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JP7672240B2 - Working and display devices - Google Patents
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Description

本発明は、作業装置および表示装置に関する。 The present invention relates to a work device and a display device.

溶接ツールが取り付けられたロボットアームを遠隔操作で操作し、溶接を行う溶接装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の溶接装置では、ロボットアームに設置された画像取得装置により、溶接ツールおよび溶接対象物(被加工物)の画像を取得することができる。そして、作業者は、画面(モニター)に表示された前記画像を視認しつつ、遠隔操作を行うことができる。 There is known a welding device that performs welding by remotely operating a robot arm to which a welding tool is attached (see, for example, Patent Document 1). In the welding device described in Patent Document 1, an image acquisition device installed on the robot arm can acquire images of the welding tool and the object to be welded (workpiece). Then, an operator can perform remote operation while visually checking the image displayed on a screen (monitor).

特表2019-505391号公報Special table 2019-505391 publication

しかしながら、特許文献1に記載の溶接装置では、画像取得装置と溶接対象物との位置関係、すなわち、溶接対象物に対する画像取得装置の撮像方向によっては、作業者が、溶接対象物の奥行き方向の距離感をつかむことができない場合がある。この場合、正確な溶接作業を行うのが困難となるという問題があった。
本発明の目的は、作業者が遠隔操作を行う際、ワークの奥行き方向の距離感を容易に把握することができる作業装置および表示装置を提供することにある。
However, in the welding device described in Patent Document 1, depending on the positional relationship between the image acquisition device and the workpiece, i.e., the image capturing direction of the image acquisition device relative to the workpiece, the worker may not be able to get a sense of distance in the depth direction of the workpiece. In this case, there is a problem that it is difficult to perform accurate welding work.
An object of the present invention is to provide a working device and a display device that enable an operator to easily grasp the sense of distance in the depth direction of a workpiece when performing remote operation.

本発明の作業装置の一つの態様は、ワークに対して作業を行う作業部と、
前記作業部を移動させる遠隔操作を行う遠隔操作部と、
前記作業部および前記ワークが含まれる画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された前記画像を表示する表示部と、を備え、
前記表示部は、該表示部に表示された前記画像上に、前記作業部と前記ワーク双方の表示に加えて、前記遠隔操作を行う際に前記ワークの奥行き方向を把握可能にするとともに前記奥行き方向における前記作業部と前記ワークとの位置関係を把握可能にするマーカであって、前記作業部の中心軸に沿った該作業部の移動に伴って前記奥行き方向の位置が移動しないマーカを表示することを特徴とする。
One aspect of the working device of the present invention is a working unit that performs work on a workpiece,
A remote control unit that performs remote control to move the working unit;
An imaging unit that captures an image including the working unit and the workpiece;
a display unit that displays the image captured by the imaging unit,
The display unit is characterized in that, in addition to displaying both the working unit and the work on the image displayed on the display unit, it displays a marker that enables the depth direction of the work to be grasped when performing the remote operation and enables the positional relationship between the working unit and the work in the depth direction to be grasped, and the marker's position in the depth direction does not move as the working unit moves along the central axis of the working unit .

本発明の表示装置の一つの態様は、ワークに対して作業を行う作業部と、
前記作業部を移動させ得る遠隔操作を行う遠隔操作部と、
前記作業部と前記ワークとの画像を撮像する撮像部とともに用いられる表示装置であって、
前記撮像部で撮像された前記画像を表示する表示部を備え、
前記表示部は、該表示部に表示された前記画像上に、前記作業部と前記ワーク双方の表示に加えて、前記遠隔操作を行う際に前記ワークの奥行き方向を把握可能にするとともに前記奥行き方向における前記作業部と前記ワークとの位置関係を把握可能にするマーカであって、前記作業部の中心軸に沿った該作業部の移動に伴って前記奥行き方向の位置が移動しないマーカを表示することを特徴とする。
One aspect of the display device of the present invention is a display device comprising: a working unit that performs work on a workpiece;
A remote control unit that performs remote control to move the working unit;
A display device used together with an imaging unit that captures an image of the working unit and the workpiece,
a display unit that displays the image captured by the imaging unit,
The display unit is characterized in that, in addition to displaying both the working unit and the work on the image displayed on the display unit, it displays a marker that enables the depth direction of the work to be grasped when performing the remote operation and enables the positional relationship between the working unit and the work in the depth direction to be grasped, and the marker's position in the depth direction does not move as the working unit moves along the central axis of the working unit .

本発明によれば、例えばワークに向けてレーザ光を照射した場合、このワークに当たったレーザ光を、表示部の画像上に表示して、板材の奥行きを把握するためのマーカとして機能させることができる。これにより、作業者は、遠隔操作を行う際、マーカを視認して、ワークの奥行き方向の距離感を容易に把握することができる。これにより、遠隔操作による作業を正確に行うことができる。 According to the present invention, for example, when a laser beam is irradiated toward a workpiece, the laser beam that strikes the workpiece can be displayed on the image on the display unit and can function as a marker for grasping the depth of the plate material. This allows the worker to visually recognize the marker when performing remote operation and easily grasp the sense of distance in the depth direction of the workpiece. This allows work to be performed accurately by remote operation.

図1は、本発明の作業装置の第1実施形態を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a working device according to the present invention. 図2は、図1に示す作業装置の遠隔操作状態を示すイメージ図である。FIG. 2 is an image diagram showing a remote control state of the working device shown in FIG. 図3は、図1に示す作業装置の主要部のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a main part of the working device shown in FIG. 図4は、本発明の第1実施形態において表示装置に表示される画像である。FIG. 4 shows an image displayed on the display device in the first embodiment of the present invention. 図5は、本発明の第2実施形態において表示装置に表示される画像である。FIG. 5 shows an image displayed on a display device in the second embodiment of the present invention. 図6は、本発明の第3実施形態を示す垂直断面側面図である。FIG. 6 is a vertical sectional side view showing a third embodiment of the present invention. 図7は、本発明の第3実施形態において表示装置に表示される画像である。FIG. 7 shows an image displayed on a display device in the third embodiment of the present invention. 図8は、本発明の第4実施形態において表示装置に表示される画像である。FIG. 8 shows an image displayed on a display device in the fourth embodiment of the present invention. 図9は、本発明の第5実施形態において表示装置に表示される画像である。FIG. 9 shows an image displayed on a display device in the fifth embodiment of the present invention.

以下、本発明の作業装置および表示装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
なお、以下では、説明の都合上、図1、図2および図4~図7中の上側を「上(または上方)」、下側を「下(または下方)」と言う。また、説明の便宜上、互いに直交する(交差する)3軸をX軸、Y軸およびZ軸を設定する。一例として、X軸とY軸を含むXY平面が水平となっており、Z軸が鉛直となっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a working device and a display device of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
In the following, for convenience of explanation, the upper side in Figures 1, 2, and 4 to 7 will be referred to as "upper (or upper)" and the lower side will be referred to as "lower (or lower)". Also, for convenience of explanation, three axes that are orthogonal (intersect) with each other are set as the X-axis, Y-axis, and Z-axis. As an example, the XY plane including the X-axis and Y-axis is horizontal, and the Z-axis is vertical.

<第1実施形態>
図1~図4を参照して、本発明の作業装置および表示装置の第1実施形態について説明する。
作業装置(作業システム)1は、溶接車両10(図1参照)と、遠隔操作装置2(図2参照)と、表示装置3(図2参照)と、制御装置4(図3参照)とを備える。
First Embodiment
A first embodiment of a working device and a display device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.
The working device (working system) 1 includes a welding vehicle 10 (see FIG. 1), a remote control device 2 (see FIG. 2), a display device 3 (see FIG. 2), and a control device 4 (see FIG. 3).

図1に示すように、溶接車両10は、水平に設置された鉄製の板材(鋼板)20上を矢印α方向に移動しながら、溶接対象であるワーク、すなわち、板材20同士を溶接する溶接ロボット(作業車両)である。溶接後、この板材20は、例えば、床として使用される。
溶接車両10は、車体11と、溶接装置12と、4つの車輪18と、各車輪18を回転駆動させる駆動部16とを備える車両である。
また、図2、図3に示すように、溶接車両10は、撮像部17と、レーザ光照射部19とを備える。
1, a welding vehicle 10 is a welding robot (work vehicle) that moves in the direction of an arrow α on horizontally placed iron plate materials (steel plates) 20, welding workpieces to be welded, i.e., the plate materials 20 together. After welding, the plate materials 20 are used, for example, as a floor.
The welding vehicle 10 is a vehicle that includes a vehicle body 11, a welding device 12, four wheels 18, and a drive unit 16 that drives and rotates each of the wheels 18.
As shown in FIGS. 2 and 3 , the welding vehicle 10 is equipped with an imaging unit 17 and a laser light irradiation unit 19 .

車体11は、各車輪18(車輪本体)を回転可能に支持する回動支持部(支持部)13を有する。
また、各回動支持部13の外側には、駆動部16が固定されている。駆動部16は、例えばギアモータ(ギアードモータ)で構成され、車輪18に連結されている。そして、駆動部16が作動することにより、車輪18を回転させることができる。この回転により、溶接車両10は、板材20の表側の面(上面)を走行面201として、走行することができる。
なお、車輪18の配置数は、本実施形態では4つであるが、これに限定されない。
The vehicle body 11 has a rotation support portion (support portion) 13 that rotatably supports each wheel 18 (wheel main body).
Further, a driving unit 16 is fixed to the outside of each rotation support part 13. The driving unit 16 is formed of, for example, a gear motor (geared motor) and is connected to wheels 18. The wheels 18 can be rotated by operating the driving unit 16. This rotation allows the welding vehicle 10 to travel with the front surface (upper surface) of the plate material 20 as a travel surface 201.
In this embodiment, the number of wheels 18 is four, but is not limited to this.

車体11上には、溶接装置12が搭載されている。溶接装置12は、トーチ(溶接トーチ)14と、トーチ14を変位可能に支持する変位機構15とを備える。
トーチ14は、板材20に対して溶接作業を行う作業部である。トーチ14は、アーク放電によりアーク溶接を行うよう構成されている。このアーク溶接により、板材20同士を容易かつ強固に溶接することができる。
なお、溶接前の板材20同士の間には、溝202が形成される。そして、トーチ14でワイヤ(図示せず)を溶融して、当該溶融された溶融物で溝202を埋めることにより、板材20同士が溶接される。
溝202は、板材20の用途にもよるが、例えば、全長が5m以上、幅が5mm程度、深さが10mm程度である。
また、本実施形態では、溝202の長手方向がX軸方向と平行であり、溝202の幅方向がY軸方向と平行であり、溝202の深さ方向がZ軸方向と平行でとなっている。
A welding device 12 is mounted on a vehicle body 11. The welding device 12 includes a torch (welding torch) 14 and a displacement mechanism 15 that supports the torch 14 so that the torch 14 can be displaced.
The torch 14 is a working unit that performs a welding operation on the plate materials 20. The torch 14 is configured to perform arc welding by arc discharge. By this arc welding, the plate materials 20 can be easily and firmly welded together.
Before welding, a groove 202 is formed between the plate materials 20. Then, a wire (not shown) is melted by the torch 14, and the groove 202 is filled with the molten material, thereby welding the plate materials 20 to each other.
The groove 202 may have a total length of 5 m or more, a width of about 5 mm, and a depth of about 10 mm, depending on the application of the plate material 20, for example.
In this embodiment, the longitudinal direction of the groove 202 is parallel to the X-axis direction, the width direction of the groove 202 is parallel to the Y-axis direction, and the depth direction of the groove 202 is parallel to the Z-axis direction.

変位機構15は、第1移動機構151と、第2移動機構152と、第3移動機構153と、回動機構(角度調整機構)154とを有する。
第1移動機構151は、トーチ14を車体11に対して、矢印α方向と平行な方向(X軸方向)に移動させる機構である。
The displacement mechanism 15 has a first moving mechanism 151 , a second moving mechanism 152 , a third moving mechanism 153 , and a rotation mechanism (angle adjustment mechanism) 154 .
The first moving mechanism 151 is a mechanism that moves the torch 14 relative to the vehicle body 11 in a direction parallel to the direction of the arrow α (X-axis direction).

第1移動機構151には、第2移動機構152が連結されている。第2移動機構152は、トーチ14を車体11に対して、矢印α方向と直交する方向(Y軸方向)に移動させる機構である。
第2移動機構152には、第3移動機構153が連結されている。第3移動機構153は、トーチ14を車体11に対して、上下方向(Z軸方向)に移動させる機構である。
A second moving mechanism 152 is connected to the first moving mechanism 151. The second moving mechanism 152 is a mechanism that moves the torch 14 relative to the vehicle body 11 in a direction perpendicular to the direction of the arrow α (Y-axis direction).
A third moving mechanism 153 is connected to the second moving mechanism 152. The third moving mechanism 153 is a mechanism that moves the torch 14 in the vertical direction (Z-axis direction) relative to the vehicle body 11.

第3移動機構153には、回動機構154が連結されている。回動機構154は、連結部155を介してトーチ14と連結されている。この回動機構154は、トーチ14を車体11に対して水平軸回りに回動させる機構である。
このような構成の変位機構15により、板材20同士の継ぎ目に対するトーチ14の位置および姿勢を適宜変更することができ、溶接を容易に行うことができる。
A rotating mechanism 154 is connected to the third moving mechanism 153. The rotating mechanism 154 is connected to the torch 14 via a connecting portion 155. The rotating mechanism 154 is a mechanism that rotates the torch 14 about a horizontal axis relative to the vehicle body 11.
The displacement mechanism 15 configured in this manner makes it possible to appropriately change the position and attitude of the torch 14 with respect to the joint between the plate materials 20, making it easy to perform welding.

図2に示すように、トーチ14には、連結部材171を介して、撮像部17が連結、支持されている。撮像部17は、例えばCMOSカメラやCCDカメラ等で構成され、トーチ14および板材20が含まれる画像を撮像することができる。
また、トーチ14には、レーザ光照射部19も支持されている。レーザ光照射部19は、溝202を含む板材20に向けてレーザ光LBを照射する。
2, the imaging unit 17 is connected to and supported by the torch 14 via a connecting member 171. The imaging unit 17 is configured with, for example, a CMOS camera or a CCD camera, and can capture an image including the torch 14 and the plate material 20.
The torch 14 also supports a laser beam irradiation unit 19. The laser beam irradiation unit 19 irradiates the plate material 20 including the grooves 202 with a laser beam LB.

図2に示すように、遠隔操作装置2は、作業者(オペレータ)WKが溶接車両10から離れた別室等で、溶接車両10に対して遠隔操作を行う装置である。従って、作業装置1は、作業者WKの操作に溶接車両10が遅延なく追従するリーダフォロアシステムとなっている。
遠隔操作装置2は、作業者WKによって把持され、所望の方向に力を加えることができる遠隔操作部21を有する。
2, the remote control device 2 is a device with which a worker (operator) WK remotely controls the welding vehicle 10 in a separate room or the like away from the welding vehicle 10. Therefore, the working device 1 is a leader-follower system in which the welding vehicle 10 follows the operation of the worker WK without delay.
The remote control device 2 has a remote control unit 21 that is held by an operator WK and can apply force in a desired direction.

作業者WKは、遠隔操作部21をX軸方向に力を加えて、操作すれば、変位機構15の第1移動機構151を介して、トーチ14をX軸方向に移動させることができる。
同様に、作業者WKは、遠隔操作部21をY軸方向に力を加えて、操作すれば、変位機構15の第2移動機構152を介して、トーチ14をY軸方向に移動させることができる。
また、作業者WKは、遠隔操作部21をZ軸方向に力を加えて、操作すれば、変位機構15の第3移動機構153を介して、トーチ14をZ軸方向に移動させることができる。
遠隔操作部21は、変位機構15を作動させて、トーチ14をX軸方向と、Y軸方向と、Z軸方向とに移動させ得る遠隔操作を行うことができる。遠隔操作部21としては、特に限定されず、例えば、ジョイスティック等を用いることができる。
When the worker WK operates the remote control unit 21 by applying a force in the X-axis direction, the torch 14 can be moved in the X-axis direction via the first moving mechanism 151 of the displacement mechanism 15 .
Similarly, when the worker WK operates the remote control unit 21 by applying a force in the Y-axis direction, the worker WK can move the torch 14 in the Y-axis direction via the second moving mechanism 152 of the displacement mechanism 15 .
Furthermore, when the worker WK operates the remote control unit 21 by applying a force in the Z-axis direction, the torch 14 can be moved in the Z-axis direction via the third movement mechanism 153 of the displacement mechanism 15 .
The remote control unit 21 can operate the displacement mechanism 15 to perform remote control to move the torch 14 in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. The remote control unit 21 is not particularly limited, and for example, a joystick or the like can be used.

また、作業装置1では、溶接車両10および遠隔操作装置2とともに表示装置3も用いられる。
図3に示すように、表示装置3は、表示部31を有する。表示部31は、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等で構成され、撮像部17で撮像された画像を表示することができる。作業者WKは、表示部31に表示された画像を視認しながら、遠隔操作を行うことができる。
In addition, in the working device 1, a display device 3 is also used in addition to the welding vehicle 10 and the remote control device 2.
3, the display device 3 has a display unit 31. The display unit 31 is configured with a liquid crystal display, an organic EL display, or the like, and can display an image captured by the imaging unit 17. The worker WK can perform remote operation while visually checking the image displayed on the display unit 31.

制御装置4は、例えばパーソナルコンピュータで構成される。制御装置4は、溶接車両10、遠隔操作装置2および表示装置3と電気的に接続されており、これらの作動を制御することができる。なお、「電気的な接続」とは、無線による接続、有線による接続のいずれもでもよい。
制御装置4は、CPU41と、記憶部42と、送信部43とを有する。
CPU41は、記憶部42に記憶されているプログラム等を実行することができる。
送信部43は、遠隔操作装置2からの入力信号、すなわち、命令を溶接車両10の受信部101に送信することできる。そして、受信部101は、遠隔操作装置2からの入力信号を受信することができる。これにより、入力信号どおりに溶接車両10を遠隔操作することができる。
The control device 4 is configured, for example, by a personal computer. The control device 4 is electrically connected to the welding vehicle 10, the remote control device 2, and the display device 3, and can control the operations of these devices. Note that the "electrical connection" may refer to either a wireless connection or a wired connection.
The control device 4 includes a CPU 41 , a storage unit 42 , and a transmission unit 43 .
The CPU 41 can execute programs and the like stored in the storage unit 42 .
The transmitting unit 43 can transmit an input signal, i.e., a command, from the remote control device 2 to the receiving unit 101 of the welding vehicle 10. The receiving unit 101 can receive the input signal from the remote control device 2. This allows the welding vehicle 10 to be remotely operated in accordance with the input signal.

前述したように、表示部31は、撮像部17で撮像された画像を表示することができる。作業者WKは、表示部31に表示された画像を視認しながら、遠隔操作を行うことができる。
また、図2に示すように、本実施形態では、撮像部17は、X軸方向正側、すなわち、溶接車両10の進行方向前方から撮像を行う。この場合、表示部31には、トーチ14および板材20とが平面的に表示される(図4参照)。そのため、作業者WKは、板材20の奥行き方向の距離感、すなわち、トーチ14と板材20とのX軸方向の正確な位置関係をつかむことができないおそれがある。そして、作業者WKは、トーチ14による加熱箇所HPが、実際に板材20のどこになるのかを正確に把握するのが困難となる。
As described above, the display unit 31 can display the image captured by the imaging unit 17. The worker WK can perform remote control while visually checking the image displayed on the display unit 31.
As shown in Fig. 2, in this embodiment, the imaging unit 17 captures images from the positive side in the X-axis direction, that is, from the front in the traveling direction of the welding vehicle 10. In this case, the torch 14 and the plate material 20 are displayed in a planar manner on the display unit 31 (see Fig. 4). Therefore, the worker WK may not be able to grasp the sense of distance in the depth direction of the plate material 20, that is, the accurate positional relationship between the torch 14 and the plate material 20 in the X-axis direction. Then, it becomes difficult for the worker WK to accurately grasp where on the plate material 20 the heated spot HP by the torch 14 is actually located.

そこで、作業装置1では、このような不具合を解消するよう構成されている。以下、この構成および作用について説明する。
図2に示すように、レーザ光照射部19は、トーチ14とX軸方向で同じ位置に、トーチ14のY軸方向正側に隣り合って配置されている。これにより、レーザ光照射部19からのレーザ光LBは、トーチ14とX軸方向で同じ位置で照射される。
また、レーザ光照射部19は、レーザ光LBとして、スポットレーザ光を照射する。
そして、レーザ光LBは、溝202の側面203および底面204のうちの少なくとも一方の面にドット状態で当たることとなる。なお、本実施形態では、一例として、レーザ光LBは、溝202の側面203に当たる。
Therefore, the working device 1 is configured to eliminate such problems. The configuration and operation of the working device 1 will be described below.
2, the laser light irradiation unit 19 is disposed at the same position in the X-axis direction as the torch 14 and adjacent to the positive side of the Y-axis direction of the torch 14. As a result, the laser light LB from the laser light irradiation unit 19 is irradiated at the same position in the X-axis direction as the torch 14.
Further, the laser light irradiation unit 19 irradiates a spot laser light as the laser light LB.
The laser light LB hits in a dot state on at least one of the side surface 203 and the bottom surface 204 of the groove 202. In the present embodiment, as an example, the laser light LB hits the side surface 203 of the groove 202.

このとき、表示部31には、図4に示す状態の画像が表示される。この図4に示す画像では、レーザ光LBは、溝202の側面203に当たって、側面203上でドットDTで表示される。
作業者WKは、ドットDTを手掛かり(目印)として、板材20の奥行き方向の距離感を容易につかむことができる。これにより、トーチ14による加熱箇所HPが、実際に板材20のどこになるのかを正確に把握することができる。
At this time, an image in the state shown in Fig. 4 is displayed on the display unit 31. In the image shown in Fig. 4, the laser light LB hits the side surface 203 of the groove 202 and is displayed on the side surface 203 as a dot DT.
Using the dots DT as a guide (marker), the worker WK can easily get a sense of distance in the depth direction of the plate material 20. This allows the worker WK to accurately grasp where on the plate material 20 the heated spot HP by the torch 14 is actually located.

例えば、本実施形態の場合、トーチ14による加熱箇所HPは、トーチ14をとおるZ軸方向に沿った直線SL1と、ドットDTをとおるY軸方向に沿った直線SL2との交点CP付近となる。作業者WKは、交点CPを想像する(イメージする)ことができる。これにより、作業者WKは、板材20への溶接作業を正確に行うことができる。
なお、作業装置1では、表示部31に表示された画像上に交点CPを表示してもよい。これにより、作業者WKは、板材20への溶接作業をより正確に行うことができる。
For example, in the case of this embodiment, the heating point HP by the torch 14 is near the intersection CP between a straight line SL1 that passes through the torch 14 in the Z-axis direction and a straight line SL2 that passes through the dot DT in the Y-axis direction. The worker WK can imagine the intersection CP. This allows the worker WK to accurately perform the welding work on the plate material 20.
In addition, in the working device 1, the intersection point CP may be displayed on the image displayed on the display unit 31. This allows the worker WK to perform the welding work on the plate material 20 more accurately.

以上のように、作業装置1では、板材20に当たったレーザ光LB(ドットDT)を、表示部31の画像上に表示して、板材20の奥行きを把握するためのマーカMKとして機能させることができる。これにより、作業者WKは、遠隔操作を行う際、トーチ14周辺のワーク画像に加えて、マーカMKを視認して、板材20の奥行き方向の距離感を容易に把握することができる。すなわち、表示部31の画像上には、作業部(トーチ14)とマーカMKとが両方表示されるため、作業者WKは、遠隔操作を行う際、板材20の奥行きを容易に把握することができる。これにより、遠隔操作による溶接作業を正確に行うことができる
なお、レーザ光LBの光色(発光色)としては、作業者WKが視認することができる色であれば、特に限定されないが、例えば、赤色系、緑色系とすることができる。
As described above, in the working device 1, the laser light LB (dot DT) that hits the plate material 20 can be displayed on the image of the display unit 31 to function as a marker MK for grasping the depth of the plate material 20. As a result, when performing remote operation, the worker WK can visually recognize the marker MK in addition to the workpiece image around the torch 14, and can easily grasp the sense of distance in the depth direction of the plate material 20. In other words, since both the working part (torch 14) and the marker MK are displayed on the image of the display unit 31 , the worker WK can easily grasp the depth of the plate material 20 when performing remote operation. As a result, welding work can be performed accurately by remote operation .
The light color (emission color) of the laser light LB is not particularly limited as long as it is a color that can be visually recognized by the worker WK, but may be, for example, a red or green color.

<第2実施形態>
以下、図5を参照して本発明の作業装置および表示装置の第2実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
図5に示すように、本実施形態では、レーザ光照射部19は、レーザ光LBとして、Y軸方向に沿ったラインレーザ光を照射するよう構成されている。これにより、レーザ光LBは、ライン状態で当たることとなる。
Second Embodiment
Hereinafter, a second embodiment of the working device and display device of the present invention will be described with reference to FIG. 5. The differences from the above-described embodiment will be mainly described, and descriptions of similar points will be omitted.
5, in this embodiment, the laser light irradiation unit 19 is configured to irradiate a line laser light along the Y-axis direction as the laser light LB. This allows the laser light LB to strike in a line state.

このとき、表示部31には、図5に示す状態の画像が表示される。図5に示す画像では、レーザ光LBは、板材20の上面の一部から、溝202の側面203を経て、底面204の一部にわたって延びるラインLNで表示される。
作業者WKは、前記第1実施形態と同様に、ラインLNを手掛かりとして、板材20の奥行き方向の距離感を容易につかむことができる。
At this time, an image in the state shown in Fig. 5 is displayed on the display unit 31. In the image shown in Fig. 5, the laser light LB is displayed as a line LN extending from a part of the top surface of the plate material 20, through the side surface 203 of the groove 202, and to a part of the bottom surface 204.
As in the first embodiment, the worker WK can easily get a sense of the distance in the depth direction of the plate material 20 by using the line LN as a clue.

<第3実施形態>
以下、図6および図7を参照して本発明の作業装置および表示装置の第3実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
図6に示すように、本実施形態では、レーザ光照射部19は、2つ設置されている。以下、一方のレーザ光照射部19を「レーザ光照射部19A」と言い、一方のレーザ光照射部19を「レーザ光照射部19B」と言う。また、レーザ光照射部19Aから照射されたレーザ光LBを「LB(A)」と言い、レーザ光照射部19Bから照射されたレーザ光LBを「LB(B)」と言う。
Third Embodiment
Hereinafter, a third embodiment of the working device and display device of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. The differences from the above-described embodiment will be mainly described, and descriptions of similar points will be omitted.
As shown in Fig. 6, in this embodiment, two laser light irradiation units 19 are provided. Hereinafter, one laser light irradiation unit 19 will be referred to as "laser light irradiation unit 19A" and the other laser light irradiation unit 19 will be referred to as "laser light irradiation unit 19B." In addition, the laser light LB irradiated from the laser light irradiation unit 19A will be referred to as "LB(A)," and the laser light LB irradiated from the laser light irradiation unit 19B will be referred to as "LB(B)."

レーザ光照射部19Aとレーザ光照射部19Bとは、X軸方向(板材20の奥行き方向)に離間して配置されている。また、レーザ光照射部19Aとレーザ光照射部19Bとは、Y軸方向の位置は同じである。
以上のようなレーザ光照射部19Aおよびレーザ光照射部19Bにより、表示部31には、図7に示す状態の画像が表示される。図7に示す画像では、レーザ光LB(A)は、溝202の側面203に当たって、側面203上でドットDT(A)として表示される。また、レーザ光LB(A)は、側面203のドットDT(A)と異なる位置に当たって、側面203上でドットDT(B)として表示される。
The laser light irradiating units 19A and 19B are disposed apart from each other in the X-axis direction (depth direction of the plate material 20). The laser light irradiating units 19A and 19B are located at the same position in the Y-axis direction.
By the laser light irradiation units 19A and 19B as described above, an image shown in Fig. 7 is displayed on the display unit 31. In the image shown in Fig. 7, the laser light LB(A) hits the side surface 203 of the groove 202 and is displayed as a dot DT(A) on the side surface 203. In addition, the laser light LB(A) hits a position on the side surface 203 different from the dot DT(A) and is displayed as a dot DT(B) on the side surface 203.

また、ドットDT(A)とドットDT(B)との間隔L(DT)は、レーザ光照射部19Aとレーザ光照射部19Bとの中心間距離L(19)と同じである。これにより、例えば、中心間距離L(19)が10mmで既知であれば、間隔L(DT)も10mmとなる。
そして、作業者WKは、表示部31に表示された画面を視認すれば、板材20の奥行き方向の距離感だけではなく、画面上での実際の距離、すなわち、画面上の間隔L(DT)が10mmであることも正確に把握することができる。これにより、例えばトーチ14の移動量やトーチ14による溶接範囲を調整して、正確な溶接を行うことができる。
なお、レーザ光照射部19の設置数は、本実施形態では2つであるが、これに限定されず、3つ以上であってもよい。
Furthermore, the interval L (DT) between the dots DT(A) and DT(B) is the same as the center-to-center distance L (19) between the laser light irradiation units 19A and 19B. Thus, for example, if the center-to-center distance L (19) is known to be 10 mm, the interval L (DT) is also 10 mm.
By visually checking the screen displayed on the display unit 31, the worker WK can accurately grasp not only the sense of distance in the depth direction of the plate material 20 but also the actual distance on the screen, i.e., the distance L (DT) on the screen is 10 mm. This allows the worker WK to perform accurate welding by adjusting, for example, the amount of movement of the torch 14 or the welding range by the torch 14.
In the present embodiment, the number of laser light irradiation units 19 is two, but is not limited to this and may be three or more.

<第4実施形態>
以下、図8を参照して本発明の作業装置および表示装置の第4実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態では、撮像部17からは、図8の左上に示す画像IMが得られる。
また、本実施形態では、図8の左下に示す板材20の表面の立体形状Qが予め得れている。この立体形状Qのデータ、すなわち、板材20の表面形状を示す点群データは、記憶部42に記憶されている。なお、立体形状Qは、例えば、光切断法により得られる。
Fourth Embodiment
Hereinafter, a fourth embodiment of the working device and display device of the present invention will be described with reference to FIG. 8. The differences from the above-described embodiment will be mainly described, and descriptions of similar points will be omitted.
In this embodiment, an image IM shown in the upper left of FIG.
In this embodiment, a three-dimensional shape Q of the surface of the plate material 20 shown in the lower left of Fig. 8 is obtained in advance. Data of this three-dimensional shape Q, i.e., point cloud data indicating the surface shape of the plate material 20, is stored in the storage unit 42. The three-dimensional shape Q is obtained by, for example, a light cutting method.

そして、図8の右側に示すように、表示部31には、立体形状Qのデータの一部Q1が、マーカMKとして、画像IM上に重畳される。なお、データの一部Q1は、立体形状Qのうち、トーチ14とX軸方向で同じ位置にあるライン状の部分を抽出したものである。
そして、作業者WKは、データの一部Q1を手掛かりとして、板材20の奥行き方向の距離感を容易につかむことができる。
表示部31には、本実施形態ではデータの一部Q1が表示されているが、これに限定されず、例えば、立体形状Q全体が表示されていてもよい。この場合、データの一部Q1の一部に相当するものが、ハイライト表示されてもよい。
データの一部Q1は、本実施形態では表示部31に破線で表示されているが、これに限定されず、例えば、実線、その他の線種で表示されていてもよい。
8, a portion Q1 of the data of the three-dimensional shape Q is superimposed on the image IM as a marker MK on the display unit 31. The portion Q1 of the data is an extracted line-shaped portion of the three-dimensional shape Q that is located at the same position in the X-axis direction as the torch 14.
Then, the worker WK can easily get a sense of the distance in the depth direction of the plate material 20 by using the part of the data Q1 as a clue.
In this embodiment, the display unit 31 displays a portion Q1 of the data, but is not limited to this, and may display, for example, the entire three-dimensional shape Q. In this case, an item corresponding to a part of the portion Q1 of the data may be highlighted.
In this embodiment, the part of data Q1 is displayed on the display unit 31 by a dashed line, but this is not limited thereto, and it may be displayed by, for example, a solid line or other line type.

<第5実施形態>
以下、図9を参照して本発明の作業装置および表示装置の第5実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
図9に示すように、本実施形態では、表示部31に、データの一部Q1が、ドット状のマーカMKとして、画像IM上に重畳される。これにより、作業者WKは、データの一部Q1を手掛かりとして、板材20の奥行き方向の距離感を容易につかむことができる。
Fifth Embodiment
Hereinafter, a fifth embodiment of the working device and display device of the present invention will be described with reference to FIG. 9. The differences from the above-described embodiments will be mainly described, and descriptions of similar points will be omitted.
9, in this embodiment, a portion Q1 of the data is superimposed on the image IM as a dot-shaped marker MK on the display unit 31. This allows the worker WK to easily grasp the sense of distance in the depth direction of the plate material 20 by using the portion Q1 of the data as a clue.

以上、本発明の作業装置および表示装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、作業装置および表示装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
また、本発明の作業装置および表示装置は、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
また、撮像部17は、X軸方向正側から撮像を行うが、これに限定されず、例えば、X軸方向負側から撮像を行ってもよい。
また、本発明は、撮像部17の他に、トーチ14および板材20が含まれる画像をY軸方向から撮像する撮像部をさらに備えていてもよい。
Although the working device and the display device of the present invention have been described above in terms of the illustrated embodiment, the present invention is not limited thereto, and each part constituting the working device and the display device can be replaced with any other component capable of exerting the same function. In addition, any other component may be added.
Furthermore, the working device and the display device of the present invention may be a combination of any two or more of the configurations (features) of the above-described embodiments.
Furthermore, the imaging unit 17 captures images from the positive side in the X-axis direction, but is not limited to this. For example, the imaging unit 17 may capture images from the negative side in the X-axis direction.
In addition, in addition to the imaging unit 17, the present invention may further include an imaging unit that captures an image including the torch 14 and the plate material 20 from the Y-axis direction.

1 作業装置(作業システム)
2 遠隔操作装置
21 遠隔操作部
3 表示装置
31 表示部
4 制御装置
41 CPU
42 記憶部
43 送信部
10 溶接車両
101 受信部
11 車体
12 溶接装置
13 回動支持部(支持部)
14 溶接トーチ
15 変位機構
151 第1移動機構
152 第2移動機構
153 第3移動機構
154 回動機構(角度調整機構)
155 連結部
16 駆動部
17 撮像部
171 連結部材
18 車輪
19 レーザ光照射部
19A レーザ光照射部
19B レーザ光照射部
20 板材(鋼板)
201 走行面
202 溝
203 側面
204 底面
DT ドット
DT(A) ドット
DT(B) ドット
HP 加熱箇所
LB レーザ光
LB(A) レーザ光
LB(B) レーザ光
LN ライン
L(19) 中心間距離
L(DT) 間隔
MK マーカ
Q 立体形状
Q1 データの一部
SL1 直線
SL2 直線
WK 作業者(オペレータ)
α 矢印

1. Work device (work system)
2 Remote control device 21 Remote control unit 3 Display device 31 Display unit 4 Control device 41 CPU
42 Memory unit 43 Transmission unit 10 Welding vehicle 101 Reception unit 11 Vehicle body 12 Welding device 13 Rotation support unit (support unit)
14 Welding torch 15 Displacement mechanism 151 First moving mechanism 152 Second moving mechanism 153 Third moving mechanism 154 Rotation mechanism (angle adjustment mechanism)
155 Connection section 16 Drive section 17 Imaging section 171 Connection member 18 Wheel 19 Laser light irradiation section 19A Laser light irradiation section 19B Laser light irradiation section 20 Plate material (steel plate)
201 Running surface 202 Groove 203 Side surface 204 Bottom surface DT Dot DT(A) Dot DT(B) Dot HP Heated point LB Laser light LB(A) Laser light LB(B) Laser light LN Line L(19) Center distance L(DT) Interval MK Marker Q Three-dimensional shape Q1 Part of data SL1 Straight line SL2 Straight line WK Worker (operator)
Alpha Arrow

Claims (7)

ワークに対して作業を行う作業部と、
前記作業部を移動させる遠隔操作を行う遠隔操作部と、
前記作業部および前記ワークが含まれる画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された前記画像を表示する表示部と、を備え、
前記表示部は、該表示部に表示された前記画像上に、前記作業部と前記ワーク双方の表示に加えて、前記遠隔操作を行う際に前記ワークの奥行き方向を把握可能にするとともに前記奥行き方向における前記作業部と前記ワークとの位置関係を把握可能にするマーカであって、前記作業部の中心軸に沿った該作業部の移動に伴って前記奥行き方向の位置が移動しないマーカを表示することを特徴とする作業装置
A working unit that performs work on a workpiece;
A remote control unit that performs remote control to move the working unit;
An imaging unit that captures an image including the working unit and the workpiece;
a display unit that displays the image captured by the imaging unit,
a display unit that displays, on the image displayed on the display unit, in addition to displaying both the working unit and the workpiece, a marker that enables the user to grasp the depth direction of the workpiece when performing the remote operation and enables the user to grasp the positional relationship between the working unit and the workpiece in the depth direction , the marker whose position in the depth direction does not move in conjunction with the movement of the working unit along a central axis of the working unit.
前記ワークに向けてレーザ光を照射するレーザ光照射部を備え、
前記ワークに当たった前記レーザ光が前記マーカとして機能する請求項1に記載の作業装置。
A laser light irradiation unit that irradiates a laser light toward the workpiece,
The working device according to claim 1 , wherein the laser light that is incident on the workpiece functions as the marker.
前記レーザ光照射部は、前記レーザ光として、スポットレーザ光またはラインレーザ光を照射する請求項2に記載の作業装置。 The working device according to claim 2, wherein the laser light irradiation unit irradiates spot laser light or line laser light as the laser light. 前記レーザ光照射部は、前記ワークの奥行き方向に離間した少なくとも2つの前記レーザ光を照射する請求項2または3に記載の作業装置。 The working device according to claim 2 or 3, wherein the laser light irradiation unit irradiates at least two of the laser lights spaced apart in the depth direction of the workpiece. 前記ワークは、溝を有し、
前記レーザ光照射部は、前記溝の側面および底面のうちの少なくとも一方の面に向けて前記レーザ光を照射する請求項2~4のいずれか1項に記載の作業装置。
The workpiece has a groove,
5. The working device according to claim 2, wherein the laser light irradiating section irradiates the laser light toward at least one of a side surface and a bottom surface of the groove.
前記表示部は、前記ワークの表面形状を示す点群データの少なくとも一部を、前記マーカとして、前記画像上に重畳する請求項1~5のいずれか1項に記載の作業装置。 The work device according to any one of claims 1 to 5, wherein the display unit superimposes at least a portion of the point cloud data indicating the surface shape of the workpiece on the image as the marker. ワークに対して作業を行う作業部と、
前記作業部を移動させ得る遠隔操作を行う遠隔操作部と、
前記作業部と前記ワークとの画像を撮像する撮像部とともに用いられる表示装置であって、
前記撮像部で撮像された前記画像を表示する表示部を備え、
前記表示部は、該表示部に表示された前記画像上に、前記作業部と前記ワーク双方の表示に加えて、前記遠隔操作を行う際に前記ワークの奥行き方向を把握可能にするとともに前記奥行き方向における前記作業部と前記ワークとの位置関係を把握可能にするマーカであって、前記作業部の中心軸に沿った該作業部の移動に伴って前記奥行き方向の位置が移動しないマーカを表示することを特徴とする表示装置。
A working unit that performs work on a workpiece;
A remote control unit that performs remote control to move the working unit;
A display device used together with an imaging unit that captures an image of the working unit and the workpiece,
a display unit that displays the image captured by the imaging unit,
The display unit displays, on the image displayed on the display unit, in addition to displaying both the working unit and the work, a marker that enables the user to grasp the depth direction of the work when performing the remote operation and the positional relationship between the working unit and the work in the depth direction , and the marker's position in the depth direction does not move as the working unit moves along the central axis of the working unit .
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