(57)【要約】      （修正有）【課題】第１のワークにおいて第２のワークが接合される接合箇所にずれがあっても正確にずれを補正する接合部品の製造方法、および製造装置を提供する。【解決手段】接合部品の製造方法は、第１のワーク９１を回転可能な状態で保持する工程と、第１のワークを回転させることにより、第１のワークに設定された接合箇所９９を、各カメラ８１、８２により撮影が可能となる位置に配置する工程と、第１のワークと各部品を溶接する工程と、第１のワークと第２のワークを接合する工程の前に、接合箇所を各カメラにより撮影する工程と、撮影した画像に基づいて第２のワークの位置および姿勢を計測する工程と、計測した第２のワークの位置および姿勢の少なくとも一方が、予め設定された基準位置および基準姿勢と相違する場合に、第２のワークの位置および姿勢を基準位置および基準姿勢に補正する工程と、を有している。【選択図】図１１
2015223604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のワークに第２のワークを接合して接合部品を形成する接合部品の製造方法であって、
前記第１のワークを、当該第１のワークの軸周りに回転可能な状態で保持する工程と、
前記第１のワークにおいて前記第２のワークが接合される接合箇所が、画像を撮影する撮影部の撮影可能な位置に配置されるように前記第１のワークを回転させる工程と、
前記接合箇所に対して前記第２のワークを位置決めした状態で前記第１のワークと前記第２のワークを接合する工程と、
前記第１のワークと前記第２のワークを接合する工程の前に、前記接合箇所を前記撮影部により撮影する工程と、撮影した画像に基づいて前記第２のワークの位置および姿勢を計測する工程と、計測した前記第２のワークの位置および姿勢の少なくとも一方が、予め設定された基準位置および基準姿勢と相違する場合に、前記第２のワークの位置および姿勢を前記基準位置および前記基準姿勢に補正する工程と、
を有することを特徴とする接合部品の製造方法。
【請求項２】
前記第１のワークを回転させる工程は、前記第１のワークと前記第２のワークを接合する接合部が接近可能となる位置に、前記接合箇所を配置することを特徴とする請求項１に記載の接合部品の製造方法。
【請求項３】
第１のワークに第２のワークを接合して接合部品を形成する接合部品の製造装置であって、
前記第１のワークを、当該第１のワークの軸周りに回転可能に保持する保持部と、
前記第１のワークにおいて前記第２のワークが接合される接合箇所を撮影する撮影部と、
前記接合箇所に前記第２のワークを位置決めした状態で前記第１のワークに前記第２のワークを接合する接合部と、
前記撮影部の撮影可能な位置に前記接合箇所が配置されるように、前記保持部による前記第１のワークの回転を制御する制御部と、を有し、
前記撮影部は、前記第１のワークと前記第２のワークを前記接合部により接合する前に、前記接合箇所を撮影し、
前記制御部は、前記撮影部により撮影した画像に基づいて前記第２のワークの位置および姿勢を計測し、計測した前記第２のワークの位置および姿勢の少なくとも一方が、予め設定された基準位置および基準姿勢と相違する場合に、前記第２のワークの位置および姿勢を前記基準位置および前記基準姿勢に補正する動作制御を行うことを特徴とする接合部品の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合部品の製造方法、および接合部品の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
所定のワークに対して種々のワークを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車両用部品を例示することができる。自動車は、何万点にも及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のような部品についても、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ワークを接合している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２１９１７１号公報
【特許文献２】特開２００７−０６９３３３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は、パイプ形状のステアリングメンバ本体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、当該ステアリングメンバ本体の周方向や長手方向の異なる位置に、オーディオブラケット、ステアリングコラム、インストステイ等、複数のワークを取り付けて形成している。ステアリングメンバ本体に接合する各ワークは、接合に際して、ステアリングメンバ本体の各部に位置決めした状態で、かつ所定の姿勢を保持して配置する必要がある。このため、例えば、接合作業時にワークの配置状態を確認するために、カメラのような撮影部を使用してワークを撮影し、撮影した画像に基づいてワークのずれ等を判断する方法が行われることがある。このような方法によれば、撮影した画像に基づいて接合箇所に対するワークの位置やワークの姿勢を的確に把握することが可能となる。
【０００５】
また、ワークをロボットハンドで把持しながら別のワークに接合する技術が特許文献２に記載されているが、ロボットハンドでワークを把持しながら、ステアリングメンバ本体のような部品に対してワークを接合させる作業においては、ワークの種類に応じて接合箇所がステアリングメンバ本体の周方向の異なる位置に設定されることがある。このような場合、接合箇所によっては撮影部による撮影が困難となる場合が多い。このため、撮影部を使用する場合であっても接合作業時にワークの配置状態を正確に確認することができないことがあり、接合作業時にワークのずれがあってもそれを見逃したり、誤計測したりする可能性がある。そのため、ワークのずれを認識して、そのずれ量に基づいてロボットハンドにフィードバック補正をかけても、その補正量が適切でない場合があり、接合部品の品質の向上を図り難くなっている。
【０００６】
そこで本発明は、第１のワークにおいて第２のワークが接合される接合箇所を撮影部により正確に撮影することを可能にし、接合箇所にずれがあっても正確にずれを補正することで、接合部品の品質の向上を図り得る接合部品の製造方法、および接合部品の製造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】
【０００７】
上記目的を達成する本発明に係る接合部品の製造方法は、第１のワークに第２のワークを接合して接合部品を形成する接合部品の製造方法であり、第１のワークを、第１のワークの軸周りに回転可能な状態で保持する工程と、第１のワークにおいて第２のワークが接合される接合箇所が、画像を撮影する撮影部の撮影可能な位置に配置されるように第１のワークを回転させる工程とを有している。さらに、接合箇所に対して第２のワークを位置決めした状態で第１のワークと第２のワークを接合する工程を有している。そして、第１のワークと第２のワークを接合する工程の前に、接合箇所を撮影部により撮影する工程と、撮影した画像に基づいて第２のワークの位置および姿勢を計測する工程と、計測した第２のワークの位置および姿勢の少なくとも一方が、予め設定された基準位置および基準姿勢と相違する場合に、第２のワークの位置および姿勢を基準位置および前記基準姿勢に補正する工程とを有している。
【０００８】
また、本発明に係る接合部品の製造装置は、第１のワークに第２のワークを接合して接合部品を形成する接合部品の製造装置であり、第１のワークを、第１のワークの軸周りに回転可能に保持する保持部と、第１のワークにおいて第２のワークが接合される接合箇所を撮影する撮影部と、接合箇所に第２のワークを位置決めした状態で第１のワークと第２のワークを接合する接合部とを有している。さらに、撮影部の撮影可能な位置に接合箇所が配置されるように、保持部による第１のワークの回転を制御する制御部を有している。撮影部は、第１のワークと第２のワークを接合部により接合する前に、接合箇所を撮影する。制御部は、撮影部により撮影した画像に基づいて第２のワークの位置および姿勢を計測し、計測した第２のワークの位置および姿勢の少なくとも一方が、予め設定された基準位置および基準姿勢と相違する場合に、第２のワークの位置および姿勢を基準位置および基準姿勢に補正する動作制御を行う。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第１のワークを、当該第１のワークの軸周りに回転可能な状態で保持し、接合に際して第１のワークを回転させることにより、第１のワークにおいて第２のワークが接合される接合箇所を、撮影部による撮影が可能な位置に配置することが可能となる。このため、撮影部により撮影した画像に基づいて第２のワークの配置状態を的確に把握することができる。さらに、接合箇所にずれがあっても正確にずれを補正することができる。よって、接合部品の品質の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る接合部品の製造装置を示す概観斜視図である。
【図２】実施形態に係る接合部品の製造装置を示す平面図である。
【図３】図３は、実施形態に係る接合部品の製造装置が備える固定保持部を示す図であり、（Ａ）は、固定保持部の概観斜視図、（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す矢印３Ｂ方向から見た矢視図である。
【図４】図４は、実施形態に係る接合部品の製造装置が備える可動保持部を示す図であり、（Ａ）は、可動保持部の概観斜視図、（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す矢印４Ｂ方向から見た矢視図である。
【図５】図５は、固定保持部および可動保持部により第１のワークを回転させる際の様子を示す図であり、（Ａ）は、固定保持部とともに第１のワークが回転している様子を示す拡大斜視図、（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す矢印５Ｂ方向から見た矢視図である。
【図６】第１のワークに第２のワークを接合して形成した接合部品を示す概観斜視図である。
【図７】実施形態に係る接合部品の製造方法を説明するための図であって、サイドブラケットを接合部品の製造装置にセットする工程を示す図である。
【図８】実施形態に係る接合部品の製造方法を説明するための図であって、第１のワークを接合部品の製造装置にセットする工程を示す図である。
【図９】実施形態に係る接合部品の製造方法を説明するための図であって、第１のワークとサイドブラケットを接合する工程を示す図である。
【図１０】実施形態に係る接合部品の製造方法を説明するための図であって、可動保持部を第１のワークに向けて移動させる工程を示す図である。
【図１１】実施形態に係る接合部品の製造方法を説明するための図であって、第１のワークの接合箇所を撮影可能な位置に配置する工程を示す図である。
【図１２】実施形態に係る接合部品の製造方法を説明するための図であって、第１のワークと第２のワークを接合する工程を示す図である。
【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〜図５は、実施形態に係る接合部品の製造装置の各部の説明に供する図であり、図６は、接合部品を示す図、図７〜図１２は、接合部品の製造方法の説明に供する図である。
【００１３】
図１、図２に示すように、本実施形態に係る接合部品の製造装置１００（以下、単に「製造装置」と記載する）は、ステアリングメンバ本体９１（第１のワークに相当する）に、部品９４〜９８（それぞれ第２のワークに相当する）を接合して所定のステアリングメンバ９０（接合部品に相当する）を形成する装置として構成している。
【００１４】
図１に示すように、製造装置１００は、ステアリングメンバ本体９１を、当該ステアリングメンバ本体９１の軸周りに回転可能に保持する保持部７０と、ステアリングメンバ本体９１において各部品９４〜９８が接合される接合箇所９９を撮影する第１のカメラ８１および第２のカメラ８２（それぞれ撮影部に相当する）と、接合箇所９９に各部品９４〜９８を位置決めした状態でステアリングメンバ本体９１と各部品９４〜９８を溶接する溶接ロボット（接合部に相当する）４０と、各カメラ８１、８２の撮影可能な位置に接合箇所９９が配置されるように保持部７０によるステアリングメンバ本体９１の回転を制御する制御部５０と、を有している。
【００１５】
製造装置１００の各部の構成について説明する。
【００１６】
製造装置１００は、ステアリングメンバ本体９１および各部品９４〜９８を把持して搬送するハンドロボット３０を備えている。
【００１７】
ハンドロボット３０には、そのアーム先端にハンド３１を取り付けている。ハンドロボット３０は、ハンド３１により各部品９４〜９８を把持する。また、溶接作業に際して、ハンドロボット３０は、把持した各部品９４〜９８をステアリングメンバ本体９１の接合箇所９９に位置決めして保持する。
【００１８】
各部品９４〜９８は、溶接作業に先立って部品テーブル６０に載置している。ハンドロボット３０は、教示された動作に従い、部品テーブル６０から部品を選択して把持し、把持した部品を搬送する。部品テーブル６０への各部品の搬入は、図示省略する他のロボットや搬送コンベアなどによって行っている。なお、部品テーブル６０の使用に代えて、例えば、搬送コンベアなどを使用し、搬送コンベアによって搬入した部品をハンドロボット３０によって把持および搬送するように構成してもよい。
【００１９】
ハンドロボット３０のハンド３１の近傍には、ハンド３１の手先方向を撮影する第３のカメラ８３を取り付けている。第３のカメラ８３は、ハンド３１が部品を把持して持ち上げる際に、その部品を撮影する。撮影された画像を確認することにより、ハンド３１により把持した部品の向きや大きさを把握することが可能となる。
【００２０】
製造装置１００の作業範囲内には第１のカメラ８１を設置している。第１のカメラ８１は、ハンド３１によって把持された部品がどのような姿勢（向き）で把持されているかを確認するために使用している。また、第１のカメラ８１は、ハンドロボット３０、溶接ロボット４０、および保持部７０を撮影範囲に含む広範な範囲に亘って撮影を行う。このため、製造装置１００による溶接作業を実施する前後において、ステアリングメンバ９０の各部品９４〜９８がどの位置に配置されているかを確認することができる。さらに、撮影により取得した画像に基づいて溶接作業後の位置計測を行うことを可能にする。
【００２１】
ハンドロボット３０は、各部品９４〜９８を把持した後、第１のカメラ８１に向かって部品をかざすように動作する。ハンドロボット３０のハンド３１に把持された部品を第１のカメラ８１が撮影することにより、部品がハンド３１にどのような位置および姿勢で把持されているかを確認できる。また、ハンドロボット３０は、第１のカメラ８１によって確認された部品の位置や姿勢からステアリングメンバ本体９１上に各部品９４〜９８を位置決めして保持することができるように各部品９４〜９８の向きを補正する。ハンドロボット３０による補正動作は、一般的な産業用のハンドロボットにおいて適用される動作と同様であるため、説明は省略する。
【００２２】
溶接ロボット４０には、そのアーム先端にアーク溶接を行う溶接トーチ４１を取り付けている。図１に示すように、溶接作業の際、溶接トーチ４１の先端は、ステアリングメンバ本体９１の接合箇所９９に位置決めした部品９４〜９８を溶接することが可能となる位置に配置している。溶接トーチ４１の先端の位置決めは、ハンドロボット３０に教示された部品位置を基準として教示している。ハンドロボット３０による部品位置を補正した場合は、その補正に合わせて溶接トーチ４１の先端の位置も補正する。
【００２３】
溶接トーチ４１の根元部分近傍には、第２のカメラ８２を取り付けている。第２のカメラ８２は、ハンドロボット３０のハンド３１によって位置決め保持されている部品を撮影する。そして、撮影された画像から部品の位置および／または姿勢を計測する。このため、第２のカメラ８２には、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（画像内距離測定機能という）を備えさせている。画像内距離測定機能としては、基準スケールとの対比により測定する方式のものを採用することができる。この方式では、例えば、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）を予め撮影しておいて、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る。そして、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及び傾きを求める。なお、このような画像内距離測定機能は周知のものを用いればよく、特に限定されない。
【００２４】
また、第２のカメラ８２は、当該第２のカメラ８２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る。測距機能としては、例えば、第２のカメラ８２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などを用いることが可能である。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測定機能を用いることにより、第２のカメラ８２によって測定された部品位置を、溶接ロボット４０の動作座標系内の位置として算出することが可能となる。
【００２５】
製造装置１００においては、第２のカメラ８２が備える上記の画像内距離測定機能および測距機能を第１のカメラ８１にも備えさせている。したがって、第１のカメラ８１が撮影した画像に基づいて部品の位置および／または姿勢を計測することが可能であるし、また第１のカメラ８１から部品までの距離を計測することも可能となっている。画像内距離測定および測距などによる画像処理、および、それらの処理に基づく各種の演算処理等は、制御部５０が行う。
【００２６】
図１〜図４に示すように、製造装置１００が備える保持部７０は、固定保持部７０ａと可動保持部７０ｂとによって構成している。各保持部７０ａ、７０ｂは、ステアリングメンバ本体９１の両端部を把持して保持する。
【００２７】
図３、図４に示すように、各保持部７０ａ、７０ｂは、支柱となる支持台７１と、ステアリングメンバ本体９１を把持する把持部７４とを備えている。
【００２８】
把持部７４は、一対のクランパー７５、７６と、一対のクランパー７５、７６を動作させるための動力機構を含む動力部７７と、ステアリングメンバ本体９１の両端に取付けられる部品（サイドブラケット９２、９３）を位置決めする一対の位置決めピン７８、７９とを備えている。また、可動保持部７０ｂには、当該保持部７０ｂをステアリングメンバ本体９１の長手方向にスライド移動可能に構成するためのスライド部７２を設けている。このスライド部７２は、図１に示すように、製造装置１００に備えられるスライドベース７３に組み付けている。
【００２９】
各保持部７０ａ、７０ｂが備える支持台７１は、ステアリングメンバ本体９１を支持する支柱として機能する。支持台７１は、ステアリングメンバ本体９１が配置される側の側面において把持部７４と接続している。
【００３０】
図１に示すように、固定保持部７０ａの支持台７１は、その下端が固定されている。このため、固定保持部７０ａは位置が固定されている。一方、可動保持部７０ｂの支持台７１は、その下端がスライド部７２に接続されている。スライド部７２は、スライドベース７３と連携し、可動保持部７０ｂをステアリングメンバ本体９１の長手方向に移動可能にする。図示省略するが、スライド部７２とスライドベース７３とには、スライド部７２を移動可能に保持するためのギヤ対を設けている。ただし、スライド部７２をスライドベース７３に対して移動可能に組み付ける構成は、ギヤ対を使用した構成に限定されない。なお、可動保持部７０ｂの支持台７１は、例えば、当該支持台７１の高さを調整するための調整機構を備えるように構成してもよい。
【００３１】
各保持部７０ａ、７０ｂが備える支持台７１には、所定の回転軸７２ａを介して把持部７４を接続している。図示省略するが、各保持部７０ａ、７０ｂが備える支持台７１の内部には、モーターおよびギヤ対を有する回転機構を設置している。支持台７１に設けられた回転機構は、回転軸７２ａを回転させる動力を発生させる。回転軸７２ａを回転させると、回転軸７２ａに接続された把持部７４が回転する。後述するように、把持部７４は、ステアリングメンバ本体９１に溶接されたサイドブラケット９２、９４を把持する。したがって、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、把持部７４が、サイドブラケット９２、９４を把持した状態で回転すると、この回転に伴ってステアリングメンバ本体９１がその軸周りに回転する。なお、図中において、把持部７４の回転を矢印ｒ１で示し、ステアリングメンバ本体９１の回転を矢印ｒ２で示す。
【００３２】
図３、図４に示すように、各保持部７０ａ、７０ｂに備えられる一対のクランパー７５、７６のそれぞれは、動力部７７により駆動される揺動軸７２ｂ、７２ｃに接続している。
【００３３】
動力部７７は、モーターやギヤ対を備える回転機構を内蔵している。動力部７７により揺動軸７２ｂ、７２ｃを動作させると、各クランパー７５、７６同士が互いに接近または離反する。各クランパー７５、７６の間の開き角を調整することによって把持部７４による部品の把持および把持の解除を操作する。
【００３４】
各保持部７０ａ、７０ｂに設けられた位置決めピン７８、７９は、動力部７７の外側面に配置している。図５（Ａ）、図６に示すように、ステアリングメンバ９０において、その長手方向の両端に配置されるサイドブラケット９２、９３には、位置決めピン７８、７９を挿通させるための位置決め穴１０１を設けている。サイドブラケット９２、９３の位置決め穴１０１に位置決めピン７８、７９を挿通させることによって、サイドブラケット９２、９３を各保持部７０ａ、７０ｂに位置決めして取り付けることが可能になっている。なお、一部の図面（図１、図７〜図１２等）においては、サイドブラケット９２、９３は簡略化して図示している。
【００３５】
本実施形態に係る製造装置１００による製造方法においては、一方のサイドブラケット９３を固定保持部７０ａの位置決めピン７８、７９により保持した状態とし、他方のサイドブラケット９２を可動保持部７０ｂの位置決めピン７８、７９により保持した状態とし（図７、図８を参照）、各サイドブラケット９２、９３にステアリングメンバ本体９１を溶接している。そして、ステアリングメンバ本体９１に溶接した各サイドブラケット９２、９３をクランパー７５、７６によって把持することで、ステアリングメンバ本体９１を保持している（図１１を参照）。
【００３６】
製造装置１００が備える制御部５０は、ＣＰＵ、メモリ、及び入出力インタフェース等の構成を有している。制御部５０は、例えば、ハンドロボット３０による部品の搬送および位置決め、溶接ロボット４０による溶接、各保持部７０ａ、７０ｂによるステアリングメンバ本体９１の回転などの動作を統括的に制御する。また、制御部５０は、第１のカメラ８１および第２のカメラ８２によって撮影された画像に基づいて、ステアリングメンバ本体９１に配置した各部品９４〜９８がどのような位置にあるのか、および、どのような姿勢にあるのかを計測（検出）する処理を実施する。溶接作業を実施する際に、各部品９４〜９８が、予め設定された基準位置（接合箇所９９）からずれて配置さている場合や基準姿勢と異なる姿勢で配置されている場合には、制御部５０は、ハンドロボット３０に対して動作信号を送信して、位置のずれおよび姿勢のずれを補正する。
【００３７】
ここで、図６に示すように、ステアリングメンバ９０には、その外周面の周方向の異なる位置に各部品９４〜９８を溶接している。このため、制御部５０は、ステアリングメンバ本体９１の外周面の任意の位置に各部品９４〜９８を溶接することが可能となるように、図１１、図１２に示すように、ステアリングメンバ本体９１を回転させる動作制御を行う。そして、制御部５０は、第１のカメラ８１および第２のカメラ８２による撮影が可能な位置に、ステアリングメンバ本体９１に設定された接合箇所９９を配置させる。なお、図中において、第１のカメラ８１が撮影可能な範囲を破線ｆ１で示し、第２のカメラ８２が撮影可能な範囲を破線ｆ２で示している。また、撮影可能な範囲とは、各カメラ８１、８２が備える視野角で撮影対象物を捉えることが可能な範囲を意味し、使用するカメラの仕様等に応じて適宜変更され得る。
【００３８】
各カメラ８１、８２による撮影が可能となる位置に接合箇所９９を配置した状態とし、さらに接合箇所９９に各部品９４〜９８を位置決めして配置すると、接合箇所９９とともに各部品９４〜９８を撮影することが可能となる。そして、各部品９４〜９８を撮影することにより、各部品９４〜９８の位置や姿勢を把握することが可能となる。仮に、位置や姿勢が適正でない場合には、撮影した画像に基づいて基準位置や基準姿勢への補正を行う。そして、製造装置１００においては、ステアリングメンバ本体９１を回転可能に保持し、ステアリングメンバ本体９１を回転させることにより、ステアリングメンバ本体９１に予め設定した接合箇所９９の位置を周方向の任意の位置に配置することができる。したがって、溶接する部品９４〜９８毎に接合箇所９９に対する位置決めを行うための専用の治具を使用する必要がなく、設備構成を簡素なものとすることができる。
【００３９】
図１２に示すように、制御部５０は、ステアリングメンバ本体９１を回転させることにより、接合箇所９９を、溶接ロボット４０が接近可能となる位置に配置する。このような位置に接合箇所９９を配置すると、各部品９４〜９８を溶接する際に、他の部材と干渉させることなく接合箇所９９付近へ溶接ロボット４０の溶接トーチ４１を近付けることが可能となるため、溶接作業を迅速に行うことが可能となる。また、本実施形態においては、ステアリングメンバ本体９１を回転させることにより、接合箇所９９を作業範囲内の上方側（図１１、図１２の上側）に配置している。図１に示すように、第１のカメラ８１および第２のカメラ８２は、ステアリングメンバ本体９１の上方側から撮影を行うように設置しているため、接合箇所９９を上方側に配置することにより、各カメラ８１、８２による撮影を容易に、かつ確実に行うことが可能となる。さらに、溶接作業の際に溶接ロボット４０をステアリングメンバ本体９１に対して広範な角度で接近させることが可能になるため、アーク溶接時等にスパッタが飛散するのを防止する角度で接近させることができ、溶接品質の向上を図ることが可能となる。
【００４０】
制御部５０は、例えば、各保持部７０ａ、７０ｂ、ハンドロボット３０、溶接ロボット４０、第１のカメラ８１、第２のカメラ８２、および第３のカメラ８３を制御する一台の機器等により構成することが可能であるし、上記各構成をそれぞれ別途に制御する相互にデータ通信可能な複数の機器により構成することも可能である。
【００４１】
次に、ステアリングメンバ本体９１に各部品９４〜９８およびサイドブラケット９２、９３を溶接して形成したステアリングメンバ９０について説明する。
【００４２】
図６に示すように、ステアリングメンバ９０は、長尺状のステアリングメンバ本体９１、サイドブラケット９２、９３、オーディオブラケット９４、９５、ブラケットインパクト９６、インストステイ９７、及びブラケットエアバッグ９８を有する。
【００４３】
サイドブラケット９２、９３は、ステアリングメンバ本体９１の両端に溶接している。オーディオブラケット９４、９５は、ステアリングメンバ本体９１の中央付近に対称に溶接している。また、ブラケットインパクト９６およびインストステイ９７は、サイドブラケット９２とオーディオブラケット９４との間に溶接している。ブラケットエアバッグ９８は、サイドブラケット９３とオーディオブラケット９５との間に溶接している。なお、サイドブラケット９３には所定の付属部品９３ａを予め仮接合している。
【００４４】
次に、図７〜図１２を参照して、本実施形態に係るステアリングメンバ９０の製造方法を説明する。ここでは、特に、ステアリングメンバ９０の各部を構成する部品９２〜９８を接合する工程について説明する。なお、図７〜図１２は、図１に示す矢印６方向から見た製造装置１００の矢視図を示しており、一部の構成については図示を省略している。
【００４５】
以下に説明するステアリングメンバ９０の製造方法は、概説すると、ステアリングメンバ本体９１を回転可能な状態で保持する工程と、ステアリングメンバ本体９１を回転させることにより、ステアリングメンバ本体９１に設定された接合箇所９９を、各カメラ８１、８２により撮影が可能となる位置に配置する工程と、ステアリングメンバ本体９１と各部品９２〜９８を溶接する工程とを有している。
【００４６】
図７に示すように、まず、ハンドロボット３０がサイドブラケット９３を把持して持ち上げる。次に、ハンドロボット３０は、固定保持部７０ａへサイドブラケット９３を搬送し、サイドブラケット９３の位置決め穴１０１に位置決めピン７８、７９を挿通させる（図５（Ａ）を参照）。そして、固定保持部７０ａが備えるクランパー７５、７６を動作させて、サイドブラケット９３を固定保持部７０ａに保持させる。また、同様の手順により、ハンドロボット３０によりサイドブラケット９２を可動保持部７０ｂへ搬送して、可動保持部７０ｂにサイドブラケット９２を保持させる。なお、各サイドブラケット９２、９３を取り付ける順番は、サイドブラケット９２から先に取り付けて、その後にサイドブラケット９３を取り付けるように変更してもよい。
【００４７】
次に、図８に示すように、ハンドロボット３０は、ステアリングメンバ本体９１を把持して持ち上げる。そして、ハンドロボット３０は、固定保持部７０ａに保持されているサイドブラケット９３へステアリングメンバ本体９１の一端部を移動させる（図８中の矢印ｄ１を参照）。この際、ステアリングメンバ本体９１の位置は、設計時等に予め設定した任意の位置に位置決めして配置する。
【００４８】
次に、図９に示すように、ステアリングメンバ本体９１の一端部をサイドブラケット９３に位置決めして配置した状態で、サイドブラケット９３にステアリングメンバ本体９１を溶接する。溶接は、溶接ロボット４０が実施する。
【００４９】
次に、図１０に示すように、ハンドロボット３０によってステアリングメンバ本体９１の高さを維持しつつ、可動保持部７０ｂをステアリングメンバ本体９１に向けて移動させる（図１０の矢印ｄ２を参照）。そして、ステアリングメンバ本体９１の他端部をサイドブラケット９２に位置決めして配置した状態で、サイドブラケット９２にステアリングメンバ本体９１を溶接する。溶接は、溶接ロボット４０が実施する。ステアリングメンバ本体９１の両端部側に各サイドブラケット９２、９３を溶接することにより、ステアリングメンバ本体９１を、各サイドブラケット９２、９３を介して固定保持部７０ａおよび可動保持部７０ｂにより回転可能な状態で保持する。
【００５０】
次に、溶接対象となる部品、および、ステアリングメンバ本体９１の外周面の周方向の任意の位置に設定した接合箇所９９を特定し、図１１に示すように、固定保持部７０および可動保持部７０ｂを回転させる（図１１の矢印ｒ１を参照）。固定保持部７０および可動保持部７０ｂにより保持されたステアリングメンバ本体９１は、固定保持部７０および可動保持部７０ｂの回転に伴い、当該ステアリングメンバ本体９１の軸周りに回転する（図１２の矢印ｒ２を参照）。ステアリングメンバ本体９１を回転させることにより、接合箇所９９を、第１のカメラ８１および第２のカメラ８２により撮影することが可能な位置に配置する。図示例においては、オーディオブラケット９４を取り付ける位置を接合箇所９９として示している。
【００５１】
次に、ステアリングメンバ本体９１へのオーディオブラケット９４の溶接に先立ち、各カメラ８１、８２により接合箇所９９およびオーディオブラケット９４を撮影する。撮影により得られた画像に基づいて、オーディオブラケット９４の位置のずれや姿勢のずれの計測を行う。位置のずれや姿勢のずれが生じている場合には、そのずれを補正する作業を適宜実施する。
【００５２】
次に、図１２に示すように、溶接ロボット４０によってオーディオブラケット９４をステアリングメンバ本体９１に溶接する。
【００５３】
その後は、各保持部７０ａ、７０ｂ、ハンドロボット３０、溶接ロボット４０を動作させて、同様の手順により、ステアリングメンバ本体９１に残りの部品９５〜９８を溶接する。全ての部品を溶接した後、各カメラ８１〜８３によって各部品９４〜９８の溶接位置を撮影し、溶接後の溶接位置および各部品９４〜９８の姿勢を確認する。
【００５４】
以上の作業が終了した後、完成したステアリングメンバ９０を、ハンドロボット３０により、製造装置１００の作業範囲から次工程が行われる他の作業範囲へ搬送する。
【００５５】
上記の各作業は、制御部５０に予め組み込まれた動作制御プログラムにしたがって製造装置１００を自動で動作させて実施することが可能であるが、作業者が実施可能な工程（例えば、ステアリングメンバ本体９１の回転等）については、作業者が手動で実施することも可能である。
【００５６】
以上のように本実施形態に係るステアリングメンバ９０の製造方法および製造装置１００によれば、ステアリングメンバ本体９１を、当該ステアリングメンバ本体９１の軸周りに回転可能な状態で保持し、溶接に際してステアリングメンバ本体９１を回転させることにより、ステアリングメンバ本体９１において各部品９４〜９８が溶接される接合箇所９９を、各カメラ８１、８２による正確な撮影が可能な位置に配置することが可能となる。このため各カメラ８１、８２により撮影した画像に基づいて各部品９４〜９８の配置状態を的確に把握することができる。そして、ステアリングメンバ本体９１と各部品９４〜９８を溶接する前に、各カメラ８１、８２により接合箇所９９を撮影し、撮影により得られた画像に基づいて各部品９４〜９８の位置および姿勢のずれを計測し、さらに、ずれが生じている場合に、そのずれを正確に補正することができるため、ステアリングメンバ９０の品質を好適に向上させることが可能となる。
【００５７】
また、ステアリングメンバ本体９１を回転させることにより、接合箇所９９を、溶接ロボット４０が接近可能となる位置に配置しているため、各部品９４〜９８を溶接する際に、他の部材と干渉させることなく溶接箇所９９付近へ溶接ロボット４０を近付けることが可能となるため、溶接作業を迅速に行うことが可能となる。
【００５８】
本発明は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲に基づいて種々の変更が可能である。
【００５９】
例えば、ステアリングメンバ本体９１への各部品９４〜９８の接合方法として、溶接ロボット４０によるアーク溶接を示したが、接合方法はこれに限定されない。ステアリングメンバ本体９１への接合は、レーザー溶接など他の接合方法を用いてもよい。
【００６０】
また、例えば、第１のワークとしてステアリングメンバ本体９１を示し、第２のワークとしてステアリングメンバ本体９１に接合される各部品９４〜９８を示したが、接合対象となる各ワークは、これらに限定されない。第１のワークは、接合に際して適宜回転されることにより、当該第１のワークに設定された接合箇所を任意の位置に配置することが可能な形状および構造を有するものであればよい。一方、第２のワークは第１のワークに接合可能な形状および構造を有するものであればよく、個数についても特に限定されない。同様に、接合作業時に接合箇所を配置する位置も、上方側のみに限定されず、溶接ロボット等の接合部の位置やカメラ等の位置に応じて適宜変更することが可能である。
【００６１】
また、例えば、実施形態の説明においては、接合作業に際して二つのカメラ８１、８２による撮影が可能な位置に接合箇所を配置する方法を説明したが、一つのカメラや第３のカメラ８３を含む三つ以上のカメラにより撮影が可能な位置に接合箇所を配置するように変更することも可能である。また、撮影した画像に基づく位置のずれおよび姿勢のずれの補正は、制御部による計測（検出）結果に基づいて自動で実施せずに、例えば、計測結果に基づいて作業者が実施することも可能である。また、カメラは、接合箇所を撮影して画像を取得可能であればその構成は特に限定されず、静止画像、動画のいずれを撮影するように構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
３０  ハンドロボット、
３１  ハンド、
４０  溶接ロボット（接合部）、
４１  溶接トーチ、
５０  制御部、
７０  保持部、
７０ａ  固定保持部、
７０ｂ  可動保持部、
８１  第１のカメラ（撮影部）、
８２  第２のカメラ（撮影部）、
８３  第３のカメラ、
９０  ステアリングメンバ（接合部品）、
９１  ステアリングメンバ本体（第１のワーク）、
９２、９３  サイドブラケット、
９４、９５  オーディオブラケット（第２のワーク）、
９６  ブラケットインパクト（第２のワーク）、
９７  インストステイ（第２のワーク）、
９８  ブラケットエアバッグ（第２のワーク）、
１００  製造装置（接合部品の製造装置）、
ｆ１、ｆ２  撮影が可能な範囲。
【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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【図１１】
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【図１２】
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