JPH0557152B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車体組立ラインのドア取付ステーシ
ヨンに搬送された車体の種別及び／又は取付箇所
に応じて、複数のパレツトに夫々区分けされて収
納された複数のドアから適合するドアを選択的に
取り出し、車体のドア取付位置に自動的にセツト
するドアセツト用ロボツトを備えた自動車のドア
取付装置に関する。

（従来技術） 従来、車体組立ラインのドア取付ステーシヨン
において車体にドアを自動的に取り付けるに際し
ては、例えば、特公昭57−48334号公報にも示さ
れている如く、ドア受渡手段から車体に取り付け
るべきドアをドア自動セツト装置に供給した後、
ドア自動セツト装置を作動させてドアを車体に近
接せしめ、ドアが略取付姿勢となつたところで作
業者が車体とドアとの間に生じる位置ずれを修正
するようにしている。このように、従来の自動車
をドア取付装置においては、車体にドアを取り付
けるに際し、ある程度の自動化が実現されている
ものの、車体に対するこれに取り付けられるドア
の位置決め等、機械的な制御が困難である部分も
依然として残存しており、このため、自動化ある
いは省力化等をさらに向上させるうえで新たな対
応が必要とされている。

ところで、近年、産業用ロボツトが種々の分
野、特に、製造加工業の分野で広く普及しつつあ
り、自動車の車体へのドアの取付工程において
も、この産業用ロボツトを導入することが考えら
れており、車体へのドアの取付に利用できるロボ
ツトとして、例えば、予め定められた動作経路に
従つて作動する、プレイバツク式の多関節型のロ
ボツト等が既に開発されている。

ところが、生産車種や仕様の多用化に対応する
ため車体組立ラインを混流ラインとし、そのドア
取付ステーシヨンに搬送される複数の車種に夫々
その車種に応じたドアを取付ける際、あるいは、
単一車種の車体組立ラインのドア取付ステーシヨ
ンに搬送される車体に取付箇所を異にする複数の
ドア（例えば、フロントドアとリアドア）を取り
付ける際に、自動化あるいは省力化等をはかるべ
く、車体の種別あるいは取付箇所に応じてロボツ
トにより該当するドアを選択的に車体にセツトす
るようにした場合、次に述べる如くの問題を生じ
ている。

即ち、上述のようにロボツトを利用して複数種
のドアを車体に選択的に取り付けるには、車体に
取り付けられる複数種のドアを予め各ドア毎にパ
レツトに準備しておき、この準備されたドアをロ
ボツトに把持させて車体にセツトするようにされ
る。しかしながら、通常、上述の混流ライン等に
使用されるドア用のパレツトは、異種類のドアを
収納できるように、汎用性が要求されるうえ、交
換時の作業性やコストの点から移動可能な台車形
式に製作されるが、その寸法精度はさほど高くさ
れない。また、このパレツトに収納されるドア
は、車体に取り付ける際にスムーズに取り出せる
ようにすべく、パレツト内に若干余裕をもつた状
態で収納されてその収納位置にバラツキを生じ
る。従つて、予め定められた動作経路に従つて作
動するロボツトを利用した場合には、ロボツトが
ドアの位置の如何にかかわらず、定められた位置
でドアを把持することになるが、パレツトのロボ
ツトに対する位置あるいはパレツト内でのドアの
位置が正確でなければ、ロボツトのドアに対する
把持位置が不正確なものとなつてしまい、車体に
ドアをセツトする際、車体とドアとの位置ずれが
生じ、車体にドアを取付けることが不可能となる
事態をまねく虞れがある。

（発明の目的） 斯かる点に鑑み本発明は、予め定められた動作
経路に従つて作動するロボツトにより、車体組立
ラインのドア取付ステーシヨンに搬送された車体
の種別及び／又は取付箇所に応じて、複数のパレ
ツトに夫々区分けされて収納された複数のドアを
選択的に取り出して車体に自動的にセツトするに
際し、ロボツトのドアに対する把持位置を正確な
ものとなして車体とドアとの位置ずれを低減せし
めることができ、車体にドアを正確かつ確実にセ
ツトできるようにされた自動車のドア取付装置を
提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、車体組立ラインに沿う方向に移動す
る台車に搭載されて予め定められた動作経路に従
つて作動するようにされたドアセツト用ロボツト
と、台車の移動方向に沿つて順次配列され、複数
種のドアを夫々区別けして収納する複数のパレツ
トと、このパレツトからロボツトにより取り出さ
れたドアが載置され、この載置されたドアのロボ
ツトに対する位置決めを行う位置決め機構とを具
備し、ロボツトがパレツトから車体組立ラインの
ドア取付ステーシヨンに搬送される車体の種別及
び／又は取付箇所に応じたドアを選択的に取り出
し、この取り出されたドアが位置決め機構によつ
て位置決めされた後、ロボツトがドアを把持して
車体にセツトするように構成される。

このように構成されることにより、パレツトか
らドアをロボツトによつて能率よく取り出すこと
ができるとともに、取り出されたドアが位置決め
機構により位置決めされてロボツトに対する位置
が適正なものとされるので、ロボツトのドア把持
位置を常時適正なものとすることができ、これに
より、ドアを車体にセツトする際におけるドアの
車体に対する位置ずれを低減することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明に係る自動車のドア取付装置の
一例の主要部の構成を示す概略平面図、第２図〜
第９図は第１図に示される例における各部の構成
を示す図である。

第１図において、１は混流ライン等とされる車
体組立ラインであつて、この車体組立ライン１に
は、ドア取付ステーシヨンST_Dを含む複数のステ
ーシヨンSTが互いに所定距離だけ離隔して配設
されている。この車体組立ライン１においては、
異なる車種の車体２Ａ及び２Ｂが、固定された状
態で適当な搬送手段、例えば、フロアーコンベア
３によつて、各ステーシヨン毎に１ピツチずつピ
ツチ搬送されるようになされており、例えば、そ
の日の生産計画に応じて定められた搬送順をもつ
て、順次各ステーシヨンにおける各構成部品の組
付あるいは取付が行われて完成車体へと組み立て
られる。

このように、車体組立ライン１上を搬送されつ
つ組み立てられる車体２Ａ及び２Ｂは、ドア取付
ステーシヨンST_Dにおいて、車体２Ａについては
左右両側のフロントドア５が、車体２Ｂについて
は左右両側のフロントドア７及びリアドア８が取
り付けられるようにされている。これらのドアの
夫々には、第６図及び第７図に示される如く、車
体のピラー部に係合するヒンジ部６が設けられて
おり、ヒンジ部６にはテーパピン１６が突設され
ている。

ドア取付ステーシヨンST_Dには、第１図及び第
２図に示される如くに、車体組立ライン１に沿つ
て平行に敷設されたレール９上を走行する台車１
０に搭載された、ドアセツト用のロボツト１２が
備えられている。このロボツト１２は、例えば、
テイーチングプレイバツク式の多関節型ロボツト
であつて、そのリスト１３には、第３図及び第５
図に示される如く、先端にドアを吸着する吸盤１
４ａ，１４ｂ（図にはあらわれない）及び１４ｃ
が取り付けられた３基のシリンダ１４Ａ，１４Ｂ
及び１４Ｃと、先端に弾性パツド１５ａ及び１５
ｂが固着された受け部材１５Ａ及び１５Ｂとでド
アを把持するようにされた、断面コ字状の外形を
有するハンド１７が取り付けられている。また、
このハンド１７には、後述する複数のパレツト２
０から各ドア５，７、及び８を引き出すためのフ
ツク１８が設けられている。ロボツト１２は人間
の上肢の動作に類似した動作を行うことができる
ようにされており、台車１０に固定された基部に
対して、ハンド１７、リスト１３及びアーム１９
で構成されるハンドリング手段全体が関節座標系
に従つて運動する。即ち、第２図に示される如
く、例えば、Ｖ方向に300°回転し、Ｗ方向に90°
揺動し、Ｕ方向に105°旋回する。さらに、第３図
に示される如く、ハンド１７はリスト１３に対し
てα方向に360°回転するとともにβ方向に210°旋
回し、リスト１３はアーム１９に対してγ方向に
360°回転するようにされている。従つて、ハンド
１７の目的位置、即ち、ロボツト１２の動作量
は、Ｖ、Ｗ、Ｕ、α、β及びγの各方向の動作回
転角を示す６つのパラメータによつて決定され
る。そして、その動作経路、即ち、動作軌跡デー
タ等がテイーチング操作盤により教示され、その
教示内容がコントロールユニツト６０のメモリに
記憶されている。従つて、コントロールユニツト
６０からロボツト１２にその動作量をあらわす上
述の６つのパラメータ夫々を規定する後述する制
御信号OCpが供給されると、ロボツト１２は教示
内容に従つて、換言すれば、予め定められた動作
経路に従つて各ドア５，７及び８の車体へのセツ
トに必要な動作を行う。

また、ドア取付ステーシヨンST_Dには、第１図
に示される如く、ロボツト１２を搭載して移動す
る台車１０の移動方向に沿つて、順次、フロント
ドア５、フロントドア７及びリアドア８を夫々所
定間隔をおいて並列的に載置して収納する複数の
パレツト２０が定位置に係止されて配列されてい
る。これらパレツト２０の夫々は、底部に車輪が
取り付けられて移動できるようにされており、側
面及び上面が開口する箱形構造をもつて形成され
て、各ドア５，７及び８を車体組立ライン１側の
側面から引き出せる構成とされている。

さらに、上述した台車１０には、その移動方向
に沿つて見てロボツト１２を挾んでその前後に、
引出台２４及び２５が設置されている。この引出
台２４及び２５は、第２図及び第４図に示される
如く、底部２１と背面板２２を備えており、これ
ら底部２１と背面板２２にローラ５１及び５２が
軸着されていて、パレツト２０からロボツト１２
によつて引き出されて載置される各ドア５，７及
び８が側方あるいは上方へ移動し易いようにされ
ている。

そして、引出台２４及び２５のうちの一方の引
出台２４には、これに載置される各ドア５，７及
び８の位置決めを行う位置決め機構２６が付設さ
れている。位置決め機構２６は、第６図及び第７
図に示される如く、引出台２４の背面板２２から
延出された支持部２２ａに固定されたシリンダ２
８と、支持部材３０のガイドバー３１に案内され
て、シリンド２８のピストンロツド２９によつて
第６図における矢印Ｓで示される方向に進退動せ
しめられる位置決めプレート３３を有している。
そして、この位置決めプレート３３は、載置され
る各ドア５，７及び８のヒンジ部６に突設された
テーパピン１６に係合する位置決め孔３３ａを有
し、ロボツト１２の把持位置に対する各ドア５，
７及び８の位置決めをなすようにされている。な
お、３２Ａ及び３２Ｂは、各ドア５，７又は８に
当接する基準パツドで、支持部２２ａに固定され
ている。

上述の構成において、車体２Ａ又は２Ｂがドア
取付ステーシヨンST_Dに搬送されて停止する際、
フロアーコンベア３の不正確さによるセンターず
れ、あるいは、フロアーコンベア３に対する車体
２Ａ又は２Ｂの積載ずれ等が集積されて、その停
止位置がバラツキを有して、フロントドア５、フ
ロントドア７又はリアドア８の車体２Ａ又は２Ｂ
のドア取付部に対する位置ずれが生じ、ドア５，
７又は８を車体２Ａ又は２Ｂに取り付けることが
できなくなる虞れがある。このため本例では、ド
ア取付ステーシヨンST_Dで停止した車体２Ａ又は
２Ｂの左右両側から車体２Ａ又は２Ｂの位置を計
測する車体実測装置３８がドア取付ステーシヨン
ST_Dに付設されている。この車体実測装置３８
は、第８図及び第９図に示される如く、車体組立
ライン１に沿つて平行に移動できるようにされた
スライドテーブル３９を有し、このスライドテー
ブル３９上に車体位置検出部４０Ａ及び４０Ｂが
互いに所定距離を隔てて配されている。この車体
位置検出部４０Ａ及び４０Ｂには、先端部がテー
パ状に形成され、第９図に示される如く、車体２
Ａ又は２Ｂに設けられている穴４７に係合するよ
うにされた検出ピン４２と、車体２Ａ又は２Ｂの
高さ方向及び長さ方向に夫々互いに所定距離を隔
てて車体２Ａ又は２Ｂの側面の２点に当接するよ
うにされた位置センサ４４及び４５が設けられて
いる。このように構成された車体実測装置３８に
おいては、車体２Ａ又は２Ｂの位置を計測する際
には、検出ピン４２を突出させて穴４７に挿入す
るとともに、位置センサ４４及び４５を突出させ
て車体２Ａ又は２Ｂに当接させる。

穴４７に挿入された検出ピン４２は、ドア取付
ステーシヨンST_Dにおける車体２Ａ及び２Ｂの適
正な位置からの位置ずれに起因する穴４７の位置
ずれに応じて伸縮し、かつ、傾斜せしめられる。
そして、車体２Ａ又は２ＢのＸ方向の位置ずれ量
Δθxが、検出ピン４２の突出長とその基部を通る
Ｘ座標軸に対する傾斜角とに基ずいて検出され、
また、車体２Ａ及び２ＢのＹ方向の位置ずれ量
Δθyが、検出ピン４２の突出長とその基部を通る
Ｙ座標軸に対する傾斜角とに基ずいて検出され
る。さらに、車体２Ａ又は２ＢのＺ方向の位置ず
れ量Δθzが、検出ピン４２の突出長とＸ方向及び
Ｙ方向の位置ずれ量Δθx及びΔθyとに基ずいて検
出される。

一方、位置センサ４４及び４５は、車体２Ａ又
は２Ｂの第９図におけるＰ方向及びＱ方向の傾き
に応じて伸縮して、車体２Ａ又は２Ｂに対する当
接状態を維持する。そして、車体２Ａ又は２Ｂの
Ｐ方向の傾斜量Δθp及びＱ方向の傾斜量Δθqが、
車体２Ａ又は２Ｂの両側に夫々配された２組の位
置センサ４４及び４５の夫々の突出長に基ずいて
検出される。

このようにして検出されたＸ方向、Ｙ方向及び
Ｚ方向の位置ずれ量Δθx、Δθy及びΔθzとＰ方向
及びＱ方向の傾斜量Δθp及びΔθqは、第１０図に
示される如くの、検出信号IS₁，IS₂，IS₃，IS₄及
びIS₅とされてコントロールユニツト６０に入力
され、コントロールユニツト６０は、これらの検
出信号IS₁〜IS₅にもとずいて実際の車体位置を演
算するとともに、メモリに記憶されている。ロボ
ツト１２に教示した動作軌跡データ等を実際の車
体２Ａ又は２Ｂの位置に対応させて補正し、この
補正された実際の車体２Ａ又は２Ｂの位置をあら
わす動作軌跡データ等にもとずいてロボツト１２
に制御信号OCpを供給する。これによつて、ロボ
ツト１２が予め定められた動作経路に従つて動作
し、その動作量（前述した６つのパラメータであ
らわされる）がコントロールユニツト６０にフイ
ードバツクされる。

上述の如く構成された本例においては、車体２
Ａ及び２Ｂに夫々適合する各ドア５，７及び８を
選択的に取り付けるに際し、次のようなシーケン
スでの動作が行われる。

本例では、車体２Ａ及び２Ｂは、その日の生産
計画に従つて予め定められた順序でドア取付ステ
ーシヨンST_Dに搬入されるが、このドア取付ステ
ーシヨンST_Dに車体２Ａ又は２Ｂが搬送されて停
止すると、まず、停止した車体２Ａ又は２Ｂの位
置を測定すべく、車体実測装置３８のスライドテ
ーブル３９が移動し、予め定められた測定位置に
て停止し（第１図において鎖線で示される）、検
出ピン４２及び位置センサ４４及び４５を突出さ
せる。これにより、検出ピン４２が車体２Ａ又は
２Ｂの穴４７に挿入されて車体２Ａ又は２Ｂの位
置に応じて傾斜し、前述した如く、Ｘ方向、Ｙ方
向及びＺ方向の位置ずれ量Δθx、Δθy及びΔθzが
検出され、その検出信号IS₁〜IS₃がコントロール
ユニツト６０に供給されるとともに、位置センサ
４４及び４５が車体２Ａ又は２Ｂに当接し、前述
した如くに、Ｐ方向及びＱ方向の傾斜量Δθp及び
Δθqが検出され、その検出信号IS₄及びIS₅がコン
トロールユニツト６０に供給される。これらの検
出信号IS₁〜IS₅によつて、コントロールユニツト
６０は実際の車体２Ａ又は２Ｂの位置を演算して
メモリに記憶されているロボツト１２の教示内容
を補正する。

上述の如くに、車体実測装置３８が車体２Ａ又
は２Ｂの位置を測定した後は、車体実測装置３８
のスライドテーブル３９が後退し、フロントドア
５の車体２Ａへの取付工程又はフロントドア７及
びリアドア８の車体２Ｂへの取付工程が開始され
る。この取付工程では、まず、ドア５，７又は８
を取り出すべくロボツト１２を搭載した台車１０
が移動して、引出台２４又は２５がパレツト２０
内に収納されている最後のドア５，７又は８の真
横に位置する（第２図参照）位置にて停止する。

次に、ロボツト１２が作動してアーム１９が旋
回し、第３図に示される如く、ドア５，７又は８
のフレームにフツク１８を係合させて、ドア５，
７又は８をパレツト２０から引き出し、引出台２
４又は２５上に載置する。このとき、引出台２４
又は２５が台車１０の移動方向で見てロボツト１
２を挾んでその前後に配置されているので、例え
ば、車体２Ａのフロトドア５又は車体２Ｂのフロ
ントドア７は引出台２４の方に引き出して載置
し、車体２Ｂのリアドア８は引出台２５の方に引
き出して載置するようにすれば、ドア５，７及び
８を引出台２４又は２５に引き出す際に台車１０
の移動距離が短くでき、作業時間を短縮すること
ができる。

このように引出台２４及び２５に引き出されて
載置される各ドア５，７及び８のうち、引出台２
５に載置されたリアドア８は、ロボツト１２がそ
のハンド１７のシリンダ１４Ａ，１４Ｂ及び１４
Ｃを作動させて吸着部１４ａ，１４ｂ（図にはあ
らわれない）及び１４ｃを突出させ、リアドア８
の所定位置を把持して180°旋回することにより、
引出台２４に移送され、また、引出台２４に載置
されたフロントドア５及び７はそのままの状態と
されて、フロントドア５を車体２Ａにセツトする
際、又は、フロントドア７及びリアドア８を車体
２Ｂにセツトする際の、ロボツト１２に対する各
ドア５，７及び８の位置決めが位置決め機構２６
により行われる。

即ち、位置決め機構２６のシリンダ２８が作動
すると、第６図及び第７図に示される如く、ピス
トンロツド２９が引き込まれて、ドア５，７又は
８に取付けられているヒンジ部６のテーパピン１
６と位置決めプレート３３の位置決め孔３３ａが
係合する。このとき、ドア５，７又は８がロボツ
ト１２に対して位置ずれしている場合には、ドア
５，７又は８が引出台２４上を図のＴ方向に滑動
して正しい位置に移動せしめられる。

このようにドア５，７又は８が正しい位置に位
置決めされた状態で、ロボツト１２がドア５，７
又は８を把持して持ち上げ、これと同時に台車１
０がドアセツト位置まで移動して、ドア５，７又
は８を第２図に示される状態から車体２Ａ又は２
Ｂのドア取付部（フロントピラー又はリアピラ
ー）に近接せしめ、しかる後、アーム１９、リス
ト１３及びハンド１７を所定角度だけ、前述した
如くの補正された動作軌跡データ等に従つて回転
もしくは旋回して、ドア５，７又は８を車体２Ａ
又は２Ｂのドア取付部への取付姿勢にして車体２
Ａ又は２Ｂに押し付ける。このとき、ドア５，７
又は８が位置決め機構２６によつてそのロボツト
１２に対する相対位置が修正され、かつ、車体実
測装置３８により得られる検出信号IS₁〜IS₅にも
とずいてロボツト１２の動作軌跡データ、即ち、
動作経路が実際の車体位置に対応するように補正
されているので、ドア５，７又は８とドア取付ス
テーシヨンST_Dに停止された車体２Ａ又は２Ｂの
ドア取付部とが位置ずれを生じることなく一致
し、ドア５，７又は８の車体２Ａ又は２Ｂへのセ
ツトがスムーズに行われる。これにより、ドア
５，７又は８を車体２Ａ又は２Ｂの取付部にセツ
トした後に続く、ドア５，７又は８を車体２Ａ又
は２Ｂに固定するための作業が支障なく行え、し
かも、ドア５，７又は８の車体２Ａ又は２Ｂへの
取付けを正確かつ確実に行うことができる。

なお、上述の例においては、位置決め機構２６
が台車１０上に設けられた引出台２４に付設され
ているが、本発明に係る自動車のドア取付装置は
必ずしもこのような構成をとる必要がなく、例え
ば、第１図において２点鎖線で示される如く、位
置決め機構２６に代えて位置決め機構２６′を台
車１０が移動する領域の近傍に配置して、ロボツ
ト１２によりパレツト２０から取り出したドア
５，７又は８をこの位置決め機構２６′に載置し
てドア５，７又は８の位置決めをなすようにして
もよい。

（発明の効果） 以上の説明から明らかな如く、本発明に係る自
動車のドア取付装置によれば、車体組立ラインの
ドア取付ステーシヨンに搬送されて停止した車体
の種別及び／又は取付箇所に応じて、それに適合
するドアが複数のパレツトからロボツトにより選
択的に取り出され、この取り出されたドアが位置
決め機構によつて位置決めされた後、ロボツトに
より把持されて車体にセツトされるようになされ
ているので、ドアのロボツトに対する位置が適正
なものとされ、ロボツトのドア把持位置を常時適
正な位置に一定させることが可能となり、これに
より、ドアを車体にセツトする際に生じるドアの
車体に対する位置ずれを低減せしめることができ
る。この結果、ドアを車体にセツトした後に続
く、ドアを車体に固定するための作業が円滑に行
われることになり、ドアの車体への取付が正確、
かつ、確実なものとなる。

また、本発明に係る自動車のドア取付装置によ
れば、このようにドアの車体への取付に際しての
正確な位置合わせがロボツトにより自動的に行わ
れるので、従来、ドアを車体にセツトする際に必
要であつた、作業者によるドアの車体に対する位
置の修正が不要となり、自動車の車体組立ライン
全体における自動化あるいは省力化を促進させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自動車のドア取付装置の
一例の要部の構成を示す概略平面図、第２図〜第
９図は第１図に示された例の各部の構成を示し、
かつ、その動作説明に供される部分詳細図、第１
０図は第１図に示された例の構成の説明に供され
るブロツク図である。 図中、１は車体組立ライン、２Ａ及び２Ｂは車
体、３はフロアーコンベア、５及び７はフロント
ドア、８はリアドア、１０は台車、１２はロボツ
ト、１７はハンド、１８はフツク、２０はパレツ
ト、２４及び２５は引出台、２６は位置決め機
構、３８は車体実測装置、４０Ａ及び４０Ｂは車
体位置検出部、６０はコントロールユニツト、
ST_Dはドア取付ステーシヨンである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 車体組立ラインに沿う方向に移動する台車に
   搭載され、予め定められた動作経路に従つて作動
   するようにされたロボツトと、上記台車の移動方
   向に沿つて順次配列され、複数種のドアを夫々区
   分けして収納する複数のパレツトと、該複数のパ
   レツトのいずれかから上記ロボツトにより取り出
   されたドアが載置され、載置されたドアの上記ロ
   ボツトに対する位置決めを行う位置決め機構とを
   具備して成り、上記ロボツトが上記パレツトから
   上記車体組立ラインのドア取付ステーシヨンに搬
   送される車体の種別及び／又は取付箇所に応じた
   ドアを選択的に取り出し、取り出されたドアが位
   置決め機構によつて位置決めされた後、上記ロボ
   ツトが位置決めされたドアを把持して上記車体に
   セツトするようにされたことを特徴とする自動車
   のドア取付装置。