JP7122925B2 - 接合過程監視システム - Google Patents
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Description
<接合過程監視装置5>
以下、接合過程監視装置5が内蔵する各構成の詳細につき、図3~図8を用いながら順次説明する。
<接合境界接合度評価部51>
先ず、図3と図4を用いて、接合境界接合度評価部51を説明する。
<供給熱エネルギ評価部52>
次に、図5と図6を用いて、供給熱エネルギ評価部52を説明する。
<周方向移動評価部53>
ここで、接合加工時に接合対象部材1の回転がなければ、接合境界接合度評価部51や供給熱エネルギ評価部52の出力をそのまま監視指標にしても問題ないが、図1の例のように、接合対象部材1を周方向に回転させながら接合加工を行う場合、光学カメラ4aやサーモカメラ4bが撮影した画像からは周方向回転の検知が困難であるため、接合対象部材1の姿勢毎に接合進行度を求めることが難しい。
<接合進行度評価部55>
次に、図8を用いて、接合進行度評価部55を説明する。接合進行度評価部55は、上述した、接合境界接合度評価部51、供給熱エネルギ評価部52、周方向移動評価部53の各出力を関連付けるものであり、例えば、接合対象部材1の回転角θ毎に、接合度、最高温度、積算加熱時間、積算熱エネルギ等を紐付けた、接合進行度評価テーブル8を作成する。
<表示装置6>
次に、図9を用いて、接合進行度評価部55による評価結果や異常検知を作業者に報知する表示装置6の表示画面例を説明する。表示装置6の表示画面は、主に、レーダーチャート表示部61と、接合進行度表示部62から構成されている。レーダーチャート表示部61には、接合条件範囲データベース54から読み取った、各評価項目の目標値61t、上限値61h、下限値61l、および、実際の評価値61θが表示されるため、作業者は各評価項目の評価値61θと目標値61tの差から接合加工の凡その進捗を把握することができる。また、接合進行度表示部62には、回転角θ毎に、接合進行度と、接合作業継続の要否が表示されるため、作業者は、回転角θ毎の接合作業の継続要否を簡単に確認することができる。
<作業者データの登録方法>
図11は、サーバ9の追加データデータベース9cに、作業者データを登録する方法を説明する図である。同じ形状の接合対象部材1を同じ方向に同じ量だけ同じ速度で回転させた場合であっても、筋電センサが検出する筋電パターンは作業者毎に若干異なるため、作業者毎に用意された筋電パターンデータ(以下、「作業者データ」と称する)を用いることができれば、周方向移動評価部53は接合対象部材1の回転角θをより正確に求めることができる。
<製造記録データの登録方法>
上述した作業者データを生成しておけば、筋電センサ3R、3Lの出力の挙動に基づいて、作業者を特定することも可能になる。従って、製造記録データ生成部9bでは、筋電センサ3R、3Lの出力に基づいて特定した作業者毎に、当該作業者の作業映像や、接合進行度等の各種評価値、製品のIDなどを纏めた製造記録データを生成し、追加データデータベース9cに登録する。
1、1a、1b 接合対象部材、
1c 接合境界、
2 加熱装置、
2a 熱風、
3R、3L 筋電センサ、
4a 光学カメラ、
4b サーモカメラ、
5 接合過程監視装置、
51 接合境界接合度評価部、
51a 接合境界抽出部、
51b 接合度算出部、
52 供給熱エネルギ評価部、
52a 監視範囲抽出部、
52b 最高温度検出部、
52c 積算熱エネルギ算出部、
53 周方向移動評価部、
53a 移動方向決定部、
53b 移動量決定部、
54a 接合条件範囲データベース、
54b 筋電パターンデータベース、
55 接合進行度評価部、
6 表示装置、
61 レーダーチャート表示部、
61t 接合条件の目標値、
61h 接合条件の上限値、
61l 接合条件の下限値、
61θ 評価値、
62 接合進行度表示部、
7a 最高温部、
7b 高温部、
7c 低温部、
7d 監視範囲、
8、8a、8b 接合進行度評価テーブル、
9 サーバ
9a 作業者データ生成部、
9b 製造記録データ生成部、
9c 追加データデータベース、
10 保持冶具、
10a 保持部、
11 シャフト、
12 エンコーダ、
13 通信装置、
14a、14b PLC、
15 MES、
16 ERP、
17 他のシステム、
18 機器
Claims (9)
- 棒状の樹脂部材の接合作業を監視する接合過程監視システムであって、
前記樹脂部材の接合境界を可視光で撮影する光学カメラと、
前記樹脂部材の接合境界の温度分布を撮影するサーモカメラと、
作業者の腕に取り付ける筋電センサと、
前記光学カメラ、前記サーモカメラ、前記筋電センサの各出力に基づき、前記樹脂部材の接合進行度を演算する接合過程監視装置と、を具備し、
前記接合過程監視装置は、
前記筋電センサの出力に基づき、前記樹脂部材の周方向の回転を評価する周方向移動評価部と、
前記光学カメラの出力に基づき、前記接合境界の接合度を評価する接合境界接合度評価部と、
前記サーモカメラの出力に基づき、前記接合境界への供給熱エネルギを評価する供給熱エネルギ評価部と、
前記周方向移動評価部が求めた前記樹脂部材の回転角毎に、前記接合境界接合度評価部と前記供給熱エネルギ評価部との評価結果に基づき、接合進行度を評価する接合進行度評価部と、
を具備することを特徴とする接合過程監視システム。 - 請求項1に記載の接合過程監視システムにおいて、
前記周方向移動評価部は、前記筋電センサの出力と、予め収集されている筋電パターンとを相関演算することで、前記樹脂部材の回転方向と回転量を評価すること特徴とする接合過程監視システム。 - 請求項2に記載の接合過程監視システムにおいて、
前記予め収集されている筋電パターンは、作業者が前記樹脂部材を回転させたときに観測された、前記筋電センサの出力と、前記樹脂部材と連結したエンコーダの出力を同期させて生成した学習データであることを特徴とする接合過程監視システム。 - 請求項3に記載の接合過程監視システムにおいて、
前記筋電センサの出力と前記学習データに基づいて作業者を特定し、
特定した作業者と、前記光学カメラの出力、前記接合境界接合度評価部の出力、前記サーモカメラの出力、前記供給熱エネルギ評価部の出力、前記接合進行度評価部の出力、または、樹脂部材のIDの少なくとも一つを紐付けて、製造記録を生成することを特徴とする接合過程監視システム。 - 請求項1に記載の接合過程監視システムにおいて、
前記接合境界接合度評価部は、
前記光学カメラが撮影した前記樹脂部材を長手方向に微分演算することで前記接合境界を抽出する接合境界抽出部と、
前記接合境界における前記微分演算結果の振幅に基づいて前記樹脂部材の接合度を算出する接合度算出部と、
を具備をすること特徴とする接合過程監視システム。 - 請求項1に記載の接合過程監視システムにおいて、
前記供給熱エネルギ評価部は、
前記サーモカメラが撮影した前記樹脂部材の接合境界部の最高温度を検出する最高温度検出部と、
該最高温度検出部で検出された最高温度の履歴を記憶し、積算加熱時間または積算熱エネルギを演算する熱エネルギ演算部と、
を具備をすること特徴とする接合過程監視システム。 - 請求項1に記載の接合過程監視システムにおいて、
前記接合進行度評価部は、作業者が前記樹脂部材を回転させた場合、または、所定時間が経過した場合に、前記接合進行度を更新すること特徴とする接合過程監視システム。 - 請求項1に記載の接合過程監視システムにおいて、
更に、前記樹脂部材の回転角毎に前記接合進行度評価部が評価した接合進行度を表示する表示装置を具備することを特徴とする接合過程監視システム。 - 請求項8に記載の接合過程監視システムにおいて、
前記表示装置は、
前記接合進行度をプロットした第1のレーダーチャートと、
予め設定された接合進行度の上限値をプロットした第2のレーダーチャートと、
予め設定された接合進行度の下限値をプロットした第3のレーダーチャートと、
を表示するとともに、
前記第1のレーダーチャートが、前記第2および前記第3のレーダーチャートに挟まれた範囲内にあるかを表示することを特徴とする接合過程監視システム。
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