伺服系统以及安全控制设备.pdf

提供一种伺服系统以及安全控制设备。无需将伺服系统整体更换为具有安全功能的伺服系统就能够确保伺服系统的安全。伺服系统具有伺服马达(2)和伺服放大器(4)，该伺服放大器(4)基于安装在该伺服马达(2)上的编码器(3)的输出信息，对伺服马达(2)的驱动进行控制，在伺服系统中设置有安全控制设备(6)，其基于编码器(3)的输出信息，监视是否发生了异常，当发生了异常时，切断向伺服马达(2)的驱动电力的供给，伺服系统能够将监视的内容设定为设定信息。

1.  一种伺服系统，具有伺服马达和伺服放大器，该伺服放大器基于安装在该伺服马达上的编码器的输出信息，对上述伺服马达的驱动进行控制，该伺服系统的特征在于，
具有安全控制设备，该安全控制设备接收上述编码器所分路输出的输出信息，并且该安全控制设备对开闭单元提供用于控制其开闭的安全输出信息，上述开闭单元设置在上述伺服放大器和上述伺服马达之间的驱动电力的供给线中；
上述安全控制设备基于上述编码器的输出信息，监视是否发生了异常，当发生了异常时，断开上述开闭单元，从而切断向上述伺服马达的驱动电力的供给。

2.  根据权利要求1所述的伺服系统，其特征在于，
上述安全控制设备具有设定输入部，该设定输入部用于接受设定信息的输入，上述设定信息包括监视是否发生所述异常时的监视内容，上述安全控制设备根据上述设定信息来进行监视。

3.  根据权利要求1或2所述的伺服系统，其特征在于，
上述安全控制设备具有监视控制输入部，该监视控制输入部接受用于切换上述监视的有效/无效的监视控制输入；
当上述监视控制输入为使监视有效的输入时，进行上述监视，当上述监视控制输入为使监视无效的输入时，不进行上述监视。

4.  根据权利要求1至3中任一项所述的伺服系统，其特征在于，
上述安全控制设备具有安全输入部，该安全输入部用于接受紧急停止输入；
上述安全控制设备响应上述紧急停止输入，切断向上述伺服马达的驱动电力的供给。

5.  根据权利要求1至4中任一项所述的伺服系统，其特征在于，
具有控制器，该控制器对上述伺服放大器输入控制指令；
当切断了向上述伺服马达的驱动电力的供给时，上述安全控制设备向上述控制器传递表示已切断的信息。

6.  根据权利要求1至5中任一项所述的伺服系统，其特征在于，
上述编码器是输出为多路的增量型编码器，该编码器的输出包括A相信号、B相信号、反转A相信号以及反转B相信号。

7.  根据权利要求1至5中任一项所述的伺服系统，其特征在于，
上述编码器是输出为多路的增量型编码器，该编码器的输出包括正弦信号、余弦信号、反转正弦信号以及反转余弦信号。

8.  根据权利要求1至5中任一项所述的伺服系统，其特征在于，
在上述伺服马达上，与上述编码器分别独立地安装有追加的编码器；
上述安全控制设备基于上述编码器以及上述追加的编码器的输出信息，监视是否发生了异常。

9.  一种安全控制设备，接收安装在伺服马达上的编码器所分路输出的输出信息，并且该安全控制设备向开闭单元输出用于控制其开闭的安全输出信息，上述开闭单元设置在上述伺服马达和用于控制该伺服马达的驱动的伺服放大器之间的驱动电力的供给线中，上述安全控制设备的特征在于，
基于上述编码器的输出信息，监视是否发生了异常，当发生了异常时，根据上述安全输出信息来断开上述开闭单元，从而切断向上述伺服马达的驱动电力的供给。

10.  根据权利要求9所述的安全控制设备，其特征在于，
具有设定输入部和监视控制输入部，上述设定输入部用于接受包含上述监视的内容的设定信息的输入，上述监视控制输入部接受用于切换上述监视的有效/无效的监视控制输入；
当上述监视控制输入为使监视有效的输入时，根据上述设定信息来进行监视，另一方面，当上述监视控制输入为使监视无效的输入时，不进行上述监视。

11.  根据权利要求9或10所述的安全控制设备，其特征在于，
具有安全输入部，该安全输入部用于接受紧急停止输入，
该安全控制设备响应上述紧急停止输入，断开上述开闭单元，从而切断向上述伺服马达的驱动电力的供给；
当切断了向上述伺服马达的驱动电力的供给时，该安全控制设备向用于对上述伺服放大器输入控制指令的控制器，传递已切断上述驱动电力的供给的信息。

伺服系统以及安全控制设备
技术领域
本发明涉及伺服系统以及提高该伺服系统安全性的最佳的安全控制设备。
背景技术
伺服系统用于各种机械中的可动部的定位控制等。
作为这种伺服系统，具有如下装置，即，该伺服系统具有：用于驱动各种机械装置的伺服马达、安装于该伺服马达上的编码器、用于控制伺服马达动作的伺服放大器、对该伺服放大器输出位置指令信息的可编程序控制器(PLC)等上位控制器。伺服放大器控制向伺服马达流过的驱动电流，以使来自编码器的位置(角度)信息与从上位控制器提供的位置指令信息一致。
作为这样的伺服系统，例如在专利文献1中公开了一种水轮机用电动伺服装置，该水轮机用电动伺服装置具有伺服马达和伺服放大器，并且驱动水轮机的导流叶片(guide vane)。在该伺服装置中，监视伺服放大器的输出电压波形，当检测到伺服放大器异常时，发出警报，并且使备用(back up)的导流叶片锁定装置工作，从而使水轮机停止。
然而，该专利文献1涉及水轮机用的驱动装置，并不适用于各种伺服系统，而且只是监视伺服放大器的输出电压波形异常，其安全功能不完善。
还有一种具有在发生故障时控制为安全方面的安全功能的伺服控制器，但是在利用该伺服控制器的情况下，需要与专用的伺服放大器、伺服马达以及编码器一起整体更换伺服系统。
这样，若整体更换伺服系统，则成本上升，并且还存在如下问题，即，储存在用户开发的专用的现有伺服系统中的经验(know-how)等变得无用，必须重新构建新的伺服系统。
专利文献1：JP专利第3525401号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明是鉴于上述问题而形成的，其目的在于，无需将已有的伺服系统整体更换为具有安全功能的系统，就能够确保安全。
解决课题的方法
(1)本发明的伺服系统具有伺服马达和伺服放大器，一种伺服系统，具有伺服马达和伺服放大器，该伺服放大器基于安装在该伺服马达上的编码器的输出信息，对上述伺服马达的驱动进行控制，该伺服系统的特征在于，具有安全控制设备，上述编码器的输出被分路输入到该安全控制设备，并且该安全设备对设置于上述伺服放大器和上述伺服马达之间的驱动电力的供给线上的开闭单元，提供用于控制其开闭的安全输出信息；上述安全控制设备基于上述编码器的输出信息，监视是否发生了异常，当发生了异常时，断开上述开闭单元，从而切断向上述伺服马达的驱动电力的供给。
异常是基于编码器的输出信息能够检测出的异常，例如，优选伺服马达的旋转速度、旋转角度(位置)或者旋转方向等异常。
异常是指超出通常的值或范围，例如，是指伺服马达的旋转速度、旋转角度(位置)或者旋转方向等超出预先设定的伺服马达的旋转速度、旋转角度(位置)或者旋转方向等的界限值或界限范围。该界限值或界限范围优选由用户设定。
伺服马达以及伺服放大器不仅限于一组，也可以是多组。
作为该安全输出信息，有禁止由伺服马达驱动的机械装置工作的危险方面的安全输出信息、许可上述机械装置工作的安全方面的安全输出信息，根据危险方面的安全输出信息而断开上述开闭单元，根据安全方面的安全输出信息而闭合上述开闭单元。当发生了异常时，根据危险方面的安全输出信息断开开闭单元，从而切断向伺服马达的驱动电力的供给。
若使用本发明的伺服系统，则通过在伺服系统中追加安全控制设备，基于编码器的输出信息，监视是否发生了如伺服马达的旋转速度的异常等的异常，当发生了异常时，能够切断向伺服马达的驱动电力的供给，使伺服马达停止，因此无需将伺服系统整体更换为具有安全功能的系统就能够确保安全。
而且，使编码器的输出线分路，将编码器的输出信息提供给安全控制设备，由此能够监视是否发生了异常，而且，当发生了异常时，根据安全控制设备的安全输出信息，断开设置于伺服放大器和伺服马达之间的驱动电力的供给线上的开闭单元，从而切断向伺服马达的驱动电力的供给，因此对于已有的伺服系统能够容易地追加安全控制设备。
(2)在本发明的伺服系统的其他实施方式中，上述安全控制设备具有设定输入部，该设定输入部用于接受设定信息的输入，上述设定信息包括监视是否发生所述异常时的监视内容，上述安全控制设备根据上述设定信息来进行监视。
作为监视的内容，有要监视的项目，例如，有伺服马达的旋转速度、旋转角度(位置)、旋转方向等。
另外，作为监视的内容，有作为判断是否发生了异常的参数，例如，若要监视的项目为伺服马达的旋转速度，则监视旋转速度的界限值或界限范围，若要监视的项目为旋转角度(位置)，则监视旋转角度的界限值或界限范围等。
在有多台伺服马达的情况下，优选对每个伺服马达输入监视内容的设定信息。
另外，在有多台伺服马达的情况下，设定信息也可以包含这样的信息，即，该信息是在某一伺服马达发生了异常时指定要切断驱动电力的供给的其他伺服马达的信息。
关于设定信息，可以由用户对设定用开关等进行手动操作来进行设定，也可以利用专用的工具来进行设定。
根据该实施方式，由于按照包含监视的内容的设定信息来进行监视，因此能够根据设定信息来选择监视的内容，例如，根据设定信息来选择伺服马达的旋转速度的监视、旋转角度的监视等监视的内容。
(3)在本发明伺服系统的一个实施方式中，上述安全控制设备具有监视控制输入部，该监视控制输入部接受用于切换上述监视的有效/无效的监视控制输入；当上述监视控制输入为使监视有效的输入时，进行上述监视，当上述监视控制输入为使监视无效的输入时，不进行上述监视。
监视控制输入是用于使监视有效或无效的输入，优选能够针对每个要监视的项目，另外，针对每个要监视的伺服马达，来控制有效/无效。该监视控制输入例如可以利用来自安全光幕、安全门开关等安全传感器的输入。在这样的情况下，例如，当通过安全传感器检测到操作员侵入到由伺服马达驱动的机械装置周围的检测区域时，也可以根据来自该安全传感器的输入而使监视功能有效，从而开始监视伺服马达的旋转速度是否为低速的界限速度以下。另外，也可以不将来自安全传感器的输入作为监视控制输入，而例如将与来自控制面板的设定开关的有效/无效对应的输入作为监视控制输入。
根据该实施方式，能够根据监视控制输入来切换监视的有效/无效，因此无需始终进行监视，而例如在操作员接近由伺服马达驱动的机械装置时能够利用来自安全传感器的输入来开始监视。
(4)在本发明伺服系统的其他实施方式中，上述安全控制设备具有安全输入部，该安全输入部用于接受紧急停止输入；上述安全控制设备响应上述紧急停止输入，切断向上述伺服马达的驱动电力的供给。
紧急停止输入优选来自紧急停止开关等的输入。
根据该实施方式，紧急时响应紧急停止输入，能够切断向伺服马达的驱动电力的供给，从而使伺服马达停止。
(5)在本发明伺服系统的另一实施方式中，具有控制器，其对上述伺服放大器输入控制指令；当切断了向上述伺服马达的驱动电力的供给时，上述安全控制设备向上述控制器传递切断的信息。根据该实施方式，在向伺服马达的驱动电力的供给被切断的信息下，通过安全控制设备向用于对伺服放大器提供控制指令的控制器传递切断的信息，因此，识别该信息，能够对伺服放大器提供适当的控制指令。
(6)在本发明伺服系统的其他实施方式中，上述编码器是输出为多路的增量型编码器，该编码器的输出包括A相信号、B相信号、反转A相信号以及反转B相信号。
根据该实施方式，用于监视是否发生异常的编码器的输出为多路，因此能够以高可靠性监视是否发生了异常。
(7)在本发明伺服系统的另一实施方式中，上述编码器是输出为多路的增量型编码器，该编码器的输出包括正弦(sin)信号、余弦(cos)信号、反转正弦信号以及反转余弦信号。
根据该实施方式，用于监视是否发生了异常的编码器的输出为多路，因此能够以高可靠性监视是否发生了异常。
(8)在本发明伺服系统的一实施方式中，在上述伺服马达上，与上述编码器分别独立地安装有追加的编码器；上述安全控制设备基于上述编码器以及上述追加的编码器的输出信息，监视是否发生了异常。
根据该实施方式，即使在编码器的输出不是多路的情况下，也由于追加安装追加的编码器，利用两个编码器的输出，从而能够以高可靠性监视是否发生了异常。
(9)本发明涉及一种安全控制设备，安装在伺服马达上的编码器的输出分路输入到该安全控制设备，并且该安全控制设备对开闭单元输出用于控制其开闭的安全输出信息，上述开闭单元设置在上述伺服马达和对上述伺服马达的驱动进行控制的伺服放大器之间的驱动电力的供给线上，上述安全控制设备的特征在于，基于上述编码器的输出信息，监视是否发生了异常，当发生了异常时，根据上述安全输出信息来断开上述开闭单元，从而切断向上述伺服马达的驱动电力的供给。
若使用本发明的安全控制设备，则通过在伺服系统中追加安全控制设备，基于编码器的输出信息，监视是否发生了如伺服马达的旋转速度的异常等异常，当发生了异常时，能够切断向伺服马达的驱动电力的供给，从而使伺服马达停止，因此无需将伺服系统整体更换为具有安全功能的系统就能够确保安全。
而且，使编码器的输出线分路，将编码器的输出提供给安全控制设备，由此能够监视是否发生了异常，而且，当发生了异常时，根据安全控制设备的安全输出信息，断开设置于伺服放大器和伺服马达之间的驱动电力的供给线上的开闭单元，从而切断向伺服马达的驱动电力的供给，因此对于已有的伺服系统能够容易地追加安全控制设备。
(10)在本发明的安全控制设备的其他实施方式中，具有设定输入部和监视控制输入部，上述设定输入部用于接受包含上述监视的内容的设定信息的输入，上述监视控制输入部接受用于切换上述监视的有效/无效的监视控制输入；当上述监视控制输入为使监视有效的输入时，根据上述设定信息来进行监视，另一方面，当上述监视控制输入为使监视无效的输入时，不进行上述监视。
根据该实施方式，由于按照包含监视的内容的设定信息来进行监视，因此能够根据设定信息来选择监视的内容，例如，根据设定信息来选择伺服马达的旋转速度的监视、旋转角度的监视等监视的内容。
而且，通过监视控制输入能够切换监视的有效/无效，因此无需始终进行监视，而例如在操作员接近借助伺服马达而驱动的机械装置时能够利用来自安全传感器的输入来开始监视。
(11)在本发明安全控制设备的另一实施方式中，具有安全输入部，其接受紧急停止输入，该安全输入部响应上述紧急停止输入，断开上述开闭单元，从而切断向上述伺服马达的驱动电力的供给；当切断了向上述伺服马达的驱动电力的供给时，向对上述伺服放大器输入控制指令的控制器，传递切断了上述驱动电力的供给的信息。
根据该实施方式，紧急时响应紧急停止输入，能够切断向伺服马达的驱动电力的供给，从而使伺服马达停止。另外，在向伺服马达的驱动电力的供给被切断的信息下，通过安全控制设备向用于对伺服放大器提供控制指令的控制器传递切断的信息，因此，识别该情况，能够对伺服放大器提供适当的控制指令。
发明的效果
根据本发明，通过在伺服系统中追加安全控制设备，基于编码器的输出信息，监视是否发生了如伺服马达的旋转速度异常，当发生了异常时，能够切断向伺服马达的驱动电力的供给，从而使伺服马达停止，因此无需将伺服系统整体更换为具有安全功能的系统就能够确保安全。因此，能够实现低成本，而且能够有效利用专用的已有的伺服系统。
附图说明
图1是本发明实施方式的伺服系统的概略结构图。
图2是图1的安全控制设备的功能框图。
图3是初始设定时的流程图。
图4是运用时的流程图。
图5是常驻处理的流程图。
图6是普通控制时的流程图。
图7是监视控制时的流程图。
图8是本发明其他实施方式的伺服系统的概略结构图。
图9是本发明另一实施方式的伺服系统的概略结构图。
具体实施方式
下面，根据附图详细说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
图1是本发明实施方式的伺服系统的结构图。
该实施方式的伺服系统1具有：伺服马达2，其对如产业用机器人等各种机械装置进行驱动；编码器3，其直接连结于该伺服马达2的轴上；伺服放大器4，其对伺服马达2的动作进行控制；可编程序控制器(PLC)等上位控制器5，其对伺服放大器4输出位置指令信息并且从伺服放大器4接收反馈信息，伺服系统1还具有本发明的安全控制设备6。
伺服放大器4基于作为编码器2的输出信息的位置(角度)信息以及来自上位控制器5的位置指令信息，控制向伺服马达2流过的驱动(马达)电流。
安全控制设备6用于确保伺服系统的安全，将来自编码器3的输出信息以分路的方式提供给该安全控制设备6，该安全控制设备6基于该输出信息来监视是否发生了异常。
该编码器3是输出为多路(二重化)的公知的增量型编码器(incrementalencoder)，其输出包括相位差为90度的A相信号和B相信号，并且包括反转后的反转A相信号和反转B相信号，将这些四种矩形波信号提供给伺服放大器4，并且还提供给安全控制设备6。
这样，由于编码器3的输出为多路，因此，例如当A相信号或B相信号发生了异常时，对其信号进行反转而得的信号与反转A相信号或反转B相信号不一致，因此能够检测异常。此外，编码器并不仅限于输出矩形波信号的矩形波类型，也可以使用输出正弦信号、余弦信号、反转正弦信号以及反转余弦信号这四种正弦波信号的正弦波类型的输出为多路的编码器。
对于该安全控制设备6，提供来自外部的紧急停止开关(switch)等的紧急停止输入、包括用于监视是否发生异常的监视内容的设定信息、以及将监视切换为有效/无效的监视控制输入，该安全控制设备6基于这些，监视是否有紧急停止输入以及是否发生了异常，并对设置在伺服放大器4和伺服马达2之间的接触器(contactor)7提供用于控制其接点开闭的安全输出信息。
作为该安全输出信息，有禁止由伺服马达2驱动的机械装置工作的危险方面的安全输出信息、许可上述机械装置工作的安全方面的安全输出信息。根据危险方面的安全输出信息，例如根据低级别(low level)的安全输出信息，断开接触器7的接点，切断向伺服马达2的驱动电力的供给，另一方面，根据安全方面的安全输出信息，例如根据高级别的安全输出信息，闭合接触器7的接点以向伺服马达2供给驱动电力。当有紧急停止输入或异常时，向接触器7输出危险方面的安全输出信息以断开接点，从而切断向伺服马达2的驱动电力的供给。
关于设定信息，可以由用户对装备于安全控制设备6上的双列直插开关(DIP switch)等进行操作来设定，或者也可以使用专用的工具来设定。作为包含在该设定信息中的监视内容，例如有伺服马达2的旋转速度、旋转角度(位置)或者旋转方向等监视项目。另外，有作为判断是否发生了异常的基准的旋转速度的界限值、界限范围或者旋转角度的界限值、界限范围等。
当有多台伺服马达时，优选对各个伺服马达输入监视内容的设定信息。
另外，当有多台伺服马达时，设定信息也可以包含这样的信息，该信息是，在某一伺服马达发生了异常的情况下指定要切断驱动电力供给的其他伺服马达的信息。即，在某一伺服马达发生了异常的情况下，也可以在切断该伺服马达的同时切断向指定的其他伺服马达的驱动电力的供给，其中，上述指定的其他伺服马达是预先通过设定信息指定的伺服马达。
该设定信息还包括与上位控制器5进行通信的通信种类、内容，例如，包括判断是否为遵照特定的通信协议的通信，以及判断是否为利用多根信号线的ON/OFF(接通/断开)信号等的信息。
监视控制输入用于切换监视功能的有效/无效的输入，用于切换是否对根据设定信息所设定的监视项目进行监视的输入。关于该监视控制输入，可以设为能够按照监视项目来设定有效/无效，也可以设为能够一并设定。
作为该监视控制输入，能够使用来自各种安全传感器(safety sensor)例如安全光幕(Safety light curtains)、安全门开关、安全地毯(safety mat)的输入，例如，能够通过安全光幕来检测操作员侵入到由伺服马达2驱动的机械装置的周围的检测区域，从而使监视功能有效，例如，开始监视伺服马达的旋转速度是否为低速的界限速度以下，或者当打开门并且操作员在上述机械装置周围进行调整或维护时，将来自用于检测上述门开放的安全门开关的输入作为监视控制输入，从而使监视功能有效，并开始监视伺服马达的旋转速度是否为低速的界限速度以下。
此外，也可以不将来自安全传感器的输入用作为监视控制输入，而对没个监视项目设定监视功能的有效/无效，例如，通过控制面板的设定开关来设定有效/无效，并将来自设定开关的输入用作为监视控制输入。
在该安全控制设备6中，基于来自编码器3的输出信息，监视因监视控制输入而有效的监视项目，例如进行伺服马达2的旋转速度的监视，当超过所设定的界限值时，判断为发生了异常，向接触器7输出用于禁止机械装置工作的危险方面的安全输出信息来断开接点，从而切断向伺服马达2的驱动电流，使伺服马达2停止。
另外，不论异常的监视结果如何，安全控制设备6当接受到来自紧急停止开关等的紧急停止输入时，都向接触器7输出危险方面的安全输出信息，断开接触器7的接点，从而切断向伺服马达2的通电，使伺服马达2停止。当切断了向伺服马达2的驱动电流时，安全控制设备6将该情况作为动作信息反馈给上位控制器5。由此，上位控制器5能够识别伺服马达2因紧急停止输入或发生异常而被停止。从安全控制设备6向上位控制器5反馈的动作信息也可以包括表示是否有紧急停止输入的信息、表示是否有监视控制输入的信息，即表示是否正在进行监视的信息。而且，向上位控制器5反馈的动作信息也可以包括用于监视安全控制设备6的内部功能异常的、基于后述安全监视部的监视结果的信息。
该安全控制设备6内置有CPU，该安全控制设备6具有图2所示的功能。
如图2所示，安全控制设备6具有：安全输入部8，其接受来自外部的紧急停止输入；监视控制输入部9，其接受用于切换监视功能的有效/无效的监视控制输入；传感器输入部10，其接受编码器3的输出信息；设定输入部11，其接受输入设定，所述输入设定用于输入包含监视内容的设定信息。
安全输入部8接受来自紧急停止开关等的紧急停止输入；监视控制输入部9例如接受来自安全光幕等安全传感器的输入。
传感器输入部10例如通过专用的配件(attachment)19来分路接收编码器3的输出信息。在如后所述那样具有多台伺服马达的系统中，该传感器输入部10接受与各伺服马达对应的编码器的输出信息，另外，在如后所述那样对于一台伺服马达安装了追加的编码器的情况下，还接受追加的编码器的输出信息。
在该实施方式中，传感器输入部10从输出为多路的编码器3接受A相信号、B相信号、反转A相信号以及反转B相信号这四种信号。
对于设定输入部11，设定输入上述设定信息，该设定信息包含应监视的项目、成为判断是否发生了异常的基准的界限值等。
针对输入到传感器输入部10的编码器3的输出信息，由传感器输入运算部12进行整形，并计算编码器信号的周期和位置。
监视判定部13基于监视控制输入部9、传感器输入部10以及设定输入部11的输入，进行监视，从而判断是否发生了异常，或者不进行监视。即，当根据监视控制输入部9的监视控制输入而使监视有效时，监视判定部13对通过设定输入部11设定输入的监视内容进行监视，判断是否发生了异常。另外，当根据监视控制输入部9的监视控制输入而使监视无效时，监视判定部13不进行监视，因此，不判断是否发生了异常。
当根据监视控制输入部9的监视控制输入而使监视有效时，监视判定部13基于来自传感器输入部10的编码器3的输出信息，针对通过设定输入部11设定输入的应监视的项目判断是否发生了异常。例如，在监视项目为伺服马达2的旋转速度的情况下，基于来自编码器3的输出信息来进行判断，当伺服马达2的旋转速度超过所设定的界限速度时，判断为发生了异常，当伺服马达2的旋转速度为所设定的界限速度以下时，判断为正常。
另外，在监视判定部13中，还判断编码器3的输出本身是否正常。即，如上所述，编码器3的输出包括A相信号、B相信号以及反转A相信号、反转B信号这四种信号，监视判定部13判断A相信号和B相信号是否分别对应于反转A相信号和反转B相信号，在不对应时，判断为编码器3的输出异常。
在该监视判定部13中，在如后所述那样具有多台伺服马达的系统中，对每个伺服马达判断是否发生了异常，并且对每个编码器判断输出是否发生了异常。
输出控制部14基于安全输入部8、监视内部功能的异常的安全监视部17以及监视判定部13的各输出信息，对输出安全输出信息的安全输出部15以及输出监视器输出的监视器输出部16进行控制。在具有多台伺服马达的系统中，该输出控制部14以与各个伺服马达分别对应的方式，对输出多个安全输出信息的安全输出部15以及输出多个监视器输出信息的监视器输出部16进行控制。
安全监视部17自行判断内部的各功能是否发生了异常，例如，监视CPU的时钟、各构件的电压、内部存储器等。
当安全输入部8接受到紧急停止输入时，输出控制部14对于安全输出部15以及监视器输出部16，与监视判定部13的判定结果无关地将安全输出信息以及监视器输出信息控制为禁止机械装置工作的危险方面。另外，当基于安全监视部17的监视结果来检测到内部功能的异常时，输出控制部14对于安全输出部15以及监视器输出部16，与监视判定部13的判断结果无关地将安全输出信息以及监视器输出信息控制为禁止机械装置工作的危险方面。
在该实施方式中，如后所述，在通过紧急停止输入以及安全监视部17而检测到内部功能的异常时将安全输出信息控制为危险方面的处理为常驻处理。
另外，当没有来自安全输入部8的紧急停止输入，而且安全监视部17未检测出内部功能的异常时，输出控制部14根据监视判定部13的判断结果对安全输出信息以及监视器输出信息进行控制。具体而言，当监视判定部13判断为异常时，将安全输出信息以及监视器输出信息控制为禁止机械装置工作的危险方面；当判断为正常时，将安全输出信息以及监视器输出信息控制为许可机械装置工作的安全方面。此外，在未进行监视时，将安全输出信息以及监视器输出信息控制为许可机械装置工作的安全方面。
安全输出部15按照输出控制部14的控制，将禁止机械装置工作的危险方面的安全输出信息提供给接触器7以断开接点，从而切断向伺服马达2的驱动电流，使伺服马达2停止，或者，将许可机械装置工作的安全方面的安全输出信息提供给接触器7以闭合接点，从而向伺服马达2供给驱动电流。
监视器输出部16例如向表示灯等提供监视器输出信息，点亮显示切断了向伺服马达2的驱动电流。
上位设备连接部18将内部的动作信息作为反馈信号传输给上位控制器5，其中，上述内部的动作信息表示是否切断了向伺服马达2的驱动电流。
图3是用于说明本发明实施方式的初始设定时的动作的流程图。
首先，进行各种动作设定。具体而言，将监视的内容、监视的内容中所需的参数、监视的内容和输出控制之间的关联等作为设定信息来进行设定输入，并且对于上位控制器5进行通信数据、通信方法等的通信设定(步骤n100)。然后，对上位控制器5发送设定内容，结束处理(步骤n101)。
图4是用于说明本发明实施方式的运用时的动作的流程图。
首先，进行安全常驻处理(步骤n200)，在该安全常驻处理中，判断是否有紧急停止输入以及判断内部功能是否异常。如图5所示，该安全常驻处理判断是否检测出该安全控制设备6的内部功能的异常(步骤n200-1)，当检测出异常时，向接触器7输出与禁止机械装置工作的危险方面对应的安全输出信息，以断开接触器7的接点，从而切断向伺服马达2的通电(步骤n200-2)，设置表示切断了向伺服马达2的通电的通信信息并结束处理(步骤n200-3)。在步骤n200-1中，当未检测出安全控制设备6的内部功能的异常时，判断是否有紧急停止输入，即，判断是否有紧急停止操作(步骤n200-4)，当没有紧急停止操作时，结束处理。在步骤n200-4中，当有紧急停止操作时，设置表示有紧急停止操作的通信信息(步骤n200-5)，并转移至步骤n200-2，切断向伺服马达2的通电。
再次参照图4，判断是否通过上述安全常驻处理切断了向伺服马达2的通电(步骤n201)，在已被切断时，转移至步骤n204，向上位控制器5发送在上述步骤n200-3或步骤n200-5中设置的信息以及表示当前的控制是不进行监视的普通控制还是监视控制的信息，并结束处理。
在步骤n201中，当判断为向伺服马达2的通电未被切断时，判断是否有使监视有效的监视控制输入(步骤n202)，当没有使监视有效的监视控制输入时，转移至不进行监视的普通控制(步骤n203)。如图6所示，在该普通控制中，继续向接触器7输出与许可机械装置工作的安全方面对应的安全输出信息，继续向伺服马达2通电，并结束处理(步骤n203-1)，转移至图4的步骤n204。
在图4的步骤n202中，当有使监视有效的监视控制输入时，转移至监视控制(步骤n205)。如图7所示，在该监视控制中，判断是否为监视容许值以内，例如，判断伺服马达2的旋转速度是否为界限速度以下(步骤n205-1)，当是监视容许值以内时，继续向接触器7输出与安全方面对应的安全输出信息，继续向伺服马达2通电，并结束处理(步骤n205-2)。
在步骤n205-1中，当不是监视容许值以内时，例如，当伺服马达2的旋转速度超过界限速度时，对接触器7输出与危险方面对应的安全输出信息，以断开接点，从而切断向伺服马达2的通电(步骤n205-3)，然后设置出错原因或对象等通信信息，并结束处理(步骤n205-4)，转移至图4的步骤n204，向上位控制器5发送所设置的信息以及表示当前的控制是普通控制还是监视控制的信息，并结束处理。
如上所述，通过将安全控制设备6追加到伺服系统中，根据设定来监视是否发生了异常，当发生了异常时，断开接触器7的接点，从而切断向伺服马达2供给驱动电力，使伺服马达2停止，因此能够确保伺服系统的安全。
而且，无需为了确保安全而将伺服系统整体更换为具有安全功能的系统，因此，能够以低成本确保安全，而且能够有效地利用专用(customize)的已有的伺服系统。
(其他实施方式)
在上述实施方式中，应用控制一台伺服马达2的系统来进行了说明，但是本发明同样能够适用于例如图8所示那样控制多台伺服马达2-1、2-2的系统。
图8的伺服系统具有：2台伺服马达2-1、2-2，分别直接连结于各伺服马达2-1、2-2的轴的编码器3-1、3-2，分别控制各伺服马达2-1、2-2的动作的伺服放大器4-1、4-2，对各伺服放大器4-1、4-2输出位置指令信息并且从各伺服放大器4-1、4-2接收反馈信息的可编程序控制器(PLC)等上位控制器5-1；还具有本发明的安全控制设备6。
该实施方式的安全控制设备6也与上述实施方式同样地接受来自外部的紧急停止开关等的紧急停止输入、监视是否发生了异常的监视项目和为了判断是否发生了异常所需的参数等各种设定信息、以及将监视设定为有效/无效的监视控制输入。
在设定信息中，按照每个伺服马达2-1、2-2，包括应监视的项目、成为判断是否发生了异常的判断基准的参数等。根据该设定信息，还能够进行如下处理，即，例如，当一个伺服马达2-1发生了异常时，切断向该伺服马达2-1的驱动电流，并且切断向另一伺服马达2-2的驱动电流。
能够对每个伺服马达2-1、2-2提供使监视有效或无效的监视控制输入。
在该实施方式中，安全控制设备6基于分别与各伺服马达2-1、2-2对应的各编码器3-1、3-2的输出信息，对于每个伺服马达2-1、2-2，监视是否发生了异常，并输出用于控制各接触器7-1、7-2的接点的开闭的安全输出信息。其他结构与上述实施方式相同。
上述各实施方式的编码器3、3-1、3-2是输出为多路的增量型编码器，但是，如图9所示，当编码器为输出不是多路的增量型编码器或者绝对型编码器(absolute encoder)3-3的情况下，只要与伺服马达2同轴地追加要追加的增量型编码器或绝对型编码器3-4，基于两个编码器3-3、3-4的输出信息检测是否发生了异常即可。
产业上的可利用性
本发明在确保伺服系统的安全时有用。