JP4485757B2

JP4485757B2 - 多光軸光電式安全装置

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Publication number: JP4485757B2
Application number: JP2003152621A
Authority: JP
Inventors: 元宏工藤
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 2003-05-29
Filing date: 2003-05-29
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2023-05-29
Also published as: JP2004356407A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、ミュート機能を備えた多光軸光電センサユニットを含む多光軸光電式安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プレス機などの危険源が存在する装置では、作業者の安全を守るために多光軸光電式安全装置が用いられる。この多光軸光電式安全装置は、一列に数多くの投光素子を配置した投光器と、投光素子と同じ数の受光素子を一列に配置した受光器とを含み、これら投受光器からなる多光軸光電ユニットでセイフティライトカーテンつまり保護バリアを形成し、このセイフティライトカーテンを遮光物が通過すると、プレス機などの危険源の動作を強制的に停止させるなどの保安機能が働くようになっている。
【０００３】
ところで、プレス機などにあっては、ワークを搬入及び加工後のワークを搬出するために、ワークをセイフティライトカーテンを通過させる必要があるが、ワークがセイフティライトカーテンを通過するのを許容するために、多光軸光電式安全装置はミュート機能を備えている。すなわち、ミュート機能は、ワークがセイフティライトカーテンを通過するときに、セイフティライトカーテンの保安機能を一時的に無効にするものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−３０３６８４号公報
【０００５】
特許文献１には、複数の多光軸センサユニットを直列に増設可能な多光軸光電式安全装置が開示されており、また、各センサユニット毎に設けられた表示部を使って入光／遮光の状態を表示することが開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ミュート機能は、たとえ一時的といえども多光軸光電式安全装置が本来的に備えている保安機能をキャンセルするものであり、従来のようにミュート機能が動作しているときにセイフティライトカーテンの全領域の保安機能を消失させることは、本来的に好ましいことではない。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、多光軸光電式安全装置が本来的に備えている保安機能つまり遮光物検知機能を発揮させながらミュート機能を有効にして、これら両機能を両立させることにより、安全性を確保しつつワークなどの遮光物がライトカーテンを通過するのを許容することのできる多光軸光電式安全装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の更なる目的は、多光軸光電センサユニットを直列に増設して広いエリアにセイフティライトカーテンを設置したときに、遮光物検知機能とミュート機能を両立させることにより、安全性を確保しつつワークなどの遮光物がライトカーテンを通過するのを許容することのできる多光軸光電式安全装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の更なる目的は、多光軸光電センサユニットを直列に増設して広いエリアにセイフティライトカーテンを設置したときに、ミュート機能が動作していることを作業者が明確に認識させることのできる多光軸光電式安全装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した技術的課題は、本発明によれば、
等間隔に一列に配置した複数の投光素子を備えた投光器と；
該投光器に対面して配置され、前記投光素子に対応して一列に配置された複数の受光素子を備えた受光器と；
前記投光器と前記受光器との間の投受光を制御する制御手段とを有し；
前記投光器の光軸の入光/遮光情報によって出力のオン/オフを行う多光軸光電式安全装置であって、
前記投受光器の全光軸から任意の各光軸毎に設定されたミュート機能を実行する前記投受光器の光軸を記憶する記憶手段と；
移動する物体を検出する複数の検出センサからの検出信号を受け入れる入力手段と；
前記投受光器の全光軸の入光/遮光情報によって前記出力のオン/オフ判定を行うための判定手段であって、前記入力手段が受け取った前記検出信号の入力シーケンスが、予め定められた正規の入力シーケンスであるときに、前記記憶手段に記憶された前記ミュート機能を実行する光軸を一時的に無効にすると共に、該ミュート機能を実行する光軸以外の光軸の入光/遮光情報によって前記出力のオン/オフ判定を行う判定手段とを備えていることを特徴とする多光軸光電式安全装置を提供することにより達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態では、
前記記憶手段が、前記ミュート機能を実行する第１のミューティングエリアとして設定された第１の光軸と、前記ミュート機能を実行する第２のミューティングエリアとして設定された第２の光軸とを記憶し；
前記多光軸光電式安全装置は、外部から一のミューティングエリアを選択する選択信号の入力を受け付けるエリア選択信号受付手段を更に有し；
前記判定手段は、前記第１のミューティングエリア及び前記第２のミューティングエリアのうち前記選択信号により選択された前記一のミューティングエリアに対応する光軸群以外の前記投受光の光軸の入光/遮光情報によって前記出力の判定を行う。
【００１２】
【実施例】
図１、図２を参照して、実施例の多光軸光電式安全装置１は、少なくとも一対の投受光器２、３からなる多光軸光電センサユニット４と、外付けのコントローラ５とを含み、このコントローラ５は、通信線又は信号線Ｌ１を介して第１番目の投光器２Ａ及び受光器３Ａと接続される。センサユニット４は、通信線又は信号線Ｌ２を介して直列に増設可能であり、第２番目のセンサユニット４（Ｎｏ２）は第１番目のセンサユニット４（Ｎｏ２）に接続される。また、この第２番目のセンサユニット４（Ｎｏ２）は第３番目のセンサユニット４（Ｎｏ３）に接続可能であり、このようにして、順次、任意の数のセンサユニット４が通信線又は信号線Ｌ２を介して直列に接続可能であり、これにより直列に接続された複数の多光軸光電センサユニット４は一つの連続した光電センサとして動作することができる。
【００１３】
投光器２は、細長いケースを有し、このケースの中に、その長手方向に沿って一列にＮ個の投光素子７が等間隔に配置されている（図２）。隣接する投光素子７、７間の間隔は、特に限定するものではないが、例えば２０ｍｍである。
【００１４】
同様に、受光器３は、細長いケースを有し、このケースの中に、その長手方向に沿って一列に、投光素子と同じ数の受光素子８が等間隔に配置されており（図２）、隣接する受光素子８、８間の間隔は、上述した投光器２の投光素子間隔と同じである。
【００１５】
投光器２と受光器３は、同一平面上において互いに対面して配置され、投光器２の各投光素子７から、これに対応する受光器３の受光素子８に向けて光ビームが発射されることにより投光器２と受光器３との間にセイフティライトカーテンが形成される。図１に示す参照符号１０は光軸を示す。
【００１６】
投光器２及び受光器３には、共に、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）セグメントを上下に隣接して配置した光軸調整表示部１１が設けられている。この光軸調整表示部１１は、投光器２又は受光器３のいずれか一方に設けるようにしてもよい。光軸調整表示部１１は、ＬＥＤセグメントは例えば赤色又は緑色に発光する２色発光ダイオードによって構成されている。
【００１７】
また、投光器２及び受光器３は、例えば通常時には緑色に発光し、他方、通常時以外の、予定されていない光軸が遮光又は受光したような場合又はシステムそのものがフェールしたような場合には赤色に発光するＬＥＤからなる出力表示灯１２を有しているのが好ましく、この出力表示灯１２にあっても、投光器２又は受光器３のいずれか一方に設けるようにしてもよい。
【００１８】
特に図３を参照して、投光器２は、発光ダイオードなどのＮ個の投光素子７と、これらＮ個の投光素子７を個々に駆動するＮ個の投光回路１２と、これらＮ個の投光回路１２を時分割でスキャンする素子切替回路１３と、投光器２を全体的に制御する投光制御回路１４とを有し、投光制御回路１４はクロック発生回路１５からのクロック信号を受けてＮ個の投光素子７を順次発光させる投光タイミングを生成する。
【００１９】
投光器２Ａは、コントローラ５及び受光器３Ａとの間の通信、例えばタイミング信号の授受を制御する第１通信制御回路１６と、増設投光器２Ｂとの間の通信を制御する第２通信制御回路１７とを含み、投光制御回路１４は、コントローラ５からの指示を受けて、Ｎ個の投光回路１２を順次起動させることにより、一番目の光軸の投光素子７からＮ番目の投光素子７まで次々と点灯させる。これにより、第１番目の投光器２Ａは、受光器３Ａに向けて、所定の投光タイミングで一番目の光軸からＮ番目の光軸まで、順次、光ビームを発射し、次いで、第２番目の投光器２Ｂ、第３番目の投光器２Ｃ、・・・が光ビームを順次発射する。
【００２０】
受光器３は、受光ダイオードなどのＮ個の受光素子８と、これらＮ個の受光素子８を個々に駆動するＮ個の受光回路１８と、これらＮ個の受光回路１８を時分割でスキャンする素子切替回路１９と、受光器３を全体的に制御する受光制御回路２０とを有し、受光制御回路２０はクロック発生回路２１からのクロック信号を受けてＮ個の受光素子８を順次有効化する。
【００２１】
受光器３Ａは、また、コントローラ５及び投光器２Ａとの間の通信、例えばタイミング信号の授受を制御する第１通信制御回路２２と、増設受光器３Ｂとの間の通信を制御する第２通信制御回路２３を含み、受光制御回路２０は、コントローラ５及び／又は投光器２からのタイミング信号を受けて、投光器２からの次々と発射される光ビームを対応する受光素子８で受光できるように、第１番目の受光器３Ａの一番目の光軸からＮ番目の光軸まで、順次、有効化し、次いで、第２番目の受光器３Ｂ、第３番目の受光器３Ｃ、・・・を順次有効化する。
【００２２】
受光制御回路２０は、また、受光データを一時的に保管する受光データレジスタ２４と、後述するミューティング（Muting）エリアの情報を格納する、好ましくは安全性を確保するために２つのミューティングレジスタ２５と、ミューティング動作の時にはミューティングエリア以外の検出エリアでの入光／遮光情報により、また、ミューティング動作で無い時にはセイフティライトカーテンの全領域での入光／遮光情報により、出力を判定する判定回路２６と、出力回路２７とを含む。
【００２３】
図６を参照して、コントローラ５は、投光器２及び受光器３との間で通信を行うための通信回路３０と、制御回路３１とを含み、通信線又は信号線Ｌ１を通じて、コントローラ５と投受光器２Ａ、３Ａの間の通信を行うだけでなく、入遮光情報の授受が行われる。
【００２４】
コントローラ５の制御回路３１は、好ましくは状態表示モニタ又はユーザインタフェース用表示部３２を含み、また、受光器３Ａの判定回路２６からの情報に基づく受光器３Ａの出力回路２７からの出力に応じてプレス機４５などに対して動作停止信号などの制御信号を出力する出力回路３３を含む。
【００２５】
コントローラ５は、ユーザがティーチングによりミューティングエリアを設定するためのティーチング入力回路３４を含み、このティーチング入力回路３４は、ユーザがマニュアルで操作可能な入力手段を構成するティーチングボタン（図示せず）を有し、このティーチングボタンを操作することにより、ユーザがティーチング法によりミューティングエリアを設定するためのティーチングモードと、多光軸光電式安全装置１が本来の機能を発揮する通常動作モード（RUNモード）とに切り替えることができる。
【００２６】
コントローラ５の制御回路３１は、少なくとも一つの不揮発性メモリ３５を更に含み、ユーザがティーチングボタンを操作することにより、ティーチングモードから通常動作モードに切り替わると、ティーチングにより設定された単数又は複数のミューティングエリアが不揮発性メモリ３５に記憶される。ミューティングエリアは、単数の光軸で構成される場合又は互いに隣接する連続する複数の光軸で構成される場合もあるが、複数の光軸でミューティングエリアが構成される場合、例えば第１番目の投受光器２Ａ、３Ａと第２番目の投受光器２Ｂ、３Ｂとの間にわたってミューティングエリアが設定される場合もあるし、第２番目の投受光器２Ｂ、３Ｂと第３番目の投受光器２Ｃ、３Ｃの間にわたってミューティングエリアが設定される場合もある。
【００２７】
上述したティーチングによるミューティングエリア設定に関連した手段を図示すれば図７の通りである。すなわち、多光軸光電式安全装置１は、通信線又は信号線Ｌ２を介して直列に増設可能な単数又は複数の投光器２と、この投光器２と対面して配置される単数又は複数の受光器３とを有する。そして、この多光軸光電式安全装置１は、遮光物検知制御手段とミューティングエリア設定手段とを有し、単数又は複数のセンサユニット４（投受光器２、３）を一つのセンサユニットとみなして、単数又は複数のセンサユニット４によって形成されるセイフティライトカーテンの各光軸毎に、遮光物によって遮光されたことを遮光物検知制御手段で検知することができると共に、例えばティーチィングによってミューティングエリア設定手段により設定された光軸に関しては、セイフティライトカーテンの遮光物検知機能を一時的に無効にするミューティングが実行される。ミューティングエリア設定手段として、ユーザが例えばテンキーを用いて光軸番号を特定することによりミューティングエリアを設定するようにしてもよい。
【００２８】
すなわち、実施例の多光軸光電式安全装置１にあっては、例えば図７に図示のように３組の投受光器２、３を直列に接続した場合、これら３組の投受光器２、３を一つの投受光器とみなして、任意の光軸でミュート機能を設定することができる。
【００２９】
直列に接続された複数のセンサユニット４が一つのユニットとして動作している場合、例えば、第１番目の受光器３Ａに含まれるミューティングレジスタ２５及び出力を判定する判定回路２６によって、各光軸の入光状態と光軸毎のミュート機能の有効又は無効の情報に基づいて判定させることが可能である。すなわち、複数の投受光器２Ａ、３Ａ、２Ｂ、３Ｂ、２Ｃ、３Ｃ・・・の光軸を一元管理し、１０光軸の第１番目のユニット４の各光軸のＩＤとして１〜１０を付加し、１０光軸の第２番目のユニット４の各光軸のＩＤとして１１〜２０を付加する、というように光軸毎の特定のＩＤ番号を付加することにより、各光軸毎の入光／遮光の情報及び各光軸毎のミュート機能の有効／無効の情報をユニット間又は判定回路２６／ミューティングレジスタ２５やミューティング設定手段との間で情報の交換を行うようにすればよい。なお、ミューティングレジスタ２５及び判定回路２６は第１番目の受光器３Ａに限定的に設けてもよいが、コントローラ５に設けてもよいことは勿論である。
【００３０】
ミューティングエリアが設定された光軸の他の管理手段としては、ミューティングレジスタ２５及び判定回路２６が全てのセンサユニット４に搭載されている場合には、上述したＩＤ番号を付加するまでもなく、シリアルにデータを伝送することでミューティングエリアが設定された光軸を特定してセンサユニット４毎にミュート機能を管理することが可能であり、具体的には、例えば第２番目の受光器３Ｂの受光制御回路２０及び第１通信制御回路２２によって、例えば１０μs毎に各光軸の入光／遮光ｎ情報を送信し、第１番目の受光器３Ａの第２通信制御回路２３は、定められたシーケンスにより受信することで各センサユニット４毎にミュート機能を管理することができる。
【００３１】
他の光軸管理手段としては、個々の光軸毎にミューティングレジスタ２５と、出力を判定する判定回路２６とを設けて、各光軸毎に出力の判定を行って末端の光軸の結果とＡＮＤをとることでミュート機能を管理してもよい。ミューティング情報は、例えば各光軸に対応したミュート表示ＬＥＤで表示してもよいし、各光軸間の通信を介してコントローラ５に伝達して、このコントローラ５を介してミュート表示するようにしてもよい。
【００３２】
より具体的に説明すると、例えば、投光器２及び／又は受光器３の各光軸に対応する位置にＬＥＤなどの表示手段を設け、この表示手段で、受光器３に入光があったときにはＬＥＤを緑色に発色させることで入光を表示し、入光が無いときには赤色で遮光を表示し、ミュート設定されているときにはオレンジ色に発色させることでミューティング情報を表示するようにしてもよい。勿論、各光軸に対応する位置に複数のＬＥＤ（例えば２つのＬＥＤ）を配置させて、この複数のＬＥＤで入光、遮光、ミューティング情報を表示するようにしてもよく、このミューティング情報として、ミュート設定の有無、ミュート動作の有無を表示するようにしてもよい。
【００３３】
実施例の多光軸光電式安全装置１の使用形態として、例えば、コンベアライン４０には、矢印で示すワークの搬送方向において、投受光器２、３を挟んで複数のワーク検出センサ４１〜４４が配置され（図８）、これらのセンサ４１〜４４からの信号はコントローラ５のワーク検出センサ入力回路３６に入力される。図８は、プレス機４５の上流側だけを図示しているが、プレス機４５の下流側にも同様の構成によりセイフティライトカーテンが設置されていると理解されたい。また、プレス機４５の上流側の投受光器２、３と下流側の投受光器（図示せず）とが通信線又は信号線Ｌ２により直列に接続されていると理解されたい。
【００３４】
コンベアライン４０及びプレス機４５はシーケンサ４６によって統合的に制御される。ミューティングエリアが複数設定されている場合、シーケンサ４６からコントローラ５のエリア切り替え入力回路３７にミューティングエリア切り替え信号が入力される（図６）。
【００３５】
ミューティングエリアが設定されると、ミュート機能を実行している投光器２及び／又は受光器３に隣接して設置される部分エリアミュート表示ランプ５０が点灯する。これにより、ユーザは、ミュート機能が動作している投受光器２、３毎に、ミュート機能が動作中であることを視覚で確認することができる。部分エリアミュート表示ランプ５０を各ユニット４毎に設けると共に、セイフティライトカーテンの何れかのエリア又は全体エリアにミュート機能が設定されて、これが動作中であることを表示する総合ミュート表示ランプ（図示せず）を追加して、この総合ミュート表示ランプを部分エリアミュート表示ランプ５０の何れかの点灯と一緒に点灯させるようにしてもよく、或いは、この総合ミュート表示ランプと個別的なミュート表示ランプ５０とを切替えて選択的に使用できるようにしてもよい。また、投受光器２、３の各々の光軸に対応して設けられている光軸調整表示ＬＥＤ１１を使って、ミュート機能が設定された光軸のミュート表示を行うようにしてもよい。
【００３６】
コントローラ５の制御回路３１は、受光器３からの入光／遮光情報と、ティーチング入力回路３４からのティーチング動作の情報とから判断してミューティングエリアを決定するミューティングエリア判別回路３８を更に含む。
【００３７】
ティーチング法により、セイフティライトカーテンの検出エリアの一部をミューティングエリアとしてコントローラ５に記憶させるティーチング動作について説明する。
【００３８】
（手順１）コントローラ５の制御回路３１に含まれるスイッチ（図示せず）を切り替えてミュート機能を有効にする。
【００３９】
（手順２）コントローラ５のティーチング入力回路３４のスイッチ（図示せず）を切り替えて、通常動作モード（RUNモード）からティーチングモードに切り替えて第１のミューティングエリアの設定を行う。
【００４０】
（手順３）ティーチング入力回路のティーチングボタンを１回操作することによりティーチング状態にして、投受光器２、３間のセイフティライトカーテンの中で、ミュート機能を発揮させたい領域を遮光させる。次いで、再びティーチングボタンを操作して、ティーチング入力を確定させる。つまり、１回目のティーチングボタンの操作から、２回目のティーチングボタンの操作までの間に遮光された光軸がミューティングエリアとして記憶される。より詳しくは、受光器３の各光軸の受光回路１８が、投光器２の対応する光軸の光ビームを受光しているか否かを受光器３の制御回路３１が判断し、各光軸毎の入光／遮光情報を通信線又は信号線Ｌを通じてコントローラ５の供給し、コントローラのミューティングエリア判別回路３８のレジスタ（図示せず）に一時的に記憶させる。ミューティングエリア判別回路３８は、受光器３からの入光／遮光情報と、ティーチング入力回路３４からのティーチング動作の情報とが合致するか否かを判断して、ミューティングエリアを決定する。
【００４１】
（手順４）ユーザは、ティーチング動作によってコントローラ５に設定したミューティングエリアが意図した通りに設定されているか否かをコントローラの表示部３２の表示を見ることにより確認する。
【００４２】
（手順５）ミューティングエリアが意図通りに設定されていることを確認したら、コントローラ５のティーチング入力回路３４のスイッチを切り替えてティーチングモードから通常動作モード（RUNモード）に切り替えて、設定した第１ミューティングエリアを、コントローラ５の２つの不揮発性メモリ３５に記憶させる。
【００４３】
（手順６）手順２〜６の操作を行って第２のミューティングエリアの設定を行い、コントローラ５の２つの不揮発性メモリ３５に記憶させる。
【００４４】
（手順７）必要に応じて、手順２〜６の操作を行って第３以降のミューティングエリアの設定と記憶を行う。
【００４５】
例えば２つのミューティングエリアを設定した後の安全装置１０の動作を例示的に説明すると、ミューティングエリアを切り替える信号は、シーケンサ４６からコントローラ５のエリア切り替え入力回路３７に入力される。コントローラ５は、入力された信号が正しいか否かを判断する。例えば、安全のために２本の入力線が接続されている場合つまり入力信号が２重化されている場合には、２つの信号の論理が合致しているか否かによって、コントローラ５は、入力された信号が正しいか否かを判断する。
【００４６】
入力された信号が正常であると判断した場合には、ミューティングエリアを入力信号に従って切り替える。具体的には、コントローラ５の不揮発性メモリ３５に記憶された例えば第１のミューティングエリアの情報を、受光器３のミューティングレジスタ２５に転送する。
【００４７】
この転送の際に、受光器３は、レジスタの誤動作の危険性を回避し、また、ミューティングエリアの情報をコントローラ５から受光器３に転送するときにノイズで誤動作する危険性を回避するために、ミューティングレジスタの２重化およびデータの転送時にベリファイを行うのが好ましい。
【００４８】
コンベアライン４０で搬送される所定の遮光物又はワークＷがワーク検出センサ４１、４２で検出され、決められたシーケンスによりコントローラ５に検出信号が入力された時だけコントローラ５は、セイフティライトカーテンの検出エリアにワークＷが侵入したと判断し、ミューティング動作を起動して、受光器３に対してミューティング起動のコマンドを送ると共に、上流側の投受光器２、３に隣接して配置されたミュート表示ランプ５０が点灯される。
【００４９】
受光器３は、コントローラ５からミューティング起動のコマンドを受け取ると、各光軸の入光／遮光の情報を記憶している受光データレジスタ２４の情報と、ミューティングレジスタ２５の情報とを用いて、ミューティングエリア以外の光軸が、入光状態又は遮光状態になっているかの判断を行い、その結果をコントローラ５に向けて出力する。
【００５０】
コントローラ５は、受光器３からの第１ミューティングエリア以外のエリアつまり保護エリアでの入光／遮光情報によって、出力回路３３からの出力のオン／オフを行う。
【００５１】
シーケンサ４６からのミューティングエリアを切り替える信号がコントローラ５に入力されると、コントローラ５に入力した信号が正しいか否かを上述の手法に準じて判断し、コントローラ５の不揮発性メモリ３５に記憶された第２のミューティングエリアの情報を、受光器３のミューティングレジスタ２５に転送する。このデータの転送中及びデータのベリファイを行っているタイミング、つまり、受光器３のミューティングレジスタ２５の更新中は、全ての光軸がミューティング動作状態となる。
【００５２】
ミューティングレジスタ２５の情報が第２のミューティングエリア（例えば下流側の投受光器に設定されたミューティングエリア）に変更されると、下流側の投受光器（図示せず）に隣接して配置されたミュート表示ランプ５０が点灯され、また、第２ミューティングエリア以外の光軸が、入光状態又は遮光状態になっているかの判断を行って、その結果をコントローラ５に向けて出力する。
【００５３】
勿論、単数又は複数の投受光器２、３からなる多光軸光電センサ１の全ての光軸をミューティング動作させる全体ミュート機能を備えていてもよいが、上述のように一部の光軸をミューティングさせる部分ミュート機能を具備することにより、ワークが通過するエリアだけに限定してミューティングさせることができるため、他のエリアでの安全性を確保することができる。部分ミューティングエリアを一組の投受光器２、３に含まれる光軸に限定して設定できるだけでなく、隣接する２組の投受光器２、３の間に亘って設定できるため、複数組の投受光器２、３を直列に接続することにより広範囲のセイフティライトカーテンを設置したときに、このセイフティライトカーテンに含まれる光軸のうち任意の光軸に対してミュート機能を設定することが可能になる。このような任意性により、多光軸光電センサ１が設置される様々な態様に対して自在に部分ミューティングエリアを設定することが可能になる。
【００５４】
このようなセイフティライトカーテンの全体をミュートさせる全体ミューティングと、セイフティライトカーテンの局部的なエリアをミュートさせる部分ミューティングとは、選択スイッチにより任意に設定できるようにするが都合がよい。
【００５５】
したがって、図９に図示するように、複数組の投受光器２、３を用いて、プレス機４５を囲むように、平面視したときにコ字状のセイフティライトカーテンを形成した場合に、部分ミューティングエリアをセイフティライトカーテンの角部を含む任意の部分に設定することができる。
【００５６】
複数組の投受光器２、３を直列に接続して部分的なミュート動作を行う場合、全ての投受光器２、３に対して一つのティングトランプ５０を設けてもよいが、図１０に例示するように、複数組の投受光器２、３が互いに離れて位置している場合には、実際にミュート動作を実行する投受光器２、３の組毎にミュート表示ランプ５０を設けるのが望ましいことは言うまでもない。
【００５７】
これを実現するには、図１１に例示のように、信号線Ｌ３を用いて複数のミュート表示ランプ５０をコントローラ５に接続し、コントローラ５によって、複数のミュート表示ランプ５０をミュート動作に同期して点灯させればよい。
【００５８】
具体的には、コントローラ５に複数組のミュート表示ランプ駆動回路とミュート表示ランプモニタ回路を設け、例えば、投受光器２、３の全ての組を全体的にミュート動作させる場合には全てのミュート表示ランプ５０を点灯させ、部分的にミュート動作させる場合には、ミュート動作する投受光器２、３の組に対応するミュート表示ランプ５０を点灯させるようにすればよい。
【００５９】
変形例として、コントローラ５に一つのミュート表示ランプ駆動回路とミュート表示ランプモニタ回路を設けて、この一つのミュート表示ランプ駆動回路に複数のミュート表示ランプ５０を並列又は直列に接続し、ミュート表示ランプ５０の断線などの故障は電流値の変化として、上記ミュート表示ランプモニタ回路により検出するようにしてもよい。
【００６０】
また、他の変形例として、複数の投受光器２、３の各組毎にミュート表示ランプ駆動回路とミュート表示ランプモニタ回路とを設け、各組の投受光器２、３に接続したミュート表示ランプ５０の点灯を制御するようにしてもよい。
【００６１】
ミュート表示ランプ５０は、多光軸光電センサユニット４と同じ数のランプ５０を接続して、各ユニット４にランプ５０を設置するようにしてもよいが、設定された部分ミュートエリアの数と同じ数のランプ５０を接続して、個々の部分ミュートエリアに隣接してミュート表示ランプ５０を設置するようにしてもよく、また、何れかの部分ミュートエリアでミュート機能が動作したときに点灯する総合ミュート表示ランプを追加してもよい。
【００６２】
なお、ミュート表示ランプモニタ回路に要求される機能として、ミュート表示ランプのオープン不良及び短絡不良を検出できることが望ましい。これを実現するのに、ミュート表示ランプ駆動回路に流れる電流の上限値及び下限値を設定し、ミュート表示ランプ駆動回路に流れる電流が上限値又は下限値を超えたときに異常と判断するようにすればよい。具体的には、ミュート表示ランプ駆動回路に流れる電流が１５mA以下であればオープン不良と判断し、３００ｍA以上の場合には短絡不良と判断すればよい。
【００６３】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれに制限されることなく、次の変形例などを包含する。
（１）部分ミュートエリアの設定機能を投受光器２、３側に設けるようにしてもよい。
（２）部分ミュートエリアの設定を行うために脱着式のコントローラを用意し、この脱着式コントローラをコントローラ５又は投受光器２、３に対して、専用Ｉ/Ｆ、上述した通信線Ｌ１、赤外線又は無線を使った非接触インターフェースを使用して接続することにより、部分ミュートエリアを設定するようにしてもよい。
（３）パーソナルコンピュータをコントローラ５又は投受光器２、３に対して、RS-485、RS232C、USBなどの汎用インターフェースを用いて接続してパーソナルコンピュータを用いて、部分ミュートエリアを設定するようにしてもよい。
【００６４】
また、投光器２の変形例として、従来にあっては投光素子７に流れる電流を共通の電流検出手段によって検出して異常を判定しているが、図１２に示すように、各投光素子７の駆動回路１２毎に電流検出手段５２を設けるようにしてもよい。これにより、各光軸毎に投光素子７を流れる電流が規定の電流値範囲よりも外れた場合には直ちに以上を検出することできることは勿論であるが、該当する投光素子７が選択されていないときであっても当該投光素子７の電流検出回路５２で監視することができ、これにより該当する投光素子７が選択されていないタイミングのときに電流が流れた場合には直ちに回路の故障と判断することができる。
【００６５】
また、従来のように共通の電流検出手段によって異常判定を行う方式では、投光素子７から電流検出手段までの回路パターンが長くなる。近時の投光器２は、検出距離を大きくできるように投光電流が大きくなる傾向があり（例えばピーク電流が１Ａ）、このため、大容量の電解コンデンサが採用されているが、電解コンデンサから電流検出手段、各投光素子７、素子駆動回路１２を経て電解コンデンサに戻る電流のループが大きくなり、不要輻射（ＥＭＩ）で問題が発生し易くなる。このような問題は、各投光素子７毎に電流検出手段５２を設けることにより解消することができ、また、各光軸毎に最適な投光電流に調整し且つ各光軸毎に投光電流を監視することで異常状態の検出精度を向上することができ、複数の光軸の同時投光を容易に検出することができる。
【００６６】
ミュート機能を起動させるためのミュート入力に関し、光電スイッチや近接スイッチなどを用いられているが、世界的に見るとアジアやアメリカの一部などではＮＰＮ出力タイプであり、ヨーロッパなどではＰＮＰ出力タイプが使用されているが、本来的には無極性であるのが好ましい。また、耐ノイズ性や入力機器側との絶縁のためにフォトカプラーを用いて絶縁入力を採用するのが望ましいが、フォトカプラーの出力側がショートなどの動作不良が発生したときに、ユーザが意図しないミュート状態が発生することは回避すべきである。
【００６７】
図１３は、ミュート入力の無極性化と自己診断管路でのフォトカプラーの動作不良の検査との２つの要求を満足させることのできる回路構成を示す。同図において、信号伝達用フォトカプラー６０とチェックパルス用フォトカプラー６１とは、例えばブリッジダイオードのような無極性回路６２を介して外部入力端子６３に接続されている。
【００６８】
ミュート入力がアクティブつまり信号伝達用フォトカプラー６０の投光ＬＥＤが点灯しているときに、制御回路側からチェックパルスを出力してチェックパルス用フォトカプラー６１を動作させることにより、信号伝達用フォトカプラー６０の信号入力側つまりベース側を強制的に且つ一時的にショート状態にさせることにより、ミュート入力がアクティブであるにも関わらず信号伝達用フォトカプラーの投光ＬＥＤを一時的に消灯させる。これにより制御回路の入力が一時的に「ハイ（Ｈ）」状態になることを確認することで、信号伝達用フォトカプラー６０の出力側にショートなどの問題が発生しているか否かなど信号伝達用フォトカプラー６０乃至制御回路までの周辺回路に故障しているか否かを検出することができる。
【００６９】
また、無極性回路６２を介在させることで、ミュート入力をＮＰＮ出力タイプやＰＮＰ出力タイプの機器から行うにしても、２つの共用接続端子６３を用意することで、双方のタイプの機器からミュート入力を受け取ることができる。
【００７０】
発光ダイオード（ＬＥＤ）７を用いた投光器２は、一般的に制御回路１４から供給される０〜５Ｖ又は０〜3.3Ｖのロジック信号を使用したエミッタフォロア回路を含む定電流回路を使って投光ＬＥＤ７を点灯させるのが一般的である。しかし、例えば回路が破損して投光ＬＥＤ７に流れる電流が極端に多くなって投光ＬＥＤ７の発光量が増大してしまうと、周囲の物体に当たって反射してくる反射光を受光してしまったり、同時に使用している他のライトカーテンに対する外乱光となってしまう虞がある。このような虞を解消するために、ＬＥＤ７に流れる電流を監視するモニタ回路と、正常範囲から外れた電流が流れた場合にはエラー検出を行う自己診断回路とを設ける対策が施されるが、同様の安全対策を図１４に示す回路で実現することができる。
【００７１】
図１４において、参照符号６５は定電流回路を示し、この定電流回路６５はＮＰＮ型トランジスタ６６を含む。定電圧源６７からの電力は電流制限抵抗６８を介して投光ＬＥＤ７に供給される。投光ＬＥＤ７は上記の定電流回路６５のコレクタに接続され、トランジスタ６６のエミッタは抵抗６９を介して接地されている。すなわち、定電流回路６５は、エミッタフォロアを利用した回路構成となっている。
【００７２】
例えば、定電流回路６５で規定される投光電流ｉが例えば0.3Ｖであり、定電流回路６５が正常に動作するために最低限必要なコレクタ電圧が、Ｖb（3.3Ｖ）−Ｖbe（約0.6Ｖ）＋Ｖce（一般的には約１Ｖ）＝3.7Ｖであるとする。
【００７３】
ここに、Ｖｂ：トランジスタ６６のベース電圧
Ｖbe：トランジスタ６６のベースとエミッタ間の電圧
Ｖce：トランジスタ６６のコレクタとエミッタ間の電圧
【００７４】
これに、投光ＬＥＤ７の電圧Ｖf（例えば２Ｖ）と、電流制限抵抗６８（例えばＲ1＝２０Ω）での電圧降下（Ｒ1×I＝６Ｖ）とを加えた、3.7Ｖ＋２Ｖ＋６Ｖ＝11.7Ｖの定電圧源６６を使用する必要がある。
【００７５】
例えば、定電流回路の電流値ｉを決める抵抗６９が破損した場合（例えば抵抗値が半分になったと仮定すると）、従来の定電流回路であれば、２倍の電流を流そうとするため、投光ＬＥＤ７に２倍の電流がながれて投光ＬＥＤ７の発光量が極端に増大してしまう虞があった。これに対して、エミッタフォロア定電流回路６５にあっては電流制限抵抗６８での電圧降下が大きくなってトランジスタ６６のコレクタ電圧が低下して、定電流回路６５が正常に動作するための最低限必要なコレクタ電圧を満足しなくなるため定電流回路６５は投光ＬＥＤ７に２倍の電流を流すことができない。
【００７６】
すなわち、電流制限抵抗６８の電圧降下に伴ってコレクタ電圧が低下し、トランジスタ６８のコレクタ−エミッタ間の電圧Ｖceが０Ｖ近くなるとエミッタフォロアとして動作できなくなるため、抵抗６９の抵抗値が半分になることにより、この抵抗６９に流れる電流の増加分は、ベース電圧を供給する電流源からベース電流ｉbとして供給され、コレクタ電流ｉはそれ以上増加しなくなる。したがって、定電流回路６５が破損しても投光ＬＥＤ７の電流は増加しないという保護機能が働くことになる。
【００７７】
したがって、図１４の回路構成によれば、エミッタフォロアによる定電流回路６５による投光電流の制御と、定電圧源６６及び電流制限抵抗６８による簡易な定電流機能とによって電流制御の２重化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】外付けコントローラを含む実施例の多光軸光電式安全装置のレイアウトを説明するための図である。
【図２】多光軸光電センサユニットの内部構造の概要を示す図である。
【図３】外付けコントローラと多光軸光電センサユニットとの全体系統図である。
【図４】多光軸光電センサユニットの投光器の内部構造の概要を示す図である。
【図５】多光軸光電センサユニットの受光器の内部構造の概要を示す図である。
【図６】外付けコントローラの内部構造の概要を示す図である。
【図７】ミューティングエリア設定に関連した構成のブロック図である。
【図８】多光軸光電センサユニットを用いたセイフティライトカーテンの具体的な設置例の全体系統図である。
【図９】複数の多光軸光電センサユニットを直列に接続して構成したセイフティライトカーテンの設置例と、このセイフティライトカーテンに設定された部分ミュートエリアを説明するための図である。
【図１０】各多光軸光電センサユニット毎に設置したミュート表示ランプを含む複数の直列に接続した多光軸光電センサユニットの設置例を説明するための図である。
【図１１】ミュート表示ランプをコントローラに接続した例を説明するための図である。
【図１２】投光器の各投光素子毎に異常判定を行うことのできる回路のブロック図である。
【図１３】ミュート入力を無極性化する回路と投光ＬＥＤの過剰発光を防止することのできる回路のブロック図である。
【図１４】投光ＬＥＤに関連して投光器に組み込むことができるエミッタフォロア定電流回路を示す図である。
【符号の説明】
１多光軸光電式安全装置
２投光器
３受光器
４多光軸光電センサユニット
５外付けコントローラ
５０部分エリアミュート表示ランプ

Claims

等間隔に一列に配置した複数の投光素子を備えた投光器と；
該投光器に対面して配置され、前記投光素子に対応して一列に配置された複数の受光素子を備えた受光器と；
前記投光器と前記受光器との間の投受光を制御する制御手段とを有し；
前記投光器の光軸の入光/遮光情報によって出力のオン/オフを行う多光軸光電式安全装置であって、
前記投受光器の全光軸から任意の各光軸毎に設定されたミュート機能を実行する前記投受光器の光軸を記憶する記憶手段と；
移動する物体を検出する複数の検出センサからの検出信号を受け入れる入力手段と；
前記投受光器の全光軸の入光/遮光情報によって前記出力のオン/オフ判定を行うための判定手段であって、前記入力手段が受け取った前記検出信号の入力シーケンスが、予め定められた正規の入力シーケンスであるときに、前記記憶手段に記憶された前記ミュート機能を実行する光軸を一時的に無効にすると共に、該ミュート機能を実行する光軸以外の光軸の入光/遮光情報によって前記出力のオン/オフ判定を行う判定手段とを備えていることを特徴とする多光軸光電式安全装置。
前記記憶手段が、前記ミュート機能を実行する第１のミューティングエリアとして設定された第１の光軸と、前記ミュート機能を実行する第２のミューティングエリアとして設定された第２の光軸とを記憶し；
前記多光軸光電式安全装置は、外部から一のミューティングエリアを選択する選択信号の入力を受け付けるエリア選択信号受付手段を更に有し；
前記判定手段は、前記第１のミューティングエリア及び前記第２のミューティングエリアのうち前記選択信号により選択された前記一のミューティングエリアに対応する光軸群以外の前記投受光の光軸の入光/遮光情報によって前記出力のオン/オフ判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の多光軸光電式安全装置。
前記第１、第２のミューティングエリアの切り替えの際に、全光軸がミューティング動作状態となることを特徴とする請求項２に記載の多光軸光電式安全装置。
前記多光軸光電式安全装置は、
前記ミュート機能を実行する光軸を設定するための設定手段と；
該設定手段で設定された光軸を確認するための表示部と、を更に有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の多光軸光電式安全装置。
前記ミュート機能を実行する光軸を設定する設定手段が、前記投受光器に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の多光軸光電式安全装置。
前記投受光器に脱着可能な外付けコントローラを有し、該コントローラにより前記ミュート機能を実行する光軸が設定されることを特徴とする請求項４に記載の多光軸光電式安全装置。
前記投受光器が、直列に接続されて一つのセンサユニットとして動作する複数の投受光器で構成され、
前記複数の投受光器のうち互いに隣接する投受光器の間に跨るエリアの光軸群を、前記ミュート機能を実行する光軸として設定可能であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の多光軸光電式安全装置。
前記直列に接続された複数の投受光器に、ミュート機能を実行する光軸が設定された投受光器の組毎に表示可能なミュート表示ランプが設けられていることを特徴とする請求項７に記載の多光軸光電式安全装置。