JPS60179606A

JPS60179606A - 測長器

Info

Publication number: JPS60179606A
Application number: JP15819684A
Authority: JP
Inventors: Akio Wakabayashi; 若林　尭雄
Original assignee: Nakanishi Metal Works Co Ltd
Current assignee: Nakanishi Metal Works Co Ltd
Priority date: 1984-07-27
Filing date: 1984-07-27
Publication date: 1985-09-13

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】この発明は、加工物の位置決め装置等において使用され
る測長器、さらに詳しくは、例えば自動車の組立てライ
ンにおいて加工物すなわち車体にウィンド・ガラス等の
部品を自動的に組付ける産業用ロボット（自動組立機）
に対して、車体を定位置で停止させる加工物の位置決め
装置等において使用される副長器に関するものである。

なお、この明細書において、前後は加工物の搬送方向を
基準とし、前とは加工物の搬送方向を、後とはこれの逆
方向をいい、また左右とは前に対してこれの左右両側を
いうものとする。

従来、例えば自動車の製造工程においては、特定の溶接
作業およびボルト締め作業等の簡単な作業は、組立てラ
インの側方に設置された産業用ロボットによる自動化が
行なわれているが、例えば自動車のウィンド・ガラスは
その組付は作業が困難であるために、まだ産業用ロボッ
トによる自動化が行なわれていないのが現状である。し
かしながら、組立てラインにおいてコンベヤにより搬送
される車体を、ロボットに対して正確な位置に停止させ
ることができれば、このようなウィンド・ガラスの組付
【プ作業もまたロボットにより自動的に行なうことがで
きるものであり、このような自動車の車体等の加工物の
正確な位置決めを行ない得る装置の出現が業界において
強く望まれていた。

この発明の目的は、上記のような加工物の位置決め装置
等において、自動車の車体等の加工物の位置を正確に測
定することができる測長器を提供することを目的とする
ものである。

この発明は、上記の目的を達成するために、棒状スケー
ルを備えた摺動体と、摺動体の先端部の一側に配置され
かつスケールにのぞませられた検知ヘッドと、摺動体と
平行状に配置されかつそのピストン・ロッドの先端部が
摺動体の先端部に結合された摺動体作動用流体圧シリン
ダと、シリンダの基端部をシリンダの長さ方向に移動可
能なように支持しかつばねの弾発力によってシリンダを
ピストン・ロッドの出入れの方向のいずれか１つと同じ
方向に付勢しているシリンダ支持機構と、ばねによって
シリンダが付勢されている方向と同じ方向に１スト″７
−、−。

ラドが突出もしくは引っ込められることにより、該ピス
トン・ロッドと一体の摺動体のスケール先端の当りが加
工物等に当接せしめられたのち、さらにピストン・ロッ
ドが突出もしくは引っ込められることにより、シリンダ
がばねの弾発力に抗してピストン・ロッドの突出もしく
は引っ込み方向と反対の方向に移動せしめられるのを検
出して、シリンダの作動を停止させるシリンダ作動停止
機構とを備えている測長器を要旨としている。

つぎに、この発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明
する。なお、実施例はこの発明の測長器を自動車製造工
程の組立てラインにおいて自動車の車体にウィンド・ガ
ラス等の部品を取り付けるさいに、車体の位置を測定す
る場合に適用したものである。

第１図は、自動車の車体（加工物）（１）の位置決めを
行なう工程の概略を示すものである。

この第１図を参照すると、車体（１）はこれの位置決め
を行なうべき箇所すなわち産業用ロボット（図示路）の
設置箇所の手前（同図イ）においてスラット・コンベヤ
より所定高さ持ち上げられ、ついで車体（１）の位置決
めを行なうべき箇所に移送され、そこで停止させられる
（同図口）。この停止状態において、まず車体（１）の
角度が補正され（同図へ）、ついで左右方向の距離が補
正され（同図二）、最後に前後方向の距離が補正され（
同図ホ）、これによって車体（１）と産業用ロボットと
の関係位置が一定となされるものである。ロボットによ
る例えばウィンド・ガラスの自動組付は後、車体（１）
は所要距離前方へ移送せしめられて、スラット・コンベ
ヤ上にのせられる（同図へ）。

第２図〜第４図は、自動車組立てラインにおける車体く
１）の位置決め装置の全体を示すものである。

同図において、（２）は床、（３）は左右一対のスラッ
ト・コンベヤ、（４）は車体（１）の位置決め装置で、
これは両スラット・コンベヤ（３）の中間においてピッ
ト（５）内に設置されている。

車体位置決め装置（４）において、（Ａ）は位置調節装
置で、これはピット（５）内を前後に往復移動し得るよ
うになされている。（６）は位置調節装置（Ａ）の基台
、（７）は基台（６）に取り付けられた４個のローラで
、これはピット（５）内に設置された一対のレール（８
）上を転動するものである。（９）はローラ付き基台（
６）を作動せしめる無端駆動チェノで、これは基台（６
）の下端に結合せられ、サーボ・モータ（１０）の作動
により基台（６）、したがって位置調節装置（Ａ）全体
を前後に移動せしめるものである。（Ｂ）は産業用ロボ
ットの待機箇所において左側スラット・コンベヤ（３）
の外側の床（２）に設置されたこの発明による第１測長
器で、これは取付台（１４）上に固定され、かつ基準点
から車体（１）の側面下縁までの距離を計測する左右方
向に伸縮自在な前後一対の棒状スケール（１１）（１２
）を備えている。

（Ｃ）は同じ〈産業用ロボットの待機箇所において組立
てラインの上方所定高さに設置されたこの発明による第
２副長器で、これは床く２）に固定された支柱（１５）
上端の水平アーム（１６）の先端部に取り付ｔノられ、
かつ基準点から車体（１）頂壁前端までの距離を計測す
る前後方向に伸縮し得る１つの棒状スケール（１３）を
備えている。なお、これらのスケール（１１）（１２）
（１３）としては磁気目盛を有する高精度のスケールが
用いられている。

（Ｄ）は同じくロボット待機箇所においてピット（５）
内の機台（１１）上に設けられた停止装置で、これは位
置調節装置（Ａ）のローラ付き基台（６）を固く停止さ
せるだめのものであり、この停止後に位置調節装置（’
Ａ＞上の車体（１）の位置決め操作が行なわれる。

位置調節装置（Ａ）は、ローラ（７）を有する方形の基
台（６）上に前後移動自在に設けられた同じく方形の前
後移動台（２１）と、これを作動せしめる前後移動台駆
動機構と、前後移動台（２１）に昇降自在に設けられた
方形の昇降台（２３）と、これを作動せしめる昇降台駆
動機構（２４）と、昇降台（２３）上に左右移動自在に
設けられた方形の左右移動台（２５）と、これを作動往
しめる左右移動台駆動機構（２６）と、左右移動台（２
５）上に枢軸により回転自在に取り付けられかつ上面に
車体受け（３０）を有する方形の回転台（２７）と、こ
れを作動せしめる回転台駆動機構（２８）とを備えてい
る。

第１、測長器の（Ｂ）の詳細は、第３図と第４図、およ
び第５図〜第７図に示されている。まず第３図において
、第１測長器（Ｂ）は相互に所定間隔をあけて左右方向
に平行に配置された前後一対の測長器（８３）（８４）
により構成されている。これらの前後部副長器（８３）
　（８４）は共にほぼ同様の構成を有している。これら
の測長器（８３）（８４）の詳細を示す第５図〜第７図
において、（８５）は前後部測長器（８３）（８４）の
長い箱形の摺動体（スケール・カバー）で、これの内部
には磁気目盛を有するスケール（１１）（１２）が備え
られている。（８６）はスケール（１１）（１２）の先
端に取り付けられた当り、（８７）は摺動体（８５）の
下面に長さ方向に取り付けられた凸条で、これは取付台
（１４）上に設けられた左右一対のリニヤ・ボール・ベ
アリング（８８）に摺動自在に嵌め被せられている。

（８９）は取付台（１４）に固定された検知ヘッドで、
これの上端部はスケール（１１）（１２）にのぞませら
れており、これによってスケール（１１Ｈ１２）の移動
よる磁気目盛の通過量を検出して、距離を計測するもの
である。（９０）はスケール駆動用エア・シリンダ、（
９１）はこれのピストン・Ｏラドで、シリンダ（９０）
の右端より突出しており、その先端はブラケッ）−’（
９２）を介して摺動体（８５）の先端部に連結されてい
る。（Ｅ）はシリンダ（９０）の基端部（９０ａ）をシ
リンダ（９０）の長さ方向に移動可能なように支持しか
つコイルばね（９７）の弾発力によってシリンダ（９０
）をピストン・ロフド（９１）の突出方向に付勢してい
るシリンダ支持機構である。このシリンダ支持機構（Ｅ
）において、（９３）はエア・シリンダ（９０）の左側
基端部（９０ａ）がピン連結された連結片、（９４）は
連結片（９３）に左方に伸びるように接続された取付棒
で、これは測長器取付台（１４）に立設された固定ブラ
ケツ１〜（９５）の貫通孔にゆるく挿通せられており、
この固定ブラケット（９５）を左方に越えた取付棒（９
４）の先端部に抜止め用ナツト（９６）がねじ止められ
ている。連結片（９３）と固定ブラケット（９５）との
間において取付棒（９４）にコイルばね（９７）が嵌め
被せられており、このコイルばね（９７）の弾発力によ
り連結片（９３）ひいてはスケール駆動用エア・シリン
ダ（９０）が常時右方に付勢されている。

（９８）は摺動体（８５）の左端部に設けられた当り、
（９９）（１００）は取付台（１４）の所定箇所に設け
られた１組のリミット・スイッチで、これらのスイッチ
（９９）　（１００）の接触子が当り（９８）に接触す
るようになされている。これらのスイッチ（９９Ｈ１０
０）のうち、一方はスケール（１１Ｈ１２）が最小限引
っ込んだときにシリンダ（９０）の作動を停止させ、他
方はスケール（１１）（１２）が最大限突出したときに
シリンダ（９０）の作動を停止させるものであり、スケ
ール（１１）（１２）はこの範囲内で距離の計測を行な
い得る。（Ｆ）はシリンダ作動停止機構で、これは連結
片（９３）に一体に設けられた当り（ｉｏｉ）と、連結
片（９３）の近くにおいて取付台（１４）に設しプられ
たスケール測定圧調節用リミッ１〜・スイッチ（１０２
）とよりなり、スイッチ（１０２）の接触子は連結片（
９３）の当り（１０１）に接触している。

上記第１測長器（Ｂ）において、前後部測長器（８３）
（８４）のスケール駆動用エア・シリンダ（９０）の作
動によって摺動体（８５）およびこれと一体のスケール
（１１）（１２）が突出せしめられ、位置調節装置＜Ａ
）上にのせられた車体（１）下縁の直線部分にスケール
（１１Ｈ１２）先端の当り（８６）がそれぞれ当接ぜし
められる。このとき、当り（８６）が車体（１）に接触
してもシリンダ（９０）はすぐには停止せず、さらにそ
のピストン・ロッド（９１）を突出せしめようとするが
、シリンダ（９０）の左端部はコイルばね（９７）によ
って押されているため、このピストン・ロッド（９１）
の突出により相対的にシリンダ（９０）がコイルばね（
９７）の弾発力に抗して左方に退く。これによって当り
（１０１）がリミット・スイッチ（１０２）の接触子を
所要角度押し倒して、シリンダ（９０）の作動が停止せ
しめられ、スケール（１１）（１２）にはコイルばね（
９７）による一定の測定圧がかかることになる。

そして検知ヘッド（８９）に設定された基準点によりこ
れらのスケール（１１）（１２）の移動量がそれぞれ自
動的に読み取られ、２つの基準点から車体（１）の所定
部分までの距離が自動的に計測される。

第２測長器（Ｃ）の詳細は、第８図〜第１０図に示され
ている。まず第８図において、（１０３）はアーム（１
６）の先端部に軸（１０４）により取り付けられた揺動
自在な測長器取付部材で、これの前端部に第２測長器（
Ｃ）が備えられている。

（１０５）はアーム（１６）の先端部に設けられた立上
がり部材、（１０６）はこれの上端部に揺動可能にかつ
垂下状に取り付けられた測長器昇降用ロック付きエア・
シリンダで、これの下向きのピストン・ロッド（，１０
６ａ）の先端はブラケット（１０７）を介して測長器取
付部１（１０３）の前端上部に連結されている。このエ
ア・シリンダ（１０６）の作動によって取付部材（１０
３）およびこれと一体の第２測長器（Ｃ）が斜めに所要
高さ持ち上げられ、あるいは水平状態に保持される。距
離の計測は第２側長器（Ｃ）が水平状態にあるときに行
なわれる。

第２測長器（Ｃ）は、車体（１）の前後方向の位置を測
定するために用いられるものであり、従って上記第１測
長器（Ｂ）の場合に比べると、第１測長器（Ｂ）の前後
部測長器（８３）（８４）では、スケール（１１）（１
２）先端の当り（８６）を車体（１）に押し当てて測定
するのに対し、第２測長器くＣ）ではスケール（１１）
（１２）先端のジョー（当り）　（ｉｏａ）を車体（１
）に引き当てて測定している点が異なっているが、原理
的には両者は全く同じである。

第２副長器（Ｃ）は、第９図と第１０図に示すように、
スケール（１３）の先端部にジョー（１０８）が垂下状
に設けられており、前後方向の距離の計測のさいには、
停止した車体（１）に対して最初にこれより前方にスケ
ール（１３）のジョー（，１ｏａ）が位置せしめられ、
スケール駆動用エア・シリンダ（９０）の作動によりス
ケール（１３）が漸次後退して、ジョー（１０８）の下
端部が車体（１）の頂壁前端に当接したところで、スケ
ール（１３）の目盛が自動的に読み取られるようになっ
ている。またスケール（１３）にはつぎのようにして測
定圧が与えられているようになっている。すなわち、ス
ケール駆動用シリンダ（９０）後側の基端部（９０ａ）
に設けられたシリンダ支持機構（Ｆ）の取付棒（９４）
にばね受け（１０９）が固定部材０５）よりも後方位置
で取り付けられるとともに、固定ブラケット（９５）と
ばね受け（１０９）との間において取付棒（９りにコイ
ルばね（９７）が嵌め被せられており、これによってス
ケール駆動用シリン　。

ダ（９０）はコイルばね（９７）の弾発力により常時後
方に付勢されている。そしてスケール（１３）のジョー
（１０８）の下端部が車体（１）の頂壁前端に当接した
さいには、シリンダ（９０）のピストン・ロッド（９１
）がさらに引っ込もうとするが、シリンダ（９０）の後
端部は］イルばね（９７）によって常時後方に付勢され
ているため、ピストン・ロッド（９１）の引込みにより
シリンダ（９０）が相対的にコイルはね（９７）の弾発
力に抗して前方にわずかに動く。これに伴ってばね受け
（１０９）に設けられたシリンダ作動停止機構（Ｆ）の
当り（ｉｉｏ）がリミット・スイッチ（１０２）の接触
子を所要角度押し倒し、これによってシリンダ（９０）
の作動が停止せしめられ、スケール（１３）にはコイル
ばね（９７）による一定の測定圧がかけられるものであ
る。

この第２副長器（Ｃ）のその他の点は、上記前後部副長
器（８３）　（８４）の構成はぼ同じであるので、図面
において対応するものには、同じ符号を付した。

つぎに、上記位置決め装置（４）の作用を説明する。

車体（１）がダブルスラット・コンベヤ（３）により位
置決めを行なうべき箇所ずなわち産業用ロボットの設置
箇所の手前（第２図イ）に移送されてくると、そこには
スラット・コンベヤ（３）同志の間に位置調節装置（Ａ
）が待機している（第２図実線部分）。そこで、油圧シ
リンダ（２４）の作動により昇降台（２３）より上部の
左右移動台（２５）および回転台（２７）を上昇させて
、回転台（２７）の４個の車体受け（３０）により車体
（１）を所定高さ持ち上げ、車体（１）をスラツ［〜・
コンベヤ（３）により切り離す。ついで無端駆動チェノ
（９）の作動により、車体（１）をのせた位置調節装置
（Ａ）のローラ付き基台（６）を位置決めを行なうべき
箇所まで移送し、・そこで上記停止装置（Ｄ’）の作用
によりローラ付き基台（６）を固く停止せしめる。この
状態において、位置調節装置（Ａ）の左側に配置された
第１測長器（Ｂ）により２つの基準点から車体（１）ま
での距離をそれぞれ測定し、得られた２つの計測距離の
差を算出し、これを信号に変換して図示しない制御装置
に送り、制御装置には予め自動車の車種にあわせて上記
２つの基準点から車体（１）までの距離を実験的に種々
設定し、２つの距離の差とこれに対して必要な車体（１
）の補正角度および左右補正距離との関係をめて、これ
らの数値を記憶させておき、この制御装置において第１
測長器（Ｂ）からの計測距離の差と予め設定された距離
の差とを比較して、車体（１）に対し必要補正角度と左
右補正距離を決定し、これらを調節信号に変換し、これ
らの調節信号により上記回転台（２７）を所要角度回転
させるとともに、左右移動台（２５）を所要距離移動さ
せ、ついで位置調節装置（Ａ＞の上方に配置された第２
測長器（Ｃ）により１つのＭ単点から車体（１）までの
前後方向の距離を測定し、得られた計測距離を信号に変
換して制御装置に送り、制御装置には予め自動車の車種
にあわせて上記基準点から車体（１）までの前後方向の
距離を実験的に種々設定し、前後方向の距離とこれに対
して必要な車体（１）の前後補正距離との関係をめて、
これらの数値を記憶させておき、この制御装置において
上２第２副長器（Ｃ）からの計測距離と予め設定された
距離とを比較して、車体（１）に対し必要な前後補正距
離を決定し、これを調節信号に変換し、この調節信号に
より上記前後移動台（２１）を所要距離移動させること
により、車体（１）の位置決めを行なうものである。こ
れによって車体（１）と産業用ロボットとの関係位置が
一定となる。そしてロボットによる例えばウィンド・ガ
ラスの自動組付は後、車体（１）は所要距離前方へ移送
せしめられて、スラット・コンベヤ（３）上にのせられ
る（第２図へ）。

なお、上記実施例においては、この発明の測長器を自動
車の車体（１）にウィンド・ガラス等の部品を取り付け
るさいの位置決め装置（４）適用した例を示したが、こ
れに限らず、この発明の測長器は各種の機器、機械、装
置の製品組立てライン等において長さを測定する場合に
適用可能である。

この発明による測長器は、上述のように、棒状スケール
（１１０１２０１３）を備えた摺動体（８５）と、摺動
体（８５）の先端部の一側に配置されかつスケール（１
１）（１２）（１３）にのぞませられた検知ヘッド（８
９）と、摺動体（８５）と平行状に配置されかつそのピ
ストン・ロフド（９１）の先端部が摺動体（８５）の先
端部に結合された摺動１体作動用流体圧シリンダ（９０
）と、シリンダ（９０）の基端部（９０ａ）をシリンダ
（９０）の長さ方向に移動可能なように支持しかっばね
（９７）の弾発力によってシリンダ（９０）をピストン
・ロフド（９１）の出入れの方向のいずれか１つと、同
じ方向に付勢しているシリンダ支持機構（Ｅ）と、シリ
ンダ作動停止機構（Ｆ）とを備えているもので、ばね（
９７）によってシリンダ（９０）が付勢されている方向
と同じ方向にピストン・ロフド（９１）が突出もしくは
引っ込められることにより、該ピストン・ロフド（９１
）と一体の摺動体（８５）のスケール（１１）（１２）
（１３）先端の当り（８６）（１０８）が加工物等（１
）に当接せしめられたのち、さらにピストン・ロフド（
９１）が突出もしくは引っ込められることにより、シリ
ンダ（９０）かばね（９７）の弾発力に抗してピストン
・ロフド（９１）の突出もしくは引っ込み方向と反対の
方向に移動せしめられたきい、シリンダ作動停止機構（
Ｆ）によりこれを検出して、シリンダ（９０）の作動が
停止せしめられ、この状態で検知ヘッド（８９）の基準
点より加工物（１）までの長さが測定されるようになさ
れているものであるから、測定のさい加工物（１）に当
接しているスケール（１１）（１２Ｈ１３）先端の当り
（８６）　（１０８）に一定の圧力をかけることができ
、これによって検知ヘッド（８９）の基準点より加工物
等（１）までの長さを非常に正確に測定することができ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示すもので、第１図は加工物
の位置決め工程の１■略ジブロック、第２図は位置決め
装置の側面図、第３図は同平面図、第４図は同背面図、
第５図は第１副長器の拡大側面図、第６図は同拡大平面
図、第７図は同拡大正面図、第８図は第２測長器取付部
分の拡大側面図、第９図は第２側長器の拡大側面図、第
１０図は同拡大背面図である。（１）・・・車体（加工物）、（Ａ）・・・加工物位置
調節装置、（Ｂ”）・・・第１測長器、（Ｃ）・・・第
２測長器、（Ｄ）・・・停止装置、（２）・・・床、（
３）・・・スラット・コンベヤ、（４）・・・位置決め
装置、（６）・・・基台、（１１）（１２）（１３）・
・・スケール、（８３）（８４）・・・前後部測長器、
（８５）・・・摺動体、（８６）・・・当り、（８９）
・・・検知ヘッド、（９０）・・・摺動体作動用流体圧
シリンダ、（９０ａ’）・・・基端部、（９１）・・・
ピストン・ロッド、（９２）・・・ブラケット、（９３
）・・・連結棒、（９４）−・・取付棒、（９５）・・
・固定ブラケット、（９６）・・・抜止め用ナツト、（
９７）・・・］イルばね、（１０１）　（１１０）・・
・当り、（１０２）・・・スケール測定圧調節用リミッ
ト・スイッチ、（１０８）・・・ジョー（当り）　、（
１０９）・・・ばね受り、（Ｅ）・・・シリンダ支持機
構、（Ｆ）・・・シリンダ作動停止別構。以　上外４名

Claims

【特許請求の範囲】

棒状スケール（１１）（１２）（１３）を備えた摺動体
（８５）と、摺動体（８５）の先端部の一側に配置され
かつスケール（１１）（１２）（１３）にのぞませられ
た検知ヘッド（８９）と、摺動体（８５）と平行状に配
置されかつそのピストン・ロッド（ｇｌ）の先端部が摺
動体（８５）の先端部に結合された摺動体作動用流体圧
シリンダ（９０）と、シリンダ（９０）の基端部（９０
ａ）をシリンダ（９０）の長さ方向に移動可能なように
支持しかっばね（９７）の弾発力によってシリンダ（９
０）をピストン・ロッド（９１）の出入れの方向のいず
れか１つと同じ方向に付勢しているシリンダ支持機構（
Ｅ）と、ばね（９７）によってシリンダ（９０）が付勢
されている方向と同じ方向にピストン・ロッド（９１）
が突出もしくは引っ込められることにより、該ピストン
・ロッド（９１）と一体の摺動体（８５）のスケール（
１１）（１２）（１３）先端の当り（８６）（１０８）
が加工物等（１）に当接せしめられたのち、さらにピス
トン・ロッド（９１）が突出もしくは引っ込められるこ
とにより、シリンダ（９０）がばね（９７）の弾発力に
抗してピストン・ロッド（９１）の突出もしくは引っ込
み方向と反対の方向に移動せしめられるのを検出して、
シリンダ（９０）の作動を停止させるシリンダ作動停止
機構（Ｆ）とを備えている測長器。