ドア取り外しシステムおよびドア取り外し方法
【課題】ドアをボディから確実に取り外しできるドア取り外しシステムを提供すること。
【解決手段】ドア取り外しシステムは、自動車のボディ１０にボルト１２で固定されたドア１１を、このボディ１０から取り外す。このドア取り外しシステムは、ドア１１を把持して搬送可能な双腕ロボットと、ナットランナ７１と、双腕ロボットおよびナットランナ７１を制御する制御装置と、を備える。制御装置は、双腕ロボットによりドア１１を把持し、ナットランナ７１のソケットをボルト１２に嵌合して、ナットランナ本体によりソケットを所定回転数だけ回転させ、ソケットの後退距離ｘを測定し、この測定した後退距離ｘが所定距離以上である場合には、ボルト１２が外れたと判定する。
【解決手段】ドア取り外しシステムは、自動車のボディ１０にボルト１２で固定されたドア１１を、このボディ１０から取り外す。このドア取り外しシステムは、ドア１１を把持して搬送可能な双腕ロボットと、ナットランナ７１と、双腕ロボットおよびナットランナ７１を制御する制御装置と、を備える。制御装置は、双腕ロボットによりドア１１を把持し、ナットランナ７１のソケットをボルト１２に嵌合して、ナットランナ本体によりソケットを所定回転数だけ回転させ、ソケットの後退距離ｘを測定し、この測定した後退距離ｘが所定距離以上である場合には、ボルト１２が外れたと判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドア取り外しシステムおよびドア取り外し方法に関する。詳しくは、自動車のボディからドアを取り外す、ドア取り外しシステムおよびドア取り外し方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車の製造工程では、ボディにボルトでドアを仮固定しておき、この状態で塗装を行っている。その後、このボルトを取り外し、ドアを把持して搬送することで、ドアをボディから取り外し、ボディとドアとを別々のラインで組み立てる。
ここで、ドアをボディから取り外すラインでは、例えば、ボディの両側に位置しナットランナを備えた２台の第１ロボットと、ボディの両側に位置しドアを把持する２台の第２ロボットと、を備えるドア取り外し装置が用いられる（特許文献１参照）。このドア取り外し装置では、ドアを開いた状態で、第１ロボットのナットランナでボルト緩めてドアとボディとの連結を解除し、その後、第２ロボットでドアを把持して、ドアを搬送する。
【特許文献１】特開平９−１０３９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ナットランナでトルクを管理しつつボルトを緩めても、ドアとボディとの連結を確実に解除できない場合がある。この場合、ドアを搬送しようとして、ドアをボディから引き離すと、ドアやボディを損傷させてしまう場合がある。
【０００４】
本発明は、ドアをボディから確実に取り外しできるドア取り外しシステムおよびドア取り外し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】
【０００５】
本発明のドア取り外しシステム（例えば、後述のドア取り外しシステム１）は、自動車のボディ（例えば、後述のボディ１０）にボルト（例えば、後述のボルト１２）で固定されたドア（例えば、後述のドア１１）を、当該ボディから取り外すドア取り外しシステムであって、前記ドアを把持して搬送可能なロボット（例えば、後述の双腕ロボット２０）と、前記ボルトに嵌合可能なソケット（例えば、後述のソケット７１１）および当該ソケットを回転させる回転手段（例えば、後述のナットランナ本体７１２）を有するナットランナ（例えば、後述のナットランナ７１）と、前記ソケットの軸方向の移動距離を検出する移動距離検出手段（例えば、後述のエンコーダ３４およびボルト取り外し部４３）と、前記ロボットおよび前記ナットランナを制御する制御手段（例えば、後述の制御装置４０）と、を備え、当該制御手段は、前記ロボットにより前記ドアを把持し、前記ソケットを前記ボルトに嵌合して、前記回転手段により前記ボルトを緩める方向に当該ソケットを所定回転数だけ回転させ、前記ボルトの回転による前記ソケットの後退距離を前記移動距離検出手段により測定し、当該測定した後退距離が所定距離以上である場合には、前記ボルトが外れたと判定することを特徴とする。
【０００６】
本発明のドア取り外し方法は、自動車のボディにボルトで固定されたドアを、当該ボディから取り外すドア取り外し方法であって、ロボットにより前記ドアを把持する手順と、前記ソケットを前記ボルトに嵌合する手順と、前記ボルトを緩める方向に当該ソケットを所定回転数だけ回転させる手順と、前記ボルトの回転による前記ソケットの後退距離を測定する手順と、当該測定した後退距離が所定距離以上である場合には、前記ボルトが外れたと判定する手順と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、ソケットをボルトに嵌合して、回転手段によりボルトを緩める方向にソケットを所定回転数だけ回転させる。次に、ボルトの回転によるソケットの後退距離を移動距離検出手段により測定し、この測定した後退距離が所定距離以上である場合には、ボルトが外れたと判定する。このようにボルトの回転による後退距離に基づいて、ボルトが外れたか否かを判定したので、ドアとボディとの連結を確実に解除でき、ドアをボディから確実に取り外しできる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ソケットをボルトに嵌合して、回転手段によりボルトを緩める方向にソケットを所定回転数だけ回転させる。次に、ボルトの回転によるソケットの後退距離を移動距離検出手段により測定し、この測定した後退距離が所定距離以上である場合には、ボルトが外れたと判定する。このようにボルトの回転による後退距離に基づいて、ボルトが外れたか否かを判定したので、ドアとボディとの連結を確実に解除でき、ドアをボディから確実に取り外しできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るドア取り外しシステム１の斜視図である。
ドア取り外しシステム１は、自動車のボディ１０にボルト１２で仮固定されたドア１１を、このボディ１０から取り外すものである。このドア取り外しシステム１は、ドア１１を上下から挟持する双腕ロボット２０と、ボルト１２を取り外す単腕ロボット３０と、これらを制御する制御手段としての制御装置４０（図４参照）と、を備える。
【００１０】
自動車のボディ１０には、上下一対のヒンジ部材１３、１４を介して、ドア１１が取り付けられる。
一対のヒンジ部材１３、１４は、それぞれ、ボディ１０に固定されるとともに、１本のボルト１２でドア１１の長さ方向一端側の端面に仮固定されている。
このドア１１は、インナパネル１５とアウタパネル１６とを接合して形成される。
インナパネル１５は、略平板矩形状のパネル本体１５１と、このパネル本体１５１の上端に設けられた略コの字形状のフレーム部１５２と、を備える。フレーム部１５２とパネル本体１５１の上辺とで囲まれた領域は、図示しない窓ガラスが露出する開口となっている。
アウタパネル１６は、インナパネル１５のパネル本体１５１の外側に取り付けられる。アウタパネル１６の上辺とインナパネル１５のパネル本体１５１の上辺との間には、窓ガラスを収容するための隙間が形成されている。
【００１１】
双腕ロボット２０は、ロボット本体２１と、このロボット本体２１を挟んで設けられた第１マニピュレータ２２Ａおよび第２マニピュレータ２２Ｂと、を備える。
マニピュレータ２２Ａ、２２Ｂは、７軸であり、ロボット本体２１に軸支されるアーム２３Ａ、２３Ｂと、これらアーム２３Ａ、２３Ｂの先端フランジ面２４Ａ、２４Ｂに軸支された第１把持治具５０および第２把持治具６０と、を備える。
【００１２】
ロボット本体２１は、床面に対して所定方向にスライド可能なスライド部２１１と、このスライド部２１１に略鉛直方向を旋回軸２１３として旋回可能な旋回部２１２とを備える。
【００１３】
スライド部２１１は、自動車のボディ１０の搬送方向すなわち図１中矢印Ａ方向と、この自動車のボディ１０の搬送方向に交差する方向すなわち図１中矢印Ｂ方向と、にスライド可能となっている。
このスライド部２１１には、この旋回軸２１３に作用するトルクを検出するトルクセンサ２１４が設けられている。トルクセンサ２１４は、具体的には、旋回軸２１３に作用するトルクを検出する。
【００１４】
アーム２３Ａ、２３Ｂは、ロボット本体２１側から順に、第１腕部２３１、第２腕部２３２、第３腕部２３３、第４腕部２３４、第５腕部２３５、および、第６腕部２３６を備える。
【００１５】
第１腕部２３１は、略直線状に延出しており、ロボット本体２１の旋回部２１２に軸支される。ロボット本体２１は、略水平方向に延びる回転軸２１６を回転中心として、第１腕部２３１を回転させる。
アーム２３Ａの第１腕部２３１の回転軸２１６と、アーム２３Ｂの第１腕部２３１の回転軸２１６とは、同一直線上に位置している。
【００１６】
旋回部２１２には、回転軸２１６に作用するトルクを検出することで、マニピュレータ２２Ａ、２２Ｂに鉛直方向に作用する荷重を検出する荷重センサ２１５Ａ、２１５Ｂが設けられている。
【００１７】
第２腕部２３２は、略直線状に延出しており、第１腕部２３１に軸支される。第１腕部２３１は、図示しない駆動機構により、第１腕部２３１の延出方向に交差する方向を回転中心として、第２腕部２３２を回転させる。これにより、第１腕部２３１の延出方向と第２腕部２３２の延出方向との成す角度が変化する。
第３腕部２３３は、略直線状に延出しており、第２腕部２３２に軸支される。第２腕部２３２は、図示しない駆動機構により、第２腕部２３２の延出方向を回転中心として、第３腕部２３３を回転させる。
【００１８】
第４腕部２３４は、略直線状に延出しており、第３腕部２３３に軸支される。第３腕部２３３は、図示しない駆動機構により、第３腕部２３３の延出方向に交差する方向を回転中心として、第４腕部２３４を回転させる。これにより、第３腕部２３３の延出方向と第４腕部２３４の延出方向との成す角度が変化する。
第５腕部２３５は、略直線状に延出しており、第４腕部２３４に軸支される。第４腕部２３４は、図示しない駆動機構により、第４腕部２３４の延出方向を回転中心として、第５腕部２３５を回転させる。
【００１９】
第６腕部２３６は、略直線状に延出しており、第５腕部２３５に軸支される。第５腕部２３５は、図示しない駆動機構により、第５腕部２３５の延出方向に交差する方向を回転中心として、第６腕部２３６を回転させる。これにより、第５腕部２３５の延出方向と第６腕部２３６の延出方向との成す角度が変化する。
【００２０】
第１把持治具５０および第２把持治具６０は、アーム２３Ａ、２３Ｂの先端フランジ面２４Ａ、２４Ｂで第６腕部２３６に軸支される。第６腕部２３６は、図示しない駆動機構により、第６腕部２３６の延出方向を回転中心として、第１把持治具５０および第２把持治具６０を回転させる。
【００２１】
図２（ａ）は、第１把持治具５０の斜視図である。
第１把持治具５０は、アーム２３Ａの先端フランジ面２４Ａに取り付けられた支持部５１と、この支持部５１に支持される略コの字形状の係止部５２と、図示しないレーザ測定装置と、を備える。
【００２２】
係止部５２は、アーム２３Ａの先端フランジ面２４Ａに取り付けられたフレーム５３と、このフレーム５３の表面に設けられたウレタン製の緩衝部５４と、フレーム５３に設けられて緩衝部５４から突出するドア開けピン５５と、を備える。
【００２３】
フレーム５３は、略Ｌ字形状であり、先端フランジ面２４Ａに略平行に延出する板状の第１フレーム５３１と、この第１フレーム５３１の一端側に設けられて第１フレーム５３１に対して略直交方向に延出する板状の第２フレーム５３２と、を備える。
【００２４】
緩衝部５４は、第１フレーム５３１の内側の表面に沿って設けられた第１緩衝部５４１と、第２フレーム５３２の内側の表面に沿って設けられた第２緩衝部５４２と、この第２緩衝部５４２の先端側に設けられて第１緩衝部５４１に対向するように延出する第３緩衝部５４３と、を備える。
ドア開けピン５５は、第２フレーム５３２に設けられ、第２緩衝部５４２の表面から突出している。
【００２５】
図２（ｂ）は、第２把持治具６０の斜視図である。
第２把持治具６０は、アーム２３Ｂの先端フランジ面２４Ｂに取り付けられた支持部６１と、この支持部６１の両端側に支持された互いに略平行な一対の略Ｌ字形状の係止部６２と、を備える。
この係止部６２は、それぞれ、第１把持治具５０の係止部５２と同様の構成であるが、ドア開けピンが設けられていない点が異なる。
【００２６】
図１に戻って、単腕ロボット３０は、ロボット本体３１と、このロボット本体３１に設けられた１本のマニピュレータ３２と、を備える。
マニピュレータ３２は、７軸であり、ロボット本体３１に設けられたアーム３３と、このアーム３３の先端にナットランナ支持具７０を介して支持されたナットランナ７１と、を備える。
単腕ロボット３０のロボット本体３１およびアーム３３は、双腕ロボット２０のロボット本体３１およびアーム２３Ａ、２３Ｂと同様の構成であるが、単腕ロボット３０のスライド部２１１は、図１中矢印Ａ方向にのみスライド可能である点が、双腕ロボット２０のスライド部２１１と異なる。
【００２７】
また、アーム３３には、旋回部２１２と第１腕部２３１との成す角度、第１腕部２３１と第２腕部２３２との成す角度、第２腕部２３２と第３腕部２３３との成す角度、第３腕部２３３と第４腕部２３４との成す角度、第４腕部２３４と第５腕部２３５との成す角度、第５腕部２３５と第６腕部２３６との成す角度、第６腕部２３６とナットランナ７１との成す角度、を検出するエンコーダ３４が内蔵されている。
【００２８】
図３は、ナットランナ７１およびナットランナ支持具７０の平面図および側面図である。
ナットランナ７１は、ソケット７１１と、このソケット７１１を回転駆動する回転手段としてのナットランナ本体７１２と、を有する。
ソケット７１１は、ナットランナ本体７１２の先端側に設けられ、ソケット７１１の回転軸Ｃは、ナットランナ本体７１２の延出方向に交差している。
【００２９】
ナットランナ支持具７０は、アーム３３の先端フランジ面３５に取り付けられた基部７２と、この基部７２に回動可能に支持されてナットランナ７１を支持するフレーム７３と、を備える。
【００３０】
基部７２は、先端フランジ面３５に沿って延出する円盤状の本体７２１と、本体７２１から突出する４つのボルト７２３と、を備える。
４つのボルト７２３は、本体７２１に螺合されており、軸部７２２を中心として環状に配置されている。
【００３１】
フレーム７３は、中心軸Ｒを回転中心として基部７２に回転可能に支持される。このフレーム７３は、断面略Ｌ字形状であり、先端フランジ面３５に沿って延出する平板状の第１フレーム７３１と、この第１フレーム７３１に立設された平板状の第２フレーム７３２と、第１フレーム７３１を貫通して固定された軸部７３３と、を備える。
【００３２】
第１フレーム７３１には、基部７２のボルト７２３が収容される４つの収容部７３４が形成されている。
【００３３】
各収容部７３４の内壁面には、ボルト７２３の首部を囲んで配置される筒状の緩衝材７３５が配置されている。緩衝材７３５は、弾性変形可能なウレタン製であり、収容部７３４の内壁面とボルト７２３の首部の外周面との間に介装されることになる。
【００３４】
第２フレーム７３２は、ナットランナ７１が先端フランジ面３５に沿って延出するように、ナットランナ本体７１２を支持している。これにより、ナットランナ７１のソケット７１１の回転軸Ｃは、アーム３３の先端フランジ面３５の中心軸Ｒと略平行となっている。
【００３５】
以上のナットランナ支持具７０は、以下のように動作する。
上述のように、フレーム７３は、中心軸Ｒを回転中心として基部７２に対して回転可能である。しかしながら、基部７２のボルト７２３がフレーム７３の収容部７３４に収容されているので、フレーム７３の基部７２に対する回転は、ボルト７２３により規制される。
【００３６】
ここで、ボルト７２３と収容部７３４との間には緩衝材７３５が設けられているため、フレーム７３を基部７２に対して回転させると、緩衝材７３５は、収容部７３４の内壁面とボルト７２３の首部の外周面とで押圧されて弾性変形する。よって、フレーム７３の基部７２に対する回転量は、緩衝材７３５の弾性変形量に等しくなる。
ナットランナ７１のソケット７１１の回転軸Ｃは、先端フランジ面３５の中心軸Ｒと平行であるので、ソケット７１１は、アーム３３の先端フランジ面３５に対して僅かに回転することになる。
【００３７】
図４は、制御装置４０の概略構成を示すブロック図である。
制御装置４０は、双腕ロボット２０のマニピュレータ２２Ａでドア１１を開けるドア開け部４１と、双腕ロボット２０のマニピュレータ２２Ａ、２２Ｂでドア１１を上下から挟持するドア挟持部４２と、単腕ロボット３０でボルト１２を取り外すボルト取り外し部４３と、双腕ロボット２０でドア１１を搬送するドア搬送部４４と、を備える。
【００３８】
ドア開け部４１は、マニピュレータ２２Ａの第１把持治具５０のドア開けピン５５を、ドア１１のアウタパネル１６とインナパネル１５との隙間に挿入して、このドア１１をボディ１０の外側に向かって引くことで、ドア１１が開く。
【００３９】
ドア挟持部４２は、マニピュレータ２２Ａの第１把持治具５０と、マニピュレータ２２Ｂの第２把持治具６０とで、ドア１１を上下から挟持する。ドア１１を挟持する際、図示しない力覚センサによりマニピュレータ２２Ａ、２２Ｂに作用する反力を検出し、この検出した反力に基づいて、マニピュレータ２２Ａ、２２Ｂをフィードバック制御する。
【００４０】
ボルト取り外し部４３は、単腕ロボット３０を制御して、ボルト１２にナットランナ７１のソケット７１１を嵌合し、このナットランナ７１を駆動することで、ボルト１２を取り外す。ここで、ボルト取り外し部４３は、上下一対のボルト１２のうち、上側のボルト１２を緩めて取り外した後、下側のボルト１２を緩めて取り外す。
【００４１】
ボルト１２を取り外す際、ボルト取り外し部４３は、ナットランナ７１のソケット７１１をボルト１２に嵌合して、回転させる。このとき、ボルト取り外し部４３は、アーム３３を制御して、ナットランナ７１をソケット７１１の回転軸に沿った方向にのみ移動自在とするとともに、アーム３３に内蔵されたエンコーダ３４の出力信号に基づいて、このソケット７１１の移動距離を算出可能となっている。
【００４２】
よって、ボルト１２を取り外す手順は、具体的には、以下のようになる。
まず、ナットランナ７１のソケット７１１をボルト１２に嵌合し、図示しない力覚センサにより、ボルト１２とソケット７１１との嵌合を検出する。次に、ナットランナ７１を駆動して、ボルト１２を緩める方向にソケット７１１を所定回転数だけ回転させる。
【００４３】
すると、このボルト１２はドア１１の表面から突出する方向に移動し、このボルト１２の移動に伴って、ソケット７１１は、回転軸に沿った方向に後退する。
次に、ボルト取り外し部４３により、ボルト１２の回転によるソケット７１１の後退距離を算出し、この算出した後退距離が所定距離以上である場合には、ボルト１２が外れたと判定する。ここで、所定距離とは、ボルト１２の首部に形成されたねじ山数に基づいて算出され、ボルトを締付けた状態からボルトを完全に取り外した状態に至るまでの距離である。
【００４４】
ドア搬送部４４は、荷重センサ２１５Ｂにより、一対のマニピュレータ２２Ａ、２２Ｂのうちドア１１の下側を支持する方、ここではマニピュレータ２２Ｂにかかる荷重を検出する。
具体的には、マニピュレータ２２Ｂについて回転軸２１６以外の回転軸をロックしておき、荷重センサ２１５Ｂにより、マニピュレータ２２Ｂの回転軸２１６を駆動するモータに作用するトルクを検出する。なお、本実施形態では、荷重センサ２１５Ｂにより回転軸２１６に作用するトルクを検出したが、これに限らず、回転軸２１６を駆動するモータの電流値に基づいて、この回転軸２１６に作用するトルクを算出してもよい。
そして、この検出した荷重が所定値以上である場合にのみ、ロボット本体２１の旋回軸２１３の旋回を開始して、一対のマニピュレータ２２Ａ、２２Ｂでドア１１の搬送を開始する。
【００４５】
また、双腕ロボット２０の旋回軸２１３を旋回させる際、トルクセンサ２１４により旋回軸２１３に作用するトルクを検出し、この検出したトルクが所定値以上である場合には、双腕ロボット２０の旋回を停止する。なお、本実施形態では、トルクセンサにより旋回軸２１３に作用するトルクを検出したが、これに限らず、旋回軸２１３を駆動するモータの電流値に基づいて、この旋回軸２１３に作用するトルクを算出してもよい。
【００４６】
以下、ドア取り外しシステム１の動作について、図５のフローチャートを参照しながら説明する。
まず、ボディ１０がライン上を搬送され、ドア取り外しシステム１に供給される。この状態では、ドア１１は閉じた状態である。
【００４７】
まず、ＳＴ１０では、単腕ロボット３０は、原位置に位置している。
ＳＴ１１では、単腕ロボット３０のスライド部２１１をスライドさせて、ドア１１の開閉範囲の外側にマニピュレータ３２を移動させ、ＳＴ１２では、この単腕ロボット３０を待機させる。
【００４８】
一方、ＳＴ０では、双腕ロボット２０は、原位置に位置している。
ＳＴ１では、双腕ロボット２０のスライド部２１１をスライドさせて、ドア１１を把持する位置にマニピュレータ２２Ａ、２２Ｂを移動させる。
ＳＴ２では、双腕ロボット２０の第１マニピュレータ２２Ａに設けられた図示しないレーザ測定装置により、ドア１１の位置を測定する。
【００４９】
ＳＴ３では、測定したドアの位置に基づいて、予めティーチングされた動作を補正して、双腕ロボット２０の第１マニピュレータ２２Ａによりドア１１を開ける。
具体的には、図６に示すように、第１マニピュレータ２２Ａを駆動して、第１把持治具５０のドア開けピン５５を、ドア１１のアウタパネル１６の上辺とインナパネル１５のパネル本体１５１の上辺との隙間に挿入するとともに、係止部５２の第３緩衝部５４３をインナパネル１５のパネル本体１５１の上辺に係止させて、このドア１１をボディ１０の外側に向かって引く。すると、ドア１１が開いて、ドア１１の下辺が露出する。
【００５０】
ＳＴ４では、測定したドア１１の位置に基づいて、双腕ロボット２０の第１マニピュレータ２２Ａおよび第２マニピュレータ２２Ｂにより、ドア１１を把持する。
具体的には、図７に示すように、第２マニピュレータ２２Ｂを駆動して、第２把持治具６０の係止部６２の第３緩衝部５４３をドア１１の下辺に係止させるとともに、係止部６２の第２緩衝部５４２でドア１１の下辺を支持する。この状態では、第１把持治具５０の緩衝部５４と、第２把持治具６０の緩衝部５４とは、ドア１１を上下に挟んで互いに対向した状態である。この状態から、第１把持治具５０と第２把持治具６０とを接近させることで、第１マニピュレータ２２Ａおよび第２マニピュレータ２２Ｂによりドア１１を挟持する。
【００５１】
ＳＴ５では、双腕ロボット２０の第１マニピュレータ２２Ａおよび第２マニピュレータ２２Ｂによりドア１１を把持した状態で、この双腕ロボット２０を待機させる。
【００５２】
一方、ＳＴ１３では、双腕ロボット２０によりドア１１が把持された後、単腕ロボット３０のスライド部２１１をスライドさせて、ボルト１２を緩める位置にマニピュレータ３２を移動させる。
【００５３】
ＳＴ１４では、測定したドア１１の位置に基づいて、図８に示すように、ナットランナ７１のソケットをヒンジ部材１３、１４のボルト１２に嵌合させ、ナットランナ７１を駆動して、上下のボルト１２を緩めて取り外す。ここで、上側のヒンジ部材１３のボルト１２、下側のヒンジ部材１４のボルト１２の順に取り外す。
【００５４】
具体的には、図９に示すように、まず、ナットランナ７１のソケット７１１をボルト１２に嵌合させる。次に、ナットランナ７１を駆動して、ボルト１２を緩める方向にソケット７１１を所定回転数だけ回転させる。すると、図１０に示すように、ボルト１２の回転により、ソケット７１１は距離ｘだけ後退する。この後退距離ｘが所定距離以上である場合、ボルト１２が外れたと判定して、ＳＴ１５に移る。
【００５５】
ＳＴ１５では、双腕ロボット２０によるドア１１の搬送経路の外側に、単腕ロボット３０のマニピュレータ３２を移動させ、ＳＴ１６では、単腕ロボット３０のスライド部２１１をスライドさせて、原位置に戻る。
【００５６】
一方、ＳＴ６では、図１１に示すように、双腕ロボット２０の旋回軸２１３を旋回させるとともに、双腕ロボット２０のスライド部２１１を図１１中矢印方向Ｂにスライドさせて、双腕ロボット２０によりドア１１を搬送する。
ここで、双腕ロボット２０の旋回動作を開始する際、まず、荷重センサ２１５Ｂにより第２マニピュレータ２２Ｂに作用する荷重を検出するとともに、トルクセンサ２１４により旋回軸２１３に作用するトルクを検出する。検出した荷重が所定値以上であり、かつ、検出したトルクが所定値未満である場合にのみ、双腕ロボット２０を旋回させる。
【００５７】
ＳＴ７では、双腕ロボット２０によりこのドア１１をパレットに載置し、ＳＴ８では、双腕ロボット２０のスライド部２１１をスライドさせて、原位置に戻る。
【００５８】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）ソケット７１１をボルト１２に嵌合して、ナットランナ本体７１２によりボルト１２を緩める方向にソケット７１１を所定回転数だけ回転させる。次に、ボルト１２の回転によるソケット７１１の後退距離ｘをエンコーダ３４により測定し、この測定した後退距離ｘが所定距離以上である場合には、ボルト１２が外れたと判定する。このようにボルト１２の回転による後退距離ｘに基づいて、ボルト１２が外れたか否かを判定したので、ドア１１とボディ１０との連結を確実に解除でき、ドア１１をボディ１０から確実に取り外しできる。
【００５９】
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】
【００６０】
【図１】本発明の一実施形態に係るドア取り外しシステムの斜視図である。
【図２】前記実施形態に係るドア取り外しシステムの第１把持治具および第２把持治具の斜視図である。
【図３】前記実施形態に係るドア取り外しシステムのナットランナおよびナットランナ支持具の平面図および側面図である。
【図４】前記実施形態に係るドア取り外しシステムの制御手段の概略構成を示すブロック図である。
【図５】前記実施形態に係るドア取り外しシステムの動作のフローチャートである。
【図６】前記実施形態に係るドア取り外しシステムの第１把持治具をドアに係止した状態を示す斜視図である。
【図７】前記実施形態に係るドア取り外しシステムの双腕ロボットでドアを把持した状態を示す斜視図である。
【図８】前記実施形態に係るドア取り外しシステムの単腕ロボットでボルトを取り外している状態を示す斜視図である。
【図９】前記実施形態に係るドア取り外しシステムの単腕ロボットで上側のヒンジ部材のボルトを取り外している状態を示す斜視図である。
【図１０】前記実施形態に係るドア取り外しシステムの単腕ロボットで下側のヒンジ部材のボルトを取り外している状態を示す斜視図である。
【図１１】前記実施形態に係るドア取り外しシステムの双腕ロボットでドアを搬送している状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ ドア取り外しシステム
１０ ボディ
１１ ドア
１２ ボルト
２０ 双腕ロボット
４０ 制御装置（制御手段）
７１ ナットランナ
７１１ ソケット
７１２ ナットランナ本体（回転手段）
３４ エンコーダ（移動距離検出手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドア取り外しシステムおよびドア取り外し方法に関する。詳しくは、自動車のボディからドアを取り外す、ドア取り外しシステムおよびドア取り外し方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車の製造工程では、ボディにボルトでドアを仮固定しておき、この状態で塗装を行っている。その後、このボルトを取り外し、ドアを把持して搬送することで、ドアをボディから取り外し、ボディとドアとを別々のラインで組み立てる。
ここで、ドアをボディから取り外すラインでは、例えば、ボディの両側に位置しナットランナを備えた２台の第１ロボットと、ボディの両側に位置しドアを把持する２台の第２ロボットと、を備えるドア取り外し装置が用いられる（特許文献１参照）。このドア取り外し装置では、ドアを開いた状態で、第１ロボットのナットランナでボルト緩めてドアとボディとの連結を解除し、その後、第２ロボットでドアを把持して、ドアを搬送する。
【特許文献１】特開平９−１０３９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ナットランナでトルクを管理しつつボルトを緩めても、ドアとボディとの連結を確実に解除できない場合がある。この場合、ドアを搬送しようとして、ドアをボディから引き離すと、ドアやボディを損傷させてしまう場合がある。
【０００４】
本発明は、ドアをボディから確実に取り外しできるドア取り外しシステムおよびドア取り外し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】
【０００５】
本発明のドア取り外しシステム（例えば、後述のドア取り外しシステム１）は、自動車のボディ（例えば、後述のボディ１０）にボルト（例えば、後述のボルト１２）で固定されたドア（例えば、後述のドア１１）を、当該ボディから取り外すドア取り外しシステムであって、前記ドアを把持して搬送可能なロボット（例えば、後述の双腕ロボット２０）と、前記ボルトに嵌合可能なソケット（例えば、後述のソケット７１１）および当該ソケットを回転させる回転手段（例えば、後述のナットランナ本体７１２）を有するナットランナ（例えば、後述のナットランナ７１）と、前記ソケットの軸方向の移動距離を検出する移動距離検出手段（例えば、後述のエンコーダ３４およびボルト取り外し部４３）と、前記ロボットおよび前記ナットランナを制御する制御手段（例えば、後述の制御装置４０）と、を備え、当該制御手段は、前記ロボットにより前記ドアを把持し、前記ソケットを前記ボルトに嵌合して、前記回転手段により前記ボルトを緩める方向に当該ソケットを所定回転数だけ回転させ、前記ボルトの回転による前記ソケットの後退距離を前記移動距離検出手段により測定し、当該測定した後退距離が所定距離以上である場合には、前記ボルトが外れたと判定することを特徴とする。
【０００６】
本発明のドア取り外し方法は、自動車のボディにボルトで固定されたドアを、当該ボディから取り外すドア取り外し方法であって、ロボットにより前記ドアを把持する手順と、前記ソケットを前記ボルトに嵌合する手順と、前記ボルトを緩める方向に当該ソケットを所定回転数だけ回転させる手順と、前記ボルトの回転による前記ソケットの後退距離を測定する手順と、当該測定した後退距離が所定距離以上である場合には、前記ボルトが外れたと判定する手順と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、ソケットをボルトに嵌合して、回転手段によりボルトを緩める方向にソケットを所定回転数だけ回転させる。次に、ボルトの回転によるソケットの後退距離を移動距離検出手段により測定し、この測定した後退距離が所定距離以上である場合には、ボルトが外れたと判定する。このようにボルトの回転による後退距離に基づいて、ボルトが外れたか否かを判定したので、ドアとボディとの連結を確実に解除でき、ドアをボディから確実に取り外しできる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ソケットをボルトに嵌合して、回転手段によりボルトを緩める方向にソケットを所定回転数だけ回転させる。次に、ボルトの回転によるソケットの後退距離を移動距離検出手段により測定し、この測定した後退距離が所定距離以上である場合には、ボルトが外れたと判定する。このようにボルトの回転による後退距離に基づいて、ボルトが外れたか否かを判定したので、ドアとボディとの連結を確実に解除でき、ドアをボディから確実に取り外しできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るドア取り外しシステム１の斜視図である。
ドア取り外しシステム１は、自動車のボディ１０にボルト１２で仮固定されたドア１１を、このボディ１０から取り外すものである。このドア取り外しシステム１は、ドア１１を上下から挟持する双腕ロボット２０と、ボルト１２を取り外す単腕ロボット３０と、これらを制御する制御手段としての制御装置４０（図４参照）と、を備える。
【００１０】
自動車のボディ１０には、上下一対のヒンジ部材１３、１４を介して、ドア１１が取り付けられる。
一対のヒンジ部材１３、１４は、それぞれ、ボディ１０に固定されるとともに、１本のボルト１２でドア１１の長さ方向一端側の端面に仮固定されている。
このドア１１は、インナパネル１５とアウタパネル１６とを接合して形成される。
インナパネル１５は、略平板矩形状のパネル本体１５１と、このパネル本体１５１の上端に設けられた略コの字形状のフレーム部１５２と、を備える。フレーム部１５２とパネル本体１５１の上辺とで囲まれた領域は、図示しない窓ガラスが露出する開口となっている。
アウタパネル１６は、インナパネル１５のパネル本体１５１の外側に取り付けられる。アウタパネル１６の上辺とインナパネル１５のパネル本体１５１の上辺との間には、窓ガラスを収容するための隙間が形成されている。
【００１１】
双腕ロボット２０は、ロボット本体２１と、このロボット本体２１を挟んで設けられた第１マニピュレータ２２Ａおよび第２マニピュレータ２２Ｂと、を備える。
マニピュレータ２２Ａ、２２Ｂは、７軸であり、ロボット本体２１に軸支されるアーム２３Ａ、２３Ｂと、これらアーム２３Ａ、２３Ｂの先端フランジ面２４Ａ、２４Ｂに軸支された第１把持治具５０および第２把持治具６０と、を備える。
【００１２】
ロボット本体２１は、床面に対して所定方向にスライド可能なスライド部２１１と、このスライド部２１１に略鉛直方向を旋回軸２１３として旋回可能な旋回部２１２とを備える。
【００１３】
スライド部２１１は、自動車のボディ１０の搬送方向すなわち図１中矢印Ａ方向と、この自動車のボディ１０の搬送方向に交差する方向すなわち図１中矢印Ｂ方向と、にスライド可能となっている。
このスライド部２１１には、この旋回軸２１３に作用するトルクを検出するトルクセンサ２１４が設けられている。トルクセンサ２１４は、具体的には、旋回軸２１３に作用するトルクを検出する。
【００１４】
アーム２３Ａ、２３Ｂは、ロボット本体２１側から順に、第１腕部２３１、第２腕部２３２、第３腕部２３３、第４腕部２３４、第５腕部２３５、および、第６腕部２３６を備える。
【００１５】
第１腕部２３１は、略直線状に延出しており、ロボット本体２１の旋回部２１２に軸支される。ロボット本体２１は、略水平方向に延びる回転軸２１６を回転中心として、第１腕部２３１を回転させる。
アーム２３Ａの第１腕部２３１の回転軸２１６と、アーム２３Ｂの第１腕部２３１の回転軸２１６とは、同一直線上に位置している。
【００１６】
旋回部２１２には、回転軸２１６に作用するトルクを検出することで、マニピュレータ２２Ａ、２２Ｂに鉛直方向に作用する荷重を検出する荷重センサ２１５Ａ、２１５Ｂが設けられている。
【００１７】
第２腕部２３２は、略直線状に延出しており、第１腕部２３１に軸支される。第１腕部２３１は、図示しない駆動機構により、第１腕部２３１の延出方向に交差する方向を回転中心として、第２腕部２３２を回転させる。これにより、第１腕部２３１の延出方向と第２腕部２３２の延出方向との成す角度が変化する。
第３腕部２３３は、略直線状に延出しており、第２腕部２３２に軸支される。第２腕部２３２は、図示しない駆動機構により、第２腕部２３２の延出方向を回転中心として、第３腕部２３３を回転させる。
【００１８】
第４腕部２３４は、略直線状に延出しており、第３腕部２３３に軸支される。第３腕部２３３は、図示しない駆動機構により、第３腕部２３３の延出方向に交差する方向を回転中心として、第４腕部２３４を回転させる。これにより、第３腕部２３３の延出方向と第４腕部２３４の延出方向との成す角度が変化する。
第５腕部２３５は、略直線状に延出しており、第４腕部２３４に軸支される。第４腕部２３４は、図示しない駆動機構により、第４腕部２３４の延出方向を回転中心として、第５腕部２３５を回転させる。
【００１９】
第６腕部２３６は、略直線状に延出しており、第５腕部２３５に軸支される。第５腕部２３５は、図示しない駆動機構により、第５腕部２３５の延出方向に交差する方向を回転中心として、第６腕部２３６を回転させる。これにより、第５腕部２３５の延出方向と第６腕部２３６の延出方向との成す角度が変化する。
【００２０】
第１把持治具５０および第２把持治具６０は、アーム２３Ａ、２３Ｂの先端フランジ面２４Ａ、２４Ｂで第６腕部２３６に軸支される。第６腕部２３６は、図示しない駆動機構により、第６腕部２３６の延出方向を回転中心として、第１把持治具５０および第２把持治具６０を回転させる。
【００２１】
図２（ａ）は、第１把持治具５０の斜視図である。
第１把持治具５０は、アーム２３Ａの先端フランジ面２４Ａに取り付けられた支持部５１と、この支持部５１に支持される略コの字形状の係止部５２と、図示しないレーザ測定装置と、を備える。
【００２２】
係止部５２は、アーム２３Ａの先端フランジ面２４Ａに取り付けられたフレーム５３と、このフレーム５３の表面に設けられたウレタン製の緩衝部５４と、フレーム５３に設けられて緩衝部５４から突出するドア開けピン５５と、を備える。
【００２３】
フレーム５３は、略Ｌ字形状であり、先端フランジ面２４Ａに略平行に延出する板状の第１フレーム５３１と、この第１フレーム５３１の一端側に設けられて第１フレーム５３１に対して略直交方向に延出する板状の第２フレーム５３２と、を備える。
【００２４】
緩衝部５４は、第１フレーム５３１の内側の表面に沿って設けられた第１緩衝部５４１と、第２フレーム５３２の内側の表面に沿って設けられた第２緩衝部５４２と、この第２緩衝部５４２の先端側に設けられて第１緩衝部５４１に対向するように延出する第３緩衝部５４３と、を備える。
ドア開けピン５５は、第２フレーム５３２に設けられ、第２緩衝部５４２の表面から突出している。
【００２５】
図２（ｂ）は、第２把持治具６０の斜視図である。
第２把持治具６０は、アーム２３Ｂの先端フランジ面２４Ｂに取り付けられた支持部６１と、この支持部６１の両端側に支持された互いに略平行な一対の略Ｌ字形状の係止部６２と、を備える。
この係止部６２は、それぞれ、第１把持治具５０の係止部５２と同様の構成であるが、ドア開けピンが設けられていない点が異なる。
【００２６】
図１に戻って、単腕ロボット３０は、ロボット本体３１と、このロボット本体３１に設けられた１本のマニピュレータ３２と、を備える。
マニピュレータ３２は、７軸であり、ロボット本体３１に設けられたアーム３３と、このアーム３３の先端にナットランナ支持具７０を介して支持されたナットランナ７１と、を備える。
単腕ロボット３０のロボット本体３１およびアーム３３は、双腕ロボット２０のロボット本体３１およびアーム２３Ａ、２３Ｂと同様の構成であるが、単腕ロボット３０のスライド部２１１は、図１中矢印Ａ方向にのみスライド可能である点が、双腕ロボット２０のスライド部２１１と異なる。
【００２７】
また、アーム３３には、旋回部２１２と第１腕部２３１との成す角度、第１腕部２３１と第２腕部２３２との成す角度、第２腕部２３２と第３腕部２３３との成す角度、第３腕部２３３と第４腕部２３４との成す角度、第４腕部２３４と第５腕部２３５との成す角度、第５腕部２３５と第６腕部２３６との成す角度、第６腕部２３６とナットランナ７１との成す角度、を検出するエンコーダ３４が内蔵されている。
【００２８】
図３は、ナットランナ７１およびナットランナ支持具７０の平面図および側面図である。
ナットランナ７１は、ソケット７１１と、このソケット７１１を回転駆動する回転手段としてのナットランナ本体７１２と、を有する。
ソケット７１１は、ナットランナ本体７１２の先端側に設けられ、ソケット７１１の回転軸Ｃは、ナットランナ本体７１２の延出方向に交差している。
【００２９】
ナットランナ支持具７０は、アーム３３の先端フランジ面３５に取り付けられた基部７２と、この基部７２に回動可能に支持されてナットランナ７１を支持するフレーム７３と、を備える。
【００３０】
基部７２は、先端フランジ面３５に沿って延出する円盤状の本体７２１と、本体７２１から突出する４つのボルト７２３と、を備える。
４つのボルト７２３は、本体７２１に螺合されており、軸部７２２を中心として環状に配置されている。
【００３１】
フレーム７３は、中心軸Ｒを回転中心として基部７２に回転可能に支持される。このフレーム７３は、断面略Ｌ字形状であり、先端フランジ面３５に沿って延出する平板状の第１フレーム７３１と、この第１フレーム７３１に立設された平板状の第２フレーム７３２と、第１フレーム７３１を貫通して固定された軸部７３３と、を備える。
【００３２】
第１フレーム７３１には、基部７２のボルト７２３が収容される４つの収容部７３４が形成されている。
【００３３】
各収容部７３４の内壁面には、ボルト７２３の首部を囲んで配置される筒状の緩衝材７３５が配置されている。緩衝材７３５は、弾性変形可能なウレタン製であり、収容部７３４の内壁面とボルト７２３の首部の外周面との間に介装されることになる。
【００３４】
第２フレーム７３２は、ナットランナ７１が先端フランジ面３５に沿って延出するように、ナットランナ本体７１２を支持している。これにより、ナットランナ７１のソケット７１１の回転軸Ｃは、アーム３３の先端フランジ面３５の中心軸Ｒと略平行となっている。
【００３５】
以上のナットランナ支持具７０は、以下のように動作する。
上述のように、フレーム７３は、中心軸Ｒを回転中心として基部７２に対して回転可能である。しかしながら、基部７２のボルト７２３がフレーム７３の収容部７３４に収容されているので、フレーム７３の基部７２に対する回転は、ボルト７２３により規制される。
【００３６】
ここで、ボルト７２３と収容部７３４との間には緩衝材７３５が設けられているため、フレーム７３を基部７２に対して回転させると、緩衝材７３５は、収容部７３４の内壁面とボルト７２３の首部の外周面とで押圧されて弾性変形する。よって、フレーム７３の基部７２に対する回転量は、緩衝材７３５の弾性変形量に等しくなる。
ナットランナ７１のソケット７１１の回転軸Ｃは、先端フランジ面３５の中心軸Ｒと平行であるので、ソケット７１１は、アーム３３の先端フランジ面３５に対して僅かに回転することになる。
【００３７】
図４は、制御装置４０の概略構成を示すブロック図である。
制御装置４０は、双腕ロボット２０のマニピュレータ２２Ａでドア１１を開けるドア開け部４１と、双腕ロボット２０のマニピュレータ２２Ａ、２２Ｂでドア１１を上下から挟持するドア挟持部４２と、単腕ロボット３０でボルト１２を取り外すボルト取り外し部４３と、双腕ロボット２０でドア１１を搬送するドア搬送部４４と、を備える。
【００３８】
ドア開け部４１は、マニピュレータ２２Ａの第１把持治具５０のドア開けピン５５を、ドア１１のアウタパネル１６とインナパネル１５との隙間に挿入して、このドア１１をボディ１０の外側に向かって引くことで、ドア１１が開く。
【００３９】
ドア挟持部４２は、マニピュレータ２２Ａの第１把持治具５０と、マニピュレータ２２Ｂの第２把持治具６０とで、ドア１１を上下から挟持する。ドア１１を挟持する際、図示しない力覚センサによりマニピュレータ２２Ａ、２２Ｂに作用する反力を検出し、この検出した反力に基づいて、マニピュレータ２２Ａ、２２Ｂをフィードバック制御する。
【００４０】
ボルト取り外し部４３は、単腕ロボット３０を制御して、ボルト１２にナットランナ７１のソケット７１１を嵌合し、このナットランナ７１を駆動することで、ボルト１２を取り外す。ここで、ボルト取り外し部４３は、上下一対のボルト１２のうち、上側のボルト１２を緩めて取り外した後、下側のボルト１２を緩めて取り外す。
【００４１】
ボルト１２を取り外す際、ボルト取り外し部４３は、ナットランナ７１のソケット７１１をボルト１２に嵌合して、回転させる。このとき、ボルト取り外し部４３は、アーム３３を制御して、ナットランナ７１をソケット７１１の回転軸に沿った方向にのみ移動自在とするとともに、アーム３３に内蔵されたエンコーダ３４の出力信号に基づいて、このソケット７１１の移動距離を算出可能となっている。
【００４２】
よって、ボルト１２を取り外す手順は、具体的には、以下のようになる。
まず、ナットランナ７１のソケット７１１をボルト１２に嵌合し、図示しない力覚センサにより、ボルト１２とソケット７１１との嵌合を検出する。次に、ナットランナ７１を駆動して、ボルト１２を緩める方向にソケット７１１を所定回転数だけ回転させる。
【００４３】
すると、このボルト１２はドア１１の表面から突出する方向に移動し、このボルト１２の移動に伴って、ソケット７１１は、回転軸に沿った方向に後退する。
次に、ボルト取り外し部４３により、ボルト１２の回転によるソケット７１１の後退距離を算出し、この算出した後退距離が所定距離以上である場合には、ボルト１２が外れたと判定する。ここで、所定距離とは、ボルト１２の首部に形成されたねじ山数に基づいて算出され、ボルトを締付けた状態からボルトを完全に取り外した状態に至るまでの距離である。
【００４４】
ドア搬送部４４は、荷重センサ２１５Ｂにより、一対のマニピュレータ２２Ａ、２２Ｂのうちドア１１の下側を支持する方、ここではマニピュレータ２２Ｂにかかる荷重を検出する。
具体的には、マニピュレータ２２Ｂについて回転軸２１６以外の回転軸をロックしておき、荷重センサ２１５Ｂにより、マニピュレータ２２Ｂの回転軸２１６を駆動するモータに作用するトルクを検出する。なお、本実施形態では、荷重センサ２１５Ｂにより回転軸２１６に作用するトルクを検出したが、これに限らず、回転軸２１６を駆動するモータの電流値に基づいて、この回転軸２１６に作用するトルクを算出してもよい。
そして、この検出した荷重が所定値以上である場合にのみ、ロボット本体２１の旋回軸２１３の旋回を開始して、一対のマニピュレータ２２Ａ、２２Ｂでドア１１の搬送を開始する。
【００４５】
また、双腕ロボット２０の旋回軸２１３を旋回させる際、トルクセンサ２１４により旋回軸２１３に作用するトルクを検出し、この検出したトルクが所定値以上である場合には、双腕ロボット２０の旋回を停止する。なお、本実施形態では、トルクセンサにより旋回軸２１３に作用するトルクを検出したが、これに限らず、旋回軸２１３を駆動するモータの電流値に基づいて、この旋回軸２１３に作用するトルクを算出してもよい。
【００４６】
以下、ドア取り外しシステム１の動作について、図５のフローチャートを参照しながら説明する。
まず、ボディ１０がライン上を搬送され、ドア取り外しシステム１に供給される。この状態では、ドア１１は閉じた状態である。
【００４７】
まず、ＳＴ１０では、単腕ロボット３０は、原位置に位置している。
ＳＴ１１では、単腕ロボット３０のスライド部２１１をスライドさせて、ドア１１の開閉範囲の外側にマニピュレータ３２を移動させ、ＳＴ１２では、この単腕ロボット３０を待機させる。
【００４８】
一方、ＳＴ０では、双腕ロボット２０は、原位置に位置している。
ＳＴ１では、双腕ロボット２０のスライド部２１１をスライドさせて、ドア１１を把持する位置にマニピュレータ２２Ａ、２２Ｂを移動させる。
ＳＴ２では、双腕ロボット２０の第１マニピュレータ２２Ａに設けられた図示しないレーザ測定装置により、ドア１１の位置を測定する。
【００４９】
ＳＴ３では、測定したドアの位置に基づいて、予めティーチングされた動作を補正して、双腕ロボット２０の第１マニピュレータ２２Ａによりドア１１を開ける。
具体的には、図６に示すように、第１マニピュレータ２２Ａを駆動して、第１把持治具５０のドア開けピン５５を、ドア１１のアウタパネル１６の上辺とインナパネル１５のパネル本体１５１の上辺との隙間に挿入するとともに、係止部５２の第３緩衝部５４３をインナパネル１５のパネル本体１５１の上辺に係止させて、このドア１１をボディ１０の外側に向かって引く。すると、ドア１１が開いて、ドア１１の下辺が露出する。
【００５０】
ＳＴ４では、測定したドア１１の位置に基づいて、双腕ロボット２０の第１マニピュレータ２２Ａおよび第２マニピュレータ２２Ｂにより、ドア１１を把持する。
具体的には、図７に示すように、第２マニピュレータ２２Ｂを駆動して、第２把持治具６０の係止部６２の第３緩衝部５４３をドア１１の下辺に係止させるとともに、係止部６２の第２緩衝部５４２でドア１１の下辺を支持する。この状態では、第１把持治具５０の緩衝部５４と、第２把持治具６０の緩衝部５４とは、ドア１１を上下に挟んで互いに対向した状態である。この状態から、第１把持治具５０と第２把持治具６０とを接近させることで、第１マニピュレータ２２Ａおよび第２マニピュレータ２２Ｂによりドア１１を挟持する。
【００５１】
ＳＴ５では、双腕ロボット２０の第１マニピュレータ２２Ａおよび第２マニピュレータ２２Ｂによりドア１１を把持した状態で、この双腕ロボット２０を待機させる。
【００５２】
一方、ＳＴ１３では、双腕ロボット２０によりドア１１が把持された後、単腕ロボット３０のスライド部２１１をスライドさせて、ボルト１２を緩める位置にマニピュレータ３２を移動させる。
【００５３】
ＳＴ１４では、測定したドア１１の位置に基づいて、図８に示すように、ナットランナ７１のソケットをヒンジ部材１３、１４のボルト１２に嵌合させ、ナットランナ７１を駆動して、上下のボルト１２を緩めて取り外す。ここで、上側のヒンジ部材１３のボルト１２、下側のヒンジ部材１４のボルト１２の順に取り外す。
【００５４】
具体的には、図９に示すように、まず、ナットランナ７１のソケット７１１をボルト１２に嵌合させる。次に、ナットランナ７１を駆動して、ボルト１２を緩める方向にソケット７１１を所定回転数だけ回転させる。すると、図１０に示すように、ボルト１２の回転により、ソケット７１１は距離ｘだけ後退する。この後退距離ｘが所定距離以上である場合、ボルト１２が外れたと判定して、ＳＴ１５に移る。
【００５５】
ＳＴ１５では、双腕ロボット２０によるドア１１の搬送経路の外側に、単腕ロボット３０のマニピュレータ３２を移動させ、ＳＴ１６では、単腕ロボット３０のスライド部２１１をスライドさせて、原位置に戻る。
【００５６】
一方、ＳＴ６では、図１１に示すように、双腕ロボット２０の旋回軸２１３を旋回させるとともに、双腕ロボット２０のスライド部２１１を図１１中矢印方向Ｂにスライドさせて、双腕ロボット２０によりドア１１を搬送する。
ここで、双腕ロボット２０の旋回動作を開始する際、まず、荷重センサ２１５Ｂにより第２マニピュレータ２２Ｂに作用する荷重を検出するとともに、トルクセンサ２１４により旋回軸２１３に作用するトルクを検出する。検出した荷重が所定値以上であり、かつ、検出したトルクが所定値未満である場合にのみ、双腕ロボット２０を旋回させる。
【００５７】
ＳＴ７では、双腕ロボット２０によりこのドア１１をパレットに載置し、ＳＴ８では、双腕ロボット２０のスライド部２１１をスライドさせて、原位置に戻る。
【００５８】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）ソケット７１１をボルト１２に嵌合して、ナットランナ本体７１２によりボルト１２を緩める方向にソケット７１１を所定回転数だけ回転させる。次に、ボルト１２の回転によるソケット７１１の後退距離ｘをエンコーダ３４により測定し、この測定した後退距離ｘが所定距離以上である場合には、ボルト１２が外れたと判定する。このようにボルト１２の回転による後退距離ｘに基づいて、ボルト１２が外れたか否かを判定したので、ドア１１とボディ１０との連結を確実に解除でき、ドア１１をボディ１０から確実に取り外しできる。
【００５９】
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】
【００６０】
【図１】本発明の一実施形態に係るドア取り外しシステムの斜視図である。
【図２】前記実施形態に係るドア取り外しシステムの第１把持治具および第２把持治具の斜視図である。
【図３】前記実施形態に係るドア取り外しシステムのナットランナおよびナットランナ支持具の平面図および側面図である。
【図４】前記実施形態に係るドア取り外しシステムの制御手段の概略構成を示すブロック図である。
【図５】前記実施形態に係るドア取り外しシステムの動作のフローチャートである。
【図６】前記実施形態に係るドア取り外しシステムの第１把持治具をドアに係止した状態を示す斜視図である。
【図７】前記実施形態に係るドア取り外しシステムの双腕ロボットでドアを把持した状態を示す斜視図である。
【図８】前記実施形態に係るドア取り外しシステムの単腕ロボットでボルトを取り外している状態を示す斜視図である。
【図９】前記実施形態に係るドア取り外しシステムの単腕ロボットで上側のヒンジ部材のボルトを取り外している状態を示す斜視図である。
【図１０】前記実施形態に係るドア取り外しシステムの単腕ロボットで下側のヒンジ部材のボルトを取り外している状態を示す斜視図である。
【図１１】前記実施形態に係るドア取り外しシステムの双腕ロボットでドアを搬送している状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ ドア取り外しシステム
１０ ボディ
１１ ドア
１２ ボルト
２０ 双腕ロボット
４０ 制御装置（制御手段）
７１ ナットランナ
７１１ ソケット
７１２ ナットランナ本体（回転手段）
３４ エンコーダ（移動距離検出手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のボディにボルトで固定されたドアを、当該ボディから取り外すドア取り外しシステムであって、
前記ドアを把持して搬送可能なロボットと、
前記ボルトに嵌合可能なソケットおよび当該ソケットを回転させる回転手段を有するナットランナと、
前記ボルトの軸方向の移動距離を検出する移動距離検出手段と、
前記ロボットおよび前記ナットランナを制御する制御手段と、を備え、
当該制御手段は、前記ロボットにより前記ドアを把持し、前記ソケットを前記ボルトに嵌合して、前記回転手段により前記ボルトを緩める方向に当該ソケットを所定回転数だけ回転させ、前記ボルトの回転による前記ソケットの後退距離を前記移動距離検出手段により測定し、当該測定した後退距離が所定距離以上である場合には、前記ボルトが外れたと判定することを特徴とするドア取り外しシステム。
【請求項２】
自動車のボディにボルトで固定されたドアを、当該ボディから取り外すドア取り外し方法であって、
ロボットにより前記ドアを把持する手順と、
前記ソケットを前記ボルトに嵌合する手順と、
前記ボルトを緩める方向に当該ソケットを所定回転数だけ回転させる手順と、
前記ボルトの回転による前記ソケットの後退距離を測定する手順と、
当該測定した後退距離が所定距離以上である場合には、前記ボルトが外れたと判定する手順と、を備えることを特徴とするドア取り外し方法。
【請求項１】
自動車のボディにボルトで固定されたドアを、当該ボディから取り外すドア取り外しシステムであって、
前記ドアを把持して搬送可能なロボットと、
前記ボルトに嵌合可能なソケットおよび当該ソケットを回転させる回転手段を有するナットランナと、
前記ボルトの軸方向の移動距離を検出する移動距離検出手段と、
前記ロボットおよび前記ナットランナを制御する制御手段と、を備え、
当該制御手段は、前記ロボットにより前記ドアを把持し、前記ソケットを前記ボルトに嵌合して、前記回転手段により前記ボルトを緩める方向に当該ソケットを所定回転数だけ回転させ、前記ボルトの回転による前記ソケットの後退距離を前記移動距離検出手段により測定し、当該測定した後退距離が所定距離以上である場合には、前記ボルトが外れたと判定することを特徴とするドア取り外しシステム。
【請求項２】
自動車のボディにボルトで固定されたドアを、当該ボディから取り外すドア取り外し方法であって、
ロボットにより前記ドアを把持する手順と、
前記ソケットを前記ボルトに嵌合する手順と、
前記ボルトを緩める方向に当該ソケットを所定回転数だけ回転させる手順と、
前記ボルトの回転による前記ソケットの後退距離を測定する手順と、
当該測定した後退距離が所定距離以上である場合には、前記ボルトが外れたと判定する手順と、を備えることを特徴とするドア取り外し方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１１１３４９（Ｐ２０１０−１１１３４９Ａ）
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８７６４８（Ｐ２００８−２８７６４８）
【出願日】平成２０年１１月１０日（２００８．１１．１０）
【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２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１０日（２００８．１１．１０）
【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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