CN112423897B - 汽车车体的门开闭方法以及门开闭用机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明的门开闭用机器人具备具有插入部以及限制部的门操作工具、使门操作工具移动的机器人臂、以及控制装置。控制装置以使门操作工具向第一基准位置移动，并从第一基准位置进一步向第一就位确认位置移动的方式使机器人臂动作，取得门操作工具的位置来作为第一评价位置，并求出第一就位确认位置与第一评价位置的偏差，若该偏差为规定的第一阈值以下，则检测出插入部向窗槽内的就位不良。第一基准位置是成为插入部插入窗槽，且限制部抵接于窗槽的边缘或者位于窗槽的边缘的上方的状态的门操作工具的位置，第一就位确认位置是从第一基准位置向插入方向离开的门操作工具的位置。

Description

汽车车体的门开闭方法以及门开闭用机器人
技术领域
本发明涉及设置于汽车车体的涂装生产线的门开闭用机器人、以及使用该门开闭用机器人的汽车车体的门开闭方法。
背景技术
以往，汽车车体的涂装作业由涂装用机器人来进行。在由涂装用机器人对汽车车体的门周围进行自动涂装时，为了涂装到门的内侧而需要开闭门。门的开闭由兼具门开闭功能的涂装用机器人或者与涂装用机器人并列设置的门开闭用机器人来进行。
专利文献1公开一种具备开闭汽车车体的门的功能的涂装用机器人。该机器人在机器人臂的末端部具有光学传感器等非接触式传感器和卡合杆。机器人使机器人臂的末端部在接近门的上缘高度的状态下朝向门沿水平方向移动，在非接触式传感器检测到门的上缘的成为标记的特定形状时，基于该检测结果将卡合杆插入门的窗槽。在卡合杆插入到门的窗槽的状态下，机器人通过使机器人臂向水平方向移动来开闭门。
然而，汽车的涂装生产线设置于防爆区域。在防爆区域，除了漂浮有涂料喷雾之外，限制供给至电气设备的电流值以不产生火花。因此，在专利文献1的机器人中，存在涂料喷雾附着于非接触式传感器，而使传感器检测能力降低的担忧。
为此，在专利文献2中提出如下方案，即，离开涂装用机器人设置门开闭用的机器人臂，并且利用感应传感器以及电容式传感器等基于电场、磁场的变化电磁的非接触式距离传感器，来检测汽车车体的门的位置。该机器人臂具备三个力传感器，通过这些力传感器检测机器人臂的弯曲，进行把持指相对于门的窗槽的定位。
专利文献1：日本专利第2512766号公报
专利文献2：日本特开2008-514504号公报
在专利文献2中，由于在门开闭用的机器人臂除了搭载非接触式距离传感器以外还搭载三个力传感器，因此传感器数量、其附带的部件数量增加。
发明内容
本发明是鉴于以上的情况而完成的，其目的在于提出抑制传感器数量的增加并且进行可靠性高的门开闭动作的门开闭用机器人以及使用该门开闭用机器人的汽车车体的门开闭方法。
本发明的一个形态所涉及的门开闭用机器人是开闭汽车车体的门的门开闭用机器人，其特征在于，具备：
门操作工具，具备插入于上述门的窗槽的插入部、以及通过与上述门抵接从而限制上述插入部的向上述窗槽插入的方向的移动的限制部；
机器人臂，具有相连接设置的多个连杆、以及包含伺服马达在内的上述连杆的驱动部，使上述门操作工具移动；以及控制装置。
上述控制装置将成为以下状态的上述门操作工具的位置存储为第一基准位置：在上述门位于打开位置或者关闭位置时，上述插入部插入于上述窗槽，且上述限制部抵接于上述窗槽的边缘或者位于上述窗槽的边缘的上方；将从上述第一基准位置向上述插入方向离开的上述门操作工具的位置存储为第一就位确认位置；以使上述门操作工具向上述第一基准位置移动，并从上述第一基准位置进一步向上述第一就位确认位置移动的方式使上述机器人臂动作，取得使上述机器人臂动作后的上述门操作工具的位置来作为第一评价位置，并求出上述第一就位确认位置与上述第一评价位置的偏差，若该偏差为规定的第一阈值以下，则检测出上述插入部向上述窗槽内的就位不良。这里，插入部就位于窗槽内是指门操作工具的插入部适当地插入于窗槽，而门被门操作工具正确地保持。而且，“就位不良”是指门操作工具的插入部未插入于窗槽，或是即使插入部插入于窗槽也不适当的状态，而门未被门操作工具正确地保持
在上述门开闭用机器人中，可以构成为，上述控制装置将成为以下状态的上述门操作工具的位置存储为第二基准位置：在上述门位于上述打开位置或者上述关闭位置时，上述插入部插入于上述窗槽；将从上述第二基准位置向水平方向离开的上述门操作工具的位置存储为第二就位确认位置；以使上述门操作工具向上述第二基准位置移动，并从上述第二基准位置进一步向上述第二就位确认位置移动的方式使上述机器人臂动作，取得使上述机器人臂动作后的上述门操作工具的位置来作为第二评价位置，并求出上述第二就位确认位置与上述第二评价位置的偏差，若该偏差为规定的第二阈值以下，则检测出上述插入部向上述窗槽内的就位不良。在上述内容中，上述第二就位确认位置在上述门位于上述打开位置时是从上述第二基准位置向使上述门进一步打开的水平方向离开的位置，在上述门位于上述关闭位置时是从上述第二基准位置向使上述门进一步关闭的水平方向离开的位置。
另外，本发明的一个形态所涉及的汽车车体的门开闭方法是使用具备具有插入部以及限制部的门操作工具、和使该门操作工具移动的机器人臂的门开闭用机器人的汽车车体的门开闭方法，包含：
将成为以下状态的上述门操作工具的位置存储为第一基准位置：在门位于打开位置或者关闭位置时，上述插入部插入于上述门的窗槽，且上述限制部抵接于上述窗槽的边缘或者位于上述窗槽的边缘的上方；
将从上述第一基准位置向上述插入部插入于上述窗槽的方向离开的上述门操作工具的位置存储为第一就位确认位置；
以使上述门操作工具向上述第一基准位置移动，并从上述第一基准位置进一步向上述第一就位确认位置移动的方式使上述机器人臂动作；
取得使上述机器人臂动作后的上述门操作工具的位置来作为第一评价位置；以及
求出上述第一就位确认位置与上述第一评价位置的偏差，若该偏差为规定的第一阈值以下，则检测出上述插入部向上述窗槽内的就位不良。
上述汽车车体的门开闭方法可以进一步包含：
将成为以下状态的上述门操作工具的位置存储为第二基准位置：在上述门位于上述打开位置或者上述关闭位置时，上述插入部插入于上述窗槽；
将从上述第二基准位置向水平方向离开的上述门操作工具的位置存储为第二就位确认位置；
以使上述门操作工具向上述第二基准位置移动，并从上述第二基准位置进一步向上述第二就位确认位置移动的方式使上述机器人臂动作；
取得使上述机器人臂动作后的上述门操作工具的位置来作为第二评价位置；以及
求出上述第二就位确认位置与上述第二评价位置的偏差，若该偏差为规定的第二阈值以下，则检测出上述插入部向上述窗槽内的就位不良。在上述内容中，上述第二就位确认位置在上述门位于上述打开位置时是从上述第二基准位置向使上述门进一步打开的水平方向离开的位置，在上述门位于上述关闭位置时是从上述第二基准位置向使上述门进一步关闭的水平方向离开的位置。
根据上述门开闭用机器人以及使用该门开闭用机器人的汽车车体的门开闭方法，能够基于第一就位确认位置与第一评价位置的偏差(或者第二就位确认位置与第二评价位置的偏差)，检测有无插入部向窗槽内的就位不良。于是，能够在确认出没有插入部向窗槽内的就位不良之后，使门操作工具向打开门的方向或者关闭门的方向移动。上述的就位确认位置(第一就位确认位置以及第二就位确认位置)为规定的位置，即预先存储于控制装置的位置。另外，上述的评价位置(第一评价位置以及第二评价位置)能够使用以往的一般的机器人所具有的机器人臂的位置控制功能来取得。即，不需要用于检测门操作工具的插入部向窗槽内的就位不良的特别的非接触式传感器、机械式机构。因此，根据上述门开闭用机器人以及使用该门开闭用机器人的汽车车体的门开闭方法，与专利文献1、2中记载的技术相比较，能够抑制传感器数量的增加。
另外，由于如上述那样不使用光学传感器等，因此不存在产生涂料喷雾的附着所导致的传感器检测能力降低的担忧。进一步，由于如上述那样不需要特别的机械式机构，因此不存在产生机械式机构的工作不良的担忧。因此，根据上述门开闭用机器人以及使用该门开闭用机器人的汽车车体的门开闭方法，门开闭用机器人能够进行可靠性高的门开闭动作。
根据本发明，能够提供抑制传感器数量的增加，并且进行可靠性高的门开闭动作的门开闭用机器人以及使用该门开闭用机器人的汽车车体的门开闭方法。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式所涉及的汽车车体的涂装生产线的概略结构的图。
图2是示出门开闭用机器人的概略结构的图。
图3是示出门开闭用机器人的控制系统的结构的图。
图4是示出第一驱动部的伺服驱动器的伺服控制构造的框图。
图5是由控制装置进行的门开闭处理的流程图。
图6是由控制装置进行的就位检测处理的流程图。
图7是门操作工具位于插入位置的门开闭用机器人的侧面图。
图8是门操作工具位于门关闭位置的门开闭用机器人的俯视图。
图9是门操作工具位于门打开位置的门开闭用机器人的俯视图。
图10是示出第二就位检测处理中的就位确认位置的门开闭用机器人的俯视图。
图11是示出第三就位检测处理中的就位确认位置的门开闭用机器人的俯视图。
具体实施方式
接下来，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。图1是示出本发明的一个实施方式所涉及的汽车车体2的涂装生产线10的概略结构的图。在图1所示的涂装生产线10中，设置有搬运汽车车体2的输送机装置3。在输送机装置30的侧方设置有开闭汽车车体2的门20的门开闭用机器人5。在涂装生产线10设置有未图示的涂装用机器人，通过从搭载于涂装用机器人的涂装枪喷出的涂料来对汽车车体2进行涂装。
图2是示出门20的门开闭用机器人5的概略结构的图，图3是示出门开闭用机器人5的控制系统的结构的图。如图2以及图3所示，门开闭用机器人5具备门操作工具7、使门操作工具7移动的机器人臂6、以及管理机器人臂6的动作的控制装置8。
本实施方式所涉及的机器人臂6是三轴的水平多关节机器人臂。但是，机器人臂6的形态不限定于本实施方式，也可以是轴数不同的水平多关节机器人臂，也可以是垂直多关节机器人臂。
机器人臂6具备基台60和相连接的多个连杆(第一连杆61、第二连杆62、以及第三连杆63)。基台60可以设置于地板上。或者，基台60也可以搭载于在与输送机装置30并行的导轨上行驶的台车(省略图示)。第一连杆61的基端部与基台60连结为能够将垂直的第一轴A1作为中心转动。第二连杆62的基端部在第一连杆61的末端部连结为能够将垂直的第二轴A2作为中心转动。第三连杆63的基端部连结于第二连杆62的末端部。门操作工具7在第三连杆63的末端部连结为能够升降。
门操作工具7一体地具有臂部71、插入部72以及限制部73。臂部71呈L字状，其基端部与第三连杆63连结。插入部72呈沿铅垂方向延伸的棒状(或者销状)，固定于臂部71的末端部。限制部73是从插入部72的铅垂方向中途部沿水平方向突出的突出片。
门20具有隔开间隔对置的内板21和外板22。在内板21与外板22之间设置有供窗玻璃插入的窗槽23。窗槽23是朝向上方开口的狭缝。门操作工具7的插入部72能够插入到窗槽23。在插入到窗槽23的插入部72进一步向插入方向移动的过程中，限制部73抵接于门20的内板21(或者外板22)，而限制包含插入部72在内的门操作工具7整体向插入方向进一步的移动。
机器人臂6还具备驱动第一连杆61绕第一轴A1旋转的第一驱动部66、驱动第二连杆62绕第二轴A2旋转的第二驱动部67、以及相对于第三连杆63升降驱动门操作工具7的第三驱动部68。
第一驱动部66包含伺服马达M1、将伺服马达M1的输出轴的旋转输出传递至第一连杆61的传动机构(省略图示)、以及检测伺服马达M1的输出轴的旋转角的旋转位置传感器E1。传动机构例如可以包含齿轮系、传动带。旋转位置传感器E1例如可以为旋转式编码器。第一驱动部66可以设置于基台60内。
第二驱动部67包含伺服马达M2、将伺服马达M2的输出轴的旋转输出传递至第二连杆62的传动机构(省略图示)、以及检测伺服马达M2的输出轴的旋转角的旋转位置传感器E2。传动机构例如可以包含齿轮系、传动带。旋转位置传感器E2例如可以为旋转式编码器。第二驱动部67可以设置于第一连杆61或者基台60内。
第三驱动部68包含伺服马达M3、将伺服马达M3的输出轴的旋转输出转换为门操作工具7的直线运动的传动机构(省略图示)、以及检测伺服马达M3的输出轴的旋转角的旋转位置传感器E3。传动机构例如可以包含滚珠丝杠机构。旋转位置传感器E3例如可以为旋转式编码器。第三驱动部68可以设置于第三连杆63或者基台60内。
第一～三驱动部66、67、68的动作被控制装置8控制。控制装置8具备与各伺服马达M1～M3建立对应的伺服驱动器D1～D3、和控制器80。伺服驱动器D1～D3驱动控制伺服马达M1～M3，以使作为控制对象的伺服马达M1～M3追随由控制器80生成的位置指令信号。从旋转位置传感器E1～E3向对应的伺服驱动器D1～D3反馈发送与对应的伺服马达M1～M3的动作有关的参数信号。该反馈发送的参数信号(以下称为反馈信号)例如包含关于伺服马达M1～M3的输出轴的旋转位置(角度)的信息、输出轴的旋转速度的信息等。
第一驱动部66的伺服驱动器D1基于来自控制器80的位置指令信号以及来自旋转位置传感器E1的反馈信号，计算与伺服马达M1的动作有关的指令值，并且向伺服马达M1供给驱动电流以使得伺服马达M1的动作追随该指令值。第二驱动部67的伺服驱动器D2、以及第三驱动部68的伺服驱动器D3也相同。
基于图4，对第一驱动部66的伺服驱动器D1的伺服控制构造进行说明。图4是示出第一驱动部66的伺服驱动器D1的伺服控制构造的框图。第二驱动部67的伺服驱动器D2以及第三驱动部68的伺服驱动器D3由于具有与第一驱动部66的伺服驱动器D1相同的伺服控制构造，因此省略关于这些伺服控制构造的说明。
伺服驱动器D1具备位置控制器41、速度控制器42、以及电流控制器43。位置控制器41通过对来自控制器80的位置指令与旋转位置传感器E1的检测位置的偏差亦即位置偏差乘以规定的位置环路比例增益来计算速度指令。速度控制器42对通过位置控制器41计算出的速度指令与检测速度的偏差亦即速度偏差的积分量乘以规定的速度环路积分增益，并通过对其计算结果与该速度偏差之和乘以规定的速度环路比例增益来计算扭矩指令。电流控制器43基于通过速度控制器42计算出的扭矩指令输出电流指令，由此伺服马达M1被驱动控制。电流控制器43包含与扭矩指令有关的滤波器(1次的低通滤波器)、至少一个陷波滤波器。此外，上述的伺服控制构造仅是伺服驱动器D1可以采用的控制构造的一个例子，伺服驱动器D1～D3的伺服控制构造可以采用公知的伺服控制构造。
控制器80是所谓的计算机，具有CPU81、和ROM、RAM等存储器82。在存储器82存储有CPU81所执行的程序、各种固定数据等。CPU81进行与外部装置的数据收发。另外，CPU81进行来自各种传感器的检测信号的输入、向各控制对象的控制信号的输出。在控制器80中，通过CPU81读出存储于存储器82的程序等软件并执行，从而进行用于控制机器人臂6的动作的处理。此外，控制器80既可以通过由单一的计算机进行的集中控制来执行各处理，也可以通过基于多个计算机的配合的分散控制来执行各处理。另外，控制器80也可以由微控制器、可编程逻辑控制器(PLC)等构成。
这里，对由门开闭用机器人5进行的门20的开闭动作进行说明。图5是由控制装置8进行的门开闭处理的流程图。
如图5所示，当接收到门打开指令时(步骤S1中是)，控制装置8使机器人臂6动作，以使得门操作工具7从初始位置向插入待机位置(参照图2)移动(步骤S2)。门打开指令从涂装用机器人、或者其他的计算机经由有线或者无线的通信方式输出至控制装置8。
门操作工具7的初始位置是门开闭用机器人5不与由输送机装置3搬运的汽车车体2相干扰的位置。初始位置被预先示教给门开闭用机器人5并存储于控制装置8。如图2所示，位于插入待机位置的门操作工具7的插入部72位于门20的窗槽23的上方。插入待机位置被预先示教给门开闭用机器人5并存储于控制装置8。
当门操作工具7向插入待机位置移动时，控制装置8使机器人臂6动作，以使得门操作工具7从插入待机位置下降而向插入位置(参照图7)移动(步骤S3)。如图7所示，在位于插入位置的门操作工具7中，理想的是，插入部72插入于门20的窗槽23，限制部73与窗槽23的边缘抵接。插入位置被预先示教给门开闭用机器人5并存储于控制装置8。但是，向所存储的插入位置已完成移动的门操作工具7的实际的位置，不一定与所存储的插入位置相同。另外，向插入位置已完成移动的门操作工具7的插入部72不一定就位于窗槽23。当在机器人臂6中产生轴偏移，或是门20、汽车车体2的位置从规定的位置偏移时，可能产生移动至插入位置的门操作工具7的插入部72未就位于窗槽23的情况。
当门操作工具7向插入位置移动时，控制装置8开始第一就位检测处理(步骤S4)。在第一就位检测处理中，针对位于插入位置的门操作工具7，对插入部72就位于窗槽23内进行检测。这里，插入部72就位于窗槽23内是指插入部72适当地插入于窗槽23。
图6是由控制装置8进行的就位检测处理的流程图。如图6所示，控制装置8取得门操作工具7的当前位置信息(步骤S31)，并将其存储为“基准位置”。这里，门操作工具7的当前位置是在机器人臂6或者门操作工具7设定的规定的基准点的当前位置。门操作工具7的当前位置能够根据从旋转位置传感器E1～E3的检测值导出的机器人臂6的姿态(位置以及姿势)来求出。
接着，控制装置8减少门操作工具7的按压力(步骤S32)。在门操作工具7与物体接触而受到外力的情况下，一般而言，在门操作工具7的按压力与外力平衡的状态下门开闭用机器人5停止。此时，若机器人臂6的刚性高则产生大的反作用力，而存在物体破损的担忧。因此，在门操作工具7与门20接触而受到外力的情况下，通过减弱机器人臂6的刚性，减少门操作工具7的按压力，来避免门20、门操作工具7的破损。
为了减少门操作工具7的按压力，控制装置8使伺服增益与通常动作时(即涂装动作时)相比减少。由此，机器人臂6的响应性降低，并且变得容易对外力进行反应。伺服增益的调整(减少)包含速度环路的调整。在速度环路的调整中，包含速度环路比例增益以及速度环路积分增益(速度环路积分时间常数)中的至少一个的调整。在仅通过速度环路比例增益以及速度环路积分增益的调整不能够调整伺服增益的情况下，也可以还一并调整电流环路指令滤波器。伺服增益的调整可以还包含位置环路的调整。在位置环路的调整中，包含位置环路比例增益的调整。减少门操作工具7的按压力时的伺服增益的调整(减少)方法预先存储于控制装置8。作为这样的调整方法的一个例子，将速度环路积分增益设为零，对速度环路比例增益以及位置环路比例增益分别乘以比1小的倍率。此外，减少门操作工具7的按压力的方法不限定于伺服增益的减少。例如，可以通过控制装置8将向伺服马达M1～M3的供给电流的上限值限制得比通常动作时(即涂装动作时)低，从而减少门操作工具7的按压力。
接着，控制装置8使将门操作工具7的当前位置与指令位置之差作为异常进行检测的功能无效化(步骤S33)。
接下来，控制装置8使机器人臂6动作，以使得门操作工具7从当前位置(基准位置)朝向就位确认位置移动(步骤S34)。就位确认位置被预先示教给门开闭用机器人5并存储于控制装置8。在图7中以双点划线示出的就位确认位置位于比门操作工具7的插入位置靠铅垂下方的位置。因此，通过使门操作工具7从基准位置向就位确认位置移动的机器人臂6的动作，门操作工具7想要以其限制部73向下方按压门20的窗槽23的边缘的方式移动。
在位于插入位置的门操作工具7中，若处于插入部72就位于窗槽23，且限制部73抵接于门20的窗槽23的边缘的理想状态，则即使机器人臂6以想要使门操作工具7从插入位置向就位确认位置移动的方式动作，门操作工具7也不能够移动。另一方面，若位于插入位置的门操作工具7的插入部72未插入窗槽23，则门操作工具7的移动不被门20的窗槽23的边缘妨碍。
控制装置8在使机器人臂6动作起经过规定时间后，取得门操作工具7的当前位置信息(步骤S35)，并将其存储为“评价位置”。进一步，控制装置8求出评价位置与就位确认位置的偏差(步骤S36)。接下来，控制装置8对求出的偏差与预先存储的阈值进行比较。偏差比阈值大即意味着门操作工具7几乎不能从基准位置向下方移动。偏差为阈值以下即意味着门操作工具7能够从基准位置向下方移动。若偏差比阈值大(步骤S37中是)，则控制装置8判断为确认了门操作工具7的插入部72就位于窗槽23内。
若确认出插入部72就位于窗槽23内，则控制装置8使门操作工具7复原至基准位置(步骤S38)，使门操作工具7的按压力复原(步骤S39)，使将门操作工具7的当前位置与指令位置的差作为异常进行检测的功能有效化，结束第一就位检测处理。
另一方面，控制装置8若比较求出的偏差与预先存储的阈值的结果偏差为阈值以下(步骤S37中否)，则检测出门操作工具7的插入部72向窗槽23内(这里为插入位置)的就位不良。这里，“就位不良”是指插入部72未插入窗槽23、或即使插入部72插入窗槽23也不适当的状态。对于上述的阈值，考虑到允许插入部72在窗槽23内些许的移动、以及旋转位置传感器E1～E3的检测误差等，而设定适当的位置。若检测出门操作工具7的就位不良，则控制装置8报告就位检测异常(步骤S41)，停止门开闭用机器人5的门开闭处理(步骤S42)。此外，在步骤S42中，也可以使门开闭用机器人5的动作停止。
若第一就位检测处理结束，则控制装置8使机器人臂6进行门20的打开动作(步骤S5)。具体而言，控制装置8使机器人臂6动作，以使得门操作工具7从插入位置(参照图8)移动至门打开位置(参照图9)。门打开位置被预先示教给门开闭用机器人5并存储于控制装置8。
当门操作工具7向门打开位置移动时，控制装置8开始第二就位检测处理(步骤S6)。在第二就位检测处理中，针对位于门打开位置的门操作工具7，对插入部72就位于窗槽23内进行检测。
控制装置8所进行的第二就位检测处理与上述的第一就位检测处理(步骤S31～步骤S42)实质上相同。但是，在第二就位检测处理中，步骤S31的“基准位置”与门打开位置对应。另外，在第二就位检测处理中，如在图10中以双点划线示出的那样，步骤S34的“就位确认位置”是使门操作工具7从门打开位置向进一步开启门20的方向沿水平方向移动的位置。
若第二就位检测处理结束，则控制装置8将门打开信号经由有线或者无线的通信方式输出至涂装用机器人、或者其他的计算机(步骤S7)。当像这样完成门20的打开时，由涂装用机器人进行门20周围的涂装。
控制装置8当取得门关闭指令时(步骤S8中是)，使机器人臂6进行门20的关闭动作(步骤S9)。门关闭指令从涂装用机器人、或者其他的计算机经由有线或者无线的通信方式输出至控制装置8。控制装置8使机器人臂6动作，以使得门操作工具7从门打开位置(参照图9)移动至门关闭位置(参照图8)。门关闭位置被预先示教给门开闭用机器人5并存储于控制装置8。
当门操作工具7向门关闭位置移动时，控制装置8开始第三就位检测处理(步骤S10)。在第三就位检测处理中，针对位于门关闭位置的门操作工具7，对插入部72就位于窗槽23内进行检测。
控制装置8所进行的第三就位检测处理与上述的第一就位检测处理(步骤S31～步骤S42)实质上相同。但是，在第三就位检测处理中，步骤S31的“基准位置”与门关闭位置对应。另外，在第三就位检测处理中，如在图11中以双点划线示出的那样，步骤S34的“就位确认位置”是使门操作工具7从门关闭位置向进一步关闭门20的方向沿水平方向移动的位置。
若第三就位检测处理结束，则控制装置8使机器人臂6动作，以使得门操作工具7向插入待机位置(参照图2)移动(步骤S11)。进而，控制装置8使机器人臂6动作，以使得门操作工具7向初始位置移动(步骤S12)。最后，控制装置8将门关闭信号经由有线或者无线的通信方式输出至涂装用机器人、或者其他的计算机(步骤S13)，结束门开闭处理。
在上述门开闭处理中，在第一就位检测处理中，就位确认位置设定于从基准位置向插入方向(即下方)离开的位置。另外，在第二就位检测处理中，就位确认位置设定于从基准位置向使门进一步打开的水平方向离开的位置。另外，在第三就位检测处理中，就位确认位置设定于从基准位置向使门进一步关闭的水平方向离开的位置。但是，第一～三就位检测处理中的就位确认位置的组合不限定于上述内容。例如，能够从下表1的选项1～7所示的组合选择各就位检测处理中的就位确认位置。
【表1】
第一就位检测处理 第二就位检测处理 第三就位检测处理
选项1 A B C
选项2 A A C
选项3 A B A
选项4 A A A
选项5 C A A
选项6 C A C
选项7 C B A
A：就位确认位置是从基准位置向下方离开的位置
B：就位确认位置是从基准位置向将门进一步打开的水平方向离开的位置
C：就位确认位置是从基准位置向将门进一步关闭的水平方向离开的位置
在上述门开闭处理中，在位于插入位置、打开位置、以及门关闭位置的门操作工具7中，理想的是，插入部72插入于窗槽23，且限制部73与窗槽23的边缘抵接。但是，在位于插入位置、打开位置、以及门关闭位置的门操作工具7中，也可以是限制部73不抵接于窗槽23的边缘，而是位于比窗槽23的边缘靠上方的位置。该情况下的限制部73与窗槽23的边缘的距离比第一就位检测处理中的插入位置与就位确认位置的距离小。例如，在位于插入位置的门操作工具7中，即使限制部73位于比窗槽23的边缘靠上方的位置，也可以通过在门操作工具7从基准位置(插入位置)向就位确认位置移动的过程中限制限制部73向下方的移动，从而对限制部73抵接于窗槽23的边缘进行检测。即，能够检测出门操作工具7的插入部72就位于窗槽23。
如以上进行了说明的那样，本实施方式所涉及的门开闭用机器人5具备：门操作工具7，具有插入于门20的窗槽23的插入部72、以及通过与门20抵接从而限制插入部72向上述窗槽23插入的方向的移动的限制部73；机器人臂6，具有相连接设置的多个连杆61、62、63、以及包含伺服马达M1～M3在内的连杆61、62、63的驱动部66、68、68，该机器人臂6使门操作工具7移动；以及控制装置8。控制装置8将成为以下状态的门操作工具7的位置存储为第一基准位置，即，在门20位于打开位置或者关闭位置时，插入部72插入于槽23，且限制部73抵接于窗槽23的边缘或者位于窗槽23的边缘的上方；将从第一基准位置向插入方向离开的门操作工具7的位置存储为第一就位确认位置。而且，控制装置8以使门操作工具7向第一基准位置移动，并从第一基准位置进一步向第一就位确认位置移动的方式使机器人臂6动作，取得使机器人臂6动作后的门操作工具7的位置来作为第一评价位置，并求出第一就位确认位置与第一评价位置的偏差，若该偏差为规定的第一阈值以下则检测出插入部72向窗槽23内的就位不良。
另外，在本实施方式所涉及的门开闭用机器人5中，控制装置8将成为以下状态的门操作工具7的位置存储为第二基准位置，即，在门20位于打开位置或者关闭位置时，插入部72插入于窗槽23；将从第二基准位置向水平方向离开的门操作工具7的位置存储为第二就位确认位置。而且，控制装置8以使门操作工具7向第二基准位置移动，并从第二基准位置进一步向规定的第二就位确认位置移动的方式使机器人臂6动作，取得使机器人臂6动作后的门操作工具7的位置来作为第二评价位置，并求出第二就位确认位置与第二评价位置的偏差，若该偏差为规定的第二阈值以下则检测出插入部72向窗槽23内的就位不良。在上述内容中，第二就位确认位置在门20位于打开位置时是从第二基准位置向使门20进一步打开的水平方向离开的位置，在门20位于关闭位置时是从第二基准位置向使门20进一步关闭的水平方向离开的位置。
使用上述的门开闭用机器人5的本实施方式所涉及的汽车车体2的门开闭方法包含以下内容：
将成为以下状态的门操作工具7的位置存储为第一基准位置，即，在门20位于打开位置或者关闭位置时，插入部72插入于门20的窗槽23，且限制部73抵接于窗槽23的边缘或者位于窗槽23的边缘的上方；
将从第一基准位置向插入部72插入于窗槽23的方向离开的门操作工具7的位置存储为第一就位确认位置；
以使门操作工具7向第一基准位置移动，并从第一基准位置进一步向第一就位确认位置移动的方式使机器人臂6动作；
取得使机器人臂6动作后的门操作工具7的位置来作为第一评价位置；以及
求出第一就位确认位置与第一评价位置的偏差，若该偏差为规定的第一阈值以下，则检测出插入部72向窗槽23内的就位不良。
另外，上述的汽车车体2的门开闭方法包含以下内容：
将成为以下状态的门操作工具7的位置存储为第二基准位置，即，在门20位于打开位置或者关闭位置时，插入部72插入于窗槽23；
将从第二基准位置向水平方向离开的门操作工具7的位置存储为第二就位确认位置；以使门操作工具7向第二基准位置移动，并从第二基准位置进一步向规定的第二就位确认位置移动的方式使机器人臂6动作；
取得使机器人臂6动作后的门操作工具7的位置来作为第二评价位置；以及
求出第二就位确认位置与第二评价位置的偏差，若该偏差为规定的第二阈值以下，则检测出插入部72向窗槽23内的就位不良。
在上述门开闭用机器人5以及使用该门开闭用机器人的汽车车体2的门开闭方法中，能够基于第一就位确认位置与第一评价位置的偏差(或者第二就位确认位置与第二评价位置的偏差)，检测有无插入部72向窗槽23内的就位不良。于是，能够在确认出没有插入部72向窗槽23内的就位不良之后，使门操作工具7向打开门20的方向或者关闭门20的方向移动。上述的就位确认位置(第一就位确认位置以及第二就位确认位置)是规定的位置，即预先存储于控制装置8的位置。另外，上述的评价位置(第一评价位置以及第二评价位置)能够使用以往的一般的机器人所具有的机器人臂6的位置控制功能来取得。即，不需要用于检测门操作工具7的插入部72向窗槽23内的就位不良的特别的非接触式传感器、机械式机构。因此，根据上述门开闭用机器人5以及使用该门开闭用机器人的汽车车体2的门开闭方法，与专利文献1、2中记载的技术相比较，能够抑制传感器数量的增加。
由于如上述那样不使用光学传感器等，因此不存在产生涂料喷雾的附着所导致的传感器检测能力的降低的担忧。进一步，由于如上述那样不需要特别的机械式机构，因此不存在产生机械式机构的工作不良的担忧。因此，根据上述门开闭用机器人5以及使用该门开闭用机器人的汽车车体2的门开闭方法，门开闭用机器人5能够进行可靠性高的门开闭动作。
另外，在本实施方式所涉及的门开闭用机器人5以及使用该门开闭用机器人的汽车车体2的门开闭方法中，在以使门操作工具7向第一基准位置移动的方式使机器人臂6动作后，以使门操作工具7从第一基准位置向第一就位确认位置移动的方式使机器人臂6动作前，减少从门操作工具7作用于门20的按压力。
相同地，在本实施方式所涉及的门开闭用机器人5以及使用该门开闭用机器人的汽车车体2的门开闭方法中，在以使门操作工具7向第二基准位置移动的方式使机器人臂6动作后，以使门操作工具7从第二基准位置向第二就位确认位置移动的方式使机器人臂6动作前，减少从门操作工具7作用于门20的按压力。
在门操作工具7与门20接触而受外力的情况下，若机器人臂6的刚性高则产生大的反作用力，而存在门20或者门操作工具7破损的担忧。因此，通过如上述那样减少从门操作工具7作用于门20的按压力，能够避免门20、门操作工具7的破损。
以上对本发明的优选实施方式进行了说明，但在不脱离本发明的思想的范围内对上述实施方式的具体的构造以及/或者功能的详细内容进行变更的实施方式也包含于本发明。上述的结构例如能够如以下那样变更。
例如，在上述实施方式中，门开闭用机器人5是与涂装用机器人不同的机器人，但也可以使涂装用机器人兼具作为门开闭用机器人5的功能。该情况下，可以在涂装用机器人的手指部设置涂装枪和门操作工具7。
附图标记说明
2：汽车车体；3：输送机装置；5：门开闭用机器人；6：机器人臂；7：门操作工具；8：控制装置；10：涂装生产线；20：门；21：内板；22：外板；23：窗槽；30：输送机装置；41：位置控制器；42：速度控制器；43：电流控制器；60：基台；61～63：连杆；66～68：驱动部；71：臂部；72：插入部；73：限制部；80：控制器；81：CPU；82：存储器；A1：第一轴；A2：第二轴；D1～D3：伺服驱动器；E1～E3：旋转位置传感器；M1～M3：伺服马达。

Claims (8)

1.一种门开闭用机器人，是开闭汽车车体的门的门开闭用机器人，其中，具备：
门操作工具，具备插入于上述门的窗槽的插入部、以及通过与上述门抵接从而限制上述插入部的向上述窗槽的插入方向的移动的限制部；
机器人臂，具有相连接设置的多个连杆、以及包含伺服马达在内的上述连杆的驱动部，使上述门操作工具移动；以及
控制装置，将成为以下状态的上述门操作工具的位置存储为第一基准位置：在上述门位于打开位置或者关闭位置时，上述插入部插入于上述窗槽，且上述限制部抵接于上述窗槽的边缘或者位于上述窗槽的边缘的上方；将从上述第一基准位置向上述插入方向离开的上述门操作工具的位置存储为第一就位确认位置；该控制装置以使上述门操作工具向上述第一基准位置移动，并从上述第一基准位置进一步向上述第一就位确认位置移动的方式使上述机器人臂动作，取得使上述机器人臂动作后的上述门操作工具的位置来作为第一评价位置，并求出上述第一就位确认位置与上述第一评价位置的偏差，若该偏差为规定的第一阈值以下，则检测出上述插入部向上述窗槽内的就位不良。
2.根据权利要求1所述的门开闭用机器人，其中，
上述控制装置在以使上述门操作工具向上述第一基准位置移动的方式使上述机器人臂动作后，以使上述门操作工具从上述第一基准位置向上述第一就位确认位置移动的方式使上述机器人臂动作之前，减少从上述门操作工具作用于上述门的按压力。
3.根据权利要求1或2所述的门开闭用机器人，其中，
上述控制装置将成为以下状态的上述门操作工具的位置存储为第二基准位置：在上述门位于上述打开位置或者上述关闭位置时，上述插入部插入于上述窗槽；将从上述第二基准位置向水平方向离开的上述门操作工具的位置存储为第二就位确认位置；以使上述门操作工具向上述第二基准位置移动，并从上述第二基准位置进一步向上述第二就位确认位置移动的方式使上述机器人臂动作，取得使上述机器人臂动作后的上述门操作工具的位置来作为第二评价位置，并求出上述第二就位确认位置与上述第二评价位置的偏差，若该偏差为规定的第二阈值以下，则检测出上述插入部向上述窗槽内的就位不良，
上述第二就位确认位置在上述门位于上述打开位置时是从上述第二基准位置向使上述门进一步打开的水平方向离开的位置，在上述门位于上述关闭位置时是从上述第二基准位置向使上述门进一步关闭的水平方向离开的位置。
4.根据权利要求3所述的门开闭用机器人，其中，
上述控制装置在以使上述门操作工具向上述第二基准位置移动的方式使上述机器人臂动作后，以使上述门操作工具从上述第二基准位置向上述第二就位确认位置移动的方式使上述机器人臂动作之前，减少从上述门操作工具作用于上述门的按压力。
5.一种汽车车体的门开闭方法，该方法使用门开闭用机器人，该门开闭用机器人具备具有插入部以及限制部的门操作工具、和使该门操作工具移动的机器人臂，其中，
包含：
将成为以下状态的上述门操作工具的位置存储为第一基准位置：在门位于打开位置或者关闭位置时，上述插入部插入于上述门的窗槽，且上述限制部抵接于上述窗槽的边缘或者位于上述窗槽的边缘的上方；
将从上述第一基准位置向上述插入部插入于上述窗槽的方向离开的上述门操作工具的位置存储为第一就位确认位置；
以使上述门操作工具向上述第一基准位置移动，并从上述第一基准位置进一步向上述第一就位确认位置移动的方式使上述机器人臂动作；
取得使上述机器人臂动作后的上述门操作工具的位置来作为第一评价位置；以及
求出上述第一就位确认位置与上述第一评价位置的偏差，若该偏差为规定的第一阈值以下，则检测出上述插入部向上述窗槽内的就位不良。
6.根据权利要求5所述的汽车车体的门开闭方法，其中，
在以使上述门操作工具向上述第一基准位置移动的方式使上述机器人臂动作后，以使上述门操作工具从上述第一基准位置向上述第一就位确认位置移动的方式使上述机器人臂动作之前，减少从上述门操作工具作用于上述门的按压力。
7.根据权利要求5或6所述的汽车车体的门开闭方法，其中，还包含：
将成为以下状态的上述门操作工具的位置存储为第二基准位置：在上述门位于上述打开位置或者上述关闭位置时，上述插入部插入于上述窗槽；
将从上述第二基准位置向水平方向离开的上述门操作工具的位置存储为第二就位确认位置；
以使上述门操作工具向上述第二基准位置移动，并从上述第二基准位置进一步向上述第二就位确认位置移动的方式使上述机器人臂动作；
取得使上述机器人臂动作后的上述门操作工具的位置来作为第二评价位置；以及
求出上述第二就位确认位置与上述第二评价位置的偏差，若该偏差为规定的第二阈值以下，则检测出上述插入部向上述窗槽内的就位不良，
上述第二就位确认位置在上述门位于上述打开位置时是从上述第二基准位置向使上述门进一步打开的水平方向离开的位置，在上述门位于上述关闭位置时是从上述第二基准位置向使上述门进一步关闭的水平方向离开的位置。
8.根据权利要求7所述的汽车车体的门开闭方法，其中，
在以使上述门操作工具向上述第二基准位置移动的方式使上述机器人臂动作后，以使上述门操作工具从上述第二基准位置向上述第二就位确认位置移动的方式使上述机器人臂动作之前，减少从上述门操作工具作用于上述门的按压力。
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