JP2011224664A

JP2011224664A - 作業確認システム

Info

Publication number: JP2011224664A
Application number: JP2010093802A
Authority: JP
Inventors: Shintaro Mizukami; 慎太郎水上; Koji Yasui; 孝次安井
Original assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 2010-04-15
Filing date: 2010-04-15
Publication date: 2011-11-10
Anticipated expiration: 2030-04-15
Also published as: JP5463459B2

Abstract

【課題】従来の作業確認システムは、カウントした作業回数を残す構成なので、最終的な作業回数が規定値に一致すれば、規定の作業が正しく行われたと判断されてしまう。
【解決手段】本発明による作業確認システムは、処理部４は、電動ネジ締め機１が基準位置に位置されていることを検出した後に、慣性信号に基づいて電動ネジ締め機１の位置を監視して、電動ネジ締め機１がいずれかの作業位置に位置された状態で操作信号が検出された場合に、該作業位置で作業が実施されたことを記憶部５に記憶させる構成である。
【選択図】図１

Description

本発明は、作業確認システムに関し、特に、規定の作業が正しく行われたか否かの判断が誤って行われる可能性を低くでき、作業実施の保証の信頼性を向上できるようにするための新規な改良に関するものである。

従来用いられていたこの種の作業確認システムとしては、例えば下記の特許文献１等に示されている構成が用いられている。すなわち、従来システムでは、例えば電動ネジ締め機等の作業ツールによる被作業対象に対する作業が正しく行われたか否かを確認できるようにするために、作業ツールによる作業回数をカウントし、このカウントした作業回数を残すように構成されている。

特開２００３−１２３０５０号公報

上記のような従来の作業確認システムでは、カウントした作業回数を残す構成なので、最終的な作業回数が規定値に一致すれば、規定の作業が正しく行われたと判断されてしまう。すなわち、従来の作業確認システムでは、同じ作業位置で重複して作業が実施され作業未実施の作業位置が残ったとしても、規定の作業が正しく行われたと判断されてしまい、作業実施の保証の信頼性が低下している。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、規定の作業が正しく行われたか否かの判断が誤って行われる可能性を低くでき、作業実施の保証の信頼性を向上できる作業確認システムを提供することである。

本発明に係る作業確認システムは、被作業対象に対して作業を行うための作業ツールと、前記作業ツールに設けられ、利用者の操作に応じて操作信号を出力する操作部と、前記作業ツールに設けられ、空間中における前記作業ツールの移動を示す慣性信号を出力する慣性センサと、前記操作部及び前記慣性センサに接続された処理部と、前記処理部に接続された記憶部とを備え、前記被作業対象には、複数の作業位置が設けられており、前記記憶部には、所定の基準位置を基準とする前記作業位置の位置を示す作業位置情報が記憶されており、前記処理部は、前記作業ツールが前記基準位置に位置されていることを検出した後に、前記慣性信号に基づいて前記作業ツールの位置を監視して、前記作業ツールがいずれかの前記作業位置に位置された状態で前記操作信号が検出された場合に、該作業位置で作業が実施されたことを前記記憶部に記憶させる。

また、前記処理部は、前記作業ツールが前記基準位置に位置されていることを検出した際に、前記作業ツールの空間中における位置を示すための空間座標系を更新する。
また、前記処理部は、前記操作部からの操作信号を検出した際に、前記慣性信号に基づいて検出される前記作業ツールの空間中における変位速度を零に補正する。
また、前記処理部に接続された報知部をさらに備え、前記処理部は、前記作業ツールが前記基準位置から離れた後に、前記作業ツールが前記基準位置に戻ってきたことを検出した場合に、作業未実施の前記作業位置が残っているか否かを判定し、該作業位置が残っていると判定した場合に、作業未実施の前記作業位置を前記報知部に報知させる。

本発明の作業確認システムによれば、処理部は、作業ツールがいずれかの作業位置に位置された状態で操作信号が検出された場合に、該作業位置で作業が実施されたことを記憶部に記憶させるので、仮に同じ作業位置で重複して作業が実施され作業未実施の作業位置が残ったとしても、その作業位置を確認できる。これにより、規定の作業が正しく行われたか否かの判断が誤って行われる可能性を低くでき、作業実施の保証の信頼性を向上できる。

また、処理部は、前記作業ツールが前記基準位置に位置されていることを検出した際に、前記作業ツールの空間中における空間座標系を更新するので、作業ツールの空間中における位置をより正確に監視でき、作業が実施された作業位置をより正確に検出できる。
また、前記処理部は、前記操作部からの操作信号を検出した際に、前記慣性信号に基づいて検出される前記作業ツールの空間中における変位速度を零に補正するので、作業ツールの位置をより正確に監視でき、作業が実施された作業位置をより正確に検出できる。
また、前記処理部に接続された報知部をさらに備え、前記処理部は、前記作業ツールが前記基準位置から離れるとともに、いずれかの作業位置で作業が実施されたことを前記記憶部に記憶させた後に、前記作業ツールが前記基準位置に戻ってきたことを検出した場合に、作業未実施の前記作業位置が残っているか否かを判定し、該作業位置が残っていると判定した場合に、作業未実施の前記作業位置を前記報知部に報知させるので、仮に利用者が作業完了と判断した際に作業未実施の作業位置があったとしても、該作業位置での作業実施を促すことができ、作業実施の精度を向上できる。

本発明の実施の形態１による作業確認システムに含まれる電動ネジ締め機を示す説明図である。図１の電動ネジ締め機によりネジ締め作業が行われる被作業対象を示す平面図である。図１の処理部による作業確認動作を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による作業確認システムに含まれる電動ネジ締め機１を示す説明図であり、図２は、図１の電動ネジ締め機１によりネジ締め作業が行われる被作業対象２を示す平面図である。図１の電動ネジ締め機１は、図２の被作業対象２に対してネジ締め作業を行うための作業ツールである。この電動ネジ締め機１には、操作部１０、ドライバ部１１、駆動制御部１２、接続端子部１３、及び慣性センサ１４が設けられている。操作部１０は、利用者により操作されるスイッチであり、利用者の操作に応じて操作信号を出力する。ドライバ部１１は、ネジ締めを行うドライバ体である。駆動制御部１２は、操作部１０からの操作信号に応じてドライバ部１１を回転駆動する。

電動ネジ締め機１は、ツールホルダ３に保持され得る。接続端子部１３は、電動ネジ締め機１がツールホルダ３に保持された際に、ツールホルダ３のホルダ側端子３０に接続されるものである。接続端子部１３及びホルダ側端子３０は、ツールホルダ３からの電力を電動ネジ締め機１に供給するために用いられる。また、後述のように、接続端子部１３及びホルダ側端子３０は、電動ネジ締め機１がツールホルダ３に保持されたことを検出するために用いられる。

慣性センサ１４は、空間中における電動ネジ締め機１の移動を示す慣性信号を出力するものである。具体的に説明すると、慣性センサ１４には、周知のジャイロセンサと加速度計とが含まれており、慣性センサ１４からの慣性信号は、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸に沿う電動ネジ締め機１の角速度と加速度とを示している。なお、慣性センサ１４は、電動ネジ締め機１に内蔵されていてもよく、電動ネジ締め機１の外面に取付けられていてもよい。

操作部１０、接続端子部１３、及び慣性センサ１４には、例えばマイクロコンピュータ等により構成される処理部４が接続されている。処理部４は、慣性センサ１４からの慣性信号に基づいて慣性演算処理を行うものであり、慣性信号に基づいて電動ネジ締め機１の位置を監視するものである。具体的に説明すると、処理部４は、慣性信号に基づいてＸ，Ｙ，Ｚの３軸に沿う電動ネジ締め機１の回転速度と変位速度とを求め、これら回転速度と変位速度とを蓄積することでＸ，Ｙ，Ｚの３軸に沿う空間座標系における電動ネジ締め機１の位置を監視する。

ここで、図２に示すように、被作業対象２には、電動ネジ締め機１によるネジ締め作業が必要とされる複数の作業位置２１〜２６（第１〜第６作業位置２１〜２６と呼ぶ）が設けられている。この被作業対象２は、ツールホルダ３と各作業位置２１〜２６との位置関係が予め規定された関係となるように、ツールホルダ３に対して位置固定されて配置されている。換言すると、被作業対象２は、ツールホルダ３の配置位置を基準位置３１とする空間座標系７において、各作業位置２１〜２６の座標が予め規定された値となるように配置されている。

図１に戻り、処理部４には、記憶部５と報知部６とが接続されている。記憶部５には、基準位置３１を基準とした各作業位置２１〜２６の位置を示す作業位置情報が記憶されている。すなわち、記憶部５には、空間座標系７における各作業位置２１〜２６の座標が記憶されている。

処理部４は、接続端子部１３がホルダ側端子３０に接触されたことを検出することで、電動ネジ締め機１が空間座標系７における基準位置３１に位置したことを検出する。処理部４は、電動ネジ締め機１が基準位置３１に位置されていることを検出した後に、慣性信号に基づいて電動ネジ締め機１の位置を監視して、電動ネジ締め機１がいずれかの作業位置２１〜２６に位置された状態で操作信号が検出された場合に、該作業位置２１〜２６で作業が実施されたことを記憶部５に記憶させる。図２の例では、第１作業位置２１、第２作業位置２２、第３作業位置２３、第５作業位置２５、及び第６作業位置２６の順で作業が実施されたことが記憶部５に記憶される。すなわち、記憶部５には作業実施の順序も記憶される。

ここで、周知のように、慣性センサ１４からの慣性信号には誤差が含まれている。このため、慣性信号を蓄積することで得られる電動ネジ締め機１の位置にも誤差が蓄積される。そこで、この実施の形態の作業確認システムでは、処理部４は、電動ネジ締め機１が基準位置３１に位置されていることを検出した際に、電動ネジ締め機１の空間中における空間座標系７を更新する。換言すると、処理部４は、電動ネジ締め機１が基準位置３１に位置されていることを検出した際に、慣性信号から求められる電動ネジ締め機１の位置が基準位置３１に一致するように、電動ネジ締め機１の位置を補正する。

また、処理部４は、操作部１０からの操作信号を検出した際に、慣性信号に基づいて検出される電動ネジ締め機１の空間中における変位速度を零に補正する。これは、電動ネジ締め機１が作業中に停止していると考えることができるためである。なお、これらの位置補正及び速度補正に加えて、周知のように、位置情報及び速度情報の両方又は速度情報を観測地としてカルマンフィルタによるセンサの誤差推定を行い、フィードバック補正を行うこともできる。

さらに、処理部４は、電動ネジ締め機１が基準位置３１から離れるとともに、いずれかの作業位置２１〜２６で作業が実施されたことを記憶部５に記憶させた後に、電動ネジ締め機１が基準位置３１に戻ってきたことを検出した場合に、作業未実施の作業位置２１〜２６が残っているか否かを判定し、作業未実施の作業位置２１〜２６が残っていると判定した場合に、作業未実施の作業位置２１〜２６を報知部６に報知させる。報知部６は、例えばスピーカや表示装置等から構成されている。すなわち、図２の例では、第４作業位置２４で作業が実施されていない旨が音声又は画像表示により報知される。なお、処理部４、記憶部５、及び報知部６は、電動ネジ締め機１と一体に設けられていてもよく、電動ネジ締め機１と別体に設けられていてもよい。

次に、図３は、図１の処理部４による作業確認動作を示すフローチャートである。図において、接続端子部１３とホルダ側端子３０との接続により電動ネジ締め機１が基準位置３１に位置されたことが検出されると、電動ネジ締め機１が第１〜第６作業位置２１〜２６のいずれかに位置されたか否かが判定される（ステップＳ１）。このとき、電動ネジ締め機１が第１〜第６作業位置２１〜２６のいずれかに位置されたと判定された場合、そのいずれかの作業位置２１〜２６に電動ネジ締め機１が位置された状態で操作信号が検出されるか否かが判定される（ステップＳ２）。

この判定時に操作信号が検出されたと判定されると、慣性信号に基づいて求められる電動ネジ締め機１の変位速度が零に補正されるとともに（ステップＳ３）、そのいずれかの作業位置２１〜２６で作業が実施されたことが記憶部５に記憶される（ステップＳ４）。

その次に、電動ネジ締め機１が基準位置３１に戻ったか否かが判定され（ステップＳ５）、戻っていないと判定されると、ステップＳ１〜Ｓ５で構成されるループが繰り返し行われる。

これに対して、電動ネジ締め機１が基準位置３１に戻ったと判定されると、慣性信号から求められる電動ネジ締め機１の位置が基準位置３１に一致するように、電動ネジ締め機１の位置が補正されることで、空間座標系７が更新される（ステップＳ６）。

その次に、記憶部５に記憶されている作業が実施された位置の情報と、記憶部５に記憶されている作業位置情報とが比較されて、作業未実施の作業位置２１〜２６が残っているか否かが判定される（ステップＳ７）。このとき、作業未実施の作業位置２１〜２６が残っていると判定されると、作業未実施の作業位置２１〜２６が報知部６により報知されるとともに（ステップＳ８）、ステップＳ１〜Ｓ５で構成されるループが再開される。一方で、すべての作業位置２１〜２６で作業が実施されたと判定されると、この作業確認動作が終了される。なお、この作業確認動作は、処理部４の電源が投入されているときに繰り返し行われる。

このような作業確認システムでは、処理部４は、電動ネジ締め機１がいずれかの作業位置２１〜２６に位置された状態で操作信号が検出された場合に、該作業位置２１〜２６で作業が実施されたことを記憶部５に記憶させるので、仮に同じ作業位置２１〜２６で重複して作業が実施され作業未実施の作業位置２１〜２６が残ったとしても、その作業位置２１〜２６を確認できる。これにより、規定の作業が正しく行われたか否かの判断が誤って行われる可能性を低くでき、作業実施の保証の信頼性を向上できる。

また、処理部４は、電動ネジ締め機１が基準位置３１に位置されていることを検出した際に、電動ネジ締め機１の空間中における空間座標系７を更新するので、電動ネジ締め機１の空間中における位置をより正確に監視でき、作業が実施された作業位置２１〜２６をより正確に検出できる。
また、処理部４は、操作部１０からの操作信号を検出した際に、慣性信号に基づいて検出される電動ネジ締め機１の空間中における変位速度を零に補正するので、電動ネジ締め機１の位置をより正確に監視でき、作業が実施された作業位置２１〜２６をより正確に検出できる。
また、処理部４は、電動ネジ締め機１が基準位置３１から離れるとともに、いずれかの作業位置２１〜２６で作業が実施されたことを記憶部５に記憶させた後に、電動ネジ締め機１が基準位置３１に戻ってきたことを検出した場合に、作業未実施の作業位置２１〜２６が残っているか否かを判定し、該作業位置２１〜２６が残っていると判定した場合に、作業未実施の作業位置２１〜２６を報知部６に報知させるので、仮に利用者が作業完了と判断した際に作業未実施の作業位置２１〜２６があったとしても、該作業位置２１〜２６での作業実施を促すことができ、作業実施の精度を向上できる。

なお、実施の形態１では、電動ネジ締め機１によるネジ締め作業の確認について説明したが、本発明は例えば半田ゴテ等の作業ツールにも適用できる。

１電動ネジ締め機（作業ツール）
２被作業対象
４処理部
５記憶部
６報知部
７空間座標系
１０操作部
１４慣性センサ
２１〜２６第１〜第６作業位置
３１基準位置

Claims

被作業対象（２）に対して作業を行うための作業ツール（１）と、
前記作業ツール（１）に設けられ、利用者の操作に応じて操作信号を出力する操作部（１０）と、
前記作業ツール（１）に設けられ、空間中における前記作業ツール（１）の移動を示す慣性信号を出力する慣性センサ（１４）と、
前記操作部（１０）及び前記慣性センサ（１４）に接続された処理部（４）と、
前記処理部（４）に接続された記憶部（５）と
を備え、
前記被作業対象（２）には、複数の作業位置（２１〜２６）が設けられており、
前記記憶部（５）には、所定の基準位置（３１）を基準とする前記作業位置（２１〜２６）の位置を示す作業位置情報が記憶されており、
前記処理部（４）は、前記作業ツール（１）が前記基準位置（３１）に位置されていることを検出した後に、前記慣性信号に基づいて前記作業ツール（１）の位置を監視して、前記作業ツール（１）がいずれかの前記作業位置（２１〜２６）に位置された状態で前記操作信号が検出された場合に、該作業位置（２１〜２６）で作業が実施されたことを前記記憶部（５）に記憶させることを特徴とする作業確認システム。
前記処理部（４）は、前記作業ツール（１）が前記基準位置（３１）に位置されていることを検出した際に、前記作業ツール（１）の空間中における位置を示すための空間座標系（７）を更新することを特徴とする請求項１記載の作業確認システム。
前記処理部（４）は、前記操作部（１０）からの操作信号を検出した際に、前記慣性信号に基づいて検出される前記作業ツール（１）の空間中における変位速度を零に補正することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の作業確認システム。
前記処理部（４）に接続された報知部（６）をさらに備え、
前記処理部（４）は、前記作業ツール（１）が前記基準位置（３１）から離れるとともに、いずれかの作業位置（２１〜２６）で作業が実施されたことを前記記憶部（５）に記憶させた後に、前記作業ツール（１）が前記基準位置（３１）に戻ってきたことを検出した場合に、作業未実施の前記作業位置（２１〜２６）が残っているか否かを判定し、該作業位置（２１〜２６）が残っていると判定した場合に、作業未実施の前記作業位置（２１〜２６）を前記報知部（６）に報知させることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の作業確認システム。