安全装置（インターロック機能）について
- サーボモーターを使用した機械の安全装置について知りたいです。
- 作業者が手動で操作している際に発生したCPUの故障に対して、どのような対策を取るべきか知りたいです。
- ヘッドを上昇させる際に作業者が顔を近づけて作業するため、適切な安全回路の設計方法を教えてください。
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安全装置（インターロック機能）について
サーボモーターにてボールネジを回転させ、ヘッドを上下運動させ材料を加工する機械を現在開発中です。サーボモーターはCPUにて制御するのですが、作業者が手動で上昇、下降のセレクトスイッチを入れていた時（信号を発生させていた時）に、劣化などの原因でCPUが壊れた。その時、上昇、下降の信号のどちらかをひろった場合に １．機械自体を壊してしまう事になるのを想定するのが普通でしょうか？ ２．安全回路を設けるのが普通でしょうか？ ３．一般的にどういった設計回路を設定するのがよろしいでしょうか？ ４．法律などが定められていますか？ （この機械はヘッドを上昇させる時に、作業者が顔を近づけて作業する為） 初心者ですが、アドバイス、回答、一般的な事でもよろしいので、事例があれば、教えて下さい。宜しくお願いします。
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機械の位置づけによると思いますが、加工機械と言うことなら、安全を優先 し、重大な損傷を与えるようなリスクは回避すべきでしょう。フェイルセー フやフールプルーフは必要条件になると思います。機械のエラーや誤操作に より想定される条件については幾重かの保護機構を構成しておくべきだと 考えます。暴走に対しては瞬時停止できることが必要です。製品保証には 安全も含まれますので、設計上のリスクアセスメントなどが有効だと思います。
>作業者が手動で上昇、下降のセレクトスイッチを入れていた時 このセレクトＳＷがオルタネートタイプでしょうか？ で、下降側にスイッチを倒したしとき下降端まで走るのでしょうか？ >その時、上昇、下降の信号のどちらかをひろった場合に この上昇、下降信号とは↑のセレクトＳＷの事でしょうか？ それともそれ以外のセンサー等の事でしょうか？ ＣＰＵ暴走云々以前（正常使用状態で）の問題が大きいと思う 常識的に手動操作はモーメンタリ押しボタン（離せば止まる） >（この機械はヘッドを上昇させる時に、作業者が顔を近づけて作業する為） こうした作業時にはスイッチから手を離したらすぐに停止しなければなりません 所謂、デッドマンスイッチ http://www.idec.com/jpja/products/Catalogs/SafetyProducts/HE2G/index.html 場合に拠ってはこのようなスイッチも必要になります ＣＰＵ暴走は取り敢えず置いといて ｛現代の市販ＦＡ機器（ＰＬＣやＮＣ）をメーカ仕様通りに使う限り暴走しない｝ 正常時の操作方法や誤操作防止を考えるのが先と思う それが完璧になってから暴走対策しても遅くは無い 本当にＣＰＵ暴走したら非常停止でサーボ電源遮断する以外の選択肢は無いのだし http://www.idec.com/jpja/products/Catalogs/SafetyProducts/index.html
お礼
アドバイスありがとうございます。 色んな角度から参考にしていきたいと思います。
ソフトエラー、暴走についてもウオッチドックタイマーその他による監視をした上でソフト、ハード両面でのストロークリミット、人が近づくなら安全バーなどによる電源遮断なども考えてみたら。
お礼
アドバイスありがとうございます。 ウオッチドックタイマーとはどういったソフトになるんですか？ 電気回路にくわしくなくてもうしわけありませんが、よろしければ教えてください。
CPUの故障の可能性があるならば、故障発生したら上昇/下降のスイッチの ON/OFに関わらず、直ちにソフトおよびハード回路でサーボOFF/Ｚ軸ブレ ーキON（非常停止）にすることが必要です。 ＞ヘッドを上昇させる時に作業者が顔を近づけて作業 は危険ですね。スイッチの対策以外にノイズによる誤動作への対応も必要 でしょう。 昔々マシニングセンタと同じ電源ラインで溶接機を操作して機械が暴走し たことがあります。 ストロークを超えるような暴走には、回答(1)さんの書かれている通り、リ ミットスイッチによる非常停止が定番です。
お礼
アドバイスありがとうございます。 ノイズ等の安全対策もうっていきたいと思います。
>下降のセレクトスイッチを入れていた時（信号を発生させていた時）に、劣化などの原因でCPUが壊れた。 CPUの故障よりスイッチそのものの故障（破損含む）が多いと思います。 ソフトでもスイッチ誤作動を見越した回路を入れます。 質問の内容より「ソフトウエアや回路上の安全防止」に意識が向いているように感じられますがいかがでしょうか。（質問の範囲が広いかな） もう少し、具体的（サーボ誤動作が心配など）だと、諸先輩より良い回答が頂けると思いますよ。 >この機械はヘッドを上昇させる時に、作業者が顔を近づけて作業する為 スクランブル交差点で歩行者と自動車を分離しています。 電車の駅では、ホームドアが付いて線路への人の落下を防いでます。 危険な箇所と人を分離することを第一に考えるべきかなと思ってます。 機械では、壊さない安全措置も必要ですが、壊してしまってよい部分とそうでない部分を分けます。 壊れる（摩耗含め）部分は交換を考えておきます。
お礼
スイッチの誤作動に関しては、対策を打っていますがCPUの故障も視野にいれておいた方がよいかと思い、質問させて頂きました。 親切な回答ありがとうございます。
次のURLをクリックして参考にしてください。 安全に対してはJIS規格や指針が制定されて、一層厳くなりました。 サーボモータを含め、各種の安全に対する対応が必要です。 必要により関連部門に相談されると良いと思います。 [機器と制御盤の安全ソリーション/富士電機機器制御] http://www.fujielectric.co.jp/fcs/solution_case/safety/ [機械の包括的な安全基準に関する指針の制定/富士電機機器制御] http://www.fujielectric.co.jp/fcs/pdf/safety/07092001.pdf [機械安全規格/富士電機機器制御] http://www.fujielectric.co.jp/fcs/solution_case/safety/contents_01.html [機械と制御盤のsafety提案/富士電機機器制御] http://www.fujielectric.co.jp/fcs/solution_case/safety/contents_09.html [安全ガイドブック/日本電気制御機器工業会] http://www.neca.or.jp/control/anzen/anzen_info.cfm http://www.neca.or.jp/control/anzen/anzen_guide.cfm
お礼
回答ありがとうございます。 URL参考にさせて頂きます。
基本落下は考えるべき ワーク重量 と ボールネジのリードで といっても ブレーキ付きのサーボで充分だと思う もちろん物理限界も考えて ストッパーはつけるべきです ソフトリミット ＜ 物理限界
お礼
回答ありがとうございます。 開発にむけて、参考にさせていただきます。
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