JP4386764B2 - 軟体長手部材取付方法及びその装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車ドアサッシなどの断面略凹形部材が有する凹溝に自動車ドア用ランチャンネルなどの軟体長手部材を取付ける軟体長手部材取付方法及びその装置に関する。

従来、自動車ドアサッシの凹溝に自動車ドア用ランチャンネルを取付ける方法としては、くの字に屈曲した棒状部の一端に形成したヘラ部と、ヘラ部の基部に形成した押圧突部と、棒状部の他端に設けた押込みロールと、からなるシールラバー嵌合治具を使い、先ずヘラ部に自動車ドア用ランチャンネルを取付け、次いで自動車ドアサッシのコーナ部にヘラ部を嵌め、更に押圧突部と押込みロールで自動車ドア用ランチャンネルを自動車ドアサッシの凹溝に嵌合する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２０５５５１号公報

しかし、特許文献１に開示された自動車ドア用ランチャンネルの取付方法では、作業者がシールラバー嵌合治具を使って、自動車ドアサッシの凹溝に自動車ドア用ランチャンネルを取付けるため、工数の低減には寄与しないという問題があった。

本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、工数低減に寄与し、多機種に対応可能な汎用性のある軟体長手部材取付方法及びその装置を提供しようとするものである。

上記課題を解決すべく請求項１に係る発明は、自動車ドアサッシなどの断面略凹形部材が有する凹溝に軟体長手部材を取付ける軟体長手部材取付方法であって、一対のロボットアームの爪部材に軟体長手部材をセットする工程と、一対のロボットアームの爪部材にセットした軟体長手部材を把持手段で挟持して断面略凹形部材のコーナ部に押込む工程と、少なくともいずれか一方のロボットアームに装着したローラ押圧手段を軟体長手部材の凹部に挿入して断面略凹形部材のコーナ部から移動させ、軟体長手部材を断面略凹形部材の凹溝に取付ける工程と、からなるものである。

請求項２に係る発明は、自動車ドアサッシなどの断面略凹形部材が有する凹溝に軟体長手部材を取付ける軟体長手部材取付方法であって、一対のロボットアームに軟体長手部材をセットする工程と、一対のロボットアームにセットした軟体長手部材を断面略凹形部材のコーナ部に押込む工程と、一方のロボットアームに装着した押圧部材で断面略凹形部材のコーナ部に押込まれた軟体長手部材を押圧すると共に、他方のロボットアームに装着したローラ押圧手段を軟体長手部材の凹部に挿入して断面略凹形部材のコーナ部から移動させ、軟体長手部材を断面略凹形部材の凹溝に取付ける工程と、からなるものである。

請求項３に係る発明は、自動車ドアサッシなどの断面略凹形部材が有する凹溝に軟体長手部材を取付ける軟体長手部材取付装置であって、協調して動作する一対のロボットアームである第１ロボットアーム及び第２ロボットアームと、これらの第１ロボットアーム及び第２ロボットアームに設けた軟体長手部材の凹部に挿入自在な爪部材と、第１ロボットアーム及び第２ロボットアームに設けた前記爪部材を軟体長手部材の凹部に挿入した状態で軟体長手部材を両側から押圧して保持する把持手段と、少なくともいずれか一方のロボットアームに設け、軟体長手部材の凹部に挿入すると共に回転自在なローラからなるローラ押圧手段を、備えたものである。

請求項４に係る発明は、請求項３記載の軟体長手部材取付装置において、断面略凹形部材のコーナ部に挿入された軟体長手部材を押圧する押圧部材を、前記ローラ押圧手段を装着していないロボットアームに設けた。

請求項５に係る発明は、請求項３記載の軟体長手部材取付装置において、断面略凹形部材のコーナ部に挿入された軟体長手部材を押圧する押圧部材を、少なくともいずれか一方のロボットアームに設けた。

以上説明したように本発明によれば、長手の軟体物である自動車ドア用ランチャンネルなどの軟体長手部材を自動車ドアサッシなどの断面略凹形部材が有する凹溝に精度よく自動で取付けることができる。また、自動車ドア用ランチャンネルなどの軟体長手部材の組付品質の向上と安定化が達成できる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る軟体長手部材取付装置の概要説明図、図２は自動車ドアの正面図（ａ）と自動車ドア用ランチャンネルの断面図（ｂ）、図３はランチャンネル取付治具の斜視図、図４は爪部材と把持手段の作用説明図、図５は爪部材の作用説明図、図６はローラ押圧手段の作用説明図、図７は押圧部材の作用説明図である。

本発明に係る軟体長手部材取付装置は、図１に示すように、協調して駆動する一対の多関節型のロボットアームである第１ロボットアーム１及び第２ロボットアーム２と、これらの第１ロボットアーム１及び第２ロボットアーム２の先端に設けたランチャンネル取付治具３を備えている。

第１ロボットアーム１及び第２ロボットアーム２は、夫々３軸（３自由度）のアーム部１ａ，２ａと、アーム部１ａ，２ａの先端に設けた３軸（３自由度）の手首部１ｂ，２ｂからなり、共に門型フレーム４を走行軸Ｓとするベース５に取付けられている。そして、手首部１ｂ，２ｂにランチャンネル取付治具３が装着されている。なお、ベース５は走行軸Ｓとロボットアーム１，２の間に旋回軸Ｌを有する。

従って、本装置は、合計で１４軸（１４自由度）を有する。そして、第１ロボットアーム１と第２ロボットアーム２による自動車ドア用ランチャンネルの取付動作は、制御装置（不図示）により、教示され再生される。

また、図２に示すように、自動車ドア（右側フロントドア）６は、軟体長手部材としての自動車ドア用ランチャンネル（以下、「ランチャンネル」と記す）７を取付ける断面略凹形部材としての自動車ドアサッシ８を備えている。自動車ドアサッシ８は、フロントコーナ部８ａとリアコーナ部８ｂを有し、フロントコーナ部８ａからリアコーナ部８ｂに至るアッパ部８ｃと、フロントコーナ部８ａからほぼ垂直なフロント部８ｄと、リアコーナ部８ｂからほぼ垂直なリア部８ｅから形成され、夫々凹溝９を有している。ランチャンネル７には、凹部７ａが形成されている。

ランチャンネル取付治具３は、図３に示すように、ランチャンネル７の凹部７ａに挿入自在な爪部材１０と、凹部７ａに爪部材１０が挿入された状態のランチャンネル７を両側から押圧して保持する把持手段１１と、ランチャンネル７を自動車ドアサッシ８に押込むためのローラ押圧手段１２と、自動車ドアサッシ８のコーナ部８ａ，８ｂに挿入されたランチャンネル７がずれないようにコーナ部８ａ，８ｂに挿入されたランチャンネル７を押圧する棒状の押圧部材１３からなる。

爪部材１０は、図４に示すように、凹部７ａに挿入できる厚みに形成された板状部材で、作業者が凹部７ａに爪部材１０を挿入することにより、待機している第１ロボットアーム１と第２ロボットアーム２にランチャンネル７を予めセットする際に使用する。また、ランチャンネル７を自動車ドアサッシ８のコーナ部８ａ，８ｂに押込む時にも使用する。

把持手段１１は、図３及び図４に示すように、一対の挟持部材１１ａと、挟持部材１１ａを進退動作させる一対のエアシリンダ１１ｂと、挟持部材１１ａを先端に固定したスライダ１１ｃと、スライダ１１ｃを案内するスライドガイド１１ｄなどからなり、エアシリンダ１１ｂを前進動作させて凹部７ａに爪部材１０が挿入された状態のランチャンネル７を両側から挟持部材１１ａで押圧・保持する。なお、スライダ１１ｃの下面にはスライドガイド１１ｄと摺動自在に係合するレール（不図示）が設けられている。

そして、凹部７ａに爪部材１０が挿入されたランチャンネル７を把持手段１１が押圧・保持した状態で、第１ロボットアーム１及び第２ロボットアーム２が駆動され、自動車ドアサッシ８のコーナ部８ａ，８ｂにランチャンネル７を位置決めすると、図５に示すように、把持手段１１の後退動作と同時に爪部材１０がランチャンネル７をコーナ部８ａ，８ｂに押圧して押込む。

ローラ押圧手段１２は、図６に示すように、回転自在なローラ１４を有し、凹部７ａにローラ１４の縁部１４ａを押圧挿入し、且つローラ１４を摺回動させながら移動させることにより、ランチャンネル７を自動車ドアサッシ８に確実に取付けることができる。

なお、形状が変形し難いランチャンネル７の場合には、図５（ａ）と図６（ａ）に示すように、爪部材１０とローラ押圧手段１２による単に押込む１自由度の動作で、ランチャンネル７を自動車ドアサッシ８に取付けることができる。

しかし、形状が変形し易いランチャンネル７の場合には、図５（ｂ）と図６（ｂ）に示すように、爪部材１０とローラ押圧手段１２による捻り込むような２自由度又は３自由度の動作で、ランチャンネル７を自動車ドアサッシ８に押込めばランチャンネル７を自動車ドアサッシ８に取付けることができる。

押圧部材１３は、図７に示すように、ローラ押圧手段１２が作動する際に、自動車ドアサッシ８のコーナ部８ａ，８ｂに挿入されたランチャンネル７が外れたり又はずれたりしないように、コーナ部８ａ，８ｂに挿入されたランチャンネル７を押圧する。

ここで、把持手段１１は、エアシリンダ１１ｂにより進退動作するが、爪部材１０、ローラ押圧手段１２、押圧部材１３はそれ自体駆動手段を持たず、夫々第１ロボットアーム１又は第２ロボットアーム２の動きにより動作する。

また、ランチャンネル取付治具３を構成するローラ押圧手段１２は、第１ロボットアーム１と第２ロボットアーム２のうち、いずれか一方のロボットアームにだけ設けてもよい。

更に、ランチャンネル取付治具３を構成する押圧部材１３は、ランチャンネル７の性質やコーナ部８ａ，８ｂに対するランチャンネル７の嵌合具合などによっては必ずしも設ける必要はない。
また、ローラ押圧手段１２を装着しないロボットアームにだけ設けてもよく、更にいずれのロボットアーム１，２にもローラ押圧手段１２が装着されている場合には、いずれか一方のロボットアームにだけ設けてもよい。

自動車ドア６は、位置決め治具１５にセットされた状態で、前工程からランチャンネル取付装置が設置されているランチャンネル取付工程にコンベヤ１６で搬送されてくる。コンベヤ１６は連続送りで、第１ロボットアーム１及び第２ロボットアーム２は、夫々コンベヤ１６に同期しながら互いに協調してランチャンネル７を自動車ドアサッシ８に取付ける。

次に、本発明に係る自動車ドア用ランチャンネル取付方法及びその装置の動作を、押圧部材１３を使用しない場合の実施の形態と押圧部材１３を使用する場合の実施の形態について説明する。

最初に、押圧部材１３を使用しない場合の実施の形態を、図８のランチャンネル取付作業手順を示すフローチャートに従って説明する。ここで、第１ロボットアーム１と第２ロボットアーム２には、爪部材１０、把持手段１１、ローラ押圧手段１２が装着されている。

先ず、ステップＳＰ１において、図９（ａ）に示すように、原位置で待機し、予めランチャンネル取付作業が教示されている第１ロボットアーム１の爪部材１０と第２ロボットアーム２の爪部材１０に、作業者がランチャンネル７をセットする。セット後に把持手段１１が作動してランチャンネル７を挟持する。

その時、第１ロボットアーム１の爪部材１０から第２ロボットアーム２の爪部材１０に至るランチャンネル７の長さは、自動車ドアサッシ８のフロントコーナ部８ａからリアコーナ部８ｂに至るアッパ部８ｃの長さにほぼ等しい。

次いで、ステップＳＰ２において、起動スイッチが押されると、図９（ｂ）に示すように、第１ロボットアーム１及び第２ロボットアーム２が駆動され、第１ロボットアーム１の爪部材１０が挿入されているランチャンネル７の部位がフロントコーナ部８ａに、第２ロボットアーム２の爪部材１０が挿入されているランチャンネル７の部位がリアコーナ部８ｂに挿入される。なお、各爪部材１０がランチャンネル７をコーナ部８ａ，８ｂに押圧して押込む時には、把持手段１１は少なくとも後退動作をしている。

次いで、ステップＳＰ３において、図９（ｃ）に示すように、第１ロボットアーム１は、フロントコーナ部８ａ近傍のフロント部８ｄから順次ランチャンネル７を押込むために、ローラ押圧手段１２を操作し、縁部１４ａをフロントコーナ部８ａ近傍の凹部７ａに押圧挿入したローラ１４を摺回動させながらフロント部８ｄの下端まで移動させる。

一方、第２ロボットアーム２は、リアコーナ部８ｂ近傍のアッパ部８ｃから順次ランチャンネル７を押込むために、ローラ押圧手段１２を操作し、縁部１４ａをリアコーナ部８ｂ近傍の凹部７ａに押圧挿入したローラ１４を摺回動させながらフロントコーナ部８ａに向かってアッパ部８ｃの約４分の３の位置まで移動させる。

次いで、ステップＳＰ４において、図９（ｄ）に示すように、第１ロボットアーム１は、残っているアッパ部８ｃの約４分の１の部分にランチャンネル７を押込むために、ローラ押圧手段１２を操作し、縁部１４ａをフロントコーナ部８ａ近傍の凹部７ａに押圧挿入したローラ１４を摺回動させながらフロントコーナ部８ａからリアコーナ部８ｂに向かってアッパ部８ｃの約３分の２の距離を往復移動させる。

一方、第２ロボットアーム２は、リアコーナ部８ｂ近傍のリア部８ｅから順次ランチャンネル７を押込むために、ローラ押圧手段１２を操作し、縁部１４ａをリアコーナ部８ｂ近傍の凹部７ａに押圧挿入したローラ１４を摺回動させながらリア部８ｅの下端まで移動させる。

その後、第１ロボットアーム１及び第２ロボットアーム２は、原位置に復帰してランチャンネル７の自動車ドアサッシ８への取付作業は終了する。

次に、押圧部材１３を使用する場合の実施の形態を、図１０のランチャンネル取付作業手順を示すフローチャートに従って説明する。ここで、第１ロボットアーム１と第２ロボットアーム２には、爪部材１０、把持手段１１、ローラ押圧手段１２、押圧部材１３が装着されている。

押圧部材１３を使用するのは、前記したように、ランチャンネル７の性質と、ランチャンネル７とフロントコーナ部８ａ及びリアコーナ部８ｂとの嵌合具合によっては、ローラ押圧手段１２が作動する際に、フロントコーナ部８ａ及びリアコーナ部８ｂに爪部材１０によって押込まれたランチャンネル７が外れたり又はずれたりするのを防止するためである。

先ず、ステップＳＰ１１において、図１１（ａ）に示すように、原位置で待機し、予めランチャンネル取付作業が教示されている第１ロボットアーム１の爪部材１０と第２ロボットアーム２の爪部材１０に、作業者がランチャンネル７をセットする。セット後に把持手段１１が作動してランチャンネル７を挟持する。

その時、第１ロボットアーム１の爪部材１０から第２ロボットアーム２の爪部材１０に至るランチャンネル７の長さは、自動車ドアサッシ８のフロントコーナ部８ａからリアコーナ部８ｂに至るアッパ部８ｃの長さにほぼ等しい。

次いで、ステップＳＰ１２において、起動スイッチが押されると、図１１（ｂ）に示すように、第１ロボットアーム１及び第２ロボットアーム２が駆動され、第１ロボットアーム１の爪部材１０が挿入されているランチャンネル７の部位がフロントコーナ部８ａに、第２ロボットアーム２の爪部材１０が挿入されているランチャンネル７の部位がリアコーナ部８ｂに挿入される。各爪部材１０がランチャンネル７をコーナ部８ａ，８ｂに押圧して押込む時には、把持手段１１は少なくとも後退動作をしている。

次いで、ステップＳＰ１３において、図１１（ｃ）に示すように、第１ロボットアーム１は、リアコーナ部８ｂ近傍のアッパ部８ｃから順次ランチャンネル７を押込むために、ローラ押圧手段１２を操作し、縁部１４ａをリアコーナ部８ｂ近傍の凹部７ａに押圧挿入したローラ１４を摺回動させながらフロントコーナ部８ａに向かってアッパ部８ｃの約４分の３の位置まで移動させる。

その際、第２ロボットアーム２は、装着している押圧部材１３で、自動車ドアサッシ８のリアコーナ部８ｂに押込まれたランチャンネル７が外れたり又はずれたりしないように、リアコーナ部８ｂに押込まれたランチャンネル７を押圧する。

次いで、ステップＳＰ１４において、図１１（ｄ）に示すように、第１ロボットアーム１は、リアコーナ部８ｂ近傍のリア部８ｅから順次ランチャンネル７を押込むために、ローラ押圧手段１２を操作し、縁部１４ａをリアコーナ部８ｂ近傍の凹部７ａに押圧挿入したローラ１４を摺回動させながらリア部８ｅの下端まで移動させる。

その際、第２ロボットアーム２は、ステップＳＰ１３と同様の姿勢を保ち、第２ロボットアーム２に装着した押圧部材１３で、リアコーナ部８ｂに押込まれたランチャンネル７が外れたり又はずれたりしないように、リアコーナ部８ｂに押込まれたランチャンネル７を押圧している。

次いで、ステップＳＰ１５において、図１１（ｅ）に示すように、第２ロボットアーム２は、残っているアッパ部８ｃの約４分の１の部分にランチャンネル７を押込むために、ローラ押圧手段１２を操作し、縁部１４ａをフロントコーナ部８ａ近傍の凹部７ａに押圧挿入したローラ１４を摺回動させながらフロントコーナ部８ａからリアコーナ部８ｂに向かってアッパ部８ｃの約３分の２の距離を往復移動させる。

その際、第１ロボットアーム１は、第２ロボットアーム２に装着した押圧部材１３で、フロントコーナ部８ａに押込まれたランチャンネル７が外れたり又はずれたりしないように、フロントコーナ部８ａに押込まれたランチャンネル７を押圧している。

次いで、ステップＳＰ１６において、図１１（ｆ）に示すように、第２ロボットアーム２はフロントコーナ部８ａ近傍のフロント部８ｄから順次ランチャンネル７を押込むために、ローラ押圧手段１２を操作し、縁部１４ａをフロントコーナ部８ａ近傍の凹部７ａに押圧挿入したローラ１４を摺回動させながらフロント部８ｄの下端まで移動させる。

その際、第１ロボットアーム１は、ステップＳＰ１５と同様の姿勢を保ち、第１ロボットアーム１に装着した押圧部材１３で、フロントコーナ部８ａに押込まれたランチャンネル７が外れたり又はずれたりしないように、フロントコーナ部８ａに押込まれたランチャンネル７を押圧している。

その後、第１ロボットアーム１及び第２ロボットアーム２は、原位置に復帰してランチャンネル７の自動車ドアサッシ８への取付作業は終了する。

このように、押圧部材１３を使用する場合には、第１ロボットアーム１と第２ロボットアーム２は、同時にローラ押圧手段１２を操作してランチャンネル７の取付作業を行うことはできないので、第１ロボットアーム１と第２ロボットアーム２が同時にローラ押圧手段１２を使用する場合と比べてサイクルタイムは長くなる。

なお、ランチャンネル７を自動車ドアサッシ８のフロントコーナ部８ａとリアコーナ部８ｂにセットする場合には、第１ロボットアーム１と第２ロボットアーム２を同時に駆動させなければならず、２台のロボットアームを必要とする。

しかし、押圧部材１３を使用しない場合で、ローラ押圧手段１２を操作してランチャンネル７を自動車ドアサッシ８に取付ける作業は、必ずしも２台のロボットアームで行う必要はなく、１台のロボットアームでも行うことができる。
従って、前記したように、いずれか一方のロボットアームにだけローラ押圧手段１２を設けることもできる。

本発明は、長手の軟体物である自動車ドア用ランチャンネルなどの軟体長手部材の自動車ドアサッシなどの断面略凹形部材への取付作業の工数低減に寄与する。また、自動車ドア用ランチャンネルなどの軟体長手部材の組付品質の向上と安定化が図れる。

本発明に係る軟体長手部材取付装置の概要説明図 自動車ドアの正面図（ａ）と自動車ドア用ランチャンネルの断面図（ｂ） ランチャンネル取付治具の斜視図 爪部材と把持手段の作用説明図 爪部材の作用説明図で、（ａ）は形状が変形し難いランチャンネルの場合、（ｂ）は形状が変形し易いランチャンネルの場合 ローラ押圧手段の作用説明図で、（ａ）は形状が変形し難いランチャンネルの場合、（ｂ）は形状が変形し易いランチャンネルの場合 押圧部材の作用説明図 押圧部材を使用しない場合のランチャンネル取付作業手順を示すローチャート 押圧部材を使用しない場合の動作説明図で、（ａ）はランチャンネルをロボットアームにセットする動作、（ｂ）はロボットアームによるランチャンネルをコーナ部に位置決めする動作、（ｃ），（ｄ）はロボットアームによるランチャンネルを自動車ドアサッシに取付けする動作 押圧部材を使用する場合のランチャンネル取付作業手順を示すローチャート 押圧部材を使用する場合の動作説明図で、（ａ）はランチャンネルをロボットアームにセットする動作、（ｂ）はロボットアームによるランチャンネルをコーナ部に位置決めする動作、（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）はロボットアームによるランチャンネルを自動車ドアサッシに取付ける動作

符号の説明

１…第１ロボットアーム、２…第２ロボットアーム、３…ランチャンネル取付治具、６…自動車ドア、７…自動車ドア用ランチャンネル（軟体長手部材）、７ａ…凹部、８…自動車ドアサッシ（断面略凹形部材）、８ａ…フロントコーナ、８ｂ…リアコーナ部、８ｃ…アッパ部、８ｄ…フロント部、８ｅ…リア部、９…凹溝、１０…爪部材、１１…把持手段、１２…ローラ押圧手段、１３…押圧部材、１４…ローラ。

Claims (5)

1. 自動車ドアサッシなどの断面略凹形部材が有する凹溝に軟体長手部材を取付ける軟体長手部材取付方法であって、一対のロボットアームの爪部材に軟体長手部材をセットする工程と、一対のロボットアームの爪部材にセットした軟体長手部材を把持手段で挟持して断面略凹形部材のコーナ部に押込む工程と、少なくともいずれか一方のロボットアームに装着したローラ押圧手段を軟体長手部材の凹部に挿入して断面略凹形部材のコーナ部から移動させ、軟体長手部材を断面略凹形部材の凹溝に取付ける工程と、からなることを特徴とする軟体長手部材取付方法。
2. 自動車ドアサッシなどの断面略凹形部材が有する凹溝に軟体長手部材を取付ける軟体長手部材取付方法であって、一対のロボットアームに軟体長手部材をセットする工程と、一対のロボットアームにセットした軟体長手部材を断面略凹形部材のコーナ部に押込む工程と、一方のロボットアームに装着した押圧部材で断面略凹形部材のコーナ部に押込まれた軟体長手部材を押圧すると共に、他方のロボットアームに装着したローラ押圧手段を軟体長手部材の凹部に挿入して断面略凹形部材のコーナ部から移動させ、軟体長手部材を断面略凹形部材の凹溝に取付ける工程と、からなることを特徴とする軟体長手部材取付方法。
3. 自動車ドアサッシなどの断面略凹形部材が有する凹溝に軟体長手部材を取付ける軟体長手部材取付装置であって、協調して動作する一対のロボットアームである第１ロボットアーム及び第２ロボットアームと、これらの第１ロボットアーム及び第２ロボットアームに設けた軟体長手部材の凹部に挿入自在な爪部材と、第１ロボットアーム及び第２ロボットアームに設けた前記爪部材を軟体長手部材の凹部に挿入した状態で軟体長手部材を両側から押圧して保持する把持手段と、少なくともいずれか一方のロボットアームに設け、軟体長手部材の凹部に挿入すると共に回転自在なローラからなるローラ押圧手段を、備えたことを特徴とする軟体長手部材取付装置。
4. 断面略凹形部材のコーナ部に挿入された軟体長手部材を押圧する押圧部材を、前記ローラ押圧手段を装着していないロボットアームに設けた請求項３記載の軟体長手部材取付装置。
5. 断面略凹形部材のコーナ部に挿入された軟体長手部材を押圧する押圧部材を、少なくともいずれか一方のロボットアームに設けた請求項３記載の軟体長手部材取付装置。