(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業者の安全性を確保するために機械の動作を自動規制する機械規制装置であって、
対象物の通過を検出する複数の検出器を床面に対し縦方向に配置し、少なくとも前記機械の動作可能な最大の範囲よりも狭い第１の所定範囲内からの前記機械の進出を検出するための第１の物体センサと、
対象物の通過を検出する複数の検出器を床面に対し縦方向に配置し、少なくとも前記第１の所定範囲を含む第２の所定範囲内への前記作業者の進入を検出するための第２の物体センサと、
被加工物を移送する移送手段を駆動するモータの回転角を検出する回転角センサと、
被加工物が通過する位置と、被加工物が通過する位置における被加工物の形状に基づいて第１の物体センサおよび第２の物体センサを構成する複数の検出器のうちでオンする検出器との関係を記憶し、被加工物の位置が与えられるとオンする検出器が導き出される記憶部と、
第１の物体センサおよび第２の物体センサを構成する複数の検出器の少なくとも１つによって対象物の通過が検出されると、回転角センサからの回転角信号に基づいて被加工物の位置を算出し、算出された被加工物の位置に基づいて検出器が通過を検出した対象物が被加工物であるか否かを判定する手段と、
検出器が通過を検出した対象物が被加工物であると判定した場合に、算出された被加工物の位置を与えて記憶部から被加工物の形状に基づいてオンする検出器を導き出し、導き出された検出器を無効にする検出無効手段と、
無効にされない残存検出器によってさらに対象物の通過を検出することで、前記機械の動作を自動規制する機械規制手段と、
を備える機械規制装置。
【請求項２】
前記第１の所定範囲は、前記機械による作業が予定されている範囲である請求項１記載の機械規制装置。
【請求項３】
前記第２の所定範囲は、前記第１の所定範囲に、少なくとも前記機械の動作規制が指示されてから該機械の動作規制が行われるまでの該機械の空走距離を付加した範囲である請求項１または２記載の機械規制装置。
【請求項４】
作業者の安全性を確保するために機械の動作を自動規制する機械規制装置であって、
対象物の通過を検出する複数の検出器が床面に対し縦方向に配置された物体センサと、
被加工物を移送する移送手段を駆動するモータの回転角から被加工物の位置を求める位置算出手段と、
被加工物の位置と、その位置における被加工物の形状に基づいて複数の検出器の中でオンする検出器との関係とを記憶する記憶部と、
複数の検出器の少なくとも１つによって対象物の通過が検出されると、位置算出手段によって被加工物の位置を算出し、算出された被加工物の位置に基づいて検出器が通過を検出した対象物が被加工物であるか否かを判定する手段と、
検出器が通過を検出した対象物が被加工物であると判定した場合に、算出された被加工物の位置を与えて記憶部から被加工物の形状に基づいてオンする検出器を導き出し、導き出された検出器を無効にする検出無効手段と、
無効にされない残存検出器によってさらに対象物の通過を検出することで、前記機械の動作を自動規制する機械規制手段と、
を備える機械規制装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械規制装置に関し、詳しくは、作業者の安全性を確保するために機械の動作を自動規制する機械規制装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の機械規制装置としては、作業者が手作業により作業する手作業工程と機械が作業する機械作業工程とを安全に隔離するために手作業工程と機械作業工程との間に光電管を設置したものが提案されている。この装置では、光電管が作業者の機械作業工程への進入を検出したとき、機械を非常停止させることで作業者の安全を確保している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした機械規制装置では、非常時に備えて機械が実際に作業する範囲である作業範囲を超えて機械が動作可能な最大の範囲である最大動作可能範囲からさらに所定間隔離れた位置に光電管を設置するため、工程ラインが長くなり、工程ラインの設置に広いスペースを確保しなければならない。
【０００４】
本発明の機械規制装置は、作業者の安全性を確保しつつ工程ラインを短縮し、設備をコンパクトにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の機械規制装置は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の機械規制装置は、
作業者の安全性を確保するために機械の動作を自動規制する機械規制装置であって、
対象物の通過を検出する複数の検出器を床面に対し縦方向に配置し、少なくとも前記機械の動作可能な最大の範囲よりも狭い第１の所定範囲内からの前記機械の進出を検出するための第１の物体センサと、対象物の通過を検出する複数の検出器を床面に対し縦方向に配置し、少なくとも前記第１の所定範囲を含む第２の所定範囲内への前記作業者の進入を検出するための第２の物体センサと、被加工物を移送する移送手段を駆動するモータの回転角を検出する回転角センサと、被加工物が通過する位置と、被加工物が通過する位置における被加工物の形状に基づいて第１の物体センサおよび第２の物体センサを構成する複数の検出器のうちでオンする検出器との関係を記憶し、被加工物の位置が与えられるとオンする検出器が導き出される記憶部と、第１の物体センサおよび第２の物体センサを構成する複数の検出器の少なくとも１つによって対象物の通過が検出されると、回転角センサからの回転角信号に基づいて被加工物の位置を算出し、算出された被加工物の位置に基づいて検出器が通過を検出した対象物が被加工物であるか否かを判定する手段と、検出器が通過を検出した対象物が被加工物であると判定した場合に、算出された被加工物の位置を与えて記憶部から被加工物の形状に基づいてオンする検出器を導き出し、導き出された検出器を無効にする検出無効手段と、無効にされない残存検出器によってさらに対象物の通過を検出することで、前記機械の動作を自動規制する機械規制手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の機械規制装置では、機械規制指示手段が、少なくとも機械の動作可能な最大範囲よりも狭い第１の所定範囲内からの機械の進出を検出するための第１の物体センサおよび少なくとも第１の所定範囲を含む第２の所定範囲内への作業者の進入を検出するための第２の物体センサを有し、機械規制手段が、機械の動作を自動規制する。この本発明の機械規制装置によれば、機械の動作を機械の動作可能な最大範囲よりも狭い範囲内に規制するから、作業者の安全性を確保しつつ従来に比して工程ラインを短縮できる。この結果、設備をコンパクトにすることができる。
また、前記第１の物体センサおよび前記第２の物体センサは、対象物の通過を検出可能な縦方向に設置された複数の検出器であり、検出無効手段は、前記複数の検出器のうち前記被加工物の通過を検出すると、被加工物の形状に基づいてオンする検出器を導き出し、予め設定された検出器による検出を、該被加工物の通過のタイミングに合わせて無効とする。こうすれば、複数の検出器のうちで検出が無効とされていない検出器を用いて被加工物以外の対象物の通過を検出することができ、機械の動作を規制することができる。
【０００８】
こうした本発明の機械規制装置において、前記第１の所定範囲は、前記機械による作業が予定されている範囲であるものとすることもできる。こうすれば、工程ラインをより短縮でき、設備をよりコンパクトにすることができる。
【０００９】
また、本発明の機械規制装置において、前記第２の所定範囲は、前記第１の所定範囲に、少なくとも前記機械の動作規制が指示されてから該機械の動作規制が行われるまでの該機械の空走距離を付加した範囲であるものとすることもできる。こうすれば、作業者の安全性をより向上させることができる。
【００１０】
更に、本発明の機械規制装置は、作業者の安全性を確保するために機械の動作を自動規制する機械規制装置であって、対象物の通過を検出する複数の検出器が床面に対し縦方向に配置された物体センサと、被加工物を移送する移送手段を駆動するモータの回転角から被加工物の位置を求める位置算出手段と、被加工物の位置と、その位置における被加工物の形状に基づいて複数の検出器の中でオンする検出器との関係とを記憶する記憶部と、複数の検出器の少なくとも１つによって対象物の通過が検出されると、位置算出手段によって被加工物の位置を算出し、算出された被加工物の位置に基づいて検出器が通過を検出した対象物が被加工物であるか否かを判定する手段と、検出器が通過を検出した対象物が被加工物であると判定した場合に、算出された被加工物の位置を与えて記憶部から被加工物の形状に基づいてオンする検出器を導き出し、導き出された検出器を無効にする検出無効手段と、無効にされない残存検出器によってさらに対象物の通過を検出することで、前記機械の動作を自動規制する機械規制手段と、を備える。この態様の本発明の機械規制装置において、物体センサは、対象物の通過を検出可能な縦方向に設置された複数の検出器であり、検出無効手段は、前記複数の光電式センサのうち前記被加工物の通過を検出する予め設定された検出器による検出を該被加工物の通過のタイミングに合わせて無効とする。こうすれば、複数の検出器のうちで検出が無効とされていない検出器を用いて被加工物以外の対象物の通過を検出することができ、機械の動作を規制することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である機械規制装置２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の機械規制装置２０は、作業用ロボット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが動作可能な最大の範囲である最大動作範囲３８ａよりも狭い範囲として設定された作業範囲３８ｂの出入り口に設置され作業範囲３８ｂからの作業用ロボット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの一部（例えば、アームなど）のはみ出しによる通過を検出する第１エリアセンサ２４と、第１エリアセンサ２４に対して所定の間隔隔てて外側に設置され作業者の通過を検出する第２エリアセンサ２６と、装置全体をコントロールする制御装置４０とを備える。なお、作業範囲３８ｂは、作業用ロボット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄによる作業が予定されている範囲として予め設定されたものである。
【００１２】
第１エリアセンサ２４および第２エリアセンサ２６は、それぞれ発光器と受光器とを一対とした光電センサを所定の間隔（例えば、３０ｍｍ）で縦方向（床面に対して略鉛直方向）に複数配置されたものとして構成されており、受光器による受光の有無によって対象物（例えば、作業者や作業用ロボット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ、ワーク３４など）の通過を検出する。第１エリアセンサ２４と第２エリアセンサ２６との設置間隔は、作業用ロボット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄに対して動作停止を指示してから動作が停止されるまでの空走距離以上の間隔として設定されている。これは、作業用ロボット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの動作中に動作規制を行なっても慣性などの作用により空走することに基づくものである。
【００１３】
制御装置４０は、ＣＰＵ４２を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶したＲＯＭ４４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ４６と、入出力ポート（図示せず）とを備える。この制御装置４０には、第１エリアセンサ２４および第２エリアセンサ２６を構成する複数の光電センサの各々からのオンオフ信号、ワーク３４を積載した台車３２を移送するコンベア３０を駆動するモータ３６の回転角を検出する回転角センサ２８からの回転角信号などが入力ポートを介して入力されており、制御装置４０からは、作業用ロボット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄへの停止信号が出力ポートを介して出力されている。
【００１４】
こうして構成された実施例の機械規制装置２０の動作について説明する。図２は機械規制装置２０の制御装置４０により実行される機械規制処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、操作者の操作などにより作業用ロボット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが起動したときに実行される。
【００１５】
機械規制処理ルーチンが実行されると、制御装置４０のＣＰＵ４２は、まず、第１エリアセンサ２４および第２エリアセンサ２６を構成する複数の光電センサの各々からのオンオフ信号と回転角センサ２８からの回転角信号とを読み込み(ステップＳ１００）、この読み込んだオンオフ信号から第１エリアセンサ２４および第２エリアセンサ２６の少なくとも一方を対象物が通過したか否かを判定する(ステップＳ１０２）。この判定では、第１エリアセンサ２４および第２エリアセンサ２６を構成するすべての光電センサのうち少なくとも１つの光電センサの受光器が遮光しているとき、即ち少なくとも１つの光電センサがオン信号を出力しているときには対象物が通過したと判定し、いずれの受光器も遮光していないとき、即ちすべての光電センサがオフ信号を出力しているときには対象物が通過していないと判定する。対象物が通過していないと判定されたときには、ステップＳ１００に戻り、上記処理が繰り返される。
【００１６】
第１エリアセンサ２４および第２エリアセンサ２６の少なくとも一方を対象物が通過したと判定すると、回転角センサ２８からの回転角信号に基づいてワーク３４の位置を算出し(ステップＳ１０４）、この算出されたワーク３４の位置に基づいて第１エリアセンサ２４や第２エリアセンサ２６を通過した対象物がワーク３４であるか否かを判定する処理を行なう(ステップＳ１０６）。通過している対象物がワーク３４ではないと判定すると、作業者が作業範囲３８ｂに空走距離を加えた範囲に進入したか、作業用ロボット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄのアームなどが作業範囲３８ｂから進出したものと判断し、ステップＳ１１２で作業用ロボット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの動作を停止する停止信号を出力して(ステップＳ１１２）本ルーチンを終了する。これにより、作業用ロボット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの動作が停止される。
【００１７】
一方、第１エリアセンサ２４や第２エリアセンサ２６を通過している対象物がワーク３４であると判定されると、ワーク３４の通過によりその形状に沿ってオンする光電センサからのオン信号をキャンセルし(ステップＳ１０８）、ワーク３４以外に通過する対象物がないかを判定する処理を行なう(ステップＳ１１０）。ここで、オン信号をキャンセルする処理は、実施例では、ワーク３４が通過する位置と、ワーク３４が通過する位置によりその形状に基づいて第１エリアセンサ２４および第２エリアセンサ２６を構成する複数の光電センサのうちでオンする光電センサとの関係をマップとしてＲＯＭ４４に記憶しておき、ワーク３４の通過する位置が与えられると、マップに対応した光電センサが導出されるものとし、この導出された光電センサにより出力されたオン信号をオフ信号に書き換えるものとした。また、ワーク３４以外の対象物による通過の有無を判定する処理は、オン信号をキャンセルした後、オン信号を出力している光電センサが残存しているかどうかを判定する処理であり、残存しているときには、ワーク３４以外に通過する対象物が存在すると判定し、残存していないときには、ワーク３４以外に通過する対象物は存在しないと判定する。ワーク３４以外に通過する対象物が存在すると判定すると、ワーク３４の通過と共に作業者が進入しているか、あるいは、作業用ロボット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄのアーム等が進出しているものと判断し、作業用ロボット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄに対して非常停止を指示する停止信号を出力して(ステップＳ１１２）本ルーチンを終了する。一方、ワーク３４以外に通過する対象物が存在しないと判定すると、光電センサによるオン信号の出力は、ワーク３４の出入りによる正常な動作であると判断してステップＳ１００に戻り、上記処理が繰り返される。
【００１８】
以上説明した実施例の機械規制装置２０によれば、作業用ロボット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄのアーム等の動作を最大動作範囲３８ａよりも狭い作業範囲３８ｂに規制しつつ作業者の進入によって作業用ロボット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの動作を停止するから、作業者の安全を確保しつつ工程ラインをより短縮することができる。この結果、設備をよりコンパクトにすることができる。
【００１９】
また、実施例の機械規制装置２０によれば、ワーク３４が作業範囲３８ｂを出入りする際には第１エリアセンサ２４や第２エリアセンサ２６を構成する複数の光電センサによる検出をワーク３４の形状に沿って無効にするから、無効にされていない光電センサを用いて作業者の進入や作業用ロボット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄのアーム等の進出などを検出することができ、より安全性を向上させることができる。
【００２０】
実施例の機械規制装置２０では、第１エリアセンサ２４を作業範囲３８ｂの出入り口に設置するものとしたが、最大動作範囲３８ａよりも狭い範囲であれば作業範囲３８ｂよりも広い範囲を設定してこの範囲の出入り口に設置するものとしても構わない。
【００２１】
また、実施例の機械規制装置２０では、ワーク３４が作業範囲３８ｂへ出入りするとき、第１エリアセンサ２４および第２エリアセンサ２６を構成する複数の光電センサによる検出をワーク３４が通過する際の形状に沿って無効にするものとしたが、ワーク３４の出入りの間、第１エリアセンサ２４および第２エリアセンサ２６を構成する複数の光電センサによる検出をすべて無効とするものとしてもよく、ワーク３４の高さ以下の位置に設置された光電センサによる検出をワーク３４の出入りの間、一斉に無効とするものとしても構わない。
【００２２】
更に、実施例の機械規制装置２０では、第１エリアセンサ２４および第２エリアセンサ２６をそれぞれ複数の光電センサにより構成するものとしたが単一の光電センサにより構成するものとしても構わない。
【００２３】
また、実施例の機械規制装置２０では、第１エリアセンサ２４および第２エリアセンサ２６のいずれか一方を対象物が通過したとき、作業用ロボット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを停止させるものとしたが、作業用ロボット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを停止させずに予め設定された安全な位置へ移動させることにより作業用ロボット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの動作を規制するものとしてもよい。
【００２４】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明のこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例である機械規制装２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】  実施例の機械規制装置２０の制御装置４０により実行される機械規制処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２０  機械規制装置、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ  作業用ロボット、２４  第１エリアセンサ、２６  第２エリアセンサ、２８  回転角センサ、３０  コンベア、３２  台車、３４  ワーク、３６  モータ、３８ａ  最大動作範囲、３８ｂ  作業範囲、４０  制御装置、４２  ＣＰＵ、４４  ＲＯＭ、４６  ＲＡＭ。
【図１】
0003815195.tif 000002
【図２】
0003815195.tif 000003