JP6397062B2 - ワークの位置検出方法とハンガーの保守作業要否判断方法 - Google Patents

ワークの位置検出方法とハンガーの保守作業要否判断方法 Download PDF

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Description

本発明は、ハンガーに支持されたワークの位置を検出するワークの位置検出方法と、前記ハンガーの保守作業の要否を判断するハンガーの保守作業要否判断方法に関する。
搬送機構として、ハンガーで懸吊されたワークを前記ハンガーごと搬送するものが知られている(特許文献1参照)。例えば、自動車の製造工場では、車体本体がワークとして搬送される。
具体的には、この場合、特許文献2に記載されるように、車体本体がハンガーで懸吊され、該ハンガーが案内レールに沿って車体本体ごと組付ステーションまで移送される。組付ステーションでは、ハンガー及び車体本体が停止され、この状態で、搬送用ロボットが部品を把持して該部品と車体本体との位置合わせ(仮組付)を行う。さらに、締付用ロボットがボルトを締結する。これにより、前記部品がボルトを介して車体本体に連結される。
特開2006−347646号公報 特開2011−121774号公報
何らかの要因で車体本体が所定の組付位置から偏倚した位置に停止しているときには、車体本体の位置と搬送用ロボットが搬送した部品の位置とが対応しないので、上記の仮組付を行うことが困難となる。そこで、位置センサを用いて車体本体の位置を大まかに検出し、基準停止位置と車体本体の実停止位置との差異が許容範囲内であるか否かを判断するようにしている。許容範囲内であれば、仮組付及び締結が行われる。一方、許容範囲を超えている場合、精緻な位置検出がなされて差異が許容範囲内であるか否かが再判断される。
しかしながら、このような再判断を行う場合、車体本体の停止から締結までに長時間を要することになる。特に、再判断が頻繁であると、自動車の生産効率が低下する一因ともなる。
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、ハンガーにて搬送されたワークの位置を精度よく検出することが可能なワーク位置検出方法と、前記ハンガーの保守作業が必要であるか否かを容易に判断することが可能なハンガーの保守作業要否判断方法を提供することを目的とする。
前記の目的を達成するために、本発明は、複数個のハンガーの各々に個別に支持され、前記ハンガーと一体的に搬送機構によって搬送されて停止したワークの所定部位の停止位置、又は停止した前記ハンガーの所定部位の停止位置を位置検出手段で検出するワークの位置検出方法において、
前記ハンガーが前記ワークを搬送して停止したときの前記ワーク又は前記ハンガーの停止位置と、予め設定された基準停止位置との差異を複数回記録するステップと、
記録された複数回の前記差異に基づいて統計処理を行い、前記ハンガー毎に補正量を求めるステップと、
前記位置検出手段を、前記基準停止位置に対して前記補正量を加えた補正位置とするステップと、
前記補正位置とされた前記位置検出手段で、前記ハンガーの所定部位の停止位置、又は該ハンガーによって搬送されて停止した前記ワークの所定部位の停止位置を検出するステップと、
を有することを特徴とする。
すなわち、この場合、差異に基づいて補正量を求め、次回の位置検出時には、位置検出手段を、この補正量を基準停止位置に付加した補正位置とするようにしている。この補正により、位置検出手段を実停止位置に一致、又は近接させることができるので、一度の検出で、位置検出手段がワークの所定部位を検出することが容易である。このため、精緻な再位置検出を行う必要がない。この分、位置検出に要する時間を短縮することができる。すなわち、位置検出の効率が向上する。
ハンガーによるワークの懸吊及び搬送を繰り返すと、補正量が許容補正量を超えることがあり得る。この時点を、ハンガーの保守作業が必要となるに至ったと判断することができる。すなわち、本発明は、ワークを支持し、搬送機構によって前記ワークと一体的に搬送されるハンガーの保守作業の要否を判断するハンガーの保守作業要否判断方法において、
前記ハンガーが前記ワークを搬送して停止した際の該ハンガー又は前記ワークの所定部位の停止位置と、予め設定された基準停止位置との差異を複数回記録するステップと、
記録された複数回の前記差異に基づいて統計処理を行い、補正量を求めるステップと、
位置検出手段を、前記基準停止位置に対して前記補正量を加えた補正位置とするステップと、
前記補正位置とされた前記位置検出手段で、前記ハンガーの所定部位の停止位置、又は該ハンガーによって搬送されて停止した前記ワークの所定部位の停止位置を検出するステップと、
前記補正位置とされた前記位置検出手段によって検出された前記停止位置と、前記基準停止位置とを比較するステップと、
を有し、
前記補正量が予め設定された許容補正量を超えたときに前記ハンガーの保守作業が必要であると判断することを特徴とする。
この場合、補正量が許容補正量を超えた時点で保守作業が必要であるとの判断がなされる。従って、ハンガーが故障に至る前に保守作業を施すことができる。このため、ワークの搬送の途中でハンガーが故障することや、このためにワークの搬送を停止せざるを得ない状況となることが回避される。すなわち、ワークの搬送に影響が及ぶことを有効に防止することができる。
なお、統計処理においては、例えば、複数回の差異の平均値を求めればよい。この場合、算出が簡易であるという利点がある。
また、必要な補正量は、各ハンガーによって相違することがある。従って、ハンガーの各々に識別手段を設けることが好ましい。これにより、任意の識別子が付されたハンガーにつき適切な補正量を設定することが可能となる。すなわち、補正量を各ハンガーで個別に設定することができる。
本発明によれば、ワーク又はハンガーの実停止位置と基準停止位置との差異を先ず求め、次に、当該差異に基づいて補正量を求めて、次回の位置検出時に、位置検出手段を、この補正量を基準停止位置に付加した補正位置とするようにしている。従って、位置検出手段が実停止位置に一致又は近接する。
その結果、一度の検出で、位置検出手段がワークの所定部位を検出することが容易となる。このために精緻な再位置検出を行う必要がないので、位置検出に要する時間が短縮されて位置検出の効率が向上する。
そして、補正量が許容補正量を超えるに至ったときは、ハンガーの保守作業が必要となるに至ったと判断する。このため、ハンガーが故障に至る前に保守作業を施すことができる。これにより、ワークの搬送の途中でハンガーが故障することが回避されるので、ワークの搬送に影響が及ぶことが防止される。
車体本体及びフロントエンドモジュールの要部概略斜視図である。 本発明の実施の形態に係るワークの位置検出方法とハンガーの保守作業要否判断方法を実施する取付装置の要部概略平面図である。 図2の取付装置を構成するハンガーで、ワークである車体本体を懸吊した状態を示す要部概略右側面図である。 車体本体の実停止位置と基準停止位置との差異と、位置検出の回数との関係を示すグラフである。 補正量と許容補正量との関係を示すグラフである。
以下、本発明に係るハンガーの保守作業要否判断方法につき、ワークの位置検出方法との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、図面中の「前」、「後」、「右」及び「左」は、それぞれ、運転席に着席したユーザの前方、後方、右方及び左方を意味する。
はじめに、図1を参照し、ワークである車体本体10と、該車体本体10に取り付けられるフロントエンドモジュール12につき概略説明する。
車体本体10は、その前方に、左Aピラー14Lから突出した左フロントサイドメンバー16Lと、右Aピラー14Rから突出した右フロントサイドメンバー16Rとを有する。この場合、左フロントサイドメンバー16Lと右フロントサイドメンバー16Rの間にフロントクロスメンバーは設けられておらず、このため、左フロントサイドメンバー16Lと右フロントサイドメンバー16Rの間に広大な開口18が形成される。この開口18が、フロントエンドモジュール12を取り付ける取付スペースとなる。
左フロントサイドメンバー16L及び右フロントサイドメンバー16Rの各々の前端面には、左前ボルト孔20L及び右前ボルト孔20Rが形成される。また、左フロントサイドメンバー16L及び右フロントサイドメンバー16Rには、ボンネット30に覆われる位置に左後ボルト孔32L、右後ボルト孔32Rがそれぞれ形成される。これら左後ボルト孔32L、右後ボルト孔32Rと、前記左前ボルト孔20L、前記右前ボルト孔20Rは、車体本体10の位置を検出するための所定部位となる。
フロントエンドモジュール12は、フロントバンパ40やフロントバンパビーム42、左ヘッドライト43L、右ヘッドライト43R、フロントグリル44等を含んで構成された組立体である。フロントバンパ40には、前記左前ボルト孔20L、前記右前ボルト孔20Rに重ね合わせられる左ボルト挿通孔46L、右ボルト挿通孔46Rが形成される。また、フロントバンパビーム42には、前記左後ボルト孔32L、前記右後ボルト孔32Rに重ね合わせられる図示しない2個のボルト挿通孔が形成される。
次に、車体本体10にフロントエンドモジュール12を取り付ける取付装置につき概略説明する。
図2は、組付ステーションに設けられた取付装置50を模式的に示した要部概略平面図である。この取付装置50は、車体本体10を懸吊して搬送する搬送機構52と、3台のロボット54、56L、56Rとを備える。
搬送機構52は、車体本体10の左上方、右上方で互いに平行に延在する案内レール58L、58Rと、車体本体10を懸吊するハンガー60と、該ハンガー60を、駆動スライダ(図示せず)を介して支持する懸吊レール62とを有する。ハンガー60には、前記案内レール58L、58Rに摺動可能に係合される従動車輪(図示せず)が複数個設けられる。このため、前記駆動スライダが懸吊レール62に沿って変位することにより、ハンガー60及び車体本体10が案内レール58L、58Rに沿って変位する。車体本体10の進行方向は、図1における左方である。
図2には、ハンガー60を1個のみ示しているが、実際には、複数個のハンガー60が案内レール58L、58Rに変位可能に取り付けられている。すなわち、組付ステーションには、フロントエンドモジュール12を取り付けるべき車体本体10が連続して搬送される。
ハンガー60は、車体前方を懸吊する前方懸吊部64と、車体後方を懸吊する後方懸吊部66とを有する。前方懸吊部64及び後方懸吊部66は、それぞれ、図3に示す右方アーム68a、68bと、図示しない左方アームとを有する。特に図示はしないが、これら右方アーム68a、68bと左方アームの先端は、車体本体10の下方で車幅方向内方に向かって屈曲している。すなわち、ハンガー60は、2対のアームの屈曲した先端によって、車体本体10を下方から支持する。
後方懸吊部66を構成する右方アーム68bの下面には、バーコードやQRコード(デンソーウェーブ社の登録商標)等の固有の図示しない識別子が設けられる。また、組付ステーションの床上には台座70が設置されるとともに、該台座70に、読取部が鉛直上方を指向する読取センサ72が設けられる。該読取センサ72は、前記識別子を読み取る。
勿論、識別子は、ハンガー60毎に相違している。従って、識別子を読み取ることによってハンガー60を特定することができる。換言すれば、ハンガー60を、その他のハンガーと区別することが可能である。
前記3台のロボット54、56L、56Rは、汎用の多関節ロボットであり、例えば、6軸ロボットである。これら3台のロボット54、56L、56Rは、車体本体10の進行を妨げない位置に配置される。
3台のロボット中の1台は、ストックヤード74に仮置きされた複数体のフロントエンドモジュール12の中から1体を把持して車体本体10に搬送する搬送用ロボット54である。なお、ストックヤード74において、フロントエンドモジュール12は、図示しない支持台に支持されている。
また、搬送用ロボット54の先端アームには、図1に示す把持治具80が設けられる。この把持治具80は、図示しないエアシリンダの作用下に上下に変位可能な挟持部84を含んで構成される。
搬送用ロボット54以外の残余の2台は、第1締付用ロボット56L及び第2締付用ロボット56Rである。これら第1締付用ロボット56L及び第2締付用ロボット56Rの各先端アームには、それぞれ、ナットランナ90L、90Rが設けられる。ナットランナ90L、90Rは、上記した所定のボルト挿通孔及びボルト孔に通されたボルトに対してナット(いずれも図示せず)を螺回する。
第1締付用ロボット56L及び第2締付用ロボット56Rが適宜動作することに伴い、先端アームの位置が変更される。これに伴い、ナットランナ90L、90Rの位置や姿勢が変化する。
前記先端アームには、さらに、位置検出手段である位置センサ92L、92Rがそれぞれ設けられる。位置センサ92L、92Rは主に、車体本体10に形成された左後ボルト孔32L、右後ボルト孔32R、左前ボルト孔20L、右前ボルト孔20Rを検出する。
以上の構成において、駆動スライダ、読取センサ72、搬送用ロボット54、第1締付用ロボット56L、第2締付用ロボット56R、ナットランナ90L、90R、位置センサ92L、92R等は、図示しない制御部に電気的に接続されている。
本実施の形態に係るワークの位置検出方法は、基本的には以上のように構成される取付装置50において、次のようにして実施される。なお、以下の工程ないし作業は、前記制御部の制御作用下に行われる。
フロントエンドモジュール12と車体本体10は、別個の作業ステーションで作製される。フロントエンドモジュール12は、組付ステーションに搬送されて図示しない支持台に支持された状態で起立姿勢にてストックヤード74に仮置きされる。一方、車体本体10はハンガー60に懸吊される。
ハンガー60に設けられた駆動スライダを駆動させると、該駆動スライダが懸吊レール62に沿って変位するとともに、従動車輪が案内レール58L、58Rに沿って変位する。これに伴い、ハンガー60と、該ハンガー60に保持された車体本体10とが図2における左方(前方)に向かって緩やかに進行する。このとき、ボンネット30及びリアハッチ130は開放状態とされている。
車体本体10が所定の位置(取付位置)に到達すると、ハンガー60がクランプされて該ハンガー60及び車体本体10が停止する。このとき、読取センサ72(図3参照)が、ハンガー60に設けられた識別子を読み取る。このハンガー60に付された識別子を識別子Aとすると、制御部は、「識別子Aが付されたハンガー60が組付ステーションまで搬送されて停止した」と認識する。
なお、同一のハンガー60に同一の識別子を複数個設けることにより、ハンガー60が所定の停止位置で停止していないときであっても、読取センサ72が複数個の識別子中の1個を読み取ることができる。すなわち、ハンガー60の識別(特定)が容易となる。
その一方で、搬送用ロボット54のアーム部が旋回し、その先端アームがストックヤード74に臨む。そして、先端アームが適宜動作することで把持治具80の所定部位がフロントバンパ40の下方、左ヘッドライト43Lの下方、右ヘッドライト43Rの下方に進入する。さらに、前記エアシリンダが作動し、該エアシリンダを構成するロッドが下方に向かって伸張する。これにより、フロントエンドモジュール12が挟持部84で挟持される。以上の結果、フロントエンドモジュール12が把持される。
さらに、第1締付用ロボット56L及び第2締付用ロボット56Rが適宜動作する。このとき、位置センサ92L、92Rによって、車体本体10に形成された左後ボルト孔32L、右後ボルト孔32R、左前ボルト孔20L、右前ボルト孔20Rの位置(所定部位の停止位置)が検出される。この位置を情報として受け取った制御部は、当該位置と、予め設定された基準停止位置との差異を求め、且つこの差異を記録する。
ここで、基準停止位置としては、例えば、案内レール58L、58Rとハンガー60の寸法や剛性等から求められる設計上の停止位置(換言すれば、理想停止位置)を用いればよい。識別子Aが付されたハンガー60が車体本体10を懸吊して組付ステーションに再搬送される度に、制御部は、前記の差異を毎回記録する。
差異が予め設定された許容範囲内であるとき、搬送用ロボット54のアーム部が旋回し、図1に示すように、フロントエンドモジュール12の後方側が車体本体10の前方側に位置するように搬送される。換言すれば、左フロントサイドメンバー16Lと右フロントサイドメンバー16Rの間の開口18にフロントエンドモジュール12が配置される。この際、左前ボルト孔20L、右前ボルト孔20Rと、フロントバンパ40に形成された左ボルト挿通孔46L、右ボルト挿通孔46Rとがそれぞれ重なり合う。
次に、重なり合った左前ボルト孔20L及び左ボルト挿通孔46L、右前ボルト孔20R及び右ボルト挿通孔46Rに、それぞれボルトが通される。さらに、第1締付用ロボット56L及び第2締付用ロボット56Rのアーム部が適宜動作し、ナットランナ90L、90Rが締付姿勢となる。さらに、ナットランナ90L、90Rが図示しないナットを前記ボルトに締結する。
また、左後ボルト孔32L、右後ボルト孔32Rと前記2個のボルト挿通孔にもそれぞれボルトが通される。これらのボルトに対しても、第1締付用ロボット56L及び第2締付用ロボット56Rに設けられたナットランナ90L、90Rによってナットが締結される。以上の締結により、フロントエンドモジュール12が車体本体10に取り付けられる。
以上の取付作業、及び前記差異の記録は、識別子A以外の識別子(識別子B、C、D……)が付された各ハンガー60において個別になされる。ハンガー60は、組付ステーションを含む工場内を循環するように移動しているので、作業が繰り返されると、識別子Aが付されたハンガー60が車体本体10を懸吊して組付ステーションに再搬送される。
差異の記録結果の一例をグラフにして図4に示す。横軸は位置検出の回数を示し、縦軸は差異の量である。この図4に示すように、車体本体10の停止位置は、基準停止位置に対して若干偏倚する。
上記の位置検出を所定回数(例えば、20回)繰り返し、ハンガー60毎に差異の記録を制御部に蓄積する。その後、制御部は、それまでの差異につき統計処理を行う。すなわち、例えば、差異の平均値を求める。又は、一次近似曲線や二次近似曲線に近似させるようにしてもよい。制御部は、この統計処理の結果を補正量とする。
このようにして差異の統計処理がなされた識別子Aが付されたハンガー60に対し、例えば、21回目の位置検出を行う際、制御部は、第1締付用ロボット56L及び第2締付用ロボット56Rの各先端アーム、すなわち、位置センサ92L、92Rを、前記補正量の分だけ基準停止位置から偏倚させた補正位置とする。位置センサ92L、92Rは、この補正位置にて、左前ボルト孔20L、右前ボルト孔20R、左後ボルト孔32L及び右後ボルト孔32Rを検出する。
車体本体10を繰り返し懸吊して搬送すると、ハンガー60の撓みが大きくなる等の理由により、車体本体10の実停止位置と基準停止位置との差異が大きくなることがある。差異が許容範囲を超えると、位置センサ92L、92Rで左前ボルト孔20L、右前ボルト孔20R、左後ボルト孔32L及び右後ボルト孔32Rを検出することが容易でなくなる。このため、位置検出を再度行う必要がある。
しかしながら、本実施の形態では、差異の統計処理を行って補正量を求め、位置センサ92L、92Rを、この補正量を基準停止位置に加えた補正位置として位置検出を行うようにしている。このような補正を行うことにより、位置センサ92L、92Rを、車体本体10の実停止位置に一致、又は近接させることができる。
従って、この場合、位置センサ92L、92Rで左前ボルト孔20L、右前ボルト孔20R、左後ボルト孔32L及び右後ボルト孔32Rを検出することが容易である。このため、再度の位置検出を行う必要がない。この分、フロントエンドモジュール12を車体本体10に効率よく取り付けることができる。
撓み量等は各ハンガー60で異なるため、任意のハンガー60の補正量が別のハンガー60の補正量として適切であるとは限らない。そこで、本実施の形態では、ハンガー60毎に個別に補正量を設定する。すなわち、位置センサ92L、92Rの補正位置は、識別子の相違に対応して相違する。このため、個々のハンガー60において、位置センサ92L、92Rで左前ボルト孔20L、右前ボルト孔20R、左後ボルト孔32L及び右後ボルト孔32Rを検出することが容易となるので、フロントエンドモジュール12の車体本体10への組付効率が一層向上する。
また、同一のハンガー60であっても、異なる車種の車体本体10を懸吊したときには撓み量が相違することがある。従って、車種毎に補正量を求めることが好ましい。勿論、この場合においても、各ハンガー60の補正量を個別に求める。
補正量を求めた後も、制御部は、差異を毎回記録する。そして、統計処理を行ってから所定回数(例えば、30回)の位置検出を行った後、次回の位置検出では、前回の統計処理を行った以降の回の位置検出時の差異が統計処理される。例えば、前回の統計処理が、1〜20回の位置検出時の差異に基づいて行われた場合、次回の統計処理は、21〜50回の位置検出時の差異に基づいて行われる。
このように、近時の位置検出時の差異から補正量を求めることにより、位置センサ92L、92Rを、実停止位置に一致又は近接させることが容易となる。
ハンガー60による搬送を繰り返すと、図5に示すように、補正量が許容補正量を超える(下回る)。このような状況となったとき、制御部は、「保守作業が必要である」との警告を発する。警告は、例えば、ディスプレイへの表示やアラーム音の発信等によってなされる。この場合、作業者は、該当するハンガー60を案内レール58L、58Rから取り外して保守作業を行えばよい。
このように、本実施の形態によれば、ハンガー60の保守作業が必要であるか否かを判断することも容易である。従って、ハンガー60が故障に至ることを防止することができる。
本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、位置センサ92L、92Rは、締付用ロボット以外のもので支持するようにしてもよいし、所定の箇所に位置決め固定するようにしてもよい。
また、車体本体10(ワーク)の所定部位の停止位置を検出することに代替し、ハンガー60の所定部位の停止位置を検出するようにしてもよい。
10…車体本体 12…フロントエンドモジュール
20L、20R、32L、32R…ボルト孔 50…取付装置
52…搬送機構 54…搬送用ロボット
56L、56R…締付用ロボット 58L、58R…案内レール
60…ハンガー 62…懸吊レール
64…前方懸吊部 66…後方懸吊部
68a、68b…右方アーム 72…読取センサ
80…把持治具 90L、90R…ナットランナ
92L、92R…位置センサ

Claims (6)

  1. 複数個のハンガーの各々に個別に支持され、前記ハンガーと一体的に搬送機構によって搬送されて停止したワークの所定部位の停止位置、又は停止した前記ハンガーの所定部位の停止位置を位置検出手段で検出するワークの位置検出方法において、
    前記ハンガーが前記ワークを搬送して停止したときの前記ワーク又は前記ハンガーの停止位置と、予め設定された基準停止位置との差異を複数回記録するステップと、
    記録された複数回の前記差異に基づいて統計処理を行い、前記ハンガー毎に補正量を求めるステップと、
    前記位置検出手段を、前記基準停止位置に対して前記補正量を加えた補正位置とするステップと、
    前記補正位置とされた前記位置検出手段で、前記ハンガーの所定部位の停止位置、又は該ハンガーによって搬送されて停止した前記ワークの所定部位の停止位置を検出するステップと、
    を有することを特徴とするワークの位置検出方法。
  2. 請求項1記載の位置検出方法において、前記統計処理にて複数回の前記差異の平均値を求めることを特徴とするワークの位置検出方法。
  3. 請求項1又は2記載の位置検出方法において、前記ハンガーの各々に識別手段を設けることを特徴とするワークの位置検出方法。
  4. ワークを支持し、搬送機構によって前記ワークと一体的に搬送されるハンガーの保守作業の要否を判断するハンガーの保守作業要否判断方法において、
    前記ハンガーが前記ワークを搬送して停止した際の該ハンガー又は前記ワークの所定部位の停止位置と、予め設定された基準停止位置との差異を複数回記録するステップと、
    記録された複数回の前記差異に基づいて統計処理を行い、補正量を求めるステップと、
    位置検出手段を、前記基準停止位置に対して前記補正量を加えた補正位置とするステップと、
    前記補正位置とされた前記位置検出手段で、前記ハンガーの所定部位の停止位置、又は該ハンガーによって搬送されて停止した前記ワークの所定部位の停止位置を検出するステップと、
    前記補正位置とされた前記位置検出手段によって検出された前記停止位置と、前記基準停止位置とを比較するステップと、
    を有し、
    前記補正量が予め設定された許容補正量を超えたときに前記ハンガーの保守作業が必要であると判断することを特徴とするハンガーの保守作業要否判断方法。
  5. 請求項4記載の判断方法において、前記統計処理にて複数回の前記差異の平均値を求めることを特徴とするハンガーの保守作業要否判断方法。
  6. 請求項4又は5記載の判断方法において、前記ハンガーの各々に識別手段を設けることを特徴とするハンガーの保守作業要否判断方法。
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