(57)【要約】【課題】第１のワークを第２のワークに接合して形成される接合部品の製造において、産業用ロボットによって第１のワークを第２のワークに干渉しないように設計位置に配置することが可能な接合部品の製造装置および製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る製造装置は、第１のワーク８１を第２のワーク８０に接近させる際に、まず、第１のワークを第２のワークと干渉しない保持位置に移動させる。次に、設計位置に対する保持位置のずれ量を計測する。ずれ量に基づいて、第１のワークの接合面８１ａと第２のワークの接合面８０ａとの間の距離が接合箇所に拘わらず一定の間隔となるように第１のワークを第２のワークの長手方向に沿う軸線周りに回動させる。最後に、軸線に対する法線方向に沿って、第１の接合部１を第２のワークに接近させて、第２のワークに対する第１のワークの法線方向の位置を合わせることで接合位置に保持する。【選択図】図７
2015208746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のワークを長尺形状の第２のワークに接合して形成される接合部品の製造装置であって、
産業用ロボットのアームに取り付けられ前記第１のワークを把持自在なハンドと、
前記第２のワークを保持する保持部と、
前記第１のワークを前記第２のワークに接合する接合部と、
前記アーム、前記ハンドおよび前記接合部の動作を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記第１のワークを前記ハンドによって把持して、前記保持部によって保持された前記第２のワークと干渉しない保持位置に移動し、
前記第１のワークを前記第２のワークに接合するための設計位置に対する前記保持位置のずれ量を計測し、
前記ずれ量に基づいて、前記第１のワークの接合面と前記第２のワークの接合面との間の距離が接合箇所に拘わらず一定の間隔となる位置まで前記第１のワークを前記第２のワークの長手方向に沿う軸線周りに回動させ、その後、前記軸線に対する法線方向に沿って、前記第１のワークを前記第２のワークに接近させ、この状態で前記接合部の動作を制御して前記第１のワークを前記第２のワークに接合させてなる、接合部品の製造装置。
【請求項２】
前記第２のワークおよび前記第１のワークを撮影する撮像部材をさらに有し、
前記撮像部材は、
試作用の前記第１のワークと試作用の前記第２のワークとを前記設計位置に保持した状態の基準画像と、前記第１のワークを前記保持位置に保持した状態の対象画像とを撮影し、
前記制御部は、
前記基準画像と、前記対象画像とを比較することにより前記ずれ量の計測を行う、請求項１に記載の接合部品の製造装置。
【請求項３】
前記第２のワークは、パイプ状のステアリングメンバ本体であり、前記第１のワークは前記ステアリングメンバ本体に接合されるブラケットである、請求項１または２に記載の接合部品の製造装置。
【請求項４】
前記接合部は、溶接または接着によって前記第１のワークを前記第２のワークに接合する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の接合部品の製造装置。
【請求項５】
第１のワークを長尺形状の第２のワークに接合して形成される接合部品の製造方法において、
前記第１のワークを産業用ロボットのハンドによって把持して、保持部によって保持された前記第２のワークと干渉しない保持位置に移動し、
前記第１のワークを前記第２のワークに接合するための設計位置に対する前記保持位置のずれ量を計測し、
前記ずれ量に基づいて前記第１のワークの位置を前記保持位置から補正し、
前記第１のワークを前記第２のワークに接合して前記接合部品を形成してなり、
前記第１のワークの位置補正は、
前記ずれ量に基づいて、前記第１のワークの接合面と前記第２のワークの接合面との間の距離が接合箇所に拘わらず一定の間隔となる位置まで前記第１のワークを前記第２のワークの長手方向に沿う軸線周りに回動させ、
その後、前記軸線に対する法線方向に沿って、前記第１のワークを前記第２のワークに接近させることにより行う、接合部品の製造方法。
【請求項６】
前記ずれ量の計測は、
撮像部材により撮影した試作用の前記第１のワークと試作用の前記第２のワークを前記設計位置に保持した状態の基準画像と、前記第１のワークを前記保持位置に保持した状態の対象画像とを比較することにより行う、請求項５に記載の接合部品の製造方法。
【請求項７】
前記第２のワークは、パイプ状のステアリングメンバ本体であり、前記第１のワークは前記ステアリングメンバ本体に接合されるブラケットである、請求項５または６に記載の接合部品の製造方法。
【請求項８】
前記第１のワークの前記第２のワークに対する接合は、溶接または接着によって行う、請求項５〜７のいずれか１項に記載の接合部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合部品の製造装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
第１のワークを第２のワークに接合して形成される接合部品として、例えば自動車等に用いる接合部品を例示することができる。自動車は、何万点にもおよぶ部品をボルト締結、接着、または溶接等によって接合し、組み立てることで製造される。例えば、車室前部に配置されるステアリングメンバについても特許文献１に記載されているようにステアリングコラムやサイドブラケット等の数種類の部材が溶接されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２１８１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ステアリングメンバ（接合部品）は、パイプ形状のステアリングメンバ本体（第２のワーク）の長手方向の左右両端部にそれぞれサイドブラケットを取り付け、その後に、ステアリングメンバ本体の長手方向中央付近に左右のオーディオブラケット、その他にもステアリングコラム、インストステイ等、数多くの部材（第１のワーク）が取り付けられて形成される。
【０００５】
ところで、ステアリングメンバ本体の長手方向中央付近への各部材の配置は、一般的に産業用ロボットを使用して行われる。これら各部材は、産業用ロボットに把持されながらステアリングメンバ本体にアプローチして配置される。このとき、部材を直接設計位置に搬送しようとすると、部材の形状や搬送経路により把持されている部材がステアリングメンバ本体に干渉することがある。このような干渉により、部材の把持位置がずれ、部材の配置が予定していた設計位置よりずれてしまうことがある。これにより、部材接触面とステアリングメンバ本体の接触面とのクリアランスが不均一になり、接合後の接合部の強度にばらつきが生じてしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、第１のワークを第２のワークに接合して形成される接合部品の製造において、産業用ロボットによって第１のワークを把持して第２のワークに配置する際に、第１のワークの把持位置のずれを抑制し、部材の接触面とステアリングメンバ本体の接触面とのクリアランスを均一にし、接合品質を向上することが可能な接合部品の製造装置および製造方法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】
【０００７】
上記目的を達成する本発明に係る接合部品の製造装置は、第１のワークを長尺形状の第２のワークに接合して形成される接合部品の製造装置である。当該製造装置は、産業用ロボットのアームに取り付けられ前記第１のワークを把持自在なハンドと、前記第２のワークを保持する保持部と、前記第１のワークを前記第２のワークに接合する接合部と、前記アーム、前記ハンドおよび前記接合部の動作を制御する制御部と、を有する。前記制御部は、前記第１のワークを前記ハンドによって把持して、前記保持部によって保持された前記第２のワークと干渉しない保持位置に移動する。次に、前記第１のワークを前記第２のワークに接合するための設計位置に対する前記保持位置のずれ量を計測する。前記ずれ量に基づいて、前記第１のワークの接合面と前記第２のワークの接合面との間の距離が接合箇所に拘わらず一定の間隔となる位置まで前記第１のワークを前記第２のワークの長手方向に沿う軸線周りに回動させる。その後、前記軸線に対する法線方向に沿って、前記第１のワークを前記第２のワークに接近させ、この状態で前記接合部の動作を制御して前記第１のワークを前記第２のワークに接合させて接合部品を形成することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の接合部品の製造方法は、第１のワークを長尺形状の第２のワークに接合して形成される接合部品の製造方法である。まず、前記第１のワークを産業用ロボットのハンドによって把持して、保持部によって保持された前記第２のワークと干渉しない保持位置に移動し、前記第１のワークを前記第２のワークに接合するための設計位置に対する前記保持位置のずれ量を計測する。前記ずれ量に基づいて前記第１のワークの位置を前記保持位置から補正し、前記第１のワークを前記第２のワークに接合して前記接合部品を形成する。前記第１のワークの位置補正は、前記ずれ量に基づいて、前記第１のワークの接合面と前記第２のワークの接合面との間の距離が接合箇所に拘わらず一定の間隔となる位置まで前記第１のワークを前記第２のワークの長手方向に沿う軸線周りに回動させる。その後、前記軸線に対する法線方向に沿って、前記第１のワークを前記第２のワークに接近させることにより行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る接合部品の製造装置及び製造方法によれば、第１のワークをハンドによって把持して、第２のワークと干渉しない保持位置に移動する。次に、第１のワークを第２のワークに接合するための設計位置に対する保持位置のずれ量を計測する。ずれ量に基づいて、第１のワークの接合面と第２のワークの接合面との間の距離が接合箇所に拘わらず一定の間隔となる位置まで第１のワークを第２のワークの長手方向に沿う軸線周りに回動させる。その後、軸線に対する法線方向に沿って、第１のワークを第２のワークに接近させ、この状態で接合部の動作を制御して第１のワークを第２のワークに接合させて接合部品を形成する。これによって、位置補正の際に第１のワークが第２のワークに干渉しないように第１のワークに接近させ、第１のワークの把持位置のずれを抑制し、接合面間の距離を接合箇所に拘わらず一定とすることで、接合部の接合強度のばらつきを減らし、接合部品の品質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る接合部品の製造装置を示す斜視図である。
【図２】同製造装置を示す平面図である。
【図３】図３（Ａ）、（Ｂ）は、同製造装置を構成する固定式の保持部を示す斜視図および正面図である。
【図４】図４（Ａ）、（Ｂ）は、同製造装置を構成する可動式の保持部を示す斜視図および正面図である。
【図５】同製造装置を示すブロック図である。
【図６】本実施形態に係る接合部品を示す斜視図である。
【図７】本実施形態に係る設計位置に対する保持位置の補正方法を説明するための側面図であり、図７（Ａ）は、第１のワークを第２のワークと干渉しない位置に保持した状態の図であり、図７（Ｂ）は、第１のワークの接合面と第２のワークの接合面との間の距離が接合箇所に拘わらず一定の間隔となるように第１のワークを第２のワークの長手方向に沿う軸線周りに回動させた状態の図であり、図７（Ｃ）は、軸線に対する法線方向に沿って、第１のワークを第２のワークに接近させた状態の図を示している。
【図８】本実施形態に係る接合部品の製造の位置補正の基準となる基準画像を得る動作を示すフローチャートである。
【図９】本実施形態に係る接合部品の製造装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】第１のワークを保持位置から直接設計位置に近づけたときに、接合面間の距離にばらつきが生じた状態の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、以下の記載は特許請求の範囲に記載される技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る接合部品の製造装置１００を示す斜視図である。図２は、同製造装置１００を示す平面図である。図３（Ａ）、（Ｂ）は、同製造装置１００を構成する固定式の保持部４０ａ、４０ｂを示す斜視図および正面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）は、同製造装置１００を構成する可動式の保持部４０ａ、４０ｂを示す斜視図および正面図である。図５は、同製造装置１００を示すブロック図である。図６は、本実施形態に係る接合部品１を示す斜視図である。図７（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施形態に係る設計位置に対する保持位置の補正方法を説明するための側面図である。図８は、本実施形態に係る接合部品の製造の位置補正の基準となる基準画像を得る動作を示すフローチャートである。図９は、本実施形態に係る接合部品の製造装置の動作を示すフローチャートである。図１０は、第１のワークを保持位置から直接設計位置に近づけたときに、接合面間の距離にばらつきが生じた状態の側面図である。
【００１３】
本実施形態では、接合部品がステアリングメンバ１である場合を例に説明を行う。第２のワーク８２は、ステアリングメンバ１の本体をなすパイプ状のステアリングメンバ本体８０である。また、ステアリングメンバ本体８０の両端部以外に取り付けられる各種ブラケット８４〜８８（図６を参照）を総称して第１のワーク８１とする。図１〜図５を参照して、本実施形態に係る製造装置１００は、ブラケット８１（第１のワークに相当）をステアリングメンバ本体８０（第２のワークに相当）に接合して形成されるステアリングメンバ１（接合部品に相当）の製造装置１００である。製造装置１００は、産業用ロボット１０ａ、１０ｂのアーム１１に取り付けられ、ブラケット８１を把持自在なハンド１２と、ステアリングメンバ本体８０を保持するポジショナー４０ａ、４０ｂ（保持部に相当）と、ブラケット８１をステアリングメンバ本体８０に接合する接合ロボット２０（接合部に相当）と、アーム１１、ハンド１２および接合ロボット２０の動作を制御する制御部６０と、を有する。製造装置１００は、ブラケット８１およびステアリングメンバ本体８０を撮影する第３のカメラ１５（撮像部材に相当）と、ステアリングメンバ本体８０の中間部を支持するロケーター３０と、をさらに有する。
【００１４】
制御部６０は、ブラケット８１をハンド１２によって把持して、保持部６０によって保持されたステアリングメンバ本体８０と干渉しない保持位置に移動する。次に、ブラケット８１をステアリングメンバ本体８０に接合するための設計位置に対する保持位置のずれ量を計測する。計測したずれ量に基づいて、ブラケット８１の接合面８１ａとステアリングメンバ本体８０の接合面８０ａとの間の距離が接合箇所に拘わらず一定の間隔となる位置までブラケット８１をステアリングメンバ本体８０の長手方向に沿う軸線周りに回動させる。その後、軸線に対する法線方向に沿って、ブラケット８１をステアリングメンバ本体８０に接近させ、この状態で接合ロボット２０の動作を制御してブラケット８１をステアリングメンバ本体８０に接合させてステアリングメンバ１を形成する。以下、詳述する。
【００１５】
産業用ロボット１０ａ、１０ｂは、図１に示すように、それぞれアーム１１を有し、それぞれのアーム１１に取り付けられブラケット８１を把持自在なそれぞれのハンド１２を有している。ハンド１２は、ブラケット８１を所定の方向に掴み、ステアリングメンバ本体８０に対して、掴んだブラケット８１を教示された位置に位置決めして保持する。ブラケット８１は、部材テーブル７０上に置かれていて、部材テーブル７０からハンド１２がブラケット８１を掴み出してステアリングメンバ本体８０上の所定位置に位置決めし、保持する。なお、部材テーブル７０へのブラケット８１の搬入は、図示しない他のロボットや搬送コンベア等によって搬送されてくる。部材テーブル７０に代えて、搬送コンベアによって流れてくるブラケット８１をハンド１２が掴むようにしてもよい。
【００１６】
ハンド１２の近傍には、ハンド１２の手先方向を撮影する第１のカメラ１３が取り付けられている。第１のカメラ１３は、ハンド１２がブラケット８１を取り出す際に当該ブラケット８１を撮影して向きや大きさを把握するために使用される。
【００１７】
産業用ロボット１０ａ、１０ｂおよび溶接ロボット２１の作業範囲内には第２のカメラ１４が設置されている。第２のカメラ１４は、ハンド１２によって把持されたブラケット８１がどのような向きで把持されているかを確認するために使用される。第２のカメラ１４は、産業用ロボット１０ａ、１０ｂ、溶接ロボット２１、およびポジショナー４０ａからポジショナー４０ｂまで広範囲に撮影することができる。そのため、製造装置１００においてステアリングメンバ１の各ブラケット８１がどの位置に配置されているかを確認でき、撮影により取得した結果に基づいて部材溶接後の位置計測を行なうことができる。
【００１８】
産業用ロボット１０ａ、１０ｂは、ブラケット８１を部材テーブル７０から把持した後、第２のカメラ１４に向かってブラケット８１をかざすように動作する。これによってハンド１２に把持されたブラケット８１を第２のカメラ１４が撮影して、画像処理によりブラケット８１がハンド１２にどのような向きや位置で把持されているかを確認できる。産業用ロボット１０ａ、１０ｂは、第２のカメラ１４によって確認されたブラケット８１の向きや位置からステアリングメンバ本体８０上にブラケット８１を位置決めして保持することができるようにブラケット８１の向きを補正する。これにより、ステアリングメンバ本体８０は、ステアリングメンバ本体８０に対して教示された部材位置に位置決めして保持することができる。このようなハンド１２によって把持されたブラケット８１の向き等を補正する動作は一般的な産業用ロボット１０ａ、１０ｂの動作であるので、説明は省略する。
【００１９】
図３および図４に示すように、ポジショナー４０ａ、４０ｂは、ステアリングメンバ本体８０の両端を把持して保持する。ポジショナー４０ａ、４０ｂは、ポジショナー４０ａ、４０ｂの支柱となる支持台４１と、ステアリングメンバ本体８０を把持する把持部４４と、を有する。把持部４４は、クランパ４５、４６と、クランパ４５、４６を動作させるための動力機構を有する動力部４７と、ステアリングメンバ本体８０の両端に取付けられるサイドブラケット８２、８３を位置決めする位置決めピン４８、４９と、を有する。ポジショナー４０ｂは、図４（Ａ）に示すように、上記構成に加えてポジショナー４０ｂをステアリングメンバ本体８０の長手方向にスライド自在に移動可能とするスライド部４２も有する。スライド部４２は、スライドベース４３（図１を参照）に対してスライド移動自在に取り付けられている。
【００２０】
支持台４１は、ステアリングメンバ本体８０を支持する支柱に当たり、ステアリングメンバ本体８０を把持する側の側面において把持部４４と接続する。図３に示すように、ポジショナー４０ａおいて、支持台４１の下方は図示しないベースに固定されており、図４に示すように、ポジショナー４０ｂにおいて支持台４１の下方はスライド部４２と接続している。支持台４１は本実施形態において一部材から構成され、所定の高さで構成しているが、これ以外にも例えば２以上の部材から構成し、高さ調整機構を備えるように構成してもよい。支持台４１は、回転軸５３を介して把持部４４と接続され、支持台４１はモーターやギヤ対等を有する回転機構を備える。支持台４１に上記回転機構が設けられることによって、把持部４４はステアリングメンバ本体８０を把持した状態で回転軸５３の軸周りに回転することができる。
【００２１】
スライド部４２は、スライドベース４３（図１を参照）に対してスライド移動自在に取り付けられ、ポジショナー４０ｂをステアリングメンバ本体８０の長手方向に移動可能にする。スライド部４２とスライドベース４３には、ギヤ対を設けることによって、スライド部４２を移動可能に構成しているが、これに限定されない。
【００２２】
クランパ４５、４６は、ステアリングメンバ本体８０を両端部において把持するための構成であり、本実施形態では動力部４７の一部に回転軸５１、５２が設けられ、回転軸５１、５２にクランパ４５、４６が回転可能に取り付けられている。
【００２３】
動力部４７は、クランパ４５、４６を回転動作させるためのモーターやギヤ対等を備える回転機構を内蔵している。クランパ４５、４６を回転軸５１、５２の軸周りに回転させ、クランパ４５、４６がなす開き角を調整することによってステアリングメンバ本体８０の把持および把持の解除が実現される。
【００２４】
位置決めピン４８、４９は、動力部４７の外側面に設けられている。ステアリングメンバ１において長手方向両端に配置されるサイドブラケット８２、８３には位置決めピン４８、４９を挿通させるための位置決め穴が設けられている。サイドブラケット８２、８３の位置決め穴を位置決めピン４８、４９に挿通させることによって、サイドブラケット８２、８３がポジショナー４０ａ、４０ｂに取り付けられ、位置決めされる。サイドブラケット８２、８３がポジショナー４０ａ、４０ｂの位置決めピン４８、４９に挿通した状態でステアリングメンバ本体８０に接合された後は、サイドブラケット８２、８３をクランパ４５、４６によって把持することでステアリングメンバ１が支持される。
【００２５】
図２に示すように、ロケーター３０は、第１のロケーター３１と第２のロケーター３２と、から構成されるが、台数はこれに限定されない。第１のロケーター３１は、ステアリングメンバ本体８０を把持するか、または把持を解除した状態にする。第２のロケーター３２は、ステアリングメンバ本体８０の長手方向において異なる位置で第１のロケーター３１と同様にステアリングメンバ本体８０を把持するか、把持を解除した状態にする。そのため、ロケーター３０によるステアリングメンバ本体８０の保持には、第１のロケーター３１および第２のロケーター３２の両方による保持か、いずれか一方による保持がある。ロケーター３０は、図２の第２のロケーター３２に示すように、ステアリングメンバ本体８０を把持しない際には、第２のロケーター３２の上部がスライドベース４３から長手方向に交差する方向（図２の上方向）に離間する。これによって、接合ロボット２０や産業用ロボット１０ａ、１０ｂが動作する際のエリアに侵入しないようにしている。ロケーター３０は、ポジショナー４０ｂのスライド部４２と同様に、スライドベース４３に沿って長手方向に自在に移動することができる。
【００２６】
接合ロボット２０は、ブラケット８１をステアリングメンバ本体８０に接合する。本実施形態では、接合ロボット２０として溶接ロボット２１を用いて溶接によって接合を行う場合を例示する。
【００２７】
溶接ロボット２１は、アーム１１先端に溶接トーチ２２が取り付けられている。溶接トーチ２２の先端は、ステアリングメンバ本体８０上に位置決めされたブラケット８１の位置を基準にして、そのブラケット８１が溶接できる位置に位置決めされる。このため溶接トーチ２２先端の位置は、産業用ロボット１０ａ、１０ｂに教示されたブラケット８１の位置を基準として教示されている。産業用ロボット１０ａ、１０ｂによるブラケット８１の位置が補正された場合はそれに合わせて溶接トーチ２２先端の位置も補正される。
【００２８】
第３のカメラ１５は、図１に示すように、溶接ロボット２１の溶接トーチ２２の根元部分近傍に取り付けられ、産業用ロボット１０ａ、１０ｂによって位置決め保持されているブラケット８１およびステアリングメンバ本体８０を撮影する。撮影された画像からブラケット８１の位置（および／または傾き）を計測する。そのため、第３のカメラ１５は、撮影された画像内における物体の大きさや物体間の距離を計測する機能（画像内距離計測機能という）を有する。画像内距離計測機能としては、例えば予め画像内で距離を割り出すための基準となる物（基準スケール）を撮影して、その基準スケールの実物の大きさと画像内での大きさとの対応関係を求めておく。記憶した基準スケールにおける実物と画像との対応関係を用いて、計測するために撮影した物体の画像内での大きさや物体間の距離および傾きを求める。このような画像内距離計測機能は周知のものを用いればよく、特に限定されない。
【００２９】
第３のカメラ１５は、第３のカメラ１５の現在位置から撮影物までの距離を測る測距機能を備えていてもよい。測距機能としては、第３のカメラ１５の焦点合わせに用いるパッシブ型測距、レーザー光や超音波を用いるアクティブ型測距機能等を用いることが出来る。当該測距機能も周知のものを用いればよく、特に限定されない。このような測距機能と画像内距離計測機能を用いれば、第３のカメラ１５によって計測された部品位置が溶接ロボット２１の動作座標系内の位置として算出することが出来る。
【００３０】
なお、上記の画像内距離計測機能および測距機能は第２のカメラ１４も有していてもよい。画像内距離計測、必要により行われる測距などにおける画像処理およびそれらの算出処理は制御部６０によって行われる。
【００３１】
制御部６０は、図５に示すように、ステアリングメンバ１の製造装置１００において、産業用ロボット１０ａ、１０ｂ（それぞれのアーム１１およびハンド１２を含む）、溶接ロボット２１、ポジショナー４０ａ、４０ｂ、ロケーター３０、第１のカメラ１３、第２のカメラ１４および第３のカメラ１５の動作を制御する。
【００３２】
制御部６０は、記憶部６１と、演算部６２と、入出力部６３と、を有する。記憶部６１は、ＲＯＭやＲＡＭから構成される。記憶部６１は、産業用ロボット１０ａ、１０ｂや溶接ロボット２１等のステアリングメンバ１の製造装置１００の動作に関するプログラムやワークであるステアリングメンバ１の仕様に関するデータが予め記憶されている。製造装置１００の動作によって、記憶部６１の新たなデータの追加、更新、削除等の編集が行われる。入出力部６３は、産業用ロボット１０ａ、１０ｂや溶接ロボット２１等に取り付けられた位置センサーからの制御信号およびカメラ１３、１４、１５の画像を記憶部６１に格納したり、演算部６２に入力したりする。演算部６２は、ＣＰＵを主体に構成され、記憶部６１から読み出したデータまたは入出力部６３を介して得られたデータを基に演算する。入出力部６３は、演算結果に基づく制御信号を産業用ロボット１０ａ、１０ｂや溶接ロボット２１等に出力する。このようにして、制御部６０は、産業用ロボット１０ａ、１０ｂ、溶接ロボット２１の位置や姿勢を制御したり、ポジショナー４０ａ、４０ｂ、ロケーター３０の動作を制御したりする。
【００３３】
ステアリングメンバ１は、図６に示すように、ブラケット８１をステアリングメンバ本体８０に溶接して形成される。
【００３４】
制御部６０は、アーム１１およびハンド１２の動作を制御して、ブラケット８１をステアリングメンバ本体８０にアプローチさせる。当該アプローチの際に、ブラケット８１を直接設計位置に近づけようとすると、ブラケット８１の形状やアプローチの経路によりブラケット８１がステアリングメンバ本体８０に干渉することがある。これにより、ハンド１２によるブラケット８１の把持位置がずれ、予め産業用ロボット１０ａ、１０ｂに教示された設計位置にブラケット８１を保持できなくなる。その結果、図１０に示すようにブラケット８１の接合面８１ａとステアリングメンバ本体８０の接合面８０ａとの間の距離が不均一になってしまう。この状態で溶接すると、距離の大きい箇所では溶接強度が弱く、逆に距離が近い箇所では他の箇所に比較して溶接強度が強くなってしまう。これにより、溶接部において強度差が生じ、ステアリングメンバ１の品質が劣る結果となる。
【００３５】
そこで、本実施形態に係る製造方法においては、図７に示すように溶接するための設計位置へアプローチする際の位置補正をブラケット８１がステアリングメンバ本体８０に干渉しないように次のように行っている。
【００３６】
まず、図７（Ａ）に示すように、ブラケット８１をステアリングメンバ本体８０と干渉しない位置に保持する。この位置を保持位置とする。ブラケット８１をステアリングメンバ本体８０に溶接するための設計位置に対する保持位置のずれ量を計測する。当該ずれ量の測定は、試作用のブラケット８１と試作用のステアリングメンバ本体８０を設計位置に保持した状態の位置補正の基準となる基準画像と、ブラケット８１を保持位置に保持した状態の位置補正の対象となる対象画像とを比較することにより行う。詳細は後述する。
【００３７】
次に、図７（Ｂ）に示すように、測定したずれ量に基づいてブラケット８１の接合面８１ａとステアリングメンバ本体８０の接合面８０ａとの間の距離が溶接箇所に拘わらず一定の間隔となる位置にくるようにブラケット８１をステアリングメンバ本体８０の長手方向に沿う軸線周りに回動させる。
【００３８】
最後に、図７（Ｃ）に示すように、軸線に対する法線方向に沿って、ブラケット８１をステアリングメンバ本体８０に接近させて保持する。
【００３９】
なお、図７では位置補正の動きの理解を容易にするために二次元的に説明したが、実際には三次元的に動作している。
【００４０】
以下、図８を参照して位置補正の基準となる基準画像を得る手順を説明する。
【００４１】
まず、シミュレーション装置により、ロボットの教示データを作成する（ステップＳ１１）。このとき作成する教示データは、産業用ロボット１０ａ、１０ｂおよび溶接ロボット２１の動作と、ステアリングメンバ本体８０の回転動作である。
【００４２】
教示内容は下記のとおりである。
【００４３】
（１）産業用ロボット１０ａ、１０ｂの教示内容は、ブラケット８１を部材テーブル７０上で認識してハンド１２により把持し、第２のカメラ１４で部材を撮影させること。その位置および向きを確認、補正して、ブラケット８１を予め決められたステアリングメンバ本体８０上の所定位置に位置決めして保持すること。溶接ロボット２１からの溶接終了の信号を受けて、次のブラケット８１を取りに行くこと。この動作を最後のブラケット８１が取り付けられるまで行うこと。最後のブラケット８１の場合はロボットの原点へ戻る。位置決め保持するときの位置は、ブラケット８１上に予め決められたブラケット基準点により行うこと。ブラケット基準点は例えば、ブラケット８１のエッジや、予め設けられている基準穴等である。
【００４４】
（２）溶接ロボット２１の教示内容は、産業用ロボット１０ａ、１０ｂによるブラケット８１の位置決め完了の信号を受けた後、第３のカメラ１５によるそのブラケット８１の撮影動作すること。その後ブラケット８１位置まで移動し、溶接することである。
【００４５】
（３）ポジショナー４０ａ、４０ｂの教示内容は、ハンド１２が把持したブラケット８１ごとに、そのブラケット８１が取り付けやすい向きとなるように、ステアリングメンバ本体８０を回転させるものである。
【００４６】
以上の教示内容は、制御部６０から全体を動かすための制御信号によって、それぞれの産業用ロボット１０ａ、１０ｂ、溶接ロボット２１、ポジショナー４０ａ、４０ｂ、およびロケーター３０の動作を制御している。一度ポジショナー４０ａ、４０ｂにセットしたステアリングメンバ本体８０に対しては、取り付け可能な複数のブラケット８１のそれぞれについて位置決め動作および溶接動作を行うことになる。
【００４７】
このようなミュレーションによるロボット動作の教示が終了したら、教示データを実機ロボットにロードして、実際のロボットによりブラケット８１の取り付けおよび教示データの補正を行う。
【００４８】
実機による動作では、まず、教示データにより実機を動かして試作用のステアリングメンバ１を作製する。試作用のステアリングメンバ本体８０をセットする（ステップＳ１２）。次に、試作用のステアリングメンバ本体８０に試作用のブラケット８１を設計位置に位置決めして保持する（ステップＳ１３）。
【００４９】
第３のカメラ１５により設計位置に位置決めした試作用のブラケット８１を撮影して撮影した画像を制御部６０内に記憶する（ステップＳ１４）。この記憶させた画像を位置補正の基準となる基準画像とする。
【００５０】
次に、量産製造する際のステアリングメンバ１の製造手順について説明する。
【００５１】
図９は、本実施形態に係るステアリングメンバ１の量産製造する際における製造装置１００の動作を示すフローチャートである。
【００５２】
まず、ステアリングメンバ本体８０をセットする（ステップＳ２１）。このステアリングメンバ本体８０の位置は、同製造ロットにおいてすべて同じ位置にセットする。
【００５３】
次に、部材テーブル７０からハンド１２により掴み出したブラケット８１をステアリングメンバ本体８０と干渉しない位置に保持する（ステップＳ２２）。ここで、干渉しない位置とは、ステアリングメンバ本体８０に対してブラケット８１を回動および接近させるすべての工程において、溶接位置に合わせるまでブラケット８１がステアリングメンバ体８０に干渉しないために十分なブラケット８１とステアリングメンバ本体８０との間の距離を保った位置のことを意味する。ブラケット８１ごとの形状および搬送経路に合わせて当該位置の調整を行う。
【００５４】
続いて、第３のカメラ１５により、ハンド１２によって位置決めし、保持されているブラケット８１の保持位置を撮影する（ステップＳ２３）。この画像を位置補正の対象となる対象画像とする。
【００５５】
対象画像と基準画像とを比較して画像内でブラケット８１のずれ量を求める（ステップＳ２４）。ずれ量の算出は、対象画像内のブラケット８１の位置と基準画像内のブラケット８１の位置との比較により、画像内におけるブラケット８１の位置のずれ量を求める。これを実寸（すなわち「ｍｍ」単位）に換算する場合は、基準スケールによって得られた実物の大きさと画像内の距離（ここではずれ量）との対応関係から求めればよい。対象画像、基準画像、およびＳ２４で求めたずれ量から、ブラケット８１の取り付け位置を設計位置にするためのブラケット８１の保持位置の補正量を求める。ここで補正量とは、後述する補正経路によりブラケット８１をステアリングメンバ本体８０周りに回動させる角度およびステアリングメンバ本体８０に対するブラケット８１の接近距離のことである。
【００５６】
上記補正量に基づき、ブラケット８１の接合面８１ａとステアリングメンバ本体８０の接合面８０ａとの間の距離が溶接箇所に拘わらず一定の間隔となる位置になるようにブラケット８１をステアリングメンバ本体８０の長手方向に沿う軸線周りに回動させる（ステップＳ２５）。このとき、中心はステアリングメンバ本体８０の中心とし、ブラケット８１上の点を基準として回動させる。
【００５７】
その後、軸線に対する法線方向に沿って、ブラケット８１をステアリングメンバ本体８０に接近させて溶接位置に保持し（ステップＳ２６）、その状態で溶接する（ステップＳ２７）。
【００５８】
ステアリングメンバ本体８０に全てのブラケット８１を溶接する。制御部６０は、ステアリングメンバ本体８０に全てのブラケット８４〜８８を溶接し終えるまで、上記制御を繰り返す（ステップＳ２８）。全てのブラケット８４〜８８を溶接し終えると、ステアリングメンバ１の形成が完了する（ステップＳ２９）。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態のステアリングメンバ１の製造装置および製造方法により以下の作用効果を奏する。
【００６０】
本ステアリングメンバ１の製造装置１００および製造方法では、制御部６０は、ブラケット８１をハンド１２によって把持して、ポジショナー４０ａ、４０ｂによって保持されたステアリングメンバ本体８０と干渉しない保持位置に移動する。次に、ブラケット８１をステアリングメンバ本体８０に溶接するための設計位置に対する保持位置のずれ量を計測する。ずれ量に基づいて、ブラケット８１の接合面８１ａとステアリングメンバ本体８０の接合面８０ａとの間の距離が溶接箇所に拘わらず一定の間隔となる位置までブラケット８１をステアリングメンバ本体８０の長手方向に沿う軸線周りに回動させる。その後、軸線に対する法線方向に沿って、ブラケット８１をステアリングメンバ本体８０に接近させ、この状態で溶接ロボット２１の動作を制御してブラケット８１をステアリングメンバ本体８０に溶接させてステアリングメンバ１を形成する。
【００６１】
このように構成した製造装置１００および製造方法によれば、位置補正の際にブラケット８１がステアリングメンバ本体８０に干渉しないようにブラケット８１に接近させ、ブラケット８１の把持位置のずれを抑制し、接合面８０ａ、８１ａ間の距離を溶接箇所に拘わらず一定とすることで、溶接部の溶接強度のばらつきを減らし、ステアリングメンバ１の品質を向上することができる。
【００６２】
さらに、本製造装置１００および製造方法では、第３のカメラ１５は、試作用のブラケット８１と試作用のステアリングメンバ本体８０とを設計位置に保持した状態の基準画像と、ブラケット８１を保持位置に保持した状態の対象画像とを撮影する。制御部６０は、基準画像と、対象画像とを比較することによりずれ量の計測を行う。
【００６３】
このように構成した製造装置１００および製造方法によれば、画像処理により迅速にブラケット８１の位置補正量を求めることができ、正確な部品取り付けを行うことができる。また、部品位置の変更や部品そのものの変更に容易にかつ柔軟に対応することができる。
【００６４】
その他、本発明は、特許請求の範囲に記載された構成に基づき様々な改変が可能であり、それらについても本発明の範疇である。
【００６５】
例えば、本実施形態では、接合ロボット２０は、溶接によってブラケット８１をステアリングメンバ本体８０に接合する溶接ロボット２１であるとして説明した。しかしながら、このような構成に限定されることなく、例えば接合ロボット２０は、接着剤を供給可能な接着ロボットであってもよい。この場合、接合ロボット２０は、接着によってブラケット８１をステアリングメンバ本体８０に接合する。
【００６６】
また、第３のカメラ１５は溶接ロボット２１に取り付けられているとして説明した。しかしながら、このような構成に限定されることなく、独立して設けられる他の撮像部材であってもよい。
【００６７】
また、本実施形態では、保持部４０をステアリングメンバ本体８０の両端を把持して保持するポジショナー４０ａ、４０ｂであるとして説明した。しかしながら、このような構成に限定されることなく、保持部４０は、ステアリングメンバ本体８０を載置して保持する治具であってもよい。
【００６８】
また、本実施形態では、接合部品としてステアリングメンバ１を例示したが、これに限ることなく、例えば他の車両部品であってもよい。さらに、接合部品は、車両部品に限定されないことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６９】
１  ステアリングメンバ（接合部品）、
１０ａ、１０ｂ  産業用ロボット、
１１  アーム、
１２  ハンド、
１３  第１のカメラ、
１４  第２のカメラ、
１５  第３のカメラ（撮像部材）、
２０  接合ロボット（接合部）、
２１  溶接ロボット（接合部）、
２２  溶接トーチ、
３０、３１、３２  ロケーター、
４０ａ、４０ｂ  ポジショナー（保持部）、
４１  支持台、
４２  スライド部、
４３  スライドベース、
４４  把持部、
４５、４６  クランパ、
４７  動力部、
４８、４９  位置決めピン、
５１、５２、５３  回転軸、
６０  制御部、
６１  記憶部、
６２  演算部、
６３  入出力部、
７０、７１、７２  部材テーブル、
８０  ステアリングメンバ本体（第２のワーク）、
８０ａ  ステアリングメンバ本体の接合面（第２のワークの接合面）、
８１、８４、８５、８６、８７、８８  ブラケット（第１のワーク）、
８１ａ  ブラケットの接合面（第１のワークの接合面）、
８２、８３  サイドブラケット、
１００  製造装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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