JP4350441B2 - 部品搬送・取付方法およびその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被取付体の流動に同期させて部品を自動搬送させ、作業者の作業力を補助（アシスト）して部品を取付けるようにした部品の搬送・取付方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば車両組立ライン等において、車体等の被取付体を搬送しつつ、各種の部品を取付けていく際、部品が重量物である場合には、作業者の労力を軽減するため、あたかも軽量物を搬送しているように負荷を軽減させる反力付与型作業補助装置を用いて取付位置まで搬送し、取り付けるような技術が知られている。（例えば、特許文献１参照。）
このような反力付与型作業補助装置は、マニピュレータで重量物を支持し、作業者が重量物に間接的に加える力を力センサにより検出し、その情報をもとにマニピュレータを制御して人手にかかる負荷を軽減させるような補助装置である。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−８４８８１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の技術では、作業者が、作業工程中に作業補助装置を人手で持った状態で作業しなくてはならず、作業者が効率良く作業することが困難である。
【０００５】
そこで本発明は、部品の搬送を自動化し、部品を被取付体に取付ける作業のみをアシストすることで、取付け作業を効率良く行なえるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明に係る部品の搬送・取付方法は、自走型の台車本体に部品支持手段を有するパワーアシスト機構を設けた部品搬送・取付装置を用い、部品供給部からメインラインで流動する被取付体の取付部の近傍位置へ部品を搬送して取り付ける部品搬送・取付方法において、前記部品供給部から部品を前記部品支持手段で受け取る部品受取工程と、前記部品供給部から被取付体が流動する前記メインラインまで前記部品搬送・取付装置によって部品を搬送する搬送工程と、前記搬送工程に継続して被取付体の流動に同期して前記部品搬送・取付装置を移動する搬送同期工程と、前記被取付体に部品を取付けた後、前記部品搬送・取付装置を同じ経路を経て前記部品供給部へ戻す戻り工程と、前記搬送同期工程中に前記パワーアシスト機構により前記被取付体に部品を近接せしめる部品近接工程と、前記部品近接工程により前記被取付体に近接した前記部品を、前記パワーアシスト機構のパワーアシストを受けながら前記部品支持手段を人手により操作し、前記部品を被取付部に当接させ取付ける取付工程を備える。
【０００７】
本発明に係る部品搬送・取付方法は、部品を被取付体近傍まで搬送し、被取付体の流動に同期させて移動することが自動でなされるので、作業者は被取付体に近接した部品を取付け部に当接させて取付けるだけでよい。部品を取付け部に当接させる際には、アシストモードによって部品の移動に要する力が軽減される。
【０００８】
一方、本発明に係る部品搬送・取付装置は、部品供給部から生産ラインで流動する被取付体の取付部の近傍位置に部品を搬送して取り付ける部品搬送・取付装置において、この部品搬送・取付装置は自走型の台車本体の上部に部品支持手段を有するパワーアシスト機構を備えるとともに、走行制御部、アシスト制御部、運転制御部及びモータ駆動部を備え、前記走行制御部は、走行誘導検出手段の検出出力に基づいて前記部品供給部から前記被取付体の取付部の近傍位置まで往復同一の走行経路を認識し、前記部品供給部からメインラインまでの間は高速で、メインラインに沿った走行は低速となるように走行経路に沿って前記台車本体を走行させ、前記アシスト制御部は、各方向の操作力に対応してアクチュエータから供給する作業補助力（アシスト力）を制御し、前記運転制御部は、前記走行制御部および前記アシスト制御部の動作を監視し、走行制御部とアシスト制御部との間の連携動作や順序動作を制御し、被取付体の流動との同期搬送中に自動的に部品支持手段が支持する部品を被取付体の取付部近傍まで移動させるようにアクチュエータを制御するとともに、部品の部品支持手段からの離脱作動終了後に自動的に前記部品支持手段を被取付体の取付部から自動的にエスケープ移動するようにアクチュエータを制御し、更に部品支持手段を自動的に移動させて前記被取付体に近接させた後、搬送モードをアシストモードに切り換えるようにアクチュエータを制御する。
【０００９】
本発明に係る部品搬送・取付装置は、部品を被取付体近傍まで搬送し、被取付体の流動に同期させて移動するので、作業者は被取付体に近接した部品を取付け部に当接させて取付けるだけでよい。部品を取付け部に当接させる際には、アシストモードによって部品の移動に要する力が軽減される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
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。図１は本発明の部品搬送・取付装置を用いて部品としてのタンクを自動搬送して被取付体である車体に取付ける一連の工程の説明図である。ここで、図１はメインラインおよびラインサイドの平面を示している。図２はラインサイドでのサブ工程およびタンク受取工程の説明図、図３はメインラインでのタンク取付工程の説明図、図４は部品搬送・取付装置の構造図、図５は部品搬送・取付装置のブロック構成図、図６乃至図８は部品搬送・取付方法の各工程での動作内容を示すフローチャートである。
【００１１】
図１に示すように、メインラインＭＬでは、仮想線で示す車体（被取付体）Ｗが図示しないコンベア装置によって吊り下げられた状態で、一定の速度（例えば毎秒０．１メートル）で図示の太い矢印方向（左方向）へ流動されている。ラインサイド（図１において下側）には、タンク載置台（部品供給部）ＴＢおよびタンク収納棚ＴＴが設けられている。
【００１２】
図２に示すように、サブ工程の作業者ＳＳは、タンク収納棚ＴＴからタンクＴを取出してタンク載置台ＴＢ上に移載し、小組を行なう。サブ工程の作業者ＳＳは、タンクＴが載置台ＴＢ上の所定位置に載置されていることを確認すると、図１に示すタンク取出エリアＴＡの外に出て、完了スイッチ（押しボタンスイッチ）ＫＢを押す。
【００１３】
完了スイッチＫＢが押されると、上位装置等を介して自走式の部品搬送・取付装置（パワーアシスト装置）１に対してタンク受取要求指令が供給される。タンク取出エリアＴＡ内に設けられたマットスイッチ（床スイッチ）や光電式のエリアセンサ等からなるタンク取出エリア内進入検知手段ＳＫ（図５参照）によってタンク取出エリアＴＡ内への人の進入が検出されると、その情報は上位装置等を介して（または直接）部品搬送・取付装置１へ供給される。部品搬送・取付装置１は、タンク受取動作中にタンク取出エリアＴＡ内への人の侵入が検出された場合は、その動作を停止する。また、部品受取位置ＴＰに向けて走行中の部品搬送・取付装置１は、タンク取出エリア内進入検知手段ＳＫによってタンク取出エリアＴＡ内に人が進入していることが検出された場合には、走行速度を減速した後に部品受取位置ＴＰの所定距離手前の地点（タンク取出エリアＴＡよりもメインラインＭＬ側の地点）で走行を停止する。
【００１４】
部品搬送・取付装置１は、タンク支持機構８を上方へ移動させることでタンク載置台ＴＢに載置されたタンクＴを受け取ると（図２参照）、床に敷設されたマグネットからなる走行誘導用経路Ｋに沿ってメインラインＭＬまで高速（例えば毎秒０．６メートル）で走行した後に、待機位置ＴＰで一時停止する。
【００１５】
メインラインＭＬには、図５に示すように、車体Ｗの通過を検出する車体通過光電センサＷＳおよびハンガーの位置を検出するハンガー同期エンコーダＨＥが設けられており、車体通過光電センサＷＳおよびハンガー同期エンコーダＨＥの各出力信号は部品搬送・取付装置１に供給される。
【００１６】
部品搬送・取付装置１は、走行方向を変更した状態で待機位置ＴＰで待機しており、車体通過光電センサＷＳの出力に基づいて車体Ｗの通過を検出すると、ハンガー同期エンコーダＨＥの出力信号に基づいて車体Ｗの流動に同期して走行する。ここで、部品搬送・取付装置１は、上位装置３０から供給される車種情報（またはタンク取付位置情報）に基づいてタンク取付位置を認識しており、図１に示すように、車体Ｗのタンク取付位置とタンクＴとが所定の位置関係をなるように車体Ｗの流動に同期して自動走行する。部品搬送・取付装置１は、タンクＴの支持位置を上昇させてタンクＴを車体Ｗの取付位置に近づけ、その状態を保ったままで車体Ｗとの同期走行を継続する。
【００１７】
図１に示すように、メインラインの作業者ＭＳは、部品搬送・取付装置１のモード切替スイッチＭＳを自動側からアシスト側へ切り替えた後に、図３に示すように、操作レバー１６を操作し、タンクＴの移動に際してパワーアシストを受けながら車体Ｗのタンク取付位置にタンクＴを当接させた後に、操作レバー１６から手を離す。操作レバーから手を離しても、自走式パワーアシスト装置１はタンクＴの位置を保持しているので、メインラインの作業者ＭＳは、例えば金属バンド等を用いてタンクＴを車体Ｗに取付け、タンクボルトを締め付けて金属バンド等を介してタンクＴを固定する。メインラインの作業者ＭＳは、両手を使用できるのでタンクＴの取付け作業を効率良く行なうことができる。
【００１８】
メインラインの作業者ＭＳは、車体ＷへのタンクＴの取り付けを完了すると、操作レバー１６を握ってタンク支持機構８を下方（車体Ｗに干渉しない領域）へ移動する。そして、メインラインの作業者ＭＳは、図１に示したモード切替スイッチＭＳを自動側に切り替えた後に、完了スイッチＫＳを押す。なお、メインラインの作業者ＭＳが完了スイッチＫＳを押すことにより、部品搬送・取付装置１は、タンク支持機構８を自動で下方（車体Ｗに干渉しない領域）へ移動させるようにしてもよい。これにより、メインラインの作業者ＭＳの作業量を更に軽減することができる。
【００１９】
部品搬送・取付装置１は、完了スイッチＫＳが押下されると、低速同期走行を停止し、戻り方向（車体Ｗの流動方向と逆の方向）に走行して待機位置ＴＰで一時停止し、走行方向を変更し高速自走を開始して部品受取位置ＳＰへ戻る。
【００２０】
このように部品搬送・取付装置１は、タンクＴの受取、メインラインへの高速搬送、メインラインでの低速同期走行、タンク取付け後の戻り走行を繰り返す。部品搬送・取付装置１によってタンクＴが車体Ｗの取り付け位置近傍まで自動搬送されるので、メインラインの作業者ＭＳはアシストモードでタンクＴの位置決めを行なうだけで、タンクＴを効率良く取り付けることができる。
【００２１】
図４は本発明の部品搬送・取付装置の構造図である。部品搬送・取付装置１は、複数の走行車輪２，２を備えた自走型の台車本体３の上部にパワーアシスト機構４を設けてなる。パワーアシスト機構４は、直交する２方向Ｔ，Ｂへ可動自在なテーブル５に立設されたアーム支持台６と、アーム支持台６に回動自在に取り付けられたアーム７と、アーム７の先端に接続されたタンク支持機構８とからなる。テーブル５はＴ方向駆動モータ９によってＴ方向へ移動される。また、テーブル５はＢ方向駆動モータ１０によってＢ方向へ移動される。アーム７はＨ方向駆動モータ１１によって回動される。
【００２２】
タンク支持機構８は、アーム７の先端に連結された鉛直部１２と、鉛直部１２に取り付けられた水平部１３と、水平部１３にフローティング機構１４を介して取り付けられたタンク支持部１５と、鉛直部１２（または水平部１３）に取り付けられた操作レバー１６とを備える。操作レバー１６の先端の握り部（アシストグリップ）１７には、デッドマンスイッチ１８と操作用力覚センサ１９とが設けられている。
【００２３】
フローティング機構１４は、タンク支持部１５を３軸方向（Ｈ，Ｔ，Ｂ）に移動自在に保持している。フローティング機構１４は、３軸方向の摺動機構と、各方向毎のフローティングスプリング２０，２１，２２と、各軸方向毎の変位を検出する３個の変位センサ（ワーク反力センサ）２３，２４，２５（図５参照）とからなる。
【００２４】
台車本体３の下部には、障害物等と接触した際に作動するバンパースイッチ２６，２６と、走行方向前方の障害物等を探索するレーザスキャナセンセ２７，２７がそれぞれ１対設けられている。
【００２５】
図５は本発明の部品搬送・取付装置のブロック構成図である。部品搬送・取付装置１は、走行制御部３１と、運転制御部３２と、アシスト制御部３３と、操作・表示パネル部３４と、モータ駆動部３５および電源部３６を備える。符号３７は可動ケーブルであり、この可動ケーブル３７を介して電源の供給ならびに各種信号および情報の供給がなされる。なお、台車本体３内にバッテリを搭載し、各種信号および情報の送受を無線で行なうようにしてもよい。この場合、可動ケーブル３７は不要となる。
【００２６】
本実施の形態では、上位装置３０と部品搬送・取付装置１との間でシリアルデータ通信を行なう構成としている。そして、上位装置３０から部品搬送・取付装置１に対して、機種情報（車種情報やタンク取付位置に関する情報）を供給するとともに、ラインサイドでのタンクのプリセット作業が完了したことを示す完了スイッチＫＢの押下情報、および、タンク取出エリア内進入検知手段ＳＫの進入検出情報を供給するようにしている。また、部品搬送・取付装置１から上位装置３０に対して、部品搬送・取付装置１の動作状態や異常発生時の異常情報を供給するようにしている。
【００２７】
走行制御部３１はマイクロコンピュータシステムを用いて構成しており、通信Ｉ／Ｆ（インタフェース）部、デジタルＩ／Ｏ（入出力）部、アナログＩ／Ｏ（入出力）部、エンコーダ・カウンタ部、モーション制御部等を備える。
【００２８】
図１に示したように、タンク取付工程の床面には、走行誘導経路Ｋを形成する走行誘導マグネットＭＫが敷設されている。また、走行誘導経路Ｋに沿って位置スケールマグネットＭＳが敷設されている。さらに、部品受取位置ＳＰ、一時停止位置ＴＰには、それらの位置を示す停止・分岐点マグネットＭＰがそれぞれ配設されている。
【００２９】
部品搬送・取付装置１（台車本体３）の底部には、各マグネットＭＫ，ＭＳ，ＭＰをそれぞれ検出するための走行誘導磁気センサ４１、位置スケール磁気センサ４２および停止・分岐点磁気センサ４３がそれぞれ設けられている。
【００３０】
走行制御部３１は、走行誘導磁気センサ４１の検出出力に基づいて走行経路Ｋを認識し、走行経路Ｋに沿って台車本体３を走行させる。走行制御部３１は、位置スケール磁気センサ４２の検出出力をカウントすることで走行距離および現在位置を認識し、また走行速度を逐次演算して目標速度になるよう各走行用モータ４４，４５の回転速度を制御する。走行制御部３１は、走行方向を変更する際には、走行方向変更用モータ４６を駆動して、走行方向を変更させる。
【００３１】
走行制御部３１は、いずれかのバンパースイッチ２６が作動した場合には、各走行用モータ４４，４５を停止させる。走行制御部３１は、レーザスキャンセンサ２７によって進行方向に障害物が検出された場合には、障害物までの距離に応じて走行速度を減速または走行を停止させる。
【００３２】
運転制御部３２はマイクロコンピュータシステムを利用して構成しており、この運転制御部３２は、走行制御部３１およびアシスト制御部３３の動作をそれぞれ監視するとともに、走行制御部３１とアシスト制御部３３との間の連携動作や順序動作の制御を行なう。なお、運転制御部３２と走行制御部３１とを１つのマイクロコンピュータシステムで構成してもよい。さらに、運転制御部３２と走行制御部３１とアシスト制御部３３とを１つのマイクロコンピュータシステムで構成してもよい。
【００３３】
アシスト制御部３３はマイクロコンピュータシステムを利用して構成しており、このアシスト制御部３３は、各駆動モータ９，１０，１１の回転を制御することでタンクの支持位置を調整する。アシスト制御部３３は、モード切替スイッチＭＳがアシストモード側に設定されると、操作用力覚センサ１９の検出出力に基づいて各駆動モータ９，１０，１１の運転を制御して、タンクの移動に際して補助力を供給する（パワーアシストを行なう）。操作用力覚センサ１９は３軸方向（Ｔ，Ｂ，Ｈ方向）の操作力をそれぞれ検出するものを用いている。具体的には、圧力センサやロードセルを少なくとも３個用いることで、各方向の操作力を検出するようにしている。アシスト制御部３３は、各方向の操作力に対応して各駆動モータ９，１０，１１から供給する作業補助力（アシスト力）を制御する。
【００３４】
アシスト制御部３３は、各変位センサ２３，２４，２５の出力を監視しており、アシストモードで例えばＨ方向に変位が検出された場合には、Ｈ方向のアシスト力を検出された変位に対応して軽減する。これにより、タンクＴが車体Ｗが接触した際に、操作レバー１６を操作する作業者ＭＳに対して反力を与えることができる。作業者ＭＳは、操作レバー１６を操作するための力が重くなることで、タンクＴが車体Ｗ等に接触していることを感じとることができる。
【００３５】
デッドマンスイッチ１８は３ポジションのスイッチであり、スイッチレバー程良い力で操作している間はスイッチがオン（閉）状態となり、非操作状態およびスイッチレバーを強く握りしめた場合にはスイッチがオフ（開）状態になる。アシスト制御部３３は、モード切替スイッチＭＳがアシストモード側に設定されていても、デッドマンスイッチ１８がオフ（開）状態の場合は、各駆動モータ９，１０，１１への電力供給を停止して、作業補助力（アシスト力）の供給を停止する。
【００３６】
操作・表示パネル部３４は、完了スイッチＫＳ、モード切替スイッチＭＳの他に各種の操作スイッチ（例えば、非常停止押しボタンスイッチ、異常リセット押しボタンスイッチ、運転準備スイッチ、ティーチングモードとパネル操作モードと遠隔制御モードとを切り替えるスイッチ等）を備えるとともに、動作状態を表示するランプや文字表示装置等からなる各種状態表示器を備える。操作制御部３１における制御状態は、運転制御部３２を介して操作・表示パネル部３４へ供給されて、その制御状態が表示される。
【００３７】
部品搬送・取付装置１は、ティーチングペンダント５０との接続コネクタ５１を備えている。アシスト制御部３３は、ティーチングペンダント５０との通信機能を備えている。したがって、ティーチングペンダント５０を用いてタンク支持機構８の移動動作を教示して設定することができる。
【００３８】
図６乃至図８は本発明の部品搬送・取付方法の各工程での動作内容を示すフローチャートである。ステップＳ１で、部品搬送・取付装置１は、部品受取位置ＳＰに向けて自走中であるものとする。タンク取出エリア内進入検知手段ＳＫによってタンク取出エリアＴＡ内に人が進入していることが検知されると（ステップＳ２）と、部品搬送・取付装置１は走行を停止する（ステップＳ３）。
【００３９】
タンク取出エリアＴＡでサブ工程の作業者ＳＳがタンク取出小組を行なってタンクＴをタンク載置台（部品供給部）８にプリセット（載置）し（ステップＳ４）、作業者ＳＳがタンク取出エリアＴＡから出て完了スイッチＫＢを押下すると（ステップＳ５）、部品搬送・取付装置１は走行を開始する（ステップＳ６）。これにより、部品搬送・取付装置１は帰路の自走中となる（ステップＳ７）。そして、停止・分岐点磁気センサ４３によって部品停止位置ＳＰに達したことが検出されると（ステップＳ８）、部品搬送・取付装置１は走行を停止する（ステップＳ９）。
【００４０】
部品停止位置ＳＰで部品搬送・取付装置１は、アシストサーボを自動で動作させアーム７を上方へ移動させて（ステップＳ１０）、下降状態にあったタンク支持機構８を上方へ移動させることで、タンク載置台（部品供給部）８にプリセット（載置）されたタンクＴを受け取る（ステップＳ１１）。部品搬送・取付装置１は、タンクＴを受け取ると、アシストサーボを停止させ（ステップＳ１２）、走行を開始する（ステップＳ１３）。
【００４１】
部品搬送・取付装置１は、走行方向のレーザスキャナセンサ２７によって走行方向前方にレーザ光を走査しながら照射し、その反射光に基づいて障害物の検出および障害物までの距離を測定する。ステップＳ１４で障害物が検出された場合は、ステップＳ１５で障害物までの距離を判断し、障害物までの距離が５０ｃｍ以上である場合は走行速度を減速し（ステップＳ１６）、障害物までの距離が５０ｃｍ未満である場合には走行を停止する（ステップＳ１７）。
【００４２】
部品搬送・取付装置１は、障害物が無い場合および障害物がなくなった場合は、走行を継続する（ステップＳ１８）。これにより部品搬送・取付装置１は、走行誘導経路Ｋに沿ってメインラインＭＬへ向けて高速で自走する（ステップＳ１９）。そして、停止・分岐点磁気センサ４３によって待機位置ＴＰに達したことが検出されると（ステップＳ２０）、部品搬送・取付装置１は走行を停止する（ステップＳ２１）。部品搬送・取付装置１は、待機位置ＴＰで一時停止した状態で、車輪を転回させて走行方向を車体Ｗの搬送方向に変更する（ステップＳ２２）。
【００４３】
待機位置ＴＰで一時停止した部品搬送・取付装置１は、車体通過光電センサＷＳによって車体Ｗの通過が検出されると（ステップＳ２３）、車体Ｗとの同期走行を開始する（ステップＳ２４）。部品搬送・取付装置１は、同期走行を開始すると、アシストサーボを自動で動作させアーム７をタンク搬送時（走行時）よりも更に上方へ移動させて、タンクＴを車体Ｗのタンク取付け部の近傍に近づけるようにしてもよい。これにより、タンク取り付けに際して位置決めの移動量が少なくなり、位置決め作業がより容易になる。
【００４４】
メインラインの作業者ＭＳは、部品搬送・取付装置１のモード切替スイッチＭＳを自動側からアシスト側へ切り替える（ステップＳ２５）。そして、作業者ＭＳが操作レバー１６の握り部１７（アシストグリップ）を握ることで、握り部１７（アシストグリップ）に設けられたデッドマンスイッチ１８がオン状態となると（ステップＳ２６）、各駆動モータ９，１０，１１をアクチュエータとするアシストサーボが動作状態となる（ステップＳ２７）。作業者ＭＳが操作レバー１６の握り部１７（アシストグリップ）を操作した操作力は、操作用力覚センサ１９によって検出され、操作方向に対するアシスト力が各駆動モータ９，１０，１１から供給されるので、作業者ＭＳは軽い力でタンク支持機構８のタンク支持部１５に載置されたタンクＴを移動させることができる。
【００４５】
そして、作業者ＭＳがタンクＴを車体Ｗのタンク取付部に位置決めし（ステップＳ２８）、握り部１７（アシストグリップ）から手を離し、デッドマンスイッチ１８がオフ状態になると（ステップＳ２９）、アシストサーボが停止する（ステップＳ３０）。アシストサーボが停止してもタンクＴは位置決めした位置で保持されているので、作業者ＭＳは両手が自由な状態でタンクボルトの締付作業等のタンク取り付け作業を行なうことができる（ステップＳ３１）。作業者ＭＳは、タンクＴを車体Ｗに取り付けた後に、握り部１７（アシストグリップ）を握り、デッドマンスイッチ１８をオン状態にする（ステップＳ３２）。これにより、アシストサーボが動作するので（ステップＳ３３）、作業者ＭＳはパワーアシストを受けている状態でタンク支持機構（治具）８を車体Ｗに干渉しない位置へ移動させることができる（ステップＳ３４）。
【００４６】
そして、作業者ＭＳはタンク支持機構（治具）８を車体Ｗに干渉しない位置へ移動させた後に、握り部１７（アシストグリップ）から手を離す（ステップＳ３５）。握り部１７（アシストグリップ）から手を離すことで、デッドマンスイッチ１８はオフ状態となるので、アシストサーボが停止する（ステップＳ３６）。
【００４７】
次に、作業者ＭＳは、モード切替スイッチＭＳをアシスト側から自動側へ切り替え（ステップ３７）、完了スイッチＫＳを押下する（ステップＳ３８）。部品搬送・取付装置１は、完了スイッチＫＳが押下されると、それまで継続していた低速同期走行（ステップＳ３９）を停止する（ステップＳ４０）。
【００４８】
部品搬送・取付装置１は、低速同期走行を停止すると、ステップＳ４１で戻り方向の自走を開始する。部品搬送・取付装置１は、戻り走行方向のレーザスキャナセンサ２７によって戻り走行方向の前方にレーザ光を走査しながら照射し、その反射光に基づいて障害物の検出および障害物までの距離を測定する。ステップＳ４２で障害物が検出された場合は、ステップＳ４３で障害物までの距離を判断し、障害物までの距離が５０ｃｍ以上である場合は走行速度を減速し（ステップＳ４４）、障害物までの距離が５０ｃｍ未満である場合には走行を停止する（ステップＳ４５）。
【００４９】
部品搬送・取付装置１は、障害物が無い場合および障害物がなくなった場合は、走行を継続する（ステップＳ４６）。これにより部品搬送・取付装置１は、走行誘導経路Ｋに沿って待機位置ＴＰへ向けて高速で自走する（ステップＳ４６）。そして、停止・分岐点磁気センサ４３によって待機位置ＴＰに達したことが検出されると（ステップＳ４７）、部品搬送・取付装置１は待機位置ＴＰで走行を停止する（ステップＳ４８）。部品搬送・取付装置１は、待機位置ＴＰで一時停止した状態で、車輪を転回させて走行方向を部品受取位置ＳＰへ向う方向に変更する（ステップＳ４９）。
【００５０】
部品搬送・取付装置１は、走行方向を変更すると、戻り方向の自走を開始する（ステップＳ５０）。これにより、部品搬送・取付装置１は、部品受取位置ＳＰへ向けて高速で自走する（ステップＳ５１）。そして、停止・分岐点磁気センサ４３によって部品停止位置ＳＰに達したことが検出されると（ステップＳ５２）、部品搬送・取付装置１は走行を停止する（ステップＳ５３）。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、部品を被取付体近傍まで搬送し、被取付体の流動に同期させて移動することが自動でなされるので、作業者は位置決めを行なって部品を取り付けるだけでよい。位置決めのために部品を移動する際には、アシストモードによって作業力が軽減される。よって、部品を効率良く取り付けることができる。また、余った時間で他の作業を行なうことも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の部品搬送・取付装置を用いて部品としてのタンクを自動搬送して被取付体である車体に取付ける一連の工程の説明図
【図２】ラインサイドでのサブ工程およびタンク受取工程の説明図
【図３】メインラインでのタンク取付工程の説明図
【図４】本発明の部品搬送・取付装置の構造図
【図５】本発明の部品搬送・取付装置のブロック構成図
【図６】本発明の部品搬送・取付方法の各工程での動作内容を示すフローチャート（その１）
【図７】本発明の部品搬送・取付方法の各工程での動作内容を示すフローチャート（その２）
【図８】本発明の部品搬送・取付方法の各工程での動作内容を示すフローチャート（その３）
【符号の説明】
１…部品搬送・取付装置、２…走行車輪、３…台車本体、４…パワーアシスト機構、７…アーム、８…タンク支持機構、９，１０，１１…駆動モータ、１４…フローティング機構、１５…タンク支持部、１６…操作レバー、１７…操作レバーの握り部（アシストグリップ）、１８…デッドマンスイッチ、１９…操作用力覚センサ、２０，２１，２２…フローティングスプリング、２３，２４，２５…変位センサ、３１…走行制御部、３２…運転制御部、３３…アシスト制御部、３４…操作・表示パネル部、３５…モータ制御部、４４，４５…走行用モータ、ＨＥ…ハンガー同期エンコーダ、Ｋ…走行誘導経路、ＭＬ…メインライン、ＴＰ…待機位置、ＳＰ…部品受取位置、Ｔ…タンク、ＴＢ…タンク載置台（部品供給台）、Ｗ…車体、ＷＳ…車体通過光電センサ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、被取付体の流動に同期させて部品を自動搬送させ、作業者の作業力を補助（アシスト）して部品を取付けるようにした部品の搬送・取付方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば車両組立ライン等において、車体等の被取付体を搬送しつつ、各種の部品を取付けていく際、部品が重量物である場合には、作業者の労力を軽減するため、あたかも軽量物を搬送しているように負荷を軽減させる反力付与型作業補助装置を用いて取付位置まで搬送し、取り付けるような技術が知られている。（例えば、特許文献１参照。）
このような反力付与型作業補助装置は、マニピュレータで重量物を支持し、作業者が重量物に間接的に加える力を力センサにより検出し、その情報をもとにマニピュレータを制御して人手にかかる負荷を軽減させるような補助装置である。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−８４８８１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の技術では、作業者が、作業工程中に作業補助装置を人手で持った状態で作業しなくてはならず、作業者が効率良く作業することが困難である。
【０００５】
そこで本発明は、部品の搬送を自動化し、部品を被取付体に取付ける作業のみをアシストすることで、取付け作業を効率良く行なえるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明に係る部品の搬送・取付方法は、自走型の台車本体に部品支持手段を有するパワーアシスト機構を設けた部品搬送・取付装置を用い、部品供給部からメインラインで流動する被取付体の取付部の近傍位置へ部品を搬送して取り付ける部品搬送・取付方法において、前記部品供給部から部品を前記部品支持手段で受け取る部品受取工程と、前記部品供給部から被取付体が流動する前記メインラインまで前記部品搬送・取付装置によって部品を搬送する搬送工程と、前記搬送工程に継続して被取付体の流動に同期して前記部品搬送・取付装置を移動する搬送同期工程と、前記被取付体に部品を取付けた後、前記部品搬送・取付装置を同じ経路を経て前記部品供給部へ戻す戻り工程と、前記搬送同期工程中に前記パワーアシスト機構により前記被取付体に部品を近接せしめる部品近接工程と、前記部品近接工程により前記被取付体に近接した前記部品を、前記パワーアシスト機構のパワーアシストを受けながら前記部品支持手段を人手により操作し、前記部品を被取付部に当接させ取付ける取付工程を備える。
【０００７】
本発明に係る部品搬送・取付方法は、部品を被取付体近傍まで搬送し、被取付体の流動に同期させて移動することが自動でなされるので、作業者は被取付体に近接した部品を取付け部に当接させて取付けるだけでよい。部品を取付け部に当接させる際には、アシストモードによって部品の移動に要する力が軽減される。
【０００８】
一方、本発明に係る部品搬送・取付装置は、部品供給部から生産ラインで流動する被取付体の取付部の近傍位置に部品を搬送して取り付ける部品搬送・取付装置において、この部品搬送・取付装置は自走型の台車本体の上部に部品支持手段を有するパワーアシスト機構を備えるとともに、走行制御部、アシスト制御部、運転制御部及びモータ駆動部を備え、前記走行制御部は、走行誘導検出手段の検出出力に基づいて前記部品供給部から前記被取付体の取付部の近傍位置まで往復同一の走行経路を認識し、前記部品供給部からメインラインまでの間は高速で、メインラインに沿った走行は低速となるように走行経路に沿って前記台車本体を走行させ、前記アシスト制御部は、各方向の操作力に対応してアクチュエータから供給する作業補助力（アシスト力）を制御し、前記運転制御部は、前記走行制御部および前記アシスト制御部の動作を監視し、走行制御部とアシスト制御部との間の連携動作や順序動作を制御し、被取付体の流動との同期搬送中に自動的に部品支持手段が支持する部品を被取付体の取付部近傍まで移動させるようにアクチュエータを制御するとともに、部品の部品支持手段からの離脱作動終了後に自動的に前記部品支持手段を被取付体の取付部から自動的にエスケープ移動するようにアクチュエータを制御し、更に部品支持手段を自動的に移動させて前記被取付体に近接させた後、搬送モードをアシストモードに切り換えるようにアクチュエータを制御する。
【０００９】
本発明に係る部品搬送・取付装置は、部品を被取付体近傍まで搬送し、被取付体の流動に同期させて移動するので、作業者は被取付体に近接した部品を取付け部に当接させて取付けるだけでよい。部品を取付け部に当接させる際には、アシストモードによって部品の移動に要する力が軽減される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
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。図１は本発明の部品搬送・取付装置を用いて部品としてのタンクを自動搬送して被取付体である車体に取付ける一連の工程の説明図である。ここで、図１はメインラインおよびラインサイドの平面を示している。図２はラインサイドでのサブ工程およびタンク受取工程の説明図、図３はメインラインでのタンク取付工程の説明図、図４は部品搬送・取付装置の構造図、図５は部品搬送・取付装置のブロック構成図、図６乃至図８は部品搬送・取付方法の各工程での動作内容を示すフローチャートである。
【００１１】
図１に示すように、メインラインＭＬでは、仮想線で示す車体（被取付体）Ｗが図示しないコンベア装置によって吊り下げられた状態で、一定の速度（例えば毎秒０．１メートル）で図示の太い矢印方向（左方向）へ流動されている。ラインサイド（図１において下側）には、タンク載置台（部品供給部）ＴＢおよびタンク収納棚ＴＴが設けられている。
【００１２】
図２に示すように、サブ工程の作業者ＳＳは、タンク収納棚ＴＴからタンクＴを取出してタンク載置台ＴＢ上に移載し、小組を行なう。サブ工程の作業者ＳＳは、タンクＴが載置台ＴＢ上の所定位置に載置されていることを確認すると、図１に示すタンク取出エリアＴＡの外に出て、完了スイッチ（押しボタンスイッチ）ＫＢを押す。
【００１３】
完了スイッチＫＢが押されると、上位装置等を介して自走式の部品搬送・取付装置（パワーアシスト装置）１に対してタンク受取要求指令が供給される。タンク取出エリアＴＡ内に設けられたマットスイッチ（床スイッチ）や光電式のエリアセンサ等からなるタンク取出エリア内進入検知手段ＳＫ（図５参照）によってタンク取出エリアＴＡ内への人の進入が検出されると、その情報は上位装置等を介して（または直接）部品搬送・取付装置１へ供給される。部品搬送・取付装置１は、タンク受取動作中にタンク取出エリアＴＡ内への人の侵入が検出された場合は、その動作を停止する。また、部品受取位置ＴＰに向けて走行中の部品搬送・取付装置１は、タンク取出エリア内進入検知手段ＳＫによってタンク取出エリアＴＡ内に人が進入していることが検出された場合には、走行速度を減速した後に部品受取位置ＴＰの所定距離手前の地点（タンク取出エリアＴＡよりもメインラインＭＬ側の地点）で走行を停止する。
【００１４】
部品搬送・取付装置１は、タンク支持機構８を上方へ移動させることでタンク載置台ＴＢに載置されたタンクＴを受け取ると（図２参照）、床に敷設されたマグネットからなる走行誘導用経路Ｋに沿ってメインラインＭＬまで高速（例えば毎秒０．６メートル）で走行した後に、待機位置ＴＰで一時停止する。
【００１５】
メインラインＭＬには、図５に示すように、車体Ｗの通過を検出する車体通過光電センサＷＳおよびハンガーの位置を検出するハンガー同期エンコーダＨＥが設けられており、車体通過光電センサＷＳおよびハンガー同期エンコーダＨＥの各出力信号は部品搬送・取付装置１に供給される。
【００１６】
部品搬送・取付装置１は、走行方向を変更した状態で待機位置ＴＰで待機しており、車体通過光電センサＷＳの出力に基づいて車体Ｗの通過を検出すると、ハンガー同期エンコーダＨＥの出力信号に基づいて車体Ｗの流動に同期して走行する。ここで、部品搬送・取付装置１は、上位装置３０から供給される車種情報（またはタンク取付位置情報）に基づいてタンク取付位置を認識しており、図１に示すように、車体Ｗのタンク取付位置とタンクＴとが所定の位置関係をなるように車体Ｗの流動に同期して自動走行する。部品搬送・取付装置１は、タンクＴの支持位置を上昇させてタンクＴを車体Ｗの取付位置に近づけ、その状態を保ったままで車体Ｗとの同期走行を継続する。
【００１７】
図１に示すように、メインラインの作業者ＭＳは、部品搬送・取付装置１のモード切替スイッチＭＳを自動側からアシスト側へ切り替えた後に、図３に示すように、操作レバー１６を操作し、タンクＴの移動に際してパワーアシストを受けながら車体Ｗのタンク取付位置にタンクＴを当接させた後に、操作レバー１６から手を離す。操作レバーから手を離しても、自走式パワーアシスト装置１はタンクＴの位置を保持しているので、メインラインの作業者ＭＳは、例えば金属バンド等を用いてタンクＴを車体Ｗに取付け、タンクボルトを締め付けて金属バンド等を介してタンクＴを固定する。メインラインの作業者ＭＳは、両手を使用できるのでタンクＴの取付け作業を効率良く行なうことができる。
【００１８】
メインラインの作業者ＭＳは、車体ＷへのタンクＴの取り付けを完了すると、操作レバー１６を握ってタンク支持機構８を下方（車体Ｗに干渉しない領域）へ移動する。そして、メインラインの作業者ＭＳは、図１に示したモード切替スイッチＭＳを自動側に切り替えた後に、完了スイッチＫＳを押す。なお、メインラインの作業者ＭＳが完了スイッチＫＳを押すことにより、部品搬送・取付装置１は、タンク支持機構８を自動で下方（車体Ｗに干渉しない領域）へ移動させるようにしてもよい。これにより、メインラインの作業者ＭＳの作業量を更に軽減することができる。
【００１９】
部品搬送・取付装置１は、完了スイッチＫＳが押下されると、低速同期走行を停止し、戻り方向（車体Ｗの流動方向と逆の方向）に走行して待機位置ＴＰで一時停止し、走行方向を変更し高速自走を開始して部品受取位置ＳＰへ戻る。
【００２０】
このように部品搬送・取付装置１は、タンクＴの受取、メインラインへの高速搬送、メインラインでの低速同期走行、タンク取付け後の戻り走行を繰り返す。部品搬送・取付装置１によってタンクＴが車体Ｗの取り付け位置近傍まで自動搬送されるので、メインラインの作業者ＭＳはアシストモードでタンクＴの位置決めを行なうだけで、タンクＴを効率良く取り付けることができる。
【００２１】
図４は本発明の部品搬送・取付装置の構造図である。部品搬送・取付装置１は、複数の走行車輪２，２を備えた自走型の台車本体３の上部にパワーアシスト機構４を設けてなる。パワーアシスト機構４は、直交する２方向Ｔ，Ｂへ可動自在なテーブル５に立設されたアーム支持台６と、アーム支持台６に回動自在に取り付けられたアーム７と、アーム７の先端に接続されたタンク支持機構８とからなる。テーブル５はＴ方向駆動モータ９によってＴ方向へ移動される。また、テーブル５はＢ方向駆動モータ１０によってＢ方向へ移動される。アーム７はＨ方向駆動モータ１１によって回動される。
【００２２】
タンク支持機構８は、アーム７の先端に連結された鉛直部１２と、鉛直部１２に取り付けられた水平部１３と、水平部１３にフローティング機構１４を介して取り付けられたタンク支持部１５と、鉛直部１２（または水平部１３）に取り付けられた操作レバー１６とを備える。操作レバー１６の先端の握り部（アシストグリップ）１７には、デッドマンスイッチ１８と操作用力覚センサ１９とが設けられている。
【００２３】
フローティング機構１４は、タンク支持部１５を３軸方向（Ｈ，Ｔ，Ｂ）に移動自在に保持している。フローティング機構１４は、３軸方向の摺動機構と、各方向毎のフローティングスプリング２０，２１，２２と、各軸方向毎の変位を検出する３個の変位センサ（ワーク反力センサ）２３，２４，２５（図５参照）とからなる。
【００２４】
台車本体３の下部には、障害物等と接触した際に作動するバンパースイッチ２６，２６と、走行方向前方の障害物等を探索するレーザスキャナセンセ２７，２７がそれぞれ１対設けられている。
【００２５】
図５は本発明の部品搬送・取付装置のブロック構成図である。部品搬送・取付装置１は、走行制御部３１と、運転制御部３２と、アシスト制御部３３と、操作・表示パネル部３４と、モータ駆動部３５および電源部３６を備える。符号３７は可動ケーブルであり、この可動ケーブル３７を介して電源の供給ならびに各種信号および情報の供給がなされる。なお、台車本体３内にバッテリを搭載し、各種信号および情報の送受を無線で行なうようにしてもよい。この場合、可動ケーブル３７は不要となる。
【００２６】
本実施の形態では、上位装置３０と部品搬送・取付装置１との間でシリアルデータ通信を行なう構成としている。そして、上位装置３０から部品搬送・取付装置１に対して、機種情報（車種情報やタンク取付位置に関する情報）を供給するとともに、ラインサイドでのタンクのプリセット作業が完了したことを示す完了スイッチＫＢの押下情報、および、タンク取出エリア内進入検知手段ＳＫの進入検出情報を供給するようにしている。また、部品搬送・取付装置１から上位装置３０に対して、部品搬送・取付装置１の動作状態や異常発生時の異常情報を供給するようにしている。
【００２７】
走行制御部３１はマイクロコンピュータシステムを用いて構成しており、通信Ｉ／Ｆ（インタフェース）部、デジタルＩ／Ｏ（入出力）部、アナログＩ／Ｏ（入出力）部、エンコーダ・カウンタ部、モーション制御部等を備える。
【００２８】
図１に示したように、タンク取付工程の床面には、走行誘導経路Ｋを形成する走行誘導マグネットＭＫが敷設されている。また、走行誘導経路Ｋに沿って位置スケールマグネットＭＳが敷設されている。さらに、部品受取位置ＳＰ、一時停止位置ＴＰには、それらの位置を示す停止・分岐点マグネットＭＰがそれぞれ配設されている。
【００２９】
部品搬送・取付装置１（台車本体３）の底部には、各マグネットＭＫ，ＭＳ，ＭＰをそれぞれ検出するための走行誘導磁気センサ４１、位置スケール磁気センサ４２および停止・分岐点磁気センサ４３がそれぞれ設けられている。
【００３０】
走行制御部３１は、走行誘導磁気センサ４１の検出出力に基づいて走行経路Ｋを認識し、走行経路Ｋに沿って台車本体３を走行させる。走行制御部３１は、位置スケール磁気センサ４２の検出出力をカウントすることで走行距離および現在位置を認識し、また走行速度を逐次演算して目標速度になるよう各走行用モータ４４，４５の回転速度を制御する。走行制御部３１は、走行方向を変更する際には、走行方向変更用モータ４６を駆動して、走行方向を変更させる。
【００３１】
走行制御部３１は、いずれかのバンパースイッチ２６が作動した場合には、各走行用モータ４４，４５を停止させる。走行制御部３１は、レーザスキャンセンサ２７によって進行方向に障害物が検出された場合には、障害物までの距離に応じて走行速度を減速または走行を停止させる。
【００３２】
運転制御部３２はマイクロコンピュータシステムを利用して構成しており、この運転制御部３２は、走行制御部３１およびアシスト制御部３３の動作をそれぞれ監視するとともに、走行制御部３１とアシスト制御部３３との間の連携動作や順序動作の制御を行なう。なお、運転制御部３２と走行制御部３１とを１つのマイクロコンピュータシステムで構成してもよい。さらに、運転制御部３２と走行制御部３１とアシスト制御部３３とを１つのマイクロコンピュータシステムで構成してもよい。
【００３３】
アシスト制御部３３はマイクロコンピュータシステムを利用して構成しており、このアシスト制御部３３は、各駆動モータ９，１０，１１の回転を制御することでタンクの支持位置を調整する。アシスト制御部３３は、モード切替スイッチＭＳがアシストモード側に設定されると、操作用力覚センサ１９の検出出力に基づいて各駆動モータ９，１０，１１の運転を制御して、タンクの移動に際して補助力を供給する（パワーアシストを行なう）。操作用力覚センサ１９は３軸方向（Ｔ，Ｂ，Ｈ方向）の操作力をそれぞれ検出するものを用いている。具体的には、圧力センサやロードセルを少なくとも３個用いることで、各方向の操作力を検出するようにしている。アシスト制御部３３は、各方向の操作力に対応して各駆動モータ９，１０，１１から供給する作業補助力（アシスト力）を制御する。
【００３４】
アシスト制御部３３は、各変位センサ２３，２４，２５の出力を監視しており、アシストモードで例えばＨ方向に変位が検出された場合には、Ｈ方向のアシスト力を検出された変位に対応して軽減する。これにより、タンクＴが車体Ｗが接触した際に、操作レバー１６を操作する作業者ＭＳに対して反力を与えることができる。作業者ＭＳは、操作レバー１６を操作するための力が重くなることで、タンクＴが車体Ｗ等に接触していることを感じとることができる。
【００３５】
デッドマンスイッチ１８は３ポジションのスイッチであり、スイッチレバー程良い力で操作している間はスイッチがオン（閉）状態となり、非操作状態およびスイッチレバーを強く握りしめた場合にはスイッチがオフ（開）状態になる。アシスト制御部３３は、モード切替スイッチＭＳがアシストモード側に設定されていても、デッドマンスイッチ１８がオフ（開）状態の場合は、各駆動モータ９，１０，１１への電力供給を停止して、作業補助力（アシスト力）の供給を停止する。
【００３６】
操作・表示パネル部３４は、完了スイッチＫＳ、モード切替スイッチＭＳの他に各種の操作スイッチ（例えば、非常停止押しボタンスイッチ、異常リセット押しボタンスイッチ、運転準備スイッチ、ティーチングモードとパネル操作モードと遠隔制御モードとを切り替えるスイッチ等）を備えるとともに、動作状態を表示するランプや文字表示装置等からなる各種状態表示器を備える。操作制御部３１における制御状態は、運転制御部３２を介して操作・表示パネル部３４へ供給されて、その制御状態が表示される。
【００３７】
部品搬送・取付装置１は、ティーチングペンダント５０との接続コネクタ５１を備えている。アシスト制御部３３は、ティーチングペンダント５０との通信機能を備えている。したがって、ティーチングペンダント５０を用いてタンク支持機構８の移動動作を教示して設定することができる。
【００３８】
図６乃至図８は本発明の部品搬送・取付方法の各工程での動作内容を示すフローチャートである。ステップＳ１で、部品搬送・取付装置１は、部品受取位置ＳＰに向けて自走中であるものとする。タンク取出エリア内進入検知手段ＳＫによってタンク取出エリアＴＡ内に人が進入していることが検知されると（ステップＳ２）と、部品搬送・取付装置１は走行を停止する（ステップＳ３）。
【００３９】
タンク取出エリアＴＡでサブ工程の作業者ＳＳがタンク取出小組を行なってタンクＴをタンク載置台（部品供給部）８にプリセット（載置）し（ステップＳ４）、作業者ＳＳがタンク取出エリアＴＡから出て完了スイッチＫＢを押下すると（ステップＳ５）、部品搬送・取付装置１は走行を開始する（ステップＳ６）。これにより、部品搬送・取付装置１は帰路の自走中となる（ステップＳ７）。そして、停止・分岐点磁気センサ４３によって部品停止位置ＳＰに達したことが検出されると（ステップＳ８）、部品搬送・取付装置１は走行を停止する（ステップＳ９）。
【００４０】
部品停止位置ＳＰで部品搬送・取付装置１は、アシストサーボを自動で動作させアーム７を上方へ移動させて（ステップＳ１０）、下降状態にあったタンク支持機構８を上方へ移動させることで、タンク載置台（部品供給部）８にプリセット（載置）されたタンクＴを受け取る（ステップＳ１１）。部品搬送・取付装置１は、タンクＴを受け取ると、アシストサーボを停止させ（ステップＳ１２）、走行を開始する（ステップＳ１３）。
【００４１】
部品搬送・取付装置１は、走行方向のレーザスキャナセンサ２７によって走行方向前方にレーザ光を走査しながら照射し、その反射光に基づいて障害物の検出および障害物までの距離を測定する。ステップＳ１４で障害物が検出された場合は、ステップＳ１５で障害物までの距離を判断し、障害物までの距離が５０ｃｍ以上である場合は走行速度を減速し（ステップＳ１６）、障害物までの距離が５０ｃｍ未満である場合には走行を停止する（ステップＳ１７）。
【００４２】
部品搬送・取付装置１は、障害物が無い場合および障害物がなくなった場合は、走行を継続する（ステップＳ１８）。これにより部品搬送・取付装置１は、走行誘導経路Ｋに沿ってメインラインＭＬへ向けて高速で自走する（ステップＳ１９）。そして、停止・分岐点磁気センサ４３によって待機位置ＴＰに達したことが検出されると（ステップＳ２０）、部品搬送・取付装置１は走行を停止する（ステップＳ２１）。部品搬送・取付装置１は、待機位置ＴＰで一時停止した状態で、車輪を転回させて走行方向を車体Ｗの搬送方向に変更する（ステップＳ２２）。
【００４３】
待機位置ＴＰで一時停止した部品搬送・取付装置１は、車体通過光電センサＷＳによって車体Ｗの通過が検出されると（ステップＳ２３）、車体Ｗとの同期走行を開始する（ステップＳ２４）。部品搬送・取付装置１は、同期走行を開始すると、アシストサーボを自動で動作させアーム７をタンク搬送時（走行時）よりも更に上方へ移動させて、タンクＴを車体Ｗのタンク取付け部の近傍に近づけるようにしてもよい。これにより、タンク取り付けに際して位置決めの移動量が少なくなり、位置決め作業がより容易になる。
【００４４】
メインラインの作業者ＭＳは、部品搬送・取付装置１のモード切替スイッチＭＳを自動側からアシスト側へ切り替える（ステップＳ２５）。そして、作業者ＭＳが操作レバー１６の握り部１７（アシストグリップ）を握ることで、握り部１７（アシストグリップ）に設けられたデッドマンスイッチ１８がオン状態となると（ステップＳ２６）、各駆動モータ９，１０，１１をアクチュエータとするアシストサーボが動作状態となる（ステップＳ２７）。作業者ＭＳが操作レバー１６の握り部１７（アシストグリップ）を操作した操作力は、操作用力覚センサ１９によって検出され、操作方向に対するアシスト力が各駆動モータ９，１０，１１から供給されるので、作業者ＭＳは軽い力でタンク支持機構８のタンク支持部１５に載置されたタンクＴを移動させることができる。
【００４５】
そして、作業者ＭＳがタンクＴを車体Ｗのタンク取付部に位置決めし（ステップＳ２８）、握り部１７（アシストグリップ）から手を離し、デッドマンスイッチ１８がオフ状態になると（ステップＳ２９）、アシストサーボが停止する（ステップＳ３０）。アシストサーボが停止してもタンクＴは位置決めした位置で保持されているので、作業者ＭＳは両手が自由な状態でタンクボルトの締付作業等のタンク取り付け作業を行なうことができる（ステップＳ３１）。作業者ＭＳは、タンクＴを車体Ｗに取り付けた後に、握り部１７（アシストグリップ）を握り、デッドマンスイッチ１８をオン状態にする（ステップＳ３２）。これにより、アシストサーボが動作するので（ステップＳ３３）、作業者ＭＳはパワーアシストを受けている状態でタンク支持機構（治具）８を車体Ｗに干渉しない位置へ移動させることができる（ステップＳ３４）。
【００４６】
そして、作業者ＭＳはタンク支持機構（治具）８を車体Ｗに干渉しない位置へ移動させた後に、握り部１７（アシストグリップ）から手を離す（ステップＳ３５）。握り部１７（アシストグリップ）から手を離すことで、デッドマンスイッチ１８はオフ状態となるので、アシストサーボが停止する（ステップＳ３６）。
【００４７】
次に、作業者ＭＳは、モード切替スイッチＭＳをアシスト側から自動側へ切り替え（ステップ３７）、完了スイッチＫＳを押下する（ステップＳ３８）。部品搬送・取付装置１は、完了スイッチＫＳが押下されると、それまで継続していた低速同期走行（ステップＳ３９）を停止する（ステップＳ４０）。
【００４８】
部品搬送・取付装置１は、低速同期走行を停止すると、ステップＳ４１で戻り方向の自走を開始する。部品搬送・取付装置１は、戻り走行方向のレーザスキャナセンサ２７によって戻り走行方向の前方にレーザ光を走査しながら照射し、その反射光に基づいて障害物の検出および障害物までの距離を測定する。ステップＳ４２で障害物が検出された場合は、ステップＳ４３で障害物までの距離を判断し、障害物までの距離が５０ｃｍ以上である場合は走行速度を減速し（ステップＳ４４）、障害物までの距離が５０ｃｍ未満である場合には走行を停止する（ステップＳ４５）。
【００４９】
部品搬送・取付装置１は、障害物が無い場合および障害物がなくなった場合は、走行を継続する（ステップＳ４６）。これにより部品搬送・取付装置１は、走行誘導経路Ｋに沿って待機位置ＴＰへ向けて高速で自走する（ステップＳ４６）。そして、停止・分岐点磁気センサ４３によって待機位置ＴＰに達したことが検出されると（ステップＳ４７）、部品搬送・取付装置１は待機位置ＴＰで走行を停止する（ステップＳ４８）。部品搬送・取付装置１は、待機位置ＴＰで一時停止した状態で、車輪を転回させて走行方向を部品受取位置ＳＰへ向う方向に変更する（ステップＳ４９）。
【００５０】
部品搬送・取付装置１は、走行方向を変更すると、戻り方向の自走を開始する（ステップＳ５０）。これにより、部品搬送・取付装置１は、部品受取位置ＳＰへ向けて高速で自走する（ステップＳ５１）。そして、停止・分岐点磁気センサ４３によって部品停止位置ＳＰに達したことが検出されると（ステップＳ５２）、部品搬送・取付装置１は走行を停止する（ステップＳ５３）。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、部品を被取付体近傍まで搬送し、被取付体の流動に同期させて移動することが自動でなされるので、作業者は位置決めを行なって部品を取り付けるだけでよい。位置決めのために部品を移動する際には、アシストモードによって作業力が軽減される。よって、部品を効率良く取り付けることができる。また、余った時間で他の作業を行なうことも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の部品搬送・取付装置を用いて部品としてのタンクを自動搬送して被取付体である車体に取付ける一連の工程の説明図
【図２】ラインサイドでのサブ工程およびタンク受取工程の説明図
【図３】メインラインでのタンク取付工程の説明図
【図４】本発明の部品搬送・取付装置の構造図
【図５】本発明の部品搬送・取付装置のブロック構成図
【図６】本発明の部品搬送・取付方法の各工程での動作内容を示すフローチャート（その１）
【図７】本発明の部品搬送・取付方法の各工程での動作内容を示すフローチャート（その２）
【図８】本発明の部品搬送・取付方法の各工程での動作内容を示すフローチャート（その３）
【符号の説明】
１…部品搬送・取付装置、２…走行車輪、３…台車本体、４…パワーアシスト機構、７…アーム、８…タンク支持機構、９，１０，１１…駆動モータ、１４…フローティング機構、１５…タンク支持部、１６…操作レバー、１７…操作レバーの握り部（アシストグリップ）、１８…デッドマンスイッチ、１９…操作用力覚センサ、２０，２１，２２…フローティングスプリング、２３，２４，２５…変位センサ、３１…走行制御部、３２…運転制御部、３３…アシスト制御部、３４…操作・表示パネル部、３５…モータ制御部、４４，４５…走行用モータ、ＨＥ…ハンガー同期エンコーダ、Ｋ…走行誘導経路、ＭＬ…メインライン、ＴＰ…待機位置、ＳＰ…部品受取位置、Ｔ…タンク、ＴＢ…タンク載置台（部品供給台）、Ｗ…車体、ＷＳ…車体通過光電センサ。
Claims (2)
- 自走型の台車本体に部品支持手段を有するパワーアシスト機構を設けた部品搬送・取付装置を用い、部品供給部からメインラインで流動する被取付体の取付部の近傍位置へ部品を搬送して取り付ける部品搬送・取付方法において、
前記部品供給部から部品を前記部品支持手段で受け取る部品受取工程と、
前記部品供給部から被取付体が流動する前記メインラインまで前記部品搬送・取付装置によって部品を高速で搬送する搬送工程と、
前記搬送工程に継続して被取付体の流動に同期して前記部品搬送・取付装置を低速で移動する搬送同期工程と、
前記被取付体に部品を取付けた後、前記部品搬送・取付装置を同じ経路を経て前記部品供給部へ戻す戻り工程と、
前記搬送同期工程中に前記パワーアシスト機構により前記被取付体に部品を近接せしめる部品近接工程と、
前記部品近接工程により前記被取付体に近接した前記部品を、前記パワーアシスト機構のパワーアシストを受けながら前記部品支持手段を人手により操作し、前記部品を被取付部に当接させ取付ける取付工程を備えることを特徴とする部品搬送・取付方法。 - 部品供給部からメインラインで流動する被取付体の取付部の近傍位置に部品を搬送して取り付ける部品搬送・取付装置において、
この部品搬送・取付装置は自走型の台車本体の上部に部品支持手段を有するパワーアシスト機構を備えるとともに、走行制御部、アシスト制御部、運転制御部及びモータ駆動部を備え、
前記走行制御部は、走行誘導検出手段の検出出力に基づいて前記部品供給部から前記被取付体の取付部の近傍位置まで往復同一の走行経路を認識し、前記部品供給部からメインラインまでの間は高速で、メインラインに沿った走行は低速となるように走行経路に沿って前記台車本体を走行させ、
前記アシスト制御部は、各方向の操作力に対応してアクチュエータから供給する作業補助力（アシスト力）を制御し、
前記運転制御部は、前記走行制御部および前記アシスト制御部の動作を監視し、走行制御部とアシスト制御部との間の連携動作や順序動作を制御し、
被取付体の流動との同期搬送中に自動的に部品支持手段が支持する部品を被取付体の取付部近傍まで移動させるようにアクチュエータを制御するとともに、部品の部品支持手段からの離脱作動終了後に自動的に前記部品支持手段を被取付体の取付部から自動的にエスケープ移動するようにアクチュエータを制御し、更に部品支持手段を自動的に移動させて前記被取付体に近接させた後、搬送モードをアシストモードに切り換えるようにアクチュエータを制御することを特徴とする部品の搬送・取付装置。
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