JPH03270829A - 自動車ドアの自動装着装置 - 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〕 本発明は自動車の組み立てにおいて自動車ボデーに対し
てドアを取り付ける自動車ドアの自動装着装置に関する
。

〔従来の技術〕

一般に、自動車の製造ラインにおいては、車体塗装の外
観や品質の均一性という観点から、まずドアを自動車ボ
デーに装着した状態で一括塗装し、その後組み付はライ
ンで各種内装部品やドア部品等を組み付けている。しか
しながらこの内装部品組み付けの作業に関しては、ドア
を装着したままの状態で行われるために何かとこのドア
が邪魔になりその作業性が良くなく、また内装部品の組
み付けとドア部品の組み付けとは同時に行うことは困難
なため、組み付は時間が総じて長くなり、製造効率がそ
れ程向上しないという問題があった。

このような現状に鑑み、最近では一括塗装後において自
動車ボデーから一日ドアを取り外して、自動車ボデー側
の内装部品組み付はラインとは別の組み付はライン（ド
アサプライン）においてドアに対し各種ドア部品を組み
付けた後、再度自動車ボデーにこのドアを装着する。所
謂側ライン同時進行型の部品組み付は方法（ドアレス組
み立てとも呼ぶ）が作業性や製造効率の観点から検討さ
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕 上述したドアレス組み立て方法においては、当然のこと
ながら最終的に内装部品組み付けた自動車ボデーに対し
て、ドア部品を組み付けたドアを装着しなければならな
い。そして仮にこのドア装着工程を人手で行おうとする
と、作業者が重量のあるドアを把持する一方で他の作業
者がナツトランナを用いてドアヒンジに対してボルトを
捩込み固定しなければならず、込み入った車体内部から
のボルト締め付は作業及び装着すべきドアの運搬・保持
作業は、作業者にとってかなりの負担であり又、時間の
要するものである。

本発明はかかる問題に鑑み、作業者の労力負担軽減と、
自動車製造工程の迅速化という観点からこのドア装着工
程を自動化することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明によれば、装置内に搬
送された自動車ボデーに対してドアを自動的に取り付け
る自動車ドアの自動装着装置であって、 自動車長手方向に隔置された第１ロボットと第２ロボッ
トとを有し、 該第１ロボットは、搬送された自動車ボデー内部のドア
ヒンジの位置を検出するドアヒンジ位置検出手段と、上
記ドアヒンジを所定の角度に回動するドアヒンジ回動手
段と、検出されたドアヒンジにボルトを捩込み上記ドア
と自動車ボデーとの連結を果たすナツトランナとを有し
、 上記第２ロボットはドアを把持するドア把持手段を有し
、 更に上記自動装着装置は、ドアヒンジ位置検出のためド
アヒンジを所定の測定角度に回動させると共にドア取り
付けのためドアヒンジを所定の取付角度に回動させるべ
く、上記第１ロボットのドアヒンジ回動手段の作動を制
御する第１ロボット制御手段と、検出されたドアヒンジ
位置に基づいて把持したドアをドアヒンジまで移動させ
るべく第２ロボットの作動を制御する第２ロボット制御
手段とを有し、 上記第１ロボット制御手段は上記ドアの移動後ナツトラ
ンナを駆動してボルトをドアヒンジに捩込みドアと自動
車ボデーとを連結させることを特徴とする自動車ドアの
自動装着装置が提供される。

〔作　用〕

一般に装置内に搬送されてくる自動車のドアヒンジの開
き角度は自動車によってまちまちであり、またその位置
も微妙に異なる。従って本発明の自動装着装置は、ドア
ヒンジ位置の誤検出に伴うドアの装着ミスを防ぐため、
まず第１ロボットのドアヒンジ回動手段を以て、不確定
状態にあるドアヒンジの回動部分を所定の測定角度に回
動してドアヒンジ間の開き角度を一定にし確定化する。

そしてこの状態でドアヒンジの正確な位置をドアヒンジ
位置検出手段によって検出し、更にドアヒンジ回動手段
は上記測定角度からドア取り付けに好適な所定の取付角
度までドアヒンジを回動させる。

一方、第２ロボットは検出されたドアヒンジ位置に応じ
てドア把持手段をドアヒンジに接近させ、ヒンジの穴と
ドアの取付穴とを照合させる。そして第１ロボットのナ
ツトランナは取付角度に回動されたドアヒンジに接近し
てボルトをドアヒンジとドアに締め付は固定する。これ
らロボットの作動はすべて第１ロボット制御手段と第２
ロボット制御手段によって制御される。

〔実施例〕

図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明による自動車ドアの自動装着装置の平面
図であって、図中、１は第１ロボット、２は第２ロボッ
ト、３はこれら２台のロボット１゜２の作動を制御する
コンピュータをそれぞれ示しており、４はこの装置内に
搬送された自動車ボデーである。

図示するようにこの２台のロボット１．２は、図面左右
方向に相当する自動車ボデ−４長手方向に沿って所定の
距離を以て隔てられている。

第２図は本装置を第１図矢印中方向より見た側面図であ
る。

これらの図から明らかなように、それぞれのロボット１
．２は装置基盤（或は土台）５上に固設サレタロボット
ベース６及び７の上に関節型のロボットアーム８及び９
を備えており、各ロボットアーム８，９はロボット中心
軸Ｃａ　、Ｃｂ周りでロボットベース６．７上、回動自
在であり、またそのアーム先端は内蔵したＡＣサーボモ
ータ（図示せず）によって多次元方向に変位可能になっ
ている。

以下、第１図及び第２図を参照しながら各ロボット１，
２の構造を説明する。

２台のロボットト２の内、自動車ボデー４のフロント側
に位置する第１ロボット１のロボットアーム８先端には
、後出するドアヒンジに捩込まれるボルトを保持しなが
ら駆動するナツトランナ１０が取り付けられる。このナ
ツトランナ１０は捩込むべきボルトの数及びボルト間位
置に対応して予め複数個（図では４個）、位置決め固定
されており、ナツトランナ１０の１回の駆動によって短
時間で自動車ボデー４とドアとが連結されるようになっ
ている。

第３図はこのナツトランナ１０をより具体的に示したロ
ボットアーム８の先端部分の図である。尚、本図におい
て１１はナツトランナ１０の支持部材であり、ｌｌａは
ロボットアーム８の先端部との支持部材締付面を示して
いる。

第３図から明らかなようにロボットアーム８の先端には
更に、搬送された自動車ボデー４のドアヒンジ１４（第
４図）の位置を検出するドアヒンジ位置検出手段として
の工業用テレビカメラ（ＩＴＶカメラ〉１２と、該ＩＴ
Ｖカメラ１２に近接してレーザ距離センサ１３とが設け
られる。このＩＴＶカメラ１２は、搬送された自動車ボ
デー４に取り付けられているドアヒンジ１４、詳しくは
ドアヒンジの回動部分１５（第４図）のドア取り付は面
１５ａとヒンジ穴１５ｂを撮影し、又レーザ距離センサ
１３はセンサ装着部から検知されたドアヒンジ１４まで
の距離を測定することによりドアヒンジのドア取り付は
面１５ａとヒンジ穴１５ｂの位置を立体的に読み取る。

尚、検出されたドアヒンジ１４に関する情報は第１ロボ
ット１の作動を制御するコンピュータ３に入力される。

本実施例によれば、上述したロボットアーム８の先端に
は更に、ドアヒンジ回動手段として、ドアヒンジ１４（
第３図）の回動部分１５に係止してロボットアーム８白
体の作動によって回動部分１５を回動させる爪部材１６
が設けられる。この爪部材１６は図示するように上記支
持部材１１に対して枢着され、圧縮バネ１７によって図
中反時計回り方向に付勢されている。尚、この爪部材１
６の作用に関しては後述する。

第１図及び第２図に示すように、自動車ボデー４のリア
側に位置する第２ロボット２のロボットアーム９先端に
は、図示しないドアサプラインより供給されかつドア位
置決め装置１８に係留されるドア１９を、その側方から
把持するドア把持装置２０が取り付けられる。このドア
把持装置２０も又、第２ロボット２のロボットアーム９
同様、コンピュータ３によって作動制御される。

以下、第１図及びドアヒンジ回動手段の各状態を示した
第４図を参照しながら以上の構成なる自動装着装置の作
動を説明する。

本装置作動に先立ち、まず締め付は用のボルトはボルト
整列装置２１によって各ナツトランナ１０に対応した位
置関係を以て整列されており、第１ロボット１のナツト
ランナ１０はこのボルト整列装置２１においてボルトを
受は取った状態で待機している。一方策２ロボット２に
おいては、上記ドア位置決め装置１８によって位置決め
されたドア１９をドア把持装置２０が把持した状態で待
機している（第１図矢印Ａの状態）。

そしてこのような状態で初めて本装置内に自動車ボデー
４がベルトコンベア等の適当な搬送手段（図示せず）に
よって搬入される。自動車ボデー４が装置内所定位置に
もたらされると、コンピュータ３は所定の作動プログラ
ムに基づいて第１ロボット１を作動させ、ロボットアー
ム８の先端に設けられた爪部材１６をドアヒンジ１４の
回動部分１５に対して移動させる（第４図ａの状態）。

尚、前述したようにこの時のドアヒンジ１４の回動部分
１５の位置やその開き角度は搬送されてきた自動車ボデ
ーによってまちまちであり、所謂、不確定位置ある。

そして次に爪部材１６は第１ロボット１のさらなる作動
によってドアヒンジ１４の回動部分１５に当接しく第４
図すの状態〉、更にこの不確定位置にあるドアヒンジ１
４の回動部分１５を爪部材１６によって回動させ（第４
図ｃ、ｄ）、最終的に回動部分１５がドアヒンジエ４に
設けられたストッパ１４ａによって規制される閉じ角度
までこの回動部分１５を倒す（第４図ｅ）。そしてこの
状態で、倒された回動部分１５のドア取り付は面１５ａ
とヒンジ穴１５ｂの位置をＩＴＶカメラ１２とレーザ距
離センサ１３によって正確に読み取り、このデータはコ
ンピュータ３に入力される。尚、上述した一連のドアヒ
ンジ位置検出のための第１ロボット１の作動は自動車ボ
デー４に設けられた総てのドアヒンジ（通常、２個）に
対して行われる。

このようにして不確定位置にあるドアヒンジ１４の回動
部分１５を、各ドアヒンジに共通して一定なる閉じ角度
（測定角度）まで回動し、確定化された回動部９工５の
ドア取り付は面１５ａとヒンジ穴１５ｂの正確な位置が
検出されたならば、次にコンピュータ３は第１ロボット
１のロボットアーム８を作動させて、再度爪部材１６を
ドアヒンジ１４の回動部分１５に係合させ（第４図ｆ）
、今度はドア１９の装着に好適な所定角度（取付角度）
まで回動部分１５を回動させる（第４図ｇ）。尚、この
場合、既にドアヒンジ１４の位置は正確に検出されてい
るため、所定のプログラムに従って回動部分１５を精度
良く取付角度まで回転させることが可能となる。

次にコンピュータ３は、検出されたドアヒンジ１４の位
置データより目標とするドア取り付は位置を演算し、以
て得られたドア取り付は位置に向かってドア把持装置２
０が接近するように第２ロボット２のロボットアーム９
を作動させて、最終的にはドア１９に形成された取付穴
（図示せず）とドアヒンジ１４のヒンジ穴１５ｂを照会
させる。

そして更にコンピュータ３は検出されたドアヒンジ１４
位置に上記取付角度を加味したナツトランナ１０位置を
演算し、この演算値を以て第１ロボット１を作動させ、
正確なヒンジ穴１５ｂ位置にナツトランナ１０を当て、
このナツトランナ１０を駆動させボルトを締め付ける（
第１図矢印Ｂの状態）。

このようにしてドアヒンジ１４及びドア１９にボルトを
締め付け、ドア装着が終了したならば、次にコンピュー
タ３は第２ロボット２に駆動信号を出力して、ドア把持
装置２０によるドア把持を解除して、１つのドア装着の
ための装置作動１サイクルを終了することになり、以下
上記作動を他のドアに関しても繰り返すことになる。

以上説明したように、本発明による自動ドア装着装置は
、第１ロボット１がドアヒンジ位置の検出と、ドア装着
補助としてのヒンジの回動と、ボルトの捩込みを受は持
ち、片や第２ロボット２がドアの搬送・保持を受は持つ
ことにより、自動的でかつ短時間に自動車ボデー４に対
してドア１９を装着することができる。また本実施例に
よれば、各ドアヒンジ回動部分１５の開き角度にバラツ
キがあっても、−見回動部分１５を閉じた、確定化され
た状態でその位置を測定するため、その測定値の信頼性
が高く、正確にドア１９を取り付けることができる。

尚、上述した実施例はコンピュータ３が第１ロボット１
と第２ロボット２それぞれの作動を制御する第１ロボッ
ト制御手段と第２ロボット制御手段を兼ねるものである
が、当然それぞれのロボット本体内部にその作動制御を
受は持つコンピュータを内蔵しても良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ドアを把持しなが
らドアヒンジにボルトを捩込み、以て自動車ボデーにド
アを装着するという工程を２台のロボット−に受は持た
せることにより、これまで熟練作業者によって行われて
いたこの装着作業を自動化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動車ドアの自動装着装置の平面
図：第２図は第１図矢印■方向より見た装置側方図：第
３図は第１ロボットのロボットアーム先端を示す外観図
：第４図ｇから第４図ｇまでの図は本装置のドアヒンジ
回動手段によって回動されるドアヒンジ各状態を示す図
。 １・・・第１ロボット、　　　２・・・第２ロボット、
３・・・コンピュータ、　　　４・・・自動車ボデー１
０・・・ナツトランナ、１２・・・ＩＴＶカメラ、１３
・・・レーザ距離センサ、１４・・・ドアヒンジ、１５
・・・回動部分、　　　　１６・・・爪部材、２０・・
・ドア把持装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、装置内に搬送された自動車ボデーに対してドアを自
   動的に取り付ける自動車ドアの自動装着装置であって、 自動車長手方向に隔置された第１ロボットと第２ロボッ
   トとを有し、 該第１ロボットは、搬送された自動車ボデー内部のドア
   ヒンジの位置を検出するドアヒンジ位置検出手段と、上
   記ドアヒンジを所定の角度に回動するドアヒンジ回動手
   段と、検出されたドアヒンジにボルトを捩込み上記ドア
   と自動車ボデーとの連結を果たすナットランナとを有し
   、 上記第２ロボットはドアを把持するドア把持手段を有し
   、 更に上記自動装着装置は、ドアヒンジ位置検出のためド
   アヒンジを所定の測定角度に回動させると共にドア取り
   付けのためドアヒンジを所定の取付角度に回動させるべ
   く、上記第１ロボットのドアヒンジ回動手段の作動を制
   御する第１ロボット制御手段と、検出されたドアヒンジ
   位置に基づいて把持したドアをドアヒンジまで移動させ
   るべく第２ロボットの作動を制御する第２ロボット制御
   手段とを有し、 上記第１ロボット制御手段は上記ドアの移動後ナットラ
   ンナを駆動してボルトをドアヒンジに捩込みドアと自動
   車ボデーとを連結させることを特徴とする自動車ドアの
   自動装着装置。