(57)【要約】【課題】簡単な装置構成によって、作業者による作業用工具の移動操作を補助することができ、作業者の手動操作による作業用工具の動作が、目標位置において適切に行われたかを監視することができる作業補助装置を提供すること。【解決手段】作業補助装置１は、互いに回動可能に連結された複数のアーム部材３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ、アーム部材３Ｂにおける移動先端部３３に設けられ、作業者による手動操作によって垂下可能な作業用工具４、作業用工具４を鉛直上方向Ｖ２に付勢する重力バランサー５等を有している。作業補助装置１の制御手段７は、位置検出手段６１によって作業用工具４が目標平面位置Ｐ１に移動したことが検出され、かつ垂下検出手段によって作業用工具４が目標垂下位置Ｐ２に移動したことが検出されたときに、動作検出手段６３によって作業用工具４の動作が検出されたか否かを判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直方向に平行な回動中心線の回りに互いに回動可能に連結された複数のアーム部材と、
該複数のアーム部材における移動先端部に設けられ、作業者による手動操作によって鉛直方向に垂下可能な作業用工具と、
該作業用工具を、鉛直方向とは反対の鉛直上方向に付勢する重力バランサーと、
上記アーム部材の位置を検出して、上記作業用工具が水平方向における目標平面位置に移動したことを検出する位置検出手段と、
上記作業用工具の動作を検出する動作検出手段と、
上記位置検出手段によって上記作業用工具が目標平面位置に移動したことが検出されたときに、上記動作検出手段によって上記作業用工具の動作が検出されたか否かを判定する制御手段と、を備えることを特徴とする作業補助装置。
【請求項２】
上記作業補助装置は、上記重力バランサーの状態を検出して、上記作業用工具が鉛直方向における目標垂下位置まで垂下したことを検出する垂下検出手段を有しており、
上記制御手段は、上記位置検出手段によって上記作業用工具が目標平面位置に移動したことが検出され、かつ上記垂下検出手段によって上記作業用工具が目標垂下位置に移動したことが検出されたときに、上記動作検出手段によって上記作業用工具の動作が検出されたか否かを判定するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の作業補助装置。
【請求項３】
上記重力バランサーは、上記作業用工具に紐部材を介して繋がれたバランスウェイトであり、
上記垂下検出手段は、上記バランスウェイトが上昇したことを検出して、上記作業用工具が鉛直方向における目標垂下位置まで垂下したことを検出するよう構成されていることを特徴とする請求項２に記載の作業補助装置。
【請求項４】
上記位置検出手段は、上記複数の目標平面位置に対応して複数設けられており、
該複数の目標平面位置のそれぞれにおいて行われる上記作業用工具の動作には、異なる種類の動作が含まれており、
上記動作検出手段は、上記作業用工具の動作の種類も検出するよう構成されており、
上記制御手段は、上記複数の目標平面位置のそれぞれについて、上記動作検出手段によって検出される上記作業用工具の動作の種類が、予め設定された目標動作の種類と一致しているか否かも判定するよう構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の作業補助装置。
【請求項５】
上記制御手段は、上記複数の目標平面位置の少なくともいずれかにおいて行われる上記作業用工具の動作の種類を変更するよう、該作業用工具へ操作指示するよう構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の作業補助装置。
【請求項６】
上記複数のアーム部材は、ベースに対して第１回動支点部によって回動可能な第１アーム部材と、該第１アーム部材に対して第２回動支点部によって回動可能に連結され、上記移動先端部を有する第２アーム部材と、該第２アーム部材に一端が連結され、上記第１アーム部材に対して平行に配置された第１補助アーム部材と、該第１補助アーム部材の他端に一端が連結されるとともに上記第１アーム部材に他端が連結され、上記第２アーム部材に対して平行に配置された第２補助アーム部材とを有し、かつ上記第１アーム部材が上記第１回動支点部の回りに回動するとともに上記第２アーム部材が上記第２回動支点部の回りに回動することによって、上記第２アーム部材における上記移動先端部を二次元平面内において移動させるよう構成されており、
上記位置検出手段は、上記第１補助アーム部材と上記第２補助アーム部材との連結位置に設けられた検出部を検出するよう構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の作業補助装置。
【請求項７】
上記位置検出手段は、上記検出部と対向する位置であって、上記複数の目標平面位置が設定されたワークと相似形であって、該ワークよりも小さな縮尺の位置検出板に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の作業補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業者による作業用工具を用いた作業を支援する作業補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場内における各種組付部品の組付作業において、例えば、締付工具を用いて作業者が組付部品の締付を行うときには、締付が適切に行われているかを締付コントローラーによって監視する締付管理システムが用いられている。この締付管理システムは、締付コントローラーによって、組付部品に対して締付が行われた回数、組付部品に対して締付が行われたトルク等を監視している。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ロボットのアームにナットランナを支持し、このナットランナをワークの任意の位置に移動させて、ボルト又はナットの締付又は緩めを行うことができる装置について開示されている。また、例えば、特許文献２には、旋回台及びアームの関節部にそれぞれセンサを配設し、各センサによってアーム全体の旋回位置及びアームの関節部の旋回角度を感知して、自動走行を制御する荷役物運搬機について開示されている。さらに、例えば、特許文献３には、案内キャリッジに対して移動する連結リンクを用いて、設定作業域内に工具を位置決めする装置について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２９６２９１号公報
【特許文献２】特開２００３−１８２９９９号公報
【特許文献３】特開２００２−３３１４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の締付工具及び締付コントローラーを用いた締付管理システムによっては、締付工具が締付設定位置に適切に移動されたか否かについては監視を行っていない。そのため、締付工具による締付が締付設定位置以外の場所で行われていたとしても、締付管理システムは締付が正常に行われたと判定してしまうおそれがある。また、特許文献１等に記載された、ロボットによってナットランナを移動させる装置によっては、ロボットを用いる必要があり、装置の構造が複雑になってしまう。
【０００６】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、簡単な装置構成によって、作業者による作業用工具の移動操作を補助することができ、作業者の手動操作による作業用工具の動作が、目標平面位置において適切に行われたかを監視することができる作業補助装置を提供しようとして得られたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、鉛直方向に平行な回動中心線の回りに互いに回動可能に連結された複数のアーム部材と、
該複数のアーム部材における移動先端部に設けられ、作業者による手動操作によって鉛直方向に垂下可能な作業用工具と、
該作業用工具を、鉛直方向とは反対の鉛直上方向に付勢する重力バランサーと、
上記アーム部材の位置を検出して、上記作業用工具が水平方向における目標平面位置に移動したことを検出する位置検出手段と、
上記作業用工具の動作を検出する動作検出手段と、
上記位置検出手段によって上記作業用工具が目標平面位置に移動したことが検出されたときに、上記動作検出手段によって上記作業用工具の動作が検出されたか否かを判定する制御手段と、を備えることを特徴とする作業補助装置にある。
【発明の効果】
【０００８】
上記作業補助装置は、作業者の手動による作業用工具の移動操作を、複数のアーム部材及び重力バランサーを用いて補助することができるものである。また、作業補助装置は、作業者の手動操作による作業用工具の移動位置が目標平面位置になっているかを検出し、この目標平面位置において、作業用工具の動作が適切に行われたかを監視するものである。
より具体的には、作業者は、作業用工具を把持し、作業用工具を、作業を行うための目標平面位置に向けて移動させる。このとき、複数のアーム部材が回動して作業用工具の移動に追従しつつ、重力バランサーが作業用工具に作用する重力を軽減する。これにより、作業者が作業用工具を把持して移動させるときの負担が軽減される。
【０００９】
そして、作業用工具が目標平面位置に移動されたときには、位置検出手段による検出が行われる。また、この目標平面位置において、作業用工具の動作が行われたときには、動作検出手段による検出が行われる。そして、制御手段は、位置検出手段による検出があったときに、動作検出手段による検出があったかを判定する。この判定は、作業用工具によって作業が行われる都度、あるいは作業用工具によってワークの複数箇所に作業が行われた後に行われる。
【００１０】
また、上記作業補助装置は、ロボット等の複雑な自動制御装置を用いる必要がなく、作業者による手動操作を利用して機能することができる。
それ故、上記作業補助装置によれば、簡単な装置構成によって、作業者による作業用工具の移動操作を補助することができ、作業者の手動操作による作業用工具の動作が、目標平面位置において適切に行われたかを監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例にかかる、作業補助装置の全体を示す斜視図。
【図２】実施例にかかる、作業補助装置における重力バランサーの周辺を示す斜視図。
【図３】実施例にかかる、ワークにおける複数の目標平面位置に、第２アーム部材における移動先端部を合わせる状態を模式的に示す平面図。
【図４】実施例にかかる、作業補助装置の電気的構成を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
上述した作業補助装置における好ましい実施の形態について説明する。
上記作業補助装置において、上記作業用工具は、例えば、作業者によって手動操作される締付工具、圧入工具、その他の組付作業用の工具とすることができる。
また、上記作業用工具の動作としては、例えば、締付工具によるボルト又はナットの締付動作又は緩め動作、圧入工具による圧入部品の圧入動作等がある。
【００１３】
また、上記作業補助装置は、上記重力バランサーの状態を検出して、上記作業用工具が鉛直方向における目標垂下位置まで垂下したことを検出する垂下検出手段を有しており、上記制御手段は、上記位置検出手段によって上記作業用工具が目標平面位置に移動したことが検出され、かつ上記垂下検出手段によって上記作業用工具が目標垂下位置に移動したことが検出されたときに、上記動作検出手段によって上記作業用工具の動作が検出されたか否かを判定するよう構成されていてもよい。
この場合には、作業者の手動操作による作業用工具の動作が、目標平面位置だけでなく目標垂下位置においても適切に行われたかを監視することができる。
【００１４】
また、上記重力バランサーは、上記作業用工具に紐部材を介して繋がれたバランスウェイトであり、上記垂下検出手段は、上記バランスウェイトが上昇したことを検出して、上記作業用工具が鉛直方向における目標垂下位置まで垂下したことを検出するよう構成されていてもよい。
この場合には、バランスウェイトを、複数のアーム部材における移動先端部とは反対側の基端部の周辺に配置することができ、作業用工具の邪魔にならない位置に配置することができる。なお、紐部材とは、紐、ロープ、ワイヤ等の種々の紐状の部材のことをいう。
【００１５】
また、上記位置検出手段は、上記複数の目標平面位置に対応して複数設けられており、該複数の目標平面位置のそれぞれにおいて行われる上記作業用工具の動作には、異なる種類の動作が含まれており、上記動作検出手段は、上記作業用工具の動作の種類も検出するよう構成されており、上記制御手段は、上記複数の目標平面位置のそれぞれについて、上記動作検出手段によって検出される上記作業用工具の動作の種類が、予め設定された目標動作の種類と一致しているか否かも判定するよう構成されていてもよい。
【００１６】
この場合には、制御手段において、各目標平面位置において行われる必要がある目標動作が予め設定されている。そして、制御手段は、各目標平面位置における作業用工具による動作の種類が適切であるかも監視することができる。
また、作業用工具の動作の種類としては、例えば、締付工具による大きさの異なる締付トルク、圧入工具による大きさの異なる圧入力等がある。
【００１７】
また、上記制御手段は、上記複数の目標平面位置の少なくともいずれかにおいて行われる上記作業用工具の動作の種類を変更するように、該作業用工具へ操作指示するよう構成されていてもよい。
この場合には、制御手段からの操作指示によって、作業用工具の動作の種類を変更することができ、作業用工具の各種の動作に柔軟に対応することができる。
【００１８】
また、上記複数のアーム部材は、ベースに対して第１回動支点部によって回動可能な第１アーム部材と、該第１アーム部材に対して第２回動支点部によって回動可能に連結され、上記移動先端部を有する第２アーム部材と、該第２アーム部材に一端が連結され、上記第１アーム部材に対して平行に配置された第１補助アーム部材と、該第１補助アーム部材の他端に一端が連結されるとともに上記第１アーム部材に他端が連結され、上記第２アーム部材に対して平行に配置された第２補助アーム部材とを有し、かつ上記第１アーム部材が上記第１回動支点部の回りに回動するとともに上記第２アーム部材が上記第２回動支点部の回りに回動することによって、上記第２アーム部材における上記移動先端部を二次元平面内において移動させるよう構成されており、上記位置検出手段は、上記第１補助アーム部材と上記第２補助アーム部材との連結位置に設けられた検出部を検出するよう構成されていてもよい。
【００１９】
この場合には、第１アーム部材、第２アーム部材、第１補助アーム部材及び第２補助アーム部材が、平行四辺形を形成する状態で回動し、第２アーム部材の移動先端部が目標平面位置に安定して移動される。また、第１補助アーム部材と第２補助アーム部材との連結位置は、作業用工具が設けられた移動先端部の位置と関連している。そして、作業用工具が設けられた移動先端部が移動すると、この移動に関連して第１補助アーム部材と第２補助アーム部材との連結位置も移動する。そのため、この連結位置に設けられた検出部を位置検出手段によって検出することにより、複数の位置検出手段を、第１アーム部材がベースに対して回動可能に支持される第１回動支点部のできるだけ近くに配置することができる。そして、複数の位置検出手段をできるだけ小さな範囲内にまとめて設けることができ、複数の位置検出手段の管理を容易にすることができる。
【００２０】
また、上記位置検出手段は、上記検出部と対向する位置であって、上記複数の目標平面位置が設定されたワークと相似形であって、該ワークよりも小さな縮尺の位置検出板に設けられていてもよい。
この場合には、ワークにおける複数の目標平面位置に対応して、位置検出板に複数の位置検出手段を設けることができる。そして、複数の位置検出手段を設ける位置は、ワークにおける複数の目標平面位置と相似形となる位置にすればよく、複数の位置検出手段を設ける位置を容易に決定することができる。また、複数の位置検出手段を位置検出板にまとめて設けることができ、複数の位置検出手段の管理を容易にすることができる。
【実施例】
【００２１】
以下に、作業補助装置にかかる実施例について、図面を参照して説明する。
本例の作業補助装置１は、図１、図２に示すように、複数のアーム部材３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ、作業用工具４、重力バランサー５、位置検出手段６１、垂下検出手段６２、動作検出手段６３及び制御手段７を備えている。
複数のアーム部材３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄは、鉛直方向Ｖ１に平行な回動中心線の回りに互いに回動可能に連結されている。作業用工具４は、アーム部材３Ｂにおける移動先端部３３の直下位置に設けられており、作業者による手動操作によって鉛直方向Ｖ１に垂下可能である。重力バランサー５は、作業用工具４を、鉛直方向Ｖ１とは反対の鉛直上方向Ｖ２に付勢するよう構成されている。
【００２２】
位置検出手段６１は、アーム部材３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄの位置を検出して、作業用工具４が水平方向Ｈにおける目標平面位置Ｐ１に移動したことを検出するよう構成されている。垂下検出手段６２は、重力バランサー５の状態を検出して、作業用工具４が鉛直方向Ｖ１における目標垂下位置Ｐ２まで垂下したことを検出するよう構成されている。動作検出手段６３は、作業用工具４の動作を検出するよう構成されている。制御手段７は、位置検出手段６１によって作業用工具４が目標平面位置Ｐ１に移動したことが検出され、かつ垂下検出手段６２によって作業用工具４が目標垂下位置Ｐ２に移動したことが検出されたときに、動作検出手段６３によって作業用工具４の動作が検出されたか否かを判定するよう構成されている。
【００２３】
以下に、本例の作業補助装置１について、図１〜図４を参照して詳説する。
図１、図２に示すように、本例の作業用工具４は、作業テーブル２１に載置された組付部品としてのワーク８に対して、ボルト８１の締付を行う締付工具である。そして、本例の作業補助装置１は、作業者がワーク８に対するボルト８１の締付作業を行う際の補助を行うものである。
ワーク８には、複数の締付設定位置Ｘが設定されており、作業用工具４を移動させる目標平面位置Ｐ１は、ワーク８に対する複数箇所に設定されている。作業用工具４における複数の目標平面位置Ｐ１は、ワーク８におけるボルト８１の締付設定位置Ｘを、水平方向Ｈにおける二次元平面に展開した位置である。また、作業用工具４における複数の目標垂下位置Ｐ２は、目標平面位置Ｐ１から鉛直方向Ｖ１に所定量垂下された位置である。
【００２４】
図３に示すように、作業補助装置１においては、４つのアーム部材３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄが平行四辺形を形成して回動する平行リンク機構を構成する。複数のアーム部材３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄは、ベースとしての支柱１２に対して第１回動支点部３１によって回動可能な第１アーム部材３Ａと、第１アーム部材３Ａに対して第２回動支点部３２によって回動可能に連結された第２アーム部材３Ｂと、第１アーム部材３Ａに対して平行に配置された第１補助アーム部材３Ｃと、第２アーム部材３Ｂに対して平行に配置された第２補助アーム部材３Ｄとを有している。作業用工具４が設けられた移動先端部３３は、第２アーム部材３Ｂの先端部に形成されている。
【００２５】
第１補助アーム部材３Ｃは、第２アーム部材３Ｂの中間部位における連結部３５Ｂに一端が連結されているとともに、第２補助アーム部材３Ｄの一端に他端が連結されている。第２補助アーム部材３Ｄは、第１補助アーム部材３Ｃの他端に一端が連結されるとともに、第１アーム部材３Ａの中間部位における連結部３５Ａに他端が連結されている。第１補助アーム部材３Ｃは、第１アーム部材３Ａの長さよりも短い長さで形成されており、第２補助アーム部材３Ｄは、第２アーム部材３Ｂの長さよりも短い長さで形成されている。
第１アーム部材３Ａ、第２アーム部材３Ｂ、第１補助アーム部材３Ｃ及び第２補助アーム部材３Ｄは、それぞれ互いに回動可能な状態で連結されている。
【００２６】
図３に示すように、作業者が作業用工具４を移動させるときには、複数のアーム部材３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄによって形成される平行四辺形の形が変形しながら、第１アーム部材３Ａが第１回動支点部３１の回りに回動するとともに第２アーム部材３Ｂが第２回動支点部３２の回りに回動する。これにより、第２アーム部材３Ｂにおける移動先端部３３が水平方向Ｈの二次元平面内において移動する。
【００２７】
移動先端部３３は、第１アーム部材３Ａが第１回動支点部３１の回りにのみが回動する状態、第２アーム部材３Ｂが第２回動支点部３２の回りにのみが回動する状態、第１アーム部材３Ａ及び第２アーム部材３Ｂがそれぞれ第１回動支点部３１及び第２回動支点部３２の回りに回動する状態を任意に形成することにより、二次元平面内において任意に移動することができる。
なお、図３においては、移動先端部３３が３つの目標平面位置Ｐ１にそれぞれ移動した状態が、実線、破線、二点鎖線によってそれぞれ描かれている。
【００２８】
図１、図２に示すように、本例の重力バランサー５は、第２アーム部材３Ｂの移動先端部３３に設けられたバランサー装置５１と、作業用工具４に紐部材５２１を介して繋がれたバランスウェイト５２とによって構成されている。作業用工具４は、バランサー装置５１に取り付けられているとともに、紐部材５２１を介してバランスウェイト５２に取り付けられている。
【００２９】
バランサー装置５１は、スプリングバランサー又はエアバランサーによって構成されている。バランサー装置５１は、ケース５１１内に収容された回転ドラムと、回転ドラムに巻き付けられたロープ部材５１２と、ロープ部材５１２を巻付方向に付勢する、スプリング又はエアを利用した付勢手段とを有して構成されている。そして、バランサー装置５１は、ロープ部材５１２を引き出したときには、付勢手段がこのロープ部材５１２を巻付方向へ付勢する力が作用することにより、ロープ部材５１２の先端部に取り付けられた物体としての作業用工具４を、鉛直方向Ｖ１とは反対の鉛直上方向Ｖ２に付勢するよう構成されている。
【００３０】
また、図２に示すように、第１アーム部材３Ａ及び第２アーム部材３Ｂには、紐部材５２１を掛け渡すための複数の滑車５２２が空転可能に設けられている。バランスウェイト５２は、複数の滑車５２２に掛け渡された紐部材５２１の一端に取り付けられており、紐部材５２１の他端は、作業用工具４に取り付けられている。
バランスウェイト５２は、鉛直方向Ｖ１と平行な方向に開口部が配置された筒体５３の内側において、上下方向に移動可能な状態で配置されている。本例の垂下検出手段６２は、筒体５３の外周に配置された非接触スイッチとしての近接スイッチである。そして、垂下検出手段６２は、バランスウェイト５２が筒体５３の内側を、所定の位置まで上昇したことを検出するよう構成されている。
【００３１】
垂下検出手段６２は、ワーク８に対して複数設定された、作業用工具４の目標垂下位置Ｐ２の設定数に対応して、上下方向に複数配置することができる。垂下検出手段６２は、バランスウェイト５２が所定の位置まで上昇したことを検出して、作業用工具４が鉛直方向Ｖ１における目標垂下位置Ｐ２まで垂下したことを検出するよう構成されている。
なお、重力バランサー５は、上記バランサー装置５１を用いずに、バランスウェイト５２のみによって構成することもできる。この場合には、作業用工具４の重量よりも大きな重量のバランスウェイト５２を用い、バランスウェイト５２から作業用工具４には、鉛直上方向Ｖ２の付勢力を常時作用させておくことができる。
【００３２】
図１に示すように、ワーク８が載置される作業テーブル２１は、架台１１上に形成されている。架台１１又はその周辺には、第１アーム部材３Ａが回動可能に支持されるベースとしての支柱１２が立設されている。バランスウェイト５２が配置される筒体５３は、支柱１２に取り付けられている。架台１１又はその周辺には、位置検出手段６１を配置するための位置検出板テーブル２２が配設されている。
【００３３】
第１補助アーム部材３Ｃと第２補助アーム部材３Ｄとの連結位置には、位置検出手段６１によって検出可能な検出部３４が設けられている。検出部３４は、第１補助アーム部材３Ｃ及び第２補助アーム部材３Ｄから、位置検出手段６１が設けられた側に突出して設けられている。そして、第１補助アーム部材３Ｃ及び第２補助アーム部材３Ｄが位置検出手段６１に対向しても位置の検出は行われないが、検出部３４が位置検出手段６１に対向すると位置の検出が行われる。
【００３４】
図１、図３に示すように、位置検出手段６１は、複数の目標平面位置Ｐ１に対応して複数設けられている。第１補助アーム部材３Ｃ及び第２補助アーム部材３Ｄに対向する位置には、複数の位置検出手段６１による検出を行うための位置検出テーブル２２が配設されている。本例の位置検出手段６１は、位置検出テーブル２２に配置される位置検出板２２１に設けられる非接触スイッチとしての近接スイッチである。
【００３５】
位置検出テーブル２２は、作業テーブル２１と相似形であって、作業テーブル２１よりも小さな縮尺で形成されている。位置検出板２２は、複数の締付設定位置Ｘ（目標平面位置Ｐ１）が設定されたワーク８と相似形であって、ワーク８よりも小さな縮尺で形成されている。また、位置検出板２２１の長辺は、ワーク８の長辺が配置された向きと同じ向きに配置されている。
【００３６】
また、第２アーム部材３Ｂにおける移動先端部３３の位置を、複数の目標平面位置Ｐ１にそれぞれ合わせたときには、第１アーム部材３Ａと第２補助アーム部材３Ｄとの連結位置における検出部３４が配置される複数の検出位置が定まる。そして、この複数の検出位置に合わせて、位置検出板２２１には、それぞれ位置検出手段６１が設けられている。
ワーク８と相似形の位置検出板２２１を用いることにより、複数の位置検出手段６１を設ける位置は、ワーク８における複数の目標平面位置Ｐ１と相似形となる位置にすればよく、複数の位置検出手段６１を設ける位置を容易に決定することができる。また、位置検出板２２１を用いることにより、複数の位置検出手段６１をできるだけ小さな範囲内にまとめて設けることができ、複数の位置検出手段６１の管理を容易にすることができる。
【００３７】
ここで、位置検出板２２１の設け方について、より詳しく説明する。例えば、図３に示すように、第１アーム部材３Ａと第２補助アーム部材３Ｄとの連結部３５Ａが、第１アーム部材３Ａの第１回動支点部３１から、第１アーム部材３Ａが伸びる方向へ第１アーム部材３Ａの長さの１／３の長さだけ離れた位置に設けられ、かつ第２アーム部材３Ｂと第１補助アーム部材３Ｃとの連結部３５Ｂが、第２アーム部材３Ｂとの第２回動支点部３２から、第２アーム部材３Ｂが伸びる方向へ第２アーム部材３Ｂの長さの１／３の長さだけ離れた位置に設けられた場合について説明する。この場合、位置検出板２２１は、回動支点部３１から移動先端部３３までの範囲内において、長さが１／３となる大きさの相似形状で設けられる。
【００３８】
動作検出手段６３は、作業用工具４としての締付工具に生じる締付トルクを検出するよう構成されている。締付工具によるボルト８１の締付が正常に行われるときには、ボルト８１のサイズに応じた大きさの締付トルクが発生する。そのため、動作検出手段６３による検出が行われるときには、制御手段７は、ボルト８１の締付が正常に行われたと判断することができる。
【００３９】
図４に示すように、制御手段７は、コンピュータにおける制御プログラムとして構築されている。位置検出手段６１、垂下検出手段６２及び動作検出手段６３は、検出を行ったデータを制御手段７に送信するよう構成されている。制御手段７は、動作検出手段６３が正常な締付トルクを検出した回数をカウントするよう構成されている。そして、このカウントが、ワーク８における締付設定位置Ｘの数と一致する場合には、制御手段７は、必要な回数の締付が行われたと判定することができる。
また、本例の制御手段７は、作業者の手動操作による作業用工具４の移動位置が目標平面位置Ｐ１及び目標垂下位置Ｐ２になっているかを検出し、この目標平面位置Ｐ１及び目標垂下位置Ｐ２において、作業用工具４の動作が適切に行われたかを判定する。
【００４０】
作業補助装置１を用いて、ワーク８に対する複数の締付設定位置Ｘにボルト８１の締付を行う際には、作業者は、作業用工具４を把持し、作業用工具４を、作業を行うための締付設定位置Ｘに向けて移動させる。このとき、複数のアーム部材３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄが平行四辺形の形状を変形させながら回動して作業用工具４の移動に追従する。また、バランサー装置５１及びバランスウェイト５２としての重力バランサー５が、作業用工具４を鉛直上方向Ｖ２へ付勢し、作業用工具４に作用する重力を軽減する。これにより、作業者が作業用工具４を把持して移動させるときの負担が軽減される。
【００４１】
そして、作業用工具４が目標平面位置Ｐ１に移動されたときには、第１補助アーム部材３Ｃと第２補助アーム部材３Ｄとの連結位置における検出部３４が、位置検出テーブル２２における位置検出手段６１に対向する。このとき、位置検出手段６１が、検出部３４と対向したことを検出することにより、移動先端部３３及び作業用工具４が目標平面位置Ｐ１に移動したことが検出される。
また、作業用工具４が目標垂下位置Ｐ２に移動されたときには、バランスウェイト５２が垂下検出手段６２の位置まで上昇し、このバランスウェイト５２が垂下検出手段６２に対向する。そして、垂下検出手段６２によって、作業用工具４が目標垂下位置Ｐ２に移動したことが検出される。
【００４２】
次いで、作業用工具４が目標平面位置Ｐ１及び目標垂下位置Ｐ２に移動されたときには、作業者は、作業用工具４を操作して、締付設定位置Ｘへのボルト８１の締付を行う。このとき、ボルト８１の締付が正常に行われたときには、動作検出手段６３が正常時の締付トルクを検出する。
次いで、作業者は、作業用工具４を、他の締付設定位置Ｘに向けて移動させ、作業用工具４が、他の締付設定位置Ｘに対応した他の目標平面位置Ｐ１及び目標垂下位置Ｐ２に移動される。そして、上記と同様に、位置検出手段６１、垂下検出手段６２及び動作検出手段６３による検出が行われる。
【００４３】
その後、ワーク８におけるボルト８１の締付が必要な複数の締付設定位置Ｘの全てに、ボルト８１の締付が行われた後には、制御手段７は、締付作業が正常に行われたか否かの判定を行う。具体的には、制御手段７は、複数の締付設定位置Ｘの全てについて、位置検出手段６１及び垂下検出手段６２による検出があったときに、動作検出手段６３による検出があったかを判定する。これにより、制御手段７は、複数の締付設定位置Ｘのそれぞれについて正常にボルト８１の締付が行われたかを判定することができる。そのため、作業補助装置１によれば、複数の締付設定位置Ｘについて、ボルト８１の締付が行われた位置も確認して、ボルト８１の締付が正常に行われたかを判定することができる。
【００４４】
また、本例の作業補助装置１は、ロボット等の複雑な自動制御装置を用いる必要がなく、作業者による手動操作を利用して機能することができる。
それ故、本例の作業補助装置１によれば、簡単な装置構成によって、作業者による作業用工具４の移動操作を補助することができ、作業者の手動操作による作業用工具４の動作が、複数の締付設定位置Ｘにおいて適切に行われたかを監視することができる。
【００４５】
また、複数の締付設定位置Ｘのそれぞれにおいて行われる、作業用工具４の動作としてのボルト８１の締付動作には、異なる種類の動作としての締付トルクが異なる締付動作が含まれていてもよい。言い換えれば、複数の締付設定位置Ｘの中には、他のボルト８１とサイズが異なるボルト８１を締め付ける位置が含まれていてもよい。
この場合、制御手段７は、複数の締付設定位置Ｘの少なくともいずれかにおいて行われる締付動作の締付トルクの大きさを変更するよう、作業用工具４としての締付工具へ操作指示をするよう構成することができる。また、動作検出手段６３は、ボルト８１の締付動作の種類としての締付トルクの大きさを検出するよう構成することができる。
【００４６】
また、この場合には、制御手段７においては、各締付設定位置Ｘにおいて行われる必要がある締付動作の締付トルクの大きさが予め設定されている。そして、制御手段７は、複数の締付設定位置Ｘのそれぞれについて、動作検出手段６３によって検出される締付トルクの大きさが、制御手段７に予め設定された目標締付トルクの大きさと一致しているか否かも判定することができる。これにより、制御手段７は、各締付設定位置Ｘにおける締付動作の締付トルクの大きさが適切であるかも監視することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１  作業補助装置
２２１  位置検出板
３Ａ  第１アーム部材
３Ｂ  第２アーム部材
３Ｃ  第１補助アーム部材
３Ｄ  第２補助アーム部材
３１  第１回動支点部
３２  第２回動支点部
３３  移動先端部
３４  検出部
４  作業用工具
５  重力バランサー
５１  バランサー装置
５２  バランスウェイト
５２１  紐部材
５２２  滑車
６１  位置検出手段
６２  垂下検出手段
６３  動作検出手段
７  制御手段
８  ワーク
Ｘ  締付設定位置
Ｐ１  目標平面位置
Ｐ２  目標垂下位置
【図１】
2015188941.tif 000003
【図２】
2015188941.tif 000004
【図３】
2015188941.tif 000005
【図４】
2015188941.tif 000006