CN113195165A - 作业管理装置、作业管理方法以及作业管理系统 - Google Patents

作业管理装置、作业管理方法以及作业管理系统 Download PDF

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Abstract

提供一种作业管理装置、作业管理方法以及作业管理系统，在使用带扭矩传感器的工具进行的拧紧作业中，能够准确地管理全部紧固部件的位置、拧紧扭矩等信息。具有具备扭矩传感器(30)的旋具(1)以及从不同的视点拍摄产品的第一摄像机和第二摄像机(400A、400B)，其中，当检测出的拧紧扭矩超过设定阈值时，扭矩传感器(30)开始测定拧紧扭矩，当测定数据满足规定条件时，扭矩传感器(30)结束对拧紧扭矩的测定，并输出包含测定时刻的扭矩关联数据，作业管理装置还具有：PC(300)，其根据与扭矩关联数据中包含的测定时刻对应的由第一摄像机和第二摄像机(400A、400B)拍摄到的多个图像数据，来计算头部(20)的嵌合位置的坐标；以及标记安装件(80)，其设置有标记，以能够卸下的方式安装于头部。

Description

作业管理装置、作业管理方法以及作业管理系统
技术领域
本发明涉及一种用于管理使用带扭矩传感器的工具针对紧固部件进行的拧紧作业的作业管理装置、作业管理方法以及作业管理系统。
背景技术
在半导体制造工艺等各种制造工艺中，为了准确地将计量出的工艺气体供给到工艺腔室，使用将开关阀、调节器、质量流量控制器等各种流体设备集成化而得到的流体控制装置(例如，参照专利文献1)。
在组装上述这种流体控制装置的组装工序中，需要进行数量庞大的内六角螺栓等紧固部件的拧紧作业，并且要求高的组装质量。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-003013号公报
专利文献2：日本特开2013-188858号公报
专利文献3：日本特开2015-229210号公报
专利文献4：日本特开2013-852号公报
专利文献5：日本特开2008-181344号公报
发明内容
发明要解决的问题
专利文献2公开了以下技术：使用来自设置于扭矩扳手的加速度传感器、陀螺仪传感器、地磁传感器等传感器的信号，来自动地检测被进行了拧紧的紧固部件的位置并管理拧紧位置。
专利文献3公开了以下技术：由摄像装置拍摄利用工具进行的作业位置，基于该拍摄图像数据以及来自附加于工具的扭矩传感器等传感器的数据，来判断是否正常地进行着作业。
专利文献4公开了以下技术：在工件的上方设置摄像装置，在使用拧紧工具对工件实施拧紧作业时，从拍摄数据中检测有无对拧紧工具赋予的预先登记的识别标记，由此检测是否实施了拧紧作业。
专利文献5公开了以下技术：在包括使用道具进行的多个作业的产品制造工序中，确定在产品的哪个位置进行了作业。具体而言，以接收到在完成了一个所述作业时输出的完成信号为契机，拍摄多个图像，并从这些图像中检测表示作业完成位置的作业完成坐标，获取表示应进行作业的位置即作业位置的作业坐标，基于作业完成坐标和作业坐标，来确定作业完成位置与针对多个作业中的各作业的作业位置中的哪一个对应。
上述的流体控制装置不断推进小型化、集成化，螺栓等拧紧构件也短小化，在此基础上，流体设备之间的空间狭小化。因此，使用在设置于把手的头部(bit)保持部安装有细长的头部的工具来进行螺栓等拧紧构件的拧紧作业。例如，在只有穿过流体设备间的狭小空间才能够进入的那样的位置处的紧固部件的拧紧作业中，仅将工具的头部部分插入该狭小空间，一边适当地调整头部的姿势一边将头部顶端部嵌合于紧固部件，并操作位于远离流体设备的位置的把手来使头部旋转。
然而，为了使这样的工具具有专利文献2中公开的拧紧位置的检测功能，需要安装内置有各种传感器、CPU等的外壳。在由把手和头部构成的工具上安装内置有各种传感器、CPU等的外壳是非常困难的，即使假设将外壳安装于工具，外壳也会成为阻碍而导致工具的操作性显著地降低。除此以外，若安装大量的传感器，则工具的制造成本增高。
在专利文献3、4的技术中，难以可靠地拍摄插入流体设备之间的狭小空间中的头部的顶端部、拧紧位置，在拍摄中，操作者的手、工具的把手会进入拍摄区域，导致作业位置、拧紧位置被遮挡。
在专利文献5中，能够确定作业位置，但是得不到拧紧了螺丝时的实际的扭矩数据。另外，在螺丝紧固等拧紧作业中，操作者可能重新拧很多次，因此难以产生适当的完成信号。并且，由于拧紧一个螺丝的扭矩比较小、拧紧一个螺丝的时间短至数秒以下、一个螺丝与其旁边的螺丝之间的间隔小，因此难以仅根据图像来确定作业完成。
并且，利用摄像机拍摄到的图像数据由于受到照明等外部光的影响，因此对图像处理的精度产生大的影响。
本发明的目的之一在于，提供一种在使用带扭矩传感器的工具进行的拧紧作业中能够准确地管理全部紧固部件的位置、拧紧扭矩等信息的作业管理装置、作业管理方法以及作业管理系统。
用于解决问题的方案
本发明的作业管理系统用于管理将产品中包括的多个紧固部件中的各紧固部件拧紧的拧紧作业，作业管理系统具有：
工具，其具备扭矩传感器，并且具备图像处理用的第一标记和第二标记，所述扭矩传感器能够检测作用于工具的头部的用于将紧固部件拧紧的拧紧扭矩；以及
从不同的视点拍摄所述产品的第一摄像机和第二摄像机，
其中，当检测出的拧紧扭矩超过设定阈值时，所述扭矩传感器开始测定拧紧扭矩，当测定数据满足规定条件时，所述扭矩传感器结束对拧紧扭矩的测定，并输出包含测定时刻且基于从测定开始到测定结束为止的期间的测定数据的扭矩关联数据，
所述作业管理系统还具有：
图像处理部，其根据与所述扭矩关联数据中包含的测定时刻对应、且在针对一个紧固部件的拧紧作业中由所述第一摄像机和所述第二摄像机拍摄到的包含所述第一标记及所述第二标记的图像的所述工具的多个图像数据，来计算所述头部的与所述一个紧固部件嵌合的嵌合位置的坐标；以及
标记安装件，所述第一标记和所述第二标记被设置于所述标记安装件，所述标记安装件以能够卸下的方式安装于所述头部。
优选的是，所述产品中包括的多个紧固部件被配置成：在紧固部件被拧紧的状态下，紧固部件的与所述头部嵌合的嵌合部朝向共同的方向，
所述图像处理部基于存在于各图像中的多个标记的沿着所述共同的方向的位置关系，来区分所述多个标记与所述第一标记和所述第二标记中的哪一个对应。
本发明所涉及的作业管理方法用于管理使用工具将产品中包括的多个紧固部件中的各紧固部件拧紧的拧紧作业，所述工具具备能够检测作用于工具的头部的用于将紧固部件拧紧的拧紧扭矩的扭矩传感器，并且具备图像处理用的第一标记和第二标记，
其中，当检测出的拧紧扭矩超过设定阈值时，所述扭矩传感器开始测定拧紧扭矩，当测定数据满足规定条件时，所述扭矩传感器结束对拧紧扭矩的测定，并输出包含测定时刻且基于从测定开始到测定结束为止的期间的测定数据的扭矩关联数据，
所述作业管理方法包括以下步骤：
由第一摄像机和第二摄像机从不同的视点拍摄所述产品；
接收从所述扭矩传感器输出的扭矩关联数据；
根据与接收到的所述扭矩关联数据中包含的测定时刻对应、且在针对一个紧固部件的拧紧作业中由所述第一摄像机和所述第二摄像机拍摄到的包含所述第一标记及所述第二标记的图像的所述工具的多个图像数据，来计算所述头部的与所述一个紧固部件嵌合的嵌合位置的坐标；以及
将设置有所述第一标记和所述第二标记且能够针对所述头部进行装卸的标记安装件安装于所述头部。
本发明所涉及的作业管理装置用于管理使用工具将产品中包括的多个紧固部件中的各紧固部件拧紧的拧紧作业，所述工具具备能够检测作用于工具的头部的用于将紧固部件拧紧的拧紧扭矩的扭矩传感器，并且具备图像处理用的第一标记和第二标记，
其中，当检测出的拧紧扭矩超过设定阈值时，所述扭矩传感器开始测定拧紧扭矩，当测定数据满足规定条件时，所述扭矩传感器结束对拧紧扭矩的测定，并输出包含测定时刻且基于从测定开始到测定结束为止的期间的测定数据的扭矩关联数据，
所述作业管理装置具有坐标计算部，所述坐标计算部基于与接收到的所述扭矩关联数据中包含的测定时刻对应、且在针对一个紧固部件的拧紧作业中由第一摄像机和第二摄像机拍摄到的包含所述第一标记及所述第二标记的图像的所述工具的多个图像数据，或者基于从所述第一摄像机拍摄到的图像数据中提取出的所述第一标记及所述第二标记的二维坐标数据、以及从所述第二摄像机拍摄到的图像数据中提取出的所述第一标记及所述第二标记的二维坐标，来计算所述头部的嵌合位置的坐标，
所述第一标记和所述第二标记被设置于以能够卸下的方式安装于所述头部的标记安装件。
发明的效果
根据本发明，能够准确地管理流体控制装置这样的产品中的全部紧固部件的位置、拧紧扭矩等信息。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式所涉及的作业管理系统的外观立体图。
图2是示出流体控制装置的一例的外观立体图。
图3是图2的流体控制装置的侧视图。
图4A是本发明的一个实施方式所涉及的工具的外观立体图。
图4B是把手部的外观立体图。
图4C是头部的外观立体图。
图4D是工具的扭矩传感器部分的纵截面图。
图5A是扭矩传感器的电路图。
图5B是扭矩传感器的模拟电路部分的功能框图。
图6是示出实施了多次拧紧作业时的扭矩传感器的处理的一例的时序图。
图7是示出一次拧紧作业中的扭矩传感器中的各种信号的一例的时序图。
图8是示出处理装置中的处理的一例的流程图。
图9是通过图像处理来检测头部顶端位置的方法的说明图。
图10是本发明的其它实施方式所涉及的作业管理系统的外观立体图。
图11是本发明的又一其它实施方式所涉及的作业管理系统的概要结构图。
图12是示出图11的红外线摄像机具备的处理装置中的处理的一例的流程图。
图13是示出图11的PC中的处理的一例的流程图。
图14是本发明的又一其它实施方式所涉及的工具的外观立体图。
图15是本发明的又一其它实施方式所涉及的工具的外观立体图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。此外，在本说明书和附图中，通过对功能实质上相同的构成要素使用相同的符号，来省略重复的说明。
图1示出本发明的一个实施方式所涉及的作业管理系统，该系统具有作为工具的旋具1、作为处理装置(图像处理部)的个人计算机(下面称为PC)300以及作为摄像装置的红外线摄像机400A、400B。在图1中，省略了作为产品的气箱500的内部，但是图2和图3所示的流体控制装置200设置于底面500b。即，在将流体控制装置200收容于气箱500内的状态下实施组装作业。此外，图1中的箭头A1表示水平面内的横方向，箭头A2表示水平面内的纵方向。
图2、3所示的流体控制装置200用于向半导体制造装置等的反应器供给各种气体，基座金属板BS上并列有多个流体控制组件(图中为3列)，这些流体控制组件分别由沿长边方向配置的包括自动阀、质量流量控制器的各种流体设备210、220、230、240、280、250构成。
基座金属板BS上设置的多个连接块260、270具备用于将各种流体设备之间连接的流路。流体设备的主体与连接块260、270通过作为拧紧部件的内六角螺栓BT而被连结。
旋具1被使用于针对内六角螺栓BT的拧紧作业。若各种流体设备被集成化，则在将内六角螺栓BT进行拧紧时，有时一边使旋具1相对于内六角螺栓BT倾斜一边进行拧紧，以避免流体设备与旋具1的头部干扰。以准确的拧紧扭矩迅速地对大量的内六角螺栓BT实施这样的作业并不容易。
回到图1，红外线摄像机400A的视点朝向横方向A1，如后述那样，红外线摄像机400A被配置于能够拍摄设置于工具1的标记的位置。红外线摄像机400B的视点朝向纵方向A2，如后述那样，红外线摄像机400B被配置于能够拍摄设置于工具1的标记的位置。红外线摄像机400A、400B能够以规定的帧频进行拍摄，拍摄到的图像数据作为无线信号被发送到PC 300并存储。由于红外线摄像机400A、400B设置于气箱500的外部，因此还可能存在以下情况：在利用旋具1对内六角螺栓BT进行拧紧作业的期间，旋具1的头部的顶端位置和内六角螺栓BT不进入红外线摄像机400A、400B的视场。
红外线摄像机400A、400B分别设置有用于照射红外光线的红外光源410，以朝向作为产品的气箱500内的流体控制装置200照射红外光线IR。
在本实施方式中，为了抑制来自周围的除红外光以外的干扰光的影响，对流体控制装置200的拍摄使用红外线摄像机400A、400B。除此以外，通过使红外光源410始终向流体控制装置200进行照射，来进一步抑制干扰光的影响。
此外，在本实施方式中，将红外光源410设置于红外线摄像机400A、400B，但是还能够与红外线摄像机400A、400B分离地设置红外光源410。
图4A～图4D示出旋具1的构造。
旋具1具有把手10、头部20以及扭矩传感器30。旋具1用于对内六角螺栓(紧固部件)进行紧固，在最大拧紧扭矩为10N·m以下的范围使用，但是不限定于此。
作为紧固部件，使用内六角螺栓、六角螺栓、十字螺丝等，但是不限于这些。
如图4B所示，把手10是由树脂等材料构成的圆柱状的构件，具有：主体部11，其外周面上形成有防滑用的多条槽；形成于顶端部的圆筒状的头部保持部12；以及传感器安装部13，其形成于主体部11与头部保持部12之间，能够将扭矩传感器30以装卸自如的方式安装于传感器安装部13。在头部保持部12中形成有由截面为正六边形形状的盲孔(blindhole)构成的保持孔12a，头部20被插入该保持孔12a中并被保持。以与把手10正交的方式设置有辅助杆19。通过在把手10设置辅助杆19，能够手动地产生更大的拧紧旋松(日文：締緩)扭矩。
此外，从密封性等的观点出发，流体控制装置200的紧固部件的拧紧扭矩需要被设为规定的范围。因此，由扭矩传感器30检测最大扭矩是否达到了规定扭矩，但是为了防止对紧固部件施加过扭矩，当对把手10施加超过规定扭矩的过大的扭矩时，把手10进行空转。另外，伴随把手10的空转发生，旋具1利用棘轮机构产生“喀嚓(日文：カチッ)”这样的声音。
如图4C所示，头部20具有被插入保持于上述的把手10的头部保持部12中的截面为正六边形形状的基端部22、处于与基端部22相反的一侧的顶端部21以及在基端部22与顶端部21之间延伸的轴部23。顶端部21和轴部23的六边形形状的截面形成为相同的尺寸。顶端部21和轴部23的截面积小于基端部22的截面积。顶端部21与内六角螺栓的六边形孔嵌合。轴部23的靠近基端部22的一部分为被扭矩传感器30检测的被检测部24。
具体而言，头部20由碳素钢、镍铬钼钢、铬钒钢等合金钢形成。
被检测部24中形成有磁致伸缩材料，为了提高检测灵敏度，例如被检测部24被实施了Ni(40％)-Fe(60％)的镀层。
关于头部20的尺寸，例如，内接于基端部22的截面的圆的直径为10mm以下，内接于轴部23的截面的圆的直径为4mm左右，头部20的全长为200mm左右，但是不限定于此，考虑作业性、操作性来适当地选择。
头部20的轴部23与被检测部24既可以形成为一体，也可以能够分割开。
如图4D所示，扭矩传感器30具有外壳部31、安装部32、检测部33以及电路收容部35。
检测部33在其中心部形成有贯通孔33a，头部20贯通于该贯通孔33a内。在检测部33的内部，以划定贯通孔33a的一部分的方式形成有圆筒状的线圈保持部33b，外周面设置有励磁/检测用的线圈36。头部20的贯通检测部33的被检测部24的外周被线圈36包围。
外壳部31、安装部32以及检测部33利用树脂材料形成为一体，在外壳部31的内部形成有空洞39。在空洞39中，能够通过安装部32收容把手10的头部保持部12。
形成为圆筒状的安装部32在其内周嵌合把手10的传感器安装部13，并通过未图示的螺丝构件固定于传感器安装部13。
如后述那样，电路收容部35收容由微型计算机、存储器、电池、外部输入输出电路、通信电路、扭矩检测用的各种电路等构成的硬件，并通过存储器中存储的所需要的软件进行动作。
旋具1能够在将头部20安装于把手10的状态下后安装扭矩传感器30。因此，若把手10和头部20是以往以来一直使用的通用的工具，则通过后安装扭矩传感器30，能够不损坏工具的作业性、操作性地检测作用于旋具1的头部20的扭矩。
此外，在本实施方式中，例示能够后安装扭矩传感器30的情况，但是还能够采用以下结构：预先将扭矩传感器30安装于把手10，之后将头部20安装于把手10。
图5A是扭矩传感器30的电路图。
在图5A中，50是励磁线圈，51是检测线圈，52是输出与扭矩成比例的电压的模拟电路，53是DC/DC变换器，54是比较器，55是基准电压设定电路。60是微型计算机(下面称为微机)，61是模拟-数字变换器(下面称为ADC)，62是温度传感器，63是实时时钟，64是串行总线，65是通信模块，66是只读存储器(ROM)，67是数据输入端子，68是存储卡，69是复位IC，70是DC/DC变换器，71是校准开关，72是电源开关，73是电池，74是充电控制电路，75是充电接头。
其中，图5A的励磁线圈50、检测线圈51以及模拟电路52的模拟电路部分的功能框图在图5B中示出。
扭矩传感器30具有振荡电路110、缓冲放大器120、相位调整电路130、V-I变换器140、反相器160、同步检波电路170以及反相放大器180。
(励磁侧)
振荡电路110生成使励磁线圈50励磁的基准频率信号(例如100kHz)。
信号被以正弦波的形式从振荡电路110输出到励磁侧电路，但是为了使振荡电路110稳定地动作而将信号从振荡电路110经由缓冲放大器120输出到相位调整电路130。
相位调整电路130对波形的相位进行调整后输出到V-I变换器140。
V-I变换器140将输入电压变换为电流后输出到励磁线圈50。
(检测侧)
检测线圈51将由于逆磁致伸缩效应而产生的感应电压输出到同步检波电路170。
从振荡电路110向检测侧输出矩形波作为参照信号。该矩形波的频率与向励磁侧输出的正弦波的频率相同。输出的矩形波被分支为两部分，一方被直接输出到同步检波电路170，另一方通过反相器160使相位反转后被输出到同步检波电路170。
同步检波电路170对参照信号进行参照，对来自检测线圈51的感应电压进行同步检波，并将其输出到反相放大器180。
反相放大器180将来自同步检波电路170的输出平均化，进行偏移调整、增益调整，并将其作为模拟的扭矩信号SG输出到ADC 61。同步检波电路170和反相放大器180构成上述的模拟电路52。
在如上所述的扭矩传感器30中，由励磁线圈50和检测线圈51将作用于头部20的被检测部的扭矩变化检测为形成头部20的磁致伸缩材料的磁导率的变化。
在头部20，为了测定拧紧紧固部件时的扭矩，检测作用于头部的扭矩即可。
为了检测作用于头部的扭矩，利用了逆磁致伸缩效应，需要将由于施加扭矩引起的轴(被检测部)表面的磁导率变化换算为围绕轴(被检测部)的螺线线圈的阻抗变化，并将其检测为桥电路的非平衡电压。
作用于轴(被检测部)的表面的应力(变形)与轴(被检测部)的直径的关系通过下面的式子表示。
σ＝16T/(πD3)
其中，σ为轴(被检测部)表面的应力(变形)，T为作用于轴(被检测部)的扭矩，D为轴(被检测部)的直径。
即，在对轴(被检测部)的直径不同的头部施加了相同的扭矩的情况下，轴(被检测部)的直径较小一方的头部的轴(被检测部)表面的应力(变形)明显更大。
轴(被检测部)表面的应力(变形)使轴(被检测部)表面的磁导率变化。
磁导率的变化是由于以原子尺寸构成的微小磁体的朝向与来自外部的力相应地变化而引起的，但当微小磁体的朝向全部一致时，不会发生进一步的变化(饱和状态)。
为了精密地检测施加于头部(轴)的扭矩，期望在所施加的扭矩的范围内，磁导率的变化是线性的。
微机60经由串行总线64来与ADC 61、温度传感器62、实时时钟63及通信模块65之间收发各种数字数据。
通信模块65与PC之间发送接收数据。
ROM 66以微机60能够读取的方式保存校正值数据、校准数据。
数据输入端子67是为了向微机60输入程序、时钟信号而设置的。
比较器54的一个输入端子被输入模拟的扭矩信号，另一个输入端子被输入来自基准电压设定电路55的基准电压(阈值)，当扭矩信号超过基准电压时，如后述那样，向微机60的P1端子输出测定触发信号。
接着，参照图6和图7来说明扭矩传感器30的电路的作用。此外，图6是示出将多个螺栓BT依次拧紧时的扭矩传感器30的动作的时序图，图7是更详细地示出图6的最开始的扭矩测定时的扭矩传感器30的动作的时序图。
上述的ADC 61例如由12比特构成，若将1mv设为1比特，则能够在0～4.096V的范围输出。在本实施方式中，例如，利用基准电压设定电路55将设定阈值Th初始设定为2.0V。
当如图6的(1)所示那样使图5A所示的电源开关72接通(导通状态)时，如图6的(2)所示，从复位IC 69向微机60输入复位信号。
当使用工具1将流体控制装置200的内六角螺栓BT之一拧紧的过程中扭矩信号(模拟输入)的电压超过设定阈值Th时(图7的(1))，从比较器54产生测定触发信号，并输入到微机60的P1端子。
在微机60中，当测定触发信号被输入到P1端子时，测定记录期间信号(图7的(4))被开启。当测定记录期间信号被开启时，微机60开始对扭矩信号的ADC 61的数字输出进行记录(采样)(图7的(3))。
在微机60中，检测所读取到的数字输出，并存储该数字输出(图7的(5))。
当模拟输入低于设定阈值Th时，测定触发信号变为关闭(图7的(2))，停止记录扭矩信号的ADC 61的数字输出。当模拟输入低于设定阈值Th且经过了预先设定的设定时间T1(例如0.5秒)时，测定记录期间信号变为关闭(图7的(4))。由此，针对一个螺栓BT的拧紧扭矩的测定结束。
在图7的例子中，数字输出的峰值的值被检测为2993、3051、2989这三个。然后，在微机60中检测三个峰值中的最大值(3051)(图7的(6))。在本实施方式中，将该峰值的最大值设为扭矩传感器30的拧紧完成扭矩。
接着，如后述那样，形成包含该扭矩的最大值的扭矩关联信息，将包含该最大值的扭矩关联信息保存到存储卡68中，并且将该扭矩关联信息通过通信模块65发送到PC 300。
回到图6，针对各拧紧作业检测扭矩信号的最大值(图6的(3)、(4))，检测测定各扭矩信号时的温度(图6的(5))，如(图6的(7))所示那样形成扭矩关联数据。具体而言，扭矩关联数据包含测定时刻(测定日期时间)、将扭矩信号的最大值(峰值)换算为实际的扭矩值而得到的值以及测定时的温度。关于扭矩关联数据，在上电(Power-on)时，扭矩值的数据为零，第一次为3.051N·m，第二次为3.015N·m，第三次为3.011N·m。
接着，参照图8来说明PC 300中的处理的一例。
在PC 300中，持续监视是否从扭矩传感器30接收到扭矩关联数据(步骤S1)，在接收到扭矩关联数据的情况下，从该扭矩关联数据中读取测定扭矩的测定时刻(日期时间)(步骤S2)。
PC 300具备用于记录来自红外线摄像机400A、400B的图像的帧缓冲区，拧紧作业的图像被随着作业的进展而存储到PC 300中。追溯PC 300中存储的图像数据，提取与在步骤S2中读取到的时刻相对应的由红外线摄像机400A、400B各自拍摄到的图像数据(步骤S3)。即，这两个图像是完成螺栓BT的拧紧时的旋具1的图像。对这些图像数据进行处理(步骤S4)，如图9所示，检测设置于旋具1的标记I及标记MKB的图像的重心位置CGA、CGB。在将重心位置CGA、CGB连结的直线上存在头部20的顶端坐标20P。由此，检测头部20的顶端坐标(步骤S5)。此外，在本实施方式中，标记MKA和标记MKB设为不易受来自周围的环境的干扰的绿色。
另外，使用回归反射材料(回归反射墨)作为标记MKA和标记MKB的形成材料。由此，能够通过回归反射来提高从光源方向的可视性。
接着，将检测出的头部20的顶端坐标、温度数据、拧紧完成扭矩值等数据相关联地记录到存储装置中(步骤S6)。由此，能够始终准确地跟踪流体控制装置200中的全部螺栓BT的拧紧作业的有无、拧紧扭矩等作业信息。
此外，假定对同一位置的螺栓进行多次拧紧作业的情况，如在拧紧作业后将流体控制装置200的现有的流体设备更换为新的流体设备这样的情况等。在步骤S6中将计算出的头部20的顶端坐标与拧紧完成扭矩值等数据相关联地记录到存储装置中时，判断是否已经存在与检测出的头部20的顶端坐标20P相同或近似的坐标处的先前数据，在存在的情况下，将拧紧完成扭矩值相对较高一方的数据作为优先值进行记录。但是，拧紧完成扭矩值相对较低一方的数据也不被进行删除或覆盖而与其它数据一起被进行记录。即，针对相同或近似的坐标判断是否存在现有数据，在存在的情况下，在将它们记录到存储装置中时，区分开地进行记录。
另外，也可以对操作员授予将步骤S6中记录的数据删除的权限。这是为了在发生施工事故等时进行应对。除此以外，操作员在进行了数据删除时，还能够记录该数据删除的历史记录。
此外，气箱500中包括的多个螺栓BT被配置成：在螺栓BT被拧紧的状态下，螺栓BT的与头部20的顶端部嵌合的六边形孔朝向共同的方向。利用这一点，在PC 300中的图像处理中将标记MKA与标记MKB进行区分。若为了区分由摄像机400A、400B拍摄到的图像中映出的多个标记与标记MKA和标记MKB中的哪一个对应而设置通过各标记的形状等来进行区分的处理，则处理负担增加，损坏实时性。
因此，在本实施方式中，基于各图像中存在的多个标记在沿着螺栓BT朝向的共同的方向上的位置关系，来区分所述多个标记与标记MKA和标记MKB中的哪一个对应。具体而言，将图像中的多个标记之中、在螺栓BT的共同的配置方向上离螺栓BT相对较近的一侧映出的标记识别为标记MKB，将在螺栓BT的共同的配置方向上离螺栓BT相对较远的一侧映出的标记识别为标记MKA。由此，不需要检测头部20的方向，并且不需要通过改变标记的形状等来将多个标记之间进行区分的处理。
在本实施方式中，如上所述，持续拍摄用于获取头部的顶端坐标的图像数据，并且与其独立地获取从扭矩传感器30获取的扭矩关联数据。而且，通过将获取到的扭矩关联数据与从同该扭矩关联数据在时间上匹配的图像数据中得到的头部20的顶端坐标数据进行关联，能够获得准确的作业信息。
例如，如果在利用工具进行的拧紧作业完成之后产生完成信号，并以该完成信号为契机开始拍摄工具，再对拍摄到的图像数据进行处理来计算出工具等的位置坐标，则作业完成的时间点与计算出工具等的位置坐标的时间点之间产生偏差，计算出的位置坐标未必是作业完成的时间点的工具等的位置坐标。
在本发明中，由于计算出的头部20的顶端坐标数据与获取到的扭矩关联数据之间没有时间上的偏差，因此能够得到更准确的作业数据。
第二实施方式
图10示出本发明的其它实施方式所涉及的作业管理系统。
在图10所示的系统中，PC 300与红外线摄像机400A、400B通过通信线缆CA、CB而被连接。这样，取代无线而通过有线也能够获取旋具1的图像。
关于红外线摄像机400A、400B的设置位置，在如上述实施方式这样设置两台红外线摄像机400A、400B的情况下，期望红外线摄像机400A的视点方向与红外线摄像机400B的视点方向正交。关于拍摄范围，在从操作者开始作业起到完成流体控制装置200的全部内六角螺栓(紧固部件)的拧紧为止的期间能够拍摄设置于旋具1的标记MKA和标记MKB即可。不需要拍摄操作者的全身、气箱500。
在上述实施方式中，从旋具1向PC 300发送扭矩信号的峰值的最大值，但是本发明不限定于此。例如，除峰值的最大值之外，还能够将第一个峰值或最后的峰值设为拧紧完成扭矩，还能够采用峰值的平均值。
另外，在上述实施方式中，将拧紧扭矩的测定数据记录到旋具1中并发送到PC300，但是还能够不在旋具1中进行记录而仅进行测定数据的发送，并在PC 300中进行记录以及峰值的检测。
在上述实施方式中，将拍摄到的图像数据存储到帧缓冲区中，从该帧缓冲区提取需要的图像数据，并通过图像处理来计算坐标数据，但是本发明不限定于此。还能够将拍摄到的全部图像数据保存到存储装置中，从所保存的图像数据中搜索与扭矩关联数据相对应的图像数据。
另外，还能够针对所拍摄到的每个图像数据提取标记的坐标来计算头部20的顶端坐标数据，并将该顶端坐标数据作为时间序列数据进行存储。
第三实施方式
图11示出本发明的又一其它实施方式所涉及的作业管理系统。
本实施方式所涉及的作业管理系统具备PC 300A以及两台红外线摄像机400C、400D，其它结构与第一实施方式的作业管理系统相同。
两台红外线摄像机400C、400D中各自设置有图像处理用的处理装置420。处理装置420采用图像处理用的处理器，但还能够使用通用处理器。
图12示出处理装置420的处理的一例，图13示出PC 300A中的处理的一例。此外，每隔规定时间执行图12、图13中的处理例程。
处理装置420判断是否获取到了红外线摄像机400C或400D拍摄到的图像数据(步骤S10)，在获取到图像数据的情况下，提取所获取到的图像数据中包含的标记MKA及标记MKB的二维坐标(步骤S11)，进行PC将标记MKA及标记MKB的二维坐标与该图像数据的拍摄时刻数据等一起分别进行提取的处理，并将该数据发送到PC 300B(步骤S12)。该处理在红外线摄像机400C、400D中执行。
PC 300A判断是否获取到了来自红外线摄像机400C的包含标记MKA及标记MKB的二维坐标数据的数据DT1、以及在与其对应的时刻拍摄到的来自红外线摄像机400D的包含标记MKA及标记MKB的二维坐标数据的数据DT2(步骤S20)，在获取到数据DT1和数据DT2的情况下，根据两个数据DT1、DT2来计算标记MKA及标记MKB的三维坐标数据以及头部20的顶端坐标数据(步骤S21)，将该数据与拍摄时刻数据等一起进行存储(步骤S22)。在PC300A中，不是存储图像数据，而是存储头部20的顶端坐标数据，因此PC 300A的存储装置的容量消耗比较少。作为其结果，还能够针对全部图像数据计算头部20的顶端坐标数据并将其进行存储。
此外，在本实施方式中，说明了计算并存储头部20的顶端坐标数据的处理，但是与第一实施方式同样，将由PC 300A获取到的扭矩关联数据与同该扭矩关联数据在时间上匹配的头部20的顶端坐标数据进行关联的处理也能够同时实施，这是不言而喻的。
第四实施方式
图14示出工具的其它例子。
在组装流体控制装置200的作业中，使用多个不同尺寸的头部20，更换为各种头部20。因此，有时头部20相对于头部保持部12的姿势会稍微发生变化，若头部20相对于头部保持部12的姿势发生变化，则头部20相对于标记MKA及标记MKB的相对位置也发生变化。该相对位置变化还会对头部20的顶端坐标数据产生影响。
因此，图14所示的作为工具的旋具1B具备以能够从头部20卸下的方式安装的标记安装构件80。标记安装构件80由圆筒状构件构成，在其中心部嵌合头部20。在标记安装构件80的外周面的两处设置有标记MKC、MKD。
通过将标记安装构件80安装于头部20，能够防止发生标记MKC、MKD与头部20的相对位置变化。
在本实施方式中，将标记安装构件80设为了筒状，但是不限定于此，也可以是标记形成位置从标记安装构件80突出，能够进行各种变形。
图15示出工具的又一其它例子。
图15所示的作为工具的旋具1C在其头部20的两处形成有标记MKE、MKF。根据该结构，能够防止发生标记MKE、MKF与头部20的相对位置变化。
在上述的各实施方式中，例示了在工具的两处设置标记的情况，但是不限定于此，还能够在三处以上的位置设置标记。
在上述的实施方式中，例示了利用两台红外线摄像机400A、400B持续拍摄流体控制装置200的情况，但是不限定于此，最迟在扭矩传感器30的测定开始之前开始进行拍摄即可。例如，还能够从扭矩传感器30产生测定开始信号，并且红外线摄像机400A、400B响应于该测定开始信号而开始进行拍摄。
关于上述的流体控制装置200的组装作业，例示了使用一个旋具1作为工具的情况，但本发明不限定于此。由多人、例如两个人协作地实施流体控制装置200的组装作业是惯例。在该情况下，各操作员各自使用旋具1来进行作业。各旋具1利用摄像机400A、400B来共通地进行拍摄，从各扭矩传感器30分别输出的信号被输入到共通的处理装置300中并被进行处理。各扭矩传感器30将固有的识别信息与扭矩信息等一起输出，由此能够在共通的处理装置300中对多个旋具1的坐标信息和扭矩关联信息进行处理。
附图标记说明
1：旋具(工具)；1B：旋具(工具)；1C：旋具(工具)；10：把手；11：主体部；12：头部保持部；12a：保持孔；13：传感器安装部；19：辅助杆；20：头部；20P：顶端坐标；21：顶端部；22：基端部；23：轴部；24：被检测部；30：扭矩传感器；31：外壳部；32：安装部；33：检测部；33a：贯通孔；33b：线圈保持部；35：电路收容部；36：线圈；39：空洞；50：励磁线圈；51：检测线圈；52：模拟电路；54：比较器；55：基准电压设定电路；60：微机；62：温度传感器；63：实时时钟；64：串行总线；65：通信模块；66：ROM；67：数据输入端子；68：存储卡；69：复位IC；72：电源开关；80：标记安装构件(标记安装件)；110：振荡电路；120：缓冲放大器；130：相位调整电路；140：V-I变换器；160：反相器；170：同步检波电路；180：反相放大器；200：流体控制装置；260、270：连接块；280：种流体设备；300：处理装置；400A-400D：红外线摄像机；410：红外光源；420：处理装置；500：气箱；500b：底面；A1：横方向；A2：纵方向；BS：基座金属板；BT：内六角螺栓；CA、CB：通信线缆；CGA、CGB：重心位置；IR：红外光线；MKA-MKF：标记；T1：设定时间；Th：设定阈值。

Claims (16)

1.一种作业管理系统，用于管理将产品中包括的多个紧固部件中的各紧固部件拧紧的拧紧作业，具有：
工具，其具备扭矩传感器，并且具备图像处理用的第一标记和第二标记，所述扭矩传感器能够检测作用于工具的头部的用于将紧固部件拧紧的拧紧扭矩；以及
从不同的视点拍摄所述产品的第一摄像机和第二摄像机，
其中，当检测出的拧紧扭矩超过设定阈值时，所述扭矩传感器开始测定拧紧扭矩，当测定数据满足规定条件时，所述扭矩传感器结束对拧紧扭矩的测定，并输出包含测定时刻且基于从测定开始到测定结束为止的期间的测定数据的扭矩关联数据，
所述作业管理系统还具有：
图像处理部，其根据与所述扭矩关联数据中包含的测定时刻对应、且在针对一个紧固部件的拧紧作业中由所述第一摄像机和所述第二摄像机拍摄到的包含所述第一标记及所述第二标记的图像的所述工具的多个图像数据，来计算所述头部的与所述一个紧固部件嵌合的嵌合位置的坐标；以及
标记安装件，所述第一标记和所述第二标记被设置于所述标记安装件，所述标记安装件以能够卸下的方式安装于所述头部。
2.根据权利要求1所述的作业管理系统，其中，
所述产品中包括的多个紧固部件中的各紧固部件被配置成：在紧固部件被拧紧的状态下，紧固部件的与所述头部嵌合的嵌合部朝向共同的方向，
所述图像处理部基于存在于各图像中的多个标记的沿着所述共同的方向的位置关系，来区分所述多个标记与所述第一标记和所述第二标记中的哪一个对应。
3.根据权利要求1或2所述的作业管理系统，其中，
所述第一摄像机和第二摄像机包括红外线摄像机。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的作业管理系统，其中，
所述图像处理部包括：
第一图像数据处理部，其提取所述第一摄像机拍摄到的图像数据中包含的所述第一标记及第二标记的二维坐标；
第二图像数据处理部，其提取所述第二摄像机拍摄到的图像数据中包含的所述第一标记及第二标记的二维坐标；以及
头部坐标计算部，其基于所述第一二维坐标提取部和所述第二二维坐标提取部各自提取出的所述第一标记及第二标记的二维坐标数据，来计算所述头部的嵌合位置的坐标，
所述第一图像数据处理部和所述第二图像数据处理部分别设置于所述第一摄像机和第二摄像机。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的作业管理系统，
还具有用于向产品照射红外光的红外光源。
6.根据权利要求5所述的作业管理系统，其中，
在所述第一摄像机和所述第二摄像机分别设置所述红外光源。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的作业管理系统，其中，
所述第一标记和所述第二标记由回归反射材料形成。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的作业管理系统，其中，
所述第一摄像机和所述第二摄像机最迟在所述扭矩传感器的测定开始之前开始进行拍摄。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的作业管理系统，其中，
所述产品是流体控制装置，
所述流体控制装置具有：
多个由沿着一个方向排列的多个流体设备构成的流体设备列；以及
用于划定流体流路并支承所述多个流体设备中的各流体设备的多个连接块，
多个所述连接块中的各连接块划定出彼此相向的上表面及底面、以及从所述上表面向所述底面侧延伸的侧表面，
所述多个流体设备中的各流体设备具有用于划定出流体流路的主体，所述主体具有在其底面侧开口的至少两个流路口，
所述多个连接块中的各连接块具有在所述上表面开口并向所述底面侧延伸的螺丝孔，
所述多个紧固部件中的各紧固部件贯通所述主体且与所述螺丝孔螺合，
配置于相互对接的所述连接块的流路口与所述主体的一个流路口的周围的密封构件通过所述紧固部件的拧紧力而被挤在所述主体与所述连接块之间。
10.根据权利要求9所述的作业管理系统，其中，
所述多个紧固部件中的各紧固部件被以规定范围的扭矩拧紧。
11.根据权利要求10所述的作业管理系统，其中，
所述工具形成为：当超过所述规定范围的扭矩时，该工具的把持部进行空转。
12.根据权利要求9～11中的任一项所述的作业管理系统，其中，
所述流体控制装置被收容于箱中，穿过该箱的开口的顶部进行针对所述多个紧固部件的拧紧作业。
13.根据权利要求1所述的作业管理系统，其中，
还具有记录单元，所述记录单元将由所述图像处理部计算出的头部的嵌合位置的坐标数据与根据所述扭矩关联数据得到的拧紧扭矩相关联地记录到存储装置中，
所述记录单元判断所述存储装置中是否已经存在与计算出的头部的嵌合位置的坐标数据相同或近似的头部的嵌合位置的坐标数据，在存在的情况下，将两者区分开地记录到所述存储装置中。
14.一种作业管理方法，用于管理使用工具将产品中包括的多个紧固部件中的各紧固部件拧紧的拧紧作业，所述工具具备能够检测作用于工具的头部的用于将紧固部件拧紧的拧紧扭矩的扭矩传感器，并且具备图像处理用的第一标记和第二标记，
其中，当检测出的拧紧扭矩超过设定阈值时，所述扭矩传感器开始测定拧紧扭矩，当测定数据满足规定条件时，所述扭矩传感器结束对拧紧扭矩的测定，并输出包含测定时刻且基于从测定开始到测定结束为止的期间的测定数据的扭矩关联数据，
所述作业管理方法包括以下步骤：
由第一摄像机和第二摄像机从不同的视点拍摄所述产品；
接收从所述扭矩传感器输出的扭矩关联数据；
根据与接收到的所述扭矩关联数据中包含的测定时刻对应、且在针对一个紧固部件的拧紧作业中由所述第一摄像机和所述第二摄像机拍摄到的包含所述第一标记及所述第二标记的图像的所述工具的多个图像数据，来计算所述头部的与所述一个紧固部件嵌合的嵌合位置的坐标；以及
将设置有所述第一标记和所述第二标记的能够针对所述头部进行装卸的标记安装件安装于所述头部。
15.根据权利要求14所述的作业管理方法，其中，
还包括以下步骤：将计算出的所述头部的嵌合位置的坐标数据与根据所述扭矩关联数据得到的拧紧扭矩相关联地记录到存储装置中，
还包括以下步骤：在记录时，判断所述存储装置中是否已经存在与计算出的头部的嵌合位置的坐标数据相同或近似的头部的嵌合位置的坐标数据，在存在的情况下，将两者区分开地记录到所述存储装置中。
16.一种作业管理装置，用于管理使用工具将产品中包括的多个紧固部件中的各紧固部件拧紧的拧紧作业，所述工具具备能够检测作用于工具的头部的用于将紧固部件拧紧的拧紧扭矩的扭矩传感器，并且具备图像处理用的第一标记和第二标记，
其中，当检测出的拧紧扭矩超过设定阈值时，所述扭矩传感器开始测定拧紧扭矩，当测定数据满足规定条件时，所述扭矩传感器结束对拧紧扭矩的测定，并输出包含测定时刻且基于从测定开始到测定结束为止的期间的测定数据的扭矩关联数据，
所述作业管理装置具有坐标计算部，所述坐标计算部基于与接收到的所述扭矩关联数据中包含的测定时刻对应、且在针对一个紧固部件的拧紧作业中由第一摄像机和第二摄像机拍摄到的包含所述第一标记及所述第二标记的图像的所述工具的多个图像数据，或者基于从所述第一摄像机拍摄到的图像数据中提取出的所述第一标记及所述第二标记的二维坐标数据、以及从所述第二摄像机拍摄到的图像数据中提取出的所述第一标记及所述第二标记的二维坐标，来计算所述头部的嵌合位置的坐标，
所述第一标记和所述第二标记被设置于以能够卸下的方式安装于所述头部的标记安装件。
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