JP4351472B2 - 自動車用ウインドガラスの取付方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の車体に設けたウインドガラス取付開口部周囲のウインドガラス取付面にウインドガラスを位置合わせして取付ける自動車用ウインドガラスの取付方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の車体に設けられたウインドガラス取付開口部周囲のウインドガラス取付面に対して、ロボットによってウインドガラスを位置決めして取付ける工程において、カメラで撮影した画像に基づいて基準位置に対するウインドガラスの取付位置のずれ量を算出し、算出した基準位置に対するずれ量を補正して自動的にウインドガラスをウインドガラス取付面にロボットで取付ける方法は、従来より考案され実用化されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特公平２−５５２６８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自動車の特にフロントのウインドガラスは平板状のガラスではなく、左右方向（車体の幅方向）に湾曲した曲面形状であることにより、熱成型による製造時においてウインドガラスの曲面形状に多少の誤差が生じている。このため、例えばウインドガラスの左右端部の曲面形状に誤差があると、ロボットによってウインドガラスをウインドガラス取付開口部周囲のウインドガラス取付面に対して位置決めしてウインドガラス取付面の直上まで移動させた際に、ウインドガラスの左右端部とウインドガラス取付面との間のウインドガラス表面の垂直方向における各隙間の大きさが異なる。
【０００５】
このように、ウインドガラスの左右端部の曲面形状に誤差があると、ロボットによってウインドガラスをウインドガラス取付開口部周囲のウインドガラス取付面に対して位置決めしてウインドガラス取付面方向に移動させて、ウインドガラスをウインドガラス取付面に押圧しながら接着させる際に、ウインドガラスの左右端部がウインドガラス取付面に不均一に押圧されることによって、ウインドガラスの接着状態も不均一になる。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１のようなウインドガラスのウインドガラス取付位置に対するずれ量の補正方法では、ウインドガラスの左右方向の曲面形状に対する誤差に対しては考慮していないので、ウインドガラスの左右方向の曲面形状の誤差に対する補正を行って取付けることができなかった。
【０００７】
そこで本発明は、ウインドガラスの左右方向の曲面形状に誤差がある場合でもウインドガラスの左右方向の曲面形状の誤差量を補正して、ウインドガラスを精度よく良好に取付けることができる自動車用ウインドガラスの取付方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、姿勢調整自在なロボットアームの先端に設けたウインドガラス保持部材に保持した自動車の車体の幅方向に対応した左右方向に少なくも湾曲しているウインドガラスを、自動車の車体に設けられたウインドガラス取付開口部に対して位置決めして、該ウインドガラス取付開口部周囲のウインドガラス取付面に取付ける自動車用ウインドガラスの取付方法において、前記ロボットアームを駆動制御して前記ウインドガラスを、前記ウインドガラス取付面の取付位置に合わせて該ウインドガラス取付開口部の直上まで移動させる工程と、前記ウインドガラス保持部材に保持した前記ウインドガラス表面の垂直方向に対して斜め上方から、少なくとも前記ウインドガラスの左右方向における略同一位置の両端部に対して、前記ウインドガラスの左右端部と前記ウインドガラス取付面とその外側で前記ウインドガラス取付面より高い位置にある車体面とを横切るようにスリット光をそれぞれ照射する工程と、前記照射された各スリット光によって、前記ウインドガラスの左右端部と前記ウインドガラス取付面と前記車体面との間で前記ウインドガラス表面に対して垂直方向の隙間によってそれぞれ形成される折曲した投光線を、前記ウインドガラスの左右端部で前記ウインドガラス表面の略垂直方向からそれぞれ撮影する工程と、撮影された前記投光線の各画像を画像処理して生成された所定の処理画像に基づいて、少なくとも、前記ウインドガラスの左右端部と前記車体面との間の前記ウインドガラス表面に対して垂直方向の各隙間の差を算出し、算出した各隙間の差がゼロになるように、調整すべき、前記ウインドガラス表面の中心における上下方向を回動中心軸とした回転方向の回動量を算出する工程と、算出した回動量に応じて前記ロボットアームを駆動制御し、前記ウインドガラス保持部材に保持された前記ウインドガラスを該ウインドガラス表面の中心における上下方向を回動中心軸として回動調整する工程と、回動調整された前記ウインドガラスを、該ウインドガラス表面に対して垂直方向から前記ウインドガラス取付面に押圧して取付ける工程と、を有することを特徴としている。
【０００９】
また、算出された前記ウインドガラスの左右端部と前記車体面との間の前記ウインドガラス表面に対して垂直方向の各隙間の大きさから、前記ウインドガラスの左右端部における前記ウインドガラス取付面の取付位置に対する適切な押圧に必要な前記ウインドガラスの押圧方向への移動量を算出し、算出した移動量に基づいて前記ロボットアームを駆動制御して前記ウインドガラスを移動させ、前記ウインドガラス表面に対して垂直方向から前記ウインドガラス取付面の取付位置に押圧して取付ける工程を有することを特徴としている。
【００１０】
また、姿勢調整自在なロボットアームの先端に設けたウインドガラス保持部材に保持した自動車の車体の幅方向に対応した左右方向に少なくも湾曲しているウインドガラスを、自動車の車体に設けられたウインドガラス取付開口部に対して位置決めして、該ウインドガラス取付開口部周囲のウインドガラス取付面に取付ける自動車用ウインドガラスの取付装置において、前記ロボットアームを駆動制御して前記ウインドガラスを、前記ウインドガラス取付面の取付位置に合わせて該ウインドガラス取付開口部の直上まで移動させるロボット制御手段と、前記ウインドガラス保持部材に保持した前記ウインドガラス表面の垂直方向に対して斜め上方から、少なくとも前記ウインドガラスの左右方向における略同一位置の両端部に対して、前記ウインドガラスの左右端部と前記ウインドガラス取付面とその外側で前記ウインドガラス取付面より高い位置にある車体面とを横切るようにスリット光をそれぞれ照射する一対のスリット光照射手段と、前記照射された各スリット光によって、前記ウインドガラスの左右端部と前記ウインドガラス取付面と前記車体面との間で前記ウインドガラス表面に対して垂直方向の隙間によってそれぞれ形成される折曲した投光線を、前記ウインドガラスの左右端部で前記ウインドガラス表面の略垂直方向からそれぞれ撮影する一対の撮影手段と、前記撮影手段で撮影された前記投光線の各画像を画像処理して所定の処理画像を生成する画像処理手段と、前記画像処理手段で生成した処理画像に基づいて、少なくとも、前記ウインドガラスの左右端部と前記車体面との間の前記ウインドガラス表面に対して垂直方向の各隙間の差を算出し、算出した各隙間の差がゼロになるように、調整すべき、前記ウインドガラス表面の中心における上下方向を回動中心軸とした回転方向の回動量を算出する算出手段と、を備え、前記算出手段で算出した回動量に応じて前記ロボットアームを駆動制御して、前記ウインドガラス保持部材に保持された前記ウインドガラスを該ウインドガラス表面の中心における上下方向を回動中心軸として回動調整し、回動調整された前記ウインドガラスを、該ウインドガラス表面に対して垂直方向から前記ウインドガラス取付面に押圧して取付けることを特徴としている。
【００１１】
また、ウインドガラスの左右端部と前記車体面との間の前記ウインドガラス表面に対して垂直方向の各隙間の大きさから、前記ウインドガラスの左右端部における前記ウインドガラス取付面の取付位置に対する適切な押圧に必要な前記ウインドガラスの押圧方向への移動量を前記算出手段で算出し、算出した移動量に基づいて前記ロボット制御手段による制御により前記ロボットアームを駆動して前記ウインドガラスを移動させ、前記ウインドガラス表面に対して垂直方向から前記ウインドガラス取付面の取付位置に押圧して取付けることを特徴としている。
【００１２】
（作用）
請求項１、３に記載の発明によれば、ウインドガラスの左右端部とウインドガラス取付面と車体面とを横切るようにスリット光を照射し、撮影したこのスリット光の画像を画像処理して得た処理画像に基づいて、少なくとも、ウインドガラスの左右端部と車体面との間のウインドガラス表面に対して垂直方向の各隙間の大きさを算出し、算出した各隙間の差がゼロになるように、調整すべき、ウインドガラス表面の上下方向を回動中心軸とした回転方向の回動量を算出する。そして、算出した回動量に応じてロボットアームを駆動制御して、ウインドガラス保持部材に保持されたウインドガラスを該ウインドガラス表面の上下方向を回動中心軸として回動調整し、回動調整されたウインドガラスを、該ウインドガラス表面に対して垂直方向から前記ウインドガラス取付面に押圧して取付けることにより、精度よく良好にウインドガラスをウインドガラス取付開口部周囲のウインドガラス取付面に装着することができる。
【００１３】
また、請求項２、４に記載の発明によれば、ウインドガラスの左右端部と車体面との間のウインドガラス表面に対して垂直方向の各隙間の大きさから、ウインドガラスの左右端部におけるウインドガラス取付面の取付位置に対する適切な押圧に必要なウインドガラスの押圧方向への移動量を算出する。そして、算出した移動量に基づいてロボットアームを駆動制御してウインドガラスを移動させ、ウインドガラス表面に対して垂直方向からウインドガラス取付面に押圧して取付けることにより、ウインドガラスの左右方向の曲面形状に誤差がある場合でも、ウインドガラスの左右端部をウインドガラス取付面に対して均一な押圧で良好に取付けることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係る自動車用ウインドガラスの取付装置を示す概略構成図である。本実施の形態に係る自動車用ウインドガラスの取付け装置１は、姿勢調整自在なロボットアーム２を有するウインドガラス取付けロボット（以下、ロボットという）３を備えており、ロボットアーム２はロボット制御部４からの制御信号に基づいて駆動される。このロボット３は、ウインドガラス取付ラインに設置されている。
【００１６】
ロボットアーム２の先端には、自動車の車体５に取付けるフロント用ウインドガラス（以下、ウインドガラスという）６を吸着把持するウインドガラス把持機７が取付けられている。ウインドガラス把持機７は、ロボットアーム２の駆動に応じて姿勢調整自在である。
【００１７】
ウインドガラス把持機７には、その上部側に一対のＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂが設置されており、左右の側面側には一対のＣＣＤカメラ１０ｃ、１０ｄが設置されている。ＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂは、ロボット制御部４からの制御信号に基づいてウインドガラス把持機７に吸着把持したウインドガラス６を、車体５に設けたウインドガラス取付開口部８周囲の取付面の直上まで移動させた際において、ウインドガラス取付開口部８のルーフパネル９側の上部付近とウインドガラス６の上側の縁部をそれぞれ撮影し、ＣＣＤカメラ１０ｃ、１０ｄは、ロボット制御部４からの制御信号に基づいてウインドガラス把持機７に吸着把持したウインドガラス６を、車体５に設けたウインドガラス取付開口部８周囲の取付面の直上まで移動させた際において、ウインドガラス取付開口部８のフロントピラー部１１側の側辺部付近とウインドガラス５の左右側の縁部をそれぞれ撮影する。
【００１８】
ルーフパネル９側の上部付近とウインドガラス６の上側の縁部をそれぞれ撮影する一対のＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂは、ウインドガラス６の中心を通る上下方向の軸（Ｙ軸：図２参照）に対して左右対称位置に設けられている。一方、フロントピラー部１１側の側部付近とウインドガラス６の左右側の縁部をそれぞれ撮影する一対のＣＣＤカメラ１０ｃ、１０ｄは、ウインドガラス６の中心を通る左右方向の軸（Ｘ軸：図２参照）と平行な線上におけるウインドガラス６の左右端部に設けられている。各ＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、ウインドガラス把持機７に吸着把持されたウインドガラス６の表面に対して略垂直方向（図２に示すＺ軸方向）に設置され、ウインドガラス６の表面に対して略垂直方向上方から撮影する。
【００１９】
また、ウインドガラス把持機７に設置した各ＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ近傍には、各ＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄでそれぞれ撮影される領域に対して斜め方向からスリット状のレーザ光（スリットレーザ光）を照射するスリットレーザ照射器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄがそれぞれ設置されている。
【００２０】
ＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂ近傍にそれぞれ設置される各スリットレーザ照射器１２ａ、１２ｂは、図３に示すように、ウインドガラス把持機７に吸着把持したウインドガラス６を車体５のウインドガラス取付開口部８に対してロボット制御部４によって予め教示されている位置（ウインドガラス取付開口部８周囲の取付面の直上）まで移動させた際において、ウインドガラス取付開口部８のルーフパネル９側の上部付近とウインドガラス６の上側の縁部を横切るようにレーザ照射される。なお、図３では、ＣＣＤカメラ１０ａとスリットレーザ照射器１２ａ側を示しているが、ＣＣＤカメラ１０ｂとスリットレーザ照射器１２ｂ側も同様である。
【００２１】
スリットレーザ照射器１２ａ、１２ｂは、ウインドガラス６の左右方向（図２に示すＸ軸方向）に対して互いに少し内側を向くように傾斜させている。
【００２２】
一方、ＣＣＤカメラ１０ｃ、１０ｄ近傍にそれぞれ設置される各スリットレーザ照射器１２ｃ、１２ｄは、図４に示すように、フロントピラー部１１側の側部付近とウインドガラス６の左右縁部を横切るようにレーザ照射される。スリットレーザ照射器１２ｃ、１２ｄは、ウインドガラス６の上下方向（（図２に示すＹ軸方向）において、ウインドガラス６表面の垂直方向に対して少し下側を向くように傾斜させている。なお、図４では、ＣＣＤカメラ１０ｃとスリットレーザ照射器１２ｃ側を示しているが、ＣＣＤカメラ１０ｄとスリットレーザ照射器１２ｄ側も同様である。
【００２３】
各ＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、各スリットレーザ照射器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄから照射したスリット状の投光線の画像をそれぞれ撮影し、それぞれ撮影した画像信号は画像処理部１３に入力され、それぞれ撮影した画像が得られる。演算部１４は、画像処理部１３から入力される画像情報に基づいてウインドガラス６のウインドガラス取付開口部８周囲の取付面に対するズレの補正量を算出する（詳細については後述する）。
【００２４】
ロボット制御部４は、演算部１４から入力される補正量情報に基づいて、ウインドガラス６のウインドガラス取付開口部８の取付面に対して適正な位置で取付けられるように、ロボットアーム２に制御信号を出力してロボットアーム２を駆動させる。
【００２５】
次に、本実施の形態におけるウインドガラス６の取付方法について説明する。
【００２６】
ウインドガラス取付ラインの所定位置に搬送された車体５に対し、ロボット制御部４の制御によりロボット３のロボットアーム２を駆動させて、ロボットアーム２の先端のウインドガラス把持機７に吸着把持したウインドガラス６を、車体５のウインドガラス取付開口部８周囲の取付面に対して予め教示されている取付位置に向けて移動させる。そして、ウインドガラス取付開口部８周囲の取付面の直上（数ミリ手前）でウインドガラス６の移動動作を一旦停止する。
【００２７】
そして、図３、図４に示すように、各スリットレーザ照射器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄから、ウインドガラス取付開口部８周囲の垂直方向に対して斜め上方からスリットレーザ光を照射する。なお、図３、図４では、スリットレーザ照射器１２ａ、１２ｃを示しているが、スリットレーザ照射器１２ｂ、１２ｄも同様である。
【００２８】
スリットレーザ照射器１２ａ、１２ｂは、Ｘ軸方向（ウインドガラス６の左右方向）に傾けられているので、発せられたスリットレーザ光は、ウインドガラス取付開口部８周囲のルーフパネル９側の上部付近とウインドガラス６の上面側の縁部を上下方向（図２のＹ軸方向）に横切るように照射される。この際、ウインドガラス取付開口部８周囲の取付面は、ルーフパネル９表面より下方に位置し、また、ウインドガラス６は、ウインドガラス取付開口部８周囲の取付面よりも上方に位置しているので、照射されたスリットレーザ光は直線状ではなく、左右方向（図２のＸ軸方向）に折曲して投影される。
【００２９】
即ち、図５（ａ）に示すように、ウインドガラス６の上側端部（図では右側）とウインドガラス取付開口部８周囲の取付面８ａとルーフパネル９を上下方向（図２のＹ軸方向）に横切るように照射されたスリットレーザ光による投影線Ｌ１は、一番低いウインドガラス取付開口部８周囲の取付面８ａで折曲している。
【００３０】
一方、スリットレーザ照射器１２ｃ、１２ｄは、Ｙ軸方向（ウインドガラス６の上下方向）に傾けられているので、発せられたスリットレーザ光は、ウインドガラス取付開口部８周囲のフロントピラー部１１側の側部付近とウインドガラス６の側面側の縁部を左右方向（図２のＸ軸方向）に横切るように照射される。この際、ウインドガラス取付開口部８周囲の取付面は、フロントピラー部１１表面より下方に位置し、また、ウインドガラス６は、ウインドガラス取付開口部８周囲の取付面よりも上方に位置しているので、照射されたスリットレーザ光は直線状ではなく、上下方向（図２のＹ軸方向）に折曲して投影される。
【００３１】
即ち、図５（ｂ）に示すように、ウインドガラス６の左右端部（図では左端部）とウインドガラス取付開口部８周囲の取付面８ｂとフロントピラー部１１を横切るように照射されたスリットレーザ光による投影線Ｌ２は、ウインドガラス取付開口部８周囲の取付面８ｂで折曲している。
【００３２】
そして、各スリットレーザ照射器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄから照射された各スリットレーザ光を、各スリットレーザ照射器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄにそれぞれ近接して設けられている各ＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄで撮影する。即ち、図６に示すように、ウインドガラス６とウインドガラス取付開口部８周囲の取付面に対して、ＣＣＤカメラ１０ａは領域Ａ、ＣＣＤカメラ１０ｂは領域Ｂ、ＣＣＤカメラ１０ｃは領域Ｃ、ＣＣＤカメラ１０ｄは領域Ｄをそれぞれ撮影する。
【００３３】
各ＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄで撮影した各スリットレーザ光による投影線の画像（図５（ａ）、（ｂ）に示した画像）は画像処理部１３に入力される。
【００３４】
画像処理部１３は、例えば、図５（ａ）に示す折曲した投影線Ｌ１の全長に対して、該投影線Ｌ１と平行に引いた基準線Ｎ１との間のＸ軸方向の距離Ｍ１に対して所定の係数ａを掛けることによって、ウインドガラス６表面及びルーフパネル９表面のＺ軸方向（ウインドガラス６表面の垂直方向）の位置（Ｚ＝ａ×Ｍ１）を算出することができる。また、画像処理部１３は、例えば、図５（ｂ）に示す折曲した投影線Ｌ２の全長に対して、該投影線Ｌ２と平行に引いた基準線Ｎ２との間のＹ軸方向の距離Ｍ２に対して所定の係数ｂを掛けることによって、ウインドガラス６表面及びフロントピラー部１１表面のＺ軸方向（ウインドガラス６表面の垂直方向）の位置（Ｚ＝ｂ×Ｍ２）を算出することができる。
【００３５】
なお、画像処理部１３による、上述したウインドガラス６表面及びルーフパネル９表面のＺ軸方向の位置算出と、ウインドガラス６表面及びフロントピラー部１１表面のＺ軸方向の位置算出の方法は一例であり、他の公知の算出方法によっても算出することができる。
【００３６】
画像処理部１３は、上記の算出結果に基づいて図５（ａ）、（ｂ）に示す折曲した投影線Ｌ１、Ｌ２を画像処理することによって、図７（ａ）、（ｂ）と図８（ａ）、（ｂ）に示すような処理画像を生成する。図７（ａ）、（ｂ）は、ＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂでそれぞれ撮影した画像（図７（ｂ）の処理画像は図５（ａ）の画像に対応）を処理して得た処理画像であり、図８（ａ）、（ｂ）は、ＣＣＤカメラ１０ｃ、１０ｄでそれぞれ撮影した画像（図８（ａ）の処理画像は図５（ｂ）の画像に対応）を処理して得た処理画像である。
【００３７】
図７（ａ）、（ｂ）に示す処理画像において、２０、２０′は、ウインドガラス６表面の押圧方向（図２のＺ軸方向）における高さ位置を表す線、２０ａ、２０ａ′はウインドガラス６の上側端部、２１、２１′は、ルーフパネル９表面の位置を表す線、２１ａ、２１ａ′はルーフパネル９の端部、２２、２２′は、ウインドガラス取付開口部８周囲の取付面８ａを表す線である。
【００３８】
そして、△Ｙ1、△Ｙ2は、ウインドガラス６の上側端部２０ａ、２０ａ′とルーフパネル９の端部２１ａ、２１ａ′との間の上下方向（図２のＹ軸方向）におけるそれぞれの隙間を表している。
【００３９】
一方、図８（ａ）、（ｂ）に示す処理画像において、２３、２３′は、ウインドガラス６表面の押圧方向（図２のＺ軸方向）における高さ位置を表す線、２３ａ、２３ａ′はウインドガラス６の左右端部、２４、２４′は、フロントピラー部１１表面の位置を表す線、２４ａ、２４ａ′はフロントピラー部１１の端部、２５、２５′は、ウインドガラス取付開口部８周囲の取付面８ｂを表す線である。
【００４０】
そして、△Ｘ1、△Ｘ2は、ウインドガラス６の左右側の端部２３ａ、２３ａ′とフロントピラー部１１の端部２４ａ、２４ａ′との間の左右方向（図２のＸ軸方向）におけるそれぞれの隙間、△Ｚ1、△Ｚ2は、ウインドガラス６の左右端部２３ａ、２３ａ′とフロントピラー部１１の端部２４ａ、２４ａ′との間の押圧方向（図２のＺ軸方向）におけるそれぞれの隙間を表している。
【００４１】
そして、画像処理部１３で得られた処理画像から図７（ａ）、（ｂ）に示す隙間△Ｙ1と△Ｙ2との差（図７（ａ）、（ｂ）では△Ｙ1＞△Ｙ2）を演算部１４で算出する。ロボット制御部４は、演算部１４から入力される隙間△Ｙ1と△Ｙ2との差がゼロ（△Ｙ1−△Ｙ2＝０）となるように、ロボット３のロボットアーム２に制御信号を出力し、ウインドガラス取付開口部８周囲の取付面の直上（数ミリ手前）で停止させているウインドガラス６を、その中心におけるＺ軸（ウインドガラス６表面の垂直方向）を回動中心としてＺ軸回り（θｂ方向）に回動（本実施の形態では右回りに回動）させ、ウインドガラス６のＺ軸回りのずれを微調する。
【００４２】
そして、この隙間△Ｙ1、△Ｙ2の値が予め設定されている数値となるように、演算部１４からロボット３のロボットアーム２に制御信号を出力して、ウインドガラス６のＹ軸方向（上下方向）のずれを微調する。
【００４３】
そして、画像処理部１３で得られた処理画像から図８（ａ）、（ｂ）に示す隙間△Ｘ１と△Ｘ２との差（図８（ａ）、（ｂ）では△Ｘ１＜△Ｘ２）を演算部１４で算出する。ロボット制御部４は、演算部１４から入力される隙間△Ｘ１と△Ｘ２との差がゼロ（△Ｘ１−△Ｘ２＝０）となるように、ロボット３のロボットアーム２に制御信号を出力し、ウインドガラス取付開口部８周囲の取付面の直上（数ミリ手前）で停止させているウインドガラス６のＸ軸方向（左右方向）のずれを微調する。
【００４４】
そして、画像処理部１３で得られた処理画像から図８（ａ）、（ｂ）に示す隙間△Ｚ１と△Ｚ２との差（図８（ａ）、（ｂ）では△Ｚ１＞△Ｚ２）を演算部１４で算出する。ロボット制御部４は、演算部１４から入力される隙間△Ｚ１と△Ｚ２との差がゼロ（△Ｚ１−△Ｚ２＝０）となるように移動させる制御信号をロボット３のロボットアーム２に出力し、ウインドガラス取付開口部８周囲の取付面の直上（数ミリ手前）で停止させているウインドガラス６を、その中心におけるＹ軸（ウインドガラス６表面の上下方向）を回転中心としてＹ軸回り（θａ方向）に回転させ、ウインドガラス６の左右端部におけるＺ軸方向（ウインドガラス６表面の垂直方向）の隙間△Ｚ１と△Ｚ２が同じになるように微調する。
【００４５】
そして、上記したようにウインドガラス６の左右両端部におけるＺ軸方向のずれを含むウインドガラス６のウインドガラス取付開口部８周囲の取付面に対するずれ補正を終了すると、この姿勢を保持した状態で、ロボットアーム２を駆動してウインドガラス６をＺ軸方向（ウインドガラス６の押圧方向）に所定量だけ移動させ、ウインドガラス取付開口部８周囲の取付面に押圧する。これによって、ウインドガラス６周囲を取付面に均一な加圧力で接着して装着することができる。
【００４６】
このように本実施の形態では、ウインドガラス６の左右の曲面形状に誤差がある場合でも、ウインドガラス６の左右両端側における押圧方向（Ｚ軸方向）のずれを検出して補正することができるので、ウインドガラス取付ラインでウインドガラス６が取付けられる車体５に対して、精度よく良好にウインドガラス６をウインドガラス取付開口部８周囲の取付面に装着することができる。
【００４７】
なお、上述した実施の形態では、ウインドガラスに対してＸ軸回りのずれが所定以下で、Ｘ軸回りのずれのずれ補正を行わない構成であったが、例えばモデルチェンジによるウインドガラスの形状変更等により、Ｘ軸回りのずれ補正が必要となった場合には、ウインドガラスの下端部を撮影可能な位置にＣＣＤカメラとスリットレーザ照射器を設けることにより、上述したＹ軸回りやＺ軸回りにおけるずれ補正と同様にしてＸ軸回りのずれ補正を行うことができる。
【００４８】
また、上述した実施の形態では、フロント側のウインドガラスを取付ける場合について説明したが、リア側のウインドガラスを取付ける場合においても同様に本発明を適用することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る自動車ウインドガラスの取付方法及び装置によれば、ウインドガラスの左右端部とウインドガラス取付面と車体面とを横切るようにスリット光を照射し、撮影したこのスリット光の画像を画像処理して得た処理画像に基づいて、少なくとも、ウインドガラスの左右端部と車体面との間のウインドガラス表面に対して垂直方向の各隙間の大きさを算出し、算出した各隙間の差がゼロになるように、調整すべき、ウインドガラス表面の上下方向を回動中心軸とした回転方向の回動量を算出して、算出した回動量に応じてロボットアームを駆動制御することによって、ウインドガラス保持部材に保持されたウインドガラスを該ウインドガラス表面の上下方向を回動中心軸として回動調整し、回動調整されたウインドガラスを、ウインドガラス表面に対して垂直方向から前記ウインドガラス取付面に押圧して取付けることにより、精度よく良好にウインドガラスをウインドガラス取付開口部周囲のウインドガラス取付面に装着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る自動車用ウインドガラスの取付装置を示す概略構成図。
【図２】取付姿勢におけるウインドガラスのＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向を示す図。
【図３】ウインドガラス上部端部とルーフパネル端部を横切るようにスリットレーザ光を照射するスリットレーザ照射器と、この照射されたスリットレーザ光を撮影するＣＣＤカメラを示す図。
【図４】ウインドガラス左端部とフロントピラー部を横切るようにスリットレーザ光を照射するスリットレーザ照射器と、この照射されたスリットレーザ光を撮影するＣＣＤカメラを示す図。
【図５】（ａ）は、ウインドガラスの上部端部とルーフパネル端部を横切るように照射されたスリットレーザ光による投影線を示す図、（ｂ）は、ウインドガラス左端部とフロントピラー部を横切るように照射されたスリットレーザ光による投影線を示す図。
【図６】ウインドガラス取付開口部周囲の取付面に取付けるウインドガラスに対して、各ＣＣＤカメラで撮影される撮影領域を示す図。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、ウインドガラス上部端部とルーフパネル端部を横切るように照射されたスリットレーザ光による投影線を画像処理した処理画像を示す図。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、ウインドガラス左右端部とフロントピラー部を横切るように照射されたスリットレーザ光による投影線を画像処理した処理画像を示す図。
【符号の説明】
１ 自動車用ウインドガラスの取付装置
２ ロボットアーム
３ ロボット
４ ロボット制御部（ロボット制御手段）
５ 車体
６ ウインドガラス
７ ウインドガラス把持機（ウインドガラス保持部材）
８ ウインドガラス取付開口部
８ａ、８ｂ ウインドガラス取付面（取付面）
９ ルーフパネル
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ ＣＣＤカメラ（撮影手段）
１１ フロントピラー部（車体面）
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ スリットレーザ照射器（スリット光照射手段）
１３ 画像処理部（画像処理手段）
１４ 演算部（算出手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の車体に設けたウインドガラス取付開口部周囲のウインドガラス取付面にウインドガラスを位置合わせして取付ける自動車用ウインドガラスの取付方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の車体に設けられたウインドガラス取付開口部周囲のウインドガラス取付面に対して、ロボットによってウインドガラスを位置決めして取付ける工程において、カメラで撮影した画像に基づいて基準位置に対するウインドガラスの取付位置のずれ量を算出し、算出した基準位置に対するずれ量を補正して自動的にウインドガラスをウインドガラス取付面にロボットで取付ける方法は、従来より考案され実用化されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特公平２−５５２６８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自動車の特にフロントのウインドガラスは平板状のガラスではなく、左右方向（車体の幅方向）に湾曲した曲面形状であることにより、熱成型による製造時においてウインドガラスの曲面形状に多少の誤差が生じている。このため、例えばウインドガラスの左右端部の曲面形状に誤差があると、ロボットによってウインドガラスをウインドガラス取付開口部周囲のウインドガラス取付面に対して位置決めしてウインドガラス取付面の直上まで移動させた際に、ウインドガラスの左右端部とウインドガラス取付面との間のウインドガラス表面の垂直方向における各隙間の大きさが異なる。
【０００５】
このように、ウインドガラスの左右端部の曲面形状に誤差があると、ロボットによってウインドガラスをウインドガラス取付開口部周囲のウインドガラス取付面に対して位置決めしてウインドガラス取付面方向に移動させて、ウインドガラスをウインドガラス取付面に押圧しながら接着させる際に、ウインドガラスの左右端部がウインドガラス取付面に不均一に押圧されることによって、ウインドガラスの接着状態も不均一になる。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１のようなウインドガラスのウインドガラス取付位置に対するずれ量の補正方法では、ウインドガラスの左右方向の曲面形状に対する誤差に対しては考慮していないので、ウインドガラスの左右方向の曲面形状の誤差に対する補正を行って取付けることができなかった。
【０００７】
そこで本発明は、ウインドガラスの左右方向の曲面形状に誤差がある場合でもウインドガラスの左右方向の曲面形状の誤差量を補正して、ウインドガラスを精度よく良好に取付けることができる自動車用ウインドガラスの取付方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、姿勢調整自在なロボットアームの先端に設けたウインドガラス保持部材に保持した自動車の車体の幅方向に対応した左右方向に少なくも湾曲しているウインドガラスを、自動車の車体に設けられたウインドガラス取付開口部に対して位置決めして、該ウインドガラス取付開口部周囲のウインドガラス取付面に取付ける自動車用ウインドガラスの取付方法において、前記ロボットアームを駆動制御して前記ウインドガラスを、前記ウインドガラス取付面の取付位置に合わせて該ウインドガラス取付開口部の直上まで移動させる工程と、前記ウインドガラス保持部材に保持した前記ウインドガラス表面の垂直方向に対して斜め上方から、少なくとも前記ウインドガラスの左右方向における略同一位置の両端部に対して、前記ウインドガラスの左右端部と前記ウインドガラス取付面とその外側で前記ウインドガラス取付面より高い位置にある車体面とを横切るようにスリット光をそれぞれ照射する工程と、前記照射された各スリット光によって、前記ウインドガラスの左右端部と前記ウインドガラス取付面と前記車体面との間で前記ウインドガラス表面に対して垂直方向の隙間によってそれぞれ形成される折曲した投光線を、前記ウインドガラスの左右端部で前記ウインドガラス表面の略垂直方向からそれぞれ撮影する工程と、撮影された前記投光線の各画像を画像処理して生成された所定の処理画像に基づいて、少なくとも、前記ウインドガラスの左右端部と前記車体面との間の前記ウインドガラス表面に対して垂直方向の各隙間の差を算出し、算出した各隙間の差がゼロになるように、調整すべき、前記ウインドガラス表面の中心における上下方向を回動中心軸とした回転方向の回動量を算出する工程と、算出した回動量に応じて前記ロボットアームを駆動制御し、前記ウインドガラス保持部材に保持された前記ウインドガラスを該ウインドガラス表面の中心における上下方向を回動中心軸として回動調整する工程と、回動調整された前記ウインドガラスを、該ウインドガラス表面に対して垂直方向から前記ウインドガラス取付面に押圧して取付ける工程と、を有することを特徴としている。
【０００９】
また、算出された前記ウインドガラスの左右端部と前記車体面との間の前記ウインドガラス表面に対して垂直方向の各隙間の大きさから、前記ウインドガラスの左右端部における前記ウインドガラス取付面の取付位置に対する適切な押圧に必要な前記ウインドガラスの押圧方向への移動量を算出し、算出した移動量に基づいて前記ロボットアームを駆動制御して前記ウインドガラスを移動させ、前記ウインドガラス表面に対して垂直方向から前記ウインドガラス取付面の取付位置に押圧して取付ける工程を有することを特徴としている。
【００１０】
また、姿勢調整自在なロボットアームの先端に設けたウインドガラス保持部材に保持した自動車の車体の幅方向に対応した左右方向に少なくも湾曲しているウインドガラスを、自動車の車体に設けられたウインドガラス取付開口部に対して位置決めして、該ウインドガラス取付開口部周囲のウインドガラス取付面に取付ける自動車用ウインドガラスの取付装置において、前記ロボットアームを駆動制御して前記ウインドガラスを、前記ウインドガラス取付面の取付位置に合わせて該ウインドガラス取付開口部の直上まで移動させるロボット制御手段と、前記ウインドガラス保持部材に保持した前記ウインドガラス表面の垂直方向に対して斜め上方から、少なくとも前記ウインドガラスの左右方向における略同一位置の両端部に対して、前記ウインドガラスの左右端部と前記ウインドガラス取付面とその外側で前記ウインドガラス取付面より高い位置にある車体面とを横切るようにスリット光をそれぞれ照射する一対のスリット光照射手段と、前記照射された各スリット光によって、前記ウインドガラスの左右端部と前記ウインドガラス取付面と前記車体面との間で前記ウインドガラス表面に対して垂直方向の隙間によってそれぞれ形成される折曲した投光線を、前記ウインドガラスの左右端部で前記ウインドガラス表面の略垂直方向からそれぞれ撮影する一対の撮影手段と、前記撮影手段で撮影された前記投光線の各画像を画像処理して所定の処理画像を生成する画像処理手段と、前記画像処理手段で生成した処理画像に基づいて、少なくとも、前記ウインドガラスの左右端部と前記車体面との間の前記ウインドガラス表面に対して垂直方向の各隙間の差を算出し、算出した各隙間の差がゼロになるように、調整すべき、前記ウインドガラス表面の中心における上下方向を回動中心軸とした回転方向の回動量を算出する算出手段と、を備え、前記算出手段で算出した回動量に応じて前記ロボットアームを駆動制御して、前記ウインドガラス保持部材に保持された前記ウインドガラスを該ウインドガラス表面の中心における上下方向を回動中心軸として回動調整し、回動調整された前記ウインドガラスを、該ウインドガラス表面に対して垂直方向から前記ウインドガラス取付面に押圧して取付けることを特徴としている。
【００１１】
また、ウインドガラスの左右端部と前記車体面との間の前記ウインドガラス表面に対して垂直方向の各隙間の大きさから、前記ウインドガラスの左右端部における前記ウインドガラス取付面の取付位置に対する適切な押圧に必要な前記ウインドガラスの押圧方向への移動量を前記算出手段で算出し、算出した移動量に基づいて前記ロボット制御手段による制御により前記ロボットアームを駆動して前記ウインドガラスを移動させ、前記ウインドガラス表面に対して垂直方向から前記ウインドガラス取付面の取付位置に押圧して取付けることを特徴としている。
【００１２】
（作用）
請求項１、３に記載の発明によれば、ウインドガラスの左右端部とウインドガラス取付面と車体面とを横切るようにスリット光を照射し、撮影したこのスリット光の画像を画像処理して得た処理画像に基づいて、少なくとも、ウインドガラスの左右端部と車体面との間のウインドガラス表面に対して垂直方向の各隙間の大きさを算出し、算出した各隙間の差がゼロになるように、調整すべき、ウインドガラス表面の上下方向を回動中心軸とした回転方向の回動量を算出する。そして、算出した回動量に応じてロボットアームを駆動制御して、ウインドガラス保持部材に保持されたウインドガラスを該ウインドガラス表面の上下方向を回動中心軸として回動調整し、回動調整されたウインドガラスを、該ウインドガラス表面に対して垂直方向から前記ウインドガラス取付面に押圧して取付けることにより、精度よく良好にウインドガラスをウインドガラス取付開口部周囲のウインドガラス取付面に装着することができる。
【００１３】
また、請求項２、４に記載の発明によれば、ウインドガラスの左右端部と車体面との間のウインドガラス表面に対して垂直方向の各隙間の大きさから、ウインドガラスの左右端部におけるウインドガラス取付面の取付位置に対する適切な押圧に必要なウインドガラスの押圧方向への移動量を算出する。そして、算出した移動量に基づいてロボットアームを駆動制御してウインドガラスを移動させ、ウインドガラス表面に対して垂直方向からウインドガラス取付面に押圧して取付けることにより、ウインドガラスの左右方向の曲面形状に誤差がある場合でも、ウインドガラスの左右端部をウインドガラス取付面に対して均一な押圧で良好に取付けることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係る自動車用ウインドガラスの取付装置を示す概略構成図である。本実施の形態に係る自動車用ウインドガラスの取付け装置１は、姿勢調整自在なロボットアーム２を有するウインドガラス取付けロボット（以下、ロボットという）３を備えており、ロボットアーム２はロボット制御部４からの制御信号に基づいて駆動される。このロボット３は、ウインドガラス取付ラインに設置されている。
【００１６】
ロボットアーム２の先端には、自動車の車体５に取付けるフロント用ウインドガラス（以下、ウインドガラスという）６を吸着把持するウインドガラス把持機７が取付けられている。ウインドガラス把持機７は、ロボットアーム２の駆動に応じて姿勢調整自在である。
【００１７】
ウインドガラス把持機７には、その上部側に一対のＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂが設置されており、左右の側面側には一対のＣＣＤカメラ１０ｃ、１０ｄが設置されている。ＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂは、ロボット制御部４からの制御信号に基づいてウインドガラス把持機７に吸着把持したウインドガラス６を、車体５に設けたウインドガラス取付開口部８周囲の取付面の直上まで移動させた際において、ウインドガラス取付開口部８のルーフパネル９側の上部付近とウインドガラス６の上側の縁部をそれぞれ撮影し、ＣＣＤカメラ１０ｃ、１０ｄは、ロボット制御部４からの制御信号に基づいてウインドガラス把持機７に吸着把持したウインドガラス６を、車体５に設けたウインドガラス取付開口部８周囲の取付面の直上まで移動させた際において、ウインドガラス取付開口部８のフロントピラー部１１側の側辺部付近とウインドガラス５の左右側の縁部をそれぞれ撮影する。
【００１８】
ルーフパネル９側の上部付近とウインドガラス６の上側の縁部をそれぞれ撮影する一対のＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂは、ウインドガラス６の中心を通る上下方向の軸（Ｙ軸：図２参照）に対して左右対称位置に設けられている。一方、フロントピラー部１１側の側部付近とウインドガラス６の左右側の縁部をそれぞれ撮影する一対のＣＣＤカメラ１０ｃ、１０ｄは、ウインドガラス６の中心を通る左右方向の軸（Ｘ軸：図２参照）と平行な線上におけるウインドガラス６の左右端部に設けられている。各ＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、ウインドガラス把持機７に吸着把持されたウインドガラス６の表面に対して略垂直方向（図２に示すＺ軸方向）に設置され、ウインドガラス６の表面に対して略垂直方向上方から撮影する。
【００１９】
また、ウインドガラス把持機７に設置した各ＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ近傍には、各ＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄでそれぞれ撮影される領域に対して斜め方向からスリット状のレーザ光（スリットレーザ光）を照射するスリットレーザ照射器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄがそれぞれ設置されている。
【００２０】
ＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂ近傍にそれぞれ設置される各スリットレーザ照射器１２ａ、１２ｂは、図３に示すように、ウインドガラス把持機７に吸着把持したウインドガラス６を車体５のウインドガラス取付開口部８に対してロボット制御部４によって予め教示されている位置（ウインドガラス取付開口部８周囲の取付面の直上）まで移動させた際において、ウインドガラス取付開口部８のルーフパネル９側の上部付近とウインドガラス６の上側の縁部を横切るようにレーザ照射される。なお、図３では、ＣＣＤカメラ１０ａとスリットレーザ照射器１２ａ側を示しているが、ＣＣＤカメラ１０ｂとスリットレーザ照射器１２ｂ側も同様である。
【００２１】
スリットレーザ照射器１２ａ、１２ｂは、ウインドガラス６の左右方向（図２に示すＸ軸方向）に対して互いに少し内側を向くように傾斜させている。
【００２２】
一方、ＣＣＤカメラ１０ｃ、１０ｄ近傍にそれぞれ設置される各スリットレーザ照射器１２ｃ、１２ｄは、図４に示すように、フロントピラー部１１側の側部付近とウインドガラス６の左右縁部を横切るようにレーザ照射される。スリットレーザ照射器１２ｃ、１２ｄは、ウインドガラス６の上下方向（（図２に示すＹ軸方向）において、ウインドガラス６表面の垂直方向に対して少し下側を向くように傾斜させている。なお、図４では、ＣＣＤカメラ１０ｃとスリットレーザ照射器１２ｃ側を示しているが、ＣＣＤカメラ１０ｄとスリットレーザ照射器１２ｄ側も同様である。
【００２３】
各ＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、各スリットレーザ照射器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄから照射したスリット状の投光線の画像をそれぞれ撮影し、それぞれ撮影した画像信号は画像処理部１３に入力され、それぞれ撮影した画像が得られる。演算部１４は、画像処理部１３から入力される画像情報に基づいてウインドガラス６のウインドガラス取付開口部８周囲の取付面に対するズレの補正量を算出する（詳細については後述する）。
【００２４】
ロボット制御部４は、演算部１４から入力される補正量情報に基づいて、ウインドガラス６のウインドガラス取付開口部８の取付面に対して適正な位置で取付けられるように、ロボットアーム２に制御信号を出力してロボットアーム２を駆動させる。
【００２５】
次に、本実施の形態におけるウインドガラス６の取付方法について説明する。
【００２６】
ウインドガラス取付ラインの所定位置に搬送された車体５に対し、ロボット制御部４の制御によりロボット３のロボットアーム２を駆動させて、ロボットアーム２の先端のウインドガラス把持機７に吸着把持したウインドガラス６を、車体５のウインドガラス取付開口部８周囲の取付面に対して予め教示されている取付位置に向けて移動させる。そして、ウインドガラス取付開口部８周囲の取付面の直上（数ミリ手前）でウインドガラス６の移動動作を一旦停止する。
【００２７】
そして、図３、図４に示すように、各スリットレーザ照射器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄから、ウインドガラス取付開口部８周囲の垂直方向に対して斜め上方からスリットレーザ光を照射する。なお、図３、図４では、スリットレーザ照射器１２ａ、１２ｃを示しているが、スリットレーザ照射器１２ｂ、１２ｄも同様である。
【００２８】
スリットレーザ照射器１２ａ、１２ｂは、Ｘ軸方向（ウインドガラス６の左右方向）に傾けられているので、発せられたスリットレーザ光は、ウインドガラス取付開口部８周囲のルーフパネル９側の上部付近とウインドガラス６の上面側の縁部を上下方向（図２のＹ軸方向）に横切るように照射される。この際、ウインドガラス取付開口部８周囲の取付面は、ルーフパネル９表面より下方に位置し、また、ウインドガラス６は、ウインドガラス取付開口部８周囲の取付面よりも上方に位置しているので、照射されたスリットレーザ光は直線状ではなく、左右方向（図２のＸ軸方向）に折曲して投影される。
【００２９】
即ち、図５（ａ）に示すように、ウインドガラス６の上側端部（図では右側）とウインドガラス取付開口部８周囲の取付面８ａとルーフパネル９を上下方向（図２のＹ軸方向）に横切るように照射されたスリットレーザ光による投影線Ｌ１は、一番低いウインドガラス取付開口部８周囲の取付面８ａで折曲している。
【００３０】
一方、スリットレーザ照射器１２ｃ、１２ｄは、Ｙ軸方向（ウインドガラス６の上下方向）に傾けられているので、発せられたスリットレーザ光は、ウインドガラス取付開口部８周囲のフロントピラー部１１側の側部付近とウインドガラス６の側面側の縁部を左右方向（図２のＸ軸方向）に横切るように照射される。この際、ウインドガラス取付開口部８周囲の取付面は、フロントピラー部１１表面より下方に位置し、また、ウインドガラス６は、ウインドガラス取付開口部８周囲の取付面よりも上方に位置しているので、照射されたスリットレーザ光は直線状ではなく、上下方向（図２のＹ軸方向）に折曲して投影される。
【００３１】
即ち、図５（ｂ）に示すように、ウインドガラス６の左右端部（図では左端部）とウインドガラス取付開口部８周囲の取付面８ｂとフロントピラー部１１を横切るように照射されたスリットレーザ光による投影線Ｌ２は、ウインドガラス取付開口部８周囲の取付面８ｂで折曲している。
【００３２】
そして、各スリットレーザ照射器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄから照射された各スリットレーザ光を、各スリットレーザ照射器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄにそれぞれ近接して設けられている各ＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄで撮影する。即ち、図６に示すように、ウインドガラス６とウインドガラス取付開口部８周囲の取付面に対して、ＣＣＤカメラ１０ａは領域Ａ、ＣＣＤカメラ１０ｂは領域Ｂ、ＣＣＤカメラ１０ｃは領域Ｃ、ＣＣＤカメラ１０ｄは領域Ｄをそれぞれ撮影する。
【００３３】
各ＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄで撮影した各スリットレーザ光による投影線の画像（図５（ａ）、（ｂ）に示した画像）は画像処理部１３に入力される。
【００３４】
画像処理部１３は、例えば、図５（ａ）に示す折曲した投影線Ｌ１の全長に対して、該投影線Ｌ１と平行に引いた基準線Ｎ１との間のＸ軸方向の距離Ｍ１に対して所定の係数ａを掛けることによって、ウインドガラス６表面及びルーフパネル９表面のＺ軸方向（ウインドガラス６表面の垂直方向）の位置（Ｚ＝ａ×Ｍ１）を算出することができる。また、画像処理部１３は、例えば、図５（ｂ）に示す折曲した投影線Ｌ２の全長に対して、該投影線Ｌ２と平行に引いた基準線Ｎ２との間のＹ軸方向の距離Ｍ２に対して所定の係数ｂを掛けることによって、ウインドガラス６表面及びフロントピラー部１１表面のＺ軸方向（ウインドガラス６表面の垂直方向）の位置（Ｚ＝ｂ×Ｍ２）を算出することができる。
【００３５】
なお、画像処理部１３による、上述したウインドガラス６表面及びルーフパネル９表面のＺ軸方向の位置算出と、ウインドガラス６表面及びフロントピラー部１１表面のＺ軸方向の位置算出の方法は一例であり、他の公知の算出方法によっても算出することができる。
【００３６】
画像処理部１３は、上記の算出結果に基づいて図５（ａ）、（ｂ）に示す折曲した投影線Ｌ１、Ｌ２を画像処理することによって、図７（ａ）、（ｂ）と図８（ａ）、（ｂ）に示すような処理画像を生成する。図７（ａ）、（ｂ）は、ＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂでそれぞれ撮影した画像（図７（ｂ）の処理画像は図５（ａ）の画像に対応）を処理して得た処理画像であり、図８（ａ）、（ｂ）は、ＣＣＤカメラ１０ｃ、１０ｄでそれぞれ撮影した画像（図８（ａ）の処理画像は図５（ｂ）の画像に対応）を処理して得た処理画像である。
【００３７】
図７（ａ）、（ｂ）に示す処理画像において、２０、２０′は、ウインドガラス６表面の押圧方向（図２のＺ軸方向）における高さ位置を表す線、２０ａ、２０ａ′はウインドガラス６の上側端部、２１、２１′は、ルーフパネル９表面の位置を表す線、２１ａ、２１ａ′はルーフパネル９の端部、２２、２２′は、ウインドガラス取付開口部８周囲の取付面８ａを表す線である。
【００３８】
そして、△Ｙ1、△Ｙ2は、ウインドガラス６の上側端部２０ａ、２０ａ′とルーフパネル９の端部２１ａ、２１ａ′との間の上下方向（図２のＹ軸方向）におけるそれぞれの隙間を表している。
【００３９】
一方、図８（ａ）、（ｂ）に示す処理画像において、２３、２３′は、ウインドガラス６表面の押圧方向（図２のＺ軸方向）における高さ位置を表す線、２３ａ、２３ａ′はウインドガラス６の左右端部、２４、２４′は、フロントピラー部１１表面の位置を表す線、２４ａ、２４ａ′はフロントピラー部１１の端部、２５、２５′は、ウインドガラス取付開口部８周囲の取付面８ｂを表す線である。
【００４０】
そして、△Ｘ1、△Ｘ2は、ウインドガラス６の左右側の端部２３ａ、２３ａ′とフロントピラー部１１の端部２４ａ、２４ａ′との間の左右方向（図２のＸ軸方向）におけるそれぞれの隙間、△Ｚ1、△Ｚ2は、ウインドガラス６の左右端部２３ａ、２３ａ′とフロントピラー部１１の端部２４ａ、２４ａ′との間の押圧方向（図２のＺ軸方向）におけるそれぞれの隙間を表している。
【００４１】
そして、画像処理部１３で得られた処理画像から図７（ａ）、（ｂ）に示す隙間△Ｙ1と△Ｙ2との差（図７（ａ）、（ｂ）では△Ｙ1＞△Ｙ2）を演算部１４で算出する。ロボット制御部４は、演算部１４から入力される隙間△Ｙ1と△Ｙ2との差がゼロ（△Ｙ1−△Ｙ2＝０）となるように、ロボット３のロボットアーム２に制御信号を出力し、ウインドガラス取付開口部８周囲の取付面の直上（数ミリ手前）で停止させているウインドガラス６を、その中心におけるＺ軸（ウインドガラス６表面の垂直方向）を回動中心としてＺ軸回り（θｂ方向）に回動（本実施の形態では右回りに回動）させ、ウインドガラス６のＺ軸回りのずれを微調する。
【００４２】
そして、この隙間△Ｙ1、△Ｙ2の値が予め設定されている数値となるように、演算部１４からロボット３のロボットアーム２に制御信号を出力して、ウインドガラス６のＹ軸方向（上下方向）のずれを微調する。
【００４３】
そして、画像処理部１３で得られた処理画像から図８（ａ）、（ｂ）に示す隙間△Ｘ１と△Ｘ２との差（図８（ａ）、（ｂ）では△Ｘ１＜△Ｘ２）を演算部１４で算出する。ロボット制御部４は、演算部１４から入力される隙間△Ｘ１と△Ｘ２との差がゼロ（△Ｘ１−△Ｘ２＝０）となるように、ロボット３のロボットアーム２に制御信号を出力し、ウインドガラス取付開口部８周囲の取付面の直上（数ミリ手前）で停止させているウインドガラス６のＸ軸方向（左右方向）のずれを微調する。
【００４４】
そして、画像処理部１３で得られた処理画像から図８（ａ）、（ｂ）に示す隙間△Ｚ１と△Ｚ２との差（図８（ａ）、（ｂ）では△Ｚ１＞△Ｚ２）を演算部１４で算出する。ロボット制御部４は、演算部１４から入力される隙間△Ｚ１と△Ｚ２との差がゼロ（△Ｚ１−△Ｚ２＝０）となるように移動させる制御信号をロボット３のロボットアーム２に出力し、ウインドガラス取付開口部８周囲の取付面の直上（数ミリ手前）で停止させているウインドガラス６を、その中心におけるＹ軸（ウインドガラス６表面の上下方向）を回転中心としてＹ軸回り（θａ方向）に回転させ、ウインドガラス６の左右端部におけるＺ軸方向（ウインドガラス６表面の垂直方向）の隙間△Ｚ１と△Ｚ２が同じになるように微調する。
【００４５】
そして、上記したようにウインドガラス６の左右両端部におけるＺ軸方向のずれを含むウインドガラス６のウインドガラス取付開口部８周囲の取付面に対するずれ補正を終了すると、この姿勢を保持した状態で、ロボットアーム２を駆動してウインドガラス６をＺ軸方向（ウインドガラス６の押圧方向）に所定量だけ移動させ、ウインドガラス取付開口部８周囲の取付面に押圧する。これによって、ウインドガラス６周囲を取付面に均一な加圧力で接着して装着することができる。
【００４６】
このように本実施の形態では、ウインドガラス６の左右の曲面形状に誤差がある場合でも、ウインドガラス６の左右両端側における押圧方向（Ｚ軸方向）のずれを検出して補正することができるので、ウインドガラス取付ラインでウインドガラス６が取付けられる車体５に対して、精度よく良好にウインドガラス６をウインドガラス取付開口部８周囲の取付面に装着することができる。
【００４７】
なお、上述した実施の形態では、ウインドガラスに対してＸ軸回りのずれが所定以下で、Ｘ軸回りのずれのずれ補正を行わない構成であったが、例えばモデルチェンジによるウインドガラスの形状変更等により、Ｘ軸回りのずれ補正が必要となった場合には、ウインドガラスの下端部を撮影可能な位置にＣＣＤカメラとスリットレーザ照射器を設けることにより、上述したＹ軸回りやＺ軸回りにおけるずれ補正と同様にしてＸ軸回りのずれ補正を行うことができる。
【００４８】
また、上述した実施の形態では、フロント側のウインドガラスを取付ける場合について説明したが、リア側のウインドガラスを取付ける場合においても同様に本発明を適用することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る自動車ウインドガラスの取付方法及び装置によれば、ウインドガラスの左右端部とウインドガラス取付面と車体面とを横切るようにスリット光を照射し、撮影したこのスリット光の画像を画像処理して得た処理画像に基づいて、少なくとも、ウインドガラスの左右端部と車体面との間のウインドガラス表面に対して垂直方向の各隙間の大きさを算出し、算出した各隙間の差がゼロになるように、調整すべき、ウインドガラス表面の上下方向を回動中心軸とした回転方向の回動量を算出して、算出した回動量に応じてロボットアームを駆動制御することによって、ウインドガラス保持部材に保持されたウインドガラスを該ウインドガラス表面の上下方向を回動中心軸として回動調整し、回動調整されたウインドガラスを、ウインドガラス表面に対して垂直方向から前記ウインドガラス取付面に押圧して取付けることにより、精度よく良好にウインドガラスをウインドガラス取付開口部周囲のウインドガラス取付面に装着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る自動車用ウインドガラスの取付装置を示す概略構成図。
【図２】取付姿勢におけるウインドガラスのＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向を示す図。
【図３】ウインドガラス上部端部とルーフパネル端部を横切るようにスリットレーザ光を照射するスリットレーザ照射器と、この照射されたスリットレーザ光を撮影するＣＣＤカメラを示す図。
【図４】ウインドガラス左端部とフロントピラー部を横切るようにスリットレーザ光を照射するスリットレーザ照射器と、この照射されたスリットレーザ光を撮影するＣＣＤカメラを示す図。
【図５】（ａ）は、ウインドガラスの上部端部とルーフパネル端部を横切るように照射されたスリットレーザ光による投影線を示す図、（ｂ）は、ウインドガラス左端部とフロントピラー部を横切るように照射されたスリットレーザ光による投影線を示す図。
【図６】ウインドガラス取付開口部周囲の取付面に取付けるウインドガラスに対して、各ＣＣＤカメラで撮影される撮影領域を示す図。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、ウインドガラス上部端部とルーフパネル端部を横切るように照射されたスリットレーザ光による投影線を画像処理した処理画像を示す図。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、ウインドガラス左右端部とフロントピラー部を横切るように照射されたスリットレーザ光による投影線を画像処理した処理画像を示す図。
【符号の説明】
１ 自動車用ウインドガラスの取付装置
２ ロボットアーム
３ ロボット
４ ロボット制御部（ロボット制御手段）
５ 車体
６ ウインドガラス
７ ウインドガラス把持機（ウインドガラス保持部材）
８ ウインドガラス取付開口部
８ａ、８ｂ ウインドガラス取付面（取付面）
９ ルーフパネル
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ ＣＣＤカメラ（撮影手段）
１１ フロントピラー部（車体面）
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ スリットレーザ照射器（スリット光照射手段）
１３ 画像処理部（画像処理手段）
１４ 演算部（算出手段）
Claims (4)
- 姿勢調整自在なロボットアームの先端に設けたウインドガラス保持部材に保持した自動車の車体の幅方向に対応した左右方向に少なくも湾曲しているウインドガラスを、自動車の車体に設けられたウインドガラス取付開口部に対して位置決めして、該ウインドガラス取付開口部周囲のウインドガラス取付面に取付ける自動車用ウインドガラスの取付方法において、
前記ロボットアームを駆動制御して前記ウインドガラスを、前記ウインドガラス取付面の取付位置に合わせて該ウインドガラス取付開口部の直上まで移動させる工程と、
前記ウインドガラス保持部材に保持した前記ウインドガラス表面の垂直方向に対して斜め上方から、少なくとも前記ウインドガラスの左右方向における略同一位置の両端部に対して、前記ウインドガラスの左右端部と前記ウインドガラス取付面とその外側で前記ウインドガラス取付面より高い位置にある車体面とを横切るようにスリット光をそれぞれ照射する工程と、
前記照射された各スリット光によって、前記ウインドガラスの左右端部と前記ウインドガラス取付面と前記車体面との間で前記ウインドガラス表面に対して垂直方向の隙間によってそれぞれ形成される折曲した投光線を、前記ウインドガラスの左右端部で前記ウインドガラス表面の略垂直方向からそれぞれ撮影する工程と、
撮影された前記投光線の各画像を画像処理して生成された所定の処理画像に基づいて、少なくとも、前記ウインドガラスの左右端部と前記車体面との間の前記ウインドガラス表面に対して垂直方向の各隙間の差を算出し、算出した各隙間の差がゼロになるように、調整すべき、前記ウインドガラス表面の中心における上下方向を回動中心軸とした回転方向の回動量を算出する工程と、
算出した回動量に応じて前記ロボットアームを駆動制御し、前記ウインドガラス保持部材に保持された前記ウインドガラスを該ウインドガラス表面の中心における上下方向を回動中心軸として回動調整する工程と、
回動調整された前記ウインドガラスを、該ウインドガラス表面に対して垂直方向から前記ウインドガラス取付面に押圧して取付ける工程と、を有する、
ことを特徴とする自動車用ウインドガラスの取付方法。 - 算出された前記ウインドガラスの左右端部と前記車体面との間の前記ウインドガラス表面に対して垂直方向の各隙間の大きさから、前記ウインドガラスの左右端部における前記ウインドガラス取付面の取付位置に対する適切な押圧に必要な前記ウインドガラスの押圧方向への移動量を算出し、算出した移動量に基づいて前記ロボットアームを駆動制御して前記ウインドガラスを移動させ、前記ウインドガラス表面に対して垂直方向から前記ウインドガラス取付面の取付位置に押圧して取付ける工程を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の自動車用ウインドガラスの取付方法。 - 姿勢調整自在なロボットアームの先端に設けたウインドガラス保持部材に保持した自動車の車体の幅方向に対応した左右方向に少なくも湾曲しているウインドガラスを、自動車の車体に設けられたウインドガラス取付開口部に対して位置決めして、該ウインドガラス取付開口部周囲のウインドガラス取付面に取付ける自動車用ウインドガラスの取付装置において、
前記ロボットアームを駆動制御して前記ウインドガラスを、前記ウインドガラス取付面の取付位置に合わせて該ウインドガラス取付開口部の直上まで移動させるロボット制御手段と、
前記ウインドガラス保持部材に保持した前記ウインドガラス表面の垂直方向に対して斜め上方から、少なくとも前記ウインドガラスの左右方向における略同一位置の両端部に対して、前記ウインドガラスの左右端部と前記ウインドガラス取付面とその外側で前記ウインドガラス取付面より高い位置にある車体面とを横切るようにスリット光をそれぞれ照射する一対のスリット光照射手段と、
前記照射された各スリット光によって、前記ウインドガラスの左右端部と前記ウインドガラス取付面と前記車体面との間で前記ウインドガラス表面に対して垂直方向の隙間によってそれぞれ形成される折曲した投光線を、前記ウインドガラスの左右端部で前記ウインドガラス表面の略垂直方向からそれぞれ撮影する一対の撮影手段と、
前記撮影手段で撮影された前記投光線の各画像を画像処理して所定の処理画像を生成する画像処理手段と、
前記画像処理手段で生成した処理画像に基づいて、少なくとも、前記ウインドガラスの左右端部と前記車体面との間の前記ウインドガラス表面に対して垂直方向の各隙間の差を算出し、算出した各隙間の差がゼロになるように、調整すべき、前記ウインドガラス表面の中心における上下方向を回動中心軸とした回転方向の回動量を算出する算出手段と、を備え、
前記算出手段で算出した回動量に応じて前記ロボットアームを駆動制御して、前記ウインドガラス保持部材に保持された前記ウインドガラスを該ウインドガラス表面の中心における上下方向を回動中心軸として回動調整し、回動調整された前記ウインドガラスを、該ウインドガラス表面に対して垂直方向から前記ウインドガラス取付面に押圧して取付ける、
ことを特徴とする自動車用ウインドガラスの取付装置。 - ウインドガラスの左右端部と前記車体面との間の前記ウインドガラス表面に対して垂直方向の各隙間の大きさから、前記ウインドガラスの左右端部における前記ウインドガラス取付面の取付位置に対する適切な押圧に必要な前記ウインドガラスの押圧方向への移動量を前記算出手段で算出し、算出した移動量に基づいて前記ロボット制御手段による制御により前記ロボットアームを駆動して前記ウインドガラスを移動させ、前記ウインドガラス表面に対して垂直方向から前記ウインドガラス取付面の取付位置に押圧して取付ける、
ことを特徴とする請求項３に記載の自動車用ウインドガラスの取付装置。
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