締付作業支援装置および締付作業支援方法
【課題】作業者による締付作業の作業性を阻害することなく、締付工具の位置を正確に検出する。
【解決手段】締付部品４を回転動作によって締め付ける回転軸部２ｂを有する締付工具２により、ワーク３に設けられた複数の締付位置Ｐ1〜Ｐ8で締付部品４を締め付ける締付作業を支援する締付作業支援装置１であって、回転軸部２ｂに設けられた識別マーク５と、識別マーク５を撮像する撮像手段６と、撮像手段６の撮像結果に基づいて識別マーク５の位置を検出する位置検出手段７とを備えている。
【解決手段】締付部品４を回転動作によって締め付ける回転軸部２ｂを有する締付工具２により、ワーク３に設けられた複数の締付位置Ｐ1〜Ｐ8で締付部品４を締め付ける締付作業を支援する締付作業支援装置１であって、回転軸部２ｂに設けられた識別マーク５と、識別マーク５を撮像する撮像手段６と、撮像手段６の撮像結果に基づいて識別マーク５の位置を検出する位置検出手段７とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、締付作業を支援する締付作業支援装置及び締付支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車や家電製品などの組立工程では、作業者によって、ボルトやネジ等の締付部品の締付作業が数多く行われる。この締付作業では、適切なレンチやドライバーなどの締付工具を用いて、予め決められた箇所に締付部品を締め付ける。この場合、締付部品の締め忘れ等の作業ミスが発生した場合には大きな問題を招くおそれがあることから、作業者の締付作業を支援する支援装置が併用されるのが通例である。
【０００３】
この種の締付作業の支援装置としては、例えば特許文献１には、ワークの上方にカメラを設置し、このカメラで締付工具に取り付けられた発光器から発せられる光を撮像して、その映像に基づいて締付具によって締め付けが行われた位置をコンピュータによって計算する支援装置が開示されている。ここで、締付工具としては、トルクレンチが開示されており、そのトルクレンチの柄に設けられた台座に、締付工具の位置検出用の発光器が上方に向けて光を発光するように取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−４２４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、トルクレンチなどの締付工具は、柄などの把持部を含む工具本体の先端に、締付部品に嵌合された状態で回転動作する回転軸部（例えば、ソケットやドライバービットなど）を有する。そのため、作業者は、締付作業時に締付工具の回転軸部を締付部品に嵌合させる必要があるが、このときに、締付部品の回転軸に対して回転軸部が真っ直ぐに取り付けられずに、傾斜した状態で取り付けられてしまう場合がある。このように回転軸部が締付部品の回転軸に対して傾斜している場合であっても締付部品を正確に締め付けることは可能であるものの、工具本体が回転軸部の傾斜に伴って大きく振れ回るという事態を招く。しかも、回転軸部がその軸方向に沿って長尺である場合も多いため、工具本体の振れ回りは必然的に大きくなる傾向にある。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示の締付支援装置では、締付工具の位置を検出する指標となる発光器が工具本体に取り付けられていることから、上記のような振れ回りの発生の有無によって、発光器の光に基づいて検出される締付工具の位置が大きく変動することになる。その結果、発光器の光に基づいて検出された締付工具の位置が、実際の位置から大きく外れる可能性がある。特に、締付作業を行うワークに複数の締付位置が近接して設けられている場合には、実際に締付作業が行われていない締付位置に締付工具が位置していると誤検出されるおそれもあり、締付作業の支援精度を十分に確保できないという問題がある。
【０００７】
また、発光器の光に基づいて締付工具の位置を検出する場合、締付作業の際に作業者の目が指向する方向に発光器が位置し、その発光器から光が発せられることになる。そのため、発光器の光が作業者の目に入るなどして、締付作業の進行に悪影響を与えるおそれもある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、作業者による締付作業の作業性を阻害することなく、締付工具の位置を正確に検出することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために創案された本発明は、締付部品を回転動作によって締め付ける回転軸部を有する締付工具により、ワークに設けられた複数の締付位置で前記締付部品を締め付ける締付作業を支援する締付作業支援装置であって、前記回転軸部に設けられた識別マークと、前記識別マークを撮像する撮像手段と、前記撮像手段の撮像結果に基づいて前記識別マークの位置を検出する位置検出手段とを備えていることに特徴づけられる。
【００１０】
このような構成によれば、締付工具の位置を検出するための指標となる識別マークが、締付工具の回転軸部に設けられている。そのため、仮に締付部品に対して締付工具の回転軸部を傾斜状態で取り付けたまま、締付作業が実行されたとしても、識別マーク自体の位置が大きく変動するという事態は生じ難い。これは、回転軸部の先端部（締付部品側）を支点として締付工具全体に振れ回りが生じることから、支点に近い回転軸部自体には、支点から遠い工具本体よりも振れ回りによる移動の影響が格段に小さくなるためである。したがって、締付工具の回転軸部に取り付けられた識別マークの位置を撮像手段と位置検出手段とを用いて検出すれば、締付工具の正確な位置を検出することが可能となる。
【００１１】
加えて、締付工具の位置を検出するための指標が識別マークであるので、発光器を用いた場合のように作業者の目に光が入るなどして締付作業に悪影響が生じるというおそれも生じ得ない。
【００１２】
上記の構成において、前記撮像手段が、前記回転軸部の側方領域の少なくとも２方向から前記識別マークを撮像する構成であってもよい。
【００１３】
すなわち、締付工具の回転軸部に識別マークを設け、この識別マークを回転軸部の側方領域の一方向のみから撮像手段で撮像する場合、締付位置の配置態様によっては、識別マークの位置を検出することが困難になる場合がある。具体的には、例えば、２つの締付位置が、回転軸部の側方領域の一方向から見た場合に同一直線上に重なっていたり、互いに近接しているときなどには、識別マークがいずれの締付位置に対応する位置に存在しているのかを判別できないおそれがある。そこで、上記の構成のように、回転軸部の側方領域の少なくとも２方向から識別マークを撮像すれば、回転軸部の側方領域の一方向からの撮像結果に、別方向から撮像結果によって奥行き方向の状態が付加されることから、各締付位置を確実に判別できるようになり、識別マークの位置検出を正確に行うことが可能となる。
【００１４】
上記の構成において、前記撮像手段が、前記回転軸部の軸直角断面を含む平面に対して角度をなす傾斜方向から前記識別マークを撮像する構成であってもよい。
【００１５】
このようにすれば、撮像手段が識別マークを斜めから指向することになるので、撮像手段が指向する方向の奥行きの情報も同時に得ることができる。したがって、締付位置の配置態様によらず、識別マークがいずれの締付位置に位置しているかを判別することが可能となる。なお、この場合であっても、回転軸部の側方領域の少なくとも２方向から前記識別マークを撮像するようにしても勿論よい。
【００１６】
上記の構成において、前記位置検出手段が、前記締付位置で締付作業を行う際に前記識別マークが位置する予想範囲に検出エリアを予め設定し、前記検出エリア内で前記識別マークの位置を検出することが好ましい。
【００１７】
このようにすれば、予め識別マークの検出エリアが絞られることから、識別マークの検出精度が向上し、より正確な締付作業の支援を実現することができる。
【００１８】
上記の構成において、前記識別マークが、前記回転軸部の全周に亘って環状に形成されていることが好ましい。
【００１９】
このようにすれば、回転軸部のいずれの周面が撮像手段側を向いていても、識別マークを撮像手段で正確に撮像することができるため、識別マークの検出精度を向上させることが可能となる。付言すれば、回転軸部が静止している場合に限らず、回転軸部が回転している場合であっても、連続的に識別マークを検出することができることから、実用上好ましい。
【００２０】
上記の構成において、前記識別マークが、少なくとも２色以上で構成されることが好ましい。
【００２１】
このようにすれば、撮像手段で撮像された識別マークの画像が、少なくとも２色以上で構成されることから、識別マークの検出精度を向上されることができる。具体的には、例えば、撮像手段の撮像エリア内に存在しない色の組合せを識別マークに付与すれば、例えば作業者の手や衣服などを識別マークと誤認するという事態を可及的に低減することができる。
【００２２】
上記の構成において、前記締付工具は、電動ドライバーであってもよい。
【００２３】
すなわち、電動ドライバーの場合、回転軸部が長尺となることが多く、工具本体の振れ回りが大きくなり易い。そのため、回転軸部に識別マークを取り付ける本願発明の利点を最大限発揮することができる。
【００２４】
上記の構成において、締付部品を回転動作によって締め付ける回転軸部を有する締付工具によって、ワークに設けられた複数の締付位置で前記締付部品を締め付ける締付作業を支援する締付作業支援方法であって、前記回転軸部に識別マークを設けた状態で、前記識別マークを撮像手段で撮像し、その撮像結果に基づいて前記識別マークの位置を検出することに特徴づけられる。
【００２５】
このような方法によれば、既に述べた対応する構成と同様の効果を享受することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、締付工具の位置検出用の指標として識別マークを締付工具の回転軸部に取り付けていることから、締付工具の位置を正確に検出することができる。また、検出対象が識別マークであることから、発光器に光を検出対象として利用する場合のように、作業者の締付作業を阻害するような事態も生じ得ない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る締付作業支援装置を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る締付作業支援装置を示す平面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、識別マークを検出する過程を説明するための図である。
【図４】識別マークの識別データの一例を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る締付作業支援装置の要部を示す側面図である。
【図６】識別マークの変形例を示す図であって、（ａ）は３色に色分けされた識別マークを、（ｂ）は４色に色分けされた識別マークをそれぞれ示す。
【図７】本発明の変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
【００２９】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る締付作業支援装置の全体構成を示す概略斜視図である。この締付作業支援装置１は、作業者が締付工具２を用いて、ワーク３に設けられた複数の締付位置Ｐ1〜Ｐ8で締付部品４を締め付ける締付作業を支援するものである。なお、この実施形態では、ワーク３は、略水平な作業台（不図示）の上に載置されているものとする。
【００３０】
詳細には、この締付作業支援装置１は、締付工具２の位置を検出するための識別マーク５と、この識別マーク５を撮像する撮像手段６と、撮像手段６の撮像結果に基づいて識別マークの位置を検出する位置検出手段７と、撮像手段６で撮像された画像データなどの各種データを表示するデータ表示手段８と、作業者に締付作業の異常を音声等によって知らせる報知手段（図示省略）とを備えている。
【００３１】
締付工具２は、例えば電動ドライバーで構成されており、締付作業時に作業者が把持する把持部を有する工具本体２ａと、工具本体２ａの先端に取り付けられた回転軸部２ｂとを備えている。締付工具２の回転軸部２ｂは、各締付部品４を回転動作によって締め付ける。なお、この実施形態では締付部品４はネジで構成されており、回転軸部２ｂの先端が締付部品４の頭部に形成されたネジ山に嵌合する。なお、回転軸部２ｂは、工具本体２ａに対して着脱可能となっている。締付工具２は，締付トルクを管理できるものであることが好ましい。
【００３２】
識別マーク５は、締付工具２の回転軸部２ｂに取り付けられている。詳細には、この識別マーク５は、回転軸部２ｂの全周に亘って環状に形成されており、回転軸部２ｂの軸方向に沿って複数色に色分けされている。なお、図示例は、識別マーク５は、異なる２色（例えば、赤色と黄色で色分けされている。識別マーク５の色の組合せは、識別マーク５の検出精度を上げるために、撮像手段６の撮像エリアに存在しない色の組合せとなるようにすることが好ましい。なお、識別マーク５は、単色で構成されていても勿論よい。
【００３３】
撮像手段６は、２台のカメラ６ａ，６ｂで構成されており、これら２台のカメラ６ａ，６ｂによって、締付工具２の回転軸部２ｂの側方領域の異なる２方向から識別マーク５を撮像する。詳細には、これら２台のカメラ６ａ，６ｂは、略水平面（回転軸部２ｂの軸直角断面を含む平面）において、互いの指向方向が略直角に交差するように配置されている。このようなカメラ６ａ，６ｂの配置態様は、スペース上の制約等によってワーク３の上方にカメラを取り付けることができない場合に特に有利である。なお、締付工具２の回転軸部２ｂの側方領域の異なる３方向以上の方向から識別マーク５を撮像するようにしてもよい。
【００３４】
このように撮像手段６を２台のカメラ６ａ，６ｂから構成した理由は次の通りである。すなわち、図２に示すように、一方のカメラ（以下、第１のカメラともいう）６ａのみでは、識別マーク５のｙ方向の位置（第１のカメラ６ａの指向方向の前後位置）を検出することができない。そのため、この第１のカメラ６ａによって識別マーク５のｘ方向の位置（第１のカメラ６ａの指向方向と直交する左右位置）が、例えば「ｘ1」と検出されたとしても、図のような締付位置の配置態様の場合、識別マーク５がいずれの締付位置Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3に対応する位置に存在しているかを判別できない。そこで、これに加えて、他方のカメラ（以下、第２のカメラともいう）６ｂによって識別マーク５の図中のｙ方向の位置（第２のカメラ６ｂの指向方向の前後位置（≒第１のカメラ６ａの指向方向の前後位置））を検出することで、識別マーク５がいずれの締付作業位置Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3に対応する位置に存在しているかを判別している。
【００３５】
位置検出手段７は、例えば、マウスやキーボードなどの所定の入力手段が接続されたコンピュータで構成されており、撮像手段６を構成する２台のカメラ６ａ，６ｂで撮像された画像データに基づいて、識別マーク５の位置を検出するようになっている。
詳細には、位置検出手段７は、識別データ記憶部７ａと、検出エリア設定部７ｂと、識別データ判断部７ｃとを有する。識別データ記憶部７ａは、識別データ記憶部７ａは、締付作業前に、カメラ６ａ，６ｂで撮像した識別マーク５の画像データから、識別マーク５を示す識別データを取得して記憶すると共に、識別マーク５の検出用のテンプレートを作成する。検出エリア設定部７ｂは、図３（ａ），（ｂ）に示すように、締付作業前に、各締付位置Ｐ1〜Ｐ8で締付作業を行う際に識別マーク５が位置する予想範囲に検出エリアＡ1〜Ａ8を設定する。図３（ａ）に示すように、第１のカメラ６ａで撮像された画像データのみでは、例えば、検出エリアＡ1〜Ａ3を区別することはできないが、図３（ｂ）に示すように、第２のカメラ６ｂで撮像された画像データでは、検出エリアＡ1〜Ａ3はそれぞれ分離していることから、識別マーク５がいずれの検出エリアＡ1〜Ａ3に位置しているかを判別することができる。識別データ判断部７ｃは、締付作業時に、テンプレートマッチングにより、画像データの各検出エリアＡ1〜Ａ8で識別データが検出されるか否かを判断する。ここでは、識別マーク５を示す識別データとして、例えば図４に示すように、識別マーク５の色（ハッチングを付した部分）の境界部５ａを含む識別マーク５の一部領域が登録されているが、識別マーク５の全領域を登録してもよい。
【００３６】
次に、以上のように構成された締付作業支援装置１による締付作業の支援手順を説明する。
【００３７】
この締付作業支援装置１による締付作業の支援方法は、締付作業前に行われる設定工程と、締付作業時に行われる管理工程とを含む。
【００３８】
設定工程は、識別マーク５の検出エリアＡ1〜Ａ8を設定するエリア設定工程と、識別マーク５を示す識別データを取得するデータ取得工程とを含む。
【００３９】
エリア設定工程では、位置検出手段７を設定モードに切り替えると共に、ワーク３を締付作業時と同一位置に配置する。次に、位置検出手段７の検出エリア設定部７ｂによって、各締付位置Ｐ1〜Ｐ8における締付作業時に、締付工具２の回転軸部２ｂに取り付けられた識別マーク５が位置する予想範囲に検出エリアＡ1〜Ａ8を設定する（図３（ａ）及び（ｂ）を参照）。詳細には、締付工具２の回転軸部２ｂの先端から識別マーク５までの離間距離は予め分かっているため、締付工具２の回転軸部２ｂを締付部品４に真っ直ぐに嵌合させて締付作業が行われる場合には、ワーク３の各締付位置Ｐ1〜Ｐ8から上方に前記離間距離だけ離れた基準位置に識別マーク５が検出される。一方、締付工具２の回転軸部２ｂを締付部品４に傾斜した状態で嵌合させて締付作業が行われる場合には、回転軸部２ｂが僅かに振れ回ることから、識別マーク５の検出位置は前記基準位置から僅かに移動する。したがって、この識別マーク５の移動も考慮して、各締付位置Ｐ1〜Ｐ8における検出エリアＡ1〜Ａ8の大きさを決定する。
【００４０】
具体的には、この実施形態では、検出エリアＡ1〜Ａ8の大きさを決めるパラメータを所望の検出精度に合わせて位置検出手段７に入力すると、位置検出手段７の検出エリア設定部７ｂが、検出エリアＡ1〜Ａ8の位置と大きさを算出して検出エリアＡ1〜Ａ8を設定する。また、位置検出手段７は、この検出エリアＡ1〜Ａ8を示す枠をデータ表示手段８に表示させる。
【００４１】
なお、この実施形態では、検出エリアＡ1〜Ａ8は、正方形などの矩形枠で定義されているが、形状は特に限定されるものではなく、円形などであってもよい。また、各検出エリアＡ1〜Ａ8には、その識別のために例えば通し番号等の識別番号が付けられ、各種データ処理に使用されているが、この識別番号をデータ表示手段８に表示させてもよい。
【００４２】
データ取得工程では、カメラ６ａ，６ｂによって、実際に締付工具２の回転軸部２ｂを締付部品４に嵌合させた状態で識別マーク５を撮像し、その画像データに基づいて識別マーク５を示す識別データが取得される。詳細には、カメラ６ａ，６ｂで識別マーク５を撮像した際の画像データをデータ表示手段８に表示させ、その表示させた画像データを参照しながら画像データ内の識別マーク５を含む範囲を指定する。これにより、位置検出手段７の識別データ記憶部７ａは、指定した範囲の画像データから識別マーク５を示す識別データを取得して記憶する。
【００４３】
この識別マーク５の画像データの指定は、ワーク３の各締付位置Ｐ1〜Ｐ8について行ない、後述するテンプレートマッチングの際に使用する識別マーク５のテンプレートを各検出エリアＡ1〜Ａ8について個別に設定する。勿論、例えば全ての検出エリアＡ1〜Ａ8に対して、１つの識別マーク５の画像データを設定してもよい。位置検出手段７は、各検出エリアＡ1〜Ａ8について、どの画像データが設定されたかを記憶する。
【００４４】
ここで、識別データは、識別マーク５の画像データそのものであってもよいし、識別マーク５の画像データそのものでなく、画像データに基づいて得られた濃度変化カーブや、その変曲点の位置等、識別マーク５の特徴を示すデータであってもよい。また、識別マーク５の画像データは、識別マーク５のみの画像だけでもよいし、識別マーク５の周辺の画像データを含んでもよい。また、識別データは、第１のカメラ６ａで撮像された結果に対して使用するものと、第２のカメラ６ｂで撮像された結果に対して使用するものとで、別々のデータとしてもよいし、共通のデータとしてもよい。
【００４５】
なお、締付工具２を締付部品４に実際に嵌合させた際の画像データに基づいて識別マーク５を示す識別データを取得する場合を説明したが、締付工具２を締付部品４に嵌合させない状態でカメラ６ａ，６ｂで撮影した識別マーク５を含む画像データに基づいて識別マーク５を示す識別データを取得するようにしてもよい。
【００４６】
以上のような設定工程を行った後、位置検出手段７を設定モードから締付作業支援モードに切り替え、管理工程を行なう。なお、本実施形態では、１つの締付部品４に対する締付工具２による締付回数は１回とする。
【００４７】
この管理工程では、作業者が、ワーク３の各締付位置Ｐ1〜Ｐ8で締付工具２を用いて締付部品４の締付作業を順次行なう間、位置検出手段７は、次のような動作を行なう。すなわち、位置検出手段７の識別データ判断部７ｃが、カメラ６ａ，６ｂで撮影された画像データにおける各検出エリアＡ1〜Ａ8に対して、その検出エリアＡ1〜Ａ8用に選択された識別マーク５の識別データをテンプレートとして使用して、テンプレートマッチングを行なう。これによって、識別データ判断部７ｃは、各検出エリアＡ1〜Ａ8に識別マーク５の識別データが検出されるか否かを判断する。そして、位置検出手段７は、検出エリアＡ1〜Ａ8内で識別データが検出された場合には、その検出エリアＡ1〜Ａ8を記憶する。この時に、位置検出手段７は、データ表示手段８に表示されている検出エリアＡ1〜Ａ8のうち、識別データが検出されたものの表示枠を「正常終了」を表す所定の色（例えば、緑色）に変更する。
【００４８】
一方、識別データが検出された検出エリアＡ1〜Ａ8が、既に識別データが検出された検出エリアＡ1〜Ａ8である場合には、位置検出手段７が、「締付部品の２度締め」とデータ表示手段８に表示させると共に、報知手段を作動させる。また、位置検出手段７が、データ表示手段８に表示されている対応する検出エリアＡ1〜Ａ8の表示枠を「異常終了」を表す所定の色（例えば、赤）に変更する。そして、「２度締め」と判定された検出エリアＡ1〜Ａ8に対応する締付位置Ｐ1〜Ｐ8において、締付部品４がオーバートルクとなっているおそれがあるため、作業者がその締付部品４を１度緩めてから締め直す。その後、作業者は、位置検出手段７に該当する締付位置における締付作業が正常に終了したことを位置検出手段７に入力し、締付作業を再開する。
【００４９】
また、位置検出手段７の識別データ判断部７ｃは、全ての検出エリアＡ1〜Ａ8で識別データが検出されたか否かを判断する。識別データ判断部７ｃは、全ての検出エリアＡ1〜Ａ8において識別データが検出された場合には、全ての締付作業が正常に終了したと判断する。
【００５０】
一方、識別データ判断部７ｃが、識別データが検出されていない検出エリアＡ1〜Ａ8がまだ存在すると判断した場合には、所定時間内に、新たに検出エリアＡ1〜Ａ8で識別データが検出されるか否かを判断する。
【００５１】
所定時間内に、新たに検出エリアＡ1〜Ａ8で識別データが検出された場合は、継続して作業者による締付作業が行なわれたと考えられる。したがって、再び、上述したように、識別データ判断部７ｃは、全ての検出エリアＡ1〜Ａ8で識別データが検出されたか否かを判断する。一方、新たに検出エリアＡ1〜Ａ8で識別データが検出されないで、所定時間経過する場合は、締付部品４の取り付け忘れと考えられる。したがって、この場合には、位置検出手段７が、「締付部品の取り付け忘れ」とデータ表示手段８に表示させると共に、図示しない報知手段を作動させる。この場合には、作業者が、データ表示手段８で、締付作業が未終了の検出エリアＡ1〜Ａ8を確認し、その検出エリアＡ1〜Ａ8に対応する締付位置Ｐ1〜Ｐ8に締付部品４を取り付けて締め付ける。その後、作業者は、位置検出手段７に該当する締付位置における締付作業が正常に終了したことを位置検出手段７に入力し、締付作業を再開する。すると、再び、上述したように、位置検出手段７は、全ての検出エリアＡ1〜Ａ8で識別データが検出されたか否かを判断する。
【００５２】
以上のように構成された第１の実施形態に係る支援装置１では、次のような効果を享受できる。
【００５３】
支援装置１では、締付工具の位置を検出するための指標となる識別マーク５が、締付工具２の回転軸部２ｂに設けられている。そのため、仮に締付部品４に対して締付工具２の回転軸部２ｂを傾斜状態で取り付けたまま、作業者により締付作業が実行されたとしても、識別マーク５自体の位置が大きく変動するという事態は生じ難い。これは、回転軸部２ｂの先端部を支点として、締付工具２全体に振れ回りが生じることから、支点に近い回転軸部２ｂ自体には、支点から遠い工具本体２ａよりも振れ回りによる移動の影響が格段に小さくなる。したがって、締付工具２の回転軸部２ｂに取り付けられた識別マーク５の位置を撮像手段６と位置検出手段７とを用いて検出すれば、締付工具２の正確な位置を検出することが可能となる。
【００５４】
加えて、締付工具２の位置を検出するための指標が識別マーク５であるので、発光器を用いた場合のようにワーク３の方向を指向する作業者の目に直接光が入るなどして締付作業に悪影響が生じるというおそれも生じ得ない。
【００５５】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る締付作業支援装置の要部を示す概略側面部である。この第２の実施形態に係る締付作業支援装置１が、第１の実施形態に係る締付作業支援装置１と相違するところは、撮像手段６を第１のカメラ６ａのみで構成している点と、この第１のカメラ６ａが締付工具２の回転軸部２ｂの軸直角断面を含む平面（略水平面）Ｈに対して角度をなす斜め上方（又は下方）から識別マーク５を撮像している点にある。このようにすれば、撮像手段６が識別マーク５を斜め上方から指向することになるので、奥行き方向（図中のｙ方向）の情報も同時に得ることができる。したがって、締付位置Ｐ11〜Ｐ13が奥行き方向に延びる同一直線上で重なっていたり、互いに近接している場合であっても、識別マーク５がいずれの締付位置Ｐ11〜Ｐ13に対応する検出エリアＡ11〜Ａ13に位置しているかを判別することが可能となる。勿論、この場合であっても、回転軸部２ｂの側方領域の少なくとも２方向から複数台のカメラで識別マーク５を撮像するようにしてもよい。
【００５６】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の形態で実施することができる。例えば、上記実施形態では、締付部品４の２度締めや、締付部品４の取り付け忘れを検出する場合を説明したが、他の作業ミスも検出するようにしてもよい。具体的には、例えば、次のようにすれば、締め付け順を間違えたことを検出できる。まず、設定作業の際に、位置検出手段７に、ワーク３の締付部品４の締め付け順を記憶させる。そして、締付作業時に、検出エリアＡ1〜Ａ8で識別データが検出される順番を検出して、記憶されている締め付け順と同じか否かを位置検出手段７に判断させる。記憶している締め付け順と異なる場合には、位置検出手段７が、「締め付け順の間違え」との旨をデータ表示手段８に表示させると共に、報知手段を作動させる。
【００５７】
また、上記実施形態では、識別マーク５を回転軸部２ｂの軸方向で２色に色分けして構成する場合を説明したが、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、識別マーク５を回転軸部２ｂの軸方向で３色以上に色分けして構成してもよい。そして、このように識別マーク５を複数色から構成する場合には、締付工具２毎に、識別マーク５の色の組み合わせや配列順序を異ならせ、個々の締付工具２を識別マーク５によって区別するようにしてもよい。このようにすれば、作業者が、正しい締付工具２を選択して、締付作業を実行しているか否かも同時に検出することができ、より正確な締付作業の支援を実現することが可能となる。
【００５８】
また、上記実施形態では、ワーク３に設けられた各締付位置Ｐ1〜Ｐ8が全て同一高さにある場合を例示して説明したが、図７に示すように、ワーク３の上面に段差３ａが設けられ、各締付位置Ｐ21〜Ｐ22の高さが異なる場合でもあってもよい。すなわち、このように各締付位置Ｐ21〜Ｐ22の高さが異なる場合には、識別マーク５の検出エリアＡ21〜Ａ22の高さを各締付位置Ｐ21〜Ｐ22の高さに応じて予め調整すれば、締付作業の支援を問題なく行なうことができる。
【００５９】
また、上記実施形態では、締付工具２として電動ドライバーを例示して説明したが、締付工具２は、トルクレンチなどであってもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１ 締付作業支援装置
２ 締付工具
２ａ 工具本体
２ｂ 回転軸部
３ ワーク
４ 締付部品
５ 識別マーク
６ 撮像手段
６ａ，６ｂ カメラ
７ 位置検出手段
７ａ 識別データ記憶部
７ｂ 検出エリア設定部
７ｃ 識別データ判断部
８ データ表示手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、締付作業を支援する締付作業支援装置及び締付支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車や家電製品などの組立工程では、作業者によって、ボルトやネジ等の締付部品の締付作業が数多く行われる。この締付作業では、適切なレンチやドライバーなどの締付工具を用いて、予め決められた箇所に締付部品を締め付ける。この場合、締付部品の締め忘れ等の作業ミスが発生した場合には大きな問題を招くおそれがあることから、作業者の締付作業を支援する支援装置が併用されるのが通例である。
【０００３】
この種の締付作業の支援装置としては、例えば特許文献１には、ワークの上方にカメラを設置し、このカメラで締付工具に取り付けられた発光器から発せられる光を撮像して、その映像に基づいて締付具によって締め付けが行われた位置をコンピュータによって計算する支援装置が開示されている。ここで、締付工具としては、トルクレンチが開示されており、そのトルクレンチの柄に設けられた台座に、締付工具の位置検出用の発光器が上方に向けて光を発光するように取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−４２４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、トルクレンチなどの締付工具は、柄などの把持部を含む工具本体の先端に、締付部品に嵌合された状態で回転動作する回転軸部（例えば、ソケットやドライバービットなど）を有する。そのため、作業者は、締付作業時に締付工具の回転軸部を締付部品に嵌合させる必要があるが、このときに、締付部品の回転軸に対して回転軸部が真っ直ぐに取り付けられずに、傾斜した状態で取り付けられてしまう場合がある。このように回転軸部が締付部品の回転軸に対して傾斜している場合であっても締付部品を正確に締め付けることは可能であるものの、工具本体が回転軸部の傾斜に伴って大きく振れ回るという事態を招く。しかも、回転軸部がその軸方向に沿って長尺である場合も多いため、工具本体の振れ回りは必然的に大きくなる傾向にある。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示の締付支援装置では、締付工具の位置を検出する指標となる発光器が工具本体に取り付けられていることから、上記のような振れ回りの発生の有無によって、発光器の光に基づいて検出される締付工具の位置が大きく変動することになる。その結果、発光器の光に基づいて検出された締付工具の位置が、実際の位置から大きく外れる可能性がある。特に、締付作業を行うワークに複数の締付位置が近接して設けられている場合には、実際に締付作業が行われていない締付位置に締付工具が位置していると誤検出されるおそれもあり、締付作業の支援精度を十分に確保できないという問題がある。
【０００７】
また、発光器の光に基づいて締付工具の位置を検出する場合、締付作業の際に作業者の目が指向する方向に発光器が位置し、その発光器から光が発せられることになる。そのため、発光器の光が作業者の目に入るなどして、締付作業の進行に悪影響を与えるおそれもある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、作業者による締付作業の作業性を阻害することなく、締付工具の位置を正確に検出することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために創案された本発明は、締付部品を回転動作によって締め付ける回転軸部を有する締付工具により、ワークに設けられた複数の締付位置で前記締付部品を締め付ける締付作業を支援する締付作業支援装置であって、前記回転軸部に設けられた識別マークと、前記識別マークを撮像する撮像手段と、前記撮像手段の撮像結果に基づいて前記識別マークの位置を検出する位置検出手段とを備えていることに特徴づけられる。
【００１０】
このような構成によれば、締付工具の位置を検出するための指標となる識別マークが、締付工具の回転軸部に設けられている。そのため、仮に締付部品に対して締付工具の回転軸部を傾斜状態で取り付けたまま、締付作業が実行されたとしても、識別マーク自体の位置が大きく変動するという事態は生じ難い。これは、回転軸部の先端部（締付部品側）を支点として締付工具全体に振れ回りが生じることから、支点に近い回転軸部自体には、支点から遠い工具本体よりも振れ回りによる移動の影響が格段に小さくなるためである。したがって、締付工具の回転軸部に取り付けられた識別マークの位置を撮像手段と位置検出手段とを用いて検出すれば、締付工具の正確な位置を検出することが可能となる。
【００１１】
加えて、締付工具の位置を検出するための指標が識別マークであるので、発光器を用いた場合のように作業者の目に光が入るなどして締付作業に悪影響が生じるというおそれも生じ得ない。
【００１２】
上記の構成において、前記撮像手段が、前記回転軸部の側方領域の少なくとも２方向から前記識別マークを撮像する構成であってもよい。
【００１３】
すなわち、締付工具の回転軸部に識別マークを設け、この識別マークを回転軸部の側方領域の一方向のみから撮像手段で撮像する場合、締付位置の配置態様によっては、識別マークの位置を検出することが困難になる場合がある。具体的には、例えば、２つの締付位置が、回転軸部の側方領域の一方向から見た場合に同一直線上に重なっていたり、互いに近接しているときなどには、識別マークがいずれの締付位置に対応する位置に存在しているのかを判別できないおそれがある。そこで、上記の構成のように、回転軸部の側方領域の少なくとも２方向から識別マークを撮像すれば、回転軸部の側方領域の一方向からの撮像結果に、別方向から撮像結果によって奥行き方向の状態が付加されることから、各締付位置を確実に判別できるようになり、識別マークの位置検出を正確に行うことが可能となる。
【００１４】
上記の構成において、前記撮像手段が、前記回転軸部の軸直角断面を含む平面に対して角度をなす傾斜方向から前記識別マークを撮像する構成であってもよい。
【００１５】
このようにすれば、撮像手段が識別マークを斜めから指向することになるので、撮像手段が指向する方向の奥行きの情報も同時に得ることができる。したがって、締付位置の配置態様によらず、識別マークがいずれの締付位置に位置しているかを判別することが可能となる。なお、この場合であっても、回転軸部の側方領域の少なくとも２方向から前記識別マークを撮像するようにしても勿論よい。
【００１６】
上記の構成において、前記位置検出手段が、前記締付位置で締付作業を行う際に前記識別マークが位置する予想範囲に検出エリアを予め設定し、前記検出エリア内で前記識別マークの位置を検出することが好ましい。
【００１７】
このようにすれば、予め識別マークの検出エリアが絞られることから、識別マークの検出精度が向上し、より正確な締付作業の支援を実現することができる。
【００１８】
上記の構成において、前記識別マークが、前記回転軸部の全周に亘って環状に形成されていることが好ましい。
【００１９】
このようにすれば、回転軸部のいずれの周面が撮像手段側を向いていても、識別マークを撮像手段で正確に撮像することができるため、識別マークの検出精度を向上させることが可能となる。付言すれば、回転軸部が静止している場合に限らず、回転軸部が回転している場合であっても、連続的に識別マークを検出することができることから、実用上好ましい。
【００２０】
上記の構成において、前記識別マークが、少なくとも２色以上で構成されることが好ましい。
【００２１】
このようにすれば、撮像手段で撮像された識別マークの画像が、少なくとも２色以上で構成されることから、識別マークの検出精度を向上されることができる。具体的には、例えば、撮像手段の撮像エリア内に存在しない色の組合せを識別マークに付与すれば、例えば作業者の手や衣服などを識別マークと誤認するという事態を可及的に低減することができる。
【００２２】
上記の構成において、前記締付工具は、電動ドライバーであってもよい。
【００２３】
すなわち、電動ドライバーの場合、回転軸部が長尺となることが多く、工具本体の振れ回りが大きくなり易い。そのため、回転軸部に識別マークを取り付ける本願発明の利点を最大限発揮することができる。
【００２４】
上記の構成において、締付部品を回転動作によって締め付ける回転軸部を有する締付工具によって、ワークに設けられた複数の締付位置で前記締付部品を締め付ける締付作業を支援する締付作業支援方法であって、前記回転軸部に識別マークを設けた状態で、前記識別マークを撮像手段で撮像し、その撮像結果に基づいて前記識別マークの位置を検出することに特徴づけられる。
【００２５】
このような方法によれば、既に述べた対応する構成と同様の効果を享受することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、締付工具の位置検出用の指標として識別マークを締付工具の回転軸部に取り付けていることから、締付工具の位置を正確に検出することができる。また、検出対象が識別マークであることから、発光器に光を検出対象として利用する場合のように、作業者の締付作業を阻害するような事態も生じ得ない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る締付作業支援装置を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る締付作業支援装置を示す平面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、識別マークを検出する過程を説明するための図である。
【図４】識別マークの識別データの一例を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る締付作業支援装置の要部を示す側面図である。
【図６】識別マークの変形例を示す図であって、（ａ）は３色に色分けされた識別マークを、（ｂ）は４色に色分けされた識別マークをそれぞれ示す。
【図７】本発明の変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
【００２９】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る締付作業支援装置の全体構成を示す概略斜視図である。この締付作業支援装置１は、作業者が締付工具２を用いて、ワーク３に設けられた複数の締付位置Ｐ1〜Ｐ8で締付部品４を締め付ける締付作業を支援するものである。なお、この実施形態では、ワーク３は、略水平な作業台（不図示）の上に載置されているものとする。
【００３０】
詳細には、この締付作業支援装置１は、締付工具２の位置を検出するための識別マーク５と、この識別マーク５を撮像する撮像手段６と、撮像手段６の撮像結果に基づいて識別マークの位置を検出する位置検出手段７と、撮像手段６で撮像された画像データなどの各種データを表示するデータ表示手段８と、作業者に締付作業の異常を音声等によって知らせる報知手段（図示省略）とを備えている。
【００３１】
締付工具２は、例えば電動ドライバーで構成されており、締付作業時に作業者が把持する把持部を有する工具本体２ａと、工具本体２ａの先端に取り付けられた回転軸部２ｂとを備えている。締付工具２の回転軸部２ｂは、各締付部品４を回転動作によって締め付ける。なお、この実施形態では締付部品４はネジで構成されており、回転軸部２ｂの先端が締付部品４の頭部に形成されたネジ山に嵌合する。なお、回転軸部２ｂは、工具本体２ａに対して着脱可能となっている。締付工具２は，締付トルクを管理できるものであることが好ましい。
【００３２】
識別マーク５は、締付工具２の回転軸部２ｂに取り付けられている。詳細には、この識別マーク５は、回転軸部２ｂの全周に亘って環状に形成されており、回転軸部２ｂの軸方向に沿って複数色に色分けされている。なお、図示例は、識別マーク５は、異なる２色（例えば、赤色と黄色で色分けされている。識別マーク５の色の組合せは、識別マーク５の検出精度を上げるために、撮像手段６の撮像エリアに存在しない色の組合せとなるようにすることが好ましい。なお、識別マーク５は、単色で構成されていても勿論よい。
【００３３】
撮像手段６は、２台のカメラ６ａ，６ｂで構成されており、これら２台のカメラ６ａ，６ｂによって、締付工具２の回転軸部２ｂの側方領域の異なる２方向から識別マーク５を撮像する。詳細には、これら２台のカメラ６ａ，６ｂは、略水平面（回転軸部２ｂの軸直角断面を含む平面）において、互いの指向方向が略直角に交差するように配置されている。このようなカメラ６ａ，６ｂの配置態様は、スペース上の制約等によってワーク３の上方にカメラを取り付けることができない場合に特に有利である。なお、締付工具２の回転軸部２ｂの側方領域の異なる３方向以上の方向から識別マーク５を撮像するようにしてもよい。
【００３４】
このように撮像手段６を２台のカメラ６ａ，６ｂから構成した理由は次の通りである。すなわち、図２に示すように、一方のカメラ（以下、第１のカメラともいう）６ａのみでは、識別マーク５のｙ方向の位置（第１のカメラ６ａの指向方向の前後位置）を検出することができない。そのため、この第１のカメラ６ａによって識別マーク５のｘ方向の位置（第１のカメラ６ａの指向方向と直交する左右位置）が、例えば「ｘ1」と検出されたとしても、図のような締付位置の配置態様の場合、識別マーク５がいずれの締付位置Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3に対応する位置に存在しているかを判別できない。そこで、これに加えて、他方のカメラ（以下、第２のカメラともいう）６ｂによって識別マーク５の図中のｙ方向の位置（第２のカメラ６ｂの指向方向の前後位置（≒第１のカメラ６ａの指向方向の前後位置））を検出することで、識別マーク５がいずれの締付作業位置Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3に対応する位置に存在しているかを判別している。
【００３５】
位置検出手段７は、例えば、マウスやキーボードなどの所定の入力手段が接続されたコンピュータで構成されており、撮像手段６を構成する２台のカメラ６ａ，６ｂで撮像された画像データに基づいて、識別マーク５の位置を検出するようになっている。
詳細には、位置検出手段７は、識別データ記憶部７ａと、検出エリア設定部７ｂと、識別データ判断部７ｃとを有する。識別データ記憶部７ａは、識別データ記憶部７ａは、締付作業前に、カメラ６ａ，６ｂで撮像した識別マーク５の画像データから、識別マーク５を示す識別データを取得して記憶すると共に、識別マーク５の検出用のテンプレートを作成する。検出エリア設定部７ｂは、図３（ａ），（ｂ）に示すように、締付作業前に、各締付位置Ｐ1〜Ｐ8で締付作業を行う際に識別マーク５が位置する予想範囲に検出エリアＡ1〜Ａ8を設定する。図３（ａ）に示すように、第１のカメラ６ａで撮像された画像データのみでは、例えば、検出エリアＡ1〜Ａ3を区別することはできないが、図３（ｂ）に示すように、第２のカメラ６ｂで撮像された画像データでは、検出エリアＡ1〜Ａ3はそれぞれ分離していることから、識別マーク５がいずれの検出エリアＡ1〜Ａ3に位置しているかを判別することができる。識別データ判断部７ｃは、締付作業時に、テンプレートマッチングにより、画像データの各検出エリアＡ1〜Ａ8で識別データが検出されるか否かを判断する。ここでは、識別マーク５を示す識別データとして、例えば図４に示すように、識別マーク５の色（ハッチングを付した部分）の境界部５ａを含む識別マーク５の一部領域が登録されているが、識別マーク５の全領域を登録してもよい。
【００３６】
次に、以上のように構成された締付作業支援装置１による締付作業の支援手順を説明する。
【００３７】
この締付作業支援装置１による締付作業の支援方法は、締付作業前に行われる設定工程と、締付作業時に行われる管理工程とを含む。
【００３８】
設定工程は、識別マーク５の検出エリアＡ1〜Ａ8を設定するエリア設定工程と、識別マーク５を示す識別データを取得するデータ取得工程とを含む。
【００３９】
エリア設定工程では、位置検出手段７を設定モードに切り替えると共に、ワーク３を締付作業時と同一位置に配置する。次に、位置検出手段７の検出エリア設定部７ｂによって、各締付位置Ｐ1〜Ｐ8における締付作業時に、締付工具２の回転軸部２ｂに取り付けられた識別マーク５が位置する予想範囲に検出エリアＡ1〜Ａ8を設定する（図３（ａ）及び（ｂ）を参照）。詳細には、締付工具２の回転軸部２ｂの先端から識別マーク５までの離間距離は予め分かっているため、締付工具２の回転軸部２ｂを締付部品４に真っ直ぐに嵌合させて締付作業が行われる場合には、ワーク３の各締付位置Ｐ1〜Ｐ8から上方に前記離間距離だけ離れた基準位置に識別マーク５が検出される。一方、締付工具２の回転軸部２ｂを締付部品４に傾斜した状態で嵌合させて締付作業が行われる場合には、回転軸部２ｂが僅かに振れ回ることから、識別マーク５の検出位置は前記基準位置から僅かに移動する。したがって、この識別マーク５の移動も考慮して、各締付位置Ｐ1〜Ｐ8における検出エリアＡ1〜Ａ8の大きさを決定する。
【００４０】
具体的には、この実施形態では、検出エリアＡ1〜Ａ8の大きさを決めるパラメータを所望の検出精度に合わせて位置検出手段７に入力すると、位置検出手段７の検出エリア設定部７ｂが、検出エリアＡ1〜Ａ8の位置と大きさを算出して検出エリアＡ1〜Ａ8を設定する。また、位置検出手段７は、この検出エリアＡ1〜Ａ8を示す枠をデータ表示手段８に表示させる。
【００４１】
なお、この実施形態では、検出エリアＡ1〜Ａ8は、正方形などの矩形枠で定義されているが、形状は特に限定されるものではなく、円形などであってもよい。また、各検出エリアＡ1〜Ａ8には、その識別のために例えば通し番号等の識別番号が付けられ、各種データ処理に使用されているが、この識別番号をデータ表示手段８に表示させてもよい。
【００４２】
データ取得工程では、カメラ６ａ，６ｂによって、実際に締付工具２の回転軸部２ｂを締付部品４に嵌合させた状態で識別マーク５を撮像し、その画像データに基づいて識別マーク５を示す識別データが取得される。詳細には、カメラ６ａ，６ｂで識別マーク５を撮像した際の画像データをデータ表示手段８に表示させ、その表示させた画像データを参照しながら画像データ内の識別マーク５を含む範囲を指定する。これにより、位置検出手段７の識別データ記憶部７ａは、指定した範囲の画像データから識別マーク５を示す識別データを取得して記憶する。
【００４３】
この識別マーク５の画像データの指定は、ワーク３の各締付位置Ｐ1〜Ｐ8について行ない、後述するテンプレートマッチングの際に使用する識別マーク５のテンプレートを各検出エリアＡ1〜Ａ8について個別に設定する。勿論、例えば全ての検出エリアＡ1〜Ａ8に対して、１つの識別マーク５の画像データを設定してもよい。位置検出手段７は、各検出エリアＡ1〜Ａ8について、どの画像データが設定されたかを記憶する。
【００４４】
ここで、識別データは、識別マーク５の画像データそのものであってもよいし、識別マーク５の画像データそのものでなく、画像データに基づいて得られた濃度変化カーブや、その変曲点の位置等、識別マーク５の特徴を示すデータであってもよい。また、識別マーク５の画像データは、識別マーク５のみの画像だけでもよいし、識別マーク５の周辺の画像データを含んでもよい。また、識別データは、第１のカメラ６ａで撮像された結果に対して使用するものと、第２のカメラ６ｂで撮像された結果に対して使用するものとで、別々のデータとしてもよいし、共通のデータとしてもよい。
【００４５】
なお、締付工具２を締付部品４に実際に嵌合させた際の画像データに基づいて識別マーク５を示す識別データを取得する場合を説明したが、締付工具２を締付部品４に嵌合させない状態でカメラ６ａ，６ｂで撮影した識別マーク５を含む画像データに基づいて識別マーク５を示す識別データを取得するようにしてもよい。
【００４６】
以上のような設定工程を行った後、位置検出手段７を設定モードから締付作業支援モードに切り替え、管理工程を行なう。なお、本実施形態では、１つの締付部品４に対する締付工具２による締付回数は１回とする。
【００４７】
この管理工程では、作業者が、ワーク３の各締付位置Ｐ1〜Ｐ8で締付工具２を用いて締付部品４の締付作業を順次行なう間、位置検出手段７は、次のような動作を行なう。すなわち、位置検出手段７の識別データ判断部７ｃが、カメラ６ａ，６ｂで撮影された画像データにおける各検出エリアＡ1〜Ａ8に対して、その検出エリアＡ1〜Ａ8用に選択された識別マーク５の識別データをテンプレートとして使用して、テンプレートマッチングを行なう。これによって、識別データ判断部７ｃは、各検出エリアＡ1〜Ａ8に識別マーク５の識別データが検出されるか否かを判断する。そして、位置検出手段７は、検出エリアＡ1〜Ａ8内で識別データが検出された場合には、その検出エリアＡ1〜Ａ8を記憶する。この時に、位置検出手段７は、データ表示手段８に表示されている検出エリアＡ1〜Ａ8のうち、識別データが検出されたものの表示枠を「正常終了」を表す所定の色（例えば、緑色）に変更する。
【００４８】
一方、識別データが検出された検出エリアＡ1〜Ａ8が、既に識別データが検出された検出エリアＡ1〜Ａ8である場合には、位置検出手段７が、「締付部品の２度締め」とデータ表示手段８に表示させると共に、報知手段を作動させる。また、位置検出手段７が、データ表示手段８に表示されている対応する検出エリアＡ1〜Ａ8の表示枠を「異常終了」を表す所定の色（例えば、赤）に変更する。そして、「２度締め」と判定された検出エリアＡ1〜Ａ8に対応する締付位置Ｐ1〜Ｐ8において、締付部品４がオーバートルクとなっているおそれがあるため、作業者がその締付部品４を１度緩めてから締め直す。その後、作業者は、位置検出手段７に該当する締付位置における締付作業が正常に終了したことを位置検出手段７に入力し、締付作業を再開する。
【００４９】
また、位置検出手段７の識別データ判断部７ｃは、全ての検出エリアＡ1〜Ａ8で識別データが検出されたか否かを判断する。識別データ判断部７ｃは、全ての検出エリアＡ1〜Ａ8において識別データが検出された場合には、全ての締付作業が正常に終了したと判断する。
【００５０】
一方、識別データ判断部７ｃが、識別データが検出されていない検出エリアＡ1〜Ａ8がまだ存在すると判断した場合には、所定時間内に、新たに検出エリアＡ1〜Ａ8で識別データが検出されるか否かを判断する。
【００５１】
所定時間内に、新たに検出エリアＡ1〜Ａ8で識別データが検出された場合は、継続して作業者による締付作業が行なわれたと考えられる。したがって、再び、上述したように、識別データ判断部７ｃは、全ての検出エリアＡ1〜Ａ8で識別データが検出されたか否かを判断する。一方、新たに検出エリアＡ1〜Ａ8で識別データが検出されないで、所定時間経過する場合は、締付部品４の取り付け忘れと考えられる。したがって、この場合には、位置検出手段７が、「締付部品の取り付け忘れ」とデータ表示手段８に表示させると共に、図示しない報知手段を作動させる。この場合には、作業者が、データ表示手段８で、締付作業が未終了の検出エリアＡ1〜Ａ8を確認し、その検出エリアＡ1〜Ａ8に対応する締付位置Ｐ1〜Ｐ8に締付部品４を取り付けて締め付ける。その後、作業者は、位置検出手段７に該当する締付位置における締付作業が正常に終了したことを位置検出手段７に入力し、締付作業を再開する。すると、再び、上述したように、位置検出手段７は、全ての検出エリアＡ1〜Ａ8で識別データが検出されたか否かを判断する。
【００５２】
以上のように構成された第１の実施形態に係る支援装置１では、次のような効果を享受できる。
【００５３】
支援装置１では、締付工具の位置を検出するための指標となる識別マーク５が、締付工具２の回転軸部２ｂに設けられている。そのため、仮に締付部品４に対して締付工具２の回転軸部２ｂを傾斜状態で取り付けたまま、作業者により締付作業が実行されたとしても、識別マーク５自体の位置が大きく変動するという事態は生じ難い。これは、回転軸部２ｂの先端部を支点として、締付工具２全体に振れ回りが生じることから、支点に近い回転軸部２ｂ自体には、支点から遠い工具本体２ａよりも振れ回りによる移動の影響が格段に小さくなる。したがって、締付工具２の回転軸部２ｂに取り付けられた識別マーク５の位置を撮像手段６と位置検出手段７とを用いて検出すれば、締付工具２の正確な位置を検出することが可能となる。
【００５４】
加えて、締付工具２の位置を検出するための指標が識別マーク５であるので、発光器を用いた場合のようにワーク３の方向を指向する作業者の目に直接光が入るなどして締付作業に悪影響が生じるというおそれも生じ得ない。
【００５５】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る締付作業支援装置の要部を示す概略側面部である。この第２の実施形態に係る締付作業支援装置１が、第１の実施形態に係る締付作業支援装置１と相違するところは、撮像手段６を第１のカメラ６ａのみで構成している点と、この第１のカメラ６ａが締付工具２の回転軸部２ｂの軸直角断面を含む平面（略水平面）Ｈに対して角度をなす斜め上方（又は下方）から識別マーク５を撮像している点にある。このようにすれば、撮像手段６が識別マーク５を斜め上方から指向することになるので、奥行き方向（図中のｙ方向）の情報も同時に得ることができる。したがって、締付位置Ｐ11〜Ｐ13が奥行き方向に延びる同一直線上で重なっていたり、互いに近接している場合であっても、識別マーク５がいずれの締付位置Ｐ11〜Ｐ13に対応する検出エリアＡ11〜Ａ13に位置しているかを判別することが可能となる。勿論、この場合であっても、回転軸部２ｂの側方領域の少なくとも２方向から複数台のカメラで識別マーク５を撮像するようにしてもよい。
【００５６】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の形態で実施することができる。例えば、上記実施形態では、締付部品４の２度締めや、締付部品４の取り付け忘れを検出する場合を説明したが、他の作業ミスも検出するようにしてもよい。具体的には、例えば、次のようにすれば、締め付け順を間違えたことを検出できる。まず、設定作業の際に、位置検出手段７に、ワーク３の締付部品４の締め付け順を記憶させる。そして、締付作業時に、検出エリアＡ1〜Ａ8で識別データが検出される順番を検出して、記憶されている締め付け順と同じか否かを位置検出手段７に判断させる。記憶している締め付け順と異なる場合には、位置検出手段７が、「締め付け順の間違え」との旨をデータ表示手段８に表示させると共に、報知手段を作動させる。
【００５７】
また、上記実施形態では、識別マーク５を回転軸部２ｂの軸方向で２色に色分けして構成する場合を説明したが、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、識別マーク５を回転軸部２ｂの軸方向で３色以上に色分けして構成してもよい。そして、このように識別マーク５を複数色から構成する場合には、締付工具２毎に、識別マーク５の色の組み合わせや配列順序を異ならせ、個々の締付工具２を識別マーク５によって区別するようにしてもよい。このようにすれば、作業者が、正しい締付工具２を選択して、締付作業を実行しているか否かも同時に検出することができ、より正確な締付作業の支援を実現することが可能となる。
【００５８】
また、上記実施形態では、ワーク３に設けられた各締付位置Ｐ1〜Ｐ8が全て同一高さにある場合を例示して説明したが、図７に示すように、ワーク３の上面に段差３ａが設けられ、各締付位置Ｐ21〜Ｐ22の高さが異なる場合でもあってもよい。すなわち、このように各締付位置Ｐ21〜Ｐ22の高さが異なる場合には、識別マーク５の検出エリアＡ21〜Ａ22の高さを各締付位置Ｐ21〜Ｐ22の高さに応じて予め調整すれば、締付作業の支援を問題なく行なうことができる。
【００５９】
また、上記実施形態では、締付工具２として電動ドライバーを例示して説明したが、締付工具２は、トルクレンチなどであってもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１ 締付作業支援装置
２ 締付工具
２ａ 工具本体
２ｂ 回転軸部
３ ワーク
４ 締付部品
５ 識別マーク
６ 撮像手段
６ａ，６ｂ カメラ
７ 位置検出手段
７ａ 識別データ記憶部
７ｂ 検出エリア設定部
７ｃ 識別データ判断部
８ データ表示手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
締付部品を回転動作によって締め付ける回転軸部を有する締付工具により、ワークに設けられた複数の締付位置で前記締付部品を締め付ける締付作業を支援する締付作業支援装置であって、
前記回転軸部に設けられた識別マークと、前記識別マークを撮像する撮像手段と、前記撮像手段の撮像結果に基づいて前記識別マークの位置を検出する位置検出手段とを備えていることを特徴とする締付作業支援装置。
【請求項２】
前記撮像手段が、前記回転軸部の側方領域の少なくとも２方向から前記識別マークを撮像することを特徴とする請求項１に記載の締付作業支援装置。
【請求項３】
前記撮像手段が、前記回転軸部の軸直角断面を含む平面に対して角度をなす傾斜方向から前記識別マークを撮像することを特徴とする請求項１に記載の締付作業支援装置。
【請求項４】
前記位置検出手段が、前記締付位置で締付作業を行う際に前記識別マークが位置する予想範囲に検出エリアを予め設定し、前記検出エリア内で前記識別マークの位置を検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の締付作業支援装置。
【請求項５】
前記識別マークが、前記回転軸部の全周に亘って環状に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の締付作業支援装置。
【請求項６】
前記識別マークが、少なくとも２色以上で構成されることを構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の締付作業支援装置。
【請求項７】
前記締付工具が、電動ドライバーであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の締付作業支援装置。
【請求項８】
締付部品を回転動作によって締め付ける回転軸部を有する締付工具によって、ワークに設けられた複数の締付位置で前記締付部品を締め付ける締付作業を支援する締付作業支援方法であって、
前記回転軸部に識別マークを設けた状態で、前記識別マークを撮像手段で撮像し、その撮像結果に基づいて前記識別マークの位置を検出することを特徴とする締付作業支援方法。
【請求項１】
締付部品を回転動作によって締め付ける回転軸部を有する締付工具により、ワークに設けられた複数の締付位置で前記締付部品を締め付ける締付作業を支援する締付作業支援装置であって、
前記回転軸部に設けられた識別マークと、前記識別マークを撮像する撮像手段と、前記撮像手段の撮像結果に基づいて前記識別マークの位置を検出する位置検出手段とを備えていることを特徴とする締付作業支援装置。
【請求項２】
前記撮像手段が、前記回転軸部の側方領域の少なくとも２方向から前記識別マークを撮像することを特徴とする請求項１に記載の締付作業支援装置。
【請求項３】
前記撮像手段が、前記回転軸部の軸直角断面を含む平面に対して角度をなす傾斜方向から前記識別マークを撮像することを特徴とする請求項１に記載の締付作業支援装置。
【請求項４】
前記位置検出手段が、前記締付位置で締付作業を行う際に前記識別マークが位置する予想範囲に検出エリアを予め設定し、前記検出エリア内で前記識別マークの位置を検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の締付作業支援装置。
【請求項５】
前記識別マークが、前記回転軸部の全周に亘って環状に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の締付作業支援装置。
【請求項６】
前記識別マークが、少なくとも２色以上で構成されることを構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の締付作業支援装置。
【請求項７】
前記締付工具が、電動ドライバーであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の締付作業支援装置。
【請求項８】
締付部品を回転動作によって締め付ける回転軸部を有する締付工具によって、ワークに設けられた複数の締付位置で前記締付部品を締め付ける締付作業を支援する締付作業支援方法であって、
前記回転軸部に識別マークを設けた状態で、前記識別マークを撮像手段で撮像し、その撮像結果に基づいて前記識別マークの位置を検出することを特徴とする締付作業支援方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−８５１（Ｐ２０１３−８５１Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３６２８２（Ｐ２０１１−１３６２８２）
【出願日】平成２３年６月２０日（２０１１．６．２０）
【出願人】（０００１７７１２８）三洋機工株式会社 (35)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２０日（２０１１．６．２０）
【出願人】（０００１７７１２８）三洋機工株式会社 (35)
【Ｆターム（参考）】
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