CN112180836A - 异物检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种异物检测装置(12)，其具备：输入部(22)，其从薄片型的压力传感器(14)输入检测信号；传感器信息处理部(24)，其根据检测信号，制作表示出压力传感器(14)的检测区域(16)中的被施加了压力的区域的传感器信息；判定部(26)，其通过比较表示上述检测区域(16)中的被施加压力的预先确定的区域的基本布局信息和传感器信息，判定在检测区域(16)内是否存在异物。

Description

异物检测装置
技术领域
本发明涉及检测异物的异物检测装置。
背景技术
在日本特开2016-143273号公报中，公开了具备机床、机器人、工作人员检测装置的加工系统。公开的加工系统通过工作人员检测装置检测在危险的区域中是否存在工作人员。然后，在危险的区域中存在工作人员的情况下，通过限制机床和机器人的动作，而确保该工作人员的安全。
在确保安全的观点，除了在周围存在工作人员的情况下限制工业用机械(机床和机器人)的动作以外，理想的是在该工业用机械的作业开始之前，确认周围不存在工作人员。
另外，在工业用机械进行的作业的间隙，有时工作人员对该工业用机械实施维护或工件的安装。但是，在该维护或工件的安装后，有时工作人员会将工具、工具架放置在工业用机械的周围。工业用机械在周围放置了异物的状态下开始作业有可能成为事故、损坏的原因，是不理想的。
发明内容
因此，本发明的目的在于：提供检测存在于预定的区域内的异物的异物检测装置。
发明的一个方式是一种异物检测装置，具备：输入部，其从薄片型的压力传感器输入检测信号；传感器信息处理部，其根据输入到上述输入部的上述检测信号，制作表示上述压力传感器的检测区域中的被施加了压力的区域的传感器信息；判定部，其通过比较表示上述检测区域中的被施加压力的预先确定的区域的基本布局信息和上述传感器信息，判定在上述检测区域内是否存在异物。
根据本发明，提供检测存在于预定的区域内的异物的异物检测装置。
根据参照附图说明的以下的实施方式的说明，容易了解上述目的、特征以及优点。
附图说明
图1是实施方式的异物检测系统的概要结构图。
图2是实施方式的异物检测装置的概要结构图。
图3是表示异物检测处理的一个例子的流程图。
图4是存储在存储部中的基本布局信息的一个例子。
图5是传感器信息处理部制作的传感器信息的一个例子。
图6是地图制作部制作的异物地图的一个例子。
图7是地图制作部制作的异物地图的与图6不同的一个例子。
图8是变形例子4的异物检测装置的概要结构图。
具体实施方式
以下，列举适合的实施方式，一边参照附图一边详细说明本发明的异物检测装置。
[实施方式]
图1是实施方式的异物检测系统10的概要结构图。图2是实施方式的异物检测装置12的概要结构图。
异物检测系统10具备异物检测装置12、与异物检测装置12连接的薄片型的压力传感器14。连接异物检测装置12和压力传感器14的方式可以是有线和无线的任意一个。
薄片型的压力传感器14被铺设在工业用机械M进行作业的现场的地板。“工业用机械M进行作业的现场的地板”例如是指在工厂内划分的预定的室内。另外，“工业用机械M”在本实施方式中是机床和工作用机器人的统称。此外，假设在本实施方式中作为例子说明的工业用机械M是加工工件的机床。
铺设压力传感器14的预定的区域(检测区域)16也是工业用机械M的作业区域，是配置有工业用机械M加工的工件、或工作人员为了进行与工业用机械M有关的作业而进入的区域。对压力传感器14从放置在自己上的工件、或进入的工作人员施加压力。压力传感器14根据对自己施加的压力的大小和区域，向异物检测装置12输出在本实施方式中记载为“检测信号”的信号。
异物检测装置12在本实施方式中是具备计算部(处理器)18和存储部(存储器)20的运算装置。异物检测装置12既可以与压力传感器14同室地设置，也可以与压力传感器14分室地设置。该异物检测装置12具备输入部22、传感器信息处理部24、判定部26、地图制作部28、通知部30、操作部32和更新部34。以下按照顺序进行说明。
输入部22与压力传感器14连接，输入检测信号。传感器信息处理部24根据输入到输入部22的检测信号，制作表示出压力传感器14的检测区域16中的被施加了压力的区域的传感器信息。传感器信息处理部24制作传感器信息，由此计算出存在于检测区域16内的物体的区域(位置和底面积)。
此外，在本实施方式中，“物体”和后述的“异物”也可以包含生物(人、动物)。传感器信息处理部24制作的传感器信息被输出到判定部26。
判定部26通过比较表示出检测区域16中的被施加压力的预先确定的区域的基本布局信息和传感器信息，判定在检测区域16内是否存在异物。基本布局信息是指表示被判断为在工业用机械M加工工件时需要配置在检测区域16内的工件、外围设备、其他物体/装置的配置的信息。假设基本布局信息预先存储在存储部20中。
判定部26在比较基本布局信息和传感器信息的结果是两者之间的差分没有收敛到允许的误差范围内的情况下，判定为存在异物。另外，判定部26在判定为存在异物的情况下，将表示存在该异物的区域的信息输出到地图制作部28。
地图制作部28在判定部26判定为存在异物的情况下，制作图示出检测区域16中的存在异物的区域的异物地图。在本实施方式中，在异物地图中示出表示被判定为异物的物体的区域，并不示出表示基本布局信息中预先包含的物体的区域。即，本实施方式的地图制作部28制作只表示出传感器信息与基本布局信息的差分的异物地图。由此，抑制异物地图成为繁琐的图。制作出的异物地图被输出到通知部30。
在本实施方式中，通知部30是具备画面的显示器。通知部30在判定部26判定为存在异物的情况下，将地图制作部28制作的异物地图显示到画面上，由此向操作者通知在检测区域16内存在异物。由此，操作者通过确认通知部30显示的异物地图，能够容易地掌握在检测区域16内存在异物。
在此，操作者确认异物地图的结果有可能有通知的异物是实际存在而没有问题的物体的情况。这例如是以下的情况，即基于现场的适当的判断，将物体适当地配置到了与基本布局信息的预先确定的区域不同的区域中。
操作者能够经由操作部32向异物检测装置12示教所通知的异物存在没有问题的情况。操作部32例如是鼠标、键盘或安装在通知部30的画面上的触摸屏。通过操作部32示教的内容被输入到更新部34。
更新部34根据操作者的示教和传感器信息更新基本布局信息，使得反映从操作者通过操作部32示教为没有问题的异物的区域。由此，操作者能够使示教为存在而没有问题的异物的区域作为预先确定的区域包含在基本布局信息中。
更新部34将更新后的基本布局信息存储到存储部20。此后，判定部26使用更新后的基本布局信息进行上述判定。以上是异物检测装置12的结构的一个例子。
上述异物检测装置12也可以兼起到作为控制工业用机械M的动作的控制装置(CNC)的作用。在该情况下，异物检测装置12也可以还具备用于控制工业用机械M的控制部。由此，操作者能够在异物检测装置12(CNC)统一进行工业用机械M的控制和异物检测。
与异物检测装置12兼作CNC关联地，例如在工业用机械M的动作开始后检测出异物的存在时，异物检测装置12也可以限制或停止工业用机械M的动作。由此，能够在工业用机械M的动作开始的前后，确保现场的安全。
图3是表示异物检测处理的一个例子的流程图。
以下，参照图3说明上述异物检测装置12执行的异物检测处理(异物检测方法)。
如果异物检测处理开始(开始)，则异物检测装置12首先向薄片型的压力传感器14请求检测信号的输出(步骤S1)。由此，从压力传感器14向输入部22输入检测信号。异物检测处理例如既可以与操作者的指示对应地开始，也可以在成为预先指定的时刻时自动开始。
接着，传感器信息处理部24根据输入的检测信号制作传感器信息(步骤S2)。然后，判定部26根据所制作的传感器信息、预先存储在存储部20中的基本布局信息，判定是否存在异物(步骤S3)。
图4是存储在存储部20中的基本布局信息的一个例子。图5是传感器信息处理部24制作的传感器信息的一个例子。
例如，假设如图4那样制作了基本布局信息，如图5那样制作了传感器信息。在图4中，区域A是预先确定为将工件配置于此的区域。在图5中，区域A’是通过实际配置工件而检测出的区域。在此，假设区域A和区域A’的相互位置和底面积在允许误差的范围内。另外，在图5中，区域B是通过将工具(扳手)放置在检测区域16内而检测出的区域。
判定部26设为存在不与根据基本布局信息预先确定的区域对应的区域B，而判定为在检测区域16内存在异物。
图6是地图制作部28制作的异物地图的一个例子。
在判定为存在异物的情况下(步骤S3：是)，地图制作部28制作异物地图(步骤S4)。地图制作部28根据从判定部26输入的判定结果，制作示出了作为基本布局信息与传感器信息的差分的区域B的异物地图(图6)。此外，在判定为不存在异物的情况下(步骤S3：否)，在通知部30通知不存在异物(步骤S8)后，结束处理(结束)。
接着，通知部30通过将在步骤S4中制作的异物地图显示到画面，而向操作者通知异物的存在(步骤S5)。操作者通过确认异物地图，能够容易地掌握在检测区域16内存在区域B(放置的工具)。也可以将表示在检测区域16内存在异物的消息与异物地图一起显示到画面上。
接着，异物检测装置12判定是否从操作者经由操作部32进行了示教(步骤S6)。如已经说明的那样，如果存在被判定为异物的物体而没有问题，则操作者可以向异物检测装置12示教该情况。
图7是地图制作部28制作的异物地图的与图6不同的一个例子。
以下，关于步骤S6，说明基本布局信息如图4那样，地图制作部28制作了图7那样的异物地图。假设图7的区域C是通过将如果依照基本布局信息(图4)则配置在区域A的工件适当地配置到了与区域A不同的位置而检测出的区域。
针对上述的区域C，假设操作者判断为存在而没有问题。操作者通过操作操作部32(例如鼠标)而使通知部30的画面上的光标移动，通过选择区域C，而向异物检测装置12示教可以存在区域C。
接着，更新部34在有来自操作者的示教时(步骤S6：是)，根据该示教更新基本布局信息(步骤S7)。由此，将区域C作为预先确定的区域包含到基本布局信息中。此外，这时操作者也可以设为在基本布局信息中不需要区域A，而向更新部34指示从基本布局信息中删除区域A。通过以上动作，基本布局信息从图4的内容更新为图7的内容。
更新部34将更新后的基本布局信息存储到存储部20。到此为止，步骤S7完成。此后，在异物检测装置12再次执行步骤S3时，根据在本步骤S7中更新了的基本布局信息(图7)进行判定。
在步骤S7完成后、或从操作者没有示教时(步骤S6：否)，异物检测装置12结束异物检测处理(结束)。
以上是异物检测处理的流程的一个例子。此外，异物检测处理并不限于上述内容。例如，说明了在步骤S1中异物检测装置12向压力传感器14请求检测信号，但即使没有请求，压力传感器14也可以逐次输出检测信号。在该情况下，异物检测装置12也可以省略步骤S1，而从步骤S2开始异物检测处理。
[变形例子]
以上作为本发明的一个例子说明了实施方式，但当然能够对上述实施方式施加各种各样的变更或改进。根据请求专利保护的范围的记载可知，施加了这样的变更或改进的方式也能够包含在本发明的技术范围内。
(变形例子1)
实施方式的地图制作部28制作了只表示传感器信息与基本布局信息的差分的异物地图。并不限于此，地图制作部28也可以制作表示出存在异物的区域和基本布局信息的预先确定的区域的双方的异物地图。在该情况下，通知部30在显示异物地图时，也可以通过能够识别的方式显示存在异物的区域和预先确定的区域。
以能够识别的方式显示存在异物的区域和预先确定的区域的具体方法没有特别限定。如果列举例子，则例如可以考虑使存在异物的区域闪烁地显示、对该区域附加预定的颜色地显示、或者与该区域一起显示预定的消息。
由此，操作者能够包含存在于检测区域16内的多个物体的位置关系在内地容易地掌握异物存在于哪里。
(变形例子2)
在存储部20中也可以存储使存在异物的区域与异物的种类相互对应起来所得的推定表。另外，异物检测装置12也可以还具备：推定部，其在判定部26判定为存在异物的情况下，通过参照推定表而推定异物的种类。在该情况下，通知部30也可以通知推定部推定出的异物的种类。
也可以适当地决定和变更在本变形例子中能够定义的“异物的种类”，例如是“工业用机械M”、“工件”、“工具”以及“工作人员”。另外，也可以对类别进一步细分，例如定义“跌倒的工作人员(负伤人员)”。
由此，操作者还能够根据通知部30进行的通知，容易地掌握异物的种类。因此，根据本变形例子，提高了操作人员对异物的确认工作的速度和效率。
例如，假设通过判定部26判定为存在异物，通过推定部推定出该异物的种类是“跌倒的工作人员(负伤人员)”。操作者通过从通知部30接受表示在现场存在负伤人员的通知，能够迅速地开始工业用机械M的停止作业、向现场外部的救援请求。
也可以根据操作者的示教更新上述推定表。由此，异物检测装置12能够在每次更新推定表时，逐渐提高推定的精度。
操作者为了更新推定表而进行的示教并不限于示教异物的种类。例如，在现场内设置有栅栏、墙壁而在检测区域16内包含人无法进入的区域的情况下，操作者也可以向异物检测装置12示教该情况。由此，异物检测装置12不会将在该区域内检测出的异物推定为人，因此提高了推定的精度。
(变形例子3)
与变形例子2关联地，推定表也可以使存在异物的区域、被施加了压力的区域中的压力的大小、异物的种类相互对应起来。
由此，推定部能够更高精度地进行异物的种类的推定。
(变形例子4)
图8是变形例子4的异物检测装置12的概要结构图。
在实施方式中，说明了异物检测装置12也可以兼作CNC。与之关联地，异物检测装置12也可以具备控制将异物搬运到检测区域16以外的机器人(搬运机器人)的机器人控制部36。
搬运机器人例如是与加工工件的工业用机械M分别地配备的“带臂机器人”、“起重机器人”。搬运机器人通过机械臂、起重机把持异物而搬运到检测区域16以外。由此，操作者通过向搬运机器人指示异物的搬运，能够容易地从检测区域16内除去该异物。
此外，如果从安全方面的观点看，则理想的是只限于在该异物不是人(生物)的情况下进行搬运机器人对异物的搬运。与之关联地，也可以将上述的变形例子2或变形例子3与本变形例子组合起来。由此，异物检测装置12推定异物的种类并向操作者通知，因此操作者能够高效地判断异物的种类是否是可以通过搬运机器人搬运的种类。
[能够从实施方式得到的发明]
以下记载能够从上述实施方式和变形例子掌握的发明。
一种异物检测装置12，具备：输入部22，其从薄片型的压力传感器14输入检测信号；传感器信息处理部24，其根据输入到上述输入部22的上述检测信号，制作表示出上述压力传感器14的检测区域16中的被施加了压力的区域的传感器信息；判定部26，其通过比较表示出上述检测区域16中的被施加压力的预先确定的区域的基本布局信息和上述传感器信息，判定在上述检测区域16内是否存在异物。
由此，提供检测存在于检测区域16内的异物的异物检测装置12。
异物检测装置12也可以还具备：通知部30，其在上述判定部26判定为存在上述异物的情况下，向操作者通知在上述检测区域16内存在上述异物。由此，操作者能够容易地掌握在检测区域16内存在异物的情况。
也可以是异物检测装置12还具备：地图制作部28，其在上述判定部26判定为存在上述异物的情况下，制作图示上述检测区域16中的存在上述异物的区域的异物地图，上述通知部30可以显示上述异物地图。由此，操作者通过确认通知部30显示的异物地图，能够容易地掌握在检测区域16内存在异物的情况。
上述地图制作部28也可以制作只表示出上述传感器信息与上述基本布局信息的差分的上述异物地图。由此，抑制了异物地图成为繁琐的图。
也可以是上述地图制作部28制作表示出存在上述异物的区域和上述基本布局信息的上述预先确定的区域的双方的上述异物地图，上述通知部30在显示上述异物地图时，将存在上述异物的区域和上述预先确定的区域以能够能够识别的方式显示。由此，操作者能够包含存在于检测区域16的多个物体的位置关系在内地容易地掌握异物存在于哪里。
也可以是异物检测装置12还具备：存储部20，其存储了使存在上述异物的区域和上述异物的种类相互对应起来所得的推定表；推定部，其在上述判定部26判定为存在上述异物的情况下，通过参照上述推定表而推定上述异物的种类。上述通知部30可以通知上述推定部推定出的上述异物的种类。由此，操作者还能够根据通知部30进行的通知容易地掌握异物的种类。
也可以是上述传感器信息处理部24根据上述检测信号，计算出上述被施加了压力的区域中的压力的大小，上述存储部20存储的上述推定表使存在上述异物的区域、上述被施加了压力的区域中的压力的大小、上述异物的种类相互对应起来。由此，推定部能够高精度地进行异物的种类的推定。
异物检测装置12也可以还具备：操作部32，其用于在上述判定部26判定为存在上述异物的情况下，由操作者示教存在上述异物是否有问题；更新部34，其反映通过上述操作部32示教为没有问题的上述异物，由此更新上述基本布局信息。由此，操作者能够使示教为存在而没有问题的异物的区域包含在基本布局信息的预先确定的区域中。
异物检测装置12也可以还具备：机器人控制部36，其控制将上述异物搬运到上述检测区域16以外的机器人。由此，操作者通过向机器人指示异物的搬运，能够容易从检测区域16内除去该异物。

Claims (9)

1.一种异物检测装置，其特征在于，具备：
输入部，其从薄片型的压力传感器输入检测信号；
传感器信息处理部，其根据输入到上述输入部的上述检测信号，制作表示上述压力传感器的检测区域中的被施加了压力的区域的传感器信息；以及
判定部，其通过比较表示上述检测区域中的被施加压力的预先确定的区域的基本布局信息和上述传感器信息，判定在上述检测区域内是否存在异物。
2.根据权利要求1所述的异物检测装置，其特征在于，
该异物检测装置还具备：通知部，其在上述判定部判定为存在上述异物的情况下，向操作者通知在上述检测区域内存在上述异物。
3.根据权利要求2所述的异物检测装置，其特征在于，
该异物检测装置还具备：地图制作部，其在上述判定部判定为存在上述异物的情况下，制作图示上述检测区域中的存在上述异物的区域的异物地图，
上述通知部显示上述异物地图。
4.根据权利要求3所述的异物检测装置，其特征在于，
上述地图制作部制作只表示出上述传感器信息与上述基本布局信息的差分的上述异物地图。
5.根据权利要求3所述的异物检测装置，其特征在于，
上述地图制作部制作表示出存在上述异物的区域和上述基本布局信息的上述预先确定的区域的双方的上述异物地图，
上述通知部在显示上述异物地图时，将存在上述异物的区域和上述预先确定的区域以能够识别的方式进行显示。
6.根据权利要求2～5的任意一项所述的异物检测装置，其特征在于，
该异物检测装置还具备：
存储部，其存储了将存在上述异物的区域和上述异物的种类相互对应起来所得的推定表；以及
推定部，其在上述判定部判定为存在上述异物的情况下，通过参照上述推定表来推定上述异物的种类，
上述通知部通知由上述推定部推定出的上述异物的种类。
7.根据权利要求6所述的异物检测装置，其特征在于，
上述传感器信息处理部根据上述检测信号，计算上述被施加了压力的区域中的压力的大小，
上述存储部存储的上述推定表将存在上述异物的区域、上述被施加了压力的区域中的压力的大小与上述异物的种类相互对应起来。
8.根据权利要求2～7的任意一项所述的异物检测装置，其特征在于，
该异物检测装置还具备：
操作部，其用于在上述判定部判定为存在上述异物的情况下，由操作者示教存在上述异物是否有问题；以及
更新部，其反映通过上述操作部示教为没有问题的上述异物，由此更新上述基本布局信息。
9.根据权利要求2～8的任意一项所述的异物检测装置，其特征在于，
该异物检测装置还具备：机器人控制部，其控制将上述异物搬运到上述检测区域外的机器人。
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