CN108357881A - 工件位置检测方法和悬吊架维护作业需否判断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种工件位置检测方法和悬吊架维护作业需否判断方法。通过位置检测单元(92L、92R)检测工件(10)的停止位置。控制部求出检测到的停止位置(实际停止位置)与预先设定的基准停止位置之间的差异并进行记录。在多次记录后，控制部对差异进行统计处理，并基于该结果求出修正量。在进行下一次的位置检测时，位置检测单元(92L、92R)被配置于在基准停止位置加上修正量的修正位置，在该状态下检测工件(10)的规定部位的位置。本发明能够在悬吊架发生故障之前实施维护作业。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测支承于悬吊架的工件的位置的工件位置检测方法，和判断是否需要进行所述悬吊架的维护作业的悬吊架维护作业需否判断方法。
背景技术
作为搬运机构，已知一种将通过悬吊架悬吊的工件与所述悬吊架一起搬运的机构(参照日本发明专利公开公报特开2006－347646号)。例如，在汽车的制造工厂中，车身主体作为工件被搬运。
具体而言，在这种情况下，如特开2011－121774号公报记载的那样，车身主体用悬吊架被悬吊，该悬吊架沿着引导导轨与车身主体一起被输送至组装场所。在组装场所，悬吊架和车身主体被停止，在该状态下，搬运用机器人抓持零部件，进行该零部件和车身主体的对齐(预组装)。并且，紧固用机器人将螺栓进行紧固。据此，所述零部件通过螺栓连结于车身主体。
发明内容
在由于某种原因而车身主体停止在从规定的组装位置偏倚的位置上时，由于车身主体的位置和搬运用机器人所搬运的零部件的位置不对应，而难以进行上述的预组装。因此，使用位置传感器对车身主体的位置进行大致检测，判断基准停止位置和车身主体的实际停止位置之间的差异是否在容许范围内。如果在容许范围内，进行预组装和紧固。另一方面，在超出容许范围的情况下，进行精细的位置检测，再判断差异是否在容许范围内。
但是，在进行上述的再判断的情况下，从车身主体的停止到紧固需要较长时间。尤其是，当再判断频繁进行时，会成为汽车的生产效率下降的一个原因。
本发明的主要目的在于提供一种能够对由悬吊架搬运的工件的位置进行高精度检测的工件位置检测方法。
本发明的另一个目的在于提供一种能够容易地判断是否需要进行悬吊架的维护作业的悬吊架维护作业需否判断方法。
根据本发明的一实施方式，提供一种工件位置检测方法，通过位置检测单元检测工件的规定部位的停止位置、或停止的悬吊架的规定部位的停止位置，其中，工件被多个悬吊架的各个分别支承，并通过搬运机构与所述悬吊架一体地被搬运之后停止，其特征在于，具有如下步骤：对所述悬吊架将所述工件搬运之后停止时的所述工件或所述悬吊架的停止位置、与预先设定的基准停止位置之间的差异进行多次记录的步骤；根据被记录的多次的所述差异进行统计处理，按照每个所述悬吊架求出修正量的步骤；将所述位置检测单元配置于对所述基准停止位置加上了所述修正量的修正位置的步骤；和用处于所述修正位置的所述位置检测单元来对所述悬吊架的规定部位的停止位置、或通过该悬吊架搬运之后停止的所述工件的规定部位的停止位置进行检测的步骤。
即，在这种情况下，根据差异求出修正量，在下一次的位置检测时，将位置检测单元配置于对基准停止位置加上了该修正量的修正位置。通过该修正，能够使位置检测单元与实际停止位置一致、或接近，因此，位置检测单元通过一次的检测能够容易地检测工件的规定部位。因此，不需要再进行精细的位置检测。在这种情况下，能够缩短位置检测所需要的时间。即，提高位置检测的效率。
当由悬吊架反复进行工件的悬吊和搬运时，修正量有可能超出容许修正量。此时，能够判断为到了需要进行悬吊架的维护作业。
即，根据本发明的另一实施方式，提供一种悬吊架维护作业需否判断方法，判断是否需要进行悬吊架的维护作业，其中，悬吊架支承工件，并通过搬运机构与所述工件一体地被搬运，其特征在于，具有如下步骤：对所述悬吊架将所述工件搬运之后停止时的该悬吊架或所述工件的规定部位的停止位置、与预先设定的基准停止位置之间的差异进行多次记录的步骤；根据被记录的多次的所述差异进行统计处理，求出修正量的步骤；将位置检测单元配置于对所述基准停止位置加上了所述修正量的修正位置的步骤；用处于所述修正位置的所述位置检测单元来对所述悬吊架的规定部位的停止位置、或通过该悬吊架搬运之后停止的所述工件的规定部位的停止位置进行检测的步骤；和将通过处于所述修正位置的所述位置检测单元检测到的所述停止位置、与所述基准停止位置进行比较的步骤，当所述修正量超出预先设定的容许修正量时，判断为需要进行所述悬吊架的维护作业。
在这种情况下，在修正量超出容许修正量的时间点上判断为需要维护作业。因此，能够在悬吊架发生故障之前实施维护作业。因此，能够避免在工件的搬运途中悬吊架发生故障、由于该故障而不得不停止工件的搬运的状况。即，能够有效防止对工件的搬运带来影响。
此外，在统计处理中，例如只求出多次的差异的平均值即可。在这种情况下，有计算简单的优点。
另外，所需要的修正量根据各悬吊架不同而不同。因此，优选在各个悬吊架上设置识别单元。据此，能够对每个贴有任意标示符的悬吊架设定适当的修正量。即，能够对各悬吊架分别设定修正量。
根据本发明，首先求出工件或悬吊架的实际停止位置与基准停止位置之间的差异，接着，根据该差异求出修正量，在下一次的位置检测时，将位置检测单元配置于在基准停止位置加上该修正量的修正位置。因此，使位置检测单元与实际停止位置一致或接近。
其结果，位置检测单元通过一次的检测能够容易地检测工件的规定部位。因此，不需要再进行精细的位置检测，从而缩短位置检测所需要的时间，提高位置检测的效率。
并且，当修正量到了超出容许修正量时，判断为到了需要悬吊架的维护作业的时候。因此，能够在悬吊架发生故障之前实施维护作业。据此，能够避免在工件的搬运途中悬吊架发生故障，因此，能够防止对工件的搬运带来影响。
上述的目的，特征及优点，通过参照附图对以下实施方式所做的说明可以容易理解。
附图说明
图1是车身主体和前置组件的主要部分的概略立体图。
图2是实施本发明的实施方式所涉及的工件位置检测方法和悬吊架维护作业需否判断方法的安装装置的主要部分的概略俯视图。
图3是表示通过图2的构成安装装置的悬吊架，将作为工件的车身主体悬吊的状态的主要部分的概略右视图。
图4是表示车身主体的实际停止位置与基准停止位置之间的差异、与位置检测的次数之间的关系的图表。
图5是表示修正量和容许修正量之间的关系的图表。
具体实施方式
下面，参照附图，对于本发明所涉及的悬吊架维护作业需否判断方法与工件位置检测方法之间的关系方面，列举优选实施方式进行详细说明。此外，附图中的“前”、“后”、“右”和“左”分别意味着在驾驶席就座的用户的前方、后方、右方和左方。
首先，参照图1，对作为工件的车身主体10和安装于该车身主体10的前置组件12进行概略说明。
车身主体10在其前部具有：从左A柱14L突出的左前侧梁16L；和从右A柱14R突出的右前侧梁16R。在这种情况下，在左前侧梁16L和右前侧梁16R之间未设置前横梁，因此，在左前侧梁16L和右前侧梁16R之间形成宽大的开口18。该开口18构成安装前置组件12的安装空间。
在左前侧梁16L和右前侧梁16R的各自的前端表面形成有左前螺栓孔20L和右前螺栓孔20R。另外，在左前侧梁16L和右前侧梁16R上，于被机盖30所覆盖的位置分别形成有左后螺栓孔32L、右后螺栓孔32R。这些左后螺栓孔32L、右后螺栓孔32R、以及所述左前螺栓孔20L、所述右前螺栓孔20R成为用于检测车身主体10的位置的规定部位。
前置组件12是包含有前保险杠40、前保险杠横梁42、左前照灯43L、右前照灯43R、前格栅44等而构成的组装体。在前保险杠40上形成有与所述左前螺栓孔20L、所述右前螺栓孔20R重合的左螺栓贯插孔46L、右螺栓贯插孔46R。另外，在前保险杠横梁42上形成有与所述左后螺栓孔32L、所述右后螺栓孔32R重合的未图示的2个螺栓贯插孔。
接着，对将前置组件12安装于车身主体10的安装装置进行概略说明。
图2是示意性地表示在组装场所所设置的安装装置50的主要部分的概略俯视图。该安装装置50具有：悬吊车身主体10并进行搬运的搬运机构52；和3台机器人54、56L、56R。
搬运机构52具有：在车身主体10的左上方、右上方彼此平行地延伸的引导导轨58L、58R；悬吊车身主体10的悬吊架60；和将该悬吊架60通过驱动滑块(未图示)支承的悬吊轨道62。在悬吊架60上设有多个能够以滑动的方式卡合于所述引导导轨58L、58R的从动车轮(未图示)。因此，通过所述驱动滑块沿着悬吊轨道62进行位移，使悬吊架60和车身主体10沿着引导导轨58L、58R进行位移。车身主体10的行进方向为图1中的左方。
在图2中仅表示1个悬吊架60，但实际上，多个悬吊架60以能够进行位移的方式安装于引导导轨58L、58R。即，在组装场所，需要安装前置组件12的车身主体10被连续搬运。
悬吊架60具有：悬吊车身前部的前部悬吊部64；和悬吊车身后部的后部悬吊部66。前部悬吊部64和后部悬吊部66分别具有图3所示的右方臂68a、68b和未图示的左方臂。虽然在图中未特别地表示，但这些右方臂68a、68b和左方臂的顶端在车身主体10的下方向车宽方向内方弯曲。即，悬吊架60通过两对臂的弯曲的顶端，从下方支承车身主体10。
在构成后部悬吊部66的右方臂68b的下表面设有条形码、QR代码(デンソーウェーブ社(DENSO WAVE Incorporated)的注册商标)等固有的未图示的标示符。另外，在组装场所的地板上设有底座70，并且在该底座70上设有读取部朝向铅垂上方的读取传感器72。该读取传感器72读取所述标示符。
当然，标示符按照每个悬吊架60而不同。因此，通过读取标示符，能够确定悬吊架60。换而言之，能够将悬吊架60与其他的悬吊架进行区别。
所述3台机器人54、56L、56R为通用的多关节机器人，例如为6轴机器人。这些3台机器人54、56L、56R配置在不会妨碍车身主体10的行进的位置。
3台机器人中的1台为从临时放置于堆货场74的多个前置组件12中抓持1个，并搬运至车身主体10的搬运用机器人54。此外，在堆货场74中，前置组件12支承于未图示的支承台。
另外，在搬运用机器人54的顶端臂设有图1所示的抓持夹具80。该抓持夹具80包含有在未图示的气缸的作用下能够上下位移的夹持部84而构成。
搬运用机器人54以外的其余2台为第1紧固用机器人56L和第2紧固用机器人56R。在这些第1紧固用机器人56L和第2紧固用机器人56R的各顶端臂上分别设有螺母扳手90L、90R。螺母扳手90L、90R用于将螺母(未图示)相对于穿过上述的规定的螺栓贯插孔和螺栓孔的螺栓(未图示)转动。
随着第1紧固用机器人56L和第2紧固用机器人56R适当动作，顶端臂的位置发生改变。伴随于此，螺母扳手90L、90R的位置、姿势也发生变化。
在所述顶端臂上还分别设有作为位置检测单元的位置传感器92L、92R。位置传感器92L、92R主要检测形成于车身主体10的左后螺栓孔32L、右后螺栓孔32R、左前螺栓孔20L、和右前螺栓孔20R。
在上述的结构中，驱动滑块、读取传感器72、搬运用机器人54、第1紧固用机器人56L、第2紧固用机器人56R、螺母扳手90L、90R、位置传感器92L、92R等与未图示的控制部电连接。
本实施方式所涉及的工件位置检测方法，基本上是在如上所述地构成的安装装置50中按照如下方式被实施。此外，下面的工序或作业是在所述控制部的控制作用下进行。
前置组件12和车身主体10在其他的作业场所被制造。前置组件12被搬运至组装场所并以被支承于未图示的支承台的状态在竖立姿势下被临时放置于堆货场74。另一方面，车身主体10被悬吊于悬吊架60上。
当设于悬吊架60的驱动滑块被驱动时，该驱动滑块沿着悬吊轨道62进行位移，并且从动车轮沿着引导导轨58L、58R进行位移。伴随于此，悬吊架60和保持于该悬吊架60的车身主体10向图2中的左方(前方)缓缓行进。此时，机盖30和后车门130呈敞开状态。
当车身主体10到达规定位置(安装位置)时，悬吊架60被夹紧而该悬吊架60和车身主体10停止。此时，读取传感器72(参照图3)读取设于悬吊架60的标示符。假设贴在该悬吊架60的标示符为标示符A时，控制部识别到“贴有标示符A的悬吊架60被搬运至组装场所并停止”。
此外，通过在同样的悬吊架60上设置多个相同的标示符，即使在悬吊架60没有停止在规定的停止位置时，读取传感器72也能够读取多个标示符中的1个。即，对悬吊架60的识别(确定)变得容易。
另一方面，转动搬运用机器人54的臂部，使其顶端臂朝向堆货场74。然后，通过使顶端臂适当动作来使抓持夹具80的规定部位进入到前保险杠40的下方、左前照灯43L的下方、右前照灯43R的下方。然后，所述气缸动作，构成该气缸的杆向下方伸长。据此，前置组件12被夹持部84夹持。上述的结果是：前置组件12被抓持。
然后，第1紧固用机器人56L和第2紧固用机器人56R适当动作。此时，通过位置传感器92L、92R检测形成于车身主体10的左后螺栓孔32L、右后螺栓孔32R、左前螺栓孔20L、右前螺栓孔20R的位置(规定部位的停止位置)。将该位置作为信息而获取的控制部求出该位置与被预先设定的基准停止位置之间的差异，并且记录该差异。
在此，作为基准停止位置，例如可以使用根据引导导轨58L、58R和悬吊架60的尺寸、刚度等求出的设计上的停止位置(换而言之，理想停止位置)。每当被贴有标示符A的悬吊架60悬吊车身主体10而再次搬运至组装场所时，控制部每次对所述差异进行记录。
差异在预先设定的容许范围内时，搬运用机器人54的臂部转动，并且如图1所示，进行搬运而使前置组件12的后部侧位于车身主体10的前部侧。换而言之，将前置组件12配置在左前侧梁16L和右前侧梁16R之间的开口18。此时，左前螺栓孔20L、右前螺栓孔20R分别与形成于前保险杠40的左螺栓贯插孔46L、右螺栓贯插孔46R重合。
接着，在重合的左前螺栓孔20L及左螺栓贯插孔46L、以及右前螺栓孔20R及右螺栓贯插孔46R中分别穿入螺栓。再有，第1紧固用机器人56L和第2紧固用机器人56R的臂部适当动作，从而螺母扳手90L、90R变成紧固姿势。再有，螺母扳手90L、90R将未图示的螺母紧固于所述螺栓。
另外，也在左后螺栓孔32L、右后螺栓孔32R和所述2个螺栓贯插孔中分别穿入螺栓。也通过设于第1紧固用机器人56L和第2紧固用机器人56R的螺母扳手90L、90R对这些螺栓紧固螺母。通过上述的紧固，将前置组件12安装于车身主体10。
上述的安装作业、和所述差异的记录，针对贴有标示符A以外的标示符(标示符B、C、D……)的各悬吊架60分别进行。由于悬吊架60以在包含组装场所的工厂内循环的方式移动，当反复作业时，贴有标示符A的悬吊架60悬吊车身主体10而被再次搬运至组装场所。
将差异的记录结果的一例作成图表而显示在图4中。横轴显示位置检测的次数，纵轴是差异的量。如该图4所示，车身主体10的停止位置相对于基准停止位置有些许偏倚。
上述的位置检测反复进行规定次数(例如，20次)，将每个悬吊架60的差异的记录存储于控制部。其后，控制部对在此之前的差异进行统计处理。即，例如，求出差异的平均值。或者，也可以近似成一次近似曲线或二次近似曲线。控制部将该统计处理的结果作为修正量。
这样一来，相对于进行了差异的统计处理的、贴有标示符A的悬吊架60，例如，在进行第21次的位置检测时，控制部使第1紧固用机器人56L和第2紧固用机器人56R的各顶端臂，即，位置传感器92L、92R位于从基准停止位置偏倚所述修正量的修正位置。位置传感器92L、92R在该修正位置检测左前螺栓孔20L、右前螺栓孔20R、左后螺栓孔32L和右后螺栓孔32R。
当对车身主体10反复进行悬吊搬运时，由于悬吊架60的挠曲变大等理由，有时车身主体10的实际停止位置与基准停止位置之间的差异变大。当差异超出容许范围时，难以通过位置传感器92L、92R检测左前螺栓孔20L、右前螺栓孔20R、左后螺栓孔32L和右后螺栓孔32R。因此，需要再次进行位置检测。
但是，在本实施方式中，进行差异的统计处理而求出修正量，使位置传感器92L、92R在基准停止位置加上该修正量作为修正位置进行位置检测。如此，通过进行修正，能够使位置传感器92L、92R与车身主体10的实际停止位置一致，或接近。
因此，在这种情况下，能够容易地通过位置传感器92L、92R检测左前螺栓孔20L、右前螺栓孔20R、左后螺栓孔32L和右后螺栓孔32R。因此，不需要再次进行位置检测。在这种情况下，能够以良好效率将前置组件12安装于车身主体10。
由于挠曲量等在各悬吊架60中不同，任意的悬吊架60的修正量不一定适合作为其他的悬吊架60的修正量。因此，在本实施方式中，按照每个悬吊架60分别设定修正量。即，位置传感器92L、92R的修正位置对应于标示符的不同而不同。因此，由于在各个悬吊架60中，容易通过位置传感器92L、92R检测左前螺栓孔20L、右前螺栓孔20R、左后螺栓孔32L和右后螺栓孔32R，因此，能够进一步提高前置组件12向车身主体10的组装效率。
另外，即使在同样的悬吊架60中，有时在悬吊不同车型的车身主体10时挠曲量也不同。因此，优选按照每个车型求出修正量。当然，即使在这种情况下，也要分别求出各悬吊架60的修正量。
在求出修正量后，控制部还要对每次差异进行记录。然后，在进行统计处理后进行规定次数(例如，30次)的位置检测后，在下次的位置检测中，将进行的上一次的统计处理之后的次数的位置检测时的差异进行统计处理。例如，在上一次的统计处理是根据1～20次位置检测时的差异进行时，下一次的统计处理根据21～50次的位置检测时的差异进行。
如此，通过根据最近的位置检测时的差异求出修正量，能够使位置传感器92L、92R与实际停止位置一致或接近变得容易。
当由悬吊架60实施的搬运反复进行时，如图5所示，修正量超出容许修正量(不达标)。当出现这种状况时，控制部发出“需要维护作业”的警告。警告例如通过显示器的显示、发出警报音等来进行。在这种情况下，作业者可将进行该被警告的悬吊架60从引导导轨58L、58R拆下来进行维护作业。
如此，根据本实施方式，容易判断是否需要悬吊架60的维护作业。因此，能够防止悬吊架60发生故障。
本发明并不特别地局限于上述实施方式，在不脱离的本发明的主旨的范围内，可以进行各种变更。
例如，位置传感器92L、92R也可以由紧固用机器人以外的部件支承，并在规定的部位定位固定。
另外，也可以代替检测车身主体10(工件)的规定部位的停止位置而检测悬吊架60的规定部位的停止位置。
Claims (6)
1.一种工件(10)的位置检测方法，通过位置检测单元(92L、92R)检测工件(10)的规定部位的停止位置、或停止的悬吊架(60)的规定部位的停止位置，其中，工件(10)被多个悬吊架(60)的各个分别支承，并通过搬运机构(52)与所述悬吊架(60)一体地被搬运之后停止，其特征在于，具有如下步骤：
对所述悬吊架(60)将所述工件(10)搬运之后停止时的所述工件(10)或所述悬吊架(60)的规定部位的停止位置、与预先设定的基准停止位置之间的差异进行多次记录的步骤；
根据被记录的多次的所述差异进行统计处理，按照每个所述悬吊架(60)求出修正量的步骤；
将所述位置检测单元(92L、92R)配置于对所述基准停止位置加上了所述修正量的修正位置的步骤；和
用处于所述修正位置的所述位置检测单元(92L、92R)来对所述悬吊架(60)的规定部位的停止位置、或通过该悬吊架(60)搬运之后停止的所述工件(10)的规定部位的停止位置进行检测的步骤。
2.根据权利要求1所述的工件(10)的位置检测方法，其特征在于，在所述统计处理中，求出多次的所述差异的平均值。
3.根据权利要求1所述的工件(10)的位置检测方法，其特征在于，在各个所述悬吊架(60)上设置识别单元。
4.一种悬吊架(60)的维护作业需否判断方法，判断是否需要进行悬吊架(60)的维护作业，其中，悬吊架(60)支承工件(10)，并通过搬运机构(52)与所述工件(10)一体地被搬运，其特征在于，具有如下步骤：
对所述悬吊架(60)将所述工件(10)搬运之后停止时的该悬吊架(60)或所述工件(10)的规定部位的停止位置、与预先设定的基准停止位置之间的差异进行多次记录的步骤；
根据被记录的多次的所述差异进行统计处理，求出修正量的步骤；
将位置检测单元(92L、92R)配置于对所述基准停止位置加上了所述修正量的修正位置的步骤；
用处于所述修正位置的所述位置检测单元(92L、92R)来对所述悬吊架(60)的规定部位的停止位置、或通过该悬吊架(60)搬运之后停止的所述工件(10)的规定部位的停止位置进行检测的步骤；和
将通过处于所述修正位置的所述位置检测单元(92L、92R)检测到的所述停止位置、与所述基准停止位置进行比较的步骤，
当所述修正量超出预先设定的容许修正量时，判断为需要进行所述悬吊架(60)的维护作业。
5.根据权利要求4所述的悬吊架(60)的维护作业需否判断方法，其特征在于，
在所述统计处理中求出多次的所述差异的平均值。
6.根据权利要求4所述的悬吊架(60)的维护作业需否判断方法，其特征在于，
在各个所述悬吊架(60)上设置识别单元。
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