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JP4151123B2 - Work following device - Google Patents
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JP4151123B2 - Work following device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークに追従しながら作業ができるようにするワーク追従装置に係るものであり、特に、高精度の作業もすることができるようにしたワーク追従装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車の生産工場では、効率的な作業をするために、搬送される車体を追従しながら作業ができるようにする追従装置を用いている。この追従装置には、車体に対して作業をするロボット等の生産機械が載置されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の追従装置にあっては、車体への追従は追従装置が行ない、車体への作業はロボット等の生産機械が行なうというような構成になっていたので、追従の精度は追従装置の性能に依存していた。
【0004】
ところが、近年では、非常に作業精度の高い部品の取り付けなども追従装置を用いて行なわなければならなくなってきており、載置されている生産機械を非常に高精度で車体に追従させることは追従装置の性能の向上を勘案しても非常に困難となってきている。
【0005】
その原因としては、次のようなものがある。
▲1▼ まず、車体等の重量物はチェーンコンベア等で搬送されることが多く、また、その搬送距離も長いので、チェーンの弛みが原因となって、車体の搬送速度は微視的に見れば周期的に変動する。
▲2▼ 次に、作業者は車体に部品を取り付けるために、車体への乗降を繰り返すが、これが負荷変動となって、車体の搬送速度が不規則に変動する。
▲3▼ 追従装置に載置するロボット等の生産機械は非常に重たいものが多い。
【0006】
このように重たいものを載置しながら周期的にまたは不規則に搬送速度が変動している車体に正確に追従させるのは、制御の応答性の面を改善したとしても非常に難しい。
【0007】
あまり高精度の作業が要求されていなかった従来では、車体の搬送速度と追従装置の追従速度とが微視的に見て多少ずれていたとしても、車体と追従装置の平均速度が同じであれば支障なく作業することができたが、高精度の作業をする場合には、微視的に見た車体の搬送速度と追従装置の追従速度との相対速度の変動がその作業精度に大きく影響する。
【0008】
相対速度を常に0にするためには、追従装置にパワーの大きなモータを用いたり、予め相対速度の変動を予測した特殊な制御をしたりする必要があり、追従装置の大型化やコストアップの問題が発生する。そればかりではなく、追従装置自体を車体に正確に追従させる制御をすると、載置されているロボット等の生産機械が常に振動を伴うことになり、ロボットのアーム等が剛性不足である場合には、作業先端部が振動して結局は精度が要求される作業をすることができなくなる。振動しないようにするには、ロボットの剛性をさらに高めればよいが、そうすると重量が増加して益々追従装置が大型化するという悪循環を来すことなる。
【0009】
本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたものであり、ワークに追従しながら高精度の作業ができるようにするワーク追従装置の提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、次のように構成される。
請求項1に記載の発明は、ワークを搬送するワーク搬送手段と、当該ワーク搬送手段によって搬送されるワークの搬送速度を検出するワーク搬送速度検出手段と、当該ワーク搬送速度検出手段によって検出された搬送速度に基づいて前記ワークを平均搬送速度で追従する第1追従手段と、当該第1追従手段がワークを追従しているときの追従速度を検出する追従速度検出手段と、前記ワーク搬送速度検出手段によって検出された搬送速度と当該追従速度検出手段によって検出された追従速度とから相対速度を算出する相対速度算出手段と、当該相対速度算出手段によって算出された相対速度に応じて前記ワークの搬送速度と同一の搬送速度になるように前記ワークを追従する、前記第1追従手段に取り付けられた第2追従手段と、を有することを特徴とするワーク追従装置である。
【0011】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のワーク追従装置において、前記第1追従手段は、前記ワーク搬送手段により搬送されるワークと併走できるように設置された併走手段と、前記ワーク搬送速度検出手段によって検出された搬送速度に応じて当該併走手段の移動を制御する移動制御手段と、から構成されることを特徴とするワーク追従装置である。
【0012】
請求項3に記載の発明は、請求項に記載のワーク追従装置において、前記第追従手段は、前記第1追従手段に一定の範囲内で前記ワークを追従できるように取り付けられた位置合せ手段と、前記相対速度算出手段によって算出された時事刻々変化する相対速度を0にすべく前記位置合せ手段の位置を制御する位置制御手段と、から構成されることを特徴とする
【0013】
請求項4に記載の発明は、請求項に記載のワーク追従装置において、前記第2追従手段が有する位置合せ手段の重量は、前記第1追従手段が有する併走手段の重量よりも軽量であることを特徴とする。
【0016】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明は、次のような効果を奏する。
請求項1、に記載の発明では、第1追従手段ワークの平均搬送速度で追従させ、第2追従手段ワークの搬送速度と同一の搬送速度になるように追従させ、2つの追従手段によってワークを追従させるようにしたので、第1追従手段を大型化させることなく、簡単な制御でより正確なワークへの追従が可能となる。
【0017】
請求項に記載の発明では、第1追従手段ワークの平均搬送速度で追従させ、第2追従手段はワークとの相対位置が一定になるように追従させ、2つの追従手段によってワークを追従させるようにしたので、第1追従手段を大型化させることなく、簡単な制御でより正確なワークへの追従が可能となる。
【0018】
請求項に記載の発明では、第2追従手段が有する位置合せ手段の重量を第1追従手段が有する併走手段の重量よりも軽量としているので、位置合せ手段の剛性を高めることなく、比較的容易に位置合せ手段をワークに追従させることができるようになる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明のワーク追従装置を適用したガラス取り付け装置の概略構成図である。また、図2は、ガラス取り付け装置のガラス取り付け部の構成図である。
【0020】
図1に示したワークとしての車体10は、ワーク搬送手段であるチェンコンベアによって図示右方向にゆっくりと搬送される。このチェンコンベアは、モータによって駆動されているので、そのモータに取り付けられているエンコーダを用いて車体10の搬送速度が検出される。なお、このエンコーダは、搬送速度検出手段として機能する。
【0021】
車体10の搬送路上には、この車体10のリアとフロントにガラスを取り付ける作業をするガラス取り付け装置20が設けられている。
【0022】
このガラス取り付け装置20は、車体10の搬送路上に、この搬送路に沿うように設けられたレール21と、このレール21を搬送路に対して平行に移動させるレール22とを有し、レール21には、車体10を追従する追従装置23が走行自在に取り付けられている。また、この追従装置23が有するアーム24の先端部にはガラス取り付け部25が取り付けられている。つまり、ガラス取り付け装置20は、レール21,22と、追従装置23、ガラス取り付け部25によって構成される。
【0023】
追従装置23は、レール21に吊り下げられ、図示しないモータによってレール21を走行する。追従装置23には、車体10との相対位置を検出する測距センサA(車体との距離を検出して相対位置を知る)または速度センサB(車体との相対速度から相対位置を知る)が取り付けられる。測距センサAは、車体10のボンネットフードとの距離から車体10とのずれを検出するためのセンサであリ、速度センサBは、車体10に反射する光に基づいて車体10との相対速度を検出するための光学センサである。図では2つのセンサを取り付けた場合を例示しているが、実際にはどちらか一方のセンサを用いれば良い。
【0024】
なお、この場合の測距センサAは、相対位置検出手段として、速度センサBは、相対速度検出手段として機能する。また、センサを用いなくとも、追従装置23の追従速度をこの装置のモータに取り付けられたエンコーダに基づいて算出し、チェンコンベアの搬送速度と追従装置23の追従速度とから制御装置により相対速度を算出するようにしても良い。この場合のエンコーダは、追従速度検出手段として機能することになり、制御装置は相対速度算出手段としても機能することになる。
【0025】
追従装置23は、チェンコンベアのエンコーダからの信号に基づいてレール21を走行し、車体10を追従する。なお、この追従装置23は、第1追従手段を構成する併走手段として機能するものであり、車体10への追従は、エンコーダからの信号に基づいて算出される平均速度で行なわれる。この制御をするのが、移動制御手段として専用に設けた後述する制御装置である。
【0026】
チェンコンベア等の重量物を搬送する搬送装置では、その搬送速度は、微視的に見ると周期的な変動と不規則な変動を合成したような速度で変動している。追従装置23は非常に重たいので、このような微視的な変動にまで追従させようとするには無理がある。このため、本発明では追従装置23を車体10の平均搬送速度で追従させるようにしている。このような制御をした場合には、車体10と追従装置23との間に相対速度が生じるが、この相対速度を相対位置に代えて検出するのが前述の測距センサA,速度センサBであり、相対速度を吸収するのが、後述するガラス取り付け部25である。
【0027】
ガラス取り付け部25は、図1及び図2に示すように、アーム24の先端部分に取り付けられているものであって、車体10に取り付けるガラスGを吸着盤30によって吸着し、作業者がハンドル31でガラスGの姿勢を動かしながら図1のようにガラスを取り付けることができるものである。
【0028】
このガラス取り付け部25においてガラスの姿勢を変化させる機構の構成は、本願発明には特に関係がないので、詳しい説明はしないが、大まかな構成を説明しておく。
【0029】
ガラス旋回用軸32は、ガラスGの一端をその高さ方向に円弧を描くように動かすための軸である。ピッチング調整用軸33は、この軸を中心にしてガラスGをその厚み方向に揺動させるための軸である。ローリング調整用軸34は、この軸を中心にしてガラスGをその厚み方向に揺動させる(ピッチングの揺動軸に直角な方向に揺動する)ための軸である。X軸誤差吸収機構35は、左右に移動可能な軸の両端をバネでバランスさせているものであって、ガラスGの位置をX軸方向に微調整できるようにする軸である。旋回軸36は、この軸を中心に±90度ガラスを回転させることができるようにした軸である。
【0030】
これらの軸によって、作業者はガラスGを思い通りの姿勢にしながら、車体10にガラスGをはめ込むことができるようになる。
【0031】
なお、これらの軸構成とアーム24とは、位置合せ部37を介して連結されている。この位置合せ部37は、本発明の第2追従手段を構成する位置合せ手段として機能する部分である。
【0032】
この位置合せ部37の詳細な構成を示したのが図3である。図3(A)は、図2と同一の方向から見た位置合せ部37を示す図であり、図3(B)は、(A)図の側面から見た位置合せ部37を示す図である。
【0033】
この位置合せ部37は、サーボモータ40、LMガイド41、ボールネジ42、移動テーブル43から構成される。移動テーブル43は、LMガイドに沿って移動自在(図(A)では紙面の表裏方向)に支持される。この移動テーブル43には、ボールネジ42に係合するナット部44が設けられ、ボールネジ42の回転によって移動テーブル43が往復動する。この移動テーブル43には、図2に示した軸構成が連結される。なお、この位置合せ部37の動作は、後述する位置制御手段として専用に設けた後述するコントローラによって制御される。
【0034】
したがって、追従装置23と車体10との相対速度が0になるように、また、相対位置が一定になるように、サーボモータ40の動作を制御して移動テーブル43を往復移動させれば、車体10に正確に追従しながらガラスの取り付け作業をすることができるようになる。この位置合せ部37の重量は、追従装置23に比較すれば軽量であるので、刻々と変化する相対速度や相対位置に迅速に応答させることは比較的容易である。
【0035】
次に、追従装置23の制御と位置合せ部37の追従制御を図4以降のブロック図及びフローチャートにしたがって説明する。
【0036】
図4に示すように、測距センサAは、センサコントローラを介して移動制御手段あるいは位置制御手段として機能するコントローラ50に入力され、また、速度センサBもコントローラ50に入力される。本実施の形態では、測距センサAと速度センサBとの2つのセンサを用いているが、いずれかのセンサで足りるのは前述の通りである。
【0037】
ロータリー式のエンコーダ52は、追従装置23の追従速度を算出するためのものであり、このエンコーダ52からの信号もやはりコントローラ50に入力される。このエンコーダ52は、追従速度検出手段として機能する。このエンコーダ52は、速度センサBを用いる場合には、特に必要とされるものではない。
【0038】
チェンコンベアの搬送速度は、エンコーダ54によって検出されるようになっており、この検出された信号は、コントローラ50に入力される。
【0039】
同期タイミングセンサ56は、チェンコンベアによって搬送される車体10と追従装置23との追従の同期をとるためのセンサであり、このセンサ56から信号が出力された場合に追従装置23の追従が開始される。
【0040】
コントローラ50の指示によって制御されるインバータ57は、追従装置23のACモータ58の回転速度を制御するものである。コントローラ50は、また、ガラス取り付け部25のサーボモータ40の動作も制御する。
【0041】
以上の構成要素によって基本ループ回路と修正回路とが構成され、この回路によって、車体10の特定部位を基準に追従する追従装置23の追従動作が制御される。
【0042】
図5は、図4に示したブロック図において、第1追従手段である追従装置23と第2追従手段であるガラス取り付け部25の追従動作の制御系のみを示すブロック図である。
【0043】
図5(A)に示すように、エンコーダ54によって検出されたコンベア速度から基準入力信号が作成され、速度作成回路60ではこの基準入力信号に基づいて目標値が作成される。追従装置23のモータ58は、この目標値に基づいて回転し、この回転に伴ってエンコーダ52から出力されるパルスはカウンタ62によってカウントされる。D/A変換器、インバータ57、モータ58、エンコーダ52、カウンタ62から構成される閉ループによって追従装置23のつい追従が制御される。
【0044】
図5(B)に示すように、距離センサAまたは速度センサBによって検出された信号から基準入力信号が作成され、速度作成回路60ではこの基準入力信号に基づいて目標値が作成される。第2追従手段であるガラス取り付け部25のモータ40は、この目標値に基づいて回転し、車体10に対してこのガラス取り付け部25は正確に追従する。
【0045】
図6(A)のフローチャートは、追従装置23の追従動作を示すフローチャートである。なお、チェンコンベアの搬送速度は、図7の実線イで示すように、若干の周期的な速度変動があるものの、ほぼ一定の速度である。
【0046】
チェンコンベアに搬送された車体10を、図4の同期タイミングセンサ56が検出すると、追従装置23の追従動作が開始される(S1)。追従動作が開始されると、エンコーダ54によって検出されるコンベア速度が速度作成回路60に入力され、モータ58はこの速度になるまで速度を上昇させる(S2)。そして、チェンコンベアの速度に追いついたところで一定の速度で追従する(S3)。
【0047】
この追従装置23の速度変動の状態を示すと図7の点線ロに示すようになる。すなわち、同期タイミングセンサ56によって車体10が検知された時から速度を徐々に上げ、チェンコンベアの速度を上回ったり下回ったりの若干のハンチングを繰り返し、一定の速度で追従する。
【0048】
図6(B)のフローチャートは、ガラス取り付け部25の移動テーブル43の追従動作を示すフローチャートである。
【0049】
チェンコンベアに搬送された車体10を、図4の同期タイミングセンサ56が検出すると、ガラス取り付け部25の追従動作が開始される(S11)。追従動作が開始されると、距離センサAまたは速度センサBの検出信号が速度作成回路60に入力され、モータ40はこの速度に追い付くまで速度を上昇させる。つまり、ガラス取り付け部25と車体10の相対速度が0になるように、移動テーブル43を動かし、追従装置23が追い付けない速度の分だけ補償している。ガラス取り付け部25の重量は追従装置23の重量に比較して非常に軽量であるので、立ち上がり速度が早くできるので、このような補償は比較的容易である(S12)。その後は、追従装置23と車体10との相対速度を0にするように、非常に精度の高い追従制御が行なわれる(S13)。
【0050】
このガラス取り付け部25の速度変動の状態を示すと図7の一点鎖線ハに示すようになる。すなわち、同期タイミングセンサ56によって車体10が検知された時から相対速度を補償すべく急激に速度を上げ、いち早く車体10の搬送速度に追い付くようにする。少し時間がたつと追従装置23の速度が上昇してくるので、この上昇に伴ってガラス取り付け部25の速度を低下させる。その後、追従装置23が定常速度になると、チェンコンベアの周期的な速度変動を打ち消すようにガラス取り付け装置25の速度を変動させる(S13)。
【0051】
このように、本発明のワーク追従装置によれば、重量の比較的重たい追従装置23と重量の軽いガラス取り付け部25の2つの部分で車体10への追従が極めて精度よく行なわれることになる。
【0052】
なお、本実施の形態では、本発明をガラス取り付け装置に適用した場合を例示したが、これに限られず、追従装置を重量の重い部分と軽い部分に分け、重い部分は追従対象物の平均速度で追従させ、軽い部分で追従対象物とこの重い部分との相対速度を0にするように変動分を補償するという使用に適したものであれば、その他のどのような生産機械でも本発明の適用が可能である。
【0053】
次に、本発明のワーク追従装置の第2の実施の形態について説明する。この実施の形態では、ガラス取り付け部25を昇降シリンダによって上下動させるように構成し、追従の制御についても第1の実施の形態とは若干変えている。
【0054】
図8は、本実施の形態にかかるワーク追従装置を車両の搬送方向から見た図である。
レール21は、車体10の搬送路に沿って設けられている。このレール21は、搬送路に直交するように設置したレール22に移動自在に取り付けられ、レール21には、車体10を追従する追従装置23が走行自在に取り付けられている。この追従装置23は、レール21を走行する走行部70、ガラス取り付け部25が取り付けられるスライド部72、スライド部72を昇降させる昇降シリンダ74から構成されている。
【0055】
図9は、走行部70の具体的な構成を示した図である。走行部70は、2本のレール21を跨ぐようにカムフォロワ71を介してレール21に取り付けられ、片方のレール21には走行部70を移動させるためのラック76が取り付けられている。この走行部70は、その中央位置が車体10の中央位置に一致するように位置合わせされている。走行部70には、このラック76に噛み合うピニオン78を回転させるモータ80が取り付けられている。モータ80の回転は、追従制御用のコントローラ82およびインバータ84によって制御される。
【0056】
したがって、モータ80が回転すると、走行部70は車体10の搬送方向に移動することになり、その回転速度を制御することによって車体10に追従させることができるようになる。この回転速度は、車体10の搬送速度に応じてコントローラ82によって制御される。
【0057】
図10(A)および(B)は、スライド部72の具体的な構成を示す図である。このスライド部72は、走行部70に取り付けられている昇降シリンダ74に取り付けられるものであり、第1の実施の形態で示した位置合せ部37に相当するものである。
【0058】
このスライド部72は、昇降シリンダ74に取り付けられるベース90と、ガラス取り付け部25が取り付けられるテーブル100とを有し、テーブル100は、ベース90に取り付けられたサーボモータ91によって直動ガイド92およびサポートユニット95を介して駆動される。
【0059】
テーブル100は、直動ガイド92に沿って移動自在(図(B)では紙面の表裏方向)に支持される。このテーブル100には、ボールネジ93に係合するナット部94が設けられ、カップリング96を介してサーボモータ91に接続されるボールネジ93の回転によってテーブル100が往復動する。このテーブル100には、直接作業をするハンドなどが取り付けられるが、本実施の形態では、第1の実施の形態でも例示した図2に示した軸構成が連結される。このスライド部72の動作は、位置制御手段として専用に設けたコントローラ102およびサーボユニット104によって制御される。
【0060】
追従装置23を以上のような構成にすることによって、追従装置23と車体10との相対速度が0になるように、また、相対位置が一定になるように、モータ80およびサーボモータ91の動作を制御すれば、車体10に正確に追従しながらガラスの取り付け作業をすることができるようになる。このスライド部72の重量は、追従装置23全体の重量に比較すればかなり軽量であるので、刻々と変化する相対速度や相対位置に迅速に応答させることは比較的容易である。
【0061】
図11は、本実施の形態にかかるワーク追従装置の全体図であり、特に追従に使用されるセンサの取り付け状態を説明するための図である。図12(A),(B)は、センサの具体的な取り付け位置を示す図であり、図13は、センサの機能説明に供する図である。図14は、センサの制御系の構成を示すブロック図である。
【0062】
センサ110は、追従装置23に取り付けられたセンサ用アーム120に取り付けられている。センサ110は、図12に示してあるように、車体10と装置との相対位置を検出するための変位センサ112(同期センサともいう)と、車体10の侵入を検出するための反射型光電センサ114(同期タイミングセンサともいう)とから構成されている。
【0063】
図13(A)に示すように、反射型光電センサ114は、車体10の窓枠部分を反射光の変化から検出し、これによって車体10の侵入を検出する。この反射型光電センサ114からの検出信号は、図14に示すコントローラ116の入力ユニットに入力される。
【0064】
変位センサ112は、反射型光電センサ114の検出信号がセンサ検出用のコントローラ116に入力されたときから相対位置の計測を開始するセンサであって、この変位センサ112から出力される相対位置情報は、アンプ118で増幅されてコントローラ116の高速カウンタに入力される。なお、コントローラ116は、変位センサ112から相対位置情報を10msec間隔で入力し、相対位置をmm単位で検出できる。
【0065】
以上、本実施の形態のワーク追従装置の概略の機械構成は以上の通りであるが、つぎに、制御系の全体構成とその動作について詳細に説明する。
図15は、本実施の形態にかかる制御系のブロック図である。
【0066】
図中の軸コントローラ130は、移動制御手段または位置制御手段として機能するものであって、図9に示した追従制御用のコントローラ82、図10に示した位置制御手段として機能するコントローラ102、コントローラ116の3つのコントローラとしての機能を合わせ持っている。
【0067】
反射型光電センサ114からの検出信号は、軸コントローラ130に直接入力される。この検出信号の入力によって軸コントローラ130は追従制御を開始する。
変位センサ112から出力される相対位置情報は、アンプ118で増幅され、パルス出力として軸コントローラ130に入力される。
【0068】
走行部70を駆動するモータ80は、インバータ84を介して軸コントローラ130に接続され、軸コントローラ130は、変位センサ112からの相対位置情報に基づいて走行部70を車体10に同期して移動させる。
【0069】
スライド部72を駆動するサーボモータ91は、サーボユニット104を介して軸コントローラ130に接続され、軸コントローラ130は、変位センサ112からの相対位置情報に基づいてスライド部72を車体10に同期して移動させる。
【0070】
つぎに、図16から図18のフローチャートに基づいて、本実施の形態におけるワーク追従装置の動作を説明する。
図16および図17に示すフローチャートは、走行部70の制御を示すものである。
【0071】
まず、チェンコンベアが駆動されて車体10が搬送され(S21)、図13に示すように反射型光電センサ114によって車体10のフロントガラスの窓枠の部分が検出されると、軸コントローラ130は変位センサ112から出力される相対位置情報に基づいて車体10の搬送速度を算出する。この搬送速度の具体的な算出のステップは図17のフローチャートに示してある。このフローチャートは後で説明する(S22)。
【0072】
軸コントローラ130は、算出された車体10の搬送速度から、走行部70を駆動するモータ80の速度指令値を算出し(S23)、変位センサ112によって検出される相対位置(図13(B)に示すように、窓枠からXmm後方の位置を同期の基準位置とし、この基準位置と現在位値との差)が−20mm以上であれば、インバータ起動速度を2倍に設定し、一方、相対位置が−2mm以上であればインバータ速度をVに設定する。
【0073】
つまり、走行部70が基準位置よりも手前に位置する追従開始時は、どの程度の距離手前かによってモータ80の回転速度を変えている。20mm以上手前に位置している場合には、走行部70をゆっくりと起動するようにし、2mm以上手前では設定されているインバータ速度Vで動かすようにしている(S24〜S27)。
【0074】
つぎに、追従が開始された後は、走行部70が基準位置よりも2mm以上後方に位置する場合、つまり、遅れ気味に追従している場合には、インバータ速度Vにαを加えた速度でモータ80を回転させ、基準位置に追い付くようにし(S28,S29)、また、走行部70が基準位置よりも2mm以上前方に位置する場合、つまり、先走り気味に追従している場合には、インバータ速度Vにαを引いた速度でモータ80を回転させ、基準位置に近付くようにする。この制御は追従期間中は繰り返し行なわれる(S30,S31)。
【0075】
追従中に、走行部70が基準位置よりも20mm以上先走ってしまったときにはインバータ速度を0に設定して、走行部70を停止させる(S32,S33)。以上のように、通常は、走行部70は基準位置の±2mmの範囲で追従するようになる。
【0076】
図17は、図16のステップ22に示した車体10の搬送速度を算出する処理のサブルーチンフローチャートである。
チェンコンベアが駆動されて車体10の搬送が開始され、図13に示すように反射型光電センサ114によって車体10のフロントガラスの窓枠の部分が検出されると(S41)、軸コントローラ130に設けられている変位センサ112用の高速カウンタの値が0にリセットされる(S42)。車体10が搬送され続けて基準位置に到達すると(S43)、軸コントローラ130に内蔵されている2つの計測タイマをリセットする(S44)。計測タイマ1が100msec計測すると、軸コントローラ130は基準位置からの位置(現在値)を記憶(記憶1)し(S45,S46)、また、計測タイマ2が200msec計測すると、軸コントローラ130は基準位置からの位置(現在値)を記憶(記憶2)する(S47,S48)。
【0077】
軸コントローラ130は、記憶した2つの現在値から100msecの変位量を求め(S49)、この変位量から車体10の搬送速度を求める(S50)。
【0078】
図18は、スライド部72の動作を示すフローチャートである。
【0079】
軸コントローラ130に内蔵された計測タイマが10msecのカウントを終えると、変位センサ112で検出されている相対位置を検出する(S51)。この検出の結果、走行部70が基準位置の前方2mm以内に位置する場合には、基準位置と現在位置との差を、スライド部72の動作量として設定し(S52,S53)、一方、走行部70が基準位置の後方2mm以内に位置する場合には、基準位置と現在位置との差を、スライド部72の動作量として設定する(S54,S55)。以上の制御は、変位センサ112で検出されている相対位置が20mm以内の場合に繰り返し行なわれ、20mmを越えると終了する(S56)。
【0080】
この結果、サーボモータ91は、スライド部72を基準位置とのずれ量だけ動かし、走行部70による追従の誤差を吸収する。
【0081】
以上のように、比較的重量の重い走行部70は、100msec毎に検出される相対位置に基づいて制御され、比較的重量の軽いスライド部72は、10msec毎に検出される相対位置に基づいて制御されることになる。
【0082】
したがって、本実施の形態におけるワーク追従装置によれば、予め車体に設定した基準位置からのズレに基づいて、正確な追従が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のワーク追従装置を適用したガラス取り付け装置の概略構成図である。
【図2】 本発明に係るワーク追従装置におけるガラス取り付け装置のガラス取り付け部の構成図である。
【図3】 本発明に係るワーク追従装置における位置合せ部の詳細な構成を示す図である。
【図4】 本発明に係るワーク追従装置の制御系のブロック図である。
【図5】 本発明に係るワーク追従装置の第1追従手段または第2追従手段の制御系のブロック図である。
【図6】 本発明に係るワーク追従装置の制御系の動作説明に供する図である。
【図7】 本発明に係るワーク追従装置の制御を示すフローチャートである。
【図8】 第2の実施の形態にかかるワーク追従装置を車両の搬送方向から見た図である。
【図9】 図8に示した走行部の具体的な構成を示した図である。
【図10】 (A)および(B)は、図8に示したスライド部の具体的な構成を示す図である。
【図11】 本実施の形態にかかるワーク追従装置の全体図である。
【図12】 センサの具体的な取り付け位置を示す図であり、(A)は、センサの上面図を、(B)は、センサの正面図をそれぞれ示す。
【図13】 センサの機能説明に供する図である。
【図14】 センサの制御系の構成を示すブロック図である。
【図15】 本実施の形態にかかるワーク追従装置の制御系のブロック図である。
【図16】 本実施の形態にかかるワーク追従装置の制御を示すフローチャートである。
【図17】 本実施の形態にかかるワーク追従装置の制御を示すフローチャートである。
【図18】 本実施の形態にかかるワーク追従装置の制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10…車体、
20…ガラス取り付け装置、
23…追従装置、
25…ガラス取り付け部、
37…位置合せ部、
40…モータ、
43…移動テーブル、
50…コントローラ、
70…走行部、
72…スライド部、
74…昇降シリンダ、
110…センサ、
112…変位センサ、
114…反射型光電センサ、
130…軸コントローラ。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a workpiece follower that enables a work to be performed while following a workpiece, and more particularly, to a workpiece follower that can perform a highly accurate work.
[0002]
[Prior art]
In an automobile production factory, in order to perform an efficient work, a follower is used that allows the work to be carried out while following the conveyed vehicle body. On this follow-up device, a production machine such as a robot that operates on the vehicle body is placed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In such a conventional follower device, the follower device performs the follower to the vehicle body, and the work to the vehicle body is performed by a production machine such as a robot. Was dependent on the performance of.
[0004]
However, in recent years, it has become necessary to install parts with extremely high work accuracy using a tracking device, and making it possible for a mounted production machine to follow a vehicle body with very high accuracy Considering the improvement of the performance of the device, it has become very difficult.
[0005]
The cause is as follows.
(1) First, heavy objects such as car bodies are often transported by chain conveyors, etc., and the transport distance is long, so the transport speed of the car body can be seen microscopically due to slack in the chain. Fluctuates periodically.
(2) Next, the worker repeatedly gets on and off the vehicle body in order to attach components to the vehicle body, but this becomes a load fluctuation, and the conveyance speed of the vehicle body fluctuates irregularly.
(3) Many production machines such as robots placed on the follower are very heavy.
[0006]
It is very difficult to accurately follow the vehicle body whose conveyance speed fluctuates periodically or irregularly while placing such a heavy object, even if the control responsiveness is improved.
[0007]
Conventionally, work with very high accuracy has not been required. However, when working with high accuracy, fluctuations in the relative speed between the transport speed of the vehicle body and the tracking speed of the tracking device, which are viewed microscopically, greatly affect the accuracy of the work. To do.
[0008]
In order to always set the relative speed to 0, it is necessary to use a motor with a large power for the tracking device or to perform special control in which the fluctuation of the relative speed is predicted in advance, which increases the size and cost of the tracking device. A problem occurs. Not only that, if the tracking device itself is controlled to accurately follow the vehicle body, the mounted robot and other production machines will always vibrate, and the robot arm etc. is insufficiently rigid. The work tip portion vibrates and eventually the work requiring high accuracy cannot be performed. In order to prevent vibration, it is only necessary to further increase the rigidity of the robot. However, this causes a vicious circle in which the weight increases and the follower becomes larger.
[0009]
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a work follower that enables high-precision work while following a work.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
The invention according to claim 1 is detected by a workpiece conveyance means for conveying a workpiece, a workpiece conveyance speed detection means for detecting a conveyance speed of a workpiece conveyed by the workpiece conveyance means, and the workpiece conveyance speed detection means. First follow-up means for following the workpiece at an average carrying speed based on the carrying speed; and the first following means The relative speed is calculated from the following speed detecting means for detecting the following speed when the workpiece is following the workpiece, the conveying speed detected by the workpiece conveying speed detecting means, and the following speed detected by the following speed detecting means. Relative speed calculating means for Relative Relative speed calculated by speed calculation means In response to the To be the same conveyance speed as the workpiece conveyance speed And a second follower attached to the first follower for following the work.
[0011]
The invention described in claim 2 2. The work following apparatus according to claim 1, wherein the first following means is a parallel running means installed so as to be able to run together with the work carried by the work carrying means, and the conveyance detected by the work conveyance speed detecting means. And movement control means for controlling the movement of the parallel means according to the speed. This is a workpiece follower characterized by that.
[0012]
The invention according to claim 3 is the claim 1 In the workpiece follower according to claim 1, 2 The following means Positioning means attached to the first tracking means so as to follow the workpiece within a certain range, and the positioning means to make the relative speed that changes every moment calculated by the relative speed calculation means zero. Position control means for controlling the position of It is composed of
[0013]
The invention according to claim 4 is the claim 3 In the work following apparatus according to claim 2, the second following means The weight of the alignment means possessed by is lighter than the weight of the parallel running means possessed by the first follow-up means. It is characterized by that.
[0016]
【The invention's effect】
The present invention configured as described above has the following effects.
Claim 1, 2 In the invention described in 1 above, the first follower means The Second tracking means by following the workpiece at the average transport speed The work The same transport speed as Since the work is followed by the two follow-up means, the first follow-up means can be followed more accurately by simple control without increasing the size of the first follow-up means.
[0017]
Claim 3 In the invention described in 1 above, the first follower means The Second tracking means by following the workpiece at the average transport speed Makes it follow so that the relative position with the work becomes constant, Since the workpiece is caused to follow by the two following means, it is possible to follow the work more accurately by simple control without increasing the size of the first following means.
[0018]
Claim 4 In the invention described in 2, the second Has tracking means Since the weight of the positioning means is lighter than the weight of the parallel running means included in the first tracking means, the positioning means can follow the workpiece relatively easily without increasing the rigidity of the positioning means. become.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a glass mounting apparatus to which the work following apparatus of the present invention is applied. Moreover, FIG. 2 is a block diagram of the glass attachment part of a glass attachment apparatus.
[0020]
The vehicle body 10 as a workpiece shown in FIG. 1 is slowly conveyed in the right direction in the figure by a chain conveyor which is a workpiece conveying means. Since this chain conveyor is driven by a motor, the conveyance speed of the vehicle body 10 is detected using an encoder attached to the motor. This encoder functions as a conveyance speed detection means.
[0021]
On the conveyance path of the vehicle body 10, a glass attachment device 20 that performs an operation of attaching glass to the rear and front of the vehicle body 10 is provided.
[0022]
The glass attachment device 20 includes a rail 21 provided on the conveyance path of the vehicle body 10 along the conveyance path, and a rail 22 that moves the rail 21 parallel to the conveyance path. A tracking device 23 that follows the vehicle body 10 is attached to be freely movable. In addition, a glass attachment portion 25 is attached to the distal end portion of the arm 24 included in the tracking device 23. In other words, the glass attachment device 20 includes the rails 21 and 22, the follower device 23, and the glass attachment portion 25.
[0023]
The follower 23 is suspended from the rail 21 and travels on the rail 21 by a motor (not shown). The tracking device 23 includes a distance measuring sensor A (detects the distance from the vehicle body to know the relative position) or a speed sensor B (knows the relative position from the relative speed with respect to the vehicle body) that detects the relative position to the vehicle body 10. It is attached. The distance measuring sensor A is a sensor for detecting a deviation from the vehicle body 10 from the distance from the hood of the vehicle body 10, and the speed sensor B is a relative speed with respect to the vehicle body 10 based on the light reflected on the vehicle body 10. It is an optical sensor for detecting. Although the case where two sensors are attached is illustrated in the figure, one of the sensors may be used in practice.
[0024]
In this case, the distance measuring sensor A functions as a relative position detecting means, and the speed sensor B functions as a relative speed detecting means. Further, without using a sensor, the follow-up speed of the follow-up device 23 is calculated based on an encoder attached to the motor of this device, and the relative speed is calculated by the control device from the transfer speed of the chain conveyor and the follow-up speed of the follow-up device 23. It may be calculated. In this case, the encoder functions as a follow-up speed detection means, and the control device also functions as a relative speed calculation means.
[0025]
The follower 23 travels on the rail 21 based on a signal from the encoder of the chain conveyor and follows the vehicle body 10. The following device 23 functions as a parallel running means constituting the first following means, and the follow-up to the vehicle body 10 is performed at an average speed calculated based on a signal from the encoder. This control is performed by a control device, which will be described later, provided exclusively as a movement control means.
[0026]
In a transport apparatus that transports heavy objects such as a chain conveyor, the transport speed fluctuates at a speed that combines periodic fluctuations and irregular fluctuations when viewed microscopically. Since the follower 23 is very heavy, it is impossible to follow such microscopic fluctuations. For this reason, in the present invention, the follower 23 is caused to follow at the average transport speed of the vehicle body 10. When such control is performed, a relative speed is generated between the vehicle body 10 and the tracking device 23. The distance sensor A and the speed sensor B described above detect the relative speed instead of the relative position. Yes, it is the glass mounting portion 25 described later that absorbs the relative speed.
[0027]
As shown in FIGS. 1 and 2, the glass attachment portion 25 is attached to the distal end portion of the arm 24, and the glass G attached to the vehicle body 10 is adsorbed by the adsorption board 30, and the operator handles the handle 31. The glass can be attached as shown in FIG. 1 while moving the posture of the glass G.
[0028]
Since the structure of the mechanism for changing the glass posture in the glass attachment portion 25 is not particularly related to the present invention, a rough structure will be described although it will not be described in detail.
[0029]
The glass turning shaft 32 is an axis for moving one end of the glass G so as to draw an arc in the height direction. The pitching adjusting shaft 33 is a shaft for swinging the glass G in the thickness direction about this axis. The rolling adjustment shaft 34 is a shaft for swinging the glass G in the thickness direction around this axis (swing in a direction perpendicular to the pitching swing axis). The X-axis error absorbing mechanism 35 is a shaft that balances both ends of a shaft that can move to the left and right with a spring, and is a shaft that enables fine adjustment of the position of the glass G in the X-axis direction. The pivot axis 36 is an axis that allows the glass to rotate ± 90 degrees around this axis.
[0030]
These axes allow the operator to fit the glass G into the vehicle body 10 while keeping the glass G in the desired posture.
[0031]
Note that these shaft configurations and the arm 24 are connected via an alignment portion 37. The alignment unit 37 is a part that functions as an alignment unit constituting the second follow-up unit of the present invention.
[0032]
FIG. 3 shows a detailed configuration of the alignment unit 37. 3A is a diagram showing the alignment unit 37 viewed from the same direction as FIG. 2, and FIG. 3B is a diagram showing the alignment unit 37 viewed from the side of FIG. is there.
[0033]
The alignment unit 37 includes a servo motor 40, an LM guide 41, a ball screw 42, and a moving table 43. The moving table 43 is supported so as to be movable along the LM guide (in the drawing (A), the front and back direction of the paper surface). The moving table 43 is provided with a nut portion 44 that engages with the ball screw 42, and the moving table 43 reciprocates as the ball screw 42 rotates. The moving table 43 is connected to the shaft configuration shown in FIG. The operation of the alignment unit 37 is controlled by a controller (described later) provided exclusively as a position control means (described later).
[0034]
Therefore, if the movement table 43 is reciprocated by controlling the operation of the servo motor 40 so that the relative speed between the tracking device 23 and the vehicle body 10 is zero and the relative position is constant, the vehicle body The glass can be attached while following 10 accurately. Since the weight of the alignment unit 37 is lighter than that of the follower 23, it is relatively easy to quickly respond to the constantly changing relative speed and relative position.
[0035]
Next, the control of the tracking device 23 and the tracking control of the alignment unit 37 will be described with reference to the block diagrams and flowcharts of FIG.
[0036]
As shown in FIG. 4, the distance measuring sensor A is input to the controller 50 that functions as movement control means or position control means via the sensor controller, and the speed sensor B is also input to the controller 50. In this embodiment, two sensors, ranging sensor A and speed sensor B, are used. As described above, one of the sensors is sufficient.
[0037]
The rotary encoder 52 is for calculating the follow-up speed of the follow-up device 23, and the signal from the encoder 52 is also input to the controller 50. The encoder 52 functions as a follow-up speed detection unit. The encoder 52 is not particularly required when the speed sensor B is used.
[0038]
The conveyor speed of the chain conveyor is detected by the encoder 54, and the detected signal is input to the controller 50.
[0039]
The synchronization timing sensor 56 is a sensor for synchronizing the tracking of the vehicle body 10 conveyed by the chain conveyor with the tracking device 23. When a signal is output from the sensor 56, the tracking of the tracking device 23 is started. The
[0040]
The inverter 57 controlled by an instruction from the controller 50 controls the rotational speed of the AC motor 58 of the tracking device 23. The controller 50 also controls the operation of the servo motor 40 of the glass attachment unit 25.
[0041]
The basic loop circuit and the correction circuit are configured by the above components, and the tracking operation of the tracking device 23 that tracks a specific part of the vehicle body 10 based on the reference is controlled by this circuit.
[0042]
FIG. 5 is a block diagram showing only the control system of the tracking operation of the tracking device 23 as the first tracking means and the glass mounting portion 25 as the second tracking means in the block diagram shown in FIG.
[0043]
As shown in FIG. 5A, a reference input signal is created from the conveyor speed detected by the encoder 54, and the speed creation circuit 60 creates a target value based on the reference input signal. The motor 58 of the follow-up device 23 rotates based on this target value, and pulses output from the encoder 52 along with this rotation are counted by the counter 62. The follow-up of the follow-up device 23 is controlled by a closed loop including a D / A converter, an inverter 57, a motor 58, an encoder 52, and a counter 62.
[0044]
As shown in FIG. 5B, a reference input signal is created from the signal detected by the distance sensor A or the speed sensor B, and the speed creation circuit 60 creates a target value based on the reference input signal. The motor 40 of the glass attachment part 25 as the second follower rotates based on this target value, and the glass attachment part 25 follows the vehicle body 10 accurately.
[0045]
The flowchart in FIG. 6A is a flowchart showing the tracking operation of the tracking device 23. Note that the conveyor speed of the chain conveyor is substantially constant as shown by the solid line a in FIG.
[0046]
When the synchronization timing sensor 56 in FIG. 4 detects the vehicle body 10 conveyed to the chain conveyor, the tracking operation of the tracking device 23 is started (S1). When the follow-up operation is started, the conveyor speed detected by the encoder 54 is input to the speed creating circuit 60, and the motor 58 increases the speed until this speed is reached (S2). Then, when it catches up with the speed of the chain conveyor, it follows at a constant speed (S3).
[0047]
A state of the speed fluctuation of the follower 23 is shown by a dotted line B in FIG. That is, the speed is gradually increased from the time when the vehicle body 10 is detected by the synchronization timing sensor 56, and a slight hunting, which exceeds or falls below the speed of the chain conveyor, is repeated to follow at a constant speed.
[0048]
The flowchart of FIG. 6B is a flowchart illustrating the tracking operation of the moving table 43 of the glass attachment unit 25.
[0049]
When the synchronization timing sensor 56 in FIG. 4 detects the vehicle body 10 conveyed to the chain conveyor, the tracking operation of the glass attachment portion 25 is started (S11). When the follow-up operation is started, the detection signal of the distance sensor A or the speed sensor B is input to the speed creation circuit 60, and the motor 40 increases the speed until it catches up with this speed. That is, the moving table 43 is moved so that the relative speed between the glass attachment portion 25 and the vehicle body 10 becomes zero, and compensation is made for the speed that the follower 23 cannot keep up with. Since the weight of the glass attachment portion 25 is very light compared to the weight of the follower 23, the rising speed can be increased, and such compensation is relatively easy (S12). Thereafter, very accurate follow-up control is performed so that the relative speed between the follow-up device 23 and the vehicle body 10 is zero (S13).
[0050]
The state of the speed fluctuation of the glass mounting portion 25 is shown by a one-dot chain line C in FIG. That is, the speed is rapidly increased to compensate for the relative speed from the time when the vehicle body 10 is detected by the synchronization timing sensor 56, so that the vehicle speed can quickly catch up with the conveyance speed of the vehicle body 10. Since the speed of the follow-up device 23 increases after a while, the speed of the glass attachment portion 25 is decreased with this increase. Thereafter, when the follower 23 reaches a steady speed, the speed of the glass attaching device 25 is changed so as to cancel the periodic speed change of the chain conveyor (S13).
[0051]
As described above, according to the workpiece follower of the present invention, the follow-up to the vehicle body 10 is performed with extremely high accuracy in the two parts of the follower 23 having a relatively heavy weight and the glass attachment portion 25 having a light weight.
[0052]
In the present embodiment, the case where the present invention is applied to the glass mounting device is illustrated, but the present invention is not limited to this, and the tracking device is divided into a heavy portion and a light portion, and the heavy portion is the average speed of the tracking target object. As long as it is suitable for use in compensating for fluctuations so that the relative speed between the object to be followed and this heavy part is zero at a light part, any other production machine can be used. Applicable.
[0053]
Next, a second embodiment of the workpiece follower according to the present invention will be described. In this embodiment, the glass mounting part 25 is configured to move up and down by an elevating cylinder, and the follow-up control is also slightly different from that in the first embodiment.
[0054]
FIG. 8 is a view of the workpiece follower according to the present embodiment as viewed from the conveyance direction of the vehicle.
The rail 21 is provided along the conveyance path of the vehicle body 10. The rail 21 is movably attached to a rail 22 installed so as to be orthogonal to the conveyance path, and a tracking device 23 that follows the vehicle body 10 is movably attached to the rail 21. The follow-up device 23 includes a traveling unit 70 that travels on the rail 21, a slide unit 72 to which the glass attachment unit 25 is attached, and an elevating cylinder 74 that raises and lowers the slide unit 72.
[0055]
FIG. 9 is a diagram illustrating a specific configuration of the traveling unit 70. The traveling unit 70 is attached to the rail 21 via a cam follower 71 so as to straddle the two rails 21, and a rack 76 for moving the traveling unit 70 is attached to one rail 21. The traveling unit 70 is aligned so that the center position thereof coincides with the center position of the vehicle body 10. A motor 80 that rotates a pinion 78 that meshes with the rack 76 is attached to the traveling unit 70. The rotation of the motor 80 is controlled by a controller 82 and an inverter 84 for tracking control.
[0056]
Therefore, when the motor 80 rotates, the traveling unit 70 moves in the conveyance direction of the vehicle body 10, and can follow the vehicle body 10 by controlling the rotation speed. This rotational speed is controlled by the controller 82 in accordance with the conveyance speed of the vehicle body 10.
[0057]
FIGS. 10A and 10B are diagrams illustrating a specific configuration of the slide portion 72. This slide part 72 is attached to the raising / lowering cylinder 74 attached to the traveling part 70, and corresponds to the alignment part 37 shown in the first embodiment.
[0058]
The slide portion 72 includes a base 90 attached to the elevating cylinder 74 and a table 100 to which the glass attachment portion 25 is attached. The table 100 is supported by a linear motor 92 and a support by a servo motor 91 attached to the base 90. Driven through unit 95.
[0059]
The table 100 is supported so as to be movable along the linear motion guide 92 (in the direction of the paper surface in the figure (B)). The table 100 is provided with a nut portion 94 that engages with the ball screw 93, and the table 100 reciprocates by the rotation of the ball screw 93 connected to the servo motor 91 via the coupling 96. The table 100 is attached with a hand or the like that directly works, but in this embodiment, the shaft configuration shown in FIG. 2 exemplified in the first embodiment is connected. The operation of the slide portion 72 is controlled by a controller 102 and a servo unit 104 which are provided exclusively as position control means.
[0060]
By configuring the following device 23 as described above, the operations of the motor 80 and the servo motor 91 are performed so that the relative speed between the following device 23 and the vehicle body 10 becomes zero and the relative position becomes constant. If it is controlled, the glass can be attached while accurately following the vehicle body 10. Since the weight of the slide portion 72 is considerably lighter than the weight of the entire follower 23, it is relatively easy to quickly respond to the constantly changing relative speed and relative position.
[0061]
FIG. 11 is an overall view of the workpiece follower according to the present embodiment, and is a view for explaining an attachment state of a sensor used for follow-up in particular. 12A and 12B are diagrams showing specific mounting positions of the sensor, and FIG. 13 is a diagram for explaining the function of the sensor. FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a sensor control system.
[0062]
The sensor 110 is attached to a sensor arm 120 attached to the tracking device 23. As shown in FIG. 12, the sensor 110 includes a displacement sensor 112 (also referred to as a synchronization sensor) for detecting the relative position between the vehicle body 10 and the apparatus, and a reflective photoelectric sensor for detecting the intrusion of the vehicle body 10. 114 (also referred to as a synchronization timing sensor).
[0063]
As shown in FIG. 13A, the reflective photoelectric sensor 114 detects the window frame portion of the vehicle body 10 from the change in the reflected light, thereby detecting the intrusion of the vehicle body 10. The detection signal from the reflective photoelectric sensor 114 is input to the input unit of the controller 116 shown in FIG.
[0064]
The displacement sensor 112 is a sensor that starts measuring the relative position from when the detection signal of the reflective photoelectric sensor 114 is input to the sensor detection controller 116. The relative position information output from the displacement sensor 112 is as follows. Amplified by the amplifier 118 and input to the high-speed counter of the controller 116. The controller 116 can input relative position information from the displacement sensor 112 at intervals of 10 msec, and can detect the relative position in mm.
[0065]
As described above, the schematic mechanical configuration of the workpiece follower according to the present embodiment is as described above. Next, the overall configuration and operation of the control system will be described in detail.
FIG. 15 is a block diagram of a control system according to the present embodiment.
[0066]
An axis controller 130 in the figure functions as a movement control means or a position control means, and includes a controller 82 for follow-up control shown in FIG. 9, a controller 102 that functions as a position control means shown in FIG. 116 functions as three controllers.
[0067]
A detection signal from the reflective photoelectric sensor 114 is directly input to the axis controller 130. The axis controller 130 starts follow-up control by the input of this detection signal.
The relative position information output from the displacement sensor 112 is amplified by the amplifier 118 and input to the axis controller 130 as a pulse output.
[0068]
The motor 80 that drives the traveling unit 70 is connected to the axis controller 130 via the inverter 84, and the axis controller 130 moves the traveling unit 70 in synchronization with the vehicle body 10 based on the relative position information from the displacement sensor 112. .
[0069]
The servo motor 91 that drives the slide unit 72 is connected to the axis controller 130 via the servo unit 104, and the axis controller 130 synchronizes the slide unit 72 with the vehicle body 10 based on the relative position information from the displacement sensor 112. Move.
[0070]
Next, the operation of the work following apparatus in the present embodiment will be described based on the flowcharts of FIGS. 16 to 18.
The flowcharts shown in FIGS. 16 and 17 show the control of the traveling unit 70.
[0071]
First, the chain conveyor is driven and the vehicle body 10 is conveyed (S21). When the reflection type photoelectric sensor 114 detects the windshield window frame portion of the vehicle body 10 as shown in FIG. Based on the relative position information output from the sensor 112, the conveyance speed of the vehicle body 10 is calculated. The specific steps for calculating the transport speed are shown in the flowchart of FIG. This flowchart will be described later (S22).
[0072]
The axis controller 130 calculates the speed command value of the motor 80 that drives the traveling unit 70 from the calculated conveyance speed of the vehicle body 10 (S23), and sets the relative position detected by the displacement sensor 112 (FIG. 13B). As shown, if the position Xmm behind the window frame is the reference position for synchronization, and the difference between the reference position and the current position value is -20 mm or more, the inverter starting speed is set to double, while the relative If the position is -2 mm or more, the inverter speed is set to V.
[0073]
That is, at the start of follow-up when the traveling unit 70 is positioned before the reference position, the rotational speed of the motor 80 is changed depending on how far the distance is. When it is positioned 20 mm or more in front, the traveling unit 70 is started slowly, and at 2 mm or more in front, it is moved at the set inverter speed V (S24 to S27).
[0074]
Next, after the tracking is started, when the traveling unit 70 is located 2 mm or more behind the reference position, that is, when following the delay, the speed is obtained by adding α to the inverter speed V. If the motor 80 is rotated to catch up with the reference position (S28, S29), and the traveling unit 70 is located 2 mm or more ahead of the reference position, that is, if it is following the previous run, the inverter The motor 80 is rotated at a speed obtained by subtracting α from the speed V so as to approach the reference position. This control is repeated during the follow-up period (S30, S31).
[0075]
If the traveling unit 70 has advanced 20 mm or more ahead of the reference position during tracking, the inverter speed is set to 0 and the traveling unit 70 is stopped (S32, S33). As described above, the traveling unit 70 normally follows in the range of ± 2 mm of the reference position.
[0076]
FIG. 17 is a subroutine flowchart of processing for calculating the conveyance speed of the vehicle body 10 shown in step 22 of FIG.
When the chain conveyor is driven to start the conveyance of the vehicle body 10 and when the window portion of the windshield of the vehicle body 10 is detected by the reflective photoelectric sensor 114 as shown in FIG. 13 (S41), it is provided in the axis controller 130. The value of the high-speed counter for the displacement sensor 112 is reset to 0 (S42). When the vehicle body 10 continues to be conveyed and reaches the reference position (S43), the two measurement timers built in the axis controller 130 are reset (S44). When the measurement timer 1 measures 100 msec, the axis controller 130 stores (stores 1) the position (current value) from the reference position (S45, S46). When the measurement timer 2 measures 200 msec, the axis controller 130 moves to the reference position. The position (current value) from is stored (memory 2) (S47, S48).
[0077]
The axis controller 130 obtains a displacement amount of 100 msec from the two stored current values (S49), and obtains the transport speed of the vehicle body 10 from this displacement amount (S50).
[0078]
FIG. 18 is a flowchart showing the operation of the slide unit 72.
[0079]
When the measurement timer built in the axis controller 130 finishes counting for 10 msec, the relative position detected by the displacement sensor 112 is detected (S51). If the traveling unit 70 is located within 2 mm forward of the reference position as a result of this detection, the difference between the reference position and the current position is set as the movement amount of the slide unit 72 (S52, S53). When the part 70 is located within 2 mm behind the reference position, the difference between the reference position and the current position is set as the operation amount of the slide part 72 (S54, S55). The above control is repeated when the relative position detected by the displacement sensor 112 is within 20 mm, and ends when it exceeds 20 mm (S56).
[0080]
As a result, the servo motor 91 moves the slide part 72 by the amount of deviation from the reference position, and absorbs the tracking error by the traveling part 70.
[0081]
As described above, the relatively heavy running unit 70 is controlled based on the relative position detected every 100 msec, and the relatively light slide unit 72 is based on the relative position detected every 10 msec. Will be controlled.
[0082]
Therefore, according to the work following apparatus in the present embodiment, it is possible to accurately follow based on the deviation from the reference position set in advance in the vehicle body.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a glass mounting apparatus to which a workpiece follower of the present invention is applied.
FIG. 2 is a configuration diagram of a glass attachment portion of the glass attachment device in the workpiece follower according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a detailed configuration of an alignment unit in the workpiece follower according to the present invention.
FIG. 4 is a block diagram of a control system of the workpiece follower according to the present invention.
FIG. 5 is a block diagram of a control system of the first tracking means or the second tracking means of the workpiece tracking device according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram for explaining an operation of a control system of the workpiece follower according to the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing the control of the workpiece follower according to the present invention.
FIG. 8 is a diagram of a workpiece follower according to a second embodiment as viewed from the conveyance direction of a vehicle.
FIG. 9 is a diagram showing a specific configuration of a traveling unit shown in FIG.
10A and 10B are diagrams showing a specific configuration of the slide portion shown in FIG.
FIG. 11 is an overall view of the workpiece follower according to the present embodiment.
12A and 12B are diagrams showing specific mounting positions of the sensor, in which FIG. 12A is a top view of the sensor and FIG. 12B is a front view of the sensor.
FIG. 13 is a diagram for explaining the function of a sensor.
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a sensor control system.
FIG. 15 is a block diagram of a control system of the work following apparatus according to the present embodiment.
FIG. 16 is a flowchart showing control of the workpiece follower according to the present embodiment.
FIG. 17 is a flowchart showing control of the workpiece follower according to the present embodiment.
FIG. 18 is a flowchart showing control of the workpiece follower according to the present embodiment.
[Explanation of symbols]
10 ... the car body,
20 ... Glass mounting device,
23 ... following device,
25 ... Glass mounting part,
37 ... alignment part,
40 ... motor,
43 ... moving table,
50 ... Controller,
70 ... traveling part,
72 ... slide part,
74 ... Elevating cylinder,
110 ... sensor,
112 ... displacement sensor,
114 ... reflective photoelectric sensor,
130: Axis controller.

Claims (4)

ワークを搬送するワーク搬送手段と、
当該ワーク搬送手段によって搬送されるワークの搬送速度を検出するワーク搬送速度検出手段と、
当該ワーク搬送速度検出手段によって検出された搬送速度に基づいて前記ワークを平均搬送速度で追従する第1追従手段と、
当該第1追従手段がワークを追従しているときの追従速度を検出する追従速度検出手段と、
前記ワーク搬送速度検出手段によって検出された搬送速度と当該追従速度検出手段によって検出された追従速度とから相対速度を算出する相対速度算出手段と、
当該相対速度算出手段によって算出された相対速度に応じて前記ワークの搬送速度と同一の搬送速度になるように前記ワークを追従する、前記第1追従手段に取り付けられた第2追従手段と、
を有することを特徴とするワーク追従装置。
A workpiece transfer means for transferring a workpiece;
Workpiece conveyance speed detection means for detecting the conveyance speed of the workpiece conveyed by the workpiece conveyance means;
First follow-up means for following the workpiece at an average conveyance speed based on the conveyance speed detected by the workpiece conveyance speed detection means;
Follow-up speed detecting means for detecting the follow-up speed when the first follow-up means is following the workpiece;
A relative speed calculating means for calculating a relative speed from the conveying speed detected by the workpiece conveying speed detecting means and the following speed detected by the following speed detecting means;
A second follower attached to the first follower for following the workpiece so as to have the same transport speed as that of the workpiece according to the relative speed calculated by the relative speed calculator ;
A workpiece follower characterized by comprising:
前記第1追従手段は、
前記ワーク搬送手段により搬送されるワークと併走できるように設置された併走手段と、
前記ワーク搬送速度検出手段によって検出された搬送速度に応じて当該併走手段の移動を制御する移動制御手段と、
から構成されることを特徴とする請求項1に記載のワーク追従装置。
The first follow-up means includes
Parallel running means installed so as to be able to run together with the workpiece conveyed by the workpiece conveying means;
A movement control means for controlling the movement of the parallel means according to the conveyance speed detected by the workpiece conveyance speed detection means;
Work follow-up device according to claim 1, wherein the composed.
前記第追従手段は、
前記第1追従手段に一定の範囲内で前記ワークを追従できるように取り付けられた位置合せ手段と、
前記相対速度算出手段によって算出された時事刻々変化する相対速度を0にすべく前記位置合せ手段の位置を制御する位置制御手段とから構成されることを特徴とする請求項に記載のワーク追従装置。
The second following means is
Alignment means attached to the first follower means so as to follow the workpiece within a certain range;
2. The workpiece follow-up according to claim 1 , further comprising position control means for controlling the position of the alignment means so that the relative speed that changes every moment calculated by the relative speed calculation means becomes zero. apparatus.
前記第2追従手段が有する位置合せ手段の重量は、前記第1追従手段が有する併走手段の重量よりも軽量であることを特徴とする請求項に記載のワーク追従装置。4. The work following apparatus according to claim 3 , wherein the weight of the alignment means included in the second following means is lighter than the weight of the parallel means included in the first following means .
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