JPH0811334B2 - 位置探索装置 - Google Patents

位置探索装置

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JPH0811334B2
JPH0811334B2 JP3124588A JP12458891A JPH0811334B2 JP H0811334 B2 JPH0811334 B2 JP H0811334B2 JP 3124588 A JP3124588 A JP 3124588A JP 12458891 A JP12458891 A JP 12458891A JP H0811334 B2 JPH0811334 B2 JP H0811334B2
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アーネスト・アルフレッド・ダーシィ，ジュニア
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ウテイカ・エンタプライゼス・インコーポレーテッド
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、物体上の１つまたは複
数の基準点に対する位置を定める装置に関するものであ
る。特に本発明は、自動車の車体などの部材上の目標と
相互作用して、目標位置の変動を吸収できるようにした
装置に関するものである。装置は目標と相互作用した
後、それの位置が固定されて、自動車の車体上の目標位
置に作業を実施できるようになっている。
【０００２】
【従来の技術】寸法的な変動がある物体からデータ位置
を定める装置が、1989年３月21日付けの「許容範囲内で
の寸法的変動がある物体からデータ基準を定める方法及
び装置」と題するアーネストＡ．デイシー・ジュニア(E
rnest A. Dacey,Jr)の米国特許第4,813,125号に記載
されている。上記特許の装置は、組み立てラインに隣接
した床にしっかり取り付けるための固定ベース構造体を
備えている。移送台が、固定ベース構造体に対して水平
方向に移動できるように、固定ベース構造体に移動可能
に取り付けられている。支持構造アセンブリが移送台に
取り付けられている。このアセンブリは、移送台の移動
方向に直交する水平方向に移動可能である。垂直スライ
ドアセンブリが、垂直方向に移動可能に支持構造アセン
ブリに取り付けられている。流体作動式位置決め部材が
装置に取り付けられて、複数のプローブを使用して正確
な位置が得られた後に水平方向及び垂直方向の移動を固
定できるようになっている。装置の各移動軸の固定は、
１対の向き合った流体駆動式アクチュエータの作用によ
って実施される。従って、３つの移動軸を固定するため
には６つのアクチュエータが必要である。
【０００３】1987年５月20日付けのオオタキケイザブロ
ウ他の米国特許第4,589,199号には、車体ドアを組み付
けるための装置が記載されている。この特許は、未完成
車体構造などの自動車部品を収容した自動車組み立てラ
インに隣接配置された移動台上に支持されたセットジク
を開示している。米国特許第4,589,199号に開示されて
いる装置は、車体枠構造体上に定められた所定の取り付
け点に自動車ドアアセンブリを取り付けるためのもので
ある。ジグは、車体枠構造体に沿って前後に移動でき
る。ジグの移動は、車体の幅、長さ及び高さ方向に移動
できる３次元直角座標形のロボット機構によってさらに
向上される。ロボット機構は、車体の長さ方向に移動で
きる第１フレームを備えた移動台上に設けられている。
第２可動フレームが第１フレームに取り付けられてお
り、車体の幅方向に移動可能である。第３可動フレーム
が第２フレームに取り付けられており、車体の高さ方向
に移動可能である。
【０００４】ロボット機構は、ドアアセンブリを支持し
て、それを車体上の適当な組み付け位置へ移動させるこ
ともできる。車体上のドア取り付け点の位置の変動を補
正するため、プローブを車体上のドア取り付け点と係合
するように移動させる。所定位置に比較してドア取り付
け点の位置がずれていることをプローブが検出した場
合、そのずれが電気手段を介してロボット機構に伝達さ
れて、それがドアを取り付け位置へ移動させる時に補正
できるようになっている。
【０００５】このため、上記装置はドアを組み付ける時
に車体のずれを考慮に入れることができるが、正常な取
り付け点からのずれを最初に確認しておかなければなら
ないことがわかるであろう。次に、プローブを車体に係
脱するように移動させた後、ドアパネルを許容できる取
り付け位置へ搖動させるという実際の作業を実行するこ
とができる。また、プローブがずれをうまく計算してそ
のようなずれを装置の３軸位置決め部分へ伝達できるよ
うに、正常な基準点を組み立てライン、車体またはその
両者に定めなければならない。
【０００６】プログラマブルマニプレータが、1978年４
月25日付けのヨゼフＦ．エンジェルバーガ（Joseph F.
Engelberger）他の米国特許第4,086,522号に記載され
ている。この特許に記載されている装置は、車体枠構造
体の組み立て中の溶接を実施する際に使用される。この
マニプレータは、静止した加工物から得られる一連の静
的に教示された作業位置を記憶するためのメモリ保持能
力を備えた複雑な電気プログラムに依存している。そし
て、マニプレータ装置を移動中の車体組み立てライン上
で用いる時、コンピュータに記憶された情報が比較ベー
スとして使用される。
【０００７】上記特許に記載されているマニプレータ装
置は、内部に保持されているメモリプログラムに従って
移動を行うため、マニプレータアームによって保持され
ている工具の位置を正確に制御することは困難である。
車体に変動があることは事実であり、車体寸法が予め記
録されているずれの範囲外にある時、移動中の搬送ライ
ン上での作業を再開できるようにマニプレータ装置のメ
モリをプログラムし直すために時間を掛けなければなら
ない。メモリバンクをプログラムし直している間は搬送
ラインを停止させなければならないので、そのような再
校正にはコストと時間が掛かる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる目的
は、組み立てを行っている物体上の比較的不正確に位置
した基準位置をつきとめる新規な装置を提供することで
ある。本発明の別の目的は、基準位置を空間的につきと
めると共に、物体に対しての、つきとめた基準位置に基
づく加工などの作業を行うことができる、構造及び操作
が簡単である新規な改良装置を提供することである。本
発明のさらなる目的は、従来装置よりも部品の数が少な
く、使用寿命が長く、さらに修理及び保守管理が容易で
ある装置を提供することである。本発明のさらに別の目
的は、車体部品と相互作用して、それについてある基準
位置を選択して、車体に対して作業を実施しながら基準
位置を定めて維持することができる装置を提供すること
である。本発明の別の目的は、加工物に対する接近動作
のような移動動作の少なくとも一部分の動作を、１つま
たは複数の流体駆動手段を用いて実施するようにした装
置を提供することである。本発明のさらなる目的は、基
準位置を定めるための３軸方向の移動が自由でありなが
ら、比較的安全に組み立てライン環境に組み込むことが
できる装置を提供することである。本発明のさらに別の
目的は、基準位置をつきとめた後、少なくとも１つの組
み込んだ工具を、位置決めされた即ちつきとめた基準位
置に対応して作業を実施するに十分な時間だけ所定位置
に保持し、当該工具を作業後に後退させられる装置を提
供することである。本発明の別の目的は、工具アセンブ
リを連結するためのソケットまたはくぼみを設けた装置
を提供することである。本発明のさらなる目的は、装置
の一部の複数方向への移動を固定するために１つの流体
駆動アクチュエータを用いることである。本発明のさら
なる目的は、少なくとも１つの移動平面上での装置の移
動を制御するために２つの流体駆動アクチュエータを直
列に連結して用いることである。本発明のさらなる目的
は、物体上の目標基準位置と相互作用するように１つの
プローブを用いることによって、そのプローブに当接し
た物体の３平面上での移動を制御することである。本発
明のさらなる目的及び利点は、添付の図面を参照した以
下の説明から明らかになるであろう。図面を通して、同
一番号は同一部材を示している。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、許容範
囲内の寸法的誤差を含む物体の所定部分の位置をつきと
めて、当該位置を基準位置として定める機械装置が提供
される。機械装置は次に基準位置に対して固定され、そ
の後、物体の所定部分に対する作業が実施される。本発
明の装置は、自動車組み立てラインに隣接した床などに
しっかり固定するための固定ベース構造体を備えてい
る。移送台がベース構造体に対して移動可能であって、
固定ベース構造体に対して水平方向に移動できる。水平
スライドアセンブリが、移送台の移動方向に直交する水
平方向に移動できるように移送台に取り付けられてい
る。垂直スライドアセンブリが水平スライドアセンブリ
に移動可能に取り付けられて、垂直方向へ移動可能であ
る。流体作動式部材が移送台に取り付けられて、ベース
構造体に対する相対移動を固定できるようになってい
る。流体駆動式アクチュエータが垂直スライドアセンブ
リ上の支持構造体に取り付けられて、垂直スライドアセ
ンブリ及び水平スライドアセンブリを固定できるように
なっている。基準位置を定めるための予め定められた可
動基準表面を位置決めするため、少なくとも１つのプロ
ーブが装置に取り付けられている。
【００１０】本発明は、基準位置を定めた物体に対して
有効作業を実施できるように装置に取り付けられた少な
くとも１つの作業工具も含んでいる。また、本発明の概
念には、全体装置を車体に対して位置決めした後に全体
装置のソケットまたはくぼみ部分に連結できる別体の工
具アセンブリも含まれる。
【００１１】
【実施例の説明】図１は、本発明の好適な実施例の前面
及び側面を斜視図で示している。全体装置は12で示され
ている。全体装置12には、複数の直立支持脚16を含むベ
ース構造体14が設けられている。支持脚16の下端部には
支持パッド18が設けられている。安定して比較的固定し
た構造体を提供するため、支持パッド18は適当な構造の
留め具22で床20に固定されている。上プレート24が適当
な手段で支持脚16の上端部に取り付けられている。２本
のスライドレール26が互いに平行に設けられ、溶接また
はボルト28等の留め具で上プレート24の上表面に固定さ
れている。
【００１２】移送台30がベース構造体14の上プレート24
から間隔をおいた状態でその上に配置されている。移送
台30の底部には複数の支えパッド32が取り付けられてい
る。支えパッド32は、離して対にして並べられており、
各対の支えパッド32はスライドレール26と係合して相互
作用できるように配置されている。このため、移送台30
は上プレート24の平坦な上表面にほぼ平行である１次の
水平移動を行うことができることがわかる。この移送台
30の水平移動は、以下の説明では車両組み立てラインの
移動方向に直交する方向の水平移動と呼ぶ。
【００１３】移送台30の前縁部には、支持プレート34が
垂直方向に配置されている。支持プレート34は、側部プ
レート36によって移送台30にさらに安定的に固定されて
いる。側部プレート36は複数の留め具38によってしっか
り固定されている。支持プレート34には、１対のスライ
ドレール40が水平方向に配置されている。スライドレー
ル40は、支持プレート34の上下縁部の付近に配置されて
いる。
【００１４】水平スライドアセンブリ42が、移送台30の
支持プレート34に並列状に設けられている。水平スライ
ドアセンブリ42は、支持プレート34にほぼ平行な垂直に
配置された中間プレート44を有している。この中間プレ
ート44には、適当な留め具で２対の支えパッド46が固定
されている。支えパッド46はスライドレール40と相互作
用して、水平スライドアセンブリ42が移送台30の水平移
動に直交する水平方向に移動できるようにしている。１
対の垂直方向の平行スライドレール48が中間プレート44
の前表面に取り付けられている。
【００１５】垂直スライドアセンブリ50は、水平スライ
ドアセンブリ42の中間プレート44から間隔をおいて配置
されている。前プレート52が垂直スライドアセンブリ50
の主要部分を形成している。２対の支えパッド54が、垂
直スライドアセンブリ50の前プレート52の後表面に取り
付けられている。支えパッド54は、中間プレート44の前
表面に取り付けられているスライドレール48と滑り係合
状態で相互作用する。このため、垂直スライドアセンブ
リ50は、移送台30及び水平スライドアセンブリ42の水平
移動に直交する垂直方向に移動できることがわかるであ
ろう
【００１６】車両組み立てラインに面している前プレー
ト52には、車両組み立てライン上の車体枠に取り付けら
れるかその一部を構成している目標58と相互作用するプ
ローブ56が取り付けられている。目標58は、図１に点線
で示されている。プローブ56は単体として図１に示され
ているが、車体上の複数の目標または位置と相互作用で
きる２つ以上の別個のプローブまたはインジケータにす
ることもできる。前プレート52には、プローブ56に加え
て、車体枠の方へ前進させることができる１つまたは複
数の流体駆動式工具60も取り付けられている。
【００１７】工具60は、流体駆動式アクチュエータ62で
構成されており、アクチュエータ62の一部であるアクチ
ュエータロッドに流体または電気駆動式モータが取り付
けられている。流体駆動式アクチュエータ62は、流体を
オリフィス64へ導入することによってそれのアクチュエ
ータロッドを伸長させることができる。流体駆動式アク
チュエータ62のアクチュエータロッドは、流体をオリフ
ィス66へ導入することによって後退する。流体または電
気駆動式のモータ68が、上記アクチュエータロッドの前
端部に取り付けられている。モータ68は、電線70を介し
て電力が送られて、隣接の組み立てライン上の車体に対
してドリルビット72が有効作業を実施できるようにす
る。
【００１８】本発明の概念には、前プレート52に取り付
けられたソケットベース61を用いることも含まれる。ソ
ケットベース61にくぼみ63が設けられて、このくぼみ63
に位置合わせることができる別体の工具アセンブリ（図
示せず）の突出部分を収容するようになっている。別体
の工具アセンブリは、本発明の全体装置12及び付属のプ
ローブ56によって予め決定されている正確な位置におい
て車体に有効作業を実施することができる。
【００１９】図２は、本発明の作動部材の大部分を示し
ている本発明の一部破断した背面斜視図である。移送台
３０には、上記支えパッド３２を留め付けた床またはベ
ースプレート７４が設けられている。移送台３０全体
は、全体装置１２の前端部に隣接している車両組み立て
ラインに対して接近および離れる方向にスライドレール
２６に沿って移動する。流体駆動式アクチュエータ７５
がベースプレート７４の下方に設けられて、上プレート
２４に取り付けられている。以下に詳細に説明するよう
に、移送台３０の線形移動の大部分は流体駆動式アクチ
ュエータ７５によるものである。支持プレート３４は、
ベースプレート７４の前縁部に直立状態で取り付けられ
ており、大きい矩形のウインドウすなわち開口７６と、
それよりも小さい２つの孔すなわち開口７８及び８０を
備えている。支持プレート３４の背面にはウインドウす
なわち開口７６の各側部に隣接した位置に複数の支持ブ
ロック８２が取り付けられている。支持ブロック８２
は、支持プレート３４にボルト８４をねじ込んで固定さ
れている。一方の対の支持ブロック８２は垂直方向に並
び、他方の対の支持ブロックは水平方向に並んでいる。
クランププレート８６には４本の片持ち式の脚８８が設
けられており、その各々は支持ブロック８２に取り付け
られている。このため、クランププレート８６は支持プ
レート３４に平行状態でしっかり取り付けられている。
クランププレート８６の目的及び機能については詳細に
後述する。支持プレート３４の開口７８は、流体アクチ
ュエータ９０の一部の出入口になっている。流体アクチ
ュエータ９０は開口７８をまたぐように設けられて、支
持プレート３４の背面にボルト９２で取り付けられてい
る。流体アクチュエータ９０内の流体アクチュエータロ
ッドを伸長させるための流体管９３と、アクチュエータ
ロっドを後退させるための流体管９５とが流体アクチュ
エータ９０の構造内に設けられている。
【００２０】流体駆動式アクチュエータ94が、フランジ
96及び対応のボルト98によってベースプレート74の上表
面に取り付けられている。アクチュエータ94のアクチュ
エータロッドは、ベースプレート74のオリフィスを通っ
て伸長する。アクチュエータ94は、流入及び流出流体管
100及び102によって制御される。アクチュエータ94の全
体的目的及び機能については詳細に後述する。
【００２１】水平スライドアセンブリ42の一部分である
中間プレート44は、支持プレート34の前方に配置され
て、移送台30の水平移動に直交する方向に水平移動可能
である。支持プレート34の開口80は、開口に挿通された
流体アクチュエータ104及び重さ補正支持アーム106に対
して十分な隙間を確保できる大きい幅になっている。ア
クチュエータ104及び支持アーム106は共に中間プレート
44に留め付けられている。このため、アクチュエータ10
4及び支持アーム106が開口80の垂直側部にまったく接触
しないようにして、中間プレート44を水平方向に移動さ
せることができる。中間プレート44の中央部分に大きい
孔すなわち開口108が設けられている。ウインドウ108の
目的については後述する。
【００２２】垂直スライドアセンブリ50は、水平スライ
ドアセンブリ42の前方に配置されている。垂直スライド
アセンブリ50の前プレート52の中央部には、堅固な補強
構造体110がしっかり固着されている。補強構造体110
は、十文字になるように互いに取り付けられた２つのば
ち形のバー部材112及び114で構成されている。連結支柱
116がバー部材112及び114の各アームの端部付近に取り
付けられている。連結支柱116は、バー部材112及び114
の軸方向平面に直交する方向に設けられている。
【００２３】また、連結支柱116は、それぞれのプレー
ト34及び44のウインドウ76及び108を貫通している。連
結支柱116は、バー120及び122で構成された第２ばち形
十文字補強構造体118に取り付けられている。連結支柱1
16は、ボルト124でバー120及び122に固着されている。
バー122の１本の細長アーム126は、バー120及び122の残
りのアームよりも長くなっている。細長アーム126の端
部128は、流体アクチュエータ134のアクチュエータロッ
ド132に取り付けられたクレビス130に連結している。ア
クチュエータ134は、支持アーム106の端部に取り付ける
ことによって直立状態で支持されている。アクチュエー
タ134は、空気などの流体で駆動することが好ましい。
アクチュエータ134には、必要に応じて流体を流出入さ
せる流体入口136が設けられている。アクチュエータに
はさらに、可撓管140を介してサージタンク142に連結さ
れた下側流体入口138が設けられている。サージタンク1
42はベースプレート74に固着されており、接近が容易な
流体入口／チェック弁144が設けられている。流体駆動
式アクチュエータ123がバー120と122との交差部分にボ
ルト125で取り付けられている。サージタンク142及び流
体駆動式アクチュエータ123の目的については後述す
る。
【００２４】図３は、図２の３ー３線に沿った一部破断
された立面図であり、移送台30を移動させるための動力
源を示している。アクチュエータ75が、ボルト145で上
プレート24の上表面に固着されている。アクチュエータ
75のアクチュエータアーム146が移送台30の移動方向に
延在している。アクチュエータアーム146の端部148に
は、両端部にネジ部分を設けた連結ロッド150を受け取
るネジ付き内孔が設けられている。小型の流体アクチュ
エータ152が、ボルト154等の留め具でベースプレート74
の下表面に取り付けられている。小型の流体アクチュエ
ータ152のアクチュエータアーム156の端部158にも、ネ
ジ付き内孔が設けられている。連結ロッド150は、アク
チュエータアーム156の端部158のネジ付き内孔にもねじ
込まれている。このため、流体アクチュエータ75及び15
2は互いに軸方向に整合しており、それぞれのアクチュ
エータアーム146及び156の端部148及び158も軸方向に整
合している。上記のようにアクチュエータ75及び152を
連結することによって、アクチュエータ75が移送台30の
高速移動を制御できる一方、小型アクチュエータ152に
よって移送台30の位置の微調整を制御することができる
ようになる。
【００２５】図４は、図２の４ー４線に沿った一部破断
された立面図であり、移送台30の位置を固定するための
固定方法を示している。１対の支持ブロック160及び162
がボルト164等の留め具で上プレート24の上表面に固着
されている。支持ブロック160及び162は、移送台30の移
動方向に整合している。クランプバー166が、支持ブロ
ック160及び162間に水平方向に懸架されるようにしてそ
れらに取り付けられている。クランプバー166は、ボル
ト168で支持ブロック160及び162の上表面に取り付けら
れている。
【００２６】図５は、図４の５ー５線に沿った一部破断
された立面図であり、流体アクチュエータ94とクランプ
バー166との間の相互連結を示している。２本の支柱170
及び172がアクチュエータ取り付けフランジ96の下表面
に取り付けられている。支柱170及び172は互いに離設さ
れて、その間にクランプバー166を接触することなく挟
むことができるようになっている。クロスバー174及び
クランプパッド176が支柱170及び172間にまたがって設
けられている。クランプパッド176、クロスバー174及び
支柱170及び172は、それらを貫通してアクチュエータ94
のフランジにねじ込まれるボルト178によって位置がし
っかり固定されている。アクチュエータ94のアクチュエ
ータロッド180は、その配置から行程が非常に短く、従
ってその端部182はクランプバー166の上表面に非常に近
接した位置にある。アクチュエータロッド180の端部182
とクランプバー166の上表面との間の隙間は0.005インチ
である。クランプバー166の下表面とクランプパッド176
との間の隙間も約0.005インチである。クランプバー166
の素材を選択する際には、アルミニウム等のヤング係数
が比較的低い素材を選択することが望ましい。アルミニ
ウムは、ひずみの点から望ましいだけでなく、クランプ
バー166がアルミニウムのクランプパッド176と相互作用
した時に発生できる摩擦係数が高い点からも望ましい。
アルミニウムはクランプバー166及びクランプパッド176
に好ましい素材であるが、その他の素材を用いても、全
体装置12を許容できる状態で機能させることができるこ
とは理解されたい。図示されていないが、アクチュエー
タロッド180の端部182にアルミニウムパッドを取り付け
れば、さらなる摩擦を発生させることができる。
【００２７】図６は、水平スライドアセンブリ42及びそ
れに取り付けられた部材の背面から見た斜視図である。
中間プレート44が斜視図で示されており、その中央付近
に大きいウインドウ76が設けられている。支えパッド46
が、中間プレート44の上下縁部付近に軸方向に整合した
対にして配置されている。図１及び２に示されているよ
うに、支えパッドは、支持プレート34の前面に固着され
た水平方向のスライドレール40と相互作用する。図２に
示されているように流体アクチュエータ134の下端部に
取り付けられる支持アーム106は、ボルト184で中間プレ
ート44の背面に取り付けられている。このため、支持ア
ーム106は中間プレート44から片持ち式に延出している
ことがわかるであろう。支持アーム106は、支持プレー
ト34の開口80を、それに接触することなく貫通してい
る。図２に示されているように、支持プレート34の開口
80は幅が十分にあるので、支持アーム106は、支持プレ
ート34の開口80の縁部に接触することなく、中間プレー
ト44と共に水平方向に移動することができる。アクチュ
エータ104は、支持アーム106に隣接配置されており、そ
のフランジ186がボルト188で中間プレート44に固着され
ている。中間プレート44の表面から片持ち式に延出して
いるアクチュエータ104は、支持プレート34の開口80も
貫通している。開口80は、水平スライドアセンブリ42が
水平面上を移動する時にも接触することなくアクチュエ
ータ104を収容できる十分な幅になっている。アクチュ
エータ104は、流体入口196及び出口198によって制御さ
れる。開口190が中間プレート44に設けられている。開
口190は、アクチュエータ104の長手方向軸と軸方向に整
合している。この開口190は、アクチュエータロッド192
及びＵリンク連結のカムローラ194を自在に通過させる
ことができる十分な大きさになっている。Ｕリンク連結
のカムローラ194に関連した相互作用構造が図７に示さ
れている。１対の向き合ったカムブロック200及び202
が、中間プレート44の表面に取り付けられている。カム
ブロック200及び202は水平方向に整合しており、カム表
面間の開先角度は約120゜である。カムブロック200及び
202の機能及び相互作用については後述する。
【００２８】図７は、図６の７ー７線に沿った一部破断
された平面図であり、水平スライドアセンブリ42に関連
したセンタリング機構が示されている。図示のように、
カムブロック200及び202はボルト204で中間プレート44
に取り付けられている。やはり図２に示されている流体
アクチュエータ90は、ボルト206で支持プレート34の背
面に固着されている。アクチュエータロッド208及びＵ
リンク連結のカムローラ210が、支持プレート34の開口7
8に挿通されている。中間プレート44が水平方向に移動
すると、カムローラ210がカムブロック200または202の
いずれかの傾斜カム表面に沿って前進するのに伴って、
アクチュエータロッド208がアクチュエータ90内へ押し
込まれる。水平スライドアセンブリ42を最初の中立ゼロ
位置へ戻したい時には、アクチュエータ90のアクチュエ
ータロッド208を伸長させて、カムローラ210が中間プレ
ート44に水平力を加えるようにすることによって、水平
スライドアセンブリ42をそれのゼロ位置へ戻す。
【００２９】図８は、垂直スライドアセンブリ50及びそ
れに取り付けられた部品の背面の斜視図である。斜視図
で示されている前プレート52には、ボルト212でバー部
材112及び114が取り付けられている。１対のカムブロッ
ク214及び216が垂直方向に整合させて留め具（図示せ
ず）で前プレート52の表面に取り付けられている。カム
ブロック214及び216は、中間プレート44の開口190と水
平方向に整合している。このため、図６に示されている
ように、流体アクチュエータ104のＵリンク連結のカム
ローラ194が開口190から突出しており、Ｕリンク連結の
カムローラ194はカムブロック214及び216のカム表面と
相互作用する。Ｕリンク連結のカムローラの相互作用
は、図７に関連して説明した機構と同一である。このた
め、垂直スライドアセンブリ50がそれの中立ゼロ位置か
ら移動した位置にある時、アクチュエータロッド192を
伸長させてＵリンク連結のカムローラ194をカムブロッ
ク214及び216のカム表面の中心に向かって移動させるこ
とによって、それをゼロ位置へ戻すことができる。前述
したように、バー部材112及び114は前プレート52に剛性
を与えることができる。クランプアンビル218が、バー
部材112及び114の交差部分に取り付けられている。クラ
ンプアンビル218は、留め具（図示せず）によって片持
ち式に取り付けられている。クランプアンビル218の目
的及び機能については後述する。
【００３０】バー部材112及び114は、図２に示されてい
る連結支柱116の取り付け構造にもなっている。連結支
柱116は、取り付け点219でバー部材112及び114に取り付
けられている。バー部材112及び114、連結支柱116及び
バー120及び122を組み付けると、支持プレート34及び中
間プレート44のウインドウ76及び108内を水平方向及び
垂直方向に自在に移動できるケージ形アセンブリが形成
される。図２に示されているようにバー122の延出部で
ある細長アーム126は非常に堅固に支持されているた
め、上向きの力が細長アームの端部128に加えられる
と、垂直スライドアセンブリ50が垂直方向に移動する。
全体装置12の使用中、上向きの付勢力が流体アクチュエ
ータ134によって細長アーム126の端部128に加えられ
る。アクチュエータ134によって加えられる上向きの付
勢力は、垂直スライドアセンブリ50の重量に等しい。垂
直スライドアセンブリ50の重量とアクチュエータ134の
力との均衡状態は、チェック弁144を介してサージタン
ク142に加えられる所定量の流体圧によって維持され
る。このように、サージタンク142及びアクチュエータ1
34は、垂直スライドアセンブリ50の重量を補償するばね
として作用する。
【００３１】図９は、図２の９ー９線に沿った一部破断
された部分側面図であり、水平スライドアセンブリ42及
び垂直スライドアセンブリ50を固定する構造を示してい
る。前プレート52は図９の左側に示されている。バー部
材112及び114が、前プレートに固着されている。クラン
プアンビル218が、バー部材112及び114の交差部分に固
着されている。クランプアンビル218は全体装置12の後
方に向かって片持ち式に支持されており、終端部がクラ
ンププレート86の直前に位置している。クランプアンビ
ル218は、バー120及び124の交差部分にボルト125で取り
付けられたアクチュエータ123の軸と軸方向に整合して
いる。アクチュエータロッド220が、アクチュエータ123
からクランププレート86に向かって延出している。アク
チュエータロッド220には、クランプパッド224を取り付
ける端部フランジ222が設けられている。
【００３２】図９に示されている非固定状態では、クラ
ンプアンビル218の端部とクランププレート86との間に
約0.005インチの隙間が存在している。また、クランプ
パッド224とクランププレート86との間にも約0.005イン
チの隙間が存在している。このため、アンビル218及び
クランプパッド224は、一体状にクランププレート86の
表面上を垂直方向及び水平方向に移動することができ
る。 （組み立て及び作用）本発明の全体装置12の組み立ては
非常に直接的である。ベース構造体14は、ボルト付けま
たは溶接などの公知の方法で組み付けられる。流体アク
チュエータ75が上プレート24の上表面に取り付けられ
る。支持ブロック160及び162が上プレート24に留め付け
られ、クランプバー166が支持ブロック160及び162の上
部に取り付けられる。スライドレール26が上プレート24
の上表面にボルト28で取り付けられる。連結ロッド150
を取り付けることによって、流体アクチュエータ152が
アクチュエータ75に連結される。次に、支えパッド32が
スライドレール26の上に載置される。次に、ベースプレ
ート74が支えパッド32に取り付けられ、アクチュエータ
94が、クランプバー166と整合した状態でベースプレー
ト74に取り付けられる。流体アクチュエータ152も、ベ
ースプレート74の下側に取り付けられる。次に、支持プ
レート34及び側部プレート36をベースプレート74にボル
ト付けする。支持ブロック82及びクランププレート86が
支持プレート34に取り付けられ、次にアクチュエータ90
が支持プレート34にボルト付けされる。スライドレール
40及びそれに対応した支えパッド46が支持プレート34の
前面に取り付けられる。支持アーム106及び隣接のアク
チュエータ104が中間プレート44の背面にボルト付けさ
れる。カムブロック200及び202も中間プレート44に取り
付けられる。次に、中間プレート44を支えパッド46に取
り付けることによって、水平スライドアセンブリは水平
移動できる状態になる。スライドレール48及び相互作用
する支えパッド54が中間プレート44の前部に取り付けら
れる。バー部材112及び114がばち形に組み合わされ、連
結支柱116及びクランプアンビル218がバー部材112及び1
14に取り付けられることによって、サブアセンブリが形
成される。このサブアセンブリは、次に前プレート52の
背面にボルト付けされる。カムブロック214及び216が前
プレート52に取り付けられる。次に、前プレート52が支
えパッド54に固着されることによって、垂直スライドア
センブリ50が形成される。バー120及び122がばち形に組
み合わされて、連結支柱116の端部に取り付けられる。
次に、アクチュエータ134がバー122の端部128と支持ア
ーム106の片持ち支持された端部とに取り付けられる。
次に、サージタンク142がベースプレート74に取り付け
られ、可撓管140がアクチュエータ134に連結される。工
具60及びソケットベース部材61とプローブ56とが、前プ
レート52の前面に取り付けられている。必要な流体管及
び切り換え弁の取り付け及び電気的接続が行われると、
組み立てが完了する。
【００３３】全体装置12の作動中、制御盤228上に設け
られたスイッチ226を押すと、電気系統が励磁される。
流体系統も、選択された流体アクチュエータに対して空
気または油等の流体媒体を流出入させる一連のスイッチ
230によって作動され、制御される。完全自動化作業環
境では、全体装置12のための制御装置は、全体装置12か
ら離れた位置に設けられて、オペレータからの入力がほ
とんど、またはまったくない自動化された状態で機能す
る。組み立てラインに向かう移送台30の前進は、アクチ
ュエータ75のアクチュエータアーム146を伸長させるこ
とによって行われる。移送台30の高速移動はアクチュエ
ータ75によって行われる。移送台30が目標58に接近する
と、図３に示されているアクチュエータ152を作動させ
ることによって、低速で正確な移動が行われる。プロー
ブが目標の狭い範囲内の最終位置を探る時、目標58によ
ってプローブ56に伝えられた横方向の力を受けて、水平
スライドアセンブリ42が右または左方向へ移動する。同
様に、垂直スライドアセンブリ50も、目標58の位置に従
って上下移動する。プローブ56が目標58内の中心の最終
位置に達すると、アクチュエータ94のアクチュエータロ
ッド180が伸長することによって、移送台30の移動が固
定される。図５に示されているように、アクチュエータ
ロッド180の端部182がクランプバー166をクランプパッ
ド176にしっかりと押し付ける。クランプバー166は極め
て自由にたわむことができるので、移送台30全体を上プ
レート24及びそのベース構造体14に対して固定するため
に必要な力はわずかである。
【００３４】図２からわかるように、クランププレート
86は支持プレート34に取り付けられているので、クラン
ププレート86は横方向または垂直方向には移動しない。
バー部材112、114、120、122及び連結支柱116によって形成
されているケージ形構造体は、クランププレート86に対
して横方向及び垂直方向の両方に移動する。また、バー
120及び122に取り付けられているアクチュエータ123
は、上記ケージ形構造体と同じ横方向及び垂直方向移動
をする。図９に示されているように、クランプアンビル
218は、アクチュエータ123と一体状に横方向及び垂直方
向に移動する。プローブ56が最終位置に達した時、アク
チュエータ123のアクチュエータロッド220が伸長して、
クランププレート86をクランプアンビルとクランプパッ
ド224との間にしっかり固定する。好ましくはアルミニ
ウム等の引張り応力が低い素材で形成されているクラン
ププレート86は極めて容易にたわみ、瞬時固定効果を得
ることができる。
【００３５】プローブ56が目標58に対する最終位置に達
して、アクチュエータ94及び123の励磁によって全体装
置12が固定された後は、工具60は、目標に対して正確に
位置決めされた車体枠に穴をあけるための位置にある。
組み立てライン上の車体枠にドリル加工するため、アク
チュエータ62のアクチュエータロッドを前進させると、
ドリル加工を実施できるようにモータ68も前進する。ド
リル加工が完了すると、クランプバー166に対するアク
チュエータ94の固定作用が解除され、ドリルモータ68は
車体枠から後退し、移送台30はアクチュエータ75の後退
作用を受けて組み立てラインから高速で離れる。次のサ
イクルのための再調整時に、アクチュエータ152は中立
位置に戻される。ソケットベース61及びそのくぼみ63を
利用する場合、プローブ56の位置が定められた後に全体
装置12を固定する。次に、別体の工具支持アセンブリを
くぼみ63にはめ込んでから、別体の工具支持アセンブリ
で車体に作業を行う。別体の工具支持アセンブリがそれ
の作業を完了した後、それをくぼみ63から離脱させる。
次に、全体装置12を中立位置へ移動させて、次の車体枠
を待つ。
【００３６】組み立てライン上の次の車体枠のために全
体装置12を準備するため、プローブは中立位置へ戻され
る。このように戻すためには、クランププレート86に対
するアクチュエータ123の固定力を解除して、アクチュ
エータ90及び104のＵリンク連結のカムローラ194を伸長
させればよい。Ｕリンク連結のカムローラ194の伸長が
カム表面200、202、214及び216と相互作用することによっ
て、水平スライドアセンブリ42及び垂直スライドアセン
ブリ50が中立位置へ戻される。以上に本発明を実施する
ための実際的な作動構造を明らかにするため、本発明の
実施例について詳細に説明してきたが、説明の装置は一
例であって、本発明の様々な新規な特徴を発明の精神か
ら逸脱しない変更例に組み込むことができることは理解
されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置の好適な実施例の前面の斜視
図である。
【図２】本発明の大部分の部材を示している背面の斜視
図である。
【図３】図２の３ー３線に沿った一部破断された側面図
であり、移送台の移動を制御する「直列」配置されたア
クチュエータを示している。
【図４】図２の４ー４線に沿った一部破断された側面図
であり、移送台の固定構造を示している。
【図５】図４の５ー５線に沿った断面図であり、固定構
造における隙間を示している。
【図６】水平スライドアセンブリ及びそれに取り付けら
れた部材の背面の斜視図である。
【図７】図６の７ー７線に沿った一部破断された平面図
であり、水平スライドアセンブリに関連したセンタリン
グ機構を示している。
【図８】垂直スライドアセンブリ及びそれに取り付けら
れた部材の背面の斜視図である。
【図９】図２の９ー９線に沿った一部破断された部分側
面図であり、水平スライドアセンブリ及び垂直スライド
アセンブリのための固定構造を示している。
【符号の説明】
14 ベース構造体 24 上プレート 30 移送台 42 水平スライドアセンブリ 50 垂直スライドアセンブリ 56 プローブ 58 目標 75、94、123 流体アクチュエータ 86 クランププレート 166 クランプバー

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 近接した組立ライン上に置かれた自動車
    用部品に関する位置をつきとめる位置探索装置であっ
    て、ほぼ水平な姿勢の平らな上プレート（２４）と、この上
    プレートに取り付けられた少なくとも１つの直立した支
    持脚（１６）とを有するベース構造体（１４）を備え ；ベースプレート（７４）を有する移送台（３０）を備
    え、前記ベースプレート（７４）には、少なくとも１つ
    の貫通した開口（１０８）を設けられた直立した支持プ
    レート（３４）と、この支持プレートに取り付けられた
    側部プレート（３６）とが設けられ、前記ベースプレー
    ト（７４）が、上記ベース構造体（１４）の上プレート
    （２４）の上に間隔をあけて配設されており ；前記ベース構造体（１４）の上プレート（２４）に取り
    付けられ、前記上プレート（２４）と前記移送台（３
    ０）のベースプレート（７４）との間に配設されてい
    る、第１の一対のスライドレール（２６）及びそれらに
    それぞれ付随した支えパッド（３２）を備え ；前記ベースプレート（７４）と前記上プレート（２４）
    との間に結合され、それら相互間に前記一対のスライド
    レールに沿った第１の水平方向の相対運動を生じさせ
    る、少なくとも１つの第１の流体アクチュエータ（７
    ５）を備え ；前記上プレート（２４）に間隔をあけて取り付けられた
    クランプバー（１６６）を備え ；前記ベースプレート（７４）に取り付けられていて、ク
    ランプパッド（１７６）を有する第２の流体アクチュエ
    ータ（９４）であって、前記上プレート（２４）に対し
    ての前記移送台（３０）の位置を不動状態にできるよ
    う、前記クランプバー（１６６）に対して配設された第
    ２の流体アクチュエータ（９４）を備え ；前記第１の水平方向に直交する第２の水平方向に、前記
    支持プレート（３４）に平行な状態で移動できるよう配
    設されていて、少なくとも１つの開口（７６）を持つ中
    間プレート（４４）を有した第１のスライドアセンブリ
    （４２）を備え ；前記支持プレート（３４）に取り付けられ、前記支持プ
    レート（３４）と前記 中間プレート（４４）との間に配
    設されている、第２の一対のスライドレール（４０）及
    びそれらにそれぞれ付随した支えパッド（４６）を備
    え ；前記第１および第２の水平方向に直交する垂直方向に、
    前記中間プレート（４４）および前記支持プレート（３
    ４）に平行な状態で移動できるよう配設されている前プ
    レート（５２）を有した第２のスライドアセンブリ（５
    ０）を備え ；前記中間プレート（４４）に取り付けられ、前記中間プ
    レート（４４）と前記前プレート（５２）との間に配設
    されている、第３の一対のスライドレール（４８）及び
    それらにそれぞれ付随した支えパッド（５４）を備え ；前記支持プレート（３４）に、その開口（１０８）を横
    断する状態に取り付けられたクランププレート（８６）
    を備え ；前記前プレート（５２）に取り付けられた第１の一対の
    支持用バー（１１２，１１４）と、これらの第１の一対
    の支持用バーに取り付けられた端部を有する連結支柱
    （１１６）及びランプアンビル（２１８）であって、水
    平方向に延びて前記中間プレート（４４）の開口（７
    ６）および前記支持プレート（３４）の開口（１０８）
    を貫通している、連結支柱（１１６）およびクランプア
    ンビル（２１８）と、前記連結支柱（１１６）の他の端
    部に取り付けられている第２の一対の支持用バー（１２
    ０，１２２）と、これらの第２の支持用バー（１２０，
    １２２）に取り付けられたクランプパッド（２２４）を
    有し、前記クランプアンビル（２１８）に整列した配置
    の流体アクチュエータ（１２３）であって、前記クラン
    プアンビル（２１８）との間に前記プランププレート
    （８６）を挟むよう配設されている流体アクチュエータ
    （１２３）と、を備え ；前記第２のスライドアセンブリ（５０）の前プレート
    （５２）に取り付けた少なくとも１つのプローブ（５
    ６）により、目標物の位置に応じて、前記第２のスライ
    ドアセンブリ（５０）および前記第１のスライドアセン
    ブリ（４２）が移動させられるように構成し ；前記前プレート（５２）に設けた、工具（７２）または
    工具受けくぼみ（６３）を備える、 ことを特徴とする位
    置探索装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の装置において、前記第１
    のスライドアセンブリを中立位置に戻すために、その前
    記中間プレートと前記移動台の前記支持プレー トとの間
    に、センタリング手段を含むことを特徴とする装置。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の装置において、前記セン
    タリング手段は、前記支持プレートに取り付けられた流
    体アクチュエータと、前記中間プレートに取り付けら
    れ、カム表面を有するカムブロックとを有することを特
    徴とする装置。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の装置において、前記カム
    表面と共働する、前記流体アクチュエータにより前進さ
    せられるカムフォロワを含むことを特徴とする装置。
  5. 【請求項５】 請求項１記載の装置において、前記第２
    のスライドアセンブリを中立位置に戻すために、その前
    プレートと前記第１のスライドアセンブリの中間プレー
    トとの間に、センタリング手段を含むことを特徴とする
    装置。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の装置において、前記セン
    タリング手段は、前記中間プレートに取り付けられた流
    体アクチュエータと、前記第２のスライドアセンブリの
    前記前プレートに取り付けられ、カム表面を有するカム
    ブロックとを有することを特徴とする装置。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の装置において、前記カム
    表面と共働する、前記流体アクチュエータにより前進さ
    せられるカムフォロワを含むことを特徴とする装置。
  8. 【請求項８】 前記第２の一対の支持用バーと前記中間
    プレートとの間に配設され、前記第２のスライドアセン
    ブリの重量を見かけ上軽減させるように、重量を補償す
    る手段を含むことを特徴とする装置。
  9. 【請求項９】 請求項８記載の装置において、前記重量
    を補償する手段は流体アクチュエータを含むことを特徴
    とする装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１記載の装置において、前記少
    なくとも１つの第１の流体アクチュエータの少なくとも
    １つの流体入り口はサージタンクに結合されていること
    を特徴とする装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１記載の装置において、前記ク
    ランププレートおよびクランプバーは、鋼よりも小さい
    ヤング率を有することを特徴とする装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載の装置において、前記
    クランププレートおよびクランプバーは、アルミニウム
    製であることを特徴とする装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１記載の装置において、前記ク
    ランププレートおよびクランプバーと共働する前記クラ
    ンプパッドはアルミニウム製であることを特徴とする装
    置。
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