JP4154096B2 - Article assembly method and article assembly apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物品クランプ手段にクランプした第1物品を物品組付用ロボットで予め記憶された移動経路に沿って第2物品に向けて移動させ、第1物品を第2物品に組み付けるための物品組付方法と、その方法の実施に直接使用する物品組付装置とに関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車のドアを車体のドア取付開口に組み付けるべく、ドア側ヒンジの位置および車体側ヒンジの位置をそれぞれドア用の計測手段および車体用の計測手段で検出し、それらドア用の計測手段および車体用の計測手段の検出結果に基づいてドアを搬送するロボットの移動経路を補正することにより、ドア側ヒンジを車体側ヒンジに正しく係合させるものが、特許第2735858号公報により公知である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記従来のものは、ドア側ヒンジの位置および車体側ヒンジの位置をそれぞれドア用の計測手段および車体用の計測手段で検出するので、2個の計測手段が必要になって設備費が嵩むだけでなく、2個の計測手段の誤差が累積されるためにロボットの移動経路を正しく補正することが難しくなる問題がある。しかも計測手段の構造が、シリンダで移動する当接部をヒンジに接触させ、そのときの当接部の位置に基づいてヒンジの位置を検出するようになっているので、ヒンジの形状に応じて当接部の形状を変化させる必要があり、汎用性に欠ける問題がある。
【0004】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、物品組付用ロボットにより第1物品を第2物品に組み付ける際に、その位置合わせ作業を簡単かつ確実に行えるようにすることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、物品クランプ手段にクランプした第1物品を物品組付用ロボットにより予め記憶された移動経路に沿って移動させ、第1物品に設けた第1ヒンジを第2物品に設けた第2ヒンジに係合させた後、第1ヒンジのピン孔および第2ヒンジのピン孔にヒンジピンを挿入する物品組付方法において、非接触式検出手段で第1ヒンジの中心の位置座標を検出する工程と、検出した第1ヒンジの中心の位置座標および予め記憶された位置座標間の第1偏差を算出する工程と、前記非接触式検出手段で第2ヒンジの中心の位置座標を検出する工程と、検出した第2ヒンジの中心の位置座標および予め記憶された位置座標間の第2偏差を算出する工程と、第1偏差および第2偏差に基づいて物品組付用ロボットによる第1物品の移動経路を補正する工程とを含み、前記非接触式検出手段は、第1ヒンジの一対のピン孔のエッジ上の複数点の位置座標から該ピン孔の中心の位置座標を算出するとともに、前記一対のピン孔の各中心の中間点として前記第1ヒンジの中心の位置座標を算出し、かつ第2ヒンジの一対のピン孔のエッジ上の複数点の位置座標から該ピン孔の中心の位置座標を算出するとともに、前記一対のピン孔の各中心の中間点として前記第2ヒンジの中心の位置座標を算出することを特徴とする物品組付方法が提案される。
【0006】
また請求項2に記載された発明によれば、物品クランプ手段にクランプした第1物品を物品組付用ロボットにより予め記憶された移動経路に沿って移動させ、第1物品に設けた第1ヒンジを第2物品に設けた第2ヒンジに係合させた後、第1ヒンジのピン孔および第2ヒンジのピン孔にヒンジピンを挿入する物品組付方法において、非接触式検出手段で第1ヒンジの中心の位置座標を検出する工程と、検出した第1ヒンジの中心の位置座標および予め記憶された位置座標間の第1偏差を算出する工程と、前記非接触式検出手段で第2ヒンジの中心の位置座標を検出する工程と、検出した第2ヒンジの中心の位置座標および予め記憶された位置座標間の第2偏差を算出する工程と、第1偏差および第2偏差に基づいて物品組付用ロボットによる第1物品の移動経路を補正する工程とを含み、前記非接触式検出手段は、ピン孔のエッジ上の複数点の位置座標に基づいて該ピン孔が形成されたヒンジ板に沿う直線または面の傾きを算出し、算出した傾きが基準値を越えた場合に異常判定を行うことを特徴とする物品組付方法が提案される。
【0007】
また請求項3に記載された発明によれば、物品クランプ手段にクランプした第1物品を物品組付用ロボットにより予め記憶された移動経路に沿って移動させ、第1物品に設けた第1ヒンジを第2物品に設けた第2ヒンジに係合させた後、第1ヒンジのピン孔および第2ヒンジのピン孔にヒンジピンを挿入する物品組付方法において、非接触式検出手段で第1ヒンジの中心の位置座標を検出する工程と、検出した第1ヒンジの中心の位置座標および予め記憶された位置座標間の第1偏差を算出する工程と、前記非接触式検出手段で第2ヒンジの中心の位置座標を検出する工程と、検出した第2ヒンジの中心の位置座標および予め記憶された位置座標間の第2偏差を算出する工程と、第1偏差および第2偏差に基づいて物品組付用ロボットによる第1物品の移動経路を補正する工程とを含み、前記非接触式検出手段は、ピン孔のエッジ上の複数点の位置座標から該ピン孔の中心の位置座標を算出するとともに、対を成すヒンジ板の2個のピン孔の中心を通る直線の傾きを算出し、算出した傾きが基準値を越えた場合に異常判定を行うことを特徴とする物品組付方法が提案される。
【0008】
また請求項4に記載された発明によれば、物品クランプ手段にクランプした第1物品を物品組付用ロボットにより予め記憶された移動経路に沿って移動させ、第1物品に設けた第1ヒンジを第2物品に設けた第2ヒンジに係合させた後、第1ヒンジのピン孔および第2ヒンジのピン孔にヒンジピンを挿入する物品組付方法において、非接触式検出手段で第1ヒンジの中心の位置座標を検出する工程と、検出した第1ヒンジの中心の位置座標および予め記憶された位置座標間の第1偏差を算出する工程と、前記非接触式検出手段で第2ヒンジの中心の位置座標を検出する工程と、検出した第2ヒンジの中心の位置座標および予め記憶された位置座標間の第2偏差を算出する工程と、第1偏差および第2偏差に基づいて物品組付用ロボットによる第1物品の移動経路を補正する工程とを含み、前記非接触式検出手段は、第1、第2物品の一端側に位置する一端側ヒンジのピン孔のエッジ上の複数点の位置座標から該一端側ヒンジの中心の位置座標を算出し、かつ第1、第2物品の他端側に位置する他端側ヒンジのピン孔のエッジ上の複数点の位置座標から該他端側ヒンジの中心の位置座標を算出するとともに、一端側ヒンジの中心および他端側ヒンジの中心を通る直線の傾きを算出し、算出した傾きが基準値を越えた場合に異常判定を行うことを特徴とする物品組付方法が提案される。
【0009】
上記請求項1〜4の構成によれば、物品組付用ロボットの物品クランプ手段にクランプした第1物品を第2物品に向けて移動させ、第1物品に設けた第1ヒンジを第2物品に設けた第2ヒンジに係合させる際に、共通の非接触式検出手段で第1ヒンジの中心の位置座標および第2ヒンジの中心の位置座標を検出して前記位置座標と予め記憶された位置座標との偏差を算出し、この偏差に基づいて物品組付用ロボットによる第1物品の移動経路を補正するので、第1ヒンジあるいは第2ヒンジに多少の変形や取付誤差が存在しても、それら変形や取付誤差を補償して第1ヒンジを第2ヒンジにスムーズに係合させ、ヒンジの損傷を防止しながら第1物品の組付作業を短時間で行うことが可能になる。また共通の非接触式検出手段で第1ヒンジおよび第2ヒンジの中心の位置座標を算出するので、設備費を削減することができるだけでなく、前記位置座標の誤差が累積するのを防止して第1ヒンジを第2ヒンジに一層スムーズに係合させることができ、しかも非接触式検出手段を用いたことによりヒンジの形状の影響を排除して汎用性を高めることができる。
【0010】
特に請求項1の構成によれば、第1ヒンジの一対のピン孔のエッジ上の複数点の位置座標から該ピン孔の中心の位置座標を算出し、それら一対のピン孔の各中心の中間点として前記第1ヒンジの中心の位置座標を算出するので、第1ヒンジの中心を的確に表す位置座標を得ることができる。また第2ヒンジの一対のピン孔のエッジ上の複数点の位置座標から該ピン孔の中心の位置座標を算出し、それら一対のピン孔の各中心の中間点として前記第2ヒンジの中心の位置座標を算出するので、第2ヒンジの中心を的確に表す位置座標を得ることができる。
【0011】
特に請求項2の構成によれば、ピン孔が形成されたヒンジ板に沿う直線または面の傾きが大きい場合に異常判定を行うので、ヒンジ板の変形等の異常事態に速やかに対応することができる。
【0012】
特に請求項3の構成によれば、ヒンジの対を成すヒンジ板の2個のピン孔の中心を通る直線の傾きが大きい場合に異常判定を行うので、ヒンジの取付角度の不良等の異常事態に速やかに対応することができる。
【0013】
特に請求項4の構成によれば、一端側ヒンジの中心および他端側ヒンジの中心を通る直線の傾きが大きい場合に異常判定を行うので、ヒンジの取付位置の不良等の異常事態に速やかに対応することができる。
【0014】
また請求項5に記載された発明によれば、請求項1〜4の何れかに記載された物品組付方法の実施に直接使用する物品組付装置であって、第1ヒンジのピン孔および第2ヒンジのピン孔にヒンジピンを挿入するヒンジピン挿入手段を備えたヒンジピン挿入用ロボットに、前記非接触式検出手段を設けたことを特徴とする物品組付装置が提案される。
【0015】
上記構成によれば、ヒンジピン挿入用ロボットがヒンジピン挿入手段および非接触式検出手段の両方を備えているので、ヒンジピン挿入用ロボットを多目的に使用して設備費を削減することができる。
【0016】
また請求項6に記載された発明によれば、請求項5の構成に加えて、前記ヒンジピンは軸部にセレーション部を介して連設されたフランジ状の頭部を有しており、前記ヒンジピン挿入手段は、前記セレーション部に嵌合して前記頭部をクランプするU字状の切欠が形成されたクランプ部材と、このクランプ部材を進退駆動するクランプ用シリンダとを備えたことを特徴とする物品組付装置が提案される。
【0017】
上記構成によれば、ヒンジピン挿入手段に設けたU字状の切欠を有するクランプ部材でヒンジピンのフランジ状の頭部をクランプするので、ヒンジピンの挿入時に該ヒンジピンが倒れて挿入異常が発生するの防止することができる。
【0018】
また請求項7に記載された発明によれば、物品クランプ手段にクランプした第1物品を物品組付用ロボットにより予め記憶された移動経路に沿って第2物品に向けて移動させ、第1、第2物品の一方に設けた一対のヒンジを第1、第2物品の他方に設けた一対の取付部に位置決めした後に、前記一対のヒンジを取付部にボルト止めする物品組付方法において、非接触式検出手段で一対のヒンジの各中心の中間点の位置座標を検出する工程と、前記非接触式検出手段で一対の取付部の各中心の中間点の位置座標を検出する工程と、前記一対のヒンジの各中心の中間点の位置座標が前記一対の取付部の各中心の中間点の位置座標に一致するように物品組付用ロボットで第1物品を移動させる工程と、を含むことを特徴とする物品組付方法が提案される。
【0019】
上記構成によれば、物品組付用ロボットの物品クランプ手段にクランプした第1物品を第2物品に向けて移動させ、第1、第2物品の一方に設けた一対のヒンジを第1、第2物品の他方に設けた一対の取付部に位置決めしてボルト止めする際に、共通の非接触式検出手段で一方の物品の一対のヒンジの各中心の中間点の位置座標および他方の物品の一対の取付部の各中心の中間点の位置座標を検出し、これら2つの位置座標が一致するように物品組付用ロボットで第1物品を移動させるので、ヒンジに多少の変形や取付誤差が存在しても、それら変形や取付誤差を補償して第1物品および第2物品の組付作業を短時間で行うことが可能になる。また共通の非接触式検出手段で前記2つの位置座標を検出するので、設備費を削減することができるだけでなく、前記位置座標の誤差が累積するのを防止して第1物品を第2物品に一層スムーズに組み付けることができ、しかも非接触式検出手段を用いたことによりヒンジの形状の影響を排除して汎用性を高めることができる。
【0020】
尚、本発明の物品クランプ手段は実施例のドアクランプ手段12あるいはボンネットフードクランプ手段12′に対応し、本発明の物品組付用ロボットは実施例のドア組付用ロボットR1 あるいはボンネットフード組付用ロボットR1 ′に対応し、本発明の第1物品は実施例のドアDあるいはボンネットフードFに対応し、本発明の第2物品は実施例の車体Bに対応し、本発明の第1ヒンジは実施例のドア側ヒンジ24U ,24L に対応し、本発明の第2ヒンジは実施例の車体側ヒンジ23U ,23L に対応し、本発明の一端側ヒンジは実施例の上部車体側ヒンジ23U および上部ドア側ヒンジ24U に対応し、本発明の他端側ヒンジは実施例の下部車体側ヒンジ23L および下部ドア側ヒンジ24L に対応する。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。 図1〜図13は本発明の第1実施例を示すもので、図1は自動車のドア組付ステーションの平面図、図2は自動車のドア組付ステーションの斜視図、図3は図2の3方向矢視図、図4は図3の4−4線矢視図、図5は図2の5方向矢視図、図6は図5の6方向矢視図、図7は図6の7−7線断面図、図8は図2の8方向拡大矢視図、図9は図2の9方向拡大矢視図、図10はヒンジ位置検出の作用説明図、図11はヒンジ位置検出の作用説明図、図12はヒンジピン挿入の作用説明図、図13はヒンジの取付不良状態の説明図である。
【0022】
図1および図2に示すように、自動車の車体Bを搬送する組立ラインLmに設けられたドア組付ステーションSの左右両側に、前記車体Bに組み付ける左右のドアD,DをパレットPA,PAに搭載して搬送する左右のドア搬送ラインLs,Lsが設けられる。ドア組付ステーションSの左側には、パレットPA上のドアDをクランプして車体Bの左側面のドア取付開口Oに組み付けるドア組付用ロボットR1 と、車体側ヒンジの位置およびドア側ヒンジの位置を検出するとともに、車体側ヒンジおよびドア側ヒンジにヒンジピンを挿入するヒンジピン挿入用ロボットR2 とが配置される。またドア組付ステーションSの右側には、パレットPA上のドアDをクランプして車体Bの右側面のドア取付開口Oに組み付けるドア組付用ロボットR1 と、車体側ヒンジの位置およびドア側ヒンジの位置を検出するとともに、車体側ヒンジおよびドア側ヒンジにヒンジピンを挿入するヒンジピン挿入用ロボットR2 とが配置される。左側のドア組付用ロボットR1 およびヒンジピン挿入用ロボットR2 、並びに右側のドア組付用ロボットR1 およびヒンジピン挿入用ロボットR2 は、組立ラインLmを挟んで左右対称に配置されていて実質的に同一構造であるため、以下、その代表として左側のドア組付用ロボットR1 およびヒンジピン挿入用ロボットR2 について、その構造および機能を説明する。
【0023】
図2〜図4に示すように、ドア組付用ロボットR1 は多関節型ロボットよりなり、そのロボットアーム10の先端にフローティング機構11を介してドアクランプ手段12がフローティング可能に設けられる。ドアクランプ手段12の基板13から垂下する一対の支柱14,14の下端に、ドアDの下縁を支持する受け部材15,15と、シリンダ16,16で進退して前記受け部材15,15に支持したドアDの下縁をクランプするクランプ部材17,17とが設けられる。また基板13から起立する一対の支柱18,18の上端にシリンダ19,19が設けられており、これらシリンダ19,19の出力ロッドの先端にドアガラスGを吸着可能な吸盤20,20が設けられる。更に、基板13の一端に設けたシリンダ21により進退するクランプピン22が、ドアDの後縁に開口する切欠Nに係合可能である。而して、ドアクランプ手段12により、ドアDの下縁の2ヵ所、ドアガラスGの2ヵ所およびドアDの後縁の1ヵ所が支持される。
【0024】
フローティング機構11は、ドアクランプ手段12およびドアDを併せた重心位置の近傍を支持するもので、ロボットアーム10に対してドアクランプ手段12を固定するロック状態と、ロボットアーム10に対してドアクランプ手段12が自由に移動できるフローティング状態とを切り換えることが可能である。
【0025】
車体Bのドア取付開口Oの前縁には上下一対の車体側ヒンジ23U ,23L が設けられており、ドア組付用ロボットR1 はクランプしたドアDの前縁に設けた上下一対のドア側ヒンジ24U ,24L を前記車体側ヒンジ23U ,23L にそれぞれ係合させることにより、ドアDをドア取付開口Oに組み付ける。
【0026】
図2および図5〜図7に示すように、ヒンジピン挿入用ロボットR2 は多関節型ロボットよりなり、そのロボットアーム31の先端にヒンジピン挿入手段32が設けられる。ヒンジピン挿入手段32は直方体状のハウジング33を備えており、その内部に挿入用シリンダ34U が上下方向に配置される。挿入用シリンダ34U から上方に延びる出力ロッド35U の上端に設けられた挿入アーム36U がハウジング33の外部に突出しており、その先端上面に凹部37U が形成される。ヒンジピンPは軸部P1 と、この軸部P1 に連なるセレーション部P2 と、このセレーション部P2 に連なるフランジ状の頭部P3 とを備えており、軸部P1 を上向きにした頭部P3 が前記凹部37U に嵌合して支持される。挿入アーム36U の上面に支持したクランプ用シリンダ38U の出力ロッドに、先端にU字状の切欠39U を備えたクランプ部材40U が設けられる。クランプ用シリンダ38U でクランプ部材40U を前進させて切欠39U をヒンジピンPのセレーション部P2 に係合させると、凹部37U およびクランプ部材40U 間にヒンジピンPの頭部P3 がクランプされる。
【0027】
上記部材34U 〜40U は、上部車体側ヒンジ23U および上部ドア側ヒンジ24U にヒンジピンPを挿入するためのもので、下部車体側ヒンジ23L および下部ドア側ヒンジ24L にヒンジピンPを挿入するため部材34L 〜40L が、前記部材34U 〜40U に対して実質的に上下対称に配置される。
【0028】
図6および図10に示すように、ヒンジピン挿入用ロボットR2 のヒンジピン挿入手段32のハウジング33からステー41が延びており、このステー41にレーザーを用いた非接触式検出手段42が設けられる。非接触式検出手段42は、レーザーを送光および受光する上下一対のレーザーヘッド43U ,43L と、レーザーヘッド43U ,43L から送光されたレーザーあるいはレーザーヘッド43U ,43L に受光されるレーザーを反射する上下一対のミラー44U ,44L とを備える。非接触式検出手段42のミラー44U ,44L は、車体側ヒンジ23U ,23L の上下一対のヒンジ板47,48(図9参照)間、あるいはドア側ヒンジ24U ,24L の上下一対のヒンジ板45,46(図8参照)間に挿入可能である。
【0029】
このように、共通のヒンジピン挿入用ロボットR2 にヒンジピン挿入手段32および非接触式検出手段42の両方を支持したので、それらヒンジピン挿入手段32および非接触式検出手段42をそれぞれ別個のロボットに支持する場合に比べて設備費を大幅に削減することができる。
【0030】
次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用を説明する。
【0031】
ドアD,Dを組み付けるべき車体Bが組立ラインLm上を搬送されてドア組付ステーションSに停止するまでの間に、図3および図4に示すように、ドア組付用ロボットR1 がドア搬送ラインLsにより搬送されたパレットPA上のドアDを受け取ってクランプするとともに、図6および図7に示すように、ヒンジピン挿入用ロボットR2 がヒンジピン挿入手段32によって2本のヒンジピンP,Pをクランプする。
【0032】
続いて、図10に示すように、ヒンジピン挿入用ロボットR2 を移動させて非接触式検出手段42を上部ドア側ヒンジ24U の2枚のヒンジ板45,46間に挿入し、そのピン孔451 ,461 の位置を検出する。即ち、予めヒンジピン挿入用ロボットR2 にティーチングした上部ドア側ヒンジ24U の位置に基づいて、非接触式検出手段42を前記上部ドア側ヒンジ24U の2枚のヒンジ板45,46間に挿入して所定の経路を移動させながらレーザーヘッド43U ,43L からレーザーを送光すると、ミラー44L ,44R に反射されたレーザーが上下方向に偏向して2枚のヒンジ板45,46に照射される。
【0033】
このときレーザーの照射経路にピン孔451 ,461 が存在しなければ、ヒンジ板45,46に反射されたレーザーが再度ミラー44L ,44R に反射されてレーザーヘッド43U ,43L に受光され、またレーザーの照射経路にピン孔451 ,461 が存在すればヒンジ板45,46からのレーザーの反射光がレーザーヘッド43U ,43L に受光されないため、その受光強度の変化に応じてピン孔451 ,461 のエッジの方向を検出することができる(図11参照)。また送光から受光までの時間に基づいていてエッジまでの距離を検出することができるので、最終的に前記エッジの三次元座標を検出することができる。
【0034】
図8に示すように、上側のレーザーヘッド43U により上部ドア側ヒンジ24U の上側のヒンジ板45のピン孔451 のエッジ上の3点の座標a1 ,a2 ,a3 を検出し、それらの座標a1 ,a2 ,a3 に基づいてピン孔451 の中心の座標Aを算出する。これと同時に、下側のレーザーヘッド43L により上部ドア側ヒンジ24U の下側のヒンジ板46のピン孔461 のエッジ上の3点の座標b1 ,b2 ,b3 を検出し、それらの座標b1 ,b2 ,b3 に基づいてピン孔461 の中心の座標Bを算出する。続いて上下のピン孔451 ,461 の中心の座標A,Bの中間点の座標XU を算出し、その中間点の座標XU を上部ドア側ヒンジ24U の中心を示す代表値とする。
【0035】
続いて、下部ドア側ヒンジ24L の中心を示す代表値となる座標XL の算出を、上述した上部ドア側ヒンジ24U と同様にして実行する。
【0036】
次に、ヒンジピン挿入用ロボットR2 を移動させて非接触式検出手段42を上部車体側ヒンジ23U の2枚のヒンジ板47,48間に挿入し、そのピン孔471 ,481 の位置を検出する。即ち、図9に示すように、予めヒンジピン挿入用ロボットR2 にティーチングした上部車体側ヒンジ23U の位置に基づいて、非接触式検出手段42を前記上部車体側ヒンジ23U の2枚のヒンジ板47,48間に挿入して所定の経路を移動させながら、上側のレーザーヘッド43U により上部車体側ヒンジ23U の上側のヒンジ板47のピン孔471 のエッジ上の3点の座標c1 ,c2 ,c3 を検出し、それらの座標c1 ,c2 ,c3 に基づいてピン孔471 の中心の座標Cを算出する。これと同時に、下側のレーザーヘッド43L により上部車体側ヒンジ23U の下側のヒンジ板48のピン孔481 のエッジ上の3点の座標d1 ,d2 ,d3 を検出し、それらの座標d1 ,d2 ,d3 に基づいてピン孔481 の中心の座標Dを算出する。続いて上下のピン孔471 ,481 の中心C,Dの中間点の座標YU を算出し、その中間点の座標YU を上部車体側ヒンジ23U の中心を示す代表値とする。
【0037】
続いて、下部車体側ヒンジ23L の中心の代表値としての座標YL の算出を、上述した上部車体側ヒンジ23U と同様にして実行する。
【0038】
以上のようにして上下のドア側ヒンジ24U ,24L の中心の座標XU ,XL が算出されると、その実際の中心の座標XU ,XL と予め記憶された上下のドア側ヒンジ24U ,24L の正しい中心の座標XU0,XL0とのずれである第1偏差EDU ,EDL が算出される(図8参照)。同様に、上下の車体側ヒンジ23U ,23L の実際の中心の座標YU ,YL と、予め記憶された上下の車体側ヒンジ23U ,23L の正しい中心の座標YU0,YL0とのずれである第2偏差EBU ,EBL が算出される(図9参照)。
【0039】
以上のように、車体側ヒンジ23U ,23L の位置およびドア側ヒンジ24U ,24L の位置の両方を共通の非接触式検出手段42で検出するので、車体側ヒンジ23U ,23L の位置およびドア側ヒンジ24U ,24L の位置を2台の非接触式検出手段でそれぞれ別個に検出する場合に比べて設備費を削減することができ、しかも2台の非接触式検出手段の検出誤差が累積することがないので検出精度を高めることができる。また非接触式検出手段42を用いたことにより、ヒンジの形状に左右されずに検出を行うことが可能となって汎用性が高められる。
【0040】
またドア側ヒンジ24U ,24L では、上下のヒンジ板45,46のピン孔451 ,461 の中心を結ぶ直線の中間点の座標XU ,XL をドア側ヒンジ24U ,24L の中心を示す代表値とし、車体側ヒンジ23U ,23L では、上下のヒンジ板47,48のピン孔471 ,481 の中心を結ぶ直線の中間点の座標YU ,YL を車体側ヒンジ23U ,23L の中心を示す代表値とするので、ドア側ヒンジ24U ,24L および車体側ヒンジ23U ,23L の中心を的確に表示することができる。
【0041】
更に、図13(a)に示すように、上部車体側ヒンジ23U (下部車体側ヒンジ23L )の上側のピン孔471 のエッジ上の3点の座標c1 ,c2 ,c3 に基づいて該ピン孔471 が形成されたヒンジ板47に沿う直線L1 の傾きを算出し、この直線L1 と予め記憶された基準となる直線L10との角度差が基準値を越えた場合に、ヒンジ板47の変形や上部車体側ヒンジ23U の傾き等の異常が発生したと判断し、警報を発するとともにドアDの組付作業を中止する。上部車体側ヒンジ23U (下部車体側ヒンジ23L )の下側のヒンジ板48のピン孔481 および上下のドア側ヒンジ24U ,24L の上下のヒンジ板45,46のピン孔451 ,461 に関しても、同様の異常判定を実行する。尚、ヒンジ板45,46,47,48に沿う直線L1 の傾きを算出する代わりに、ヒンジ板45,46,47,48に沿う面の傾きを算出しても良い。
【0042】
また、図13(a)に示すように、上部車体側ヒンジ23U (下部車体側ヒンジ23L )の2枚のヒンジ板47,48のピン孔471 ,481 の中心C,Dを通る直線L2 の傾きを算出し、この直線L2 と予め記憶された基準となる直線L20との角度差が基準値を越えた場合に、上部車体側ヒンジ23U (下部車体側ヒンジ23L )の傾き等の異常が発生したと判断し、警報を発するとともにドアDの組付作業を中止する。上下のドア側ヒンジ24U ,24L に関しても、同様の異常判定を実行する。
【0043】
また図13(b)に示すように、上部車体側ヒンジ23U の中心の座標YU および下部車体側ヒンジ23L の中心座標YL を結ぶ直線L3 の傾きを算出し、この直線L3 と予め記憶された基準となる直線L30との角度差が基準値を越えた場合に、上部車体側ヒンジ23U および下部車体側ヒンジ23L の取付位置の異常が発生したと判断し、警報を発するとともにドアDの組付作業を中止する。上下のドア側ヒンジ24U ,24L に関しても、同様の異常判定を実行する。
【0044】
而して、車体側ヒンジ23U ,23L およびドア側ヒンジ24U ,24L の取付状態が正常であってドアDの組付に支障がない場合には、予め記憶されたドア組付用ロボットR1 の移動軌跡を前記偏差EDU ,EDL ;EBU ,EBL に基づいて補正することにより、ドア側ヒンジ24U ,24L を車体側ヒンジ23U ,23L にスムーズに係合させることができる。これにより、ドア側ヒンジ24U ,24L に車体側ヒンジ23U ,23L が衝突して損傷するような事態を確実に防止することができる。
【0045】
これを更に詳述すると、ドア組付用ロボットR1 は、予め記憶されたドア側ヒンジ24U ,24L の中心の正しい座標XY0,XL0および車体側ヒンジ23U ,23L の中心の正しい座標YU0,YL0に基づいて、ドア側ヒンジ24U ,24L を車体側ヒンジ23U ,23L に係合させる動きを行うようにティーチングされているが、ドア側ヒンジ24U ,24L の実際の中心の座標XU ,XL および車体側ヒンジ23U ,23L の実際の座標YU ,YL に誤差が存在すると、前記ティーチングどおりの動きを行うだけではドア側ヒンジ24U ,24L を車体側ヒンジ23U ,23L にスムーズに係合させることができなくなる。そこで、ドア組付用ロボットR1 が移動する過程で、予め記憶したドア側ヒンジ24U ,24L および車体側ヒンジ23U ,23L の中心の正しい座標XY0,XL0;YU0,YL0(図8、図9参照)と、実際に検出したドア側ヒンジ24U ,24L および車体側ヒンジ23U ,23L の中心の座標XU ,XL ;YU ,YL との偏差EDU ,EDL ;EBU ,EBL を補償する補正を行うことにより、ドア側ヒンジ24U ,24L を車体側ヒンジ23U ,23L にスムーズに係合させることが可能となる。
【0046】
続いてヒンジピン挿入用ロボットR2 が作動し、相互に係合した上部ドア側ヒンジ24U および上部車体側ヒンジ23U と、相互に係合した下部ドア側ヒンジ24L および下部車体側ヒンジ23L との間に、ヒンジピン挿入手段32を挿入する。そして一対の挿入用シリンダ34U ,34L の出力ロッド35U ,35L を共に伸長させ、2本のヒンジピンP,Pをそれぞれ上方および下方に移動させる。その結果、図12に示すように、上側のヒンジピンPの軸部P1 が相互に係合した上部ドア側ヒンジ24U および上部車体側ヒンジ23U のピン孔481 ,461 ,451 ,471 に挿入されるとともに、下側のヒンジピンPの軸部P1 が相互に係合した下部ドア側ヒンジ24L および下部車体側ヒンジ23L のピン孔471 ,451 ,461 ,481 に挿入される。
【0047】
このとき、ドア組付用ロボットR1 のフローティング機構11がロック解除され、ドアDおよびドアクランプ手段12はロボットアーム10に対してフローティング状態に切り換えられる。その結果、ドア側ヒンジ24U ,24L および車体側ヒンジ23U ,23L 間に若干の位置ずれがあっても、ヒンジピンP,Pから受ける反力でドアDが移動して前記位置ずれが補償され、ヒンジピンP,Pの挿入作業が一層スムーズになる。
【0048】
しかも、各ヒンジピンPの頭部P3 は、挿入アーム36U ,36L の凹部37U ,37L に嵌合し、かつクランプ用シリンダ38U ,38L で前進したクランプ部材40U ,40L のU字状の切欠39U ,39L に係合して保持されているため、軸部P1 の傾きを防止して挿入作業を確実に行うことができる。
【0049】
ヒンジピンPの軸部P1 がピン孔451 ,461 ,471 ,481 を貫通すると、クランプ用シリンダ38U ,38L でクランプ部材40U ,40L を後退させることにより、U字状の切欠39U ,39L をヒンジピンPのセレーション部P2 から離脱させることができる。この状態で挿入用シリンダ34U ,34L を更に伸長駆動すると、上側のヒンジピンPは、その頭部P3 が上部車体側ヒンジ23U のヒンジ板48の下面に当接する位置まで挿入され、下側のヒンジピンPは、その頭部P3 が下部車体側ヒンジ23L のヒンジ板47の上面に当接する位置まで挿入される。その後、挿入用シリンダ34U ,34L を収縮駆動して挿入アーム36U ,36L を上下のヒンジピンP,Pから離脱させることにより、ヒンジピン挿入手段32をドア取付開口OおよびドアD間から退避させることができる。
【0050】
続いて、ドア組付用ロボットR1 のドアクランプ手段12は、そのクランプ部材17,17およびクランプピン22によるクランプを解除し、吸盤20,20だけでドアDをクランプした状態で該ドアDをドア取付開口Oを閉塞する位置に揺動させる。そして吸盤20,20によるドアDのクランプを解除することにより、ドア組付用ロボットR1 をドアDから退避させることができる。
【0051】
図14〜図19は本発明の第2実施例を示すもので、図14はボンネットフードおよび車体の取付部の斜視図、図15は図14の15部拡大図、図16は図15の16−16線断面図、図17は一対のボルト孔の各中心の中間点の位置座標を算出する作用説明図、図18および図19は作用を説明するフローチャートである。
【0052】
第2実施例は、ボンネットフード組付用ロボットR1 ′に設けたボンネットフードクランプ手段12′にクランプしたボンネットフードFを、車体Bのエンジンルームの開口Oに左右一対のヒンジ51,51を介して組み付けるものである。各ヒンジ51は、ボンネットフードF側に予め2本のボルト52,52で固定されたボンネットフード側ヒンジ53と、このボンネットフード側ヒンジ53に予めピン54で枢支された車体側ヒンジ55とから構成される。車体側ヒンジ55の取付部60に形成された2個の第1ボルト孔56F ,56R を車体Bの取付部61に形成された2個の第2ボルト孔57F ,57R に位置決めし、第1ボルト孔56F ,56R および第2ボルト孔57F ,57R を貫通する2本のボルト58F ,58R を車体Bの下面に予め溶接したウエルドナット59F ,59R に締結することにより、ボンネットフードFが車体Bに取り付けられる。ボルト締結用ロボットR2 ′は、第1実施例と同じ非接触式検出手段42(図示せず)と、前記ボルト58F ,58R を締結するナットランナーよりなるボルト締結手段(図示せず)とを備えている。
【0053】
図18および図19のフローチャートにおいて、先ずステップS1で車体側ヒンジ55の2個の第1ボルト孔56F ,56R の状態と、車体Bの取付部61の2個の第2ボルト孔57F ,57R の状態とをラフセンシングした後、ステップS2でボンネットフード組付用ロボットR1 ′を移動させ、ステップS3でボンネットフード組付用ロボットR1 ′のボンネットフードクランプ手段12′にボンネットフードFをクランプする。続くステップS4でヒンジピン挿入用ロボットR2 を移動させ、ステップS5で車体側ヒンジ55の取付部60に形成された2個の第1ボルト孔56F ,56R のセンシングを行い、更にステップS6でセンシング結果に基づいて左右の車体側ヒンジ55,55の取付部60,60の代表座標X′を演算する。
【0054】
即ち、図17に示すように、非接触式検出手段42の上側のレーザーヘッド43U (図16参照)により車体側ヒンジ55の取付部60の前側の第1ボルト孔56F のエッジ上の3点の座標e1 ,e2 ,e3 を検出し、それらの座標e1 ,e2 ,e3 に基づいて前側の第1ボルト孔56F の中心の座標Eを算出する。更に前記上側のレーザーヘッド43U により車体側ヒンジ55の取付部60の後側の第1ボルト56R のエッジ上の3点の座標f1 ,f2 ,f3 を検出し、それらの座標f1 ,f2 ,f3 に基づいて後側の第1ボルト孔56R の中心の座標Fを算出する。続いて前後の第1ボルト孔56F ,56R の中心の座標E,Fの中間点の座標Xを算出する。そして左右の車体側ヒンジ55,55の前記座標X,Xの中間点の座標X′(図14参照)を、左右の車体側ヒンジ55,55の代表座標とする。
【0055】
続くステップS7で車体側ヒンジ55の取付部60の取付角度が正常であるか否か、つまり一対の第1ボルト孔56F ,56R が前後方向に正しく整列しているか否かを、前側の第1ボルト孔56F の中心の座標Eおよび後側の第1ボルト孔56R の中心の座標Fに基づいて判定する。判定の結果、一対の第1ボルト孔56F ,56R が前後方向に正しく整列していなければ、ステップS8で車体側ヒンジ55の取付部60の取付角度が異常であると判定して作業を中断する。判定の結果が正常であれば、ステップS9で、前記ステップS6で演算した左右の車体側ヒンジ55,55の取付部60,60の代表座標X′を記憶手段に格納する。
【0056】
続くステップS10でヒンジピン挿入用ロボットR2 を移動させ、ステップS11で車体Bの取付部61の第2ボルト孔57F ,57R およびウエルドナット59F ,59R をセンシングする。図16に示すように、車体Bの取付部61の第2ボルト孔57F ,57R の裏面にはウエルドナット59F ,59R が溶接されており、第2ボルト孔57F ,57R の内径D1 よりもウエルドナット59F ,59R の内径D2 の方が小さくなっている。尚、溶接の誤差等により、第2ボルト孔57F ,57R の中心とウエルドナット59F ,59R の中心とは必ずしも一致しない。
【0057】
続くステップS12で車体Bの左右の取付部61,61の代表座標Y′を演算する。即ち、下側のレーザーヘッド43L (図16参照)により車体Bの取付部61の前側の第2ボルト孔57F のエッジ上の3点の座標g1 ,g2 ,g3 を検出し、それらの座標g1 ,g2 ,g3 に基づいて前側の第2ボルト孔57F の中心の座標Gを算出する。更に前記下側のレーザーヘッド43L により車体Bの取付部61の後側の第2ボルト57R のエッジ上の3点の座標h1 ,h2 ,hを検出し、それらの座標h1 ,h2 ,h3 に基づいて後側の第2ボルト57R の中心の座標Hを算出する。続いて前後の第2ボルト孔57F ,57R の中心の座標G,Hの中間点の座標Yを算出する。そして左右の取付部61,61の前記座標Y,Yの中間点の座標Y′(図14参照)を、左右の取付部61,61の代表座標とする。
【0058】
続くステップS13で車体Bの取付部61の角度が正常であるか否か、つまり一対の第2ボルト孔57F ,57R が前後方向に正しく整列しているか否かを、前側の第2ボルト孔57F の中心の座標Gおよび後側の第2ボルト孔57R の中心の座標Hに基づいて判定する。判定の結果、一対の第2ボルト孔57F ,57R が前後方向に正しく整列していなければ、ステップS14で車体Bの取付部61の角度が異常であると判定して作業を中断する。
【0059】
続くステップS15で2個のウエルドナット59F ,59R の各中心の座標を演算する。これら2個のウエルドナット59F ,59R の各中心の座標は、前記2個の第2ボルト孔57F ,57R の中心の座標G,Hと同様にして演算することができる。そしてステップS16で前側の第2ボルト孔57F および前側のウエルドナット59F の芯ずれが所定値以下であり、後側の第2ボルト孔57R および後側のウエルドナット59R の芯ずれが所定値以下であるか否かを判定し、芯ずれが所定値を越えていれば、ステップS17で異常であると判定して作業を中断する。而して、ステップS18で、前記ステップS12で演算した左右の取付部61,61の代表座標Y′を記憶手段に格納する。
【0060】
このように、車体側ヒンジ55の取付部60の位置および車体Bの取付部61の位置の両方を共通の非接触式検出手段42で検出するので、車体側ヒンジ55の取付部60の位置および車体Bの取付部61の位置を2台の非接触式検出手段でそれぞれ別個に検出する場合に比べて設備費を削減することができ、しかも2台の非接触式検出手段の検出誤差が累積することがないので検出精度を高めることができる。また非接触式検出手段42を用いたことにより、ヒンジの形状に左右されずに検出を行うことが可能となって汎用性が高められる。
【0061】
また左右の車体側ヒンジ55,55の中間点の座標を代表座標X′とし、左右の取付部61,61の中間点の座標を代表座標Y′とするので、左右の車体側ヒンジ55,55の位置および左右の取付部61,61の位置を的確に表示することができる。
【0062】
続くステップS19で左右の車体側ヒンジ55,55の取付部60,60の代表座標X′と左右の取付部61,61の代表座標Y′とを比較する。
【0063】
続くステップS20で前記代表座標X′,Y′をボンネットフード組付用ロボットR1 ′に送信し、ステップS21で予め記憶されたボンネットフード組付用ロボットR1 ′の移動軌跡を前記代表座標X′,Y′に基づいて補正することにより、車体側ヒンジ55の取付部60を車体Bの取付部61にスムーズに位置決めすることができる。これにより、車体側ヒンジ55が車体Bに衝突して損傷するような事態を確実に防止することができる。
【0064】
これを更に詳述すると、ボンネットフード組付用ロボットR1 ′は、予め記憶された車体側ヒンジ55,55の中間点の正しい代表座標X′および車体Bの取付部61,61の中間点の正しい座標Y′に基づいて、車体側ヒンジ55,55の取付部60,60を車体Bの取付部61,61に係合させる動きを行うようにティーチングされているが、前記正しい代表座標X′,Y′と実際に演算された代表座標X′,Y′との間に誤差が存在すると、前記ティーチングどおりの動きを行うだけでは車体側ヒンジ55,55の取付部60,60を車体Bの取付部61,61ムーズに係合させることができなくなる。そこで、ボンネットフード組付用ロボットR1 ′が移動する過程で、実際に演算された代表座標X′が実際に演算された代表座標Y′に一致するようにボンネットフード組付用ロボットR1 ′の移動軌跡を修正することにより、車体側ヒンジ55,55の取付部60,60を車体Bの取付部61,61にスムーズに係合させることが可能となる。
【0065】
尚、上記ボンネットフード組付用ロボットR1 ′で車体側ヒンジ55,55の取付部60,60を車体Bの取付部61,61に係合させる際に、左右の車体側ヒンジ55,55の中心を結ぶ直線(図14の直線X−X参照)と、左右の取付部61,61の中心を結ぶ直線(図14の直線Y−Y参照)とが平行でない場合には、それら2本の直線が平行になるようにボンネットフード組付用ロボットR1 ′による補正が施される。
【0066】
続くステップS22でボルト挿入用ロボットR2 ′を移動させ、ステップS23で相互に位置決めされた車体側ヒンジ55の前後のボルト孔56F ,56R および車体Bの前後のボルト孔57F ,57R にボルト挿入用ロボットR2 ′で2本のボルト58F ,58R を位置合わせした後に、ステップS24でボルト58F ,58R をウエルドナット59F ,59R に締結することにより、車体Bのエンジンルームの開口OへのボンネットフードFの組み付けを完了する。そして最後に、ステップS25でボンネットフード組付用ロボットR1 ′およびボルト挿入用ロボットR2 ′を元位置に復帰させて1サイクルの作業を終了する。
【0067】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【0068】
例えば、実施例ではドアDおよび車体Bをヒンジを介して組み付ける場合と、ボンネットフードFおよび車体Bをヒンジを介して組み付ける場合とを例示したが、本発明は他の任意の物品に対して適用することができる。また第2実施例において、予めボンネットフードF側に設けたヒンジ51,51を車体Bに結合する代わりに、予め車体B側に設けたヒンジ51,51をボンネットフードFに結合することも可能である。
【0069】
【発明の効果】
以上のように請求項1〜4に記載された発明によれば、物品組付用ロボットの物品クランプ手段にクランプした第1物品を第2物品に向けて移動させ、第1物品に設けた第1ヒンジを第2物品に設けた第2ヒンジに係合させる際に、共通の非接触式検出手段で第1ヒンジの中心の位置座標および第2ヒンジの中心の位置座標を検出して前記位置座標と予め記憶された位置座標との偏差を算出し、この偏差に基づいて物品組付用ロボットによる第1物品の移動経路を補正するので、第1ヒンジあるいは第2ヒンジに多少の変形や取付誤差が存在しても、それら変形や取付誤差を補償して第1ヒンジを第2ヒンジにスムーズに係合させ、ヒンジの損傷を防止しながら第1物品の組付作業を短時間で行うことが可能になる。また共通の非接触式検出手段で第1ヒンジおよび第2ヒンジの中心の位置座標を算出するので、設備費を削減することができるだけでなく、前記位置座標の誤差が累積するのを防止して第1ヒンジを第2ヒンジに一層スムーズに係合させることができ、しかも非接触式検出手段を用いたことによりヒンジの形状の影響を排除して汎用性を高めることができる。
【0070】
特に請求項1に記載された発明によれば、第1ヒンジの一対のピン孔のエッジ上の複数点の位置座標から該ピン孔の中心の位置座標を算出し、それら一対のピン孔の各中心の中間点として前記第1ヒンジの中心の位置座標を算出するので、第1ヒンジの中心を的確に表す位置座標を得ることができる。また第2ヒンジの一対のピン孔のエッジ上の複数点の位置座標から該ピン孔の中心の位置座標を算出し、それら一対のピン孔の各中心の中間点として前記第2ヒンジの中心の位置座標を算出するので、第2ヒンジの中心を的確に表す位置座標を得ることができる。
【0071】
特に請求項2に記載された発明によれば、ピン孔が形成されたヒンジ板に沿う直線または面の傾きが大きい場合に異常判定を行うので、ヒンジ板の変形等の異常事態に速やかに対応することができる。
【0072】
特に請求項3に記載された発明によれば、ヒンジの対を成すヒンジ板の2個のピン孔の中心を通る直線の傾きが大きい場合に異常判定を行うので、ヒンジの取付角度の不良等の異常事態に速やかに対応することができる。
【0073】
特に請求項4に記載された発明によれば、一端側ヒンジの中心および他端側ヒンジの中心を通る直線の傾きが大きい場合に異常判定を行うので、ヒンジの取付位置の不良等の異常事態に速やかに対応することができる。
【0074】
また請求項5に記載された発明によれば、ヒンジピン挿入用ロボットがヒンジピン挿入手段および非接触式検出手段の両方を備えているので、ヒンジピン挿入用ロボットを多目的に使用して設備費を削減することができる。
【0075】
また請求項6に記載された発明によれば、ヒンジピン挿入手段に設けたU字状の切欠を有するクランプ部材でヒンジピンのフランジ状の頭部をクランプするので、ヒンジピンの挿入時に該ヒンジピンが倒れて挿入異常が発生するの防止することができる。
【0076】
また請求項7に記載された発明によれば、物品組付用ロボットの物品クランプ手段にクランプした第1物品を第2物品に向けて移動させ、第1、第2物品の一方に設けた一対のヒンジを第1、第2物品の他方に設けた一対の取付部に位置決めしてボルト止めする際に、共通の非接触式検出手段で一方の物品の一対のヒンジの各中心の中間点の位置座標および他方の物品の一対の取付部の各中心の中間点の位置座標を検出し、これら2つの位置座標が一致するように物品組付用ロボットで第1物品を移動させるので、ヒンジに多少の変形や取付誤差が存在しても、それら変形や取付誤差を補償して第1物品および第2物品の組付作業を短時間で行うことが可能になる。また共通の非接触式検出手段で前記2つの位置座標を検出するので、設備費を削減することができるだけでなく、前記位置座標の誤差が累積するのを防止して第1物品を第2物品に一層スムーズに組み付けることができ、しかも非接触式検出手段を用いたことによりヒンジの形状の影響を排除して汎用性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 自動車のドア組付ステーションの平面図
【図2】 自動車のドア組付ステーションの斜視図
【図3】 図2の3方向矢視図
【図4】 図3の4−4線矢視図
【図5】 図2の5方向矢視図
【図6】 図5の6方向矢視図
【図7】 図6の7−7線断面図
【図8】 図2の8方向拡大矢視図
【図9】 図2の9方向拡大矢視図
【図10】 ヒンジ位置検出の作用説明図
【図11】 ヒンジ位置検出の作用説明図
【図12】 ヒンジピン挿入の作用説明図
【図13】 ヒンジの取付不良状態の説明図
【図14】 ボンネットフードおよび車体の取付部の斜視図
【図15】 図14の15部拡大図
【図16】 図15の16−16線断面図
【図17】 一対のボルト孔の各中心の中間点の位置座標を算出する作用説明図
【図18】 作用を説明するフローチャートの第1分図
【図19】 作用を説明するフローチャートの第2分図
【符号の説明】
12 ドアクランプ手段(物品クランプ手段)
12′ ボンネットフードクランプ手段(物品クランプ手段)
23U 上部車体側ヒンジ(第2ヒンジ、一端側ヒンジ)
23L 下部車体側ヒンジ(第2ヒンジ、他端側ヒンジ)
24U 上部ドア側ヒンジ(第1ヒンジ、一端側ヒンジ)
24L 下部ドア側ヒンジ(第1ヒンジ、他端側ヒンジ)
32 ヒンジピン挿入手段
38U ,38L クランプ用シリンダ
39U ,39L 切欠
40U ,40L クランプ部材
42 非接触式検出手段
451 ,461 ピン孔
471 ,481 ピン孔
51 ヒンジ
61 取付部
B 車体(第2物品)
D ドア(第1物品)
EDU ,EDL 第1偏差
EBU ,EBL 第2偏差
F ボンネットフード(第1物品)
L1 ヒンジ板に沿う直線
L2 対を成すヒンジ板のピン孔の中心を通る直線
L3 一端側ヒンジの中心および他端側ヒンジの中心を通る直線
P ヒンジピン
P1 軸部
P2 セレーション部
P3 頭部
R1 ドア組付用ロボット(物品組付用ロボット)
R1 ′ ボンネットフード組付用ロボット(物品組付用ロボット)
R2 ヒンジピン挿入用ロボット
XU ,XL ドア側ヒンジの中心の位置座標(第1ヒンジの中心の位置座標)
XU0,XL0 予め記憶された位置座標
X′ 一対のヒンジの各中心の中間点の位置座標
YU ,YL 車体側ヒンジの中心の位置座標(第2ヒンジの中心の位置座標)
YU0,YL0 予め記憶された位置座標
Y′ 一対の取付部の各中心の中間点の位置座標[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an article for assembling the first article to the second article by moving the first article clamped by the article clamping means toward the second article along the movement path stored in advance by the article assembling robot. The present invention relates to an assembling method and an article assembling apparatus used directly for carrying out the method.
[0002]
[Prior art]
In order to assemble the door of the automobile into the door mounting opening of the vehicle body, the position of the door side hinge and the position of the vehicle body side hinge are detected by the door measuring means and the vehicle body measuring means, respectively. Japanese Patent No. 2735858 discloses that the door side hinge is correctly engaged with the vehicle body side hinge by correcting the movement path of the robot carrying the door based on the detection result of the measuring means.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned conventional one, since the position of the door side hinge and the position of the vehicle body side hinge are detected by the door measuring means and the vehicle body measuring means, respectively, two measuring means are required and the equipment cost increases. In addition, there is a problem that it is difficult to correct the movement path of the robot correctly because the errors of the two measuring means are accumulated. In addition, the structure of the measuring means is such that the abutting portion that moves by the cylinder is brought into contact with the hinge, and the position of the hinge is detected based on the position of the abutting portion at that time. It is necessary to change the shape of the contact portion, and there is a problem of lack of versatility.
[0004]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to enable easy and reliable alignment work when a first article is assembled to a second article by an article assembling robot. .
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the claims1According to the invention described above, the first article clamped by the article clamping means is moved along the movement path stored in advance by the article assembly robot, and the first hinge provided on the first article is moved to the second article. In the article assembling method in which the hinge pin is inserted into the pin hole of the first hinge and the pin hole of the second hinge after being engaged with the second hinge provided on the first hinge, the position of the center of the first hinge by the non-contact detection means A step of detecting coordinates, a step of calculating a first position difference between the detected position coordinate of the center of the first hinge and a position coordinate stored in advance, and a position coordinate of the center of the second hinge by the non-contact detection means , A step of calculating a second deviation between the position coordinates of the center of the detected second hinge and a pre-stored position coordinate, and an article assembly robot based on the first deviation and the second deviation. Transfer of the first item And the step of correcting the routeThe non-contact detection means calculates the position coordinates of the center of the pin hole from the position coordinates of a plurality of points on the edge of the pair of pin holes of the first hinge, and each center of the pair of pin holes Calculating the position coordinates of the center of the first hinge as an intermediate point of the position, and calculating the position coordinates of the center of the pin hole from the position coordinates of a plurality of points on the edges of the pair of pin holes of the second hinge, An article assembling method is proposed in which a position coordinate of the center of the second hinge is calculated as an intermediate point between the centers of the pair of pin holes.
[0006]
And claims2According to the invention described above, the first article clamped by the article clamping means is moved along the movement path stored in advance by the article assembly robot, and the first hinge provided on the first article is moved to the second article. In the article assembling method in which the hinge pin is inserted into the pin hole of the first hinge and the pin hole of the second hinge after being engaged with the second hinge provided on the first hinge, the position of the center of the first hinge by the non-contact detection means A step of detecting coordinates, a step of calculating a first position difference between the detected position coordinate of the center of the first hinge and a position coordinate stored in advance, and a position coordinate of the center of the second hinge by the non-contact detection means , A step of calculating a second deviation between the position coordinates of the center of the detected second hinge and a pre-stored position coordinate, and an article assembly robot based on the first deviation and the second deviation. Transfer of the first item And the step of correcting the routeThe non-contact detection means calculates a slope of a straight line or a surface along a hinge plate on which the pin hole is formed based on position coordinates of a plurality of points on the edge of the pin hole, and the calculated slope is a reference An article assembling method is proposed in which an abnormality determination is performed when a value is exceeded.
[0007]
And claims3According to the invention described above, the first article clamped by the article clamping means is moved along the movement path stored in advance by the article assembly robot, and the first hinge provided on the first article is moved to the second article. In the article assembling method in which the hinge pin is inserted into the pin hole of the first hinge and the pin hole of the second hinge after being engaged with the second hinge provided on the first hinge, the position of the center of the first hinge by the non-contact detection means A step of detecting coordinates, a step of calculating a first position difference between the detected position coordinate of the center of the first hinge and a position coordinate stored in advance, and a position coordinate of the center of the second hinge by the non-contact detection means , A step of calculating a second deviation between the position coordinates of the center of the detected second hinge and a pre-stored position coordinate, and an article assembly robot based on the first deviation and the second deviation. Transfer of the first item And the step of correcting the routeThe non-contact detection means calculates the position coordinates of the center of the pin hole from the position coordinates of a plurality of points on the edge of the pin hole, and calculates the center of the two pin holes of the pair of hinge plates. An article assembling method is proposed, in which an inclination of a straight line passing through is calculated, and abnormality determination is performed when the calculated inclination exceeds a reference value.
[0008]
And claims4According to the invention described above, the first article clamped by the article clamping means is moved along the movement path stored in advance by the article assembly robot, and the first hinge provided on the first article is moved to the second article. In the article assembling method in which the hinge pin is inserted into the pin hole of the first hinge and the pin hole of the second hinge after being engaged with the second hinge provided on the first hinge, the position of the center of the first hinge by the non-contact detection means A step of detecting coordinates, a step of calculating a first position difference between the detected position coordinate of the center of the first hinge and a position coordinate stored in advance, and a position coordinate of the center of the second hinge by the non-contact detection means , A step of calculating a second deviation between the position coordinates of the center of the detected second hinge and a pre-stored position coordinate, and an article assembly robot based on the first deviation and the second deviation. Transfer of the first item And the step of correcting the routeThe non-contact detection means calculates the position coordinates of the center of the one end side hinge from the position coordinates of a plurality of points on the edge of the pin hole of the one end side hinge located on the one end side of the first and second articles. And calculating the position coordinate of the center of the other end side hinge from the position coordinates of a plurality of points on the edge of the pin hole of the other end side hinge located on the other end side of the first and second articles, and one end side An article assembling method is proposed in which the inclination of a straight line passing through the center of the hinge and the center of the other-end hinge is calculated, and abnormality determination is performed when the calculated inclination exceeds a reference value.
[0009]
the aboveClaims 1-4According to the configuration, the first article clamped by the article clamping means of the article assembly robot is moved toward the second article, and the first hinge provided on the first article is moved to the second hinge provided on the second article. When engaging, a common non-contact detection means detects the position coordinates of the center of the first hinge and the position coordinates of the center of the second hinge, and calculates a deviation between the position coordinates and the position coordinates stored in advance. Since the movement path of the first article by the article assembly robot is corrected based on this deviation, even if there is some deformation or attachment error in the first hinge or the second hinge, the deformation or attachment error is corrected. Compensation allows the first hinge to be smoothly engaged with the second hinge, and the first article can be assembled in a short time while preventing damage to the hinge. In addition, since the position coordinates of the center of the first hinge and the second hinge are calculated by a common non-contact detection means, not only can the equipment cost be reduced, but also the accumulation of errors in the position coordinates can be prevented. The first hinge can be more smoothly engaged with the second hinge, and the non-contact type detection means can be used to eliminate the influence of the shape of the hinge and improve versatility.
[0010]
In particular, according to the configuration of the first aspect, the position coordinates of the center of the pin hole are calculated from the position coordinates of the plurality of points on the edges of the pair of pin holes of the first hinge, and the center of each center of the pair of pin holes is calculated. Since the position coordinates of the center of the first hinge are calculated as points, the position coordinates that accurately represent the center of the first hinge can be obtained. Further, the position coordinates of the center of the pin hole are calculated from the position coordinates of the plurality of points on the edge of the pair of pin holes of the second hinge, and the center of the second hinge is used as an intermediate point between the centers of the pair of pin holes. Since the position coordinates are calculated, the position coordinates that accurately represent the center of the second hinge can be obtained.
[0011]
In particular, according to the configuration of the second aspect, since the abnormality determination is performed when the straight line or the surface along the hinge plate in which the pin hole is formed has a large inclination, it is possible to promptly cope with an abnormal situation such as deformation of the hinge plate. it can.
[0012]
In particular, according to the configuration of the third aspect, the abnormality determination is performed when the inclination of the straight line passing through the centers of the two pin holes of the hinge plates forming the hinge pair is large. Can respond quickly.
[0013]
In particular, according to the configuration of the fourth aspect, the abnormality determination is performed when the inclination of the straight line passing through the center of the one end side hinge and the center of the other end side hinge is large. Can respond.
[0014]
And claims5According to the invention described in claim1~4An article assembling apparatus directly used for carrying out the article assembling method described in any one of the above, comprising a hinge pin insertion means for inserting a hinge pin into the pin hole of the first hinge and the pin hole of the second hinge An article assembling apparatus is proposed in which the insertion robot is provided with the non-contact detection means.
[0015]
According to the above configuration, since the hinge pin insertion robot includes both the hinge pin insertion means and the non-contact type detection means, the equipment cost can be reduced by using the hinge pin insertion robot for multiple purposes.
[0016]
And claims6According to the invention described in claim5In addition to the above configuration, the hinge pin has a flange-shaped head portion that is connected to the shaft portion via a serration portion, and the hinge pin insertion means is fitted to the serration portion so that the head portion is An article assembling apparatus comprising a clamp member having a U-shaped notch to be clamped and a clamp cylinder for driving the clamp member forward and backward is proposed.
[0017]
According to the above configuration, since the flange-shaped head portion of the hinge pin is clamped by the clamp member having the U-shaped notch provided in the hinge pin insertion means, the insertion of the hinge pin to prevent an abnormal insertion when the hinge pin is inserted is prevented. can do.
[0018]
And claims7According to the invention described in the above, the first article clamped by the article clamping means is moved toward the second article along the movement path stored in advance by the article assembly robot, and the first and second articles are moved. In an article assembling method in which a pair of hinges provided on one side are positioned on a pair of attachment parts provided on the other of the first and second articles, and then the pair of hinges are bolted to the attachment part. Detecting the position coordinates of the center point of each center of the pair of hinges, detecting the position coordinates of the center point of each center of the pair of attachment parts by the non-contact detection means, Moving the first article by the article assembly robot so that the position coordinates of the center point of each center coincide with the position coordinates of the center point of each center of the pair of attachment parts. An article assembly method is proposed.
[0019]
According to the above configuration, the first article clamped by the article clamping means of the article assembly robot is moved toward the second article, and the pair of hinges provided on one of the first and second articles is the first and second hinges. When positioning and bolting to a pair of attachment parts provided on the other of the two articles, the position coordinates of the center of each center of the pair of hinges of one article and the other article's Since the position coordinates of the middle point of each center of the pair of attachment portions are detected and the first article is moved by the article assembly robot so that these two position coordinates coincide with each other, the hinge has some deformation or attachment error. Even if it exists, it is possible to compensate for these deformations and mounting errors and to perform the assembly work of the first article and the second article in a short time. In addition, since the two position coordinates are detected by a common non-contact detection means, not only can the equipment cost be reduced, but also the first article can be removed from the second article by preventing the error of the position coordinates from being accumulated. In addition, the use of the non-contact type detection means can eliminate the influence of the shape of the hinge and enhance versatility.
[0020]
The article clamping means of the present invention corresponds to the door clamp means 12 or the hood hood clamp means 12 'of the embodiment, and the article assembly robot of the present invention is the door assembly robot R of the embodiment.1Or bonnet hood assembly robot R1The first article of the present invention corresponds to the door D or the hood hood F of the embodiment, the second article of the present invention corresponds to the vehicle body B of the embodiment, and the first hinge of the present invention is the embodiment.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples of the present invention shown in the accompanying drawings. 1 to 13 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view of an automobile door assembly station, FIG. 2 is a perspective view of the automobile door assembly station, and FIG. 4 is a view taken along line 4-4 in FIG. 3, FIG. 5 is a view taken in the direction of arrow 5 in FIG. 2, FIG. 6 is a view taken in the direction of
[0022]
As shown in FIGS. 1 and 2, left and right doors D, D to be assembled to the vehicle body B are placed on pallets PA, PA on the left and right sides of the door assembly station S provided in the assembly line Lm for conveying the vehicle body B of the automobile. Left and right door transport lines Ls and Ls are provided for transporting by mounting. On the left side of the door assembly station S, a door assembly robot R that clamps the door D on the pallet PA and assembles it into the door mounting opening O on the left side of the vehicle body B.1And a hinge pin insertion robot R for detecting the position of the vehicle body side hinge and the position of the door side hinge and inserting the hinge pin into the vehicle body side hinge and the door side hinge.2And are arranged. Also, on the right side of the door assembly station S, a door assembly robot R that clamps the door D on the pallet PA and assembles it into the door mounting opening O on the right side of the vehicle body B.1And a hinge pin insertion robot R for detecting the position of the vehicle body side hinge and the position of the door side hinge and inserting the hinge pin into the vehicle body side hinge and the door side hinge.2And are arranged. Left side door assembly robot R1And hinge pin insertion robot R2, As well as the right door assembly robot R1And hinge pin insertion robot R2Are arranged symmetrically with respect to the assembly line Lm and have substantially the same structure. Therefore, the left door assembly robot R will be representatively described below.1And hinge pin insertion robot R2The structure and function will be described.
[0023]
As shown in FIGS. 2 to 4, the door assembly robot R1Consists of an articulated robot, and a door clamp means 12 is provided at the tip of the
[0024]
The floating
[0025]
A pair of upper and lower vehicle body side hinges 23 is provided at the front edge of the door mounting opening O of the vehicle body B.U, 23LThe door assembly robot R1Is a pair of upper and lower door hinges 24 provided at the front edge of the clamped door DU, 24LThe vehicle
[0026]
As shown in FIGS. 2 and 5 to 7, the hinge pin insertion robot R2Consists of an articulated robot, and a hinge pin insertion means 32 is provided at the tip of the
[0027]
The
[0028]
As shown in FIGS. 6 and 10, the hinge pin insertion robot R2A stay 41 extends from the
[0029]
Thus, the common hinge pin insertion robot R2Since both the hinge pin insertion means 32 and the non-contact type detection means 42 are supported, the equipment cost is greatly reduced compared to the case where the hinge pin insertion means 32 and the non-contact type detection means 42 are supported by separate robots. be able to.
[0030]
Next, the operation of the embodiment of the present invention having the above configuration will be described.
[0031]
As shown in FIG. 3 and FIG. 4, as shown in FIGS. 3 and 4, the door assembly robot R is provided until the vehicle body B to which the doors D and D are to be assembled is conveyed on the assembly line Lm and stopped at the door assembly station S.1Receives and clamps the door D on the pallet PA conveyed by the door conveyance line Ls, and as shown in FIGS. 6 and 7, the hinge pin insertion robot R2The two hinge pins P and P are clamped by the hinge pin insertion means 32.
[0032]
Subsequently, as shown in FIG. 10, the hinge pin insertion robot R2To move the non-contact detection means 42 to the upper door side hinge 24.UAre inserted between the two
[0033]
At this time, the
[0034]
As shown in FIG. 8, the upper laser head 43UBy the upper door side hinge 24U
[0035]
Then, lower door side hinge 24LCoordinates X representing the center ofLCalculation of the upper door side hinge 24 described above.UExecute in the same way as
[0036]
Next, hinge pin insertion robot R2To move the non-contact detection means 42 to the upper vehicle body side hinge 23.UAre inserted between the two
[0037]
Subsequently, the lower body side hinge 23LCoordinate Y as the representative value of the center ofLIs calculated using the upper vehicle body hinge 23 described above.UExecute in the same way as
[0038]
As described above, the upper and lower door-side hinges 24U, 24LCoordinates X of the center ofU, XLIs calculated, its actual center coordinate XU, XLThe upper and lower door hinges 24 stored in advanceU, 24LCorrect center coordinate XU0, XL0The first deviation EDU, EDLIs calculated (see FIG. 8). Similarly, the upper and lower vehicle body side hinges 23U, 23LActual center coordinate YU, YLAnd upper and lower body hinges 23 stored in advance.U, 23LThe correct center coordinate YU0, YL0The second deviation EB, which is a deviation fromU, EBLIs calculated (see FIG. 9).
[0039]
As described above, the vehicle
[0040]
Also, the
[0041]
In addition, as shown in FIG.U(Lower body side hinge 23L)
[0042]
Further, as shown in FIG. 13 (a), the upper vehicle body side hinge 23 is provided.U(Lower body side hinge 23LPin holes 47 of the two
[0043]
Further, as shown in FIG. 13B, the upper vehicle body side hinge 23 is provided.UCenter coordinate YUAnd lower body side hinge 23LCenter coordinate YLStraight line LThreeOf the straight line LThreeAnd a straight line L as a reference stored in advance30When the angle difference from the upper limit exceeds the reference value, the upper body side hinge 23UAnd lower body side hinge 23LIt is determined that an abnormality has occurred in the mounting position, and an alarm is issued and the assembly operation of the door D is stopped. Upper and lower door side hinges 24U, 24LThe same abnormality determination is executed with respect to.
[0044]
Thus, the vehicle
[0045]
More specifically, the door assembly robot R1Is the door-
[0046]
Next, hinge pin insertion robot R2And the upper door side hinges 24 engaged with each other are operated.UAnd upper body side hinge 23UAnd the lower door side hinges 24 engaged with each other.LAnd lower body side hinge 23LBetween them, the hinge pin insertion means 32 is inserted. A pair of
[0047]
At this time, the door assembly robot R1The floating
[0048]
Moreover, the head P of each hinge pin PThreeInsert arm 36U, 36LRecess 37U, 37LAnd a clamping cylinder 38U, 38LThe clamp member 40 advanced byU, 40L
[0049]
Shaft part P of hinge pin P1Pin hole 451, 461, 471, 481Through the clamp cylinder 38U, 38LWith clamp member 40U, 40LBy retracting the
[0050]
Next, door assembly robot R1The door clamp means 12 releases the clamp by the
[0051]
14 to 19 show a second embodiment of the present invention. FIG. 14 is a perspective view of a hood and a mounting portion of a vehicle body, FIG. 15 is an enlarged view of a
[0052]
The second embodiment is a bonnet hood assembly robot R.1The hood hood F clamped to the hood hood clamp means 12 ′ provided at ′ is assembled to the opening O of the engine room of the vehicle body B via a pair of left and right hinges 51, 51. Each
[0053]
18 and 19, first, in step S1, the two first bolt holes 56 of the vehicle body side hinge 55 are provided.F, 56RAnd the two second bolt holes 57 of the mounting
[0054]
That is, as shown in FIG. 17, the laser head 43 on the upper side of the non-contact detection means 42 is used.U(Refer to FIG. 16) The first bolt hole 56 on the front side of the mounting portion 60 of the vehicle body side hinge 55FCoordinates of three points on the edge of1, E2, EThreeDetect their coordinates e1, E2, EThreeBased on the first bolt hole 56 on the front sideFThe coordinate E of the center of is calculated. Further, the upper laser head 43UThus, the first bolt 56 on the rear side of the mounting portion 60 of the vehicle body side hinge 55 isRCoordinates of three points on the edge of1, F2, FThreeAnd their coordinates f1, F2, FThreeThe first bolt hole 56 on the rear side based onRThe coordinate F of the center of is calculated. Next, the front and rear first bolt holes 56F, 56RThe coordinate X of the intermediate point between the coordinates E and F of the center is calculated. The coordinates X ′ (see FIG. 14) at the midpoint between the coordinates X and X of the left and right vehicle body side hinges 55 and 55 are set as the representative coordinates of the left and right vehicle body side hinges 55 and 55.
[0055]
In subsequent step S7, whether or not the mounting angle of the mounting portion 60 of the vehicle body side hinge 55 is normal, that is, the pair of first bolt holes 56.F, 56RWhether the first bolt holes 56 on the front side are correctly aligned in the front-rear direction.FThe center coordinate E and the first bolt hole 56 on the rear sideRThe determination is made based on the coordinates F of the center of. As a result of the determination, the pair of first bolt holes 56F, 56RIf they are not correctly aligned in the front-rear direction, it is determined in step S8 that the mounting angle of the mounting portion 60 of the vehicle body side hinge 55 is abnormal, and the operation is interrupted. If the determination result is normal, in step S9, the representative coordinates X 'of the mounting portions 60, 60 of the left and right vehicle body side hinges 55, 55 calculated in step S6 are stored in the storage means.
[0056]
In subsequent step S10, the hinge pin insertion robot R2In step S11, the
[0057]
In the subsequent step S12, the representative coordinates Y ′ of the left and
[0058]
In subsequent step S13, whether or not the angle of the mounting
[0059]
In the following step S15, two weld nuts 59F, 59RCalculate the coordinates of each center. These two weld nuts 59F, 59RThe coordinates of the center of each of the two second bolt holes 57 areF, 57RIt can be calculated in the same manner as the coordinates G and H of the center of. In step S16, the
[0060]
Thus, since both the position of the mounting portion 60 of the vehicle
[0061]
Further, the coordinates of the intermediate point between the left and right vehicle body side hinges 55, 55 are set as the representative coordinate X ', and the coordinate of the intermediate point between the left and right mounting
[0062]
In the subsequent step S19, the representative coordinates X 'of the mounting portions 60, 60 of the left and right vehicle body side hinges 55, 55 are compared with the representative coordinates Y' of the left and right mounting
[0063]
In the following step S20, the representative coordinates X ′ and Y ′ are converted into the hood hood assembly robot R.1′, And the bonnet hood assembly robot R stored in advance in step S21.1'Is corrected based on the representative coordinates X', Y ', so that the mounting portion 60 of the vehicle body side hinge 55 can be smoothly positioned on the mounting
[0064]
To explain this in further detail, the hood hood assembly robot R1'Is based on the correct representative coordinate X' of the intermediate point of the vehicle body side hinges 55, 55 stored in advance and the correct coordinate Y 'of the intermediate point of the
[0065]
The above bonnet hood assembly robot R1′, When the attachment portions 60, 60 of the vehicle body side hinges 55, 55 are engaged with the
[0066]
In the subsequent step S22, the bolt insertion robot R2′ And the bolt holes 56 before and after the vehicle body side hinge 55 positioned relative to each other in step S23.F, 56RAnd bolt holes 57 before and after the vehicle body BF, 57RBolt insertion robot R2'With two bolts 58F, 58RAfter the alignment, the bolt 58 is selected in step S24.F, 58RWeld nut 59F, 59RTo complete the assembly of the hood hood F to the opening O of the engine room of the vehicle body B. Finally, in step S25, the bonnet hood assembly robot R1'And bolt insertion robot R2'Is returned to the original position, and one cycle of work is completed.
[0067]
As mentioned above, although the Example of this invention was explained in full detail, this invention can perform a various design change in the range which does not deviate from the summary.
[0068]
For example, in the embodiment, the case where the door D and the vehicle body B are assembled via a hinge and the case where the bonnet hood F and the vehicle body B are assembled via a hinge are illustrated, but the present invention is applicable to any other article. can do. In the second embodiment, instead of connecting the
[0069]
【The invention's effect】
Claim as above1-4According to the invention described in the above, the first article clamped by the article clamping means of the article assembly robot is moved toward the second article, and the first hinge provided on the first article is provided on the second article. When engaging with the second hinge, the position coordinates of the center of the first hinge and the position coordinates of the center of the second hinge are detected by the common non-contact detection means, and the position coordinates and the position coordinates stored in advance are And the movement path of the first article by the article assembling robot is corrected based on this deviation, so that even if there is some deformation or attachment error in the first hinge or the second hinge, these deformations The first hinge can be smoothly engaged with the second hinge by compensating for the mounting error and the first article can be assembled in a short time while preventing damage to the hinge. In addition, since the position coordinates of the center of the first hinge and the second hinge are calculated by a common non-contact detection means, not only can the equipment cost be reduced, but also the accumulation of errors in the position coordinates can be prevented. The first hinge can be more smoothly engaged with the second hinge, and the non-contact type detection means can be used to eliminate the influence of the shape of the hinge and improve versatility.
[0070]
In particularClaim1According to the invention described in the above, the position coordinates of the center of the pin hole are calculated from the position coordinates of the plurality of points on the edges of the pair of pin holes of the first hinge, and the intermediate points of the centers of the pair of pin holes are calculated. Since the position coordinates of the center of the first hinge are calculated, the position coordinates that accurately represent the center of the first hinge can be obtained. Further, the position coordinates of the center of the pin hole are calculated from the position coordinates of the plurality of points on the edge of the pair of pin holes of the second hinge, and the center of the second hinge is used as an intermediate point between the centers of the pair of pin holes. Since the position coordinates are calculated, the position coordinates that accurately represent the center of the second hinge can be obtained.
[0071]
In particularClaim2According to the invention described in the above, the abnormality determination is performed when the inclination of the straight line or the surface along the hinge plate in which the pin hole is formed is large, so that it is possible to quickly cope with an abnormal situation such as deformation of the hinge plate. .
[0072]
In particularClaim3According to the invention described in the above, the abnormality determination is performed when the inclination of the straight line passing through the centers of the two pin holes of the hinge plates constituting the hinge pair is large. We can respond promptly.
[0073]
In particularClaim4The center of the one end side hinge andThe other end sideSince the abnormality determination is performed when the inclination of the straight line passing through the center of the hinge is large, it is possible to promptly cope with an abnormal situation such as a defective hinge mounting position.
[0074]
And claims5Since the hinge pin insertion robot includes both the hinge pin insertion means and the non-contact detection means, the hinge pin insertion robot can be used for multiple purposes and the equipment cost can be reduced.
[0075]
And claims6According to the invention described in the above, since the flange-shaped head portion of the hinge pin is clamped by the clamp member having the U-shaped notch provided in the hinge pin insertion means, the hinge pin falls down when the hinge pin is inserted, and an insertion abnormality occurs. Can be prevented.
[0076]
And claims7The first article clamped by the article clamping means of the article assembly robot is moved toward the second article, and the pair of hinges provided on one of the first and second articles is moved to the first. 1. When positioning and bolting to a pair of attachment parts provided on the other of the second article, the position coordinates of the center point of each center of the pair of hinges of one article and the other by means of a common non-contact detection means The position coordinates of the center point of each center of the pair of attachment parts of the article is detected, and the first article is moved by the article assembly robot so that these two position coordinates coincide with each other. Even if there is an attachment error, it is possible to perform the assembly work of the first article and the second article in a short time by compensating for the deformation and the attachment error. In addition, since the two position coordinates are detected by a common non-contact detection means, not only can the equipment cost be reduced, but also the first article can be removed from the second article by preventing the error of the position coordinates from being accumulated. In addition, the use of the non-contact type detection means can eliminate the influence of the shape of the hinge and enhance versatility.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of an automobile door assembly station.
FIG. 2 is a perspective view of an automobile door assembly station.
3 is a view in the direction of
4 is a view taken along line 4-4 in FIG. 3;
5 is a view taken in the direction of arrow 5 in FIG.
6 is a view in the direction of
7 is a sectional view taken along line 7-7 in FIG.
FIG. 8 is an enlarged view of eight directions in FIG.
9 is an enlarged view of 9 directions in FIG.
FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of hinge position detection.
FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of hinge position detection.
FIG. 12 is an explanatory diagram of the operation of inserting a hinge pin.
FIG. 13 is an explanatory diagram of a hinge mounting failure state.
FIG. 14 is a perspective view of a bonnet hood and a mounting portion of a vehicle body.
15 is an enlarged view of
16 is a cross-sectional view taken along line 16-16 in FIG.
FIG. 17 is an operation explanatory diagram for calculating a position coordinate of an intermediate point of each center of a pair of bolt holes
FIG. 18 is a first partial diagram of a flowchart for explaining the operation.
FIG. 19 is a second part of a flowchart explaining the operation.
[Explanation of symbols]
12 Door clamp means (article clamp means)
12 'Bonnet hood clamp means (article clamp means)
23U Upper body side hinge (second hinge, one end hinge)
23L Lower body side hinge (second hinge, other end hinge)
24U Upper door hinge (first hinge, one end hinge)
24L Lower door hinge (first hinge, other end hinge)
32 Hinge pin insertion means
38U, 38L Clamping cylinder
39U, 39L Notch
40U, 40L Clamp member
42 Non-contact detection means
451, 461 Pin hole
471, 481 Pin hole
51 Hinge
61 Mounting part
B Body (second article)
D Door (first article)
EDU, EDL First deviation
EBU, EBL Second deviation
F Bonnet food (first item)
L1 Straight line along the hinge plate
L2 A straight line passing through the center of the pin hole of the pair of hinge plates
LThree A straight line passing through the center of the one-end hinge and the center of the other-end hinge
P Hinge pin
P1 Shaft
P2 Serration part
PThree head
R1 Door assembly robot (article assembly robot)
R1′ Bonnet hood assembly robot (article assembly robot)
R2 Hinge pin insertion robot
XU, XL Position coordinates of the center of the door side hinge (position coordinates of the center of the first hinge)
XU0, XL0 Pre-stored position coordinates
X 'Position coordinates of the middle point of each center of a pair of hinges
YU, YL Position coordinates of the center of the body side hinge (position coordinates of the center of the second hinge)
YU0, YL0 Pre-stored position coordinates
Y 'Position coordinates of the center point of each center of a pair of mounting parts
Claims (7)
非接触式検出手段(42)で第1ヒンジ(24U ,24L )の中心の位置座標(XU ,XL )を検出する工程と、
検出した第1ヒンジ(24U ,24L )の中心の位置座標(XU ,XL )および予め記憶された位置座標(XU0,XL0)間の第1偏差(EDU ,EDL )を算出する工程と、
前記非接触式検出手段(42)で第2ヒンジ(23U ,23L )の中心の位置座標(YU ,YL )を検出する工程と、
検出した第2ヒンジ(23U ,23L )の中心の位置座標(YU ,YL )および予め記憶された位置座標(YU0,YL0)間の第2偏差(EBU ,EBL )を算出する工程と、
第1偏差(EDU ,EDL )および第2偏差(EBU ,EBL )に基づいて物品組付用ロボット(R1 )による第1物品(D)の移動経路を補正する工程とを含み、
前記非接触式検出手段(42)は、第1ヒンジ(24 U ,24 L )の一対のピン孔(45 1 ,46 1 )のエッジ上の複数点の位置座標から該ピン孔(45 1 ,46 1 )の中心の位置座標(A,B)を算出するとともに、前記一対のピン孔(45 1 ,46 1 )の各中心の中間点として前記第1ヒンジ(24 U ,24 L )の中心の位置座標(X U ,X L )を算出し、
かつ第2ヒンジ(23 U ,23 L )の一対のピン孔(47 1 ,48 1 )のエッジ上の複数点の位置座標から該ピン孔(47 1 ,48 1 )の中心の位置座標(C,D)を算出するとともに、前記一対のピン孔(47 1 ,48 1 )の各中心の中間点として前記第2ヒンジ(23 U ,23 L )の中心の位置座標(Y U ,Y L )を算出することを特徴とする物品組付方法。The first article (D) clamped on the article clamping means (12) is moved along the movement path stored in advance by the article assembling robot (R 1 ), and the first hinge provided on the first article (D) (24 U , 24 L ) is engaged with the second hinge (23 U , 23 L ) provided on the second article (B), and then the pin hole (45 1 ) of the first hinge (24 U , 24 L ). , 46 1 ) and the second hinge (23 U , 23 L ) in the article assembly method of inserting the hinge pin (P) into the pin hole (47 1 , 48 1 ),
Detecting the position coordinates (X U , X L ) of the center of the first hinge (24 U , 24 L ) with the non-contact detection means (42);
Detected first hinge (24 U, 24 L) position coordinates (X U, X L) of the center of and the pre-stored position coordinates (X U0, X L0) first deviation between (ED U, ED L) Calculating
Detecting the position coordinates (Y U , Y L ) of the center of the second hinge (23 U , 23 L ) with the non-contact detection means (42);
Coordinates of the center of the detected second hinge (23 U, 23 L) ( Y U, Y L) and the pre-stored position coordinate (Y U0, Y L0) second deviation between (EB U, EB L) Calculating
The first deviation (ED U, ED L) and a step of correcting and second deviation (EB U, EB L) movement path of the first article according to the robot with the article group (R 1) based on (D) ,
The non-contact type detecting means (42), said pin holes (45 1 from the position coordinates of a plurality of points on the edge of a pair of pin holes (45 1, 46 1) of the first hinge (24 U, 24 L), 46 1 ), the position coordinates (A, B) of the center are calculated, and the center of the first hinge (24 U , 24 L ) is used as an intermediate point between the centers of the pair of pin holes (45 1 , 46 1 ). The position coordinates (X U , X L ) of
And the position coordinates (C of the center of the pin holes (47 1 , 48 1 ) from the position coordinates of a plurality of points on the edges of the pair of pin holes (47 1 , 48 1 ) of the second hinge (23 U , 23 L ). , D), and the position coordinates (Y U , Y L ) of the center of the second hinge (23 U , 23 L ) as an intermediate point between the centers of the pair of pin holes (47 1 , 48 1 ). A method for assembling the article, characterized in that
非接触式検出手段(42)で第1ヒンジ(24U ,24L )の中心の位置座標(XU ,XL )を検出する工程と、
検出した第1ヒンジ(24U ,24L )の中心の位置座標(XU ,XL )および予め記憶された位置座標(XU0,XL0)間の第1偏差(EDU ,EDL )を算出する工程と、
前記非接触式検出手段(42)で第2ヒンジ(23U ,23L )の中心の位置座標(YU ,YL )を検出する工程と、
検出した第2ヒンジ(23U ,23L )の中心の位置座標(YU ,YL )および予め記憶された位置座標(YU0,YL0)間の第2偏差(EBU ,EBL )を算出する工程と、
第1偏差(EDU ,EDL )および第2偏差(EBU ,EBL )に基づいて物品組付用ロボット(R1 )による第1物品(D)の移動経路を補正する工程とを含み、
前記非接触式検出手段(42)は、ピン孔(45 1 ,46 1 ,47 1 ,48 1 )のエッジ上の複数点の位置座標に基づいて該ピン孔(45 1 ,46 1 ,47 1 ,48 1 )が形成されたヒンジ板(45,46,47,48)に沿う直線(L 1 )または面の傾きを算出し、算出した傾きが基準値を越えた場合に異常判定を行うことを特徴とする物品組付方法。The first article (D) clamped on the article clamping means (12) is moved along the movement path stored in advance by the article assembling robot (R 1 ), and the first hinge provided on the first article (D) (24 U , 24 L ) is engaged with the second hinge (23 U , 23 L ) provided on the second article (B), and then the pin hole (45 1 ) of the first hinge (24 U , 24 L ). , 46 1 ) and the second hinge (23 U , 23 L ) in the article assembly method of inserting the hinge pin (P) into the pin hole (47 1 , 48 1 ),
Detecting the position coordinates (X U , X L ) of the center of the first hinge (24 U , 24 L ) with the non-contact detection means (42);
Detected first hinge (24 U, 24 L) position coordinates (X U, X L) of the center of and the pre-stored position coordinates (X U0, X L0) first deviation between (ED U, ED L) Calculating
Detecting the position coordinates (Y U , Y L ) of the center of the second hinge (23 U , 23 L ) with the non-contact detection means (42);
Coordinates of the center of the detected second hinge (23 U, 23 L) ( Y U, Y L) and the pre-stored position coordinate (Y U0, Y L0) second deviation between (EB U, EB L) Calculating
The first deviation (ED U, ED L) and a step of correcting and second deviation (EB U, EB L) movement path of the first article according to the robot with the article group (R 1) based on (D) ,
The non-contact type detecting means (42), pin holes (45 1, 46 1, 47 1, 48 1) the pin holes (45 1, based on the position coordinates of the plurality of points on the edge of, 46 1, 47 1 , 48 1 ), the inclination of the straight line (L 1 ) or the surface along the hinge plate (45, 46, 47 , 48 ) on which it is formed is calculated, and when the calculated inclination exceeds the reference value, abnormality determination is performed. An article assembling method characterized by the above.
非接触式検出手段(42)で第1ヒンジ(24U ,24L )の中心の位置座標(XU ,XL )を検出する工程と、
検出した第1ヒンジ(24U ,24L )の中心の位置座標(XU ,XL )および予め記憶された位置座標(XU0,XL0)間の第1偏差(EDU ,EDL )を算出する工程と、
前記非接触式検出手段(42)で第2ヒンジ(23U ,23L )の中心の位置座標(YU ,YL )を検出する工程と、
検出した第2ヒンジ(23U ,23L )の中心の位置座標(YU ,YL )および予め記憶された位置座標(YU0,YL0)間の第2偏差(EBU ,EBL )を算出する工程と、
第1偏差(EDU ,EDL )および第2偏差(EBU ,EBL )に基づいて物品組付用ロボット(R1 )による第1物品(D)の移動経路を補正する工程とを含み、
前記非接触式検出手段(42)は、ピン孔(45 1 ,46 1 ,47 1 ,48 1 )のエッジ上の複数点の位置座標から該ピン孔(45 1 ,46 1 ,47 1 ,48 1 )の中心の位置座標(A,B,C,D)を算出するとともに、対を成すヒンジ板(45,46,47,48)の2個のピン孔(45 1 ,46 1 ,47 1 ,48 1 )の中心を通る直線(L 2 )の傾きを算出し、算出した傾きが基準値を越えた場合に異常判定を行うことを特徴とする物品組付方法。The first article (D) clamped on the article clamping means (12) is moved along the movement path stored in advance by the article assembling robot (R 1 ), and the first hinge provided on the first article (D) (24 U , 24 L ) is engaged with the second hinge (23 U , 23 L ) provided on the second article (B), and then the pin hole (45 1 ) of the first hinge (24 U , 24 L ). , 46 1 ) and the second hinge (23 U , 23 L ) in the article assembly method of inserting the hinge pin (P) into the pin hole (47 1 , 48 1 ),
Detecting the position coordinates (X U , X L ) of the center of the first hinge (24 U , 24 L ) with the non-contact detection means (42);
Detected first hinge (24 U, 24 L) position coordinates (X U, X L) of the center of and the pre-stored position coordinates (X U0, X L0) first deviation between (ED U, ED L) Calculating
Detecting the position coordinates (Y U , Y L ) of the center of the second hinge (23 U , 23 L ) with the non-contact detection means (42);
Coordinates of the center of the detected second hinge (23 U, 23 L) ( Y U, Y L) and the pre-stored position coordinate (Y U0, Y L0) second deviation between (EB U, EB L) Calculating
The first deviation (ED U, ED L) and a step of correcting and second deviation (EB U, EB L) movement path of the first article according to the robot with the article group (R 1) based on (D) ,
The non-contact type detecting means (42), pin holes (45 1, 46 1, 47 1, 48 1) the pin holes (45 1 from the position coordinates of a plurality of points on the edge of, 46 1, 47 1, 48 1 ) The center position coordinates (A, B, C, D) of 1) are calculated, and the two pin holes (45 1 , 46 1 , 47 1 ) of the hinge plates (45 , 46 , 47, 48 ) forming a pair are calculated. , 48 1 ), an inclination of a straight line (L 2 ) passing through the center is calculated, and abnormality determination is performed when the calculated inclination exceeds a reference value .
非接触式検出手段(42)で第1ヒンジ(24U ,24L )の中心の位置座標(XU ,XL )を検出する工程と、
検出した第1ヒンジ(24U ,24L )の中心の位置座標(XU ,XL )および予め記憶された位置座標(XU0,XL0)間の第1偏差(EDU ,EDL )を算出する工程と、
前記非接触式検出手段(42)で第2ヒンジ(23U ,23L )の中心の位置座標(YU ,YL )を検出する工程と、
検出した第2ヒンジ(23U ,23L )の中心の位置座標(YU ,YL )および予め記憶された位置座標(YU0,YL0)間の第2偏差(EBU ,EBL )を算出する工程と、
第1偏差(EDU ,EDL )および第2偏差(EBU ,EBL )に基づいて物品組付用ロボット(R1 )による第1物品(D)の移動経路を補正する工程とを含み、
前記非接触式検出手段(42)は、第1、第2物品(D,B)の一端側に位置する一端側ヒンジ(24 U ,23 U )のピン孔(45 1 ,46 1 ,47 1 ,48 1 )のエッジ上の複数点の位置座標から該一端側ヒンジ(24 U ,23 U )の中心の位置座標(X U ,Y U )を算出し、かつ第1、第2物品(D,B)の他端側に位置する他端側ヒンジ(24 L ,23 L )のピン孔(45 1 ,46 1 ,47 1 ,48 1 )のエッジ上の複数点の位置座標から該他端側ヒンジ(24 L ,23 L )の中心の位置座標(X L ,Y L )を算出するとともに、一端側ヒンジ(24 U ,23 U )の中心および他端側ヒンジ(24 L ,23 L )の中心を通る直線(L 3 )の傾きを算出し、算出した傾きが基準値を越えた場合に異常判定を行うことを特徴とする物品組付方法。The first article (D) clamped on the article clamping means (12) is moved along the movement path stored in advance by the article assembling robot (R 1 ), and the first hinge provided on the first article (D) (24 U , 24 L ) is engaged with the second hinge (23 U , 23 L ) provided on the second article (B), and then the pin hole (45 1 ) of the first hinge (24 U , 24 L ). , 46 1 ) and the second hinge (23 U , 23 L ) in the article assembly method of inserting the hinge pin (P) into the pin hole (47 1 , 48 1 ),
Detecting the position coordinates (X U , X L ) of the center of the first hinge (24 U , 24 L ) with the non-contact detection means (42);
Detected first hinge (24 U, 24 L) position coordinates (X U, X L) of the center of and the pre-stored position coordinates (X U0, X L0) first deviation between (ED U, ED L) Calculating
Detecting the position coordinates (Y U , Y L ) of the center of the second hinge (23 U , 23 L ) with the non-contact detection means (42);
Coordinates of the center of the detected second hinge (23 U, 23 L) ( Y U, Y L) and the pre-stored position coordinate (Y U0, Y L0) second deviation between (EB U, EB L) Calculating
The first deviation (ED U, ED L) and a step of correcting and second deviation (EB U, EB L) movement path of the first article according to the robot with the article group (R 1) based on (D) ,
The non-contact detection means (42) includes pin holes (45 1 , 46 1 , 47 1 ) of one end side hinges (24 U , 23 U ) located on one end side of the first and second articles (D, B). , 48 1 ), the position coordinates (X U , Y U ) of the center of the one-end hinge (24 U , 23 U ) are calculated from the position coordinates of a plurality of points on the edge of the edge , and the first and second articles (D , B), the other end from the position coordinates of a plurality of points on the edge of the pin hole (45 1 , 46 1 , 47 1 , 48 1 ) of the other end side hinge (24 L , 23 L ). coordinates of the center of the side hinge (24 L, 23 L) ( X L, Y L) to calculate the center and the other end hinged on one end side hinge (24 U, 23 U) ( 24 L, 23 L) straight line passing through the center of calculating the slope of the (L 3), with the article sets, characterized in that the abnormality determination when the calculated inclination exceeds the reference value Law.
第1ヒンジ(24U ,24L )のピン孔(451 ,461 )および第2ヒンジ(23U ,23L )のピン孔(471 ,481 )にヒンジピン(P)を挿入するヒンジピン挿入手段(32)を備えたヒンジピン挿入用ロボット(R2 )に、前記非接触式検出手段(42)を設けたことを特徴とする物品組付装置。An article assembling apparatus used directly for carrying out the article assembling method according to any one of claims 1 to 4 ,
Hinge pins (P) for inserting the hinge pins (P) into the pin holes (45 1 , 46 1 ) of the first hinge (24 U , 24 L ) and the pin holes (47 1 , 48 1 ) of the second hinge (23 U , 23 L ) An article assembling apparatus characterized in that the non-contact detection means (42) is provided in a hinge pin insertion robot (R 2 ) provided with an insertion means (32).
前記ヒンジピン挿入手段(32)は、前記セレーション部(P2 )に嵌合して前記頭部(P3 )をクランプするU字状の切欠(39U ,39L )が形成されたクランプ部材(40U ,40L )と、このクランプ部材(40U ,40L )を進退駆動するクランプ用シリンダ(38U ,38L )とを備えたことを特徴とする、請求項5に記載の物品組付装置。The hinge pin (P) has a flange-shaped head (P 3 ) connected to the shaft (P 1 ) via a serration (P 2 ),
The hinge pin insertion means (32) is a clamp member (39 U , 39 L ) formed with a U-shaped notch (39 U , 39 L ) that fits into the serration portion (P 2 ) and clamps the head (P 3 ). 40 U, and 40 L), characterized in that a clamping cylinder (38 U, 38 L) for forward and backward driving the clamping member (40 U, 40 L), article set according to claim 5 Attached equipment.
非接触式検出手段(42)で一対のヒンジ(51)の各中心の中間点の位置座標(X′)を検出する工程と、
前記非接触式検出手段(42)で一対の取付部(61)の各中心の中間点の位置座標(Y′)を検出する工程と、
前記一対のヒンジ(51)の各中心の中間点の位置座標(X′)が前記一対の取付部(61)の各中心の中間点の位置座標(Y′)に一致するように物品組付用ロボット(R1 ′)で第1物品(F)を移動させる工程と、
を含むことを特徴とする物品組付方法。The first article (F) clamped by the article clamping means (12 ′) is moved toward the second article (B) along the movement path stored in advance by the article assembling robot (R 1 ′). 1. After positioning the pair of hinges (51) provided on one of the second articles (F, B) to the pair of attachment parts (61) provided on the other of the first and second articles (F, B), In the article assembling method in which the pair of hinges (51) are bolted to the attachment portion (61),
Detecting a position coordinate (X ′) of an intermediate point of each center of the pair of hinges (51) by a non-contact detection means (42);
Detecting a position coordinate (Y ′) of an intermediate point of each center of the pair of attachment portions (61) by the non-contact detection means (42);
Assembling the article so that the position coordinates (X ′) of the center point of each center of the pair of hinges (51) coincide with the position coordinates (Y ′) of the center point of each center of the pair of attachment parts (61). Moving the first article (F) with the robot (R 1 ′),
An article assembling method characterized by comprising:
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