operation mode, an operating device for giving a teaching command and an operation command, and a switch for switching the changeover switch to the teaching mode and giving a teaching command by the operating device. And a storage device for storing an optical axis pattern light-shielded and transmitted by a workpiece inserted between the light beam sensors, and a driving command given by the operating device, between the light beam sensors. Comparing the light-shielding and light-transmitting state of the optical axis by the workpiece inserted into the light-shielding and light-transmitting state stored in the storage means. And a determination device that outputs an operation permission signal when an output indicating that the light-shielding and light-transmitting states of the optical axis from the comparison device match is executed, and executes the functions of the storage device, the comparison device, and the determination device. Programmable controller having different kinds of redundant hardware and software for performing the operation, a self-diagnosis device for periodically confirming the identity of all memories at the time of system startup and operation, and an operation of the programmable controller A fail-safe AND operation element that outputs an operation permission signal only when all the results are the same, and a light-shielding and light- transmitting optical axis obtained by a workpiece inserted during actual processing. pattern, consistent with the optical axis pattern stored in the storage device by the teachings and Starring of the programmable controller Results, characterized in that the operation permission signal is outputted from the AND operation element only when all the same.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a blanking system according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the present invention, "blanking" is a term meaning invalidation in English. Hereinafter, the disabled optical axis is referred to as a “blanking optical axis”. A system in which only a predetermined optical axis position of the beam safety device is invalidated is referred to as a “fixed blanking system”, and a system in which only a predetermined number of optical axes of the beam safety device is invalidated is referred to as a “variable blanking system”. Ranking system ".
[0013]
FIG. 1 is a configuration diagram of a fixed blanking system according to the present invention.
This system comprises a light beam sensor 1 in which a plurality of light emitters and light receivers are installed facing each other in a vertical direction or a horizontal direction, a switch 2 for specifying whether each optical axis position of the sensor is valid or invalid, and a switch invalidating the switches. And a control circuit 3 for outputting a machine operation permission signal when all the optical axis positions designated as effective are light-shielded and all the optical axis positions designated as valid are light-transmitting.
[0014]
Therefore, a valid / invalid switch is set for each optical axis so that only the optical axis that is blocked when the long object 4 is properly entering is invalidated, and all other optical axes are valid. Then, the output of the machine operation permission signal can be stopped when a finger or the like accidentally enters instead of a long object (entry path A of the finger or the like in FIG. 1) or when a different type is fed.
[0015]
In the case of the embodiment of the variable blanking system, the switch 2 in FIG. 1 in the above embodiment is not a switch for designating the number of invalid optical axes of the light beam type sensor 1, and the number of light-shielded optical axes Is provided with a control circuit 3 for outputting an operation permission signal when the number specified by the switch is provided.
[0016]
Therefore, if the number of optical axes to be shielded when the long object 4 is properly entered is set in the switch, when a finger or the like enters by mistake instead of the long object (the finger or the like in FIG. 1). When a different type is fed or the number of optical axes to be blocked is different, the output of the machine operation permission signal can be stopped.
[0017]
Next, a two-dimensional blanking system according to a second embodiment will be described. The light sensor 1 shown in FIG. 1 is installed so as to face the vertical direction and the horizontal direction. In this case, even if the human body enters the danger limit from either the vertical or horizontal direction of the long object. (This corresponds to the approach paths C and D of the fingers and the like in FIG. 2), and has a feature that the machine can be stopped.
[0018]
In the blanking systems according to the first and second embodiments, it is necessary to previously set the position and number of the blanking optical axes by operating a key switch, a dip switch, and the like. . However, for long products such as aluminum sashes, in which the number of products in one lot is extremely small and the number of varieties is enormous (the number of varieties may reach tens of thousands), dip switches etc. To specify the blanking optical axis by operating is a very complicated operation for the operator.
[0019]
Therefore, in the present invention, when the type of long object is changed, the blanking optical axis for each type can be taught simply by operating the footbedal or the like. When configuring such a system, it is convenient to teach the blanking optical axis using a programmable controller (hereinafter abbreviated as "PLC"). However, the conventional PLC has a problem that an erroneous operation permission signal is generated when a failure occurs because control of the storage device is not fail-safe. Further, there is a problem that an erroneous operation permission signal is generated even when a failure occurs in hardware other than the storage device or when a bug is included in the control program (software).
[0020]
Therefore, in the present invention, PLCs having different types of software and hardware are multiplexed (heterogeneous redundancy), and when all the operation results of these multiplexed PLCs match, a machine operation permission signal is output. The problem was to solve this problem by developing a system that does this. Hereinafter, this embodiment will be described with reference to FIG.
[0021]
This system includes a changeover switch 7 for switching between a teaching mode and an operation mode, an operation device 8 for giving a teaching command and an operation command, and a light blocking state of each optical axis when the teaching command is generated (in the case of a fixed blanking system, light is blocked). Storage device 9 for storing the position of the optical axis, the number of optical axes that are blocked in the variable blanking system, and the light-shielded state of each optical axis when the operation command is issued and each light stored in the storage device. A comparison device 10 that compares the light-shielded state of the axes and a determination device 11 that outputs an operation permission signal when the light-shielded state of each optical axis when a teaching command is generated and when an operation command is generated match. The operating device 8 may use not only buttons operated by hand but also a foot switch operated by foot.
[0022]
Hereinafter, an operation procedure of the present apparatus when processing a long object with a stepping-type press machine will be described with reference to the drawings. In this device, the operator first switches the changeover switch 7 to the teaching mode, then sets the mold in the proper position while holding the long object with both hands, and operates the foot switch 8 (teaching instruction). , The blanking optical axis is stored in the storage device 9. In the case of the fixed blanking system, it is necessary to specify the position of the light-shielded optical axis, and in the case of the variable blanking system, it is necessary to specify the number of light-shielded optical axes. Then, a changeover switch 12 for switching between fixed blanking and variable blanking is separately required. Since the switching frequency of this switch is usually extremely low, it is preferably provided on a circuit board or the like that cannot be easily operated by an operator.
[0023]
Next, after the changeover switch 7 is switched to the operation mode, the slide is started by operating the foot switch 8 (driving command) while holding the long object with both hands. When the movement is in progress, since the optical axes other than the blanking optical axis are shielded, the slide does not start. Also, when the position of the long object is displaced, or when a long object of a different type is inserted by mistake, the optical axes other than the blanking optical axis are blocked or the blanking optical axis becomes transparent. The slide does not start in this case.
[0024]
In this example, the operating device 8 for giving the teaching command and the driving command is shared, but these may be different. In particular, when teaching is possible without holding a long object with both hands, unless the device for giving a teaching command is operated by both hands, the shape of the operator's finger may be stored as the shape of the long object. Therefore, special attention should be paid to this point for safety.
[0025]
Because of the above configuration, even if there are many types of long objects, a simple teaching system that does not require operating key switches, dip switches, etc. every time the type is changed Is possible.
[0026]
By the way, as a fail-safe measure in the event of a hardware failure or a software bug, a method of multiplexing the same type of CPU has conventionally been adopted. Since the hardware and software processing methods are the same, there is a drawback that the probability of simultaneous multiple failures is extremely high as compared with the heterogeneous redundancy method. Therefore, in a system in which the occurrence of a failure may immediately lead to a serious disaster, such as a work by a press machine, multiplexing of hardware and software must be based on a diversity structure.
[0027]
Next, an embodiment of the fail-safe blanking system having the diversity structure will be described with reference to FIG.
This system is composed of three types of PLCs 13 to 15 which have different types of redundancy (hereinafter, referred to as “diversity structure”), a fail-safe logical product operation element 16 and a self-diagnosis device 17. And a control circuit 18 for turning on an operation permission signal, which is a signal output of the AND operation element 16, only when all of the operation results 13 to 15 are the same.
[0028]
Since these three types of PLCs have different hardware structures, it is extremely unlikely that the three types of PLCs will cause a hardware failure at the same time. Further, since the software processed on each CPU is also different, the possibility that an operation permission signal is erroneously output due to a software bug (error) is extremely low.
[0029]
Further, in a system using a PLC, a malfunction due to an abnormality in a memory causes a problem. However, in this system, a memory is multiplexed for each CPU and a self-diagnosis device is used to periodically start and operate the system. It confirms the identity of all memories. Further, since the AND operation element used in this system is a fail-safe element, it does not output an ON signal by mistake when a failure occurs.
[0030]
As described above, in the blanking system according to the present embodiment, the failure that does not erroneously output the operation permission signal even in the case of abnormality or failure of the PLC hardware, software, memory, or the like, and failure of the AND operation element. A safe blanking system can be realized.
[0031]
In the above-described embodiment, as a fail-safe two-dimensional blanking system provided with deterministic disaster prevention means, a plurality of light beam sensors are provided in different directions, and a human body is placed at any place in a predetermined two-dimensional area. Even if an object or an object enters, a human body or an object can be detected.
[0032]
Further, a fail-safe blanking system provided with deterministic product inspection means is used not only when a misalignment of a product, mixing of a different product, a mistake in teaching a product, or any other abnormal state occurs, but also in the memory. Even when a failure or abnormality occurs in any of the device, the comparison device, and the determination device, the operation permission signal of the machine can be reliably stopped to prevent erroneous processing of the product.
[0033]
Further, a fail-safe two-dimensional blanking system with deterministic product inspection means is provided with a plurality of light-beam sensors in different directions so that the product can enter any part of a predetermined two-dimensional area. Misalignment, mixing of different products, incorrect teaching of products, and other abnormal conditions can be detected.
[0034]
Further, in the above-described embodiment, the PLC is used to constitute the diversity structure. However, hardware other than PLC may be used for different types of redundancy. Or, the case where they are installed facing each other in the "horizontal direction" has been described.
[0035]
Apparatuses to which the present invention can be applied can be applied to almost all apparatuses capable of entering a long object within the movable range of the machine. For example, it can be applied to press machines for processing long objects, press brakes for processing large-sized plates, printing presses, roll machines, etc. Also, in production systems, there are openings for loading and unloading products. In many cases, a unit is provided, but in such a case, the present invention can also be applied as a device for distinguishing between a human body and an object.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, the present invention provides an operation permission signal only when a workpiece having a predetermined shape is inserted into a space of a light beam type sensor installed in such a manner that a plurality of light emitters and a plurality of light receivers cross each other and are opposed to each other. In the blanking system that is configured to output, the optical axis pattern light-shielded and transmitted by the workpiece inserted between the light emitter and the light receiver is stored in the light receiver in advance, and is inserted at the time of actual processing. further comprising a control circuit for the optical axis pattern of light shielding and passing light photodetector-side for receiving light from the projector by the workpiece, and outputs the operation permission signal only when they match with the optical axis patterns stored in advance Thereby, it is possible to process a long object without harming the fingers of the worker, and further enhance the safety by using the light beam type sensor as a two-way light emitter and a light receiver. It can be.
[0037]
In addition, a storage device that stores the light-shielding and light-transmitting state of each optical axis when a teaching command is generated, and a light-shielding and light-transmitting state of each optical axis that is stored when the operation command is generated. Since there is a comparison device that compares the light transmission state, even if there are many types of long objects, the blanking light can be easily performed without complicated operation every time the type is changed. Can teach the axis.
[0038]
In addition, since a programmable controller with heterogeneous redundancy and a fail-safe logical AND element are provided, a fail-safe system that does not erroneously output an operation permission signal in the event of a fault can be configured to prevent hardware failure. When a software bug occurs, the machine does not output the operation permission signal, so the processing machine operates more safely, so the stopped machine suddenly starts up or the running machine stops. This has the effect of preventing a fatal disaster due to disappearance and preventing a fatal product defect such as misalignment of the product, mixing of different products, and a mistake in teaching the product.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a blanking system showing an embodiment according to the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a blanking system showing another embodiment.
FIG. 3 is a configuration diagram of a blanking system showing still another embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Beam sensor 2 Switch 3 Control circuit 4 Long object 5 Beam sensor (left-right direction)
6. Light beam sensor (vertical direction)
Reference Signs List 7 Changeover switch 8 Operating device 9 Storage device 10 Comparison device 11 Judgment device 12 Changeover switches 13 to 15 Programmable controller 16 with heterogeneous redundancy 16 Fail-safe AND operation element 17 Self-diagnosis device 18 Control circuit 19 Long object

Claims (1)

プレス機械等の加工装置における被加工物の挿入口に複数の投光器と受光器が交差して2対対向して設置された光線式センサと、
教示モードと運転モードを切り換える切り換えスイッチと、
教示命令および運転命令を与える操作装置と、
前記切り換えスイッチを教示モードに切り換え、かつ、前記操作装置により教示命令を与えた時に、前記光線式センサの間に挿入された加工物によって遮光および通光された光軸パターンを記憶する記憶装置と、
前記操作装置により運転命令を与えた状態において、前記光線式センサの間に挿入された加工物による光軸の遮光および通光状態と、前記記憶手段に記憶されている遮光および通光状態との比較を行なう比較装置と、
前記比較装置よりの光軸の遮光および通光状態が一致したとの出力が入力されると運転許可信号を出力する判定装置と、
前記記憶装置、比較装置および判定装置の機能を実行するための異種の冗長化されたハードウエアおよびソフトウエアを持つプログラマブル・コントローラと
システム始動時および運転時において定期的に全メモリの同一性を確認する自己診断装置と、
前記プログラマブル・コントローラの演算結果が全て同一であるときに限って運転許可信号を出力するフェールセーフな論理積演算素子と、
を具備し、実際の加工時に挿入された加工物によって得られる光軸の遮光および通光の光軸パターンが、教示によって記憶装置に記憶されている前記光軸パターンと一致し、かつ、前記プログラマブル・コントローラの演算結果が全て同一であるときに限って論理積演算素子より運転許可信号が出力されることを特徴とするブランキングシステム。
A light beam sensor in which a plurality of light emitters and light receivers intersect with each other at an insertion port of a workpiece in a processing device such as a press machine and are installed to face each other;
A changeover switch for switching between the teaching mode and the operation mode,
An operation device for giving a teaching command and a driving command;
A storage device for switching the changeover switch to a teaching mode, and storing an optical axis pattern that is shielded and transmitted by a workpiece inserted between the light beam type sensors when a teaching command is given by the operating device; ,
In a state where an operation command is given by the operating device, a light-shielding and light-transmitting state of an optical axis by a workpiece inserted between the light-ray sensors and a light-shielding and light-transmitting state stored in the storage unit A comparison device for performing a comparison,
A determination device that outputs an operation permission signal when an output indicating that the light-shielding and light-transmitting states of the optical axis from the comparison device match is input,
A programmable controller having heterogeneous redundant hardware and software for performing the functions of the storage device, the comparison device and the determination device;
A self-diagnosis device that periodically checks the identity of all memories at system startup and operation,
A fail-safe AND operation element that outputs an operation permission signal only when the operation results of the programmable controller are all the same,
The optical axis pattern of light shielding and light transmission of the optical axis obtained by a workpiece inserted at the time of actual processing matches the optical axis pattern stored in the storage device by teaching , and the programmable A blanking system wherein an operation permission signal is output from an AND operation element only when all operation results of the controller are the same .
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