JP3433523B2 - 姿勢検出型ロボット及び物品の姿勢検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は姿勢検出型ロボット及び
物品の姿勢検出方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、機械工業、例えば自動車工業に
おいては、コンベア等の搬送手段によって搬送されてい
るワークに対して部品の組み付け、ブレーキ液の注入等
の各種作業を行う生産ラインが設けられる。そして、近
年、かかる生産ラインにおいては、省力化を図るため、
各作業ステーションでワークに対して各種作業を自動的
に行うロボットを備えたものが広く用いられている。

【０００３】このようなロボットを備えた生産ラインに
おいては、普通、ロボットの作業時にはロボットとワー
クとの間の搬送方向の相対的な位置関係を一定に保持す
る必要がある。そして、このような位置関係を一定に保
持する手法としては、搬送手段によって搬送されている
ワークに同期追従するようにロボットを移動させ、ロボ
ットに搬送中のワークに対して所定の作業を行わせると
いった手法が広く用いられている(例えば、実開昭５８
−１５７５４１号公報参照)。

【０００４】より具体的には、例えばロボットをワーク
の移動経路に沿って移動できるようにした上で、ワーク
が作業ステーションに入ってきたときにロボットをワー
クに当接ないしは連結させ、ワークから付与される駆動
力すなわち搬送手段の駆動力でもってロボットをワーク
に同期追従して移動させるようにした生産ラインが広く
用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このようにロボットを
ワークに同期追従させるようにした生産ラインにおいて
は、ロボットに設けられた所定の作業手段でもってワー
クに対して所定の作業を行うことになるが、搬送手段に
のせられているワークの姿勢は一定ではなくある程度の
ばらつきがある。このため、かかる生産ラインにおいて
はワークの姿勢を検出する姿勢検出手段と、該姿勢検出
手段によって検出されたワークの姿勢に応じて作業手段
の位置ないしは姿勢を制御する制御手段とを設けなけれ
ばならないので、生産ラインないしはロボットの構造が
複雑化するといった問題がある。

【０００６】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたものであって、ワークの駆動力でもってロ
ボットをワークに同期追従して移動させるようにした生
産ラインに対して、簡素な構造でワークの姿勢を容易に
検出することができ、ワークの姿勢にかかわらず作業手
段に適切な作業を行わせることができる手段を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達するた
め、図１にその構成を示すように、第１の発明は、当接
アームＡを備えていて、該当接アームＡを搬送手段Ｂに
よって搬送されている物品Ｃの進行方向にみて前側から
該物品Ｃに押圧・当接させることにより、物品Ｃから与
えられる駆動力でもって該物品Ｃに同期追従して移動す
ることができる連動手段Ｄと、該連動手段Ｄの移動に基
づいて物品Ｃに同期追従して移動し、該物品Ｃに対して
所定の作業を行う作業手段Ｅとが設けられている姿勢検
出型ロボットであって、当接アームＡの両端の物品Ｃへ
の当接状態に基づいて該物品Ｃの姿勢を検出し、この検
出された物品Ｃの姿勢に基づいて作業手段Ｅを制御する
作業制御手段Ｆが設けられ、当接アームＡが、略コの字
状に形成され、かつその中間部が略水平方向に延びその
両端部が上記中間部の下方に位置するように配置されて
いて、該当接アームＡが、水平方向及び鉛直方向に変位
してその両端部を物品に押圧・当接させるようになって
いることを特徴とする姿勢検出型ロボットを提供する。

【０００８】

【０００９】第２の発明は、第１の発明にかかる姿勢検
出型ロボットにおいて、連動手段Ｄと作業手段Ｅとが一
体形成されていることを特徴とする姿勢検出型ロボット
を提供する。

【００１０】第３の発明は、第１又は第２の発明にかか
る姿勢検出型ロボットにおいて、作業手段Ｅに、その姿
勢を変化させることによって作業位置を変化させること
ができる作業アームＧが設けられ、作業制御手段Ｆが、
当接アームＡの物品Ｃに対する当接状態に応じて作業ア
ームＧの姿勢を制御するようになっていることを特徴と
する姿勢検出型ロボットを提供する。

【００１１】第４の発明は、第１〜第３の発明のいずれ
か１つにかかる姿勢検出型ロボットにおいて、搬送手段
Ｂによって搬送される物品Ｃが自動車の車体であって、
当接アームＡが車体に押圧・当接させられる際には、該
当接アームＡの両端部が、車体の側部開口に差し込まれ
た後上昇させられてその上部が開口上縁部に接触させら
れ、この後上記両端部の後部が開口後縁部に接触させら
れるようになっていることを特徴とする姿勢検出型ロボ
ットを提供する。

【００１２】第５の発明は、第４の発明にかかる姿勢検
出型ロボットにおいて、車体の側部開口がドア取り付け
用開口部であって、当接アームＡの両端部がドア取り付
け用開口部に差し込まれた後上昇させられてその上部が
レインレールに接触させられ、この後上記両端部の後部
がセンタピラーに接触させられるようになっていること
を特徴とする姿勢検出型ロボットを提供する。

【００１３】

【００１４】第６の発明は、当接アームを備えていて該
当接アームを搬送手段によって搬送されている物品の進
行方向にみて前側から該物品に押圧・当接させることに
より物品から与えられる駆動力でもって該物品に同期追
従して移動することができる連動手段と、該連動手段の
移動に基づいて物品に同期追従して移動し該物品に対し
て所定の作業を行う作業手段とが設けられているロボッ
トによる物品の姿勢検出方法であって、搬送手段によっ
て搬送される物品が自動車の車体であって、当接アーム
を、略コの字状に形成した上でその中間部が略水平方向
に延びその両端部が上記中間部の下方に位置するように
配置し、当接アームの両端部を車体の側部開口に差し込
んだ後、上昇させてその上部を開口上縁部に接触させ、
この後上記両端部の後部を開口後縁部に接触させ、当接
アームの車体に対する当接状態に基づいて車体の姿勢を
検出し、この検出された車体の姿勢に基づいて作業手段
を制御するようにしたことを特徴とする物品の姿勢検出
方法を提供する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。 ＜第１実施例＞まず、本発明にかかるロボットを備えた
自動車生産ラインの概要について説明する。図２に示す
ように、自動車生産ラインＰＬにおいては、所定の加工
ないしは作業が施されるワークである自動車の車体Ｗ
(図３参照)が、コンベア１によって矢印Ｈ₁方向にほぼ
一定の速度で搬送されるようになっている。そして、コ
ンベア１に沿って敷設された走行軌道２の上を、Ｈ₁方
向又はこれと逆方向に走行(移動)することができるロボ
ット３(姿勢検出型ロボット)が設けられている。このロ
ボット３は、コンベア１によって搬送されている車体Ｗ
に進行方向前側から当接することによって該車体Ｗに同
期追従して走行軌道２の上をＨ₁方向に走行しつつ、車
体Ｗに搭載されたブレーキ液タンク１２２(図２５参照)
に、ブレーキ液供給装置４から供給されるブレーキ液を
注入するといった作業を自動的に行うようになってい
る。ここで、車体Ｗとコンベア１とは夫々、特許請求の
範囲に記載された「物品」と「搬送手段」とに相当する。

【００１６】そして、自動車生産ラインＰＬに設けられ
た作業ステーション５の車体入口側の所定の位置には車
体Ｗの前端部の通過を検出する第１車体検出センサ６が
設けられている。この第１車体検出センサ６は、発光体
６aと受光体６bとを備えた普通の光電スイッチ式のセン
サである。同様に、作業ステーション５の車体出口側の
所定の位置にも、発光体７aと受光体７bとを備えた普通
の光電スイッチ式の第２車体検出センサ７が設けられて
いる。さらに、作業ステーション５には、ロボット３を
制御するロボット制御盤８と、各種インタロックを行う
インタロック盤９と、各種計測制御を行う計測制御盤１
０とが設けられている。また、自動車生産ラインＰＬに
は、モニタ用のＣＲＴ１１が付設されている。なお、１
２はＣ／θ柱であり、１３は部品台車である。ここで、
ロボット制御盤８とインタロック盤９と計測制御盤１０
とからなる組立体は、特許請求の範囲に記載された「作
業制御手段」を含む、ロボット３の総合的な制御手段で
ある。

【００１７】以下、自動車生産ラインＰＬに設けられた
ロボット３の全体的な構造及び機能について説明する。
図３〜図５に示すように、ロボット３にはその基部をな
す走行部１４が設けられ、この走行部１４は、後で説明
するように、走行軌道２に設けられたガイドレール１５
及びラック１６と係合して、ガイドレール１５の上をＺ
₁方向又はＺ₂方向に走行することができるようになって
いる。なお、以下では便宜上、図３中のＺ₁、Ｚ₂方向を
夫々「前」、「後」という。

【００１８】そして、ロボット３には、走行部１４に固
定された支持部材２５と、該支持部材２５によって支持
され後で説明するようにその姿勢を変えることができる
当接アーム２６とを備えた当接部１８が設けられてい
る。ここで、当接アーム２６は、コンベア１によって搬
送されている車体Ｗに対して前側から押圧・当接するこ
とができるようになっている。この当接アーム２６が車
体Ｗと当接しているときには、該車体Ｗからつまりはコ
ンベア１から、当接アーム２６と支持部材２５とを介し
て走行部１４に前向きの駆動力が加えられ、これによっ
て走行部１４(ロボット３)が車体Ｗに同期追従して走行
するようになっている。また、後で説明するように当接
アーム２６の車体Ｗへの当接状態ないしは当接姿勢に基
づいて、計測制御盤１０によって車体Ｗの姿勢、具体的
には平面視における車体Ｗの左右の傾き(右向きあるい
は左向きの度合)及び立面視における車体Ｗの左右の傾
き(右下がりあるいは左下がりの度合)が検出(認識)され
るようになっている。ここで、左右は前方に向かっての
左右を意味し、例えばロボット３は車体Ｗの右側に位置
していることになる。なお、走行部１４と当接部１８と
で構成される組立体は特許請求の範囲に記載された「連
動手段」に相当する。

【００１９】また、ロボット３には、走行部１４と一体
的に形成された多関節型の作業部１７が設けられ、この
作業部１７は、車体Ｗに搭載されたブレーキ液タンク１
２２(図２５参照)にブレーキ液を注入するといった作業
を行うようになっている。具体的には、作業部１７に
は、作業部駆動装置１９と、該作業部駆動装置１９によ
って駆動される作業アーム２０と、該作業アーム２０の
先端部付近に連結された回動アーム２１と、該回動アー
ム２１に連結されたブレーキ液注入機２２とが設けられ
ている。ここで、作業アーム２０は第１関節部２３まわ
りに回動することができるようになっており、さらに回
動アーム２１は第２関節部２４まわりに回動することが
できるようになっている。図示していないが、作業アー
ム２０には、作業時に該作業アーム２０を車体Ｗに連結
ないしは接触させて車体Ｗの姿勢を固定し、作業性ない
しは作業精度を高める連結手段が設けられている。この
ように、走行部１４と当接部１８と作業部１７とが一体
的に形成されているのでロボット３の重量が比較的大き
くなる。しかしながら、後で説明するように、ロボット
３の重量がこのように大きいのにもかかわらず、ロボッ
ト３の車体Ｗへの同期追従時の走行抵抗が非常に小さ
く、このためコンベア１の負荷の増加が最小限に抑えら
れている。ここで、作業部１７は特許請求の範囲に記載
された「作業手段」に相当する。

【００２０】なお、作業部の作業内容は、このようなブ
レーキ液の注入に限られるものではないのはもちろんで
ある。例えば、図６に、作業部２８が、車体Ｗにスライ
ディングルーフ２９を取り付けるといった作業を行うよ
うになっているロボット３'を示す。このロボット３'に
おいては、作業部２８が矢印Ｈ₂方向に移動できるとと
もに矢印Ｈ₃方向に回動できるようになっていて、該作
業部２８によってスライディングルーフ２９が矢印Ｈ₄
で示すように車体Ｗの内部に挿入されて該車体Ｗに取り
付けられるようになっている。

【００２１】以下、ロボット３の走行部１４の具体的な
構造及び機能について説明する。図７及び図８に示すよ
うに、走行部１４には、該走行部１４を自力で前方もし
くは後方に走行させ、又は車体Ｗとの同期追従走行時の
走行抵抗を低減させる走行用サーボモータ３０と、該走
行用サーボモータ３０の回転を減速させる減速機３１と
が設けられ、走行用サーボモータ３０によって生み出さ
れた駆動力は減速機３１によって減速されて減速機出力
軸３２に出力されるようになっている。この減速機出力
軸３２の駆動力は、後で説明するパウダクラッチ３３を
介して走行部出力軸３４に伝達されるようになっている
(ただし、パウダクラッチが完全に解放されている場合
は駆動力は伝達されない)。そして、この走行部出力軸
３４の先端部(下端部)には、走行軌道２のラック１６と
噛み合う走行用ピニオン３５が取り付けられている。

【００２２】ここで、パウダクラッチ３３が完全に締結
(オン)されているときには、減速機出力軸３２と走行部
出力軸３４とが完全に連動し(連結され)、走行用サーボ
モータ３０を回転させると走行用ピニオン３５が回転
し、ラック１６からの反力によって走行部１４(ロボッ
ト３)がガイドレール１５の上を自力で走行する。この
場合、走行用サーボモータ３０の回転方向を切り替える
ことによって進行方向を切り替えることができる。他
方、パウダクラッチ３３が完全に解放(オフ)されている
ときには、減速機出力軸３２と走行部出力軸３４との間
の力学的係合が遮断され、走行用サーボモータ３０ない
しは減速機３１は、走行部本体の運動状態とは実質的に
は無関係となる。すなわち、走行用サーボモータ３０な
いしは減速機３１は走行部１４の走行抵抗には関与しな
くなる。なお、後で説明するように、パウダクラッチ３
３が完全には締結されず、不完全にないしは部分的に締
結されている場合は、その締結度に応じて減速機出力軸
３２の回転力が走行部出力軸３４に部分的に伝達され、
走行部１４の同期追従走行時における走行抵抗を低減す
ることができるようになっている。

【００２３】走行用サーボモータ３０のやや後方におい
て走行部１４には、該走行部１４の走行距離ないしは走
行部１４の位置(基準位置からの走行距離)を計測するエ
ンコーダ３７が設けられている。このエンコーダ３７の
回転軸３８の先端部(下端部)には、ラック１６と噛み合
うエンコーダ用ピニオン３９が取り付けられている。こ
こで、走行部１４(ロボット３)が走行するとその走行距
離に比例してエンコーダ用ピニオン３９ひいては回転軸
３８が回転し、この回転軸３８の回転数に基づいて走行
部１４の走行距離ないしは位置が計測される。

【００２４】走行用サーボモータ３０のすぐ前側におい
て走行部１４には、作業部１７の作業アーム２０を旋回
駆動する旋回用サーボモータ４１と、該旋回用サーボモ
ータ４１の回転を減速させる減速機４２とが設けられて
いる。ここで、作業アーム２０は、旋回ベアリング４３
を介して走行部１４に取り付けられており、旋回用サー
ボモータ４１が回転すると、これに伴って作業アーム２
０が第１関節部２３(図３参照)を中心にして水平方向に
回動するようになっている(すなわち、鉛直方向の軸線
まわりに回動する)。

【００２５】以下、パウダクラッチ３３の具体的な構造
及び機能について説明する。図９に示すように、パウダ
クラッチ３３には、走行部本体に固定され常時静止して
いる略リング形の固定クラッチ体４５と、該固定クラッ
チ体４５の中空部にこれと同心状に配置され減速機出力
軸３２と一体回転する略円柱形のシリンダ４６と、該シ
リンダ４６の内部空間にこれと同心状に配置され走行部
出力軸３４と一体回転する略円柱形(略円板状)のロータ
４７とが設けられている。そして、固定クラッチ体４５
の内部にはコイル４８が配設され、このコイル４８が導
線４９を介して直流電源に接続されたときには固定クラ
ッチ体４５が励磁されて電磁石となる。

【００２６】シリンダ４６は、その外周面と固定クラッ
チ体４５の内周面との間に若干の隙間(磁路空隙)が保た
れるように形成・配置されている。また、シリンダ４６
の下側中心部はシール５０を介して走行部出力軸３４と
摺接し、シリンダ４６(減速機出力軸３２)とロータ４７
(走行部出力軸３４)とは、基本的には互いに相対回転可
能に係合している。なお、シリンダ４６の周部には磁束
遮断リング５１が埋め込まれている。そして、ロータ４
７は、その外周面とシリンダ４５の内周面との間に所定
の間隔の作動間隙が形成されるように形成・配置され、
該作動間隙に磁性粉体５２(いわゆるパウダ)が挿入され
ている。

【００２７】ここで、コイル４８が通電されず固定クラ
ッチ体４５が全く励磁されていないときには、磁性粉体
５２は単なる粉体であって、シリンダ４６とロータ４７
とが互いに相対回転しているときには、シリンダ４６な
いしはロータ４７の遠心力によって磁性粉体５２がシリ
ンダ内周面側に押しやられ、シリンダ４６の内周面とロ
ータ４７の外周面との間に力学的係合は生じない。この
場合、減速機出力軸３２と走行部出力軸３４との間の力
学的係合が遮断され、両者は互いに相対回転自在とな
る。つまり、パウダクラッチ３３は解放されていること
になる。したがって、ロボット３が車体Ｗに同期追従し
ているときに、このようにパウダクラッチ３３を解放す
れば、前記したとおり走行用サーボモータ３０及び減速
機３１が走行抵抗に関与しなくなるので、ロボット３の
走行抵抗が非常に小さくなり、コンベア１の負荷が軽減
される。

【００２８】そして、コイル４８が所定の最大電圧でも
って通電されて固定クラッチ体４５が最大限に励磁され
たときには、該励磁によって破線５３で示すような磁束
経路が生じ、磁性粉体５２がこの磁束経路に沿って鎖状
につながって固体化し、その結合力によってシリンダ４
６の内周面とロータ４７の外周面とが完全に連結され
る。このとき、減速機出力軸３２と走行部出力軸３４と
が一体回転し、減速機出力軸３２の回転力が全面的に走
行部出力軸３４に伝達され、走行部１４(ロボット３)は
自力で走行可能となる。つまり、パウダクラッチ３３は
締結されていることになる。

【００２９】また、コイル４８が上記最大電圧よりも低
い所定の中間的な電圧で通電されて固定クラッチ体４５
が中程度に励磁されたときには、該励磁によって比較的
弱い磁束経路が生じ、磁性粉体５２がこの磁束経路に沿
ってある程度固体化し、その結合力によってシリンダ４
５の内周面とロータ４７の外周面とがある程度連結され
る。このとき、シリンダ４６とロータ４７とがスリップ
状態となり、減速機出力軸３２の回転力の一部が走行部
出力軸３４に伝達される状態となる。この場合、走行部
出力軸３４の駆動力は(前進方向に駆動される場合)、走
行部１４を自力で走行させるには足りないが、走行部１
４が車体Ｗからの駆動力によって該車体Ｗに同期追従し
て移動しているときに走行部１４の走行抵抗を大幅に低
減させることができる。したがって、ロボット３が車体
Ｗに同期追従しているときに、このようにパウダクラッ
チ３３を半締結して走行用サーボモータ３０を前進方向
に駆動すれば、ロボット３の走行抵抗が大幅に低減され
るので、コンベア１の負荷が大幅に軽減される。

【００３０】以下、ロボット３の当接部１８の具体的な
構造及び機能について説明する。再び、図３〜図５に示
すように、当接部１８は、走行部１４に固定された支持
部材２５と、該支持部材２５によって支持された当接ア
ーム２６とで構成されている。そして、当接アーム２６
には、夫々支持部材２５によって支持された左右の水平
アーム５４,５５と、夫々左右の水平アーム５４,５５に
よって支持された左右の昇降アーム５６,５７とが設け
られている。ここで、両水平アーム５４,５５は、回転
軸歯車６７(図１０参照)を介して一直線状に連結され、
両水平アーム５４,５５からなる一直線状の組立体は、
回転軸歯車６７(図１０参照)の中心部まわりに水平方向
に旋回(回動)できるようになっている。すなわち、鉛直
方向の軸線まわりに回動できるようになっている。か
つ、両水平アーム５４,５５は夫々、詳しくは図示して
いないがスライド機構を備えていて、その軸線方向(伸
長方向)に移動(伸縮)できるようになっている。また、
両昇降アーム５６,５７も夫々、詳しくは図示していな
いがスライド機構を備えていて、その軸線方向(上下方
向)に移動(伸縮)できるようになっている。

【００３１】また、当接アーム２６には、両水平アーム
５４,５５からなる組立体を回転軸歯車６７(図１０参
照)まわりに水平方向に回動させるための旋回モータ５
８と、夫々左右の水平アーム５４,５５をその軸線方向
(水平方向)に移動させるための左右の水平移動用モータ
５９,６０と、夫々左右の昇降アーム５６,５７を昇降移
動させるための左右の昇降モータ６１,６２とが設けら
れている。

【００３２】さらに、左右の昇降アーム５６,５７の下
端部付近には夫々左右のボディセンサ６３,６４が設け
られ、また左右該昇降アーム５６,５７の下端部には夫
々左右の当接部材６５,６６が取り付けられている。こ
こで、左右のボディセンサ６３,６４は、左右の水平ア
ーム５４,５５が夫々車体Ｗの内側に向かって移動した
ときに、左右の当接部材６５,６６が車体Ｗの内部に入
っているか否かを検出するためのセンサである。左右の
当接部材６５,６６は、車体Ｗと直接当接して、車体側
の駆動力をロボット側に伝達する。

【００３３】図１０にも示すように、左右の水平アーム
５４,５５は回転軸歯車６７によって一直線状に連結さ
れている。この回転軸歯車６７は、クラッチ７６が解放
(オフ)されているときには、その軸線まわりに水平方向
に自在に回動することができるようになっている。他
方、クラッチ７６が締結(オン)されているときには、旋
回モータ５８によって減速機７５を介して強制的に回動
させられるようになっている。旋回モータ５８は、左右
の水平アーム５４,５５からなる組立体を原点復帰させ
るためのモータ、すなわち０点合わせを行うためのモー
タである。ここで、当接アーム２６を車体Ｗに当接させ
る際、あるいは同期追従時にはクラッチ７６が解放さ
れ、左右の水平アーム５４,５５からなる組立体は自在
に水平方向に回動できる状態にあり、当接アーム２６は
自然に車体Ｗに当接することができる。そして、回転軸
歯車６７には旋回軸６８が連結され、この旋回軸６８の
旋回動作はタイミングベルト６９を介してエンコーダ７
０に伝達されるようになっている。ここで、左右の水平
アーム５４,５５からなる組立体が水平方向に回動する
と、すなわち回転軸歯車６７が水平方向に回動すると、
その回動動作がエンコーダ７０に伝達され、これに伴っ
てエンコーダ７０が水平アーム５４,５５ないしは回転
軸歯車６７の回動角すなわち平面視における車体Ｗの左
右の傾きを検出するようになっている。

【００３４】かくして、当接アーム２６は、水平アーム
５４,５５を回転軸歯車６７の中心部まわりに回動させ
るとともに水平アーム軸線方向に移動させ、さらに昇降
アームを上下方向に移動させることによって、当接部材
６５,６６を前側から車体Ｗに押圧・当接させ、これに
よって走行部１４(ロボット３)を車体Ｗに同期追従して
前向きに走行させるようになっている。

【００３５】以下、このように当接アーム２６を車体Ｗ
に当接させることによって、ロボット３を車体Ｗに同期
追従させる際の手順ないしはロボット３の動作について
説明する。すなわち、自動車生産ラインＰＬが稼動して
いるときには、車体Ｗがコンベア１によって次々と前向
きに搬送されてくるが、今回作業ステーション５でブレ
ーキ液を注入すべき車体Ｗが作業ステーション５に入る
前に、ロボット３が作業ステーション５の入口側の所定
の位置に停止状態で配置される。この位置は、第１車体
検出センサ６よりもやや前方に設定される。このとき、
パウダクラッチ３３のコイル４８には所定の最大限の電
圧がかけられ、パウダクラッチ３３は完全に締結された
状態にある。また、両水平アーム５４,５５は夫々その
軸線方向外向きに最大限に伸ばされた状態にある。すな
わち、両昇降アーム５６,５７が車体幅方向(左右方向)
に最大限に広げられ、両当接部材６５,６６が車体Ｗの
側面とは干渉し合わない状態にある。かつ、両昇降アー
ム５６,５７は、両当接部材６５,６６を車体Ｗの側部の
前ドア取り付け用開口部７７に差し込むことが可能な所
定の高さに位置するような伸縮状態とされている。な
お、図５においては、当接アーム２６はこのような状態
となっている。

【００３６】そして、第１車体検出センサ６によって該
車体Ｗの前端部の通過が検出されたときに、走行用サー
ボモータ３０がオンされる。このとき、パウダクラッチ
３３が完全に締結されているので、走行用サーボモータ
３０の駆動力によって走行部１４(ロボット３)は前向き
に自力で走行する。この走行部１４の自力走行は、ロボ
ット３を車体Ｗに同期追従させる際のショックを低減す
るための助走であり、この走行速度は車体Ｗの搬送速度
よりや小さい値に設定される。この場合、ロボット３
は、車体Ｗの前方を車体Ｗの速度vよりはやや低い速度
v'で前向きに走行している。

【００３７】かくして、車体Ｗの速度vがロボット３の
速度v'よりもやや大きいので、車体Ｗは次第にロボット
３に追いついてゆくことになる。ここで、図１１に状態
を示すように、車体Ｗが、前後方向に関して当接アーム
２６の当接部材６５,６６を車体Ｗの前ドア取り付け用
開口部７７に差し込むことが可能な位置に達したとき
に、両水平移動用モータ５９,６０が駆動されて両水平
アーム５４,５５が縮み、すなわち両昇降アーム５６,５
７が互いに接近する方向(内向き)に移動し、これに伴っ
て両当接部材６５,６６が夫々左右の前ドア取り付け用
開口部７７に差し込まれる。

【００３８】続いて、両昇降モータ６１,６２が駆動さ
れて両昇降アーム５６,５７が縮み、これに伴って両当
接部材６５,６６が上向きに移動させられて、図１４中
の矢印Ｒ₁で示すように、当接部材６５,６６が前ドア取
り付け用開口部７７の天井部７１すなわちレインレール
に当接する。この状態においても、車体Ｗはロボット３
よりも大きい速度で移動しているので、まもなく両当接
部材６５,６６は、図１２及び図１５に状態を示すよう
に、その上端部を天井部７１に当接させたまま後端部を
矢印Ｒ₂で示すようにセンタピラー７２の前端部に当接
させる。このように、両当接部材６５,６６が車体Ｗに
当接した後は、ロボット３と車体Ｗとは一体化して前向
きに移動することになる。

【００３９】図１３に示すように、当接部材６５,６６
には前後方向に関して車体Ｗ(センタピラー７２)との当
接の有無を検出する第１近接スイッチ７３と、上下方向
に関して車体Ｗ(天井部７１)との当接の有無を検出する
第２近接スイッチ７４とが設けられ、両近接スイッチ７
３,７４は、車体Ｗに当接しているときには所定の当接
信号を出力するようになっている。なお、図１６に、か
かる状態におけるボディセンサ６３及び第１,第２近接
スイッチ７３,７４の車体Ｗに対する当接基準位置(ボデ
ィ計測基準位置)を示す。

【００４０】このようにして、当接アーム２６(当接部
材６５,６６)がセンタピラー７２に当接したとき、すな
わちロボット３が車体Ｗに対して同期追従を開始したと
きには、コイル４８への通電が停止されパウダクラッチ
３３は完全に遮断される。かかる同期追従手法によれ
ば、ロボット３を車体Ｗに同期追従させる際に、ロボッ
ト３が走行用サーボモータ３０によって駆動されて自力
で助走するので、ロボット３と車体Ｗとの相対速度が小
さくなり、ショックが非常に小さくなる。

【００４１】また、ロボット３が車体Ｗに同期追従して
走行するときには、パウダクラッチ３３が遮断されるの
で、走行用サーボモータ３０ないしは減速機３１が走行
抵抗源とはならず、したがってロボット３を同期追従さ
せることによって生じる走行抵抗が非常に小さくなり、
コンベア１の負荷が軽減される。

【００４２】なお、ロボット３が車体Ｗに同期追従して
走行するときに、コイル４８に所定の中程度の電圧でも
って通電し、パウダクラッチ３３を部分的に締結された
状態とした上で走行用サーボモータ３０を前進側に駆動
し、走行用サーボモータ３０の駆動力を部分的に走行部
出力軸３４に伝達してロボット３(走行部１４)の走行を
助勢するようにしてもよい。このようにすれば、ロボッ
ト３の走行抵抗が極めて小さくなり、コンベア１の負荷
がさらに軽減される。

【００４３】ところで、このように当接アーム２６が車
体Ｗに当接しているときには、該当接アーム２６の当接
状態すなわち当接アーム２６の姿勢に基づいて車体Ｗの
姿勢が検出されるようになっている。第１実施例では、
車体Ｗの姿勢としては、立面視における車体の左右の傾
きと、平面視における車体Ｗの左右の傾きとが検出され
るようになっている。このように検出された車体Ｗの姿
勢は、ロボット制御盤８で作業部１７を制御する際の制
御情報として利用される。

【００４４】具体的には、立面視における車体Ｗの左右
の傾きは、およそ次のような手順ないしは手法で検出さ
れる。すなわち、図１７に示すように、左側当接部材６
５と右側当接部材６６のＦ₁,Ｆ₂方向すなわち上下方向
のずれdが計測され、このずれdから立面視における車体
Ｗの左右の傾きが検出される。ここで、ずれdは左側昇
降アーム５６を上昇させたときの左側昇降モータ６１の
駆動時間と、右側昇降アーム５７を上昇させたときの右
側昇降モータ６２の駆動時間の差から演算される。昇降
アーム５６,５７の上昇距離は、昇降モータ６１,６２の
駆動時間に比例するからである。なお、車体Ｗにこのよ
うな立面視における左右の傾きが生じる主な原因は、左
右のタイヤの空気圧のアンバランスである。

【００４５】他方、平面視における車体Ｗの左右傾き
は、およそ次のような手順ないしは手法で検出される。
すなわち、図１８に示すように、左右の水平アーム５
４,５５が車体Ｗに当接する際、車体Ｗが平面視で左右
に傾いていると、例えば矢印Ｂ₁,Ｂ₂で示すように両水
平アーム５４,５５が回転軸歯車６７(図１０参照)の中
心部を回動中心として回動する。その際の回動角がエン
コーダ７０で計測され、この回動角が平面視における車
体Ｗの左右の傾きγとなる。なお、図１８において、直
線Ｌ₁は前後方向を示し、直線Ｌ₂は車体Ｗの前後方向の
軸線を示している。このようにして、立面視及び平面視
における車体Ｗの左右の傾きが検出される。かかる検出
手法によれば、ロボット３を車体Ｗに同期追従させるた
めの当接アーム２６の姿勢に基づいて車体Ｗの姿勢が検
出ないしは認識されるので、車体Ｗの姿勢を検出するた
めのセンサを別途に設ける必要がない。したがって、ロ
ボット３の構造が大幅に簡素化される。

【００４６】以下、ロボット３の作業部１７の具体的な
構造及び機能について説明する。図２〜図４及び図７に
示すように、作業部１７においては、旋回用サーボモー
タ４１を回動させることにより、作業アーム２０を第１
関節部２３を回動中心として水平方向(図２中の矢印Ｊ₁
方向)に回動させることができるようになっている。こ
こで、作業部１７がブレーキ液注入作業を行っていない
とき、すなわちロボット３が車体Ｗに同期追従する前あ
るいは今回ブレーキ液を注入すべき車体Ｗに対するブレ
ーキ液注入作業が終了してるときときには、作業アーム
２０は、図３中に仮想線で示されているような姿勢をと
り、このとき作業部１７はコンベア１によって搬送され
ている車体Ｗとは何ら干渉し合わない。他方、作業部１
７がブレーキ液注入作業を行っているときには、作業ア
ーム２０は図３中に実線で示されているような姿勢、す
なわちブレーキ液注入機２２が車体Ｗに搭載されたブレ
ーキ液タンク１２２(図２５参照)にブレーキ液を注入す
るのが可能な姿勢をとる。このように、基本的には作業
アーム２０を水平方向に回動させることによってブレー
キ液注入機２２を車体Ｗ(ブレーキ液タンク１２２)に接
近・離反させるようにしているので、作業部１７と車体
Ｗのボンネットとの干渉が生じない。

【００４７】作業アーム２０の先端部付近に連結された
回動アーム２１は、アクチュエータ７９によって第２関
節部２４を回動中心として水平方向と水平面と直交する
方向とに回動することができるようになっている。な
お、後で説明するように回動アーム２１はその軸線まわ
りにも回動することができるようになっている。かくし
て、当接アーム２６の姿勢に基づいて検出された車体Ｗ
の姿勢に応じて、作業アーム２０を第１関節部２３まわ
りに好ましく回動させるとともに、回動アーム２１を第
２関節部２４まわりに好ましく回動させることによっ
て、回動アーム２１に連結されたブレーキ液注入機２２
を、車体Ｗに搭載されたブレーキ液タンク１２２と係合
する位置に高精度で配置することができる。

【００４８】以下、ブレーキ液タンク１２２にブレーキ
液を注入するブレーキ液注入機２２の具体的な構造及び
機能について説明する。図１９〜図２１に示すように、
ブレーキ液注入機２２には、ブレーキ液タンク１２２
(図２５参照)のキャップ８０の着脱(キャップの取り付
けと取り外し)を行うキャップクランパ８１と、ブレー
キ液タンク１２２にブレーキ液を注入する注入ノズル８
２とが設けられている。

【００４９】ここで、キャップクランパ８１は、クラン
パ取付ブラケット８３に取り付けられ、このクランパ取
付ブラケット８３は第１フローティングデバイス８４を
介して基部ブラケット８５に連結され、さらにこの基部
ブラケット８５が前記の回動アーム２１に取り付けられ
ている。第１フローティングデバイス８４は、後で説明
するように、クランパ取付ブラケット８３と基部ブラケ
ット８５との間の相対的な位置関係を、所定の限度内で
３次元的に(図２４に示す諸方向に)自在に変化させるこ
とができるようになっている。すなわち、キャップクラ
ンパ８１の、基部ブラケット８５に対する姿勢を上記限
度内で３次元的に自在に変化させることができる。

【００５０】クランパ取付ブラケット８３にはエアモー
タ８７が取り付けられ、このエアモータ８７はキャップ
クランパ８１をその軸線Ｌ₃まわりに回転させることが
できるとともに、両矢印Ｍ₁方向に変位させることがで
きるようになっている。そして、キャップクランパ８１
には複数のクランプ爪８９が設けられ、これらのクラン
プ爪８９は両矢印Ｍ₂方向に開閉することができるよう
になっている。さらに、キャップクランパ８１には、キ
ャップ８０の取り外しの完了を検出する第１タッチセン
サ８８と、キャップ８０との当接の有無によりキャップ
クランパ８１がキャップ８０をクランプしうる位置にあ
るか否かを検出する第２タッチセンサ９０とが設けられ
ている。ここで、第１タッチセンサ８８は次のようにし
てキャップの取り外しの完了を検出する。すなわち、キ
ャップクランパ８１はキャップ８０をクランプした後軸
線Ｌ₃まわりに回転してキャップ８０をブレーキ液タン
ク１２２から取り外すようになっているが、その際キャ
ップクランパ８１は徐々に上昇し、キャップクランパ８
１が所定の距離以上に上昇したときにはキャップ８０は
ブレーキ液タンク１２２から離脱する。そこで、第１タ
ッチセンサ８８を、キャップクランパ８１が上記所定の
距離だけ上昇したときには検出端がキャップクランパ８
１の上端に接触するように配置し、第１タッチセンサ８
８がキャップクランパ８１との当接を検出したときにキ
ャップ８０の取り外しが完了したものと判定するように
している。なお、第２タッチセンサ９０は、円形に配置
されたクランプ爪８９の中心部に配置されているので、
該第２タッチセンサ９０がキャップ８０の上端部に当接
したときにはキャップクランパ８１がキャップ８０をク
ランプしうる位置に配置されていることになる。

【００５１】他方、注入ノズル８２は、ノズル用ブラケ
ット９１に取り付けられ、このノズル用ブラケット９１
は第２フローティングデバイス９２を介して基部ブラケ
ット８５に連結されている。このため、注入ノズル８２
も、キャップクランパ８１と同様に、基部ブラケット８
５に対する姿勢を所定の限度内で３次元的に(図２４に
示す諸方向に)自在に変化させることができるようにな
っている。

【００５２】かかるブレーキ液注入機２２において、キ
ャップクランパ８１と注入ノズル８２とは、第１,第２
フローティングデバイス８４,９２が基準姿勢(原点位
置)に固定されているときには、キャップクランパ８１
及び注入ノズル８２の各軸線Ｌ₃,Ｌ₄が立面視で互いに
所定の角度ω(例えば、９０°)をなすような位置関係で
配置されている。そして、回動アーム２１を略水平方向
に延びるように配置した上でその軸線まわりに角度ωだ
け回動させることにより、キャップクランパ８１と注入
ノズル８２のうちのいずれか一方を、その軸線Ｌ₃,Ｌ₄
が上下方向を向くような姿勢をとらせることができるよ
うになっている。キャップクランパ８１と注入ノズル８
２とは、その軸線Ｌ₃,Ｌ₄が上下方向を向くように配置
されたときには、ブレーキ液タンク１２２と係合しうる
姿勢をとる。なお、以下では便宜上、キャップクランパ
８１あるいは注入ノズル８２が、その軸線が上下方向を
向くように配置されている状態を下向きないしは下向き
の姿勢といい、軸線が水平方向を向くように配置されて
いる状態を横向きないしは横向きの姿勢という。

【００５３】以下、第１フローティングデバイス８４の
具体的な構造及び機能について説明する。なお、第２フ
ローティングデバイス９２も、第１フローティングデバ
イス８４と同様の構造である。図２２及び図２３に示す
ように、第１フローティングデバイス８４においては、
一方の端面が開放され他方の端面が閉止された中空部を
有する略円柱形の本体フレーム１０１と、その一部が本
体フレーム１０１の中空部に収容され残部が該中空部の
外に露出されるように配置された可動体プレート１０２
とが設けられている。ここで、本体フレーム１０１の閉
止された方の端面は基部ブラケット８５(図２０参照)に
取り付けられ、他方可動体プレート１０２はクランパ取
付ブラケット８３(図２０参照)に取り付けられている。

【００５４】そして、本体フレーム１０１と可動体プレ
ート１０２とは、大径の鋼球１０３と小径の鋼球１０８
とを介して係合している。具体的には、可動体プレート
１０２の本体部が大径の鋼球１０３と円錐コマ１０７と
を介して本体フレーム１０１と係合している。さらに、
可動体プレート１０２には球面リング１１０と、該球面
リング１１０と摺接する外リング１１１とが設けられ、
この外リング１１１の上面及び下面が夫々小径の鋼球１
０８を介して本体フレーム１０１と係合している。かく
して、可動体プレート１０２は基本的にはこれらの鋼球
１０３,１０８の作用により、本体フレーム１０１に対
して３次元的に変位することができるようになってい
る。具体的には、球面リング１１０と外リング１１１と
は、夫々、図２３中の矢印で示すような方向に移動ない
しは変位する。その結果、可動体プレート１０２は、図
２４中で矢印Ｘ,Ｙで示すような水平面内における前後
左右方向の変位と、矢印αで示すような水平面内におけ
るねじれ方向の変位と、矢印θで示すような鉛直ねじれ
方向の変位とが可能となる。なお、以下ではこのように
可動体プレート１０２が自在に変位しうる状態をフロー
ティング状態という。

【００５５】また、可動体プレート１０２には、エア供
給口１０４を通して供給される加圧エアによって作動
し、該可動体プレート１０２の姿勢を固定する第１ピス
トン１０５及び第２ピストン１０６が設けられている。
なお、１０９は緩衝材であり、１１２はめくら栓であ
り、１１３はピン部材である。

【００５６】かくして、第１ピストン１０５及び第２ピ
ストン１０６に加圧エアが供給されていないときには、
第１フローティングデバイス８４はフローティング状
態、すなわち可動体プレート１０２が３次元的に自在に
変位することがきる状態となる。このとき、キャップク
ランパ８１は、該キャップクランパ８１が下向きの姿勢
をとっておりかつ回動アーム２１が停止している状態に
おいては、略水平方向に所定の限度内(例えば、±１２m
m以内)で変位することができるとともに、その傾きを所
定の限度内で変化させることができる。つまり、キャッ
プクランパ８１をキャップ８０と係合しうる位置に配置
した上で、クランプ爪８９でキャップ８０をクランプす
ると、キャップクランパ８１の水平方向の位置及び傾き
がキャップ８０の位置及び姿勢に応じて自然に補正さ
れ、キャップ８０を正しくクランプすることができるこ
とになる。

【００５７】しかしながら、エア供給通路１０４を通し
て第１ピストン１０５及び第２ピストン１０６に加圧エ
アが供給されたときには、第１ピストン１０５及び第２
ピストン１０６が作動して、可動体プレート１０２を本
体フレーム１０１に対して固定する。なお、以下では第
１フローティングデバイス８４のこのように固定された
状態をロック状態という。このとき、可動体プレート１
０２の位置ないしは姿勢が固定され、したがって可動ア
ーム２１が停止しているときにはキャップクランパ８１
の位置及び姿勢が固定される。

【００５８】以下、注入ノズル８２の具体的な構造及び
機能について説明する。図２５及び図２６に示すよう
に、注入ノズル８２はブレーキ液供給パイプ１２３とエ
ア吸引パイプ１２４とに接続されている。そして、注入
ノズル８２はノズル部１２１をブレーキ液タンク１２２
の開口部に当接させてクランプ部材１２９で上記開口部
をクランプした上で、ブレーキ液供給パイプ１２３から
供給されるブレーキ液をブレーキ液供給通路１２７を介
してブレーキ液タンク１２２に注入する一方、ブレーキ
液タンク１２２へのブレーキ液の注入を促進するために
ブレーキ液タンク１２２内のエアをエア吸引通路１２８
を通してエア吸引パイプ１２４に排出するようになって
いる。なお、クランプ部材１２９はソレノイドバルブ１
３０,１３１から給排される作動エアによって開閉され
るようになっている。

【００５９】そして、前記したとおりノズル用ブラケッ
ト９１と基部ブラケット８５との間に第２フローティン
グデバイス９２が介設されているので、注入ノズル８２
もキャップクランパ８１の場合と同様に、該注入ノズル
８２が下向きの姿勢をとりかつ回動アーム２１が停止し
ている状態において、略水平方向に所定の限度内(例え
ば、±１２mm以内)で変位することができるとともに、
その傾きを所定の限度内で変化させることができる。つ
まり、注入ノズル８２をブレーキ液タンク１２２の開口
部と係合しうる位置に配置した上で、ノズル部１２１を
下降させて上記開口部に押し付ければ、ノズル部１２１
のテーパ部の作用により、注入ノズル８２の水平方向の
位置及び傾きが上記開口部の位置及び姿勢に応じて自然
に補正され、ノズル部１２１を上記開口部に正しい姿勢
で当接させることができる。なお、第２フローティング
デバイス９２がロックされたときには、注入ノズル８２
の位置ないしは姿勢が固定されるのはもちろんである。

【００６０】ところで、ロボット３においては、回動ア
ーム２１を略水平方向に延びるように配置した上で、該
回動アーム２１をその軸線まわりに回動させ、これによ
ってキャップクランパ８１と注入ノズル８２とを、水平
面とは直交する方向に所定の角度ωだけ回動させること
によって、すなわち略水平方向を向いた軸線まわりに回
動させることによってブレーキ液タンク１２２との係合
状態を切り替えるようにしている。したがって、注入ノ
ズル８２は下向きの姿勢でブレーキ液タンク１２２にブ
レーキ液を注入した後、回動させられて横向きの姿勢と
なる。このため、ノズル部１２１に付着しているブレー
キ液が下方に落下しにくくなり、ブレーキ液タンク１２
２まわりの各部材へのブレーキ液の落下・付着が防止さ
れ、該部材の腐蝕が防止される。

【００６１】しかしながら、第１実施例では、注入ノズ
ル８２にブレーキ液の落下を防止するタレ防止キャップ
を設けて、ブレーキ液タンク１２２まわりの各部材への
ブレーキ液の落下・付着をより一層確実に防止するよう
にしている。以下、かかるタレ防止キャップの具体的な
構造及び機能について説明する。図２７〜図３１に示す
ように、タレ防止キャップ１４０はタレ防止バー１４１
の先端部に取り付けられ、このタレ防止バー１４１はタ
レ防止駆動機構１４２によって駆動され、回動軸１４４
まわりに両矢印Ｈ₅方向に回動することができるように
なっている。そして、タレ防止バー１４１が両矢印Ｈ₅
方向に回動すると、これに伴ってタレ防止キャップ１４
０がノズル部１２１を開閉するようになっている。ここ
で、タレ防止駆動機構１４２においては、ロータリアク
チュエータ１４９が回転すると、この回転力がまず駆動
プーリ１４７に伝えられ、この駆動プーリ１４７の駆動
力がベルト１４３を介して被駆動プーリ１４８に伝えら
れ、この被駆動プーリ１４８の回動に伴って、タレ防止
バー１４１が回動軸１４４まわりに回動するようになっ
ている。

【００６２】また、タレ防止キャップ１４０にはブレー
キ液抜き取り口１４５が設けられ、このブレーキ液抜き
取り口１４５はブレーキ液抜き取りホース１４６に接続
されている。このブレーキ液抜き取りホース１４６の他
端は減圧ポンプ(図示せず)に接続されており、タレ防止
キャップ１４５内に溜まったブレーキ液は、減圧ポンプ
の吸引力により、ブレーキ液抜き取り口１４５とブレー
キ液抜き取りホース１４６とを通して外部に排出される
ようになっている。かくして、ブレーキ液をブレーキ液
タンク１２２に注入した後、すみやかにタレ防止キャッ
プ１４０で注入ノズル８２のノズル部１２１を覆うこと
により、注入ノズル８２に付着しているブレーキ液の落
下が確実に防止され、ブレーキ液タンク１２２まわりの
各部材へのブレーキ液の落下・付着が確実に防止され
る。

【００６３】以下、ブレーキ液注入機２２の具体的な操
作方法ないしはブレーキ液注入機２２の動作について説
明する。作業部１７ないしはブレーキ液注入機２２のブ
レーキ液注入作業に際しての操作手順は、およそ次のと
おりである。 (１)ロボット３の電源及び作動エア供給源をオンし、か
つロボット３の制御用電源及び制御用エア供給源をオン
する。これによって、作業部１７ないしはブレーキ液注
入機２２が作業可能な状態となる。 (２)第１,第２フローティングデバイス８４,９２を夫々
基準姿勢(可動体プレート１０２が原点位置に配置され
た状態)とした上でロックする。なお、第１,第２フロー
ティングデバイス８４,９２は夫々、フローティング状
態とした上でキャップクランパ８１あるいは注入ノズル
８２を下向きにすれば自然に基準姿勢をとるので、この
状態でロックすればよい。

【００６４】(３)所定のプログラムに従って作業アーム
２０及び回動アーム２１を作動させて、ブレーキ液注入
機２２を所定の原点位置からブレーキ液タンク１２２と
係合しうる位置に向かって高速で移動させる(プログラ
ム移動)。なお、ブレーキ液注入機２２は、初期状態に
おいては、キャップクランパ８１が下向きとなり、注入
ノズル８２が横向きとなる状態にある。そして、キャッ
プクランパ８１の下端部が、ブレーキ液タンク１２２の
キャップ８０の上方の所定の位置(例えば、キャップよ
り５０mm上側)にきたときに、第２タッチセンサ９０の
電源をオンし、上記移動速度を低下させ、クランプ爪８
９を開く。 (４)第２タッチセンサ９０がブレーキ液タンク１２２の
キャップ８０に接触したときに、作業アーム２０及び回
動アーム２１のプログラム移動を停止させ、さらに第１
フローティングデバイス８４をフローティング状態にす
る。

【００６５】(５)クランプ爪８９を閉じる。このクラン
プ爪８９を閉作動させる時間はタイマを用いて０.５〜
１０秒の範囲内の好ましい値に設定される。このとき、
第１フローティングデバイス８４がフローティング状態
にあるので、クランプ動作に伴ってキャップクランパ８
１がキャップの位置に応じて水平方向に移動しあるいは
傾いて、キャップ８０を正しい姿勢でクランプする。す
なわち、キャップ中心がキャップクランパ８１の軸線と
一致する正しい姿勢でキャップ８０がクランプされる。 (６)第１フローティングデバイス８４をロックした上
で、キャップクランパ８１(クランプ爪８９)をキャップ
８０が外れる方向(平面視で反時計回り方向)に回転さ
せ、キャップ８０を取り外す。この場合、キャップクラ
ンパ８１の上端部が第１タッチセンサ８８に接触したと
きに上記回転が停止される。なお、第１タッチセンサ８
８を用いずに、タイマを用いてキャップクランパ８１
(クランプ爪８９)を一定時間(例えば、０.５〜１０秒の
範囲内の好ましい値)だけ回転させてキャップ８０を取
り外すようにしてもよい。そして、キャップ８０を取り
外した後キャップクランパ８１を所定の位置(例えば、
キャップより５０mm上側)まで上昇させる。

【００６６】(７)回動アーム２１をその軸線まわりに所
定の角度ω(例えば、９０°)だけ回動させ、キャップク
ランパ８１を横向きにする一方注入ノズル８２を下向き
にし、注入ノズル８２にブレーキ液タンク１２２と係合
可能な姿勢をとらせる。なお、この場合、第２タッチセ
ンサ９０がオン状態にあることを確認する。第２タッチ
センサ９０がオン状態でない場合は、キャップ８０が脱
落していると考えられるからである。このとき、注入ノ
ズル８２の下端部すなわちノズル部１２１は、ブレーキ
液タンク１２２の開口部より所定距離(例えば、５０mm)
上方に位置している。また、タレ防止キャップ１４０は
開かれた状態(ノズル部１２１を覆っていない状態)にあ
る。 (８)第２フローティングデバイス９２をフローティング
状態にした上で、注入ノズル８２を下降させてノズル部
１２１をブレーキ液タンク１２２の開口部に当接・係合
させる。この注入ノズル８２を下降させる時間はタイマ
を用いて０.５〜１０秒の範囲内の好ましい値に設定さ
れる。このとき、第２フローティングデバイス９２がフ
ローティング状態にあるので、該当接に伴って注入ノズ
ル８２がブレーキ液タンク１２２の開口部の位置に応じ
て水平方向に移動しあるいは傾いて、ノズル部１２１を
正しい姿勢で上記開口部に当接させる。すなわち、ノズ
ル部１２１の中心がブレーキ液タンク１２２の開口部の
中心と一致する正しい姿勢でノズル部１２１と上記開口
部とが当接する。

【００６７】(９)第２フローティングデバイス９２をロ
ックし、さらにクランプ部材１２９でブレーキ液タンク
１２２の開口部をクランプした上で、注入ノズル８２か
らブレーキ液タンク１２２にブレーキ液を注入する。な
お、このときブレーキ液タンク１２２内のエアが注入ノ
ズル８２を介して吸引・排出される。 (１０)ブレーキ液タンク１２２に所定量のブレーキ液が
注入されたときに、ブレーキ液の注入及びエアの吸引を
停止し、この後クランプ部材１２９を開いてブレーキ液
タンク１２２の開口部のクランプを解除する。

【００６８】(１１)注入ノズル８２を所定距離(例え
ば、５０mm)だけ上昇させて停止させる。そして、第２
フローティングデバイス９２をフローティング状態にし
て基準姿勢をとらせ、この後第２フローティングデバイ
ス９２を再びロックする。 (１２)ロータリアクチュエータ１４９をオンし、タレ防
止キャップ１４０を閉じる。これによって、ノズル部１
２１がタレ防止キャップ１４０によって覆われる。な
お、タレ防止キャップ１４０内に溜まったブレーキ液は
ブレーキ液抜き取りホース１４６を通して外部に排出さ
れる。

【００６９】(１３)回動アーム２１を(７)の場合と逆方
向に所定の角度ω(例えば、９０°)だけ回動させ、注入
ノズル８２を横向きにする一方キャップクランパ８１を
再び下向きにし、キャップクランパ８１にブレーキ液タ
ンク１２２と係合可能な姿勢をとらせる。なお、この場
合、第２タッチセンサ９０がオン状態にあることを確認
する。このとき、キャップクランパ８１の下端部は、ブ
レーキ液タンク１２２の開口部より所定距離(例えば、
５０mm)だけ上方に位置している。 (１４)キャップクランパ８１を所定距離(例えば、５０m
m)だけ下降させた後、クランプ爪８９をキャップ８０が
締まる方向(平面視で時計回り方向)に回転させ、キャッ
プ８０を締める。この場合、クランプ爪８９を回転させ
る回数は、キャップ８０を外したときの回数と一致させ
ればよい。そして、キャップ８０を締めた後クランプ爪
８９を開き、キャップクランパ８１を所定距離(例え
ば、５０mm)だけ上昇させる。なお、このとき第２タッ
チセンサ９０がオフ状態にあることを確認する。 (１５)所定のプログラムに従って作業アーム２０及び回
動アーム２１を作動させて、ブレーキ液注入機２２を原
点位置まで高速で移動させる。以上で、今回のブレーキ
液注入作業が完了する。

【００７０】かかるブレーキ液注入作業によれば、まず
キャップ８０を取り外す際の位置決めによって、キャッ
プクランパ８１がブレーキ液タンク１２２に対して所定
の正しい位置に配置される。そして、ブレーキ液を注入
する際には回動アーム２１がωだけ回動させられてキャ
ップクランパ８１が横向きとなるが、ブレーキ液の注入
が終了した後で回動アーム２１が上記と逆方向にωだけ
回動させられてキャップクランパ８１が下向きとなるの
で、キャップクランパ８１は上記の所定の正しい位置に
復帰する。したがって、キャップクランパ８１でキャッ
プ８０を締める際には、キャップクランパ８１が必然的
に正しい位置に配置されていることになり、キャップク
ランパ８１の位置決めを行う必要がない。つまり、ブレ
ーキ液の注入作業においては、キャップ８０を取り外す
際と、ブレーキ液を注入する際の２回だけ位置決めを行
えば足りる。したがって、ブレーキ液注入作業における
位置決めが簡略化され、該作業が能率化される。また、
注入ノズル８２に付着しているブレーキ液の落下が確実
に防止され、ブレーキ液タンク１２２まわりの各部材へ
のブレーキ液の落下・付着が生じないので、該部材の腐
蝕が防止される。

【００７１】＜第２実施例＞以下、図３２を参照しつつ
第２実施例を説明するが、第２実施例の基本構成は前記
の第１実施例と共通であるので、以下では説明の重複を
避けるため第１実施例と共通する部分の説明は省略し、
第１実施例と異なる部分についてのみ説明する。なお、
図３２において第１実施例と共通する部材には第１実施
例の場合と同一の番号を付している。第２実施例におい
ては、ロボット３には第１実施例の場合のような略コの
字状の当接アーム２６を備えた当接部１８は設けられて
いない。したがって、ロボット３の車体Ｗへの当接手法
と、車体Ｗの姿勢の検出方法とが第１実施例の場合とは
異なることになる。第２実施例では、車体の平面視にお
ける左右の傾きは検出されるが、立面視における左右の
傾きは検出されない。また、第２実施例では、ロボット
３が車体Ｗに同期追従して走行する際に、その走行抵抗
を低減する補助モータ１６１が設けられている。その他
の点については、第１実施例の場合とほぼ同様である。

【００７２】図３２に示すように、第２実施例ではロボ
ット３に、該ロボット３を車体Ｗに当接ないしは連結さ
せて同期追従させるための当接アーム１６２が設けられ
ている。この当接アーム１６２は、開閉可能な把持部１
６２aを両矢印Ｓ₂方向に往復移動させることができるよ
うになっている。そして、当接アーム１６２は、ロボッ
ト３を車体Ｗに同期追従させる際には、把持部１６２a
を開いた状態で車体Ｗに向かって移動させてセンタピラ
ー７２をはさんだ後、把持部１６２aを閉じて該把持部
１６２aにセンタピラー７２を把持させる。これによっ
てロボット３と車体Ｗとが連結され、ロボット３が車体
Ｗに同期追従するようになっている。

【００７３】なお、車体Ｗが２ドア車である場合には、
後ドア用開口部が設けられないので、当接部材１６２の
把持部１６２aでセンタピラー７２をはさむことができ
ない。そこで、２ドア車の場合は、当接アーム１６２に
加えて、両矢印Ｓ₄方向に移動可能な接触部１６５aを備
えた補助当接アーム１６５を用いてロボット３を車体Ｗ
に連結(前後に固定)するようにしている。この場合、当
接アーム１６２の把持部１６２aを前側からセンタピラ
ー７２に当接させる一方、補助当接アーム１６５の接触
部１６５aを前ドア開口部７７の前側縁部に接触させ、
これによってロボット３と車体Ｗとを連結して、すなわ
ちロボット３と車体Ｗとの前後の相対的な移動が起こら
ないようにして、ロボット３を車体Ｗに同期追従させる
ようにしている。

【００７４】そして、第２実施例では、前記の当接アー
ム１６２あるいは補助当接アーム１６５で車体Ｗの姿勢
を検出することができない。そこで、車体Ｗの姿勢を検
出するために、夫々車体Ｗの右側から該車体Ｗに向かっ
て変位して車体Ｗに接触することができる第１接触部材
１６３及び第２接触部材１６４が設けられている。ここ
で、第１接触部材１６３は同期追従時にはセンタピラー
７２のやや後側で車体Ｗの側部に接触し、第２接触部材
１６４は同期追従時にはセンタピラー７２のやや前側で
車体Ｗの側部に接触するようになっている。

【００７５】かくして、計測制御盤１０は、第１接触部
材１６３の車体Ｗへの接触時における左方向への変位量
と、第２接触部材１６４の車体Ｗへの接触時における左
方向への変位量とに基づいて、平面視における車体Ｗの
左右の傾きを演算するようになっている。したがって、
第２実施例では、立面視における左右の傾きは検出され
ない。このように、第２実施例では立面視における左右
の傾きの検出を省略しているのは、およそ次のような理
由による。すなわち、車体Ｗに立面視における左右の傾
きが生じる原因は、主として左右のタイヤの空気圧のア
ンバランスであるが、空気圧の調整を入念に行えばかか
る空気圧のアンバランスはほとんど生じるおそれがな
く、また仮に空気圧のアンバランスが生じても車体Ｗの
立面視における左右の傾きは比較的小さく、作業部１７
によるブレーキ液注入作業に支障が生じるほどには至ら
ない。そこで、第２実施例では、立面視における車体Ｗ
の左右の傾きの検出を省略している。

【００７６】また、第２実施例では、車体Ｗとの同期追
従時におけるロボット３の走行抵抗を低減するために、
走行用サーボモータ３０とは別体の補助モータ１６１が
設けられている。この補助モータ１６１としては、例え
ば電動式モータあるいはエア作動式モータが用いられ
る。なお、図３２において１６０は、各種車種情報を記
憶しているメモリである。かくして、第２実施例におい
てもロボット３の同期追従時の走行抵抗が大幅に低減さ
れ、コンベア１の負荷が大幅に軽減される。さらに、ロ
ボット３の作業アーム２０には、ロボット３が車体Ｗに
同期追従しているときには車体Ｗに当接してあるいは車
体Ｗに連結されて車体Ｗを固定する連結部材１６６が設
けられている。このように、同期追従時に車体Ｗの姿勢
が固定されるので、作業部１７によるブレーキ液注入作
業の作業性ないしは作業精度が高められる。第２実施例
のその他の構成は、前記の第１実施例の場合と同様であ
る。

【００７７】

【発明の作用・効果】第１の発明によれば、ロボットを
物品に当接させるための当接アームの両端の物品への当
接状態に基づいて該物品の姿勢が検出され、この検出さ
れた物品の姿勢に基づいて作業手段が制御され、作業手
段の作業が適切に行われる。つまり、当接アームが物品
の姿勢検出センサを兼ねることになる。したがって、物
品の姿勢を検出する別体のセンサが不要となり、ロボッ
トの構造が簡素化される。さらに、当接アームが、略コ
の字状に形成されていて、水平方向及び鉛直方向に変位
してその両端部を物品に押圧・当接させることによって
物品の姿勢を検出するようになっているので、物品の平
面視及び立面視における傾き(姿勢のずれ)が検出され、
物品の姿勢が正確に認識される。

【００７８】

【００７９】第２の発明によれば、基本的には第１の発
明と同様の作用・効果が得られる。さらに、連動手段と
作業手段とが一体形成されているので、ロボットの構造
が簡素化される。

【００８０】第３の発明によれば、基本的には第１又は
第２の発明と同様の作用・効果が得られる。さらに、当
接アームの物品に対する当接状態に応じて作業アームの
姿勢が制御されるので、作業手段の作業精度が高められ
る。

【００８１】第４の発明によれば、基本的には第１〜第
３の発明のいずれか１つと同様の作用・効果が得られ
る。さらに、当接アームの両端部を車体の側部開口に差
し込んで上昇させるだけの簡単な動作で、該当接アーム
を車体に当接させることができるので、当接アームの操
作ないしは制御が容易となる。

【００８２】第５の発明によれば、基本的には第４の発
明と同様の作用・効果が得られる。さらに、当接アーム
の両端部をドア取り付け用開口部に差し込んで上昇させ
るだけの簡単な動作で、該当接アームを車体の中央部の
センタピラーに当接させることができるので、当接アー
ムの操作ないしは制御が容易となる。また、当接アーム
が車体の中央部に配置される剛性の高いセンタピラーと
当接するので、同期追従性が良くなる。

【００８３】

【００８４】第６の発明によれば、当接アームの両端部
を車体の側部開口に差し込んで上昇させるだけの簡単な
動作で、該当接アームを車体に当接させることができる
ので、当接アームの操作ないしは制御が容易となる。か
つ、当接アームの車体への当接状態に基づいて該車体の
姿勢を検出し、この車体の姿勢に基づいて作業手段を制
御するようにしているので、作業手段の作業が適切に行
われる。したがって、物品の姿勢を検出するセンサが不
要となり、ロボットの構造が簡素化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 請求項１〜請求項５に対応する第１〜第５の
発明の構成を示すブロック図である。

【図２】 本発明の第１実施例を示す、ブレーキ液注入
用のロボットを備えた自動車生産ラインの平面説明図で
ある。

【図３】 第１実施例にかかるロボットの平面説明図で
ある。

【図４】 図３に示すロボットの側面説明図である。

【図５】 図３に示すロボットの後面説明図である。

【図６】 スライディングルーフ取り付け用のロボット
の平面説明図である。

【図７】 図３に示すロボットの走行部の前半部の一部
断面側面説明図である。

【図８】 図３に示すロボットの走行部の後半部の一部
断面側面説明図である。

【図９】 パウダクラッチの構造を示す模式図である。

【図１０】 当接アームの旋回モータまわりの正面説明
図である。

【図１１】 車体に当接する前における当接アームの姿
勢を示す図である。

【図１２】 車体に当接した後における当接アームの姿
勢を示す図である。

【図１３】 車体に当接する前における当接アームの姿
勢を示す図である。

【図１４】 当接部材がレインレールに当接した状態を
示す図である。

【図１５】 当接部材がセンタピラーに当接した状態を
示す図である。

【図１６】 ボディセンサ及び近接スイッチの車体に対
する当接基準位置を示す図である。

【図１７】 当接部材が車体に当接している状態を後側
からみた図である。

【図１８】 当接部材が車体に当接している状態を上側
からみた図である。

【図１９】 ブレーキ液注入機の正面説明図である。

【図２０】 ブレーキ液注入機の側面説明図である。

【図２１】 ブレーキ液注入機の平面説明図である。

【図２２】 フローティングデバイスの一部断面立面説
明図である。

【図２３】 図２２に示すフローティングデバイスの球
面リング及び外リングを拡大して示した図である。

【図２４】 フローティングデバイスの可動体プレート
の移動方向を示す図である。

【図２５】 ブレーキ液注入機の注入ノズルの側面説明
図である。

【図２６】 図２５に示す注入ノズルの一部断面側面説
明図である。

【図２７】 タレ防止キャップを装着した注入ノズルの
側面説明図である。

【図２８】 図２７に示す注入ノズルの正面説明図であ
る。

【図２９】 図２７に示す注入ノズルの下面平面説明図
である。

【図３０】 タレ防止キャップ及びその駆動機構の側面
説明図である。

【図３１】 図３０に示すタレ防止キャップ及びその駆
動機構の正面説明図である。

【図３２】 本発明の第２実施例を示す、ブレーキ液注
入用のロボットを備えた自動車生産ラインの斜視説明図
である。

【符号の説明】

ＰＬ…自動車生産ライン Ｗ…車体 １…コンベア ２…走行軌道 ３…ロボット ４…ブレーキ液供給装置 ５…作業ステーション ６,７…第１,第２車体検出センサ ８…ロボット制御盤 ９…インタロック盤 １０…計測制御盤 １４…走行部 １７…作業部 １８…当接部 ２６…当接アーム ５４,５５…水平アーム ５６,５７…昇降アーム ６５,６６…当接部材 ７１…レインレール ７２…センタピラー ７７…前ドア取り付け用開口部 １６２…当接アーム １６５…補助当接アーム １６３,１６４…第１,第２接触部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木原 伸雄 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−152038（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−278885（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−112290（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−34254（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−146688（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−226482（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−260781（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−63643（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−64386（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23P 19/00 - 21/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 当接アームを備えていて、該当接アーム
   を搬送手段によって搬送されている物品の進行方向にみ
   て前側から該物品に押圧・当接させることにより、物品
   から与えられる駆動力でもって該物品に同期追従して移
   動することができる連動手段と、 該連動手段の移動に基づいて物品に同期追従して移動
   し、該物品に対して所定の作業を行う作業手段とが設け
   られている姿勢検出型ロボットであって、 当接アームの両端の物品への当接状態に基づいて該物品
   の姿勢を検出し、この検出された物品の姿勢に基づいて
   作業手段を制御する作業制御手段が設けられ、 当接アームが、略コの字状に形成され、かつその中間部
   が略水平方向に延びその両端部が上記中間部の下方に位
   置するように配置されていて、 該当接アームが、水平方向及び鉛直方向に変位してその
   両端部を物品に押圧・当接させるようになっ ていること
   を特徴とする姿勢検出型ロボット。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された姿勢検出型ロボッ
   トにおいて、 連動手段と作業手段とが一体形成されていることを特徴
   とする姿勢検出型ロボット。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載された姿勢検出型
   ロボットにおいて、 作業手段に、その姿勢を変化させることによって作業位
   置を変化させることができる作業アームが設けられ、 作業制御手段が、当接アームの物品に対する当接状態に
   応じて作業アームの姿勢を制御するようになっているこ
   とを特徴とする姿勢検出型ロボット。
4. 【請求項４】 請求項１〜請求項３のいずれか１つに記
   載された姿勢検出型ロボットにおいて、 搬送手段によって搬送される物品が自動車の車体であっ
   て、 当接アームが車体に押圧・当接させられる際には、該当
   接アームの両端部が、車体の側部開口に差し込まれた後
   上昇させられてその上部が開口上縁部に接触させられ、
   この後上記両端部の後部が開口後縁部に接触させられる
   ようになっていることを特徴とする姿勢検出型ロボッ
   ト。
5. 【請求項５】 請求項４に記載された姿勢検出型ロボッ
   トにおいて、 車体の側部開口がドア取り付け用開口部であって、 当接アームの両端部がドア取り付け用開口部に差し込ま
   れた後上昇させられてその上部がレインレールに接触さ
   せられ、この後上記両端部の後部がセンタピラーに接触
   させられるようになっていることを特徴とする姿勢検出
   型ロボット。
6. 【請求項６】 当接アームを備えていて該当接アームを
   搬送手段によって搬送されている物品の進行方向にみて
   前側から該物品に押圧・当接させることにより物品から
   与えられる駆動力でもって該物品に同期追従して移動す
   ることができる連動手段と、該連動手段の移動に基づい
   て物品に同期追従して移動し該物品に対して所定の作業
   を行う作業手段とが設けられているロボットによる物品
   の姿勢検出方法であって、 搬送手段によって搬送される物品が自動車の車体であっ
   て、 当接アームを、略コの字状に形成した上でその中間部が
   略水平方向に延びその両端部が上記中間部の下方に位置
   するように配置し、 当接アームの両端部を車体の側部開口に差し込んだ後、
   上昇させてその上部を開口上縁部に接触させ、この後上
   記両端部の後部を開口後縁部に接触させ、 当接アームの車体に対する当接状態に基づいて車体の姿
   勢を検出し、この検出された車体の姿勢に基づいて作業
   手段を制御するようにしたことを特徴とする物品の姿勢
   検出方法。