JP2017019003A - Safety device and press-forging machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機械プレス、油圧プレス、フォーミングマシン、ベンディングマシン、プレスブレーキ、その他の金属加工機械および金属成形機械を含む鍛圧機械、並びに、鍛圧機械で利用される安全装置に関する。 The present invention relates to a mechanical press, a hydraulic press, a forming machine, a bending machine, a press brake, a forging machine including other metal working machines and a metal forming machine, and a safety device used in the forging machine.
特許文献1に記載のプレスブレーキでは左右の油圧シリンダーにCCDカメラがそれぞれ設置される。CCDカメラは、予め水平方向に設定される金型直近エリア、金型遠方エリアおよび金型刃間エリア、並びに、予め垂直方向に設定される金型上方エリア、刃間エリアおよび金型下方エリアの広い範囲にわたって被写体を撮像する。撮像された画像に基づき作業者の手は特定される。特定された手に応じて手および金型の干渉は予測される。
In the press brake described in
特許文献1では、CCDカメラは、上型(パンチ)を保持するラムの上方に配置される。金型からかなり離れた位置から撮像が試みられる。こうして狭い視野角にも拘わらず広い範囲の被写体が撮像される。しかしながら、こうした配置では、ラムで金型が隠れてしまい、金型の周囲の空間を撮像することができず、金型に対して人体の接近を精度よく予測することができなかった。
In
本発明のいくつかの態様によれば、作業の安全度の低下を招かずに精度よく型と人体との干渉を推定することができる安全装置は提供されることができる。 According to some aspects of the present invention, it is possible to provide a safety device that can accurately estimate the interference between the mold and the human body without causing a reduction in the safety level of work.
本発明の一形態は、魚眼レンズまたは広角レンズを通じて被写体を撮像し、前記被写体が映り込む画像を生成する撮像素子と、前記撮像素子に接続されて、前記画像内の輪郭線で人体の像を特定し、前記人体と鍛圧機械の型との干渉を予測すると、通知信号を生成する画像処理装置とを備える安全装置に関する。 In one embodiment of the present invention, an image of a subject is captured through a fish-eye lens or a wide-angle lens, an image sensor that generates an image in which the subject is reflected, and an image of a human body is specified by a contour line in the image. In addition, the present invention relates to a safety device including an image processing device that generates a notification signal when an interference between the human body and a forging machine is predicted.
魚眼レンズまたは広角レンズは広い視野角を有することから、撮像素子が鍛圧機械の型にかなり接近しても、型の幅方向に広い範囲で画像は形成される。型の周囲の空間は確実に撮像されることができる。型に近い位置で作業者の動きは把握されることができる。こうして人体と型との干渉は精度よく予測される。 Since a fish-eye lens or a wide-angle lens has a wide viewing angle, an image is formed in a wide range in the width direction of the mold even if the imaging device is considerably close to the mold of the forging machine. The space around the mold can be reliably imaged. The movement of the worker can be grasped at a position close to the mold. Thus, the interference between the human body and the mold is predicted with high accuracy.
安全装置は、前記撮像素子を収容し、前記撮像素子の感光面に対して決められた姿勢で区画される平坦な外表面を有する筐体を備えてもよい。筐体が鍛圧機械に装着される際に、外表面の接触に応じて撮像素子は決められた姿勢で取り付けられることができる。感光面の位置は型に対して相対的に固定されることができる。その結果、撮像素子で撮像される画像内で型やそれを保持する支持具の進路は一義的に特定されることができる。ここでは、撮像素子の感光面に直交する垂線(一般に光軸に等しい)は鉛直面に平行に設定されればよい。 The safety device may include a housing that houses the image sensor and has a flat outer surface that is partitioned with a predetermined posture with respect to the photosensitive surface of the image sensor. When the casing is attached to the forging machine, the image sensor can be attached in a determined posture according to the contact with the outer surface. The position of the photosensitive surface can be fixed relative to the mold. As a result, the course of the mold and the support that holds the mold in the image captured by the image sensor can be uniquely specified. Here, the perpendicular (generally equal to the optical axis) perpendicular to the photosensitive surface of the image sensor may be set parallel to the vertical plane.
前記画像処理装置は、前記型の線形の進路に並列に広がる仮想平面を連続または不連続の一列の画素で特定すればよい。実空間では、型の進路に人体が留まると、型の進行に伴って型と人体との干渉が引き起こされる。したがって、進路内に人体が検出されたら、型の進行が停止すれば、型と人体との干渉は回避される。ここでは、仮想平面は型やそれを保持する支持具の進路とそれ以外とを仕切る。したがって、人体の像が線に交差すれば、型や支持具の進路に対して人体の進入は確実に検知されることができる。このとき、一列の画素は、魚眼レンズまたは広角レンズの光軸を通って1直線に並べばよい。その結果、計算処理は単純化される。計算処理の負荷は軽減される。 The image processing device may specify a virtual plane extending in parallel in the linear path of the type by a continuous or discontinuous line of pixels. In real space, when the human body stays in the path of the mold, the mold and the human body interfere with each other as the mold progresses. Therefore, once the human body is detected in the course, if the mold stops, the interference between the mold and the human body is avoided. Here, the virtual plane separates the path of the mold and the support that holds it from the rest. Therefore, if the image of the human body crosses the line, the approach of the human body can be reliably detected with respect to the path of the mold and the support tool. At this time, the pixels in a row may be arranged in a straight line through the optical axis of the fisheye lens or wide-angle lens. As a result, the calculation process is simplified. The computational load is reduced.
安全装置では前記仮想平面は重力方向に平行であればよい。こうして型やそれを保持する支持具の進路は鉛直面で仕切られる。 In the safety device, the virtual plane may be parallel to the direction of gravity. In this way, the path of the mold and the support for holding it is partitioned by the vertical plane.
安全装置は、前記撮像素子に含まれる複数の光電変換素子に並列に接続される複数の演算回路を備えてもよい。光電変換素子は素子ごとに光量(輝度)を検出する。光量に応じて電気信号は出力される。演算回路は電気信号の並列処理を実現する。その結果、フレーム単位でリアルタイムな画像処理は実現される。 The safety device may include a plurality of arithmetic circuits connected in parallel to the plurality of photoelectric conversion elements included in the imaging element. The photoelectric conversion element detects the amount of light (brightness) for each element. An electrical signal is output according to the amount of light. The arithmetic circuit realizes parallel processing of electric signals. As a result, real-time image processing is realized in units of frames.
本発明の他の形態は、フレームに支持される型と、魚眼レンズまたは広角レンズを通じて被写体を撮像し、前記被写体が映り込む画像を生成する撮像素子と、前記撮像素子に接続されて、前記画像内の輪郭線で人体の像を特定し、前記人体と前記型との干渉を予測すると、通知信号を生成する画像処理装置とを備える鍛圧機械に関する。 Another aspect of the present invention includes a mold supported by a frame, an imaging device that captures an image of a subject through a fish-eye lens or a wide-angle lens, and an image that reflects the subject. The present invention relates to a forging machine including an image processing device that generates a notification signal when an image of a human body is specified by the outline of the human body and an interference between the human body and the mold is predicted.
以上のように開示の装置によれば、作業の安全度の低下を招かずに精度よく型と人体との干渉を推定することができる。 As described above, according to the disclosed apparatus, it is possible to accurately estimate the interference between the mold and the human body without causing a reduction in work safety.
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(1)第1実施形態に係る鍛圧機械の構成
図1は第1実施形態に係る鍛圧機械としてのプレスブレーキ11を概略的に示す。プレスブレーキ11はフレーム12を備える。フレーム12は工場その他建物の床面FLに設置される。フレーム12にはガイドフレーム13が含まれる。ガイドフレーム13は重力方向に平行に延びる。重力方向は例えば床面FLに直交する。
(1) Configuration of Forging Machine According to First Embodiment FIG. 1 schematically shows a
プレスブレーキ11はテーブル14およびラム15を備える。テーブル14はフレーム12に不動に固定される。テーブル14には上向きに型すなわちダイ16が装着される。ダイ16はテーブル14に着脱自在に取り付けられる。ダイ16は例えばSCMといった鋼材から形成される。
The
ガイドフレーム13はラム15を支持する。ラム15はガイドフレーム13に装着される。ガイドフレーム13は重力方向に平行にラム15の線形の上下動を案内する。ラム15には下向きに型すなわちパンチ17が装着される。パンチ17はラム15に着脱自在に取り付けられればよい。パンチ17はダイ16に向き合わせられる。ラム15の上下動に応じてパンチ17はダイ16に接近したりダイ16から遠ざかったりすることができる。パンチ17とダイ16との間に金属の板材が挟まれて曲げ加工が施される。パンチ17は例えばSCMといった鋼材から形成される。
The
フレーム12には左右1対の油圧シリンダー18が固定される。油圧シリンダー18の空間はピストン21で第1油圧室22および第2油圧室23に分割される。第1油圧室22および第2油圧室23の油圧の作用に応じてピストン21は油圧シリンダー18の空間内を上下方向に移動する。
A pair of left and right
ピストン21にはピストンロッド24が結合される。ピストン21はピストンロッド24でラム15に連結される。ピストン21の上下動に応じてラム15の上下動は引き起こされる。
A
油圧シリンダー18には油圧回路25が接続される。油圧回路25はオイルポンプ26およびオイルタンク27を備える。オイルポンプ26は流量制御弁28および切り替え弁29を介して油圧シリンダー18に接続される。第1油圧室22に油圧が作用すると、ピストン215は下降する。ピストン21の下降に応じてラム15はガイドフレーム13に沿って下降する。第2油圧室23に油圧が作用すると、ピストン21は上昇する。ピストン21が上昇すると、ラム15はガイドフレーム13に沿って上昇する。
A
油圧回路25にはNC装置31が接続される。NC装置31はオイルポンプ26、流量制御弁28および切り替え弁29の動作を制御する。オイルポンプ26、流量制御弁28および切り替え弁29の動作に応じてラム15の上下動は制御される。
An
ラム15の下端には複数の中間板32が固定される。中間板32には基準面32aが形成される。基準面32aは平面を有する。平面は重力方向Gに平行に広がる。複数の中間板32に共通に基準面32aの平面を含む1鉛直面が規定される。ラム15が上下方向に変位すると、基準面32aの平面は1鉛直面内で移動する。
A plurality of
中間板32には個別にクランプ金具33が取り付けられる。クランプ金具33は中間板32にボルト締めされる。ボルト締めにあたって2本のボルト34が用いられる。ボルト34はクランプ金具33ごとに水平方向に間隔をあけて配置される。
A clamp fitting 33 is individually attached to the
図2に示されるように、パンチ17は中間板32およびクランプ金具33の間に挟まれる。クランプ金具33の挟み込む力でパンチ17はラム15上に保持される。クランプ金具33は中間板32の基準面32aにパンチ17を押し付ける。
As shown in FIG. 2, the
中間板32には補助基準面32bが形成される。補助基準面32bは下向きに面する。補助基準面32bは平面を有する。少なくとも平面を含む仮想面35は基準面32aを含む仮想面に直交する。仮想面35と基準面32aとの交線は型の幅方向に直線の水平基準線36を規定する。パンチ17は基準面32aと補助基準面32bとで中間板32に接触する。基準面32aおよび補助基準面32bの働きでラム15に対してパンチ17の姿勢は固定される。
An
パンチ17にはワークに接触する加圧面37が形成される。加圧面37は例えばワークとの最大接触面に相当すればよい。パンチ17は加圧面37でダイ16に向き合わせられる。加圧面37には加工の形態に応じて稜線38が区画される。稜線38は水平基準線36に平行に位置決めされる。加圧面37には複数本の稜線が形成されてもよい。このとき、稜線は相互に平行に延びる。稜線に加え、あるいは、稜線に代えて湾曲面が形成されてもよい。湾曲面の母線は水平基準線36に平行に規定される。
A
パンチ17の前側には位置合わせ面41が区画される。位置合わせ面41は平面で形成される。位置合わせ面41は加圧面37の稜線38に平行に広がる。加えて、位置合わせ面41は重力方向Gに平行に位置決めされる。
An
位置合わせ面41の下縁は補助面42で加圧面37に接続される。補助面42は、加圧面37の縁37aに接する仮想平面43との間に空間を形成する。補助面42は加圧面37と同様にダイ16に向き合わせられる。
The lower edge of the
(2)安全装置の構成
図3に示されるように、プレスブレーキ11には安全装置45が組み込まれる。安全装置45はカメラユニット(撮像ユニット)46を備える。カメラユニット46はラム15に取り付けられる。取り付けにあたってカメラユニット46の筐体47はパンチ17に対して位置決めされる。位置決めにあたって筐体47はパンチ17の位置合わせ面41に受け止められる。筐体47は例えば硬質の樹脂体から形成されればよい。
(2) Configuration of Safety Device As shown in FIG. 3, a
カメラユニット46は魚眼レンズ48を備える。魚眼レンズ48は筐体47に組み込まれる。魚眼レンズ48の光軸51は重力方向に揃えられる。ここでは、魚眼レンズ48の画角は例えば180°以上に設定される。ただし、魚眼レンズ48の画角は180°未満であってもよい。その場合には、カメラユニット46がプレスブレーキ11に装着された際に、パンチ17の位置合わせ面41の下縁が全域にわたって画像内に収まることが望まれる。その他、魚眼レンズ48の光軸51はパンチ17の位置合わせ面41に重なってもよい。
The
筐体47には位置決め面52が規定される。位置決め面52は筐体47の平坦な外表面で形成される。筐体47は位置決め面52でパンチ17の位置合わせ面41に押し当てられる。位置決め面52は魚眼レンズ48の光軸51に平行に広がる。
A
筐体47は取り付け部材53を含む。取り付け部材53は間隔をあけて位置決め面52に向き合わせられる。取り付け部材53には下向きの端面53aが規定される。端面53aは魚眼レンズ48の光軸51に直交する仮想平面内に広がる。カメラユニット46がパンチ17に装着される際に、取り付け部材53の端面53aは仮想面35でパンチ17に突き当てられる。このとき、筐体47の位置決め面52がパンチ17の位置合わせ面41に重なると、魚眼レンズ48の光軸51は重力方向Gを向く。取り付け部材53は例えばアルミニウムといった金属製の板材から成形加工されればよい。
The
取り付け部材53にはねじ孔54が区画される。ねじ孔54の軸心54aは魚眼レンズ48の光軸51に直交する仮想平面に平行に延びる。ねじ孔54にはねじ55がねじ込まれる。ねじ55の先端はパンチ17に突き当てられる。ねじ55がねじ込まれると、その反発力で筐体47の位置決め面52はパンチ17の位置合わせ面41に押し付けられる。こうしてカメラユニット46の筐体47はパンチ17に固定される。こうした固定方法に代えて他の固定方法が用いられてもよい。
A
図4に示されるように、筐体47内には撮像素子(イメージセンサー)57が収容される。撮像素子57は光電変換素子すなわちフォトダイオードのアレイを有する。ここでは、個々のフォトダイオードが1画素に相当する。個々のフォトダイオードには例えば特定のカラーフィルターが関連付けられる。フォトダイオードはRGBの色ごとに光量を検出する。検出された光量は電気信号に変換される。その他、RGGBといった三原色一塊で1画素が把握されてもよい。
As shown in FIG. 4, an image sensor (image sensor) 57 is accommodated in the
アレイの受光面は撮像素子57の感光面58を形成する。感光面58は魚眼レンズ48の光軸51に直交する。感光面58には魚眼レンズ48を通じて被写体が投影される。こうして撮像素子57は魚眼レンズ48を通じて被写体を撮像する。被写体の投影像に基づき画像は生成される。画像には被写体が映り込む。
The light receiving surface of the array forms a
感光面58では1本の画素列59が特定される。画素列59は連続または不連続の一列の画素を含む。一列の画素61は1直線に配列される。画素列59は画像62内で水平線63に相当する。この水平線63は画像62の中心を通過する。したがって、水平線63は上下に画像62を二分する。画素列59は位置決め面52および取り付け部材53の端面53aに平行に配置される。その結果、カメラユニット46が決められた姿勢でプレスブレーキ11に装着されると、画素列59にはパンチ17の線形の進路に平行に広がる仮想平面が投影される。
On the
図5に示されるように、安全装置45は画像処理装置64を備える。画像処理装置64は例えばカメラユニット46の筐体47に組み込まれる。画像処理装置64は1半導体チップとして構成されることができる。画像処理装置64は撮像素子57に接続される。画像処理装置64は画像62内の輪郭線で人体の像を特定する。人体は例えば作業者の手や指、その他身体の一部であることができる。輪郭の検出には一般的なエッジ検出の手法が用いられればよい。画像処理装置64はリアルタイムで画像処理を実施する。
As shown in FIG. 5, the
カメラユニット46は配線または無線でNC装置31に電気的に接続される。配線または無線を通じてカメラユニット46とNC装置31との間で通信が確立される。画像処理装置64は、人体とパンチ17との干渉を予測すると、通知信号を生成する。生成された通知信号は画像処理装置64からNC装置31に送信される。NC装置31は通知信号の受領に応じて特定の動作を実施する。特定の動作にはラム15の急停止が含まれる。
The
例えば図6に示されるように、予測にあたって画像処理装置64はパンチ17の線形の進路65に並列に広がる仮想平面66を特定する。例えば前述の画素列59はパンチ17の線形の進路65に平行に広がる仮想平面66を規定する。個々の画素61の光軸は仮想平面66の面内に含まれる。仮想平面66は画像62内で水平線63を描く。仮想平面66は、パンチ17の進路65の前側に重ねられる所定の厚みtの空間層67を仕切る。画像62内で人体の像が水平線63に交差すれば、空間層67に対して人体の進入は検地される。こうしてパンチ17の進路65に対して人体の接近は確実に検知される。接近の度合いは空間層67の厚みtで調整されることができる。
For example, as shown in FIG. 6, in the prediction, the
その他、画像処理装置64は、画像62内で被写体としてパンチ17を認識したら、予備信号を生成してもよい。NC装置31は、予備信号を受領しない限り、ラム15の上下動を開始しないことができる。こうした予備信号の利用によれば、安全装置45の正常動作が確認されない限り、プレスブレーキ11は動作し始めることができない。
In addition, the
(3)安全装置の動作
次に安全装置45の動作を簡単に説明する。プレスブレーキ11の使用にあたってカメラユニット46は決められた姿勢でパンチ17に固定される。固定にあたって筐体47の位置決め面52はパンチ17の位置合わせ面41に面接触する。取り付け部材53の端面53aは仮想面35でパンチ17に突き当てられる。こうして魚眼レンズ48の光軸51は重力方向Gに合わせ込まれる。ねじ孔54にねじ55がねじ込まれる。
(3) Operation of Safety Device Next, the operation of the
撮像素子57は魚眼レンズ48を通じて被写体を撮像する。撮像された画像62には被写体が映り込む。画像処理装置64は画像62で水平線63を特定する。水平線63は例えば画素列59の座標値で特定されればよい。
The
図7に示されるように、画像62には被写体としてパンチ17が映り込む。画像62では位置合わせ面41の下縁41aは水平線63に並列に延びる。位置合わせ面41の下縁41aは仮想平面66に平行に水平方向に延びることから、画像62の中心で下縁41aと水平線63との距離は最大に広がり、画像62の左右の縁に向かうにつれて下縁41aと水平線63との距離は縮小する。画像処理装置64は位置合わせ面41を特定する。位置合わせ面41の特定は予備信号の生成に役立てられる。
As shown in FIG. 7, the
作業中、画像62には被写体として素材や作業者の人体(その一部を含む)が映り込む。画像処理装置64は画像62内の輪郭線で素材の像68aや人体の像68bを特定する。輪郭線の検出にあたって一般的なエッジ検出の手法が用いられればよい。画像処理装置64はフレームごとに人体の像68bと水平線63との位置関係を判定する。人体の像68cが水平線63に交差すると、人体とパンチ17との干渉を予想し、通知信号を生成する。通知信号は画像処理装置64からNC装置31に送信される。NC装置31は通知信号の受領に応じて特定の動作を実施する。ここでは、例えばNC装置31から切り替え弁29に制御信号が送信される。制御信号は切り替え弁29の位置を切り替えて第1油圧室22への油圧の供給を停止する。制御信号はさらに切り替え弁29を切り替えて第2油圧室23への油圧の供給を開始してもよい。こうしてラム15の下降は急停止する。その結果、パンチ17と人体との間で相互干渉の発生は確実に回避される。
During the work, the
本実施形態に係る安全装置45では魚眼レンズ48を通じて被写体は撮像される。魚眼レンズ48は広い視野角を有することから、撮像素子57がパンチ17にかなり接近しても、パンチ17の幅方向に広い範囲で画像は形成される。パンチ17の周囲の空間は確実に撮像される。パンチ17に近い位置で作業者の動きは把握される。こうして人体とパンチ17との干渉は精度よく予測される。
In the
カメラユニット46では撮像素子57の感光面58に対して決められた姿勢で区画される位置決め面52および端面53aを有する。したがって、筐体47がプレスブレーキ11に取り付けられる際に、位置決め面52および端面53aの面接触に応じて撮像素子57は決められた姿勢で取り付けられる。感光面58の位置はパンチ17に対して相対的に固定される。その結果、撮像素子57で撮影される画像62内でパンチ17の進路65に重ねられる空間層67は一義的に特定される。ここでは、撮像素子57の感光面58に直交する垂線(魚眼レンズ48の光軸51)は鉛直面に平行に設定されることから、空間層67は画素列59で簡単に特定される。
The
実空間では、パンチ17の進路65に人体が留まると、パンチ17の進行に伴ってパンチ17と人体との干渉が引き起こされる。したがって、進路65内に人体が検出されたら、パンチ17の進行が停止すれば、パンチ17と人体との干渉は回避される。仮想平面66はパンチ17の進路65とそれ以外とを空間層67で隔てる。したがって、人体の像68cが水平線63に交差すれば、パンチ17の進路65に対して人体の接近は確実に検知される。ここでは、画素列59は魚眼レンズ48の光軸51を通って1直線に並ぶことから、交差の検出にあたって計算処理は単純化される。計算処理の負荷は軽減される。
In the real space, when the human body stays in the
(4)リアルタイム処理の構成
図8に示されるように、リアルタイム処理の実現にあたって画像処理装置64は複数のフォトダイオード71に並列に接続される複数の演算回路72を備えてもよい。フォトダイオード71は例えば行列M行N列のアレイに配列される。撮像素子57にはフォトダイオード71のアレイに加えてA/D変換器アレイ73が配置される。A/D変換器アレイ73は各行のフォトダイオード71群ごとに1つのA/D変換器74を含む。すなわち、A/D変換器アレイ73は1列のM個のA/D変換器74で形成される。個々のA/D変換器74は各行ごとに順番にフォトダイオード71の電荷を電圧信号に変換する。
(4) Configuration of Real-Time Processing As shown in FIG. 8, the
撮像素子57には演算素子75が接続される。演算素子75は複数の演算回路72を備える。個々の演算回路72は対応のフォトダイオード71に個別に並列に接続される。演算回路72はフォトダイオード71に1対1で対応する。したがって、演算素子75はM行N列の演算回路72で形成される。各行ごとに演算回路72には転送用シフトレジスターライン76が付加される。各転送用シフトレジスターライン76は1行に含まれる演算回路72の個数に等しいN個の転送用シフトレジスター76aを含む。1ライン内で転送用シフトレジスター76aは直列に接続される。個々の転送用シフトレジスター76aは個別に対応の演算回路72に接続される。
An
撮像素子57および演算素子75には制御回路77が接続される。制御回路77はCPU(中央演算処理回路)78を備える。CPU78は並列処理プログラムを実行する並列処理プログラムの実行にあたってCPU78は例えばメモリー79からプログラム81を取得する。プログラム81の実行に伴ってCPU78はプログラム制御部82と演算処理部83といった機能ブロックを実現する。
A
プログラム制御部82は画像の取り込み処理および演算素子75の並列処理を実行する。画像の取り込み処理にあたってプログラム制御部82は駆動回路84の動作を制御する。駆動回路84の働きでフォトダイオード71のアレイとA/D変換器アレイ73とは画像を取り込む。演算素子75の並列処理にあたってプログラム制御部82は転送用シフトレジスター76aのデータ転送と演算回路72の演算処理とを制御する。制御に応じてSIMD(single instruction and multi data stream)型の並列演算処理は実行される。演算処理部83は、プログラム81の実行中に必要な演算処理を実施し、プログラム81の実行結果に応じて、画像の重心や面積といった特徴量の算出や判別動作を実行する。演算処理部83は前述の通知信号や予備信号を生成する。
The
例えば図9に示されるように、演算回路72はレジスターマトリクス85を有する。レジスターマトリクス85には対応のシフトレジスター76aおよび隣接する演算回路72のシフトレジスター76aからデジタル信号が格納される。Aラッチ86aおよびBラッチ86bはそれぞれレジスターマトリクス85からデジタル信号を取得する。ALU(演算論理ユニット)87は差分を計算する。計算結果はレジスターマトリクス85に格納される。Aラッチ86aはレジスターマトリクス85から差分を読み出し、ALU87では差分の絶対値が算出される。算出された絶対値はレジスターマトリクス85に格納される。
For example, as shown in FIG. 9, the
ALU87は、1ビットの演算器で、論理積(AND)、論理和(OR)、排他的論理和(XOR)、加算(ADD)、Carry付き加算(ADC)などの単純演算機能を有する。複雑な演算は単純演算機能の組み合わせとして記述できることから、ALU87に対し演算機能の中から1つずつを選択させながら繰り返し演算を行わせる。例えば、乗算は加算の繰り返しで実現される。減算は、引く数をビット反転して1を足すことで負の数とし、これを加算することで実現される。割り算は例えばビットシフトで実現される(例えば、「割る数が8」の場合、ビットを3ビット右にシフトする)。絶対値の算出は、負の数(サインビット=1)に対してビット反転して1を足すことで実現される。
The
フォトダイオードの行ごとにフォトダイオード71から光電出力は順番にA/D変換器74に送られる。A/D変換器74は光電出力に相当するデジタル信号を生成する。デジタル信号は行ごとに次々に転送用シフトレジスター76aに転送される。1フレームの転送が完了すると、転送用シフトレジスター76aから対応の演算回路72にデジタル信号は受け渡される。
The photoelectric output from the
演算回路72では「エッジ検出」が実施される。エッジ検出にあたって2近傍演算が用いられる。隣接する画素同士で強度値の差分が算出される。こうして画像処理演算は完全に並列処理で実現される。画像は高速で処理される。リアルタイムで人体の像と水平線63との交差は検出されることができる。
In the
(5)安全装置の他の実施形態
図10に示されるように、カメラユニット46の取り付けにあたってクランプ金具33が利用されてもよい。カメラユニット46の筐体47は中間板32とクランプ金具33との間に挟まれる。クランプ金具33は中間板32の基準面32aにカメラユニット46の筐体47を押し付ける。筐体47の位置決め面52は中間板32の基準面32aに面接触する。加えて、筐体47は仮想面35で中間板32の補助基準面32bに少なくとも線接触する。基準面32aおよび補助基準面32bの働きで中間板32に対して撮像素子57の姿勢は固定される。このとき、魚眼レンズ48の光軸51は重力方向Gを向く。こうしてパンチ17に対して決められた姿勢で撮像素子57の感光面58は固定される。
(5) Other Embodiments of Safety Device As shown in FIG. 10, a clamp fitting 33 may be used for attaching the
図11に示されるように、カメラユニット46の取り付けにあたってクランプ金具33は省略されてもよい。このとき、カメラユニット46の筐体47は中間板32にボルト締めされればよい。ボルト締めにあたって1本または2本のボルト91が用いられればよい。ボルト91は中間板32にねじ込まれる。こうしてボルト91の頭と中間板32との間に筐体47は挟まれる。ここでも、筐体47の位置決め面52は中間板32の基準面32aに面接触し、筐体47は仮想面35で中間板32の補助基準面32bに少なくとも線接触すればよい。基準面32aおよび補助基準面32bの働きで中間板32に対して撮像素子57の姿勢は固定される。魚眼レンズ48の光軸51は重力方向Gを向く。こうしてパンチ17に対して決められた姿勢で撮像素子57の感光面58は固定される。
As shown in FIG. 11, the clamp fitting 33 may be omitted when the
(6)第2実施形態に係る鍛圧機械の構成
図12は第2実施形態に係る鍛圧機械としてのプレス機101を概略的に示す。プレス機101はフレーム102を備える。フレーム102は工場その他建物の床面FLに固定される。フレーム102にはガイドフレーム103が含まれる。ガイドフレーム103は重力方向Gに平行に延びる。
(6) Configuration of Forging Machine According to Second Embodiment FIG. 12 schematically shows a
ガイドフレーム103はスライド104を支持する。スライド104はガイドフレーム103に装着される。ガイドフレーム103は重力方向Gに平行にスライド104の線形の上下動を案内する。スライド104には下向きに上金型105が装着される。上金型105はスライド104に着脱自在に取り付けられればよい。上金型105は例えばSCMといった鋼材から形成される。
The
フレーム102にはボルスター106が支持される。ボルスター106には着脱自在に下金型107が支持される。下金型107は上金型105に向き合わせられる。スライド104の上下動に応じて上金型105は下金型107に接近したり下金型107から遠ざかったりすることができる。上金型105および下金型107に挟まれて、金属の板材には打ち抜き加工や曲げ加工が施され、あるいは金属の塊に鍛造加工が実施される。下金型は例えばSCMといった鋼材から形成される。
A bolster 106 is supported on the
プレス機101にはダイクッション108が組み込まれる。ダイクッション108は上金型105に向き合わせられる。上金型105が下金型107に接近すると、ダイクッション108は弾性的に上金型105を受け止める。ダイクッション108と上金型105との間で例えば金属の板材は保持される。
A
フレーム102には油圧シリンダー109が固定される。油圧シリンダー109のピストンはスライド104に連結される。油圧シリンダー109ではピストンに作用する油圧の働きでピストンが油圧シリンダー18の空間内を上下方向に移動する。ピストンの上下動に応じてスライド104の上下動は引き起こされる。油圧シリンダー109やダイクッション108の動作は油圧回路を通じてNC装置110で制御される。
A
プレス機101には安全装置112が組み込まれる。安全装置112は前述の安全装置45と同様にカメラユニット46を備える。カメラユニット46の筐体47は例えばスライド104に取り付けられる。取り付けにあたってカメラユニット46の筐体47は上金型105に対して位置決めされる。安全装置112は前述の安全装置45と同様に機能する。したがって、安全装置112では前述の安全装置45と同様な効果は達成される。
A
なお、プレス機101は油圧プレスとして説明されたものの、プレス機101はサーボプレスやクランクプレスとして構成されてもよい。その場合でも、安全装置112は利用されることができる。安全装置112は前述と同様に機能する。さらに、安全装置45、112では魚眼レンズ48は広角レンズに置き換えられてもよい。さらにまた、輪郭の検出にあたって予め肌の色や作業用手袋の色が画像処理装置64に登録されていてもよい。こうして色の検出に応じて手や指の輪郭線が検出されれば、検出の精度はさらに高められることができる。さらにまた、下向きの端面53aおよび位置決め面52の働きは前述のように筐体47そのものに確立されることができるだけでなく筐体47に付加される他部材の働きで確立されてもよい。そういった他部材は筐体47の一部として取り扱われる。
Although the
11 鍛圧機械(プレスブレーキ)、17 型(パンチ)、45 安全装置、46 撮像ユニット(カメラユニット)、47 筐体、48 魚眼レンズ、57 撮像素子、58 感光面、59 一列の画素(画素列)、62 画像、64 画像処理装置、65 進路、66 仮想平面、68b 人体の像、68c 人体の像、71 光電変換素子(フォトダイオード)、72 演算回路、101 鍛圧機械(プレス機)、105 型(上金型)、112 安全装置、G 重力方向。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記撮像素子に接続されて、前記画像内の輪郭線で人体の像を特定し、前記人体と鍛圧機械の型との干渉を予測すると、通知信号を生成する画像処理装置と
を備えることを特徴とする安全装置。 An imaging device that captures an image of a subject through a fish-eye lens or a wide-angle lens and generates an image in which the subject is reflected;
An image processing device connected to the imaging device, for specifying an image of a human body by a contour line in the image, and generating a notification signal when an interference between the human body and a type of a forging machine is predicted. Safety device.
魚眼レンズまたは広角レンズを通じて被写体を撮像し、前記被写体が映り込む画像を生成する撮像素子と、
前記撮像素子に接続されて、前記画像内の輪郭線で人体の像を特定し、前記人体と前記型との干渉を予測すると、通知信号を生成する画像処理装置と
を備えることを特徴とする鍛圧機械。 A mold supported by a frame;
An imaging device that captures an image of a subject through a fish-eye lens or a wide-angle lens and generates an image in which the subject is reflected;
An image processing device connected to the image pickup device, specifying an image of a human body with a contour line in the image, and generating a notification signal when an interference between the human body and the mold is predicted. Forging machine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015140459A JP2017019003A (en) | 2015-07-14 | 2015-07-14 | Safety device and press-forging machine |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021241597A1 (en) * | 2020-05-26 | 2021-12-02 | Dmg森精機株式会社 | Machine tool and machine tool control system |
-
2015
- 2015-07-14 JP JP2015140459A patent/JP2017019003A/en active Pending
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WO2021241597A1 (en) * | 2020-05-26 | 2021-12-02 | Dmg森精機株式会社 | Machine tool and machine tool control system |
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