車両用インストルメントパネルの取り付け装置及び方法
【課題】インストルメントパネルを車室内に迅速且つ効率的に組み込むことを可能にする。
【解決手段】取り付け装置１０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を設け、前記インストルメントパネル２４を搬送するとともに、前記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を有するアシスト機１８と、前記インパネ把持手段７８に着脱可能に連結される連結手段８０を設け、前記インパネ把持手段７８を操作して前記インストルメントパネル２４を車室１４ａ内に配置し且つねじ止めする作業ロボット２０、２２とを備えている。
【解決手段】取り付け装置１０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を設け、前記インストルメントパネル２４を搬送するとともに、前記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を有するアシスト機１８と、前記インパネ把持手段７８に着脱可能に連結される連結手段８０を設け、前記インパネ把持手段７８を操作して前記インストルメントパネル２４を車室１４ａ内に配置し且つねじ止めする作業ロボット２０、２２とを備えている。
【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車両用インストルメントパネルの取り付け装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車の組立ラインにおいて、重量物部品の一つであるインストルメントパネルを、ロボットを用いて自動車車体の車室内に自動的に組み付ける作業が行われている。
【０００３】
この種の作業に適用される装置として、例えば、特許文献１に開示されたインストルメントパネルアッセンブリの組み付け装置が知られている。この組み付け装置は、図１４に示すように、自動車用ボディ本体１を搬送する組み立てライン２に並行してインパネアッシ３の供給ライン４が設けられている。
【０００４】
この供給ライン４の終端には、３種類の組み付けツール５ａ、５ｂ、５ｃが配置されており、前記組み付けツール５ａ、５ｂ、５ｃには、それぞれ適正なインパネアッシ３が搬送されてくる。
【０００５】
組み立てライン２から供給ライン４の終端にわたって、ガントリ型ロボット６が設けられており、前記ガントリ型ロボット６のロボットアーム６ａの先端には、チャック部品７ａが取り付けられている。このチャック部品７ａは、組み付けツール５ａ〜５ｃの一端に取り付けられたチャック部品７ｂと連結可能である。
【０００６】
ボディ本体１の両側には、多関節型ロボット８が設置されており、前記多関節型ロボット８のアーム先端には、インパネアッシ３をボディ本体１にボルト締結するナットランナ（図示せず）と、組み立てライン２上を搬送されるボディ本体１の位置計測及び前記ナットランナでボルト締結する際のボルト孔の位置計測を行うための複数のカメラ（図示せず）とが設けられている。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１３９３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の組み付け装置では、インパネアッシ３は、組み付けツール５ａ、５ｂ又は５ｃに支持された状態で、ガントリ型ロボット６の駆動作用下にボディ本体１の車室内の所定の搭載位置に搬送されている。このため、ガントリ型ロボット６の駆動制御が相当に煩雑となるとともに、重量物であるインパネアッシ３を所定の搭載位置に迅速に位置決めすることが困難であるという問題がある。
【０００９】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、インストルメントパネルを車室内に迅速且つ効率的に組み込むことが可能な車両用インストルメントパネルの取り付け装置及び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車両用インストルメントパネルの取り付け装置に関するものである。
【００１１】
この取り付け装置は、インストルメントパネルを把持するインパネ把持手段を設け、前記インストルメントパネルを自動搬送するとともに、前記インストルメントパネルの重量を保持するアシスト機能を有する第１作業機構と、前記インパネ把持手段に着脱可能に連結される連結手段を設け、前記インパネ把持手段を操作して前記インストルメントパネルを前記車室内に配置させる第２作業機構とを備え、前記第２作業機構は、前記インストルメントパネルを前記車両のインストルメントパネル取り付け位置にねじ止めするボルト締め付け手段を搭載している。
【００１２】
また、第２作業機構は、車両の車幅方向両側にそれぞれ配設されることが好ましい。
【００１３】
さらに、第２作業機構は、インストルメントパネル取り付け位置を確認するためのセンサを設けることが好ましい。
【００１４】
さらにまた、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車両用インストルメントパネルの取り付け方法に関するものである。
【００１５】
この取り付け方法は、第１作業機構のインパネ把持手段によりインストルメントパネルを把持し、前記インストルメントパネルを第２作業機構による操作開始位置まで自動搬送する工程と、前記インストルメントパネルが前記操作開始位置に搬送された際、前記第２作業機構を前記インパネ把持手段に連結する工程と、前記インストルメントパネルの重量を前記第１作業機構により保持しながら、前記第２作業機構により前記インパネ把持手段を操作し、前記インストルメントパネルを前記車室内に配置させる工程と、前記第２作業機構に搭載されたボルト締め付け手段により、前記インストルメントパネルを前記車室内のインストルメントパネル取り付け位置にねじ止めする工程とを有している。
【００１６】
また、この取り付け方法は、第２作業機構に設けられるセンサを介し、インストルメントパネル取り付け位置を確認する工程と、前記センサによる検出信号に基づいて、前記第２作業機構の駆動を制御する工程とを有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、第１作業機構が、インストルメントパネルの重量を保持するアシスト機能を有するため、第２作業機構は、このインストルメントパネルを操作する際に、前記第２作業機構に付与される前記インストルメントパネルの荷重が有効に軽減される。従って、第２作業機構を良好に小型化することができ、作業設備全体の小型化及び簡素化が容易に図られるとともに、イナーシャを低減してインストルメントパネルの取り付け作業が迅速且つ効率的に遂行可能になる。
【００１８】
しかも、第２作業機構は、前記インストルメントパネルを前記車両のインストルメントパネル取り付け位置にねじ止めするボルト締め付け手段を搭載している。このため、作業設備全体が専有する床面スペースを一層狭小化することができ、スペース効率の向上が図られる。
【００１９】
さらに、メンテナンス等により第２作業機構を停止させる際には、この第２作業機構を第１作業機構から離脱させて退避位置に配置させることができる。これにより、作業者は、第１作業機構のアシスト作用下に、インストルメントパネルの組み付け作業を容易に行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る車両用インストルメントパネルの取り付け装置１０が配置される組み立てライン１２の斜視説明図である。
【００２１】
組み立てライン１２は、自動車車体（車両）１４を台車１５に搭載してインストルメントパネル組み付け作業ステーションにピッチ搬送する搬送路１６を備える。取り付け装置１０は、アシスト機（第１作業機構）１８と、自動車車体１４の両側に配置される右側の作業ロボット（第２作業機構）２０及び左側の作業ロボット（第２作業機構）２２とを備え、前記自動車車体１４の車室１４ａ内にインストルメントパネル２４を自動的に組み付ける。
【００２２】
インストルメントパネル２４の長手方向（車幅方向）両端には、このインストルメントパネル２４を自動車車体１４に取り付けるための基準孔（図示せず）が２つずつ形成されるとともに、後述するインパネ把持手段７８が係合する把持穴２６が形成される（図２参照）。
【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、自動車車体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。
【００２４】
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、前記スライドレール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。
【００２５】
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、前記スライドレール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。
【００２６】
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。
【００２７】
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が連結されるとともに、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。
【００２８】
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に支持されるとともに、前記ロックシリンダ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。
【００２９】
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ともに、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７６が設けられる。
【００３０】
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の他端には、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。
【００３１】
第２枠体４２には、この第２枠体４２を所定の位置に位置決めするためのブレーキ手段８６が設けられる。ブレーキ手段８６は、押し上げられて第１枠体３０に摺接することにより、第２枠体４２が任意の位置に停止される。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。
【００３２】
第３枠体５４の矢印Ｂ方向両端には、ブレーキ手段８６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。
【００３３】
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、前記作業ロボット２０の構成について説明し、前記作業ロボット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。
【００３４】
図３に示すように、作業ロボット２０は、旋回自在なロボット本体９０を備える。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が設けられるとともに、前記手首部９４には、ハンド部９６、ナットランナユニット（ボルト締め付け手段）９８及び撮影部１００が搭載される。
【００３５】
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を構成するとともに、後述するボルト１１０を把持する手段も構成している。
【００３６】
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。撮影部１００は、インパネセット確認や取り付け位置のずれ確認等を行うためのＣＣＤ撮像カメラ（以下、単にカメラという）１０８を備える。
【００３７】
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を自動車車体１４に取り付けるためのボルト１１０を収容するボルトストック部１１２と、前記ボルトストック部１１２から取り出される２本の前記ボルト１１０を整列させるプリセット台１１４とが設けられる。
【００３８】
図４に示すように、作業ロボット２０、２２の各カメラ１０８は、画像処理装置１２０に車体画像及びインパネセット位置画像等の画像情報を出力する。画像処理装置１２０は、各カメラ１０８から得られた画像情報を演算部１２２に出力し、前記演算部１２２では、前記画像情報が演算処理される。演算部１２２から主制御装置１２４に車体位置やインパネセット位置の検出結果が出力されるとともに、前記主制御装置１２４は、入力された演算情報に基づいて、作業ロボット２０、２２の動作を制御するとともに、アシスト機１８の動作制御も行う。
【００３９】
次に、このように構成される取り付け装置１０の動作について、本実施形態に係る取り付け方法との関連で、図５及び図６に示すフローチャート並びに図７に示すタイミングチャートに沿って以下に説明する。
【００４０】
なお、アシスト機１８の動作が図５に示され、作業ロボット２０、２２の動作が図６に示されるとともに、前記アシスト機１８及び前記作業ロボット２０、２２の動作は、図７に示すように、互いに関連して行われる。
【００４１】
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、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。
【００４２】
この昇降端部６４には、インパネ把持手段７８が装着されており、前記インパネ把持手段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。
【００４３】
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は、インストルメントパネル２４の各把持穴２６に挿入されるとともに、インパネ把持手段７８は、前記インストルメントパネル２４を把持する（ステップＳ１）。
【００４４】
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る（ステップＳ２）。
【００４５】
そして、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、ブレーキ手段８６が押し上げられて前記第２枠体４２の移動が停止される（ステップＳ３）。
【００４６】
この停止位置で、作業ロボット２０は、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が前記把持部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。
【００４７】
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。従って、インストルメントパネル２４は、姿勢が変化され（ステップＳ４）、このインストルメントパネル２４が所定の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。
【００４８】
なお、アーム部６６に力覚センサ（図示せず）を設けることにより、このアーム部６６の回動時に前記力覚センサ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を制御することも可能である。
【００４９】
さらに、ステップＳ５に進んで、前進用シリンダ３２の駆動作用下に、第２枠体４２が矢印Ｄ方向に移動して、第２リミットスイッチ８８ｂがオンされる際に、ブレーキ手段８６が押し上げられてアシスト操作開始位置に移動する。このアシスト操作開始位置において、インパネ把持手段７８が作業ロボット２０のハンド部９６に把持されたと判断されると（ステップＳ６中、ＹＥＳ）、ステップＳ７に進んで、インパネセット操作が前記作業ロボット２０及び作業ロボット２２を介して行われる。
【００５０】
具体的には、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。そして、作業ロボット２０は、アシスト機１８のアシスト作用下に、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が操作されて、前記インストルメントパネル２４を自動車車体１４の車室１４ａ内に投入する。
【００５１】
その際、アシスト機１８では、図８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、作業ロボット２０によるインストルメントパネル２４の投入作業をアシストする。
【００５２】
一方、作業ロボット２０では、図９に示すように、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を車載姿勢に姿勢変換させる。さらに、インストルメントパネル２４を車室１４ａ内に投入した後、インパネ把持手段７８を矢印Ｒ２方向に旋回させて、前記インストルメントパネル２４をセット姿勢に姿勢変化させている。
【００５３】
上記の作業ロボット２０の動作時に、アシスト機１８がインパネアシスト搬送モードに切り換えられている。従って、アシスト機１８では、力覚センサ６７を介してアーム部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している。そして、力覚センサ６７により検知される荷重（反力）が、０又は微少量に近似するように、前進用シリンダ３２、後退用シリンダ３４、搬入用シリンダ４４及び搬出用シリンダ４６が制御される。
【００５４】
なお、アシスト機１８がインパネアシスト搬送モードに切り換えられる際、上記の制御に代えて、前進用シリンダ３２、後退用シリンダ３４、搬入用シリンダ４４及び搬出用シリンダ４６を全て大気開放（オフ状態）させてもよい。
【００５５】
次いで、作業ロボット２０、２２により、後述するように、インストルメントパネル２４のボルト締めが行われた後、インパネ把持手段７８による前記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、図２に示すように、各シリンダ７０が前記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（ステップＳ８）。
【００５６】
インパネ把持手段７８は、作業ロボット２０及び必要に応じて作業ロボット２２を介して、車室１４ａの外部に移動する。ここで、アシスト機１８では、搬出用シリンダ４６が駆動されることにより、第２板部材５８が矢印Ｂ方向とは反対方向に押圧される。従って、第３枠体５４は、インパネ把持手段７８と一体的に矢印Ｂ方向とは反対方向、すなわち、車室外方向に移動し、作業ロボット２０、２２の操作をアシストする（ステップＳ９）。
【００５７】
インパネ把持手段７８が、車室１４ａの外部に移動されると、作業ロボット２０、２２による前記インパネ把持手段７８の把持が解除された後（ステップＳ１０中、ＹＥＳ）、前記インパネ把持手段７８がインパネ組み付けステーションから搬出される（ステップＳ１１）。
【００５８】
具体的には、アシスト機１８は、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切り換えられる。そして、後退用シリンダ３４が駆動され、第１板部材５６が矢印Ｔ方向とは反対方向に押圧される。このため、第２枠体４２は、第３枠体５４と一体に矢印Ｔ方向とは逆方向に移動する。そして、インパネ把持手段７８が原位置に至る際に、第３リミットスイッチ８８ｃがオンされることにより、このアシスト機１８の駆動が停止される（ステップＳ１２）。
【００５９】
次いで、作業ロボット２０の動作について説明すると、先ず、図１０に示すように、前記作業ロボット２０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１１２に収容されているボルト１１０を把持し、プリセット台１１４上に立位姿勢で整列させる（図６中、ステップＳ１０１）。
【００６０】
プリセット台１１４では、図１１に示すように、立位姿勢で整列されているボルト１１０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１１０が保持される（ステップＳ１０２）。
【００６１】
作業ロボット２０は、アシスト機１８の姿勢変換動作（図５中、ステップＳ４参照）の補助を行った後（ステップＳ１０３）、ステップＳ１０４に進んで、自動車車体１４のセンシングを行う。具体的には、作業ロボット２０に装着されている撮影部１００のカメラ１０８により、自動車車体１４のボディ側基準孔を撮影し、この基準孔画像情報が画像処理装置１２０に入力される。そして、演算部１２２では、入力された画像情報に基づいて、ボディ側基準孔位置が良好であるか否かを判断するとともに、必要に応じて補正値を主制御装置１２４に出力する。
【００６２】
作業ロボット２０は、ハンド部９６によりアシスト機１８の操作レバー８２を把持した後（ステップＳ１０５）、前記操作レバー８２を操作することによってインストルメントパネル２４を車載姿勢に変換する（ステップＳ１０６）。車載姿勢のインストルメントパネル２４は、車室１４ａ内にセットされる（ステップＳ１０７）。
【００６３】
作業ロボット２０は、インストルメントパネル２４をセットした後、ステップＳ１０８に進んで、アシスト機１８のアシスト作用下に、インパネ把持手段７８を車室１４ａの外部に移動させ（ステップＳ１０８）、操作レバー８２の把持を解除する（ステップＳ１０９）。
【００６４】
さらに、作業ロボット２０は、カメラ１０８によりインストルメントパネル２４のセット位置のセンシングを行う（ステップＳ１１０）。このセット位置センシングにおいて、ボディ側基準孔とインストルメントパネル２４の基準孔とのずれが発生していた際には、作業ロボット２０により前記インストルメントパネル２４の位置調整が行われる。
【００６５】
次に、ステップＳ１１１に進んで、ナットランナユニット９８を構成する各ナットランナ１０６ａ、１０６ｂに保持されているボルト１１０が、ボディ側基準孔及びインパネ側基準孔に螺合されて、インストルメントパネル２４が自動車車体１４に組み付けられる。
【００６６】
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１１０が、ボディ側基準孔及びインパネ側基準孔に螺合する。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。
【００６７】
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、他のボディ側基準孔及びインパネ側基準孔にボルト１１０が螺合する。
【００６８】
また、作業ロボット２２は、上記の作業ロボット２０と同様に動作するものであり、その詳細な説明は省略する。なお、ステップＳ１０３の工程は、作業ロボット２０のみで行われている。
【００６９】
この場合、第１の実施形態では、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て自動搬送した後、作業ロボット２０による前記インストルメントパネル２４の車室１４ａ内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を有している。
【００７０】
このため、作業ロボット２０は、インストルメントパネル２４を車室１４ａ内に投入してセットする際に、この作業ロボット２０に付与される前記インストルメントパネル２４の荷重が有効に軽減される。これにより、作業ロボット２０を良好に小型化することができ、取り付け装置１０全体の小型化及び簡素化が容易に図られるとともに、インストルメントパネル２４の取り付け作業が迅速に且つ効率的に遂行可能になるという効果が得られる。
【００７１】
しかも、インストルメントパネル２４の重量は、アシスト機１８に保持されている。このため、イナーシャによる影響が低減され、左右の作業ロボット２０、２２の共同作業により、重量物であるインストルメントパネル２４の位置決め操作が一挙に簡素化される。
【００７２】
さらに、作業ロボット２０、２２には、インストルメントパネル２４を車室１４ａ内のインパネ取り付け位置にねじ止めするナットランナユニット９８が搭載されている。従って、作業設備全体が専有する床面スペースを一層狭小化することができ、スペース効率の向上が図られるという利点が得られる。
【００７３】
さらにまた、メンテナンス等により作業ロボット２０、２２を停止させる際には、前記作業ロボット２０、２２をインパネ取り付け作業ステーションから退避させる。この状態で、作業者は、アシスト機１８のアシスト作用下に、インストルメントパネル２４の組み付け作業を容易に行うことができる。
【００７４】
なお、第１の実施形態では、作業ロボット２０、２２にハンド部９６、ナットランナユニット９８及び撮影部１００を装着しているが、これに限定されるものではない。作業ロボット２０、２２は、少なくともナットランナユニット９８を備えていればよい。
【００７５】
図１２は、本発明の第２の実施形態に係る車両用インストルメントパネルの取り付け装置を構成するインパネ把持手段１２６の概略斜視説明図である。なお、第１の実施形態に係る取り付け装置１０を構成するインパネ把持手段７８と同一の構成要素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。
【００７６】
インパネ把持手段１２６は、シリンダ７０、７０を介して開閉自在な一対のインパネ支持アーム７２を備えるとともに、前記インパネ支持アーム７２には、可動結合部材１２８が設けられる。この可動結合部材１２８は、断面長方形状を有しており、互いに９０°の角度をなす取り付け角度位置に切り換え可能である。
【００７７】
作業ロボット２０、２２では、ハンド部９６により可動結合部材１２８が把持される。そこで、インストルメントパネル２４の形状等に対応して、可動結合部材１２８が２つの角度位置のいずれかに切り換え可能である。これにより、第２の実施形態では、機種の異なるインストルメントパネル２４に容易に対応することができるという効果がある。
【００７８】
図１３は、本発明の第３の実施形態に係る車両用インストルメントパネルの取り付け装置を構成するアシスト機１３０の概略斜視説明図である。なお、第１の実施形態に係る取り付け装置１０を構成するアシスト機１８と同一の構成要素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。
【００７９】
アシスト機１３０は、第１枠体３０の下部に沿ってラック・ピニオン手段１３２を介して進退可能な走行モータ１３４を備える。この走行モータ１３４は、第２枠体４２に固定される。第２枠体４２には、矢印Ｂ方向に延在してラック・ピニオン手段１３６を介して進退可能な走行モータ１３８が設けられる。この走行モータ１３８は、第３枠体５４に固定される。
【００８０】
このように構成される第３の実施形態では、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を走行モータ１３４、１３８の駆動作用下に、矢印Ｔ方向及び矢印Ｂ方向にアシスト駆動することができるとともに、第１リミットスイッチ８８ａ〜第５リミットスイッチ８８ｅのオン／オフ信号に基づいて、前記インパネ把持手段７８を所望の位置に正確且つ確実に位置決めすることができるという効果が得られる。
【００８１】
具体的には、インパネ把持手段７８によりインストルメントパネル２４が把持され、このインパネ把持手段７８が上昇端位置に至った後、走行モータ１３４の駆動作用下に、第２枠体４２及び第３枠体５４を介して前記インパネ把持手段７８が矢印Ｔ方向に移動する。
【００８２】
そして、第１リミットスイッチ８８ａがオンされる際に、走行モータ１３４の駆動を停止することにより、インストルメントパネル２４が投入位置に配置される。一方、インパネ把持手段７８を原位置に戻す際には、このインパネ把持手段７８がインストルメントパネル２４をアンクランプし、且つ作業ロボット２０、２２による前記インパネ把持手段７８のアンクランプがなされた際に、走行モータ１３４が逆回転される。そして、第３リミットスイッチ８８ｃがオンされることにより、インパネ把持手段７８が原位置に復帰することが検出される。
【００８３】
また、インストルメントパネル２４を投入する際には、インパネ把持手段７８により前記インストルメントパネル２４が把持され、前記インストルメントパネル２４の姿勢変換が完了するとともに、第１リミットスイッチ８８ａがオンした状態で、走行モータ１３８が駆動される。
【００８４】
一方、インパネ把持手段７８を搬出する際には、このインパネ把持手段７８がインストルメントパネル２４をアンクランプし、作業ロボット２０、２２による前記インパネ把持手段７８の把持が排除され、且つ第１リミットスイッチ８８ａがオンされた状態で、走行モータ１３８が逆方向に駆動される。
【００８５】
そして、第５リミットスイッチ８８ｅがオンされることにより、インパネ把持手段７８が自動車車体１４の外部に検出されたことが搬出される。次いで、走行モータ１３４が駆動され、第３リミットスイッチ８８ｃがオンされることにより、原位置復帰が検出される。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車両用インストルメントパネルの取り付け装置が配置される組み立てラインの斜視説明図である。
【図２】前記取り付け装置を構成するアシスト機の概略斜視説明図である。
【図３】前記取り付け装置を構成する作業ロボットの斜視説明図である。
【図４】前記取り付け装置のブロック図である。
【図５】前記アシスト機の動作を説明するフローチャートである。
【図６】前記作業ロボットの動作を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の取り付け方法のタイミングチャートである。
【図８】前記組み付け方法の説明図である。
【図９】前記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１０】前記作業ロボットによりボルトを取り出す際の説明図である。
【図１１】プリセット台の前記ボルトがナットランナより受け取られる際の説明図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る車両用インストルメントパネルの取り付け装置を構成するインパネ把持手段の概略斜視説明図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る車両用インストルメントパネルの取り付け装置を構成するアシスト機の概略斜視説明図である。
【図１４】特許文献１に開示された組み付け装置の概略斜視説明図である。
【符号の説明】
【００８７】
１０…取り付け装置 １２…組み立てライン
１４…自動車車体 １４ａ…車室
１６…搬送路 １８、１３０…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
２６…把持穴 ３０、４２、５４…枠体
３２、３４、４４、４６、６０、７０…シリンダ
５６、５８…板部材 ６６…アーム部
７２…インパネ支持アーム ７６…結合部材
７８、１２６…インパネ把持手段 ８０…連結手段
８２…操作レバー ９６…ハンド部
９８…ナットランナユニット １００…撮影部
１０６ａ、１０６ｂ…ナットランナ １０８…カメラ
１１０…ボルト １１４…プリセット台
１２０…画像処理装置 １２２…演算部
１２４…主制御装置 １２８…可動結合部材
１３２、１３６…ラック・ピニオン手段
１３４、１３８…走行モータ
【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車両用インストルメントパネルの取り付け装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車の組立ラインにおいて、重量物部品の一つであるインストルメントパネルを、ロボットを用いて自動車車体の車室内に自動的に組み付ける作業が行われている。
【０００３】
この種の作業に適用される装置として、例えば、特許文献１に開示されたインストルメントパネルアッセンブリの組み付け装置が知られている。この組み付け装置は、図１４に示すように、自動車用ボディ本体１を搬送する組み立てライン２に並行してインパネアッシ３の供給ライン４が設けられている。
【０００４】
この供給ライン４の終端には、３種類の組み付けツール５ａ、５ｂ、５ｃが配置されており、前記組み付けツール５ａ、５ｂ、５ｃには、それぞれ適正なインパネアッシ３が搬送されてくる。
【０００５】
組み立てライン２から供給ライン４の終端にわたって、ガントリ型ロボット６が設けられており、前記ガントリ型ロボット６のロボットアーム６ａの先端には、チャック部品７ａが取り付けられている。このチャック部品７ａは、組み付けツール５ａ〜５ｃの一端に取り付けられたチャック部品７ｂと連結可能である。
【０００６】
ボディ本体１の両側には、多関節型ロボット８が設置されており、前記多関節型ロボット８のアーム先端には、インパネアッシ３をボディ本体１にボルト締結するナットランナ（図示せず）と、組み立てライン２上を搬送されるボディ本体１の位置計測及び前記ナットランナでボルト締結する際のボルト孔の位置計測を行うための複数のカメラ（図示せず）とが設けられている。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１３９３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の組み付け装置では、インパネアッシ３は、組み付けツール５ａ、５ｂ又は５ｃに支持された状態で、ガントリ型ロボット６の駆動作用下にボディ本体１の車室内の所定の搭載位置に搬送されている。このため、ガントリ型ロボット６の駆動制御が相当に煩雑となるとともに、重量物であるインパネアッシ３を所定の搭載位置に迅速に位置決めすることが困難であるという問題がある。
【０００９】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、インストルメントパネルを車室内に迅速且つ効率的に組み込むことが可能な車両用インストルメントパネルの取り付け装置及び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車両用インストルメントパネルの取り付け装置に関するものである。
【００１１】
この取り付け装置は、インストルメントパネルを把持するインパネ把持手段を設け、前記インストルメントパネルを自動搬送するとともに、前記インストルメントパネルの重量を保持するアシスト機能を有する第１作業機構と、前記インパネ把持手段に着脱可能に連結される連結手段を設け、前記インパネ把持手段を操作して前記インストルメントパネルを前記車室内に配置させる第２作業機構とを備え、前記第２作業機構は、前記インストルメントパネルを前記車両のインストルメントパネル取り付け位置にねじ止めするボルト締め付け手段を搭載している。
【００１２】
また、第２作業機構は、車両の車幅方向両側にそれぞれ配設されることが好ましい。
【００１３】
さらに、第２作業機構は、インストルメントパネル取り付け位置を確認するためのセンサを設けることが好ましい。
【００１４】
さらにまた、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車両用インストルメントパネルの取り付け方法に関するものである。
【００１５】
この取り付け方法は、第１作業機構のインパネ把持手段によりインストルメントパネルを把持し、前記インストルメントパネルを第２作業機構による操作開始位置まで自動搬送する工程と、前記インストルメントパネルが前記操作開始位置に搬送された際、前記第２作業機構を前記インパネ把持手段に連結する工程と、前記インストルメントパネルの重量を前記第１作業機構により保持しながら、前記第２作業機構により前記インパネ把持手段を操作し、前記インストルメントパネルを前記車室内に配置させる工程と、前記第２作業機構に搭載されたボルト締め付け手段により、前記インストルメントパネルを前記車室内のインストルメントパネル取り付け位置にねじ止めする工程とを有している。
【００１６】
また、この取り付け方法は、第２作業機構に設けられるセンサを介し、インストルメントパネル取り付け位置を確認する工程と、前記センサによる検出信号に基づいて、前記第２作業機構の駆動を制御する工程とを有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、第１作業機構が、インストルメントパネルの重量を保持するアシスト機能を有するため、第２作業機構は、このインストルメントパネルを操作する際に、前記第２作業機構に付与される前記インストルメントパネルの荷重が有効に軽減される。従って、第２作業機構を良好に小型化することができ、作業設備全体の小型化及び簡素化が容易に図られるとともに、イナーシャを低減してインストルメントパネルの取り付け作業が迅速且つ効率的に遂行可能になる。
【００１８】
しかも、第２作業機構は、前記インストルメントパネルを前記車両のインストルメントパネル取り付け位置にねじ止めするボルト締め付け手段を搭載している。このため、作業設備全体が専有する床面スペースを一層狭小化することができ、スペース効率の向上が図られる。
【００１９】
さらに、メンテナンス等により第２作業機構を停止させる際には、この第２作業機構を第１作業機構から離脱させて退避位置に配置させることができる。これにより、作業者は、第１作業機構のアシスト作用下に、インストルメントパネルの組み付け作業を容易に行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る車両用インストルメントパネルの取り付け装置１０が配置される組み立てライン１２の斜視説明図である。
【００２１】
組み立てライン１２は、自動車車体（車両）１４を台車１５に搭載してインストルメントパネル組み付け作業ステーションにピッチ搬送する搬送路１６を備える。取り付け装置１０は、アシスト機（第１作業機構）１８と、自動車車体１４の両側に配置される右側の作業ロボット（第２作業機構）２０及び左側の作業ロボット（第２作業機構）２２とを備え、前記自動車車体１４の車室１４ａ内にインストルメントパネル２４を自動的に組み付ける。
【００２２】
インストルメントパネル２４の長手方向（車幅方向）両端には、このインストルメントパネル２４を自動車車体１４に取り付けるための基準孔（図示せず）が２つずつ形成されるとともに、後述するインパネ把持手段７８が係合する把持穴２６が形成される（図２参照）。
【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、自動車車体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。
【００２４】
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、前記スライドレール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。
【００２５】
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、前記スライドレール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。
【００２６】
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。
【００２７】
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が連結されるとともに、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。
【００２８】
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に支持されるとともに、前記ロックシリンダ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。
【００２９】
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ともに、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７６が設けられる。
【００３０】
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の他端には、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。
【００３１】
第２枠体４２には、この第２枠体４２を所定の位置に位置決めするためのブレーキ手段８６が設けられる。ブレーキ手段８６は、押し上げられて第１枠体３０に摺接することにより、第２枠体４２が任意の位置に停止される。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。
【００３２】
第３枠体５４の矢印Ｂ方向両端には、ブレーキ手段８６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。
【００３３】
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、前記作業ロボット２０の構成について説明し、前記作業ロボット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。
【００３４】
図３に示すように、作業ロボット２０は、旋回自在なロボット本体９０を備える。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が設けられるとともに、前記手首部９４には、ハンド部９６、ナットランナユニット（ボルト締め付け手段）９８及び撮影部１００が搭載される。
【００３５】
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を構成するとともに、後述するボルト１１０を把持する手段も構成している。
【００３６】
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。撮影部１００は、インパネセット確認や取り付け位置のずれ確認等を行うためのＣＣＤ撮像カメラ（以下、単にカメラという）１０８を備える。
【００３７】
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を自動車車体１４に取り付けるためのボルト１１０を収容するボルトストック部１１２と、前記ボルトストック部１１２から取り出される２本の前記ボルト１１０を整列させるプリセット台１１４とが設けられる。
【００３８】
図４に示すように、作業ロボット２０、２２の各カメラ１０８は、画像処理装置１２０に車体画像及びインパネセット位置画像等の画像情報を出力する。画像処理装置１２０は、各カメラ１０８から得られた画像情報を演算部１２２に出力し、前記演算部１２２では、前記画像情報が演算処理される。演算部１２２から主制御装置１２４に車体位置やインパネセット位置の検出結果が出力されるとともに、前記主制御装置１２４は、入力された演算情報に基づいて、作業ロボット２０、２２の動作を制御するとともに、アシスト機１８の動作制御も行う。
【００３９】
次に、このように構成される取り付け装置１０の動作について、本実施形態に係る取り付け方法との関連で、図５及び図６に示すフローチャート並びに図７に示すタイミングチャートに沿って以下に説明する。
【００４０】
なお、アシスト機１８の動作が図５に示され、作業ロボット２０、２２の動作が図６に示されるとともに、前記アシスト機１８及び前記作業ロボット２０、２２の動作は、図７に示すように、互いに関連して行われる。
【００４１】
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、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。
【００４２】
この昇降端部６４には、インパネ把持手段７８が装着されており、前記インパネ把持手段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。
【００４３】
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は、インストルメントパネル２４の各把持穴２６に挿入されるとともに、インパネ把持手段７８は、前記インストルメントパネル２４を把持する（ステップＳ１）。
【００４４】
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る（ステップＳ２）。
【００４５】
そして、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、ブレーキ手段８６が押し上げられて前記第２枠体４２の移動が停止される（ステップＳ３）。
【００４６】
この停止位置で、作業ロボット２０は、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が前記把持部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。
【００４７】
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。従って、インストルメントパネル２４は、姿勢が変化され（ステップＳ４）、このインストルメントパネル２４が所定の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。
【００４８】
なお、アーム部６６に力覚センサ（図示せず）を設けることにより、このアーム部６６の回動時に前記力覚センサ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を制御することも可能である。
【００４９】
さらに、ステップＳ５に進んで、前進用シリンダ３２の駆動作用下に、第２枠体４２が矢印Ｄ方向に移動して、第２リミットスイッチ８８ｂがオンされる際に、ブレーキ手段８６が押し上げられてアシスト操作開始位置に移動する。このアシスト操作開始位置において、インパネ把持手段７８が作業ロボット２０のハンド部９６に把持されたと判断されると（ステップＳ６中、ＹＥＳ）、ステップＳ７に進んで、インパネセット操作が前記作業ロボット２０及び作業ロボット２２を介して行われる。
【００５０】
具体的には、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。そして、作業ロボット２０は、アシスト機１８のアシスト作用下に、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が操作されて、前記インストルメントパネル２４を自動車車体１４の車室１４ａ内に投入する。
【００５１】
その際、アシスト機１８では、図８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、作業ロボット２０によるインストルメントパネル２４の投入作業をアシストする。
【００５２】
一方、作業ロボット２０では、図９に示すように、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を車載姿勢に姿勢変換させる。さらに、インストルメントパネル２４を車室１４ａ内に投入した後、インパネ把持手段７８を矢印Ｒ２方向に旋回させて、前記インストルメントパネル２４をセット姿勢に姿勢変化させている。
【００５３】
上記の作業ロボット２０の動作時に、アシスト機１８がインパネアシスト搬送モードに切り換えられている。従って、アシスト機１８では、力覚センサ６７を介してアーム部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している。そして、力覚センサ６７により検知される荷重（反力）が、０又は微少量に近似するように、前進用シリンダ３２、後退用シリンダ３４、搬入用シリンダ４４及び搬出用シリンダ４６が制御される。
【００５４】
なお、アシスト機１８がインパネアシスト搬送モードに切り換えられる際、上記の制御に代えて、前進用シリンダ３２、後退用シリンダ３４、搬入用シリンダ４４及び搬出用シリンダ４６を全て大気開放（オフ状態）させてもよい。
【００５５】
次いで、作業ロボット２０、２２により、後述するように、インストルメントパネル２４のボルト締めが行われた後、インパネ把持手段７８による前記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、図２に示すように、各シリンダ７０が前記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（ステップＳ８）。
【００５６】
インパネ把持手段７８は、作業ロボット２０及び必要に応じて作業ロボット２２を介して、車室１４ａの外部に移動する。ここで、アシスト機１８では、搬出用シリンダ４６が駆動されることにより、第２板部材５８が矢印Ｂ方向とは反対方向に押圧される。従って、第３枠体５４は、インパネ把持手段７８と一体的に矢印Ｂ方向とは反対方向、すなわち、車室外方向に移動し、作業ロボット２０、２２の操作をアシストする（ステップＳ９）。
【００５７】
インパネ把持手段７８が、車室１４ａの外部に移動されると、作業ロボット２０、２２による前記インパネ把持手段７８の把持が解除された後（ステップＳ１０中、ＹＥＳ）、前記インパネ把持手段７８がインパネ組み付けステーションから搬出される（ステップＳ１１）。
【００５８】
具体的には、アシスト機１８は、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切り換えられる。そして、後退用シリンダ３４が駆動され、第１板部材５６が矢印Ｔ方向とは反対方向に押圧される。このため、第２枠体４２は、第３枠体５４と一体に矢印Ｔ方向とは逆方向に移動する。そして、インパネ把持手段７８が原位置に至る際に、第３リミットスイッチ８８ｃがオンされることにより、このアシスト機１８の駆動が停止される（ステップＳ１２）。
【００５９】
次いで、作業ロボット２０の動作について説明すると、先ず、図１０に示すように、前記作業ロボット２０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１１２に収容されているボルト１１０を把持し、プリセット台１１４上に立位姿勢で整列させる（図６中、ステップＳ１０１）。
【００６０】
プリセット台１１４では、図１１に示すように、立位姿勢で整列されているボルト１１０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１１０が保持される（ステップＳ１０２）。
【００６１】
作業ロボット２０は、アシスト機１８の姿勢変換動作（図５中、ステップＳ４参照）の補助を行った後（ステップＳ１０３）、ステップＳ１０４に進んで、自動車車体１４のセンシングを行う。具体的には、作業ロボット２０に装着されている撮影部１００のカメラ１０８により、自動車車体１４のボディ側基準孔を撮影し、この基準孔画像情報が画像処理装置１２０に入力される。そして、演算部１２２では、入力された画像情報に基づいて、ボディ側基準孔位置が良好であるか否かを判断するとともに、必要に応じて補正値を主制御装置１２４に出力する。
【００６２】
作業ロボット２０は、ハンド部９６によりアシスト機１８の操作レバー８２を把持した後（ステップＳ１０５）、前記操作レバー８２を操作することによってインストルメントパネル２４を車載姿勢に変換する（ステップＳ１０６）。車載姿勢のインストルメントパネル２４は、車室１４ａ内にセットされる（ステップＳ１０７）。
【００６３】
作業ロボット２０は、インストルメントパネル２４をセットした後、ステップＳ１０８に進んで、アシスト機１８のアシスト作用下に、インパネ把持手段７８を車室１４ａの外部に移動させ（ステップＳ１０８）、操作レバー８２の把持を解除する（ステップＳ１０９）。
【００６４】
さらに、作業ロボット２０は、カメラ１０８によりインストルメントパネル２４のセット位置のセンシングを行う（ステップＳ１１０）。このセット位置センシングにおいて、ボディ側基準孔とインストルメントパネル２４の基準孔とのずれが発生していた際には、作業ロボット２０により前記インストルメントパネル２４の位置調整が行われる。
【００６５】
次に、ステップＳ１１１に進んで、ナットランナユニット９８を構成する各ナットランナ１０６ａ、１０６ｂに保持されているボルト１１０が、ボディ側基準孔及びインパネ側基準孔に螺合されて、インストルメントパネル２４が自動車車体１４に組み付けられる。
【００６６】
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１１０が、ボディ側基準孔及びインパネ側基準孔に螺合する。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。
【００６７】
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、他のボディ側基準孔及びインパネ側基準孔にボルト１１０が螺合する。
【００６８】
また、作業ロボット２２は、上記の作業ロボット２０と同様に動作するものであり、その詳細な説明は省略する。なお、ステップＳ１０３の工程は、作業ロボット２０のみで行われている。
【００６９】
この場合、第１の実施形態では、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て自動搬送した後、作業ロボット２０による前記インストルメントパネル２４の車室１４ａ内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を有している。
【００７０】
このため、作業ロボット２０は、インストルメントパネル２４を車室１４ａ内に投入してセットする際に、この作業ロボット２０に付与される前記インストルメントパネル２４の荷重が有効に軽減される。これにより、作業ロボット２０を良好に小型化することができ、取り付け装置１０全体の小型化及び簡素化が容易に図られるとともに、インストルメントパネル２４の取り付け作業が迅速に且つ効率的に遂行可能になるという効果が得られる。
【００７１】
しかも、インストルメントパネル２４の重量は、アシスト機１８に保持されている。このため、イナーシャによる影響が低減され、左右の作業ロボット２０、２２の共同作業により、重量物であるインストルメントパネル２４の位置決め操作が一挙に簡素化される。
【００７２】
さらに、作業ロボット２０、２２には、インストルメントパネル２４を車室１４ａ内のインパネ取り付け位置にねじ止めするナットランナユニット９８が搭載されている。従って、作業設備全体が専有する床面スペースを一層狭小化することができ、スペース効率の向上が図られるという利点が得られる。
【００７３】
さらにまた、メンテナンス等により作業ロボット２０、２２を停止させる際には、前記作業ロボット２０、２２をインパネ取り付け作業ステーションから退避させる。この状態で、作業者は、アシスト機１８のアシスト作用下に、インストルメントパネル２４の組み付け作業を容易に行うことができる。
【００７４】
なお、第１の実施形態では、作業ロボット２０、２２にハンド部９６、ナットランナユニット９８及び撮影部１００を装着しているが、これに限定されるものではない。作業ロボット２０、２２は、少なくともナットランナユニット９８を備えていればよい。
【００７５】
図１２は、本発明の第２の実施形態に係る車両用インストルメントパネルの取り付け装置を構成するインパネ把持手段１２６の概略斜視説明図である。なお、第１の実施形態に係る取り付け装置１０を構成するインパネ把持手段７８と同一の構成要素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。
【００７６】
インパネ把持手段１２６は、シリンダ７０、７０を介して開閉自在な一対のインパネ支持アーム７２を備えるとともに、前記インパネ支持アーム７２には、可動結合部材１２８が設けられる。この可動結合部材１２８は、断面長方形状を有しており、互いに９０°の角度をなす取り付け角度位置に切り換え可能である。
【００７７】
作業ロボット２０、２２では、ハンド部９６により可動結合部材１２８が把持される。そこで、インストルメントパネル２４の形状等に対応して、可動結合部材１２８が２つの角度位置のいずれかに切り換え可能である。これにより、第２の実施形態では、機種の異なるインストルメントパネル２４に容易に対応することができるという効果がある。
【００７８】
図１３は、本発明の第３の実施形態に係る車両用インストルメントパネルの取り付け装置を構成するアシスト機１３０の概略斜視説明図である。なお、第１の実施形態に係る取り付け装置１０を構成するアシスト機１８と同一の構成要素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。
【００７９】
アシスト機１３０は、第１枠体３０の下部に沿ってラック・ピニオン手段１３２を介して進退可能な走行モータ１３４を備える。この走行モータ１３４は、第２枠体４２に固定される。第２枠体４２には、矢印Ｂ方向に延在してラック・ピニオン手段１３６を介して進退可能な走行モータ１３８が設けられる。この走行モータ１３８は、第３枠体５４に固定される。
【００８０】
このように構成される第３の実施形態では、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を走行モータ１３４、１３８の駆動作用下に、矢印Ｔ方向及び矢印Ｂ方向にアシスト駆動することができるとともに、第１リミットスイッチ８８ａ〜第５リミットスイッチ８８ｅのオン／オフ信号に基づいて、前記インパネ把持手段７８を所望の位置に正確且つ確実に位置決めすることができるという効果が得られる。
【００８１】
具体的には、インパネ把持手段７８によりインストルメントパネル２４が把持され、このインパネ把持手段７８が上昇端位置に至った後、走行モータ１３４の駆動作用下に、第２枠体４２及び第３枠体５４を介して前記インパネ把持手段７８が矢印Ｔ方向に移動する。
【００８２】
そして、第１リミットスイッチ８８ａがオンされる際に、走行モータ１３４の駆動を停止することにより、インストルメントパネル２４が投入位置に配置される。一方、インパネ把持手段７８を原位置に戻す際には、このインパネ把持手段７８がインストルメントパネル２４をアンクランプし、且つ作業ロボット２０、２２による前記インパネ把持手段７８のアンクランプがなされた際に、走行モータ１３４が逆回転される。そして、第３リミットスイッチ８８ｃがオンされることにより、インパネ把持手段７８が原位置に復帰することが検出される。
【００８３】
また、インストルメントパネル２４を投入する際には、インパネ把持手段７８により前記インストルメントパネル２４が把持され、前記インストルメントパネル２４の姿勢変換が完了するとともに、第１リミットスイッチ８８ａがオンした状態で、走行モータ１３８が駆動される。
【００８４】
一方、インパネ把持手段７８を搬出する際には、このインパネ把持手段７８がインストルメントパネル２４をアンクランプし、作業ロボット２０、２２による前記インパネ把持手段７８の把持が排除され、且つ第１リミットスイッチ８８ａがオンされた状態で、走行モータ１３８が逆方向に駆動される。
【００８５】
そして、第５リミットスイッチ８８ｅがオンされることにより、インパネ把持手段７８が自動車車体１４の外部に検出されたことが搬出される。次いで、走行モータ１３４が駆動され、第３リミットスイッチ８８ｃがオンされることにより、原位置復帰が検出される。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車両用インストルメントパネルの取り付け装置が配置される組み立てラインの斜視説明図である。
【図２】前記取り付け装置を構成するアシスト機の概略斜視説明図である。
【図３】前記取り付け装置を構成する作業ロボットの斜視説明図である。
【図４】前記取り付け装置のブロック図である。
【図５】前記アシスト機の動作を説明するフローチャートである。
【図６】前記作業ロボットの動作を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の取り付け方法のタイミングチャートである。
【図８】前記組み付け方法の説明図である。
【図９】前記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１０】前記作業ロボットによりボルトを取り出す際の説明図である。
【図１１】プリセット台の前記ボルトがナットランナより受け取られる際の説明図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る車両用インストルメントパネルの取り付け装置を構成するインパネ把持手段の概略斜視説明図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る車両用インストルメントパネルの取り付け装置を構成するアシスト機の概略斜視説明図である。
【図１４】特許文献１に開示された組み付け装置の概略斜視説明図である。
【符号の説明】
【００８７】
１０…取り付け装置 １２…組み立てライン
１４…自動車車体 １４ａ…車室
１６…搬送路 １８、１３０…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
２６…把持穴 ３０、４２、５４…枠体
３２、３４、４４、４６、６０、７０…シリンダ
５６、５８…板部材 ６６…アーム部
７２…インパネ支持アーム ７６…結合部材
７８、１２６…インパネ把持手段 ８０…連結手段
８２…操作レバー ９６…ハンド部
９８…ナットランナユニット １００…撮影部
１０６ａ、１０６ｂ…ナットランナ １０８…カメラ
１１０…ボルト １１４…プリセット台
１２０…画像処理装置 １２２…演算部
１２４…主制御装置 １２８…可動結合部材
１３２、１３６…ラック・ピニオン手段
１３４、１３８…走行モータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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車両用インストルメントパネルの取り付け装置であって、
前記インストルメントパネルを把持するインパネ把持手段を設け、前記インストルメントパネルを自動搬送するとともに、前記インストルメントパネルの重量を保持するアシスト機能を有する第１作業機構と、
前記インパネ把持手段に着脱可能に連結される連結手段を設け、前記インパネ把持手段を操作して前記インストルメントパネルを前記車室内に配置させる第２作業機構と、
を備え、
前記第２作業機構は、前記インストルメントパネルを前記車両のインストルメントパネル取り付け位置にねじ止めするボルト締め付け手段を搭載することを特徴とする車両用インストルメントパネルの取り付け装置。
【請求項２】
請求項１記載の取り付け装置において、前記第２作業機構は、前記車両の車幅方向両側にそれぞれ配設されることを特徴とする車両用インストルメントパネルの取り付け装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の取り付け装置において、前記第２作業機構は、前記インストルメントパネル取り付け位置を確認するためのセンサを設けることを特徴とする車両用インストルメントパネルの取り付け装置。
【請求項４】
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車両用インストルメントパネルの取り付け方法であって、
第１作業機構のインパネ把持手段により前記インストルメントパネルを把持し、前記インストルメントパネルを第２作業機構による操作開始位置まで自動搬送する工程と、
前記インストルメントパネルが前記操作開始位置に搬送された際、前記第２作業機構を前記インパネ把持手段に連結する工程と、
前記インストルメントパネルの重量を前記第１作業機構により保持しながら、前記第２作業機構により前記インパネ把持手段を操作し、前記インストルメントパネルを前記車室内に配置させる工程と、
前記第２作業機構に搭載されたボルト締め付け手段により、前記インストルメントパネルを前記車室内のインストルメントパネル取り付け位置にねじ止めする工程と、
を有することを特徴とする車両用インストルメントパネルの取り付け方法。
【請求項５】
請求項４記載の取り付け方法において、前記第２作業機構に設けられるセンサを介し、前記インストルメントパネル取り付け位置を確認する工程と、
前記センサによる検出信号に基づいて、前記第２作業機構の駆動を制御する工程と、
を有することを特徴とする車両用インストルメントパネルの取り付け方法。
【請求項１】
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車両用インストルメントパネルの取り付け装置であって、
前記インストルメントパネルを把持するインパネ把持手段を設け、前記インストルメントパネルを自動搬送するとともに、前記インストルメントパネルの重量を保持するアシスト機能を有する第１作業機構と、
前記インパネ把持手段に着脱可能に連結される連結手段を設け、前記インパネ把持手段を操作して前記インストルメントパネルを前記車室内に配置させる第２作業機構と、
を備え、
前記第２作業機構は、前記インストルメントパネルを前記車両のインストルメントパネル取り付け位置にねじ止めするボルト締め付け手段を搭載することを特徴とする車両用インストルメントパネルの取り付け装置。
【請求項２】
請求項１記載の取り付け装置において、前記第２作業機構は、前記車両の車幅方向両側にそれぞれ配設されることを特徴とする車両用インストルメントパネルの取り付け装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の取り付け装置において、前記第２作業機構は、前記インストルメントパネル取り付け位置を確認するためのセンサを設けることを特徴とする車両用インストルメントパネルの取り付け装置。
【請求項４】
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車両用インストルメントパネルの取り付け方法であって、
第１作業機構のインパネ把持手段により前記インストルメントパネルを把持し、前記インストルメントパネルを第２作業機構による操作開始位置まで自動搬送する工程と、
前記インストルメントパネルが前記操作開始位置に搬送された際、前記第２作業機構を前記インパネ把持手段に連結する工程と、
前記インストルメントパネルの重量を前記第１作業機構により保持しながら、前記第２作業機構により前記インパネ把持手段を操作し、前記インストルメントパネルを前記車室内に配置させる工程と、
前記第２作業機構に搭載されたボルト締め付け手段により、前記インストルメントパネルを前記車室内のインストルメントパネル取り付け位置にねじ止めする工程と、
を有することを特徴とする車両用インストルメントパネルの取り付け方法。
【請求項５】
請求項４記載の取り付け方法において、前記第２作業機構に設けられるセンサを介し、前記インストルメントパネル取り付け位置を確認する工程と、
前記センサによる検出信号に基づいて、前記第２作業機構の駆動を制御する工程と、
を有することを特徴とする車両用インストルメントパネルの取り付け方法。
【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】
【公開番号】特開２００９−１９０４５０（Ｐ２００９−１９０４５０Ａ）
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０４８８（Ｐ２００８−３０４８８）
【出願日】平成２０年２月１２日（２００８．２．１２）
【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２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１２日（２００８．２．１２）
【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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