JP3944156B2 - 非常停止回路 - Google Patents

Description

本発明は、ロボットや工作機械等の各種機械において、非常時にその動作を停止させる非常停止回路に関する。

ロボットシステムにおいては、ロボット動作範囲を柵で囲い、該柵内のロボット動作領域に人が立ち入らないように安全対策がなされている。そして、この柵にドア等を設け該ドアがあけられると、非常停止信号を出力してロボットの動作を非常停止させるようになっている。又、ロボットに動作を教示する際等は、教示操作盤を操作しながら、ロボットを動作させることから、該教示操作盤にも非常停止指令ボタン等を備え、該ボタンから非常停止信号を入力してロボットの動作を非常停止させている（例えば特許文献１等参照）。
ロボット以外の工作機械や射出成形機等においても、加工部等のドアが開かれると、非常停止信号を出力し、機械の動作を停止するように構成されている。即ち、機械の可動部を駆動するモータの駆動を非常停止させて、機械動作を停止させるものである。

図７はロボットシステム等に用いられる非常停止回路の一例である。非常停止回路中の１つの要素が故障したときに対しても安全が損なわれないように、このロボットシステム非常停止回路では、非常停止要因をリレー等の有接点部品で構築された独立した２系統の非常停止ラインでそれぞれ非常停止を検出するようにしている。その回路に接続された安全リレー回路１３により給電コンタクタＣａ，Ｃｂを制御して機械を駆動するサーボモータ１２への給電を遮断することにより非常停止状態にするように構成されている。
機械を非常停止させるための要因となる事項は、機械によって種々存在し、例えば、非常停止ボタン、ドアスイッチ等、各種存在し、図７では、２つの非常停止要因１４と１５を示している。非常停止要因１４は、非常停止ボタンが操作されることによって、２系統の非常停止ラインＡ，Ｂ用のリレーＲ1a，Ｒ1bへの給電を遮断するよう構成され、非常停止要因１５は、図示しないリレーによりその接点を開き、リレーＲ2a，Ｒ2bへの給電を停止するようにしているものを示す。非常停止要因と同じ数これらのリレー等が設けられるがこの図７では２つの非常停止要因の例を示している。

２系統の非常停止ラインＡ，Ｂはそれぞれ各非常停止要因のリレーの常開接点が直列に接続されている。図７で示す例では、ラインＡには、リレーＲ1aの常開接点ｒ1a、リレーＲ2aの常開接点ｒ2aと、ＣＰＵ１０からの指令によって作動するリレーＲ3aの常開接点ｒ3a、安全リレー回路１３の安全リレーＫ１の常開接点ｋ1a、安全リレーＫ２が直列に接続され、この直列回路の両端に電圧が印加されている。なお、安全リレーＫ２の常開接点ｋ2aが安全リレーＫ１の常開接点ｋ1aと並列に接続されている。

同様に、もう１つの系統のラインＢには、リレーＲ1bの常開接点ｒ1b、リレーＲ2bの常開接点ｒ2bと、ＣＰＵ１０からの指令によって作動するリレーＲ3bの常開接点ｒ3b、安全リレー回路１３の安全リレーＫ１の常開接点ｋ1b、安全リレーＫ３が直列に接続され、この直列回路の両端に電圧が印加されている。なお、安全リレーＫ３の常開接点ｋ3aが安全リレーＫ１の常開接点ｋ1bと並列に接続されている。

コンタクタＣａは、安全リレーＫ１の常閉接点ｋ1c、安全リレーＫ２の常開接点ｋ2c、安全リレーＫ３の常開接点ｋ3cが直列に接続され、該直列回路に電圧が印加されている。同様に、コンタクタＣｂには、安全リレーＫ１の常閉接点ｋ1d、安全リレーＫ２の常開接点ｋ2d、安全リレーＫ３の常開接点ｋ3dが直列に接続され、該直列回路に電圧が印加されている。
コンタクタＣａの常開接点ｃa1，ｃa2，ｃa3、コンタクタＣｂの常開接点ｃb1，ｃb2，ｃb3は、それぞれ直列に接続されサーボアンプ１１に３相動力電源に接続するように構成されている。又、コンタクタＣａ，Ｃｂの常閉接点ｃa4，ｃb4、安全リレーＫ２，Ｋ３の常閉接点ｋ2b，ｋ3b、及び安全リレーＫ１は直列に接続しその直列回路の両端に電圧が印加されている。

なお、図７において「ＤＩ」は、デジタルインプット要因で、また、「ＤＯ」はデジタルアウトプット要素であり、デジタルインプット要素は非常停止要素１４，１５及びＣＰＵ１０からの指令により動作するリレーＲ1a〜Ｒ3a，Ｒ1b〜Ｒ3bの各接点の状態を検出する検知手段を構成している。

電源が投入された時点では、安全リレーＫ１が作動して、その常開接点ｋ1a，ｋ1bを閉じ、常閉接点ｋ1c，ｋ1dを開いている。そして非常停止要因から非常停止指令が入力されていなければ、各ラインＡ，Ｂの接点ｒ1a，ｒ2a，ｒ3a及び接点ｒ1b，ｒ2b，ｒ3bが閉じられ、安全リレーＫ２，Ｋ３は励磁され、接点ｋ2a，ｋ3aを介してこの安全リレーＫ２，Ｋ３は自己保持される。一方、安全リレーＫ２，Ｋ３は励磁されたことにより、その常閉接点ｋ2b，ｋ3bは開き安全リレーＫ１は非励磁となる。これにより接点ｋ1c，ｋ2c，ｋ3cが閉となりコンタクタＣａは励磁されることになる。同様に、接点ｋ1d，ｋ2d，ｋ3dが閉となりコンタクタＣｂは励磁される。よって、コンタクタＣａ，Ｃｂの接点が閉となり、動力電源よりサーボアンプ１１に電力が供給され、サーボモータ１２は動作可能となる。

非常停止要因１４，１５のいずれかで非常停止指令が入力されたとき、若しくはＣＰＵ１０から非常停止指令が出力され、非常停止ラインＡ，Ｂのいずれかの接点ｒ1a，ｒ2a，ｒ3a，ｒ1b，ｒ2b，ｒ3bが開くと、安全リレーＫ２又は／及び安全リレーＫ３は非励磁となり、その接点ｋ2c，ｋ2d，ｋ3c，ｋ3dを開きコンタクタＣａ，Ｃｂを非励磁とするから、その接点ｃa1，ｃa2，ｃa3，ｃb1，ｃb2，ｃb3が開きサーボモータ１２への電力供給が遮断され、サーボモータ１２の動作は停止され、機械は非常停止することになる。

特開平１０−２１７１８０号公報

従来の非常停止回路では、接点の動作が保証された安全リレーで構成される安全リレー回路を用いるものであり、特別に設計された高価な部品を使用する必要があるものである。また、回路も複雑で多くの一般部品も使用しなければならず、コスト・信頼性の点において悪影響を及ぼしている。
そこで、本発明の目的は、低コストで、信頼性のある非常停止回路を提供することにある。

本願請求項１に係わる発明は、２つの非常停止ラインを備え、各非常停止ラインにはコンタクタが接続され、各コンタクタの接点の直列回路を介して動力電源より機械を駆動するモータに電力を供給する給電回路を備えた非常停止回路であって、前記非常停止ラインは、非常停止要因からの非常停止指令信号の入力により開となる接点と、前記非常停止ライン毎に設けられたＣＰＵからの指令で開となる接点が直列に接続されてコンタクタを電源に接続し、前記コンタクタの接点以外の前記各接点に対して該接点の状態を検出する検知手段を備え、前記各ＣＰＵは、前記検知手段で検出される自己の非常停止ラインにおける接点の状態がコンタクタを通電する正常な状態か判別し、正常でない場合には他方のＣＰＵに異常信号を送出し、該異常信号を受信したＣＰＵは、自己の非常停止ライン上の接点を開にする指令を出力することによって、より確実に非常停止をさせるようにしたものである。
又、請求項２に係わる発明は、請求項１に係わる発明に対し、さらに、自己の非常停止ラインにおける接点の状態がコンタクタを通電する正常な状態ではないと判別したＣＰＵは、自己の非常停止ラインの接点に対しても開にする指令を出力するようにしたものである。

請求項３に係わる発明は、さらに、前記両ＣＰＵ間で、ウォッチドッグ信号を送受して、相手ＣＰＵの動作が正常か否かを互いにチェックし合い、各ＣＰＵはこのチェックで相手ＣＰＵの動作の異常を検出したとき、自己非常停止ラインの接点を開にする指令を出力し、自己非常停止ラインを開にするようにしたものである。また、請求項４に係わる発明の各コンタクタは、コンタクタの接点と共に動作し、接点状態検知用の接点を備え、該接点検知用の接点状態を検出するコンタクタ接点状態検出手段をも備え、各ＣＰＵは該コンタクタ接点状態検出手段からの信号を含めて、非常停止ラインの接点の状態が正常な状態か判別するようにしたものである。
また、請求項５に係わる発明は、前記各非常停止ラインに対応する夫々のＣＰＵに加えて１個の付加ＣＰＵを備え、該付加ＣＰＵの指令により開となる接点を前記各非常停止ラインに設け、前記各非常停止ラインに対応する夫々のＣＰＵと前記付加ＣＰＵとの間で、ウォッチドッグ信号の送受を行い、ＣＰＵの動作が正常か否かをチェックし、前記各非常停止ラインに対応するいずれかのＣＰＵの動作の異常を検出したとき、前記付加ＣＰＵは少なくとも、異常を検出したＣＰＵ側の非常停止ラインに配設した接点を開にする指令を出力するようにした。また、請求項６に係わる発明は、請求項５に係わる発明と同様に、前記各非常停止ラインに対応する夫々のＣＰＵに加えて１個の付加ＣＰＵを備え、該付加ＣＰＵと前記各非常停止ラインに対応する夫々のＣＰＵとの間で、ウォッチドッグ信号の送受を行い、ＣＰＵの動作が正常か否かをチェックし、前記各非常停止ラインに対応するいずれかのＣＰＵの動作の異常を検出したとき、前記付加ＣＰＵは少なくとも、異常を検出しないＣＰＵに非常停止指令を出力し、該非常停止指令を受けたＣＰＵは非常停止ラインに配設した接点を開にする指令を出力するようにしたものである。

本発明は、高価な接点動作保証付きの安全リレーで構成される安全リレー回路を必要とせず、構成部品も少なく、安価に構成できるものである。且つ、ハードウェアとソフトウェアで２重に非常停止指令を出して非常停止させるようにしたので、より確実に非常停止させることができるものである。しかも、異常を検出した非常停止ライン側のＣＰＵから他方の非常停止ラインのＣＰＵに異常信号を送り、該ＣＰＵ側の非常停止ラインを開にするようにしたから、より確実に非常停止を行うことができる。

図１は、本発明におけるロボットや工作機械、各種産業機械における駆動モータに対して適用される非常停止回路の第１の実施形態の回路図である。
この実施形態では、従来の非常停止回路が備えていた安全リレー回路（図７における符号１３）をなくしていること、更にＣＰＵを１台追加して、ＣＰＵ１０ａとＣＰＵ１０ｂを備えている点に特徴がある。
この実施形態でも非常停止要因は独立した２系統の回路で検出されるものであり、２系統の非常停止ラインＡ及びＢ用のリレーと該リレーへの給電を停止するための接点をそれぞれ有するものである。非常停止要因は、適用する機械によってそれぞれ相違しその数も異なる。この図１に示した実施形態では、２つの非常停止要因１４，１５を示している。そして非常停止要因１４は、押しボタン方式で、又非常停止要因１５はリレーの接点により、各リレーＲ1a，Ｒ1b，Ｒ2a，Ｒ2bへの給電を断つことにより、非常停止指令を伝達するようにしている。

ラインＡには、非常停止要因１４のリレーＲ1aの接点ｒ1a、非常停止要因１５のリレーＲ2aの接点ｒ2a、ＣＰＵ１０ａからの指令で動作するリレーＲ3aの接点ｒ3a及びコンタクタＣａが直列に接続され、この直列回路の両端に電圧が印加されている。同様にラインＢには、非常停止要因１４のリレーＲ1bの接点ｒ1b、非常停止要因１５のリレーＲ2bの接点ｒ2b、ＣＰＵ１０ｂからの指令で動作するリレーＲ3bの接点ｒ3b及びコンタクタＣｂが直列に接続され、この直列回路の両端に電圧が印加されている。

また、各ラインＡ，Ｂには、各接点ｒ1a，ｒ2a，ｒ3a，ｒ1b，ｒ2b，ｒ3bの状態を各ＣＰＵ１０ａ，１０ｂが検知するための検知手段を構成するデジタルインプット要素ＤＩ1a〜ＤＩ3a，ＤＩ1b〜ＤＩ3bを備えている。例えば、ラインＡにおいては、各接点ｒ1a，ｒ2a，ｒ3aが閉じていれば、各デジタルインプット要素ＤＩ1a〜ＤＩ3aからはハイレベル（以下ハイレベルを「１」、ローレベルを「０」という）が検出されるが、例えば、接点ｒ1aは閉じているが接点ｒ2aは開いていると、接点ｒ1a用のデジタルインプット要素ＤＩ1aからは「１」が検出され、接点ｒ2a用のデジタルインプット要素ＤＩ2aからは「０」が検出されることになる。又、ラインＢにおいても同様で、各接点ｒ1b，ｒ2b，ｒ3bが閉じていれば、各デジタルインプット要素ＤＩ1b〜ＤＩ3bからはハイレベルの「１」が検出される。
また、符号ＤＯａ，ＤＯｂはデジタルアウトプット要素であり、ＣＰＵ１０ａ，１０ｂはこのデジタルアウトプット要素ＤＯａ，ＤＯｂを介してリレーＲ3a，Ｒ3bを駆動するものである。
サーボモータ１２を駆動するサーボアンプ１１は、コンタクタＣａ，Ｃｂの各相用の接点ｃa1，ｃb1、ｃa2，ｃb2、ｃa3，ｃb3がそれぞれ直列に接続されて３相動力電源に接続されている。また、コンタクタＣａ，Ｃｂの常閉接点ｃa4，ｃb4が直流電源にそれぞれ接続されると共に他端にデジタルインプット要素ＤＩca，ＤＩcbが接続され、各ＣＰＵ１０ａ，１０ｂは、コンタクタＣａ，Ｃｂの接点の状態を監視できるようになっている。

電源が投入されると、非常停止要因１４，１５のリレーＲ1a，Ｒ1b，Ｒ2a，Ｒ2bは励磁されており、その常開接点ｒ1a，ｒ2a，ｒ1b，ｒ2bは閉じている。また、ＣＰＵ１０ａ，１０ｂから非常停止指令が出力されていないことから、リレーＲ3a，Ｒ3bは励磁されており、その接点ｒ3a，ｒ3bは閉じている。その結果、コンタクタＣａ，Ｃｂは励磁され、その常開接点ｃa1,ｃa2,ｃa3、ｃb1,ｃb2,ｃb3を閉じサーボアンプ１１に動力電源が供給され、サーボモータ１２は動作可能状態におかれる。そして、この正常な動作可能状態においては、ＣＰＵ１０ａは、デジタルインプット要素ＤＩ1a，ＤＩ2a，ＤＩ3a，ＤＩcaから、「１，１，１，０」の信号を受信することになる。また同様に、ＣＰＵ１０ｂは、デジタルインプット要素ＤＩ1b，ＤＩ2b，ＤＩ3b，ＤＩcbから、同一の信号状態「１，１，１，０」の信号を受信することになる。

そこで、いずれかの非常停止要因が動作した場合、例えば、非常停止要因１５が動作してそのリレーＲ2a，Ｒ2bが動作し、その各接点ｒ2a，ｒ2bが開くと、コンタクタＣａ，Ｃｂへの給電が停止されることになるから、コンタクタＣａ，Ｃｂは動作を停止し、その常開接点ｃa1,ｃa2,ｃa3、ｃb1,ｃb2,ｃb3を開き、サーボアンプ１１への動力電力供給を停止する。このとき、非常停止要因１５の一方のリレーや又はコンタクタＣａ，Ｃｂの一方が不良であっても、他方が正常に動作すれば、確実にサーボモータ１２への電力供給を停止して非常停止させることができる。例えば、リレーＲ2aが不良でその各接点ｒ2aが開かない場合でも、リレーＲ2bが動作してコンタクタＣｂを非励磁としてその常開接点ｃb1,ｃb2,ｃb3cを開くことから、サーボモータ１２への給電は確実に停止される。同様に、例えばコンタクタＣｂが動作不良を起こしてもコンタクタＣａが作動して、サーボモータ１２への給電を遮断することになる。

このように、非常停止要因によって作動するリレーによって、ハードウェア的にデュアルで、サーボモータ１２への電力供給を停止させて非常停止を確実にしている。更に、本実施形態では、ＣＰＵ１０ａ，１０ｂによってもソフトウェア的に非常停止を実行させ、より確実に非常停止がなされるようにしている。
ソフトウェア的に非常停止させる方法として、本実施形態では、２つの方法を行っている。１つは、デジタルインプット要素から入力される各非常停止ラインＡ、Ｂの各接点の動作状態が一致しないときに非常停止処理を行う方法である。もう１つの方法は、各ＣＰＵが正常に動作しているか否かをウォッチドッグ信号をやり取りし、一方のＣＰＵが正常でないならば、他方のＣＰＵでも非常停止処理を実行させるようにしたものである。

図２は、この実施形態におけるＣＰＵ１０ａが、実行する接点状態を監視して非常停止ラインＡ、Ｂの各接点の動作状態の不一致を検出して非常停止処理を実行する処理のフローチャートである。ＣＰＵ１０ａは、この処理を所定周期毎実行している。
まず、接点状態を検知する検知手段としてのラインＡのデジタルインプット要素ＤＩ1a，ＤＩ2a，ＤＩ3a，ＤＩcaからの信号を読み取り（ステップａ１）、他方のＣＰＵ１０ｂにこの接点状態を示す情報を送出する（ステップａ２）。又、他方のＣＰＵ１０ｂから送られてくるデジタルインプット要素ＤＩ1b，ＤＩ2b，ＤＩ3b，ＤＩcbとで検出されたラインＢの接点状態を表す情報を取得し（ステップａ３）、このラインＡ，Ｂの接点状態が同一か否か判断する（ステップａ４）。一致していれば、そのままこの処理を終了する。 一方、一致しないときは、非常停止信号を出力して、自己のラインＡの非常停止信号を出力しデジタルアウトプット要素ＤＯａを介してリレーＲ3aを非励磁としてその接点ｒ3aを開く（ステップａ５）。接点ｒ3aが開かれることから、コンタクタＣａへの強電が停止し、コンタクタＣａは非励磁となり、その常開接点ｃa1，ｃa2，ｃa3を開き、サーボアンプ１１への動力電力の供給を遮断しサーボモータ１２の動作を停止させる。
また、ＣＰＵ１０ｂも図２の処理と同等の処理を行っており、ステップａ１，ａ２の処理において、デジタルインプット要素ＤＩ1b，ＤＩ2b，ＤＩ3b，ＤＩcbからの信号を読み取り、ＣＰＵ１０ａに送出すると共に、ＣＰＵ１０ａから送られてきた、各接点の動作状態と読み取った接点状態情報が一致しないときには、リレーＲ3bを非励磁としてその接点ｒ3bを開き、コンタクタＣｂを非励磁としてサーボモータ１２の動作を停止させる。このように、各ＣＰＵ１０ａ，１０ｂで検出された接点の動作状態が一致しないときは、接点ｒ3a、ｒ3bが開いて、コンタクタＣａ、Ｃｂを非励磁としてサーボモータ１２の動作を停止させる動作を行う。

図３は、このデジタルインプット要素から入力される各非常停止ラインＡ、Ｂの各接点の動作状態に基づいて、非常停止させるための図２に示した処理に変わる別の方法の処理フローチャートである。この方法は、デジタルインプット要素から入力される各接点の動作状態が正常であるか否かを判別し、正常でないならば、他方のＣＰＵに非常停止信号を送信し、他方のＣＰＵでも非常停止処理を行う方法である。

まず、接点状態を検知する検知手段としてのデジタルインプット要素ＤＩ1a，ＤＩ2a，ＤＩ3a，ＤＩcaからの信号を読み取り（ステップａ’１）、デジタルインプット要素ＤＩ1a，ＤＩ2a，ＤＩ3a，ＤＩcaの出力パターンが正常状態である「１，１，１，０」であるか判断する（ステップａ’２）。正常状態のパターンであれば、正常状態信号をＣＰＵ１０ｂに送信する（ステップａ’３）。また、ＣＰＵ１０ｂから送られてくる信号を読み取り（ステップａ’４）、正常状態を示す信号か判断し（ステップａ’５）、正常であればこのまま当該周期の処理を終了する。一方、ステップａ’２で、正常状態の信号パターンが読みとれないと判断されたときには、異常信号をＣＰＵ１０ｂに送信し（ステップａ’７）、非常停止信号を出力しデジタルアウトプット要素ＤＯａを介してリレーＲ3aを非励磁としてその接点ｒ3aを開く（ステップａ’６）。又ＣＰＵ１０ｂから異常信号が送られてきた場合（ステップａ’５）にも、非常停止信号を出力しリレーＲ3aを非励磁としてその接点ｒ3aを開く。接点ｒ3aが開かれることから、コンタクタＣａへの給電が停止し、コンタクタＣａは非励磁となり、その常開接点ｃa1，ｃa2，ｃa3を開き、サーボアンプ１１への動力電力の供給を遮断しサーボモータ１２の動作を停止させる。
すなわち、ＣＰＵ１０ａは、自己のラインＡから検出される接点状態の信号のパターンが異常のとき、及び他方のＣＰＵ１０ｂから送られてくる他方のラインＢにおける接点状態の信号のパターンが異常のときにも、非常停止信号を出力して、コンタクタＣａを非励磁としてサーボアンプ１１への給電を停止させるものである。

また、ＣＰＵ１０ｂも図３の処理と同等の処理を行っている。ステップａ’１，ａ’２の処理において、デジタルインプット要素ＤＩ1b，ＤＩ2b，ＤＩ3b，ＤＩcbからの信号を読み取り、デジタルインプット要素ＤＩ1b，ＤＩ2b，ＤＩ3b，ＤＩcbの出力パターンが正常状態である「１，１，１，０」であるか判断する点が相違すること、及びステップａ６において非常停止指令をデジタルアウトプットＤＯbに出力しリレーＲ3bを非励磁とする点が相違するのみで、他はＣＰＵ１０ａの処理と同一である。

以上のようにして、接点状態信号のパターンが正常でないときには、自己のライン側のコンタクタを非励磁とすると共に、他方のコンタクタも非励磁とすることによって、２つのコンタクタを共に非励磁とするようにして、より確実に非常停止させるものである。なお、この場合も、他方のＣＰＵから異常信号が送られてきた時のみ非常停止指令を出力（ステップａ’４，ａ’５，ａ’６）するだけでもよい。

例えば、リレーＲ1bが不良で、その接点ｒ1bが開にならず、又、コンタクタＣａが不良でその接点ｃa1，ｃa2，ｃa3が開とならないような、非常停止回路中の２つの非常停止ラインにおいてその要素の１つがそれぞれ故障している場合であっても、非常停止要因１４による非常停止信号が入力され、リレーＲ1a，Ｒ1bへの給電がとかれたとき、リレー接点ｒ1aは開となるが、コンタクタＣａが不良でその接点ｃa1，ｃa2，ｃa3は開とならない。また、リレー接点ｒ1bは、開とならないことからコンタクタＣｂは励磁された状態となり、その接点ｃb1，ｃb2，ｃb3は閉の状態を維持し、リレー等のハードウェアだけでの非常停止手段では、サーボモータ１２は非常停止しないことになる。しかし、本実施形態では、ＣＰＵ１０ａは、リレー接点ｒ1aが開となることにより、デジタルインプット要素ＤＩ1a，ＤＩ2a，ＤＩ3a，ＤＩcaの検出手段で検出されるパターンが「０，０，０，０」となり、正常状態である「１，１，１，０」と異なる。図３に示した方法では、ＣＰＵ１０ａはこの異常を検出しＣＰＵ１０ｂに送信し、ＣＰＵ１０ｂは、この異常信号を受けてリレーＲ3bを非励磁としてその接点ｒ3bを開くことにより、正常に動作しているコンタクタＣｂを非励磁として、その接点ｃb1，ｃb2，ｃb3を開として、サーボモータ１２への給電を停止し、非常停止させることになる。

また、図２に示した方法では、ＣＰＵ１０ｂはデジタルインプット要素ＤＩ1b，ＤＩ2b，ＤＩ3b，ＤＩcbの検出手段で検出されるパターンは、正常状態である「１，１，１，０」であるので、接点状態は一致しないことから、非常停止信号が各ＣＰＵ１０ａ，１０ｂから出されて、リレーＲ3a，Ｒ3bを非励磁としてその接点ｒ3a，ｒ3bを開き、コンタクタＣａ，Ｃｂへの通電を解くから、正常に動作しているコンタクタＣｂを非励磁とすることができる。

次にウォッチドッグ信号に基づいて非常停止処理について説明する。このウォッチドッグ信号に基づいて非常停止処理は各種想定できるが、図４，図５に示す例はその一例である。図４は、ウォッチドッグ信号に基づいて非常停止をさせる一方のＣＰＵの処理で、図５は、他方のＣＰＵの処理であり、同期してこの処理が実行される。この実施形態では、図４の処理をＣＰＵ１０ａが実行し、図５の処理をＣＰＵ１０ｂが実行するものである。 ＣＰＵ１０ａは、所定周期毎図４の処理を実行し、まずＣＰＵ１０ａが正常に動作しているか判断し（ステップｂ１）、正常に動作しているならば、ＣＰＵ１０ｂに対してウォッチドッグ信号ＷＤＳを出力すると共にタイマＴをリセットしてスタートさせる（ステップｂ２，ｂ３）。タイマＴがタイムアップする前に他方のＣＰＵ１０ｂからウォッチドッグ信号ＷＤＳが送り返されてくれば（ステップｂ４，ｂ５）、異常なしとしてこのまま終了する。

一方、ステップ１でＣＰＵ１０ａの動作が異常と判断されたとき、及びステップｂ４で、ウォッチドッグ信号ＷＤＳを受信する前にタイマＴがタイムアップしたときには、非常停止指令をデジタルアウトプットＤＯaに出力し（ステップｂ６）、リレーＲ3aを非励磁としてその接点ｒ3aを開き、コンタクタＣａを非励磁としてその接点ｃa1，ｃa2，ｃa3を開きサーボモータ１２への給電を遮断し非常停止させる。

一方、ＣＰＵ１０ｂは図５に示す処理を、ＣＰＵ１０ａが行う図４の処理の実行周期と同期して実行しており、まずＣＰＵ１０ｂが正常に動作しているか否か判断し（ステップｃ１）、正常に動作しているならば、タイマＴをリセットしてスタートさせる（ステップｃ２，ｃ３）。タイマＴがタイムアップする前にＣＰＵ１０ａからウォッチドッグ信号ＷＤＳを受信すると（ステップｃ４）、ウォッチドッグ信号ＷＤＳをＣＰＵ１０ａに送り返し（ステップｃ５）、当該処理周期の処理を終了する。一方、ステップ１でＣＰＵ１０ｂの動作が異常と判断されたとき、及びステップｃ３で、ウォッチドッグ信号ＷＤＳを受信する前にタイマＴがタイムアップしたときには、非常停止指令をデジタルアウトプットＤＯｂに出力し（ステップｃ６）、リレーＲ3bを非励磁としてその接点ｒ3bを開き、コンタクタＣｂを非励磁としてその接点ｃb1，ｃb2，ｃb3を開きサーボモータ１２への給電を遮断し非常停止させる。

以上のように、ＣＰＵが正常に動作していなければ、自己のラインのコンタクタを非励磁としてサーボアンプ１１への電力供給を遮断すると共に、他方のＣＰＵに対しては、ウォッチドッグ信号ＷＤＳが送られないから、他方のＣＰＵもウォッチドッグ信号ＷＤＳ受信できないことを検出して自己のコンタクタを非励磁としてサーボアンプ１１への電力供給を遮断し、確実に非常停止を行わせるものである。なお、上述した実施形態では、ＣＰＵが正常に動作していなければ、自己のラインのリレーＲ3a又はＲ3bも非励磁とし、コンタクタも非励磁としてサーボアンプ１１への電力供給を遮断するようにしたが、このＣＰＵは、正常に動作していないことから、他方のＣＰＵのラインのリレーＲ3a又はＲ3bのみを非励磁としコンタクタを非励磁とする動作のみを行わせるようにしてもよい。

上述した第１の実施形態においては、非常停止の系統が２系統設けられ、一方の系統におけるリレー等のハードウェアが異常の場合でも他方の系統におけるリレー等のハードウェアにより非常停止を実行できるようにし、更に、ＣＰＵの指令により、一方の系統で異常が検出されれば、当該系統のＣＰＵより非常停止指令を出力すると共に、他方の系統のＣＰＵからも非常停止指令を出力することにより、より確実に非常停止させることができるようにしたものである。

図６は、本発明の第２の実施形態の非常停止回路図である。この第２の実施形態は図１に示した第１の実施形態に、さらに第３のＣＰＵ１０ｃが追加されている点である。そして該ＣＰＵ１０ｃにより、デジタルアウトプット要素ＤＯ2a，ＤＯ2bを介して駆動されるリレーＲ4a，Ｒ4bの常開接点ｒ4a，ｒ4bが、それぞれの系統のラインＡ，Ｂに追加され、非常停止要因の各リレーの接点と直列に接続されている。

そして、この第２の実施形態ではＣＰＵ１０ａとＣＰＵ１０ｃ，ＣＰＵ１０ｂとＣＰＵ１０ｃ間でウォッチドッグ信号の送受を行い、ＣＰＵ１０ａ及びＣＰＵ１０ｂの動作異常を検出し、いずれかのＣＰＵの動作異常が検出されると、リレーＲ4a，Ｒ4bを非励磁として、常開接点ｒ4a，ｒ4bを開き、非常停止させるようにしている点が第１の実施形態と相違するのみである。
すなわち、ＣＰＵ１０ｃはウォッチドッグ信号ＷＤＳをＣＰＵ１０ａとＣＰＵ１０ｂに送信し、ウォッチドッグ信号ＷＤＳを送り返して来なければ、リレーＲ4a，Ｒ4bを非励磁として、常開接点ｒ4a，ｒ4bを開き、非常停止させるものである。

ＣＰＵ１０ｃの処理としては、図４におけるステップｂ２〜ｂ６の処理を所定周期毎実行し、ウォッチドッグ信号ＷＤＳをＣＰＵ１０ａとＣＰＵ１０ｂに送信しタイマＴがタイムアップする前に各ＣＰＵ１０ａ、ＣＰＵ１０ｂからウォッチドッグ信号ＷＤＳが送り返して来れば、当該周期はそのまま終了し、タイマＴがタイムアップするまでにウォッチドッグ信号ＷＤＳが送り返して来なければ、非常停止指令をデジタルアウトプット要素ＤＯ2a，ＤＯ2bを介してリレーＲ4a，Ｒ4bを非励磁として、常開接点ｒ4a，ｒ4bを開き、非常停止させる。

また、ＣＰＵ１０ａとＣＰＵ１０ｂ側では、図５の処理からステップｃ２、ｃ３の処理を削除した処理を行うもので、正常に動作しており、ウォッチドッグ信号ＷＤＳを受信すれば、該ウォッチドッグ信号ＷＤＳを送り返し、動作が正常でなければ、非常停止指令をリレーＲ3a又はＲ3bに出力し非常停止させるとともに、ウォッチドッグ信号ＷＤＳをＣＰＵｃに送り返さない処理を行うものである。

なお、この第２の実施形態では、デジタルアウトプット要素ＤＯ2a，ＤＯ2b及びリレーＲ4a，Ｒ4bを設けたが、これらを設けずに、ＣＰＵ１０ｃは非常停止指令を、図６に破線で示すようにＣＰＵ１０ａ，１０ｂに送信し、ＣＰＵ１０ａ，１０ｂが自己の系統のリレーＲ3a，Ｒ3bの接点ｒ3a，ｒ3bを開くようにしてもよいものである。また、図６ではＣＰＵ１０ａと１０ｂ間でもウォッチドッグ信号ＷＤＳの送受を行うようにしているが、ＣＰＵ１０ａとＣＰＵ１０ｃ及びＣＰＵ１０ｂとＣＰＵ１０ｃでウォッチドッグ信号ＷＤＳの送受を行い、ＣＰＵ１０ａ，１０ｂの動作異常を検出するようにしているから、ＣＰＵ１０ａと１０ｂ間でのウォッチドッグ信号ＷＤＳの送受による異常検知は行わなくてもよいものである。なお、行えばそれだけ精度がますものである。

本発明の第１の実施形態における非常停止回路図である。 同第１の実施形態における接点状態監視による非常停止処理のフローチャートである。 接点状態監視による非常停止処理の別の方法を適用したときのフローチャートである。 同第１実施形態におけるウォッチドッグ信号による一方のＣＰＵにおける非常停止処理のフローチャートである。 同第１実施形態におけるウォッチドッグ信号による他方のＣＰＵにおける非常停止処理のフローチャートである。 本発明の第２の実施形態における非常停止回路図である。 従来の非常停止のための回路図である。

符号の説明

１０ａ，１０ｂ，１０ｃ ＣＰＵ
１１ サーボアンプ
１２ サーボモータ
１４，１５ 非常停止要因
Ｒ1a，Ｒ1b，Ｒ2a，Ｒ2b，Ｒ3a，Ｒ3b，Ｒ4a，Ｒ4b リレー
Ｃａ，Ｃｂ コンタクタ

Claims (6)

1. ２つの非常停止ラインを備え、各非常停止ラインにはコンタクタが接続され、各コンタクタの接点の直列回路を介して動力電源より機械を駆動するモータに電力を供給する給電回路を備えた非常停止回路であって、
   前記非常停止ラインは、非常停止要因からの非常停止指令信号の入力により開となる接点と、前記非常停止ライン毎に設けられたＣＰＵからの指令で開となる接点が直列に接続されてコンタクタを電源に接続し、
   前記コンタクタの接点以外の前記各接点に対して該接点の状態を検出する検知手段を備え、
   前記各ＣＰＵは、前記検知手段で検出される自己の非常停止ラインにおける接点の状態がコンタクタを通電する正常な状態か判別し、正常でない場合には他方のＣＰＵに異常信号を送出し、該異常信号を受信したＣＰＵは、自己の非常停止ライン上の接点を開にする指令を出力することを特徴とする非常停止回路。
2. 自己の非常停止ラインにおける接点の状態がコンタクタを通電する正常な状態ではないと判別したＣＰＵは自己の非常停止ラインの接点に対しても開にする指令を出力する請求項１に記載の非常停止回路。
3. 前記両ＣＰＵ間で、ウォッチドッグ信号を送受して、相手ＣＰＵの動作が正常か否かを互いにチェックし合い、各ＣＰＵはこのチェックで相手ＣＰＵの動作の異常を検出したとき、自己非常停止ラインの接点を開にする指令を出力し、自己非常停止ラインを開にする請求項１乃至２の内いずれか１項に記載の非常停止回路。
4. 各コンタクタは、コンタクタの接点と共に動作し、接点状態検知用の接点を備え、該接点検知用の接点状態を検出するコンタクタ接点状態検出手段をも備え、該コンタクタ接点状態検出手段からの検出情報を含めて、非常停止ラインにおける接点の状態とする請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の非常停止回路。
5. 前記各非常停止ラインに対応する夫々のＣＰＵに加えて１個の付加ＣＰＵを備え、該付加ＣＰＵの指令により開となる接点を前記各非常停止ラインに設け、前記各非常停止ラインに対応する夫々のＣＰＵと前記付加ＣＰＵとの間で、ウォッチドッグ信号の送受を行い、ＣＰＵの動作が正常か否かをチェックし、前記各非常停止ラインに対応するいずれかのＣＰＵの動作の異常を検出したとき、前記付加ＣＰＵは少なくとも、異常を検出したＣＰＵ側の非常停止ラインに配設した接点を開にする指令を出力するようにした請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の非常停止回路。
6. 前記各非常停止ラインに対応する夫々のＣＰＵに加えて１個の付加ＣＰＵを備え、該付加ＣＰＵと前記各非常停止ラインに対応する夫々のＣＰＵとの間で、ウォッチドッグ信号の送受を行い、ＣＰＵの動作が正常か否かをチェックし、前記各非常停止ラインに対応するいずれかのＣＰＵの動作の異常を検出したとき、前記付加ＣＰＵは少なくとも、異常を検出しないＣＰＵに非常停止指令を出力し、該非常停止指令を受けたＣＰＵは非常停止ラインに配設した接点を開にする指令を出力するようにした請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の非常停止回路。

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