JP2020049630A - Work support system, work support method, and computer program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、集積型ガスボックスの組み立て、特にベース板金にベースブロックをネジ止めする作業を支援する技術に関する。 The present invention relates to a technique for assisting in assembling an integrated gas box, particularly for screwing a base block to a base metal plate.
集積型ガスボックスの組立工程では、ベース板金の上にベースブロック等のパーツをネジ止めする工程や、当該パーツの上にさらに上部機器をネジ止めする工程がある。集積型ガスボックスには多くのネジが使用されるが、近年、集積型ガスボックスは小型化しており、ネジの締め忘れなどの締結の不具合が起きやすくなっている。また、集積型ガスボックスは様々なバージョンのものが作製されるが、コストの抑制等のために部品は共通化され、異なる部品であってもベース板金上の同じ場所に取り付けられることがあり、このようなこともネジの締め忘れを招く原因になっている。 In the assembly process of the integrated gas box, there are a process of screwing a part such as a base block on a base sheet metal, and a process of screwing an upper device on the part. Although many screws are used in the integrated gas box, in recent years, the integrated gas box has been downsized, and fastening failures such as forgetting to tighten the screws are likely to occur. Also, various types of integrated gas boxes are manufactured, but parts are shared for cost reduction and the like, and different parts may be attached to the same place on the base sheet metal, This also causes the screw to be forgotten to be tightened.
この点、特許文献1では、締結部品を締め付ける作業の際に用いられる工具との間、及び前記作業が行われる作業箇所を撮像する撮像装置との間でそれぞれ通信を行う通信部と、前記工具により前記締結部品に与えられる締付トルクと、前記撮像装置により撮像された撮像画像とに基づいて、前記作業が正常に行われているか否かを判定する判定処理を実行する処理部とを備えることを特徴とする制御装置。が提案されている。
また、特許文献2では、ワークの複数の締付位置で、締付部品を締付工具によって締め付ける締付作業を支援する締付作業支援装置であって、前記締付工具に設けられた識別マークと、前記ワークの前記複数の締付位置を含む締付作業領域を撮影して画像データを生成するカメラと、前記締付作業前に、前記カメラで前記識別マークを撮影して生成される画像データから、前記識別マークを示す識別データを取得して記憶する識別データ記憶部と、前記締付作業前に、前記カメラに対する相対位置が一定になるように位置決めされた前記ワークの前記締付作業領域を前記カメラで撮影して生成される画像データに対して、前記複数の締付位置のそれぞれに対応した位置に前記識別データの検出を行なう、各々の前記締付位置に専用の検出領域を設定する検出領域設定部と、前記締付作業時に、前記位置決めされた前記ワークの前記締付作業領域を前記カメラで撮影して生成される画像データにおける前記検出領域設定部で設定された全ての前記検出領域内で前記識別データが検出されるか否かを判断する識別データ判断部とを備えたことを特徴とする締付作業支援装置が提案されている。
In this regard,
上記特許文献1記載の発明では、ネジの締結作業が正常に行われているかを判別するが、複数あるネジ穴がある場合、そのいずれかについてネジの締結作業自体を忘れてしまった場合には、これを判別することができない。また、上記特許文献2記載の発明では、ワークにおけるネジ穴の設計データを予め入力し、この設計データをネジの締付作業の確認に用いているが、予め設計データを用意しなければいけないのは面倒であるし、現実的には作業時にはまだ完璧な設計データを用意できない場合も多い。例えば、特注品で既存設計からの微修正のみである場合、既存の図面に修正箇所を追記したものが用いられる場合が該当する。
In the invention described in
そこで本発明は、集積型ガスボックスの組立工程において、ベース部品にパーツをネジ止めする作業を支援することを目的の一つとし、ネジ止めが必要な全てのネジ穴について、適切にネジ止めが行われたか否かを評価する。 Therefore, one of the objects of the present invention is to support the work of screwing parts to the base part in the process of assembling the integrated gas box, and to properly screw all the screw holes that need to be screwed. Evaluate whether this was done.
上記目的を達成するため、本発明の一の観点に係る作業支援システムは、ネジ穴が設けられているベース部品にパーツをネジ止めするネジ止め作業を支援する作業支援システムであって、前記ベース部品の撮影画像について、座標系を構築する座標系構築手段と、トルクドライバによるネジ止め作業において、トルクドライバの先端を識別する識別手段と、前記トルクドライバによるネジ止め作業中に、前記トルクドライバから、ネジ止め作業に関するトルクデータを受信するトルクデータ受信手段と、前記トルクドライバの先端が位置する所定の座標と、当該所定の座標におけるトルクデータを関連付けて記憶する作業情報記憶手段と、前記座標系と前記所定の座標におけるトルクデータに基づき、前記ベース部品へのパーツのネジ止め作業を評価する第一の評価手段と、を有する。 In order to achieve the above object, a work support system according to one aspect of the present invention is a work support system that supports a screwing work of screwing a part to a base part provided with a screw hole, For a captured image of a part, a coordinate system constructing means for constructing a coordinate system, an identification means for identifying the tip of the torque driver in a screwing operation by the torque driver, and A torque data receiving unit for receiving torque data relating to a screwing operation; predetermined coordinates at which the tip of the torque driver is located; work information storage means for storing torque data at the predetermined coordinates in association with each other; And screwing the part to the base part based on the torque data at the predetermined coordinates. Having a first evaluation means for evaluating the.
また、前記座標系構築手段は、前記ベース部品の撮影画像からネジ穴を特定し、前記第一の評価手段は、前記ネジ穴に所定のトルクでパーツがネジ止めされたか否かを判別することにより、前記ベース部品へのパーツのネジ止め作業を評価するものとしてもよい。 Further, the coordinate system construction means specifies a screw hole from the captured image of the base component, and the first evaluation means determines whether or not a part is screwed to the screw hole with a predetermined torque. Thereby, the work of screwing the parts to the base part may be evaluated.
また、前記第一の評価手段は、所定のネジ穴について複数回、ネジ止め作業がなされていないか否かを判別することにより、前記ベース部品へのパーツのネジ止め作業を評価するものとしてもよい。 Further, the first evaluation means may evaluate the screwing operation of the part to the base component by determining whether or not the screwing operation has been performed for a predetermined screw hole a plurality of times. Good.
また、前記パーツがネジ止めされたベース部品の撮影画像に基づき、前記ベース部品へのパーツのネジ止め作業を評価する第二の評価手段と、をさらに有するものとしてもよい。 Further, a second evaluation means for evaluating a work of screwing the part to the base component based on a captured image of the base component to which the part is screwed may be further provided.
また、前記第一の評価手段は、所定のネジのネジ止め作業について、前記トルクドライバで検出されたトルクが所定値を超えた時点から、前記トルクドライバの先端が位置する座標が所定の範囲外となり、当該所定のネジのネジ止め作業が完了する時点までに、前記トルクドライバが回転した角度に係る回転角度を測定し、当該回転角度が所定の範囲にあるか否かを判別することにより、前記ベース部品へのパーツのネジ止め作業を評価するものとしてもよい。 In addition, the first evaluation means may determine that the coordinates at which the tip of the torque driver is out of a predetermined range from the time when the torque detected by the torque driver exceeds a predetermined value for the screwing operation of the predetermined screw. By the time the screwing work of the predetermined screw is completed, by measuring the rotation angle related to the angle at which the torque driver has rotated, by determining whether the rotation angle is within a predetermined range, The work of screwing a part to the base part may be evaluated.
また、前記第二の評価手段は、前記パーツがネジ止めされたベース部品の撮影画像からネジ止めされているネジの数を計測し、完成時に使用されるべき数と対比することにより、前記ベース部品へのパーツのネジ止め作業を評価するものとしてもよい。 Further, the second evaluation means measures the number of screws that are screwed from a photographed image of the base part to which the parts are screwed, and compares the number with the number to be used at the time of completion, thereby obtaining the base. The work of screwing a part to a part may be evaluated.
また、前記ベース部品には、前記パーツのネジ止め作業時に、前記ネジ穴の深さ方向に対して直角な方向から照明の光が照射されているものとしてもよい。 Further, the base component may be illuminated with illumination light from a direction perpendicular to a depth direction of the screw hole when the part is screwed.
また、集積型ガスボックスの組立工程でのネジ止め作業を支援するシステムであって、前記ベース部品はベース板金であり、前記ベース板金は、板面を鉛直方向に沿わせた状態に固定されているものとしてもよい。 A system for supporting a screwing operation in an assembling process of an integrated gas box, wherein the base component is a base metal plate, and the base metal plate is fixed in a state in which the plate surface is vertically aligned. May be used.
また、本発明の別の観点に係る作業支援方法は、ネジ穴が設けられているベース部品にパーツをネジ止めするネジ止め作業を支援する方法であって、コンピュータにより、前記ベース部品の撮影画像について、座標系を構築する処理と、トルクドライバによるネジ止め作業において、前記トルクドライバの先端を識別する処理と、前記トルクドライバによるネジ止め作業中に、前記トルクドライバから、ネジ止め作業に関するトルクデータを受信する処理と、前記トルクドライバの先端が位置する所定の座標と、当該所定の座標におけるトルクデータを関連付けて作業情報記憶手段に記憶する処理と、前記座標系と前記所定の座標におけるトルクデータに基づき、前記ベース部品へのパーツのネジ止め作業を評価する処理と、を実行する。 Further, a work support method according to another aspect of the present invention is a method for supporting a screwing operation of screwing a part to a base part provided with a screw hole, wherein a computer captures an image of the base part. About the process of constructing a coordinate system, the process of identifying the tip of the torque driver in the screwing operation by the torque driver, and the torque data on the screwing operation from the torque driver during the screwing operation by the torque driver. Receiving the torque data at a predetermined coordinate where the tip of the torque driver is located, and storing the torque data at the predetermined coordinate in the work information storage means, and the torque data at the coordinate system and the predetermined coordinate. A process of evaluating a work of screwing the part to the base part based on the above.
また、本発明のさらに別の観点に係るコンピュータプログラムは、ネジ穴が設けられているベース部品にパーツをネジ止めするネジ止め作業を支援するためのコンピュータプログラムであって、コンピュータに対し、前記ベース部品の撮影画像について、座標系を構築する処理と、前記トルクドライバの先端を識別する処理と、前記トルクドライバによるネジ止め作業中に、前記トルクドライバから、ネジ止め作業に関するトルクデータを受信する処理と、前記トルクドライバの先端が位置する所定の座標と、当該所定の座標におけるトルクデータを関連付けて作業情報記憶手段に記憶する処理と、前記座標系と前記所定の座標におけるトルクデータに基づき、前記ベース部品へのパーツのネジ止め作業を評価する処理と、を実行させる。
なお、コンピュータプログラムは、インターネット等のネットワークを介したダウンロードによって提供したり、CD−ROMなどのコンピュータ読取可能な各種の記録媒体に記録して提供したりすることができる。
A computer program according to still another aspect of the present invention is a computer program for supporting a screwing operation of screwing a part to a base part provided with a screw hole. For a captured image of a part, a process of constructing a coordinate system, a process of identifying the tip of the torque driver, and a process of receiving torque data related to a screwing operation from the torque driver during the screwing operation by the torque driver. A predetermined coordinate at which the tip of the torque driver is located, a process of associating the torque data at the predetermined coordinate with the work information storage means, and, based on the coordinate system and the torque data at the predetermined coordinate, And a process of evaluating the work of screwing the part to the base part.
Note that the computer program can be provided by download via a network such as the Internet, or can be provided by being recorded on various computer-readable recording media such as a CD-ROM.
本発明によれば、集積型ガスボックスの組立工程のうち、ベース部品にパーツをネジ止めする作業において、作業時に設計データが不完全な状態であったとしても、ネジ止めが必要な全てのネジ穴に適切にネジ止めが行われたか否かを評価することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the assembly | attachment process of an integrated gas box, in the operation | work which screws a part to a base part, even if design data is incomplete at the time of operation | work, all the screws which need screwing are required. It can be evaluated whether or not the holes are properly screwed.
以下、本発明の実施形態に係る作業支援システムについて説明する。
本実施形態に係る作業支援システムは、集積型ガスボックスの組立工程において、ベース板金上にベースブロックをネジ止めする作業を支援するシステムである。
図1に示されるように、本実施形態に係る作業支援システム1はネットワークNWを介してトルクドライバ2と通信可能に構成されており、トルクドライバ2からネジ止め時のトルクデータを取得し、このトルクデータに基づいてネジ止め作業を評価する。
Hereinafter, a work support system according to an embodiment of the present invention will be described.
The work support system according to the present embodiment is a system that supports a work of screwing a base block on a base sheet metal in an assembly process of an integrated gas box.
As shown in FIG. 1, the
ここではまず、集積型ガスボックスの組立工程を構成するベースブロックのネジ止め作業の概略について、図2乃至図4を参照して説明しておく。
集積型ガスボックスは、ベース部品であるベース板金3上に、パーツの一つであるベースブロック31を複数ネジ止めし、その上に流体制御機器などのパーツをネジ止めして作製される。なお、ベースブロック31は図示しないV字型の流路を持ち、複数の流体制御機器同士の流路をつなぐ役割をする。
Here, first, the outline of the screwing operation of the base block constituting the assembly process of the integrated gas box will be described with reference to FIGS. 2 to 4.
The integrated gas box is manufactured by screwing a plurality of
図2に示されるように、ベース板金3はベースブロック31やその他の所定のパーツがネジ止めされる個所に、複数の円形のネジ穴3aが設けられた板金である。このベース板金3にベースブロック31等のパーツをネジ止めする作業は、ベース板金3を壁に立てかけたり、上方から吊るしたり、あるいは所定の支持台上に支持したりすることにより、ベース板金3を縦にした状態、即ち板面を鉛直方向に略沿わせた状態に固定して行われる。
As shown in FIG. 2, the
また、ベース板金3には、ネジ穴3aの深さ方向に対して略直角な方向、例えば上方から照明の光が照射され、この状態で作業が行われる。これにより、ベース板金3を撮影した撮影画像からネジ穴3aを識別する際、ネジ穴3aが周辺に比して暗くなり、ネジ穴3aと周辺とのコントラストが強調されてネジ穴3aを識別しやすくなる。また、ネジ止め作業時に発生するパーティクルが自然と下に落ち、パーティクルが集積型ガスボックスの完成品に混ざるのを防ぐことができる。
なお、本実施形態の説明において、ネジ穴3aとは、貫通孔と不貫通穴の両方を総称するものとする。また、ベース板金3を縦にせずに、ベース板金3を床面と略平行に配置して作業を行うこともできる。
Further, the
In the description of the present embodiment, the
ベース板金3をこのような状態に維持しながら、図3に示されるように、作業者はベース板金3の所定の位置にベースブロック31を押し付け、ベースブロック31に設けられているネジ孔31aを介してベース板金3のネジ穴3aにネジ3bを螺入させる。ベース板金3の所定のネジ穴3a全てにベースブロック31がネジ止めされると、図4に示される状態となり、ネジ止め作業が終了となる。
なお、ベース板金3には適宜、ベースブロック31以外のパーツもネジ止めされるが、以下の説明では、パーツの一つとして、ベースブロック31がベース板金3にネジ止めされる場合について説明する。
While maintaining the
In addition, parts other than the
●作業支援システム1
作業支援システム1は、CPU(Central Processing Unit)などの演算装置、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)、といったメモリ、CPUが実行するコンピュータプログラム等によって実現され、これにより図1に示されるように、撮影部11、座標系構築部12、識別部13、評価部14、通信処理部15、ベース部品情報記憶部1A、作業情報記憶部1Bからなる機能ブロックを構成する。
●
The
また、作業支援システム1は、無線LAN、Bluetooth(登録商標)、IrDA、あるいはZigbee(登録商標)といった無線によるネットワークNWを介してトルクドライバ2と通信可能に構成されている。
なお、本例では、作業支援システム1とトルクドライバ2を通信可能とするネットワークNWを無線によって構成し、トルクドライバ2を取り回しやすくしたが、これに限らず、トルクドライバ2の取り回しやすさを犠牲にしても構わなければ、有線接続によって構成することもできる。
The
In this example, the network NW that enables the
撮影部11は、ベースブロック31がネジ止めされる前のベース板金3や、トルクドライバ2を用いたネジ止め作業中のベース板金3を被写体として撮影を実行する処理部である。この撮影部11は被写体像を撮像素子の受光面に結像させるレンズ、レンズにより結像した被写体像を撮像して画像信号を制御部に出力するCMOSイメージセンサ等の撮像素子、撮像素子から取得した画像信号から撮影画像を生成する制御部等によって構成され、撮影対象の撮影画像を生成することができる。また、撮影部11は、被写体を所定のフレームレートで撮影することもできる。
なお、撮影部11は複数設けてもよく、被写体としてのベース板金3を水平方向と鉛直方向から撮影する等して、トルクドライバ2の先端位置の識別等の精度を高めてもよい。
The photographing
Note that a plurality of photographing
座標系構築部12は、ベース板金3の撮影画像について、ネジ穴3aが特定された座標系を構築する。具体的には、ベース板金3の撮影画像について、ハフ変換(Hough transform)や学習済みのニューラルネットワークを用いて板面上の黒い又は暗い所定のサイズの円をネジ穴3aとして識別すると共に、所定のマーカーを基準として各ネジ穴3aの座標を求める。ネジ穴3aの座標が求められた座標系の情報は、ベース部品情報記憶部1Aに記憶される。
The coordinate
なお、マーカーは、座標系を構築する際の基準となる指標であると共に、トルクドライバ2の先端の座標を求める際の基準ともなる。
このマーカーは例えば、ベース板金3に貼付あるいは印字等された所定の画像のほか、所定の箇所に取り付けたベースブロック31などのパーツによって構成することができる。このマーカーを基準とすることで、ベース板金3上の所定の箇所の座標や、ベース板金3上においてネジ止め作業を行うトルクドライバ2の先端の座標などを同じ座標系の中で特定することができる。
The marker is an index serving as a reference when constructing a coordinate system, and also serves as a reference when obtaining the coordinates of the tip of the
This marker can be constituted by, for example, a predetermined image affixed or printed on the
識別部13は、トルクドライバ2によるネジ止め作業時に、トルクドライバ2の先端を識別する。トルクドライバ2の先端の識別は例えば、トルクドライバ2に持たせた複数のマーカー位置に対するトルクドライバ2の先端位置に係る情報を予め保持しておき、当該データに基づく画像認識により、撮影画像からトルクドライバ2及びその先端の位置を識別する。
また、トルクドライバ2の表面に所定の模様を設け、識別部13によりトルクドライバ2の回転を検出できるようにしても良い。
The
Alternatively, a predetermined pattern may be provided on the surface of the
評価部14は、ベース板金3におけるネジ穴3aと所定の座標におけるネジ止め作業の結果を把握可能なトルクデータとに基づき、ベース板金3へのベースブロック31のネジ止め作業を評価する。
The
ここで、ネジ止めの評価の手法の一例では、ネジ穴3aに所定のトルクでベースブロック31がネジ止めされたか否かを判別する。即ち、作業情報記憶部1Bに記憶された所定の座標ごとのトルクデータと、ベース部品情報記憶部1Aに記憶されているベース板金3のネジ穴3aの座標とを照らし合わせ、各ネジ穴3aに所定のトルクでネジ3bが締結されたか否かを判別する。この結果、ネジ止めされるべき全てのネジ穴3aに所定のトルクでネジ止めが行われたことが理解されれば、適切なネジ止め作業が行われたと評価する。一方、ネジ止めされるべきネジ穴3aであるにもかかわらず、所定のトルクでネジ止めが行われていないネジ穴3aがあることが判別されれば、ネジ止め作業が不適切な状態にあると評価する。
なお、所定のトルクでネジ止めが行われていないケースには、トルクが全くかけられておらず、したがってネジ止めが行われていないケースのほか、トルクのかけかたが甘く不完全なケース、トルクをかけ過ぎていたり、複数回にわたってトルクをかけていたりするケースが含まれる。適正なトルクの量は、所定のテーブルに保持しておき、これを参照すればよい。
Here, in an example of a method of evaluating screwing, it is determined whether or not the
In cases where screwing is not performed with a predetermined torque, no torque is applied.Therefore, in addition to cases where screwing is not performed, cases where torque is applied in a loose manner and cases where torque is incomplete, and torque Includes cases where too much is applied or torque is applied multiple times. The appropriate amount of torque may be held in a predetermined table and referred to.
また、ネジ止めの評価の手法の別の一例では、検出されたトルクが所定の値に達した後のトルクドライバ2の回転角度で、ネジ止めの成否を判別する。これは、集積型ガスボックスのネジ止め箇所によっては、ネジをねじ込んでいくとガスケットが潰れていき、所定の潰れ量になったところでネジ止め終了と判定すべき場合がある。この場合、ガスケットが潰れていく段階でのトルクの変化は小さいため、トルクドライバ2の回転量でネジ止め完了を判断する必要がある。
In another example of the method of evaluating screwing, the success or failure of screwing is determined based on the rotation angle of the
具体的には、トルクドライバ2が検出するトルクが所定の値を超えたタイミングで、その先端位置を記録する。トルクドライバ2の先端位置が、記録された位置から所定の範囲内に収まり続けている間に、トルクドライバ2がその長軸方向周りに何度回転したかを識別部13で積算し続ける。先端位置が所定の範囲外に出た時、つまり、トルクドライバ2のビットがネジ3bの頭から離れ、ネジ止め作業が完了した時に、積算された回転数が所定の範囲内に入っているかどうかで、ネジ止めの成否を判定する。
Specifically, at the timing when the torque detected by the
さらに好適には、上記のトルクドライバ2の回転角による評価が行われる前に、これから取り付けるベースブロック31に必要なネジ止め箇所全てに対して、弱い所定のトルクでのネジ止めが行われていたかどうかを評価しても良い。これは、ガスケットを潰す前に弱いトルクでの仮止めが行われていたかのチェックに相当し、ガスケットを止めるための複数あるネジ3bのうち特定のネジ3bだけが多く締められてしまうことを防止する。
More preferably, before the above-described evaluation based on the rotation angle of the
なお、このように全てのネジ穴3aに所定のトルクでネジ止めが行われたことをもって、ベース板金3に対する適切なネジ止め作業が行われたと評価するのみならず、所定のネジ穴3aについて複数回、ネジ止め作業がなされていないか否かを合わせて判別し、同一のネジ穴3aについて複数回トルクがかけられたと判別された場合には、適切なネジ止め作業が行われていないものと評価することもできる。
It should be noted that the fact that all the
通信処理部15は、無線LAN、Bluetooth(登録商標)、IrDA、あるいはZigbee(登録商標)といった無線によるネットワークNWを介したトルクドライバ2との情報を送受信可能に構成されている。
The
ベース部品情報記憶部1Aは、ベース部品たるベース板金3の情報を記憶した記憶部である。
このベース部品情報記憶部1Aには例えば、図5に示されるように、マーカーを基準としたネジ穴3aの座標の情報が記憶されている。
The base component information storage unit 1A is a storage unit that stores information on the
For example, as shown in FIG. 5, information on the coordinates of the
作業情報記憶部1Bは、トルクドライバ2によってベース板金3にベースブロック31がネジ止めされる作業に関する情報を記憶する記憶部である。
この作業情報記憶部1Bには例えば、図6に示されるように、マーカーを基準としたトルクドライバ2の先端が位置した所定の座標と、当該所定の座標におけるトルクデータが関連付けて記憶されている。
The work
For example, as shown in FIG. 6, the work
●トルクドライバ2
トルクドライバ2は、ベース板金3にベースブロック31をネジ止めする際に使用されるドライバであって、ネジ止めの際にかかったトルクを検出及び測定し、これを作業支援システム1に供給することができる。
このトルクドライバ2は、計測部21と通信処理部22からなる機能部を構成する。
なお、トルクドライバ2は、ネジ止め作業の評価に必要な計測部21と通信処理部22からなる機能部とは別に、ネジ止めに必要な構造あるいは機能として、ネジ3b等の締結部品の規格に応じたビット、所定のトルクに達した際にビットを空転させるためのラチェット機構などを備えている。
●
The
The
The
計測部21は、トルクを検出すると共に、その大きさを計測することのできるトルクセンサによって実現され、ベース板金3上のネジ穴3aにネジ止めを行った際に要したトルクを計測し、トルクの計測値からなるトルクデータを生成する。
なお、トルクセンサは例えば、ビットにモータの出力を伝達する出力軸にトルクが加わった際に、当該出力軸に発生する歪みを検出したり、当該歪みの大きさを計測したりすることで、ネジ止め作業時のトルクの検出や計測を可能としている。
The measuring
Note that the torque sensor detects, for example, distortion generated on the output shaft when torque is applied to the output shaft transmitting the output of the motor to the bit, or by measuring the magnitude of the distortion, It enables the detection and measurement of torque during screwing work.
通信処理部22は、作業支援システム1とネットワークNWを介した通信を可能とする機能部である。この通信処理部22により、トルクドライバ2から作業支援システム1に対し、計測部21によって生成されたトルクデータを送信することができる。
The
なお、トルクドライバ2はこれらの機能部のほかに、過大なトルクを制限するリミッタや、ネジ止め作業中にかけているトルクを作業者に認識可能とするディスプレイなどを備えていてもよい。
The
●処理の流れ
次に、本実施形態に係る作業支援システム1による処理の流れについて、図7を参照して説明する。
まず、作業者はネジ止め作業の事前準備として、ベース板金3の座標系を構築させる。即ち、作業者は作業支援システム1の撮影部11により、ベース板金3を撮影する(S101)。ベース板金3が撮影され、撮影画像が生成されると、座標系構築部12により、撮影画像からネジ穴3aが特定されると共に、所定のマーカーを基準とした座標系が構築される(S102)。構築された座標系の情報は、ベース部品情報記憶部1Aに記憶される(S103)。
Next, the flow of processing by the
First, an operator constructs a coordinate system of the
ベース板金3の座標系を構築する事前準備が完了すると、撮影部11によってネジ止め作業の撮影が開始され(S104)、これに合わせて作業者はベース板金3にベースブロック31をネジ止めしていく(S105)。
When the preparation for constructing the coordinate system of the
作業者によるネジ止め作業の開始に応じて、作業支援システム1は、撮影部11によってトルクドライバ2によるネジ止め作業を撮影しながら、識別部13によって撮影画像中のトルクドライバ2の先端を識別する(S106)。
一方、トルクドライバ2はネジ止めに要したトルクを計測部21によって計測し、計測値に係る情報をトルクデータとして作業支援システム1に対して送信する(S107)。
In response to the start of the screwing operation by the operator, the
On the other hand, the
作業支援システム1は、トルクドライバ2からトルクデータを受信すると、トルクデータを受信したときのトルクドライバ2の先端が位置する座標と当該トルクデータを関連付けて作業情報記憶部1Bに記憶させる(S108)。
S106〜S108の処理は、全てのベースブロック31がベース板金3にネジ止めされるまで継続的に実行される(S109)。
Upon receiving the torque data from the
The processing of S106 to S108 is continuously executed until all the base blocks 31 are screwed to the base sheet metal 3 (S109).
全てのベースブロック31がベース板金3にネジ止めされ、ネジ止め作業が完了すると(S109)、評価部14により、ネジ止め作業の評価が実行される(S110)。
ネジ止め作業を評価する処理では、所定のマーカーを基準とした座標系において、作業情報記憶部1Bに記憶された所定の座標ごとのトルクデータと、ベース部品情報記憶部1Aに記憶されているベース板金3のネジ穴3aの座標とが照らし合わされ、各ネジ穴3aに所定のトルクでネジ3bが締結されたか否かが判別される。この結果、ネジ止めされるべき全てのネジ穴3aに所定のトルクがかけられたことが理解されれば、適切なネジ止めが行われたと評価され、ネジ止めされるべきネジ穴3aであるにもかかわらず、トルクがかけられていないネジ穴3aがあることが判別されれば、ネジ止めが不適切な状態にあると評価される。
When all the base blocks 31 are screwed to the
In the process of evaluating the screwing operation, in the coordinate system based on the predetermined marker, the torque data for each predetermined coordinate stored in the operation
なお、評価の結果は、所定のコンピュータ上や紙媒体等に出力可能であり、ネジ止め作業が適切に行われたか否か、ネジ止め作業が適切に行われていない場合には、どのネジ穴3aについて適切なネジ止めが行われていないのかといった情報が出力される。 The result of the evaluation can be output on a predetermined computer or a paper medium, etc., and whether or not the screwing work has been properly performed. Information is output as to whether proper screwing has not been performed on 3a.
以上の本実施形態に係る作業支援システム1によれば、集積型ガスボックスの組立工程のうち、ベース板金3にベースブロック31をネジ止めする作業において、ネジ止めが必要な全てのネジ穴3aに適切にネジ止めが行われたか否かを評価することができる。また、評価に際してベース板金3の設計データを必要としないため、設計データを用意する手間がなく便利である。
According to the
なお、以上の本実施形態においては、ネジ止め作業の完了後、ベースブロック31がネジ止めされたベース板金3を撮影し、撮影して得られた撮影画像からネジ止め作業の適否を合わせて評価するようにしてもよい。
この場合、ネジ止め作業の完了後、改めて撮影部11によりネジ止めが行われたベース板金3を撮影し、撮影画像を生成する。これに応じて評価部14は、当該撮影画像に基づき、ベースブロック31へのパーツのネジ止め作業を評価する。評価部14による具体的な評価の一例は、撮影画像からネジ止めされているネジ3bの数を計測し、完成時に使用されるべき数と対比することにより、数が一致すれば適切と評価し、不一致であれば不適切と評価する。
In the above-described embodiment, after the screwing operation is completed, the
In this case, after the screwing operation is completed, the
なお、以上の本実施形態に係る作業支援システム1においては、ベース板金3に設けられている全てのネジ穴3aを識別すると共に、当該全てのネジ穴3aについて適切なネジ止め作業が行われたか否かを評価したが、部品共通化等の理由で必ずしも全てのネジ穴3aが使用されない場合には、使用が予定されているネジ穴3aのみについて評価を行うようにするとよい。この場合には、例えば、ベース板金3について、ネジ穴3aが特定された座標系を構築した際に、各ネジ穴3aについて、使用が予定されているネジ穴3aであるか否かを登録しておく。そして、使用が予定されているネジ穴3aについてのみ、適切なトルクがかけられたか否かを判別し、適切にトルクがかけられていたときには適切なネジ止め作業が行われたものと評価する。なお、使用が予定されていないものとして登録されたネジ穴3aについてもトルクがかけられたか否かを判別し、使用が予定されていないネジ穴3aにトルクがかけられていたときには、これを不適切なものと評価するようにしてもよい。
In the
また、以上の本実施形態に係る作業支援システム1は、サーバ等の一つの装置として構成することもできるし、各機能部を適宜に分散して構成することも可能である。
例えば、作業支援システム1が備えた撮影部11を定点カメラによって構成すると共に、他の機能部を備えたシステムと所定のネットワークを介して接続するようにすることができる。
Further, the
For example, the photographing
1 作業支援システム
11 撮影部
12 座標系構築部
13 識別部
14 評価部
15 通信処理部
1A ベース部品情報記憶部
1B 作業情報記憶部
2 トルクドライバ
21 計測部
22 通信処理部
3 ベース板金
3a ネジ穴
3b ネジ
31 ベースブロック
31a ネジ孔
NW ネットワーク
REFERENCE SIGNS
Claims (10)
前記ベース部品の撮影画像について、座標系を構築する座標系構築手段と、
トルクドライバによるネジ止め作業において、前記トルクドライバの先端を識別する識別手段と、
前記トルクドライバによるネジ止め作業中に、前記トルクドライバから、ネジ止め作業に関するトルクデータを受信するトルクデータ受信手段と、
前記トルクドライバの先端が位置する所定の座標と、当該所定の座標におけるトルクデータを関連付けて記憶する作業情報記憶手段と、
前記座標系と前記所定の座標におけるトルクデータに基づき、前記ベース部品へのパーツのネジ止め作業を評価する第一の評価手段と、を有する、
作業支援システム。 A work support system that supports a screwing operation of screwing a part to a base part provided with a screw hole,
Coordinate system construction means for constructing a coordinate system for the captured image of the base component,
In screwing work by the torque driver, identification means for identifying the tip of the torque driver,
During the screwing operation by the torque driver, from the torque driver, torque data receiving means for receiving torque data relating to the screwing operation,
Predetermined coordinates where the tip of the torque driver is located, and work information storage means for storing torque data at the predetermined coordinates in association with each other;
Based on the coordinate system and the torque data at the predetermined coordinates, based on first evaluation means for evaluating the work of screwing the part to the base part,
Work support system.
前記第一の評価手段は、前記ネジ穴に所定のトルクでパーツがネジ止めされたか否かを判別することにより、前記ベース部品へのパーツのネジ止め作業を評価する、
請求項1記載の作業支援システム。 The coordinate system construction means specifies a screw hole from a captured image of the base component,
The first evaluation means evaluates the work of screwing the part to the base part by determining whether or not the part is screwed to the screw hole with a predetermined torque.
The work support system according to claim 1.
請求項1記載の作業支援システム。 The first evaluation means evaluates the screwing operation of the part to the base component by determining whether or not the screwing operation has been performed for a predetermined screw hole a plurality of times,
The work support system according to claim 1.
請求項1記載の作業支援システム。 The first evaluation means, for the screwing work of a predetermined screw, from the time when the torque detected by the torque driver exceeds a predetermined value, the coordinates where the tip of the torque driver is located out of a predetermined range, By the time when the screwing operation of the predetermined screw is completed, the rotation angle of the torque driver is measured and the rotation angle is determined to determine whether the rotation angle is within a predetermined range. Evaluate the work of screwing parts to parts,
The work support system according to claim 1.
請求項1乃至4いずれかの項に記載の作業支援システム。 Based on a captured image of the base part to which the part is screwed, a second evaluation unit that evaluates the work of screwing the part to the base part, further comprising:
The work support system according to claim 1.
請求項5記載の作業支援システム。 The second evaluation means measures the number of screws that are screwed from a captured image of the base part to which the parts are screwed, and compares the number with the number to be used at the time of completion, to the base part. Evaluate the screwing work of the parts,
The work support system according to claim 5.
請求項1乃至6いずれかの項に記載の作業支援システム。 The base component is irradiated with light of illumination from a direction perpendicular to a depth direction of the screw hole at the time of screwing the part,
The work support system according to claim 1.
前記ベース部品はベース板金であり、
前記ベース板金は、板面を鉛直方向に沿わせた状態に固定されている、
請求項1乃至7いずれかの項に記載の作業支援システム。 A system that supports screwing work in an assembly process of an integrated gas box,
The base component is a base sheet metal,
The base sheet metal is fixed in a state where the plate surface is along the vertical direction,
The work support system according to claim 1.
コンピュータにより、
前記ベース部品の撮影画像について、座標系を構築する処理と、
トルクドライバによるネジ止め作業において、前記トルクドライバの先端を識別する処理と、
前記トルクドライバによるネジ止め作業中に、前記トルクドライバから、ネジ止め作業に関するトルクデータを受信する処理と、
前記トルクドライバの先端が位置する所定の座標と、当該所定の座標におけるトルクデータを関連付けて作業情報記憶手段に記憶する処理と、
前記座標系と前記所定の座標におけるトルクデータに基づき、前記ベース部品へのパーツのネジ止め作業を評価する処理と、を実行する、
作業支援方法。 A method for supporting a screwing work of screwing a part to a base part provided with a screw hole,
By computer
A process of constructing a coordinate system for the captured image of the base component;
In the screwing work by the torque driver, a process of identifying the tip of the torque driver,
During the screwing operation by the torque driver, a process of receiving torque data related to the screwing operation from the torque driver,
Predetermined coordinates at which the tip of the torque driver is located, and processing for storing the torque data at the predetermined coordinates in the work information storage means in association with each other;
Based on the coordinate system and the torque data at the predetermined coordinates, a process of evaluating a screwing operation of the part to the base part is executed.
Work support method.
コンピュータに対し、
前記ベース部品の撮影画像について、座標系を構築する処理と、
トルクドライバによるネジ止め作業において、前記トルクドライバの先端を識別する処理と、
前記トルクドライバによるネジ止め作業中に、前記トルクドライバから、ネジ止め作業に関するトルクデータを受信する処理と、
前記トルクドライバの先端が位置する所定の座標と、当該所定の座標におけるトルクデータを関連付けて作業情報記憶手段に記憶する処理と、
前記座標系と前記所定の座標におけるトルクデータに基づき、前記ベース部品へのパーツのネジ止め作業を評価する処理と、を実行させる、
コンピュータプログラム。
A computer program for supporting a screwing operation of screwing a part to a base part provided with a screw hole,
For the computer
A process of constructing a coordinate system for the captured image of the base component;
In the screwing work by the torque driver, a process of identifying the tip of the torque driver,
During the screwing operation by the torque driver, a process of receiving torque data related to the screwing operation from the torque driver,
Predetermined coordinates at which the tip of the torque driver is located, and processing for storing the torque data at the predetermined coordinates in the work information storage means in association with each other;
Based on the coordinate system and the torque data at the predetermined coordinates, a process of evaluating a work of screwing a part to the base part is executed.
Computer program.
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