JPH0872764A

JPH0872764A - 生産ライン制御装置

Info

Publication number: JPH0872764A
Application number: JP6234161A
Authority: JP
Inventors: Yoshimi Niihara; 良美新原
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1994-09-01
Filing date: 1994-09-01
Publication date: 1996-03-19

Abstract

(57)【要約】【目的】ロボットコントローラの演算処理負荷の増大
を防止しつつ、ロボットコントローラによる制御と、ロ
ボットをワークに同期追従移動させる同期追従制御との
協調を図る。【構成】自動車製造工場の塗装表面検査ステーション
ＫＳに、コンベア６、ロボット７、ロボット７を移動さ
せる走行案内路８とボールネ軸８ａ、ロボットコントロ
ーラ、コンベア６の駆動制御と位置検出制御とロボット
７の移動駆動制御とロボット７の移動位置検出制御を行
う主制御装置、等を設け、ワーク１とロボット７を同期
移動させつつ、ロボット７で検査し欠陥を研磨する。各
作業ゾーン毎にロボット７をティーチング位置に設定後
同期移動させ、また、ロボット７が限界位置に到達後
は、ティーチング情報を補正して検査や研磨を継続す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、生産ライン制御装置に
関し、特に、搬送中のワークに対してロボットを同期追
従移動させながら作業を高精度で行なわせる為の生産ラ
イン制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車製造工場において、加工や
組付けや検査を行う生産ラインに沿ってワークを搬送す
るコンベアを設け、生産ラインの各工程において、ライ
ンの近傍に複数のティーチング／プレイバック方式の作
業ロボットを設け、ワークの搬送と搬送停止とを繰り返
ししつつ、それらロボットで停止中のワークに各種の作
業を行わせるようにしてある。このように、ワークの搬
送と搬送停止とを繰り返す場合には、ワークの位置を正
確を制御しにくく、加工や組付けの精度低下要因となる
し、バッファステーション等も必要となり、生産ライン
が長くなる。

【０００３】そこで、最近では、ワークを搬送しなが
ら、そのワークに対してロボットを同期追従移動させて
作業を行わせる技術が提案されつつあるが、ワークの搬
送速度は、ミクロ的には微小に変動することから、加工
や組付けを高精度でなす場合には、ワークに対してロボ
ットを同期追従移動させる為の演算処理の負荷が大きく
なる。そして、前記のようにロボットを同期追従移動さ
せる場合、従来では、ワークの搬送制御とその位置検知
制御とを行うワーク搬送制御手段を、ロボットコントロ
ーラとは別に設け、ロボットの移動駆動制御と、その移
動位置検知制御とを、ロボットコントローラに分担させ
るのが一般的である。

【０００４】前記のように、ワークに対して部品組付自
動機を同期追従させる同期作業装置として、実公平１−
１３０２５号公報には、ワークを搬送する搬送装置と、
その搬送装置に沿って走行する走行台車と、この走行台
車に設けられ搬送装置に負荷を以て係合する係合片と、
この係合片を介して走行台車を同期走行移動させる速度
調節駆動部とを備えたものが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ワークを搬送しつつ、
ワークに対して作業ロボットを同期追従移動させなが
ら、作業を行う生産ラインの制御装置に関して、従来の
技術では、ワークの搬送制御とその位置検知制御とを行
うワーク搬送制御手段を、ロボットコントローラとは別
に設け、ロボットの移動駆動制御と、その移動位置検知
制御とをロボットコントローラに分担させるので、次の
ように、ロボットコントローラによるロボットの制御
と、ワークに対してロボットを同期追従移動させる制御
とを、簡単に協調させることが難しくなり、ロボットコ
ントローラの演算処理負荷が多くなる等の問題がある。

【０００６】生産ラインの所定の工程にワークが搬送さ
れロボットで作業を開始する際、ワークとロボットの位
置関係が、ロボットにティーチングを施した時の位置関
係と異なるため、ロボットコントローラに格納されたテ
ィーチング情報を補正する演算処理、搬送されるワーク
にロボットを同期追従させる演算処理、等のロボットコ
ントローラにおける負荷が大きくなる。

【０００７】そこで、ロボットで作業開始する際に、ワ
ークに対するロボットの位置をティーチング時の位置関
係となるように制御するティーチング位置調整制御を実
行することが考えられるが、この場合においても、ワー
クの時々刻々の位置にロボットを同期追従させる演算処
理の負荷はロボットコントローラ側に依然として残って
しまう。しかも、１台のロボットが複数の作業ゾーンの
作業を分担する場合、各作業ゾーンの為のティーチング
位置が異なることが多いため、各作業ゾーンの作業開始
毎に、ティーチング位置調整制御を行う必要があるか
ら、その為の演算処理負荷もロボットコントローラに発
生する。

【０００８】更に、ロボットが、前記所定の工程の下流
端の手前の移動限界位置に達した時には、ロボットの同
期追従移動を停止させる必要があるが、この時点でロボ
ットによる作業を停止させる場合には、その分生産ライ
ンが長くなるし、また、ロボットによる作業を継続する
場合には、ティーチング情報の補正処理が必要となる
が、そのティーチング情報の補正処理の負荷もロボット
コントローラに発生する。本発明の目的は、ロボットコ
ントローラの演算処理負荷の増大を防止しつつ、ロボッ
トコントローラによる制御とロボット同期追従制御との
協調を図ることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の生産ライン制
御装置は、図１の機能ブロック図に示すように、ワーク
を搬送するワーク搬送手段と、ワーク搬送手段により搬
送されているワークに対して所定の作業を行うロボット
と、このロボットをワーク搬送経路に沿って移動可能な
ロボット移動駆動手段とを備えた生産ライン制御装置に
おいて、前記ワーク搬送手段で搬送されるワークの搬送
方向位置を検知するワーク位置検知手段、及び、前記ロ
ボット移動駆動手段でワーク搬送方向に移動駆動される
ロボットの位置を検知するロボット位置検知手段と、前
記ロボットを制御するロボット制御手段と、前記ロボッ
トが搬送中のワークに同期追従して移動するようにロボ
ット移動駆動手段を制御する同期制御手段と、前記ワー
ク位置検知手段で検知されるワークの位置とロボット位
置検知手段で検知されるロボットの位置とを用いて、ロ
ボット制御手段による制御と、同期制御手段による制御
とを協調させる協調制御手段とを備えたものである。

【００１０】前記ロボットは、ワークの複数の作業ゾー
ンを分担するとともに、各ゾーン毎にティーチングされ
たティーチング情報によるプレイバック方式の作業を含
む作業を行うロボットである構成にしてもよい（請求項
１に従属の請求項２）。前記協調制御手段は、各作業ゾ
ーンの作業開始時には、ロボットがワークに対してティ
ーチング時の位置関係となるように、同期制御手段を介
してロボット移動駆動手段を制御するように構成しても
よい（請求項２に従属の請求項３）。前記協調制御手段
は、ロボット位置検知手段で検知されたロボットの位置
がワーク搬送方向下流側の限界位置に達したときには、
ワーク位置検知手段で検知されるワークの位置と限界位
置とに基づいて、ティーチング情報を補正する補正量を
演算して、ロボット制御手段に出力するティーチング情
報補正手段を有する構成にしてもよい（請求項３に従属
の請求項４）。

【００１１】

【発明の作用及び効果】請求項１の生産ライン制御装置
においては、ワーク搬送手段により搬送されるワークの
搬送方向位置が、ワーク位置検知手段により検知され、
また、搬送されているワークに対して所定の作業を行な
うロボットは、ロボット移動駆動手段により、ワーク搬
送経路に沿って移動可能であり、ワーク搬送方向に移動
駆動されるロボットの位置は、ロボット位置検知手段に
より検知される。ロボット制御手段はロボットを制御
し、同期制御手段は、ロボットが搬送中のワークに同期
追従して移動するようにロボット移動駆動手段を制御
し、協調制御手段は、ワーク位置検知手段で検知される
ワークの位置とロボット位置検知手段で検知されるロボ
ットの位置とを用いて、ロボット制御手段による制御
と、同期制御手段による制御とを協調させる。

【００１２】このように、ワーク搬送手段及びワーク位
置検知手段を設けるとともに、ロボットを制御するロボ
ット制御手段とは別に、ロボットが搬送中のワークに同
期追従して移動するようにロボット移動駆動手段を制御
する同期制御手段を設け、ロボット制御手段による制御
と、同期制御手段による制御を協調させる協調制御手段
を設けたので、ロボットをワークに同期追従移動させる
為にロボット制御手段の演算処理負荷が増大するのを防
止できること、ロボット制御手段による制御と同期制御
手段による制御とを協調させながら、搬送中のワークに
対してロボットにより高精度で作業を行ない得ること、
等の効果が得られる。

【００１３】請求項２の生産ライン制御装置において
は、前記ロボットは、ワークの複数の作業ゾーンを分担
するとともに、各ゾーン毎にティーチングされたティー
チング情報によるプレイバック方式の作業を含む作業を
行うロボットであるが、協調制御手段によって、搬送中
のワークに対してロボットをティーチング位置に位置さ
せる制御、等を簡単に実行することができる。

【００１４】請求項３の生産ライン制御装置において
は、前記協調制御手段は、各作業ゾーンの作業開始時に
は、ロボットがワークに対してティーチング時の位置関
係となるように、同期制御手段を介してロボット移動駆
動手段を制御する。請求項２と同様に、ロボット制御手
段の演算処理負荷を増大させることなく、ロボットをワ
ークに対してティーチング時の位置関係にして同期移動
させることができ、その結果ロボット制御手段において
は、ティーチング情報を補正することなく活用できるた
め、ロボット制御手段の演算処理負荷が軽減される。

【００１５】請求項４の生産ライン制御装置において
は、前記協調制御手段に設けられたティーチング情報補
正手段は、ロボット位置検知手段で検知されたロボット
の位置がワーク搬送方向下流側の限界位置に達したとき
には、ワーク位置検知手段で検知されるワークの位置と
限界位置とに基づいて、ティーチング情報を補正する補
正量を演算して、ロボット制御手段に出力する。従っ
て、ロボットが限界位置に達して移動停止した状態にお
いても、ロボット制御手段の演算処理負荷を増大させる
ことなく、ティーチング情報を補正する補正量をロボッ
ト制御手段に供給し、ティーチング情報を有効活用して
作業を継続することができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。本実施例は、自動車製造工場において上
塗り後の自動車ボディの表面の塗装欠陥を検出する塗装
表面検査装置に、本発明を適用した場合の一例である。
図２に示すように、塗装工程の下流側に設けられた塗装
表面検査ステーションＫＳには、以下に説明する塗装表
面検査装置が設けられ、この塗装表面検査装置により、
自動車ボディ１の表面の塗装欠陥が検出され、検出され
た欠陥部位が研磨され、その後自動車ボディ１は後工程
へ搬送され、表面欠陥部位に対して補修塗装が実行され
る。尚、以下の説明において、自動車ボディ１の搬送方
向前方（図１の左方）を前方とし、前方を向いて左右方
向を左右方向として説明し、以下自動車ボディ１をワー
クという。

【００１７】前記塗装表面検査装置について説明する。
図２に示すように、塗装表面検査ステーションＫＳは、
天井壁２と、左右の側壁３，４と、前後両面の開口付き
の前後壁とで被われており、ワークを台車５に載せて塗
装表面検査ステーションＫＳへ搬送する為の台車式のコ
ンベア６が前後に貫通状に走行するように設けられ、ワ
ークの上面と左右両側面に照明光（検査光）を照射する
為の光照射装置（図示略）が、天井壁２に２台、左右の
側壁２，４の各々に２台設けられ、また、内部には、塗
装表面検査を実行する４台の多関節型ロボットからなる
検査ロボット７（第１検査ロボット７ａ、第２検査ロボ
ット７ｂ、第３検査ロボット７ｃ、第４検査ロボット７
ｄ）が左右両側に夫々２台ずつ設けられている。

【００１８】前記第１及び第２検査ロボット７ａ，７ｂ
は、コンベア６の左側の走行案内路８に沿ってコンベア
６の搬送方向に移動可能に案内支持され、この走行案内
路８には、ボールネジ軸８ａ（図３参照）が配設され、
第１及び第２検査ロボット７ａ，７ｂには、ボールネジ
軸８ａに螺合し電動モータ９で駆動されるボールネジナ
ットが夫々設けられている。第３及び第４検査ロボット
７ｃ，７ｄは、コンベア６の右側の走行案内路８に沿っ
てコンベア６の搬送方向に移動可能に案内支持され、こ
の走行案内路８には、ボールネジ軸８ａ（図３参照）が
配設され、第３及び第４検査ロボット７ｃ，７ｄには、
ボールネジ軸８ａに螺合しモータ９で駆動されるボール
ネジナットが夫々設けられている。

【００１９】各検査ロボット７のハンド部には、ＣＣＤ
カメラ１１と、塗装欠陥部を研磨する研磨砥石１２と、
所定のタクト時間内に研磨できない塗装欠陥部にマーキ
ングを施すマーカー１３とが設けられている。４台の検
査ロボット７には、ワークの表面をほぼ４等分した検査
区域が割り振られており、例えば、第１検査ロボット７
ａが分担する第１検査区域は、図１０に示すように、ボ
ンネッントの左半部の第１ゾーンａ１と、左側フロント
フェンダの第２ゾーンａ２と、ルーフの左半前半部の第
３ゾーンａ３と、左側フロントドアの第４ゾーンａ４と
からなる。第２検査ロボット７ｂが分担する第２検査区
域は、図１０に示すように、ルーフの左半後半部の第１
ゾーンｂ１と、左側センタピラーとリヤドアの第２ゾー
ンｂ２と、トランクリッドの左半部の第３ゾーンｂ３
と、左側リヤフェンダの第４ゾーンｂ４とからなる。第
３検査ロボット７ｃが分担する第３検査区域は、第１検
査区域と左右対象の関係にあり、また、第４検査ロボッ
ト７ｄが分担する第４検査区域は、第２検査区域と左右
対象の関係にある。

【００２０】次に、以上説明した塗装表面検査装置の制
御系について説明する。図４に示すように、塗装表面検
査装置の全体を制御する主制御装置２０が設けられ、こ
の主制御装置２０には、操作パネル２２、６つの光源ラ
ンプ２３を駆動制御する光照射装置制御ユニット２４、
ワークの搬入を検出するワーク搬入検出スイッチ２５及
びワークの搬出を検出するワーク搬出検出スイッチ２６
（図３参照）、ワーク搬送用のコンベア６を駆動するコ
ンベアモータ２７及びそのロータリエンコーダ２８、４
台の検査ロボット７ａ〜７ｄを移動する移動駆動モータ
９及びそれらのロータリエンコーダ１０、４台の検査ロ
ボット７ａ〜７ｄのロボットコントローラ３０、各ロボ
ットコントローラ３０に接続されＣＣＤカメラ３２を制
御するカメラコントローラ３１等が、電気的に接続され
ている。

【００２１】主制御装置２０は、工場の生産管理用のホ
ストコンピュータ２１から送信される生産管理情報（塗
装表面検査ステーションＫＳに搬入されるワークの車
種、塗装色、等の情報）を受け、その生産管理情報に基
づいて塗装表面検査を実行する。尚、研磨砥石１２を駆
動する研磨モータ３２とマーカー１３で用いる液体通路
を開閉するバルブ３３は、ロボットコントローラ３０に
より制御される。

【００２２】前記主制御装置２０には、入出力インター
フェイス、マイクロコンピュータ、複数のカウンタ回
路、複数の駆動回路等が内蔵されており、前記マイクロ
コンピュータには、次に列挙した処理や制御を含む塗装
表面検査制御の制御プログラムが格納されている。(1)
ワーク搬出入検出処理、(2) ワーク搬送駆動制御、(3)
ワーク搬送位置検知制御、(4) 第１〜第４ロボット７ａ
〜７ｄの移動駆動制御、(5) 第１〜第４ロボット７ａ〜
７ｄの移動位置検知制御、(6) ４つのＣＣＤカメラ１１
で撮像した画像データ解析・塗装欠陥検知処理、塗装欠
陥位置とグレード演算処理、(7) 塗装欠陥位置とグレー
ドを対応するロボットコントローラへ供給する処理。

【００２３】前記(1) のワーク搬出入検出処理に関し
て、ワーク搬入検出スイッチ２５からの検出信号に基づ
いてワークの搬入が検出され、また、ワーク搬出検出ス
イッチ２６からの検出信号に基づいてワークの搬出が検
出される。前記(2) のワーク搬送駆動制御は、ワークを
一定の低速度で搬送するようにコンベア駆動モータ２７
を駆動制御する制御であり、前記(3) のワーク搬送位置
検知制御は、コンベア駆動モータ２７の回転量を検出す
るロータリエンコーダ２８からのパルス信号をカウント
してワーク搬送位置を検知する制御であり、これは常時
実行される。前記(4) の第１〜第４ロボット７ａ〜７ｄ
の移動駆動制御は、各検査ロボット７がワークと同速度
で同方向へ同期追従移動するように、各検査ロボット７
のロボット移動駆動モータ２７を駆動制御するととも
に、各検査ロボット７が、予め設定された搬送方向下流
側の限界位置（図３参照）に達した時に、ロボット移動
駆動モータ２７を停止させる制御である。

【００２４】前記(5) の第１〜第４ロボット７ａ〜７ｄ
の移動位置検知制御は、４つのロータリエンコーダ１０
からのパルス信号を夫々カウントして、各検査ロボット
７の搬送方向移動位置を検知する制御であり、これは常
時実行される。前記(6) の４つのＣＣＤカメラ１１で撮
像した画像データ解析・塗装欠陥検知処理、塗装欠陥位
置とグレード演算処理について簡単に説明する。この塗
装表面検査装置により、ワークの塗装表面を検査する場
合、ワークを低速度で搬送しながら、４台の検査ロボッ
ト７を同期移動させつつ、主制御装置２０からの指令に
基づいて、４台の検査ロボット７が、夫々のロボットコ
ントローラ３０により、予めティーチングされたティー
チング情報に基づいて制御され検査が実行される。

【００２５】図１１に示すように、第１検査ロボット７
ａが、第１ゾーンａ１を検査する場合、第１ゾーンａ１
を多数の正方形状の撮像単位エリア２９（例えば、２０
０ｍｍ×２００ｍｍの領域）に区分し、これら多数の撮
像単位エリア２９に対して所定のティーチングされた順
序で検査を実行するが、撮像単位エリア２９同士間は、
実際には約２０ｍｍ幅分ラップ状に撮像されることにな
る。ＣＣＤカメラ１１からの画像データを解析して、塗
装欠陥を検出する欠陥検知処理については、例えば、特
開平５−３２２５４３号公報に記載の技術と同様に実行
される。

【００２６】また、塗装表面検査装置の座標系ＸＹＺ
を、図３、図１１のように設定した場合、塗装欠陥２９
ａの位置は、例えば、撮像単位エリア２９の中心を原点
とする座標系ＵＶＷにおける位置として検知される。塗
装欠陥のグレードとは、塗装欠陥の種類、大きさ等に応
じて複数段階に分類される研磨グレードである。つま
り、前記(6) の処理においては、画像データを解析して
その撮像単位エリア２９内の１又は複数の塗装欠陥を検
知するとともに、それら塗装欠陥の位置とグレードを演
算する処理である。

【００２７】４台の検査ロボット７のロボットコントロ
ーラ３０には、夫々、分担する検査区域の４つのゾーン
の多数の撮像単位エリア２９を所定の順序で検査する為
のティーチング情報が予め入力格納されている。このテ
ィーチングを行うときの、ワークに対する検査ロボット
７のティーチング位置は、第１及び第２検査ロボット７
ａ，７ｂの場合、例えば、図１０に示す通りである。第
３及び第４検査ロボット７ｃ，７ｄのティーチング位置
は、第１及び第２検査ロボット７ａ，７ｂのティーチン
グ位置と左右対象の関係にある。

【００２８】各ロボットコントローラ３０は、各ゾーン
２９毎のティーチング情報に基づいて、各ゾーン２９の
多数の撮像単位エリア２９に所定の順序でＣＣＤカメラ
１１を移動させて、カメラコントローラ３１とＣＣＤカ
メラ１１を介して撮像し、その撮像毎にカメラコントロ
ーラ３１を介して画像データを主制御装置２０へ供給
し、各ゾーンの撮像完了後には、主制御装置２０から塗
装欠陥の位置とグレードの情報を受け、ティーチング情
報と塗装欠陥位置とに基づいて、撮像したときと同様の
順序で順々に、塗装欠陥位置へ研磨砥石１２を移動させ
て所定の研磨制御の制御プログラムに基づいて研磨モー
タ３２を駆動制御して研磨を実行する。

【００２９】次に、主制御装置２０により実行される塗
装表面検査制御の概要について、図５〜図９のフローチ
ャートを参照して、第１検査ロボット７ａにより第１検
査区域を検査する場合を例として説明する。尚、図中、
Ｓｉ（ｉ＝１，２，３・・・）は各ステップを示すもの
である。図５に示すように、制御の開始後最初に各種信
号やデータが読み込まれ（Ｓ１）、次にホストコンピュ
ータ２１からの情報に基づいて車種が決定される（Ｓ
２）。次に、第１検査ロボット７ａの移動駆動モータ２
７を駆動して第１検査ロボット７ａを初期位置（図３参
照）へ移動させる（Ｓ３）。尚、初期位置には、図示外
のスイッチがあり、そのスイッチ信号に基づいて、初期
位置に達したことが確認される。

【００３０】次に、ワーク搬入検査スイッチ２５の検出
信号がＯＮか否か（つまり、ワークが搬入されたか否
か）判定し（Ｓ４）、その判定がYes になると、別途常
時検知されているワーク搬送位置を加味しつつ、車種に
基づいて、移動駆動モータ２７を駆動して、第１検査ロ
ボット７ａを、第１ゾーンａ１のティーチング位置（ワ
ークに対する相対的なティーチング位置）へ移動させる
（Ｓ５）。次に、移動駆動モータ２７を駆動して、第１
検査ロボット７ａをワークと同速度で同方向へ移動させ
る同期追従移動を開始する（Ｓ６）。こうして、第１検
査ロボット７ａがティーチング位置から同期追従移動す
るため、ワークと第１検査ロボット７ａの相対位置関係
はティーチングしたときと同じ位置関係に保持されるの
で、第１ゾーンａ１の為のティーチング情報によって第
１検査ロボット７ａを制御しながら、第１ゾーンａ１の
検査を行うことができる。

【００３１】次に、ロボットコントローラ３０に対し
て、第１ゾーンａ１の検査開始指令が出力され（Ｓ
７）、次に、各撮像単位エリア２９毎の画像データをカ
メラコントローラ３１から受けて、その画像データを解
析して塗装欠陥を検知する画像データの解析・塗装欠陥
検知処理、塗装欠陥の位置とグレードを演算する欠陥位
置とグレード演算処理が実行され、そのデータがメモリ
に格納される（Ｓ８）。次に、Ｓ９において第１ゾーン
ａ１の検査終了か否か、ロボットコントローラ３０から
の信号に基づいて判定し、その判定が No のうちは検査
終了まで、Ｓ８とＳ９を繰り返し、その判定がYes にな
ると、Ｓ１０において、第１ゾーンａ１の塗装欠陥位置
情報（撮像単位エリア２９の番号と、そのエリアにおけ
る欠陥の位置の情報を含む）、各欠陥のグレード情報、
第１ゾーンａ１の塗装欠陥の研磨を開始させる研磨開始
指令、等がロボットコントローラ３０へ出力される。そ
して、Ｓ１１では、第１ゾーンａ１の研磨終了か否か判
定し、その判定がYes になるまで、判定を繰り返し、そ
の判定がYes になると、図６のＳ１２へ移行する。

【００３２】第１ゾーンａ１と第２ゾーンａ２のティー
チング位置は共通であるので、第１ゾーンａ１の為の研
磨終了後に直ちに第２ゾーンａ２の検査を開始すること
ができるので、図６において、最初に、第２ゾーンａ２
の検査の開始を指令する検査開始指令がロボットコント
ローラ３０に出力され（Ｓ１２）、次に、Ｓ８と同様
に、各撮像単位エリア２９毎の画像データをカメラコン
トローラ３１から受けて、その画像データの解析・塗装
欠陥検知処理、欠陥位置とグレード演算処理が実行さ
れ、そのデータがメモリに格納される（Ｓ１３）。次
に、第２ゾーンａ２の検査終了か否か判定し（Ｓ１
４）、その判定が No のうちは検査終了まで、Ｓ１３と
Ｓ１４を繰り返し、第２ゾーンａ２の検査が終了する
と、Ｓ１５において、第２ゾーンａ２の塗装欠陥位置情
報、各欠陥のグレード情報、第２ゾーンａ２の塗装欠陥
の研磨を開始させる研磨開始指令、等がロボットコント
ローラ３０へ出力される。

【００３３】そして、Ｓ１６では、第２ゾーンａ２の研
磨終了か否か判定し、その判定がYes になるまで判定を
繰り返し、その判定がYes になると、Ｓ１７において、
Ｓ５と同様に、ワーク搬送位置を加味しつつ、車種に基
づいて、移動駆動モータ２７を駆動して、第１検査ロボ
ット７ａを、第３ゾーンａ３のティーチング位置（ワー
クに対する相対的なティーチング位置）へ移動させる。

【００３４】次に、ロボットコントローラ３０に対し
て、第３ゾーンａ３の検査を開始する指令を出力し（Ｓ
１８）、次に、Ｓ１３と同様に、各撮像単位エリア２９
毎の画像データをカメラコントローラ３１から受けて、
その画像データの解析・塗装欠陥検知処理、欠陥位置と
グレード演算処理が実行され、そのデータがメモリに格
納される（Ｓ１９）。次に、第３ゾーンａ３の検査終了
か否か判定し（Ｓ２０）、その判定が No のうちは検査
終了まで、Ｓ１９とＳ２０を繰り返し、第３ゾーンａ３
の検査が終了すると、Ｓ２１において、第３ゾーンａ３
の塗装欠陥位置情報、各欠陥のグレード情報、第３ゾー
ンａ３の塗装欠陥の研磨を開始させる研磨開始指令、等
がロボットコントローラ３０へ出力される。そして、Ｓ
２２では、第３ゾーンａ３の研磨終了か否か判定し、そ
の判定がYes になるまで判定を繰り返し、その判定がYe
s になると、図７のＳ２３へ移行する。

【００３５】ところで、第１〜第３ゾーンａ１〜ａ３の
塗装欠陥が多い場合には、第４ゾーンａ４の検査開始頃
又は検査中に又は第４ゾーンａ４の塗装欠陥の研磨中
に、第１検査ロボット７ａが下流側の限界位置（図３参
照）に達し、第１検査ロボット７ａがワークに同期追従
移動できなくなることがある。そのような場合には、第
１検査ロボット７ａを限界位置に停止させた状態で、残
りの作業を実行するが、この場合、第１検査ロボット７
ａに対するワークの時々刻々の進み量を加味して、ティ
ーチング情報を補正する必要がある。

【００３６】そこで、図７に示すように、最初に、常時
検知されている第１検査ロボット７ａの移動位置と、限
界位置に相当する設定値に基いて、第１検査ロボット７
ａの移動位置が限界位置か否か判定し（Ｓ２３）、その
判定がYes のときには、第１検査ロボット７ａの移動が
停止され（Ｓ２４）、次に、ティーチング情報を補正す
る補正処理が起動され（Ｓ２５）、次に、Ｓ２６におい
て、その補正処理が起動したことを示すフラグＦｔを１
にセットしてから、Ｓ２７へ移行する。尚、このティー
チング情報補正処理については後述する。

【００３７】一方、Ｓ２３の判定がNoの場合、又は、Ｓ
２６のステップの次ぎには、第４ゾーンａ４の検査を開
始する検査開始指令がロボットコントローラ３０に出力
され（Ｓ２７）、次に、Ｓ１９と同様に、各撮像単位エ
リア２９毎の画像データをカメラコントローラ３１から
受けて、その画像データの解析・塗装欠陥検知処理、欠
陥位置とグレード演算処理が実行され、そのデータがメ
モリに格納される（Ｓ２８）。次に、第４ゾーンａ４の
検査終了か否か判定し（Ｓ２９）、その判定が No のう
ちは検査終了まで、Ｓ２８とＳ２９を繰り返し、第４ゾ
ーンａ４の検査が終了すると、図８のＳ３５へ移行す
る。即ち、Ｓ２９の判定がNoの場合、フラグＦｔが１か
否か判定され（Ｓ３０）、Ｓ２６において、フラグＦｔ
がセット済みの場合には、Ｓ２８へ戻る。Ｓ３０の判定
の結果、フラグＦｔが未だセットされていない場合に
は、Ｓ３１において、Ｓ２３と同様に、第１検査ロボッ
ト７ａの移動位置が限界位置か否か判定し、その判定が
Noのときには、Ｓ２８へ戻る。

【００３８】一方、Ｓ３１の判定がYes のときには、第
１検査ロボット７ａの移動が停止され（Ｓ３２）、次
に、ティーチング情報を補正する補正処理が起動され
（Ｓ３３）、次に、Ｓ３４において、フラグＦｔを１に
セットしてから、Ｓ２８へ移行する。こうして、第１検
査ロボット７ａが、限界位置に達しない間は、ティーチ
ング情報補正処理を起動することなく、第４ゾーンａ４
の検査が実行され、また、第１検査ロボット７ａが、限
界位置に達した以降は、ティーチング情報補正処理を起
動した状態において、第４ゾーンａ４の検査が継続さ
れ、第４ゾーンａ４の検査が終了すると、図８のＳ３５
へ移行する。

【００３９】図８のＳ３５においては、Ｓ２１と同様
に、第４ゾーンａ４の塗装欠陥位置情報、各欠陥のグレ
ード情報、第４ゾーンａ４の塗装欠陥の研磨を開始させ
る研磨開始指令、等がロボットコントローラ３０へ出力
され、次に、Ｓ３６において、第１検査ロボット７ａの
移動位置が限界位置か否か判定し、その判定がNoのとき
には、第４ゾーンａ４の研磨が終了したか否か判定され
（Ｓ３７）、その判定がNoのときにはＳ３６へ戻る。第
１検査ロボット７ａが限界位置に達しない場合には、Ｓ
３６とＳ３７を繰り返えして、第４ゾーンａ４の研磨が
終了すると、この制御が終了する。これに対して、前記
検査中に、第１検査ロボット７ａが限界位置に達した場
合、又は、第４ゾーンａ４の研磨中に、第１検査ロボッ
ト７ａが限界位置に達した場合には、Ｓ３６の判定がYe
s となるため、Ｓ３８へ移行してフラグＦｔがセット済
みか否か判定し、フラグＦｔがセット済みの場合には、
ティーチング情報補正処理が既に起動済みであるので、
Ｓ３８からＳ３７へ移行する。

【００４０】しかし、フラグＦｔがセットされていない
場合には、Ｓ３９において第１検査ロボット７ａの移動
が停止され、次にティーチング情報補正処理が起動され
（Ｓ４０）、次にフラグＦｔを１にセットしてからＳ３
７へ移行する。こうして、第１検査ロボット７ａが限界
位置に達しない場合には、ティーチング情報補正処理を
起動することなく、第４ゾーンａ４の研磨が実行され、
また、第１検査ロボット７ａが限界位置に達した以降
は、ティーチング情報補正処理を起動した状態におい
て、第４ゾーンａ４の研磨が継続され、第４ゾーンａ４
の研磨が終了すると、この制御が終了する。

【００４１】次に、前記ティーチング情報補正処理につ
いて説明する。図９に示すように、この補正処理が開始
されると、最初に、常時検知されているワークの現在の
移動位置（ｘｗ）が読み込まれ（Ｓ５０）、次に、Ｓ５
１において、第１検査ロボット７ａに対するワークの進
み量Δｘが、Δｘ＝（ｘｗ−ｘｅ）として演算される。
尚、ｘｅは、第１検査ロボット７ａの限界位置（図３参
照）を示す。次に、Ｓ５２において、各撮像単位エリア
を撮像する為の位置としてティーチングした各撮像ティ
ーチングポイント〔ｘ，ｙ，ｚ〕を〔（ｘ＋Δｘ），
ｙ，ｚ〕に補正する指令がロボットコントローラ３０に
出力され、次に、第４ゾーンａ４の研磨が終了したか否
か判定され（Ｓ５３）、その判定がNoのときに、Ｓ５０
へ戻ってＳ５０以降が繰り返され、Ｓ５３の判定がYes
になると、この補正処理が終了する。

【００４２】こうして、ティーチング情報補正処理が起
動された以降は、時々刻々のワークの進み量Δｘを加味
して、各撮像ティーチングポイント〔ｘ，ｙ，ｚ〕を、
〔（ｘ＋Δｘ），ｙ，ｚ〕に補正するので、第１検査ロ
ボット７ａが限界位置に達し、ワークに対する同期追従
移動を停止し、ワークに対する第１検査ロボット７ａの
位置関係がティーチング時の位置関係ではなくなって
も、ティーチング情報を有効活用して、検査や研磨を実
行することができる。

【００４３】以上の補正について、図１１により、第１
ゾーンａ１の場合を例として補足説明すると、第１検査
ロボット７ａを、ティーチング位置に位置させた状態に
おいて、ある撮像単位エリア２９を撮像する為にロボッ
トアームを制御する為のティーチングポイントがＰｉで
あり、第１検査ロボット７ａに対してワークがその搬送
方向にΔｘｉだけ進んだときには、ティーチングポイン
トＰｉがＰｉｓに移動する。ティーチングポイントＰｉ
の位置を〔ｘ，ｙ，ｚ〕とすると、ティーチングポイン
トＰｉｓの位置が〔（ｘ＋Δｘｉ），ｙ，ｚ〕になるの
で、前記の補正処理のように、ティーチング情報を補正
することで、ティーチング情報を有効活用して、ティー
チングした時と同じ状態でその撮像単位エリア２９を撮
像することができる。

【００４４】そして、ある撮像単位エリア２９を撮像し
てから、その撮像単位エリア２９の塗装欠陥を研磨する
までに、第１検査ロボット７ａに対するワークの進み量
は一層大きくなるが、塗装欠陥の位置は、各撮像単位エ
リア２９の中央点を座標原点とする座標系ＵＶＷでもっ
て定義するため、その研磨時のワークの進み量で補正し
たティーチング情報と、塗装欠陥の位置情報とから、研
磨時の塗装欠陥の位置を決定することができることにな
る。

【００４５】次に、以上説明した塗装表面検査装置の作
用について説明する。先ず、ワークを搬送しながら、そ
のワークに対して検査ロボット７を同期追従移動させな
がら、検査と研磨を実行するため、ワークの移動停止と
その後の移動開始を繰り返すことに伴う誤差要因を解消
して、塗装欠陥の検査と研磨の精度を高めることができ
るうえ、既存の搬送しながら作業者の目視と手作業で検
査・研磨する方式の塗装表面検査ステーションに、この
塗装表面検査装置を適用することができる。

【００４６】各ゾーンの検査開始毎に、検査ロボット７
をティーチング位置に位置させてから同期追従移動させ
るため、ワークと検査ロボット７の位置関係をティーチ
ング時と同一の位置関係に保持して、検査・研磨を実行
できるから、ロボットコントローラ３０においてティー
チング情報に変更を加える必要がなく、ロボットコント
ローラ３０の負荷増大を回避できる。

【００４７】検査ロボット７の移動駆動の制御と、移動
位置検知制御とを、ロボットコントローラ３０ではな
く、主制御装置２０において行い、ワークの搬送制御
と、その位置検知制御とを主制御装置２０で行うように
構成したので、ワークの搬送方向位置との関連において
検査ロボット７の位置を制御する制御ロジックが著しく
簡単化した。即ち、前記検査ロボット７をティーチング
位置に位置させる制御、及び、検査ロボット７が限界位
置に達した時点以降において、検査ロボット７を停止さ
せたままワークの移動を停止せずに、検査・研磨する際
のティーチング情報補正処理、等の制御が、著しく簡単
化した。更に、前記主制御装置２０により、検査ロボッ
ト７ａ，７ｂの相互干渉、及び検査ロボット７ｃ，７ｄ
の相互干渉が生じないようにチェックする制御も実行す
る場合には、その相互干渉防止制御の制御ロジックも簡
単化する。

【００４８】そして、その結果、検査ロボット７が限界
位置に達した時点以降においては、簡単なロジックのテ
ィーチング情報補正処理によりティーチング情報を補正
するだけで、ティーチング情報を有効活用して検査・研
磨を実行できるし、また、検査ロボット７を停止させた
ままワークの移動を停止せずに、検査・研磨を実行でき
るため、塗装表面検査ステーションの生産ラインの短縮
を図ることができる。

【００４９】尚、前記実施例においては、ワークの搬送
中にコンベア６側の種々の要因により、ワーク搬送速度
に微小な速度変化が発生する場合には、その微小速度変
化による精度低下を解消する為に、搬送中のワークと互
いに押圧力を及ぼし合う当接部材を設け、その当接部材
の位置に基づいてワークの搬送方向位置を検知するワー
ク位置検知手段を設け、そのワーク位置検知手段で検知
されたワーク位置に基づいて、検査ロボット７をワーク
に同期追従移動するように、ロボット移動駆動モータ２
７を制御するように構成してもよい。

【００５０】本実施例は、自動車製造工場の塗装表面検
査装置に本発明を適用した場合を例として説明したが、
それ以外の種々の生産ラインであって、ワークを搬送し
ながら、そのワークに作業用のロボットを同期追従移動
させながら、ロボットによりワークに対して種々の作業
を行う種々の生産ライン（例えば、自動車製造工場にお
ける艤装品組付けライン、種々の製造工場における部品
組付けラインや検査ライン、等）にも、本発明を同様に
適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示す機能ブロック図である。

【図２】本発明の実施例に係る塗装表面検査装置の斜視
図である。

【図３】塗装表面検査装置の概略平面図である。

【図４】塗装表面検査装置の制御系のブロック図であ
る。

【図５】塗装表面検査制御のルーチンのフローチャート
の一部である。

【図６】塗装表面検査制御のルーチンのフローチャート
の一部である。

【図７】塗装表面検査制御のルーチンのフローチャート
の一部である。

【図８】塗装表面検査制御のルーチンのフローチャート
の残部である。

【図９】塗装表面検査制御のティーチング情報補正処理
のサブルーチンのフローチャートである。

【図１０】検査ロボットが分担する複数のゾーンとティ
ーチング位置の説明図である。

【図１１】撮像単位エリアと座標系等の説明図である。

【符号の説明】

ＫＳ塗装表面検査ステーション（生産ライ
ン）１自動車ボディ（ワーク）５台車（ワーク搬送手段）６コンベア（ワーク搬送手段）７検査ロボット８走行案内路８ａボールネジ軸（ロボット移動駆動手段）９ロボット移動駆動モータ（ロボット移動
駆動手段）１０ロータリエンコーダ（ロボット位置検知
手段）２０主制御装置（同期制御手段、協調制御手
段）２７コンベア駆動モータ（ワーク搬送手段）２８ロータリエンコーダ（ワーク位置検知手
段）３０ロボットコントローラ（ロボット制御手
段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワークを搬送するワーク搬送手段と、ワ
ーク搬送手段により搬送されているワークに対して所定
の作業を行うロボットと、このロボットをワーク搬送経
路に沿って移動可能なロボット移動駆動手段とを備えた
生産ライン制御装置において、前記ワーク搬送手段で搬送されるワークの搬送方向位置
を検知するワーク位置検知手段、及び、前記ロボット移
動駆動手段でワーク搬送方向に移動駆動されるロボット
の位置を検知するロボット位置検知手段と、前記ロボットを制御するロボット制御手段と、前記ロボットが搬送中のワークに同期追従して移動する
ようにロボット移動駆動手段を制御する同期制御手段
と、前記ワーク位置検知手段で検知されるワークの位置とロ
ボット位置検知手段で検知されるロボットの位置とを用
いて、ロボット制御手段による制御と、同期制御手段に
よる制御とを協調させる協調制御手段と、を備えたことを特徴とする生産ライン制御装置。
【請求項２】前記ロボットは、ワークの複数の作業ゾ
ーンを分担するとともに、各ゾーン毎にティーチングさ
れたティーチング情報によるプレイバック方式の作業を
含む作業を行うロボットであることを特徴とする請求項
１に記載の生産ライン制御装置。
【請求項３】前記協調制御手段は、各作業ゾーンの作
業開始時には、ロボットがワークに対してティーチング
時の位置関係となるように、同期制御手段を介してロボ
ット移動駆動手段を制御するように構成されたことを特
徴とする請求項２に記載の生産ライン制御装置。
【請求項４】前記協調制御手段は、ロボット位置検知
手段で検知されたロボットの位置がワーク搬送方向下流
側の限界位置に達したときには、ワーク位置検知手段で
検知されるワークの位置と限界位置とに基づいて、ティ
ーチング情報を補正する補正量を演算して、ロボット制
御手段に出力するティーチング情報補正手段を有するこ
とを特徴とする請求項３に記載の生産ライン制御装置。