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JP6929537B2 - How to assemble work assistance system, work assistance device, and valve - Google Patents
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Description

本発明は、作業補助システム、作業補助装置、およびバルブの組立方法に関する。 The present invention relates to a work assist system, a work assist device, and a method of assembling a valve.

特許文献1に開示された締付トルク管理システムでは、作業者がトルクレンチで任意の締付箇所のボルトを締めつけようとすると、当該締付箇所がカメラによって特定され、その特定された締付箇所の規定値がコンピュータからトルクレンチに送られる。そして、作業者はトルクレンチの締付トルク値を規定値の範囲内に収まるようにボルトを締め付け、この締付トルクが送信機からコンピュータに送られ、コンピュータにおいて、締付トルクが規定値なのか否かを判断している。このように、ボルトの締付トルクを管理している。 In the tightening torque management system disclosed in Patent Document 1, when an operator tries to tighten a bolt at an arbitrary tightening point with a torque wrench, the tightening point is specified by a camera, and the specified tightening point is specified. The specified value of is sent from the computer to the torque wrench. Then, the operator tightens the bolt so that the tightening torque value of the torque wrench is within the specified value range, and this tightening torque is sent from the transmitter to the computer, and is the tightening torque the specified value in the computer? I'm judging whether or not. In this way, the tightening torque of the bolt is managed.

特開2013−151043号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-151043

しかし、特許文献1に開示された締付トルク管理システムにおいて、実際にボルトに発生する締結力(軸力)は、トルクレンチのボルトに対する角度、トルクレンチの回転速度、作業者の習熟度等により変化するため、トルクレンチで検出される検出トルクが所定範囲内であっても、ボルトの締結力にばらつきが出てしまい、ボルトを所定の締結力で締結することができない。 However, in the tightening torque management system disclosed in Patent Document 1, the fastening force (axial force) actually generated on the bolt depends on the angle of the torque wrench with respect to the bolt, the rotation speed of the torque wrench, the proficiency level of the operator, and the like. Because of the change, even if the detection torque detected by the torque wrench is within a predetermined range, the fastening force of the bolt varies, and the bolt cannot be fastened with the predetermined fastening force.

また、特許文献1の技術を、トルクレンチによりボンネットをボディに締結して、アクチュエータをボディに取り付けるバルブの組み立てに適用した場合、トルクレンチで検出されるトルクが所定範囲内であったとしても、同様にトルクレンチの角度や回転速度の違いが原因でボンネットのボディに対する締結力にばらつきが出てしまう。このため、締結力不足である場合は、ボディとボンネットの間に配置されるダイヤフラムを十分に狭圧することができずにリークが生じ、締結力が過剰である場合は、ダイヤフラムに必要以上の力がかかり、バルブの耐久性低下の原因となってしまう。 Further, when the technique of Patent Document 1 is applied to the assembly of a valve in which the bonnet is fastened to the body with a torque wrench and the actuator is attached to the body, even if the torque detected by the torque wrench is within a predetermined range. Similarly, the fastening force of the bonnet to the body varies due to the difference in the angle and rotation speed of the torque wrench. Therefore, if the fastening force is insufficient, the diaphragm arranged between the body and the bonnet cannot be sufficiently narrowed and a leak occurs, and if the fastening force is excessive, the diaphragm is forced more than necessary. This causes a decrease in valve durability.

そこで本発明は、作業者に対して作業の補助を行い、被作業部材を所望の状態に締結可能な技術を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a technique capable of assisting a worker in work and fastening a member to be worked in a desired state.

上記目的を解決するために、本発明の一態様である作業補助システムは、被作業部材および前記被作業部材に対して作業を行うための工具を撮影するカメラと、前記カメラで撮影された画像に基づき、作業開始時および作業中の前記工具の前記被作業部材に対する角度が所定角度範囲内にあるか否かを判定する角度判定部と、前記角度が所定角度範囲内である場合に、前記工具の作業動作を示す情報を作成する表示制御部と、前記表示制御部により作成された情報を表示する表示装置と、を備える。 In order to solve the above object, the work assist system according to one aspect of the present invention includes a camera that captures a work member and a tool for performing work on the work member, and an image taken by the camera. Based on the above, an angle determination unit that determines whether or not the angle of the tool at the start of work and during work with respect to the member to be worked is within a predetermined angle range, and when the angle is within a predetermined angle range, the above. It includes a display control unit that creates information indicating the working operation of the tool, and a display device that displays the information created by the display control unit.

また、前記工具の状態に基づき、作業が終了したか否かを検知する作業終了検知部を備え、前記表示制御部は、前記作業終了検知部が作業の終了を検知した場合、作業終了を示す情報を作成し、前記表示装置に表示してもよい。 Further, a work end detection unit that detects whether or not the work has been completed is provided based on the state of the tool, and the display control unit indicates the end of the work when the work end detection unit detects the end of the work. Information may be created and displayed on the display device.

また、工具は、トルクレンチであり、前記工具の作業動作を示す情報は、前記トルクレンチの回転速度を示す情報であってもよい。 Further, the tool is a torque wrench, and the information indicating the working operation of the tool may be information indicating the rotation speed of the torque wrench.

また、前記トルクレンチは、アーム状のレバーと、前記レバーの先端に取り付けられるヘッドとを有し、締付トルクが規定トルクに達すると前記ヘッドと前記レバーとの位置関係が変化するように構成され、前記作業終了検知部は、前記レバーと前記ヘッドとの位置関係を検出し、前記表示制御部は、前記作業終了検知部が前記レバーと前記ヘッドとの位置関係が変化したことを検知した場合、作業終了を示す情報を作成し前記表示装置に表示してもよい。 Further, the torque wrench has an arm-shaped lever and a head attached to the tip of the lever, and is configured so that the positional relationship between the head and the lever changes when the tightening torque reaches a specified torque. The work end detection unit detects the positional relationship between the lever and the head, and the display control unit detects that the work end detection unit has changed the positional relationship between the lever and the head. In this case, information indicating the end of work may be created and displayed on the display device.

また、前記被作業部材は、ボディと、前記ボディと前記アクチュエータと接続し前記トルクレンチにより回転されるアクチュエータと、前記ボディと前記アクチュエータとにより外周縁部が挟圧されるダイヤフラムとを有するバルブであってもよい。 Further, the working member is a valve having a body, an actuator connected to the body and the actuator and rotated by the torque wrench, and a diaphragm in which an outer peripheral edge portion is pressed by the body and the actuator. There may be.

また、前記カメラは、クリーンルームの天井であって空気の流れを遮らない位置に設置されていてもよい。 Further, the camera may be installed on the ceiling of a clean room at a position that does not block the air flow.

また、前記表示装置は、前記カメラで撮影された画像を表示し、前記表示制御部は、前記工具による作業開始を示す情報と、前記工具の作業動作を示す情報とを作成し、前記表示装置は、前記表示制御部で作成された情報を前記画像上に表示してもよい。 Further, the display device displays an image taken by the camera, and the display control unit creates information indicating the start of work by the tool and information indicating the work operation of the tool, and the display device May display the information created by the display control unit on the image.

本発明の一態様である作業補助装置は、作業部材および前記被作業部材に対して作業を行うための工具を撮影するカメラで撮影された画像に基づき、前記工具の前記被作業部材に対する角度が所定角度範囲内にあるか否かを判定する角度判定部と、前記角度が所定角度範囲内である場合に、表示装置に表示するために、前記工具の作業動作を示す情報を作成する表示制御部と、を備える。 In the work assisting device according to one aspect of the present invention, the angle of the tool with respect to the work member is determined based on an image taken by a camera that takes a picture of the work member and the tool for performing work on the work member. An angle determination unit that determines whether or not the tool is within the predetermined angle range, and a display control that creates information indicating the working operation of the tool in order to display on the display device when the angle is within the predetermined angle range. It has a part and.

本発明の一態様であるバルブの組立方法は、上記に記載の作業補助システムを用いる。 The valve assembly method according to one aspect of the present invention uses the work assist system described above.

本発明によれば、作業者に対して作業の補助を行い、被作業部材を所望の状態に締結可能な技術を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a technique capable of assisting a worker in work and fastening a member to be worked in a desired state.

本発明の実施形態に係る作業補助システムの構成図を示す。The block diagram of the work assistance system which concerns on embodiment of this invention is shown. 作業補助システムにおける作業者の作業状態の概要図を示す。The schematic diagram of the work state of the worker in the work assistance system is shown. トルクレンチの平面図を示す。The plan view of the torque wrench is shown. バルブの正面図を示す。The front view of the valve is shown. 作業補助処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of work auxiliary processing. トルクレンチによるバルブのボンネット締付時における(a)実作業状態および(b)表示装置の表示を示す。The display of (a) the actual working state and (b) the display device at the time of tightening the bonnet of the valve with a torque wrench is shown. ヘッドマウントディスプレイの外観図を示す。The external view of the head-mounted display is shown.

本発明の実施形態に係る作業補助システム1および作業補助装置10について、図面を参照して説明する。 The work assist system 1 and the work assist device 10 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施形態に係る作業補助システム1の構成図を示している。図2は、本実施形態に係る作業補助システム1における作業者Aの作業状態の概要図を示している。 FIG. 1 shows a configuration diagram of a work assistance system 1 according to the present embodiment. FIG. 2 shows a schematic diagram of the working state of the worker A in the work assisting system 1 according to the present embodiment.

本実施形態に係る作業補助システム1および作業補助装置10は、工具であるトルクレンチ20による被作業部材であるバルブ30の締付作業を補助するシステムおよび装置である。 The work assist system 1 and the work assist device 10 according to the present embodiment are systems and devices that assist the tightening work of the valve 30 which is a member to be worked by the torque wrench 20 which is a tool.

はじめに、トルクレンチ20およびバルブ30の構成について説明する。 First, the configurations of the torque wrench 20 and the valve 30 will be described.

図3は、トルクレンチ20の平面図を示している。 FIG. 3 shows a plan view of the torque wrench 20.

図3に示すように、トルクレンチ20は、アーム状のレバー21と、レバー21の先端に設けられたヘッド22とを有する。レバー21は、作業者Aがトルクレンチ20を把持する部分であり、トルクレンチ20のバルブ30に対する角度を検知するための2つの角度マーカ23が形成されている。ヘッド22は、レバー21の先端に取り付けられ、締付トルクが規定トルクに達するとヘッド22とレバー21との位置関係が変化するように構成されている。ヘッド22には、ヘッド22とレバー21との位置関係の変化を検知するための3つの位置マーカ24が形成されている。 As shown in FIG. 3, the torque wrench 20 has an arm-shaped lever 21 and a head 22 provided at the tip of the lever 21. The lever 21 is a portion where the operator A grips the torque wrench 20, and two angle markers 23 for detecting the angle of the torque wrench 20 with respect to the valve 30 are formed. The head 22 is attached to the tip of the lever 21 and is configured so that the positional relationship between the head 22 and the lever 21 changes when the tightening torque reaches a specified torque. The head 22 is formed with three position markers 24 for detecting a change in the positional relationship between the head 22 and the lever 21.

図4は、バルブ30の正面図を示している。 FIG. 4 shows a front view of the valve 30.

図4に示すように、バルブ30は、ボディ31と、アクチュエータ32と、ボディ31とアクチュエータ32と接続しトルクレンチ20により回転されるボンネット33と、ボディ31とボンネット33とにより外周縁部が挟圧されるダイヤフラム34とを備える。 As shown in FIG. 4, the valve 30 has an outer peripheral edge sandwiched between the body 31, the actuator 32, the bonnet 33 connected to the body 31 and the actuator 32 and rotated by the torque wrench 20, and the body 31 and the bonnet 33. It is provided with a diaphragm 34 to be pressed.

次に、作業補助システム1の構成について図1、図2を参照して説明する。図1に示すように、作業補助システム1は、カメラ2と、表示装置3と、作業補助装置10とを備え、これらは有線または無線により通信可能に構成されている。 Next, the configuration of the work assistance system 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. As shown in FIG. 1, the work assistance system 1 includes a camera 2, a display device 3, and a work assistance device 10, which are configured to be able to communicate by wire or wirelessly.

カメラ2は、例えば、画像を撮影可能なビデオカメラであり、クリーンルーム40の網目状の天井41に設置されている。カメラ2は、網目状の床42に配置された作業台43上のトルクレンチ20および固定具44に固定されたバルブ30を撮影し、撮影した画像を作業補助装置10へ送信する。ここで画像とは、静止画や動画を含む。 The camera 2 is, for example, a video camera capable of capturing an image, and is installed on a mesh-like ceiling 41 of a clean room 40. The camera 2 photographs the torque wrench 20 on the work table 43 arranged on the mesh floor 42 and the valve 30 fixed to the fixture 44, and transmits the captured images to the work assist device 10. Here, the image includes a still image and a moving image.

表示装置3は、LEDパネル等を有し、作業補助装置10から送信された画像を表示する。 The display device 3 has an LED panel or the like, and displays an image transmitted from the work assist device 10.

作業補助装置10は、CPU(Central Processing Unit)11と、記憶部12と、通信部13とを備え、それらはバスにより互いに接続されている。 The work assist device 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 11, a storage unit 12, and a communication unit 13, which are connected to each other by a bus.

CPU11は、記憶部12に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、作業補助システム1の全体を制御する。 The CPU 11 controls the entire work assistance system 1 by reading and executing the program stored in the storage unit 12.

記憶部12は、後述の作業補助処理に関するプログラムを記憶し、当該プログラムがCPU11に読み出されて実行されることにより、CPU11の各処理部14〜18の機能が実現される。また、記憶部12は、バルブ30に関する情報、トルクレンチ20の形状、角度マーカ23および位置マーカ24に関する情報を記憶している。 The storage unit 12 stores a program related to the work assist processing described later, and when the program is read out by the CPU 11 and executed, the functions of the processing units 14 to 18 of the CPU 11 are realized. Further, the storage unit 12 stores information on the valve 30, the shape of the torque wrench 20, the angle marker 23, and the position marker 24.

通信部13は、カメラ2および表示装置3と通信を行い、カメラ2から送信される動画を受信し、CPU11の表示制御部14からの情報を表示装置3へ送信する。 The communication unit 13 communicates with the camera 2 and the display device 3, receives the moving image transmitted from the camera 2, and transmits the information from the display control unit 14 of the CPU 11 to the display device 3.

CPU11は、表示制御部14と、中心軸検知部15と、角度判定部16と、離間検知部17と、締付検知部18とを有する。 The CPU 11 includes a display control unit 14, a central axis detection unit 15, an angle determination unit 16, a separation detection unit 17, and a tightening detection unit 18.

表示制御部14は、カメラ2から受信した動画および作業補助に関するデータを表示装置3に送信する。 The display control unit 14 transmits the moving image received from the camera 2 and data related to work assistance to the display device 3.

中心軸検知部15は、カメラ2から受信した動画に基づき、バルブ30の中心軸を検知する。例えば、記憶部12にバルブ30に関する情報が記憶され、当該記憶された情報に基づき、動画からバルブ30を認識して、バルブ30の中心軸を検知する。 The central axis detection unit 15 detects the central axis of the valve 30 based on the moving image received from the camera 2. For example, information about the valve 30 is stored in the storage unit 12, and based on the stored information, the valve 30 is recognized from the moving image and the central axis of the valve 30 is detected.

角度判定部16は、バルブ30に対するトルクレンチ20の角度が所定角度範囲内にある状態が所定時間経過したか否かを検知する。ここでいう角度は、トルクレンチ20のレバー21の中心軸とバルブ30の中心軸とのなす角度であり、トルクレンチ20が正しくトルクを計測するためにはこの角度は90±2°の範囲であることが望ましい。例えば、角度判定部16は、トルクレンチ20のヘッド22の3つの位置マーカ24およびバルブ30の位置に基づき、トルクレンチ20が締付可能状態にあることを検出した後、トルクレンチ20のレバー21の2つの角度マーカ23の距離を算出して、バルブ30の中心軸に対するトルクレンチ20の角度が所定角度範囲内にあり、かつその状態が所定時間経過したか否かを判定する。 The angle determination unit 16 detects whether or not a predetermined time has elapsed while the angle of the torque wrench 20 with respect to the valve 30 is within a predetermined angle range. The angle referred to here is the angle formed by the central axis of the lever 21 of the torque wrench 20 and the central axis of the valve 30, and this angle is within the range of 90 ± 2 ° in order for the torque wrench 20 to correctly measure the torque. It is desirable to have. For example, the angle determination unit 16 detects that the torque wrench 20 is in a tightenable state based on the positions of the three position markers 24 and the valve 30 of the head 22 of the torque wrench 20, and then the lever 21 of the torque wrench 20. The distance between the two angle markers 23 is calculated to determine whether or not the angle of the torque wrench 20 with respect to the central axis of the valve 30 is within a predetermined angle range and the state has elapsed for a predetermined time.

離間検知部17は、締付作業が開始され完了する前に、トルクレンチ20がバルブ30から離間したか否かを判定する。例えば、離間検知部17は、トルクレンチ20のヘッド22の3つの位置マーカ24およびバルブ30の位置に基づき、トルクレンチ20がバルブ30から離間したか否かを検知する。ボンネット33のボディ31に対する手締めがあまく、トルクレンチ20による締付に必要な回転角が大きい場合等、トルクレンチ20を装着しなおす必要がある。この場合、再度、角度判定部16による角度判定が必要であるため、離間検知部17によりトルクレンチ20がバルブ30から離間したか否かを検知する。 The separation detection unit 17 determines whether or not the torque wrench 20 has separated from the valve 30 before the tightening operation is started and completed. For example, the separation detection unit 17 detects whether or not the torque wrench 20 is separated from the valve 30 based on the positions of the three position markers 24 and the valve 30 of the head 22 of the torque wrench 20. When the body 31 of the bonnet 33 is loosely tightened by hand and the rotation angle required for tightening with the torque wrench 20 is large, it is necessary to reattach the torque wrench 20. In this case, since the angle determination unit 16 needs to determine the angle again, the separation detection unit 17 detects whether or not the torque wrench 20 is separated from the valve 30.

締付検知部18は、トルクレンチ20の締付トルクが規定トルクに達してトルクレンチ20による締付作業が完了したか否かを判定する。例えば、締付検知部18は、トルクレンチ20のヘッド22の3つの位置マーカ24およびバルブ30の位置に基づき、締付トルクが規定トルクに達して、ヘッド22とレバー21との位置関係の変化したことを検知する。例えば、機械式トルクレンチの場合は締めつけトルクが規定トルクに達すると、レバー21とヘッド22の間のロックが外れて角度が変化した状態になる機構が設けられているものがある。これにより、工具の状態から作業の終了を検知することができる。 The tightening detection unit 18 determines whether or not the tightening torque of the torque wrench 20 has reached the specified torque and the tightening work by the torque wrench 20 has been completed. For example, the tightening detection unit 18 changes the positional relationship between the head 22 and the lever 21 when the tightening torque reaches a specified torque based on the positions of the three position markers 24 and the valve 30 of the head 22 of the torque wrench 20. Detect what you have done. For example, in the case of a mechanical torque wrench, when the tightening torque reaches a specified torque, a mechanism is provided in which the lock between the lever 21 and the head 22 is released and the angle is changed. As a result, the end of work can be detected from the state of the tool.

上記のような構成を備える本実施形態の作業補助システム1の作業補助装置10は、以下に説明する手順で作業補助処理を行う。 The work assist device 10 of the work assist system 1 of the present embodiment having the above configuration performs the work assist process according to the procedure described below.

図5は、作業補助処理の手順を示すフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of work assist processing.

図6は、トルクレンチ20によるバルブ30のボンネット33締付時における(a)実作業状態および(b)表示装置3の表示を示している。なお、図6では、作業者Aの手は図示していない。 FIG. 6 shows (a) the actual working state and (b) the display of the display device 3 when the bonnet 33 of the valve 30 is tightened by the torque wrench 20. In FIG. 6, the hand of the worker A is not shown.

作業補助装置10のCPU11が実行する作業補助処理は、例えば、表示制御部14により、カメラ2から送られてきた動画にバルブ30およびトルクレンチ20が認識されることにより開始される。 The work assist process executed by the CPU 11 of the work assist device 10 is started, for example, when the display control unit 14 recognizes the valve 30 and the torque wrench 20 in the moving image sent from the camera 2.

表示制御部14は、カメラ2から送られてきた動画を表示装置3に表示させる(ステップS1)。この時、図6(b)−(1) に示すように、バルブ30を認識して、バルブ30に関する情報(品番、締付サイズ、締付トルク)を、表示装置3に表示させてもよい。 The display control unit 14 causes the display device 3 to display the moving image sent from the camera 2 (step S1). At this time, as shown in FIGS. 6 (b)-(1), the valve 30 may be recognized and information (part number, tightening size, tightening torque) related to the valve 30 may be displayed on the display device 3. ..

次に、中心軸検知部15は、カメラ2から受信した動画に基づき、バルブ30の中心軸を検知する(ステップS2)。 Next, the central axis detection unit 15 detects the central axis of the valve 30 based on the moving image received from the camera 2 (step S2).

角度判定部16は、トルクレンチ20のヘッド22の3つの位置マーカ24およびバルブ30の位置に基づき、トルクレンチ20のヘッド22がバルブ30に係合し、トルクレンチ20が締付可能状態にあるか否かを判定する(ステップS3)。締付可能状態にないと判定した場合は(ステップS3:NO)、当該判定を繰り返し行う。 The angle determination unit 16 is in a state where the head 22 of the torque wrench 20 is engaged with the valve 30 and the torque wrench 20 can be tightened based on the positions of the three position markers 24 and the valve 30 of the head 22 of the torque wrench 20. Whether or not it is determined (step S3). If it is determined that the tightening is not possible (step S3: NO), the determination is repeated.

一方、締付可能状態にあると判定した場合は(ステップS3:YES)、角度判定部16は、トルクレンチ20のレバー21の2つの角度マーカ23の距離を算出し(ステップS4)し、バルブ30の中心軸とトルクレンチ20のレバー21の中心軸の成す角度を検出し、角度が所定角度範囲(例えば、90±2°)内にあるか否かを判定する(ステップS5)。表示制御部14は、角度が所定角度範囲内にある場合には(ステップS5:YES)、図6(b)−(2)に示すように「角度:OK」の表示を行い(ステップS6)、角度が所定角度範囲内にない場合には(ステップS5:NO)、「角度:NG」の表示を行う(ステップS7)。なお、ステップS7において、表示装置3に、「角度:NG」に加えて、角度の修正指示を表示してもよい。 On the other hand, when it is determined that the tightening is possible (step S3: YES), the angle determination unit 16 calculates the distance between the two angle markers 23 of the lever 21 of the torque wrench 20 (step S4), and the valve The angle formed by the central axis of 30 and the central axis of the lever 21 of the torque wrench 20 is detected, and it is determined whether or not the angle is within a predetermined angle range (for example, 90 ± 2 °) (step S5). When the angle is within the predetermined angle range (step S5: YES), the display control unit 14 displays "angle: OK" as shown in FIGS. 6 (b)-(2) (step S6). If the angle is not within the predetermined angle range (step S5: NO), "angle: NG" is displayed (step S7). In step S7, the display device 3 may display an angle correction instruction in addition to "angle: NG".

次に、角度判定部16は、バルブ30の中心軸に対するトルクレンチ20の角度が所定角度範囲内にある状態が所定時間(例えば数秒)経過したか否かを判定する(ステップS8)。所定時間経過していない場合(ステップS8:NO)には当該判定を繰り返し行う。 Next, the angle determination unit 16 determines whether or not a predetermined time (for example, several seconds) has elapsed while the angle of the torque wrench 20 with respect to the central axis of the valve 30 is within a predetermined angle range (step S8). If the predetermined time has not elapsed (step S8: NO), the determination is repeated.

一方、所定時間経過している場合には(ステップS8:YES)、表示制御部14は、図6(b)−(3)示すように、締付け開始指示H1、トルクレンチ20の回転方向H2、およびトルクレンチ20の回転速度に関するガイドH3を表示装置3に表示する(ステップS9)。ガイドH3は、例えば、帯状をなしバルブ30の径方向に延び、かつ、所定の速度でバルブ30の周りを回転する。そして、ガイドH3に合わせてトルクレンチ20を回転させることにより、所望の回転速度でトルクレンチ20を回転させることができる。 On the other hand, when the predetermined time has elapsed (step S8: YES), the display control unit 14 displays the tightening start instruction H1 and the torque wrench 20 in the rotation direction H2, as shown in FIGS. And the guide H3 regarding the rotation speed of the torque wrench 20 is displayed on the display device 3 (step S9). The guide H3, for example, has a strip shape, extends in the radial direction of the valve 30, and rotates around the valve 30 at a predetermined speed. Then, by rotating the torque wrench 20 according to the guide H3, the torque wrench 20 can be rotated at a desired rotation speed.

次に、離間検知部17は、締付作業が開始され完了する前に、トルクレンチ20がバルブ30から離間したか否かを判定する(ステップS10)。トルクレンチ20がバルブ30から離間した場合(ステップS10:YES)、ステップS3に戻り、ステップS3以降の処理を繰り返す。 Next, the separation detection unit 17 determines whether or not the torque wrench 20 has separated from the valve 30 before the tightening operation is started and completed (step S10). When the torque wrench 20 is separated from the valve 30 (step S10: YES), the process returns to step S3 and the processes after step S3 are repeated.

一方、トルクレンチ20がバルブ30から離間していない場合(ステップS10:NO)、締付検知部18は、トルクレンチ20のヘッド22の3つの位置マーカ24およびバルブ30の位置に基づき、締付が完了したか否かを判定する(ステップS11)。締付が完了していないと判定した場合(ステップS11:NO)、ステップS10に戻る。締付が完了したと判定した場合(ステップS11:YES)、表示制御部14は、図6(b)−(4)に示すように、締付が完了した旨を表示装置3に表示する(ステップS12)。 On the other hand, when the torque wrench 20 is not separated from the valve 30 (step S10: NO), the tightening detection unit 18 tightens based on the positions of the three position markers 24 and the valve 30 of the head 22 of the torque wrench 20. Is determined (step S11). If it is determined that the tightening is not completed (step S11: NO), the process returns to step S10. When it is determined that the tightening is completed (step S11: YES), the display control unit 14 displays on the display device 3 that the tightening is completed, as shown in FIGS. 6 (b)-(4) (step S11: YES). Step S12).

このように、図6(a)−(1)〜(3)の実作業状態にあるトルクレンチ20およびバルブ30をカメラに2より撮影した動画上に、作業補助に関する情報が表示装置3に表示される。 In this way, information on work assistance is displayed on the display device 3 on the moving image of the torque wrench 20 and the valve 30 in the actual working state shown in FIGS. 6 (a)-(1) to 6 (3) taken by the camera from 2. Will be done.

上記のような、作業補助システム1の作業補助装置10によれば、バルブ30に対するトルクレンチ20の角度が所定角度範囲内にある場合に、トルクレンチ20による作業動作を示す情報、例えば、トルクレンチ20の回転速度を示す情報が、表示装置3に表示された動画上に表示される。これにより、トルクレンチ20をバルブ30に対して所定の角度範囲内かつ所望の回転速度でボンネット33の締め付けを行うことができる。よって、所望の締結力でボンネット33をボディ31に締結することができ、ダイヤフラム34を所望の力で狭圧することができる。これにより、作業者の習熟度等に依存せず、個体差のないバルブ30を提供することができる。 According to the work assist device 10 of the work assist system 1 as described above, when the angle of the torque wrench 20 with respect to the valve 30 is within a predetermined angle range, information indicating the work operation by the torque wrench 20, for example, the torque wrench Information indicating the rotation speed of 20 is displayed on the moving image displayed on the display device 3. As a result, the torque wrench 20 can tighten the bonnet 33 with respect to the valve 30 within a predetermined angle range and at a desired rotation speed. Therefore, the bonnet 33 can be fastened to the body 31 with a desired fastening force, and the diaphragm 34 can be narrowed with a desired force. Thereby, it is possible to provide the valve 30 which does not depend on the proficiency level of the operator and the like and has no individual difference.

また、トルクレンチ20の位置および角度、レバー21とヘッド22との位置関係は、トルクレンチ20に形成された角度マーカ23および位置マーカ24により検知されるので、トルクレンチ20に部品等を追加する必要がなく、安価に作業補助システム1および作業補助装置10を実現することができる。 Further, since the position and angle of the torque wrench 20 and the positional relationship between the lever 21 and the head 22 are detected by the angle marker 23 and the position marker 24 formed on the torque wrench 20, parts and the like are added to the torque wrench 20. It is not necessary, and the work assist system 1 and the work assist device 10 can be realized at low cost.

また、カメラ2は、クリーンルーム40の天井41に設けられているので、クリーンルーム40の空気の流れFを遮ることなく、作業補助システム1および作業補助装置10を実現することができる。そのために、クリーンルームの網目状の天井に対し、網目の開口部を避けた場所にカメラ2が設置されることが望ましい。作業台43の上方にカメラ2を設置することで、カメラの画角が作業者や装置などによって遮られることを防止することができるが、設置場所は必ずしも作業台43の真上でなくても良い。 Further, since the camera 2 is provided on the ceiling 41 of the clean room 40, the work assist system 1 and the work assist device 10 can be realized without blocking the air flow F of the clean room 40. Therefore, it is desirable that the camera 2 is installed in a place where the mesh-like ceiling of the clean room is avoided from the mesh opening. By installing the camera 2 above the workbench 43, it is possible to prevent the angle of view of the camera from being obstructed by an operator, a device, or the like, but the installation location does not necessarily have to be directly above the workbench 43. good.

なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。 The present invention is not limited to the above-described examples. A person skilled in the art can make various additions and changes within the scope of the present invention.

例えば、トルクレンチ20に角度マーカ23を形成して、トルクレンチ20のバルブ30に対する角度を検知したが、トルクレンチ20にジャイロセンサを搭載し、ジャイロセンサによりトルクレンチ20の角度を検知して、バルブ30に対する角度を検知してもよい。また、トルクレンチ20のレバー21およびヘッド22の形状を記憶部12に記憶しておき、当該形状に基づきバルブ30に対する角度を検知してもよい。また、トルクレンチは図3の形状に限らず、ヘッドにモンキーレンチ状の構造やソケットレンチ状の構造を持っていても良い。 For example, the angle marker 23 is formed on the torque wrench 20 to detect the angle of the torque wrench 20 with respect to the valve 30, but the torque wrench 20 is equipped with a gyro sensor, and the angle of the torque wrench 20 is detected by the gyro sensor. The angle with respect to the valve 30 may be detected. Further, the shapes of the lever 21 and the head 22 of the torque wrench 20 may be stored in the storage unit 12, and the angle with respect to the valve 30 may be detected based on the shapes. Further, the torque wrench is not limited to the shape shown in FIG. 3, and the head may have a monkey wrench-like structure or a socket wrench-like structure.

また、カメラ2と表示装置3とは、一体に構成されたタブレット端末4(図1)であってもよく、作業者Aとバルブ30との間にタブレット端末を配置して、カメラ2で撮影した画像を表示装置3に表示して、作業補助を行ってもよい。さらに、作業補助装置10、カメラ2、および表示装置3が一体に構成されていてもよい。 Further, the camera 2 and the display device 3 may be a tablet terminal 4 (FIG. 1) integrally configured, and the tablet terminal is arranged between the worker A and the valve 30 to take a picture with the camera 2. The displayed image may be displayed on the display device 3 to assist the work. Further, the work assist device 10, the camera 2, and the display device 3 may be integrally configured.

また、図7に示すように、カメラ2と表示装置3とは、一体に構成されたヘッドマウントディスプレイ5であってもよい。この場合、中心軸検知部15および角度判定部16では、作業者Aの視線の角度を認識して、当該角度に基づき、バルブ30の中心軸、トルクレンチ20のバルブ30に対する角度が検知される。また、表示装置3は、カメラ2で撮影された画像は表示せず、作業補助に関する情報を表示するように構成される。例えば、作業台43、バルブ30等にARマーカを形成しておき、作業補助に関する情報をARマーカに表示するようにし、作業者Aが目視しているバルブ30等に、作業補助に関する情報が重畳して表示されるようにしてもよい。また、当該ヘッドマウントディスプレイ5に作業補助装置10が搭載されていてもよい。 Further, as shown in FIG. 7, the camera 2 and the display device 3 may be a head-mounted display 5 integrally configured. In this case, the central axis detection unit 15 and the angle determination unit 16 recognize the angle of the line of sight of the operator A, and based on the angle, detect the central axis of the valve 30 and the angle of the torque wrench 20 with respect to the valve 30. .. Further, the display device 3 is configured to display information related to work assistance without displaying an image taken by the camera 2. For example, an AR marker is formed on the work table 43, the valve 30 and the like so that the information on the work assistance is displayed on the AR marker, and the information on the work assistance is superimposed on the valve 30 and the like visually observed by the worker A. May be displayed. Further, the work assisting device 10 may be mounted on the head-mounted display 5.

また、作業補助装置10には、一台のカメラ2および表示装置3が接続されていたが、複数台のカメラ2および表示装置3が接続されていてもよい。 Further, although one camera 2 and the display device 3 are connected to the work assist device 10, a plurality of cameras 2 and the display device 3 may be connected.

1:作業補助システム、2:カメラ、3:表示装置、4:タブレット端末、5:ヘッドマウントディスプレイ、10:作業補助装置、11:CPU、12:記憶部、13:通信部、14:表示制御部、15:中心軸検知部、16:角度判定部、17:離間検知部、18:締付検知部、20:トルクレンチ、21:レバー、22:ヘッド、23:角度マーカ、24:位置マーカ、30:バルブ、31:ボディ、32:アクチュエータ、33:ボンネット、34:ダイヤフラム 1: Work assistance system, 2: Camera, 3: Display device, 4: Tablet terminal, 5: Head-mounted display, 10: Work assistance device, 11: CPU, 12: Storage unit, 13: Communication unit, 14: Display control Unit, 15: Central axis detection unit, 16: Angle determination unit, 17: Separation detection unit, 18: Tightening detection unit, 20: Torque wrench, 21: Lever, 22: Head, 23: Angle marker, 24: Position marker , 30: Valve, 31: Body, 32: Actuator, 33: Bonnet, 34: Diaphragm

Claims (6)

被作業部材および前記被作業部材に対して作業を行うための工具を撮影するカメラと、
前記カメラで撮影された画像に基づき、作業開始時および作業中の前記工具の前記被作業部材に対する角度が所定角度範囲内にあるか否かを判定する角度判定部と、
前記角度が所定角度範囲内である場合に、前記工具の作業動作を示す情報を作成する表示制御部と、
前記表示制御部により作成された情報を表示する表示装置と、
前記工具の状態に基づき、作業が終了したか否かを検知する作業終了検知部と、を備え、
前記表示制御部は、前記作業終了検知部が作業の終了を検知した場合、作業終了を示す情報を作成し、前記表示装置に表示し、
前記工具は、トルクレンチであり、
前記工具の作業動作を示す情報は、前記トルクレンチの回転速度を示す情報であり、
前記トルクレンチは、アーム状のレバーと、前記レバーの先端に取り付けられるヘッドとを有し、締付トルクが規定トルクに達すると前記ヘッドと前記レバーとの位置関係が変化するように構成され、
前記作業終了検知部は、前記レバーと前記ヘッドとの位置関係を検出し、
前記表示制御部は、前記作業終了検知部が前記レバーと前記ヘッドとの位置関係が変化したことを検知した場合、作業終了を示す情報を作成し前記表示装置に表示する作業補助システム。
A camera that photographs the member to be worked and the tools for performing work on the member to be worked, and
An angle determination unit that determines whether or not the angle of the tool at the start of work and during work with respect to the member to be worked is within a predetermined angle range based on the image taken by the camera.
A display control unit that creates information indicating the working operation of the tool when the angle is within a predetermined angle range.
A display device that displays information created by the display control unit, and
It is provided with a work end detection unit that detects whether or not the work has been completed based on the state of the tool.
When the work end detection unit detects the end of work, the display control unit creates information indicating the end of work and displays it on the display device.
The tool is a torque wrench
The information indicating the working operation of the tool is information indicating the rotation speed of the torque wrench.
The torque wrench has an arm-shaped lever and a head attached to the tip of the lever, and is configured so that the positional relationship between the head and the lever changes when the tightening torque reaches a specified torque.
The work end detection unit detects the positional relationship between the lever and the head, and detects the positional relationship between the lever and the head.
The display control unit is a work assistance system that creates information indicating the end of work and displays it on the display device when the work end detection unit detects that the positional relationship between the lever and the head has changed.
前記被作業部材は、ボディと、前記トルクレンチにより回転され前記ボディに接続されるアクチュエータと、前記ボディと前記アクチュエータとにより外周縁部が挟圧されるダイヤフラムとを有するバルブである、請求項1に記載の作業補助システム。 The working member is a valve having a body, an actuator rotated by the torque wrench and connected to the body, and a diaphragm in which an outer peripheral edge portion is pressed by the body and the actuator. Work assistance system described in. 前記カメラは、クリーンルームの天井であって空気の流れを遮らない位置に設置されている、請求項1または請求項2に記載の作業補助システム。 The work assistance system according to claim 1 or 2, wherein the camera is installed on the ceiling of a clean room at a position that does not block the air flow. 前記表示装置は、前記カメラで撮影された画像を表示し、
前記表示制御部は、前記工具の作業動作を示す情報を作成し、
前記表示装置は、前記表示制御部で作成された情報を前記画像上に表示する、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の作業補助システム。
The display device displays an image taken by the camera and displays the image.
The display control unit creates information indicating the working operation of the tool, and creates information.
The work assist system according to any one of claims 1 to 3, wherein the display device displays information created by the display control unit on the image.
被作業部材および前記被作業部材に対して作業を行うための工具を撮影するカメラで撮影された画像に基づき、前記工具の前記被作業部材に対する角度が所定角度範囲内にあるか否かを判定する角度判定部と、
前記角度が所定角度範囲内である場合に、表示装置に表示するために、前記工具による作業開始を示す情報と、前記工具の作業動作を示す情報とを作成する表示制御部と、
前記工具の状態に基づき、作業が終了したか否かを検知する作業終了検知部と、を備え、
前記表示制御部は、前記作業終了検知部が作業の終了を検知した場合、作業終了を示す情報を作成し、
前記工具は、トルクレンチであり、
前記工具の作業動作を示す情報は、前記トルクレンチの回転速度を示す情報であり、
前記トルクレンチは、アーム状のレバーと、前記レバーの先端に取り付けられるヘッドとを有し、締付トルクが規定トルクに達すると前記ヘッドと前記レバーとの位置関係が変化するように構成され、
前記作業終了検知部は、前記レバーと前記ヘッドとの位置関係を検出し、
前記表示制御部は、前記作業終了検知部が前記レバーと前記ヘッドとの位置関係が変化したことを検知した場合、作業終了を示す情報を作成する作業補助装置。
It is determined whether or not the angle of the tool with respect to the member to be worked is within a predetermined angle range based on the image taken by the camera that photographs the member to be worked and the tool for performing the work on the member to be worked. Angle judgment unit and
A display control unit that creates information indicating the start of work by the tool and information indicating the work operation of the tool in order to display on the display device when the angle is within a predetermined angle range.
It is provided with a work end detection unit that detects whether or not the work has been completed based on the state of the tool.
When the work end detection unit detects the end of work, the display control unit creates information indicating the end of work.
The tool is a torque wrench
The information indicating the working operation of the tool is information indicating the rotation speed of the torque wrench.
The torque wrench has an arm-shaped lever and a head attached to the tip of the lever, and is configured so that the positional relationship between the head and the lever changes when the tightening torque reaches a specified torque.
The work end detection unit detects the positional relationship between the lever and the head, and detects the positional relationship between the lever and the head.
The display control unit is a work assisting device that creates information indicating the end of work when the work end detection unit detects that the positional relationship between the lever and the head has changed.
請求項2に記載の作業補助システムを用いたバルブの組立方法。 A method for assembling a valve using the work assistance system according to claim 2.
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