(57)【要約】【課題】壁状のエリアセンサーを通過しない進入者や進入物は感知することができず、その状態で作業用ロボットが作動してしまい事故となる危険性を有していた。【解決手段】外部から区分けされた一定の作業エリアＥの全部を監視可能な撮影機１０と、撮影機１０と接続する画像処理装置１１と、画像処理装置１１と接続する治具制御盤９、治具制御盤９と接続するロボット制御盤８とを有し、撮影機１０により全ての作業エリアＥを撮影してその作業エリアＥの画像を画像処理装置１１に送り、作業者２がワークセットエリア内で治具にワークセットを行う場合、作業用ロボットを停止させるとともに、作業用ロボット５が稼働中は、作業エリアＥ内に進入物を画像処理装置が認識した場合、作業エリアＥ内の全ての電源遮断、作業用ロボット５の非常停止させる画像認識装置を使用した安全監視システムによる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業者が治具にワークセット作業を行うワークセットエリアと作業用ロボットが稼働可能なロボットエリアとの２つの作業エリアを含み外部から区分けされた一定の作業エリアの全部を監視可能な撮影機と、撮影機と接続する画像処理装置と、画像処理装置と接続する治具制御盤、治具制御盤と接続するロボット制御盤とを有し、
撮影機により全ての作業エリアの設備全体を撮影してその作業エリアの設備全体の画像を画像処理装置に送り、
画像処理装置において作業者の位置、作業用ロボットの位置、ワークの位置を監視し、
作業者がワークセットエリア内で治具にワークセットを行う場合、作業用ロボットを停止させるとともに、ワークセットエリア内に他の進入物がないことを常時監視し、
作業用ロボットが稼働中は、外部から区分けされた作業エリア内に作業者や他の進入物がないことを常時監視し、
作業エリア内に設定されていない進入物を画像処理装置が認識した場合、治具制御盤を介して治具の動作の停止、電源遮断、及び治具制御盤からロボット制御盤を介して作業用ロボットの非常停止を含み、作業エリア内の全ての動力を停止させることを特徴とする画像認識装置を使用した安全監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車製造工場などの組立工程等において、作業用ロボットと作業者が一定の作業エリア内で作業、稼働を行う工程において、画像認識装置を使用して一定の区分けされたエリア内を監視する安全監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の製造工場において、安全柵などに囲まれて外部と区分けされたエリアで作業用ロボットと作業者が共通の場所で作業したり稼働したりする作業エリアがある。
【０００３】
このような作業エリアでは、作業者がワークセット作業を行っている場合、安全のためかならず作業用ロボットを停止させる状態としておき、また作業用ロボットが稼働中は、その作業エリア内に作業者や他の進入物が進入しないようにさせるシステムが必要であった。
【０００４】
従来、このような作業エリアの安全装置としては、図４に示す平面説明図のように安全柵Ｈに囲まれた作業エリアＥのうち、作業者Ｐがワークセット作業をしワークＷを治具Ｔにセットする作業エリアＥ２と、作業用ロボットＲがセットされている作業エリアＥ１との間に光電管からなるエリアセンサーＳ１を上下に壁状に設置し、安全柵Ｈの作業口ＷＷに設けられ、ワークセット作業を行う作業エリアＥ２と外方の作業者Ｐが居るエリアＥ３との間に光電管からなるエリアセンサーＳ２を上下に壁状に設置している（従来技術１）。
【０００５】
そして従来技術１の場合、作業者Ｐが作業エリアＥ２において治具ＴにワークＷをセット作業や取り外し作業を行っている場合、エリアセンサーＳ１が作動しており、作業用ロボットＲがエリアセンサーＳ１に感知される動きをした場合、エリアセンサーＳ１からの送信によって作業用ロボットＲを緊急停止させ作業用ロボットＲが作業エリアＥ２へ進入することを防いでいた。
【０００６】
また、作業用ロボットＲが、作業エリアＥ１及びＥ２でワークＷに対して作業している場合、作業エリアＥ２と作業者Ｐが位置するエリアＥ３との間の安全柵Ｈの作業口ＷＷにあるエリアセンサーＳ２が作動し、作業者ＰがエリアセンサーＳ２に感知されるような動きをした場合、エリアセンサーＳ２からの送信によって作業用ロボットＲの稼働を緊急停止させる。
【０００７】
更に、特開平６−１２６６８５号公報（従来技術２）に「侵入物の色彩・明度や周囲の照度の変化等に影響されることなく、常に確実に侵入物を検知することができる侵入物検知装置を提供する」発明で、その構成は、「侵入物検知装置２において、自動ロボット３０の周囲の安全柵１６で囲繞された領域がロボット動作領域２６と監視領域２２とに分けられ、監視領域２２の床面２０は最小の侵入物Ｓよりも小さい間隔の白黒の縞模様２４に塗装されている。このため、監視領域２２内に侵入物Ｓが存在すると、侵入物Ｓの色彩・明度や周囲の照度の変化等に影響されることなく、常にテレビカメラ１０で撮像された映像において白黒パターン２４が乱される。この結果、画像処理ユニット５０で処理されて得られる所定領域２２の画像データは元の正常な白黒パターン２４の画像データとは異なるものとなり、画像処理ユニット５０内のＣＰＵ等からなる判定手段によって、侵入物が存在するものと判定される」という発明の開示がある。
【特許文献１】特開平６−１２６６８５号公報（従来技術２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来技術１のような作業エリアＥ１とＥ２との間に壁状に区切る形でエリアセンサーＳ１と、作業エリアＥ２と安全柵外のエリアＥ３との間に壁状に区切る形でエリアセンサーＳ２とによって進入者や進入物を検知する装置であると、作業エリアＥ２で作業者が作業中は、エリアセンサーＳ１を通る進入物は感知され、また作業エリアＥ１で作業用ロボットＲが稼働中は、エリアセンサーＳ２からの進入者や進入物は感知される。しかしこの２つの面状のエリアセンサーＳ１とＳ２とを通過しない進入者や進入物がある場合、例えば図４の裏の出入り口ＥＸから作業者がエリアＥ１内に入った場合、あるいは既に入って居た場合には、エリアセンサーＳ１にも、Ｓ２にも感知されないため、作業用ロボットＲが稼働してしまい事故となる危険性を有していた。
【０００９】
更に、従来技術１の安全装置であると、ワークＷが治具Ｔに正しくセットされているか否かの確認機能がなかった。
【００１０】
また従来技術２の「侵入物検知装置」では、床面に塗装された縞模様が必要であり、縞模様の間隔に侵入物の形状が限定される課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、作業者が治具にワークセット作業を行うワークセットエリアと、作業用ロボットが稼働可能なロボットエリアとの２つの作業エリアを含み外部から区分けされた一定の作業エリアの全部を監視可能な撮影機と、撮影機と接続する画像処理装置と、画像処理装置と接続する治具制御盤、治具制御盤と接続するロボット制御盤とを有し、
撮影機により全ての作業エリアの設備全体を撮影してその作業エリアの設備全体の画像を画像処理装置に送り、
画像処理装置において作業者の位置、作業用ロボットの位置、ワークの位置を監視し、
作業者がワークセットエリア内で治具にワークセットを行う場合、作業用ロボットを停止させるとともに、ワークセットエリア内に他の進入物がないことを常時監視し、
作業用ロボットが稼働中は、外部から区分けされた作業エリア内に作業者や他の進入物がないことを常時監視し、
作業エリア内に設定されていない進入物を画像処理装置が認識した場合、治具制御盤を介して治具の動作の停止、電源遮断、及び治具制御盤からロボット制御盤を介して作業用ロボットの非常停止を含み、作業エリア内の全ての動力を停止させることを特徴とする画像認識装置を使用した安全監視システムを提案する。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、作業者が治具にワークセット作業を行うワークセットエリアと、作業用ロボットが作業を行うロボットエリアとの２つの作業エリアの全てを監視可能な撮影機と、撮影機と接続する画像処理装置によって安全柵などによって区分けされた作業エリア内の全ての状況を経時的に常時確認することができるため、非常に安全確保が確実になった。
【００１３】
例えば、作業者がワークセットエリアやロボットエリア内に入り込んだ場合は、作業用ロボットが稼働しないように設定され、また、作業用ロボットが稼働中は、外部から区分けされた作業エリア内に作業者や他の進入物の映像を得た場合は作業用ロボット他の装置も緊急停止させるため、従来に比べ非常に安全になった。
【００１４】
また、作業エリア内のワークセット状態も画像処理できるため、ワークが治具にずれてセットされた場合、その映像により作業用ロボットを停止させ、作業者に知らせることができる。
【００１５】
更に、この発明によれば、従来技術２のように床面に縞模様を塗装して形成する必要が無く、また侵入物の大きさが縞模様の間隔に限定されない効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
この発明の実施形態である画像認識装置を使用した安全監視システムについて外部から区分けされた一定の作業エリアの平面説明図を示す図１及び図２、同じく作業エリアの正面及び各装置の接続を示す正面説明図である図３に基づいて説明する。
【００１７】
この発明の実施形態である画像認識装置を使用した安全監視システムは、安全柵１などの壁状体によって外部から区分けされた一定の作業エリアＥ内で作業の安全を確保するためのシステムであり、作業エリアＥは、安全柵１内に作業者２が治具３にワーク４をセットする作業を行うワークセットエリアＥ２と、作業用ロボット５が稼働可能なロボットエリアＥ１との２つの作業エリアを有している。
【００１８】
ワークセットエリアＥ２側の安全柵１には、作業者２がワークセット作業を行うための第１作業口６が開口しており、その対向面には開閉可能な第２作業口７を設けている。
【００１９】
安全柵１の外方で第２作業口７の近傍にロボット制御盤８が設置され、ロボット制御盤８は、治具制御盤９に接続している。
【００２０】
安全柵１で囲まれた作業エリアＥ内の全部を監視可能な撮影機１０をこの実施形態では作業エリアＥのほぼ中央真上に設置する。撮影機１０の設置位置の他の実施形態としては、安全柵１で囲まれた作業エリアＥ内の全部を監視可能であれば斜め上方のような位置でもよい。
【００２１】
撮影機１０は、ビデオカメラやＴＶカメラのように経時的な映像を連続して撮影可能な撮影機であればよい。撮影機１０は画像処理装置１１に接続しており、画像処理装置１１は治具制御盤１２に接続しており、治具制御盤１２は、ロボット制御盤７に接続している。
【００２２】
次にこの発明の実施形態の画像認識装置を使用した安全監視システムの作動について説明する。撮影機１０により撮影される画像処理装置１１に送信される全ての作業エリアＥの画像は、予めコンピュータープログラムによって危険及び安全となる状態を画像によって決定しており、危険とされる画像が画像処理装置１１に送信されてきた場合、治具制御盤１２を介してロボット制御盤７に送信し、作業用ロボット５の作動を停止させる。
【００２３】
システム全体の駆動スイッチをＯＮにすると撮影機９は、作業エリアＥの全ての設備全体を撮影してその画像を画像処理装置１１に送信する。
【００２４】
画像処理装置１１は、送信されてきた画像によって作業者２の位置、作業用ロボット５の位置、ワーク４のセット状態などを監視し、危険とされる画像が画像処理装置１１に送信されてきた場合、治具制御盤９を介してロボット制御盤８に送信し、作業用ロボット５の作動を停止させる。また、撮影機又は画像処理装置に不具合が生じた場合、システムは全停止（非常停止）となる。
【００２５】
例えば作業者２がワークセットエリアＥ２内で治具３にワーク４をセットしようとする場合、作業用ロボット５を停止させるとともに、ワークセットエリアＥ２内に他の進入物がないことを常時監視している。また、作業用ロボット５がロボットエリアＥ１とワークセットエリアＥ２で稼働中は、外部から区分けされた作業エリアＥ内に作業者２や他の進入物がないことを常時監視しており、作業エリアＥ内に設定されていない進入物を画像処理装置１１が認識した場合、治具制御盤９を介して治具の動作の停止、電源遮断、及び治具制御盤９からロボット制御盤８を介して作業用ロボット５の非常停止を含み、作業エリア内の全ての動力を停止させる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
この発明は、自動車製造工場などにおいて作業用ロボットと作業者が一定の作業エリア内で作業、稼働を行う工程において、画像認識装置を使用して安全柵などで外部と区分けされた一定の作業エリア内を監視する安全監視システムに利用される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の実施形態である画像認識装置を使用した安全監視システムについて外部から区分けされた一定の作業エリアの平面説明図であり、ワークが正常設置された状態を示す。
【図２】この発明の実施形態である画像認識装置を使用した安全監視システムについて外部から区分けされた一定の作業エリアの平面説明図であり、ワークが異常設置（ズレ発生）された状態を示す。
【図３】同じく作業エリアの正面及び各装置の接続を示す正面説明図
【図４】従来技術を示し光電管を利用した安全監視システムであり、外部から区分けされた一定の作業エリアの平面説明図
【符号の説明】
【００２８】
１  安全柵
２  作業者
３  治具
４  ワーク
５  作業用ロボット
６  第１作業口
７  第２作業口
８  ロボット制御盤
９  治具制御盤
１０  撮影機
１１  画像処理装置
【図１】
2010046735.tif 000003
【図２】
2010046735.tif 000004
【図３】
2010046735.tif 000005
【図４】
2010046735.tif 000006