JP3092962B2

JP3092962B2 - ロボットの制御方法

Info

Publication number: JP3092962B2
Application number: JP03089558A
Authority: JP
Inventors: 良美新原; 博木葉; 均佐々木
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1991-03-27
Filing date: 1991-03-27
Publication date: 2000-09-25
Anticipated expiration: 2015-09-25
Also published as: JPH05146981A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロボットの制御方法に
関し、特に自動車ボディなどのワークを搬送ライン上を
搬送し、そのワークについて複数台の検査用ロボットで
検査し、その検査結果の情報をその下流側の加工用ロボ
ットに供給して所定の作業を行わせるように制御するロ
ボットの制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、下塗りや中塗りされた自動車ボデ
ィ等の被塗物（ワーク）の塗装面などの被検査面を検査
する技術として、特開昭６２−２３３７１０号公報に
は、物体の被検査面に光を照射してその反射光をスクリ
ーン上に投影させ、その投影像の鮮映度から被検査面の
表面欠陥を自動的に検出する技術が開示されている。本
願出願人は、この種検査技術を一層発展させた技術とし
て、特願平２−１７２４５７号において、被検査面に対
して光度分布に強弱をつけた光を照射することにより検
査精度を向上させた表面欠陥検査装置を提案し、また特
願平２−２２７４９８号において、被検査面に対して光
の光度または波長が所定方向に連続的に変化する光を照
射することにより、検査精度を更に向上させた表面欠陥
検査装置を提案した。一方、特開昭５８−６４５１７号
公報には、前記自動車ボディ等の塗装面に発生した塗装
不良を水研して修正するため、作業者が搬送されてきた
ワークを目視検査し、発見した不良部位と不良状態とを
指示装置によって夫々入力することにより、下流側でロ
ボット等からなる水研装置で自動的に水研する自動水研
方法及びその装置が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記公報に記載の自動
水研技術においては、作業者が不良部位を検知する毎に
指示装置に不良部位の位置と不良状態とを夫々入力する
ようになっているので、入力ミスが生じること、入力に
多大の労力を伴うこと、などの問題がある。しかも、塗
装不良部位を検知してもそこに何らマークを印さないの
で、水研用ロボットの故障時には、作業者が再度不良部
位の検知と水研の作業を施さなければならない。

【０００４】そこで、本願発明者等は、前記自動水研技
術を一層発展させた技術として、搬送ラインの上流側で
作業者によりワークの塗装面の不良部位と不良状態とを
検査して発見した不良部位にグレード別のマークを印
し、その下流側において３台の検査用ロボットにより前
記マーク及びマークの位置を検知し、その下流側に３台
の検査用ロボットに１対１で対応する３台の水研用ロボ
ットを配置し、各検査用ロボットの検査結果の情報を各
対応する水研用ロボットに供給して水研用ロボットによ
り塗装不良部位に水研を施すようにした自動水研技術を
着想し、目下開発中である。

【０００５】ところで、本願発明者等による自動水研技
術においては、検査用ロボットと水研用ロボットとを１
対１で対応させることにより、検査用ロボットに施した
テーチングのデータを水研用ロボットに活用できるよう
にしたが、水研用ロボットの作業能率が高いため実際に
は２台の検査用ロボットと１台の水研用ロボットで処理
し得ることが判明したが、この場合検査用ロボットに対
して水研用ロボットが１対１で対応しなくなることか
ら、検査用ロボットのテーチングのデータを水研用ロボ
ットに活用することが難しくなる。更に、２台の検査用
ロボットの検査結果の情報を用いて、水研用ロボットを
制御する場合に、先ず第１の検査用ロボットの検査結果
の情報に基づいて水研用ロボットに水研を行なわせ、次
に第２の検査用ロボットの検査結果の情報に基づいて水
研用ロボットに水研を行なわせるようにするのが一般的
であるが、この場合水研用ロボットのハンドの移動経路
が冗長になり水研用ロボットの作業能率を十分に向上出
来ないという問題が起こる。また、自動車ボディのよう
に複雑な形状のワークの表面に沿ってロボットのハンド
を移動させる際に、簡単な制御でもってロボットのハン
ドとワークとが干渉しないように制御するのが非常に難
しいという問題もある。

【０００６】本発明の目的は、複数台の検査用ロボット
のテーチングデータを１台の加工用ロボットに活用でき
るようなロボットの制御方法、加工用ロボットの作業能
率を向上し得るロボットの制御方法、及びロボットのハ
ンドとワークとの干渉を防止し得るロボットの制御方法
を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係るロボット
の制御方法は、ワークが搬送される搬送ラインの検査ス
テーションとその下流の加工ステーションに複数台の検
査用ロボットと１台の加工用ロボットを夫々配置し、複
数台の検査用ロボットでワークを検査して得られた情報
を加工用ロボットに供給して加工用ロボットによりワー
クに所定の加工を施すように制御するロボットの制御方
法において、前記検査ステーションに位置決めされたワ
ークの検査用ロボットに対する位置情報基準と加工ステ
ーションに位置決めされたワークの加工用ロボットに対
する位置情報基準とを予め同一に設定し、前記ワークの
表面を分割した多数の検査ゾーンであって、各グループ
内の検査ゾーン間で検査用又は加工用ロボットのハンド
を移動させてもワークとハンドとの干渉が生じないよう
な複数の不干渉グループにグループ化された多数の検査
ゾーンと、異なる不干渉グループ間に亙って前記ハンド
を移動させるときにワークとハンドとの干渉が生じない
ように迂回させる為に各不干渉グループに対応づけた干
渉回避ポイントとを前記位置情報基準に設定しておき、
前記複数台の検査用ロボットをワークの前記複数の不干
渉グループに夫々対応させ、ワークの各不干渉グループ
について検査用ロボットに夫々テーチングを施し、前記
テーチングのデータを加工用ロボットに供給して加工用
ロボットの制御に用い、前記異なる不干渉グループ間に
亙って前記ハンドを移動させるときに移動前の不干渉グ
ループに対応する干渉回避ポイントと移動後の不干渉グ
ループに対応する干渉回避ポイントとを経由して移動さ
せるように制御することを特徴とするものである。

【０００８】請求項２に係るロボットの制御方法は、請
求項１の制御方法において、前記複数台の検査用ロボッ
トによりワークを検査して所定の加工を必要とする加工
部位を検知し、その加工部位の位置情報を、加工用ロボ
ットに対して予め設定された加工順序に従って再配列
し、その再配列された位置情報に基づいて加工用ロボッ
トを制御することを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】請求項１に係るロボットの制御方法において
は、ワークが搬送される搬送ラインに複数の検査用ロボ
ットと１台の加工用ロボットを配置し、前記検査ステー
ションに位置決めされたワークの検査用ロボットに対す
る位置情報基準と加工ステーションに位置決めされたワ
ークの加工用ロボットに対する位置情報基準とを予め同
一に設定し、前記複数台の検査用ロボットをワークの複
数部分に夫々対応させ、ワークの各部分について検査用
ロボットに夫々テーチングを施し、前記テーチングのデ
ータを加工用ロボットに供給して加工用ロボットの制御
に用いる。このように、前記検査用ロボットに対するワ
ークの位置情報基準と、制御加工用ロボットに対するワ
ークの位置情報基準とを同一に設定することで、検査用
ロボットと加工用ロボットとが１対１に対応していない
場合であっても、検査用ロボットのテーチングデータを
加工用ロボットに活用できるのでテーチング及び制御が
複雑化することがない。特に、前記ワークの表面を分割
し複数の不干渉グループにグループ化された多数の検査
ゾーンと、ワークとの干渉が生じないように検査用又は
加工用ロボットのハンドを迂回させる為に各不干渉グル
ープに対応づけた干渉回避ポイントとを前記位置情報基
準に設定しておき、異なる不干渉グループ間に亙って前
記ハンドを移動させるときに移動前の不干渉グループに
対応する干渉回避ポイントと移動後の不干渉グループに
対応する干渉回避ポイントとを経由して移動させるよう
に制御するので、ロボットのハンドとワークとの干渉を
確実に防止できる。

【００１０】請求項２に係るロボットの制御方法におい
ては、基本的に請求項１と同様の作用が得られる。加え
て、複数台の検査用ロボットによりワークを検査して所
定の加工を必要とする加工部位を検知し、その加工部位
の位置情報を、加工用ロボットに対して予め設定された
加工順序に従って再配列し、その再配列された位置情報
に基づいて加工用ロボットを制御するので、加工用ロボ
ットのハンドの移動経路が極力短くなるように前記加工
順序を適切に設定しておけば、検査用ロボットで得られ
た加工部位の位置情報をその加工順序に従って再配列す
ることで、加工用ロボットのハンドの移動経路が極力短
くなるように制御できるから、加工用ロボットの作業能
率を確実に高めることが出来る。

【００１１】

【発明の効果】前記作用の項で説明したように、次のよ
うな効果が得られる。請求項１に係るロボットの制御方
法によれば、前記検査ステーションに位置決めされたワ
ークの検査用ロボットに対する位置情報基準と加工ステ
ーションに位置決めされたワークの加工用ロボットに対
する位置情報基準とを予め同一に設定し、ワークの複数
部分について複数の検査用ロボットに夫々テーチングを
施し、そのテーチングのデータを加工用ロボットに供給
して加工用ロボットの制御に用いることにより、検査用
ロボットと加工用ロボットとが１対１に対応していない
場合であっても、検査用ロボットのテーチングデータを
加工用ロボットに活用できるのでテーチング及び制御が
複雑化することがない。特に、前記ワークの表面に関す
る複数の不干渉グループにグループ化された多数の検査
ゾーンと、各不干渉グループに対応づけた干渉回避ポイ
ントとを前記位置情報基準に設定しておき、異なる不干
渉グループ間に亙って前記ハンドを移動させるときに移
動前後の不干渉グループに夫々対応する２つの干渉回避
ポイントを経由して移動させるように制御することによ
り、ロボットのハンドとワークとの干渉を確実に防止で
きる。しかも、干渉回避ポイントは不干渉グループに対
応づけられその数もあまり多くないから、制御が複雑化
することもない。

【００１２】請求項２に係るロボットの制御方法によれ
ば、基本的に請求項１と同様の効果が得られる。加え
て、複数台の検査用ロボットにより検知したワークの加
工部位の位置情報を、加工用ロボットに対して予め設定
された加工順序に従って再配列し、その再配列された位
置情報に基づいて加工用ロボットを制御することによ
り、加工用ロボットのハンドの移動経路が極力短くなる
ように制御できるから、加工用ロボットの作業能率を確
実に高めることが出来る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基いて
説明する。本実施例は、自動車製造工場の水研加工ライ
ンに設けられたロボットの制御方法に本発明を適用した
ものである。尚、車体の前後左右を基準に前後左右を定
義して説明する。

【００１４】前記水研加工ラインＬについて説明する。
図１に示すように、中塗塗装ライン（図示略）の下流側
に設けられた水研加工ラインＬには、上流側から検査マ
ーキングステーションＬ１、マーク検知ステーションＬ
２、研磨ステーションＬ３、補修ステーションＬ４及び
水洗ステーションＬ５が設けられている。検査マーキン
グステーションＬ１には検査員Ｍ１・Ｍ２が配置され、
中塗りされた車体Ｂは検査マーキングステーションＬ１
に搬送され、検査員Ｍ１・Ｍ２により車体Ｂの塗装面の
目視検査が行われる。検査員Ｍ１・Ｍ２は塗装面にピン
ホールやタレなどの塗装欠陥を発見すると、塗装欠陥部
位に施すべき研磨の研磨グレードに対応させて設定され
た３つのマークスタンプのうちの対応するものを選択し
て塗装欠陥部位に欠陥マークＭをつける。表１に示すよ
うに、欠陥度合が著しく重研磨が必要な部位には丸形の
欠陥マークＭが、中研磨が必要な部位には三角形の欠陥
マークＭが、軽研磨が必要な部位には四角形の欠陥マー
クＭがつけられるようになっており、また、これら欠陥
マークＭには、「１」〜「３」の数値が研磨グレードを
示すデータ値として夫々割付けられている。

【表１】

【００１５】マーク検知ステーションＬ２の上流側部分
には、車体Ｂの車種を検知するための発光部１と受光部
２からなる複数の車種検知センサ３が設けられ、下流側
部分には車体Ｂにつけられた欠陥マークＭを検知するた
めの前後１対の同型の６軸のマーク検知ロボットＲ１・
Ｒ２が設けられ、マーク検知ロボットＲ１は車体Ｂの前
半部につけられた欠陥マークＭを検知し、マーク検知ロ
ボットＲ２は車体Ｂの後半部につけられた欠陥マークＭ
を検知するようになっている。研磨ステーションＬ３に
はマーク検知ロボットＲ１・Ｒ２と同型の６軸の研磨ロ
ボットＲ３が設けられ、研磨ロボットＲ３は、マーク検
知ステーションＬ２からの検知データに基いて塗装欠陥
部位を研磨する。マーク検知ステーションＬ２と研磨ス
テーションＬ３には、夫々マーク検知ロボットＲ１・Ｒ
２の基準原点Ｏ₁と研磨ロボットＲ３の基準原点Ｏ₂が
予め設定されている。補修工程Ｌ４は、塗装欠陥部位の
数が多く所定のラインタクト内で研磨ロボットＲ３が全
ての塗装欠陥部位の研磨ができない場合に、作業者によ
り残った塗装欠陥部位の研磨を行うために設けられてい
る。水洗ステーションＬ５には複数の水洗シャワー２７
と水洗ブラシ２８・２９が設けられ、研磨後の車体Ｂの
水洗いをするようになっている。

【００１６】次に、マーク検知ロボットＲ１・Ｒ２及び
研磨ロボットＲ３の機械的構造について説明する。但
し、各ロボットＲ１〜Ｒ３は基本的に同型のロボットで
あり、それらの機械的構成も同様なので、マーク検知ロ
ボットＲ１について説明する。尚、ロボットＲ１〜Ｒ３
の同様の部材には同一の符号を付してある。図２に示す
ように、マーク検知ステーションＬ２の前後左右の４隅
にはコラム１０が立設され、左右の各２本のコラム１０
の上端には夫々ビーム１１が前後方向向きに固着され、
左右の各ビーム１１の上端にはガイドレール１２が前後
方向向きに設けられ、左右のビーム１１に亙って可動フ
レーム１３が左右方向向きに架設され、可動フレーム１
３の両端のベアリング付き係合部１３ａがガイドレール
１２に低摩擦で摺動自在に係合しており、可動フレーム
１３は係合部１３ａを介して前後方向に移動自在に構成
されている。右側のビーム１１の上端には、サーボモー
タで回転駆動されるボールネジシャフト１４が前後方向
向きに設けられ、可動フレーム１３の右端部にはボール
ネジシャフト１４に螺合するボールネジナットが設けら
れ、サーボモータでシャフト１４を回転駆動することに
より可動フレーム１３はボールネジナットを介して前後
方向に移動駆動されるようになっている。

【００１７】可動フレーム１３の後側面にはサーボモー
タ１５で回転駆動されるボールネジシャフト１６と上下
１対のガイドレール１７とが左右方向向きに設けられ、
可動フレーム１３の後側面には、ガイドレール１７に低
摩擦で摺動自在に係合した係合部（図示略）とボールネ
ジシャフト１６に螺合したボールネジナットとを有する
可動台１８が左右方向に移動自在に設けられ、サーボモ
ータ１５でシャフト１６を回転駆動することにより可動
台１８はボールネジナットを介して左右方向に移動駆動
されるようになっている。可動台１８には、サーボモー
タで回転駆動されるボールネジナット１９と１対のロッ
ドガイド１８ａが立向きに設けられ、ボールネジナット
１９に挿通螺合したボールネジシャフト２０とロッドガ
イド１８ａに挿通したガイドロッド２１の下端部にはハ
ンド保持部材２２が固着され、ボールネジナット１９を
回転駆動することによりハンド保持部材２２が昇降駆動
される。前記ハンド保持部材２２には、サーボモータに
より鉛直軸回りに回転駆動する為の駆動連結部２３とサ
ーボモータにより水平軸回りに回転駆動する為の駆動連
結部２４とサーボモータによりハンド軸回りに回転駆動
する為の駆動連結部とを介してハンド２６が装着されて
いる。前記ハンド２６には、支持部材４１と、車体Ｂに
照射光を投光するための投光器４２と、照射光で照射さ
れた車体Ｂの部位を撮像するためのＣＣＤカメラ４３と
を有するマーク検知装置４０が設けられている。尚、図
３に示すように、研磨ロボットＲ３のハンド２６の先端
には、砥石５１と砥石５１をそれと平行方向へ振動駆動
するアクチュエータ５２とを有する研磨ツール５０が装
着されている。このように構成されたマーク検知ロボッ
トＲ１・Ｒ２及び研磨ロボットＲ３は、Ｘ軸（前後方
向）、Ｙ軸（左右方向）、Ｚ軸（上下方向）、鉛直軸、
水平軸及びハンド軸の６軸の自由度を備えている。

【００１８】次に、マーク検知ロボットＲ１・Ｒ２と研
磨ロボットＲ３の制御装置について説明する。図１に示
すように、マーク検知ステーションＬ２には、マーク検
知ロボットＲ１・Ｒ２の制御装置３２・３３が夫々設け
られ、研磨ステーションＬ３には研磨ロボットＲ３の制
御装置３４が設けられ、図４に示すように、制御装置３
２・３３は、夫々ロボットＲ１・Ｒ２のハンド２６の位
置を制御するロボット制御部３２ａ・３３ａと、ＣＣＤ
カメラ４３からの画像信号を処理するマーク検知部３２
ｂ・３３ｂとで構成され、制御装置３４は、研磨ロボッ
トＲ３のハンド２６の位置を制御するロボット制御部３
４ａと、研磨ツール５０の研磨条件を設定するためのツ
ール制御部３４ｂとで構成されている。

【００１９】前記マーク検知ステーションＬ２には、複
数の車種検知センサ３からの出力を受けて車体Ｂの車種
を検知するための車種検知装置３１が設けられ、補修ス
テーションＬ４には、塗装欠陥の発生状況を監視する欠
陥監視装置３５が設けられ、欠陥監視装置３５は、塗装
欠陥情報を表示するためのＣＲＴディスプレイ３６と、
塗装欠陥が著しく発生している場合に作業者に警報を発
するための警報ランプ３７と警報ブザー３８とを駆動制
御するように構成されている。

【００２０】車種検知装置３１、ロボット制御部３２ａ
・３３ａとマーク検知部３２ｂ・３３ｂ、ロボット制御
部３４ａとツール制御部３４ｂ及び欠陥監視装置３５
は、夫々ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭとを含むマイクロコン
ピュータ及び入出力インターフェイスなどを備え、図４
に示すように、これら装置３１〜３５はバスで相互に接
続されるとともに外部から生産情報を受ける生産情報ネ
ット端末器４に接続され、欠陥監視装置３５は自動車の
生産状況を管理する生産管理コンピュータ５に接続され
ている。車種検知装置３１のＲＯＭには車種検知制御の
制御プログラムが格納され、ロボット制御部３２ａ・３
３ａのＲＯＭには、マーク検知ロボットＲ１・Ｒ２のテ
ーチングを行うときのテーチング制御と、６軸のサーボ
モータに対するフィードバック制御と、欠陥マークＭを
検知するためにロボットＲ１・Ｒ２を制御する後述の車
種毎のマーク検知制御の制御プラグラムが格納され、マ
ーク検知部３２ｂ・３３ｂのＲＯＭには画像信号に基い
て欠陥マークＭとその位置を検知する為の画像処理制御
の制御プログラムが格納され、ロボット制御部３４ａの
ＲＯＭには６軸のサーボモータに対するフィードバック
制御と、後述の車種毎の研磨制御の制御プログラムが格
納され、ツール制御部３４ｂのＲＯＭにはツール制御の
制御プログラムが格納され、欠陥監視装置３５のＲＯＭ
には欠陥監視制御の制御プログラムが格納されている。

【００２１】次に、マーク検知ロボットＲ１・Ｒ２のマ
ーク検知制御の制御プログラムと研磨ロボットＲ３の研
磨制御の制御プログラムに共通に設定されている表２の
テーブルについて説明する。図５・図６・表２に示すよ
うに、車体Ｂは、マーク検知ロボットＲ１により欠陥マ
ークＭを検知する、右フロントドア、右フロントフェン
ダ、ボンネット、左フロントフェンダ、左フロントドア
及びルーフ前部の６区域からなる前側検知領域と、マー
ク検知ロボットＲ２により欠陥マークＭを検知する、左
リヤフェンダ、左リヤドア、ルーフ後部、右リヤドア、
右リヤフェンダ及びトランクの６区域からなる後側検知
領域とに区分されている。図７にボンネットを例として
示したように、前後の検知領域の各検知区域は２０の小
区画Ｓに区画され、各小区画ＳはＣＣＤカメラ４３で１
度に撮像可能であり、各小区画Ｓの中心はカメラ４３を
位置させる為の検知ポイントに設定されている。

【００２２】表２に示すように、前側検知領域と後側検
知領域の１２個の検知区域には、マーク検知ロボットＲ
１のハンド２６とマーク検知ロボットＲ２のハンド２６
とを相互に干渉することなく並行して移動させるための
検知順序が設定され、また合計２４０個の小区画Ｓの検
知ポイントには、ＣＣＤカメラ４３で撮像する順序を設
定するとともに各区域を特定する為の検知ポイント番号
が「１」〜「２４０」の連続番号で割付けられている。
更に、１２個の検知区域には、研磨ロボットＲ３の研磨
ツール５０で研磨する研磨順序が設定されている。

【表２】

【００２３】更に、前記１２個の区域は、検知順序又は
研磨順序に基づいてマーク検知ロボットＲ１・Ｒ２又は
研磨ロボットＲ３のハンド２６を移動させても車体Ｂと
ハンド２６との干渉が生じないような「Ａ」から「Ｅ」
の５つの不干渉グループにグループ化されている。即
ち、例えば右フロントドアと右フロントフェンダとは略
同一平面内に配置され、検知順序と検知ポイント番号に
基づいてハンド２６をその平面に沿って移動させても車
体Ｂとハンド２６との干渉が生じないので、右フロント
ドアと右フロントフェンダは同じ不干渉グループ「Ａ」
としてグループ化されている。一方、例えば右フロント
フェンダとボンネットとは同一平面内に配置されておら
ず、検知順序と検知ポイント番号に基づいてハンド２６
を移動させた場合車体Ｂとハンド２６とが干渉するの
で、ボンネットは、右フロントフェンダの不干渉グルー
プ「Ａ」と異なる不干渉グループ「Ｄ」としてグループ
化されている。

【００２４】また、検知順序又は研磨順序に基づいてハ
ンド２６を異なる不干渉グループ間に亙って移動させる
ときに、車体Ｂとハンド２６との干渉が生じないように
迂回させる為の干渉回避ポイントが検知区域に対応づけ
て設定されている。図８に示すように、車体Ｂの各検知
区域に対応させて且つ各検知区域の所定距離上方に夫々
の干渉回避ポイントが設定され、表２に示すように、こ
れら干渉回避ポイントには「２４４」〜「２５５」の干
渉回避ポイント番号が夫々割付けされている。このよう
に設定された検知ポイント番号、検知順序、研磨順序、
不干渉グル−プ及び干渉回避ポイント番号は車種毎のテ
ーブルとして、マーク検知ロボットＲ１・Ｒ２のマーク
検知制御の制御プログラムと研磨ロボットＲ３の研磨制
御の制御プログラムに夫々共通に格納されている。但
し、前記干渉回避ポイントは、必らずしも検知区域に対
応づけて設定する必要はなく、各不干渉グループＡ〜Ｄ
に対応づけて設定しておけば十分である。即ち、不干渉
グループＡ〜Ｄの夫々に対して各１個の干渉回避ポイン
トを設定してもよい。

【００２５】次に、マーク検知ロボットＲ１・Ｒ２のテ
ーチングについて説明する。このテーチングは、水研加
工ラインＬに新しい車種の車体Ｂが投入開始されるとき
にそれに先行して行われる。尚、マーク検知ロボットＲ
１・Ｒ２に対するテーチングは同様におこなわれるの
で、マーク検知ロボットＲ１のテーチングについて説明
する。テーチングを行うときには、先ず車体Ｂをマーク
検知ステーションＬ２の所定位置に位置決めし、ロボッ
トＲ１の６軸を初期設定し、次に検知順序に基づいて右
フロントドアの検知ポイント番号「１」の検知ポイント
の近傍位置にハンド２６を介してカメラ４３を移動さ
せ、ＣＣＤカメラ４３の撮像領域の中心と小区画Ｓの中
心である検知ポイントとが一致するようにハンド２６の
位置を微調整し、調整後ロボットＲ１の６軸の位置をテ
ーチングする。但し、カメラ４３を車体Ｂから所定距離
離れた位置に設定してテーチングを行なう。以下同様に
して、検知ポイント番号順及び検知順序に従って順々に
テーチングを施す。尚、例えば右フロントフェンダから
ボンネットに移行する場合には、右フロントフェンダと
ボンネットとは不干渉グループが異なるので、先ずハン
ド２６を右フロントフェンダの干渉回避ポイント「２４
５」に移動させてその位置をテーチングし、次にハンド
２６をボンネットの干渉回避ポイント番号「２４６」に
移動させてその位置をテーチングする。その他の干渉回
避ポイントについても同様である。

【００２６】前記マーク検知ロボットＲ１に施したテー
チングのデータは、ロボット制御部３２ａのＲＡＭに格
納される。次にマーク検知ロボットＲ２に対しても前記
同様にテーチングが施され、そのテーチングのデータが
ロボット制御部３２ａのＲＡＭに格納される。両ロボッ
トＲ１・Ｒ２に対するテーチングの完了後、それらのテ
ーチングデータと同一のデータが研磨ロボットＲ３のロ
ボット制御部３４ａのＲＡＭに転送されて格納され、ロ
ボットＲ３の研磨制御に活用される。前記ロボットＲ１
〜Ｒ３は同型であり、車体Ｂをマーク検知ステーション
Ｌ２に位置決めした状態におけるロボットＲ１・Ｒ２の
座標系に対する車体Ｂの位置と、車体Ｂを研磨ステーシ
ョンＬ３に位置決めした状態におけるロボットＲ３の座
標系に対する車体Ｂの位置とが同一に設定されているの
で、ロボットＲ１・Ｒ２のテーチングデータをロボット
Ｒ３において使用することが出来るようになっている。

【００２７】次に、マーク検知制御及び画像処理制御に
ついて、図９と図１０のフロチャートに基いて説明す
る。尚、制御装置３２・３３における制御は同様なの
で、制御装置３２における制御について説明する。ま
た、テーチングデータは車種検知装置３１からの車種デ
ータに基いて選択される。図９はマーク検知制御のルー
チンを示し、また図１０はその制御と協働している画像
処理制御のルーチンを示し、図中Ｓｉ（ｉ＝１、２、・
・・）は各ステップを示す。車体Ｂがマーク検知ステー
ションＬ２の所定位置に搬送されたか否か判定され（Ｓ
１）、車体Ｂが所定位置に搬送されていないときには
（Ｓ１：Ｎｏ）、マーク検知ロボットＲ１は基準原点Ｏ
₁に待機している。車体Ｂが所定位置に搬送されると
（Ｓ１：Ｙｅｓ）、カウンタが「１２０」にセットされ
（Ｓ２）、今回の検知ポイント番号「１」のテーチング
データが読込まれ（Ｓ３）、次に今回の検知ポイント番
号「１」の不干渉グループが読込まれる（Ｓ４）。次に
今回の検知ポイント番号の不干渉グループが前回の検知
ポイント番号の不干渉グループと同一かが判定される
（Ｓ５）。この場合、初回の検知ポイント番号なので不
干渉グループが同一と判定され（Ｓ５：Ｙｅｓ）、次に
検知ポイント番号「１」のテーチングデータに基いてハ
ンド２６を介してカメラ４３は検知ポイント番号「１」
の検知ポイントに移動駆動されるとともにマーク検知装
置４０の姿勢がテーチングデータに基いて制御される
（Ｓ１０）。

【００２８】次にＣＣＤカメラ４３により検知ポイント
番号「１」に対応する右フロントドアの小区画Ｓが撮像
され（Ｓ１１）、その画像信号はマーク検知部３２ｂに
おいてディジタル信号に変換された後所定のデータ処理
が施されて欠陥マークＭの有無及び欠陥マークＭの種類
と位置が演算により求められる（Ｓ１２）。次にカウン
タが１つディクリメントされ（Ｓ１３）、次に塗装欠陥
を示す欠陥マークＭが存在するかが判定され（Ｓ１
４）、欠陥マークＭが存在するときには（Ｓ１４：Ｙｅ
ｓ）、欠陥マークＭの位置と欠陥マークＭの種類（研磨
グレード）とが検知データとして記憶される（Ｓ１
５）。即ち、図１１に示すように、欠陥マークＭが検知
された順番を示す配列番号と、マークＭが存在する小区
画Ｓの検知ポイント番号と、図１２に示すように、その
小区画Ｓの画像のセンタを原点として設定されたｘ・ｙ
座標系における欠陥マークＭのｘ・ｙ座標値と、欠陥マ
ークＭが示す「１」〜「３」の研磨グレードのうちの１
つの数値とが検知データとして記憶される。尚、車体Ｂ
の車種と車体番号（これは端末器４から供給される）も
検知データとして記憶される。

【００２９】Ｓ１４においてＮｏのとき、又はＳ１５の
後、カウンタの数値が「０」か否かが判定され（Ｓ１
６）、この場合ＮｏなのでＳ３に戻り、以下、検知ポイ
ント番号と検知順序にしたがって検知ポイント番号
「２」〜「２０」に対応する右フロントドアの各小区画
Ｓと検知ポイント番号「２１」〜「４０」に対応する右
フロントフェンダの各小区画Ｓについて、これらの区域
の不干渉グループは同一であるので、前記と同様にＳ３
〜Ｓ１６が繰り返えされて欠陥マークＭの検知が順次行
われ記憶される。このようにして右フロントフェンダの
欠陥マークＭの検知が終了し、ボンネットの最初の小区
画Ｓに対応する今回の検知ポイント番号「４１」のテー
チングデータが読込まれ（Ｓ３）、次に今回の検知ポイ
ント番号「４１」の不干渉グループが読込まれ（Ｓ
４）、次に前回の検知ポイント番号「４０」の不干渉グ
ループと今回の検知ポイント番号「４１」の不干渉グル
ープが同一か否かが判別されると（Ｓ５）、この場合、
検知ポイント番号「４０」の不干渉グループは「Ａ」で
あり、検知ポイント番号「４１」の不干渉グループは
「Ｄ」であって同一でないので（Ｓ５：Ｎｏ）、前回の
検知ポイント番号「４０」の干渉回避ポイント番号「２
４５」のテーチングデータが読込まれ（Ｓ６）、次に今
回の検知ポイント番号「４１」の干渉回避ポイント番号
「２４６」のテーチングデータが読込まれ（Ｓ７）、次
に検知ポイント番号「４０」に対応するように位置して
いたハンド２６は、干渉回避ポイント番号「２４５」の
テーチングデータに基いて干渉回避ポイント番号「２４
５」の干渉回避ポイントに移動し（Ｓ８）、次に干渉回
避ポイント番号「２４６」のテーチングデータに基いて
干渉回避ポイント番号「２４６」の干渉回避ポイントに
移動し（Ｓ９）、次に検知ポイント番号「４１」の検知
ポイントに対応する位置に移動する（Ｓ１０）。このよ
うに干渉回避ポイントを経由してハンド２６を移動させ
ることによりハンド２６と車体Ｂとの干渉を回避するこ
とができる。

【００３０】以下同様に、検知ポイント番号と検知順序
にしたがってボンネットの欠陥マークＭの検知を終了し
て左フロントフェンダの欠陥マークＭの検知に移行する
とき、及び左フロントドアの欠陥マークＭの検知を終了
してルーフ前部の欠陥マークＭの検知に移行するときに
は、ハンド２６は干渉回避ポイントを経由して移動す
る。このようにして前側検知領域のすべての検知区域の
検知が終了すると（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、表３に１例とし
て示したように、欠陥マークＭが検知された順番に配列
された検知データがマーク検知部３２ｂから研磨ロボッ
トＲ３の制御装置３４のロボット制御部３４ａと欠陥監
視装置３５とに転送され（Ｓ１７）、ロボットＲ１は基
準原点Ｏ₁に戻る。尚、前記車体Ｂの前側検知領域に対
するマーク検知と並行して後側検知領域に対するマーク
検知が実行され、表４に１例として示したように、マー
ク検知ロボットＲ２のーク検知部３３ｂからも検知デー
タが研磨ロボットＲ３のロボット制御部３４ａと欠陥監
視装置３５とに転送される。

【表３】

【表４】

【００３１】次に、研磨制御のルーチンについて図１３
の概略フローチャトに基いて説明する。尚、図中Ｓｉ
（ｉ＝２０、２１・・・）は各ステップを示す。この制
御は、制御装置３２・３３のマーク検知部３２ｂ・３３
ｂから検知データが転送されると開始され、先ずーク検
知部３２ｂから転送された検知データとマーク検知部３
３ｂから転送された検知データとが結合され、この結合
された検知データが研磨順序に合うように再配列される
（Ｓ２０）（表５参照）。

【表５】

【００３２】次に、再配列された検知データの配列番号
「１」と配列番号「２」の検知ポイント番号の不干渉グ
ループがテーブルから読込まれ、それらの不干渉グルー
プが同一かが判別される（Ｓ２１）。即ち、表５に示す
検知データにおいては、配列番号「１」の検知ポイント
番号「３０」の不干渉グループは「Ａ」であり、配列番
号「２」の検知ポイント番号「５０」の不干渉グループ
は「Ｄ」であって不干渉グループが同一でないので（Ｓ
２１：Ｎｏ）、検知ポイント番号「３０」の干渉回避ポ
イント番号「２４５」が配列番号「２」として検知デー
タに挿入され（Ｓ２２）、次に検知ポイント番号「５
０」の干渉回避ポイント番号「２４６」が配列番号
「３」として検知データに挿入される（Ｓ２３）。Ｓ２
１においてＹｅｓの場合、又はＳ２３の後、検知データ
の各検地ポイント番号について不干渉グループのチェッ
クが全て終了したかが判定され（Ｓ５）、チェックが終
了していない場合には（Ｓ２４：Ｎｏ）、検知データの
残りの検知ポイント番号について、Ｓ２１〜Ｓ２４のス
テップが繰り返され、チェックが終了すると（Ｓ２４：
Ｙｅｓ）、表５の検知データは表６のように補完される
（表６参照）。

【表６】

【００３３】次に、車体Ｂが研磨ステーションＬ３の所
定位置に搬送されたかが判定される（Ｓ２５）、車体Ｂ
が所定位置に搬送されると（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、検知デ
ータの配列番号「１」の検知ポイント番号「３０」に対
応する検知ポイントに研磨ツール５０を位置させるよう
に研磨ロボットＲ３のハンド２６が移動し（Ｓ２６）。
このとき、ハンド２６は検知ポイント番号「３０」の検
知ポイントのテーチングデータに基いて制御され且つ研
磨ツール５０も所定の研磨姿勢に設定される。次に、検
知データの欠陥マークＭのｘ・ｙ座標値に基いてハンド
２６が制御され砥石５１が欠陥マークＭに接触する位置
に移動し（Ｓ２７）、次に検知データの研磨グレードデ
ータをツール制御部３４ｂに出力し、研磨グレードに応
じた研磨時間及び研磨圧力などの研磨条件を設定する
（Ｓ２８）。次にハンド２６に設けたアクチュエータ５
２を介して研磨ツール５０の砥石５１が塗装欠陥が存在
する研磨面に対して平行となるように振動駆動され、砥
石５１により塗装欠陥部位が研磨される（Ｓ２９）。次
に、全ての塗装欠陥部位の研磨が終了したかが判定され
（Ｓ３０）、この場合終了していないので（Ｓ３０：Ｎ
ｏ）、Ｓ２６に移行する。このとき、Ｓ２６において
は、ハンド２６は、配列番号「２」に検知ポイント番号
として挿入された干渉回避ポイント番号「２４５」の干
渉回避ポイントに移動し、次に配列番号「３」に検知ポ
イント番号として挿入された干渉回避ポイント番号「２
４６」の干渉回避ポイントに移動し、次に配列番号
「４」の検知ポイント番号「５０」の検知ポイントに移
動する。このようにハンド２６は２つの干渉回避ポイン
トを経由して移動するので、ハンド２６や研磨ツール５
０が車体Ｂと干渉することはない。これ以降、前記同様
に、塗装欠陥部位に順次研磨が施され、全ての塗装欠陥
部位の研磨が終了すると（Ｓ３０：Ｙｅｓ）、ロボット
Ｒ３は基準原点０₂に戻される。

【００３４】このように、検知ポイント番号、検知順
序、研磨順序、不干渉グループ及び干渉回避ポイント番
号などをテーブルとして、マーク検知ロボットＲ１・Ｒ
２のマーク検知制御の制御プログラムと研磨ロボットＲ
３の研磨制御の制御プログラムとに共通に格納し、マー
ク検知ロボットＲ１・Ｒ２のテーチングデータと同一の
データを研磨ロボットＲ３に転送して研磨制御に活用す
るので、研磨ロボットＲ３に対するテーチングを省略す
ることが出来る。マーク検知ロボットＲ１・Ｒ２により
検知された車体Ｂの塗装欠陥部位の検知データを、研磨
ロボットＲ３の研磨順序に従って再配列し、その再配列
した検知データに基づいて研磨ロボットＲ３が制御され
るので、研磨ロボットＲ３の移動径路に無駄がなくな
り、研磨ロボットＲ３の作業能率を確実に高めることが
出来る。加えて、２４０個の小区画Ｓを検知区域にグル
ープ化し、車体Ｂとの干渉が生じないようにマーク検知
ロボットＲ１・Ｒ２又は研磨ロボットＲ３のハンド２６
を迂回させる為に検知区域に対応づけて干渉回避ポイン
トを設定し、異なる不干渉グループの検知区域間に亙っ
てハンド２６を移動させるときに移動前の検知区域に対
応する干渉回避ポイントと移動後の検知区域に対応する
干渉回避ポイントとを経由して移動させるように制御す
るので、ロボットＲ１〜Ｒ３のハンド２６と車体Ｂとの
干渉を確実に防止することが出来る。尚、欠陥マークＭ
を研磨グレードに対応させて色別することも可能である
し、研磨グレードは３段階に限らず２段階以上の種々の
段階に設定することも有り得る。また、車種検知センサ
３及び車種検知装置３１を省略して、端末器４より制御
装置３２〜３４に車種データを入力してもよい。更に、
各検知区域を２０以上の小区画に区画することも有り得
る。前記ロボット制御部３２ａ・３３ａは夫々マーク検
知部３２ｂ・３３ｂと一体的にまたロボット制御３４ａ
は研磨制御部３４ｂと一体的に構成してもよく、更に、
制御装置３２・３３・３４は１組の大型のコントロール
ユニットとして構成してもよい。

【００３５】更に、マーク検知ステーションＬ２に、例
えば４台のマーク検知ロボットを配置し、研磨ステーシ
ョンＬ３に２台の研磨ロボットを配置し、２台のマーク
検知ロボットと１台の研磨ロボットと、残りの２台のマ
ーク検知ロボットと残りの１台の研磨ロボットに対して
夫々前記制御方法を適用することも有り得る。また、検
査マーキング工程Ｌ１を省略してマーク検知ロボットＲ
１・Ｒ２でマーク検知装置４０を介して塗装欠陥を検知
するとともに塗装欠陥部位に必要に応じて欠陥マークＭ
を印すようにすることも可能である。加えてロボットＲ
１〜Ｒ３は、門型に限らず同型であれば種々のタイプの
ロボットを用いることも可能である。尚、研磨ツール５
０のアクチュエータ５２の近傍に例えば３組の力センサ
や歪センサを組込んで、それらの検出信号に基いて砥石
５１の面圧がその全面に亙って略均一になるように制御
することも可能である。更に、前記ロボットの制御方法
は水研加工ラインＬに限らず、複数のロボットを用いる
種々の生産ラインに適用出来ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る水研加工ラインの平面
図である。

【図２】図１の２−２線断面図である。

【図３】研磨ツールの斜視図である。

【図４】マーク検知ロボットと研磨ロボットの制御系の
構成図である。

【図５】車体の上面の撮像単位としての小区画の説明図
である。

【図６】車体の側面の撮像単位としての小区画の説明図
である。

【図７】ボンネットの撮像単位としての小区画の説明図
である。

【図８】干渉回避ポイントの説明図である。

【図９】マーク検知制御のルーチンのフローチャートで
ある。

【図１０】画像処理制御のルーチンのフローチャートで
ある。

【図１１】検知データの説明図である。

【図１２】小区画と欠陥マークの説明図である。

【図１３】研磨制御のルーチンのフローチャートであ
る。

【符号の説明】

Ｂ車体Ｌ水研加工ラインＬ２マーク検知ステーションＬ３研磨ステーションＲ１・Ｒ２マーク検知ロボットＲ３研磨ロボットＳ小区画２６ハンド３２・３３・３４制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＢ２５Ｊ 13/08 Ｂ２５Ｊ 13/08 ＡＢ６２Ｄ 65/00 Ｂ６２Ｄ 65/00 Ｚ (56)参考文献特開昭58−182709（ＪＰ，Ａ) 特開平２−81209（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−95609（ＪＰ，Ａ) 特開昭50−69758（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B25J 9/22 B05B 12/00 B05B 12/08 B23Q 15/00 301 B23Q 15/00 305 B25J 13/08 B62D 65/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ワークが搬送される搬送ラインの検査ス
テーションとその下流の加工ステーションに複数台の検
査用ロボットと１台の加工用ロボットを夫々配置し、複
数台の検査用ロボットでワークを検査して得られた情報
を加工用ロボットに供給して加工用ロボットによりワー
クに所定の加工を施すように制御するロボットの制御方
法において、前記検査ステーションに位置決めされたワークの検査用
ロボットに対する位置情報基準と加工ステーションに位
置決めされたワークの加工用ロボットに対する位置情報
基準とを予め同一に設定し、前記ワークの表面を分割した多数の検査ゾーンであっ
て、各グループ内の検査ゾーン間で検査用又は加工用ロ
ボットのハンドを移動させてもワークとハンドとの干渉
が生じないような複数の不干渉グループにグループ化さ
れた多数の検査ゾーンと、異なる不干渉グループ間に亙
って前記ハンドを移動させるときにワークとハンドとの
干渉が生じないように迂回させる為に各不干渉グループ
に対応づけた干渉回避ポイントとを前記位置情報基準に
設定しておき、前記複数台の検査用ロボットをワークの前記複数の不干
渉グループに夫々対応させ、ワークの各不干渉グループ
について検査用ロボットに夫々テーチングを施し、前記テーチングのデータを加工用ロボットに供給して加
工用ロボットの制御に用い、前記異なる不干渉グループ間に亙って前記ハンドを移動
させるときに移動前の不干渉グループに対応する干渉回
避ポイントと移動後の不干渉グループに対応する干渉回
避ポイントとを経由して移動させるように制御すること
を特徴とするロボットの制御方法。
【請求項２】前記複数台の検査用ロボットによりワー
クを検査して所定の加工を必要とする加工部位を検知
し、その加工部位の位置情報を、加工用ロボットに対し
て予め設定された加工順序に従って再配列し、その再配
列された位置情報に基づいて加工用ロボットを制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のロボットの制御方
法。