JPS63135695A - Safety device for machine tool - Google Patents

Safety device for machine tool

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JPS63135695A
JPS63135695A JP28008786A JP28008786A JPS63135695A JP S63135695 A JPS63135695 A JP S63135695A JP 28008786 A JP28008786 A JP 28008786A JP 28008786 A JP28008786 A JP 28008786A JP S63135695 A JPS63135695 A JP S63135695A
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JP
Japan
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light
optical axis
stop
machine tool
laser
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JP28008786A
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岡部 洋治
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TOYO DENSHI KK
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、プレス機等の工作機に取付けられ、被監視範
囲内に異常物体が侵入し光線を遮光した際、工作機を停
止させる停止信号を発生する光線式の安全装置に関する
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention is a stop system that is attached to a machine tool such as a press machine, and stops the machine tool when an abnormal object enters the monitored range and blocks the light beam. This invention relates to a light beam type safety device that generates a signal.

〈従来の技術〉 従来、工作機に設置される一般の光線式安全装置は、工
作機の前面の危険箇所つまり被監視範圓に複数の投光器
と受光器を対向して設置し、各投光器から投光された複
数の光軸のうち、少なくても1本の光軸が遮光されたと
き、被監視範囲内に作業者の体の一部などが入ったとし
て工作機を停止されるように構成されている。
<Conventional technology> Conventionally, general optical safety devices installed on machine tools have multiple emitters and receivers installed facing each other in the hazardous area on the front of the machine tool, that is, the area to be monitored. When at least one of the multiple optical axes is blocked, the machine tool will be stopped because a part of the worker's body has entered the monitored range. It is configured.

〈発明が解決しようとする問題点〉 このような従来の光線式安全装置は、光軸の数だけ投光
器と受光器を所定の間隔で並べて配置するため、被監視
範囲が広い場合、細い間隔で光軸を設定しようとすると
、多数の投光器、受光器を並べて使用する必要がある。
<Problems to be solved by the invention> In such conventional optical beam safety devices, the number of emitters and receivers are arranged side by side at a predetermined interval, equal to the number of optical axes. When trying to set the optical axis, it is necessary to use a large number of emitters and receivers in line.

また、投光器には、通常光を投光する発光ダイオードが
一般に用いられるため、被監視範囲の幅が広く光軸距離
が長くなる場合、光軸径が太く拡散し、光軸間隔つまり
投受光素子の設置間隔を細かく設定できない問題があっ
た。
In addition, since light emitting diodes that emit normal light are generally used for floodlights, when the range to be monitored is wide and the optical axis distance is long, the optical axis diameter becomes thick and diffuses, and the optical axis spacing, that is, the light emitting/receiving element. There was a problem in which the installation interval could not be set in detail.

また、工作機を使う現場では、プレス機やベンダーなど
を使用して加工を行なう際、加工材料の一部や治具が安
全装置の被監視範囲から突出した状態で加工を行なわな
ければならない場合がある、このように、被監視範囲か
ら加工材料40が突出すると、第9図に示すように投光
部41から投光された光軸が加工材料40により遮光さ
れ、受光部42に入らず、安全装置が作動してプレス機
等が使用できなくなるため、どうしてもこのような加工
を行なわなければならない場合、加工材料等により遮光
される光軸を無効状態として使用していた。このため、
加工材料40から受光部42までの領域43が光軸のな
い安全装置の死角となる問題があった。
Additionally, at sites where machine tools are used, when machining is performed using a press machine, bender, etc., there may be cases where machining must be performed with part of the workpiece or jig protruding from the monitoring range of safety equipment. As shown in FIG. 9, when the processed material 40 protrudes from the monitored range, the optical axis emitted from the light projecting section 41 is blocked by the processed material 40 and does not enter the light receiving section 42. When such processing must be carried out because the safety device is activated and the press machine etc. cannot be used, the optical axis, which is blocked by the processing material etc., is used in an invalid state. For this reason,
There was a problem that the region 43 from the processed material 40 to the light receiving section 42 became a blind spot for the safety device as it had no optical axis.

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもの
で、従来のように多数の投光器、受光器を並べて設置す
る必要がなく、細い光軸により狭い間隔で多数の光軸を
発生することができ、被監視範囲から加工材料等を突出
させて加工を行なう際にも死角となる領域を作らず、安
全を確保することができる工作機の安全装置を提供する
ものであり、以下のように構成される。
<Means for Solving the Problems> The present invention was made to solve the above problems, and it eliminates the need to install a large number of emitters and receivers side by side as in the past, and uses a narrow optical axis. Machine tool safety that can generate multiple optical axes at narrow intervals, ensuring safety without creating blind spots even when machining materials protrude from the monitored range. The device is configured as follows.

すなわち、本発明の工作機の安全装置は、第1図の全体
構成図に示すように、 被監視領域の両側に2個のパラボラミラー3a、3bが
光軸をずらした位置に対向して配lされると共に2個の
リフレクタ12a、12bが各々のパラボラミラー3a
、3bに対向して両側に配置され、各パラボラミラー3
a、3bの略焦点付近にそれぞれ回転ミラー2a、2b
が配設され、2対のパラボラミラー3a、3bとリフレ
クタ12a、12b間に多数の並行光軸を発生させるよ
うにレーザ光を各々の回転ミラー2a、2bに向けて照
射する2台のレーザ発振器1a、lbが配設され、リフ
レクタ12a、12bで反射された各光軸上をリターン
したレーザ光をハーフミラ−4a、4bを介して受光す
るための2個の受光器5a、5bが設けられてなる検出
部10と、検出部10から送られる受光データを入力し
、光軸に遮光があるとき、工作機を停止させるための停
止信号を出力する制御部20と、から構成される。
That is, the machine tool safety device of the present invention, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 1 and two reflectors 12a and 12b are attached to each parabolic mirror 3a.
, 3b, each parabolic mirror 3
Rotating mirrors 2a and 2b are located near the focal points of a and 3b, respectively.
are arranged, and two laser oscillators emit laser light toward each rotating mirror 2a, 2b so as to generate a large number of parallel optical axes between the two pairs of parabolic mirrors 3a, 3b and the reflectors 12a, 12b. 1a and lb are arranged, and two light receivers 5a and 5b are provided for receiving the laser light reflected by the reflectors 12a and 12b and returned on the respective optical axes via the half mirrors 4a and 4b. The control section 20 inputs the light reception data sent from the detection section 10 and outputs a stop signal to stop the machine tool when the optical axis is blocked.

そして、検出部10には、2台のレーザ発掘器la、l
bを駆動してレーザ光を投光すると共に、2個の回転ミ
ラー2a、2bをモータにより所定角度づつ回転駆動し
て光軸の走査を行なう投光走査処理手段6と、受光器5
a、5bから送られる受光信号に基づき受光データ信号
を出力する受光処理手段7が設けられ、制御部20には
、検出部10から送られる受光データ信号に基づき全光
軸受光か否かを判定する光軸判定手段8と、全光軸受光
ではない場合、停止信号を出力して工作機の停止指令を
行なう停止指令手段9が設けられる〈作用〉 したがって、両側のレーザ発掘器1a、Ibからレーザ
光を投光しながら回転ミラー2 、a 、  2 bを
所定角度づつ同期して回転させると、レーザ光は各回転
ミラー2a、2bにより反射されて各パラボラミラー3
a、3bにその入射角度を徐々に変えながら照射され、
パラボラミラー3a、3bからはレーザ光がそれぞれ並
行に各回転ミラー2a、2bの回転角度に応じた一定の
間隔で対応したパラボラミラーに向けて投光され、レー
ザ光スキャニングにより多数の光軸が2対のパラボラミ
ラー3a、3bとリフレクタ12a、12b間に形成さ
れる。
The detection unit 10 includes two laser excavators la and l.
a light emitting and scanning processing means 6 that drives the mirror 2b to project a laser beam, and scans the optical axis by rotating the two rotating mirrors 2a and 2b by a predetermined angle by a motor, and a light receiver 5.
A light reception processing means 7 is provided which outputs a light reception data signal based on the light reception signal sent from the detectors 10a and 5b, and the control section 20 determines whether or not all optical axis light is received based on the light reception data signal sent from the detection section 10. and a stop command means 9 which outputs a stop signal and instructs the machine tool to stop if not all the optical axis light is received. When the rotating mirrors 2 , a , 2 b are rotated synchronously by a predetermined angle while projecting laser light, the laser beam is reflected by each rotating mirror 2 a , 2 b and reflected by each parabolic mirror 3 .
A, 3b are irradiated while gradually changing the angle of incidence,
Laser beams are projected in parallel from the parabolic mirrors 3a and 3b toward the corresponding parabolic mirrors at regular intervals according to the rotation angles of the rotating mirrors 2a and 2b, and by scanning the laser beams, a large number of optical axes are It is formed between a pair of parabolic mirrors 3a, 3b and reflectors 12a, 12b.

この時、各光軸のレーザ光はリフレクタ12a又は12
bにより反射され、再びパラボラミラー3a又は3bと
回転ミラー2a、2bを通り、ハーフミラ−4a、4b
を介して反対側の受光器5a又は5bに受光される。受
光器5a、5bから出力される受光信号は受光処理手段
7に取り込まれ、各走査毎に受光データがつくられ、こ
の受光データ信号が制御部20に送られ、光軸判定手段
8で全光軸受光か否かが判断され、何れかの光軸に遮光
があって全光軸受光でない場合、停止指令手段9が工作
機に停止信号を出力する。
At this time, the laser beam of each optical axis is reflected by the reflector 12a or 12.
b, passes through the parabolic mirror 3a or 3b and the rotating mirrors 2a, 2b again, and is reflected by the half mirrors 4a, 4b.
The light is received by the light receiver 5a or 5b on the opposite side. The light reception signals output from the light receivers 5a and 5b are taken into the light reception processing means 7, and light reception data is created for each scan. It is determined whether or not the beam is received by a bearing, and if any of the optical axes is blocked and the beam is not received by all optical axes, the stop command means 9 outputs a stop signal to the machine tool.

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。<Example> Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

安全装置の検出部の光学系は第2図、第3図に示すよう
に構成され、工作機の危険箇所の前面つまり被監視領或
の両側に2台のパラボラミラー3a、3bが、そこから
反射する光軸を前後に少しずらした位置になるように、
対向して配置される。そして、2侶のリフレクタ12a
、12bか両側に各々のパラボラミラー3a、3bに対
向して配置される。パラボラミラー3a、3bは球面の
一部を縦に細く弓状に形成したもので、略焦点位置から
部分球面に向けて投光された光を常に対向するリフレク
タ12a、12bに向けて並行に反射する構造であり、
リフレクタ12a、12bは入射された光を常に入射光
と同じ光軸上に反射する構造である。パラボラミラー3
aと3bの略焦点付近に各々回転ミラー2a、2b (
例えばポリゴンミラー)が配設され、回転ミラー2a、
2bは4枚の反射面を周囲にもち、回転ミラー用モータ
llaと11b(例えばステッピングモータ)により一
定角度づつ正確に回転駆動される。1aと1bはHeN
eガスレーザ、半導体レーザ等を使用したレーザ発振器
で、レーザ光を回転ミラー2a、2bの一部に向けてそ
れぞれ照射し、回転ミラー2a、2bから反射されたレ
ーザ光をパラボラミラー3a、3bの内面に投光する位
置に配設される。レーザ発振器1a、lbと回転ミラー
2a、2b間には集光用レンズと光軸に対し約45度傾
斜したハーフミラ−4a、4bが配設される。ハーフミ
ラ−4a、4bの下方にはレンズを介して受光器5a、
5b(例えばホトダイオード、ホトトランジスタ等)が
反対側のレーザ発振器から照射されたレーザ光をハーフ
ミラ−4a、4bを介して受光するように配設される。
The optical system of the detection section of the safety device is constructed as shown in Figs. 2 and 3, and two parabolic mirrors 3a and 3b are placed in front of the dangerous area of the machine tool, that is, on both sides of the area to be monitored. So that the reflected optical axis is slightly shifted back and forth,
placed facing each other. And two reflectors 12a
, 12b are arranged on both sides facing each parabolic mirror 3a, 3b. The parabolic mirrors 3a and 3b are formed by forming a part of a spherical surface into a vertically thin arcuate shape, and always reflect the light projected toward the partial spherical surface from the approximate focal point in parallel toward the opposing reflectors 12a and 12b. It has a structure that
The reflectors 12a and 12b have a structure that always reflects incident light onto the same optical axis as the incident light. parabolic mirror 3
Rotating mirrors 2a, 2b (
For example, a polygon mirror) is provided, and a rotating mirror 2a,
2b has four reflective surfaces around it, and is driven to rotate accurately at a constant angle by rotating mirror motors lla and 11b (eg, stepping motors). 1a and 1b are HeN
A laser oscillator using an e-gas laser, a semiconductor laser, etc. irradiates a laser beam toward a part of the rotating mirrors 2a, 2b, respectively, and the laser beam reflected from the rotating mirrors 2a, 2b is transmitted to the inner surface of the parabolic mirrors 3a, 3b. It is placed in a position where it emits light. Between the laser oscillators 1a, lb and the rotating mirrors 2a, 2b, a condensing lens and half mirrors 4a, 4b inclined at about 45 degrees with respect to the optical axis are arranged. Below the half mirrors 4a and 4b, there is a light receiver 5a,
5b (for example, a photodiode, a phototransistor, etc.) is arranged to receive laser light emitted from a laser oscillator on the opposite side via half mirrors 4a and 4b.

安全装置は、第4図のブロック図に示すように、レーザ
光を回転ミラー2a、2bの回転により走査させ、2つ
のパラボラミラー3a、3bとリフレクタ12a、12
b間で発生した光軸上をリターンするレーザ光をハーフ
ミラ−4a、4bを介してそれぞれ受光する2つの受光
器5a、5bを有し、受光データををつくる検出部10
と、検出部10から受光データを人力し、走査により発
生した多数の光軸の何れかに遮光があるとき、工作機を
停止させるための停止信号を出力する制御部20から構
成される。
As shown in the block diagram of FIG. 4, the safety device scans the laser beam by rotating rotating mirrors 2a and 2b, and connects two parabolic mirrors 3a and 3b and reflectors 12a and 12.
A detection unit 10 has two light receivers 5a and 5b that receive the laser light generated between the two points and returns on the optical axis via half mirrors 4a and 4b, respectively, and generates light reception data.
and a control section 20 that manually inputs light reception data from the detection section 10 and outputs a stop signal to stop the machine tool when there is a light blockage on any of the many optical axes generated by scanning.

検出部10では、投光走査処理手段及び受光処理手段と
して所謂ワンチップCPUを使用したマイクロコンピュ
ータが使用され、予め決められたプログラムに基づき投
受光処理などを実行するCPU15、プログラムデータ
等の固定情報を記憶するROM16、設定光軸数等のデ
ータを読み出し書き込み可能に記憶するRAM17、及
び入出力回路18を備え、各ユニットはコモンバス19
により相互に接続され、データや制御信号の伝達が行な
われる。入出力回路18には、回転ミラー用モータll
a、llbを同期して回転駆動するためのドライバ回路
、受光器5a、5bから入力される受光信号を増幅しフ
ィルタリングした後デジタル信号に変換するための増幅
器、フィルタ、A/D変換器が設けられる。
In the detection unit 10, a microcomputer using a so-called one-chip CPU is used as a light emission scanning processing means and a light reception processing means. A ROM 16 that stores data, a RAM 17 that stores data such as the number of optical axes in a readable and writable manner, and an input/output circuit 18, and each unit connects to a common bus 19.
are connected to each other to transmit data and control signals. The input/output circuit 18 includes a rotating mirror motor ll.
a, a driver circuit for synchronously driving the llb, an amplifier, a filter, and an A/D converter for amplifying and filtering the received light signals inputted from the light receivers 5a and 5b, and then converting them into digital signals. It will be done.

レーザ発振器1a、lbには駆動回路、変調器が内蔵さ
れ、特定の周波数で変調をかけられたレーザ光が放出さ
れる。レーザ発振器1a、Ibはマイクロコンピュータ
により起動、停止を制御されるが、安全装置作動中は連
続動作を行なう。回転ミラー用モータlla、Ilbを
駆動するドライバはモータにステッピングモータが使用
される場合、各光軸を発生させる毎に特定数のパルスを
出力して2台のモータを一定角度づつ駆動する。
The laser oscillators 1a and lb have a built-in drive circuit and a modulator, and emit laser light modulated at a specific frequency. The laser oscillators 1a and Ib are controlled to start and stop by a microcomputer, but operate continuously while the safety device is in operation. When a stepping motor is used as the motor for rotating mirror motors Ila and Ilb, the driver outputs a specific number of pulses each time each optical axis is generated to drive the two motors at a constant angle.

光軸数設定器13は、走査により発生させる光軸数を予
め設定するもので、例えばデジタルスイッチやテンキー
により構成され、例えば、被監視範囲の高さが1mのと
き1 cm間隔で光軸を発生させる場合、光軸数は10
0本に設定する。
The number of optical axes setting device 13 is used to preset the number of optical axes generated by scanning, and is configured with, for example, a digital switch or a numeric keypad. When generating, the number of optical axes is 10.
Set to 0.

制御部20は、検出部10から受光データ信号を取り込
み全光軸受光か否かの判断を行ない遮光発生時には停止
信号を出力する上述の光軸判定手段と停止指令手段をな
すマイクロコンピュータを有し、主リレー接点の溶着を
チェックするために操作するチェックスイッチ21、主
リレー接点の溶着の有無を検出する第5図のような溶着
検出回路22、及びマイクロコンピュータの異常を検出
する異常検出回路23を備えている。制御部20のマイ
クロコンピュータは、上述の検出部10のそれと同様に
、ワンチップCPUを用いて構成され、予め決められた
プログラムに基づき光軸判定と停止信号の出力処理を実
行するCPU24、プログラムデータ等の固定情報を記
憶するROM25、検出部10から送られた受光データ
等を読み出し書き込み可能に記憶するRAM26、及び
入出力回路27からなる。入出力回路27は検出部10
の入出力回路18と接続され、同期信号を伝達すると共
に受光データを取り込む、また、入出力回路27にはチ
ェックスイッチ21、溶着検出回路22、異常検出回路
23、補助停止回路30、停止回路31が接続される。
The control unit 20 includes a microcomputer that takes in the received light data signal from the detection unit 10, determines whether or not all optical axes are received, and outputs a stop signal when a light blockage occurs, and serves as a stop command unit. , a check switch 21 operated to check whether the main relay contacts are welded, a welding detection circuit 22 as shown in FIG. It is equipped with The microcomputer of the control unit 20 is configured using a one-chip CPU, similar to that of the detection unit 10 described above, and includes a CPU 24 that executes optical axis determination and output processing of a stop signal based on a predetermined program, and program data. It consists of a ROM 25 that stores fixed information such as, a RAM 26 that stores light reception data sent from the detection unit 10 in a readable and writable manner, and an input/output circuit 27. The input/output circuit 27 is the detection unit 10
The input/output circuit 27 is connected to the input/output circuit 18 to transmit synchronization signals and take in received light data. is connected.

停止回路31はドライバ及び主リレーからなり、入出力
回路27から出力された停止信号により主リレーを動作
させて工作機を停止させる構造である。補助停止回路3
0はドライバと補助リレーからなり、停止回路31の主
リレーが溶着などの作動不良を起こした場合、補助リレ
ーを動作させて工作機を停止させるように構成される。
The stop circuit 31 is composed of a driver and a main relay, and is configured to operate the main relay in response to a stop signal output from the input/output circuit 27 to stop the machine tool. Auxiliary stop circuit 3
0 consists of a driver and an auxiliary relay, and is configured to operate the auxiliary relay to stop the machine tool if the main relay of the stop circuit 31 malfunctions such as welding.

第5図の接続図に示すように、主リレー1xの接点1x
a、lxbと補助リレー2xの接点2xaは工作機の停
止入力端子間に並列に接続され、主リレーが消勢状態で
接点1xbがオンして停止状態となり、補助リレーは付
勢状態で接点2xaがオンして停止状態となる。
As shown in the connection diagram in Figure 5, contact 1x of main relay 1x
Contacts a, lxb and contact 2xa of auxiliary relay 2x are connected in parallel between the stop input terminals of the machine tool, and when the main relay is de-energized, contact 1xb is turned on and stopped, and when the auxiliary relay is energized, contact 2xa is connected. turns on and becomes stopped.

主リレーの溶着状態を検出する溶着検出回路22は、第
5図に示すように、主リレーの一方の接点1xaにホト
カブラPCを゛接続して構成され、ホトカブラPCの出
力側から抵抗Rを介して検出信号を出力する。すなわち
、停止信号が出力され主リレーが消勢状態のとき、接点
1xaがオフであるため、ホトカブラPCの出力側には
電流が流れず、高レベルの検出信号が出力され、停止信
号が出力されず主リレーが付勢状態のとき、接点IXa
がオンするため、ホトカブラPCの出力側が導通し、低
レベルの検出信号が出力される。
The welding detection circuit 22, which detects the welding state of the main relay, is constructed by connecting a photocoupler PC to one contact 1xa of the main relay, as shown in FIG. outputs a detection signal. In other words, when the stop signal is output and the main relay is de-energized, contact 1xa is off, so no current flows to the output side of the photocoupler PC, a high level detection signal is output, and a stop signal is output. When the main relay is energized, contact IXa
is turned on, the output side of the photocoupler PC becomes conductive, and a low-level detection signal is output.

このように構成された検出部10は工作機の被監視箇所
付近に設置され、制御部20は工作機の制御盤付近に設
置されるが、検出部10と制御部20にそれぞれマイク
ロコンピュータを内蔵し、データをシリアル伝達するた
め、その間の回線は信号用とデータ用の2木でよい。
The detection unit 10 configured as described above is installed near the monitored part of the machine tool, and the control unit 20 is installed near the control panel of the machine tool, but each of the detection unit 10 and the control unit 20 has a built-in microcomputer. However, since data is transmitted serially, the lines between them may be two trees, one for signals and one for data.

次に、安全装置の検出部10の動作を第6図に示すフロ
ーチャートに基づき説明する。
Next, the operation of the detection section 10 of the safety device will be explained based on the flowchart shown in FIG.

検出部10のCPU15は、先ずステップ100で各種
レジスタ等をリセットするなどの初期化を行なった後、
ステップ110にて、光軸数設定器13で設定された設
定光軸数を読み込み、RAM26に記憶する。次に、ス
テップ120には、レーザ発振器1a、lbを起動し、
レーザ発振器la、lbからレーザ光を発振される。レ
ーザ光は変調器において例えば5MH2程度の周波数で
変調され、変調されたレーザ光は連続的に発振される。
The CPU 15 of the detection unit 10 first performs initialization such as resetting various registers in step 100, and then
At step 110, the set number of optical axes set by the number of optical axes setter 13 is read and stored in the RAM 26. Next, in step 120, the laser oscillators 1a and lb are started,
Laser beams are oscillated from laser oscillators la and lb. The laser light is modulated by a modulator at a frequency of, for example, about 5 MH2, and the modulated laser light is continuously oscillated.

続いて、ステップ130で、同期信号を制御部20から
入力すると、ステップ140にて、回転ミラー用モータ
lla、llbに特定数の駆動パルスを出力し、回転ミ
ラー2aと2bを一定角度に回転させる。この時、レー
ザ発振器1a、lbから発振されたレーザ光はハーフミ
ラ−4a、4bを透過して回転ミラー2a、2bで反射
され、パラボラミラー3a、3bの内周面に当り、ここ
で反射されたレーザ光は第2図に示すように、被監視領
域を水平に進み、対向配置されたリフレクタ12a、1
2bに当る。そして、リフレクタ12a、12bで反射
されたレーザ光は、同じ光軸上を戻り、それぞれ、パラ
ボラミラー3a、3b、回転ミラー2a、2b、、ハー
フミラ−4a、4bを経て、受光器5a、5bに受光さ
れる。
Next, in step 130, a synchronization signal is input from the control unit 20, and in step 140, a specific number of drive pulses are output to the rotating mirror motors lla and llb to rotate the rotating mirrors 2a and 2b at a constant angle. . At this time, the laser beams emitted from the laser oscillators 1a, lb pass through the half mirrors 4a, 4b, are reflected by the rotating mirrors 2a, 2b, hit the inner peripheral surfaces of the parabolic mirrors 3a, 3b, and are reflected there. As shown in FIG.
This corresponds to 2b. The laser beams reflected by the reflectors 12a and 12b return on the same optical axis and pass through the parabolic mirrors 3a and 3b, the rotating mirrors 2a and 2b, and the half mirrors 4a and 4b, respectively, to the light receivers 5a and 5b. Light is received.

受光器5aと5bがレーザ光を受光すると、受光信号が
出力され、受光信号は増幅された後、フィルタ回路を通
されて外乱光の影響を除去され、ステップ150にて、
A/D変換器を通されてデジタル信号に変換された受光
信号がCPU15に読み込まれる。そして、ステップ1
60にて、受光信号に基づき受光か否かを判定し、受光
信号のレベルが所定値以上で受光と判断したとぎ、次に
ステップ170に進み、受光パルス信号(受光データ)
を制御部20へ出力する。一方、ステップ160にて、
受光器5a、5bのうち一方でも遮光と判定した場合、
ステップ170を実行せず、そのままステップ180に
ジャンプし、設定された光軸数から「1」を減算し、次
に、ステップ190で減算した光軸数がOか否かを判定
する。
When the light receivers 5a and 5b receive the laser light, a light reception signal is output, and after the light reception signal is amplified, it is passed through a filter circuit to remove the influence of disturbance light, and in step 150,
The received light signal is passed through the A/D converter and converted into a digital signal, and then read into the CPU 15. And step 1
At step 60, it is determined whether or not light has been received based on the light reception signal, and when it is determined that light has been received when the level of the light reception signal is equal to or higher than a predetermined value, the process proceeds to step 170, where a light reception pulse signal (light reception data) is detected.
is output to the control section 20. Meanwhile, at step 160,
If it is determined that one of the light receivers 5a and 5b is blocked,
Without executing step 170, the process directly jumps to step 180, subtracts "1" from the set number of optical axes, and then determines whether the subtracted number of optical axes is O in step 190.

そして、減算光軸数がOでないとき、ステップ140に
戻り、再び回転ミラー用モータ11a。
When the number of optical axes to be subtracted is not O, the process returns to step 140 and the rotating mirror motor 11a is activated again.

11bに駆動パルスを出力し、回転ミラー2aと2bを
さらに一定角度に回転させる。これにより、回転ミラー
2a、2bで反射されるレーザ光はパラボラミラー3a
、3bの1段階下で反射されることになり、前回発生し
た光軸の直ぐ下に次の光軸が形成される。そして、その
光軸上をリターンしたレーザ光が上記と同様に同じ側の
受光器5a、5bによって受光され、受光器5aと5b
から出力される受光信号はステップ150でデジタル値
に変換されCPU15に読み込まれ、CPU15は受光
か否かを判断した後、2つの受光器5a、5bが受光状
態であれば受光パルス信号を制御部20に送り、光軸数
をさらに「1」減算する、このように、ステップ140
〜ステツプ190が繰り返されることにより、減算光軸
数が0になつたとき、レーザ光による1回の走査を終了
する。そしてステップ190からステップ130に戻り
、制御部20から送られる同期信号を入力した後、ステ
ップ140〜ステツプ190が繰り返され、上記と同様
にレーザ光による走査が繰り返される。
A driving pulse is output to 11b to further rotate rotating mirrors 2a and 2b at a constant angle. As a result, the laser beam reflected by the rotating mirrors 2a and 2b is transmitted to the parabolic mirror 3a.
, 3b, and the next optical axis is formed immediately below the previously generated optical axis. Then, the laser beam returned on the optical axis is received by the light receivers 5a and 5b on the same side in the same way as above, and the light receivers 5a and 5b
In step 150, the light reception signal outputted from the light reception signal is converted into a digital value and read into the CPU 15, and after determining whether or not light is being received, the CPU 15 transmits the light reception pulse signal to the control section if the two light receivers 5a and 5b are in the light reception state. 20 and further subtracts "1" from the number of optical axes, thus step 140
- Step 190 is repeated, and when the number of subtracted optical axes reaches 0, one scan by the laser beam is completed. Then, the process returns from step 190 to step 130, and after inputting the synchronization signal sent from the control section 20, steps 140 to 190 are repeated, and scanning by the laser beam is repeated in the same manner as above.

次に、制御部20の動作を第7図のフローチャートに基
づき説明する。
Next, the operation of the control section 20 will be explained based on the flowchart shown in FIG.

制御部20のCPU24は、先ずステップ200にて、
同期信号を検出部10に出力し、次にステップ210で
、検出部10から送られる受光パルス信号(受光データ
)を読み込む。そして、ステップ220にて、停止用の
主リレーの接点1xa、lxbの溶着をチェックするチ
ェックスイッチ21がオンされたか否かを判定し、チェ
ックスイッチ21がオンされない場合、次にステップ2
30に進み、検出部10から送られた受光データに基づ
き、レーザ光の走査により発生した全光軸が受光状態で
あるか否かを判定し、遮光された光軸が無く全光軸受光
状態であれば、次にステップ240にて、安全信号を停
止回路31に出力する、この時、停止回路31の主リレ
ー1xは安全信号により付勢されて接点1xaを閉じ接
点1xbを開くため、停止出力は出す、工作機は停止さ
れない。
First, in step 200, the CPU 24 of the control unit 20
A synchronizing signal is output to the detection section 10, and then in step 210, a light reception pulse signal (light reception data) sent from the detection section 10 is read. Then, in step 220, it is determined whether the check switch 21 that checks the welding of the contacts 1xa and lxb of the main relay for stopping is turned on, and if the check switch 21 is not turned on, then step 2
Proceeding to step 30, based on the light reception data sent from the detection unit 10, it is determined whether all optical axes generated by scanning the laser beam are in the light receiving state, and if there are no optical axes blocked and all optical axes are in the light receiving state. If so, then in step 240, a safety signal is output to the stop circuit 31. At this time, the main relay 1x of the stop circuit 31 is energized by the safety signal and closes the contact 1xa and opens the contact 1xb, so it stops. Output is produced, the machine tool is not stopped.

一方、ステップ230で、遮光状態の光軸があって全光
軸が受光状態ではないと判定された場合、次にステップ
250に進み、安全信号の出力を停止し、停止回路31
の主リレー1xを消勢させ、その接点1xbをオンさせ
る停止処理を行ない、工作機を停止させる。続いて、ス
テップ240から又はステップ250からステップ26
0に進み、停止回路31の主リレーの接点1xa、lx
bが溶着状態にあるか否かを溶着検出回路22からの出
力信号に基づき判定し、主リレーの接点溶着が無ければ
、この回の処理を終了し、主リレーの接点溶着が有れば
、次にステップ320に進み、溶着異常信号を補助停止
回路30に出力する。
On the other hand, if it is determined in step 230 that there is a light-shielded optical axis and that all the optical axes are not in the light-receiving state, the process proceeds to step 250, in which the output of the safety signal is stopped and the stop circuit 31
The machine tool is stopped by deenergizing the main relay 1x and turning on its contact 1xb. Subsequently, from step 240 or from step 250 to step 26
0, and the main relay contacts 1xa and lx of the stop circuit 31
It is determined whether or not b is in a welded state based on the output signal from the welding detection circuit 22, and if the main relay contacts are not welded, this process is finished, and if the main relay contacts are welded, Next, the process proceeds to step 320, where a welding abnormality signal is output to the auxiliary stop circuit 30.

補助停止回路30は溶着異常信号の人力により補助リレ
ー2xを付勢してその接点2xaを閉じ停止制御を行な
い、工作機は停止する。
The auxiliary stop circuit 30 energizes the auxiliary relay 2x by the manual input of the welding abnormality signal, closes its contact 2xa, and performs stop control, thereby stopping the machine tool.

一方、ステップ220において、チェックスイッチがオ
ンされたと判定された場合、ステップ270以降を実行
して停止回路31の動作点検を行なう。すなわち、ステ
ップ270では、安全信号の出力を停止して停止回路3
1の主リレーを消勢させ、その接点1xbをオンさせて
工作機を停止させる。そしてステップ280にて、溶着
異常検出信号を補助停止回路30に出力し、これにより
補助停止回路30の補助リレーを付勢しその接点2xa
をオンさせ、さらにステップ290にて、”停止回路3
1に安全信号を出力し、停止回路31の主”リレーを付
勢し接点1xbをオフとする。このように、主リレーの
接点をオンオフ動作させた後、ステップ300に進み、
主リレーの接点が溶着状態にあるか否かを溶着検出回路
22からの出力信号に基づいて判定し、主リレーの接点
溶着が有れば、ステップ320に進んで溶着異常信号を
補助停止回路30に出力して工作機を停止させる。一方
、主リレーの接点溶着が無い場合、次にステップ310
に進み、溶着異常信号の出力を停止し、補助停止回路3
0の停止制御を解除して点検動作を終了する。
On the other hand, if it is determined in step 220 that the check switch is turned on, steps 270 and subsequent steps are executed to check the operation of the stop circuit 31. That is, in step 270, the output of the safety signal is stopped and the stop circuit 3
Deenergize main relay 1 and turn on contact 1xb to stop the machine tool. Then, in step 280, a welding abnormality detection signal is output to the auxiliary stop circuit 30, thereby energizing the auxiliary relay of the auxiliary stop circuit 30, and the contact 2xa
is turned on, and further in step 290, "stop circuit 3" is turned on.
1, the main relay of the stop circuit 31 is energized and the contact 1xb is turned off. After turning on and off the contacts of the main relay in this way, the process proceeds to step 300.
It is determined whether or not the contacts of the main relay are in a welded state based on the output signal from the welding detection circuit 22. If the contacts of the main relay are welded, the process proceeds to step 320 and a welding abnormality signal is sent to the auxiliary stop circuit 30. output to stop the machine tool. On the other hand, if there is no contact welding of the main relay, then step 310
, the output of the welding abnormality signal is stopped, and the auxiliary stop circuit 3
0 stop control is canceled and the inspection operation is completed.

このように、ステップ200からステップ260又はス
テップ320が繰り返し実行されることにより、検出部
10から送られた受光データがチェックされ、遮光され
た光軸があれば、安全信号が停止されて停止回路31が
工作機を停止させる停止制御が行なわれる。また、同時
に停止回路31の主リレーの溶着状態もチェックされ、
溶着が検出されれば、溶着異常信号が補助停止回路3゜
に出力され、補助停止回路30において工作機の停止制
御が行なわれる。さらに、チェックスイッチ21がオン
されたときには、ステップ220からステップ270に
進み、ステップ270〜310が実行されることにより
、停止回路31の主リレーの接点を強制的にオンオフさ
せてその接点の溶着状態がチェックされる。
In this way, by repeatedly executing steps 200 to 260 or 320, the light reception data sent from the detection unit 10 is checked, and if there is a blocked optical axis, the safety signal is stopped and the stop circuit is activated. 31 performs stop control to stop the machine tool. At the same time, the welding condition of the main relay of the stop circuit 31 is also checked.
If welding is detected, a welding abnormality signal is output to the auxiliary stop circuit 3°, and the auxiliary stop circuit 30 controls the stop of the machine tool. Further, when the check switch 21 is turned on, the process advances from step 220 to step 270, and steps 270 to 310 are executed to forcibly turn on and off the contacts of the main relay of the stop circuit 31, and the welded state of the contacts is is checked.

上述のように、本発明の安全装置では、被監視領域の両
側からレーザ光を投光し、両側に対向設置されたリフレ
クタで反射され同じ光軸上をリターンしたレーザ光を受
光器で受光させる構造であるため、工作機でその作業領
域から治具や加工材料などを被監視範囲つまり光軸が形
成される領域から突出して作業を行なう必要がある場合
、第8図に示すように突出する加工材料40等が光軸を
遮光する箇所にリフレクタ39を接着しておけば、死角
を作らずに監視することができる。すなわち、突出した
加工材料40によって遮光される光軸は両側のリフレク
タ39に当って反射され、パラボラミラー3a、3b、
回転ミラー2a、2b、及びハーフミラ−4a、4bを
経て受光器5a、5bに受光され、加工材料の両側にも
光軸を生じさせ、従来のように死角を作らずに被監視範
囲を監視することができる。
As described above, in the safety device of the present invention, laser light is emitted from both sides of the monitored area, and the laser light that is reflected by the reflectors installed oppositely on both sides and returned on the same optical axis is received by the light receiver. Due to the structure, when it is necessary to perform work by protruding jigs and processing materials from the working area of the machine tool, from the monitored range, that is, the area where the optical axis is formed, the protruding parts should be protruded as shown in Figure 8. If the reflector 39 is bonded to a location where the processed material 40 or the like blocks light from the optical axis, monitoring can be performed without creating a blind spot. That is, the optical axis blocked by the protruding processing material 40 hits the reflectors 39 on both sides and is reflected, and the parabolic mirrors 3a, 3b,
The light is received by the light receivers 5a, 5b through the rotating mirrors 2a, 2b and the half mirrors 4a, 4b, creating optical axes on both sides of the processed material, and monitoring the monitored range without creating blind spots as in the past. be able to.

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明の工作機の安全装置によれ
ば、レーザ光により光軸を発生させるため、光軸を細く
絞った状態で長い距離を投光させることができ、被監視
範囲の幅が広く光軸長が長くなっても光軸径が太く拡散
せず、光軸間隙を細く設定でき、目の細い監視を行なう
ことができる、さらに、両側のレーザ発振器からレーザ
光を投光し、反対側に対向して設置したリフレクタによ
り反射されたレーザ光を同じ光軸上でリターンさせ、受
光器によりこのリターンしたレーザ光を受光するように
したため、被監視範囲から加工材料や治具を突出させて
加工を行なう場合でも、加工材料や治具の両側(遮光す
る箇所)にリフレクタを接着すれば、光軸のなくなる死
角部分を作らずに監視でき、安全を確保できる。
<Effects of the Invention> As explained above, according to the machine tool safety device of the present invention, since the optical axis is generated by a laser beam, it is possible to project light over a long distance with the optical axis narrowly focused. Even if the range to be monitored is wide and the optical axis length is long, the optical axis diameter is thick and does not spread, and the optical axis gap can be set narrow, allowing for narrow-eyed monitoring. A laser beam is emitted, the reflected laser beam is returned on the same optical axis by a reflector installed on the opposite side, and the returned laser beam is received by a receiver, so that it can be seen from the monitored area. Even when machining is performed with protruding materials or jigs, by gluing reflectors on both sides of the materials or jigs (where light is to be blocked), monitoring can be done without creating blind spots where the optical axis disappears, ensuring safety. can.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の全体構成図、第2図〜第8図はその実
施例を示し、第2図は検出部の光学系の正面図、第3図
は同平面図、第4図は安全装置のブロック図、′s5図
は溶着検出回路の接続図、第6図は検出部の動作を示す
フローチャート、第7図は制御部の動作を示すフローチ
ャート第8図は他の使用例の説明図、第9図は従来の安
全装置の説明図である。 la、lb・・・レーザ発振器、 2a、2b・・・回転ミラー、 3a、3b・・・パラボラミラー、 4a、4b・・・ハーフミラ−1 3a、5b・・・受光器、 6・・・投光走査処理手段、 7・・・受光処理手段、 8・・・光軸判定手段、 9・・・停止指令手段、 10・・・検出部、 12a、12b・・・リフレクタ、 20・・・制御部。 特  許  出  願  人 東洋電子株式会社 =−−−−−一 代     理     人
Fig. 1 is an overall configuration diagram of the present invention, Figs. 2 to 8 show examples thereof, Fig. 2 is a front view of the optical system of the detection section, Fig. 3 is a plan view thereof, and Fig. 4 is A block diagram of the safety device, Figure 's5 is a connection diagram of the welding detection circuit, Figure 6 is a flowchart showing the operation of the detection section, Figure 7 is a flowchart showing the operation of the control section, and Figure 8 is an explanation of other usage examples. 9 are explanatory diagrams of a conventional safety device. la, lb...laser oscillator, 2a, 2b...rotating mirror, 3a, 3b...parabolic mirror, 4a, 4b...half mirror 1 3a, 5b...light receiver, 6...emitter Optical scanning processing means, 7... Light reception processing means, 8... Optical axis determination means, 9... Stop command means, 10... Detection section, 12a, 12b... Reflector, 20... Control Department. Patent application: Toyo Electronics Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 被監視領域の両側に2個のパラボラミラーが光軸をずら
した位置に対向して配置されると共に2個のリフレクタ
が各々のパラボラミラーに対向して両側に配置され、該
各パラボラミラーの略焦点付近にそれぞれ回転ミラーが
配設され、該2対のパラボラミラーとリフレクタ間に多
数の並行光軸を発生させるようにレーザ光を該各々の回
転ミラーに向けて照射する2台のレーザ発振器が配設さ
れ、該リフレクタで反射された各光軸上をリターンした
レーザ光をハーフミラーを介して受光するための2個の
受光器が設けられてなる検出部と、該検出部から送られ
る受光データを入力し、光軸に遮光があるとき工作機を
停止させるための停止信号を出力する制御部と、からな
る安全装置であつて、 前記検出部には、前記2台のレーザ発振器を駆動してレ
ーザ光を投光すると共に、前記2個の回転ミラーをモー
タにより所定角度づつ回転駆動して光軸の走査を行なう
投光走査処理手段と、前記受光器から送られる受光信号
に基づき受光データ信号を出力する受光処理手段が設け
られ、 前記制御部には、前記検出部から送られる受光データ信
号に基づき全光軸受光か否かを判定する光軸判定手段と
、全光軸受光ではない場合、停止信号を出力して工作機
の停止指令を行なう停止指令手段が設けられたことを特
徴とする工作機の安全装置。
[Scope of Claims] Two parabolic mirrors are disposed on both sides of the monitored area facing each other with their optical axes shifted, and two reflectors are disposed on both sides facing each parabolic mirror, A rotating mirror is disposed approximately near the focal point of each parabolic mirror, and a laser beam is irradiated toward each rotating mirror so as to generate a large number of parallel optical axes between the two pairs of parabolic mirrors and the reflector. a detection unit including two laser oscillators, and two light receivers for receiving laser light reflected by the reflector and returned on each optical axis via a half mirror; A safety device comprising: a control section that inputs received light data sent from a detection section and outputs a stop signal to stop the machine tool when there is light shielding on the optical axis; A light emitting and scanning processing means drives a laser oscillator on the base to emit laser light, and scans the optical axis by driving the two rotary mirrors to rotate at predetermined angles by a motor; A light reception processing means for outputting a light reception data signal based on a light reception signal sent from the detection section is provided, and the control section includes an optical axis determination means for determining whether or not all optical axes are received based on the light reception data signal sent from the detection section. 1. A safety device for a machine tool, characterized in that a stop command means is provided for outputting a stop signal and commanding the machine tool to stop when the entire optical axis is not received.
JP28008786A 1986-11-25 1986-11-25 Machine tool safety device Expired - Lifetime JPH0792191B2 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0523897A (en) * 1990-12-20 1993-02-02 Shoichiro Kakinaka Safety device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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