JPH08145285A - 光線式安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】より少ない数の光軸数でより小さく細い物体の
被監視範囲への侵入を確実に検知して停止信号を出力し
得る光線式安全装置を提供する。 【構成】この光線式安全装置は、複数の光軸を一定間隔
で並行に発生させるように配置された複数の投光器１
と、各投光器１に対向して配置された複数の受光器４
と、を備え、受光器４から出力される受光信号を監視
し、光軸の遮光を示す受光信号の欠落に応じて停止信号
を発生する装置である。各投光器１は、それに対向する
受光器４と共に受光器４と隣接する受光器４に同時に光
を照射するように先広がりの光軸を発生する。各投光器
１の投光時に同期して、投光器１に対向した受光器４の
受光信号と受光器４に隣接した受光器４の受光信号との
論理積又は論理和をとって受光検出信号を出力するゲー
ト回路６と、ゲート回路６から出力された受光検出信号
に基づいて遮光の有無を判定する判定回路９を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プレス機等の工作機械
類に取付けられ、被監視範囲内に複数の光軸を発生さ
せ、物体が光軸を遮光した際、工作機等を停止させる停
止信号を発生する光線式安全装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プレス機等の工作機械類に取付けて使用
される光線式安全装置は、一般に、危険箇所である被監
視範囲に複数対の投光器と受光器を対向して設置し、時
分割回路の動作により複数の投光器を順に投光動作さ
せ、光軸を順に発生させる。受光器側では、受光側時分
割回路の動作により、複数の受光器から出力される受光
信号を投光と同期したタイミングで順にシリアル信号と
して出力させる。そして、そのシリアル信号中に欠けた
部分があった場合、物体によって光軸が遮光されたと判
定し、停止信号を出力するように動作する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種の光線式安全装
置では、被監視範囲に発生する光軸の間隔が狭ければ狭
い程、監視精度は高くなるが、それに応じて投光器、受
光器の数の増大や判定回路の複雑さを招くため、光軸の
間隔は、通常、約４０mm〜５０mmに設定されるのが一般
的である。

【０００４】このため、図４に示すように、例えば、投
光器Ｔ１から放射される光軸Ｌ１とその下の投光器Ｔ２
から放射される光軸Ｌ２の間に、その間隔以下の幅（例
えば３５mm幅）の物体が侵入した場合には、光軸Ｌ１、
Ｌ２は完全には遮光されず、対応した受光器から受光信
号が出力されるため、その物体の侵入を検知できないと
いう問題があった。

【０００５】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、より少ない数の光軸数でより小さく細い物体の被監
視範囲への侵入を確実に検知して停止信号を出力し得る
光線式安全装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光線式安全装置は、複数の光軸を一定間隔
で並行に発生させるように配置された複数の投光器と、
該各投光器に対向して配置された複数の受光器と、を備
え、該受光器から出力される受光信号を監視し、光軸の
遮光を示す該受光信号の欠落に応じて停止信号を発生す
る光線式安全装置において、前記各投光器は、それに対
向する受光器と共に該受光器と隣接する受光器に同時に
光を照射するように先広がりの光軸を発生し、該投光器
に対向した受光器の受光信号と該受光器に隣接した受光
器の受光信号との論理積又は論理和をとって受光検出信
号を出力するゲート回路と、該ゲート回路から出力され
た受光検出信号に基づいて遮光の有無を判定する判定手
段と、該判定手段の判定結果に応じて停止信号を発生す
る制御手段と、を備えたことを特徴とする。

【０００７】

【作用・効果】このような構成の光線式安全装置では、
各投光器を所定のタイミングで順に投光動作させ、各投
光器の光軸を順に発生させていく。各光軸は先広がり形
状を持ち、その投光器に対向する受光器と同時にその受
光器に隣接する受光器にも光軸の光を照射する。

【０００８】各受光器から出力される受光信号はゲート
回路に入力され、ゲート回路では、隣接する複数の受光
器からの受光信号の論理積又は論理和をとって受光検出
信号を発生させ、判定手段に出力する。つまり、隣接す
る複数の受光器の何れか１つの受光器からの受光信号が
ない場合には、投光する投光器に対応した受光器の受光
検出信号は発生しない。そして、受光検出信号の欠落を
検出した判定手段は遮光と判定し、制御手段が停止信号
を発生する。

【０００９】このように、投光器は、その投光器に対向
する受光器と同時にその受光器に隣接する受光器にも光
軸の光を照射し、投光時には、その投光器に対向する受
光器からの受光信号と共にその受光器に隣接する受光器
の受光信号とを監視する。そして、それらの受光信号の
何れか１つがない場合でも、遮光と判定するため、光軸
と光軸の間に小さく細い物体が侵入し、投光器からの投
光が対向する受光器には受光されたとしても、その隣の
受光器には物体が光を遮って遮光状態となる。

【００１０】このため、光軸の間隔をそれ程狭くするこ
となく、小さく細い物体の侵入をも検知し、停止制御を
行うことができる。したがって、使用する投光器、受光
器の数を増大させたり、判定手段の構成を複雑化せず
に、より小さく細い物体の侵入をも正確に検出し、安全
を確保することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１２】図１は光線式安全装置のブロック図を示し
ている。１は光軸を一定間隔で並行に発生させるように
配置された投光器であり、複数の投光素子（発光ダイオ
ード等）１ａ〜１ｎから構成される。各投光器１は投光
器を駆動するドライバ２を介して投光用のタイミングを
作る時分割回路３に接続される。時分割回路３は、一定
周期のタイミングパルスを出力するパルス発生回路８か
らパルス信号を入力し、各投光サイクル毎に、複数の投
光素子１ａ〜１ｎに対し順に所定の投光タイミング信号
を出力し、投光器１を所定のタイミングで投光動作さ
せ、複数の光軸を生じさせる。

【００１３】投光器１に対向して受光器４が配設され
る。受光器４は、各投光素子１ａ〜１ｎに対向して設置
された複数の受光素子（フォトダイオード等）４ａ〜４
ｎから構成される。そして、各受光器４は増幅器５を介
してゲート回路６の入力側に接続される。増幅器５から
は増幅された受光信号が、高レベル信号としてゲート回
路６に出力される。

【００１４】このゲート回路６は、アンドゲートから構
成され、ある１つの受光器４の受光信号について、その
受光器４の受光信号とその受光器４に隣接した受光器４
の受光信号との論理積をとって受光検出信号を出力する
ように構成される。

【００１５】即ち、図２に示すように、例えば受光素子
が８個ある場合、受光素子４ａについては、その隣の受
光素子４ｂの受光信号との論理積をとって受光検出信号
を出力し、受光素子４ｂについては、その両隣の受光素
子４ａと受光素子４ｃとの論理積をとって受光検出信号
を出力し、さらに、受光素子４ｃについては、その両隣
の受光素子４ｂと受光素子４ｄとの論理積をとって受光
検出信号を出力するように構成される。

【００１６】そして、ゲート回路６の各受光器４に対応
した出力側は、時分割信号をシリアル信号に変換する変
換回路７に接続される。この変換回路７は、カウンタか
ら構成され、カウンタには、投光と同期したタイミング
で、ゲート回路６からの受光検出信号をカウントし、そ
れをシリアル信号として出力する。このため、遮光され
た受光器４があれば、その箇所のシリアル信号が欠落し
て現れることになる。

【００１７】変換回路７の出力側には、遮光を判定する
判定回路９が接続される。判定回路９は例えばワンショ
ット回路等から構成され、受光検出を示すパルスのシリ
アル信号を入力し、受光信号の欠落によりそのパルスの
間隔が所定時間以上となったとき、リトリガーによるワ
ンショット動作を行って、遮光を示すワンショット信号
を出力する。

【００１８】判定回路９の出力側には、判定回路９から
ワンショット信号を入力すると、図示しない工作機械等
の非常停止回路に停止信号を出力する制御装置１０が接
続される。

【００１９】次に、上記構成の光線式安全装置の動作を
説明する。

【００２０】時分割回路３は、パルス発生回路８から送
られる一定周期のタイミングパルスに同期して、ドライ
バ２ａ〜２ｎに順にパルス信号を出力し、各ドライバ２
ａ〜２ｎは投光器１の各投光素子１ａ〜１ｎを順に投光
動作させ、各投光器１の光軸を順に発生させていく。こ
のとき、図３に示すように、投光器１から発生する各光
軸は、適当な先広がり形状を持ち、投光器１に対向する
受光器４と同時にその受光器４に隣接する受光器４にも
光軸の光を照射する。

【００２１】各受光器４から出力される受光信号は増幅
器５で増幅されてゲート回路６に入力される。ゲート回
路６では、隣接する複数の受光器４からの受光信号の論
理積をとり、各受光器４に対応して受光検出信号が出力
される。

【００２２】即ち、例えば、受光素子４ａについては、
その隣の受光素子４ｂの受光信号との論理積をとって受
光検出信号を出力し、受光素子４ｂについては、その両
隣の受光素子４ａと受光素子４ｃとの論理積をとって受
光検出信号を出力し、さらに、受光素子４ｃについて
は、その両隣の受光素子４ｂと受光素子４ｄとの論理積
をとって受光検出信号を出力する。

【００２３】つまり、隣接する２つ又は３つの受光素子
の何れか１つの受光素子からの受光信号がない場合に
は、投光する投光素子に対応した受光素子の受光検出信
号は発生しない。

【００２４】そして、ゲート回路６から変換回路７に送
られた各受光検出信号は、パルス発生回路８のタイミン
グパルスに同期したシリアル信号に変換され、受光検出
信号のシリアル信号が変換回路７から判定回路９に送ら
れる。

【００２５】例えば、図３に示すように、小さく細い物
体Ｂが投光素子１ａの光軸と投光素子１ｂの光軸との間
に侵入したような場合、投光素子１ｂから受光素子４ａ
に向う光がその物体Ｂによって遮光される。

【００２６】このため、ゲート回路６で、受光素子４ｂ
について受光検出信号を出力する際、その両隣の受光素
子４ａと受光素子４ｃとの論理積をとって受光検出信号
を出力するが、受光素子４ａの受光信号が低レベルとな
るため、その受光検出信号（高レベル）は出力されな
い。よって、変換回路７から判定回路９に出力されるシ
リアル信号は、受光素子４ｂに対応する箇所のパルスが
欠落した状態となる。

【００２７】このため、欠落したパルスを持つシリアル
信号が変換回路から判定回路９に送られる。判定回路９
は、シリアル信号のパルスを監視し、受光検出信号の欠
落によりそのパルスの間隔が所定時間以上となったと
き、リトリガーによるワンショット動作を行って、遮光
を示すワンショット信号を出力する。そして、このワン
ショット信号を入力した制御装置１０は、停止信号を図
示しない非常停止回路等に出力して、工作機械等を停止
させる。

【００２８】このように、投光器１の各投光素子１ａ〜
１ｎは、その投光素子に対向する受光素子と同時にその
受光素子に隣接する受光素子にも光軸の光を照射し、投
光時には、その投光素子に対向する受光素子からの受光
信号と共にその受光素子に隣接する受光素子の受光信号
とを監視する。

【００２９】そして、それらの受光信号の何れか１つが
ない場合でも、判定回路９は遮光と判定するため、光軸
と光軸の間に小さく細い物体が侵入し、投光器１からの
投光が対向する受光器４には受光されたとしても、その
隣の受光器４には物体が光を遮って遮光状態となる。

【００３０】このため、光軸の間隔をそれ程狭くするこ
となく、小さく細い物体の侵入を検知し、停止制御を行
うことができる。したがって、使用する投光器１、受光
器４の数を増大させたり、変換回路７等の構成を複雑化
せずに、より小さく細い物体の侵入をも正確に検出し、
安全を確保することができる。

【００３１】なお、上記実施例では、増幅器５を通して
ゲート回路６に入力される受光信号が受光時高レベル信
号であるために、ゲート回路６ではアンドゲートを使用
して論理積をとったが、受光信号が受光時低レベルでゲ
ート回路６に入力される場合には、オアゲートを使用し
て論理和をとるようにすればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す安全装置のブロック図
である。

【図２】ゲート回路６の論理回路を示す回路図である。

【図３】投光素子１ｂの投光と受光素子４ａ〜４ｃの受
光を示す説明図である。

【図４】従来の安全装置の投光・受光状態を示す説明図
である。

【符号の説明】

１−投光器、 ３−時分割回路、 ４−受光器、 ６−ゲート回路、 ７−変換回路、 ８−パルス発生回路、 ９−判定回路、 １０−制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の光軸を一定間隔で並行に発生させ
   るように配置された複数の投光器と、該各投光器に対向
   して配置された複数の受光器と、を備え、該受光器から
   出力される受光信号を監視し、光軸の遮光を示す該受光
   信号の欠落に応じて停止信号を発生する光線式安全装置
   において、 前記各投光器は、それに対向する受光器と共に該受光器
   と隣接する受光器に同時に光を照射するように先広がり
   の光軸を発生し、 該投光器に対向した受光器の受光信号と該受光器に隣接
   した受光器の受光信号との論理積又は論理和をとって受
   光検出信号を出力するゲート回路と、 該ゲート回路から出力された受光検出信号に基づいて遮
   光の有無を判定する判定手段と、 該判定手段の判定結果に応じて停止信号を発生する制御
   手段と、 を備えたことを特徴とする光線式安全装置。