JP5267139B2 - 蓋開閉システム、蓋開閉用治具および蓋開閉方法 - Google Patents
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Description
より詳細には、蓋部材の位置を精度良く検出することにより確実に蓋部材を開閉可能とする技術に関する。
しかし、近年は自動車の塗装の自動化が進み、これに伴って自動で(作業者の手によらずに)自動車の扉を開閉する装置が用いられている。例えば、特許文献1、特許文献2および特許文献3に記載の如くである。
従って、このような問題を解消するためには、(a)外装面の塗装前におけるドアの位置を近接スイッチにより検出し、その後自動車の車体がドアの開閉を行う位置まで移動する距離等を勘案して自動車の車体がドアの開閉を行う位置にあるときのドアの位置を算出する、あるいは、(b)ドアの外装面または内装面のうち未塗装の部分に近接スイッチを当接させる、といった対策を講じる必要が生じる。
しかし、上記(a)の対策を講じても、近接スイッチによるドアの位置の検出を行う位置からドアの開閉作業を行う位置まで自動車の車体を移動させる搬送装置およびこれに自動車の車体を固定する治具等の遊び等により自動車の車体がドアの開閉を行う位置にあるときのドアの位置の検出精度が低下するという問題を解消することが出来ない。
また上記(b)の対策を講じても、近接スイッチを当接させる位置の選択の幅が著しく制限されるため、近接スイッチを当接させる位置をドアの位置を精度良く測定するのに適した位置に設定することが困難なケースが起こり得る。
また、特許文献1および特許文献2に記載の装置は、そもそも自動車の車体の前後方向におけるドアの位置については検出していないため、自動車の車体の前後方向におけるドアの位置が基準となる位置から大きくずれている場合には爪がドアにおける所定の係合位置とは異なる位置に係合し、塗膜を汚損する、あるいは、自動車の車体またはドアを破損する恐れがある。
しかし、特許文献3に記載の装置は、磁界センサにより検出される磁界強度の変曲点に基づいてドアの自動車の車体の左右方向におけるドアの位置を検出するため、そもそもドアの位置を精度良く検出することが困難である。
また、特許文献3に記載の装置も特許文献1および特許文献2に記載の装置と同様に、自動車の車体の前後方向におけるドアの位置については検出していない。
従って、特許文献3に記載の装置においても、フィンガーがドアにおける所定の係合位置とは異なる位置に係合し、塗膜を汚損する、あるいは、自動車の車体またはドアを破損する恐れがある。
対象物の本体部材に開閉可能に取り付けられるとともに閉じているときには係止部材により前記本体部材に係止される蓋部材を開閉する蓋開閉システムであって、前記蓋部材の所定の位置に所定の姿勢で着脱可能に固定される胴体部、基準面が形成されるとともに前記胴体部に固定される位置決め部、前記係止部材に当接しない待機位置および前記係止部材に当接することにより前記係止部材による前記蓋部材の係止を解除する解除位置の間で移動可能な解除部、並びに前記胴体部に固定される治具側係合部を備える蓋開閉用治具と、前記解除部に当接するとともに前記治具側係合部に係合する筒状のフック、および前記フックに収容されるセンサを有するアーム側係合部、並びに前記アーム側係合部を移動可能に支持するアーム本体を備える操作アームと、前記センサの検知結果に基づいて前記基準面と前記アーム側係合部との相対位置を検出し、検出された前記基準面と前記アーム側係合部との相対位置に基づいて前記フックを前記解除部に当接させることにより前記解除部を前記待機位置から前記解除位置に移動させて前記係止部材による前記蓋部材の係止を解除し、前記フックが前記解除部に当接するとともに前記治具側係合部に係合した状態で前記アーム側係合部を移動させることにより前記蓋部材を開く制御装置とを具備し、前記フックは、前記解除部に当接して前記解除部を解除位置に移動させた時点で、前記治具側係合部に係合した状態となるものである。
前記センサは前記フックの先端部から投受光する光学式センサであって、
前記制御装置は、
前記光学式センサが投光した状態で前記アーム側係合部を移動させたときに前記基準面により反射されて前記光学式センサにより受光される光に基づいて前記基準面と前記アーム側係合部との相対位置を検出するものである。
前記基準面は、
互いに平行ではない第一基準辺および第二基準辺を有し、
前記制御装置は、
前記光学式センサが投光した状態で前記アーム側係合部を移動させることにより前記光学式センサが投光する光を前記第一基準辺を横切って前記基準面に照射させ、次いで前記第二基準辺を横切って前記基準面の外側に照射させたときの前記光学式センサが受光する光の強度を検出し、前記光学式センサが受光する光の強度の変化に基づいて前記基準面と前記アーム側係合部との相対位置を算出するものである。
前記第二基準辺は、
前記解除部における前記アーム側係合部との当接部分および前記治具側係合部に隣接する位置に配置されるものである。
対象物の本体部材に開閉可能に取り付けられるとともに閉じているときには係止部材により前記本体部材に係止される蓋部材の開閉に用いられる蓋開閉用治具であって、前記蓋部材の所定の位置に所定の姿勢で着脱可能に固定される胴体部と、基準面が形成されるとともに前記胴体部に固定される位置決め部と、前記係止部材に当接しない待機位置および前記係止部材に当接することにより前記係止部材による前記蓋部材の係止を解除する解除位置の間で移動可能な解除部と、前記胴体部に固定される治具側係合部と、を具備し、前記解除部は、筒状のフックおよび前記フックに収容されるセンサを有するアーム側係合部並びに前記アーム側係合部を移動可能に支持するアーム本体を備える操作アームの前記フックが当接することにより前記待機位置から前記解除位置に移動し、前記治具側係合部は、前記フックに係合可能であり、前記解除部に前記フックが当接して、前記解除部が解除位置に移動した時点で、前記治具側係合部が前記フックに係合した状態となるものである。
前記基準面は、
互いに平行ではない第一基準辺および第二基準辺を有するものである。
前記第二基準辺は、
前記解除部における前記アーム側係合部との当接部分および前記治具側係合部に隣接する位置に配置されるものである。
対象物の本体部材に開閉可能に取り付けられるとともに閉じているときには係止部材により前記本体部材に係止される蓋部材を、前記蓋部材の所定の位置に所定の姿勢で着脱可能に固定される胴体部、基準面が形成されるとともに前記胴体部に固定される位置決め部、前記係止部材に当接しない待機位置および前記係止部材に当接することにより前記係止部材による前記蓋部材の係止を解除する解除位置の間で移動可能な解除部、並びに前記胴体部に固定される治具側係合部を備える蓋開閉用治具と、前記解除部に当接するとともに前記治具側係合部に係合する筒状のフック、および前記フックに収容されるセンサを有するアーム側係合部、並びに前記アーム側係合部を移動可能に支持するアーム本体を備える操作アームと、を用いて開閉する蓋開閉方法であって、前記蓋開閉用治具を前記蓋部材の所定の位置に所定の姿勢で着脱可能に固定する固定工程と、前記対象物を所定の位置に配置する配置工程と、前記センサの検知結果に基づいて前記基準面と前記アーム側係合部との相対位置を検出する相対位置検出工程と、検出された前記基準面と前記アーム側係合部との相対位置に基づいて前記アーム側係合部を移動させることにより、前記フックを前記解除部に当接させて前記解除部を前記待機位置から前記解除位置に移動させ、前記係止部材による前記蓋部材の係止を解除する解除工程と、前記アーム側係合部が前記解除部に当接するとともに前記治具側係合部に係合した状態で前記アーム側係合部を移動させることにより前記蓋部材を開く蓋開放工程とを具備し、前記フックは、前記解除工程が終了した時点で、前記治具側係合部に係合した状態となるものである。
前記センサは前記フックの先端部から投受光する光学式センサであって、
前記相対位置検出工程において、
前記光学式センサが投光した状態で前記アーム側係合部を移動させたときに前記基準面により反射されて前記光学式センサにより受光される光に基づいて前記基準面と前記アーム側係合部との相対位置を検出するものである。
前記基準面は、
互いに平行ではない第一基準辺および第二基準辺を有し、
前記相対位置検出工程において、
前記光学式センサが投光した状態で前記アーム側係合部を移動させることにより前記光学式センサが投光する光を前記第一基準辺を横切って前記基準面に照射させ、次いで前記第二基準辺を横切って前記基準面の外側に照射させたときの前記光学式センサが受光する光の強度を検出し、前記光学式センサが受光する光の強度の変化に基づいて前記基準面と前記アーム側係合部との相対位置を算出するものである。
前記第二基準辺は、
前記解除部における前記アーム側係合部との当接部分および前記治具側係合部に隣接する位置に配置されるものである。
図1に示すドア開閉システム100は自動車1のドア3を開閉するシステムである。
自動車1は車体2、ドア3、係止フック4等を具備する。
車体2は自動車1の主たる構造体の一つであり、自動車1を構成する他の部材は車体2に取り付けられる。車体2には複数の開口部が形成される。
ドア3は車体2に形成された複数の開口部のうち、搭乗者が自動車1に乗降するための開口部に開閉可能に取り付けられる部材である。
ドア3の一端部(前端部)にはヒンジ3aが形成され、ドア3はヒンジ3aを介して車体2に取り付けられる。ドア3はヒンジ3aを中心として回動することにより開閉する。
ドア3の下半部はドア3の本体部分を成し、ドア3の上半部は窓枠部分を成す。
図6に示す如く、ドア3の本体部分は外装板3bおよび内装板3cの二枚の板材を有する中空構造であり、ドア3の本体部分の内部にはウインドウの昇降機構、ドア3のロック機構等が収容される。
ドア3の本体部分の上端面(窓枠に臨む面)には、ウインドウを昇降させるための(ドア3の窓枠部分とドア3の本体部分の内部との間でウインドウを移動させるための)開口部たるウインドウ昇降溝3dが形成される。
ドア3の内装板(本体部分の内側の面)には、ドア3の内部に種々の部材等を組み付ける作業を行うための開口部たる作業用開口部3eが形成される。
係止フック4はドア3においてヒンジ3aが形成されている方の端部の反対側となる端部(後端部)に回動可能に支持され、ドア3の内部に退避した姿勢とドア3の外部(後方)に突出した姿勢との間で姿勢変更可能(回動可能)である。
係止フック4はドア3が閉じているときにドア3の外部に突出し、車体2に形成された係止穴2aに嵌合することにより、ドア3を車体2に係止する(係止フック4がドア3の内部に退避しない限りドア3が閉じられた状態を保持する)。
本発明に係る蓋部材は本体部材に開閉可能に(本体部材に形成された開口部を開放する位置および当該開口部を閉塞する位置の間で移動可能に)取り付けられる部材を広く含み、ドアの如く搭乗者が通過するための開口部に取り付けられるものに限定されない。本発明に係る蓋部材の他の例としては、自動車の荷室のハッチ、ボンネット、フューエルリッド等が挙げられる。
本発明に係る蓋部材の開閉の態様は本実施形態の如きヒンジを中心に回動する態様に限定されず、他の態様(例えば、蓋部材が本体に対して摺動(スライド)する態様等)でも良い。
ドア開閉用治具110は本発明に係る蓋開閉用治具の実施の一形態であり、ドア3の所定の位置に固定された状態で使用される。
なお、本実施形態のドア開閉用治具110は自動車1の右側のドア3に固定されるものであるが、ドア開閉用治具110に対して左右対称な形状を有するドア開閉用治具を別途製造することにより、当該ドア開閉用治具を自動車1の左側のドア(不図示)に固定することが可能である。
なお、図3では便宜上、胴体部111の一部(具体的には、回動軸124、レバー125および係合ピン126を合わせたもの)および解除部141が省略された状態でドア開閉用治具110が図示される。
胴体部111は本発明に係る胴体部の実施の一形態であり、ドア3の所定の位置に所定の姿勢で着脱可能に固定される。
図2、図3および図4に示す如く、胴体部111は上メインフレーム112、下メインフレーム113、前メインフレーム114、後メインフレーム115、前下係合ピン116、後下係合ピン117、前当接バー118、後当接バー119、下当接バー120、後支持バー121、後補強バー122、軸支部材123、回動軸124、レバー125、係合ピン126(図4にのみ図示)、回動規制フック127、右支持バー128、左支持バー129、回動支持バー130、前補強バー131および回動規制バー132を有する。
上メインフレーム112、下メインフレーム113、前メインフレーム114および後メインフレーム115はいずれも金属製の丸棒からなる。
係止部114aはウインドウ昇降溝3dに係止される。
係止部116aは前下係合ピン116の胴体部分から屈曲されてやや右斜め下方に向けって伸びた形状を有する。係止部116aは作業用開口部3eの上端面に係止される。
係止部117aは後下係合ピン117の胴体部分から屈曲されてやや右斜め下方に向けって伸びた形状を有する。係止部117aは作業用開口部3eの上端面に係止される。
係止部114aおよび係止部115aがウインドウ昇降溝3dに係止されるとともに前下係合ピン116の係止部116aおよび後下係合ピン117の係止部117aが作業用開口部3eの上端面に係止されたとき、前当接バー118はドア3の内装板に当接することにより、胴体部111、ひいてはドア開閉用治具110の姿勢を安定させる。
係止部114aおよび係止部115aがウインドウ昇降溝3dに係止されるとともに前下係合ピン116の係止部116aおよび後下係合ピン117の係止部117aが作業用開口部3eの上端面に係止されたとき、後当接バー119はドア3の内装板に当接することにより、胴体部111、ひいてはドア開閉用治具110の姿勢を安定させる。
下当接バー120の胴体部分(長手方向が前後方向に対して平行な部分)は下メインフレーム113の右側方かつやや上方となる位置に配置される。
下当接バー120の前端部は下当接バー120の胴体部分から屈曲されて左方向に向かって伸び、下メインフレーム113の上面の前端部および前メインフレーム114の後面の下端部に溶接により固定される。下当接バー120の後端部は下当接バー120の胴体部分から屈曲されて左方向に向かって伸び、下メインフレーム113の上面の中途部やや後寄りとなる位置に溶接により固定される。
係止部114aおよび係止部115aがウインドウ昇降溝3dに係止されるとともに前下係合ピン116の係止部116aおよび後下係合ピン117の係止部117aが作業用開口部3eの上端面に係止されたとき、下当接バー120の中途部はドア3の内装板に当接することにより、胴体部111、ひいてはドア開閉用治具110の姿勢を安定させる。
後支持バー121の一端部は後メインフレーム115の後面の下端部に溶接により固定され、後支持バー121の他端部は後メインフレーム115の後面の中途部に溶接により固定される。
軸支部材123は一対の端面および六つの側面を有する薄い六角柱状の部材であり、軸支部材123には当該一対の端面を貫通する貫通孔が形成される。
軸支部材123は下メインフレーム113の下面の中途部に溶接される。下メインフレーム113の下面の中途部に溶接された軸支部材123の貫通孔の長手方向(貫通方向)は左右方向に対して平行である。
レバー125の屈曲部(略垂直に屈曲された部分)は回動軸124の頭部に溶接により固定される。
本実施形態の回動規制フック127は金属製の丸棒からなり、その基端部は下メインフレーム113の下面の中途部に溶接により固定される。回動規制フック127はその基端部から左方に延び、その中途部で屈曲して斜め右上に向かって伸び、さらに屈曲して斜め左上に向かって伸びて先端部に至る形状を有する。
図2に示す如く、レバー125が回動軸124を中心として左側面視で反時計回りに回動するとき、レバー125の他端部(リング部125aが形成されていない方の端部)は回動規制フック127に当接し、回動規制フック127を弾性変形させつつ移動することとなる。その結果、レバー125の他端部は、回動軸124の前方に到達したときには回動規制フック127における左方に延びた部分と斜め右上に向かって延びた部分との境界部(屈曲部)に嵌合する。
このように、回動軸124を中心とするレバー125の回動は、回動規制フック127により規制される(回動規制フック127を弾性変形させる程度の外力をレバー125に付与しない限り、レバー125の姿勢が保持される)。
なお、この手順を開始する時点では回動軸124、レバー125および係合ピン126を合わせたものが回動軸124を中心として左側面視で時計回りに回動されており、リング部125aが回動軸124の前方となる位置に配置されるとともに係合ピン126は回動軸124から後方に向かって突出した姿勢(横に寝た姿勢)となる。
その結果、図7に示す如く、係止部114aおよび係止部115aはウインドウ昇降溝3dに係止される。
その結果、図8に示す如く、係止部116aおよび係止部117aが作業用開口部3eの上端面に係止され、係止部114a、係止部115a、係止部116aおよび係止部117aによりドア3に対する胴体部111、ひいてはドア開閉用治具110の上下方向の移動が規制される。
また、前当接バー118、後当接バー119および下当接バー120がドア3の内装板に当接する。
さらに、回動軸124の右半部および係合ピン126は作業用開口部3eを通じてドア3の本体部分の内部に収容される。
その結果、図9に示す如く、係合ピン126は回動軸124から上方に向かって突出した姿勢となり、係合ピン126はドア3の内装板3cの内壁面に当接する(より詳細には、係合ピン126と下当接バー120とで内装板3cを挟持する)とともにドア3の内装板3cの内壁面に形成された係合爪3fに係合し、ドア3に対する胴体部111、ひいてはドア開閉用治具110の左右方向の移動が規制される。
また、回動軸124、レバー125および係合ピン126を合わせたものが左側面視で反時計回りに回動することにより係合ピン126の先端部は弧を描きつつ前方に向かって移動するため、係合ピン126はドア3の外装板の内壁面に形成された係合爪(不図示)を前方に押すこととなり、その反作用として胴体部111は後方に押される。その結果、後支持バー121はドア3の後面を成す板(外装面の後端部から延設される板)に当接し、係合ピン126および後支持バー121によりドア3に対する胴体部111、ひいてはドア開閉用治具110の前後方向の移動が規制される。
位置決め板136は本発明に係る位置決め部の実施の一形態である。
図2および図3に示す如く、位置決め板136は一対の略長方形状の板面が形成された金属製の板である。本実施形態では、位置決め板136に形成された一対の板面の一方(上側の板面)を基準面136aとし、長方形状の基準面136aの四辺のうち右側の辺を第一基準辺136bとし、後側の辺を第二基準辺136cとする。
本実施形態では第一基準辺136bおよび第二基準辺136cは直交するが、本発明はこれに限定されず、第一基準辺および第二基準辺が互いに交差し得る角度を成せば良い(第一基準辺および第二基準辺が互いに平行でなければ良い)。
解除部141は本発明に係る解除部の実施の一形態である。
図2および図5に示す如く、解除部141はアーム142、リング143、当接板144、支持バー145、連結バー146、連結バー147および解除バー148を有する。
本実施形態のアーム142は略L字状に屈曲された金属製の丸棒からなり、屈曲された部分を境界として主アーム部142aおよび回動規制部142bの二つの部分に分けられる。主アーム部142aはアーム142の屈曲された部分を境界とする二つの部分のうち全長が長い方であり、回動規制部142bは屈曲された部分を境界とするアーム142の二つの部分のうち全長の短い方である。
リング143は主アーム部142aの外周面の中途部に溶接により固定される。主アーム部142aに固定されたリング143の貫通孔の長手方向(貫通方向)は主アーム部142aの長手方向および回動規制部142bの長手方向のいずれに対しても垂直となる。
治具側係合部151は本発明に係る治具側係合部の実施の一形態である。
図2および図3に示す如く、治具側係合部151は下支持バー152、右係合バー153、左係合バー154、左前支持バー155、後補強バー156および案内板157を有する。
下支持バー152の一端部は上メインフレーム112の左面の中途部に溶接により固定され、下支持バー152の他端部は前メインフレーム114の左面の中途部(上メインフレーム112の前端部と同じ高さとなる位置)に溶接により固定される。
従って、下支持バー152において長手方向が前後方向に対して平行となる部分は、上メインフレーム112に対して所定の間隔を空けて左側方に配置されることとなる。
また、下支持バー152において長手方向が前後方向に対して平行となる部分は左支持バー129の上面に溶接により固定される。
右係合バー153においてその長手方向が前後方向に対して平行となる部分の中途部は前メインフレーム114の左側面の中途部(詳細には、前メインフレーム114において係止部114aとそれ以外の部分との境界部)に溶接により固定され、右係合バー153の他端部(後端部)は上メインフレーム112の上面の中途部に溶接により固定される。
左係合バー154の一端部は右係合バー153の一端部(前端部)に溶接により固定され、左係合バー154の他端部は下支持バー152の中途部(より詳細には、下支持バー152における後方側の屈曲部分)に溶接により固定される。
本実施形態の案内板157は前後方向に細長い一対の略長方形状の板面を有する金属製の板である。案内板157の下側の板面の左端部は右係合バー153においてその長手方向が前後方向に対して平行となる部分に溶接により固定される。右係合バー153に固定された案内板157の上側の板面(案内面)は左下がりとなる。
このように、位置決め板136は治具側係合部151を介して胴体部111に固定される。
胴体部111に回動可能に支持された解除部141の当接板144は、右係合バー153においてその長手方向が前後方向に対して平行となる部分および左係合バー154においてその長手方向が前後方向に対して平行となる部分で挟まれる空間に配置される。
従って、図2および図12に示す如く、解除部141に別途外力を作用させないときには解除部141は自重で左側方視時計回りに回動し、回動規制部142bの上端部が位置決め板136の下側の板面に当接した姿勢で保持される。以下、図2および図12に示す姿勢となる解除部141の位置を「解除部141の待機位置」と定義する。
回動規制部142bの上端部が位置決め板136の下側の板面に当接しているとき、アーム142の主アーム部142aの長手方向は前後方向に対して平行となる。
操作アーム170は本発明に係る操作アームの実施の一形態である。
操作アーム170はアーム側係合部171およびアーム本体176を備える。
アーム側係合部171はフック172および光学式センサ173を有する。
なお、本発明に係るフックの形状は円筒形状に限定されず、筒状(一対の端面を貫通する貫通孔が形成された形状)であれば良い。
光学式センサ173はフック172に収容される(フック172に形成された貫通孔の内部に配置される)。
フック172に収容された投光部173aが発生する光の方向(光路の方向)はフック172の長手方向(フックに形成された貫通孔の長手方向)に対して平行であり、投光部173aが発生する光はフック172の先端部(下端部)から外部に投光される。
受光部173bはフック172に収容されているため、受光部173bはフック172の先端部からフック172の内部に入射した光の強度を検出することとなる。
本発明に係るアーム本体は既存の産業用ロボット等により達成することが可能である。
アーム本体176はベース177、第一アーム178および第二アーム179を有する。
ベース177の内部には旋回用サーボモータ(不図示)が設けられ、当該旋回用サーボモータが発生する駆動力によりベース177の旋回が行われる。
第二アーム179の先端部にはアーム側係合部171のフック172の基端部(上端部)が揺動自在かつフック172の軸線を中心として回転可能に連結される。
第二アーム179とフック172との連結部分には第二アーム179に対してフック172を第一の軸を中心に回動させるためのサーボモータ(不図示)、第二アーム179に対してフック172を第二の軸(前記第一の軸に直交する軸)を中心に回動させるためのサーボモータ(不図示)、およびフック172の軸線を中心としてフック172を回転させるためのサーボモータ(不図示)が設けられる。
制御ユニット180は制御装置181、入力装置182および表示装置183を備える。
制御装置181は種々のプログラム等を格納することができ、これらのプログラム等を展開することができ、これらのプログラム等に従って所定の演算を行うことができ、当該演算の結果等を記憶することができ、当該演算の結果等を外部に出力することができる。
本実施形態における制御装置181は専用品であるが、市販のパーソナルコンピュータやワークステーション等にプログラム等を適宜格納したもので達成することも可能である。
制御装置181は投光部173aのオン・オフ、すなわちフック172の先端部からの投光(光の照射)およびその停止を指令する信号を投光部173aに送信することが可能である。
また、制御装置181は受光部173bにより検出された受光強度に係る情報(受光した光の強度に応じた電圧の電気信号)を受光部173bから受信することが可能である。
受光部173bにより検出された受光強度に係る情報は、本発明に係るセンサの検知結果の実施の一形態に相当する。
制御装置181はアーム本体176に設けられるサーボモータ群を構成する各サーボモータの回転角度を示す信号を各サーボモータから受信することが可能である。
また、制御装置181はアーム本体176に設けられるサーボモータ群を構成するサーボモータのそれぞれに所望の回転速度で所望の回転角度まで回転駆動する旨の指令信号を送信することが可能である。
制御装置181による操作アーム170の動作制御の詳細については、後述する「ドア開閉システム100による自動車1のドア3の開放手順」の中で説明する。
本実施形態の入力装置182は専用品であるが、例えば市販のキーボード、マウス、ポインティングデバイス、ボタン、スイッチ等で達成しても良い。
本実施形態の表示装置183は専用品であるが、例えば市販の液晶ディスプレイ(LCD;Liquid Crystal Display)やCRTディスプレイ(Cathode Ray Tube Display)等を用いても良い。
ドア開閉システム100による自動車1のドア3の開閉方法は、本発明に係る蓋開閉方法の実施の一形態に相当する。
図10に示す如く、ドア開閉システム100による自動車1のドア3の開閉方法は固定工程S1100、配置工程S1200、相対位置検出工程S1300、解除工程S1400および蓋開放工程S1500を具備する。
固定工程S1100において、作業者が前記(1)〜(3)の手順に従って、ドア開閉用治具110をドア3の内側後方寄りとなる位置に固定する(図6から図9参照)。
固定工程S1100が終了したら、配置工程S1200に移行する。
配置工程S1200において、自動車1は図示せぬ搬送装置(ベルトコンベア)により作業位置(ドア3の開放を行う位置)まで搬送され、自動車1が作業位置に到達した時点で搬送装置が停止する。
配置工程S1200が終了したら、相対位置検出工程S1300に移行する。
なお、本実施形態では固定工程S1100の終了後に配置工程S1200に移行するが、本発明はこれに限定されない。すなわち、配置工程の終了後に固定工程に移行しても良く、固定工程と配置工程とを同時並行的に行っても良い。
本実施形態では、相対位置検出工程S1300において、光学式センサ173が投光した状態でアーム側係合部171を移動させたときに基準面136aにより反射されて光学式センサ173により受光される光(基準面136aからの反射光)に基づいて基準面136a(ひいては、ドア開閉用治具110が固定されたドア3)とアーム側係合部171との相対位置を検出する。
以下では便宜上、作業位置に正しい姿勢(向き)で配置された場合の自動車1の左方向、前方向および上方向をそれぞれX軸、Y軸およびZ軸の正の方向とする座標系を定義し、当該座標系を用いて相対位置検出工程S1300におけるドア開閉システム100の各部の動作について説明する。
開始位置P0は、作業位置に正しく配置された場合の自動車1の右方、かつ自動車1に閉じた状態で取り付けられたドア3の本体部分よりも高い位置(ドア3の窓枠に対応する位置)に設定される。本実施形態における開始位置P0の座標は(X0,Y0,Z0)である。
次に、制御装置181は、制御装置181に格納されたプログラムに従って、アーム側係合部171を開始位置P0から第一方向転換位置P2まで移動させる旨の指令信号をアーム本体176に設けられるサーボモータ群に送信する。当該指令信号を受信したサーボモータ群は当該指令信号に従って回転駆動する。
その結果、アーム側係合部171は、フック172の先端部(下端部)から下向きに投光しつつ、開始位置P0から第一方向転換位置P2まで移動する。
従って、アーム側係合部171が開始位置P0から第一方向転換位置P2まで移動するときには、アーム側係合部171は、ドア3の窓枠を通過して自動車1の内部に進入することとなる。
すなわち、アーム側係合部171が開始位置P0から第一方向転換位置P2まで移動する間に、フック172の先端部(下端部)から下向きに投光される光が平面視で基準面136aの外側に照射される状態(基準面136aの外側に照射されない状態)から基準面136aに照射される状態に移行する。
アーム側係合部171が開始位置P0を出発してから第一基準辺136bの上方を通過するまでの間、フック172の先端部(下端部)から下向きに投光される光は基準面136aに照射されず、反射されない。よって、この間に光学式センサ173の受光部173bにより検出される受光強度は弱い(小さい)。
アーム側係合部171が第一基準辺136bの上方を通過してから第一方向転換位置P2に到達するまでの間、フック172の先端部(下端部)から下向きに投光される光は基準面136aに照射され、反射される。よって、この間に光学式センサ173の受光部173bにより検出される受光強度は、フック172が開始位置P0を出発してから第一基準辺136bの上方を通過するまでの間よりは強くなる(大きくなる)。
従って、アーム側係合部171が開始位置P0から第一方向転換位置P2まで移動する間において光学式センサ173の受光部173bにより検出される受光強度が上昇したときのアーム側係合部171の位置は、フック172の先端部(下端部)から下向きに投光される光が第一基準辺136bを横切ったときのアーム側係合部171の位置に相当する。
その結果、アーム側係合部171は、フック172の先端部(下端部)から下向きに投光しつつ、第一方向転換位置P2から移動補正位置P4まで移動する。
すなわち、アーム側係合部171が第一方向転換位置P2から移動補正位置P4まで移動する間に、フック172の先端部(下端部)から下向きに投光される光が平面視で基準面136aに照射される状態から基準面136aの外側に照射される状態(基準面136aに照射されない状態)に移行する。
アーム側係合部171が第一方向転換位置P2を出発してから第二基準辺136cの上方を通過するまでの間、フック172の先端部(下端部)から下向きに投光される光は基準面136aに照射され、反射される。よって、この間に光学式センサ173の受光部173bにより検出される受光強度は強い(大きい)。
アーム側係合部171が第二基準辺136cの上方を通過してから移動補正位置P4に到達するまでの間、フック172の先端部(下端部)から下向きに投光される光は基準面136aに照射されず、反射されない。よって、この間に光学式センサ173の受光部173bにより検出される受光強度は、アーム側係合部171が第一方向転換位置P2を出発してから第二基準辺136cの上方を通過するまでの間よりも弱くなる(小さくなる)。
従って、アーム側係合部171が第一方向転換位置P2から移動補正位置P4まで移動する間において光学式センサ173の受光部173bにより検出される受光強度が下降したときのアーム側係合部171の位置は、フック172の先端部(下端部)から下向きに投光される光が第二基準辺136cを横切ったときのアーム側係合部171の位置に相当する。
制御装置181は、制御装置181に格納されたプログラムに従って、第一方向転換位置P2の座標(X2,Y0,Z0)および第二通過位置P3の座標(X2,Y1,Z0)に基づいて第二通過位置P3および第一方向転換位置P2の間のX座標の差分δY(=Y1−Y0)を算出し、これを記憶する。
制御装置181は、制御装置181に格納されたプログラムに従って、δX0とδXとの差分たるX軸側補正値ΔX(=δX0−δX)およびδY0とδYとの差分であるY軸補正値ΔY(=δY0−δY)を算出し、これらを記憶する。
X軸側補正値ΔXは自動車1が作業位置に正しい姿勢(向き)で配置されるとともにドア開閉用治具110が自動車1に閉じた状態で取り付けられたドア3に正しい位置に正しい姿勢(向き)で固定されている状態を基準としたときの位置決め板136、ひいてはドア3のX軸方向(左右方向)のずれを示す値である。
Y軸側補正値ΔYは自動車1が作業位置に正しい姿勢(向き)で配置されるとともにドア開閉用治具110が自動車1に閉じた状態で取り付けられたドア3に正しい位置に正しい姿勢(向き)で固定されている状態を基準としたときの位置決め板136、ひいてはドア3のY軸方向(前後方向)のずれを示す値である。
また、移動補正位置P4をX軸側補正値ΔXおよびY軸側補正値ΔYを用いて補正することにより、相対位置検出工程S1300に供されている自動車1のドア3に固定されたドア開閉用治具110の基準面136aと移動補正位置P4に位置するアーム側係合部171との相対位置を一義的に定める(検出する)ことが可能である。
従って、制御装置181がX軸側補正値ΔXおよびY軸側補正値ΔYを算出することは、実質的には相対位置検出工程S1300に供されている自動車1のドア3に固定されたドア開閉用治具110の基準面136aと移動補正位置P4に位置するアーム側係合部171との相対位置を検出することと同じである。
相対位置検出工程S1300が終了したら、解除工程S1400に移行する。
制御装置181は、制御装置181に格納されたプログラムに従って、X軸側補正値ΔXおよびY軸側補正値ΔY、並びに基準第二方向転換位置P50の座標(X30,Y30,Z0)に基づいて第二方向転換位置P5の座標(X3,Y3,Z0)を算出し、これを記憶する。
ここで、第二方向転換位置P5の座標(X3,Y3,Z0)は、アーム側係合部171が治具側係合部151への係合を開始する位置を基準となる位置(基準第二方向転換位置P50)を、X軸側補正値ΔXおよびY軸側補正値ΔYを用いて補正したものであり、X3=X30−ΔX並びにY3=Y30−ΔYが成立する。
その結果、アーム側係合部171は移動補正位置P4から第二方向転換位置P5まで移動する。
その結果、アーム側係合部171は第二方向転換位置P5から当接・係合位置P6まで移動する。
本実施形態における当接・係合位置P6は、第二方向転換位置P5に対してZ軸の負の方向(下方)に所定の距離だけ離れた位置に設定される。本実施形態における当接・係合位置P6の座標は(X3,Y3,Z1)である。
図12に示す如く、解除部141が「解除部141の待機位置」にあるとき、解除部141の後端部を成す解除バー148は係止フック4の前端部の下方に配置される。そのため、図13に示す如く、解除部141が「解除部141の解除位置」に移動する(回動する)ことにより、解除バー148が係止フック4の前端部に当接し、係止フック4の前端部を押し上げることとなる。
その結果、係止フック4は左側方視で時計回りに回動し、係止フック4の後端部が車体2の係止穴2aに嵌合した状態(すなわち、係止フック4によりドア3が車体2に係止された状態)が解除される。
解除工程S1400が終了したら、蓋開放工程S1500に移行する。
制御装置181は、制御装置181に格納されたプログラムに従って、アーム側係合部171を当接・係合位置P6から開放位置P7(図11参照)まで移動させる旨の指令信号をアーム本体176に設けられるサーボモータ群に送信する。当該指令信号を受信したサーボモータ群は当該指令信号に従って回転駆動する。
その結果、アーム側係合部171は、当接・係合位置P6から開放位置P7まで移動する。
開放位置P7は、当接・係合位置P6からX軸側補正値ΔXおよびY軸側補正値ΔYにより補正されたドア3のヒンジ3aの座標を中心として平面視で所定の開放角度φだけ反時計回りに移動した位置に設定される。本実施形態における開放位置P7の座標は(X4
,Y4,Z4)である。
なお、制御装置181は、X軸側補正値ΔXおよびY軸側補正値ΔYにより補正されたドア3のヒンジ3aの座標を算出し、算出されたドア3のヒンジ3aの座標を中心とする水平面(X−Y平面)に平行な円弧状の軌跡に沿ってアーム側係合部171を当接・係合位置P6から開放位置P7まで移動させる。
従って、アーム側係合部171が当接・係合位置P6から開放位置P7まで移動する間はアーム側係合部171(フック172)が解除部141に当接し、係止フック4によるドア3の車体2への係止が解除された状態が保持されることとなるため、係止フック4がドア3を開放を阻害することはない。
塗装装置(不図示)による塗装が行われた後、制御装置181は、制御装置181に格納されたプログラムに従って、アーム側係合部171を開放位置P7(図11参照)から当接・係合位置P6まで移動させる旨の指令信号をアーム本体176に設けられるサーボモータ群に送信する。当該指令信号を受信したサーボモータ群は当該指令信号に従って回転駆動する。
その結果、アーム側係合部171は、開放位置P7から当接・係合位置P6まで移動し、ドア3が閉じられる。
自動車1の車体2に開閉可能に取り付けられるとともに閉じているときには係止フック4により車体2に係止されるドア3を開閉するものであって、
ドア3の所定の位置に所定の姿勢で着脱可能に固定される胴体部111、基準面136aが形成されるとともに胴体部111に固定される位置決め板136、係止フック4に当接しない待機位置および係止フック4に当接することにより係止フック4によるドア3の(車体2への)係止を解除する解除位置の間で移動可能な解除部141、並びに胴体部111に固定される治具側係合部151を備えるドア開閉用治具110と、
治具側係合部151に係合する筒状のフック172およびフック172に収容されるセンサ(光学式センサ173)を有するアーム側係合部171、並びにアーム側係合部171を移動可能に支持するアーム本体176を備える操作アーム170と、
センサ(光学式センサ173)の検知結果に基づいて基準面136aとアーム側係合部171との相対位置を検出し、検出された基準面136aとアーム側係合部171との相対位置に基づいてアーム側係合部171を解除部141の当接板144に当接させることにより解除部141を待機位置から解除位置に移動させて係止フック4によるドア3の(車体2への)係止を解除し、アーム側係合部171が解除部141に当接するとともに治具側係合部151に係合した状態でアーム側係合部171を移動させることによりドア3を開く制御装置181と、
を具備する。
このように構成することは、以下の利点を有する。
すなわち、ドア開閉システム100は、ドア3の所定の位置に所定の姿勢で固定されるドア開閉用治具110に位置決め板136を設けるとともに位置決め板136を光学式センサ173で検出するため、ドア3の形状あるいは色等に関わらず位置決め板136とアーム側係合部171との相対位置、ひいてはドア3とアーム側係合部171との相対位置を精度良く検出することが可能である。
また、ドア開閉システム100は、ドア開閉用治具110に治具側係合部151を設けるため、ドア3の開閉動作を行うときにアーム側係合部171がドア3に直接触れることがなく、ひいてはドア3の破損およびドア3の表面の汚損を防止することが可能である。
また、ドア開閉システム100は、ドア開閉用治具110に係止フック4の解除を行う解除部141を設けるため、「アーム側係合部171を治具側係合部151に係合する動作」および「係止フック4によるドア3の車体2への係止を解除する動作」を一連の動作として行うことが可能であり、作業効率が良い(ドア3を開閉する作業に要する時間を短縮することが可能である)。
また、ドア開閉システム100は、光学式センサ173により検出される位置決め板136とアーム側係合部171との相対位置、ひいてはドア3とアーム側係合部171との相対位置に基づいてアーム側係合部171の移動量(移動距離)を補正した上でアーム側係合部171を治具側係合部151に係合させるため、ドア3が(所望の位置から)多少ずれた位置にあってもアーム側係合部171を確実に治具側係合部151に係合させ、ひいてはドア3を開閉することが可能である。
また、ドア開閉システム100は、光学式センサ173をアーム側係合部171に設けるため、「アーム側係合部171を治具側係合部151に係合させるためにアーム側係合部171を治具側係合部151に接近させる動作」および「ドア3とアーム側係合部171との相対位置を検出する動作」を同時並行的に行うことが可能であり、作業効率が良い(ドア3を開閉する作業に要する時間を短縮することが可能である)。
制御装置181は、
光学式センサ173が投光した状態でアーム側係合部171を移動させたときに基準面136aにより反射されて光学式センサ173により受光される光に基づいて基準面136aとアーム側係合部171との相対位置を検出する。
このように構成することにより、アーム側係合部171を治具側係合部151に係合させるために移動する過程において非接触で基準面136aとアーム側係合部171との相対位置を検出することが可能であり、作業効率が良い(ドア3を開閉する作業に要する時間を短縮することが可能である)。
互いに平行ではない第一基準辺136bおよび第二基準辺136cを有し、
制御装置181は、
光学式センサ173が投光した状態でアーム側係合部171を移動させることにより光学式センサ173が投光する光を第一基準辺136bを横切って基準面136aに照射させ、次いで第二基準辺136cを横切って基準面136aの外側に照射させたときの光学式センサ173が受光する光の強度を検出し、光学式センサ173が受光する光の強度の変化に基づいて基準面136aとアーム側係合部171との相対位置を算出する。
このように構成することにより、基準面136aに平行かつ互いに異なる二つの方向(本実施形態では、X軸方向(左右方向)およびY軸方向(前後方向))について基準面136aとアーム側係合部171との相対位置を精度良く検出することが可能である。
また、アーム側係合部171は基準面136aに平行な面上(本実施形態では、水平面上)で方向転換を一回行うだけで基準面136aとアーム側係合部171との相対位置を算出することが可能であり、アーム側係合部171の移動を最小限に抑えることが可能であり、作業効率が良い(ドア3を開閉する作業に要する時間を短縮することが可能である)。
また、光学式センサ173により投光される光が第一基準辺136bを横切って基準面136aに照射されるまでの間にアーム側係合部171が移動する方向と、第二基準辺136cを横切って基準面136aの外側に照射されるまでにアーム側係合部171が移動する方向と、は異なり、かつ互いに平行ではないため、アーム側係合部171を移動させる機構への負担が少ない。
特に、本実施形態ではアーム本体176に設けられるサーボモータ群が短時間のうちに正転→停止→逆転する動作を行わないので、当該サーボモータ群および駆動力伝達機構(歯車等)への負担を小さし、ひいてはこれらの長寿命化を図る(管理・維持コストを削減する)ことが可能である。
解除部141におけるアーム側係合部171との当接部分(当接板144)および治具側係合部151に隣接する位置に配置される(本実施形態では、第二基準辺136cは位置決め板136の基準面136aの後側の辺であり、位置決め板136の後方に当接板144および治具側係合部151が配置される)。
このように構成することにより、光学式センサ173により位置決め板136とアーム側係合部171との相対位置、ひいてはドア3とアーム側係合部171との相対位置を検出する作業が終わった時点におけるアーム側係合部171の位置(本実施形態では、移動補正位置P4)からアーム側係合部171がアーム側係合部171との当接部分(当接板144)に当接するとともに治具側係合部151に係合する位置(本実施形態では、当接・係合位置P6)までの距離を小さくすることが可能であり、作業効率が良い(ドア3を開閉する作業に要する時間を短縮することが可能である)。
自動車1の車体2に開閉可能に取り付けられるとともに閉じているときには係止フック4により車体2に係止されるドア3の開閉に用いられるものであって、
ドア3の所定の位置に所定の姿勢で着脱可能に固定される胴体部111と、
基準面136aが形成されるとともに胴体部111に固定される位置決め板136と、
係止フック4に当接しない待機位置および係止フック4に当接することにより係止フック4によるドア3の(車体2への)係止を解除する解除位置の間で移動可能な解除部141と、
胴体部111に固定される治具側係合部151と、
を具備し、
解除部141は、
筒状のフック172およびフック172に収容されるセンサ(光学式センサ173)を有するアーム側係合部171並びにアーム側係合部171を移動可能に支持するアーム本体176を備える操作アーム170のアーム側係合部171が当接することにより「解除部141の待機位置」から「解除部141の解除位置」に移動し、
治具側係合部151は、
フック172に係合可能である。
このように構成することは、以下の利点を有する。
すなわち、ドア開閉用治具110はドア3の所定の位置に所定の姿勢で固定され、かつドア開閉用治具110に設けられた位置決め板136は光学式センサ173により検出されるため、ドア3の形状あるいは色等に関わらず位置決め板136とアーム側係合部171との相対位置、ひいてはドア3とアーム側係合部171との相対位置が精度良く検出される。
また、ドア開閉用治具110には治具側係合部151が設けられるため、ドア3の開閉動作を行うときにアーム側係合部171がドア3に直接触れることがなく、ひいてはドア3の破損およびドア3の表面の汚損が防止される。
また、ドア開閉用治具110には係止フック4の解除を行う解除部141が設けられるため、「アーム側係合部171を治具側係合部151に係合する動作」および「係止フック4によるドア3の車体2への係止を解除する動作」を一連の動作として行うことが可能であり、作業効率が良い(ドア3を開閉する作業に要する時間を短縮することが可能である)。
また、光学式センサ173により検出される位置決め板136とアーム側係合部171との相対位置、ひいてはドア3とアーム側係合部171との相対位置に基づいてアーム側係合部171の移動量(移動距離)を補正した上でアーム側係合部171を治具側係合部151に係合することにより、ドア3が(所望の位置から)多少ずれた位置にあってもアーム側係合部171を確実に治具側係合部151に係合させ、ひいてはドア3を開閉することが可能である。
また、光学式センサ173をアーム側係合部171に設けることにより、「アーム側係合部171を治具側係合部151に係合させるためにアーム側係合部171を治具側係合部151に接近させる動作」および「ドア3とアーム側係合部171との相対位置を検出する動作」を同時並行的に行うことが可能であり、作業効率が良い(ドア3を開閉する作業に要する時間を短縮することが可能である)。
互いに平行ではない第一基準辺136bおよび第二基準辺136cを有する。
このように構成することにより、基準面136aに平行かつ互いに異なる二つの方向(本実施形態では、X軸方向(左右方向)およびY軸方向(前後方向))について基準面136aとアーム側係合部171との相対位置を精度良く検出することが可能である。
また、アーム側係合部171は基準面136aに平行な面上(本実施形態では、水平面上)で方向転換を一回行うだけで基準面136aとアーム側係合部171との相対位置を算出することが可能であり、アーム側係合部171の移動を最小限に抑えることが可能であり、作業効率が良い(ドア3を開閉する作業に要する時間を短縮することが可能である)。
また、光学式センサ173により投光される光が第一基準辺136bを横切って基準面136aに照射されるまでの間にアーム側係合部171が移動する方向と、第二基準辺136cを横切って基準面136aの外側に照射されるまでにアーム側係合部171が移動する方向と、は異なり、かつ互いに平行ではないため、アーム側係合部171を移動させる機構への負担が少ない。
特に、本実施形態ではアーム本体176に設けられるサーボモータ群が短時間のうちに正転→停止→逆転する動作を行わないので、当該サーボモータ群および駆動力伝達機構(歯車等)への負担を小さし、ひいてはこれらの長寿命化を図る(管理・維持コストを削減する)ことが可能である。
解除部141におけるアーム側係合部171との当接部分(当接板144)および治具側係合部151に隣接する位置に配置される(本実施形態では、第二基準辺136cは位置決め板136の基準面136aの後側の辺であり、位置決め板136の後方に当接板144および治具側係合部151が配置される)。
このように構成することにより、光学式センサ173により位置決め板136とアーム側係合部171との相対位置、ひいてはドア3とアーム側係合部171との相対位置を検出する作業が終わった時点におけるアーム側係合部171の位置(本実施形態では、移動補正位置P4)からアーム側係合部171がアーム側係合部171との当接部分(当接板144)に当接するとともに治具側係合部151に係合する位置(本実施形態では、当接・係合位置P6)までの距離を小さくすることが可能であり、作業効率が良い(ドア3を開閉する作業に要する時間を短縮することが可能である)。
自動車1の車体2に開閉可能に取り付けられるとともに閉じているときには係止フック4により車体2に係止されるドア3を、ドア3の所定の位置に所定の姿勢で着脱可能に固定される胴体部111、基準面136aが形成されるとともに胴体部111に固定される位置決め板136、係止フック4に当接しない待機位置および係止フック4に当接することにより係止フック4によるドア3の係止を解除する解除位置の間で移動可能な解除部141、並びに胴体部111に固定される治具側係合部151を備えるドア開閉用治具110と、治具側係合部151に係合する筒状のフック172およびフック172に収容されるセンサ(光学式センサ173)を有するアーム側係合部171、並びにアーム側係合部171を移動可能に支持するアーム本体176を備える操作アーム170と、を用いて開閉する方法であって、
ドア開閉用治具110をドア3の所定の位置に所定の姿勢で着脱可能に固定する固定工程S1100と、
自動車1を所定の位置に配置する配置工程S1200と、
センサ(光学式センサ173)の検知結果に基づいて基準面136aとアーム側係合部171との相対位置を検出する相対位置検出工程S1300と、
検出された基準面136aとアーム側係合部171との相対位置に基づいてアーム側係合部171を移動させることにより、アーム側係合部171を解除部141(本実施形態では、当接板144)に当接させて解除部141を「解除部141の待機位置」から「解除部141の解除位置」に移動させ、係止フック4によるドア3の(車体2への)係止を解除する解除工程S1400と、
アーム側係合部171が解除部141に当接するとともに治具側係合部151に係合した状態でアーム側係合部171を移動させることによりドア3を開く蓋開放工程S1500と、
を具備する。
このように構成することは、以下の利点を有する。
すなわち、本発明に係る蓋開閉方法の実施の一形態は、ドア3の所定の位置に所定の姿勢で固定されるドア開閉用治具110に位置決め板136を設けるとともに位置決め板136を光学式センサ173で検出するため、ドア3の形状あるいは色等に関わらず位置決め板136とアーム側係合部171との相対位置、ひいてはドア3とアーム側係合部171との相対位置を精度良く検出することが可能である。
また、本発明に係る蓋開閉方法の実施の一形態は、ドア開閉用治具110に治具側係合部151を設けるため、ドア3の開閉動作を行うときにアーム側係合部171がドア3に直接触れることがなく、ひいてはドア3の破損およびドア3の表面の汚損を防止することが可能である。
また、本発明に係る蓋開閉方法の実施の一形態は、ドア開閉用治具110に係止フック4の解除を行う解除部141を設けるため、「アーム側係合部171を治具側係合部151に係合する動作」および「係止フック4によるドア3の車体2への係止を解除する動作」を一連の動作として行うことが可能であり、作業効率が良い(ドア3を開閉する作業に要する時間を短縮することが可能である)。
また、本発明に係る蓋開閉方法の実施の一形態は、光学式センサ173により検出される位置決め板136とアーム側係合部171との相対位置、ひいてはドア3とアーム側係合部171との相対位置に基づいてアーム側係合部171の移動量(移動距離)を補正した上でアーム側係合部171を治具側係合部151に係合させるため、ドア3が(所望の位置から)多少ずれた位置にあってもアーム側係合部171を確実に治具側係合部151に係合させ、ひいてはドア3を開閉することが可能である。
また、本発明に係る蓋開閉方法の実施の一形態は、光学式センサ173をアーム側係合部171に設けるため、「アーム側係合部171を治具側係合部151に係合させるためにアーム側係合部171を治具側係合部151に接近させる動作」および「ドア3とアーム側係合部171との相対位置を検出する動作」を同時並行的に行うことが可能であり、作業効率が良い(ドア3を開閉する作業に要する時間を短縮することが可能である)。
相対位置検出工程S1300において、
光学式センサ173が投光した状態でアーム側係合部171を移動させたときに基準面136aにより反射されて光学式センサ173により受光される光に基づいて基準面136aとアーム側係合部171との相対位置を検出する。
このように構成することにより、アーム側係合部171を治具側係合部151に係合させるために移動する過程において非接触で基準面136aとアーム側係合部171との相対位置を検出することが可能であり、作業効率が良い(ドア3を開閉する作業に要する時間を短縮することが可能である)。
互いに平行ではない第一基準辺136bおよび第二基準辺136cを有し、
相対位置検出工程S1300において、
光学式センサ173が投光した状態でアーム側係合部171を移動させることにより光学式センサ173が投光する光を第一基準辺136bを横切って基準面136aに照射させ、次いで第二基準辺136cを横切って基準面136aの外側に照射させたときの光学式センサ173が受光する光の強度を検出し、光学式センサ173が受光する光の強度の変化に基づいて基準面136aとアーム側係合部171との相対位置を算出する。
このように構成することにより、基準面136aに平行かつ互いに異なる二つの方向(本実施形態では、X軸方向(左右方向)およびY軸方向(前後方向))について基準面136aとアーム側係合部171との相対位置を精度良く検出することが可能である。
また、アーム側係合部171は基準面136aに平行な面上(本実施形態では、水平面上)で方向転換を一回行うだけで基準面136aとアーム側係合部171との相対位置を算出することが可能であり、アーム側係合部171の移動を最小限に抑えることが可能であり、作業効率が良い(ドア3を開閉する作業に要する時間を短縮することが可能である)。
また、光学式センサ173により投光される光が第一基準辺136bを横切って基準面136aに照射されるまでの間にアーム側係合部171が移動する方向と、第二基準辺136cを横切って基準面136aの外側に照射されるまでにアーム側係合部171が移動する方向と、は異なり、かつ互いに平行ではないため、アーム側係合部171を移動させる機構への負担が少ない。
特に、本実施形態ではアーム本体176に設けられるサーボモータ群が短時間のうちに正転→停止→逆転する動作を行わないので、当該サーボモータ群および駆動力伝達機構(歯車等)への負担を小さし、ひいてはこれらの長寿命化を図る(管理・維持コストを削減する)ことが可能である。
解除部141におけるアーム側係合部171との当接部分(当接板144)および治具側係合部151に隣接する位置に配置される(本実施形態では、第二基準辺136cは位置決め板136の基準面136aの後側の辺であり、位置決め板136の後方に当接板144および治具側係合部151が配置される)。
このように構成することにより、光学式センサ173により位置決め板136とアーム側係合部171との相対位置、ひいてはドア3とアーム側係合部171との相対位置を検出する作業が終わった時点におけるアーム側係合部171の位置(本実施形態では、移動補正位置P4)からアーム側係合部171がアーム側係合部171との当接部分(当接板144)に当接するとともに治具側係合部151に係合する位置(本実施形態では、当接・係合位置P6)までの距離を小さくすることが可能であり、作業効率が良い(ドア3を開閉する作業に要する時間を短縮することが可能である)。
すなわち、本発明に係る解除位置は物理的に解除部が係止部材に接触していない(解除部が係止部材から離間している)位置だけでなく、係止部材に接触していても係止部材が蓋部材を本体部材に係止した状態を妨げない位置をも含む。
例えば、搬送装置により搬送されている自動車のドアを開閉する場合、搬送装置による自動車の搬送経路に沿って操作アームを設けるとともに、操作アームを搬送経路に平行かつ自動車の搬送速度と同じ速度で移動可能とすれば良い。
2 車体(本体部材)
3 ドア(蓋部材)
4 係止フック(係止部材)
100 ドア開閉システム(蓋開閉システム)
110 ドア開閉用治具(蓋開閉用治具)
111 胴体部
136 位置決め板(位置決め部)
136a 基準面
136b 第一基準辺
136c 第二基準辺
141 解除部
151 治具側係合部
170 操作アーム
171 アーム側係合部
172 フック
173 光学式センサ
176 アーム本体
181 制御装置
Claims (11)
- 対象物の本体部材に開閉可能に取り付けられるとともに閉じているときには係止部材により前記本体部材に係止される蓋部材を開閉する蓋開閉システムであって、
前記蓋部材の所定の位置に所定の姿勢で着脱可能に固定される胴体部、基準面が形成されるとともに前記胴体部に固定される位置決め部、前記係止部材に当接しない待機位置および前記係止部材に当接することにより前記係止部材による前記蓋部材の係止を解除する解除位置の間で移動可能な解除部、並びに前記胴体部に固定される治具側係合部を備える蓋開閉用治具と、
前記解除部に当接するとともに前記治具側係合部に係合する筒状のフック、および前記フックに収容されるセンサを有するアーム側係合部、並びに前記アーム側係合部を移動可能に支持するアーム本体を備える操作アームと、
前記センサの検知結果に基づいて前記基準面と前記アーム側係合部との相対位置を検出し、検出された前記基準面と前記アーム側係合部との相対位置に基づいて前記フックを前記解除部に当接させることにより前記解除部を前記待機位置から前記解除位置に移動させて前記係止部材による前記蓋部材の係止を解除し、前記フックが前記解除部に当接するとともに前記治具側係合部に係合した状態で前記アーム側係合部を移動させることにより前記蓋部材を開く制御装置とを具備し、
前記フックは、前記解除部に当接して前記解除部を解除位置に移動させた時点で、前記治具側係合部に係合した状態となる、
蓋開閉システム。 - 前記センサは前記フックの先端部から投受光する光学式センサであって、
前記制御装置は、
前記光学式センサが投光した状態で前記アーム側係合部を移動させたときに前記基準面により反射されて前記光学式センサにより受光される光に基づいて前記基準面と前記アーム側係合部との相対位置を検出する請求項1に記載の蓋開閉システム。 - 前記基準面は、
互いに平行ではない第一基準辺および第二基準辺を有し、
前記制御装置は、
前記光学式センサが投光した状態で前記アーム側係合部を移動させることにより前記光学式センサが投光する光を前記第一基準辺を横切って前記基準面に照射させ、次いで前記第二基準辺を横切って前記基準面の外側に照射させたときの前記光学式センサが受光する光の強度を検出し、前記光学式センサが受光する光の強度の変化に基づいて前記基準面と前記アーム側係合部との相対位置を算出する請求項2に記載の蓋開閉システム。 - 前記第二基準辺は、
前記解除部における前記アーム側係合部との当接部分および前記治具側係合部に隣接する位置に配置される請求項3に記載の蓋開閉システム。 - 対象物の本体部材に開閉可能に取り付けられるとともに閉じているときには係止部材により前記本体部材に係止される蓋部材の開閉に用いられる蓋開閉用治具であって、
前記蓋部材の所定の位置に所定の姿勢で着脱可能に固定される胴体部と、
基準面が形成されるとともに前記胴体部に固定される位置決め部と、
前記係止部材に当接しない待機位置および前記係止部材に当接することにより前記係止部材による前記蓋部材の係止を解除する解除位置の間で移動可能な解除部と、
前記胴体部に固定される治具側係合部と、
を具備し、
前記解除部は、
筒状のフックおよび前記フックに収容されるセンサを有するアーム側係合部並びに前記アーム側係合部を移動可能に支持するアーム本体を備える操作アームの前記フックが当接することにより前記待機位置から前記解除位置に移動し、
前記治具側係合部は、
前記フックに係合可能であり、
前記解除部に前記フックが当接して、前記解除部が解除位置に移動した時点で、
前記治具側係合部が前記フックに係合した状態となる、
蓋開閉用治具。 - 前記基準面は、
互いに平行ではない第一基準辺および第二基準辺を有する請求項5に記載の蓋開閉用治具。 - 前記第二基準辺は、
前記解除部における前記アーム側係合部との当接部分および前記治具側係合部に隣接する位置に配置される請求項6に記載の蓋開閉用治具。 - 対象物の本体部材に開閉可能に取り付けられるとともに閉じているときには係止部材により前記本体部材に係止される蓋部材を、
前記蓋部材の所定の位置に所定の姿勢で着脱可能に固定される胴体部、基準面が形成されるとともに前記胴体部に固定される位置決め部、前記係止部材に当接しない待機位置および前記係止部材に当接することにより前記係止部材による前記蓋部材の係止を解除する解除位置の間で移動可能な解除部、並びに前記胴体部に固定される治具側係合部を備える蓋開閉用治具と、
前記解除部に当接するとともに前記治具側係合部に係合する筒状のフック、および前記フックに収容されるセンサを有するアーム側係合部、並びに前記アーム側係合部を移動可能に支持するアーム本体を備える操作アームと、を用いて開閉する蓋開閉方法であって、
前記蓋開閉用治具を前記蓋部材の所定の位置に所定の姿勢で着脱可能に固定する固定工程と、
前記対象物を所定の位置に配置する配置工程と、
前記センサの検知結果に基づいて前記基準面と前記アーム側係合部との相対位置を検出する相対位置検出工程と、
検出された前記基準面と前記アーム側係合部との相対位置に基づいて前記アーム側係合部を移動させることにより、前記フックを前記解除部に当接させて前記解除部を前記待機位置から前記解除位置に移動させ、前記係止部材による前記蓋部材の係止を解除する解除工程と、
前記アーム側係合部が前記解除部に当接するとともに前記治具側係合部に係合した状態で前記アーム側係合部を移動させることにより前記蓋部材を開く蓋開放工程とを具備し、
前記フックは、前記解除工程が終了した時点で、前記治具側係合部に係合した状態となる、
蓋開閉方法。 - 前記センサは前記フックの先端部から投受光する光学式センサであって、
前記相対位置検出工程において、
前記光学式センサが投光した状態で前記アーム側係合部を移動させたときに前記基準面により反射されて前記光学式センサにより受光される光に基づいて前記基準面と前記アーム側係合部との相対位置を検出する請求項8に記載の蓋開閉方法。 - 前記基準面は、
互いに平行ではない第一基準辺および第二基準辺を有し、
前記相対位置検出工程において、
前記光学式センサが投光した状態で前記アーム側係合部を移動させることにより前記光学式センサが投光する光を前記第一基準辺を横切って前記基準面に照射させ、次いで前記第二基準辺を横切って前記基準面の外側に照射させたときの前記光学式センサが受光する光の強度を検出し、前記光学式センサが受光する光の強度の変化に基づいて前記基準面と前記アーム側係合部との相対位置を算出する請求項9に記載の蓋開閉方法。 - 前記第二基準辺は、
前記解除部における前記アーム側係合部との当接部分および前記治具側係合部に隣接する位置に配置される請求項10に記載の蓋開閉方法。
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