JPS63235184A - 組立ラインにおける加工物位置検出方法 - 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） 本発明は、組立ラインにおける加工物位置検出方法に関
し、さらに詳細には、自動車ボディが移送される組立ラ
インの加工ステーションに配置された部品取付計測ロボ
ットにより、該加工ステーションに移送されてきた自動
車ボディの部品取付性■を検出するとともに、該部品取
付位置に部品を取付ける際の組立ラインにおける加工物
位置検出方法に関する。

（従来の技術） 車体の窓枠形成部にウィンドガラスを自動的に取り付け
るにあたっては、例えば特開昭６１−１８５８０号に示
されているように、車両組立ラインにおけるウィンドガ
ラス取付ステーションに、ウィンドガラス取付用のロボ
ットを配置し、そのウィンドガラス取付ステーションに
、塗布工程等が終了した車体をウィンドガラス搬送用コ
ンベアに備えられた搬送治具で支持して順次搬送すると
ともに、接着剤の塗布等の前処理が施されたウィンドガ
ラスを準備し、斯かるウィンドガラスをロボットで保持
して車体の窓枠形成部に移載するようにされる。

ところが、ウィンドガラス取付ステーションに搬送され
る車体には、通常、搬送治具や車体の製造上の寸法誤差
、搬送治具に対する車体の位置決め誤差及び車体搬送用
コンベアの搬送誤差（車体のウィンドガラス取付ステー
ションにおける停止位置のずれ）等に起因する、ウィン
ドガラス取付用のロボットに対しての位置ずれが伴われ
る。斯かる車体に対するロボットの位置ずれが生じると
、ロボットが車体の窓枠形成部に移載すべくウィンドガ
ラスを保持して予め定められた動作経路に従って作動し
た場合、ウィンドガラスが車体の窓枠形成部に正確に位
置会わせされず、その結果、ウィンドガラスを窓枠形成
部に適正に取り付けることができない事態をまねく虞が
生じる。

そこで、このような事態をまねくことを防止すべく、本
願の出願人は、先に、例えば、特開昭６２−１２４８３
号にも示される如く、ウィンドガラスをロボットにより
車体の窓枠形成部に取り付けるに際して、ウィンドガラ
ス取付ステーションに搬送された車体の窓枠形成部にウ
ィンドガラス位置決め用として取り付けられている係止
部材（ストッパ）の位置を、上記ロボットに取付けられ
、ＣＣＤ撮像素子が用いられた小型ビデオカメラ等の視
覚センサにより検出し、この視覚センサから得られる検
出出力に基づいてロボットのウィンドガラス取り付けに
際しての動作経路を変更することを提案した。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述のように、ウィンドガラスの位置決
め用の部材の位置を視覚センサで直接読み取る場合、該
視覚センサの視覚範囲が小さいと自動車ボディの停止位
置等によっては、この位置決め用の部材が上記視覚セン
サの視覚範囲内に入らず、検出作業ひいては取付作業が
行えなくなってしまうという事態が生ずるおそれがある
。このため、上記視覚センサの視覚範囲は十分に広く設
定されるが、そうした場合、ＣＣＤで代表されるＩｔセ
ンサがスキャンによってその検出動作を行うため、位置
決め用の部材の検出が遅いと言う問題点がある。

そこで本発明は、上記位置決め用の部材の検出を素早く
かつ正確に行うことのできる組立ラインにおける加工物
位置検出方法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） 本発明は、自動車ボディが移送される組立ラインの加工
ステーションに配置された部品取付計測ロボットにより
、該加工ステーションに移送されてきた自動車ボディの
部品取付位置を検出するとともに、該部品取付位置に部
品を取付ける際の組立ラインにおける加工物位置検出方
法において、前記加工ステーションに位置付けられた自
動車ボディのフロントピラーとリアピラーによって長手
方向の一部が遮られるように自動車ボディの前後方向に
延びる少なくとも３つのスリット光を発し、自動車ボデ
ィの各ピラーにより遮られる各スリット光の遮蔽部分を
視覚センサで読み取り、該遮蔽部分のパターンおよび位
置を決定し、この決定された遮蔽部分のパターンおよび
位置に基づき自動車ボディの種類および加工ステーショ
ンにおける停止位置を演算し、その演算の結果により、
前記部品取付計測ロボットの自動車ボディの部品取付位
置の計測位置および自動車ボディに対する動きを変更す
ることを特徴とするものである。

（発明の作用・効果） 本発明の組立ラインにおける加工物位置検出方法におい
ては、上記したように、上記部品取付計測ロボットで自
動車ボディの部品取付位置の検出および実際の部品取付
を行う前に、自動車ボディの停止位置を予め上記スリッ
ト光等により検出して、部品取付計測ロボットの計測位
置を変更させるようにしたため、該ロボットにおける計
測の視覚範囲それ自体は小さくてよいので、計測時間の
大幅な短縮ができ、従って、スリット光等による検出作
業を設けたが、部品取付作業全体としての作業時間は短
縮できる。

また、本発明においては、加工ステーションに移送され
てきた自動車のボディ、の種類も判定できるので、その
種類に応じてロボットで検出作業および取付作業を行う
ことができるので、汎用性が増し、装置の作動効率が向
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
による組立ラインにおける加工物位置検出方法について
説明する。

第１図は、ウィンドガラス取付作業が行われる取付ステ
ーション１を示し、この第１図において、車体Ｂは、多
車種混流ラインを形成する車両組立ラインに沿って配設
されたレール２上を滑動する台車３に定置された状態で
、所定のピッチをもって間歇搬送されて取付ステーショ
ン１の所定位置に停止せしめられる。この場合、該取付
ステーション１には、塗装、プライマ等が施された異な
る仕様（車種）の車体・１０が生産計画に従う順序をも
って順次搬送される。

なお、この搬送されて来た車体Ｂには、プライマが塗布
された後に、窓枠形成部Ｂ１の下辺部における係止部材
取付孔Ｂ２（第２図参照）が設けられている部位に、第
２図に示される如くの、ウィンドガラス位置決め用の係
止部材４及び５が作業者により予め取り付けられている
。係止部材４及び５は、ゴム等から成る黒色の本体Ｂ４
Ａ。

５Ａと、この本体部４Ａ、５Ａを車体Ｂの窓枠形成部Ｂ
１に固定するための、プラスチック等から成る白色の押
さえ部４Ｂ、５Ｂとから成り、押さえ部４Ｂ、５Ｂは、
その上面が正方形の傾斜面とされた板状ｆｆｆ１４ｃ、
５Ｃと、この板状部４ｃ。

５Ｃから下方に突出する、係止部材取付孔Ｂ２に対応す
る矩形の断面外形を有する角筒１１４Ｄ。

５Ｄを有し、角筒部４Ｄ、５Ｄには、その外側面から車
体Ｂの前後方向に突出し、かつ、角筒部４Ｄ、５Ｄの内
側に倒れ込み可能とされた対をなす弾性係止片４Ｅ、５
Ｅが設けられている。斯かる係止部材４及び５を窓枠形
成部Ｂ１に取り付ける際には、押さえ部４Ｂ、５Ｂにお
ける板状部４Ｃ１５Ｃの上面の面積よりも大とされた面
積を有する本体部４Ａ、４Ｂの下側に受は座６を配して
、本体部４Ａ、５Ａ及び受は座６の中央部分に設けられ
た角形の挿入孔４Ｆ、５Ｆ及び６．へに押さえ部４Ｂ、
５Ｂの角筒部４Ｄ、５Ｄを挿入した状態で、角筒部４Ｄ
、５Ｄを窓枠形成部Ｂ１の下辺部に設けられた係止部材
取付孔Ｂ２に夫々差し込む。これにより、弾性係止片４
Ｅ、５Ｅが角筒部４Ｄ、５Ｄの内側に倒れ込んだ後、外
方に突出し、押さえ部４Ｂ、５Ｂの板状部４Ｃ，５Ｃが
本体部４Ａ、５Ａの中央部分に配された状態で係止部材
４及び５が窓枠形成部Ｂ１の上面に固定される。

このようにして、係上部材４及び５が窓枠形成部Ｂ１の
下辺部に取り付けられた後において、車体１０が、第１
図に示される如くに、ウィンドガラス取付ステーション
１に搬送されて停止せしめられる。ウィンドガラス取付
ステーション１には、ウィンドガラス搬送用コンベア６
１と、ウィンドガラス搬送用コンベア６１により搬送さ
れて、所定位置に位置決めされて停止したウィンドガラ
スＷの車室側の周縁部にウレタン系の接着剤を塗布する
接着剤塗布用ロボット６５と、ウィンドガラスＷを吸着
保持して車体１ｏの窓枠形成部Ｂ１に取り付けるウィン
ドガラス取付用ロボット１ｏとが設置されている。ここ
で、ウィンドガラス搬送用コンベア６１により搬送され
るウィンドガラスＷは、ウィンドガラス取付ステーショ
ンｌに搬送される車体Ｂの仕様に応じたものとされ、そ
の周縁部には、予めプライマが塗布されており、また、
このプライマの塗布面より内周側にはダムラバーが貼着
固定されている。そして、斯かるウィンドガラスＷのプ
ライマの上面側に接着剤が接着剤塗布用ロボット６５に
より塗布され、接着剤が塗布されたウィンドガラスＷが
車外側が上面となるようにウィンドガラス反転装置７５
により反転されて、ウィンドガラス取付用ロボット１０
側に供給される。なお、ウィンドガラス取付用ロボット
１０側に供給されたウィンドガラスＷは、所定位置に位
置決めされた状態とされ、ウィンドガラス取付用ロボッ
ト１０に対しての位置ずれは殆ど生じないものとされる
。

ウィンドガラス取付用ロボット１０は、ティーチングバ
ック式の多関節型ロボットであって、アーム１２が基台
１４に固定された基部１６に対して上下方向、左右方向
及び前後方向に揺動するとともに、アーム１２の先端部
に設けられたりスト１８がアーム１７の軸線回り及び軸
線方向に沿って揺動するものとされる。

ウィンドガラス取付用ロボット１０のリスト１８にはウ
ィンドガラスＷを吸着保持するための吸着保持装置２０
が取り付けられている。吸着保持装置２０は、第３図に
詳細に示される如く、主として略Ｈ字形状に組まれてそ
の中央部がリスト１８に連結された基体２２と、この基
体２２の両側辺部２２ａ及び２２ｂの端部に配される４
つの吸着パッド部材２４と、この吸着パッド部材２４に
、基体２２に対してその上下方向の変いを許容するフロ
ーティング状態と、斯かる変位を許容しない規制状態と
を選択的にとらせる、シリンダ２６、リンク２７、爪部
材２９等で構成される可変支持機構２５とから成ってい
る。なお、吸着パッド部材２４には、それに吸着状態を
とらせるべく、図示されない負圧供給手段から電磁切換
バルブを介して負圧が供給され、また、それに吸着解除
状態をとらせるべく、電磁切換バルブを介して　゛吸着
パッド部材２４内に大気が供給される。さらに、可変支
持機構２５は、ウィンドガラスＷにおけるそり度合等の
製造誤差を吸収すべく、後述の如くにしてウィンドガラ
ス取付用ロボット１０がウィンドガラスＷを車体Ｂの窓
枠形成部Ｂ１に位置決めして押し付ける際、吸着パッド
部材２４をフローティング状態で支持し、それ以外のと
きには、吸着パッド部材２４を規制状態で支持するよう
にされる。

また、吸着保持装置２０の基体２２には、ブラケット３
４を介して２個の視覚センサ３１及び３２が取り付けら
れている。この視覚センサ３１及び３２は、ＣＣＤ撮像
素子等が用いられた小型カメラで構成され、視覚センサ
３１と視覚センサ３２とは、車体Ｂの窓枠形成部Ｂｌに
取り付けられた係止部材４及び５の位置を検出すべく、
係止部材４と係止部材５との離隔距離と等距離だけ離隔
せしめられてブラケット３４に固定されている。

上記ウィンドガラス取付ステーション１には、該ステー
ションに送られてきた車体Ｂのフロントおよびリヤピラ
ーＰ１、Ｐ２の少なくとも３個所の位置を検出するピラ
ー検出装置４ｏが設けられている。このピラー検出袋２
４０は、第４図に示されているように、上記レール２の
一方の側に配置された３つの光！４１，４２．４３を備
えている。これら３つの光源４１．４２．４３は、車体
Ｂの前後方向に延びるスリット状に形成されている。な
お、上記３つの光源４１．４２．４３の内光源４１は、
フロントピラーＰ１に対して配置されており、また光源
４２．４３はリヤピラーＰ２に対して設けられているも
のとする。上記レール２の他方の側には、上記３つの光
源４１．４２．４３に対応して、視覚センサ４４．４５
．４６が配置されており、この視覚センサ４４．４５．
４６は、フロントおよびリヤピラーＰ１、Ｐ２の上記光
源４１．４２．４３を遮った部分を検出する作用をなす
ものである。

斯かる構成のもとでは、ウィンドガラス取付用ロボット
１０にウィンドガラス取付作業を行わせるべく、その動
作速度及び動作経路等の動作態様が予め手動あるいは数
値制御により教示され、その教示内容すなわちプログラ
ムが車種毎にロボットコントローラ５０のメモリに記憶
される。そして、車ＫＢがウィンドガラス取付ステーン
ヨン１の所定位置まで搬送されて停止すると、車体Ｂの
フロントピラー及びリヤビラ−Ｐｌ、Ｂ２の位置が、ウ
ィンドガラス取付ステー／ヨン１に設置されたピラー検
出装置４０により検出される。この検出において、上記
３つの視覚センサ４４．４５．４６は、フロントおよび
リヤビラーＰ１、Ｂ２の上記光源４１．４２．４３を遮
ぎる３つ部分の位置を検出し、検出信号Ｓ１、Ｂ２、Ｂ
３を出力する。この検出信号Ｓ１、Ｂ２、Ｂ３は、第５
図（こ示されているように、制御ユニット５０に人力さ
れる。

この制御ユニット５０は、上記検出信号Ｓ１、Ｂ２、Ｂ
３を受け、これらの信号が示す上記３つの検出部分のパ
ターンおよび位置に基づいて車体Ｂの車種の判定および
車体Ｂの正規の停止位置からのずれ量の演算を行ない、
車種信号ＳＲおよびずれ信号Ｓ、をロボットコントロー
ラ５１に出力する。このロボットコントローラ５１は、
これらの車種信号Ｓａおよびずれ信号Ｓｏ　を受け、車
種信号Ｓ、に基づいて当該車種に応じたウィンドガラス
取付プログラムを読み出し、次いでずれ信号Ｓ、によっ
てこのプログラムを補正し、プログラム信号Ｓ、をロボ
ット１０に出力する。

ウィンドガラス取付用ロボット１０は、プログラム信号
Ｓ、が示す動作態様に従い、ウィンドガラス反転装置７
５により供給されたウィンドガラスＷの車外側の面に吸
着保持装置２０の吸着パッド部材２４を押し当ててウィ
ンドガラスＷを吸着保持し、該ウィンドガラスＷ第１図
に示される如くに、車体Ｂの窓枠形成部Ｂ１近傍におけ
る所定位置く観視位置）まで移送して、一端停止する。

この観視位置は、車種の違いおよび上記停止位置のずれ
により修正されたものとなっている。斯かる状態では、
ウィンドガラスＷの周縁部が窓枠形成部Ｂ１に対向し、
かつ、視覚センサ３１及び３２が係止部材４及び５に夫
々対向する状態におかれ、視覚センサ３１及び３２によ
り、車体Ｂの係止部材４及び４を含む範囲が、それに直
交する方向から視覚的に捉えられて係止部材４及び５の
位置の視覚的検出がなされ、その検出結果をあられす検
出信号Ｓ４及びＢ５が視覚センサ３１及び３２から制御
ユニット５０に供給される。

そして、上述の如くにして係上部材４及び５の位置が視
覚センサ３１及び３２により検出され、その検出結果を
あられす検出信号Ｓ４及びＢ５が制御ユニット５０に供
給されると、制御ユニット５０が斯かる検出信号Ｓ４及
びＢ５に基づいて、係止部材４及び５の正規の位置に対
する係上部材４及び５の実際の位置のずれ量、即ち、窓
枠形成りＢ１に対するウィンドガラスＷの上下方向及び
左右方向における位置ずれ債、及び、傾斜量を算出し、
その算出結果をあられす信号Ｓ６、Ｓ７及びＢ８をロボ
ットコントローラ５１に供給する。

ロボットコントローラ５１は、斯かる信号Ｓ６、Ｓ７及
びＢ８に基づいて、メモリに記憶されているウィンドガ
ラス取付用ロボット１０の取付プログラムを補正し、補
正されたプログラム内容をあられす制御信号Ｓ、をウィ
ンドガラス取付用ロボット１０に供給する。

これにより、ウィンドガラス取付用ロボット１０のウィ
ンドガラスＷの取付けに際しての動作経路等が補正され
、補正された動作経路に従ってウィンドガラスＷが前述
の観視位置から窓枠形成部Ｐｌ側に移動せしめられて、
窓枠形成部Ｂ１における正規の取付位置に押し付けられ
る。この際、ウィンドガラスＷの下端縁が係止部材４及
び５に当接するものとされ、可変支持機構２５が吸着パ
ッド部材２４をフローティング状態で支持するようにさ
れるので、ウィンドガラスＷのそり度合等に製造誤差が
生じていても、ウィンドガラスＷが窓枠形成部Ｂ１に適
正に位置決めされて取り付けられる。そして、ウィンド
ガラスＷが窓枠形成部Ｂ１の正規の取付位置に取り付け
られた後、吸着パッド部材２４が吸着解除状態とされて
吸着保持装置２０がウィンドガラスＷから離脱せしめら
れ、ウィンドガラス取付用ロボット１０が次のウィンド
ガラス取付作業を行うべく元の状態に戻される。

ウィンドガラスＷから吸着保持装置２０が離脱せしめら
れたとき、接着剤が硬化していない場合には、ウィンド
ガラスＷが下方にずれる虞があるが、上述の如くに、ウ
ィンドガラスＷの下端縁に係止部材４及び５が当接して
いるので、ウィンドガラスＷが窓枠形成部Ｂ１における
正規の取付位置に位置決めされた状態で確実に取り付け
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例による組立ラインにおける加
工物位置検出方法を実施するための装置を組込んだウィ
ンドガラス取付ステーションの概略図、 第２図は、上述の例における係止部材取付の工程を説明
する説明図、 第３図は、第１図に示されたピラー検出装置の概略図、 第４図は、第１図に示された吸着保持装置を拡大して示
す図、 第５図は、第１図に示されたウィンドガラス取付用ロボ
ットの制御系を示すブロック図である。 １・・　取付ステーション Ｂ　　車体 Ｗ・　ウィンドガラス １０・　　ウィンドガラス取付ロボット４０・−−−ピ
ラー検出装置 ５０・−制御ユニット ５１　　ロボットコントローラ 第２図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 自動車ボディが移送される組立ラインの加工ステーショ
   ンに配置された部品取付計測ロボットにより、該加工ス
   テーションに移送されてきた自動車ボディの部品取付位
   置を検出するとともに、該部品取付位置に部品を取付け
   る際の組立ラインにおける加工物位置検出方法において
   、前記加工ステーションに位置付けられた自動車ボディ
   のフロントピラーとリアピラーによって長手方向の一部
   が遮られるように自動車ボディの前後方向に延びる少な
   くとも３つのスリット光を発し、自動車ボディの各ピラ
   ーにより遮られる各スリット光の遮蔽部分を視覚センサ
   で読み取り、該遮蔽部分のパターンおよび位置を決定し
   、この決定された遮蔽部分のパターンおよび位置に基づ
   き自動車ボディの種類および加工ステーションにおける
   停止位置を演算し、その演算の結果により、前記部品取
   付計測ロボットの自動車ボディの部品取付位置の計測位
   置および自動車ボディに対する動きを変更することを特
   徴とする組立ラインにおける加工物位置検出方法。