特許 7193303 データ記録システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-12

(45)【発行日】2022-12-20

(54)【発明の名称】データ記録システム

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/418 20060101AFI20221213BHJP

   G06T 7/20 20170101ALI20221213BHJP

   G06Q 50/04 20120101ALI20221213BHJP

【ＦＩ】

G05B19/418 Z

G06T7/20 300A

G06Q50/04

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2018198277

(22)【出願日】2018-10-22

(65)【公開番号】P2020067691

(43)【公開日】2020-04-30

【審査請求日】2021-09-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000137694

【氏名又は名称】株式会社ミツトヨ

(74)【代理人】

【識別番号】100166545

【弁理士】

【氏名又は名称】折坂 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】阿部 信策

【審査官】黒石 孝志

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－２３５５０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／０６３８８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０９－１０１３４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－５９７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１５０２３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１３４５６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１５５３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１７５７０７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００９－２７４８３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－７８０３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ １９／４１８

Ｇ０６Ｔ ７／２０

Ｇ０６Ｑ ５０／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パレットに収納される複数の対象物に対する作業を行う作業者の動作を取得する動作取得手段と、
前記動作取得手段が取得した動作を解析して、少なくとも前記作業者が作業を行っている前記対象物の個体を識別する動作解析手段と、
前記動作解析手段が識別した前記対象物の個体について情報を記録する記録手段と、
を備え、
前記記録手段は、予め、前記複数の対象物の前記パレット上の収容位置の情報と各対象物とを対応付けして記録しており、
作業者が前記パレット上の前記対象物を取り出して所定の作業をした場合、前記動作解析手段は、前記対象物が取り出された前記パレットの収容位置に基づいて、前記対象物の個体を識別し、
作業者が前記パレット上の前記対象物について所定の作業を終了して前記対象物を前記パレットにおける任意の収容位置に戻した場合、前記記録手段は、前記動作解析手段が識別した前記対象物の個体についての情報に当該対象物が戻された前記パレット上の収容位置の情報を含めて記録する、ことを特徴とするデータ記録システム。

【請求項2】

測定器から測定値を受け取る測定値取得手段をさらに備え、
前記記録手段は、前記測定値取得手段が測定値を取得したタイミングで、当該取得した測定値を、前記動作解析手段が識別した前記対象物の個体についての測定値として記録する、ことを特徴とする請求項１に記載のデータ記録システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はデータ記録システムに関し、より詳しくは、測定結果等を対象物に紐付けて記録するデータ記録システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

製品の品質管理においては、製品に組み込まれる個々の部品についてトレーサビリティ（製造・検査の履歴を追跡可能にすること）が求められるようになってきている。例えば、特許文献１には、複数の要素品からなる機械要素商品について、各要素品の各製造過程で用いられるＩＣタグの取扱が容易で、トレーサビリティの向上に貢献できる機械要素商品の品質管理方法が開示される。

【0003】

また、特許文献２には、製品の部品表を基幹情報とした生産情報システムが整備されていない場合でも、製作品のトレーサビリティ情報を収集できるようにしたトレーサビリティ情報収集方法が開示される。この方法では、購入部品の注文番号と部品型式識別情報とを取得し、その購入部品のトレーサビリティ情報（製造シリアル番号またはロット番号）を取得し、その取得した購入部品の注文番号と部品型式識別情報とトレーサビリティ情報とを関連付けてデータベースサーバに登録する。

【0004】

また、特許文献３には、不具合の可能性がある製品の現在の在処を直ちに特定でき、それ以上の流通を停止することができるトレーサビリティシステムが開示される。このシステムでは、コントローラと入出荷管理装置とコントロールセンタとを通信ネットワークによって接続し、コントロールセンタに、製造ロット番号と製造時間とパレット番号と工場出荷時間とロケーション情報などを関連づけて記憶するマスターデータベースと、通信手段と、コントローラと入出荷管理装置から製造時間と入出荷時間を受信してマスターデータベースに記録する製品ロケーション情報収集手段と、不良品情報を受信しマスターデータベースを参照して製造ロット番号から派生したパレット番号とを備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００５－０１８７９７号公報

【文献】特開２００７－１９３５２５号公報

【文献】特開２００９－１２２９２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

このような品質管理において、自動化されたラインであれば、各部品の個体に対して様々な測定等の結果を紐づけて記録することは容易に可能である。しかし、人手を介するマニュアルでの測定等が含まれるラインでは、各部品の個体と測定等の結果とを正確に紐づけて記録するには非常に大きな労力を要する。

【0007】

本発明は、複数の対象物について作業者が測定等の作業を行う際に、対象物の個体の情報と作業結果とを紐付けて簡単に記録できるデータ記録システム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】

本発明の一態様は、複数の対象物に対する作業を行う作業者の動作を取得する動作取得手段と、動作取得手段が取得した動作を解析して、少なくとも作業者が作業を行っている対象物の個体を識別する動作解析手段と、動作解析手段が識別した対象物の個体について情報を記録する記録手段と、を備えるデータ記録システムである。

【0009】

このような構成によれば、作業者の動作に基づき作業者がどの対象物について作業を行っているかを解析し、作業を行っている対象物の個体についての情報を自動的に記録することができる。

【0010】

上記データ記録システムにおいて、測定器から測定値を受け取る測定値取得手段をさらに備え、記録手段は、測定値取得手段が測定値を取得したタイミングで、当該取得した測定値を、動作解析手段が識別した対象物の個体についての測定値として記録するようにしてもよい。これにより、作業者の動作に基づき解析した対象物の個体の情報と、その対象物の測定値とを紐付けして記録できるようになる。

【0011】

上記データ記録システムにおいて、動作解析手段は、複数の対象物のそれぞれの位置を特定し、記録手段は、動作解析手段が特定した複数の対象物のそれぞれの位置を記録するようにしてもよい。これにより、複数の対象物のそれぞれの位置と個体の情報とを紐付けして記録できるようになる。

【0012】

上記データ記録システムにおいて、複数の対象物がパレットに収納されている場合、動作解析手段は、作業者が作業を行っている対象物と、当該対象物のパレット上の位置とを対応付けした認識を行い、記録手段は、動作解析手段が認識した対象物の個体についての情報に当該対象物のパレット上の位置の情報を含めて記録するようにしてもよい。これにより、作業者が作業を行っている対象物のパレット上の位置と、その対象物の個体の情報とを紐付けして記録できるようになる。

【0013】

上記データ記録システムにおいて、記録手段は、作業者によって対象物が戻されたパレット上の位置の情報を記録するようにしてもよい。これにより、作業者による作業によってパレット上の対象物の位置が変わったとしても、パレット上の位置の情報とともに対象物の個体の情報を管理することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】（ａ）～（ｃ）は、本実施形態に係るデータ記録システムの概略構成を例示する模式図である。

【図2】本実施形態に係るデータ記録システムの構成を例示するブロック図である。

【図3】本実施形態に係るデータ記録システムの動作を例示するフローチャートである。

【図4】記憶手段に記憶された情報の例を示す図である。

【図5】本実施形態に係るデータ記録システムの他の例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。

【0016】

〔データ記録システムの構成〕
図１（ａ）～（ｃ）は、本実施形態に係るデータ記録システムの概略構成を例示する模式図である。
図２は、本実施形態に係るデータ記録システムの構成を例示するブロック図である。
データ記録システム１は、作業者Ｐによる対象物Ｗの検査に関する情報を効率良く記録するシステムである。対象物Ｗの検査には、対象物Ｗの寸法測定、形状測定、重量測定など各種の測定を伴う検査や、外観検査などの測定を伴わない検査が含まれる。

【0017】

データ記録システム１は、少なくとも動作取得手段１０と、動作解析手段２０と、記憶手段３０とを備える。動作取得手段１０は、複数の対象物Ｗに対する作業を行う作業者Ｐの動作を取得する。動作取得手段１０は、図１に示すカメラ１０１を含む。カメラ１０１によって作業者Ｐの動作の画像を取得する。また、動作取得手段１０は、三次元センサを含んでいてもよい。三次元センサによって作業者Ｐの動作をトラッキングして解析したり、対象物Ｗまでの距離（深度）を検知して、対象物Ｗの表面の三次元点群データを取得したりすることができる。三次元センサはカメラ１０１とともに設けられていてもよいし、カメラ１０１に代えて設けられていてもよい。

【0018】

動作解析手段２０は、動作取得手段１０が取得した動作を解析して、少なくとも作業者Ｐが作業を行っている対象物Ｗの個体を識別する。対象物Ｗの個体の識別は、対象物Ｗに付与された固有の識別情報である。動作解析手段２０は、カメラ１０１によって取得した画像に基づき、作業者Ｐが作業を行おうとしている対象物Ｗの個体を識別する。例えば、作業者Ｐが手に取った対象物Ｗに付された文字、記号、図形、バーコードなどを認識して、その対象物Ｗの個体の情報を得る処理を行う。また、対象物Ｗの個体の情報には、対象物Ｗの識別情報と、これに紐付けされた作業者Ｐによる作業の情報（測定結果、検査結果など）が含まれる。

【0019】

記憶手段３０は、動作解析手段２０が識別した対象物Ｗの個体について情報を記録する手段である。記憶手段３０はハードディスクドライブや不揮発性メモリであってもよいし、ネットワークを介して接続されたサーバであってもよい。

【0020】

データ記録システム１は、システム本体１００を含む。システム本体１００は、例えばコンピュータによって構成される。動作解析手段２０はコンピュータによるプログラム処理によって実現されてもよい。

【0021】

システム本体１００であるコンピュータは、動作取得手段１０の少なくとも一部、動作解析手段２０、記憶手段３０、制御手段５０、通信手段６０および表示手段７０を備える。なお、上記のシステム本体１００の構成は一例である。

【0022】

制御手段５０は動作取得手段１０、動作解析手段２０、記憶手段３０、通信手段６０および表示手段７０など各部を制御する。通信手段６０は、作業者Ｐが使用する測定器２とコンピュータとの間の通信を行うインタフェースである。

【0023】

表示手段７０は、記憶手段３０に記憶された対象物Ｗの個体の情報、その他の情報を表示する手段である。作業者Ｐは表示手段７０によって表示された情報を参照しながら作業を行うことができる。

【0024】

このようなデータ記録システム１によれば、作業者Ｐの動作に基づき作業者Ｐがどの対象物Ｗについて作業を行っているかを解析し、作業を行っている対象物Ｗの個体についての情報を自動的に記録することができる。したがって、作業者Ｐは、どの対象物Ｗについて作業をしているのかについて意識する必要はない。また、作業の結果が自動的に対象物Ｗと紐付けされ、記憶手段３０に記録される。したがって、作業者Ｐによる結果入力の手間を省くことができるとともに、作業結果と対象物Ｗとの対応関係の記録ミスを抑制することができる。

【0025】

〔データ記録システムの動作〕
次に、本実施形態に係るデータ記録システム１の動作について説明する。
図３は、本実施形態に係るデータ記録システムの動作を例示するフローチャートである。
なお、動作の説明にあたり、図３のフローチャートに示されない構成および符号は、図１および図２を参照するものとする。
先ず、ステップＳ１０１に示すように、作業者Ｐの動作を取得する。作業者Ｐの画像は、動作取得手段１０に含まれるカメラ１０１によって取り込まれる。カメラ１０１では、作業者Ｐの画像とともに対象物Ｗの画像も取り込まれる。複数の対象物Ｗがパレット２００に収納されている場合には、パレット２００の画像も取り込まれる。

【0026】

次に、ステップＳ１０２に示すように、作業者Ｐの動作を解析する。この解析は、動作解析手段２０によって行われる。動作解析手段２０は、作業者Ｐの身体の動きを解析し、作業者Ｐがどのような動作をしているのかを判断する。例えば、作業者Ｐの手がパレットに伸びた場合、検査を行う対象物Ｗをパレット２００から取り出す動作をしているものと判断する。また、作業者Ｐの手に対象物Ｗが持たれている場合、その対象物Ｗの画像から個体の情報を抽出する。パレット２００の画像からは、対象物Ｗが取り出される前後の画像の変化から、パレット２００のどの位置の対象物Ｗが取り出されたのかを判断する。

【0027】

図１（ａ）には、作業者Ｐがパレット２００から対象物Ｗを取り出し、手に持っている状態で示される。カメラ１０１はこの作業者Ｐの動作を画像で捉えるとともに、対象物Ｗやパレット２００の画像も取得している。

【0028】

次に、ステップＳ１０３に示すように、対象物Ｗの個体を識別できたか否かの判断を行う。動作解析手段２０は、作業者Ｐが手に持った対象物Ｗの画像から、対象物Ｗの個体の識別を行う。例えば、対象物Ｗのパッケージに印字された文字、記号、バーコードなどを読み取り、対象物Ｗの識別情報を取得する。また、予めパレット２００の収納位置と対象物Ｗとの対応付けが成されている場合、パレット２００の画像から取り出された対象物Ｗの収納位置を求め、その収納位置から対象物Ｗの識別情報を取得してもよい。

【0029】

動作解析手段２０によって対象物Ｗの個体を識別できなかった場合にはステップＳ１０２へ戻り、動作の解析をやり直す。一方、対象物Ｗの個体を識別できた場合には、ステップＳ１０４に示すように、対象物Ｗの個体の情報を取得する。例えば、作業者Ｐが測定器２を使用して対象物Ｗの大きさを測定する場合、測定結果である測定値を対象物Ｗの個体の情報として取得する。また、予め対象物Ｗの情報が記憶手段３０に記憶されている場合には、対象物Ｗの識別情報に対応付けされた情報を記憶手段３０から読み出すようにしてもよい。

【0030】

図１（ｂ）には、作業者Ｐが測定器２を使用して対象物Ｗの大きさを測定している状態が示される。作業者Ｐが使用する測定器２に通信機能が設けられている場合、測定器２による測定結果をデータ記録システム１に送信する。測定器２から送信された測定結果は通信手段６０で受信され、データ記録システム１に取り込まれる。また、カメラ１０１によって測定器２の画像を取り込み、測定器２のディスプレイ２１や目盛の画像から測定結果を読み取るようにしてもよい。

【0031】

次に、ステップＳ１０５に示すように、取得した対象物Ｗの個体の情報を登録する。対象物Ｗの個体の情報は記憶手段３０に記憶される。この際、対象物Ｗの識別情報に紐付けして測定結果などの作業情報を記憶手段３０に記憶する。

【0032】

そして、ステップＳ１０６に示すように処理を終了するか否かの判断を行い、終了する場合には一連の処理を終了し、終了しない場合にはステップＳ１０１へ戻り、以降の処理を繰り返す。

【0033】

このステップＳ１０１～ステップＳ１０６の処理において、作業者Ｐが対象物Ｗをパレット２００に戻した場合、カメラ１０１で取得した画像から動作解析手段２０によってパレット２００のどの収納位置に対象物Ｗが戻されたのかを解析する。

【0034】

図１（ｃ）には、作業者Ｐが対象物Ｗをパレット２００に戻した状態が示される。対象物Ｗがパレット２００に戻された場合、対象物Ｗの個体の情報として、パレット２００の収納位置の情報を更新する。これにより、対象物Ｗを取り出したときと異なる収納位置に戻された場合でも、対象物Ｗの個体と紐付けして最新の収納位置を記憶することができる。

【0035】

図４は、記憶手段に記憶された情報の例を示す図である。
記憶手段３０は、対象物Ｗの識別情報（ＩＤ）と。その対象物Ｗのパレット２００の識別情報（パレットＩＤ）、収納位置および測定結果を紐付けして記憶している。作業工程によって異なる測定を行う場合には、各作業工程での測定結果が順次追加される。また、パレット位置は、各作業工程で測定を行った後に戻された最新の収納位置が記憶される。

【0036】

このような対象物Ｗの個体に対応した情報は、必要において表示手段７０に表示させることができる。作業者Ｐは、パレット２００から所望の対象物Ｗを取り出し、測定器２によって検査や測定を行い、測定後に対象物Ｗをパレット２００に戻す、という動作を行うだけで、対象物Ｗの個体と測定結果とが紐付けされた情報が自動的に記憶手段３０に記憶されることになる。したがって、作業者Ｐは、対象物Ｗの検査や測定とともに間違いなく結果を記録するといった煩わしい作業を強いられることなく、効率良く作業を行うことが可能となる。

【0037】

なお、図４に示す対象物Ｗの個体の情報は、予め対象物Ｗの識別情報（ＩＤ）が登録されたリストを外部から受け取ってもよいし、対象物Ｗの個体を識別した際に新たにその識別情報（ＩＤ）を登録してリストを自動生成するようにしてもよい。また、対象物Ｗの個体を識別した際、その識別情報（ＩＤ）が外部から受け取ったリストに登録されていなかった場合、そのリストに新たな識別情報（ＩＤ）を自動的に追加登録するようにしてもよい。

【0038】

〔データ記録システムの他の例〕
図５は、本実施形態に係るデータ記録システムの他の例を示す模式図である。
図５に示すデータ記録システム１では、ヘッドマウントディスプレイ８０が用いられる。ヘッドマウントディスプレイ８０にはカメラ１０１と表示手段７０とが組み込まれている。ヘッドマウントディスプレイ８０の表示手段７０は、透過型のディスプレイであってもよい。ヘッドマウントディスプレイ８０にカメラ１０１と表示手段７０が組み込まれているため、図５に示す構成ではシステム本体１００に表示手段７０は含まれない。ヘッドマウントディスプレイ８０とシステム本体１００とは無線通信または有線通信によって情報の入出力が行われる。

【0039】

作業者Ｐはヘッドマウントディスプレイ８０を装着して作業を行う。ヘッドマウントディスプレイ８０には加速度センサなどが設けられており、作業者Ｐの頭の動きや位置を検知することができる。ヘッドマウントディスプレイ８０にはマイクやスピーカが設けられていてもよい。

【0040】

ヘッドマウントディスプレイ８０のカメラ１０１は作業者Ｐの手などの身体の動きや、対象物Ｗ、パレット２００などの画像を取り込む。カメラ１０１で取り込んだ画像に基づき動作解析手段２０によって解析を行い、対象物Ｗの個体の識別や検査および測定結果の認識、記憶手段３０への記憶を行う。

【0041】

ヘッドマウントディスプレイ８０の表示手段７０には、所望の表示が行われる。例えば、透過型のディスプレイの場合、実際の像に所望の画像を重畳するように表示させることができる。例えば、作業者Ｐが手に持った対象物Ｗの個体を認識すると、表示手段７０にその対象物Ｗに関する情報が表示される。透過型のディスプレイを参照する作業者Ｐには、例えば作業場の空間上に対象物Ｗに関する情報が浮き上がって表示されているように見える。

【0042】

また、ヘッドマウントディスプレイ８０のカメラ１０１によって作業者Ｐの手の特定の動作を読み取り、データ記録システム１をコントロールするようにしてもよい（ハンドジェスチャコントロール）。例えば、測定結果が表示されている状態で、指のジェスチャにより「登録」のアイコンをクリックすると、その測定結果が記憶手段３０に記憶される。

【0043】

本実施形態に係るデータ記録システム１では、作業者Ｐが作業をする対象物Ｗの個体を識別できるため、対象物Ｗに応じた作業上の注意やガイダンスを表示手段７０に表示させることもできる。例えば、測定を完了した対象物Ｗを誤って再び取り出した場合、表示手段７０に既に測定済みの対象物Ｗであることを表示するようにしてもよい。また、次に測定を行う対象物Ｗのパレット２００上の収納位置を表示手段７０に表示してもよいし、透過型のディスプレイによって実際のパレット２００および対象物Ｗの像に重ねるように取り出し対象であることを示す画像（例えば、矢印画像）を表示してもよい。さらに、測定方法や測定手順を表示手段７０に表示するようにしてもよい。

【0044】

〔データ記録プログラム〕
図３に示すデータ記録システムの動作のフローチャートの各ステップは、コンピュータに実行させるプログラム（データ記録プログラム）として構成してもよい。すなわち、データ記録プログラムは、複数の対象物Ｗに対する作業を行う作業者Ｐの動作を取得する動作取得工程（ステップＳ１０１）と、動作取得工程で取得した動作を解析して、少なくとも作業者Ｐが作業を行っている対象物Ｗの個体を識別する動作解析工程（ステップＳ１０２）と、動作解析工程で識別した対象物Ｗの個体について情報を記録する記録工程（ステップＳ１０５）と、を備える。

【0045】

以上説明したように、実施形態によれば、複数の対象物Ｗについて作業を行う際に、対象物Ｗの個体の情報と作業結果とを紐付けて簡単に記録できるデータ記録システム１を提供することが可能となる。これにより、作業者Ｐの動作を認識して、自動的にどの対象物Ｗを検査しているのかを把握し、個々の対象物Ｗに測定結果を紐付けして記録することができ、トレース可能な測定結果の記録を容易に行うことが可能となる。

【0046】

〔実施形態の変形〕
なお、上記に本実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、作業者Ｐの動作を機械学習させて認識精度を高めるようにしてもよい。また、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。

【符号の説明】

【0047】

１…データ記録システム
２…測定器
１０…動作取得手段
２０…動作解析手段
２１…ディスプレイ
３０…記憶手段
５０…制御手段
６０…通信手段
７０…表示手段
８０…ヘッドマウントディスプレイ
１００…システム本体
１０１…カメラ
２００…パレット
Ｐ…作業者
Ｗ…対象物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】