(57)【要約】【課題】機械要素の改修作業を的確に且つ効率的に実施することが可能となる改修支援システムを提供する。【解決手段】実施の形態にかかる改修支援システムは、改修対象の機械要素の形状を、点群の三次元座標値によって特定する三次元座標データを作成する改修対象データ作成部と、改修対象データ作成部で作成された三次元座標データを、正常な機械要素の形状を点群の三次元座標値によって特定する基準三次元座標データと比較し、改修対象の機械要素の形状と正常な機械要素の形状との差異を機械要素の三次元画像上で表現する形状差異分布図を作成する差異分布図作成部と、形状差異分布図と改修対象の機械要素とを目視にて対比可能な位置に、形状差異分布図を表示する表示出力部と、を備える。【選択図】図１
2019209461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械要素の改修作業を支援するための改修支援システムであって、
改修対象の機械要素の形状を、点群の三次元座標値によって特定する三次元座標データを作成する改修対象データ作成部と、
前記改修対象データ作成部で作成された前記三次元座標データを、正常な機械要素の形状を点群の三次元座標値によって特定する基準三次元座標データと比較し、前記改修対象の機械要素の形状と前記正常な機械要素の形状との差異を機械要素の三次元画像上で表現する形状差異分布図を作成する差異分布図作成部と、
前記形状差異分布図と前記改修対象の機械要素とを目視にて対比可能な位置に、前記形状差異分布図を表示する表示出力部と、を備える改修支援システム。
【請求項２】
前記表示出力部は、前記改修対象の実際の機械要素と、前記形状差異分布図上の対応する機械要素の三次元画像とが互いに重なり合うようにプロジェクターを介して前記形状差異分布図を表示する、請求項１に記載の改修支援システム。
【請求項３】
前記改修対象データ作成部は、連続的又は間欠的に前記三次元座標データを作成し、
前記差異分布図作成部は、前記改修対象データ作成部が順次作成する前記三次元座標データに応じて前記形状差異分布図を順次作成し、
前記表示出力部は、前記差異分布図作成部が順次作成する前記形状差異分布図を順次表示し、
前記改修対象の機械要素の改修作業の際に、順次更新される前記形状差異分布図に基づき作業者が改修作業の進捗を確認できるようになっている、請求項１又は２に記載の改修支援システム。
【請求項４】
前記機械要素の改修作業において使用するハンドグラインダーの三次元位置及び姿勢を検出する工具状態検出部と、
前記工具状態検出部で検出された前記ハンドグラインダーの三次元位置及び姿勢に基づき、前記ハンドグラインダーと前記改修対象の機械要素との接触位置を前記形状差異分布図上における三次元座標値として特定し、当該三次元座標値と、当該三次元座標値に対応する前記基準三次元座標データ上の基準座標値との間の差異の程度を作業者に通知する通知部と、を更に備える、請求項１乃至３のいずれかに記載の改修支援システム。
【請求項５】
前記通知部は、前記接触位置に対応する前記三次元座標値と、当該三次元座標値に対応する前記基準三次元座標データ上の基準座標値との間の差異の程度に応じて、異なる通知音を発する、請求項４に記載の改修支援システム。
【請求項６】
前記機械要素の改修作業において使用するハンドグラインダーに接続された多関節アームと、
前記多関節アームの動作を制御する動作制御部と、を更に備え、
前記動作制御部は、前記多関節アームの三次元位置から検出される前記ハンドグラインダーの三次元位置及び姿勢に基づき、前記ハンドグラインダーと前記改修対象の機械要素との接触位置を前記形状差異分布図上における三次元座標値として特定し、当該三次元座標値と、当該三次元座標値に対応する前記基準三次元座標データ上の基準座標値との間の差異が無くなる位置まで前記ハンドグラインダーが到達した際に、前記多関節アームの三次元自由度を拘束するようになっている、請求項１乃至３のいずれかに記載の改修支援システム。
【請求項７】
機械要素の改修作業を支援するための改修支援方法であって、
改修対象の機械要素の形状を、点群の三次元座標値によって特定する三次元座標データを作成する改修対象データ作成工程と、
前記改修対象データ作成工程で作成された前記三次元座標データを、正常な機械要素の形状を点群の三次元座標値によって特定する基準三次元座標データと比較し、前記改修対象の機械要素の形状と前記正常な機械要素の形状との差異を機械要素の三次元画像上で表現する形状差異分布図を作成する差異分布図作成工程と、
前記形状差異分布図と前記改修対象の機械要素とを目視にて対比可能な位置に、前記形状差異分布図を表示する表示工程と、を備える改修支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、改修支援システム及び改修支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水車などの水力機械では、キャビテーションの発生に伴う衝撃波により羽根車（ランナ）の羽根の羽根面に壊食が生じる場合がある。このような壊食が生じた際、壊食が軽度な羽根に対しては、通常、ハンドグラインダーによる改修作業を実施する。このような改修作業は、例えば壊食が生じていない羽根の羽根面に合致する凹部が形成されたテンプレートを例えば板材を切断することにより作成し、テンプレートの凹部を参照しつつ壊食が生じている羽根の羽根面を研削することで行われる場合がある。この場合、一般に、壊食が生じている羽根の羽根面にテンプレートを当てて当該羽根面がテンプレートの凹部と一致するように或いは略平行となるように羽根面に対して研削を行う。なお、羽根面とは、羽根の前縁と後縁との間に位置する圧力面と負圧面のことである。
【０００３】
上述のようにハンドグラインダーによる改修作業を行う場合、作業者は、テンプレートと改修対象の羽根とを対比して修正量を認識し、認識した修正量に基づいて羽根の研削を行うことになる。この作業では、作業者が目視により修正量を認識しているため、望ましい修正量と、作業者が認識した修正量との間に誤差が生じ得る。このような問題に関連するものとして、三次元形状の修正量を的確に特定するための技術が種々提案されている。この種の技術としては、例えばプレス加工用の金型の修正に際して、金型の三次元形状の測定結果から金型の形状修正量を導き出す技術などが従来から知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４３９０７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ハンドグラインダーによる羽根の改修作業は作業者によって仕上がりが変化し得るため、適正に実施できない場合がある。この問題の要因として、改修対象の羽根に対するテンプレートの設置基準が不明確であることにより、改修対象の羽根の所望位置にテンプレートを正確に位置決めすることが困難である点が挙げられる。
【０００６】
すなわち、上記テンプレートは、改修対象の羽根の壊食部分の高さ位置を特定し、この高さ位置に対応する正常な羽根の高さ位置の羽根面形状に対応して作成されている。このようにテンプレートを作成した後、改修対象の羽根の壊食部分に対してテンプレートを位置決めすることになるが、この作業は手作業で行われるため、正確に行うことが困難である。また、テンプレートは板材であり、羽根面の形状を羽根断面で２次元的に定義するものであるため、羽根断面以外の部分の形状を明確に定義できない。このようなテンプレートの構成もテンプレートの正確な位置決めを困難にしている。こうしたテンプレートの位置決めの困難性に起因して、改修作業を適正に実施できない状況が生じるものと考えられる。
【０００７】
また、テンプレートは羽根断面以外の部分の形状を明確に定義できないため、羽根断面以外の部分の修正量をテンプレートに基づいて正確に把握することも困難である。このことも、改修作業を適正に実施できない状況を引き起こしているものと考えられる。
【０００８】
一方で、改修作業中のハンドグラインダーによる研削量も正確に把握することは難しい。そのため、作業者は改修対象の羽根にテンプレートをこまめに当てて研削量を確認する必要があるため、作業効率の改善も望まれる。
【０００９】
以上に説明した改修作業に関する問題は、蒸気タービンの羽根車の羽根（動翼、静翼）や、渦巻きポンプの羽根車の羽根などをハンドグラインダーで改修する場合においても同様に生じ得る。更には、改修が想定される種々の機械要素においても同様に生じ得る問題である。
【００１０】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、羽根車の羽根などの機械要素の改修作業を的確に且つ効率的に実施することが可能となる改修支援システム及び改修支援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】
【００１１】
一実施の形態に係る改修支援システムは、機械要素の改修作業を支援するための改修支援システムである。このシステムは、改修対象の機械要素の形状を、点群の三次元座標値によって特定する三次元座標データを作成する改修対象データ作成部と、前記改修対象データ作成部で作成された前記三次元座標データを、正常な機械要素の形状を点群の三次元座標値によって特定する基準三次元座標データと比較し、前記改修対象の機械要素の形状と前記正常な機械要素の形状との差異を機械要素の三次元画像上で表現する形状差異分布図を作成する差異分布図作成部と、前記形状差異分布図と前記改修対象の機械要素とを目視にて対比可能な位置に、前記形状差異分布図を表示する表示出力部と、を備える。
【００１２】
一実施の形態に係る改修支援方法は、機械要素の改修作業を支援するための改修支援方法である。この方法は、改修対象の機械要素の形状を、点群の三次元座標値によって特定する三次元座標データを作成する改修対象データ作成工程と、前記改修対象データ作成工程で作成された前記三次元座標データを、正常な機械要素の形状を点群の三次元座標値によって特定する基準三次元座標データと比較し、前記改修対象の機械要素の形状と前記正常な機械要素の形状との差異を機械要素の三次元画像上で表現する形状差異分布図を作成する差異分布図作成工程と、前記形状差異分布図と前記改修対象の機械要素とを目視にて対比可能な位置に、前記形状差異分布図を表示する表示工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、機械要素の改修作業を的確に且つ効率的に実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施の形態に係る改修支援システムを示す図である。
【図２】第１の実施の形態に係る改修支援システムの機能構成を示すブロック図である。
【図３】壊食のある羽根の羽根面の形状と正常な羽根の羽根面の形状との差異を表現する形状差異分布図を作成する際の手順を示す概念図である。
【図４】（Ａ）は、第１の実施の形態に係る改修支援システムによる改修支援の様子の一例を示す図であり、（Ｂ）は、他の例を示す図である。
【図５】第２の実施の形態に係る改修支援システムを示す図である。
【図６】第３の実施の形態に係る改修支援システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、添付の図面を参照して各実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】
＜第１の実施の形態＞
図１は第１の実施の形態に係る改修支援システムＳ１（以下、システムＳ１と呼ぶ。）を示している。本実施の形態に係るシステムＳ１は、情報処理装置１０と、三次元スキャナ２０と、プロジェクター３０とを備える。システムＳ１は、水力機械のランナ（羽根車）１の改修作業を支援するためのシステムとして構成されている。
【００１７】
ランナ１は、回転軸の周りに配置された複数の羽根２をクラウン３とバンド４との間に保持する。図１に示されるランナ１においては、一部の羽根２の羽根面に壊食による損傷部分５が生じている。なお、羽根面とは、羽根２の前縁と後縁との間に位置する圧力面と負圧面のことを意味する。
【００１８】
本実施の形態に係るシステムＳ１は水力機械のランナ１の改修作業を支援するためのシステムとして用いられるが、当該システムＳ１はランナ１とは異なる羽根車の改修支援においても使用され得る。例えば、システムＳ１は蒸気タービンの羽根車の羽根や、渦巻きポンプの羽根車の羽根などを改修する際においても好適に用いることができる。また、システムＳ１は羽根とは異なる機械要素の改修支援にも使用することができる。このことは、後述する他の実施の形態においても同様である。なお、機械要素とは、機械やその他の構造物を構成する部品や部材のことを意味する。
【００１９】
システムＳ１における情報処理装置１０は、三次元スキャナ２０及びプロジェクター３０に電気的に接続されている。情報処理装置１０はコンピュータであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、外部装置に対して情報や画像などを入出力するためのインタフェース、内部で生成された情報や画像などを表示可能なディスプレイなどを有している。
【００２０】
三次元スキャナ２０は、改修対象データ作成部に対応するものであり、損傷（ここでは、壊食）が生じている羽根２の羽根面の形状を、点群の三次元座標値によって特定する三次元座標データを作成する装置である。本実施の形態における三次元スキャナ２０は、物体の三次元形状を非接触で光学的に検出し、当該三次元形状を点群の三次元座標値によって特定して三次元座標データを作成する。ただし、このような三次元座標データの作成手段は特に限られるものではなく、三次元スキャナ２０の代わりに例えば接触式の三次元形状測定装置が用いられてもよい。
【００２１】
プロジェクター３０は、情報処理装置１０で生成された画像を投射するための装置である。詳細は後述するが、本実施の形態におけるプロジェクター３０は、損傷が生じている羽根２の羽根面の形状と正常な羽根の羽根面の形状との差異をランナの三次元画像上で表現する形状差異分布図を投射するようになっている。
【００２２】
図２には、システムＳ１の機能構成を示すブロック図が示される。情報処理装置１０は、データ入力部１１と、差異分布図作成部１２と、表示出力部１３とを有している。これら各機能部分の処理は、例えば情報処理装置１０におけるＣＰＵがＲＯＭに格納されたコンピュータプログラムをＲＡＭに展開して演算処理を実行することで実現される。
【００２３】
データ入力部１１は三次元スキャナ２０に電気的に接続され、三次元スキャナ２０が作成した三次元座標データを取り込んで、差異分布図作成部１２に出力するようになっている。また、データ入力部１１は、外部から各種の情報を取り込むことができる。データ入力部１１は、例えば上記三次元座標データと比較される後述の基準三次元座標データを外部から取り込んでもよい。
【００２４】
差異分布図作成部１２は、三次元スキャナ２０により作成された三次元座標データを、正常な羽根の羽根面の形状を点群の三次元座標値によって特定する上記基準三次元座標データと比較し、これらデータ間の差異をランナの三次元画像上で表現する形状差異分布図を作成するようになっている。形状差異分布図は、詳しくは、三次元スキャナ２０により作成された三次元座標データと基準三次元座標データとの間の差異を、損傷が生じている羽根２に対応する羽根（厳密に言うと、損傷が生じている羽根２に対応する正常な羽根）の三次元画像を含むランナの三次元画像上で表現する画像である。
【００２５】
差異分布図作成部１２が用いる上記の基準三次元座標データは、ランナ１において損傷が生じていない他の羽根２の形状についての三次元座標データでもよいし、損傷が生じた羽根２についての損傷が生じる前の三次元座標データでもよいし、羽根２を製造する前に作成された羽根２の設計データでもよいし、これらの各データのいずれか又は組合せに基づき生成される、理想的な改修後羽根形状を示す三次元座標データであってもよい。損傷が生じる前の羽根２の三次元座標データ又は設計データを基準三次元座標データとして用いる場合には、これらデータを予め保存しておいてもよい。また、理想的な改修後羽根形状を示す三次元座標データを基準三次元座標データとして用いる場合には、このようなデータを生成するための専用のプログラムを予め保存しておいてもよい。
【００２６】
図３は、差異分布図作成部１２が形状差異分布図を作成する際の手順を示す概念図である。図３において、符号Ａは、損傷が生じている羽根２の羽根面の形状を点群の三次元座標値によって特定する三次元座標データを示し、符号Ｂは、正常な羽根の羽根面の形状を点群の三次元座標値によって特定する基準三次元座標データを示している。符号Ｍは、差異分布図作成部１２がこれらデータの差異（形状差）に基づき作成する形状差異分布図を示している。図３に示される形状差異分布図Ｍでは、損傷が生じている羽根２の形状（三次元座標データＡ）と、正常な羽根の形状（基準三次元座標データＢ）との差異が濃淡によって表現されている。
【００２７】
なお、図３では、形状差異分布図Ｍとして、損傷が生じている羽根２に対応する羽根の三次元画像のみが示され、これに形状差が表現されているが、本実施の形態における形状差異分布図Ｍでは、実際上、損傷が生じている羽根２に対応する羽根の三次元画像を含むランナ全体の三次元画像上に形状差が表現されるようになっている。ただし、このような形状差異分布図Ｍは特に限られるものではなく、例えば損傷が生じている羽根２に対応する羽根の三次元画像のみに形状差が表現されるものでもよいし、複数の羽根を含むランナの一部の三次元画像上に形状差が表現されるものでもよい。
【００２８】
以上のようにして作成される形状差異分布図Ｍは表示出力部１３に入力され、表示出力部１３は、形状差異分布図Ｍと損傷が生じている実際の羽根２の羽根面とを目視にて対比可能な位置に、形状差異分布図Ｍを表示する。具体的に本実施の形態では、表示出力部１３がプロジェクター３０を介して形状差異分布図Ｍを投射可能であり、且つ、情報処理装置１０のディスプレイに形状差異分布図Ｍを表示可能となっている。
【００２９】
図４（Ａ）には、システムＳ１による改修支援の様子の一例が示され、図４（Ｂ）には、他の例が示されている。図４（Ａ）では、表示出力部１３が、損傷が生じている実際の羽根２と、当該羽根２に対応する形状差異分布図Ｍ上の羽根の三次元画像とが互いに重なり合うようにプロジェクター３０を介してランナ１上に形状差異分布図Ｍを表示している。一方で、図４（Ｂ）の例では、表示出力部１３が、ランナ１の側方の壁面にプロジェクター３０を介して形状差異分布図Ｍを表示し、実際のランナ１と形状差異分布図Ｍとが並んでいる。
【００３０】
表示出力部１３が例えば図４（Ａ），（Ｂ）に示すように形状差異分布図Ｍを表示した際には、作業者Ｗが形状差異分布図Ｍを参照することで、実際に損傷が生じている羽根２の損傷部分５の位置及び程度を認識し易くなる。なお、表示出力部１３が情報処理装置１０のディスプレイに形状差異分布図Ｍを表示した場合においても、作業者Ｗは羽根２の損傷部分５の位置及び程度を認識できる。ただし、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように実際のランナ１と概して同一のサイズ及び同一の高さ位置に形状差異分布図Ｍを表示した場合の方が、作業者Ｗが直感的に損傷部分５を認識し易くなる。また、ヘッドマウントディスプレイに形状差異分布図Ｍが表示されてもよい。この場合、ディスプレイ部分を通して外部を視認可能であるとともにディスプレイ部分に形状差異分布図Ｍなどの画像を表示可能な透過型のヘッドマウントディスプレイが用いられる。この場合においても、ヘッドマウントディスプレイのディスプレイ部分を透過して視認されるランナ１の実際の損傷部分５と、形状差異分布図Ｍ上の損傷部分５の対応位置とが互いに重なり合うように、ディスプレイ部分に形状差異分布図Ｍを表示することで、作業者Ｗは直感的に損傷部分５を認識し易くなる。
【００３１】
以上に説明した本実施の形態に係るシステムＳ１では、損傷が生じている羽根２の羽根面の形状と正常な羽根の羽根面の形状との差異を、損傷が生じている羽根２に対応する羽根の三次元画像を含むランナの三次元画像上で表現する形状差異分布図Ｍを作成し、この形状差異分布図Ｍと損傷が生じている実際の羽根２の羽根面とを目視にて対比可能な位置に、形状差異分布図Ｍが表示される。これにより、作業者Ｗは形状差異分布図Ｍを参照することで、実際に損傷が生じている羽根２の損傷部分５の位置及び程度を認識し易くなる。したがって、ランナ１の羽根２の改修作業を行い易くなり、当該作業を的確に且つ効率的に実施することが可能となる。
【００３２】
とりわけ本実施の形態では、表示出力部１３が、損傷が生じている実際の羽根２と当該羽根２に対応する形状差異分布図Ｍ上の羽根の三次元画像とが互いに重なり合うようにランナ１上に形状差異分布図Ｍを表示することができる。この場合、実際のランナ１と概して同一のサイズ及び同一の高さ位置に形状差異分布図Ｍが表示されるため、作業者Ｗが直感的に羽根２の損傷部分５を認識し易くなる。また、羽根２における損傷部分５の位置及び程度を視点をずらさずに認識できるため、改修作業の作業効率を向上させることもできる。
【００３３】
なお、第１の実施の形態では、差異分布図作成部１２が基準となる一つの形状差異分布図Ｍを作成する例を説明した。しかしながら、これに代えて、改修対象データ作成部である三次元スキャナ２０が連続的又は間欠的に三次元座標データを作成し、差異分布図作成部１２が、三次元スキャナ２０によって順次作成される三次元座標データに応じて形状差異分布図Ｍを順次作成し、表示出力部１３が、差異分布図作成部１２によって順次作成される形状差異分布図Ｍを順次表示するようになっていてもよい。この場合、損傷が生じている羽根２の改修作業の際に、順次更新される形状差異分布図Ｍに基づき作業者Ｗは改修作業の進捗を確認できるようになる。
【００３４】
このような構成によれば、改修作業の作業効率を向上させることができるとともに、改修作業を的確に実施し易くなる。
【００３５】
＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態に係る改修作業支援システムＳ２（以下、システムＳ２と呼ぶ。）について図５を参照しつつ説明する。本実施の形態に係るシステムＳ２の構成部分のうちの第１の実施の形態の構成部分と同様のものには、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３６】
図５に示すシステムＳ２は、第１の実施の形態で説明した情報処理装置１０、三次元スキャナ２０及びプロジェクター３０に加えて、羽根２の改修作業において使用するハンドグラインダーＧの三次元位置及び姿勢を検出する工具状態検出部４０と、ハンドグラインダーＧによる改修作業の進捗を作業者Ｗに通知するための通知部５０と、を更に備えている。
【００３７】
工具状態検出部４０は、ハンドグラインダーＧに設置された複数のターゲットマーカー４１と、複数のターゲットマーカー４１の三次元位置を測定することにより、ハンドグラインダーＧの三次元座標及び姿勢を検出するレーザートラッカー４２とを有している。レーザートラッカー４２は、検出したハンドグラインダーＧの三次元座標及び姿勢を情報処理装置１０に出力する。ターゲットマーカー４１は例えば反射材であり、この場合、レーザートラッカー４２は自身から投射しターゲットマーカー４１から反射されるレーザービームを受光し当該レーザービームの反射応答時間を検出することで、各ターゲットマーカー４１の三次元位置を測定する。この測定によって、ハンドグラインダーＧの三次元座標及び姿勢が検出される。なお、工具状態検出部４０は、ターゲットマーカー４１及びレーザートラッカー４２とは異なる三次元座標検出装置で構成されてもよい。
【００３８】
また、通知部５０は、工具状態検出部４０で検出されたハンドグラインダーＧの三次元位置及び姿勢に基づき、ハンドグラインダーＧと損傷が生じている羽根２の羽根面との接触位置を形状差異分布図Ｄ上における三次元座標値として特定し、ハンドグラインダーＧと損傷が生じている羽根２の羽根面との接触位置に対応する三次元座標値と、当該三次元座標値に対応する基準三次元座標データ上の基準座標値との間の差異の程度を作業者に通知するようになっている。
【００３９】
具体的に本実施の形態では、通知部５０が、情報処理装置１０内に構成される通知情報生成部５１と、通知情報生成部５１が生成した通知情報を通知音として発するスピーカー５２とを有している。通知情報生成部５１は、工具状態検出部４０で検出されたハンドグラインダーＧの三次元位置及び姿勢の情報を入力され、当該情報に基づき、ハンドグラインダーＧ（厳密に言うと、その砥石）と損傷が生じている羽根２の羽根面との接触位置に対応する形状差異分布図Ｄ上の三次元座標値を特定するようになっている。そして、通知情報生成部５１は、特定した三次元座標値と、当該三次元座標値に対応する基準三次元座標データ上の基準座標値との間の差異の程度に応じた通知音の情報を生成する。そして、スピーカー５２は、通知情報生成部５１が生成した通知音の情報に応じて作業者Ｗに通知音を発するようになっている。
【００４０】
本実施の形態においては、ハンドグラインダーＧと損傷が生じている羽根２の羽根面との接触位置に対応する三次元座標値と、当該三次元座標値に対応する基準三次元座標データ上の基準座標値との間の差異を、一例として、基準三次元座標データで特定される三次元画像の羽根面上の基準座標値に対応する点に対する法線の方向における２つの座標値の間の距離として特定している。すなわち、基準座標値は、基準三次元座標データ上で特定される羽根面上の或る点に設定され、この基準座標値に対応する点に対する法線の方向における、ハンドグラインダーＧと羽根２の羽根面との接触位置に対応する三次元座標値と、基準座標値との間の距離を差異の指標としている。このことは、後述の第３の実施の形態においても同様である。
【００４１】
以上に説明した本実施の形態に係るシステムＳ２では、作業者Ｗが改修作業の進捗を通知部５０から通知される情報に基づき確認できるため、改修作業を的確に実施し易くなる。とりわけ本実施の形態では、ハンドグラインダーＧと損傷が生じている羽根２の羽根面との接触位置に対応する三次元座標値と、当該三次元座標値に対応する基準三次元座標データ上の基準座標値との間の差異の程度に応じて通知部５０が異なる通知音を発するため、作業者Ｗは作業を止めて進捗を確認することなく連続的に作業を行うことが可能となり、作業効率を向上させることができる。
【００４２】
なお、本実施の形態における通知部５０は、ハンドグラインダーＧと損傷が生じている羽根２の羽根面との接触位置に対応する三次元座標値と、これに対応する基準三次元座標データ上の基準座標値との間の差異の程度に応じて異なる通知音を発するが、通知部５０の通知態様はこれに限られるものではない。通知部５０は、例えば上記三次元座標値と基準座標値との間の差異を定量化し、その数値をプロジェクター３０から投射したり、情報処理装置１０のディスプレイに表示したりしてもよい。
【００４３】
＜第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態に係る改修作業支援システムＳ３（以下、システムＳ２と呼ぶ。）について図６を参照しつつ説明する。本実施の形態に係るシステムＳ３の構成部分のうちの第１又は第２の実施の形態の構成部分と同様のものには、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４４】
図６に示すように、システムＳ３は、第１の実施の形態で説明した情報処理装置１０、三次元スキャナ２０及びプロジェクター３０に加えて、ハンドグラインダーＧに接続された多関節アーム６０と、多関節アーム６０の動作を制御する動作制御部７０と、を更に備えている。
【００４５】
動作制御部７０は情報処理装置１０内に構成される機能部分であり、多関節アーム６０の関節の回転角を制御することで多関節アーム６０の三次元自由度を拘束することができる。また、動作制御部７０は多関節アーム６０の三次元位置からハンドグラインダーＧの三次元位置及び姿勢を検出し、検出したハンドグラインダーＧの三次元位置及び姿勢に基づき、ハンドグラインダーＧと損傷が生じている羽根２の羽根面との接触位置を形状差異分布図Ｍ上における三次元座標値として特定するようになっている。そして、動作制御部７０は、当該三次元座標値と、これに対応する基準三次元座標データ上における基準座標値との間の差異が無くなる位置までハンドグラインダーＧが到達した際に、多関節アーム６０の三次元自由度を拘束するようになっている。
【００４６】
以上に説明した本実施の形態に係るシステムＳ３では、ハンドグラインダーＧと多関節アーム６０とが接続され、ハンドグラインダーＧと損傷が生じている羽根２の羽根面との接触位置を形状差異分布図Ｍ上における三次元座標値として特定し、当該三次元座標値と、これに対応する基準三次元座標データ上の基準座標値との間の差異が無くなる位置までハンドグラインダーＧが到達した際に、多関節アーム６０の三次元自由度を拘束する。これにより、改修対象の羽根２が必要以上にハンドグラインダーＧによって削られることを抑制することができる。
【００４７】
なお、本実施の形態における動作制御部７０は多関節アーム６０の三次元自由度を拘束する制御を行うが、動作制御部７０は多関節アーム６０に固定されたハンドグラインダーＧによる研削が自動的に行われるように多関節アーム６０の動作を制御してもよい。この場合、差異分布図作成部１２によって作成される形状差異分布図Ｍに基づき、所望の羽根形状を得るためのハンドグラインダーＧの動作プログラムを作成し、この動作プログラムに従って動作制御部７０が多関節アーム６０を制御してもよい。
【００４８】
以上、各実施の形態を説明したが、上記の各実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００４９】
例えば、上述の各実施の形態では、損傷が生じた羽根の改修作業を本実施の形態に係る各システムによって支援する例を説明したが、本実施の形態に係る各システムは、製造直後に形状誤差などの異常のある機械要素を改修する場合においても好適に用いられ得る。
【符号の説明】
【００５０】
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…改修支援システム、１…ランナ１…羽根、３…クラウン、４…バンド、５…損傷部分、１０…情報処理装置、１１…データ入力部、１２…差異分布図作成部、１３…表示出力部、２０…三次元スキャナ、３０…プロジェクター、４０…工具状態検出部、４１…ターゲットマーカー、４２…レーザートラッカー、５０…通知部、５１…通知情報生成部、５２…スピーカー、６０…多関節アーム、７０…動作制御部、Ａ…三次元座標データ、Ｂ…基準三次元座標データ、Ｍ…形状差異分布図、Ｗ…作業者、Ｇ…ハンドグラインダー
【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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