JPH075102B2 - 自動車のドア取付け装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車のドア取付け装置に関し、更に詳細に
は、車体組立ラインのドア取付ステーションに搬送され
た車体の種別及び／又は取付箇所に応じて、複数のパレ
ッ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
動的にセットするドアセット用ロボットを備えた自動車
のドア取付け装置に関する。

（従来の技術） 従来、上記したような方法で車体組立ラインの取付ステ
ーションにおいて車体にドアを自動的に取付けるに際し
ては、例えば特公昭57-48334号公報に記載されているよ
うに、ドアセット用ロボットあるいはドアセット装置自
体が所定のパレットまでドアを受取りに行き、再びドア
セット位置まで戻って、あるいは車体と同時進行を行な
いつつ、ドアを車体にセットし、固定していた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記したようにドアセット用ロボット自
体がドアを所定のパレットまで受取りに行く形式のもの
においては、車体が位置するドアセット位置と、パレッ
トの間のストローク中、ロボットはならも作業ができ
ず、作業能率が悪いという問題点があった。この問題点
は４ドアの自動車の場合に特に顕著である。

そこで本発明は、上記問題点に鑑み、作業能率の良好な
自動車のドア取付け装置を提供することを目的とするも
のである。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の自動車のドア取付
け装置は、車体組立ラインのドア取付けステーションの
所定位置に配置されたドア取付け用ロボットと、上記車
体組立ラインに沿い上記ロボットの車体搬送方向前後に
少なくとも１台づつ配置されると共に複数種のドアをそ
れぞれ区分して収納するパレットと、上記ロボットを挟
んで車体搬送方向前後に配置されると共に上記パレット
のいずれかからドアを取り出すドア取出し手段と、この
ドア取出し手段により取り出されたドアを上記ドア取付
け用ロボットによるドア把持位置まで車体組立ラインに
沿って搬送する一対のドア搬送手段と、このドア搬送手
段によってドア把持位置に搬送されたドアを上記ロボッ
トの把持位置に位置決めする一対の位置決め手段と、こ
の位置決め手段により位置決めされたドアを上記ドア取
付け用ロボットが把持し車体に取り付けるように制御す
る第１の制御手段と、この第１の制御手段による上記ド
ア取付け用ロボットのドア取付け作業中又はその前に、
上記ドア取出し手段が上記パレットから次に取り付ける
べきドアを取り出し、この取り出されたドアをドア搬送
手段が上記ドア把持位置まで搬送し、さらにこの搬送さ
れたドアを上記位置決め手段が上記位置決めを行うよう
に制御する第２の制御手段と、を有することを特徴とし
ている。

（発明の作用・効果） このように構成された本発明の自動車のドア取付け装置
においては、ドアの取付けを行うドア取付け用ロボット
とは別にドア取出し手段、ドア搬送手段及び位置決め手
段を設け、さらに、第１の制御手段により位置決めされ
たドアをドア取付け用ロボットが把持し車体に取り付け
るように制御すると共に、第２の制御手段により、第１
の制御手段によるドア取付け作業中又はその前に、ドア
取出し手段がパレットから次に取り付けるべきドアを取
り出し、この取り出されたドアをドア搬送手段がドア把
持位置まで搬送し、さらにこの搬送されたドアを位置決
め手段が位置決めを行うように制御している。この結
果、ドア取付け用ロボットがドアを車体に取付けたとき
には、次に取付けるべきドアがすでにドア把持位置に位
置決めされている。このため、ドア取付け用ロボットは
すぐに次に取付けるドアを把持し、取付け作業に移るこ
とができる。従って、車体組立ラインにおいて車体にド
アを取り付ける際の作業能率が大幅に向上する。更に本
発明においては、ロボットの前後に設けた位置決め手段
により、ドアがロボットに受取られる前に、最終的に位
置決めがされるので、ロボットはより正確な位置にドア
を保持でき、ドアの取付け精度が向上する。

（実施例） 以下、添付図面を参照しつつ本発明の好ましい実施例に
よる自動車のドア取付け装置について説明する。

第１図は本発明に係る自動車のドア取付け装置の一例の
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。な
お、第１図においては、ドア取付ステーションの片側の
みを示している。

第１図において、符号１は混流ライン等とされる車体組
立ラインであって、この車体組立ライン１には、ドア取
付ステーションSTを含む複数のステーションが互いに所
定距離だけ隔離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２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
って、例えば、その日の生産計画に応じて定められた搬
送順をもって、順次各ステーショ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２は、ドア取付ステーションSTにおいて、
左右両側のフロントドアおよびリヤドア５が取付けられ
るようにされている。これらのドア５の各々には、第６
図および第７図に示したように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、このヒンジ部６にはテ
ーパピン16が突設されている。

ドア取付ステーションSTの側部には、架台10上に載置さ
れたドアセット用のロボット12が設けられている。この
ロボット12は、例えば、ティーチングプレイバック式の
多関節型ロボットであって、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
14a、14b及び14cが取り付けられた３基のシリンダ14A、
14B及び14Cと、先端に弾性パッド15a、15bが固着された
受け部材15A、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。ロボット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、架台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って運動
する。即ち、第２図に示される如く、例えば、Ｖ方向30
0°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。従って、ハンド17の目的位
置、即ち、ロボット12の動作量は、Ｖ、Ｗ、Ｕ、α、β
及びγの各方向の動作回転各を示す６つのパラメータに
よって決定される。そして、その動作経路、即ち、動作
軌跡データ等がティーチング操作盤により教示され、そ
の教示内容がコントールユニット60のメモリに記憶され
ている。従って、コントロールユニット60（第１及び第
２の制御手段）からロボット12にその動作量をあらわす
上述の６つのパラメータの夫々を規定する後述する制御
信号OCpが供給されると、ロボット12は教示内容に従っ
て、換言すれば、予め定められた動作経路に従って各ド
ア５の車体へのセットに必要な動作を行う。

また、ドア取付ステーションSTには、後に説明する目的
のため、第１図に示したように上記架台10から前後方向
にライン１に沿ってレール９が設けられており、このレ
ール９の側方には種類の異なるドア５を各々所定間隔を
おいて並列的に載置して収納する４つのパレット20a、2
0b、20c、20dがロボット12の前後の定位置に係止されて
配列されている。このパレットの数はこの４つの他、３
つ等であってもよい。これらパレットの夫々は、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って形成されて、各
ドア５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。

上記パレット20a、20b、20c、20dのいずれかから１つの
ドア５を引出すため、上記架台10の前後のレール９上に
は、該レール９上を移動できる引出台24、25がそれぞれ
設けられている。この引出台24、25は、それぞれドア５
をパレットから取出す取出し装置（ドア取出し手段）と
して作用する他、該ドア５を取出した位置から上記ロボ
ット12によるドアの把持位置７、８まで搬送するドア搬
送装置（ドア搬送手段）としても作用する。なお、この
引出台24、25の構造は、パレットから所定のドアを取出
せる構造のものであるならばいずれの構造のものであっ
てもよく、例えば第４図に示すようにシリンダ24a作動
の磁石24b等の吸着手段を持つアーム24c等を備えたもの
とすることができる。

上記架台10上であって上記ロボット12の前後の上記ドア
の把持位置７、８には、それぞれドア位置決め装置（ド
ア位置決め手段）26、27が取付けられている。このドア
位置決め装置26、27は、上記ドア５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等を備え、ロ
ボット12の把持位置７、８における各ドアの位置決めを
なすようにされている。このドア位置決め装置26、27は
例えば次にように構成される。すなわち、この位置決め
装置26は、第６図及び第７図に示されているように、基
板26aに固定されたシリンダ26bと、支持部材30のガイド
バー31に案内されて、シリンダ26bのピストン26cによっ
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、ロボット12の把持位置に対する各ドア５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に当接する基準パッドで、基板26aに固定されて
いる。上記取出し装置、ドア搬送装置、ドア位置決め装
置は、図示しないコントロールユニット（制御手段）に
よって制御される。

上述の構成において、車体２がドア取付ステーションST
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２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、ドア５と車体２のドア取付部に
対する位置ずれが生じ、ドア５を車体２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
取付ステーションSTで停止した車体２の左右両側から車
体２の位置を計測する車体実測装置38がドア取付ステー
ションST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
っ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40
A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２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２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２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、ドア取付ステーション
STにおける車体２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２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２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２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２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２に対
する当接状態を維持する。そして、車体２のＰ方向の傾
斜量Δθｐ及びＱ方向の傾斜量Δθｑが、車体２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
ールユニット60に入力され、コントロールユニット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
ボット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２の位置をあらわす動作軌跡データ等にもとずいて
ロボット12に制御信号OCpを供給する。これによって、
ロボット12が予め定められた動作経路に従って動作し、
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ット60にフィードバックされ
る。

上述の如くに構成された本例においては、車体２に夫々
適合する各ドア５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って
予め定められた順序でドア取付ステーションSTに搬入さ
れるが、このドア取付ステーションSTに車体２が搬送さ
れて停止すると、まず、停止した車体２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、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２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ット60に供給さ
れるとともに、位置センサ44及び45が車体22B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
トロールユニット60に供給される。これらの検出信号IS
₁〜IS₅によって、コントロールユニット60は実際の車体
２の位置を演算してメモリに記憶されているロボット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２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、ドア５の車体２への取付工程が開始される。この取
付工程では、まず、適合するドア５を取り出すべく引出
台24または25が移動し、そしてパレット20a、20b、20
c、20dのいずれかのパレット内に収納されている最後尾
のドア５の真横に位置する位置にて停止する。

次に、この引出台24または25のドア取出機構が作動して
ドア５を取り出し、所定状態で保持してロボット12のド
ア把持位置７、８にあるドア位置決め装置26、27まで搬
送する。このドア位置決め装置26、27は、この搬送され
て来たドア５を所定の状態で位置決めする。

この後、ロボット12が作動して、アーム19を90度旋回さ
せ、そのハンド17のシリンダ14A、14Bおよび14Cを作動
させて吸着部14a、14b、14cを突出させ、ドア５の所定
位置を把持し、上記とは逆の方向にアーム19を90度旋回
させ、第２図に示すドアセット位置となる。次にロボッ
ト12は、ドア５を第２図に示される状態から車体２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
に従って回転もしくは旋回して、ドア５を車体２のドア
取付部への取付姿勢にして車体２に押し付ける。このと
き、ドア５が位置決め装置26、27によってそのロボット
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にもとずいてロボット
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とドア取
付ステーションSTに停止された車体２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の車体２への
セットがスムーズに行われる。

このようにロボット12によりドア５を車体２の所定の取
付位置へセットした後、架台10上に設けられたマルチプ
ルナットランナ28、29によりドア５を車体２の所定の位
置に取り付けるが、この取付作業中あるいはその前に、
該取付けられているドア５がフロントドアの場合にはリ
アドアを引出台24または25によりパレットから取り出
し、ドア位置決め装置26または27に配置しておく。この
ようにすることによって、ロボット12はフロントドアを
取り付けた後、アーム19を単に90度旋回させただけで次
のリヤドアを把持して、セット作業および取付け作業に
移ることができ、極めて能率的である。

更に、上記４つのパレット20a、20b、20c、20dには、前
側のパレット20a、20bにフロント側のドア５が、後側の
パレット20c、20dにリヤ側のドア５がそれぞれ収容され
ている。すなわち、この前側と後側パレット20a、20bお
よび20c、20dは、予め設定されたドア取付け順序に対
し、前側の引出台24と後側の引出台25が交互に取り付け
るべきドア５をドア位置決め装置26、27に搬送し得るよ
うに配置されている。例えば、４（５）ドア車および２
（３）ドア車混流ラインにおけるパレットの配置は、パ
レット20aを２（３）ドア車ドアパレットとし、パレッ
ト20bを４（５）ドア車フロントドアパレットとし、20c
を２（３）ドア車ドアパレットとし、パレット20dを４
（５）ドア車ドアパレットとし、ドアを前後のパレット
から交互に取るようにする。また、ロボット12の前後に
３つずつのパレットを配置することもできる。この場合
には、各側に２（３）ドア車ドアパレット、４（５）ド
ア車フロントドアパレット、４（５）ドア車ドアパレッ
トそれぞれ配置するようにすればよい。なお、上記パレ
ットのロボット12に対しての位置等は、上記の他可能な
範囲で自由に配置することができる。これによって、ロ
ボット12の待機時間が少なくなり、更に能率的にドア取
付け作業を行なうことができる。

【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け装置の一例の
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10図は第１図に示された例の
構成の説明に供されるブロック図である。 １……車体組立ライン、２……車体、３……フロアコン
ベア、５……ドア、９……レール、12……ロボット、20
a、20b、20c、20d……パレット、24、25……引出台、2
6、27……ドア位置決め装置、60……コントロールユニ
ット、ST……ドア取付ステーション。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車体組立ラインのドア取付けステーション
   の所定位置に配置されたドア取付け用ロボットと、 上記車体組立ラインに沿い上記ロボットの車体搬送方向
   前後に少なくとも１台づつ配置されると共に複数種のド
   アをそれぞれ区分して収納するパレットと、 上記ロボットを挟んで車体搬送方向前後に配置されると
   共に上記パレットのいずれかからドアを取り出すドア取
   出し手段と、 このドア取出し手段により取り出されたドアを上記ドア
   取付け用ロボットによるドア把持位置まで車体組立ライ
   ンに沿って搬送する一対のドア搬送手段と、 このドア搬送手段によってドア把持位置に搬送されたド
   アを上記ロボットの把持位置に位置決めする一対の位置
   決め手段と、 この位置決め手段により位置決めされたドアを上記ドア
   取付け用ロボットが把持し車体に取り付けるように制御
   する第１の制御手段と、 この第１の制御手段による上記ドア取付け用ロボットの
   ドア取付け作業中又はその前に、上記ドア取出し手段が
   上記パレットから次に取り付けるべきドアを取り出し、
   この取り出されたドアをドア搬送手段が上記ドア把持位
   置まで搬送し、さらにこの搬送されたドアを上記位置決
   め手段が上記位置決めを行うように制御する第２の制御
   手段と、 を有することを特徴とする自動車のドア取付装置。