JP4974489B2

JP4974489B2 - 組付け精度計測システム

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Publication number: JP4974489B2
Application number: JP2005217406A
Authority: JP
Inventors: 吉成梅木; 正人鈴井; 共樹巴山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-07-27
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2025-07-27
Also published as: JP2007033250A

Description

本発明は、車両の中間完成品を構成する隣接した２つの組付け部品の間の組付け精度を計測する組付け精度計測システムに係り、特に、生産ラインにおいて組付けがおこなわれる中間完成品の全数に対して、効率的かつ高精度に隣接部品間の組付け精度を計測することのできる組付け精度計測システムに関するものである。

例えば、車両ボディのドア廻りの建付精度の定量測定は、日に１〜２台を生産ラインから抜き取って下車させ（オフライン）、作業員が目視検査や触感検査等により、隣接する組付け部品間の隙間や段差を測定し、感応評価がなされているのが現状である。ここで、車両ボディのドア廻りの建付けとしては、フェンダーとフロントドア、フロントドアとリアドア、フロントドアフレームとリアドアフレーム、リアドアとサイドメンバー間の建付けなどが挙げられる。

しかし、生産ラインにおける生産台数は１０００台程度に及び得ることから、かかる台数を１，２台の車両をもって、すべての車両の組付け精度の良し悪しを代表させることには品質管理上大きな問題がある。また、上記する作業員の感応評価では、作業員の技量によって検査結果にバラツキが生じ、評価結果自体の信憑性にも高い信頼感が得られ難い。また、検査台数が極めて少ないことから、組付け精度に関する傾向管理ができず、組付け精度のバラツキの程度（大きさ）やその中央値の把握に至ることができない。したがって、検査結果に基づいて、重点的に管理すべき組み付け部位や部品組付け場の把握と、そのフィードバックができないため、組付け車両の組付け精度を計測しても、それが生産ラインにおける部品組付け精度の向上に寄与することはなかった。

車両のドア廻りの組付け精度を作業員の感応評価に頼ることなく、高精度に計測管理する組付け精度測定方法に関する発明が特許文献１に開示されている。これは、サイドパネルに形成された開口部にサイドドアを組付けた姿勢でサイドパネルおよびサイドドアの外側面の任意箇所に基準マークを付しておき、該基準マークを含むサイドパネルとサイドドアの外側面形状を三次元デジタイザのスキャナで計測した後に、サイドパネルからサイドドアを取り外してサイドパネルの開口部形状を三次元デジタイザのスキャナで測定するとともに取り外したサイドドアの周縁部形状もスキャナ測定し、基準マークを基準として、サイドパネルの開口部形状とサイドドアの周縁部形状とをコンピュータにて合成することにより、組付け精度を測定するものである。
特開２００２−２５６６号公報

特許文献１に開示の組付け精度測定方法によれば、極めて高精度に車両のドア廻りの組付け精度を測定することができる。しかし、この方法では、生産ラインから組付け途中の車両を下車させ、さらには、組付けられたサイドドアをサイドパネルから取り外すことを要し、取り外しの前後のスキャナ測定結果を対比することから、組付け精度の計測に多大な時間を要することとなる。さらには、生産ラインから抜き出される中間車両台数も数台に限定せざるを得ず、上記する多数車両を少数の車両計測にて代表させることによる弊害を解消するに至らない。

本発明は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、生産ラインで生産される全数車両の部品組付け精度の測定を、インライン上で効率的かつ高精度に実現することのできる組付け精度計測システムを提供することを目的とする。

前記目的を達成すべく、本発明による組付け精度計測システムは、車両の中間完成品を構成する複数の組付け部品における、隣接する部品間の組付け精度を計測する組付け精度計測システムであって、生産ラインの所定位置に位置決め固定され、前記隣接する部品間の計測部位における隙間および／または段差の計測をおこなう計測手段と、前記中間完成品を所定の速度で搬送する搬送手段と、計測手段に計測指令を出力する指令手段と、から構成され、指令手段からの計測指令が計測手段に送られると、該計測手段では、搬送手段の搬送速度および前記計測部位の位置に基づいて、計測部位の隙間および／または段差の計測をおこなうことを特徴とする。

本発明は、生産ラインにおいて、フェンダーやドア（フロントドア、リアドア）、ドアフレームなどが順次組み付けられることによって車両の中間完成品が製造されるに際して、隣接する組み付け部品間の組み付け精度をインライン上で、その全数を自動計測するためのシステムに関するものである。各組み付け場において部品の組み付けに与えられる所要時間は１分程度であり、組み付け終了と同時にベルトコンベアによって次の組み付け場へ中間完成品が搬送される。したがって、インライン上での計測部位の計測のための時間は、中間完成品が任意の部品組付け場から次の部品組付け場へ搬送される間の極めて短時間でおこなわれる必要があるとともに、１台の車両における計測部位は複数箇所存在することから、作業員による目視検査では対応が不可能であり、自動計測の実施が必須の条件となる。

中間完成品を構成する任意の隣接部品間の計測ポイントは、部品間の隙間と段差である。部品間の隙間と段差はともに、車両の外観に与える影響が極めて大きいことに加え、かかる隙間や段差が大きすぎた場合には、車両の完成段階などで他の部品の組み付けが困難または不可能になるなどの不具合が生じてしまう。したがって、部品間の隙間と段差の双方を計測するのが好ましく、双方の計測結果が許容公差内に入っていることを各部品の組み付け終了段階ごとで確認することにより、車両の完成段階または完成直前段階での不具合の発生が回避できるとともに、大きな組み付け誤差にてその外観が阻害されない完成車両を製造することができる。

本発明のシステムは、生産ラインを構成し、一定の速度で中間完成品を搬送する搬送手段（例えば、ベルトコンベア）と、搬送手段横の所定位置に位置決め固定された適宜の計測手段と、計測手段に計測部位の計測をおこなうように計測指令を出す指令手段とから大略構成されている。計測手段としては、例えば、適宜の光波を出す光センサなどを使用でき、その反射光の受光によって隣接部品間の隙間を計測することができ、反射光受光までのタイムラグにより、段差を計測することができる。

車両の中間完成品には、複数の計測部位が設定されているのが通常である。そこで、搬送手段にて中間完成品が任意の部品組付け場に搬送されてきた段階で部品の組付けが所要時間内でおこなわれ、搬送手段が一定速度で動き出す。この搬送手段の速度は一定であり、この速度と中間完成品の計測部位の位置情報に基づいて指令手段から計測指令が出されると、計測部位の計測が計測手段にておこなわれる。例えば、任意の部品の組付けが終了し、搬送手段が動き出した時点で指令手段から計測指令が出力され、記憶手段内の情報（搬送手段の速度と計測部位の位置に関する情報）に基づいて、計測部位が所定の位置に位置決めされた計測手段に到達した際に該計測部位の計測がおこなわれる構成とすることができる。計測部位が中間完成品の長手方向に複数存在する場合には、各計測部位間の離間（中間完成品の搬送方向における離間）と搬送手段の速度に応じて、それぞれの計測部位における計測を随時おこなうことができる。

上記するシステムによれば、複数の計測部位の隙間と段差の双方を、短時間で自動計測することができるため、生産ラインのインライン上での全数計測を実現することが可能となる。全数計測が実現されることにより、各部品組付け場ごとの組付け能力（組付け精度など）を的確に把握できることから、組付け精度の好ましくない部品組付け場を集中管理することが可能となる。また、全数計測によって多数の定量データを蓄積でき、かかるデータに基づいて組付け精度のバラツキの中央値などを求めることができ、分析結果を以後の組付け作業にフィードバックすることで、高い組付け精度を実現できる生産ラインの構築が可能となる。

また、本発明による組付け精度計測システムの他の実施形態は、車両の中間完成品を構成する複数の組付け部品における、隣接する部品間の組付け精度を計測する組付け精度計測システムであって、生産ラインの任意位置に位置決め固定され、前記隣接する部品間の計測部位における隙間および／または段差の計測をおこなう計測手段と、前記計測部位の位置を記憶しておく記憶手段と、前記中間完成品を所定の速度で搬送する搬送手段と、計測手段に計測指令を出力する指令手段と、から構成され、指令手段からの計測指令が計測手段に送られると、該計測手段では、搬送手段の搬送速度および記憶手段における前記計測部位の位置に基づいて、計測部位の隙間および／または段差の計測をおこなうことを特徴とする。

本発明は、計測手段の設置位置を任意（移動自在）な構成とし、それに伴って、既述する組付け精度計測システムにさらに計測部位の位置を記憶させる記憶手段を設けた組付け精度計測システムに関するものである。その他の構成は、上記する組付け精度計測システムと同様である。

搬送手段の速度は一定であり、この速度と中間完成品の計測部位の位置情報が記憶手段に記憶されており、指令手段から計測指令が出されると、記憶手段内の情報に基づいて、計測部位の計測が計測手段にておこなわれる。例えば、任意の部品の組付けが終了し、搬送手段が動き出した時点で指令手段から計測指令が出力され、記憶手段内の情報（搬送手段の速度と計測部位の位置に関する情報）に基づいて、計測部位が計測手段に到達した際に該計測部位の計測がおこなわれる構成とすることができる。計測部位が中間完成品の長手方向に複数存在する場合には、各計測部位間の離間（中間完成品の搬送方向における離間）が予め記憶手段に記憶されており、かかる離間と搬送手段の速度に応じて、それぞれの計測部位における計測を随時おこなうことができる。

また、本発明による組付け精度計測システムの他の実施形態において、前記計測手段はレーザーセンサからなり、少なくとも複数の該レーザーセンサが鉛直方向に設けられており、前記指令手段は中間完成品の搬送方向に設けられたリミットスイッチからなり、中間完成品の所定部位または該中間完成品を搬送手段上で載置する載置手段の所定部位がリミットスイッチをＯＮすることにより、タイマー制御された計測手段が計測部位の計測をおこなうことができ、鉛直線上に複数の計測部位が存在する場合には、該複数の計測部位を前記複数のレーザーセンサにて同時に計測できるようになっていることを特徴とする。

ここで、複数のレーザーセンサが鉛直方向に設けられている実施例としては、例えば、鉛直方向に延設する棒部材に複数のレーザーセンサが備えられた形態や、搬送手段を跨ぐように設置された鉛直部材と水平部材から構成される門型架構の該鉛直部材に複数のレーザーセンサが備えられた形態などがある。門型架構とする場合には、該架構を構成する２つの鉛直部材の双方にそれぞれ複数のレーザーセンサを備えた構成とすることで、また、鉛直方向に延設する棒部材の場合でも、搬送手段を介して対向する位置に２つの棒部材を設置し、双方の棒部材にそれぞれ複数のレーザーセンサを備えた構成とすることで、中間完成品である車両ボディの左右に存在する計測部位を同時に計測することが可能となる。

また、計測手段に計測指令を出力する指令手段をリミットスイッチとし、搬送手段にて中間完成品が搬送されてきた際に、該搬送手段上で中間完成品を載置しておく載置手段（例えばイケール）の適宜箇所に備えられた突起（例えばドグ）がリミットスイッチをＯＮした時点を計測起点とすることができる。リミットスイッチからの計測指令が該リミットスイッチに連通するコンピュータに送信され、コンピュータ内には、リミットスイッチがＯＮした時点から計測手段に計測指令を出すまでのタイムラグが入力されることで、タイマー制御されることとなる。車種ごとにその長手方向の長さが異なることからかかるタイムラグも車種に応じた時間となり、例えば、リミットスイッチがＯＮした時点からフロントドアおよびリアドア間の計測部位までの搬送所要時間などが車種ごとにコンピュータ内に内臓されている。生産ラインにおいては、複数車種の中間完成品がランダムに流れていくこととなるが、生産ラインに流される前に、予め生産指示書などに基づいてこれからライン上を流される車種をその車番などとともにライン先端のコンピュータに入力することにより、計測指令を出すコンピュータにライン上を流れてくる車種が特定できるようになっている。したがって、測定対象となるべき車種に対応したタイムラグがコンピュータ内で自動選定され、リミットスイッチがＯＮした時点から車種に応じたタイムラグにて計測部位の計測がおこなわれることとなる。

なお、計測部位は、車両の長手方向で複数存在する（例えば、フェンダーとフロントドアの間、フロントドアとリアドアの間、リアドアとリアフェンダーの間の３箇所など）。したがって、各車種ごとに、例えば、リミットスイッチがＯＮした時点からフェンダーとフロントドアの間が計測手段に到達するまでのタイムラグと、次に、フロントドアとリアドアの間が計測手段に到達するまでのタイムラグと、次に、リアドアとリアフェンダーの間が計測手段に到達するまでのタイムラグのそれぞれをタイマー制御しておくことで、車両の長手方向のすべての計測部位のレーザーセンサによる計測が可能となる。

また、長手方向の各計測位置においては、その鉛直方向に複数の計測部位が存在し得ることから、既述する鉛直方向に複数存在するレーザーセンサ位置を車両の鉛直方向における計測部位の位置に応じて調整しておくことにより、車両の長手方向および鉛直方向のすべての計測部位の自動計測を実現することができる。なお、レーザーセンサの鉛直方向位置は、車種に応じて相違する可能性もあるため、例えば、門型架構の鉛直部材に設けられた複数のレーザーセンサが、車種（または車両の規模）に応じて鉛直方向に可動できる構成としておくこともできる。また、一般乗用車計測用の門型架構と、大型トラック用の門型架構など、車両の規模に応じて明らかに鉛直方向の計測部位レベルが異なる車両に応じた計測レベルにレーザーセンサを備えた複数の門型架構を複数位置決め固定しておき、車種または車両の規模に応じて門型架構（に備えられたレーザーセンサ）が使い分けられる構成とすることもできる。

また、本発明による組付け精度計測システムの好ましい実施形態において、前記計測手段はレーザーセンサからなり、少なくとも複数の該レーザーセンサが鉛直方向に設けられており、前記指令手段は中間完成品の搬送方向に設けられたリミットスイッチからなり、該リミットスイッチは、中間完成品の長手方向における計測部位の数量と同数備えられており、中間完成品の所定部位または該中間完成品を搬送手段上で載置する載置手段の所定部位がリミットスイッチを搬送に応じて順次ＯＮすることにより、タイマー制御された計測手段が、ＯＮされたリミットスイッチに対応した計測部位の計測を順次おこなうことができ、鉛直線上に複数の計測部位が存在する場合には、該複数の計測部位を同時に計測できるようになっていることを特徴とする。

本発明のシステムは、車両の長手方向、すなわち、搬送手段による搬送方向に設定されている計測部位ごとにリミットスイッチを備えた構成の組付け精度計測システムに関するものである。これは、部品組付け場において所定時間内に組付けが完了しなかったり、何らかの原因で搬送手段が所定のサイクルタイムで稼動しない場合において、車両の長手方向の各計測部位ごとにリミットスイッチが設けられていることにより、かかる搬送手段の臨時の稼動停止にも柔軟に対応できることが大きな利点である。リミットスイッチが一つの場合には、このリミットスイッチをＯＮした時点を起点としてコンピュータ内に内臓された車種ごとの計測部位のタイムラグにしたがってレーザーセンサからの計測がおこなわれるため、ある計測部位と計測部位の間で搬送手段が稼動停止となってしまうといった不測の事態において、所定の計測部位における計測ができないこととなる。車両の長手方向における計測部位ごとにリミットスイッチが設けられていることにより、各リミットスイッチがＯＮされた時点から該リミットスイッチに対応した計測部位における計測がおこなわれることとなるため、搬送手段の稼動や予期せぬ停止など、生産ラインの実態に即した、精度の高い計測部位の計測を実現することができる。

なお、車両の長手方向に複数の計測部位が存在する場合において、各計測部位の手前にそれぞれの計測部位に対応したリミットスイッチが設けられているとともに、最初のリミットスイッチの手前にレーザーセンサをＯＮするリミットスイッチが設けられ、最後のリミットスイッチの後方にレーザーセンサをＯＦＦするリミットスイッチを設けた構成とすることもできる。

さらに、本発明による組付け精度計測システムの他の実施形態において、生産ラインの各部品組み付け場には、該部品組付け場における部品の組付け精度と、該部品組付け場よりも前段の部品組み付け場における部品の組み付け精度に関する計測結果が表示されるようになっており、該計測結果が組付け許容公差を外れている場合には、その情報を知らせることができるように構成されていることを特徴とする。

例えば、各部品組付け場には中間完成品の計測部位を表示したモニターが設けられており、該モニター内においては、それまでに部品が組みつけられ、隣接部品間の計測が終了して計測がおこなわれた結果が表示されている。各部品間の隙間や段差には当然のことながら設計仕様に基づく組付け許容公差が設定されており、モニター表示された各計測部位の計測値のうち、設定許容公差を外れた計測部位は、赤で点滅表示されたり、ＮＧ表示されたり、さらには、警報が発せられたりするなどの情報通報措置が講じられている。かかる情報を、生産ラインの途中で作業員が認知することにより、その段階でインライン上で組付け直すか、場合によってはかかる中間完成品をライン外に出して組付け直すといった方法を採ることができる。このように組付け途中の可及的に早い段階で組付け品質の好ましくない車両の組付けを修正することができるため、車両の完成直前において、任意の隣接部品間の組付け精度の悪さに起因して別途の部品の組付けが阻害され、したがって多数の部品を組みばらして組付けの修正をおこなうといった手間のかかる作業の発生を完全に回避することができる。

以上の説明から理解できるように、本発明の組付け精度計測システムによれば、生産ライン上で組付けられる全数の車両における計測部位の高精度で定量的な計測を実現することができる。この全数計測の実現によって多数の定量データを蓄積することができ、蓄積データの分析結果を以後の組付け作業にフィードバックすることで、高い組付け精度を実現できる生産ラインを構築するこができ、さらには、集中管理すべき部品組付け場の特定をおこなうことができる。さらに本発明の組付け精度計測システムによれば、鉛直方向に設けられた複数の計測手段と、車種に応じて調整可能なタイマー制御によって多様な車種の計測部位の自動計測を実現することができる。さらに、本発明の組付け精度計測システムによれば、可及的に早い段階で組付け品質の好ましくない車両を特定し、該車両の部品の組直しを早期に実現できるため、車両の完成直前における、部品の組ばらし〜組直しといった手間のかかる作業を解消することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の組付け精度計測システムの一実施形態を示した模式図を、図２は、車両の中間完成品における計測部位とリミットスイッチ、門型架構を示した側面図を、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図を、図４は、図２のＩＶ矢視図をそれぞれ示している。図５は、モニター表示の一実施形態を示した模式図であって（ａ）は組付け判定がＯＫの場合を、（ｂ）は組付け判定がＮＧの場合を示した図をそれぞれ示している。図６は、任意の車種における計測管理結果の一実施形態を示した模式図である。

図１は、本発明の組付け精度計測システムの一実施形態を示した模式図であり、生産ライン１０を構成する複数の部品組付け場の一部を示したものである。各部品組付け場では車両の中間完成品ａを搬送するコンベア５と、コンベア５を跨ぐように位置決め固定された門型架構２と、門型架構２に設置されたレーザーセンサ３ａ，３ｂ，３ｃと、レーザーセンサにて中間完成品ａの計測部位の計測をおこなう際に、タイマー制御のスタート時点をコンピュータ６に指令するリミットスイッチ４ｂ、４ｃ、４ｄと、レーザーセンサを稼動させるレーザーオンスイッチ４ａ、レーザーセンサの稼動を停止させるレーザーオフスイッチ４ｅとが備えられており、これらから計測システム１が大略構成されている。なお、図示する実施形態では、リミットスイッチ４ｂ、４ｃ、４ｄがコンベア５の上方に設けられた形態となっているが、該コンベアが一定の延長で地上部から地下を旋回するスラットコンベアの場合には、その地下部分にリミットスイッチが設けられた構成であってもよい。

各部品組付け場には、上記する計測システム１がそれぞれ設けられており、それぞれの部品組付け場にて部品が組みつけられた後に、隣接部品間の隙間や段差が組付け許容公差内に入っているか否かを門型架構２の水平部材２２に取り付けられたモニター２３にて確認できるようになっている（モニター表示の態様については後述する）。隙間や段差に関する計測結果が組付け許容公差を外れている場合には、作業員は、インライン上で部品の組付け修正をおこなうか、コンベア５からかかる中間完成品ａを降ろして、オフラインにて部品の組付け修正をおこなう。

レーザーオンスイッチ４ａ、リミットスイッチ４ｂ、４ｃ、４ｄ、レーザーオフスイッチ４ｅ、レーザーセンサ３ａ，３ｂ，３ｃはコンピュータ６に繋がっている。コンピュータ６は、図示するように各部品組付け場ごとに設置され、それぞれのコンピュータ６，６，…がＲＡＮ接続されるとともに、コンベア上に組付け対象車両が搭載される位置に設置される対象車両の車番入力用のコンピュータも各コンピュータ６，６，…と接続されている。かかるコンピュータ間の接続態様は任意であり、例えば、１台のサーバーコンピュータに各部品組付け場のコンピュータが接続される態様などを適用できる。入力された車番に応じて、各部品組付け場におけるコンピュータ６は、コンベア上を流れてくる車種を順番に特定することができる。

コンピュータ内には、各車種ごとに各リミットスイッチ４ｂ、４ｃ、４ｄがＯＮされた時点から計測部位までの所要時間が入力されており、かかる所要時間に基づいてレーザーセンサはタイマー制御され、所要の計測部位における隙間と段差の計測をおこなう。レーザーセンサによってセンシングされた隙間と段差に関する計測結果は、コンピュータ６に転送され、記憶される。図示する実施形態では、各部品組付け場ごとに、まず、レーザーオンスイッチ４ａがＯＮされることによって門型架構２に取り付けられた各レーザーセンサ３ａ，３ｂ，３ｃがセンシング可能状態となり、中間完成品ａの長手方向の各計測部位の計測をおこなうためのリミットスイッチ４ｂ、４ｃ、４ｄが順次ＯＮされることによってタイマー制御に基づいて各計測部位の計測がおこなわれ、最後にレーザーオフスイッチ４ｅがＯＦＦされることによって各レーザーセンサ３ａ，３ｂ，３ｃのセンシングを終了させる。

ここで、車種ごとに各リミットスイッチ４ｂ、４ｃ、４ｄがＯＮされた時点からそれぞれのスイッチに対応した計測部位までの所要時間は異なるが、コンピュータ６内には、各車種ごとの該所要時間が入力されている。また、コンピュータ６には流れてくる車種の順番に関する情報が伝送されて記憶されており、計測対象の車種ごとに対応するタイマー制御データを選択して車種に応じた計測の実施を図ることができる。

図２は、車両の中間完成品ａにおける計測部位とリミットスイッチ４ｂ、４ｃ、４ｄ、門型架構２の一実施形態を側面から見たものである。図示する実施形態では、中間完成品ａの長手方向の計測位置が３箇所あり（図中のＸ，Ｙ，Ｚ）、各計測位置にはそれぞれの計測部位が設定されている（Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｚ１，Ｚ２の７箇所）。なお、中間完成品ａの左右を計測することから総計１４箇所の計測部位が設定されていることとなる。この計測部位の位置や数は、車種やその規模、管理の精度やその方針等によって多様に選定できる。長手方向の計測位置ごとにリミットスイッチを備えた構成とする場合には、長手方向の計測位置と同数のリミットスイッチを設ける必要がある。なお、リミットスイッチを一つだけにして、各計測位置までの所要時間をタイマー制御する実施形態であってもよい。

中間完成品ａは、コンベア５上に設置された複数のイケールｂ、ｂ、…上に載置され、搬送方向の先端にあるイケールｂにはレーザーオンスイッチ４ａやリミットスイッチ４ｂ、４ｃ、４ｄをＯＮするための突起ｂ１が側方に突出した態様で取り付けられている。各リミットスイッチがＯＮされた時点からの所要時間が高い精度でタイマー制御されているため、イケールｂ、ｂ、…上における中間完成品ａの載置態様も高い精度で位置決めされる必要がある。

図３は図２を上から見た平面図であり、図４は中間完成品ａを正面から見た図である。図３のＸ方向に中間完成品ａが流れていき、突起ｂ１がレーザーオンスイッチ４ａをＹ方向に押出すことによって各レーザーセンサ３ａ，３ｂ，３ｃ（図２参照）がセンシング可能状態となる。中間完成品ａがさらに流れ、突起ｂ１が最初のリミットスイッチ４ｂを押出すことにより、その時点から中間完成品ａのＸ位置（長手方向の最初の計測位置）が各レーザーセンサ３ａ，３ｂ，３ｃを横切るまでの時間がタイマー制御され、横切る前後の計測部位付近がセンシングされ、所要の計測部位の隙間と段差の計測結果がコンピュータ６へ送られる。その後、突起ｂ１が順次リミットスイッチ４ｃ、４ｄを押出すごとにタイマー制御に基づいて計測位置Ｙ，Ｚの隙間と段差の計測がおこなわれる。このように、中間完成品ａの長手方向に設けられた複数の計測位置ごとにリミットスイッチが設定されていることで、生産ラインにおいて往々にして生じ得るコンベアの緊急停止などの際にも、各計測位置における計測部位の計測には支障が生じない。

図５は、任意の部品組付け場における門型架構２に取り付けられたモニター画面の一実施形態を示したものである。図５ａは、中間完成品ａの左右側面のそれぞれの７箇所の計測部位のすべての隙間および段差に関する計測結果が組付け許容公差内に入っており、したがって総合判定結果がＯＫと表示されているモニター画面を示している。なお、生産ラインにおいては、複数の部品組付け場を中間完成品が通過することによって例えば塗装工程に送られる中間完成品が完成することとなるが、各部品組付け場ごとに中間完成品の完成の程度が異なることから、計測部位の数や位置が部品組付け場ごとに異なり、したがって計測部位（の数）が異なることは勿論のことである。図５ｂは、左右側面のうち、右側面の計測部位の一箇所の段差（Ｘ）が組付け許容公差を外れており、かかる段差結果部分が点滅するとともに、総合判定結果がＮＧと表示されているモニター画面を示している。なお、警報を発する等の措置により、作業員に確実に認知させる方法などもある。

各部品組付け場には図５に示すモニター２３が備えられており、該モニター２３は、コンピュータ６に接続されており、コンピュータ内にて隙間および段差に関する計測結果が許容公差に入っているか否かを判定し、判定結果をモニター２３に表示できる構成となっている。任意の部品組付け場における部品の組付けが完了し、中間完成品ａが門型架構２を完全に通過した時点で、該部品組付け場におけるすべての計測部位の組付け精度の判定結果がモニター表示でき、総合判定がＮＧの場合には、可能であれば該部品組付け場にて部品の再組付けをおこない、コンベアの稼動の関係で既に中間完成品が次の部品組付け場に搬送されている場合には、次の部品組付け場にて前段の部品組付け場における部品の再組付けをおこなうことができる。

このように、部品が組み付けられた直後にその組付け精度を確認でき、精度のよくない中間完成品に関してはその時点で組付け修正をおこなうことができるため、中間完成品が完成車両に近づいた段階（部品の組みばらしと再組付けが困難な段階）での組付け修正を完全に回避することができる。さらに、生産ラインにおいて生産される全数車両の組付け精度確認をおこなうことができるため、組付け不良を有した中間完成品が塗装ライン等のその後の工程に送られるといった問題を完全に回避することができる。

図６は、任意の車種における計測管理結果の一実施形態を示した模式図であり、例えば７箇所の計測部位のうちの２箇所の隙間および段差に関する結果を示している。かかる結果は、コンピュータ内に蓄積された計測データに基づいて、該コンピュータ画面上に表示される。隙間および段差には、それぞれの組付け許容公差（規格）が設定されており、例えば、車種ごとに、図示するように時系列的に計測結果がアウトプットされる。図示する実施形態では、正負の組付け許容公差をそれぞれ１．５ｍｍとし（規格値が３ｍｍ）、計測部位Ｙ１においては隙間／段差ともにすべての車番の中間完成品が組付け許容公差内に収まっており、計測部位Ｙ３においては、段差に関して４台が組付け許容公差を満足していない結果となっていることを示している。なお、画面上には、計測結果の時系列グラフのほかに、計測値の最大／最小値や平均値、工程能力指数（Ｃｐ値）や３σ値などが表示される。

これらのデータに基づいて、組付け精度の芳しくない部品組付け場を特定することができ、該部品組付け場の集中管理を実行することで生産ライン全体の組付け精度の向上を図ることができる。また、データに基づいて、計測値の中央値やばらつきの傾向を解析し、解析結果を以降の生産にフィードバックすることにより、高い部品組付け精度を備えた生産ラインの構築を図っていくことが可能となる。

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。

本発明の組付け精度計測システムの一実施形態を示した模式図。車両の中間完成品における計測部位とリミットスイッチ、門型架構を示した側面図。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図。図２のＩＶ矢視図。モニター表示の一実施形態を示した模式図であって（ａ）は組付け判定がＯＫの場合を、（ｂ）は組付け判定がＮＧの場合を示した図。任意の車種における計測管理結果の一実施形態を示した模式図。

符号の説明

１…計測システム、２…門型架構、２１…鉛直部材、２２…水平部材、２３…モニター３ａ，３ｂ，３ｃ…レーザーセンサ、４ａ…レーザーオンスイッチ、４ｂ、４ｃ、４ｄ…リミットスイッチ、４ｅ…レーザーオフスイッチ、５…コンベア、６…コンピュータ、１０…生産ライン、ａ…中間完成品、ａ１，ａ２…部品、ｂ…イケール、ｂ１…突起

Claims

車両の中間完成品を構成する複数の組付け部品における、隣接する部品間の組付け精度を計測する組付け精度計測システムであって、
生産ラインの所定位置に位置決め固定され、前記隣接する部品間の計測部位における隙間および／または段差の計測をおこなう複数のレーザーセンサと、前記中間完成品を所定の速度で搬送する搬送手段と、該レーザーセンサに計測指令を出力する指令手段と、から構成され、
複数の前記レーザーセンサが鉛直方向に設けられており、前記指令手段は中間完成品の搬送方向に設けられたリミットスイッチからなり、該リミットスイッチは中間完成品の長手方向における計測部位の数量と同数備えられており、
中間完成品の所定部位または該中間完成品を搬送手段上で載置する載置手段の所定部位がリミットスイッチを搬送に応じて順次ＯＮすることにより、該リミットスイッチからの計測指令がレーザーセンサに送られ、タイマー制御された該レーザーセンサが、前記搬送手段の搬送速度および前記計測部位の位置に基づいて、ＯＮされたリミットスイッチに対応した計測部位の隙間および／または段差の計測を順次おこなうことができ、鉛直線上に複数の計測部位が存在する場合には、該複数の計測部位を同時に計測できるようになっていることを特徴とする組付け精度計測システム。
前記組付け精度計測システムが、前記計測部位の位置を記憶しておく記憶手段をさらに備え、前記レーザーセンサでは、前記搬送手段の搬送速度および該記憶手段における該計測部位の位置に基づいて、計測部位の隙間および／または段差の計測をおこなうことを特徴とする請求項１に記載の組付け精度計測システム。
生産ラインの各部品組み付け場には、該部品組付け場における部品の組付け精度と、該部品組付け場よりも前段の部品組み付け場における部品の組み付け精度に関する計測結果が表示されるようになっており、該計測結果が組付け許容公差を外れている場合には、その情報を知らせることができるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の組付け精度計測システム。