JPH1190696A

JPH1190696A - プレス機械の運転装置

Info

Publication number: JPH1190696A
Application number: JP9255120A
Authority: JP
Inventors: Koichi Yomogihara; 弘一蓬原; Masayoshi Sakai; 坂井　　正善; Iwashige Takahashi; 岩重高橋; Yukio Hata; 幸男畑
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd; Komatsu Industries Corp
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd; Komatsu Industries Corp
Priority date: 1997-09-19
Filing date: 1997-09-19
Publication date: 1999-04-06
Also published as: KR19990029896A; US6334077B1

Abstract

(57)【要約】【課題】プレス機械の運転装置の簡素化及び低コスト化
を図る。【解決手段】運転ボタンのＯＮ操作によりスライドの起
動命令を発生すると共にエンコーダ４からのクランク角
信号に基づいてスライドの駆動を制御する制御系１と、
運転ボタンＯＮ／ＯＦＦ信号Ｔ， /Ｔ、スライド上昇過
程及び下降過程を示す位置信号Ｐ_a，Ｐ_b、光線式安全
装置から信号Ｐ_h、起動命令ＯＦＦ信号⁰¹Ｋ₁を用い
て、スライドのオーバーラン監視、運転ボタンＯＦＦ、
起動命令ＯＦＦの確認及び再起動防止の各機能を備えて
制御系１の制御動作を監視する監視系２と、監視系２か
らの正常判定信号Ｋ₂，Ｋ₃が発生している時のみ、制
御系１からの起動命令信号Ｋ₁に基づいてスライドの起
動信号Ｓを発生するＡＮＤゲート３を備えて構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プレス機械の運転
装置に関し、特に、フェールセーフ性を確保しつつ装置
の簡素化及び低コスト化を図ったプレス機械の運転装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、プレス機械では、万が一作業者に
危険な状態が生じた場合、プレス機械のスライド（機械
側可動部）を自動的に停止できる安全機能を備え、しか
も、この安全機能が正常に動作していることが保証され
ている時に、スライドの運転を許可するようなシステム
になっている。このような従来のプレス機械の一例とし
て、本出願人により先に提案された、例えば、米国特許
５，２８５，７２１号明細書に記載されたものがある。

【０００３】かかる従来のプレス機械の運転システムで
は、上述したプレス機械の安全機能を実現するために、
図１５に示すようなスライド位置を示す４つの信号Ｐ₁
〜Ｐ ₄を用いている。これら４つの信号Ｐ₁〜Ｐ₄を用
いて、スライド上昇後にスライドが上死点近傍の所定範
囲で停止したか否かの監視（オーバーラン監視機能）を
行ってブレーキ性能の確認を行い、正常の時のみスライ
ドの起動を許可するようになっている。前記オーバーラ
ン監視のために、スライド上昇過程で運転ボタンがＯＦ
Ｆされたことの確認（運転ボタンＯＦＦ確認）を行って
いる。尚、信号Ｐ₁〜Ｐ₄は、スライド位置に対応する
クランク角で示してある。

【０００４】信号Ｐ₁は、クランク角θが３４０°〜１
５°の範囲で論理値１となり、この範囲はスライドが停
止すべき範囲を示す。即ち、自動上昇後、クランク角１
５°までにスライドが停止したか否かを確認するための
信号である。信号Ｐ₂は、クランク角θが３４５°〜３
００°の範囲で論理値１であり、スライド下降時のブレ
ーキ性能保証付き下降起動開始点と、スライドの自動上
昇停止までの範囲を示す。この信号Ｐ₂が論理値０にな
った時スライドの上昇を停止しなければならない。

【０００５】信号Ｐ₃は、クランク角θが１８０°（下
死点）〜３５０°の範囲で論理値１であり、スライドの
自動上昇許可の範囲を示す。実際には、スライドの自動
上昇は信号Ｐ₂で示すクランク角３００°で制限され
る。即ち、実際のスライドの上昇許可範囲は、信号Ｐ₂
と信号Ｐ₃が共に論理値１の範囲となる。信号Ｐ₄は、
クランク角θが２７０°〜２４０°の範囲で論理値１で
あり、スライドの上昇過程で運転ボタンがＯＦＦされた
ことを記憶保持する範囲を示す。上昇過程で２７０°を
過ぎてから運転ボタンがＯＦＦされると次の工程では２
４０°まで、このＯＦＦ確認信号が記憶保持される。

【０００６】このような４つの信号Ｐ₁〜Ｐ₄の生成の
状態により、上述の監視をスライド運転の１周期毎に行
い、次回のスライド起動の条件として、スライド起動時
の安全を保証している。尚、スライド下降中にスライド
の下降を停止した場合にも、前回運転時にブレーキ性能
が良好であったことの判断データとして利用するので、
監視結果はスライド上昇過程で再確認される直前まで記
憶する必要があり、従来装置では、この記憶のためにフ
ェールセーフな自己保持回路を用いている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のプレス機械の運転装置は、監視のためのスライ
ド位置信号の一部を制御のための情報として使用する構
成となっており、スライドの起動／停止等の運転制御を
実行する制御系と安全確保のための機能を監視する監視
系とが分離されておらず、制御系に監視系が一体に組み
込まれている。このため、制御系全体をフェールセーフ
に構成する必要があり、必要とするスライドの位置信号
数が多く制御系の構成が複雑であった。

【０００８】本発明は、上記の事情に鑑みなされたもの
で、制御系と監視系を分離することで、装置の簡素化及
び低コスト化を図ったプレス機械の運転装置を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１に記
載の本発明のプレス機械の運転装置では、作業者の運転
ボタンＯＮ操作に基づいてスライドの起動命令信号を発
生し、スライドが下降過程から上昇過程に移行すると前
記起動命令信号を停止するスライドの起動／停止を制御
する制御系と、該制御系によるスライドの起動／停止の
制御が正常か否かを監視し正常の時にスライド起動許可
信号を発生する監視系と、監視系から前記スライド起動
許可信号が入力している時のみ前記制御系の起動命令信
号の入力によりスライドの起動信号を発生する起動信号
発生手段とを備えて構成した。

【００１０】かかる構成では、制御系はプレス機械のス
ライドの起動／停止を制御し、監視系は、制御系の制御
動作が正常か否かを監視し、監視系が正常と判断した時
のみ制御系からのスライド起動命令が有効となる。請求
項２に記載の発明のように、具体的には、前記監視系
は、スライドの上昇過程で前記制御系の起動命令信号が
停止したか否かを確認する起動命令ＯＦＦ確認手段と、
スライドの上昇過程で前記運転ボタンがＯＦＦしたか否
かを確認する運転ボタンＯＦＦ確認手段とを備え、両確
認手段の論理積出力を前記スライド起動許可信号として
前記起動信号発生手段に入力する構成とした。

【００１１】かかる構成では、スライド上昇過程におい
て、運転ボタンがＯＦＦされ、且つ、スライドの起動命
令がＯＦＦしたことを確認した時に監視系から制御起動
許可信号が発生するようになる。請求項３に記載の発明
では、前記監視系は、運転ボタンＯＮ操作時にスライド
が上死点付近の所定範囲内に停止しているか否かを確認
するオーバーラン確認手段を備え、前記起動命令ＯＦＦ
確認手段、運転ボタンＯＦＦ確認手段及びオーバーラン
確認手段の論理積出力を前記スライド起動許可信号とし
て前記起動信号発生手段に入力する構成とした。

【００１２】かかる構成では、運転ボタンのＯＦＦ確認
とスライドの起動命令ＯＦＦの確認に加えて、スライド
が上死点付近で停止したことが確認された時にブレーキ
性能正常として監視系から起動許可信号が発生するよう
になる。請求項４に記載の発明では、前記監視系は、前
記論理積出力を、スライド下降過程の間記憶し、スライ
ド上昇過程でリセットする信号リセット手段を備える構
成とした。

【００１３】かかる構成では、スライドが下降過程で停
止した時に、再度起動する際の制御系に対する判断デー
タとして使用できる。また、スライドの１周期毎に制御
系の正常／異常の判断が行われるようになる。請求項５
に記載の発明では、前記監視系は、ワークをセットする
ボルスタを含む危険領域内に人体が進入したことを検出
する光線式安全装置の出力に基づき、スライド下降過程
で前記光線式安全装置が人体進入を検出した時に前記起
動信号発生手段への起動許可信号を停止し、スライド停
止後は運転ボタンのＯＮ操作によって前記起動許可信号
を復帰させる再起動防止手段を備える構成とした。

【００１４】かかる構成では、スライド下降過程で光線
式安全装置が人体を検出するとスライドを強制的に停止
できると共に、停止後は作業者が運転ボタンをＯＮ操作
しない限り、スライドが起動できない。請求項６に記載
の発明では、前記再起動防止手段は、制御系の起動命令
がＯＦＦしていることを条件として運転ボタンのＯＮ操
作によって起動許可信号を発生する構成とした。

【００１５】かかる構成では、運転ボタンがＯＮされる
以前に制御系からの起動命令信号が発生している時は、
スライドの起動信号が発生せず、スライドが起動されな
いようになる。請求項７に記載の発明では、前記監視系
は、スライドの上昇過程で前記制御系の起動命令信号が
停止したか否かを上死点以前のクランク角位置で確認す
る起動命令ＯＦＦ早期確認機能を備える構成とした。

【００１６】かかる構成では、スライドの自動上昇が停
止したか否かを上死点以前で確認できるようになり、よ
り安全性を高めることができるようになる。請求項８に
記載の発明では、前記運転ボタンに代えて、ボルスタを
含む危険領域の境界部にワーク搬入方向に沿って複数の
光カーテンを設けた光線式安全装置を設けると共に、前
記複数の光カーテンからの出力信号状態に基づいて前記
危険領域に対する人体の進入／脱出を検出する方向検出
回路を設け、該方向検出回路の人体の進入及び脱出検出
出力を運転ボタンのＯＦＦ及びＯＮ信号に置き換えて構
成した。

【００１７】かかる構成では、作業者のワーク搬入動作
を光線式安全装置からの出力に基づいて方向検出回路で
検出し、作業者が危険領域から脱出した時に方向検出回
路から発生する脱出検出出力を運転ボタンＯＮと見做す
ことで、運転ボタン操作を行う必要のないスライドの自
動運転が可能となる。請求項９に記載の発明では、前記
光線式安全装置の各光カーテンは、前記危険領域の境界
部にそれぞれ対向配置した発光素子と受光素子を略垂直
方向に多数設けて構成され、各光カーテンの光軸を互い
に垂直方向にずらして配置する構成とした。

【００１８】かかる構成では、各光カーテンの光軸間隔
を通常より広くでき、発光及び受光素子の数を減らすこ
とが可能にできるようになる。請求項１０に記載の発明
では、前記監視系は、前記制御系が正常であると判断し
た時に論理値１の出力を発生し、異常と判断した時及び
監視系自体が故障した時に出力が論理値０となるフェー
ルセーフな構成とした。

【００１９】かかる構成では、監視系が故障した時に
は、スライドの起動が行われることはなく、安全性及び
信頼性を向上できるようになる。フェールセーフな構成
の監視系の具体的構成として、請求項１１に記載の発明
のように、スライドが上昇過程にある時に論理値１とな
る第１位置信号とスライドが下降過程にある時に論理値
１となる第２位置信号を発生する位置信号発生手段から
の前記第１位置信号と光線式安全装置の出力信号の論理
和を演算する第１論理和回路、及び、該第１論理和回路
の出力をホールド入力とし運転ボタンのＯＮ操作で論理
値１となる運転ボタンＯＮ信号をトリガ入力とし当該ト
リガ入力を自己保持する第１自己保持回路を備えて構成
される第１監視手段と、前記第１位置信号と運転ボタン
ＯＮ信号との論理積を演算する第１論理積回路、前記第
１位置信号をホールド入力とし運転ボタンのＯＦＦ操作
により論理値１となる運転ボタンＯＦＦ信号をトリガ入
力とし当該トリガ入力を自己保持する第２自己保持回
路、前記第１位置信号をホールド入力とし前記制御系の
起動命令信号が停止した時に論理値１となる起動命令Ｏ
ＦＦ信号をトリガ入力とし当該トリガ入力を自己保持す
る第３自己保持回路、及び、前記第１論理積回路と第２
及び第３自己保持回路の出力の論理積を演算する第２論
理積回路を備える第２監視手段と、前記第２位置信号を
ホールド入力とし前記第２論理積回路の出力をトリガ入
力とし当該トリガ入力を自己保持する第４自己保持回路
と、該第４自己保持回路の出力と前記第１位置信号の論
理和を演算する第２論理和回路とを備えて構成した。

【００２０】請求項１１に記載の発明において、請求項
１２に記載のように、前記第１監視手段の第１自己保持
回路のトリガ入力と、前記第２監視手段の第１論理積回
路の一方の入力とに、運転ボタンＯＮ信号の立上がり微
分信号を用い、第２監視手段から前記第２自己保持回路
を除いて構成するようにした。かかる構成では、自己保
持回路を１個省くことができ、回路構成が容易でコスト
を低減できるようになる。

【００２１】また、別のフェールセーフな構成の監視系
として、請求項１３に記載の発明のように、請求項１１
に記載の第１監視手段を備えると共に、請求項１１に記
載の第１論理積回路及び第２自己保持回路、該第１論理
積回路と第２自己保持回路の出力の論理積を演算する第
３論理積回路、該第３論理積回路の出力をセット入力と
し第１位置信号の立上がり信号をリセット入力とする第
１フリップフロップ回路からなる第１監視部と、起動命
令ＯＦＦ信号をセット入力とし第１位置信号の立上がり
をリセット入力とする第２フリップフロップ回路を備え
る第２監視部と、前記第１フリップフロップ回路がリセ
ットされた時に発振する第１発振手段と、前記第１フリ
ップフロップ回路がセットされた時に発振する第２発振
手段と、前記第２フリップフロップ回路がリセットされ
た時に発振する第３発振手段と、前記第２フリップフロ
ップ回路がセットされた時に発振する第４発振手段と、
前記第２及び第４発振手段の出力の論理積を演算する第
４論理積回路と、前記第１及び第３発振手段の各出力と
第１位置信号の出力の論理積を演算する第５論理積回路
と、第４及び第５論理積回路の各出力の論理和を演算す
る第３論理和回路とを備えて構成した。

【００２２】また、更に別のフェールセーフな構成の監
視系として、請求項１４に記載の発明のように、請求項
１１に記載の第１監視手段を備えると共に、請求項１１
に記載の第１論理積回路及び第２自己保持回路、第５自
己保持回路、これら第１論理積回路と第２及び第５自己
保持回路の各出力の論理積を演算する第６論理積回路、
該第６論理積回路の出力をセット入力とし起動命令ＯＦ
Ｆ信号の立上がり信号をリセット入力とする第３フリッ
プフロップ回路からなる第３監視部と、前記第３フリッ
プフロップ回路がリセットされた時に発振する第５発振
手段と、前記第３フリップフロップ回路がセットされた
時に発振する第６発振手段と、前記第６発振手段の出力
と第１位置信号の論理和を演算する第４論理和回路と、
を備え、前記第５自己保持回路が、第１位置信号をホー
ルド入力とし前記第５発振手段の出力をトリガ入力とし
当該トリガ入力を自己保持する構成とした。

【００２３】請求項１５に記載の発明では、前記スライ
ド上昇過程のクランク角度範囲を１８０°〜１５°と
し、スライド下降過程のクランク角度範囲を１５°〜１
８０°とした。更に、別のフェールセーフな構成の監視
系として、請求項１６に記載の発明のように、前記位置
信号発生手段が、クランク角の上死点付近で前記第１位
置信号と第２位置信号が共に論理値１となる範囲が存在
する構成である時、請求項１１に記載の第１論理和回路
と、運転ボタンＯＮ信号の立上がり信号と第２位置信号
の論理積を演算する第７論理積回路、前記第１論理和回
路の出力をホールド入力とし前記第７論理積回路の出力
をトリガ入力とし当該トリガ入力を自己保持する第６自
己保持回路を備えて構成される第３監視手段と、前記第
１位置信号と第２位置信号及び運転ボタンＯＮの立上が
り信号の論理積を演算する第８論理積回路、請求項１１
に記載の第２及び第３自己保持回路、及び、前記第８及
び第１論理積回路と第３自己保持回路の出力の論理積を
演算する第９論理積回路を備える第４監視手段と、第１
位置信号と第２位置信号の出力レベルを加算する加算回
路、該加算回路の出力レベルを閾値演算し論理値１に相
当する出力レベルの時のみ出力を発生するウィンドウコ
ンパレータ、及び、該ウィンドウコンパレータの出力と
前記第４監視手段の第３自己保持回路の出力の論理和を
演算する第５論理和回路を備える第５監視手段と、第２
位置信号をホールド入力とし前記第４監視手段の第９論
理積回路の出力をトリガ入力とし当該トリガ入力を自己
保持する第７自己保持回路と、該第７自己保持回路の出
力と第１位置信号の論理和を演算する第６論理和回路と
を備えて構成した。

【００２４】請求項１７に記載の発明では、前記スライ
ド上昇過程のクランク角度範囲を１８０°〜１５°と
し、スライド下降過程のクランク角度範囲を３４５°〜
１８０°とした。請求項１８に記載の発明では、位置信
号発生手段は、スライドに連結されるクランク軸に２個
の円板を設け、一方の円板のスライド上昇過程に相当す
るクランク角度範囲と他方の円板のスライド下降過程に
相当するクランク角範囲にそれぞれ長孔を設けると共
に、各円板に対して前記各長孔を介して対面する発光素
子と受光素子を備えた光センサをそれぞれ設け、各光セ
ンサからの出力信号を前記第１位置信号と第２位置信号
とする構成とした。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係るプレス機械
の運転装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図１
は、本発明の第１実施形態のブロック構成図である。本
実施形態は、スライドの起動毎に運転ボタンを操作する
安全一工程運転によるクランクプレス機械に適用したも
のである。

【００２６】図１において、本実施形態の運転装置は、
スライドの起動、停止、速度制御等の制御を行う制御系
１と、該制御系１によるスライドの運転制御が正常に行
われているか否かを監視するフェールセーフな構成の監
視系２と、監視系２からの出力信号と制御系１からの出
力信号との論理積を演算する起動信号発生手段として機
能する従来公知のフェールセーフなＡＮＤゲート３から
構成される。

【００２７】前記制御系１は、スライドを駆動するクラ
ンクの回転角を検出する例えばエンコーダ４と、該エン
コーダ４からのスライド位置信号と運転ボタンのＯＮ／
ＯＦＦ信号（図中、ＴはＯＮ信号を示し、 /ＴはＯＦＦ
信号を示す）に基づいてスライドの起動命令信号Ｋ₁の
生成／停止を制御する例えばマイコンで構成された制御
回路５とを備えている。尚、制御回路５には、エンコー
ダ４の位置信号の校正用として、スライドの予め定めた
所定位置（クランク角で１５°と１８０°）を検出する
後述の図２に示した位置信号発生手段としての位置信号
発生装置４０からのスライドの位置信号Ｐ_a，Ｐ_bも入
力している。

【００２８】前記監視系２は、再起動防止機能（スライ
ドが一旦停止した場合、作業者が操作しない限りスライ
ドが起動しないようにした機能）を含み、ボルスタを含
む危険領域内の安全を確認するためボルスタ手前の危険
領域境界部に配置される光線式安全装置（図示せず）の
出力信号Ｐ_hに基づいてスライド下降時の安全を監視す
る第１監視手段としての機能を有する第１監視回路１０
と、スライドがクランク角１５°以内で停止したことを
確認するオーバーラン監視機能、スライド上昇過程での
運転ボタンＯＦＦの監視機能、及び、スライド上昇過程
でスライドの起動命令信号Ｋ₁のＯＦＦの監視機能（ス
ライド自動上昇ＯＦＦの監視機能）を備えた第２監視手
段としての機能を有する第２監視回路２０と、第２監視
回路２０からの正常を示す監視結果出力（論理値１）を
スライドの下降過程で記憶保持しスライド上昇過程でリ
セットする信号リセット手段として機能する第４自己保
持回路３０と、該第４自己保持回路３０の出力とスライ
ドが上昇過程の時に論理値１となる位置信号Ｐ_aの論理
和を演算する第２論理和回路であるＯＲゲート３１とを
備える。

【００２９】前記第１監視回路１０は、光線式安全装置
の出力信号Ｐ_hとスライド上昇過程を示す位置信号Ｐ_a
との論理和を演算する第１論理和回路であるＯＲゲート
１１と、このＯＲゲート１１の出力がホールド入力端子
に入力し運転ボタンのＯＮ信号Ｔがトリガ入力端子に入
力する第１自己保持回路１２とを備える。第１自己保持
回路１２は、フェールセーフなＡＮＤゲート１２Ａと、
ＡＮＤゲート１２Ａの整流出力をトリガ入力端子にフィ
ードバックするダイオード１２Ｂ（通常抵抗を直列に含
む）とを備えて構成される。このようなフェールセーフ
な自己保持回路は、先の米国特許５，２８５，７２１号
明細書や米国特許５，０２７，１１４号明細書等で既に
公知である。また、フェールセーフなＡＮＤゲート（フ
ェールセーフウィンドウコンパレータ／ＡＮＤゲート）
は、例えば特開昭６０−６８７１９号公報、米国特許
５，０２７，１１４号明細書、及び国際公開公報ＷＯ９
４／２３３３０３等で従来公知である。これらの素子
は、発振によって論理演算を行い、整流によって直流の
出力を生成する。

【００３０】前記第２監視回路２０は、運転ボタンのＯ
Ｎ信号Ｔと位置信号Ｐ_aの論理積を演算してしてオーバ
ーランの監視出力を生成する第１論理積回路であるＡＮ
Ｄゲート２１と、運転ボタンのＯＦＦ信号 /Ｔがトリガ
入力端子に入力し位置信号Ｐ _aがホールド入力端子に入
力して運転ボタンＯＦＦの監視出力を生成する第２自己
保持回路２２と、制御回路５の起動命令信号Ｋ₁が停止
したことを示す起動命令ＯＦＦ信号 /Ｋ₁がトリガ入力
端子に入力し位置信号Ｐ_aがホールド入力端子に入力し
て起動命令ＯＦＦの監視出力を生成する第３自己保持回
路２３と、前記ＡＮＤゲート２１、両自己保持回路回２
２，２３の各監視出力の論理積を演算する第２論理積回
路であるＡＮＤゲート２４とを備える。尚、自己保持回
路２２，２３，３０は、自己保持回路１２と同様に構成
される。

【００３１】次に、運転ボタンのＯＮ信号Ｔ、ＯＦＦ信
号 /Ｔ、起動命令ＯＦＦ信号 /Ｋ₁、位置信号Ｐ_a，Ｐ
_b、の生成方法について説明する。運転ボタンのＯＮ信
号Ｔ及びＯＦＦ信号 /Ｔは、例えば前述の米国特許５，
２８５，７２１号明細書に記載された運転ボタン発生回
路や特開平６−８４０８８号公報による。この運転ボタ
ン発生回路は、ＯＮ操作時に接点が閉成するＯＮ接点及
びＯＮ操作後にバネ力で復帰して接点が閉成するＯＦＦ
接点とを有する運転ボタンの各接点出力を、各ウィンド
ウコンパレータを用いてレベル検定することにより、運
転ボタンのＯＮ信号Ｔ及びＯＦＦ信号 /Ｔをそれぞれ論
理値１として出力する。この運転ボタンのＯＮ信号Ｔと
ＯＦＦ信号 /Ｔは、同時に論理値１にならない双対な信
号である。

【００３２】起動命令ＯＦＦ信号 /Ｋ₁は、例えば、制
御回路５の起動命令信号Ｋ₁の出力ラインの電流の有無
を検出し電流が流れていない時（起動命令ＯＦＦに対応
する）に論理値１の出力を発生し、流れている時に出力
が論理値０となる例えば米国特許５，３４５，１３８号
明細書等で従来公知の電流ゼロ検出センサの出力を用い
ればよい。

【００３３】位置信号Ｐ_a，Ｐ_bは、例えば図２に示す
ようなフォトインタラプタを用いた位置信号発生装置４
０で生成すればよい。図２において、スライドに連結す
るクランク軸４１に、２つの円板４２，４３を固定す
る。一方の円板４２の周縁近傍に、クランク角の１５°
〜１８０°の範囲（スライド下降過程）にわたって長孔
４２Ａが形成されており、他方の円板４３の周縁近傍
に、クランク角１８０°〜１５°の範囲（スライド上昇
過程）にわたって長孔４３Ａが形成されている。そし
て、各円板４２，４３の長孔４２Ａ，４３Ａの移動軌跡
に、円板４２，４３を介して互いに対向する発光素子と
受光素子を備えた各フォトインタラプタ４５，４６を設
ける。これにより、クランク軸４１の回転に伴いクラン
ク角１８０°〜１５°の範囲で一方のフォトインタラプ
タ４５の受光素子に長孔４２Ａを介して発光素子からの
光が受光されてフォトインタラプタ４５から論理値１の
位置信号Ｐ_aを生成し、クランク角１５°〜１８０°の
範囲で他方のフォトインタラプタ４６の受光素子には長
孔４３Ａを介して発光素子からの光が受光されてフォト
インタラプタ４６から論理値１の位置信号Ｐ_bが生成さ
れる。即ち、図３に示すように、本実施形態では、クラ
ンク角１８０°〜１５°の範囲をスライド上昇過程とし
位置信号Ｐ_a＝１を発生させ、クランク角１５°〜１８
０°の範囲をスライド下降過程とし位置信号Ｐ_b＝１を
発生させる。この場合、光信号を交流光ビームとして受
光信号を整流して２値信号１と０にする方法が、フェー
ルセーフな信号処理ではよく用いられる（例えば米国特
許５，３４５，１３８号明細書参照）。

【００３４】次に、本実施形態の動作を説明する。作業
者の運転ボタンのＯＮ操作により運転ボタンのＯＮ信号
Ｐ_aが入力すると、制御回路５からスライドの起動命令
信号Ｋ₁が発生する。プレス機械が正常であれば、ＡＮ
Ｄゲート２１からの論理値１（ブレーキ性能正常を示
す）の出力に伴い監視系２からの出力信号Ｋ₂，Ｋ₃が
全て論理値１になり、制御回路５からの起動命令信号Ｋ
₁の発生で、ＡＮＤゲート３から論理値１のスライド起
動信号Ｓが発生し、スライドが下降を開始する。

【００３５】スライドがクランク角１５°を通過して下
降過程に移行すると、位置信号Ｐ_aが消滅するが、代わ
りにスライド下降過程を示す論理値１の位置信号Ｐ_bが
発生し、自己保持回路３０の出力が下降過程の間保持さ
れる。これにより、ＯＲゲート３１の出力信号Ｋ₃は論
理値１に保持される。また、スライド下降過程において
ボルスタ上の安全が確保されていれば、第１監視回路１
０の監視信号Ｋ₂は論理値１に保持される。従って、ス
ライドの起動信号Ｓは継続して発生しスライドの下降運
転は継続される。また、位置信号Ｐ_aの消滅によってＡ
ＮＤゲート２１と自己保持回路２２，２３の出力が消滅
し、オーバーランの監視結果、運転ボタンＯＦＦの確認
及び起動命令停止の確認がリセットされ、第２監視回路
２０による監視結果が全てリセットされる。

【００３６】スライドが下死点（クランク角１８０°）
を通過して上昇過程に移行すると、フォトインタラプタ
４６からの位置信号Ｐ_bが消滅して自己保持回路３０の
出力が消滅する。しかし、この時フォトインタラプタ４
５から論理値１の位置信号Ｐ _aが発生するので、ＯＲゲ
ート３１の出力信号Ｋ₃は論理値１に維持される。その
後、位置信号Ｐ_aが論理値１であるスライド上昇過程に
おいて、正常に制御回路５の起動命令信号Ｋ₁が停止し
て起動命令ＯＦＦ信号 /Ｋ₁が発生し、運転ボタンのＯ
ＦＦ信号 /Ｔが発生すれば、自己保持回路２２，２３か
ら論理値１の各監視出力が再度生成され位置信号Ｐ_aが
消滅するまで（スライド下降過程に移行するまでの間）
保持される。そして、ブレーキ性能が正常であれば、ス
ライドはクランク角１５°以内で停止する。この状態
で、次回のスライド起動のため作業者の運転ボタンをＯ
Ｎして運転ボタンＯＮ信号Ｔが発生すると、ＡＮＤゲー
ト２１からのオーバーラン監視出力が正常を示す論理値
１となり、ＡＮＤゲート２４から論理値１の出力が発生
して自己保持回路３０がトリガされて論理値１の出力を
発生する。

【００３７】このように、プレス機械が正常に動作して
いれば、ＯＲゲート３１の出力信号Ｋ₃は常に論理値１
を維持し、スライド下降時の安全が確保されてる限り、
作業者の運転ボタン操作により制御回路５からの起動命
令信号Ｋ₁が発生すればスライドの運転が実行できる。
そして、スライドのオーバーランの監視、運転ボタンの
ＯＦＦ確認及び起動命令のＯＦＦ確認は、スライドの上
昇過程でリセットされ、スライド運転の１周期毎に確認
される。

【００３８】図１の回路において、例えば、制御回路５
の故障により起動命令信号がＯＦＦしない場合は、自己
保持回路２３の監視出力は論理値１とならない。また、
運転ボタンがＯＦＦされなければ自己保持回路２２の監
視出力は論理値１とならない。また、起動命令も運転ボ
タンも正常にＯＦＦされたにも拘わらず、例えばブレー
キ性能の劣化によりスライドがオーバーランしてクラン
ク角１５°を過ぎて停止した場合は、運転ボタンをＯＮ
操作してもＡＮＤゲート２１の出力が論理値１とならな
い。従って、このような異常時には、第２監視回路２０
の監視出力が論理値１とならず、スライドの起動信号Ｓ
は発生しない。また、スライドの下降時に、光線式安全
装置が異物を検出してその出力信号Ｐ_hが論理値０にな
った場合は、第１監視回路１０の出力信号Ｋ₂が論理値
０となり、起動信号Ｓが即座に停止してスライドの下降
が停止する。スライド下降時にスライドが停止された場
合は、第１監視回路１０の再起動防止機能によって、作
業者の運転ボタンＯＮ操作により運転ボタンのＯＮ信号
Ｔが発生しない限りは、第１監視回路１０の出力信号Ｋ
₂は論理値１にはならずスライドを起動できないように
なっている。

【００３９】かかる構成のプレス機械によれば、制御系
１と監視系２とを別系で構成し、スライドの運転／停止
の制御は制御系１で行い、監視系２の監視結果に基づい
て制御系１のスライド起動信号の有効／無効を決定して
いる。このように構成すれば、従来装置に比べて運転シ
スムテにおいて使用するスライドの位置信号を少なくで
き、プレス機械の運転装置の構成を簡素化でき低コスト
化を図ることができる。

【００４０】次に、図４に監視回路にフリップフロップ
回路を用いた本発明の第２実施形態を示す。尚、図４の
第２実施形態は、制御系１の構成は図１の第１実施形態
と同様の構成であり、監視系の構成が異なるので、図４
では、監視系についてのみ示し説明する。尚、本実施形
態の監視系において、再起動防止機能を含んだスライド
下降時の安全を監視する第１監視回路も第１実施形態と
同様であり図４では省略する。尚、図１の第１実施形態
と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

【００４１】図４において、本実施形態の監視系は、図
示しない第１監視回路に加えて、オーバーラン監視と運
転ボタンＯＦＦ確認を行う第１監視部である監視部６０
と、起動命令信号ＯＦＦを確認する第２監視部である監
視部７０と、第１〜第４発振手段として機能する４つの
発振器ＯＳＣ１〜ＯＳＣ４と、発振器ＯＳＣ２，ＯＳＣ
４の出力を論理積演算する第４論理積回路であるＡＮＤ
ゲート８０と、ＡＮＤゲート８０，８１の両出力の論理
和を演算する第３論理和回路であるＯＲゲート８２とを
備えて構成される。

【００４２】監視部６０は、オーバーランの監視出力を
生成するＡＮＤゲート２１の出力と、運転ボタンＯＦＦ
の監視出力を生成する自己保持回路２２の出力との論理
積を演算する第３論理積回路であるＡＮＤゲート６１
と、このＡＮＤゲートの出力をセット入力とし、運転ボ
タンＯＮ信号Ｐ_aの立上がり微分信号（ｄＰ_a／ｄｔ＞
０）をリセット入力とする第１フリップフロップ回路
（以下、第１Ｆ／Ｆ回路とする）６２とを備えている。
Ｃ１はコンデンサである。

【００４３】監視部７０は、起動命令ＯＦＦ信号 /Ｋ₁
をセット入力とし、運転ボタンＯＮ信号Ｐ_aの立上がり
微分信号（ｄＰ_a／ｄｔ＞０）をリセット入力とする第
２Ｆ／Ｆ回路７１を備えている。Ｃ２はコンデンサであ
る。発振器ＯＳＣ１は、定電圧Ｖ_CCと第１Ｆ／Ｆ回路６
２の出力端との間に接続し、発振器ＯＳＣ２は第１Ｆ／
Ｆ回路６２の出力端と接地との間に接続する。同様に、
発振器ＯＳＣ３は、定電圧Ｖ_CCと第２Ｆ／Ｆ回路７１の
出力端との間に接続し、発振器ＯＳＣ４は第２Ｆ／Ｆ回
路７１の出力端と接地との間に接続する。従って、発振
器ＯＳＣ１，３は、それぞれのＦ／Ｆ回路６２，７１の
出力が低レベルの時にそれぞれ発振し、発振器ＯＳＣ
２，４は、それぞれのＦ／Ｆ回路６２，７１の出力が高
レベルの時にそれぞれ発振する。尚、Ｆ／Ｆ回路のよう
な通常の電子回路の出力信号を電源として発振器を駆動
し、その発振器の出力信号を整流すれば任意の出力レベ
ルを生成することができることは公知である。Ｆ／Ｆ回
路とフェールセーフＡＮＤゲートの結合にはこのため発
振器が利用されている。発振器ＯＳＣ１〜４は、このた
め整流回路が含まれており、図では省略してある。この
方法は、図１における制御回路５の起動命令信号Ｋ₁と
起動命令ＯＦＦ信号/Ｋ₁にも適用することができるこ
とは明らかである。

【００４４】第５論理積回路であるＡＮＤゲート８１
は、各Ｆ／Ｆ回路６２，７１がリセットされたことを確
認するために設けられ、発振器ＯＳＣ１，ＯＳＣ３の出
力信号ｘ，ｙと、位置信号Ｐ_aの論理積を演算する。次
に動作を説明する。監視部６０は、スライドが下降過程
から上昇過程に移行すると、位置信号Ｐ_aの発生により
Ｆ／Ｆ回路６２，７１がリセットされる。その後、運転
ボタンのＯＦＦ信号 /Ｔの発生及び運転ボタンのＯＮ信
号Ｔの発生により、ＡＮＤゲート６１の出力が論理値１
になればＦ／Ｆ回路６２がセットされる。Ｆ／Ｆ回路６
２がセットされて高レベル出力が発生すると、発振器Ｏ
ＳＣ２から出力が発生する。一方、監視部７０では、起
動命令ＯＦＦ信号 /Ｋ₁が発生すると、Ｆ／Ｆ回路７１
がセットされ、発振器ＯＳＣ４から出力が発生する。従
って、プレス機械が正常であれば、Ｆ／Ｆ回路６２，７
１のセット出力に基づいて、ＡＮＤゲート８０の出力が
論理値１となり、ＯＲゲート８２の出力信号Ｋ₃が論理
値１となり、制御系の起動命令信号Ｋ₁の発生に伴い、
ＡＮＤゲート３を介してスライドの起動信号Ｓが発生す
る。また、位置信号Ｐ_aの発生でＦ／Ｆ回路６２，７１
がリセットされると、発振器ＯＳＣ１，ＯＳＣ３から出
力が発生し、ＡＮＤゲート８１の出力が論理値１となる
ので、ＯＲゲート８２の出力は論理値１が維持される。

【００４５】図４の回路において、Ｆ／Ｆ回路６２，７
１が正常にリセットされた後、起動命令信号Ｋ₁がＯＦ
Ｆしない場合はＦ／Ｆ回路７１がセットされず、また、
運転ボタンがＯＦＦされない場合或いはスライドがオー
バーランしてクランク角１５°を過ぎて停止した場合
は、Ｆ／Ｆ回路６２がセットされず、ＯＲゲート８２の
出力信号Ｋ₃が消滅してスライドの起動信号Ｓは発生し
ない。

【００４６】本実施形態では、Ｆ／Ｆ回路６２，７１が
リセット状態にない限り、スライドの自動上昇が許可さ
れず、Ｆ／Ｆ回路６２，７１がセット状態にならない限
りスライドの下降が許可されない。図５に、本発明の第
３実施形態を示す。本実施形態は、図４のＦ／Ｆ回路を
１個として簡素化したものである。

【００４７】図５において、本実施形態の第３監視部と
しての監視部６０′は、ＡＮＤゲート２１及び自己保持
回路２２を有し図４の監視部６０と同様の機能を有する
が、第５発振手段として機能する発振器ＯＳＣ１の出力
がトリガ入力端子に入力し、位置信号Ｐ_aがホールド入
力端子に入力し、Ｆ／Ｆ回路６２′がリセットされたこ
とをスライド上昇過程の間で記憶保持する第５自己保持
回路６３を追加し、この自己保持回路６３の出力信号を
第６論理積回路であるＡＮＤゲート６１′に入力する構
成である。また、第３フリップフロップ回路としてのＦ
／Ｆ回路６２′は、起動命令ＯＦＦ信号 /Ｋ₁の立上が
り微分信号によってリセットされる構成である。また、
第４論理和回路であるＯＲゲート８２′は、第６発振手
段として機能する発振器ＯＳＣ２の出力と位置信号Ｐ_a
の論理積を演算して出力信号Ｋ₃を生成する。前記自己
保持回路６３は、自己保持回路２２と同様のフェールセ
ーフな構成である。Ｃ３はコンデンサである。尚、図４
と同様に制御系１及び再起動防止機能を含んだスライド
下降時の安全を監視する第１監視回路については省略し
てある。

【００４８】かかる構成では、スライドが上昇過程に移
行して起動命令ＯＦＦ信号 /Ｋ₁が発生すると、その立
上がり微分信号によりにＦ／Ｆ回路６２′がリセットさ
れる。すると、発振器ＯＳＣ１から出力ｘが発生し自己
保持回路６３でスライド上昇過程の間記憶保持され、Ａ
ＮＤゲート６１′に入力される。従って、ＡＮＤゲート
６１′は、起動命令ＯＦＦ信号 /Ｋ₁の発生が確認さ
れ、自己保持回路２２の出力により運転ボタンＯＦＦが
確認され、スライドがオーバーランぜすブレーキ性能が
良好の状態で運転ボタンがＯＮ操作された時のみ出力が
論理値１となり、Ｆ／Ｆ回路６２′がセットされる。こ
れにより、発振器ＯＳＣ２、ＯＲゲート８２′を介して
論理値１の出力信号Ｋ₃がＡＮＤゲート３に入力し、ス
ライドの起動が可能となる。

【００４９】図６に、本発明の第４実施形態を示す。本
実施形態は、スライドの起動命令信号Ｋ₁の停止を早期
に確認するものである。上述した第１〜第３各実施形態
の回路では、スライド上昇過程（１８０°〜１５°）に
おいて、最大クランク角１５°まで起動命令ＯＦＦ信号
/Ｋ₁が発生したか否かを確認できない可能性がある。
ブレーキが作動してからスライドが停止するまでのスラ
イドのすべりを考慮すると、もっと早期に確認できるこ
とが望ましい。図６の第４実施形態では、この起動命令
ＯＦＦ信号 /Ｋ₁の確認を早期に行えるように構成した
ものである。

【００５０】図６に、本実施形態の概略ブロック図を示
す。尚、図１と同一要素には同一符号を付して説明を省
略する。図６において、本実施形態の監視系９０は、再
起動防止機能を含み、光線式安全装置の出力信号Ｐ_hに
基づいてスライド下降時に危険状態が発生した時にスラ
イドを急停止させるための第３監視手段としての第１監
視回路９１と、オーバーラン監視機能、スライド上昇過
程での運転ボタンＯＦＦの監視機能、及び、スライド上
昇過程でスライドの起動命令信号Ｋ₁のＯＦＦの監視機
能を備えた第４監視手段としての第２監視回路９２と、
スライドの自動上昇ＯＦＦを早期に確認するための第５
監視手段としての第３監視回路９３と、第２監視回路９
２からの正常を示す監視結果出力をスライドの下降過程
で記憶保持する第７自己保持回路９４と、自己保持回路
９４の出力と位置信号Ｐ_aの論理和を演算する第６論理
和回路であるＯＲゲート９５とを備えて構成される。
尚、ＡＮＤゲート３には、制御系の起動命令信号Ｋ₁、
第１監視回路の出力信号Ｋ₂、ＯＲゲート９５の出力信
号Ｋ₃及び第３監視回路９３からの出力信号Ｋ₄が入力
する。

【００５１】図７に、図６の監視系９０の具体的な構成
を示す。図７において、第１監視回路９１は、図１のＯ
Ｒゲート１１及び第６自己保持回路１２′に加えて運転
ボタンのＯＮ信号Ｔの立上がり信号とスライドの下降過
程の位置信号Ｐ_b′の論理積演算を行う第７論理積回路
であるＡＮＤゲート１３が付加され、このＡＮＤゲート
１３の出力を自己保持回路１２′のトリガ入力端子に入
力する構成である。Ｃ４は運転ボタンのＯＮ信号の立上
がりを検出するためのコンデンサである。

【００５２】第２監視回路９２は、第８論理積回路であ
るＡＮＤゲート２１′と、自己保持回路２２、自己保持
回路２３及び第９論理積回路であるＡＮＤゲート２４′
で構成される。ただし、ＡＮＤゲート２１′には、スラ
イドの下降過程の位置信号Ｐ _b′も入力する。Ｃ５は運
転ボタンのＯＮ信号の立上がりを検出するためのコンデ
ンサである。

【００５３】第３監視回路９３は、スライドの上昇過程
の位置信号Ｐ_aと下降過程の位置信号Ｐ_b′を加算する
加算回路９６と、加算回路９６の出力を閾値演算するウ
ィンドウコンパレータ９７と、ウィンドウコンパレータ
９７の出力と第２監視回路９２の自己保持回路２３の出
力との論理和を演算する第５論理和回路であるＯＲゲー
ト９８とを備え、ＯＲゲート９８の出力信号Ｋ₄をＡＮ
Ｄゲート３に入力する構成である。

【００５４】ここで、本実施形態の場合、スライドの下
降過程を示す位置信号Ｐ_b′の論理値１の出力範囲を、
図８に示すように、上死点前のクランク角３４５°まで
広げ、スライドの起動信号ＯＦＦを最大クランク角３４
５°までに確認できるようにしている。従って、本実施
形態では、クランク角３４５°〜１５°の範囲で、スラ
イドの上昇過程を示す位置信号Ｐ_aと下降過程を示す位
置信号Ｐ_b′が共に論理値１となる。

【００５５】これより、第３監視回路９３の加算回路９
６は、位置信号Ｐ_a，Ｐ_b′が共に論理値１の時には、
論理値２に相当するレベルの出力を発生し、どちらか一
方が論理値１の時は論理値１に相当するレベルの出力を
発生し、両方が論理値０の時は出力が論理値０となる。
また、ウィンドウコンパレータ９７は、加算回路９６の
出力が論理値１のレベルの時のみ論理値１の出力を発生
し、加算回路９６の出力が論理値２或いは論理値０の時
は出力が論理値０となる。フェールセーフウィンドウコ
ンパレータは米国特許５，３４５，１３８号明細書や国
際公開公報ＷＯ９４／２３０３等で公知である。

【００５６】かかる構成では、スライドがクランク角３
４５°〜１５°の範囲に停止した時のみ、正常と判断し
て制御系１の起動命令信号Ｋ₁に基づいて起動信号Ｓが
出力されて次回のスライド運転が可能となる。そして、
第３監視回路９３では、位置信号Ｐ_aとＰ_b′が共に論
理値１となるとウィンドウコンパレータ９７の出力が論
理値０となる。即ち、スライドの上昇過程においてクラ
ンク角３４５°を過ぎると、ウィンドウコンパレータ９
７の出力が論理値０となる。従って、起動命令ＯＦＦ信
号 /Ｋ₁が、クランク角３４５°以前で確認できれば、
第２監視回路９２の自己保持回路２３の出力により、ク
ランク角３４５°以降でもＯＲゲート９８の出力信号Ｋ
₄の論理値１は維持されるが、クランク角３４５°を過
ぎるまでに起動命令ＯＦＦ信号 /Ｋ₁の発生が確認され
ない場合は、ＯＲゲート９８の出力信号Ｋ₄が論理値０
となり、起動信号Ｓが消滅してスライドの起動は停止さ
れる。

【００５７】以上のように、第４実施形態によれば、ス
ライドの自動上昇のＯＦＦ確認を、遅くとも上死点前の
クランク角３４５°で確認でき、より一層安全性が向上
する。上記各実施形態において、運転ボタンが押されて
いないにも拘わらず、制御系１から起動命令信号Ｋが先
に発生しいてると、運転ボタンのＯＮ操作（Ｔ＝１）で
スライドの起動信号Ｓが直ちに発生してしまう。

【００５８】これを防止するため、制御系１の起動命令
信号Ｋ₁の発生タイミングを監視することが望ましい。
このため、例えば、図６及び図７に点線で示すように、
第１監視回路９１のＡＮＤゲート１３に、起動命令ＯＦ
Ｆ信号 /Ｋ₁を入力するようにすればよい。このように
すれば、運転ボタンのＯＮ信号Ｔ＝１が発生した後に、
起動命令信号Ｋ ₁が発生して初めてスライドの起動信号
Ｓが発生する。起動命令信号Ｋ₁がＯＦＦせず継続して
発生している状態では、図７の自己保持回路２３の出力
が発生せず、スライドの起動信号Ｓが発生することはな
い。尚、図１、図４及び図５に示す実施形態でも同様で
あり、これら各実施形態の場合は、図１の第１監視回路
１０において、運転ボタンのＯＮ信号Ｔと起動命令ＯＦ
Ｆ信号 /Ｋ₁の論理積を演算するＡＮＤゲートを設け、
このＡＮＤゲートの出力を自己保持回路１２のトリガ入
力端子に入力するようにすればよい。

【００５９】次に、運転ボタンをなくし、光線式安全装
置（光カーテン）のＯＮ／ＯＦＦ信号の発生状態から作
業者の手の脱出方向を検出してワーク搬入作業を確認
し、自動でスライドの起動を行う構成とした本発明の第
５実施形態について説明する。尚、フェールセーフな光
センサの基本的構成方法は、米国特許５，３４５，１３
８号明細書で示されている。具体的なフェールセーフな
光センサには、図１１の方向検出回路と結合可能なフェ
ールセーフセンサとして、国際公開公報ＷＯ９３／２３
７７２やＷＯ９５／１０７８９等がある。

【００６０】まず、運転ボタンに代わる本実施形態の光
線式安全装置１００について、図９及び図１０に基づい
て説明する。図９及び図１０において、本実施形態の光
線式安全装置１００は、プレス機械のボルスタ１０５手
前の危険領域境界部に配置される互いに対向する投光器
１０１と受光器１０２を備え、ワークの搬入方向（図１
０中、矢印Ａで示す）に沿って複数、例えば２重の光カ
ーテン１０３，１０４を有する。即ち、投光器１０１
に、ボルタス１０５側に近い光カーテン１０３を形成す
る多数の発光素子ａ₁，ａ₂，・・・と、作業者側に近
い外側の光カーテン１０４を形成する多数の発光素子ｂ
₁，ｂ₂，・・・とが図中上下方向に配列されている。
尚、図示しないが受光器１０２側にも前記各発光素子ａ
₁，ａ₂，・・・とｂ₁，ｂ₂，・・・にそれぞれ対応
して多数の受光素子が設けられている。各光カーテン１
０３，１０４における光軸ＬＢ₁，ＬＢ₂の間隔は、図
１０に示すように、例えば２０ｍｍとし、且つ、光カー
テン１０３，１０４の光軸ＬＢ₁，ＬＢ₂を互いに上下
方向に１０ｍｍずらして配置する。このような配置構成
とすれば、正面から見た時に光線式安全装置１００の光
軸が実質的に１０ｍｍ間隔で存在し、各光カーテン１０
３，１０４の光軸ＬＢ₁，ＬＢ₂をそれぞれ１０ｍｍ間
隔で配置する場合に比べて発光素子及び受光素子の数を
半減することができ、光線式安全装置のコストを低減で
きる。

【００６１】次に、両光カーテン１０３，１０４の出力
信号に基づいて作業者の手の脱出方向を検出する従来公
知（例えば特開昭６１−３８８２５号公報や米国特許
５，０２７，１１４号明細書等参照）の方向検出回路の
例を図１１に示し説明する。図１１において、この方向
検出回路１１０は、光カーテン１０３の出力信号Ｂ ₁を
否定演算する否定回路１１１と、光カーテン１０４の出
力信号Ｂ₂を否定演算する否定回路１１２と、前記否定
回路１１１の出力をトリガ入力信号とし前記否定回路１
１２の出力をホールド入力とする自己保持回路１１３
と、光カーテン１０３の出力信号Ｂ₁と自己保持回路１
１３の出力信号の論理積を演算するＡＮＤゲート１１４
と、ＡＮＤゲート１１４の出力をトリガ入力とし光カー
テン１０４の出力信号Ｂ₂をホールド入力とする自己保
持回路１１５とを備え、この自己保持回路１１５の論理
値１の出力を脱出確認信号とする構成である。

【００６２】次に、図１１の回路の動作を図１２のタイ
ムチャートに基づいて説明する。作業者がボルスタ１０
５上にワークを搬入する場合は、先に光カーテン１０４
の光軸ＬＢ₂が遮断され、次に光カーテン１０３の光軸
ＬＢ₁が遮断される。従って、光カーテン１０４の出力
信号Ｂ₂が先に消滅し（論理値０となる）、否定回路１
１２の出力信号 /Ｂ₂（出力信号Ｂ₂の否定を示す）が
先に論理値１となり、その後、光カーテン１０３の出力
信号Ｂ１が消滅し（論理値０となる）、否定回路１１１
の出力信号 /Ｂ₁（出力信号Ｂ₁の否定を示す）が論理
値１になる。光カーテン１０４の出力信号Ｂ₂が消滅し
た時点で自己保持回路１１３の出力信号、即ち、方向検
出回路１１０の出力信号Ｂ₁₂は論理値０となり、作業者
の手がボルスタ１０５上に存在していると判断される。
また、光カーテン１０３の出力信号Ｂ₁が消滅した時点
で否定回路１１１の論理値１の出力によって自己保持回
路１１３がトリガされてＡＮＤゲート１１４の一方の入
力が論理値１となる。

【００６３】作業者が手を戻す時は、光カーテン１０３
の出力信号Ｂ₁が先に論理値１に立ち上がり、その後に
光カーテン１０４の出力信号Ｂ₂が論理値１に立ち上が
る。光カーテン１０３の出力信号Ｂ₁が立ち上がった時
点でＡＮＤゲート１１４の他方の入力が論理値１とな
り、ＡＮＤゲート１１４の出力信号Ｂ₀が論理値１とな
る。その後、光カーテン１０４の出力信号Ｂ₂が立ち上
がった時に、自己保持回路１１５のホールド入力が論理
値１となり、自己保持回路１１５の出力信号Ｂ₁₂が論理
値１となり、作業者の手が脱出したと判断される。尚、
前記ＡＮＤゲート１１４、自己保持回路１１３，１１５
は、前述の実施形態と同様のフェールセーフ構成のもの
である。また、否定回路１１１，１１２も、故障時出力
信号が零となる否定回路で、例えば、米国特許５，０２
７１１４号明細書において詳しく示してあるようにフェ
ールセーフウィンドウコンパレータを用いて実現でき
る。

【００６４】運転ボタンに代えて、このような光線式安
全装置１００の出力信号に基づいて作業者の手の動きを
検出してスライドの起動を自動で行うプレス機械の運転
装置とした場合には、図１１の方向検出回路１１０の出
力信号Ｂ₁₂を、運転ボタンのＯＮ信号の代わりとして制
御系１に入力し、論理値１の出力信号Ｂ₁₂の入力があっ
た時に制御系１からスライドの起動命令Ｋ₁を発生させ
る。

【００６５】また、光線式安全装置１００の出力信号に
基づく自動運転のプレス機械では、再起動防止機能は不
要となる。従って、図１、図４、図５及び図７に示す各
実施形態の各第１監視回路１０，９１の出力信号Ｋ
₂は、図１１の方向検出回路１１０の出力信号Ｂ₁₂とス
ライド上昇過程を示す位置信号Ｐ_aの論理和出力とすれ
ばよい。

【００６６】また、運転ボタンのＯＦＦ信号 /Ｔの発生
確認機能については、作業者がスライドが下降過程から
上昇過程に移行した時から所定時間内にワークを搬入す
ることを条件とするならば、位置信号Ｐ_a＝１の発生
後、所定時間内に方向検出回路１１０の出力信号Ｂ₁₂が
立ち下がったことを検出して論理値１の出力信号を得る
ようにすればよく、例えば、図１３の回路構成とすれば
よい。

【００６７】図１３の回路では、位置信号Ｐ_a＝１にな
った時点からオフ・ディレー回路１２０の遅延時間（前
記所定時間に相当する）以内に、作業者のワーク搬入作
業が行われて出力信号Ｂ₁₂が立下がれば（（ｄＢ₁₂／ｄ
ｔ）＜０が発生）、立下がり検出回路１２１の出力によ
ってＡＮＤゲート１２２の出力が論理値１となり、自己
保持回路１２３がトリガされて出力信号ｚが論理値１と
なる。一方、オフ・ディレー回路１２０の前記遅延時間
以内に、作業者のワーク搬入作業が行われなければ、オ
フ・ディレー回路１２０の出力が消滅しＡＮＤゲート１
２２から論理値１の出力信号は発生せず自己保持回路１
２３はトリガされない。

【００６８】従って、図１、図４、図５及び図７におけ
る運転ボタンＯＦＦ確認のための信号として、図１及び
図７のＡＮＤゲート２４，２４′、図４及び図５のＡＮ
Ｄゲート６１，６１′に、図１３の自己保持回路１２３
の出力信号ｚを用いるようにすればよい。ただし、この
機能が不要であれば、このインタロックは除けばよい。

【００６９】また、オーバーラン監視機能については、
制御系１からの起動信号Ｋ₁が運転ボタンＯＮに相当す
るから、図１、図４、図５及び図７のＡＮＤゲート２
１，２１′に、運転ボタンＯＮ信号Ｔに代えて起動信号
Ｋ₁を入力すればよい。尚、起動信号Ｋ₁の代わりに方
向検出回路１１０の出力信号Ｂ₁₂を用いてもよい。尚、
図１の回路において、図１４に示すように、コンデンサ
Ｃ７、Ｃ８による運転ボタンＯＮ信号Ｔの立上がり微分
信号を、自己保持回路１０のトリガ入力とし、ＡＮＤゲ
ート２１の入力としてもよい。この微分信号は自己保持
回路１０や自己保持回路３０において自己保持される。
しかも、運転ボタンのＯＮ信号Ｔの微分信号ｄＴ／ｄｔ
＞０が発生するということは、運転ボタンがそれまでＯ
ＦＦ状態にあったことを意味する。従って、運転ボタン
のＯＦＦ状態を連続して監視することはできないが、図
１４に示すように運転ボタンＯＦＦの確認のために設け
られる自己保持回路２２を除いても、運転開始時には少
なくとも運転ボタンがＯＦＦしていたことを確認してス
ライドの起動信号Ｓを発生させることが微分信号を用い
ても可能である。かかる構成とすれば、１個の自己保持
回路の代わりに２個のコンデンサを用いればよいので、
回路構成が容易となり、コストが低減できる。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように請求項１〜３に記載
の発明によれば、制御系でスライドの起動／停止の制御
を行い、監視系は、制御系の出力状態、運転ボタン操作
状態及びスライドが上昇過程か下降過程かを示す位置信
号等に基づいて制御系によるスライドの駆動が正常か否
かの監視だけを行うよう制御系と監視系とを分離する構
成としたので、スライドの位置を示す位置信号の数を低
減できプレス機械の運転装置の構成を簡素化でき、装置
の低コスト化を図ることができる。

【００７１】請求項４に記載の発明によれば、スライド
運転の１周期毎に制御系の動作を確認し最新の監視結果
に基づいてスライドの起動が行われるので、一層安全性
が向上できる。請求項５に記載の発明によれば、一旦ス
ライドが停止した場合は、作業者が運転ボタンを操作し
ない限りスライドを起動できないので、作業者の安全性
を高めることができる。

【００７２】請求項６に記載の発明によれば、制御系か
らの起動命令信号の発生タイミングも監視できるので、
より安全性が向上する。請求項７に記載の発明によれ
ば、スライドの自動上昇ＯＦＦを通常より早く確認でき
るので、スライドの自動上昇ＯＦＦが確認されずに強制
停止する場合に早い時期でスライドを停止でき、安全性
が向上する。

【００７３】請求項８に記載の発明によれば、運転ボタ
ンによらないスライドの自動運転が可能となる。請求項
９に記載の発明によれば、光線式安全装置の発光及び受
光素子を低減でき、光線式安全装置のコストを低減でき
る。請求項１０〜１７に記載の発明によれば、監視系を
フェールセーフな構成としたので、監視系自体に異常が
発生し時に、スライドの起動が強制的に停止するので、
プレス機械の運転装置の安全性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す構成図

【図２】本発明に適用する位置信号Ｐ_a，Ｐ_bの生成装
置の構成図

【図３】スライド位置と位置信号Ｐ_a，Ｐ_bの関係の説
明図

【図４】本発明の第２実施形態を示す構成図

【図５】本発明の第３実施形態を示す構成図

【図６】本発明の第４実施形態を示すブロック図

【図７】図６の具体的な構成図

【図８】図６の実施形態に適用する位置信号Ｐ_a，Ｐ_b
とスライド位置との関係の説明図

【図９】本発明の第５実施形態に適用する光線式安全装
置の腰部構成図

【図１０】図９の光線式安全装置の光カーテンの配置説
明図

【図１１】第５実施形態に使用する方向検出回路図

【図１２】図１１の方向検出回路の動作タイムチャート

【図１３】第５実施形態で適用するワーク搬入検出のた
めの回路図

【図１４】図１の変形態様を示す構成図

【図１５】従来装置で使用する各位置信号のタイムチャ
ート

【符号の説明】

１制御系２、９０監視系３ＡＮＤゲート４エンコーダ５制御回路１０、９１第１監視回路２０、９２第２監視回路３０、９４自己保持回路３１、８２、８２′、９５ＯＲゲート４０位置信号発生装置６０、６０′、７０監視部６２、６２′、７１フリップフロップ回路８０、８１ＡＮＤゲート９３第３監視回路１００光線式安全装置１０３、１０４光カーテン１１０方向検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ１６Ｐ 3/12 Ｆ１６Ｐ 3/12 Ｇ０５Ｂ 19/19 Ｇ０５Ｂ 19/19 Ｖ (72)発明者高橋岩重石川県小松市八日市町地方５コマツ産機株式会社小松工場内 (72)発明者畑幸男石川県小松市八日市町地方５コマツ産機株式会社小松工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】作業者の運転ボタンＯＮ操作に基づいてス
ライドの起動命令信号を発生し、スライドが下降過程か
ら上昇過程に移行すると前記起動命令信号を停止するス
ライドの起動／停止を制御する制御系と、該制御系によ
るスライドの起動／停止の制御が正常か否かを監視し正
常の時にスライド起動許可信号を発生する監視系と、監
視系から前記スライド起動許可信号が入力している時の
み前記制御系の起動命令信号の入力によりスライドの起
動信号を発生する起動信号発生手段とを備えて構成した
ことを特徴とするプレス機械の運転装置。
【請求項２】前記監視系は、スライドの上昇過程で前記
制御系の起動命令信号が停止したか否かを確認する起動
命令ＯＦＦ確認手段と、スライドの上昇過程で前記運転
ボタンがＯＦＦしたか否かを確認する運転ボタンＯＦＦ
確認手段とを備え、両確認手段の論理積出力を前記スラ
イド起動許可信号として前記起動信号発生手段に入力す
る構成である請求項１に記載のプレス機械の運転装置。
【請求項３】前記監視系は、運転ボタンＯＮ操作時にス
ライドが上死点付近の所定範囲内に停止しているか否か
を確認するオーバーラン確認手段を備え、前記起動命令
ＯＦＦ確認手段、運転ボタンＯＦＦ確認手段及びオーバ
ーラン確認手段の論理積出力を前記スライド起動許可信
号として前記起動信号発生手段に入力する構成である請
求項２に記載のプレス機械の運転装置。
【請求項４】前記監視系は、前記論理積出力を、スライ
ド下降過程の間記憶し、スライド上昇過程でリセットす
る信号リセット手段を備える構成である請求項２又は３
に記載のプレス機械の運転装置。
【請求項５】前記監視系は、ワークをセットするボルス
タを含む危険領域内に人体が進入したことを検出する光
線式安全装置の出力に基づき、スライド下降過程で前記
光線式安全装置が人体進入を検出した時に前記起動信号
発生手段への起動許可信号を停止し、スライド停止後は
運転ボタンのＯＮ操作によって前記起動許可信号を復帰
させる再起動防止手段を備える構成である請求項１〜４
のいずれか１つに記載のプレス機械の運転装置。
【請求項６】前記再起動防止手段は、制御系の起動命令
がＯＦＦしていることを条件として運転ボタンのＯＮ操
作によって起動許可信号を発生する構成である請求項５
に記載のプレス機械の運転装置。
【請求項７】前記監視系は、スライドの上昇過程で前記
制御系の起動命令信号が停止したか否かを上死点以前の
クランク角位置で確認する起動命令ＯＦＦ早期確認機能
を備える構成である請求項２〜６のいずれか１つに記載
のプレス機械の運転装置。
【請求項８】前記運転ボタンに代えて、ボルスタを含む
危険領域の境界部にワーク搬入方向に沿って複数の光カ
ーテンを設けた光線式安全装置を設けると共に、前記複
数の光カーテンからの出力信号状態に基づいて前記危険
領域に対する人体の進入／脱出を検出する方向検出回路
を設け、該方向検出回路の人体の進入及び脱出検出出力
を運転ボタンのＯＦＦ及びＯＮ信号に置き換えて構成し
た請求項１〜７のいずれか１つに記載のプレス機械の運
転装置。
【請求項９】前記光線式安全装置の各光カーテンは、前
記危険領域の境界部にそれぞれ対向配置した発光素子と
受光素子を略垂直方向に多数設けて構成され、各光カー
テンの光軸を互いに垂直方向にずらして配置する構成と
した請求項８に記載のプレス機械の運転装置。
【請求項１０】前記監視系は、前記制御系が正常である
と判断した時に論理値１の出力を発生し、異常と判断し
た時及び監視系自体が故障した時に出力が論理値０とな
るフェールセーフな構成である請求項１に記載のプレス
機械の運転装置。
【請求項１１】前記監視系は、スライドが上昇過程にあ
る時に論理値１となる第１位置信号とスライドが下降過
程にある時に論理値１となる第２位置信号を発生する位
置信号発生手段からの前記第１位置信号と光線式安全装
置の出力信号の論理和を演算する第１論理和回路、及
び、該第１論理和回路の出力をホールド入力とし運転ボ
タンのＯＮ操作で論理値１となる運転ボタンＯＮ信号を
トリガ入力とし当該トリガ入力を自己保持する第１自己
保持回路を備えて構成される第１監視手段と、前記第１位置信号と運転ボタンＯＮ信号との論理積を演
算する第１論理積回路、前記第１位置信号をホールド入
力とし運転ボタンのＯＦＦ操作により論理値１となる運
転ボタンＯＦＦ信号をトリガ入力とし当該トリガ入力を
自己保持する第２自己保持回路、前記第１位置信号をホ
ールド入力とし前記制御系の起動命令信号が停止した時
に論理値１となる起動命令ＯＦＦ信号をトリガ入力とし
当該トリガ入力を自己保持する第３自己保持回路、及
び、前記第１論理積回路と第２及び第３自己保持回路の
出力の論理積を演算する第２論理積回路を備える第２監
視手段と、前記第２位置信号をホールド入力とし前記第２論理積回
路の出力をトリガ入力とし当該トリガ入力を自己保持す
る第４自己保持回路と、該第４自己保持回路の出力と前記第１位置信号の論理和
を演算する第２論理和回路と、を備えて構成した請求項１０に記載のプレス機械の運転
装置。
【請求項１２】前記第１監視手段の第１自己保持回路の
トリガ入力と、前記第２監視手段の第１論理積回路の一
方の入力とに、運転ボタンＯＮ信号の立上がり微分信号
を用い、第２監視手段から前記第２自己保持回路を除い
て構成した請求項１１に記載のプレス機械の運転装置。
【請求項１３】前記監視系は、請求項１１に記載の第１
監視手段を備えると共に、請求項１１に記載の第１論理積回路及び第２自己保持回
路、該第１論理積回路と第２自己保持回路の出力の論理
積を演算する第３論理積回路、該第３論理積回路の出力
をセット入力とし第１位置信号の立上がり信号をリセッ
ト入力とする第１フリップフロップ回路からなる第１監
視部と、起動命令ＯＦＦ信号をセット入力とし第１位置信号の立
上がりをリセット入力とする第２フリップフロップ回路
を備える第２監視部と、前記第１フリップフロップ回路がリセットされた時に発
振する第１発振手段と、前記第１フリップフロップ回路がセットされた時に発振
する第２発振手段と、前記第２フリップフロップ回路がリセットされた時に発
振する第３発振手段と、前記第２フリップフロップ回路がセットされた時に発振
する第４発振手段と、前記第２及び第４発振手段の出力の論理積を演算する第
４論理積回路と、前記第１及び第３発振手段の各出力と第１位置信号の出
力の論理積を演算する第５論理積回路と、第４及び第５論理積回路の各出力の論理和を演算する第
３論理和回路と、を備えて構成した請求項１０に記載の
プレス機械の運転装置。
【請求項１４】前記監視系は、請求項１１に記載の第１
監視手段を備えると共に、請求項１１に記載の第１論理積回路及び第２自己保持回
路、第５自己保持回路、これら第１論理積回路と第２及
び第５自己保持回路の各出力の論理積を演算する第６論
理積回路、該第６論理積回路の出力をセット入力とし起
動命令ＯＦＦ信号の立上がり信号をリセット入力とする
第３フリップフロップ回路からなる第３監視部と、前記第３フリップフロップ回路がリセットされた時に発
振する第５発振手段と、前記第３フリップフロップ回路がセットされた時に発振
する第６発振手段と、前記第６発振手段の出力と第１位置信号の論理和を演算
する第４論理和回路と、を備え、前記第５自己保持回路
が、第１位置信号をホールド入力とし前記第５発振手段
の出力をトリガ入力とし当該トリガ入力を自己保持する
構成である請求項１０に記載のプレス機械の運転装置。
【請求項１５】前記スライド上昇過程のクランク角度範
囲を１８０°〜１５°とし、スライド下降過程のクラン
ク角度範囲を１５°〜１８０°とした請求項１１〜１４
のいずれか１つに記載のプレス機械の運転装置。
【請求項１６】前記位置信号発生手段が、クランク角の
上死点付近で前記第１位置信号と第２位置信号が共に論
理値１となる範囲が存在する構成である時、前記監視系
は、請求項１１に記載の第１論理和回路と、運転ボタン
ＯＮ信号の立上がり信号と第２位置信号の論理積を演算
する第７論理積回路、前記第１論理和回路の出力をホー
ルド入力とし前記第７論理積回路の出力をトリガ入力と
し当該トリガ入力を自己保持する第６自己保持回路を備
えて構成される第３監視手段と、前記第１位置信号と第２位置信号及び運転ボタンＯＮの
立上がり信号の論理積を演算する第８論理積回路、請求
項１１に記載の第２及び第３自己保持回路、及び、前記
第８及び第１論理積回路と第３自己保持回路の出力の論
理積を演算する第９論理積回路を備える第４監視手段
と、第１位置信号と第２位置信号の出力レベルを加算する加
算回路、該加算回路の出力レベルを閾値演算し論理値１
に相当する出力レベルの時のみ出力を発生するウィンド
ウコンパレータ、及び、該ウィンドウコンパレータの出
力と前記第４監視手段の第３自己保持回路の出力の論理
和を演算する第５論理和回路を備える第５監視手段と、第２位置信号をホールド入力とし前記第４監視手段の第
９論理積回路の出力をトリガ入力とし当該トリガ入力を
自己保持する第７自己保持回路と、該第７自己保持回路の出力と第１位置信号の論理和を演
算する第６論理和回路とを備えて構成した請求項１０に
記載のプレス機械の運転装置。
【請求項１７】前記スライド上昇過程のクランク角度範
囲を１８０°〜１５°とし、スライド下降過程のクラン
ク角度範囲を３４５°〜１８０°とした請求項１６に記
載のプレス機械の運転装置。
【請求項１８】位置信号発生手段は、スライドに連結さ
れるクランク軸に２個の円板を設け、一方の円板のスラ
イド上昇過程に相当するクランク角度範囲と他方の円板
のスライド下降過程に相当するクランク角範囲にそれぞ
れ長孔を設けると共に、各円板に対して前記各長孔を介
して対面する発光素子と受光素子を備えた光センサをそ
れぞれ設け、各光センサからの出力信号を前記第１位置
信号と第２位置信号とする構成である請求項１１〜１７
のいずれか１つに記載のプレス機械の運転装置。