安全システム
【課題】作業者の安全を高い信頼性で確保できる安全システムを提供する。
【解決手段】設置エリア内に設置された工作機械や産業用ロボットなどの機械設備に通電して機械設備を起動するには、通電許可用安全プラグホルダ７の複数の装着部７−１〜７−６に、前記複数の安全プラグ１０−１〜１０−６の全てが装着されていなければならず、一方、前記設置エリア内に作業者が入るための出入り口の扉のロックを解除するためには、前記複数の安全プラグ１０−１〜１０−６の少なくともいずれか１個を、ロック解除用安全プラグホルダ６の装着部に装着しなければならず、通電許可用安全プラグホルダ７の複数の安全プラグ１０−１〜１０−６を抜き忘れて扉のロックを解除することはできないようにしている。
【解決手段】設置エリア内に設置された工作機械や産業用ロボットなどの機械設備に通電して機械設備を起動するには、通電許可用安全プラグホルダ７の複数の装着部７−１〜７−６に、前記複数の安全プラグ１０−１〜１０−６の全てが装着されていなければならず、一方、前記設置エリア内に作業者が入るための出入り口の扉のロックを解除するためには、前記複数の安全プラグ１０−１〜１０−６の少なくともいずれか１個を、ロック解除用安全プラグホルダ６の装着部に装着しなければならず、通電許可用安全プラグホルダ７の複数の安全プラグ１０−１〜１０−６を抜き忘れて扉のロックを解除することはできないようにしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械や産業用ロボットなどの機械設備が設置された設置エリアにおける安全を確保するのに好適な安全システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工作機械や産業用ロボットなどの機械設備が設置された設置エリアの周囲は、安全柵（防護柵）で囲われて作業者が不用意に設置エリア内に入れないようにしている。（例えば、特許文献１参照。）
かかる設置エリアの出入り口の近傍に安全プラグおよび安全プラグホルダを設けておき、設置エリア内に入るときには、作業者が前記安全プラグを安全プラグホルダから引き抜いて携帯することによって、設置エリア内の機械設備が動作できないようにしたものがある。
【特許文献１】特開２００４−３５６０６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、作業者が上記安全プラグを引き抜くのを忘れて設置エリア内に入ってしまったような場合には、設置エリア内に作業者がいるにも拘らず、他の作業者が、それに気づかずに機械設備を起動するといった可能性を排除できないという課題がある。
【０００４】
本発明は、上述のような点に鑑みて為されたものであって、作業者の安全を高い信頼性で確保できる安全システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）本発明の安全システムは、機械設備が設置された設置エリアへの出入り口の扉のロックの解除を許可するロック解除許可手段と、前記機械設備に対する通電を許可する通電許可手段と、前記ロック解除許可手段の出力に基づいて、前記ロックの解除を制御するとともに、前記通電許可手段の出力に基づいて、前記機械設備の通電を制御して該機械設備の運転を制御する制御手段とを備え、前記通電許可手段は、複数の安全プラグが着脱自在であって、かつ、前記複数の安全プラグの全てが装着された状態で通電許可信号を出力する通電許可用安全プラグホルダを有するとともに、該通電許可用安全プラグホルダが前記設置エリア外に配置され、前記ロック解除許可手段は、前記安全プラグが着脱自在であって、かつ、前記複数の安全プラグの少なくともいずれか一つが装着された状態でロック解除許可信号を出力するロック解除用安全プラグホルダを有するとともに、該ロック解除用安全プラグホルダが前記設置エリア外に配置され、前記制御手段は、前記ロック解除許可信号が与えられたときに、前記ロックを解除し、前記通電許可信号が与えられていないときには、前記機械設備の運転を禁止するものである。
【０００６】
機械設備とは、各種の工作機械、産業用ロボットなどをいう。
【０００７】
また、機械設備の運転を制御するとは、機械設備に対する通電を制御して機械設備の起動・停止の制御や動作速度の制御などをいう。
【０００８】
出入り口は、設置エリアを囲む安全柵などに設けられるのが好ましい。設置エリアは、柵に限らず、例えば、透明な壁材などで囲われてもよい。
【０００９】
安全プラグとは、安全プラグホルダに着脱されるものであって、着脱に応じて、安全プラグホルダの回路の接点を開閉するものをいい、キーのような形状あるいは棒状などの任意の形状であってもよい。
【００１０】
安全プラグは、安全プラグホルダの装着部に単に装着するものであってもよいし、装着して回動操作するようなものであってもよい。
【００１１】
本発明の安全システムによると、ロック解除用安全プラグホルダと通電許可用安全プラグホルダとは、共通の安全プラグが着脱自在であり、通電許可用安全プラグホルダは、複数の安全プラグの全てが装着されている状態で通電許可信号を出力するので、機械設備に対する通電が許可される状態では、複数の安全プラグの全てが通電許可用安全プラグホルダに装着された状態であり、設置エリアの出入り口の扉のロックを解除するためにロック解除用安全プラグホルダに、装着する安全プラグはなく、したがって、扉のロックを解除できない状態となる。
【００１２】
すなわち、扉のロックを解除して設置エリア内に作業者が入る場合には、通電許可用安全プラグホルダに装着されている複数の安全プラグのいずれかの安全プラグを引き抜いてロック解除用安全プラグホルダに安全プラグを装着しなければならず、したがって、通電許可用安全プラグホルダには、複数の安全プラグの少なくともいずれか一つの安全プラグが引き抜かれた状態、したがって、通電許可信号が出力されない状態となり、機械設備への通電が禁止されることになる。
【００１３】
つまり、作業者は、通電許可用安全プラグホルダに装着されている複数の安全プラグのいずれかを引き抜いて機械設備への通電を禁止した上で、ロック解除用安全プラグホルダに安全プラグを装着しなければ、扉のロックを解除して設置エリア内に入ることはできない。
【００１４】
したがって、作業者が、通電許可用安全プラグホルダに装着されている複数の安全プラグのいずれかの安全プラグを引き抜くのを忘れて設置エリア内に入ることはできず、作業者が扉のロックを解除して設置エリアに入るときには、通電許可用安全プラグホルダに装着されている複数の安全プラグのいずれかの安全プラグが引き抜かれて機械設備に対する通電が禁止された状態、すなわち、機械設備の運転が禁止された状態となるので、設置エリアにおける作業者の安全が確保される。
【００１５】
（２）本発明の安全システムの好ましい実施形態では、前記設置エリア内に、前記機械設備の作動を可能にする操作手段を設け、該操作手段は、操作用安全プラグが着脱自在な操作用安全プラグホルダとイネーブルスイッチとを備え、前記操作手段は、前記操作用安全プラグが前記操作用安全プラグホルダに装着された状態で前記イネーブルスイッチの操作を許可するイネーブル許可信号を出力するものであり、前記制御手段は、イネーブル許可信号が与えられていないときには、前記イネーブルスイッチの操作を無効として該操作に応じた前記機械設備の作動を禁止する一方、イネーブル許可信号が与えられているときには、前記通電許可信号に拘らず、前記イネーブルスイッチの操作を有効として該操作に応じて、前記機械設備を作動させるものである。
【００１６】
この実施形態によると、作業者が設置エリア内で機械設備のメンテナンスや産業用ロボットのティーチングなどを行なう場合には、操作用安全プラグホルダに操作用安全プラグを装着することによって、通電許可信号に拘らず、すなわち、通電許可信号が与えられていない状態であっても、イネーブルスイッチの操作を有効として該操作に応じて機械設備に通電して機械設備を作動させることができる。
【００１７】
（３）上記（２）の実施形態では、前記操作用安全プラグと、前記ロック解除用安全プラグホルダおよび前記通電許可用安全プラグホルダに装着される前記安全プラグとを共用してもよい。
【００１８】
この実施形態によると、作業者は、共通の安全プラグを用いて、設置エリアへの出入りができるとともに、設置エリア内で機械設備のメンテナンスや産業用ロボットのティーチングなどを行なうことができる。
【００１９】
（４）本発明の安全システムの更に他の実施形態では、前記制御手段は、入力機器からの入力に基づいて、安全出力制御対象に安全出力を与えて前記機械設備の運転を制御するものである。
【００２０】
入力機器とは、制御手段に対する入力を与える機器をいい、例えば、非常停止スイッチ、セーフティドアスイッチ、セーフティリミットスイッチ、セーフティライトカーテンなどをいう。
【００２１】
安全出力制御対象とは、安全出力によって制御される対象をいい、例えば、マグネットコンタクタ、モータコントローラ、可変モータ、ＰＬＣなどをいう。
【００２２】
この実施形態によると、設置エリアへの作業者の出入りの安全確保に限らず、生産現場の労働安全を確保することができる。
【００２３】
（５）本発明の安全システムの好ましい実施形態では、前記制御手段には、前記出入り口の前記扉の開閉を検知する前記入力機器としてのドアスイッチからの入力が与えられ、前記制御手段は、前記扉が開放している状態では、前記機械設備の運転を禁止するものである。
【００２４】
ドアスイッチは、出入り口の扉の開閉の検知のみならず、併せて扉のロックを行なえるのが好ましい。
【００２５】
この実施形態によると、設置エリアの出入り口の扉が開放している状態では、機械設備の運転が禁止されるので、安全性が一層向上することになる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、作業者は、通電許可用安全プラグホルダに装着されている複数の安全プラグのいずれかを引き抜くのを忘れると、設置エリアの扉のロックを解除できないので設置エリア内に入ることはできず、作業者が扉のロックを解除して設置エリアに入るときには、通電許可用安全プラグホルダに装着されている安全プラグのいずれかを引き抜いて機械設備に対する通電が禁止された状態としなければならず、設置エリアに入る作業者の安全が確保される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面によって本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２８】
（実施形態１）
図１は、本発明の一つの実施の形態に係る安全システムの構成を示す概略平面図である。
【００２９】
安全柵１で囲われた設置エリア２内には、複数の機械設備としての３台の産業用ロボット３−１〜３−３が設置されており、安全柵１には、工作エリアである設置エリア２内に作業者が出入りするための出入り口に扉４が設けられている。扉４側には、キースイッチ（図示せず）が設けられる一方、安全柵４の出入り口側には、後述のドアロックスイッチが設けられており、扉４を閉じると、キースイッチがドアロックスイッチに係合して自動的にロックがかかり、扉４を開放できないようになっている。このドアロックスイッチに対して、ロック解除信号を与えることにより、ロックが解除されて扉４の開放が可能となる。この実施形態では、ロック解除信号が与えられている状態では、扉４を閉じてもロックがかからないように構成されている。
【００３０】
設置エリア２外の出入り口の近傍には、作業者の出入りを管理する管理ボックス５が設置されている。この管理ボックス５内には、図２に示すように、扉４のロックの解除を許可するロック解除用安全プラグホルダ６、産業用ロボット３−１〜３−３に対する通電を許可する通電許可用安全プラグホルダ７、産業用ロボット３−１〜３−３を非常停止させる非常停止スイッ８チおよび産業用ロボット３−１〜３−３による作業を開始させるための作業スタートスイッチ９が装備されている。
【００３１】
ロック解除用安全プラグホルダ６は、複数、この実施形態では、６個のキー形状の安全プラグ１０−１〜１０−６がそれぞれ着脱自在な装着部６−１〜６−６を備えており、図３に示すように、いずれか１個の安全プラグ１０−１〜１０−６を装着して回動操作することによって、並列な６個の接点の内の対応する接点がオンしてロック解除許可信号を出力するものである。
【００３２】
なお、６個の安全プラグ１０−１〜１０−６は、全て同じ構成であり、また、ロック解除用安全プラグホルダ６の各装着部６−１〜６−６も全て同じ構成であり、したがって、安全プラグ１０−１〜１０−６のロック解除用安全プラグホルダ６に対する装着位置は任意である。
【００３３】
通電許可用安全プラグホルダ７は、ロック解除用安全プラグホルダ６と共通の６個の安全プラグ１０−１〜１０−６がそれぞれ着脱自在な装着部７−１〜７−６を備えており、図４に示すように、６個の安全プラグ１０−１〜１０−６の全てを装着して回動操作することによって、直列の６個の接点の全ての接点がオンして通電許可信号を出力するものである。通電許可用安全プラグホルダ７の各装着部７−１〜７−６は全て同じ構成であり、安全プラグ１０−１〜１０−６の通電許可用安全プラグホルダ７に対する装着位置は任意である。
【００３４】
図５は、図１の安全システムの構成を示す図であり、図１に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００３５】
この実施形態では、上述の非常停止スイッチ８、安全柵４の出入り口側に設けられている上述のドアロックスイッチ１１、作業スタートスイッチ９、通電許可用安全プラグホルダ６およびロック解除用安全プラグホルダ７の出力に基づいて、産業用ロボット３−１〜３−３をそれぞれ駆動するモータ３−１Ｍ〜３−３Ｍを制御して産業用ロボット３−１〜３−３の運転を制御する制御手段として、二つの第１，第２のセーフティコントローラ１２，１３を備えている。
【００３６】
この実施の形態のセーフティコントローラは、安全が確保されている状態の時のみ工作機械や産業用ロボットなどの機械設備の動力に電源を供給する安全回路を構成するものであり、本件出願人が先に出願して既に公開されている、例えば、特開２００５−３１７７８号公報に開示されているセーフティコントローラと基本的に同様の構成を有している。
【００３７】
ここで、先に出願して既に公開されているセーフティコントローラについて、図６に基づいて説明する。
【００３８】
図６に示されるセーフティコントローラには、非常停止スイッチ１４などの入力機器が接続される単機能ユニット１５と、この単機能ユニット１５に接続されるとともに、セーフティドアスイッチ１６などの入力機器が接続される高機能ユニット１７と、この高機能ユニット１７にケーブル１８を介して接続される増設ユニット１９の３種類がある。
【００３９】
単機能ユニット１５は、非常停止スイッチ１４などの入力機器から入力が与えられるとともに、工作機械等を駆動するモータ等への電力の供給・遮断を行なう安全出力制御対象としてのマグネットコンタクタなどに対する安全出力および高機能ユニット１７に対する論理接続用信号としての内部安全出力を出力するものである。
【００４０】
ここで、論理接続用信号とは、この論理接続用信号を出力する単機能ユニット１５と、論理接続用信号が与えられる高機能ユニット１７とを論理接続するための接続用信号をいう。この論理接続には、高機能ユニット１７の種類によって、ＡＮＤ接続用、ＯＲ接続用、あるいは、それらの複合接続用などがあり、用途に応じて所望の論理接続用の高機能ユニット１７を選択して使用することができる。
【００４１】
単機能ユニット１５から安全出力制御対象に対して出力される安全出力と、論理接続用信号とは、その出力の状態が同じ、すなわち、安全出力が、機械設備の稼動を許容する安全側の出力状態であるときには、論理接続用信号も安全側の出力状態であり、また、安全出力が、機械設備の稼動を禁止する危険側の出力状態であるときには、論理接続用信号も危険側の出力状態となる。
【００４２】
そこで、マグネットコンタクタなどの安全出力制御対象に対する本来の安全出力に対して、出力状態が同じである論理接続用信号を、内部安全出力という。
【００４３】
高機能ユニット１７は、非常停止スイッチ、セーフティドアスイッチ１６などの入力機器からの入力および単機能ユニット１５や前段の高機能ユニット１７から出力される論理接続用信号である内部安全出力が内部安全入力として与えられるとともに、工作機械等を駆動するモータ等への電力の供給・遮断を行なう安全出力制御対象としてのマグネットコンタクタなどに対する安全出力および後段の高機能ユニット１７に対する論理接続用信号としての内部安全出力を出力するものである。
【００４４】
高機能ユニット１７から出力される論理接続用信号である内部安全出力も上述と同様に、前段の高機能ユニット１７と後段の高機能ユニット１７とを論理接続するための接続用信号である。したがって、後段の高機能ユニット１７の種類を選択することにより、ＡＮＤ接続、ＯＲ接続、あるいは、それらの複合接続などを行なうことが可能である。
【００４５】
また、高機能ユニット１７から安全出力制御対象に対して出力される安全出力と、論理接続用信号である内部安全出力とは、その出力の状態は同じである。高機能ユニット１７は、安全瞬時出力と安全オフディレー出力とを出力可能であるが、内部安全出力は、安全瞬時出力の出力状態と同じ出力状態となっている。
【００４６】
ここで、安全瞬時出力とは、安全出力が安全側の状態において、安全入力が安全側から危険側に切り換わったときに、瞬時に危険側に切り換わる安全出力をいい、安全オフディレー出力とは、安全出力が安全側の状態において、安全入力が安全側から危険側に切り換わったときに、設定された時間に亘って安全側の状態を継続した後、遅れて危険側に切り換わる安全出力をいう。
【００４７】
なお、図６においては、単機能ユニット１５から高機能ユニット１７に与えられる内部安全出力および前段の高機能ユニット１７から後段の高機能ユニット１７に与えられる内部安全出力を破線矢符でそれぞれ示しているが、高機能ユニット１７には、単機能ユニット１５または前段の高機能ユニット１７のいずれか一方からの内部安全出力が与えられるのが好ましい。
【００４８】
増設ユニット１９は、ケーブル１８を介して高機能ユニット１７に接続され、高機能ユニット１７に同期した安全出力を、工作機械等を駆動するための電力の供給・遮断を行なう安全出力制御対象としてのマグネットコンタクタ等に対して出力するものである。
【００４９】
単機能ユニット１５は、制御部を構成するＣＰＵを搭載しており、複数の安全入力を入力できるとともに、半導体出力（トランジスタ出力）である複数の安全瞬時出力および論理接続用信号である一つの内部安全出力を出力することができる。
【００５０】
高機能ユニット１７は、単機能ユニット１５と同様に、制御部としてのＣＰＵを搭載しており、複数の安全入力および一つの内部安全入力を入力できるとともに、半導体出力（トランジスタ出力）である複数の安全瞬時出力、複数の安全オフディレー出力および論理接続用信号である一つの内部安全出力を出力することができる。
【００５１】
なお、内部安全出力および内部安全入力の数は、上記に限られないのは勿論である。
【００５２】
高機能ユニット１７の内部安全入力には、単機能ユニット１５あるいは前段の高機能ユニット１７からの論理接続用信号である内部安全入力が入力されるものであり、この内部安全入力によって、単機能ユニット１５あるいは前段の高機能ユニット１７に論理接続、すなわち、ＡＮＤ接続、ＯＲ接続、あるいは、それらの複合接続などがされることになる。
【００５３】
例えば、単機能ユニット１５あるいは前段の高機能ユニット１７にＡＮＤで論理接続される場合には、単機能ユニット１５あるいは前段の高機能ユニット１７から与えられる内部安全入力と、当該高機能ユニット１７の入力機器からの安全入力とがＡＮＤで論理接続されるものであり、内部安全入力の入力状態が安全側の状態であって、かつ、当該高機能ユニット１７の入力機器からの安全入力の入力状態が安全側の入力状態であるときに、安全側の出力状態の安全出力を出力するものである。
【００５４】
この高機能ユニットは、フィードバック／リセット入力を入力することができる。
増設ユニット１９は、高機能ユニット１７だけでは、出力点数が不足する場合に、必要に応じて増設されるものであり、複数の電磁リレーを内蔵している。この増設ユニット１９は、高機能ユニット１７からの安全瞬時出力に同期してリレー出力である複数の安全出力を出力する瞬時タイプと、高機能ユニットからの安全オフディレー出力に同期してリレー出力である複数の安全出力を出力するオフディレータイプとがある。
【００５５】
図７は、高機能ユニット１７の要部のブロック図である。同図において、２０，２１は、制御部を構成する二つの第１，第２のＣＰＵであり、各ＣＰＵ２０，２１で同じ処理を実行して二重化している。各ＣＰＵ２０，２１は、ＣＰＵ間通信ポートを介してソフト処理の同期をとるなどのために通信を行う。
【００５６】
２２は図示しない設定スイッチなどからの設定内容を格納する不揮発性メモリ、２３は動作状態などを表示するＬＥＤ、２４は各部に電源を供給する電源回路である。
【００５７】
また、２５，２６はセーフティドアスイッチや上述の各安全プラグホルダ６，７などの入力機器からの入力が与えられる安全入力回路であり、この図７では、二つの安全入力回路を代表的に示している。
【００５８】
２７は単機能ユニット１５または前段の高機能ユニット１７からの論理接続用信号である内部安全入力が与えられる内部安全入力回路である。２８は瞬時用の安全出力回路、２９はオフディレー用の安全出力回路、３０は後段の高機能ユニット１７に対して論理接続用信号である内部安全出力を出力する内部安全出力回路、３１は増設ユニット１９を接続するためのコネクタである。
【００５９】
制御部としての第１，第２のＣＰＵ２０，２１は、安全入力回路２５，２６からの安全入力および接続入力部としての内部安全入力回路２７からの内部安全入力に基づいて、プログラムに従って、安全出力回路２８，２９および内部安全出力回路３０を制御して半導体出力（トランジスタ出力）である安全出力および内部安全出力を制御する。内部安全出力回路３０は、半導体出力用のトランジスタを備えている。なお、第１のＣＰＵ２０は、ドアロックスイッチ１１に対するロック解除信号を出力する。
【００６０】
再び、図５を参照して、この実施形態では、第１のセーフティコントローラ１２が、上述の単機能ユニット１５に対応し、第２のセーフティコントローラ１３が高機能ユニット１７に対応する。この実施形態の第２のセーフティコントローラ１３は、第１のセーフティコントローラ１２にＡＮＤで論理接続されるＡＮＤ接続用のユニットである。
【００６１】
第１のセーフティコントローラ１２には、入力機器として非常停止スイッチ８から入力が与えられる。
【００６２】
第２のセーフティコントローラ１３には、入力機器としてのドアロックスイッチ１１および作業スタートスイッチ９からの入力が与えられるとともに、通電許可用安全プラグホルダ７およびロック解除用安全プラグホルダ６の出力が与えられ、更に、第１のセーフティコントローラ１２から論理接続用信号として内部安全入力が与えられる。
【００６３】
次に、代表的な作業の動作手順を説明する。
【００６４】
産業用ロボット３−１〜３−３を作動させて作業を開始させたいときには、作業者は、安全柵１の出入り口の扉４を閉止し、これによって、自動的にドアロックスイッチ１１のロックが自動的にかかり、閉止信号が第２のセーフティコントローラ１３に与えられる。
作業者は、６個の全ての安全プラグ１０−１〜１０−６を、通電許可用安全プラグホルダ７の各装着部７−１〜７−６にそれぞれ装着してそれぞれ回動操作し、これによって、通電許可用安全プラグホルダ７から通電許可信号が第２のセーフティコントローラ１３に与えられる。
【００６５】
作業者は、非常停止スイッチ８が解除されていることを確認後、作業スタートスイッチ９を押下する。
【００６６】
これによって、第２のセーフティコントローラ１３には、第１のセーフティコントローラ１２からの安全側の内部安全入力が入力される一方、ドアロックスイッチ１１からの扉４が閉止していることを示す安全側の閉止信号が入力され、通電許可用安全プラグホルダ７から安全側の通電許可信号が入力され、更に、作業スタートスイッチ９からスタート信号が入力されるので、第２のセーフティコントローラ１３は、各産業用ロボット３−１〜３−３のモータ３−１Ｍ〜３−３Ｍを駆動して産業用ロボット３−１〜３−３の運転を開始する。
【００６７】
すなわち、ＡＮＤ接続用の第２のセーフティコントローラ１３は、第１のセーフティコントローラ１２からの論理接続用の内部安全入力が安全側であって、かつ、当該第２のセーフティコントローラ１３に入力される通電許可用安全プラグホルダ７等の入力が安全側であるときに、産業用ロボット３−１〜３−３のモータ３−１Ｍ〜３−３Ｍを駆動して産業用ロボット３−１〜３−３の運転を開始することができ、また、後段にセーフティコントローラが接続されているときには、論理接続用信号として安全側の内部安全出力を出力するものである。
【００６８】
したがって、例えば、第１のセーフティコントローラ１２に接続されている非常停止スイッチ８が押下されると、第１のセーフティコントローラ１２からの内部安全入力が危険側の状態となるので、第２のセーフティコントローラ１３は、直ちに産業用ロボット３−１〜３−３のモータ３−１Ｍ〜３−３Ｍの駆動を停止して産業用ロボット３−１〜３−３を停止させるとともに、後段にセーフティコントローラが接続されているときには、論理接続用信号として危険側の内部安全出力を出力するものである。
【００６９】
次に、産業用ロボット３−１〜３−３のメンテナンスなどのために作業者が設置エリア２内に入る必要が生じた場合には、例えば、作業が終了して産業用ロボット３−１〜３−３が停止している状態において、通電許可用安全プラグホルダ７に装着されている６個の安全プラグ１０−１〜１０−６の少なくとも１個を引き抜き、ロック解除用安全プラグホルダ６の装着部６−１〜６−６のいずれかに装着して回動操作する。これによって、第２のセーフティコントローラ１３には、通電許可用安全プラグホルダ７から安全側であることを示す通電許可信号が入力されなくなり、すなわち、通電許可用安全プラグホルダ７からの入力が危険側の状態となるので、モータ３−１Ｍ〜３−３Ｍの駆動を禁止して産業用ロボット３−１〜３−３の作動を禁止する。
【００７０】
また、ロック解除用安全プラグホルダ６からロック解除許可信号が入力されるので、第２のセーフティコントローラ１３は、ドアロックスイッチ１１に対して、ロック解除信号を出力してドアロックスイッチ１１による扉４のロックを解除して扉４の開放を許容する。
【００７１】
作業者は、扉４を開放して設置エリア２内に入って産業用ロボット３−１〜３−３のメンテナンスなどを行なう。この状態では、上述のように、通電許可用安全プラグホルダ７に装着される６個の安全プラグ６−１〜６−６の少なくとも１個は引き抜かれた状態であるので、第２のセーフティコントローラ１３は、産業用ロボット３−１〜３−３の作動を禁止し、これによって、設置エリア２における作業者の安全が確保される。なお、この状態では、扉４が開放しているので、ドアロックスイッチ１１から扉が閉止していることを示す安全側の閉止信号も入力されず、ドアロックスイッチ１１の入力が危険側の状態であるので、産業用ロボット３−１〜３−３が作動することがない。
【００７２】
（実施形態２）
図８は、本発明の他の実施形態の図１に対応する概略平面図であり、対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００７３】
この実施形態の安全システムでは、作業者が設置エリア２内に入って産業用ロボット３−１〜３−３に対してティーチングなどを行なえるようにするものであり、設置エリア２内には、各産業用ロボット３−１〜３−３に個別的に対応する３個の制御ボックス３２−１〜３２−３が設置されている。
【００７４】
各制御ボックス内３２−１〜３２−３には、図９に示すように、対応する産業用ロボット３−１〜３−３を非常停止させるための非常停止スイッチ３３−１〜３３−３と、対応する産業用ロボット３−１〜３−３を手動操作するための操作手段としてイネーブルスイッチ３４−１〜３４−３および上述の実施形態の６個の安全プラグ１０−１〜１０−６のいずれかが着脱自在な装着部３６−１〜３６−３を有する操作用安全プラグホルダ３５−１〜３５−３が装備されている。
【００７５】
イネーブルスイッチ３４−１〜３４−３は、制御ボックス３２−１〜３２−３からスイッチ本体を引き出し、該スイッチ本体を把持して操作するものであり、オフ状態の非操作位置から軽く押し込まれて中間操作位置に変位したときにオン状態となり、この中間操作位置から操作部材がさらに強く押し込まれて完全操作位置に達したときにオフ状態となる３ポジションの公知のスイッチであり、デッドマンスイッチとも称される。
【００７６】
操作用安全プラグホルダ３５−１〜３５−３は、図１０に示すように、６個の安全１０−１〜１０−６のいずれかを装着部３６−１〜３６−３に装着して回動操作することにより、イネーブル許可信号を出力するものである。
【００７７】
図１１は、この実施形態の構成示す図であり、上述の図５に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００７８】
この実施形態は、第１，第２のセーフティコントローラ１２，１３までの構成は、基本的に上述の実施形態と同様であり、この実施形態では、制御手段として、各産業用ロボット３−１〜３−３に個別的に対応する３個の第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３が追加されており、各セーフティコントローラ３７−１〜３７−３によって、各産業用ロボット３−１〜３−３のモータ３−１Ｍ〜３−３Ｍの駆動が制御されて各産業用ロボット３−１〜３−３の運転が制御されるようになっている。
【００７９】
これらの第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３は、ＡＮＤ接続用ではなく、前段の第２のセーフティコントローラ１３に対して、ＯＲで論理接続されるＯＲ接続用の高機能ユニットである。
【００８０】
したがって、前段の第２のセーフティコントローラ１３の内部安全出力が危険側であっても、後述のように、イネーブルスイッチ３４−１〜３４−３によって対応する産業用ロボット３−１〜３−３をそれぞれ作動させることができるものである。
【００８１】
ＯＲ接続用の第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３には、入力機器としての非常停止スイッチ３３−１〜３３−３およびイネーブルスイッチ３４−１〜３４−３からの入力がそれぞれ与えられるとともに、操作用安全プラグホルダ３５−１〜３５−３からの出力がそれぞれ与えられ、更に、前段の第２のセーフティコントローラ１３から論理接続用信号として内部安全入力がそれぞれ与えられる。
【００８２】
この第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３は、前段の第２のセーフティコントローラ１３から安全側の内部安全入力が与えられているときには、非常停止スイッチ３３−１〜３３−３が押下されていない安全側であることを条件に、対応する産業用ロボット３−１〜３−３のモータ３−１Ｍ〜３−３Ｍを駆動して産業用ロボット３−１〜３−３を運転するものである。
【００８３】
したがって、上述の実施形態で説明したように、前段の第２のセーフティコントローラ１３に、第１のセーフティコントローラ１２から安全側の内部安全入力が入力される一方、ドアロックスイッチ１１からの扉４が閉止していることを示す安全側の閉止信号が入力され、通電許可用安全プラグホルダ７から安全側の通電許可信号が入力され、更に、作業スタートスイッチ９からスタート信号が入力されて、前段の第２のセーフティコントローラ１３から安全側の内部安全出力が、後段の第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３に与えられたときには、当該後段の第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３の非常停止スイッチ３３−１〜３３−３が押下されていない安全側であることを条件に産業用ロボット３−１〜３−３の運転を開始して作業を開始するものである。
【００８４】
更に、この実施形態の第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３は、前段の第２のセーフティコントローラ１３からの内部安全入力が危険側であっても、非常停止スイッチ３３−１〜３３−３が押下されていない安全側であることを条件に、安全プラグ１０−１〜１０−６が操作用安全プラグホルダ３５に装着されて該操作用安全プラグホルダ３５−１〜３５−３から安全側であるイネーブル許可信号が入力されており、かつ、イネーブルスイッチ３４−１〜３４−３から操作信号が与えられたときには、操作信号に応じて、対応する産業用ロボット３−１〜３−３のモータ３−１Ｍ〜３−３Ｍを駆動して産業用ロボット３−１〜３−３を個別に作動させるものである。
【００８５】
すなわち、この実施形態では、作業者が設置エリア２内に入って、産業用ロボット３−１〜３−３に対するティーチングやメンテナンスなどのために、対応する産業用ロボット３−１〜３−３を手動操作によって個別に作動させることができるものである。
【００８６】
この場合、作業者が設置エリア２に入るために、安全柵１の出入り口の扉４のロックを解除するまで手順は、上述の実施形態と同様である。
【００８７】
すなわち、作業が終了して産業用ロボット３−１〜３−３が停止している状態において、通電許可用安全プラグホルダ７に装着されている６個の安全プラグ１０−１〜１０−６の少なくとも１個を引き抜き、ロック解除用安全プラグホルダ６の装着部６−１〜６−６のいずれかに装着して回動操作する。これによって、ロック解除用安全プラグホルダ６からロック解除許可信号が前段の第２のセーフティコントローラ１３に入力されるので、第２のセーフティコントローラ１３は、ドアロックスイッチ１１に対して、ロック解除信号を出力してドアロックスイッチ１１によるロックを解除して扉４の開放を許容する。なお、この状態では、通電許可用安全プラグホルダ７には、６個の安全プラグ１０−１〜１０−６の全てが揃っていないので、前段の第２のセーフティコントローラ１３には、通電許可信号が入力されず、第２のセーフティコントローラ１３からの論理接続用の内部安全出力は、危険側の状態となり、前段の第２のセーフティコントローラ１３の内部安全出力によって産業用ロボット３−１〜３−３が作動することはない。
【００８８】
次に、この実施形態では、ロック解除用安全プラグホルダ６から安全プラグ１０−１〜１０−６を引き吹き、ロックが解除された扉４を開放して設置エリア２内に入り、ティーチングなどを行なうとする産業用ロボット３−１〜３−３に対応する制御ボックス３２−１〜３２−３内の操作用安全プラグホルダ３５−１〜３５−３に、安全プラグ１０−１〜１０−６を装着して回動操作する。これによって、対応する第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３には、操作用安全プラグホルダ３５−１〜３５−３から安全側であるイネーブル許可信号が入力され、対応するイネーブルスイッチ３４−１〜３４−３の操作が有効な状態となる。
【００８９】
作業者は、イネーブルスイッチ３４−１〜３４−３を操作し、これによって、対応する第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３に、オンの操作信号が入力されると、非常停止スイッチ３３−１〜３３−３が押下されていない安全側であることを条件に、対応するモータ３−１Ｍ〜３−３Ｍを駆動して対応する産業用ロボット３−１〜３−３を作動させる。
【００９０】
これによって、作業者のイネーブルスイッチ３４の操作に応じて、対応する産業用ロボット３−１〜３−３を作動させて、ティーチングやメンテンナンスを行なうことができる。
【００９１】
図１２は、各安全プラグホルダ６，７，３５−１〜３５−３における安全プラグの装着状態を示す図であり、この図に基づいて、上述の各状態について説明する。なお、操作用安全プラグホルダ３５−１〜３５−３は、１個のみを代表的に示している。
【００９２】
先ず、同図（ａ）は産業用ロボット３−１〜３−３の起動許可状態を示しており、６個の安全プラグ１０−１〜１０−６の全てが、通電許可用安全プラグホルダ７に装着されている状態を示している。この状態は、前段の第２のセーフティコントローラ１３に対して、通電許可用安全プラグホルダ７から安全側であることを示す通電許可信号が入力されている状態である。
【００９３】
したがって、この状態では、上述のように、前段の第２のセーフティコントローラ１３に、第１のセーフティコントローラ１２からの安全側の内部安全入力が入力され、ドアロックスイッチ１１からの扉４が閉止していることを示す安全側の閉止信号が入力され、作業スタートスイッチ９からスタート信号が入力されることを条件に、後段の第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３に、論理接続用の安全側の内部安全入力が入力されることになる。
【００９４】
したがって、後段の第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３は、非常停止スイッチ３３−１〜３３−３が押下されていない安全側であることを条件に、対応する各モータ３−１Ｍ〜３−３Ｍを駆動して各産業用ロボット３−１〜３−３の運転を開始して作業を行なうことができるものである。
【００９５】
同図（ｂ）は、通電許可用安全プラグホルダ７の６個の安全プラグ１０−１〜１０−６の１個を引き抜いてロック解除用安全プラグホルダ６に装着して回動操作した状態を示している。
【００９６】
通電許可用安全プラグホルダ７には、６個に安全プラグ１０−１〜１０−６の全てが揃っていないので、前段の第２のセーフティコントローラ１３には、通電許可用安全プラグホルダ７から安全側であることを示す通電許可信号が入力されておらず、したがって、前段の第２のセーフティコントローラ１３は、後段の第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３に対して、論理接続用の危険側の内部安全出力を出力することになる。
後段の第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３は、前段の第２のセーフティコントローラ１３から危険側の内部安全入力が入力され、また、操作用安全プラグホルダ３５−１〜３５−３には、安全プラグが装着されていないので、イネーブルスイッチ３４−１〜３４−３の操作が有効とされることもなく、各産業用ロボット３−１〜３−３の運転を禁止し、各産業用ロボット３−１〜３−３は停止している。
【００９７】
この状態は、ロック解除用安全プラグホルダ６からロック解除許可信号が前段の第２のセーフティコントローラ１３に入力され、第２のセーフティコントローラ１３は、ドアロックスイッチ１１に対して、ロック解除信号を出力してドアロックスイッチ１１によるロックを解除して扉４の開放を許容している状態である。
【００９８】
したがって、この状態では、作業者は、扉４を開放して設置エリア２内に入って停止している産業用ロボット３−１〜３−３のメンテナンスなどを行なうことができる。
【００９９】
同図（ｃ）は、作業者が、ロック解除用安全プラグホルダ６に安全プラグ１０−６を装着して操作することにより、安全柵１の出入り口の扉４のロックを解除した後、ロック解除用安全プラグホルダ６から安全プラグ１０−６を引き抜いて扉４を開放して設置エリア２に入り、いずれかの産業用ロボット３−１〜３−３に対応する操作用安全プラグ３５−１〜３５−３に安全プラグ１０−６を装着して回動操作した状態を示している。
【０１００】
この状態では、通電許可用安全プラグホルダ７に６個の安全プラグ１０−１〜１０−６の全てが揃っていないので、前段の第２のセーフティコントローラ１３には、通電許可用安全プラグホルダ７から安全側であることを示す通電許可信号が入力されておらず、したがって、前段の第２のセーフティコントローラ１３は、後段の第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３に対して、論理接続用の危険側の内部安全出力を出力することになる。
【０１０１】
後段の第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３は、前段の第２のセーフティコントローラ１３から危険側の内部安全入力が入力されるので、操作用安全プラグホルダ３５−１〜３５−３に、安全プラグ１０−６が装着されていない第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３では、イネーブルスイッチ３４−１〜３４−３の操作が有効とされる状態でもないので、対応する産業用ロボット３−１〜３−３の運転を禁止し、対応する産業用ロボット３−１〜３−３は停止している。
【０１０２】
一方、同図（ｃ）に示されるように、操作用安全プラグホルダ３５−１〜３５−３に、安全プラグ１０−６が装着されている後段の第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３では、操作用安全プラグホルダ３５−１〜３５−３から安全側であるイネーブル許可信号が入力されてイネーブルスイッチ３４−１〜３４−３の操作が有効な状態とされ、この状態では、イネーブルスイッチ３４−１〜３４−３から操作信号が与えられたときには、操作信号に応じて、対応する産業用ロボット３−１〜３−３のモータ３−１Ｍ〜３−３Ｍを駆動して対応する産業用ロボット３−１〜３−３を作動させることができる。
したがって、安全プラグ１０−６が装着されている操作用安全プラグホルダ３５−１〜３５−３に対応する産業用ロボット３−１〜３−３のみがイネーブルスイッチ３４−１〜３４−３の操作に応じて作動することになる。
【０１０３】
（その他の実施形態）
上述の実施形態２では、操作用安全プラグホルダ３５−１〜３５−３に着脱される安全プラグを、ロック解除用安全プラグホルダ６および通電許可用安全プラグホルダ７に着脱される安全プラグと共用したけれども、操作用安全プラグホルダ３５−１〜３５−３に着脱される安全プラグは、専用の安全プラグとし、例えば、熟練した作業者のみが利用できるようにしてもよい。
【０１０４】
安全プラグおよび安全プラグホルダは、上述の実施形態の構成に限らず、例えば、マグネットを利用して安全プラグの近接あるいは離間によって接点が開閉する非接触方式としてもよい。
【０１０５】
制御手段は、セーフティコントローラに限らず、複数の電磁リレーを内蔵したリレーユニットなどを用いて構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、工作機械や産業用ロボットなどの機械設備が設置された設置エリアにおける作業者の安全確保に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の一つの実施の形態に係る安全システムの概略平面図である。
【図２】図１の管理ボックス内の構成を示す図である。
【図３】ロック解除用安全プラグホルダの構成を示す図である。
【図４】通電許可用安全プラグホルダの構成を示す図である。
【図５】図１の安全システムの構成図である。
【図６】セーフティコントローラを説明するための図である。
【図７】図６の高機能ユニットの構成図である。
【図８】本発明の他の実施形態の概略平面図である。
【図９】図８の制御ボックス内の構成を示す図である。
【図１０】操作用安全プラグホルダの構成を示す図である。
【図１１】図８の安全システムの構成図である。
【図１２】各安全プラグホルダの安全プラグの装着状態を示す図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１ 安全柵
２ 設置エリア
３−１〜３−３ 産業用ロボット
６ ロック解除用安全プラグホルダ
７ 通電許可用安全プラグホルダ
１０−１〜１０−６ 通電許可用安全プラグホルダ
１２，１３ 第１，第２のセーフティコントローラ
３４−１〜３４−３ イネーブルスイッチ
３５−１〜３５−３ 操作用安全プラグホルダ
３７−１〜３７−３ 第３のセーフティコントローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械や産業用ロボットなどの機械設備が設置された設置エリアにおける安全を確保するのに好適な安全システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工作機械や産業用ロボットなどの機械設備が設置された設置エリアの周囲は、安全柵（防護柵）で囲われて作業者が不用意に設置エリア内に入れないようにしている。（例えば、特許文献１参照。）
かかる設置エリアの出入り口の近傍に安全プラグおよび安全プラグホルダを設けておき、設置エリア内に入るときには、作業者が前記安全プラグを安全プラグホルダから引き抜いて携帯することによって、設置エリア内の機械設備が動作できないようにしたものがある。
【特許文献１】特開２００４−３５６０６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、作業者が上記安全プラグを引き抜くのを忘れて設置エリア内に入ってしまったような場合には、設置エリア内に作業者がいるにも拘らず、他の作業者が、それに気づかずに機械設備を起動するといった可能性を排除できないという課題がある。
【０００４】
本発明は、上述のような点に鑑みて為されたものであって、作業者の安全を高い信頼性で確保できる安全システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）本発明の安全システムは、機械設備が設置された設置エリアへの出入り口の扉のロックの解除を許可するロック解除許可手段と、前記機械設備に対する通電を許可する通電許可手段と、前記ロック解除許可手段の出力に基づいて、前記ロックの解除を制御するとともに、前記通電許可手段の出力に基づいて、前記機械設備の通電を制御して該機械設備の運転を制御する制御手段とを備え、前記通電許可手段は、複数の安全プラグが着脱自在であって、かつ、前記複数の安全プラグの全てが装着された状態で通電許可信号を出力する通電許可用安全プラグホルダを有するとともに、該通電許可用安全プラグホルダが前記設置エリア外に配置され、前記ロック解除許可手段は、前記安全プラグが着脱自在であって、かつ、前記複数の安全プラグの少なくともいずれか一つが装着された状態でロック解除許可信号を出力するロック解除用安全プラグホルダを有するとともに、該ロック解除用安全プラグホルダが前記設置エリア外に配置され、前記制御手段は、前記ロック解除許可信号が与えられたときに、前記ロックを解除し、前記通電許可信号が与えられていないときには、前記機械設備の運転を禁止するものである。
【０００６】
機械設備とは、各種の工作機械、産業用ロボットなどをいう。
【０００７】
また、機械設備の運転を制御するとは、機械設備に対する通電を制御して機械設備の起動・停止の制御や動作速度の制御などをいう。
【０００８】
出入り口は、設置エリアを囲む安全柵などに設けられるのが好ましい。設置エリアは、柵に限らず、例えば、透明な壁材などで囲われてもよい。
【０００９】
安全プラグとは、安全プラグホルダに着脱されるものであって、着脱に応じて、安全プラグホルダの回路の接点を開閉するものをいい、キーのような形状あるいは棒状などの任意の形状であってもよい。
【００１０】
安全プラグは、安全プラグホルダの装着部に単に装着するものであってもよいし、装着して回動操作するようなものであってもよい。
【００１１】
本発明の安全システムによると、ロック解除用安全プラグホルダと通電許可用安全プラグホルダとは、共通の安全プラグが着脱自在であり、通電許可用安全プラグホルダは、複数の安全プラグの全てが装着されている状態で通電許可信号を出力するので、機械設備に対する通電が許可される状態では、複数の安全プラグの全てが通電許可用安全プラグホルダに装着された状態であり、設置エリアの出入り口の扉のロックを解除するためにロック解除用安全プラグホルダに、装着する安全プラグはなく、したがって、扉のロックを解除できない状態となる。
【００１２】
すなわち、扉のロックを解除して設置エリア内に作業者が入る場合には、通電許可用安全プラグホルダに装着されている複数の安全プラグのいずれかの安全プラグを引き抜いてロック解除用安全プラグホルダに安全プラグを装着しなければならず、したがって、通電許可用安全プラグホルダには、複数の安全プラグの少なくともいずれか一つの安全プラグが引き抜かれた状態、したがって、通電許可信号が出力されない状態となり、機械設備への通電が禁止されることになる。
【００１３】
つまり、作業者は、通電許可用安全プラグホルダに装着されている複数の安全プラグのいずれかを引き抜いて機械設備への通電を禁止した上で、ロック解除用安全プラグホルダに安全プラグを装着しなければ、扉のロックを解除して設置エリア内に入ることはできない。
【００１４】
したがって、作業者が、通電許可用安全プラグホルダに装着されている複数の安全プラグのいずれかの安全プラグを引き抜くのを忘れて設置エリア内に入ることはできず、作業者が扉のロックを解除して設置エリアに入るときには、通電許可用安全プラグホルダに装着されている複数の安全プラグのいずれかの安全プラグが引き抜かれて機械設備に対する通電が禁止された状態、すなわち、機械設備の運転が禁止された状態となるので、設置エリアにおける作業者の安全が確保される。
【００１５】
（２）本発明の安全システムの好ましい実施形態では、前記設置エリア内に、前記機械設備の作動を可能にする操作手段を設け、該操作手段は、操作用安全プラグが着脱自在な操作用安全プラグホルダとイネーブルスイッチとを備え、前記操作手段は、前記操作用安全プラグが前記操作用安全プラグホルダに装着された状態で前記イネーブルスイッチの操作を許可するイネーブル許可信号を出力するものであり、前記制御手段は、イネーブル許可信号が与えられていないときには、前記イネーブルスイッチの操作を無効として該操作に応じた前記機械設備の作動を禁止する一方、イネーブル許可信号が与えられているときには、前記通電許可信号に拘らず、前記イネーブルスイッチの操作を有効として該操作に応じて、前記機械設備を作動させるものである。
【００１６】
この実施形態によると、作業者が設置エリア内で機械設備のメンテナンスや産業用ロボットのティーチングなどを行なう場合には、操作用安全プラグホルダに操作用安全プラグを装着することによって、通電許可信号に拘らず、すなわち、通電許可信号が与えられていない状態であっても、イネーブルスイッチの操作を有効として該操作に応じて機械設備に通電して機械設備を作動させることができる。
【００１７】
（３）上記（２）の実施形態では、前記操作用安全プラグと、前記ロック解除用安全プラグホルダおよび前記通電許可用安全プラグホルダに装着される前記安全プラグとを共用してもよい。
【００１８】
この実施形態によると、作業者は、共通の安全プラグを用いて、設置エリアへの出入りができるとともに、設置エリア内で機械設備のメンテナンスや産業用ロボットのティーチングなどを行なうことができる。
【００１９】
（４）本発明の安全システムの更に他の実施形態では、前記制御手段は、入力機器からの入力に基づいて、安全出力制御対象に安全出力を与えて前記機械設備の運転を制御するものである。
【００２０】
入力機器とは、制御手段に対する入力を与える機器をいい、例えば、非常停止スイッチ、セーフティドアスイッチ、セーフティリミットスイッチ、セーフティライトカーテンなどをいう。
【００２１】
安全出力制御対象とは、安全出力によって制御される対象をいい、例えば、マグネットコンタクタ、モータコントローラ、可変モータ、ＰＬＣなどをいう。
【００２２】
この実施形態によると、設置エリアへの作業者の出入りの安全確保に限らず、生産現場の労働安全を確保することができる。
【００２３】
（５）本発明の安全システムの好ましい実施形態では、前記制御手段には、前記出入り口の前記扉の開閉を検知する前記入力機器としてのドアスイッチからの入力が与えられ、前記制御手段は、前記扉が開放している状態では、前記機械設備の運転を禁止するものである。
【００２４】
ドアスイッチは、出入り口の扉の開閉の検知のみならず、併せて扉のロックを行なえるのが好ましい。
【００２５】
この実施形態によると、設置エリアの出入り口の扉が開放している状態では、機械設備の運転が禁止されるので、安全性が一層向上することになる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、作業者は、通電許可用安全プラグホルダに装着されている複数の安全プラグのいずれかを引き抜くのを忘れると、設置エリアの扉のロックを解除できないので設置エリア内に入ることはできず、作業者が扉のロックを解除して設置エリアに入るときには、通電許可用安全プラグホルダに装着されている安全プラグのいずれかを引き抜いて機械設備に対する通電が禁止された状態としなければならず、設置エリアに入る作業者の安全が確保される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面によって本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２８】
（実施形態１）
図１は、本発明の一つの実施の形態に係る安全システムの構成を示す概略平面図である。
【００２９】
安全柵１で囲われた設置エリア２内には、複数の機械設備としての３台の産業用ロボット３−１〜３−３が設置されており、安全柵１には、工作エリアである設置エリア２内に作業者が出入りするための出入り口に扉４が設けられている。扉４側には、キースイッチ（図示せず）が設けられる一方、安全柵４の出入り口側には、後述のドアロックスイッチが設けられており、扉４を閉じると、キースイッチがドアロックスイッチに係合して自動的にロックがかかり、扉４を開放できないようになっている。このドアロックスイッチに対して、ロック解除信号を与えることにより、ロックが解除されて扉４の開放が可能となる。この実施形態では、ロック解除信号が与えられている状態では、扉４を閉じてもロックがかからないように構成されている。
【００３０】
設置エリア２外の出入り口の近傍には、作業者の出入りを管理する管理ボックス５が設置されている。この管理ボックス５内には、図２に示すように、扉４のロックの解除を許可するロック解除用安全プラグホルダ６、産業用ロボット３−１〜３−３に対する通電を許可する通電許可用安全プラグホルダ７、産業用ロボット３−１〜３−３を非常停止させる非常停止スイッ８チおよび産業用ロボット３−１〜３−３による作業を開始させるための作業スタートスイッチ９が装備されている。
【００３１】
ロック解除用安全プラグホルダ６は、複数、この実施形態では、６個のキー形状の安全プラグ１０−１〜１０−６がそれぞれ着脱自在な装着部６−１〜６−６を備えており、図３に示すように、いずれか１個の安全プラグ１０−１〜１０−６を装着して回動操作することによって、並列な６個の接点の内の対応する接点がオンしてロック解除許可信号を出力するものである。
【００３２】
なお、６個の安全プラグ１０−１〜１０−６は、全て同じ構成であり、また、ロック解除用安全プラグホルダ６の各装着部６−１〜６−６も全て同じ構成であり、したがって、安全プラグ１０−１〜１０−６のロック解除用安全プラグホルダ６に対する装着位置は任意である。
【００３３】
通電許可用安全プラグホルダ７は、ロック解除用安全プラグホルダ６と共通の６個の安全プラグ１０−１〜１０−６がそれぞれ着脱自在な装着部７−１〜７−６を備えており、図４に示すように、６個の安全プラグ１０−１〜１０−６の全てを装着して回動操作することによって、直列の６個の接点の全ての接点がオンして通電許可信号を出力するものである。通電許可用安全プラグホルダ７の各装着部７−１〜７−６は全て同じ構成であり、安全プラグ１０−１〜１０−６の通電許可用安全プラグホルダ７に対する装着位置は任意である。
【００３４】
図５は、図１の安全システムの構成を示す図であり、図１に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００３５】
この実施形態では、上述の非常停止スイッチ８、安全柵４の出入り口側に設けられている上述のドアロックスイッチ１１、作業スタートスイッチ９、通電許可用安全プラグホルダ６およびロック解除用安全プラグホルダ７の出力に基づいて、産業用ロボット３−１〜３−３をそれぞれ駆動するモータ３−１Ｍ〜３−３Ｍを制御して産業用ロボット３−１〜３−３の運転を制御する制御手段として、二つの第１，第２のセーフティコントローラ１２，１３を備えている。
【００３６】
この実施の形態のセーフティコントローラは、安全が確保されている状態の時のみ工作機械や産業用ロボットなどの機械設備の動力に電源を供給する安全回路を構成するものであり、本件出願人が先に出願して既に公開されている、例えば、特開２００５−３１７７８号公報に開示されているセーフティコントローラと基本的に同様の構成を有している。
【００３７】
ここで、先に出願して既に公開されているセーフティコントローラについて、図６に基づいて説明する。
【００３８】
図６に示されるセーフティコントローラには、非常停止スイッチ１４などの入力機器が接続される単機能ユニット１５と、この単機能ユニット１５に接続されるとともに、セーフティドアスイッチ１６などの入力機器が接続される高機能ユニット１７と、この高機能ユニット１７にケーブル１８を介して接続される増設ユニット１９の３種類がある。
【００３９】
単機能ユニット１５は、非常停止スイッチ１４などの入力機器から入力が与えられるとともに、工作機械等を駆動するモータ等への電力の供給・遮断を行なう安全出力制御対象としてのマグネットコンタクタなどに対する安全出力および高機能ユニット１７に対する論理接続用信号としての内部安全出力を出力するものである。
【００４０】
ここで、論理接続用信号とは、この論理接続用信号を出力する単機能ユニット１５と、論理接続用信号が与えられる高機能ユニット１７とを論理接続するための接続用信号をいう。この論理接続には、高機能ユニット１７の種類によって、ＡＮＤ接続用、ＯＲ接続用、あるいは、それらの複合接続用などがあり、用途に応じて所望の論理接続用の高機能ユニット１７を選択して使用することができる。
【００４１】
単機能ユニット１５から安全出力制御対象に対して出力される安全出力と、論理接続用信号とは、その出力の状態が同じ、すなわち、安全出力が、機械設備の稼動を許容する安全側の出力状態であるときには、論理接続用信号も安全側の出力状態であり、また、安全出力が、機械設備の稼動を禁止する危険側の出力状態であるときには、論理接続用信号も危険側の出力状態となる。
【００４２】
そこで、マグネットコンタクタなどの安全出力制御対象に対する本来の安全出力に対して、出力状態が同じである論理接続用信号を、内部安全出力という。
【００４３】
高機能ユニット１７は、非常停止スイッチ、セーフティドアスイッチ１６などの入力機器からの入力および単機能ユニット１５や前段の高機能ユニット１７から出力される論理接続用信号である内部安全出力が内部安全入力として与えられるとともに、工作機械等を駆動するモータ等への電力の供給・遮断を行なう安全出力制御対象としてのマグネットコンタクタなどに対する安全出力および後段の高機能ユニット１７に対する論理接続用信号としての内部安全出力を出力するものである。
【００４４】
高機能ユニット１７から出力される論理接続用信号である内部安全出力も上述と同様に、前段の高機能ユニット１７と後段の高機能ユニット１７とを論理接続するための接続用信号である。したがって、後段の高機能ユニット１７の種類を選択することにより、ＡＮＤ接続、ＯＲ接続、あるいは、それらの複合接続などを行なうことが可能である。
【００４５】
また、高機能ユニット１７から安全出力制御対象に対して出力される安全出力と、論理接続用信号である内部安全出力とは、その出力の状態は同じである。高機能ユニット１７は、安全瞬時出力と安全オフディレー出力とを出力可能であるが、内部安全出力は、安全瞬時出力の出力状態と同じ出力状態となっている。
【００４６】
ここで、安全瞬時出力とは、安全出力が安全側の状態において、安全入力が安全側から危険側に切り換わったときに、瞬時に危険側に切り換わる安全出力をいい、安全オフディレー出力とは、安全出力が安全側の状態において、安全入力が安全側から危険側に切り換わったときに、設定された時間に亘って安全側の状態を継続した後、遅れて危険側に切り換わる安全出力をいう。
【００４７】
なお、図６においては、単機能ユニット１５から高機能ユニット１７に与えられる内部安全出力および前段の高機能ユニット１７から後段の高機能ユニット１７に与えられる内部安全出力を破線矢符でそれぞれ示しているが、高機能ユニット１７には、単機能ユニット１５または前段の高機能ユニット１７のいずれか一方からの内部安全出力が与えられるのが好ましい。
【００４８】
増設ユニット１９は、ケーブル１８を介して高機能ユニット１７に接続され、高機能ユニット１７に同期した安全出力を、工作機械等を駆動するための電力の供給・遮断を行なう安全出力制御対象としてのマグネットコンタクタ等に対して出力するものである。
【００４９】
単機能ユニット１５は、制御部を構成するＣＰＵを搭載しており、複数の安全入力を入力できるとともに、半導体出力（トランジスタ出力）である複数の安全瞬時出力および論理接続用信号である一つの内部安全出力を出力することができる。
【００５０】
高機能ユニット１７は、単機能ユニット１５と同様に、制御部としてのＣＰＵを搭載しており、複数の安全入力および一つの内部安全入力を入力できるとともに、半導体出力（トランジスタ出力）である複数の安全瞬時出力、複数の安全オフディレー出力および論理接続用信号である一つの内部安全出力を出力することができる。
【００５１】
なお、内部安全出力および内部安全入力の数は、上記に限られないのは勿論である。
【００５２】
高機能ユニット１７の内部安全入力には、単機能ユニット１５あるいは前段の高機能ユニット１７からの論理接続用信号である内部安全入力が入力されるものであり、この内部安全入力によって、単機能ユニット１５あるいは前段の高機能ユニット１７に論理接続、すなわち、ＡＮＤ接続、ＯＲ接続、あるいは、それらの複合接続などがされることになる。
【００５３】
例えば、単機能ユニット１５あるいは前段の高機能ユニット１７にＡＮＤで論理接続される場合には、単機能ユニット１５あるいは前段の高機能ユニット１７から与えられる内部安全入力と、当該高機能ユニット１７の入力機器からの安全入力とがＡＮＤで論理接続されるものであり、内部安全入力の入力状態が安全側の状態であって、かつ、当該高機能ユニット１７の入力機器からの安全入力の入力状態が安全側の入力状態であるときに、安全側の出力状態の安全出力を出力するものである。
【００５４】
この高機能ユニットは、フィードバック／リセット入力を入力することができる。
増設ユニット１９は、高機能ユニット１７だけでは、出力点数が不足する場合に、必要に応じて増設されるものであり、複数の電磁リレーを内蔵している。この増設ユニット１９は、高機能ユニット１７からの安全瞬時出力に同期してリレー出力である複数の安全出力を出力する瞬時タイプと、高機能ユニットからの安全オフディレー出力に同期してリレー出力である複数の安全出力を出力するオフディレータイプとがある。
【００５５】
図７は、高機能ユニット１７の要部のブロック図である。同図において、２０，２１は、制御部を構成する二つの第１，第２のＣＰＵであり、各ＣＰＵ２０，２１で同じ処理を実行して二重化している。各ＣＰＵ２０，２１は、ＣＰＵ間通信ポートを介してソフト処理の同期をとるなどのために通信を行う。
【００５６】
２２は図示しない設定スイッチなどからの設定内容を格納する不揮発性メモリ、２３は動作状態などを表示するＬＥＤ、２４は各部に電源を供給する電源回路である。
【００５７】
また、２５，２６はセーフティドアスイッチや上述の各安全プラグホルダ６，７などの入力機器からの入力が与えられる安全入力回路であり、この図７では、二つの安全入力回路を代表的に示している。
【００５８】
２７は単機能ユニット１５または前段の高機能ユニット１７からの論理接続用信号である内部安全入力が与えられる内部安全入力回路である。２８は瞬時用の安全出力回路、２９はオフディレー用の安全出力回路、３０は後段の高機能ユニット１７に対して論理接続用信号である内部安全出力を出力する内部安全出力回路、３１は増設ユニット１９を接続するためのコネクタである。
【００５９】
制御部としての第１，第２のＣＰＵ２０，２１は、安全入力回路２５，２６からの安全入力および接続入力部としての内部安全入力回路２７からの内部安全入力に基づいて、プログラムに従って、安全出力回路２８，２９および内部安全出力回路３０を制御して半導体出力（トランジスタ出力）である安全出力および内部安全出力を制御する。内部安全出力回路３０は、半導体出力用のトランジスタを備えている。なお、第１のＣＰＵ２０は、ドアロックスイッチ１１に対するロック解除信号を出力する。
【００６０】
再び、図５を参照して、この実施形態では、第１のセーフティコントローラ１２が、上述の単機能ユニット１５に対応し、第２のセーフティコントローラ１３が高機能ユニット１７に対応する。この実施形態の第２のセーフティコントローラ１３は、第１のセーフティコントローラ１２にＡＮＤで論理接続されるＡＮＤ接続用のユニットである。
【００６１】
第１のセーフティコントローラ１２には、入力機器として非常停止スイッチ８から入力が与えられる。
【００６２】
第２のセーフティコントローラ１３には、入力機器としてのドアロックスイッチ１１および作業スタートスイッチ９からの入力が与えられるとともに、通電許可用安全プラグホルダ７およびロック解除用安全プラグホルダ６の出力が与えられ、更に、第１のセーフティコントローラ１２から論理接続用信号として内部安全入力が与えられる。
【００６３】
次に、代表的な作業の動作手順を説明する。
【００６４】
産業用ロボット３−１〜３−３を作動させて作業を開始させたいときには、作業者は、安全柵１の出入り口の扉４を閉止し、これによって、自動的にドアロックスイッチ１１のロックが自動的にかかり、閉止信号が第２のセーフティコントローラ１３に与えられる。
作業者は、６個の全ての安全プラグ１０−１〜１０−６を、通電許可用安全プラグホルダ７の各装着部７−１〜７−６にそれぞれ装着してそれぞれ回動操作し、これによって、通電許可用安全プラグホルダ７から通電許可信号が第２のセーフティコントローラ１３に与えられる。
【００６５】
作業者は、非常停止スイッチ８が解除されていることを確認後、作業スタートスイッチ９を押下する。
【００６６】
これによって、第２のセーフティコントローラ１３には、第１のセーフティコントローラ１２からの安全側の内部安全入力が入力される一方、ドアロックスイッチ１１からの扉４が閉止していることを示す安全側の閉止信号が入力され、通電許可用安全プラグホルダ７から安全側の通電許可信号が入力され、更に、作業スタートスイッチ９からスタート信号が入力されるので、第２のセーフティコントローラ１３は、各産業用ロボット３−１〜３−３のモータ３−１Ｍ〜３−３Ｍを駆動して産業用ロボット３−１〜３−３の運転を開始する。
【００６７】
すなわち、ＡＮＤ接続用の第２のセーフティコントローラ１３は、第１のセーフティコントローラ１２からの論理接続用の内部安全入力が安全側であって、かつ、当該第２のセーフティコントローラ１３に入力される通電許可用安全プラグホルダ７等の入力が安全側であるときに、産業用ロボット３−１〜３−３のモータ３−１Ｍ〜３−３Ｍを駆動して産業用ロボット３−１〜３−３の運転を開始することができ、また、後段にセーフティコントローラが接続されているときには、論理接続用信号として安全側の内部安全出力を出力するものである。
【００６８】
したがって、例えば、第１のセーフティコントローラ１２に接続されている非常停止スイッチ８が押下されると、第１のセーフティコントローラ１２からの内部安全入力が危険側の状態となるので、第２のセーフティコントローラ１３は、直ちに産業用ロボット３−１〜３−３のモータ３−１Ｍ〜３−３Ｍの駆動を停止して産業用ロボット３−１〜３−３を停止させるとともに、後段にセーフティコントローラが接続されているときには、論理接続用信号として危険側の内部安全出力を出力するものである。
【００６９】
次に、産業用ロボット３−１〜３−３のメンテナンスなどのために作業者が設置エリア２内に入る必要が生じた場合には、例えば、作業が終了して産業用ロボット３−１〜３−３が停止している状態において、通電許可用安全プラグホルダ７に装着されている６個の安全プラグ１０−１〜１０−６の少なくとも１個を引き抜き、ロック解除用安全プラグホルダ６の装着部６−１〜６−６のいずれかに装着して回動操作する。これによって、第２のセーフティコントローラ１３には、通電許可用安全プラグホルダ７から安全側であることを示す通電許可信号が入力されなくなり、すなわち、通電許可用安全プラグホルダ７からの入力が危険側の状態となるので、モータ３−１Ｍ〜３−３Ｍの駆動を禁止して産業用ロボット３−１〜３−３の作動を禁止する。
【００７０】
また、ロック解除用安全プラグホルダ６からロック解除許可信号が入力されるので、第２のセーフティコントローラ１３は、ドアロックスイッチ１１に対して、ロック解除信号を出力してドアロックスイッチ１１による扉４のロックを解除して扉４の開放を許容する。
【００７１】
作業者は、扉４を開放して設置エリア２内に入って産業用ロボット３−１〜３−３のメンテナンスなどを行なう。この状態では、上述のように、通電許可用安全プラグホルダ７に装着される６個の安全プラグ６−１〜６−６の少なくとも１個は引き抜かれた状態であるので、第２のセーフティコントローラ１３は、産業用ロボット３−１〜３−３の作動を禁止し、これによって、設置エリア２における作業者の安全が確保される。なお、この状態では、扉４が開放しているので、ドアロックスイッチ１１から扉が閉止していることを示す安全側の閉止信号も入力されず、ドアロックスイッチ１１の入力が危険側の状態であるので、産業用ロボット３−１〜３−３が作動することがない。
【００７２】
（実施形態２）
図８は、本発明の他の実施形態の図１に対応する概略平面図であり、対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００７３】
この実施形態の安全システムでは、作業者が設置エリア２内に入って産業用ロボット３−１〜３−３に対してティーチングなどを行なえるようにするものであり、設置エリア２内には、各産業用ロボット３−１〜３−３に個別的に対応する３個の制御ボックス３２−１〜３２−３が設置されている。
【００７４】
各制御ボックス内３２−１〜３２−３には、図９に示すように、対応する産業用ロボット３−１〜３−３を非常停止させるための非常停止スイッチ３３−１〜３３−３と、対応する産業用ロボット３−１〜３−３を手動操作するための操作手段としてイネーブルスイッチ３４−１〜３４−３および上述の実施形態の６個の安全プラグ１０−１〜１０−６のいずれかが着脱自在な装着部３６−１〜３６−３を有する操作用安全プラグホルダ３５−１〜３５−３が装備されている。
【００７５】
イネーブルスイッチ３４−１〜３４−３は、制御ボックス３２−１〜３２−３からスイッチ本体を引き出し、該スイッチ本体を把持して操作するものであり、オフ状態の非操作位置から軽く押し込まれて中間操作位置に変位したときにオン状態となり、この中間操作位置から操作部材がさらに強く押し込まれて完全操作位置に達したときにオフ状態となる３ポジションの公知のスイッチであり、デッドマンスイッチとも称される。
【００７６】
操作用安全プラグホルダ３５−１〜３５−３は、図１０に示すように、６個の安全１０−１〜１０−６のいずれかを装着部３６−１〜３６−３に装着して回動操作することにより、イネーブル許可信号を出力するものである。
【００７７】
図１１は、この実施形態の構成示す図であり、上述の図５に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００７８】
この実施形態は、第１，第２のセーフティコントローラ１２，１３までの構成は、基本的に上述の実施形態と同様であり、この実施形態では、制御手段として、各産業用ロボット３−１〜３−３に個別的に対応する３個の第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３が追加されており、各セーフティコントローラ３７−１〜３７−３によって、各産業用ロボット３−１〜３−３のモータ３−１Ｍ〜３−３Ｍの駆動が制御されて各産業用ロボット３−１〜３−３の運転が制御されるようになっている。
【００７９】
これらの第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３は、ＡＮＤ接続用ではなく、前段の第２のセーフティコントローラ１３に対して、ＯＲで論理接続されるＯＲ接続用の高機能ユニットである。
【００８０】
したがって、前段の第２のセーフティコントローラ１３の内部安全出力が危険側であっても、後述のように、イネーブルスイッチ３４−１〜３４−３によって対応する産業用ロボット３−１〜３−３をそれぞれ作動させることができるものである。
【００８１】
ＯＲ接続用の第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３には、入力機器としての非常停止スイッチ３３−１〜３３−３およびイネーブルスイッチ３４−１〜３４−３からの入力がそれぞれ与えられるとともに、操作用安全プラグホルダ３５−１〜３５−３からの出力がそれぞれ与えられ、更に、前段の第２のセーフティコントローラ１３から論理接続用信号として内部安全入力がそれぞれ与えられる。
【００８２】
この第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３は、前段の第２のセーフティコントローラ１３から安全側の内部安全入力が与えられているときには、非常停止スイッチ３３−１〜３３−３が押下されていない安全側であることを条件に、対応する産業用ロボット３−１〜３−３のモータ３−１Ｍ〜３−３Ｍを駆動して産業用ロボット３−１〜３−３を運転するものである。
【００８３】
したがって、上述の実施形態で説明したように、前段の第２のセーフティコントローラ１３に、第１のセーフティコントローラ１２から安全側の内部安全入力が入力される一方、ドアロックスイッチ１１からの扉４が閉止していることを示す安全側の閉止信号が入力され、通電許可用安全プラグホルダ７から安全側の通電許可信号が入力され、更に、作業スタートスイッチ９からスタート信号が入力されて、前段の第２のセーフティコントローラ１３から安全側の内部安全出力が、後段の第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３に与えられたときには、当該後段の第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３の非常停止スイッチ３３−１〜３３−３が押下されていない安全側であることを条件に産業用ロボット３−１〜３−３の運転を開始して作業を開始するものである。
【００８４】
更に、この実施形態の第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３は、前段の第２のセーフティコントローラ１３からの内部安全入力が危険側であっても、非常停止スイッチ３３−１〜３３−３が押下されていない安全側であることを条件に、安全プラグ１０−１〜１０−６が操作用安全プラグホルダ３５に装着されて該操作用安全プラグホルダ３５−１〜３５−３から安全側であるイネーブル許可信号が入力されており、かつ、イネーブルスイッチ３４−１〜３４−３から操作信号が与えられたときには、操作信号に応じて、対応する産業用ロボット３−１〜３−３のモータ３−１Ｍ〜３−３Ｍを駆動して産業用ロボット３−１〜３−３を個別に作動させるものである。
【００８５】
すなわち、この実施形態では、作業者が設置エリア２内に入って、産業用ロボット３−１〜３−３に対するティーチングやメンテナンスなどのために、対応する産業用ロボット３−１〜３−３を手動操作によって個別に作動させることができるものである。
【００８６】
この場合、作業者が設置エリア２に入るために、安全柵１の出入り口の扉４のロックを解除するまで手順は、上述の実施形態と同様である。
【００８７】
すなわち、作業が終了して産業用ロボット３−１〜３−３が停止している状態において、通電許可用安全プラグホルダ７に装着されている６個の安全プラグ１０−１〜１０−６の少なくとも１個を引き抜き、ロック解除用安全プラグホルダ６の装着部６−１〜６−６のいずれかに装着して回動操作する。これによって、ロック解除用安全プラグホルダ６からロック解除許可信号が前段の第２のセーフティコントローラ１３に入力されるので、第２のセーフティコントローラ１３は、ドアロックスイッチ１１に対して、ロック解除信号を出力してドアロックスイッチ１１によるロックを解除して扉４の開放を許容する。なお、この状態では、通電許可用安全プラグホルダ７には、６個の安全プラグ１０−１〜１０−６の全てが揃っていないので、前段の第２のセーフティコントローラ１３には、通電許可信号が入力されず、第２のセーフティコントローラ１３からの論理接続用の内部安全出力は、危険側の状態となり、前段の第２のセーフティコントローラ１３の内部安全出力によって産業用ロボット３−１〜３−３が作動することはない。
【００８８】
次に、この実施形態では、ロック解除用安全プラグホルダ６から安全プラグ１０−１〜１０−６を引き吹き、ロックが解除された扉４を開放して設置エリア２内に入り、ティーチングなどを行なうとする産業用ロボット３−１〜３−３に対応する制御ボックス３２−１〜３２−３内の操作用安全プラグホルダ３５−１〜３５−３に、安全プラグ１０−１〜１０−６を装着して回動操作する。これによって、対応する第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３には、操作用安全プラグホルダ３５−１〜３５−３から安全側であるイネーブル許可信号が入力され、対応するイネーブルスイッチ３４−１〜３４−３の操作が有効な状態となる。
【００８９】
作業者は、イネーブルスイッチ３４−１〜３４−３を操作し、これによって、対応する第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３に、オンの操作信号が入力されると、非常停止スイッチ３３−１〜３３−３が押下されていない安全側であることを条件に、対応するモータ３−１Ｍ〜３−３Ｍを駆動して対応する産業用ロボット３−１〜３−３を作動させる。
【００９０】
これによって、作業者のイネーブルスイッチ３４の操作に応じて、対応する産業用ロボット３−１〜３−３を作動させて、ティーチングやメンテンナンスを行なうことができる。
【００９１】
図１２は、各安全プラグホルダ６，７，３５−１〜３５−３における安全プラグの装着状態を示す図であり、この図に基づいて、上述の各状態について説明する。なお、操作用安全プラグホルダ３５−１〜３５−３は、１個のみを代表的に示している。
【００９２】
先ず、同図（ａ）は産業用ロボット３−１〜３−３の起動許可状態を示しており、６個の安全プラグ１０−１〜１０−６の全てが、通電許可用安全プラグホルダ７に装着されている状態を示している。この状態は、前段の第２のセーフティコントローラ１３に対して、通電許可用安全プラグホルダ７から安全側であることを示す通電許可信号が入力されている状態である。
【００９３】
したがって、この状態では、上述のように、前段の第２のセーフティコントローラ１３に、第１のセーフティコントローラ１２からの安全側の内部安全入力が入力され、ドアロックスイッチ１１からの扉４が閉止していることを示す安全側の閉止信号が入力され、作業スタートスイッチ９からスタート信号が入力されることを条件に、後段の第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３に、論理接続用の安全側の内部安全入力が入力されることになる。
【００９４】
したがって、後段の第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３は、非常停止スイッチ３３−１〜３３−３が押下されていない安全側であることを条件に、対応する各モータ３−１Ｍ〜３−３Ｍを駆動して各産業用ロボット３−１〜３−３の運転を開始して作業を行なうことができるものである。
【００９５】
同図（ｂ）は、通電許可用安全プラグホルダ７の６個の安全プラグ１０−１〜１０−６の１個を引き抜いてロック解除用安全プラグホルダ６に装着して回動操作した状態を示している。
【００９６】
通電許可用安全プラグホルダ７には、６個に安全プラグ１０−１〜１０−６の全てが揃っていないので、前段の第２のセーフティコントローラ１３には、通電許可用安全プラグホルダ７から安全側であることを示す通電許可信号が入力されておらず、したがって、前段の第２のセーフティコントローラ１３は、後段の第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３に対して、論理接続用の危険側の内部安全出力を出力することになる。
後段の第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３は、前段の第２のセーフティコントローラ１３から危険側の内部安全入力が入力され、また、操作用安全プラグホルダ３５−１〜３５−３には、安全プラグが装着されていないので、イネーブルスイッチ３４−１〜３４−３の操作が有効とされることもなく、各産業用ロボット３−１〜３−３の運転を禁止し、各産業用ロボット３−１〜３−３は停止している。
【００９７】
この状態は、ロック解除用安全プラグホルダ６からロック解除許可信号が前段の第２のセーフティコントローラ１３に入力され、第２のセーフティコントローラ１３は、ドアロックスイッチ１１に対して、ロック解除信号を出力してドアロックスイッチ１１によるロックを解除して扉４の開放を許容している状態である。
【００９８】
したがって、この状態では、作業者は、扉４を開放して設置エリア２内に入って停止している産業用ロボット３−１〜３−３のメンテナンスなどを行なうことができる。
【００９９】
同図（ｃ）は、作業者が、ロック解除用安全プラグホルダ６に安全プラグ１０−６を装着して操作することにより、安全柵１の出入り口の扉４のロックを解除した後、ロック解除用安全プラグホルダ６から安全プラグ１０−６を引き抜いて扉４を開放して設置エリア２に入り、いずれかの産業用ロボット３−１〜３−３に対応する操作用安全プラグ３５−１〜３５−３に安全プラグ１０−６を装着して回動操作した状態を示している。
【０１００】
この状態では、通電許可用安全プラグホルダ７に６個の安全プラグ１０−１〜１０−６の全てが揃っていないので、前段の第２のセーフティコントローラ１３には、通電許可用安全プラグホルダ７から安全側であることを示す通電許可信号が入力されておらず、したがって、前段の第２のセーフティコントローラ１３は、後段の第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３に対して、論理接続用の危険側の内部安全出力を出力することになる。
【０１０１】
後段の第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３は、前段の第２のセーフティコントローラ１３から危険側の内部安全入力が入力されるので、操作用安全プラグホルダ３５−１〜３５−３に、安全プラグ１０−６が装着されていない第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３では、イネーブルスイッチ３４−１〜３４−３の操作が有効とされる状態でもないので、対応する産業用ロボット３−１〜３−３の運転を禁止し、対応する産業用ロボット３−１〜３−３は停止している。
【０１０２】
一方、同図（ｃ）に示されるように、操作用安全プラグホルダ３５−１〜３５−３に、安全プラグ１０−６が装着されている後段の第３のセーフティコントローラ３７−１〜３７−３では、操作用安全プラグホルダ３５−１〜３５−３から安全側であるイネーブル許可信号が入力されてイネーブルスイッチ３４−１〜３４−３の操作が有効な状態とされ、この状態では、イネーブルスイッチ３４−１〜３４−３から操作信号が与えられたときには、操作信号に応じて、対応する産業用ロボット３−１〜３−３のモータ３−１Ｍ〜３−３Ｍを駆動して対応する産業用ロボット３−１〜３−３を作動させることができる。
したがって、安全プラグ１０−６が装着されている操作用安全プラグホルダ３５−１〜３５−３に対応する産業用ロボット３−１〜３−３のみがイネーブルスイッチ３４−１〜３４−３の操作に応じて作動することになる。
【０１０３】
（その他の実施形態）
上述の実施形態２では、操作用安全プラグホルダ３５−１〜３５−３に着脱される安全プラグを、ロック解除用安全プラグホルダ６および通電許可用安全プラグホルダ７に着脱される安全プラグと共用したけれども、操作用安全プラグホルダ３５−１〜３５−３に着脱される安全プラグは、専用の安全プラグとし、例えば、熟練した作業者のみが利用できるようにしてもよい。
【０１０４】
安全プラグおよび安全プラグホルダは、上述の実施形態の構成に限らず、例えば、マグネットを利用して安全プラグの近接あるいは離間によって接点が開閉する非接触方式としてもよい。
【０１０５】
制御手段は、セーフティコントローラに限らず、複数の電磁リレーを内蔵したリレーユニットなどを用いて構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、工作機械や産業用ロボットなどの機械設備が設置された設置エリアにおける作業者の安全確保に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の一つの実施の形態に係る安全システムの概略平面図である。
【図２】図１の管理ボックス内の構成を示す図である。
【図３】ロック解除用安全プラグホルダの構成を示す図である。
【図４】通電許可用安全プラグホルダの構成を示す図である。
【図５】図１の安全システムの構成図である。
【図６】セーフティコントローラを説明するための図である。
【図７】図６の高機能ユニットの構成図である。
【図８】本発明の他の実施形態の概略平面図である。
【図９】図８の制御ボックス内の構成を示す図である。
【図１０】操作用安全プラグホルダの構成を示す図である。
【図１１】図８の安全システムの構成図である。
【図１２】各安全プラグホルダの安全プラグの装着状態を示す図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１ 安全柵
２ 設置エリア
３−１〜３−３ 産業用ロボット
６ ロック解除用安全プラグホルダ
７ 通電許可用安全プラグホルダ
１０−１〜１０−６ 通電許可用安全プラグホルダ
１２，１３ 第１，第２のセーフティコントローラ
３４−１〜３４−３ イネーブルスイッチ
３５−１〜３５−３ 操作用安全プラグホルダ
３７−１〜３７−３ 第３のセーフティコントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械設備が設置された設置エリアへの出入り口の扉のロックの解除を許可するロック解除許可手段と、
前記機械設備に対する通電を許可する通電許可手段と、
前記ロック解除許可手段の出力に基づいて、前記ロックの解除を制御するとともに、前記通電許可手段の出力に基づいて、前記機械設備の通電を制御して該機械設備の運転を制御する制御手段とを備え、
前記通電許可手段は、複数の安全プラグが着脱自在であって、かつ、前記複数の安全プラグの全てが装着された状態で通電許可信号を出力する通電許可用安全プラグホルダを有するとともに、該通電許可用安全プラグホルダが前記設置エリア外に配置され、
前記ロック解除許可手段は、前記安全プラグが着脱自在であって、かつ、前記複数の安全プラグの少なくともいずれか一つが装着された状態でロック解除許可信号を出力するロック解除用安全プラグホルダを有するとともに、該ロック解除用安全プラグホルダが前記設置エリア外に配置され、
前記制御手段は、前記ロック解除許可信号が与えられたときに、前記ロックを解除し、 前記通電許可信号が与えられていないときには、前記機械設備の運転を禁止することを特徴とする安全システム。
【請求項２】
前記設置エリア内に、前記機械設備の作動を可能にする操作手段を設け、該操作手段は、操作用安全プラグが着脱自在な操作用安全プラグホルダとイネーブルスイッチとを備え、前記操作手段は、前記操作用安全プラグが前記操作用安全プラグホルダに装着された状態で前記イネーブルスイッチの操作を許可するイネーブル許可信号を出力するものであり、
前記制御手段は、イネーブル許可信号が与えられていないときには、前記イネーブルスイッチの操作を無効として該操作に応じた前記機械設備の作動を禁止する一方、イネーブル許可信号が与えられているときには、前記通電許可信号に拘らず、前記イネーブルスイッチの操作を有効として該操作に応じて、前記機械設備を作動させる請求項１に記載の安全システム。
【請求項３】
前記操作用安全プラグと、前記ロック解除用安全プラグホルダおよび前記通電許可用安全プラグホルダに装着される前記安全プラグとを共用する請求項２に記載の安全システム。
【請求項４】
前記制御手段は、入力機器からの入力に基づいて、安全出力制御対象に安全出力を与えて前記機械設備の運転を制御するものである請求項１〜３のいずれか１項に記載の安全システム。
【請求項５】
前記制御手段には、前記出入り口の前記扉の開閉を検知する前記入力機器としてのドアスイッチからの入力が与えられ、前記制御手段は、前記扉が開放している状態では、前記機械設備の運転を禁止するものである請求項４に記載の安全システム。
【請求項１】
機械設備が設置された設置エリアへの出入り口の扉のロックの解除を許可するロック解除許可手段と、
前記機械設備に対する通電を許可する通電許可手段と、
前記ロック解除許可手段の出力に基づいて、前記ロックの解除を制御するとともに、前記通電許可手段の出力に基づいて、前記機械設備の通電を制御して該機械設備の運転を制御する制御手段とを備え、
前記通電許可手段は、複数の安全プラグが着脱自在であって、かつ、前記複数の安全プラグの全てが装着された状態で通電許可信号を出力する通電許可用安全プラグホルダを有するとともに、該通電許可用安全プラグホルダが前記設置エリア外に配置され、
前記ロック解除許可手段は、前記安全プラグが着脱自在であって、かつ、前記複数の安全プラグの少なくともいずれか一つが装着された状態でロック解除許可信号を出力するロック解除用安全プラグホルダを有するとともに、該ロック解除用安全プラグホルダが前記設置エリア外に配置され、
前記制御手段は、前記ロック解除許可信号が与えられたときに、前記ロックを解除し、 前記通電許可信号が与えられていないときには、前記機械設備の運転を禁止することを特徴とする安全システム。
【請求項２】
前記設置エリア内に、前記機械設備の作動を可能にする操作手段を設け、該操作手段は、操作用安全プラグが着脱自在な操作用安全プラグホルダとイネーブルスイッチとを備え、前記操作手段は、前記操作用安全プラグが前記操作用安全プラグホルダに装着された状態で前記イネーブルスイッチの操作を許可するイネーブル許可信号を出力するものであり、
前記制御手段は、イネーブル許可信号が与えられていないときには、前記イネーブルスイッチの操作を無効として該操作に応じた前記機械設備の作動を禁止する一方、イネーブル許可信号が与えられているときには、前記通電許可信号に拘らず、前記イネーブルスイッチの操作を有効として該操作に応じて、前記機械設備を作動させる請求項１に記載の安全システム。
【請求項３】
前記操作用安全プラグと、前記ロック解除用安全プラグホルダおよび前記通電許可用安全プラグホルダに装着される前記安全プラグとを共用する請求項２に記載の安全システム。
【請求項４】
前記制御手段は、入力機器からの入力に基づいて、安全出力制御対象に安全出力を与えて前記機械設備の運転を制御するものである請求項１〜３のいずれか１項に記載の安全システム。
【請求項５】
前記制御手段には、前記出入り口の前記扉の開閉を検知する前記入力機器としてのドアスイッチからの入力が与えられ、前記制御手段は、前記扉が開放している状態では、前記機械設備の運転を禁止するものである請求項４に記載の安全システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−１９８５６０（Ｐ２００７−１９８５６０Ａ）
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２０５７７（Ｐ２００６−２０５７７）
【出願日】平成１８年１月３０日（２００６．１．３０）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月３０日（２００６．１．３０）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
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