JP2023038444A - Work verification device, work verification method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、器具を使用する作業を検証する技術に関する。 The present invention relates to a technique for verifying work using instruments.
工場などの生産現場において種々のツールを用いた製品の組み立て作業が正しく行われているかを精度よく検証することが求められている。例えば、特許文献1では、作業者の動きを検出するセンサ出力を用いて、作業者が行う作業ごとの作業時間のばらつきを算出して各作業の評価を行う技術が提案されている。また、特許文献2では、電動工具に組み込まれたセンサの計測結果を基に、作業者が適切に電動工具を扱うことができるか否かを確認する技術が提案されている。
There is a demand for accurate verification of whether product assembly operations using various tools are being performed correctly at production sites such as factories. For example,
しかしながら、従来技術では、作業者が行う作業の質や効率などの作業性を評価することはできても、作業者による作業のし忘れや作業手順の誤りなどを検出することはできない可能性がある。また、従来技術では、作業者が複数の電動工具を使用して作業を進める場合は、作業者が使用する電動工具ごとにセンサを組み込む必要があるため、電動工具の製造コストが増加する可能性があり、作業者はセンサが組み込まれた電動工具を専用に使用する必要がある。 However, in the conventional technology, even if it is possible to evaluate workability such as the quality and efficiency of the work performed by the worker, there is a possibility that it is not possible to detect whether the worker forgot to perform the work or made an error in the work procedure. be. In addition, with conventional technology, if a worker uses multiple power tools to proceed with work, it is necessary to incorporate a sensor for each power tool used by the worker, which may increase the manufacturing cost of power tools. Therefore, the operator must use a power tool with a built-in sensor for exclusive use.
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、作業の検証に必要なセンサが組み込まれていない器具を使用した作業でも作業を検証することができる技術を提供する。 The present invention has been devised in view of the above circumstances, and provides a technique capable of verifying work even when using a tool that does not incorporate a sensor necessary for verifying the work.
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用する。 In order to achieve the above objects, the present invention employs the following configurations.
本発明の一側面は、検証の対象である作業を行うために使用される器具と、前記器具に取り外し可能に取り付けられるセンサと、前記センサから出力されるデータを取得する取得部と、前記検証の前に前記器具を使用して前記作業を行ったときに前記センサから取得されるデータに基づく参照用データと、前記検証の対象としての前記作業を行ったときに前記センサから取得されるデータに基づく検証用データとを生成する生成部と、前記参照用データと前記検証用データとを比較して、検証対象としての前記作業を検証する検証部と、前記検証部による前記作業の検証結果に関する情報を出力する出力部とを有することを特徴とする作業検証システムである。これにより、作業の検証に必要なセンサを備えない工具やロボットのハンドツールに適宜センサを取り付けることで、簡易な構成かつ任意のタイミングで種々の器具による作業の検証を行うことができる。 One aspect of the present invention includes an instrument used for performing a task to be verified, a sensor detachably attached to the instrument, an acquisition unit for acquiring data output from the sensor, and the verification Reference data based on data obtained from the sensor when the work is performed using the tool before and data obtained from the sensor when the work as the verification target is performed a generation unit that generates verification data based on the above; a verification unit that compares the reference data and the verification data to verify the work as a verification target; and a verification result of the work by the verification unit and an output unit that outputs information about the work verification system. As a result, by appropriately attaching a sensor to a tool that does not have a sensor necessary for verification of work or to a hand tool of a robot, it is possible to verify work performed by various tools with a simple configuration and at any timing.
また、上記の作業検証システムにおいて、前記生成部は、前記センサから出力されるデータに基づいて、前記作業における動作の種類に応じて比較される内容が異なる前記参照用データと前記検証用データとを生成してもよい。これにより、例えば、動作の加速度、回数、時間、移動量など、作業を種々の物理量を用いて多面的に検証することができる。 Further, in the work verification system described above, the generation unit generates the reference data and the verification data whose content differs according to the type of motion in the work, based on the data output from the sensor. may be generated. As a result, the work can be verified from various aspects using various physical quantities such as the acceleration, number of times, time, and amount of movement of the motion.
また、上記の作業検証システムにおいて、前記取得部は、前記作業の開始を示す開始信号と前記作業の終了を示す終了信号とをさらに取得し、前記生成部は、前記開始信号を取得してから前記終了信号を取得するまでに前記取得部が取得した前記センサから出力されるデータに基づいて前記参照用データおよび前記検証用データを生成してもよい。これにより、検証対象の作業に焦点を当てた検証が実現する。 Further, in the work verification system described above, the acquisition unit further acquires a start signal indicating the start of the work and an end signal indicating the end of the work, and the generation unit acquires the start signal and then The reference data and the verification data may be generated based on the data outputted from the sensor and acquired by the acquisition unit until the end signal is acquired. This realizes verification focused on the work to be verified.
また、本発明の一側面は、検証の対象である作業を行うために使用される器具に取り外し可能に取り付けられるセンサから出力されるデータを取得する取得部と、前記検証の前に前記器具を使用して前記作業を行ったときに前記センサから取得されるデータに基づく参照用データと、前記検証の対象としての前記作業を行ったときに前記センサから取得されるデータに基づく検証用データとを生成する生成部と、前記参照用データと前記検証用データとを比較して、検証対象としての前記作業を検証する検証部と、前記検証部による前記作業の検証結果に関する情報を出力する出力部とを有することを特徴とする作業検証装置に関する。これにより、作業の検証に必要なセンサを備えない器具に適宜センサを取り付けることで、簡易な構成かつ任意のタイミングで種々の器具による作業の検証を行うことができる。 In addition, one aspect of the present invention includes an acquisition unit that acquires data output from a sensor that is detachably attached to a tool used to perform a task to be verified, and the tool before the verification. reference data based on the data obtained from the sensor when performing the task using the verification data; and verification data based on the data obtained from the sensor when performing the task as the object of verification. a verification unit that compares the reference data and the verification data to verify the work as a verification target; and an output that outputs information about the verification result of the work by the verification unit The present invention relates to a work verification device characterized by having a part. As a result, by appropriately attaching a sensor to a device that does not have a sensor necessary for verification of work, it is possible to verify the work performed by various devices with a simple configuration and at any timing.
なお、本発明は、上記処理の少なくとも一部を含む、動作検証方法や、これらの方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、又は、そのようなプログラムを非一時的に記録したコンピュータ読取可能な記録媒体として捉えることもできる。上記構成および処理の各々は技術的な矛盾が生じない限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。 In addition, the present invention includes an operation verification method including at least a part of the above processing, a program for causing a computer to execute these methods, or a computer-readable record in which such a program is non-temporarily recorded. It can also be considered as a medium. Each of the above configurations and processes can be combined to form the present invention as long as there is no technical contradiction.
本発明によれば、作業の検証に必要なセンサが組み込まれていない器具を使用した作業でも作業を検証することができる。 According to the present invention, it is possible to verify work even when using an instrument that does not incorporate sensors necessary for verifying the work.
<適用例>
本発明の適用例について説明する。従来技術では、工場などの生産現場において、作業者が行う作業の質や効率などの作業性を評価することはできても、作業者による作業のし忘れや作業手順の誤りなどを検出することはできない可能性がある。また、従来技術では、作業者が複数の電動工具を使用して作業を進める場合は、工具の動きに関する情報を出力するセンサを電動工具ごとに組み込む必要があるため、電動工具の製造コストが増加する可能性があり、作業者はセンサが組み込まれた電動工具を専用に使用する必要がある。
<Application example>
An application example of the present invention will be described. Conventional technologies can evaluate workability such as the quality and efficiency of work performed by workers at production sites such as factories, but they cannot detect mistakes such as forgetting to do work by workers or errors in work procedures. may not be possible. In addition, with the conventional technology, when a worker uses multiple power tools to proceed with work, it is necessary to incorporate a sensor that outputs information about the movement of the tool for each power tool, which increases the manufacturing cost of power tools. The operator must use a dedicated power tool with a built-in sensor.
図1は、本発明が適用された作業検証システム1の構成例を模式的に示す図である。図1に示す構成例では、作業検証システム1において、作業者101が工具102を使用して部品の取り付けなどの一連の作業を行っており、ロボット105がハンドツール107を駆動して製品の組み立てなどの一連の作業を行っている。工具102とハンドツール1
07には、着脱可能に取り付けられるセンサ103、106がそれぞれ取り付けられている。また、工具102にはスイッチ104も取り付けられている。スイッチ104は、作業者による工具102を使用した作業の開始および終了のタイミングをPC200に通知するために使用される。スイッチ104には種々の周知のスイッチが採用されてよい。また、PC200が、それぞれのセンサ103、106、スイッチ104と無線通信を行い、センサ103、106から出力されるデータやスイッチ104から出力される信号を受信する。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration example of a
07, detachably attached
図2は、作業検証システム1の構成例を示す図である。作業検証システム1は、作業検証装置としてのPC200と、センサ103、106とを有する。また、PC200は、取得部211、制御部212、記憶部213、出力部214を有する。取得部211は、工具102やロボット105に取り付けられたセンサ103、106から出力されるデータを取得する。以下の説明では、センサ103、106は加速度センサを想定するが、検証する作業の性質に応じてジャイロセンサや振動センサなど種々のセンサが採用されてよい。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the
制御部212は、取得したセンサの出力データを用いて作業の学習および検証を実行する。制御部212が実行する学習および検証の処理の詳細については後述する。記憶部203は、取得部211が取得したセンサ103、106の出力データや、制御部212が実行する処理において使用されるデータや生成されるデータなど、種々のデータを記憶する。出力部214は、制御部212が実行した処理の結果に応じて作業者に検証結果を通知したり、外部の装置に結果に関するデータを出力したりする。なお、出力部214は、各種無線通信や有線通信など種々の通信方法によって外部の装置に作業の検証結果に関するデータを出力することができるよう構成されてよい。
The
作業検証システム1は、作業者が工具102を使用して作業を行う前に、工具102にセンサ103が取り付けられた状態で、作業者が行う作業を正しい内容で行ってPC200がその作業時のセンサ103の出力データを取得し、取得したデータを基に作業の学習を行い、出力データの取得と作業の学習を必要に応じて繰り返し行う。この学習により、作業の検証に用いられる参照用データが得られる。その後、作業者が、センサ103が取り付けられた工具102を使用して作業を行う。PC200は、センサ103から出力されるデータを取得し、取得したデータを基に検証用データを生成し、この検証用データを、学習時に得られた参照用データと比較することで、作業者の作業が正しく行われているかどうかを判定する。
Before the worker uses the
同様に、ロボット105がプログラムされた作業を行う前に、ロボット105のハンドツール107にセンサ106が取り付けられた状態で、ロボット105が正常な動作による作業を行ってPC200がその動作時のセンサ106の出力データを取得し、取得したデータを基に作業の学習を行い、出力データの取得と作業の学習を必要に応じて繰り返し行う。この学習により、作業の検証に用いられる参照用データが得られる。その後、ロボット105が、ハンドツール107にセンサ106が取り付けられた状態で作業を行う。PC200は、センサ106から出力されるデータを取得し、取得したデータを基に検証用データを生成し、この検証用データを、学習時に得られた参照用データと比較することで、ロボット105が誤動作なく正しい作業を実行しているかどうかを判定する。
Similarly, before the
したがって、作業検証システム1によれば、作業に使用されるツールにセンサが組み込まれていない場合でも、ツールにセンサを取り付けて作業が正しく行われたことを検証することができる。
Therefore, according to the
<実施形態の説明>
本件開示の技術の一実施形態について説明する。本実施形態では、一例として、作業者101が工具102を用いて所定の作業を行い、ロボット105がハンドツール107を用いてプログラムされた作業を行い、作業検証システム1が作業者101の作業やロボット105の作業を検証することを想定する。作業者101が行う所定の作業の一例としては、作業者が工具102を決められた手順に従って動かして部品を取り付ける作業が挙げられる。この作業には、作業者が部品を取り付けるために工具102を持った手の手首をひねるなどの特徴的な動作が含まれているものとする。また、ロボット105が行うプログラムされた作業にもハンドツール107の回転などの特徴的な動作が含まれているものとする。また、作業者が使用する工具102やロボット105のハンドツール107は、本発明の検証の対象である作業を行うために使用される器具の一例である。
<Description of Embodiment>
An embodiment of the technology of the present disclosure will be described. In this embodiment, as an example, the
図3は、一実施形態に係る作業検証システム1の構成例を示すブロック図である。図3に示すように、PC200は、センサ103、106から出力されるデータを取得し、作業者による工具102を用いた作業やロボット105によるプログラムされた作業を検証し、検証結果に関する情報を表示装置300へ出力する。表示装置の一例としては、ディスプレイや情報処理端末(スマートフォンなど)が挙げられる。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the
なお、本実施形態ではPC200が表示装置300とは別体の装置であるものとするが、PC200は表示装置300と一体に構成されてもよい。また、PC200の設置場所は特に限定されない。例えば、PC200は作業者101(工具102)やロボット105と同じ場所に設置されてもよい。また、PC200はクラウド上のコンピュータであってもよいし、PLC(Programmable Logic Controller)やシングルボードコンピュータ
などのマイクロコンピュータであってもよい。
In this embodiment, the
次に、PC200の各部について説明する。取得部211は、工具102やロボット105による作業時にセンサ103、106から出力されるデータを取得して制御部212に出力する。
Next, each part of PC200 is demonstrated. The
制御部212は、センサ出力処理部223、比較部224、作業判定部225を有する。制御部212は、CPU(Central Processing Unit)やRAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)などを含み、PC100内の各部の制御や、各種情報処理などを行う。
The
センサ出力処理部223は、取得部211が取得したセンサ103、106の出力データを処理して、作業を検証するために必要なデータを生成する。センサ出力処理部223が、本発明において参照用データと検証用データとを生成する生成部に対応する。センサ出力処理部223は、作業の検証の前に工具102やハンドツール107を使用して作業を行ったときにセンサ103、106から取得されるデータに基づいて参照用データを生成する。また、センサ出力処理部223は、工具102やハンドツール107を使用して検証の対象としての作業を行ったときにセンサから取得されるデータに基づいて検証用データを生成する。比較部224は、センサ出力処理部223による処理によって得られる参照用データと検証用データの比較を行う。作業判定部225は、比較部224による参照用データと検証用データの比較を基に、検証の対象としての作業が正しく行われたか否かを判定する。
The sensor
記憶部213は、上記の参照用データや検証用データのほか、制御部212で実行されるプログラムや、制御部212において実行される処理で使用される各種データなどを記憶する。例えば、記憶部212は、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブなどの補助記憶装置である。出力部214は、制御部212の処理による作業の検証結果に関する情報を、表示装置300に出力する。なお、制御部212による作業の検証結果
に関する情報は、記憶部213に記憶されて、任意のタイミングで出力部214から表示装置300に出力されてもよい。
The
図4,5は、PC100の処理フロー例を示すフローチャートである。PC200は、一例として電源が投入された後に、図4、5の処理フローを開始する。
4 and 5 are flowcharts showing an example of the processing flow of the PC 100. FIG. As an example, the
まず、図4を参照しながら、PC200において実行される、作業の検証のための正常な作業を示す参照用データの生成処理について説明する。なお、PC200が図4の処理を開始する前に、工具102へのセンサ103およびスイッチ104の取り付けやロボット105のハンドツール107へのセンサ106の取り付け、工具102やロボット105のキャリブレーションなどの準備が完了しているものとする。
First, referring to FIG. 4, the process of generating reference data indicating normal work for verification of work executed in the
また、本実施形態では、加速度センサであるセンサ103、106から出力されるデータを基に、作業における動作の種類ごとに参照用データが生成される。これにより、図5を参照しながら後述する検証処理において、動作の種類ごとに検証モードを切り換えて作業の検証が行われる。ここで、動作の種類とは、使用するセンサ103、106の種類に応じて決められてよい。例えば、センサ103、106が加速度センサであれば、動作の種類とは、動作の加速度、動作の回数、動作の時間、動作における移動量などの物理量の種類が挙げられ、動作の種類ごとに検証モードが用意されるものとする。
In addition, in this embodiment, reference data is generated for each type of motion in work based on data output from the
ステップS301において、工具102の作業者がスイッチ104を押して作業の開始をPC200に通知する、あるいはロボット105がPC200と通信してPC200に作業の開始を通知する。なお、図4に示すフローチャートにおいて工具102を使用する作業者と図5に示すフローチャートにおいて工具102を使用する作業者とは同じでも異なっていてもよい。PC200の制御部212は、取得部211を介してスイッチ104またはロボット105から作業開始を示す開始信号を受信し、処理をステップS302に進める。
In step S301, the operator of the
次に、ステップS302において、制御部212がセンサ103、106から出力されるデータの記録を開始する。より具体的には、取得部211が、工具102に取り付けられたセンサ103またはロボット105のハンドツール107に取り付けられたセンサ106から出力されるデータを受信し、受信したデータを制御部212に出力する。制御部212のセンサ出力処理部223は、取得部211が受信したセンサ103、106の出力データを記憶部213に記憶する。なお、取得部211はセンサ103、106の出力データを所定の時間間隔で受信する。ここで所定の時間間隔とは、検証対象の作業におけるセンサ103、106の出力の時間的な変化、特に作業において工具102やハンドツール107が特徴的な動作を行うときのセンサ103、106の出力の時間的な変化が観測できる時間間隔であり、作業の内容に応じて適宜変更されてよい。
Next, in step S302, the
そして、ステップS303において、工具102による検証対象の作業が完了した時点で、工具102のスイッチ104が押されて作業終了の信号がPC200に送信される、あるいはロボット105による検証対象の作業が完了した時点で、ロボット105が作業終了の信号をPC200に送信する。取得部211は、工具102のスイッチ104またはロボット105から作業終了の信号を受信すると、受信した信号を制御部212に出力する。制御部212は、取得部211を介してスイッチ104またはロボット105から作業終了を示す終了信号を受信し、処理をステップS304に進める。そして、ステップS304において、制御部212は、ステップS302において開始したセンサ103、106からの出力データの記録を終了し、処理をステップS305に進める。
Then, in step S303, when the work to be verified by the
ステップS305において、制御部212は、ステップS302からステップS304
までの間における工具102またはロボット105のハンドツール107による作業が正常な作業であるか否かを判定する。具体的には、工具102の作業者がスイッチ104を操作したり(例えば、スイッチ104を連続で複数回押したときの回数に応じて作業が正常であるか否かをPC200に通知するなど)、ロボット105の管理者がPC200を直接操作して作業が正常であるか否かを入力したりすることで、制御部212はステップS302からステップS304までの間に行われた作業が正常であるか否かを判定することができる。制御部212は、作業が正常であると判定した場合は(S305:YES)、処理をS307に進める。一方、制御部212は、作業が正常でないと判定した場合は(S305:NO)、処理をステップS306に進める。
In step S305, the
It is determined whether or not the work performed by the
ステップS306では、制御部212は、工具102の作業者またはロボット105に作業を再度行うことを通知する。具体的には、制御部212が、出力部214から当該通知を表示装置300に出力して作業者に再度作業を行うよう知らせたり、出力部214から当該通知の信号をロボット105に直接的または間接的に送信したりする。制御部212は、当該通知を行った後に処理をステップS301に戻す。
In step S306, the
また、ステップS307では、制御部212のセンサ出力処理部223は、記憶部213に記憶されたステップS302からS304までのセンサ103、106の出力データを基に、検証モードごとに作業を検証するための参照用データを生成する。ここで、参照用データは、工具102またはロボット105を用いて同じ作業を行った際にセンサ103、106から出力されるデータと比較可能な形態のデータである。例えば、参照用データは、ステップS302の記憶開始からの経過時間とセンサ103、106から出力される加速度の大きさが対応付けられたデータやグラフなどが挙げられる。後述する検証用データと比較できれば、種々の形態により参照用データが生成されてよい。
In step S307, the sensor
検証モードごとに注目する動作の種類が異なるため、動作の種類に応じた形態の参照用データが生成される。一例として、動作の種類が加速度であれば、作業開始からの加速度の時間変化が比較可能なグラフ、動作の種類が回数であれば、作業開始から作業終了までに行われた動作の回数や単位時間当たりの動作の発生回数が比較可能な数値、動作の種類が時間であれば、1回の動作の所要時間が比較可能な数値、動作の種類が動作の移動量であれば、1回の動作の移動量や作業開始から作業終了までに行われた複数回の動作の平均の移動量が比較可能な数値などが参照用データとして採用できるが、参照用データの形態はこれらに限られない。制御部212は、生成した参照用データを記憶部213に記憶すると、処理をステップS308に進める。
Since the type of motion to be noticed differs for each verification mode, the reference data is generated in a form corresponding to the type of motion. For example, if the type of motion is acceleration, graphs showing changes in acceleration over time from the start of work can be compared. If the type of motion is time, the number of times the motion occurs per time is a comparable value. If the type of motion is time, the time required for one motion is a comparable value. Numerical values that allow comparison of the movement amount of the movement and the average movement amount of multiple movements performed from the start of the work to the end of the work can be used as reference data, but the form of reference data is not limited to these. . After storing the generated reference data in the
ステップS308において、制御部212は、上記のステップS301~S307の処理を繰り返して、参照用データを生成・記憶することによる検証対象の作業の学習を再度行うか否かを判定する。具体的には、工具102の作業者がスイッチ104を操作したり(例えば、スイッチ104を連続で複数回押したときの回数に応じて学習を再度行うか否かをPC200に通知するなど)、ロボット105の管理者がPC200を直接操作して学習を再度行うか否かを入力したりすることで、制御部212は学習を再度行うか否かを判定することができる。制御部212は、学習を再度行うと判定した場合は(S308:YES)、処理をステップS309に進める。一方、制御部212は、学習を再度行わないと判定した場合は(S308:NO)、本フローチャートの処理を終了する。
In step S308, the
ステップS309では、制御部212は、工具102の作業者またはロボット105に学習を再度行うことを通知する。具体的には、制御部212が、出力部214から当該通知を表示装置300に出力して作業者に再度作業を行うよう知らせたり、出力部214から当該通知の信号をロボット105に直接的または間接的に送信したりする。制御部212は、当該通知を行った後に処理をS301に戻す。
In step S309, the
次に図5のフローチャートを参照しながら、制御部212が実行する処理について説明する。制御部212は、図4に示す上記のフローチャートの処理が終了した後に、図5に示すフローチャートの処理を実行する。
Next, processing executed by the
ステップS401において、制御部212は、例えばPC200の図示しない入力部の操作を受け付けたり取得部211がワーク105と直接的または間接的に通信したりすることにより、検証対象の作業の検証モードの選択を受け付ける。制御部212は選択された検証モードを示す情報を記憶部213に記憶し、処理をステップS402に進める。
In step S401, the
ステップS402において、工具102の作業者がスイッチ104を押して作業の開始をPC200に通知する、あるいはロボット105がPC200と通信してPC200に作業の開始を通知する。PC200の制御部212は、取得部211を介してスイッチ104またはロボット105から作業開始を示す信号を受信し、処理をステップS403に進める。
In step S402, the operator of the
次に、ステップS403において、制御部212がセンサ103、106から出力されるデータの記録を開始する。より具体的には、取得部211が、センサ103、センサ106から出力されるデータを受信し、受信したデータを制御部212に出力する。制御部212のセンサ出力処理部223は、取得部211が受信したセンサ103、106の出力データを記憶部213に記憶する。なお、取得部211はセンサ103、106の出力データをステップS302と同じ時間間隔で受信する。ただし、後述するステップS407において参照用データと比較できれば、ステップS403においてセンサ103、106の出力データを取得する時間間隔は、ステップS302における時間間隔と異なっていてもよい。
Next, in step S403, the
そして、ステップS404において、工具102による検証対象の作業が完了した時点で、工具102のスイッチ104が押されて作業終了の信号がPC200に送信される、あるいはロボット105による検証対象の作業が完了した時点で、ロボット105が作業終了の信号をPC200に送信する。取得部211は、工具102のスイッチ104またはロボット105から作業終了の信号を受信すると、受信した信号を制御部212に出力する。制御部212は、取得部211を介してスイッチ104またはロボット105から作業終了を示す信号を受信し、処理をステップS405に進める。そして、ステップS405において、制御部212は、ステップS403において開始したセンサ103、106からの出力データの記録を終了し、処理をステップS406に進める。
Then, in step S404, when the work to be verified by the
ステップS406において、制御部212のセンサ出力処理部223は、記憶部213に記憶されたステップS403からS405までのセンサ103、106の出力データを基に、ステップS401において選択された検証モードに対応する動作の種類に従って、記憶部213に記憶されている参照用データと比較するための検証用データを生成する。制御部212は、生成した検証用データを記憶部213に記憶すると、処理をステップS407に進める。
In step S406, the sensor
ステップS407において、制御部212の比較部224は、記憶部213に記憶されている参照用データのうちステップS401において選択された検証モードに対応する参照データを取得し、取得した参照用データとステップS406で生成した検証用データとを比較する。例えば、比較部224は、参照用データと検証用データとで、センサの出力データの記録を開始してからの同じ経過時間における加速度の大きさを比較したり、参照用データと検証用データがグラフである場合は両者のグラフを比較したりする。データの比較方法は、周知の種々の技術が採用されてよい。
In step S407, the
次に、ステップS407において、制御部212の作業検証部225は、ステップS406の参照用データと検証用データの比較結果を基に、ステップS402からステップS404の間に行われた工具102またはロボット105のハンドツール107による作業が正常に行われたか否かの検証を行う。なお、参照用データと検証用データの比較結果において、参照用データと検証用データとの類似度が高いほど、検証対象の作業が正常に行われた可能性が高いとみなすことができる。検証対象の作業が正常に行われたとみなす参照用データと検証用データとの類似度の基準は、作業の内容などに応じて適宜設定されてよい。制御部212は、作業検証部225による検証対象の作業が正常に行われたか否かの検証結果を記憶部213に記憶する。また、制御部212は、当該検証結果を示す情報を表示装置300に出力する。これにより、工具102の作業者やロボット105の管理者などは、表示装置300に表示される検証結果を基に、作業が正常に行われたことを確認したり、作業が異常である場合は作業を中断したりすることができる。次いで、制御部212は、処理をステップS409に進める。
Next, in step S407, the
ステップS409において、制御部212は、工具102やロボット105のハンドツール107を使用した作業について、上記の検証を繰り返し実行するか否かを判定する。具体的には、工具102の作業者がスイッチ104を操作したり(例えば、スイッチ104を連続で複数回押したときの回数に応じて検証を繰り返すか否かをPC200に通知するなど)、ロボット105の管理者がPC200を直接操作して検証を繰り返すか否かを入力したりすることで、制御部212は検証を繰り返すか否かを判定することができる。制御部212は、検証を繰り返し実行すると判定した場合は(S409:YES)、処理をステップS410に進める。一方、制御部212は、学習を再度行わないと判定した場合は(S409:NO)、本フローチャートの処理を終了する。
In step S<b>409 , the
ステップS410では、制御部212は、工具102の作業者またはロボット105に検証対象の作業の検証を再度行うことを通知する。具体的には、制御部212が、出力部214から当該通知を表示装置300に出力して作業者に再度作業を行うよう知らせたり、出力部214から当該通知の信号をロボット105に直接的または間接的に送信したりする。制御部212は、当該通知を行った後に処理をS401に戻す。
In step S410, the
以上、本実施形態に係る作業検証システムおよび作業検証装置によれば、作業の検証に必要なセンサを備えない工具102やロボット106のハンドツール107に適宜センサ103、106を取り付けることで、簡易な構成かつ任意のタイミングで種々の器具による作業の検証を行うことができる。また、工具やロボットのハンドツールなどの器具などの細かな動きを含む作業を任意のタイミングで検証したり、異常な作業を工具の作業者やロボットの管理者に通知したりすることで、製品の品質維持、不良品の発生の抑制、経時劣化などに起因する器具の不具合を検知することによる予防保全などが期待できる。
As described above, according to the work verification system and the work verification device according to the present embodiment, by appropriately attaching the
また、上記の作業検証システムおよび作業検証装置によれば、作業検証システムおよび作業検証装置に検証対象の作業の開始と終了を、ユーザが明示的に(スイッチを押して)教えたり、ロボットが開始信号や終了信号を送って教えたりすることで、検証対象とする動きの切り出しが容易になる。これにより、参照用データと検証用データとの比較の精度、ひいては検証の精度の向上にもつながることが期待できる。 Further, according to the work verification system and the work verification device described above, the user explicitly (by pressing a switch) tells the work verification system and the work verification device the start and end of the work to be verified, or the robot sends a start signal. or by sending an end signal, it becomes easier to cut out the movement to be verified. This can be expected to improve the accuracy of comparison between the reference data and the verification data, and thus the accuracy of verification.
<その他>
上記実施形態は、本発明の構成例を例示的に説明するものに過ぎない。本発明は上記の具体的な形態には限定されることはなく、その技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。
<Others>
The above-described embodiment is merely an example of the configuration of the present invention. The present invention is not limited to the specific forms described above, and various modifications are possible within the technical scope of the present invention.
例えば、上記の説明ではセンサ103、106として加速度センサを使用することを想定しているが、センサ103、106は、複数種類のセンサが組み合わされたものが採用されてもよい。例えば、トルクセンサと振動センサの組をセンサ103、106として上記の実施形態を適用することで、工具102やハンドツール107によってネジを取り出すことを振動センサの出力により検証し、所定の位置でネジを締めることをトルクセンサの出力により検証し、工具102やハンドツール107を元の位置に戻すことを振動センサの出力により検証するなど、工具102やハンドツール107を用いた一連の作業の検証を行うことができる。また、センサ103、106にジャイロセンサを含めることで、工具102やハンドツール107の回転動作を含む一連の作業の検証を行うことができる。
For example, although the above description assumes that acceleration sensors are used as the
また、例えば、作業者がノック式のカッターナイフを使用して作業する場合に、上記の実施形態を適用することで、刃の出し入れ時におけるノックの振動を検知するセンサの出力を基に、ノックの回数から作業終了時に刃が本体内に収容された状態である(正常な作業)か否か(異常な作業)を判定することで、作業者による刃の本体内への戻し忘れの検証が実現する。 Further, for example, when an operator works with a knock-type cutter knife, by applying the above-described embodiment, the knock is detected based on the output of the sensor that detects the vibration of the knock when the blade is retracted and retracted. By determining whether the blade is in the state of being housed in the main body at the end of work (normal work) or not (abnormal work) from the number of times, it is possible to verify whether the operator forgot to return the blade to the main body. come true.
また、例えば、ロボットがワークチャックを行う場合に、上記の実施形態を適用することで、ロボットの振動を検知するセンサの出力を基に、ワークチャック後のワークの位置ずれが生じている(異常な作業)か否か(正常な作業)を判定することで、ワークチャックを対象とした作業の検証が実現する。また、ロボットのアームを駆動して作業を行う場合に、上記の実施形態を適用することで、アームに加わる衝撃を検知するセンサの出力を基に、ロボットの稼働時にアームが他の物体と接触した(異常な作業)か否か(正常な作業)を判定することで、アームによる作業の検証が実現する。 Further, for example, when a robot chucks a workpiece, by applying the above-described embodiment, positional deviation of the workpiece after chucking occurs based on the output of the sensor that detects the vibration of the robot (abnormal By judging whether it is normal work or not (normal work), it is possible to verify the work for the work chuck. Also, when the arm of the robot is driven to perform work, by applying the above embodiments, it is possible to determine whether the arm comes into contact with another object during operation of the robot based on the output of the sensor that detects the impact applied to the arm. Verification of the work by the arm is realized by determining whether or not the work has been performed (abnormal work) (normal work).
また、例えば、食品の盛り付けを行う製造ラインで、作業者が盛り付け用の器具を使用して複数種類の食品を容器内に配置したり、ロボットにより複数種類の食品を容器内に配置したりする場合に、上記の実施形態を適用することで、当該器具やロボットのハンドツールなどの移動を検知可能なセンサの出力を基に、正しい順番で正しい回数の往復運動があった(正常な作業)か否か(異常な作業)を判定することで、食品の盛り付けを対象とした作業の検証が実現する。また、例えば、薬品を使用して製品を製造するラインにおいて、当該薬品が所定の棚に格納されている場合に、上記の実施形態を適用することで、作業者が作業時に使用するグローブやロボットのハンドツールなどの移動を検知可能なセンサの出力を基に、正しい回数の往復運動があった(正常な作業)か否か(異常な作業)を判定することで、棚からの薬品の持ち出しと棚への薬品の戻しの作業の検証が実現する。また、例えば、複数の薬品を定められた順番で混合して製品を製造するラインにおいて、各薬品がそれぞれ定められた棚に格納されている場合に、上記の実施形態を適用することで、上記センサの出力を基に、正しい順番で移動したか(正常な作業)か否か(異常な作業)を判定することで、正しい順番で薬品を混合する作業の検証が実現する。 In addition, for example, in a production line that arranges food, an operator places multiple types of food in a container using a food arrangement tool, or multiple types of food are placed in a container by a robot. In this case, by applying the above embodiment, based on the output of the sensor capable of detecting the movement of the instrument or the hand tool of the robot, there was reciprocating motion in the correct order and the correct number of times (normal work). By determining whether or not (abnormal work), it is possible to verify the work of arranging food. Further, for example, in a line where chemicals are used to manufacture products, when the chemicals are stored on a predetermined shelf, by applying the above-described embodiments, the gloves and robots used by workers during work can be used. Based on the output of a sensor that can detect the movement of hand tools, etc., it is possible to determine whether the correct number of reciprocating motions has occurred (normal work) or not (abnormal work). and verification of the work of returning chemicals to the shelf. Further, for example, in a line in which a plurality of chemicals are mixed in a predetermined order to manufacture a product, each chemical is stored on a predetermined shelf. Based on the output of the sensor, it is possible to verify the work of mixing the chemicals in the correct order by determining whether or not the movement is in the correct order (normal work) or not (abnormal work).
また、例えば、所定の機械をコネクタにより接続して駆動して作業を行う場合に、上記の実施形態を適用することで、コネクタの接続時の振動を検知可能なセンサの出力を基に、コネクタが正しく接続された(正常な作業)か否か(異常な作業)を判定することで、当該機械のコネクタ接続の作業の検証が実現する。 Further, for example, when a predetermined machine is connected by a connector and driven to perform work, by applying the above-described embodiment, based on the output of a sensor capable of detecting vibration when the connector is connected, the connector can be detected. is correctly connected (normal work) or not (abnormal work), it is possible to verify the connector connection work of the machine.
また、例えば、製品の製造ラインで稼働するコンベアで搬送されるトレーやパレットなどのコンベアとは独立して使用される器具がある場合に、当該器具の移動を検知可能なセンサの出力を基に、コンベアの搬送動作が正常か否かを判定することで、コンベアの動作の良否に関する検証が実現する。 In addition, for example, if there are tools that are used independently of the conveyor, such as trays and pallets, that are transported on a conveyor that operates on a product manufacturing line, based on the output of a sensor that can detect the movement of the tool By determining whether or not the conveying operation of the conveyor is normal, verification of the quality of the conveyer operation is realized.
また、上記の実施形態では、スイッチ104は押しボタンスイッチを想定しているが、代わりに光学式スイッチやフットスイッチなどの周知のスイッチがスイッチ104として採用されてもよい。
Also, in the above embodiment, the
さらに、上記の実施形態において、作業の検証において検証対象の作業の開始および終了を作業検証システム1が自動判別するように構成されていてもよい。例えば、上記の作業システム1において、作業の学習時には、ユーザがスイッチ104により作業の開始と終了を明示的に教示するようにし(これによって、例えば開始時のセンサデータの特徴と終了時のセンサデータの特徴を学習することができる)、作業の検証時には、センサデータの特徴を基に自動で作業の開始と終了を検知して、検証対象となる動作のセンサデータを切り出すように構成されていてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the
また、上記の実施形態において、工具102の代わりに作業者が作業時に装着可能なリストバンドなどの器具にセンサ103を取り付けて、作業者による手作業を検証対象とすることもできる。これにより、例えば作業者が部品などを手に取って製品を組み立てる作業をする場合や作業者が手に物を乗せる作業をする場合などに、作業者によるこれら手作業の検証が実現する。
Further, in the above embodiment, instead of the
<付記1>
検証の対象である作業を行うために使用される器具(102、107)と、
前記器具に取り外し可能に取り付けられるセンサ(103、106)と、
前記センサから出力されるデータを取得する取得部(211)と、
前記検証の前に前記器具を使用して前記作業を行ったときに前記センサから取得されるデータに基づく参照用データと、前記検証の対象としての前記作業を行ったときに前記センサから取得されるデータに基づく検証用データとを生成する生成部(223)と、
前記参照用データと前記検証用データとを比較して、検証対象としての前記作業を検証する検証部(224、225)と、
前記検証部による前記作業の検証結果に関する情報を出力する出力部(214)と
を有することを特徴とする作業検証システム。
<
an instrument (102, 107) used to perform the task to be verified;
sensors (103, 106) removably attached to the instrument;
an acquisition unit (211) for acquiring data output from the sensor;
reference data based on data obtained from the sensor when the work is performed using the tool before the verification; and reference data obtained from the sensor when the work as the verification target is performed. a generation unit (223) that generates verification data based on the data
a verification unit (224, 225) that compares the reference data and the verification data to verify the work to be verified;
and an output unit (214) for outputting information on the verification result of the work by the verification unit.
<付記2>
検証の対象である作業を行うために使用される器具に取り外し可能に取り付けられるセンサから出力されるデータを取得する取得部(211)と、
前記検証の前に前記器具を使用して前記作業を行ったときに前記センサから取得されるデータに基づく参照用データと、前記検証の対象としての前記作業を行ったときに前記センサから取得されるデータに基づく検証用データとを生成する生成部(223)と、
前記参照用データと前記検証用データとを比較して、検証対象としての前記作業を検証する検証部(224、225)と、
前記検証部による前記作業の検証結果に関する情報を出力する出力部(214)と
を有することを特徴とする作業検証装置。
<Appendix 2>
an acquisition unit (211) for acquiring data output from a sensor removably attached to an instrument used to perform the task to be verified;
reference data based on data obtained from the sensor when the work is performed using the tool before the verification; and reference data obtained from the sensor when the work as the verification target is performed. a generation unit (223) that generates verification data based on the data
a verification unit (224, 225) that compares the reference data and the verification data to verify the work to be verified;
and an output unit (214) for outputting information about the verification result of the work by the verification unit.
<付記3>
検証の対象である作業を行うために使用される器具に取り外し可能に取り付けられるセンサから出力されるデータを取得するステップ(S302、S304、S403、S405)と、
前記検証の前に前記器具を使用して前記作業を行ったときに前記センサから取得されるデータに基づく参照用データと、前記検証の対象としての前記作業を行ったときに前記センサから取得されるデータに基づく検証用データとを生成するステップ(S307、S406)と、
前記参照用データと前記検証用データとを比較して、検証対象としての前記作業を検証
するステップ(S407)と、
前記作業の検証結果に関する情報を出力するステップ(S408)と
を含むことを特徴とする作業検証方法。
<Appendix 3>
obtaining data output from sensors removably attached to the instrument used to perform the task to be verified (S302, S304, S403, S405);
reference data based on data obtained from the sensor when the work is performed using the tool before the verification; and reference data obtained from the sensor when the work as the verification target is performed. a step of generating verification data based on the data (S307, S406);
a step of comparing the reference data and the verification data to verify the work to be verified (S407);
and a step (S408) of outputting information about the verification result of the work.
1 作業検証システム、102 工具、107 ハンドツール、103、106 センサ、200 PC、211 取得部、223 センサ出力処理部、224 比較部、225 作業検証部、214 出力部
1 work
Claims (6)
前記器具に取り外し可能に取り付けられるセンサと、
前記センサから出力されるデータを取得する取得部と、
前記検証の前に前記器具を使用して前記作業を行ったときに前記センサから取得されるデータに基づく参照用データと、前記検証の対象としての前記作業を行ったときに前記センサから取得されるデータに基づく検証用データとを生成する生成部と、
前記参照用データと前記検証用データとを比較して、検証対象としての前記作業を検証する検証部と、
前記検証部による前記作業の検証結果に関する情報を出力する出力部と
を有することを特徴とする作業検証システム。 the equipment used to perform the work being verified;
a sensor removably attached to the instrument;
an acquisition unit that acquires data output from the sensor;
reference data based on data obtained from the sensor when the work is performed using the tool before the verification; and reference data obtained from the sensor when the work as the verification target is performed. a generation unit that generates verification data based on data that
a verification unit that compares the reference data and the verification data to verify the work to be verified;
and an output unit for outputting information about the verification result of the work by the verification unit.
前記生成部は、前記開始信号を取得してから前記終了信号を取得するまでに前記取得部が取得した前記センサから出力されるデータに基づいて前記参照用データおよび前記検証用データを生成する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の作業検証システム。 The acquisition unit further acquires a start signal indicating the start of the work and an end signal indicating the end of the work,
The generation unit generates the reference data and the verification data based on the data output from the sensor acquired by the acquisition unit between acquisition of the start signal and acquisition of the end signal. The work verification system according to claim 1 or 2, characterized by:
前記検証の前に前記器具を使用して前記作業を行ったときに前記センサから取得されるデータに基づく参照用データと、前記検証の対象としての前記作業を行ったときに前記センサから取得されるデータに基づく検証用データとを生成する生成部と、
前記参照用データと前記検証用データとを比較して、検証対象としての前記作業を検証する検証部と、
前記検証部による前記作業の検証結果に関する情報を出力する出力部と
を有することを特徴とする作業検証装置。 an acquisition unit that acquires data output from a sensor that is removably attached to an instrument used to perform the task to be verified;
reference data based on data obtained from the sensor when the work is performed using the tool before the verification; and reference data obtained from the sensor when the work as the verification target is performed. a generation unit that generates verification data based on data that
a verification unit that compares the reference data and the verification data to verify the work to be verified;
and an output unit for outputting information about a verification result of the work by the verification unit.
前記検証の前に前記器具を使用して前記作業を行ったときに前記センサから取得されるデータに基づく参照用データと、前記検証の対象としての前記作業を行ったときに前記センサから取得されるデータに基づく検証用データとを生成するステップと、
前記参照用データと前記検証用データとを比較して、検証対象としての前記作業を検証するステップと、
前記作業の検証結果に関する情報を出力するステップと
を含むことを特徴とする作業検証方法。 obtaining data output from a sensor removably attached to an instrument used to perform the task to be verified;
reference data based on data obtained from the sensor when the work is performed using the tool before the verification; and reference data obtained from the sensor when the work as the verification target is performed. generating validation data based on data from
a step of comparing the reference data and the verification data to verify the work to be verified;
and a step of outputting information about a verification result of the work.
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