JPH0591036U - 多光軸光電スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各光軸毎の動作状態の点検を迅速且つ正確に
実施する。 【構成】 点検モード設定状態で、受光器２のマイクロ
コンピュータ１５は、点検作業によって１光軸ずつ順次
遮光されると、プログラムに従って各光軸８ａ乃至８ｈ
に対応して遮光検出フラグＦa 乃至Ｆh をセットする
（ステップＳ６）。全ての遮光検出フラグがＦa 乃至Ｆ
h がセットされると（ステップＳ５）、正常状態である
として検出モードに戻り、そうでない場合には、何度点
検作業を実施しても点検モードを抜け出せなくなって、
異常状態であることが判断される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、検出エリアに向けて光を照射する複数の投光素子と、これらの複数 の投光素子と１対１で対応して光軸を構成する複数の受光素子とにより検出エリ ア内の遮光状態を検出するようにした多光軸光電スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種の光電スイッチは、広い検出エリアで物体の有無を検出できるので、プ レス装置の安全装置等に利用される。例えば、同期式の光電スイッチの概略的構 成は次の通りである。

【０００３】 即ち、対をなす投光素子及び受光素子を複数対設け、制御回路からの信号によ り投光素子を１個ずつ順次検出エリア内に向けて発光させる。一方、受光素子群 は複数の入力端子を備えた選択回路に接続され、それらの受光素子群のうち発光 している投光素子と対をなし光軸を構成する１つの受光素子のみが投光素子の発 光タイミングと同期して選択回路により有効化される。

【０００４】 そして、受光素子から選択回路を通った受光信号は、受光アンプにより増幅さ れ、比較回路によって所定の基準レベルと比較され、何れかの受光素子における 受光量が低くなったと判断されたときには、その検出エリアのうちその投光素子 と受光素子による光軸中に物体が侵入したことが判断される。

【０００５】 この場合、１つの投光素子が発光しているときには、光軸を構成する受光素子 からの受光信号のみを有効化するのは次の理由による。即ち、投光素子から発せ られる光がそれと対をなす受光素子のみに入射されるとは限らず、その近傍に設 けられている受光素子にも比較的強度の大きい光として入射する場合がある。従 って、全ての受光素子からの受光信号が等しく１つの比較回路に入力される構成 とすると、物体の侵入によってその光軸が遮光状態にあるにも拘らず受光状態と 判断してしまい、物体の侵入を正確に検出できなくなるからである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、このように安全装置として用いるものでは、事前に動作状態を点検 して正常に動作していることを確認することが安全作業上の必須条件である。特 に、エリアセンサのように光軸を多数有するものでは、一見正常動作をしている ように見えても、実際には特定光軸が検出動作不良を起こしていてこれを看過し てしまう場合があり、そのような状態においては、最小検出物体寸法が増大して 検出精度が低下することがあるからである。

【０００７】 点検作業としては、一般的には、エリアセンサの動作状態で作業者が検出エリ ア内で手等を移動させることにより光軸を順次遮り、これに伴う遮光状態検出の 出力信号のオンオフを確認する方法が採られている。

【０００８】 しかしながら、このような方法では、出力のオンオフ動作が速すぎて各光軸毎 に確実に点検できない場合があり、上記したような不具合が発生していても看過 してしまう虞がある。そこで、確実に点検するためには、作業者が注意深く１光 軸毎に遮光して遮光状態検出の出力を確認してゆく必要があるが、この場合には 、点検作業に時間がかかると共に作業者にとっては面倒で煩わしい作業となって しまう状況であった。

【０００９】 本考案は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、点検作業を迅速且 つ確実に実施することができる多光軸光電スイッチを提供するにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案の多光軸光電スイッチは、検出エリアに向けて光を照射する複数の投光 素子と、これらの複数の投光素子と１対１で対応して光軸を構成するようにした 複数の受光素子と、これら複数の受光素子からの受光信号に基づいて前記検出エ リアにおける遮光状態を判断する判断手段と、前記複数の光軸を１光軸毎に遮光 する点検モード状態で前記複数の光軸のうち一つでも遮光状態と判断されない光 軸があるときに異常と判断する点検手段とを設けて構成したところに特徴を有す る。

【００１１】

【作用】

本考案の多光軸光電スイッチによれば、点検モードに設定された状態で、例え ば作業者が棒等により１光軸毎に順次遮光して点検動作を行なうと、点検手段は 次のように動作する。即ち、正常に動作している状態のときには、１光軸毎に遮 光すると、その光軸の投光素子からの光は対となる受光素子に入射しない状態で ある筈であるから、判断手段は遮光状態と判断する。そして、すべての光軸につ いて遮光状態が判断されると正常に動作しているとして、点検手段は異常の判断 をしない。

【００１２】 一方、光軸間の同期が崩れたり或は光軸間のショート等による故障が発生して 、その光軸を遮光しても投光素子からの光が他の光軸の受光素子により受けられ て遮光状態と判断されない場合がある。そして、このような場合には、点検モー ドに設定された状態で、１光軸毎に遮光すると、遮光状態と判断されない光軸が あることにより、点検手段は異常であると判断する。従って、この状態では遮光 状態の確実な検出ができないことが点検手段により判断されたのである。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案をプレス装置の安全装置等に用いられる８光軸のエリアセンサに 適用した場合の一実施例について図面を参照しながら説明する。

【００１４】 図１は電気的構成の概略を示すもので、このエリアセンサは、電気的に分離さ れた投光器１及び受光器２から構成されている。

【００１５】 まず、投光器１において、複数の投光素子たる８個のＬＥＤ（発光ダイオード ）３ａ乃至３ｈは投光回路４を介してマイクロコンピュータ５に接続されている 。直流電源回路６は、マイクロコンピュータ５に接続されると共に、電流検出回 路７を介して投光回路４に接続され、所定の直流電圧で給電するようになってい る。尚、電流検出回路７は、例えば、通電電流に比例して端子電圧が得られる電 流検出用抵抗とその端子電圧が与えられる２個の比較器から構成され、端子電圧 が所定範囲内にあるときに一方の比較器は「Ｈ」レベル，他方の比較器は「Ｌ」 レベルの信号をマイクロコンピュータ５に入力するようになっている。

【００１６】 マイクロコンピュータ５は、後述するように投光回路４を介してＬＥＤ３ａ乃 至３ｈに投光信号を与えるようになっており、ＬＥＤ３ａ乃至３ｈは夫々検出エ リア８内に向けて８光軸８ａ乃至８ｈの検出用の光を順次投射する。

【００１７】 また、マイクロコンピュータ５には投光器１の動作状態を表示するための表示 回路９が接続されている。この表示回路９には表示用のＬＥＤ９ａ（図２参照） が配設されており、後述するように投光器１の動作状態に応じてマイクロコンピ ュータ５から表示信号が与えられるようになっている。

【００１８】 さて、上述の投光回路４は、図２に示すように構成されている。即ち、各ＬＥ Ｄ３ａ乃至３ｈには夫々を点灯駆動するための駆動回路１０ａ乃至１０ｈが接続 されている。各駆動回路１０ａ乃至１０ｈは、夫々ＡＮＤ回路１１ａ乃至１１ｈ の出力端子に接続されている。ＡＮＤ回路１１ａ乃至１１ｈの各一方の入力端子 は、夫々シフトレジスタ１２ａ乃至１２ｈの出力端子Ｑ０乃至Ｑ７に接続されて おり、ＡＮＤ回路１１ａ乃至１１ｈの各他方の入力端子はマイクロコンピュータ ５の出力端子Ａに接続されている。

【００１９】 シフトレジスタ１２ａのデータ入力端子Ｄ０はマイクロコンピュータ５の出力 端子Ｂに接続され、出力端子Ｑ０はシフトレジスタ１２ｂのデータ入力端子Ｄ１ に接続され、以下同様にしてシフトレジスタ１２ｃ乃至１２ｈの出力端子とデー タ入力端子とが順次接続されている。そして、シフトレジスタ１２ｈの出力端子 Ｑ７はマイクロコンピュータ５に接続されている。また、シフトレジスタ１２ａ 乃至１２ｈの各クロック入力端子ＣＫはマイクロコンピュータ５の出力端子Ｃに 接続されている。

【００２０】 尚、投光回路４はＬＥＤ３ａ乃至３ｄを投光駆動するメイン回路部４ａと、Ｌ ＥＤ３ｅ乃至３ｈを投光駆動するサブ回路部４ｂとに分けた構成としており、本 実施例においては８光軸用として２つの回路部４ａ，４ｂをシリアルに接続した 状態で使用している。そして、サブ回路部４ｂの後段には、さらに同様のサブ回 路部をシリアルに接続可能となっている。

【００２１】 次に、受光器２において、複数の受光素子たる８個のＰＤ（フォトダイオード ）１３ａ乃至１３ｈは、受光回路１４を介して点検手段たるマイクロコンピュー タ１５に接続されている。直流電源回路１６は、マイクロコンピュータ１５に接 続され、所定の直流電圧で給電するようになっている。また、各ＰＤ１３ａ乃至 １３ｈはＬＥＤ３ａ乃至３ｈと夫々対をなすように検出エリア８に向けて配置構 成されている。

【００２２】 受光回路１４の出力線は、回線チェック回路１７を介してマイクロコンピュー タ１５に接続されると共に、判断手段たる検出回路１８を介してマイクロコンピ ュータ１５に接続されている。マイクロコンピュータ１５には判断結果を出力す る出力回路１９が接続されると共に、判断結果を表示する表示回路２０が接続さ れている。

【００２３】 後述するように、フォトダイオード１３ａ乃至１３ｈにより受けた検出エリア ８からの光は、電気的な出力信号に変換された後に検出回路１８を介してマイク ロコンピュータ１５に入力され、検出エリア８内の状態を判断するようになって いる。

【００２４】 さて、上述の受光器２は、詳しくは図３に示すように構成される。即ち、各Ｐ Ｄ１３ａ乃至１３ｈには夫々受光信号を電気信号に変換する変換回路２１ａ乃至 ２１ｈが接続されている。各変換回路２１ａ乃至２１ｈは夫々アナログスイッチ ２２ａ乃至２２ｈを介して検出回路１８及び回線チェック回路１７に接続されて いる。アナログスイッチ２２ａ乃至２２ｈの各ゲートには夫々シフトレジスタ２ ３ａ乃至２３ｈの出力端子Ｑ０乃至Ｑ７が接続されている。

【００２５】 尚、上述の回線チェック回路１７は、アナログスイッチ２２ｈのオン状態にお ける出力電圧により「Ｈ」レベルの出力，アナログスイッチ２２ａ乃至２２ｈの オフ状態の出力電圧により「Ｌ」レベルの出力をマイクロコンピュータ１５に与 えるようになっている。

【００２６】 シフトレジスタ２３ａのデータ入力端子Ｄ０はマイクロコンピュータ１５の出 力端子ａに接続され、出力端子Ｑ０はシフトレジスタ２３ｂのデータ入力端子Ｄ １に接続され、以下同様にしてシフトレジスタ２３ｃ乃至２３ｈがシリアルに接 続されている。シフトレジスタ２３ｈの出力端子Ｑ７はマイクロコンピュータ１ ５に接続されている。また、シフトレジスタ２３ａ乃至２３ｈの各クロック入力 端子ＣＫはマイクロコンピュータ１５の出力端子ｂに接続されている。

【００２７】 尚、受光回路１４は、ＰＤ１３ａ乃至１３ｄからの受光信号を受付けるメイン 回路部１４ａと、ＰＤ１３ｅ乃至１３ｈからの受光信号を受付けるサブ回路部１ ４ｂとに分けた構成としており、本実施例においては、８光軸用として２つの回 路部１４ａ，１４ｂをシリアルに接続した状態で使用している。そして、サブ回 路部１４ｂの後段には、さらに同様のサブ回路部をシリアルに接続可能となって いる。

【００２８】 検出回路１８は、遮光検出用の比較回路１８ａ，安定入光検出用の比較回路１ ８ｂ及び波形整形回路１８ｃから構成されており、夫々受光回路１４から検出信 号が与えられ、その出力をマイクロコンピュータ１５に与える。また、マイクロ コンピュータ１５からは、夫々の回路１８ａ乃至１８ｃにヒステリシス用のフィ ードバック信号が与えられるようになっている。

【００２９】 遮光検出用の比較回路１８ａは、所定の入光検出レベルを超える受光信号が与 えられると、入光状態を示す「Ｈ」レベルの信号をマイクロコンピュータ１５に 出力するようになっている。安定入光検出用の比較回路１８ｂは、上述の入光検 出レベルよりも高い安定入光検出レベルが設定されており、この安定入光検出レ ベルを超える受光信号が与えられると、安定入光状態を示す「Ｈ」レベルの信号 をマイクロコンピュータ１５に与えるようになっている。また、波形整形回路１ ８ｃは後述するようにバースト信号が受光信号として与えられると、同期検出信 号をマイクロコンピュータ１５に与えるようになっている。

【００３０】 出力回路１９は、遮光の検出出力をする検出出力回路１９ａ及び不安定入光状 態を報知するための警報出力回路１９ｂから構成されており、マイクロコンピュ ータ１５からの出力信号に応じて、出力端子に接続された図示しない負荷に出力 を与える。

【００３１】 表示回路２０は、３個のＬＥＤ２０ａ，２０ｂ，２０ｃから構成され、例えば 、ＬＥＤ２０ａは赤色，ＬＥＤ２０ｂは黄色，ＬＥＤ２０ｃは緑色とされている 。そして、これらのＬＥＤ２０ａ乃至２０ｃは、マイクロコンピュータ１５から の表示出力信号に応じて、夫々点灯，消灯或は点滅等のモードで動作されること により、後述するように受光状態を示す種々のモードで駆動されるようになって いる。

【００３２】 次に、本実施例の作用について、１サイクル中の各検出動作を行なう検出モー ド（イ）について図４及び図５を参照しながら説明し、これに続いて点検動作を 行なう点検モード（ロ）について図６の点検プログラムのフローチャートを参照 して説明する。

【００３３】 尚、図４のタイムチャートは、投光器１におけるマイクロコンピュータ５の各 部からの出力信号及び投光回路４の各部における出力状態を示すもので、図２中 にＡ乃至Ｋで示す部分の出力状態に相当する。また、図５のタイムチャートは、 受光器２におけるマイクロコンピュータ１５の各部からの出力信号及び受光回路 １４の各部における出力状態を示すもので、図３中にａ乃至ｊで示す部分の出力 状態に相当する。

【００３４】 （イ）検出モード この検出モードにおいては、夫々の検出動作について、以下に示す１サイクル （例えば５ｍｓｅｃで１サイクル）中の各動作に分けて説明する。即ち、（１） 待機状態，（２）同期信号検出，（３）外乱光の検出動作，（４）遮光状態の検 出動作，（５）投光状態の検出動作及び（６）受光状態の検出動作である。

【００３５】 （１）待機状態 まず、投光器１において、マイクロコンピュータ５は、シフトレジスタ１２ａ のデータ入力端子Ｄ０にパルス信号を入力する（図４（Ｂ）参照）と共に、シフ トレジスタ１２ａ乃至１２ｈのクロック入力端子ＣＫにクロック信号を入力する （図４（Ｃ）参照）。

【００３６】 これにより、シフトレジスタ１２ａの出力端子Ｑ０は「Ｈ」レベルとなり（図 ４（Ｄ）参照）、ＡＮＤ回路１１ａの一方の入力端子に「Ｈ」レベルの信号が与 えられた状態となる。これにより、ＡＮＤ１１ａの他方の入力端子に「Ｈ」レベ ルの信号が与えられると、駆動回路１０ａによりＬＥＤ３ａが点灯される状態と なっている。

【００３７】 一方、受光器２において、マイクロコンピュータ１５は、シフトレジスタ２３ ａのデータ入力端子Ｄ０にパルス信号を入力する（図５（ａ）参照）と共に、シ フトレジスタ２３ａ乃至２３ｈのクロック入力端子ＣＫにクロック信号を入力す る（図５（ｂ）参照）。

【００３８】 これにより、シフトレジスタ２３ａの出力端子Ｑ０は「Ｈ」レベルとなり、（ 図５（ｃ）参照）、アナログスイッチ２２ａは導通状態となる。これにより、変 換回路２１ａは、ＰＤ１３ａにより検出される受光信号を検出回路１８に出力可 能状態となる。

【００３９】 そして、以上によりＬＥＤ３ａからの投光はＰＤ１３ａにより検出可能な待機 状態に設定される。

【００４０】 （２）同期信号検出 投光器１のマイクロコンピュータ５は、ＡＮＤ回路１１ａ乃至１１ｈの各他方 の入力端子に同期用のバースト信号を出力する（図４（Ａ）参照）。これにより 、ＬＥＤ３ａは駆動回路１０ａにより駆動され、検出エリア８に向けて同期検出 用の光を投射する。

【００４１】 一方、受光器２においては、ＬＥＤ３ａにより検出エリア８に投射された同期 検出用の光をＰＤ１３ａにより受けると、変換回路２１ａ及びアナログスイッチ ２２ａを介して波形整形回路１８ｃに受光信号が入力される。波形整形回路１８ ｃはこの受光信号のレベルが所定値に達すると同期検出信号をマイクロコンピュ ータ１５に入力する。

【００４２】 これにより、マイクロコンピュータ１５は、同期検出信号を受け、これを判定 して所定長さの信号であった場合に、以下に説明する所定の検出動作を行なうべ く、所定のタイミングで受光回路１４に制御信号を出力するようになる。

【００４３】 （３）外乱光の検出動作 投光器１において、マイクロコンピュータ５は、バースト信号を出力した後一 定期間信号を出力しない状態が保持される。即ち、ＡＮＤ回路１１ａ乃至１１ｈ の各他方の入力端子には「Ｌ」レベルの信号が与えられ、全てのＬＥＤ３ａ乃至 ３ｈは消灯状態となっている。

【００４４】 一方、投光器１により投光が行われない上述の一定期間中に、受光器２におい ては、外乱光を検出するために、次のように動作する。即ち、マイクロコンピュ ータ１５は、シフトレジスタ２３ａ乃至２３ｈのクロック出力端子ＣＫに短い間 隔で連続した７個のクロック信号を与える。

【００４５】 シフトレジスタ２３ａ乃至２３ｈにおいては、クロック信号が与えられる度に 「Ｈ」レベルの信号出力の状態が出力端子Ｑ０からＱ７に向けてシフトされてゆ く（図５（ｃ）〜（ｊ）参照）。これにより、アナログスイッチ２２ａが導通状 態であったのが、順次アナログスイッチ２２ｂ乃至２２ｈの導通状態へとシフト されてゆき、ＰＤ１３ａ乃至１３ｈの受光信号を順次検出回路１８に与えるよう になる。

【００４６】 いま、投光器１からは投光されていないので、上述の動作により受光信号は検 出されない筈であるが、この状態で受光信号が検出される場合には投光器１以外 の光源からの光即ち外乱光が検出されたことになる。このようにして外乱光を検 出した場合には、マイクロコンピュータ１５は、表示回路２０の赤色ＬＥＤ２０ ａに点滅信号を与えると共に、警報出力回路１９ｂに「Ｈ」レベルの信号を出力 して「外乱光検出状態」を報知する。

【００４７】 そして、上述の「外乱光検出状態」の報知は、検出頻度が小さい場合つまり短 時間で且つ１回でも検出すると行ない、さらに、この「外乱光検出状態」が例え ば６μｓｅｃ以上継続したり、或は３回のサイクルで連続して検出された場合に は、検出頻度が大であるとして、マイクロコンピュータ１５は、上記に加えて検 出用出力回路１９ａにも検出信号を出力する。つまり、検出出力を物体の侵入に よる遮光状態と同様の状態とすることによって安全側に働かせる。また、この出 力状態はロックされ、電源がオフされるまで維持される。

【００４８】 尚、この場合、上記の外乱光検出のための一定期間としては例えば８００μｓ ｅｃ程度の時間が設定されている。

【００４９】 （４）遮光状態の検出動作 外乱光検出動作が終了すると、投光器１において、マイクロコンピュータ５は 、ＡＮＤ回路１１ａ乃至１１ｈの各他方の入力端子に所定間隔でパルス信号を順 次出力する（図４（Ａ）参照）と共に、このパルス信号のパルス間にシフトレジ スタ１２ａ乃至１２ｈにクロック信号を順次出力する（図４（Ｃ）参照）。これ により、まず、初めの状態でシフトレジスタ１２ａが「Ｈ」レベルであることに より（図４（Ｄ）参照）、ＡＮＤ回路１１ａにパルス信号が与えられた期間中Ｌ ＥＤ３ａが点灯される。

【００５０】 一方、受光器２においては、マイクロコンピュータ１５は、シフトレジスタ２ ３ａのデータ入力端子Ｄ０に「Ｈ」レベルの信号を出力すると共に、シフトレジ スタ２３ａ乃至２３ｈのクロック入力端子ＣＫに所定時間間隔をおいてパルス列 を出力する。

【００５１】 これにより、シフトレジスタ２３ａの出力端子Ｑ０から「Ｈ」レベルの信号が 出力されてアナログスイッチ２２ａを導通状態とし、ＰＤ１３ａの検出信号を有 効化する。従って、上述のＬＥＤ３ａの点灯時に、その光軸８ａが物体の侵入に より遮光されなければ、ＬＥＤ３ａからの投光はＰＤ１３ａにより検出され、遮 光検出回路１８ａを介してマイクロコンピュータ１５に「Ｈ」レベルの入光状態 を示す信号が出力される。

【００５２】 また、物体が侵入してＬＥＤ３ａの投光を遮光しているときには、受光信号が 出力されないことにより、マイクロコンピュータ１５は、遮光が１回検出された ことを記憶する。そして、遮光の検出が２回以上連続した場合には、マイクロコ ンピュータ１５は「遮光状態」と判断し、表示回路２０の赤色ＬＥＤ２０ａを点 灯させると共に、検出出力回路１９ａに出力信号を与えるようになっている。

【００５３】 以下、ＬＥＤ３ｂ乃至３ｈ及びＰＤ１３ｂ乃至１３ｈの夫々の対が順次動作さ れ、各光軸８ａ乃至８ｈの光を授受する。そして、マイクロコンピュータ１５は 、上述同様にして物体の侵入による「遮光状態」の有無を検出する。

【００５４】 （５）投光状態の検出動作 ａ．シフトレジスタの動作状態検出 投光器１において、マイクロコンピュータ５は、シフトレジスタ１２ｈの出力 端子Ｑ７からの出力信号に基づいてシフトレジスタ１２ａ乃至１２ｈの動作状態 に異常がないかを検出する。

【００５５】 即ち、シフトレジスタ１２ａ乃至１２ｈが正常に動作していれば、シフトレジ スタ１２ｈの出力端子Ｑ７は、マイクロコンピュータ５に図４（Ｋ）に示すよう な信号を出力する筈である。マイクロコンピュータ５には予めこの正常動作時の 入力パターンが記憶されており、シフトレジスタ１２ｈからの信号がその入力パ ターンに一致しないときには、シフトレジスタ１２ａ乃至１２ｈの何れかに故障 が発生していると判断し、表示回路９のＬＥＤ９ａに点滅信号を出力すると共に 全ての投光動作を停止する。

【００５６】 これにより、シフトレジスタ１２ａ乃至１２ｈの何れかが故障することによっ て、出力端子に「Ｈ」レベル信号が出たままとなっていたり、出力信号のシフト 動作が行われない等の誤動作の発生を報知することができる。また、全ての投光 動作を停止させ、物体の侵入による遮光状態と同様の状態にすることによって安 全側に働かせる。そして、この状態はロックされ、電源がオフされるまで維持さ れる。

【００５７】 ｂ．多重投光異常の検出 前述したように、ＬＥＤ３ａ乃至３ｈへの通電は電流検出回路７を介して行わ れ、その通電電流に応じて現われる検出電圧が所定範囲内にあれば、２個の比較 器からは夫々「Ｈ」レベル及び「Ｌ」レベルの検出信号が出力される。そして、 点灯動作が正常に行われている場合には、ＬＥＤ３ａ乃至３ｈが、順次１個ずつ 点灯されるようになっているので、点灯時のの通電電流値は一定範囲内となり、 ２個の比較器からは夫々「Ｈ」レベル及び「Ｌ」レベルの信号が出力されている 筈である。

【００５８】 マイクロコンピュータ５は、ＬＥＤ３ａ乃至３ｈの夫々について通電点灯を実 施したときに、電流検出回路７からの検出信号が、「Ｈ」レベル及び「Ｌ」レベ ルのときに正常と判断し、それ以外の場合には「異常状態」と判断して表示回路 ９のＬＥＤ９ａに点滅信号を出力すると共に、全ての投光動作を停止する。

【００５９】 これにより、シフトレジスタ１２ａ乃至１２ｈ，ＡＮＤ回路１１ａ乃至１１ｈ 或は駆動回路１０ａ乃至１０ｈの何れかが故障してＬＥＤ３ａ乃至３ｈが同時に ２個以上点灯されたり、或は１個も点灯されなくなる状態を迅速に検出して報知 することができる。また、全ての投光動作を停止させ（２個以上点灯されていた とき）、物体の侵入による遮光状態と同様の状態にすることによって安全側に働 かせる。そして、この投光停止状態はロックされ、電源がオフされるまで維持さ れる。

【００６０】 （６）受光状態の検出動作 ａ．入光（受光）レベル検出 受光器２において、ＰＤ１３ａ乃至１３ｈによる受光信号は、安定入光検出回 路１８ｂにも入力されるようになっている。そして、前述のように、この安定入 光検出回路１８ｂにおける安定検出レベルは、前述の遮光検出回路１８ａの検出 レベルよりも高いレベルに設定されている。

【００６１】 安定入光検出回路１８ｂは、受光信号が与えられると、そのレベルが安定検出 レベルと比較し、ＰＤ１３ａ乃至１３ｈからの受光信号のレベルが安定検出レベ ルを超えたときに、マイクロコンピュータ１５に「安定入光状態」を示す検出信 号を出力する。また、これに応じてマイクロコンピュータ１５は、全てのＰＤ１ ３ａ乃至１３ｈからの「安定入光状態」を示す検出信号を得たときに、表示回路 ２０の緑色のＬＥＤ２０ｃに点灯信号を出力して「安定入光状態」を報知し、安 定入光検出回路１８ｂにヒステリシス用のフィードバック信号を与える。

【００６２】 一方、不安定な入光状態、例えば、光軸がずれていたり、或は図示しない装置 の窓部等が汚れていたり粉塵等の付着により投光或は受光のレベルが低下してい たりする場合には次のように動作する。即ち、ＰＤ１３ａ乃至１３ｈへの入光状 態が不安定になっていると、たとえ遮光検出回路１８ａの検出レベルを超える受 光信号であっても、安定入光検出回路１８ｂの安定検出レベルを超えていなけれ ば、マイクロコンピュータ１５は「不安定入光状態」と判断する。

【００６３】 このとき、マイクロコンピュータ１５は、まず、表示回路２０の黄色のＬＥＤ ２０ｂに点灯信号を出力して「不安定入光状態」を表示する。そして、この「不 安定入光状態」が例えば５秒間連続して検出されると、マイクロコンピュータ１ ５は、黄色のＬＥＤ２０ｂに点滅信号を出力すると共に、警報出力回路１９ｂに 出力信号を与えて報知する。

【００６４】 これにより、不安定な入光状態を早急に検知して注意を促すことができ、誤検 出を未然に防止することができる。

【００６５】 ｂ．シフトレジスタの動作状態検出 受光器２において、マイクロコンピュータ１５は、シフトレジスタ２３ｈの出 力端子Ｑ７からの出力信号に基づいてシフトレジスタ２３ａ乃至２３ｈの動作状 態に異常がないかを検出する。

【００６６】 即ち、シフトレジスタ２３ａ乃至２３ｈが正常に動作していれば、シフトレジ スタ２３ｈの出力端子Ｑ７は、マイクロコンピュータ１５に図５（ｊ）に示すよ うな信号を出力する筈である。マイクロコンピュータ１５には予めこの正常動作 時の入力パターンが記憶されており、シフトレジスタ２３ｈからの信号がその入 力パターンに一致しないときには、シフトレジスタ２３ａ乃至２３ｈの何れかに 故障が発生していると判断する。そして、マイクロコンピュータ１５は、表示回 路２０の全てのＬＥＤ２０ａ乃至２０ｃに点滅信号を出力すると共に、検出出力 回路１９ａ及び警報出力回路１９ｂの両者に出力信号を与えて「異常状態」であ る旨の報知を行なう。

【００６７】 これにより、シフトレジスタ２３ａ乃至２３ｈの何れかが故障することによっ て、出力端子に「Ｈ」レベル信号が出たままとなっていたり、出力信号のシフト 動作が行われない等の誤動作の発生を報知することができる。また、検出出力を 物体の侵入による遮光状態と同様の状態にすることによって安全側に働かせる。 そして、この状態はロックされ、電源がオフされるまで維持される。

【００６８】 ｃ．アナログスイッチの動作状態検出 前述のように、回線チェック回路１７は、アナログスイッチ２２ａ乃至２２ｈ の出力端子に接続されており、その比較出力はマイクロコンピュータ１５に入力 されるようになっている。そして、マイクロコンピュータ１５は、図５（ｂ）に 示すように、アナログスイッチ２２ｈの出力電圧を、受光動作が行なわれていな い所定のタイミング、即ち、アナログスイッチ２２ｈのオン状態とオフ状態の２ 点で検出した回線チェック回路１７からの出力信号に応じて判断する。

【００６９】 マイクロコンピュータ１５は、回線チェック回路１７からの出力信号が上記２ 点の検出で「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに反転したときに正常に動作している と判断し、それ以外の場合には、検出回路１８への出力線が断線していたり、或 はアナログスイッチ２２ａ乃至２２ｈの何れかがオン状態のままとなっていたり する等の「異常状態」であると判断する。そして、マイクロコンピュータ１５は 、「異常状態」を判断すると、表示回路２０の全てのＬＥＤ２０ａ乃至２０ｃに 点滅信号を出力すると共に、検出出力回路１９ａ及び警報出力回路１９ｂの両者 に出力信号を与えて「異常状態」である旨の報知を行なう。

【００７０】 これにより、検出回路１８への回線，シフトレジスタ２３ａ乃至１２ｈ，アナ ログスイッチ２２ａ乃至２２ｈ或は変換回路２１ａ乃至２１ｈの何れかに故障が 発生している場合には迅速に検出して報知することができる。また、検出出力を 物体の侵入による遮光状態と同様の状態にすることによって安全側に働かせる。 そして、この状態はロックされ、電源がオフされるまで維持される。

【００７１】 尚、以上の各種検出動作による検出状態は、投光器１及び受光器２の夫々の表 示状態に対応させると表１及び表２のようにまとめられる。

【００７２】

【表１】

【００７３】

【表２】 （ロ）点検モード これは、安全装置としてのエリアセンサの各光軸毎の遮光検出が正常に行なわ れるか否かを点検するためのモードで、この点検モードが設定されると、マイク ロコンピュータ１５は図６に示す点検プログラムのフローチャートに従って点検 動作を実施する。尚、この点検モードは、電源投入時に必ず実施するようにして 点検忘れを防止するようにしても良いし、また、検出モード実施中に適宜実施す るようにしても良いものである。

【００７４】 即ち、まず、マイクロコンピュータ１５は、出力回路１９及び表示回路２０へ の遮光検出の出力を無効化して（ステップＳ１）、これに続く点検の検出出力を オフ状態とする。続いて、マイクロコンピュータ１５は、各光軸８ａ乃至８ｈに 対応して設定された遮光検出フラグＦa 乃至Ｆh を「０」にセットしてクリア状 態とする（ステップＳ２）。この状態で、マイクロコンピュータ１５は、以下に 示す点検作業が行なわれるまで点検待機状態となる（ステップＳ３）。

【００７５】 さて、上記の状態で、点検作業として、例えば１光軸毎に遮光可能な棒等を用 い、検出エリア８内に挿入して上から下に向かって移動させることにより各光軸 ８ａ乃至８ｈを１光軸ずつ順次遮光してゆく。これに応じてマイクロコンピュー タ１５は、次のように動作する。

【００７６】 いま、エリアセンサが故障等を起こしていない正常な場合には、この点検作業 により順次光軸８ａ乃至８ｈが遮光されると、マイクロコンピュータ１５は、光 軸８ａ乃至８ｈの遮光状態を順次検出してゆく。このとき、マイクロコンピュー タ１５は、ステップＳ４で、１光軸のみが遮光されている状態を検出していると きには、正しい点検作業が行なわれているとして次のステップＳ５を経てステッ プＳ６に進み、遮光を検出した光軸の遮光検出フラグＦa 乃至Ｆh を「１」にセ ットし、ステップＳ３に戻る。

【００７７】 尚、２光軸以上が同時に遮光されている場合には、点検作業が正しく行なわれ ていないとしてステップＳ４において「ＮＯ」と判断し、ステップＳ２に戻って 正しい点検作業が行なわれるまで上述のステップＳ２乃至Ｓ４を繰り返す。

【００７８】 そして、このようにステップＳ３乃至Ｓ６を繰り返し、遮光検出フラグＦa 乃 至Ｆh が全てセットされると、つまり、全ての光軸８ａ乃至８ｈについて１光軸 ずつの遮光動作に応じる遮光検出動作が正常であった場合には、ステップＳ５で 「ＹＥＳ」と判断して出力回路１９及び表示回路２０の遮光検出の出力を無効化 している状態を解除して（ステップＳ７）点検モードを終了し、検出モードの実 行状態にリターンする。

【００７９】 しかして、光軸８ａ乃至８ｈの受光器２側で光軸ショート等の故障が発生する と、ショートしている光軸例えば光軸８ａを遮光しても、別の光軸８ｂのＰＤ１ ３ｂによりＬＥＤ３ａの光を受けた受光信号が検出回路１８に入力されることに なり、その光軸８ａの遮光検出フラグがセットされないことになる。

【００８０】 従って、このような故障状態においては、光軸８ａが遮光されている状態であ っても、ＰＤ１３ｂを介して受光信号が検出回路１８に与えられることになり、 マイクロコンピュータ１５は遮光状態を検出することができなくなる。

【００８１】 これにより、マイクロコンピュータ１５は、何度点検作業が行なわれても、ス テップＳ５で全ての遮光検出フラグＦa 乃至Ｆh が「１」にセットされないこと から、「ＮＯ」と判断することになり、ステップ７には移行しなくなる。従って 、検出モードに戻らないことから異常状態であることが判断されるのである。

【００８２】 尚、このような異常状態になるのは、次のような場合である。即ち、例えば変 換回路２１ａ及び２１ｂの出力端子が短絡している場合、或はＰＤ１３ｂの出力 端子が変換回路２１ａの入力端子と短絡している場合、さらには、アナログスイ ッチ２２ａ及び２２ｂのゲート端子が短絡している場合等で、これらの故障は前 述した検出動作により検出されないものである。

【００８３】 このような本実施例によれば、点検モードにおける点検動作に応じて、マイク ロコンピュータ１５により、各光軸８ａ乃至８ｈの１光軸のみの遮光状態を検出 して全ての遮光検出フラグＦa 乃至Ｆh が「１」にセットされたときに正常動作 状態にあると判断するようにしたので、点検作業を迅速且つ正確に実施すること ができる。

【００８４】 尚、上記実施例においては、外乱光の検出を、ＰＤ１３ａ乃至１３ｈについて 一括して検出する一定期間を設けて行なうようにしたが、これに限らず、例えば 、１光軸或は複数光軸の投光が終了する度に検出するようにしても良い。

【００８５】 また、上記実施例においては、警報出力回路１９ｂを設ける構成としたが、こ れに限らず、警報出力による報知に代えて表示灯等により報知するように構成し ても良い。

【００８６】 さらに、上記実施例においては、本考案を８光軸用の同期形のエリアセンサに 適用した場合について述べたが、これに限らず、光軸を構成する投光素子と受光 素子の対が複数あるもの全般に適用できるし、また、時分割の同期によらず投光 周期の違いや投光領域の違いにより各光軸の１対１の対応をとる方式の光電スイ ッチに適用しても良い。

【００８７】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の多光軸光電スイッチによれば、点検手段により 、投光素子と受光素子との対により構成される複数の光軸を１光軸毎に順次遮光 する点検モード状態で、判断手段において一つでも遮光状態と判断されない光軸 があるときに異常と判断するようにしたので、従来と異なり、作業者が１光軸毎 に遮光状態を確認しながら点検作業を行なう必要がなくなり、点検作業を迅速且 つ正確に行なうことができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す全体構成のブロック図

【図２】投光器の電気的構成図

【図３】受光器の電気的構成図

【図４】投光器側の各部の信号出力状態を示すタイムチ
ャート

【図５】受光器側の各部の信号出力状態を示すタイムチ
ャート

【図６】点検プログラムを示すフローチャート

【符号の説明】

１は投光器、２は受光器、３ａ乃至３ｈは発光ダイオー
ド（投光素子）、４は投光回路、５はマイクロコンピュ
ータ、７は電流検出回路、８は検出エリア、９は表示回
路、１１ａ乃至１１ｈはＡＮＤ回路、１２ａ乃至１２ｈ
はシフトレジスタ、１３ａ乃至１３ｈはフォトダイオー
ド（受光素子）、１４は受光回路、１５はマイクロコン
ピュータ（点検手段）、１７は回線チェック回路、１８
は検出回路（判断手段）、１８ａは遮光検出回路、１８
ｂは安定入光検出回路、１８ｃは波形整形回路、１９は
出力回路、１９ａは検出出力回路、１９ｂは警報出力回
路、２０は表示回路、２０ａは赤色ＬＥＤ、２０ｂは黄
色ＬＥＤ、２０ｃは緑色ＬＥＤ、２２ａ乃至２２ｈはア
ナログスイッチ、２３ａ乃至２３ｈはシフトレジスタで
ある。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出エリアに向けて光を照射する複数の
   投光素子と、これらの複数の投光素子と１対１で対応し
   て光軸を構成するようにした複数の受光素子と、これら
   複数の受光素子からの受光信号に基づいて前記検出エリ
   アにおける遮光状態を判断する判断手段と、前記複数の
   光軸を１光軸毎に遮光する点検モード状態で前記複数の
   光軸のうち一つでも遮光状態と判断されない光軸がある
   ときに異常と判断する点検手段とを具備したことを特徴
   とする多光軸光電スイッチ。