JP4445321B2 - 信号入力装置並びに、安全センサ - Google Patents
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Description
このものは、例えば製造ライン内に設けられたプレス装置の周辺において、作業者の進入が禁止されている危険領域と進入が許容されている安全領域との境界に配され、危険領域に作業者が進入したときには、これを検出してプレス装置の駆動を停止させるよう制御する。
また安全センサは専用の外部センサ(外部機器)を別に設けて、これからの検出信号に応じて前記した検出動作を無効化をするようになっている。これにより、危険領域に作業者以外のもの、例えば、ワークWが入った場合にはプレス装置の駆動がそのまま続けられるようになっている。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、外部センサの故障に伴う装置の誤作動を回避することを目的とする。
請求項1の発明によれば、異常判定手段は、出力ライン間の電位が変化しないことを条件に異常判定信号を出力するから、信号出力装置の異常を知る(回路診断)ことが出来る。
請求項2の発明によれば、安全センサはスイッチング素子の出力ライン間の電位が変位しないことをもって、外部センサの異常を知ることができるから、仮に外部センサの故障により外部センサから誤った信号が出力されても、これを正規の信号と認識することがない。
請求項3の発明によれば、安全センサは異常判定信号が出力された時(外部センサに異常がある場合)には、所定の動作を行わないようになっている。従って、所定の動作を行う状態でないにも拘わらず、外部センサの故障により所定の動作が行われてしまうといった誤動作が未然に回避される。
請求項4の発明によれば、安全センサは外部センサに故障がない場合には外部センサからの信号に基づいて検出手段の検出動作を無効化するが、異常判定信号が出力されたときには、外部センサからの信号の有無に拘わらず検出手段の検出動作を無効化しない。
請求項5の発明によれば、投光素子は所定の投光タイミングで順次投光動作を行ない、これら各投光素子と対応する各受光素子はそれぞれ受光量レベルに応じた出力信号を出力する。判定手段は受光量レベル(出力信号)と所定の基準値とを比較することで各光軸が入光か遮光かを判定する。このような多光軸センサ(安全センサ)は、例えば工場の生産ラインなどに使用されるが、これに自己診断機能を持たせることで、安全性が高まる。
本実施形態は本発明に係る安全センサを製造ライン中に設けられたプレス機の近傍において、作業者の進入が禁止されている危険領域と作業者の進入が許容されている安全領域との境に配置し、作業者の手或いは体が危険領域内に進入したときには、それを検出するようにしたものである。
投光器10はシフトレジスタ(本発明の投光制御手段に相当する)15並びに、各投光素子11が連なる投光回路16から構成され、コントローラ30の備えるCPU(本発明の出力手段、異常判定手段、動作制御手段に相当する)31から投光信号Stが入力されるとシフトレジスタ15、投光回路16を介して各投光素子11に対して駆動電流が流される。これにより各投光素子11からは順次に光信号が出射される。また、CPU31からの投光信号Stは高周期な信号とされており、投光器10は上記光信号の出射動作を高周期で繰り返すようになっている。
尚、CPU31は先に述べたように(1)異常表示灯33の点灯並びに危険領域内のプレス機等の設備の停止を行う制御と(2)プレス機を稼働させた状態を維持する制御とを行うが、これら両制御が本発明における検出手段の検出結果に基づく出力に相当するものであり、このうちの異常表示灯33の点灯並びに危険領域内のプレス機等の設備の停止を行う制御が本発明における安全側の出力に相当する。
また、外部センサ50は独自の電源を備えておらず、前記したコントローラ30の電源供給端子Dから電力が供給されるようになっている。そして、プラス側の電源供給ラインZ1に対して、スイッチング用トランジスタTr1のエミッタが接続されている。
尚、スイッチング用トランジスタTr1のエミッタが電源供給ラインZ1に接続されている構成が、本発明の一対の電源供給ラインのうち一方側がスイッチング素子の出力ラインの一方と共用される構成に相当する。
そのため、本安全センサは外部回路診断機能を備え、遮光検出信号Sdの無効化処理を行う前段階で外部センサ50が正常に動作しているか、否かを診断するようになっている。
作業者がプレス機でワークWの加工作業を行う際に、作業者の体の一部が安全領域から危険領域に進入してしまった場合には、投光器10から投光された光が作業者の体の一部に遮られるから受光器20の受光レベル、すなわち受光信号が小さくなる。そして、コンパレータ24では入力された受光信号と基準値X1との比較が行われ、受光信号が基準値X1を下回ることを条件に、コンパレータ24からは遮光検出信号SdがCPU31に対して出力される。
ベースに入力がなされると、スイッチング用トランジスタTr1がオン状態となる。そうすると、抵抗R2を流れる電流の経路は図1に示す破線の経路から実線の経路に変わるから、これに伴って点Bの電位はV/2からVに変化する。
次に、本発明の実施形態2を図4ないし図5によって説明する。
実施形態1では、スイッチング用トランジスタTr1にPNP型トランジスタを使用したが、実施形態2では図4に示すようにスイッチング用トランジスタTr2にNPN型トランジスタを使用しており、更に、スイッチング用トランジスタTr2のエミッタがグランド側の電源供給ラインZ2に対して接続されている。また、リレー35がエミッタが接続された電源供給ラインZ2とは反対側、すなわちプラス側の電源ラインZ1に設けられている。
その他の構成は実施形態1と同様であるため、同一部品には同一符号を付して重複した説明を省略するものとする。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
20…受光器
30…コントローラ
31…CPU(異常判定手段)
35…リレー(検査用スイッチング素子)
50…外部センサ
55…制御部
Tr1…スイッチング用トランジスタ(スイッチング素子)
Claims (5)
- 信号出力装置からの信号が入力される信号入力装置であって、
前記信号出力装置が、制御回路とこの制御回路からの信号に応じてオン動作するスイッチング素子とを備え、前記制御回路への一対の電源供給ラインのうちの一方が前記スイッチング素子の出力ラインの一方と共通にされているものにおいて、前記信号入力装置が、
前記制御回路への一対の電源供給ラインのうちの前記スイッチング素子の出力ラインと共通にしているものとは反対側の電源供給ラインを開閉可能な検査用スイッチング素子と、
前記スイッチング素子がオン状態となったときに前記検査用スイッチング素子を開放動作させる検査制御手段と、
前記スイッチング素子の前記出力ライン間の電位に応じて動作し、前記検査用スイッチング素子が開放された場合に前記スイッチング素子の出力ライン間の電位が変化しないことを条件に異常判定信号を出力する異常判定手段とを備えることを特徴とする信号入力装置。 - 被検出物を検出するための検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づく出力を行う出力手段と、
内部回路の異常を検出する内部回路異常検出手段と、
外部センサからの信号を取り込む外部入力手段と、
前記外部入力手段で取り込まれた前記外部センサからの信号に基づいて所定の動作を行う動作制御手段とを備え、
前記出力手段は、前記内部回路異常検出手段で異常状態であることが判定されたときは安全側の出力を行うよう構成された安全センサであって、
前記外部センサが、制御回路とこの制御回路からの前記制御信号に応じてオン動作するスイッチング素子とを備え、前記制御回路への一対の電源供給ラインのうちの一方が前記スイッチング素子の出力ラインの一方と共通にされているものにおいて、前記安全センサは、
前記制御回路への一対の電源供給ラインのうちの前記スイッチング素子の出力ラインと共通にしているものとは反対側の電源供給ラインを開閉可能な検査用スイッチング素子と、
前記スイッチング素子がオン状態となったときに前記検査用スイッチング素子を開放動作させる検査制御手段と、
前記スイッチング素子の前記出力ライン間の電位に応じて動作し、前記検査用スイッチング素子が開放された場合に前記スイッチング素子の出力ライン間の電位が変化しないことを条件に前記外部センサの異常を知らせる異常判定信号を出力する異常判定手段とを備えることを特徴とする安全センサ。 - 前記動作制御手段は、前記異常判定手段から前記異常判定信号が出力された場合には、前記外部センサからの信号を無効として前記所定の動作を行わないことを特徴とする請求項2に記載の安全センサ。
- 前記所定の動作は前記検出手段の検出動作を無効化することであることを特徴とする請求3に記載の安全センサ。
- 前記検出手段は、
一列状に配置された複数個の投光素子と、
前記投光素子と対向した位置に配された複数個の受光素子と、
前記複数の投光素子に順次投光動作をさせる投光制御手段と、
前記各投光素子の投光動作に同期してそれに対応する受光素子から出力される受光量に応じた受光信号を有効化させる受光動作を行う受光制御手段と、
前記受光制御手段にて有効化された受光信号を受けて、その受光量レベルと所定の基準値とを比較し、その比較結果に基づき前記各光軸が入光か遮光かを判定する判定手段とからなることを特徴とする請求項2ないし請求項4のいずれかに記載の安全センサ。
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