JPS6212483A - 自動車窓ガラスの自動取付装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 自動車用窓ガラスの取付に於て、ＴＶカメラをのズレを
補正しながらロボットによシ窓ガラスを取付ける自動車
窓ガラスの自動取付装置に関する。

（従来の技術） かかる従来技術としては例えば米国特許第４．４５３．
３０３号に記載されたものがある。これは、窓ガラス取
付ツール部に設置された４〜６個のアナログ出力の近接
センサーによシ、窓わくの位置に対する窓ガラスの上下
、左右方向の位置ズレを補正しながらコンベア方向に対
象ワークが進行するのに同期して、窓ガラスを取付ける
装置である。しかしながらこのものにおいては、同一車
種、同一部所にしか使用できないこと、近接センサーの
使用では、そのセンサー近くの、何かまでの距離しか把
握できないこと、および近接センサーから外れるなどの
異常事態に関して対処する方法がないなどの欠点があっ
た。さらに例えばセンサーレビュー誌（雑誌５ｅｎｓｏ
ｒ　Ｒｅｖｉｅ載工ＦＳ（Ｐｕｂｌｉ−ｒらｒ−窒ガラ
ス埋枝舷ｆ、１部２ケのカメラｃｄ、Ｃｃ横２ヶのカメ
ラＯａ、Ｃｂ及び投光器があり、位置補正用として、ス
テッピングモータＭａ　、　Ｍｂ　。

Ｍｅ　がつく。ロボットは、窓ガラス取付に際して、２
５６ケのフォトダイオードプレイを用いたカメラで、位
置ズレを確認し前記３個のステッピングモータ（２ケは
回転、垂直方向補正、残る１ケで水平方向補正）で位置
ズレを補正するが、位装置として補正されるのは、後述
する本発明とは異なり、ロボットではなく、窓ガラス握
持部であり、センシングは５〜６秒と力）なりの時間を
要するので、ロボットに与えられた作業時間が短い時に
は、あまシ良い方法とはいえない。この場合、カメラｃ
ｃ及びｃｄで上下・回転方向検出し、モーターＭａ、Ｍ
ｂ同方向回転によシ上下補正、そしてモーターＭａ。

Ｍｂ逆方向回転により回転補正がなされ、カメラｃａ及
びｃｂで、左右方向検出し、モーターＭｃで左右補正が
なされる。そしてロボットのすべてのアームは、位置の
補正されず、窓ガラス握持部のみの位置補正に止まる。

（本発明が解決しようとする問題点） 本発明は、従来技術にくらべより確実な対象ワークの位
置の把握、詳しくは対象ワークの形状把握即ち車種選択
および位置把握と、高精度の窓ガラス取付けを目的とす
る。即ちＴＶカメラを使用することＫよシ、不確定な何
かまでの距離ではなく、対象ワークの位置を把握し、Ｔ
Ｖカメラを使用することによる、対象ワークの形状を把
握し、かつあらかじめ教示された位置を補正して対象ワ
ークへの窓ガラスの高精度の取付動作を確実にすること
を目的とする。

（問題点を解決するための手段） このため本発明は、対象ワークの位置を確認するＴＶカ
メラと、前記ＴＶカメラに写された画像を位置ズレ量に
変換する画像処理ユニットと、ロボットに基準位置を教
示し力・つ前記画像処理ユニットからの前記位置ズレ量
に応じて教示位置を補正することが可能なロボット制御
装置と、窓ガラスを把持し対象ワークに対して前記ロボ
ット制御装置の指示を受けて作動するロボットと、を含
み、対象ワークの形状把握即ち車種選択、および基準位
置に対する位置ズレを補正しながら対象ワークに窓ガラ
スを高精度で取っ付けることを特徴とする自動車窓ガラ
スの自動取付装置としたものである。

（作用効果） かかる構成により、本発明は、ロボットにあらかじめ基
準位置を教示しておき、ＴＶカメラを用い対象物ワーク
の車種及び位置を確認し、基準位置に対するズレ全補正
することにより上述した従来技術における問題全解決し
た。一般に、ロボットを用いて窓ガラスの取付作業を行
う場合、対象ワークとロボット位置とのばらつきや窓ガ
ラス取付部の加工上でのばらつきが窓ガラスを適正な位
置に取付けることを妨げる。そこで本発明では、ＴＶカ
メラを用いることによシ、取付位置精度を最小限にする
こと全可能にした。即ち窓ガラスの取付前にＴＶカメラ
で例えば対象物ワークのストッパー位置を確認すること
で、上下・左右・回転方向の位置ズレの補正を行ない、
取付に際しては、空丑ラスた鋪里−スＬ１１．パー１／
ｒ弄訃Ｚ＞Ｌゆ　Ｌτ力方向位置決めを確実に行ない、
左右方向に関しては、微調整用のカメラを用い、センタ
ー位置に取付けることが可能となった。

（実施例） 次に本発明の実施例につき図面を参照して説明すると、
自動車用窓ガラスの自動取付方法を実現するための本発
明の実施例装置構成を第１図に示す。あら〃）しめ教示
された位置は、通常ロボット制御装置（５）からロボッ
ト指令信号として、出力されるが、この際に、ＴＶカメ
ラ（３）により得られた画像信号を画像処理ユニット（
４）で、上下・左右方向の位置ズレ量に変換し、このデ
ータをロボット制御装置（５）　Ｋとりこみ、位置ズレ
を補正したロボット指令信号がロボッ）　（ＩＩに入力
される。第２図には、ロボット手首部（１４のカメラの
位置関係の詳細図である。ロボット手首部α→は、窓ガ
ラスα３全つ力）むサクション（８）全支持する保持器
（７）、及びカメラ■ａ、■ｂ、■ａ、ＩＩｂスリット
光投光ユニット（６）から構成される。第１図で全体と
して（３）で教示し７’ｃＴＶカメラは、上下・左右・
回転方向の位置を検出するためのＩｌａ、Ｉｌｂ及び、
左右方向の微調整のためのｌａ、ｌｂの２対よりなる。

また、カメラｌａ、ｌｂにはそれぞれスリット光投光ユ
ニット（６）が付く。さらに第１図のＴＶカメラ（３）
は、第３図で示すようなラインに２台配置され、対象ワ
ークの前後方向のズレと車種を検出するカメラｍａ、ｍ
ｂｉ含む。第３図１１１ａ画像および■ｂ両画像それぞ
れ前後方向ＴＶカメラｌＩ［ａおよび■ｂの各カメラか
ら得られる画像として示す。カメラ■ｂでは自動車の前
ピラ一部αＯを撮像し、カメラＩ［Ｉａで車後部のピラ
ーαη全撮像する。記録時のピラー位置を点線０．５（
ｔｓｏ）で示し、再生時のピラー位置を実線αＱ（１６
“）で示す。ＴＶカメラ１ｌｌａ、ＩＩＴｏの各カメラ
配置は固定数、再生時の前部及び後部の位置ずれ量ΔＹ
ａ及びΔＹｂが求まれば前部ピラー〇〇と後部ピラー〇
ηの間隔が求まる。今Ｂ車種のピラー間隔をＬとすれば
再生時のピラー間隔は（Ｌ＋ΔＹａ−△ｙｂ）となる。

このピラー間隔により車種全決定する。又ΔＹａにより
、前側窓ガラス取付位置の前後方向位置ずれ量が求まシ
、ΔＹｂにより後側窓ガラス取付位置の前後方向位置ず
れ量が求められる。

窓ガラスα１取付に際して、上下方向は、当て止めによ
るものとし、取付ワクαη下部に第４図、第４ａの図の
ようなストッパーαａがついている。

以上のような条件の下で、対象ワーク（９）が窓ガラス
取付工程に流れてきて、停止する。この時ロボット制御
装置（５）７：Ｊ・らの検出指令（第１図参照）により
、カメラ１ｌｌａ、ｊｉｂは、対象ワーク（９）の画像
信号を画像処理ユニット（４）に送る。画像処理ユニッ
ト（４）により、車種及び前後方向のズレ量（Ｙａ　＋
　Ｙｌ）　＋第３図）Ｋ変換された信号を受けたロボッ
ト制御装置（５）は、対象ワーク（９）に応じて、既に
教示された位置データを、内部のメモリーから読み出し
、ロボット（１）本体に指令信号を送るが、この時の指
令位置データは、前後方向のズレに関して補正されてい
る（第３図参照）。その後ロボット（１）は、窓ガラス
取付位置近傍に移動し、カメラＩＩａ、ＩＩｂによシ、
ストッパー（６）の位置全検出し、上下・左右・回転方
向のズレとして、位置データを補正する（第５図参照）
。第５図には第２図に示すカメラ１１ａ、ｌｌｂで第４
図のストッパー（６）全撮像した画像を示す。記録時の
ストッパー位置を点線α印（１８１）で再生時のストッ
パー位置を実線（至）（１９°）で示す。そのずれ量を
各々（ΔＸａ、ΔＺａ）、（Δｘｂ、Δｚｂ）とすると
車体（窓ガラス取付部）の位置ずれ量は、左右方向に（
ハａ、　＋ハｂ）／２上下方向Ｋ（ΔＺａ＋ΔＺｂ）／
２　　で与えられる。又回転方向のずれ量をΔθとする
と、２つのストッパ〜間隔をＬとして、 で絶体値が与えられ（△Ｚａ−Δｚｂ）が正であるか負
であるかにより八〇の符号が求まる。

ロボット（１）は、窓ガラスαＪ下部をストッパー（イ
）上部にのせ、上下・左右方向の位置決め全行なう（第
４図、第４ａ図参照）。更により正確に車体窓枠とガラ
ス縁との距離を等しくする為第２図のＴＶカメラｌａ、
ｌｂによシ横方向微調を行なう。第６図にＴＶカメラｌ
ａ、ｌｂ及び投光ユニット（６）の配置及び各カメラか
ら得られた画像１ａ画像およびＩｂ画像を示す。投光ユ
ニット（６）からは窓枠α力及び窓ガラスα３を横切る
方向にスリット光全照射する。

窓枠ヘリ及び窓ガラスが途切れる部分で第６図に示す段
差（１）（２０°）を持つ画像が得られる。その段差間
距離ΔＨａ、ΔＨｂを求めΔＨ＝　（」ａ−△Ｈｂ）／
２だけ左右方向に微調を行ない、窓ガラスへ３はここで
極めて高精度に窓枠に自動的に取付けられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例である自動車窓ガラスの自動取
付装置を示すブロック図、第２図は窓ガラス金杷持した
第１図のロボット手首部を示す拡大斜視図、第３図は第
１図のＴＶカメラの１部をなすＴＶカメラｔｈａｔ■１
ｂと対象ワークとの配置図と各カメラ力・ら得られる画
像とを示す。第４図は対象ワークの窓ワク部分を示す斜
視図、第４ａ図は窓ガラスと第４図に示すストッパーと
の関係を示す部分側面図、第５図は第２図に示すＴＶカ
メラＵａ、Ｉ［ｂの画像をそれぞれ示し、第６図は第２
図に示すＴＶカメラｌａ、　ｌｂと対象ワークとの配置
および各カメラから得られる画像を示す。第７図は従来
製品を示す概略構造図である。 １・・・ロボット ３−−−　（ｌａ、ｌｂ、［ａ、ｌｌｂ、ｌａ、１ｌｌ
ｂ）　Ｔ　Ｖカメラ４・・・画像処理ユニット ５・・・ロボット制御装置 ９・・・対象ワーク １３・・・窓ガラス 代理人　弁理士　　河　内　潤　二 第　１　図 藁２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 対象ワークの位置を確認するＴＶカメラと、前記ＴＶカ
   メラに写された画像を位置ズレ量に変換する画像処理ユ
   ニットと、ロボットに基準位置を教示しかつ前記画像処
   理ユニットからの前記位置ズレ量に応じて教示位置を補
   正することが可能なロボット制御装置と、窓ガラスを把
   持し対象ワークに対して前記ロボット制御装置の指示を
   受けて作動するロボットと、を含み、対象ワークの形状
   把握即ち車種選択および基準位置に対する位置ズレを補
   正しながら対象ワークに窓ガラスを高精度で取り付ける
   ことを特徴とする自動車窓ガラスの自動取付装置。