WO2022014228A1 - 工具システム、工具、作業対象特定システム、作業対象特定方法及びプログラム - Google Patents

工具システム、工具、作業対象特定システム、作業対象特定方法及びプログラム Download PDF

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WO2022014228A1
WO2022014228A1 PCT/JP2021/022466 JP2021022466W WO2022014228A1 WO 2022014228 A1 WO2022014228 A1 WO 2022014228A1 JP 2021022466 W JP2021022466 W JP 2021022466W WO 2022014228 A1 WO2022014228 A1 WO 2022014228A1
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WO
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work
tool
image
unit
work target
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/022466
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English (en)
French (fr)
Inventor
良介 佐々木
昌典 栗田
睦裕 山中
隆之 新居
真介 植田
智史 梶山
Original Assignee
パナソニックIpマネジメント株式会社
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25FCOMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/418Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the present disclosure generally relates to a tool system, a tool, a work target identification system, a work target identification method and a program, and more specifically, a tool system including a portable tool, a portable tool, a work target identification system, and a work target identification. Regarding methods and programs.
  • Patent Document 1 describes a tool system including a portable tool.
  • the portable tool has a drive unit and an image pickup unit that are operated by power from a battery pack.
  • the image pickup unit is arranged so that the socket attached to the output shaft of the tool fits within the image pickup range, and is a work target (object or place where work is performed using the tool, etc.) when working with the tool. ) Is imaged.
  • the captured image generated by the image pickup unit is used to identify the work target on which the tool is set (that is, the tool is prepared so that the work can be performed on the work target).
  • the tool system compares the captured image generated by the image pickup unit with a plurality of reference images stored in the image storage unit, and identifies the work target to be reflected in the captured image.
  • An object of the present disclosure is to provide a tool system, a tool, a work target identification system, a work target identification method, and a program capable of shortening the time until the work target reflected in the captured image is specified.
  • the tool system of one aspect of the present disclosure includes a portable tool, an imaging unit, and a processing unit.
  • the tool has a drive unit that operates by power from a power source.
  • the image pickup unit is mounted on the tool and generates a captured image.
  • the processing unit performs a comparison process of comparing one comparative image selected from a plurality of reference images corresponding to a plurality of work targets with the captured image, thereby displaying the work target reflected in the captured image. Perform specific processing to specify.
  • the processing unit changes the order in which each of the plurality of reference images is selected for the comparison image according to the work history of the work performed by using the tool.
  • the tool of one aspect of the present disclosure is used in the tool system.
  • the tool includes the driving unit and the imaging unit.
  • the work target identification system of one aspect of the present disclosure includes a processing unit.
  • the processing unit performs comparison processing for comparing an image captured by the image pickup unit with a comparative image selected from a plurality of reference images corresponding to a plurality of work targets, thereby performing the image pickup. Performs specific processing to identify the work target reflected in the image.
  • the image pickup unit is mounted on a portable tool having a drive unit that operates by power from a power source.
  • the processing unit changes the order in which each of the plurality of reference images is selected for the comparison image according to the work history of the work performed by using the tool.
  • the work target identification method of one aspect of the present disclosure includes an acquisition step and a specific step.
  • an captured image is acquired from the imaging unit.
  • the image pickup unit is mounted on a portable tool having a drive unit that operates by power from a power source.
  • the work target reflected in the captured image is specified by comparing one comparative image selected from a plurality of reference images corresponding to the plurality of work targets with the captured image.
  • the order in which each of the plurality of reference images is selected for the comparison image changes according to the work history of the work performed by using the tool.
  • the program of one aspect of the present disclosure is a program for causing one or more processors to execute the work target identification method.
  • FIG. 1 is a block diagram of a tool system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an external perspective view of the same tool system as viewed from the front.
  • FIG. 3 is an external perspective view of the same tool system as viewed from the rear.
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing the work target of the tool system of the above.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of the operation of the same tool system.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a specific process according to a comparative example of the same tool system.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a specific process by the same tool system.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a specific process by the same tool system.
  • FIG. 9 is an external perspective view of the tool system of the modified example.
  • FIG. 10 is a block diagram of a modified tool system.
  • the tool system 1 includes a portable tool 2.
  • the tool 2 has, for example, a drive unit 24 including a motor and the like.
  • the drive unit 24 is operated by power (electric power or the like) from a power source such as the battery pack 201, for example.
  • Examples of this type of tool 2 include various types of tools such as an impact wrench, a nut runner, an oil pulse wrench, a driver (including an impact driver), a drill or a drill driver.
  • the user can, for example, attach a fastener part (for example, a bolt or a nut) to be worked on a work (object to be machined), or perform machining such as drilling a hole in the work. Can be done.
  • the image pickup unit 5 is mounted on the tool 2.
  • the image pickup unit 5 generates a captured image.
  • the image pickup unit 5 includes, for example, a socket 242 (see FIGS. 2 and 3) attached to the output shaft 241 (see FIGS. 2 and 3) of the tool 2 in the image pickup range (field of view).
  • the image pickup unit 5 can obtain an image captured by capturing an image of the work object to be worked on among the plurality of work objects.
  • the work target is specified based on the captured image obtained by the image pickup unit 5, and the work content corresponding to the work target (for example, the set value of the tightening torque in the tightening work) is specified. Etc.) can be set in the tool 2.
  • the quality of the work performed on the work target is determined, and the user is notified of the work instruction according to the work target.
  • the image (image taken) obtained by the image pickup unit 5 mounted on the tool 2 for example, it is possible to support or manage the work of the user using the tool 2.
  • the tool system 1 includes a processing unit 34 as shown in FIG. That is, the tool system 1 includes a tool 2, an image pickup unit 5, and a processing unit 34.
  • the tool 2 has a drive unit 24 that is operated by power from a power source.
  • the image pickup unit 5 is mounted on the tool 2 and generates a captured image.
  • the processing unit 34 identifies the work target to be reflected in the captured image by performing comparison processing for comparing one comparative image selected from a plurality of reference images corresponding to the plurality of work targets with the captured image. Perform specific processing.
  • the processing unit 34 changes the order in which each of the plurality of reference images is selected for the comparison image according to the work history of the work performed by using the tool 2.
  • the order in which each of the plurality of reference images is selected as the comparison image changes according to the work history, so that the work target reflected in the captured image is supported as compared with the case where this order is fixed. It is possible to shorten the time until the selected reference image is selected as the comparison image. Therefore, it is possible to shorten the time until the work target reflected in the captured image is specified.
  • the tool system 1 is used, for example, in an assembly line for assembling a work (work object) in a factory.
  • the "work target” referred to in the present disclosure means an object or a part (location) or the like on which work is performed using the tool 2.
  • the tool 2 used in the tool system 1 is a tightening tool used for tightening a tightening part (for example, a bolt or a nut) as a work target, such as an impact wrench. More specifically, in the present embodiment, it is assumed that the tool 2 is used to perform work on one or a plurality of types of workpieces. It is assumed that one work of each type has a plurality of work targets, and a user performs work on a plurality of work targets in one work in order by using the tool 2.
  • the plurality of work targets W1 to W8 are a plurality of screw holes provided in the work A1 or peripheral portions of the screw holes, and the plurality of screw holes have a plurality of screw holes.
  • Bolts (hexagon bolts) B1 to B8 are attached respectively.
  • the work target in which the tool 2 is set (the state immediately before the work is performed using the tool 2) may be referred to as a "set work target".
  • the "state in which the tool 2 is set on the work target” here means a state in which the tool 2 is prepared so that the work can be performed on the work target.
  • the tightening part (bolt B1 to 1) in which the tool 2 is attached to the work target (any one of the work targets W1 to W8) which is a screw hole is used.
  • the "captured image” referred to in the present disclosure is an image obtained by imaging by the imaging unit 5, and includes a still image (still image) and a moving image (moving image).
  • the "moving image” includes an image composed of a plurality of still images (frames) obtained by time-lapse photography or the like.
  • the captured image does not have to be the data itself output from the imaging unit 5.
  • the captured image may be appropriately compressed, converted to another data format, processed to cut out a part from the image captured by the imaging unit 5, focus adjustment, brightness adjustment, contrast adjustment, etc. It may be processed.
  • the "reference image” referred to in the present disclosure is, for example, an image generated based on an captured image obtained by imaging a work object by the imaging unit 5.
  • Multiple reference images corresponding to a plurality of work targets means not only when one reference image corresponds to one work target, but also when a plurality of reference images correspond to one work target. It can also include cases. Further, a plurality of reference images obtained by copying the work object at various angles or sizes may be associated with one work object. Further, the reference image is not limited to the image generated based on the image captured by the image pickup unit 5, and may be an image generated based on the image captured by a camera other than the image pickup unit 5.
  • the term "mounted" as used in the present disclosure refers to both built-in (including a mode that is integrated so as not to be separated) and external (including a mode that is detachably fixed by using a coupler or the like). including. That is, the image pickup unit 5 mounted on the tool 2 may be built in the tool 2 or may be externally attached to the tool 2.
  • the tool 2 of the present embodiment has a built-in image pickup unit 5.
  • a work target corresponding to a comparative image is performed by performing a comparison process in which a comparative image selected from a plurality of captured images corresponding to a plurality of work targets is compared with the captured image. Is reflected in the captured image. Then, the tool system 1 performs a specific process to specify which work target is reflected in the captured image, and then ends the specific process.
  • the tool system 1 includes a tool 2 and a work target specifying system 10.
  • the work target specifying system 10 is built in the tool 2 will be described.
  • the tool 2 has a control unit 3a, a drive unit 24, an impact mechanism 25, a notification unit 211, and a battery pack 201 (see FIG. 1).
  • the tool 2 according to the present embodiment is an electric tool that operates the drive unit 24 by using electric energy.
  • the tool 2 is an impact wrench. With such a tool 2, the mounting work of attaching the tightening component to the work target (for example, the screw hole of the work A1) is possible.
  • the tool 2 uses the battery pack 201 as a power source to operate the drive unit 24 with the electric power (electrical energy) supplied from the battery pack 201.
  • the battery pack 201 is included in the component of the tool 2, but it is not essential that the battery pack 201 is included in the component of the tool 2, and the battery pack 201 is included in the component of the tool 2. It does not have to be included.
  • the tool 2 further has a body 20.
  • the drive unit 24 and the impact mechanism 25 are housed in the body 20.
  • the control unit 3a and the notification unit 211 are also housed in the body 20.
  • the work target specifying system 10 is also housed in the body 20.
  • the body 20 of the tool 2 has a body portion 21, a grip portion 22, and a mounting portion 23.
  • the body portion 21 is formed in a tubular shape (here, a cylindrical shape).
  • the grip portion 22 projects from a part of the peripheral surface of the body portion 21 along the normal direction (the radial direction of the body portion 21).
  • One end of the grip portion 22 in the longitudinal direction is connected to the body portion 21, and the other end of the grip portion 22 in the longitudinal direction is provided with a mounting portion 23.
  • the mounting portion 23 is provided so that the battery pack 201 can be detachably mounted. In other words, the body portion 21 and the mounting portion 23 are connected by the grip portion 22.
  • the drive unit 24 is housed in the body unit 21.
  • the drive unit 24 has a motor.
  • the drive unit 24 is configured to operate using the electric power supplied to the motor from the battery pack 201, which is a power source, as a power source.
  • the output shaft 241 protrudes from one end surface of the body portion 21 in the axial direction.
  • the output shaft 241 rotates about the rotation shaft Ax1 along the protruding direction of the output shaft 241 with the operation of the drive unit 24. That is, the drive unit 24 drives the output shaft 241 to rotate the output shaft 241 around the rotation shaft Ax1. In other words, by operating the drive unit 24, torque acts on the output shaft 241 to rotate the output shaft 241.
  • a cylindrical socket 242 for rotating a tightening component (for example, a bolt or a nut) is detachably attached to the output shaft 241.
  • the socket 242 rotates around the output shaft 241 together with the output shaft 241.
  • the size of the socket 242 attached to the output shaft 241 is appropriately selected by the user according to the size of the tightening component.
  • a socket anvil can be attached to the output shaft 241 instead of the socket 242.
  • the socket anvil is also detachably attached to the output shaft 241.
  • a bit for example, a driver bit or a drill bit
  • a bit can be attached via the socket anvil.
  • the tool 2 has an impact mechanism 25 as described above.
  • the impact mechanism 25 applies a striking force in the rotational direction to the output shaft 241.
  • the tool 2 can apply a larger tightening torque to the tightening part.
  • the grip portion 22 is a portion that the user grips when performing work.
  • the grip portion 22 is provided with a trigger switch 221 (operation unit) and a forward / reverse changeover switch 222.
  • the trigger switch 221 is a switch for controlling on / off of the operation of the drive unit 24.
  • the trigger switch 221 has an initial position and an on position, and the drive unit 24 operates when the trigger switch 221 is pushed or pulled to the on position by the user. Further, the trigger switch 221 can adjust the rotation speed of the output shaft 241 according to the pull-in amount (operation amount).
  • the forward / reverse changeover switch 222 is a switch that switches the rotation direction of the output shaft 241 between forward rotation and reverse rotation.
  • the mounting portion 23 is formed in a flat rectangular parallelepiped shape.
  • the battery pack 201 is detachably mounted on one surface of the mounting portion 23 opposite to the grip portion 22.
  • the battery pack 201 has a resin case 202 formed in a rectangular parallelepiped shape.
  • the case 202 houses a storage battery (for example, a lithium ion battery, an all-solid-state battery, etc.).
  • the battery pack 201 supplies electric power to the drive unit 24, the control unit 3a, the notification unit 211, the work target identification system 10, and the like.
  • the mounting portion 23 is provided with an operation panel 231.
  • the operation panel 231 has, for example, a plurality of pushbutton switches 232 and a plurality of LEDs (Light Emitting Diodes) 233.
  • LEDs Light Emitting Diodes
  • various settings and status confirmations regarding the tool 2 can be performed. That is, for example, the user can change the operation mode of the tool 2 and check the remaining capacity of the battery pack 201 by operating the push button switch 232 of the operation panel 231.
  • the mounting unit 23 is provided with a light emitting unit 234 for photographing.
  • the light emitting unit 234 includes, for example, an LED.
  • the light emitting unit 234 irradiates the work target with light during the work using the tool 2.
  • the light emitting unit 234 can be turned on / off by operating the operation panel 231. Further, the light emitting unit 234 may be automatically turned on when the trigger switch 221 is turned on.
  • the notification unit 211 is composed of, for example, an LED.
  • the notification unit 211 is provided at an end portion of the body unit 21 of the body 20 opposite to the output shaft 241 so that the user can easily see the notification unit 211 during work (see FIG. 3).
  • the tool 2 has at least an operation mode and a registration mode as operation modes.
  • the operation mode is an operation mode when the user performs work using the tool 2.
  • the registration mode is an operation mode for generating a reference image corresponding to the work target.
  • the operation mode may be switched based on, for example, an operation on the push button switch 232 of the operation panel 231 or the like, or based on an operation on another operation panel 231 such as a trigger switch 221 or a DIP switch. You may be broken.
  • the control unit 3a includes, for example, a microcontroller having one or more processors and one or more memories as a main configuration.
  • the microcontroller realizes the function as the control unit 3a by executing the program recorded in one or more memories with one or more processors.
  • the program may be pre-recorded in memory, may be recorded and provided on a non-temporary recording medium such as a memory card, or may be provided through a telecommunication line.
  • the above program is a program for making one or more processors function as the control unit 3a.
  • the control unit 3a has functions such as a drive control unit 31, a notification control unit 36, and a torque determination unit 37.
  • the control unit 3a goes into a sleep state.
  • the control unit 3a is activated when an operation input is made to the trigger switch 221 or the operation panel 231 during the sleep state.
  • the drive control unit 31 controls the drive unit 24. Specifically, the drive control unit 31 operates the drive unit 24 so as to rotate the output shaft 241 at a rotation speed based on the pull-in amount of the trigger switch 221 and in the rotation direction set by the forward / reverse changeover switch 222. Let me.
  • the drive control unit 31 controls the drive unit 24 so that the tightening torque becomes the torque set value.
  • the drive control unit 31 has a torque estimation function for estimating the magnitude of the tightening torque.
  • the drive control unit 31 estimates the magnitude of the tightening torque based on the rotation speed of the drive unit 24 (motor) or the like until the estimated value of the tightening torque reaches the seating determination level. ..
  • the drive control unit 31 estimates the magnitude of the tightening torque based on the number of hits of the impact mechanism 25.
  • the drive control unit 31 determines that the tightening torque has reached the torque set value and stops the drive unit 24 (motor). As a result, the tool 2 can tighten the tightening parts with the tightening torque according to the torque set value.
  • the work content for example, torque set value, etc.
  • the work content for each of the plurality of work targets is not limited to the torque set value, and can be appropriately changed according to the type of the tool 2 and the type of work using the tool 2.
  • the notification control unit 36 controls the notification unit 211. It is preferable that the notification control unit 36 has a different mode of the notification state by the notification unit 211 depending on whether the work target is specified by the specific processing by the processing unit 34 or the work target is specified by the specific processing. .. For example, the notification control unit 36 turns off the notification unit 211 when the work target is not specified by the specific processing, and turns on the notification unit 211 in green when the work target is specified by the specific processing. As a result, the user can recognize whether or not the work target has been specified by visually observing the lighting state of the notification unit 211.
  • the torque determination unit 37 is configured to determine whether or not the tightening torque is normal when the tightening component is attached to the tightening target portion. Here, it is preferable that the torque determination unit 37 determines whether or not the tightening torque is normal based on the work content for the work target. Specifically, the work content for the work target includes the target torque value. As a result, the torque determination unit 37 compares the target torque value included in the work content for the work target with the tightening torque to determine whether or not the work is performed with the tightening torque according to the work target. It can be judged.
  • the torque determination unit 37 determines that the tightening torque is normal, for example, when the drive control unit 31 stops the drive unit 24 when the number of hits of the impact mechanism 25 reaches the threshold number. Further, in the torque determination unit 37, when the drive control unit 31 stops the drive unit 24 by turning off the trigger switch 221 before the number of hits of the impact mechanism 25 reaches the threshold value, the tightening torque is increased. Judged as insufficient (not normal). Further, the torque determination unit 37 performs a result storage process in which the determination result is stored in the result storage unit 43 in association with the work target (tightening target location).
  • the work target specifying system 10 includes the above-mentioned processing unit 34.
  • the order in which each of the plurality of reference images is selected for the comparison image changes according to the work history of the work performed by using the tool 2.
  • the work target specifying system 10 of the present embodiment has the above-mentioned image pickup unit 5, a control unit 3b including a processing unit 34, and a storage unit 4.
  • the control unit 3b, the storage unit 4, and the image pickup unit 5 are housed in the body 20 of the tool 2.
  • the imaging unit 5 is housed in the body unit 21.
  • the control unit 3b and the storage unit 4 are housed in the grip unit 22 or the mounting unit 23. That is, the tool 2 of the present embodiment is used in the above-mentioned tool system 1 and includes a drive unit 24 and an image pickup unit 5.
  • the image pickup unit 5 generates data as a captured image.
  • the image pickup unit 5 is, for example, a camera having an image pickup element and a lens.
  • the imaging unit 5 is housed in the body 20 (body unit 21) of the tool 2.
  • the image pickup unit 5 is mounted toward the tip end side of the output shaft 241 so as to take an image of a work target during work using the tool 2.
  • the image pickup unit 5 is arranged at the tip end portion of the body portion 21 toward the tip end side (socket 242) of the output shaft 241 so that the socket 242 attached to the output shaft 241 fits within the image pickup range. (See FIGS. 2 and 3).
  • the optical axis of the image pickup unit 5 is arranged along the rotation axis Ax1 of the output shaft 241.
  • the image pickup unit 5 is arranged so that the optical axis is located within a predetermined distance from the rotation axis Ax1 of the output shaft 241 and the optical axis is substantially parallel to the rotation axis Ax1. It is not essential that the imaging unit 5 generate an image to be captured so that the socket 242 attached to the output shaft 241 is within the imaging range.
  • the image pickup unit 5 may be capable of generating an captured image for specifying the set work target.
  • the "captured image for specifying the set work target” is an image generated by taking a picture of the work in which the tool 2 is set on the work target by the image pickup unit 5. It is assumed that the captured image in the present disclosure shows a work object (at least a part of the work) in which the tool 2 is set.
  • the captured image may be an image that can specify the set work target, and the work target in which the tool 2 is set may not be included in the imaging range of the captured image.
  • the control unit 3b includes, for example, a microcontroller having one or more processors and one or more memories as a main configuration.
  • the microcontroller realizes the function as the control unit 3b by executing the program recorded in one or more memories by one or more processors.
  • the program may be pre-recorded in memory, may be recorded and provided on a non-temporary recording medium such as a memory card, or may be provided through a telecommunication line.
  • the above program is a program for making one or more processors function as the control unit 3b.
  • the control unit 3b has functions such as an image pickup control unit 32, a set detection unit 33, a processing unit 34, and a registration unit 35.
  • the control unit 3b goes into a sleep state.
  • the control unit 3b is activated when an operation input is made to the trigger switch 221 or the operation panel 231 during the sleep state.
  • the image pickup control unit 32 is configured to control the image pickup unit 5.
  • the image pickup control unit 32 of the present embodiment causes the image pickup unit 5 to start a shooting operation as the control unit 3b is activated.
  • the set detection unit 33 detects the state in which the tool 2 is set on the work target.
  • the set detection unit 33 according to the present embodiment performs a set detection process of whether or not the tool 2 is set as a work target when the tool 2 is in the operation mode.
  • the set detection unit 33 detects the state in which the tool 2 is set on the work target based on the pull-in amount of the trigger switch 221. Specifically, when the trigger switch 221 is half-pressed by the user, the set detection unit 33 detects a state in which the tool 2 is set on the work target.
  • the term "half-pressed” in the present disclosure means that the trigger switch 221 is located between the initial position and the on position. Specifically, “half-pressed” means a state in which the trigger switch 221 is located substantially in the middle between the initial position and the on position.
  • the set detection unit 33 detects a state in which the tool 2 is set on the work target when the trigger switch 221 is located between the initial position and the on position.
  • the set detection unit 33 has a plurality of conditions for detecting that the trigger switch 221 is located between the initial position and the on position, and that the tool 2 is set on the work target. It may be one of. Further, the set detection unit 33 sets the state in which the tool 2 is set on the work target, for example, when the distance between the tool 2 detected by the distance sensor and the work target is within a preset range. It may be detected. Further, the set detection unit 33 is a tool when, for example, the pressure detection result is equal to or higher than a predetermined threshold value based on the detection result of the pressure sensor that detects the pressure applied to the tool 2 when the tool 2 is pressed against the object. It may be possible to detect the state in which 2 is set as the work target.
  • the set detection unit 33 When the set detection unit 33 detects the state in which the tool 2 is set as the work target, the set detection unit 33 outputs the set detection information to the processing unit 34. If the set detection unit 33 does not detect the state in which the tool 2 is set on the work target, the set detection unit 33 does not output the set detection information to the processing unit 34.
  • the processing unit 34 Upon receiving the set detection information output from the set detection unit 33, the processing unit 34 according to the present embodiment executes a specific process based on the captured image. In other words, the processing unit 34 executes the specifying process based on the captured image when there is a high possibility that the work target can be specified. If the timing at which the processing unit 34 starts the specific processing is too late, not only the work target cannot be specified, but also the execution of the specific processing by the processing unit 34 takes about 0.5 to 1.0 seconds, so that the user May not be able to start the specific process at the timing when the tool 2 is held. If the specific process cannot be started at the timing when the user holds the tool 2, the completion of the specific process may be delayed and the work rhythm of the user may be impaired.
  • the processing unit 34 of the present embodiment can execute the specific processing when there is a high possibility that the work target can be specified, that is, at the optimum timing when the user holds the tool 2, the specific processing is completed. The possibility of delay can be reduced. Further, since the specific processing can be executed based on the captured image whose imaging control is stable such as AE (Automatic Exposure) and AWB (Auto White Balance) of the imaging unit 5, it is possible to improve the accuracy of the specific processing. can. If the processing unit 34 according to the present embodiment has not received the set detection information output from the set detection unit 33, the processing unit 34 does not execute a predetermined process based on the captured image.
  • the processing unit 34 intermittently performs a specific process for specifying a work target (set work target) in which the tool 2 is set among a plurality of work targets.
  • the processing unit 34 performs a specific process for specifying the set work target. That is, the processing unit 34 has a function of specifying the set work target reflected in the captured image.
  • the processing unit 34 performs image processing for comparing the captured image of the imaging unit 5 with the plurality of reference images, and identifies the set work target reflected in the captured image from the plurality of work targets.
  • a plurality of reference images corresponding to the plurality of work objects are stored in the storage unit 4 (image storage unit 41).
  • the processing unit 34 performs pattern recognition processing on the captured image using a plurality of reference images corresponding to a plurality of work targets as template data, and specifies the set work target. That is, the processing unit 34 identifies the work target (set work target) reflected in the captured image by comparing the captured image with the plurality of reference images corresponding to the plurality of work targets. The processing unit 34 repeats the comparison process of comparing one comparative image selected from the plurality of reference images with the captured image until the work target to be reflected in the captured image is specified.
  • the order in which each of the plurality of reference images is selected as the comparison image changes according to the work history of the work performed by using the tool 2.
  • the processing unit 34 sets a weighting coefficient based on the history of work performed by using the tool 2 for each of the plurality of reference images.
  • the weighting coefficient is a coefficient such that the value becomes larger as the reference image of the work target having a higher possibility of performing the work next.
  • the processing unit 34 sets weighting coefficients for a plurality of reference images based on the history of past work performed by using the tool 2. Then, the processing unit 34 selects the comparison image from the plurality of reference images in the order according to the weighting coefficient. Specifically, the processing unit 34 selects the reference image having the largest weighting coefficient value among the plurality of reference images as the comparison image, and performs comparison processing for comparing the comparison image with the captured image.
  • the processing unit 34 uses, among the plurality of reference images, the reference image that is not used for the specific processing and has the highest weighting coefficient, that is, the reference image of the work target that is likely to be performed next, as the comparison image. You have selected. Therefore, the processing unit 34 can reduce the number of comparison processes performed until the work target reflected in the captured image is specified, and can shorten the time from when the tool 2 is set to the work target until the work target is specified. It is possible to reduce the processing amount of the specific processing performed by the processing unit 34.
  • the "pattern recognition process” in the present disclosure means an image process that recognizes what is reflected in an image based on the shape of the object reflected in the image.
  • this kind of pattern recognition processing there are pattern matching processing, processing for recognizing an object reflected in an image using a trained model created by machine learning, and the like.
  • the pattern matching process referred to here is a process of comparing the template data with the comparison target (captured image or the like) using the template data as described above.
  • an appropriate algorithm may be used, for example, a deep learning (deep learning) algorithm may be used.
  • the processing unit 34 sets the work content of the work to be performed on the specified work target (set work target) in the tool 2. Specifically, the tool system 1 sets the work content of the work using the tool 2 based on the work target specified by the processing unit 34. The processing unit 34 extracts the target torque value of the tightening work performed on the set work target from the torque storage unit 42. Then, the processing unit 34 sets the target torque value extracted from the torque storage unit 42 in the tool 2.
  • the registration unit 35 When the operation mode of the tool 2 is the registration mode, the registration unit 35 performs an image registration process and a torque registration process.
  • the image registration process is a process of storing a plurality of reference images corresponding to a plurality of work targets in the image storage unit 41 of the storage unit 4.
  • the torque registration process is a process of storing a plurality of target torque values corresponding to a plurality of work targets in the torque storage unit 42 of the storage unit 4.
  • the registration unit 35 stores, for example, a still image generated by the image pickup unit 5 capturing a work target in the image storage unit 41 as a reference image.
  • the trigger switch 221 also functions as a shutter button.
  • the image pickup unit 5 generates a still image.
  • the registration unit 35 stores this still image as a reference image in the image storage unit 41.
  • the storage unit 4 is composed of, for example, a semiconductor memory, and has the functions of an image storage unit 41, a torque storage unit 42 (target value storage unit), a result storage unit 43, and a history storage unit 44.
  • the image storage unit 41, the torque storage unit 42, the result storage unit 43, and the history storage unit 44 are composed of one memory in the present embodiment, but may be composed of a plurality of memories. Further, the storage unit 4 may be a recording medium such as a memory card that is detachably attached to the tool 2.
  • the image storage unit 41 stores a plurality of reference images in association with a plurality of work targets.
  • the torque storage unit 42 stores a plurality of target torque values (target values) in a one-to-one correspondence with a plurality of work targets.
  • the target torque value is the target value of the tightening torque when the tightening component is attached to the corresponding work target.
  • the result storage unit 43 stores a plurality of work targets in association with the determination results at the plurality of tightening target locations by the torque determination unit 37. Further, it is preferable that the result storage unit 43 adds a time stamp indicating the working time to the determination result of the torque determination unit 37 and stores it. This makes it possible to distinguish the determination result of the work target for each work in the assembly line.
  • the result storage unit 43 may store the value of the tightening torque in the tightening work performed on the work target in association with the work target.
  • the history storage unit 44 stores the history of the work performed by the tool 2.
  • the history storage unit 44 stores the order in which the work is performed on the plurality of work targets.
  • the order in which work is performed on a plurality of work targets in one work may be changed depending on the user's skill level, physique, dominant arm, and the like.
  • a user who uses the tool 2 may perform work on a plurality of work targets in one work in an order in which the person can easily work, but the history storage unit 44 may perform work on a plurality of work targets.
  • the order in which the work was performed is memorized.
  • the ID information is input from the tool 2 to the work target identification system 10, so that the user's history storage unit 44 can be used to input the ID information.
  • the work history of the work performed by the user that is, the order in which the user has performed work on a plurality of work targets may be stored in association with the ID information.
  • the order in which each of the plurality of reference images is selected as the comparison image depends on the work history for each user. It is preferable to change.
  • the processing unit 34 sets a weighting coefficient according to the probability that the work is performed for each of the plurality of work targets based on the work history of each user, and the image storage unit 41 is combined with the plurality of captured images.
  • a plurality of weighting coefficients set for a plurality of captured images are associated with each other and stored.
  • the processing unit 34 starts the specific processing when the set detection information is input from the set detection unit 33 while the ID information of the user who uses the tool 2 is input from the tool 2.
  • the processing unit 34 extracts the weighting coefficients set in the plurality of reference images according to the work history of the user based on the ID information, and among the plurality of reference images, the reference images that have not been subjected to comparison processing.
  • the reference image having the highest weighting coefficient is selected as the comparison image, and by comparing the comparison image with the captured image, it is determined whether or not the work target corresponding to the comparison image is reflected in the captured image.
  • Each work A1 has a plurality of work targets W1 to W8 (eight in the example of FIG. 4).
  • the plurality of work targets W1 to W8 are, for example, screw holes, and the user uses the tool 2 to attach the bolts B1 to B8, which are tightening parts, to the plurality of work targets W1 to W8.
  • a plurality of work targets W1 to W8 and a plurality of reference images are stored in association with each other in the image storage unit 41 of the tool 2, and a plurality of work targets are stored in the torque storage unit 42 of the tool 2. It is assumed that W1 to W8 and a plurality of target torque values are stored in association with each other.
  • the operation example of the operation mode of the tool system 1 will be described below with reference to the flowchart of FIG.
  • the flowchart shown in FIG. 5 is merely an example of the work target identification method performed by the work target identification system 10, and the order of processing may be appropriately changed, and the processing may be added or omitted as appropriate.
  • the set detection unit 33 detects whether or not the user has set the tool 2 as the work target (step). S1). For example, when the user touches the tool 2 to the work target and presses the trigger switch 221 halfway, the set detection unit 33 detects that the tool 2 is set to the work target based on the pull-in amount of the trigger switch 221 ( Step S1: Yes), the set detection information is output to the image pickup control unit 32 and the processing unit 34.
  • step S2 When the set detection information is input from the set detection unit 33 to the image pickup control unit 32, the image pickup control unit 32 controls the image pickup unit 5 to capture an image, and the processing unit 34 receives the image captured image from the image pickup unit 5. Acquire image data (step S2). Here, in the state where the tool 2 is set as the work target, the work target in which the tool 2 is set is reflected in the captured image of the image pickup unit 5.
  • the processing unit 34 acquires the image data of the captured image from the imaging unit 5, the processing unit 34 selects one reference image from the plurality of reference images as a comparison image (step S3).
  • the processing unit 34 selects, as the comparison image, the reference image having the highest weighting coefficient among one or more reference images that are not used in the comparison processing in the specific processing for the captured image this time.
  • the processing unit 34 performs a comparison process for comparing the comparative image and the captured image (step S4), and based on the result of the comparison process, whether or not the work target corresponding to the comparative image is reflected in the captured image, that is, It is determined whether or not the work target (set work target) shown in the captured image can be specified (step S5).
  • step S5 when the set work target reflected in the captured image cannot be specified in step S5 (step S5: No), the processing unit 34 returns to S3 and reselects the comparison image. That is, the processing unit 34 selects the reference image having the highest weighting coefficient among the one or more reference images not used for the comparison processing in the specific processing for the captured image this time as the comparison image, and performs the processing after step S4. repeat.
  • step S5: Yes when the work target (set work target) reflected in the captured image can be specified in step S5 (step S5: Yes), the processing unit 34 has the work content corresponding to the work target in which the tool 2 is set (step S5: Yes). For example, a target torque value) is extracted from the torque storage unit 42, and this target torque value is output to the control unit 3a of the tool 2.
  • the control unit 3a of the tool 2 sets the target torque value, controls the notification control unit 36, and notifies that the work target is specified by the notification unit 211. To do.
  • the trigger switch 221 is operated to the on position, and the control unit 3a operates the drive unit 24 in response to this operation. ..
  • the control unit 3a can perform the tightening work with the target torque value preset for the work target by operating the drive unit 24 with the target torque value input from the processing unit 34.
  • the determination result of the torque determination unit 37 is output to the control unit 3b, the control unit 3b stores the determination result of the torque determination unit 37 in the result storage unit 43, and the history storage unit 44 stores the determination result.
  • Information on the work target for which this work was performed is stored.
  • the history information of the work performed on the plurality of work targets is updated, so that the processing unit 34 next performs the work based on the history information so far.
  • the work to be performed is predicted, and a weighting coefficient is set for each of the plurality of reference images according to the probability that the work will be performed next.
  • the processing unit 34 repeats the comparison process of comparing one comparative image selected from the plurality of reference images with the captured image until the set work target reflected in the captured image is specified.
  • the order in which each of the plurality of reference images is selected as the comparison image changes according to the work history of the work performed by using the tool 2.
  • each of the eight reference images P1 to P8 is selected as the comparison image in the specific process
  • a bolt is attached to the work target W1 in the first work
  • a bolt is attached to the work target W2 in the second work
  • a bolt is attached to the work target W3 in the third work.
  • the reference images P1, P2, P3, P4, P5, and P6 are used in any case.
  • P7, P8 are selected as comparison images in this order and compared with the captured image.
  • the work target W1 at the first location the work target is specified by the first comparison process.
  • the work target is specified in the second comparison process
  • the work target is specified in the third comparison process.
  • the processing unit 34 changes the order in which the plurality of reference images P1 to P8 are selected for the comparison image according to the work history. As described above, the processing unit 34 sets a weighting coefficient for each of the reference images P1 to P8 based on the past work history, and selects a comparison image based on the weighting coefficient.
  • FIG. 8 shows an example of the weighting coefficient set for each of the reference images P1 to P8. In FIG. 8, the numbers in parentheses described adjacent to the arrows pointing to the reference images P1 to P8 indicate the weighting coefficient. Since the probability of performing the work on the work target W1 is the highest in the first work on the work, the weighting coefficient of the reference image P1 is set to the highest value.
  • the weight coefficient of the reference image P2 is set to the highest value because the probability of performing the work on the work target W2 is the highest in the work at the second place for the work. Has been done.
  • the probability that the work is performed on the work target W3 at the third location for the work is the highest.
  • the weighting factor of the image P3 is set to the highest value.
  • the processing unit 34 performs the reference images P1, P2, P3, P4, P5, P6 as shown in FIG. , P7, P8 are selected for the comparison image in this order, and the comparison process is executed. Therefore, when the tool 2 is set to the work target W1 in the first work, it can be specified that the set work target is the work target W1 only by performing the comparison process once.
  • the processing unit 34 selects the reference images P2, P3, P4, P5, P6, P7, and P8 in the order of reference images P2, P3, P4, P5, P6, P7, and P8 as shown in FIG. 7, and executes the comparison processing. Therefore, when the tool 2 is set to the work target W2 in the second work, it can be specified that the set work target is the work target W2 only by performing the comparison process once.
  • the processing unit 34 selects the reference images P3, P4, P5, P6, P7, and P8 in the order of the reference images and executes the comparison processing as shown in FIG. 7. Therefore, when the tool 2 is set to the work target W3 in the third work, it can be specified that the set work target is the work target W3 only by performing the comparison process once.
  • the function equivalent to the tool system 1 according to the above embodiment may be embodied by a work target identification method, a (computer) program, a non-temporary recording medium on which the program is recorded, or the like.
  • the work target specifying method includes an acquisition step (S2) and a specific step (S3 to S5).
  • an acquisition step an captured image is acquired from the imaging unit 5 mounted on the portable tool 2.
  • the tool 2 has a drive unit 24 that is operated by power from a power source.
  • the specific step the work target to be reflected in the captured image is specified by comparing one comparative image selected from the plurality of reference images P1 to P8 corresponding to the plurality of work targets W1 to W8 with the captured image. do.
  • the order in which each of the plurality of reference images P1 to P8 is selected for the comparison image changes according to the work history of the work performed by using the tool 2.
  • the program according to one aspect is a program for causing one or more processors to execute the above-mentioned work target identification method.
  • rotation correction or rotation correction is performed on the captured image based on the posture information of the tool 2 detected by a motion sensor (for example, a 3-axis acceleration sensor or a 3-axis gyro sensor) provided on the tool 2.
  • Distortion correction may be performed.
  • the "distortion correction" of the present disclosure is to correct a captured image by partially expanding and contracting the captured image by an arbitrary amount.
  • the processing unit 34 can obtain a captured image in which the subject appears in a rectangular shape by performing distortion correction on the captured image in which the rectangular subject appears in a trapezoidal shape.
  • the tool system 1 in the present disclosure includes a computer system in the control units 3a and 3b.
  • the computer system mainly consists of a processor and a memory as hardware.
  • the function as the tool system 1 in the present disclosure is realized by the processor executing the program recorded in the memory of the computer system.
  • the program may be pre-recorded in the memory of the computer system, may be provided through a telecommunications line, and may be recorded on a non-temporary recording medium such as a memory card, optical disk, hard disk drive, etc. that can be read by the computer system. May be provided.
  • the processor of a computer system is composed of one or more electronic circuits including a semiconductor integrated circuit (IC) or a large scale integrated circuit (LSI).
  • An integrated circuit such as an IC or an LSI referred to here is called differently depending on the degree of integration.
  • Integrated circuits such as ICs or LSIs include integrated circuits called system LSIs, VLSIs (Very Large Scale Integration), or ULSIs (Ultra Large Scale Integration).
  • an FPGA Field-Programmable Gate Array
  • a plurality of electronic circuits may be integrated on one chip, or may be distributed on a plurality of chips.
  • a plurality of chips may be integrated in one device, or may be distributed in a plurality of devices.
  • the computer system referred to here includes a microcontroller having one or more processors and one or more memories. Therefore, the microprocessor is also composed of one or a plurality of electronic circuits including a semiconductor integrated circuit or a large-scale integrated circuit.
  • the function of the work target identification system 10 is built in the housing (body 20) of the tool 2, but the function of the work target identification system 10 is in a housing different from the body 20 of the tool 2. It may be contained.
  • control units 3a and 3b may be provided in a housing different from the body 20 of the tool 2. Further, at least a part of the functions of the control units 3a, 3b and the like may be realized by, for example, a server or a cloud (cloud computing).
  • the image storage unit 41 of the tool 2 stores a plurality of reference images P1 to P8 corresponding to a plurality of work targets W1 to W8, but a plurality of references corresponding to the plurality of work targets W1 to W8. It is not essential that the tool 2 stores the images P1 to P8.
  • An external system (for example, a server device) capable of communicating with the tool 2 may include an image storage unit that stores a plurality of reference images P1 to P8 corresponding to a plurality of work targets W1 to W8.
  • the processing unit 34 of the tool 2 accesses the image storage unit of the external system and compares the captured image of the image pickup unit 5 with the comparison image selected from the reference image stored in the image storage unit. By performing the above, the process of specifying the set work target may be performed.
  • the tool 2 includes the processing unit 34, and an external system (for example, a server device) capable of communicating with the tool 2 may have the function of the processing unit 34.
  • an external system for example, a server device
  • the processing unit of the external system performs comparison processing for comparing the captured image and the comparison image, and the specific result of the set work target is transferred to the tool 2. It may be output.
  • the image pickup unit 5 is not limited to the body unit 21 of the body 20, and may be provided, for example, in the mounting unit 23 of the body 20, the battery pack 201, or the like. Similarly, the arrangement of the control units 3a, 3b, the storage unit 4, and the like can be changed as appropriate. Further, the tool 2 may include an image pickup unit 5.
  • the work target specifying system 10 is built in the tool 2, but it is not essential that the tool 2 has the work target specifying system 10 built-in, and as shown in FIG. 10, the work target specifying system is specified.
  • the system 10 may be provided outside the tool 2.
  • the work target identification system 10 may be externally attached to the tool 2.
  • the control unit 3a of the tool 2 and the control unit 3b of the work target identification system 10 may be directly electrically connected or may communicate with each other via the communication unit.
  • the communication unit complies with standards such as Wi-Fi (registered trademark), Bluetooth (registered trademark), ZigBee (registered trademark), or low-power radio (specified low-power radio) that does not require a license.
  • Wi-Fi registered trademark
  • Bluetooth registered trademark
  • ZigBee registered trademark
  • low-power radio specified low-power radio
  • the work target specifying system 10 may include a power source different from that of the battery pack 201, and a power source different from the battery pack 201 may be used as a power source such as the image pickup unit 5 and the control unit 3b.
  • a work target specifying system 10 can specify the work target based on the captured image after detecting the state in which the tool 2 is set in the work target.
  • the work target specifying system 10 may include at least a processing unit 34.
  • the work target specifying system 10 is realized by one system including the processing unit 34, but may be realized by two or more systems.
  • the functions of the processing unit 34 may be distributed in two or more systems.
  • at least one function of the processing unit 34 may be distributed and provided in two or more systems.
  • the functions of the processing unit 34 may be distributed and provided in two or more devices.
  • at least a part of the functions of the work target specifying system 10 may be realized by, for example, cloud computing.
  • the usage of the tool system 1 is not limited to the assembly line for assembling the work in the factory, and may be used for other purposes.
  • the tool 2 is an impact wrench
  • the tool 2 may be, for example, a nut runner or an oil pulse wrench.
  • the tool 2 may be, for example, a driver (including an impact driver) used for tightening a screw (tightening part).
  • a bit eg, a screwdriver bit, etc.
  • the tool 2 is not limited to the configuration using the battery pack 201 as the power source, and may be configured to use the AC power source (commercial power source) as the power source.
  • the tool 2 is not limited to an electric tool, and may be an air tool having an air motor (drive unit) operated by compressed air (power) supplied from an air compressor as a power source.
  • each of the plurality of tightening target points in one work is a work target
  • the work target is a module, a part, or a product having a plurality of tightening target points. And so on.
  • the tool 2 may be provided with a torque sensor for measuring the tightening torque.
  • the drive control unit 31 controls the drive unit 24 so that the tightening torque measured by the torque sensor becomes the torque set value.
  • the torque determination unit 37 may determine whether or not the tightening torque is normal by comparing the measurement result of the torque sensor with the target torque value. The torque determination unit 37 determines that the tightening torque is normal when the measurement result of the torque sensor is within a predetermined range based on the target torque value. When the measurement result of the torque sensor is out of the predetermined range based on the target torque value, the torque determination unit 37 determines that the tightening torque is insufficient (not normal).
  • the notification unit 211 is not limited to a light emitting unit such as an LED, and may be realized by, for example, an image display device such as a liquid crystal display or an organic EL (ElectroLuminescence) display. Further, the notification unit 211 may perform notification (presentation) by means other than display, and may be configured by, for example, a speaker or a buzzer that generates sound (including voice). Further, the notification unit 211 may be realized by a vibrator that generates vibration, a transmitter that transmits a notification signal to an external terminal (portable terminal, etc.) of the tool 2, or the like. Further, the notification unit 211 may have two or more functions such as display, sound, vibration, and communication.
  • the processing unit 34 may select a comparison image to be used for the comparison processing of the captured images from a plurality of captured images by using the trained model created by machine learning. That is, by inputting the history information of the work performed up to the previous time into the trained model, the processing unit 34 selects the reference image corresponding to the work target presumed to be the next work as the comparison image. Then, the processing unit 34 identifies the set work target reflected in the captured image by performing comparison processing for comparing the comparative image selected by using the trained model with the captured image. That is, the processing unit 34 performs a specific process of specifying the work target reflected in the captured image by performing a comparison process of comparing the comparative image selected by the trained model with the captured image based on the history information.
  • the processing unit 34 inputs the history information of the work performed up to the previous time into the trained model, and selects the reference image corresponding to the work target presumed to be the next work as the comparison image. Therefore, the number of comparison processes to be performed before the set work target is specified can be reduced. Therefore, the time required to identify the set work target can be shortened.
  • an appropriate algorithm may be used, for example, a deep learning (deep learning) algorithm may be used.
  • the processing unit 34 when there are a plurality of work processes to be performed on one or more work targets using the tool 2, the processing unit 34 sets the order in which each of the plurality of reference images is selected as the comparison image for each work process. It may be changed according to the history.
  • the history storage unit 44 stores history information regarding the work history of the work performed on the plurality of work targets in each of the plurality of work processes.
  • the processing unit 34 identifies the work process currently being performed based on, for example, the work process information input by the user using the operation panel 231 or the work process information input from the external system, and the work process is concerned.
  • the history information of is extracted from the history storage unit 44.
  • the processing unit 34 sets a weighting coefficient based on the history information for a plurality of reference images corresponding to a plurality of work targets for which the work is performed in the work process, based on the history information of the work in the work process. do. Then, when the set detection information is input from the set detection unit 33, the processing unit 34 selects the reference image having the highest weighting coefficient from one or more reference images not used in the comparison processing as the comparison image. By performing comparison processing with the captured image, processing for specifying the set work target is performed. In this way, the processing unit 34 extracts a plurality of reference images corresponding to the current work process from the plurality of reference images stored in the image storage unit 41, and selects from the extracted plurality of reference images. Since the comparison image and the captured image are compared, the time required to specify the set work target can be shortened.
  • the tool system (1) of the first aspect includes a portable tool (2), an image pickup unit (5), and a processing unit (34).
  • the tool (2) has a drive unit (24) that is operated by power from a power source.
  • the image pickup unit (5) is mounted on the tool (2) and generates a captured image.
  • the processing unit (34) performs comparison processing for comparing one comparative image selected from a plurality of reference images corresponding to a plurality of work targets (W1 to W8) with the captured image, thereby performing the captured image. Performs specific processing to identify the work target reflected in.
  • the processing unit (34) changes the order in which each of the plurality of reference images is selected for the comparison image according to the work history of the work performed by using the tool (2).
  • the processing unit (34) assigns each of the plurality of reference images a weighting coefficient based on the history of work performed by using the tool (2). Set.
  • the processing unit (34) selects a comparison image from a plurality of reference images in an order according to the weighting coefficient.
  • the tool (2) is used by a plurality of users in the first or second aspect.
  • the order changes according to the work history of each user.
  • the tool system (1) of the fourth aspect there are a plurality of work steps in any one of the first to third aspects, and in each of the plurality of work processes, among the plurality of work targets (W1 to W8). Work is performed using the tool (2) for at least one. The order changes according to the work history of each work process.
  • the processing unit (34) selects a comparative image from a plurality of reference images based on the history information regarding the work history. Select a comparative image using the trained model.
  • the work content of the work using the tool (2) is set based on the work target specified by the processing unit (34). ..
  • the tool (2) of the seventh aspect is used for the tool system (1) of any one of the first to sixth aspects.
  • the tool (2) includes a drive unit (24) and an image pickup unit (5).
  • the work target identification system (10) of the eighth aspect includes a processing unit (34).
  • the processing unit (34) compares the captured image generated by the imaging unit (5) with one comparative image selected from a plurality of reference images corresponding to the plurality of work targets (W1 to W8). By performing the comparison processing, the specific processing for specifying the work target reflected in the captured image from the plurality of work targets (W1 to W8) is performed.
  • the image pickup unit (5) is mounted on the portable tool (2).
  • the tool (2) has a drive unit (24) that is operated by power from a power source.
  • the processing unit (34) changes the order in which each of the plurality of reference images is selected for the comparison image according to the work history of the work performed by using the tool (2).
  • the work target specifying method of the ninth aspect includes an acquisition step and a specific step.
  • an captured image is acquired from the imaging unit (5).
  • the image pickup unit (5) is mounted on a portable tool (2) having a drive unit (24) operated by power from a power source.
  • the work target to be reflected in the captured image is specified by comparing one comparative image selected from a plurality of reference images corresponding to the plurality of work targets (W1 to W8) with the captured image. ..
  • the order in which each of the plurality of reference images is selected as the comparison image changes according to the work history of the work performed by using the tool (2).
  • the program of the tenth aspect is a program for causing one or more processors to execute the work target identification method of the ninth aspect.
  • various configurations (including modifications) of the tool system (1) and the work target identification system (10) record a work target identification method, a (computer) program, or a program. It can be embodied in a non-temporary recording medium or the like.
  • the configurations according to the second to sixth aspects are not essential configurations for the tool system (1) and can be omitted as appropriate.
  • Tool system 1 Tool system 2 Tool 5 Imaging unit 10 Work target identification system 24 Drive unit 34 Processing unit W1 to W8 Work target

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Abstract

本開示の目的は、撮像画像に映る作業対象を特定するまでの時間を短縮することにある。工具システム(1)は、可搬型の工具(2)と、撮像部(5)と、処理部(34)と、を備える。工具(2)は、動力源からの動力により動作する駆動部(24)を有する。撮像部(5)は、工具(2)に搭載されており、撮像画像を生成する。処理部(34)は、複数の作業対象(W1~W8)の中から撮像画像に映る作業対象を特定する特定処理を行う。処理部(34)は、複数の作業対象(W1~W8)にそれぞれ対応する複数の基準画像の中から選択される一の比較画像と撮像画像とを比較する比較処理を行うことによって、特定処理を行う。処理部(34)は、複数の基準画像の各々が比較画像に選択される順番を、工具(2)を用いて行った作業の作業履歴に応じて変更する。

Description

工具システム、工具、作業対象特定システム、作業対象特定方法及びプログラム
 本開示は、一般に工具システム、工具、作業対象特定システム、作業対象特定方法及びプログラムに関し、より詳細には、可搬型の工具を備える工具システム、可搬型の工具、作業対象特定システム、作業対象特定方法及びプログラムに関する。
 特許文献1には、可搬型の工具を備える工具システムが記載されている。可搬型の工具は、電池パックからの動力によって動作する駆動部及び撮像部を有する。撮像部は、例えば、工具の出力軸に取り付けられたソケットが撮像範囲に収まるように配置されており、工具での作業時に作業対象(工具を用いて作業が行われる対象となる物又は場所等)を撮像する。
 特許文献1においては、撮像部で生成された撮像画像は、工具がセットされた(つまり、工具が作業対象に対して作業が行えるように準備された)作業対象を特定するために用いられる。工具システムは、撮像部で生成された撮像画像と、画像記憶部に記憶されている複数の基準画像とを比較し、撮像画像に映る作業対象を特定する。
 基準画像の数が増えると、撮像画像と複数の基準画像とを比較する処理に長い時間がかかるため、撮像画像に映る作業対象を特定するまでの時間が長くなるという問題がある。
特開2019-042860号公報
 本開示の目的は、撮像画像に映る作業対象を特定するまでの時間を短縮可能な工具システム、工具、作業対象特定システム、作業対象特定方法及びプログラムを提供することにある。
 本開示の一態様の工具システムは、可搬型の工具と、撮像部と、処理部と、を備える。前記工具は、動力源からの動力により動作する駆動部を有する。前記撮像部は、前記工具に搭載されており、撮像画像を生成する。前記処理部は、複数の作業対象にそれぞれ対応する複数の基準画像の中から選択される一の比較画像と前記撮像画像とを比較する比較処理を行うことによって、前記撮像画像に映る作業対象を特定する特定処理を行う。前記処理部は、前記複数の基準画像の各々が前記比較画像に選択される順番を、前記工具を用いて行った作業の作業履歴に応じて変更する。
 本開示の一態様の工具は、前記工具システムに用いられる。前記工具は、前記駆動部と、前記撮像部と、を備える。
 本開示の一態様の作業対象特定システムは、処理部を備える。前記処理部は、撮像部によって生成される撮像画像と、複数の作業対象にそれぞれ対応する複数の基準画像の中から選択される一の比較画像とを比較する比較処理を行うことによって、前記撮像画像に映る作業対象を特定する特定処理を行う。前記撮像部は、動力源からの動力により動作する駆動部を有する可搬型の工具に搭載される。前記処理部は、前記複数の基準画像の各々が前記比較画像に選択される順番を、前記工具を用いて行った作業の作業履歴に応じて変更する。
 本開示の一態様の作業対象特定方法は、取得ステップと、特定ステップと、を含む。前記取得ステップでは、撮像部から撮像画像を取得する。前記撮像部は、動力源からの動力により動作する駆動部を有する可搬型の工具に搭載される。前記特定ステップでは、複数の作業対象にそれぞれ対応する複数の基準画像の中から選択される一の比較画像と前記撮像画像とを比較することによって、前記撮像画像に映る作業対象を特定する。前記特定ステップにおいて、前記複数の基準画像の各々が前記比較画像に選択される順番が、前記工具を用いて行った作業の作業履歴に応じて変化する。
 本開示の一態様のプログラムは、1以上のプロセッサに、前記作業対象特定方法を実行させるためのプログラムである。
図1は、一実施形態に係る工具システムのブロック図である。 図2は、同上の工具システムを前方からみた外観斜視図である。 図3は、同上の工具システムを後方からみた外観斜視図である。 図4は、同上の工具システムの作業対象を模式的に示す平面図である。 図5は、同上の工具システムの動作の一例を示すフローチャートである。 図6は、同上の工具システムの比較例による特定処理を説明する図である。 図7は、同上の工具システムによる特定処理を説明する図である。 図8は、同上の工具システムによる特定処理を説明する図である。 図9は、変形例の工具システムの外観斜視図である。 図10は、変形例の工具システムのブロック図である。
 以下、本開示に関する好ましい実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態において互いに共通する要素には同一符号を付しており、共通する要素についての重複する説明は省略する。
 (実施形態)
 (1)概要
 まず、本実施形態に係る工具システム1の概要について、図1を参照して説明する。
 本実施形態に係る工具システム1は、可搬型の工具2を備えている。工具2は、例えば、モータ等を含む駆動部24を有している。駆動部24は、例えば、電池パック201等の動力源からの動力(電力等)によって動作する。この種の工具2としては、例えば、インパクトレンチ、ナットランナ、オイルパルスレンチ、ドライバ(インパクトドライバを含む)、ドリル又はドリルドライバ等、様々な種類の工具がある。ユーザにおいては、この種の工具2を用いることで、例えば、ワーク(加工対象物)に対して、作業対象となる締結部品(例えば、ボルト又はナット等)を取り付けたり、ワークに穴あけ等の加工をしたりすることができる。
 また、本実施形態に係る工具システム1では、工具2に撮像部5が搭載されている。撮像部5は、撮像画像を生成する。撮像部5は、例えば、工具2の出力軸241(図2及び図3参照)に取り付けられたソケット242(図2及び図3参照)を撮像範囲(視野)に含んでいる。これにより、工具2での作業時には、撮像部5にて、複数の作業対象のうち、これから作業を行う作業対象を撮像した撮像画像が得られる。
 そのため、本実施形態に係る工具システム1では、例えば、撮像部5で得られた撮像画像に基づいて作業対象を特定し、作業対象に対応する作業内容(例えば締め付け作業での締め付けトルクの設定値等)を工具2に設定することができる。また、他の例として、工具システム1では、撮像部5で得られた撮像画像に基づいて、作業対象に対して行った作業の良否判定、作業対象に応じたユーザへの作業指示の通知、又はログ(作業記録)として画像を残すこと等も可能となる。このように、工具2に搭載された撮像部5で得られる画像(撮像画像)を用いれば、例えば、工具2を用いたユーザの作業の支援又は管理等が可能となる。
 ところで、本実施形態に係る工具システム1は、図1に示すように、処理部34を備えている。すなわち、工具システム1は、工具2と、撮像部5と、処理部34とを備えている。工具2は、動力源からの動力によって動作する駆動部24を有する。撮像部5は、工具2に搭載され、撮像画像を生成する。処理部34は、複数の作業対象にそれぞれ対応する複数の基準画像の中から選択される一の比較画像と撮像画像とを比較する比較処理を行うことによって、撮像画像に映る作業対象を特定する特定処理を行う。処理部34は、複数の基準画像の各々が比較画像に選択される順番を、工具2を用いて行った作業の作業履歴に応じて変更する。
 この構成によれば、複数の基準画像の各々が比較画像に選択される順番が作業履歴に応じて変化するので、この順番が固定されている場合に比べて、撮像画像に映る作業対象に対応した基準画像が比較画像に選択されるまでの時間を短くできる。したがって、撮像画像に映る作業対象を特定するまでの時間を短縮することができる。
 (2)詳細な構成
 以下、本実施形態に係る工具システム1の詳細な構成について、図1~図3を参照して説明する。
 (2.1)前提
 本実施形態に係る工具システム1は、例えば、工場におけるワーク(加工対象物)の組立作業を行う組立ラインに用いられる。
 ここにおいて、本開示でいう「作業対象」は、工具2を用いて作業が行われる対象となる物又は部位(箇所)等を意味する。本実施形態では一例として、工具システム1に用いられる工具2は、例えば、インパクトレンチ等の、作業対象としての締付部品(例えば、ボルト又はナット等)の締め付けに用いられる締付工具である。より詳細には、本実施形態では、工具2を用いて1又は複数種類のワークに対する作業を行うケースを想定する。各種類の1つのワークには作業対象が複数あり、ユーザが、工具2を用いて、1つのワークにある複数の作業対象に対して作業を順番に行うケースを想定する。
 本実施形態では、例えば、図4に示すように、複数の作業対象W1~W8は、ワークA1に設けられた複数のねじ穴又はねじ穴の周辺部位であり、複数のねじ穴には複数のボルト(六角ボルト)B1~B8がそれぞれ取り付けられる。そして、複数の作業対象W1~W8のうち、工具2がセットされている状態(工具2を用いて作業が行われる直前の状態)の作業対象を「セット作業対象」ということもある。ここでいう「工具2が作業対象にセットされている状態」は、工具2が作業対象に対して作業が行えるように準備された状態を意味する。また、「工具2が作業対象にセットされている状態」は、工具2が、ねじ穴である作業対象(作業対象W1~W8のいずれか1つ)に取り付けられた締付部品(ボルトB1~B8のいずれか1つ)に当たっている状態だけでなく、工具2を締付部品に当てようとしている状態、すなわち工具2が締付部品に対して接近している状態も含む。つまり、工具2が作業対象(作業対象W1~W8のいずれか1つ)にセットされている状態では、工具2が締付部品に当たっていてもよいし、離れていてもよい。
 また、本開示でいう「撮像画像」は、撮像部5での撮像によって得られる画像であって、静止画(静止画像)及び動画(動画像)を含む。さらに、「動画」は、コマ撮り等により得られる複数の静止画(フレーム)にて構成される画像を含む。撮像画像は、撮像部5から出力されたデータそのものでなくてもよい。例えば、撮像画像は、必要に応じて適宜データの圧縮、他のデータ形式への変換、又は撮像部5で撮影された画像から一部を切り出す加工、ピント調整、明度調整、若しくはコントラスト調整等の加工が施されていてもよい。
 また、本開示でいう「基準画像」とは、例えば、撮像部5で作業対象を撮像することによって得られる撮像画像に基づいて生成される画像である。「複数の作業対象にそれぞれ対応する複数の基準画像」とは、1つの作業対象に1つの基準画像が対応している場合のみならず、1つの作業対象に複数の基準画像が対応している場合も含み得る。また、1つの作業対象に対して、この作業対象を様々な角度又は大きさで写した複数の基準画像が対応付けられていてもよい。また、基準画像は、撮像部5による撮像画像に基づいて生成される画像に限定されず、撮像部5以外のカメラで撮像された画像に基づいて生成された画像であってもよい。
 また、本開示でいう「搭載」は、内蔵(分離できないように一体化されている態様を含む)及び外付け(カプラー等を用いて取外し可能に固定されている態様を含む)の両方の態様を含む。すなわち、工具2に搭載される撮像部5は、工具2に内蔵されていてもよいし、工具2に外付けされていてもよい。本実施形態の工具2は、撮像部5を内蔵している。
 また、本開示でいう「特定処理」では、複数の作業対象にそれぞれ対応する複数の撮像画像から選択した比較画像と撮像画像とを比較する比較処理を行うことによって、比較画像に対応する作業対象が撮像画像に映っているか否かを判断する。そして、工具システム1は、特定処理を行って、撮像画像にどの作業対象が映っているかを特定すると、特定処理を終了する。
 (2.2)工具システムの構成
 図1に示すように、本実施形態に係る工具システム1は、工具2と作業対象特定システム10とを備える。以下では、工具2に作業対象特定システム10が内蔵されている実施形態について説明する。
 (2.2.1)工具の構成
 まず、本実施形態に係る工具システム1における工具2の構成について、図1~図3を参照して説明する。工具2は、制御部3aと、駆動部24と、インパクト機構25と、通知部211と、電池パック201と、を有している(図1参照)。
 本実施形態に係る工具2は、電気エネルギを用いて駆動部24を動作させる電動工具である。特に、本実施形態では、工具2がインパクトレンチである場合を想定する。このような工具2では、締付部品を作業対象(例えばワークA1のねじ穴)に取り付ける取付作業が可能である。
 ここで、工具2は、電池パック201を動力源として、電池パック201から供給される電力(電気エネルギ)で駆動部24を動作させる。本実施形態では、電池パック201は工具2の構成要素に含まれることとするが、電池パック201が工具2の構成要素に含まれることは必須ではなく、工具2の構成要素に電池パック201が含まれていなくてもよい。
 また、工具2は、ボディ20を更に有している。ボディ20には、駆動部24及びインパクト機構25が収容されている。さらに、本実施形態の工具2では、制御部3a及び通知部211についても、ボディ20に収容されている。さらに、本実施形態の工具2では、作業対象特定システム10もボディ20に収容されている。
 工具2のボディ20は、胴体部21と、グリップ部22と、装着部23とを有している。胴体部21は、筒状(ここでは円筒状)に形成されている。グリップ部22は、胴体部21の周面の一部から、法線方向(胴体部21の径方向)に沿って突出する。グリップ部22の長手方向における一端は胴体部21に連結され、グリップ部22の長手方向における他端には装着部23が設けられている。装着部23は、電池パック201が取り外し可能に装着されるように設けられている。言い換えれば、胴体部21と装着部23とが、グリップ部22にて連結されている。
 胴体部21には、少なくとも駆動部24が収容されている。駆動部24は、モータを有している。駆動部24は、動力源である電池パック201からモータに供給される電力を動力として動作するように構成されている。胴体部21の軸方向における一端面からは、出力軸241が突出している。出力軸241は、駆動部24の動作に伴って、出力軸241の突出方向に沿った回転軸Ax1を中心に回転する。つまり、駆動部24は、出力軸241を駆動して回転軸Ax1周りで出力軸241を回転させる。言い換えれば、駆動部24が動作することによって、出力軸241にトルクが作用して出力軸241が回転する。
 出力軸241には、締付部品(例えば、ボルト又はナット等)を回転させるための円筒状のソケット242が、取り外し可能に取り付けられる。ソケット242は、出力軸241と共に出力軸241周りで回転する。出力軸241に取り付けられるソケット242のサイズは、ユーザによって締付部品のサイズに合わせて適宜選択される。このような構成により、駆動部24が動作すると、出力軸241が回転してソケット242が出力軸241と共に回転する。このとき、ソケット242が締付部品に嵌め合わされていれば、ソケット242と共に締付部品が回転し、作業対象に対して締付部品を締め付ける又は緩めるといった作業が実現される。したがって、工具2は、駆動部24の動作により、作業対象に対して締付部品を締め付ける又は緩めるといった作業を実現できる。
 また、出力軸241には、ソケット242の代わりにソケットアンビルが取り付け可能である。ソケットアンビルについても、出力軸241に対して取り外し可能に取り付けられる。この場合、ソケットアンビルを介してビット(例えば、ドライバビット又はドリルビット等)の装着が可能となる。
 工具2は、上述したようにインパクト機構25を有している。インパクト機構25は、締付トルクが所定レベルを超えると、出力軸241に回転方向の打撃力を加える。これにより、工具2は、締付部品に対して、より大きな締付トルクを与えることが可能となる。
 グリップ部22は、ユーザが作業を行う際に握る部分である。グリップ部22には、トリガスイッチ221(操作部)、及び正逆切替スイッチ222が設けられている。トリガスイッチ221は、駆動部24の動作のオン/オフを制御するためのスイッチである。トリガスイッチ221には、初期位置とオン位置とがあり、ユーザによってトリガスイッチ221がオン位置まで押される又は引かれることで駆動部24が動作する。また、トリガスイッチ221は、引込量(操作量)に応じて出力軸241の回転数の調整が可能である。正逆切替スイッチ222は、出力軸241の回転方向を正転と逆転とで切り替えるスイッチである。
 装着部23は、扁平な直方体状に形成されている。装着部23におけるグリップ部22とは反対側の一面には、電池パック201が取り外し可能に装着される。
 電池パック201は、直方体状に形成された樹脂製のケース202を有している。ケース202は、蓄電池(例えば、リチウムイオン電池、又は全個体電池等)を収容している。電池パック201は、駆動部24、制御部3a、通知部211及び作業対象特定システム10等に電力を供給する。
 また、装着部23には、操作パネル231が設けられている。操作パネル231は、例えば、複数の押ボタンスイッチ232、及び複数のLED(Light Emitting Diode)233を有している。操作パネル231では、工具2に関する種々の設定及び状況確認等を行うことができる。すなわち、ユーザは、例えば、操作パネル231の押ボタンスイッチ232を操作することにより、工具2の動作モードの変更、及び電池パック201の残容量の確認等を行うことができる。
 さらに、装着部23には、撮影用の発光部234が設けられている。発光部234は、例えば、LEDを含んでいる。発光部234は、工具2を用いた作業時において、作業対象に向けて光を照射する。発光部234のオン/オフは、操作パネル231の操作で行うことができる。また、発光部234は、トリガスイッチ221がオンした際に、自動的に点灯してもよい。
 通知部211は、例えば、LEDで構成されている。通知部211は、ユーザが作業中に通知部211を目視しやすいように、ボディ20の胴体部21における出力軸241とは反対側の端部に設けられている(図3参照)。
 また、本実施形態に係る工具2は、動作モードとして、少なくとも運用モードと登録モードとを有している。運用モードは、ユーザが工具2を用いて作業を行う際の動作モードである。登録モードは、作業対象に対応する基準画像を生成するための動作モードである。動作モードの切り替えは、例えば操作パネル231の押ボタンスイッチ232等に対する操作に基づいて行われてもよいし、操作パネル231とは別の、例えばトリガスイッチ221やディップスイッチ等に対する操作に基づいて行われてもよい。
 制御部3aは、例えば、1以上のプロセッサ及び1以上のメモリを有するマイクロコントローラを主構成として備えている。マイクロコントローラは、1以上のメモリに記録されているプログラムを1以上のプロセッサで実行することにより、制御部3aとしての機能を実現する。プログラムは、予めメモリに記録されていてもよいし、メモリカードのような非一時的記録媒体に記録されて提供されたり、電気通信回線を通して提供されたりしてもよい。言い換えれば、上記プログラムは、1以上のプロセッサを、制御部3aとして機能させるためのプログラムである。
 制御部3aは、駆動制御部31、通知制御部36及びトルク判定部37等の機能を有している。制御部3aは、一定時間の間、トリガスイッチ221又は操作パネル231への操作入力が行われなかった場合、スリープ状態となる。制御部3aは、スリープ状態中にトリガスイッチ221又は操作パネル231への操作入力が行われると起動する。
 駆動制御部31は、駆動部24を制御する。具体的には、駆動制御部31は、トリガスイッチ221の引込量に基づいた回転速度で、かつ正逆切替スイッチ222によって設定された回転方向に、出力軸241を回転させるよう駆動部24を動作させる。
 また、駆動制御部31は、締付トルクがトルク設定値となるように駆動部24を制御する。ここで、駆動制御部31は、締付トルクの大きさを推定するトルク推定機能を有している。本実施形態では一例として、駆動制御部31は、締付トルクの推定値が着座判定レベルに達するまでは、駆動部24(モータ)の回転数等に基づいて締付トルクの大きさを推定する。駆動制御部31は、締付トルクの推定値が着座判定レベルに達すると、インパクト機構25の打撃数に基づいて締付トルクの大きさを推定する。駆動制御部31は、インパクト機構25の打撃数が、トルク設定値に基づいた閾値回数に達すると、締付トルクがトルク設定値に達したと判断して駆動部24(モータ)を停止させる。これにより、工具2は、トルク設定値通りの締め付けトルクで、締付部品を締め付けることができる。ここにおいて、複数の作業対象の各々に対して行う作業の作業内容(例えばトルク設定値等)は記憶部4(トルク記憶部42)に予め設定されている。なお、複数の作業対象の各々に対する作業内容はトルク設定値に限定されず、工具2の種類及び工具2を用いた作業の種類等に応じて適宜変更が可能である。
 通知制御部36は、通知部211を制御する。通知制御部36は、処理部34による特定処理によって作業対象が特定されていない場合と、特定処理によって作業対象が特定された場合とで、通知部211による通知状態を異なる態様とすることが好ましい。例えば、通知制御部36は、特定処理によって作業対象が特定されていない場合、通知部211を消灯させ、特定処理によって作業対象が特定された場合、通知部211を緑色で点灯させる。これにより、ユーザは、通知部211の点灯状態を目視することによって、作業対象が特定されたか否かを認識することができる。
 トルク判定部37は、締付部品が締付対象箇所に取り付けられた際の締付トルクが正常であるか否かを判定するように構成されている。ここで、トルク判定部37は、作業対象に対する作業内容に基づいて、締付トルクが正常であるか否かの判定を行うことが好ましい。具体的には、作業対象に対する作業内容が目標トルク値を含んでいる。これにより、トルク判定部37は、作業対象に対する作業内容に含まれる目標トルク値と、締付トルクと、を比較することで、作業対象に応じた締付トルクで作業がされているか否かを判定できる。
 トルク判定部37は、例えば、インパクト機構25の打撃数が閾値回数に達することによって駆動制御部31が駆動部24を停止させた場合、締付トルクが正常であると判定する。また、トルク判定部37は、インパクト機構25の打撃数が閾値回数に達する前に、例えばトリガスイッチ221がオフされることによって駆動制御部31が駆動部24を停止させた場合、締付トルクが不十分(正常ではない)と判定する。また、トルク判定部37は、判定結果を、作業対象(締付対象箇所)と対応付けて結果記憶部43に記憶させる結果記憶処理を行う。
 (2.2.2)作業対象特定システムの構成
 次に、作業対象特定システム10の構成について、図1~図3を参照して説明する。作業対象特定システム10は、上述した処理部34を備えている。複数の基準画像の各々が比較画像に選択される順番が、工具2を用いて行った作業の作業履歴に応じて変化する。
 また、本実施形態の作業対象特定システム10は、上述した撮像部5と、処理部34を含む制御部3bと、記憶部4とを有している。
 制御部3b、記憶部4、及び撮像部5は、工具2のボディ20に収容されている。本実施形態では一例として、撮像部5は、胴体部21に収容されている。制御部3b及び記憶部4は、グリップ部22又は装着部23に収容されている。すなわち、本実施形態の工具2は上記の工具システム1に用いられ、駆動部24と、撮像部5とを備えている。
 撮像部5は、撮像画像としてのデータを生成する。撮像部5は、例えば、撮像素子とレンズとを有するカメラである。本実施形態では、上述したように、撮像部5は、工具2のボディ20(胴体部21)に収容されている。撮像部5は、工具2を用いた作業時に作業対象を撮像するように、出力軸241の先端側に向けて搭載されている。
 具体的には、撮像部5は、出力軸241に取り付けられたソケット242が撮像範囲に収まるように、出力軸241の先端側(ソケット242)に向けて、胴体部21の先端部に配置されている(図2及び図3参照)。撮像部5の光軸は、出力軸241の回転軸Ax1に沿って配置される。ここでは、撮像部5は、出力軸241の回転軸Ax1から所定距離内に光軸が位置し、かつ回転軸Ax1と光軸が略平行となるように配置されている。なお、出力軸241に取り付けられたソケット242が撮像範囲に収まるように、撮像部5が撮像画像を生成することは必須ではない。撮像部5は、セット作業対象を特定するための撮像画像を生成することが可能であればよい。「セット作業対象を特定するための撮像画像」とは、作業対象に工具2がセットされた状態のワークが、撮像部5によって撮影されて生成される画像である。本開示における上記撮像画像には、工具2がセットされた作業対象(ワークの少なくとも一部)が映っているものとする。なお、上記撮像画像は、セット作業対象を特定することが可能な画像であればよく、上記撮像画像の撮像範囲には、工具2がセットされた作業対象が収まっていなくてもよい。
 制御部3bは、例えば、1以上のプロセッサ及び1以上のメモリを有するマイクロコントローラを主構成として備えている。マイクロコントローラは、1以上のメモリに記録されているプログラムを1以上のプロセッサで実行することにより、制御部3bとしての機能を実現する。プログラムは、予めメモリに記録されていてもよいし、メモリカードのような非一時的記録媒体に記録されて提供されたり、電気通信回線を通して提供されたりしてもよい。言い換えれば、上記プログラムは、1以上のプロセッサを、制御部3bとして機能させるためのプログラムである。
 制御部3bは、撮像制御部32、セット検知部33、処理部34、及び登録部35等の機能を有している。制御部3bは、一定時間の間、トリガスイッチ221又は操作パネル231への操作入力が行われなかった場合、スリープ状態となる。制御部3bは、スリープ状態中にトリガスイッチ221又は操作パネル231への操作入力が行われると起動する。
 撮像制御部32は、撮像部5を制御するように構成されている。本実施形態の撮像制御部32は、制御部3bが起動するに伴い、撮像部5に撮影動作を開始させる。
 セット検知部33は、工具2が作業対象にセットされている状態を検知する。本実施形態に係るセット検知部33は、工具2が運用モードであるときに、工具2が作業対象にセットされているか否かのセット検知処理を行う。
 セット検知部33は、トリガスイッチ221の引込量に基づいて、工具2が作業対象にセットされている状態を検知する。具体的には、トリガスイッチ221がユーザによって半押しされている場合に、セット検知部33は、工具2が作業対象にセットされている状態を検知する。本開示の「半押しされている」とは、トリガスイッチ221が、初期位置とオン位置との間に位置している状態をいう。具体的には、「半押しされている」とは、トリガスイッチ221が初期位置とオン位置との略中間に位置している状態をいう。セット検知部33は、トリガスイッチ221が初期位置とオン位置との間に位置している状態のとき、工具2が作業対象にセットされている状態を検知する。なお、セット検知部33は、トリガスイッチ221が初期位置とオン位置との間に位置している状態であることを、工具2が作業対象にセットされている状態を検知するための複数の条件の1つとしてもよい。また、セット検知部33は、例えば、距離センサによって検知される工具2と作業対象との間の距離が予め設定された範囲内である場合に、工具2が作業対象にセットされている状態を検知してもよい。また、セット検知部33は、例えば工具2が物体に押し当てられることで工具2に加わる圧力を検知する圧力センサの検知結果に基づき、圧力の検知結果が所定の閾値以上である場合に、工具2が作業対象にセットされている状態を検知してもよい。
 セット検知部33は、工具2が作業対象にセットされている状態を検知すると、セット検知情報を処理部34に出力する。なお、セット検知部33は、工具2が作業対象にセットされている状態を検知しない場合、セット検知情報を処理部34に出力しない。
 本実施形態に係る処理部34は、セット検知部33から出力されるセット検知情報を受け取ると、撮像画像に基づいて特定処理を実行する。言い換えると、処理部34は、作業対象を特定することができる可能性が高いときに、撮像画像に基づいて特定処理を実行する。処理部34が特定処理を開始するタイミングが遅すぎると、作業対象を特定できないだけでなく、処理部34による特定処理の実行には0.5秒~1.0秒程度の時間を要するためユーザが工具2を構えたタイミングで特定処理を開始できない場合がある。ユーザが工具2を構えたタイミングで特定処理を開始できない場合、特定処理の完了が遅れ、ユーザの作業リズムを損なう可能性がある。本実施形態の処理部34は、作業対象を特定することができる可能性が高いとき、すなわちユーザが工具2を構えた最適のタイミングで特定処理を実行することができるため、特定処理の完了が遅れる可能性を低減することができる。また、撮像部5のAE(Automatic Exposure)や、AWB(Auto White Balance)等の撮像制御が安定した撮像画像に基づいて特定処理を実行することができるため、特定処理の精度向上を図ることができる。なお、本実施形態に係る処理部34は、セット検知部33から出力されるセット検知情報を受け取っていない場合、撮像画像に基づく所定の処理を実行しない。
 処理部34は、複数の作業対象のうち工具2がセットされた作業対象(セット作業対象)を特定する特定処理を間欠的に行う。換言すると、工具2が作業対象にセットされたことをセット検知部33が検知したタイミングで、処理部34は、セット作業対象を特定する特定処理を行う。つまり、処理部34は、撮像画像に映るセット作業対象を特定する機能を有する。具体的には、処理部34は、撮像部5の撮像画像と複数の基準画像とを比較する画像処理を行い、撮像画像に映るセット作業対象を、複数の作業対象の中から特定する。ここにおいて、複数の作業対象にそれぞれ対応する複数の基準画像は、記憶部4(画像記憶部41)に記憶されている。
 具体的には、処理部34は、撮像画像に対して、複数の作業対象に対応する複数の基準画像をテンプレートデータとしたパターン認識処理を行い、セット作業対象を特定する。つまり、処理部34は、撮像画像と、複数の作業対象にそれぞれ対応する複数の基準画像とを比較することによって、撮像画像に映っている作業対象(セット作業対象)を特定する。処理部34は、複数の基準画像から選択した一の比較画像と撮像画像とを比較する比較処理を、撮像画像に映る作業対象が特定されるまで繰り返し行う。ここにおいて、複数の基準画像の各々が比較画像に選択される順番が、工具2を用いて行った作業の作業履歴に応じて変化する。例えば、処理部34は、複数の基準画像の各々に、工具2を用いて行った作業の履歴に基づく重み係数を設定する。重み係数は、次に作業を行う可能性が高い作業対象の基準画像ほど値が大きくなるような係数である。処理部34は、工具2を用いて行った過去の作業の履歴に基づいて複数の基準画像に重み係数を設定する。そして、処理部34は、複数の基準画像の中から重み係数に応じた順番で比較画像を選択する。具体的には、処理部34は、複数の基準画像のうち重み係数の値が最も大きい基準画像を比較画像として選択し、この比較画像と撮像画像とを比較する比較処理を行う。このように、処理部34は、複数の基準画像のうち特定処理に使用していない基準画像で重み係数が最も高いもの、つまり次に行われる可能性が高い作業対象の基準画像を比較画像として選択している。したがって、処理部34は、撮像画像に映る作業対象を特定するまでに行う比較処理の回数を少なくでき、工具2が作業対象にセットされてから作業対象を特定するまでの時間を短縮することができ、処理部34が行う特定処理の処理量を低減できる。
 なお、本開示でいう「パターン認識処理」とは、ある画像に映る物の形状に基づいて、その画像に映る物が何であるのかを認識する画像処理を意味する。この種のパターン認識処理の一例として、パターンマッチング処理、機械学習で作成された学習済みモデルを用いて画像に映る物を認識する処理等がある。ここでいうパターンマッチング処理は、上述したようなテンプレートデータを用いて、テンプレートデータと比較対象(撮像画像等)との比較を行う処理である。また、機械学習の方法としては、適宜のアルゴリズムを用いればよい、例えばディープラーニング(深層学習)のアルゴリズムを用いてもよい。
 さらに、処理部34は、特定された作業対象(セット作業対象)に対して行う作業の作業内容を工具2に設定する。具体的には、工具システム1は、処理部34が特定した作業対象に基づいて、工具2を用いる作業の作業内容を設定する。処理部34は、セット作業対象に対して行う締め付け作業の目標トルク値をトルク記憶部42から抽出する。そして、処理部34は、トルク記憶部42から抽出した目標トルク値を工具2に設定する。
 登録部35は、工具2の動作モードが登録モードである場合、画像登録処理と、トルク登録処理と、を行う。画像登録処理は、複数の作業対象にそれぞれ対応する複数の基準画像を記憶部4の画像記憶部41に記憶させる処理である。トルク登録処理は、複数の作業対象にそれぞれ対応する複数の目標トルク値を記憶部4のトルク記憶部42に記憶させる処理である。
 また、登録部35は、画像登録処理において、例えば、撮像部5が作業対象を撮像して生成した静止画像を基準画像として画像記憶部41に記憶させる。具体的には、工具2の動作モードが登録モードである場合、トリガスイッチ221がシャッターボタンとしても機能する。トリガスイッチ221がオンすると(オン位置まで押されると)撮像部5が静止画像を生成する。登録部35は、この静止画像を基準画像として画像記憶部41に記憶させる。
 記憶部4は、例えば、半導体メモリで構成されており、画像記憶部41、トルク記憶部42(目標値記憶部)、結果記憶部43及び履歴記憶部44の機能を有する。画像記憶部41とトルク記憶部42と結果記憶部43と履歴記憶部44とは、本実施形態では1つのメモリで構成されているが、複数のメモリで構成されていてもよい。また、記憶部4は、工具2に対して取外し可能に装着されるメモリカード等の記録媒体であってもよい。
 画像記憶部41は、複数の基準画像を複数の作業対象とそれぞれ対応付けて記憶している。
 トルク記憶部42は、複数の目標トルク値(目標値)を、複数の作業対象と一対一に対応付けて記憶している。目標トルク値とは、対応する作業対象に締付部品を取り付ける際の締付トルクの目標値である。
 結果記憶部43は、複数の作業対象と、トルク判定部37による複数の締付対象箇所における判定結果とを対応付けて記憶している。また、結果記憶部43は、トルク判定部37の判定結果に作業時刻を示すタイムスタンプを付加して記憶することが好ましい。これにより、組立ラインにおいてワークごとに作業対象の判定結果を区別することが可能となる。なお、結果記憶部43は、作業対象に対して行った締付け作業での締付けトルクの値を、作業対象と対応付けて記憶してもよい。
 履歴記憶部44は、工具2が行った作業の履歴を記憶する。ユーザが工具2を用いて複数のワークに対する作業を行うと、履歴記憶部44には、複数の作業対象に対して作業が行われた順番が記憶される。1つのワークにある複数の作業対象に対して作業が行われる順番は、ユーザの熟練度、体格、利き腕などによって変更される可能性がある。工具2を使用するユーザは、1つのワークにある複数の作業対象に対して、当人が作業しやすい順番で作業を行う可能性があるが、履歴記憶部44には、複数の作業対象に対して作業が行われた順番が記憶される。
 なお、例えば工具2を使用するユーザが操作パネル231等を操作してID情報を入力すると、工具2から作業対象特定システム10にID情報が入力されるので、履歴記憶部44には、ユーザのID情報に対応付けて、当該ユーザが行った作業の作業履歴、つまり当該ユーザが複数の作業対象に対して作業を行った順番が記憶されてもよい。工具2が複数のユーザによって使用され、履歴記憶部44にユーザごとの作業履歴が記憶されている場合、複数の基準画像の各々が比較画像に選択される順番が、ユーザごとの作業履歴に応じて変化することが好ましい。具体的には、処理部34は、ユーザごとの作業履歴に基づいて、複数の作業対象の各々について作業が行われる確率に応じた重み係数を設定し、画像記憶部41に複数の撮像画像と、複数の撮像画像に設定した複数の重み係数とを対応付けて記憶させる。処理部34は、工具2から当該工具2を使用するユーザのID情報が入力されている状態で、セット検知部33からセット検知情報が入力されると、特定処理を開始する。ここで、処理部34は、ID情報に基づいて当該ユーザの作業履歴に応じて複数の基準画像に設定された重み係数を抽出し、複数の基準画像のうち比較処理を行っていない基準画像の中で重み係数が最も高い基準画像を比較画像に選択し、この比較画像と撮像画像とを比較することによって、比較画像に対応する作業対象が撮像画像に映っているか否かを判断する。
 (3)動作
 本実施形態に係る工具システム1の動作について、図5~図8を参照して説明する。
 ここでは、組立ラインにおいて、ユーザが複数のワークA1の組立作業を行う際の工具システム1の動作を例として説明する。個々のワークA1には、複数(図4の例では8つ)の作業対象W1~W8がある。複数の作業対象W1~W8は例えばねじ穴であり、ユーザは、工具2を用いて複数の作業対象W1~W8に締付部品であるボルトB1~B8を取り付ける作業を行うこととする。なお、登録モードにおいて、工具2の画像記憶部41には、複数の作業対象W1~W8と複数の基準画像とが対応付けて記憶され、工具2のトルク記憶部42には、複数の作業対象W1~W8と複数の目標トルク値とが対応付けて記憶されているものとする。
 以下に、工具システム1の運用モードの動作例について、図5のフローチャートを参照して説明する。なお、図5に示すフローチャートは、作業対象特定システム10が行う作業対象特定方法の一例に過ぎず、処理の順序が適宜変更されてもよいし、処理が適宜追加又は省略されてもよい。
 ユーザが工具2を用いて作業対象W1~W8の内のいずれかである作業対象に対する作業を行う場合、ユーザが工具2を作業対象にセットしたか否かをセット検知部33が検知する(ステップS1)。例えばユーザが工具2を作業対象に当てて、トリガスイッチ221を半押しすると、セット検知部33は、トリガスイッチ221の引込量に基づいて、工具2が作業対象にセットされていると検知し(ステップS1:Yes)、セット検知情報を撮像制御部32及び処理部34に出力する。
 セット検知部33から撮像制御部32にセット検知情報が入力されると、撮像制御部32は撮像部5を制御して撮像画像を撮像させており、処理部34は撮像部5から撮像画像の画像データを取得する(ステップS2)。ここで、工具2が作業対象にセットされている状態では、撮像部5の撮像画像に、工具2がセットされている作業対象が映っている。
 処理部34が撮像部5から撮像画像の画像データを取得すると、処理部34は、複数の基準画像の中から一の基準画像を比較画像として選択する(ステップS3)。ここで、処理部34は、今回の撮像画像に対する特定処理において比較処理に使っていない1以上の基準画像の中で、重み係数が最も高い基準画像を比較画像として選択する。そして、処理部34は、比較画像と撮像画像とを比較する比較処理を行い(ステップS4)、比較処理の結果に基づいて比較画像に対応する作業対象が撮像画像に映っているか否か、つまり撮像画像に映っている作業対象(セット作業対象)を特定できたか否かを判断する(ステップS5)。
 ここで、ステップS5において撮像画像に映っているセット作業対象を特定できなかった場合(ステップS5:No)、処理部34は、S3に戻って比較画像を選択し直す。すなわち、処理部34は、今回の撮像画像に対する特定処理において比較処理に使っていない1以上の基準画像の中で、重み係数が最も高い基準画像を比較画像として選択し、ステップS4以後の処理を繰り返す。
 一方、ステップS5において撮像画像に映っている作業対象(セット作業対象)を特定できた場合(ステップS5:Yes)、処理部34は、工具2がセットされている作業対象に対応する作業内容(例えば目標トルク値)をトルク記憶部42から抽出し、この目標トルク値を工具2の制御部3aに出力する。
 工具2の制御部3aは、処理部34から目標トルク値が入力されると、目標トルク値を設定し、通知制御部36を制御して通知部211により作業対象が特定されたことを示す通知を行わせる。工具2を使用するユーザが、通知部211による通知に基づいて作業対象が特定されたと判断すると、トリガスイッチ221をオン位置まで操作し、この操作に応じて制御部3aが駆動部24を動作させる。このとき、制御部3aは、処理部34から入力された目標トルク値で駆動部24を動作させることによって、作業対象に対して予め設定された目標トルク値で締付け作業を行うことができる。
 なお、作業対象に対する作業が終了すると、トルク判定部37の判定結果が制御部3bに出力され、制御部3bが結果記憶部43にトルク判定部37の判定結果を記憶させ、履歴記憶部44に今回の作業が行われた作業対象の情報が記憶される。これにより、ユーザが工具2を用いて作業を行うたびに、複数の作業対象に対して行った作業の履歴情報が更新されるので、処理部34は、これまでの履歴情報に基づいて次に行われる作業を予測し、複数の基準画像の各々に次に作業が行われる確率に応じた重み係数を設定する。
 以上のように、特定処理では撮像画像に映っているセット作業対象が特定されるまで、処理部34が、複数の基準画像から選択した一の比較画像と撮像画像とを比較する比較処理を繰り返すのであるが、本実施形態では、複数の基準画像の各々が比較画像に選択される順番が、工具2を用いて行った作業の作業履歴に応じて変化する。
 図4に示すように8つの作業対象W1~W8(例えばねじ穴)がある場合に、8つの作業対象W1~W8をそれぞれ撮影した8枚の基準画像P1~P8が画像記憶部41には予め登録されている。
 ここで、特定処理において8枚の基準画像P1~P8の各々が比較画像に選択される順番が固定であると、セット作業対象を特定するまでの時間が長くなる可能性がある。例えば1箇所目の作業では作業対象W1にボルトを取り付け、2箇所目の作業では作業対象W2にボルトを取り付け、3箇所目の作業では作業対象W3にボルトを取り付けるケースを想定する。ここで、図6に示すように、1箇所目、2箇所目、3箇所目のセット作業対象の特定処理を行う場合に、いずれの場合でも基準画像P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8の順番で比較画像に選択して撮像画像と比較すると、1箇所目の作業対象W1については1回目の比較処理で作業対象が特定される。一方、2箇所目の作業対象W2については2回目の比較処理で作業対象が特定され、3箇所目の作業対象W3については3回目の比較処理で作業対象が特定されることになる。このように、比較画像に選択する順番が固定であると、作業対象が特定されるまでに行う比較処理の回数が増え、作業対象を特定するまでの時間が長くなる可能性がある。
 それに対して、本実施形態では、処理部34は、複数の基準画像P1~P8が比較画像に選択される順番を作業履歴に応じて変更する。上述のように、処理部34は、過去の作業履歴に基づいて基準画像P1~P8の各々に重み係数を設定しており、この重み係数に基づいて比較画像を選択している。図8は、基準画像P1~P8の各々に設定される重み係数の一例を示している。図8において基準画像P1~P8に向かう矢印に隣接して記載した括弧内の数字が重み係数を示している。ワークに対する1箇所目の作業では作業対象W1に作業を行う確率が最も高いため、基準画像P1の重み係数が最も高い値に設定されている。また、1箇所目に作業対象W1に作業が行われた場合、ワークに対する2箇所目の作業では作業対象W2に作業を行う確率が最も高いため、基準画像P2の重み係数が最も高い値に設定されている。1箇所目に作業対象W1に作業が行われ、2箇所目に作業対象W2に作業が行われた場合、ワークに対する3箇所目の作業では作業対象W3に作業を行う確率が最も高いため、基準画像P3の重み係数が最も高い値に設定されている。
 このように基準画像P1~P8に重み係数が設定されている状態で、1箇所目の作業では、処理部34は、図7に示すように基準画像P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8の順番で比較画像に選択して比較処理を実行する。したがって、1箇所目の作業において工具2が作業対象W1に設定された場合、比較処理を1回行うだけでセット作業対象が作業対象W1であると特定できる。
 2箇所目の作業では、処理部34は、図7に示すように基準画像P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8の順番で比較画像に選択して比較処理を実行する。したがって、2箇所目の作業において工具2が作業対象W2に設定された場合、比較処理を1回行うだけでセット作業対象が作業対象W2であると特定できる。
 3箇所目の作業では、処理部34は、図7に示すように基準画像P3、P4、P5、P6、P7、P8の順番で比較画像に選択して比較処理を実行する。したがって、3箇所目の作業において工具2が作業対象W3に設定された場合、比較処理を1回行うだけでセット作業対象が作業対象W3であると特定できる。
 以上のように、過去の作業履歴に応じて基準画像P1~P8を比較画像に選択する順番が変更されるので、セット作業対象が作業対象W1~W8のいずれであるのかを特定するまでの時間を短くできるという利点がある。
 (4)変形例
 上記実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。本開示において説明する各図は、模式的な図であり、各図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
 また、上記実施形態に係る工具システム1と同等の機能は、作業対象特定方法、(コンピュータ)プログラム、又はプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化されてもよい。一態様に係る作業対象特定方法は、取得ステップ(S2)と、特定ステップ(S3~S5)と、を含む。取得ステップでは、可搬型の工具2に搭載された撮像部5から撮像画像を取得する。工具2は、動力源からの動力により動作する駆動部24を有する。特定ステップでは、複数の作業対象W1~W8にそれぞれ対応する複数の基準画像P1~P8の中から選択される一の比較画像と撮像画像とを比較することによって、撮像画像に映る作業対象を特定する。複数の基準画像P1~P8の各々が比較画像に選択される順番が、工具2を用いて行った作業の作業履歴に応じて変化する。一態様に係るプログラムは、1以上のプロセッサに、上記の作業対象特定方法を実行させるためのプログラムである。
 以下、上記実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
 処理部34が特定処理を行う際、工具2に設けられたモーションセンサ(例えば3軸加速度センサ又は3軸ジャイロセンサ等)によって検知される工具2の姿勢情報に基づいて、撮像画像に回転補正や歪み補正を行うようにしてもよい。本開示の「歪み補正」とは、撮像画像を部分的に任意の量だけ伸縮させることにより、撮像画像を補正することである。例えば、処理部34は、長方形の被写体が台形のように映った撮像画像について歪み補正を施すことにより、被写体が長方形に映った撮像画像を得ることができる。
 本開示における工具システム1は、制御部3a,3bにコンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における工具システム1としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路(IC)又は大規模集積回路(LSI)を含む1又は複数の電子回路で構成される。ここでいうIC又はLSI等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なる。IC又はLSI等の集積回路は、システムLSI、VLSI(Very Large Scale Integration)、又はULSI(Ultra Large Scale Integration)と呼ばれる集積回路を含む。さらに、LSIの製造後にプログラムされる、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、又はLSI内部の接合関係の再構成若しくはLSI内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスも、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、1つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、1つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、1以上のプロセッサ及び1以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む1又は複数の電子回路で構成される。
 本実施形態では、作業対象特定システム10の機能が工具2の筐体(ボディ20)に内蔵されているが、作業対象特定システム10の機能が、工具2のボディ20とは別の筐体に収容されていてもよい。
 例えば、制御部3a,3bの一部の機能が、工具2のボディ20とは別の筐体に設けられていてもよい。また、制御部3a,3b等の少なくとも一部の機能は、例えば、サーバ又はクラウド(クラウドコンピューティング)等によって実現されてもよい。
 上記実施形態では、工具2の画像記憶部41が複数の作業対象W1~W8に対応する複数の基準画像P1~P8を記憶しているが、複数の作業対象W1~W8に対応する複数の基準画像P1~P8を工具2が記憶することは必須ではない。工具2と通信可能な外部システム(例えばサーバ装置)が、複数の作業対象W1~W8に対応する複数の基準画像P1~P8を記憶する画像記憶部を備えていてもよい。この場合、工具2の処理部34は、外部システムの画像記憶部にアクセスして、撮像部5の撮像画像と、画像記憶部に記憶された基準画像から選択した比較画像とを比較する比較処理を行うことで、セット作業対象を特定する処理を行えばよい。
 また、工具2が処理部34を備えることも必須ではなく、工具2と通信可能な外部システム(例えばサーバ装置)が処理部34の機能を有していてもよい。工具2が撮像部5で撮像された撮像画像を外部システムに出力すると、外部システムの処理部が、撮像画像と比較画像とを比較する比較処理を行い、セット作業対象の特定結果を工具2に出力してもよい。
 また、撮像部5は、ボディ20の胴体部21に限らず、例えば、ボディ20の装着部23、又は電池パック201等に設けられていてもよい。同様に、制御部3a,3b及び記憶部4等の配置についても、適宜変更可能である。また、工具2が撮像部5を備えていてもよい。
 また、上記の実施形態では、工具2に作業対象特定システム10が内蔵されているが、工具2が作業対象特定システム10を内蔵することは必須ではなく、図10に示すように、作業対象特定システム10は工具2の外部に設けられていてもよい。
 例えば、図9に示すように、作業対象特定システム10が、工具2に対して外付けされていてもよい。この場合、工具2の制御部3aと、作業対象特定システム10の制御部3bとは、直接電気的に接続されていてもよいし、通信部を介して通信を行うようにしてもよい。この場合、通信部は、例えば、Wi-Fi(登録商標)、Bluetooth(登録商標)、ZigBee(登録商標)又は免許を必要としない小電力無線(特定小電力無線)等の規格に準拠した、無線通信方式を採用するようにしてもよい。また、作業対象特定システム10が電池パック201とは異なる動力源を含むようにし、電池パック201とは異なる動力源を撮像部5や制御部3b等の動力源としてもよい。このような作業対象特定システム10は、作業対象に工具2がセットされている状態を検知した後に、撮像画像に基づいて作業対象を特定することが可能である。
 作業対象特定システム10は、少なくとも、処理部34を備えていればよい。なお、上記実施形態では、作業対象特定システム10は、処理部34を備える1つのシステムで実現されているが、2つ以上のシステムで実現されていてもよい。例えば、処理部34の機能が、2つ以上のシステムに分散して設けられていてもよい。また、処理部34の少なくとも1つの機能が、2つ以上のシステムに分散して設けられていてもよい。例えば、処理部34の機能が2つ以上の装置に分散されて設けられていてもよい。また、作業対象特定システム10の少なくとも一部の機能が、例えばクラウドコンピューティングにより実現されていてもよい。
 工具システム1の使用用途は、工場におけるワークの組立作業を行う組立ラインに限らず、他の使用用途であってもよい。
 また、上記実施形態では、工具2がインパクトレンチである場合を説明したが、工具2はインパクトレンチに限らず、例えば、ナットランナ又はオイルパルスレンチ等であってもよい。さらに、工具2は、例えば、ねじ(締付部品)の締付作業に用いられるドライバ(インパクトドライバを含む)であってもよい。この場合、ソケット242の代わりに、ビット(例えばドライバビット等)が工具2に取り付けられる。さらに、工具2は、電池パック201を動力源とする構成に限らず、交流電源(商用電源)を動力源とする構成であってもよい。また、工具2は、電動工具に限らず、動力源としてのエアコンプレッサから供給される圧縮空気(動力)で動作するエアモータ(駆動部)を有するエア工具であってもよい。
 また、上記実施形態では、1つのワークにおける複数の締付対象箇所の各々が、作業対象である場合を例に説明したが、作業対象は、複数の締付対象箇所を有するモジュール、部品又は製品等であってもよい。
 また、工具2は、締付トルクを測定するトルクセンサを備えていてもよい。この場合、駆動制御部31は、トルクセンサが測定した締付トルクがトルク設定値となるように、駆動部24を制御する。さらに、トルク判定部37は、トルクセンサの測定結果と目標トルク値とを比較することにより、締付トルクが正常であるか否かを判定してもよい。トルク判定部37は、トルクセンサの測定結果が、目標トルク値を基準にした所定範囲内である場合、締付トルクが正常であると判定する。トルク判定部37は、トルクセンサの測定結果が、目標トルク値を基準にした所定範囲外である場合、締付トルクが不十分(正常でない)と判定する。
 また、通知部211は、LED等の発光部に限らず、例えば、液晶ディスプレイ、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等の画像表示装置により実現されてもよい。さらに、通知部211は、表示以外の手段で通知(提示)を行ってもよく、例えば、音(音声を含む)を発生させるスピーカ又はブザー等で構成されていてもよい。また、通知部211は、振動を発生するバイブレータ、又は工具2の外部端末(携帯端末等)に通知信号を送信する送信機等で実現されてもよい。さらには、通知部211は、表示、音、振動又は通信等の機能のうちの2つ以上の機能を併せ持っていてもよい。
 上記実施形態において、処理部34は、機械学習で作成された学習済みモデルを用いて、複数の撮像画像の中から撮像画像の比較処理に使用する比較画像を選択してもよい。すなわち、処理部34は、前回までに行った作業の履歴情報を学習済みモデルに入力することによって、次に作業が行われると推測される作業対象に対応する基準画像を比較画像として選択する。そして、処理部34は、学習済みモデルを用いて選択された比較画像と撮像画像とを比較する比較処理を行うことによって、撮像画像に映るセット作業対象を特定する。つまり、処理部34は、履歴情報に基づいて学習済みモデルが選択した比較画像と撮像画像とを比較する比較処理を行うことによって、撮像画像に映る作業対象を特定する特定処理を行う。このように、処理部34は、前回までに行った作業の履歴情報を学習済みモデルに入力することによって、次に作業が行われると推測される作業対象に対応する基準画像を比較画像として選択するので、セット作業対象を特定するまでに行う比較処理の回数を少なくできる。したがって、セット作業対象を特定するのにかかる時間を短縮できる。ここにおいて、機械学習の方法としては、適宜のアルゴリズムを用いればよい、例えばディープラーニング(深層学習)のアルゴリズムを用いてもよい。
 上記実施形態において、工具2を用いて1以上の作業対象に行う作業工程が複数ある場合、処理部34は、複数の基準画像の各々が比較画像に選択される順番を、作業工程ごとの作業履歴に応じて変化させてもよい。この場合、履歴記憶部44には、複数ある作業工程の各々で、複数の作業対象に対して行った作業の作業履歴に関する履歴情報が記憶される。処理部34は、例えばユーザが操作パネル231を用いて入力した作業工程の情報、又は、外部システムから入力された作業工程の情報に基づいて、現在行っている作業工程を特定し、当該作業工程の履歴情報を履歴記憶部44から抽出する。そして、処理部34は、当該作業工程での作業の履歴情報に基づいて、当該作業工程で作業を行う複数の作業対象にそれぞれ対応する複数の基準画像に対して履歴情報に基づく重み係数を設定する。そして、処理部34は、セット検知部33からセット検知情報が入力されると、比較処理に使用していない1以上の基準画像の中から重み係数が最も高い基準画像を比較画像として選択して撮像画像との比較処理を行うことで、セット作業対象を特定する処理を行う。このように、処理部34は、画像記憶部41に記憶された複数の基準画像から、現在の作業工程に対応した複数の基準画像を抽出し、抽出された複数の基準画像の中から選択した比較画像と撮像画像とを比較しているので、セット作業対象を特定するのに要する時間を短縮できる。
 (まとめ)
 以上説明したように、第1の態様の工具システム(1)は、可搬型の工具(2)と、撮像部(5)と、処理部(34)と、を備える。工具(2)は、動力源からの動力により動作する駆動部(24)を有する。撮像部(5)は、工具(2)に搭載されており、撮像画像を生成する。処理部(34)は、複数の作業対象(W1~W8)にそれぞれ対応する複数の基準画像の中から選択される一の比較画像と撮像画像とを比較する比較処理を行うことによって、撮像画像に映る作業対象を特定する特定処理を行う。処理部(34)は、複数の基準画像の各々が比較画像に選択される順番を、工具(2)を用いて行った作業の作業履歴に応じて変更する。
 この態様によれば、撮像画像に映る作業対象を特定するまでの時間を短縮することができる。
 第2の態様の工具システム(1)では、第1の態様において、処理部(34)は、複数の基準画像の各々に、工具(2)を用いて行った作業の履歴に基づく重み係数を設定する。処理部(34)は、複数の基準画像の中から重み係数に応じた順番で比較画像を選択する。
 この態様によれば、撮像画像に映る作業対象を特定するまでの時間を短縮することができる。
 第3の態様の工具システム(1)では、第1又は2の態様において、工具(2)は複数のユーザによって使用される。順番は、ユーザごとの作業履歴に応じて変化する。
 この態様によれば、撮像画像に映る作業対象を特定するまでの時間を短縮することができる。
 第4の態様の工具システム(1)では、第1~3のいずれかの態様において、複数の作業工程があり、複数の作業工程の各々では、複数の作業対象(W1~W8)のうちの少なくとも1つに工具(2)を用いて作業が行われる。順番は、作業工程ごとの作業履歴に応じて変化する。
 この態様によれば、撮像画像に映る作業対象を特定するまでの時間を短縮することができる。
 第5の態様の工具システム(1)では、第1~4のいずれかの態様において、処理部(34)は、作業履歴に関する履歴情報に基づいて複数の基準画像の中から比較画像を選択する学習済みモデルを用いて、比較画像を選択する。
 この態様によれば、撮像画像に映る作業対象を特定するまでの時間を短縮することができる。
 第6の態様の工具システム(1)では、第1~5のいずれかの態様において、処理部(34)が特定した作業対象に基づいて、工具(2)を用いる作業の作業内容を設定する。
 この態様によれば、撮像画像に映る作業対象を特定するまでの時間を短縮することができる。
 第7の態様の工具(2)は、第1~6のいずれかの態様の工具システム(1)に用いられる。工具(2)は、駆動部(24)と、撮像部(5)と、を備える。
 この態様によれば、撮像画像に映る作業対象を特定するまでの時間を短縮することができる。
 第8の態様の作業対象特定システム(10)は、処理部(34)を備える。処理部(34)は、撮像部(5)によって生成される撮像画像と、複数の作業対象(W1~W8)にそれぞれ対応する複数の基準画像の中から選択される一の比較画像とを比較する比較処理を行うことによって、複数の作業対象(W1~W8)の中から撮像画像に映る作業対象を特定する特定処理を行う。撮像部(5)は、可搬型の工具(2)に搭載されている。工具(2)は、動力源からの動力により動作する駆動部(24)を有する。処理部(34)が、複数の基準画像の各々が比較画像に選択される順番を、工具(2)を用いて行った作業の作業履歴に応じて変更する。
 この態様によれば、撮像画像に映る作業対象を特定するまでの時間を短縮することができる。
 第9の態様の作業対象特定方法は、取得ステップと、特定ステップと、を含む。取得ステップでは、撮像部(5)から撮像画像を取得する。撮像部(5)は、動力源からの動力により動作する駆動部(24)を有する可搬型の工具(2)に搭載される。特定ステップでは、複数の作業対象(W1~W8)にそれぞれ対応する複数の基準画像の中から選択される一の比較画像と撮像画像とを比較することによって、撮像画像に映る作業対象を特定する。特定ステップにおいて、複数の基準画像の各々が比較画像に選択される順番が、工具(2)を用いて行った作業の作業履歴に応じて変化する。
 この態様によれば、撮像画像に映る作業対象を特定するまでの時間を短縮することができる。
 第10の態様のプログラムは、1以上のプロセッサに、第9の態様の作業対象特定方法を実行させるためのプログラムである。
 この態様によれば、撮像画像に映る作業対象を特定するまでの時間を短縮することができる。
 上記態様に限らず、実施形態に係る工具システム(1)及び作業対象特定システム(10)の種々の構成(変形例を含む)は、作業対象特定方法、(コンピュータ)プログラム、又はプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化可能である。
 第2~第6の態様に係る構成については、工具システム(1)に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
 1 工具システム
 2 工具
 5 撮像部
 10 作業対象特定システム
 24 駆動部
 34 処理部
 W1~W8 作業対象

Claims (10)

  1.  動力源からの動力により動作する駆動部を有する可搬型の工具と、
     前記工具に搭載されており、撮像画像を生成する撮像部と、
     複数の作業対象にそれぞれ対応する複数の基準画像の中から選択される一の比較画像と前記撮像画像とを比較する比較処理を行うことによって、前記撮像画像に映る作業対象を特定する特定処理を行う処理部と、を備え、
     前記処理部は、前記複数の基準画像の各々が前記比較画像に選択される順番を、前記工具を用いて行った作業の作業履歴に応じて変更する、
     工具システム。
  2.  前記処理部は、前記複数の基準画像の各々に、前記工具を用いて行った前記作業の履歴に基づく重み係数を設定し、
     前記処理部は、前記複数の基準画像の中から前記重み係数に応じた順番で前記比較画像を選択する、
     請求項1に記載の工具システム。
  3.  前記工具は複数のユーザによって使用され、
     前記順番は、前記ユーザごとの前記作業履歴に応じて変化する、
     請求項1又は2に記載の工具システム。
  4.  複数の作業工程があり、
     前記複数の作業工程の各々では、前記複数の作業対象のうちの少なくとも1つに前記工具を用いて作業が行われ、
     前記順番は、前記作業工程ごとの前記作業履歴に応じて変化する、
     請求項1~3のいずれか1項に記載の工具システム。
  5.  前記処理部は、前記作業履歴に関する履歴情報に基づいて前記複数の基準画像の中から前記比較画像を選択する学習済みモデルを用いて、前記比較画像を選択する、
     請求項1~4のいずれか1項に記載の工具システム。
  6.  前記処理部が特定した前記作業対象に基づいて、前記工具を用いる前記作業の作業内容を設定する、
     請求項1~5のいずれか1項に記載の工具システム。
  7.  請求項1~6のいずれか1項に記載の工具システムに用いられ、
     前記駆動部と、
     前記撮像部と、
    を備える、
     工具。
  8.  動力源からの動力により動作する駆動部を有する可搬型の工具に搭載されている撮像部によって生成される撮像画像と、複数の作業対象にそれぞれ対応する複数の基準画像の中から選択される一の比較画像とを比較する比較処理を行うことによって、前記撮像画像に映る作業対象を特定する特定処理を行う処理部を備え、
     前記処理部は、前記複数の基準画像の各々が前記比較画像に選択される順番を、前記工具を用いて行った作業の作業履歴に応じて変更する、
     作業対象特定システム。
  9.  動力源からの動力により動作する駆動部を有する可搬型の工具に搭載された撮像部から撮像画像を取得する取得ステップと、
     複数の作業対象にそれぞれ対応する複数の基準画像の中から選択される一の比較画像と前記撮像画像とを比較することによって、前記撮像画像に映る作業対象を特定する特定ステップと、を含み、
     前記特定ステップにおいて、前記複数の基準画像の各々が前記比較画像に選択される順番が、前記工具を用いて行った作業の作業履歴に応じて変化する、
     作業対象特定方法。
  10.  1以上のプロセッサに、請求項9に記載の作業対象特定方法を実行させるためのプログラム。
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