(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺状の第１部材を把持し前記第１部材を保持する複数の把持部と、
メモリに記録された前記第１部材の形状に基づいて、前記把持部を移動させて、前記第１部材を把持した前記把持部の位置を調節する制御部と、
を備え、
前記把持部は、前記制御部によって位置が調節されるとき、前記第１部材を把持したまま、前記第１部材の長手方向に沿って前記第１部材が移動することを許容する構成を有する組立体製造装置。
【請求項２】
前記第１部材の一端を固定し、前記第１部材の長手方向の移動を拘束する固定部を更に備える請求項１に記載の組立体製造装置。
【請求項３】
長尺状の第１部材を把持し前記第１部材を保持する少なくとも一つの把持部と、
メモリに記録された前記第１部材の形状に基づいて、前記把持部を移動させて、前記第１部材を把持した前記把持部の位置を調節する制御部と、
前記第１部材の一端を固定し、前記第１部材の長手方向の移動を拘束する固定部と、
を備え、
前記把持部は、前記制御部によって位置が調節されるとき、前記第１部材を把持したまま、前記第１部材の長手方向に沿って前記第１部材が移動することを許容する構成を有する組立体製造装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１部材に別の第２部材を取り付ける前に、前記把持部が前記第１部材を把持している状態を解除させ、その後、前記把持部に前記第１部材を再び把持させる請求項１から３のいずれか１項に記載の組立体製造装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１部材の一端を前記固定部に拘束した後、前記把持部が前記第１部材を把持している状態を解除させ、その後、前記把持部に前記第１部材を再び把持させる請求項２又は３に記載の組立体製造装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記第１部材の一端を前記固定部に拘束した後、複数の前記把持部のうち前記固定部に近いほうの前記把持部が前記第１部材を把持している状態を解除させ、その後、前記固定部に近いほうの前記把持部に前記第１部材を再び把持させ、さらにその後、複数の前記把持部のうち前記固定部から遠いほうの前記把持部に前記第１部材の解除及び再把持を行わせる請求項２又は３に記載の組立体製造装置。
【請求項７】
前記把持部は、前記第１部材の移動時に、前記第１部材の落下を防止する構成を持つ挟み込み部を更に有する請求項１から６のいずれか１項に記載の組立体製造装置。
【請求項８】
複数の把持部が、長尺状の第１部材を把持し前記第１部材を保持するステップと、
制御部が、メモリに記録された前記第１部材の形状に基づいて、前記把持部を移動させて、前記第１部材を把持した前記把持部の位置を調節するステップと、
前記制御部によって位置が調節されるとき、前記把持部は、前記第１部材を把持したまま、前記第１部材の長手方向に沿って前記第１部材を移動させるステップと、
前記第１部材に対し第２部材を取り付けるステップと、
を有する組立体製造方法。
【請求項９】
少なくとも一つの把持部が、長尺状の第１部材を把持し前記第１部材を保持するステップと、
制御部が、メモリに記録された前記第１部材の形状に基づいて、前記把持部を移動させて、前記第１部材を把持した前記把持部の位置を調節するステップと、
固定部に対し前記第１部材の一端を固定させ、前記第１部材の長手方向の移動を拘束するステップと、
前記制御部によって位置が調節されるとき、前記把持部は、前記第１部材を把持したまま、前記第１部材の長手方向に沿って前記第１部材を移動させるステップと、
前記第１部材に対し第２部材を取り付けるステップと、
を有する組立体製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組立体製造装置及び組立体製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
低剛性で撓みやすい長尺状部材に対し他の部品を取り付ける場合、固定用治具に長尺状部材を保持することが一般的な製造方法である。固定用治具は、剛性が高いことから、長尺状部材に対し他の部品を取り付ける際、長尺状部材を撓ませないことが可能である。
下記の特許文献１では、大型航空機の胴体のような大型製品を精度良く組み立てるための技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６４０８５１７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
長尺状部材は、例えば、航空機の構造体であるストリンガーであり、約５ｍから１５ｍの長さを有する。ストリンガーは、設置場所に応じて形状が異なるため、１台の航空機に設置されるストリンガーには多数の種類が存在する。そのため、ストリンガーに対しクリップ等の他の部品を取り付ける際、ストリンガーを保持する固定用治具は、多数の種類を用意しておく必要がある。
【０００５】
また、ストリンガーと接合される板状のスキンは、複曲面であることが多く、スキンが複曲面である場合、ストリンガーは複曲線であって立体的な形状を有する。すなわち、ストリンガーは、一つの平面上に設置可能な線状部材ではなく、ストリンガーを保持する固定用治具も、複雑な形状となってしまう。
【０００６】
そこで、固定用治具の代わりに、長尺状部材を複数のロボットで把持させることが考えられるが、ロボットのハンド部で長尺状部材を固定して把持させると、複数のロボットのハンド部間で引っ張り力や圧縮力が作用し、長尺状部材が変形するという問題がある。
【０００７】
なお、上述の課題は、航空機に用いられるストリンガーに限られず、低剛性で撓みやすい長尺状部材を保持する際に一般的に生じる。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、長尺状部材を保持する際、固定用治具を用いることなく、かつ、長尺状部材を変形させることなく保持することが可能な組立体製造装置及び組立体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】
上記課題を解決するために、本発明の組立体製造装置及び組立体製造方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る組立体製造装置は、長尺状の第１部材を把持し前記第１部材を保持する複数の把持部と、メモリに記録された前記第１部材の形状に基づいて、前記把持部を移動させて、前記第１部材を把持した前記把持部の位置を調節する制御部とを備え、前記把持部は、前記制御部によって位置が調節されるとき、前記第１部材を把持したまま、前記第１部材の長手方向に沿って前記第１部材が移動することを許容する構成を有する。
【００１０】
この構成によれば、把持部は、長尺状の第１部材を把持したまま、第１部材が長手方向に移動可能な構成を有することから、第１部材の長手方向の移動や伸縮を拘束しない。その結果、把持部の位置調整が行われるときや、把持部の把持位置が適正でないときであっても、複数の把持部によって把持された長尺状の第１部材に引っ張り力や圧縮力が加わりにくく、第１部材の変形を抑制できる。
【００１１】
上記発明において、前記第１部材の一端を固定し、前記第１部材の長手方向の移動を拘束する固定部を更に備えてもよい。
この構成によれば、固定部によって、第１部材の一端が固定され、第１部材の長手方向の移動が拘束されるため、第１部材の一端を位置決めの基準位置とすることができる。
【００１２】
本発明に係る組立体製造装置は、長尺状の第１部材を把持し前記第１部材を保持する少なくとも一つの把持部と、メモリに記録された前記第１部材の形状に基づいて、前記把持部を移動させて、前記第１部材を把持した前記把持部の位置を調節する制御部と、前記第１部材の一端を固定し、前記第１部材の長手方向の移動を拘束する固定部とを備え、前記把持部は、前記制御部によって位置が調節されるとき、前記第１部材を把持したまま、前記第１部材の長手方向に沿って前記第１部材が移動することを許容する構成を有する。
【００１３】
この構成によれば、固定部によって、第１部材の一端が固定され、第１部材の長手方向の移動が拘束される。そして、把持部は、長尺状の第１部材を把持したまま、第１部材が長手方向に移動可能な構成を有することから、第１部材の長手方向の移動や伸縮を拘束しない。その結果、把持部の位置調整が行われるときや、把持部の把持位置が適正でないときであっても、複数の把持部によって把持された長尺状の第１部材に引っ張り力や圧縮力が加わりにくく、第１部材の変形を抑制できる。
【００１４】
上記発明において、前記制御部は、前記第１部材に別の第２部材を取り付ける前に、前記把持部が前記第１部材を把持している状態を解除させ、その後、前記把持部に前記第１部材を再び把持させてもよい。
この構成によれば、第１部材に別の第２部材を取り付ける前に、把持部において、第１部材が一旦解除され、把持され直されることから、第１部材にかかっている引張り力や圧縮力が解除された状態で第１部材を保持できる。
【００１５】
上記発明において、前記制御部は、前記第１部材の一端を前記固定部に拘束した後、前記把持部が前記第１部材を把持している状態を解除させ、その後、前記把持部に前記第１部材を再び把持させてもよい。
この構成によれば、第１部材の一端が拘束された後、把持部において、第１部材が一旦解除され、把持され直されることから、第１部材にかかっている引張り力や圧縮力が解除された状態で第１部材を保持できる。
【００１６】
上記発明において、前記制御部は、前記第１部材の一端を前記固定部に拘束した後、複数の前記把持部のうち前記固定部に近いほうの前記把持部が前記第１部材を把持している状態を解除させ、その後、前記固定部に近いほうの前記把持部に前記第１部材を再び把持させ、さらにその後、複数の前記把持部のうち前記固定部から遠いほうの前記把持部に前記第１部材の解除及び再把持を行わせてもよい。
【００１７】
この構成によれば、第１部材の一端が拘束された後、複数の把持部のうち固定部に近いほうが、まず、第１部材の解除及び再把持をし、その後、固定部から遠いほうが、第１部材の解除及び再把持をすることから、第１部材にかかっている引張り力や圧縮力を固定部側から確実に解除でき、把持部が正確な位置で第１部材を把持できる。
【００１８】
上記発明において、前記把持部は、前記第１部材の移動時に、前記第１部材の落下を防止する構成を持つ挟み込み部を更に有してもよい。
この構成によれば、第１部材の移動時、挟み込み部によって、第１部材の落下が防止されることから、第１部材の移動を確実に行うことができる。
【００１９】
本発明に係る組立体製造方法は、複数の把持部が、長尺状の第１部材を把持し前記第１部材を保持するステップと、制御部が、メモリに記録された前記第１部材の形状に基づいて、前記把持部を移動させて、前記第１部材を把持した前記把持部の位置を調節するステップと、前記制御部によって位置が調節されるとき、前記把持部は、前記第１部材を把持したまま、前記第１部材の長手方向に沿って前記第１部材を移動させるステップと、前記第１部材に対し第２部材を取り付けるステップとを有する。
【００２０】
本発明に係る組立体製造方法は、少なくとも一つの把持部が、長尺状の第１部材を把持し前記第１部材を保持するステップと、制御部が、メモリに記録された前記第１部材の形状に基づいて、前記把持部を移動させて、前記第１部材を把持した前記把持部の位置を調節するステップと、固定部に対し前記第１部材の一端を固定させ、前記第１部材の長手方向の移動を拘束するステップと、前記制御部によって位置が調節されるとき、前記把持部は、前記第１部材を把持したまま、前記第１部材の長手方向に沿って前記第１部材を移動させるステップと、前記第１部材に対し第２部材を取り付けるステップとを有する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、長尺状部材を保持する際、固定用治具を用いることなく、かつ、長尺状部材を変形させることなく保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る長尺部材組立装置を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る長尺部材組立装置の把持ロボットを示す正面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る長尺部材組立装置の制御部を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る長尺部材組立装置の把持ロボットのハンド部を示す正面図である。
【図５】図４のV-V線で切断した断面図である。
【図６】図４のVI-VI線で切断した断面図である。
【図７】図８のVII-VII線で切断した断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る長尺部材組立装置の突き当て板を示す正面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る長尺部材組立装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施形態に係る長尺部材組立装置の把持ロボットの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明の一実施形態に係る長尺部材組立装置について、図面を参照して説明する。
まず、図１を参照して、本実施形態に係る長尺部材組立装置１の構成について説明する。
長尺部材組立装置１は、コンベヤー２と、テーブル３と、複数台の支持ロボット（把持ロボット）４と、突き当て板５と、取付けロボット６と、レーザートラッカー７などを備える。長尺部材組立装置１は、第１部材である長尺部材１０に対し、第２部材である他の部品２２が取り付けられた組立体を製造する組立体製造装置である。
【００２４】
長尺部材組立装置１は、長尺部材１０を供給位置２０から取り出し、取付位置２１まで搬送する。そして、取付位置２１にて長尺部材１０に対し他の部品２２を取り付ける。供給位置２０には、部品２２を取り付ける前の長尺部材１０が仮置きされており、取付位置２１の近傍には、取付けロボット６が床上に固定して載置されている。
【００２５】
長尺部材１０は、例えば、航空機の構造用部材であるストリンガーである。ストリンガーは、約５ｍから１５ｍの長さを有し、例えば、複曲線状であって立体的な形状を有する。ストリンガーには、例えば、クリップといわれる他の部品２２が取り付けられる。ここで、ストリンガーに対してクリップが取り付けられたものが組立体に相当する。クリップは、複数のストリンガーに接続される長尺状のフレームを結合するための部品である。クリップがストリンガーの長手方向に対し正確な位置で取り付けられることで、複数のストリンガーに対して一本のフレームを組み付ける際、フレームを撓ませることなく複数のストリンガーにわたって接続することができる。
【００２６】
コンベヤー２は、通常用いられるものを適用することができ、後述するテーブル３が載置される。コンベヤー２は、テーブル３を一端側から他端側へ、また、他端側から一端側へ移動させる。コンベヤー２の一端側は、長尺部材１０の供給位置２０の近傍であり、コンベヤー２は、テーブル３を供給位置２０の近傍から取付けロボット６の近傍へ移動させる。
【００２７】
長尺部材１０に対し長手方向に複数の部品２２を取り付ける場合、長尺部材１０の所定の領域の取り付けが完了した後、コンベヤー２が、長尺部材１０を把持した支持ロボット4が設置されたテーブル３を搬送する。これにより、支持ロボット４が長尺部材１０の部品形状を所定の保持形状に維持した状態で把持したまま、長尺部材１０が搬送されることになり、次の所定の領域に部品２２の取り付けを行うことができる。また、その所定の領域の取り付けが完了すると、コンベヤー２がテーブル３を搬送し、更に次の長尺部材１０の所定の領域に部品２２の取り付けを行う。この動作を繰り返すことで、長尺部材１０の長手方向全てにわたって、部品２２の取り付けが行われる。一の所定の領域での部品２２の取り付けは、一つの部品２２である場合もあるし、長手方向に沿って複数の部品２２である場合もある。
【００２８】
テーブル３には、複数の支持ロボット４と突き当て板５が一列に設置される。これにより、複数の支持ロボット４と突き当て板５が一体的にコンベヤー２上を移動する。支持ロボット４は、複数台がテーブル３上に一列に載置され、突き当て板５は、テーブル３の両端、すなわち、複数の支持ロボット４の両側に一つずつ載置される。テーブル３上に載置される支持ロボット４の台数や、支持ロボット４間の距離は、組み立ての対象となる長尺部材１０に応じて、予め設定される。長尺部材１０を把持するため稼働する支持ロボット４の台数は、実際に把持する長尺部材１０の長さに応じて決定される。図では、５台の支持ロボット４のうち４台で長尺部材１０を把持している様子を示している。
【００２９】
支持ロボット４は、図１及び図２に示すように、長尺部材１０を把持する構成を有するハンド部８と、ハンド部８が先端に設けられた腕部９と、腕部９を支持する胴部１２などを有する。ハンド部８は、把持部の一例であり、腕部９及び胴部１２は、駆動部の一例である。
【００３０】
ハンド部８は、長尺部材１０が脱落しないように把持するストッパー１３と、ストッパー１３が把持していないときに長尺部材１０をＸ方向へ移動させることが可能なように、かつ、長尺部材１０のＹ座標を位置決めするＡ基準面ローラ部１４と、Ｚ座標を位置決めするＢ基準面ローラ部１５などを有する。ハンド部８の詳細な構成については、後述する。
【００３１】
腕部９及び胴部１２は、ハンド部８が長尺部材１０を適切に把持できるように、ハンド部８を移動させる構成を有する。腕部９及び胴部１２については、通常用いられるロボットの構成を適用できる。支持ロボット４は、支持ロボット４自身が有する基準位置に基づいて、ハンド部８の位置を検出しつつ、ハンド部８を移動させる。
【００３２】
突き当て板５は、平板部１６を有し、平板部１６の面上に長尺部材１０の一端が突き当てられる。
また、突き当て板５は、長尺部材１０の一端を拘束する構成を有する。これにより、突き当て板５に突き当てられた長尺部材１０の一端を、他の部品２２を取り付ける際の位置決めの基準位置とすることができる。突き当て板５の詳細な構成については、後述する。
【００３３】
突き当て板５には、レーザートラッカー７からのレーザー光を受光するリフレクタ２７が設けられる。レーザートラッカー７では、レーザートラッカー７から照射されリフレクタ２７で反射したレーザー光による、突き当て板５に設けられたリフレクタ２７の位置情報が検出される。リフレクタ２７の位置情報により、突き当て板５の位置や傾きを検出することができ、かつ、基準座標を設定できる。
【００３４】
突き当て板５は、テーブル３の両端に一つずつ、すなわち、複数の支持ロボット４の両側に一つずつ載置される。長尺部材１０を突き当て板５に接触させる際、二つの突き当て板５のうち一つの突き当て板５のみが用いられる。突き当て板５は、長尺部材１０の形状に応じて選択される。図１では、レーザートラッカー７に近い側の突き当て板５に長尺部材１０が当接されている状態が示されている。
【００３５】
取付けロボット６は、長尺部材１０に対し他の部品２２を取り付ける構成を有するハンド部１７と、ハンド部１７が先端に設けられた腕部１８と、腕部１８を支持する胴部１９などを有する。
【００３６】
腕部１８及び胴部１９は、ハンド部１７が長尺部材１０に対し他の部品２２を取り付けられるように、ハンド部１７を移動させる構成を有する。腕部１８及び胴部１９については、通常用いられるロボットの構成を適用できる。取付けロボット６は、取付けロボット６自身が有する基準位置と、取付けロボット６のハンド部１７に設けられたリフレクタ２８の位置情報に基づいて、ハンド部１７の位置を検出しつつ、ハンド部１７を移動させる。
【００３７】
取付けロボット６のハンド部１７には、レーザートラッカー７からのレーザー光を受光するリフレクタ２８が設けられる。レーザートラッカー７では、レーザートラッカー７から照射されリフレクタ２８で反射したレーザー光による、ハンド部１７に設けられたリフレクタ２８の位置情報が検出される。レーザートラッカー７で検出されたリフレクタ２８の位置情報に基づいてハンド部１７を制御でき、取付けロボット６のハンド部１７の位置制御の精度を向上させることができる。
【００３８】
リフレクタ２８は、ハンド部１７において、少なくとも３点設置され、各リフレクタ２８の位置は、レーザートラッカー７によって検出される。これにより、ハンド部１７の傾斜や位置が正確に算出される。
【００３９】
図１では、取付けロボット６が２台用いられる場合について示している。例えば、一方の取付けロボット６が、長尺部材１０と部品２２の両方を把持して固定し、他方の取付けロボット６が、長尺部材１０と部品２２に対して穴明けしたり、打鋲したりする。
【００４０】
レーザートラッカー７は、レーザー光を走査して、リフレクタ２７，２８の位置を検出する。レーザートラッカー７は、コンベヤー２や、支持ロボット４、取付けロボット６とは別の位置に固定して設置される。
【００４１】
長尺部材組立装置１を制御する制御部３０は、図３に示すように、例えば、コンベヤー制御部３１と、支持ロボット制御部（把持ロボット制御部）３２と、取付けロボット制御部３３などを備える。制御部３０は、例えばプログラムによって実行されるコンピュータである。
【００４２】
コンベヤー制御部３１は、長尺部材１０の所定の領域が取付位置２１に移動するようにコンベヤー２の位置を調節する。コンベヤー制御部３１は、長尺部材１０において部品２２が取り付けられる領域と、取付位置２１に基づいて、コンベヤー２の移動を開始し、所定の位置までテーブル３を移動させる。
【００４３】
支持ロボット制御部３２は、支持ロボット４自身が有する基準位置と、レーザートラッカー７によって取得された、突き当て板５に設けられたリフレクタ２７の位置情報による基準座標に基づいて、ハンド部８の位置を検出しつつ、ハンド部８を移動させる。支持ロボット制御部３２は、支持ロボット４の端部を突き当て板５に当接させる。また、支持ロボット制御部３２は、メモリ３４に記録された長尺部材１０の原形状に基づいて、複数の支持ロボット４のハンド部８を移動させる。
【００４４】
取付けロボット制御部３３は、取付けロボット６自身が有する基準位置と、レーザートラッカー７によって取得された、突き当て板５に設けられたリフレクタ２７の位置情報による基準座標と、ハンド部１７に設けられたリフレクタ２８の位置情報に基づいて、ハンド部１７の位置を検出しつつ、ハンド部１７を移動させる。また、取付けロボット制御部３３は、長尺部材１０に対し他の部品２２を取り付けるようにハンド部１７を動作させる。具体的には、取付けロボット制御部３３は、ハンド部１７に対し、長尺部材１０や部品２２を把持させたり、長尺部材１０や部品２２に穴明けや打鋲させたりする。
【００４５】
次に、図４から図６を参照して、支持ロボット４のハンド部８の構成について説明する。
支持ロボット４のハンド部８は、ストッパー１３と、Ａ基準面ローラ部１４と、Ｂ基準面ローラ部１５などを備える。なお、図４から図６では、横断面がいわゆるＺ形である長尺部材１０の場合について説明しているが、本発明は、ストッパー１３と、複数の把持部の配置位置を変更することで、他の断面形状を有する長尺部材１０にも適用可能である。
【００４６】
ストッパー１３は、長尺部材１０の平板部分を両側から挟み込む。ストッパー１３は、長尺部材１０を供給位置２０からコンベヤー２側まで移動するときに用いられ、支持ロボット４のハンド部８から長尺部材１０が脱落することを防止する。また、ストッパー１３で長尺部材１０を把持しているとき、長尺部材１０を突き当て板５に当接する。このとき、突き当て板５に最も近い位置にある支持ロボット４のストッパー１３のみが、長尺部材１０を挟み込んでいればよい。突き当て板５に最も近い支持ロボット４が長尺部材１０を突き当てることで、突き当て時に生じるずれ量を少なくすることができる。
ストッパー１３は、長尺部材１０を突き当て板５に対し突き当てた後は、長尺部材１０の把持を解除する。
【００４７】
ストッパー１３は、例えば、固定部品１３Ａと移動部品１３Ｂからなり、移動部品１３Ｂはアクチュエータ（図示せず。）によって、固定部品１３Ａに対し近づいたり遠ざかったりする。移動部品１３Ｂが固定部品１３Ａに近づくことで、長尺部材１０の平板部分を挟み込み、反対に、移動部品１３Ｂが固定部品１３Ａから遠ざかることで、挟み込みを解除する。
【００４８】
Ａ基準面ローラ部１４は、長尺部材１０におけるＡ基準面の位置決めを行う。Ａ基準面ローラ部１４は、把持している部分のＹ座標の位置を調節する。
Ａ基準面ローラ部１４は、固定ローラ１４Ａと移動ローラ１４Ｂからなり、移動ローラ１４Ｂはアクチュエータ（図示せず。）によって、ＸＹ平面内でＹ軸に対し平行に移動し、固定ローラ１４Ａに対し近づいたり遠ざかったりする。移動ローラ１４Ｂが固定ローラ１４Ａに近づくことで、長尺部材１０の平板部分を挟み込み、反対に、移動ローラ１４Ｂが固定ローラ１４Ａから遠ざかることで、挟み込みを解除する。
【００４９】
また、固定ローラ１４Ａと移動ローラ１４Ｂのそれぞれの回転軸は、長尺部材１０の長手方向に対して垂直であって、かつ、Ａ基準面に対し平行な軸方向である。これにより、Ａ基準面ローラ部１４は、固定ローラ１４Ａと移動ローラ１４Ｂが長尺部材１０を挟み込んだとき、長尺部材１０の長手方向への移動を拘束せず、長尺部材１０が長手方向に移動することを許容する。
【００５０】
固定ローラ１４Ａと移動ローラ１４Ｂが長尺部材１０を挟み込んだとき、固定ローラ１４Ａの外周面と接触する長尺部材１０の平板面が、Ａ基準面である。したがって、支持ロボット４が、Ａ基準面と接触する固定ローラ１４Ａの外周面の位置を調節することで、長尺部材１０におけるＡ基準面の位置決めが行われる。
【００５１】
Ｂ基準面ローラ部１５は、長尺部材１０におけるＢ基準面の位置決めを行う。Ｂ基準面ローラ部１５は、把持している部分のＺ座標の位置を調節する。
Ｂ基準面ローラ部１５は、Ａ基準面ローラ部１４と同様に、固定ローラ１５Ａと移動ローラ１５Ｂからなり、移動ローラ１５Ｂはアクチュエータ（図示せず。）によって、ＸＺ平面内でＺ軸に対し平行に移動する。固定ローラ１５Ａと移動ローラ１５Ｂのそれぞれの回転軸は、長尺部材１０の長手方向に対して垂直であって、かつ、Ｂ基準面に対し平行な軸方向である。
【００５２】
固定ローラ１５Ａと移動ローラ１５Ｂが長尺部材１０を挟み込んだとき、固定ローラ１５Ａの外周面と接触する長尺部材１０の平板面が、Ｂ基準面である。したがって、支持ロボット４が、Ｂ基準面と接触する固定ローラ１５Ａの外周面の位置を調節することで、長尺部材１０におけるＢ基準面の位置決めが行われる。
【００５３】
次に、図７及び図８を参照して、突き当て板５の構成について説明する。
長尺部材１０の一端部における端面（ＹＺ面）が、突き当て板５の平板部１６の平面（ＹＺ面）に面状に完全に当接され、かつ、Ｙ方向及びＺ方向にも拘束されることによって、突き当て板５に当接された長尺部材１０の一端部の位置と、長尺部材１０の延設方向が特定可能となる。
【００５４】
突き当て板５には、平板部１６と、平板部１６に設けられたＡ基準面治具２４及びＢ基準面治具２５と、フローティングユニット２３と、リフレクタ２７などが設けられる。なお、図７及び図８は、横断面がいわゆるＺ形である長尺部材１０の場合について説明しているが、本発明は、Ａ基準面治具２４と、Ｂ基準面治具２５の配置位置を変更することで、他の断面形状を有する長尺部材１０にも適用可能である。また、図８では、図１とは異なる側の突き当て板５に対して、長尺部材１０が当接されている状態を示している。
【００５５】
Ａ基準面治具２４は、長尺部材１０におけるＡ基準面が、基準位置となるように拘束する。Ａ基準面治具２４は、長尺部材１０のＹ方向の移動を拘束する。
【００５６】
Ａ基準面治具２４は、例えば、固定部品２４Ａと移動部品２４Ｂからなり、固定部品２４Ａは、平板部１６の一面側にて突出して設置されている。移動部品２４Ｂはアクチュエータ（図示せず。）によって、固定部品２４Ａに対し近づいたり遠ざかったりする。移動部品２４Ｂが固定部品２４Ａに近づくことで、長尺部材１０の平板部分を挟み込み、反対に、移動部品２４Ｂが固定部品２４Ａから遠ざかることで、挟み込みを解除する。
【００５７】
固定部品２４Ａが長尺部材１０と接触する面は、平板部１６の平面に対して垂直な面を有する。これにより、Ａ基準面治具２４によって、長尺部材１０のＹ方向の移動が拘束されたとき、長尺部材１０の端面が、突き当て板５に確実に押し当てられるとともに、長尺部材１０の延設方向が正確になる。
なお、固定部品２４Ａと移動部品２４Ｂが長尺部材１０を挟み込んだとき、固定部品２４Ａと接触する長尺部材１０の平板面が、Ａ基準面である。
【００５８】
Ｂ基準面治具２５は、長尺部材１０におけるＢ基準面が、基準位置となるように拘束する。Ｂ基準面治具２５は、長尺部材１０のＺ方向の移動を拘束する。
【００５９】
Ｂ基準面治具２５は、例えば、固定部品２５Ａと移動部品２５Ｂからなる。固定部品２５Ａが長尺部材１０と接触する面は、平板部１６の平面に対して垂直な面を有する。これにより、Ｂ基準面治具２５によって、長尺部材１０のＺ方向の移動が拘束されたとき、長尺部材１０の端面が、突き当て板５に確実に押し当てられるとともに、長尺部材１０の延設方向が正確になる。
なお、固定部品２５Ａと移動部品２５Ｂが長尺部材１０を挟み込んだとき、固定部品２５Ａと接触する長尺部材１０の平板面が、Ｂ基準面である。
【００６０】
フローティングユニット２３は、支持台２６と平板部１６の間に設置される。フローティングユニット２３は、平板部１６がＸ方向に移動したり、Ｘ方向に対して傾斜することを許容する。これにより、長尺部材１０の端面が、突き当て板５の平板部１６の面上に適切に面接触する。
支持台２６は、テーブル３上に固定して設置される。
【００６１】
リフレクタ２７は、平板部１６において、少なくとも３点設置され、各リフレクタ２７の位置は、レーザートラッカー７によって検出される。これにより、平板部１６の傾斜や位置が正確に算出される。
【００６２】
次に、本実施形態に係る長尺部材組立装置１の動作について図９に示すフローチャートを参照して説明する。
組立対象となる長尺部材１０は、他の部品２２が取り付けられる前、供給位置２０のラック等に仮置きされている。そして、複数の支持ロボット４が載置されたテーブル３がコンベヤー２上を移動して、仮置きされた供給位置２０にある長尺部材１０のほうへ支持ロボット４が近づく（ステップＳ１）。このとき、長尺部材１０を把持する支持ロボット４の台数、長尺部材１０を当接する側の突き当て板５が決定されている。なお、テーブル３上で支持ロボット４の位置の調整は、既に行われた状態となっている。
【００６３】
次に、複数の支持ロボット４のハンド部８が長尺部材１０を把持し、供給位置２０からコンベヤー２側へ長尺部材１０を移動させて、供給位置２０から長尺部材１０を取り出す（ステップＳ２）。このとき、支持ロボット４のハンド部８は、長尺部材１０が撓まないような位置、すなわち、長尺部材１０に引っ張り力や圧縮力が作用しない位置で、長尺部材１０を把持することが好ましい。
【００６４】
そして、支持ロボット４によって、長尺部材１０の位置や保持形状の調節がされる（ステップＳ３）。このとき、長尺部材１０の一端部は、突き当て板５に対し拘束される。これにより、長尺部材１０の一端部を基準にして、長尺部材１０の位置や保持形状が正確に調節される。
【００６５】
長尺部材１０の位置等が調節された後、複数の支持ロボット４が長尺部材１０を把持したまま、テーブル３がコンベヤー２によって搬送される。これにより、取付けロボット６が長尺部材１０に対し他の部品２２を取り付け可能な取付位置２１まで、コンベヤー２に載置されたテーブル３上の支持ロボット４を搬送して、長尺部材１０を移動させる（ステップＳ４）。
【００６６】
その後、取付けロボット６が長尺部材１０に対し他の部品２２を取り付ける（ステップＳ５）。上述したとおり、支持ロボット４によって、長尺部材１０の位置や保持形状が正確に調節されていることから、取付けロボット６によって、所望の正確な位置に他の部品２２を取り付けることができる。なお、取付けロボット６が長尺部材１０に対し他の部品２２を取り付ける前に、再度、支持ロボット４によって、長尺部材１０の位置や保持形状が調節されてもよい。
【００６７】
なお、長尺部材１０の位置等が支持ロボット４によって調節され、搬送された後、他の部品２２が取付けロボット６によって取り付けられる前に、長尺部材１０が正確な位置や原形状で保持されているか否かが検査されてもよい。例えば、長尺部材１０上における他の部品２２の取付位置が測定されたり、長尺部材１０の全長が測定されて、原形状で保持されているか否か検査されたりする。
【００６８】
次に、本実施形態に係る支持ロボット４による長尺部材１０の把持方法について図１０に示すフローチャートを参照して説明する。
複数の支持ロボット４は、長尺部材１０における変形量（撓み量）が可能な限り最小限になるような位置で把持する（ステップＳ１１）。長尺部材１０を把持する支持ロボット４の台数は、長尺部材１０の全長や形状、支持ロボット４の動作範囲等に基づいて決定される。長尺部材１０の変形量が最小限になる把持位置は、例えば、事前の解析で決定される。突き当て板５を用いて長尺部材１０の端部を拘束する場合は、解析条件として、突き当て板５による拘束も考慮しておく。
【００６９】
複数の支持ロボット４による把持位置は、例えば、複数のうち１台の支持ロボット４の把持位置が、長尺部材１０の端部であり、複数の支持ロボット４による把持位置は均等となることが推定される。一方、精密な把持位置は、解析によって算出され、微調節される。なお、解析の際、長尺部材１０に対し取り付けられる他の部品２２の取付位置も考慮されるため、必ずしも長尺部材１０の変形量が最小限になるような把持位置になるとは限られない。
【００７０】
供給位置２０からコンベヤー２まで長尺部材１０が取り出されると、長尺部材１０の端部は、支持ロボット４によって、突き当て板５に当接される。そして、後述する方法によって、長尺部材１０の端部が突き当て板５に拘束される（ステップＳ１２）。これにより、長尺部材１０の端部は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の全方向に移動ができないように拘束される。
【００７１】
突き当て板５が用いられない場合、支持ロボット４のハンド部８が誤差を生じさせるほか、長尺部材１０の移動を完全に防止することは難しく、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の全方向に完全拘束させることは困難である。一方、突き当て板５を用いることによって、誤差を少なくして、基準位置を確定させることができる。
【００７２】
長尺部材１０の端部が突き当て板５に拘束された後、複数の支持ロボット４は、１台ずつ把持位置の再調節を行う。このとき、突き当て板５側の支持ロボット４側から調節が行われることによって、長尺部材１０の位置や形状の誤差を最小限にすることができる。
【００７３】
支持ロボット４のハンド部８は、長尺部材１０の原形状に基づいて、支持ロボット４が把持している長尺部材１０が原形状と一致する位置に移動される（ステップＳ１３）。原形状は、メモリに記録された長尺部材１０の形状である。メモリには、例えば、原形状として、長尺部材１０の設計寸法が記録されている。ハンド部８の移動先の位置は、基準位置、すなわち、突き当て板５上の長尺部材１０の拘束位置を基準（０点）とした座標における位置である。ハンド部８の移動先の位置の座標は、メモリに記録された原形状に基づいて算出される。ハンド部８が、移動先の位置として算出されたＸ，Ｙ，Ｚの座標位置に基づいて移動すると、長尺部材１０は、原形状と一致した位置に保持されることになる。
【００７４】
なお、支持ロボット４のハンド部８が移動を停止する位置に誤差が生じる場合であっても、ハンド部８は、上述したとおり、長尺部材１０をＸ方向、すなわち、長尺部材１０の長手方向には拘束しない構成を有する。したがって、長尺部材１０には、長手方向に引っ張り力や圧縮力がかからない。その結果、長尺部材１０に変形が生じにくい。
【００７５】
次に、支持ロボット４のハンド部８が、長尺部材１０を突き当て板５に接触させ、長尺部材１０の端部を拘束する方法について説明する。
支持ロボット４が、ハンド部８によって、供給位置２０にある長尺部材１０の所定位置を把持する。このときの把持位置は、他の部品２２の取付け時ほど正確でなくてもよく、支持ロボット４及びコンベヤー２が有する位置検出部が検出した位置に基づいている。
【００７６】
支持ロボット４は、ストッパー１３が長尺部材１０を把持した状態で、長尺部材１０を突き当て板５に当てて接触させる。このとき、フローティングユニット２３によって、長尺部材１０の一端部における端面（ＹＺ面）が、突き当て板５の平面（ＹＺ面）に面状に完全に当接される。
【００７７】
そして、突き当て板５のＡ基準面治具２４及びＢ基準面治具２５が、Ａ基準面治具２４、Ｂ基準面治具２５の順に長尺部材１０を挟み込む。これにより、長尺部材１０におけるＡ基準面とＢ基準面が、基準位置となるように拘束される。その後、支持ロボット４のストッパー１３は、長尺部材１０の把持を解除する。なお、上述の例とは逆に、Ｂ基準面治具２５、Ａ基準面治具２４の順に長尺部材１０を挟み込んでもよい。
【００７８】
次に、本実施形態に係る長尺部材組立装置１の基準座標の設定方法について説明する。
基準座標は、例えば、二つの突き当て板５上のリフレクタ２７を検出し、検出された複数のリフレクタ２７の位置を基準にすることによって設定される。具体的には、テーブル３の一端側に設けられた突き当て板５上の一つのリフレクタ２７が検出され、テーブル３の他端側に設けられた突き当て板５上の二つのリフレクタ２７が検出される。これにより、ＸＹ平面が確定され、基準座標が設定される。
【００７９】
また、突き当て板５上の基準点（原点）は、例えば、原点とする突き当て板５上のリフレクタ２７を検出し、検出された複数のリフレクタ２７の位置を基準にすることによって設定される。
具体的には、長尺部材１０の一端側に設けられ、長尺部材１０の一端が当接される突き当て板５上の三つのリフレクタ２７を検出することによって、原点が設定される。そして、検出された３点によって、基準座標における突き当て板５上の原点の位置及び突き当て板５の平板部１６の傾きが算出される。
【００８０】
長尺部材１０の一端部における端面（ＹＺ面）が、突き当て板５の平板部１６の平面（ＹＺ面）に面状に完全に当接され、かつ、Ｙ方向及びＺ方向にも拘束されると、基準座標のＹＺ平面に対する突き当て板５の位置及び傾きが算出されていることから、突き当て板５に当接された長尺部材１０の一端部の位置（原点）と長尺部材１０の延設方向を正確に特定できる。
【００８１】
上述した説明では、支持ロボット４自身の位置制御によって、ハンド部８が、算出された移動先の位置等に移動されるとしたが、本発明はこの例に限定されない。支持ロボット４のハンド部８にもリフレクタが常時設けられて、レーザートラッカー７で検出された位置情報によって、ハンド部８の位置制御が行われるとしてもよい。これにより、部品２２を取り付ける精度を向上させることができる。
【００８２】
また、ハンド部８，１７にリフレクタが常時設けられて、レーザートラッカー７による検出を常時行わなくてもよく、予め、支持ロボット４又は取付けロボット６が持つ固有の誤差をレーザートラッカー７を用いて検出しておき、その誤差を記録しておいてもよい。そして、取り付け時にはリフレクタを外して、記録された誤差分を考慮して支持ロボット４又は取付けロボット６の取り付け動作を行うことで、部品２２を取り付ける精度を向上させることができる。
【００８３】
さらに、コンベヤー２に支持ロボット４及び突き当て板５が載置される場合について説明したが、この例に限定されず、取付けロボット６がコンベヤーに載置され、支持ロボット４及び突き当て板５に対し、移動可能な構成であってもよい。
【００８４】
またさらに、上述した実施形態では、複数の支持ロボット４が、予め決定された間隔でテーブル３上に配置され、テーブル３と一体となっている場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、支持ロボット４は、把持する長尺部材１０の長さや形状に基づいて、テーブル３上で自走可能なように設置されてもよい。この場合、テーブル３上の基準位置に対する支持ロボット４の位置情報も用いて、支持ロボット４のハンド部８の位置決めが行われる。
【符号の説明】
【００８５】
１  長尺部材組立装置
２  コンベヤー
３  テーブル
４  支持ロボット（把持ロボット）
５  突き当て板
６  取付けロボット
７  レーザートラッカー
８，１７  ハンド部
９，１８  腕部
１０  長尺部材
１２，１９  胴部
１３  ストッパー
１３Ａ  固定部品
１３Ｂ  移動部品
１４  Ａ基準面ローラ部
１４Ａ  固定ローラ
１４Ｂ  移動ローラ
１５  Ｂ基準面ローラ部
１５Ａ  固定ローラ
１５Ｂ  移動ローラ
１６  平板部
２０  供給位置
２１  取付位置
２２  部品
２３  フローティングユニット
２４  Ａ基準面治具
２５  Ｂ基準面治具
２６  支持台
２７，２８  リフレクタ
３０  制御部
３１  コンベヤー制御部
３２  支持ロボット制御部（把持ロボット制御部）
３３  取付けロボット制御部
【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】
0006563271.tif 000007
【図７】
0006563271.tif 000008
【図８】
0006563271.tif 000009
【図９】
0006563271.tif 000010
【図１０】
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