インストルメントパネルの取付装置及び取付方法
【課題】車室内にインストルメントパネルを高精度に取り付けることを可能にするインストルメントパネルの取付装置及び取付方法を提供する。
【解決手段】ボディ１４の取付ブラケット１１０は側面に開口するインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂを備える。インストルメントパネル２４は、ボルト１５０がインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂを介して挿通される側方固定孔２５ａ、２５ｂ及び把持穴２６を備える。インストルメントパネルの取付装置１０は、インパネ支持アーム７２と、インパネ支持アーム７２の側面に設けられた基準ターゲット７７と、側方から撮像する撮影部１００とを有し、画像データ１４４からインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ及び基準ターゲット７７の位置を、位置データ１４２における基準位置データと比較し、その比較結果に基づいて、基準ターゲット７７が許容ずれ範囲となるようにインパネ支持アーム７２を駆動する。
【解決手段】ボディ１４の取付ブラケット１１０は側面に開口するインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂを備える。インストルメントパネル２４は、ボルト１５０がインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂを介して挿通される側方固定孔２５ａ、２５ｂ及び把持穴２６を備える。インストルメントパネルの取付装置１０は、インパネ支持アーム７２と、インパネ支持アーム７２の側面に設けられた基準ターゲット７７と、側方から撮像する撮影部１００とを有し、画像データ１４４からインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ及び基準ターゲット７７の位置を、位置データ１４２における基準位置データと比較し、その比較結果に基づいて、基準ターゲット７７が許容ずれ範囲となるようにインパネ支持アーム７２を駆動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の車室内にインストルメントパネルを組み付けるためのインストルメントパネルの取付装置及び取付方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の車室内にインストルメントパネルを組み付ける作業については自動化の取り組みがなされており、例えば、特許文献１にはその組み付け装置が提案されている。このような組み付け装置を用いることにより、作業者の負担が軽減するとともに、作業の効率化が図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平５−４１４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インストルメントパネルを取り付ける構成として、取付対象の車両側にはインパネ取付孔が設けられ、インストルメントパネル側にはボルトがインパネ取付孔を介して挿通される固定孔が設けられる。インパネ取付孔と固定孔にボルトを挿通して螺合させるためには、これらの孔が同軸上に配置されなければならない。
【０００５】
ところが、車両のボディは複数部品を溶接して構成されていることから溶接箇所毎の誤差が蓄積され、搬送ライン上のボディの搬送に伴う位置誤差があり、さらには、インストルメントパネルには樹脂部材特有の寸法誤差が存在し、これらの誤差に基づいて取付誤差が生じうる。従って、インパネ取付孔と固定孔は正確に同軸上とならず、ボルトを挿通させるためには、例えば誤差を許容して取付可能とするようにインパネ取付孔をある程度大径にしておく必要があり、又は作業者による微調整が必要となる。
【０００６】
また、インパネ側の固定孔はインパネ取付孔が設けられている部材の陰になることから視認できず、同軸上に配置することは困難である。
【０００７】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、車室内にインストルメントパネルを高精度に取り付けることを可能にするインストルメントパネルの取付装置及び取付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】
【０００８】
本発明に係るインストルメントパネルの取付装置は、車両の側方又はその近傍で側面に開口するインパネ取付孔と、インストルメントパネルの側方固定孔とを締結部材により締結し、前記車両の車室内にインストルメントパネルを組み付けるためのインストルメントパネルの取付装置であって、前記インストルメントパネルの側方に設けられた基準把持部を側方から把持して該インストルメントパネルを任意方向に移動させる支持アームと、前記支持アームの側面に設けられた画像識別可能な基準ターゲットと、予め記憶手段に記憶され、前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットの相互の基準位置を示す位置データと、前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットの位置を側方から計測するセンシング手段と、前記センシング手段から得られる実際の前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットの位置を、前記位置データが示す前記基準位置と比較する比較部と、前記比較部の比較結果に基づいて、実際の前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットが前記基準位置となるように前記支持アームを駆動する調整部とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るインストルメントパネルの取付方法は、車両の側方又はその近傍で側面に開口するインパネ取付孔と、インストルメントパネルの側方固定孔とを締結部材により締結し、前記車両の車室内にインストルメントパネルを組み付けるためのインストルメントパネルの取付方法であって、前記インストルメントパネルの側方に設けられた基準把持部を側方から把持して該インストルメントパネルを任意方向に移動させる支持アームの側面に設けられた基準ターゲット、及び前記インパネ取付孔の位置を、センシング手段により側方から計測するセンシング工程と、前記センシング工程から得られる実際の前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットの位置を、予め記憶手段に記憶された位置データが示す前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットの相互の基準位置と比較する比較工程と、前記比較工程の比較結果に基づいて、実際の前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットが前記基準位置となるように前記支持アームを駆動する調整工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、インパネ取付孔及び基準ターゲットの位置を側方から計測して、その位置を基準位置となるように支持アームを調整することにより、側方固定孔がインパネ取付孔と同軸状に自動調整され、インストルメントパネルを高精度に取り付ける。前記基準把持部は凹部であって、前記支持アームは、該凹部に係合する係合突起を有してもよい。これにより、支持アームはインストルメントパネルを正確且つ確実に把持することができる。
【００１１】
前記基準ターゲットは、側方視で、前記基準把持部と重なる位置に設けられていてもよい。これにより、基準把持部の位置が正確に検出され、インストルメントパネルの姿勢を正確に求めることができる。
【００１２】
前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットは、少なくとも一方が複数設けられているとよい。例えば、インパネ取付孔が複数設けられていることにより、インストルメントパネルを確実に固定することができると共に、基準ターゲットと共にセンシングすることによりインストルメントパネルの姿勢を正確に求めることができる。
【００１３】
前記インパネ取付孔、前記基準把持部、前記支持アーム、前記基準ターゲット、前記位置データ、及び前記センシング手段は、それぞれ車両を基準とした左右側方に設けられていてもよい。これにより、車両に対して左右部からインストルメントパネルを正確且つ確実に固定することができる。
【００１４】
前記支持アームは、多関節ロボットによって直接又は間接的に把持されて、前記調整部は、前記多関節ロボットを介して前記インストルメントパネルの姿勢を調整してもよい。多関節ロボットは動作の自由度が高く、インストルメントパネルの姿勢調整に適する。
【００１５】
前記支持アームは、自重補償機能によって負荷重量が保持されていてもよい。これにより、多関節ロボットの重量負担が軽減され、より高精度な調整が可能となる。
【００１６】
前記センシング手段は、１以上のカメラであってもよい。カメラで撮像をすることにより、非接触計測が可能であって、インパネ取付孔と基準ターゲットとの位置関係を把握しやすい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るインストルメントパネルの取付装置及び取付方法によれば、インパネ取付孔及び基準ターゲットの位置を側方から計測して、その位置関係を基準位置関係となるように支持アームを調整することにより、側方固定孔がインパネ取付孔と同軸状に自動調整され、インストルメントパネルを高精度に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施の形態に係るインストルメントパネルの取付装置が配置される作業ステーションの斜視説明図である。
【図２】図１に示すアシスト機のインパネ把持手段及び作業ロボットの概略斜視説明図である。
【図３】インパネ支持アームとインストルメントパネルの要部拡大斜視図である。
【図４】インパネ支持アームの側面図である。
【図５】インパネ支持アームに支持されたインストルメントパネル、取付ブラケット及び撮影部及びその周辺部の拡大斜視図である。
【図６】図１に示す取付装置の制御系統の構成を示すブロック説明図である。
【図７】ボディ及びインストルメントパネルと第１変位計及び第２変位計との位置関係を示す模式平面図である。
【図８】図８Ａは、インストルメントパネルとボディとの取付位置周辺の基準位置データの一例を示す説明図であり、図８Ｂは、カメラにより撮像されるインストルメントパネルとボディとの取付位置周辺の画像データの一例を示す説明図である。
【図９】図９Ａは、インストルメントパネルとボディとの取付位置周辺の基準位置データの変形例を示す説明図であり、図９Ｂは、カメラにより撮像されるインストルメントパネルとボディとの取付位置周辺の画像データの変形例を示す説明図である。
【図１０】本実施形態に係るインストルメントパネルの取付方法の各工程の一例を示すフローチャートである。
【図１１】インパネセット操作の各工程の一例を示すフローチャートである。
【図１２】インストルメントパネルの姿勢を作業ロボットにより変化させている状態を示す動作説明図である。
【図１３】インストルメントパネルを車室内に投入する際の動作説明図である。
【図１４】作業ロボットによりボルトを取り出す際の動作説明図である。
【図１５】プリセット台のボルトがナットランナより受け取られる際の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係るインストルメントパネルの取付方法について、この取付方法を実施する取付装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は、本実施の形態に係るインストルメントパネルの取付装置１０が配置される作業ステーション１２の斜視説明図である。
【００２１】
作業ステーション１２は、自動車（車両）のボディ（車体）１４を台車１５に搭載してピッチ搬送する搬送ライン１６を備える。取付装置１０は、アシスト機１８と、ボディ１４の両側に配置される右側の作業ロボット２０及び左側の作業ロボット２２とを備え、ボディ１４の車室１４ａ内にインストルメントパネル（インパネ）２４を自動的に組み付ける装置である。ボディ１４は、生産工程における最終製品前のものであり、ドアや窓ガラス等が取り付けられる前段階のものである。
【００２２】
図２及び図３に示すように、インストルメントパネル２４の長手方向（車幅方向）両側面には、このインストルメントパネル２４をボディ１４に取り付けるための側方固定孔２５ａ、２５ｂと、後述するインパネ把持手段７８が係合する把持穴（基準把持部）２６とが形成されている。側方固定孔２５ａ、２５ｂは、把持穴２６よりも先端側で縦方向（Ｈ方向）に並列された貫通孔である。把持穴２６は、縦方向に長い孔であり、インストルメントパネル２４を把持する際の基準となるように正確な位置及び寸法で設けられている。把持穴２６は、例えば複数のピン孔等であってもよい。
【００２３】
アシスト機１８は、インパネ取り出しステーション２８の上方に位置し、ボディ１４の搬送方向（矢印Ｔ方向）に延在する第１枠体３０を備える。図１及び図２に示すように、第１枠体３０には、互いに対向して前進用シリンダ３２と後退用シリンダ３４とが配設される。第１枠体３０は、矢印Ｔ方向に延在する一対のスライドレール３８を有し、スライドレール３８には、それぞれ複数のローラ４０を介して第２枠体４２が矢印Ｔ方向に進退可能に支持される。第２枠体４２には、矢印Ｂ方向に互いに対向して搬入用シリンダ４４と搬出用シリンダ４６とが設けられる。
【００２４】
第２枠体４２は、矢印Ｂ方向に延在する一対のスライドレール５０を有し、スライドレール５０には、それぞれ複数のローラ５２を介して、第３枠体５４が矢印Ｂ方向に進退可能に支持される。
【００２５】
第３枠体５４には、第１板部材５６と第２板部材５８とが設けられる。第１板部材５６には、前進用シリンダ３２のロッド３２ａの先端部と、後退用シリンダ３４のロッド３４ａの先端部とが固着される。第２板部材５８には、搬入用シリンダ４４のロッド４４ａの先端部と、搬出用シリンダ４６のロッド４６ａの先端部とが固着される。
【００２６】
第３枠体５４には、シリンダ６０が鉛直方向に向かって配置されており、このシリンダ６０から下方に延在するロッド（図示せず）がスライドガイド６２の内部に配設される。シリンダ６０のロッドの下端には、昇降端部６４が連結されると共に、この昇降端部６４には、水平方向に延在してアーム部６６の一端が支持される。後述するように、アーム部６６に支持されるインストルメントパネル２４の矢印Ｈ方向の荷重、あるいは、インパネ把持手段７８にかかる反力を感知するために、例えば、昇降端部６４に力覚センサ６７が設けられる（図２参照）。
【００２７】
アーム部６６は、ベアリング（図示せず）を介して軸回りに回転自在であり、ロックシリンダ６８を介して所定の回転角度位置に固定可能である。ロックシリンダ６８は、スライドガイド６２に支持されると共に、ロックシリンダ６８から下方に延在するロッド６８ａがアーム部６６に連結される（図２参照）。
【００２８】
図２に示すように、アーム部６６には、一対のシリンダ７０が互いに反対方向に向かって固定される。このシリンダ７０から延在するロッド７０ａには、それぞれインパネ支持アーム（支持アーム）７２が連結される。インパネ支持アーム７２は、アーム部６６に設けられたガイドレール７４に沿って進退可能であると共に、それぞれの先端部には、インストルメントパネル２４の各把持穴２６に係合する結合部材（係合突起）７６が設けられる。結合部材７６は、把持穴２６の穴形状に対応した縦方向に長い断面角形形状の突起である。
【００２９】
図４に示すように、インパネ支持アーム７２の側面には、結合部材７６の位置（中心位置）を示す基準ターゲット７７が設けられている。基準ターゲット７７は、例えば円及び十字の複合形状で画像識別可能なマーキングであり、作業ロボット２０、２２に搭載された撮影部（センシング手段）１００（図２及び図５参照）によって明確に識別される色に着色されている。基準ターゲット７７は、側方視で、結合部材７６及び把持穴２６と重なる位置、具体的には、結合部材７６（及び把持穴２６）の中心位置に設けられている。これにより、撮影部１００は把持穴２６の位置を正確に検出し、インストルメントパネル２４の姿勢及び位置を正確に求めることができる。なお、基準ターゲット７７は、例えば結合部材７６の上下方向で並列に２つ設けてもよい。
【００３０】
把持穴２６の位置を示す基準ターゲット７７は、側方固定孔２５ａ、２５ｂの近傍に設けられることから、その誤差の少ない代替位置表示手段として利用可能であり、特に、樹脂部材特有の寸法誤差が存在し得るインストルメントパネル２４において好適である。
【００３１】
図１及び図２に示すように、一対のシリンダ７０及び一対のインパネ支持アーム７２により、インパネ把持手段７８が構成される。アーム部６６の両端には、連結手段８０を構成する操作レバー８２がそれぞれ固着される。この操作レバー８２は、略円柱状を有し、中央部分には、縮径した把持部８４が形成される。
【００３２】
第２枠体４２には、インパネ把持手段７８が固定された第３枠体５４をＢ方向（車幅方向）について位置調整をする調整手段（車幅方向調整手段）８５が設けられる。調整手段８５は、搬入用シリンダ４４、搬出用シリンダ４６、第２枠体４２の位置を計測するリニアエンコーダ８９とサーボ弁（図示せず）と、ブレーキ８６とを有して構成される。サーボ弁は、搬入用シリンダ４４及び搬出用シリンダ４６に対する供給流体量を調整し、第２枠体４２を高精度に位置決めする。調整手段８５は流体手段に限らず、例えばボールねじ機構等を用いてもよい。調整手段８５を構成するブレーキ８６は、第３枠体５４の矢印Ｂ方向両端に設けられ、第２枠体４２に延設されたスライドレール５０の両面に近接して配置されると共に、該スライドレール５０を挟持することで第３枠体を任意の位置に停止させるディスクブレーキ型である。なお、調整手段として、搬入用シリンダ４４及び搬出用シリンダ４６や作業ロボット２０、２２を用いてもよい。また、ブレーキ８６は、スライドレールを挟持する構成以外、例えば、専用のブレーキレールを設け、これを挟持するようにしてもよい。
【００３３】
第１枠体３０の矢印Ｔ方向先端縁部及び先端部には、投入位置検出用の第１リミットスイッチ８８ａと、前進端検出用の第２リミットスイッチ８８ｂとが設けられる。第１枠体３０の矢印Ｔ方向後端部には、原位置検出用の第３リミットスイッチ８８ｃが設けられる。第２枠体４２の矢印Ｂ方向両端には、送り端位置検出用の第４リミットスイッチ８８ｄと、戻り端位置検出用の第５リミットスイッチ８８ｅとが設けられる。
【００３４】
アシスト機１８は、インパネ把持手段７８を介してインパネ取り出しステーション２８からインストルメントパネル２４を把持して取り出し、自動搬送して車室１４ａ内に投入した後、作業ロボット２０によるインストルメントパネル２４のボディ１４への組み付け作業時に、該インストルメントパネル２４の重量を保持するアシスト機能（自重補償機能）を有する。このため、インストルメントパネル２４を車室１４ａで所定の姿勢や位置にセットする際に、作業ロボット２０、２２に付与されるインストルメントパネル２４の荷重負担が有効に軽減される。これにより、作業ロボット２０、２２を良好に小型化することができ、取付装置１０全体の小型化及び簡素化が容易に図られると共に、インストルメントパネル２４の取付作業が迅速に且つ効率的に遂行可能になる。
【００３５】
右側の作業ロボット２０及び左側の作業ロボット２２は、同様に構成されており、以下に、作業ロボット２０の構成について説明し、作業ロボット２２には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００３６】
図２に示すように、作業ロボット２０（２２）は、旋回自在なロボット本体９０を備え、このロボット本体９０を構成するアーム９２の先端部に手首部９４が設けられる。手首部９４には、ハンド部９６、ナットランナユニット９８、撮影部１００、及び第１変位計１１２が装着されている。
【００３７】
ハンド部９６は、図示しないアクチュエータを介して開閉自在な一対の爪部１０２を備え、インパネ把持手段７８の操作レバー８２と連結手段８０を構成すると共に、ボルト１５０（図１参照）を把持する手段も構成している。
【００３８】
ナットランナユニット９８は、手首部９４の先端に装着される一対のロッドレスシリンダ１０３ａ、１０３ｂを備える。ロッドレスシリンダ１０３ａ、１０３ｂには、スライダ１０４ａ、１０４ｂを介してナットランナ１０６ａ、１０６ｂが装着される。
【００３９】
図１に示すように、作業ロボット２０及び作業ロボット２２に近接して、インストルメントパネル２４をボディ１４に取り付けるためのボルト１５０を収容するボルトストック部１５２と、該ボルトストック部１５２から取り出される２本のボルト１５０を整列させるプリセット台１５４とが設けられる。
【００４０】
図２に示すように、撮影部１００はカメラ１０８を備える。カメラ１０８は、インパネセット確認や取付位置のずれ確認等に用いられるＣＣＤ型やＣＭＯＳ型等のセンシング手段（画像センサ）を構成する。
【００４１】
図１及び図５に示すように、ボディ１４には、インストルメントパネル２４を取り付けるための取付ブラケット１１０が左右に設けられている。取付ブラケット１１０は、ボディ１４のＡピラー１１９の下方部に設けられており、車幅軸方向（矢印Ｂ方向）に略直交する面（Ｔ・Ｈ平面）を有し、側面に開口したインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂが設けられている。インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂは、インストルメントパネル２４の側方固定孔２５ａ、２５ｂに対応して縦方向に並列しており、ボルト１５０が挿通可能で且つカメラ１０８で撮像可能なように、ボディ１４の側方又はその近傍に設けるとよい。
【００４２】
すなわち、搬送されたボディ１４の左右側方近傍に、各作業ロボット２０、２２の各カメラ１０８が取付ブラケット１１０を撮像可能に配置されることで、各カメラ１０８により、ボディ１４の左右両側でインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ及び基準ターゲット７７の周辺を撮像することができる。
【００４３】
図１に示すように、インパネ取り出しステーション２８には、該インパネ取り出しステーション２８に保持されたインストルメントパネル２４を計測する第２変位計１１６が設けられている。
【００４４】
本実施形態の場合、作業ロボット２０、２２に設けられた一対の前記第１変位計１１２により、作業ステーション１２に搬入されたボディ１４の左右両側対称位置に設けられた車体側測定基準部１２０の車幅方向位置の計測が行われる（図７参照）。同様に、インパネ取り出しステーション２８に設けられた一対の前記第２変位計１１６により、ボディ１４の車室１４ａ内に搬入される前のインストルメントパネル２４の左右両側対称位置に設けられたインパネ側測定基準部１２２の車幅方向位置の計測が行われる（図７参照）。
【００４５】
車体側測定基準部１２０は、ボディ１４のＡピラー１１９の下方部におけるドアヒンジ取付面（取付ブラケット１１０の表面）であり、第１変位計１１２での確実な計測を考慮して、例えば縦横３０ｍｍ程度の平面が確保されていればよい。車体側測定基準部１２０は、車幅軸方向（矢印Ｂ方向）に略直交する面（Ｔ・Ｈ平面）を有する部分であることが望ましく、ドアヒンジ取付面以外にも、例えば、Ａピラー１１９の下方部で、インストルメントパネル２４が取り付けられる位置と同じ程度の高さのボディ面１２４（図１参照）としてもよい。
【００４６】
インパネ側測定基準部１２２は、インストルメントパネル２４における側方部で、車幅側方軸に略直交する平面部であり、第２変位計１１６での確実な計測を考慮して、例えば縦横３０ｍｍ程度の平面が確保されていればよい。インパネ側測定基準部１２２は、第２変位計１１６の計測専用に設けてもよいし、インストルメントパネル２４における側方の適当な部分を選んで用いてもよい。
【００４７】
第１変位計１１２及び第２変位計１１６としては、レーザ変位計や接触式変位計を用いればよい。なお、第１変位計１１２としては、作業ロボット２０、２２の手首部９４に設けられることや、計測の容易さ等を考慮すると、非接触式で高精度の計測が可能なレーザ変位計がより好適である。
【００４８】
図６は、取付装置１０の制御系統の構成を示すブロック説明図である。図６に示すように、取付装置１０の制御系統は、第１変位計１１２及び第２変位計１１６からの計測情報（位置情報）が入力されるインターフェース１３０と、作業ロボット２０、２２の各カメラ１０８で撮影した画像情報が入力される画像処理装置１３２と、インターフェース１３０及び画像処理装置１３２から入力される情報（位置情報及び画像情報）に所定の演算処理を行う演算部１３４と、演算部１３４からの演算結果が入力されると共に、入力された演算結果及び予めティーチングされたプログラムに基づき、アシスト機１８及び作業ロボット２０、２２を駆動制御する主制御装置１３６とを有する。
【００４９】
次に、演算部１３４が主に実施する２つの演算処理について説明する。
【００５０】
第１に、演算部１３４は、図７に示すように、第１変位計１１２からの位置情報によりボディ中心位置Ｃ１を求め、第２変位計１１６からの位置情報によりインパネ中心位置Ｃ２とを求め、さらにボディ中心位置Ｃ１とインパネ中心位置Ｃ２の間の中心差ΔＣを求める演算処理を実施する。
【００５１】
この場合、ボディ中心位置Ｃ１は、作業ステーション１２に搬入されたボディ１４の左右両側の車体側測定基準部１２０を各第１変位計１１２で計測して得られるボディ左距離Ｌ１及びボディ右距離Ｒ１から、平面視でのボディ１４の車幅方向に関する中心位置として算出される。同様に、インパネ中心位置Ｃ２は、車室１４ａ内への搬入前にインパネ取り出しステーション２８上にあるインストルメントパネル２４の左右両側のインパネ側測定基準部１２２を各第２変位計１１６で計測して得られるインパネ左距離Ｌ２及びインパネ右距離Ｒ２から、平面視でのインストルメントパネル２４の車幅方向に関する中心位置として算出される。
【００５２】
そこで、主制御装置１３６では、演算部１３４から中心差ΔＣが主制御装置１３６に供給されると、車幅方向調整部１３８により、アシスト機１８における調整手段８５や作業ロボット２０、２２を適宜駆動制御し、中心差ΔＣを解消するために、インストルメントパネル２４の車幅方向位置を調整する。
【００５３】
第２に、演算部１３４は、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、撮影部１００を構成するカメラ１０８で撮影された画像情報が画像処理装置１３２から供給されると、比較部１４０において、撮影情報と予め所定の記憶手段に記憶している位置データ１４２とを比較し、その位置ずれ量を求める演算処理を実施する。
【００５４】
この場合、位置データ１４２は、図８Ａに示すように、インストルメントパネル２４がボディ１４の所定の取付位置に位置決めされた状態を示す基準位置データ（マスターデータ）であり、インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ及び基準ターゲット７７の相互の基準位置関係を示すものでもある。図８Ａに示すように、インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂの基準位置データをインパネ取付孔基準位置１１１ａＭ、１１１ｂＭと称し、基準ターゲット７７の基準位置データを基準ターゲット基準位置７７Ｍと称する。
【００５５】
比較部１４０は、カメラ１０８で撮像した画像情報である画像データ１４４（図８Ｂ参照）から得られる実際のインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ及び基準ターゲット７７の位置を、図８Ａの位置データ１４２に示されるインパネ取付孔基準位置１１１ａＭ、１１１ｂＭ及び基準ターゲット基準位置７７Ｍの位置と比較し、比較結果としてその位置ずれ量（位置ずれ方向も含む）を算出する。
【００５６】
すなわち、図８Ｂに示すように、演算部１３４では、例えばテンプレートマッチングにより、得られた画像データ１４４のインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂのインパネ取付孔基準位置１１１ａＭ、１１１ｂＭに対する位置ずれ量（Ａ１ｘ、Ａ１ｙ）、（Ａ２ｘ、Ａ２ｙ）と、基準ターゲット７７の基準ターゲット基準位置７７Ｍに対する位置ずれ量（Ｂｘ、Ｂｙ）とをそれぞれ求める。
【００５７】
そこで、比較部１４０において、求めた位置ずれ量（Ａ１ｘ、Ａ１ｙ）、（Ａ２ｘ、Ａ２ｙ）、（Ｂｘ、Ｂｙ）が、位置データ１４２にて予め設定された許容ずれ範囲（所定近接範囲）ＲＡ１、ＲＡ２、ＲＢの範囲内にあるか否かを比較・判定する。各位置ずれ量が許容ずれ範囲内にある場合には、演算部１３４は、インストルメントパネル２４の側面視（車体前後方向）でのセット位置がＯＫであることを主制御装置１３６に供給する。一方、各位置ずれ量の少なくとも一つが許容ずれ範囲外にある場合には、演算部１３４は、インストルメントパネル２４の側面視（車体前後方向）でのセット位置がＮＧであることを主制御装置１３６に供給する。従って、主制御装置１３６では、前後方向調整部１４６により、アシスト機１８及び作業ロボット２０、２２を適宜駆動制御し、各位置ずれ量（Ａ１ｘ、Ａ１ｙ）、（Ａ２ｘ、Ａ２ｙ）、（Ｂｘ、Ｂｙ）が許容ずれ範囲（所定近接範囲）ＲＡ１、ＲＡ２、ＲＢの範囲内となるように、インストルメントパネル２４の車体前後方向位置（角度姿勢及び車体上下方向位置を含む）を調整する（図８Ｂ参照）。これにより、同時に、インストルメントパネル２４の側方固定孔２５ａ、２５ｂも図８Ｂ中の矢印Ｄ１、Ｄ２に示すように調整され、インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂに一致する。
【００５８】
なお、位置データ１４２は、図８Ａに示すような画像形式以外、例えば数値データやベクトルデータ等であってもよい。
【００５９】
例えば、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂを基準として基準ターゲット７７の位置をベクトルＶＡ、ＶＢで表すこともできる。この場合、比較部１４０は、先ず、カメラ１０８で撮像した画像データ１４４ａ（図９Ｂ参照）から得られる実際のインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ及び基準ターゲット７７の位置を、位置データ１４２ａ（図９Ａ参照）に示されるインパネ取付孔基準位置１１１ａＭ、１１１ｂＭ及び基準ターゲット基準位置７７Ｍの位置と比較し、比較結果としてその位置ずれ量（位置ずれ方向も含む）を算出する。
【００６０】
すなわち、図９Ｂに示すように、演算部１３４では、例えばテンプレートマッチングにより、得られた画像データ１４４ａについて、インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ及び基準ターゲット７７の位置座標（Ｔ０、Ｈ０）をそれぞれ求める。図９Ｂでは、インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂがインパネ取付孔基準位置１１１ａＭ、１１１ｂＭに一致している場合を例示している。そこで、インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ（インパネ取付孔基準位置１１１ａＭ、１１１ｂＭ）を基準としたベクトルＶＡ、ＶＢの指し示す基準ターゲット基準位置７７Ｍの位置と、実際の基準ターゲット７７の位置との差ベクトルΔＶを求める。この差ベクトルΔＶが基準ターゲット７７のずれ量及びずれ方向を示している。
【００６１】
そこで、比較部１４０において、求めた差ベクトルΔＶが、位置データ１４２ａにて予め設定された許容ずれ範囲（所定近接範囲）ＲＢの範囲内にあるか否かを比較・判定する。図８Ａ及び図８Ｂに示す場合と同様に、差ベクトルΔＶが許容ずれ範囲ＲＢ外にある場合には、演算部１３４は、インストルメントパネル２４の側面視（車体前後方向）でのセット位置がＮＧであることを主制御装置１３６に供給し、前後方向調整部１４６の制御下に、アシスト機１８及び作業ロボット２０、２２を適宜駆動制御し、実際のインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ及び基準ターゲット７７が図９Ａに示す基準位置関係（つまり、ベクトルＶＡ及びＶＢで示される相関的な位置関係）となるように、インストルメントパネル２４の車体前後方向位置及び姿勢を調整する（図９Ｂ参照）。
【００６２】
次に、基本的には以上のように構成される取付装置１０を用いたインストルメントパネルの取付方法について、図１０のフローチャートに基づいて説明する。
【００６３】
先ず、アシスト機１８の動作について説明すると、このアシスト機１８では、工程開始前に所定の原位置に待機していたインパネ把持手段７８が、インパネ取り出しステーション２８に配置されているインストルメントパネル２４上に移動し位置決めされる。そして、シリンダ６０が駆動されることにより、図示しないロッドを介して昇降端部６４が下降する。
【００６４】
昇降端部６４には、インパネ把持手段７８が装着されており、インパネ把持手段７８は、インパネ取り出しステーション２８上のインストルメントパネル２４に対向して配置される。その際、ロックシリンダ６８が付勢されており、ロッド６８ａの伸縮動作が規制されるため、アーム部６６は、回動不能に支持される。
【００６５】
この状態で、シリンダ７０、７０が駆動され、ロッド７０ａ、７０ａが互いに近接する方向に移動することによってインパネ支持アーム７２、７２がインストルメントパネル２４の両側部に当接する。従って、結合部材７６が、インストルメントパネル２４の各把持穴２６に挿入されると共に、インパネ把持手段７８は、インストルメントパネル２４を把持する（ステップＳ１）。
【００６６】
ステップＳ２では、インパネ取り出しステーション２８上にあるインストルメントパネル２４の車幅方向位置の計測を行う。すなわち、図６及び図７に示すように、インパネ取り出しステーション２８の両側に配置された第２変位計１１６により、インストルメントパネル２４の長手方向両側のインパネ側測定基準部１２２を計測し、得られるインパネ左距離Ｌ２とインパネ右距離Ｒ２とから、インストルメントパネル２４の平面視でのインパネ中心位置Ｃ２を演算部１３４で算出し（図７参照）、所定の記憶手段に記憶しておく。
【００６７】
次いで、シリンダ６０が逆方向に駆動されることにより、インパネ把持手段７８は、インストルメントパネル２４を把持した状態で上昇し、所定の高さ位置に配置され、インパネ取り出しステーション２８から取り出される（ステップＳ３）。
【００６８】
ステップＳ４では、前進用シリンダ３２が駆動され、ロッド３２ａが矢印Ｔ方向に進出すると、このロッド３２ａに固着されている第１板部材５６は、矢印Ｔ方向に押圧される。このため、第２枠体４２は、ローラ４０の回転作用下に、スライドレール３８に沿って矢印Ｔ方向に所定の位置まで移動し、第１リミットスイッチ８８ａがオンされる際に、ブレーキ８６が作動され第２枠体４２の移動が停止される。これにより、インストルメントパネル２４が車室１４ａ内への投入姿勢に変化される所定位置に位置決めされる。
【００６９】
ステップＳ５では、この停止位置で、作業ロボット２０のハンド部９６を構成する一対の爪部１０２により、インパネ把持手段７８に設けられている一方の操作レバー８２を把持する。その際、操作レバー８２の略中央側には、小径な把持部８４が形成されており、一対の爪部１０２が把持部８４を把持することにより、操作レバー８２の所定の位置を確実に把持することができる。そこで、ロックシリンダ６８がオフされて大気開放された状態で、作業ロボット２０は、ハンド部９６が所定の方向に旋回、回転及び移動等の動作を行う。これにより、操作レバー８２を介してアーム部６６の角度位置が調整される。
【００７０】
すなわち、図１２に示すように、作業ロボット２０は、ハンド部９６の移動作用下に、インパネ把持手段７８を矢印Ｒ１方向に旋回させてインストルメントパネル２４の角度を所定の投入姿勢に姿勢変換させる。この際、アーム部６６を支持する昇降端部６４に設けられた力覚センサ６７により、アーム部６６の回動時に該力覚センサ６７によって検知される反力が０又は微少量に近似するように、ロックシリンダ６８が制御される。
【００７１】
このようにインストルメントパネル２４が前記投入姿勢に変換された後、ロックシリンダ６８が付勢されてロッド６８ａの伸縮動作が規制され、アーム部６６が保持される。
【００７２】
そこで、ステップＳ６では、前進用シリンダ３２の駆動作用下に、第２枠体４２が矢印Ｔ方向に移動し、第２リミットスイッチ８８ｂがオンされる際に、ブレーキ８６が作用してアシスト操作開始位置に移動する。続いて、搬入用シリンダ４４の駆動作用下に、第３枠体５４が矢印Ｂ方向に移動し、インストルメントパネル２４がボディ１４の車室１４ａ内に自動的に投入されると共に、第４リミットスイッチ８８ｄがオンされる際に、ブレーキ８６が作用して車室１４ａ内の所定位置に配置される（インパネ自動搬送モード）。
【００７３】
具体的には、アシスト機１８では、図１３に示すように、搬入用シリンダ４４の駆動作用下に、ロッド４４ａの先端部に固着される第２板部材５８が矢印Ｂ方向に押圧される。このため、第３枠体５４は、第２枠体４２のスライドレール５０に沿って矢印Ｂ方向に移動し、インストルメントパネル２４が自動的に車室１４ａ内に投入される。
【００７４】
次いで、ステップＳ７において、インパネ把持手段７８の両側の操作レバー８２がそれぞれ作業ロボット２０、２２のハンド部９６によって把持される。各操作レバー８２の各ハンド部９６による把持が完了するまでは当該ステップＳ７が繰り返される（ステップＳ７のＮＯ）。各操作レバー８２が各ハンド部９６により把持されたと判断されると（ステップＳ７のＹＥＳ）、続いてステップＳ８が実行される。
【００７５】
ステップＳ８において、アシスト機１８は、インパネ自動搬送モードからインパネアシスト搬送モードに切り換えられると共に、アシスト機１８のアシスト作用下に、作業ロボット２０、２２は、インストルメントパネル２４を把持するインパネ把持手段７８を左右両側から操作して、車室１４ａ内に配置されたインストルメントパネル２４の角度をボディ１４（取付ブラケット１１０）に取り付けるための所定のセット姿勢に変化させる。
【００７６】
すなわち、ロックシリンダ６８がオフされて大気開放された状態で、作業ロボット２０、２２は、図１２に示すようにハンド部９６が所定の方向に旋回、回転及び移動等の動作を行う。これにより、操作レバー８２を介してアーム部６６の角度位置が調整される。従って、インストルメントパネル２４は、姿勢が変化され、前記セット姿勢に配置された後、ロックシリンダ６８が付勢されてロッド６８ａの伸縮動作が規制され、アーム部６６が保持される。
【００７７】
このようにインストルメントパネル２４が車室１４ａ内で所定のセット姿勢に姿勢変換されると、次に、ステップＳ９におけるインパネセット操作が実行される。
【００７８】
ここで、ステップＳ９のインパネセット操作について、図１１のフローチャートを参照して説明する。このインパネセット操作では、先ず、インストルメントパネル２４の車幅方向位置を補正し、次に、インストルメントパネル２４の車体前後方向位置を補正し、これにより、インストルメントパネル２４を正確に且つ迅速にボディ１４に取付可能なセット位置に配置する。
【００７９】
先ず、ステップＳ９１〜Ｓ９３において、インストルメントパネル２４の車幅方向位置を補正する。
【００８０】
ステップＳ９１では、ボディ１４の車幅方向位置の計測を行う。すなわち、インストルメントパネル２４を把持したインパネ把持手段７８を左右両側から操作する作業ロボット２０、２２に搭載された各第１変位計１１２により、ボディ１４の左右両側の車体側測定基準部１２０を計測し、得られるボディ左距離Ｌ１とボディ右距離Ｒ１とから、演算部１３４によりボディ１４の平面視でのボディ中心位置Ｃ１を算出する（図７参照）。
【００８１】
続いて、ステップＳ９２において、ステップＳ２で算出したインパネ中心位置Ｃ２と、ステップＳ９１で算出したボディ中心位置Ｃ１とについて、その中心差ΔＣ（図７参照）を算出する。
【００８２】
そこで、ステップＳ９３では、求めた中心差ΔＣが演算部１３４から主制御装置１３６に供給されることにより、車幅方向調整部１３８の制御下に、調整手段８５を駆動制御して、インパネ中心位置Ｃ２をボディ中心位置Ｃ１に一致又は略一致させて中心差ΔＣを所定の許容範囲内にするため、インストルメントパネル２４の車幅方向位置を補正する。
【００８３】
具体的には、車幅方向調整部１３８は、主制御装置１３６から供給されるリニアエンコーダ８９の信号を参照しつつ調整手段８５を駆動制御し、ブレーキ８６を開放させた状態で、中心差ΔＣが０（又は所定の許容範囲内）となるようにインストルメントパネル２４の車幅方向位置を調整する。そして、中心差ΔＣが実質的に０になった時点でブレーキ８６を作用させ、第２枠体４２の位置を固定する。勿論、最初の計測時に得られた中心差ΔＣが０である場合には、調整手段８５によるインストルメントパネル２４の車幅方向位置の調整（ステップＳ９３）は省略可能である。
【００８４】
なお、中心差ΔＣを解消すべくインストルメントパネル２４の車幅方向位置を調整する手段は、調整手段８５以外であってもよく、例えば、作業ロボット２０、２２を用いてもよい。この場合、アシスト機１８によりインストルメントパネル２４の重量が保持されているため、作業ロボット２０、２２の重量負担は少ないため、高精度な調整が可能である。
【００８５】
次に、ステップＳ９４〜Ｓ９６において、インストルメントパネル２４の車体前後方向位置を補正する。
【００８６】
ステップＳ９４では、ボディ１４へのインストルメントパネル２４の取付位置周辺の画像撮影（センシング）を行う。すなわち、インストルメントパネル２４を把持したインパネ把持手段７８を左右両側から操作する作業ロボット２０、２２に搭載された各カメラ１０８により、図５に示すようにインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ及び基準ターゲット７７を側方から撮像して画像データ１４４（車体右側の場合、図８Ａ及び図８Ｂ参照）を取得し、これらの位置を算出する（センシング工程）。
【００８７】
続いて、ステップＳ９５において、比較部１４０は、ステップＳ９４で取得した実際のインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ及び基準ターゲット７７の位置と、位置データ１４２のインパネ取付孔基準位置１１１ａＭ、１１１ｂＭ及び基準ターゲット基準位置７７Ｍの位置とを比較し、比較結果として図８Ｂに示すように各位置ずれ量（Ａ１ｘ、Ａ１ｙ）、（Ａ２ｘ、Ａ２ｙ）、（Ｂｘ、Ｂｙ）を算出する（比較工程）。さらに、この結果により、実際のインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ及び基準ターゲット７７が、インパネ取付孔基準位置１１１ａＭ、１１１ｂＭ及び基準ターゲット基準位置７７Ｍと一致、つまり許容ずれ範囲ＲＡ１、ＲＡ２、ＲＢ範囲内にあるか否かを判定する。
【００８８】
そこで、ステップＳ９６では、カメラ１０８によるセンシング制御下に、実際のインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ及び基準ターゲット７７を、許容ずれ範囲ＲＡ１、ＲＡ２、ＲＢ範囲内にするべく、前後方向調整部１４６の制御下に、アシスト機１８及び作業ロボット２０、２２が適宜駆動制御する。これにより、インストルメントパネル２４の車体前後方向位置（角度も含む）を調整し（図８Ｂ参照）、同一のボルト１５０で共に締結されるインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂと側方固定孔２５ａ、２５ｂとを一致させる。勿論、最初の計測時に得られたインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ及び基準ターゲット７７が、全て許容ずれ範囲ＲＡ１、ＲＡ２、ＲＢ範囲内にある場合には、インストルメントパネル２４の車体前後方向位置の調整（ステップＳ９６）は省略可能である。
【００８９】
なお、上記の説明は、ボディ１４の右側における処理について例示したが左側についても同時並行的に実行される。厳密にはインストルメントパネル２４の右方部と左方部は独立的に調整することはできないが、実際上はインストルメントパネル２４が樹脂の長尺形状材であることから僅かな弾性を有しており、実質的には左右独立的な調整が可能である。
【００９０】
設計条件によっては、ステップＳ９１〜Ｓ９３による車幅方向位置の補正と、ステップＳ９４〜Ｓ９６による車体前後方向位置の補正を、それぞれ誤差がなくなるまで何度か繰り返して行ってもよい。
【００９１】
このようなステップＳ９（Ｓ９１〜Ｓ９６）が完了すると、次に、ステップＳ１０において、インストルメントパネル２４がボディ１４の所定の取付位置に確実にセットされたか否かを判定する。
【００９２】
この判定は、例えば、作業ロボット２０、２２のカメラ１０８による画像認識等によって実施すればよい。その結果、例えばインパネ取付孔１１１ａと側方固定孔２５ａとがずれている等、インストルメントパネル２４がボディ１４に正しくセットされていないと判断された場合には（ステップＳ１０のＮＯ）、ステップＳ９に戻り、再度インパネセット操作を実行する。この再セット操作では、セット不良と判断された箇所に関する工程のみ（例えば、ステップＳ９４〜Ｓ９６）を再度実行すればよい。一方、インストルメントパネル２４がボディ１４に正しくセットされていると判断された場合には（ステップＳ１０のＹＥＳ）、続いてステップＳ１１を実行する。
【００９３】
ステップＳ１１では、インパネ把持手段７８によるインストルメントパネル２４の把持作用が解除される。具体的には、各シリンダ７０（図２参照）がインストルメントパネル２４の把持時とは逆方向に駆動され、一対のインパネ支持アーム７２がインストルメントパネル２４の両側部から離間する方向に移動する。このため、結合部材７６が把持穴２６から離脱し、インストルメントパネル２４の把持作用が解除される。
【００９４】
ステップＳ１２では、車外への搬出位置にインパネ把持手段７８を移動させる。すなわち、主制御装置１３６の制御下に、作業ロボット２０、２２を駆動すると共に、必要に応じてアシスト機１８を駆動して、インパネ支持アーム７２等がボディ１４や取り付けたインストルメントパネル２４に干渉せずに、インパネ把持手段７８を車室１４ａ内から車外へと円滑に搬出可能な位置へと当該インパネ把持手段７８を移動させる。
【００９５】
ステップＳ１３では、作業ロボット２０、２２によるインパネ把持手段７８の把持を解除する。作業ロボット２０、２２によるインパネ把持手段７８の把持解除が完了するまでは当該ステップＳ１３が繰り返され（ステップＳ１３のＮＯ）、把持解除が完了すると（ステップＳ１３のＹＥＳ）、次にステップＳ１４ａ、Ｓ１４ｂが実行される。
【００９６】
ステップＳ１４ａは、アシスト機１８の動作に関する工程であり、アシスト機１８がインパネアシスト搬送モードからインパネ自動搬送モードに変更されると共に、搬出用シリンダ４６の駆動作用下に、第３枠体５４が矢印Ｂ方向と反対方向に移動し、インパネ把持手段７８が車室１４ａ外へと自動的に搬出される。
【００９７】
ステップＳ１４ｂは、上記ステップＳ１４ａと同時並行的に実施される工程であり、インパネ把持手段７８の把持を解除した作業ロボット２０、２２により、所定の取付位置にセットされたインストルメントパネル２４をボディ１４にボルト締結する。
【００９８】
すなわち、先ず、図１４に示すように、作業ロボット２０、２２の手首部９４に装着されているハンド部９６は、ボルトストック部１５２に収容されているボルト１５０を把持し、プリセット台１５４上に立位姿勢で整列させる。次いで、プリセット台１５４では、図１５に示すように、立位姿勢で整列されているボルト１５０が回転され、ナットランナユニット９８の各ナットランナ１０６ａ、１０６ｂに対応して位相合わせが行われる。その後、各ナットランナ１０６ａ、１０６ｂにより、それぞれボルト１５０が保持される。
【００９９】
そこで、主制御装置１３６の制御下に、必要に応じてカメラ１０８によりセンシングしつつ、作業ロボット２０、２２が駆動され（図５も参照）、各ナットランナ１０６ａ、１０６ｂに保持されているボルト１５０が、ボディ１４の左右両側のインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ及びこれに対応して位置決めされたインストルメントパネル２４の側方固定孔２５ａ、２５ｂを介してボディ１４側の図示しないナット等に対して締結され、インストルメントパネル２４がボディ１４に組み付けられる。
【０１００】
より具体的には、ロッドレスシリンダ１０３ａ、１０３ｂを介して、ナットランナ１０６ａ、１０６ｂが後退位置に配置されており、例えば、前記ロッドレスシリンダ１０３ａが駆動されて、前記ナットランナ１０６ａが前進する。そして、ナットランナ１０６ａの回転作用下に、このナットランナ１０６ａに保持されているボルト１５０が、インパネ取付孔１１１ａ及び側方固定孔２５ａに対して締結される。その際、ナットランナ１０６ｂは、作業に干渉しない位置に退避している。ナットランナ１０６ａによりボルト締め付け作業が終了すると、ロッドレスシリンダ１０３ａが駆動されて、前記ナットランナ１０６ａが後退する。一方、ロッドレスシリンダ１０３ｂが駆動されて、前記ナットランナ１０６ｂが前進し、前記ナットランナ１０６ｂの回転作用下に、インパネ取付孔１１１ｂ及び側方固定孔２５ｂに対してボルト１５０が締結される。勿論、ナットランナ１０６ａ、１０６ｂによるボルト１５０の締結を同時に実施してもよい。なお、ボディ１４側又はインストルメントパネル２４側の取付孔のいずれか一方が車幅方向（矢印Ｂ方向）に長い長孔になっていると、調整後の組み付けが容易である。
【０１０１】
このようにインストルメントパネル２４のボディ１４への取り付けが完了すると、主制御装置１３６の制御下に、アシスト機１８は所定の原位置へと移動して、次の作業対象であるボディ１４へのインストルメントパネル２４の取付作業へと移行される（ステップＳ１５）。
【０１０２】
以上のように、本実施形態に係るインストルメントパネルの取付装置１０及び取付方法によれば、第１変位計１１２によってボディ１４の左右一対の車体側測定基準部１２０の車幅方向位置としてボディ左距離Ｌ１及びボディ右距離Ｒ１を計測すると共に、第２変位計１１６によってインストルメントパネル２４の左右一対のインパネ側測定基準部１２２の車幅方向位置としてインパネ左距離Ｌ２及びインパネ右距離Ｒ２を計測している。そして、これらのパラメータからボディ１４及びインストルメントパネル２４の平面視の中心位置Ｃ１、Ｃ２と、その中心差ΔＣを求め、該中心差ΔＣを実質的に０とするようにインストルメントパネル２４の車幅方向位置を調整する。
【０１０３】
従って、取り付けられたインストルメントパネル２４の左右両側とボディ１４との間の隙間を略均一にすることができ、高精度な取り付けが可能となると共に、インストルメントパネル２４の建付け品質が向上し、外観も向上する。また、一連のインストルメントパネル２４の取付作業は、取付装置１０を用いて自動的に行われることから基本的に作業者の負担はなく、作業効率が高い。
【０１０４】
車体側測定基準部１２０は、車両のボディのＡピラー１１９の下方部におけるドアヒンジ取付面や取付位置と同じ高さのボディ面にすることにより、側方から第１変位計１１２による計測が容易で且つ正確に行われる。また、車体側測定基準部１２０は、インストルメントパネル２４が取り付けられる箇所に十分近く、しかも略同じ高さの箇所であることから、該インストルメントパネル２４と取付部との間の部品点数は少なく、溶接等による累積誤差がほとんどない。
【０１０５】
ボディ１４は、搬送ライン１６上の搬送に伴う位置誤差があり得るが、第１変位計１１２による計測及びその後の調整により該誤差を吸収することができる。
【０１０６】
インストルメントパネル２４の位置は第２変位計１１６によって直接的に計測されることから、樹脂材特有の寸法誤差がある場合であっても、中心差ΔＣを０にするように調整可能である。
【０１０７】
第１変位計１１２及び第２変位計１１６による計測は、それぞれインストルメントパネル２４の取付工程中に１回だけ行ってもよいし、必要に応じて複数回行ってもよく、例えば、第１変位計１１２による計測をインストルメントパネル２４の調整中にリアルタイムで行い、中心差ΔＣが０となるようにフィードバック制御をしてもよい。
【０１０８】
しかも、本実施形態に係るインストルメントパネルの取付装置１０及び取付方法によれば、インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ及び基準ターゲット７７の位置を側方からカメラ１０８により計測及びセンシングして、その位置が、予め位置データ１４２に設定・記憶された基準位置データに一致するように、インパネ支持アーム７２を調整することにより、側方固定孔２５ａ、２５ｂの車体前後方向での位置（車体上下方向も含む）が適切に補正され、インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂと同軸状に自動調整される。この際、インストルメントパネル２４が所定のセット位置にあるか否かをカメラ１０８を用いた画像処理（センシング）によって、車室１４ａ内にインストルメントパネル２４を仮置きした後、再度インストルメントパネル２４を持ち上げるといった作業が不要であり、インストルメントパネル２４のセット状態の確認を定量的に行うことができるため、インストルメントパネル２４の自動搭載を一層円滑に実行することができる。また、側方固定孔２５ａ、２５ｂとインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂを正確に同軸調整できるため、インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂを無駄に大径にすることなく、インストルメントパネル２４を高精度に位置決め及び取り付けることができる。
【０１０９】
特に、図８Ｂから諒解されるように、インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂと同軸状に設定すべき側方固定孔２５ａ、２５ｂは、通常、取付ブラケット１１０の陰になって直接的に視認することはできないものであるが、基準ターゲット７７の位置に基づいてインストルメントパネル２４の位置及び向きを調整することにより、側方固定孔２５ａ及び２５ｂを正しい位置にセットすることができる。これらの操作は、基本的には全て自動的に行われることから、効率的であって、作業者の負担が少ない。
【０１１０】
また、インパネ支持アーム７２は、基準把持部の把持穴２６に係合する結合部材７６を有することから、インパネ支持アーム７２によるインストルメントパネル２４の把持位置（姿勢）が正確に規定され、インストルメントパネル２４を正確且つ確実に把持することができる。
【０１１１】
基準ターゲット７７は、側方視で、基準把持部となる把持穴２６及び結合部材７６と重なる位置に設けられていることから、これらの位置が正確に検出され、インストルメントパネル２４の姿勢を正確に求めることができる。
【０１１２】
インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂは複数（上記例では２つ）設けられていることから、インストルメントパネル２４を確実に固定することができると共に、基準ターゲット７７が１つであっても該基準ターゲット７７と共にセンシングすることにより、インストルメントパネル２４の姿勢を正確に求めることができる。勿論、基準ターゲット７７を２つ設定してもよく、インパネ取付孔を１つにしてもよい。
【０１１３】
インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ、把持穴２６、インパネ支持アーム７２、基準ターゲット７７、位置データ１４２、及び撮影部１００は、それぞれボディ１４を基準とした左右側方に設けられていることから、ボディ１４に対して左右部からインストルメントパネル２４を正確且つ確実に固定することができる。なお、位置データ１４２については、実質的には同じデータを対称変換することにより左右で共用してもよい。
【０１１４】
インパネ支持アーム７２は、作業ロボット２０、２２によって直接又は間接的に把持されている。作業ロボット２０、２２は動作の自由度が高く、インストルメントパネル２４の姿勢調整に適する。また、インパネ支持アーム７２は、自重補償機能によってインストルメントパネル２４の重量がキャンセルされていることから、作業ロボット２０、２２の重量負担が軽減され、より高精度な調整が可能となる。
【０１１５】
また、センシング手段として撮影部１００（カメラ１０８）を用いることにより、非接触計測が可能であって、インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂと基準ターゲット７７との位置関係の把握及びフィードバック制御が容易となっている。
【０１１６】
なお、ステップＳ９で説明したインパネセット操作としては、設計条件や取付条件等によっては、車幅方向の位置決め（ステップＳ９１〜Ｓ９３）及び車体前後方向の位置決め（ステップＳ９４〜Ｓ９６）のいずれか一方の工程のみを実行してもよい。この場合には、不要な工程の実施に要する各構成要素を省略すれば、装置全体として簡素化及び低コスト化が可能となる。
【０１１７】
勿論、車幅方向の位置決め（ステップＳ９１〜Ｓ９３）及び車体前後方向の位置決め（ステップＳ９４〜Ｓ９６）の両工程を実行することにより、インストルメントパネル２４をより精度よくボディ１４に取り付けることができる。特に、上記実施形態で説明したように、先に車幅方向の位置決め（ステップＳ９１〜Ｓ９３）を行い、次に車体前後方向の位置決め（ステップＳ９４〜Ｓ９６）を実行すれば、車体前後方向の位置決め及びその位置補正時に、インストルメントパネル２４の左右側部がボディ１４に干渉することを有効に回避することができるため、好適である。
【０１１８】
本発明は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【符号の説明】
【０１１９】
１０…取付装置 １２…作業ステーション
１４…ボディ １４ａ…車室
１６…搬送ライン １８…アシスト機
２０、２２…作業ロボット ２４…インストルメントパネル
２５ａ、２５ｂ…側方固定孔 ２６…把持穴
２８…インパネ取り出しステーション ７２…インパネ支持アーム
７６…結合部材 ７７…基準ターゲット
７７Ｍ…基準ターゲット基準位置 ７８…インパネ把持手段
８５…調整手段 １００…撮影部
１０８…カメラ １１０…取付ブラケット
１１１ａ、１１１ｂ…インパネ取付孔
１１１ａＭ、１１１ｂＭ…インパネ取付孔基準位置
１１２…第１変位計 １１６…第２変位計
１１９…Ａピラー １２０…車体側測定基準部
１２２…インパネ側測定基準部 １３４…演算部
１３６…主制御装置 １３８…車幅方向調整部
１４０…比較部 １４２、１４２ａ…位置データ
１４４、１４４ａ…画像データ １４６…前後方向調整部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の車室内にインストルメントパネルを組み付けるためのインストルメントパネルの取付装置及び取付方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の車室内にインストルメントパネルを組み付ける作業については自動化の取り組みがなされており、例えば、特許文献１にはその組み付け装置が提案されている。このような組み付け装置を用いることにより、作業者の負担が軽減するとともに、作業の効率化が図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平５−４１４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インストルメントパネルを取り付ける構成として、取付対象の車両側にはインパネ取付孔が設けられ、インストルメントパネル側にはボルトがインパネ取付孔を介して挿通される固定孔が設けられる。インパネ取付孔と固定孔にボルトを挿通して螺合させるためには、これらの孔が同軸上に配置されなければならない。
【０００５】
ところが、車両のボディは複数部品を溶接して構成されていることから溶接箇所毎の誤差が蓄積され、搬送ライン上のボディの搬送に伴う位置誤差があり、さらには、インストルメントパネルには樹脂部材特有の寸法誤差が存在し、これらの誤差に基づいて取付誤差が生じうる。従って、インパネ取付孔と固定孔は正確に同軸上とならず、ボルトを挿通させるためには、例えば誤差を許容して取付可能とするようにインパネ取付孔をある程度大径にしておく必要があり、又は作業者による微調整が必要となる。
【０００６】
また、インパネ側の固定孔はインパネ取付孔が設けられている部材の陰になることから視認できず、同軸上に配置することは困難である。
【０００７】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、車室内にインストルメントパネルを高精度に取り付けることを可能にするインストルメントパネルの取付装置及び取付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】
【０００８】
本発明に係るインストルメントパネルの取付装置は、車両の側方又はその近傍で側面に開口するインパネ取付孔と、インストルメントパネルの側方固定孔とを締結部材により締結し、前記車両の車室内にインストルメントパネルを組み付けるためのインストルメントパネルの取付装置であって、前記インストルメントパネルの側方に設けられた基準把持部を側方から把持して該インストルメントパネルを任意方向に移動させる支持アームと、前記支持アームの側面に設けられた画像識別可能な基準ターゲットと、予め記憶手段に記憶され、前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットの相互の基準位置を示す位置データと、前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットの位置を側方から計測するセンシング手段と、前記センシング手段から得られる実際の前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットの位置を、前記位置データが示す前記基準位置と比較する比較部と、前記比較部の比較結果に基づいて、実際の前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットが前記基準位置となるように前記支持アームを駆動する調整部とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るインストルメントパネルの取付方法は、車両の側方又はその近傍で側面に開口するインパネ取付孔と、インストルメントパネルの側方固定孔とを締結部材により締結し、前記車両の車室内にインストルメントパネルを組み付けるためのインストルメントパネルの取付方法であって、前記インストルメントパネルの側方に設けられた基準把持部を側方から把持して該インストルメントパネルを任意方向に移動させる支持アームの側面に設けられた基準ターゲット、及び前記インパネ取付孔の位置を、センシング手段により側方から計測するセンシング工程と、前記センシング工程から得られる実際の前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットの位置を、予め記憶手段に記憶された位置データが示す前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットの相互の基準位置と比較する比較工程と、前記比較工程の比較結果に基づいて、実際の前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットが前記基準位置となるように前記支持アームを駆動する調整工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、インパネ取付孔及び基準ターゲットの位置を側方から計測して、その位置を基準位置となるように支持アームを調整することにより、側方固定孔がインパネ取付孔と同軸状に自動調整され、インストルメントパネルを高精度に取り付ける。前記基準把持部は凹部であって、前記支持アームは、該凹部に係合する係合突起を有してもよい。これにより、支持アームはインストルメントパネルを正確且つ確実に把持することができる。
【００１１】
前記基準ターゲットは、側方視で、前記基準把持部と重なる位置に設けられていてもよい。これにより、基準把持部の位置が正確に検出され、インストルメントパネルの姿勢を正確に求めることができる。
【００１２】
前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットは、少なくとも一方が複数設けられているとよい。例えば、インパネ取付孔が複数設けられていることにより、インストルメントパネルを確実に固定することができると共に、基準ターゲットと共にセンシングすることによりインストルメントパネルの姿勢を正確に求めることができる。
【００１３】
前記インパネ取付孔、前記基準把持部、前記支持アーム、前記基準ターゲット、前記位置データ、及び前記センシング手段は、それぞれ車両を基準とした左右側方に設けられていてもよい。これにより、車両に対して左右部からインストルメントパネルを正確且つ確実に固定することができる。
【００１４】
前記支持アームは、多関節ロボットによって直接又は間接的に把持されて、前記調整部は、前記多関節ロボットを介して前記インストルメントパネルの姿勢を調整してもよい。多関節ロボットは動作の自由度が高く、インストルメントパネルの姿勢調整に適する。
【００１５】
前記支持アームは、自重補償機能によって負荷重量が保持されていてもよい。これにより、多関節ロボットの重量負担が軽減され、より高精度な調整が可能となる。
【００１６】
前記センシング手段は、１以上のカメラであってもよい。カメラで撮像をすることにより、非接触計測が可能であって、インパネ取付孔と基準ターゲットとの位置関係を把握しやすい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るインストルメントパネルの取付装置及び取付方法によれば、インパネ取付孔及び基準ターゲットの位置を側方から計測して、その位置関係を基準位置関係となるように支持アームを調整することにより、側方固定孔がインパネ取付孔と同軸状に自動調整され、インストルメントパネルを高精度に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施の形態に係るインストルメントパネルの取付装置が配置される作業ステーションの斜視説明図である。
【図２】図１に示すアシスト機のインパネ把持手段及び作業ロボットの概略斜視説明図である。
【図３】インパネ支持アームとインストルメントパネルの要部拡大斜視図である。
【図４】インパネ支持アームの側面図である。
【図５】インパネ支持アームに支持されたインストルメントパネル、取付ブラケット及び撮影部及びその周辺部の拡大斜視図である。
【図６】図１に示す取付装置の制御系統の構成を示すブロック説明図である。
【図７】ボディ及びインストルメントパネルと第１変位計及び第２変位計との位置関係を示す模式平面図である。
【図８】図８Ａは、インストルメントパネルとボディとの取付位置周辺の基準位置データの一例を示す説明図であり、図８Ｂは、カメラにより撮像されるインストルメントパネルとボディとの取付位置周辺の画像データの一例を示す説明図である。
【図９】図９Ａは、インストルメントパネルとボディとの取付位置周辺の基準位置データの変形例を示す説明図であり、図９Ｂは、カメラにより撮像されるインストルメントパネルとボディとの取付位置周辺の画像データの変形例を示す説明図である。
【図１０】本実施形態に係るインストルメントパネルの取付方法の各工程の一例を示すフローチャートである。
【図１１】インパネセット操作の各工程の一例を示すフローチャートである。
【図１２】インストルメントパネルの姿勢を作業ロボットにより変化させている状態を示す動作説明図である。
【図１３】インストルメントパネルを車室内に投入する際の動作説明図である。
【図１４】作業ロボットによりボルトを取り出す際の動作説明図である。
【図１５】プリセット台のボルトがナットランナより受け取られる際の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係るインストルメントパネルの取付方法について、この取付方法を実施する取付装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は、本実施の形態に係るインストルメントパネルの取付装置１０が配置される作業ステーション１２の斜視説明図である。
【００２１】
作業ステーション１２は、自動車（車両）のボディ（車体）１４を台車１５に搭載してピッチ搬送する搬送ライン１６を備える。取付装置１０は、アシスト機１８と、ボディ１４の両側に配置される右側の作業ロボット２０及び左側の作業ロボット２２とを備え、ボディ１４の車室１４ａ内にインストルメントパネル（インパネ）２４を自動的に組み付ける装置である。ボディ１４は、生産工程における最終製品前のものであり、ドアや窓ガラス等が取り付けられる前段階のものである。
【００２２】
図２及び図３に示すように、インストルメントパネル２４の長手方向（車幅方向）両側面には、このインストルメントパネル２４をボディ１４に取り付けるための側方固定孔２５ａ、２５ｂと、後述するインパネ把持手段７８が係合する把持穴（基準把持部）２６とが形成されている。側方固定孔２５ａ、２５ｂは、把持穴２６よりも先端側で縦方向（Ｈ方向）に並列された貫通孔である。把持穴２６は、縦方向に長い孔であり、インストルメントパネル２４を把持する際の基準となるように正確な位置及び寸法で設けられている。把持穴２６は、例えば複数のピン孔等であってもよい。
【００２３】
アシスト機１８は、インパネ取り出しステーション２８の上方に位置し、ボディ１４の搬送方向（矢印Ｔ方向）に延在する第１枠体３０を備える。図１及び図２に示すように、第１枠体３０には、互いに対向して前進用シリンダ３２と後退用シリンダ３４とが配設される。第１枠体３０は、矢印Ｔ方向に延在する一対のスライドレール３８を有し、スライドレール３８には、それぞれ複数のローラ４０を介して第２枠体４２が矢印Ｔ方向に進退可能に支持される。第２枠体４２には、矢印Ｂ方向に互いに対向して搬入用シリンダ４４と搬出用シリンダ４６とが設けられる。
【００２４】
第２枠体４２は、矢印Ｂ方向に延在する一対のスライドレール５０を有し、スライドレール５０には、それぞれ複数のローラ５２を介して、第３枠体５４が矢印Ｂ方向に進退可能に支持される。
【００２５】
第３枠体５４には、第１板部材５６と第２板部材５８とが設けられる。第１板部材５６には、前進用シリンダ３２のロッド３２ａの先端部と、後退用シリンダ３４のロッド３４ａの先端部とが固着される。第２板部材５８には、搬入用シリンダ４４のロッド４４ａの先端部と、搬出用シリンダ４６のロッド４６ａの先端部とが固着される。
【００２６】
第３枠体５４には、シリンダ６０が鉛直方向に向かって配置されており、このシリンダ６０から下方に延在するロッド（図示せず）がスライドガイド６２の内部に配設される。シリンダ６０のロッドの下端には、昇降端部６４が連結されると共に、この昇降端部６４には、水平方向に延在してアーム部６６の一端が支持される。後述するように、アーム部６６に支持されるインストルメントパネル２４の矢印Ｈ方向の荷重、あるいは、インパネ把持手段７８にかかる反力を感知するために、例えば、昇降端部６４に力覚センサ６７が設けられる（図２参照）。
【００２７】
アーム部６６は、ベアリング（図示せず）を介して軸回りに回転自在であり、ロックシリンダ６８を介して所定の回転角度位置に固定可能である。ロックシリンダ６８は、スライドガイド６２に支持されると共に、ロックシリンダ６８から下方に延在するロッド６８ａがアーム部６６に連結される（図２参照）。
【００２８】
図２に示すように、アーム部６６には、一対のシリンダ７０が互いに反対方向に向かって固定される。このシリンダ７０から延在するロッド７０ａには、それぞれインパネ支持アーム（支持アーム）７２が連結される。インパネ支持アーム７２は、アーム部６６に設けられたガイドレール７４に沿って進退可能であると共に、それぞれの先端部には、インストルメントパネル２４の各把持穴２６に係合する結合部材（係合突起）７６が設けられる。結合部材７６は、把持穴２６の穴形状に対応した縦方向に長い断面角形形状の突起である。
【００２９】
図４に示すように、インパネ支持アーム７２の側面には、結合部材７６の位置（中心位置）を示す基準ターゲット７７が設けられている。基準ターゲット７７は、例えば円及び十字の複合形状で画像識別可能なマーキングであり、作業ロボット２０、２２に搭載された撮影部（センシング手段）１００（図２及び図５参照）によって明確に識別される色に着色されている。基準ターゲット７７は、側方視で、結合部材７６及び把持穴２６と重なる位置、具体的には、結合部材７６（及び把持穴２６）の中心位置に設けられている。これにより、撮影部１００は把持穴２６の位置を正確に検出し、インストルメントパネル２４の姿勢及び位置を正確に求めることができる。なお、基準ターゲット７７は、例えば結合部材７６の上下方向で並列に２つ設けてもよい。
【００３０】
把持穴２６の位置を示す基準ターゲット７７は、側方固定孔２５ａ、２５ｂの近傍に設けられることから、その誤差の少ない代替位置表示手段として利用可能であり、特に、樹脂部材特有の寸法誤差が存在し得るインストルメントパネル２４において好適である。
【００３１】
図１及び図２に示すように、一対のシリンダ７０及び一対のインパネ支持アーム７２により、インパネ把持手段７８が構成される。アーム部６６の両端には、連結手段８０を構成する操作レバー８２がそれぞれ固着される。この操作レバー８２は、略円柱状を有し、中央部分には、縮径した把持部８４が形成される。
【００３２】
第２枠体４２には、インパネ把持手段７８が固定された第３枠体５４をＢ方向（車幅方向）について位置調整をする調整手段（車幅方向調整手段）８５が設けられる。調整手段８５は、搬入用シリンダ４４、搬出用シリンダ４６、第２枠体４２の位置を計測するリニアエンコーダ８９とサーボ弁（図示せず）と、ブレーキ８６とを有して構成される。サーボ弁は、搬入用シリンダ４４及び搬出用シリンダ４６に対する供給流体量を調整し、第２枠体４２を高精度に位置決めする。調整手段８５は流体手段に限らず、例えばボールねじ機構等を用いてもよい。調整手段８５を構成するブレーキ８６は、第３枠体５４の矢印Ｂ方向両端に設けられ、第２枠体４２に延設されたスライドレール５０の両面に近接して配置されると共に、該スライドレール５０を挟持することで第３枠体を任意の位置に停止させるディスクブレーキ型である。なお、調整手段として、搬入用シリンダ４４及び搬出用シリンダ４６や作業ロボット２０、２２を用いてもよい。また、ブレーキ８６は、スライドレールを挟持する構成以外、例えば、専用のブレーキレールを設け、これを挟持するようにしてもよい。
【００３３】
第１枠体３０の矢印Ｔ方向先端縁部及び先端部には、投入位置検出用の第１リミットスイッチ８８ａと、前進端検出用の第２リミットスイッチ８８ｂとが設けられる。第１枠体３０の矢印Ｔ方向後端部には、原位置検出用の第３リミットスイッチ８８ｃが設けられる。第２枠体４２の矢印Ｂ方向両端には、送り端位置検出用の第４リミットスイッチ８８ｄと、戻り端位置検出用の第５リミットスイッチ８８ｅとが設けられる。
【００３４】
アシスト機１８は、インパネ把持手段７８を介してインパネ取り出しステーション２８からインストルメントパネル２４を把持して取り出し、自動搬送して車室１４ａ内に投入した後、作業ロボット２０によるインストルメントパネル２４のボディ１４への組み付け作業時に、該インストルメントパネル２４の重量を保持するアシスト機能（自重補償機能）を有する。このため、インストルメントパネル２４を車室１４ａで所定の姿勢や位置にセットする際に、作業ロボット２０、２２に付与されるインストルメントパネル２４の荷重負担が有効に軽減される。これにより、作業ロボット２０、２２を良好に小型化することができ、取付装置１０全体の小型化及び簡素化が容易に図られると共に、インストルメントパネル２４の取付作業が迅速に且つ効率的に遂行可能になる。
【００３５】
右側の作業ロボット２０及び左側の作業ロボット２２は、同様に構成されており、以下に、作業ロボット２０の構成について説明し、作業ロボット２２には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００３６】
図２に示すように、作業ロボット２０（２２）は、旋回自在なロボット本体９０を備え、このロボット本体９０を構成するアーム９２の先端部に手首部９４が設けられる。手首部９４には、ハンド部９６、ナットランナユニット９８、撮影部１００、及び第１変位計１１２が装着されている。
【００３７】
ハンド部９６は、図示しないアクチュエータを介して開閉自在な一対の爪部１０２を備え、インパネ把持手段７８の操作レバー８２と連結手段８０を構成すると共に、ボルト１５０（図１参照）を把持する手段も構成している。
【００３８】
ナットランナユニット９８は、手首部９４の先端に装着される一対のロッドレスシリンダ１０３ａ、１０３ｂを備える。ロッドレスシリンダ１０３ａ、１０３ｂには、スライダ１０４ａ、１０４ｂを介してナットランナ１０６ａ、１０６ｂが装着される。
【００３９】
図１に示すように、作業ロボット２０及び作業ロボット２２に近接して、インストルメントパネル２４をボディ１４に取り付けるためのボルト１５０を収容するボルトストック部１５２と、該ボルトストック部１５２から取り出される２本のボルト１５０を整列させるプリセット台１５４とが設けられる。
【００４０】
図２に示すように、撮影部１００はカメラ１０８を備える。カメラ１０８は、インパネセット確認や取付位置のずれ確認等に用いられるＣＣＤ型やＣＭＯＳ型等のセンシング手段（画像センサ）を構成する。
【００４１】
図１及び図５に示すように、ボディ１４には、インストルメントパネル２４を取り付けるための取付ブラケット１１０が左右に設けられている。取付ブラケット１１０は、ボディ１４のＡピラー１１９の下方部に設けられており、車幅軸方向（矢印Ｂ方向）に略直交する面（Ｔ・Ｈ平面）を有し、側面に開口したインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂが設けられている。インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂは、インストルメントパネル２４の側方固定孔２５ａ、２５ｂに対応して縦方向に並列しており、ボルト１５０が挿通可能で且つカメラ１０８で撮像可能なように、ボディ１４の側方又はその近傍に設けるとよい。
【００４２】
すなわち、搬送されたボディ１４の左右側方近傍に、各作業ロボット２０、２２の各カメラ１０８が取付ブラケット１１０を撮像可能に配置されることで、各カメラ１０８により、ボディ１４の左右両側でインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ及び基準ターゲット７７の周辺を撮像することができる。
【００４３】
図１に示すように、インパネ取り出しステーション２８には、該インパネ取り出しステーション２８に保持されたインストルメントパネル２４を計測する第２変位計１１６が設けられている。
【００４４】
本実施形態の場合、作業ロボット２０、２２に設けられた一対の前記第１変位計１１２により、作業ステーション１２に搬入されたボディ１４の左右両側対称位置に設けられた車体側測定基準部１２０の車幅方向位置の計測が行われる（図７参照）。同様に、インパネ取り出しステーション２８に設けられた一対の前記第２変位計１１６により、ボディ１４の車室１４ａ内に搬入される前のインストルメントパネル２４の左右両側対称位置に設けられたインパネ側測定基準部１２２の車幅方向位置の計測が行われる（図７参照）。
【００４５】
車体側測定基準部１２０は、ボディ１４のＡピラー１１９の下方部におけるドアヒンジ取付面（取付ブラケット１１０の表面）であり、第１変位計１１２での確実な計測を考慮して、例えば縦横３０ｍｍ程度の平面が確保されていればよい。車体側測定基準部１２０は、車幅軸方向（矢印Ｂ方向）に略直交する面（Ｔ・Ｈ平面）を有する部分であることが望ましく、ドアヒンジ取付面以外にも、例えば、Ａピラー１１９の下方部で、インストルメントパネル２４が取り付けられる位置と同じ程度の高さのボディ面１２４（図１参照）としてもよい。
【００４６】
インパネ側測定基準部１２２は、インストルメントパネル２４における側方部で、車幅側方軸に略直交する平面部であり、第２変位計１１６での確実な計測を考慮して、例えば縦横３０ｍｍ程度の平面が確保されていればよい。インパネ側測定基準部１２２は、第２変位計１１６の計測専用に設けてもよいし、インストルメントパネル２４における側方の適当な部分を選んで用いてもよい。
【００４７】
第１変位計１１２及び第２変位計１１６としては、レーザ変位計や接触式変位計を用いればよい。なお、第１変位計１１２としては、作業ロボット２０、２２の手首部９４に設けられることや、計測の容易さ等を考慮すると、非接触式で高精度の計測が可能なレーザ変位計がより好適である。
【００４８】
図６は、取付装置１０の制御系統の構成を示すブロック説明図である。図６に示すように、取付装置１０の制御系統は、第１変位計１１２及び第２変位計１１６からの計測情報（位置情報）が入力されるインターフェース１３０と、作業ロボット２０、２２の各カメラ１０８で撮影した画像情報が入力される画像処理装置１３２と、インターフェース１３０及び画像処理装置１３２から入力される情報（位置情報及び画像情報）に所定の演算処理を行う演算部１３４と、演算部１３４からの演算結果が入力されると共に、入力された演算結果及び予めティーチングされたプログラムに基づき、アシスト機１８及び作業ロボット２０、２２を駆動制御する主制御装置１３６とを有する。
【００４９】
次に、演算部１３４が主に実施する２つの演算処理について説明する。
【００５０】
第１に、演算部１３４は、図７に示すように、第１変位計１１２からの位置情報によりボディ中心位置Ｃ１を求め、第２変位計１１６からの位置情報によりインパネ中心位置Ｃ２とを求め、さらにボディ中心位置Ｃ１とインパネ中心位置Ｃ２の間の中心差ΔＣを求める演算処理を実施する。
【００５１】
この場合、ボディ中心位置Ｃ１は、作業ステーション１２に搬入されたボディ１４の左右両側の車体側測定基準部１２０を各第１変位計１１２で計測して得られるボディ左距離Ｌ１及びボディ右距離Ｒ１から、平面視でのボディ１４の車幅方向に関する中心位置として算出される。同様に、インパネ中心位置Ｃ２は、車室１４ａ内への搬入前にインパネ取り出しステーション２８上にあるインストルメントパネル２４の左右両側のインパネ側測定基準部１２２を各第２変位計１１６で計測して得られるインパネ左距離Ｌ２及びインパネ右距離Ｒ２から、平面視でのインストルメントパネル２４の車幅方向に関する中心位置として算出される。
【００５２】
そこで、主制御装置１３６では、演算部１３４から中心差ΔＣが主制御装置１３６に供給されると、車幅方向調整部１３８により、アシスト機１８における調整手段８５や作業ロボット２０、２２を適宜駆動制御し、中心差ΔＣを解消するために、インストルメントパネル２４の車幅方向位置を調整する。
【００５３】
第２に、演算部１３４は、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、撮影部１００を構成するカメラ１０８で撮影された画像情報が画像処理装置１３２から供給されると、比較部１４０において、撮影情報と予め所定の記憶手段に記憶している位置データ１４２とを比較し、その位置ずれ量を求める演算処理を実施する。
【００５４】
この場合、位置データ１４２は、図８Ａに示すように、インストルメントパネル２４がボディ１４の所定の取付位置に位置決めされた状態を示す基準位置データ（マスターデータ）であり、インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ及び基準ターゲット７７の相互の基準位置関係を示すものでもある。図８Ａに示すように、インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂの基準位置データをインパネ取付孔基準位置１１１ａＭ、１１１ｂＭと称し、基準ターゲット７７の基準位置データを基準ターゲット基準位置７７Ｍと称する。
【００５５】
比較部１４０は、カメラ１０８で撮像した画像情報である画像データ１４４（図８Ｂ参照）から得られる実際のインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ及び基準ターゲット７７の位置を、図８Ａの位置データ１４２に示されるインパネ取付孔基準位置１１１ａＭ、１１１ｂＭ及び基準ターゲット基準位置７７Ｍの位置と比較し、比較結果としてその位置ずれ量（位置ずれ方向も含む）を算出する。
【００５６】
すなわち、図８Ｂに示すように、演算部１３４では、例えばテンプレートマッチングにより、得られた画像データ１４４のインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂのインパネ取付孔基準位置１１１ａＭ、１１１ｂＭに対する位置ずれ量（Ａ１ｘ、Ａ１ｙ）、（Ａ２ｘ、Ａ２ｙ）と、基準ターゲット７７の基準ターゲット基準位置７７Ｍに対する位置ずれ量（Ｂｘ、Ｂｙ）とをそれぞれ求める。
【００５７】
そこで、比較部１４０において、求めた位置ずれ量（Ａ１ｘ、Ａ１ｙ）、（Ａ２ｘ、Ａ２ｙ）、（Ｂｘ、Ｂｙ）が、位置データ１４２にて予め設定された許容ずれ範囲（所定近接範囲）ＲＡ１、ＲＡ２、ＲＢの範囲内にあるか否かを比較・判定する。各位置ずれ量が許容ずれ範囲内にある場合には、演算部１３４は、インストルメントパネル２４の側面視（車体前後方向）でのセット位置がＯＫであることを主制御装置１３６に供給する。一方、各位置ずれ量の少なくとも一つが許容ずれ範囲外にある場合には、演算部１３４は、インストルメントパネル２４の側面視（車体前後方向）でのセット位置がＮＧであることを主制御装置１３６に供給する。従って、主制御装置１３６では、前後方向調整部１４６により、アシスト機１８及び作業ロボット２０、２２を適宜駆動制御し、各位置ずれ量（Ａ１ｘ、Ａ１ｙ）、（Ａ２ｘ、Ａ２ｙ）、（Ｂｘ、Ｂｙ）が許容ずれ範囲（所定近接範囲）ＲＡ１、ＲＡ２、ＲＢの範囲内となるように、インストルメントパネル２４の車体前後方向位置（角度姿勢及び車体上下方向位置を含む）を調整する（図８Ｂ参照）。これにより、同時に、インストルメントパネル２４の側方固定孔２５ａ、２５ｂも図８Ｂ中の矢印Ｄ１、Ｄ２に示すように調整され、インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂに一致する。
【００５８】
なお、位置データ１４２は、図８Ａに示すような画像形式以外、例えば数値データやベクトルデータ等であってもよい。
【００５９】
例えば、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂを基準として基準ターゲット７７の位置をベクトルＶＡ、ＶＢで表すこともできる。この場合、比較部１４０は、先ず、カメラ１０８で撮像した画像データ１４４ａ（図９Ｂ参照）から得られる実際のインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ及び基準ターゲット７７の位置を、位置データ１４２ａ（図９Ａ参照）に示されるインパネ取付孔基準位置１１１ａＭ、１１１ｂＭ及び基準ターゲット基準位置７７Ｍの位置と比較し、比較結果としてその位置ずれ量（位置ずれ方向も含む）を算出する。
【００６０】
すなわち、図９Ｂに示すように、演算部１３４では、例えばテンプレートマッチングにより、得られた画像データ１４４ａについて、インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ及び基準ターゲット７７の位置座標（Ｔ０、Ｈ０）をそれぞれ求める。図９Ｂでは、インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂがインパネ取付孔基準位置１１１ａＭ、１１１ｂＭに一致している場合を例示している。そこで、インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ（インパネ取付孔基準位置１１１ａＭ、１１１ｂＭ）を基準としたベクトルＶＡ、ＶＢの指し示す基準ターゲット基準位置７７Ｍの位置と、実際の基準ターゲット７７の位置との差ベクトルΔＶを求める。この差ベクトルΔＶが基準ターゲット７７のずれ量及びずれ方向を示している。
【００６１】
そこで、比較部１４０において、求めた差ベクトルΔＶが、位置データ１４２ａにて予め設定された許容ずれ範囲（所定近接範囲）ＲＢの範囲内にあるか否かを比較・判定する。図８Ａ及び図８Ｂに示す場合と同様に、差ベクトルΔＶが許容ずれ範囲ＲＢ外にある場合には、演算部１３４は、インストルメントパネル２４の側面視（車体前後方向）でのセット位置がＮＧであることを主制御装置１３６に供給し、前後方向調整部１４６の制御下に、アシスト機１８及び作業ロボット２０、２２を適宜駆動制御し、実際のインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ及び基準ターゲット７７が図９Ａに示す基準位置関係（つまり、ベクトルＶＡ及びＶＢで示される相関的な位置関係）となるように、インストルメントパネル２４の車体前後方向位置及び姿勢を調整する（図９Ｂ参照）。
【００６２】
次に、基本的には以上のように構成される取付装置１０を用いたインストルメントパネルの取付方法について、図１０のフローチャートに基づいて説明する。
【００６３】
先ず、アシスト機１８の動作について説明すると、このアシスト機１８では、工程開始前に所定の原位置に待機していたインパネ把持手段７８が、インパネ取り出しステーション２８に配置されているインストルメントパネル２４上に移動し位置決めされる。そして、シリンダ６０が駆動されることにより、図示しないロッドを介して昇降端部６４が下降する。
【００６４】
昇降端部６４には、インパネ把持手段７８が装着されており、インパネ把持手段７８は、インパネ取り出しステーション２８上のインストルメントパネル２４に対向して配置される。その際、ロックシリンダ６８が付勢されており、ロッド６８ａの伸縮動作が規制されるため、アーム部６６は、回動不能に支持される。
【００６５】
この状態で、シリンダ７０、７０が駆動され、ロッド７０ａ、７０ａが互いに近接する方向に移動することによってインパネ支持アーム７２、７２がインストルメントパネル２４の両側部に当接する。従って、結合部材７６が、インストルメントパネル２４の各把持穴２６に挿入されると共に、インパネ把持手段７８は、インストルメントパネル２４を把持する（ステップＳ１）。
【００６６】
ステップＳ２では、インパネ取り出しステーション２８上にあるインストルメントパネル２４の車幅方向位置の計測を行う。すなわち、図６及び図７に示すように、インパネ取り出しステーション２８の両側に配置された第２変位計１１６により、インストルメントパネル２４の長手方向両側のインパネ側測定基準部１２２を計測し、得られるインパネ左距離Ｌ２とインパネ右距離Ｒ２とから、インストルメントパネル２４の平面視でのインパネ中心位置Ｃ２を演算部１３４で算出し（図７参照）、所定の記憶手段に記憶しておく。
【００６７】
次いで、シリンダ６０が逆方向に駆動されることにより、インパネ把持手段７８は、インストルメントパネル２４を把持した状態で上昇し、所定の高さ位置に配置され、インパネ取り出しステーション２８から取り出される（ステップＳ３）。
【００６８】
ステップＳ４では、前進用シリンダ３２が駆動され、ロッド３２ａが矢印Ｔ方向に進出すると、このロッド３２ａに固着されている第１板部材５６は、矢印Ｔ方向に押圧される。このため、第２枠体４２は、ローラ４０の回転作用下に、スライドレール３８に沿って矢印Ｔ方向に所定の位置まで移動し、第１リミットスイッチ８８ａがオンされる際に、ブレーキ８６が作動され第２枠体４２の移動が停止される。これにより、インストルメントパネル２４が車室１４ａ内への投入姿勢に変化される所定位置に位置決めされる。
【００６９】
ステップＳ５では、この停止位置で、作業ロボット２０のハンド部９６を構成する一対の爪部１０２により、インパネ把持手段７８に設けられている一方の操作レバー８２を把持する。その際、操作レバー８２の略中央側には、小径な把持部８４が形成されており、一対の爪部１０２が把持部８４を把持することにより、操作レバー８２の所定の位置を確実に把持することができる。そこで、ロックシリンダ６８がオフされて大気開放された状態で、作業ロボット２０は、ハンド部９６が所定の方向に旋回、回転及び移動等の動作を行う。これにより、操作レバー８２を介してアーム部６６の角度位置が調整される。
【００７０】
すなわち、図１２に示すように、作業ロボット２０は、ハンド部９６の移動作用下に、インパネ把持手段７８を矢印Ｒ１方向に旋回させてインストルメントパネル２４の角度を所定の投入姿勢に姿勢変換させる。この際、アーム部６６を支持する昇降端部６４に設けられた力覚センサ６７により、アーム部６６の回動時に該力覚センサ６７によって検知される反力が０又は微少量に近似するように、ロックシリンダ６８が制御される。
【００７１】
このようにインストルメントパネル２４が前記投入姿勢に変換された後、ロックシリンダ６８が付勢されてロッド６８ａの伸縮動作が規制され、アーム部６６が保持される。
【００７２】
そこで、ステップＳ６では、前進用シリンダ３２の駆動作用下に、第２枠体４２が矢印Ｔ方向に移動し、第２リミットスイッチ８８ｂがオンされる際に、ブレーキ８６が作用してアシスト操作開始位置に移動する。続いて、搬入用シリンダ４４の駆動作用下に、第３枠体５４が矢印Ｂ方向に移動し、インストルメントパネル２４がボディ１４の車室１４ａ内に自動的に投入されると共に、第４リミットスイッチ８８ｄがオンされる際に、ブレーキ８６が作用して車室１４ａ内の所定位置に配置される（インパネ自動搬送モード）。
【００７３】
具体的には、アシスト機１８では、図１３に示すように、搬入用シリンダ４４の駆動作用下に、ロッド４４ａの先端部に固着される第２板部材５８が矢印Ｂ方向に押圧される。このため、第３枠体５４は、第２枠体４２のスライドレール５０に沿って矢印Ｂ方向に移動し、インストルメントパネル２４が自動的に車室１４ａ内に投入される。
【００７４】
次いで、ステップＳ７において、インパネ把持手段７８の両側の操作レバー８２がそれぞれ作業ロボット２０、２２のハンド部９６によって把持される。各操作レバー８２の各ハンド部９６による把持が完了するまでは当該ステップＳ７が繰り返される（ステップＳ７のＮＯ）。各操作レバー８２が各ハンド部９６により把持されたと判断されると（ステップＳ７のＹＥＳ）、続いてステップＳ８が実行される。
【００７５】
ステップＳ８において、アシスト機１８は、インパネ自動搬送モードからインパネアシスト搬送モードに切り換えられると共に、アシスト機１８のアシスト作用下に、作業ロボット２０、２２は、インストルメントパネル２４を把持するインパネ把持手段７８を左右両側から操作して、車室１４ａ内に配置されたインストルメントパネル２４の角度をボディ１４（取付ブラケット１１０）に取り付けるための所定のセット姿勢に変化させる。
【００７６】
すなわち、ロックシリンダ６８がオフされて大気開放された状態で、作業ロボット２０、２２は、図１２に示すようにハンド部９６が所定の方向に旋回、回転及び移動等の動作を行う。これにより、操作レバー８２を介してアーム部６６の角度位置が調整される。従って、インストルメントパネル２４は、姿勢が変化され、前記セット姿勢に配置された後、ロックシリンダ６８が付勢されてロッド６８ａの伸縮動作が規制され、アーム部６６が保持される。
【００７７】
このようにインストルメントパネル２４が車室１４ａ内で所定のセット姿勢に姿勢変換されると、次に、ステップＳ９におけるインパネセット操作が実行される。
【００７８】
ここで、ステップＳ９のインパネセット操作について、図１１のフローチャートを参照して説明する。このインパネセット操作では、先ず、インストルメントパネル２４の車幅方向位置を補正し、次に、インストルメントパネル２４の車体前後方向位置を補正し、これにより、インストルメントパネル２４を正確に且つ迅速にボディ１４に取付可能なセット位置に配置する。
【００７９】
先ず、ステップＳ９１〜Ｓ９３において、インストルメントパネル２４の車幅方向位置を補正する。
【００８０】
ステップＳ９１では、ボディ１４の車幅方向位置の計測を行う。すなわち、インストルメントパネル２４を把持したインパネ把持手段７８を左右両側から操作する作業ロボット２０、２２に搭載された各第１変位計１１２により、ボディ１４の左右両側の車体側測定基準部１２０を計測し、得られるボディ左距離Ｌ１とボディ右距離Ｒ１とから、演算部１３４によりボディ１４の平面視でのボディ中心位置Ｃ１を算出する（図７参照）。
【００８１】
続いて、ステップＳ９２において、ステップＳ２で算出したインパネ中心位置Ｃ２と、ステップＳ９１で算出したボディ中心位置Ｃ１とについて、その中心差ΔＣ（図７参照）を算出する。
【００８２】
そこで、ステップＳ９３では、求めた中心差ΔＣが演算部１３４から主制御装置１３６に供給されることにより、車幅方向調整部１３８の制御下に、調整手段８５を駆動制御して、インパネ中心位置Ｃ２をボディ中心位置Ｃ１に一致又は略一致させて中心差ΔＣを所定の許容範囲内にするため、インストルメントパネル２４の車幅方向位置を補正する。
【００８３】
具体的には、車幅方向調整部１３８は、主制御装置１３６から供給されるリニアエンコーダ８９の信号を参照しつつ調整手段８５を駆動制御し、ブレーキ８６を開放させた状態で、中心差ΔＣが０（又は所定の許容範囲内）となるようにインストルメントパネル２４の車幅方向位置を調整する。そして、中心差ΔＣが実質的に０になった時点でブレーキ８６を作用させ、第２枠体４２の位置を固定する。勿論、最初の計測時に得られた中心差ΔＣが０である場合には、調整手段８５によるインストルメントパネル２４の車幅方向位置の調整（ステップＳ９３）は省略可能である。
【００８４】
なお、中心差ΔＣを解消すべくインストルメントパネル２４の車幅方向位置を調整する手段は、調整手段８５以外であってもよく、例えば、作業ロボット２０、２２を用いてもよい。この場合、アシスト機１８によりインストルメントパネル２４の重量が保持されているため、作業ロボット２０、２２の重量負担は少ないため、高精度な調整が可能である。
【００８５】
次に、ステップＳ９４〜Ｓ９６において、インストルメントパネル２４の車体前後方向位置を補正する。
【００８６】
ステップＳ９４では、ボディ１４へのインストルメントパネル２４の取付位置周辺の画像撮影（センシング）を行う。すなわち、インストルメントパネル２４を把持したインパネ把持手段７８を左右両側から操作する作業ロボット２０、２２に搭載された各カメラ１０８により、図５に示すようにインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ及び基準ターゲット７７を側方から撮像して画像データ１４４（車体右側の場合、図８Ａ及び図８Ｂ参照）を取得し、これらの位置を算出する（センシング工程）。
【００８７】
続いて、ステップＳ９５において、比較部１４０は、ステップＳ９４で取得した実際のインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ及び基準ターゲット７７の位置と、位置データ１４２のインパネ取付孔基準位置１１１ａＭ、１１１ｂＭ及び基準ターゲット基準位置７７Ｍの位置とを比較し、比較結果として図８Ｂに示すように各位置ずれ量（Ａ１ｘ、Ａ１ｙ）、（Ａ２ｘ、Ａ２ｙ）、（Ｂｘ、Ｂｙ）を算出する（比較工程）。さらに、この結果により、実際のインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ及び基準ターゲット７７が、インパネ取付孔基準位置１１１ａＭ、１１１ｂＭ及び基準ターゲット基準位置７７Ｍと一致、つまり許容ずれ範囲ＲＡ１、ＲＡ２、ＲＢ範囲内にあるか否かを判定する。
【００８８】
そこで、ステップＳ９６では、カメラ１０８によるセンシング制御下に、実際のインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ及び基準ターゲット７７を、許容ずれ範囲ＲＡ１、ＲＡ２、ＲＢ範囲内にするべく、前後方向調整部１４６の制御下に、アシスト機１８及び作業ロボット２０、２２が適宜駆動制御する。これにより、インストルメントパネル２４の車体前後方向位置（角度も含む）を調整し（図８Ｂ参照）、同一のボルト１５０で共に締結されるインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂと側方固定孔２５ａ、２５ｂとを一致させる。勿論、最初の計測時に得られたインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ及び基準ターゲット７７が、全て許容ずれ範囲ＲＡ１、ＲＡ２、ＲＢ範囲内にある場合には、インストルメントパネル２４の車体前後方向位置の調整（ステップＳ９６）は省略可能である。
【００８９】
なお、上記の説明は、ボディ１４の右側における処理について例示したが左側についても同時並行的に実行される。厳密にはインストルメントパネル２４の右方部と左方部は独立的に調整することはできないが、実際上はインストルメントパネル２４が樹脂の長尺形状材であることから僅かな弾性を有しており、実質的には左右独立的な調整が可能である。
【００９０】
設計条件によっては、ステップＳ９１〜Ｓ９３による車幅方向位置の補正と、ステップＳ９４〜Ｓ９６による車体前後方向位置の補正を、それぞれ誤差がなくなるまで何度か繰り返して行ってもよい。
【００９１】
このようなステップＳ９（Ｓ９１〜Ｓ９６）が完了すると、次に、ステップＳ１０において、インストルメントパネル２４がボディ１４の所定の取付位置に確実にセットされたか否かを判定する。
【００９２】
この判定は、例えば、作業ロボット２０、２２のカメラ１０８による画像認識等によって実施すればよい。その結果、例えばインパネ取付孔１１１ａと側方固定孔２５ａとがずれている等、インストルメントパネル２４がボディ１４に正しくセットされていないと判断された場合には（ステップＳ１０のＮＯ）、ステップＳ９に戻り、再度インパネセット操作を実行する。この再セット操作では、セット不良と判断された箇所に関する工程のみ（例えば、ステップＳ９４〜Ｓ９６）を再度実行すればよい。一方、インストルメントパネル２４がボディ１４に正しくセットされていると判断された場合には（ステップＳ１０のＹＥＳ）、続いてステップＳ１１を実行する。
【００９３】
ステップＳ１１では、インパネ把持手段７８によるインストルメントパネル２４の把持作用が解除される。具体的には、各シリンダ７０（図２参照）がインストルメントパネル２４の把持時とは逆方向に駆動され、一対のインパネ支持アーム７２がインストルメントパネル２４の両側部から離間する方向に移動する。このため、結合部材７６が把持穴２６から離脱し、インストルメントパネル２４の把持作用が解除される。
【００９４】
ステップＳ１２では、車外への搬出位置にインパネ把持手段７８を移動させる。すなわち、主制御装置１３６の制御下に、作業ロボット２０、２２を駆動すると共に、必要に応じてアシスト機１８を駆動して、インパネ支持アーム７２等がボディ１４や取り付けたインストルメントパネル２４に干渉せずに、インパネ把持手段７８を車室１４ａ内から車外へと円滑に搬出可能な位置へと当該インパネ把持手段７８を移動させる。
【００９５】
ステップＳ１３では、作業ロボット２０、２２によるインパネ把持手段７８の把持を解除する。作業ロボット２０、２２によるインパネ把持手段７８の把持解除が完了するまでは当該ステップＳ１３が繰り返され（ステップＳ１３のＮＯ）、把持解除が完了すると（ステップＳ１３のＹＥＳ）、次にステップＳ１４ａ、Ｓ１４ｂが実行される。
【００９６】
ステップＳ１４ａは、アシスト機１８の動作に関する工程であり、アシスト機１８がインパネアシスト搬送モードからインパネ自動搬送モードに変更されると共に、搬出用シリンダ４６の駆動作用下に、第３枠体５４が矢印Ｂ方向と反対方向に移動し、インパネ把持手段７８が車室１４ａ外へと自動的に搬出される。
【００９７】
ステップＳ１４ｂは、上記ステップＳ１４ａと同時並行的に実施される工程であり、インパネ把持手段７８の把持を解除した作業ロボット２０、２２により、所定の取付位置にセットされたインストルメントパネル２４をボディ１４にボルト締結する。
【００９８】
すなわち、先ず、図１４に示すように、作業ロボット２０、２２の手首部９４に装着されているハンド部９６は、ボルトストック部１５２に収容されているボルト１５０を把持し、プリセット台１５４上に立位姿勢で整列させる。次いで、プリセット台１５４では、図１５に示すように、立位姿勢で整列されているボルト１５０が回転され、ナットランナユニット９８の各ナットランナ１０６ａ、１０６ｂに対応して位相合わせが行われる。その後、各ナットランナ１０６ａ、１０６ｂにより、それぞれボルト１５０が保持される。
【００９９】
そこで、主制御装置１３６の制御下に、必要に応じてカメラ１０８によりセンシングしつつ、作業ロボット２０、２２が駆動され（図５も参照）、各ナットランナ１０６ａ、１０６ｂに保持されているボルト１５０が、ボディ１４の左右両側のインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ及びこれに対応して位置決めされたインストルメントパネル２４の側方固定孔２５ａ、２５ｂを介してボディ１４側の図示しないナット等に対して締結され、インストルメントパネル２４がボディ１４に組み付けられる。
【０１００】
より具体的には、ロッドレスシリンダ１０３ａ、１０３ｂを介して、ナットランナ１０６ａ、１０６ｂが後退位置に配置されており、例えば、前記ロッドレスシリンダ１０３ａが駆動されて、前記ナットランナ１０６ａが前進する。そして、ナットランナ１０６ａの回転作用下に、このナットランナ１０６ａに保持されているボルト１５０が、インパネ取付孔１１１ａ及び側方固定孔２５ａに対して締結される。その際、ナットランナ１０６ｂは、作業に干渉しない位置に退避している。ナットランナ１０６ａによりボルト締め付け作業が終了すると、ロッドレスシリンダ１０３ａが駆動されて、前記ナットランナ１０６ａが後退する。一方、ロッドレスシリンダ１０３ｂが駆動されて、前記ナットランナ１０６ｂが前進し、前記ナットランナ１０６ｂの回転作用下に、インパネ取付孔１１１ｂ及び側方固定孔２５ｂに対してボルト１５０が締結される。勿論、ナットランナ１０６ａ、１０６ｂによるボルト１５０の締結を同時に実施してもよい。なお、ボディ１４側又はインストルメントパネル２４側の取付孔のいずれか一方が車幅方向（矢印Ｂ方向）に長い長孔になっていると、調整後の組み付けが容易である。
【０１０１】
このようにインストルメントパネル２４のボディ１４への取り付けが完了すると、主制御装置１３６の制御下に、アシスト機１８は所定の原位置へと移動して、次の作業対象であるボディ１４へのインストルメントパネル２４の取付作業へと移行される（ステップＳ１５）。
【０１０２】
以上のように、本実施形態に係るインストルメントパネルの取付装置１０及び取付方法によれば、第１変位計１１２によってボディ１４の左右一対の車体側測定基準部１２０の車幅方向位置としてボディ左距離Ｌ１及びボディ右距離Ｒ１を計測すると共に、第２変位計１１６によってインストルメントパネル２４の左右一対のインパネ側測定基準部１２２の車幅方向位置としてインパネ左距離Ｌ２及びインパネ右距離Ｒ２を計測している。そして、これらのパラメータからボディ１４及びインストルメントパネル２４の平面視の中心位置Ｃ１、Ｃ２と、その中心差ΔＣを求め、該中心差ΔＣを実質的に０とするようにインストルメントパネル２４の車幅方向位置を調整する。
【０１０３】
従って、取り付けられたインストルメントパネル２４の左右両側とボディ１４との間の隙間を略均一にすることができ、高精度な取り付けが可能となると共に、インストルメントパネル２４の建付け品質が向上し、外観も向上する。また、一連のインストルメントパネル２４の取付作業は、取付装置１０を用いて自動的に行われることから基本的に作業者の負担はなく、作業効率が高い。
【０１０４】
車体側測定基準部１２０は、車両のボディのＡピラー１１９の下方部におけるドアヒンジ取付面や取付位置と同じ高さのボディ面にすることにより、側方から第１変位計１１２による計測が容易で且つ正確に行われる。また、車体側測定基準部１２０は、インストルメントパネル２４が取り付けられる箇所に十分近く、しかも略同じ高さの箇所であることから、該インストルメントパネル２４と取付部との間の部品点数は少なく、溶接等による累積誤差がほとんどない。
【０１０５】
ボディ１４は、搬送ライン１６上の搬送に伴う位置誤差があり得るが、第１変位計１１２による計測及びその後の調整により該誤差を吸収することができる。
【０１０６】
インストルメントパネル２４の位置は第２変位計１１６によって直接的に計測されることから、樹脂材特有の寸法誤差がある場合であっても、中心差ΔＣを０にするように調整可能である。
【０１０７】
第１変位計１１２及び第２変位計１１６による計測は、それぞれインストルメントパネル２４の取付工程中に１回だけ行ってもよいし、必要に応じて複数回行ってもよく、例えば、第１変位計１１２による計測をインストルメントパネル２４の調整中にリアルタイムで行い、中心差ΔＣが０となるようにフィードバック制御をしてもよい。
【０１０８】
しかも、本実施形態に係るインストルメントパネルの取付装置１０及び取付方法によれば、インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ及び基準ターゲット７７の位置を側方からカメラ１０８により計測及びセンシングして、その位置が、予め位置データ１４２に設定・記憶された基準位置データに一致するように、インパネ支持アーム７２を調整することにより、側方固定孔２５ａ、２５ｂの車体前後方向での位置（車体上下方向も含む）が適切に補正され、インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂと同軸状に自動調整される。この際、インストルメントパネル２４が所定のセット位置にあるか否かをカメラ１０８を用いた画像処理（センシング）によって、車室１４ａ内にインストルメントパネル２４を仮置きした後、再度インストルメントパネル２４を持ち上げるといった作業が不要であり、インストルメントパネル２４のセット状態の確認を定量的に行うことができるため、インストルメントパネル２４の自動搭載を一層円滑に実行することができる。また、側方固定孔２５ａ、２５ｂとインパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂを正確に同軸調整できるため、インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂを無駄に大径にすることなく、インストルメントパネル２４を高精度に位置決め及び取り付けることができる。
【０１０９】
特に、図８Ｂから諒解されるように、インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂと同軸状に設定すべき側方固定孔２５ａ、２５ｂは、通常、取付ブラケット１１０の陰になって直接的に視認することはできないものであるが、基準ターゲット７７の位置に基づいてインストルメントパネル２４の位置及び向きを調整することにより、側方固定孔２５ａ及び２５ｂを正しい位置にセットすることができる。これらの操作は、基本的には全て自動的に行われることから、効率的であって、作業者の負担が少ない。
【０１１０】
また、インパネ支持アーム７２は、基準把持部の把持穴２６に係合する結合部材７６を有することから、インパネ支持アーム７２によるインストルメントパネル２４の把持位置（姿勢）が正確に規定され、インストルメントパネル２４を正確且つ確実に把持することができる。
【０１１１】
基準ターゲット７７は、側方視で、基準把持部となる把持穴２６及び結合部材７６と重なる位置に設けられていることから、これらの位置が正確に検出され、インストルメントパネル２４の姿勢を正確に求めることができる。
【０１１２】
インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂは複数（上記例では２つ）設けられていることから、インストルメントパネル２４を確実に固定することができると共に、基準ターゲット７７が１つであっても該基準ターゲット７７と共にセンシングすることにより、インストルメントパネル２４の姿勢を正確に求めることができる。勿論、基準ターゲット７７を２つ設定してもよく、インパネ取付孔を１つにしてもよい。
【０１１３】
インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂ、把持穴２６、インパネ支持アーム７２、基準ターゲット７７、位置データ１４２、及び撮影部１００は、それぞれボディ１４を基準とした左右側方に設けられていることから、ボディ１４に対して左右部からインストルメントパネル２４を正確且つ確実に固定することができる。なお、位置データ１４２については、実質的には同じデータを対称変換することにより左右で共用してもよい。
【０１１４】
インパネ支持アーム７２は、作業ロボット２０、２２によって直接又は間接的に把持されている。作業ロボット２０、２２は動作の自由度が高く、インストルメントパネル２４の姿勢調整に適する。また、インパネ支持アーム７２は、自重補償機能によってインストルメントパネル２４の重量がキャンセルされていることから、作業ロボット２０、２２の重量負担が軽減され、より高精度な調整が可能となる。
【０１１５】
また、センシング手段として撮影部１００（カメラ１０８）を用いることにより、非接触計測が可能であって、インパネ取付孔１１１ａ、１１１ｂと基準ターゲット７７との位置関係の把握及びフィードバック制御が容易となっている。
【０１１６】
なお、ステップＳ９で説明したインパネセット操作としては、設計条件や取付条件等によっては、車幅方向の位置決め（ステップＳ９１〜Ｓ９３）及び車体前後方向の位置決め（ステップＳ９４〜Ｓ９６）のいずれか一方の工程のみを実行してもよい。この場合には、不要な工程の実施に要する各構成要素を省略すれば、装置全体として簡素化及び低コスト化が可能となる。
【０１１７】
勿論、車幅方向の位置決め（ステップＳ９１〜Ｓ９３）及び車体前後方向の位置決め（ステップＳ９４〜Ｓ９６）の両工程を実行することにより、インストルメントパネル２４をより精度よくボディ１４に取り付けることができる。特に、上記実施形態で説明したように、先に車幅方向の位置決め（ステップＳ９１〜Ｓ９３）を行い、次に車体前後方向の位置決め（ステップＳ９４〜Ｓ９６）を実行すれば、車体前後方向の位置決め及びその位置補正時に、インストルメントパネル２４の左右側部がボディ１４に干渉することを有効に回避することができるため、好適である。
【０１１８】
本発明は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【符号の説明】
【０１１９】
１０…取付装置 １２…作業ステーション
１４…ボディ １４ａ…車室
１６…搬送ライン １８…アシスト機
２０、２２…作業ロボット ２４…インストルメントパネル
２５ａ、２５ｂ…側方固定孔 ２６…把持穴
２８…インパネ取り出しステーション ７２…インパネ支持アーム
７６…結合部材 ７７…基準ターゲット
７７Ｍ…基準ターゲット基準位置 ７８…インパネ把持手段
８５…調整手段 １００…撮影部
１０８…カメラ １１０…取付ブラケット
１１１ａ、１１１ｂ…インパネ取付孔
１１１ａＭ、１１１ｂＭ…インパネ取付孔基準位置
１１２…第１変位計 １１６…第２変位計
１１９…Ａピラー １２０…車体側測定基準部
１２２…インパネ側測定基準部 １３４…演算部
１３６…主制御装置 １３８…車幅方向調整部
１４０…比較部 １４２、１４２ａ…位置データ
１４４、１４４ａ…画像データ １４６…前後方向調整部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の側方又はその近傍で側面に開口するインパネ取付孔と、インストルメントパネルの側方固定孔とを締結部材により締結し、前記車両の車室内にインストルメントパネルを組み付けるためのインストルメントパネルの取付装置であって、
前記インストルメントパネルの側方に設けられた基準把持部を側方から把持して該インストルメントパネルを任意方向に移動させる支持アームと、
前記支持アームの側面に設けられた画像識別可能な基準ターゲットと、
予め記憶手段に記憶され、前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットの相互の基準位置を示す位置データと、
前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットの位置を側方から計測するセンシング手段と、
前記センシング手段から得られる実際の前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットの位置を、前記位置データが示す前記基準位置と比較する比較部と、
前記比較部の比較結果に基づいて、実際の前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットが前記基準位置となるように前記支持アームを駆動する調整部と、
を有することを特徴とするインストルメントパネルの取付装置。
【請求項２】
請求項１記載のインストルメントパネルの取付装置において、
前記基準把持部は凹部であって、前記支持アームは、該凹部に係合する係合突起を有することを特徴とするインストルメントパネルの取付装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のインストルメントパネルの取付装置において、
前記基準ターゲットは、側方視で、前記基準把持部と重なる位置に設けられていることを特徴とするインストルメントパネルの取付装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のインストルメントパネルの取付装置において、
前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットは、少なくとも一方が複数設けられていることを特徴とするインストルメントパネルの取付装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のインストルメントパネルの取付装置において、
前記インパネ取付孔、前記基準把持部、前記支持アーム、前記基準ターゲット、前記位置データ、及び前記センシング手段は、それぞれ車両を基準とした左右側方に設けられていることを特徴とするインストルメントパネルの取付装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のインストルメントパネルの取付装置において、
前記支持アームは、多関節ロボットによって直接又は間接的に把持されて、
前記調整部は、前記多関節ロボットを介して前記インストルメントパネルの姿勢を調整することを特徴とするインストルメントパネルの取付装置。
【請求項７】
請求項６記載のインストルメントパネルの取付装置において、
前記支持アームは、自重補償機能によって負荷重量が保持されていることを特徴とするインストルメントパネルの取付装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のインストルメントパネルの取付装置において、
前記センシング手段は、１以上のカメラであることを特徴とするインストルメントパネルの取付装置。
【請求項９】
車両の側方又はその近傍で側面に開口するインパネ取付孔と、インストルメントパネルの側方固定孔とを締結部材により締結し、前記車両の車室内にインストルメントパネルを組み付けるためのインストルメントパネルの取付方法であって、
前記インストルメントパネルの側方に設けられた基準把持部を側方から把持して該インストルメントパネルを任意方向に移動させる支持アームの側面に設けられた基準ターゲット、及び前記インパネ取付孔の位置を、センシング手段により側方から計測するセンシング工程と、
前記センシング工程から得られる実際の前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットの位置を、予め記憶手段に記憶された位置データが示す前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットの相互の基準位置と比較する比較工程と、
前記比較工程の比較結果に基づいて、実際の前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットが前記基準位置となるように前記支持アームを駆動する調整工程と、
を有することを特徴とするインストルメントパネルの取付方法。
【請求項１】
車両の側方又はその近傍で側面に開口するインパネ取付孔と、インストルメントパネルの側方固定孔とを締結部材により締結し、前記車両の車室内にインストルメントパネルを組み付けるためのインストルメントパネルの取付装置であって、
前記インストルメントパネルの側方に設けられた基準把持部を側方から把持して該インストルメントパネルを任意方向に移動させる支持アームと、
前記支持アームの側面に設けられた画像識別可能な基準ターゲットと、
予め記憶手段に記憶され、前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットの相互の基準位置を示す位置データと、
前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットの位置を側方から計測するセンシング手段と、
前記センシング手段から得られる実際の前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットの位置を、前記位置データが示す前記基準位置と比較する比較部と、
前記比較部の比較結果に基づいて、実際の前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットが前記基準位置となるように前記支持アームを駆動する調整部と、
を有することを特徴とするインストルメントパネルの取付装置。
【請求項２】
請求項１記載のインストルメントパネルの取付装置において、
前記基準把持部は凹部であって、前記支持アームは、該凹部に係合する係合突起を有することを特徴とするインストルメントパネルの取付装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のインストルメントパネルの取付装置において、
前記基準ターゲットは、側方視で、前記基準把持部と重なる位置に設けられていることを特徴とするインストルメントパネルの取付装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のインストルメントパネルの取付装置において、
前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットは、少なくとも一方が複数設けられていることを特徴とするインストルメントパネルの取付装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のインストルメントパネルの取付装置において、
前記インパネ取付孔、前記基準把持部、前記支持アーム、前記基準ターゲット、前記位置データ、及び前記センシング手段は、それぞれ車両を基準とした左右側方に設けられていることを特徴とするインストルメントパネルの取付装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のインストルメントパネルの取付装置において、
前記支持アームは、多関節ロボットによって直接又は間接的に把持されて、
前記調整部は、前記多関節ロボットを介して前記インストルメントパネルの姿勢を調整することを特徴とするインストルメントパネルの取付装置。
【請求項７】
請求項６記載のインストルメントパネルの取付装置において、
前記支持アームは、自重補償機能によって負荷重量が保持されていることを特徴とするインストルメントパネルの取付装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のインストルメントパネルの取付装置において、
前記センシング手段は、１以上のカメラであることを特徴とするインストルメントパネルの取付装置。
【請求項９】
車両の側方又はその近傍で側面に開口するインパネ取付孔と、インストルメントパネルの側方固定孔とを締結部材により締結し、前記車両の車室内にインストルメントパネルを組み付けるためのインストルメントパネルの取付方法であって、
前記インストルメントパネルの側方に設けられた基準把持部を側方から把持して該インストルメントパネルを任意方向に移動させる支持アームの側面に設けられた基準ターゲット、及び前記インパネ取付孔の位置を、センシング手段により側方から計測するセンシング工程と、
前記センシング工程から得られる実際の前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットの位置を、予め記憶手段に記憶された位置データが示す前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットの相互の基準位置と比較する比較工程と、
前記比較工程の比較結果に基づいて、実際の前記インパネ取付孔及び前記基準ターゲットが前記基準位置となるように前記支持アームを駆動する調整工程と、
を有することを特徴とするインストルメントパネルの取付方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−１１６９１（Ｐ２０１１−１１６９１Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５９２４８（Ｐ２００９−１５９２４８）
【出願日】平成２１年７月３日（２００９．７．３）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月３日（２００９．７．３）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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