特開2016-193473IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

産業用機械等を駆動制御する駆動制御装置およびその駆動制御装置を含む安全制御システム

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】 工場や港湾等において、産業用機械の処理能力の低下を抑えつつ、産業用機械に起因する危険の発生を未然に回避し、安全を維持するための技術的手段を提供する。
【解決手段】 アクチュエータ50−kは、危険源である産業用機械を動作させる装置である。危険源と保護対象である人体との距離が閾値以内になったことを安全センサ60が検出すると、安全コントローラ20は、危険源に危険回避のための安全動作を行わせる。安全空間監視装置10は、監視対象エリア内を監視し、危険源および人体の所在を示す空間情報を生成してコントローラ30へ送信する。コントローラ30は、空間情報に基づいて危険源と人体との距離を監視し、危険源と人体との距離の閾値への接近に応じて、危険源に危険回避動作を行わせる。
【選択図】図1

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

ところで、上述した従来の安全制御システムでは、安全動作が起動される危険源と保護対象との距離の閾値を十分に大きな値に設定し、危険源から十分離れた位置に安全境界を設けていた。これは、危険源と保護対象との接近を早期に検出して、安全動作を早期に開始させ、危険を未然にかつ確実に回避するためである。しかし、このような安全制御システムでは、危険源から安全境界までの距離(すなわち、閾値)が長く、安全境界内のエリアが広いため、人体が安全境界内へ頻繁に侵入し、安全動作が頻発する虞がある。 ここで、安全動作により産業用機械が非常停止すると、危険は回避されるものの、産業用機械が非常停止した分だけ稼働率(=稼働時間/全運転時間)が低下し、その結果、産業用機械の単位時間当たりの処理能力(スループット)が低下する。そして、安全境界内のエリアを広くした場合には、産業用機械の非常停止が頻繁に行われるため、産業用機械の単位時間当たりの処理能力、稼働率の低下は、著しいものとなる。 本発明は以上に説明した課題に鑑みて為されたものであり、産業用機械の処理能力の低下、稼働率の低下を抑えつつ、産業用機械に起因する危険の発生を未然に回避し、安全を維持するための技術的手段を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

課題を解決するために本発明による安全制御システムは、安全動作制御手段と空間情報出力手段と駆動制御装置とを有している。安全動作制御手段は、危険源と保護対象との距離が閾値以下になった場合に前記危険源に危険回避のための安全動作を行わせる。空間情報出力手段は、前記危険源および前記保護対象の所在を示す空間情報を生成する。駆動制御装置は、前記空間情報に基づいて前記危険源と前記保護対象との距離を監視し・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明によれば、産業用機械の処理能力の低下、稼働率の低下を抑えつつ、産業用機械に起因する危険の発生を未然に回避し、安全を維持することができる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】本発明の第1実施形態である安全制御システム1の構成を示すブロック図である。

【図2】同安全制御システム1の各構成要素の機能を示す図である。

【図3】同安全制御システム1における安全信号の構成例を示す図である。

【図4】同安全制御システム1における安全機能の内容を示す図である。

【図5】同安全制御システム1の安全空間監視装置10が出力する空間情報の内容を例示する図である。

【図6】同安全制御システム1の安全空間監視装置10内の故障個所と異常検出部13が行う故障検出方法を例示する図である。

【図7】同安全制御システム1における安全距離に対するアクチュエータ50−kの速度を示す図である。

【図8】監視対象エリアにおける作業者の移動に伴う安全距離の変化を示した図である。

【図9】同安全制御システム1のコントローラ30の構成を示すブロック図である。

【図10】同安全制御システム1の安全バス70を介して伝送されるデータの内容を例示する図である。

【図11】同安全制御システム1における各装置の動作の流れを示すフローチャートである。

【図12】クレーンの移動に従って移動する吊り荷の移動経路の途中に人体が侵入した場合の吊り荷および人体を側面から見た図である。

【図13】図12における吊り荷および人体を天井から見た図である。

【図14】空間情報が所定の条件を満たした場合に決定される危険回避動作のパターンを例示する図である。

【図15】危険源に実行させるべき危険回避動作が「安全停止」である場合の安全距離に対する吊り荷の移動速度を示した図である。

【図16】危険源に実行させるべき危険回避動作が「移動速度制限」である場合の安全距離に対する吊り荷の移動速度を示した図である。

【図17】危険源に実行させるべき危険回避動作が「移動速度制限」である場合の吊り荷の移動速度の時間変化を示した図である。

【図18】危険源に実行させるべき危険回避動作が「安全距離の保持」である場合の安全距離に対する吊り荷の移動速度を示した図である。

【図19】図18における安全距離の時間変化を示した図である。

【図20】「移動速度制限」と「安全距離の保持」とを組み合わせた危険回避動作を危険源に行わせた場合の安全距離に対する吊り荷の移動速度を示す図である。

【図21】危険源である多関節ロボットと人体(例えば作業者)とを示す図である。

【図22】本発明の第3本実施形態における危険回避動作のパターンを例示する図である。

【図23】この発明の第4実施形態による安全制御システム1Aの構成を示すブロック図である。

【図24】同安全制御システム1Aの各構成要素の機能を示す図である。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

1,1A…安全制御システム、10,10A…安全空間監視装置、11…撮像機器、12…画像処理装置、13…異常検出部、14,14A…安全信号出力部、15…外部通信I/F装置、20,20A…安全コントローラ、30…コントローラ、40−k…安全ドライブ機器、50−k…アクチュエータ、60,60A…安全センサ、70…安全バス、75…安全ワイヤ。

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