(57)【要約】【課題】  工具による作業箇所を簡単かつ正確に検出でき、しかも全体を安価にでき、工具の操作に支障をきたすこともなく作業効率の向上及び作業の忘れ防止が図れる作業管理方法及び作業管理システム並びに該作業管理システムに用いる工具を提供する。【解決手段】  作業場１にてワーク２に対する作業を行う工具４の加速度情報及び作業有無情報を検出して電磁波により送信し、その送信された加速度情報及び作業有無情報を作業場の固定位置で受信して、加速度情報に基づいて予め設定された原点位置に対する工具座標位置を算出しながら、作業有無情報に基づいて工具４により作業を行った工具座標位置を作業座標位置として検出し、その検出した作業座標位置とワーク２に対して予め登録された作業箇所の登録座標位置との比較に基づいて、ワーク２に対する工具４による作業を管理する。【選択図】  図１
2006293762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業場にてワークに対する作業を行う工具の加速度情報及び作業有無情報を検出して電磁波により送信し、
該送信された加速度情報及び作業有無情報を上記作業場の固定位置で受信して、上記加速度情報に基づいて予め設定された原点位置に対する工具座標位置を算出しながら、上記作業有無情報に基づいて上記工具により作業を行った上記工具座標位置を作業座標位置として検出し、
該検出した作業座標位置と上記ワークに対して予め登録された作業箇所の登録座標位置との比較に基づいて上記ワークに対する上記工具による作業を管理することを特徴とする作業管理方法。
【請求項２】
作業場にてワークに対する作業を行う工具の加速度情報、作業有無情報及び姿勢情報を検出して電磁波により送信し、
該送信された加速度情報、作業有無情報及び姿勢情報を上記作業場の固定位置で受信して、上記加速度情報に基づいて予め設定された原点位置に対する工具座標位置を算出すると共に、上記姿勢情報に基づいて上記原点位置における初期姿勢に対する工具姿勢を算出しながら、上記作業有無情報に基づいて上記工具により作業を行った上記工具座標位置及び上記工具姿勢をそれぞれ作業座標位置及び作業姿勢として検出し、
該検出した作業座標位置及び作業姿勢と上記ワークに対して予め登録された作業箇所の登録座標位置及び登録姿勢との比較に基づいて上記ワークに対する上記工具による作業を管理することを特徴とする作業管理方法。
【請求項３】
作業場にてワークに対する作業を行う工具に取り付けられ、上記工具の加速度を検出する加速度検出手段、上記ワークに対する作業の有無を検出する作業検出手段、上記加速度検出手段によって検出される加速度情報及び上記作業検出手段によって検出される作業有無情報を電磁波により送信する送信手段を有する移動局と、
上記作業場に固定され、上記移動局からの電磁波を受信する受信部を有する固定局と、
上記固定局で受信した上記加速度情報に基づいて予め設定された原点位置に対する工具座標位置を算出しながら、上記固定局で受信した上記作業有無情報に基づいて上記工具により作業を行った上記工具座標位置を作業座標位置として検出し、該検出した作業座標位置と上記ワークについて予め登録された作業箇所の上記原点位置に対する登録座標位置との比較に基づいて上記ワークに対する上記工具による作業を管理する処理手段と、
を有することを特徴とする作業管理システム。
【請求項４】
上記作業場に設けられ、上記工具が非作業時に置かれる工具置き部と、上記工具置き部における上記工具の有無を検出する在席検出手段とを有し、
上記処理手段は、上記工具置き部に上記工具が置かれているときの上記在席検出手段の出力に基づいて、上記工具を上記工具置き部に置いた時点で算出された上記工具座標位置を上記原点位置として設定することを特徴とする請求項３に記載の作業管理システム。
【請求項５】
上記処理手段は、上記検出した作業座標位置に対して所定範囲内に上記登録座標位置が位置しており、かつ上記検出した作業座標位置と上記登録座標位置とが一致していないときは、上記登録座標位置を上記工具座標位置として設定することを特徴とする請求項３または４に記載の作業管理システム。
【請求項６】
上記処理手段は、上記作業座標位置と上記登録座標位置との比較に基づいて、上記作業座標位置に対して所定範囲内に上記登録座標位置が位置しないときに警報を発する警報手段を有することを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の作業管理システム。
【請求項７】
上記移動局は、上記工具の姿勢を検出する姿勢検出手段を有し、該姿勢検出手段で検出された上記工具の姿勢情報を上記加速度情報及び上記作業有無情報と共に上記送信手段から電磁波により送信し、
上記処理手段は、上記固定局で受信した上記姿勢情報に基づいて上記原点位置における初期姿勢に対する工具姿勢を算出しながら、上記作業有無情報に基づいて上記工具により作業を行った箇所の上記工具姿勢を作業姿勢として検出して、上記作業座標位置及び上記作業姿勢と、上記登録座標位置及び該登録座標位置に対して予め登録された登録姿勢との比較に基づいて、上記ワークに対する上記工具による作業を管理することを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の作業管理システム。
【請求項８】
請求項３乃至６のいずれか１項に記載の作業管理システムに用いる工具であって、
上記工具の加速度を検出する加速度検出手段と、上記工具による作業の有無を検出する作業検出手段と、上記加速度検出手段によって検出される加速度情報及び上記作業検出手段によって検出される作業有無情報を電磁波により送信する送信手段とを有することを特徴とする工具。
【請求項９】
請求項７に記載の作業管理システムに用いる工具であって、
上記工具の加速度を検出する加速度検出手段と、上記工具の姿勢を検出する姿勢検出手段と、上記工具による作業の有無を検出する作業検出手段と、上記加速度検出手段によって検出される加速度情報、上記作業検出手段によって検出される作業有無情報、及び上記姿勢検出手段によって検出される姿勢情報を電磁波により送信する送信手段とを有することを特徴とする工具。
【請求項１０】
上記加速度検出手段は、互いに直交する３軸方向の加速度を検出するための３軸加速度センサを有することを特徴とする請求項８または９に記載の工具。
【請求項１１】
上記姿勢検出手段は、傾きを検出するためのジャイロセンサを有することを特徴とする請求項９に記載の工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばボルトの締付作業等の作業管理方法及び作業管理システム並びに該作業管理システムに用いる工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両の組立ラインでは、人手によって多数のボルトを締め付ける作業がある。かかる作業では、例えば、ベルトコンベアにより作業位置に運ばれた自動車フレームに対して、ボルト締め箇所を示した指示書等に従って多数のボルト締め箇所を、作業者によりトルクレンチによって順次ボルト締めして、次の作業に送り出すようにしている。
【０００３】
このようなトルクレンチによるボルト締め作業を管理する方法として、例えば設定トルクに達すると締め付け完了信号をＦＭ電波で送信するトルクレンチを用い、このトルクレンチからのＦＭ電波を受信して締め付け作業数をカウンタでカウントして、そのカウント値から作業の完了を判定する作業管理システムが知られている。
【０００４】
ところが、この公知の作業管理システムでは、締め付け箇所が非常に多い場合や入り組んでいる場合には、システムの誤動作や誤操作によりカウントミスが生じたり、カウント値が正常値であっても締め忘れ箇所があったりする場合があり、絶対的な品質を確保することは困難であった。そのため、作業終了後において検査工程を設ける等の措置や、作業を区分化する等の措置を要し、作業効率の低下を招いていた。
【０００５】
このような不具合を解決するものとして、本出願人は、トルクレンチに設定トルクに達した時点で超音波及び電磁波を同時に送信する移動局を設け、この移動局からの超音波及び電磁波を作業場の複数箇所に設置した複数の固定局で受信し、その各固定局で受信した超音波と電磁波との時間差に基づいて作業を行ったトルクレンチの位置を算出して、当該算出した位置のボルト締め作業を完了と判定するようにした作業管理システムを既に提案している（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
この作業管理システムによると、作業の進行と共に各作業箇所の作業完了を確認することができるので、作業効率の低下を招くことなく、作業忘れを未然に防止することが可能となる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２３４４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、本発明者らによる種々の実験・検討によると、上記の特許文献１に開示の作業管理システムにあっては、以下に説明するような改良すべき点があることが判明した。
【０００９】
すなわち、この作業管理システムでは、超音波と電磁波とを用いることから、トルクレンチに超音波送信部及び電磁波送信部を設ける必要がある。しかも、超音波は、空気中での減衰が大きいことから、比較的高出力の超音波を放射する大形の超音波送信部を設ける必要がある。このため、トルクレンチに取り付ける超音波送信部及び電磁波送信部を含む移動局が大形となって、トルクレンチの操作に支障をきたすことが懸念される。
【００１０】
また、超音波と電磁波との受信時間差に基づいて作業を行ったトルクレンチの位置を算出するため、ワークによっては締め付け箇所が入り組んで、超音波がワークで複雑に反射されて固定局で受信される場合には、トルクレンチの正確な位置を算出するのが困難となり、作業箇所を誤判定することが懸念される。
【００１１】
更に、トルクレンチの２次元的位置を検出する場合には２個の固定局を要し、３次元的位置を検出する場合には３個の固定局を要することになるため、設備費が嵩むことも懸念されると共に、これら複数の固定局でそれぞれ受信した超音波と電磁波との時間差に基づいて作業を行ったトルクレンチの位置を算出するため、信号処理が複雑になることが懸念される。
【００１２】
したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、工具による作業箇所を簡単かつ正確に検出でき、しかも全体を安価にできて、工具の操作に支障をきたすこともなく作業効率の向上及び作業の忘れ防止が図れる作業管理方法及び作業管理システム並びに該作業管理システムに用いる工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成する請求項１に記載の作業管理方法の発明は、作業場にてワークに対する作業を行う工具の加速度情報及び作業有無情報を検出して電磁波により送信し、その送信された加速度情報及び作業有無情報を上記作業場の固定位置で受信して、上記加速度情報に基づいて予め設定された原点位置に対する工具座標位置を算出しながら、上記作業有無情報に基づいて上記工具により作業を行った上記工具座標位置を作業座標位置として検出し、その検出した作業座標位置と上記ワークに対して予め登録された作業箇所の登録座標位置との比較に基づいて上記ワークに対する上記工具による作業を管理することを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の作業管理方法の発明は、作業場にてワークに対する作業を行う工具の加速度情報、作業有無情報及び姿勢情報を検出して電磁波により送信し、その送信された加速度情報、作業有無情報及び姿勢情報を上記作業場の固定位置で受信して、上記加速度情報に基づいて予め設定された原点位置に対する工具座標位置を算出すると共に、上記姿勢情報に基づいて上記原点位置における初期姿勢に対する工具姿勢を算出しながら、上記作業有無情報に基づいて上記工具により作業を行った上記工具座標位置及び上記工具姿勢をそれぞれ作業座標位置及び作業姿勢として検出し、その検出した作業座標位置及び作業姿勢と上記ワークに対して予め登録された作業箇所の登録座標位置及び登録姿勢との比較に基づいて、上記ワークに対する上記工具による作業を管理することを特徴とする。
【００１５】
更に、上記目的を達成する請求項３に記載の作業管理システムの発明は、作業場にてワークに対する作業を行う工具に取り付けられ、上記工具の加速度を検出する加速度検出手段、上記ワークに対する作業の有無を検出する作業検出手段、上記加速度検出手段で検出される加速度情報及び上記作業検出手段で検出される作業有無情報を電磁波により送信する送信手段を有する移動局と、上記作業場に固定され、上記移動局からの電磁波を受信する受信部を有する固定局と、上記固定局で受信した上記加速度情報に基づいて予め設定された原点位置に対する工具座標位置を算出しながら、上記固定局で受信した上記作業有無情報に基づいて上記工具により作業を行った上記工具座標位置を作業座標位置として検出し、その検出した作業座標位置と上記ワークについて予め登録された作業箇所の上記原点位置に対する登録座標位置との比較に基づいて上記ワークに対する上記工具による作業を管理する処理手段と、を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項３の作業管理システムにおいて、上記作業場に設けられ、上記工具が非作業時に置かれる工具置き部と、上記工具置き部における上記工具の有無を検出する在席検出手段とを有し、上記処理手段は、上記工具置き部に上記工具が置かれているときの上記在席検出手段の出力に基づいて、上記工具を上記工具置き部に置いた時点で算出された上記工具座標位置を上記原点位置として設定することを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項３または４の作業管理システムにおいて、上記処理手段は、上記検出した作業座標位置に対して所定範囲内に上記登録座標位置が位置しており、かつ上記検出した作業座標位置と上記登録座標位置とが一致していないときは、上記登録座標位置を上記工具座標位置として設定することを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項３乃至５のいずれか１項の作業管理システムにおいて、上記処理手段は、上記作業座標位置と上記登録座標位置との比較に基づいて、上記作業座標位置に対して所定範囲内に上記登録座標位置が位置しないときに警報を発する警報手段を有することを特徴とする。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項３乃至６のいずれか１項の作業管理システムにおいて、上記移動局は、上記工具の姿勢を検出する姿勢検出手段を有し、該姿勢検出手段で検出された上記工具の姿勢情報を上記加速度情報及び上記作業有無情報と共に上記送信手段から電磁波により送信し、上記処理手段は、上記固定局で受信した上記姿勢情報に基づいて上記原点位置における初期姿勢に対する工具姿勢を算出しながら、上記作業有無情報に基づいて上記工具により作業を行った箇所の上記工具姿勢を作業姿勢として検出して、上記作業座標位置及び上記作業姿勢と、上記登録座標位置及び該登録座標位置に対して予め登録された登録姿勢との比較に基づいて、上記ワークに対する上記工具による作業を管理することを特徴とする。
【００２０】
更に、上記目的を達成する請求項８に記載の工具の発明は、請求項３乃至６のいずれか１項の作業管理システムに用いる工具であって、上記工具の加速度を検出する加速度検出手段と、上記工具による作業の有無を検出する作業検出手段と、上記加速度検出手段で検出される加速度情報及び上記作業検出手段で検出される作業有無情報を電磁波により送信する送信手段とを有することを特徴とする。
【００２１】
請求項９に記載の工具の発明は、請求項７に記載の作業管理システムに用いる工具であって、上記工具の加速度を検出する加速度検出手段と、上記工具の姿勢を検出する姿勢検出手段と、上記工具による作業の有無を検出する作業検出手段と、上記加速度検出手段で検出される加速度情報、上記作業検出手段で検出される作業有無情報、及び上記姿勢検出手段で検出される姿勢情報を電磁波により送信する送信手段とを有することを特徴とする。
【００２２】
請求項１０に記載の発明は、請求項８または９の工具において、上記加速度検出手段は、互いに直交する３軸方向の加速度を検出するための３軸加速度センサを有することを特徴とする。
【００２３】
請求項１１に記載の発明は、請求項９の工具において、上記姿勢検出手段は、傾きを検出するためのジャイロセンサを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１の発明によると、工具から該工具の加速度情報及び作業有無情報を電磁波により送信し、これら加速度情報及び作業有無情報を固定位置で受信して、作業を行った箇所の工具位置である作業座標位置を検出するので、作業座標位置を簡単かつ正確に検出でき、作業効率の向上及び作業の忘れ防止が図れる。
【００２５】
請求項２の発明によると、工具から該工具の加速度情報、作業有無情報及び姿勢情報を電磁波により送信し、これら加速度情報、作業有無情報及び姿勢情報を固定位置で受信して、作業を行った箇所の工具位置である作業座標位置及び工具姿勢である作業姿勢を検出するので、作業座標位置及び作業姿勢を簡単かつ正確に検出できると共に、同一または近接した作業座標位置で作業姿勢が異なる作業を確実に区別して検出することができる。したがって、作業効率の更なる向上が図れると共に、作業忘れをより確実に防止することができる。
【００２６】
請求項３の発明によると、工具に加速度検出手段、作業検出手段、送信手段を有する移動局を設けて、加速度検出手段及び作業検出手段で検出された加速度情報及び作業有無情報を送信手段から電磁波により送信するので、移動局を小形にでき、工具の操作に支承をきたすことがない。しかも、移動局からの電磁波を固定局で受信して、その受信した工具の加速度情報及び作業有無情報に基づいて作業を行った箇所の工具位置である作業座標位置を検出するので、作業座標位置を簡単かつ正確に検出でき、作業効率の向上及び作業の忘れ防止が図れると共に、移動局からの電磁波を受信する固定局も一つで済み、システム全体を安価にできる。
【００２７】
請求項４の発明によると、工具置き部に工具を置いた時点での工具座標位置が原点位置として設定されるので、加速度情報に基づいて算出する工具座標位置の累積誤差をリセットすることができる。したがって、作業座標位置の検出精度を高めることができるので、作業効率の更なる向上が図れると共に、作業忘れをより確実に防止することができる。
【００２８】
請求項５の発明によると、検出した作業座標位置と登録座標位置とが完全に一致しなくても、作業座標位置の所定範囲内に登録座標位置が位置するときは、その登録座標位置が工具座標位置として設定されるので、加速度情報に基づいて算出する工具座標位置の累積誤差をリセットすることができる。したがって、その後の作業座標位置の検出精度を高めることができるので、作業効率の更なる向上が図れると共に、作業忘れをより確実に防止することができる。
【００２９】
請求項６の発明によると、検出した作業座標位置の所定範囲内に登録座標位置が位置しないときは、警報手段から警報が発せられるので、これにより作業者は当該作業が誤作業であることを容易に認識できるので、迅速な対処が可能となる。
【００３０】
請求項７の発明によると、移動局に姿勢検出手段を設けて、該姿勢検出手段で検出される工具の姿勢情報も送信手段から電磁波により送信する。処理手段では、固定局で受信した加速度情報、作業有無情報及び姿勢情報に基づいて、作業を行った箇所の工具位置である作業座標位置及び工具姿勢である作業姿勢を検出するので、作業座標位置及び作業姿勢を簡単かつ正確に検出できると共に、同一または近接した作業座標位置で作業姿勢が異なる作業を確実に区別して検出することができる。したがって、作業効率の更なる向上が図れると共に、作業忘れをより確実に防止することができる。
【００３１】
請求項８の発明によると、工具に加速度検出手段、作業検出手段、送信手段を有する移動局を設けて、加速度検出手段及び作業検出手段で検出された加速度情報及び作業有無情報を送信手段から電磁波により送信するので、移動局を小形にでき、工具の操作に支承をきたすことがない。また、移動局から送信される電磁波を一つの固定局で受信する安価な構成で、その受信した工具の加速度情報及び作業有無情報に基づいて作業を行った箇所の工具位置である作業座標位置を簡単かつ正確に検出することが可能となり、作業効率の向上及び作業の忘れ防止が図れる。
【００３２】
請求項９の発明によると、工具に加速度検出手段、姿勢検出手段、作業検出手段、送信手段を有する移動局を設けて、加速度検出手段、姿勢検出手段及び作業検出手段でそれぞれ検出される加速度情報、姿勢情報及び作業有無情報を送信手段から電磁波により送信するので、移動局を小形にでき、工具の操作に支承をきたすことがない。また、移動局から送信される電磁波を一つの固定局で受信する安価な構成で、その受信した工具の加速度情報、姿勢情報及び作業有無情報に基づいて作業を行った箇所の工具位置である作業座標位置及び作業姿勢を簡単かつ正確に検出することが可能となり、これにより作業効率の更なる向上が図れると共に、作業忘れをより確実に防止することが可能となる。
【００３３】
請求項１０の発明によると、加速度検出手段が３軸加速度センサを有するので、小形な３軸加速度センサの使用と相俟って、工具の操作に支承をきたすことがないように、移動局をより容易に小形化できる。
【００３４】
請求項１１の発明によると、姿勢検出手段がジャイロセンサを有するので、小形なジャイロセンサの使用と相俟って、工具の操作に支承をきたすことがないように、移動局をより容易に小形化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明による作業管理方法及び作業管理システム並びに該作業管理システムに用いる工具の実施の形態について、図１乃至図６を参照して説明する。
【００３６】
図１は本発明の一実施の形態に係る作業管理システムの概略構成を示す図、図２は図１に示す移動局の概略構成を示すブロック図、図３は図１に示す移動局のトルクレンチへの取り付け態様を説明するための図、図４は図１に示す固定局及び処理装置の概略構成を示すブロック図、図５は図１に示す作業管理システムによる作業管理方法を説明するためのフローチャート、図６は図１に示す表示部への表示態様を示す図である。
【００３７】
図１に示すように、本実施の形態の作業管理システムは、作業場である車両組立ライン１において、ワークである車両のシャーシ２のボルトを、作業員３が工具であるトルクレンチ４で締め付ける作業に適用したものである。
【００３８】
車両組立ライン１には、コンベア５によりシャーシ２が搬送されて、作業位置で停止するようになっている。コンベア５の近傍位置には、固定床等の下部構造体６に、工具置き部である工具載置台７が固定されており、この工具載置台７には在席検出手段である在席検出スイッチ８が設けられている。
【００３９】
トルクレンチ４には、移動局９が取り付けられている。このトルクレンチ４は、非作業時は工具載置台７に所定の姿勢（初期姿勢）で載置されて在席検出スイッチ８で検出されるようになっており、作業時は作業員３により把持されて工具載置台７から移動され、シャーシ２に対するボルト締め作業を行うようになっている。
【００４０】
また、車両組立ライン１には、その天井等の上部構造体１０に一つの固定局（ＦＳ）１１が固定されている。固定局１１は、トルクレンチ４による作業を管理する処理手段である処理装置１２に接続されている。
【００４１】
処理装置１２には、工具載置台７に設けられた在席検出スイッチ８と、シャーシ２の搬送と同時に送られてくるＩＤプレート１３のデータ読取りを行う入力部１４と、処理結果等を表示する表示部１５と、警報手段であるブザー１６とが接続されている。
【００４２】
次に、図２及び図３を参照して移動局９について説明する。
【００４３】
図２に示すように、移動局９は、加速度検出手段である互いに直交する３軸方向のトルクレンチ４の加速度を検出するための３軸加速度センサ２１と、姿勢検出手段であるトルクレンチ４の姿勢（傾き）を検出するためのジャイロセンサ２２と、作業検出手段であるトルクレンチ４による作業の有無を検出するためのリミットスイッチ２３と、３軸加速度センサ２１で検出される加速度情報、ジャイロセンサ２２で検出される姿勢情報、及びリミットスイッチ２３で検出されるオン・オフの作業有無情報を電磁波により送信可能に処理する信号処理部２４と、信号処理部２４で処理された信号を電磁波として送信する無線ユニット２５及びアンテナ２６とを有している。
【００４４】
信号処理部２４には、制御部としてのＣＰＵ２７や、３軸加速度センサ２１、ジャイロセンサ２２及びリミットスイッチ２３からのそれぞれの情報をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ２８、更には、電源としての電池２９等が内蔵されている。
【００４５】
図３に示すように、３軸加速度センサ２１及びジャイロセンサ２２は、トルクレンチ４の把持部４ａの先端部に設けられた駆動部４ｂの近傍において、ケース３１に収容して配置され、信号処理部２４、無線ユニット２５及びアンテナ２６は、ケース３２に収容してケース３１の近傍に配置されている。
【００４６】
なお、図３では図示を省略しているが、リミットスイッチ２３は、可動接触子片が外部から付勢されるとオンとなるマイクロスイッチ等からなり、トルクレンチ４の駆動部４ｂの図示しない爪により可動接触子片が付勢されるように取り付けられている。このリミットスイッチ２３は、トルクレンチ４が設定したトルクを超えたとき、すなわちボルト締め作業が完了したときに爪が動いてオンになるようになっている。
【００４７】
本実施の形態では、トルクレンチ４として、周知のリミットスイッチ付トルクレンチを用いることで、そのリミットスイッチを作業検出手段として用いている。
【００４８】
次に、図４を参照して固定局１１及び処理装置１２について説明する。
【００４９】
図４において、固定局１１は、移動局９から送信される電磁波を受信するアンテナ４１及び無線ユニット４２を有している。
【００５０】
また、処理装置１２は、固定局１１で受信した移動局９からの電磁波の受信信号から所要の信号成分を取り出すフィルタ４５と、在席検出スイッチ８の状態及びフィルタ４５を経て入力される受信信号に基づいて原点位置である工具載置台７に対するトルクレンチ４の座標位置（工具座標位置）を算出すると共に、トルクレンチ４の原点位置での初期姿勢に対する姿勢（工具姿勢）を算出しながら、トルクレンチ４によりボルト締め作業を行った箇所の工具座標位置及び工具姿勢をそれぞれ作業座標位置及び作業姿勢として検出する等の締め付け作業を管理する計算部４６と、シャーシの種別毎に締め付け作業箇所の工具座標位置及び工具姿勢をそれぞれ登録座標位置及び登録姿勢として予め格納するメモリ等からなるテーブル４７とを有しており、例えばパーソナルコンピュータやマイクロコンピュータにより構成されている。
【００５１】
なお、移動局９と固定局１１との間の電磁波の送受信は、例えば２．４ＧＨｚ帯の電波を用いて行われるようになっている。
【００５２】
以上の構成からなる作業管理システムによる本実施の形態の作業管理方法について、図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００５３】
車両組立ライン１において、コンベア５によりシャーシ２及びＩＤプレート１３が搬送され、入力部１４によりＩＤプレート１３のデータ読取りが行われる（ステップＳ１）。これにより、処理装置１２において車両ＩＤ等のシャーシ２が特定され、その特定されたシャーシ２に対応する締め付け箇所の登録座標位置及び登録姿勢がテーブル４７から計算部４６に取得される（ステップＳ２）。
【００５４】
ここでは、図１に示すように、シャーシ２にボルト締め箇所ＷＰ１〜ＷＰ５が有り、その各々のボルト締め箇所に対応するトルクレンチ４の登録座標位置及び登録姿勢が取得されるものとする。
次に、作業員３は、工具載置台７に載置されているトルクレンチ４の把持部４ａを把持して、トルクレンチ４を工具載置台７から移動させてボルト締め箇所ＷＰ１〜ＷＰ５に対してボルト締め付け作業を行う（ステップＳ３）。
【００５５】
また、締め付け作業の開始に同期して、ステップＳ２で取得した登録座標位置及び登録姿勢に基づいて、表示部１５に、例えば図６に示すような作業状況画面を表示する（ステップＳ４）。なお、この作業状況画面は、車両ＩＤ等を示す表示領域５１と、締付完了箇所を示す表示領域５２と、未締付箇所を示す表示領域５３と、全箇所締付完了を示す表示領域５４と、シャーシを模擬的に示す表示領域５５とを有しており、作業員３に対して作業の状況が視覚的に分かり易い画面となっている。
【００５６】
ここで、トルクレンチ４に取り付けた移動局９からは、３軸加速度センサ２１で検出される加速度情報、ジャイロセンサ２２で検出される姿勢情報及びリミットスイッチ２３で検出される作業有無情報が常時送信され、これらの加速度情報、姿勢情報及び作業有無情報が固定局１１で受信されて処理装置１２に供給される。
【００５７】
また、処理装置１２では、固定局１１からの受信信号がフィルタ４５を経て計算部４６に入力されると共に、計算部４６において在席検出スイッチ８の状態が監視され、その在席検出スイッチ８の監視結果と、受信した加速度情報、姿勢情報及び作業有無情報とに基づいてトルクレンチ４によるボルト締め作業が管理される。
【００５８】
すなわち、計算部４６では、在席検出スイッチ８がオン状態にあるときの加速度情報及び姿勢情報をそれぞれトルクレンチ４の原点位置及び初期姿勢として、在席検出スイッチ８がオフ状態にあるトルクレンチ４の移動中において、加速度情報に基づいて原点位置に対する工具座標位置を算出すると共に、姿勢情報に基づいて初期姿勢に対する工具姿勢を算出しながら、リミットスイッチ２３がオンとなったときの作業有無情報に基づいてトルクレンチ４によりボルト締め作業を行った工具座標位置及び工具姿勢をそれぞれ作業座標位置及び作業姿勢として検出する（ステップＳ５）。
【００５９】
その後、検出した作業座標位置及び作業姿勢と、テーブル４７から取得した当該シャーシ２における各締め付け箇所の登録座標位置及び登録姿勢との比較に基づいて、締め付け箇所がＯＫかＮＧかを判定し（ステップＳ６）、ＯＫの場合には、該当する締付完了箇所を表示部１５の表示領域５２に表示し、ＮＧの場合には、ブザー１６を鳴動させて（ステップＳ７）、作業者３に対して当該締め付け作業が誤作業であることを認識させて、ステップＳ３に戻る。
【００６０】
すなわち、ステップＳ６では、検出した作業座標位置及び作業姿勢と各登録座標位置及び登録姿勢とを比較して、検出した作業座標位置及び作業姿勢に対して所定範囲内に登録座標位置及び登録姿勢があるか否かを検出し、ある場合にはＯＫと判定して、ステップＳ７において該当する登録座標位置及び登録姿勢の締付完了箇所を表示部１５の表示領域５２に表示する。
【００６１】
なお、ステップＳ６における判定結果がＯＫの場合において、検出した作業座標位置及び作業姿勢が、対応する締め付け箇所の登録座標位置及び登録姿勢に一致しない場合には、その締め付け箇所の登録座標位置及び登録姿勢をその時点の工具座標位置及び工具姿勢として設定して、移動局９からの加速度情報及び姿勢情報に基づいてそれぞれ算出される工具座標位置及び工具姿勢の累積誤差をリセットする。
【００６２】
その後、トルクレンチ４が工具載置台７に載置されたか否か、すなわち在席検出スイッチ８がオンになったか否かを検出して作業終了か否かを判定し（ステップＳ８）、作業終了と判定された場合（ＹＥＳの場合）には、在席検出スイッチ８がオンになった時点で算出された工具座標位置及び工具姿勢をそれぞれ原点位置及び初期姿勢として設定して（ステップＳ９）、累積誤差をリセットし、作業終了でない場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ３に戻る。
【００６３】
ステップＳ８で作業終了と判定された場合には、次に、未締付箇所があるか否かを判定し（ステップＳ１０）、無しの場合には終了処理として作業内容をファイル化する等の終了処理（ステップＳ１１）を経て当該シャーシ２に対するトルクレンチ４によるボルト締め付け作業を終了し、未締付箇所が有る場合には、ステップＳ７でブザー１６を鳴動させて作業者３に対して未締付箇所があることを認識させ、ステップＳ３に戻る。
【００６４】
以上のように、本実施の形態では、車両組立ライン１において作業員３によりトルクレンチ４を把持してシャーシ２に対するボルトの締め付け作業を行うのに際して、トルクレンチ４に、その加速度を検出する３軸加速度センサ２１、姿勢を検出するジャイロセンサ２２及び作業の有無を検出するリミットスイッチ２３を有する移動局９を取り付けて、検出された加速度情報、姿勢情報、作業有無情報を電磁波により送信し、その送信された加速度情報、作業有無情報及び姿勢情報を車両組立ライン１に設けた一つの固定局１１で受信して処理装置１２に供給し、ここで加速度情報に基づいて原点位置である工具載置台７に対するトルクレンチ４の工具座標位置を算出すると共に、姿勢情報に基づいてトルクレンチ４の工具姿勢を算出しながら、作業有無情報に基づいてトルクレンチ４により締め付け作業を行った工具座標位置及び工具姿勢をそれぞれ作業座標位置及び作業姿勢として検出し、その検出した作業座標位置及び作業姿勢とシャーシ２に対して予め登録されたトルクレンチ４による作業箇所の登録座標位置及び登録姿勢との比較に基づいてシャーシ２に対するトルクレンチ４による作業を管理するようにしたので、作業座標位置及び作業姿勢を簡単かつ正確に検出できると共に、同一または近接した作業座標位置で作業姿勢が異なる作業を確実に区別して検出することができる。したがって、特許文献１に記載のように、超音波と電磁波との受信時間差に基づいて作業を行ったトルクレンチの位置を算出する場合と比較して、トルクレンチ４による作業箇所を簡単かつ正確に検出でき、しかも全体を安価にできると共に、移動局９も小形にできるので、トルクレンチ４の操作に支障をきたすこともなく作業の効率向上及び作業の忘れ防止を図ることができる。
【００６５】
また、検出した作業座標位置及び作業姿勢に対して所定範囲内に登録座標位置及び登録姿勢がある場合には、その登録座標位置及び登録姿勢をその時点の工具座標位置及び工具姿勢として設定すると共に、在席検出スイッチ８がオンになった時点で算出された工具座標位置及び工具姿勢をそれぞれ原点位置及び初期姿勢として設定することにより、移動局９からの加速度情報及び姿勢情報に基づいてそれぞれ算出される工具座標位置及び工具姿勢の累積誤差をリセットするようにしたので、作業座標位置及び作業姿勢の検出精度を高めることができ、作業効率の更なる向上が図れると共に、作業忘れをより確実に防止することができる。
【００６６】
さらに、締め付け箇所がＮＧの場合や、未締付箇所がある場合には、ブザー１６を鳴動させて警報を発するようにしたので、作業者３に対して誤作業であることや、未締付箇所があることを容易に認識させることができ、迅速な対処が可能となる。
【００６７】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では、移動局９を常時オン状態として、検出情報を常時送信するようにしたが、移動局９と固定局１１とを双方向通信可能として、トルクレンチ４が工具載置台７に載置されているときは、移動局９からの送信を中断し、作業開始時に送信を開始するように構成することもできる。このようにすれば、移動局９の省電力化を図ることができ、電池２９を長期間に亘って使用することができる。
【００６８】
また、加速度検出手段は３軸加速度センサに限らず、ワークや作業箇所に応じて、１次元方向あるいは２次元方向の加速度を検出する１軸あるいは２軸加速度センサを用いることもできる。さらに、工具の作業姿勢が一定の場合には、姿勢検出手段を省略することもできる。また、警報手段は、ブザーに限らず、警報ランプを用いたり、ブザー及び警報ランプの両方を用いたりすることができる。また、固定局のアンテナは１個に限らず、複数のアンテナを設けて、ダイバシティ方式により受信強度の高いアンテナからの受信信号を優先的に用いたり、複数のアンテナの受信信号を合成して用いたりすることもできる。
【００６９】
さらにまた、本発明は、トルクレンチに限らず、トルクドライバやその他の工具を用いる作業にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る作業管理システムの概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す移動局の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す移動局のトルクレンチへの取り付け態様を説明するための図である。
【図４】図１に示す固定局及び処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】図１に示す作業管理システムによる作業管理方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】図１に示す表示部への表示態様を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１  車両組立ライン
２  シャーシ
３  作業員
４  トルクレンチ
４ａ  把持部
４ｂ  駆動部
５  コンベア
６  下部構造体
７  工具載置台
８  在席検出スイッチ
９  移動局
１０  上部構造体
１１  固定局
１２  処理装置
１３  ＩＤプレート
１４  入力部
１５  表示部
１６  ブザー
２１  ３軸加速度センサ
２２  ジャイロセンサ
２３  リミットスイッチ
２４  信号処理部
２５  無線ユニット
２６  アンテナ
２７  ＣＰＵ
２８  Ａ／Ｄコンバータ
２９  電池
３１，３２  ケース
４１  アンテナ
４２  無線ユニット
４５  フィルタ
４６  計算部
４７  テーブル
５１〜５５  表示領域
【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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