(57)【要約】【課題】その場の感覚に応じた熟練者の適切な判断内容を、初心者に提示して学習を促すこと。【解決手段】制御装置１１は、熟練者が過去の作業時に得た感覚である熟練者感覚情報と、その熟練者感覚情報を知覚したときの判断情報と、その判断情報に従って行われる次の動作情報とを対応付けて格納する作業者感覚情報格納部２２と、取得した初心者感覚情報と合致する熟練者感覚情報を作業者感覚情報格納部２２から検索し、検索された熟練者感覚情報に対応する判断情報と、対応する次の動作情報とを求める作業者感覚情報演算部２３と、初心者感覚情報の取得時の初心者の動作情報と、作業者感覚情報演算部２３が求めた次の動作情報との一致度合いを過去の動作評価情報とし、その過去の動作評価情報と求めた判断情報とを作業支援情報として報知する作業者感覚情報報知部２４とを有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１作業者の体に装着されたセンサ、前記第１作業者の近傍に配置されたセンサ、または、前記第１作業者が操作する作業道具を介して、前記第１作業者が作業時に得る感覚を第１感覚情報として取得する検知部と、
前記第１作業者にとって作業の手本とすべき第２作業者が過去の作業時に得た感覚である第２感覚情報と、その第２感覚情報を知覚したときの判断情報と、その判断情報に従って行われる次の動作情報とを対応付けて格納する格納部と、
取得した前記第１感覚情報と合致する前記第２感覚情報を前記格納部から検索し、検索された前記第２感覚情報に対応する前記判断情報と、対応する前記次の動作情報とを求める演算部と、
前記第１感覚情報の取得時の前記第１作業者の動作情報と、前記演算部が求めた前記次の動作情報との一致度合いを過去の動作評価情報とし、その過去の動作評価情報と求めた前記判断情報とを作業支援情報として報知する報知部とを有することを特徴とする
作業支援装置。
【請求項２】
第１作業者の体に装着されたセンサまたは前記第１作業者が操作する作業道具を介して、前記第１作業者が作業時に得る感覚を第１感覚情報として取得する検知部と、
前記第１作業者にとって作業の手本とすべき第２作業者が過去の作業時に得た感覚である第２感覚情報と、その第２感覚情報を知覚したときの判断情報と、その判断情報に従って行われる次の動作情報とを対応付けて格納する格納部と、
取得した前記第１感覚情報と合致する前記第２感覚情報を前記格納部から検索し、検索された前記第２感覚情報に対応する前記判断情報と、対応する前記次の動作情報とを求める演算部と、
前記演算部が求めた前記次の動作情報を未来の動作提示情報とし、その未来の動作提示情報と求めた前記判断情報とを作業支援情報として報知する報知部とを有することを特徴とする
作業支援装置。
【請求項３】
前記格納部には、前記第２感覚情報と前記判断情報と前記次の動作情報との組み合わせが、作業種別ごとに個別に登録されており、
前記演算部は、取得した前記第１感覚情報と合致する前記第２感覚情報を前記格納部から検索するときに、前記第１作業者が行う作業種別に合致した前記第２感覚情報から検索することを特徴とする
請求項１または請求項２に記載の作業支援装置。
【請求項４】
前記格納部には、溶接の作業種別として、溶接対象物に進行させる溶接道具に対して前記第２作業者の視点を後方にする旨の前記第２感覚情報が登録されており、
前記報知部は、取得した前記第１感覚情報における溶接道具に対する視点をもとに、前記作業支援情報を報知することを特徴とする
請求項３に記載の作業支援装置。
【請求項５】
前記格納部には、溶接の作業種別として、溶接対象物に進行させる溶接道具の開先端部距離を適性範囲内にする旨の前記第２感覚情報が登録されており、
前記報知部は、取得した前記第１感覚情報における溶接道具の開先端部距離をもとに、前記作業支援情報を報知することを特徴とする
請求項３に記載の作業支援装置。
【請求項６】
前記格納部には、塗装の作業種別として、複数回の塗装を行うときの各回で塗装された領域の端部形状と、その次回に塗装された領域の端部形状とが類似する旨の前記第２感覚情報が登録されており、
前記報知部は、取得した前記第１感覚情報における各回で塗装された領域の端部形状の類似度合いをもとに、前記作業支援情報を報知することを特徴とする
請求項３に記載の作業支援装置。
【請求項７】
前記検知部は、マーカ式モーションキャプチャ、加速度・角速度・地磁気計測装置、全地球測位システム、屋内全地球測位システム、ステレオカメラ、メガネ型カメラ、簡易脳波計、および、音センサ、温度・熱・湿度センサのうちの少なくとも１つを用いて、前記第１感覚情報を取得することを特徴とする
請求項１または請求項２に記載の作業支援装置。
【請求項８】
前記報知部は、ディスプレイ、矯正治具、および、ホログラフィのうちの少なくとも１つを用いて、前記作業支援情報を報知することを特徴とする
請求項１または請求項２に記載の作業支援装置。
【請求項９】
作業支援装置は、検知部と、格納部と、演算部と、報知部とを備えており、
前記検知部は、第１作業者の体に装着されたセンサ、前記第１作業者の近傍に配置されたセンサ、または、前記第１作業者が操作する作業道具を介して、前記第１作業者が作業時に得る感覚を第１感覚情報として取得し、
前記格納部には、前記第１作業者にとって作業の手本とすべき第２作業者が過去の作業時に得た感覚である第２感覚情報と、その第２感覚情報を知覚したときの判断情報と、その判断情報に従って行われる次の動作情報とを対応付けて格納されており、
前記演算部は、取得した前記第１感覚情報と合致する前記第２感覚情報を前記格納部から検索し、検索された前記第２感覚情報に対応する前記判断情報と、対応する前記次の動作情報とを求め、
前記報知部は、前記第１感覚情報の取得時の前記第１作業者の動作情報と、前記演算部が求めた前記次の動作情報との一致度合いを過去の動作評価情報とし、その過去の動作評価情報と求めた前記判断情報とを作業支援情報として報知することを特徴とする
作業支援方法。
【請求項１０】
作業支援装置は、検知部と、格納部と、演算部と、報知部とを備えており、
前記検知部は、第１作業者の体に装着されたセンサまたは前記第１作業者が操作する作業道具を介して、前記第１作業者が作業時に得る感覚を第１感覚情報として取得し、
前記格納部には、前記第１作業者にとって作業の手本とすべき第２作業者が過去の作業時に得た感覚である第２感覚情報と、その第２感覚情報を知覚したときの判断情報と、その判断情報に従って行われる次の動作情報とを対応付けて格納されており、
前記演算部は、取得した前記第１感覚情報と合致する前記第２感覚情報を前記格納部から検索し、検索された前記第２感覚情報に対応する前記判断情報と、対応する前記次の動作情報とを求め、
前記報知部は、前記演算部が求めた前記次の動作情報を未来の動作提示情報とし、その未来の動作提示情報と求めた前記判断情報とを作業支援情報として報知することを特徴とする
作業支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業支援装置、および、作業支援方法に関わる。
【背景技術】
【０００２】
昨今の社会情勢に伴い、モノづくりの環境は大きく変化している。海外生産の増加や海外からの調達品の増加、熟練者の減少などにより、モノづくりの技能を維持しにくくなっており、品質管理はより厳しい状況にさらされている。これまでの技能伝承方法としては、熟練者から直接的な指導によって、引き継がれてきた。
しかしながら、熟練者が自身では作業を上手にできても、その技能を初心者にもできるように伝えることは、困難である。よって、高度な技能を指導するために時間を要したり、高度な技能が不正確に伝わることで一部の技能が失われてしまったりすることも危惧される。
【０００３】
一方で近年の計測技術の発展により、熟練の技能を計測して、評価する取り組みが見られるようになってきた。例えば、種々の計測機器を用いて、対象者の作業を計測し、評価する取り組みが行われている。計測されたデータは過去に計測したデータと比較することにより、良否が評価され、品質管理や溶接作業の訓練に用いる方法が提案されている。
【０００４】
特許文献１には、手溶接施工が行われる際に作業の技能を修得する必要がある作業者の技能水準を評価する装置が開示されている。この技能評価結果提示装置は、溶接士の道具の動きや手の動きや顔の向き等の評価の対象となる技能が必要とされる作業に関連した作業の状態を測定し定量的な挙動データおよび作業状態データから得られる特定の有意なパターンと、あらかじめ構築された模範的なデータおよびそのデータ範囲・パターンに関する情報を記憶するパターン記憶装置が記憶する模範的なデータのパターンとを比較した結果から得られる指標を評価結果として提示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１７１１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１などの溶接士の動作をそのまま評価するシステムでは、熟練者の技能を指導する手段としては、まだ不充分である。溶接の軌跡などの動作を評価することで、たしかに、手先が不器用で意図しない方向に軌跡がはみ出してしまうなどの操作ミスを検出できる場合もある。
一方で、熟練者の高度な技能の要因は、手先の器用さだけでなく、どういう状況でどう動くかというその場の感覚に応じた判断が優れていることが挙げられる。つまり、溶接現場で視覚や聴覚から直に得られる感覚に応じて、適切な判断ができるのが熟練者である。
【０００７】
しかし、熟練者の判断そのものは、作業の途中で無意識に行われているものであり、あのときはこう判断したと初心者に直接言及して指導される機会は少ない。よって、初心者の学習効率の観点から、熟練者の判断を提示してくれるシステムは、大変有益である。
なお、特許文献１の手法では、溶接士の道具の動きや手の動きなど、判断がなされた後の動作を評価しているにすぎず、どのような判断でどのような動作が行われたのかは、示されていない。
【０００８】
そこで、本発明は、その場の感覚に応じた熟練者の適切な判断内容を、初心者に提示して学習を促すことを、主な課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明の作業支援装置は、以下の特徴を有する。
本発明は、第１作業者の体に装着されたセンサ、前記第１作業者の近傍に配置されたセンサ、または、前記第１作業者が操作する作業道具を介して、前記第１作業者が作業時に得る感覚を第１感覚情報として取得する検知部と、
前記第１作業者にとって作業の手本とすべき第２作業者が過去の作業時に得た感覚である第２感覚情報と、その第２感覚情報を知覚したときの判断情報と、その判断情報に従って行われる次の動作情報とを対応付けて格納する格納部と、
取得した前記第１感覚情報と合致する前記第２感覚情報を前記格納部から検索し、検索された前記第２感覚情報に対応する前記判断情報と、対応する前記次の動作情報とを求める演算部と、
前記第１感覚情報の取得時の前記第１作業者の動作情報と、前記演算部が求めた前記次の動作情報との一致度合いを過去の動作評価情報とし、その過去の動作評価情報と求めた前記判断情報とを作業支援情報として報知する報知部とを有することを特徴とする。
その他の手段は、後記する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、その場の感覚に応じた熟練者の適切な判断内容を、初心者に提示して学習を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に関する作業支援システムの全体図を示す。
【図２】本発明の一実施形態に関する制御装置の構成図である。
【図３】本発明の一実施形態に関する溶接作業時の溶接士の外観図である。
【図４】本発明の一実施形態に関する図３の溶接士によって溶接される前の溶接対象物を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に関する溶接された後の溶接対象物を示す斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態に関する図５の母材をＺ軸の上方向から見下ろした平面図である。
【図７】本発明の一実施形態に関する図６の平面図において、ビードが流し込まれるビード範囲を示す平面図である。
【図８】本発明の一実施形態に関する熟練者の溶接作業時の視野を示す説明図である。
【図９】本発明の一実施形態に関する初心者の溶接作業時の視野を示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施形態に関する熟練者の塗装作業時の視野を示す説明図である。
【図１１】本発明の一実施形態に関する初心者の塗装作業時の視野を示す説明図である。
【図１２】本発明の一実施形態に関する図５の溶接対象物に対して、初心者の不慣れな作業によりビードがはみ出してしまった場合の斜視図である。
【図１３】本発明の一実施形態に関する図１２の溶接対象物の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、作業支援システムの全体図を示す。作業支援システムは、今回の支援対象となる初心者（第１作業者）に対して、作業の手本として、事前に用意された熟練者（第２作業者）の作業支援情報を提示することで、初心者の作業改善に貢献するものである。ここでの提示される作業支援情報とは、過去の動作評価情報でもよいし、未来の動作提示情報でもよい。
なお、実施例１では、作業者である溶接士１が半自動溶接にて溶接対象物２を溶接する作業を評価する方法を説明する。なお、作業支援システムは、溶接作業に限定されず、例えば溶接、ろう付け、グラインダ、塗装、鋳造、研磨などの任意の作業に適用できる。つまり、作業支援システムは、人間やロボットがある姿勢で工業的に作業する場面で使用可能である。
【００１４】
図中で丸印で示すマーカ１３は、マーカ１３が貼り付けられている対象物の現在位置をマーカ計測用カメラ１４の撮影画像から認識させるための部材である。マーカ１３の発光手段として、例えば、光を反射する部材や自発光する部材、光を反射する塗料が塗布された部材を用いればよい。
マーカ１３は、溶接士１が把持する吸収フィルム４ｘ付きのトーチ４や、トーチ４により溶接される溶接対象物２にも貼り付けられている。さらに、マーカ１３を溶接士１の身体各所、遮光面３、溶加材などにも貼り付けることで、より詳細な座標データを得ることが可能となる。
マーカ計測用カメラ１４は、溶接士１および溶接対象物２の周囲に配置されている。マーカ計測用カメラ１４の光照射部は、アーク溶接時の光の波長を避けるように、３５０ｎｍ〜１１μｍの光の波長を設定し、照射することができる、実施例１では８５０ｎｍの光を照射する。
【００１５】
制御装置１１は、有線または無線で通信接続される以下の各計測装置の動作を制御するとともに、各計測装置から以下の各データを取得する。制御装置１１は、取得した各データを作業者の感覚情報として記憶部に記憶するとともに、表示部で表示する。
・マーカ計測用カメラ１４の撮影画像内のマーカ１３の位置から計測された、溶接士１の動作データ。動作データは、例えば、トーチの平均移動速度、トーチ高さ、ウィービング条件、トーチ角度、溶加材の供給量、などの作業データである。
・簡易脳波計７が計測した溶接士１の脳波データ。
・メガネ型カメラ３ｍ（図３）が撮影した溶接士１の視野に近い（つまり、溶接士１の目線の視点から見える）視覚データ。
・音センサ１８が録音した溶接士１の聴覚に近い（つまり、溶接士１の耳で聞こえる空気中を伝搬する音である）音声データ。
・半自動溶接電源５、電気計測装置１２が計測した電流値、電圧値データ。
・環境計測装置１６が計測した温度・湿度・風力データなどの環境データ。
その他、トーチ４などの道具からの反力データや、手などの触覚で感じる表面粗さデータなども計測対象に含めてもよい。
【００１６】
なお、計測される作業者の感覚情報は、実際の作業者が取得している情報に代替できる情報を含んでいることが好ましい。さらに、例えば輝度などを用いて人間が判断している場合は、明るさの識別可能な信号の最小値と最大値の比率を示すダイナミックレンジを、人間の目である１１０ｄＢに近い値のカメラを用いる方が好ましい場合がある。センサの位置や方向は、作業者の取得している感覚に対応するように適宜修正する必要がある。温度、湿度、風力なども同様である。
【００１７】
図２は、制御装置１１の構成図である。
制御装置１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリと、ハードディスクなどの記憶手段（記憶部）と、ネットワークインタフェースとを有するコンピュータとして構成される。
このコンピュータは、ＣＰＵが、メモリ上に読み込んだプログラム（アプリケーションや、その略のアプリとも呼ばれる）を実行することにより、各処理部により構成される制御部（制御手段）を動作させる。
制御装置１１は、作業者感覚情報検知部２１と、作業者感覚情報格納部２２と、作業者感覚情報演算部２３と、作業者感覚情報報知部２４とを有する。
【００１８】
作業者感覚情報検知部２１は、マーカ式モーションキャプチャ（マーカ１３、マーカ計測用カメラ１４）、加速度・角速度・地磁気計測装置、全地球測位システム、屋内全地球測位システム、ステレオカメラ、メガネ型カメラ３ｍ、簡易脳波計７、および、音センサ１８、温度・熱・湿度センサのうちの少なくとも１つの各計測装置から作業者の感覚情報を取得し、その取得結果を作業者感覚情報演算部２３に通知する。
作業者感覚情報格納部２２は、熟練者のカンやコツといったノウハウが格納されているデータベースである。つまり、作業者感覚情報格納部２２は、作業者の感覚情報と、作業支援情報とが関連づけられているデータベースである。前記したように作業支援情報は、過去の動作評価情報でもよいし、未来の動作提示情報でもよい。
【００１９】
なお、作業者感覚情報格納部２２において、１つの作業者の感覚情報に対応付けられる作業支援情報は１つでもよいし、同じ作業者の感覚情報であっても、タイプごとに複数の作業支援情報を別々に格納してもよい。タイプとは、例えば、作業のタイプ（溶接、ろう付け、塗装、グラインダ、磨き、鋳造…）や、溶接対象物２の材質のタイプや、作成条件のタイプや、使用目的のタイプ（技能の教育、作業の検査など）や、加工品の最終形態のタイプなど、実質的に異なる作業内容ごとに規定される。
【００２０】
作業者感覚情報演算部２３は、作業者感覚情報検知部２１から通知された作業者（初心者）の感覚情報を元に、作業者感覚情報格納部２２を参照して適合する熟練者の感覚情報を検索し、その熟練者の感覚情報に対応する作業支援情報を出力する。以下、作業者感覚情報演算部２３による処理を、「感覚→知覚→判断→動作」の各段階の人間の脳の働きに沿って説明する。
【００２１】
第１段階「感覚→知覚」では、作業者感覚情報演算部２３は、五感で得た膨大な作業者の感覚情報から、作業に必要な特徴量を抽出する。このような特徴量を抽出する方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。
・メガネ型カメラ３ｍで取得した動画や画像から特徴的な箇所を画像解析で抽出する方法。
・音センサ１８で計測された音の情報から特定の周波数成分を抽出する方法。この際、特定の周波数区間の積分値の比率などを用いて、人間が普段聞いている音階や音調に対応しているように処理する。
・温度、湿度、風力、脳波などの他の計測データや、トーチ４などの加工器具の動作データを単独または組み合わせて、特徴量を抽出する方法。
【００２２】
第２段階「知覚→判断」では、作業者感覚情報演算部２３は、知覚された特徴量に対して所定の判定基準を用いることで、現在の作業者の感覚情報を間接的に評価する。所定の判定基準として、例えば、知覚された特徴量について、その作業評価の妥当性を点数化する関係式が用いられる。
第３段階「判断→動作」では、作業者感覚情報演算部２３は、判断された内容をもとに、これからの動作を決定する。一般的には、現在の判断が良好なら今後の動作を継続させ、現在の判断が不良なら今後の動作を修正させる。
【００２３】
以上、第１段階〜第３段階で述べた人間の脳の働きの事例を、以下に示す。
第１段階「感覚→知覚」：熟練者は、溶接対象物２に接触するトーチ４の先端部に対して、その進行方向よりもやや後方に視点を合わせることで、先端部の周囲に形成されるビードの出来を確認する。よって、作業者の感覚情報として、トーチ４の先端部の位置情報と、溶接士１の視点情報とをそれぞれ知覚するように、あらかじめ作業者感覚情報格納部２２にノウハウとして登録しておく。
第２段階「知覚→判断」：初心者が、トーチ４の先端部に対して、その進行方向の前方に視点を合わせていることが、メガネ型カメラ３ｍから作業者感覚情報検知部２１を介して検出されたとする。作業者感覚情報演算部２３は、作業者感覚情報格納部２２のノウハウと照合することで、初心者の現状の視点が望ましくないと判断する。
第３段階「判断→動作」：作業者感覚情報報知部２４は、初心者に対して、過去の動作評価情報「進行方向の前方に視点をおく初心者の現状は望ましくない」と、未来の動作提示情報「今後は進行方向の後方に視点をおくように動作を修正すべき」と、を報知する。これにより、初心者は納得感を持って自身の動作を修正できる。
なお、作業者感覚情報報知部２４が出力する過去の動作評価情報には、作業者感覚情報検知部２１が作業者の感覚情報を取得した時の作業者の動作情報と、作業者感覚情報演算部２３が求めた熟練者の動作情報との一致度合いも含まれる。
【００２４】
このように、過去の熟練者における「作業者の感覚情報（感覚→知覚）→作業支援情報（判断→動作）」の一連の流れを作業者感覚情報演算部２３内に事前に用意しておく。
そして、作業者感覚情報演算部２３は、新たに初心者が作業を行うときには、その初心者の作業者の感覚情報をもとに、作業者感覚情報演算部２３で対応する作業支援情報を検索し、その検索した熟練者の作業支援情報を初心者に提示することで、初心者の技能学習を支援する。なお、作業者感覚情報演算部２３は、今回の計算結果を作業者感覚情報格納部２２にアップデートすることで、次回以降の計算に役立ててもよい。
【００２５】
作業者感覚情報報知部２４は、作業者感覚情報演算部２３から通知された作業支援情報を初心者に報知する。報知方法は、例えば、文字データの画面表示、グラフデータの画面表示、アラームや振動での通知などが挙げられる。
作業支援情報は、例えば、以下のデータである。
・数値データ（図８に示す開先端部距離とその適性範囲など）
・コメント、改善提案、注意点などの文字データ
・判断のやり方を示す説明図データ（図８に示すグラフ全体）
また、作業者感覚情報報知部２４は、表示ディスプレイ８０だけでなく、矯正治具やホログラフィなどを用いて、熟練者の判断を把握させることを補助してもよい。
【００２６】
以下、実際の溶接現場において作業支援システムが溶接士１を支援する具体例を説明する。
図３は、溶接作業時の溶接士１の外観図である。遮光面３の内側にメガネ型カメラ３ｍを装着した溶接士１は、開先が空いた試験片である溶接対象物２に対して、半自動溶接でウィービングさせながらトーチ４で肉盛りする溶接を行う。
【００２７】
図４は、図３の溶接士１によって溶接される前の溶接対象物２を示す斜視図である。溶接対象物２は、左側の母材８９ａと、右側の母材８９ｂとの組み合わせである。母材８９ａの右端部である突合せ部８３ａと、母材８９ｂの左端部である突合せ部８３ｂとが互いに突合せ部８３として密着される。母材８９ａのＺ軸上部の開先端部８２ａと、母材８９ｂのＺ軸上部の開先端部８２ｂとは母材間が密着した状態でも距離が空いている。
図５は、溶接された後の溶接対象物２を示す斜視図である。図４の開先壁（開先端部８２ａ，８２ｂ）と、開先底（突合せ部８３）とで形成される空間（溶融池）に対して溶接材であるビード８８が流し込まれることで、２つの母材が溶接される。
【００２８】
図６は、図５の母材８９ａ，８９ｂをＺ軸の上方向から見下ろした平面図である。溶接士１は、Ｘ軸の左側から右側に向かって蛇行（ウィービング）しながら、トーチ４の溶接ワイヤ４ｂを移動させる。この溶接ワイヤ４ｂの先端部（アーク光を発する箇所）のウィービング軌跡を、矢印で図示した。ウィービング軌跡は、折り返し点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３で示すように、移動途中で３箇所折り返している。ウィービング軌跡は、トーチ４に付されたマーカ１３の位置を追跡することで、求めることができる。
ウィービング幅ＴＷを、ウィービング軌跡のうちのＹ軸下方向の最小値（つまり折り返し点Ｐ１，Ｐ３）から、Ｙ軸上方向の最大値（つまり折り返し点Ｐ２）までの幅として定義する。ウィービング幅ＴＷは、ウィービング軌跡の折り返し点の座標から、求めることができる。
【００２９】
図７は、図６の平面図において、ビード８８が流し込まれるビード範囲８５を示す平面図である。
ビード範囲８５は、開先端部８２ａ〜開先端部８２ｂのＹ軸幅と、母材８９ａ，８９ｂのＸ軸長さとをもとにした略長方形として登録される。つまり、このビード範囲８５内に溶接ワイヤ４ｂのビード８８を流し込めるように、ウィービング軌跡を溶接士１に形成させることが、適正な作業といえる。
【００３０】
図８は、熟練者の溶接作業時の視野を示す説明図である。
ウィービング軌跡Ｗ１が、左側中央の突合せ部８３から開始して右側に向かって蛇行し、途中の折り返し点Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３で折り返している。各折り返し点と、最寄りの開先端部８２ａまたは開先端部８２ｂとの間の開先端部距離を、順に距離Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３とする。
前準備として、作業者感覚情報格納部２２には、作業者の感覚情報「ウィービング軌跡の各折り返し点についての開先端部距離を知覚する」と、作業支援情報「開先端部距離が図８の適正範囲内（上限〜下限）か否かを判断し、適正範囲外と判断されたウィービング軌跡の開先端部距離を適正範囲になるように修正する動作を促す」とが対応付けられる。
溶接材はウィービング軌跡の周辺に流れ出す性質があり、図７のビード範囲８５のぎりぎりまで外側にウィービング軌跡を描いてしまうと、溶接材が溶融池の外側に流出してしまうためである。なお、図８での熟練者は、ノウハウに適合するようにウィービング軌跡Ｗ１を操作しているので、距離Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３は、いずれも適正範囲内になっている。
【００３１】
以下が、作業者感覚情報格納部２２に登録されているノウハウに沿った作業者感覚情報演算部２３の処理内容である。
第１段階「感覚→知覚」では、ウィービング軌跡Ｗ１の折り返し点Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３に着目し、その開先端部距離Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３を知覚すべき特徴量とする。
第２段階「知覚→判断」では、開先端部距離Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３それぞれについて、図８に示す適正範囲内か否かを所定の判定基準とする。
第３段階「判断→動作」では、開先端部距離が適正範囲内になるようにウィービング軌跡Ｗ１を形成する動作を、作業者感覚情報報知部２４から溶接士１に提示する。
【００３２】
図９は、初心者の溶接作業時の視野を示す説明図である。
ウィービング軌跡Ｗ２が、左側中央の突合せ部８３から開始して右側に向かって蛇行し、途中の折り返し点Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３で折り返しており、このときの開先端部距離を、順に距離Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３とする。
熟練者のノウハウを知らない初心者は、図７のビード範囲８５のぎりぎりまで外側にウィービング軌跡Ｗ２を描いてしまう。このウィービング軌跡Ｗ２では、溶接材が溶融池の外側に流出してしまう恐れがある。
【００３３】
よって、作業者感覚情報演算部２３は、作業者の視野に相当する画像から、開先端部距離Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３は、いずれも適正範囲外であると判断する。なお、作業者感覚情報演算部２３は、適正範囲（上限〜下限）で判断する他にも、１つの閾値との比較で判断したり、最適な数値に対する差分で判断したり、閾値をはみ出た時間などで判断したりしてもかまわない。
さらに、作業者感覚情報報知部２４は、作業者感覚情報演算部２３の判断に従い、以下を初心者の溶接士１にフィードバックする。
・熟練者の判断情報「開先端部距離が適正範囲から外れないようにウィービングすべき」
・過去の動作評価情報「開先端部距離が適正範囲から外れている現状は低評価である」
・未来の動作提示情報「開先端部距離が適正範囲内に復帰するようにウィービング軌跡Ｗ１を修正すべき」
【００３４】
このフィードバックにより、熟練者が普段行っている判断そのものをベースに初心者の過去の動作を評価するので、初心者の判断が不良である理由を教育的な根拠をもって説明できる。そして、初心者は、開先端部距離が適正範囲から外れないように、ウィービング軌跡Ｗ２の折り返し点を設けるようにトーチ４を操作するように動作を修正できる。
【００３５】
図１０は、熟練者の塗装作業時の視野を示す説明図である。図１０の上下は塗装される壁の高さ方向であり、左右は壁の横方向である。
熟練者は１回目の塗装により領域２０１に塗料を塗り、２回目の塗装により領域２０２に塗料を塗ったとする。ここで、領域２０１の下端部２０１ｕの形状と、領域２０２の下端部２０２ｕの形状とが類似するように塗装するというノウハウを、作業者感覚情報格納部２２に事前登録しておく。
つまり、作業者感覚情報格納部２２には、作業者の感覚情報「領域下端部の形状を知覚」と、作業支援情報「前回塗装時の形状と類似するかを判断→非類似なら類似になるように動作修正」とが対応付けられる。
【００３６】
図１１は、初心者の塗装作業時の視野を示す説明図である。
初心者は１回目の塗装により領域２１１に塗料を塗ったとする。
（１）過去の動作評価情報を報知する場合を説明する。２回目の塗装により領域２１２＋領域２１３の和領域に塗料を塗ったとする。
作業者感覚情報報知部２４は、領域２１１の下端部２１１ｕの形状と、領域２１３の下端部２１３ｕの形状とが非類似であることから、２回目の塗装が低評価であるとする過去の動作評価情報を初心者に報知する。さらに、過去の動作評価情報として、作業者感覚情報報知部２４は、２回目の塗装は領域２１２のように塗ることで、下端部２１１ｕの形状と、領域２１２の下端部２１２ｕの形状とを類似させるようにする模範解答も併せて報知してもよい。
【００３７】
（２）未来の動作提示情報を報知する場合を説明する。２回目の塗装はまだ行われていない時点とする。作業者感覚情報報知部２４は、下端部２１１ｕの形状と、領域２１２の下端部２１２ｕの形状とを類似させるような領域２１２を未来の動作提示情報として初心者に報知する。
これにより、初心者は、領域２１２だけでなく領域２１３も余分に塗料を塗ってしまうミスを予防できる。
【００３８】
以上から実施例１の作業支援システムでは、作業者感覚情報報知部２４は、未来の動作提示情報を報知することで、あたかも熟練者が事前に加工物などを見て判断した結果を次の動作に反映するように、実際の感覚に近い形で、熟練者の感覚を初心者に提示できる。
また、作業者感覚情報報知部２４は、過去の動作評価情報を報知することで、熟練者の感覚に基づいて初心者を評価できる。これにより、初心者は、作業前および作業中に得た作業支援情報をもとに、加工道具や作業を工夫して判断や動作を改善できる。
【実施例２】
【００３９】
実施例２では、実施例１の作業支援システムを、グラインダ作業に応用する一例を説明する。
図１２は、図５の溶接対象物２に対して、初心者の不慣れな作業によりビード８８がはみ出してしまった場合の斜視図である。ビード８８の出っ張り８８ｐ，８８ｑをグラインダ作業で取り除く追加作業を考える。
【００４０】
図１３は、図１２の溶接対象物２の平面図である。初心者は研削盤を用いて、ビード８８の出っ張り８８ｐ，８８ｑを削るグラインダ作業を行う。このグラインダ作業においても、作業支援システムの作業者感覚情報演算部２３は、初心者の感覚情報を作業者感覚情報検知部２１から取得し、作業者感覚情報格納部２２に登録されているグラインダ作業に関する作業支援情報から熟練者の適切なグラインダの判断や、グラインダの動作を求める。そして、作業者感覚情報報知部２４は、求めた熟練者の作業支援情報を初心者に報知することで、グラインダ作業の改善を促す。図１３の例では、出っ張り８８ｐ，８８ｑを削る際の加工道具（研削盤）の動き情報の角度や幅が、作業支援情報として初心者に報知される。
【００４１】
なお、作業者感覚情報格納部２２には、グラインダ作業に関する作業支援情報として、例えば以下の情報が格納されている。
・視覚で入手した情報をどのように画像処理するか
・加工物を触って表面粗さやＲ度などを確認する方法
また、作業者感覚情報報知部２４は、作業者が感覚で取得している情報を代替できる情報を元に、中途半端に溶接された溶接対象物２に対し、未来の動作をどのようにするのが望ましいか提案する。
【００４２】
なお、本発明は前記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。
また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段などは、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。
また、前記の各構成、機能などは、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。
【００４３】
各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイルなどの情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの記録装置、または、ＩＣ（Integrated Circuit）カード、ＳＤカード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの記録媒体におくことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
さらに、各装置を繋ぐ通信手段は、無線ＬＡＮに限定せず、有線ＬＡＮやその他の通信手段に変更してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１      溶接士
２      溶接対象物
３      遮光面
３ｍ    メガネ型カメラ
４      トーチ
４ｂ    溶接ワイヤ
４ｘ    吸収フィルム
５      半自動溶接電源
７      簡易脳波計
１１    制御装置
１２    電気計測装置
１３    マーカ
１４    マーカ計測用カメラ
１６    環境計測装置
１８    音センサ
２１    作業者感覚情報検知部（検知部）
２２    作業者感覚情報格納部（格納部）
２３    作業者感覚情報演算部（演算部）
２４    作業者感覚情報報知部（報知部）
８０    表示ディスプレイ
８１    関連知識表示
８２    開先端部
８３    突合せ部
８５    ビード範囲
８８    ビード
８９    母材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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