JPH04271980A - シーリング作業システムの位置補正機器用防護装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワーク移送路に沿って
移送される作業対象ワークに所定の作業ステーションで
産業用ロボットによってシーリング作業を遂行するシー
リング作業システムに関し、特に、シーリング作業シス
テムにおいて作業位置に到達した各対象ワークの基準点
を視覚的に確認して予め教示したワーク位置に対する補
正量を検出して産業用ロボットによるシーリング作業を
正確に遂行可能にするために用いられる位置補正機器を
シーリング材の飛散等から遠隔的に防護する防護装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の製造ライン等では、コンベアラ
イン等の搬送装置で移送される半製品の車体を作業対象
ワークにして、所定のシーリング作業ステーションに到
達したワークの素材隙間等のシーリング作業を産業用ロ
ボットを用いて遂行する。このとき、ワークがシーリン
グ作業ステーションの所定位置に到達して停止されたと
き、ワークに形成された基準点を視覚センサで検出し、
予め教示された基準位置とのずれ量を算出し、このずれ
量を産業用シーリングロボットに送出して同ロボットに
よるシーリング作業の遂行位置を補正してワークに正確
なシーリング作業を遂行し得るようにしている。

【０００３】即ち、このような自動車製造ラインのシー
リング作業システムにおいては、一般的に図４に示すよ
うに、搬送ラインに沿って移送された作業対象ワークで
ある車体６がシーリング作業ステーションの所定位置に
停止すると、その車体６の底部の作業床面から仰ぎ見る
位置に予め準備されている複数基準点Ｐ１（Ｘ１，Ｙ１
，Ｚ１）、Ｐ２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）、Ｐ３（Ｘ３，Ｙ
３，Ｚ３）の位置を画像データとして視覚センサを形成
する複数台のカメラ７が仰ぎみながら取込み、これらの
カメラ７が取り込んだ夫々の基準点Ｐ１〜Ｐ３の位置デ
ータΔＰ１，ΔＰ２，ΔＰ３から産業用シーリングロボ
ット９のロボット制御装置１０に予め教示、記憶された
標準基準点位置とのずれ量を画像処理装置８が算出する
ように構成され、又、この画像処理装置８が算出したず
れ量のデータを受けて上記のロボット制御装置１０がシ
ーリング作業位置の補正データを作成し、同ロボット制
御装置１０からの教示プログラムに従ってシーリングロ
ボット９がシーリング作業を遂行する構成にされている
。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、上述のシ
ーリング作業システムにおける従来の視覚センサは、カ
メラ７を裸のまま支柱１１に取付け、そのカメラ７のレ
ンズ７ａを作業対象ワークである図４に示した車体６に
指向させる構成（図５ａ）か、せいぜい防護構造として
は、アクリル樹脂材からなる透明窓１２を有した収納箱
１３にカメラ７を収納し、収納箱１３を支柱１４、１４
上に支持した構造であった（図５ｂ）。従って、シーリ
ング作業時にワークである車体６に塗布されたシーリン
グ材が垂れ落ちたり、或いはスプレー状に噴霧されるシ
ーリング材の場合にはスプレー時に飛散が生じ、これら
の垂れ落ちシーリング材や飛散シーリング材によってワ
ークの基準点の画像を取り込むカメラのレンズや収納箱
の透明窓面に付着し、その結果、画像が不鮮明になり、
故に、正確なワーク位置の取込みが不可能なためにシー
リング作業の精度が劣化したり、著しい場合には、視覚
センサが目標であるワークの基準点位置を発見できず、
故に、基準点位置の画像取込みができなくなるために各
ワークに対するシーリング作業位置のずれ算出が不可能
になって、結果的に精度の良いシーリング作業が遂行不
可能になる場合がある。

【０００５】上述した不具合の発生時には、カメラ７の
レンズ７ａに付着したシーリング材を払拭してシーリン
グ作業システムの修復を図ればよいが、上述のように、
自動車の製造ラインではシーリング作業が産業用ロボッ
ト（シーリングロボット）で自動遂行されているため、
斯かる自動化された作業システム内に作業者が介入して
視覚センサの修復作業を遂行することは安全性の見地か
ら不可能であると言う問題点また、そのような自動化さ
れたシーリング作業システムを修復作業の遂行のために
中断すると、作業能率の低下と言う問題点が発生する。

【０００６】加えて、視覚センサを構成するカメラ７の
レンズ７ａを払拭、修復等を遂行すると、従来のカメラ
支持構造では、レンズの指向ずれ、レンズ焦点のずれ、
露出設定のずれ等が修復過程で発生し易く、故に、作業
対象ワークの基準点位置の正確な視覚取込みが不可能に
なるので、必然的に再度の画像処理の較正が必要になる
。然るに、この画像処理の較正は長時間を要し、自動車
の製造ラインの稼動能率を著しく低下させる問題も発生
する。また、従来のカメラ支持構造では、システム内に
おける長期に渡る振動によっても引き起こされる問題点
も有る等の種々の不都合を有している。

【０００７】依って、本発明の目的は、従来の産業用ロ
ボットを用いたシーリング作業システムにおいて発生す
る種々の問題点を解消することにある。本発明の他の目
的は、シーリング作業システムにおける視覚センサを具
備した位置補正機器をシーリング材の垂れ落ちや飛散に
よる汚染から防護することが可能な防護装置を提供する
ことにある。

【０００８】本発明の更に他の目的は、シーリング作業
システムにおける支持強度の高いことにより、シーリン
グ作業現場における長期的振動等に対しても耐性を有し
た防護装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、ワーク
の移送経路に沿って設けられたシーリング作業システム
に設備されてワーク位置を検出する位置補正機器をシー
リング材による汚れから防護する位置補正機器用防護装
置において、前記位置補正機器を収納すると共に前面に
前蓋を有した収納箱と、前記収納箱の前蓋を閉蓋位置と
開蓋位置との２位置間で作動させるように前記収納箱に
取り付けたアクチュエータと、前記アクチュエータの作
動を制御する遠隔指令信号線とを、具備して構成され、
ワークの位置補正作業時には前記前蓋を開蓋位置に、か
つ、シーリング作業には前記前蓋を閉蓋位置に遠隔的に
設定し得るようにしたことを特徴とするシーリング作業
システムの位置補正機器用防護装置が提供される。また
、好ましくは、上記位置補正機器収納箱は、上記前蓋の
内側に透明硬質樹脂材製、特にＡＤＣ樹脂材製の密閉窓
を備え、同窓の背後に位置補正機器を収納するように構
成する。

【００１０】

【作用】シーリング作業が遂行されるときには、位置補
正機器の収納箱の前蓋が閉蓋されてシーリング材の垂れ
落ちや飛散があっても収納箱内の位置補正機器は汚れか
ら防護される。ワークの搬送により、同ワークがシーリ
ング作業を受けるための所定の位置で停止したときは、
遠隔制御信号がアクチュエータに送られて遠隔的に収納
箱の前蓋が開蓋されるので、ワークの基準点位置の画像
取込み等の視覚的位置データの取込みが可能になる。　
　以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づいて更に
詳細に説明する。

【００１１】

【実施例】図１は、本発明によるシーリング作業システ
ムの位置補正機器用防護装置の実施例を示す断面図、図
２は同防護装置の収納箱及び同防護装置に具備された姿
勢調整手段を備えた支持脚の構成を示す側面図、図３は
図２の３ー３線から見た防護装置と支持脚との正面図、
図４は自動車のシーリング作業システムの一般的構成を
示す略示組織図、図５の（ａ）と（ｂ）は従来の視覚セ
ンサの構成を示す側面図である。

【００１２】図１に示す実施例において、位置補正機器
用防護装置２０は、内部にカメラ２２を収納した直方体
形状をした収納箱２４を有し、この収納箱２４の前面２
６が画像データの取込み面、背面２８が信号線の接続面
、両側面３０ａ、３０ｂ（図３参照）が支持脚５０の取
付け面に形成されている。収納箱２４の前面２６には前
蓋３２が取付けられ、収納箱２４内部の横材３４の前端
に設けられた支点金具３６に枢着されて収納箱２４の前
面側を閉蓋している。この前蓋３２は上記の支点金具３
６を支点にして前方側へ開動作が可能に形成されており
、同前蓋３２が開蓋した状態が２点鎖線で図示されてい
る。前蓋３２自体は、金属製でも或いはプラスチック材
料を用いて形成しても良く、返し３２ａを有して閉蓋時
には収納箱２４の内部に外部から異物が侵入しないよう
に形成されている。また、本実施例では、前蓋３２が下
方から上方へ開蓋する構造が設けられており、この点も
落下したシーリング材が収納箱２４の前面２６から内部
に落下時に侵入するのを防止する上で有効である。

【００１３】さて、本発明によると、収納箱２４の内部
には、上記の前蓋３２を２点鎖線で示した開蓋位置と実
線で図示した閉蓋位置との２位置間で開閉動作させるア
クチュエータ手段としてシリンダ装置３８が設けられて
いる。すなわち、このシリンダ装置３８は例えば、圧力
空気を作動媒体とするエアシリンダからなり、伸縮動作
するピストンロッド４０を有すると共に、そのピストン
ロッド４０の先端が結合部材４２を介して前蓋３２の内
面に結合され、ピストンロッド４０の伸縮に応動して前
蓋３２が支点金具３６との枢着点を支点にして開閉動作
するものである。上記のシリンダ装置３８は、作動媒体
の切替弁（図示なし）を外部からの制御信号で遠隔操作
的に切替えることにより、シリンダ室への作動媒体の供
給を切り換えてピストンロッド４０の伸縮動作を起動し
、以て、前蓋３２を開閉動作させ得る構成になっている
。つまり、収納箱２４の前蓋３２は、シーリング作業シ
ステムの外部遠隔位置から自在に開閉させ得る構成にな
っているのである。なお、シリンダ装置３８の圧力エア
等の作動媒体を供給する供給管や遠隔操作の信号ライン
等は収納箱２４の背面２８から外部に延設されている配
管６０に収納されている。

【００１４】上述のように、カメラ２２を収納箱２４に
収納し、カメラ２２のレンズ２２ａがワークの基準点位
置の画像を取り込む前面２６側に開蓋位置と閉蓋位置と
の２位置間で開閉動作可能な前蓋３２を設けた構成とし
たから、このようなカメラ２２をシーリング作業システ
ムにおける視覚センサとして用いたとき、シーリング材
の垂れ落ちや噴霧による飛散が生じたときも前蓋３２に
より収納箱２４内部のカメラ２２は汚れることなく、防
護されるのである。しかも、前蓋３２を遠隔操作的に開
閉させ得るので、作業者が前蓋３２の開閉を手動的に行
なう必要は無く、故に、安全性も確保されるのである。

【００１５】なお、更に、好ましくは、収納箱２４の内
部において、前蓋３２の背部、つまり、カメラ２２のレ
ンズ２２ａの前面位置に密閉式に光透過窓４６が設けら
れる。この光透過窓４６は、透明な熱硬化性樹脂、例え
ば、ＡＤＣ樹脂によって形成された透明板材から成る窓
として形成される。なお、ＡＤＣ樹脂材としては、商品
名をＲＡＶー７で三井石油化学社から販売される材料が
適用できる。このような密閉式の光透過窓４６を設ける
ことにより、シーリング作業に伴う飛散シーリング材等
によるカメラ２２のレンズ２２ａに対する汚れ防護構造
を一層強化することが可能になると共に汚れが付着した
ときも、硬質材であるために払拭して汚れ除去をおこな
うとき、光透過窓４６の面を傷付ける危惧が無い利点を
有している。勿論、光透過窓４６自体は交換、装着可能
に設けることが好ましい。なお、上述の実施例では、収
納箱２４の内部に位置補正機器における視覚センサを形
成するカメラ２２を内蔵した構成のものに就いて説明し
たが、シーリング作業システムにおいては、カメラ２２
がワーク（車体６）の基準点位置の画像を鮮明に取り込
むために照明機器を用いる場合があり、このような照明
機器を内蔵して照射光の発出面の汚れ防護を図ることも
可能である。

【００１６】さて、ここで、図２、図３を参照すると、
上述した支持脚５０に支持された前蓋３２付きの収納箱
２４を具備した防護装置において、同支持脚５０の詳細
な構成が図示されている。両図２、３から明らかなよう
に、収納箱２４を支持する支持脚５０は、Ｕ字形構造を
有した姿勢調整枠５２と支持ポスト５４とを具備して構
成されており、姿勢調整枠５２は収納箱２４の両側面３
０ａ、３０ｂにネジ係合するボルトねじ５６、５６が嵌
入する三日月形の切り溝５８を有し、ボルトねじ５６、
５６を弛緩状態にして収納箱２４を同ボルトねじ５６、
５６を支点にして上下に変位させると前蓋３２により閉
蓋さる収納箱２４の前面２６、つまり、内蔵したカメラ
の画像取込み口を作業対象のワークの基準点位置に向け
て最適の視野姿勢を取ることが可能となり、ワーク（車
体６）の基準点位置Ｐ１〜Ｐ３の位置を予め教示すると
き等に収納箱２４を介して内蔵カメラ２２（図１）のレ
ンズを所定の向き姿勢に調整することができる。そして
、調整完了後はボルトねじ５６、５６を固定状態まで収
納箱２４の側面３０ａ、３０ｂにネジ係合させると共に
、姿勢調整枠５２と収納箱２４との対向位置、つまり、
図２に６１で示した斜めラインに沿って溶接を施すこと
により、姿勢調整枠５２に対して収納箱２４を最適視野
姿勢で固定させてしまうことができる。勿論、長期の使
用後に再度の姿勢調整を必要とするときは、溶接固定部
６１を適宜の工具で解離させることもできる。

【００１７】また、姿勢調整枠５２はその底板部５２ａ
と支持ポスト５４との間にも同様の切欠き溝（図示に現
れない）を２つ設け、上述のボルトねじ５６と同様のボ
ルトねじ６２、６２を同切欠き溝を介して支持ポスト５
４にネジ係合させる構造を設けることにより、支持ポス
ト５４の縦中心線の回りに姿勢調整枠５２を旋回させて
、収納箱２４の内蔵カメラの視野姿勢が旋回方向でも最
適姿勢となるように調整することができる。そして、こ
の場合も、視野姿勢の調整完了後に溶接固定部６４を形
成すれば、姿勢調整枠５２は仰伏方向と旋回方向の両方
向に関して、内蔵の視覚センサを構成するカメラの視野
をシーリング作業の作業対象ワークに対して最も適正な
基準点位置の画像取込み姿勢に調整し、かつ、その姿勢
に固定することができる。

【００１８】

【発明の効果】上述の説明から明らかなように、本発明
によれば、産業用ロボットをシーリングロボットとして
搬送ラインに沿って搬送される次々のワークにシーリン
グ作業を所定のステーションで遂行するシーリング作業
システムにおき、ワークの位置補正機器として欠くこと
のできない視覚センサ、即ち、基準点の画像取込み用カ
メラを垂れ落ちたり、飛散したシーリング材による汚れ
から確実に防護可能な防護装置が提供され、故に、各作
業対象ワークがシーリング作業ステーションに到達する
都度、そのワークの基準点位置と予めロボット制御装置
に教示された基準点位置とのずれ量を正確に検出、算出
し、延いては、そのずれ量の算出値からシーリングロボ
ットの作業位置を修正し、ワーク上のシーリングすべき
位置に正しくシーリング作業を施すことが可能になるの
である。

【００１９】また、本発明によれば、位置補正機器の汚
れ防護が保証されるので、保守管理の頻度を低減させる
ことが可能となり、その結果自動者製造ラインの保守管
理に伴うコストの低減を果たして、製品のコスト低下を
もたらすことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるシーリング作業システムの位置補
正機器用防護装置の実施例を示す断面図である。

【図２】同防護装置の収納箱及び同防護装置に具備され
た姿勢調整手段を備えた支持脚の構成を示す側面図であ
る。

【図３】図２の３ー３線から見た防護装置と支持脚との
正面図である。

【図４】自動車のシーリング作業システムの一般的構成
を示す略示組織図である。

【図５】（ａ）は、従来の視覚センサの構成の１例を示
す側面図である。（ｂ）は、従来の視覚センサの構成の
他の１例を示す側面図である。

【符合の説明】６…車体、 ８…画像処理装置、 ９…産業用ロボット、 １０…ロボット制御装置、 ２０…位置補正機器用防護装置、 ２２…カメラ、 ２２ａ…レンズ、 ２４…収納箱、 ２６…前面、 ２８…背面、 ３２…前蓋、 ３８…シリンダ装置、 ４０…ピストンロッド、 ５０…支持脚、 ６０…配管、 ６１…溶接固定部。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ワークの移送経路に沿って設けられた
   シーリング作業システムに設備されてワーク位置を検出
   する位置補正機器をシーリング材による汚れから防護す
   る位置補正機器用防護装置において、前記位置補正機器
   を収納すると共に前面に前蓋を有した収納箱と、前記収
   納箱の前蓋を閉蓋位置と開蓋位置との２位置間で作動さ
   せるように前記収納箱に取付けたアクチュエータと、前
   記アクチュエータの作動を制御する遠隔指令信号線とを
   、具備して構成され、ワークの位置補正作業時には前記
   前蓋を開蓋位置に、かつ、シーリング作業には前記前蓋
   を閉蓋位置に遠隔的に設定し得るようにしたことを特徴
   とするシーリング作業システムの位置補正機器用防護装
   置。
2. 【請求項２】　　前記位置補正機器収納箱は、前記前蓋
   の内側に透明硬質樹脂材製の密閉窓を備え、該窓の背後
   に前記位置補正機器を収納した請求項１に記載のシーリ
   ング作業システムの位置補正機器用防護装置。
3. 【請求項３】　　前記透明硬質樹脂材が、ＡＤＣ樹脂材
   である請求項２に記載のシーリング作業システムの位置
   補正機器用防護装置。
4. 【請求項４】　　前記位置補正機器はカメラまたは照明
   装置からなる請求項１に記載のシーリング作業システム
   の位置補正機器用防護装置。
5. 【請求項５】　　前記収納箱は、作業ワークに対して前
   記前蓋を有した前面を所定の三次元方向に指向、位置決
   めする姿勢調整手段を備えた支持脚上に支持されている
   請求項１に記載のシーリング作業システムの位置補正機
   器用防護装置。