JPS6368478A - 自動車のタイヤ取付方法 - 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、自動車の組立ラインにおいてタイヤを自動的
に取り付ける方法に関する。

従来の技術と発明が解決しようとする問題点この株のタ
イヤ取付方法として例えば特開昭５０−１２２７８３号
公報に示されたものがある。この方法にあっては、ブレ
ーキドラム等のブレーキ回転要素の位置を検出するカメ
ラとタイヤ把持装置とを同一の移動体（設け、ブレーキ
回転要素の位置上非接触で検出したのち、七の位置情報
に応じてタイヤ把持装置を移動させてタイヤを組み付け
るようにしたものである。

しかしながら、上記のカメラによる位置検出は１台のカ
メラによる平面画像認識であるため、トーイン、キャン
バといったブレーキ回転要素の傾きについては検出する
ことができず、タイヤ取付作業の完全自動化を実現する
上でなおも問題を残している。

一方、上記の方法に代わるものとして例えば特開昭５９
−２２７５０２号公報（荷該昭５８−１０２１０１号）
に示されたものがある。これはりイヤ取付装置に予め複
数のリニアタイプのポテンショメータを付設してお＠、
これらのポテンショメータをホイールハブ面に突＠尚て
ることによりポテンショメータの出力からホイールハブ
面の傾きを求めるようにしている。

この接触式の傾き検出方法にあっては、タイヤ取付装置
の可動部の機械的な損失の影響を受けやすいばかりでな
く、ホイールハブ面の大きさそのものに制約があること
から、ポテンショメータ金押し当てる測定ポイントのス
パンを十分に大−きくとることができず、高い検出精度
は期待できない。

七のため、笑際にタイヤを取り付ける際にトラブルが発
生する。ｌた、上記のような傾き検出にあたり、タイヤ
取付装置上のものを動かすことが条件とされるため、サ
イクルタイムが長くなる。さらに、上記のホイールノ・
ブ面にはノ・ブボルトが存在するためにポテンショメー
タを押し当てる位置が著しく制約され、例えばホイール
ノ）ブの大きさが異なる他の車種に対応することが困難
となる。

問題点を解決するための手段 本発明は上記のような不具合を解消したタイヤ取付方法
を提供しようとするもので、実施例にも示すようにブレ
ーキ回転要素（ブレーキドラムｌ＋ｈブレーキロータ）
の周縁部に少なくとも３本のスリッド光を照射し、これ
ら複数のスリット光を含むブレーキ回転要素を２台のガ
メラで撮像して各撮像画面でのスリット光の像の位１ｉ
ｔ−検出し。

これらスリット光の位置情報と予め定められたカメラ相
互の相対位置関係とに基づいてブレーキ回転要素の位置
お工び傾き全求める工程と、前記ブレーキ回転要素の位
置および傾きの値に応じて、タイヤ取付装置に把持され
ているタイヤの位置および傾＠全修正して該タイヤをブ
レーキ回転要素に組み付ける工程とを含んでいる。

実施例 第１図お工び第２図は本発明の一実施例金示す図でめり
、コンベア１によ’ｐ＊送されてきたボディＢが所定の
タイヤ取付ステージＳＫ位置決めされると、コンベアサ
イドに設置し７’（車軸押し上げ装置２が上昇作動して
、前後のサスペンションの車軸を所定の高さ位置に位置
決め拘束する。

コンベアサイドにはタイヤ取付装置としての産業用ロボ
ット（以下、単にロボットという）３のほか、タイヤ位
相合わせ装置４が設置されている。

ロボット３はハンド５ｔ−備えておシ、このハンド５に
は後述するようにホイールナツト’２締め付けるための
ナツトランナー６が付設されている。図示外のコンベア
によりタイヤ位相合わせ装置４にタイヤＷが搬入される
と、タイヤＷはそのボルト穴と前述したナツトランナー
６との位相を合わせるべく位相合わせが行なわれる。位
相合わせが完了したタイヤＷはロボット６のハンド５に
把持され、ロボット６はタイヤ取付指令があるｌで所定
の位置で待機している。ここで、ハンド５を構成する３
本のアーム５ａには後述する工うにひずみゲージ１５ａ
、１５ｂ、１５ａｔ−それぞレニ取シ付けである。

７はボルト位置規制装置であり、タイヤ取シ付けに先立
ってこのボルト位ｆＩｔ規制装置７が作動し、ハンド５
に把持されているタイヤＷのボルト穴の位相と、ブレー
キ回転要素（ドラム式ブレーキの場合にはブレーキドラ
ム、ディスク式ブレーキのｉＯＫはブレーキロータ）Ｂ
１．Ｂ２のボルトの位相とを合わせるべく、ブレーキ回
転要素Ｂｌ。

Ｂ２を所定量だけ回転させてボルトの位＆を規制する。

このボルト位置規制装置７としては、例えば特開昭５９
−２２７５０２号公報に示されているように上下方向に
作動する斜状の規制板によシボルトｉ予備規制し次のち
、水平方向に作動する一対の規制板にニジポル）１−挾
み込むタイプのものが用いられる。

また、コンベアサイドにはスリット光源としての３つの
レーザー投光６８．９．１０と２台のＣＯＤカメラ（以
下、単にカメラという）１１゜１２とが各車輪ごとに設
置されている。レーザー投光器８．９．１０は前記のよ
うにボルト規制動作が完了するのを待って、第３図に示
すようにそれぞれのブレーキ回転要素（例えば前輪の場
合にはブレーキロータ、後輪の場合にはブレーキドラム
）Ｂ１．Ｂ２の周縁部に対し所定の角度をもつてスリッ
トｉ８１．８２．８ａｔ−斜めに照射する。

そして、カメラ１１．１２はスリット元３１．８２゜８
３が照射されたブレーキ回転要素Ｂ１．Ｂ２’（撮像す
る。

スリット元８１．８２．８Ａ？含むブレーキ回転要素Ｂ
１．Ｂ２ｔ−各カメラ１１．１２で撮像したときの画像
は第４図囚、山）のようになる。ここでは、第４図（Ａ
をカメラ１１の画像とし、同図ＣＢ）ｔカメラ１２の画
像とする。

画像処理の手順としては第５図に示すように、第４図（
４）、の）の各画像内において、例えばブレーキ回転要
素Ｂ１の外周縁と各スリット元Ｓ１．８２゜８３の像と
の交点Ｐ１．Ｐ２．Ｐ３お工びＰｌｌ。

Ｐｌ２．Ｐｌ３の位置を求める。例えばスリット元Ｓ１
についてみると、第４１囚の画像内における２１点の位
置と、同図（２）の画像内におけるＰｌｌ点の位置とを
求める。そして、ボディＢと２台のカメラ１１．１２と
の相対位置関係は既知でおるから、このカメラ１１．１
２の配置関係と、先の画像上でのＰｌ、Ｐｌｌ点との位
ｔｉＬ情報とに基づいて所定の演算を行なうことで、い
わゆる三角測量の手法にニジブレーキ回転要素Ｂ１上で
のスリット元Ｓ１の端部の空間座標が求められる。同様
にして、第３図および第４図のスリット尤Ｓ２お工びＢ
３の端部の空間座標を求める。

上記の工うにしてＳｌ、Ｂ２．８３の端部についての三
次光の空間座標が求められると、これら三点８１．８２
．Ｓａｋ含む一つの平面が決まることから、この平面の
方程式を求める。そして、点８１．８２．８６で決ｌる
平面の傾きすなわちブレーキ回転要素Ｂ１の傾きについ
て、車両進行方向の軸線とのなす角度ｔトー、同じく鉛
直方向の軸線とのなす角度をキャンバ−角としてそれぞ
れ検出する。

同時に、上記の点８１．８２．Ｓａｔ通る円の中心位置
上演算によシ求め、これをブレーキ回転要素Ｂ１の中心
位置として検出する。

上記のような一連の検出過程において、カメラで取シ込
んだ画像全体を１つのしきい値で２値化処理した場合、
カメラの角度やブレーキ回転要素の回転角、位置の違い
によシスリット光の反射量が変化し、全てのスリット党
ｔ−明確に確認できないことがあるので次のような処理
をする。

すなわち、第６図（４）に示すようにカメラ１１が取シ
込んだ画像についてスリット光以外の不要部分を除去す
るためにマスキングする。そして、スリット光の画面上
での面積（幅］に合わせて各スリット元ごとに２値化の
ための最適なしきい値金順次設定する。例えば第６図の
）のようにスリット光の標準的な幅をｔｏとすると、ｔ
くｔｏの場合にはレベルを下げ、１＞１．の場合にはレ
ベルを上げる。

さらに、嬉６図■でマスキングした範囲内を上記のしき
い値で各別に２値化した上で、各スリット光の端面（笛
６図Ｃ）の十印）全検出し、この端面位置に基づいて前
述した工うなブレーキ回転要素の位［ｋ演算して求める
ことになる。これらのことは他方のカメラ１２について
も同様である。

上記の工うにブレーキ回転要素Ｂ１の位置および傾さが
求ｌると、このブレーキ回転要素Ｂ１の位置お工び傾き
に応じて）・ンド５に把持されているタイヤＷの位置お
よび傾′＠ヲ一致させるべく。

前記ブレーキ回転要素Ｂ１の位置および傾きに関する検
田値を補正量としてロボット３の制御ｖｃ置に転送する
。そして、ロボット６は上記の補正指令と同時に起ｗＪ
指令を受けて、予め記憶されているところの位置データ
を補正してノ・ンド５に支持されているタイヤＷの位置
および傾きを修正しつつ％七のタイヤＷｔ−例えば前輪
のブレーキ回転要素（ブレーキロータ）Ｂ１に取り付け
る。すなわち、ブレーキ回転ｆｌＩ累Ｂ１側のボルトに
対してタイヤＷ側のボルト穴ヲ嵌合させ、ナツトランナ
ー６のナツトソケット内に予め挿入されているホイール
ナツトを締め付けてタイヤＷを固定する。

ここで、ハンド５に把持されたタイヤｗ２ブレーキ回転
安累Ｂ１のボルトに仲人するにろたシ、第７図の工うに
ボルト１６のエツジ部とタイヤＷ側のポル）′に１７と
が干渉してタイヤＷをスムーズに仲人できないことがあ
る。これは上記のようなブレーキ回転要素Ｂ１の検出梢
に誤差だけでなく、ハンド５によるタイヤＷの把持精度
によるところが大きい。

すなわち、ノ・ンド５が予めタイヤＷを把持した際に双
方の中心が一致すれば問題はないが、同一サイズのタイ
ヤでもロードホイールの違いに応じて重量が異なシ、し
かも窒気圧の程屁に応じて硬い、柔らかいといった差が
でることから、ハンド５の中心とタイヤＷの中心とが必
ずしも一致しないからである。

そこで１本実施例においては、ポルト１６とボルト穴１
７とめ干渉が生じた場合に、七の干渉を＠８図のアーム
５ａの変形としてひずみゲージ１５ａ〜１５ｅにて検出
し、予め求めである変形量と力との換算係数を用いて力
に換算する。さらに、これｔ−その力が加わった場合の
位置ずれ量（予め求めである）に換算し、その位置ずれ
量分だけ反対方向、つｌシには干渉を取シ除く方向にハ
ンド５の位ｔを補正する。

なお、第８図の各アーム（ひずみゲージ）５ａが検出し
た力ｉＦｉ　Ｆｂ、ＦＣとすれば２方同成分Ｆｚおよび
Ｙ方向成分ＦＴは（１）、（２）式から求ゆられ、さら
に力の角度θは（３）式から求められる。

前輪側についてのタイヤ取シ付けが完了すると、ロボッ
ト！１は後輪側について上記の動作を繰υ返してタイヤ
取シ付は全実行する。

発明の効果 本発明によれは、２台のカメラによる画像認識にニジブ
レー中回転要素の位置および傾き全検出し、それに応じ
てタイヤ取付装置側のタイヤの位置および傾きを修正し
て取シ付ける工うにしたため、タイヤ取付作業の完全自
動化に％現できるほか、次のような効果がろる。

（１）非接触でブレーキ回転要素の位置および傾き？検
出するため、タイヤ取付装置の機械的な誤差の影＃１−
受けにくく、検出ｌｎ４度が向上する。

（２）検出に際してタイヤ取付装置ｖ動かす必要がない
ため％所定の検出結果を得るｌでの時間が短く、サイク
ルタイムを短縮できる。

（３）　　ブレーキ回転要素の大きさが異なる他の車種
についても容易に対応できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は本発
明を応用したタイヤ取付システムの平面図、第３図は第
１図での測定状態の説明図、第４図は画像処理の説明図
、第５図は画像処理系統の７０−チャート、第６図囚、
ＣＢ）、ｔ’）は同じく画像処理系統の説明図、第７図
はブレーキ回転要素とタイヤとの関係を示すａ５２明図
、第８図はハンドの力制御系の説明図である。 ３・・・タイヤ取付装置としての産業用ロボット、５・
・・ハンド、８．９．１０・・・レーザー投元姦、１１
．１２・・・ＣＣＤカメラ、Ｂ・・・ボディ、Ｂ１゜Ｂ
２・・・ブレーキ回転要素、８１．８２．　Ｂ５・・・
スリ　ッ　ト　ブ仁。 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）自動車のブレーキ回転要素に対してタイヤ取付装
   置によりタイヤを自動的に取り付ける方法であって、ブ
   レーキ回転要素の周縁部に少なくとも３本のスリット光
   を照射し、これら複数のスリット光を含むブレーキ回転
   要素を２台のカメラで撮像して各撮像画面でのスリット
   光の像の位置を検出し、これらスリット光の位置情報と
   予め定められたカメラ相互の相対位置関係とに基づいて
   ブレーキ回転要素の位置および傾きを求める工程と、前
   記ブレーキ回転要素の位置および傾きの値に応じて、タ
   イヤ取付装置に把持されているタイヤの位置および傾き
   を修正して該タイヤをブレーキ回転要素に組み付ける工
   程とを含むことを特徴とする自動車のタイヤ取付方法。