(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の製造ラインを搬送される車体に対して自走機に支持された部品を位置決めする部品位置決め方法であって、前記車体に、自走機から引き出し・巻き取り自在な線状部材の先端のターゲットマーカに設けたフック部材を装着する工程と、前記線状部材の長さ及び線状部材が貫通するＸ−Ｙ平面の検出領域との交点位置を検出し、この交点位置と基準位置との位置ずれを無くすように前記自走機を移動させる工程と、前記位置ずれが無くなった状態で前記部品を前記車体に組付ける工程と、組付け後、前記自走機の昇降台を上昇させ、昇降台に設けた押圧部材によってターゲットマーカ本体をフック部材を揺動自在に支持する保持部材に対し上昇させ、カム部材によって前記フック部材を係合状態を解除する方向に揺動させ車体から自動的に取り外して受取り回収する工程と、からなることを特徴とする部品位置決め方法。
【請求項２】
自動車の製造ラインを搬送される車体に対して自走機に支持された部品を位置決めする部品位置決め装置であって、自走機に設けられ且つ該自走機から引き出し・巻き取り自在な線状部材と、この線状部材の先端に設けられ且つ前記車体に着脱自在な係合部材と、前記線状部材の長さ及び線状部材が貫通するＸ−Ｙ平面の検出領域との交点位置を検出し、この交点位置と基準位置との位置ずれを無くすように前記自走機の移動量を制御する制御手段と、前記自走機に設けられ且つ車体に装着される係合部材を自動的に取り外して回収する取外し・回収機構とを備え、前記係合部材は車体の挿着孔に係合するように拡径方向に付勢されたフック部材であり、このフック部材はターゲットマーカ本体にガイドバーを介して離反方向に付勢されたフック保持部材に揺動可能に取付けられ、また前記取外し・回収機構は前記ターゲットマーカ本体を押し上げる押圧部材とターゲットマーカ本体の押し上げに伴って前記フック部材を径方向内側に揺動させて係合状態を解除するカム部材とからなることを特徴とする部品位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車ボディなどの部品組付け対象物に対して自走機により支持された部品を位置決めする部品位置決め技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、部品組付け対象物に対して部品を位置決めする部品位置決め装置としては、部品組付け対象物（ワーク）の下面に組み付けられる部品を保持する可動テーブルと、ワークに対する可動テーブルの相対位置を検知する相対位置検知手段と、相対位置検知手段からの信号に基づき、可動テーブルを同一平面内で移動させて、その可動テーブルをワークの下面の所定位置に対して所定の相対位置に位置決めするテーブル位置決め手段と、可動テーブルをワークの下方にて昇降させるテーブル昇降手段と、可動テーブルに取り付けられて、その可動テーブルの上昇および位置決め状態下で、その可動テーブルが保持する部品をワークの下面に組付ける部品組付け手段とを備えたものが知られている。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開昭６３−９３５３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１に開示された部品組付け装置では、ワークに対する可動テーブルの相対位置を検知する相対位置検知手段としてテレビカメラを使用するため、作業現場の明るさや外乱光の存在など作業環境によってはテレビカメラが正常に機能しない場合があるという問題があった。
【０００４】
本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、自動車ボディなどの部品組付け対象物に対して、自走機により支持された部品を容易・確実に位置決めすることができるようにするとともに、可能な限り人的作業をなくし、作業性のよい部品位置決め方法及びその装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため本発明は、部品組付け対象物に対して自走機に支持された部品を位置決めする部品位置決め方法において、前記部品組付け対象物に、自走機から引き出し・巻き取り自在な線状部材の先端の係合部材を装着し、前記線状部材の長さ及び存在位置を検出して前記部品組付け対象物と部品との相対位置ずれを無くすように前記自走機を移動させるとともに、前記位置ずれが無くなった状態で前記部品を前記部品組付け対象物に組付けるようにし、組付け後、前記自走機を移動させて前記係合部材を部品組付け対象物から自動的に取り外して受取り回収するようにした。
【０００６】
このように、自走機から引き出し・巻き取り自在な線状部材の先端の係合部材を部品組付け対象物に装着し、線状部材の長さ及び存在位置を検出して部品組付け対象物と部品との相対位置ずれを無くすようにすれば、作業環境に左右されずに部品の位置決めが可能となり、また、部品を組付けた後、自走機を移動させて前記係合部材を部品組付け対象物から自動的に取り外すようにすれば、自動化が図られて人的作業の省力化が図れる。
ここで、本明細書でいう部品組付け対象物と部品との相対位置ずれを無くすための自走機の移動とは、自走機の平面的な走行のみならず、部品を支持する治具の昇降も含むものとする。
【０００７】
また、本発明の部品組付け装置においては、自走機から引き出し・巻き取り自在な線状部材を自走機に設け、この線状部材の先端に、前記部品組付け対象物に着脱自在な係合部材を設け、前記線状部材の長さ及び存在位置を確認して自走機の移動量を制御する制御手段を設けるとともに、前記部品組付け対象物に装着される係合部材を自動的に取り外して回収する取外し・回収機構を自走機に設けた。
そして、このような装置において、前述の方法により部品位置決め等を行う。
【発明の効果】
【０００８】
係合部材を部品組付け対象物に装着するだけで、部品を部品組付け対象物の所定の位置に位置決めすることができ、この際、作業環境に左右されず、自動的に位置決めが可能である。また、取外し・回収機構により係合部材を部品取付け対象物から自動的に取り外すことにより、人的労力の削減が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
ここで、図１は本発明に係る部品位置決め装置の概要図、図２はセンサと制御動作の説明図、図３は制御系のブロック構成図、図４、図５はターゲットマーカの説明図、図６、図７はターゲットマーカの取外し・回収機構の作用を説明する説明図、図８は部品位置決め方法の作業手順のフローチャート図、図９は部品位置決め装置の動作説明図である。
【００１０】
本発明に係る部品位置決め装置は、部品組付け対象物に対して、自走機により支持された部品を容易・確実に位置決めできるようにされ、可能な限り人的作業をなくして、作業性のよい部品位置決め技術を提供できるようにされるとともに、本実施例では、部品組付け対象物である自動車ボディＷの下面にオイルタンク等の部品Ｐを組付ける技術に適用されている。
【００１１】
すなわち、図１に示すように、本発明に係る部品位置決め装置は、オーバーヘッドコンベア１０で搬送されてくる部品組付け対象物である自動車ボディＷと同期しながら移動可能で且つ部品Ｐを支持する自走機１と、自動車ボディＷに装着可能な係合部材としてのターゲットマーカ６と、このターゲットマーカ６に接続される被センシング部材２と、この被センシング部材２の長さや位置を検知する第１センサ３、及び第２センサ４と、自走機１の移動や部品Ｐの位置等を制御する制御手段５と、自動車ボディＷに装着されるターゲットマーカ６を取り外すための押圧部材７などを備えており、これらターゲットマーカ６や、被センシング部材２や、第１センサ３や、第２センサ４や、制御手段５や、押圧部材７は自走機１の昇降台８に設置されるとともに、前記ターゲットマーカ６には、前記押圧部材７の働きによって自動車ボディＷから自動的に切離されて離脱することのできる機構が組み込まれており、このターゲットマーカ６に組み込まれる切離し機構と押圧部材７によって取外し・回収機構が構成されている。
【００１２】
そして、本発明の実施の形態では、ターゲットマーカ６と被センシング部材２と第１センサ３と第２センサ４を一セットとするものを自走機１の昇降台８の前後に配置しており、自動車ボディＷに対し、部品Ｐを二次元（平面）で位置決めすることができるようにされている。
このため、部品Ｐが自動車ボディＷに対して捩れた状態で位置決めされることがなく、精度良く部品Ｐを自動車ボディＷに組付けることができる。
【００１３】
前記自走機１の昇降台８には、部品Ｐを支持するための治具１１が設けられており、また、自走機１には、昇降台８を昇降させるための昇降機１２や、走行を駆動する駆動部１３や、締付け機（不図示）などが設けられており、前述のように、基本的に自走機１は、自動車ボディＷと同期して走行するようにされている。
【００１４】
前記被センシング部材２は、ターゲットマーカ６に接続される線状部材としてのワイヤ２ｂと、ワイヤ２ｂを引き出し・巻き取り自在に収納するワイヤ巻き取り機２ｃを備えている。
【００１５】
前記第１センサ３は、図２に示すように、ターゲットマーカ６が自動車ボディＷ下面の所定部位に装着されているときのワイヤ２ｂの引き出し長さＬを検出するロータリエンコーダであり、被センシング部材２のワイヤ巻き取り機２ｃの回転軸に取り付けられるとともに、ワイヤ２ｂが引き出され又は巻き取られることによる回転数（回転角度）からワイヤ２ｂの引き出し長さＬを算出するようにされている。
【００１６】
ワイヤ２ｂの引き出し長さの基準長さＬ0は、部品Ｐが自動車ボディＷ下面の所定位置に位置決めされた時のワイヤ２ｂの引き出し長さとしている。
【００１７】
前記第２センサ４は、図２に示すように、ターゲットマーカ６が自動車ボディＷ下面の所定部位に装着されているときにワイヤ２ｂの存在位置（Ｘ1、Ｙ1）を平面（二次元）で検出する変位センサである。
【００１８】
第２センサ４は、一組の投光器４ａと受光器４ｂ、及びもう一組の投光器４ｃと受光器４ｄからなり、一方の投光器４ａから放射される帯状のレーザ光Ｌａと他方の投光器４ｃから放射される帯状のレーザ光Ｌａを直角に交差させ、交差するレーザ光Ｌａの領域にＸ・Ｙ平面の検出領域Ｄを形成するようにしている。
【００１９】
そして、ワイヤ２ｂが検出領域Ｄを貫通すると、ワイヤ２ｂがレーザ光Ｌａを遮るので、その貫通位置（Ｘ1、Ｙ1）が受光器４ｂ、４ｄによって検出される。ワイヤ２ｂの基準位置（Ｘ0、Ｙ0）は、検出領域Ｄの中心位置としている。基準位置（Ｘ0、Ｙ0）は、部品Ｐが自動車ボディＷ下面の所定位置に位置決めされたときに、ワイヤ２ｂが検出領域Ｄを貫通するする位置（ワイヤ２ｂがＸ・Ｙ平面の検出領域Ｄに対して垂直になる位置）である。
【００２０】
前記制御手段５は、図３に示すように、基準値Ｌ0、（Ｘ0、Ｙ0）を設定する基準値設定部５ａと、基準値Ｌ0、（Ｘ0、Ｙ0）と現在値Ｌ、（Ｘ1、Ｙ1）の偏差量（ずれ量）に相当する操作量を昇降機１２と駆動部１３に供給する操作部５ｂなどを備えている。
【００２１】
そして、制御手段５は、第１センサ３の検出値（現在値）Ｌ、及び第２センサ４の検出値（現在値）（Ｘ1、Ｙ1）が基準値Ｌ0、（Ｘ0、Ｙ0）と一致するように自走機１の昇降機１２と駆動部１３を制御する。すなわち、図２に示すように、自走機１の駆動部１３は、ワイヤ２ｂの引き出し長さのずれ量ΔＬ（＝Ｌ−Ｌ0）、及びワイヤ２ｂの存在位置のずれ量ΔＸ（＝Ｘ0−Ｘ1）、ΔＹ（＝Ｙ0−Ｙ1）がゼロになるようにフィードバック制御される。
【００２２】
前記ターゲットマーカ６は、図４、図５に示すように、下方の小径部から上方の大径部に向けてテーパ状に広がるテーパ部１５ｔを有する本体１５と、この本体１５の上面から上方に突設され且つ上端部に大径頭部１５ｇｔを有する三本のガイドバー１５ｇに対して上下動自在に係合するフック保持部材１６を備えており、このフック保持部材１６は、前記ガイドバー１５ｇに戻しスプリング１７を介して摺動自在に嵌合する三ヶ所の筒部１６ｈと、中心に貫通孔を有する円板部１６ｅと、この円板部１６ｅの下面から下方に張り出す円周等間隔の三ヶ所の張出部１６ｙを備えている。そして、前記筒部１６ｈには、大径頭部１５ｇｔがスライド自在に嵌合する大径嵌合孔Ｈと、ガイドバー１５ｇがスライド自在に嵌合する小径嵌合孔ｈが設けられ、また、前記張出部１６ｙには、枢支ピン１８によって三個のフック部材２０がそれぞれ揺動自在に枢着されている。
【００２３】
前記フック部材２０は、上端側に、前記円板部１６ｅの貫通孔を貫通して上方に延出し且つ外側に向けて張り出すフック爪部２０ａを有するとともに、下端側に、スプリング結合部２０ｂを備えており、このスプリング結合部２０ｂの両端部には、それぞれ隣接するフック部材２０のスプリング結合部２０ｂ同士を引張り方向に付勢する引張りスプリング２１が連結されている。
そして、隣接するスプリング結合部２０同士を引張り方向に付勢することで、上端側のフック爪部２０ａが常時半径方向の外側に張り出すようにしている。
また、フック爪部２０ａの頂面ｆは、半径方向の外側に向けて下方に傾斜する傾斜面とされており、この頂面ｆは、自動車ボディＷ下面の装着孔ｑ（図４）にフック爪部２０ａを挿入してセットする際、最初に頂面ｆが当該装着孔の周縁下面に当接し、更にターゲットマーカ６を上方に押し込むことによってフック爪部２０ａが縮径して装着孔ｑ内に入り込み、入り込んだ後は、引張りスプリング２１の作用によって径が広がり、フック爪部２０ａが装着孔ｑの周縁上部に引っ掛かるようにされている。
【００２４】
また、フック部材２０の下端側寄りの中間部には、図７に示すようなカムローラ２３が設けられ、以下に述べるカム部材２２と係合自在にされている。
【００２５】
前記本体１５の上面中央部には、図６、図７にも示すように、上端が円錐形に尖ったカム部材２２が設けられており、本体１５がフック保持部材１６に対して近接方向に移動すると、前記カム部材２２がカムローラ２３に係合してフック部材２０を枢支ピン１８周りに揺動させ、それまで半径方向の外側に張り出していたフック爪部２０ａを半径方向の内側に後退させるようにしている。
この際、カム部材２２の円錐形部の付根部分には、段差ｄを設けており（図７）、この段差ｄによって、カム部材２２とカムローラ２３を係合させた際、フック部材２０の位置が一時的にロックされるようにしている。
【００２６】
前記押圧部材７は、図４及び図６に示すように、中央部に嵌合孔７ｈを備えており、この嵌合孔７ｈは、ターゲットマーカ６の本体１５のテーパ部１５ｔに嵌合し得るようなテーパ状の孔とするとともに、ターゲットマーカ６を自動車ボディＷに装着する前の状態では、ターゲットマーカ６の本体１５のテーパ部１５ｔが嵌合孔７ｈに嵌合して保持されるようにしている。
そして、ターゲットマーカ６が自動車ボディＷに装着された状態で部品Ｐの組付けが完了し、ターゲットマーカ６を自動車ボディＷから離脱させるときは、昇降台８を上昇させて押圧部材７によりターゲットマーカ６の本体１５を上方に移動させることにより、図６（ｂ）、図７（ｂ）に示すように、カム部材２２をカムローラ２３に当接させてフック部材２０を揺動させ、それまで外側に開いていたフック爪部２０ａの上端を内側に後退させる。
【００２７】
次に、本発明に係る部品位置決め方法及びその装置の動作を、図８の作業手順を示すフローチャート、及び図９の装置の動作説明図に基づき説明する。
まず、ステップＳＰ１において、原位置にある自走機１の昇降機１２を下降させた状態で、部品Ｐを治具１１にセットする。
【００２８】
次いで、ステップＳＰ２において、図９（ａ）に示すように、部品Ｐを治具１１に支持させた状態で、自走機１をオーバーヘッドコンベア１０で搬送されてくる自動車ボディＷとほぼ同じ速度で走行するよう駆動し、自動車ボディＷに同期追従させる。
【００２９】
ステップＳＰ３において、図９（ｂ）に示すように、作業者がターゲットマーカ６を把持してワイヤ巻き取り部２ｃからワイヤ２ｂを引き出し、２つのターゲットマーカ６をそれぞれ自動車ボディＷ下面の所定の装着孔ｑに押し込んで装着する。すなわち、前述のように、フック部材２０のフック爪部２０ａが装着孔ｑに入り込んで装着孔ｑの周縁上部に係合する。
【００３０】
すると、ステップＳＰ４において、自走機１の昇降機１２と駆動部１３が、ワイヤ２ｂの引き出し長さのずれ量ΔＬ（＝Ｌ−Ｌ0）と、存在位置のずれ量ΔＸ＝（Ｘ0−Ｘ1）、ΔＹ（Ｙ0−Ｙ1）をゼロにするようフィードバック制御される。
【００３１】
次いで、ステップＳＰ５において、図９（ｃ）に示すように、部品Ｐが自走機１の昇降機１２と駆動部１３によって、自動車ボディＷ下面の所定位置に位置決めされ、部品Ｐは締付け機により自動車ボディＷに組み付けられる。
なお、この組付け時には、押圧部材７の嵌合孔７ｈがターゲットマーカ６の本体１５に対して、概ね嵌合状態になるが、本体１５に対して上方への押圧力が加わらないようにしている。
【００３２】
組付が完了すると、ステップＳＰ６において、昇降機１２により昇降台８が所定ストローク上方に持ち上げられる。すると、図６（ｂ）、図７（ｂ）に示すように、フック保持部材１６の円板部１６ｅは自動車ボディＷ下面に当接して移動することができない反面、本体１５が持ち上げられるため、戻しスプリング１７が縮まってカム部材２２がカムローラ２３に当接するようになり、フック爪部２０ａと装着孔ｑの係合が外れ、フック部材２０は、カム部材２２の段差ｄによってその姿勢が一時的にロックされる。そして、昇降機１２により昇降台８を下降させると、フック爪部２０ａは装着孔ｑから離れて下降する。すなわち、フック部材２０が自動的に取り外される。そして、最終的にステップＳＰ７において、図９（ｃ）に示すように、自走機１は元の状態に復帰する。
【００３３】
以上のような要領により、部品対象物を正確且つ確実に位置決めできるとともに、効率的に作業することができ、しかも人的作業の削減を図ることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明によれば、係合部材を部品組付け対象物にセットするだけで、作業環境に左右されずに部品を正確且つ確実に部品組付け対象物の所定位置に位置決めすることができ、しかも人的労力の削減が図れるため、自動車生産工場の組立てライン等の簡易自動化に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る部品位置決め装置の概要図
【図２】センサと制御動作の説明図
【図３】制御系のブロック構成図
【図４】ターゲットマーカの斜視図
【図５】（ａ）はターゲットマーカの平面図、（ｂ）は同正面図
【図６】ターゲットマーカの取外し・回収機構の作用を説明する説明図
【図７】ターゲットマーカのカム部材とカムフロアの係合状態の説明図
【図８】部品位置決め方法の作業手順のフローチャート図
【図９】部品位置決め装置の動作説明図
【符号の説明】
【００３６】
１…自走機、２…被センシング部材、２ｂ…ワイヤ（線状部材）、３…第１センサ、４…第２センサ、５…制御手段、６…ターゲットマーカ（係合部材）、Ｐ…部品、Ｗ…自動車ボディ（部品組付け対象物）。
【図１】
0004601511.tif 000002
【図２】
0004601511.tif 000003
【図３】
0004601511.tif 000004
【図４】
0004601511.tif 000005
【図５】
0004601511.tif 000006
【図６】
0004601511.tif 000007
【図７】
0004601511.tif 000008
【図８】
0004601511.tif 000009
【図９】
0004601511.tif 000010