JPS62113657A - 移動するコンベア上の車体への風防ガラス插着装置 - Google Patents

移動するコンベア上の車体への風防ガラス插着装置

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JPS62113657A
JPS62113657A JP61261732A JP26173286A JPS62113657A JP S62113657 A JPS62113657 A JP S62113657A JP 61261732 A JP61261732 A JP 61261732A JP 26173286 A JP26173286 A JP 26173286A JP S62113657 A JPS62113657 A JP S62113657A
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JP
Japan
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windshield
axis
signal
robot
control means
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JP61261732A
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English (en)
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リチャード・スタンレイ・アントゼウスキ
フェルジナンド・ロナルド・ファリセ
フランシス・ジョン・シウリ
グレゴリー・ミッチェル・トト
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CBS Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
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Publication date
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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】 本発明は組立てラインを通過する製品に構成部品を挿着
するシステムに係る。本発明は特に車体に風防ガラスを
挿着するロボット・システムを提供する。この挿着が行
われる過程で車体はコンベア上を移動する。風防ガラス
はロボットがこれを取得できるように自動的に６立てさ
れる。走行するコンベア上でそれぞれ異なる向きを取る
車体の風防ガラス開口部に風防ガラスを挿着できるよう
に多重センサ情報がロボットを制御するためのリアルタ
イム・バス修正信号に変換される。
生産性を向上させる必須条件として工業的プロセスの自
動化が普及するに従い、各種の工業的プロセスを自動化
する機構としてのロボットまたは工業用マニピュレータ
装置が普及しつつある。ロボットが有用な工業的「手段
」として受は入れられた結果、従来困難な、危険な、ま
たは単調な仕事であったプロセスを実施できるロボット
・システムに対するマーケット需要が増大しつつある。
自動車業界には、生産性を高め、完成品の品質を向上さ
せるためにロボットまたは工業用マニピュレータを採用
する機会が特に多い。従来の型にはまった仕事が今や作
業員に補佐されながら作業するロボットによって能率的
にかつ効果的に実施されている。例えば、自動車の各種
部品に対する接着材やシール材の塗布にはロボットが使
用されている。
重い部品の搬送、自動車部品の溶接、自動車の塗装にも
ロボットが使用されている。しかし、未だ自動化できな
い仕事もある。その１つが車体への風防ガラスの挿着で
ある。この挿着プロセスの自動化を妨げている要因がい
くつかある。即ち、車体の風防ガラス開口部に風防ガラ
スを挿着するには高い精度が要求され、挿着プロセス中
に少しでも誤算があれば、車体の破損を招くだけでなく
、風防ガラスの破損につながる可能性がある。さらにま
た、自動車をして種々のワーク・ステーションを通過せ
しめる既存のコンベアは比較的不安定であり、搬送され
る車体の正確な向きを少しづつ狂わせる傾向がある。典
型的には、風防ガラスを挿着すべきほとんど完成した車
体はコンベアベルト上においである程度無作為の向きに
位置してい葛から、風防ガラス開口部の正確な位置が一
定しない。そこで挿着作業員は二Å以上の作業が風防ガ
ラスを手に持ったリフト装置と係合させ、車体の両側に
一人づつ作業員が位置して組立ライン沿いに歩きながら
手作業で風防ガラスを車体の風防ガラス開口部に挿着す
る。この方法は既存のコンベアシステムで連続的に車体
を搬送して風防ガラス挿着ワーク・ステーションを通過
させながら、風防ガラスを正確に位置ざめできるという
点で有利である。このプロセス中、車体の両側の作業員
は風防ガラス挿着ワーク・ステーションを通過する車体
に随伴しながら風防ガラス開口部に風防ガラスを挿着す
る。
製品に構成部品を自動的に挿着するには、製品の正確な
向き及び位置に関する情報が必要である。この情報に従
ってロボットが構成部品の向きを調整することができ、
この部品を把持すれば、製品への挿着は容易にかつ迅速
に行える。しかし、走行するコンベア装置を利用して製
品を、部品挿着が行われるワーク・ステーションへ搬送
する場合、コンベア上の製品の向きを正確に制御するか
、またはロボットが挿着を行うのに必要な時間にわたっ
てコンベアを停止させる必要があった。その場合、製品
の向きが未知であるか、搬送中に製品が無作為に変位す
ると、製品への部品挿着は極めて困難になる。
オルター・ボート（ａｌｔｅｒ　ｐｏｒｔ）を装備した
Ｕｎｉｍａｔｉｏｎ　Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ製ＶＡ
Ｌ制御装置を利用する工業用マニピュレータを組み込ん
だシステムがすでに設計されている。オルター・ボート
は第１コンベア上の組立ラインに沿って搬送されて来る
自動車を追跡するためのコンベア追跡に利用される。自
動車に追従する工業用マニピュレータが車体の一部をピ
ック・アップし、第１コンベアから上方を走行する第２
コンベアへ移行させた。自動車がロボットによって追跡
され、ピックアップされ、オルター・ボートを利用する
ことによって次のコンベアに移される間、ロボットに対
する第１コンベア上の車体位置に僅かな変化があっても
、それは自動車をピックアップするのに利用されるグリ
ッパの変形性によって補償された。このシステムはコン
ベア上の自動車のおおよその位置を把握しており、微妙
な位置ずれについてはグリッパの変形性によって補償し
ながら、第２コンベアへ移行させるため、自動車を把持
するというものであった。
このシステムはあくまでもコンベア追跡技術を利用する
ものであり、搬送中の自動車の正確な位置を識別しよう
とするものではなかった。
本発明の主要目的は走行中のコンベア装置上での向きが
比較的不明確な、または刻々と変化する製品に部品を挿
着できる自動化システムを提供することにある。
この目的を達成するため、本発明は、搬送手段が自動車
を搬送しながら通過する作業域を画定し、作業域内でＸ
、Ｙ及びＺ軸によって画定される座標に従って移動する
と共に軸を中心に回転することもでき、所定の貯蔵場所
から風防ガラスを取り出して作業域内の第１所定場所へ
これを供給するため所定ルーチンに従って移動するよう
にプログラムされ、かつリアルタイム増分変化を導入す
る手段を備えた制御手段を含み、さらに貯蔵場所から風
防ガラスを把持してこれを自動車の風防ガラス開口部に
挿着する端部作働体を含む工業用マニピュレータ手段と
、搬送手段上の自動車が工業用マニどユレータの作業域
に入ったことを指示する制御手段への入力としての第１
信号を発生する第１手段とを含み、単数または複数のワ
ーク・ステーションを通って連続搬送される搬送手段上
においてやや無作為の向きに配置された自動車の風防ガ
ラス開口部に風防ガラスを挿着する装置であって、搬送
手段が作業域を通過中であることを表わす制御手段への
入力としての第２信号を発生させ、第２信号に制御手段
を応答させることにより、Ｘ軸に対する自動車の移動が
連続的にモニタされ、作業域のＸ軸に沿った工業用マニ
ピュレータの移動が整合されるようにする制御手段と連
携する第２手段と、作業域のＹ軸に対する自動車の少な
くともおおよその位置を示す制御手段への入力としての
第３信号を発生させ、第３信号に制御手段を応答させる
ことにより、Ｙ軸に対する自動車の位置が連続的にモニ
タされ、Ｙ軸に沿った工業用マニピュレータの位置が整
合されるようにする第３手段と、作業域のＺ軸に対する
自動車の少なくともおおよその位置を示す制御手段への
入力としての第４信号を発生させ、第４信号に制御手段
を応答させることにより、Ｚ軸に対する自動車の位置が
連続的にモニタされ、Ｚ軸に沿った工業用マニピュレー
タの位置が整合されるようにする第４手段と、風防ガラ
スを挿入するため風防ガラス開口部の位置を絶えず更新
検知するように工業用マニピュレータの端部作働体と作
動的に関連し、制御手段への入力としての第５信号を発
生させる第５手段と、少なくとも第２、第３、第４及び
第５信号に応答し、リアルタイム増分変化を導入する手
段を含む制御手段への入力を提供するようにプログラム
されたコンピュータ手段とから成り、制御手段が作業域
内の第１所定位置から第２位置へ工業用マニピュレータ
を連続的に位置ぎめし、搬送手段上を自動車が連続的に
移動している間、マニピュレータが把持した風防ガラス
を、自動車の向きに関係なく風防ガラス開口部に対して
所定の関係に位置ぎめし、風防ガラスを自動車の風防ガ
ラス開口部に挿着することを特徴とする自動車の風防ガ
ラス開口部への風防ガラス挿着装置を提案する。
以下、添付図面に従って本発明の実施例を詳細に説明す
る。
本発明は走行中の車体に対する風防ガラス挿着装置を開
示するものであるが、この装置はコンベアなどによって
搬送され、組立て作業域を通過中に製品に構成部品を挿
着するいかなる種類の組立プロセスににも適用できる。
第１図に平面図で略示した風防ガラス挿着作業部１１は
いくつかの重要な構成部分、例えば、ロボット１３、心
室て機構１５、ロボット制御装置１７、多重センサ・プ
ロセッサ１９及び視覚制御装置２１を含み、ほかに、ロ
ボット１３の近くのコンベア手段２３をも含む。本発明
に固有の利点の１つとして、コンベアベルトの変更を必
要としない。従って、この風防ガラス挿着装置を利用す
れば、風防ガラスが挿着されている間、車体自体を停止
させる必要はないから、コンベア２３は停止することな
く車体２５をロボット１３の作業域２７へ搬送し、かつ
通過させることができる。先行のワーク・ステーション
においてコンベア２３上にあった車体２５は同じコンベ
ア上でその位置を正確に維持することはなく、コンベア
に対する車体の実際の向きはロボット作業域２７のＸ、
ＹまたはＺ軸によって画定される座標に沿って変化する
可能性がある。このように車体の向きがどちらかと言え
ば無作為に変動するから、従来は先ずコンベアを停止さ
せ、風防ガラス挿着に利用されるロボットのプログラム
によって定められる所定の条件に従って車体を位置ぎめ
しない限り、ロボットによる車体への風防ガラス挿着は
不可能であった。
［１ｎｉｍａｔｉｏｎ　６０００シリーズガントリー形
ロボツトを組み込んだ本発明のシステムを設計、構成し
た。このロボットはガントリーの両側及び両端にまで達
する広い長方形作業域が特徴であり、公知ロボットに典
型的な比較的複雑な極座標とは対照的な直角座標でプロ
グラムすることができる。このガントリー形ロボットを
用いる設計により、ロボットらしい速度と器用さを達成
する一方で、工作機械のような高精度、高反復性の補間
動作に耐え得る頑丈なロボットが得られる。
第２図にはＸ駆集合体、Ｙ駆集合体及びＺ駆集合体から
成る３つの直交軸集合体を含むＩＪｎｉｍａｔｉｏｎ　
６０００シリーズ・ロボット１３を斜視図で示した。特
に風防ガラスの把持、挿着用として構成した端部作働体
を装着するため、Ｚ駆集合体に多重軸回転リスト機構Ｗ
を機械的に固定しである。リスト機構は取り付はブラケ
ットと、第１軸を中心とする回転運動を可能にするＡ軸
モジュール及び第１軸の運動とは独立の、またはこれと
相関的な、第２軸を中心とする回転運動を可能にするＢ
軸モジュールとを含む。Ｂ軸モジュールと併用される工
具取り付はフランジが第２軸を中心とする端部作働体の
回転運動を可能にする。
各モジュールは高速、低トルクＤＣモータにより駆動さ
れる回転部材と、該モータに結合される同調駆動装置を
具備し、必要に応じて位置／信号フィードバック機構を
含むことができる。
Ｘ、Ｙ及びＺ＠集合体から成る複合動作構造は工場床面
Ｆに固定した垂直支持部材ＳＭによってガントリ一式に
支持されている。上記Ｕｎｉｍａｔｉｏｎ　６０００シ
リーズロボツトとロボット制御システムＣ３を併用する
。本発明に採用される制御システムとしては、例えば、
学習、使用及び実行が容易な直覚的な英語指令に基づく
高レベルの、高度の構成を具えたコンピュータ言語を利
用するＵｎｉｍａｔｉｏｎＩｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄｆ
ＲＶＡ’、　ＩＩが挙げられる。ＶＡＬ１１制御システ
ムの動作にとって極めて重要なことはオルター・ボート
（ａｌｔｅｒ　ｐｏｒｔ）を組み込んだことである。ロ
ボット制御システムに組み込まれたオルター・ボートは
ロボットの位置に増分的な変化を導入することを可能に
する。多重センサから発生するデータを多重センサ・プ
ロセッサ１９が積分し、２８ミリ秒ごとにＶＡＬ　ＩＩ
制御システムのオルター・ボートに信号を供給すること
によってロボットのプログラム軌道を修正する。即ち、
本発明の装置はセンサが得た情報を積分することによっ
てロボットのリアルタイム追跡／位置ぎめの機能を備え
る。
Ｘ、Ｙ及びＺ駆集合体から成る直交軸工作機酸形構造を
ガントリ一式に支持したから、はぼ直方体状の作業スペ
ースに相当する最適化された作業域が得られる。直交軸
ロボット１３をこのようにガントリ一式に構成すること
で、所要の作業プロセスの実行に必要なリストの関節数
が著しく少なくなり、補助装置の必要性も軽減される。
駆動キャビネットＤＳに設けた従来型駆動回路を利用す
ることによって、各駆集合体の閉ループＤＣサーボ・モ
ータ装置をパルス幅変調により駆動する。
直結形ＤＣサーボ・モータ装置はモータ・タコメータ・
パッケージ及びレゾルバを含む。
制御卓Ｃ３はタコメータ及びレゾルバから速度フィード
バック情報を、駆動モータから直接的に位置フィードバ
ック情報をそれぞれ受信する。この情報が極めて安定し
たサーボ応答を可能にする。
Ｘ＠集合体はＸ軸案内システムに沿って移動する際のＸ
軸ギヤリッジ２２のねじり偏差を最小限に抑制する閉鎖
セル構造から成る。
工場床面Ｆに取り付けた部材ＳＭで支持された複式レー
ル・システムはＸ軸ギヤリッジ２２が閉ループＤＣサー
ボ制御システムに応答して円滑に、かつ少ない摩耗で移
動することを可能にする。Ｘ軸ギヤリッジ２２は塵埃か
ら保護するため筐体内に収納され、密封された線形軸受
によってガイドレール２３．２５に結合されている°。
Ｘ駆集合体のラック／ピニオン駆動機構がＤＣサーボ・
モータ／タコメータ・パッケージ２６に直結している。
各駆集合体の駆動モータを低バックラシュ駆動要素によ
って直結したから、から動きが極力抑制される。
マニピュレータ装置１３の配線はＸ軸構造の端部に設け
た接続箱３６を起点とし、可撓ケーブル・キャリア３７
を通ってＸ軸ギヤリッジ２２に設けた接続箱３９に達し
ている。
Ｙ駆集合体はＸ駆集合体から垂直に突出するアームとし
て機能する。Ｙ駆集合体はＹ軸支持部材４１ｉび複式レ
ール・システムを含み、複式レール・システムはＹ＠集
合体の移動中及び作業域２７内でのＺ駆集合体の位置ぎ
め中の応力及び回転偏差を少なくするためのガイドレー
ル４２．４４から成る。ガイドレール４２．４４はベロ
ーズ・カバー４３によって保護されている。Ｘ駆集合体
に対するＤＣサーボ駆動機構と同様のＹ駆集合体ＤＣサ
ーボ駆動機構は駆動モータ／タコメータ・パッケージ５
１、ギヤボックス・レゾルバ・パッケージ、及び記憶ソ
フトウェア・リミット・スイッチの補助手段として移動
端及び初期位置リミットを画定するハードウェア・リミ
ット・スイッチ・パッケージを含む。
垂直Ｚ駆集合体はボール・スクリュウ機構を利用する。
回転割り出し装置９０がロボット１３の作業域を拡大す
る。この割り出し装置９０をＸ軸ギヤリッジ２２とＹ駆
集合体の界面に配置することにより、Ｘ軸ギヤリッジ２
２が限界まで移動するとＹ駆集合体が水平に１８０°回
転し、Ｘ軸ギヤリッジ２２の戻り移動で第１．２図に示
すようにＸ＠集合体の反対側に位置する第２直方体作業
スペースでの作業を可能にする。Ｕｎｉｍａｔｉｏｎ　
６０００シリーズガントリー形ロボツトはこのような独
自の構成を備えているから、Ｙ軸アームは風防ガラスを
把持するため、先ずガントリー支持構造ＳＭの一方の側
にＺ軸マニピュレータを位置決めし、次いで、Ｙ軸アー
ムから垂下している把持された風防ガラスを、車体の風
防ガラス開口部への挿着に備えて位置決めするためガン
トリー支持構造ＳＭの反対側へ運ぶことができる。
心立て機構１５を第１図に略示し、第３図に平面図で示
した。この心立て機構は心立て装置２９及び風防ガラス
Ｗを転送部３１から心立て装置２９へ移行させるフリッ
プオーバー機構１５を含む。典型的には、転送部は容器
を含み、先ず単数または複数の風防ガラスがコンベアで
、または別のロボットによって、あるいは風防ガラスを
手動操作することで風防ガラス挿着部へ供給される。心
立て装置はカム８５で作動させられる複数の支持アーム
８７、及び風防ガラスが載置される回転支持ボール９１
を含む風防ガラス支持マウント８９を含む。風防ガラス
Ｗが載置されると、カム作動アーム８７が風防ガラスの
４辺と係合し、心立て装置２９に対して心立てされた位
置に風防ガラスを固定する。フリップオーバー機構１５
はフリップオーバー機構内に収納され、軸線９５を中心
に回転するモータで駆動されるフリップオーバー・アー
ム９３を含む。アーム９３の張出し部分において、４個
の真空作動端部作働体９７を含む風防ガラス把持機構が
風防ガラスを把持し、これを転送部３１から取り出す。
軸線９５を中心としてフリップオーバ・アーム９３が回
転すると、風防ガラスは６０００シリーズ工業用マニピ
ユレータの端部作働体によって把持される位置に位置決
めされる。転送部３１から心立て装置２９へ風防ガラス
を転送したフリップオーバ・アームは風防ガラスが６０
００シリーズ工業用マニピユレータによって実際に把持
されるまでは風防ガラスの下にそのまま位置する。風防
ガラスが正しく心立てされたかどうか、フリップオーバ
転送中に風防ガラスを損傷しなかったかどうかを検知す
るのには、心立て装置に適当なセンサ手段を設゛ければ
よい。風防ガラスが６０００シリーズ工業用マニピユレ
ータによって把持され、次の風防ガラスが転送部３１へ
供給されたら、フリップオーバ・アームを公立て装置か
ら再び転送部へ回転させればよい。
以　　下　　余　　白 第４図はＶＡＬ　１１制御装置、情報を収集する各種セ
ンサ手段、及びロボット誘導用のリアルタイム軌道修正
信号に変換するための同時センサ情報を提供する中央処
理装置を示すブロックダイヤグラムである。ＶＡＬ　Ｉ
Ｉ制御装置はブロック１０１で示してあり、オルター・
ボートを１０３で、並列入力ボートを１０５でそれぞれ
示しである。セル・インターフェース制御装置１０７は
多重センサ入力を受信して、ロボット誘導用のリアルタ
イム軌道修正信号に変換する同時センサ情報を、ＶＡＬ
　１１制御装置のオルター・ボート１０３へ、ライン１
０９を介して供給する中央処理装置である。Ａ−ポスト
・トリガー１１１は車体が工業用マニピュレータの作業
域に進入したこと及び車体の追跡を開始すべきことを指
示する第１信号を発する。コンベア・エンコーダ１１３
はカウンタ１１５及び並列ボート１１９に対するカスタ
ム・インターフェース１１７を介して中央処理装置１０
７と交信する。コンベア・エンコーダはＡ−ポストのト
リガー後におけるコンベアの作業域移動距離を表わす第
２信号を発する。この信号は作業域のＸ軸に沿った自動
車の穆動量に対応する。超音波検知器１２１が作業域の
Ｙ軸に対するコンベア上の自動車のおおよその位置を示
す第３信号を発する。この情報は中央処理装置１０７の
直列ボート１２３に伝送される。別設の超音波検知器群
１２５は作業域のＺ軸に対するコンベア上の自動車のお
およその位置を示す第４信号を発し、この情報はセル・
インターフェース制御装置１０７の直列ボート１２７に
伝送される。好ましい実施例では、視覚システム１２９
の３つのカメラ１３１．１３３．１３５にＡｕｔｏｆｌ
ｅｘ　Ｉｎｃ、の視覚システム１３７を組み込むことに
より、風防ガラスが挿着される風防ガラス開口部の正確
な位置を最終的に指示する。これらのセンサ手段が第５
信号を形成し、これがセル・インターフェース制御装置
１０７の直列ボート１３８に入力される。
Ｄｅｂｕｇ／ｌｔｙ　Ａｕｘｉｌｉａｒｙ　１４１はシ
ステムの動作をモニタするオペレータ用の制御／診断端
末装置であるが、通常の運転には不要である。その２次
的な目的は診断／デバッグ制御卓として使用することに
ある。この端末装置を介してオペレータはセンサ・シス
テムの動作をモニタし、制御することができる。特定パ
ラメータの操作及び／または特定状態フラッグのモニタ
により、システムの問題点を容易にかつ迅速に識別し、
修正することができる。作業セルの重要な特性を表わし
、かつ各作業セルに特有であるいくつかのパラメータを
センサ制御装置に入力しなければならない。この入力操
作はセットアツプ・モードを利用して前記端末装置から
行うことができる。入力されたパラメータは持久性ＲＡ
Ｍに記憶される。Ａ１１ｅｎ−Ｂｒａｄｌｅｙ　ＰＬＣ
１４３は風防ガラス装着作業全体の作業活動をモニタす
るためにオペレータが利用する装置である。木発明はＰ
ＬＣに信号を供給し、ＰＬＯからの信号をモニタする。
この信号に基づいて状態をリポートし、挿着作業全体を
整合する。
Ｕｎｉｄｅｘ　Ｒｏｔａｒｙ　１４５はＸ軸を中心とす
るＹ軸の回転を制御する。Ｌｌｎｉｄｅｘ　Ｒｏｔａｒ
ｙ　１４５はＹ駆集合体をいつ、どこに位置決めすべき
かについてＶＡＬ　ＩＩ制御装置から命令を受信し、実
行すべき該当プログラムを選択し、仕事が完了するとこ
れをロボット制御システムに通告する。インターフェー
ス１４７は並列Ｉ１０１００それぞれ異なる電圧及び電
流レベルを、セル・インターフェース制御装置１０７に
適応する電圧及び電流に変換する。制御装置１０７はＶ
ＡＬ　ＩＩ制御装首１０１のオルター・ボートを介して
ロボットを誘導するリアルタイム軌道修正信号に変換す
べくセンサ情報を同時処理する。
第５．６及び７図に示す一連のフロー・ダイヤグラムは
先ず風防ガラスを把持し、これを走行中のコンベア・ラ
イン上の自動車への挿着に備えて位置決めするプログラ
ムを表わす。第５図には主要シーケンスをフロー・ダイ
ヤグラムで示した。先ず、ロボットが挿着作業２０１を
行うことができる態勢にあるかどうかがチェックされる
。準備態勢になければ、制御システムが指示信号を受信
するまで挿着プロセスはそれ以上進行しない。「ロボッ
ト・レディ（Ｒｏｂｏｔ　ｒｅａｄｙ」信号は風防ガラ
スが６０００シリーズロボツトの端部作働体によって把
持され、ロボットがこの風防ガラスを「バウンス位置（
ｐｏｕｎｃｅ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ）　Ｊ　２０３に位置
決めできる態勢にあることを指示する。「バウンス位置
」とはロボットがグリッパに風防ガラスを把持したまで
組立てライン上方で、風防ガラスを挿着できるように車
体がその下を通過するのを待機する位置である。ここで
も、ロボットが「バウンス位置」２０３にくるまでプロ
セスはこのループで待機状態のままである。次の判断点
は「Ａ−ポスト・トリガー」２０５である。Ａ−ポスト
・トリガーが作動すれば、車体がコンベアで所定の点ま
で運ばれたことを意味し、ここで追跡プロセスが開始さ
れる。追跡プロセスの結果、ロボットは究極的にセンサ
位置まで移動し、視覚手段が車体の風防ガラス開口部を
捕捉できる状態となる。ロボットが「バウンス位置」２
０３にあり、Ａ−ポスト・トリガーが作動したら、サブ
ルーチン「ドウ・インサート（ｄｏ　１ｎｓｅｒｔ）　
Ｊ　２０７が開始される。
「ドウ・インサート」サブルーチンが完了すると、プロ
グラムは「ロボット・バウンス」２０３に戻る。
第６図には、第５図のダイヤグラムで示した「ドウ・イ
ンサート」サブルーチン２０７をさらに詳細に図示した
。「ドウ・インサート」サブルーチンの最初の事象は第
４図に示したＶＡＬ　１１制御装置のオルター・ボート
によるロボットとの交信である。オルター・ボートは増
分変化でロボット位置を２８ミリ秒ごとに更新すること
を可能にする。「アロー・オルター・スタート・ロボッ
ト（ａｌｌｏｗ　ａｌｔｅｒｓｔａｒｔ　ｒｏｂｏｔ）
　Ｊ　２０９は撮影を行う第１位置へのロボット移動を
開始させる。これと同時にサブルーチン「ドウ・トラッ
キング（ｄ。
ｔｒａｋｉｎｇ）、＋　２１１が開始され、組立てライ
ン上の車体移動が追跡される。Ａ−ポスト・トリガーの
近くに配置された第２センサ手段またはドア超音波検知
手段が起動される。「ドア・ウルトラソニック（Ｄｏｏ
ｒ　ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ）　Ｊ２１３がロボットのＹ
座標に対する車体のおおよその位置を提供する。この情
報は以後の追跡動作に利用するため２１５に記憶される
。次に、ロボットが撮像点２１５に達した時点が判断点
となる。もしロボットが「テーク・ピクチュア・ワン（
ｔａｋｅ　ｐｉｃｔｕｒｅ　ｏｎｅ）　Ｊ位置に達して
いなければルーチンは「ドウ・トラッキング」２１７に
戻るから、この問いに対する初期回答は常に「ノー」と
なる。この時点で、ドア超音波検知器の作用下に、ロボ
ット端部作働体が視覚システムの境界内に進入する位置
まで移動させる粗調整が行われる。「テーク・ピクチュ
ア・ワン」ステップ２１５が有効に完了すれば、ロボッ
トの端部作働体が車体から所定距離にあることが確認さ
れる。「ピクチュア・ワン」２１５が完了したら、「ド
ウ・ルーフ・ウルトラソニック（ｄｏ　ｒｏｏｆ　ｕｌ
ｔｒａｓｏｎｉｃ）」２１９において第４センサ手段が
作動する。この第４センサ手段またはルーフ（屋根）超
音波検知器はロボットのＺ平面に対する車体のおおよそ
の位置、即ち、組立てラインからの車体おおおよその高
さを指示する。この情報が以後の追跡に利用するため２
２１で記憶され、それと同時にピクチュア・ワンを１最
像せよとのリクエストが２２３において開始される。視
覚システムが中央処理装置で処理される第１画像を提供
したことが確認されるまで、プログラムはこのループに
とどまる。運転中、第１画像にはほぼ４〜５秒かかるか
ら、２２５においてピクチュア・ワンを待ちながら追跡
が続行される。視覚システムから情報収集完了の信号が
発生したら、この情報は中央処理装置へ転送される一方
、追跡用データとして２２９で記憶される。ここでロボ
ットは「テーク・ピクチュア・ツー」２３１のため、修
正位置まで移動する。「テーク・ピクチュア・ツー」２
３１は２つの超音波検知２１３．２２３で回収された情
報と、視覚システム２２５で得られた第１画像とに基づ
いて行われる。この情報を記憶した追跡システムはロボ
ットを挿着位置と考えられる位置に位置決めする。「テ
ーク・ピクチュア・ツー」ステップ２３１によって安全
度が高められる。即ち、「テーク・ピクチュア・ツー」
２３１は車体が組立てラインの８勅にもかかわらず組み
立てラインに対して変位しなかったことを確認させるか
らである。リクエスト「ピクチュア・ツー・ステップ」
の間も追跡サブルーチンは続行される。もし車体が変位
があるなら、風防ガラスが挿着前に正しく整合されるよ
うにこの変位を補正するため、第２画像２３１及び「ド
ウ・トラッキング」サブルーチン２３３から得た情報に
基づいてロボット位置の増分的な修正を開始することが
できる。こうしてピクチュア・ツー・リクエスト２３５
が完了し、ピクチュア・ツーが２３７に用意されておれ
ば、この情報は追跡用として２３９で記憶される。すで
に指摘したように、もしピクチュア・ツーが用意されて
いなければ、「ドウ・トラッキング・サブルーチン」２
４１が続けられる。
この時点でプログラムはロボットが２４５において風防
ガラス挿着を行うようリクエストする。
ＶＡＬ　ＩＩ制御装置のオルター・ボートによって中央
処理装置からのマルチ・センサ情報を処理することでロ
ボットを位置決めしたら、風防ガラス挿着する判断点に
到達する。もし風防ガラスを挿着することが確認される
と、プログラムはブロック２４７に進み、「リクエスト
・インサート」が開始される。「リクエスト・インサー
ト」２４７はロボット内のサブルーチンであり、車体に
対するロボットの所定位置からの一定量の穆勅を命令す
る。
この移動の量は追跡プロセスから得られた情報に基づき
、車体の風防ガラス・フレームに風防ガラスを直接挿着
できるように設定される。この一定量の８勅が完了した
ら、グリップに設けたセンサ手段が２４９において挿着
が完了したかどうかを示す信号をロボットにフィードバ
ックする。もし挿着が完了したのであれば、２５１にお
いて、追跡停止命令が与えられ、もし挿着が未完了なら
、２５３などにおいて追跡続行の命令が与えられる。挿
着が成功裡に完了し、２５１において追跡停止命令が与
えられた場合、ロボット・プログラムは主要シーケンス
２５５に戻される。
サブルーチン「ドウ・トラッキング」を第７図に図解し
た。このサブルーチンにおいて、ブロック２６１はエン
コーダ・バッファを読み取れというプログラム命令を示
す。エンコーダはコンベア装置自体に設置されており、
ロボットのＸ軸に沿ったコンベアの移動速度を増分パル
スの形でカウントする。エンコーダはＡ−ポストがトリ
ガされてからのコンベアの移動量を示す「ドウ・トラッ
キング」サブルーチンにおいて、所与の時間にわたるコ
ンベアの移動量を知るためにエンコーダ・バッファが読
み取られる。この移動量に基づいて、端部作働体と車体
との間に一定距離を保つためＸ軸に対してロボットを再
位置決めしなければならないことを指示するオフセット
信号を形成することができる。このオフセットをブロッ
ク２６３に示した。これと同時に、ドア超音波検知器２
６５が完了したかどうかなどのようなデータも検討され
る。
ドア超音波検知もルーフ超音波検知も完了している場合
、次の判断点はピクチュア・ワンが２６９において完了
したかどうかである。
ピクチュア・ワンが完了した場合、プログラムは第２画
像２７１において撮像されたかどうかを確認する。ルー
フ超音波検知、ドア超音波検知もピクチュア・ワン・ピ
クチュア・ツーも完了している場合、２７３においてオ
フセット信号がロボットのオルター・ボートに伝送され
る。オフセット信号が正しくロボット・オルター・ボー
トに伝送されると、サブルーチンは第６図に示す追跡プ
ログラムのブロック２７５に示すステップに戻る。セン
サ手段の１つが適当なセンサ信号を出力しなかったとい
う事態が発生することもある。例えば、２６５における
ドア超音波検知が完了しておらず、その時点で２７７に
おいてデータが得られるかどうかについて問い合わせが
行われる。データが得られるならば、このデータを利用
して、２７９においてオフセット信号を積分する。もし
データが得られない場合には、ブロック２７３において
最終オフセットを伝送する。もしデータが得られるなら
、２７９においてデータを分析することによりこれ所定
のパラメータと一致するかどうかを判定する。同様に、
もしこのルーフ超音波検知２７７がなされていなければ
、データが得られるかどうかの判断点が２８１において
アドレスされる。データが存在しなければ、それまでに
記憶された追跡情報が評価され、オルター・ボートへ伝
送される゛。データが得られるなら、２８３においてオ
フセット信号が積分されてオルター・ボートへ伝送され
る。２８５において、データが所定パラメータと一致す
るかどうかがチェックされる。
ブロック２６９においてピクチュア・ワンが撮像されな
ければ、ブロック２８７においてデータが存在するかど
うかがチェックされる。もしデータが存在しなければ、
オフセット情報がオルター・ボートを介してロボットに
直接伝送される。もしデータが存在するなら、このデー
タが既知パラメータと一致するかどうかが判定される。
もしこのデータが既知パラメータと一致するなら、ロボ
ット制御システムのオルター・ボートへ伝送するためプ
ログラムが２９１においてオフセットを積分する。最後
に、ピクチュア・ツーのチェックにおいて、もしピクチ
ュア・ツーが撮像されていなければ、２９３においてデ
ータが存在するかしないかの問い合わせが行われる。
データが存在するなら、２９５においてそのデータが既
知パラメータと一致するかどうかが検討される。もし既
知パラメータの範囲内ならば、２９７においてオフセッ
トが積分される。次いでこのオフセットがブロック２７
３においてロボットのオルター・ボートに伝送される。
端部作働体で支持されている風防ガラスが８勤中の車体
に対して明らかにずれた位置にあることを指示するセン
サがあれば挿着プロセスを打ち切るオプションを含むこ
とができる。その場合にはロボットがバウンス位置に戻
り、組立てライン上の車体がロボットの作業域に進入し
たことを指示する次のＡ−ポスト・トリガー信号を待機
する。
オルター・ボートを介してオフセット情報がロボットに
伝送されると、ロボットの移動はオルター・ボートへの
２８ミリ秒ごとの更新入力間だけに制限される。従って
、追跡□情報はブロック２２１などにおいて記憶され、
ロボット位置の増分変化に伴って端部作働体が風防ガラ
ス挿着前の所定位置と整合するまで前記情報が継続的に
ロボット制御システムに供給される。
以上に述べたのは複数のセンサと、製品がコンベア・ラ
インなどで運ばれてロボットの作業域を連続的に通過す
る過程でこの製品へ構成部品を挿着することのできる前
記ロボットとから成るシステムである。コンベア・ライ
ンで搬送される製品はロボットのＸ、Ｙ及びＺ座標に関
連して追跡される。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の基づいて構成された移動中の車体に対
する風防ガラス挿着システムを略伝する平面図。 第２図は本発明の好ましい実施例に使用される直交軸ロ
ボット・システムの斜視図。 第３図は本発明の好ましい実施例における風防ガラスを
送り出し、かつその方向を制御するフリップオーバ／公
立て装置の斜視図。 第４図は本発明のシステム構成を示すブロックダイヤグ
ラム。 第５図は本発明の風防ガラス挿着システムの主要動作シ
ーケンスに含まれるいくつかのステップを示すフローダ
イヤグラム。 第６図は本発明の「ドウ・インサート」手順を表わすフ
ローダイヤグラム。 第７図は本発明の「ドウ・トラッキング」プロセスを示
すフローダイヤグラムである。 １１・・・・挿着作業部 １３・・・・ロボット １５・・・・公立て機構 １７・・・・ロボット制御装置 １９・・・・マルチセンサ・プロセッサ２１・・・・視
覚制御装置 ２３・・・・コンベア ２５・・・・車輌 ２９・・・・公立て装置 Ｗ・・・・・・風防ガラス ＦＩＧ、　６

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、搬送手段が自動車を搬送しながら通過する作業域を
    画定し、作業域内でＸ、Ｙ及びＺ軸によって画定される
    座標に従って移動すると共に軸を中心に回転することも
    でき、所定の貯蔵場所から風防ガラスを取り出して作業
    域内の第１所定場所へこれを供給するため所定ルーチン
    に従って移動するようにプログラムされ、かつリアルタ
    イム増分変化を導入する手段を備えた制御手段を含み、
    さらに貯蔵場所から風防ガラスを把持してこれを自動車
    の風防ガラス開口部に挿着する端部作動体を含む工業用
    マニピュレータ手段と、搬送手段上の自動車が工業用マ
    ニピュレータの作業域に入ったことを指示する制御手段
    への入力としての第１信号を発生する第１手段とを含 み、単数または複数のワーク・ステーションを通って連
    続搬送される搬送手段上においてやや無作為の向きに配
    置された自動車の風防ガラス開口部に風防ガラスを挿着
    する装置であって、搬送手段が作業域を通過中であるこ
    とを表わす制御手段への入力としての第２信号を発生さ
    せ、第２信号に制御手段を応答させることにより、Ｘ軸
    に対する自動車の移動が連続的にモニタされ、作業域の
    Ｘ軸に沿った工業用マニピュレータの移動が整合される
    ようにする制御手段と連携する第２手段と、作業域のＹ
    軸に対する自動車の少なくともおおよその位置を示す制
    御手段への入力としての第３信号を発生させ、第３信号
    に制御手段を応答させることにより、Ｙ軸に対する自動
    車の位置が連続的にモニタされ、Ｙ軸に沿った工業用マ
    ニピュレータの位置が整合されるようにする第３手段と
    、作業域のＺ軸に対する自動車の少なくともおおよその
    位置を示す制御手段への入力としての第４信号を発生さ
    せ、第４信号に制御手段を応答させることにより、Ｚ軸
    に対する自動車の位置が連続的にモニタされ、Ｚ軸に沿
    った工業用マニピュレータの位置が整合されるようにす
    る第４手段と、風防ガラスを挿入するため風防ガラス開
    口部の位置を絶えず更新検知するように工業用マニピュ
    レータの端部作動体と作動的に関連し、制御手段への入
    力としての第５信号を発生させる第５手段と、少なくと
    も第２、第３、第４及び第５信号に応答し、リアルタイ
    ム増分変化を導入する手段を含む制御手段への入力を提
    供するようにプログラムされたコンピュータ手段とから
    成り、制御手段が作業域内の第１所定位置から第２位置
    へ工業用マニピュレータを連続的に位置ぎめし、搬送手
    段上を自動車が連続的に移動している間、マニピュレー
    タが把持した風防ガラスを、自動車の向きに関係なく風
    防ガラス開口部に対して所定の関係に位置ぎめし、風防
    ガラスを自動車の風防ガラス開口部に挿着することを特
    徴とする自動車の風防ガラス開口部への風防ガラス挿着
    装置。 ２、作業域のＹ軸に対する自動車の少なくともおおよそ
    の位置を示す第３信号を発生させる第３手段が超音波セ
    ンサ手段であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    に記載の自動車の風防ガラス開口部に風防ガラスを挿着
    する装置。 ３、作業域のＺ軸に対する自動車の少なくともおおよそ
    の位置を示す第４信号を発生させる第４手段が超音波セ
    ンサ手段であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    に記載の自動車の風防ガラス開口部に風防ガラスを挿着
    する装置。 ４、工業用マニピュレータの端部作働体と作動的に関連
    して自動車の風防ガラス開口部を位置決めする第５手段
    が視覚システムであることを特徴とする特許請求の範囲
    第１項に記載の自動車の風防ガラス開口部に風防ガラス
    を挿着する装置。
JP61261732A 1985-11-06 1986-10-31 移動するコンベア上の車体への風防ガラス插着装置 Pending JPS62113657A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/795,687 US4670974A (en) 1985-11-06 1985-11-06 Windshield insertion system for a vehicle on a moving conveyor apparatus
US795687 1985-11-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
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JP (1) JPS62113657A (ja)
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