KR820001395B1 - 광선식 안전장치의 고장검출장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

광선식 안전장치의 고장검출장치

제1도는 본 발명의 광선식 안전장치의 고장검출장치의 일실시예를 나타내는 블록도.

제2도는 동 실시예에 관한 프레스 제어회로의 일예를 나타내는 블록도.

제3도는 제2도의 로우터리 캠스위치의 동작설명도.

본 발명은 프레스 기계등에 사용되는 광선식 안전장치의 고장검출장치에 관한 것이다.

프레스 기계등에 있어서는 안전확보를 위하여 광선식 안전장치가 사용되고 있다. 이 광선식 안전장치는 위험영역내에 1개 또는 복수개의 광선을 투사하여 이 광선이 사람의 신체의 일부등에 의하여 차단되면 비상신호를 출력하고 이 신호에 의하여 프레스 기계의 슬라이드 등을 정지시키도록 한 것이다.

그런데, 상기 종래의 광선식 안전장치는 광선을 투사하는 발광소자 또는 이 광선을 수광하는 수광소자 혹은 이들 주변회로에 이상이 생기면 안전장치의 역할을 다하지 못하게 되는 일이 있고, 이와 같은 이상사태를 미쳐 알지 못하여 위험영역내에 손등을 넣으면 손등을 잃는 사고를 당할 가능성이 있어 극히 위험하다.

그러나, 종래의 광선식 안전장치에 있어서 발광소자, 수광소자 및 그들의 주변회로의 이상검출은 전혀 행하여지고 있지 않는 것이 현 실정이다.

본 발명은 상기 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 광선식 안전장치의 발광소자, 수광소자 및 그들의 주변회로가 정상적으로 작동하는지에 대한 점검을 행하고, 정상작동이 확인되면 차기의 운전을 가능하게 하도록 하는 완전한 안전기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 위하여 본 발명에서는 대상장치가 안전장치를 필요로 하지 않는 상태에 있을 때 광선식 안전장치의 이상의 검출을 행하고 이상이 검출되지 않을때에 이것을 기억장치에 기억시키고 이와 같은 기억장치의 기억이 있는 조건하에서만 차기운전이 가능하게 되도록 하고 있는 것이다.

이하 본 발명의 광선식 안전장치의 고장검출장치를 첨부도면에 나타낸 일실시예를 참조하여 상세히 설명하겠다.

제1도는 주로 프레스장치에 적용되는 본 발명의 광선식 안전장치의 고장검출장치의 일실시예를 나타낸 것이다. 발광신호 발생기(1)는 발광소자(2a),(2b),(2c),(2d)를 발광시키기 위한 발광신호(Sa),(Sb),(Sc),(Sd)를 발생하는 것이고, 이 발광신호(Sa) 내지 (Sd)는 각각 2입력 낸드(NAND)회로(3a),(3b),(3c),(3d)를 통하여 각 발광소자(2a) 내지 (2d)에 가해진다. 발광소자(2a) 내지 (2d)는 프레스기계의 슬라이드 통과부 등의 위험영역에 광선을 투사하는 것이고 예를 들어 발광다이오우드로 된다. 발광다이오우드(2a) 내지 (2d)에는 각각 대응하여 수광소자(4a),(4b),(4c),(4d)가 배설되어 있다. 수광수자(4a) 내지 (4d)는 발광소자(2a) 내지 (2d)에서 투사되는 광선을 수광하면 수광신호를 출력하고, 이 신호는 동기회로(5)에 가해진다. 또한, 동기회로(5)에는 상기 발광신호 발생기(1)에서 발광신호(Sa) 내지 (Sd)가 출력하고 있다. 동기회로(5)는 발광신호(Sa) 내지 (Sd) 와 이에 대응하는 수광신호와를 각각 입력하여 양자에서 공히 신호가 있을 경우는 대응하는 출력라인(La),(Lb),(Lc),(Ld)에 신호를 출력하고, 또한 발광신호는 출력되어 있으나 그것에 대응하는 수광신호가 없을 경우는 광선이 차단된 것으로 취급하여 대응하는 출력라인에 신호를 출력하지 않도록 하는 것이다. 이 동기회로(5)로서는 발광신호(Sa) 내지 (Sd)와 이에 대응하는 수광신호와의 앤드(AND)조건을 각각 취하는 앤드 신호군 또는 양자의 배타적 논리합을 각각 취하는 배타적논리합회로(exclusive or회로)를 사용하여 구성할 수가 있다.

비상정지신호 발생회로(6)은 전기한 동기회로(5)의 출력라인(La) 내지 (Ld)의 신호를 집계하여, 그 신호가 모두 있는 경우는 하이레벨의 신호를 출력하고 그 신호의 어느 하나에 신호가 없을 경우는 로우 레벨의 신호를 출력하는 것이고, 이 회로(6)은 예를들어 4입력 앤드회로로 구성할 수가 있다. 비상정지신호발생회로(6)의 출력은 릴레이 코일(7)에 가하여지고 회로(6)의 출력이 하이 레벨일때에 릴레이 코일(7)을 여자하고, 회로(6)의 출력이 로우 레벨인 때에는 릴레이 코일(7)을 소자한다. 또한, 후술하는 바와 같이 프레스 운전시에 릴레이 코일(7)이 소자되면 릴레이 접점(7a)를 개방하여 프레스에 비상정지신호를 주도록 되어 있다.

접점(8a)는 제2도에 나타내는 바와 같이 릴레이 코일(8)이 여자되었을 때 폐성되는 릴레이 접점이고, 릴레이 코일(8)은 후술하는 바와 같이 프레스 스트로오크가 예를 들어 180°에서 300°까지의 사이에서와 같이 프레스의 슬라이드(도시하지 않았음)가 상승중에 있고, 안전장치가 동작할 필요가 없을 때에는 소자되어 있다.

낸드회로(9)와 낸드회로(10)은 기억회로로서의 플립플롭 F/F를 형성하고 있고, 낸드회로(9)의 입력그림

의 신호가 로우레벨이 되면 세트출력인 낸드회로(9)의 출력(Q)는 하이레벨이 되고, 낸드회로(10)의 입력

가 로우레벨이 되면 낸드회로(9)의 출력(Q)는 로우레벨이 된다. 또한, 낸드회로(10)의 출력

는 세트출력(Q)의 반전출력으로, 이 신호는 인버어터(11)을 통하여 카운터(12)의 리세트단자(R)에 가해져 있다.

카운터(12)는 바이너리 카운터, 즉 2진 카운터이고, 카운터 입력(CU)에는 후술하는 낸드회로(17)로부터의 신호가 가하여져 있고, 낸드회로(17)로부터의 신호의 입하(立下)시에 카운트업하는 것이다. 카운터(12)의 계수치는 디코우더(1)3에 가하여져(BCD)(BINARY-CODED-DECIMAL) 코오드로 변환시킨다. 따라서, 카운터(12)의 계수치가 0인 경우는 디코우더(13)의 0을 나타내는 출력라인(Lo)만이 로우레벨이고, 그외의 1에서 9를 나타내는 출력라인(L₁) 내지 (L₉)의 신호는 하이레벨이다.

또한, 콘덴서(30)은 전원 투입후에 전기한 플립플롭 F/F를 리세트하기 위한 것이다. 즉, 전원투입시에 있어서 콘덴서(30)의 전압은 저항(29)의 저항치와 콘덴서(30)의 용량치에 의하여 결정되는 시정수에 의하여 로우레벨에서 하이레벨로 상승하는 것으로 이것을 이용하여 플립플롭 F/F등의 회로의 상태를 초기의 원상태로 소제(clear)하도록 한 것이다.

이제, 릴레이 코일(8)(제2도)이 소자되고, 그 릴레이접점(8a)이 개방되어 있고, 또한 카운터(12)의 계수치는 0이라 한다. 이때 플립플롭을 형성하는 낸드회로(9)의 입력

은 로우레벨이 되고, 낸드회로(9)의 출력(Q)은 하이레벨이 된다. 이 신호는 낸드회로(15a)에 가하여진다. 낸드회로(15a)는 2입력 낸드회로이고, 다른 입력단자에는 전기한 디코우더(13)의 출력라인(Lo)의 신호를 인버어터(14a)로 반전시킨 신호가 가하여져 있다. 여기서 카운터(12)의 계수치는 0이므로 디코우더(13)의 출력라인(Lo)의 신호는 로우레벨이고 낸드회로(15a)의 낸드조건은 성립되고, 로우레벨의 신호를 전기한 낸드회로(3a)에 가한다. 이로서 낸드회로(3a)는 폐성되고, 발광신호 발생회로(1)부터의 발광신호(Sa)는 차단된다. 그리고 다른 낸드회로(3b),(3c),(3d)에는 디코우더(13)의 출력라인(L₁),(L₂),(L₃)의 신호를 각각 인버어터(14b),(14c),(14d)로 반전시킨 신호 및 낸드회로(17)의 출력이 공동으로 가해지는 2입력 낸드회로(15b),(15c),(15d)의 출력이 가해져 있고, 이때 디코우더(13)의 출력라인(L₁),(L₂),(L₃)의 출력은 모두 하이 레벨이므로 낸드회로(15b),(15c),(15d)의 낸드조건은 성립되지 않고, 낸드회로(3b),(3c),(3d)는 발광신호 Sb,Sc,Sd를 출력하도록 모두 개방되어 있다. 따라서, 방광신호(Sa)에 대응하는 발광소자(2a)만이 소등된다. 이로서 발광소자(2a)에 대응하는 수광소자(4a)의 출력은 없어지고 동시에 동기회동(5)의 출력라인(La)의 신호도 없어지고, 비상신호 발생회로(6)의 출력은 로우레벨이 된다.

비상정지신호 발생회로(6)의 출력은 인버어터(16)로 반전되어 낸드회로(17)에 가해진다. 낸드회로(17)은 2입력 회로로되고 다른 입력단자에는 전기 디코우더(13)의 출력라인(L₃)의 신호가 인버어터(14d), 낸드회로(15d), 점퍼선(18)을 개재하여 가하여진다. 여기서 디코우더(13)의 출력라인(L₃)의 신호는 하이레벨이므로 인버어터(14d)의 출력은 로우레벨이고 낸드회로(15a)의 낸드조건은 성립되지 않고 낸드회로(17)에 가해지는 신호는 하이레벨이 된다. 따라서, 낸드회로(17)의 낸드조건은 성립되고 하이레벨에서 로우레벨로 하강되는 신호의 카운트(12)의 입력(CU)에 가한다. 이로서 카운터(12)는 카운트엎한다. 그러면, 디코우더(13)의 출력라인(Lo)의 신호는 로우레벨에서 하이레벨로 되고, 출력라인(L₁)의 신호는 하이레벨에서 로우레벨로 변화한다. 출력라인(Lo)의 신호가 하이레벨로 되면 낸드회로(15a)의 낸드조건은 성립되지 않게되고 낸드회로(15a)의 출력은 하이레벨로 되어 전기한 낸드회로(3a)을 개방하여 재차 발광소자(2a)를 접등시킨다. 즉, 발광소자(2a) 내지 (2d)는 모두 점등되므로 비상신호 발생회로(6)의 출력은 하이레벨로 되고 낸드회로(17)의 낸드조건은 성립되지 않게 된다. 그러나, 출력라인(L₁)의 신호는 로우레벨로 되므로, 이번은 낸드(L₁)회로(15b)의 낸드조건이 성립되고 로우레벨의 신호를 낸드회로(3b)에 가하여 발생신호(Sb)를 차단하고 발광신호(Sb)에 대응하는 발광소자(2b)를 소등시킨다. 따라서, 발광소자(2b)에 대응하는 수광소자(4b)의 출력신호는 없어지고, 비상신호 발생회로(6)의 출력은 로우레벨으로 되어 카운터(12)는 낸드회로(17)의 출력의 하강시에 카운트엎한다. 이와 같이 낸드회로(15a) 내지 (15d)는 카운터(12)의 계수치에 호응하여 순차 낸드조건이 성립되고, 이 낸드회로(15a) 내지 (15d)의 출력에 의하여 낸드회로(3a) 내지 (3d)를 순차 폐성하도록 주사한다. 즉, 발광신호 발생회로(1)에서 각 발광소자(2a) 내지 (2d)에 가해지는 발광신호(Sa) 내지 (Sd)를 순차 차단하도록 주사하고, 발광소자(2a) 내지 (2d)를 순차 소등하는 것이다. 이 주사에 의하여 카운터(12)의 계수치가 10진수로 3이 되면 디코우더(13)의 출력라인(L₃)의 출력이 로우레벨이 되고, 낸드회로(15d)의 낸드조건이 성립된다. 따라서 낸드회로(15d)의 출력은 로우레벨로 되고, 이 신호는 점퍼선(18)를 거쳐서 낸드회로(17)의 한쪽의 입력단자에 가하여지므로, 낸드회로(17)는 폐성되어 카운터(12)의 계수는 정지한다.

또한, 상기 점퍼선(18)을 개재하여 취출된 낸드회로(15d)의 출력은 인버어터(19)에서 반전되는 입력 낸드회로(20)에 가해진다. 낸드회로(20)의 다른 입력단자에는 전기한 릴레이 접점(8a)부터의 신호 및 전기한 릴레이 코일(7)의 여자에 의하여 개방되는 릴레이 접점(7c)부터의 신호가 가해져 있다. 이 릴레이 접점(8a)로부터의 신호는 릴레이 접점이 개방되어 있을 때 로우레벨이 되고 또 폐성되면 하이레벨으로 되는 것이다. 또한, 릴레이 접점(7c)로부터의 신호는 저항(21)을 개재하여 접지되어 있고, 릴레이 접점(7c)가 폐성되어 있으면 하이레벨로 되고, 릴레이 접점(7c)가 개방되어 있으면 로우레벨로 되도록 되어 있다. 따라서, 릴레이 접점(8a)가 폐성되면 낸드회로(20)의 낸드조건은 성립되고, 로우레벨의 신호를 전기한 플립플롭 F/F의 리세트 단자

인 노어회로(10)의 입력단자에 가한다. 이로서 반전출력

인 노어회로(10)의 출력은 하이레벨로 되고, 이 신호를 인버어터(11)을 개재하여 카운터(12)의 리세트 단자(R)에 가하여 카운터(12)를 리세트한다. 카운터(12)가 리세트되면 디코우더(13)의 출력은 라인(Lo)의 신호를 제외하고 모두 하이레벨로 되고, 또 플립플롭 F/F의 출력(Q)인 노어회로(9)의 출력도 로우레벨로 되므로 낸드회로(15a) 내지 (15d)의 낸드조건은 모두 성립되지 않게 되어 낸드회로(3a) 내지 (3d)는 모두 개방된다. 이로서 비상정지신호 발생회로(6)의 출력은 하이레벨로 되어 전광선의 점검이 완료된다.

이상의 설명은 발광소자(2a) 내지 (2d) 및 소광소자(4a) 내지 (4d) 및 그들의 주변회로에 이상이 없는 경우의 동작에 관한 것인데, 발광소자(2a) 내지 (2d) 혹은 수광소자(4a) 내지 (4d) 혹은 그들의 주변회로에 이상이 있으면 발광소자(2a) 내지 (2d)에 가해지는 발광신호(Sa) 내지 (Sd)를 순차 차단하도록 주사하여도 비상신호 발생회로(6)의 출력은 로우레벨로 되지 않고 릴레이 코일(7)은 여자된 채로 있다.

제2도는 상기 실시예에 관한 프레스 제어회로의 일예를 나타내는 것이다. 릴레이 코일(8)은 릴레이 접점(8b),(8c),(8d) 및 (8a)(제1도)를 동작시키는 것으로, 릴레이 코일(8)이 소자되어 있을 때에는 접점(8a),(8b),(8d)가 개방되며 릴레이 코일(8c)가 폐성되고, 릴레이 코일(8)이 여자되어 있을 때에는 접점(8a),(8b),(8d)가 폐성되며 접점(8d)가 폐성되도록 되어 있다. 도면에서 접점(8c)(8d)는 접점부만을 나타내고 결선되어 있지 않으나, 접점(8c)는 릴레이 코일(8)의 여자, 비여자의 확인을 하는 것이고, 접점(8d)는 폐성됨으로써 프레스 동작을 가능하게 하고, 개방됨으로써 프레스 운전을 불가능하게 하는 것으로, 실제는 각각 프레스회로의 적절한 개소에 접속되어 있다.

로우터리 스위치(22)는 프레스의 스트로오크 각도에 따라 동작하는 것으로, 3개의 접점(22a),(22b)를 갖고 있다. 이 접점(22a),(22b)의 동작을 도시하면 제3도와 같이 된다. 즉, 프레스의 스트로오크 각도가 망모양으로 나타내는 180°(하사점)에서 300°까지는 접점(22a)가 개방되며 접점(22b)가 폐성되고, 300 °에서180°까지 접점(22a)는 폐성되며 접점(22b)는 개방되게 되어 있다. 여기서, 프레스의 스토로오크 각도가 180°에서 300도까지의 사이는 프레스의 슬라이드(도시하지 않았음)가 상승중에 있을 때를 나타내는 바, 안전장치가 동작할 필요가 없는 때이다.

접점(23)은 프레스의 클러치 브레이크 제어회로(도시하지 않았음)로 부터의 신호에 의하여 프레스의 스트로오크 각도가 300 °C이상이 되고 동시에 프레스의 기동준비 완료라는 조건에서 폐성되는 릴레이 접점이다. 그리고, 이 릴레이 접점(23)을 동작하는 릴레이 코일은 도시하지 않았다.

접점(24),(25)는 클러치 브레이크 솔레노이드 밸브(도시하지 않았음)의 여자, 즉 프레스 운전으로 개방되는 접점이고, 프레스 운전중에는 개방상태가 유지된다.

접점(7a),(7b)는 제1도에 나타낸 릴레이 코일(7)에 의하여 동작되는 것이고, 릴레이 코일(7)이 여자되어 있을 때는 접점(7a)는 폐성되며 접점(7b)는 개방되고, 릴레이 코일(7)이 소자되면 접점(7a)는 개방되며 접점(7b)는 폐성되도록 되어 었다.

여기서 접점(22b),(24),(25),(7a)는 비상정지회로(25)의 동작조건을 결정하도록 되어 있다. 즉, 접점(22b),(24)(25),(7a)의 모두가 개방되고 있을 때만이 비상정지회로(25)를 동작시켜 프레스의 슬라이드를 정지시키도록 되어 있다. 또한, 비상정지회로(25)는 라인(26)으로 부터의 급전이 정지되면 프레스의 슬라이드를 정지시키는 것인데, 본 발명의 요지에는 관계없으므로 상세히는 나타내지 않는다. 또한, 비상정지 인터로크(27)은 본 발명에 관한 안전장치 이외의 요소에 의하여 프레스를 비상정지하는 것으로 본 발명에는 직접 관계되지 않는다. 또한 미설명부호(28)은 프레스 제어회로의 노휴즈 브레이커이다.

프레스의 스트로오크가 180°에서 300°까지의 사이에 있을 때에는 제2도에 나타내듯이 로우터리 캠스의치(22)의 접점(22a)는 개방되고 접점(22b)는 폐성되어 있어, 접점(22a)의 개방에 의하여 릴레이 코일(8)은 소자되고 접점(22b)의 폐성에 의하여 라인(26), 접점(22b)를 개재하여 비상정지회로에 급전하여 비상정지회로의 동작을 저지시키고 있다. 이 프레스의 스트로오코가 180°에서 300°까지의 사이에 안전장치의 점검이 행하여진다. 즉, 릴레이 코일(8)이 소자되어 있으면 릴레이 접점(8a)(제1도)는 개방되어 있고 플립플롭 F/F가 세트되고 전술한 바와 같이 하여 낸드회로(3a) 내지 (3d)를 순차 폐성하여 발광신호 발생회로(1)에서 각 발광소자(2a) 내지 (2d)에 가해지는 발광신호(Sa) 내지 (Sd)를 순차적으로 차단하도록 주사한다. 이때 비상정지신호 발생회로(6)의 출력은 로우레벨과 하이 레벨을 번갈아 출력하고 이에 호응하여 릴레이 코일(7)을 소자 여자시켜 릴레이 접점(7a)를 개방 폐성시키는데, 전술한 바와 같이 비상정지회로(25)는 로우터리 캠스위치(22)의 접점(22b)부터의 급전에 의하여 저지되어 있으므로 동작되지 않는다. 이 주사에 의하여 이상이 검출되지 않으면 트레스 스트로오크가 300°를 초월하여 로우터리 캠스위치(22)의 접점(22a) 및 접점(23)이 폐성된 시점에서 접점(22a),(23),(7b)를 개재하여 릴레이 코일(8)에 전류가 흘러서 릴레이 코일(8)을 여자한다. 이로서 릴레이 접점(8a)가 폐성되어 트레스동작 가능하게 되고, 또한 접점(8a)가 폐성되므로 낸드회로(20)(제1도)의 낸드조건이 성립되어 플립플롭 F/F논리 세트되고, 비상정지신호 발생회로(6)의 출력은 하이레벨로 되어 안전장치의 저지상태가 해제된다. 즉, 발광소자(2a) 내지 (2d)로부터 투사되는 광선이 신체의 일부 등에 의하여 차단되면 비상정지신호 발생회로(6)의 출력이 로우레벨로 되고 릴레로 코일(7)은 소자되어 릴레이 접점(7a)가 개방됨으로써 비상정지회로(25)으로의 급전이 차단되고 비상정지회로(25)가 동작한다. 또한, 릴레이 코일(8)의 여자는 릴레이 코일(8)의 여자에 의하여 폐성되는 릴레이 접점(8b)에 의하여 자기 유지된다. 이 자기 유지는 트레스 스트로오크가 하사점 180°를 초월하여 로우터리 캠스위치(22)의 접점(22a)가 개방된 시점에서 해제되는바, 이하 동일하게 안전장치의 점검이 행하여진다.

그러나, 전기한 주사에 의하여 이상이 검출되면 릴레이 코일(7)(제1도)는 여자된 채로 있고, 릴레이 접점(7a)는 폐성되고 릴레이 접점(7b)는 개방된 채로 있게 된다. 따라서, 트레스 스트로오크가 300°를 초월하여 로우터리 캠스위치(22)의 접점(22a), 및 접점(23)이 폐성되어도 릴레이 코일(8)은 여자되지 않고 접점(8d)는 폐성되지 않으므로 프레스 동작은 불가능하게 되어 프레스는 비상 정지된다.

이와 같이 하여 안전장치의 발광소자(7a) 내지 (2d), 수광소자(4a) 내지 (4d) 및 그들의 주변회로는 프레스의 1사이클 마다에 점검되고 이 점검에 있어 이상이 검출되지 않을때에 한하여 다음의 사이클의 운전을 가능하게 하도록 하고 있다.

또한, 상기 실시예에서는 점검기간을 프레스 스트로오크가 180°에서 300 °까지의 사이로 하였으나, 물론 여기에 한정되는 것은 아니고 안전장치의 동작을 필요로 하지 않는 기간일 것 같으면 어떠한 것으로 설정하여도 좋다. 이 설정은 로우터리 캠스위치 (22)의 접점(22a),(22b)의 동작각도를 변동시킴으로써 용이하게 행할 수가 있다.

또한 본 발명은 프레스 기계만에 적응할 수 있는 것은 아니고, 광선식 안전장치를 장착한 여하한 기계장치에도 적응될 수가 있는 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 광선식 안전장치의 발광소자 및 수광소자 및 그들의 주변회로를 포함하여 이들 모두가 정상으로 동작하고 있는지를 완전히 점검 확인할 수가 있어 안전장치의 동작을 확실하게 할 수가 있다.

Claims (1)

1. 위험영역내에 적어도 1개의 광선을 투사하고, 이 광선의 차단에 의하여 대상장치에 비상정지신호를 출력하도록 한 광선식 안전장치에 있어서, 상기 대상장치가 안전장치 불요상태에 있을 때 동작하여 상기 광선식 안전장치의 이상을 검출하는 검출회로와, 상기 검출회로가 이상을 검출하지 않으면 이것을 기억하고 이러한 기억이 있음으로써 상기 대상장치에 동작 가능신호를 출력하도록 한 기억회로를 구비한 광선식 안전장치의 고장검출장치.

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