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セーフティレーザスキャナとは | 日本

セーフティレーザスキャナ(以下、レーザスキャナと呼びます)は、主に生産現場で人が危険な機械や設備に近づいたことを検出するための安全機器です(図1)。

人がレーザスキャナの警告領域(図2の黄色の領域)に進入すると、警告信号によるブザー音や表示灯の点灯・点滅を通じて人に注意を促します。
さらに、警告領域内側の防護領域(進入すると危険な場所)に人が進入すると、機械の起動許可信号をオフにして、機械を停止させます。

レーザスキャナによっていったん機械を停止させると、人が防護領域内にとどまっている間は、機械の起動許可信号はオフの状態を維持します。人が防護領域の外に出ない限り、機械は再起動できません。
警告領域の設定は、ある程度自由に設定することができます。また、ある1つの警告領域に加えて複数の場所を警告領域として設定することや、警告領域を全く設けないことも可能です。

距離検出の原理

レーザスキャナは、人の目には見えない赤外線レーザを用いて人を検出するのが一般的です。
レーザスキャナ本体から投光されたレーザが検出物体である人に当たって反射し、本体に戻るまでの時間を測定することで、検出物体までの距離を算出します(図3)。 さらに、レーザを扇状に少しずつ角度を変えながら投光して距離を算出することで、人が警告領域もしくは防護領域のどこに位置するのかを検出します。
 

レーザスキャナの使用例

危険区域内の存在検出

レーザスキャナの一般的な使用は、人がいると危険な場所(危険区域)に人が進入する前に、その存在を検出することです。例えば図4に示したような人がロボットにワークを供給する生産ラインでは、ロボットの可動領域を防護領域として設定し、ワークをセットするために人が防護領域に入ったらロボットが停止するという使用方法があります。

検出区域の設定

一般に、警告領域や防護領域といった検出区域の設定は、専用のソフトウエアにより、パソコンの画面上で任意の形状を検出区域として設定できます(図5)。また、実際の現場に設置して設置場所周辺をスキャンした上で、そのデータに基づいて検出区域を設定することも可能です(図6)。
なお、防護領域の設定においては危険源の可動領域に応じて、規格に定められた安全上必要な最小距離を満足する必要があります。
また、検出区域を設定する際は、検出可能な物体の大きさの最小値(最小検出物体)にも注意が必要です。レーザスキャナではレーザを扇状に投光しているため、光源からの距離が遠ければ遠いほど、小さい物体を検出しにくくなります(最小検出物体が大きくなります)。最小検出物体については、防護領域の外周部で直径70 mm程度という目安があります。
 

アプリケーション例

レーザスキャナを使用したアプリケーション例をこちらのページで紹介しています。
合わせてご確認ください。

使用上および設置上の注意点

以下のような点に注意が必要です。
 
■防護領域の設定においては、規格に定められた安全上必要な最小距離を満足する必要があります。
■蛍光灯、太陽光や赤外光などの外乱光により、検知エラーが発生する可能性があります。レーザスキャナの光学窓に外乱光が直接当たらないように設置してください
■蒸気やホコリなどによるレーザ光の妨げや光学窓に付着した水滴や汚れにより、検知エラーが発生する可能性があります。また、光学窓の定期的な清掃が必要となる可能性があります。設置環境をよくご確認ください。
■反射率の高い壁などが検出区域の近くにあると、距離を正しく算出できないために、検知エラーが発生する可能性があります。安全上必要な最小距離を考慮の上、検知エラーが発生しないかご確認ください。