JP2005224894A - 部品位置決め方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 自動車ボディなどの部品組付け対象物に対して自走機により支持された部品を容易・確実に位置決めすることができると共に、作業性のよい部品位置決め方法を提供する。
【解決手段】 自動車ボディＷに対して自走機１に支持された部品Ｐを位置決めする部品位置決め装置であって、自動車ボディＷにセットするターゲットマーカ２ａをワイヤ２ｂの先端に設け、このワイヤ２ｂを引き出し・巻き取り自在に収納してなる被センシング部材２と、ターゲットマーカ２ａが自動車ボディＷにセットされている時のワイヤ２ｂの引き出し長さを検出する第１センサ３と、ターゲットマーカ２ａが自動車ボディＷにセットされている時のワイヤ２ｂの存在位置を検出する第２センサ４と、第１センサ３及び第２センサ４の検出値が基準値と一致するように自走機１の移動量を制御する制御手段５を備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車ボディなどの部品組付け対象物に対して自走機により支持された部品を位置決めする部品位置決め方法及びその装置に関する。

部品組付け対象物に対して部品を位置決めする部品位置決め装置としては、部品組付け対象物（ワーク）の下面に組付けられる部品を保持する可動テーブルと、ワークに対する可動テーブルの相対位置を検知する相対位置検知手段と、相対位置検知手段からの信号に基づき、可動テーブルを同一平面内で移動させて、その可動テーブルをワークの下面の所定位置に対して所定の相対位置に位置決めするテーブル位置決め手段と、可動テーブルをワークの下方にて昇降させるテーブル昇降手段と、可動テーブルに取付けられて、その可動テーブルの上昇および位置決め状態下で、その可動テーブルが保持する部品をワークの下面に組付ける部品組付け手段とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６３−９３５３０号公報

しかし、特許文献１に開示された部品組付け装置では、ワークに対する可動テーブルの相対位置を検知する相対位置検知手段としてテレビカメラを使用するため、作業現場の明るさや外乱光の存在など作業環境によってはテレビカメラが正常に機能しない場合があるという問題があった。

本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、自動車ボディなどの部品組付け対象物に対して自走機により支持された部品を容易・確実に位置決めすることができると共に、作業性のよい部品位置決め方法及びその装置を提供しようとするものである。

上記課題を解決すべく請求項１に係る発明は、部品組付け対象物に対して自走機に支持された部品を位置決めする部品位置決め方法であって、前記部品組付け対象物に引き出し・巻き取り自在な線状部材の先端に設けた係合部材をセットする工程と、前記線状部材の引き出し長さ及び存在位置を検出して前記部品組付け対象物と前記部品との相対的な位置ずれを無くすように前記自走機を移動させる工程と、前記位置ずれが無くなった状態で前記部品を前記部品組付け対象物に組付ける工程と、前記部品を前記部品組付け対象物に組付けた後に、前記係合部材を前記部品組付け対象物から取り外して回収する工程と、からなるものである。

請求項２に係る発明は、部品組付け対象物に対して自走機に支持された部品を位置決めする部品位置決め装置であって、前記部品組付け対象物にセットする係合部材を線状部材の先端に設け、この線状部材を引き出し・巻き取り自在に収納してなる被センシング部材と、前記係合部材が前記部品組付け対象物にセットされている時の前記線状部材の引き出し長さを検出する第１センサと、前記係合部材が前記部品組付け対象物にセットされている時の前記線状部材の存在位置を検出する第２センサと、前記第１センサ及び第２センサの検出値が基準値と一致するように前記自走機の移動量を制御する制御手段を備えたものである。

以上説明したように本発明によれば、係合部材を部品組付け対象物にセットするだけで、作業環境に左右されずに部品組付け対象物に対して部品を自動的に位置決めすることができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る部品位置決め装置の概要説明図、図２はセンサと制御動作の説明図、図３は制御系を示すブロック構成図、図４は本発明に係る部品位置決め方法の作業手順を示すフローチャート、図５は動作説明図である。

本発明に係る部品位置決め装置は、図１に示すように、自走機１と、被センシング部材２と、第１センサ３と、第２センサ４と、制御手段５などを備えている。なお、被センシング部材２、第１センサ３、第２センサ４、制御手段５は自走機１に設置されている。

自走機１は、オーバヘッドハンガ１０で搬送されてくる部品組付け対象物である自動車ボディＷの下面に組付けられる部品Ｐを支持すると共に、自動車ボディＷに同期しながら部品Ｐを自動車ボディＷに組付ける装置である。自走機１には、部品Ｐを支持する治具１１と、治具１１を昇降させる昇降機１２と、駆動部１３と、締付け機（不図示）などが設けられている。

本発明の実施の形態では、被センシング部材２と第１センサ３と第２センサ４を１セットとするものを、自走機１の前後に設置しているので、部品Ｐを自動車ボディＷに対し、２次元（平面）で位置決めすることができる。
従って、部品Ｐが自動車ボディＷに対して捩れた状態で位置決めされることがなく、精度よく部品Ｐを自動車ボディＷに組付けることができる。

被センシング部材２は、自動車ボディＷの下面の所定部位にセットするターゲットマーカ（係合部材）２ａと、ターゲットマーカ２ａを先端に取付けたワイヤ（線状部材）２ｂと、ワイヤ２ｂを引き出し・巻き取り自在に収納するワイヤ巻き取り部２ｃからなる。

第１センサ３は、図２に示すように、ターゲットマーカ２ａが自動車ボディＷの下面の所定部位にセットされている時のワイヤ２ｂの引き出し長さＬを検出するロータリエンコーダである。第１センサ３は、被センシング部材２のワイヤ巻き取り部２ｃの回転軸に取付けられ、ワイヤ２ｂが引き出され又は巻き取られることによる回転数（回転角度）からワイヤ２ｂの引き出し長さＬを算出する。

ワイヤ２ｂの引き出し長さの基準長さＬ0は、部品Ｐが自動車ボディＷの下面の所定位置に位置決めされた時の、ワイヤ２ｂの引き出し長さとしている。

第２センサ４は、図２に示すように、ターゲットマーカ２ａが自動車ボディＷの下面の所定部位にセットされている時のワイヤ２ｂが存在する位置（Ｘ1、Ｙ1）を平面（２次元）で検出する変位センサである。

第２センサ４は、１組の投光器４ａと受光器４ｂ、及びもう１組の投光器４ｃと受光器４ｄからなり、一方の投光器４ａから放射される帯状のレーザ光Ｌａと他方の投光器４ｃから放射される帯状のレーザ光Ｌａを直角に交差させ、直交するレーザ光Ｌａの領域にＸ・Ｙ平面の検出領域Ｄを形成するようにしている。

そして、ワイヤ２ｂが検出領域Ｄを貫通すると、ワイヤ２ｂがレーザ光Ｌａを遮るので、その貫通位置（Ｘ1、Ｙ1）が受光器４ｂ，４ｄによって検出される。ワイヤ２ｂの基準位置（Ｘ0、Ｙ0）は、検出領域Ｄの中心位置としている。基準位置（Ｘ0、Ｙ0）は、部品Ｐが自動車ボディＷの下面の所定位置に位置決めされた時に、ワイヤ２ｂが検出領域Ｄを貫通する位置（ワイヤ２ｂがＸ・Ｙ平面の検出領域Ｄに対して垂直になる位置）である。

制御手段５は、図３に示すように、基準値Ｌ0，（Ｘ0、Ｙ0）を設定する基準値設定部５ａと、基準値Ｌ0，（Ｘ0、Ｙ0）と現在値Ｌ，（Ｘ1、Ｙ1）の偏差量（ずれ量）に相当する操作量を昇降機１２と駆動部１３に供給する操作部５ｂなどを備えている。

そして、制御手段５は、第１センサ３の検出値（現在値）Ｌ及び第２センサ４の検出値（現在値）（Ｘ1、Ｙ1）が基準値Ｌ0，（Ｘ0、Ｙ0）と一致するように自走機１の昇降機１２と駆動部１３を制御する。即ち、図２に示すように、自走機１の駆動部１３は、ワイヤ２ｂの引き出し長さのずれ量ΔＬ（＝Ｌ−Ｌ0）、及びワイヤ２ｂの存在位置のずれ量ΔＸ（＝Ｘ0−Ｘ1），ΔＹ（＝Ｙ0−Ｙ1）が、ゼロになるようにフィードバック制御される。

次に、本発明に係る部品位置決め方法及びその装置の動作を、図４の作業手順を示すフローチャートに従って説明する。
先ず、ステップＳＰ１において、原位置にある自走機１の昇降機１２を下降させた状態で、部品Ｐを治具１１にセットする。

次いで、ステップＳＰ２において、図５（ａ）に示すように、部品Ｐを治具１１に支持させた状態で、自走機１をオーバヘッドハンガ１０で搬送されてくる自動車ボディＷとほぼ同じ速度で駆動させ、自動車ボディＷに同期追従させる。

ステップＳＰ３において、図５（ｂ）に示すように、作業者がターゲットマーカ２ａを把持してワイヤ巻き取り部２ｃからワイヤ２ｂを引き出し、２つのターゲットマーカ２ａを夫々自動車ボディＷの下面の所定部位にセットする。

すると、ステップＳＰ４において、自走機１の昇降機１２と駆動部１３が、ワイヤ２ｂの引き出し長さのずれ量ΔＬ（＝Ｌ−Ｌ0）、及びワイヤ２ｂの存在位置のずれ量ΔＸ（＝Ｘ0−Ｘ1），ΔＹ（＝Ｙ0−Ｙ1）が、夫々ゼロになるようにフィードバック制御される。

次いで、ステップＳＰ５において、図５（ｃ）に示すように、部品Ｐが自走機１の昇降機１２と駆動部１３によって、自動車ボディＷの下面の所定位置に位置決めされると、部品Ｐは締付け機により自動車ボディＷに組付けられる。

ステップＳＰ６において、図５（ｄ）に示すように、作業者は部品Ｐが自動車ボディＷに組付けられたのを確認したら、２つのターゲットマーカ２ａを自動車ボディＷから取り外して回収する。そして、自走機１が自動駆動で原位置に戻ると、部品Ｐの組付け作業が終了する。

本発明によれば、係合部材を部品組付け対象物にセットするだけで、作業環境に左右されずに部品組付け対象物に対して部品を自動的に位置決めすることができるので、自動車生産工場などの組立てラインの簡易自動化に寄与する。

本発明に係る部品位置決め装置の概要説明図 センサの説明図（ａ）と制御動作の説明図（ｂ） 制御系を示すブロック構成図 本発明に係る部品位置決め方法の作業手順を示すフローチャート 動作説明図で、（ａ）は同期追従状態、（ｂ）はターゲットマーカのセット状態、（ｃ）は部品の位置決め・組付け状態、（ｄ）はターゲットマーカ回収状態

符号の説明

１…自走機、２…被センシング部材、２ａ…ターゲットマーカ（係合部材）、２ｂ…ワイヤ（線状部材）、３…第１センサ、４…第２センサ、５…制御手段、Ｐ…部品、Ｗ…自動車ボディ。

Claims (2)

1. 部品組付け対象物に対して自走機に支持された部品を位置決めする部品位置決め方法であって、前記部品組付け対象物に引き出し・巻き取り自在な線状部材の先端に設けた係合部材をセットする工程と、前記線状部材の引き出し長さ及び存在位置を検出して前記部品組付け対象物と前記部品との相対的な位置ずれを無くすように前記自走機を移動させる工程と、前記位置ずれが無くなった状態で前記部品を前記部品組付け対象物に組付ける工程と、前記部品を前記部品組付け対象物に組付けた後に、前記係合部材を前記部品組付け対象物から取り外して回収する工程と、からなることを特徴とする部品位置決め方法。
2. 部品組付け対象物に対して自走機に支持された部品を位置決めする部品位置決め装置であって、前記部品組付け対象物にセットする係合部材を線状部材の先端に設け、この線状部材を引き出し・巻き取り自在に収納してなる被センシング部材と、前記係合部材が前記部品組付け対象物にセットされている時の前記線状部材の引き出し長さを検出する第１センサと、前記係合部材が前記部品組付け対象物にセットされている時の前記線状部材の存在位置を検出する第２センサと、前記第１センサ及び第２センサの検出値が基準値と一致するように前記自走機の移動量を制御する制御手段を備えたことを特徴とする部品位置決め装置。