(57)【要約】【課題】装着用部品を高精度に把持して被装着物への装着作業を円滑に行うことができる部品装着方法及びその装置を提供する。【解決手段】先ず、装着用部品３と同一形状のマスターピース１０を、ロボットアーム６に備える把持手段７の各フィンガー１３により把持する。各フィンガー１３には変形自在の当接パッドが設けられており、マスターピース１０を把持した際にマスターピース１０の当接部分に対応して変形した当接パッドの変形状態を形状維持手段によって維持させる。形状維持手段によって当接パッドの変形状態を維持させたまま、マスターピース１０の把持を解除し、部品載置部８の装着用部品３を把持する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の装着用部品を供給して部品載置部に載置する部品供給工程と、該部品載置部に載置された装着用部品を、ロボットアームに備える把持手段により把持する部品把持工程と、該把持手段に把持した部品を前記ロボットアームにより被装着物の部品装着位置に移送する部品移送工程と、被装着物の部品装着位置に移送された装着用部品を当該装着位置に装着する部品装着工程とを備える部品装着方法において、
前記把持手段は、前記装着用部品を把持すべく開閉自在に設けられた複数のフィンガーと、各フィンガーの開閉を駆動する開閉駆動手段と、各フィンガーに設けられた変形自在の当接パッドと、該当接パッドの変形状態を維持する形状維持手段とを備え、
少なくとも初回の前記部品把持工程に先立って、前記把持手段により前記装着用部品と同一形状のマスターピースを把持するマスターピース把持工程と、該マスターピースを把持した際にマスターピースの当接部分に対応して変形した前記当接パッドの変形状態を形状維持手段によって維持させる形状維持工程とを設け、
該形状維持手段によって当接パッドの形状を維持固定した状態で、前記部品把持工程を行うことを特徴とする部品装着方法。
【請求項２】
前記部品供給工程において供給される装着用部品の形状が変更されたとき、装着用部品の形状変更後の少なくとも初回の前記部品把持工程に先立って、形状変更後の装着用部品と同一形状のマスターピースに交換した後に、前記マスターピース把持工程及び前記形状維持工程を行うことを特徴とする請求項１記載の部品装着方法。
【請求項３】
前記当接パッドは、気密性を有する袋状の膜部材と、該膜部材の内部に収容された複数の小片とを備え、
前記形状維持手段は、膜部材内部を真空引きすることにより膜部材内の各小片を密着固定させて当接パッドの変形状態を維持させることを特徴とする請求項１又は２記載の部品装着方法。
【請求項４】
所定の装着用部品を載置する部品載置部と、該部品載置部に装着用部品を供給する部品供給手段と、前記部品載置部に載置された装着用部品を把持する把持手段と、該把持手段を備えて該把持手段に把持した部品を被装着物の部品装着位置に移送して装着動作を行うロボットアームとを備える部品装着装置において、
前記把持手段は、前記装着用部品を把持すべく開閉自在に設けられた複数のフィンガーと、各フィンガーの開閉を駆動する開閉駆動手段と、各フィンガーに設けられた変形自在の当接パッドと、該当接パッドの変形状態を維持する形状維持手段とを備え、
前記把持手段による把持可能な位置に、前記部品載置部に載置される装着用部品と同一形状のマスターピースを着脱自在に保持するマスターピース保持部を設け、
少なくとも初回に前記把持手段が前記部品載置部に載置される装着用部品を把持するとき、該把持手段は装着用部品の把持に先立って前記マスターピース保持部のマスターピースを把持して、該マスターピースの当接部分に対応して変形した前記当接パッドの変形状態を形状維持手段によって維持させることを特徴とする部品装着装置。
【請求項５】
前記当接パッドは、気密性を有する袋状の膜部材と、該膜部材の内部に収容された複数の小片とを備え、
前記形状維持手段は、膜部材内部を真空引きすることにより膜部材内の各小片を密着固定させて当接パッドの変形状態を維持させることを特徴とする請求項４記載の部品装着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の部品を被装着物に装着する部品装着方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車の製造ラインにおいて、ドア（被装着物）にバックミラー（装着用部品）を装着するときには工業用ロボットが採用されることが知られている。この種のロボットは、ロボットアームの先端にバックミラーを把持するための把持手段を備えている。該把持手段は、開閉自在に設けられた複数のフィンガーと、各フィンガーを開閉させる開閉機構とを備えている。そして、把持手段の各フィンガーがバックミラーを把持した状態で、ロボットアームがドアに設けられたバックミラーの装着位置にバックミラーを移送して装着作業を行う。
【０００３】
しかし、バックミラーは比較的複雑な形状を有しているために、各フィンガーによる把持状態が安定せず、装着位置まで移送する途中でバックミラーの姿勢がずれたり、バックミラーが滑落するおそれがある。
【０００４】
一方、従来のこの種の把持手段において、各フィンガーに変形自在の当接パッドを設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。これによれば、バックミラーの当接部分に対応して当接パッドが変形し、バックミラーの滑落を防止して確実に装着位置に移送することができる。
【０００５】
しかし、各フィンガーによりバックミラーを把持したとき、バックミラーに当接状態の当接パッドが変形し易いために、バックミラーの姿勢を移送中に固定することができず、バックミラーとドアの装着位置とに位置ずれが生じる不都合がある。特に、バックミラーの装着作業では、バックミラーの取り付けネジをドアに形成されたネジ孔に差し込むといった高精度な作業が要求されるため、バックミラーとドアの装着位置とに位置ずれが生じると円滑な装着作業が行えない不都合がある。
【０００６】
そこで、各フィンガーの当接パッドがバックミラーに当接して変形したとき、バックミラーに当接した当接パッドの変形状態を維持固定することが考えられる。そのために、当接パッドを、気密性を有する袋状の膜部材と、膜部材の内部に収容された複数の小片とで構成し、膜部材内部を真空引きして膜部材内の各小片を密着固定させるようにしたものが採用できる（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
しかし、各フィンガーによりバックミラーを把持して当接パッドが変形した後にこの変形状態が維持固定されるので、バックミラーを把持する段階で把持位置がずれることがある。このため、バックミラーの装着作業を連続して行うときには、バックミラーを把持する度に把持位置が異なり、バックミラーとドアの装着位置との位置ずれが生じて円滑な装着作業が行えない不都合がある。
【特許文献１】特開昭５９−２４９８１号公報
【特許文献２】特開平６−２０６６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
かかる不都合を解消して、本発明は、装着用部品を高精度に把持して被装着物への装着作業を円滑に行うことができる部品装着方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するために、本発明は、所定の装着用部品を供給して部品載置部に載置する部品供給工程と、該部品載置部に載置された装着用部品を、ロボットアームに備える把持手段により把持する部品把持工程と、該把持手段に把持した部品を前記ロボットアームにより被装着物の部品装着位置に移送する部品移送工程と、被装着物の部品装着位置に移送された装着用部品を当該装着位置に装着する部品装着工程とを備える部品装着方法において、前記把持手段は、前記装着用部品を把持すべく開閉自在に設けられた複数のフィンガーと、各フィンガーの開閉を駆動する開閉駆動手段と、各フィンガーに設けられた変形自在の当接パッドと、該当接パッドの変形状態を維持する形状維持手段とを備え、少なくとも初回の前記部品把持工程に先立って、前記把持手段により前記装着用部品と同一形状のマスターピースを把持するマスターピース把持工程と、該マスターピースを把持した際にマスターピースの当接部分に対応して変形した前記当接パッドの変形状態を形状維持手段によって維持させる形状維持工程とを設け、該形状維持手段によって当接パッドの形状を維持した状態で、前記部品把持工程を行うことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、先ず、前記部品供給工程により装着用部品を供給して部品載置部に載置する。このとき、初回の装着作業であるときには、前記マスターピース把持工程及び形状維持工程を行う。該マスターピース把持工程において把持手段により把持するマスターピースは、前記部品供給工程により供給される装着用部品と同一形状のものが用いられる。これにより、前記把持手段の各フィンガーに設けられた当接パッドは、マスターピースへの当接形状に対応して変形し、続いて行われる形状維持工程では形状維持手段によってその形状が維持される。
【００１１】
次いで、前記部品把持工程により部品載置部の装着用部品を把持する。該部品把持工程において装着用部品を把持する把持手段の各当接パッドは、前記マスターピース把持工程及び形状維持工程を経ることによって装着用部品の把持位置に対応する形状に変形されている。これによって、各当接パッドが装着用部品の所定の把持位置に係合するので、各フィンガーから装着用部品が位置ずれすることなく確実に把持することができ、続く前記部品移送工程においても、装着用部品の滑落等が防止されて把持手段による装着用部品の把持状態を確実に維持することができる。
【００１２】
そして、前述したように、各フィンガーの当接パッドを介して位置ずれなく装着用部品を把持して、前記部品装着工程を行うので、極めて高い精度で被装着物への装着作業を行うことができる。しかも、各当接パッドは装着用部品の把持位置の形状に変形した状態が維持されているので、物品把持工程が繰り返して行われても、装着用部品に対する把持位置は各当接パッドによって確実に位置決めされ、装着用部品を把持するたびに把持位置がずれるといったこともなく精度の高い把持状態で装着作業を行うことができる。
【００１３】
また、本発明の方法は、前記部品供給工程において供給される装着用部品の形状が変更されたとき、装着用部品の形状変更後の少なくとも初回の前記部品把持工程に先立って、形状変更後の装着用部品と同一形状のマスターピースに交換した後に、前記マスターピース把持工程及び前記形状維持工程を行うことを特徴とする。
【００１４】
本発明の方法においては、前記マスターピース把持工程及び前記形状維持工程を行うことにより、装着用部品の形状変更が極めて容易となる。即ち、形状が変更された装着用部品が前記部品供給工程において供給されるときには、変更後の装着用部品と同一形状のマスターピースに交換し、前記部品把持工程に先立ってマスターピース把持工程及び前記形状維持工程を行う。これにより、前記各フィンガーの当接パッドの変形形状を変更後の装着用部品に容易に対応させることができ、装着用部品の変更に伴う製造効率の低下を防止することができる。
【００１５】
また、本発明の方法において、前記当接パッドは、気密性を有する袋状の膜部材と、該膜部材の内部に収容された複数の小片とを備え、前記形状維持手段は、膜部材内部を真空引きすることにより膜部材内の各小片を密着固定させて当接パッドの変形状態を維持させることが好ましい。これによれば、先ず、前記当接パッドが装着用部品に当接したとき、膜部材の内部で各小片が装着用部品の形状に倣って移動する。そして、当接パッドが装着用部品に当接した状態で形状維持手段により膜部材内部を真空引きする。これにより、膜部材が各小片に圧接して各小片同士が密着し、装着用部品の形状に対応したまま固定される。このように、極めて迅速に当接パッドの形状を装着用部品の形状に対応させることができ、膜部材内部を真空引き状態としている間、当接パッドの変形形状を確実に維持することができる。
【００１６】
また、本発明は、所定の装着用部品を載置する部品載置部と、該部品載置部に装着用部品を供給する部品供給手段と、前記部品載置部に載置された装着用部品を把持する把持手段と、該把持手段を備えて該把持手段に把持した部品を被装着物の部品装着位置に移送して装着動作を行うロボットアームとを備える部品装着装置において、前記把持手段は、前記装着用部品を把持すべく開閉自在に設けられた複数のフィンガーと、各フィンガーの開閉を駆動する開閉駆動手段と、各フィンガーに設けられた変形自在の当接パッドと、該当接パッドの変形状態を維持する形状維持手段とを備え、前記把持手段による把持可能な位置に、前記部品載置部に載置される装着用部品と同一形状のマスターピースを着脱自在に保持するマスターピース保持部を設け、少なくとも初回に前記把持手段が前記部品載置部に載置される装着用部品を把持するとき、該把持手段は装着用部品の把持に先立って前記マスターピース保持部のマスターピースを把持して、該マスターピースの当接部分に対応して変形した前記当接パッドの変形状態を形状維持手段によって維持させることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、先ず、前記部品供給手段が装着用部品を供給し、該装着用部品を部品載置部に載置する。一方、前記マスターピース保持部には、前記部品載置部に載置される装着用部品と同一形状のマスターピースを保持させておく。なお、マスターピース保持部のマスターピースは、前記部品供給手段によって供給される装着用部品の形状が変更されるたびに交換される。
【００１８】
次いで、前記把持手段によってマスターピース保持部のマスターピースを把持する。このとき、前記当接パッドがマスターピースの所定位置に当接して変形する。そしてこのときの当接パッドの変形状態が形状維持手段によって維持される。その後、当接パッドの変形を維持したままマスターピースの把持を解除した把持手段は、前記部品載置部の装着用部品を把持する。これによって、各当接パッドは装着用部品の所定の把持位置に係合し、各フィンガーから装着用部品が位置ずれすることなく確実に把持することができる。このように確実に把持手段に把持された状態で前記ロボットアームが被装着物の部品装着位置に装着用部品を移送して装着動作を行う。このときにも、各当接パッドは装着用部品の所定の把持位置に係合した状態で、極めて精度良く把持状態を維持しているので、位置ずれや滑落を防止して円滑に高精度な装着作業を行うことができる。
【００１９】
また、本発明の装置において、前記当接パッドは、気密性を有する袋状の膜部材と、該膜部材の内部に収容された複数の小片とを備え、前記形状維持手段は、膜部材内部を真空引きすることにより膜部材内の各小片を密着固定させて当接パッドの変形状態を維持させることが挙げられる。これによれば、当接パッドが装着用部品に当接して膜部材の内部で各小片が装着用部品の形状に倣って移動した後に、形状維持手段が膜部材内部を真空引きするだけで、当接パッドの変形形状を確実に維持することができ、当接パッドを構造簡単に且つコンパクトに構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１はバックミラー装着ステーションを示す説明的平面図、図２は把持手段を示す説明図、図３は把持手段の一部の断面説明図、図４はマスターピース保持部におけるフィンガー先端部を示す説明図、図５は当接パッドの作動を示す説明図、図６はバックミラーの装着工程における把持手段を示す説明図である。
【００２１】
本実施形態の部品装着装置１は、図１に示すように、自動車の製造ラインにおいて被装着物であるドア２に装着用部品であるバックミラー３を装着するバックミラー装着ステーション４に設けられている。部品装着装置１は、ドア搬送路５に沿って設けられたロボットアーム６と、該ロボットアーム６の先端に設けられた把持手段７とを備えている。
【００２２】
ドア２は、ドア搬送路５によって起立状態で移動され、バックミラー装着ステーション４においてバックミラー３の装着作業が行われる間停止される。また、ドア搬送路５に沿って、ドア２に取り付けられるバックミラー３をパレット８上に載置して供給するバックミラー供給路９が設けられており、ドア２がバックミラー装着ステーション４において停止されたとき、ドア２とロボットアーム６との間の位置にパレット８上に載置した状態でバックミラー３が停止される。本実施形態においては、本発明の部品供給手段としてバックミラー供給路９が設けられ、部品載置部としてパレット８が設けられている。
【００２３】
更に、ロボットアーム６側には、マスターピース１０を着脱自在に保持するマスターピース保持部１１が設けられている。マスターピース保持部１１には、図４に示すように、複数の位置決め部材１２が設けられている。マスターピース保持部１１のマスターピース１０は、ドア２へ装着するバックミラー３と同一形状のものであり、バックミラー３の形状が変更されると変更後のバックミラーと同一形状のマスターピースに交換される。
【００２４】
把持手段７は、図２に示すように、開閉自在に設けられた複数の（本実施形態においては３つの）フィンガー１３と、各フィンガー１３を開閉駆動する開閉駆動手段であるアクチュエータ１４とを備えている。フィンガー１３は、図３に示すように、支持ベース１５に枢軸１６を介して揺動自在に支持されている。支持ベースの中央部には、前記アクチュエータ１４によって進退される鍔部材１７が設けられている。フィンガー１３の後端部には、枢軸１６に枢支されている部分から延びて鍔部材１７に当接するレバー部１８が設けられており、鍔部材１７が進退することによりレバー部１８を介して各フィンガー１３が揺動開閉する。
【００２５】
図２に示すように、各フィンガー１３の先端には、変形自在の当接パッド１９が設けられている。該当接パッド１９は、詳しくは後述するが、図５（ａ）に示すように、気密性を有する袋状の膜部材２０と、膜部材２０の内部に収容された複数の小片２１（例えば、ビーズ等）とを備えている。また、フィンガー１３の内部に形成されたエア流路２２の一端が膜部材２０の内部に開口しており、図示しないが、エア流路２２の他端には、膜部材２０の内部を真空引きする形状維持手段であるエア吸引手段が接続されている。
【００２６】
次に、本実施形態の部品装着装置１によるドア２へのバックミラー３の装着を説明する。先ず、ドア２がパレット８に支持されてドア搬送路５に沿って搬送され、バックミラー装着ステーション４で停止される。このとき、バックミラー３がバックミラー供給路９に沿ってパレット８に載置された状態でバックミラー装着ステーション４に供給される（部品供給工程）。次いで、供給されたバックミラー３と同一形状のマスターピース１０をマスターピース保持部１１に保持させる。
【００２７】
続いて、図４に示すように、把持手段７によりマスターピース保持部１１のマスターピース１０を把持する動作が行われる（マスターピース把持工程）。これにより、図５（ｂ）に示すように、把持手段７のフィンガー１３の先端に設けられた当接パッド１９がマスターピース１０の形状に対応して変形する。当接パッド１９は、膜部材２０の内部の小片２１がマスターピース１０の当接部分に沿って移動し、マスターピース１０に対応する形状となる。そして、この状態で図示しないエア吸引手段により膜部材２０の内部が真空引きされる（形状維持工程）。これにより、膜部材２０が各小片２１に圧接して各小片２１同士が密着固定され、図５（ｃ）に示すように、マスターピース１０から離反しても、当接パッド１９の形状は、マスターピース１０に対応する形状のまま維持される。
【００２８】
その後、膜部材２０の内部の真空引きを継続し行うことにより、図５（ｃ）に示す当接パッド１９の変形状態を維持しつつ、パレット８に載置されたバックミラー３が把持手段７により把持される（部品把持工程）。このとき、各当接パッド１９がバックミラー３と同一形状のマスターピース１０の各把持位置に対応する形状に変形されているので、各当接パッド１９バックミラー３の所定の把持位置に確実に係合し、各フィンガー１３からバックミラー３が位置ずれすることなく把持することができる。
【００２９】
そして、図６に示すように、把持手段７に把持されたバックミラー３はロボットアーム６によりドア２に向かって移送され（部品移送工程）、次いで、バックミラー３の取り付けボルト２４をドア２に形成されたバックミラー装着部２３のボルト孔２５に挿入することによりドア２にバックミラー３が装着される（部品装着工程）。このときの作業を更に詳しく説明すれば、図７に示すように、バックミラー３の複数（本実施形態では３つ）の取り付けボルト２４には、ナット２６が仮締めされている。一方、バックミラー装着部２３には、図８に示すように、バックミラー３の各取り付けボルト２４の挿入位置に対応する複数（本実施形態では３つ）のボルト孔２５が形成されている。各ボルト孔２５は、前記取り付けボルト２４に仮締めされたナット２６が挿通可能な大径開口部２７と、該大径開口部２７の一方向に連続して前記取り付けボルト２４が挿着可能な小径開口部２８とを備えている。そして、ロボットアーム６を作動させ、把持手段７のフィンガー１３に把持されたバックミラー３の各取り付けボルト２４を、バックミラー装着部２３のボルト孔２５に挿入する。このとき、先ず、取り付けボルト２４に仮締めされたナット２６をボルト孔２５の大径開口部２７に挿通させる。このときには、バックミラー３の複数の取り付けボルト２４の各ナット２６を夫々のボルト孔２５の大径開口部２７に差し込むといった高精度な作業が要求されるが、変形状態の当接パッド１９によってバックミラー３は確実に精度良く把持されているので、バックミラー３の取り付けボルト２４の各ナット２６とドア２のボルト孔２５の大径開口部２７とを高精度に位置合わせして挿入することができる。その後、把持手段７のフィンガー１３に把持されたバックミラー３を一方向に回転させることで、取り付けボルト２４を小径開口部２８に収容させる。これにより、バックミラー３は、その取り付けボルト２４の各ナット２６が各ボルト孔２５の小径開口部２８に掛止された状態となり、バックミラー３がドア２から落下することなくドア２に取り付けられる。この状態で把持手段７によるバックミラー３の把持を解除することで、ドア２へのバックミラー３の装着が終了する。
【００３０】
ドア２へのバックミラー３の装着が終了すると、バックミラー３が装着されたドア２はドア搬送路５に沿って他の作業ステーションに搬送され、後続のドア２とバックミラー３がバックミラー装着ステーション４に搬送される。その後、前述したようにドア２へのバックミラー３の装着作業が行われるが、前回と同一形状のバックミラー３をドア２に装着する場合には、マスターピース把持工程を行うことなく当接パッド１９の変形状態を維持して装着作業が繰り返される。また、バックミラー３の形状が変更されたときには、マスターピース保持部１１のマスターピース１０が変更後のバックミラー３と同一形状のマスターピース１０に交換され、その初回のみ、マスターピース把持工程が行われる。なお、マスターピース把持工程は、バックミラー３の形状が変更されない場合であっても、装着作業を複数回繰り返す毎に行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態のバックミラー装着ステーションを示す説明的平面図。
【図２】把持手段を示す説明図。
【図３】把持手段の一部の断面説明図。
【図４】マスターピース保持部におけるフィンガー先端部を示す説明図。
【図５】当接パッドの作動を示す説明図。
【図６】バックミラーの装着工程における把持手段を示す説明図。
【図７】装着工程におけるバックミラーを示す説明図。
【図８】ドアのバックミラー装着部を示す説明図。
【符号の説明】
【００３２】
１…部品装着装置、２…ドア（被装着物）、３…バックミラー（装着用部品）、６…ロボットアーム、７…把持手段、８…パレット（部品載置部）、９…バックミラー供給路（部品供給手段）、１０…マスターピース、１１…マスターピース保持部、１３…フィンガー、１４…アクチュエータ（開閉駆動手段）、１９…当接パッド、２０…膜部材、２１…小片、２３…バックミラー装着部（部品装着位置）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006007337.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006007337.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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