(57)【要約】【課題】システム全体を小型化および簡略化することができる作業管理システムを提供することを課題とする。【解決手段】作業管理システム１であって、ボルトＢ１〜Ｂ４を締め付けるとともに、ボルトＢ１〜Ｂ４を加工したことを示す加工情報を出力する工具１０と、各ボルトＢ１〜Ｂ４に配置された工具１０を検出し、工具１０の位置情報を出力する検出センサ２０と、検出センサ２０から入力された位置情報と、位置情報が入力されているときに工具１０から入力された加工情報とを対応させて表示する表示部３２を有する管理装置３０と、を備えている。【選択図】図２
2011150510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに設定された複数の加工部位を加工するとともに、前記加工部位を加工したことを示す加工情報を出力する工具と、
前記各加工部位に配置された前記工具を検出し、前記工具の位置情報を出力する検出センサと、
前記検出センサから入力された前記位置情報と、前記位置情報が入力されているときに前記工具から入力された前記加工情報とを対応させて表示する表示部を有する管理装置と、を備えていることを特徴とする作業管理システム。
【請求項２】
前記各加工部位に配置された前記工具を、一台の前記検出センサによって検出することを特徴とする請求項１に記載の作業管理システム。
【請求項３】
前記表示部には、前記工具の位置情報を示すマークが表示されており、
前記加工情報は前記マーク上に表示されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の作業管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを加工するときの作業管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のボルトの締め付け作業を管理する作業管理システムとしては、トルクレンチに送信機を設けるとともに、送信機から発信された信号を受信する複数の受信機を作業領域の周囲に配置しているものがある（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
この構成では、送信機と受信機との間で送受信される信号を解析して、トルクレンチの位置を算出することで、締め付け作業が行われたボルトを検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２６７７４０号公報
【特許文献２】特許第４３５１８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記した従来の作業管理システムでは、作業領域に複数の受信機を配置する必要があるため、システム全体が大きくなるという問題がある。また、送信機と受信機との間で送受信される信号が、他の機器で使用される信号に干渉するのを防ぐ必要があるため、システムの設定が煩雑になるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、システム全体を小型化および簡略化することができる作業管理システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明は、作業管理システムであって、ワークに設定された複数の加工部位を加工するとともに、前記加工部位を加工したことを示す加工情報を出力する工具と、前記各加工部位に配置された前記工具を検出し、前記工具の位置情報を出力する検出センサと、前記検出センサから入力された前記位置情報と、前記位置情報が入力されているときに前記工具から入力された前記加工情報とを対応させて表示する表示部を有する管理装置と、を備えていることを特徴としている。
【０００７】
この構成では、工具の位置情報と加工部位の加工情報とが対応して表示部に表示され、作業者が加工部位の加工状態を把握し易くなっているため、加工部位を確実に加工するとともに、同じ加工部位が重複して加工されるのを防ぐことができる。
また、前記した構成では、検出センサによって工具の位置を検出しているため、システム全体を小型化および簡略化することができる。したがって、本発明の作業管理システムを既存の作業ラインに簡単に設置することができるとともに、製造コストを低減することができる。
【０００８】
本発明の作業管理システムは、例えば、ワークに仮止めされたボルト（加工部位）をナットランナーコントローラなどの工具によって締め付ける作業に適用可能であり、工具の位置情報およびボルトを締め付けたことを示す加工情報を表示部に表示することで、ボルトを締め忘れたり、同じボルトを重複して締め付けたりするのを防ぐことができる。
なお、ボルトを締め付けたことを示す加工情報とは、ボルトに嵌合する回転軸の回転状態や、ボルトに嵌合する回転軸の回転トルクなどの工具の駆動状態、或いは、ボルトをねじ穴に対して斜めに締め付けた場合のボルトの固着状態などを示したものである。例えば、工具の回転軸が予め設定された回転トルクに達したことを示す加工情報は、回転軸によってボルトが予め設定された締め付けトルクで締め付けられたことを示している。
また、検出センサとしては、例えば、光線を照射し、その光線上に配置された部材を検出する光センサを用いることができる。
【０００９】
前記した作業管理システムにおいて、前記各加工部位に配置された前記工具を、一台の前記検出センサによって検出させることで、システム全体を小型化および簡略化することが好ましい。
【００１０】
前記した作業管理システムにおいて、前記表示部に前記工具の前記位置情報を示すマークを表示させ、前記加工情報を前記マーク上に表示させるように構成した場合には、加工部位の加工状態を的確に把握することができる。なお、マークの明暗を反転表示させたり、マークを点滅させたりすることで、加工情報をマーク上に表示することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の作業管理システムでは、作業者が加工部位の加工状態を把握し易くなるため、加工部位を確実に加工するとともに、同じ加工部位が重複して加工されるのを防ぐことができる。また、既存の作業ラインに簡単に設置することができるとともに、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態の作業管理システムを示した斜視図である。
【図２】本実施形態の作業管理システムを示した全体構成図である。
【図３】本実施形態の検出センサの照射方向を示した説明図で、（ａ）は検出範囲Ｃ１〜Ｃ４を示した図、（ｂ）は検出範囲Ｃ５を設定した場合の図である。
【図４】本実施形態の管理装置の表示部を示した図で、（ａ）はボルトの締め付け作業前の状態、（ｂ）は第一のボルトの締め付け作業が完了した状態、（ｃ）は全てのボルトの締め付け作業が完了した状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態では、エンジンおよびモータを駆動源として走行するハイブリッドシステムを備えた自動車の組み立てラインにおいて、各種配線が電気的に接続される端子台であるジャンクションボードを、バッテリユニットの側面に取り付ける工程に、本発明の作業管理システムを適用した場合を例として説明する。
【００１４】
バッテリユニットＷ１（特許請求の範囲における「ワーク」）の側面にジャンクションボードＷ２を取り付ける工程（以下、「本工程」という）は、図１に示すように、前工程においてバッテリユニットＷ１およびジャンクションボードＷ２に仮止めされた四本のボルトＢ１〜Ｂ４（特許請求の範囲における「加工部位」）を工具１０によって締め付ける作業を行う工程である。
バッテリユニットＷ１は、組み立てラインに設けられたベルトコンベア２上に載置されており、ベルトコンベア２のベルト２ａを駆動させることで、各工程の作業位置に搬送される。
【００１５】
本実施形態の作業管理システム１は、図１に示すように、四本のボルトＢ１〜Ｂ４を締め付けるとともに、各ボルトＢ１〜Ｂ４を締め付けたことを示す加工情報を出力する工具１０と、各ボルトＢ１〜Ｂ４の頭部に嵌合された工具１０を検出し、工具１０の位置情報を出力する検出センサ２０と、検出センサ２０から入力された位置情報と、位置情報が入力されているときに工具１０から入力された加工情報とを対応させて表示する表示部３２を有する管理装置３０と、を備えている。
【００１６】
工具１０は、回転軸１１と、回転軸１１を回転させる駆動装置が収容された本体部１２と、を備えたナットランナーコントローラである。
この工具１０は、作業者が本体部１２を保持し、回転軸１１の先端部をボルトＢ１〜Ｂ４の頭部に嵌合させた状態で、回転軸１１を回転させることによって、ボルトＢ１〜Ｂ４を締め付けることができる。
また、工具１０では、回転軸１１が回転し、回転軸１１の回転トルクが予め設定された回転トルクに達して、回転軸１１の回転が停止すると、加工情報を管理装置３０の制御部３１に出力する。この加工情報は、ボルトＢ１〜Ｂ４が予め設定された締め付けトルク（回転トルク）で締め付けられたことを示している。
【００１７】
検出センサ２０は、本工程の作業位置に対応させてベルトコンベア２の側部に配置された光センサであり、ベルトコンベア２上に載置されたバッテリユニットＷ１の側面に仮組みされたジャンクションボードＷ２の側方に向けて光線を照射し、その光線上に配置された部材を検出することができる。
また、検出センサ２０では、照射された光線がバッテリユニットＷ１に仮止めされた各ボルトＢ１〜Ｂ４の頭部の側方を通過しており、各ボルトＢ１〜Ｂ４に対応させて検出範囲Ｃ１〜Ｃ４が設定されている（図３（ａ）参照）。
【００１８】
そして、各ボルトＢ１〜Ｂ４の頭部に工具１０の回転軸１１の先端部が嵌合されたときには、検出センサ２０の各検出範囲Ｃ１〜Ｃ４（図３（ａ）参照）内に工具１０の回転軸１１が配置されることになり、検出センサ２０によって工具１０が検出される。さらに、検出センサ２０では、工具１０を検出した検出範囲Ｃ１〜Ｃ４を工具１０の位置情報として後記する管理装置３０の制御部３１に出力する。
具体的には、検出センサ２０が検出範囲Ｃ１（図３（ａ）参照）において工具１０を検出した場合には、工具１０が第一のボルトＢ１に配置されたことを示す位置情報が、検出センサ２０から制御部３１（図２参照）に出力される。
なお、検出センサ２０の構成としては、光線の照射方向を検出範囲Ｃ１〜Ｃ４ごとに切り替えるように構成してもよい。この場合には、検出センサ２０の照射方向を工具１０の位置情報とすることができる。
また、図１に示す工具１０の駆動スイッチ１３が押されて工具１０が駆動したときに検出センサ２０から光線が照射されるように、工具１０と検出センサ２０とを連動させてもよい。
【００１９】
管理装置３０は、図２に示すように、検出センサ２０および工具１０から位置情報および加工情報が入力される制御部３１と、位置情報と加工情報とを対応させて表示する表示部３２と、位置情報と加工情報と対応させて記憶する記憶部３３と、を備えている。
本実施形態の管理装置３０は、各種機械の動作を制御するＰＬＣ（Programmable Logic Controller）を用いて構成されている。管理装置３０における各処理は、記憶部３３に記憶されているプログラムが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である制御部３１によって実行されることで具現化される。
また、検出センサ２０および工具１０は、有線または無線によって制御部３１にデータや信号を伝達させることができる。
【００２０】
制御部３１では、検出センサ２０から工具１０の位置情報が入力され、さらに、位置情報が入力されているときに、工具１０から加工情報が入力されると、対応関係にある一対の加工情報および位置情報を一つのデータとして表示部３２および記憶部３３に出力する。
【００２１】
表示部３２は、制御部３１から出力された各種情報を表示するモニタである。表示部３２には、図４（ａ）に示すように、バッテリユニットＷ１の側面外形図が表示され、この側面外形図内には、各ボルトＢ１〜Ｂ４（図１参照）の締め付け位置が白抜き円形のマークＰ１〜Ｐ４として示されている。なお、バッテリユニットＷ１の側面外形図および各ボルトＢ１〜Ｂ４の締め付け位置のデータは、記憶部３３に予め記憶されており、制御部３１を介して表示部３２に出力される。
【００２２】
表示部３２では、制御部３１から位置情報および加工情報が入力されると、図４（ｃ）に示すように、位置情報に対応するマークＰ１〜Ｐ４が黒塗りの円形に反転表示され、マークＰ１〜Ｐ４上にボルトＢ１〜Ｂ４の加工情報が表示される。
【００２３】
次に、本実施形態の作業管理システム１によるボルトＢ１〜Ｂ４の締め付け作業の管理方法について説明する。
まず、図２に示すように、前工程において四本のボルトＢ１〜Ｂ４が仮止めされたバッテリユニットＷ１がベルトコンベア２によって本工程の作業位置に搬送されると、バッテリユニットＷ１の搬送方向の前方にストッパ３が配置され、バッテリユニットＷ１が作業位置に位置決めされる。
【００２４】
ストッパ３が作動すると、図３（ａ）に示すように、検出センサ２０からジャンクションボードＷ２の側方に向けて光線が照射される。このとき、制御部３１（図２参照）では、各ボルトＢ１〜Ｂ４に対応する各検出範囲Ｃ１〜Ｃ４が作業対象の範囲として設定される。
【００２５】
そして、作業者が図１に示す工具１０の回転軸１１の先端部を、第一のボルトＢ１の頭部に嵌合させると、工具１０の回転軸１１が検出範囲Ｃ１に配置され、検出センサ２０によって工具１０が検出される。検出センサ２０では、検出範囲Ｃ１において工具１０を検出すると、制御部３１に工具１０の位置情報を出力する。このときの位置情報は、工具１０が第一のボルトＢ１に配置されていることを示している。
また、作業者が工具１０を操作して、第一のボルトＢ１の締め付け作業が完了すると、工具１０から制御部３１に加工情報が出力される。
【００２６】
位置情報および加工情報が入力された制御部３１では、位置情報および加工情報を対応させて表示部３２および記憶部３３に出力する。
表示部３２では、位置情報および加工情報が入力されると、図４（ｂ）に示すように、位置情報に対応するマークＰ１が黒塗りの円形に表示される。
【００２７】
同様にして、作業者が各ボルトＢ２〜Ｂ４の締め付け作業を順次に行い、図３（ａ）に示す各検出範囲Ｃ２〜Ｃ４において工具１０が検出されると、図４（ｃ）に示すように、表示部３２に表示されたマークＰ１〜Ｐ４全てが黒塗りの円形に表示され、四本のボルトＢ１〜Ｂ４の締め付け作業が完了したことが示される。
【００２８】
なお、図３（ｂ）に示すように、作業対象の範囲に設定された検出範囲Ｃ１〜Ｃ４以外の検出範囲Ｃ５に配置された第五のボルトＢ５に工具１０が配置された場合には、表示部３２（図２参照）において、第五のボルトＢ５の締め付け位置を示しているマークを赤色で表示することで、作業者に対して第五のボルトＢ５が締め付け対象ではないことを示すように構成することができる。
【００２９】
作業者は、全てのボルトＢ１〜Ｂ４の締め付け作業が完了したことを表示部３２で確認した後に、図２に示すストッパ３の解除スイッチ（図示せず）を操作して、ストッパ３を移動させると、検出センサ２０から光線の照射が停止する。さらに、作業者はベルトコンベア２のベルト２ａを駆動させて、バッテリユニットＷ１を次工程に搬送し、次のバッテリユニットＷ１の搬入を待つことになる。
【００３０】
以上のような作業管理システム１によれば、図２に示すように、工具１０の位置情報と、ボルトＢ１〜Ｂ４を締め付けたことを示す加工情報とが対応して表示部３２に表示され、作業者がボルトＢ１〜Ｂ４の締め付け状態を把握し易くなっているため、ボルトＢ１〜Ｂ４を確実に締め付けるとともに、同じボルトＢ１〜Ｂ４が重複して締め付けられるのを防ぐことができる。
【００３１】
また、一台の検出センサ２０によって、各ボルトＢ１〜Ｂ４に配置された工具１０を検出しているため、システム全体を小型化および簡略化することができる。したがって、作業管理システム１を既存の作業ラインに簡単に設置することができるとともに、製造コストを低減することができる。
【００３２】
また、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、管理装置３０の表示部３２では、マークＰ１〜Ｐ４の明暗を反転表示させることで、マークＰ１〜Ｐ４上に、ボルトＢ１〜Ｂ４の加工情報が示されるため、各ボルトＢ１〜Ｂ４の締め付け状態を的確に把握することができる。
【００３３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
例えば、図２に示す制御部３１において、ボルトＢ１〜Ｂ４の締め付け順序を管理するように構成してもよい。具体的には、第一のボルトＢ１から第二のボルトＢ２の順序で締め付け作業が行われるように設定した場合に、第二のボルトＢ２の締め付け作業が完了する前に第三のボルトＢ３に工具１０が配置されたときには、第二のボルトＢ２の締め付け位置を示しているマークＰ２（図４（ａ）参照）を赤色で表示することで、作業者に作業順序を認識させることができる。
【００３４】
また、本実施形態では、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、マークＰ１〜Ｐ４の明暗を変更することで、マークＰ１〜Ｐ４上にボルトＢ１〜Ｂ４の加工情報を表示しているが、マークＰ１〜Ｐ４を点滅させることで、マークＰ１〜Ｐ４上に加工情報を表示することもできる。なお、マークＰ１〜Ｐ４とは別の位置に各ボルトＢ１〜Ｂ４の加工情報を表示してもよい。
【００３５】
また、本実施形態では、図２に示すように、一台の検出センサ２０によって各ボルトＢ１〜Ｂ４に配置された工具１０を検出しているが、複数の検出センサ２０を設けてもよく、例えば、ボルトＢ１〜Ｂ４ごとに検出センサ２０を設けてもよい。
また、本実施形態では、検出センサ２０として非接触型の光センサを用いているが、検出センサの構成は限定されるものではなく、例えば、工具１０の回転軸１１に接触することで、工具１０を検出する接触型のセンサを用いることもできる。
【００３６】
また、本実施形態では、図１に示すように、前工程においてバッテリユニットＷ１に各ボルトＢ１〜Ｂ４が仮止めされているが、本工程において各ボルトＢ１〜Ｂ４の仮止めおよび本締め付けを行ってもよい。
【００３７】
また、本実施形態では、ボルトＢ１〜Ｂ４を締め付ける作業を例として説明しているが、本発明の作業管理システムは、溶接作業や切削作業など各種の加工作業に適用可能である。すなわち、本発明の作業管理システムでは、加工部位（溶接部位、切削部位）に配置された工具（溶接装置、切削装置）を検出センサによって検出し、工具の位置情報と加工部位の加工情報とを対応させて表示部に表示することで、各種の加工を確実に行うことができる。なお、加工部位を加工したことを示す加工情報は、溶接作業である場合には、電極に流れる電流値を示しており、切削作業である場合には、切削刃の回転状態を示している。
【符号の説明】
【００３８】
１      作業管理システム
２      ベルトコンベア
３      ストッパ
１０    工具
２０    検出センサ
３０    管理装置
３１    制御部
３２    表示部
３３    記憶部
Ｂ１〜Ｂ４    ボルト
Ｃ１〜Ｃ５    検出範囲
Ｐ１〜Ｐ４    マーク
Ｗ１    バッテリユニット
Ｗ２    ジャンクションボード
【図１】
2011150510.tif 000003
【図２】
2011150510.tif 000004
【図３】
2011150510.tif 000005
【図４】
2011150510.tif 000006