WO2024085080A1 - 工作機械の作業者支援装置及び作業者支援方法 - Google Patents

工作機械の作業者支援装置及び作業者支援方法 Download PDF

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worker
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experience value
information
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亮太 岡本
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株式会社アマダ
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    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
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    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/04Manufacturing

Definitions

  • This disclosure relates to a machine tool operator support device and operator support method.
  • Patent document 1 discloses an information processing device that evaluates the proficiency of workers in machine tools.
  • the information processing device described in Patent Document 1 identifies the worker working on the machine tool and outputs an evaluation score indicating the worker's level of proficiency in the work based on information about the work content performed by the identified worker on the machine tool.
  • the information processing device in Patent Document 1 only presents the worker with an evaluation score for each machine tool, and does not allow the worker to understand how to improve the work for each task according to his or her own evaluation score.
  • the machine tool worker support device includes a personal identification unit that identifies a worker working on the machine tool, a detection unit that detects the type of work being performed by the machine tool, a storage unit that stores experience value information indicating the experience value of the worker for the work detected by the detection unit in an experience value database in association with the personal identification information of the worker, and an advice control unit that, when the detection unit detects the type of work, obtains the experience value information for the work associated with the personal identification information of the worker from the experience value database, and outputs information indicating advice regarding the work based on the obtained experience value information.
  • a method of supporting a machine tool operator identifies a worker working on a machine tool, detects the type of work being performed by the machine tool, associates experience value information indicating the worker's experience value for the detected work with personal identification information of the worker and stores it in an experience value database, obtains the experience value information for the detected work that is associated with the worker's personal identification information from the experience value database, and outputs advice regarding the work based on the obtained experience value information to present to the worker.
  • the machine tool worker support device and machine tool worker support method can identify the worker working on the machine tool and accumulate experience value information indicating the worker's experience value for the work for each type of work in a database.
  • experience value information indicating the worker's experience value for the work for each type of work in a database.
  • the machine tool worker support device and machine tool worker support method allow a worker to improve each task according to his or her own level of proficiency.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a machine tool including a worker support device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the stored contents of an experience value database provided in the storage device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the contents of an advice database provided in the storage device shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a display screen displayed on the display unit shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a display screen displayed on the display unit shown in FIG.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of an operation of a machine tool including a worker support device according to an embodiment.
  • the worker support device includes at least a personal identification unit, a detection unit, a storage unit, and an advice control unit.
  • the personal identification unit identifies the worker working on the machine tool.
  • the detection unit detects the type of work being performed by the machine tool.
  • the accumulation unit associates experience value information indicating the worker's experience value for the work detected by the detection unit with the worker's personal identification information and accumulates it in an experience value database.
  • the advice control unit acquires the experience value information for the work associated with the worker's personal identification information from the experience value database, and outputs information indicating advice regarding the work based on the acquired experience value information.
  • the worker support device may further include a display unit that displays advice regarding the work.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a machine tool including a worker support device according to one embodiment.
  • the machine tool includes an information processing device 10, a processing machine main body 20, and a display unit 30.
  • the machine tool is a bending machine (press brake) capable of bending a workpiece.
  • the machine tool may be a laser processing machine, or a cutting machine such as a lathe or a grinding machine. There are no particular limitations on the machine tool, so long as it involves work by an operator.
  • the processing machine body 20 is connected to the information processing device 10 and is controlled by the information processing device 10.
  • the processing machine body 20 is capable of performing bending processing on a workpiece held (supported) by a worker 40.
  • the general configuration of the processing machine body 20, which is a bending machine, is publicly known, so a detailed description will be omitted.
  • the processing machine body 20 bends the workpiece by sandwiching it between an upper die (punch) and a lower die (die).
  • the processing machine body 20 is configured to be able to perform bending processing on the workpiece, such as V bending, hemming bending, and cut-and-raise bending, for example.
  • the processing machine body 20 includes an operation unit 21.
  • the operation unit 21 is configured, for example, as a touch panel, and accepts various operations on the processing machine body 20 from the worker 40.
  • the operation unit 21 accepts, for example, login information and processing information such as settings of the processing machine body 20, material of the workpiece, type of processing, and processing conditions from the worker 40.
  • the operation unit 21 transmits the various types of information received to the information processing device 10.
  • the information processing device 10 includes a control device 11, a storage device 12, and a memory (not shown), and these components are electrically connected via a bus or the like (not shown).
  • the storage device 12 stores various information and databases necessary for controlling the processing machine body 20 and for supporting the operator.
  • the storage device 12 is a storage medium such as an SSD (Solid State Drive) or an HDD (Hard Disk Drive).
  • the storage device 12 includes a processing program 121, an experience value database 122, and an advice database 123.
  • the machining program 121 is a program (machining data) that defines the operation of the processing machine body 20 for each process.
  • the machining program 121 includes information such as the order of processes in the machining, the type of bending in a bending work process, and the state of the mold in a setup work process.
  • the experience value database 122 stores information indicating the work content performed by the processing machine main body 20 and experience value information indicating the experience value of the worker 40 for each work, in association with the personal identification information of the worker 40.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the stored contents of the experience value database 122.
  • the experience value information is information indicating the cumulative number of times the worker 40 has performed each work.
  • the experience value database 122 stores information indicating the work content and the cumulative number of times the worker 40 has performed each work, in association with the worker ID, which is the personal identification information of the worker 40.
  • the advice database 123 stores information indicating advice for each task performed by the processing machine body 20 and a threshold value for whether or not to output advice for each task, in association with information indicating the content of each task.
  • Figure 3 is a diagram showing an example of the contents stored in the advice database 123.
  • the threshold value is a threshold value for the cumulative number of times advice for each task is output.
  • the advice database 123 stores information indicating advice for each task and a threshold value for the cumulative number of times advice for each task is output, in association with information indicating the content of each task.
  • the control device 11 is, for example, configured with at least one integrated circuit.
  • the integrated circuit may be, for example, configured with a CPU (Central Processing Unit), at least one ASIC (Application Specific Integrated Circuit), at least one FPGA (Field Programmable Gate Array), or a combination thereof.
  • CPU Central Processing Unit
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the control device 11 loads various programs stored in the storage device 12 and other devices into memory and executes various commands contained in the programs.
  • the memory is a storage medium such as a RAM (Random Access Memory).
  • the control device 11 includes, as examples of functional configurations, a personal identification unit 111, a processing machine control unit 112, a task detection unit (detection unit) 113, an experience value accumulation unit (accumulation unit) 114, and an advice control unit 115.
  • the personal identification unit 111 receives login information transmitted from the operation unit 21.
  • the personal identification unit 111 uses the login information received from the operation unit 21 to identify the worker 40 working on the processing machine body 20.
  • the personal identification unit 111 transmits the personal identification information of the identified worker 40 to the experience value accumulation unit 114 and the advice control unit 115.
  • the personal identification information is, for example, a worker ID or a worker name.
  • the personal identification unit 111 may identify the worker 40 from an image of the worker 40 captured by a camera installed to capture an image of the work area of the processing machine body 20. In this case, any image processing program is adopted as the image processing algorithm for identifying the worker 40.
  • the method for identifying the worker 40 is not particularly limited.
  • the processing machine control unit 112 receives processing information sent from the operation unit 21.
  • the processing machine control unit 112 reads from the storage device 12 a processing program 121 corresponding to the processing information received from the operation unit 21 of the processing machine main body 20 and executes the processing program 121, thereby controlling the operation of the processing machine main body 20.
  • the processing machine control unit 112 discards the processing program 121 from memory.
  • the work detection unit 113 detects the type of work being performed by the machine body 20 based on the machining program 121 being executed by the machine control unit 112. For example, when the work detection unit 113 detects the bending work process and the stroke of the machine body 20 from the information in the machining program 121, it identifies the type of bending from the information in the machining program 121 and detects the type of work, such as "V bending," "hemming bending,” or "raising bending.” For example, when the work detection unit 113 detects the setup work process from the information in the machining program 121 and detects that the backgauge has moved to the die attachment position, it identifies the state of the die from the information in the machining program 121 and detects that the die to be attached is a backing.
  • the experience value accumulation unit 114 associates the experience value information of the worker 40 for the work detected by the work detection unit 113 with the personal identification information of the worker 40 and accumulates it in the experience value database 122. For example, the experience value accumulation unit 114 accumulates the cumulative number of times that the worker 40 has performed the work detected by the work detection unit 113, that is, the cumulative number of times that the work detection unit 113 detected the work when the personal identification unit 111 detected the worker 40, in the experience value database 122, in association with the personal identification information of the worker 40.
  • the advice control unit 115 acquires experience value information of the work detected by the work detection unit 113, which is associated with the personal identification information of the worker 40, from the experience value database 122.
  • the advice control unit 115 outputs information indicating advice regarding the work detected by the work detection unit 113 based on the acquired experience value information. More specifically, the advice control unit 115 acquires information indicating a threshold for whether or not to output advice regarding the work detected by the work detection unit 113 from the advice database 123.
  • the advice control unit 115 determines whether or not to output information indicating advice regarding the work, based on the acquired experience value information and the threshold.
  • the advice control unit 115 obtains from the experience value database 122 information indicating the cumulative number of times the worker 40 has performed the task detected by the task detection unit 113, which is associated with the personal identification information of the worker 40. In this case, the advice control unit 115 obtains from the advice database 123 information indicating a threshold for the cumulative number of times at which advice regarding the task detected by the task detection unit 113 is output. If the obtained cumulative number is smaller than the obtained threshold, the advice control unit 115 determines to output information indicating advice regarding the task detected by the task detection unit 113. On the other hand, if the obtained cumulative number is equal to or greater than the obtained threshold, the advice control unit 115 determines not to output information indicating advice regarding the task detected by the task detection unit 113.
  • the advice control unit 115 acquires information indicating the cumulative number of times "50" that the worker 40 has performed the "cut and raise bending" task detected by the task detection unit 113, which is associated with the worker ID "001" that is the personal identification information of the worker 40, from the experience value database 122. In this case, the advice control unit 115 acquires information indicating the cumulative number threshold "100" for outputting advice regarding the "cut and raise bending" task, "dimensional correction for cut and raise bending ( ⁇ is the same),” from the advice database 123.
  • the advice control unit 115 determines to output information indicating the advice "dimensional correction for cut and raise bending ( ⁇ is the same)."
  • the advice control unit 115 When there are multiple pieces of advice for a task detected by the task detection unit 113, the advice control unit 115 performs the same process for each of the pieces of advice for the task. For example, in the example shown in Figures 2 and 3, the cumulative number of times "50" that the worker 40 performed the task of "cut and raise bending" is greater than the cumulative number threshold "30" for outputting another piece of advice for the task of "cut and raise bending", "be careful about the bending speed when bending cut and raise", so the advice control unit 115 determines not to output information indicating the advice "be careful about the bending speed when bending cut and raise". There may be one or more pieces of advice for each task, and the threshold for whether or not to output information indicating advice for each task may be set to the same value or may be set to a different value for each piece of advice.
  • the advice control unit 115 determines to output information indicating advice regarding the work, it outputs the information indicating the advice regarding the work to the display unit 30.
  • the information indicating advice regarding the work may include information of a pictogram corresponding to the advice regarding the work.
  • the display unit 30 is, for example, a liquid crystal display, an organic EL display, or other display device.
  • the display unit 30 displays the advice regarding the work output from the advice control unit 115.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a display screen 31 displayed by the display unit 30. As shown in FIG. 4, the display unit 30 may display pictograms corresponding to the advice regarding the work in an upper area 311 of the display screen 31.
  • the display screen 31 may be configured as a touch panel, and the operation of selecting a pictogram displayed on the display screen 31 may be accepted by a touch operation.
  • the advice control unit 115 may output information indicating detailed advice regarding the work.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a display screen 31 displayed by the display unit 30.
  • the display unit 30 may display pictograms corresponding to work-related advice in an upper area 311 of the display screen 31.
  • the display unit 30 may display information showing detailed work-related advice in a central area 312 of the display screen 31.
  • the pictograms may be displayed in different colors depending on the type of advice. There are no particular limitations on the method and arrangement of displaying work-related advice on the display unit 30.
  • step S1 of FIG. 6 the operation unit 21 of the processing machine body 20 accepts login information from the worker 40.
  • the operation unit 21 transmits the accepted login information to the information processing device 10.
  • the personal identification unit 111 of the information processing device 10 receives the login information transmitted from the operation unit 21.
  • step S2 the personal identification unit 111 identifies the worker 40 working on the processing machine body 20 using the login information received from the operation unit 21.
  • the personal identification unit 111 transmits the personal identification information of the identified worker 40 to the experience value accumulation unit 114 and the advice control unit 115.
  • step S3 the operation unit 21 of the processing machine main body 20 accepts processing information from the worker 40.
  • the operation unit 21 transmits the accepted processing information to the information processing device 10.
  • the processing machine control unit 112 of the information processing device 10 receives the processing information transmitted from the operation unit 21.
  • step S4 the processing machine control unit 112 reads the processing program 121 corresponding to the processing information received from the operation unit 21 from the storage device 12 into memory.
  • step S5 the processing machine control unit 112 controls the operation of the processing machine main body 20 by executing the processing program.
  • step S6 the work detection unit 113 detects the type of work being performed by the machine body 20 based on the machining program 121 being executed by the machine control unit 112.
  • step S7 the experience value accumulation unit 114 associates the experience value information of the worker 40 for the work detected by the work detection unit 113 with the personal identification information of the worker 40 and accumulates it in the experience value database 122. After that, the process proceeds to step S13.
  • step S8 the advice control unit 115 acquires experience value information of the work detected by the work detection unit 113, which is associated with the personal identification information of the worker 40, from the experience value database 122.
  • the advice control unit 115 acquires, for example, information indicating the cumulative number of times that the worker 40 has performed the work detected by the work detection unit 113, which is associated with the personal identification information of the worker 40.
  • step S9 the advice control unit 115 acquires information indicating a threshold for whether or not to output advice regarding the work detected by the work detection unit 113 from the advice database 123.
  • the advice control unit 115 acquires, for example, information indicating a threshold for the cumulative number of times advice regarding the work detected by the work detection unit 113 is output from the advice database 123.
  • step S10 the advice control unit 115 determines whether or not to output information indicating advice regarding the work, based on the experience value information acquired in step S8 and the threshold value acquired in step S9. For example, if the cumulative number acquired in step S8 is smaller than the threshold value acquired in step S9, the advice control unit 115 determines to output information indicating advice regarding the work detected by the work detection unit 113 to the display unit 30. If it is determined not to output information indicating advice regarding the work (NO in step S11), the process proceeds to step S13.
  • step S11 if it is determined to output information indicating advice regarding the work (YES in step S11), the process proceeds to step S12, where the advice control unit 115 outputs information indicating advice regarding the work to the display unit 30, and the process proceeds to step S13.
  • step S13 the processing machine control unit 112 determines whether the processing program 121 has ended. If the processing program 121 has ended (YES in step S13), the process proceeds to step S14. On the other hand, if the processing program 121 has not ended (NO in step S13), the process returns to step S6.
  • step S14 the processing machine control unit 112 discards the processing program 121 from memory.
  • step S15 the operation unit 21 of the processing machine main body 20 accepts a logout operation from the operator 40.
  • the operation unit 21 transmits information about the logout operation to the information processing device 10.
  • the information processing device 10 receives the information about the logout operation from the operation unit 21 and ends the process of FIG. 6.
  • the worker support device can identify a worker 40 working with a machine tool, and accumulate experience value information indicating the experience value of the worker 40 for each type of work in the experience value database 122.
  • experience value information of the worker 40 for the detected work is obtained from the experience value database 122, and advice regarding the work can be presented to the worker 40 based on the experience value information.
  • the worker 40 can check advice according to his or her own experience value. This allows the worker 40 to improve each work according to his or her own level of proficiency with the work.
  • the worker support device determines whether to output information indicating advice regarding a task based on the experience value information of the worker 40 regarding the task and a threshold value for whether to output advice regarding the task, and is therefore able to determine the advice to present to the worker 40 according to the experience value of the worker 40. This allows the worker 40 to confirm the advice required according to his or her own experience value. In addition, it is possible to reduce the display of unnecessary advice to the worker 40 for tasks for which the worker 40 has a high level of proficiency.
  • the experience value information may include information indicating the cumulative number of times the worker 40 has performed the task detected by the task detection unit 113, and the threshold value may be a threshold value for the cumulative number of times at which advice regarding the task is output.
  • the worker support device can determine whether or not to output advice regarding the task based on the cumulative number of times the worker 40 has performed the task. This allows the worker support device to accumulate only the cumulative number of times the worker 40 has performed each task, reducing the amount of data compared to accumulating all of the task history information of the worker 40.
  • the worker support device further includes a display unit 30 that displays advice regarding the work, and the display unit 30 may display a pictogram corresponding to the advice regarding the work. By displaying the advice regarding the work as a pictogram, the worker 40 can be visually informed that there is advice regarding the work.
  • the display unit 30 displays a pictogram corresponding to the advice regarding the work, and the advice control unit 115 may output information showing detailed advice regarding the work when it receives information indicating that the pictogram displayed by the display unit 30 has been selected.
  • the worker 40 can select and confirm the detailed advice regarding the work, and can further improve the work.
  • the experience value information may be information indicating the cumulative time that the worker 40 has performed each task, information indicating the elapsed time for each task from when the worker 40 last performed the task to when the worker 40 currently performs the task, information indicating the cumulative number of times that the display unit 30 has displayed advice regarding the task, or a combination of multiple pieces of information.
  • the experience value information is not particularly limited as long as it is information indicating the experience value of the worker 40 for each task.
  • the experience value information may include information indicating the cumulative number of times the worker 40 performed the work detected by the work detection unit 113, the cumulative time the worker 40 performed the work detected by the work detection unit 113, the elapsed time from when the worker 40 last performed the work detected by the work detection unit 113 to when the worker currently performs the work, and the cumulative number of times the display unit 30 displayed advice regarding the work detected by the work detection unit 113.
  • the experience value accumulation unit 114 further accumulates the cumulative number of times, the cumulative time, the elapsed time, and the cumulative number of times displayed in the experience value database 122 in association with the personal identification information of the worker 40.
  • the advice control unit 115 may calculate the proficiency of the worker 40 for the task detected by the task detection unit 113 based on the cumulative number of times, cumulative time, elapsed time, and cumulative number of times advice related to the task has been displayed, which are associated with the personal identification information of the worker 40.
  • the proficiency may be calculated so that it is higher the longer the cumulative time, the shorter the elapsed time, and the more times advice related to the task is displayed, and the calculation method is not particularly limited.
  • the threshold value is a proficiency threshold value for outputting advice related to each task, and the advice control unit 115 determines to output information indicating advice related to the task when the proficiency level is lower than the threshold value.
  • the machining program 121, experience value database 122, and advice database 123 in the storage device 12 may be stored on one or more servers connected to the information processing device 10 by a wireless or wired network.
  • the machining program 121 may be created by the operator 40 operating the operation unit 21.
  • the newly created machining program 121 is written into the memory of the information processing device 10, and the processing machine control unit 112 controls the operation of the processing machine main body 20 by executing the written machining program.
  • the processing machine control unit 112 discards the written machining program 121 from the memory.
  • the newly created machining program 121 may be saved in the storage device 12, or may be saved on a server connected to the information processing device 10 by a wireless or wired network.
  • the display unit 30 may be included in the processing machine body 20 or in the information processing device 10.
  • the display unit 30 may be placed in a position where it can be confirmed by the worker 40 while working with the machine tool.
  • the advice regarding the work may be displayed on the display unit 30 as images, videos, text, etc. other than pictograms. Furthermore, the advice regarding the work may be output as audio using a microphone speaker.
  • the advice control unit 115 may change the content of the advice to be output based on the experience value information.

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Abstract

作業者支援装置は、個人識別部(111)、検出部(113)、蓄積部(114)、助言制御部(115)を備える。個人識別部(111)は、工作機械で作業している作業者(40)を識別する。検出部(113)は、工作機械が行っている作業の種別を検出する。蓄積部(114)は、検出部(113)が検出した作業に対する作業者(40)の経験値を示す経験値情報を、作業者(40)の個人識別情報と対応付けて経験値データベース(122)に蓄積する。助言制御部(115)は、作業者(40)の個人識別情報に対応付けられた、検出部(113)が検出した作業の経験値情報を、経験値データベース(122)から取得し、取得した経験値情報に基づいて、作業に関する助言を示す情報を出力する。

Description

工作機械の作業者支援装置及び作業者支援方法
 本開示は、工作機械の作業者支援装置及び作業者支援方法に関する。
 特許文献1には、工作機械における作業者の熟練度を評価する情報処理装置が開示されている。
特許第6775701号公報
 特許文献1に記載の情報処理装置は、工作機械で作業している作業者を識別し、識別された作業者が工作機械で行った作業内容情報に基づいて、作業者の作業の熟練度を示す評価スコアを出力する。しかしながら、特許文献1の情報処理装置は、作業者に工作機械ごとの評価スコアを提示するだけであって、作業者が作業ごとに、自身の評価スコアに応じた作業の改善方法を把握することはできない。工作機械の作業者が、作業ごとに、自身の熟練度に応じて作業を改善することができる作業者支援装置の登場が望まれている。
 本実施形態の一態様に係る工作機械の作業者支援装置は、工作機械で作業している作業者を識別する個人識別部と、前記工作機械が行っている作業の種別を検出する検出部と、前記検出部により検出された前記作業に対する前記作業者の経験値を示す経験値情報を、前記作業者の個人識別情報と対応付けて経験値データベースに蓄積する蓄積部と、前記検出部が前記作業の種別を検出した時に、前記作業者の個人識別情報に対応付けられた前記作業の経験値情報を前記経験値データベースから取得し、取得した前記経験値情報に基づいて、前記作業に関する助言を示す情報を出力する助言制御部と、を備える。
 本実施形態の一態様に係る工作機械の作業者支援方法は、工作機械で作業している作業者を識別し、前記工作機械が行っている作業の種別を検出し、検出した前記作業に対する前記作業者の経験値を示す経験値情報を、前記作業者の個人識別情報と対応付けて経験値データベースに蓄積し、前記作業者の個人識別情報に対応付けられた、検出した前記作業の経験値情報を、前記経験値データベースから取得し、取得した前記経験値情報に基づいて、前記作業に関する助言を出力して、前記作業者に提示する。
 本実施形態の一態様に係る工作機械の作業者支援装置及び工作機械の作業者支援方法は、工作機械で作業している作業者を識別し、作業の種別ごとに、作業に対する作業者の経験値を示す経験値情報をデータベースに蓄積することができる。工作機械が行っている作業を検出した時に、作業に対する作業者の経験値情報に基づいて、作業者に対し作業に関する助言を提示することができる。
 本実施形態の一態様に係る工作機械の作業者支援装置及び工作機械の作業者支援方法によれば、作業者が作業毎に、自身の熟練度に応じて作業を改善することができる。
図1は、一実施形態に係る作業者支援装置を含む工作機械の構成例を示す図である。 図2は、図1に示した記憶装置に備えられた経験値データベースの記憶内容の一例を示す図である。 図3は、図1に示した記憶装置に備えられた助言データベースの記憶内容の一例を示す図である。 図4は、図1に示した表示部に表示される表示画面の一例を示す図である。 図5は、図1に示した表示部に表示される表示画面の一例を示す図である。 図6は、一実施形態に係る作業者支援装置を含む工作機械の一動作例を示すフローチャートである。
 一実施形態に係る作業者支援装置は、少なくとも、個人識別部、検出部、蓄積部、助言制御部を備える。
 個人識別部は、工作機械で作業している作業者を識別する。検出部は、工作機械が行っている作業の種別を検出する。蓄積部は、検出部により検出された作業に対する作業者の経験値を示す経験値情報を、作業者の個人識別情報と対応付けて経験値データベースに蓄積する。助言制御部は、検出部が作業の種別を検出した時に、作業者の個人識別情報に対応付けられた作業の経験値情報を経験値データベースから取得し、取得した経験値情報に基づいて、作業に関する助言を示す情報を出力する。なお、一実施形態に係る作業者支援装置は、作業に関する助言を表示する表示部をさらに備えてもよい。
 以下、一実施形態に係る作業者支援装置及び作業者支援方法について、図面を参照して説明する。各図面を通じて同一あるいは同等の部位、又は構成要素には、同一の符号を付している。
 図1は、一実施形態に係る作業者支援装置を含む工作機械の構成例を示す図である。図1に示すように、工作機械は、情報処理装置10と、加工機本体20と、表示部30とを備える。
 本実施形態において、工作機械は、ワークに曲げ加工を施すことが可能な曲げ加工機(プレスブレーキ)であるものとする。なお、工作機械は、レーザ加工機であってもよく、旋盤等の切削機械や研削機械であってもよい。工作機械は、作業者による作業を伴う工作機械であれば特に限定されるものではない。
 加工機本体20は、情報処理装置10と接続され、情報処理装置10によって制御される。本実施形態において、加工機本体20は、作業者40が保持(支持)するワークに対して曲げ加工を施すことが可能である。曲げ加工機である加工機本体20の一般的構成は公知であるため、詳細な説明は省略する。加工機本体20は、ワークを上型(パンチ)と下型(ダイ)とで挟んで折り曲げる。加工機本体20は、例えば、ワークに対してV曲げ、ヘミング曲げ、切り起こし曲げ等の曲げ加工を施すことが可能に構成される。
 加工機本体20は、操作部21を備える。操作部21は、例えばタッチパネルで構成されており、作業者40から加工機本体20に対する各種の操作を受け付ける。操作部21は、例えば、作業者40からログイン情報及び加工機本体20の設定、ワークの材質、加工の種類、加工条件等の加工情報を受け付ける。操作部21は、受け付けた各種の情報を、情報処理装置10へ送信する。
 情報処理装置10は、制御装置11と、記憶装置12と、メモリ(図示せず)とを備え、これらの構成要素が図示しないバスなどを介して電気的に接続されている。
 記憶装置12は、加工機本体20の制御及び作業者支援に必要な各種の情報やデータベースを格納する。記憶装置12は、SSD(Solid State Drive)、HDD(Hard Disk Drive)などの記憶媒体である。記憶装置12は、加工プログラム121と、経験値データベース122と、助言データベース123とを備える。
 加工プログラム121は、工程ごとに加工機本体20の動作を定めたプログラム(加工データ)である。加工プログラム121には、例えば、加工における工程の順番、曲げ作業の工程における曲げの種類、段取り作業工程における金型の状態等の情報が含まれる。
 経験値データベース122は、加工機本体20が行う作業内容を示す情報と、各作業に対する作業者40の経験値を示す経験値情報とを、作業者40の個人識別情報に対応付けて記憶する。図2は、経験値データベース122の記憶内容の一例を示す図である。図2の例においては、経験値情報は、作業者40がこれまでに各作業を実施した累積回数を示す情報である。図2において、経験値データベース122は、作業内容を示す情報と、作業者40が各作業を行った累積回数とを、作業者40の個人識別情報である作業者IDに対応付けて記憶する。
 助言データベース123は、加工機本体20が行う各作業に関する助言を示す情報と、各作業に関する助言を出力するか否かの閾値を、各作業内容を示す情報と対応付けて記憶する。図3は、助言データベース123の記憶内容の一例を示す図である。図3の例においては、閾値は、各作業に関する助言を出力する累積回数の閾値である。図3において、助言データベース123は、各作業に関する助言を示す情報と、各作業に関する助言を出力する累積回数の閾値とを、各作業内容を示す情報に対応付けて記憶する。
 制御装置11は、例えば少なくとも1つの集積回路によって構成される。集積回路は、例えば、CPU(中央処理装置:Central Processing Unit)、少なくとも1つのASIC(特定用途向け半導体:Application Specific Integrated Circuit)、少なくとも1つのFPGA(Field Programmable Gate Array)、またはそれらの組み合わせ等によって構成され得る。
 制御装置11は、記憶装置12などに記憶されている様々なプログラムをメモリに読み込んで、プログラムに含まれる各種の命令を実行する。メモリは、RAM(Random Access Memory)などの記憶媒体である。
 制御装置11は、機能的な構成例として、個人識別部111、加工機制御部112、作業検出部(検出部)113、経験値蓄積部(蓄積部)114、助言制御部115を備える。
 個人識別部111は、操作部21から送信されたログイン情報を受信する。個人識別部111は、操作部21から受信したログイン情報を用いて、加工機本体20で作業している作業者40を識別する。個人識別部111は、識別した作業者40の個人識別情報を、経験値蓄積部114及び助言制御部115に送信する。個人識別情報は、例えば、作業者IDまたは作業者名である。なお、個人識別部111は、加工機本体20の作業エリアを撮影するように設置されたカメラにより撮影された作業者40の画像から、作業者40を識別してもよい。この場合、作業者40を識別するための画像処理アルゴリズムには、任意の画像処理プログラムが採用される。作業者40を識別する方法は、特に限定されるものではない。
 加工機制御部112は、操作部21から送信された加工情報を受信する。加工機制御部112は、加工機本体20の操作部21から受信した加工情報に対応する加工プログラム121を記憶装置12から読み込んで加工プログラム121を実行することにより、加工機本体20の動作を制御する。加工機制御部112は、加工プログラム121が終了した場合に、加工プログラム121をメモリから破棄する。
 作業検出部113は、加工機制御部112が実行している加工プログラム121に基づいて、加工機本体20が行っている作業の種別を検出する。作業検出部113は、例えば、加工プログラム121の情報から曲げ作業の工程及び加工機本体20のストロークを検出した場合には、加工プログラム121の情報から曲げの種類を特定して、「V曲げ」、「ヘミング曲げ」、「切り起こし曲げ」等の作業の種別を検出する。作業検出部113は、例えば、加工プログラム121の情報から段取り作業の工程を検出して、金型取付け位置にバックゲージが移動したことを検出した場合には、加工プログラム121の情報から金型の状態を特定して、取り付ける金型が裏付けであることを検出する。
 経験値蓄積部114は、作業検出部113が検出した作業に対する作業者40の経験値情報を、作業者40の個人識別情報と対応付けて、経験値データベース122に蓄積する。経験値蓄積部114は、例えば、作業検出部113が検出した作業を作業者40がこれまでに実施した累積回数、すなわち、個人識別部111が作業者40を検出した際に、作業検出部113が当該作業を検出した累積回数を、作業者40の個人識別情報と対応付けて、経験値データベース122に蓄積する。
 助言制御部115は、作業者40の個人識別情報に対応付けられた、作業検出部113が検出した作業の経験値情報を、経験値データベース122から取得する。助言制御部115は、取得した経験値情報に基づいて、作業検出部113が検出した作業に関する助言を示す情報を出力する。より具体的には、助言制御部115は、作業検出部113が検出した作業に関する助言を出力するか否かの閾値を示す情報を、助言データベース123から取得する。助言制御部115は、取得した経験値情報と閾値に基づいて、作業に関する助言を示す情報を出力するか否かを判断する。
 助言制御部115は、例えば、作業者40の個人識別情報に対応付けられた、作業検出部113が検出した作業を作業者40が実施した累積回数を示す情報を、経験値データベース122から取得する。この場合、助言制御部115は、作業検出部113が検出した作業に関する助言を出力する累積回数の閾値を示す情報を、助言データベース123から取得する。助言制御部115は、取得した累積回数が取得した閾値より小さい場合に、作業検出部113が検出した作業に関する助言を示す情報を出力すると判断する。一方、助言制御部115は、取得した累積回数が取得した閾値以上の場合には、作業検出部113が検出した作業に関する助言を示す情報を出力しないと判断する。
 例えば図2及び図3に示す例において、助言制御部115が、作業者40の個人識別情報である作業者ID「001」に対応付けられ、作業検出部113が検出した「切り起こし曲げ」の作業を作業者40が実施した累積回数「50」を示す情報を、経験値データベース122から取得したとする。この場合、助言制御部115は、「切り起こし曲げ」の作業に関する助言「切り起こし曲げの寸法補正(±は同じ)」を出力する累積回数の閾値「100」を示す情報を、助言データベース123から取得する。このとき、経験値データベース122から取得した累積回数「50」は、助言データベース123から取得した閾値「100」より小さいため、助言制御部115は、助言「切り起こし曲げの寸法補正(±は同じ)」を示す情報を出力すると判断する。
 助言制御部115は、作業検出部113が検出した作業に関する助言が複数ある場合には、作業に関する助言の各々について、同様の処理を行う。例えば図2及び図3に示す例において、「切り起こし曲げ」の作業を作業者40が実施した累積回数「50」は、「切り起こし曲げ」の作業に関する他の助言「切り起こし曲げの曲げ速度注意」を出力する累積回数の閾値「30」より大きいため、助言制御部115は、助言「切り起こし曲げの曲げ速度注意」を示す情報を出力しないと判断する。各作業に関する助言は一つであっても複数であってもよく、各作業に関する助言を示す情報を出力するか否かの閾値は同じ値に設定されてもよいし、助言毎に異なる値に設定されてもよい。
 助言制御部115は、作業に関する助言を示す情報を出力すると判断した場合には、作業に関する助言を示す情報を表示部30へ出力する。なお、作業に関する助言を示す情報は、作業に関する助言に対応するピクトグラムの情報を含んでもよい。
 表示部30は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、又はその他の表示機器である。表示部30は、助言制御部115から出力された作業に関する助言を表示する。図4は、表示部30により表示される表示画面31の一例を示す図である。図4に示すように、表示部30は、表示画面31の上側の範囲311に、作業に関する助言に対応するピクトグラムを並べて表示してもよい。
 なお、表示画面31はタッチパネルで構成されてもよく、表示画面31に表示されたピクトグラムを選択する操作をタッチ操作で受け付けてもよい。助言制御部115は、表示部30により表示されたピクトグラムが選択されたことを示す情報を受信した場合に、作業に関する詳細な助言を示す情報を出力してもよい。
 図5は、表示部30により表示される表示画面31の一例を示す図である。図5に示すように、表示部30は、表示画面31の上側の範囲311に、作業に関する助言に対応するピクトグラムを並べて表示してもよい。表示部30は、表示部30により表示されたピクトグラムが選択された場合に、表示画面31の中央の範囲312に、作業に関する詳細な助言を示す情報を表示してもよい。ピクトグラムは、助言の種類に応じて色分けして表示されてもよい。作業に関する助言を表示部30に表示する方法及び配置については、特に限定されるものではない。
 以下、本実施形態に係る作業者支援装置を含む工作機械の一動作例について、図6を参照して説明する。
 図6のステップS1において、加工機本体20の操作部21は、作業者40からログイン情報を受け付ける。操作部21は、受け付けたログイン情報を、情報処理装置10に送信する。情報処理装置10の個人識別部111は、操作部21から送信されたログイン情報を受信する。
 処理はステップS2に進み、個人識別部111は、操作部21から受信したログイン情報を用いて、加工機本体20で作業している作業者40を識別する。個人識別部111は、識別した作業者40の個人識別情報を、経験値蓄積部114及び助言制御部115に送信する。
 処理はステップS3に進み、加工機本体20の操作部21は、作業者40から加工情報を受け付ける。操作部21は、受け付けた加工情報を、情報処理装置10に送信する。情報処理装置10の加工機制御部112は、操作部21から送信された加工情報を受信する。
 処理はステップS4に進み、加工機制御部112は、操作部21から受信した加工情報に対応する加工プログラム121を記憶装置12からメモリへ読み込む。処理はステップS5に進み、加工機制御部112は、加工プログラムを実行することにより、加工機本体20の動作を制御する。
 処理はステップS6に進み、作業検出部113は、加工機制御部112が実行している加工プログラム121に基づいて、加工機本体20が行っている作業の種別を検出する。
 処理はステップS7に進み、経験値蓄積部114は、作業検出部113が検出した作業に対する作業者40の経験値情報を、作業者40の個人識別情報と対応付けて、経験値データベース122に蓄積する。その後、処理はステップS13に進む。
 また、ステップS7の処理と並行して処理はステップS8に進み、助言制御部115は、作業者40の個人識別情報に対応付けられた、作業検出部113が検出した作業の経験値情報を、経験値データベース122から取得する。助言制御部115は、例えば、作業者40の個人識別情報に対応付けられた、作業者40が作業検出部113により検出された作業を実施した累積回数を示す情報を取得する。
 処理はステップS9に進み、助言制御部115は、作業検出部113が検出した作業に関する助言を出力するか否かの閾値を示す情報を、助言データベース123から取得する。助言制御部115は、例えば、作業検出部113が検出した作業に関する助言を出力する累積回数の閾値を示す情報を、助言データベース123から取得する。
 処理はステップS10に進み、助言制御部115は、ステップS8で取得した経験値情報とステップS9で取得した閾値に基づいて、作業に関する助言を示す情報を出力するか否かを判断する。助言制御部115は、例えば、ステップS8で取得した累積回数が、ステップS9で取得した閾値より小さい場合に、作業検出部113が検出した作業に関する助言を示す情報を、表示部30へ出力すると判断する。作業に関する助言を示す情報を出力しないと判断した場合(ステップS11でNO)には、処理はステップS13に進む。一方、作業に関する助言を示す情報を出力すると判断した場合(ステップS11でYES)には、処理はステップS12に進み、助言制御部115は、作業に関する助言を示す情報を表示部30へ出力し、処理はステップS13に進む。
 ステップS13において、加工機制御部112は、加工プログラム121が終了したか否かを判断する。加工プログラム121が終了した場合(ステップS13でYES)には、処理はステップS14に進む。一方、加工プログラム121が終了していない場合(ステップS13でNO)には、処理はステップS6に戻る。
 ステップS14において、加工機制御部112は、加工プログラム121をメモリから破棄する。処理はステップS15に進み、加工機本体20の操作部21は、作業者40からログアウト操作を受け付ける。操作部21は、ログアウト操作の情報を、情報処理装置10に送信する。情報処理装置10は、操作部21からログアウト操作の情報を受信して、図6の処理を終了する。
 (作用効果)
 以上説明したように、本発明の一実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。
 一実施形態に係る作業者支援装置は、工作機械で作業している作業者40を識別し、作業の種別毎に、作業に対する作業者40の経験値を示す経験値情報を経験値データベース122に蓄積することができる。工作機械が行っている作業を検出した時に、経験値データベース122から、検出した作業に対する作業者40の経験値情報を取得して、経験値情報に基づいて、作業者40に対し作業に関する助言を提示することができる。作業者40は、作業毎に、自身の経験値に応じた助言を確認することができる。これにより、作業者40が作業毎に、作業に対する自身の熟練度に応じて作業を改善することができる。
 また、一実施形態に係る作業者支援装置は、作業に対する作業者40の経験値情報と、作業に関する助言を出力するか否かの閾値に基づいて、作業に関する助言を示す情報を出力するか否かを判定するため、作業者40の経験値に応じて作業者40に提示する助言を判断することができる。これにより、作業者40は、自身の経験値に応じて必要な助言を確認することができる。また、作業者40の熟練度が高い作業に対して、作業者40に不要な助言を表示することを低減できる。
 経験値情報は、作業検出部113が検出した作業を作業者40が実施した累積回数を示す情報を含んでもよく、閾値は、作業に関する助言を出力する累積回数の閾値であってもよい。この場合、作業者支援装置は、作業者40が作業を実施した累積回数に基づいて、作業に関する助言を出力するか否かを判断できる。これにより、作業者支援装置は、作業者40が各作業を実施した累積回数のみを蓄積すればよく、作業者40の全ての作業履歴情報を蓄積するよりもデータ量を削減できる。
 一実施形態に係る作業者支援装置は、作業に関する助言を表示する表示部30を更に備え、表示部30は、作業に関する助言に対応するピクトグラムを表示してもよい。作業に関する助言をピクトグラムにより表示することにより、作業者40に作業に関する助言があることを視覚的に提示できる。
 表示部30は、作業に関する助言に対応するピクトグラムを表示し、助言制御部115は、表示部30により表示されたピクトグラムが選択されたことを示す情報を受信した場合に、作業に関する詳細な助言を示す情報を出力してもよい。作業者40が作業に関する詳細な助言を選択して確認することができ、より作業を改善することができる。
 なお、本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
 上述した実施形態においては、経験値情報として、作業者40がこれまでに各作業を実施した累積回数を示す情報を用いる例について説明した。しかしながら、経験値情報は、作業者40が各作業を実施した累積時間を示す情報であってもよく、作業者40が前回作業を実施した時から今回作業を実施した時までの作業毎の経過時間を示す情報であってもよく、表示部30が作業に関する助言を表示した累積表示回数を示す情報であってもよく、複数の情報の組合せであってもよい。経験値情報は、各作業に対する作業者40の経験値を示す情報であれば、特に限定されるものではない。
 例えば、経験値情報は、作業検出部113が検出した作業を作業者40が実施した累積回数と、作業検出部113が検出した作業を作業者40が実施した累積時間と、作業検出部113が検出した作業を作業者40が前回実施した時から今回実施した時までの経過時間と、作業検出部113が検出した作業に関する助言を表示部30が表示した累積表示回数とを示す情報を含んでもよい。この場合、経験値蓄積部114は、累積回数と、累積時間と、経過時間と、累積表示回数とを、作業者40の個人識別情報と対応付けて、経験値データベース122に更に蓄積する。
 また、この場合、助言制御部115は、作業者40の個人識別情報に対応付けられた、作業検出部113が検出した作業の累積回数、累積時間、経過時間及び作業に関する助言の累積表示回数に基づいて、作業検出部113が検出した作業に対する作業者40の熟練度を算出してもよい。熟練度は、累積時間が長いほど高くなり、経過時間が短いほど高くなり、表示回数が多いほど高くなるように算出されればよく、算出方法は特に限定されるものではない。この場合、閾値は、各作業に関する助言を出力する熟練度の閾値であり、助言制御部115は、熟練度が閾値より小さい場合に、作業に関する助言を示す情報を出力すると判断する。
 作業に対する作業者40の熟練度を複数の経験値情報から算出し、熟練度に基づいて、作業に関する助言を示す情報を出力するか否かを判定することにより、より適切に作業者40の経験値に応じた助言を提示することができる。
 また、例えば、記憶装置12の加工プログラム121、経験値データベース122及び助言データベース123は、無線又は有線のネットワークにより情報処理装置10と接続された一又は複数のサーバー上に格納されてもよい。加工プログラム121は、作業者40が操作部21を操作することにより作成されてもよい。この場合、新規に作成された加工プログラム121は情報処理装置10のメモリに書き込まれ、加工機制御部112は、書き込まれた加工プログラムを実行することにより、加工機本体20の動作を制御する。加工プログラム121の実行が終了した場合には、加工機制御部112は、書き込まれた加工プログラム121をメモリから破棄する。また、新規に作成された加工プログラム121は、記憶装置12に保存されてもよく、無線又は有線のネットワークにより情報処理装置10と接続されたサーバー上に保存されてもよい。
 表示部30は、加工機本体20に含まれてもよく、情報処理装置10に含まれてもよい。表示部30は、作業者40が工作機械で作業している時に確認できる位置に配置されればよい。
 作業に関する助言は、ピクトグラム以外の画像、動画、及びテキスト等により表示部30に表示されてもよい。さらに、作業に関する助言は、マイクスピーカを用いて音声により出力されてもよい。
 助言制御部115は、経験値情報に基づいて、出力する助言の内容を変更してもよい。
 本願は、2022年10月19日に日本国特許庁に出願された特願2022-167660号に基づく優先権を主張するものであり、その全ての開示内容は引用によりここに援用される。

Claims (9)

  1.  工作機械で作業している作業者を識別する個人識別部と、
     前記工作機械が行っている作業の種別を検出する検出部と、
     前記検出部が検出した前記作業に対する前記作業者の経験値を示す経験値情報を、前記作業者の個人識別情報と対応付けて経験値データベースに蓄積する蓄積部と、
     前記作業者の個人識別情報に対応付けられた、前記検出部が検出した前記作業の経験値情報を、前記経験値データベースから取得し、取得した前記経験値情報に基づいて、前記作業に関する助言を示す情報を出力する助言制御部と、
    を備える工作機械の作業者支援装置。
  2.  前記作業に関する助言を表示する表示部を更に備える
    請求項1に記載の工作機械の作業者支援装置。
  3.  前記助言制御部は、
     前記検出部が検出した前記作業に関する助言を出力するか否かの閾値を示す情報を助言データベースから取得し、
     前記経験値情報及び前記閾値に基づいて、前記作業に関する助言を示す情報を出力するか否かを判断する
     請求項1または2に記載の工作機械の作業者支援装置。
  4.  前記経験値情報は、前記検出部が検出した前記作業を前記作業者が実施した累積回数を示す情報を含み、
     前記閾値は、前記作業に関する助言を出力する前記累積回数の閾値である
    請求項3に記載の工作機械の作業者支援装置。
  5.  前記助言制御部は、
     前記累積回数が前記閾値より小さい場合に、前記作業に関する助言を示す情報を出力する
    請求項4に記載の工作機械の作業者支援装置。
  6.  前記経験値情報は、前記検出部が検出した前記作業を前記作業者が実施した累積回数と、前記検出部が検出した前記作業を前記作業者が実施した累積時間と、前記検出部が検出した前記作業を前記作業者が前回実施した時から今回実施した時までの経過時間と、前記検出部が検出した前記作業に関する助言を前記表示部が表示した累積表示回数とを示す情報を含み、
     前記助言制御部は、
     前記作業者の個人識別情報に対応付けられた、前記検出部が検出した前記作業の前記累積回数、前記累積時間、前記経過時間及び前記累積表示回数に基づいて、前記検出部が検出した前記作業に対する前記作業者の熟練度を算出し、
     前記熟練度が前記閾値より小さい場合に、前記作業に関する助言を示す情報を出力すると判断する
    請求項2に従属する請求項3に記載の工作機械の作業者支援装置。
  7.  前記作業に関する助言を示す情報は、前記作業に関する助言に対応するピクトグラムの情報を含む
    請求項2に記載の工作機械の作業者支援装置。
  8.  前記表示部は、前記作業に関する助言に対応するピクトグラムを表示し、
     前記助言制御部は、
     前記表示部により表示された前記ピクトグラムが選択されたことを示す情報を受信した場合に、前記作業に関する詳細な助言を示す情報を出力する
    請求項7に記載の工作機械の作業者支援装置。
  9.  工作機械の作業者支援装置による工作機械の作業者支援方法であって、
     工作機械で作業している作業者を識別し、
     前記工作機械が行っている作業の種別を検出し、
     検出した前記作業に対する前記作業者の経験値を示す経験値情報を、前記作業者の個人識別情報と対応付けて経験値データベースに蓄積し、
     前記作業者の個人識別情報に対応付けられた、検出した前記作業の経験値情報を、前記経験値データベースから取得し、
     取得した前記経験値情報に基づいて、前記作業に関する助言を出力して、前記作業者に提示する
    工作機械の作業者支援方法。
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