JP2020197806A - Detection system - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、製品の組立工程に適用される検出システムに関する。 The present disclosure relates to a detection system applied to a product assembly process.
多くの製品には、製品を構成する部品間の締結にネジ等の締付部品が使用される。出荷される製品の品質を担保するためには、製品の組立工程において、全てのネジが規定のトルクで締め付けされることが必須である。ここで、製品の組立工程では、特に締付部品の締め付け作業において人的な作業ミスが発生し得る。締め付け作業では、作業対象となる全ての締付部品を規定のトルク未満のトルクで締め付けしておき(以下「仮締め」とも称する)、その後に締付部品を規定のトルクで締め付けする(以下「本締め」とも称する)場合がある。この場合に、締付部品の本締めが失念される場合がある。締付部品が仮締めの状態であるのか、本締めされた状態であるのかは、目視で判別することが難しい。 In many products, tightening parts such as screws are used to fasten the parts that make up the product. In order to ensure the quality of the shipped products, it is essential that all screws are tightened to the specified torque in the product assembly process. Here, in the product assembly process, human error may occur especially in the tightening work of the tightening parts. In the tightening work, all the tightening parts to be worked are tightened with a torque less than the specified torque (hereinafter also referred to as "temporary tightening"), and then the tightening parts are tightened with the specified torque (hereinafter "" Also called "final tightening"). In this case, the final tightening of the tightening parts may be forgotten. It is difficult to visually determine whether the tightening part is in the temporarily tightened state or the fully tightened state.
たとえば、特許第5022045号(特開2008−181344号公報)には、本締めを行なった締付部品の位置を特定するシステムが開示されている。特許第5022045号に記載のシステムは、作業対象の製品(以下「ワーク」とも称する)が載置される作業台に2台のカメラを設け、締付部品に対するトルクが規定トルクに達した際にトルクドライバから発信される完了信号の受信を契機に、ワークおよびトルクドライバを撮影する。トルクドライバにはマーカが設けられている。2台のカメラによって撮影された画像を用いて、ステレオ視の原理により、作業台の原点および作業台の原点に対するマーカの三次元位置を算出し、トルクドライバの先端の位置を計算する。これによって、締め付けされたのが、ワークにおけるいずれの締付箇所であるのかを特定する。 For example, Japanese Patent No. 5022045 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-181344) discloses a system for specifying the position of a tightening component that has been finally tightened. The system described in Japanese Patent No. 5022045 is provided when two cameras are provided on a workbench on which a product to be worked on (hereinafter, also referred to as “work”) is placed, and when the torque for tightening parts reaches a specified torque. The work and torque driver are photographed when the completion signal transmitted from the torque driver is received. The torque driver is provided with a marker. Using the images taken by the two cameras, the three-dimensional position of the marker with respect to the origin of the workbench and the origin of the workbench is calculated by the principle of stereo vision, and the position of the tip of the torque driver is calculated. In this way, it is specified which tightening point in the work is tightened.
特許第5022045号に記載のシステムを用いれば、ワークにおける、未だ締付部品が本締めされていない締付箇所を知ることができる。しかしながら、特許第5022045号に記載のシステムでは、たとえば、システムとトルクドライバとの通信の仕組みを構築することが必要である。また、本締めを行なった締付部品の位置を高精度に検出するために、ワークの面に対して少なくとも2台のカメラを要する。締付部品の本締め忘れを検出するシステムとしては、検出精度を担保しつつも、より簡易な構成であることが望ましい。 By using the system described in Japanese Patent No. 5022045, it is possible to know the tightening points in the work where the tightening parts have not yet been fully tightened. However, in the system described in Japanese Patent No. 5022045, for example, it is necessary to construct a communication mechanism between the system and the torque driver. Further, in order to detect the position of the tightened part that has been finally tightened with high accuracy, at least two cameras are required with respect to the surface of the work. As a system for detecting forgetting to fully tighten the tightening parts, it is desirable that the system has a simpler configuration while ensuring the detection accuracy.
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、比較的簡易な構成で締付部品の締め付け忘れを検出することができるシステムを提供することである。 The present disclosure has been made to solve the above problems, and an object of the present disclosure is to provide a system capable of detecting forgetting to tighten a tightening part with a relatively simple configuration.
本開示の検出システムは、製品の組立工程において、製品に取り付けられる少なくとも1つの締付部品の締め付け忘れを検出するものである。少なくとも1つの締付部品の締め付けには、締付力が設定値に達した場合に当該締付部品にマークを付す工具が用いられる。検出システムは、製品を撮影する撮影機と、制御装置とを備える。制御装置は、撮影機により撮影された撮影情報から抽出したマークに基づいて特定される少なくとも1つの締付部品の数および位置に関する情報を含む第1情報と、製品の仕様上、取り付けられるべき少なくとも1つの締付部品の数および位置に関する情報を含む第2情報との対応関係によって、少なくとも1つの締付部品の締め付け忘れを検出するように構成される。 The detection system of the present disclosure detects forgotten tightening of at least one tightening component attached to a product in the product assembly process. For tightening at least one tightening part, a tool that marks the tightening part when the tightening force reaches a set value is used. The detection system includes a camera for photographing the product and a control device. The control device should be fitted with first information, including information about the number and position of at least one tightening component identified based on the marks extracted from the imaging information captured by the camera, and at least according to the specifications of the product. It is configured to detect forgetting to tighten at least one tightening component by a correspondence with a second piece of information, including information about the number and position of one tightening component.
本開示によれば、締付部品が設定された締付力で締め付けされた(本締めされた)際に付されるマークに基づいて、撮影情報から本締めされた締付部品の数および位置に関する情報が特定される(第1情報)。そして、第1情報を、仕様上の締付部品の数および位置に関する第2情報と比較することによって、全ての締付部品が本締めされたか否かを判定することができる。すなわち、撮影情報に対する画像処理によって得られたデータを仕様上のデータと比較することにより、締付部品の本締め忘れを検出することができる。このように、本開示によれば、複雑なシステムを構築することなく、比較的簡易な構成で締付部品の締め付け忘れを検出することができる。 According to the present disclosure, the number and position of the tightening parts that are finally tightened from the shooting information based on the mark that is attached when the tightening parts are tightened (finally tightened) with the set tightening force. Information about is identified (first information). Then, by comparing the first information with the second information regarding the number and positions of the tightening parts in the specifications, it can be determined whether or not all the tightening parts are finally tightened. That is, by comparing the data obtained by the image processing on the shooting information with the data in the specifications, it is possible to detect the forgetting to fully tighten the tightening parts. As described above, according to the present disclosure, it is possible to detect forgetting to tighten the tightening component with a relatively simple configuration without constructing a complicated system.
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals, and the explanations are not repeated in principle.
[実施の形態1]
<全体構成>
図1は、実施の形態1に係る検出システム1の構成を説明するためのブロック図である。図1には、作業対象の製品(ワーク)10の組立工程、具体的には、ワーク10のネジ締め工程の一例が示されている。ネジ締め工程は、作業台40にワーク10を載置した状態で行なわれる。
[Embodiment 1]
<Overall configuration>
FIG. 1 is a block diagram for explaining the configuration of the
ネジ締め工程には、作業工程と、確認工程とが含まれる。作業工程では、作業員によって、まず作業対象の全てのネジが仮締めされ(図1においては4箇所)、その後に全てのネジが本締めされる。確認工程では、作業対象のネジが確実に本締めされたか否か、すなわち作業対象のネジに本締め忘れがないか否かが検出される。検出システム1は、作業対象のネジの本締め忘れを検出するためのシステムである。作業対象のネジに本締め忘れがないことが検出されたことをもって、ネジ締め工程から次工程にワーク10が進められる。
The screw tightening process includes a work process and a confirmation process. In the work process, the worker first temporarily tightens all the screws to be worked (4 places in FIG. 1), and then finally tightens all the screws. In the confirmation step, it is detected whether or not the screw to be worked is securely tightened, that is, whether or not the screw to be worked is forgotten to be fully tightened. The
図1に示される例では、ワーク10の4箇所がネジ20A,20B,20C,20Dによってそれぞれ締め付けされる。以下では、ワーク10のネジ締め作業の対象となる面を「作業面」とも称する。実施の形態1においては、面11が作業面である。なお、実施の形態1においては、締付部品としてのネジが六角ボルトである例について説明するが、他の形状のネジが用いられる場合であっても同様に検出システム1を適用することが可能である。また、ネジ20A,20B,20C,20Dを特に区別する必要がない場合には、ネジ20A,20B,20C,20Dの各々をネジ20とも称する。
In the example shown in FIG. 1, four points of the
ネジ20の締め付けには、トルクレンチ30が用いられる。なお、トルクレンチ30に代えてトルクドライバが用いられてもよい。
A
トルクレンチ30は、ネジ20に対する締付力(トルク)を設定することが可能に構成される。トルクレンチ30は、たとえば、ネジ20に与えたトルクが設定値に達すると空回りして、設定値を超えるトルクをネジ20に与えないように構成されている。設定値は、たとえば、ワーク10の仕様上で規定される、ネジ20の締付力に設定される。また、トルクレンチ30は、ネジ20に与えたトルクが設定値に達すると、ネジ20にマーク35を付す(マーキングする)ように構成される。マーク35の具体例を図2に示す。
The
図2は、ネジ20の頭部からネジ部の先端方向を見た図である。マーク35は、たとえば、インクを用いて印字される。図2を参照して、マーク35は、たとえば、ネジ20の頭部の中心付近に付される。マーク35の形状は、たとえば円形状である。ただし、マーク35の形状は、円形状に限られるものではない。また、トルクレンチ30に用いられるインクの色(すなわちマークの色)は、選択可能に構成される。選択されるインクの色については、後述する。なお、図1では、ネジ20A,20B,20C,20Dに付されるマークを、マーク35A,35B,35C,35Dとそれぞれ表わしている。
FIG. 2 is a view of the tip of the screw portion viewed from the head of the
再び図1を参照して、検出システム1は、作業台40と、カメラ50と、PC(Personal Computer)60と、ディスプレイ70と、入力装置75とを含む。
With reference to FIG. 1 again, the
作業台40には、ワーク10が載置される。組立工程の作業員は、前工程からワーク10を受けると、ワーク10を作業台に載置する。作業員は、ワーク10を作業台に載置した状態で、トルクレンチ30を用いてネジ20の締め付け作業を行なう(作業工程)。
The
カメラ50は、ワークの作業面に対して設置される。実施の形態1においては、カメラ50は、面11を捉えるように設置される。カメラ50と作業台40との位置関係は、固定されている。カメラ50と作業台40との位置関係は、作業台40に載置されたワーク10の面11全体を、カメラ50の撮影範囲に含められるように設定される。
The
カメラ50は、PC60からの撮影の指令に従ってワーク10を撮影し、撮影結果(画像データ)である撮影情報をPC60に出力する。
The
PC60は、検出システム1の各部を制御する。PC60は、CPU(Central Processing Unit)61と、メモリ62と、タイマ63とを含む。CPU61がメモリ62に記憶されている各種プログラムを実行することにより、検出システム1の各部が制御される。なお、CPU61により実行される制御は、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)で構築して処理することも可能である。
The
メモリ62は、たとえば、ROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)等を含んで構成される。メモリ62には、CPU61が実行するための各種プログラムが記憶されている。
The
さらに、メモリ62には、ワーク10の仕様情報が記憶されている。仕様情報とは、ワーク10に締め付けられる仕様上のネジ20の数を示す「数情報」と、仕様上のネジ20の「座標情報」とを含む情報である。具体的に説明すると、図1に示す例においては、ワーク10は、4つのネジ20A,20B,20C,20Dを含むので、数情報は、「4」となる。また、実施の形態1に係る座標情報は、仕様から定まる各ネジ20A,20B,20C,20Dの相対的な位置関係(座標)を示す情報である。仕様情報は、本開示に係る「第2情報」の一例に相当する。
Further, the
タイマ63は、CPU61からの指令に従って計時を開始する。また、タイマ63は、CPU61からの指令に従って計時を停止する。
The
PC60は、各種の情報を表示するようにディスプレイ70に指令を出力する。ディスプレイ70は、たとえば液晶ディスプレイである。ディスプレイ70は、PC60からの指令に従って、各種の情報を表示する。たとえば、ディスプレイ70には、ワーク10に関する情報や、ネジ締め工程における作業内容等が表示される。
The
PC60は、入力装置75からの入力を受け付ける。入力装置75は、たとえば、キーボードおよびマウス等である。作業員は、作業工程を終えると、入力装置75を介してPC60に対し、確認工程を開始するための開始操作を行なう。開始操作がされることにより、PC60は、確認工程を開始する。PC60は、確認工程を開始すると、カメラ50に撮影の指令を出力する。確認工程の詳細は後述する。
The
また、PC60は、通信ケーブル80を介して、製品の製造工程の全体を管理する管理装置90と通信可能に構成される。PC60は、たとえば、ワーク10のネジ締め工程が適切に完了したと判定した場合、すなわち、確認工程においてネジ20の本締め忘れがないことが検出された場合に、ネジ締め工程が完了したことを示す信号を管理装置90に出力する。これによって、管理装置90は、ワーク10のステータスを次工程に移す。
Further, the
図3は、PC60の機能構成の一例を説明するためのブロック図である。CPU61は、メモリ62に記憶された各種プログラムを実行することにより、取得部611、画像処理部612、読み出し部613、判定部614および出力部615として機能する。
FIG. 3 is a block diagram for explaining an example of the functional configuration of the
取得部611は、カメラ50から撮影情報を取得する。たとえば、開始操作があった場合に、取得部611は、撮影情報を取得する。取得部611は、取得した撮影情報を画像処理部612に出力する。
The
画像処理部612は、撮影情報に画像処理を実行して、完了情報を生成する。完了情報とは、撮影情報から検出される本締めされたネジ20の数および座標を示す情報である。実施の形態1に係る完了情報に含まれる座標を示す情報は、本締めされたことが検出されたネジ20同士の相対的な位置関係を示す情報である。
The
図4を用いて、画像処理および完了情報について具体例を交えて説明する。図4では、面11における全てのネジ20A,20B,20C,20Dの本締めが完了した場合を想定する。
Image processing and completion information will be described with reference to FIG. 4 with specific examples. In FIG. 4, it is assumed that the final tightening of all the
図4は、画像処理および完了情報を説明するための図である。図4を参照して、撮影情報100は、取得部611がカメラ50から取得した画像データである。破線で囲まれた範囲が、カメラ50の撮影範囲である。上述したように、ネジ20の本締めが完了すると、トルクレンチ30によって、ネジ20の頭部にマーク35が付される。ここでは、全てのネジ20A,20B,20C,20Dの本締めが完了しているため、ネジ20A,20B,20C,20Dにマーク35A,35B,35C,35Dがそれぞれ付されている。
FIG. 4 is a diagram for explaining image processing and completion information. With reference to FIG. 4, the shooting
画像処理部612は、取得部611から入力された撮影情報100に対して、フィルタ処理を実行する。具体的には、画像処理部612は、トルクレンチ30のインクに使用されている色、すなわちマーク35の色のみをフィルタリングする。実施の形態1に係るトルクレンチ30のインクの色には、カメラ50の撮影範囲に含まれ得るワーク10および作業環境に使用される色以外の色が選択される。作業環境とは、たとえば、作業台40、トルクレンチ30、PC60、ディスプレイ70、入力装置75、作業員およびその他工具類等の、カメラ50の撮影範囲に含まれる可能性があるものをいう。画像処理部612は、たとえばRGB成分の範囲を指定し、指定したRGB成分の範囲内の画素を撮影情報100から抽出することで、マーク35のみを含むフィルタ処理後の撮影情報101を得る。上記の指定したRGB成分の範囲に含まれる色を「特定色」と定義する。
The
フィルタ処理後の撮影情報101には、4つのマーク35A,35B,35C,35Dが含まれている。画像処理部612は、フィルタ処理後の撮影情報101に対する画像認識処理により、4つのマーク35A,35B,35C,35Dを検出する。画像処理部612は、検出したマーク35の数を示す数情報を生成する。さらに、画像処理部612は、4つのマーク35A,35B,35C,35Dの中心点Pa,Pb,Pc,Pdをそれぞれ決定し、決定した中心点Pa,Pb,Pc,Pdを抽出した撮影情報102を得る。画像処理部612は、決定した中心点Pa,Pb,Pc,Pdの座標をネジ20A,20B,20C,20Dの座標としてそれぞれ設定する。画像処理部612は、中心点Pa,Pb,Pc,Pdの相対的な位置関係を示す情報を座標情報として生成する。画像処理部612は、座標情報および数情報を含めた完了情報を生成する。なお、完了情報は、本開示に係る「第1情報」の一例に相当する。
The shooting
再び図3を参照して、画像処理部612は、完了情報を生成すると、生成した完了情報を判定部614に出力する。一方、読み出し部613は、メモリ62から仕様情報を読み出して、読み出した仕様情報を判定部614に出力する。
With reference to FIG. 3 again, when the
判定部614は、仕様情報と完了情報とを比較する。まず、判定部614は、仕様情報に含まれる数情報と、完了情報に含まれる数情報とを比較する。すなわち、仕様上のネジ20の数と、本締めが完了されたネジ20の数(検出されたマーク35の数)とを比較する。仕様上のネジ20の数に対して、検出されたマーク35の数が少ない場合には、本締めされていないネジ20が存在することが想定される。そのため、仕様上のネジ20の数に対して、検出されたマーク35の数が少ない場合には、判定部614は、ネジ締め作業が完了していないと判定する。すなわち、判定部614は、ネジ20の本締め忘れがあると判定する。
The
仕様情報に含まれる数情報と、完了情報に含まれる数情報とが一致する場合には、判定部614は、仕様情報に含まれる座標情報と、完了情報に含まれる座標情報とを比較する。仕様情報に含まれる座標情報と、完了情報に含まれる座標情報との比較には、公知の手法を適用することができる。たとえば、仕様情報の各ネジ間を繋いだときに描かれる図形と、座標情報の各中心点間を繋いだときに描かれる図形とを比較してもよい。この場合には、たとえば、座標情報の各中心点間を繋いだときに描かれる図形を、回転および移動させることにより、仕様情報の各ネジ間を繋いだときに描かれる図形に近似できる場合には、判定部614は、面11における全てのネジ20が本締めされたと判定する。回転および移動させても、座標情報の中心点間を繋いだときに描かれる図形を、仕様情報の各ネジ間を繋いだときに描かれる図形に近似できない場合には、判定部614は、何らかのエラーが生じていると判定する。図形が近似できるか否かの判定には、製品の製造誤差、センサ等の検出誤差およびCPU61の演算誤差等が考慮されてもよい。他にも、仕様情報に含まれる座標情報と、完了情報に含まれる座標情報との比較には、あるネジを基準点としたときの他のネジとの距離および向きを比較対象としてもよい。判定部614は、判定結果を出力部615に出力する。
When the number information included in the specification information and the number information included in the completion information match, the
出力部615は、判定部614の判定結果に基づいた表示を行なうための指令をディスプレイ70に出力する。
The
<PCのCPUで実行される処理>
図5は、PC60のCPU61で実行される処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、PC60に対して確認工程の開始操作がなされた際に実行される。図5に示す各ステップ(以下ステップを「S」と略す)は、CPU61によるソフトウェア処理によって実現される場合について説明するが、その一部あるいは全部がCPU61内に作製されたハードウェア(電気回路)によって実現されてもよい。
<Processing executed by the CPU of the PC>
FIG. 5 is a flowchart showing a procedure of processing executed by the
確認工程の開始操作がなされたことを検出すると、CPU61は、カメラ50を作動させてワーク10を撮影する。そして、CPU61は、カメラ50から撮影した撮影情報を取得する(S1)。そして、CPU61は、カメラ50から取得した撮影情報に対して画像処理を実行する(S2)。
When it is detected that the start operation of the confirmation process has been performed, the
図6は、画像処理(S2)の手順を示すフローチャートである。CPU61は、撮影情報に対してフィルタ処理を実行する(S21)。具体的には、CPU61は、撮影情報に対して、特定色でフィルタリングを実行する。これによって、マーク35のみを含むフィルタ処理後の撮影情報が得られる。
FIG. 6 is a flowchart showing the procedure of image processing (S2). The
CPU61は、フィルタ処理後の撮影情報に対して画像認識処理を実行することにより、マーク35を検出する(S22)。また、CPU61は、検出したマーク35の数を検出する。図1の例では、CPU61は、4つのマーク35A,35B,35C,35Dを検出する。
The
CPU61は、検出したマーク35A,35B,35C,35Dのそれぞれの中心点Pa,Pb,Pc,Pdを決定する。たとえば、CPU61は、検出したマーク35A,35B,35C,35Dの重心を、それぞれの中心点Pa,Pb,Pc,Pdとして決定する。そして、CPU61は、決定した中心点Pa,Pb,Pc,Pdの座標をネジ20A,20B,20C,20Dの座標としてそれぞれ設定する(S23)。
The
CPU61は、中心点Pa,Pb,Pc,Pd同士の相対的な位置関係を示す情報を座標情報として生成する(S24)。
The
また、CPU61は、S22で検出したマーク35の数を示す情報を数情報として生成する(S25)。CPU61は、座標情報および数情報を含めて完了情報を生成する。
Further, the
図5に戻り、CPU61は、メモリ62から仕様情報を読み出す(S3)。そして、CPU61は、完了情報と仕様情報との対応関係によって、全てのネジ20が本締めされたか否か、すなわちネジ20の本締め忘れがないか否かを判定する(S4)。
Returning to FIG. 5, the
具体的には、CPU61は、仕様情報に含まれる数情報と、完了情報に含まれる数情報とを比較する(S5)。両者が一致しない場合には(S5においてNO)、本締めされていないネジ20が存在することが想定されるため、CPU61は、ネジ20の本締め忘れがあると判定する(S7)。この場合には、CPU61は、ネジ締め工程は未完了であると判定する。なお、S7においてCPU61は、ディスプレイ70に、ネジ20の本締め忘れがある旨を表示させてもよい。
Specifically, the
一方、仕様情報に含まれる数情報と、完了情報に含まれる数情報とが一致する場合には(S5においてYES)、CPU61は、仕様情報に含まれる座標情報と、完了情報に含まれる座標情報とを比較する(S6)。一例としては、CPU61は、座標情報の各中心点間を繋いだときに描かれる図形を、回転および移動させることによって、仕様情報の各ネジ間を繋いだときに描かれる図形に近似できるか否かを判定する。回転および移動させても、座標情報の各中心点間を繋いだときに描かれる図形を、仕様情報の各ネジ間を繋いだときに描かれる図形に近似できない場合には(S6においてNO)、CPU61は、何らかのエラーが生じていると判定し、ネジ締め工程は未完了であると判定する。(S7)。この場合に、CPU61は、ディスプレイ70に、何らかのエラーが生じている旨を表示させてもよい。
On the other hand, when the number information included in the specification information and the number information included in the completion information match (YES in S5), the
回転および移動させて座標情報の各中心点間を繋いだときに描かれる図形を、仕様情報の各ネジ間を繋いだときに描かれる図形に近似できる場合には(S6においてYES)、CPU61は、ネジ20の本締め忘れがなく、ネジ締め工程が完了したと判定する(S8)。この場合に、CPU61は、ネジ締め工程が完了したことを示す情報を通信ケーブル80を介して、管理装置90に送信する。この場合に、CPU61は、ディスプレイ70に、ネジ締め工程が完了したことを示す旨を表示させてもよい。
If the figure drawn when the center points of the coordinate information are connected by rotating and moving can be approximated to the figure drawn when the screws of the specification information are connected (YES in S6), the
以上のように、実施の形態1おいては、トルクレンチ30でネジ20を本締めした際に、トルクレンチ30によって、ネジ20にマーク35が付される。マーク35の色には、カメラ50の撮影範囲に含まれ得るワーク10および作業環境に使用される色以外の色が選択される。撮影情報に対して画像処理を実行することで、撮影情報からマーク35のみが抽出され、抽出されたマーク35に基づいて本締めされたネジ20が検出される。そして、検出されたネジ20の数情報および座標情報を含めた完了情報が生成される。生成した完了情報と、仕様情報との比較によって、作業対象となっているネジ20の本締め忘れがないかが判定される。
As described above, in the first embodiment, when the
上記のように、実施の形態1に係る検出システム1においては、マーク35に基づいて、撮影情報から本締めされたネジ20の数情報および座標情報が特定される。そのため、ワーク10の面に対して、1台のカメラを用いてネジ20の本締め忘れを検出することが可能である。また、完了情報と仕様情報とを比較することによって、ネジ20の本締め忘れを検出することができる。実施の形態1に係る検出システム1によれば、複雑なシステムを構築することなく、比較的簡易な構成でネジ20の本締め忘れを検出することができる。
As described above, in the
また、実施の形態1に係る検出システム1においては、マーク35の色には、カメラ50の撮影範囲に含まれ得るワーク10および作業環境に使用される色以外の色が選択される。これによって、フィルタ処理により、マーク35を精度よく抽出することができる。マーク35を精度よく抽出することができれば、フィルタ処理後の撮影情報に対する画像認識処理により、マーク35の数および位置を適切に特定することができる。これによって、精度の高い数情報および座標情報を生成することができる。
Further, in the
また、仕様情報に含まれる座標情報および完了情報に含まれる座標情報には、ネジ20同士の相対的な座標が用いられる。ネジ20同士の相対的な座標を用いることによって、撮影範囲にワーク10が含まれる範囲内において、作業台40の任意の場所にワーク10を置くことができる。たとえば、ワーク10毎に作業台に置かれる場所が異なっていたとしても、ネジ20の本締め忘れを適切に検出することができる。
Further, the relative coordinates of the
また、カメラ50からの撮影情報をそのままメモリ62に保存しようとすると、容量が大きいため、メモリ62の容量を圧迫してしまう可能性がある。検出システム1においては、撮影情報に対して画像処理を実行した後の数値情報、すなわち完了情報を保存しておけば足りる。完了情報は、数情報および座標情報を含むものであり、撮影情報よりもその容量が小さい。そのため、メモリ62の容量を圧迫する可能性を低減することができる。
Further, if the shooting information from the
[変形例1]
実施の形態1においては、仕様情報に含まれる座標情報および完了情報に含まれる座標情報には、ネジ20同士の相対的な位置情報が用いられた。変形例1においては、仕様情報に含まれる座標情報および完了情報に含まれる座標情報には、ある基準に対する相対的な座標(以下では「絶対的な座標」とも称する)が用いられる例について説明する。図1を参照して、変形例1に係る検出システム1Aは、作業台41を除き、実施の形態1に係る検出システム1と同様である。そのため、作業台41を除き、その説明は繰り返さない。
[Modification 1]
In the first embodiment, the relative position information between the
変形例1に係る作業台41は、ワーク10を設置する基準位置Rを有する。たとえば、ワーク10は、作業台41に設けられた治具(図示せず)によって固定される。換言すると、ワーク10を作業台40のどの位置に設置するかが決められている。また、基準位置Rに対するワーク10の向きも決められている。ワーク10を設置する基準位置Rは、ワークの種類(機種)に応じて設定されてもよい。なお、作業台40は、ワーク10の種類に基づいて、ワーク10を基準位置Rに移動させる移動手段を備えてもよい。
The
実施の形態1と同様に、カメラ50と作業台40との位置関係は、固定されている。さらに、作業台40において、ワーク10が固定される位置が決まっていることから、カメラ50とワーク10との位置関係も固定される。
Similar to the first embodiment, the positional relationship between the
変形例1に係る仕様情報は、実施の形態1と同様に、数情報および座標情報を含む。数情報は、実施の形態1と同様である。変形例1に係る仕様情報に含まれる座標情報は、基準位置Rを基点としたときの各ネジ20A,20B,20C,20Dの座標を示す情報である。
The specification information according to the first modification includes numerical information and coordinate information as in the first embodiment. The numerical information is the same as in the first embodiment. The coordinate information included in the specification information according to the first modification is information indicating the coordinates of the
変形例1に係る完了情報は、実施の形態1に係る完了情報と同様にして生成される。変形例1に係る完了情報に含まれる座標情報は、基準位置Rを基点として、マーク35の中心点の座標が定められる点において、実施の形態1に係る完了情報と異なる。
The completion information according to the first modification is generated in the same manner as the completion information according to the first embodiment. The coordinate information included in the completion information according to the first modification is different from the completion information according to the first embodiment in that the coordinates of the center point of the
変形例1においても、仕様情報と完了情報とを比較することによって、ネジ20の本締め忘れがないかが判定される。この判定は、実施の形態1における図5のS4の処理に相当する。S4の処理に含まれるS5の処理は、変形例1においても同様である。
Also in the first modification, it is determined whether or not the
S4の処理に含まれるS6の処理においては、仕様情報に含まれる座標情報が示すネジ20A,20B,20C,20Dの座標と、完了情報に含まれる座標情報が示す中心点Pa,Pb,Pc,Pdの座標とがそれぞれ比較される。それぞれが一致した場合に、ネジ20の本締め忘れがなく、作業対象の全てのネジ20が本締めされたと判定される。仕様情報に含まれる座標情報と、完了情報に含まれる座標情報とが一致するか否かの判定には、製品の製造誤差、センサ等の検出誤差およびCPU61の演算誤差等が考慮されてもよい。
In the processing of S6 included in the processing of S4, the coordinates of the
実施の形態1のように、仕様情報に含まれる座標情報および完了情報に含まれる座標情報にネジ20同士の相対的な位置情報が用いられる場合には、当然ながら、ワーク10の面において複数の作業対象のネジ20があることが前提となる。上記のように、仕様情報に含まれる座標情報および完了情報に含まれる座標情報に、基準位置Rを基点とした絶対的な座標を用いることによって、たとえば、ワーク10の面において、作業対象となるネジ20が1つであるような場合にも、ネジ20の本締め忘れを検出することが可能となる。
When the relative position information between the
[変形例2]
実施の形態1においては、作業工程を行なった後に、作業員が開始操作をすることによって確認工程が開始された。変形例2においては、作業工程の開始とともに、確認工程が開始される例について説明する。すなわち、変形例2においては、作業員が作業対象のネジ20の締結を行なっている間にも、リアルタイムに作業対象のネジ20が本締めされたことを検出する処理が繰り返し実行される。作業員が作業対象のネジ20を全て本締めした場合に、作業対象の全てのネジ20が本締めされたことが検出されて、ネジ締め工程が完了したと判定される。変形例2では、作業員の視点からすれば、ネジ締め工程において、作業工程と確認工程との区別がないともいえる。なお、変形例2は、変形例1にも適用可能である。
[Modification 2]
In the first embodiment, the confirmation step is started by the worker performing the start operation after the work step is performed. In the second modification, an example in which the confirmation process is started at the same time as the start of the work process will be described. That is, in the second modification, the process of detecting that the
図7は、変形例2に係るPC60のCPU61で実行される処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、ネジ締め工程の開始を契機として開始される。作業員は、ネジ締め工程を開始する際、すなわち作業工程を開始する際に入力装置75を介して、PC60に開始操作を行なう。
FIG. 7 is a flowchart showing a procedure of processing executed by the
CPU61は、開始操作が行なわれたことを検出すると、ワーク10の撮影および計時を開始する(S31)。具体的には、CPU61は、カメラ50に規定のフレームレートでワーク10を撮影するように指令を送信する。すなわち、カメラ50は、ワーク10を動画の形式で連続的に撮影する。フレームレートは、検出システムが適用される工程に応じて、適切に設定することができる。たとえば、フレームレートは、0.5FPS〜30FPS程度に設定される。また、CPU61は、タイマ63を起動させて計時を開始する。
When the
CPU61は、メモリ62から仕様情報を読み出す(S32)。次いで、CPU61は、設定時間を経過したか否かを判定する(S33)。設定時間は、たとえば、ネジ締め工程を十分に完了できる時間に設定される。設定時間は、たとえば、ワーク10の種類毎、あるいは、作業対象のネジ20の数に応じて設定されてもよい。
The
設定時間を経過した場合には(S33においてYES)、CPU61は、ネジ20の本締め忘れがあることが想定されるため、ネジ締め工程が未完了であると判定して、処理を終了する(S39)。この場合に、CPU61は、ネジ20の本締め忘れがあることを示す情報をディスプレイ70に表示させるようにしてもよい。
When the set time has elapsed (YES in S33), it is assumed that the
設定時間を経過していない場合には(S33においてNO)、CPU61は、撮影情報に対して画像処理を実行する(S34)。画像処理は、最新のフレームの画像データに対して実行される。S34における処理では、CPU61は、実施の形態1で説明した図6の処理を実行し、完了情報を生成する。S34における具体的な一例として、作業員がネジ20A,20Bの本締めまでを完了させている場面を想定する。
If the set time has not elapsed (NO in S33), the
図8は、変形例2における、画像処理および完了情報の生成を説明するための図である。ネジ20A,20Bが本締めされていることから、撮影情報200において、ネジ20A,20Bにマーク35A,35Bがそれぞれ付されている。この撮影情報200に対してフィルタ処理を実行することで、CPU61は、フィルタ処理後の撮影情報201を得ることができる。フィルタ処理後の撮影情報201には、マーク35A,35Bが含まれている。CPU61は、フィルタ処理後の撮影情報201に対して画像認識処理を実行することにより、マーク35A,35Bを検出する。検出されたマークの数が、現時点において本締めされたネジ20の数である。CPU61は、検出したマークの数、すなわち「2」を数情報として生成する。
FIG. 8 is a diagram for explaining image processing and generation of completion information in the second modification. Since the
そして、CPU61は、マーク35A,35Bの中心点Pa,Pbをそれぞれ決定し、決定した中心点Pa,Pbをネジ20A,20Bの座標としてそれぞれ設定する。ネジ20A,20Bの座標には、実施の形態1で説明した相対的な座標が用いられてもよいし、変形例1で説明した基準位置Rを基点とした座標が用いられてもよい。なお、実施の形態1で説明した相対的な座標が用いられる場合において、本締めされたネジ20が1つであるときは、座標情報は生成されない。本締めされたネジが1つである場合には、相対的な座標を規定できないためである。
Then, the
図7に戻り、CPU61は、S32で読み出した仕様情報と、S34で生成した完了情報とを比較する(S35)。具体的には、CPU61は、仕様情報に含まれる数情報と、完了情報に含まれる数情報とを比較する(S36)。両者が一致しない場合には(S36においてNO)、未だ作業途中であることが想定されるため、CPU61は、処理をS33に戻す。
Returning to FIG. 7, the
一方、仕様情報に含まれる数情報と、完了情報に含まれる数情報とが一致する場合には(S36においてYES)、CPU61は、仕様情報に含まれる座標情報と、完了情報に含まれる座標情報とを比較する(S37)。両者が一致しない場合には(S37においてNO)、CPU61は、何らかのエラーが生じていると判定し、ネジ締め工程が完了していないと判定する(S38)。この場合に、CPU61は、ディスプレイ70に、何らかのエラーが生じている旨を表示させてもよい。一方、両者が一致する場合には(S37においてYES)、CPU61は、ネジ締め工程が完了したと判定し、ネジ締め工程が完了したことを示す情報を通信ケーブル80を介して、管理装置90に送信する(S39)。
On the other hand, when the number information included in the specification information and the number information included in the completion information match (YES in S36), the
以上のように、変形例2においては、作業工程の開始とともに、確認工程が開始される。実施の形態1においては、作業員は、作業工程を実行した後に、別途、確認工程を開始させる必要があったが、変形例2では、一貫してネジ締め工程を進められるので、作業員の工数を削減することができる。 As described above, in the modified example 2, the confirmation process is started at the same time as the start of the work process. In the first embodiment, the worker needs to separately start the confirmation process after executing the work process, but in the modified example 2, the screw tightening process can be consistently proceeded, so that the worker Man-hours can be reduced.
[実施の形態2]
実施の形態1では、ワークの作業面が1つの面(面11)である例について説明した。ワークの種類によっては、ワークが複数の作業面を有する場合もあり得る。実施の形態2では、複数の作業面を有するワークに対して、作業対象のネジの本締め忘れを検出することができる検出システムについて説明する。なお、実施の形態1と同様に、ネジ締め工程には、作業工程と確認工程とが含まれる。
[Embodiment 2]
In the first embodiment, an example in which the work surface of the work is one surface (surface 11) has been described. Depending on the type of work, the work may have a plurality of work surfaces. In the second embodiment, a detection system capable of detecting forgotten screw tightening of a work target screw for a work having a plurality of work surfaces will be described. As in the first embodiment, the screw tightening step includes a work step and a confirmation step.
図9は、実施の形態2に係る検出システム2の構成を説明するためのブロック図である。検出システム2は、実施の形態1に係る検出システム1に対して、作業台40を作業台42に、PC60をPC64にそれぞれ変更し、カメラ50の台数を増加させたものである。その他の構成については、実施の形態1に係る検出システム1と同様であるため、その説明は繰り返さない。
FIG. 9 is a block diagram for explaining the configuration of the
実施の形態2に係るワーク10Aは、5つの作業面(面12,13,14,15,16)を有する。
The
作業台42は、ワーク10Aを固定する治具43を含む。治具43は、ワーク10Aを設置する基準位置R1を有する。ワーク10Aは、定められた箇所を治具43の基準位置R1に合わせて設置される。つまり、作業台42において、ワーク10Aが載置される位置および向きが一意に定まるようになっている。
The
検出システム2には、3台のカメラ51,52,53が含まれる。カメラ51,52,53の各々には、個々を識別するためのID情報が割り振られている。また、カメラ51,52,53の各々は、PCからの指令に従って、角度を変更可能に構成される。また、実施の形態2においては、カメラ51,52,53の各々の位置は固定されているものとするが、可動するように構成されてもよい。カメラ51,52,53の各々は、撮影情報とともに、ID情報および位置/角度情報をPC64に出力する。位置/角度情報には、たとえば、治具43の基準位置R1に対する各カメラ51,52,53の位置を示す位置情報、および、基準位置R1に対する各カメラ51,52,53のレンズの向き(姿勢)を示す角度情報が含まれる。
The
カメラ51,52,53の各々は、互いに異なる方向からワーク10Aを撮影するように設置される。カメラ51は、ワーク10Aの面12,13を撮影するように設置される。カメラ52は、ワーク10Aの面14,15を撮影するように設置される。カメラ53は、ワーク10Aの面16を撮影するように設置される。なお、各面に対して1台のカメラが設置されてもよい。
Each of the
PC64は、CPU65と、メモリ66と、タイマ63とを含む。CPU65およびメモリ66は、それぞれ、実施の形態1に係るCPU61およびメモリ62と基本的には同様の構成である。CPU65がメモリ66に記憶されている各種プログラムを実行することにより、検出システム2の各部が制御される。
The
メモリ66には、ワーク10の仕様情報が記憶されている。実施の形態2に係る仕様情報には、仕様上のネジ20の数を示す数情報および仕様上のネジ20の座標情報に加えて、ネジ20の方向情報がさらに含まれる。方向情報は、具体的には、ネジ20の頭部からネジ部の先端に向かう方向を示す情報である。すなわち、方向情報は、ネジ20の向きを示すものである。方向情報は、たとえば、上述のワーク10Aのある位置(基準位置R1に対応する位置)を基点として定められている。また、実施の形態2に係るワーク10Aが複数の作業面を有することから認識し得るように、実施の形態2に係る仕様情報に含まれる座標情報は3次元情報である。
The specification information of the
図10は、PC64の機能構成の一例を説明するためのブロック図である。CPU65は、メモリ66に記憶された各種プログラムを実行することにより、取得部661、画像処理部662、読み出し部663、変換部664、判定部665および出力部666として機能する。
FIG. 10 is a block diagram for explaining an example of the functional configuration of the PC64. The
取得部661は、各カメラ51,52,53から撮影情報、ID情報および位置/角度情報を取得する。取得部661は、取得した撮影情報を画像処理部662に出力する。また、取得部661は、取得したID情報および位置/角度情報を変換部664に出力する。以下においては、取得部661が取得したID情報がカメラ51のものである場合を例にして説明する。
The
画像処理部662は、撮影情報に対して画像処理を実行して、完了情報を生成する。画像処理については、実施の形態1で説明したとおりである。画像処理部662は、完了情報を生成すると、生成した完了情報を判定部665に出力する。
The
読み出し部663は、メモリ62から仕様情報を読み出す。読み出し部663は、読み出した仕様情報を変換部664に出力する。
The
変換部664は、仕様情報(座標情報,方向情報)および位置/角度情報を用いて、カメラ51によって撮影された撮影情報に含まれるはずのネジ20を特定する。すなわち、変換部664は、カメラ51によって撮影された撮影情報に含まれ得るネジ20のマーク35を特定する。具体的には、変換部664は、仕様情報に含まれる座標情報(3次元情報)を、カメラ51の撮影面に投影したときの座標情報(2次元情報)に変換する。以下においては、仕様情報に含まれる座標情報を、カメラ51の撮影面に投影したときの座標情報に変換した情報を「変換座標情報」とも称する。
The
また、変換部664は、特定したネジ20の数を示す数情報(以下「変換数情報」とも称する)を生成する。変換部664は、変換数情報および変換座標情報を含めた、変換仕様情報を判定部665に出力する。
Further, the
判定部665は、変換仕様情報と完了情報とを比較する。判定部665が行なう処理については、実施の形態1と同様であるため、ここでは繰り返し説明しない。
The
出力部666は、判定部665の判定結果に基づいた表示を行なうための指令をディスプレイ70に出力する。
The
他のカメラ52,53からの出力に対しても、上記と同様の処理がなされることによって、ワーク10Aの全作業面においてネジ20の本締め忘れを検出することができる。
By performing the same processing as above for the outputs from the
<PCのCPUで実行される処理>
図11は、PC64のCPU65で実行される処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、PC64に対して確認工程の開始操作がなされた際に実行される。図11においては、検出システム2に含まれるカメラ51,52,53のうち、カメラ51に対する処理を代表的に説明するが、カメラ52,53に対しても同様の処理が行なわれる。
<Processing executed by the CPU of the PC>
FIG. 11 is a flowchart showing a procedure of processing executed by the
確認工程の開始操作がなされたことを検出すると、CPU65は、カメラ51を作動させてワーク10Aを撮影する。そして、CPU65は、カメラ51から撮影した撮影情報、カメラ51のID情報および位置/角度情報を取得する(S51)。CPU65は、カメラ51から取得した撮影情報に対して画像処理を実行する(S52)。S52の処理は、実施の形態1で説明した図5のS2と同様の処理である。
When it is detected that the start operation of the confirmation process has been performed, the
次いで、CPU65は、変換仕様情報を生成する(S53)。変換仕様情報を生成する手順の詳細は図12に示す。
Next, the
図12は、実施の形態2に係る変換仕様情報を生成する処理の手順を示すフローチャートである。CPU65は、メモリ66から、仕様情報を読み出す(S531)。
FIG. 12 is a flowchart showing a procedure of processing for generating conversion specification information according to the second embodiment. The
CPU65は、仕様情報に含まれる座標情報(3次元情報)および方向情報、ならびにカメラ51から取得した位置/角度情報を用いて、カメラ51によって撮影された撮影情報に含まれるはずのネジ20(マーク35)を特定する(S532)。そして、CPU65は、特定したネジの変換座標情報を生成する(S533)。変換座標情報には、特定されたネジ同士の相対的な座標が用いられる。
The
次いで、CPU65は、特定したネジ20(マーク35)の数を示す変換数情報を生成する(S534)。CPU65は、変換座標情報および変換数情報を含めて変換仕様情報を生成する。
Next, the
図11に戻り、CPU65は、完了情報と変換仕様情報との対応関係によって、カメラ51の撮影範囲に含まれるネジ20の本締め忘れがないかを判定する(S54)。なお、S54以下の処理は、実施の形態1で説明した図5において対応する処理と同様である。そのため、ここでは、各ステップの対応についてのみ言及する。図11におけるS54,S55,S56,S57,S58は、図5におけるS4,S5,S6,S7,S8にそれぞれ対応する。
Returning to FIG. 11, the
以上のように、実施の形態2においては、複数の作業面を有するワーク10Aに対して、作業対象のネジ20の本締め忘れを検出することができる検出システムについて説明した。実施の形態2に係る検出システム2によれば、変換仕様情報を生成することにより、実施の形態1と同様にして、完了情報と変換仕様情報との比較によって、ネジ20の本締め忘れを検出することができる。つまり、実施の形態2に係る検出システム2によれば、ワーク10Aが複数の作業面を有する場合であっても、複雑なシステムを構築することなく、比較的簡易な構成でネジ20の本締め忘れを検出することができる。
As described above, in the second embodiment, the detection system capable of detecting the forgotten final tightening of the
また、ワーク10Aは、同一の作業面においても、各ネジ20が同一の方向に向いて締め付けられるとは限らない。つまり、同一の作業面において、各ネジ20のネジ部の先端の向きが異なる場合もあり得る。すなわち、同一の作業面において、各ネジ20向きが異なる場合があり得る。このような場合に、仮に、あるカメラ(たとえばカメラ51)で検出できるはずのネジ(ネジの頭部に付されたマーク35)を誤認識して変換座標情報が生成されると、適切にネジの本締めが完了していたとしても、ネジの本締め忘れがあると誤検出される可能性がある。
Further, in the
実施の形態2に係る検出システム2によれば、方向情報が用いられるので、適切に変換座標情報を生成することができる。すなわち、同一の作業面において、各ネジ20向きが異なる場合であっても、精度よくネジの本締め忘れを検出することができる。
According to the
また、実施の形態2に上述の変形例1を組み合わせることも可能である。すなわち、実施の形態2では、座標情報に相対的な座標が用いられたが、たとえば、作業台42のある基準に対する絶対的な座標であってもよい。作業台42のある基準は、各カメラ51,52,53の撮影範囲毎に定めておけばよい。
It is also possible to combine the above-mentioned
なお、上記では、複数台のカメラ51,52,53が用いられたが、たとえばワーク10Aの各面12,13,14,15,16を撮影できるように移動可能に構成された1台のカメラが用いられてもよい。この場合にも、位置/角度情報を用いることにより、同様にしてネジ20の本締め忘れを検出することができる。
In the above, a plurality of
[変形例3]
実施の形態2においては、作業工程を行なった後に、作業員が開始操作をすることによって確認工程が開始された。変形例3においては、作業工程の開始とともに、確認工程が開始される例について説明する。なお、変形例3においても、実施の形態2と同様に、カメラ51に対する処理について代表的に説明する。
[Modification 3]
In the second embodiment, the confirmation step is started by the worker performing the start operation after performing the work step. In the third modification, an example in which the confirmation process is started at the same time as the start of the work process will be described. In the third modification as well, the processing for the
図13は、変形例3に係るPC64のCPU65で実行される処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、ネジ締め工程の開始を契機として開始される。作業員は、ネジ締め工程を開始する際、すなわち作業工程を開始する際に入力装置75を介して、PC64に開始操作を行なう。
FIG. 13 is a flowchart showing a procedure of processing executed by the
CPU65は、開始操作が行なわれたことを検出すると、ワーク10Aの撮影および計時を開始する(S61)。具体的には、CPU65は、カメラ51に規定のフレームレートでワーク10Aを撮影するように指令を送信する。すなわち、カメラ51は、ワーク10Aを動画の形式で連続的に撮影する。また、CPU65は、タイマ63を起動させて計時を開始する。また、CPU65は、カメラ51から撮影情報とともにID情報および位置/角度情報を取得する。なお、CPU65は、カメラ51から撮影情報を随時取得するが、ID情報は、1度の送信のみとしてもよい。位置/角度情報についても、当該フローチャートの処理の開始後にカメラ51の位置および角度が変化しないように設定されている場合には、1度の送信のみとしてもよい。
When the
CPU65は、メモリ66から仕様情報を読み出して、変換仕様情報を生成する(S62)。S62の処理は、図11のS53の処理と同様である。
The
S62以下の処理は、実施の形態1で説明した図7において対応する処理と同様である。そのため、ここでは、各ステップの対応についてのみ言及する。図13におけるS63,S64,S65,S66,S67,S68,S69は、図7におけるS33,S34,S35,S36,S37,S38,S39にそれぞれ対応する。 The processing of S62 and the following is the same as the corresponding processing in FIG. 7 described in the first embodiment. Therefore, only the correspondence of each step is mentioned here. S63, S64, S65, S66, S67, S68, and S69 in FIG. 13 correspond to S33, S34, S35, S36, S37, S38, and S39 in FIG. 7, respectively.
以上のように、変形例3においては、作業工程の開始とともに、確認工程が開始される。実施の形態2においては、作業員は、作業工程を実行した後に、別途、確認工程を開始させる必要があったが、変形例3では、一貫してネジ締め工程を進められるので、作業員の工数を削減することができる。 As described above, in the modified example 3, the confirmation process is started at the same time as the start of the work process. In the second embodiment, the worker needs to separately start the confirmation process after executing the work process, but in the modified example 3, the screw tightening process can be consistently proceeded, so that the worker Man-hours can be reduced.
[実施の形態3]
実施の形態2では、複数の作業面を有するワークに対して、複数台のカメラを設置することにより、あるいは、ワーク10Aの各面12,13,14,15,16を撮影できるように移動可能に構成されたカメラを用いることにより、作業対象のネジ20の本締め忘れを検出する例について説明した。実施の形態3では、回転可能に構成された作業台を用いることにより、複数の作業面を有するワークに対して、作業対象のネジの本締め忘れを検出することができる検出システムについて説明する。
[Embodiment 3]
In the second embodiment, it is possible to install a plurality of cameras on a work having a plurality of work surfaces, or to move the
図14は、実施の形態3に係る検出システム3の構成を説明するためのブロック図である。検出システム3は、実施の形態2に係る検出システム2に対して、作業台42を作業台45に、PC64をPC67にそれぞれ変更し、カメラの台数を1台にしたものである。
FIG. 14 is a block diagram for explaining the configuration of the
作業台45は、ワーク10Aが載置される面の法線軸周りに回転可能に構成される。作業台45は、PC67からの指令に従って、回転を開始する。作業台45は、作業台45の回転角度をPC67に出力する。
The
作業台45は、実施の形態2に係る作業台42(図9)と同様の治具43を含む。すなわち、実施の形態3でも、作業台45において、ワーク10Aが載置される位置および向きが一意に定まるようになっている。
The
検出システム3には、カメラ54が含まれる。カメラ54は、実施の形態1のカメラ50と同様に構成される。カメラ54は、位置および向きが固定されている。カメラ54は、PC67からの指令に従って、ワーク10Aを撮影し、その撮影結果である撮影情報をPC67に出力する。
The
作業員は、作業工程を終えると、入力装置75を介してPC60に対し、確認工程を開始するための開始操作を行なう。確認工程が開始されると、作業台45は、脚部の軸方向周りに一回転する。作業台45は、回転中に一定の周期毎に自身の回転角度情報をPC67に出力する。また、確認工程において、カメラ54は、PC67からの指令に従って、ワーク10Aを撮影する。PC67は、作業台45の回転角度が、予め定められた設定回転角度となった際にカメラ54に撮影の指示を出力する。設定回転角度には、ワーク10Aの撮影ポイントとして、複数の角度が設定される。設定回転角度は、各作業面のネジ20が撮影可能な角度に設定される。
When the worker finishes the work process, the worker performs a start operation for starting the confirmation process on the
PC67は、回転角度情報および撮影情報を用いて、作業対象のネジ20が本締めされているか否かを判定する。
The
PC67は、CPU68と、メモリ69と、タイマ63とを含む。CPU68およびメモリ69は、それぞれ、実施の形態1に係るCPU61およびメモリ62と基本的には同様の構成である。CPU68がメモリ69に記憶されている各種プログラムを実行することにより、検出システム3の各部が制御される。
The
メモリ69には、ワーク10の仕様情報が記憶されている。仕様情報は、実施の形態2に係る仕様情報と同様である。つまり、仕様情報には、仕様上の数情報、座標情報および方向情報が含まれる。
The specification information of the
図15は、PC67の機能構成の一例を説明するためのブロック図である。CPU68は、メモリ69に記憶された各種プログラムを実行することにより、取得部681、画像処理部682、読み出し部683、変換部684、判定部685および出力部686として機能する。
FIG. 15 is a block diagram for explaining an example of the functional configuration of the
取得部681は、カメラ54から撮影情報を取得する。また、取得部681は、作業台45から回転角度情報を取得する。取得部681は、取得した撮影情報を画像処理部682に出力する。また、取得部681は、取得した回転角度情報を変換部684に出力する。
The
画像処理部682は、撮影情報に画像処理を実行して、完了情報を生成する。画像処理については、実施の形態1で説明したとおりである。画像処理部682は、完了情報を生成すると、生成した完了情報を判定部685に出力する。
The
読み出し部683は、メモリ69から仕様情報を読み出す。読み出し部683は、読み出した仕様情報を変換部684に出力する。
The
変換部684は、仕様情報(座標情報,方向情報)および回転角度情報を用いて、カメラ54によって撮影された撮影情報に含まれるはずのネジ20を特定する。すなわち、変換部684は、回転角度情報に基づいて特定される作業台45の角度において、カメラ51によって撮影できるはずのネジ20のマーク35を特定する。そして、変換部684は、特定したネジ20の変換座標情報を生成する。また、変換部684は、特定したネジの変換数情報を生成する。変換部684は、変換数情報および変換座標情報を含めた、変換仕様情報を生成して判定部685に出力する。
The
判定部685は、変換仕様情報と完了情報とを比較する。判定部685が行なう処理については、実施の形態1と同様であるため、ここでは繰り返し説明しない。
The
出力部686は、判定部685の判定結果に基づいた表示を行なうための指令をディスプレイ70に出力する。
The
<PCのCPUで実行される処理>
図16は、PC67のCPU68で実行される処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、PC67に対して確認工程の開始操作がなされた際に実行される。
<Processing executed by the CPU of the PC>
FIG. 16 is a flowchart showing a procedure of processing executed by
確認工程の開始操作がなされたことを検出すると、CPU68は、作業台45の回転を開始させる(S80)。そして、CPU68は、作業台45の回転角度が設定回転角度となったか否かを判定する(S81)。作業台45の回転角度が設定回転角度になっていない場合(S81においてNO)、CPU68は、作業台45の回転角度が設定回転角度になるのを待つ。
When it is detected that the start operation of the confirmation process has been performed, the
作業台45の回転角度が設定回転角度となった場合(S81においてYES)、CPU68は、カメラ54を作動させてワーク10Aを撮影し、撮影情報を取得する(S82)。CPU68は、カメラ54から取得した撮影情報に対して画像処理を実行する(S83)。S83の処理は、実施の形態1で説明した図5のS2と同様の処理である。
When the rotation angle of the
次いで、CPU68は、変換仕様情報を生成する(S84)。変換仕様情報を生成する手順の詳細は図17に示す。
Next, the
図17は、実施の形態3に係る変換仕様情報を生成する処理の手順を示すフローチャートである。CPU68は、メモリ69から、仕様情報を読み出す(S841)。また、CPU68は、作業台45から回転角度情報を取得する(S842)。
FIG. 17 is a flowchart showing a procedure of processing for generating conversion specification information according to the third embodiment. The
CPU68は、仕様情報に含まれる座標情報(3次元情報)および方向情報、ならびに作業台45から取得した回転角度情報を用いて、カメラ54によって撮影された撮影情報に含まれるはずのネジを特定する(S843)。そして、CPU68は、特定したネジの変換座標情報を生成する(S844)。
The
次いで、CPU68は、特定したネジの数を示す変換数情報を生成する(S845)。CPU68は、変換座標情報および変換数情報を含めて変換仕様情報を生成する。
Next, the
図16に戻り、CPU68は、完了情報と変換仕様情報との対応関係によって、今回の作業台45の回転角度の位置において、カメラ54の撮影範囲に含まれる全てのネジ20が本締めされたか否かを判定する(S85)。
Returning to FIG. 16, the
具体的には、CPU68は、仕様情報に含まれる数情報と、完了情報に含まれる数情報とを比較する(S86)。両者が一致しない場合(S86においてNO)、CPU68は、ネジ20の本締め忘れがあることが想定されるため、未完了フラグを設定する(S88)。未完了フラグは、回転角度情報と紐付けて、メモリ69に記憶される。
Specifically, the
一方、両者が一致する場合(S86においてYES)、CPU68は、仕様情報に含まれる変換座標情報と、完了情報に含まれる座標情報とを比較する(S87)。両者が一致しない場合(S87においてNO)、CPU68は、何らかのエラーが生じていると判定し、未完了フラグを設定する(S88)。両者が一致する場合(S87においてYES)、CPU68は、完了フラグを設定する(S89)。完了フラグは、回転角度情報と紐付けて、メモリ69に記憶される。
On the other hand, when both match (YES in S86), the
S88またはS89の処理を実行した後、CPU68は、回転角度情報に基づいて、作業台45が一回転したか否かを判定する(S90)。作業台45が一回転していない場合には(S90においてNO)、CPU68は、処理をS81に戻し、他の設定回転角度において同様の処理を実行する。
After executing the process of S88 or S89, the
一方、作業台45が一回転した場合には(S90においてYES)、CPU68は、作業台45の回転を停止させる(S91)。そして、CPU68は、少なくとも1つの未完了フラグが設定されているか否かを判定する(S92)。
On the other hand, when the
少なくとも1つの完了フラグが設定されている場合(S92においてYES)、CPU68は、ネジ20の本締め忘れ、あるいは何らかのエラーの発生があることが想定されるため、工程が未完了であると判定する(S93)。
When at least one completion flag is set (YES in S92), the
未完了フラグが設定されていない場合(S92においてNO)、CPU68は、ネジ20の本締め忘れがないと想定されるため、ネジ締め工程が完了したと判定する(S94)。
When the incomplete flag is not set (NO in S92), the
以上のように、実施の形態3に係る検出システム3は、回転可能に構成された作業台45を用いることにより、複数の作業面を有するワーク10Aに対して、作業対象のネジの本締め忘れを検出する。実施の形態3に係る検出システム3によっても、実施の形態2と同様の効果を奏することができる。
As described above, the
今回開示された実施の形態がすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
1,1A,2,3 検出システム、10,10A ワーク、11,12,13,14,15,16 面、20,20A,20B,20C,20D ネジ、30 トルクレンチ、35,35A,35B,35C,35D マーク、40,41,42,45 作業台、43 治具、50,51,52,53,54 カメラ、61,65,68 CPU、62,66,69 メモリ、63 タイマ、70 ディスプレイ、75 入力装置、80 通信ケーブル、90 管理装置、611,661,681 取得部、612,662,682 画像処理部、613,663,683 読み出し部、614,665,685 判定部、615,666,686 出力部、664,684 変換部、Pa,Pb,Pc,Pd 中心点、R,R1 基準位置。 1,1A, 2,3 detection system, 10,10A work, 11,12,13,14,15,16 faces, 20,20A, 20B, 20C, 20D screw, 30 torque wrench, 35,35A, 35B, 35C , 35D mark, 40,41,42,45 workbench, 43 jig, 50,51,52,53,54 camera, 61,65,68 CPU, 62,66,69 memory, 63 timer, 70 display, 75 Input device, 80 communication cable, 90 management device, 611, 661,681 acquisition unit, 612,662,682 image processing unit, 613,663,683 reading unit, 614,665,685 judgment unit, 615,666,686 output Unit, 664,684 Conversion unit, Pa, Pb, Pc, Pd center point, R, R1 reference position.
Claims (6)
前記少なくとも1つの締付部品の締め付けには、締付力が設定値に達した場合に当該締付部品にマークを付す工具が用いられ、
前記検出システムは、
前記製品を撮影する撮影機と、
前記撮影機により撮影された撮影情報から抽出した前記マークに基づいて特定される前記少なくとも1つの締付部品の数および位置に関する情報を含む第1情報と、前記製品の仕様上、取り付けられるべき前記少なくとも1つの締付部品の数および位置に関する情報を含む第2情報との対応関係によって、前記少なくとも1つの締付部品の締め付け忘れを検出するように構成された制御装置とを備える、検出システム。 A detection system that detects forgotten tightening of at least one tightening component attached to the product in the product assembly process.
To tighten the at least one tightening part, a tool that marks the tightening part when the tightening force reaches a set value is used.
The detection system
A camera that shoots the product and
The first information including information on the number and position of at least one tightening component specified based on the mark extracted from the photographing information photographed by the photographing machine, and the said to be attached according to the specifications of the product. A detection system comprising a control device configured to detect forgotten tightening of at least one tightening component by a correspondence with a second piece of information, including information about the number and position of at least one tightening component.
前記制御装置は、前記撮影情報に対して前記マークの色に基づくフィルタリングを実行することにより、前記マークを抽出するように構成される、請求項1に記載の検出システム。 The color of the mark is a color other than the color used for the product and the working environment that can be included in the shooting range of the camera.
The detection system according to claim 1, wherein the control device is configured to extract the mark by executing filtering based on the color of the mark on the shooting information.
前記第1情報に含まれる位置に関する情報、および前記第2情報に含まれる位置に関する情報は、前記撮影機の撮影範囲における予め定められた基準点に対して、前記少なくとも1つの締付部品の位置を特定した情報である、請求項1または請求項2に記載の検出システム。 The position where the product is placed is fixed with respect to the camera.
The information regarding the position included in the first information and the information regarding the position included in the second information are the positions of the at least one tightening component with respect to a predetermined reference point in the imaging range of the camera. The detection system according to claim 1 or 2, which is the information that identifies the above.
前記第1情報に含まれる位置に関する情報、および前記第2情報に含まれる位置に関する情報は、前記少なくとも1つの締付部品同士の相対的な位置関係を示す情報である、請求項1または請求項2に記載の検出システム。 The at least one tightening component is a plurality.
The information regarding the position included in the first information and the information regarding the position included in the second information are information indicating the relative positional relationship between the at least one tightening component, claim 1 or claim. 2. The detection system according to 2.
前記作業台には、基準位置が定められており、
前記第2情報は、前記基準位置に対する前記少なくとも1つの締付部品の向きを示す情報をさらに含み、
前記撮影機は、前記基準位置に対する前記撮影機の位置および角度に関する情報を含む第3情報を出力し、
前記制御装置は、前記第2情報および前記第3情報に基づいて、前記撮影機により検出可能な前記マークの数および位置に関する情報を含む変換情報を生成し、
前記制御装置は、前記第1情報と前記変換情報との対応関係によって、前記少なくとも1つの締付部品の締め付け忘れを検出する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の検出システム。 The detection system further comprises a workbench with jigs for fixing the product in a fixed position and orientation.
A reference position is set on the workbench.
The second information further includes information indicating the orientation of the at least one tightening component with respect to the reference position.
The camera outputs a third piece of information including information about the position and angle of the camera with respect to the reference position.
Based on the second information and the third information, the control device generates conversion information including information on the number and position of the marks that can be detected by the camera.
The detection system according to any one of claims 1 to 4, wherein the control device detects forgetting to tighten at least one tightening component based on the correspondence between the first information and the conversion information. ..
前記作業台には、基準位置が定められており、
前記第2情報は、前記基準位置に対する前記少なくとも1つの締付部品の向きを示す情報をさらに含み、
前記作業台は、前記製品が載置される面の法線軸周りに回転し、前記作業台の回転角度を示す第4情報を出力するように構成され、
前記制御装置は、前記第2情報および前記第4情報に基づいて、前記撮影機により検出可能な前記マークの数および位置に関する情報を含む変換情報を生成し、
前記制御装置は、前記第1情報と前記変換情報との対応関係によって、前記少なくとも1つの締付部品の締め付け忘れを検出する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の検出システム。
The detection system further comprises a workbench with jigs for fixing the product in a fixed position and orientation.
A reference position is set on the workbench.
The second information further includes information indicating the orientation of the at least one tightening component with respect to the reference position.
The workbench is configured to rotate about the normal axis of the surface on which the product is placed and output fourth information indicating the rotation angle of the workbench.
Based on the second information and the fourth information, the control device generates conversion information including information on the number and position of the marks that can be detected by the camera.
The detection system according to any one of claims 1 to 4, wherein the control device detects forgetting to tighten at least one tightening component based on the correspondence between the first information and the conversion information. ..
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