ワーク取付システムおよびワーク取付方法
【課題】汎用性が高くかつ小型化できるワーク取付システムを提供すること。
【解決手段】ワーク取付システム１は、ボディ２のインナパネル２Ａにサンルーフ部材３を取り付ける。このワーク取付システム１は、サンルーフ部材３を把持して搬送する搬送ロボット４と、ボルトを締め付けるナットランナおよびＣＣＤカメラを有する取付ロボット５と、搬送ロボット４および取付ロボット５を制御する制御装置６と、を備える。制御装置６は、搬送ロボット４を制御して、サンルーフ部材３を把持してボディ２のインナパネル２Ａに搬送し、取付ロボット５を制御して、ＣＣＤカメラによりサンルーフ部材３のボルト穴およびインナパネル２Ａを撮影して、これらボルト穴およびインナパネル２Ａの位置を算出し、これら算出した位置に基づいて取付ロボット５の動作を補正して、ナットランナによりサンルーフ部材３の２箇所をインナパネル２Ａに固定する。
【解決手段】ワーク取付システム１は、ボディ２のインナパネル２Ａにサンルーフ部材３を取り付ける。このワーク取付システム１は、サンルーフ部材３を把持して搬送する搬送ロボット４と、ボルトを締め付けるナットランナおよびＣＣＤカメラを有する取付ロボット５と、搬送ロボット４および取付ロボット５を制御する制御装置６と、を備える。制御装置６は、搬送ロボット４を制御して、サンルーフ部材３を把持してボディ２のインナパネル２Ａに搬送し、取付ロボット５を制御して、ＣＣＤカメラによりサンルーフ部材３のボルト穴およびインナパネル２Ａを撮影して、これらボルト穴およびインナパネル２Ａの位置を算出し、これら算出した位置に基づいて取付ロボット５の動作を補正して、ナットランナによりサンルーフ部材３の２箇所をインナパネル２Ａに固定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク取付システムおよびワーク取付方法に関する。詳しくは、自動車のボディにサンルーフを取り付けるワーク取付システムおよびワーク取付方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車のボディには、外光を採り入れるためのサンルーフが設けられる。このサンルーフは、サンルーフユニットをボディに取り付けることで、形成される。
すなわち、ボディの製造ラインには、サンルーフユニット取り付けロボットが配置されている（特許文献１参照）。このサンルーフユニット取り付けロボットは、ロボットアームと、このロボットアームの先端に設けられてサンルーフユニットを支持するハンドと、を備える。
【０００３】
ハンドは、矩形枠状であり、２本の先細りテーパピンと、３台のシリンダユニットと、２本の位置決めピンと、８台のナットランナと、を備える。各ナットランナには、ボルトが挟持されている。このハンドでは、位置決めピンやナットランナの位置は、サンルーフユニットの形状に応じて、予め決定される。
【０００４】
以上の取り付けロボットの動作は、以下のようになる。
まず、ハンドでサンルーフユニットを支持する。具体的には、サンルーフユニットに位置決めピンを挿通することで、サンルーフユニットをハンドに対して位置決めして、ハンドのナットランナに挟持されたボルトをサンルーフユニットのボルト穴に挿通する。
その後、ロボットアームを制御して、サンルーフユニットをボディのフロントウインド用開口からボディ内部に投入する。
【０００５】
次に、ハンドの先細りテーパピンを、ボディの取り付け位置に形成された位置決め穴に挿通して、ハンドをボディに対して位置決めする。
次に、シリンダユニットを駆動して、サンルーフユニットをボディの取り付け位置に接近させるとともに、ナットランナを駆動して、ボルトをボディのナットに螺合させる。
【０００６】
このような取り付けロボットによれば、１つのハンドでサンルーフユニットを搬送して取り付けることができる。
【特許文献１】特許第２６７２８２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年では、製造ラインを効率的に稼働させるため、１つの製造ラインで複数の車種が製造される場合が多い。この場合、車種によっては、サンルーフユニットの形状が大きく異なる場合がある。
【０００８】
しかしながら、以上のハンドの構造では、位置決めピンやナットランナの位置は、サンルーフユニットの形状に応じて予め決定されるため、汎用性が低く、車種毎にハンドを交換する必要があった。
また、１つのハンドでサンルーフユニットを搬送して取り付けるため、設備が大型化する、という問題があった。
【０００９】
本発明は、汎用性が高くかつ小型化できるワーク取付システムおよびワーク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】
【００１０】
本発明のワーク取付システム（例えば、後述のワーク取付システム１）は、締結部材（例えば、後述のボルト５１）を用いて、第２ワーク（例えば、後述のボディ２）の取り付け部位（例えば、後述のナット４４）に第１ワーク（例えば、後述のサンルーフ部材３）を取り付けるワーク取付システムであって、前記第１ワークを把持して搬送する搬送ロボット（例えば、後述の搬送ロボット４）と、締結部材（例えば、後述のボルト５１Ａ）を締め付ける締め付け装置（例えば、後述のナットランナ２３）およびカメラ（例えば、後述のＣＣＤカメラ２４１）を有する取付ロボット（例えば、後述の取付ロボット５）と、前記搬送ロボットおよび取付ロボットを制御する制御手段（例えば、後述の制御装置６）と、を備え、前記制御手段は、前記搬送ロボットを制御して、前記第１ワークを把持して前記第２ワークの取り付け部位に搬送し、前記取付ロボットを制御して、前記カメラにより前記第１ワークの基準部位（例えば、後述のボルト穴３３）および前記第２ワークの取り付け部位を撮影して、当該第１ワークの基準部位および前記第２ワークの取り付け部位の位置を算出し、当該算出した位置に基づいて前記搬送ロボットおよび取付ロボットのうち少なくとも一方の動作を補正して、前記締め付け装置により前記第１ワークの少なくとも２箇所を前記第２ワークの取り付け部位に固定することを特徴とする。
【００１１】
本発明のワーク取付方法は、締結部材を用いて、第２ワークの取り付け部位に第１ワークを取り付けるワーク取付方法であって、前記第１ワークを把持して搬送する搬送ロボットと、締結部材を締め付ける締め付け装置およびカメラを有する取付ロボットと、を用いて、前記取付ロボットを制御して、前記カメラにより前記第２ワークの取り付け部位を撮影して、当該第２ワークの取り付け部位の位置を算出し、前記搬送ロボットを制御して、前記第１ワークを把持して前記第２ワークの取り付け部位の近傍に搬送し、前記取付ロボットを制御して、前記カメラにより前記第１ワークの基準部位を撮影して、当該第１ワークの基準部位の位置を算出し、当該算出した位置に基づいて前記取付ロボットの動作を補正して、前記締め付け装置により前記第１ワークの少なくとも２箇所を前記第２ワークの取り付け部位に固定することを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、以下の手順で、第２ワークの取り付け部位に第１ワークを取り付ける。
まず、取付ロボットのカメラにより、第２ワークの取り付け部位を撮影し、この撮影画像に基づいて、この第２ワークの取り付け部位の位置を算出する。
次に、ワーク供給場所にて、搬送ロボットで第１ワークを把持し、この第１ワークを搬送して、第２ワークの取り付け部位の近傍で停止させる。
【００１３】
次に、取付ロボットのカメラにより、第１ワークの基準部位を撮影し、この撮影画像に基づいて、この第１ワークの基準部位の位置を算出する。
次に、取付ロボットの締め付け装置により、第１ワークの少なくとも２箇所を締結部材で第２ワークの取り付け部位に固定する。ここで、第２ワークの取り付け部位および第１ワークの基準部位の位置を取付ロボットの動作に反映させて、取付ロボットの動作を補正する。
【００１４】
このように、搬送ロボットにより、第１ワークの搬送のみを行い、取付ロボットにより、第１ワークの位置決めと取り付けのみを行って、搬送ロボットと取付ロボットとで役割を分担した。よって、搬送ロボットおよび取付ロボットのそれぞれを役割に応じて最適な構造とすることで、第１ワークの形状が機種毎に大きく異なる場合でも対応できるから、汎用性が高くなる。
また、搬送ロボットおよび取付ロボットを簡素な構成とすることができるので、システムを小型化できる。
【００１５】
また、取付ロボットにカメラおよび締め付け装置を搭載したので、カメラで第１ワークや第２ワークをセンシングした後に、引き続き、締め付け装置で第１ワークを第２ワークに固定する作業を行うことができ、作業工数を短縮できる。
【００１６】
本発明のワーク取付方法は、 締結部材を用いて、第２ワークの取り付け部位に第１ワークを取り付けるワーク取付方法であって、前記第１ワークを把持して搬送する搬送ロボットと、締結部材を締め付ける締め付け装置およびカメラを有する取付ロボットと、を用いて、前記取付ロボットを制御して、前記カメラにより前記第２ワークの取り付け部位を撮影して、当該第２ワークの取り付け部位の位置を算出し、前記搬送ロボットを制御して、前記第１ワークを把持して前記第２ワークの取り付け部位に向かって搬送を開始するとともに、前記取付ロボットを制御して、前記カメラにより前記第１ワークの基準部位を撮影して、当該第１ワークの基準部位の位置を算出し、前記第１ワークの基準部位および第２ワークの取り付け部位の位置に基づいて前記搬送ロボットの動作を補正して、前記第１ワークを前記第２ワークの取り付け部位の近傍に搬送し、前記第２ワークの取り付け部位の位置に基づいて前記取付ロボットの動作を補正して、前記締め付け装置により前記第１ワークの少なくとも２箇所を前記第２ワークの取り付け部位に固定することを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、以下の手順で、第２ワークの取り付け部位に第１ワークを取り付ける。
まず、取付ロボットのカメラにより、第２ワークの取り付け部位を撮影し、この撮影画像に基づいて、この第２ワークの取り付け部位の位置を算出する。
【００１８】
次に、ワーク供給場所にて、搬送ロボットで第１ワークを把持し、第２ワークの取り付け部位に向かって搬送を開始する。同時に、取付ロボットを制御して、カメラにより第１ワークの基準部位を撮影して、第１ワークの基準部位の位置を算出する。
【００１９】
次に、前記第１ワークを前記第２ワークの取り付け部位の近傍に搬送して停止する。ここで、第１ワークの基準部位および第２ワークの取り付け部位の位置を搬送ロボットの動作に反映させて、搬送ロボットの動作を補正する。
【００２０】
次に、取付ロボットの締め付け装置により、第１ワークの少なくとも２箇所を締結部材で第２ワークの取り付け部位に固定する。ここで、第２ワークの取り付け部位の位置を取付ロボットの動作に反映させて、取付ロボットの動作を補正する。
【００２１】
したがって、第１ワークの搬送中に、第１ワーク基準部位の位置を算出したので、第１ワークを第２ワークの取り付け部位の近傍に正確に搬送できる。
また、第１ワークの搬送が完了した後、取付ロボットで第１ワークの基準部位を撮影することなく、直ちに、取付ロボットにより第１ワークを第２ワークの取り付け部位に固定できる。よって、サイクルタイムをさらに短縮できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、搬送ロボットにより、第１ワークの搬送のみを行い、取付ロボットにより、第１ワークの位置決めと取り付けのみを行って、搬送ロボットと取付ロボットとで役割を分担した。よって、搬送ロボットおよび取付ロボットのそれぞれを役割に応じて最適な構造とすることで、第１ワークの形状が機種毎に大きく異なる場合でも対応できるから、汎用性が高くなる。また、搬送ロボットおよび取付ロボットを簡素な構成とすることができるので、システムを小型化できる。また、取付ロボットにカメラおよび締め付け装置を搭載したので、カメラで第１ワークや第２ワークをセンシングした後に、引き続き、締め付け装置で第１ワークを第２ワークに固定する作業を行うことができ、作業工数を短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係るワーク取付システム１の全体斜視図である。
ワーク取付システム１は、図示しない搬送コンベアにより搬送される第２ワークとしてのボディ２に第１ワークとしてのサンルーフ部材３を取り付けるものである。
【００２４】
ボディ２の正面には、フロントウインドが取り付けられるフロントウインド用開口４１が形成され、ボディ２の両側面には、フロントドアが取り付けられるフロントドア用開口４２が形成されている。
サンルーフ部材３は、ボディ２の内部側からボディ２の屋根４３に取り付けられる。
【００２５】
ワーク取付システム１は、サンルーフ部材３をボディ２の取り付け位置の近傍まで搬送する搬送ロボット４と、この搬送ロボット４により搬送されたサンルーフ部材３をボディ２に位置決めする一対の取付ロボット５と、これら搬送ロボット４および取付ロボット５を制御する制御手段としての制御装置６と、を備える。
【００２６】
図２は、サンルーフ部材３およびこのサンルーフ部材３が取り付けられる取り付け部位としてのインナパネル２Ａの斜視図である。
サンルーフ部材３は、矩形枠状のフレーム３１と、このフレーム３１の両側のフレームを跨いで設けられた補強フレーム３２と、を備える。
このサンルーフ部材３の周縁部分には、基準部位としての８個のボルト穴３３が形成されている。これらボルト穴３３のうちサンルーフ部材３の前方両側に位置するものをボルト穴３３Ａとし、このボルト穴３３Ａの近傍には、位置決め穴３４が形成されている。また、ボルト穴３３のうちボルト穴３３Ａの後方側に隣接するものをボルト穴３３Ｂとする。
【００２７】
インナパネル２Ａは、ボディ２の屋根４３の内側を構成するパネルである。インナパネル２Ａには、サンルーフ部材３のボルト穴３３に対応して、ナット４４が形成されている。これらナット４４のうちサンルーフ部材３のボルト穴３３Ａに対応するものをナット４４Ａとすると、このナット４４Ａの近傍には、サンルーフ部材３の位置決め穴３４に対応して、位置決め穴４５が形成されている。また、ナット４４のうちサンルーフ部材３のボルト穴３３Ｂに対応するものをナット４４Ｂとする。
【００２８】
サンルーフ部材３は、ボルト５１をボディ２の内部側からサンルーフ部材３のボルト穴３３に挿通し、インナパネル２Ａのナット４４に螺合することで、インナパネル２Ａに取り付けられる。ここで、ボルト５１のうちナット４４Ａに螺合されるものを、ボルト５１Ａとする。
【００２９】
図１に戻って、搬送ロボット４は、ボディ２の正面側に配置され、サンルーフ部材３を把持して、ボディ２に向かって移動することにより、この把持したサンルーフ部材３をボディ２の内部まで搬送する。
この搬送ロボット４は、搬送ハンド１０と、床面上にボディ２の長さ方向に沿って移動可能に設けられて搬送ハンド１０の姿勢や３次元空間における位置を変化させるロボットアーム１１と、を備える。
【００３０】
図３は、搬送ロボット４の搬送ハンド１０の平面図である。図４は、搬送ハンド１０の側面図である。図５は、搬送ハンド１０の斜視図である。
搬送ハンド１０は、平面視で略十字形状であり、ロボットアーム１１のフランジ面１１Ａに対して略垂直に延びる基部１２と、この基部１２に設けられた把持機構１３と、基部１２の先端からこの基部１２に直交して両側に延びる第１支持フレーム１４と、基部１２の先端から基部１２と同じ方向に延びる第２支持フレーム１５と、を備える。
【００３１】
第１支持フレーム１４の両端には、それぞれ、受け具１４１が固定されている。受け具１４１の上面先端側には、それぞれ、突出部１４２が設けられている。
なお、本実施形態では、受け具１４１を第１支持フレーム１４の両端に固定したが、これに限らず、受け具を第１支持フレームに沿ってスライド自在な構造としてもよい。
【００３２】
第２支持フレーム１５の先端には、この第２支持フレーム１５の両側に延びる固定把持部１５１が固定されている。なお、本実施形態では、固定把持部１５１を第２支持フレーム１５の先端に固定したが、これに限らず、固定把持部を第２支持フレームに沿ってスライド自在な構造としてもよい。
また、第２支持フレーム１５の先端側の上面には、サンルーフ部材３を支持する支持部１５２が設けられている。
【００３３】
基部１２は、平面視で略コの字形状であり、ロボットアーム１１のフランジ面１１Ａに沿って延びる第１フレーム１２１と、この第１フレーム１２１の両端からロボットアーム１１のフランジ面１１Ａに対して略垂直に延びる２本の第２フレーム１２２と、を備える。
各第２フレーム１２２の上面には、サンルーフ部材３を支持する支持部１２３が設けられている。
【００３４】
把持機構１３は、基部１２の２本の第２フレーム１２２に跨って設けられたスライドガイド１３１と、このスライドガイド１３１に摺動可能に保持された一対のシリンダ１３２と、このシリンダ１３２の基端側に設けられた可動把持部１３３と、を備える。
【００３５】
シリンダ１３２は、シリンダ本体１３４と、このシリンダ本体１３４に摺動可能に収容されたピストンロッド１３５と、を備える。
ピストンロッド１３５の先端は、上述の第１支持フレーム１４に固定されている。
【００３６】
この把持機構１３によれば、ピストンロッド１３５を前進させることにより、シリンダ本体１３４がスライドガイド１３１に沿ってロボットアーム１１側に移動し、可動把持部１３３が第２支持フレーム１５の固定把持部１５１から離隔する。一方、ピストンロッド１３５を後退させることにより、シリンダ本体１３４がスライドガイド１３１に沿って第２支持フレーム１５側に移動し、可動把持部１３３が第２支持フレーム１５の固定把持部１５１に接近する。
【００３７】
したがって、搬送ロボット４の搬送ハンド１０によれば、搬送ハンド１０上にサンルーフ部材３が載置されると、このサンルーフ部材３は、第１支持フレーム１４の受け具１４１、基部１２の支持部１２３、および第２支持フレーム１５の支持部１５２に支持される。同時に、このサンルーフ部材３は、幅方向両端側から２つの突出部１４２の間に嵌合する。
その後、把持機構１３を駆動することにより、可動把持部１３３を固定把持部１５１に接近させて、サンルーフ部材３の補強フレーム３２に固定把持部１５１を当接させ、サンルーフ部材３のフレーム３１の基端側に可動把持部１３３を当接させて、このサンルーフ部材３のフレームを長さ方向両端側から把持する。
【００３８】
図１に戻って、一対の取付ロボット５は、ボディ２の両側に配置され、搬送ロボット４が搬送したサンルーフ部材３をボディ２のインナパネル２Ａに固定する。
この取付ロボット５は、それぞれ、ハンド２０と、床面上に設けられてハンド２０の姿勢や３次元空間における位置を変化させるロボットアーム２１と、を備える。
以下、ボディ２の左側に位置する取付ロボット５について説明するが、ボディ２の右側に位置する取付ロボット５についても、同様の構成であり、これら左右の取付ロボット５の外観は、ボディ２を挟んで対称となっている。
【００３９】
図６は、取付ロボット５のハンド２０の平面図である。図７は、ハンド２０の側面図である。図８は、ハンド２０の斜視図である。
ハンド２０は、略Ｌ字形状の支持フレーム２２と、この支持フレーム２２に設けられた締め付け装置としてのナットランナ２３と、支持フレーム２２に設けられた撮影装置２４と、を備える。
【００４０】
支持フレーム２２は、ロボットアーム１１のフランジ面から面内方向に延びる第１フレーム２２１と、この第１フレーム２２１の先端からこの第１フレーム２２１に直交して延びる第２フレーム２２２と、を備える。
第１フレーム２２１と第２フレーム２２２との交差部分には、上方に向かって突出する位置決めピン２２３が設けられる。また、第２フレーム２２２の先端側の上面には、ワーク支持パッド２２４が設けられる。
【００４１】
ナットランナ２３は、支持フレーム２２の第１フレーム２２１の途中に設けられ、締結部材としてのボルト５１Ａが嵌合するソケット２３１と、このソケット２３１を回転駆動する駆動装置２３２と、を備える。
このナットランナ２３によれば、駆動装置２３２を駆動することにより、ソケット２３１に嵌合したボルト５１Ａを所定のトルクで回転させる。
【００４２】
撮影装置２４は、支持フレーム２２の第２フレーム２２２の途中に設けられ、上方に向かって配置されたＣＣＤカメラ２４１と、このＣＣＤカメラ２４１の撮影対象を照明する環状の照明装置２４２と、を備える。
【００４３】
取付ロボット５のハンド２０によれば、図９に示すように、ハンド２０上にサンルーフ部材３が載置されると、支持フレーム２２の位置決めピン２２３は、サンルーフ部材３の位置決め穴３４に挿入される。そして、このサンルーフ部材３は、この位置決めピン２２３および支持フレーム２２のワーク支持パッド２２４により支持される。また、ナットランナ２３のソケット２３１にチャックされたボルト５１Ａは、サンルーフ部材３のボルト穴３３Ａに挿通される。
【００４４】
ワーク取付システム１の動作について、図１０のフローチャートを参照しながら説明する。
ＳＴ１では、ボディ２の搬送を停止する。
ＳＴ２では、ボディ２の両側のフロントドア用開口４２を通して、取付ロボット５をボディ２の内部に投入し、取付ロボット５のＣＣＤカメラ２４１を、屋根４３のインナパネル２Ａに接近させる。次に、このＣＣＤカメラ２４１でインナパネル２Ａのナット４４Ｂを撮影し、その後、この取付ロボット５を退避させる。
【００４５】
ＳＴ３では、制御装置６により、インナパネル２Ａの撮影画像に基づいて、ナット４４Ｂの予めティーチングされた位置からのずれ量をワーク取り付け位置ずれ量として算出する。
【００４６】
ＳＴ４では、図示しないワーク供給場所にて、搬送ロボット４によりサンルーフ部材３を把持させる。そして、搬送ロボット４を移動することによりサンルーフ部材３を搬送して、ボディ２のフロントウインド用開口４１を通して、サンルーフ部材３をボディ２の内部に投入し、サンルーフ部材３をインナパネル２Ａの下方で停止させる。
【００４７】
ＳＴ５では、ボディ２のフロントドア用開口４２を通して、再び、取付ロボット５をボディ２の内部に投入し、ＣＣＤカメラ２４１でサンルーフ部材３のボルト穴３３Ｂを基準位置として撮影する。
【００４８】
ＳＴ６では、制御装置６により、サンルーフ部材３の撮影画像に基づいて、ボルト穴３３Ｂの予めティーチングした位置からのずれ量をワーク位置ずれ量として算出する。
【００４９】
ＳＴ７では、取付ロボット５を制御してサンルーフ部材３に下方から接近させ、サンルーフ部材３の位置決め穴３４に位置決めピン２２３を挿入するとともに、この取付ロボット５でサンルーフ部材３の両端側を支持する。ここで、取付ロボット５の動作に上述のワーク位置ずれ量を反映させて、取付ロボット５の動作を補正する。その後、搬送ロボット４をボディ２の内部から退避させる。
【００５０】
ＳＴ８では、取付ロボット５を上昇させて、位置決めピン２２３をボディ２の位置決め穴４５に挿入することで、サンルーフ部材３をボディ２のインナパネル２Ａに位置決めする。ここで、取付ロボット５の動作に上述のワーク取り付け位置ずれ量およびワークずれ量を反映させて、取付ロボット５の動作を補正する。
すると、サンルーフ部材３のボルト穴３３Ａは、ボディ２のナット４４Ａに重なった状態となるので、ナットランナ２３を駆動して、サンルーフ部材３のボルト穴３３Ａを通して、２本のボルト５１Ａをボディ２のナット４４Ａに締め付ける。
【００５１】
ＳＴ９では、図示しないボルト締め付けロボットにより、ボルト５１Ａを除く残りのボルト５１を用意し、これら残りのボルト５１をサンルーフ部材３のボルト穴３３に通して、ナット４４に締め付ける。
【００５２】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）まず、取付ロボット５のＣＣＤカメラ２４１により、ボディ２のインナパネル２Ａを撮影し、この撮影画像に基づいて、このインナパネル２Ａのナット４４の予めティーチングした位置からのずれ量を算出する。次に、ワーク供給場所にて、搬送ロボット４でサンルーフ部材３を把持し、このサンルーフ部材３を搬送して、インナパネル２Ａの近傍に位置させる。次に、取付ロボット５のＣＣＤカメラ２４１により、サンルーフ部材３のボルト穴３３を撮影し、この撮影画像に基づいて、ボルト穴３３の予めティーチングした位置からのずれ量を算出する。次に、取付ロボット５のナットランナ２３により、サンルーフ部材３の２箇所をボルト５１Ａでインナパネル２Ａに固定する。ここで、算出したインナパネル２Ａのナット４４のずれ量およびサンルーフ部材３のボルト穴３３のずれ量を取付ロボット５の動作に反映させて、取付ロボット５の動作を補正する。
【００５３】
このように、搬送ロボット４により、サンルーフ部材３の搬送のみを行い、取付ロボット５により、サンルーフ部材３の位置決めと取り付けのみを行って、搬送ロボット４と取付ロボット５とで役割を分担した。よって、搬送ロボット４および取付ロボット５のそれぞれを役割に応じて最適な構造とすることで、サンルーフ部材３の形状が機種毎に大きく異なる場合でも対応できるから、汎用性が高くなる。
また、搬送ロボット４および取付ロボット５を簡素な構成とすることができるので、ワーク取付システム１を小型化できる。
【００５４】
また、取付ロボット５にＣＣＤカメラ２４１およびナットランナ２３を搭載したので、ＣＣＤカメラ２４１でサンルーフ部材３のボルト穴３３やインナパネル２Ａのナット４４をセンシングした後に、引き続き、ナットランナ２３でサンルーフ部材３をインナパネル２Ａに固定する作業を行うことができ、作業工数を短縮できる。
【００５５】
〔第２実施形態〕
本実施形態では、ワーク取付システム１の動作が、第１実施形態と異なる。すなわち、第１実施形態では、搬送ロボット４によるサンルーフ部材３の搬送が完了した後に、取付ロボット５でサンルーフ部材３を撮影したが、本実施形態では、搬送ロボット４によりサンルーフ部材３を搬送すると同時に、取付ロボット５でサンルーフ部材３を撮影する。
【００５６】
本実施形態のワーク取付システム１の動作について、図１１のフローチャートを参照しながら説明する。
本実施形態のＳＴ１１〜ＳＴ１３、ＳＴ１７〜ＳＴ１９は、第１実施形態のＳＴ１〜ＳＴ３、ＳＴ７〜ＳＴ９と同様である。
【００５７】
ＳＴ１４Ａでは、図示しないワーク供給場所にて、搬送ロボット４によりサンルーフ部材３を把持させる。そして、搬送ロボット４を移動することにより、ボディ２のフロントウインド用開口４１に向かってサンルーフ部材３の搬送を開始する。
【００５８】
ＳＴ１５では、搬送されるサンルーフ部材３の下方に取付ロボット５を位置させて、この状態で、サンルーフ部材３がボディ２のフロントウインド用開口４１に到達するまで、この取付ロボット５を搬送ロボット４の動作に同期して移動させて、取付ロボット５のＣＣＤカメラ２４１でサンルーフ部材３のボルト穴３３Ｂを基準位置として撮影する。
【００５９】
ＳＴ１６では、制御装置６により、サンルーフ部材３の撮影画像に基づいて、ボルト穴３３Ｂの予めティーチングした位置からのずれ量をワーク位置ずれ量として算出する。
【００６０】
ＳＴ１４Ｂでは、搬送ロボット４により、ボディ２のフロントウインド用開口４１を通して、サンルーフ部材３をボディ２の内部に投入し、サンルーフ部材３をインナパネル２Ａの下方で停止させる。
このとき、ワーク位置ずれ量およびＳＴ３で算出したワーク取り付け位置ずれ量に基づいて、サンルーフ部材３の位置決め穴３４がボディ２の位置決め穴４５の直下に位置するように、サンルーフ部材３を停止させる。
【００６１】
本実施形態によれば、上述の（１）の効果に加えて、以下のような効果がある。
（２）サンルーフ部材３がボディ２の内部に投入された時点で、ワーク位置ずれ量およびワーク取り付け位置ずれ量を既に算出しているので、サンルーフ部材３の位置決め穴３４がボディ２の位置決め穴４５の直下に位置するように、サンルーフ部材３を停止させることができる。
【００６２】
また、サンルーフ部材３をインナパネル２Ａの下方で停止させた後、第１実施形態のようなサンルーフ部材３を撮影する工程を省略して、直ちに、取付ロボット５をサンルーフ部材３の直下に位置させることができる。そして、この状態からハンド２０を上昇させるだけで、サンルーフ部材３を支持して、サンルーフ部材３をボディ２のインナパネル２Ａに位置決めできる。
以上より、サイクルタイムをさらに短縮できる。
【００６３】
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】
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態に係るワーク取付システムの全体斜視図である。
【図２】前記実施形態に係るワーク取付システムの第１ワークおよび第２ワークの斜視図である。
【図３】前記実施形態に係る搬送ロボットのハンドの平面図である。
【図４】前記実施形態に係る搬送ロボットのハンドの側面図である。
【図５】前記実施形態に係る搬送ロボットのハンドの斜視図である。
【図６】前記実施形態に係る取付ロボットのハンドの平面図である。
【図７】前記実施形態に係る取付ロボットのハンドの側面図である。
【図８】前記実施形態に係る取付ロボットのハンドの斜視図である。
【図９】前記実施形態に係る取付ロボットで第１ワークを支持した状態を示す分解斜視図である。
【図１０】前記実施形態に係るワーク取付システムの動作のフローチャートである。
【図１１】本発明の第２記実施形態に係るワーク取付システムの動作のフローチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
１ ワーク取付システム
２ ボディ（第２ワーク）
２Ａ インナパネル（取り付け部位）
３ サンルーフ部材（第１ワーク）
４ 搬送ロボット
５ 取付ロボット
６ 制御装置（制御手段）
２３ ナットランナ（締め付け装置）
３３ ボルト穴（基準部位）
５１Ａ ボルト（締結部材）
２４１ ＣＣＤカメラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク取付システムおよびワーク取付方法に関する。詳しくは、自動車のボディにサンルーフを取り付けるワーク取付システムおよびワーク取付方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車のボディには、外光を採り入れるためのサンルーフが設けられる。このサンルーフは、サンルーフユニットをボディに取り付けることで、形成される。
すなわち、ボディの製造ラインには、サンルーフユニット取り付けロボットが配置されている（特許文献１参照）。このサンルーフユニット取り付けロボットは、ロボットアームと、このロボットアームの先端に設けられてサンルーフユニットを支持するハンドと、を備える。
【０００３】
ハンドは、矩形枠状であり、２本の先細りテーパピンと、３台のシリンダユニットと、２本の位置決めピンと、８台のナットランナと、を備える。各ナットランナには、ボルトが挟持されている。このハンドでは、位置決めピンやナットランナの位置は、サンルーフユニットの形状に応じて、予め決定される。
【０００４】
以上の取り付けロボットの動作は、以下のようになる。
まず、ハンドでサンルーフユニットを支持する。具体的には、サンルーフユニットに位置決めピンを挿通することで、サンルーフユニットをハンドに対して位置決めして、ハンドのナットランナに挟持されたボルトをサンルーフユニットのボルト穴に挿通する。
その後、ロボットアームを制御して、サンルーフユニットをボディのフロントウインド用開口からボディ内部に投入する。
【０００５】
次に、ハンドの先細りテーパピンを、ボディの取り付け位置に形成された位置決め穴に挿通して、ハンドをボディに対して位置決めする。
次に、シリンダユニットを駆動して、サンルーフユニットをボディの取り付け位置に接近させるとともに、ナットランナを駆動して、ボルトをボディのナットに螺合させる。
【０００６】
このような取り付けロボットによれば、１つのハンドでサンルーフユニットを搬送して取り付けることができる。
【特許文献１】特許第２６７２８２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年では、製造ラインを効率的に稼働させるため、１つの製造ラインで複数の車種が製造される場合が多い。この場合、車種によっては、サンルーフユニットの形状が大きく異なる場合がある。
【０００８】
しかしながら、以上のハンドの構造では、位置決めピンやナットランナの位置は、サンルーフユニットの形状に応じて予め決定されるため、汎用性が低く、車種毎にハンドを交換する必要があった。
また、１つのハンドでサンルーフユニットを搬送して取り付けるため、設備が大型化する、という問題があった。
【０００９】
本発明は、汎用性が高くかつ小型化できるワーク取付システムおよびワーク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】
【００１０】
本発明のワーク取付システム（例えば、後述のワーク取付システム１）は、締結部材（例えば、後述のボルト５１）を用いて、第２ワーク（例えば、後述のボディ２）の取り付け部位（例えば、後述のナット４４）に第１ワーク（例えば、後述のサンルーフ部材３）を取り付けるワーク取付システムであって、前記第１ワークを把持して搬送する搬送ロボット（例えば、後述の搬送ロボット４）と、締結部材（例えば、後述のボルト５１Ａ）を締め付ける締め付け装置（例えば、後述のナットランナ２３）およびカメラ（例えば、後述のＣＣＤカメラ２４１）を有する取付ロボット（例えば、後述の取付ロボット５）と、前記搬送ロボットおよび取付ロボットを制御する制御手段（例えば、後述の制御装置６）と、を備え、前記制御手段は、前記搬送ロボットを制御して、前記第１ワークを把持して前記第２ワークの取り付け部位に搬送し、前記取付ロボットを制御して、前記カメラにより前記第１ワークの基準部位（例えば、後述のボルト穴３３）および前記第２ワークの取り付け部位を撮影して、当該第１ワークの基準部位および前記第２ワークの取り付け部位の位置を算出し、当該算出した位置に基づいて前記搬送ロボットおよび取付ロボットのうち少なくとも一方の動作を補正して、前記締め付け装置により前記第１ワークの少なくとも２箇所を前記第２ワークの取り付け部位に固定することを特徴とする。
【００１１】
本発明のワーク取付方法は、締結部材を用いて、第２ワークの取り付け部位に第１ワークを取り付けるワーク取付方法であって、前記第１ワークを把持して搬送する搬送ロボットと、締結部材を締め付ける締め付け装置およびカメラを有する取付ロボットと、を用いて、前記取付ロボットを制御して、前記カメラにより前記第２ワークの取り付け部位を撮影して、当該第２ワークの取り付け部位の位置を算出し、前記搬送ロボットを制御して、前記第１ワークを把持して前記第２ワークの取り付け部位の近傍に搬送し、前記取付ロボットを制御して、前記カメラにより前記第１ワークの基準部位を撮影して、当該第１ワークの基準部位の位置を算出し、当該算出した位置に基づいて前記取付ロボットの動作を補正して、前記締め付け装置により前記第１ワークの少なくとも２箇所を前記第２ワークの取り付け部位に固定することを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、以下の手順で、第２ワークの取り付け部位に第１ワークを取り付ける。
まず、取付ロボットのカメラにより、第２ワークの取り付け部位を撮影し、この撮影画像に基づいて、この第２ワークの取り付け部位の位置を算出する。
次に、ワーク供給場所にて、搬送ロボットで第１ワークを把持し、この第１ワークを搬送して、第２ワークの取り付け部位の近傍で停止させる。
【００１３】
次に、取付ロボットのカメラにより、第１ワークの基準部位を撮影し、この撮影画像に基づいて、この第１ワークの基準部位の位置を算出する。
次に、取付ロボットの締め付け装置により、第１ワークの少なくとも２箇所を締結部材で第２ワークの取り付け部位に固定する。ここで、第２ワークの取り付け部位および第１ワークの基準部位の位置を取付ロボットの動作に反映させて、取付ロボットの動作を補正する。
【００１４】
このように、搬送ロボットにより、第１ワークの搬送のみを行い、取付ロボットにより、第１ワークの位置決めと取り付けのみを行って、搬送ロボットと取付ロボットとで役割を分担した。よって、搬送ロボットおよび取付ロボットのそれぞれを役割に応じて最適な構造とすることで、第１ワークの形状が機種毎に大きく異なる場合でも対応できるから、汎用性が高くなる。
また、搬送ロボットおよび取付ロボットを簡素な構成とすることができるので、システムを小型化できる。
【００１５】
また、取付ロボットにカメラおよび締め付け装置を搭載したので、カメラで第１ワークや第２ワークをセンシングした後に、引き続き、締め付け装置で第１ワークを第２ワークに固定する作業を行うことができ、作業工数を短縮できる。
【００１６】
本発明のワーク取付方法は、 締結部材を用いて、第２ワークの取り付け部位に第１ワークを取り付けるワーク取付方法であって、前記第１ワークを把持して搬送する搬送ロボットと、締結部材を締め付ける締め付け装置およびカメラを有する取付ロボットと、を用いて、前記取付ロボットを制御して、前記カメラにより前記第２ワークの取り付け部位を撮影して、当該第２ワークの取り付け部位の位置を算出し、前記搬送ロボットを制御して、前記第１ワークを把持して前記第２ワークの取り付け部位に向かって搬送を開始するとともに、前記取付ロボットを制御して、前記カメラにより前記第１ワークの基準部位を撮影して、当該第１ワークの基準部位の位置を算出し、前記第１ワークの基準部位および第２ワークの取り付け部位の位置に基づいて前記搬送ロボットの動作を補正して、前記第１ワークを前記第２ワークの取り付け部位の近傍に搬送し、前記第２ワークの取り付け部位の位置に基づいて前記取付ロボットの動作を補正して、前記締め付け装置により前記第１ワークの少なくとも２箇所を前記第２ワークの取り付け部位に固定することを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、以下の手順で、第２ワークの取り付け部位に第１ワークを取り付ける。
まず、取付ロボットのカメラにより、第２ワークの取り付け部位を撮影し、この撮影画像に基づいて、この第２ワークの取り付け部位の位置を算出する。
【００１８】
次に、ワーク供給場所にて、搬送ロボットで第１ワークを把持し、第２ワークの取り付け部位に向かって搬送を開始する。同時に、取付ロボットを制御して、カメラにより第１ワークの基準部位を撮影して、第１ワークの基準部位の位置を算出する。
【００１９】
次に、前記第１ワークを前記第２ワークの取り付け部位の近傍に搬送して停止する。ここで、第１ワークの基準部位および第２ワークの取り付け部位の位置を搬送ロボットの動作に反映させて、搬送ロボットの動作を補正する。
【００２０】
次に、取付ロボットの締め付け装置により、第１ワークの少なくとも２箇所を締結部材で第２ワークの取り付け部位に固定する。ここで、第２ワークの取り付け部位の位置を取付ロボットの動作に反映させて、取付ロボットの動作を補正する。
【００２１】
したがって、第１ワークの搬送中に、第１ワーク基準部位の位置を算出したので、第１ワークを第２ワークの取り付け部位の近傍に正確に搬送できる。
また、第１ワークの搬送が完了した後、取付ロボットで第１ワークの基準部位を撮影することなく、直ちに、取付ロボットにより第１ワークを第２ワークの取り付け部位に固定できる。よって、サイクルタイムをさらに短縮できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、搬送ロボットにより、第１ワークの搬送のみを行い、取付ロボットにより、第１ワークの位置決めと取り付けのみを行って、搬送ロボットと取付ロボットとで役割を分担した。よって、搬送ロボットおよび取付ロボットのそれぞれを役割に応じて最適な構造とすることで、第１ワークの形状が機種毎に大きく異なる場合でも対応できるから、汎用性が高くなる。また、搬送ロボットおよび取付ロボットを簡素な構成とすることができるので、システムを小型化できる。また、取付ロボットにカメラおよび締め付け装置を搭載したので、カメラで第１ワークや第２ワークをセンシングした後に、引き続き、締め付け装置で第１ワークを第２ワークに固定する作業を行うことができ、作業工数を短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係るワーク取付システム１の全体斜視図である。
ワーク取付システム１は、図示しない搬送コンベアにより搬送される第２ワークとしてのボディ２に第１ワークとしてのサンルーフ部材３を取り付けるものである。
【００２４】
ボディ２の正面には、フロントウインドが取り付けられるフロントウインド用開口４１が形成され、ボディ２の両側面には、フロントドアが取り付けられるフロントドア用開口４２が形成されている。
サンルーフ部材３は、ボディ２の内部側からボディ２の屋根４３に取り付けられる。
【００２５】
ワーク取付システム１は、サンルーフ部材３をボディ２の取り付け位置の近傍まで搬送する搬送ロボット４と、この搬送ロボット４により搬送されたサンルーフ部材３をボディ２に位置決めする一対の取付ロボット５と、これら搬送ロボット４および取付ロボット５を制御する制御手段としての制御装置６と、を備える。
【００２６】
図２は、サンルーフ部材３およびこのサンルーフ部材３が取り付けられる取り付け部位としてのインナパネル２Ａの斜視図である。
サンルーフ部材３は、矩形枠状のフレーム３１と、このフレーム３１の両側のフレームを跨いで設けられた補強フレーム３２と、を備える。
このサンルーフ部材３の周縁部分には、基準部位としての８個のボルト穴３３が形成されている。これらボルト穴３３のうちサンルーフ部材３の前方両側に位置するものをボルト穴３３Ａとし、このボルト穴３３Ａの近傍には、位置決め穴３４が形成されている。また、ボルト穴３３のうちボルト穴３３Ａの後方側に隣接するものをボルト穴３３Ｂとする。
【００２７】
インナパネル２Ａは、ボディ２の屋根４３の内側を構成するパネルである。インナパネル２Ａには、サンルーフ部材３のボルト穴３３に対応して、ナット４４が形成されている。これらナット４４のうちサンルーフ部材３のボルト穴３３Ａに対応するものをナット４４Ａとすると、このナット４４Ａの近傍には、サンルーフ部材３の位置決め穴３４に対応して、位置決め穴４５が形成されている。また、ナット４４のうちサンルーフ部材３のボルト穴３３Ｂに対応するものをナット４４Ｂとする。
【００２８】
サンルーフ部材３は、ボルト５１をボディ２の内部側からサンルーフ部材３のボルト穴３３に挿通し、インナパネル２Ａのナット４４に螺合することで、インナパネル２Ａに取り付けられる。ここで、ボルト５１のうちナット４４Ａに螺合されるものを、ボルト５１Ａとする。
【００２９】
図１に戻って、搬送ロボット４は、ボディ２の正面側に配置され、サンルーフ部材３を把持して、ボディ２に向かって移動することにより、この把持したサンルーフ部材３をボディ２の内部まで搬送する。
この搬送ロボット４は、搬送ハンド１０と、床面上にボディ２の長さ方向に沿って移動可能に設けられて搬送ハンド１０の姿勢や３次元空間における位置を変化させるロボットアーム１１と、を備える。
【００３０】
図３は、搬送ロボット４の搬送ハンド１０の平面図である。図４は、搬送ハンド１０の側面図である。図５は、搬送ハンド１０の斜視図である。
搬送ハンド１０は、平面視で略十字形状であり、ロボットアーム１１のフランジ面１１Ａに対して略垂直に延びる基部１２と、この基部１２に設けられた把持機構１３と、基部１２の先端からこの基部１２に直交して両側に延びる第１支持フレーム１４と、基部１２の先端から基部１２と同じ方向に延びる第２支持フレーム１５と、を備える。
【００３１】
第１支持フレーム１４の両端には、それぞれ、受け具１４１が固定されている。受け具１４１の上面先端側には、それぞれ、突出部１４２が設けられている。
なお、本実施形態では、受け具１４１を第１支持フレーム１４の両端に固定したが、これに限らず、受け具を第１支持フレームに沿ってスライド自在な構造としてもよい。
【００３２】
第２支持フレーム１５の先端には、この第２支持フレーム１５の両側に延びる固定把持部１５１が固定されている。なお、本実施形態では、固定把持部１５１を第２支持フレーム１５の先端に固定したが、これに限らず、固定把持部を第２支持フレームに沿ってスライド自在な構造としてもよい。
また、第２支持フレーム１５の先端側の上面には、サンルーフ部材３を支持する支持部１５２が設けられている。
【００３３】
基部１２は、平面視で略コの字形状であり、ロボットアーム１１のフランジ面１１Ａに沿って延びる第１フレーム１２１と、この第１フレーム１２１の両端からロボットアーム１１のフランジ面１１Ａに対して略垂直に延びる２本の第２フレーム１２２と、を備える。
各第２フレーム１２２の上面には、サンルーフ部材３を支持する支持部１２３が設けられている。
【００３４】
把持機構１３は、基部１２の２本の第２フレーム１２２に跨って設けられたスライドガイド１３１と、このスライドガイド１３１に摺動可能に保持された一対のシリンダ１３２と、このシリンダ１３２の基端側に設けられた可動把持部１３３と、を備える。
【００３５】
シリンダ１３２は、シリンダ本体１３４と、このシリンダ本体１３４に摺動可能に収容されたピストンロッド１３５と、を備える。
ピストンロッド１３５の先端は、上述の第１支持フレーム１４に固定されている。
【００３６】
この把持機構１３によれば、ピストンロッド１３５を前進させることにより、シリンダ本体１３４がスライドガイド１３１に沿ってロボットアーム１１側に移動し、可動把持部１３３が第２支持フレーム１５の固定把持部１５１から離隔する。一方、ピストンロッド１３５を後退させることにより、シリンダ本体１３４がスライドガイド１３１に沿って第２支持フレーム１５側に移動し、可動把持部１３３が第２支持フレーム１５の固定把持部１５１に接近する。
【００３７】
したがって、搬送ロボット４の搬送ハンド１０によれば、搬送ハンド１０上にサンルーフ部材３が載置されると、このサンルーフ部材３は、第１支持フレーム１４の受け具１４１、基部１２の支持部１２３、および第２支持フレーム１５の支持部１５２に支持される。同時に、このサンルーフ部材３は、幅方向両端側から２つの突出部１４２の間に嵌合する。
その後、把持機構１３を駆動することにより、可動把持部１３３を固定把持部１５１に接近させて、サンルーフ部材３の補強フレーム３２に固定把持部１５１を当接させ、サンルーフ部材３のフレーム３１の基端側に可動把持部１３３を当接させて、このサンルーフ部材３のフレームを長さ方向両端側から把持する。
【００３８】
図１に戻って、一対の取付ロボット５は、ボディ２の両側に配置され、搬送ロボット４が搬送したサンルーフ部材３をボディ２のインナパネル２Ａに固定する。
この取付ロボット５は、それぞれ、ハンド２０と、床面上に設けられてハンド２０の姿勢や３次元空間における位置を変化させるロボットアーム２１と、を備える。
以下、ボディ２の左側に位置する取付ロボット５について説明するが、ボディ２の右側に位置する取付ロボット５についても、同様の構成であり、これら左右の取付ロボット５の外観は、ボディ２を挟んで対称となっている。
【００３９】
図６は、取付ロボット５のハンド２０の平面図である。図７は、ハンド２０の側面図である。図８は、ハンド２０の斜視図である。
ハンド２０は、略Ｌ字形状の支持フレーム２２と、この支持フレーム２２に設けられた締め付け装置としてのナットランナ２３と、支持フレーム２２に設けられた撮影装置２４と、を備える。
【００４０】
支持フレーム２２は、ロボットアーム１１のフランジ面から面内方向に延びる第１フレーム２２１と、この第１フレーム２２１の先端からこの第１フレーム２２１に直交して延びる第２フレーム２２２と、を備える。
第１フレーム２２１と第２フレーム２２２との交差部分には、上方に向かって突出する位置決めピン２２３が設けられる。また、第２フレーム２２２の先端側の上面には、ワーク支持パッド２２４が設けられる。
【００４１】
ナットランナ２３は、支持フレーム２２の第１フレーム２２１の途中に設けられ、締結部材としてのボルト５１Ａが嵌合するソケット２３１と、このソケット２３１を回転駆動する駆動装置２３２と、を備える。
このナットランナ２３によれば、駆動装置２３２を駆動することにより、ソケット２３１に嵌合したボルト５１Ａを所定のトルクで回転させる。
【００４２】
撮影装置２４は、支持フレーム２２の第２フレーム２２２の途中に設けられ、上方に向かって配置されたＣＣＤカメラ２４１と、このＣＣＤカメラ２４１の撮影対象を照明する環状の照明装置２４２と、を備える。
【００４３】
取付ロボット５のハンド２０によれば、図９に示すように、ハンド２０上にサンルーフ部材３が載置されると、支持フレーム２２の位置決めピン２２３は、サンルーフ部材３の位置決め穴３４に挿入される。そして、このサンルーフ部材３は、この位置決めピン２２３および支持フレーム２２のワーク支持パッド２２４により支持される。また、ナットランナ２３のソケット２３１にチャックされたボルト５１Ａは、サンルーフ部材３のボルト穴３３Ａに挿通される。
【００４４】
ワーク取付システム１の動作について、図１０のフローチャートを参照しながら説明する。
ＳＴ１では、ボディ２の搬送を停止する。
ＳＴ２では、ボディ２の両側のフロントドア用開口４２を通して、取付ロボット５をボディ２の内部に投入し、取付ロボット５のＣＣＤカメラ２４１を、屋根４３のインナパネル２Ａに接近させる。次に、このＣＣＤカメラ２４１でインナパネル２Ａのナット４４Ｂを撮影し、その後、この取付ロボット５を退避させる。
【００４５】
ＳＴ３では、制御装置６により、インナパネル２Ａの撮影画像に基づいて、ナット４４Ｂの予めティーチングされた位置からのずれ量をワーク取り付け位置ずれ量として算出する。
【００４６】
ＳＴ４では、図示しないワーク供給場所にて、搬送ロボット４によりサンルーフ部材３を把持させる。そして、搬送ロボット４を移動することによりサンルーフ部材３を搬送して、ボディ２のフロントウインド用開口４１を通して、サンルーフ部材３をボディ２の内部に投入し、サンルーフ部材３をインナパネル２Ａの下方で停止させる。
【００４７】
ＳＴ５では、ボディ２のフロントドア用開口４２を通して、再び、取付ロボット５をボディ２の内部に投入し、ＣＣＤカメラ２４１でサンルーフ部材３のボルト穴３３Ｂを基準位置として撮影する。
【００４８】
ＳＴ６では、制御装置６により、サンルーフ部材３の撮影画像に基づいて、ボルト穴３３Ｂの予めティーチングした位置からのずれ量をワーク位置ずれ量として算出する。
【００４９】
ＳＴ７では、取付ロボット５を制御してサンルーフ部材３に下方から接近させ、サンルーフ部材３の位置決め穴３４に位置決めピン２２３を挿入するとともに、この取付ロボット５でサンルーフ部材３の両端側を支持する。ここで、取付ロボット５の動作に上述のワーク位置ずれ量を反映させて、取付ロボット５の動作を補正する。その後、搬送ロボット４をボディ２の内部から退避させる。
【００５０】
ＳＴ８では、取付ロボット５を上昇させて、位置決めピン２２３をボディ２の位置決め穴４５に挿入することで、サンルーフ部材３をボディ２のインナパネル２Ａに位置決めする。ここで、取付ロボット５の動作に上述のワーク取り付け位置ずれ量およびワークずれ量を反映させて、取付ロボット５の動作を補正する。
すると、サンルーフ部材３のボルト穴３３Ａは、ボディ２のナット４４Ａに重なった状態となるので、ナットランナ２３を駆動して、サンルーフ部材３のボルト穴３３Ａを通して、２本のボルト５１Ａをボディ２のナット４４Ａに締め付ける。
【００５１】
ＳＴ９では、図示しないボルト締め付けロボットにより、ボルト５１Ａを除く残りのボルト５１を用意し、これら残りのボルト５１をサンルーフ部材３のボルト穴３３に通して、ナット４４に締め付ける。
【００５２】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）まず、取付ロボット５のＣＣＤカメラ２４１により、ボディ２のインナパネル２Ａを撮影し、この撮影画像に基づいて、このインナパネル２Ａのナット４４の予めティーチングした位置からのずれ量を算出する。次に、ワーク供給場所にて、搬送ロボット４でサンルーフ部材３を把持し、このサンルーフ部材３を搬送して、インナパネル２Ａの近傍に位置させる。次に、取付ロボット５のＣＣＤカメラ２４１により、サンルーフ部材３のボルト穴３３を撮影し、この撮影画像に基づいて、ボルト穴３３の予めティーチングした位置からのずれ量を算出する。次に、取付ロボット５のナットランナ２３により、サンルーフ部材３の２箇所をボルト５１Ａでインナパネル２Ａに固定する。ここで、算出したインナパネル２Ａのナット４４のずれ量およびサンルーフ部材３のボルト穴３３のずれ量を取付ロボット５の動作に反映させて、取付ロボット５の動作を補正する。
【００５３】
このように、搬送ロボット４により、サンルーフ部材３の搬送のみを行い、取付ロボット５により、サンルーフ部材３の位置決めと取り付けのみを行って、搬送ロボット４と取付ロボット５とで役割を分担した。よって、搬送ロボット４および取付ロボット５のそれぞれを役割に応じて最適な構造とすることで、サンルーフ部材３の形状が機種毎に大きく異なる場合でも対応できるから、汎用性が高くなる。
また、搬送ロボット４および取付ロボット５を簡素な構成とすることができるので、ワーク取付システム１を小型化できる。
【００５４】
また、取付ロボット５にＣＣＤカメラ２４１およびナットランナ２３を搭載したので、ＣＣＤカメラ２４１でサンルーフ部材３のボルト穴３３やインナパネル２Ａのナット４４をセンシングした後に、引き続き、ナットランナ２３でサンルーフ部材３をインナパネル２Ａに固定する作業を行うことができ、作業工数を短縮できる。
【００５５】
〔第２実施形態〕
本実施形態では、ワーク取付システム１の動作が、第１実施形態と異なる。すなわち、第１実施形態では、搬送ロボット４によるサンルーフ部材３の搬送が完了した後に、取付ロボット５でサンルーフ部材３を撮影したが、本実施形態では、搬送ロボット４によりサンルーフ部材３を搬送すると同時に、取付ロボット５でサンルーフ部材３を撮影する。
【００５６】
本実施形態のワーク取付システム１の動作について、図１１のフローチャートを参照しながら説明する。
本実施形態のＳＴ１１〜ＳＴ１３、ＳＴ１７〜ＳＴ１９は、第１実施形態のＳＴ１〜ＳＴ３、ＳＴ７〜ＳＴ９と同様である。
【００５７】
ＳＴ１４Ａでは、図示しないワーク供給場所にて、搬送ロボット４によりサンルーフ部材３を把持させる。そして、搬送ロボット４を移動することにより、ボディ２のフロントウインド用開口４１に向かってサンルーフ部材３の搬送を開始する。
【００５８】
ＳＴ１５では、搬送されるサンルーフ部材３の下方に取付ロボット５を位置させて、この状態で、サンルーフ部材３がボディ２のフロントウインド用開口４１に到達するまで、この取付ロボット５を搬送ロボット４の動作に同期して移動させて、取付ロボット５のＣＣＤカメラ２４１でサンルーフ部材３のボルト穴３３Ｂを基準位置として撮影する。
【００５９】
ＳＴ１６では、制御装置６により、サンルーフ部材３の撮影画像に基づいて、ボルト穴３３Ｂの予めティーチングした位置からのずれ量をワーク位置ずれ量として算出する。
【００６０】
ＳＴ１４Ｂでは、搬送ロボット４により、ボディ２のフロントウインド用開口４１を通して、サンルーフ部材３をボディ２の内部に投入し、サンルーフ部材３をインナパネル２Ａの下方で停止させる。
このとき、ワーク位置ずれ量およびＳＴ３で算出したワーク取り付け位置ずれ量に基づいて、サンルーフ部材３の位置決め穴３４がボディ２の位置決め穴４５の直下に位置するように、サンルーフ部材３を停止させる。
【００６１】
本実施形態によれば、上述の（１）の効果に加えて、以下のような効果がある。
（２）サンルーフ部材３がボディ２の内部に投入された時点で、ワーク位置ずれ量およびワーク取り付け位置ずれ量を既に算出しているので、サンルーフ部材３の位置決め穴３４がボディ２の位置決め穴４５の直下に位置するように、サンルーフ部材３を停止させることができる。
【００６２】
また、サンルーフ部材３をインナパネル２Ａの下方で停止させた後、第１実施形態のようなサンルーフ部材３を撮影する工程を省略して、直ちに、取付ロボット５をサンルーフ部材３の直下に位置させることができる。そして、この状態からハンド２０を上昇させるだけで、サンルーフ部材３を支持して、サンルーフ部材３をボディ２のインナパネル２Ａに位置決めできる。
以上より、サイクルタイムをさらに短縮できる。
【００６３】
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】
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態に係るワーク取付システムの全体斜視図である。
【図２】前記実施形態に係るワーク取付システムの第１ワークおよび第２ワークの斜視図である。
【図３】前記実施形態に係る搬送ロボットのハンドの平面図である。
【図４】前記実施形態に係る搬送ロボットのハンドの側面図である。
【図５】前記実施形態に係る搬送ロボットのハンドの斜視図である。
【図６】前記実施形態に係る取付ロボットのハンドの平面図である。
【図７】前記実施形態に係る取付ロボットのハンドの側面図である。
【図８】前記実施形態に係る取付ロボットのハンドの斜視図である。
【図９】前記実施形態に係る取付ロボットで第１ワークを支持した状態を示す分解斜視図である。
【図１０】前記実施形態に係るワーク取付システムの動作のフローチャートである。
【図１１】本発明の第２記実施形態に係るワーク取付システムの動作のフローチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
１ ワーク取付システム
２ ボディ（第２ワーク）
２Ａ インナパネル（取り付け部位）
３ サンルーフ部材（第１ワーク）
４ 搬送ロボット
５ 取付ロボット
６ 制御装置（制御手段）
２３ ナットランナ（締め付け装置）
３３ ボルト穴（基準部位）
５１Ａ ボルト（締結部材）
２４１ ＣＣＤカメラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
締結部材を用いて、第２ワークの取り付け部位に第１ワークを取り付けるワーク取付システムであって、
前記第１ワークを把持して搬送する搬送ロボットと、
締結部材を締め付ける締め付け装置およびカメラを有する取付ロボットと、
前記搬送ロボットおよび取付ロボットを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記搬送ロボットを制御して、前記第１ワークを把持して前記第２ワークの取り付け部位に搬送し、
前記取付ロボットを制御して、前記カメラにより前記第１ワークの基準部位および前記第２ワークの取り付け部位を撮影して、当該第１ワークの基準部位および前記第２ワークの取り付け部位の位置を算出し、当該算出した位置に基づいて前記搬送ロボットおよび取付ロボットのうち少なくとも一方の動作を補正して、前記締め付け装置により前記第１ワークの少なくとも２箇所を前記第２ワークの取り付け部位に固定することを特徴とするワーク取付システム。
【請求項２】
締結部材を用いて、第２ワークの取り付け部位に第１ワークを取り付けるワーク取付方法であって、
前記第１ワークを把持して搬送する搬送ロボットと、締結部材を締め付ける締め付け装置およびカメラを有する取付ロボットと、を用いて、
前記取付ロボットを制御して、前記カメラにより前記第２ワークの取り付け部位を撮影して、当該第２ワークの取り付け部位の位置を算出し、
前記搬送ロボットを制御して、前記第１ワークを把持して前記第２ワークの取り付け部位の近傍に搬送し、
前記取付ロボットを制御して、前記カメラにより前記第１ワークの基準部位を撮影して、当該第１ワークの基準部位の位置を算出し、当該第１ワークの基準部位および第２ワークの取り付け部位の位置に基づいて前記取付ロボットの動作を補正して、前記締め付け装置により前記第１ワークの少なくとも２箇所を前記第２ワークの取り付け部位に固定することを特徴とするワーク取付方法。
【請求項３】
締結部材を用いて、第２ワークの取り付け部位に第１ワークを取り付けるワーク取付方法であって、
前記第１ワークを把持して搬送する搬送ロボットと、締結部材を締め付ける締め付け装置およびカメラを有する取付ロボットと、を用いて、
前記取付ロボットを制御して、前記カメラにより前記第２ワークの取り付け部位を撮影して、当該第２ワークの取り付け部位の位置を算出し、
前記搬送ロボットを制御して、前記第１ワークを把持して前記第２ワークの取り付け部位に向かって搬送を開始するとともに、前記取付ロボットを制御して、前記カメラにより前記第１ワークの基準部位を撮影して、当該第１ワークの基準部位の位置を算出し、
前記第１ワークの基準部位および第２ワークの取り付け部位の位置に基づいて前記搬送ロボットの動作を補正して、前記第１ワークを前記第２ワークの取り付け部位の近傍に搬送し、
前記第２ワークの取り付け部位の位置に基づいて前記取付ロボットの動作を補正して、前記締め付け装置により前記第１ワークの少なくとも２箇所を前記第２ワークの取り付け部位に固定することを特徴とするワーク取付方法。
【請求項１】
締結部材を用いて、第２ワークの取り付け部位に第１ワークを取り付けるワーク取付システムであって、
前記第１ワークを把持して搬送する搬送ロボットと、
締結部材を締め付ける締め付け装置およびカメラを有する取付ロボットと、
前記搬送ロボットおよび取付ロボットを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記搬送ロボットを制御して、前記第１ワークを把持して前記第２ワークの取り付け部位に搬送し、
前記取付ロボットを制御して、前記カメラにより前記第１ワークの基準部位および前記第２ワークの取り付け部位を撮影して、当該第１ワークの基準部位および前記第２ワークの取り付け部位の位置を算出し、当該算出した位置に基づいて前記搬送ロボットおよび取付ロボットのうち少なくとも一方の動作を補正して、前記締め付け装置により前記第１ワークの少なくとも２箇所を前記第２ワークの取り付け部位に固定することを特徴とするワーク取付システム。
【請求項２】
締結部材を用いて、第２ワークの取り付け部位に第１ワークを取り付けるワーク取付方法であって、
前記第１ワークを把持して搬送する搬送ロボットと、締結部材を締め付ける締め付け装置およびカメラを有する取付ロボットと、を用いて、
前記取付ロボットを制御して、前記カメラにより前記第２ワークの取り付け部位を撮影して、当該第２ワークの取り付け部位の位置を算出し、
前記搬送ロボットを制御して、前記第１ワークを把持して前記第２ワークの取り付け部位の近傍に搬送し、
前記取付ロボットを制御して、前記カメラにより前記第１ワークの基準部位を撮影して、当該第１ワークの基準部位の位置を算出し、当該第１ワークの基準部位および第２ワークの取り付け部位の位置に基づいて前記取付ロボットの動作を補正して、前記締め付け装置により前記第１ワークの少なくとも２箇所を前記第２ワークの取り付け部位に固定することを特徴とするワーク取付方法。
【請求項３】
締結部材を用いて、第２ワークの取り付け部位に第１ワークを取り付けるワーク取付方法であって、
前記第１ワークを把持して搬送する搬送ロボットと、締結部材を締め付ける締め付け装置およびカメラを有する取付ロボットと、を用いて、
前記取付ロボットを制御して、前記カメラにより前記第２ワークの取り付け部位を撮影して、当該第２ワークの取り付け部位の位置を算出し、
前記搬送ロボットを制御して、前記第１ワークを把持して前記第２ワークの取り付け部位に向かって搬送を開始するとともに、前記取付ロボットを制御して、前記カメラにより前記第１ワークの基準部位を撮影して、当該第１ワークの基準部位の位置を算出し、
前記第１ワークの基準部位および第２ワークの取り付け部位の位置に基づいて前記搬送ロボットの動作を補正して、前記第１ワークを前記第２ワークの取り付け部位の近傍に搬送し、
前記第２ワークの取り付け部位の位置に基づいて前記取付ロボットの動作を補正して、前記締め付け装置により前記第１ワークの少なくとも２箇所を前記第２ワークの取り付け部位に固定することを特徴とするワーク取付方法。
【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２００９−２４１２２７（Ｐ２００９−２４１２２７Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９２２１９（Ｐ２００８−９２２１９）
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【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２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【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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