JPH05108125A - ロボツトの再生制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】全開位置に位置誤差のある開閉部を有する作業
対象物に対する作業をロボット化するにおいて，前記開
閉部の全開位置誤差を含む位置ずれ補正を可能にするロ
ボットの再生制御装置を提供する。 【構成】作業位置に搬送されてきた上記作業対象物（ボ
ディ）１が所定の作業位置に停止したときの，基準位置
からの位置ずれ量をボディ位置ずれセンサ１１とボディ
位置ずれ量演算器１２とにより検出してロボット制御装
置１３に入力し，ロボット６の教示データを修正すると
共に，開閉部（ドア）２に設定した基準点３，４，５の
位置ずれ量をカメラ８と開閉部位置ずれ量演算器１４と
により検出してロボット制御装置１３に入力して，開閉
部の教示データを修正する。修正された教示データを再
生してロボット６により所定の作業をボディ１及びドア
２に対し実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，ドアやボンネットなど
の開閉部のように，該開閉部が開いた状態にあるときの
位置に誤差が生じる作業対象物に対し，シーリング等の
ロボット作業を行う場合に，作業対象物が作業位置に停
止した時の作業対象物全体の位置ずれ量と，開いた状態
での開閉部の位置ずれ量とを検出して，ロボットの動作
教示データを修正し、修正された教示データを再生して
所定の作業を実行するロボットの再生制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば，自動車製造ラインにおいて，車
体の防水，防錆を目的として鋼板の接合部にシール剤を
塗布するシーリング作業が行われる。このシーリング作
業は作業速度に対し高い経路精度が要求されるにも係わ
らず，製造ラインにおける車体の停止位置精度は十分に
高いものであるとはいえない。一方，自動車車体におけ
るドア，トランク，ボンネットなどの開閉部は，蝶番支
持による開閉構造に取付けられており，閉じたときの位
置が所定位置に収まるように現物合わせで取付けられる
ため，最大限に開いた全開位置は，同一車種であっても
必ずしも同一位置にならない。従って，開閉部に対しシ
ーリングや部品の組付け等の作業をロボットにより行う
場合，前記車体全体の位置ずれと開閉部の位置ずれが重
合されて作業位置の特定が困難である。そのため，従来
シーリング等の作業経路の精度が要求される作業におい
ては，シーリング線そのものの位置ずれを検出して，こ
れに倣って作業を行っている。具体的には，図５に示す
ように，シーリングロボットの手首部３３にシーリング
ノズル３４と共にカメラ３１とスリット光源３２とから
なる視覚センサを搭載して，光切断法によりシーリング
線３０を検出し，モータ３５によりノズル３４の位置を
補正回転させ，リアルタイムでずれ補正する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記の
ようにシーリング線を検出して補正する方法は，視覚セ
ンサがシール剤の飛散により汚れやすい欠点や，補正範
囲が狭い（±１０mm）ため，自動車車体におけるドア等
の開閉部の全開状態での位置の最大誤差が２０mm程度に
もなる場合には適用できない。また，位置検出しつつ作
業を行うため，作業速度には限度があり，作業効率が劣
る問題点も有している。本発明は上記問題点に鑑み，位
置ずれ量の大きい開閉部を有する作業対象物に対する作
業をロボットにより行うために，前記開閉部の位置ずれ
修正を可能にするロボット再生制御装置を提供すること
を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明が採用する手段は，ドア，ボンネット等の開閉
部と該開閉部を開閉自在に具備する自動車ボディ等の本
体部とを有する作業対象物を作業位置に搬送し，作業位
置に配置されたロボットをロボット制御装置に記憶され
た前記本体部及び開かれた前記開閉部に対する教示デー
タに基づき制御して，前記作業対象物に対して所定の作
業を行うためのロボット再生制御装置において，前記作
業対象物が所定の停止位置に停止したときの前記本体部
の基準位置からの位置ずれ量を検出する本体部位置ずれ
検出手段と，前記作業対象物の停止位置において前記開
かれた開閉部の位置ずれ量を検出する開閉部位置ずれ検
出手段と，前記本体部位置ずれ検出手段により検出され
た本体部の位置ずれ量に基づいて少なくとも本体部に関
する教示データを修正し，修正された教示データに従っ
て本体部に関する所定の再生動作を行う本体部再生手段
と，前記本体部再生手段による再生動作に前後して，前
記開閉部位置ずれ検出手段により検出された開閉部の位
置ずれ量に基づいて少なくとも開閉部に関する教示デー
タを修正し，修正された教示データに従って開閉部に関
する所定の再生動作を行う開閉部再生手段とを具備して
なるロボットの再生制御装置として構成される。上記構
成において，再生順序は本体部の再生の後に開閉部の再
生を行うことも，またその逆も可能である。また，本体
部位置ずれ検出手段により得られた本体部の位置ずれ量
に基づいて本体部及び開閉部の教示データを修正し，そ
の後，開閉部位置ずれ検出手段により得られた開閉部の
位置ずれ量に基づいて少なくとも開閉部の教示データを
修正することもできる。

【０００５】

【作用】本発明によれば，所定の作業を行うロボットが
配置された作業位置に開閉部を有する作業対象物が搬送
されてきたとき，本体部から開閉部を開いた状態にし
て，次の各項の操作を各手段により実施する。 （１）作業位置に停止した作業対象物の基準位置からの
位置ずれ量を本体部位置ずれ検出手段により検出する。 （２）開閉部の基準位置からの位置ずれ量を開閉部位置
ずれ検出手段により検出する。 （３）本体部位置ずれ検出手段によって検出された位置
ずれ量に基づいて本体部に関するロボットの教示データ
を修正する。 （４）開閉部位置ずれ検出手段によって検出された位置
ずれ量に基づいて開閉部に関するロボットの教示データ
を修正する。 （５）本体部再生手段により修正された本体部に関する
教示データを再生して所定の再生動作を行う。 （６）開閉部再生手段により修正された開閉部に関する
教示データを再生して所定の再生動作を行う。 以上の操作順序は，種々の組み合わせが考えられる。例
えば（１）（３）（５）（２）（４）（６）の順にし
て，本体部の位置ずれ検出，修正，作業終了の後，開閉
部の位置ずれ検出，修正，所定作業を行う。または，
（１）（２）（３）（４）（５）（６）の順にして，本
体部と開閉部との位置ずれ量に基づいて，それぞれ教示
データを修正した後，本体部と開閉部との所定作業を行
う。または，（１）（２）を実行して本体部と開閉部に
位置ずれを検出した後，（３）（５）を実行して本体部
の位置ずれ修正と所定作業を行い，（４）（６）を実行
して開閉部の位置ずれ修正と所定作業を行う。尚，これ
らの操作順序は一例にすぎない。

【０００６】

【実施例】以下，添付図面を参照して，本発明を具体化
した実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，
以下の実施例は本発明を具体化した一例であって，本発
明の技術的範囲を限定するものではない。本実施例は，
自動車車体に対しシーリング作業を行うシーリングロボ
ットに本発明を適用したもので，作業位置に搬送されて
きた自動車車体と車体に設けられたドア等の開閉部の全
開位置の位置ずれを検出し，予めロボットに教示されて
いる作業軌跡との誤差を修正する機能を含むロボットの
再生制御装置である。図１において，車体２０はドーリ
１０に搭載されて搬送路上を移動し，シーリング作業を
行う作業ゾーンで停止する。車体２０は，ドア２の他に
ボンネット，トランク等の開閉部を有しており，これら
開閉部とボディ１に対してシーリング作業を行うため
に，ドア２等の開閉部が全開状態に開かれる。ドア２等
の開閉部は蝶番部を介してボディ１に取り付けられてお
り，開閉部が閉じられた状態でボディ１の所定位置に収
まるように現物合わせで取付けられるため，全開状態に
したときの位置に位置ずれを生じやすい。そのため，ボ
ディ１の位置ずれを検出しても，ボディ１とドア２等の
開閉部との間には更なる位置ずれがある。そこで，この
実施例ではボディ１及びドア２等の開閉部について，そ
れぞれの位置ずれ量を検出して，ロボットの教示データ
を修正する。作業ゾーンの停止位置にはボディ位置検出
センサ１１が配置されており，ボディ１の所定位置から
の位置ずれを検出する。ボディ位置検出センサ１１はボ
ディ搬送方向の位置ずれはもちろんのこと，必要に応じ
て三次元下における位置ずれを検出する。ボディ位置検
出センサ１１の検出信号はボディ位置ずれ量演算器１２
に入力され，位置ずれ量が演算される。算出された位置
ずれ量はロボット制御装置１３に入力され，予め記憶さ
れているボディ１に対するロボット６の作業軌跡の教示
データを上記ボディの位置ずれ量により修正しつつロボ
ット６を再生し，ロボット６のアーム先端に取り付けた
シール剤の塗布ガン７をシーリング経路に移動させ，ボ
ディ１に対して所定のシーリング作業を実行する。

【０００７】次いで，開閉部であるドア２に設定した位
置ずれ検出の基準点を視覚センサにより三角測量して，
予め教示されている前記基準点の位置と検出した基準点
との位置ずれを三次元的に検出する。本実施例において
は，ドア２に穿かれたドア部品の取付穴３，４，５を位
置ずれ検出の基準点として設定し，ロボット６に配した
カメラ８で撮像して，撮像信号を開閉部位置ずれ量演算
器１４に入力して位置ずれ量を演算する。算出されたド
ア２の位置ずれ量はロボット制御装置１３に入力され，
ドア２に対するロボット６の教示データを修正しつつ，
ロボット制御装置１３は修正した教示データを再生し，
ロボット６を制御してドア２のシーリング経路９等に対
して所定のシーリング作業を実行する。以上の位置ずれ
修正の操作によって，作業ゾーンに停止したボディ１の
所定停止位置に対する位置ずれと，全開位置に誤差のあ
る開閉部の位置ずれとが検出され，各位置ずれ量に応じ
てロボット６の作業軌跡の教示データが修正され，ロボ
ット６は修正された教示データに従って制御され，ボデ
ィ１ならびにドア２のシーリング経路に対し精度よくシ
ーリングを行うことができる。以上の位置ずれ量の検出
とロボットの教示データ修正の手順を，図２にフローチ
ャートとして示す。自動車車体はボディ１に複数枚のド
ア２と，ボンネット，トランク等の開閉部が取付けられ
ており，それぞれについてシーリング等の作業がなされ
るが，ここでは，ボディ１と１枚のドア２に対する作業
手順を示している。他のドア，ボンネット等について
は，前記したドア２と同様の操作が開閉部の数だけ繰り
返されることになる。尚，以下の説明のＳ１，Ｓ２…
は，手順を示すステップを示し，図２の記載と一致す
る。

【０００８】図２において，作業ゾーンに停止した車体
２０は，ドア２が全開位置に開かれる（Ｓ１）。作業ゾ
ーンに設置されたボディ位置検出センサ１１は，ボディ
１の位置を検出し（Ｓ２），その検出信号はボディ位置
ずれ量演算器１２に入力されて基準位置からの位置ずれ
量が演算される（Ｓ３）。ボディ位置ずれ量はロボット
制御装置１３に入力され，ロボット６の動作教示データ
のボディ位置データが修正される（Ｓ４）。ロボット制
御装置１３は，ボディ１の位置データが修正された教示
データを再生して，ボディ１に対する所定の作業を実行
する（Ｓ５）。次いで所定位置に停止したロボット６に
設置したカメラ８により，ドア２に基準点として設定し
た取付穴３，４，５の位置を撮像し，撮像信号を開閉部
位置ずれ量演算器１４に入力してドア２の位置を検出し
（Ｓ６），ドア２の基準位置からの位置ずれ量を演算す
る（Ｓ７）。ドア２の位置ずれ量はロボット制御装置１
３に入力され，ロボット６の動作教示データのドア位置
データが修正される（Ｓ８）。ロボット制御装置１３は
ドア２の位置データが修正された教示データを再生し
て，ドア２に対する所定の作業を実行する（Ｓ９）。上
記手順は，ボディ１，ドア２の順に，位置ずれ検出と教
示データの修正，再生を行っているが，この順序はドア
２，ボディ１の順であってもよい。また，図３，図４に
示すような手順で実施することもできる。

【０００９】図３に示す手順は，作業ゾーンに停止した
車体２０のドア２を全開にして（Ｓ１），ボディ位置の
検出（Ｓ２），ドア位置の検出（Ｓ３）の位置ずれ検出
を先に実施して，次いで，ボディ位置ずれ量演算（Ｓ
４），ボディ位置教示データ修正（Ｓ５），修正された
教示データを再生してボディ１の作業実行（Ｓ６）した
後，ドア位置ずれ量演算（Ｓ７），ドア位置教示データ
修正（Ｓ８），修正された教示データを再生してドア２
の作業を実行する（Ｓ９）。図４に示す手順は，作業ゾ
ーンに停止した車体のドアを全開にして（Ｓ１），ボデ
ィ位置の検出（Ｓ２），ボディ位置ずれ量演算（Ｓ
３），教示データの修正（Ｓ４）を行った後，ドア位置
の検出（Ｓ５），ドア位置ずれ量演算（Ｓ６）を行っ
て，先に修正された教示データを再修正（Ｓ７）する。
ボディ１の位置ずれ量に基づいて修正された教示データ
を，ボディ位置から更に位置ずれしているドア２の位置
ずれ量で，ドア２の教示データを修正することによっ
て，ボディ１とドア２との現在位置が教示データとして
作成されるので，この教示データを再生することによっ
て，ボディ２の作業（Ｓ８）に続いて，ドア２の作業
（Ｓ９）が実施される。またボディ１の教示データとド
ア２の教示データを別個に格納し，それぞれ別個に修正
した後，適当な順番で再生してもよい。

【００１０】尚，上記した開閉部の位置ずれ検出を行う
ため，ロボット６に配置されるカメラ８等の視覚センサ
は，ロボット６上に搭載することなく，固定カメラとし
て作業ブース外に配置，あるいはシールドケース内に配
置しても位置ずれ検出は可能である。シーリング剤や接
着剤等に揮発成分を含む場合，防爆性を考慮すると，固
定カメラとして配置する方が良策である。また，シール
剤の飛散や外的な力が加えられる可能性も少なく，セン
サ機能を維持しやすい利点もある。上記は自動車車体に
対してシーリング作業を行うシーリングロボットに適用
したロボットの再生制御装置について説明したが，本発
明はロボットによる塗装，溶接，部品の組立等にも適用
することができる。また，作業対象物は自動車車体に限
らず，建機キャビン等の開閉部を有する対象物に適用す
ることができる。

【００１１】

【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば，自動
車ボディ等の開閉部を有する作業対象物に対しロボット
作業を行うとき，作業位置に搬送されてきた作業対象物
の所定位置に対する位置ずれに併せて，全開位置に誤差
のある開閉部の位置ずれとが検出され，各位置ずれ量に
応じてロボットの作業軌跡の教示データが修正されるの
で，ロボット作業は精度良く実施され，自動車ボディ等
へのシーリング作業など位置精度が要求されるロボット
作業に効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るロボットの再生制御装置
の構成図。

【図２】実施例装置の操作手順を示すフローチャート。

【図３】実施例装置の操作手順の別手順を示すフローチ
ャート。

【図４】実施例装置の操作手順の別手順を示すフローチ
ャート。

【図５】従来例シーリングロボットの位置ずれ補正構造
を示す斜視図。

【符号の説明】

１…ボディ ２…ドア（開閉部） ３，４，５…取付穴（基準点） ６…ロボット ８…カメラ（開閉部位置ずれ検出手段） １１…ボディ位置検出センサ（本体部位置ずれ検出手
段） １２…ボディ位置ずれ量演算器（本体部位置ずれ検出手
段） １３…ロボット制御装置 １４…開閉部位置ずれ量演算器（開閉部位置ずれ検出手
段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ドア，ボンネット等の開閉部と該開閉部を
   開閉自在に具備する自動車ボディ等の本体部とを有する
   作業対象物を作業位置に搬送し，作業位置に配置された
   ロボットをロボット制御装置に記憶された前記本体部及
   び開かれた前記開閉部に対する教示データに基づき制御
   して，前記作業対象物に対して所定の作業を行うための
   ロボット再生制御装置において，前記作業対象物が所定
   の停止位置に停止したときの前記本体部の基準位置から
   の位置ずれ量を検出する本体部位置ずれ検出手段と，前
   記作業対象物の停止位置において前記開かれた開閉部の
   位置ずれ量を検出する開閉部位置ずれ検出手段と，前記
   本体部位置ずれ検出手段により検出された本体部の位置
   ずれ量に基づいて少なくとも本体部に関する教示データ
   を修正し，修正された教示データに従って本体部に関す
   る所定の再生動作を行う本体部再生手段と，前記本体部
   再生手段による再生動作に前後して，前記開閉部位置ず
   れ検出手段により検出された開閉部の位置ずれ量に基づ
   いて少なくとも開閉部に関する教示データを修正し，修
   正された教示データに従って開閉部に関する所定の再生
   動作を行う開閉部再生手段とを具備してなるロボットの
   再生制御装置。
2. 【請求項２】本体部の再生の後に開閉部の再生を行う請
   求項１記載のロボットの再生制御装置。
3. 【請求項３】本体部位置ずれ検出手段により得られた本
   体部の位置ずれ量に基づいて本体部及び開閉部の教示デ
   ータを修正し，その後，開閉部位置ずれ検出手段により
   得られた開閉部の位置ずれ量に基づいて少なくとも開閉
   部の教示データを修正する請求項１または請求項２記載
   のロボットの再生制御装置。