JP4671518B2 - Screw tightening monitoring system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送信機または受信機付き工具およびその位置検出システムおよび作業の監視システムに関し、特に、超音波発信機能を備えた孔開け、ねじ締め、研磨等の送信機または受信機付き工具と、該工具の作動位置を検出する位置検出システムと、該工具を用いて行われる作業を監視する監視システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、電動ドライバ等の工具を用いて種々の物体に対してねじ締め等の作業が行われている。ねじ締めの作業は、各種の機器を製造するのに欠かせないものであり、例えばパソコン、プリンタ、VTRの筐体等の小型機器のねじ締めから、例えば車両や、飛行機のエンジンの構成部品等の大型機器のねじ締めまで、広範な分野でねじ締めが行われている。
【0003】
ねじ締めは、一見地味な作業であるが、上記のような機器のねじ締めを1カ所でも忘れると、またはねじ締めのトルクが規定の値より大きかったり小さかったりすると、該機器が長年使用されているうちに、筐体の形状が変形したり、あるいはエンジンの動作が不調になったりする可能性があり、大事な作業である。
【0004】
このため、各種の機器のねじ締め作業においては、所定の箇所に全てねじ締めが行われたか、また該ねじ締めが所定の順序でなされたか、あるいは所定の締め付けトルクでねじが締め付けられたかのチェックが行われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の所定の箇所の全てにねじ締めが行われているかのチェックは、作業責任者などの第三者が目視で行うことができるが、ねじ締めが予め定められた所定の順序で行われたかどうかは作業者の自己申告でチェックするしかなく、事実上、無チェックであるという課題があった。また、前記のチェックを人手で行っているためミスが起きる可能性があるという課題、および作業の能率が低い上に人件費が高くつくという課題があった。
【0006】
本発明の目的は、前記した課題を解消し、ねじ締め作業などを簡単に監視できる作業の監視システムを提供することにある。
【0007】
前記した目的を達成するために、本発明は、ねじ締めが予め定められた順序で行われたかどうかを自動的にチェックするねじ締め作業の監視システムにおいて、超音波発信部を有するねじ締め工具と、前記ねじ締め工具の作業空間の周囲に配置された、3個以上の超音波受信機を含む、該ねじ締め工具のねじ締め位置を検知する手段と、前記ねじ締め工具の位置を時系列に記憶する手段と、前記ねじ締め工具でねじ締めされるべき位置と順序を予め登録された作業手順データと、前記ねじ締め工具の位置の移動と前記作業手順データとを比較する比較手段と、前記比較手段が不一致を検出した時に警報を発する手段とを具備した点に特徴がある。この特徴によれば、工具を用いた作業者の作業手順を自動的に監視することができるようになる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。図1(a)は、本発明の一実施形態の概念図である。
【0011】
いま、ある電気機器等の筐体1をねじ締めする作業空間があるとした場合、該空間の周囲の少なくとも3カ所(図示の例では、4カ所)に、超音波受信機2a、2b、2c、および2dが配置されている。該超音波受信機は、前記作業空間が一連の作業を流れ作業できるようにした広い空間である時には、図示されているように、ねじ締めをする作業空間の周囲の少なくとも3カ所に、ポール3a〜3dを立て、該ポールの上部のそれぞれに、前記超音波受信機2a〜2dを固定する。近くに柱があれば、この柱を利用しても良い。一方、前記作業空間が個室である場合には、天井の4隅に超音波受信機2a〜2dを固定することができる。
【0012】
前記筐体1をねじ締めするための工具である電動ドライバ4は、電源5から電力を供給されて駆動される。電動ドライバ4はスタートスイッチを押すとこれと同時に超音波を発信する超音波発信部6を有している以外は、周知の構造のものを使用することができる。なお、該超音波を発信するタイミングは、電動ドライバ4の作動前、停止時等の他のタイミングであっても良い。電動ドライバの作動前に超音波を発信させるには、電動ドライバ4の構成を、そのスタートスイッチを押すと超音波を発信させ、それから少しの時間遅延して電動ドライバが作動を開始するようにすればよい。
【0013】
電動ドライバ4の超音波発信部6から超音波が発信されると、該超音波は全方位に伝搬され、前記超音波受信機2a〜2dで受信される。該超音波受信機2a〜2dで受信される時間は、電動ドライバ4の超音波発信部6と超音波受信機2a〜2dとの間の各距離の関数になることは明らかである。
【0014】
超音波受信機2a〜2dのそれぞれには、信号解析部11a〜11dが接続されており、該信号解析部11a〜11dでは、超音波受信機2a〜2dと前記超音波発信部6との間の距離を算出する。該信号解析部11a〜11dで求められた距離情報は統括処理部12に送られる。統括処理部12は、入力してきた3個以上の距離情報のうち、誤検出されたものを除外し、正しい距離情報から電動ドライバ4の位置、すなわち、筐体1のねじ止め位置を検出する。
【0015】
このねじ止め位置の検出情報は、筐体1のねじ締め作業が進むと、順次検出されるので、統括処理部12はこれらの検出情報を時系列でメモリに記憶する。従って、図1(b)(c)に示されているように、筐体1のA面が図の1→2→3→4の順に、またB面が5→6→7→8の順にねじ締めされたかどうかは、該メモリに記憶された検出情報を参照すれば分かることになる。また、前記A面、B面などのねじ締めをする順序のデータを基準データとして予めメモリに記憶させておき、作業員がねじ締めを行う度にその順序を該基準データと比較し、間違いが起きればその時に警報部(アラーム)13を作動させるようにすれば、リアルタイムで作業員の作業をチェックできるようになる。
【0016】
次に、前記信号解析部11a〜11dで、超音波受信機2a〜2dの各々から作業中の電動ドライバ4までの距離が求まる理由を図2を参照して説明する。なお、図2は、図1を上から見た平面図である。
【0017】
図示されているように、x、y、z軸が互いに直交する座標系を想定し、前記超音波受信機2a〜2dはそれぞれ既知の位置(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)、および(x4,y4,z4)に設置されているものとする。いま、ある時刻t0に電動ドライバ4のスタートボタンが押されたとすると、前記超音波発信部6からは時刻t0に超音波が発信される。その後、該超音波が前記超音波受信機2a〜2dに届くと、信号解析部11a〜11dは該超音波を受信した時刻を検出することができる。この時、前記時刻t0、すなわち始動信号mは、電動ドライバ4のスタートボタンが押された時、電源5に設けられた電動ドライバ4のスタート検知部5aを経て、受信解析部11a〜11dへ、有線で通知するものとする。該スタート検知部5aは、例えば電源5から電動ドライバ4へ供給される電流の変化を検出することにより、もしくはスタートボタンと連動した論理回路からのトリガパルスを検出することにより、電動ドライバ4のスタートを検知することができる。
【0018】
今、該信号解析部11a〜11dが超音波を受信した時刻をt1,t2,t3,およびt4とすると、t4−t0,t3−t0,t2−t0,t1−t0が、各超音波受信機2a〜2d と電動ドライバ4間の超音波伝搬時間差Δtとなるから、該Δtに超音波の空中の伝搬速度v(約340m/秒)を乗算すれば各超音波受信機2a〜2dと電動ドライバ4間の距離差が求まる。一般に、3次元の空間において、3つ以上の距離差が求まれば、電動ドライバ4の超音波受信機2a〜2dに対する位置は1点に特定できるので、該電動ドライバ4の位置は求められることになる。
また、他の方法としては、電動ドライバ4の超音波発信部6と同位置またはその近傍に発光素子(例えば、光ダイオード)または電波発信機を配置し、また超音波受信機2a〜2dの少なくとも1つに光または電波受信機受光器を設けておく方法であっても良い。すなわち、電動ドライバ4のスタートボタンが押されると同時に、前記超音波発信部6および前記発光素子または電波発信機を動作させるようにすると、光または電波の速度は超音波の伝搬速度に比べて殆ど無限大であるから、前記受光素子または電波受信機で光または電波を検知した時間と前記超音波受信機2a〜2dの各々の超音波受信時間とを比較すれば、電動ドライバ4から出た超音波の各超音波受信機2a〜2dへの伝搬所要時間tiが求められる。従って、該tiに超音波の伝搬速度vを乗算すれば、各超音波受信機2a〜2dと電動ドライバ4間の距離が求まることになり、該距離から電動ドライバ4の位置が一意に求められることになる。
【0019】
以上のように、本実施形態によれば、電動ドライバでねじ締めされた位置およびその順序を検知することができるので、ねじ締めされるべき箇所にねじ締めがされなかったり、あるいはねじ締めされる順序が違ったりした場合に、これを容易に発見することができるようになる。また、作業者が作業中に予め定められた通りのねじ締めをしなかった場合には、警報を発して、作業をやり直させるようにすることもできるようになる。
【0020】
次に、本発明の第2実施形態を説明する。この実施形態は、前記第1の実施形態では、前記作業空間またその近傍で、他の同様の超音波を発生する工具が使用されていると、該工具の位置の検出に誤動作が生じる恐れが発生するので、この恐れを改善したものである。
【0021】
この実施形態では、前記電動ドライバ4の超音波発信部6として、スペクトル拡散変調された超音波信号を出力する超音波発信部30を用いるようにする。一方、前記超音波受信機2a〜2dとして、受信した信号を逆拡散して復調する超音波受信機40を用いるようにする。
【0022】
図3は、前記超音波発信部30の一具体例の構成を示すブロック図である。2進符号発生器31は例えば電動ドライバ4に付与された識別番号を含むデータに、+1または−1の値を取る疑似雑音符号(PN符号)を乗算する。PSK変調器32は、搬送波発生器33から供給される搬送波を用いて、前記2進符号発生器31からの出力信号を、狭帯域変調すると同時に拡散変調する。該PSK変調器32からの変調信号は超音波送信機34に送られ、超音波で発信される。
【0023】
次に、前記受信機超音波40の一具体例の構成を、図4のブロック図を参照して説明する。前記超音波発信部30から発信された超音波信号は超音波受信機41で受信され、ミキサ処理部42に送られる。該ミキサ処理部42では、搬送波発生器43からの搬送波を用いて周波数変換し、該周波数変換された信号を相関処理部44に送る。該相関処理部44は、前記超音波発信部30の2進符号発生器31で用いたのと同じ疑似雑音信号を2進符号発生器45から得て、逆拡散して復調する。
【0024】
この実施形態によれば、前記作業空間またその近傍で、複数の電動ドライバが並行して動作していても、各電動ドライバの疑似雑音符号が異なっていれば、超音波受信機は該複数の電動ドライバの位置を個別的に検出できるというメリットがある。また、周辺の他の機器から超音波のノイズが発せられても、これにより電動ドライバの位置が誤検出されることはなくなる。
【0025】
次に、本発明の第3実施形態を図5、図6を参照して説明する。この実施形態では、ある電気機器等の筐体をねじ締めする作業空間の周囲の少なくとも3カ所(図示の例では、4カ所)に、超音波送信機51,52,53,および54を配置し、一方電動ドライバ4の一部に超音波受信部60を設け、該受信部60で超音波送信機51〜54から時系列に順番に送られてくる信号を受信し、これを信号解析することにより、電動ドライバ4の位置を検出するようにしたものである。なお、図5において、図1と同符号は、同一または同等物を示す。また、超音波送信機51,52,53,および54はトリガされると、t1時間の間作動して、それぞれ超音波信号51a,52a,53a,および54aを送出するものとする。
【0026】
電動ドライバ4が起動されると、電動ドライバ4のスタート検知部5aから出力された始動信号mが超音波送信機51に入力され、該超音波送信機51はトリガされる。これにより、該超音波送信機51から、超音波信号51aがt1時間送出される。次に、前記始動信号mはt0時間遅延されて、超音波送信機52に入力し、該超音波送信機52をトリガする。この時、t1<t0であるので、該超音波送信機52は、超音波送信機51が超音波信号51aの送信を終了した後信号52aの送信を開始することになり、両超音波信号51a、52aの重なりは回避される。同様に、超音波送信機53,54は、それぞれt0時間ずつ遅れて超音波信号53a,54aの送信を行う。
【0027】
図6は、前記受信機60の受信信号のタイミングチャートを示す。受信機60は、電動ドライバ4の始動から時間T0,T1,T2,およびT3後にそれぞれ信号51a,52a,53a,および54aの受信を開始する。受信機60で受信された受信信号51a〜54aは、信号解析部61に送られ、前記電動ドライバ4の始動から受信機60で受信されるまでの時間T0,T1,T2,およびT3が求められる。また、該信号解析部61は、該時間T0,T1,T2,およびT3を基に、超音波送信機51〜54と、電動ドライバ間の距離r1,r2,r3,およびr4を求める。これらの距離r1,r2,r3,およびr4は、超音波信号の空間の伝搬速度をvとすると、それぞれvT0,v(T1−t0),v(T2−2t0),およびv(T3−3t0)で求められる。
【0028】
信号解析部61で求められた距離r1,r2,r3,およびr4は統括処理部62に送られる。該統括処理部61は、図1の統括処理部12と同一または同等の処理をする。すなわち、入力してきた3個以上の距離情報のうち、誤検出されたものを除外し、正しいと考えられる距離情報から電動ドライバ4の位置、すなわち、筐体のねじ止め位置を検出する。
【0029】
なお、前記電動ドライバ4が超音波を受信するタイミングは、該電動ドライバ4の作動前、作動中または停止時のいずれであっても良い。
【0030】
次に、該第3実施形態の変形例として、前記超音波送信機51〜54から、スペクトル拡散された超音波信号を送出するようにしても良い。該超音波送信機51〜54は、図3の2進符号発生器31において、それぞれ異なる2進符号を発生するようにする。一方、受信側では、該超音波送信機51〜54で用いたのと同じ2進符号器45を有する相関処理部44を超音波送信機51〜54の数だけ並列に設けて疑似拡散符号解析を行うことにより、該超音波送信機51〜54の送信信号を識別することができる。この場合には超音波送信機51〜54は同時に信号を送出することができるので、図5の遅延t0は不要である。なお、前記第3実施形態では、電動ドライバのスタートボタンが押されたタイミングを有線で通知するようにしたが、光や電波による無線で通知するようにしても良い。 次に、本発明の第4実施形態を、図7、図8を参照して説明する。この実施形態では、電動ドライバ4の超音波発信部6は、内部の基準時計に従って連続的に疑似拡散符号で変調した信号を繰り返し送信し続ける。この時、受信機2a〜2dまたは受信の相関演算部71a〜71d内の基準時計は超音波発信部6の内部時計と有線もしくは光・電波などの無線(q)によって同期をとるものとする。例えば、電動ドライバ4の超音波発信部6は、図8に示されている繰り返しスペクトル拡散符号S(t)72を出力する。一方、受信機2a〜2dまたは相関演算部71a〜71dは、該超音波発信部6と同期して、信号72と同一の信号72’を発生する。この時、該信号72’はS(t−Δt)とし、Δtの値を逐次変化させて受信信号S(t−T)73と相関演算を行う。ΔtがTと一致すると、相関演算部71a〜71dは大きな相関値を出すので、その時点でTの値を決定する。
【0031】
該位相差Tは、電動ドライバ4の超音波発信部6から受信機2a〜2dまでの超音波信号の伝搬時間に相当するから、該位相差Tに超音波の空気中の伝搬速度vを乗ずることにより、電動ドライバ4と受信機2a〜2d間のそれぞれの距離を求めることができる。該距離が求まれば、前記した各実施形態と同様に、電動ドライバ4の位置を求めることができる。
【0032】
この実施形態では、送信部6と受信機2a〜2dの時計の同期を取っているので、特に始動信号mは必要ないが、同期を取るための一定の信号qは定期的に送出することが必要になる。
【0033】
この実施形態の変形例として、前記第3実施形態のように、超音波発信部6を超音波受信機とし、受信機2a〜2dを超音波発信部としても良い。
【0034】
なお、前記した各実施形態では、電動ドライバを例に挙げて説明したが、本発明は電動ドライバに限らず、超音波発信または受信機能を備えた孔開け、ねじ締め、研磨等の工具あるいは電動穿孔機のような他の工具にも適用することができる。また、空気工具、手動工具であっても良い。また、結束、カシメ、リベットなどの工具で合っても良い。さらに、自動機械やロボット等にも応用することができる。
【0035】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、工具から超音波を発信することができるので、これを少なくとも3個以上の超音波受信機で受信することにより、該工具の作業手順を検出することができるようになる。
【0037】
また、工具で超音波信号を受信することができるので、工具の作業位置の周囲の少なくとも3カ所以上に配置された超音波発信機から発信された信号を該工具で受信することにより、該工具の作業位置を検出することができるようになる。
【0038】
また、該工具の作業位置を時系列に記憶することにより、作業の履歴を記録することができるようになる。また、予め定められた作業手順データと該作業の履歴とを比較することにより、作業の監視をすることができるようになる。また、作業手順に間違いがあった場合には警報を発して、作業者に正しい手順を守らさせるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態の概略の構成を示すシステム図である。
【図2】 図1を上から見た平面図である。
【図3】 超音波発信部の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図4】 超音波受信機の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図5】 本発明の第3実施形態の概略の構成を示すシステム図である。
【図6】 超音波受信機の受信信号のタイミングチャートである。
【図7】 本発明の第4実施形態の概略の構成を示すシステム図である。
【図8】 送受信信号の位相差の説明図である。
【符号の説明】
2a〜2d・・・超音波受信機、6・・・超音波発信部、11a〜11d、61・・・信号解析部、12、62・・・統括処理部、13、63・・・警報部、51〜54・・・超音波送信機、60・・・受信部、71a〜71d・・・相関演算部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transmitter or receiver-equipped tool, a position detection system thereof, and a work monitoring system, and in particular, a tool equipped with a transmitter or a receiver such as drilling, screwing, and polishing having an ultrasonic transmission function, The present invention relates to a position detection system that detects an operating position of the tool, and a monitoring system that monitors work performed using the tool.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, operations such as screw tightening have been performed on various objects using a tool such as an electric screwdriver. The screw tightening work is indispensable for manufacturing various devices. For example, from the screw tightening of small devices such as personal computers, printers, VTR casings, etc., for example, vehicle and airplane engine components, etc. Tightening is performed in a wide range of fields, including screw tightening of large equipment.
[0003]
Screw tightening is a seemingly trivial task. However, if you forget to tighten the screws in one place as described above, or if the screw tightening torque is larger or smaller than the specified value, the device has been used for many years. In the meantime, the shape of the housing may be deformed or the operation of the engine may become unstable, which is an important task.
[0004]
For this reason, in the screw tightening operation of various devices, it is checked whether all the predetermined locations have been tightened, whether the screws have been tightened in a predetermined order, or whether the screws have been tightened with a predetermined tightening torque. Has been done.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, it can be visually checked by a third party such as the person in charge of the operation whether the screws are tightened at all of the predetermined portions, but the screws are tightened in a predetermined order. There was a problem that it was virtually unchecked whether or not it had been checked by the self-report of the worker. In addition, there is a problem that a mistake may occur because the above check is performed manually, and there is a problem that labor efficiency is high and work cost is high.
[0006]
An object of the present invention is to solve the problems described above, it is to provide a monitoring system of the work and screwing operation can be easily monitored.
[0007]
In order to achieve the above-described object, the present invention provides a screw tightening tool having an ultrasonic transmission unit in a screw tightening monitoring system that automatically checks whether screw tightening has been performed in a predetermined order. A means for detecting the screw tightening position of the screw tightening tool, including three or more ultrasonic receivers arranged around the work space of the screw tightening tool, and the position of the screw tightening tool in time series Means for storing; work procedure data in which positions and sequences to be screwed with the screw tightening tool are registered in advance; comparison means for comparing the movement of the position of the screw tightening tool with the work procedure data; It is characterized in that it comprises means for issuing an alarm when the comparison means detects a mismatch . According to this feature, the operator's work procedure using the tool can be automatically monitored.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1A is a conceptual diagram of one embodiment of the present invention.
[0011]
Now, assuming that there is a work space for screwing the
[0012]
The
[0013]
When an ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic
[0014]
Signal analysis units 11a to 11d are connected to the
[0015]
Since the detection information of the screwing position is sequentially detected as the screw tightening operation of the
[0016]
Next, the reason why the signal analyzers 11a to 11d can determine the distance from each of the
[0017]
As shown in the figure, assuming a coordinate system in which the x, y, and z axes are orthogonal to each other, the
[0018]
Assuming that the time when the signal analysis units 11a to 11d receive the ultrasonic waves is t1, t2, t3, and t4, t4-t0, t3-t0, t2-t0, t1-t0 are the ultrasonic receivers. Since the ultrasonic propagation time difference Δt between 2a to 2d and the
As another method, a light emitting element (for example, a photodiode) or a radio wave transmitter is disposed at the same position as or near the
[0019]
As described above, according to the present embodiment, the position and the order of screw tightening with the electric screwdriver can be detected, so that the screw tightening is not performed or the screw tightening is not performed at the position to be screwed. This can be easily discovered if the order is different. In addition, when the worker does not perform the predetermined screw tightening during the work, an alarm can be issued and the work can be restarted.
[0020]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, in the first embodiment, if another similar tool that generates ultrasonic waves is used in the work space or in the vicinity thereof, a malfunction may occur in detecting the position of the tool. This is an improvement on this fear.
[0021]
In this embodiment, an ultrasonic transmitter 30 that outputs a spread spectrum-modulated ultrasonic signal is used as the
[0022]
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a specific example of the ultrasonic wave transmitting unit 30. For example, the binary code generator 31 multiplies the data including the identification number given to the
[0023]
Next, the configuration of a specific example of the receiver ultrasonic wave 40 will be described with reference to the block diagram of FIG. The ultrasonic signal transmitted from the ultrasonic transmitter 30 is received by the ultrasonic receiver 41 and sent to the mixer processor 42. The mixer processing unit 42 performs frequency conversion using the carrier wave from the carrier wave generator 43 and sends the frequency-converted signal to the
[0024]
According to this embodiment, even if a plurality of electric drivers are operating in parallel in the work space or in the vicinity thereof, if the pseudo-noise code of each electric driver is different, the ultrasonic receiver There is an advantage that the position of the electric driver can be detected individually. Even if ultrasonic noise is emitted from other peripheral devices, the position of the electric driver is not erroneously detected.
[0025]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the
[0026]
When the
[0027]
FIG. 6 shows a timing chart of the received signal of the
[0028]
The distances r1, r2, r3, and r4 obtained by the signal analysis unit 61 are sent to the overall processing unit 62. The overall processing unit 61 performs the same or equivalent processing as the overall processing unit 12 in FIG. That is, among the input three or more pieces of distance information, erroneously detected information is excluded, and the position of the
[0029]
The timing at which the
[0030]
Next, as a modification of the third embodiment, a spectrum-spread ultrasonic signal may be transmitted from the
[0031]
Since the phase difference T corresponds to the propagation time of the ultrasonic signal from the ultrasonic
[0032]
In this embodiment, since the clock of the
[0033]
As a modification of this embodiment, as in the third embodiment, the
[0034]
In each of the above-described embodiments, the electric driver has been described as an example. However, the present invention is not limited to the electric driver, and is not limited to the electric driver. It can also be applied to other tools such as drilling machines. Also, a pneumatic tool or a manual tool may be used. Further, a tool such as binding, caulking, or rivet may be used. Furthermore, it can be applied to automatic machines and robots.
[0035]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, since the ultrasonic wave can be transmitted from the tool, the operation procedure of the tool can be reduced by receiving this with at least three ultrasonic receivers. Can be detected.
[0037]
In addition, since an ultrasonic signal can be received by the tool, the tool receives signals transmitted from ultrasonic transmitters disposed at least at three or more places around the working position of the tool. The work position can be detected.
[0038]
In addition, by storing the work position of the tool in time series, a work history can be recorded. Further, the work can be monitored by comparing predetermined work procedure data with the work history. In addition, when there is an error in the work procedure, an alarm can be issued to allow the worker to follow the correct procedure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of FIG. 1 viewed from above.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of an example of an ultrasonic wave transmission unit.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of an ultrasonic receiver.
FIG. 5 is a system diagram showing a schematic configuration of a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a timing chart of reception signals of the ultrasonic receiver.
FIG. 7 is a system diagram showing a schematic configuration of a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a phase difference between transmission and reception signals.
[Explanation of symbols]
2a-2d ... ultrasonic receiver, 6 ... ultrasonic transmitter, 11a-11d, 61 ... signal analyzer, 12, 62 ... general processing unit, 13, 63 ... alarm unit 51-54 ... Ultrasonic transmitter, 60 ... Receiver, 71a-71d ... Correlation calculator.
Claims (5)
超音波発信部を有するねじ締め工具と、 A screw tightening tool having an ultrasonic transmitter;
前記ねじ締め工具の作業空間の周囲に配置された、3個以上の超音波受信機を含む、該ねじ締め工具のねじ締め位置を検知する手段と、 Means for detecting a screw tightening position of the screw tightening tool, including three or more ultrasonic receivers arranged around a work space of the screw tightening tool;
前記ねじ締め工具の位置を時系列に記憶する手段と、 Means for storing the position of the screw tightening tool in time series;
前記ねじ締め工具でねじ締めされるべき位置と順序を予め登録された作業手順データと、 Work procedure data in which positions and orders to be screwed with the screw tightening tool are registered in advance;
前記ねじ締め工具の位置の移動と前記作業手順データとを比較する比較手段と、 Comparison means for comparing the movement of the screw tightening tool and the work procedure data;
前記比較手段が不一致を検出した時に警報を発する手段とを具備したことを特徴とするねじ締め作業の監視システム。 A screw tightening work monitoring system comprising: means for issuing an alarm when the comparison means detects a mismatch.
前記3個以上の超音波受信機により、前記ねじ締め工具から発信される超音波を受信し、その発信、受信タイミング、または発信、受信信号の位相差を基に前記ねじ締め工具と前記3個以上の超音波受信機間とのそれぞれの距離を求め、該距離から前記ねじ締め工具の位置を検出するようにしたことを特徴とするねじ締め作業の監視システム。 The screw tightening monitoring system according to claim 1,
The ultrasonic wave transmitted from the screw tightening tool is received by the three or more ultrasonic receivers, and the screw tightening tool and the three are based on the transmission, the reception timing, or the phase difference between the transmitted and received signals. A screw tightening work monitoring system characterized in that the distances between the ultrasonic receivers described above are obtained, and the position of the screw tightening tool is detected from the distances.
前記3個以上の超音波受信機により、前記ねじ締め工具から発信される超音波信号を受信し、該受信した信号をスペクトル逆変換して復調し各受信信号の発信、受信タイミングを基に前記ねじ締め工具と前記3個以上の超音波受信機間とのそれぞれの距離を求め、該距離から前記ねじ締め工具の位置を検出するようにしたことを特徴とするねじ締め作業の監視システム。 The screw tightening monitoring system according to claim 1,
The ultrasonic signal transmitted from the screw tightening tool is received by the three or more ultrasonic receivers, and the received signal is subjected to inverse spectrum conversion and demodulated, based on the transmission and reception timing of each received signal. A system for monitoring a screw tightening operation , wherein each distance between a screw tightening tool and the three or more ultrasonic receivers is obtained, and a position of the screw tightening tool is detected from the distance.
前記発信タイミングは、前記ねじ締め工具の状態信号を伝達する有線で、前記超音波受信機に通知されることを特徴とするねじ締め作業の監視システム。 The screw tightening monitoring system according to claim 2 or 3,
The transmission timing monitoring system according to claim 1, wherein the transmission timing is notified to the ultrasonic receiver by a wire that transmits a state signal of the screw tightening tool.
前記ねじ締め工具は発光部または電波発信部をさらに具備し、
前記超音波受信機の少なくとも一つに受光部または電波受信部を設け、該3個以上の超音波受信機と前記受光部または電波受信部により、前記ねじ締め工具から発信される超音波と光または電波を受信し、該超音波の受信タイミングと該光または電波の受光または受信タイミングとを基に前記ねじ締め工具と前記3個以上の超音波受信機間とのそれぞれの距離を求め、該距離から前記ねじ締め工具の位置を検出するようにしたことを特徴とするねじ締め作業の監視システム。 The screw tightening monitoring system according to claim 1,
The screw tightening tool further comprises a light emitting part or a radio wave transmitting part,
At least one of the ultrasonic receivers is provided with a light receiving unit or a radio wave receiving unit, and ultrasonic waves and light transmitted from the screw tightening tool by the three or more ultrasonic receivers and the light receiving unit or the radio wave receiving unit. Alternatively, a radio wave is received, and each distance between the screw tightening tool and the three or more ultrasonic receivers is determined based on the reception timing of the ultrasonic wave and the reception or reception timing of the light or the radio wave, A screw tightening work monitoring system, wherein the position of the screw tightening tool is detected from a distance.
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