JP4819862B2

JP4819862B2 - センシング方法

Info

Publication number: JP4819862B2
Application number: JP2008325742A
Authority: JP
Inventors: 伸一大中; 薫北村; 晴夫町田; 千代子根本; 幸太郎藤倉; 正後藤; 直次山岡
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-12-22
Filing date: 2008-12-22
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2028-12-22
Also published as: JP2010145348A

Description

本発明は、センシング方法に関する。詳しくは、自動二輪車のフレームの所定箇所の位置を求めるセンシング方法に関する。

従来より、自動二輪車の製造工程には、自動二輪車のフレームを組み立てるフレーム組立工程が設けられている。
このフレーム組立工程では、複数の部品の相対位置を位置決めし、その後、これら部品同士の接合部分を溶接して、フレームを組み立てる。そして、フレームの複数の測定箇所を測定することにより、フレームの精度を検査する。
ここで、フレームの複数の測定箇所を測定する測定装置として、例えば、以下のような測定装置が知られている（特許文献１参照）。すなわち、それぞれ撮影装置を有しかつ対向配置された２台のロボットと、これら撮影装置で撮影した画像を処理する画像処理装置と、を備える。この測定装置によれば、これらの撮影ロボットの間にフレームを配置し、フレームに形成された測定箇所としての貫通孔を互いに対向する２方向から撮影し、この撮影画像を画像処理装置で処理することで、この貫通孔の位置を測定する。
特開２００５−２８３２６７号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、互いに対向する二方向からフレームを撮影するため、少なくとも２台の撮影ロボットが必要となり、設備が大型化し、コストがかかる、という問題があった。

本発明は、低コストでフレームの所定箇所の位置を求めることができるセンシング方法を提供することを目的とする。

本発明のセンシング方法は、自動二輪車のフレーム（例えば、後述のフレーム１０）の所定箇所（例えば、後述の測定点Ａ〜Ｊ）の位置を求めるセンシング方法であって、センシング装置（例えば、後述の測定装置６０）により、前記フレームの前方側または後方側の一方向から、前記所定箇所の全てをセンシングすることを特徴とする。

ここで、センシング装置としては、レーザ光、超音波、赤外線、カメラなどを用いた測定装置が挙げられる。
自動二輪車のフレームは、棒状の部材で立体的に形成されており、フレームを前方側または後方側の一方向から見ると、フレームの測定対象となる全ての箇所を視認可能である。
そこで、この発明によれば、センシング装置によりフレームの前方側または後方側の一方向からフレームの所定箇所をセンシングする。よって、１台のセンシング装置でフレームをセンシングできるから、センシングシステムを小型化でき、低コストとなる。

この場合、前記センシング装置により前記フレームの後方側からセンシングすることが好ましい。

フレームの測定精度を向上するために、フレームの前輪側に位置するヘッドパイプを保持装置で保持し、フレームを完成車と同じ姿勢で固定して測定する場合がある。この場合、フレームを前方側からセンシングすると、ヘッドパイプおよび保持装置がセンシングの障害となり、フレームの全ての測定箇所を視認できないおそれがある。
そこで、この発明によれば、フレームの後方側からフレームをセンシングする。よって、フレームを完成車と同じ姿勢で固定した場合でも、フレームの全ての所定箇所を視認でき、フレームを確実にセンシングできる。

この場合、ハンド（例えば、後述のハンド５１）にターゲット（例えば、後述のターゲット板Ｒ〜Ｕ）が設けられたロボット（例えば、後述の第３把持ロボット５０）を用意し、当該ロボットのハンドにより前記フレームを把持し、この状態で、前記センシング装置により前記ターゲットをセンシングし、当該センシングした結果に基づいて、前記所定箇所の位置を求めることが好ましい。

ロボットでフレームを持ち上げてセンシングする場合、測定対象である所定箇所がロボットのアームやハンドに隠れてしまい、センシングできない場合がある。
そこで、この発明によれば、ハンドにターゲットを設けて、センシング装置によりこのターゲットをセンシングする。ロボットのハンドでフレームを把持した場合、ロボットのハンドとフレームとの相対位置は一定であるので、このセンシングしたターゲットの位置に基づいて、所定箇所の位置を求める。よって、所定箇所がロボットのアームやハンドに隠れてしまっても、フレームを確実にセンシングできる。

本発明によれば、センシング装置によりフレームの前方側または後方側の一方向からフレームの所定箇所をセンシングする。よって、１台のセンシング装置でフレームをセンシングできるから、センシングシステムを小型化でき、低コストとなる。

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実施形態に係るセンシング方法が適用された測定システム１を示す斜視図である。
測定システム１は、フレーム１０を溶接した際に、このフレーム１０の溶接精度を測定するものである。
この測定システム１は、フレーム１０を支持する支持装置２０と、この支持装置２０の前方に配置された第１把持ロボット３０と、支持装置２０の後方に配置された第２把持ロボット４０と、支持装置２０を囲んで配置された４台の第３把持ロボット５０と、第２把持ロボット４０よりも後方に配置されたセンシング装置としての測定装置６０と、を備える。

また、これらの第１把持ロボット３０、第２把持ロボット４０、４台の第３把持ロボット５０、および測定装置６０は、制御装置７０により制御される。

図２は、フレーム１０の斜視図である。
フレーム１０は、自動二輪車のフレームであり、ヘッドパイプ１１、エンジン上側部１２、エンジン下側部１３、後部１４の４つの部品からなる。

ヘッドパイプ１１は、前輪およびハンドルを含むフロントフォークを支持するものである。このヘッドパイプ１１は、円筒形状であり、上側が後方に向かって傾斜している。
このヘッドパイプ１１の上端および下端には、測定点Ａ、Ｂが設けられている。

エンジン上側部１２は、ヘッドパイプ１１から後方に向かって延びる一対のエンジン上側フレーム１２１と、これら一対のエンジン上側フレーム１２１同士を連結する３本の連結フレーム１２２、１２３、１２４と、ヘッドパイプから後方に向かって延びて一対のエンジン上側フレーム１２１の途中に至る一対のサブフレーム１２５と、を備える。

各エンジン上側フレーム１２１は、略くの字形状であり、ヘッドパイプ１１から後方に向かって略水平に延びた後、屈曲して、下方に向かって延びている。
最も下側に位置する連結フレーム１２４には、一対の突出片１２６、１２７が形成されている。図２中奥側の突出片１２６には、２つの測定点Ｃ、Ｄが設けられ、図２中手前側の突出片１２７には、１つの測定点Ｅが設けられている。

エンジン下側部１３は、エンジン上側部１２のサブフレーム１２５から後方かつ下方に向かって延びる一対のエンジン下側フレーム１３１と、これら一対のエンジン下側フレーム１３１同士を連結する２本の連結フレーム１３２、１３３と、エンジン上側部１２のサブフレーム１２５から一対のエンジン下側フレーム１３１の途中に至るサブフレーム１３４と、を備える。
エンジン下側フレーム１３１は、略Ｕ字形状であり、ヘッドパイプ１１から下方に向かって延びた後、屈曲して後方に向かって略水平に延びて、その後、屈曲して上方に向かって延びている。

このエンジン下側フレーム１３１には、エンジン上側部１２の各エンジン上側フレーム１２１が突き当たっている。
この付き当たった部分には、それぞれ、ピボット１３５が形成され、このピボット１３５には測定点Ｆが設けられている。

最も前側に位置する連結フレーム１３２には、一対の突出片１３６が形成され、各突出片１３６には、２つの測定点Ｇ、Ｈが設けられている。
また、最も下側に位置する連結フレーム１３３には、一対の突出片１３７が形成され、各突出片１３７には、測定点Ｉが設けられている。

後部１４は、エンジン上側部１２の一対の連結フレーム１２３から後方に向かって略水平に延びる一対の後部フレーム１４１と、これら一対の後部フレーム１４１同士を連結する３本の連結フレーム１４２、１４３、１４４と、を備える。
この後部フレーム１４１には、エンジン下側部１３の各エンジン下側フレーム１３１が突き当たっている。
一対の後部フレーム１４１の先端側には、一対の突出片１４５が形成され、各突出片１４５には、測定点Ｊが設けられている。

図１に戻って、支持装置２０は、フレーム１０の一対のエンジン下側フレーム１３１が水平に載置される４つの第１支持台２１と、フレーム１０の連結フレーム１３２が載置される１つの第２支持台２２と、を備える。
第１把持ロボット３０は、フレーム１０のヘッドパイプ１１を上下方向から把持して、このヘッドパイプ１１の位置および姿勢を調整するものである。この第１把持ロボット３０には、ターゲット板Ｐが設けられている。
第２把持ロボット４０は、フレーム１０の一対のピボット１３５に水平方向から図示しないピンを差し込んで把持するものである。この第２把持ロボット４０には、２つのターゲット板Ｑが設けられている。
４台の第３把持ロボット５０は、それぞれ、５軸であり、ハンド５１には、ターゲット板Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕが設けられている。

測定装置６０は、フレーム１０の測定点Ａ〜Ｊの位置を測定するほか、ターゲット板Ｐ〜Ｕの位置を測定する。
この測定装置６０は、カメラである撮影装置６１と、この撮影装置６１の床面からの高さ位置を調整する高さ位置調整機構６２と、この高さ位置調整機構６２の幅方向の位置を調整する第１水平位置調整機構６３と、この第１水平位置調整機構６３の長さ方向の位置を調整する第２水平位置調整機構６４と、を備える。

高さ位置調整機構６２は、略鉛直方向に延びるスライドレール６２１と、撮影装置６１を支持しスライドレール６２１に沿って移動するスライド部６２２と、を備える。
第１水平位置調整機構６３は、フレーム１０の幅方向に略水平に延びるスライドレール６３１と、高さ位置調整機構６２のスライドレール６２１を支持しスライドレール６３１に沿って移動するスライド部６３２と、を備える。
第２水平位置調整機構６４は、フレーム１０の長さ方向に略水平に延びる一対のスライドレール６４１と、第１水平位置調整機構６３のスライドレール６３１を支持しスライドレール６４１に沿って移動するスライド部６４２と、を備える。

次に、上述のフレーム１０を測定する第１の手順について説明する。
図１に示すように、ステップＳ１１では、溶接が完了したフレーム１０を支持装置２０にセットする。この状態では、フレームを後方側から見ると、フレームの測定対象となる全ての測定点Ａ〜Ｊを視認可能となっている。
ステップＳ１２では、制御装置７０により把持ロボット３０、４０を制御して、支持装置２０上のフレーム１０を把持する。

ステップＳ１３では、フレーム１０の測定点Ａ〜Ｊの位置を測定して、この測定結果に基づいてフレーム１０の測定点Ａ〜Ｊの基準位置からのずれを求めて、フレーム１０の精度を測定する。

次に、上述のフレーム１０を測定する第２の手順について説明する。
ステップＳ２１では、フレーム１０を支持装置２０にセットする。この状態では、フレームを後方側から見ると、フレームの測定対象となる全ての測定点Ａ〜Ｊを視認可能となっている。
ステップＳ２２では、制御装置７０により把持ロボット５０を制御して、支持装置２０上のフレーム１０を把持し、フレーム１０を持ち上げる。すると、測定対象である測定点Ａ〜Ｊが把持ロボット５０のアームやハンド５１に隠れてしまい、センシングできない場合がある。

そこで、ステップＳ２３では、測定装置６０によりターゲット板Ｒ〜Ｕをセンシングする。そして、把持ロボット５０のハンド５１でフレーム１０を把持した場合、把持ロボット５０のハンド５１とフレーム１０との相対位置は一定であるので、このセンシングしたターゲット板Ｒ〜Ｕの位置に基づいて、フレーム１０の測定点Ａ〜Ｊの位置を求める。この求めた測定点Ａ〜Ｊの基準位置からのずれを求めて、フレーム１０の精度を測定する。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）測定装置６０によりフレーム１０の後方側からフレーム１０の測定点Ａ〜Ｊをセンシングする。よって、１台の測定装置６０でフレーム１０をセンシングできるから、測定システム１を小型化でき、低コストとなる。

（２）フレーム１０の後方側からフレーム１０の測定点Ａ〜Ｊをセンシングしたので、フレーム１０を完成車と同じ姿勢で固定した場合でも、フレーム１０の全ての測定点Ａ〜Ｊを視認でき、フレーム１０を確実にセンシングできる。

（３）ハンド５１にターゲット板Ｒ〜Ｕを設けて、測定装置６０によりこのターゲット板Ｒ〜Ｕをセンシングする。そして、このセンシングしたターゲット板Ｒ〜Ｕの位置に基づいて、フレーム１０の測定点Ａ〜Ｊの位置を求める。よって、測定点Ａ〜Ｊが把持ロボット５０のアームやハンド５１に隠れてしまっても、フレーム１０を確実にセンシングできる。

＜第２実施形態＞
図３は、フレーム８０の斜視図である。
本実施形態では、フレーム８０の構成が第１実施形態と異なる。
フレーム８０は、ヘッドパイプ８１、エンジン上側部８２、エンジン下側部８３、後部８４からなる。

ヘッドパイプ８１は、円筒形状であり、上側が後方に向かって傾斜している。
このヘッドパイプ１１の上端および下端には、測定点Ａ、Ｂが設けられている。

エンジン上側部８２は、ヘッドパイプ８１から後方に向かって略水平に延びるエンジン上側フレーム８２１と、このエンジン上側フレーム８２１の先端から分岐して下方に向かって延びる一対の分岐フレーム８２２と、エンジン上側フレーム８２１の先端から前方に向かって延びるサブフレーム８２３と、を備える。

一対の分岐フレーム８２２には、それぞれ、測定点Ｃが設けられている。
サブフレーム８２３の両側面には、それぞれ、２つの測定点Ｄ、Ｅが設けられている。

エンジン下側部８３は、ヘッドパイプ１１から後方かつ下方に向かって延びるエンジン下側フレーム８３１と、このエンジン下側フレーム８３１から分岐して後方に向かって略水平に延びる一対の分岐フレーム８３２と、これら分岐フレーム８３２の先端同士を連結する１本の連結フレーム８３３と、を備える。

このエンジン下側フレーム８３１の基端側には、エンジン上側部８２のサブフレーム８２３が突き当たっている。
また、一対の分岐フレーム８３２の先端側には、それぞれ、エンジン上側部８２の分岐フレーム８２２が突き当たっている。

エンジン下側フレーム８３１の下部の両側面には、それぞれ、２つの測定点Ｆ、Ｇが設けられている。
分岐フレーム８３２には、それぞれ、突出片８３４が形成され、各突出片８３４には、測定点Ｈが設けられている。
連結フレーム８３３には、一対の突出片８３５が形成され、各突出片８３５には、測定点Ｉが設けられている。

後部８４は、エンジン上側部８２のエンジン上側フレーム８２１の先端から後方に向かって略水平に延びる一対の後部フレーム８４１と、これら一対の後部フレーム８４１同士を連結する１本の連結フレーム８４２と、一対の後部フレーム８４１からエンジン下側部８３の分岐フレーム８３２の先端に至る一対のサブフレーム８４３と、を備える。
一対の後部フレーム８４１の先端には、それぞれ、測定点Ｊが設けられている。

本実施形態によれば、上述の（１）〜（３）と同様の効果がある。

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。
例えば、上述の第１実施形態では、フレーム１０の一対のエンジン下側フレーム１３１が水平な状態、つまり、ヘッドパイプ１１の上側が後方に向かって傾斜した状態で、フレーム１０をセンシングしたが、これに限らない。すなわち、図４に示すように、ヘッドパイプ１１を略鉛直にした状態で、フレーム１０をセンシングしてもよい。
また、上述の第２実施形態では、フレーム８０の一対の分岐フレーム８３２が水平な状態、つまり、ヘッドパイプ８１の上側が後方に向かって傾斜した状態で、フレーム１０をセンシングしたが、これに限らない。すなわち、図５に示すように、ヘッドパイプ８１を鉛直にした状態で、フレーム１０をセンシングしてもよい。

本発明の第１実施形態に係るセンシング方法が適用された測定システムを示す斜視図である。前記実施形態に係る測定システムのセンシング対象となるフレームの斜視図である。本発明の第２実施形態に係るフレームの斜視図である。本発明の変形例に係るセンシング方法を説明するための図である。本発明の別の変形例に係るセンシング方法を説明するための図である。

符号の説明

Ａ〜Ｊ測定点（所定箇所）
Ｒ〜Ｕターゲット板（ターゲット）
１０フレーム
５０第３把持ロボット
５１ハンド
６０測定装置（センシング装置）

Claims

複数の部品から組み立てられた自動二輪車のフレームの所定箇所の位置を求めて前記フレームの精度を測定するセンシング方法であって、
前記所定箇所は、前記フレームの前方側または後方側の一方向から見たときに視認可能な複数の箇所であり、
１台の撮影装置により、前記フレームの前方側または後方側の一方向から、前記所定箇所を撮影して前記所定箇所の位置を求め、その結果に基づいて前記所定箇所の基準位置からのずれを求めることで、前記フレームの精度を測定することを特徴とするセンシング方法。
請求項１に記載のセンシング方法において、
前記１台の撮影装置により前記フレームの後方側から撮影することを特徴とするセンシング方法。
請求項１または２に記載のセンシング方法において、
ハンドにターゲットが設けられたロボットを用意し、当該ロボットのハンドにより前記フレームを把持し、この状態で、前記１台の撮影装置により前記ターゲットを撮影して前記ターゲットの位置を求め、その結果に基づいて、前記所定箇所の位置を求めることを特徴とするセンシング方法。