(57)【要約】【課題】共回りや軸回りなど高力ボルト締付け状態を検知することのできる高力ボルト締付け状態の検知システムおよび方法を提供する。【解決手段】プレートに座金およびナットを介して締付けた高力ボルトの締付け状態を、それぞれに締付け前に施されたマーキングを用いて検知するシステム１０であって、プレートに対する座金とナットと高力ボルトの締付け状態を撮影する撮影手段１２と、撮影した画像に基づいて、プレートと座金とナットと高力ボルトのそれぞれに施されたマーキングについてのマーキング角度を検出するマーキング角度検出手段１４と、検出したマーキング角度に基づいて、締付け状態を判定する判定手段１６とを備えるようにする。【選択図】図１
2018009932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレートに座金およびナットを介して締付けた高力ボルトの締付け状態を、それぞれに締付け前に施されたマーキングを用いて検知するシステムであって、
プレートに対する座金とナットと高力ボルトの締付け状態を撮影する撮影手段と、
撮影した画像に基づいて、プレートと座金とナットと高力ボルトのそれぞれに施されたマーキングについてのマーキング角度を検出するマーキング角度検出手段と、
検出したマーキング角度に基づいて、締付け状態を判定する判定手段とを備えることを特徴とする高力ボルト締付け状態の検知システム。
【請求項２】
マーキング角度検出手段は、撮影した画像における高力ボルトのピンテール破断面に基づいて高力ボルトの中心軸線を算出し、算出した中心軸線からの距離に基づいてボルトとナットと座金とプレートを検出するとともにマーキング角度を検出することを特徴とする請求項１に記載の高力ボルト締付け状態の検知システム。
【請求項３】
撮影手段は、複数の高力ボルトの締付け状態を同時に撮影し、
マーキング角度検出手段は、複数の高力ボルトについてマーキング角度を検出し、
判定手段は、複数の高力ボルトについて締付け状態を判定することを特徴とする請求項１または２に記載の高力ボルト締付け状態の検知システム。
【請求項４】
判定手段は、個々の高力ボルトについてプレートのマーキング角度とナットのマーキング角の差を算出するとともに全体の平均値を算出し、算出した全数の平均値と個々の高力ボルトにおけるマーキング角度の差が所定の角度以上である場合には、ナット回転角のバラツキが所定の規定範囲を超えていると判定するナット回転角のバラツキ判定部を有することを特徴とする請求項３に記載の高力ボルト締付け状態の検知システム。
【請求項５】
判定手段は、座金とプレートのマーキング角度の差が所定の角度以上である場合には、共回りが生じていると判定する共回り判定部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の高力ボルト締付け状態の検知システム。
【請求項６】
判定手段は、高力ボルトとプレートのマーキング角度の差が所定の角度以上である場合には、軸回りが生じていると判定する軸回り判定部を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の高力ボルト締付け状態の検知システム。
【請求項７】
プレートに座金およびナットを介して締付けた高力ボルトの締付け状態を、それぞれに締付け前に施されたマーキングを用いて検知する方法であって、
プレートに対する座金とナットと高力ボルトの締付け状態を撮影する撮影ステップと、
撮影した画像に基づいて、プレートと座金とナットと高力ボルトのそれぞれに施されたマーキングについてのマーキング角度を検出するマーキング角度検出ステップと、
検出したマーキング角度に基づいて、締付け状態を判定する判定ステップとを備えることを特徴とする高力ボルト締付け状態の検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば高力ボルト本締め後の状態を検知する高力ボルト締付け状態の検知システムおよび方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、高力ボルト本締め後の状態を検知する場合には、１次締め後にボルト、ナット、座金、プレートに施したマーキングのボルト中心軸線に対するナットの回転角度を分度器や目視で測定したり、ナットと座金の共回りやボルトの軸回りなど高力ボルト締付けの状態を目視で判定していたため、検査漏れや測定ミスなどが発生しやすく、検査に手間と時間がかかっていた。また、ナットの回転角度を目視で測定する方法は、誤差を含む可能性が高くなるという問題がある。
【０００３】
図７は、高力ボルト本締め後の状態を示したものである。（１）は軸回り、（２）は正常、（３）は共回りである。この図に示すように、１次締め後に高力ボルト１、ナット２、座金３、プレート４にマーキング５を施して本締めする場合、共回りや軸回りについては、全数を注意深く観察しないと見落としてしまうことがある。
【０００４】
一方、ボルトやナットのマーキングにより緩みを検知する従来の方法として、例えば特許文献１の方法が知られている。この方法は、構造物を締結するボルトの緩み点検において、予めボルト締結時にボルトおよびボルト取付け部の鋼材に耐候性に優れた塗料などでマーキングを施しておき、ボルトの緩み点検時に、地上から撮像した構造物の画像から、ボルト部を拡大して、ボルトに施したマーキングとボルト取付け部の鋼材に施したマーキングの線のずれによって被検査対象ボルトの緩みの判定を行うものである。しかしながら、この方法では、ナットと座金の共回りやボルトの軸回りなど高力ボルト締付けの状態を検知することはできない。また、複数のナットの回転角を測定し、その平均値の算出やバラツキの状態検知などに活用することは示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このため、ナットと座金の共回りやボルトの軸回りなど高力ボルト締付け状態を検知することのできる技術の開発が求められていた。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、共回りや軸回りなど高力ボルト締付け状態を検知することのできる高力ボルト締付け状態の検知システムおよび方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る高力ボルト締付け状態の検知システムは、プレートに座金およびナットを介して締付けた高力ボルトの締付け状態を、それぞれに締付け前に施されたマーキングを用いて検知するシステムであって、プレートに対する座金とナットと高力ボルトの締付け状態を撮影する撮影手段と、撮影した画像に基づいて、プレートと座金とナットと高力ボルトのそれぞれに施されたマーキングについてのマーキング角度を検出するマーキング角度検出手段と、検出したマーキング角度に基づいて、締付け状態を判定する判定手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る他の高力ボルト締付け状態の検知システムは、上述した発明において、マーキング角度検出手段は、撮影した画像における高力ボルトのピンテール破断面に基づいて高力ボルトの中心軸線を算出し、算出した中心軸線からの距離に基づいてボルトとナットと座金とプレートを検出するとともにマーキング角度を検出することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る他の高力ボルト締付け状態の検知システムは、上述した発明において、撮影手段は、複数の高力ボルトの締付け状態を同時に撮影し、マーキング角度検出手段は、複数の高力ボルトについてマーキング角度を検出し、判定手段は、複数の高力ボルトについて締付け状態を判定することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る他の高力ボルト締付け状態の検知システムは、上述した発明において、判定手段は、個々の高力ボルトについてプレートのマーキング角度とナットのマーキング角の差を算出するとともに全体の平均値を算出し、算出した全数の平均値と個々の高力ボルトにおけるマーキング角度の差が所定の角度以上である場合には、ナット回転角のバラツキが所定の規定範囲を超えていると判定するナット回転角のバラツキ判定部を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る他の高力ボルト締付け状態の検知システムは、上述した発明において、判定手段は、座金とプレートのマーキング角度の差が所定の角度以上である場合には、共回りが生じていると判定する共回り判定部を有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る他の高力ボルト締付け状態の検知システムは、上述した発明において、判定手段は、高力ボルトとプレートのマーキング角度の差が所定の角度以上である場合には、軸回りが生じていると判定する軸回り判定部を有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る高力ボルト締付け状態の検知方法は、プレートに座金およびナットを介して締付けた高力ボルトの締付け状態を、それぞれに締付け前に施されたマーキングを用いて検知する方法であって、プレートに対する座金とナットと高力ボルトの締付け状態を撮影する撮影ステップと、撮影した画像に基づいて、プレートと座金とナットと高力ボルトのそれぞれに施されたマーキングについてのマーキング角度を検出するマーキング角度検出ステップと、検出したマーキング角度に基づいて、締付け状態を判定する判定ステップとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る高力ボルト締付け状態の検知システムによれば、プレートに座金およびナットを介して締付けた高力ボルトの締付け状態を、それぞれに締付け前に施されたマーキングを用いて検知するシステムであって、プレートに対する座金とナットと高力ボルトの締付け状態を撮影する撮影手段と、撮影した画像に基づいて、プレートと座金とナットと高力ボルトのそれぞれに施されたマーキングについてのマーキング角度を検出するマーキング角度検出手段と、検出したマーキング角度に基づいて、締付け状態を判定する判定手段とを備えるので、例えば、共回りや軸回りなど高力ボルト締付け状態を検知することができるという効果を奏する。
【００１６】
また、本発明に係る他の高力ボルト締付け状態の検知システムによれば、マーキング角度検出手段は、撮影した画像における高力ボルトのピンテール破断面に基づいて高力ボルトの中心軸線を算出し、算出した中心軸線からの距離に基づいてボルトとナットと座金とプレートを検出するとともにマーキング角度を検出するので、マーキング角度を精度良く検出することができるという効果を奏する。
【００１７】
また、本発明に係る他の高力ボルト締付け状態の検知システムによれば、撮影手段は、複数の高力ボルトの締付け状態を同時に撮影し、マーキング角度検出手段は、複数の高力ボルトについてマーキング角度を検出し、判定手段は、複数の高力ボルトについて締付け状態を判定するので、複数の高力ボルトの締付け状態を迅速に判定することができるという効果を奏する。
【００１８】
また、本発明に係る他の高力ボルト締付け状態の検知システムによれば、判定手段は、個々の高力ボルトについてプレートのマーキング角度とナットのマーキング角の差を算出するとともに全体の平均値を算出し、算出した全数の平均値と個々の高力ボルトにおけるマーキング角度の差が所定の角度以上である場合には、ナット回転角のバラツキが所定の規定範囲を超えていると判定するナット回転角のバラツキ判定部を有するので、ナット回転角のバラツキを効率的に判定することができるという効果を奏する。
【００１９】
また、本発明に係る他の高力ボルト締付け状態の検知システムによれば、判定手段は、座金とプレートのマーキング角度の差が所定の角度以上である場合には、共回りが生じていると判定する共回り判定部を有するので、共回りを効率的に判定することができるという効果を奏する。
【００２０】
また、本発明に係る他の高力ボルト締付け状態の検知システムによれば、判定手段は、高力ボルトとプレートのマーキング角度の差が所定の角度以上である場合には、軸回りが生じていると判定する軸回り判定部を有するので、軸回りを効率的に判定することができるという効果を奏する。
【００２１】
また、本発明に係る高力ボルト締付け状態の検知方法によれば、プレートに座金およびナットを介して締付けた高力ボルトの締付け状態を、それぞれに締付け前に施されたマーキングを用いて検知する方法であって、プレートに対する座金とナットと高力ボルトの締付け状態を撮影する撮影ステップと、撮影した画像に基づいて、プレートと座金とナットと高力ボルトのそれぞれに施されたマーキングについてのマーキング角度を検出するマーキング角度検出ステップと、検出したマーキング角度に基づいて、締付け状態を判定する判定ステップとを備えるので、例えば、共回りや軸回りなど高力ボルト締付け状態を検知することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明に係る高力ボルト締付け状態の検知システムおよび方法の実施の形態を示す概略ブロック図である。
【図２】図２は、検知するエリアを示す写真図である。
【図３】図３は、マーキング角度検出フローを示す図である。
【図４】図４は、ナット回転角のバラツキ判定フローを示す図である。
【図５】図５は、共回り判定フローを示す図である。
【図６】図６は、軸回り判定フローを示す図である。
【図７】図７は、高力ボルト本締め後の状態を示したものであり、（１）は軸回り、（２）は正常、（３）は共回りである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明に係る高力ボルト締付け状態の検知システムおよび方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２４】
本発明に係る高力ボルト締付け状態の検知システムは、ガセットプレート（プレート）に座金およびナットを介して締付けた高力ボルトの締付け状態を、それぞれに締付け前に施されたマーキングを用いて検知するシステムである。図１に示すように、本発明に係る高力ボルト締付け状態の検知システム１０は、プレートに対する座金とナットと高力ボルトの締付け状態を撮影するカメラからなる撮影手段１２と、撮影した画像に基づいて、プレートと座金とナットと高力ボルトのそれぞれに施されたマーキングについてのマーキング角度を検出するマーキング角度検出手段１４と、検出したマーキング角度に基づいて、締付け状態を判定する判定手段１６とを備える。
【００２５】
マーキング角度検出手段１４、判定手段１６は、例えば各種演算処理機能を有するコンピュータとデータベースを用いて構成することができる。判定手段１６は、ナット回転角のバラツキ判定部１８と、共回り判定部２０と、軸回り判定部２２とを有する。
【００２６】
（各部マーキング角度の検出）
次に、マーキング角度検出手段１４による各部マーキング角度の検出フローについて説明する。
【００２７】
図３は、マーキング角度検出フローを示した図である。このフローでは、撮影手段１２のカメラで撮影した画像を解析処理することにより、ボルト軸、ナット、座金、プレートのマーキング角度を検出する。
【００２８】
まず、図２に示すように、予めマーキングされた高力ボルトを本締めした後に、検知対象の検査エリアＲを撮影手段１２のカメラで撮影し、カラー画像を取得する（ステップＳ１１）。図の例では、検査エリアＲのプレートに、格子点状に配置した４×９＝３６個の複数の高力ボルトが本締めしてある。
【００２９】
次に、図３に示すように、取得したカラー画像を周知の画像解析処理方法によって解析し、ガセットプレートおよび高力ボルトの位置関係を検出する。また、予めデータベース等に記録してある設計寸法と比較することにより変形量を算出するとともに、撮影時のカメラ本体の姿勢からカメラ位置を算出する（ステップＳ１２）。なお、カメラ本体の姿勢は、本体に備わるＩＭＵ（慣性計測装置）などの姿勢センサにより取得することが可能である。
【００３０】
次に、ピンテール破断面を色識別して、各ボルト断面の変形量を考慮して楕円で形状を近似し、ボルト位置を特定する（ステップＳ１３）。高力ボルトのピンテール破断面は、プレート面から最も離れた位置にあるので、他の対象物の陰にならないで切断面全体の写真を撮影できる。また、ピンテールが破断した直後の切断面の色はバラツキが少なく、予めデータベース等に記録してあるピンテール破断面の色見本で識別するのに適している。
【００３１】
次に、画像解析によって楕円の長辺と短辺を検知し、それらの交点を各ボルト中心位置として算出する（ステップＳ１４）。
【００３２】
次に、予めデータベース等に記録してあるボルトの配列位置データから各ボルト中心位置を算出し、各ボルト中心位置を補正する（ステップＳ１５）。
【００３３】
次に、予めデータベース等に記録してあるボルト・ナット・座金の３次元形状と寸法データを重ね合わせることにより、各ボルト中心軸線を算出する（ステップＳ１６）。
【００３４】
次に、各ボルト中心軸線からの距離により、ボルト、ナット上部、ナット側部、座金上部、座金側部、プレート部を識別し、各部のマーキング角度を検出する（ステップＳ１７）。
【００３５】
なお、上記のステップＳ１４〜Ｓ１７において、カメラ本体の撮影位置と姿勢は個々のボルトにより異なるので、個別に算出する。
【００３６】
（ナット回転角のバラツキ判定）
次に、ナット回転角のバラツキ判定部１８によるナット回転角のバラツキ判定フローについて説明する。
【００３７】
図４は、ナット回転角のバラツキ判定フローを示したものである。この図に示すように、ボルト中心軸線からの距離により、ボルト、ナット上部、ナット側部、座金上部、座金側部、プレートのマーキング角度を検出した後に（ステップＳ２１）、ナット回転角のバラツキ判定部１８は、プレートのマーキング角度とナット上部またはナット側部のマーキング角の差Ａをボルト全数について算出する（ステップＳ２２）。Ａの平均値と個々のボルトのＡとの差が所定角度（例えば±３０度）以内であるかを判定し（ステップＳ２３、Ｓ２４）、この条件を満たさない場合は、ナット回転角のバラツキが所定の規定範囲を超えていると判定し、例えばコンピュータに備わるモニタやスピーカなどを介してそれを表すアラームを出す（ステップＳ２５）。
【００３８】
（共回りの判定）
次に、共回り判定部２０による共回り判定フローについて説明する。
【００３９】
図５は、共回り判定フローを示したものである。この図に示すように、ボルト中心軸線からの距離により、ボルト、ナット上部、ナット側部、座金上部、座金側部、プレートのマーキング角度を検出した後に（ステップＳ３１）、共回り判定部２０は、座金上部、または座金側部とプレートのマーキング角度の差が±Ｘ度以内であるかを判定する（ステップＳ３２、Ｓ３３）。判定値Ｘは検査ごとに設定する。この条件を満たさない場合は、共回りと判定し、例えばコンピュータに備わるモニタやスピーカなどを介して共回りを示すアラームを出す（ステップＳ３４）。
【００４０】
（軸回りの判定）
次に、軸回り判定部２２による軸回り判定フローについて説明する。
【００４１】
図６は、軸回り判定フローを示したものである。この図に示すように、ボルト中心軸線からの距離により、ボルト、ナット上部、ナット側部、座金上部、座金側部、プレートのマーキング角度を検出した後に（ステップＳ４１）、軸回り判定部２２は、ボルトとプレートのマーキング角度の差が±Ｙ度以内であるかを判定する（ステップＳ４２、Ｓ４３）。判定値Ｙは検査ごとに設定する。この条件を満たさない場合は、軸回りと判定し、例えばコンピュータに備わるモニタやスピーカなどを介して軸回りを示すアラームを出す（ステップＳ４４）。
【００４２】
このように、本実施の形態によれば、高力ボルト本締め後の共回りや軸回りなどの状態をその場ですぐに検知できる。また、１回の撮影で複数の高力ボルトやナットの状態を同時に検知できる。また、対象物に対する撮影角度や拡大率を調整して画像データを取り直すことで、検知精度を向上させることができる。
【００４３】
以上説明したように、本発明に係る高力ボルト締付け状態の検知システムによれば、プレートに座金およびナットを介して締付けた高力ボルトの締付け状態を、それぞれに締付け前に施されたマーキングを用いて検知するシステムであって、プレートに対する座金とナットと高力ボルトの締付け状態を撮影する撮影手段と、撮影した画像に基づいて、プレートと座金とナットと高力ボルトのそれぞれに施されたマーキングについてのマーキング角度を検出するマーキング角度検出手段と、検出したマーキング角度に基づいて、締付け状態を判定する判定手段とを備えるので、例えば、共回りや軸回りなど高力ボルト締付け状態を検知することができる。
【００４４】
また、本発明に係る他の高力ボルト締付け状態の検知システムによれば、マーキング角度検出手段は、撮影した画像における高力ボルトのピンテール破断面に基づいて高力ボルトの中心軸線を算出し、算出した中心軸線からの距離に基づいてボルトとナットと座金とプレートを検出するとともにマーキング角度を検出するので、マーキング角度を精度良く検出することができる。
【００４５】
また、本発明に係る他の高力ボルト締付け状態の検知システムによれば、撮影手段は、複数の高力ボルトの締付け状態を同時に撮影し、マーキング角度検出手段は、複数の高力ボルトについてマーキング角度を検出し、判定手段は、複数の高力ボルトについて締付け状態を判定するので、複数の高力ボルトの締付け状態を迅速に判定することができる。
【００４６】
また、本発明に係る他の高力ボルト締付け状態の検知システムによれば、判定手段は、個々の高力ボルトについてプレートのマーキング角度とナットのマーキング角の差を算出するとともに全体の平均値を算出し、算出した全数の平均値と個々の高力ボルトにおけるマーキング角度の差が所定の角度以上である場合には、ナット回転角のバラツキが所定の規定範囲を超えていると判定するナット回転角のバラツキ判定部を有するので、ナット回転角のバラツキを効率的に判定することができる。
【００４７】
また、本発明に係る他の高力ボルト締付け状態の検知システムによれば、判定手段は、座金とプレートのマーキング角度の差が所定の角度以上である場合には、共回りが生じていると判定する共回り判定部を有するので、共回りを効率的に判定することができる。
【００４８】
また、本発明に係る他の高力ボルト締付け状態の検知システムによれば、判定手段は、高力ボルトとプレートのマーキング角度の差が所定の角度以上である場合には、軸回りが生じていると判定する軸回り判定部を有するので、軸回りを効率的に判定することができる。
【００４９】
また、本発明に係る高力ボルト締付け状態の検知方法によれば、プレートに座金およびナットを介して締付けた高力ボルトの締付け状態を、それぞれに締付け前に施されたマーキングを用いて検知する方法であって、プレートに対する座金とナットと高力ボルトの締付け状態を撮影する撮影ステップと、撮影した画像に基づいて、プレートと座金とナットと高力ボルトのそれぞれに施されたマーキングについてのマーキング角度を検出するマーキング角度検出ステップと、検出したマーキング角度に基づいて、締付け状態を判定する判定ステップとを備えるので、例えば、共回りや軸回りなど高力ボルト締付け状態を検知することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上のように、本発明に係る高力ボルト締付け状態の検知システムおよび方法は、例えば高力ボルト本締め後の状態を検知するのに有用であり、特に、共回りや軸回りなど高力ボルト締付け状態を検知するのに適している。
【符号の説明】
【００５１】
１０  高力ボルト締付け状態の検知システム
１２  撮影手段
１４  マーキング角度検出手段
１６  判定手段
１８  ナット回転角のバラツキ判定部
２０  共回り判定部
２２  軸回り判定部
【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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