ギヤ装置組立て方法
【課題】組立てコストを低減できるギヤ装置組立て方法を提供すること。
【解決手段】変速機の組立て方法は、変速機本体１１と変速機ケース１２とを備える変速機１０を、力覚センサ４９を有する双腕ロボット３０で組み立てる。すなわち、変速機ケース１２を双腕ロボット３０で把持し、この把持した変速機ケース１２を変速機本体１１上に配置し、その後、双腕ロボット３０の力覚センサ４９でハンド４２Ａ、４２Ｂに作用する力を監視しながら、変速機ケース１２を変速機本体１１に接近させ、力覚センサ４９の検出値が所定値を超えることなく、変速機ケース１２が所定高さｈ１まで接近した場合には、変速機ケース１２をさらに接近させて、変速機本体１１に取り付け、変速機ケース１２が所定高さｈ１まで接近する前に、力覚センサ４９の検出値が所定値を超えた場合には、変速機ケース１２を変速機本体１１から離して、再試行する。
【解決手段】変速機の組立て方法は、変速機本体１１と変速機ケース１２とを備える変速機１０を、力覚センサ４９を有する双腕ロボット３０で組み立てる。すなわち、変速機ケース１２を双腕ロボット３０で把持し、この把持した変速機ケース１２を変速機本体１１上に配置し、その後、双腕ロボット３０の力覚センサ４９でハンド４２Ａ、４２Ｂに作用する力を監視しながら、変速機ケース１２を変速機本体１１に接近させ、力覚センサ４９の検出値が所定値を超えることなく、変速機ケース１２が所定高さｈ１まで接近した場合には、変速機ケース１２をさらに接近させて、変速機本体１１に取り付け、変速機ケース１２が所定高さｈ１まで接近する前に、力覚センサ４９の検出値が所定値を超えた場合には、変速機ケース１２を変速機本体１１から離して、再試行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギヤ装置組立て方法に関する。詳しくは、自動車に搭載されるトランスミッションの組立て方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車には、エンジン出力の回転数やトルクを変えるため、トランスミッションが搭載される。このトランスミッションは、例えば、基部と、この基部上に設けられて複数のギヤやクラッチを有するメインシャフト、カウンタシャフト、およびセカンダリシャフトと、これらを収容するケースと、を有する。
【０００３】
ここで、メインシャフトは、エンジンに接続され、カウンタシャフトは、デファレンシャルアッセンブリに接続される。また、ドライブシャフト、メインシャフト、およびカウンタシャフトのギヤやクラッチは、互いに噛合するか、あるいは、噛合可能な状態となっている。
これらのギヤの噛み合せを変えることで、エンジン出力の回転数やトルクを変えて、デファレンシャルアッセンブリに伝達する。
【０００４】
以上のようなトランスミッションは、基部にシャフトを取り付けておき、この基部を覆うようにケースを取り付けることで、組み立てられる（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２２５８３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、以上のようなトランスミッションでは、ケースの内部に、シャフトのギヤに噛み合うギヤが設けられる場合がある。このようなトランスミッションを組み立てる場合、ケース側のギヤとシャフト側のギヤとの位相を合わせつつ、ケースを取り付ける必要がある。
しかしながら、特許文献１に示された方法では、ギヤの位相を合わせることは考慮しておらず、ケース側にギヤが設けられたトランスミッションを組み立てることはできない。その結果、人手で組み立てることとなるが、このトランスミッションは重量物であるため、組立てコストが増大する、という問題があった。
【０００６】
本発明は、組立てコストを低減できるギヤ装置組立て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】
【０００７】
第１ギヤを有する装置本体と、当該装置本体を収容しかつ前記第１ギヤに噛合する第２ギヤを有するケースと、を備えるギヤ装置を、力覚センサを有するロボットで組み立てるギヤ装置組立て方法であって、前記ケースをロボットで把持し、この把持したケースを前記装置本体上に配置し、その後、前記ロボットの力覚センサでハンドに作用する力を監視しながら、前記ケースを前記装置本体に接近させ、前記力覚センサの検出値が所定値を超えることなく、前記ケースが所定距離まで接近した場合には、前記ケースをさらに接近させて、前記装置本体に取り付け、前記ケースが所定距離まで接近する前に、力覚センサの検出値が所定値を超えた場合には、前記ケースを前記装置本体から離して、再試行することを特徴とするギヤ装置組立て方法。
【０００８】
この発明によれば、力覚センサの検出値が所定値を超えることなく、前記ケースが所定距離まで接近した場合には、第１ギヤと第２ギヤとの位相が一致していると判断できるから、ケースをさらに接近させて、装置本体に取り付ける。一方、ケースが所定距離まで接近する前に、力覚センサの検出値が所定値を超えた場合には、第１ギヤと第２ギヤとの位相が一致していないと判断できるから、ケースを装置本体から離して、再試行する。
つまり、ケースおよび装置本体の距離と、力覚センサの検出値とに基づいて、第１ギヤと第２ギヤとの位相が一致しているか否かを判定する。よって、装置本体側に第１ギヤがありケース側に第２ギヤがあっても、ロボットを用いてケースを装置本体に容易に取り付けることができ、サイクルタイムを短縮して、ギヤ装置の組立てコストを低減できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、力覚センサの検出値が所定値を超えることなく、前記ケースが所定距離まで接近した場合には、第１ギヤと第２ギヤとの位相が一致していると判断できるから、ケースをさらに接近させて、装置本体に取り付ける。一方、ケースが所定距離まで接近する前に、力覚センサの検出値が所定値を超えた場合には、第１ギヤと第２ギヤとの位相が一致していないと判断できるから、ケースを装置本体から離して、再試行する。
つまり、ケースおよび装置本体の距離と、力覚センサの検出値とに基づいて、第１ギヤと第２ギヤとの位相が一致しているか否かを判定する。よって、装置本体側に第１ギヤがありケース側に第２ギヤがあっても、ロボットを用いてケースを装置本体に容易に取り付けることができ、サイクルタイムを短縮して、ギヤ装置の組立てコストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明のケース取付けシステム１により組み立てられるギヤ装置としての変速機１０の分解斜視図である。
変速機１０は、複数のシャフトが設けられた装置本体としての変速機本体１１と、この変速機本体を覆うケースとしての変速機ケース１２と、を備える。
変速機本体１１は、平板状の基部２０と、この基部２０に対して略垂直に延びるメインシャフト２１、カウンタシャフト２２、セカンダリシャフト２３、およびコントロールシャフト２４と、を備える。
【００１１】
基部２０は、シャフト２１〜２４を支持するとともに、変速機１０と図示しないエンジンのクランクシャフトとの間に設けられるトルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）を覆うケースを兼ねる。基部２０の周縁部には、孔２０１が複数設けられている。
【００１２】
メインシャフト２１、カウンタシャフト２２、およびセカンダリシャフト２３の下端は、図示しない軸受を介して基部２０に回転可能に支持される。これらシャフト２１〜２３には、複数のクラッチやギヤが設けられるが、特に、メインシャフト２１およびカウンタシャフト２２には、それぞれ、第１ギヤとしてのリバースギヤ２１１、２２１が設けられている。
【００１３】
変速機ケース１２は、略箱状であり、この変速機ケース１２の上面には、メインシャフト２１、カウンタシャフト２２、およびセカンダリシャフト２３の上端が挿入される環状の軸受１２１、１２２、１２３が設けられている。さらに、変速機ケース１２の上面には、コントロールシャフト２４が挿通される挿通孔１２４や、開口１２５が形成されている。
【００１４】
変速機ケース１２の内側には、第２ギヤとしてのアイドルギヤ１２６が回転可能に支持されており、このアイドルギヤ１２６の周縁の一部は、開口１２５から露出している。
変速機ケース１２の周縁部には、後述の双腕ロボット３０のフィンガ４５１、４６１が挿入される挿入孔１２７が複数設けられている。
【００１５】
この変速機ケース１２を変速機本体１１に取り付けることにより、図１中２点鎖線で示すように、変速機ケース１２のアイドルギヤ１２６は、メインシャフト２１のリバースギヤ２１１およびカウンタシャフト２２のリバースギヤ２２１に噛合する。また、メインシャフト２１、カウンタシャフト２２、およびセカンダリシャフト２３の上端は、変速機ケース１２の軸受１２１、１２２、１２３に挿入されるとともに、コントロールシャフト２４の上端は、挿通孔１２４に挿通される。また、変速機ケース１２の挿入孔１２７は、それぞれ、基部２０の孔２０１上に位置する。
【００１６】
以上の変速機では、メインシャフト２１は、図示しないトルクコンバータに接続され、カウンタシャフト２２は、図示しないデファレンシャルアッセンブリに接続される。そして、メインシャフト２１、カウンタシャフト２２、およびセカンダリシャフト２３のクラッチやギヤの組合せがコントロールシャフト２４により適宜選択されて、これら選択されたギヤやクラッチが互いに噛み合うことにより、エンジンからメインシャフト２１に伝達された動力の回転数やトルクを変えて、デファレンシャルアッセンブリに伝達する。
なお、アイドルギヤ１２６は、メインシャフト２１のリバースギヤ２１１およびカウンタシャフト２２のリバースギヤ２２１に常時噛み合っているが、リバース時にのみ、メインシャフト２１からの動力をカウンタシャフト２２に伝達する。
【００１７】
図２は、ケース取付けシステム１の全体斜視図である。
ケース取付けシステム１は、変速機本体１１を搬送するＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）２が走行するＡＧＶ通路３の途中に設けられており、このケース取付けシステム１には、フリーローラコンベア４により変速機ケース１２が供給される。
【００１８】
ケース取付けシステム１は、フリーローラコンベア４で供給された変速機ケース１２を、ＡＧＶ２上の変速機本体１１に取り付ける。ケース取付けシステム１は、具体的には、ＡＧＶ通路３の近傍に配置された双腕ロボット３０と、この双腕ロボット３０の作業エリア内に設けられた冶具ステーション３１と、双腕ロボット３０作業エリアを囲む壁部３２と、双腕ロボット３０を制御する制御システム３３と、を備える。
【００１９】
ＡＧＶ２は、所定の経路を走行する無人走行台車であり、１台のＡＧＶで１つの変速機本体１１を運搬する。このＡＧＶ２は、双腕ロボット３０近傍の所定の停止位置５で停止する。
【００２０】
フリーローラコンベア４は、変速機ケース１２を運搬するものであり、ＡＧＶ通路３に略直交して設けられ、双腕ロボット３０近傍の所定位置まで延びている。
【００２１】
治具ステーション３１には、双腕ロボット３０のハンドで把持可能な位相合わせ治具６０が載置される。位相合わせ治具６０の構成については後に詳述するが、双腕ロボット３０は、この位相合わせ治具６０を適宜用いて、フリーローラコンベア４により供給された変速機ケース１２を、ＡＧＶ２で搬送される変速機本体１１に取り付ける。
【００２２】
壁部３２は、ＡＧＶ通路３およびフリーローラコンベア４の一部を囲っている。そのため、この壁部３２には、ＡＧＶ２が進入するＡＧＶ進入口３２１と、ＡＧＶ２が退出するＡＧＶ退出口３２２と、フリーローラコンベア４が通るケース搬入口３２３が設けられている。これらＡＧＶ進入口３２１、ＡＧＶ退出口３２２、およびケース搬入口３２３には、作業員の安全確保のためライトカーテン３２４が設けられている。
【００２３】
また、壁部３２のうち、フリーローラコンベア４の先端、治具ステーション３１、およびＡＧＶ２の停止位置５の近傍には、メンテナンス用の扉３２５、３２６、３２７が設けられている。
【００２４】
双腕ロボット３０は、７軸であり、ロボット本体４０と、このロボット本体４０に設けられた２つのマニピュレータ４１Ａ、４１Ｂと、を備える。
【００２５】
２つのマニピュレータ４１Ａ、４１Ｂは、制御システム３３の制御により、協調して動作する。マニピュレータ４１Ａ、４１Ｂは、それぞれ、ワークや治具を把持するためのハンド４２Ａ、４２Ｂと、このハンド４２Ａ、４２Ｂの姿勢や３次元空間の位置を変化させる複数のアーム４３Ａ、４３Ｂと、を備える。
【００２６】
図３は、ハンド４２Ａ、４２Ｂの構造を示す斜視図である。
ハンド４２Ａは、平板状の基部４４と、この基部４４に設けられた第１フィンガユニット４５および第２フィンガユニット４６と、基部４４に設けられたエア供給ユニット４７と、を備える。
一方、ハンド４２Ｂは、上述の基部４４、第１フィンガユニット４５、および第２フィンガユニット４６と、基部４４に設けられたキャップ把持ユニット４８と、を備える。
【００２７】
また、マニピュレータ４１Ａ、４１Ｂのハンド４２Ａ、４２Ｂとアーム４３Ａ、４３Ｂとの間には、ハンド４２Ａ、４２Ｂとアーム４３Ａ、４３Ｂとの間に作用する力を検出する力覚センサ４９が設けられている。よって、この力覚センサ４９により、ハンド４２Ａ、４２Ｂに作用する力を検出できることになる。
【００２８】
第１フィンガユニット４５は、基部４４に略垂直（図３中上下方向）に延びる第１フィンガ４５１と、この第１フィンガ４５１を基部４４に沿ってスライドさせる水平スライド機構４５２と、第１フィンガ４５１を水平スライド機構４５２に固定するスライドロック４５３と、を備える。
【００２９】
第２フィンガユニット４６は、基部４４に略垂直（図３中上下方向）に延びる第２フィンガ４６１と、この第２フィンガ４６１を基部４４に略垂直方向にスライドさせる垂直スライド機構４６２と、第２フィンガ４６１を垂直スライド機構４６２に固定するスライドロック４６３と、を備える。
以上の第１フィンガユニット４５および第２フィンガユニット４６によれば、第１フィンガ４５１と第２フィンガ４６１との相対位置を適宜調整して、ワークの形状に追従できるようになっている。
【００３０】
図４は、フィンガ４５１、４６１の断面図である。
フィンガ４５１、４６１は、それぞれ、円筒状のシリンダ５０と、このシリンダ５０の先端に設けられた円筒状のチャック５１と、シリンダ５０の内部に設けられてチャック５１の内部に挿抜されるロッド５２と、を備える。
チャック５１は、先端側が複数に分割されている。ロッド５２は、先端が膨らんだ形状であり、チャック５１に対して進退する。
【００３１】
ロッド５２を前進させて、ロッド５２の先端をチャック５１の内部に挿入することによって、図５に示すように、ロッド５２の先端がチャック５１の先端側を押し拡げて、チャック５１が拡開し、チャック５１先端の外径が大きくなる。一方、ロッド５２を後退させて、ロッド５２の先端をチャック５１から抜くと、チャック５１の復元力により、チャック５１先端の外径は元の大きさに戻る。
【００３２】
したがって、上述の変速機ケース１２の挿入孔１２７にフィンガ４５１、４６１を挿入して、チャック５１を拡開することにより、チャック５１が挿入孔１２７の内面に係止して、変速機ケース１２が把持される。
【００３３】
図３に戻って、エア供給ユニット４７は、後述の位相合わせ治具６０に接続可能であり、２本のエア供給管４７１Ａ、４７１Ｂ（図７参照）でエアを供給する。具体的には、エア供給管４７１Ａからエアを供給するとともにエア供給管４７１Ｂからエアを吸引する動作と、エア供給管４７１Ａからエアを吸引するとともにエア供給管４７１Ｂからエアを供給する動作と、を繰り返す。
【００３４】
キャップ把持ユニット４８は、上述のコントロールシャフト２４の上端に被せるキャップ４８１を把持する。
【００３５】
図６は、位相合わせ治具６０の平面図である。図７は、図６のＡ−Ａ断面図であり、図８は、図６のＢ−Ｂ断面図であり、図９は、図６のＣ−Ｃ断面図である。
位相合わせ冶具６０は、平板状の基部６１と、この基部６１上に設けられてピン６２１を有する揺動機構６２と、基部６１上の一端側に設けられた接続部６３と、を備える。この位相合わせ治具６０は、図１０に示すように、変速機ケース１２の上面に載置されることにより、ピン６２１が変速機ケース１２の開口１２５に挿通され、ピン６２１の先端がアイドルギヤ１２６の歯に係合する。
【００３６】
基部６１の周縁部の対角線上には、変速機ケース１２の挿入孔１２７と同様の挿入孔６１１が設けられている。この挿入孔６１１も、双腕ロボット３０のフィンガ４５１、４６１に設けられたチャック５１が係止することで、双腕ロボット３０に把持される。
また、基部６１の略中央には、開口６１２が形成されている。
【００３７】
接続部６３は、図７に示すように、２本のエア供給管６３１Ａ、６３１Ｂで揺動機構６２に接続されており、双腕ロボット３０のエア供給ユニット４７に接続可能である。
このエア供給ユニット４７の下面には、このエア供給ユニット４７の下面に沿ってスライド可能な一対のスライド部４７２が設けられている。これらスライド部４７２には、それぞれ、エア供給管４７１Ａ、４７１Ｂが設けられている。エア供給ユニット４７は、下面略中央に図示しないセンサを有しており、このセンサが作動すると、これらスライド部４７２を、互いに接近する方向（図７中矢印方向）に移動させる。
【００３８】
接続部６３の上面には、突起６３２が設けられている。この接続部６３をエア供給ユニット４７のスライド部４７２で囲まれた空間に挿入すると、エア供給ユニット４７のセンサが接続部６３の突起６３２により作動して、スライド部４７２が移動し、エア供給管４７１Ａ、４７１Ｂは、接続部６３のエア供給管６３１Ａ、６３１Ｂに接続される。
【００３９】
接続部６３は、エア供給ユニット４７に接続されると、エア供給管４７１Ａ、４７１Ｂからエアが供給されるため、この供給されるエアを、エア供給管６３１Ａ、６３１Ｂを介して、揺動機構６２に供給する。
【００４０】
揺動機構６２は、ピン６２１を支持するスライド部６２２と、このスライド部６２２を摺動自在に支持する揺動機構本体６２３と、を有する。
【００４１】
ピン６２１は、円柱状であり、基部６１の開口６１２を貫通して延びている。
スライド部６２２には、図８中上下方向に延びる挿通孔６２４が形成されており、ピン６２１は、この挿通孔６２４の内部を移動可能に保持されている。また、この挿通孔６２４の内部には、スプリング６２５が設けられており、このスプリング６２５は、ピン６２１を図８中下方に向かって常時付勢している。
【００４２】
揺動機構本体６２３は、接続部６３から供給されるエアを利用してスライド部６２２を基部６１に略平行に揺動させる。
具体的には、揺動機構本体６２３は、エア供給管６３１Ａ、６３１Ｂのうち一方からエアが供給され、他方からエアが吸引されることで、これらのエアの圧力差を利用して、スライド部６２２を一端側にスライドさせる。一方、エア供給管６３１Ａ、６３１Ｂのうちの一方からエアが吸引され、他方からエアが供給されることで、エアの圧力差を利用して、今度は、スライド部６２２を他端側にスライドさせる。
【００４３】
図２に戻って、制御システム３３は、ＡＧＶ通路３に設けられたＡＧＶ位置検出装置７１と、フリーローラコンベア４の先端上方に設けられた第１カメラ７２と、ＡＧＶ２の停止位置５の上方に設けられた第２カメラ７３と、ＡＧＶ２の停止位置５に設けられた３つのレーザ照射装置７６と、これらＡＧＶ位置検出装置７１、第１カメラ７２、第２カメラ７３、およびレーザ照射装置７６を制御する制御装置７０と、この制御装置７０に命令を入力するための操作パネル７４およびティーチングペンダント７５と、を備える。
【００４４】
ＡＧＶ位置検出装置７１は、壁部３２のＡＧＶ進入口３２１に設けられた第１センサ７１１と、ＡＧＶ通路３のＡＧＶ２の停止位置５に設けられた第２センサ７１２と、壁部３２のＡＧＶ退出口３２２に設けられた第３センサ７１３と、を備える。
これらセンサ７１１〜７１３は、それぞれ、ＡＧＶ進入口３２１、ＡＧＶ停止位置５、およびＡＧＶ退出口３２２におけるＡＧＶ２の存在を検知する。
【００４５】
第１カメラ７２は、フリーローラコンベア４の先端を上方から撮影する。第２カメラ７３は、ＡＧＶ停止位置５を上方から撮影する。
３つのレーザ照射装置７６は、それぞれ、水平でも鉛直でもない所定の角度で、ＡＧＶ２に載置された変速機本体１１にレーザを照射する。各レーザ照射装置７６は、変速機本体１１表面上の互いに異なる位置に、レーザを照射するようになっている。なお、本実施形態では、ＡＧＶ２に載置された変速機本体１１にレーザを照射したが、これに限らず、ＡＧＶ２の変速機本体１１が載置された載置面にレーザを照射してもよい。
【００４６】
操作パネル７４は、壁部３２の外側に設けられている。ティーチングペンダントは、双腕ロボット３０にティーチングを行うためのものであり、所定の範囲内で作業員が自由に持ち運びできるようになっている。
【００４７】
次に、以上のケース取付けシステム１の動作を図１１のフローチャートを用いて説明する。
【００４８】
（ＳＴ１）まず、図１２に示すように、双腕ロボット３０をフリーローラコンベア４上から退避させた状態で、第１カメラ７２により、供給される変速機ケース１２を撮影する。この第１カメラ７２で撮影した画像より、変速機ケース１２の水平方向の位置を計測する。
【００４９】
また、フリーローラコンベア４によりケース取付けシステム１に変速機ケース１２が供給される。すると、まず、図示しないバーコードリーダにより、変速機ケース１２に貼付されたバーコードを読み取って、変速機ケース１２の機種を識別する。
【００５０】
（ＳＴ２）既に組み立てた変速機から、位相合わせ治具６０およびキャップ４８１を取り外しておき、この双腕ロボット３０を旋回させて、位相合わせ治具６０を変速機ケース１２上に位置させる。
【００５１】
（ＳＴ３）変速機ケース１２を下降させて、フリーローラコンベア４上の変速機ケース１２に位相合わせ冶具６０を載置して取り付ける。
【００５２】
（ＳＴ４）ＳＴ１で算出した補正量に基づいて、図１３に示すように、双腕ロボット３０の動作を補正して、双腕ロボット３０のハンド４２Ａ、４２Ｂで変速機ケース１２を把持した後、上昇させる。
【００５３】
（ＳＴ５）ＡＧＶ２によりケース取付けシステム１に変速機本体１１が供給される。すると、ＡＧＶ位置検出装置７１により、ＡＧＶ２の停止位置を検出し、図示しないＩＤタグ読取装置により、変速機本体１１に付されたＩＤタグを読み取る。
【００５４】
また、図１４に示すように、第２カメラ７３でＡＧＶ２上の変速機本体１１を撮影して、この撮影画像より変速機本体１１の水平方向の位置を計測する。また、レーザ照射装置７６から変速機本体１１にレーザを照射するとともに第２カメラ７３で撮影して、この撮影画像より、変速機本体１１の高さや傾きを計測する。
【００５５】
（ＳＴ６）双腕ロボット３０のキャップ把持ユニット４８がコントロールシャフト２４の軸線上に位置するまで、双腕ロボット３０を旋回させる。
【００５６】
（ＳＴ７）図１５に示すように、変速機ケース１２を把持した状態で、キャップ把持ユニット４８を解放して、コントロールシャフト２４の先端にキャップ４８１を被せる。
【００５７】
（ＳＴ８）図１６に示すように、変速機ケース１２が変速機本体１１上に位置するまで、双腕ロボット３０をさらに旋回させる。
【００５８】
（ＳＴ９）変速機ケース１２の位置を確定する。すなわち、双腕ロボット３０で変速機ケース１２を把持した状態で、第２カメラ７３で再び撮影する。すると、変速機本体１１上には変速機ケース１２が位置しているため、変速機ケース１２が撮影される。第２カメラ７３で撮影した変速機ケース１２の撮影画像に基づいて、変速機ケース１２の水平方向の位置を計測する。この変速機ケース１２の位置に基づいて、双腕ロボット３０の動作の補正量を算出し、この補正量に基づいて双腕ロボット３０を制御して、変速機ケース１２の位置を修正する。このようにして、変速機本体１１との相対的なずれが所定値以下になるまで、変速機ケース１２の位置を修正する。
【００５９】
（ＳＴ１０）続いて、位相合わせ治具６０を駆動して、アイドルギヤ１２６を揺動させる。この状態で、力覚センサ４９でハンド４２Ａ、４２Ｂに作用する力を監視しながら、図１７に示すように、変速機ケース１２を下降させる。この変速機ケース１２を下降させる動作を図１８のフローチャートを用いて説明する。
【００６０】
具体的には、まず、図１９中２点鎖線で示す位置から、変速機ケース１２をわずかに下降させて（ＳＴ１１）、力覚センサ４９の検出値ｆが所定値ｆ１以上であるか否かを判定する（ＳＴ１２）。この判定がＮｏである場合には、変速機ケース１２の高さｈが所定高さｈ１であるか否かを判定する（ＳＴ１３）。この判定がＮｏの場合には、ＳＴ１１に戻る。この手順を繰り返す。
【００６１】
ここで、変速機ケース１２の高さｈとは、変速機ケース１２の変速機本体１１からの高さであり、変速機ケース１２と変速機本体１１との距離である。また、所定高さｈ１とは、例えば、変速機ケース１２のアイドルギヤ１２６が、変速機本体１１のリバースギヤ２１１、２２１に僅かに（ここでは、寸法ｄとする）干渉する高さである。
【００６２】
ＳＴ１３の判定がＹｅｓの場合には、力覚センサ４９の検出値ｆが所定値ｆ１を超えることなく、変速機ケース１２が所定高さｈ１まで下降しているため、変速機ケース１２に設けられたアイドルギヤ１２６が変速機本体１１に設けられたリバースギヤ２１１、２２１に噛み合っていると考えられる。よって、変速機ケース１２をさらに下降させて、変速機ケース１２を変速機本体１１に取り付ける（ＳＴ１４）。
【００６３】
ＳＴ１２における判定がＹｅｓの場合には、変速機ケース１２が所定高さｈ１まで下降する前に、力覚センサ４９の検出値ｆが所定値ｆ１を超えており、変速機ケース１２に設けられたアイドルギヤ１２６が変速機本体１１に設けられたリバースギヤ２１１、２２１に噛み合っていないと考えられる。よって、変速機ケース１２を再上昇させて（ＳＴ１５）、ＳＴ１に戻り、再試行する。
【００６４】
図２０は、変速機ケース１２を下降させる動作のタイミングチャートである。
変速機ケース１２を下降させていくと、時刻ｔ１において、変速機ケース１２の高さｈが所定高さｈ１になる前に、力覚センサ４９の検出値ｆが所定値ｆ１を超えている。そこで、変速機ケース１２を再上昇させて、再試行する。
時刻ｔ２、ｔ３においても、変速機ケース１２の高さｈが所定高さｈ１になる前に、力覚センサ４９の検出値ｆが所定値ｆ１を超えているため、再試行する。
時刻ｔ４において、力覚センサ４９の検出値ｆが所定値ｆ１を超えることなく、変速機ケース１２が所定高さｈ１まで下降しているため、さらに、変速機ケース１２を下降させる。
時刻ｔ５において、変速機ケース１２が変速機本体１１に取り付けられると、変速機本体１１の反力により、力覚センサ４９の検出値ｆが上昇する。
【００６５】
なお、変速機ケース１２を変速機本体１１に組み付けると、コントロールシャフト２４の先端は、キャップ４８１が被せられた状態で、変速機ケース１２の挿通孔１２４に挿通される。
【００６６】
（ＳＴ１１）変速機ケース１２の把持状態を解除して、ハンド４２Ａ、４２Ｂを上昇させる。
（ＳＴ１２）第２カメラ７３により、変速機ケース１２上の位相合わせ治具６０を撮影する。この撮影画像に基づいて、位相合わせ治具６０の水平方向の位置を計測し、双腕ロボット３０を制御して、図２１に示すように、ハンド４２Ａ、４２Ｂで位相合わせ冶具３０を把持する。
【００６７】
（ＳＴ１３）双腕ロボット３０のキャップ把持ユニット４８がコントロールシャフト２４の軸線上に位置するまで、双腕ロボット３０を旋回させる。
（ＳＴ１４）第２カメラ７３により、変速機ケース１２から露出したコントロールシャフト２４を撮影する。この撮影画像に基づいて、コントロールシャフト２４の水平方向の位置を計測し、双腕ロボット３０のキャップ把持ユニット４８を制御して、図２２に示すように、コントロールシャフト２４先端のキャップ４８１を把持する。
【００６８】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）力覚センサ４９の検出値ｆが所定値ｆ１を超えることなく、変速機ケース１２が所定高さｈ１まで変速機本体１１に接近した場合には、アイドルギヤ１２６とリバースギヤ２１１、２２１との位相が一致していると判断できるから、変速機ケース１２をさらに変速機本体１１に接近させて、変速機本体１１に取り付ける。一方、変速機ケース１２が所定高さｈ１まで接近する前に、力覚センサ４９の検出値ｆが所定値ｆ１を超えた場合には、アイドルギヤ１２６とリバースギヤ２１１、２２１との位相が一致していないと判断できるから、変速機ケース１２を変速機本体１１から離して、再試行する。
つまり、変速機ケース１２の変速機本体１１からの高さｈと、力覚センサ４９の検出値ｆとに基づいて、アイドルギヤ１２６とリバースギヤ２１１、２２１との位相が一致しているか否かを判定する。よって、変速機本体１１側にリバースギヤ２１１、２２１があり変速機ケース１２側にアイドルギヤ１２６があっても、双腕ロボット３０を用いて変速機ケース１２を変速機本体１１に容易に取り付けることができ、サイクルタイムを短縮して、変速機１０の組立てコストを低減できる。
【００６９】
（２）キャップ把持ユニット４８でコントロールシャフト２４の先端にキャップを被せておき、この状態で、変速機ケース１２を変速機本体１１に組み付けて、コントロールシャフト２４を変速機ケース１２の挿通孔１２４に挿通した。よって、コントロールシャフトの先端や変速機ケース１２の挿通孔１２４が損傷するのを防止できる。
【００７０】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施形態に係るワーク取り付けシステムにより組み立てられるワークの分解斜視図である。
【図２】前記実施形態に係るワーク取り付けシステムの全体斜視図である。
【図３】前記実施形態に係るワーク取り付けシステムを構成するロボットのハンドの斜視図である。
【図４】前記実施形態に係るハンドのフィンガの断面図である。
【図５】前記実施形態に係るフィンガの動作を説明するための図である。
【図６】前記実施形態に係るワーク取り付けシステムを構成する位相合わせ治具の平面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ断面図である。
【図８】図６のＢ−Ｂ断面図である。
【図９】図６のＣ−Ｃ断面図である。
【図１０】前記実施形態に係る位相合わせ治具を第１ワークに取り付けた状態の平面図である。
【図１１】前記実施形態に係るワーク取り付けシステムのフローチャートである。
【図１２】前記実施形態に係わるワーク取り付けシステムで第１ワークを計測した状態を示す断面図である。
【図１３】前記実施形態に係わるロボットで第１ワークを把持した状態を示す断面図である。
【図１４】前記実施形態に係わるワーク取り付けシステムで第２ワークを計測した状態を示す断面図である。
【図１５】前記実施形態に係わるロボットで第２ワークにキャップを取り付けた状態を示す断面図である。
【図１６】前記実施形態に係わるロボットで第１ワークを第２ワーク上に位置させた状態を示す断面図である。
【図１７】前記実施形態に係わるロボットで第１ワークを第２ワークに組み付けた状態を示す断面図である。
【図１８】前記実施形態に係る第１ワークを下降させる動作のフローチャートである。
【図１９】前記実施形態に係わるロボットで第１ワークを第２ワークに組み付ける動作を説明するための断面図である。
【図２０】前記実施形態に係る第１ワークを下降させる動作のタイミングチャートである。
【図２１】前記実施形態に係わるロボットで位相合わせ治具を取り外した状態を示す断面図である。
【図２２】前記実施形態に係わるロボットでキャップを取り外した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０ 変速機（ギヤ装置）
１１ 変速機本体（装置本体）
２１１、２２１ リバースギヤ（第１ギヤ）
１２ 変速機ケース（ケース）
１２６ アイドルギヤ（第２ギヤ）
３０ 双腕ロボット（ロボット）
４２Ａ、４２Ｂ ハンド
４９ 力覚センサ
６０ 位相合わせ冶具
６１ 基部
６２ 揺動機構
６２１ ピン
６３ 接続部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギヤ装置組立て方法に関する。詳しくは、自動車に搭載されるトランスミッションの組立て方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車には、エンジン出力の回転数やトルクを変えるため、トランスミッションが搭載される。このトランスミッションは、例えば、基部と、この基部上に設けられて複数のギヤやクラッチを有するメインシャフト、カウンタシャフト、およびセカンダリシャフトと、これらを収容するケースと、を有する。
【０００３】
ここで、メインシャフトは、エンジンに接続され、カウンタシャフトは、デファレンシャルアッセンブリに接続される。また、ドライブシャフト、メインシャフト、およびカウンタシャフトのギヤやクラッチは、互いに噛合するか、あるいは、噛合可能な状態となっている。
これらのギヤの噛み合せを変えることで、エンジン出力の回転数やトルクを変えて、デファレンシャルアッセンブリに伝達する。
【０００４】
以上のようなトランスミッションは、基部にシャフトを取り付けておき、この基部を覆うようにケースを取り付けることで、組み立てられる（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２２５８３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、以上のようなトランスミッションでは、ケースの内部に、シャフトのギヤに噛み合うギヤが設けられる場合がある。このようなトランスミッションを組み立てる場合、ケース側のギヤとシャフト側のギヤとの位相を合わせつつ、ケースを取り付ける必要がある。
しかしながら、特許文献１に示された方法では、ギヤの位相を合わせることは考慮しておらず、ケース側にギヤが設けられたトランスミッションを組み立てることはできない。その結果、人手で組み立てることとなるが、このトランスミッションは重量物であるため、組立てコストが増大する、という問題があった。
【０００６】
本発明は、組立てコストを低減できるギヤ装置組立て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】
【０００７】
第１ギヤを有する装置本体と、当該装置本体を収容しかつ前記第１ギヤに噛合する第２ギヤを有するケースと、を備えるギヤ装置を、力覚センサを有するロボットで組み立てるギヤ装置組立て方法であって、前記ケースをロボットで把持し、この把持したケースを前記装置本体上に配置し、その後、前記ロボットの力覚センサでハンドに作用する力を監視しながら、前記ケースを前記装置本体に接近させ、前記力覚センサの検出値が所定値を超えることなく、前記ケースが所定距離まで接近した場合には、前記ケースをさらに接近させて、前記装置本体に取り付け、前記ケースが所定距離まで接近する前に、力覚センサの検出値が所定値を超えた場合には、前記ケースを前記装置本体から離して、再試行することを特徴とするギヤ装置組立て方法。
【０００８】
この発明によれば、力覚センサの検出値が所定値を超えることなく、前記ケースが所定距離まで接近した場合には、第１ギヤと第２ギヤとの位相が一致していると判断できるから、ケースをさらに接近させて、装置本体に取り付ける。一方、ケースが所定距離まで接近する前に、力覚センサの検出値が所定値を超えた場合には、第１ギヤと第２ギヤとの位相が一致していないと判断できるから、ケースを装置本体から離して、再試行する。
つまり、ケースおよび装置本体の距離と、力覚センサの検出値とに基づいて、第１ギヤと第２ギヤとの位相が一致しているか否かを判定する。よって、装置本体側に第１ギヤがありケース側に第２ギヤがあっても、ロボットを用いてケースを装置本体に容易に取り付けることができ、サイクルタイムを短縮して、ギヤ装置の組立てコストを低減できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、力覚センサの検出値が所定値を超えることなく、前記ケースが所定距離まで接近した場合には、第１ギヤと第２ギヤとの位相が一致していると判断できるから、ケースをさらに接近させて、装置本体に取り付ける。一方、ケースが所定距離まで接近する前に、力覚センサの検出値が所定値を超えた場合には、第１ギヤと第２ギヤとの位相が一致していないと判断できるから、ケースを装置本体から離して、再試行する。
つまり、ケースおよび装置本体の距離と、力覚センサの検出値とに基づいて、第１ギヤと第２ギヤとの位相が一致しているか否かを判定する。よって、装置本体側に第１ギヤがありケース側に第２ギヤがあっても、ロボットを用いてケースを装置本体に容易に取り付けることができ、サイクルタイムを短縮して、ギヤ装置の組立てコストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明のケース取付けシステム１により組み立てられるギヤ装置としての変速機１０の分解斜視図である。
変速機１０は、複数のシャフトが設けられた装置本体としての変速機本体１１と、この変速機本体を覆うケースとしての変速機ケース１２と、を備える。
変速機本体１１は、平板状の基部２０と、この基部２０に対して略垂直に延びるメインシャフト２１、カウンタシャフト２２、セカンダリシャフト２３、およびコントロールシャフト２４と、を備える。
【００１１】
基部２０は、シャフト２１〜２４を支持するとともに、変速機１０と図示しないエンジンのクランクシャフトとの間に設けられるトルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）を覆うケースを兼ねる。基部２０の周縁部には、孔２０１が複数設けられている。
【００１２】
メインシャフト２１、カウンタシャフト２２、およびセカンダリシャフト２３の下端は、図示しない軸受を介して基部２０に回転可能に支持される。これらシャフト２１〜２３には、複数のクラッチやギヤが設けられるが、特に、メインシャフト２１およびカウンタシャフト２２には、それぞれ、第１ギヤとしてのリバースギヤ２１１、２２１が設けられている。
【００１３】
変速機ケース１２は、略箱状であり、この変速機ケース１２の上面には、メインシャフト２１、カウンタシャフト２２、およびセカンダリシャフト２３の上端が挿入される環状の軸受１２１、１２２、１２３が設けられている。さらに、変速機ケース１２の上面には、コントロールシャフト２４が挿通される挿通孔１２４や、開口１２５が形成されている。
【００１４】
変速機ケース１２の内側には、第２ギヤとしてのアイドルギヤ１２６が回転可能に支持されており、このアイドルギヤ１２６の周縁の一部は、開口１２５から露出している。
変速機ケース１２の周縁部には、後述の双腕ロボット３０のフィンガ４５１、４６１が挿入される挿入孔１２７が複数設けられている。
【００１５】
この変速機ケース１２を変速機本体１１に取り付けることにより、図１中２点鎖線で示すように、変速機ケース１２のアイドルギヤ１２６は、メインシャフト２１のリバースギヤ２１１およびカウンタシャフト２２のリバースギヤ２２１に噛合する。また、メインシャフト２１、カウンタシャフト２２、およびセカンダリシャフト２３の上端は、変速機ケース１２の軸受１２１、１２２、１２３に挿入されるとともに、コントロールシャフト２４の上端は、挿通孔１２４に挿通される。また、変速機ケース１２の挿入孔１２７は、それぞれ、基部２０の孔２０１上に位置する。
【００１６】
以上の変速機では、メインシャフト２１は、図示しないトルクコンバータに接続され、カウンタシャフト２２は、図示しないデファレンシャルアッセンブリに接続される。そして、メインシャフト２１、カウンタシャフト２２、およびセカンダリシャフト２３のクラッチやギヤの組合せがコントロールシャフト２４により適宜選択されて、これら選択されたギヤやクラッチが互いに噛み合うことにより、エンジンからメインシャフト２１に伝達された動力の回転数やトルクを変えて、デファレンシャルアッセンブリに伝達する。
なお、アイドルギヤ１２６は、メインシャフト２１のリバースギヤ２１１およびカウンタシャフト２２のリバースギヤ２２１に常時噛み合っているが、リバース時にのみ、メインシャフト２１からの動力をカウンタシャフト２２に伝達する。
【００１７】
図２は、ケース取付けシステム１の全体斜視図である。
ケース取付けシステム１は、変速機本体１１を搬送するＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）２が走行するＡＧＶ通路３の途中に設けられており、このケース取付けシステム１には、フリーローラコンベア４により変速機ケース１２が供給される。
【００１８】
ケース取付けシステム１は、フリーローラコンベア４で供給された変速機ケース１２を、ＡＧＶ２上の変速機本体１１に取り付ける。ケース取付けシステム１は、具体的には、ＡＧＶ通路３の近傍に配置された双腕ロボット３０と、この双腕ロボット３０の作業エリア内に設けられた冶具ステーション３１と、双腕ロボット３０作業エリアを囲む壁部３２と、双腕ロボット３０を制御する制御システム３３と、を備える。
【００１９】
ＡＧＶ２は、所定の経路を走行する無人走行台車であり、１台のＡＧＶで１つの変速機本体１１を運搬する。このＡＧＶ２は、双腕ロボット３０近傍の所定の停止位置５で停止する。
【００２０】
フリーローラコンベア４は、変速機ケース１２を運搬するものであり、ＡＧＶ通路３に略直交して設けられ、双腕ロボット３０近傍の所定位置まで延びている。
【００２１】
治具ステーション３１には、双腕ロボット３０のハンドで把持可能な位相合わせ治具６０が載置される。位相合わせ治具６０の構成については後に詳述するが、双腕ロボット３０は、この位相合わせ治具６０を適宜用いて、フリーローラコンベア４により供給された変速機ケース１２を、ＡＧＶ２で搬送される変速機本体１１に取り付ける。
【００２２】
壁部３２は、ＡＧＶ通路３およびフリーローラコンベア４の一部を囲っている。そのため、この壁部３２には、ＡＧＶ２が進入するＡＧＶ進入口３２１と、ＡＧＶ２が退出するＡＧＶ退出口３２２と、フリーローラコンベア４が通るケース搬入口３２３が設けられている。これらＡＧＶ進入口３２１、ＡＧＶ退出口３２２、およびケース搬入口３２３には、作業員の安全確保のためライトカーテン３２４が設けられている。
【００２３】
また、壁部３２のうち、フリーローラコンベア４の先端、治具ステーション３１、およびＡＧＶ２の停止位置５の近傍には、メンテナンス用の扉３２５、３２６、３２７が設けられている。
【００２４】
双腕ロボット３０は、７軸であり、ロボット本体４０と、このロボット本体４０に設けられた２つのマニピュレータ４１Ａ、４１Ｂと、を備える。
【００２５】
２つのマニピュレータ４１Ａ、４１Ｂは、制御システム３３の制御により、協調して動作する。マニピュレータ４１Ａ、４１Ｂは、それぞれ、ワークや治具を把持するためのハンド４２Ａ、４２Ｂと、このハンド４２Ａ、４２Ｂの姿勢や３次元空間の位置を変化させる複数のアーム４３Ａ、４３Ｂと、を備える。
【００２６】
図３は、ハンド４２Ａ、４２Ｂの構造を示す斜視図である。
ハンド４２Ａは、平板状の基部４４と、この基部４４に設けられた第１フィンガユニット４５および第２フィンガユニット４６と、基部４４に設けられたエア供給ユニット４７と、を備える。
一方、ハンド４２Ｂは、上述の基部４４、第１フィンガユニット４５、および第２フィンガユニット４６と、基部４４に設けられたキャップ把持ユニット４８と、を備える。
【００２７】
また、マニピュレータ４１Ａ、４１Ｂのハンド４２Ａ、４２Ｂとアーム４３Ａ、４３Ｂとの間には、ハンド４２Ａ、４２Ｂとアーム４３Ａ、４３Ｂとの間に作用する力を検出する力覚センサ４９が設けられている。よって、この力覚センサ４９により、ハンド４２Ａ、４２Ｂに作用する力を検出できることになる。
【００２８】
第１フィンガユニット４５は、基部４４に略垂直（図３中上下方向）に延びる第１フィンガ４５１と、この第１フィンガ４５１を基部４４に沿ってスライドさせる水平スライド機構４５２と、第１フィンガ４５１を水平スライド機構４５２に固定するスライドロック４５３と、を備える。
【００２９】
第２フィンガユニット４６は、基部４４に略垂直（図３中上下方向）に延びる第２フィンガ４６１と、この第２フィンガ４６１を基部４４に略垂直方向にスライドさせる垂直スライド機構４６２と、第２フィンガ４６１を垂直スライド機構４６２に固定するスライドロック４６３と、を備える。
以上の第１フィンガユニット４５および第２フィンガユニット４６によれば、第１フィンガ４５１と第２フィンガ４６１との相対位置を適宜調整して、ワークの形状に追従できるようになっている。
【００３０】
図４は、フィンガ４５１、４６１の断面図である。
フィンガ４５１、４６１は、それぞれ、円筒状のシリンダ５０と、このシリンダ５０の先端に設けられた円筒状のチャック５１と、シリンダ５０の内部に設けられてチャック５１の内部に挿抜されるロッド５２と、を備える。
チャック５１は、先端側が複数に分割されている。ロッド５２は、先端が膨らんだ形状であり、チャック５１に対して進退する。
【００３１】
ロッド５２を前進させて、ロッド５２の先端をチャック５１の内部に挿入することによって、図５に示すように、ロッド５２の先端がチャック５１の先端側を押し拡げて、チャック５１が拡開し、チャック５１先端の外径が大きくなる。一方、ロッド５２を後退させて、ロッド５２の先端をチャック５１から抜くと、チャック５１の復元力により、チャック５１先端の外径は元の大きさに戻る。
【００３２】
したがって、上述の変速機ケース１２の挿入孔１２７にフィンガ４５１、４６１を挿入して、チャック５１を拡開することにより、チャック５１が挿入孔１２７の内面に係止して、変速機ケース１２が把持される。
【００３３】
図３に戻って、エア供給ユニット４７は、後述の位相合わせ治具６０に接続可能であり、２本のエア供給管４７１Ａ、４７１Ｂ（図７参照）でエアを供給する。具体的には、エア供給管４７１Ａからエアを供給するとともにエア供給管４７１Ｂからエアを吸引する動作と、エア供給管４７１Ａからエアを吸引するとともにエア供給管４７１Ｂからエアを供給する動作と、を繰り返す。
【００３４】
キャップ把持ユニット４８は、上述のコントロールシャフト２４の上端に被せるキャップ４８１を把持する。
【００３５】
図６は、位相合わせ治具６０の平面図である。図７は、図６のＡ−Ａ断面図であり、図８は、図６のＢ−Ｂ断面図であり、図９は、図６のＣ−Ｃ断面図である。
位相合わせ冶具６０は、平板状の基部６１と、この基部６１上に設けられてピン６２１を有する揺動機構６２と、基部６１上の一端側に設けられた接続部６３と、を備える。この位相合わせ治具６０は、図１０に示すように、変速機ケース１２の上面に載置されることにより、ピン６２１が変速機ケース１２の開口１２５に挿通され、ピン６２１の先端がアイドルギヤ１２６の歯に係合する。
【００３６】
基部６１の周縁部の対角線上には、変速機ケース１２の挿入孔１２７と同様の挿入孔６１１が設けられている。この挿入孔６１１も、双腕ロボット３０のフィンガ４５１、４６１に設けられたチャック５１が係止することで、双腕ロボット３０に把持される。
また、基部６１の略中央には、開口６１２が形成されている。
【００３７】
接続部６３は、図７に示すように、２本のエア供給管６３１Ａ、６３１Ｂで揺動機構６２に接続されており、双腕ロボット３０のエア供給ユニット４７に接続可能である。
このエア供給ユニット４７の下面には、このエア供給ユニット４７の下面に沿ってスライド可能な一対のスライド部４７２が設けられている。これらスライド部４７２には、それぞれ、エア供給管４７１Ａ、４７１Ｂが設けられている。エア供給ユニット４７は、下面略中央に図示しないセンサを有しており、このセンサが作動すると、これらスライド部４７２を、互いに接近する方向（図７中矢印方向）に移動させる。
【００３８】
接続部６３の上面には、突起６３２が設けられている。この接続部６３をエア供給ユニット４７のスライド部４７２で囲まれた空間に挿入すると、エア供給ユニット４７のセンサが接続部６３の突起６３２により作動して、スライド部４７２が移動し、エア供給管４７１Ａ、４７１Ｂは、接続部６３のエア供給管６３１Ａ、６３１Ｂに接続される。
【００３９】
接続部６３は、エア供給ユニット４７に接続されると、エア供給管４７１Ａ、４７１Ｂからエアが供給されるため、この供給されるエアを、エア供給管６３１Ａ、６３１Ｂを介して、揺動機構６２に供給する。
【００４０】
揺動機構６２は、ピン６２１を支持するスライド部６２２と、このスライド部６２２を摺動自在に支持する揺動機構本体６２３と、を有する。
【００４１】
ピン６２１は、円柱状であり、基部６１の開口６１２を貫通して延びている。
スライド部６２２には、図８中上下方向に延びる挿通孔６２４が形成されており、ピン６２１は、この挿通孔６２４の内部を移動可能に保持されている。また、この挿通孔６２４の内部には、スプリング６２５が設けられており、このスプリング６２５は、ピン６２１を図８中下方に向かって常時付勢している。
【００４２】
揺動機構本体６２３は、接続部６３から供給されるエアを利用してスライド部６２２を基部６１に略平行に揺動させる。
具体的には、揺動機構本体６２３は、エア供給管６３１Ａ、６３１Ｂのうち一方からエアが供給され、他方からエアが吸引されることで、これらのエアの圧力差を利用して、スライド部６２２を一端側にスライドさせる。一方、エア供給管６３１Ａ、６３１Ｂのうちの一方からエアが吸引され、他方からエアが供給されることで、エアの圧力差を利用して、今度は、スライド部６２２を他端側にスライドさせる。
【００４３】
図２に戻って、制御システム３３は、ＡＧＶ通路３に設けられたＡＧＶ位置検出装置７１と、フリーローラコンベア４の先端上方に設けられた第１カメラ７２と、ＡＧＶ２の停止位置５の上方に設けられた第２カメラ７３と、ＡＧＶ２の停止位置５に設けられた３つのレーザ照射装置７６と、これらＡＧＶ位置検出装置７１、第１カメラ７２、第２カメラ７３、およびレーザ照射装置７６を制御する制御装置７０と、この制御装置７０に命令を入力するための操作パネル７４およびティーチングペンダント７５と、を備える。
【００４４】
ＡＧＶ位置検出装置７１は、壁部３２のＡＧＶ進入口３２１に設けられた第１センサ７１１と、ＡＧＶ通路３のＡＧＶ２の停止位置５に設けられた第２センサ７１２と、壁部３２のＡＧＶ退出口３２２に設けられた第３センサ７１３と、を備える。
これらセンサ７１１〜７１３は、それぞれ、ＡＧＶ進入口３２１、ＡＧＶ停止位置５、およびＡＧＶ退出口３２２におけるＡＧＶ２の存在を検知する。
【００４５】
第１カメラ７２は、フリーローラコンベア４の先端を上方から撮影する。第２カメラ７３は、ＡＧＶ停止位置５を上方から撮影する。
３つのレーザ照射装置７６は、それぞれ、水平でも鉛直でもない所定の角度で、ＡＧＶ２に載置された変速機本体１１にレーザを照射する。各レーザ照射装置７６は、変速機本体１１表面上の互いに異なる位置に、レーザを照射するようになっている。なお、本実施形態では、ＡＧＶ２に載置された変速機本体１１にレーザを照射したが、これに限らず、ＡＧＶ２の変速機本体１１が載置された載置面にレーザを照射してもよい。
【００４６】
操作パネル７４は、壁部３２の外側に設けられている。ティーチングペンダントは、双腕ロボット３０にティーチングを行うためのものであり、所定の範囲内で作業員が自由に持ち運びできるようになっている。
【００４７】
次に、以上のケース取付けシステム１の動作を図１１のフローチャートを用いて説明する。
【００４８】
（ＳＴ１）まず、図１２に示すように、双腕ロボット３０をフリーローラコンベア４上から退避させた状態で、第１カメラ７２により、供給される変速機ケース１２を撮影する。この第１カメラ７２で撮影した画像より、変速機ケース１２の水平方向の位置を計測する。
【００４９】
また、フリーローラコンベア４によりケース取付けシステム１に変速機ケース１２が供給される。すると、まず、図示しないバーコードリーダにより、変速機ケース１２に貼付されたバーコードを読み取って、変速機ケース１２の機種を識別する。
【００５０】
（ＳＴ２）既に組み立てた変速機から、位相合わせ治具６０およびキャップ４８１を取り外しておき、この双腕ロボット３０を旋回させて、位相合わせ治具６０を変速機ケース１２上に位置させる。
【００５１】
（ＳＴ３）変速機ケース１２を下降させて、フリーローラコンベア４上の変速機ケース１２に位相合わせ冶具６０を載置して取り付ける。
【００５２】
（ＳＴ４）ＳＴ１で算出した補正量に基づいて、図１３に示すように、双腕ロボット３０の動作を補正して、双腕ロボット３０のハンド４２Ａ、４２Ｂで変速機ケース１２を把持した後、上昇させる。
【００５３】
（ＳＴ５）ＡＧＶ２によりケース取付けシステム１に変速機本体１１が供給される。すると、ＡＧＶ位置検出装置７１により、ＡＧＶ２の停止位置を検出し、図示しないＩＤタグ読取装置により、変速機本体１１に付されたＩＤタグを読み取る。
【００５４】
また、図１４に示すように、第２カメラ７３でＡＧＶ２上の変速機本体１１を撮影して、この撮影画像より変速機本体１１の水平方向の位置を計測する。また、レーザ照射装置７６から変速機本体１１にレーザを照射するとともに第２カメラ７３で撮影して、この撮影画像より、変速機本体１１の高さや傾きを計測する。
【００５５】
（ＳＴ６）双腕ロボット３０のキャップ把持ユニット４８がコントロールシャフト２４の軸線上に位置するまで、双腕ロボット３０を旋回させる。
【００５６】
（ＳＴ７）図１５に示すように、変速機ケース１２を把持した状態で、キャップ把持ユニット４８を解放して、コントロールシャフト２４の先端にキャップ４８１を被せる。
【００５７】
（ＳＴ８）図１６に示すように、変速機ケース１２が変速機本体１１上に位置するまで、双腕ロボット３０をさらに旋回させる。
【００５８】
（ＳＴ９）変速機ケース１２の位置を確定する。すなわち、双腕ロボット３０で変速機ケース１２を把持した状態で、第２カメラ７３で再び撮影する。すると、変速機本体１１上には変速機ケース１２が位置しているため、変速機ケース１２が撮影される。第２カメラ７３で撮影した変速機ケース１２の撮影画像に基づいて、変速機ケース１２の水平方向の位置を計測する。この変速機ケース１２の位置に基づいて、双腕ロボット３０の動作の補正量を算出し、この補正量に基づいて双腕ロボット３０を制御して、変速機ケース１２の位置を修正する。このようにして、変速機本体１１との相対的なずれが所定値以下になるまで、変速機ケース１２の位置を修正する。
【００５９】
（ＳＴ１０）続いて、位相合わせ治具６０を駆動して、アイドルギヤ１２６を揺動させる。この状態で、力覚センサ４９でハンド４２Ａ、４２Ｂに作用する力を監視しながら、図１７に示すように、変速機ケース１２を下降させる。この変速機ケース１２を下降させる動作を図１８のフローチャートを用いて説明する。
【００６０】
具体的には、まず、図１９中２点鎖線で示す位置から、変速機ケース１２をわずかに下降させて（ＳＴ１１）、力覚センサ４９の検出値ｆが所定値ｆ１以上であるか否かを判定する（ＳＴ１２）。この判定がＮｏである場合には、変速機ケース１２の高さｈが所定高さｈ１であるか否かを判定する（ＳＴ１３）。この判定がＮｏの場合には、ＳＴ１１に戻る。この手順を繰り返す。
【００６１】
ここで、変速機ケース１２の高さｈとは、変速機ケース１２の変速機本体１１からの高さであり、変速機ケース１２と変速機本体１１との距離である。また、所定高さｈ１とは、例えば、変速機ケース１２のアイドルギヤ１２６が、変速機本体１１のリバースギヤ２１１、２２１に僅かに（ここでは、寸法ｄとする）干渉する高さである。
【００６２】
ＳＴ１３の判定がＹｅｓの場合には、力覚センサ４９の検出値ｆが所定値ｆ１を超えることなく、変速機ケース１２が所定高さｈ１まで下降しているため、変速機ケース１２に設けられたアイドルギヤ１２６が変速機本体１１に設けられたリバースギヤ２１１、２２１に噛み合っていると考えられる。よって、変速機ケース１２をさらに下降させて、変速機ケース１２を変速機本体１１に取り付ける（ＳＴ１４）。
【００６３】
ＳＴ１２における判定がＹｅｓの場合には、変速機ケース１２が所定高さｈ１まで下降する前に、力覚センサ４９の検出値ｆが所定値ｆ１を超えており、変速機ケース１２に設けられたアイドルギヤ１２６が変速機本体１１に設けられたリバースギヤ２１１、２２１に噛み合っていないと考えられる。よって、変速機ケース１２を再上昇させて（ＳＴ１５）、ＳＴ１に戻り、再試行する。
【００６４】
図２０は、変速機ケース１２を下降させる動作のタイミングチャートである。
変速機ケース１２を下降させていくと、時刻ｔ１において、変速機ケース１２の高さｈが所定高さｈ１になる前に、力覚センサ４９の検出値ｆが所定値ｆ１を超えている。そこで、変速機ケース１２を再上昇させて、再試行する。
時刻ｔ２、ｔ３においても、変速機ケース１２の高さｈが所定高さｈ１になる前に、力覚センサ４９の検出値ｆが所定値ｆ１を超えているため、再試行する。
時刻ｔ４において、力覚センサ４９の検出値ｆが所定値ｆ１を超えることなく、変速機ケース１２が所定高さｈ１まで下降しているため、さらに、変速機ケース１２を下降させる。
時刻ｔ５において、変速機ケース１２が変速機本体１１に取り付けられると、変速機本体１１の反力により、力覚センサ４９の検出値ｆが上昇する。
【００６５】
なお、変速機ケース１２を変速機本体１１に組み付けると、コントロールシャフト２４の先端は、キャップ４８１が被せられた状態で、変速機ケース１２の挿通孔１２４に挿通される。
【００６６】
（ＳＴ１１）変速機ケース１２の把持状態を解除して、ハンド４２Ａ、４２Ｂを上昇させる。
（ＳＴ１２）第２カメラ７３により、変速機ケース１２上の位相合わせ治具６０を撮影する。この撮影画像に基づいて、位相合わせ治具６０の水平方向の位置を計測し、双腕ロボット３０を制御して、図２１に示すように、ハンド４２Ａ、４２Ｂで位相合わせ冶具３０を把持する。
【００６７】
（ＳＴ１３）双腕ロボット３０のキャップ把持ユニット４８がコントロールシャフト２４の軸線上に位置するまで、双腕ロボット３０を旋回させる。
（ＳＴ１４）第２カメラ７３により、変速機ケース１２から露出したコントロールシャフト２４を撮影する。この撮影画像に基づいて、コントロールシャフト２４の水平方向の位置を計測し、双腕ロボット３０のキャップ把持ユニット４８を制御して、図２２に示すように、コントロールシャフト２４先端のキャップ４８１を把持する。
【００６８】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）力覚センサ４９の検出値ｆが所定値ｆ１を超えることなく、変速機ケース１２が所定高さｈ１まで変速機本体１１に接近した場合には、アイドルギヤ１２６とリバースギヤ２１１、２２１との位相が一致していると判断できるから、変速機ケース１２をさらに変速機本体１１に接近させて、変速機本体１１に取り付ける。一方、変速機ケース１２が所定高さｈ１まで接近する前に、力覚センサ４９の検出値ｆが所定値ｆ１を超えた場合には、アイドルギヤ１２６とリバースギヤ２１１、２２１との位相が一致していないと判断できるから、変速機ケース１２を変速機本体１１から離して、再試行する。
つまり、変速機ケース１２の変速機本体１１からの高さｈと、力覚センサ４９の検出値ｆとに基づいて、アイドルギヤ１２６とリバースギヤ２１１、２２１との位相が一致しているか否かを判定する。よって、変速機本体１１側にリバースギヤ２１１、２２１があり変速機ケース１２側にアイドルギヤ１２６があっても、双腕ロボット３０を用いて変速機ケース１２を変速機本体１１に容易に取り付けることができ、サイクルタイムを短縮して、変速機１０の組立てコストを低減できる。
【００６９】
（２）キャップ把持ユニット４８でコントロールシャフト２４の先端にキャップを被せておき、この状態で、変速機ケース１２を変速機本体１１に組み付けて、コントロールシャフト２４を変速機ケース１２の挿通孔１２４に挿通した。よって、コントロールシャフトの先端や変速機ケース１２の挿通孔１２４が損傷するのを防止できる。
【００７０】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施形態に係るワーク取り付けシステムにより組み立てられるワークの分解斜視図である。
【図２】前記実施形態に係るワーク取り付けシステムの全体斜視図である。
【図３】前記実施形態に係るワーク取り付けシステムを構成するロボットのハンドの斜視図である。
【図４】前記実施形態に係るハンドのフィンガの断面図である。
【図５】前記実施形態に係るフィンガの動作を説明するための図である。
【図６】前記実施形態に係るワーク取り付けシステムを構成する位相合わせ治具の平面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ断面図である。
【図８】図６のＢ−Ｂ断面図である。
【図９】図６のＣ−Ｃ断面図である。
【図１０】前記実施形態に係る位相合わせ治具を第１ワークに取り付けた状態の平面図である。
【図１１】前記実施形態に係るワーク取り付けシステムのフローチャートである。
【図１２】前記実施形態に係わるワーク取り付けシステムで第１ワークを計測した状態を示す断面図である。
【図１３】前記実施形態に係わるロボットで第１ワークを把持した状態を示す断面図である。
【図１４】前記実施形態に係わるワーク取り付けシステムで第２ワークを計測した状態を示す断面図である。
【図１５】前記実施形態に係わるロボットで第２ワークにキャップを取り付けた状態を示す断面図である。
【図１６】前記実施形態に係わるロボットで第１ワークを第２ワーク上に位置させた状態を示す断面図である。
【図１７】前記実施形態に係わるロボットで第１ワークを第２ワークに組み付けた状態を示す断面図である。
【図１８】前記実施形態に係る第１ワークを下降させる動作のフローチャートである。
【図１９】前記実施形態に係わるロボットで第１ワークを第２ワークに組み付ける動作を説明するための断面図である。
【図２０】前記実施形態に係る第１ワークを下降させる動作のタイミングチャートである。
【図２１】前記実施形態に係わるロボットで位相合わせ治具を取り外した状態を示す断面図である。
【図２２】前記実施形態に係わるロボットでキャップを取り外した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０ 変速機（ギヤ装置）
１１ 変速機本体（装置本体）
２１１、２２１ リバースギヤ（第１ギヤ）
１２ 変速機ケース（ケース）
１２６ アイドルギヤ（第２ギヤ）
３０ 双腕ロボット（ロボット）
４２Ａ、４２Ｂ ハンド
４９ 力覚センサ
６０ 位相合わせ冶具
６１ 基部
６２ 揺動機構
６２１ ピン
６３ 接続部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ギヤを有する装置本体と、当該装置本体を収容しかつ前記第１ギヤに噛合する第２ギヤを有するケースと、を備えるギヤ装置を、力覚センサを有するロボットで組み立てるギヤ装置組立て方法であって、
前記ケースをロボットで把持し、この把持したケースを前記装置本体上に配置し、その後、前記ロボットの力覚センサでハンドに作用する力を監視しながら、前記ケースを前記装置本体に接近させ、
前記力覚センサの検出値が所定値を超えることなく、前記ケースが所定距離まで接近した場合には、前記ケースをさらに接近させて、前記装置本体に取り付け、
前記ケースが所定距離まで接近する前に、力覚センサの検出値が所定値を超えた場合には、前記ケースを前記装置本体から離して、再試行することを特徴とするギヤ装置組立て方法。
【請求項１】
第１ギヤを有する装置本体と、当該装置本体を収容しかつ前記第１ギヤに噛合する第２ギヤを有するケースと、を備えるギヤ装置を、力覚センサを有するロボットで組み立てるギヤ装置組立て方法であって、
前記ケースをロボットで把持し、この把持したケースを前記装置本体上に配置し、その後、前記ロボットの力覚センサでハンドに作用する力を監視しながら、前記ケースを前記装置本体に接近させ、
前記力覚センサの検出値が所定値を超えることなく、前記ケースが所定距離まで接近した場合には、前記ケースをさらに接近させて、前記装置本体に取り付け、
前記ケースが所定距離まで接近する前に、力覚センサの検出値が所定値を超えた場合には、前記ケースを前記装置本体から離して、再試行することを特徴とするギヤ装置組立て方法。
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２００８−１６８４０７（Ｐ２００８−１６８４０７Ａ）
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５１９３（Ｐ２００７−５１９３）
【出願日】平成１９年１月１２日（２００７．１．１２）
【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２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１２日（２００７．１．１２）
【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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