JP5284179B2 - Work determination system, work determination method, and recording medium recording the work determination method - Google Patents

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Description

本発明は、工場内の生産ラインにおいて、製品に部品を組み付ける作業者の作業状態を判定するための作業判定システム及び作業判定方法並びに該作業判定方法を記録した記録媒体に関する。   The present invention relates to a work determination system and a work determination method for determining a work state of an operator who assembles a part in a product in a production line in a factory, and a recording medium on which the work determination method is recorded.

近年、電気製品や自動車の製造メーカーの生産技術部門においては、生産性を向上させる目的のために、モーションキャプチャを使用して作業者の作業が正常に行われたか否かを判定することができる作業訓練支援システムが開示されている(例えば、特許文献1参照。)。   In recent years, in the production engineering departments of manufacturers of electrical products and automobiles, it is possible to determine whether an operator's work has been performed normally using motion capture for the purpose of improving productivity. A work training support system is disclosed (for example, refer to Patent Document 1).

この作業訓練支援システムは、モーションキャプチャからの3次元の空間座標位置と、標準作業時間、手の動きのぶれ(蛇行)あるいは手の動きの基準値とを比較して、その基準値から外れる場合には習熟総合判定をNGにするものである。モーションキャプチャは、作業者の動作状態をリアルに反映させることができるので、作業者の作業判定の精度を高めることが可能になる。   This work training support system compares the three-dimensional spatial coordinate position from the motion capture with the standard work time, hand movement shake (meandering) or hand movement reference value, and deviates from the reference value. In this case, the overall mastery judgment is set to NG. The motion capture can realistically reflect the operation state of the worker, so that it is possible to improve the accuracy of the worker's work determination.

特開2005−134536号公報JP 2005-134536 A

しかしながら、背景技術に記載した作業訓練支援システムでは、絶対座標で手の動きのぶれ(蛇行)あるいは手の動きを数値化しているので、必ず決められた位置に部品を組み付ける作業では特に問題はないが、例えば左手に持っている部品に右手の部品を組み付ける等、毎回組み付ける位置が異なることになる組み付け作業では絶対座標で判定しようとすると、実際には組み付け作業が正常終了しているのにも拘わらず異常終了と判定してしまう難点があった。   However, in the work training support system described in the background art, the movement of the hand movement (meandering) or the movement of the hand is quantified in absolute coordinates, so there is no particular problem in the work of assembling the parts at a predetermined position without fail. However, if you try to determine with absolute coordinates in the assembly work where the assembly position will be different each time, such as assembling the right hand part to the part you have in the left hand, the assembly work actually ends normally. Regardless, there was a difficulty that it was judged as abnormal termination.

本発明は、このような従来の難点を解消するためになされたもので、工場内の生産ラインにおいて、作業者が両手で任意の位置において組み付け作業を行う場合においても正確な作業判定を行うことができる作業判定システム及び作業判定方法並びに該作業判定方法を記録した記録媒体を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a conventional problem, and in the production line in a factory, when an operator performs assembly work at an arbitrary position with both hands, it is possible to perform accurate work determination. An object of the present invention is to provide a work determination system, a work determination method, and a recording medium on which the work determination method is recorded.

上述の目的を達成する本発明の第1の態様である作業判定システムは、工場内の生産ラインにおいて、作業者が右手に持っている部品と左手に持っている部品とを任意の位置で組み付ける組み付け作業を行っている当該作業者の両手の作業動作をそれぞれ経時的に測定して、その測定結果である作業動作検出データを送信するために当該両手に装着されるセンサを有し、当該センサは作業者の手指に装着される複数の磁気式3次元位置姿勢センサで、磁気式3次元位置姿勢センサ群で検出された作業者の作業動作情報を受信して作業動作検出データを3次元座標データとして作業解析部に送信する信号処理部を備えているモーションキャプチャと、モーションキャプチャの2つのセンサ間の相対距離の閾値である相対距離閾値データが予め作業工程毎に登録された相対距離閾値データ記憶部と、モーションキャプチャから送信されてきた各センサで検出された3次元座標データである作業動作検出データを時系列で受信して、2つのセンサ間の相対距離で作業者の作業中における両手の動きを経時的に把握するために何れか一方のセンサを原点にして他方のセンサとの相対距離を算出し、3次元座標データである当該相対距離算出データの作業工程と一致する相対距離閾値データ記憶部に登録された相対距離閾値データに基づき3次元座標データである相対距離算出データのX軸成分、Y軸成分、Z軸成分の各作業波形が所定時間経過後に相対距離閾値の幅内に到達した場合には組み付け作業が正常に行われたと判定し、3次元座標データである相対距離算出データのX軸成分、Y軸成分、Z軸成分の各作業波形のうち何れか1つでも所定期間経過後に相対距離閾値の幅内から外れている場合には組み付け作業が正常に行われていないと判定する相対距離データ判定機能を有する作業解析部とを備えているものである。 The work determination system according to the first aspect of the present invention that achieves the above-described object is to assemble a part held by a worker on the right hand and a part held on the left hand at an arbitrary position in a production line in the factory. assembly of the workers who are working hands work operate with time measured respectively, have a sensor mounted to the hands in order to transmit the working operation detection data is the measurement result, the sensor Is a plurality of magnetic three-dimensional position / orientation sensors attached to the fingers of the worker, and receives the work operation information of the workers detected by the magnetic three-dimensional position / orientation sensor group, and converts the work operation detection data into three-dimensional coordinates. and motion capture and a signal processing unit that transmits the work analysis unit as data, a relative distance threshold between the two sensors of motion capture relative distance threshold data previously created And relative distance threshold data storage unit that is registered for each process receives in time series the work operation detection data is three-dimensional coordinate data detected by the sensors transmitted from the motion capture, between the two sensors In order to grasp the movement of both hands during the work of the worker over time with the relative distance, calculate the relative distance from one of the sensors as the origin, and calculate the relative distance as 3D coordinate data The X-axis component, Y-axis component, and Z-axis component work waveforms of the relative distance calculation data , which is three-dimensional coordinate data, are based on the relative distance threshold data registered in the relative distance threshold data storage unit that matches the data work process. If the relative distance threshold is reached after a predetermined time has elapsed, it is determined that the assembling operation has been performed normally, and the X-axis component of the relative distance calculation data, which is three-dimensional coordinate data, Y Relative distance data determination for determining that the assembly work is not normally performed when any one of the work waveforms of the axis component and the Z-axis component is out of the range of the relative distance threshold after a lapse of a predetermined period. And a work analysis unit having a function.

本発明の第2の態様は第1の態様である作業判定システムにおいて、モーションキャプチャの2つのセンサ間の相対角度の閾値である相対角度閾値データが予め作業工程毎に登録された相対角度閾値データ記憶部を備え、作業解析部は、相対距離データ判定機能で相対距離算出データが所定時間経過後に相対距離閾値の幅内に到達した場合には、さらに、2つのセンサで検出された3次元座標データである作業動作検出データに基づき相対角度を算出し、当該相対角度算出データの作業工程と一致する相対角度閾値データ記憶部に登録された相対角度データに基づき相対角度算出データのX軸成分、Y軸成分、Z軸成分の各作業波形が所定時間経過後に相対角度閾値の幅内に到達した場合には組み付け作業が正常に行われたと判定し、相対角度算出データのX軸成分、Y軸成分、Z軸成分の各作業波形のうち何れか1つでも所定期間経過後に相対角度閾値の幅内から外れている場合には組み付け作業が正常に行われていないと判定する相対角度データ判定機能を有するものである。 In the work determination system according to the second aspect of the present invention, relative angle threshold data in which relative angle threshold data, which is a relative angle threshold between two motion capture sensors, is registered in advance for each work process in the work determination system according to the first aspect. A storage unit is provided, and the work analysis unit further determines the three-dimensional coordinates detected by the two sensors when the relative distance calculation data reaches within the range of the relative distance threshold after a predetermined time by the relative distance data determination function. X-axis component of the relative angle calculation data based on the relative angle data registered in the relative angle threshold data storage unit that matches the work process of the relative angle calculation data, calculates the relative angle based on the work motion detection data that is data , Y-axis component, determines that each work waveform of the Z-axis component is assembling work is performed normally when it reaches the inside width of the relative angle threshold after a predetermined time has elapsed, the relative angle If any one of the work waveforms of the X-axis component, Y-axis component, and Z-axis component of the calculated data is out of the relative angle threshold after a predetermined period, the assembling work has been performed normally. It has a relative angle data determination function to determine that there is no.

本発明の第3の態様は第1の態様又は第2の態様である作業判定システムにおいて、作業者の両手それぞれの作業動作の標準である作業動作標準データが予め作業工程毎に登録された作業動作標準データ記憶部を備え、作業解析部は、モーションキャプチャの2つのセンサそれぞれから時系列で受信する作業動作検出データと、作業動作検出データの作業工程と一致する作業動作標準データ記憶部に登録された作業動作標準データとを比較して、何れか一方のセンサからの作業動作検出データの作業波形が作業動作標準データの作業波形に基づき予め定められた閾値の幅内から外れたときには相対距離データ判定機能に移行することなく作業解析を終了する作業動作データ判定機能を有するものである。 According to a third aspect of the present invention, in the work determination system according to the first aspect or the second aspect, work operation standard data, which is a standard of work operations of both hands of the worker, is registered in advance for each work process. A work standard data storage unit is provided, and the work analysis unit registers the work motion detection data received in time series from each of the two motion capture sensors and the work motion standard data storage unit that matches the work process of the work motion detection data. The relative distance when the work waveform of the work movement detection data from any one of the sensors deviates from the predetermined threshold width based on the work waveform of the work movement standard data. It has a work motion data judgment function for ending work analysis without shifting to the data judgment function.

本発明の第の態様は第1の態様乃至第の態様のうち何れか1つの態様である作業判定システムにおいて、作業解析部による解析結果に基づき作業者の作業状態の判定結果を報知する報知部を備えているものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the work determination system according to any one of the first to third aspects, the determination result of the worker's work state is notified based on the analysis result by the work analysis unit. A notification unit is provided.

また、本発明の第の態様である作業判定方法は、工場内の生産ラインにおいて、作業者が右手に持っている部品と左手に持っている部品とを任意の位置で組み付ける組み付け作業を行っている作業者の両手の作業動作をそれぞれモーションキャプチャの両手に装着されるセンサによって経時的に測定し、その測定結果である作業動作検出データを作業解析部に送信して作業者の作業状態を解析するにあたり、モーションキャプチャは、センサが作業者の手指に装着される複数の磁気式3次元位置姿勢センサで、磁気式3次元位置姿勢センサ群で検出された作業者の作業動作情報を受信して作業動作検出データを3次元座標データとして作業解析部に送信する信号処理部を備えている作業判定方法であって、作業解析部は、モーションキャプチャから送信されてきた各センサで検出された3次元座標データである作業動作検出データを時系列で受信して、2つのセンサ間の相対距離で作業者の作業中における両手の動きを継時的に把握するために何れか一方のセンサを原点にして他方のセンサとの相対距離を算出する第1のステップと、第1のステップで算出された3次元座標データである相対距離算出データに対応する相対距離閾値データ記憶部に登録された相対距離閾値データを呼び出す第2のステップと、第1のステップで算出された3次元座標データである相対距離算出データのX軸成分、Y軸成分、Z軸成分の各作業波形が所定時間経過後に相対距離閾値の幅内に到達した場合には組み付け作業が正常に行われたと判定し、3次元座標データである相対距離算出データのX軸成分、Y軸成分、Z軸成分の各作業波形のうち何れか1つでも所定期間経過後に相対距離閾値の幅内から外れている場合には組み付け作業が正常に行われていないと判定する第3のステップとを有するものである。 Further, the work determination method according to the fifth aspect of the present invention performs an assembling work for assembling a part held by a worker on the right hand and a part held on the left hand at an arbitrary position on a production line in the factory. The work motion of both hands of the worker who is currently working is measured over time by the sensors attached to both hands of the motion capture, and the work motion detection data that is the measurement result is sent to the work analysis unit to check the work status of the worker In the analysis , the motion capture is a plurality of magnetic three-dimensional position / orientation sensors mounted on the operator's fingers, and receives the work operation information of the workers detected by the magnetic three-dimensional position / orientation sensor group. Te is work determination method and a signal processing unit for transmitting to the work analysis unit working operation detection data as the three-dimensional coordinate data, the work analysis unit, the motion capture The work motion detection data, which is the three-dimensional coordinate data detected by each sensor transmitted from the sensor, is received in time series, and the movement of both hands during the work of the worker is continued at the relative distance between the two sensors. In order to grasp it, the first step of calculating the relative distance from one of the sensors as the origin and the relative distance calculation data which is the three-dimensional coordinate data calculated in the first step. A second step for calling the relative distance threshold data registered in the corresponding relative distance threshold data storage unit, and an X-axis component and a Y-axis component of the relative distance calculation data that is the three-dimensional coordinate data calculated in the first step , it is determined that the assembly operation in the case where each operation waveform of the Z-axis component reaches within the width of the relative distance threshold after a predetermined time has elapsed is successful, the relative distance calculated data is three-dimensional coordinate data Determining the axial component, Y-axis component, and assembling work if deviates from the width of the relative distance threshold after a predetermined period of time even any one among the working waveforms of the Z axis component is not performed correctly And a third step.

本発明の第の態様は第の態様である作業判定方法において、第3のステップで、相対距離算出データが所定時間経過後に相対距離閾値の幅内に到達した場合には、さらに、2つのセンサで検出された3次元座標データである作業動作検出データに基づき相対角度を算出する第4のステップと、第4のステップで算出された相対角度算出データに対応する相対角度閾値データ記憶部に登録された相対角度閾値データを呼び出す第5のステップと、第5のステップで算出された相対角度算出データのX軸成分、Y軸成分、Z軸成分の各作業波形が所定時間経過後に相対角度閾値の幅内に到達した場合には組み付け作業が正常に行われたと判定し、相対角度算出データのX軸成分、Y軸成分、Z軸成分の各作業波形のうち何れか1つでも所定期間経過後に相対角度閾値の幅内から外れている場合には組み付け作業が正常に行われていないと判定する第6のステップとを有するものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the work determination method according to the fifth aspect, in the third step, when the relative distance calculation data reaches within the range of the relative distance threshold value after a predetermined time has elapsed, the second step is further performed. A fourth step of calculating a relative angle based on work motion detection data that is three-dimensional coordinate data detected by two sensors, and a relative angle threshold data storage unit corresponding to the relative angle calculation data calculated in the fourth step The fifth step for calling the relative angle threshold value data registered in the above and the X-axis component, Y-axis component, and Z-axis component work waveforms of the relative angle calculation data calculated in the fifth step are relative after a predetermined time has elapsed. When the angle threshold value is reached, it is determined that the assembling work has been normally performed, and any one of the X-axis component, Y-axis component, and Z-axis component work waveforms of the relative angle calculation data is used. Regular Is one having a sixth step of determining that no successful assembly work if deviates from the width of the relative angle threshold after.

本発明の第の態様は第の態様又は第の態様である作業判定方法において、第1のステップの前に、モーションキャプチャの2つのセンサそれぞれから時系列で受信する作業動作検出データに対応する作業動作標準データ記憶部に登録された作業動作標準データを呼び出すステップと、何れか一方のセンサからの作業動作検出データの作業波形がステップで呼び出した作業動作標準データの作業波形に基づき予め定められた閾値の幅内から外れたときには第1のステップに移行することなく作業解析を終了するステップとを有するものである。 According to a seventh aspect of the present invention, in the work determination method according to the fifth aspect or the sixth aspect, before the first step, work motion detection data received in time series from each of the two motion capture sensors. Based on the step of calling the work motion standard data registered in the corresponding work motion standard data storage unit and the work waveform of the work motion detection data from any one of the sensors based on the work waveform of the work motion standard data called in the step And a step of ending the work analysis without moving to the first step when it falls outside the predetermined threshold range.

さらに、本発明の第の態様である記録媒体は、第の態様乃至第の態様のうち何れか1つの態様である作業判定方法によって実現するためのプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能なものである。 Furthermore, the recording medium according to the eighth aspect of the present invention is a computer-readable recording medium storing a program to be realized by the work determination method according to any one of the fifth to seventh aspects. It is.

このような本発明の作業判定システム及び作業判定方法は、量産中の生産ラインにおいて、製品に部品を組み付ける作業を行っている作業者の両手の作業動作をそれぞれモーションキャプチャの両手に装着されているセンサによって経時的に測定し、その測定結果である作業動作データを作業解析部に送信すると、作業解析部は相対距離データ判定機能により、何れか一方のセンサを原点にして他方のセンサとの相対距離を算出し、そのセンサ間の相対距離算出データに対応する相対距離閾値データを相対距離閾値データ記憶部から選択する。このセンサ間の相対距離で作業者の作業中における両手の動きを経時的に把握することができるので、作業者が両手で任意の位置において組み付け作業を行ってもその作業状態を把握することができる。したがって、作業解析部は、そのセンサ間の相対距離算出データに対応する相対距離閾値データを相対距離閾値データ記憶部から呼び出して、相対距離算出データが所定時間経過後に相対距離閾値の幅内に到達した否かで、作業者の作業状態を正確に判定することができる。   In such a work determination system and work determination method of the present invention, in the production line during mass production, the work movements of the hands of the worker who is assembling the parts to the product are respectively attached to both hands of the motion capture. When measurement is performed over time by a sensor and work operation data as a result of the measurement is transmitted to the work analysis unit, the work analysis unit uses a relative distance data determination function to set one of the sensors as the origin and the relative to the other sensor. The distance is calculated, and the relative distance threshold data corresponding to the relative distance calculation data between the sensors is selected from the relative distance threshold data storage unit. Since the relative distance between the sensors can grasp the movements of both hands during the work over time, the work state can be grasped even if the worker performs assembly work at any position with both hands. it can. Accordingly, the work analysis unit calls the relative distance threshold data corresponding to the relative distance calculation data between the sensors from the relative distance threshold data storage unit, and the relative distance calculation data reaches within the range of the relative distance threshold after a predetermined time. It is possible to accurately determine the worker's working state based on whether or not he / she did.

なお、作業解析部は相対距離データ判定機能の前に作業動作データ判定機能を実行させるように設定されている場合には、モーションキャプチャの2つのセンサそれぞれから時系列で受信する作業動作データに対応する作業動作標準データを作業動作標準データ記憶部から選択する。作業解析部は、何れか一方のセンサからの作業動作データと選択した作業動作標準データとを比較して、何れか一方のセンサからの作業動作データが、選択された作業動作標準データの閾値から外れたときには、相対距離データ判定機能に移行することなく作業解析を終了させる。このように、両手の作業状態を個別に把握することができるので、相対距離データ判定機能では検出できない各々の手の作業状態を把握することができる。したがって、作業者の作業状態をより正確に判定することができる。   When the work analysis unit is set to execute the work motion data determination function before the relative distance data determination function, it corresponds to the work motion data received in time series from each of the two motion capture sensors. The work operation standard data to be selected is selected from the work operation standard data storage unit. The work analysis unit compares the work motion data from any one of the sensors with the selected work motion standard data, and the work motion data from any one of the sensors is compared with the threshold value of the selected work motion standard data. When it is off, the work analysis is terminated without shifting to the relative distance data determination function. As described above, since the working state of both hands can be grasped individually, the working state of each hand that cannot be detected by the relative distance data determination function can be grasped. Therefore, it is possible to more accurately determine the working state of the worker.

また、作業判定システムに相対角度閾値データ記憶部を備え、作業解析部に相対角度データ判定機能を備えた場合には、作業解析部は相対距離データ判定機能で相対距離算出データが所定時間経過後に相対距離閾値の幅内に到達すると、さらに、相対角度データ判定機能により、2つのセンサで検出された作業動作検出データに基づき相対角度を算出し、その2つのセンサから得られた相対角度算出データに対応する相対角度閾値データを相対角度閾値データ記憶部から選択する。この2つのセンサから得られた相対角度及びセンサ間の相対距離で作業者の作業中における両手の動きを経時的に把握することができるので、作業者の作業状態を相対角度閾値データ記憶部及び相対角度データ判定機能を備えていない場合に比べてより正確に把握することができる。   In addition, when the work determination system includes a relative angle threshold data storage unit and the work analysis unit includes a relative angle data determination function, the work analysis unit uses the relative distance data determination function and the relative distance calculation data has passed after a predetermined time has elapsed. When the relative distance threshold is reached, the relative angle data determination function further calculates the relative angle based on the work motion detection data detected by the two sensors, and the relative angle calculation data obtained from the two sensors. Is selected from the relative angle threshold data storage unit. Since the movement of both hands during the work of the worker can be grasped over time from the relative angle obtained from these two sensors and the relative distance between the sensors, the working state of the worker is stored in a relative angle threshold data storage unit and As compared with the case where the relative angle data determination function is not provided, it can be grasped more accurately.

さらに、モーションキャプチャのセンサが磁気式3次元位置姿勢センサの場合には、作業動作データを3次元座標データとすることができるので、位置座標(X軸、Y軸、Z軸)及び姿勢を示すオイラー角の情報を得ることができるようになる。   Further, when the motion capture sensor is a magnetic three-dimensional position / orientation sensor, the work operation data can be set to three-dimensional coordinate data, which indicates position coordinates (X axis, Y axis, Z axis) and attitude. Euler angle information can be obtained.

本発明の作業判定システム及び作業判定方法並びに該作業判定方法を記録した記録媒体によれば、工場内の生産ラインにおいて、作業者が両手で任意の位置において組み付け作業を行う場合においても正確な作業判定を行うことができる。   According to the work determination system, the work determination method, and the recording medium on which the work determination method is recorded according to the present invention, an accurate work can be performed even when the worker performs assembly work at any position with both hands on the production line in the factory. Judgment can be made.

本発明の作業判定システムにおける好ましい実施の形態例を示すシステム構成のブロック図である。It is a block diagram of a system configuration showing a preferred embodiment in the work determination system of the present invention. 図1のモーションキャプチャに使用されるセンサのキャリブレーションの例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the calibration of the sensor used for the motion capture of FIG. モーションキャプチャで検出した位置情報の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the positional information detected by the motion capture. (A)は工場内における作業工程の例を示す説明図で、(B)はデータ記憶部のデータベースに格納されている作業工程の一例を示すデータベースモデル図である。(A) is explanatory drawing which shows the example of the work process in a factory, (B) is a database model figure which shows an example of the work process stored in the database of a data storage part. 作業解析部における座標値の曲線グラフを利用した解析手法を示す図である。It is a figure which shows the analysis method using the curve graph of the coordinate value in a work analysis part. 作業解析部における座標値の曲線グラフを利用した解析手法を示す図である。It is a figure which shows the analysis method using the curve graph of the coordinate value in a work analysis part. 生産ラインにおける具体的な作業工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the specific work process in a production line. 生産ラインにおける具体的な作業工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the specific work process in a production line. 作業解析部における回転角の曲線グラフを利用した解析手法を示す図である。It is a figure which shows the analysis method using the curve graph of the rotation angle in a work analysis part. 作業解析部における回転角の曲線グラフを利用した解析手法を示す図である。It is a figure which shows the analysis method using the curve graph of the rotation angle in a work analysis part. 本発明の作業判定方法の好ましい実施の形態例を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the example of preferable embodiment of the operation | work determination method of this invention. 本発明の作業判定方法の好ましい他の実施の形態例を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows other preferable embodiment of the work determination method of this invention. 本発明の作業判定方法の好ましい他の実施の形態例を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows other preferable embodiment of the work determination method of this invention.

以下、作業判定システム及び作業判定方法並びに該作業判定方法を記録した記録媒体を実施するための最良の形態例について、図面を参照して説明する。   The best mode for carrying out a work determination system, a work determination method, and a recording medium on which the work determination method is recorded will be described below with reference to the drawings.

本発明の作業判定システムは図1に示すように、工場内における量産中の生産ラインにおいて、自動車等の製品に部品を組み付ける作業を行っている作業者の両手の作業動作をそれぞれ経時的に測定して、その測定結果である作業動作データを送信するモーションキャプチャ2と、モーションキャプチャ2から送信された作業動作データを受信して、その作業動作データと標準データとを比較することで作業者の作業状態を判定するデータ処理装置3とを備えている。また、作業判定システムは、データ処理装置3による判定結果を報知する報知部4を備えている。   As shown in FIG. 1, the work determination system of the present invention measures the work operations of both hands of a worker who is working to assemble parts on a product such as an automobile on a production line in mass production in a factory over time. Then, the motion capture 2 that transmits the work motion data that is the measurement result, and the work motion data transmitted from the motion capture 2 are received, and the worker motion is compared with the standard data by comparing the work motion data with the standard data. And a data processing device 3 for determining a working state. In addition, the work determination system includes a notification unit 4 that notifies a determination result by the data processing device 3.

モーションキャプチャ2は、汎用のものを用いることができ、動体に装着された光学マーカの位置情報により動体の動きを検出する光学式や、動体に装着された磁気センサの動きを検出する磁気式が一般的である。特に、経時的に測定する対象が、部品を組み付ける作業を行っている作業者の作業動作の場合には、モーションキャプチャ2としては、作業者の手指に装着されるデバイスである複数の磁気式3次元位置姿勢センサ21と、磁気式3次元位置姿勢センサ群21で検出された作業者の作業動作情報として受信してデータ処理装置3に送信する信号処理部22とを備えているものが好適である。このモーションキャプチャ2の場合、複数の磁気式3次元位置姿勢センサ21を手指の繊細な動きを検出できるように柔軟性のあるグローブに配置するので、作業者の両手の作業動作を精度よく再現することが可能になる。   The motion capture 2 can be a general-purpose one, and there are an optical type that detects the movement of the moving object based on position information of the optical marker attached to the moving object, and a magnetic type that detects the movement of the magnetic sensor attached to the moving object. It is common. In particular, when the object to be measured over time is a work operation of a worker who is assembling a part, the motion capture 2 includes a plurality of magnetic systems 3 that are devices attached to the fingers of the worker. It is preferable to include a three-dimensional position / orientation sensor 21 and a signal processing unit 22 that receives and transmits to the data processing device 3 as work operation information of the worker detected by the magnetic three-dimensional position / orientation sensor group 21. is there. In the case of this motion capture 2, a plurality of magnetic three-dimensional position / orientation sensors 21 are arranged on a flexible glove so that delicate movements of fingers can be detected. It becomes possible.

この磁気式3次元位置姿勢センサ21とデータ処理装置3とは、有線、無線の何れの接続手段でもよく、設置状況に応じて選択する。このようなモーションキャプチャとして、例えば、特開2007−236602号公報に開示された磁気式位置姿勢センサを用いた手指用モーションキャプチャ装置が好適である。   The magnetic three-dimensional position / orientation sensor 21 and the data processing device 3 may be either wired or wireless connection means, and are selected according to installation conditions. As such a motion capture, for example, a finger motion capture device using a magnetic position and orientation sensor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-236602 is suitable.

この手指用モーションキャプチャ装置は図2、図3に示すように、例えば親指の先端に位置するセンサ21aの中心に原点を仮定すると、信号処理部22の固定基準点から見たそれらの位置座標(X軸、Y軸、Z軸)及びX軸、Y軸、Z軸の周りの回転角から求められる姿勢を示すオイラー角の情報が得られ、データ処理装置3に記録される。この場合におけるセンサ装着時の位置及び角度のズレのキャリブレーションは、特開2007−236602号公報に詳述されているので、説明は省略する。   As shown in FIGS. 2 and 3, for example, assuming that the origin is the center of the sensor 21 a located at the tip of the thumb, the motion capture device for fingers assumes the position coordinates (from the fixed reference point of the signal processing unit 22 ( X-axis, Y-axis, Z-axis) and Euler angle information indicating the posture obtained from the rotation angles around the X-axis, Y-axis, and Z-axis is obtained and recorded in the data processing device 3. In this case, calibration of positional deviation and angle deviation at the time of mounting the sensor is described in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-236602, and thus description thereof is omitted.

なお、グローブは作業者の両手に装着するので、以下、右手に装着した磁気式3次元位置姿勢センサをセンサ21R、左手に装着した磁気式3次元位置姿勢センサをセンサ21Lとして説明する。   Since the glove is attached to both hands of the operator, the magnetic three-dimensional position / orientation sensor attached to the right hand will be described as sensor 21R, and the magnetic three-dimensional position / orientation sensor attached to the left hand will be described as sensor 21L.

データ処理装置3はコンピュータが好ましく、内部にCPU等の演算処理装置を備えると共に、ブラウン管モニタや液晶ディスプレイ等の表示画面を有する表示装置や、キーボード、マウス等の入力デバイス、さらに、ハードディスクドライブ等の記憶装置等で構成されている。   The data processing device 3 is preferably a computer and includes an arithmetic processing device such as a CPU, a display device having a display screen such as a cathode ray tube monitor and a liquid crystal display, an input device such as a keyboard and a mouse, and a hard disk drive. It is composed of a storage device or the like.

このようなデータ処理装置3は図1に示すように、作業者の両手それぞれの作業動作の標準である作業動作標準データが予め作業工程毎に登録された作業動作標準データ記憶部31と、モーションキャプチャ2の2つのセンサ21R、21L間の相対距離の閾値である相対距離閾値データが予め作業工程毎に登録された相対距離閾値データ記憶部32と、モーションキャプチャ2の2つのセンサ21R、21Lそれぞれから時系列で受信する作業動作検出データを作業動作標準データ記憶部31の作業動作標準データや相対距離閾値データ記憶部32の相対距離閾値データと比較して、作業者の作業状態を解析する作業解析部33とを備えている。なお、作業動作標準データ記憶部31に登録された作業動作標準データは、位置座標(X軸、Y軸、Z軸)及びX軸、Y軸、Z軸の周りの回転角から求められる姿勢を示すオイラー角の情報である。   As shown in FIG. 1, such a data processing apparatus 3 includes a work motion standard data storage unit 31 in which work motion standard data, which is a standard work motion of both hands of an operator, is registered in advance for each work process, Relative distance threshold value data storage unit 32 in which relative distance threshold value data, which is a relative distance threshold value between two sensors 21R and 21L of capture 2, is registered in advance for each work process, and two sensors 21R and 21L of motion capture 2 respectively. The work motion detection data received in time series from the work motion standard data in the work motion standard data storage unit 31 and the relative distance threshold data in the relative distance threshold data storage unit 32 are compared to analyze the work state of the worker. And an analysis unit 33. The work motion standard data registered in the work motion standard data storage unit 31 has a posture determined from position coordinates (X axis, Y axis, Z axis) and rotation angles around the X axis, Y axis, and Z axis. This is the Euler angle information shown.

作業動作標準データ記憶部31及び相対距離閾値データ記憶部32は、それぞれデータを更新自在に記憶できるRAMや固定データを記憶するROM等で構成され、例えば図4(A)に示すように、工場内において、ヘッドランプを車両の所定位置に組み付ける組付工程が作業工程(1)、車両の所定位置に仮組み付けされているオーディオをその位置から引き出して付属部品を組み付け後、オーディオを車両の元の位置に収納して組み付ける組付工程が作業工程(2)、サイドミラーを車両の所定位置に組み付ける組付工程が作業工程(3)とすると、作業動作標準データ記憶部31及び相対距離閾値データ記憶部32のデータベースは、それぞれ図4(B)に示すようなデータベースモデルとなる。   The work operation standard data storage unit 31 and the relative distance threshold data storage unit 32 are each configured by a RAM that can store data in an updatable manner, a ROM that stores fixed data, and the like. For example, as shown in FIG. The assembly process for assembling the headlamp at a predetermined position of the vehicle is the work process (1). After the audio temporarily assembled at the predetermined position of the vehicle is pulled out from the position and the attached parts are assembled, the audio is If the assembly process for storing and assembling at the position is the work process (2), and the assembly process for assembling the side mirror at a predetermined position of the vehicle is the work process (3), the work operation standard data storage unit 31 and the relative distance threshold data Each database in the storage unit 32 is a database model as shown in FIG.

作業解析部33は、モーションキャプチャ2から送信されてきた各センサ21R、21Lで検出された各作業動作検出データを受信して、何れか一方のセンサを原点にして他方のセンサとの相対距離を算出し、当該相対距離検出データの作業工程と一致する相対距離閾値データ記憶部32に登録された相対距離閾値データに基づき相対距離検出データが所定時間経過後にその相対距離閾値の幅内に到達したか否かで、作業者の作業状態を判定する相対距離データ判定機能33aを有している。さらに、作業解析部33は、モーションキャプチャ2の2つのセンサ21R、21Lそれぞれから時系列で受信する作業動作検出データと、作業動作検出データの作業工程と一致する作業動作標準データ記憶部31に登録された作業動作標準データとを比較して、何れか一方のセンサからの作業動作検出データが作業動作標準データの閾値の幅内から外れたときには相対距離データ判定機能33aに移行することなく作業解析を終了する作業動作データ判定機能33bを有している。   The work analysis unit 33 receives the work motion detection data detected by the sensors 21R and 21L transmitted from the motion capture 2, and sets the relative distance from the other sensor using either sensor as the origin. Based on the relative distance threshold data registered in the relative distance threshold data storage unit 32 that is calculated and coincides with the work process of the relative distance detection data, the relative distance detection data reaches within the range of the relative distance threshold after a predetermined time. It has a relative distance data determination function 33a for determining the working state of the worker. Furthermore, the work analysis unit 33 registers the work motion detection data received in time series from the two sensors 21R and 21L of the motion capture 2 and the work motion standard data storage unit 31 that matches the work process of the work motion detection data. Compared with the work operation standard data thus obtained, if the work operation detection data from any one of the sensors deviates from the range of the threshold value of the work operation standard data, the work analysis is performed without shifting to the relative distance data determination function 33a. Has a work motion data determination function 33b.

また、作業解析部33は、作業者がモーションキャプチャ2の2つのセンサ21R、21Lのうち何れか一方だけを装着して作業を行う場合には、例えば、モーションキャプチャ2のセンサ21Rから作業動作検出データを時系列で受信すると、その作業動作検出データによる作業工程と一致する作業動作標準データを作業動作標準データ記憶部31のデータベースから検出し、その作業動作標準データと作業動作検出データとを比較して、差異がある場合にはその差異から作業上の不具合を検出する作業不具合検出機能33cを有している。   Further, the work analysis unit 33 detects, for example, a work motion from the sensor 21R of the motion capture 2 when the worker performs work by attaching only one of the two sensors 21R and 21L of the motion capture 2. When the data is received in time series, work operation standard data matching the work process based on the work operation detection data is detected from the database of the work operation standard data storage unit 31, and the work operation standard data and the work operation detection data are compared. If there is a difference, the work defect detection function 33c for detecting a work defect from the difference is provided.

このような作業解析部33は、作業者がモーションキャプチャ2の2つのセンサ21R、21Lのうち何れか一方だけを装着して部品を所定の位置に組み付けるだけの作業を行う場合には、作業不具合検出機能33cで、その部品が所定位置まで移動したか否かを検出できればよいので、図5に示すような横軸が時間値で縦軸が座標値である曲線グラフの作業波形を利用して、作業動作検出データの作業波形と作業動作標準データの作業波形とを比較するとよい。なお、図中、右側のグラフは作業位置における標準作業波形を示し、左側のグラフはモーションキャプチャ2からの作業動作検出データの作業波形で、点線で形成された楕円部が作業位置を示すものである。作業解析部33は比較した結果、作業動作検出データの作業波形が作業動作標準データの作業波形に基づき予め定められた閾値から所定方向に離れて位置するときには作業上の不具合を検出する。   Such a work analysis unit 33 is a work failure when the worker performs only the work of attaching only one of the two sensors 21R and 21L of the motion capture 2 and assembling the component at a predetermined position. The detection function 33c only needs to be able to detect whether or not the part has moved to a predetermined position. Therefore, by using a work waveform of a curve graph in which the horizontal axis is a time value and the vertical axis is a coordinate value as shown in FIG. The work waveform of the work motion detection data may be compared with the work waveform of the work motion standard data. In the figure, the graph on the right side shows the standard work waveform at the work position, the graph on the left side is the work waveform of the work motion detection data from the motion capture 2, and the ellipse formed by a dotted line shows the work position. is there. As a result of the comparison, the work analysis unit 33 detects a work defect when the work waveform of the work motion detection data is located in a predetermined direction away from a predetermined threshold based on the work waveform of the work motion standard data.

具体的には、例えば作業工程(1)において、作業者が磁気式3次元位置姿勢センサであるセンサ21R、21Lを両手の手指に装着した状態で、クイックリリースタイプの結合クリップでヘッドランプを自動車のフロント部分に組み付けるために当該結合クリップをフレームの結合穴に押圧すると、モーションキャプチャ2の例えばセンサ21Rがその作業動作の情報を時系列で作業動作検出データとして出力する。作業解析部33がモーションキャプチャ2のセンサ21Rから時系列で作業動作検出データを受信した場合、例えば図5に示すように、グラフの時間軸上の作業位置において、検出された作業動作検出データのX軸成分の作業波形が、X軸成分の標準作業波形を基準に設定された閾値ラインTH1から上方に突出した軌跡や座標値を示した場合には、結合クリップが完全には嵌め込み固定されたことを示すので、作業解析部32はX軸成分においては作業者がヘッドランプの組付工程(1)の作業を正常に完了させたことを検出する。したがって、作業解析部32は、X軸成分についてはヘッドランプの組付工程(1)が正常終了したことを示す検出情報を報知部4に送信する。   Specifically, for example, in the work process (1), the headlamp is mounted on the automobile with a quick release type coupling clip in a state in which the workers attach the sensors 21R and 21L, which are magnetic three-dimensional position and orientation sensors, to the fingers of both hands. For example, the sensor 21R of the motion capture 2 outputs information on the work motion as work motion detection data in chronological order when the joint clip is pressed against the joint hole of the frame to be assembled to the front portion of the frame. When the work analysis unit 33 receives the work motion detection data in time series from the sensor 21R of the motion capture 2, for example, as shown in FIG. 5, the work motion detection data detected at the work position on the time axis of the graph is displayed. When the work waveform of the X-axis component shows a locus or coordinate value protruding upward from the threshold line TH1 set with reference to the standard work waveform of the X-axis component, the coupling clip is completely fitted and fixed. Therefore, the work analysis unit 32 detects that the worker has successfully completed the work of the headlamp assembly process (1) in the X-axis component. Therefore, the work analysis unit 32 transmits, to the notification unit 4, detection information indicating that the headlamp assembly process (1) has been normally completed for the X-axis component.

また、検出された作業動作検出データのY軸成分の作業波形が、Y軸成分の標準作業波形を基準に設定された閾値ラインTH2から下方に突出した軌跡や座標値を示した場合には、結合クリップが完全には嵌め込み固定されたことを示すので、作業解析部32はY軸成分においては作業者がヘッドランプの組付工程(1)の作業を正常に完了させたことを検出する。したがって、作業解析部32は、Y軸成分についてはヘッドランプの組付工程(1)が正常終了したことを示す検出情報を報知部4に送信する。   Further, when the work waveform of the detected Y-axis component of the work motion detection data indicates a locus or coordinate value protruding downward from the threshold line TH2 set with reference to the standard work waveform of the Y-axis component, Since it indicates that the coupling clip has been completely fitted and fixed, the work analysis unit 32 detects in the Y-axis component that the worker has successfully completed the work of the headlamp assembly process (1). Therefore, the work analysis unit 32 transmits, to the notification unit 4, detection information indicating that the headlamp assembly process (1) has been normally completed for the Y-axis component.

また、検出された作業動作検出データのZ軸成分の作業波形が、Z軸成分の標準作業波形を基準に設定された閾値ラインTH3から下方に突出した軌跡や座標値を示さない場合には、結合クリップがZ軸成分において完全には嵌め込み固定されていないことを示すので、ヘッドランプの組付工程(1)において作業上の不具合が発生したことを検出する。したがって、作業解析部32はZ軸成分において作業上の不具合が発生したことを示す検出情報を報知部4に送信するので、ヘッドランプの組付工程(1)において作業上の不具合が発生したと判定する。   Further, when the work waveform of the Z-axis component of the detected work motion detection data does not indicate a locus or coordinate value protruding downward from the threshold line TH3 set based on the standard work waveform of the Z-axis component, Since it indicates that the coupling clip is not completely fitted and fixed in the Z-axis component, it is detected that an operation failure has occurred in the headlamp assembly step (1). Accordingly, since the work analysis unit 32 transmits detection information indicating that a work failure has occurred in the Z-axis component to the notification unit 4, it is assumed that a work failure has occurred in the headlamp assembly process (1). judge.

なお、作業解析部32はX軸成分、Y軸成分及びZ軸成分の何れの作業波形においても、ヘッドランプの組付工程(1)が正常終了したことを示す検出情報の場合には、ヘッドランプの組付工程(1)において作業上の不具合はなかったと判定する。   The work analysis unit 32 detects the headlamp in the case of detection information indicating that the headlamp assembly process (1) has been normally completed in any of the work waveforms of the X-axis component, the Y-axis component, and the Z-axis component. It is determined that there were no operational problems in the lamp assembly process (1).

さらに、作業解析部33は、作業者がモーションキャプチャ2の2つのセンサ21R、21Lを両手に装着して、車両の所定位置に仮組み付けされている第1の部品をその位置から引き出して第2の部品を組み付け後、第1の部品を車両の元の位置に収納して組み付ける作業の場合には、相対距離データ判定機能33aで、作業者が両手に装着した2つのセンサ21R、21L間の相対距離を検出して両手の相対的な動きを把握できればよいので、図6(A)に示すような横軸が時間値で縦軸が座標値である曲線グラフの作業波形を利用して、例えばセンサ21Rからの作業動作検出データを原点にしてセンサ21Lからの作業動作検出データとの相対距離を算出し、当該相対距離検出データの作業工程と一致する相対距離閾値データ記憶部32に登録された相対距離閾値データを呼び出す。そして、相対距離データ判定機能33aは相対距離検出データが所定時間経過後にその相対距離閾値の幅内に到達している場合にはその作業が正常に行われたと判定し、閾値の幅内から外れている場合には作業が正常に行われていないと判断する。   Further, the work analysis unit 33 is configured to allow the worker to attach the two sensors 21R and 21L of the motion capture 2 to both hands, and to pull out the first part temporarily assembled at a predetermined position of the vehicle from the position and In the case of the work of storing and assembling the first part in the original position of the vehicle after assembling the parts, the relative distance data determination function 33a is used to connect the two sensors 21R and 21L attached to both hands by the operator. Since it is only necessary to detect the relative movement and grasp the relative movement of both hands, using the work waveform of the curve graph in which the horizontal axis is the time value and the vertical axis is the coordinate value as shown in FIG. For example, the relative distance threshold data storage unit that calculates the relative distance from the work motion detection data from the sensor 21L using the work motion detection data from the sensor 21R as the origin, and matches the work process of the relative distance detection data. Call the relative distance threshold data registered in 2. Then, the relative distance data determination function 33a determines that the operation has been normally performed when the relative distance detection data has reached within the range of the relative distance threshold after a lapse of a predetermined time, and deviates from the range of the threshold. If so, it is determined that the work is not performed normally.

なお、図6(A)は作業動作検出データのX軸成分の作業波形のみが示されているが、モーションキャプチャ2のセンサ21が磁気式3次元位置姿勢センサなので、作業動作検出データのY軸成分、Z軸成分の各作業波形も検出される。したがって、X軸成分、Y軸成分、Z軸成分のうち何れか1つでも相対距離検出データが所定時間経過後にその相対距離閾値の幅内に到達していない場合には、作業が正常に行われていないと判断する。   FIG. 6A shows only the work waveform of the X-axis component of the work motion detection data. However, since the sensor 21 of the motion capture 2 is a magnetic three-dimensional position and orientation sensor, the Y axis of the work motion detection data is shown. Each work waveform of the component and the Z-axis component is also detected. Therefore, if any one of the X-axis component, the Y-axis component, and the Z-axis component does not reach the relative distance threshold after the predetermined time has elapsed, the operation is performed normally. Judge that it is not.

具体的には図7、図8に示すように、例えば作業工程(2)において、作業者は生産ラインFLの近傍に設置されている収納ラックSLからオーディオ6を左手で取り出し(図8)、生産ラインFL上で移動している車両Cが備えているセンターコンソールボックス5内に配線されているワイヤーハーネスW/Hから、予め仮組みされている結線用コネクタ7を(図7(A))当該センターコンソールボックス5から右手で引き出してオーディオ6と結線し(図7(B))、そのオーディオ6を再びセンターコンソールボックス5に収納して組み付ける作業(図7(C))が該当する。   Specifically, as shown in FIGS. 7 and 8, for example, in the work process (2), the operator takes out the audio 6 from the storage rack SL installed in the vicinity of the production line FL with the left hand (FIG. 8), From the wire harness W / H wired in the center console box 5 provided in the vehicle C moving on the production line FL, a pre-assembled connection connector 7 is connected (FIG. 7A). The operation corresponds to the operation (FIG. 7C) in which the audio 6 is pulled out with the right hand from the center console box 5 and connected to the audio 6 (FIG. 7B), and the audio 6 is stored again in the center console box 5 and assembled.

この作業においては図8に示すように、種々の部品を組み付ける車両Cが生産ラインFL上で移動しているので、絶対座標で手の動きを数値化すると上述した背景技術で説明したように正確な作業判定を行うことができないが、作業解析部33の相対距離データ判定機能33aでは、2つのセンサ21R、21L間の相対距離で作業者の作業中における両手の動きを経時的に把握することができるので、作業者が右手に持っている部品と左手に持っている部品とを任意の位置で組み付ける組み付け作業を行ってもその作業状態を把握することができる。   In this work, as shown in FIG. 8, since the vehicle C to which various parts are assembled is moving on the production line FL, if the movement of the hand is expressed in absolute coordinates, it is accurate as explained in the background art described above. The relative distance data determination function 33a of the work analysis unit 33 can grasp the movements of both hands during the work of the worker over time by the relative distance between the two sensors 21R and 21L. Therefore, even if an assembling work for assembling a part held by the worker on the right hand and a part held on the left hand at an arbitrary position, the working state can be grasped.

報知部4は、作業者の作業解析結果を表示する表示画面にすることで、作業者は作業解析結果を視覚的に捉え易くなる。なお、報知部4は表示装置の表示画面に限らず、スピーカ等の音声発生装置によって聴覚によって作業解析結果を確認できるようにしてもよく、さらには、表示装置の表示画面と音声発生装置とを用いて作業解析結果を確認できるようにしてもよい。なお、報知部4は生産ラインFLの近傍ではなく検査ラインに設けるようにしてもよく、この場合は、生産ラインFLを停止することなく不良の車両を検出することが可能になる。   The notification unit 4 makes it easy to visually grasp the work analysis result by using a display screen that displays the work analysis result of the worker. Note that the notification unit 4 is not limited to the display screen of the display device, and the sound analysis device such as a speaker may be used to confirm the result of the work analysis by hearing, and further, the display screen of the display device and the sound generation device may be connected. It may be used so that the work analysis result can be confirmed. The notification unit 4 may be provided not in the vicinity of the production line FL but in the inspection line. In this case, a defective vehicle can be detected without stopping the production line FL.

なお、モーションキャプチャ2から時系列で受信する座標データである作業動作検出データが、データ処理装置用の座標データとデータ形式が異なる場合には図1に示すように、モーションキャプチャ2と作業解析部32に、データ形式変換部33dを組み込むとよい。データ形式変換部33dは、モーションキャプチャ2から時系列で受信する作業動作検出データをデータ処理装置用の座標データに変換する機能を有している。   If the work motion detection data, which is coordinate data received in time series from the motion capture 2, is different in data format from the coordinate data for the data processing device, as shown in FIG. 1, the motion capture 2 and the work analysis unit 32 may incorporate a data format conversion unit 33d. The data format conversion unit 33d has a function of converting work motion detection data received from the motion capture 2 in time series into coordinate data for the data processing device.

このようなデータ処理装置3は、作業解析部33の判定機能の判定精度を高めるために、モーションキャプチャ2の2つのセンサ21R、21L間の相対角度の閾値である相対角度閾値データが予め作業工程毎に登録された相対角度閾値データ記憶部34を備え、作業解析部33に相対角度閾値データと相対距離算出データとを比較する相対角度データ判定機能33eを備えるとよい。この相対角度データ判定機能33eは、相対距離データ判定機能33aで相対距離算出データが所定時間経過後に相対距離閾値の幅内に到達した場合には、さらに、2つのセンサ21R、21Lで検出された作業動作検出データに基づき相対角度を算出し、当該相対角度算出データの作業工程と一致する相対角度閾値データ記憶部34に登録された相対角度データに基づき相対角度算出データが相対距離データ判定機能33aと同じ所定時間経過後に相対角度閾値の幅内に到達したか否かで、作業者の作業状態を判定するものである。   In such a data processing device 3, in order to increase the determination accuracy of the determination function of the work analysis unit 33, relative angle threshold data that is a threshold of the relative angle between the two sensors 21R and 21L of the motion capture 2 is preliminarily set in the work process. It is preferable to provide a relative angle threshold data storage unit 34 registered for each, and to provide the work analysis unit 33 with a relative angle data determination function 33e for comparing the relative angle threshold data and the relative distance calculation data. The relative angle data determination function 33e is further detected by the two sensors 21R and 21L when the relative distance calculation data reaches the range of the relative distance threshold value after a predetermined time has passed by the relative distance data determination function 33a. A relative angle is calculated based on the work motion detection data, and the relative angle calculation data is based on the relative angle data registered in the relative angle threshold data storage unit 34 that matches the work process of the relative angle calculation data. The worker's work state is determined by whether or not the relative angle threshold is reached after the same predetermined time has elapsed.

相対角度閾値データ記憶部34は、作業動作標準データ記憶部31及び相対距離閾値データ記憶部32と同様に、データを更新自在に記憶できるRAMや固定データを記憶するROM等で構成されている。また、相対角度データ判定機能33eで対象とする相対角度は、何れか一方のセンサを原点にして他方のセンサとの角度を算出する演算処理方法によって求められるが、この演算処理方法には限られず、既知の相対角度の演算処理方法ならば何れの演算処理方法を使用してもよい。   Similar to the work motion standard data storage unit 31 and the relative distance threshold data storage unit 32, the relative angle threshold data storage unit 34 includes a RAM that can store data in an updatable manner, a ROM that stores fixed data, and the like. In addition, the relative angle targeted by the relative angle data determination function 33e is obtained by an arithmetic processing method that calculates an angle with one of the sensors from the origin, but is not limited to this arithmetic processing method. Any calculation processing method may be used as long as it is a known relative angle calculation processing method.

このような相対角度データ判定機能33eを有する作業解析部33は、相対角度データ判定機能33eを有する作業解析部33は、作業者がモーションキャプチャ2の2つのセンサ21R、21Lを両手に装着して、車両の所定位置に仮組み付けされている第1の部品をその位置から引き出して第2の部品を組み付け後、第1の部品を車両の元の位置に収納して組み付ける作業の場合には、相対距離データ判定機能33aが相対距離検出データが所定時間経過後にその相対距離閾値の幅内に到達していると判定すると、さらに、相対角度データ判定機能33eにより、2つのセンサ21R、21Lで検出された作業動作検出データに基づき相対角度を算出し、その2つのセンサ21R、21Lから得られた相対角度算出データに対応する相対角度閾値データを相対角度閾値データ記憶部34から選択する。   The work analysis unit 33 having such a relative angle data determination function 33e is configured such that the work analysis unit 33 having the relative angle data determination function 33e has two sensors 21R and 21L of the motion capture 2 attached to both hands. In the case of the work of pulling out the first part temporarily assembled at a predetermined position of the vehicle from the position and assembling the second part and then storing and assembling the first part at the original position of the vehicle, If the relative distance data determination function 33a determines that the relative distance detection data has reached the width of the relative distance threshold after a predetermined time has passed, the relative angle data determination function 33e further detects the two sensors 21R and 21L. Relative angle is calculated based on the obtained work motion detection data, and the relative angle corresponding to the relative angle calculation data obtained from the two sensors 21R and 21L is calculated. Selecting degrees threshold data from the relative angle threshold data storage unit 34.

この際、相対角度データ判定機能33eは、図9に示すような横軸が時間軸で縦軸が相対角度である曲線グラフの作業波形を利用して、相対角度算出データが相対距離データ判定機能33aに設定された所定時間経過後に相対角度閾値の幅内に到達している場合にはその作業が正常に行われたと判定し、閾値の幅内から外れている場合には作業が正常に行われていないと判断する。なお、図9は相対角度算出データのX軸成分の作業波形のみが示されているが、相対角度算出データのY軸成分、Z軸成分の各作業波形も得ることができる。したがって、X軸成分、Y軸成分、Z軸成分のうち何れか1つでも相対角度算出データが所定時間経過後にその相対角度閾値の幅内に到達していない場合には、作業が正常に行われていないと判断する。   At this time, the relative angle data determination function 33e uses a work waveform of a curve graph in which the horizontal axis is the time axis and the vertical axis is the relative angle as shown in FIG. When the relative angle threshold is reached after the predetermined time set in 33a has elapsed, it is determined that the work has been normally performed, and when the work is out of the threshold, the work is performed normally. Judge that it is not. Note that FIG. 9 shows only the work waveform of the X-axis component of the relative angle calculation data, but each work waveform of the Y-axis component and the Z-axis component of the relative angle calculation data can also be obtained. Therefore, if any one of the X-axis component, the Y-axis component, and the Z-axis component does not reach the relative angle threshold after the predetermined time has elapsed, the operation is performed normally. Judge that it is not.

また、相対角度データ判定機能33eを有する作業解析部33は、作業者がモーションキャプチャ2の2つのセンサ21R、21Lのうち何れか一方だけを装着して部品を所定の位置に組み付けるだけの作業を行う場合には、作業不具合検出機能33cで、その部品が所定位置まで正常移動したことを検出すると、さらに、作業不具合検出機能33cで、その正常移動位置におけるモーションキャプチャ2の一方のセンサの回転角が既定角度範囲内で回転しているか否かを検出できればよいので、図10に示すような横軸が時間値で縦軸が回転角である曲線グラフの作業波形を利用して、モーションキャプチャ2からの作業動作検出データから算出された回転角データの作業波形と作業動作標準データの作業波形とを比較するとよい。   In addition, the work analysis unit 33 having the relative angle data determination function 33e performs an operation in which the worker only attaches one of the two sensors 21R and 21L of the motion capture 2 and assembles the component at a predetermined position. When performing, when the work defect detection function 33c detects that the part has moved normally to a predetermined position, the work defect detection function 33c further rotates the rotation angle of one sensor of the motion capture 2 at the normal movement position. Since it is only necessary to detect whether or not is rotating within a predetermined angle range, motion capture 2 is performed using a work waveform of a curve graph in which the horizontal axis is a time value and the vertical axis is a rotation angle as shown in FIG. The work waveform of the rotation angle data calculated from the work motion detection data from the work motion and the work waveform of the work motion standard data may be compared.

なお、センサの回転角は位置座標に基づき作業解析部33によって算出される。また、図10中、右側のグラフは作業位置における標準作業波形を示し、左側のグラフは回転角データの作業波形で、点線で形成された楕円部が作業位置を示すもので、上からX軸成分、Y軸成分及びZ軸成分のグラフとなっている。作業解析部33は比較した結果、回転角データの作業波形が作業動作標準データの作業波形に基づき予め定められた閾値から所定方向に離れて位置するときには作業上の不具合を検出する。   The rotation angle of the sensor is calculated by the work analysis unit 33 based on the position coordinates. In FIG. 10, the right graph shows the standard work waveform at the work position, the left graph shows the work waveform of the rotation angle data, and the ellipse formed by the dotted line shows the work position, and the X axis from the top. It is a graph of a component, a Y-axis component, and a Z-axis component. As a result of the comparison, the work analysis unit 33 detects a trouble in the work when the work waveform of the rotation angle data is located in a predetermined direction away from a predetermined threshold based on the work waveform of the work motion standard data.

上述したデータ処理装置3の各構成部は図1に示すように、それぞれ電気的に接続され、モーションキャプチャ2はセンサ21R及びセンサ21Lがそれぞれ信号処理部22に接続され、データ処理装置3は作業動作標準データ記憶部31及び相対距離閾値記憶部32がそれぞれ作業解析部33に接続されている。また、データ処理装置3の作業解析部33にはモーションキャプチャ2の信号処理部22及び報知部4が接続されている。なお、データ処理装置3に相対角度閾値データ記憶部34を備えた場合には、当該相対角度閾値データ記憶部34を作業解析部33に接続させる。   As shown in FIG. 1, the components of the data processing device 3 described above are electrically connected, the motion capture 2 has a sensor 21R and a sensor 21L connected to the signal processing unit 22, and the data processing device 3 The operation standard data storage unit 31 and the relative distance threshold storage unit 32 are connected to the work analysis unit 33, respectively. Further, the signal processing unit 22 and the notification unit 4 of the motion capture 2 are connected to the work analysis unit 33 of the data processing device 3. In the case where the data processing device 3 includes the relative angle threshold value data storage unit 34, the relative angle threshold value data storage unit 34 is connected to the work analysis unit 33.

このように構成された作業判定システム1におけるデータ処理装置3の各構成は、演算処理装置によって実行されるプログラムによって実現されるものである。このプログラムによるデータ処理手順について図11のフローチャートに基づき説明する。なお、データ処理装置3は、相対角度閾値データ記憶部34を備えず、作業解析部33に相対角度データ判定機能33eを有していないものとする。   Each configuration of the data processing device 3 in the work determination system 1 configured as described above is realized by a program executed by the arithmetic processing device. The data processing procedure by this program will be described based on the flowchart of FIG. It is assumed that the data processing device 3 does not include the relative angle threshold value data storage unit 34 and does not have the relative angle data determination function 33e in the work analysis unit 33.

例えば、作業者が両手の手指にセンサ21R、21Lを装着した状態で、上述した作業工程(2)の作業を行うと(ステップ101)、その作業動作をセンサ21R、21Lが検出して作業者の作業動作情報である作業動作検出データを信号処理部22に送信する。信号処理部22は、この作業動作検出データをデータ処理装置3の作業解析部33に時系列で送信する。   For example, when the worker performs the work of the above-described work process (2) with the sensors 21R and 21L mounted on the fingers of both hands (step 101), the work movement is detected by the sensors 21R and 21L. The work motion detection data which is the work motion information is transmitted to the signal processing unit 22. The signal processing unit 22 transmits the work motion detection data to the work analysis unit 33 of the data processing device 3 in time series.

作業解析部33は、モーションキャプチャ2のセンサ21Rから時系列で受信する作業動作検出データを取り込むと共に、センサ21Lから時系列で受信する作業動作検出データを取り込むと(ステップ102、103)、データ形式変換部33dでデータ処理装置用の3次元座標データに変換する(ステップ104)。作業解析部33は、このデータ処理装置用のデータ形式に変換された各センサからの作業動作検出データに基づき、相対距離データ判定機能33aで、センサ21Rを原点にしてセンサ21Lとの相対距離を算出する(ステップ105)。   When the work analysis unit 33 captures the work motion detection data received in time series from the sensor 21R of the motion capture 2 and the work motion detection data received in time series from the sensor 21L (steps 102 and 103), the data format The conversion unit 33d converts the data into three-dimensional coordinate data for the data processing device (step 104). Based on the work motion detection data from each sensor converted into the data format for the data processing device, the work analysis unit 33 uses the relative distance data determination function 33a to determine the relative distance from the sensor 21L with the sensor 21R as the origin. Calculate (step 105).

相対距離データ判定機能33aは、ステップ105で算出された相対距離算出データに対応する相対距離閾値データ記憶部32に登録された相対距離閾値データを呼び出して(ステップ106)、ステップ105で算出された相対距離算出データが所定時間経過後に相対距離閾値の幅内に到達した場合には、車両の所定位置に仮組み付けされているオーディオをその位置から引き出して付属部品を正常に組み付けたと判定して、このプログラムによるデータ処理は終了する(ステップ107、108、109)。一方、ステップ105で算出された相対距離算出データが所定時間経過後に相対距離閾値の幅内に到達していない場合には、車両の所定位置に仮組み付けされているオーディオをその位置から引き出して付属部品を正常に組み付けられなかったと判定して、報知部4で警報を出力することで作業者や検査員に知らせて、このプログラムによるデータ処理は終了する(ステップ107、108、110、109)。   The relative distance data determination function 33a calls the relative distance threshold data registered in the relative distance threshold data storage unit 32 corresponding to the relative distance calculation data calculated in step 105 (step 106), and is calculated in step 105. If the relative distance calculation data reaches within the range of the relative distance threshold after the lapse of a predetermined time, it is determined that the audio temporarily mounted at a predetermined position of the vehicle is pulled out from the position and the accessory part is normally mounted. Data processing by this program ends (steps 107, 108, 109). On the other hand, if the relative distance calculation data calculated in step 105 has not reached the range of the relative distance threshold after a lapse of a predetermined time, the audio temporarily assembled at a predetermined position of the vehicle is extracted from that position and attached. It is determined that the part has not been properly assembled, and an alarm is output from the notification unit 4 to notify the worker and the inspector, and the data processing by this program ends (steps 107, 108, 110, 109).

このように、作業解析部33は、そのセンサ21R、21L間の相対距離算出データに対応する相対距離閾値データを相対距離閾値データ記憶部から呼び出して、相対距離算出データが所定時間経過後に相対距離閾値の幅内に到達した否かで、作業者の作業状態を正確に判定することができる。   As described above, the work analysis unit 33 calls the relative distance threshold value data corresponding to the relative distance calculation data between the sensors 21R and 21L from the relative distance threshold data storage unit, and the relative distance calculation data is obtained after the predetermined time has elapsed. The operator's work state can be accurately determined based on whether or not the threshold is reached.

また、作業者が例えば右手の手指にセンサ21Rを装着した状態で、上述した作業工程(1)の作業を行うと(ステップ101)、その作業動作をセンサ21Rが検出して作業者の作業動作情報である作業動作検出データを信号処理部22に送信する。信号処理部22は、この作業動作検出データをデータ処理装置3の作業解析部33に時系列で送信する。   For example, when the worker performs the work of the above-described work process (1) with the sensor 21R mounted on the finger of the right hand (step 101), the work movement of the worker is detected by the sensor 21R. The work operation detection data as information is transmitted to the signal processing unit 22. The signal processing unit 22 transmits the work motion detection data to the work analysis unit 33 of the data processing device 3 in time series.

作業解析部33は、モーションキャプチャ2のセンサ21Rから時系列で受信する作業動作検出データを取り込んでいるがセンサ21Lから時系列で受信する作業動作検出データを取り込んでいない場合には(ステップ102、103)、ステップ104ではなくてステップ111に移行して、データ形式変換部33dでデータ処理装置用の作業動作検出データに変換する。   The work analysis unit 33 captures the work motion detection data received in time series from the sensor 21R of the motion capture 2 but does not capture the work motion detection data received in time series from the sensor 21L (step 102, 103), the process proceeds to step 111 instead of step 104, and the data format conversion unit 33d converts the data into work motion detection data for the data processing apparatus.

作業解析部33は、このデータ処理装置用のデータ形式に変換されたセンサ21Rからの作業動作検出データに基づき、作業動作標準データ記憶部31のデータベースからヘッドランプの組付工程である作業工程(1)の作業動作標準データを呼び出して(ステップ112)、作業動作検出データと作業動作標準データとを比較する(ステップ113)。   Based on the work motion detection data from the sensor 21R converted into the data format for the data processing device, the work analysis unit 33 works from the database of the work motion standard data storage unit 31 as a work step (head lamp assembly process). The work operation standard data of 1) is called (step 112), and the work operation detection data is compared with the work operation standard data (step 113).

作業解析部33は作業波形の照合の結果、作業動作検出データの作業波形と作業動作標準データの作業波形との間に差異が生じている場合には、その差異から作業者の作業上の不具合を検出する。この差異として作業動作検出データの作業波形が作業動作標準データの作業波形に基づき予め定められた閾値から所定方向に離れて位置するときには作業上の不具合を検出し(ステップ114)、それに基づく作業不具合情報が報知部4に送信されるので、報知部4は作業上の不具合を警報することができる(ステップ115)。報知部4が作業上の不具合を警報することで、このプログラムによるデータ処理は終了する(ステップ116)。   If there is a difference between the work waveform of the work motion detection data and the work waveform of the work motion standard data as a result of the collation of the work waveform, the work analysis unit 33 causes a malfunction in the worker's work from the difference. Is detected. As a difference, when the work waveform of the work motion detection data is located in a predetermined direction away from a predetermined threshold based on the work waveform of the work motion standard data, a work trouble is detected (step 114), and the work trouble based on the work trouble is detected. Since the information is transmitted to the notification unit 4, the notification unit 4 can warn of a malfunction in the work (step 115). When the notification unit 4 warns of a malfunction in the work, the data processing by this program ends (step 116).

また、作業動作検出データの作業波形と作業動作標準データの作業波形との間に差異が生じていない場合には、このプログラムによるデータ処理は終了する(ステップ116)。   If there is no difference between the work waveform of the work motion detection data and the work waveform of the work motion standard data, the data processing by this program ends (step 116).

なお、作業解析部33の作業動作データ判定機能33bを併用する場合には、プログラムによるデータ処理手順は図12に示すフローチャートのようになる。   When the work motion data determination function 33b of the work analysis unit 33 is used together, the data processing procedure by the program is as shown in the flowchart of FIG.

即ち、例えば、作業者が両手の手指にセンサ21R、21Lを装着した状態で、上述した作業工程(2)の作業を行うと、図11のフローチャートと同様に作業解析部33でステップ101〜ステップ104までが実行される。ステップ104が実行されると、作業解析部33は作業動作データ判定機能33bで、データ処理装置用のデータ形式に変換されたセンサ21R、21Lからの作業動作検出データに基づき、作業動作標準データ記憶部31のデータベースから上述した作業工程(2)の作業動作標準データを呼び出して(ステップ201)、作業動作検出データと作業動作標準データとを比較する(ステップ202)。   That is, for example, when the worker performs the work of the above-described work process (2) with the sensors 21R and 21L mounted on the fingers of both hands, the work analysis unit 33 performs steps 101-steps as in the flowchart of FIG. Up to 104 are executed. When step 104 is executed, the work analysis unit 33 stores the work movement standard data based on the work movement detection data from the sensors 21R and 21L converted into the data format for the data processing device by the work movement data determination function 33b. The work operation standard data of the above-described work process (2) is called from the database of the unit 31 (step 201), and the work operation detection data is compared with the work operation standard data (step 202).

作業動作データ判定機能33bは図6(B)、(C)に示すように、各センサ21R、21Lからの作業動作検出データの作業波形が、所定時間経過後にステップ201で呼び出した作業動作標準データの作業波形に基づき予め定められた閾値の幅内に位置している場合にはステップ105に移行し、所定時間経過後にステップ201で呼び出した作業動作標準データの閾値の幅内から外れている場合にはステップ110に移行する(ステップ203)。したがって、ステップ105に移行した場合には、相対距離データ判定機能33aが開始され、ステップ110に移行した場合には、プログラムによるデータ処理は終了する。   As shown in FIGS. 6B and 6C, the work motion data determination function 33b is the work motion standard data that the work waveform of the work motion detection data from each of the sensors 21R and 21L is called in step 201 after a predetermined time has elapsed. If it is located within a predetermined threshold width based on the work waveform, the process proceeds to step 105, and after a predetermined time has elapsed, it is out of the threshold width of the work operation standard data called in step 201 Then, the process proceeds to step 110 (step 203). Therefore, when the process proceeds to step 105, the relative distance data determination function 33a is started, and when the process proceeds to step 110, the data processing by the program ends.

このように、作業工程(2)の作業開始から終了までの作業動作検出データの作業波形を監視することにより両手の作業状態をそれぞれ把握することができるので、相対距離データ判定機能33aでは検出できない各々の手の作業状態を把握することができる。したがって、作業者の作業状態をより正確に判定することができる。   Thus, since the work state of both hands can be grasped by monitoring the work waveform of the work motion detection data from the work start to the work end of the work process (2), it cannot be detected by the relative distance data determination function 33a. The working state of each hand can be grasped. Therefore, it is possible to more accurately determine the working state of the worker.

なお、データ処理装置3が、相対角度閾値データ記憶部34を備え、作業解析部33に相対角度データ判定機能33eを有する場合には、図13に示すようなデータ処理手順が追加される。この図13に示すデータ処理手順は図11のデータ処理手順及び図12のデータ処理手順の何れにも適用され、図11、図12のステップ108で車両の所定位置に仮組み付けされているオーディオをその位置から引き出して付属部品を正常に組み付けたと判定すると、作業解析部33は、このデータ処理装置用のデータ形式に変換された各センサからの作業動作検出データに基づき、相対角度データ判定機能33eで、例えばセンサ21Rを原点にしてセンサ21Lとの相対角度を算出する(ステップ120)。   When the data processing device 3 includes the relative angle threshold value data storage unit 34 and the work analysis unit 33 has the relative angle data determination function 33e, a data processing procedure as shown in FIG. 13 is added. The data processing procedure shown in FIG. 13 is applied to both the data processing procedure of FIG. 11 and the data processing procedure of FIG. 12, and the audio temporarily assembled at a predetermined position of the vehicle in step 108 of FIGS. When it is determined that the attached part is normally assembled after being pulled out from the position, the work analysis unit 33 is based on the work motion detection data from each sensor converted into the data format for the data processing device, and the relative angle data determination function 33e. Thus, for example, the relative angle with the sensor 21L is calculated with the sensor 21R as the origin (step 120).

相対角度データ判定機能33eは、ステップ120で算出された相対角度算出データに対応する相対角度閾値データ記憶部34に登録された相対距離閾値データを呼び出して(ステップ121)、ステップ120で算出された相対角度算出データが相対距離データ判定機能33aと同じ所定時間経過後に相対角度閾値の幅内に到達した場合には、車両の所定位置に仮組み付けされているオーディオをその位置から引き出して付属部品を正常に組み付けたと判定して、このプログラムによるデータ処理は終了する(ステップ122、123、109)。一方、ステップ120で算出された相対角度算出データが所定時間経過後に相対角度閾値の幅内に到達していない場合には、車両の所定位置に仮組み付けされているオーディオをその位置から引き出して付属部品を正常に組み付けられなかったと判定して、報知部4で警報を出力することで作業者や検査員に知らせて、このプログラムによるデータ処理は終了する(ステップ122、123、110、109)。   The relative angle data determination function 33e calls the relative distance threshold data registered in the relative angle threshold data storage unit 34 corresponding to the relative angle calculation data calculated in step 120 (step 121), and is calculated in step 120. When the relative angle calculation data reaches within the relative angle threshold after the same predetermined time as that of the relative distance data determination function 33a, the audio temporarily assembled at a predetermined position of the vehicle is pulled out from the position and the attached part is removed. It is determined that the assembly has been normally performed, and the data processing by this program ends (steps 122, 123, 109). On the other hand, if the relative angle calculation data calculated in step 120 has not reached the range of the relative angle threshold after a predetermined time has elapsed, the audio temporarily assembled at a predetermined position of the vehicle is pulled out from that position and attached. It is determined that the part has not been assembled normally, and an alarm is output by the notification unit 4 to notify the operator and the inspector, and the data processing by this program ends (steps 122, 123, 110, 109).

このように、作業解析部33は、相対距離と共に相対角度でも作業者の作業状態を判定することができるので、作業解析部33の判定機能の判定精度を高めることができるようになる。   As described above, the work analysis unit 33 can determine the worker's work state even with the relative distance and the relative angle, so that the determination accuracy of the determination function of the work analysis unit 33 can be improved.

また、図11、図12のフローチャートにおいて、ステップ104は、データ形式変換部33dが組み込まれていない場合には省略される。   In the flowcharts of FIGS. 11 and 12, step 104 is omitted when the data format conversion unit 33d is not incorporated.

このようなデータ処理手順がデータ処理装置3の演算処理装置によって実行されるプログラムは、コンピュータ読み取り可能なCD、DVD等の記録媒体に記録させておくことで、複数のデータ処理装置3で利用可能になる。   A program in which such a data processing procedure is executed by the arithmetic processing unit of the data processing device 3 can be used by a plurality of data processing devices 3 by recording the program on a computer-readable recording medium such as a CD or a DVD. become.

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。   Although the present invention has been described with the specific embodiments shown in the drawings, the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings, and is known so far as long as the effects of the present invention are achieved. It goes without saying that any configuration can be adopted.

1……作業判定システム
2……モーションキャプチャ
21R、21L……センサ
31……作業動作標準データ記憶部
32……相対距離閾値データ記憶部
33……作業解析部
33a……相対距離データ判定機能
33b……作業動作データ判定機能
33e……相対角度データ判定機能
34……相対角度閾値データ記憶部
4……報知部
1 …… Work determination system 2 …… Motion capture 21R, 21L …… Sensor 31 …… Work motion standard data storage unit 32 …… Relative distance threshold data storage unit 33 …… Work analysis unit 33a …… Relative distance data determination function 33b …… Work motion data determination function 33e …… Relative angle data determination function 34 …… Relative angle threshold data storage unit 4 …… Notification unit

Claims (8)

工場内の生産ラインにおいて、作業者が右手に持っている部品と左手に持っている部品とを任意の位置で組み付ける組み付け作業を行っている当該作業者の両手の作業動作をそれぞれ経時的に測定して、その測定結果である作業動作検出データを送信するために当該両手に装着されるセンサを有し、当該センサは前記作業者の手指に装着される複数の磁気式3次元位置姿勢センサで、前記磁気式3次元位置姿勢センサ群で検出された前記作業者の作業動作情報を受信して前記作業動作検出データを3次元座標データとして前記作業解析部に送信する信号処理部を備えているモーションキャプチャと、
前記モーションキャプチャの前記2つのセンサ間の相対距離の閾値である相対距離閾値データが予め作業工程毎に登録された相対距離閾値データ記憶部と、
前記モーションキャプチャから送信されてきた前記各センサで検出された前記3次元座標データである作業動作検出データを時系列で受信して、前記2つのセンサ間の前記相対距離で前記作業者の作業中における両手の動きを経時的に把握するために何れか一方の前記センサを原点にして他方の前記センサとの前記相対距離を算出し、前記3次元座標データである当該相対距離算出データの作業工程と一致する前記相対距離閾値データ記憶部に登録された前記相対距離閾値データに基づき前記3次元座標データである相対距離算出データのX軸成分、Y軸成分、Z軸成分の各作業波形が所定時間経過後に前記相対距離閾値の幅内に到達した場合には前記組み付け作業が正常に行われたと判定し、前記3次元座標データである相対距離算出データのX軸成分、Y軸成分、Z軸成分の各作業波形のうち何れか1つでも前記所定期間経過後に前記相対距離閾値の幅内から外れている場合には前記組み付け作業が正常に行われていないと判定する相対距離データ判定機能を有する作業解析部とを備えていることを特徴とする作業判定システム。
In a production line in a factory, the worker each time measured components and the worker and components have left hand are working assembly assembled in any position both hands of the work operation the have the right to, have a sensor mounted to the hands in order to transmit the working operation detection data is the measurement result, the sensor is a plurality of magnetic three-dimensional position and orientation sensor mounted on the finger of the operator A signal processing unit that receives the work motion information of the worker detected by the magnetic three-dimensional position / orientation sensor group and transmits the work motion detection data to the work analysis unit as three-dimensional coordinate data. With motion capture,
A relative distance threshold data storage unit in which relative distance threshold data that is a threshold of a relative distance between the two sensors of the motion capture is registered in advance for each work process;
The work motion detection data, which is the three-dimensional coordinate data detected by each sensor transmitted from the motion capture , is received in time series, and the worker is working at the relative distance between the two sensors. In order to grasp the movement of both hands over time, one of the sensors is used as an origin, the relative distance from the other sensor is calculated, and the relative distance calculation data that is the three-dimensional coordinate data is processed. The X-axis component, Y-axis component, and Z-axis component work waveforms of the relative distance calculation data , which is the three-dimensional coordinate data, based on the relative distance threshold data registered in the relative distance threshold data storage unit that matches determines that the assembly work is successful when it reaches the width in the relative distance threshold after a time lapse, said a 3-dimensional coordinate data relative distance calculation Day If any one of the work waveforms of the X-axis component, Y-axis component, and Z-axis component is out of the range of the relative distance threshold after the predetermined period, the assembling work is performed normally. A work determination system comprising: a work analysis unit having a relative distance data determination function for determining that there is not .
前記モーションキャプチャの前記2つのセンサ間の相対角度の閾値である相対角度閾値データが予め作業工程毎に登録された相対角度閾値データ記憶部を備え、
前記作業解析部は、前記相対距離データ判定機能で前記相対距離算出データが前記所定時間経過後に前記相対距離閾値の幅内に到達した場合には、さらに、前記2つのセンサで検出された前記3次元座標データである作業動作検出データに基づき相対角度を算出し、当該相対角度算出データの作業工程と一致する前記相対角度閾値データ記憶部に登録された前記相対角度データに基づき前記相対角度算出データのX軸成分、Y軸成分、Z軸成分の各作業波形が前記所定時間経過後に前記相対角度閾値の幅内に到達した場合には前記組み付け作業が正常に行われたと判定し、前記相対角度算出データのX軸成分、Y軸成分、Z軸成分の各作業波形のうち何れか1つでも前記所定期間経過後に前記相対角度閾値の幅内から外れている場合には前記組み付け作業が正常に行われていないと判定する相対角度データ判定機能を有することを特徴とする請求項1記載の作業判定システム。
A relative angle threshold data storage unit in which relative angle threshold data that is a threshold of a relative angle between the two sensors of the motion capture is registered in advance for each work process;
The working analyzer, when the relative distance calculated data in the relative distance data determining function has reached within the width of the relative distance threshold after the predetermined time, furthermore, the three said detected by the two sensors The relative angle calculation data is calculated based on the relative angle data registered in the relative angle threshold data storage unit that calculates the relative angle based on the work motion detection data that is the dimensional coordinate data and matches the work process of the relative angle calculation data. When the work waveforms of the X-axis component, Y-axis component, and Z-axis component reach within the range of the relative angle threshold after the lapse of the predetermined time, it is determined that the assembling work has been normally performed, and the relative angle If any one of the X-axis component, Y-axis component, and Z-axis component work waveforms of the calculated data falls outside the range of the relative angle threshold after the predetermined period has elapsed, Working determination system according to claim 1, characterized by having a determining relative angular data determining function and viewed with the work is not normally performed.
前記作業者の前記両手それぞれの前記作業動作の標準である作業動作標準データが予め作業工程毎に登録された作業動作標準データ記憶部を備え、
前記作業解析部は、前記モーションキャプチャの前記2つのセンサそれぞれから時系列で受信する前記作業動作検出データと、前記作業動作検出データの作業工程と一致する前記作業動作標準データ記憶部に登録された前記作業動作標準データとを比較して、前記何れか一方のセンサからの前記作業動作検出データの作業波形が前記作業動作標準データの作業波形に基づき予め定められた閾値の幅内から外れたときには前記相対距離データ判定機能に移行することなく作業解析を終了する作業動作データ判定機能を有することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の作業判定システム。
A work movement standard data storage unit in which work movement standard data, which is the standard of the work movement of each of the hands of the worker, is registered in advance for each work process,
The work analysis unit is registered in the work motion detection data received in time series from each of the two sensors of the motion capture and the work motion standard data storage unit that matches the work process of the work motion detection data When the work waveform of the work motion detection data from any one of the sensors is compared with the work motion standard data and deviates from a predetermined threshold width based on the work waveform of the work motion standard data. The work determination system according to claim 1, further comprising a work motion data determination function for ending work analysis without shifting to the relative distance data determination function.
前記作業解析部による解析結果に基づき前記作業者の作業状態の判定結果を報知する報知部を備えていることを特徴とする請求項1乃至請求項のうち何れか1項に記載の作業判定システム。 The work determination according to any one of claims 1 to 3 , further comprising a notification unit that notifies a determination result of the work state of the worker based on an analysis result by the work analysis unit. system. 工場内の生産ラインにおいて、作業者が右手に持っている部品と左手に持っている部品とを任意の位置で組み付ける組み付け作業を行っている作業者の両手の作業動作をそれぞれモーションキャプチャの前記両手に装着されるセンサによって経時的に測定し、その測定結果である作業動作検出データを作業解析部に送信して前記作業者の作業状態を解析するにあたり、前記モーションキャプチャは、前記センサが前記作業者の手指に装着される複数の磁気式3次元位置姿勢センサで、前記磁気式3次元位置姿勢センサ群で検出された前記作業者の作業動作情報を受信して前記作業動作検出データを3次元座標データとして前記作業解析部に送信する信号処理部を備えている作業判定方法であって、
前記作業解析部は、
前記モーションキャプチャから送信されてきた前記各センサで検出された前記3次元座標データである作業動作検出データを時系列で受信して、前記2つのセンサ間の相対距離で前記作業者の作業中における両手の動きを継時的に把握するために何れか一方の前記センサを原点にして他方の前記センサとの前記相対距離を算出する第1のステップと、
前記第1のステップで算出された前記3次元座標データである相対距離算出データに対応する相対距離閾値データ記憶部に登録された相対距離閾値データを呼び出す第2のステップと、
前記第1のステップで算出された前記3次元座標データである相対距離算出データのX軸成分、Y軸成分、Z軸成分の各作業波形が所定時間経過後に前記相対距離閾値の幅内に到達した場合には前記組み付け作業が正常に行われたと判定し、前記3次元座標データである相対距離算出データのX軸成分、Y軸成分、Z軸成分の各作業波形のうち何れか1つでも前記所定期間経過後に前記相対距離閾値の幅内から外れている場合には前記組み付け作業が正常に行われていないと判定する第3のステップとを有することを特徴とする作業判定方法。
In the production line in the factory, the motion movements of both hands of the worker who is performing the assembly work of assembling the parts that the worker has on the right hand and the parts on the left hand at any position are the above-mentioned both hands of motion capture. The motion capture is performed by the sensor when the work is detected by the sensor attached to the sensor and the work motion detection data as a result of the measurement is transmitted to the work analysis unit to analyze the work state of the worker. A plurality of magnetic three-dimensional position / orientation sensors mounted on a person's finger, receiving the worker's work operation information detected by the magnetic three-dimensional position / orientation sensor group, and A work determination method comprising a signal processing unit that transmits to the work analysis unit as coordinate data ,
The work analysis unit
The work motion detection data, which is the three-dimensional coordinate data detected by each sensor transmitted from the motion capture, is received in time series, and the worker is working at the relative distance between the two sensors. a first step of calculating the relative distance between the other said sensor by the movement of both hands to the origin the sensor of one to over time grasp,
A second step of calling the relative distance threshold data registered in the relative distance threshold data storage unit corresponding to the relative distance calculation data that is the three-dimensional coordinate data calculated in the first step;
The work waveforms of the X-axis component, the Y-axis component, and the Z-axis component of the relative distance calculation data that is the three-dimensional coordinate data calculated in the first step reach within the range of the relative distance threshold after a predetermined time. In such a case, it is determined that the assembling work has been normally performed, and any one of the X-axis component, Y-axis component, and Z-axis component work waveforms of the relative distance calculation data that is the three-dimensional coordinate data is used. And a third step of determining that the assembling operation is not normally performed when the relative distance threshold is not within a range after the predetermined period has elapsed .
前記第3のステップで、前記相対距離算出データが前記所定時間経過後に前記相対距離閾値の幅内に到達した場合には、さらに、前記2つのセンサで検出された前記3次元座標データである作業動作検出データに基づき相対角度を算出する第4のステップと、
前記第4のステップで算出された相対角度算出データに対応する相対角度閾値データ記憶部に登録された相対角度閾値データを呼び出す第5のステップと、
前記第5のステップで算出された前記相対角度算出データのX軸成分、Y軸成分、Z軸成分の各作業波形が前記所定時間経過後に前記相対角度閾値の幅内に到達した場合には前記組み付け作業が正常に行われたと判定し、前記相対角度算出データのX軸成分、Y軸成分、Z軸成分の各作業波形のうち何れか1つでも前記所定期間経過後に前記相対角度閾値の幅内から外れている場合には前記組み付け作業が正常に行われていないと判定する第6のステップとを有することを特徴とする請求項記載の作業判定方法。
In the third step, when the relative distance calculation data has reached within the width of the relative distance threshold after the predetermined time is further the 3-dimensional coordinate data detected by the two sensors work A fourth step of calculating a relative angle based on the motion detection data;
A fifth step of calling the relative angle threshold data registered in the relative angle threshold data storage unit corresponding to the relative angle calculation data calculated in the fourth step;
X-axis component of the relative angle calculation data calculated by said fifth step, said if the Y-axis component, each work waveform of the Z-axis component has reached the relative angle threshold within the width after the predetermined time It is determined that the assembling work has been normally performed, and the width of the relative angle threshold value is obtained after the predetermined period has elapsed in any one of the X-axis component, Y-axis component, and Z-axis component work waveforms of the relative angle calculation data. 6. The work determination method according to claim 5 , further comprising: a sixth step of determining that the assembly work is not normally performed when it is out of the inside .
前記第1のステップの前に、前記モーションキャプチャの前記2つのセンサそれぞれから時系列で受信する前記作業動作検出データに対応する作業動作標準データ記憶部に登録された作業動作標準データを呼び出すステップと、
前記何れか一方のセンサからの前記作業動作検出データの作業波形が前記ステップで呼び出した前記作業動作標準データの作業波形に基づき予め定められた閾値の幅内から外れたときには前記第1のステップに移行することなく作業解析を終了するステップとを有することを特徴とする請求項又は請求項記載の作業判定方法。
Calling the work motion standard data registered in the work motion standard data storage unit corresponding to the work motion detection data received in time series from each of the two sensors of the motion capture before the first step; ,
When the work waveform of the work motion detection data from any one of the sensors deviates from a predetermined threshold width based on the work waveform of the work motion standard data called in the step, the first step is performed. claim 5 or 6 working determination method wherein a and a step of finish working analysis without shifting.
請求項乃至請求項のうち何れか1項に記載の作業判定方法によって実現するためのプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 Working judgment computer-readable recording medium storing a program for implementing the method according to any one of claims 5 to 7.
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