(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
据付設備の多軸ロボットに対する据付位置の位置決め方法であって、
前記多軸ロボットから、略同一平面上に拡散する第１レーザ拡散光を、互いに直交するように前記据付設備が設置される平面に向かって照射して、該平面上に互いに直交する第１レーザラインを映し出し、該各第１レーザラインに基いて、前記据付設備を据付位置に仮設置する工程と、
仮設置された据付設備上にワークを配置する工程と、
前記多軸ロボットから、略同一平面上に拡散する第２レーザ拡散光を、互いに直交するように前記据付設備上の前記ワークに向かって照射して、前記ワーク上に互いに直交する各第２レーザラインを映し出すと共に前記第２レーザ拡散光により前記多軸ロボットから前記ワークまでの距離を測定し、前記ワークに映し出された互いに直交する各第２レーザライン及び前記多軸ロボットから前記ワークまでの距離の測定値に基づいて、前記据付設備の据付位置を微調整して設置する工程と、
を備えることを特徴とする据付設備の位置決め方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、多軸ロボットの周りに複数配置され、ワークが該多軸ロボットにより搬送されて配置される各据付設備の多軸ロボットに対する据付位置の位置決め方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車等の製造工場内には、多軸ロボットの周りに複数の据付設備が配置されており、部品等のワークが多軸ロボットにより把持されて搬送され各据付設備の所定位置に配置される。そして、ある据付設備にてワークに対して作業が行われ、作業終了後にワークが多軸ロボットにより把持されて搬送され、次の工程の据付設備の所定位置に配置される。
【０００３】
多軸ロボットは、そのアームが６軸にて動作可能である。ところで、ワークは多軸ロボットのアームに把持されて搬送されるため、据付設備に配置されるワークの位置が大変重要になり、ひいては、各据付設備の多軸ロボットに対する据付位置の位置精度が大きな問題となる。
【０００４】
そこで、従来の据付設備の位置決め方法を説明する。
まず、オフラインにおいて、シミュレーションソフトによって、多軸ロボットに対する据付設備の床面上の据付位置、すなわち、配置のための基準ラインの位置を算出する。
そして、作業者が、シミュレーション結果に基いて、製造工場の床面に、基準となる互いに直交する基準ラインをマーキングし、各基準ライン及び該各基準ラインの交差ポイントに、据付設備の対応する据付基準をそれぞれ一致させて、据付設備を据付位置に位置決めして設置していた。
しかしながら、従来の据付設備の位置決め方法では、作業者によるマーキング作業や設置される床面の状況等により、据付設備をシミュレーション結果に基いて正確に床面の据付位置に位置決めして設置することができず、実際の設置では、シミュレーション結果に対して±１．０ｍｍ程度の誤差が生じており据付位置の位置精度が非常に悪く、再現性も低い。しかも、床面へのマーキング作業を作業者の手作業で行っているために、作業効率が非常に悪い。
【０００５】
また、従来の据付設備の位置決め方法では、作業者が床面に引いた各基準ラインを基準として据付設備を据付位置に位置決めして設置しているだけで、多軸ロボットが直接把持するワークの位置を基準に据付設備の据付位置を微調整しておらず、据付設備の多軸ロボットに対する据付位置の位置精度を向上させることができない。
【０００６】
なお、特許文献１には、施工現場において、設置物を据付けるための据付位置として三次元計測器により提示されたマークポイントＰに対して、マーキングロボットによりマーキングを行い、マーキングロボットは、台車部及び支持部により支持されたマーキング部を備えており、そのマーキング部のスタンプをマークポイントＰの位置に押し当て、その際、スタンプの先端からレーザ光線が出射されており、そのレーザ光線が照射されている位置がマークポイントＰに一致するようにスタンプの支持位置を調整することによって正確にマークポイントＰの位置にマーキングを行うことができる墨位置記録装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−１１８１６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、従来の据付設備の位置決め方法では、据付設備の多軸ロボットに対する据付位置の位置精度が悪く、さらに、据付設備を設置する際の作業効率が非常に悪かった。
また、特許文献１に開示された墨位置記録装置の発明は、その構造が非常に複雑であり、到底採用することはできない。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、据付設備を多軸ロボットに対して精度良く据付位置に位置決めして設置することができ、しかも、設置の際の作業効率を向上させる据付設備の位置決め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、本発明の据付設備の位置決め方法は、多軸ロボットから、略同一平面上に拡散する第１レーザ拡散光を、互いに直交するように前記据付設備が設置される平面に向かって照射して、該平面上に互いに直交する第１レーザラインを映し出し、該各第１レーザラインに基いて、前記据付設備を据付位置に仮設置する工程と、仮設置された据付設備上にワークを配置する工程と、前記多軸ロボットから、略同一平面上に拡散する第２レーザ拡散光を、互いに直交するように前記据付設備上の前記ワークに向かって照射して、前記ワーク上に互いに直交する各第２レーザラインを映し出すと共に前記第２レーザ拡散光により前記多軸ロボットから前記ワークまでの距離を測定し、前記ワークに映し出された互いに直交する各第２レーザライン及び前記多軸ロボットから前記ワークまでの距離の測定値に基づいて、前記据付設備の据付位置を微調整して設置する工程と、を備えることを特徴としている。
これにより、据付設備を多軸ロボットに対して精度良く据付位置に位置決めして設置することができ、しかも、据付設備の設置の際の作業効率を向上させることができる。
なお、本発明の据付設備の位置決め方法の各種態様およびそれらの作用については、以下の発明の態様の項において詳しく説明する。
【００１０】
（発明の態様）
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。なお、各態様は、請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付して、必要に応じて他の項を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載、実施の形態等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要件を付加した態様も、また、各項の態様から構成要件を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。なお、以下の各項において、（１）項が請求項１に相当する。
【００１１】
（１）据付設備の多軸ロボットに対する据付位置の位置決め方法であって、前記多軸ロボットから、略同一平面上に拡散する第１レーザ拡散光を、互いに直交するように前記据付設備が設置される平面に向かって照射して、該平面上に互いに直交する第１レーザラインを映し出し、該各第１レーザラインに基いて、前記据付設備を据付位置に仮設置する工程と、仮設置された据付設備上にワークを配置する工程と、前記多軸ロボットから、略同一平面上に拡散する第２レーザ拡散光を、互いに直交するように前記据付設備上の前記ワークに向かって照射して、前記ワーク上に互いに直交する各第２レーザラインを映し出すと共に前記第２レーザ拡散光により前記多軸ロボットから前記ワークまでの距離を測定し、前記ワークに映し出された互いに直交する各第２レーザライン及び前記多軸ロボットから前記ワークまでの距離の測定値に基づいて、前記据付設備の据付位置を微調整して設置する工程と、
を備えることを特徴とする据付設備の位置決め方法。
従って、（１）項の据付設備の位置決め方法では、まず、オフラインにおいて、シミュレーションソフトにより、据付設備の基準及び多軸ロボットの基準から、据付設備が平面へ設置される据付位置を特定するための基準ラインとして利用する、多軸ロボットから互いに直交するように照射される第１レーザ拡散光の仕様を算出する。続いて、この算出された各第１レーザ拡散光の仕様を多軸ロボットに入力する。また、シミュレーションソフトにより、据付設備の基準及び多軸ロボットの基準から、据付設備上のワークの位置を特定するための基準ラインとして利用する、多軸ロボットから互いに直交するように照射される第２レーザ拡散光の仕様及び多軸ロボットからワークの対応する基準までの距離を算出する。続いて、この算出された各第２レーザ拡散光の仕様及び多軸ロボットからワークの対応する基準までの距離の正常値を多軸ロボットに入力する。
そして、インラインにおいて、多軸ロボットに備えたレーザ照射源から第１レーザ拡散光を、互いに直交するように据付設備が設置される平面に向かって照射し、該平面上に互いに直交する第１レーザラインを映し出す。続いて、平面に映し出された各第１レーザラインに基づいて据付設備を仮設置する。
次に、多軸ロボットのアーム先端に備えたレーザ照射源から第２レーザ拡散光を、仮設置された据付設備上のワークに互いに直交するように照射して、該ワークに互いに直交する第２レーザラインを映し出すと共にアーム先端からワークまでの距離を測定する。続いて、ワークに映し出された各第２レーザライン及びアーム先端からワークまでの距離の測定値に基づいて、据付設備の据付位置を微調整する。
これにより、据付設備を多軸ロボットに対して、３次元にて精度良く位置決めして設置することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、据付設備を多軸ロボットに対して精度良く据付位置に位置決めして設置することができ、しかも、設置の際の作業効率を向上させる据付設備の位置決め方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図１に基いて詳細に説明する。
本発明の実施の形態に係る据付設備の位置決め装置１は、ワークＷが多軸ロボット２により搬送されて配置される据付設備３を、該多軸ロボット２に対して正確に据付位置に位置決めして設置できるものであり、本位置決め装置１は、多軸ロボット２のアーム２ａ先端に、略同一平面上に拡散する第１及び第２レーザ拡散光５、６を照射するレーザ照射源４を備えて構成される。
該レーザ照射源４は、図１（ａ）に示すような、略同一平面上に拡散する第１レーザ拡散光５、５を、互いに直交するように床面Ｆに向かって照射する第１レーザ照射源と、図１（ｃ）に示すような、略同一平面上に拡散する第２レーザ拡散光６、６を、互いに直交するようにワークＷに向かって照射すると共に多軸ロボット２のアーム２ａ先端からのワークＷの距離Ｌを測定可能な第２レーザ照射源とを別体にまたは一体的に備えている。
【００１８】
次に、本位置決め装置１を使用した据付設備３の位置決め方法を説明する。
まず、オフラインにおいて、シミュレーションソフトにより、据付設備３の基準及び多軸ロボット２の基準から、据付設備３が床面Ｆへ設置される据付位置を特定するための基準ラインとして利用する、多軸ロボット２のアーム２ａ先端から照射される第１レーザ拡散光５、５を算出する。
また、シミュレーションソフトにより、据付設備３の基準及び多軸ロボット２の基準から、据付設備３の所定位置に配置されるワークＷ（据付設備３の空間上の据付基準）の位置を特定するための基準ラインとして利用する、多軸ロボット２から照射される第２レーザ拡散光６、６及び多軸ロボット２のアーム２ａ先端からのワークＷの距離Ｌを算出する（以下、正常値という）。
【００１９】
次に、オフラインで算出された各第１レーザ拡散光５、５の仕様、各第２レーザ拡散光６、６の仕様及び多軸ロボット２のアーム２ａ先端からのワークＷの距離Ｌの正常値を多軸ロボット２に入力する。
次に、インラインにおいて、図１（ａ）に示すように、多軸ロボット２のアーム２ａ先端に備えたレーザ照射源４の第１レーザ照射源から第１レーザ拡散光５、５を、互いに直交するように床面Ｆ（据付設備３が設置される平面）に向かって照射し、該床面Ｆ上に互いに直交する第１レーザライン５ａ、５ａを映し出す。続いて、図１（ｂ）に示すように、床面Ｆに映し出された、互いに直交する第１レーザライン５ａ、５ａ及び各第１レーザライン５ａ、５ａの交差ポイントに、据付設備３の対応する据付基準をそれぞれ一致させて、据付設備３を床面Ｆに仮設置する（第１工程）。
次に、図１（ｃ）に示すように、仮設置された据付設備３の所定位置にワークＷを配置する。続いて、多軸ロボット２のアーム２ａ先端に備えたレーザ照射源４の第２レーザ照射源から第２レーザ拡散光６、６を、互いに直交するように据付設備３の所定位置に配置されたワークＷ（据付設備３の空間上の据付基準）に向かって照射して、ワークＷ上に互いに直交する第２レーザライン６ａ、６ａを映し出すと共に各第２レーザ拡散光６、６によりアーム２ａ先端からのワークＷの距離Ｌを測定する。続いて、ワークＷに映し出された互いに直交する第２レーザライン６ａ、６ａに、ワークＷの対応する基準をそれぞれ一致させるように、且つアーム２ａ先端からのワークＷの距離Ｌの測定値とオフラインで予め算出した正常値とが一致するように据付設備３の据付位置を微調整して、最終的に据付設備３を３次元的に位置決めして設置する（第２工程）。
【００２０】
以上説明したように、本発明の実施の形態では、第１工程として、多軸ロボット２のアーム２ａ先端に備えたレーザ照射源４の第１レーザ照射源から、予め入力された略同一平面上に拡散する第１レーザ拡散光５、５を、互いに直交するように床面Ｆに向かって照射する。続いて、該床面Ｆに映し出された互いに直交する第１レーザライン５ａ、５ａに、据付設備３の対応する据付基準をそれぞれ一致させて据付設備３を仮設置する。次に、第２工程として、多軸ロボット２のアーム２ａ先端に備えたレーザ照射源４の第２レーザ照射源から、予め入力された略同一平面上に拡散する第２レーザ拡散光６、６を、互いに直交するように仮設置された据付設備３の所定位置に配置されたワークＷ（据付設備３の空間上の据付基準）に向かって照射すると共に各第２レーザ拡散光６、６によりアーム２ａ先端からのワークＷの距離Ｌを測定する。続いて、ワークＷに映し出された互いに直交する第２レーザライン６ａ、６ａに、ワークＷの対応する基準をそれぞれ一致させるように、且つアーム２ａ先端からのワークＷの距離Ｌの測定値とオフラインで算出した正常値とが一致するように据付設備３の据付位置を微調整する。
【００２１】
これにより、作業者によるマーキング作業や設置される床面Ｆの状況等に左右されることなく、据付設備３をシミュレーション結果に基いて正常な据付位置に位置決めして設置することが可能になる。さらに、本発明の実施の形態では、第１工程にて、第１レーザ拡散光５、５の照射により床面Ｆに第１レーザライン５ａ、５ａを映し出し、該第１レーザライン５ａ、５ａを、従来、作業者が床面Ｆに手作業でマーキングしていた基準ラインとしているので、作業効率が大幅に向上されると共に基準ラインの位置精度が格段に向上する。
しかも、本発明の実施の形態では、第２工程において、多軸ロボット２が直接把持するワークＷの位置に基いて据付設備３の据付位置を細かく微調整することができるので、多軸ロボット２に対する据付設備３の据付位置の位置精度がさらに向上する。
【００２２】
なお、本発明の実施の形態では、各第１レーザ拡散光５、５を床面Ｆに向かって照射して、据付設備３を仮設置する第１工程と、該第１工程により仮設置された据付設備３の所定位置にワークＷを配置し、各第２レーザ拡散光６、６をワークＷに向かって照射して、据付設備３の据付位置を微調整する第２工程とを備えているが、第１及び第２工程の両方を実行する必要はなく、据付設備３の設置環境により、適宜第１または第２工程のいずれかを選択して実行してもよい。
つまり、据付設備３を第１工程により床面Ｆに仮設置した際、その設置がシミュレーション結果と同一であると確証できる場合には、第２工程は省略してもよい。
一方、据付設備３が既に床面Ｆの所定位置に仮設置されている場合等は、第２工程だけを行い、据付設備３の据付位置の微調整を行えばよい。
【００２３】
なお、本据付設備３の位置決め方法において、原則的に第１工程しか採用しないのであれば、本位置決め装置１のレーザ照射源４には、略同一平面上に拡散する第１レーザ拡散光５、５を、互いに直交するように床面Ｆに向かって照射する第１レーザ照射源だけを備えればよいし、第２工程しか採用しないのであれば、本位置決め装置１のレーザ照射源４には、略同一平面上に拡散する第２レーザ拡散光６、６を、互いに直交するようにワークＷに向かって照射すると共にワークＷとの距離Ｌを測定可能な第２レーザ照射源だけを備えればよい。
【００２４】
また、本発明の実施の形態では、据付設備３の多軸ロボット２に対する据付位置を位置決めする際、据付設備３の空間上の据付基準を、据付設備３の所定位置に配置されたワークＷとしているが、据付設備３の空間上（３次元）に位置する適宜部位を空間上の据付基準としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る据付設備の位置決め装置を示し、本位置決め装置を使用した据付設備の位置決め方法を段階的に示した図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  位置決め装置，２  多軸ロボット，２ａ  アーム，３  据付設備，４  レーザ照射源，５  第１レーサ拡散光，５ａ  第１レーザライン，６  第２レーザ拡散光，６ａ  第２レーザライン，Ｆ  床面，Ｗ  ワーク
【図１】
0005170402.tif 000002