JPS6362999A - Safety device for machine tool - Google Patents

Safety device for machine tool

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JPS6362999A
JPS6362999A JP20702686A JP20702686A JPS6362999A JP S6362999 A JPS6362999 A JP S6362999A JP 20702686 A JP20702686 A JP 20702686A JP 20702686 A JP20702686 A JP 20702686A JP S6362999 A JPS6362999 A JP S6362999A
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JP
Japan
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light
stop
machine tool
mirror
optical axis
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JP20702686A
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Japanese (ja)
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JPH086878B2 (en
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岡部 洋治
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TOYO DENSHI KK
Original Assignee
TOYO DENSHI KK
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Publication date
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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) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〈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
<Industrial Application Field> The present invention 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.

【ヒさせる停止F信号を発生する光線式の安全装置に関
する。 〈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囲に複数の投光器
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
て工作機を停止ヒさせるように構成されている。 〈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。 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。 く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、細い光軸により細い間隔で多数の光軸を
発生することができ、確実に工作機における安全を確保
することができる工作機の安全′A21を提供するもの
であり、以下のように構成される。 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、リフレクタ12とパラボラミラー
3が対向して配置され、パラボラミラー3の略焦点付近
に回転ミラー2が配置され、リフレクタ12とパラボラ
ミラー間に多数の並行光軸を発生させるようにレーザ光
を回転ミラー2に向けて照射するレーザ発振器lと、各
光軸りのレーザ光をハーフミラ−4を介して受光する受
光器5を有し、受光データをつくる検出部lOと、検出
部10からの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W信号を出力する制御部
20とから構成される。そして、検出部10には、レー
ザ発振器1を駆動してレーザ光を投光すると共に、回転
ミラー2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
+ト信号を出力して工作機の停■ヒ指令を行なう停止1
−指令手段9が設けられるく作用〉 したがって、レーザ発振器1からレーザ光を投光しなが
ら回転ミラー2を所定角度づつ回転させると、レーザ光
は回転ミラー21により反射されてパラボラミラー31
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3からはレーザ光がそれぞれ並行に回転ミラー2
の回転角度に応じた一定の間隔でリフレタに向けて投光
され、レーザ光スキャニングにより多数の光軸がパラボ
ラミラー3とリフレクタ間に形成される。 そして、リフレクタで反射された光軸のレーザ光はパラ
ボラミラー3と回転ミラー2を通ってリターンし、ハー
フミラ−4を介して受光器5に受光される。受光器5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′I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1〜指令手段9が工作機に停止I
−信号を出力する。 〈実施例〉 以下1本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 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域
の両側にパラボラミラー3とリフレクタ12が対向して
縦に設こされる。パラボラミラー3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リフレクタ12に向けて並行
に反射する構造であり、リフレクタ12はその表面に屯
直に入射された光を同一光路方向に反射する構造である
。パラボラミラー3の略焦点付近に回転ミラー2(例え
ばポリゴンミラー)が配設され、回転ミラー2は4枚の
反射面を周囲にもち、回転ミラー用モータ11(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。1はHeNeガスレーザ、゛h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2の
一部に向けて照射し、回転ミラー2から反射されたレー
ザ光をパラボラミラー3の内面に投光する位置に配設さ
れる。レーザ発振器lと回転ミラー2 Ill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−4
が配設される。ハーフミラ−4の下方にはレンズを介し
て受光器5(例えばホトダイオード、ホトトランジスタ
等)がリフレクタ12で反射されリターンしたレーザ光
をハーフミラ−4を介して受光するように配設される。 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2の回転により走査させ、反射されリタ
ーンしたレーザ光をハーフミラ−を介して受光する受光
器5を有し、受光データををつくる検出部lOと、検出
部10から受光データを入力し、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
るための停止に信号を出力する制御部20から構成され
る検出部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CPtJ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パス
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
11を回転駆動するためのドライバ回路、受光器5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。 レーザ発振器1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l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0
回転ミラー用モータ11を駆動するドイライバはモータ
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モータを一定角度
づつ駆動する。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lc−間隔で光軸を発生させる場合、
光軸数は100本に設定する。 制御部20は、検出部10から受光データ信号を増り込
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
F信号を出力するト述の光軸判定手段とVP+)、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
?1、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.及びマイクロクンピユータの異
常を検出する異常検出回路23を備えている。制gg部
20のマイクロコンピュータは、−I:、述の検出部l
O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1
−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.補助外fト回路3゜、停止
に回路31が接続される。 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に信号により主リレーを動
作させて工作機を停+)=させる構造である。補助停止
F回路3o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。第5図の接続図に示すように、主リレーlxの
接点1xa、IXbと補助リレー2xの接点2xaは工
作機の停止F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I−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。 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
カプラPCを接続して構成され、ホトカプラ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1
xaがオフであるため、ホトカプラ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村勢状悪のとき、接点IXaが
オンするため、ホトカプラPCの出力側が導通し、低レ
ベルの検出信号が出力される。 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
こされるが、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。 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。 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0次に、ス
テップ120にて、レーザ発振器1を起動し、レーザ発
振器l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5 M Hz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。 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
11に特定数の駆動パルスを出力し、回転ミラー2を一
定角度回転させる。この時、レーザ発振器1から発振さ
れたレーザ光はハーフミラ−4を透過して回転ミラー2
で反射され、パラボラミラー3の内周面にちり、ここで
反射されたレーザ光は第2図に示すように水平方向に進
み、1本の光軸が形成される。レーザ光はりフレフタ1
2に垂直にちって、入射光と同じ光路を度るように反射
され、パラボラミラー3の内周面で逆方向に反射された
レーザ光は回転ミラー2で反射され、さらにハーフミラ
−4で下方に反射されて受光器5に受光される。 受光器5がリターンした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
を通って外乱光の影響を除大され、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
160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き、次
にステップ170に進み、受光パルス信号(受光データ
)を制mfa2oへ出力する。一方、ステップ160に
て、受光でなく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19
0で減算した光軸数がOか否かを判定する。 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t 、1に駆動パルスを
出力し、回転ミラー2をさらに一定角度回転させる。こ
れにより1回転ミラー2で反射されるレーザ光はパラボ
ラミラー3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、
その先軸におけるリターンレーザ光が上記と同様に受光
器5によって受光され、受光器5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、
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Oになったとき、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。 次に、制御部20の動作を第7図のフローチャ−トに基
づき説明する。 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、モして、ステップ220にて、停止用の
主リレーの接点lxa、1xb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1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IX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h出力は出ず、工作機は停止
Fされない。 一力、ステップ230で、遮光状1ムの光軸があって全
光軸が受光状7g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−の出力を停屯し、停止回
路31の主リレーIX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260に進み、停止回路31の主リレーの接点1xa
、lxb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1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。 補助停止回路30は溶着異常信号の入力により補助リレ
ー2Xを付勢してその接点2xaを閉じ停止F制御を行
ない、工作機は停止する。 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F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
31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+L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2
xaをオンさせ、さらにステップ290にて、停止回路
31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7i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ヒさせる、
一方、主リレーの接点溶着が無い場合1次にステップ3
10に進み、溶着異常信号の出力を停屯し、補助停止回
路30の停止制御を解除して点検動作を終了する。 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
工作機を停止りさせる停止制御が行なわれる。また、同
時に停止F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
30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27
0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。 〈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乙によれ
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、回転ミラーとパラボラミラーに
より多数の並行光軸を発生させるため、1台のレーザ発
振器を設こすればよく、また、投光と同じ光路上をリタ
ーンしてきたレーザ光をハーフミラ−を介して受光する
ため、1台の受光器を設置するだけでよく、構造を比較
的小形化できる。また、回転ミラーのステップ毎の回転
角度を変えるだけで光軸間隔を変えることができ、光軸
数の変更も容易にできる。 4、図面のHij−な説す】 第1図は本発明の全体構成図、第2図〜第7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、第5図は
溶着検出路の接続図、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
トである。 l・・・レーザ発振器、 2・・・回転ミラー、 3・・・パラボラミラー、 4・・・ハーフミラ−1 5・・・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、 20・・・制御部。 特  許  出  願  人 東洋電子株式会社 第2図 第6図
[This relates to a light beam type safety device that generates a stop F signal that causes damage. <Conventional technology> Conventionally, general optical beam safety devices installed on machine tools have multiple emitters and receivers installed facing each other in the dangerous area in front of the machine tool, that is, the area to be monitored. It is configured to stop the machine tool when at least one of the multiple optical axes is blocked, assuming that a part of the worker's body has entered the monitored range. has been done. <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. 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. 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. The present invention provides a machine tool safety 'A21 that can generate a large number of optical axes at narrow intervals and can reliably ensure the safety of the machine tool, and is constructed as follows. That is, in the machine tool safety device of the present invention, as shown in the overall configuration diagram of FIG. A laser oscillator 1 emits laser light toward the rotating mirror 2 so as to generate a large number of parallel optical axes between the reflector 12 and the parabolic mirror, and a laser oscillator 1 receives laser light along each optical axis via a half mirror 4. a detection unit 10 that has a light receiver 5 and generates light reception data, and a control unit that inputs the light reception data from the detection unit 10 and outputs a stop W signal to stop the machine tool when there is light interruption on the optical axis. It consists of 20. The detection unit 10 includes a light projection scanning processing means 6 that drives the laser oscillator 1 to project a laser beam, and also rotates the rotary mirror 2 by a predetermined angle by a motor to scan the optical axis. A light reception processing means 7 is provided which outputs a light reception data signal based on the light reception signal sent from the light receiver 5, 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. an optical axis determination means 8; and a stop 1 which outputs a stop signal and issues a stop command to the machine tool when not all optical axes are received;
- Operation of the commanding means 9
The laser beams are irradiated to the rotating mirror 2 in parallel from the parabolic mirror 3 while gradually changing the incident angle.
Light is projected toward the reflector at regular intervals according to the rotation angle of the parabolic mirror 3, and a large number of optical axes are formed between the parabolic mirror 3 and the reflector by laser beam scanning. The laser light on the optical axis reflected by the reflector returns through the parabolic mirror 3 and the rotating mirror 2, and is received by the light receiver 5 via the half mirror 4. The light reception signal output from the light receiver 5 is taken into the light reception processing means 7,
Light reception data is created for each scan, this light reception data signal is sent to the control unit 20, and the optical axis determination means 8 determines whether or not all optical axes have been received, and if any of the optical axes is blocked. If all optical axes are not received, the stop 1 to command means 9 instruct the machine tool to stop I.
- Output a signal. <Example> An example of the present invention will be described below based on the drawings. The optical system of the detection section of the safety device is constructed as shown in Figures 2 and 3, with a parabolic mirror 3 and a reflector 12 facing each other vertically in front of the dangerous area of the machine tool, that is, on both sides of the monitored area. It will be rubbed. The parabolic mirror 3 is a part of a spherical surface formed into a vertically thin arcuate shape, and has a structure that always reflects the light projected toward the partial spherical surface from the approximate focal point in parallel toward the reflector 12. Reference numeral 12 denotes a structure that reflects light incident directly on its surface in the same optical path direction. A rotating mirror 2 (for example, a polygon mirror) is disposed approximately near the focal point of the parabolic mirror 3, and the rotating mirror 2 has four reflective surfaces around it, and is accurately rotated at a constant angle by a rotating mirror motor 11 (for example, a stepping motor). Rotationally driven. 1 is a laser oscillator using a HeNe gas laser, a conductor laser, etc., which irradiates a part of the rotating mirror 2 with a laser beam, and projects the laser beam reflected from the rotating mirror 2 onto the inner surface of the parabolic mirror 3. It is placed in a position where Laser oscillator l and rotating mirror 2 Ill has a condensing lens and a half mirror 4 tilted at approximately 45 degrees with respect to the optical axis
will be placed. A light receiver 5 (for example, a photodiode, a phototransistor, etc.) is disposed below the half mirror 4 through a lens so as to receive the laser light reflected by the reflector 12 and returned through the half mirror 4. As shown in the block diagram of FIG. 4, the safety device includes a light receiver 5 that scans the laser light by rotating a rotating mirror 2 and receives the reflected and returned laser light via a half mirror. a detection unit 10 that generates a signal, and a control unit that inputs received light data from the detection unit 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. 20, a microcomputer using a so-called one-chip CPtJ is used as a light emitting scanning processing means and a light receiving processing means, and a CPU 15 that executes light emitting and receiving processing etc. based on a predetermined program; A ROM 16 that stores fixed information such as data, and a RAM 17 that stores data such as the number of set optical axes in a readable and writable manner.
, and an input/output circuit 18, each unit is interconnected by a common path 19 to transmit data and control signals. The input/output circuit 18 includes a driver circuit for rotationally driving the rotary mirror motor 11, an amplifier, a filter, and an A/D for amplifying and filtering the light reception signal input from the light receiver 5 and converting it into a digital signal. A transducer is provided. The laser oscillator 1 includes a drive circuit and a modulator, and emits laser light modulated at a specific frequency. The laser oscillator l is controlled to start and stop by a microcomputer, but it operates continuously when the safety device is activated.
When a stepping motor is used as the motor, the driver for driving the rotating mirror motor 11 outputs a specific number of pulses each time each optical axis is generated to drive the motor by a fixed angle. The number of optical axes setting device 13 is used to preset the number of optical axes generated by scanning, and is composed of, for example, a digital switch or a numeric keypad. If it occurs,
The number of optical axes is set to 100. The control unit 20 includes the above-mentioned optical axis determination means (VP+) and command means, which receives received light data signals from the detection unit 10, determines whether or not all optical axes are received, and outputs a stop F signal when a light blockage occurs. A check switch that has a microcomputer and operates to check for welding of the main relay contacts? 1. Welding detection circuit 22 as shown in FIG. 5, which detects whether or not the main relay contacts are welded. and an abnormality detection circuit 23 for detecting abnormalities in the microcomputer. The microcomputer of the control section 20 is -I:, the above-mentioned detection section l
Similar to that of O, it is configured using a one-chip CPU and performs optical axis judgment and stop 1 based on a predetermined program.
- Consists of a CPU 24 that executes signal output processing, a ROM 25 that stores fixed information such as program data, 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 connected to the input/output circuit 18 of the detection unit 10, and transmits a synchronization signal and captures received light data.
The input/output circuit 27 includes a check switch 21, a welding detection circuit 22, an abnormality detection circuit 23. A circuit 31 is connected to the auxiliary external circuit 3° and the stop. The stop circuit 31 consists of a driver and a main relay, and has a structure in which the main relay is operated in response to a stop signal output from the input/output circuit 27 to stop the machine tool. The auxiliary stop F circuit 3o consists of a driver and an auxiliary relay, and if the main relay of the stop circuit 31 malfunctions such as welding,
The machine tool is configured to operate an auxiliary relay to stop the machine tool. As shown in the connection diagram in Fig. 5, contacts 1xa and IXb of main relay lx and contact 2xa of auxiliary relay 2x are connected in parallel between the stop F input terminals of the machine tool, and when the main relay is de-energized, contact 1xb turns on and enters the stop I-state,
When the auxiliary relay is in the energized state, the contact 2xa is turned on and the auxiliary relay is in the stopped state. The welding detection circuit 22, which detects the welding state of the main relay, is configured by connecting a photocoupler PC to one contact 1xa of the main relay, as shown in FIG. Outputs a detection signal. That is,
When the stop signal is output and the main relay is de-energized, contact 1
Since xa is off, no current flows to the output side of the photocoupler PC, a high-level detection signal is output, and when the stop signal is not output and the main relay is in poor condition, contact IXa turns on. The output side of the photocoupler PC becomes conductive and a low level detection signal is output. The detection section 10 configured as described above is installed near the monitored point of the machine tool, and the control section 20 is installed near the control panel of the machine tool, but the detection section 10 and the control section 20 are each equipped with a microcomputer. Since it is built-in and transmits data serially, the lines between them can be two trees, one for signals and one for data. Next, the operation of the detection section 10 of the safety device will be explained based on the flowchart shown in FIG. 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, at step 120, the laser oscillator 1 is started to oscillate a laser beam from the laser oscillator l. be done. The laser light is modulated by a modulator at a frequency of, for example, about 5 MHz, and the modulated laser light is continuously oscillated. Subsequently, 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 motor 11 to rotate the rotating mirror 2 by a certain angle. At this time, the laser beam oscillated from the laser oscillator 1 passes through the half mirror 4 and rotates through the rotating mirror 2.
The laser beam is reflected by dust on the inner circumferential surface of the parabolic mirror 3, and the laser beam reflected there propagates in the horizontal direction, forming one optical axis, as shown in FIG. Laser beam frefter 1
2, the laser beam is reflected so as to travel along the same optical path as the incident light, and is reflected in the opposite direction on the inner peripheral surface of the parabolic mirror 3. The laser beam is reflected by the rotating mirror 2, and then reflected downward by the half mirror 4. The light is reflected by the light receiver 5 and received by the light receiver 5. When the light receiver 5 receives the returned laser beam, a light reception signal is output, and after being amplified, the light reception signal passes through a filter circuit to eliminate the influence of disturbance light, and in step 150, the light reception signal is outputted to the A/D converter. The received light signal is converted into a digital signal and read into the CPU 15. Then, in step 160, it is determined whether or not light has been received based on the light reception signal, and when the level of the light reception signal is equal to or higher than a predetermined value and it is determined that light has been received, the process proceeds to step 170, where the light reception pulse signal (light reception data) is controlled. Output to mfa2o. On the other hand, if it is determined in step 160 that light is not received but light is blocked, step 170 is not executed and the process directly jumps to step 180, "1" is subtracted from the set number of optical axes, and then step 19
It is determined whether the number of optical axes subtracted by 0 is O. When the number of optical axes to be subtracted is not O, the process returns to step 140, and a drive pulse is again output to the rotating mirror motor t1, 1 to further rotate the rotating mirror 2 by a certain angle. As a result, the laser beam reflected by the one-rotation mirror 2 is reflected one step below the parabolic mirror 3, and the next optical axis is formed immediately below the previously generated optical axis. and,
The return laser beam on the leading axis is received by the light receiver 5 in the same manner as above, and the light reception signal output from the light receiver 5 is converted into a digital value in step 150 and the CPU 15
After the CPU 15 determines whether or not light is received,
If it is in the light receiving state, it sends a light receiving pulse signal to the control unit 20,
Further subtract "1" from the number of optical axes. In this way, steps 140 to 190 are repeated, and when the number of optical axes to be subtracted reaches O, one scan by the laser beam is completed. and steps 190 to 130
After returning to step 1 and inputting the synchronization signal sent from the control section 20, steps 140 to 190 are repeated, and scanning with the laser beam is repeated in the same manner as above. Next, the operation of the control section 20 will be explained based on the flowchart of FIG. First, in step 200, the CPU 24 of the control unit 20
The synchronization signal is output to the detection unit 10, and then in step 210, the light reception pulse signal (light reception data) sent from the detection unit 10 is read, and in step 220, the main stop relay contact lxa, It is determined whether the check switch 21 for checking the welding of the 1xb is turned on, and if the check switch 21 is not turned on, then step 2 is performed.
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, first, in step 240, a safety signal is output to the stop circuit 31. At this time, the main relay IX of the stop circuit 31 is energized by the safety signal, closing contact 1xa and opening contact 1xb, so it stops. H output is not output and the machine tool is not stopped. If it is determined in step 230 that there is an optical axis with a light-shielding state of 1 g and all the optical axes are not in a light-receiving state of 7 g, then the process proceeds to step 250, where the output of the safety signal - is stopped and the system is stopped. A stop process is performed in which the main relay IX of the circuit 31 is deenergized and its contact 1xb is turned on, thereby stopping the machine tool. Next, the process advances from step 240 or from step 250 to step 260, and the contact 1xa of the main relay of the stop circuit 31 is
, lxb 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 ends; if the main relay contacts are welded, the process ends. First, the process proceeds to step 320, where a welding abnormality signal is output to the auxiliary stop circuit 30. The auxiliary stop circuit 30 energizes the auxiliary relay 2X upon input of the welding abnormality signal, closes its contact 2xa, performs the stop F control, and the machine tool is stopped. 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 F circuit 31. That is, in step 270, the output of the safety signal is stopped and the stop circuit is The main relay 31 is deenergized and its contact 1xb is turned on to stop the machine tool +L. Then, at step 280,
A welding abnormality detection signal is output to the auxiliary stop circuit 30, which energizes the auxiliary relay of the auxiliary stop circuit 30 and closes its contact 2.
xa is turned on, and further, in step 290, a safety signal is output to the stop circuit 31, 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 based on the output signal from the welding detection circuit 22 whether or not the contacts of the main relay are in the weld state 7i. 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. output to 30 to stop the machine tool,
On the other hand, if the main relay contacts are not welded, step 3
Proceeding to step 10, the output of the welding abnormality signal is stopped, the stop control of the auxiliary stop circuit 30 is released, and the inspection operation is completed. 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 state of the main relay of the stop F circuit 31 is also checked, and if welding is detected, a welding abnormality signal is output to the auxiliary stop circuit 30, and the auxiliary stop circuit 30 performs stop control of the machine tool. Furthermore, when the check switch 21 is turned on, steps 220 to 27
By proceeding to step 0 and executing steps 270 to 310, the contacts of the main relay of the stop circuit 31 are forcibly turned on and off, and the welded state of the contacts is checked. <Effects of the Invention> As explained above, according to the safety equipment of the machine tool of the present invention, since an 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 narrow-eyed monitoring.In addition, rotating mirrors and parabolic Since many parallel optical axes are generated by mirrors, only one laser oscillator needs to be installed, and since the laser beam that returns on the same optical path as the emitted light is received via a half mirror, one laser oscillator is required. It is only necessary to install a light receiver, and the structure can be made relatively compact. Furthermore, the distance between the optical axes can be changed simply by changing the rotation angle for each step of the rotating mirror, and the number of optical axes can also be easily changed. 4. Description of the drawings] Fig. 1 is an overall configuration diagram of the present invention, Figs. 2 to 7 show examples thereof, Fig. 2 is a front view of the optical system of the detection section, and Fig. 3 Figure 4 is a block diagram of the safety device, Figure 5 is a connection diagram of the welding detection path, Figure 6 is a flowchart showing the operation of the detection section, and Figure 7 is a flowchart showing the operation of the control section. It is. 1... Laser oscillator, 2... Rotating mirror, 3... Parabolic mirror, 4... Half mirror 1, 5... Light receiver, 6... Light projection scanning processing means. 7... Light reception processing means, 8... Optical axis determination means, 9... Stop command means, 10... Detection section, 20... Control section. Patent application Toyo Electronics Co., Ltd. Figure 2 Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】 リフレクタとパラボラミラーが対向して配置され、該パ
ラボラミラーの略焦点付近に回転ミラーが配設され、該
リフレクタと該パラボラミラー間に多数の並行光軸を発
生させるようにレーザ光を該回転ミラーに向けて照射す
るレーザ発振器と、光軸上のレーザ光をハーフミラーを
介して受光する受光器を有し、受光データをつくる検出
部と、該検出部からの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てなる工作
機の安全装置。
[Claims] A reflector and a parabolic mirror are arranged to face each other, and a rotating mirror is arranged approximately near the focal point of the parabolic mirror, so as to generate a large number of parallel optical axes between the reflector and the parabolic mirror. It has a laser oscillator that irradiates laser light toward the rotating mirror, a light receiver that receives the laser light on the optical axis via a half mirror, a detection unit that generates light reception data, and a detection unit that generates light reception data from the detection unit. and a control section that outputs a stop signal to stop the machine tool when the optical axis is blocked, and the detection section is configured to drive the laser oscillator and output a laser beam. light emitting and scanning processing means for emitting light and scanning the optical axis by rotationally driving the rotary mirror by a predetermined angle at a time by a motor; and light receiving processing for outputting a received light data signal based on the received light signal sent from the light receiver. The control unit includes an optical axis determination unit that determines whether or not all optical axes are being received based on the received light data signal sent from the detection unit, and outputting a stop signal when all optical axes are not being received. A safety device for a machine tool, which is provided with a stop command means for commanding the machine tool to stop.
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