JP2020204852A - 機械作業者認証方法 - Google Patents

Abstract

【課題】作業者の撮像データに基づいて当該作業者が機械の操作権限及び操作権限の範囲を認証して操作権限の範囲で機械操作を可能にすることにより機械操作開始に先立って暗証番号を入力したりする作業を省力化して機械を効率的に稼働させる。【解決手段】撮像手段により撮像された機械の操作権限を有する各作業者の撮像データを含む作業者特定情報及び各作業者による機械の操作可能範囲に関する権限情報の作業者情報をそれぞれの作業者ごとに事前登録し，撮像手段により撮像される作業者の撮像データに基づいて当該作業者を認識し，認識された当該作業者が事前登録された作業者と認証された際に，当該作業者の操作権限内で機械を操作可能にする一方，認識された当該作業者が事前登録された作業者でない場合には機械の操作を禁止する。【選択図】図７

Description

本発明は、機械の操作権限を有する全ての作業者及び該作業者に許可された作業内容を予め登録し，作業者が機械操作を開始にするにあたって該作業者がどの程度の機械操作権限を備えているのか否かを認証すると共に機械操作権限を有すると認証された際には予め登録された操作権限の範囲で機械操作を可能にする機械作業者認証方法に関する。

各種のステップ動作をシーケンシャルに実行して一定の目的動作を実行する各種機械にあっては，表示部材に操作作業を選択する各種の操作ボタンや操作キーが配列された作業メニュー画面を表示し，該作業メニュー画面中の操作ボタンや操作キーにより操作しようとする作業を選択して実行したり，ステップ動作に必要な軸選択や数値等を設定して目的動作を実行可能にしている。

この種の機械にあっては，機械の操作方法を習得したり，機械操作に熟練したりした作業者のみに操作権限を与え，操作権限の範囲内で機械操作を可能にすることにより機械の誤操作を防止している。このため，機械操作をする際には，必要な操作権限を備えた作業者であることを認証する必要がある。

作業者が操作権限を備えているか否かを認証する方法としては，操作権限を備えた作業者ごとに暗証番号（パスワード）を設定し，作業者は機械操作に先立って自身の暗証番号を入力することにより当該作業者が操作権限を備えていることを認証し，機械操作を許可している。

しかし，機械操作に先立って，その都度，暗証番号を確認して入力するのに手間がかかり，また場合によっては作業者が暗証番号を失念して機械操作できない場合があり，暗証番号の管理が煩雑化すると共に機械を効率的に稼働させることができない恐れがある。

また，操作権限としては，作業者の操作能力や作業内容の重要度に応じて作業者ごとに操作可能の範囲を，例えば操作内容が必要最小限に限定される場合には権限１，全ての操作が可能な場合には権限５のように等級分けして設定しているが，この場合にあっても機械操作に先立って作業者の操作権限を上記した暗証番号等により確認しなければならず，上記と同様の問題を有している。

特開号公報

解決しようとする問題点は、作業者ごとに設定された暗証番号を入力して当該作業者が機械の操作権限を備えていること及び操作権限の範囲を認証する必要があり，その作業に手間と時間が掛かり，機械を効率的に稼働させることができない点にある。

請求項１は，記憶手段に格納された動作データに基づく各動作をシーケンシャルに実行して所定の目的動作を実行する機械において，撮像手段により撮像された機械の操作権限を有する各作業者の撮像データを含む作業者特定情報及び各作業者による機械の操作可能範囲に関する権限情報の作業者情報をそれぞれの作業者ごとに事前登録し，撮像手段により撮像される作業者の撮像データに基づいて当該作業者を認識し，認識された当該作業者が事前登録された作業者と認証された際に，当該作業者の操作権限内で機械を操作可能にする一方，認識された当該作業者が事前登録された作業者でない場合には機械の操作を禁止する，ことを最も主要な特徴とする。

本発明は、作業者の撮像データに基づいて当該作業者が機械の操作権限及び操作権限の範囲を認証して操作権限の範囲で機械操作を可能にすることにより機械操作開始に先立って暗証番号を入力したりする作業を省力化して機械を効率的に稼働させることができる。

本発明に係る機械としての樹脂成形品取出し機の概略を示す斜視図である。 制御手段が内蔵された操作ペンダントの概略を示す斜視図である。 樹脂成形品取出し機のチャックを移動制御する動作制御手段の電気的ブロック図である。 画像認識手段の電気的ブロック図である。 作業者の事前登録方法を示す説明図である。 事前登録された作業者情報を示す説明図である。 作業者認識時における表示部材の表示例を示す説明図である。

撮像手段により撮像された機械の操作権限を有する各作業者の撮像データを含む作業者特定情報及び各作業者による機械の操作可能範囲に関する権限情報の作業者情報をそれぞれの作業者ごとに事前登録し，撮像手段により撮像される作業者の撮像データに基づいて当該作業者を認識し，認識された当該作業者が事前登録された作業者と認証された際に，当該作業者の操作権限内で機械を操作可能にする一方，認識された当該作業者が事前登録された作業者でない場合には機械の操作を禁止する，ことを最良の実施形態とする。

以下、本発明に係る機械操作認証方法を機械としての樹脂成形品取出し機に実施した実施例に従って説明する。

図１に示すように機械としての樹脂成形品取出し機１は，樹脂成形機（図示せず）の固定プラテン３上面に取り付けられ，樹脂成形機による成形後にチャック５を型開した金型間に進入させて樹脂成形品を保持した後に金型間から離脱して樹脂成形機の中心軸線と直交する側面に設定された開放位置に取出す動作を実行する。

樹脂成形品取出し機１は，従来公知で上記固定プラテン３に基部が固定され，樹脂成形機の中心軸線と直交する方向（左右方向）へ延出する第１フレーム７と，該第１フレーム７上を左右方向へ移動する第１走行体９と，該第１走行体９に設けられ，上記中心軸線と一致する方向（前後方向）へ延出して型開した金型の上方に至る第２フレーム１１と，第２フレーム１１上を前後方向へ移動する第２走行体１３と，上記第２走行体１３に対して上下方向へ移動可能に設けられ，下部に上記チャック５が設けられた上下ユニット１５とから構成される。

上記チャック５は，第１走行体９を左右方向へ，また第２走行体１３を前後方向へ，更に上下ユニット１５を上下方向へそれぞれ移動させる数値制御可能なサーボモータ等の電動モータ１７，１９，２１の駆動に伴って上記左右方向，前後方向及び上下方向の直交三次元方向へ移動される。

本発明に係る機械は，各種のステップ動作を，予め設定された移動データ等に基づいてシーケンシャルに実行して一定の目的動作を実行するものであればよく，上記樹脂成形品取出し機１に限定されるものではない。

図２に示すように樹脂成形品取出し機１には，操作手段を構成する可搬型の操作ペンダント２３が電気的に接続され，該操作ペンダント２３は電源スイッチ等の各種スイッチ２５，表示部材２７，撮像手段としてのカメラ２９等が設けられる。また，該操作ペンダント２３には樹脂成形品取出し機１を所定動作させる動作制御手段３１及び作業者を画像認識する画像認識手段３３が内蔵される。

なお，操作手段としては，チャック５の移動データを教示設定する際にチャック５の移動状態の確認を容易化する可搬型の操作ペンダント２３としたが，本発明の操作手段はこれに限定されるものではなく，樹脂成形品取出し機１の本体(機械の本体)に取り付けられた操作パネル盤であってもよい。

また，以下においては説明の便宜上，動作制御手段３１及び画像認識手段３３を別々に説明するが，動作制御手段３１及び画像認識手段３３は互いにリンクされているものとする。また，動作制御手段３１におけるＣＰＵの演算処理速度及び演算処理能力や記憶手段の容量が十分な場合には，動作制御手段３１に画像認識手段３３の機能を持たせた単一構成としてもよい。

更に，作業者画像により作業者を認識するためのアプリケーションを人工知能（ＡＩ）とする場合には，画像認識手段３３の記憶手段に格納される画像認識パラメータのデータ量の大容量化により大型化及び重量化して操作ペンダント２３に内蔵したり，可搬したりすることが困難になる恐れがある。このように場合にあっては，操作ペンダント２３の外部に画像認識手段３３を設けて電気的に接続し，作業者画像の認識処理を実行する構成としてもよい。

この場合にあっては，電気的ノイズが少ない作業環境の場合には，操作ペンダント２３及び外部の画像認識手段３３に通信手段（送信手段及び受信手段）をそれぞれ設け，操作ペンダント２３と外部の画像認識手段３３の間で，例えばＷｉＦｉ等によりデータ通信することにより作業者を画像認識する構成としてもよい。

また，作業者の画像認識処理を人工知能（ＡＩ）で実行する場合にあっては，操作ペンダント２３にインターネット接続手段を設け，上記画像認識処理時にインターネットを介してクラウドサーバに接続し，クラウドサーバに格納されたＡＩアプリケーションや画像認識のために蓄積された画像認識パラメータデータを利用して作業者を短時間でかつ高精度に認識する方法としてもよい。

更に，作業者の画像認識処理を人工知能（ＡＩ）で実行する場合にあっては，上記したインターネットを介してクラウドサーバに接続するほかに，複数の樹脂成形品取出し機１が配置された設備内にサーバーやＡＩアプリケーションを設置して画像認識処理を実行するオンプレミスとしてもよい。

該表示部材２７には静電容量型または抵抗膜型のＬＣＤタッチパネルで，作業メニュー初期画面，それぞれの作業者を登録する際の作業者登録画面，移動データ設定画面等の各種作業画面等が表示されると共に表示画面中に表示される各種スイッチ，カーソルキー，テンキー（図示せず）等がタッチ操作や押圧操作された際に所望の画面に切換え表示したり，所望の数値や文字情報を入力したりする。

また，カメラ２９は，樹脂成形品取出し機１の操作権限を有する作業者の画像を登録する際や樹脂成形品取出し機１の作業を開始する先立って作業者を画像認識するための撮像データ等を入力する用途に使用する。該カメラ２９としては，不要時に操作ペンダント２３から取り外し可能なＵＳＢ接続のものが適している。

図３に示すように動作制御手段３１のＣＰＵ３５はプログラムメモリ３７及び作業メモリ３９，駆動制御部４１，表示制御手段等４３を備え、プログラムメモリ３７には樹脂成形品取出し機１を駆動制御するためのプログラムデータ、樹脂成形品取出し機１を駆動制御するのに必要な各移動軸の移動データを設定するのに必要な設定プログラムデータ等の各種プログラムデータが格納される。

作業メモリ３９は操作ペンダント２３を介して設定される樹脂成形品取出し機１におけるチャック５の移動位置に関する各移動軸の移動データを格納する移動データ記憶領域３９ａ、各移動軸に対応する電動モータ１７，１９，２１に設けられたロータリーエンコーダ等の位置検知器（図示せず）から出力される検知信号により検知されるチャック５の実移動位置データを格納する実移動位置データ記憶領域３９ｂ、表示部材２３に表示される作業メニュー初期画面，作業者登録画面，作業メニュー画面、動作モード画面、移動軸選択画面、数値入力画面，作業者登録画面，作業者認識画面等の各種画面データを格納する画面データ記憶領域３９ｃ，作業者による樹脂成形品取出し機１の操作権限の範囲を規定する権限データ（例えば権限１乃至５とし，それぞれに操作可能な作業が規定される。）が格納される権限情報記憶領域３９ｄ等を備える。

駆動制御部４１は接続されたそれぞれの電動モータ１７，１９，２１を，移動データ記憶領域３９ａから読み出された移動データ及び実移動位置データ記憶領域３９ｂに格納されたチャック５の実移動位置データに基づいて駆動制御してチャック５を所定位置へ移動させる。

表示制御部４３には表示部材２７が接続され，該表示制御部４３は作業画面に表示される作業選択ボタンにより所望の作業が選択された際に，対応する画面データを画面データ記憶領域３９ｃから読み出して表示部材２７に表示させる。

また、表示制御部４３は表示部材２７に表示された画面中の各種ボタンやテンキー、カーソルキー等が押圧操作またはタッチ操作された際に，静電容量の変化や抵抗値の変化等に基づいてタッチ操作や押圧操作されたボタンやキーを検知する検知手段（図示せず）から出力される信号に基づいて操作されたボタンやキー等を検知して所定の入力及び操作を可能にさせる。

図４に示すように画像認識手段３３のＣＰＵ４５は画像認識プログラムメモリ４７，画像認識作業メモリ４９，作業者認識部５１，表示制御部５３等を備え，画像認識プログラムメモリ４７には樹脂成形品取出し機１を操作しようとする作業者を画像登録する作業者画像登録プログラムデータ，作業者を画像認識する画像認識プログラムデータ等が格納される。

画像認識作業メモリ４９はカメラ２９により撮像された当該作業者の少なくとも顔を含む撮像データを格納する作業者撮像データ記憶領域４９ａ，樹脂成形品取出し機１の操作権限を有する全ての作業者に対応し，各作業者を画像認識する際の特徴ポイントに関する認識パラメータデータを格納する画像認識パラメータデータ記憶領域４９ｂ，各作業者に対応し，それぞれの作業者特定情報(少なくとも顔画像の他に氏名情報，ＩＤ情報等を含んでもよい。)及び各作業者に付与される操作権限に関する権限情報の作業者情報を格納する作業者情報記憶領域４９ｃ，上記作業者情報を一時的に格納するバッファ領域４９ｄ等を備える。

作業者認識部５１は作業者撮像データ記憶領域４９ａに格納された作業者の撮像データを，画像認識パラメータデータ記憶領域４９ｂに格納された認識パラメータデータに基づいて解析処理して作業者を認識する。また，作業者認識部５１は作業者を認識した際に，作業者情報記憶領域４９ｃにおける認識された当該作業者に対応する領域のフラグをセットする。

上記作業者認識部５１は，従来公知の人工知能（ＡＩ）アプリケーションを利用し，ニューラルネットワーク，ディープラーニング（深層学習），ファジィ制御等の処理により作業者の撮像データを解析して作業者を認識（特定）する。

表示制御部５３は作業者画像の撮像データに基づいて作業者が認識された際に，表示部材２７に作業者情報記憶領域４９ｄに格納された作業者情報（作業者特定情報及び権限情報）を表示して確認可能にさせる。そして表示制御部５３は表示部材２７に表示された作業者情報が正しい場合に実行キー（図示せず）が操作されると，作業者情報記憶領域４９ｄの認識された作業者に対応する領域のフラグをセットし，フラグがセットされた作業者情報記憶領域４９ｄの領域に格納された権限情報を権限情報記憶領域３９ｄへ転送させる。

次に，上記樹脂成形品取出し機１に実施した機械作業者認証方法を説明する。
先ず，樹脂成形品取出し機１の操作権限を有する作業者（複数）による作業者情報の事前登録に付いて説明すると，作業者は操作ペンダント２３に設けられた作業者情報登録ボタン(図示せず)または表示部材２７に表示されるメニュー初期画面中の作業者情報登録ボタン（図示せず）を操作して表示部材２７に作業者情報登録画面を表示させる。そして作業者情報登録画面中の登録ボタン（図示せず）が操作されると，カメラ２９を起動して当該作業者の少なくとも顔を撮像し，その撮像データをバッファ領域４９ｄに格納させる。

次に，作業者情報登録画面中の権限選択ボタン（図示せず）が操作されると，表示部材２７に操作権限の範囲に関する権限指定ボタン（権限１乃至５，図示せず）を表示させる。作業者により自身の操作権限に対応する権限指定ボタンが選択操作されると，バッファ領域４９ｄに権限情報を格納させる。

そして上記状態にて作業者情報登録画面中のプレビューボタン（図示せず）が操作されると，表示制御部４３は表示部材２７に，バッファ領域４９ｄに格納された作業者の撮像データ及び権限情報を表示させて確認可能にさせる。

作業者は，表示部材２７に表示された作業者の撮像データ及び権限情報を確認し，これらが正しい場合に作業者情報登録画面の登録完了ボタン（図示せず）が操作されると，表示制御部４３はバッファ領域４９ｄに格納された作業者の撮像データ及び権限情報を情報作業者情報記憶領域４９ｄの当該作業者に対応する領域へ転送し，作業者情報として格納させる。

樹脂成形品取出し機１の操作権限を備えた全ての作業者に対して上記作業情報登録を実行し，作業者情報記憶領域４９ｄにおける各作業者に対応する領域に作業者情報を格納することにより作業者登録を完了する。（図５及び図６参照）

次に，樹脂成形品取出し機１を操作しようとする作業者の認証方法を説明すると，作業者は樹脂成形品取出し機１を操作するのに先立って表示部材２７の表示画面を作業者認証画面に切換え表示させる。

そして作業者認証画面中の認証ボタン（図示せず）が操作されると，カメラ２９を起動して当該作業者の少なくとも顔を撮像し，その撮像データを作業者撮像データ記憶領域４９ａに格納させる。

作業者認識部５１は，作業者撮像データ記憶領域４９ａに格納された撮像データを画像認識パラメータデータ記憶領域に格納された画像認識パラメータデータにより解析処理して当該作業者を認識した後，作業者情報記憶領域４９ｃの当該作業者に対応する領域のフラグをセットさせる。

そして作業者認証画面中のプレビューボタン（図示せず）が操作されると，表示制御部５３は表示部材２７に作業者情報記憶領域４９ｃの当該作業者に対応してフラグがセットされた領域に格納された作業者情報（作業者特定情報及び権限情報）を表示し，当該作業者に作業者情報が正しいか否かを確認可能にさせる。（図７参照）

そして表示部材２７に表示された作業者情報が正しい場合に，例えば実行キー（図示せず）が操作されると，画像認識手段３３は動作制御手段３１に対し，作業者情報記憶領域４９ｃの当該作業者に対応してフラグがセットされた領域に格納された作業者情報に基づいて該作業者が樹脂成形品取出し機１の操作権限を備えて操作可能であることを指示する操作許可信号及び該作業者の権限指定信号を出力して権限情報記憶領域３９ｄにおける対応する権限のフラグをセットさせる。

これにより認証された作業者は，操作権限に対応する操作可能範囲内で樹脂成形品取出し機１を操作することができる。反対に作業者が操作権限を有するものとして認証されない場合，すなわち事前登録された作業者でない場合には，樹脂成形品取出し機１の操作が禁止される。

本実施例は，カメラ２９により撮像された作業者が，操作権限を有するとして事前登録された当該作業者と認証された場合には，事前登録された操作権限の範囲内で樹脂成形品取出し機１を操作可能とする一方，事前登録された作業者として認証されない場合には，樹脂成形品取出し機１の操作を禁止することにより樹脂成形品取出し機１が誤操作されるのを防止することができる。

その際に作業者画像の撮像データにより，当該作業者が操作権限を有するものとして事前登録された作業者であるか否かを認証することができ，従来のように作業者ごとに暗証番号を設定すると共に操作に先立って暗証番号を入力する手間と時間を省くことができ，樹脂成形品取出し機１を効率的に稼働させることができる。

上記説明は，本発明に係る機械を樹脂成形品取出し機として説明したが，本発明は上記樹脂成形品取出し機に限定されるものではなく，予め設定された複数の動作データに基づいて各動作をシーケンシャルに実行して所定の目的動作を実行する機械であれば，本発明の適用対象として実施可能である。

１ 機械としての樹脂成形品取出し機
３ 固定プラテン
５ チャック
７ 第１フレーム
９ 第１走行体
１１ 第２フレーム
１３ 第２走行体
１５ 上下ユニット
１７，１９，２１ 電動モータ
２３ 操作手段としての操作ペンダント
２５ 各種スイッチ
２７ 表示部材
２９ カメラ
３１ 動作制御手段
３３ 画像認識手段
３５ ＣＰＵ
３７ プログラムメモリ
３９ 作業メモリ
３９ａ 移動データ記憶領域
３９ｂ 実移動位置データ記憶領域
３９ｃ 画面データ記憶領域
３９ｄ 権限情報記憶領域
４１ 駆動制御部
４３ 表示制御部
４５ ＣＰＵ
４７ 画像認識プログラムメモリ
４９ 画像認識作業メモリ
４９ａ 作業者撮像データ記憶領域４９ａ
４９ｂ 画像認識パラメータデータ記憶領域
４９ｃ 作業者情報記憶領域
４９ｄ バッファ領域
５１ 作業者認識部
５３ 表示制御部

Claims (9)

1. 記憶手段に格納された動作データに基づく各動作をシーケンシャルに実行して所定の目的動作を実行する機械において，
   撮像手段により撮像された機械の操作権限を有する各作業者の撮像データを含む作業者特定情報及び各作業者による機械の操作可能範囲に関する権限情報の作業者情報をそれぞれの作業者ごとに事前登録する，
   撮像手段により撮像される作業者の撮像データに基づいて当該作業者を認識し，認識された当該作業者が事前登録された作業者と認証された際に，当該作業者の操作権限内で機械を操作可能にする一方，
   認識された当該作業者が事前登録された作業者でない場合には機械の操作を禁止する，
   ことを特徴とする機械作業者認証方法。
2. 請求項１において，
   作業者特定情報は，撮像データの他に氏名情報，ＩＤ情報の少なくともいずれかを含む機械作業者認証方法。
3. 請求項１において，
   権限情報は，機械の操作可能範囲に対応して権限付けされた機械作業者認証方法。
4. 請求項１において，
   作業者情報を事前登録する際に，表示部材に作業者特定情報及び権限情報を表示して当該作業者により確認可能とした機械作業者認証方法。
5. 請求項１において，
   作業者の撮像データに基づいて当該作業者を認識した際に，表示部材に当該作業者の作業者情報を表示して当該作業者により確認可能とした機械作業者認証方法。
6. 請求項１において，
   作業者認識は，作業者の撮像データを，予めそれぞれの作業者に対応して格納された画像認識パラメータデータに基づいて画像認識することにより認証する機械作業者認証方法。
7. ６において，
   作業者認識は，人工知能（ＡＩ）アプリケーションにより実行する機械作業者認証方法。
8. 請求項６において，
   作業者を認識する画像認識手段は，インターネットを介してクラウドサーバに接続可能とし，クラウドサーバに格納されたアプリケーション及び画像認識パラメータデータにより撮像された作業者を認識可能とする機械作業者認証方法。
9. 請求項６において，
   作業者を認識する画像認識手段は，複数台の機械が配置された設備内にサーバに対してそれぞれの機械と接続可能とし，サーバに格納されたアプリケーション及び画像認識パラメータデータにより撮像された作業者を認識可能とする機械作業者認証方法。

Images