(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、第１のワークを把持して第２のワークに接近させる際に、第１のワークの把持位置がずれても、第１のワーク上の位置精度を管理する管理ポイントの位置が第２のワークに対する相対的な位置がずれないように接近させ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および製造方法は、まず、管理ポイント９０と第１の点８１ａとを結んだ直線上で、かつ、管理ポイントと第１の点との間に位置する第１のワーク８１上の把持点９１をハンド１２により把持させる。次に、管理ポイントと第１の点とを結んだ直線に沿って、第１のワークと第２のワーク８０とが接点を形成するように第１のワークを第２のワークに接近させる。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１を形成する。【選択図】図７
2015208745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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装置であって、
産業用ロボットのアームに取り付けられ第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のワーク上に設定され前記第２のワークに対する相対的な位置の精度を管理する管理ポイントと、前記第１のワークと前記第２のワークとの接点を形成する前記第１のワーク側の第１の点とを結んだ直線上で、かつ、前記管理ポイントと前記第１の点との間に位置する把持点を前記ハンドにより把持させ、
前記管理ポイントと前記第１の点とを結んだ直線に沿って、前記第１のワークと前記第２のワークとが前記接点を形成するように前記第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】
前記制御部は、
前記管理ポイントと前記第１の点とを結んだ直線が、前記第２のワークの長手方向に沿う軸線に対する法線であって前記接点を通る直線と重なる位置まで前記第１のワークを移動させ、
その後、前記第１のワークと前記第２のワークとが前記接点を形成するように前記直線に沿って前記第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、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り、
前記ブラケット上の前記管理ポイントは、前記第２のワークとは異なる部材が接合される点である、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のワーク上に設定され前記第２のワークに対する相対的な位置の精度を管理する管理ポイントと、前記第１のワークと前記第２のワークとの接点を形成する前記第１のワーク側の第１の点とを結んだ直線上で、かつ、前記管理ポイントと前記第１の点との間に位置する把持点を産業用ロボットにより把持し、
その後、前記管理ポイントと前記第１の点とを結んだ直線に沿って、前記第１のワークと前記第２のワークが前記接点を形成するように前記第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】
前記第１のワークの前記第２のワークに対する接近は、前記管理ポイントと前記第１の点とを結んだ直線が、前記第２のワークの長手方向に沿う軸線に対する法線であって前記接点を通る直線と重なる位置まで前記第１のワークを移動させ、
その後、前記第１のワークと前記第２のワークとが前記接点を形成するように前記直線に沿って前記第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、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り、
前記ブラケット上の前記管理ポイントは、前記第２のワークとは異なる部材が接合される点である、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、例えば自動車など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、または溶接などによって接合し、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など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２０００−２１９１７１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、部材がステアリングメンバ本体に干渉して、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からずれてしまうことがある。当該干渉の位置や方向によって、把持された部材の姿勢や位置があらゆる方向にずれてしまう。
【０００６】
上記問題を解決するために、例えばハンドの把持力を高める機構に付け替えることが考えられるが、このような専用のハンドを設けるとコストがかかり、設備費用が高くなってしまう。したがって、設備費を抑えるためにも、汎用的なハンドによって部材を把持して本体に配置することが好ましい。
【０００７】
また、ステアリングメンバ本体に接合される部材には、ステアリングメンバ本体とは異なる部材がさらに取り付けられる。このとき、ステアリングメンバ本体に接合される部材の取り付け位置が設計位置からずれていると、当該部材に取り付けられた部材の位置にもずれが生じることとなる。そのため、ステアリングメンバ本体に接合される部材には位置精度を管理するために用いられ、高い位置精度が要求される管理ポイントを当該部材上に設けている。ステアリングメンバ本体に対する管理ポイントの相対的な位置が設計位置からずれていると、ステアリングメンバの良品／不良品の評価の際に、不良品として廃棄となってしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、上記課題を解決するために、当該把持位置がずれても、第１のワーク上の管理ポイントの位置が第２のワークに対してずれないようにして、接合部品の不良品を削減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】
【０００９】
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。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。前記第１のワーク上には、前記第２のワークに対する相対的な位置の精度を管理する管理ポイントと、前記第１のワークと前記第２のワークとの接点を形成する前記第１のワーク側の第１の点が設定されている。前記制御部は、前記管理ポイントと前記第１の点とを結んだ直線上で、かつ、前記管理ポイントと前記第１の点との間に位置する前記第１のワーク上の把持点を前記ハンドにより把持させる。次に、前記管理ポイントと前記第１の点とを結んだ直線に沿って、前記第１のワークと前記第２のワークとが前記接点を形成するように前記第１のワークを前記第２のワークに接近させる。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。
【００１０】
また、本発明の接合部品の製造方法は、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方法である。前記第１のワーク上には、前記第２のワークに対する相対的な位置の精度を管理する管理ポイントと、前記第１のワークと前記第２のワークとの接点を形成する前記第１のワーク側の第１の点が設定されている。まず、前記管理ポイントと前記第１の点とを結んだ直線上で、かつ、前記管理ポイントと前記第１の点との間に位置する前記第１のワーク上の把持点を産業用ロボットによって把持する。その後、前記管理ポイントと前記第１の点とを結んだ直線に沿って、前記第１のワークと前記第２のワークが前記接点を形成するように前記第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】
【００１１】
本発明に係る接合部品の製造装置および製造方法によれば、管理ポイントと第１の点とを結んだ直線上で、かつ、管理ポイントと第１の点との間に位置する第１のワーク上の把持点をハンドにより把持させる。次に、管理ポイントと第１の点とを結んだ直線に沿って、第１のワークと第２のワークとが接点を形成するように第１のワークを第２のワークに接近させる。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、第１のワークと第２のワークとの干渉により把持位置がずれても、ずれ方向が管理ポイントと第１の点とを結んだ直線方向に制限される。そのため、第１のワーク上の管理ポイントと第２のワークの相対的位置がずれることがなくなる。その結果、接合部品の不良品を削減し、生産効率を向上することが可能となる。さらに、把持力の高い専用のハンドを設けることなく、汎用的なハンドを使用して上記位置ずれを抑制できる。その結果、設備費用を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１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】第１実施形態に係る接合部品を示す斜視図である。
【図７】第１実施形態に係る接合部品の製造方法において、第１のワークを第２のワークへ接近させる方法を説明するための側面図であり、図７（Ａ）は、管理ポイントと第１のワークと第２のワークとの接点を形成する第１のワーク側の第１の点とを結んだ直線上で、かつ、管理ポイントと第１の点との間に位置する第１のワーク上の把持点をハンドにより把持した状態の図であり、図７（Ｂ）は、管理ポイントと第１の点とを結んだ直線が第１のワークと第２のワークとの接点を形成する第２のワーク側の第２の点を通るように第１のワークを移動させた状態の図であり、図７（Ｃ）は、管理ポイントと第１の点とを結んだ直線に沿って、第１のワークと第２のワークとが接点を形成するように第１のワークを第２のワークに接近させて保持した状態の図を示している。
【図８】第１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９】第２実施形態に係る接合部品の製造方法において、第１のワークを第２のワークへ接近させる方法を説明するための側面図であり、図９（Ａ）は、管理ポイントと第１の点とを結んだ直線上で、かつ、管理ポイントと第１の点との間に位置する第１のワーク上の把持点をハンドにより把持した状態の図であり、図９（Ｂ）は、管理ポイントと第１の点とを結んだ直線が、第２のワークの長手方向に沿う軸線に対する法線であって接点を通る直線と重なる位置まで第１のワークを移動させた状態の図であり、図９（Ｃ）は、管理ポイントと第１の点とを結んだ直線に沿って、第１のワークと第２のワークとが接点を形成するように第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。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
＜第１実施形態＞
図１は、第１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、第１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、第１実施形態に係る接合部品の製造方法において、第１のワークを第２のワークへ接近させる方法を説明するための側面図である。図８は、第１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。
【００１５】
本発明では、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、本発明に係る製造装置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８２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。
【００１６】
制御部６０は、ブラケット８１上に設定されステアリングメンバ本体８０に対する相対的な位置の精度を管理する管理ポイント９０と、ブラケット８１とステアリングメンバ本体８０との接点を形成するブラケット８１側の第１の点８１ａとを結んだ直線上で、かつ、管理ポイント９０と第１の点８１ａとの間に位置する把持点９１をハンド５２により把持させる。次に、管理ポイント９０と第１の点８１ａとを結んだ直線に沿って、ブラケット８１とステアリングメンバ本体８０とが接点を形成するようにブラケット８１をステアリングメンバ本体８０に接近させる。この状態で接合部７０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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
図１に示すように、溶接ロボット２１の溶接トーチ２２の根元部分近傍には第３のカメラ１５が取り付けられ、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および溶接後のブラケット８１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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
制御部６０には、予めシミュレーション装置により作成したロボットの教示データが格納されている。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、ポジショナー４０ａ、４０ｂによるステアリングメンバ本体８０の回転動作である。当該教示内容は、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およびポジショナー４０ａ、４０ｂ、ロケーター３１、３２を連携して動作させている。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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、ステアリングメンバ本体８０に溶接されるブラケット８１には、ステアリングメンバ本体８０とは異なる部材が取り付けられる。このとき、ブラケット８１に取り付けられる部材の取り付け位置が予定していた設計位置からずれていると、新たに取り付けられたブラケット８１の位置にもずれが生じることとなる。このため、ステアリングメンバ本体８０に溶接されるブラケット８１上には位置精度を管理するために用いられ、高い位置精度が要求される管理ポイント９０を設けている。
【００３８】
管理ポイント９０は、ブラケット８１ごとに予め設定されている。管理ポイント９０は、品質管理の際に評価の基準として用いられる。ステアリングメンバ本体８０に対する管理ポイント９０の相対的な位置が設計位置からずれていると、ステアリングメンバ１の良品／不良品の評価の際に、不良品として廃棄となる。なお、管理ポイント９０は、ブラケット８１上のステアリングメンバ本体８０から最も離れた点に設定されていてもよい。
【００３９】
そこで、第１実施形態に係る製造方法では、図７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へアプローチする際に、管理ポイント９０のステアリングメンバ本体８０に対する相対的な位置が設計位置からずれないように次のように行っている。
【００４０】
ここで、ブラケット８１をステアリングメンバ本体８０に溶接するために保持する保持位置において、ブラケット８１とステアリングメンバ本体８０は接点を形成する。以下の説明では、ブラケット８１とステアリングメンバ本体８０の接点のブラケット８１側の点を第１の点８１ａ、ステアリングメンバ本体８０側の点を第２の点８０ａと呼ぶ。
【００４１】
なお、以下の説明ではブラケット８１とステアリングメンバ本体８０は接点を形成するとして説明しているが、接合面を形成していてもよい。この場合は、ブラケット８１とステアリングメンバ本体８０の接合面間の距離が均一となるように適切な点を選ぶことが望ましい。接合面上の溶接強度が最も高く要求される点を接点としてもよい。
【００４２】
まず、図７（Ａ）に示すように、管理ポイント９０と第１の点８１ａとを結んだ直線上で、かつ、管理ポイント９０と第１の点８１ａとの間に位置するブラケット８１上の把持点９１をハンド１２により把持する。管理ポイント９０、第１の点８１ａおよび把持点９１はブラケット８１ごとに予め設定しておく。把持位置は、把持点９１がハンド１２の把持部の中心となるように設定することが望ましい。
【００４３】
次に、図７（Ｂ）に示すように、管理ポイント９０と第１の点８１ａとを結んだ直線がブラケット８１とステアリングメンバ本体８０との接点を形成するステアリングメンバ本体８０側の第２の点８０ａを通るようにブラケット８１を移動させる。
【００４４】
その後、図７（Ｃ）に示すように、管理ポイント９０と第１の点８１ａとを結んだ直線に沿って、ブラケット８１とステアリングメンバ本体８０とが接点を形成するようにブラケット８１をステアリングメンバ本体８０に接近させて保持する。
【００４５】
以上のようにブラケット８１をステアリングメンバ本体８０へアプローチすることにより、ステアリングメンバ本体８０への干渉により把持位置がずれたとしてもずれの方向が管理ポイント９０と第１の点８１ａとを結んだ直線上に制限される。したがって、ブラケット８１とステアリングメンバ本体８０とが接点を形成した後は、第１の点８１ａと第２の点８０ａがずれない限り、ステアリングメンバ本体８０に対する管理ポイント９０の相対的な位置が設計位置からずれることはない。
【００４６】
なお、図７ではブラケット８１のステアリングメンバ本体８０に対する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。
【００４７】
以下、図８を参照してステアリングメンバ１の製造手順について説明する。
【００４８】
図８は、第１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。
【００４９】
まず、ステアリングメンバ本体８０をセットする（ステップＳ１）。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。
【００５０】
次に、ブラケット８１を部材テーブル７０上で認識してハンド１２により管理ポイント９０とブラケット８１とステアリングメンバ本体８０との接点を形成するブラケット８１側の第１の点８１ａとを結んだ直線上で、かつ、管理ポイント９０と第１の点８１ａとの間に位置する部材テーブル７０から掴み出したブラケット８１の把持点９１をハンド１２により把持する（ステップＳ２）。把持した状態を第２のカメラ１４で撮影する。撮影した画像を基に、把持位置を確認し、姿勢および位置を補正する。
【００５１】
続いて、管理ポイント９０と第１の点８１ａとを結んだ直線がブラケット８１とステアリングメンバ本体８０との接点を形成するステアリングメンバ本体８０側の第２の点８０ａを通るようにブラケット８１をステアリングメンバ本体８０に接近させる（ステップＳ３）。接近させた状態を第３のカメラ１５で撮影する。撮影した画像を基に、管理ポイント９０と第１の点８１ａとを結んだ直線が第２の点８０ａを通っているかを確認し、姿勢および位置を補正する。
【００５２】
その後、管理ポイント９０と第１の点８１ａとを結んだ直線に沿って、ブラケット８１とステアリングメンバ本体８０とが接点を形成するようにブラケット８１をステアリングメンバ本体８０に接近させて保持し（ステップＳ４、Ｓ５）、その状態で溶接する（ステップＳ６）。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。
【００５３】
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Ｓ７）。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Ｓ８）。
【００５４】
第１実施形態の作用効果を述べる。
【００５５】
第１実施形態に係る製造装置１００および製造方法では、ブラケット８１上にステアリングメンバ本体８０に対する相対的な位置の精度を管理する管理ポイント９０と、ブラケット８１とステアリングメンバ本体８０との接点を形成するブラケット８１側の第１の点８１ａが設定されている。制御部は、管理ポイント９０と第１の点８１ａとを結んだ直線上で、かつ、管理ポイント９０と第１の点８１ａとの間に位置するブラケット８１上の把持点９１をハンド１２により把持させる。次に、管理ポイント９０と第１の点８１ａとを結んだ直線に沿って、ブラケット８１とステアリングメンバ本体８０とが接点を形成するようにブラケット８１をステアリングメンバ本体８０に接近させる。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。
【００５６】
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、ブラケット８１とステアリングメンバ本体８０との干渉により把持位置がずれても、ずれ方向が管理ポイントと第１の点とを結んだ直線方向に制限される。そのため、ブラケット８１上の管理ポイント９０とステアリングメンバ本体８０の相対的位置がずれることがなくなる。その結果、ステアリングメンバ１の不良品を削減し、生産効率を向上することを可能とすることができる。さらに、把持力の高い専用のハンドを設けることなく、汎用的なハンドを使用して上記位置ずれを抑制できる。その結果、設備費用を抑えることができる。
【００５７】
さらに、第１実施形態に係る製造装置１００および製造方法では、ブラケット上の管理ポイント９０は、ステアリングメンバ本体８０とは異なる部材が溶接される点である。
【００５８】
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、異なる部材の取り付けの際に、当該管理ポイント９０を基準に取り付けることができ、取り付け位置の精度が高まるので、ステアリングメンバ１の品質を向上することができる。
【００５９】
＜第２実施形態＞
第１実施形態におけるブラケット８１をステアリングメンバ本体８０へアプローチする接近方法は以下に詳述する第２実施形態のようにすることもできる。なお、第１実施形態と第２実施形態とは、ブラケット８１をステアリングメンバ本体８０へアプローチする接近方法のみが異なり、他の製造装置および製造方法の構成はすべて同じであるので説明は省略する。
【００６０】
まず、図９（Ａ）に示すように、管理ポイント９０と第１の点８１ａとを結んだ直線上で、かつ、管理ポイント９０と第１の点８１ａとの間に位置するブラケット８１上の把持点９１をハンド１２により把持する。第１実施形態と同様に、把持点９１は予めブラケット８１ごとに設定しておく。把持位置は、把持点９１がハンド１２の把持部の中心となるように設定することが望ましい。
【００６１】
次に、図９（Ｂ）に示すように、管理ポイント９０と第１の点８１ａとを結んだ直線が、ステアリングメンバ本体８０の長手方向に沿う軸線に対する法線であって接点を通る直線と重なる位置までブラケット８１を移動させる。
【００６２】
その後、図９（Ｃ）に示すように、管理ポイント９０と第１の点８１ａとを結んだ直線に沿って、ブラケット８１とステアリングメンバ本体８０とが接点を形成するようにブラケット８１をステアリングメンバ本体８０に接近させる。
【００６３】
以上のようにブラケット８１をステアリングメンバ本体８０へアプローチすることにより、ステアリングメンバ本体８０への干渉により把持位置がずれたとしてもずれの方向が管理ポイント９０と第１の点８１ａとを結んだ直線上に制限される。さらに、ブラケット８１とステアリングメンバ本体８０とが接点を形成した後は、法線方向のみに力が働いているので接線方向に第１の点８１ａと第２の点８０ａがずれることを防止できる。これにより、第１実施形態に比べて溶接位置の精度をさらに向上することができる。
【００６４】
なお、図９ではブラケット８１のステアリングメンバ本体８０に対する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。
【００６５】
第２実施形態の作用効果を述べる。
【００６６】
第２実施形態に係る製造装置１００および製造方法では、管理ポイント９０と第１の点８１ａとを結んだ直線が、ステアリングメンバ本体８０の長手方向に沿う軸線に対する法線であって接点を通る直線と重なる位置となるようにブラケット８１を移動させる。その後、ブラケット８１とステアリングメンバ本体８０とが接点を形成するように直線に沿ってブラケット８１をステアリングメンバ本体８０に接近させる。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。
【００６７】
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、ブラケット８１とステアリングメンバ本体８０とが接点を形成した後は、法線方向のみに力が働いているので、ブラケット８１とステアリングメンバ本体８０との接点が接線方向にずれることを防止できる。これにより、第１実施形態に比べて溶接位置の精度をさらに向上することができる。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
また、本実施形態では、ステアリングメンバ１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、ステアリングメンバ１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】
【００７２】
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、
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  第２の点、
８１、８４、８５、８６、８７、８８  ブラケット（第１のワーク）、
８１ａ  第１の点、
８２、８３  サイドブラケット、
９０  管理ポイント、
９１  把持点、
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】
2015208745.tif 000009
【図８】
2015208745.tif 000010
【図９】
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