JPH05307086A - マットセンサ - Google Patents

マットセンサ

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JPH05307086A
JPH05307086A JP11264892A JP11264892A JPH05307086A JP H05307086 A JPH05307086 A JP H05307086A JP 11264892 A JP11264892 A JP 11264892A JP 11264892 A JP11264892 A JP 11264892A JP H05307086 A JPH05307086 A JP H05307086A
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JP
Japan
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output
light
gate
mat sensor
mat
Prior art date
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Pending
Application number
JP11264892A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayoshi Sakai
坂井  正善
Koichi Yomogihara
弘一 蓬原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Signal Co Ltd
Original Assignee
Nippon Signal Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP11264892A priority Critical patent/JPH05307086A/ja
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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】マットセンサによる機械可動部周囲で作業する
作業者の安全確保の信頼性を向上させる。 【構成】機械可動部周囲に敷設する光を透過するガラス
板11内に、天井12の蛍光灯13からの光を受光した時に出
力を発生する受光素子Pmnを少なくとも足幅よりも狭い
間隔で多数配設し、これら受光素子からの受光出力をプ
リアンプPAMPmn、コンデンサCmn、メインアンプM
AMPmn及び整流回路RCmnを介してアンドゲートAN
Dに入力し、かかる多数の入力信号の少なくとも1つが
なくなったときにアンドゲートANDの出力が停止する
ことで、機械可動部の可動を停止させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、機械と人が協働して作
業を行う作業場の機械周囲に敷設して人の安全を確保す
るためのマットセンサに関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、ロボットを用いた作業システム
でと、安全対策としてロボット周囲の危険領域(ロボッ
トの作業領域)に人が居る場合には、例えばロボット可
動部であるロボットのアームを駆動させないような安全
制御が組み込まれる。このような安全制御のマンセンサ
としては、従来では機械可動部周囲に敷設するマットセ
ンサが用いられており、従来のマットセンサの一例を図
5に示し説明する。
【0003】従来のマットセンサでは、導電性の2枚の
板材1,2の間に柔軟性のあるゴム材3を介装し、この
ゴム材3に多数の孔4を設け、この孔4の部分の上下の
板材1,2内面側にそれぞれ接点5,6を設ける構成で
ある。そして、例えば、人がマットセンサの上に乗る
と、その踏圧力で上の板材1が撓み両接点5,6が接触
することで閉回路が構成され、人の検出出力が発生して
機関可動部を停止させるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のマットセンサでは、機械的な電気接点を用い
たものであり、接点が摩耗したり、内部のゴム材がへた
ったりするので、耐久性に問題があった。また、検出回
路内に断線等の故障があると、人がマットセンサ上に存
在して接点が接触しても検出出力が発生しないことにな
り、フェールセーフな構成ではなく、信頼性にも問題が
あった。
【0005】本発明は上記の問題点に着目してなされた
もので、耐久性及び信頼性の高いフェールセーフなマッ
トセンサを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、機械
可動部の周囲に敷設され光を透過する透光性のマット部
材内に、上方からの光を受光した時に出力を発生する受
光素子を少なくとも足幅よりも狭い間隔で多数配設する
と共に、これら受光素子からの受光検出出力の論理積演
算を行い前記受光検出出力の少なくとも1つがなくなっ
たとき前記機械可動部の可動停止信号を発生する論理積
演算手段とを備えて構成した。
【0007】
【作用】かかる構成において、透光性のマット部材上に
人が存在しないときには、マット内に配設した多数の受
光素子の全てが、天井等に設けた蛍光灯等の光を受光し
て出力を発生する。この場合、論理積演算手段からは論
理値1の出力が発生し、機械可動部に対して可動許可信
号が出力される。一方、マット部材上に人が乗ると、マ
ット内に配設した多数の受光素子の一部が、天井等に設
けた蛍光灯等の光を受光できず、その受光素子からの出
力は停止する。この場合、論理積演算手段の出力が停止
し、機械可動部に対して可動停止信号が出力される。
【0008】このようにすれば、機械的な接点が不要で
耐久性が向上すると共に、受光素子等の故障が発生した
場合には、論理積演算手段の出力が発生せず人が存在す
る場合と同じ出力形態となり、機械可動部は停止するの
でフェールセーフな構成にでき信頼性も向上する。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。第1実施例の回路構成を示す図1において、図示
しない例えばロボット等の機械可動部の周囲に敷設され
るマットセンサ10は、光を透過する透光性のマット部
材、例えば透明ガラス板11内に、横方向にm列、縦方向
にn列、多数の受光素子P11,P12・・・Pmnが足幅よ
りも狭い間隔で配設されている。これら受光素子P11
12・・・Pmnは、マットセンサ10上方の例えば天井12
に取り付けられた蛍光灯13からの光を受光したとき出力
が発生する。これら各受光素子P11,P12・・・Pmn
出力は、それぞれプリアンプPAMP11,PAMP12
・・PAMPmnで増巾され、コンデンサC11, 12・・
・Cmnを介して更にメインアンプMAMP11, MAMP
12・・・MAMPmnで増巾された後、整流回路RC11
RC 12・・・RCmnで整流され、論理積演算手段として
のアンドゲートANDに入力するよう構成されている。
【0010】アンドゲートANDは、従来公知(例えば
実開昭57−4764号公報等参照)のフェールセーフ
なアンドゲートで、全ての受光素子P11, 12・・・P
mnが蛍光灯13の光を受光して全ての整流回路RC11,R
12・・・RCmnからアンドゲートANDの電源電圧よ
り高いレベルの出力が入力したときに論理値1の出力を
発生し、機械可動部の可動許可出力を発生する。また、
受光素子P11, 12・・・Pmnの少なくとも1つが受光
しないときには、整流回路RC11,RC12・・・RCmn
のうちの対応する整流回路出力がなくなり、アンドゲー
トANDは出力は論理値0、即ち出力が停止し、機械可
動部の可動停止信号を発生する。
【0011】かかる構成において、蛍光灯13には、図2
のaで示す50Hzの周波数の交流電流が整流されて供給さ
れて発光しており、ガラス板11上に人が存在しなけれ
ば、全ての受光素子P11, 12・・・Pmnからは図2の
bで示すリップル出力が発生し、プリアンプPAMP
11, PAMP12・・・PAMPmnで増巾され、コンデン
サC11, 12・・・Cmnを介してメインアンプMAMP
11, MAMP12・・・MAMPmnで増巾され、蛍光灯13
に供給される電流周波数の2倍の図2のcに示すような
交流増巾出力が整流回路RC11,RC12・・・RCmn
入力する。このため、全ての整流回路RC11,RC12
・・RCmnの出力がアンドゲートANDの電源電圧より
高い出力レベルとなり、アンドゲートANDから論理値
1の出力が発生し、この出力によって機械可動部に可動
許可の指令が与えられる。
【0012】従って、人がマットセンサ10上に存在しな
ければ機械可動部は可動することが可能である。一方、
人がマットセンサ10上に存在する場合、ガラス板11内の
受光素子P11,12・・・Pmnの一部は、人によって蛍
光灯13からの光が遮断され受光できず出力が発生しな
い。このため、出力が発生しない受光素子に対応してい
る整流回路からも出力が発生せず、アンドゲートAND
の出力は論理値0となり、出力が停止し、機械可動部の
可動許可信号が発生ぜす、機械可動部は停止する。従っ
て、人がマットセンサ10上に存在する時には、機械可動
部の可動は停止され、機械可動部と人との衝突は防止さ
れて人身事故を未然に防止できる。
【0013】しかも、本実施例のマットセンサ10では、
蛍光灯13が切れた場合、マットセンサ10の回路構成要素
に断線や短絡等の故障が発生した場合等、異常事態の時
には、いずれもアンドゲートANDの出力が停止し、人
が存在する時と同じ出力形態となって機械可動部が停止
するので、フェールセーフな構成であり、安全性およひ
信頼性が格段に向上する。また、機械的な接点を用いて
いないので接点の摩耗等がなく耐久性も向上する。
【0014】次に図3に第2実施例を示すこの実施例で
は、受光素子P11, 12・・・Pmnからの出力が全て同
相であることに着目して、第1実施例のアンドゲートA
NDを図3に示す構成として回路構成を簡素化したもの
である。図において、メインアンプMAMP11, MAM
12・・・MAMPmnまでと第1実施例と同様の構成で
ある。
【0015】そして、本実施例のアンドゲートAND
は、コンデンサC1 , 2 ・・・CP(P=m×n)
と、ダイオードD11,D12・・・Dmnと、トランジスタ
11, 12・・・Qmnと、該トランジスタQ11, 12
・・Qmnの各コレクタ抵抗Ra11,Ra12・・・Ramn
及びベース抵抗Rb11,Rb12・・・Rbmn-1と、アン
ドゲートANDの出力端子の前段に挿入したコンデンサ
Cとで構成してある。そして、各ダイオードD11,D12
・・・Dmnを介して各コンデンサC1 , 2 ・・・CP
の出力側を電源電圧Vccにクランプすると共に、トラン
ジスタQmnのベースに前記コンデンサC1 , 2 ・・・
P からの出力周波数より極めて高い周波数信号は信号
発生回路14から印加するように構成する。
【0016】次にかかる構成のアンドゲートANDの動
作を説明する。マットセンサ10上に人が存在せず、全て
のメインアンプMAMP11, MAMP 12・・・MAMP
mnから交流出力が発生している場合、コンデンサC1 ,
2 ・・・CP の出力波形は、各ダイオードD11,D12
・・・Dmnによって電源電圧V ccにクランプされている
ので、メインアンプMAMP11, MAMP12・・・MA
MPmnからの出力に応じて図4のaような波形となって
いる。この場合、コンデンサC1 , 2 ・・・CP の出
力が電源電圧Vccより高くなった時に、全てのメインア
ンプMAMP11, MAMP12・・・MAMPmnの出力が
同相であるため、図4のbで示す信号発生回路14の交流
信号が各トランジスタQ11, 12・・・Q mnを介して増
巾されて伝達され、コンデンサCを介してアンドゲート
ANDの出力端子OUTに図4のcで示すように発生す
る。このため、この発生した出力によって機械可動部の
可動許可が与えられ、機械可動部は可動可能となる。
【0017】一方、マットセンサ10上に人が存在し、メ
インアンプMAMP11, MAMP12・・・MAMPmn
一部の交流出力が発生しないと、発生していないメイン
アンプに対応するトランジスタによって信号発生回路14
の交流信号が遮断され、また、メインアンプからの出力
周波数は信号発生回路14の周波数より極めて低くコンデ
ンサCで遮断されるので、アンドゲートANDの出力端
子OUTには出力が発生しない。従って、機械可動部の
可動許可信号は消失するので、マットセンサ10上に人が
存在する時は可動部が停止して人の安全を確保する。
【0018】そして、本実施例のアンドゲートANDに
おいても、コンデンサC1 , 2 ・・・CP 、ダイオー
ドD11,D12・・・Dmn、トランジスタQ11, 12・・
・Q mn、コレクタ抵抗Ra11,Ra12・・・Ramn及び
ベース抵抗Rb11,Rb12・・・Rbmn-1等に断線或い
は短絡故障が発生した場合には、出力端子OUTに出力
が発生しないので、フェールセーフな構成になってい
る。
【0019】尚、本実施例では、ガラス板内に、受光素
子を配設する構成としたが、ガラス板内は光ファイバを
配設し、各光ファイバから別の場所に設けた受光素子に
光を導入する構成としてもよい。また、透光性のマット
部材としては、ガラス板に限らず、透明なプラスチック
等、光を透過するものであればよい。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、機
械可動部周囲に敷設するマット部材内に人の足幅より狭
い間隔で多数の受光素子を配設し、上方からの光が人の
存在によって遮られ、少なくとも1つの受光素子から出
力が発生しないときには、機械可動部を停止させる構成
としたので、機械可動部周囲で作業する作業者の安全を
確保することができる。また、従来のような機械的な接
点を用いていないので耐久性を向上できる。しかも、受
光素子等の回路故障が発生した時の出力形態が、機械可
動部を停止させる出力形態と同じとなるので、フェール
セーフな構成であり、安全性及び信頼性を格段に向上で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の回路構成図
【図2】同上第1実施例の要部出力波形を示す図
【図3】本発明の第2実施例のアンドゲートの回路構成
【図4】同上第2実施例の要部出力波形を示す図
【図5】従来のマットセンサの要部構成図
【符号の説明】
10 マットセンサ 11 ガラス板 13 蛍光灯 14 信号発生回路 P11, 12・・・Pmn 受光素子 AND アンドゲート Vcc 電源電圧

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】機械可動部の周囲に敷設され光を透過する
    透光性のマット部材内に、上方からの光を受光した時に
    出力を発生する受光素子を少なくとも足幅よりも狭い間
    隔で多数配設すると共に、これら受光素子からの受光検
    出出力の論理積演算を行い前記受光検出出力の少なくと
    も1つがなくなったとき前記機械可動部の可動停止信号
    を発生する論理積演算手段とを備えて構成したことを特
    徴とするマットセンサ。
JP11264892A 1992-05-01 1992-05-01 マットセンサ Pending JPH05307086A (ja)

Priority Applications (1)

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JP11264892A JPH05307086A (ja) 1992-05-01 1992-05-01 マットセンサ

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11264892A JPH05307086A (ja) 1992-05-01 1992-05-01 マットセンサ

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ID=14591995

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JP11264892A Pending JPH05307086A (ja) 1992-05-01 1992-05-01 マットセンサ

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JP (1) JPH05307086A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017106910A (ja) * 2015-11-25 2017-06-15 ピルツ ゲーエムベーハー アンド コー.カーゲー 技術設備を保護する安全マット

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017106910A (ja) * 2015-11-25 2017-06-15 ピルツ ゲーエムベーハー アンド コー.カーゲー 技術設備を保護する安全マット
US10060761B2 (en) 2015-11-25 2018-08-28 Pilz Gmbh & Co. Kg Safety mat for safeguarding a technical installation

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