JP6682212B2

JP6682212B2 - 建付け自動検査装置

Info

Publication number: JP6682212B2
Application number: JP2015149606A
Authority: JP
Inventors: 昌司安永
Original assignee: Toyota Motor Kyushu Inc
Current assignee: Toyota Motor Kyushu Inc
Priority date: 2015-07-29
Filing date: 2015-07-29
Publication date: 2020-04-15
Anticipated expiration: 2035-07-29
Also published as: JP2017032300A

Description

本発明は、移動するコンベア上に載置された車両に組付けられた各構成部品間の隙間と段差を測定する建付け自動検査装置に関する。

従来、自動車等の車両は、ドアやボンネットやバンパーやライト類等の各構成部品が組付けられており、これら各構成部品間の隙間や段差が規格内であることが検査された後、完成品として出荷される。また、古くから、いわゆる高級車と呼ばれるような高品質の車両においては、機械的な性能ばかりでなく、均一な隙間で段差の目立たない意匠性に優れた外観を呈することも非常に重要な要素となっていた。また、最近では、いわゆる普通車と呼ばれるような車両においても外観の建付け精度を向上させ付加価値を高めている。

しかしながら、隣接する各構成部品は多くの場合曲面を跨ぐような位置に配設されるため、隙間や段差を測定するには手作業で行う必要があり、多大な人件費を必要としていた。しかも、現代の車両は製造装置の飛躍的な進歩や製造技術の向上により曲面が多用されている結果、測定自体が容易ではなく作業者間の測定数値にバラツキが生じやすい状況を伴っていた。

このように、手作業による測定は作業者の熟練度に頼るばかりであり、データベースを活用した傾向管理等の弊害となっていたため、レーザセンサやリミットスイッチ等を用いた組付け精度計測システムが検討されている（特許文献１参照）。

この組付け精度計測システムは、生産ラインを構成するコンベアを跨ぐように各部品組付け場に設置された門型架構にそれぞれレーザセンサが設置されており、さらに、中間完成品の所望の計測部位を確実にセンシングするために所定地点から計測部位までの所要時間がタイマー制御され、該タイマーのスタートはリミットスイッチを押出すことによって開始されるように構成されている。

また、門型架構にはモニターが設置され、各部品組付け場における計測部位の計測結果が随時確認できる構成となっており、コンベア上をランダムに搬送される車種は、コンピュータに伝送された車種情報に基づいて確認でき、車種に応じてタイマー制御のタイマー調整がおこなわれるように構成されている。

特開２００７−３３２５０号公報

上記特許文献１に記載の組付け精度計測システムでは、門型架構に固定された複数のレーザセンサにより車両各部の隙間や段差を測定できるため、作業者を削減でき、しかも、データベースを活用した傾向管理等を行える点で有利である。

しかしながら、該システムでは複数のレーザセンサは門型架構の左右柱に垂直方向に所定の間隔で固定され、略水平方向に向けたレーザ光を車両の側面に照射しているため、車種によっては測定すべき箇所にレーザが照射されず該箇所の測定を手作業で行うかレーザセンサの位置を変更しなければ多車種に対応できなかった。

また、レーザセンサのレーザ光は略水平に照射されるため、曲面に形成された隙間や段差に対して必ずしも最適な角度で測定できず、測定精度に問題を有していた。

更に、測定をリミットスイッチをトリガーとしたタイマー制御でおこなっているため、測定箇所を増やすにはレーザセンサのみならずリミットスイッチも同様に増設しなければならず、設置スペースの問題から設置できる数には限界があった。

しかも、ボンネットとフェンダとの間隙のような車両の上面に存在する隙間や段差については測定できず、たとえ、レーザセンサを門型架構の左右柱間に介設した横桟に固定したとしても、ボンネットよりも上方に突設した運転部を有する一般的な車両に対しては、レーザセンサをボンネットに近接させることができないため実際上測定できなかった。

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、移動するコンベア上に載置された車両に組付けられた各構成部品間の隙間と段差を、車種に依存せず、しかも、任意の測定箇所を常に精度よく測定することができる建付け自動検査装置を提供することにある。

以上のような目的を達成するために、本発明は以下のようなものを提供する。

請求項１に係る発明では、移動するコンベア上に載置された車両に組付けられた各構成部品間の隙間と段差を測定する建付け自動検査装置であって、前記コンベアと、前記コンベアの横側方の床面上に基部が固定され前記コンベアの両横側方に前記コンベアを介して対向して配設した多軸ロボットと、前記多軸ロボットを制御する制御装置と、前記コンベアの上方に配設した車高検知センサと、前記コンベアの両横側方に前記コンベアを介して対向して配設した車幅検知センサと、を有し、前記多軸ロボットは、６つの可動軸を備えた多軸ロボットであり、アーム先端にスリットレーザ光を用いた変位センサを備え、前記制御装置は、前記多軸ロボットのアームの動作を制御することで、前記車両の型式に応じて予め最短の軌跡で移動するようにティーチングされた複数の測定箇所に対し、前記アーム先端の動きを前記コンベアによる前記車両の移動速度と移動方向に同期させながら、前記変位センサと前記車両とが相対静止した状態での前記変位センサによる前記測定箇所についての前記隙間と段差の測定と、前記測定箇所間の移動とを順次繰返し行い、前記車高検知センサと前記車幅検知センサにより得られた計測値から前記コンベア上における前記車両の位置を算出し、予め設定された車両の位置と比較してズレ量を算出することで、前記多軸ロボットの前記アーム先端の動きを前記ズレ量に応じてオフセットするように構成したことを特徴とする建付け自動検査装置を提供せんとする。

請求項２に係る発明では、車両情報が記録され車両の外側面に貼着されるＩＣタグと、前記コンベアよりも上方に配設され前記ＩＣタグの前記車両情報を読み取るＩＣタグ読取部と、前記コンベアの上方に配設された車高検知センサと、前記コンベアの横側方に配設された車幅検知センサと、前記ＩＣタグ読取部と前記車高検知センサと前記車幅検知センサのいずれよりも前記コンベアの進行方向の前方に配設された車両前端検出センサと、前記車両前端検出センサよりも前方に配設された測定開始センサと、を備え、前記車両前端検出センサが前記車両の前端を検出すると同時に前記ＩＣタグ読取部により前記ＩＣタグに記録された前記車両情報を読み取り、更に、前記車高検知センサと前記車幅検知センサにより車高と車幅を計測し、計測された前記車高と前記車幅が前記車両情報と合致し、しかも、前記車両が前記測定開始センサにより検出された場合のみ前記多軸ロボットによる測定を開始するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の建付け自動検査装置を提供せんとする。

請求項１記載の発明によれば、移動するコンベア上に載置された車両に組付けられた各構成部品間の隙間と段差を測定する建付け自動検査装置であって、前記コンベアと、コンベアの横側方の床面上に基部が固定された多軸ロボットとを有し、多軸ロボットはアーム先端にスリットレーザ光を用いた変位センサを備え、アーム先端は変位センサと車両とが相対静止するようにコンベアの移動速度と移動方向とを同期させながら変位センサにより車両の複数箇所を測定するように構成したことにより、如何なる形状の車両であっても正確な位置に変位センサを移動させて測定することができるため曲面に対しても最適な角度で測定でき、車種を限定することなく稼働させることができる。
また、本発明によれば、多軸ロボットはコンベアの両横側方にコンベアを介し対向して配設したことにより、車両の左右側からそれぞれの可動範囲内で同時に測定を行うことができるので、多軸ロボットが１台の場合に比して測定時間を半減させることができる。
また、本発明によれば、車幅検知センサはコンベアの両横側方にコンベアを介し対向して配設したことにより、車幅の計測精度を向上させることができる。
さらに、本発明によれば、車高検知センサと車幅検知センサにより得られた計測値からコンベア上における車両の位置を算出し、予め設定された車両の位置と比較してズレ量を算出することで、多軸ロボットのアーム先端の動きをズレ量に応じてオフセットするように構成したことにより、測定毎にコンベア上に載置された車両の位置を正確に認識できるので、より精度の高い測定を行うことができるようになる。

また、ボンネットとフェンダとの間隙のような車両の上面に存在する隙間や段差についても測定できるため、１台の車両について全ての測定箇所を自動で測定することができる。

更に、作業者の熟練度に頼ることなく自動測定により作業者を削減できるばかりでなく、データベースを活用した傾向管理等を容易に行うことができる。

請求項２記載の発明によれば、車両情報が記録され車両の外側面に貼着されるＩＣタグと、コンベアよりも上方に配設されＩＣタグの車両情報を読み取るＩＣタグ読取部と、コンベアの上方に配設された車高検知センサと、コンベアの横側方に配設された車幅検知センサと、ＩＣタグ読取部と車高検知センサと車幅検知センサのいずれよりもコンベアの進行方向の前方に配設された車両前端検出センサと、車両前端検出センサよりも前方に配設された測定開始センサと、を備え、車両前端検出センサが車両の前端を検出すると同時にＩＣタグ読取部によりＩＣタグに記録された車両情報を読み取り、更に、車高検知センサと車幅検知センサにより車高と車幅を計測し、計測された車高と車幅が車両情報と合致し、しかも、車両が測定開始センサにより検出された場合のみ多軸ロボットによる測定を開始するように構成したことにより、測定すべき車両の型式を、ＩＣタグに記録された車両情報と、自動測定による車高と車幅の計測値を用いてダブルチェックが可能となり型式を確実に判断できるので、計測ミス等による製造ラインの停止を防ぎ稼働率を向上させることができる。

また、検出された車両の型式が測定対象車両と合致した時だけ測定開始センサによる車両の検出を受けて測定が開始されるので、合致しなかった際の多軸ロボットの無駄な動きを防止でき、しかも、多軸ロボットによる測定対象車両の損傷を防止できる。

実施形態に係る建付け自動検査装置による車両測定を示す斜視説明図である。（ａ）は同装置を正面から見た部分断面正面図で、（ｂ）は（ａ）において多軸ロボットを省略した部分断面正面図である。変位センサにより隙間と段差を測定する様子を示した斜視説明図である。同装置で測定を行う測定点の一部を示す車両の側面図である。同装置を側面から見た部分断面側面図である。同装置による車両の検出と車高の計測前の状態を示す平面図である。同装置による車高と車幅の検出状態を示す平面図である。同装置による車高と車幅と車両の前端部の検出状態を示す平面図である。同装置による車両の前端部の検出状態を示す平面図である。同装置による車両の隙間と段差の測定状態を示す平面図である。同装置による車両の隙間と段差の測定状態を示す平面図である。同装置の一連の動作を説明するフロー図である。

本発明の実施形態に係る建付け自動検査装置の要旨は、移動するコンベア上に載置された車両に組付けられた各構成部品間の隙間と段差を測定する建付け自動検査装置であって、前記コンベアと、コンベアの横側方の床面上に基部が固定された多軸ロボットとを有し、多軸ロボットはアーム先端にスリットレーザ光を用いた変位センサを備え、アーム先端は変位センサと車両とが相対静止するようにコンベアの移動速度と移動方向とを同期させながら変位センサにより車両の複数箇所を測定するように構成したことを特徴とする。すなわち、移動するコンベア上に載置された車両に組付けられた各構成部品間の隙間と段差を、車種に依存せず、しかも、任意の測定箇所を常に精度よく測定することができる建付け自動検査装置の提供を図ろうとするものである。

以下、本発明に係る建付け自動検査装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。また、本説明中において左右同一又は左右対称の構造や部品については、原則として同一の符号を付し、左右何れか一方のみを説明して、他方については説明を適宜省略する。

本発明の実施形態に係る建付け自動検査装置１は、図１、図２に示すように、移動するコンベアＣ上に載置された車両Ａに組付けられた各構成部品間の隙間Ｘと段差Ｙを測定する建付け自動検査装置１であって、コンベアＣと、コンベアＣの横側方の床面Ｆ上に基部３が固定された多軸ロボット２とを有し、多軸ロボット２はアーム先端１３にスリットレーザ光を用いた変位センサ１４を備え、アーム先端１３は変位センサ１４と車両Ａとが相対静止するようにコンベアＣの移動速度Ｖと移動方向Ｅとを同期させながら変位センサ１４により車両Ａの複数箇所を測定するように構成している。

ここで、コンベアＣについて説明する。

まず、図１に示すように、自動車の組立ラインで使用されるコンベアＣは、コンベアＣ上において車両Ａを載置させた状態で、コンベアＣを一定速度で一方向へ移動できるように構成されている。また、コンベアＣの表面の材質は、金属材料や樹脂材料等で形成され、その外形は、コンベアＣの始端部（図示せず）と終端部（図示せず）とで折り返して回転可能となるように環状となっている。

また、コンベアＣ上は略平担に形成され、作業者の歩行が可能である。コンベアＣの側縁には、歩行が可能な固定通路Ｒが形成されている。固定通路Ｒとは、コンベアＣに沿って形成された通路で、工場床面に固定して設けられており、固定通路ＲとコンベアＣとの境界部は、可能な限り隙間や段差が排除され、一体の床のように構成されている。

コンベアＣ上には前部を前方とした車両ＡがコンベアＣの幅方向の略中央部に載置され、コンベアＣの移動速度Ｖで車両Ａが移動する。なお、本実施形態では車両Ａは前部にボンネットｂを有し、中央部に運転部ｕを有し、後部にトランクｔを配設した一般的な乗用車を用いて説明するが、車両Ａの形状については特に限定されるものではない。

次に、多軸ロボット２は各アームを連結する６つの可動軸を備え、車両Ａ右側の固定通路Ｒａの床面Ｆａ上に基部３が固定され、アーム先端１３には図３に示すように、スリットレーザ光１５（所定幅をスキャンさせながら移動するレーザ光）を照射自在であると共にその反射光１６を受光可能な変位センサ１４を備えている。従って、基部３を中心として可動する範囲内で変位センサ１４を任意の位置に移動させることができる。

測定箇所は、例えば前ドアＤｆと後ドアＤｒとの間やボンネットｂとフェンダｆとの間等の隙間Ｘと段差Ｙであって、本実施形態では、車両Ａの外観全体に現れる隙間や段差に対して図４に示すような複数の測定箇所を予め多軸ロボット２にティーチングさせてコンピュータＰに記憶させ、該箇所を自動で測定するものである。

また、コンベアＣと共に移動する車両Ａに対して変位センサ１４を用いて精度よく測定するために、測定時には変位センサ１４と車両Ａとが相対静止するように構成している。すなわち、アーム先端１３の動きをコンベアＣの移動方向Ｅと移動速度Ｖに符合させた状態で測定を行う。

このように移動する車両Ａと多軸ロボット２のアーム先端１３とを測定時に同期させるには、例えば、コンベアＣを連結駆動している図示しないスプロケットの回動軸に図示しないロータリーエンコーダを連結してロータリーエンコーダのパルス数をコンピュータＰに伝送し、コンピュータＰにてロータリーエンコーダのパルス数からコンベアＣの移動距離を算出してこの移動距離情報を多軸ロボット２に出力している。

なお、本実施形態においては、後述する測定開始センサ４０が車両Ａを検出する毎にコンベアＣの移動距離、すなわち車両Ａの移動距離の開始点をリセットしてロータリーエンコーダのパルス数を車両Ａの移動距離として多軸ロボット２に出力している。

従って、多軸ロボット２の稼働中は常に車両Ａの位置を多軸ロボット２が把握していることになる。

なお、多軸ロボット２のアーム先端１３とコンベアＣとの同期を行う手段は上述の手段に限定されるものではなく、同期可能な如何なる方法であってもよい。

以下、本発明の実施形態に係る建付け自動検査装置１の主要部分の具体的構成について詳述する。

図１、図２に示すように、多軸ロボット２は、固定通路Ｒの床面Ｆ上に固定された基部３に水平回動自在の第一可動軸４を有し、第一可動軸４の上部には垂直回動自在の第二可動軸５を連設し、第二可動軸５には一方の端部を第二可動軸５と連設した長尺の後アーム６を介して垂直回動自在の第三可動軸７を他方の端部に連設し、第三可動軸７の近傍に第四可動軸８を連設し、第四可動軸８には一方の端部を第四可動軸８と連設した長尺の中アーム９を形成している。なお、第四可動軸８は中アーム９自体をその場において第四可動軸８の軸線周りに回動自在とする可動軸である。

また、中アーム９の他方の端部には第五可動軸１０を連設し、第五可動軸１０の近傍に第六可動軸１１を連設し、第六可動軸１１には一方の端部を第六可動軸１１と連設した短尺の先アーム１２を形成している。なお、第六可動軸１１は先アーム１２自体をその場において第六可動軸１１の軸線周りに回動自在とする可動軸である。そして、先アーム１２の先端に図３に示すような変位センサ１４を連設している。

このように６軸を備えた多軸ロボット２は、可動範囲において車両Ａのいかなる部位にも変位センサ１４を移動させることができる。なお、多軸ロボット２は配線ｊ５により制御装置としてのコンピュータＰと接続している。

また、多軸ロボット２は、コンベアＣの両横側方にコンベアＣを介して対向して配設してもよい。具体的には、車両Ａ左側の固定通路Ｒｂの床面Ｆｂ上に同様の多軸ロボット２ａをコンベアＣに臨ませて対向配置している。このように２つの多軸ロボット２，２ａを配設することで１台の多軸ロボット２だけでは測定できない部位を測定できるばかりでなく、測定時間を半減させることができる。なお、多軸ロボット２ａは配線ｊ７により制御装置としてのコンピュータＰと接続している。

また、本実施形態に係る建付け自動検査装置１では、図１、図２、図５に示すように、車両情報が記録され車両Ａの外側面に貼着されるＩＣタグ２０と、コンベアＣよりも上方に配設されＩＣタグ２０の車両情報を読み取るＩＣタグ読取部２２と、コンベアＣの上方に配設された車高検知センサ２６と、コンベアＣの横側方に配設された車幅検知センサ３０と、ＩＣタグ読取部２２と車高検知センサ２６と車幅検知センサ３０のいずれよりもコンベアＣの進行方向Ｅの前方に配設された車両前端検出センサ３３と、車両前端検出センサ３３よりも前方に配設された測定開始センサ４０と、を備え、車両前端検出センサ３３が車両Ａの前端部ｍを検出すると同時にＩＣタグ読取部２２によりＩＣタグ２０に記録された車両情報を読み取り、更に、車高検知センサ２６と車幅検知センサ３０により車高Ｈと車幅Ｗを計測し、計測された車高Ｈと車幅Ｗが車両情報と合致し、しかも、車両Ａが測定開始センサ４０により検出された場合のみ多軸ロボット２による測定を開始するように構成している。

ＩＣタグ２０は、車両情報として少なくとも車種情報が記録されており、運転部ｕの上部屋根ｙ後方に貼着される。車種情報とは、車両Ａの型式を識別可能な情報であり、型式のみであったり、型式とボディーの色や車幅や車高等といった詳細な情報であってもよい。

ＩＣタグ読取部２２は、ＩＣタグ２０の情報をＩＣタグ２０から離間した位置で無線により読み取ることができる受信装置であり、車両Ａ右側の固定通路Ｒａの床面Ｆａ上に固定された略Ｌ字状のＩＣタグ読取ステー２４の端部にＩＣタグ読取センサ２３を配設することで全体としてＩＣタグ読取部２２を形成している。なお、ＩＣタグ読取センサ２３は配線ｊ１により制御装置としてのコンピュータＰと接続している。

車高検知センサ２６は、ＩＣタグ読取部２２よりも前方に配設された門型ステー２７の上部横桟２８中央部に、検出面を下方として配設している。車高検知センサ２６は、レーザセンサであり、車高検知センサ２６から車両Ａ上部に照射されたレーザ光の反射光を受光して車高検知センサ２６と車両Ａ上部との距離Ｈ１を測定し、車高Ｈに換算するものである。

すなわち、上部横桟２８に配設された車高検知センサ２６とコンベアＣ上面との距離Ｈａを予め算出（設定）しておき、実際の測定時に測定された車高検知センサ２６と車両Ａ上部との距離Ｈ１を差し引くことで測定値を車高Ｈそのものとすることができる。なお、このような車高Ｈへの換算はコンピュータＰでの処理であっても、車高検知センサ２６自身が有する機能によって実現してもよい。なお、車高検知センサ２６は配線ｊ２により制御装置としてのコンピュータＰと接続している。

車幅検知センサ３０は、車高検知センサ２６よりも更に前方に配設され、車両Ａ右側の固定通路Ｒａの床面Ｆａ上に固定された角柱状のセンサ取付け支柱３１の上部において、検出面を車両Ａ側に略水平とし、コンベアＣの進行方向Ｅと略直交するように配設している。車幅検知センサ３０は、レーザセンサであり、車幅検知センサ３０から車両Ａ側部に照射されたレーザ光の反射光を受光して車幅検知センサ３０と車両Ａ側部との距離Ｗ１を測定し、車幅Ｗに換算するものである。なお、車幅検知センサ３０は配線ｊ３により制御装置としてのコンピュータＰと接続している。

すなわち、センサ取付け支柱３１に配設された車幅検知センサ３０とコンベアＣの中央部との距離Ｗａを予め算出（設定）しておき、実際の測定時に測定された車幅検知センサ３０と車両Ａ側部との距離Ｗ１を差し引いて２倍することで測定値を車幅Ｗそのものとすることができる。なお、このような車幅Ｗへの換算はコンピュータＰでの処理であっても、車幅検知センサ３０自身が有する機能によって実現してもよい。

また、車幅検知センサ３０は、コンベアＣの両横側方にコンベアＣを介して対向して配設してもよい。具体的には、車両Ａ左側の固定通路Ｒｂの床面Ｆｂ上に固定された角柱状のセンサ取付け支柱３１ａの上部において、検出面を車両Ａ側に略水平とし、コンベアＣの進行方向Ｅと略直交するように配設する。

このように、２つの車幅検知センサ３０，３０ａをコンベアＣに臨ませて対向配置することで、上述のような、車幅検知センサ３０と車両Ａ側部との距離Ｗ１を差し引いて２倍することで測定値を車幅Ｗそのものとするよりも高精度で車幅Ｗを測定することができる。すなわち、車幅検知センサ３０が１箇所であれば、コンベアＣ上に載置された車両Ａの位置が左右いずれかに偏って載置されていた場合に実際よりも幅狭または幅広の車幅として算出される可能性がある。

しかしながら、２つの車幅検知センサ３０，３０ａを用いることで、予め算出（設定）した各車幅検知センサ３０，３０ａからコンベアＣの中央部への合計距離（Ｗａ＋Ｗｂ）、または各車幅検知センサ３０，３０ａ間の距離（Ｗａ＋Ｗｂ）を、実際に左右各々の車幅検知センサ３０，３０ａで測定した合計距離（Ｗ１＋Ｗ２）で差し引くことでより実車に近い車幅Ｗとして測定することができる。なお、追加される車幅検知センサ３０ａは配線ｊ６により制御装置としてのコンピュータＰと接続している。

なお、車幅検知センサ３０を車両Ａの長手方向に沿って複数配設すれば、コンベアＣの進行方向Ｅに対してコンベアＣ上の車両Ａの平面方向の傾きを精度よく検出することができる。

車両前端検出センサ３３は、車幅検知センサ３０よりも更に前方に隣接して配設され、車両Ａ右側の固定通路Ｒａの床面Ｆａ上に固定された角柱状のセンサ取付け支柱３４の上部において、検出面を車両Ａ側に略水平とし、コンベアＣの進行方向Ｅと略直交するように配設している。車両前端検出センサ３３は、レーザセンサであり、車両前端検出センサ３３から車両Ａ側部に照射されたレーザ光の反射光を受光してコンベアＣ上に車両Ａが流れてきたことを検出するものである。なお、車両前端検出センサ３３は配線ｊ４により制御装置としてのコンピュータＰと接続している。

すなわち、車両前端検出センサ３３の検出面の前方に車両Ａが移動してきた際、車両Ａの前端部ｍが車両前端検出センサ３３のレーザ光の反射を受けて車両Ａの存在を検知する。

本実施形態に係る建付け自動検査装置１では、車両前端検出センサ３３が車両Ａを検知すると同時にＩＣタグ読取部２２によりＩＣタグ２０に記録された車両情報を読み取り、更に、車高検知センサ２６と車幅検知センサ３０，３０ａにより車高Ｈと車幅Ｗを計測し、計測された車高Ｈと車幅Ｗが車両情報と合致しているか否かがコンピュータＰで照合される。

計測された車高Ｈと車幅Ｗが車両情報と合致しない場合には、モニターＭｏや図示しない警光灯や警報音等の報知手段により作業者に報知するように構成している。

測定開始センサ４０は、車両前端検出センサ３３よりも更に前方に隣接して配設され、車両Ａ右側の固定通路Ｒａの床面Ｆａ上に固定された角柱状のセンサ取付け支柱４１の上部において、検出面を車両Ａ側に略水平とし、コンベアＣの進行方向Ｅと略直交するように配設している。測定開始センサ４０は、レーザセンサであり、測定開始センサ４０から車両Ａ側部に照射されたレーザ光の反射光を受光してコンベアＣ上に車両Ａが流れてきたことを検出するものである。なお、測定開始センサ４０は配線ｊ８により制御装置としてのコンピュータＰと接続している。

すなわち、測定開始センサ４０の検出面の前方に車両Ａが移動してきた際、車両Ａの前端部ｍが測定開始センサ４０のレーザ光の反射を受けて車両Ａの存在を検知する。

本実施形態に係る建付け自動検査装置１では、測定開始センサ４０が車両Ａを検知し、しかも、上述したコンピュータＰによる照合により測定された車高Ｈと車幅ＷがＩＣタグ２０に記録された車両情報に係る車両Ａと合致していた場合のみ車両の建付け検査を開始するように構成している。

上述した条件を満たした場合、多軸ロボット２が稼働し車両Ａの前方から後方にかけて予め多軸ロボット２，２ａにティーチングされた複数の測定箇所の隙間Ｘと段差Ｙの測定が開始される。

また、本実施形態に係る建付け自動検査装置１においては、車高検知センサ２６と車幅検知センサ３０，３０ａにより得られた計測値からコンベアＣ上における車両Ａの位置を算出し、予め設定（ティーチング）された車両Ａの位置と比較してズレ量を算出することで、多軸ロボット２，２ａのアーム先端１３の動きをズレ量に応じてオフセットするように構成している。

この場合、車幅検知センサ３０を車両Ａの長手方向に沿って複数配設すれば、コンベアＣの進行方向Ｅに対して車両Ａの軸線の傾きを精度よく検出することができる。

なお、本実施形態では、建付け自動検査装置１の後方から順にＩＣタグ読取センサ２３、車高検知センサ２６、車幅検知センサ３０，３０ａ、車両前端検出センサ３３、測定開始センサ４０の順で配設しているが、車両前端検出センサ３３の後方においては、測定開始センサ４０を除く上記した他のセンサを如何なる順序で配設しても本発明の要旨の範囲内の構成であることは言うまでもない。

[隙間・段差測定の流れ]
次に、本実施形態に係る建付け自動検査装置１を用いた一連の測定の流れの一例を図５〜図１１と図１２に示すフロー図を用いて説明する。なお、ＩＣタグ２０は運転部ｕの上部屋根ｙの後方に貼着されているものとして説明する。また、コンベアＣ上の中央部に前部を前方として載置された車両ＡがコンベアＣの移動速度Ｖで建付け自動検査装置１の前方に移動して来たところから以下説明する。

まず、図６に示すように、ＩＣタグ読取センサ２３の下方には、移動して来た車両Ａの前端部ｍからボンネットｂへと順次車両Ａの各部位が位置するが、この段階ではＩＣタグ２０とＩＣタグ読取センサ２３とは離反しておりＩＣタグ読取センサ２３でＩＣタグ２０の情報を受信することはできないため、車両ＡはそのままコンベアＣと共に移動を続ける。

次に、図７に示すように、車高検知センサ２６の下方に車両Ａのボンネットｂが位置する。車高検知センサ２６は常に計測状態に設定されており、車両Ａの前端部ｍを車高検知センサ２６が検知すると車両Ａの略中心に沿って前端部ｍから連続して車高Ｈが計測され、計測データは順次コンピュータＰに時系列データとして伝送される（ステップＳ１：ＹＥＳ）。

なお、車高検知センサ２６が車両Ａを検知しない限り（ステップＳ１：ＮＯ）、車高検知センサ２６は待機状態のままである。また、この段階でもＩＣタグ２０とＩＣタグ読取センサ２３とは離反しておりＩＣタグ読取センサ２３でＩＣタグ２０の情報を受信することはない。

また、車両Ａの移動に伴い車幅検知センサ３０，３０ａの検出面の前方に車両Ａの側部が現出すると、車幅検知センサ３０，３０ａにより車両Ａの前端部ｍからコンベアＣの移動速度Ｖに倣って水平方向に計測が開始され、計測データは順次コンピュータＰに時系列データとして伝送される（図７、ステップＳ２：ＹＥＳ）。

なお、車幅検知センサ３０，３０ａが車両Ａを検知しない限り（ステップＳ２：ＮＯ）、車幅検知センサ３０，３０ａは待機状態のままである。また、この段階でもＩＣタグ２０とＩＣタグ読取センサ２３とは離反しておりＩＣタグ読取センサ２３でＩＣタグ２０の情報を受信することはない。

次に、車両Ａの移動に伴い車両Ａの前端部ｍを車両前端検出センサ３３が検知すると（ステップＳ３：ＹＥＳ）、検知した時点の車高Ｈと車幅Ｗの計測値が車両情報との比較用データとしてコンピュータＰに伝送される（ステップＳ４）。

なお、車両前端検出センサ３３が車両Ａを検知しない限り（ステップＳ３：ＮＯ）、車両前端検出センサ３３は待機状態のままである。また、車両前端検出センサ３３が車両Ａを検出した時点での車高Ｈと車幅Ｗは、予め車両情報に記録された車高と車幅の計測位置に合致した部位の値となるように各センサ類の位置を調整しており、本実施形態では図８に示すような位置で計測された車高と車幅が車両情報との比較データとして用いられる。

また、車両前端検出センサ３３が車両Ａを検知する近傍に位置すると、ＩＣタグ読取センサ２３によりＩＣタグ２０の情報を受信することが可能な領域となる。従って、車両前端検出センサ３３が車両Ａを検知した後（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ＩＣタグ２０の車両情報をＩＣタグ読取センサ２３が受信し、車両情報がコンピュータＰの伝送される（図５、図８、ステップＳ５：ＹＥＳ）。

なお、ＩＣタグ読取センサ２３がＩＣタグ２０の車両情報を受信しない限り（ステップＳ５：ＮＯ）、ＩＣタグ読取センサ２３は待機状態である。

コンピュータＰでは、ＩＣタグ２０から読み取った車両Ａの型式データに関連付けられ予めコンピュータＰに記憶された車高と車幅のデータが、車高検知センサ２６と車幅検知センサ３０，３０ａによって計測された車高Ｈと車幅Ｗと比較され、これらが合致すればＩＣタグ２０に記録された型式の車両Ａで間違いないと判断する（ステップＳ６：ＹＥＳ）。

なお、比較判断の精度を向上させるために、予めコンピュータＰに記憶された車高の時系列データと車幅の時系列データとを、車高検知センサ２６と車幅検知センサ３０，３０ａによって計測された各時系列データと比較するように構成してもよい。

また、予めコンピュータＰに記憶された車高等のデータと車高検知センサ２６等で計測されたデータとが合致しない場合（ステップＳ６：ＮＯ）には、モニターＭＯや図示しない警光灯や警報音等の報知手段により作業者に報知する（ステップＳ７）。

また、図９に示すように、各データが合致し車両Ａの型式が特定された後（ステップＳ６：ＹＥＳ）、更に車両Ａが移動することで測定開始センサ４０の検出面の前方に車両Ａの前端部ｍが現出すると、測定開始センサ４０により車両Ａを検知する（ステップＳ８：ＹＥＳ）。

なお、測定開始センサ４０が車両Ａを検知しない限り（ステップＳ８：ＮＯ）、測定開始センサ４０は待機状態のままである。

このように、車両情報と測定対象の車両Ａとが合致し、しかも、測定開始センサ４０により車両Ａを検知すると、図１０、図１１に示すように、多軸ロボット２，２ａによる隙間Ｘと段差Ｙの測定が開始される（ステップＳ９）。

隙間Ｘと段差Ｙの測定においては、図４に示すような車両Ａの型式に応じて予めティーチングされた測定箇所ｋにアーム先端１３の変位センサ１４が位置するように移動する。アーム先端１３は車両Ａの前部から後部にかけて効率よい流れで移動しながら測定されるように車両Ａの移動距離に応じた移動速度Ｖを考慮しつつ最短の軌跡で移動するようにティーチングしている。すなわち、測定と移動を順次繰返しながら車両Ａ全体の複数の測定箇所ｋを効率よく測定できるように構成している。

測定点ｋにおいては、アーム先端１３の動きが車両Ａの移動速度Ｖと移動方向Ｅに符号するように同期させることで変位センサ１４と車両Ａとが相対静止した状態で測定が行われる。本実施形態では、上述したようにコンベアＣを駆動する図示しないスプロケットの回動軸に連結した図示しないロータリーエンコーダのパルス数をコンピュータＰに伝送してコンベアＣの移動距離を算出しているため、多軸ロボット２はコンベアＣ上の車両Ａの位置を認識することができる。

この場合、測定点ｋが曲面を跨ぐような位置にあったとしても、アーム先端１３に配設された変位センサ１４は、多軸ロボット２の柔軟な動きにより可動範囲内で常に最適な位置と角度で測定することができる。

次に、多軸ロボット２による測定が終了すると多軸ロボット２は待機位置（図５〜図９に示す位置）にて後続の車両Ａが現出するまで待機状態となり停止する。後続の車両Ａの前端部ｍを車高検知センサ２６が検知すると車高検知センサ２６により車両Ａの略中心に沿って前端部ｍから連続して車高Ｈが計測され（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、計測データは順次コンピュータＰに時系列データとして伝送され、同時に上述したステップＳ２に戻り、後続の車両Ａが無くなるまで（ステップＳ１０：ＮＯ）上述した一連の動作を繰り返し、後続の車両Ａが無くななった時点で終了となる。

なお、上述した隙間と段差の測定の流れは本実施形態に係る建付け自動検査装置１を用いた際の制御方法の一例あって、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

以上、説明したように本実施形態に係る建付け自動検査装置１は構成しており、コンベアＣの横側方の床面Ｆ上に基部３が固定された多軸ロボット２を有し、多軸ロボット２はアーム先端１３にスリットレーザ光１５を用いた変位センサ１４を備え、アーム先端１３は変位センサ１４と車両Ａとが相対静止するようにコンベアＣの移動速度と同期させながら変位センサ１４により車両Ａの複数箇所を測定するように構成したことにより、如何なる形状の車両Ａであっても正確な位置に変位センサ１４を移動させて測定することができるため曲面に対しても最適な角度で測定でき、車種を限定することなく稼働させることができる。

また、ボンネットｂとフェンダｆとの間隙のような車両Ａの上面に存在する隙間Ｘや段差Ｙについても測定できるため、１台の車両Ａについて全ての測定箇所を自動で測定することができる。

また、車両情報が記録され車両Ａの外側面に貼着されるＩＣタグ２０と、コンベアＣよりも上方に配設されＩＣタグ２０の車両情報を読み取るＩＣタグ読取部２２と、コンベアＣの上方に配設された車高検知センサ２６と、コンベアＣの横側方に配設された車幅検知センサ３０，３０ａと、ＩＣタグ読取部２２と車高検知センサ２６と車幅検知センサ３０のいずれよりもコンベアＣの進行方向Ｅの前方に配設された車両前端検出センサ３３と、車両前端検出センサ３３よりも前方に配設された測定開始センサ４０と、を備え、車両前端検出センサ３３が車両Ａの前端部ｍを検出すると同時にＩＣタグ読取部２２によりＩＣタグ２０に記録された車両情報を読み取り、更に、車高検知センサ２６と車幅検知センサ３０，３０ａにより車高Ｈと車幅Ｗを計測し、計測された車高Ｈと車幅Ｗが車両情報と合致し、しかも、車両Ａが測定開始センサ４０により検出された場合のみ多軸ロボット２による測定を開始するように構成したことにより、測定すべき車両Ａの型式を、ＩＣタグ２０に記録された車両情報と、自動測定による車高Ｈと車幅Ｗの計測値を用いてダブルチェックが可能となり型式を確実に判断できるので、計測ミス等による製造ラインの停止を防ぎ稼働率を向上させることができる。

また、検出された車両Ａの型式が測定対象車両Ａと合致した時だけ測定開始センサ４０による車両Ａの検出を受けて測定が開始されるので、合致しなかった際の多軸ロボット２の無駄な動きを防止でき、しかも、多軸ロボット２よる測定対象車両Ａの損傷を防止できる。

また、多軸ロボット２はコンベアＣの両横側方にコンベアＣを介して対向して配設したことにより、車両Ａの左右側からそれぞれの可動範囲内で同時に測定を行うことができるので、多軸ロボット２が１台の場合に比して測定時間を半減させることができる。

また、車幅検知センサ３０はコンベアＣの両横側方にコンベアＣを介して対向して配設したことにより、車幅Ｗの計測精度を向上させることができる。

更に、車高検知センサ２６と車幅検知センサ３０，３０ａにより得られた計測値からコンベアＣ上における車両Ａの位置を算出し、予め設定された車両Ａの位置と比較してズレ量を算出することで、多軸ロボット２，２ａのアーム先端１３の動きをズレ量に応じてオフセットするように構成すれば、測定毎にコンベアＣ上に載置された車両Ａの位置を正確に認識できるので、より精度の高い測定を行うことができるようになる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

Ａ車両
Ｃコンベア
Ｅ進行方向
Ｆ床面
Ｈ車高
ｋ測定点
ｍ前端部
Ｖ移動速度
Ｗ車幅
Ｘ隙間
Ｙ段差
１建付け自動検査装置
２多軸ロボット
２ａ多軸ロボット
１３アーム先端
１４変位センサ
１５スリットレーザ光
２０ＩＣタグ
２２ＩＣタグ読取部
２６車高検知センサ
３０車幅検知センサ
３０ａ車幅検知センサ
３３車両前端検出センサ
４０測定開始センサ

Claims

移動するコンベア上に載置された車両に組付けられた各構成部品間の隙間と段差を測定する建付け自動検査装置であって、
前記コンベアと、前記コンベアの横側方の床面上に基部が固定され前記コンベアの両横側方に前記コンベアを介して対向して配設した多軸ロボットと、前記多軸ロボットを制御する制御装置と、前記コンベアの上方に配設した車高検知センサと、前記コンベアの両横側方に前記コンベアを介して対向して配設した車幅検知センサと、を有し、
前記多軸ロボットは、６つの可動軸を備えた多軸ロボットであり、アーム先端にスリットレーザ光を用いた変位センサを備え、
前記制御装置は、前記多軸ロボットのアームの動作を制御することで、前記車両の型式に応じて予め最短の軌跡で移動するようにティーチングされた複数の測定箇所に対し、前記アーム先端の動きを前記コンベアによる前記車両の移動速度と移動方向に同期させながら、前記変位センサと前記車両とが相対静止した状態での前記変位センサによる前記測定箇所についての前記隙間と段差の測定と、前記測定箇所間の移動とを順次繰返し行い、
前記車高検知センサと前記車幅検知センサにより得られた計測値から前記コンベア上における前記車両の位置を算出し、予め設定された車両の位置と比較してズレ量を算出することで、前記多軸ロボットの前記アーム先端の動きを前記ズレ量に応じてオフセットするように構成したことを特徴とする建付け自動検査装置。
車両情報が記録され車両の外側面に貼着されるＩＣタグと、
前記コンベアよりも上方に配設され前記ＩＣタグの前記車両情報を読み取るＩＣタグ読取部と、
前記ＩＣタグ読取部と前記車高検知センサと前記車幅検知センサのいずれよりも前記コンベアの進行方向の前方に配設された車両前端検出センサと、
前記車両前端検出センサよりも前方に配設された測定開始センサと、を備え、
前記車両前端検出センサが前記車両の前端を検出すると同時に前記ＩＣタグ読取部により前記ＩＣタグに記録された前記車両情報を読み取り、更に、前記車高検知センサと前記車幅検知センサにより車高と車幅を計測し、計測された前記車高と前記車幅が前記車両情報と合致し、しかも、前記車両が前記測定開始センサにより検出された場合のみ前記多軸ロボットによる測定を開始するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の建付け自動検査装置。