JP3042302B2 - ドア開閉用ロボットハンド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両製造ラインに沿っ
て搬送される車体を所定の作業位置にて車体内部の組立
作業や塗装作業、シーリング作業などのために、車両の
ドアを開閉するドア開閉用ロボットハンドに関する。

【０００２】

【従来の技術】車両製造工程において、車体は搬送ライ
ンに沿って台車に乗って搬送されるようになっており、
塗装工程では車体とドアの外板の塗装作業を同時に行う
ことで両者の塗装色を同等のものとしたいため、すべて
のドアは車体の取付けられた状態で搬送されている。そ
のため、車両内部の組立作業や塗装作業、シーリング作
業などを行う際には、車体のドアをロボットにより開閉
して各種の作業を行っている。

【０００３】図８に車体内部のシーリング作業状態を表
す概略、図９に従来のドア開閉用ロボットハンドの概略
を示す。

【０００４】図８に示すように、車両のシーリング（シ
ール剤塗布）ラインにおいて、車体１１には上下一対の
ヒンジ１２によってスイングドア１３が開閉自在に取付
けられている。この車体１１は搬送ラインに沿って搬送
され、所定の作業位置で停止される。そして、車体１１
の内部、あるいはドア１３内側のシーリング作業を行う
場合には、ドア１３をドア開閉機構１０１によって開扉
し、ドア位置決め機構２０１によって保持した状態で、
シーリングロボット３０１によってシール剤の塗布を行
っている。

【０００５】従来のドア開閉機構１０１は枠体１０２に
開閉シリンダ１０３が装着され、この開閉シリンダ１０
３の先端部にドア保持部１０４が取付けられて構成され
ている。そして、このドア保持部１０４において、図９
に示すように、開閉シリンダ１０３のシリンダロッド１
０５の先端部１０６にはＴ字形状の取付ブラケット１０
７が取付けられ、この取付ブラケット１０７には一対の
支持ローラ１０８がそれぞれ支持ピン１０９によって枢
着されている。この一対の支持ローラ１０８はドア１３
の窓枠１４の下部を挾持できるように所定の間隔を開け
て設けられており、接触時にドア１３に損傷を与えない
ように材質がゴムとなっている。

【０００６】また、図８に示すように、ドア位置決め機
構２０１は複数のシリンダによって移動自在な保持具を
有しており、この各保持具によって開扉されたドア１３
を外側及び内側から挾持することで、ドア１３の位置決
めを行うことができる。更に、シーリングロボット３０
１は多関節ロボットのアーム先端部にシールガンが装着
されてなり、ドア１３が開扉したドア開口部から車両内
部に侵入してシール剤の塗布を行うことができる。

【０００７】なお、このようなドアの開閉機構として
は、前述したものの他に、特公昭６０−１５５１３号公
報、あるいは、特開昭５７−８９５７９号公報に開示さ
れたものがある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般的に、
車両の搬送ラインでは、汎用性をあげるために多車種混
合ラインとなっており、車体やドアはそれぞれ異なる形
状や寸法のものが搬送されている。従って、前述した車
両のシーリングラインにあっても形状や寸法の異なるも
のが搬送されるため、この各種の車体１１やドア１３に
対して各装置が対応可能であることが望ましい。ところ
が、上述した従来のドア開閉機構１０１にあっては、一
対の支持ローラ１０８がドア１３の窓枠１４の下部を挾
持してこのドア１３の開閉動作を行うようにしており、
このような保持方法では形状や寸法の異なるドア１３を
確実に保持することができないという問題があった。即
ち、従来のドア開閉機構１０１における一対の支持ロー
ラ１０８はその間隔がドア１３の厚さとほぼ同様となっ
ており、車種ごとにドア１３の厚さが異なる場合には、
これを保持することができない。また、車種によってド
ア１３の大きさが異なり、保持位置が車両の高さ方向及
び幅方向においてずれることがあり、この場合、各支持
ローラ１０８とドア１３の窓枠１４との位置がずれてし
まい、この支持ローラ１０８によってドア１３を保持す
ることができない。

【０００９】また、このような多車種混合の車両搬送ラ
インには、前述のスイングドアタイプの車両の他にスラ
イドドアタイプの車両も搬送されるようになっている。
図１０にスライドドアタイプの車両の搬送状態を表す概
略を示す。

【００１０】図１０に示すように、車両のシーリングラ
インにおいて、車体１６には上下一対の仮組みヒンジ１
７によってスライドドア１８が開閉自在に取付けられる
と共に仮止め金具１９によってスライドドア１８が固定
できるようになっている。即ち、このスライドドアタイ
プの車両であっても、前述したように、塗装工程にて車
体とドアの外板の塗装作業を同時に行うようにするた
め、スライドドア１８を車体１６の外面に取付けられる
スライド機構によってドア開口部に対してスライド自在
に支持せず、仮組みヒンジ１７によってこのスライドド
ア１８を回動自在に支持している。

【００１１】この仮組みヒンジ１７は車体１６に固定さ
れた上向きのフック１７ａとドア１８側に固定されてフ
ック１７ａが嵌入する支持筒１７ｂとから構成されてい
る。そのため、スライドドア１８が仮組みヒンジ１７に
よって回動自在に取付けられた車体１８にあっては、支
持状態が不正確であるためにばらつきが大きく、且つ、
ぐらつきもあり、同一車種であってもドア１８の位置が
車両の高さ方向及び幅方向においてずれることがあり、
従来のドア開閉機構１０１では各支持ローラ１０８がド
ア１８に対して位置適合せず、このドア１８を確実に保
持することができない虞があった。そして、支持ローラ
１０８とドア１８との位置がずれた場合、支持ローラ１
０８の取付ブラケット１０７がドア１８に接触して損傷
させてしまう虞もあった。

【００１２】また、このようなスライドドアタイプの車
両であっては、運搬車として使用する場合、窓は必要な
く車体に窓開口を形成しないので、従来のドア開閉機構
１０１では、支持ローラ１０８によってドア１８の窓枠
を保持することができない。この場合、従来は作業者が
手作業によりドアの開閉を行わざるを得ず、作業能率が
良くなかった。このような問題を解消するため、多車種
混合ラインを搬送される車両やスライドドアが仮組みさ
れた車両に対して、ドアの位置決めを正確に行うために
ドアの位置測定器を設置することも考えられるが、これ
によって装置がコスト高となったり、作業時間が長くな
ってしまうなどの問題が発生してしまう。

【００１３】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、簡単な構成で装着位置の異なるドアを確実に保
持して開閉可能なドア開閉用ロボットハンドを提供する
ことを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明のドア開閉用ロボットハンドは、車両製造ラ
イン上の車体を所定の搬送位置にて該車体のドアを開閉
するためのドア開閉用ロボットハンドにおいて、ロボッ
トアームの先端部に回動自在に装着された平板形状のハ
ンド本体と、該ハンド本体の先端部に互いに対向して設
けられた複数の保持爪と、前記ハンド本体の基端部に設
けられて先端部側に傾斜したドア案内押圧面と、前記複
数の保持爪とドア案内押圧面との間に設けられたドア受
け面とを具えたことを特徴とするものである。

【００１５】

【作用】車両製造ライン上において、所定の搬送位置に
て停止した車体のドアを開閉する場合、ドア開閉用ロボ
ットを操作してロボットアームの先端部に回動自在に装
着されたハンド本体をドアの保持個所の近傍に位置し、
このハンド本体をドアに接近させると共にドア開扉方向
に移動すると、ハンド本体のドア受け面がドアの保持個
所に当接して保持爪がドアの保持個所に係止し、更なる
ハンド本体のドア開扉方向への移動により、ドアは保持
されながら開扉される。そして、開扉状態にあるドアに
対してハンド本体のドア案内押圧面にてドアの所定個所
を押圧しながらハンド本体をドア閉扉方向に移動する
と、ドアは閉扉される。

【００１６】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１７】図１に本発明の一実施例に係るドア開閉用
ロボットハンドを表す概略、図２にロボットハンド本体
の拡大、図３にシーリングロボットの正面視、図４に本
発明の他の実施例に係るドア開閉用ロボットハンドを表
す概略、図５乃至図７に本実施例のドア開閉用ロボット
ハンドによるドア開閉動作を表す概略を示す。

【００１８】本実施例のドア開閉用ロボットハンドはシ
ーリングガンと共に多関節ロボットのアーム先端に装着
されており、この多関節ロボットは車両搬送ラインの側
方に配設されている。

【００１９】図３に示すように、本実施例の多関節ロボ
ット２１において、旋回台２２は基台２３に対して水平
面内を回動自在に支持されており、垂直アーム２４は基
端部がこの旋回台２２に回動軸２５をもって回動自在に
支持されている。また、水平レバー２６は基端部がこの
旋回台２２の回動軸２５により回動自在に支持されてお
り、その先端部は垂直アーム２４と略平行をなす補助ア
ーム２７の基端部に連結軸２８をもって回動自在に連結
されている。そして、垂直レバー２４及び補助アーム２
７の各先端部は水平アーム２９の基端部側にそれぞれ回
動軸３０，３１をもって回動自在に支持されている。従
って、図示しない駆動モータにより旋回台２２旋回する
と、水平アーム２９は水平面内を回動することができ
る。また、図示しない駆動モータにより垂直アーム２４
を回動すると、補助アーム２６も同方向に回動して水平
アーム２８はその回動角度（図３では水平状態）を保持
したまま前後に移動することができ、水平レバーを回動
すると、補助アーム２６を介して水平アーム２９を回動
軸３０を中心として上下に回動することができる。

【００２０】水平アーム２９の先端部には回動アーム３
２が同軸上に回動自在に連結され、この回動アーム３２
の先端部は二又状をなし、支持軸３３によって手首部３
４が回動自在に支持されている。そして、手首部３４の
先端部には回転自在な駆動軸３７が装着され、この駆動
軸３７にハンド３５とシーリングガン３６が装着されて
いる。従って、図示しないモータにより回動アーム３２
または駆動軸３７を回動してハンド３５及びシーリング
ガン３６の使用位置を変更することができ、手首部３４
を支持軸３３を中心として回動してハンド３５及びシー
リングガン３６の使用角度を変更することができる。

【００２１】このハンド３５及びシーリングガン３６に
おいて、図１に示すように、手首部３４は内蔵された図
示しない駆動モータによって回動自在な駆動軸３７を有
しており、この駆動軸３７にはＬ字形状をなすブラケッ
ト３８が固定されている。そして、このブラケット３８
の一端にはシール剤を塗布するシーリングガン３６が装
着されている。また、ブラケット３８の他端にはベース
プレート３９がボルト４０により固定され、このベース
プレート３９にはボルト４１によりハンド３５が取付け
られている。

【００２２】このハンド３５において、図１及び図２に
示すように、ハンド本体４２は超高分子ポリエチレン製
であって平板形状をなし、下面にベースプレート３９が
嵌合して固定するための嵌合溝４３が形成されている。
また、このハンド本体４２の先端部には上面に突出して
互いに対向するように２つの保持爪４４，４５が形成さ
れ、ハンド本体４２の基端部には上面から段部４６を介
して傾斜したドア案内押圧面４７が形成されている。こ
の２つの保持爪４４，４５の互いの間隔は保持するドア
の厚さよりも若干大きなものとなっている。そして、２
つの保持爪４４，４５とドア案内押圧面４７との間には
ドア受け面４８が形成されている。

【００２３】なお、手首部３４に対するハンド３５とシ
ーリングガン３６の装着形態は前述したものに限定され
るものではなく、作業を行う車体形状に合わせて交換し
てもよいものである。例えば、図４に示すように、手首
部３４の回動自在な駆動軸３７にＺ字形状をなすブラケ
ット４９を固定し、このブラケット４９にシーリングガ
ン３６とハンド３５とを両者の向きが９０度となるよう
に装着してもよい。

【００２４】ここで、前述した本実施例のドア開閉用ロ
ボットハンドを用いた多関節ロボットによるドア開閉動
作について説明する。まず、図５に示すように、車体１
６に上下一対の仮組みヒンジ１７によってスライドドア
１８が開閉自在に取付けられると共に仮止め金具１９に
よって固定された車両において、多関節ロボット２１を
作動し、ハンド３５をスライドドア１８の後側下端部の
下方に、スライドドア１８の前後方向に対してハンド３
５が沿うように位置させる。そして、このハンド３５を
上方に移動してドアに接近させると、スライドドア１８
の下端部がハンド本体４２の保持爪４４，４５の間に入
り、そのままハンド３５を上方に移動すると、ドア受け
面４８がスライドドア１８の下端部を受け止めながらこ
のスライドドア１８を若干持ち上げる。すると、仮止め
金具１９によるスライドドア１８の係止が解除される。

【００２５】そして、多関節ロボット２１を作動してハ
ンド３５をドア開扉方向に移動すると、ハンド３５のド
ア受け面４８がスライドドア１８の下端部を保持した状
態で、ドア１８の下端部に係止した一方の保持爪４４が
このスライドドア１８を開扉する。開扉されたスライド
ドア１８は図示しないドア位置決め機構によって位置決
め保持されると、多関節ロボット２１を作動してハンド
３５がスライドドア１８から離れる。そして、多関節ロ
ボット２１に装着されたシーリングガン３６によって車
体１６あるいはスライドドア１８の所定の位置にシール
剤が塗布される。

【００２６】シーリング作業が終了すると、再び、多関
節ロボット２１を作動し、前述と同様に、スライドドア
１８の下端部をハンド本体４２の他方の保持爪４５によ
り係止すると共にドア受け面４８がその下端部を受け止
めながらこのスライドドア１８を若干持ち上げると同時
に、ドア位置決め機構によるスライドドア１８の位置決
めを解除する。そして、多関節ロボット２１を作動して
ハンド３５をドア閉扉方向に移動すると、ハンド３５に
保持されたスライドドア１８が閉扉位置に移動し、ここ
で、ハンド３５を下降させてドア受け面４８に保持され
たスライドドア１８を若干下方に移動すると、このスラ
イドドア１８は仮止め金具１９によって係止されて閉扉
状態となる。

【００２７】このように多関節ロボット２１を作動し、
ハンド３５の保持爪４４，４５及びドア受け面４８を用
いることで、支持状態が不正確であってばらつきが大き
く、且つ、ぐらつきもあり、また、同一車種であっても
ドア開閉位置が車両の高さ方向及び幅方向にずれていて
も、確実にスライドドア１８を保持して開閉することが
できる。

【００２８】次に、前述と同様に、スライドドア１８が
車体１６に仮組みヒンジ１７及び仮止め金具１９によっ
て開閉自在に支持された車両に対して異なるハンド３５
の使い方によってスライドドア１８を保持して開閉する
場合について説明する。即ち、図６に示すように、多関
節ロボット２１を作動し、ハンド３５をスライドドア１
８に対して外側から接近させ、ドア１８の後側下端部の
下方に位置させる。そして、このハンド３５を上方に移
動してドアに接近させると、スライドドア１８の下端部
がハンド本体４２の保持爪４４，４５とドア案内押圧面
４７との間のドア受け面４８に入る。そのままハンド３
５を上方に移動すると、ドア受け面４８がスライドドア
１８の下端部を受け止めながらこのスライドドア１８を
若干持ち上げ、仮止め金具１９によるスライドドア１８
の係止が解除される。

【００２９】そして、多関節ロボット２１を作動してハ
ンド３５をドア開扉方向に移動すると、ハンド３５のド
ア受け面４８がスライドドア１８の下端部を保持した状
態で、ドア１８の下端部に係止した保持爪４４，４５が
このスライドドア１８を開扉する。開扉されたスライド
ドア１８は図示しないドア位置決め機構によって位置決
め保持されると、多関節ロボット２１を作動してハンド
３５がスライドドア１８から離れる。そして、多関節ロ
ボット２１に装着されたシーリングガン３６によって車
体１６あるいはスライドドア１８の所定の位置にシール
剤が塗布される。

【００３０】シーリング作業が終了すると、ドア位置決
め機構によるスライドドア１８の位置決めを解除すると
同時に多関節ロボット２１を作動し、ハンド本体４２を
斜めにしてドア案内押圧面４７あるいはドア受け面４８
によりスライドドア１８の下端部を押圧し、このスライ
ドドア１８をドア閉扉方向に移動する。ハンド３５に押
されたスライドドア１８が閉扉位置に移動すると、斜め
となったハンド本体４２をほぼ水平として上方に移動し
てスライドドア１８の下端部に保持爪４４，４５を係止
する。そして、このスライドドア１８を若干持ち上げて
再び下方に移動することで、このスライドドア１８を仮
止め金具１９によって車体１６に係止して閉扉状態とす
る。

【００３１】このように多関節ロボット２１を作動し、
ハンド３５の保持爪４４，４５及びドア案内押圧面４７
あるいはドア受け面４８を用いることで、支持状態が不
正確であってばらつきが大きく、且つ、ぐらつきもあ
り、また、同一車種であってもドア開閉位置が車両の高
さ方向及び幅方向にずれていても、確実にスライドドア
１８を保持して開閉することができる。

【００３２】更に、スイングドア１３が車体１１に通常
のヒンジ１２によって開閉自在に支持された車両に対し
てこのスイングドア１３を保持して開閉する場合につい
て説明する。即ち、図７に示すように、多関節ロボット
２１を作動し、ハンド３５をスイングドア１３に対して
外側から接近させ、ドア１３の窓枠１４の下部をハンド
本体４２の保持爪４４，４５により係止する。この状態
で多関節ロボット２１を作動してハンド３５をドア開扉
方向に移動すると、ハンド３５の保持爪４４，４５がこ
のスイングドア１３を開扉する。開扉されたスイングド
ア１３は図示しないドア位置決め機構によって位置決め
保持されると、多関節ロボット２１を作動してハンド３
５がスイングドア１３から離れる。そして、多関節ロボ
ット２１に装着されたシーリングガン３６によって車体
１１あるいはスイングドア１３の所定の位置にシール剤
が塗布される。

【００３３】シーリング作業が終了すると、ドア位置決
め機構によるスイングドア１３の位置決めを解除すると
同時に多関節ロボット２１を作動し、ハンド本体４２の
段部４６あるいはドア案内押圧面４７によりスライドド
ア１８の窓枠１４を押圧する。すると、このスイングド
ア１３はドア閉扉方向に移動して車体１６に対して閉扉
状態となる。

【００３４】このように多関節ロボット２１を作動し、
ハンド３５の保持爪４４，４５及びドア案内押圧面４７
あるいはドア受け面４８を用いることで、ヒンジ１２に
よって正しく支持されたスイングドア１３であっても、
確実に保持して開閉することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本発明のドア開閉用ロボットハンドによれば、ロボ
ットアームの先端部に回動自在に装着された平板形状の
ハンド本体の先端部に互いに対向して複数の保持爪を設
けると共にハンド本体の基端部に先端部側に傾斜したド
ア案内押圧面を設け、この複数の保持爪とドア案内押圧
面との間にドア受け面を設けたので、支持位置が正確で
なくて車両前後、上下、左右方向にずれていたり、ま
た、車種によってドアの大きさや位置が変わっても、複
数の保持爪及びドア案内押圧面、ドア受け面を用いるこ
とで、簡単な構成でドアを確実に保持して開閉可能とす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るドア開閉用ロボットハ
ンドを表す概略図である。

【図２】ロボットハンド本体の拡大図である。

【図３】シーリングロボットの正面図である。

【図４】本発明の他の実施例に係るドア開閉用ロボット
ハンドを表す概略図である。

【図５】本実施例のドア開閉用ロボットハンドによるス
ライドドア開閉動作を表す概略図である。

【図６】本実施例のドア開閉用ロボットハンドによるス
ライドドア開閉動作を表す概略図である。

【図７】本実施例のドア開閉用ロボットハンドによるス
イングドア開閉動作を表す概略図である。

【図８】車体内部のシーリング作業状態を表す概略図で
ある。

【図９】従来のドア開閉用ロボットハンドの概略図であ
る。

【図１０】スライドドアタイプの車両の搬送状態を表す
概略図である。

【符号の説明】

１１ 車体 １２ ヒンジ １３ スイングドア １６ 車体 １７ 仮組みヒンジ １８ スライドドア １９ 仮止めヒンジ ２１ 多関節ロボット ３２ 回動アーム ３４ 手首部 ３５ ハンド ３６ シーリングガン ４２ ハンド本体 ４４，４５ 保持爪 ４６ 段部 ４７ ドア案内押圧面 ４８ ドア受け面

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両製造ライン上の車体を所定の搬送位
   置にて該車体のドアを開閉するためのドア開閉用ロボッ
   トハンドにおいて、ロボットアームの先端部に回動自在
   に装着された平板形状のハンド本体と、該ハンド本体の
   先端部に互いに対向して設けられた複数の保持爪と、前
   記ハンド本体の基端部に設けられて先端部側に傾斜した
   ドア案内押圧面と、前記複数の保持爪とドア案内押圧面
   との間に設けられたドア受け面とを具えたことを特徴と
   するドア開閉用ロボットハンド。