部品位置決め方法及びその装置
【課題】作業者が他の作業を兼務することが可能になる部品位置決め方法を提供する。
【解決手段】移動する車体Ｂに対して、移動自在なセット治具２に把持されるサイドカーテンエアバッグＳを位置決めして組付ける部品位置決め方法であって、作業者がアシスト搬送手段を車体Ｂの移動方向と逆方向に移動させるだけでエアバッグＳを車体Ｂに対する所定位置までパワーアシスト搬送する工程と、セット治具２に設けた引出し・巻取り自在なワイヤの先端の係合部材１０を作業者が車体Ｂの所定箇所に装着する工程と、ワイヤの引出し長さと引出し角度を検出して、車体ＢとエアバッグＳの相対的な位置ずれをなくすようセット治具２を移動させ、セット治具２に設けた位置決めピン７を係合部材１０に連結してセット治具２を自動で位置決めする工程と、位置決めされたセット治具２に支持されたエアバッグＳを車体Ｂに自動で組付ける工程を備えた。
【解決手段】移動する車体Ｂに対して、移動自在なセット治具２に把持されるサイドカーテンエアバッグＳを位置決めして組付ける部品位置決め方法であって、作業者がアシスト搬送手段を車体Ｂの移動方向と逆方向に移動させるだけでエアバッグＳを車体Ｂに対する所定位置までパワーアシスト搬送する工程と、セット治具２に設けた引出し・巻取り自在なワイヤの先端の係合部材１０を作業者が車体Ｂの所定箇所に装着する工程と、ワイヤの引出し長さと引出し角度を検出して、車体ＢとエアバッグＳの相対的な位置ずれをなくすようセット治具２を移動させ、セット治具２に設けた位置決めピン７を係合部材１０に連結してセット治具２を自動で位置決めする工程と、位置決めされたセット治具２に支持されたエアバッグＳを車体Ｂに自動で組付ける工程を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動する自動車の車体等の部品組付け対象物に、サイドカーテンエアバッグ等の部品を取付けるための部品位置決め方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
作業者が搬送手段を操作して搬送物を搬送する際の作業者に対する負荷を軽減するアシスト搬送装置としては、例えば搬送物をインストルメントパネル（インパネ）とした装置であって、インパネを把持するインパネ把持手段と、このインパネ把持手段と搬送手段との接続部に設けたフローティング機構と、このフローティング機構の変位量を検出する変位センサと、この変位センサが検出した変位量を演算処理して反力を算出する位置指令演算部を備え、反力を搬送手段を操作する作業者に伝達する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１４１３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のアシスト搬送装置においては、インパネの車体への投入作業、インパネの車体への位置決め作業、インパネの車体への組付け作業まで、全て作業者がアシスト搬送装置を操作しながら付きっ切りで行っているため、作業者は全く他の作業を兼務することができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、作業者が他の作業を兼務することが可能になる部品位置決め方法及びその装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決すべく請求項１に係る発明は、移動する部品組付け対象物に対して、移動自在な把持手段に把持される部品を位置決めして組付ける部品位置決め方法であって、作業者が搬送手段を部品組付け対象物の移動方向またはその逆方向に移動させるだけで部品を部品組付け対象物に対する所定位置までパワーアシスト搬送する工程と、前記把持手段に設けた引出し・巻取り自在な線状部材の先端の係合部材を作業者が部品組付け対象物の所定箇所に装着する工程と、前記線状部材の引出し長さと引出し角度を検出して、部品組付け対象物と部品の相対的な位置ずれをなくすよう前記把持手段を移動させ、前記把持手段に設けた位置決め部を前記係合部材に連結して前記把持手段を自動で位置決めする工程と、位置決めされた前記把持手段に支持された部品を部品組付け対象物に自動で組付ける工程を備えたものである。
【０００７】
請求項２に係る発明は、移動する部品組付け対象物に対して、移動自在な把持手段に支持される部品を位置決めして組付ける部品位置決め装置であって、作業者の操作により部品組付け対象物に対する所定位置まで前記把持手段をパワーアシスト搬送する搬送手段と、この搬送手段に装着された前記把持手段を部品組付け対象物の所定箇所に位置決めする位置決め手段と、この位置決め手段により位置決めされた前記把持手段に支持された部品を部品組付け対象物に組付ける組付け手段を備えたものである。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の部品位置決め装置において、前記位置決め手段は、前記把持手段に引出し・巻取り自在に設けられる線状部材と、この線状部材の先端に設けられ且つ部品組付け対象物の所定箇所に装着可能な係合部材と、前記線状部材の引出し長さを検出する第１センサと、前記線状部材の引出し角度を検出する第２センサと、前記第１センサと第２センサが検出した検出値が基準値に一致するよう前記把持手段の移動量を制御する制御手段を備えた。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１又は請求項２に係る発明によれば、移動する部品組付け対象物に対して、部品を位置決めして組付ける部品位置決め組付け作業を、手動運転作業と自動運転作業に分けることにより、作業者が自動運転作業中に他の作業を行うことが可能になる。
【００１０】
請求項３に係る発明によれば、把持手段に設けた位置決め部を係合部材に連結させることにより、部品取付け対象物に部品を取付ける際の位置決めを代用することができ、設備の小型化や工数削減が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る部品位置決め装置が適用される自動車組立工程の平面図、図２は右側のサイドカーテンエアバッグ取付け状態の斜視図、図３は車体内のサイドカーテンエアバッグ取付け部の説明図、図４はサイドカーテンエアバッグの説明図、図５は車体にサイドカーテンエアバッグを取付ける状態を示す側面図、図６は本発明に係る部品位置決め装置の概要図である。
【００１２】
図１に示すように、車体ＢにサイドカーテンエアバッグＳを取付ける工程において、車体Ｂの搬送ラインＬを挟んで左右両側に夫々、本発明に係る部品位置決め装置１が配置されている。部品位置決め装置１は、図２にも示すように、長手方向に沿って設けられ、サイドカーテンエアバッグＳを保持するセット治具２を備えると共に、例えばハンガー方式のレール３に吊り下げられ、車体Ｂの搬送速度に同期して移動できるようになっている。そして、部品位置決め装置１は、セット治具２を位置決め制御して、セット治具２が保持するサイドカーテンエアバッグＳを車体Ｂの組付位置に位置決めする。
【００１３】
セット治具２に保持されるサイドカーテンエアバッグＳは、最終的に図３に示すような車体Ｂ内側の側面上部の組付位置（ハッチングで示す部分）に組み付けられる。また、サイドカーテンエアバッグＳは、図４と図５に示すように、一本のバッグ本体Ｓａと、これを保持する三ヶ所のブラケットＳｂが一体化されたもので、各ブラケットＳｂの所定箇所には、長手方向に対して複数の仮止め用のクリップｃが設けられている。そして、本発明の実施の形態では、クリップｃの形状等はその位置によって異ならせている。また、車体Ｂ側にも、複数のクリップｃの位置に合わせて、クリップ挿入用の取付孔ｈが設けられている。
【００１４】
部品位置決め装置１は、図６に示すように、サイドカーテンエアバッグＳを保持する前記したセット治具２の他に、セット治具２を搬送するアシスト搬送手段４と、セット治具２とアシスト搬送手段４を連結するフローティング機構６と、フローティング機構６に装着され同じ２個のセット治具２を原位置にて交互に自動交換して把持するオートツールチェンジャー（ＡＴＣ）２５を備えている。２個のセット治具２は、夫々原位置に設けられた作業台に載置されている。作業者は、部品位置決め装置１が自動運転中に、サイドカーテンエアバッグＳを作業台に載置されたセット治具２にセットすることにより、次に搬送されてくる車体Ｂのための準備をすることができる。
【００１５】
また、セット治具２は、長手方向に沿って一対設けられ車体Ｂの基準孔Ｈａ，Ｈｂに位置決めピン７，７を嵌合する位置決め機構５と、車体Ｂに対して位置決めピン７，７の挿入方向と略逆方向に押圧する複数の挟持手段３１と、サイドカーテンエアバッグＳに設けた複数のクリップｃを夫々車体Ｂの取付孔ｈに押し込む複数の押込手段３２をベース部材２ａに設けている。セット治具２は、図２にも示すように、アシスト搬送手段４によって、例えば、車体Ｂのフロントガラス装着部分（この段階ではフロントガラスは未装着）から車内に搬入されるようになっている。
【００１６】
アシスト搬送手段４は、図１に示すように、レール３に係合するスライダ４ａと、スライダ４ａに第１関節４ｂを介して連結する第１アーム４ｃと、第１アーム４ｃに第２関節４ｄを介して連結する第２アーム４ｅと、第２アーム４ｅに第３関節４ｆを介して連結する第３アーム４ｇと、スライダ４ａに支持されたハンドル４ｈと、ハンドル４ｈの近傍に設けた作動スイッチ４ｉを備えている。スライダ４ａ、第１関節４ｂ、第２関節４ｄ、第３関節４ｆには、夫々アクチュエータ（不図示）が備えられ、これらのアクチュエータを制御することにより、セット治具２を所望な位置に位置決めすることができる。
【００１７】
そして、作業者がハンドル４ｈを操作することにより、セット治具２を搬送する際の作業者に対する負荷を軽減（パワーアシスト）して、セット治具２を搬送することができる（手動モード）。また、アシスト搬送手段４は、後述する位置決め機構５を用いることにより、サイドカーテンエアバッグＳを保持するセット治具２を、搬送ラインＬを移動する車体Ｂにティーチング通り追従させて車体Ｂの所望な組付位置に自動で位置決めすることができる（自動モード）。アシスト搬送手段４の制御装置には、フローティング機構６、挟持手段３１、押込手段３２、後述する位置決め機構５の制御装置も設けられている。
【００１８】
位置決め機構５は、図７及び図８に示すように、セット治具２側に固定される位置決め部としての位置決めピン７と、この位置決めピン７に連結可能な係合部材（ターゲットマーカ）１０を備えており、係合部材１０とセット治具２側の間には、線状部材としてのワイヤ８が連結されている。
【００１９】
図３に示すサイドカーテンエアバッグＳの装着箇所（ハッチングで示す部分）の近傍には、位置決め機構５の各係合部材１０を装着する基準孔Ｈａ，Ｈｂが設けられており、各係合部材１０を夫々の基準孔Ｈａ，Ｈｂに装着すると、ワイヤ８が引き出され、このワイヤ８の引出し長さと引出し方向を検知することによって、セット治具２側が自動的に基準位置に移動し、係合部材１０と位置決めピン７が連結される。セット治具２側の移動を制御するため、係合部材１０に対するセット治具２の基準位置からのずれを測定し、このずれをゼロに制御するようにしている。
【００２０】
係合部材１０は、図７及び図８に示すように、第１ケーシング１２内に収納され、且つ先端の小径筒部１３の切欠き孔１３ｃから半径方向に拡縮自在な３本の爪部材１４と、この爪部材１４を揺動させるためのカムローラ１６と、カムローラ１６に係脱自在なカムピン１７を備えており、カムピン１７は、第１ケーシング１２に対してピン軸方向に沿って所定ストローク移動可能な第２ケーシング１８側に設けられている。そして、第１ケーシング１２と第２ケーシング１８が当接する状態（図７（ａ））になると、カムピン１７とカムローラ１６の作用により爪部材１４が切欠き孔１３ｃから外部に突出し、第１ケーシング１２と第２ケーシング１８が所定間隔離れる状態（図７（ｂ））になると、カムピン１７とカムローラ１６の作用により爪部材１４が切欠き孔１３ｃから内部に没入するようにされている。
【００２１】
そして、第２ケーシング１８と第１ケーシング１２が離れた時の相互間隔の規制はカムピン１７で行うようにされており、一定量以上離れないようにしている。 また、第２ケーシング１８の外周部には、円周方向に沿って溝ｍが設けられており、この溝ｍに、以下に述べる位置決めピン７側の環状部材２０のプランジャ２１の先端部が嵌合自在にされている。
【００２２】
即ち、位置決めピン７の外周部には、第２ケーシング１８の一端側筒部を嵌入せしめることのできる隙間を持って環状部２０が形成されるとともに、この環状部２０に複数のプランジャ２１がねじ止めされており、図７（ａ）に示すように、位置決めピン７と係合部材１０が連結されると、プランジャ２１が溝ｍに嵌合するとともに、図７（ｂ）に示すように、位置決めピン７が係合部材１０から離脱する方向に後退すると、これに伴って、第２ケーシング１８を第１ケーシング１２から離脱させる方向に若干移動させることができるようにされている。そして、この位置決めピン７の後退により、爪部材１４の先端が小径筒部１３内に没入するようにされている。
【００２３】
また、ワイヤ８は、図９，図１０にも示すように、ワイヤ巻取り装置１１によって引出し・巻取り自在にされるとともに、このワイヤ巻取り装置１１には、ワイヤ８の引出し長さを測定することのできる第１センサ（不図示）が内蔵され、また、ワイヤ巻取り装置１１近傍には、第２センサとしての力覚センサ９が設けられている。そして、ワイヤ巻取り装置１１から巻き出されるワイヤ８は、力覚センサ９を経由して延出するようにされ、ワイヤ８にかかるテンションを、力覚センサ９によって３軸方向の分力に分けて測定できるようにされている。
【００２４】
次に、係合部材１０を車体Ｂ側に取付けて、ワイヤ８がある程度引き出された状態におけるワイヤ８の引出し長さや引出し方向から、係合部材１０と位置決めピン７の位置ずれを検知し、この位置ずれをなくして両者を連結させるための具体的方策について図１０乃至図１２に基づき説明する。
【００２５】
図１０に示すように、ピン軸方向をＸ方向とし、これに直交する水平横方向をＹ方向とし、これに直交する縦方向をＺ方向とした場合、係合部材１０と位置決めピン７のピン軸を一致させ（Ｙ方向のオフセット量ゼロ）、且つＸ方向のオフセット量Ｌ、Ｚ方向のオフセット量Ｈの位置を第１次位置決め完了位置として設定する。そして、図１０（ａ）は、第１次位置決め完了位置の側面図であり、図１０（ｂ）はその平面図である。
【００２６】
これに対して、当初の段階では、係合部材１０と位置決めピン７の相対位置はＸ、Ｙ、Ｚすべての方向にずれているのが普通である。そして、図１１（ａ）（ｂ）は、第１次位置決め完了位置（点線で示す）に対する実際の位置決めピン７の位置の説明図で、（ａ）はその状態の側面図、（ｂ）は同平面図であり、また図１１（ｃ）（ｄ）はワイヤにかかる分力の説明図であるが、この状態のワイヤ長をＷ、Ｚ方向（垂直方向）のワイヤ角度をθ２、Ｙ方向（水平方向）のワイヤ角度をθ３、ワイヤにかかるＸ方向の分力をＦｘ、Ｙ方向の分力をＦｙ、Ｚ方向の分力をＦｚとすると、ワイヤ引出し角度θ２，θ３は、それぞれのワイヤの分力Ｆｘ〜Ｆｚから、図１１（ｃ）（ｄ）に記載される数式で求められる。
【００２７】
また、係合部材の位置Ｐと位置決めピンの位置Ｑとの関係は、図１２に示すような関係となり、下記の数式１が成立するため、Ｘ方向のずれ量をα、Ｙ方向のずれ量をβ、Ｚ方向のずれ量をγとすると、各方向のずれ量α，β，γは、それぞれワイヤの引出し長さＰ、Ｘ方向のオフセット量Ｌ、ワイヤの引出し角度θ２，θ３から、それぞれ下記の数式２に示されるように求められる。
【００２８】
【数１】
【００２９】
【数２】
【００３０】
従って、図１３に示すように、セット治具２を車体内に位置決めし、車体Ｂとセット治具２側を同期して移動させながら、係合部材１０を位置決めピン７から離脱させて車体Ｂの基準孔Ｈａ，Ｈｂに装着すると、第１センサによりワイヤ８の長さが測定されるとともに、力覚センサ９の測定値によりワイヤ引出し角θ２，θ３が計算され、各方向のずれ量（α，β，γ）が求められる。その後、このずれ量をゼロにすべくセット治具２の移動制御が行われ、最終的に係合部材１０と位置決めピン７を連結させることができる。
【００３１】
フローティング機構６は、図１４及び図１５に示すように、互いに等間隔に配置された３個のエアダンパ６１と、エアダンパ６１へのエアの供給を制御するバルブ（不図示）と、３個のエアダンパ６１を挟持する板状部材６２，６３と、板状部材６３に開けられた３箇所の孔６３ａに固設され板状部材６３と一体化したロックガイド部材６４と、板状部材６２に互いに等間隔に立設され、ロックガイド部材６４に形成されたすり鉢状の貫通孔６４ａに遊挿又は嵌合する３個のストッパ部材６５などを備えてなる。ストッパ部材６５の端部は、逆円錐部６５ａに形成されている。
【００３２】
そして、一方の板状部材６２は、取付ブラケット６６を介してアシスト搬送手段４の第３アーム４ｇに固定され、他方の板状部材６３は、取付ブラケット６７を介してＡＴＣ２５に固定されている。なお、図１４（ｂ）は、説明のため便宜上、通常はありえないエアダンパ６１からエアを抜いた状態のロックガイド部材６４とストッパ部材６５の位置関係を示している。
【００３３】
フローティング機構６がロック状態の時には、エアダンパ６１に高圧のエアが供給されていてエアダンパ６１が膨らみ、常にロックガイド部材６４の上面６４ｂが逆円錐部６５ａのボス部６５ｂの下面６５ｃを所定圧で押圧すると共に、逆円錐部６５ａの外周面６５ｄがロックガイド部材６４の内周面６４ｃに当接している。この状態では、アシスト搬送手段４に取り付けられる板状部材６２と、セット治具２がＡＴＣ２５を介して取り付けられる板状部材６３が一体化した状態になる。
【００３４】
一方、フローティング機構６がフローティング状態の時には、エアダンパ６１にロック状態の時よりも低圧のエアが供給されていて、サイドカーテンエアバッグＳやセット治具２にある程度の外力が掛かると、エアダンパ６１が縮んで、上述したようなロックガイド部材６４と逆円錐部６５ａの係合関係が解除される。この状態では、セット治具２がＡＴＣ２５を介して取り付けられる板状部材６３が、アシスト搬送手段４に取り付けられる板状部材６２に対し、所定の範囲（ロックガイド部材６４と逆円錐部６５ａで形成される最大の間隙）内で、あらゆる方向に対して移動自在な状態になる。
【００３５】
また、サイドカーテンエアバッグＳやセット治具２に外力が掛からなくなると、ロックガイド部材６４と逆円錐部６５ａは、ロック状態の時と同じ位置関係に戻る。即ち、ロックガイド部材６４の上面６４ｂが逆円錐部６５ａのボス部６５ｂの下面６５ｃに当接すると共に、逆円錐部６５ａの外周面６５ｄがロックガイド部材６４の内周面６４ｃに当接する関係になる。
【００３６】
挟持手段３１は、図１６に示すように、エアシリンダ３３と、エアシリンダ３３へのエアの供給を制御するバルブ（不図示）と、エアシリンダ３３の前進後退動作により先端部３４ａが略円弧を描くアーム３４と、アーム３４の先端部３４ａに設けられ車体Ｂの外板面を所定の面圧で押圧する押圧部材３５と、この押圧部材３５が押圧する車体Ｂの外板面と所定距離だけ離れた車体Ｂの内側面に当接する面当てピン３６などからなる。
【００３７】
エアシリンダ３３がセット治具２のベース部材２ａに固設した取付ブラケット３７に軸３８ａを介して支持され、アーム３４の後端部３４ｂがベース部材２ａに固設した取付ブラケット３９に軸３８ｂを介して支持され、アーム３４の中央部３４ｃがピストンロッド３３ａの先端に軸３８ｃを介して支持されている。そして、アーム３４は、エアシリンダ３３の前進後退動作により、軸３８ｂを中心にして先端部３４ａが略円弧を描くように回動する。
【００３８】
挟持手段３１は、２箇所の基準孔Ｈａ，Ｈｂの近傍を押圧するため、２個設けられている（図１６（ｂ）は基準孔Ｈａのみ示す）。押圧部材３５による押圧力（面圧）は、車体Ｂの外板面の品質を損なわないように、押込手段３２によるクリップｃを車体Ｂの取付孔ｈに押し込む押込力と同等になるように設定されている。また、押圧部材３５も車体Ｂの外板面の品質を損なわないように、ウレタンなどの樹脂製材料で形成されている。
【００３９】
押込手段３２は、図１７に示すように、エアシリンダ４０と、エアシリンダ４０へのエアの供給を制御するバルブ（不図示）と、エアシリンダ４０の駆動により前進後退する板状部材４１と、板状部材４１の前進後退動作を案内する一対のガイド部材４２，４２と、板状部材４１に立設した一対のワークセット部材４３，４４などからなる。そして、押込手段３２は、サイドカーテンエアバッグＳに設けた複数のクリップｃを押し込むため、複数設けられている。ワークセット部材４３，４４には、クリップｃをセットする凹状のセット部４３ａ，４４ａが形成されている。
【００４０】
以上のように構成した部品位置決め装置１の動作及び本発明に係る部品位置決め方法について、図１８に示すフローチャートに基づいて説明する。
搬送ラインＬに沿って対象となる車体ＢがサイドカーテンエアバッグＳの仮止め工程に搬送されてくると、予めサイドカーテンエアバッグＳをセットしておいたセット治具２の搬送作業を、作業者がハンドル４ｈを操作して（手動モード）開始する（ステップＳＰ１）。
【００４１】
ここでは、作業者がハンドル４ｈを掴んで、車体Ｂの移動方向と逆方向に押していくと、アシスト搬送手段４の各関節４ｂ，４ｄ，４ｆに設けたアクチュエータが、車体Ｂの進行方向の位置データを基にして、他の方向についてもティーチング通りにセット治具２を位置決めするように制御される。そして、セット治具２が車体Ｂに対して定位置に位置決めされると、スライダ４ａに制動がかかり、表示ランプ（不図示）が点灯する。すると、アシスト搬送手段４に装着されたセット治具２は、車体Ｂの内部に搬入された状態で、図９（ａ）に示すように、車体Ｂと同期して移動を始める（ステップＳＰ２）。ステップＳＰ１とステップＳＰ２が、パワーアシスト搬送工程である。
【００４２】
その状態で、作業者が手作業でセット治具２から各係合部材１０を取り外して、図９（ｂ）に示すように、車体Ｂの各基準孔Ｈａ，Ｈｂに挿入して取り付ける（ステップＳＰ３）。即ち、係合部材１０の第１ケーシング１２と第２ケーシング１８をある程度離した状態（図７（ｂ）の状態）にし、爪部材１４を没入させた状態にして基準穴Ｈａ，Ｈｂに挿入した後、第１ケーシング１２と第２ケーシング１８を当接させて（図７（ａ）の状態）爪部材１４を突出させ、係合部材１０が車体Ｂから抜け出ないような状態にする。
【００４３】
次いで、作業者は作動スイッチ４ｉをオン状態にする（ステップＳＰ４）。これは、作動スイッチ４ｉをオン状態にすることで、作業者が車体Ｂの内部から外部に退避してから位置決め機構５が作動を開始するようにするためである。ステップＳＰ３とステップＳＰ４が、ターゲットマーカ装着工程である。
【００４４】
係合部材１０が基準孔Ｈａ，Ｈｂに取り付けられ、位置決め機構５が作動を開始すると、アシスト搬送手段４は自動モードになり、図９（ｃ）に示すように、係合部材１０に固定されるワイヤ８がセット治具２側から引き出され、力覚センサ９によってワイヤ８にかかる引っ張り力の分力が測定されると共に、ワイヤ巻取り装置１１によってワイヤ８の引出し長さが測定される。この時、フローティング機構６はフローティング状態になっている。そして、ワイヤ８の引出し長さと、力覚センサ９の測定値に基づき、位置決めピン７の位置ずれ量が計算され、アシスト搬送手段４によってセット治具２は所望の組付位置に移動することにより、図９（ｄ）に示すように、位置決めピン７と係合部材１０とが連結される（ステップＳＰ５）。
【００４５】
この時、フローティング機構６はフローティング状態になっているので、基準孔Ｈａ，Ｈｂの許容誤差内の位置ずれが吸収され、２本の位置決めピン７，７は係合部材１０を介して円滑に基準孔Ｈａ，Ｈｂに嵌合することができる。そして、位置決めピン７，７が基準孔Ｈａ，Ｈｂに嵌合すると、フローティング機構６はフローティング状態からロック状態に切り替わり、セット治具２の車体Ｂに対する位置決めが完了する（ステップＳＰ６）。ステップＳＰ５とステップＳＰ６が、自動位置決め工程である。
【００４６】
次いで、挟持手段３１がエアシリンダ３３の前進動作によってクランプ状態になり、押圧部材３５が２箇所の基準孔Ｈａ，Ｈｂの近傍を所定の面圧で押圧すると共に、押圧部材３５が押圧する車体Ｂの外板面と所定距離だけ離れた車体Ｂの内側面を面当てピン３６が押圧する（ステップＳＰ７）。
【００４７】
次いで、押込手段３２がエアシリンダ４０の前進動作によってクリップ押付状態になり、各セット部４３ａ，４４ａにセットされたクリップｃが対応する車体Ｂの取付孔ｈに押し込まれ、サイドカーテンエアバッグＳが車体Ｂに仮止めされる（ステップＳＰ８）。この時、挟持手段３１が基準孔Ｈａ，Ｈｂの近傍をクランプしているので、クリップｃを取付孔ｈに押し込む際に位置決めピン７，７が車体Ｂから浮くことがないので、セット治具２に車体Ｂに対する位置ずれが生じることがなく、クリップｃを確実に取付孔ｈに押し込むことができる。ステップＳＰ７とステップＳＰ８が、自動組付け工程である。
【００４８】
そして、各クリップｃが対応する車体Ｂの取付孔ｈに押し込まれると、押込手段３２がエアシリンダ４０の後退動作によってクリップ非押付状態になる（ステップＳＰ９）。更に、挟持手段３１がエアシリンダ３３の後退動作によってアンクランプ状態になり、押圧部材３５が押圧していた車体Ｂの外板面から離れ、フローティング機構６をロック状態からフローティング状態に切り替えて、アシスト搬送手段４によりセット治具２を車体Ｂから離す（ステップＳＰ１０）。
【００４９】
また、クリップｃによる仮止めが完了すると、位置決めピン７が後退する。すると、位置決めピン７の後退に伴って、最初のストロークでは第２ケーシング１８も後退し、カムピン１７とカムローラ１６の作用によって爪部材１４が小径筒部１３内に没入し、係合部材１０は車体Ｂから離脱可能になり、セット治具２側に連結された状態で一緒に後退する（ステップＳＰ１１）。
【００５０】
次いで、アシスト搬送手段４に装着されているサイドカーテンエアバッグＳの仮止め作業を終えた空のセット治具２が、車体Ｂの外に搬出されて原位置に戻ると、ＡＴＣ２５が前記した空のセット治具２と、部品位置決め装置１の自動運転中に作業者がサイドカーテンエアバッグＳをセットしておいた別のセット治具２とを交換し、その後アシスト搬送手段４は、次の作業に備えて待機する（ステップＳＰ１２）。これにより、サイドカーテンエアバッグＳの仮止め作業の１サイクルが終了する。ステップＳＰ９〜ステップＳＰ１２が、自動原位置復帰工程である。
【００５１】
自動位置決め工程〜自動原位置復帰工程（ステップＳＰ５〜ステップＳＰ１２）までの間、即ち各係合部材１０を車体Ｂの各基準孔Ｈａ，Ｈｂに挿入して取り付けた後、アシスト搬送手段４が原位置に復帰するまでの間は、作業者はアシスト搬送手段４の操作から離れて、他の作業を行うことが可能になる。例えば、次の車体Ｂに組付けるサイドカーテンエアバッグＳを別のセット治具２にセットする作業を行うことができる。なお、サイドカーテンエアバッグＳの正規の固定作業は後工程で行われる。
【００５２】
なお、本発明の実施の形態では、作業者がハンドル４ｈを掴んで、車体Ｂの移動方向と逆方向に押していく場合について説明したが、車体Ｂに組付ける部品によっては、作業者がハンドル４ｈを掴んで、車体Ｂの移動方向に押して、例えば車体Ｂのリアウインドガラス装着部分（この段階ではリアウインドガラスは未装着）から車体Ｂ内に部品を搬入させる場合もある。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
移動する部品組付け対象物に対して、移動自在な把持手段に把持される部品を位置決めして組付ける部品位置決め組付け作業を、手動運転作業（手動モード）と自動運転作業（自動モード）で分担させることにより、作業者が自動運転作業中に他の作業を行うことが可能になるので、例えば車体に部品を組付ける自動車の組立工程等の広い分野に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る部品位置決め装置が適用される自動車組立工程の平面図
【図２】右側のサイドカーテンエアバッグ取付け状態の斜視図
【図３】車体内のサイドカーテンエアバッグ取付け部の説明図
【図４】サイドカーテンエアバッグの説明図
【図５】車体にサイドカーテンエアバッグを取付ける状態を示す側面図
【図６】本発明に係る部品位置決め装置の概要図
【図７】係合部材と位置決めピンの連結状態の説明図で、（ａ）は第１ケーシングと第２ケーシングの当接状態、（ｂ）は第１ケーシングと第２ケーシングの離反状態
【図８】係合部材と位置決めピンの連結構造を示す斜視図
【図９】位置決め機構の動作説明図
【図１０】線状部材の引出し長さと引出し角度により位置ずれを検出する方法の説明図のその１
【図１１】線状部材の引出し長さと引出し角度により位置ずれを検出する方法の説明図のその２
【図１２】線状部材の引出し長さと引出し角度により位置ずれを検出する方法の説明図のその３
【図１３】位置決め機構のフローチャート
【図１４】フローティング機構の説明図で、（ａ）は一部断面の側面図、（ｂ）は要部拡大図
【図１５】図１４（ａ）のＡ方向矢視図
【図１６】挟持手段の説明図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は作用図
【図１７】押込手段の側面図で、（ａ）はサイドカーテンエアバッグのセット位置、（ｂ）はサイドカーテンエアバッグの車体への押込み完了位置
【図１８】本発明に係る部品位置決め方法のフローチャート
【符号の説明】
【００５５】
１…部品位置決め装置、２…セット治具（把持手段）、４…アシスト搬送手段（搬送手段）、５…位置決め機構（位置決め手段）、６…フローティング機構、７…位置決めピン（位置決め部）、８…ワイヤ（線状部材）、１０…係合部材、３１…挟持手段、３２…押込手段（組付け手段）、６１…エアダンパ、Ｂ…車体（部品組付け対象物）、Ｈａ，Ｈｂ…基準孔、Ｓ…サイドカーテンエアバッグ（部品）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動する自動車の車体等の部品組付け対象物に、サイドカーテンエアバッグ等の部品を取付けるための部品位置決め方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
作業者が搬送手段を操作して搬送物を搬送する際の作業者に対する負荷を軽減するアシスト搬送装置としては、例えば搬送物をインストルメントパネル（インパネ）とした装置であって、インパネを把持するインパネ把持手段と、このインパネ把持手段と搬送手段との接続部に設けたフローティング機構と、このフローティング機構の変位量を検出する変位センサと、この変位センサが検出した変位量を演算処理して反力を算出する位置指令演算部を備え、反力を搬送手段を操作する作業者に伝達する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１４１３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のアシスト搬送装置においては、インパネの車体への投入作業、インパネの車体への位置決め作業、インパネの車体への組付け作業まで、全て作業者がアシスト搬送装置を操作しながら付きっ切りで行っているため、作業者は全く他の作業を兼務することができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、作業者が他の作業を兼務することが可能になる部品位置決め方法及びその装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決すべく請求項１に係る発明は、移動する部品組付け対象物に対して、移動自在な把持手段に把持される部品を位置決めして組付ける部品位置決め方法であって、作業者が搬送手段を部品組付け対象物の移動方向またはその逆方向に移動させるだけで部品を部品組付け対象物に対する所定位置までパワーアシスト搬送する工程と、前記把持手段に設けた引出し・巻取り自在な線状部材の先端の係合部材を作業者が部品組付け対象物の所定箇所に装着する工程と、前記線状部材の引出し長さと引出し角度を検出して、部品組付け対象物と部品の相対的な位置ずれをなくすよう前記把持手段を移動させ、前記把持手段に設けた位置決め部を前記係合部材に連結して前記把持手段を自動で位置決めする工程と、位置決めされた前記把持手段に支持された部品を部品組付け対象物に自動で組付ける工程を備えたものである。
【０００７】
請求項２に係る発明は、移動する部品組付け対象物に対して、移動自在な把持手段に支持される部品を位置決めして組付ける部品位置決め装置であって、作業者の操作により部品組付け対象物に対する所定位置まで前記把持手段をパワーアシスト搬送する搬送手段と、この搬送手段に装着された前記把持手段を部品組付け対象物の所定箇所に位置決めする位置決め手段と、この位置決め手段により位置決めされた前記把持手段に支持された部品を部品組付け対象物に組付ける組付け手段を備えたものである。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の部品位置決め装置において、前記位置決め手段は、前記把持手段に引出し・巻取り自在に設けられる線状部材と、この線状部材の先端に設けられ且つ部品組付け対象物の所定箇所に装着可能な係合部材と、前記線状部材の引出し長さを検出する第１センサと、前記線状部材の引出し角度を検出する第２センサと、前記第１センサと第２センサが検出した検出値が基準値に一致するよう前記把持手段の移動量を制御する制御手段を備えた。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１又は請求項２に係る発明によれば、移動する部品組付け対象物に対して、部品を位置決めして組付ける部品位置決め組付け作業を、手動運転作業と自動運転作業に分けることにより、作業者が自動運転作業中に他の作業を行うことが可能になる。
【００１０】
請求項３に係る発明によれば、把持手段に設けた位置決め部を係合部材に連結させることにより、部品取付け対象物に部品を取付ける際の位置決めを代用することができ、設備の小型化や工数削減が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る部品位置決め装置が適用される自動車組立工程の平面図、図２は右側のサイドカーテンエアバッグ取付け状態の斜視図、図３は車体内のサイドカーテンエアバッグ取付け部の説明図、図４はサイドカーテンエアバッグの説明図、図５は車体にサイドカーテンエアバッグを取付ける状態を示す側面図、図６は本発明に係る部品位置決め装置の概要図である。
【００１２】
図１に示すように、車体ＢにサイドカーテンエアバッグＳを取付ける工程において、車体Ｂの搬送ラインＬを挟んで左右両側に夫々、本発明に係る部品位置決め装置１が配置されている。部品位置決め装置１は、図２にも示すように、長手方向に沿って設けられ、サイドカーテンエアバッグＳを保持するセット治具２を備えると共に、例えばハンガー方式のレール３に吊り下げられ、車体Ｂの搬送速度に同期して移動できるようになっている。そして、部品位置決め装置１は、セット治具２を位置決め制御して、セット治具２が保持するサイドカーテンエアバッグＳを車体Ｂの組付位置に位置決めする。
【００１３】
セット治具２に保持されるサイドカーテンエアバッグＳは、最終的に図３に示すような車体Ｂ内側の側面上部の組付位置（ハッチングで示す部分）に組み付けられる。また、サイドカーテンエアバッグＳは、図４と図５に示すように、一本のバッグ本体Ｓａと、これを保持する三ヶ所のブラケットＳｂが一体化されたもので、各ブラケットＳｂの所定箇所には、長手方向に対して複数の仮止め用のクリップｃが設けられている。そして、本発明の実施の形態では、クリップｃの形状等はその位置によって異ならせている。また、車体Ｂ側にも、複数のクリップｃの位置に合わせて、クリップ挿入用の取付孔ｈが設けられている。
【００１４】
部品位置決め装置１は、図６に示すように、サイドカーテンエアバッグＳを保持する前記したセット治具２の他に、セット治具２を搬送するアシスト搬送手段４と、セット治具２とアシスト搬送手段４を連結するフローティング機構６と、フローティング機構６に装着され同じ２個のセット治具２を原位置にて交互に自動交換して把持するオートツールチェンジャー（ＡＴＣ）２５を備えている。２個のセット治具２は、夫々原位置に設けられた作業台に載置されている。作業者は、部品位置決め装置１が自動運転中に、サイドカーテンエアバッグＳを作業台に載置されたセット治具２にセットすることにより、次に搬送されてくる車体Ｂのための準備をすることができる。
【００１５】
また、セット治具２は、長手方向に沿って一対設けられ車体Ｂの基準孔Ｈａ，Ｈｂに位置決めピン７，７を嵌合する位置決め機構５と、車体Ｂに対して位置決めピン７，７の挿入方向と略逆方向に押圧する複数の挟持手段３１と、サイドカーテンエアバッグＳに設けた複数のクリップｃを夫々車体Ｂの取付孔ｈに押し込む複数の押込手段３２をベース部材２ａに設けている。セット治具２は、図２にも示すように、アシスト搬送手段４によって、例えば、車体Ｂのフロントガラス装着部分（この段階ではフロントガラスは未装着）から車内に搬入されるようになっている。
【００１６】
アシスト搬送手段４は、図１に示すように、レール３に係合するスライダ４ａと、スライダ４ａに第１関節４ｂを介して連結する第１アーム４ｃと、第１アーム４ｃに第２関節４ｄを介して連結する第２アーム４ｅと、第２アーム４ｅに第３関節４ｆを介して連結する第３アーム４ｇと、スライダ４ａに支持されたハンドル４ｈと、ハンドル４ｈの近傍に設けた作動スイッチ４ｉを備えている。スライダ４ａ、第１関節４ｂ、第２関節４ｄ、第３関節４ｆには、夫々アクチュエータ（不図示）が備えられ、これらのアクチュエータを制御することにより、セット治具２を所望な位置に位置決めすることができる。
【００１７】
そして、作業者がハンドル４ｈを操作することにより、セット治具２を搬送する際の作業者に対する負荷を軽減（パワーアシスト）して、セット治具２を搬送することができる（手動モード）。また、アシスト搬送手段４は、後述する位置決め機構５を用いることにより、サイドカーテンエアバッグＳを保持するセット治具２を、搬送ラインＬを移動する車体Ｂにティーチング通り追従させて車体Ｂの所望な組付位置に自動で位置決めすることができる（自動モード）。アシスト搬送手段４の制御装置には、フローティング機構６、挟持手段３１、押込手段３２、後述する位置決め機構５の制御装置も設けられている。
【００１８】
位置決め機構５は、図７及び図８に示すように、セット治具２側に固定される位置決め部としての位置決めピン７と、この位置決めピン７に連結可能な係合部材（ターゲットマーカ）１０を備えており、係合部材１０とセット治具２側の間には、線状部材としてのワイヤ８が連結されている。
【００１９】
図３に示すサイドカーテンエアバッグＳの装着箇所（ハッチングで示す部分）の近傍には、位置決め機構５の各係合部材１０を装着する基準孔Ｈａ，Ｈｂが設けられており、各係合部材１０を夫々の基準孔Ｈａ，Ｈｂに装着すると、ワイヤ８が引き出され、このワイヤ８の引出し長さと引出し方向を検知することによって、セット治具２側が自動的に基準位置に移動し、係合部材１０と位置決めピン７が連結される。セット治具２側の移動を制御するため、係合部材１０に対するセット治具２の基準位置からのずれを測定し、このずれをゼロに制御するようにしている。
【００２０】
係合部材１０は、図７及び図８に示すように、第１ケーシング１２内に収納され、且つ先端の小径筒部１３の切欠き孔１３ｃから半径方向に拡縮自在な３本の爪部材１４と、この爪部材１４を揺動させるためのカムローラ１６と、カムローラ１６に係脱自在なカムピン１７を備えており、カムピン１７は、第１ケーシング１２に対してピン軸方向に沿って所定ストローク移動可能な第２ケーシング１８側に設けられている。そして、第１ケーシング１２と第２ケーシング１８が当接する状態（図７（ａ））になると、カムピン１７とカムローラ１６の作用により爪部材１４が切欠き孔１３ｃから外部に突出し、第１ケーシング１２と第２ケーシング１８が所定間隔離れる状態（図７（ｂ））になると、カムピン１７とカムローラ１６の作用により爪部材１４が切欠き孔１３ｃから内部に没入するようにされている。
【００２１】
そして、第２ケーシング１８と第１ケーシング１２が離れた時の相互間隔の規制はカムピン１７で行うようにされており、一定量以上離れないようにしている。 また、第２ケーシング１８の外周部には、円周方向に沿って溝ｍが設けられており、この溝ｍに、以下に述べる位置決めピン７側の環状部材２０のプランジャ２１の先端部が嵌合自在にされている。
【００２２】
即ち、位置決めピン７の外周部には、第２ケーシング１８の一端側筒部を嵌入せしめることのできる隙間を持って環状部２０が形成されるとともに、この環状部２０に複数のプランジャ２１がねじ止めされており、図７（ａ）に示すように、位置決めピン７と係合部材１０が連結されると、プランジャ２１が溝ｍに嵌合するとともに、図７（ｂ）に示すように、位置決めピン７が係合部材１０から離脱する方向に後退すると、これに伴って、第２ケーシング１８を第１ケーシング１２から離脱させる方向に若干移動させることができるようにされている。そして、この位置決めピン７の後退により、爪部材１４の先端が小径筒部１３内に没入するようにされている。
【００２３】
また、ワイヤ８は、図９，図１０にも示すように、ワイヤ巻取り装置１１によって引出し・巻取り自在にされるとともに、このワイヤ巻取り装置１１には、ワイヤ８の引出し長さを測定することのできる第１センサ（不図示）が内蔵され、また、ワイヤ巻取り装置１１近傍には、第２センサとしての力覚センサ９が設けられている。そして、ワイヤ巻取り装置１１から巻き出されるワイヤ８は、力覚センサ９を経由して延出するようにされ、ワイヤ８にかかるテンションを、力覚センサ９によって３軸方向の分力に分けて測定できるようにされている。
【００２４】
次に、係合部材１０を車体Ｂ側に取付けて、ワイヤ８がある程度引き出された状態におけるワイヤ８の引出し長さや引出し方向から、係合部材１０と位置決めピン７の位置ずれを検知し、この位置ずれをなくして両者を連結させるための具体的方策について図１０乃至図１２に基づき説明する。
【００２５】
図１０に示すように、ピン軸方向をＸ方向とし、これに直交する水平横方向をＹ方向とし、これに直交する縦方向をＺ方向とした場合、係合部材１０と位置決めピン７のピン軸を一致させ（Ｙ方向のオフセット量ゼロ）、且つＸ方向のオフセット量Ｌ、Ｚ方向のオフセット量Ｈの位置を第１次位置決め完了位置として設定する。そして、図１０（ａ）は、第１次位置決め完了位置の側面図であり、図１０（ｂ）はその平面図である。
【００２６】
これに対して、当初の段階では、係合部材１０と位置決めピン７の相対位置はＸ、Ｙ、Ｚすべての方向にずれているのが普通である。そして、図１１（ａ）（ｂ）は、第１次位置決め完了位置（点線で示す）に対する実際の位置決めピン７の位置の説明図で、（ａ）はその状態の側面図、（ｂ）は同平面図であり、また図１１（ｃ）（ｄ）はワイヤにかかる分力の説明図であるが、この状態のワイヤ長をＷ、Ｚ方向（垂直方向）のワイヤ角度をθ２、Ｙ方向（水平方向）のワイヤ角度をθ３、ワイヤにかかるＸ方向の分力をＦｘ、Ｙ方向の分力をＦｙ、Ｚ方向の分力をＦｚとすると、ワイヤ引出し角度θ２，θ３は、それぞれのワイヤの分力Ｆｘ〜Ｆｚから、図１１（ｃ）（ｄ）に記載される数式で求められる。
【００２７】
また、係合部材の位置Ｐと位置決めピンの位置Ｑとの関係は、図１２に示すような関係となり、下記の数式１が成立するため、Ｘ方向のずれ量をα、Ｙ方向のずれ量をβ、Ｚ方向のずれ量をγとすると、各方向のずれ量α，β，γは、それぞれワイヤの引出し長さＰ、Ｘ方向のオフセット量Ｌ、ワイヤの引出し角度θ２，θ３から、それぞれ下記の数式２に示されるように求められる。
【００２８】
【数１】
【００２９】
【数２】
【００３０】
従って、図１３に示すように、セット治具２を車体内に位置決めし、車体Ｂとセット治具２側を同期して移動させながら、係合部材１０を位置決めピン７から離脱させて車体Ｂの基準孔Ｈａ，Ｈｂに装着すると、第１センサによりワイヤ８の長さが測定されるとともに、力覚センサ９の測定値によりワイヤ引出し角θ２，θ３が計算され、各方向のずれ量（α，β，γ）が求められる。その後、このずれ量をゼロにすべくセット治具２の移動制御が行われ、最終的に係合部材１０と位置決めピン７を連結させることができる。
【００３１】
フローティング機構６は、図１４及び図１５に示すように、互いに等間隔に配置された３個のエアダンパ６１と、エアダンパ６１へのエアの供給を制御するバルブ（不図示）と、３個のエアダンパ６１を挟持する板状部材６２，６３と、板状部材６３に開けられた３箇所の孔６３ａに固設され板状部材６３と一体化したロックガイド部材６４と、板状部材６２に互いに等間隔に立設され、ロックガイド部材６４に形成されたすり鉢状の貫通孔６４ａに遊挿又は嵌合する３個のストッパ部材６５などを備えてなる。ストッパ部材６５の端部は、逆円錐部６５ａに形成されている。
【００３２】
そして、一方の板状部材６２は、取付ブラケット６６を介してアシスト搬送手段４の第３アーム４ｇに固定され、他方の板状部材６３は、取付ブラケット６７を介してＡＴＣ２５に固定されている。なお、図１４（ｂ）は、説明のため便宜上、通常はありえないエアダンパ６１からエアを抜いた状態のロックガイド部材６４とストッパ部材６５の位置関係を示している。
【００３３】
フローティング機構６がロック状態の時には、エアダンパ６１に高圧のエアが供給されていてエアダンパ６１が膨らみ、常にロックガイド部材６４の上面６４ｂが逆円錐部６５ａのボス部６５ｂの下面６５ｃを所定圧で押圧すると共に、逆円錐部６５ａの外周面６５ｄがロックガイド部材６４の内周面６４ｃに当接している。この状態では、アシスト搬送手段４に取り付けられる板状部材６２と、セット治具２がＡＴＣ２５を介して取り付けられる板状部材６３が一体化した状態になる。
【００３４】
一方、フローティング機構６がフローティング状態の時には、エアダンパ６１にロック状態の時よりも低圧のエアが供給されていて、サイドカーテンエアバッグＳやセット治具２にある程度の外力が掛かると、エアダンパ６１が縮んで、上述したようなロックガイド部材６４と逆円錐部６５ａの係合関係が解除される。この状態では、セット治具２がＡＴＣ２５を介して取り付けられる板状部材６３が、アシスト搬送手段４に取り付けられる板状部材６２に対し、所定の範囲（ロックガイド部材６４と逆円錐部６５ａで形成される最大の間隙）内で、あらゆる方向に対して移動自在な状態になる。
【００３５】
また、サイドカーテンエアバッグＳやセット治具２に外力が掛からなくなると、ロックガイド部材６４と逆円錐部６５ａは、ロック状態の時と同じ位置関係に戻る。即ち、ロックガイド部材６４の上面６４ｂが逆円錐部６５ａのボス部６５ｂの下面６５ｃに当接すると共に、逆円錐部６５ａの外周面６５ｄがロックガイド部材６４の内周面６４ｃに当接する関係になる。
【００３６】
挟持手段３１は、図１６に示すように、エアシリンダ３３と、エアシリンダ３３へのエアの供給を制御するバルブ（不図示）と、エアシリンダ３３の前進後退動作により先端部３４ａが略円弧を描くアーム３４と、アーム３４の先端部３４ａに設けられ車体Ｂの外板面を所定の面圧で押圧する押圧部材３５と、この押圧部材３５が押圧する車体Ｂの外板面と所定距離だけ離れた車体Ｂの内側面に当接する面当てピン３６などからなる。
【００３７】
エアシリンダ３３がセット治具２のベース部材２ａに固設した取付ブラケット３７に軸３８ａを介して支持され、アーム３４の後端部３４ｂがベース部材２ａに固設した取付ブラケット３９に軸３８ｂを介して支持され、アーム３４の中央部３４ｃがピストンロッド３３ａの先端に軸３８ｃを介して支持されている。そして、アーム３４は、エアシリンダ３３の前進後退動作により、軸３８ｂを中心にして先端部３４ａが略円弧を描くように回動する。
【００３８】
挟持手段３１は、２箇所の基準孔Ｈａ，Ｈｂの近傍を押圧するため、２個設けられている（図１６（ｂ）は基準孔Ｈａのみ示す）。押圧部材３５による押圧力（面圧）は、車体Ｂの外板面の品質を損なわないように、押込手段３２によるクリップｃを車体Ｂの取付孔ｈに押し込む押込力と同等になるように設定されている。また、押圧部材３５も車体Ｂの外板面の品質を損なわないように、ウレタンなどの樹脂製材料で形成されている。
【００３９】
押込手段３２は、図１７に示すように、エアシリンダ４０と、エアシリンダ４０へのエアの供給を制御するバルブ（不図示）と、エアシリンダ４０の駆動により前進後退する板状部材４１と、板状部材４１の前進後退動作を案内する一対のガイド部材４２，４２と、板状部材４１に立設した一対のワークセット部材４３，４４などからなる。そして、押込手段３２は、サイドカーテンエアバッグＳに設けた複数のクリップｃを押し込むため、複数設けられている。ワークセット部材４３，４４には、クリップｃをセットする凹状のセット部４３ａ，４４ａが形成されている。
【００４０】
以上のように構成した部品位置決め装置１の動作及び本発明に係る部品位置決め方法について、図１８に示すフローチャートに基づいて説明する。
搬送ラインＬに沿って対象となる車体ＢがサイドカーテンエアバッグＳの仮止め工程に搬送されてくると、予めサイドカーテンエアバッグＳをセットしておいたセット治具２の搬送作業を、作業者がハンドル４ｈを操作して（手動モード）開始する（ステップＳＰ１）。
【００４１】
ここでは、作業者がハンドル４ｈを掴んで、車体Ｂの移動方向と逆方向に押していくと、アシスト搬送手段４の各関節４ｂ，４ｄ，４ｆに設けたアクチュエータが、車体Ｂの進行方向の位置データを基にして、他の方向についてもティーチング通りにセット治具２を位置決めするように制御される。そして、セット治具２が車体Ｂに対して定位置に位置決めされると、スライダ４ａに制動がかかり、表示ランプ（不図示）が点灯する。すると、アシスト搬送手段４に装着されたセット治具２は、車体Ｂの内部に搬入された状態で、図９（ａ）に示すように、車体Ｂと同期して移動を始める（ステップＳＰ２）。ステップＳＰ１とステップＳＰ２が、パワーアシスト搬送工程である。
【００４２】
その状態で、作業者が手作業でセット治具２から各係合部材１０を取り外して、図９（ｂ）に示すように、車体Ｂの各基準孔Ｈａ，Ｈｂに挿入して取り付ける（ステップＳＰ３）。即ち、係合部材１０の第１ケーシング１２と第２ケーシング１８をある程度離した状態（図７（ｂ）の状態）にし、爪部材１４を没入させた状態にして基準穴Ｈａ，Ｈｂに挿入した後、第１ケーシング１２と第２ケーシング１８を当接させて（図７（ａ）の状態）爪部材１４を突出させ、係合部材１０が車体Ｂから抜け出ないような状態にする。
【００４３】
次いで、作業者は作動スイッチ４ｉをオン状態にする（ステップＳＰ４）。これは、作動スイッチ４ｉをオン状態にすることで、作業者が車体Ｂの内部から外部に退避してから位置決め機構５が作動を開始するようにするためである。ステップＳＰ３とステップＳＰ４が、ターゲットマーカ装着工程である。
【００４４】
係合部材１０が基準孔Ｈａ，Ｈｂに取り付けられ、位置決め機構５が作動を開始すると、アシスト搬送手段４は自動モードになり、図９（ｃ）に示すように、係合部材１０に固定されるワイヤ８がセット治具２側から引き出され、力覚センサ９によってワイヤ８にかかる引っ張り力の分力が測定されると共に、ワイヤ巻取り装置１１によってワイヤ８の引出し長さが測定される。この時、フローティング機構６はフローティング状態になっている。そして、ワイヤ８の引出し長さと、力覚センサ９の測定値に基づき、位置決めピン７の位置ずれ量が計算され、アシスト搬送手段４によってセット治具２は所望の組付位置に移動することにより、図９（ｄ）に示すように、位置決めピン７と係合部材１０とが連結される（ステップＳＰ５）。
【００４５】
この時、フローティング機構６はフローティング状態になっているので、基準孔Ｈａ，Ｈｂの許容誤差内の位置ずれが吸収され、２本の位置決めピン７，７は係合部材１０を介して円滑に基準孔Ｈａ，Ｈｂに嵌合することができる。そして、位置決めピン７，７が基準孔Ｈａ，Ｈｂに嵌合すると、フローティング機構６はフローティング状態からロック状態に切り替わり、セット治具２の車体Ｂに対する位置決めが完了する（ステップＳＰ６）。ステップＳＰ５とステップＳＰ６が、自動位置決め工程である。
【００４６】
次いで、挟持手段３１がエアシリンダ３３の前進動作によってクランプ状態になり、押圧部材３５が２箇所の基準孔Ｈａ，Ｈｂの近傍を所定の面圧で押圧すると共に、押圧部材３５が押圧する車体Ｂの外板面と所定距離だけ離れた車体Ｂの内側面を面当てピン３６が押圧する（ステップＳＰ７）。
【００４７】
次いで、押込手段３２がエアシリンダ４０の前進動作によってクリップ押付状態になり、各セット部４３ａ，４４ａにセットされたクリップｃが対応する車体Ｂの取付孔ｈに押し込まれ、サイドカーテンエアバッグＳが車体Ｂに仮止めされる（ステップＳＰ８）。この時、挟持手段３１が基準孔Ｈａ，Ｈｂの近傍をクランプしているので、クリップｃを取付孔ｈに押し込む際に位置決めピン７，７が車体Ｂから浮くことがないので、セット治具２に車体Ｂに対する位置ずれが生じることがなく、クリップｃを確実に取付孔ｈに押し込むことができる。ステップＳＰ７とステップＳＰ８が、自動組付け工程である。
【００４８】
そして、各クリップｃが対応する車体Ｂの取付孔ｈに押し込まれると、押込手段３２がエアシリンダ４０の後退動作によってクリップ非押付状態になる（ステップＳＰ９）。更に、挟持手段３１がエアシリンダ３３の後退動作によってアンクランプ状態になり、押圧部材３５が押圧していた車体Ｂの外板面から離れ、フローティング機構６をロック状態からフローティング状態に切り替えて、アシスト搬送手段４によりセット治具２を車体Ｂから離す（ステップＳＰ１０）。
【００４９】
また、クリップｃによる仮止めが完了すると、位置決めピン７が後退する。すると、位置決めピン７の後退に伴って、最初のストロークでは第２ケーシング１８も後退し、カムピン１７とカムローラ１６の作用によって爪部材１４が小径筒部１３内に没入し、係合部材１０は車体Ｂから離脱可能になり、セット治具２側に連結された状態で一緒に後退する（ステップＳＰ１１）。
【００５０】
次いで、アシスト搬送手段４に装着されているサイドカーテンエアバッグＳの仮止め作業を終えた空のセット治具２が、車体Ｂの外に搬出されて原位置に戻ると、ＡＴＣ２５が前記した空のセット治具２と、部品位置決め装置１の自動運転中に作業者がサイドカーテンエアバッグＳをセットしておいた別のセット治具２とを交換し、その後アシスト搬送手段４は、次の作業に備えて待機する（ステップＳＰ１２）。これにより、サイドカーテンエアバッグＳの仮止め作業の１サイクルが終了する。ステップＳＰ９〜ステップＳＰ１２が、自動原位置復帰工程である。
【００５１】
自動位置決め工程〜自動原位置復帰工程（ステップＳＰ５〜ステップＳＰ１２）までの間、即ち各係合部材１０を車体Ｂの各基準孔Ｈａ，Ｈｂに挿入して取り付けた後、アシスト搬送手段４が原位置に復帰するまでの間は、作業者はアシスト搬送手段４の操作から離れて、他の作業を行うことが可能になる。例えば、次の車体Ｂに組付けるサイドカーテンエアバッグＳを別のセット治具２にセットする作業を行うことができる。なお、サイドカーテンエアバッグＳの正規の固定作業は後工程で行われる。
【００５２】
なお、本発明の実施の形態では、作業者がハンドル４ｈを掴んで、車体Ｂの移動方向と逆方向に押していく場合について説明したが、車体Ｂに組付ける部品によっては、作業者がハンドル４ｈを掴んで、車体Ｂの移動方向に押して、例えば車体Ｂのリアウインドガラス装着部分（この段階ではリアウインドガラスは未装着）から車体Ｂ内に部品を搬入させる場合もある。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
移動する部品組付け対象物に対して、移動自在な把持手段に把持される部品を位置決めして組付ける部品位置決め組付け作業を、手動運転作業（手動モード）と自動運転作業（自動モード）で分担させることにより、作業者が自動運転作業中に他の作業を行うことが可能になるので、例えば車体に部品を組付ける自動車の組立工程等の広い分野に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る部品位置決め装置が適用される自動車組立工程の平面図
【図２】右側のサイドカーテンエアバッグ取付け状態の斜視図
【図３】車体内のサイドカーテンエアバッグ取付け部の説明図
【図４】サイドカーテンエアバッグの説明図
【図５】車体にサイドカーテンエアバッグを取付ける状態を示す側面図
【図６】本発明に係る部品位置決め装置の概要図
【図７】係合部材と位置決めピンの連結状態の説明図で、（ａ）は第１ケーシングと第２ケーシングの当接状態、（ｂ）は第１ケーシングと第２ケーシングの離反状態
【図８】係合部材と位置決めピンの連結構造を示す斜視図
【図９】位置決め機構の動作説明図
【図１０】線状部材の引出し長さと引出し角度により位置ずれを検出する方法の説明図のその１
【図１１】線状部材の引出し長さと引出し角度により位置ずれを検出する方法の説明図のその２
【図１２】線状部材の引出し長さと引出し角度により位置ずれを検出する方法の説明図のその３
【図１３】位置決め機構のフローチャート
【図１４】フローティング機構の説明図で、（ａ）は一部断面の側面図、（ｂ）は要部拡大図
【図１５】図１４（ａ）のＡ方向矢視図
【図１６】挟持手段の説明図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は作用図
【図１７】押込手段の側面図で、（ａ）はサイドカーテンエアバッグのセット位置、（ｂ）はサイドカーテンエアバッグの車体への押込み完了位置
【図１８】本発明に係る部品位置決め方法のフローチャート
【符号の説明】
【００５５】
１…部品位置決め装置、２…セット治具（把持手段）、４…アシスト搬送手段（搬送手段）、５…位置決め機構（位置決め手段）、６…フローティング機構、７…位置決めピン（位置決め部）、８…ワイヤ（線状部材）、１０…係合部材、３１…挟持手段、３２…押込手段（組付け手段）、６１…エアダンパ、Ｂ…車体（部品組付け対象物）、Ｈａ，Ｈｂ…基準孔、Ｓ…サイドカーテンエアバッグ（部品）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動する部品組付け対象物に対して、移動自在な把持手段に把持される部品を位置決めして組付ける部品位置決め方法であって、作業者が搬送手段を部品組付け対象物の移動方向またはその逆方向に移動させるだけで部品を部品組付け対象物に対する所定位置までパワーアシスト搬送する工程と、前記把持手段に設けた引出し・巻取り自在な線状部材の先端の係合部材を作業者が部品組付け対象物の所定箇所に装着する工程と、前記線状部材の引出し長さと引出し角度を検出して、部品組付け対象物と部品の相対的な位置ずれをなくすよう前記把持手段を移動させ、前記把持手段に設けた位置決め部を前記係合部材に連結して前記把持手段を自動で位置決めする工程と、位置決めされた前記把持手段に支持された部品を部品組付け対象物に自動で組付ける工程を備えたことを特徴とする部品位置決め方法。
【請求項２】
移動する部品組付け対象物に対して、移動自在な把持手段に支持される部品を位置決めして組付ける部品位置決め装置であって、作業者の操作により部品組付け対象物に対する所定位置まで前記把持手段をパワーアシスト搬送する搬送手段と、この搬送手段に装着された前記把持手段を部品組付け対象物の所定箇所に位置決めする位置決め手段と、この位置決め手段により位置決めされた前記把持手段に支持された部品を部品組付け対象物に組付ける組付け手段を備えたことを特徴とする部品位置決め装置。
【請求項３】
前記位置決め手段は、前記把持手段に引出し・巻取り自在に設けられる線状部材と、この線状部材の先端に設けられ且つ部品組付け対象物の所定箇所に装着可能な係合部材と、前記線状部材の引出し長さを検出する第１センサと、前記線状部材の引出し角度を検出する第２センサと、前記第１センサと第２センサが検出した検出値が基準値に一致するよう前記把持手段の移動量を制御する制御手段を備えた請求項２記載の部品位置決め装置。
【請求項１】
移動する部品組付け対象物に対して、移動自在な把持手段に把持される部品を位置決めして組付ける部品位置決め方法であって、作業者が搬送手段を部品組付け対象物の移動方向またはその逆方向に移動させるだけで部品を部品組付け対象物に対する所定位置までパワーアシスト搬送する工程と、前記把持手段に設けた引出し・巻取り自在な線状部材の先端の係合部材を作業者が部品組付け対象物の所定箇所に装着する工程と、前記線状部材の引出し長さと引出し角度を検出して、部品組付け対象物と部品の相対的な位置ずれをなくすよう前記把持手段を移動させ、前記把持手段に設けた位置決め部を前記係合部材に連結して前記把持手段を自動で位置決めする工程と、位置決めされた前記把持手段に支持された部品を部品組付け対象物に自動で組付ける工程を備えたことを特徴とする部品位置決め方法。
【請求項２】
移動する部品組付け対象物に対して、移動自在な把持手段に支持される部品を位置決めして組付ける部品位置決め装置であって、作業者の操作により部品組付け対象物に対する所定位置まで前記把持手段をパワーアシスト搬送する搬送手段と、この搬送手段に装着された前記把持手段を部品組付け対象物の所定箇所に位置決めする位置決め手段と、この位置決め手段により位置決めされた前記把持手段に支持された部品を部品組付け対象物に組付ける組付け手段を備えたことを特徴とする部品位置決め装置。
【請求項３】
前記位置決め手段は、前記把持手段に引出し・巻取り自在に設けられる線状部材と、この線状部材の先端に設けられ且つ部品組付け対象物の所定箇所に装着可能な係合部材と、前記線状部材の引出し長さを検出する第１センサと、前記線状部材の引出し角度を検出する第２センサと、前記第１センサと第２センサが検出した検出値が基準値に一致するよう前記把持手段の移動量を制御する制御手段を備えた請求項２記載の部品位置決め装置。
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図７】
【図８】
【図９】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１４２８１１（Ｐ２００８−１４２８１１Ａ）
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３３０９０４（Ｐ２００６−３３０９０４）
【出願日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【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６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]