JPH064500U - 光線式安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案はプレス機械等に使用される安全装置
に係り、特に安全装置のチェック回路係り、特に安全装
置が取り付けられた機械を効率良く運転すると共に、安
全性を確実に確保した光線式安全装置を提供することを
目的とする。 【構成】 投光部と受光部間に形成された光軸に遮断物
が存在することを検出する光線式安全装置において、遮
断物が存在しない時のみならず、発光素子や受光素子、
対応する回路等に異常がない時ＡＮＤゲート２３をオン
する電圧レベルの高周波信号を出力しないことによりＡ
ＮＤゲート２３をオフし、リレー２６ａ、２６ｂをオフ
して機械本体の駆動を停止するものである。このことに
より、機械駆動中発光素子や回路等の不良チェックを行
うこともでき、回路不良等の発生を正確に判断し機械を
リアルタイムで停止できるものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はプレス機械等に使用される安全装置に係り、特に安全装置にチェック 回路を有する光線式安全装置に関する。

【０００２】

【従来技術とその問題点】

近年、工場で使用されるプレス機械等の機器、電気機械等には、各種の安全装 置が設けられている。特に、機械の作業台と作業者間に投光器と受光器を対面し て配設した光線式の安全装置は、例えばプレス機械等で利用されている。この場 合の光線式安全装置は、特にプレス機械の上型が下降する時作業台に材料以外の 物があると危険であるので、この時光軸を遮断するものが存在する場合危険と判 断して機械を停止する。

【０００３】 上述のような光線式安全装置に使用される回路や、発光素子、受光素子等のチ ェックは安全装置の信頼性確保の為重要であり、従来以下のような方法で回路チ ェックが行われている。すなわち、投光部内の発光素子及び受光部内の受光素子 に上方、又は下方から便宜上番号を付けておき、安全装置を使用する初期時又は 機械の駆動途中、例えばチェックスタート信号により複数の発光素子の中の１番 目の発光素子を消灯し、対応する受光素子がこの消灯を確認すると、次に２番目 の発光素子を消灯し対応する受光素子がこの消灯を確認するか判断する。以下、 順次ｎ番目までこの処理を繰り返し、この間発光素子や受光素子等に不良が存在 するか判断し、不良が発生するとその位置で上述の処理を停止する。例えば、ｍ 番目の発光素子や受光素子又は回路等に不良が発生すればｍ−１番目の発光素子 が消灯している状態で回路チェック処理を停止する。この為、オペレータはこの 状態を確認し、光線式安全装置に異常が発生したと判断する。

【０００４】 しかしながら、従来の光線式安全装置のチェック回路では機械の始動時チェッ クは問題ないとしても、機械駆動時のチェック中は機械への安全確認信号は出力 されていない。したがって、この間機械の駆動を停止するか、又は短時間である ので無視して機械の駆動を継続するかのいずれかである。したがって、従来の光 線式安全装置では機械の駆動を効率良く行うことができないか、又は安全面で問 題を残していた。

【０００５】

【考案の目的】

本考案は上記従来の問題点に鑑み、光線式安全装置が取り付けられた機械を効 率良く運転すると共に、安全性を確実に確保した光線式安全装置を提供すること を目的とする。

【０００６】

【考案の要点】

上記目的は本考案によれば、複数の発光素子が配設された投光部と、前記発光 素子に対応する複数の受光素子が配設された受光部と、前記発光素子を順次発光 させる発光信号出力手段と、該発光信号出力手段の出力時期と前記受光素子の受 光時期の同期を検出する同期検出手段と、該同期検出手段の出力を整流する整流 手段と、該整流手段の出力が所定レベル以下であるか判別する判別手段と、該判 別手段が前記整流手段の出力を所定レベル以下と判断した時安全装置に接続され た機械本体の駆動を停止する切換手段とを有することを特徴とする光線式安全装 置を提供することにより達成される。

【０００７】

【実 施 例】

以下、本考案の一実施例について図面を参照しながら説明する。 図１及び図２は、本実施例のチェック制御回路を含む安全装置の回路ブロック 図であり、図１はセンサ回路を示し、図２はコントロール回路を示し、センサの 出力がコントロール回路へ入力する構成である。

【０００８】 図１において、投光部１と受光部２は対向して配設され、機械の作業台と作業 者間に複数本の光軸を形成する。すなわち、投光部１には複数の発光素子が配設 され各々の発光素子の光は、各々の発光素子に対応して（尚後述する反射板を使 用しない時は例えば対面して）設けられた受光部２内の受光素子に入射し、この 間の光束により光軸を形成する。また、投光部１には発振部４から出力されるク ロック信号が分配器３を介して出力され、分配器３を介したクロック信号は投光 部１内の各発光素子を発光する信号として使用される。また、発振部４から出力 されるクロック信号は分配器５を介して同期回路６へも出力され、同期回路６で 受光部２から出力される受光信号との同期が判断される。すなわち、受光部２内 の受光素子で検出した受光信号の出力と、分配器５を介して出力されるクロック 信号との同期が確認され、両信号が同期している時同期信号がレベル変換回路７ へ出力される。したがって、両信号の同期が取れない時は受光素子から受光信号 が出力されていないと判断する。この原因は当該光軸を遮断物が遮蔽している場 合や、対応する発光素子や受光素子が壊れている場合、又は対応する回路が不良 である場合などが考えられる。かかる場合には同期回路６から出力される同期信 号に欠けが生じ、一部が欠けた状態の同期信号がレベル変換回路７へ出力される 。尚、いずれの光軸にも遮断物がなく、対応する発光素子や受光素子又は回路等 に不良がない場合には全く欠けのない同期信号がレベル変換回路７へ出力される 。尚、発振部４から出力されるクロック信号の周波数は高く、従ってレベル変換 回路７へ出力される同期信号は高周波信号である。

【０００９】 レベル変換回路７では入力する信号を所定レベルまで増幅し、コンパレータ８ へ出力する。コンパレータ８では入力信号が所定レベル以上の信号か否か判断し た後、出力を２系統に分け、各々の出力をドライバ回路９ａ、９ｂへ出力する。 このように出力を２系統に分けるのは、機械本体の駆動を停止する為の後述する リレーを確実に駆動する為である。すなわち、２系統とも正常に駆動しない時は リレーをオフし機械を停止する方向に働くよう所謂フェールセーフされる。

【００１０】 ドライバ回路９ａ、９ｂの出力は各々出力表示器１１ａ、１１ｂを介して図２ に示すコントロール回路へ出力される。また、ドライバ回路９ａ、９ｂの出力は ＯＲゲート１３へも出力され、ＯＲゲート１３はドライバ回路９ａ、９ｂの双方 から同期信号が出力されている時発光停止回路１４へ、例えばハイ信号を出力し ないが、ドライバ回路９ａ、９ｂのいずれか一方から同期信号が出力されない時 ハイ信号を発光停止回路１４へ出力する。発光停止回路１４はＯＲゲート１３か ら出力信号が有ると、発光停止信号を分配器３へ出力し以後分配器３から投光部 １へ出力する発光信号を停止する構成である。この構成によりドライバ回路９ａ 、９ｂに異常が発生し、ドライバ回路９ａ、９ｂの一方から信号が出力されない 時発光素子の発光を停止し、異常を早期に検出できる。

【００１１】 一方、図２に示すコントロール回路は入力制御回路１６、フェールセーフ回路 １７、電源回路１８で構成されている。入力制御回路１６は入力回路１９ａ、１ ９ｂ、受光表示器２０ａ、２０ｂ、フィルタ回路２１ａ、２１ｂ、レベル変換回 路２２ａ、２２ｂで構成されている。フェールセーフ回路１７はＡＮＤゲート２ ３と、電流増幅回路２４ａ、２４ｂ、レベル変換回路２５ａ、２５ｂ、リレー２ ６ａ、２６ｂ、出力表示器２７ａ、２７ｂで構成されている。尚、電源回路１８ は交流入力（以後ＡＣ入力という）２８、整流回路２９、１２Ｖ安定化回路３０ 、１２Ｖ出力３１、電圧監視回路３２、停止出力３３で構成されている。

【００１２】 図１に示すセンサの出力から供給される信号は上述の入力１９ａ及び１９ｂへ 出力され、入力１９ａ、１９ｂには各々受光表示器２０ａ、２０ｂが接続されて おり、センサから入力があると信号が入力していることを表示する。また、入力 １９ａ及び１９ｂに供給された信号はフィルタ回路２１ａ、２１ｂを介してレベ ル変換回路２２ａ、２２ｂへ出力される。フィルタ回路２１ａ、２１ｂは低周波 信号を除去する回路であり、入力信号の中で高周波成分のみレベル変換回路２２ ａ、２２ｂへ出力する。

【００１３】 レベル変換回路２２ａ、２２ｂは具体的には信号整流回路であり、レベル変換 回路２２ａ、２２ｂへ供給される高周波信号を整流して所定レベルのアナログ信 号に変換する。例えば、全く信号に欠けがない正常な時は２ＫHzの高周波信号を 整流して１５Ｖの電圧に変換しＡＮＤゲート２３へ出力する。また、信号に欠け がある異常の時は発振停止又は２ＫHz以下の信号となり、この信号が整流される と１２Ｖの電圧となる。ＡＮＤゲート２３は両レベル変換回路２２ａ、２２ｂの 出力電圧が、例えば１２Ｖ以上か否か判断する。ＡＮＤゲート２３はレベル変換 回路２２ａ、２２ｂの両方から１２Ｖ以上の電圧が出力されていれば高周波信号 を電流増幅回路２４ａ、２４ｂへ出力するが、少なくてもいずれか一方のレベル 変換回路２２ａ、２２ｂから１２Ｖ以下の電圧が電流増幅回路２４ａ、２４ｂに 出力されている時高周波信号を出力しない。すなわち、ＡＮＤゲート２３は１５ Ｖにレベル変換（レベルアップ）された両電圧信号を確認することでレベル変換 回路２２ａ、２２ｂから出力される信号の良／不良の判断を行う。すなわち、電 源回路１８には１２Ｖの安定化回路が使用されている為、信号が欠けている場合 は勿論のこと、回路不良が発生しても１２Ｖの範囲内のいずれかの電圧値であり 、１５Ｖという電圧値は取りえないからである。したがって、レベル変換回路２ ２ａ、２２ｂからの出力がいずれも１５Ｖであればレベル変換回路２２ａ、２２ ｂから出力される信号は正常であると判断でき、この時ＡＮＤゲート２３は電流 増幅回路２４ａ、２４ｂへ高周波信号を出力する。電流増幅回路２４ａ、２４ｂ はＡＮＤゲート２３から出力される高周波信号を所定レベルまで増幅する回路で あり。電流増幅回路２４ａ、２４ｂで増幅された高周波信号はレベル変換回路２ ５ａ、２５ｂへ出力され、各々のリレー２６ａ、２６ｂを駆動するアナログ信号 、すなわちリレー２６ａ、２６ｂを駆動する電圧に変換され各々のリレー２６ａ 、２６ｂを駆動する。また、リレー２６ａ、２６ｂが作動している時、出力表示 器２７ａ、２７ｂはリレー２６ａ、２６ｂが駆動していることを表示する。

【００１４】 尚、電源回路１８はＡＣ電源を整流回路２９で整流した後、上述の１２Ｖ安定 化回路３０へ出力されるが、同時に整流回路２９の出力は電圧監視回路３２によ り電圧異常が常に監視され、異常な電圧降下があると機械を停止させる為の停止 出力３３が実行される構成である。

【００１５】 以下、さらに本実施例の駆動を説明する。 本実施例の光線式安全装置を駆動すると、発振部４から所定周期のクロック信 号が分配器３及び５へ出力される。分配器３では供給されるクロック信号により 、投光部１内に複数配設された発光素子を順に発光すべく発光信号を各発光素子 へ順次出力する。投光部１と受光部２間に遮断物が無い時、各発光素子から出射 される光は、対面する受光素子により受光される。受光素子は発光素子の光を受 光すると、受光信号を同期回路６へ出力し、同期回路６は受光素子から出力され る受光信号と分配器５を介して出力される信号との同期を確認する。したがって 、各光軸上に遮断物がなく、しかも発光素子や受光素子、及び対応回路に不良が なければ同期回路６から１個のパルスも欠けることのないパルス信号がレベル変 換回路７、コンパレータ８を介してドライバ回路９ａ、９ｂへ出力され、さらに 出力表示を実行した後コントロール回路の入力１９ａ、１９ｂへ出力される。

【００１６】 コントロール回路の入力１９ａ、１９ｂに供給された高周波信号は前述の如く 、各々レベル変換回路２２ａ、２２ｂを介してＡＮＤゲート２３に出力される。 ＡＮＤゲート２３では前述の如くレベル変換回路２２ａ、２２ｂから出力される 電圧値が１５Ｖ以上か否か判断し、１５Ｖ以上であれば正常に各回路が作動して いるものと判断してリレー２６ａ、２６ｂを駆動する。一方、レベル変換回路２ ２ａ、２２ｂから出力される電圧値の少なくとも一方が１２Ｖ以下の時不良と判 断し、ＡＮＤゲート２３からいずれのリレー２６ａ、２６ｂにも出力を供給しな い。したがって、例えば上述の２系統の回路の内、いずれかの回路に異常（例え ば断線、短絡、部品破損等）が発生し１２Ｖ以下の電圧になるとＡＮＤゲート２ ３が回路不良を自動的に検出してリレー２６ａ、２６ｂへの出力を停止する。こ の為、リレー２６ａ、２６ｂはオフし、機械本体の駆動を直ちに停止する。

【００１７】 尚、本実施例では発光素子と受光素子を各々対面する投光部１と受光部２に配 設したが、発光素子と受光素子を同一の筐体（所謂投受光部）に配設し、この投 受光部に対面する位置に反射板を置き光軸を構成するようにしても良い。

【００１８】

【考案の効果】

以上詳細に説明した様に本考案のフェールセーフ装置によれば、機械の作動中 投光部と受光部間の遮断物を検出できることは勿論のこと、発光素子や受光素子 、回路等の不良も検出でき、しかもこれを直ちに検出できるので従来の装置より も迅速に機械の停止を実行できる。すなわち、本考案のフェールセーフ装置によ れば不良の発生とリアルタイムで機械の停止処理を実行できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の安全装置のセンサの回路ブロック図
である。

【図２】一実施例の安全装置のコントロール回路の回路
ブロック図である。

【符号の説明】

１ 投光部 ２ 受光部 ３、５ 分配器 ４ 発振部 ６ 同期回路 ７、２２ａ、２２ｂ、２５ａ、２５ｂ レベル変換回
路 ８ コンパレータ ９ａ、９ｂ ドライバ回路 １１ａ、１１ｂ、２７ａ、２７ｂ 出力表示 １３ ＯＲゲート １４ 発光停止回路 １６ コントロール回路 １７ フェールセーフ回路 １８ 電源回路 １９ａ、１９ｂ 入力 ２０ａ、２０ｂ 受光表示 ２１ａ、２１ｂ フィルタ回路 ２３ ＡＮＤゲート ２４ａ、２４ｂ 電流増幅回路 ２６ａ、２６ｂ リレー ２９ 整流回路 ３０ １２Ｖ安定化回路 ３１ １２Ｖ出力 ３２ 電圧監視回路 ３３ 停止出力

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の発光素子が配設された投光部と、 前記発光素子に対応して複数の受光素子が配設された受
   光部と、 前記発光素子を順次発光させる発光信号出力手段と、 該発光信号出力手段の出力時期と前記受光素子の受光時
   期の同期を検出する同期検出手段と、 該同期検出手段の出力を整流する整流手段と、 該整流手段の出力が所定レベル以下であるか判別する判
   別手段と、 該判別手段が前記整流手段の出力を所定レベル以下と判
   断した時、安全装置に接続された機械本体の駆動を停止
   する切換手段と、 を有することを特徴とする光線式安全装置。