JP2010064182A - ワーク取付システムおよびワーク取付方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ワーク取付システム1は、ボディ2のインナパネル2Aにサンルーフ部材3を取り付ける。このワーク取付システム1は、第1取付ロボット5と、第2取付ロボット6と、これらを制御する制御装置7と、を備える。制御装置7は、第1取付ロボット5のCCDカメラにより、サンルーフ部材3の位置およびインナパネル2Aの位置を位置情報として算出する工程と、この位置情報に基づいて、第1取付ロボット5によりサンルーフ部材3を把持して搬送し、このサンルーフ部材3をインナパネル2Aに位置決めする工程と、第1取付ロボット5によりサンルーフ部材3をインナパネル2Aに仮固定する工程と、既に算出した位置情報に基づいて、第2取付ロボット6によりサンルーフ部材3をインナパネル2Aに本固定する工程と、を実行する。
【選択図】図1
Description
すなわち、ボディの製造ラインには、サンルーフユニット取り付けロボットが配置されている(特許文献1参照)。このサンルーフユニット取り付けロボットは、ロボットアームと、このロボットアームの先端に設けられてサンルーフユニットを支持するハンドと、を備える。
まず、ハンドでサンルーフユニットを支持する。具体的には、サンルーフユニットに位置決めピンを挿通することで、サンルーフユニットをハンドに対して位置決めして、ハンドのナットランナに挟持されたボルトをサンルーフユニットのボルト穴に挿通する。
その後、ロボットアームを制御して、サンルーフユニットをボディのフロントウインド用開口からボディ内部に投入する。
次に、シリンダユニットを駆動して、サンルーフユニットをボディの取り付け位置に接近させるとともに、ナットランナを駆動して、ボルトをボディのナットに螺合させる。
まず、第1ロボットの位置検出手段により、第1ワークの位置および第2ワークの被取付部の位置を位置情報として算出する。
次に、算出した位置情報に基づいて、第1ロボットの把持手段により第1ワークを把持し、その後、第1ロボットにより第1ワークを搬送して、この第1ワークを前記第2ワークの被取付部に位置決めする。
図1は、本発明の一実施形態に係るワーク取付システム1の全体斜視図である。
ワーク取付システム1は、図示しない搬送コンベアにより搬送される第2ワークとしてのボディ2に第1ワークとしてのサンルーフ部材3を取り付けるものである。
サンルーフ部材3は、ボディ2の内部側からボディ2の屋根43に取り付けられる。
サンルーフ部材3は、矩形枠状のフレーム30と、このフレーム30の互いに対向する部分を跨いで設けられたセンターフレーム33と、を備える。
センターフレーム33は、メインフレーム31のうち互いに略平行に延びる部分同士を連結している。
このサンルーフ部材3を構成するフレームのうち、メインフレーム31およびセンターフレーム33は、各種のサンルーフ部材に共通する基本構造となっている。
また、このボルト穴34Aの近傍には、位置決め穴35が形成されている。
この搬送ロボット4は、搬送ハンド10と、床面上にボディ2の長さ方向に沿って移動可能に設けられて搬送ハンド10の姿勢や3次元空間における位置を変化させるロボットアーム11と、を備える。
搬送ハンド10は、平面視で略十字形状であり、ロボットアーム11のフランジ面11Aの中心軸Cに沿って延びる平板状の基部12と、この基部12に設けられた把持機構60と、基部12の先端から中心軸Cに沿って突出する突出部13と、を備える。
突出部13は、基部12に支持された支持部131と、この支持部131の先端に設けられたセンターフレーム着座部132と、を備える。
センターフレーム着座部132には、センターフレーム33の下面が着座される。
メインフレーム着座部125には、略U字形状のメインフレーム31のうちセンターフレーム33に略平行な部分の下面が着座される。このメインフレーム着座部125は、底部126と、この底部126に立設された一対の壁部127と、を備える。
一対の壁部127は、互いに対向して配置され、中心軸Cの交差する方向に延びている。
押圧部62A、62Bの下面には、これらガイド部128A、128Bのスライドガイドに嵌合するスライドレールが設けられており、これにより、一対の押圧部62A、62Bは、ガイド部128A、128Bに沿って移動可能となっている。
押圧部62A、62Bの先端には、基部12に対して略垂直な押圧面621、および、基部12に対して略平行な押え面622が設けられている。
進退機構63は、基部12の枠部122上に中心軸Cに交差する方向に取り付けられており、先端が押圧部62Aに取付けられたピストンロッド631と、このピストンロッド631を進退させるシリンダ632と、を備える。
その後、把持機構60を駆動することにより、押圧部62A、62Bを外側に向かって移動させ、メインフレーム31のうち互いに略平行に延びる部分の側面を、押圧面621で内側から押圧して、把持する。これにより、サンルーフ部材3の基部12の面内かつ中心軸Cに交差する方向の移動が規制される。
また、押圧面621がメインフレーム31のうち互いに略平行に延びる部分の側面に当接すると同時に、押え面622がメインフレーム31のうち互いに略平行に延びる部分の上面を覆う。これにより、サンルーフ部材3の基部12に対して略垂直な方向の移動が規制される。
これら第1取付ロボット5は、それぞれ、ハンド20と、床面上に設けられてハンド20の姿勢や3次元空間における位置を変化させるロボットアーム21と、を備える。
以下、ボディ2の左側に位置する第1取付ロボット5について説明するが、ボディ2の右側に位置する第1取付ロボット5についても、同様の構成であり、これら左右の第1取付ロボット5の外観は、ボディ2を挟んで対称となっている。
ハンド20は、略L字形状の支持フレーム22と、この支持フレーム22に設けられた仮固定手段としてのナットランナ23と、支持フレーム22に設けられた撮影装置24と、を備える。
第1フレーム221と第2フレーム222との交差部分には、上方に向かって突出する把持手段としての位置決めピン223が設けられる。また、第2フレーム222の先端側の上面には、把持手段としてのワーク支持パッド224が設けられる。
このナットランナ23によれば、駆動装置232を駆動することにより、ソケット231に嵌合したボルト51Aを所定のトルクで回転させる。
これら第2取付ロボット6は、それぞれ、本固定手段としての締付ハンド70と、床面上に設けられて締付ハンド70の姿勢や3次元空間における位置を変化させるロボットアーム71と、を備える。
以下、ボディ2の左側に位置する第2取付ロボット6について説明するが、ボディ2の右側に位置する第2取付ロボット6についても、同様の構成であり、これら左右の第2取付ロボット6の外観は、ボディ2を挟んで対称となっている。
締付ハンド70は、6個の締付部80を有しこれら締付部80のうちの1つを所定位置に配置する切換機構72と、回転駆動する駆動源73と、この駆動源73を所定位置の締付部80に対して連結させる進退機構74と、を備えている。
切換機構72は、円筒形状のホルダ722と、このホルダ722の外周面に配置された6個の締付部80と、ホルダ722を回転させるホルダ駆動部723と、を備えている。
ホルダ722は、円筒形状であり、ホルダ駆動部723の駆動軸に取り付けられている。ホルダ駆動部723を駆動することにより、ホルダ722は、中心軸を回転中心として矢印A方向または矢印B方向に回転し、締付部80を移動させる。
締付部80は、回転軸Yを回転中心としてホルダ722に回転可能に支持されている。この締付部80は、保持部81と、軸部82と、ガイド部83と、ソケット85を有するビット部84と、を備える。
また、軸部82のジョイント部821と保持部81の基端面との間には、スプリング86が介装されている。
これにより、ビット部84は、ガイド部83に対して軸方向に交差する方向に移動可能かつガイド部83に対して軸方向に摺動可能に遊嵌し、フローティング可能である。また、ガイド部83が回転すると、ビット部84は、このガイド部83の回転に対して従回転する。
また、このビット部84の基端側には、軸部82が挿入されている。
ソケット85は、ボルト51を保持する。このソケット85の先端面は磁石になっており、このソケット85の磁力により、ボルト51を保持する。
また、駆動源73で軸部82を押圧することにより、軸部82、ガイド部83、およびビット部84は、スプリング86の付勢力に抵抗して前進するが、この駆動源73による押圧力が解除されると、スプリング86の復元力により、原位置に復帰する。
この進退機構74は、一対のシリンダ機構75と、一対のスライドガイド76と、を備える。
初期設定として、図9に示すように、締付部80の回転軸Yは、駆動源73の回転駆動部731の回転軸X上に位置している。
この状態から、制御装置によりロボットアーム71を制御して、締付ハンド70を取付位置まで移動する。具体的には、ボルト51の取り付け位置と、駆動源73の回転軸Xと、が同軸になるように、ロボットアーム71を制御する。
次に、進退機構74を駆動して、駆動源73を前進させて、駆動源73の回転駆動部731を、締付部80の軸部82に連結する。
次に、駆動源73の回転駆動部731を駆動する。すると、この回転駆動部731の回転力は、締付部80に伝達されて、ソケット85が回転する。これにより、取付位置にボルト51を締め付ける。
次に、ホルダ駆動部723を駆動して、ホルダ722を矢印A方向または矢印B方向に回転させて、次の締付部80の回転軸Yを、駆動源73の回転駆動部731の回転軸Xと同軸となる位置に配置する。
ST1では、ボディ2の搬送を停止する。
ST2では、ボディ2の両側のフロントドア用開口42を通して、第1取付ロボット5をボディ2の内部に投入し、第1取付ロボット5のCCDカメラ241を、屋根43のインナパネル2Aに接近させる。次に、このCCDカメラ241でインナパネル2Aのナット44Bを撮影し、その後、この第1取付ロボット5を退避させる。
このとき、ワーク位置ずれ量およびST3で算出したワーク取り付け位置ずれ量に基づいて、サンルーフ部材3の位置決め穴35がボディ2の位置決め穴45の直下に位置するように、サンルーフ部材3を停止させる。
すると、サンルーフ部材3のボルト穴34Aは、ボディ2のナット44Aに重なった状態となるので、ナットランナ23を駆動して、サンルーフ部材3のボルト穴34Aを通して、2本のボルト51Aをボディ2のナット44Aに締め付ける。
ここで、第2取付ロボット6の動作に上述のワーク位置ずれ量を反映させて、第2取付ロボット6の動作を補正する。
(1)まず、第1取付ロボット5のCCDカメラ241により、ボディ2のインナパネル2Aを撮影し、この撮影画像に基づいて、このインナパネル2Aの予めティーチングした位置からのずれ量を算出する。
次に、ワーク供給場所にて、搬送ロボット4により、サンルーフ部材3を把持し、このサンルーフ部材3を搬送して、インナパネル2Aの近傍に位置させる。このサンルーフ部材3の搬送と同時に、第1取付ロボット5のCCDカメラ241により、サンルーフ部材3を撮影し、この撮影画像に基づいて、サンルーフ部材3の予めティーチングした位置からのずれ量を算出する。
2 ボディ(第2ワーク)
2A インナパネル(被取付部)
3 サンルーフ部材(第1ワーク)
5 第1取付ロボット(第1ロボット)
6 第2取付ロボット(第2ロボット)
7 制御装置
23 ナットランナ(仮固定手段)
70 締付ハンド(本固定手段)
223 位置決めピン(把持手段)
224 ワーク支持パッド(把持手段)
241 CCDカメラ(位置検出手段)
Claims (2)
- 第2ワークの被取付部に第1ワークを取り付けるワーク取付システムであって、
前記第1ワークを前記第2ワークに仮固定する仮固定手段、第1ワークを把持する把持手段、前記第1ワークの位置および前記第2ワークの被取付部の位置を検出する位置検出手段を備えた第1ロボットと、
前記第1ワークを前記第2ワークに本固定する本固定手段を備えた第2ロボットと、
前記第1ロボットおよび第2ロボットを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記第1ロボットの位置検出手段により、前記第1ワークの位置および前記第2ワークの被取付部の位置を位置情報として算出する位置情報算出工程と、
当該位置情報算出工程で算出した位置情報に基づいて、前記第1ロボットの把持手段により前記第1ワークを把持し、その後、当該第1ロボットにより前記第1ワークを搬送して、当該第1ワークを前記第2ワークの被取付部に位置決めする位置決め工程と、
前記第1ロボットの仮固定手段により前記第1ワークを前記第2ワークに仮固定する仮固定工程と、
前記位置情報算出工程で算出した位置情報に基づいて、前記第2ロボットの本固定手段により前記第1ワークを前記第2ワークに本固定する本固定工程と、を実行することを特徴とするワーク取付システム。 - 第2ワークの被取付部に第1ワークを取り付けるワーク取付方法であって、
前記第1ロボットにより、前記第1ワークの位置および前記第2ワークの被取付部の位置を位置情報として算出する位置情報算出工程と、
当該位置情報算出工程で算出した位置情報に基づいて、前記第1ロボットにより前記第1ワークを把持し、その後、当該第1ロボットにより前記第1ワークを搬送して、当該第1ワークを前記第2ワークの被取付部に位置決めする位置決め工程と、
前記第1ロボットにより前記第1ワークを前記第2ワークに仮固定する仮固定工程と、
前記位置情報算出工程で算出した位置情報に基づいて、前記第2ロボットにより前記第1ワークを前記第2ワークに本固定する本固定工程と、を備えることを特徴とするワーク取付方法。
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