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JP2019209461A - Repair supporting system and repair supporting method - Google Patents

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JP2019209461A JP2018110500A JP2018110500A JP2019209461A JP 2019209461 A JP2019209461 A JP 2019209461A JP 2018110500 A JP2018110500 A JP 2018110500A JP 2018110500 A JP2018110500 A JP 2018110500A JP 2019209461 A JP2019209461 A JP 2019209461A
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Abstract

【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1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a repair support system capable of accurately and efficiently carrying out a repair work of a machine element. A repair support system according to an embodiment includes a repair target data creating unit that creates three-dimensional coordinate data that specifies a shape of a mechanical element to be repaired by three-dimensional coordinate values of a point cloud, and the repair target data. The 3D coordinate data created by the creation unit is compared with the reference 3D coordinate data that specifies the shape of a normal machine element by the 3D coordinate values of the point cloud, and the shape of the machine element to be repaired and the normal machine element The difference distribution map creation unit that creates the shape difference distribution map that expresses the difference with the shape of the machine element on the three-dimensional image of the machine element, and the shape difference distribution map and the machine element to be refurbished at a position where they can be visually compared. And a display output unit for displaying the shape difference distribution map. [Selection diagram] Figure 1

Description

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。   Embodiments described herein relate generally to a repair support system and a repair support method.

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。   In a hydraulic machine such as a water wheel, erosion may occur on a blade surface of a blade of an impeller (runner) due to a shock wave caused by cavitation. When such erosion has occurred, refurbishment with a hand grinder is usually performed for blades with mild erosion. Such repair work is performed by, for example, creating a template in which a concave portion that matches the blade surface of a blade that is not eroded is formed by cutting a plate material, for example, and erosion occurs while referring to the concave portion of the template. This may be done by grinding the blade surface of the blade. In this case, in general, the template is applied to the blade surface of the blade where erosion occurs, and the blade surface is ground so that the blade surface coincides with the concave portion of the template or is substantially parallel. The blade surface is a pressure surface and a suction surface located between the front edge and the rear edge of the blade.

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。   When the repair work is performed by the hand grinder as described above, the operator recognizes the correction amount by comparing the template and the blade to be repaired, and performs grinding of the blade based on the recognized correction amount. In this operation, since the worker recognizes the correction amount by visual observation, an error may occur between the desired correction amount and the correction amount recognized by the worker. Various techniques for accurately specifying the correction amount of the three-dimensional shape have been proposed as related to such a problem. As this type of technique, for example, a technique for deriving a mold shape correction amount from a measurement result of a three-dimensional shape of a mold when a press mold is corrected has been conventionally known.

特許第4390727号公報Japanese Patent No. 4390727

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。   The blade refurbishment work by the hand grinder may not be properly performed because the finish may vary depending on the operator. As a factor of this problem, it is difficult to accurately position the template at a desired position of the blade to be repaired due to the unclear setting standard of the template for the blade to be repaired.

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。   That is, the template is created corresponding to the blade surface shape of the normal blade height position corresponding to the height position of the erosion portion of the blade to be repaired. After the template is created in this way, the template is positioned with respect to the eroded portion of the blade to be repaired. However, since this operation is performed manually, it is difficult to perform it accurately. Further, since the template is a plate material and the shape of the blade surface is defined two-dimensionally in the blade cross section, the shape of the portion other than the blade cross section cannot be clearly defined. Such a template configuration also makes it difficult to accurately position the template. Due to the difficulty in positioning the template, it is considered that a situation in which the repair work cannot be properly performed occurs.

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。   In addition, since the template cannot clearly define the shape of the portion other than the blade cross section, it is difficult to accurately grasp the correction amount of the portion other than the blade cross section based on the template. This is also considered to be causing the situation where the renovation work cannot be carried out properly.

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。   On the other hand, it is difficult to accurately grasp the grinding amount by the hand grinder during the repair work. Therefore, since it is necessary for the operator to check the grinding amount by frequently applying the template to the blades to be repaired, improvement in work efficiency is also desired.

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。   The problems related to the renovation work described above can occur in the same way when the impeller blades (swing blades, stationary blades) of a steam turbine, the impeller blades of a centrifugal pump, and the like are repaired by a hand grinder. Furthermore, it is a problem that may occur in various machine elements that are expected to be repaired.

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。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a repair support system and a repair support method capable of accurately and efficiently performing repair work on machine elements such as impeller blades. With the goal.

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。   A repair support system according to an embodiment is a repair support system for supporting repair work of a machine element. The system includes a repair target data creation unit that creates three-dimensional coordinate data for specifying the shape of a machine element to be repaired by a three-dimensional coordinate value of a point cloud, and the three-dimensional data created by the repair target data creation unit. The coordinate data is compared with the reference three-dimensional coordinate data that specifies the shape of the normal machine element by the three-dimensional coordinate value of the point cloud, and the difference between the shape of the machine element to be repaired and the shape of the normal machine element is determined. A difference distribution diagram creating unit for creating a shape difference distribution diagram expressed on a three-dimensional image of a machine element, and the shape difference at a position where the shape difference distribution diagram and the machine element to be repaired can be visually compared with each other. A display output unit for displaying a distribution map.

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。   A repair support method according to an embodiment is a repair support method for supporting repair work of a machine element. In this method, the shape of the machine element to be repaired is created by a repair target data creating step for creating three-dimensional coordinate data for specifying the three-dimensional coordinate value of the point cloud, and the three-dimensional data created in the repair target data creating step. The coordinate data is compared with the reference three-dimensional coordinate data that specifies the shape of the normal machine element by the three-dimensional coordinate value of the point cloud, and the difference between the shape of the machine element to be repaired and the shape of the normal machine element is determined. A difference distribution diagram creating step for creating a shape difference distribution diagram expressed on a three-dimensional image of a machine element, and the shape difference at a position where the shape difference distribution diagram and the machine element to be repaired can be visually compared with each other. And a display step for displaying a distribution map.

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。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to implement the repair work of a machine element accurately and efficiently.

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。It is a figure which shows the repair assistance system which concerns on 1st Embodiment. 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。It is a block diagram which shows the function structure of the repair assistance system which concerns on 1st Embodiment. 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。It is a conceptual diagram which shows the procedure at the time of creating the shape difference distribution map expressing the difference of the shape of the blade surface of a blade | wing with erosion and the shape of the blade surface of a normal blade | wing. (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。(A) is a figure which shows an example of the mode of the repair assistance by the repair assistance system which concerns on 1st Embodiment, (B) is a figure which shows another example. 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。It is a figure which shows the repair assistance system which concerns on 2nd Embodiment. 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。It is a figure which shows the repair assistance system which concerns on 3rd Embodiment.

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。   Embodiments will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

<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。
<First Embodiment>
FIG. 1 shows a repair support system S1 (hereinafter referred to as system S1) according to the first embodiment. The system S1 according to the present embodiment includes an information processing apparatus 10, a three-dimensional scanner 20, and a projector 30. The system S1 is configured as a system for supporting the repair work of the runner (impeller) 1 of the hydraulic machine.

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。   The runner 1 holds a plurality of blades 2 arranged around the rotation axis between the crown 3 and the band 4. In the runner 1 shown in FIG. 1, damaged portions 5 due to erosion are generated on the blade surfaces of some of the blades 2. The blade surface means a pressure surface and a suction surface located between the front edge and the rear edge of the blade 2.

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。   Although the system S1 according to the present embodiment is used as a system for supporting the repair work of the runner 1 of the hydraulic machine, the system S1 can also be used in support of repair of an impeller different from the runner 1. For example, the system S1 can be suitably used when repairing the impeller blades of a steam turbine or the impeller blades of a centrifugal pump. The system S1 can also be used to support repair of mechanical elements different from the blades. The same applies to other embodiments described later. In addition, a machine element means the components and members which comprise a machine or another structure.

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。   The information processing apparatus 10 in the system S1 is electrically connected to the three-dimensional scanner 20 and the projector 30. The information processing apparatus 10 is a computer, and includes a CPU, ROM, RAM, an interface for inputting and outputting information and images to an external device, a display capable of displaying information and images generated internally, and the like. ing.

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。   The three-dimensional scanner 20 corresponds to the repair target data creation unit, and is a tertiary that specifies the shape of the blade surface of the blade 2 in which damage (here, erosion) has occurred by the three-dimensional coordinate value of the point cloud. It is a device that creates original coordinate data. The three-dimensional scanner 20 in the present embodiment optically detects a three-dimensional shape of an object in a non-contact manner, specifies the three-dimensional shape by a three-dimensional coordinate value of a point group, and creates three-dimensional coordinate data. However, the means for creating such three-dimensional coordinate data is not particularly limited, and for example, a contact-type three-dimensional shape measuring apparatus may be used instead of the three-dimensional scanner 20.

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。   The projector 30 is a device for projecting an image generated by the information processing apparatus 10. Although details will be described later, the projector 30 according to the present embodiment is a shape that represents the difference between the shape of the blade surface of the damaged blade 2 and the shape of the blade surface of a normal blade on a three-dimensional image of the runner. A difference distribution map is projected.

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。   FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the system S1. The information processing apparatus 10 includes a data input unit 11, a difference distribution diagram creation unit 12, and a display output unit 13. The processing of each functional part is realized, for example, by the CPU in the information processing apparatus 10 expanding a computer program stored in the ROM to the RAM and executing arithmetic processing.

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。   The data input unit 11 is electrically connected to the three-dimensional scanner 20, takes in the three-dimensional coordinate data created by the three-dimensional scanner 20, and outputs it to the difference distribution diagram creation unit 12. Further, the data input unit 11 can take in various information from the outside. The data input unit 11 may capture, for example, reference 3D coordinate data described later to be compared with the 3D coordinate data from the outside.

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。   The difference distribution diagram creation unit 12 compares the three-dimensional coordinate data created by the three-dimensional scanner 20 with the reference three-dimensional coordinate data that specifies the shape of the blade surface of a normal blade by the three-dimensional coordinate value of the point group. In addition, a shape difference distribution diagram is created to express the difference between these data on a three-dimensional image of the runner. More specifically, the shape difference distribution diagram shows the difference between the three-dimensional coordinate data created by the three-dimensional scanner 20 and the reference three-dimensional coordinate data as the blade corresponding to the damaged blade 2 (strictly speaking, This is an image expressed on the three-dimensional image of the runner including a three-dimensional image of a normal blade corresponding to the damaged blade 2.

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。   The reference three-dimensional coordinate data used by the difference distribution diagram creating unit 12 may be three-dimensional coordinate data on the shape of another blade 2 that is not damaged in the runner 1 or damage on the damaged blade 2. The three-dimensional coordinate data before the occurrence of the blade 2 or the design data of the blade 2 created before manufacturing the blade 2 may be used, or an ideal modification generated based on any one or combination of these data. It may be three-dimensional coordinate data indicating the rear blade shape. When using the three-dimensional coordinate data or design data of the blade 2 before the damage occurs as the reference three-dimensional coordinate data, these data may be stored in advance. In addition, when using the three-dimensional coordinate data indicating the ideal modified blade shape as the reference three-dimensional coordinate data, a dedicated program for generating such data may be stored in advance.

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。   FIG. 3 is a conceptual diagram showing a procedure when the difference distribution diagram creating unit 12 creates a shape difference distribution diagram. In FIG. 3, symbol A indicates the three-dimensional coordinate data for specifying the shape of the blade surface of the damaged blade 2 by the three-dimensional coordinate value of the point group, and symbol B indicates the shape of the blade surface of a normal blade. Is a reference three-dimensional coordinate data that identifies the three-dimensional coordinate value of the point group. A symbol M indicates a shape difference distribution diagram created by the difference distribution diagram creation unit 12 based on a difference (shape difference) between these data. In the shape difference distribution diagram M shown in FIG. 3, the difference between the shape of the damaged blade 2 (three-dimensional coordinate data A) and the shape of a normal blade (reference three-dimensional coordinate data B) is expressed by shading. Has been.

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。   In FIG. 3, only the three-dimensional image of the blade corresponding to the damaged blade 2 is shown as the shape difference distribution diagram M, and the shape difference is expressed in this, but the shape in the present embodiment In the difference distribution diagram M, the shape difference is actually represented on the three-dimensional image of the entire runner including the three-dimensional image of the blade corresponding to the damaged blade 2. However, such a shape difference distribution map M is not particularly limited, and for example, the shape difference may be expressed only in the three-dimensional image of the blade corresponding to the damaged blade 2 or a plurality of blades. A shape difference may be expressed on a three-dimensional image of a part of the runner including

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。   The shape difference distribution map M created as described above is input to the display output unit 13, and the display output unit 13 visually checks the shape difference distribution map M and the blade surface of the actual blade 2 that is damaged. Thus, the shape difference distribution map M is displayed at a position that can be compared. Specifically, in the present embodiment, the display output unit 13 can project the shape difference distribution map M via the projector 30 and can display the shape difference distribution map M on the display of the information processing apparatus 10. Yes.

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。   FIG. 4A shows an example of repair support by the system S1, and FIG. 4B shows another example. In FIG. 4A, the display output unit 13 causes the projector 30 so that the actual blade 2 that is damaged and the three-dimensional image of the blade on the shape difference distribution diagram M corresponding to the blade 2 overlap each other. A shape difference distribution map M is displayed on the runner 1 via On the other hand, in the example of FIG. 4B, the display output unit 13 displays the shape difference distribution map M on the side wall of the runner 1 via the projector 30, and the actual runner 1 and the shape difference distribution map M. Are lined up.

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。   When the display output unit 13 displays the shape difference distribution map M as shown in FIGS. 4A and 4B, for example, the operator W refers to the shape difference distribution map M so that the damage is actually caused. It becomes easy to recognize the position and degree of the damaged portion 5 of the blade 2 that is generated. Even when the display output unit 13 displays the shape difference distribution map M on the display of the information processing apparatus 10, the operator W can recognize the position and degree of the damaged portion 5 of the blade 2. However, as shown in FIGS. 4A and 4B, the operator W is more intuitive when the shape difference distribution map M is displayed at the same size and height position as the actual runner 1 in general. It becomes easier to recognize the damaged portion 5. Further, the shape difference distribution map M may be displayed on the head mounted display. In this case, a transmissive head-mounted display that can visually recognize the outside through the display portion and can display an image such as a shape difference distribution diagram M on the display portion is used. Even in this case, the display portion is so arranged that the actual damaged portion 5 of the runner 1 that is visible through the display portion of the head-mounted display and the corresponding position of the damaged portion 5 on the shape difference distribution map M overlap each other. By displaying the shape difference distribution map M, the operator W can easily recognize the damaged portion 5 intuitively.

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。   In the system S1 according to the present embodiment described above, the difference between the shape of the blade surface of the damaged blade 2 and the shape of the blade surface of the normal blade corresponds to the damaged blade 2. A shape difference distribution diagram M expressed on the three-dimensional image of the runner including the three-dimensional image of the blade is created, and the shape difference distribution diagram M is visually compared with the blade surface of the actual blade 2 where the damage has occurred. A shape difference distribution map M is displayed at a possible position. Thereby, the operator W can easily recognize the position and degree of the damaged portion 5 of the blade 2 that is actually damaged by referring to the shape difference distribution diagram M. Therefore, it becomes easy to repair the blade 2 of the runner 1, and the work can be performed accurately and efficiently.

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。   In particular, in the present embodiment, the display output unit 13 is arranged on the runner 1 so that the actual blade 2 that is damaged and the three-dimensional image of the blade on the shape difference distribution map M corresponding to the blade 2 overlap each other. The shape difference distribution map M can be displayed on the screen. In this case, since the shape difference distribution map M is displayed at substantially the same size and height position as the actual runner 1, the operator W can easily recognize the damaged portion 5 of the blade 2 intuitively. In addition, since the position and degree of the damaged portion 5 in the blade 2 can be recognized without shifting the viewpoint, the work efficiency of the repair work can be improved.

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。   In the first embodiment, the example in which the difference distribution diagram creation unit 12 creates one reference shape difference distribution diagram M has been described. However, instead of this, the three-dimensional scanner 20 which is the modification target data creation unit creates three-dimensional coordinate data continuously or intermittently, and the difference distribution diagram creation unit 12 is sequentially created by the three-dimensional scanner 20. The shape difference distribution diagram M may be sequentially generated according to the three-dimensional coordinate data, and the display output unit 13 may sequentially display the shape difference distribution diagram M sequentially generated by the difference distribution diagram generation unit 12. . In this case, when the damaged blade 2 is repaired, the worker W can check the progress of the repair work based on the shape difference distribution map M that is sequentially updated.

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。   According to such a configuration, the work efficiency of the repair work can be improved, and the repair work can be easily performed accurately.

<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。
<Second Embodiment>
Next, a repair work support system S2 (hereinafter referred to as system S2) according to the second embodiment will be described with reference to FIG. Of the components of the system S2 according to the present embodiment, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

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。   The system S2 shown in FIG. 5 includes a three-dimensional position and posture of the hand grinder G used in the repair work of the blades 2 in addition to the information processing apparatus 10, the three-dimensional scanner 20, and the projector 30 described in the first embodiment. And a notification unit 50 for notifying the worker W of the progress of the repair work by the hand grinder G.

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。   The tool state detection unit 40 is a laser tracker that detects the three-dimensional coordinates and posture of the hand grinder G by measuring the three-dimensional positions of the plurality of target markers 41 and the plurality of target markers 41 installed on the hand grinder G. 42. The laser tracker 42 outputs the detected three-dimensional coordinates and posture of the hand grinder G to the information processing apparatus 10. The target marker 41 is, for example, a reflective material. In this case, the laser tracker 42 receives a laser beam projected from itself and reflected from the target marker 41, and detects the reflection response time of the laser beam, whereby each target marker 41 is detected. Measure the three-dimensional position. By this measurement, the three-dimensional coordinates and posture of the hand grinder G are detected. The tool state detection unit 40 may be configured with a three-dimensional coordinate detection device different from the target marker 41 and the laser tracker 42.

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。   Further, the notification unit 50 determines the contact position between the hand grinder G and the blade surface of the damaged blade 2 based on the three-dimensional position and posture of the hand grinder G detected by the tool state detection unit 40. A three-dimensional coordinate value specified as a three-dimensional coordinate value on FIG. D and corresponding to the contact position between the hand grinder G and the blade surface of the damaged blade 2, and a reference three-dimensional value corresponding to the three-dimensional coordinate value The operator is notified of the degree of difference from the reference coordinate value on the coordinate data.

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。   Specifically, in the present embodiment, the notification unit 50 includes a notification information generation unit 51 configured in the information processing apparatus 10 and a speaker 52 that emits the notification information generated by the notification information generation unit 51 as a notification sound. doing. The notification information generation unit 51 receives the information on the three-dimensional position and posture of the hand grinder G detected by the tool state detection unit 40, and based on the information, the hand grinder G (strictly speaking, the grindstone) and damage The three-dimensional coordinate value on the shape difference distribution diagram D corresponding to the contact position of the blade 2 with the blade surface is specified. Then, the notification information generation unit 51 generates notification sound information corresponding to the degree of difference between the identified three-dimensional coordinate value and the reference coordinate value on the reference three-dimensional coordinate data corresponding to the three-dimensional coordinate value. Generate. And the speaker 52 emits a notification sound to the worker W according to the notification sound information generated by the notification information generation unit 51.

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。   In the present embodiment, the three-dimensional coordinate value corresponding to the contact position between the hand grinder G and the blade surface of the damaged blade 2, and the reference on the reference three-dimensional coordinate data corresponding to the three-dimensional coordinate value. As an example, the difference between the coordinate values is the distance between the two coordinate values in the direction of the normal to the point corresponding to the reference coordinate value on the blade surface of the three-dimensional image specified by the reference three-dimensional coordinate data. As specified. That is, the reference coordinate value is set at a certain point on the blade surface specified on the reference three-dimensional coordinate data, and the hand grinder G and the blade 2 in the direction of the normal to the point corresponding to the reference coordinate value. The distance between the three-dimensional coordinate value corresponding to the contact position with the blade surface and the reference coordinate value is used as an index of difference. This also applies to a third embodiment described later.

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。   In the system S2 according to the present embodiment described above, the worker W can check the progress of the repair work based on the information notified from the notification unit 50, so that the repair work can be easily performed accurately. In particular, in the present embodiment, the three-dimensional coordinate value corresponding to the contact position between the hand grinder G and the blade surface of the damaged blade 2, and the reference on the reference three-dimensional coordinate data corresponding to the three-dimensional coordinate value. Since the notification unit 50 emits different notification sounds according to the degree of difference between the coordinate values, the operator W can perform work continuously without stopping the work and confirming the progress. Can be improved.

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。   Note that the notification unit 50 in the present embodiment includes a three-dimensional coordinate value corresponding to the contact position between the hand grinder G and the blade surface of the damaged blade 2, and the reference three-dimensional coordinate data corresponding thereto. Different notification sounds are generated according to the degree of difference from the reference coordinate value, but the notification mode of the notification unit 50 is not limited to this. For example, the notification unit 50 may quantify the difference between the three-dimensional coordinate value and the reference coordinate value, and may project the numerical value from the projector 30 or display it on the display of the information processing apparatus 10.

<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。
<Third Embodiment>
Next, a repair work support system S3 (hereinafter referred to as system S2) according to a third embodiment will be described with reference to FIG. Of the components of the system S3 according to the present embodiment, the same components as those of the first or second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

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。   As shown in FIG. 6, the system S3 includes an articulated arm 60 connected to the hand grinder G in addition to the information processing apparatus 10, the three-dimensional scanner 20, and the projector 30 described in the first embodiment, And an operation control unit 70 that controls the operation of the joint arm 60.

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。   The motion control unit 70 is a functional part configured in the information processing apparatus 10, and can control the three-dimensional degree of freedom of the articulated arm 60 by controlling the rotation angle of the articulated arm 60. Further, the operation control unit 70 detects the three-dimensional position and posture of the hand grinder G from the three-dimensional position of the articulated arm 60, and based on the detected three-dimensional position and posture of the hand grinder G, damage to the hand grinder G occurs. The position of contact of the blade 2 with the blade surface is specified as a three-dimensional coordinate value on the shape difference distribution map M. When the hand grinder G reaches a position where there is no difference between the three-dimensional coordinate value and the reference coordinate value on the reference three-dimensional coordinate data corresponding to the three-dimensional coordinate value, the motion control unit 70 60 three-dimensional degrees of freedom are constrained.

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。   In the system S3 according to the present embodiment described above, the hand grinder G and the articulated arm 60 are connected, and the contact position between the hand grinder G and the blade surface of the damaged blade 2 is a shape difference distribution diagram. When the hand grinder G reaches a position where the difference between the three-dimensional coordinate value on the M and the reference coordinate value on the reference three-dimensional coordinate data corresponding to the three-dimensional coordinate value is eliminated, The three-dimensional degree of freedom of the articulated arm 60 is constrained. Thereby, it can suppress that the blade | wing 2 of repair object is shaved by the hand grinder G more than necessary.

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。   Note that the motion control unit 70 in this embodiment performs control to constrain the three-dimensional degree of freedom of the articulated arm 60, but the motion control unit 70 automatically performs grinding by the hand grinder G fixed to the articulated arm 60. The operation of the multi-joint arm 60 may be controlled as described above. In this case, an operation program of the hand grinder G for obtaining a desired blade shape is created on the basis of the shape difference distribution diagram M created by the difference distribution diagram creation unit 12, and the motion control unit 70 is articulated according to this operation program. The arm 60 may be controlled.

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。   As mentioned above, although each embodiment was described, each said embodiment was shown as an example and is not intending limiting the range of invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

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。   For example, in each of the above-described embodiments, the example in which the repair work of the damaged blade is supported by each system according to this embodiment has been described. However, each system according to this embodiment has a shape immediately after manufacturing. It can also be suitably used when repairing a machine element having an abnormality such as an error.

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 S1, S2, S3 ... repair support system, 1 ... runner 1 ... vane, 3 ... crown, 4 ... band, 5 ... damaged part, 10 ... information processing device, 11 ... data input unit, 12 ... difference distribution diagram creation unit, DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Display output part, 20 ... Three-dimensional scanner, 30 ... Projector, 40 ... Tool state detection part, 41 ... Target marker, 42 ... Laser tracker, 50 ... Notification part, 51 ... Notification information generation part, 52 ... Speaker, 60 ... articulated arm, 70 ... motion control unit, A ... three-dimensional coordinate data, B ... reference three-dimensional coordinate data, M ... shape difference distribution diagram, W ... worker, G ... hand grinder

Claims (7)

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。
A repair support system for supporting repair work of machine elements,
A repair target data creation unit for creating three-dimensional coordinate data for specifying the shape of the machine element to be repaired by the three-dimensional coordinate value of the point cloud;
The three-dimensional coordinate data created by the modification target data creation unit is compared with reference three-dimensional coordinate data that specifies the shape of a normal machine element by the three-dimensional coordinate value of a point cloud, and the machine element of the modification target A difference distribution diagram creating unit for creating a shape difference distribution diagram expressing a difference between the shape and the shape of the normal machine element on a three-dimensional image of the machine element;
A repair support system comprising: a display output unit that displays the shape difference distribution map at a position where the shape difference distribution map and the machine element to be repaired can be visually compared.
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。   The display output unit displays the shape difference distribution map via a projector so that an actual machine element to be repaired and a three-dimensional image of a corresponding machine element on the shape difference distribution map overlap each other. The repair support system according to claim 1. 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。
The repair target data creation unit creates the three-dimensional coordinate data continuously or intermittently,
The difference distribution diagram creating unit sequentially creates the shape difference distribution diagram according to the three-dimensional coordinate data sequentially created by the modification target data creating unit,
The display output unit sequentially displays the shape difference distribution diagrams sequentially created by the difference distribution diagram creation unit,
The repair support according to claim 1 or 2, wherein an operator can check the progress of the repair work based on the shape difference distribution map that is sequentially updated during the repair work of the machine element to be repaired. system.
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。
A tool state detection unit for detecting a three-dimensional position and posture of a hand grinder used in the repair work of the machine element;
Based on the three-dimensional position and orientation of the hand grinder detected by the tool state detector, the contact position between the hand grinder and the machine element to be repaired is specified as a three-dimensional coordinate value on the shape difference distribution map. A notification unit for notifying an operator of a degree of difference between the three-dimensional coordinate value and a reference coordinate value on the reference three-dimensional coordinate data corresponding to the three-dimensional coordinate value. The repair support system according to any one of 1 to 3.
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。   The notification unit has different notifications depending on the degree of difference between the three-dimensional coordinate value corresponding to the contact position and the reference coordinate value on the reference three-dimensional coordinate data corresponding to the three-dimensional coordinate value. The repair support system according to claim 4, which emits a sound. 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。
An articulated arm connected to a hand grinder for use in the repair work of the machine element;
An operation control unit for controlling the operation of the articulated arm,
The motion control unit is configured to determine the contact position between the hand grinder and the machine element to be repaired based on the three-dimensional position and posture of the hand grinder detected from the three-dimensional position of the articulated arm. The hand grinder reaches the position where there is no difference between the three-dimensional coordinate value and the reference coordinate value on the reference three-dimensional coordinate data corresponding to the three-dimensional coordinate value. The repair support system according to any one of claims 1 to 3, wherein the three-dimensional degree of freedom of the multi-joint arm is constrained.
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。
A repair support method for supporting repair work of a machine element,
A modification target data creation step for creating three-dimensional coordinate data for specifying the shape of the machine element to be modified by the three-dimensional coordinate value of the point cloud;
The three-dimensional coordinate data created in the repair target data creation step is compared with reference three-dimensional coordinate data that specifies the shape of a normal machine element by the three-dimensional coordinate value of a point cloud, and the machine target of the repair target A difference distribution diagram creating step of creating a shape difference distribution diagram expressing a difference between the shape and the shape of the normal machine element on a three-dimensional image of the machine element;
A repair support method comprising: a display step of displaying the shape difference distribution diagram at a position where the shape difference distribution diagram and the machine element to be repaired can be visually compared.
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