JP7051228B2

JP7051228B2 - 車体組立精度検査方法

Info

Publication number: JP7051228B2
Application number: JP2018105400A
Authority: JP
Inventors: 豊黒田; 陽太平竹; 健木村; 大次郎殿山; 崇赤石
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2018-05-31
Filing date: 2018-05-31
Publication date: 2022-04-11
Anticipated expiration: 2038-05-31
Also published as: JP2019209403A

Description

本発明は、車体の組立精度を検査する車体組立精度検査方法に関する。

自動車製造工場などにおいては、生産開始前の準備調整作業や生産開始後の品質管理のために、従来から車体の組立精度の検査が行われている。

例えば、特許文献１（特開平４－２３６３０４号公報）には、三次元測定機を用いて車体の三次元座標データを測定し、測定された座標データと基準値とを比較して、車体の組立精度を検査する方法が提案されている。

特開平４－２３６３０４号公報

ところで、従来は、車体の組立精度を検査するにあたって、専用の検査ステーションへ車体を移送し、そこで車体の組立精度の検査を行っていた。

しかしながら、専用の検査ステーションで車体を検査する方法は、車体の移送などに要する時間や工数が多くかかるため、検査を迅速に行うことができず、検査結果を素早くフィードバックして工程管理や調整に用いることが難しかった。

そこで、本発明は、斯かる事情に鑑み、車体の組立精度の検査を簡易に行うことが可能な車体組立精度検査方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、車体の組立ラインに設置されたロボットを用い、当該ロボットのアーム先端側部分を車体に接近させて、アーム先端部分を、理想的に組み立てられた仮想車体を基準に予め設定された測定基準位置に配置し、測定基準位置に配置されたアーム先端側部分と車体との間の距離を作業者が測定器具を用いて測定し、測定器具を用いて測定されたアーム先端側部分と車体との間の距離と、仮想車体と測定基準位置との間の距離とを比較して、これらの誤差を算出し、算出された誤差が許容範囲の上限値又は下限値を超えないかどうかを確認することで車体の組立精度を検査する車体組立精度検査方法を提供する。

このように、ロボットのアーム先端側部分を予め設定された測定基準位置に配置し、アーム先端側部分と車体との相対的距離を測定することで、測定された距離の値から車体の組立精度を評価することができる。そして、組立ラインに設置されたロボットをこのような検査に用いることで、車体を専用の検査ステーションに移送することなく、組立ライン上で簡易に検査を行うことができる。

本発明によれば、車体の組立精度の検査を、組立ライン上で簡易に行うことができるので、検査を迅速に行うことができ、その結果をフィードバックして組立工程の管理や調整に用いることができるようになる。また、本発明のような簡易検査を行うことで、その後、車体を専用の検査ステーションに移送して検査する場合であっても、当該検査が行われる前の早い段階で不具合を見つけることができ、専用の検査ステーションでの検査後に大幅な修正が必要になる可能性を減らすことができる。これにより、専用の検査ステーションでの検査回数を減らすことができ、結果的に検査に要する時間や工数を削減できるようになる。また、簡易に検査が行えることで、検査頻度を多くすることができるようになり、組立精度の向上も図れる。

車体の組立ラインの概略図である。ロボットの動作位置を校正する校正装置の概略図である。ロボットのアーム先端側部分を車体に接近させて測定基準位置に配置した状態を示す図である。アーム先端側部分を測定基準位置に配置した状態の拡大図である。ボールゲージを用いてアーム先端側部分と車体との間の距離を測定する様子を示す図である。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明に係る車体組立精度検査方法について説明する。まず、当該検査が行われる車体の組立ラインについて説明する。

図１は、自動車の車体を組み立てる組立ラインの概略図である。

図１に示すように、組立ライン１には、車体２を構成する所定のボデー部品を搭載して搬送する搬送体３と、搬送体３が移動する搬送経路４と、複数のロボット５とが設置されている。

搬送体３は、例えば無人搬送車（ＡＧＶ：Auto Guided Vehicle）であり、床面に敷設された磁気テープが発する磁気により誘導されて搬送経路４上を自動で走行する。また、搬送体３は、レールに沿って移動するパレットなどであってもよい。

複数のロボット５は、搬送経路４の両側に設置されており、車体２を構成する所定のボデー部品同士の位置決め、溶接、あるいはそれらの両方を行う多関節ロボットである。例えば、各ロボット５は、フロアパネルに対して、サイドメンバ、ルーフメンバ等の部品を位置決めし、溶接作業を行うことによりこれらを一体に構成して成る車体２を組み立てる。

ここで、車体の組立に関する作業を行うロボットについては、その動作位置（ロボット座標系）の位置精度が車体の仕上がり精度に大きな影響を及ぼすことから、ロボットの動作位置を定期的に校正する必要がある。そのため、本実施形態に係る組立ライン１においては、各ロボット５に対して、例えば図２に示すような校正装置６を用いて位置校正を行っている。図２に示す校正装置６は、搬送経路４を兼ねる床面に載置可能な三次元測定機で、先端にプローブ７が設けられた多関節のアーム部８と、アーム部８が設けられたベース部９とを備える。また、床面には校正装置６の測定基準となる基準ブロック（基準面）１０が設けられている。

各ロボット５の位置校正を行う場合は、まず、校正装置６を床面上の所定位置に載置し、その状態で、プローブ７の先端を基準ブロック１０に当接させて、校正装置６の位置基準（三次元基準座標）を設定する。次に、校正装置６のアーム部８を駆動させ、プローブ７を校正対象となる各ロボット５の所定部位に順次接触させ、各部位の三次元位置情報を取得する。そして、取得された三次元位置情報と図示しない制御部に記憶されている各部位の基準位置情報とを比較することにより、各ロボット５の位置校正を行う。

このように、組立ライン１に設置されている各ロボット５は、通常、位置校正が定期的に行われることによって、それぞれの位置精度が高精度に保たれている。そこで、この点に着目し、本発明では、組立ライン１に設置されたロボット５を用いて車体２の組立精度の検査を行うことにしている。

以下、組立ラインに設置されているロボットを用いた車体組立精度検査方法について説明する。

塗装前の車体（ホワイトボデー）の組立精度の検査は、組立ライン１上で、車体２を構成するボデー部品同士が位置決めされただけの溶接前の状態、又は位置決め後にボデー部品同士が溶接された塗装前の状態、あるいはそれら両方のときなどに行われる。組立精度の検査が行われる際、車体２は、図２に示すように、組立ライン１上でロボット５などにより所定位置に位置決めされた状態又は図示しない支持機構によって支持された状態で保持されている。

組立精度の検査では、まず、組立ライン１に設置されている複数のロボット５のうち、検査に用いられるロボット５を駆動させ、図３の二点鎖線で示すように、ロボット５のアーム先端側部分５ａを車体２の検査対象部位に接近させて予め設定された測定基準位置に配置する。なお、ここで言う「アーム先端側部分」とは、ロボットのアーム先端部を意味する場合のほか、アーム先端部に溶接ガンや位置決めピン等の各種ツールが取り付けられている場合は、これらのツールを含めた部分を意味する。

測定基準位置は、組立ライン１上の所定位置に理想的に組み立てられた仮想車体が配置されていると想定した場合の、その仮想車体を基準に設定されている。本実施形態では、図４に示すように、仮想車体２０の検査対象部位に相当する箇所から所定距離δ１（例えば５ｍｍ）離れた箇所に測定基準位置が設定されている。測定基準位置は、車体の形状に応じて決まった位置に設定されており、アーム先端側部分５ａは車種ごとに（車体形状ごとに）毎回同じ測定基準位置に配置される。アーム先端側部分５ａから仮想車体２０までの距離δ１は自由に設定することが可能であるが、その値が小さすぎると、アーム先端側部分５ａが実際の車体２に干渉する場合がある。従って、仮想車体２０と実際の車体２との間で生じ得る組立誤差の大きさを考慮し、少なくともアーム先端側部分５ａが車体２と干渉しない大きさに設定すればよい。

続いて、ボールゲージ等の測定器具を用いて、測定基準位置に配置されたアーム先端側部分５ａと車体２との間の距離δ２を測定する。ボールゲージを用いる場合は、図５に示すように、アーム先端側部分５ａと車体２との隙間にボールゲージ３０の球体部３０ａを径が小さいものから順に挿入していき、球体部３０ａがアーム先端側部分５ａと車体２との両方に接触したとき、その１つ前に挿入したボールゲージ３０の球体部３０ａの径の大きさをアーム先端側部分５ａと車体２との間の距離δ２の測定結果とする。図４に示す例では、車体２の測定部位が仮想車体２０よりも外側（図の左側）にずれて配置されているため、ボールゲージによって測定される距離δ２は仮想車体２０に対する距離δ１（例えば５ｍｍ）よりも小さくなり、反対に、車体２の測定部位が仮想車体２０よりも内側（図の右側）にずれて配置されている場合は、ボールゲージによって測定される距離δ２は仮想車体２０に対する距離δ１（例えば５ｍｍ）よりも大きくなる。

そして、ボールゲージによって測定された距離δ２と仮想車体２０に対する距離δ１とを比較してこれらの誤差を算出し、算出された誤差が許容範囲の上限値又は下限値を超えないかどうか確認することで、車体の組立精度の評価を行う。

以上のように、本発明によれば、車体の組立精度の検査に、組立ラインに設置されたロボットを用いることで、組立ライン上で簡易に検査を行うことが可能である。これにより、検査を迅速に行い、その結果をフィードバックして組立工程の管理や調整に用いることができるようになる。また、本発明のような簡易検査を行うことで、その後、車体を専用の検査ステーションに移送して検査する場合であっても、当該検査が行われる前の早い段階で不具合を見つけることができ、専用の検査ステーションでの検査後に大幅な修正が必要になる可能性を減らすことができる。これにより、専用の検査ステーションでの検査回数を減らすことができ、結果的に検査に要する時間や工数を削減できるようになる。また、簡易に検査が行えることで、検査頻度を多くすることができるようになり、組立精度の向上も図れる。

なお、専用の検査ステーションでの車体の組立精度の検査は、行ってもよいし、行わなくてもよい。例えば、生産開始前の準備段階では、本発明に係る簡易検査を行った後に、車体を専用の検査ステーションに移送して組立精度の検査を行うことで、車体の組立精度の高精度化を図り、生産開始後の定期的な品質管理では、専用の検査ステーションでの検査を省略し、本発明に係る簡易検査のみを行うようにするなど、必要性に応じて専用の検査ステーションでの検査の要否を決定すればよい。

また、本発明に係る車体組立精度検査方法は、上述の例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。

上述の例では、検査に用いるロボットを車体の位置決めや溶接等の組立に関する作業ロボットと共用しているが、組立精度検査のみを行う専用の検査ロボットを用いることも可能である。検査ロボットと作業ロボットとを共用する場合は、専用の検査ロボットを別途設置しなくてもよくなるので、設備の小型化が可能である。一方、設置スペースに余裕がある場合は、専用の検査ロボットを用いてもよい。

また、上述の例では、１箇所の組立精度を検査する場合について説明したが、複数箇所の組立精度を検査する場合も同様の方法で行うことが可能である。複数箇所の組立精度検査を行う場合、複数のロボットを用いて行ってもよいし、１つのロボットを用いて順に行ってもよい。

また、測定基準位置に配置されたアーム先端側部分と車体との距離δ２は、作業者がボールゲージを用いて手作業で測定する以外に、ロボットに設けられたセンサにより自動で測定するようにしてもよい。例えば、ロボットのアーム先端側部分に、光学式、レーザ式、あるいは超音波式等の公知の距離測定センサを設け、その距離測定センサによって自動で距離δ２測定することが可能である。

また、アーム先端側部分の測定基準位置は、理想的に組み立てられた仮想車体２０を基準に設定する場合に限らず、搬送ライン１上に設けられた構造物等を基準に特定された位置であってもよい。要するに、測定基準位置は、検査対象の車体２の位置とは関係なく独立して設定された位置であれば、任意に設定可能である。

１組立ライン
２車体
３搬送体
４搬送経路
５ロボット
５ａアーム先端側部分
６校正装置
δ１アーム先端側部分と仮想車体との間の距離
δ２アーム先端側部分と実際の車体との間の距離

Claims

車体の組立ラインに設置されたロボットを用い、当該ロボットのアーム先端側部分を車体に接近させて、前記アーム先端部分を、理想的に組み立てられた仮想車体を基準に予め設定された測定基準位置に配置し、
前記測定基準位置に配置されたアーム先端側部分と車体との間の距離を作業者が測定器具を用いて測定し、前記測定器具を用いて測定されたアーム先端側部分と車体との間の距離と、前記仮想車体と前記測定基準位置との間の距離とを比較して、これらの誤差を算出し、算出された前記誤差が許容範囲の上限値又は下限値を超えないかどうかを確認することで車体の組立精度を検査することを特徴とする車体組立精度検査方法。