JPH045879B2 - - Google Patents

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JPH045879B2
JPH045879B2 JP57090181A JP9018182A JPH045879B2 JP H045879 B2 JPH045879 B2 JP H045879B2 JP 57090181 A JP57090181 A JP 57090181A JP 9018182 A JP9018182 A JP 9018182A JP H045879 B2 JPH045879 B2 JP H045879B2
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JP
Japan
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bright band
image
press machine
light
dangerous area
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JP57090181A
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Masayuki Mishiro
Toshiaki Kondo
Yukio Tsucha
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Komatsu Ltd
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Komatsu Ltd
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  • Control Of Presses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプレス機械を使用する従業員の安全を
確保するためのプレス機械の安全監視装置に関す
る。
一般に、プレス加工をする場合、プレス機を使
用する作業員の安全を確保するため、プレス機の
ラムの上下動面を含みかつワークの搬送方向に広
がる空間を危険領域として設定し、この危険領域
に作業員の手、指等が侵入すると上記ラムの上下
動を停止させるようにしている。
第1図は、このような作業員の安全を確保する
ための装置の従来例を示すものである。同図にお
いて、プレス機1の下型(図示せず)を指示する
指示台(ボルスタ)2に付設された取付部材3お
よび4には、それぞれ投受光器5および反射器6
がその投受光面5aと反射面6aとが対向する態
様で取り付けられている。
上記投受光器5は、その投受光面5aに投光素
子と受光素子との組が複数縦列配列されており、
また上記反射器6の反射面6aは、該反射面6a
に入射された光を入射した方向に反射する材質で
形成されている。しかして、上記投受光器5の
各々の投光素子から投射された光は上記反射器6
で反射されて当該投光素子と組をなす受光素子に
より受光される。
該プレス機1のオペレータが上記下型にワーク
(図示せず)を取り付けた後にプレス機の操作盤
7の始動スイツチ8を押下すると、上型(図示せ
ず)が取り付けられたラム9が下降して上記ワー
クの下降が行なわれ、同時に上記投受光器5が作
動される。
かかる加工工程において、上記投受光器5から
投射された光と上記反射器6で反射された光とで
形成される光膜Sに物体(例えばオペレータの
手)が交叉し、上記受光素子のうちのいずれか
(1個あるいは複数個)が遮光されると、当該受
光素子による受光信号が得られなくなる。そこ
で、図示していない判断要素がかかる状態を判断
して上記ラム9の動作を停止させる。
しかしながら、この従来装置では光膜Sに交叉
する物体がオペレータの手であるか製品(ワー
ク)であるかを判別できないので例えば長尺のワ
ークを加工する場合に、ラム9の動作が停止して
ワークの加工ができなくなるろいう不都合が生じ
ていた。
なお、相隣接した2個以上の受光素子が遮光さ
れたとき、光膜Sに交叉した物体がオペレータの
体の一部であると判断する従来装置が実用されて
いるが、例えば、ワークが歪んでいたり湾曲して
いる場合には該ワークによつて相隣接した2個以
上の受光素子が遮光されるので、かかる従来装置
のよつてもワークとオペレータの手との判別を十
分に行うことが不可能である。
本発明の目的は、プレス機械の危険領域に侵入
したものがオペレータの手であるかワークである
かを確実に判別できるプレス機械の安全監視装置
を提供することにある。
そこでこの発明では、テーブル上にプレス機械
の左右方向に延びる危険信号の境界線を示す明帯
部を形成するべく該明帯部の真上から前または後
方向にずれたテーブル上方位置から面光線を投光
する投光器と、前記明帯部の真上に対する前記投
光器のずれに対し逆方向にずれたテーブル上方位
置に配設され、プレス機械の後または前方向に所
定角度傾けた撮像角度をもつて前記明帯部を含む
テーブル面画像を撮像する撮像手段と、該撮像手
段の撮像データに含まれる前記明帯部の画像デー
タと撮像画面上に設定した前記明帯部に平行な所
定の直線との距離の分散値に基ずき前記危険領域
に入つたものが人間の手かそれ以外かを判別し、
人間の手と判別されたとき検出信号を出力する判
別手段とを具え、前記判別手段から検出信号が出
力されると機械を停止するようにする。
またこの発明では、テーブル上の左右方向の所
定位置から左または右方向にずれた位置のテーブ
ル上方に配設され、該配設位置から前記テーブル
上の所定位置に向けた面光線を投光してテーブル
上にプレス機械の左右方向に延びる危険領域の境
界線を示す明帯部を形成する投光器と、前記テー
ブル上の所定位置に対する前記投光器のずれに対
し逆方向にずれた位置のテーブル上方に配設され
該配設位置から前記テーブル上の所定位置に向け
た撮像角度をもつて前記明帯部を含むテーブル面
画像を撮像するか、または前記テーブル上の所定
位置の略真上位置から前記明帯部を含むテーブル
面画像を撮像する撮像手段と、該撮像手段の撮像
データに含まれる前記明帯部の画像データ中の明
度が低い2つの隣設した部分の間隔に基ずき前記
危険領域に入つたものが人間の手かそれ以外かを
判別し、人間の手と判別されたとき検出信号を出
力する判別手段とを具え、前記判別手段から検出
信号が出力されると機械を停止するようにする。
さらにこの発明では、テーブル上にプレス機械
の左右方向に延びる危険領域の境界線を示す明帯
部を形成するべく該明帯部の略真上から面光線を
プレス機械のテーブル上に投光する投光器と、前
記明帯部を含むテーブル面画像を撮像する撮像手
段と、該撮像手段の撮像データに含まれる前記明
帯部の画像データの明度が低い部分の幅長に基ず
き前記危険領域に入つたものが人間の手かそれ以
外かを判別し、人間の手と判別されたとき検出信
号を出力する判別手段とを具え、前記判別手段か
ら検出信号が出力されると機械を停止するように
する。
以下、添付図面を参照しながら本発明を詳細に
説明する。
第2図は、本発明の実施例を示すものである。
同図において、プレス機1′の下型11は、テー
ブル12上に固定設置され、また上型13はラム
9′の下縁に沿つて形成されている。
この実施例では、上記テーブル12の右側の斜
め上方に投光器15を配し、この投光器15より
ラム9′に平行な面状のビームを投射して危険領
域の最外縁を示す光膜S′を形成することによつ
て、テーブル上にプレス機械の左右方向に延びる
危険領域の境界線を示す明帯部を形成するように
している。そして、該光膜S′に手が交叉した際に
生じる陰影を左斜め上方に配置した撮像手段とし
てのテレビカメラ14で撮像するようにしてい
る。
すなわち、第11図に示すように、テーブル上
の左右方向の所定位置Xから右または左方向(こ
の場合は右方向)にずれた位置のテーブル上方に
投光器15を配設し、該配設位置から前記テーブ
ル上の所定位置に向けた面光線を投光してテーブ
ル上にプレス機械の左右方向に延びる危険領域の
境界線を示す明帯部Bを形成するようにすれば、
物体K(手やワーク)には投光器15の位置と逆
側に影が発生する。
したがつて、テレビカメラ14を前記テーブル
上の所定位置Xに対する前記投光器のずれに対し
逆方向にずれた位置のテーブル上方に配設し、該
配設位置から前記テーブル上の所定位置Xに向け
た撮像角度θ′をもつて前記明帯部を含むテーブル
面画像を撮像するようにすれば、物体Kが光膜
S′に交叉した際の陰影を撮像することができる。
なお、この場合は、第2図に示すようにテレビカ
メラ14を前記テーブル上の所定位置Xの略真上
位置に配設し、この略真上位置から前記明帯部を
含むテーブル面画像を撮像することでも、前記陰
影を撮像することができる。
上記光膜S′に交叉した手は、その指によつて影
が複数個形成されるので、上記テレビカメラ14
により得られる画像には、第3図に示す如く影K
が短い間隔で複数個あらわれる。
一方、上記光膜S′に交差する物体が切欠部を有
さないワークである場合、該ワークの一側端にお
いても影が形成されるので、このとき上記テレビ
カメラ14によつて得られる画像には影が1つあ
らわれる。また、上記ワークが両側端に立ち上が
り部を有する場合には、この立ち上がり部によつ
て影が形成されるので、この場合上記テレビカメ
ラ14により得られる画像には影が2つあらわれ
る。
通常この種のプレス機1′で加工されるワーク
は、手に比べてかなり大きなものであるので、該
ワークによつて形成される影の間隔は手の指によ
り形成される影の間隔に比べてかなり広い。
さらに、上記ワークが切欠部を有するものであ
つて、第4図に示すようにその切欠部Waで上記
光膜S′を横切つたとしても、該ワークWの幅が広
いことから、このとき形成される影K′の間隔L
は、手の指によつて形成される影の間隔よりもか
なり広くなる。
そこで本実施例では、図示しない画像処理装置
に影の間隔を判別する判別手段を設けて、上記光
膜S′に交叉した物体であるかワークであるかを判
断し、手である場合には、プレス機1′の停止機
構(ブレーキ等)を作動して上記ラム9′の運動
を停止させるようにしている。
なお、この場合は、上記光膜S′は、例えば内部
に光源を収納した箱体の下面にスリツトを形成し
た投光器15によつて形成されている。
第5図は、本発明の他の実施例を示すものであ
る。この実施例においては、第6図に示すよう
に、光膜S′がテーブル12の上面の法線と角度θ
をなし、かつ光膜S′がテーブル12を照光して形
成される明帯部Bがテーブル12の左右方向に平
行になるよう投光器15を図示しない支持機構に
よつて固定支持するようにしている。すなわち、
投光器15は明帯部Bの真上から前または後方向
にずれたテーブル上方位置から面光線を投光する
ようにしている。
また、テレビカメラ14を、その光軸がテーブ
ル12の法線に対し上記光膜S′とは逆の方向に角
度θをなすように、かつ上記明帯部Bの長手方向
がその水平走査方向と一致するように図示しない
支持機構によつて固定指示する。すなわち、テレ
ビカメラ14は前記明帯部Bの真上に対する前記
投光器15のずれに対し逆方向にずれたテーブル
上方位置に配設され、プレス機械の後または前方
向に所定角度θ(投光角度と撮像角度は一致する
必要はない)傾けた撮像角度をもつて前記明帯部
を含むテーブル面画像を撮像する。
上記テレビカメラ14により得られる上記明帯
部B内の画像には、上記光膜S′に交叉した物体の
凹凸形状があらわれる。
すなわち、第12図に示すように、明帯部Bに
なにも交叉しない場合は明帯部Bの画像はテレビ
カメラ14の撮像面のP点に現れる。しかし手の
ような高さlのあるような物体が明帯部Bに交叉
するとB′に明帯部が現れ、テレビカメラ14の
撮像面のP′点に像ができることになる。この実施
例はこの原理を利用して物体の有無を検出しよう
とするものであり、前記差Δlは、θ,θ′が大きい
ほど長くなつて検出感度を高くすることができ
る。
ところで、上記光膜S′に手が交叉した場合を考
えると、手の各指はその断面形状が略円形をなし
ていることから、この場合上記テレビカメラ14
により得られる上記明帯部B内の各指についての
画像は、第7図に示したように指の先端側に向か
つて湾曲した画像となる。
一方、上記光膜S′に平坦な形状のワークが交叉
した場合、上記テレビカメラ14により得られる
上記明帯部B内の画像は、湾曲部のない平坦な画
像となる。また、上記ワークが湾曲したものであ
る場合、上記明帯部Bの画像には湾曲部があらわ
れるが、通常ワークの湾曲の度合は指のそれより
も大きくなる。したがつて、この実施例では、下
記する画像処理法によつて手と他の物体の判別を
行うようにしている。
すなわち、第8図に示したように、上記テレビ
カメラ14により得られた画像において、該テレ
ビカメラ14の特定の走査線たとえば第1走査線
から上記明帯部Bがあらわれる水平走査線までの
距離をyとし、該距離yについての上記画像
全体で分散をとると、この分散は上記明帯部Bの
画像にあらわれる湾曲のようすを示すことにな
る。いま、上記光膜S′に交叉する物体がそれぞれ
手(指)、平坦なワークおよび湾曲したワークで
ある場合についての上記分散を夫々σ1 2,σ2 2,σ3 2
とすると、これらの分散における大小関係は次式
(i)のごとくなる。
σ1 2<σ2 2<σ3 2 …(i) したがつて、図示しない画像処理装置によつて
第8図に示した画像全体について上記距離yを
計測するとともにこれら距離yの分散を演算
し、この分散を予め設定されている分散σ1 2
σ2 2,σ3 2と比較することにより、上記光膜S′に交
叉した物体が手(指)であるか否かを判別するこ
とができる。すなわち、テレビカメラ14の撮像
データに含まれる前記明帯部Bの画像データと前
記明帯部Bに平行な所定の直線(例えば前記第1
走査線)との距離の分散に基ずき危険領域に入つ
たものが人間の手(指)かそれ以外かを判別す
る。
もちろんこの実施例においても、上記光膜S′に
手が交叉したことが検出された場合には上記ラ
ム、9′の運動を停止するようにしている。
なお、上記実施例においては、上記明帯部Bを
危険領域の最外縁に一致させている。
第9図は、本発明のいま一つ他の実施例を示す
ものである。同図において、投光器15はテーブ
ル12上における危険領域の最外縁を垂直上方か
ら照射するように図示しない支持機構により固定
支持されている。また、テレビカメラ14は、上
記投光器15の形成する光膜S′によつて上記テー
ブル12上に形成された明帯部Bを水平走査方向
に撮像しうる位置に、図示しない支持機構によつ
て固定支持されている。
上記光膜S′に物体が交叉しない場合、上記テレ
ビカメラ14の出力信号のうち上記明帯部Bの中
央部を撮像する水平走査線に対応した信号SCは、
第10図aに示す如く画像の一端から他端にわた
つて高レベルの信号となる。
次に、同図bに示す如く、上記光膜S′に手が交
叉した場合を考えると、手の反射率はテーブル1
2およびワークのそれに比べて小さいので、上記
信号SCには同図cに示すように、手が交叉した
位置に対応して低レベルの信号があらわれる。さ
らに、この信号SCを適宜なフイルタを通過させ
た後に波形成形すると同図dに示した信号SDが
得られる。
また、前述したように、この種のプレス機で加
工されるワークは手に比べてかなり大きなもので
ある。したがつて、上記光膜S′にワークが交叉し
た場合の上記信号SDの低レベル部分の幅は手が
交叉した場合に比べて大きくなる。そこで、この
実施例では、図示しない画像処理装置から得られ
る信号SDに低レベル部分が存在した場合、、該低
レベル部分の幅長に基づき危険領域に入つたもの
が人間の手かワークかを判別し、人間の手と判別
されたときラム9′を停止させるようにしている。
なお、上記低レベル部分の検知は、上記信号
SDの立上り端の数を数えることなどによつて行
われる。
また、上記明帯部B上のテーブル12にキズA
がある場合、該キズAによつて上記信号SDにデ
イツプする部分ADが生じるが、この部分ADは
上記フイルタにより除去されるので上記信号SD
にはあらわれない。
さらにこの実施例の場合には、上記テレビカメ
ラ14に代えてラインセンサを使用することがで
き、このライセンサは上記投光器15に形成され
たスリツトの長手方向と平行に配置される。この
場合、上記画像処理装置の構成をより簡単にする
ことができる。
上述した各実施例における安全監視は、プレス
機1′のオペレータが図示しない始動スイツチを
押下してラム9′が降下しはじめるときから、加
圧工程が終了してラム9′が上昇を開始するとき
までの間に実行される。
以上説明したようにこの発明によれば、危険領
域に侵入したものがオペレータの身体の一部であ
るか否かを確実に判別できるので、オペレータの
手以外のものでプレスを停止することがなくな
り、プレスの不要な稼働率低下が防止され、作業
能率が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図はプレス機に取り付けられた安全装置の
従来例を示す概念図、第2図は本発明の実施例を
概念的に示した斜視図、第3図および第4図は第
2図の実施例において手とワークとを識別するた
めの原理を示す模式図、第5図および第6図は本
発明の他の実施例を概念的に示す斜視図および側
面図、第7図および第8図は第5図に示した実施
例において手を識別する原理を説明するための模
式図、第9図は本発明のさらに別の実施例を概念
的に示す斜視図、第10図は第9図に示した実施
例において手を識別する原理を説明する波形図、
第11図は第2図の実施例の原理を説明する模式
図、第12図は第5図の実施例のの原理を説明す
る模式図である。 9′…ラム、12…テーブル、14…テレビカ
メラ、15…投光器、S′…光膜、B…明帯部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 テーブル上にプレス機械の左右方向に延びる
    危険領域の境界線を示す明帯部を形成するべく該
    明帯部の真上から前または後方向にずれたテーブ
    ル上方位置から面光線を投光する投光器と、 前記明帯部の真上に対する前記投光器のずれに
    対し逆方向にずれたテーブル上方位置に配設さ
    れ、プレス機械の後または前方向に所定角度傾け
    た撮像角度をもつて前記明帯部を含むテーブル面
    画像を撮像する撮像手段と、 該撮像手段の撮像データに含まれる前記明帯部
    の画像データと撮像画面上に設定した前記明帯部
    に平行な所定の直線との距離の分散値に基ずき前
    記危険領域に入つたものが人間の手かそれ以外か
    を判別し、人間の手と判別されたとき検出信号を
    出力する判別手段と、 を具え、前記判別手段から検出信号が出力される
    と機械を停止するようにしたことを特徴とするプ
    レス機械の安全監視装置。 2 テーブル上の左右方向の所定位置から左また
    は右方向にずれた位置のテーブル上方に配設さ
    れ、該配設位置から前記テーブル上の所定位置に
    向けた面光線を投光してテーブル上にプレス機械
    の左右方向に延びる危険領域の境界線を示す明帯
    部を形成する投光器と、 前記テーブル上の所定位置に対する前記投光器
    のずれに対し逆方向にずれた位置のテーブル上方
    に配設され該配設位置から前記テーブル上の所定
    位置に向けた撮像角度をもつて前記明帯部を含む
    テーブル面画像を撮像するか、または前記テーブ
    ル上の所定位置の略真上位置から前記明帯部を含
    むテーブル面画像を撮像する撮像手段と、 該撮像手段の撮像データに含まれる前記明帯部
    の画像データ中の明度が低い2つの隣接した部分
    の間隔に基ずき前記危険領域に入つたものが人間
    の手かそれ以外かを判別し、人間の手と判別され
    たとき検出信号を出力する判別手段と、 を具え、前記判別手段から検出信号が出力される
    と機械を停止するようにしたことを特徴とするプ
    レス機械の安全監視装置。 3 テーブル上にプレス機械の左右方向に延びる
    危険領域の境界線を示す明帯部を形成するべく該
    明帯部の略真上から面光線をプレス機械のテーブ
    ル上に投光する投光器と、 前記明帯部を含むテーブル面画像を撮像する撮
    像手段と、 該撮像手段の撮像データに含まれる前記明帯部
    の画像データの明度が低い部分の幅長に基ずき前
    記危険領域に入つたものが人間の手かそれ以外か
    を判別し、人間の手と判別されたとき検出信号を
    出力する判別手段と、 を具え、前記判別手段から検出信号が出力される
    と機械を停止するようにしたことを特徴とするプ
    レス機械の安全監視装置。
JP9018182A 1982-05-27 1982-05-27 プレス機の安全監視方法 Granted JPS58207594A (ja)

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