JP2014066596A

JP2014066596A - ライン内作業の安全化装置

Info

Publication number: JP2014066596A
Application number: JP2012211706A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Nakamura; 祐介中村; Isao Ko; 伊佐生広; Yuji Yamauchi; 勇二山内
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2014-04-17
Anticipated expiration: 2032-09-26
Also published as: JP5998798B2

Abstract

【課題】レーザ式の測域センサ及び/又は測距センサを用いてそれらの検出エリアであるレーザバリアを形成することで、鋼管等の長尺品の長さ、更には外径に応じて前記レーザバリアのサイズと位置を容易に変更できる装置を提供する。
【解決手段】停止位置のライン全幅を跨ぐ門型架構１５と、該門型架構の梁１５Ｙへライン幅方向の相互間隔可変に取り付けた２組の、夫々がレーザ距離計を複数組み合わせてなる、複合測域センサ１１Ａ，１２Ａにて、目視観察中の長尺品２の品長方向両端への人接近を検出する測域幅不変なレーザバリア１１，１２を形成する端側センサ手段１９０，２００と、前記梁へライン幅方向の位置不変に取り付けた１つのレーザスキャン式測域センサ１０Ａにて、目視観察中の長尺品の品長方向域のみへの目視観察側からの人接近を検出する測域幅可変なレーザバリア１０を形成する観察側センサ手段１００とを有する装置構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、断面形状が円形の長尺品を移送するラインにおけるライン内作業の安全化装置に関する。

従来、安全性確保のレベルアップの観点から、局所への人や障害物の侵入等をセンサで検出する技術は、例えば（Ａ）駅構内の線路を挟んで対面した二ホーム側面の一方へは線路延長方向に延在する投光器列、他方へは前記投光器列と対面しその投光を受光する受光器列を配置してなる投受光式エリアセンサで形成される検出エリアにて、線路内への人の立入り若しくは落下を検出する旨の開示（特許文献１参照）や、（Ｂ）線路側と工事区域側との仕切り（建築限界）沿いに線路を挟んで対向立設した複数対の支柱の各一対の一方へは支柱高さ方向に延在する投光器列、他方へは前記投光器列と対面しその投光を受光する受光器列を配置してなる投受光式エリアセンサで形成される検出エリアにて、線路側への建設機械等の障害物の侵入を検出する旨の開示（特許文献２参照）等、数多開示された応用例に見られる様に、広く知られた技術である。

特開平１０−１４５２１３号公報実開平０６−０７５０９６号公報

前述の投受光式エリアセンサを用いて線路内への人や障害物の侵入を検出する装置は、前記投受光式エリアセンサの投光部と受光部とが前記線路を挟んで固定設置されるものであるため、例えば鋼管の精整ライン等の、冷間で円断面形状の長尺品を移送するラインの内で、前記長尺品を一時停止させて回転（長尺品の長軸周りの回転である。以下同じ）させつつ外面を目視観察する作業とそれ以外の作業とが同時進行する頻度が高いライン内作業において、斯かるライン内作業の安全性を向上させる為の装置（ライン内作業の安全化装置）として用いるのは、当該ライン内作業の作業性を阻害する事になる為、不適である。

例えば図３は、投受光式エリアセンサを用いて冷間鋼管移送ラインのライン内作業の安全化装置を構成した参考例を示す模式図である。鋼管２は、ライン幅方向をＹ方向としたライン１内を、管軸方向の一端面がＹ方向に直交するＸ方向に平行な基準線３に沿って進行する姿勢で移送されて、ターニングローラ４の配設区域に到着し、該ターニングローラ４にて支持且つ回転７されつつ、作業台８上の作業員ＷＲ１による外面目視観察を受けている。尚、ターニングローラ４において、鋼管２の非支持部分は回転しない（以下同じ）。作業台８はライン１の移送面と略同一平面内にある。一方、作業員ＷＲ１の付近では他の作業員ＷＲ２が他の作業に従事している。

作業員ＷＲ１はその作業の間、外面性状異常（外面疵など）を目視検出した都度、回転７を中断し、当該検出部をグラインダ等で手入れし、これを管全長に亘り繰り返し行い、１本の鋼管２に対する作業終了後はライン１内から退避し、下流側の他者不在を確認した後、作業済みの鋼管２を下流側に送出する。前記目視観察の間、作業員ＷＲ１はややもすれば鋼管２に接近し過ぎて鋼管２と接触し受傷する危険性がある。そこで、参考例では、投受光式エリアセンサの投光部/受光部を夫々支持する支柱５Ａ/５Ｂを、ライン１幅方向両側の一側/他側に、夫々固設し、これら両支柱５Ａ/５Ｂで夫々支持した投光部/受光部にて形成した、鋼管２から離間距離ｓだけ下流側のＸ方向位置のライン全幅に亘る検出エリア５が、回転７の開始/正常停止と同期して稼働オン/オフし、且つ前記稼働オン状態で人検出し、該人検出に応じて回転７が非常停止する装置構成とした。前記離間距離ｓは、好ましくはｓ_１（＝１５０ｍｍ）以上ｓ_２（＝４００ｍｍ）以下である。ｓ＜ｓ_１であると前記人検出時から回転非常停止時までの途中で作業員ＷＲ１が鋼管２に接触する可能性が消えず、一方、ｓ＞ｓ_２であると眼が外面から離れ過ぎて見えづらくなり、目視観察の作業性が大幅に低下する。

参考例によれば、回転７中の鋼管２を目視観察している作業員ＷＲ１が、鋼管２との間で稼働オン状態の検出エリア５で人検出されると、回転７が非常停止するから、作業員ＷＲ１が、回転７中の鋼管２と接触する危険性は殆ど無くなる。
然し、鋼管２は、一般に、長さＬが１種ではなく最大長ＬＬから最小長ＬＳまで複数種あり、Ｌ＜ＬＬの場合、幅＝ＬＬ−Ｌのライン幅部分は鋼管が存在しないから他の作業員ＷＲ２の通行が可能であるにもかかわらず、支柱５Ａ，５Ｂが固設である為、作業員ＷＲ１が目視観察中のとき検出エリア５はライン幅全域に亘って稼働オン状態のままであり、このとき他の作業員ＷＲ２は、検出エリア５の向こう側に移動する必要が生じた場合、検出エリア５の人検出による回転７の非常停止を回避すべく、大きく迂回６する事を余儀なくされ、作業性が悪化する。

以上の様に、背景技術の範疇では、作業性の悪化を伴わずして、ライン内作業の安全化手段を構成する事はできないと云う課題があった。

本発明者らは前記課題を解決する為に鋭意検討し、その結果、前記投受光式エリアセンサではなく、レーザ式の測域センサ及び/又は測距センサ（レーザ距離計）を用いてそれらの検出エリアであるレーザバリアを形成することで、鋼管等の長尺品の長さ、更には外径に応じて前記レーザバリアのサイズと位置を容易に変更できるという知見を得、これに基いて本発明を成した。

即ち本発明は以下の通りである。
（１）冷間で断面円形状の長尺品をその品長直交方向に移送するラインの途中に設けた停止位置で停止させ、回転させつつ目視観察する作業を含むライン内作業の安全化装置であって、前記停止位置のライン全幅を跨ぐ梁と梁支柱とからなる門型架構と、前記梁へライン幅方向の相互間隔可変に取り付けた２組の、夫々がレーザ距離計を複数組み合わせてなる、複合測域センサにて、前記目視観察中の長尺品の品長方向両端への人接近を検出する測域幅不変なレーザバリアを形成する端側センサ手段と、前記梁へライン幅方向の位置不変に取り付けた１つのレーザスキャン式測域センサにて、前記目視観察中の長尺品の品長方向域のみへの目視観察側からの人接近を検出する測域幅可変なレーザバリアを形成する観察側センサ手段とを有することを特徴とするライン内作業の安全化装置。
（２）前記レーザスキャン式測域センサは、前記梁へ前記測域幅可変なレーザバリアに直交する方向の移動が可能に取り付けたものであることを特徴とする前記（１）に記載のライン内作業の安全化装置。

本発明によれば、観察側センサ手段の測域幅が可変、且つ２組の端側センサ手段の相互間隔が可変であるから、これらを複数種の長尺品長の何れにも適応させることができ、以てライン内での目視観察作業及び他作業の作業性を阻害することなく当該作業の安全性を向上させることができる。更に、観察側センサ手段の測域を該測域直交方向に可動とすることで、該測域の位置を複数種の長尺品外径の何れにも適応させることができ、以て目視観察作業の作業性をより向上させることができる。

本発明の実施形態の１例を示す模式図である。本発明の好適実施形態の１例を示す模式図である。参考例を示す模式図である。

図１は本発明の実施形態の１例を示す模式図である。本例は、参考例と同じラインへの本発明適用例であり、図３との同一又は相当部には同じ符号を付し、説明を省略する。
ライン１のＸ方向途中に設けた停止位置であるターニングローラ４位置には、ライン全幅を跨ぐ門型架構１５が設けてある。本例では門型架構１５はライン幅方向両端の外側に夫々立設した梁支柱１５Ｚ１，１５Ｚ２でライン全幅に亘る梁１５Ｙを支持してなる。梁１５Ｙは、作業台８からの高さ≒２．５ｍである。

梁１５Ｙには２組の端側センサ手段１９０，２００と、１つの観察側センサ手段１００とが取り付けられている。
端側センサ手段１９０は、梁１５Ｙを軌道とする台車１９に固設したアーム１７で複合測域センサ１１Ａを支持してなる。端側センサ手段２００は、梁１５Ｙを軌道とする台車２０に固設したアーム１８で複合測域センサ１２Ａを支持してなる。２組の複合測域センサ１１Ａ，１２Ａは共に同じ構造である。複合測域センサ１２Ａは、図１（ｄ）の様に、５個のレーザ距離計１２Ａ_１〜１２Ａ_５をそれらの光軸１２_１〜１２_５のＹ方向平行軸周りの角度間隔θが一定（例えば２３°）で、うち１つの光軸１２_３が垂直下向きとなる配位形態に組み合わせてなり、前記光軸１２_１〜１２_５が、Ｙ方向に略垂直な扇形状のレーザバリア１２を形成する。同様に、複合測域センサ１１Ａは、図１（ｄ）において符号を「１２」に代えて「１１」としたところの、５個のレーザ距離計１１Ａ_１〜１１Ａ_５（図示せず）をそれらの光軸１１_１〜１１_５（図示せず）のＹ方向平行軸周りの角度間隔θが一定（例えば２３°）で、うち１つの光軸１１_３が垂直下向きとなる配位形態に組み合わせてなり、前記光軸１１_１〜１１_５（図示せず）が、Ｙ方向に略垂直な扇形状のレーザバリア１１（図１(ａ)（ｂ）参照）を形成する。前記光軸の配位形態は固定態なので、レーザバリア１１，１２の測域幅（レーザバリア１１では光軸１１_１〜１１_５の角度（θ×４）の範囲、レーザバリア１２では光軸１２_１〜１２_５の角度（θ×４）の範囲）は不変である。複合測域センサ１１Ａ，１２Ａは、作業台８からの高さ≒１．９ｍである。

複合測域センサ１１Ａ，１２Ａは、各自のレーザバリア１１，１２により、人検出機能だけでなく鋼管２の管端検出機能も有し、又、鋼管２の外径識別機能も有する。複合測域センサ１１Ａ，１２Ａ用のレーザ距離計としては、例えば、竹中電子工業（株）製：ディスタンスセンサ（ＤＬ−Ｓ２０２Ｒ）等が好適である。
台車１９，２０は、相互干渉無し及び梁支柱１５Ｚ１，１５Ｚ２との干渉無しの範囲で相互間隔可変であり、任意設定起点からの移動距離計測機能を有する。本例では、台車１９は基準線３から右方へ所定距離（所定距離αと記す。例えばα≒１ｍ）の位置に固定され、該固定された位置のレーザバリア１１が鋼管２の管長方向右端側への人接近を検出する。台車２０は左方へ移動２１中、レーザバリア１２による鋼管２の管長方向左端検出時を起点として移動距離を計測し、該計測距離が所定距離αに達した時に停止し、該停止した位置のレーザバリア１２が鋼管２の管長方向左端への人接近を検出する。

従って、鋼管２の長さＬが最大長ＬＬから最小長ＬＳまでの範囲内で種々変更されても、該変更後の長さＬに適応したレーザバリア１１、１２の位置（本例では、レーザバリア１１は基準線３から右方へ所定距離αの位置、レーザバリア１２は基準線３から左方へＬ＋所定距離αの位置）とする事ができる。
観察側センサ手段１００は、梁１５Ｙの長さの略中央部に連結したアーム１６にて１つのレーザスキャン式測域センサ１０ＡをＹ方向位置不変に支持してなる。観察側センサ手段１００は、端側センサ手段２００の移動２１の軌跡とは干渉しない配位形態とされている（図１（ｃ）参照）。レーザスキャン式測域センサ１０Ａは、作業台８からの高さ≒２．２ｍである。

レーザスキャン式測域センサ１０Ａは、レーザ光をＸ方向に平行な中心軸周りの円弧方向にスキャンさせ、そのスキャン軌跡である、Ｘ方向に垂直な扇形状の測域がレーザバリア１０を形成する。レーザバリア１０は、その扇形状平面と鋼管２との離間距離（参考例と同様、離間距離ｓと記す）が、参考例と同じ理由から、好ましくはｓ_１（＝１５０ｍｍ）以上ｓ_２（＝４００ｍｍ）以下である。

レーザバリア１０の測域幅は可変であり、例えば鋼管２の右端側（基準線３側）に測域幅端基線１０_ＢLを設定し、最小長ＬＳに適応した測域幅のレーザバリア１０_Ｓから最大長ＬＬに適応した測域幅のレーザバリア１０_Ｌまでの範囲内で種々の管長Ｌに適応した測域幅のレーザバリア１０への変更が可能である。レーザスキャン式測域センサ１０Ａは、レーザバリア１０を人検出用に特化させてあり、よって、レーザバリア１０は鋼管２の長さＬが種々変更されてもその変更された長さＬ方向域のみへの目視観察側からの人接近を検出する。斯様に測域幅可変なレーザバリア１０を形成するレーザスキャン式測域センサ１０Ａとしては、例えば、北陽電機（株）製：スキャナ式レンジセンサ（ＵＸＭ−３０ＬＭ−Ｐ）等が好適である。

レーザバリア１０の測域幅は、既知の鋼管２の長さＬに適応した値を手動入力で設定してもよいが、鋼管２の長さＬが頻繁に変更される場合は特に、台車２０の移動２１距離計測の起点（原点）を基準線３位置に置き、左方移動時の鋼管左端検出時の移動距離計測値を鋼管２の長さＬであるとして、該長さＬに適応した値を、台車２０からレーザスキャン式測域センサ１０Ａへの自動入力で設定するとよい。尚、この場合、移動距離計測値＝Ｌ＋所定距離α、となった時点を台車２０の停止時点とする。

上述した形態の本発明では、レーザバリア１０，１１，１２が、参考例の検出エリア５と同様、回転７の開始/正常停止と同期して稼働オン/オフし、且つ前記稼働オン状態で人検出し、該人検出に応じて回転７が非常停止する装置構成とされた。
稼働オン時のレーザバリア１０は、作業員ＷＲ１の鋼管２への異常接近を検出して回転７を非常停止するから、目視観察作業の安全性が確保される。レーザバリア１０，１１，１２の稼働オン範囲は基準線３の左方の、Ｌ＋所定距離α、の位置から基準線３の右方の所定距離αの位置までのライン幅部分に限定されるから、残りのライン幅部分は、他作業員ＷＲ２の自由通行域となり、ターニングローラ４位置の向こう側へ直行３０できて、作業性が阻害される事は無い。又、他作業員ＷＲ２がターニングローラ４位置を横断する際に鋼管２左端へ異常接近してもセンサバリア１２の人検出に応じて回転７が非常停止するから、他作業員ＷＲ２の安全性も確保される。

従って、本発明によれば、ライン内作業の作業性を阻害することなく安全性を向上させる事ができる。
又、本発明では、梁１５Ｙへのレーザスキャン式測域センサ１０Ａの取付形態を、そのレーザバリア１０に直交する方向の移動であるシフトが可能な取付形態とすることが好ましい。というのは、例えば図２に示す様に、レーザスキャン式測域センサ１０Ａを支持するアーム１６をＸ方向及びその逆方向である双方向のシフト５０が可能な構造とする事により、最大外径の鋼管２Ｌから最小外径の鋼管２Ｓまでの外径変更に応じて、離間距離ｓが好適範囲（前記ｓ_１〜ｓ_２）に収まる様にレーザバリア１０の位置を調整できて、小径側への外径変更に伴う鋼管２の遠ざかりによる見え難さが解消し、目視観察作業の作業性が更に向上するからである。

シフト５０は、目視確認できる鋼管外面位置に応じて手動で直接アーム１６を動かすと云う方法で実行してもよく、又、別途、シフト５０用の駆動手段（図示せず）を追設し、その操作を介して実行してもよい。又、更に、前記駆動手段に加えてそれ用の駆動制御手段（図示せず）を設け、該駆動制御手段は、複合測域センサ１２Ａからの外径識別情報による外径値Ｄを基に、レーザバリア１０の位置が、例えば、「Ｘ方向の管中心軸位置＋Ｄ/２＋ｓの好適値」となる様に、前記駆動手段を駆動する構成とする事で、シフト５０を自動で実行することも可能である。

１ライン
２鋼管（長尺品）
３基準線
４ターニングローラ
５検出エリア
５Ａ，５Ｂ支柱
６迂回
７回転
８作業台
１０，１１，１２レーザバリア
１２_１〜１２_５光軸
１０Ａレーザスキャン式測域センサ
１１Ａ，１２Ａ複合測域センサ
１２Ａ_１〜１２Ａ_５レーザ距離計
１５門型架構
１５Ｙ梁
１５Ｚ１，１５Ｚ２梁支柱
１６，１７，１８アーム
１９，２０台車
２１移動
３０直行
５０シフト
１００観察側センサ手段
１９０，２００端側センサ手段

Claims

冷間で断面円形状の長尺品をその品長直交方向に移送するラインの途中に設けた停止位置で停止させ、回転させつつ目視観察する作業を含むライン内作業の安全化装置であって、前記停止位置のライン全幅を跨ぐ梁と梁支柱とからなる門型架構と、前記梁へライン幅方向の相互間隔可変に取り付けた２組の、夫々がレーザ距離計を複数組み合わせてなる、複合測域センサにて、前記目視観察中の長尺品の品長方向両端への人接近を検出する測域幅不変なレーザバリアを形成する端側センサ手段と、前記梁へライン幅方向の位置不変に取り付けた１つのレーザスキャン式測域センサにて、前記目視観察中の長尺品の品長方向域のみへの目視観察側からの人接近を検出する測域幅可変なレーザバリアを形成する観察側センサ手段とを有することを特徴とするライン内作業の安全化装置。
前記レーザスキャン式測域センサは、前記梁へ前記測域幅可変なレーザバリアに直交する方向の移動が可能に取り付けたものであることを特徴とする請求項１に記載のライン内作業の安全化装置。