JPH01244991A - ワーク位置決め装置の較正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、ワーク位置決め用の複数のゲージ部を、複
数の位置決めロボットの作動に基づきそれぞれ移動させ
て配置し、複数のワークを相互に位置決めするワーク位
置決め装置の、前記位置決めロボットの作動位置を較正
する方法に関するものである。

（従来の技術） 上述の如きワーク位置決め装置としては例えば、本出願
人が先に特開昭５９−１４４５９５号公報にて開示した
ものがある。

第６図は、上記装置を、自動車車体の組立てラインの、
車体の組立精度をほぼ決定する車体主要部の組立てステ
ージに適用し、位置決めロボットとして直交座標型ロボ
ットを用いて構成したものを示す斜視図であり、図中１
は、その車体主要部組立てステージに配置されたワーク
位置決め装置を示す。

ここにおける組立てラインは、上記車体主要部組立てス
テージに、ワークとしてのフロアメイン、左右サイドパ
ネル、リヤパネル、カウルトップアセンブリ、シェルフ
パネル等の車体パネルを１１し、そのステージにて、前
記車体パネルを、上記ワーク位置決め装置１により所定
の組立精度を充たすような相対位置に位置決めし、さら
にその同じステージにて、位置決め状態の前記パネルを
スボッＨ８接で相互に仮止め結合して、車体の組立精度
を主に決定する車体主要部２を組立て、その後、シャト
ルコンベヤ３により図示しない他のいくつかのステージ
へその車体主要部２を搬送し、それらのステージで車体
主要部２にスポット溶接の増打ちを行うとともに前後ル
ーフレールやルーフパネル等の車体パネルをさらに組付
けて車体を組立て、引続く図示しないステージでその車
体の組立精度を計測するものであり、上記車体主要部組
立てステージにおいて車体主要部２を構成する上記各車
体パネルをそれぞれ位置決めするため、上記ワーク位置
決め装置１は、フレーム４と、それに取付けられた多数
の直交座標型位置決めロボット５（図では一部省略する
）と、そのハンド部としての、−台の位置決めロボット
５につき一個または複数個づづのワーク受は治具６とを
具えており、位置決めロボット５は、所要に応じ、エア
シリンダ駆動のワーククランプ装置７もハンド部として
具える。

ここでワーク受は治具６は、第７図に示すように、互い
に隣接する多数の細片をサーボモータで一枚づつ同一方
向へ進退移動させ、それらの細片の先端縁を所定の形状
に配置した後、固定装置で細片を一体的に固定すること
にてワークを位置決め保持し得る、位置決め手段として
のゲージ部６ａを形成することができ（詳細は、特開昭
５９−１４４５９５号或いは特願昭６２−１２１９３号
参照）、かかる機能を用いて、上記ワーク位置決め装置
１は、車体主要部２を構成する各車体パネルの、位置決
めすべき多数の位置の各々の形状に、その位置に対応す
るワーク受は治具６のゲージ部６ａの形状をそれぞれ一
致させ、これとともに、各位置決めロボット５の作動に
よりそれらのワーク受は治具６、ひいてはそのゲージ部
６ａをそれぞれ所定の位１に配置することにて、上記各
車体パネルを相互に位置決めし、各ワーククランプ装置
７の作動により車体パネルを固定することができる。

そして、上記位置決めロボット５の制御装置８は、第６
図に示すように、通常のＣＰＵからなる演算部９と、作
動指示信号等の記憶や演算処理に用いるメモ１月Ｏと、
ワーク受は治具のゲージ部６ａの位置データを含む作動
指示信号の人力および作動確認信号の出力用のインタフ
ェース１１と、位置決めロボット５の各座標軸方向毎に
設けたサーボモータやワーク受は治具６の細片駆動用の
サーボモータの作動をアンプユニッ目３を介し制御する
サーボコントローラ１２と、それらのワーク受は治具６
の細片固定装置や各ワーククランプ装置７の作動を制御
する図示しないコントローラとを具えてなり、ワーク位
置決め装置１の、主制御装置１４からインタフェース１
１を介して入力された作動指示信号に基づいて、各位置
決めロボット５、ワーク受は治具６、ワーククランプ装
置７の作動を制御し、作動が完了すると作動確認信号を
出力する。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記車体主要部組立てステージへの上記ワー
ク位置決め装置１の設置に際しては、各ゲージ部６ａの
位置決め精度を充分ならしめるため、各位置決めロボッ
ト５の作動位置を上記車体主要部組立てステージの座標
系に対応するよう較正する必要があり、かかる較正作業
を、従来は、先ず各位置決めロボット５の各々につき、
その三本の直交座標軸の方向への作動位置を三次元計測
装置等の計測装置で計測することにて較正データを得、
次いでそれらの位置決めロボット５を、所定精度で組立
てたフレーム４の所定位置に、そのフレーム４の三本の
直交座標軸の方向に対し位置決めロボット５の各座標軸
の方向が一致するように組付け、その後、そのフレーム
４を車体主要部組立てステージに、そのステージの三本
の直交座標軸の方向に対しフレーム４の各座標軸の方向
が一致するように設置し、そして、その設置あるいはそ
こまでの運搬にともなうフレーム４の歪みを測量装置に
より測定しながら修正し、しかる後、フレーム４の座標
系をステージの座標系に交換するための較正データを求
めるという方法にて行っていた。

しかしながら、上述の方法にあっては、フレーム４への
組付は後の各ロボットの作動位置を保証するため、車体
主要部組立ステージへのフレーム４の設置精度および、
設置後のフレーム４の歪み修正精度を極めて高精度にせ
ねばならず、フレーム４は極めて大きな構造物であるこ
とからそれらの精度出しは、極めて困難で、長期間を要
するという問題があった。

この発明は、かかる問題点を有利に解決した較正方法を
提供するものである。

（問題点を解決するための手段） この発明のワーク位置決め装置の較正方法は、ワーク位
置決め用の複数のゲージ部を、複数の位置決めロボット
の作動に基づきそれぞれ移動させて配置し、複数のワー
クを相互に位置決めするワーク位置決め装置の、前記位
置決めロボットの作動位置を較正するに際し、前記ワー
ク位置決め装置の少なくとも一の位置決めロボットに対
応する計測面を有する計測モデルの、所定基準部分に対
する前記計測面の位置を計測し、次いで前記計測モデル
を、使用場所に設置された前記ワーク位置決め装置の位
置決めロボットの作動範囲内に前記計測面が位置し、か
つ前記使用場所の所定位置に前記基準部分が位置するよ
うに、前記使用場所に搬入してその使用場所に取外し可
能に位置決め固定し、この一方、前記計測面に対応する
前記位置決めロボットに、その位置決めロボットの作動
に基づき移動して前記計測面とその位置決めロボットと
の位置関係を出力するセンサを設け、その後、前記位置
決めロボットを作動させて前記センサによりその位置決
めロボットと前記計測面との位置関係を計測し、前記使
用場所における前記計測モデルの基準部分の位置と、そ
の基準部分に対する前記計測面の位置と、その計測面と
前記位置決めロボットとの前記計測した位置関係とに基
づき前記位置決めロボットの作動位置を較正することを
特徴とする。

（作　用） かかる方法によれば、使用場所に設置した後のワーク位
置決め装置の位置決めロボットの作動位置を、その位置
決めロボットに設けたセンサで、上記使用場所の所定位
置に位置決め固定した計測モデルのあらかじめ位置計測
しである計測面を計測した結果に基づき較正するので、
ワーク位置決め装置の、位置決めロボットを支持するフ
レームの設置や歪み修正に必要な精度を、位置決めロボ
ットの作動精度を保証しつつ低め得て、ワーク位置決め
装置の、設置後の精度出しに要する期間を大幅に短縮す
ることができる。

（実施例） 以下に、この発明の実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。

第１図は、この発明のワーク位置決め装置の較正方法を
、第６図に示すワーク位置決め装置に適用した一実施例
を示す斜視図でり、図中第６図に示す装置と同様の部分
はそれと同一の符号にて示す。

すなわち、図中１はワーク位置決め装置を示し、このワ
ーク位置決め装置１は、自動車車体の組立てラインの車
体主要部組立ステージに、ワークとしてのフロアメイン
、左右サイドパネル、リヤパネル、カウルトップアセン
ブリ、シェルフパネル等の車体パネルを仮止めのため相
互に位置決めすべく設置されたもので、第２図に示すよ
うに、主制御装置１４からの作動指示信号に基づき制御
装置８が、アンプユニット１３を介して各位置決めロボ
ット５の各座標軸方向毎のサーボモータ（Ｍ）５ａやワ
ーク受は治具６の細片駆動用のサーボモータ（Ｍ）６ｂ
の作動を制御し、さらにワーククランプ装置７の作動も
制御するものである。

そして、このワーク位置決め装置１の、上記ステージへ
の設置は、先ず、フレーム４に、ワーク受は治具６およ
び所要に応じてワーククランプ装置７をハンド部として
具える直交座標型の多数の位置決めロボット５を、それ
らのロボットの直交座標軸の方向がフレーム４に設定し
た直交座標軸の方向に概ね一致するように仮組付けし、
その後、そのフレーム４を、組立て場所から前記車体主
要部組立てステージまで搬送して、そのステージの直交
座標軸の方向にフレーム４の直交座標軸の方向が概ね一
致するように、そのステージに固定するという手順で行
われている。

かかるワーク位置決め装置ｌの各位置決めロボット５の
作動位置を較正するに際し、この例では、第１図に示す
ように、組立てラインのシャトルコンベヤ３を用いて、
計測モデル１５をフレーム４内に搬入し、第２図に示す
ように主制御装置１４からの指示信号で作動する計測モ
デルセット装置２０（第１図では図示せず）により、そ
の計測モデル１５の基台１６に設けた基準部位としての
複数のロケート孔を当該ステージに設けたロケートピン
にそれぞれ嵌合わせた後当該ステージに取外し可能に固
定する。

ここにおける計測モデル１５は、第１図に示すように基
台１６上にフレーム１７を立設し、それらのフレーム１
７の、当該計測モデル１５を車体主要部組立てステージ
に固定したときに各位置決めロボット５の作動範囲内に
入る位置に、第３図に示すように少なくとも互いに直交
する三つの計測面１８ａの直角度および寸法を高精度に
仕上げた計測ブロック１８を、基台１６の上記ロケート
孔と上記ステージのロケートピンとの嵌合状態でそれら
の計測ブロック１８の各計測面１８ａが上記ステージの
直交座標軸の方向に直交するようにそれぞれ固定し、基
台１６の上記ロケート孔に対するそれらの計測ブロック
１８の計測面１８ａの位置をあらかじめ三次元測定装置
により計測してなる。

一方ここでは、第３図に示すように、各位置決めロボッ
ト５につき一台のワーク受は治具６に接触式センサ１９
を、そのワーク受は治具６との位置関係を例えばインロ
ー構造により高精度に定めて取外し可能にそれぞれ固定
し、それらの接触式センサ１９を、第２図に示すように
、制御装置８に接続する。そして制御装置８にはまた、
計測モデルセット装置２０も接続しておく。

上述の如くした後ここでは、主制御装置１４から制御装
置８に、計測モデル１５の各計測ブロンク１８の各計測
面１８ａの、車体主要部組立てステージにおける位置デ
ータとともに、位置決めロボット較正指示信号を与える
。ここで、上記各計ｆｆ１ｌ＋ブロック１８の各計測面
１８ａの位置データは、車体主要部組立てステージの座
標系における前記ロケートピンの位置と、計測モデル１
５の基台１６のロケート孔の位置に対する各計測面１８
ａの計測した位置とに基づきあらかじめ求めておく。

上記位置決めロボット較正指示信号の人力により制御装
置８は、計測モデルセット装置２０からの位置決め固定
完了信号を待って、あらかじめ入力されたプログラムに
基づき位置決めロボット５を作動させて、ワーク受は治
具６、ひいては接触式センサ１９を、第３図に示すよう
にその位置決めロボット５の直交座標軸（図中矢印Ｘ、
Ｙ、Ｚで示す）方向へ移動させ、このことにより接触式
センサ１９のプローブ１９ａを、第４図に示すように、
計測ブロック１８の互いに直交する三つの計測面１８ａ
の各々につきそれらの面の位置を特定し得るこの例では
四点づつの計測点１０１〜１１２に接触させて、その接
触時の位置決めロボット５の作動位置を求める。なお、
この接触式センサ１９の移動は、例えば計測点Ｌｏｔ、
１０２に対する場合では、第５図に示すように、位置決
めロボット５のＸ座標軸方向への移動経路１１３に沿い
計測点１０１へ向って前進し、プローブ１９ａが計測ブ
ロック１８の計測面１８ａに接触した後移動経路１１３
と逆方向の移動経路１１４に沿って後退し、次いで位置
決めロボット５のＸ座標軸方向への移動経路１１５に沿
って側方移動し、その後、移動経路１１６．１１７を辿
り進退して計測点１０２へのプローブ１９ａの接触をも
たらすという手順で行う。このようにすれば、位置決め
ロボット５の各座標軸方向毎の較正データの採取を容易
ならしめることができる。

しかる後ここでは、制御装置８により、上記計測した位
置決めロボット５の座標系における計測点１０１−１１
２の位置を、フレーム４におけるそれらの位置決めロボ
ット５の設定取付は位置と、車体主要部組立てステージ
におけるフレーム４の設定固定位置との関係に基づき、
当該ステージの座標系における位置に変換して、それら
の位置から各計測面１８ａの位置を特定し、この位置決
めロボット５による計測に基づ（各計測面１８ａの位置
を、先の計測面１８ａの位置データと比較して、位置決
めロボット５の作動位置を較正するデータを求め、それ
らの較正データを制御装置８に記憶させる。

またここでは、上記計測した計測点１０１〜１１２のう
ちで同一計測面内に位置する点についてのものを比較し
た結果から、位置決めロボット５の座標軸方向の、当該
ステージの座標軸方向に対するずれがあるときは、その
ずれを無くすようにフレーム４への位置決めロボット５
の取付は姿勢を修正する。

そしてその後、上記較正データに基づき上記計測点のう
ち代表として各計測面の一点について再び上記手順を行
って、較正データをＴ１ｍ１認する。

かかる手順を全ての位置決めロボット５について行えば
、ワーク位置決め装置ｌの全ての位置決めロボット５の
作動位置を車体主要部組立てステージの座標系に対応さ
せるための較正データを高精度に得ることができ、しか
もこの方法によれば、フレーム４への位置決めロボット
５の取付は精度および上記ステージへのフレーム４の設
置位置精度をそれ程高くすることなしに、またフレーム
４の歪み修正をほとんどもしくは全く行うことなしに位
置決めロボット５の作動位置を保証することができるの
で、ワーク位置決め装置１の使用場所における精度出し
を短期間でかつ容易に行うことができる。

さらに上述の例の方法によれは、制御装置８に作業手順
をあらかじめプログラムとして記憶させてお（ので、全
ての位置決めロボット５の較正データの採取作業を、人
手を介することなく自動的に行うことができる。

尚、較正データの採取終了後は、計測モデル１５を車体
主要部組立てステージから取外して、シャトルコンヘヤ
３でそのステージ外へ搬出し、この一方接触式センサ１
９をワーク受は治具６から取外せば、ワーク位置決め装
置ｌを使用することができる。

以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例
に限定されるものでなく、例えば、位置決めロボットが
多関節型あるいは他のタイプのロボットの場合にもこの
発明を適用可能なことはもちろんであり、また、位置決
めロボットによる計測面の計測は、非接触式センサによ
り行っても良い。さらに、例えばフレームの同一の梁に
取付けられている複数の位置決めロボットの場合等、誤
差傾向が同一と推定される場合には、全ての位置決めロ
ボットでなく代表として定めたもののみについて上記計
測面を計測モデルに設け、かつその代表する位置決めロ
ボットにセンサを設けて計測を行っても良い。

（発明の効果） かくしてこの発明の方法によれば、使用場所に設置した
後のワーク位置決め装置の位置決めロボットの作動位置
を計測モデルを用いて計測し、その結果に基づき較正を
行うので、ワーク位置決め装置の、位置決めロボットを
支持するフレームの設置と歪み修正とに必要な精度を、
位置決めロボットの作動精度を保証しつつ低め得て、ワ
ーク位置決め装置の、設置後の精度出しに要する期間を
大幅に短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のワーク位置決め装置の較正方法の一
実施例を示す斜視図、 第２図は上記例で用いるワーク位置決め装置の構成を示
す構成図、 第３図は上記例の実施に用いる位置決めロボッ°　トを
例示する斜視図、 第４図および第５図は上記例における位置決めロボット
の作動経路を示す経路図、 第６図は従来例および上記例の実施に用いるワーク位置
決め装置を例示する斜視図、 第７図は従来のワーク位置決め装置の構成を示す構成図
である。 １・・・ワーク位置決め装置 ５・・・位置決めロボット　６・・・ワーク受は治具６
ａ・・・ゲージ部　　　　　８・・・制御装置１４・・
・主制御装置　　　　１５・・・計測モデル１８・・・
計測ブロック　　　１８ａ・・・計測面１９・・・接触
式センサ 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ワーク位置決め用の複数のゲージ部を、複数の位置
   決めロボットの作動に基づきそれぞれ移動させて配置し
   、複数のワークを相互に位置決めするワーク位置決め装
   置の、前記位置決めロボットの作動位置を較正するに際
   し、 前記ワーク位置決め装置の少なくとも一の位置決めロボ
   ットに対応する計測面を有する計測モデルの、所定基準
   部分に対する前記計測面の位置を計測し、 次いで前記計測モデルを、使用場所に設置された前記ワ
   ーク位置決め装置の位置決めロボットの作動範囲内に前
   記計測面が位置し、かつ前記使用場所の所定位置に前記
   基準部分が位置するように、前記使用場所に搬入してそ
   の使用場所に取外し可能に位置決め固定し、この一方、
   前記計測面に対応する前記位置決めロボットに、その位
   置決めロボットの作動に基づき移動して前記計測面とそ
   の位置決めロボットとの位置関係を出力するセンサを設
   け、 その後、前記位置決めロボットを作動させて前記センサ
   によりその位置決めロボットと前記計測面との位置関係
   を計測し、前記使用場所における前記計測モデルの基準
   部分の位置と、その基準部分に対する前記計測面の位置
   と、その計測面と前記位置決めロボットとの前記計測し
   た位置関係とに基づき前記位置決めロボットの作動位置
   を較正することを特徴とする、ワーク位置決め装置の較
   正方法。