JP2707820B2 - ワーク測定点管理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はライン上において車体等のワークを計測する
ワーク計測装置の測定点を、タクト時間の変動等に応じ
て適正に管理することができる、ワーク測定点管理装置
に関するものである。

（従来の技術） 車体等を構成するワークを計測するワーク計測システ
ムの従来例としては、例えば第５図に示すものがある。
図中Ｂは、組立ステージＡにおいて複数の車体主要部13
を結合して組み立てた車体（ワーク）14を計測する計測
ステージを示し、計測ステージＢには、センサとしての
６台のレーザー光式測距装置24と、これら測距装置24を
夫々矢印Ｄで示すようにレーザー光の発光方向と直交す
る一平面内でサーボモータ25の作動およびガイド26の案
内により移動させる、複数の移動装置27とから成るワー
ク計測装置12と、移動装置27のサーボモータ25の作動を
制御するサーボコントローラ32と、測距装置24の一次元
光センサ等の作動を制御するセンサコントローラ33と、
ワーク計測装置12に対する種々の入出力操作や計測結果
のモニタを行うためのワークステーション28（通常のCP
U、記憶装置、インタフェース、ディスプレイ、キーボ
ード等により構成される）とが設置されている。

このワーク計測システムにおいては、移動装置27によ
ってワーク14の所望の測定部位を測定可能な位置に測距
装置24を移動させるため、当該ワークの計測開始時に作
業者が各測定点に対応する位置教示データを例えばティ
ーチングペンダントの操作によって教示することによ
り、測定点の管理を行っていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらこのような従来のワーク計測システムに
あっては、例えば何らかの原因によってラインのタクト
時間が変動した場合にはその時点まで使用していた位置
教示データでは対処することができず、新たなタクト時
間（特に短縮されたタクト時間）に応じて記憶装置に予
め記憶しておいたデータの中から条件を満たすように使
用する位置教示データを選択して編集する処理、言い換
えれば本来の計測処理プログラムを中断して行わなけれ
ばならない別プログラムによる（またはマニュアル入力
による）位置教示データ編集処理が必要になり、その間
ワーク計測システムの停止という不所望の事態を招く。

本発明は予め記憶しておいた位置教示データの中から
タクト時間に応じた点数のデータを優先順位の上位の方
から自動的に選択して編集する処理を行うことにより上
述した問題を解決することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この目的のため、本発明のワーク測定点管理装置は、
予め設定されたタクト時間で稼働中のライン上におい
て、位置教示データに基づき作動するワーク計測装置に
よって車体または車体主要部等を構成するワークを計測
する際の、測定点を管理するワーク測定点管理装置にお
いて、予め各測定点に対応する位置データ、位置教示デ
ータおよび計測の優先順位を記憶したファイルを設け、
タクト時間の変動が生じた際に、このファイルを参照し
て、実際に計測したときの所要時間の合計時間が新たな
タクト時間内に収まるような点数の測定点の位置教示デ
ータを優先順位の上位の方から自動的に選択して編集す
る編集手段を設けたことを特徴とするものである。

（作用） 本発明によれば、何らかの原因によってラインのタク
ト時間が変動した場合には、ワークの測定点を管理する
ワーク測定点管理装置は、予め各測定点に対応する位置
データ、位置教示データおよび計測の優先順位を記憶し
たファイルを参照して、実際に計測したときの所要時間
の合計時間が新たなタクト時間内に収まるような点数の
測定点の位置教示データを優先順位の上位の方から自動
的に選択して編集するから、得られた位置教示データを
用いて新たなタクト時間内でワークの計測を所望の通り
に実施することができ、その間ワーク計測システムが停
止することもない。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。

第１図は本発明の第１実施例のワーク測定点管理装置
を設置した車体組立ラインの全体構成を示す斜視図であ
り、図中11は、この組立ラインの組立ステージＡに配置
されたワーク位置決め装置、また12は、この組立ライン
の計測ステージＢに配置されたワーク計測装置を示す。

この車体組立ラインは、組立ステージＡに、ワークと
してのフロアメイン、左右サイドパネル、リヤパネル、
カウルトップアセンブリ、シェルフパネル等の車体パネ
ルを搬入し、これら車体パネルをそのステージＡにおい
て相互に位置決めした状態で相互に仮止めして車体主要
部13を組立て、その後の図示しないステージへ前記車体
主要部13を搬送し、そのステージで車体主要部13に前後
ルーフレールやルーフパネル等の車体パネルをさらに組
付けて車体14を組立て、その後に図中矢印Ｃで示すよう
に車体14を上記計測ステージＢに搬送し、その計測ステ
ージＢにおいて車体14の計測を行うものである。なおス
テージＡの前工程の図示しないステージにおいて、車体
パネル単体の計測を行うものとする（パネル計測の詳細
は特願昭63-310202号等を参照のこと）。

ステージＡにおいて、車体主要部13を構成する上記各
車体パネルをそれぞれ位置決めするため、上記ワーク位
置決め装置11は、フレーム15と、それに取付けられた多
数のロボット16と、そのハンド部としての、一台のロボ
ット16につき一個または複数個のワーク受け治具17とを
具えており、ロボット16は、所要に応じ、エアシリンダ
駆動のワーククランプ装置18もハンド部として具える。

ここでワーク受け治具17は、互いに隣接する図示しな
い多数の細片をサーボモーで一枚ずつ同一方向へ進退駆
動させ、それらの細片の先端縁を所定の形状に配置した
後、固定装置で細片を一体的に固定することにより、ワ
ークを位置決め保持し得るゲージ部17aを形成すること
ができる（詳細は、特開昭59-144595号或いは特願昭62-
12193号参照）。かかる機能を用いて、上記ワーク位置
決め装置11は、車体主要部13を構成する各車体パネル
の、位置決めすべき多数の位置の各々の形状に、その位
置に対応するワーク受け治具17のゲージ部17aの形状を
それぞれ一致させ、これとともに、各ロボット16の作動
によりそれらのワーク受け治具17、ひいてはそのゲージ
部17aをそれぞれ所定の位置に配置することにより、上
記各車体パネルを相互に位置決めし、各ワーククランプ
装置18の作動により車体パネルを固定することができ
る。

上記ワーク位置決装置11を制御する制御装置19は、通
常のCPUからなる演算部と、記憶装置と、インターフェ
ースと、ロボット16の各関節毎に設けたサーボモータや
ワーク受け治具17の細片駆動用のサーボモータの作動を
制御するサーボコントローラと、それらのワーク受け治
具17の細片固定装置や各ワーククランプ装置18の作動を
制御するコントローラとを具えてなり、インタフェース
を介して入力された作動指示信号に基づいて、各ロボッ
ト16、ワーク受け治具17、ワーククランプ装置18の作動
を制御し、作動が完了すると作動確認信号を出力する。

組立ステージＡにはまた、図示しないスポット溶接用
ロボットも複数設けられており、これらのロボットは、
上記ワーク受け治具17により位置決め状態下の各車体パ
ネルを相互に溶接接合して、それらのパネルの仮止めを
行う。

ステージＢには、センサとしての６台のレーザー光式
測距装置24と、これらの測距装置24をそれぞれ図示矢印
Ｄで示すようにレーザー光の発光方向と直交する一平面
内でサーボモータ25の作動およびガイド26の案内により
移動させる、複数の移動装置27とから成るワーク計測装
置12と、移動装置27のサーボモータ25の作動を制御する
サーボコントローラ32と、測距装置24の一次元光センサ
等の作動を制御するセンサコントローラ33と、ワーク計
測装置12に対する種々の入出力操作や計測結果のモニタ
を行うためのワークステーション30とが設置されてい
る。ここで、測距装置24は、レーザー光を発光するとと
もに、そのレーザー光の、車体14からの反射光を一次元
光センサで受光して、その光センサ上の受光位置からこ
の装置と車体14の上記反射位置との距離を計測するもの
であり、また移動装置27は、測距装置24を、そのレーザ
ー光の車体14での反射位置が後述する測定点14aを含む
ように一定範囲内で移動させるものである。

ワークステーション30は、第２図に示すように、編集
手段としての位置データ編集部（通常のCPU）30a、記憶
装置30b（各測定点に対応する位置データ、位置教示デ
ータおよび計測の優先順位のファイル30c,30d,30eを記
憶している）、インターフェース30f,30h,30k、ディス
プレイ30g、キーボード30j等を具えて成るものであり、
インターフェース30kを介して入力された作動指示信号
に基づいて、各移動装置27により各測距装置24を車体14
に対し所定位置に移動させ、各測距装置24により該装置
から車体14までの距離を一定範囲内で計測し、計測が完
了すると、作動確認信号と、計測データとを出力する。
このワークステーション30は、第４図の従来例のワーク
ステーション28とはハード的に同一構成になっている
が、従来例との相違点は測定点管理のためのデータファ
イル30c,30d,30eを前記記憶装置に記憶させたことと、
そのデータファイルを用いて前記CPUが位置教示データ
の編集を行う、第３図の処理プログラムを追加したこと
である。なお、この車体組立ラインにはさらに、上記ワ
ーク位置決め装置11とワーク計測装置12とを互いに関連
して作動させるため、いわゆるエキスパートシステムと
呼ばれる構成を有する主制御装置34が設けられており、
この主制御装置34は、ワーク計測装置12の計測結果（こ
こでは組立ラインＡで組立られた車体14の測定データ）
をワーク位置決め装置11にフィードバックすることによ
り組立精度の向上を図る機能をも有している。

第３図はワークステーションによる位置教示データ編
集の処理プログラムを示すフローチャートである。すな
わちまずステップ101でその時点におけるタクト時間設
定値T_tの読込を行い（このT_tの読込は例えば、車体組立
ライン上のラインシーケンサである主制御装置34より行
う）、ステップ102で計測の優先順位Ｒを最上位（最も
優先度の高いランク）R_max（すなわちランクＲ＝１）に
設定する。

次にステップ103では、当該優先順位Ｒにおける測定
点を、前述した記憶装置30bに予め記憶しておいた各測
定点に対応する位置データのファイルより全数抽出し、
ステップ104でこの抽出により求めた測定点について実
際に計測したときの所要時間の合計時間を表わすタクト
時間T_pを算出する。なお前記ファイルは、各測定点に対
応する位置データを格納する位置データファイル30c
と、各測定点を計測できる位置に測距装置24上の一次元
光センサを移動装置27により移動するための位置教示デ
ータを格納する位置教示データファイル30dと、各測定
点の夫々について計測の優先順位（最も優先度の高いラ
ンクR_maxをランクＲ＝１、次のランクをランクＲ＝２、
−−−−とする）を格納する優先順位ファイル30eとに
より構成されており、各ファイルは互いに関連付けられ
ている。またこのファイルに記憶すべき、車体14の各測
定点に対応するデータは、重点部位については計測位置
を特定できるように必ず高位の優先順位を付けて全数記
憶しておくものとし、車体14の基準点（例えばワーク受
け治具17の支持点）は最上位のランクＲ＝１としておく
ものとする。

次のステップ105では、ステップ104で算出したタクト
時間T_pがステップ101で読込んだタクト時間設定値T_t以
内に収まっているか否かの判別を行う。ここで初回の位
置教示データ編集においてはT_p≦T_tとなってYesとなる
から、次のステップ106で測定点を追加する余裕が有る
か否かの判別を行い、余裕有りのYesならば次のステッ
プ107で優先順位ＲをＲ＝Ｒ＋１として１段階下げ（し
たがってランクＲ＝２となる）、ステップ107から処理
をステップ103−104に戻してランクＲ＝２の測定点の抽
出を行い、以下のステップ105の判別がYesになるまでス
テップ103−104−105のNo−106のYes−107−103のルー
プを繰り返してランクＲ＝３、ランクＲ＝４、…の測定
点の抽出を行う。

ステップ105の判別がYesになったら、次のステップ10
8で測定点の点数を優先順位の低い方から順次、無作為
に削減する。この点数の削減は次のステップ109の判別
がYesになってタクト時間T_pがタクト時間設定値T_t以下
に収まる（T_p≦T_t）まで繰り返され、Yesになったら当
該計測の測定点が確定し、位置教示データの編集が完了
する。なお上記ステップ105および109の判別に用いるタ
クト時間T_pは当該優先順位までの各優先順位について求
めたタクトの時間の合計時間とする。

上記の処理によって確定した測定点について計測中
に、例えばライン上のトラブル発生によりステップ101
のタクト時間設定値T_tが変動した場合（この変動は突発
的な要因の場合、平常時に対して±20％程度となり、ま
た計画的なタクト変動の場合、平常時を100％とすると
フル稼働時90％程度となる）、本例においては以下のよ
うにして位置教示データの自動編集を行う。すなわち、
タクト時間設定値T_tが前回のタクト時間設定値よりも短
くなった場合には、ステップ105の判別がNoとなるため
処理をステップ105のNoからステップ108へ進めて測定点
の点数を削減し、次のステップ109でこの削減後の測定
点よりステップ104と同様にして求まるタクト時間T
_pが、短くなったタクト時間設定値T_t以内に収まるか否
かの判別を行い、収まるまで測定点の点数削減を優先順
位の低い方から順次繰り返し実行する。一方、タクト時
間設定値T_tが前回のタクト時間設定値よりも長くなった
場合には、ステップ105の判別がYesとなるため処理をス
テップ106のYesからステップ107以降へ進めて、１段階
下げた優先順位Ｒの設定点を追加する。この測定点の追
加はステップ106の判別がNoになるまで、つまり測定点
を追加する余裕がなくなるまで繰り返し実行される。

このようにしてタクト時間設定値の変動に応じて、新
たなタクト時間設定値以内に収まるような点数の測定点
の位置教示データを、優先順位の上位の方から自動的に
選択して編集するから、得られた位置教示データを用い
て、ワーク計測システムを停止させることなく、ワーク
の計測を所望の通りに実施することができる。

なお上記計測の結果、組立ステージＡから搬入された
車体（ワーク）14の特定の部位の不具合が判明した場合
に、ファイル内において当該部位に対応する測定点に予
め付けておいた計測の優先順位をより高位の順位に付け
直すようにするステップを第３図の処理プログラムのス
テップ101の前段に挿入することにより（あるいは同様
の処理を作業者がマニュアル入力操作することによ
り）、不具合が判明して一層精密なデータが必要になっ
た部位を重点的に計測するような計測部所の変更が可能
になる。

さらに、第４図に示す処理プログラムにより、ステッ
プ111で上記位置教示データをワークステーション30、
コントローラ32,33に転送し（この転送は自動またはマ
ニュアル選択により行う）、ステップ112でこの位置教
示データによりワークの計測を行い、ステップ113で計
測結果を主制御装置34を介してワーク位置決め装置11に
フィードバックすることにより、組立精度の向上を図る
ことができる。

（発明の効果） かくして本発明のワーク測定点管理装置は上述の如
く、予め記憶しておいた位置教示データの中からタクト
時間に応じた点数のデータを優先順位の上位の方から自
動的に選択して編集する処理を行うから、何らかの原因
によってラインのタクト時間が変動した場合には前記編
集により得られた位置教示データを用いて新たなタクト
時間内でワークの計測を所望の通りに実施することがで
き、その間ワーク計測システムが停止することもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例のワーク測定点管理装置を
設置した車体組立ラインの全体構成を示す斜視図、 第２図は同例におけるワークステーションの制御ブロッ
ク図、 第３図は同例におけるワークステーションによる位置教
示データ編集の処理プログラムを示すフローチャート、 第４図は同例における主制御装置による計測結果フィー
ドバック処理の処理プログラムを示すフローチャート、 第５図は従来技術を説明するための図である。 11……ワーク位置決め装置、12……ワーク計測装置 14……車体（ワーク）、14a……測定点 24……レーザー光式測距装置 27……移動装置 30……ワークステーション 30a……CPU（位置データ編集部：編集手段） 32……サーボコントローラ 33……センサコントローラ 34……主制御装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】予め設定されたタクト時間で稼動中のライ
   ン上において、位置教示データに基づき作動するワーク
   計測装置によって車体または車体主要部等を構成するワ
   ークを計測する際の、測定点を管理するワーク測定点管
   理装置において、 予め各測定点に対応する位置データ、位置教示データお
   よび計測の優先順位を記憶したファイルを設け、タクト
   時間の変動が生じた際に、このファイルを参照して、実
   際に計測したときの所要時間の合計時間が新たなタクト
   時間内に収まるような点数の測定点の位置教示データを
   優先順位の上位の方から自動的に選択して編集する編集
   手段を設けたことを特徴とする、ワーク測定点管理装
   置。