JP3010980B2 - 自動組立て設備における取付けミス位置表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車組立ライン等に
設けられる自動組立て設備であり、ワークに取付けられ
た部品に異常が有れば、その取付位置を表示画面に表示
し、作業者に知らしめるようにした取付けミス位置表示
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の自動車組立ラインには、種々の自
動組立て設備が使用され、作業者の労力の軽減と作業能
率の向上を図っているが、この自動組立て設備の中に自
動打込み装置がある。この自動打込み装置は、ワークに
開設した取付け孔にロボットにより種々の部品を挿入し
たり打込んだりするものである。

【０００３】この自動打込み装置は、例えば、図７に示
すように、可動アーム１にナットのような部品を支持す
るロボットガン２が設けられたロボット３と、このロボ
ット３に部品取付け位置をティチングするロボットコン
トローラ４と、前記ロボットガン２に設けられたセンサ
ー５と、ワークＷの全体形状が示されかつ前記ロボット
３によりワークＷに取付けられた部品の個数あるいは各
取付け孔Ｏ毎に部品が取付けられたか否かが表示される
表示画面６とを有している。

【０００４】そして、ロボットガン２の先端に取付けた
部品をロボットコントローラ４によりティチングされた
位置に移動し、ロボットガン２を所定長突出させてワー
クＷの取付け孔Ｏに向かって打込み、ワークＷに部品を
打込み、部品が取付けられていないときには、センサー
５がこれを検知し、表示画面６に表示している。つま
り、部品の打込みミスをセンサー５が検知した場合、ミ
スをしたロボット３の姿勢が「何番目のティチングポイ
ントである」という情報をロボットコントローラ４に送
り、表示画面６に設けられたＬＥＤ７を点灯させ、ミス
した取付位置を表示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、打込み部品が
多数ありかつワークＷの形状が複雑な場合には、部品の
取付けが不良であっても、異常箇所を表示画面６上に明
確に表示できないことがあり、まして異常箇所における
部品の異常状態までは表示することはできないというの
が実情である。

【０００６】ワークＷが図示するように３次元的に変形
している自動車のインストルメントパネルのようなもの
の場合には、表示画面６に、例えば、ワークＷの形状が
最も良く示される正面図を参照して表示しても、取り付
け位置に重なり等があると、取付けミス位置を正確に特
定して表示することはできず、また取付けミス位置が複
数個ある場合に、これが重なると、作業者は取付けミス
位置は１つのみと判断することもある。このような表示
の不完全さあるいは判断ミスにより自動組立て作業の円
滑化、作業能率の向上が損なわれる虞がある。

【０００７】本発明は、このような従来技術の現状に鑑
みてなされたものであり、ワークの形状に拘らず、自動
組立てにより取付けた部品に異常があるときには、その
異常取付け位置のみでなく取付け状態までも画面に確実
に表示し、作業者に知らしめ、自動組立て作業の円滑
化、作業能率の向上を図るようにした自動組立て設備に
おける取付けミス位置表示装置を提供することを目的と
する。

【０００８】上記目的を達成するための本発明は、ワー
クに設けられた複数個の部品取付け位置に部品を取付け
るロボットと、このロボットに前記部品取付け位置をテ
ィチングするロボットコントローラと、前記ロボットに
設けられ、前記各部品取付け位置にそれぞれ取付けられ
た部品の取付け状態を検出するセンサーと、このセンサ
ーからの信号により前記部品の取付け状態の良否を表示
する表示画面とを有する自動組立て設備における取付け
ミス位置表示装置において、前記部品取付け位置の座標
系をワーク設計時のＣＡＤ座標系に変換する座標変換部
と、前記ワーク設計時のワーク形状を複数のパターンで
表示し得るようにしたＣＡＤ側制御手段とを有し、前記
座標変換部により求められた部品取付け位置が最適に表
示されるパターンを前記ＣＡＤ側制御手段により選択
し、このパターンを前記表示画面上に表示するとともに
当該表示画面上の各部品取付け位置に前記センサーが検
知した部品取付け状態を重ねて表示するようにしたこと
を特徴とする自動組立て設備における取付けミス位置表
示装置である。

【０００９】

【作用】本発明に係る自動組立て設備における取付けミ
ス位置表示装置では、ロボットに部品取付け位置をティ
チングするロボットコントローラ側から得られるワーク
上の部品取付け位置の座標系を座標変換部によりワーク
設計ＣＡＤ座標系に変換し、このワーク上の部品取付け
位置に基づいてＣＡＤ側制御手段がワーク設計図面等の
パターンの内、最適に表示し得るパターンを選択して表
示画面に表示されるようにしたので、ワークの形状状態
如何に拘らず取付位置は全て確実に表示することがで
き、また、検知部材が検知した状態を前記パターン上に
重ねて表示するようにしたので、取付けミス位置が複数
個ある場合であっても、これらを全て確実に表示するこ
とができ、しかも部品の有無のみでなく、部品の取付け
状態までも表示されることになる。

【００１０】

【実施例】次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

【００１１】図１は本発明の一実施例を示す全体概略説
明図、図２は同実施例の要部を示すもので、図２（ａ）
は部品の取付け状態を示す拡大斜視図、図２（ｂ）は部
品の取付け不良状態を示す拡大斜視図、図２（ｃ）は部
品の取付け不良状態の他の例を示す拡大斜視図、図３は
同実施例の作用状態を示すフローチャートであり、図６
に示す部材と共通する部材には同一符号を付すことがあ
る。

【００１２】図１に示す自動組立て設備は、ワークＷと
して３次元的に変形している自動車のインストルメント
パネルを使用し、ワークＷに開設された取付け孔Ｏに取
付けられる部品Ｂ（図２参照）としてエクスパンション
ナットを使用している。

【００１３】ここに、インストルメントパネルは、自動
車の車室内前方位置に設けられ、多数の計器あるいは機
器類が取付けられるもので、これら機器類を取付けるた
めに取付け孔Ｏが多数開設されている。また、エクスパ
ンションナットとは、図２（ａ）に示すように、通常の
ナット本体１０に拡開習性を有する一対の弾性脚部１１
が設けられたものであり、前記取付け孔Ｏに脚部１１を
押し込むことにより脚部１１が取付け孔Ｏ内で拡開する
ように構成されたものである。

【００１４】この自動組立て設備は、ロボット２０と、
このロボット２０をティチングするロボットコントロー
ラ２１とを有している。ロボット２０は、ロボット本体
２２に回動可能に支持されたロボットアーム２３を有
し、ロボットアーム２３の先端には軸方向に可動のロボ
ットガン２４が設けられ、このロボットガン２４の先端
に部品Ｂであるエクスパンションナットが取付けられる
ようになっている。

【００１５】前記ロボットコントローラ２１は、ロボッ
トアーム２３の回動位置や、ロボットガン２４の軸方向
突出位置等を指示するものである。

【００１６】この自動組立て設備は、図２（ｂ）（ｃ）
に示すように、部品Ｂの取付けが異常であるときには、
その取付該当箇所と、異常状態であることを表示するミ
ス位置表示装置Ｍが設けられている。

【００１７】この取付けミス位置表示装置Ｍは、前記ロ
ボットコントローラ２１から入力されたロボットガン２
４の先端の位置情報から特定される座標系を、表示画面
２８に表示するための座標系に変換する座標変換部２５
を有し、この座標変換部２５により変換されたロボット
ガン２０の先端の位置を表示するようになっている。ま
た、実際のロボットガン２４側の位置は、表示画面２８
上で３次元的に表示しても各位置を完全に表示できるも
のではないが、設計時に使用した、例えば正面図、側面
図、断面図あるいは背面図等も使用すると、実際のロボ
ットガン２４側の位置は全て表示することができる。し
たがって、ＣＡＤ側制御手段２７が有する設計時のワー
クＷの形状を示す図面等の表示パターン情報の中から最
も実際のロボットガン２４の位置を適確に表示できる最
適な表示パターンＪをＣＡＤ側制御手段２７が選択し、
これを表示画面２８に表示し、この表示パターンＪ上に
前記座標変換により得られた実際のロボットガン２４側
の位置を重ね、作業者に実際のロボットガン２４側の位
置を確実に知らしめるようにしている。

【００１８】さらに、前記ロボットガン２４の先端に
は、センサー２９が取付けられ、前記部品Ｂの取付け状
態が異常か否かを検知し、これも表示画面２８に表示さ
れるようになっている。このセンサー２９により部品Ｂ
の有無のみを検知する場合には、図２（ａ）（ｂ）に示
すように、通常の光電センサー２９ａを使用すれば良い
が、部品Ｂが取付け孔Ｏにどのような状態で取付けられ
ているか，例えば、右傾斜、左傾斜等までも検知する場
合には、図２（ｃ）に示すように、少なくとも複数の発
光体を有する光電センサー２９ｂを使用し、反射光の光
度差を検知し、部品Ｂの取付け状態を検知するかあるい
は閾値を有するセンサー等を使用することが好ましい。

【００１９】このようにして、表示画面２８に、座標変
換により求めたロボットの実際の位置をＣＡＤ側制御手
段２７が判断して提示された最適なパターンＪ上に重ね
て表示すると共にこのパターンＪ上に前記センサー２９
が検知した部品Ｂの取付け状態の情報も重ね、部品Ｂに
取付異常があれば、前記パターンＪ上の対応位置に、例
えば「赤色」を表示し、正常なときには、例えば「緑
色」を表示する等の識別表示することにより、作業者に
知らしめる。

【００２０】前記実施例の作用を説明する。図３のフロ
ーチャートに示すように、ロボット２０により部品Ｂが
ワークＷの各取付け孔Ｏに打ち込まれる（Ｓ１）と、セ
ンサー２９が作動し、部品Ｂの打ち込み状態を検知す
る。このセンサー２９からの信号は、取付けミス位置表
示装置ＭのＣＡＤ側制御手段２７に入力され、部品Ｂの
取付け状態が異常か否かが判断される（Ｓ３）。

【００２１】例えば、部品Ｂが存在していないとかある
いは斜めに傾斜した状態で取付けられているなどの異常
の場合には、そのロボットガン２４の先端の座標系の位
置がロボットコントローラ２１から入力され（Ｓ４）、
座標変換部２５により座標変換され（Ｓ５）、所定位置
が特定される。この所定位置に対しＣＡＤ側制御手段２
７においてデータが検索され（Ｓ６）、この位置が適確
に表示される最適な表示パターンＪが選択され、表示画
面２８に表示される。そして、前記センサー２９からの
取付けミスがある旨の信号により該当箇所が、例えば
「赤色」の色表示され（Ｓ７）、異常状態を作業者に知
らしめる。

【００２２】なお、取付け部品の取付け状態に異常があ
る時には、前記センサー２９ｂが検知した異常状態を
「黄色」に色表示するかあるいは点滅点灯状態とすれ
ば、部品の取付け異常状態を作業者に知らしめることが
できる。しかし、部品Ｂの取付け状態が異常でなけれ
ば、「緑色」に色表示し、作業者に知らしめる。そし
て、取付け孔Ｏの検知が終了すると、直ちに次の取付け
に移る。

【００２３】図４は本発明の他の実施例を示す概略説明
図、図５は図４の要部を拡大して示す概略斜視図、図６
は同実施例の作用状態を示すフローチャートであり、図
１〜３に示す部材と共通する部材には同一符号を付し、
説明は省略する。

【００２４】この実施例は、取付け孔Ｏの形状が正常か
否かを検知するようにしたものであり、前記光電センサ
ー２９の代わりに取付け孔Ｏの内部まで入り込み取付け
孔Ｏの形状を検知する計測センサー２９ｄをロボットガ
ン２４に取付けたものである。この計測センサー２９ｄ
は、図５に示すように、先端に接触子Ｓを有し、この接
触子Ｓを取付け孔Ｏの内周面に当接するかあるいは場合
によっては内周面に沿って移動させることにより取付け
孔Ｏの形状を検査するようになっている。

【００２５】この実施例では、ロボット２０により部品
ＢがワークＷの各取付け孔Ｏに打ち込まれる前に、図６
のフローチャートに示すように、計測センサー２９ｄが
作動し、その測定値がミス位置表示装置ＭのＣＡＤ側制
御手段２７に入力される（Ｓ２０）。このセンサー２９
ｄからの信号は、座標変換部２５により座標変換され
（Ｓ２１）、ロボットコントローラ２１からの入力信号
と比較される（Ｓ２２）。そして、両者の誤差が所定値
以上であるかどうかが判断される（Ｓ２３）。誤差が所
定値以上であれば、異常データとして、例えば「赤」等
の色表示される（Ｓ２４）とともにその誤差の値が表示
画面２８上に出力され（Ｓ２５）、異常取付け孔Ｏが存
在することを作業者に知らしめる。このようにすれば、
ワーク形状と設計値との差が分かり、製品の品質チェッ
クにも使用することができる。

【００２６】しかし、取付け孔の計測結果、その測定値
が異常でなければ、「緑色」に色表示する（Ｓ２６）。

【００２７】本発明は、上述した実施例のみに限定され
るものではなく、特許請求の範囲内において種々改変す
ることができる。たとえば、前記実施例においては、ワ
ークＷとして合成樹脂製のインストルメントパネルを使
用し、ワークＷに開設された取付け孔Ｏに取付けられる
部品Ｂとしてエクスパンションナットを使用したもので
あるが、本発明は、これのみでなくワークＷとしては通
常の鋼板製の自動車パネル等にも使用でき、部品Ｂとし
てもエクスパンションナットのみでなく、通常のナット
あるいはボルト、ばね部材等広範に適用することができ
る。

【００２８】また、前記表示画面２８に表示されるもの
はＣＡＤ情報であるため、図１の表示画面２８に示すよ
うに、部分的にズームアップして異常部分を詳細に検討
することもできる。さらに、異常状態を単に表示画面２
８上で色別表示するのみでなく、該当箇所を点滅点灯な
どすれば、これによっても不良状態を表示することがで
きる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明による自動組立て設
備における取付けミス位置表示装置によれば、ロボット
に部品取付け位置をティチングするロボットコントロー
ラ側から得られるワーク上の部品取付け位置の座標系を
座標変換部によりワーク設計ＣＡＤ座標系に変換し、こ
のワーク上の部品取付け位置を検知し、ＣＡＤ側制御手
段によりワーク上の部品取付け位置が最適表示し得るパ
ターンを選択して表示画面に表示されるようにしたの
で、ワークの形状状態如何に拘らず取付位置は全て確実
に表示することができ、また、取付け部品の取付け状態
に異常があると、検知部材が検知した異常状態を前記表
示画面に重ねて識別表示することができるので、単に部
品の有無のみでなく、部品の取付け異常状態を適確に作
業者に知らしめることができ、仮に取付けミス位置が複
数個ある場合であっても、これらを全て確実に表示し、
部品の取付け不良をより一層確実に防止することがで
き、これにより作業能率も向上することになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示す全体概略説明図であ
る。

【図２】 同実施例の方部を示す図で、（ａ）は部品の
取付け状態を示す拡大斜視図、（ｂ）は部品の取付け不
良状態を示す拡大斜視図、（ｃ）は部品の取付け不良状
態の他の例を示す拡大斜視図である。

【図３】 同実施例の作用状態を示すフローチャートで
ある。

【図４】 本発明の他の実施例を示す概略説明図であ
る。

【図５】 同実施例の要部を拡大して示す概略斜視図で
ある。

【図６】 同実施例の作用状態を示すフローチャートで
ある。

【図７】 従来の自動組立て設備における取付けミス位
置表示装置を示す全体概略説明図である。

【符号の説明】

２０…ロボット、 ２１…ロボット
コントローラ、２５…座標変換部、
２７…ＣＡＤ側制御手段、２９…検知部材、
Ｂ…取付け部品、Ｍ…取付けミス位置表示
装置、 Ｏ…取付け孔、Ｗ…ワーク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−228589（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−150835（ＪＰ，Ａ) 実願 昭63−78270号（実開 平２− 296号）の願書に添付した明細書及び図 面の内容を撮影したマイクロフィルム （ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23P 19/00 303 B25J 13/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークに設けられた複数個の部品取付け
   位置に部品を取付けるロボットと、このロボットに前記
   部品取付け位置をティチングするロボットコントローラ
   と、前記ロボットに設けられ、前記各部品取付け位置に
   それぞれ取付けられた部品の取付け状態を検出するセン
   サーと、このセンサーからの信号により前記部品の取付
   け状態の良否を表示する表示画面とを有する自動組立て
   設備における取付けミス位置表示装置において、 前記部 品取付け位置の座標系をワーク設計時のＣＡＤ座
   標系に変換する座標変換部と、 前記ワーク設計時のワーク形状を複数のパターンで表示
   し得るようにしたＣＡＤ側制御手段とを有し、 前記座標変換部により求められた部品取付け位置が最適
   に表示されるパターンを前記ＣＡＤ側制御手段により選
   択し、このパターンを前記表示画面上に表示するととも
   に当該表示画面上の各部品取付け位置に前記センサーが
   検知した部品取付け状態を重ねて表示するようにしたこ
   とを特徴とする自動組立て設備における取付けミス位置
   表示装置。