JPH01245108A - ワーク位置決め装置の較正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、ワーク位置決め用の複数のゲージ部を、複
数の位置決めロボットの作動に基づきそれぞれ移動させ
て配置し、複数のワークを相互に位置決めするワーク位
置決め装置の、前記位置決めロボットの作動位置を較正
する方法に関するものである。

（従来の技術） 上述の如きワーク位置決め装置としては例えば、本出願
人が先に特開昭５９−１４４５９５号公報にて開示した
ものがある。

第５図は、上記装置を、自動車車体の組立てラインの、
車体の組立精度をほぼ決定する車体主要部の組立てステ
ー°ジに適用し、位置決めロボットとして直交座標型ロ
ボットを用いて構成したものを示す斜視図であり、図中
１はその車体主要部組立てステージに配置されたワーク
位置決め装置を示す。

ここにおける組立てラインは、上記車体主要部組立てス
テージに、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、そのステージにて、前
記車体パネルを、上記ワーク位置決め装置１により所定
の組立精度を充たすような相対位置に位置決めし、さら
にその同じステージにて、位置決め状態の前記パネルを
スポット溶接で相互に仮止め結合して、車体の組立精度
を主に決定する車体主要部２を組立て、その後、シャト
ルコンベヤ３により図示しない他のい（つかのステージ
へその車体主要部２を搬送し、それらのステージで車体
主要部２にスポット溶接の増打ちを行うとともに前後ル
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
けて車体を組立て、引続く図示しないステージでその車
体の組立精度を計測するものであり、上記車体主要部組
立てステージにおいて車体主要部２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１は、フレーム４と、それに取付けられた多数
の直交座標型位置決めロボット５と、そのハンド部とし
ての、−台の位置決めロボット５につき一個または複数
個づつのワーク受は治具６とを具えており、位置決めロ
ボット５は、所要に応じ、エアシリンダ駆動のワークク
ランプ装置７もハンド部として具える。

ここでワーク受は治具６は、第６図に示すように、互い
に隣接する多数の細片をサーボモータで一枚づつ同一方
向へ進退移動させ、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
にて、ワークを位置決め保持し得る、位置決め手段とし
てのゲージ部６ａを形成することができ（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１は、車体主要部２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
するワーク受は治具６のゲージ部６ａの形状をそれぞれ
一致させ、これとともに、各位置決めロボット５の作動
によりそれらのワーク受は治具６、ひいてはそのゲージ
部６ａをそれぞれ所定の位置に配置することにて、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７の作動により車体パネルを固定することができる。

そして、上記位置決めロボット５の制御装置８は、第６
図に示すように、通常のＣＰＵからなる演算部９と、作
動指示信号等の記憶や演算処理に用いるメモリ１０と、
ワーク受は治具のゲージ部６ａの位置データを含む作動
指示信号の入力および作動確認信号の出力用のインタフ
ェース１１と、位置決めロボット５の各座標軸方向毎に
設けたサーボモータやワーク受は治具６の細片駆動用の
サーボモータの作動をアンプユニッ目３を介し制御する
サーボコントローラ１２と、それらのワーク受は治具６
の細片固定装置や各ワーククランプ装置７の作動を制御
する図示しないコントローラとを具えてなり、ワーク位
置決め装置１の主制御装置１４からインタフェース１１
を介して入力された作動指示信号に基づいて、各位置決
めロボット５、ワーク受は治具６、ワーククランプ装置
７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。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記車体主要部組立てステージへの上記ワー
ク位置決め装置１の設置に際しては、各ゲージ部６ａの
位置決め精度を充分ならしめるため、各位置決めロボッ
ト５の作動位置を上記車体主要部組立てステージの座標
系に対応するよう較正する必要があり、かかる較正作業
を、従来は、先ず各位置決めロボット５の各々につき、
その三本の直交座標軸の方向への作動位置を三次元計測
装置等の計測装置で計測することにて較正データを得、
次いでそれらの位置決めロボット５を、所定精度で組立
てたフレーム４の所定位置に、そのフレーム４の三本の
直交座標軸の方向に対し位置決めロボット５の各座標軸
の方向が一致するように組付け、その後、そのフレーム
４を車体主要部組立てステージに、そのステージの三本
の直交座標軸の方向に対しフレーム４の各座標軸の方向
が一致するように設置し、そして、その設置あるいはそ
こまでの運搬にともなうフレーム４の歪みを測量装置に
より測定しながら修正し、しかる後、フレーム４の座標
系をステージの座標系に変換するための較正データを求
めるという方法にて行っていた。

しかしながら、上述の方法にあっては、フレーム４への
組付は後の各ロボットの作動位置を保証するため、車体
主要部組立てステージへのフレーム４の設置精度および
、設置後のフレーム４の歪み修正精度を極めて高精度に
行わねばならず、フレーム４は極めて大きな構造物であ
ることからそれらの精度出しは、極めて困難で、長期間
を要するという問題があった。

この発明は、かかる問題点を有利に解決した較正方法を
提供するものである。

（問題点を解決するための手段） この発明のワーク位置決め装置の較正方法は、ワーク位
置決め用の複数のゲージ部を、複数の位置決めロボット
の作動に基づきそれぞれ移動させて配置し、複数のワー
クを相互に位置決めするワーク位置決め装置の、前記位
置決めロボ・ノドの作動位置を較正するに際し、あらか
じめ作動位置を較正した計測ロボットを、該計測ロボッ
トの作動範囲と、使用場所に設置された前記ワーク位置
決め装置の前記位置決めロボットの作動範囲とが少なく
とも部分的に重なり、かつその計測ロボットの座標系と
、前記使用場所の座標系とが所定の位置関係となる位置
に搬入してその位置に取外し可能に固定し、その後、前
記位置決めロボットを作動させるとともに前記計測ロボ
ットを作動させ、前記位置決めロボットの作動にともな
う前記ゲージ部の移動後の位置を前記計測ロボットによ
り計測して、その計測ロボットの計測結果に基づき前記
位置決めロボットの作動位置を較正することを特徴とす
る。

（作　用） かかる方法によれば、使用場所に設置した後のワーク位
置決め装置の位置決めロボットの作動位置を、あらかじ
め作動位置を較正するとともにその座標系と上記使用場
所の座標系との位置関係を明らかにした計測ロボットに
より、それらのロボットの作動範囲が重なり合う範囲内
で計測し、その計測結果に基づき位置決めロボットの作
動位置を較正するので、ワーク位置決め装置の、位置決
めロボットを支持するフレームの設置と歪み修正とに必
要な精度を、位置決めロボ・ントの作動精度を保証しつ
つ低め得て、ワーク位置決め装置の、設置後の精度出し
に要する期間を大幅に短縮することができる。

（実施例） 以下に、この発明の実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。

第１図は、この発明のワーク位置決め装置の較正方法を
、第５図に示すワーク位置決め装置に適用した一実施例
を示す斜視図であり、図中第５図に示す装置と同様の部
分はそれと同一の符号にて示す。

すなわち、図中１はワーク位置決め装置を示し、このワ
ーク位置決め装置１は、自動車車体の組立てラインの車
体主要部組立ステージに、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仮止めのため相
互に位置決めすべく設置されたもので、第３図に示すよ
うに、主制御装置１４からの作動指示信号に基づき制御
装置８が、アンプユニット１３を介して各位置決めロボ
ット５の各座標軸方向毎のサーボモータ（Ｍ）５ａやワ
ーク受は治具６の細片駆動用のサーボモータ（Ｍ）６ｂ
の作動を制御し、さらに、ワーククランプ装置７の作動
も制御するものである。

そして、このワーク位置決め装置１の、上記ステージへ
の設置は、先ず、フレーム４に、ワーク受は治具６およ
び所要に応じてワーククランプ装置７をハンド部として
具える直交座標型の多数の位置決めロボット５を、それ
らのロボットの直交座標軸の方向がフレーム４に設定し
た直交座標軸の方向に概ね一致するように仮組付けし、
その後、そのフレーム４を、組立て場所から前記車体主
要部組立てステージまで搬送して、そのステージの直交
座標軸の方向にフレームの直交座標軸の方向が概ね一致
するように、そのステージに固定するという手順で行わ
れている。

かかるワーク位置決め装置１の各位置決めロボット５の
作動位置の較正に際し、この例では先ず、第１図に示す
ように、組立てラインのシャトルコンベヤ３を用いて、
直交座標型の計測ロボッ）１５をフレーム４内に搬入し
、その計測ロボット１５の直交座標系がこの車体主要部
組立てステージの直交座標系に対し所定の関係となるよ
うに、好ましくは計測ロボット１５の直交座標軸の方向
とステージの直交座標軸の方向とが一致し、計測ロボッ
ト１５の各座標軸上の値に所定値を加算あるいは減算す
ればステージの各座標軸上の値となるように、計測ロボ
ッ目５を当該ステージに取外し可能に固定する。

ここにおける計測ロボッ目５は、第２図にもあわせて示
すように、基台１６と、移動台１７と、支柱１８と、腕
１９とを具えてなり、基台１６上には、移動台１７ヲシ
ヤトルコンベヤ３の搬送方向、すなわち当該ステージの
水平なＹ座標軸方向（図中矢印Ｙで示す）へ往復移動さ
せる、例えばボールねじ駆動の図示しないＸ軸駆動機構
が設けられ、移動台１７上に立設された支柱１８内には
、腕１９をこのステージの垂直なＺ軸方向（図中矢印Ｚ
で示す）へ往復移動させる、例えばボールねし駆動のＸ
軸駆動機構が設けられ、腕１９内には、その腕１９を、
このステージの、水平かつ上記Ｙ座標軸方向と直交する
Ｘ座標軸方向（図中矢印Ｘで示す）へ往復移動させる、
例えばボールねし駆動のＸ軸駆動機構が設けられ、そし
て腕１９の両端部にはそれぞれ、接触代センサ２０が設
けられている。

ここで、上記Ｘ軸駆動機構、Ｘ軸駆動機構およびＸ軸駆
動機構は、第３図に示すように、それらの駆動用のモー
タ（Ｍ）２１をそれぞれアンプユニット２２を介し、位
置決めロボットの第６図に示す制御装置８と同様の構成
の計測ロボット制御装置２３に接続されてその作動を制
御され、これも制御装置２３に接続された接触式センサ
２０を、少なくとも、ワーク位置決め装置１のフレーム
４に設けられた全ての位置決めロボット５の作動範囲を
含む範囲で移動させることができ、この計測ロボットの
上記各駆動機構の作動による接触式センサ２０の移動位
置は、あらかじめ三次元測定装置により計測して、較正
されている。

かかる計測ロボット１５を車体主要部組立てステージに
配置固定した後、ここでは、計測ロボット制御装置２３
を制御装置８に接続し、計測ロボット１５の作動を位置
決めロボット５と協調可能ならしめる。

そしてここでは、主制御装置１４から制御装置８に作動
指示信号を与えて、あらかじめ制御装置８に入力したプ
ログラムにより、位置決めロボット５とフレーム４と当
該ステージとの各々の直交座標軸の方向が互いに一致し
ているとしたときのそれらの位置関係に基づいて、位置
決めロボット５を、それが具えるワーク受は治具６に設
定した基準点が、第４図に示す如く位置決めロボット５
の作動限界付近まで拡がる立方体もしくは直方体であっ
て各辺の方向が当該ステージの座標軸方向と一致するも
のを画成する、各辺につき三つづつの点１０１〜１２０
を順次に辿る経路に沿って移動し、かつそれらの点で一
定時間停止するように作動させ、また、上記プログラム
により、制御装置８から計測ロボット制御装置２３へ作
動指示信号を与えて、計測ロボット１５を、第２図に示
す如く接触式センサ２０のプローブ２０ａが上記各点で
停止中のワーク受は治具６の側面から突出する立方体状
の検知ブロック６ｃの互いに直交する三面に接触するよ
うに作動させる。

これによってここでは、車体主要部組立てステージの座
標系での各点１０１〜１２０にワーク受は治具６の基準
点が位置するように位置決めロボット５を作動させたと
きの、ワーク受は治具６の基準点の実際の位置が、計測
ロボット１５の作動位置データの較正結果から求まり、
その後ここでは、それら基準点の実際位置を計測ロボッ
ト制御装置２３から制御装置８へ送り、制御装置８に、
上記基準点の実際の位置と位置決めロボット５への指示
位置との誤差から、その指示位置、ひいては作動位置を
較正するデータを求めさせて記憶させ、また、位置決め
ロボット５の座標軸方向の、当該ステージの座標軸方向
に対するずれがあるときは、そのずれを無くすように、
フレーム４への位置決めロボット５の取付は姿勢を修正
し、しかる後、上記較正データに基づき上記各点のうち
代表として１０１゜１０５、１１５．１１０の点につい
て再び上記手順を行って較正データを確認する。

かかる手順を全ての位置決めロボット５について行えば
、ワーク位置決め装置１の全ての位置決めロボット５の
移動位置を車体主要部組立てステージの座標系に対応さ
せるための較正データを高精度に得ることができ、しか
もこの方法によれば、フレーム４への位置決めロボット
５の取付は精度および上記ステージへのフレーム４の設
置位置精度をそれ程高くすることなしに、またフレーム
４の歪み修正をほとんどもしくは全く行うことなしに位
置決めロボット５の作動位置を保証することができるの
で、ワーク位置決め装置１の、使用場所における精度出
しを短期間でかつ容易に行うことができる。

さらに上述の例の方法によれば、制御装置８に作業手順
をあらかじめプログラムとして記憶させておくので、全
ての位置決めロボット５の較正データの採取作業を、人
手を介することなく自動的に行うことができる。

尚、較正データの採取終了後は、計測ロボット１５を車
体主要部組立てステージから取外し、シャトルコンベヤ
３でそのステージ外へ搬出すれば、ワーク位置決め装置
１を使用することができる。

以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例
に限定されるものでなく、例えば、位置決めロボットお
よび計測ロボットの一方もしくは両方が多関節型あるい
は他のタイプのロボットの場合にもこの発明を適用可能
なことはもちろんであり、また、計測ロボットによる位
置決めロボットの作動位置の計測は、非接触式センサに
より行っても良い。

（発明の効果） かくしてこの発明の方法によれば、使用基゛所に設置し
た後のワーク位置決め装置の位置決めロボットの作動位
置を計測ロボットで計測し、その結果に基づき較正を行
うので、ワーク位置決め装置の、位置決めロボットを支
持するフレームの設置と歪み修正とに必要な精度を、位
置決めロボットの作動精度を保証しつつ低め得て、ワー
ク位置決め装置の、設置後の精度出しに要する期間を大
幅に短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のワーク位置決め装置の較正方法の一
実施例を示す斜視図、 第２図は上記例で用いるワーク位置決め装置および計測
ロボットの構成を示す構成図、第３図は上記例の実施に
用いる計測ロボットを例示する斜視図、 第４図は上記例における位置決めロボットの作動経路を
示す経路図、 第５図は従来例および上記例の実施に用いるワーク位置
決め装置を例示する斜視図、 第６図は上記ワーク位置決め装置の構成を示す構成図で
ある。 １・・・ワーク位置決め装置 ５・・・位置決めロボット　６・・・ワーク受は治具６
ａ・・・ゲージ部　　　　　８・・・制御装置１４・・
・主制御装置　　　　１５・・・計測ロボット２０・・
・接触式センサ 特許出願人　　日産自動車株式会社 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ワーク位置決め用の複数のゲージ部を、複数の位置
   決めロボットの作動に基づきそれぞれ移動させて配置し
   、複数のワークを相互に位置決めするワーク位置決め装
   置の、前記位置決めロボットの作動位置を較正するに際
   し、 あらかじめ作動位置を較正した計測ロボットを、該計測
   ロボットの作動範囲と、使用場所に設置された前記ワー
   ク位置決め装置の前記位置決めロボットの作動範囲とが
   少なくとも部分的に重なり、かつその計測ロボットの座
   標系と、前記使用場所の座標系とが、所定の位置関係と
   なる位置に搬入してその位置に取外し可能に固定し、 その後、前記位置決めロボットを作動させるとともに前
   記計測ロボットを作動させ、前記位置決めロボットの作
   動にともなう前記ゲージ部の移動後の位置を前記計測ロ
   ボットにより計測して、その計測ロボットの計測結果に
   基づき前記位置決めロボットの作動位置を較正すること
   を特徴とする、ワーク位置決め装置の較正方法。