JP2015208822A - トルク締付管理システム及びトルク締付管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ボルト等の締付不具合を削減し、作業記録の作成及び管理の効率化を図ることができるトルク締付管理システム及びトルク締付管理方法を提供する。
【解決手段】本発明のトルク締付管理システム１０は、第１及び第２ボルトを締付けてトルク設定値に達した締付完了信号を発信可能なリミットスイッチ４２と、前記第１及び第２ボルトの方位角と、前記第１ボルトから前記第２ボルトへ移動したときの加速度を測定可能な測定端末４４と、を有する作業工具４０と、前記作業工具４０と電気的に接続し、前記加速度と方位角に基づいて前記第１及び第２ボルト間の距離及び位置関係を特定し、表示画面に前記第１及び第２ボルトの前記位置関係と前記締付完了信号を図示可能な作業用端末２０と、を備えたことを特徴としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のボルトやネジを設定トルク値に締め付けする作業を効率的に記録管理することができるトルク締付管理システム及びトルク締付管理方法に関する。

保守点検時における設備機器のボルト締めなどの現場作業は、作業者がボルトを締め付けた後、作業班長による確認作業を行って、ボルトの締め付け忘れや締め付け不具合などを防止している。
締付作業は、最初の段階ではフランジ等の締付部が全体に渡って均等に締付けされるよう、ボルトは対角位置となるものを順に締付けするのが基本であるが、次の点検の段階では作業のスピードと確実性を考慮して隣接位置のものを順に締付けする方法も行われている。

しかし、大規模プラントのように非常に多くのボルト締め付け作業では、締め付け不良、締め付け忘れが発生し易く、このような人為的なミスを完全に防止することは難しく、人に頼った現行の作業管理、教育では限界があり、防ぐのが困難な状況となっていた。
従来、このような作業不具合を解消するため、特許文献１−４のシステムが開示されている。

特許文献１に開示の管理システムは、あらかじめ作業者にワークの作業工程を行わせ、そのワークの作業位置を撮像したマスター画像を記憶している。そして、作業者が作業対象物の作業位置で作業を行い、その作業が完了する毎に作業位置の画像が撮像される。作業位置の撮像画像とマスター画像を照合して撮像画像とほぼ一致するマスター画像が特定されて、全てのマスター画像について作業位置が特定できれば、作業対象物に対する作業が完了したと判定している。
しかし、現場の環境、経年劣化、傷等により作業対象物が変化する場合があり、その後の作業時の撮像画像とマスター画像を比較するときに差異が生じて特定が困難となるおそれがある。また作業対象物が円形のフランジ上に形成された複数のボルトなどの様に類似した形状の場合は他のボルトと判別が困難で特定が極めて難しい。

特許文献２に開示の管理システムは、ネジ締めの設定トルク値に達すると解除機構が作動するトルクレンチを用いて、ネジに作用する締付トルクの変化の態様、例えば増加傾向から減少傾向に転じるピーク値をネジに実際に作用する締付トルクとしてネジの締め付け状態を管理するシステムである。
しかし、対象物に複数のネジがある場合には、既に締付作業を行ったネジと、これから締付作業を行うネジであるか否かの判別を行うことができず、このような判別について考慮されていない。また、構成部品に付された識別コードは対象物の設定トルクを呼び出すためのものである。

特許文献３に開示の管理システムは、工具を用いた作業が完了した旨の作業完了情報を出力する出力手段と、作業位置を測位する測位手段と、作業完了情報及び作業位置情報に基づいて作業完了箇所を特定する処理手段とを備え、実施される作業が完了した事実をその位置情報と共に把握することができる。
しかし、作業位置を測位するための工程、装置が複雑であり作業が煩雑となるおそれがある。

特許文献４に開示の管理システムは、ボルト締め付けトルクが所定値以上になると出力される締付完了信号をカウントし、カウント値が全作業完了に対応して予め定められた所定値以上になったか否か判断している。
しかし、複数のボルトを締め付け作業する場合、締め付け済みのボルトか否かの判断がなされていないため、同じボルトを締め付けるおそれがある。

特開２０１０−２２４７４９号公報 特開２０１０−１９４７０２号公報 特開２００４−１１８３０４号公報 特開平７−１０５４６９号公報

現状の作業工程では、作業に係る作業者が測定値などの作業状況を記入する点検記録シートを作成している。点検記録シートの記入作成には時間がかかり、誤記や記入漏れなどが生じるおそれがある。また、最終的にはデータ化して記憶するため、記録データを作成する作業者の負担を軽減することが望まれている。更に、ボルトの締め付け作業は、前記のように対角上のボルトを交互に締め付けすることが基本とされる。この場合、ボルトの締め忘れが生じやすいため、作業中に作業端末上でボルトの締め付け順を示すことによって作業をサポートすることも望まれている。

そこで本発明が解決しようとする課題は、上記の問題点に鑑み、ボルトやネジの締め忘れなどの作業不具合を削減し、作業記録を作成する作業者の負担を軽減し、作業記録の管理の効率化を図ることができるトルク締付管理システム及びトルク締付管理方法を提供することにある。また、締め付け作業中の作業者の負担を軽減できるトルク締付管理システム及びトルク締付管理方法を提供することにある。

本発明は、上記の課題を解決するための第１の手段として、作業対象物の第１及び第２ボルトを締付けてトルク設定値に達した締付完了信号を発信可能なリミットスイッチと、前記第１及び第２ボルトが基準となる地磁気の方向と成す方位角と、前記第１ボルトから前記第２ボルトへ移動したときの加速度を測定可能な測定端末と、を有する作業工具と、前記作業工具と電気的に接続し、前記加速度と方位角に基づいて前記第１及び第２ボルト間の距離及び位置関係を特定し、表示画面に前記第１及び第２ボルトの前記位置関係と前記締付完了信号を図示可能な作業用端末と、を備えたことを特徴としている。

本発明は、上記の課題を解決するための第２の手段として、第１の手段において、前記作業用端末は、前記第１ボルトから前記第２ボルトへ移動したときの加速度から距離を算出し、前記第１ボルト及び第２ボルトが基準となる地磁気の方向と成す方位角から位置関係を算出可能な位置標定処理部を備えたことを特徴としている。

本発明は、上記の課題を解決するための第３の手段として、第１又は第２の手段において、前記作業用端末と電気的に接続し、前記第１及び第２ボルトのトルク締付けの作業結果を出力可能な管理用端末を備えたことを特徴としている。

本発明は、上記の課題を解決するための第４の手段として、前記作業用端末は、前記第２ボルトの締め付け作業前に、前記作業対象物上の前記第２ボルトが前記第１ボルトに対して隣接する位置関係、又は前記第２ボルトが前記第１ボルトに対して対角上の位置関係のいずれかの締め付け順序を表示画面に表示させる制御部を備えたことを特徴としている。

本発明は、上記の課題を解決するための第５の手段として、作業対象物の第１及び第２ボルトを締付けてトルク設定値に達した締付完了信号を発信可能なリミットスイッチと、前記第１及び第２ボルトが基準となる地磁気の方向と成す方位角と、前記第１ボルトから前記第２ボルトへ移動したときの加速度を測定可能な測定端末と、を有する作業工具を用いて、第１ボルトを締め付けて締付完了信号を作業用端末へ発信し、前記第１ボルトの方位角を測定する工程と、前記第１ボルトから前記第２ボルトへ移動させて、前記第２ボルトを締め付けて締付完了信号を前記作業用端末へ発信し、前記第２ボルトの方位角と、前記第１ボルトから前記第２ボルトへ移動したときの加速度を測定する工程と、前記加速度と方位角に基づいて第１又は第２ボルト間の距離及び位置関係を特定する工程と、前記作業用端末の表示画面に前記第１及び第２ボルトの前記位置関係と前記締付完了信号を図示する工程と、を有することを特徴としている。

本発明は、上記の課題を解決するための第６の手段として、第５の手段において、前記第２ボルトの締め付け作業前に、前記作業対象物上の前記第２ボルトが前記第１ボルトに対して隣接する位置関係、又は対角上の位置関係のいずれかの締め付け順序を前記作業用端末に提示する締付位置案内工程を有することを特徴としている。

本発明によれば、上記のように、第１及び第２ボルトの締め付け作業後に、第１及び第２ボルトの位置関係を算出して表示画面上に図示することができる。また、作業後、表示画面上に作業済みの作業対象部品をマーキングすることにより、複数の作業対象部品から作業済みのボルトを特定することができる。従って、ボルトやネジの締め忘れなどの作業不具合を防止して、作業記録を容易に作成することができる。

本発明によれば、上記のように、作業工具からボルトの締付情報と位置情報を容易に取得することができる。
本発明によれば、上記のように、作業用端末に作業工具からの作業対象部品の作業完了信号と方位角と加速度情報に基づいて作業対象部品間の距離及び位置関係が記録された作業データを容易に作成することができる。また作成された作業データは外部の管理用端末に送信することによりデータを一元管理することができる。

本発明によれば、上記のように、撮像画像中の複数の作業対象部品から特定の作業対象部品を容易に判別することができる。
本発明によれば、上記のように、第２ボルトの締め付け作業前に、第２ボルトが第１ボルトに対して隣接する位置関係、又は対角上の位置関係のいずれかの締め付け順序を作業用端末に提示しているので、複数のボルトの締め付け作業を行う作業者が既に作業を終えたボルトの締め付け位置を覚えて、次に作業するボルトを検索しなければならない作業負担を軽減し、ボルトの閉め忘れを効果的に防止することができる。

本発明のトルク締付管理システムの構成概略図である。 本発明のトルク締付管理システムのブロック図である。 管理データの説明図である。 ボルトの位置関係を算出する説明図である。 ボルト間の距離を算出する説明図である。 作業工具の説明図である。 本発明のトルク締付管理システムを用いたトルク締付管理方法の作業フロー図である。 作業用端末の表示画面の説明図である。

本発明のトルク締付管理システム及びトルク締付管理方法の実施形態を添付の図面を参照しながら、以下詳細に説明する。

≪トルク締付管理システム１０≫
図１は本発明のトルク締付管理システムの構成概略図である。図２は本発明のトルク締付管理システムのブロック図である。本実施形態では、作業対象となる弁に用いるフランジなどを作業対象物１２とし、締付作業を行う弁を構成するボルト、ネジなどの付属品を作業対象部品１４として以下説明する。
図示のように本発明のトルク締付管理システム１０は、作業者が現場に持ち込み操作可能な作業用端末２０と、作業の様子を撮影し、撮像画像を作業用端末２０に送信可能な撮像端末３０と、作業に用いる工具であってトルク締付の測定値を作業用端末２０に送信可能な作業工具４０と、現場から離れた事務所などの管理場所に設置され、作業用端末２０との間でデータ送信及びデータ受信可能な管理用端末５０を主な基本構成としている。

≪作業用端末２０≫
作業用端末２０は、読取部２１と、データ保存管理部２２と、データ入力部２３と、受信部２４と、画像読取部２５と、位置標定処理部２６と、制御部２７と、表示部２８と、を主な基本構成としている。

［読取部２１］
読取部２１は、管理用端末５０のデータ保存管理部５２から送信された管理データを読み取りするものである。図３は管理データの説明図である。図示のように、管理データは、管理者があらかじめ登録した作業の管理番号、作業内容（作業項目、締付箇所、作業者名など）、関連機器（使用する工具、例えばトルクレンチ、工具の管理番号）、作業対象（ボルト名、トルク設定値）、点検機器（機器名、画像）などのデータである。また管理データには、複数の作業対象部品１４となるボルトの締付順序（例えば、フランジの対角上の位置関係、隣接する位置関係など）を作業対象物ごとに登録したデータも含まれている。

［データ保存管理部２２］
データ保存管理部２２は、制御部２７で作成された作業データや、管理用端末５０から読み取られた管理データが入力されて一時保管するものである。

［データ入力部２３］
データ入力部２３は、現場作業に係る作業者、作業班長、現場監督の氏名などの作業者情報と、作業項目、詳細作業項目、作業工具の設定値などを入力又は選択し、作業データとして保存されるもので、バーコード読取装置、タッチパネルなどで構成される。

［受信部２４］
受信部２４は、有線又は無線による通信回線を用いて電気的に接続した作業工具４０からの作業対象部品１４のトルク締付が測定値に達した作業完了信号が入力されるものである。また、受信部２４は、有線又は無線による通信回線を用いて電気的に接続した測定端末４４からの作業対象部品１４の基準となる地磁気の方向と成す方位角、座標、作業対象部品１４間を移動したときの加速度の測定値が入力されるものである。

［画像読取部２５］
画像読取部２５は、撮像端末３０で撮像された撮像画像を受信して、作業用端末２０の表示画面上の表示箇所に表示可能な画像に加工処理するものである。

［位置標定処理部２６］
位置標定処理部２６は、受信部２４で受信した作業対象部品１４の作業完了信号、作業対象部品１４の方位角、座標、作業対象部品１４間を移動したときの加速度が入力されて、複数の作業対象部品１４の間の距離、位置関係を算出するものである。

図４はボルトの位置関係を算出する説明図である。位置標定処理部２６は、後述する３軸地磁気センサーにより計測されたＸ軸成分Ｈｘ、Ｙ軸成分Ｈｙを用いて、方位角θを次式により求めることができる。

そして、フランジの第１ボルト７０のＸ軸成分Ｈｘ０、Ｙ軸成分Ｈｙ０の方位角をθ１とし、第２ボルト７２のＸ軸成分Ｈｘ１、Ｙ軸成分Ｈｙ１の方位角をθ２としたとき、第１ボルト７０に対する第２ボルト７２の方位変化量となるθ３は、次式で表すことができる。

これにより、第１ボルトに対する第２ボルトの方位角、換言すると第１及び第２ボルト間の角度に関する位置関係がわかる。

図５はボルト間の距離を算出する説明図である。フランジの第１ボルト７０の座標（Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０）、第２ボルト７２の座標（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）のとき、位置標定処理部２６は、後述する３軸加速度センサーにより計測された３軸方向の加速度成分Ａｘ（ｔ）、Ａｙ（ｔ）、Ａｚ（ｔ）を用いて、時刻をｔ＝０，１，２，３…,Ｔとし、ｔ＝０に静止していたとすれば、時刻Ｔまでの移動距離Ｌ（Ｔ）を次のように求めることができる。

まず、３軸成分の速度成分は、それぞれ次式により算出できる。

次に、速度成分の合計ベクトルは、次式により算出できる。

そして、移動距離Ｌ（Ｔ）は次式により算出できる。

なお、複数の作業対象部品１４間の距離は、位置情報からも算出できる。この場合の複数の作業対象部品１４間の距離は、時刻Ｔと時刻Ｔ＋１の座標（位置情報）の差分を取ることにより算出できる。
なお、本発明のボルト間の距離、位置関係の算出は、トルクレンチを移動する直前のボルトを基準としており、最初に締め付けを行ったボルトを基準としたものではない。

［制御部２７］
制御部２７は、受信部２４からリミットスイッチ４２の作業完了信号が入力される。制御部２７は、位置標定処理部２６で算出された作業対象部品１４間の距離、位置関係が入力される。制御部２７は、データ保存管理部２２から管理データが入力される。これらの入力データに基づいて制御部２７は、表示画面上の図示された作業対象物１２に、作業が完了した作業対象部品１４と未完了の作業対象部品１４を識別可能に表示させる処理を行う。制御部２７の処理結果はデータ保存管理部２２で作業データとして記録される。また制御部２７は、画像読取部２５で加工した画像を表示画面に表示させる処理を行う。制御部２７は、複数のボルトの締め付け順序をあらかじめ記録した管理データから抽出して、表示部２８の画面上に表示する処理を行う。

［表示部２８］
表示部２８は、表示画面に作業対象物１２及び作業対象部品１４を図示して、トルク締付けの作業結果を表示するものである。また、表示部２８は、表示画面に撮像画像、データの入力結果を表示させるものである。

≪撮像端末３０≫
撮像端末３０は、作業者が現場の作業対象物１２及び作業対象部品１４に対して作業を実際に行っている様子を撮影可能なカメラである。撮像端末３０は、作業用端末２０の画像読取部２５と無線又は有線により電気的に接続し、撮像画像を画像読取部２５へ送信可能な構成としている。撮像端末３０は、一例として自動露出と自動焦点の調整が行え、光学情報を電気信号に変換するＣＣＤカメラを用いることができる。

≪作業工具４０≫
図６は作業工具の説明図である。作業工具４０は、ボルト、ネジなどの作業対象部品１４の締付作業を行うための工具である。本実施形態では、一例としてトルクレンチを用いて説明する。図示のように、トルクレンチには、リミットスイッチ４２と、位置移動推定センサーとなる測定端末４４が設けられている。作業工具４０は、ハンド端部に着脱自在なアタッチメント４１が設けられている。アタッチメント４１には、測定端末４４と、作業用端末２０へ測定データを送信可能な送信ユニット４５が設けられている。送信ユニット４５とリミットスイッチ４２は信号線を用いて電気的に接続している。

リミットスイッチ４２は、トルクレンチによるボルト、ネジの締め付けが所定のトルク設定値に達して、トルク設定値以上の締付力がかかると解除されるスイッチである。そしてリミットスイッチ４２は、トルクレンチによる締め付け力が設定値に達して締め付け作業が完了したことを示す作業完了信号を発生させて、送信ユニット４５を介して作業用端末２０の受信部２４へ送信している。

≪測定端末４４≫
測定端末４４は、作業対象部品１４の方位角、座標、作業対象部品１４間を移動したときの加速度などを測定する位置移動推定センサーであり、一例として、３軸加速度センサー、３軸地磁気センサー、ジャイロセンサー等を組み合わせて用いることができる。測定端末４４は、作業工具４０に取り付け可能とし、作業対象部品１４の方位角、座標、作業対象部品１４間を移動したときの加速度などを作業用端末２０の受信部２４へ送信している。
測定端末４４は、作業対象部品１４の方位角を計測するものである。具体的に本実施形態の測定端末４４は、３軸地磁気センサーを用いて作業対象部品１４のＸ軸成分Ｈｘ、Ｙ軸成分Ｈｙを計測している。

測定端末４４は、作業対象部品１４間を移動したときの加速度を測定するものである。具体的に本実施形態の測定端末４４は、３軸加速度センサーを用いて、第１ボルトから第２ボルトへ移動したときの３軸方向（例えば、東西ｘ、南北ｙ、垂直ｚなど）の加速度成分を測定している。
また、測定端末４４は、作業対象部品１４の座標（位置情報）を計測することもできる。この場合、測定端末４４には、ＧＰＳ（衛星測位システム）センサーを用いて作業対象部品１４の座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を測定している。

≪管理用端末５０≫
管理用端末５０は、管理者があらかじめ作業内容を登録することができる管理コンピュータである。管理用端末５０は、作業用端末２０との間で作業データ及び管理データを送信又は受信可能に構成されている。管理用端末５０は、読取部５１と、データ保存管理部５２と、データ入力部５３と、作業進捗表示部５４と書類作成部５５と、制御部５６を主な基本構成としている。

［読取部５１］
読取部５１は、作業用端末２０のデータ保存管理部２２から送信された作業データを読み取りするものである。作業データは、作業者が現場作業を行い記録された作業工具の測定値、作業対象物１２又は作業対象部品１４の撮像画像など作業用端末２０で作成されたデータである。

［データ保存管理部５２］
データ保存管理部５２は、作業用端末２０で作成された作業データと、あらかじめ設定され現場作業の管理データを保存管理するものである。

［データ入力部５３］
データ入力部５３は、作業の管理ＮＯ、作業内容、関連機器、作業対象、詳細作業などの管理データをあらかじめ入力するものである。

［作業進捗表示部５４］
前述の管理用端末５０は、ボルト単位でフランジ等を締め付けした締付結果を記録することができる。作業進捗表示部５４は、その締付結果を、作業完成率（％）で作業用端末２０に表示させることができる。例えば、ボルト４本を締付対象とする場合、ボルト１本の締付作業を終える毎に２５％ずつ加算された作業完成率を％表示させることができる。

また、作業対象物１２の作業対象部品１４上に色表示で、例えば、ボルトを締付しない「対象外」、ボルトを締付予定の「対象」、ボルトの締付作業中の「締付中」、ボルトの締付作業を終えた「締付完了」２２０など作業の進捗状況を作業用端末２０の図２１０上に表示させることができる。
このような構成の作業進捗表示部５４は、作業者が作業する実際の作業対象部品（ボルト又はネジ）に、その作業完成率又は／及び色表示をリンクさせて表示させることができ、締付完成率と進捗情報を作業しながら参照できる。

［書類作成部５５］
書類作成部５５は、作業用端末から読み取った作業データに基づいて作業データ管理リスト表などの作業日報などの書類を作成するものである。

［制御部５６］
制御部５６は、管理用端末５０に保管しているデータを選別し、作業用端末２０に出力する制御を行っている。また、入力データによって締付作業用の点検管理データを最小限で持ち出したり、作業担当者の管理を抽出したりする働きをするものである。

≪出力端末６０≫
出力端末６０は、作業進捗表示部５４で作成した作業進捗状況を表す作業進捗書、書類作成部５５で作成した作業日報、作業管理書類を印刷出力するプリンターである。

≪トルク締付管理方法≫
図７は本発明のトルク締付管理システムを用いたトルク締付管理方法の作業フロー図である。

作業用端末２０を用いて作業者の登録を行う（ステップ１）。図８は作業用端末の表示画面の説明図である。作業者の登録は、職種及び氏名の入力により行うことができる。本実施形態では、具体的に作業用端末２０の表示画面中で、職種／氏名ボタン２０１から職種として監督、作業班長、作業者を選択し、その氏名データを入力して登録している。

次に、作業項目の選択を行う（ステップ２）。作業項目の選択は、作業用端末２０の表示画面中の作業項目２０２のメニューバーに表示される複数の作業項目の中から、作業を行う作業項目を選択する。
作業項目を選択すると、表示画面に作業対象物１２及び作業対象部品１４の図２１０が図示される。この作業対象物１２を確認し、画像撮影を行う（ステップ３）。作業用端末２０に接続する撮像端末３０で作業対象物１２を撮影する。プレビュー画面２０４上に作業対象物１２が表示されていることを確認した後、撮影する。

撮影した作業対象物１２の画像がプレビュー画面２０４上に表示される。次に表示画面中の点検機器２０６のメニューバーに表示される複数の点検機器項目の中から、作業を行う作業項目を選択する（ステップ４）。

次に、トルクレンチ（作業工具）の選定を行う（ステップ５）。表示画面上のトルクレンチ選定の管理番号２０８を登録する。管理番号は、あらかじめ設定されたトルクレンチの管理番号であり、メニューバーから選択することができる。そしてトルクレンチの管理番号を設定すると、選択したトルクレンチのトルク値の設定値２０９が画面上に表示される（ステップ６）。

このように作業中は、表示画面中に作業項目２０２、点検機器２０６が表示されるほか、作業対象物１２と作業対象部品１４の図２１０（本実施形態では一例としてフランジに取り付けた第１〜第４ボルトの概略平面図）と、作業工具の管理番号２０８、トルク締付の設定値２０９と、職種／氏名２０１が表示されている。これにより作業者は、作業中に設定したトルク値を常時確認することができる。

次にボルト締付作業を行う（ステップ７）。あらかじめ作業者は、締付作業で指定されたトルクレンチを用いて作業対象部品１４のボルトをすべて仮締めしておく。
作業者は、複数のボルトの中から任意のボルトを初ボルト（本実施形態では一例として、第１ボルト７０）として指定する（ステップ１０１）。
そして、作業者がトルクレンチを用いて第１ボルト７０を締め付ける締付作業を実施する（ステップ１０２）。

第１ボルト７０の締め付けが設定値に達するとリミットスイッチ４２が動作して（ステップ１０３）、締付解除となり、トルク値の測定値となる締付完了信号が作業用端末２０の受信部２４へ送信される。
第１ボルト７０の締付後に、第１ボルト７０に対して、フランジの対角上となる位置となる第２ボルト、又は隣接する位置となる第２ボルト７２の位置をあらかじめ記録した管理データを基に抽出して作業用端末２０の図２１０に案内表示する（ステップ１０４）。このように、作業中に次に締付作業を行う作業対象部品１４を画面上に表示することにより、作業者の締付作業をサポートすることができ、ボルトの締め忘れなどの人為的なミスを効果的に防止できる。

制御部２７へ作業完了信号が送信されると、作業用端末２０の画面上に図示された作業対象物の第１ボルト７０が着色などのように変化する。これにより、作業中に表示画面上で作業が完了した第１ボルト７０を認識することができる。なお、図中の着色は、座標標定の手法により行うことができる。一例として、円形のフランジ上のボルトの場合、円座標により、Ｘ，Ｙ座標を標定し、半径を指定する。円座標が（２，３，５）の場合、フランジの座標（２，３）の位置に半径５ｍｍの円を着色して表示している。

締付作業の間又は前後で、測定端末４４により第１ボルト７０の方位角が計測される。計測した第１ボルト７０の方位角情報が作業用端末２０の受信部２４へ送信される（ステップ１０５）。
第１ボルト７０から第２ボルト７２へ作業工具を移動させる。後述のステップ１１０〜１１２で算出する距離、位置関係により算出したトルクレンチの位置とあらかじめ記録した管理データから抽出した第２ボルト７２の位置（本実施形態では隣接する位置）を照合し、一致した場合にはＯＫサイン（不図示）を表示する（ステップ１０６）。

次に、表示画面中の始点ボタン２１２を押下して、第１ボルトを位置推定基準点として登録する（ステップ１０７）。
第２ボルト７２を締め付ける締付作業を実施する（ステップ１０８）。
第２ボルト７２の締め付けが設定値に達するとリミットスイッチ４２が動作して（ステップ１０９）、締付解除となり、トルク値の測定値となる締付完了信号が作業用端末２０の受信部２４へ送信される。

制御部２７へ作業完了信号が送信されると、作業用端末２０の画面上に図示された作業対象物１２の第２ボルト７２が着色などのように変化する。これにより、作業中に表示画面上で作業が完了した第２ボルト７２を認識することができる。
締付作業の間又は前後で測定端末４４により第２ボルト７２の方位角が計測される。計測した第２ボルト７２の方位角情報が作業用端末２０の受信部２４へ送信される（ステップ１１０）。

第１ボルト７０から第２ボルト７２へ移動したとき、測定端末４４により加速度が測定される。計測した加速度の測定値が作業用端末２０の受信部２４を介して位置標定処理部２６へ入力される。位置標定処理部２６では、３軸方向の加速度成分Ａｘ（ｔ）、Ａｙ（ｔ）、Ａｚ（ｔ）を用いて、第１ボルト７０及び第２ボルト７２間の距離を算出する（ステップ１１１）。
次に、測定端末４４で測定された第１ボルト７２及び第２ボルト７２の各Ｘ軸成分、Ｙ軸成分を用いて、第１ボルト７０に対する第２ボルト７２の方位変化量となるθ３を算出する。このθ３により、第１ボルト７０及び第２ボルト７２間の位置関係を求めることができる（ステップ１１２）。

その後、作業回数カウンターによりボルトの締付作業数がカウントされる（ステップ１１３）。
次にボルト数の判定が行われる。具体的なボルト数の判定は、あらかじめ登録されている作業対象部品１４のボルト数と実際に行った作業回数の差分をとって残りの作業回数を判定することができる（ステップ１１４）。
判定の結果、ボルトの締付作業を行う場合には、ステップ１０４のボルトの締付順序に従って第３ボルトから第４ボルトについて、ステップ１０７からステップ１１３までの作業を繰り返して行う。

全ての詳細作業が終了してデータが入力されると、作業用端末２０の作業データが管理用端末５０に入力されて、書類作成部５５により、作業データ管理リスト表などの書類を作成する（ステップ８）。そして、必要に応じて出力端末６０により印刷することができる。
これによりトルク締付管理の作業が終了する（ステップ９）。
なおステップ１０４、１０６の工程を省略して締付作業を行うこともできる。

このような本発明のトルク締付管理システムによれば、第１及び第２ボルトの締め付け作業後に、第１及び第２ボルトの位置関係を算出して表示画面上に図示することができる。また、作業後、表示画面上に作業済みの作業対象部品をマーキングすることにより、複数の作業対象部品から作業済みのボルトを特定することができる。従って、ネジの締め忘れなどの作業不具合を防止して、作業記録を容易に作成することができる。

本発明は、特に、例えば、複数のボルトが取り付けられた設備機器を点検作業して記録する際に、広く適用することができる。

１０………トルク締付管理システム、１２………作業対象物、１４………作業対象部品、２０………作業用端末、２１………読取部、２２………データ保存管理部、２３………データ入力部、２４………受信部、２５………画像読取部、２６………位置標定処理部、２７………制御部、２８………表示部、３０………撮像端末、４０………作業工具、４１………アタッチメント、４２………リミットスイッチ、４４………測定端末、４５………送信ユニット、５０………管理用端末、５１………読取部、５２………データ保存管理部、５３………データ入力部、５４………作業進捗表示部、５５………書類作成部、５６………制御部、７０………第１ボルト、７２………第２ボルト、２０１………職種／氏名ボタン、２０２………作業項目、２０４………プレビュー画面、２０６………点検機器、２０８………管理番号、２０９………設定値、２１０………図、２１２………始点ボタン。

Claims (6)

1. 作業対象物の第１及び第２ボルトを締付けてトルク設定値に達した締付完了信号を発信可能なリミットスイッチと、前記第１及び第２ボルトが基準となる地磁気の方向と成す方位角と、前記第１ボルトから前記第２ボルトへ移動したときの加速度を測定可能な測定端末と、を有する作業工具と、
   前記作業工具と電気的に接続し、前記加速度と方位角に基づいて前記第１及び第２ボルト間の距離及び位置関係を特定し、表示画面に前記第１及び第２ボルトの前記位置関係と前記締付完了信号を図示可能な作業用端末と、
   を備えたことを特徴とするトルク締付管理システム。
2. 前記作業用端末は、前記第１ボルトから前記第２ボルトへ移動したときの加速度から距離を算出し、前記第１ボルト及び第２ボルトが基準となる地磁気の方向と成す方位角から位置関係を算出可能な位置標定処理部を備えたことを特徴とする請求項１に記載のトルク締付管理システム。
3. 前記作業用端末と電気的に接続し、前記第１及び第２ボルトのトルク締付けの作業結果を出力可能な管理用端末を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のトルク締付管理システム。
4. 前記作業用端末は、前記第２ボルトの締め付け作業前に、前記作業対象物上の前記第２ボルトが前記第１ボルトに対して隣接する位置関係、又は前記第２ボルトが前記第１ボルトに対して対角上の位置関係のいずれかの締め付け順序を表示画面に表示させる制御部を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のトルク締付管理システム。
5. 作業対象物の第１及び第２ボルトを締付けてトルク設定値に達した締付完了信号を発信可能なリミットスイッチと、前記第１及び第２ボルトが基準となる地磁気の方向と成す方位角と、前記第１ボルトから前記第２ボルトへ移動したときの加速度を測定可能な測定端末と、を有する作業工具を用いて、第１ボルトを締め付けて締付完了信号を作業用端末へ発信し、前記第１ボルトの方位角を測定する工程と、
   前記第１ボルトから前記第２ボルトへ移動させて、前記第２ボルトを締め付けて締付完了信号を前記作業用端末へ発信し、前記第２ボルトの方位角と、前記第１ボルトから前記第２ボルトへ移動したときの加速度を測定する工程と、
   前記加速度と方位角に基づいて第１又は第２ボルト間の距離及び位置関係を特定する工程と、
   前記作業用端末の表示画面に前記第１及び第２ボルトの前記位置関係と前記締付完了信号を図示する工程と、
   を有することを特徴とするトルク締付管理方法。
6. 前記第２ボルトの締め付け作業前に、前記作業対象物上の前記第２ボルトが前記第１ボルトに対して隣接する位置関係、又は前記第２ボルトが前記第１ボルトに対して対角上の位置関係のいずれかの締め付け順序を前記作業用端末に提示する締付位置案内工程を有することを特徴とする請求項５に記載のトルク締付管理方法。

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