JP4154096B2 - 物品組付方法および物品組付装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物品クランプ手段にクランプした第１物品を物品組付用ロボットで予め記憶された移動経路に沿って第２物品に向けて移動させ、第１物品を第２物品に組み付けるための物品組付方法と、その方法の実施に直接使用する物品組付装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のドアを車体のドア取付開口に組み付けるべく、ドア側ヒンジの位置および車体側ヒンジの位置をそれぞれドア用の計測手段および車体用の計測手段で検出し、それらドア用の計測手段および車体用の計測手段の検出結果に基づいてドアを搬送するロボットの移動経路を補正することにより、ドア側ヒンジを車体側ヒンジに正しく係合させるものが、特許第２７３５８５８号公報により公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記従来のものは、ドア側ヒンジの位置および車体側ヒンジの位置をそれぞれドア用の計測手段および車体用の計測手段で検出するので、２個の計測手段が必要になって設備費が嵩むだけでなく、２個の計測手段の誤差が累積されるためにロボットの移動経路を正しく補正することが難しくなる問題がある。しかも計測手段の構造が、シリンダで移動する当接部をヒンジに接触させ、そのときの当接部の位置に基づいてヒンジの位置を検出するようになっているので、ヒンジの形状に応じて当接部の形状を変化させる必要があり、汎用性に欠ける問題がある。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、物品組付用ロボットにより第１物品を第２物品に組み付ける際に、その位置合わせ作業を簡単かつ確実に行えるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、物品クランプ手段にクランプした第１物品を物品組付用ロボットにより予め記憶された移動経路に沿って移動させ、第１物品に設けた第１ヒンジを第２物品に設けた第２ヒンジに係合させた後、第１ヒンジのピン孔および第２ヒンジのピン孔にヒンジピンを挿入する物品組付方法において、非接触式検出手段で第１ヒンジの中心の位置座標を検出する工程と、検出した第１ヒンジの中心の位置座標および予め記憶された位置座標間の第１偏差を算出する工程と、前記非接触式検出手段で第２ヒンジの中心の位置座標を検出する工程と、検出した第２ヒンジの中心の位置座標および予め記憶された位置座標間の第２偏差を算出する工程と、第１偏差および第２偏差に基づいて物品組付用ロボットによる第１物品の移動経路を補正する工程とを含み、前記非接触式検出手段は、第１ヒンジの一対のピン孔のエッジ上の複数点の位置座標から該ピン孔の中心の位置座標を算出するとともに、前記一対のピン孔の各中心の中間点として前記第１ヒンジの中心の位置座標を算出し、かつ第２ヒンジの一対のピン孔のエッジ上の複数点の位置座標から該ピン孔の中心の位置座標を算出するとともに、前記一対のピン孔の各中心の中間点として前記第２ヒンジの中心の位置座標を算出することを特徴とする物品組付方法が提案される。
【０００６】
また請求項２に記載された発明によれば、物品クランプ手段にクランプした第１物品を物品組付用ロボットにより予め記憶された移動経路に沿って移動させ、第１物品に設けた第１ヒンジを第２物品に設けた第２ヒンジに係合させた後、第１ヒンジのピン孔および第２ヒンジのピン孔にヒンジピンを挿入する物品組付方法において、非接触式検出手段で第１ヒンジの中心の位置座標を検出する工程と、検出した第１ヒンジの中心の位置座標および予め記憶された位置座標間の第１偏差を算出する工程と、前記非接触式検出手段で第２ヒンジの中心の位置座標を検出する工程と、検出した第２ヒンジの中心の位置座標および予め記憶された位置座標間の第２偏差を算出する工程と、第１偏差および第２偏差に基づいて物品組付用ロボットによる第１物品の移動経路を補正する工程とを含み、前記非接触式検出手段は、ピン孔のエッジ上の複数点の位置座標に基づいて該ピン孔が形成されたヒンジ板に沿う直線または面の傾きを算出し、算出した傾きが基準値を越えた場合に異常判定を行うことを特徴とする物品組付方法が提案される。
【０００７】
また請求項３に記載された発明によれば、物品クランプ手段にクランプした第１物品を物品組付用ロボットにより予め記憶された移動経路に沿って移動させ、第１物品に設けた第１ヒンジを第２物品に設けた第２ヒンジに係合させた後、第１ヒンジのピン孔および第２ヒンジのピン孔にヒンジピンを挿入する物品組付方法において、非接触式検出手段で第１ヒンジの中心の位置座標を検出する工程と、検出した第１ヒンジの中心の位置座標および予め記憶された位置座標間の第１偏差を算出する工程と、前記非接触式検出手段で第２ヒンジの中心の位置座標を検出する工程と、検出した第２ヒンジの中心の位置座標および予め記憶された位置座標間の第２偏差を算出する工程と、第１偏差および第２偏差に基づいて物品組付用ロボットによる第１物品の移動経路を補正する工程とを含み、前記非接触式検出手段は、ピン孔のエッジ上の複数点の位置座標から該ピン孔の中心の位置座標を算出するとともに、対を成すヒンジ板の２個のピン孔の中心を通る直線の傾きを算出し、算出した傾きが基準値を越えた場合に異常判定を行うことを特徴とする物品組付方法が提案される。
【０００８】
また請求項４に記載された発明によれば、物品クランプ手段にクランプした第１物品を物品組付用ロボットにより予め記憶された移動経路に沿って移動させ、第１物品に設けた第１ヒンジを第２物品に設けた第２ヒンジに係合させた後、第１ヒンジのピン孔および第２ヒンジのピン孔にヒンジピンを挿入する物品組付方法において、非接触式検出手段で第１ヒンジの中心の位置座標を検出する工程と、検出した第１ヒンジの中心の位置座標および予め記憶された位置座標間の第１偏差を算出する工程と、前記非接触式検出手段で第２ヒンジの中心の位置座標を検出する工程と、検出した第２ヒンジの中心の位置座標および予め記憶された位置座標間の第２偏差を算出する工程と、第１偏差および第２偏差に基づいて物品組付用ロボットによる第１物品の移動経路を補正する工程とを含み、前記非接触式検出手段は、第１、第２物品の一端側に位置する一端側ヒンジのピン孔のエッジ上の複数点の位置座標から該一端側ヒンジの中心の位置座標を算出し、かつ第１、第２物品の他端側に位置する他端側ヒンジのピン孔のエッジ上の複数点の位置座標から該他端側ヒンジの中心の位置座標を算出するとともに、一端側ヒンジの中心および他端側ヒンジの中心を通る直線の傾きを算出し、算出した傾きが基準値を越えた場合に異常判定を行うことを特徴とする物品組付方法が提案される。
【０００９】
上記請求項１〜４の構成によれば、物品組付用ロボットの物品クランプ手段にクランプした第１物品を第２物品に向けて移動させ、第１物品に設けた第１ヒンジを第２物品に設けた第２ヒンジに係合させる際に、共通の非接触式検出手段で第１ヒンジの中心の位置座標および第２ヒンジの中心の位置座標を検出して前記位置座標と予め記憶された位置座標との偏差を算出し、この偏差に基づいて物品組付用ロボットによる第１物品の移動経路を補正するので、第１ヒンジあるいは第２ヒンジに多少の変形や取付誤差が存在しても、それら変形や取付誤差を補償して第１ヒンジを第２ヒンジにスムーズに係合させ、ヒンジの損傷を防止しながら第１物品の組付作業を短時間で行うことが可能になる。また共通の非接触式検出手段で第１ヒンジおよび第２ヒンジの中心の位置座標を算出するので、設備費を削減することができるだけでなく、前記位置座標の誤差が累積するのを防止して第１ヒンジを第２ヒンジに一層スムーズに係合させることができ、しかも非接触式検出手段を用いたことによりヒンジの形状の影響を排除して汎用性を高めることができる。
【００１０】
特に請求項１の構成によれば、第１ヒンジの一対のピン孔のエッジ上の複数点の位置座標から該ピン孔の中心の位置座標を算出し、それら一対のピン孔の各中心の中間点として前記第１ヒンジの中心の位置座標を算出するので、第１ヒンジの中心を的確に表す位置座標を得ることができる。また第２ヒンジの一対のピン孔のエッジ上の複数点の位置座標から該ピン孔の中心の位置座標を算出し、それら一対のピン孔の各中心の中間点として前記第２ヒンジの中心の位置座標を算出するので、第２ヒンジの中心を的確に表す位置座標を得ることができる。
【００１１】
特に請求項２の構成によれば、ピン孔が形成されたヒンジ板に沿う直線または面の傾きが大きい場合に異常判定を行うので、ヒンジ板の変形等の異常事態に速やかに対応することができる。
【００１２】
特に請求項３の構成によれば、ヒンジの対を成すヒンジ板の２個のピン孔の中心を通る直線の傾きが大きい場合に異常判定を行うので、ヒンジの取付角度の不良等の異常事態に速やかに対応することができる。
【００１３】
特に請求項４の構成によれば、一端側ヒンジの中心および他端側ヒンジの中心を通る直線の傾きが大きい場合に異常判定を行うので、ヒンジの取付位置の不良等の異常事態に速やかに対応することができる。
【００１４】
また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜４の何れかに記載された物品組付方法の実施に直接使用する物品組付装置であって、第１ヒンジのピン孔および第２ヒンジのピン孔にヒンジピンを挿入するヒンジピン挿入手段を備えたヒンジピン挿入用ロボットに、前記非接触式検出手段を設けたことを特徴とする物品組付装置が提案される。
【００１５】
上記構成によれば、ヒンジピン挿入用ロボットがヒンジピン挿入手段および非接触式検出手段の両方を備えているので、ヒンジピン挿入用ロボットを多目的に使用して設備費を削減することができる。
【００１６】
また請求項６に記載された発明によれば、請求項５の構成に加えて、前記ヒンジピンは軸部にセレーション部を介して連設されたフランジ状の頭部を有しており、前記ヒンジピン挿入手段は、前記セレーション部に嵌合して前記頭部をクランプするＵ字状の切欠が形成されたクランプ部材と、このクランプ部材を進退駆動するクランプ用シリンダとを備えたことを特徴とする物品組付装置が提案される。
【００１７】
上記構成によれば、ヒンジピン挿入手段に設けたＵ字状の切欠を有するクランプ部材でヒンジピンのフランジ状の頭部をクランプするので、ヒンジピンの挿入時に該ヒンジピンが倒れて挿入異常が発生するの防止することができる。
【００１８】
また請求項７に記載された発明によれば、物品クランプ手段にクランプした第１物品を物品組付用ロボットにより予め記憶された移動経路に沿って第２物品に向けて移動させ、第１、第２物品の一方に設けた一対のヒンジを第１、第２物品の他方に設けた一対の取付部に位置決めした後に、前記一対のヒンジを取付部にボルト止めする物品組付方法において、非接触式検出手段で一対のヒンジの各中心の中間点の位置座標を検出する工程と、前記非接触式検出手段で一対の取付部の各中心の中間点の位置座標を検出する工程と、前記一対のヒンジの各中心の中間点の位置座標が前記一対の取付部の各中心の中間点の位置座標に一致するように物品組付用ロボットで第１物品を移動させる工程と、を含むことを特徴とする物品組付方法が提案される。
【００１９】
上記構成によれば、物品組付用ロボットの物品クランプ手段にクランプした第１物品を第２物品に向けて移動させ、第１、第２物品の一方に設けた一対のヒンジを第１、第２物品の他方に設けた一対の取付部に位置決めしてボルト止めする際に、共通の非接触式検出手段で一方の物品の一対のヒンジの各中心の中間点の位置座標および他方の物品の一対の取付部の各中心の中間点の位置座標を検出し、これら２つの位置座標が一致するように物品組付用ロボットで第１物品を移動させるので、ヒンジに多少の変形や取付誤差が存在しても、それら変形や取付誤差を補償して第１物品および第２物品の組付作業を短時間で行うことが可能になる。また共通の非接触式検出手段で前記２つの位置座標を検出するので、設備費を削減することができるだけでなく、前記位置座標の誤差が累積するのを防止して第１物品を第２物品に一層スムーズに組み付けることができ、しかも非接触式検出手段を用いたことによりヒンジの形状の影響を排除して汎用性を高めることができる。
【００２０】
尚、本発明の物品クランプ手段は実施例のドアクランプ手段１２あるいはボンネットフードクランプ手段１２′に対応し、本発明の物品組付用ロボットは実施例のドア組付用ロボットＲ1 あるいはボンネットフード組付用ロボットＲ1 ′に対応し、本発明の第１物品は実施例のドアＤあるいはボンネットフードＦに対応し、本発明の第２物品は実施例の車体Ｂに対応し、本発明の第１ヒンジは実施例のドア側ヒンジ２４U ，２４L に対応し、本発明の第２ヒンジは実施例の車体側ヒンジ２３U ，２３L に対応し、本発明の一端側ヒンジは実施例の上部車体側ヒンジ２３U および上部ドア側ヒンジ２４U に対応し、本発明の他端側ヒンジは実施例の下部車体側ヒンジ２３L および下部ドア側ヒンジ２４L に対応する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。 図１〜図１３は本発明の第１実施例を示すもので、図１は自動車のドア組付ステーションの平面図、図２は自動車のドア組付ステーションの斜視図、図３は図２の３方向矢視図、図４は図３の４−４線矢視図、図５は図２の５方向矢視図、図６は図５の６方向矢視図、図７は図６の７−７線断面図、図８は図２の８方向拡大矢視図、図９は図２の９方向拡大矢視図、図１０はヒンジ位置検出の作用説明図、図１１はヒンジ位置検出の作用説明図、図１２はヒンジピン挿入の作用説明図、図１３はヒンジの取付不良状態の説明図である。
【００２２】
図１および図２に示すように、自動車の車体Ｂを搬送する組立ラインＬｍに設けられたドア組付ステーションＳの左右両側に、前記車体Ｂに組み付ける左右のドアＤ，ＤをパレットＰＡ，ＰＡに搭載して搬送する左右のドア搬送ラインＬｓ，Ｌｓが設けられる。ドア組付ステーションＳの左側には、パレットＰＡ上のドアＤをクランプして車体Ｂの左側面のドア取付開口Ｏに組み付けるドア組付用ロボットＲ1 と、車体側ヒンジの位置およびドア側ヒンジの位置を検出するとともに、車体側ヒンジおよびドア側ヒンジにヒンジピンを挿入するヒンジピン挿入用ロボットＲ2 とが配置される。またドア組付ステーションＳの右側には、パレットＰＡ上のドアＤをクランプして車体Ｂの右側面のドア取付開口Ｏに組み付けるドア組付用ロボットＲ1 と、車体側ヒンジの位置およびドア側ヒンジの位置を検出するとともに、車体側ヒンジおよびドア側ヒンジにヒンジピンを挿入するヒンジピン挿入用ロボットＲ2 とが配置される。左側のドア組付用ロボットＲ1 およびヒンジピン挿入用ロボットＲ2 、並びに右側のドア組付用ロボットＲ1 およびヒンジピン挿入用ロボットＲ2 は、組立ラインＬｍを挟んで左右対称に配置されていて実質的に同一構造であるため、以下、その代表として左側のドア組付用ロボットＲ1 およびヒンジピン挿入用ロボットＲ2 について、その構造および機能を説明する。
【００２３】
図２〜図４に示すように、ドア組付用ロボットＲ1 は多関節型ロボットよりなり、そのロボットアーム１０の先端にフローティング機構１１を介してドアクランプ手段１２がフローティング可能に設けられる。ドアクランプ手段１２の基板１３から垂下する一対の支柱１４，１４の下端に、ドアＤの下縁を支持する受け部材１５，１５と、シリンダ１６，１６で進退して前記受け部材１５，１５に支持したドアＤの下縁をクランプするクランプ部材１７，１７とが設けられる。また基板１３から起立する一対の支柱１８，１８の上端にシリンダ１９，１９が設けられており、これらシリンダ１９，１９の出力ロッドの先端にドアガラスＧを吸着可能な吸盤２０，２０が設けられる。更に、基板１３の一端に設けたシリンダ２１により進退するクランプピン２２が、ドアＤの後縁に開口する切欠Ｎに係合可能である。而して、ドアクランプ手段１２により、ドアＤの下縁の２ヵ所、ドアガラスＧの２ヵ所およびドアＤの後縁の１ヵ所が支持される。
【００２４】
フローティング機構１１は、ドアクランプ手段１２およびドアＤを併せた重心位置の近傍を支持するもので、ロボットアーム１０に対してドアクランプ手段１２を固定するロック状態と、ロボットアーム１０に対してドアクランプ手段１２が自由に移動できるフローティング状態とを切り換えることが可能である。
【００２５】
車体Ｂのドア取付開口Ｏの前縁には上下一対の車体側ヒンジ２３U ，２３L が設けられており、ドア組付用ロボットＲ1 はクランプしたドアＤの前縁に設けた上下一対のドア側ヒンジ２４U ，２４L を前記車体側ヒンジ２３U ，２３L にそれぞれ係合させることにより、ドアＤをドア取付開口Ｏに組み付ける。
【００２６】
図２および図５〜図７に示すように、ヒンジピン挿入用ロボットＲ2 は多関節型ロボットよりなり、そのロボットアーム３１の先端にヒンジピン挿入手段３２が設けられる。ヒンジピン挿入手段３２は直方体状のハウジング３３を備えており、その内部に挿入用シリンダ３４U が上下方向に配置される。挿入用シリンダ３４U から上方に延びる出力ロッド３５U の上端に設けられた挿入アーム３６U がハウジング３３の外部に突出しており、その先端上面に凹部３７U が形成される。ヒンジピンＰは軸部Ｐ1 と、この軸部Ｐ1 に連なるセレーション部Ｐ2 と、このセレーション部Ｐ2 に連なるフランジ状の頭部Ｐ3 とを備えており、軸部Ｐ1 を上向きにした頭部Ｐ3 が前記凹部３７U に嵌合して支持される。挿入アーム３６U の上面に支持したクランプ用シリンダ３８U の出力ロッドに、先端にＵ字状の切欠３９U を備えたクランプ部材４０U が設けられる。クランプ用シリンダ３８U でクランプ部材４０U を前進させて切欠３９U をヒンジピンＰのセレーション部Ｐ2 に係合させると、凹部３７U およびクランプ部材４０U 間にヒンジピンＰの頭部Ｐ3 がクランプされる。
【００２７】
上記部材３４U 〜４０U は、上部車体側ヒンジ２３U および上部ドア側ヒンジ２４U にヒンジピンＰを挿入するためのもので、下部車体側ヒンジ２３L および下部ドア側ヒンジ２４L にヒンジピンＰを挿入するため部材３４L 〜４０L が、前記部材３４U 〜４０U に対して実質的に上下対称に配置される。
【００２８】
図６および図１０に示すように、ヒンジピン挿入用ロボットＲ2 のヒンジピン挿入手段３２のハウジング３３からステー４１が延びており、このステー４１にレーザーを用いた非接触式検出手段４２が設けられる。非接触式検出手段４２は、レーザーを送光および受光する上下一対のレーザーヘッド４３U ，４３L と、レーザーヘッド４３U ，４３L から送光されたレーザーあるいはレーザーヘッド４３U ，４３L に受光されるレーザーを反射する上下一対のミラー４４U ，４４L とを備える。非接触式検出手段４２のミラー４４U ，４４L は、車体側ヒンジ２３U ，２３L の上下一対のヒンジ板４７，４８（図９参照）間、あるいはドア側ヒンジ２４U ，２４L の上下一対のヒンジ板４５，４６（図８参照）間に挿入可能である。
【００２９】
このように、共通のヒンジピン挿入用ロボットＲ2 にヒンジピン挿入手段３２および非接触式検出手段４２の両方を支持したので、それらヒンジピン挿入手段３２および非接触式検出手段４２をそれぞれ別個のロボットに支持する場合に比べて設備費を大幅に削減することができる。
【００３０】
次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用を説明する。
【００３１】
ドアＤ，Ｄを組み付けるべき車体Ｂが組立ラインＬｍ上を搬送されてドア組付ステーションＳに停止するまでの間に、図３および図４に示すように、ドア組付用ロボットＲ1 がドア搬送ラインＬｓにより搬送されたパレットＰＡ上のドアＤを受け取ってクランプするとともに、図６および図７に示すように、ヒンジピン挿入用ロボットＲ2 がヒンジピン挿入手段３２によって２本のヒンジピンＰ，Ｐをクランプする。
【００３２】
続いて、図１０に示すように、ヒンジピン挿入用ロボットＲ2 を移動させて非接触式検出手段４２を上部ドア側ヒンジ２４U の２枚のヒンジ板４５，４６間に挿入し、そのピン孔４５1 ，４６1 の位置を検出する。即ち、予めヒンジピン挿入用ロボットＲ2 にティーチングした上部ドア側ヒンジ２４U の位置に基づいて、非接触式検出手段４２を前記上部ドア側ヒンジ２４U の２枚のヒンジ板４５，４６間に挿入して所定の経路を移動させながらレーザーヘッド４３U ，４３L からレーザーを送光すると、ミラー４４L ，４４R に反射されたレーザーが上下方向に偏向して２枚のヒンジ板４５，４６に照射される。
【００３３】
このときレーザーの照射経路にピン孔４５1 ，４６1 が存在しなければ、ヒンジ板４５，４６に反射されたレーザーが再度ミラー４４L ，４４R に反射されてレーザーヘッド４３U ，４３L に受光され、またレーザーの照射経路にピン孔４５1 ，４６1 が存在すればヒンジ板４５，４６からのレーザーの反射光がレーザーヘッド４３U ，４３L に受光されないため、その受光強度の変化に応じてピン孔４５1 ，４６1 のエッジの方向を検出することができる（図１１参照）。また送光から受光までの時間に基づいていてエッジまでの距離を検出することができるので、最終的に前記エッジの三次元座標を検出することができる。
【００３４】
図８に示すように、上側のレーザーヘッド４３U により上部ドア側ヒンジ２４U の上側のヒンジ板４５のピン孔４５1 のエッジ上の３点の座標ａ1 ，ａ2 ，ａ3 を検出し、それらの座標ａ1 ，ａ2 ，ａ3 に基づいてピン孔４５1 の中心の座標Ａを算出する。これと同時に、下側のレーザーヘッド４３L により上部ドア側ヒンジ２４U の下側のヒンジ板４６のピン孔４６1 のエッジ上の３点の座標ｂ1 ，ｂ2 ，ｂ3 を検出し、それらの座標ｂ1 ，ｂ2 ，ｂ3 に基づいてピン孔４６1 の中心の座標Ｂを算出する。続いて上下のピン孔４５1 ，４６1 の中心の座標Ａ，Ｂの中間点の座標ＸU を算出し、その中間点の座標ＸU を上部ドア側ヒンジ２４U の中心を示す代表値とする。
【００３５】
続いて、下部ドア側ヒンジ２４L の中心を示す代表値となる座標ＸL の算出を、上述した上部ドア側ヒンジ２４U と同様にして実行する。
【００３６】
次に、ヒンジピン挿入用ロボットＲ2 を移動させて非接触式検出手段４２を上部車体側ヒンジ２３U の２枚のヒンジ板４７，４８間に挿入し、そのピン孔４７1 ，４８1 の位置を検出する。即ち、図９に示すように、予めヒンジピン挿入用ロボットＲ2 にティーチングした上部車体側ヒンジ２３U の位置に基づいて、非接触式検出手段４２を前記上部車体側ヒンジ２３U の２枚のヒンジ板４７，４８間に挿入して所定の経路を移動させながら、上側のレーザーヘッド４３U により上部車体側ヒンジ２３U の上側のヒンジ板４７のピン孔４７1 のエッジ上の３点の座標ｃ1 ，ｃ2 ，ｃ3 を検出し、それらの座標ｃ1 ，ｃ2 ，ｃ3 に基づいてピン孔４７1 の中心の座標Ｃを算出する。これと同時に、下側のレーザーヘッド４３L により上部車体側ヒンジ２３U の下側のヒンジ板４８のピン孔４８1 のエッジ上の３点の座標ｄ1 ，ｄ2 ，ｄ3 を検出し、それらの座標ｄ1 ，ｄ2 ，ｄ3 に基づいてピン孔４８1 の中心の座標Ｄを算出する。続いて上下のピン孔４７1 ，４８1 の中心Ｃ，Ｄの中間点の座標ＹU を算出し、その中間点の座標ＹU を上部車体側ヒンジ２３U の中心を示す代表値とする。
【００３７】
続いて、下部車体側ヒンジ２３L の中心の代表値としての座標ＹL の算出を、上述した上部車体側ヒンジ２３U と同様にして実行する。
【００３８】
以上のようにして上下のドア側ヒンジ２４U ，２４L の中心の座標ＸU ，ＸL が算出されると、その実際の中心の座標ＸU ，ＸL と予め記憶された上下のドア側ヒンジ２４U ，２４L の正しい中心の座標ＸU0，ＸL0とのずれである第１偏差ＥＤU ，ＥＤL が算出される（図８参照）。同様に、上下の車体側ヒンジ２３U ，２３L の実際の中心の座標ＹU ，ＹL と、予め記憶された上下の車体側ヒンジ２３U ，２３L の正しい中心の座標ＹU0，ＹL0とのずれである第２偏差ＥＢU ，ＥＢL が算出される（図９参照）。
【００３９】
以上のように、車体側ヒンジ２３U ，２３L の位置およびドア側ヒンジ２４U ，２４L の位置の両方を共通の非接触式検出手段４２で検出するので、車体側ヒンジ２３U ，２３L の位置およびドア側ヒンジ２４U ，２４L の位置を２台の非接触式検出手段でそれぞれ別個に検出する場合に比べて設備費を削減することができ、しかも２台の非接触式検出手段の検出誤差が累積することがないので検出精度を高めることができる。また非接触式検出手段４２を用いたことにより、ヒンジの形状に左右されずに検出を行うことが可能となって汎用性が高められる。
【００４０】
またドア側ヒンジ２４U ，２４L では、上下のヒンジ板４５，４６のピン孔４５1 ，４６1 の中心を結ぶ直線の中間点の座標ＸU ，ＸL をドア側ヒンジ２４U ，２４L の中心を示す代表値とし、車体側ヒンジ２３U ，２３L では、上下のヒンジ板４７，４８のピン孔４７1 ，４８1 の中心を結ぶ直線の中間点の座標ＹU ，ＹL を車体側ヒンジ２３U ，２３L の中心を示す代表値とするので、ドア側ヒンジ２４U ，２４L および車体側ヒンジ２３U ，２３L の中心を的確に表示することができる。
【００４１】
更に、図１３（ａ）に示すように、上部車体側ヒンジ２３U （下部車体側ヒンジ２３L ）の上側のピン孔４７1 のエッジ上の３点の座標ｃ1 ，ｃ2 ，ｃ3 に基づいて該ピン孔４７1 が形成されたヒンジ板４７に沿う直線Ｌ1 の傾きを算出し、この直線Ｌ1 と予め記憶された基準となる直線Ｌ10との角度差が基準値を越えた場合に、ヒンジ板４７の変形や上部車体側ヒンジ２３U の傾き等の異常が発生したと判断し、警報を発するとともにドアＤの組付作業を中止する。上部車体側ヒンジ２３U （下部車体側ヒンジ２３L ）の下側のヒンジ板４８のピン孔４８1 および上下のドア側ヒンジ２４U ，２４L の上下のヒンジ板４５，４６のピン孔４５1 ，４６1 に関しても、同様の異常判定を実行する。尚、ヒンジ板４５，４６，４７，４８に沿う直線Ｌ1 の傾きを算出する代わりに、ヒンジ板４５，４６，４７，４８に沿う面の傾きを算出しても良い。
【００４２】
また、図１３（ａ）に示すように、上部車体側ヒンジ２３U （下部車体側ヒンジ２３L ）の２枚のヒンジ板４７，４８のピン孔４７1 ，４８1 の中心Ｃ，Ｄを通る直線Ｌ2 の傾きを算出し、この直線Ｌ2 と予め記憶された基準となる直線Ｌ20との角度差が基準値を越えた場合に、上部車体側ヒンジ２３U （下部車体側ヒンジ２３L ）の傾き等の異常が発生したと判断し、警報を発するとともにドアＤの組付作業を中止する。上下のドア側ヒンジ２４U ，２４L に関しても、同様の異常判定を実行する。
【００４３】
また図１３（ｂ）に示すように、上部車体側ヒンジ２３U の中心の座標ＹU および下部車体側ヒンジ２３L の中心座標ＹL を結ぶ直線Ｌ3 の傾きを算出し、この直線Ｌ3 と予め記憶された基準となる直線Ｌ30との角度差が基準値を越えた場合に、上部車体側ヒンジ２３U および下部車体側ヒンジ２３L の取付位置の異常が発生したと判断し、警報を発するとともにドアＤの組付作業を中止する。上下のドア側ヒンジ２４U ，２４L に関しても、同様の異常判定を実行する。
【００４４】
而して、車体側ヒンジ２３U ，２３L およびドア側ヒンジ２４U ，２４L の取付状態が正常であってドアＤの組付に支障がない場合には、予め記憶されたドア組付用ロボットＲ1 の移動軌跡を前記偏差ＥＤU ，ＥＤL ；ＥＢU ，ＥＢL に基づいて補正することにより、ドア側ヒンジ２４U ，２４L を車体側ヒンジ２３U ，２３L にスムーズに係合させることができる。これにより、ドア側ヒンジ２４U ，２４L に車体側ヒンジ２３U ，２３L が衝突して損傷するような事態を確実に防止することができる。
【００４５】
これを更に詳述すると、ドア組付用ロボットＲ1 は、予め記憶されたドア側ヒンジ２４U ，２４L の中心の正しい座標ＸY0，ＸL0および車体側ヒンジ２３U ，２３L の中心の正しい座標ＹU0，ＹL0に基づいて、ドア側ヒンジ２４U ，２４L を車体側ヒンジ２３U ，２３L に係合させる動きを行うようにティーチングされているが、ドア側ヒンジ２４U ，２４L の実際の中心の座標ＸU ，ＸL および車体側ヒンジ２３U ，２３L の実際の座標ＹU ，ＹL に誤差が存在すると、前記ティーチングどおりの動きを行うだけではドア側ヒンジ２４U ，２４L を車体側ヒンジ２３U ，２３L にスムーズに係合させることができなくなる。そこで、ドア組付用ロボットＲ1 が移動する過程で、予め記憶したドア側ヒンジ２４U ，２４L および車体側ヒンジ２３U ，２３L の中心の正しい座標ＸY0，ＸL0；ＹU0，ＹL0（図８、図９参照）と、実際に検出したドア側ヒンジ２４U ，２４L および車体側ヒンジ２３U ，２３L の中心の座標ＸU ，ＸL ；ＹU ，ＹL との偏差ＥＤU ，ＥＤL ；ＥＢU ，ＥＢL を補償する補正を行うことにより、ドア側ヒンジ２４U ，２４L を車体側ヒンジ２３U ，２３L にスムーズに係合させることが可能となる。
【００４６】
続いてヒンジピン挿入用ロボットＲ2 が作動し、相互に係合した上部ドア側ヒンジ２４U および上部車体側ヒンジ２３U と、相互に係合した下部ドア側ヒンジ２４L および下部車体側ヒンジ２３L との間に、ヒンジピン挿入手段３２を挿入する。そして一対の挿入用シリンダ３４U ，３４L の出力ロッド３５U ，３５L を共に伸長させ、２本のヒンジピンＰ，Ｐをそれぞれ上方および下方に移動させる。その結果、図１２に示すように、上側のヒンジピンＰの軸部Ｐ1 が相互に係合した上部ドア側ヒンジ２４U および上部車体側ヒンジ２３U のピン孔４８1 ，４６1 ，４５1 ，４７1 に挿入されるとともに、下側のヒンジピンＰの軸部Ｐ1 が相互に係合した下部ドア側ヒンジ２４L および下部車体側ヒンジ２３L のピン孔４７1 ，４５1 ，４６1 ，４８1 に挿入される。
【００４７】
このとき、ドア組付用ロボットＲ1 のフローティング機構１１がロック解除され、ドアＤおよびドアクランプ手段１２はロボットアーム１０に対してフローティング状態に切り換えられる。その結果、ドア側ヒンジ２４U ，２４L および車体側ヒンジ２３U ，２３L 間に若干の位置ずれがあっても、ヒンジピンＰ，Ｐから受ける反力でドアＤが移動して前記位置ずれが補償され、ヒンジピンＰ，Ｐの挿入作業が一層スムーズになる。
【００４８】
しかも、各ヒンジピンＰの頭部Ｐ3 は、挿入アーム３６U ，３６L の凹部３７U ，３７L に嵌合し、かつクランプ用シリンダ３８U ，３８L で前進したクランプ部材４０U ，４０L のＵ字状の切欠３９U ，３９L に係合して保持されているため、軸部Ｐ1 の傾きを防止して挿入作業を確実に行うことができる。
【００４９】
ヒンジピンＰの軸部Ｐ1 がピン孔４５1 ，４６1 ，４７1 ，４８1 を貫通すると、クランプ用シリンダ３８U ，３８L でクランプ部材４０U ，４０L を後退させることにより、Ｕ字状の切欠３９U ，３９L をヒンジピンＰのセレーション部Ｐ2 から離脱させることができる。この状態で挿入用シリンダ３４U ，３４L を更に伸長駆動すると、上側のヒンジピンＰは、その頭部Ｐ3 が上部車体側ヒンジ２３U のヒンジ板４８の下面に当接する位置まで挿入され、下側のヒンジピンＰは、その頭部Ｐ3 が下部車体側ヒンジ２３L のヒンジ板４７の上面に当接する位置まで挿入される。その後、挿入用シリンダ３４U ，３４L を収縮駆動して挿入アーム３６U ，３６L を上下のヒンジピンＰ，Ｐから離脱させることにより、ヒンジピン挿入手段３２をドア取付開口ＯおよびドアＤ間から退避させることができる。
【００５０】
続いて、ドア組付用ロボットＲ1 のドアクランプ手段１２は、そのクランプ部材１７，１７およびクランプピン２２によるクランプを解除し、吸盤２０，２０だけでドアＤをクランプした状態で該ドアＤをドア取付開口Ｏを閉塞する位置に揺動させる。そして吸盤２０，２０によるドアＤのクランプを解除することにより、ドア組付用ロボットＲ1 をドアＤから退避させることができる。
【００５１】
図１４〜図１９は本発明の第２実施例を示すもので、図１４はボンネットフードおよび車体の取付部の斜視図、図１５は図１４の１５部拡大図、図１６は図１５の１６−１６線断面図、図１７は一対のボルト孔の各中心の中間点の位置座標を算出する作用説明図、図１８および図１９は作用を説明するフローチャートである。
【００５２】
第２実施例は、ボンネットフード組付用ロボットＲ1 ′に設けたボンネットフードクランプ手段１２′にクランプしたボンネットフードＦを、車体Ｂのエンジンルームの開口Ｏに左右一対のヒンジ５１，５１を介して組み付けるものである。各ヒンジ５１は、ボンネットフードＦ側に予め２本のボルト５２，５２で固定されたボンネットフード側ヒンジ５３と、このボンネットフード側ヒンジ５３に予めピン５４で枢支された車体側ヒンジ５５とから構成される。車体側ヒンジ５５の取付部６０に形成された２個の第１ボルト孔５６F ，５６R を車体Ｂの取付部６１に形成された２個の第２ボルト孔５７F ，５７R に位置決めし、第１ボルト孔５６F ，５６R および第２ボルト孔５７F ，５７R を貫通する２本のボルト５８F ，５８R を車体Ｂの下面に予め溶接したウエルドナット５９F ，５９R に締結することにより、ボンネットフードＦが車体Ｂに取り付けられる。ボルト締結用ロボットＲ2 ′は、第１実施例と同じ非接触式検出手段４２（図示せず）と、前記ボルト５８F ，５８R を締結するナットランナーよりなるボルト締結手段（図示せず）とを備えている。
【００５３】
図１８および図１９のフローチャートにおいて、先ずステップＳ１で車体側ヒンジ５５の２個の第１ボルト孔５６F ，５６R の状態と、車体Ｂの取付部６１の２個の第２ボルト孔５７F ，５７R の状態とをラフセンシングした後、ステップＳ２でボンネットフード組付用ロボットＲ1 ′を移動させ、ステップＳ３でボンネットフード組付用ロボットＲ1 ′のボンネットフードクランプ手段１２′にボンネットフードＦをクランプする。続くステップＳ４でヒンジピン挿入用ロボットＲ2 を移動させ、ステップＳ５で車体側ヒンジ５５の取付部６０に形成された２個の第１ボルト孔５６F ，５６R のセンシングを行い、更にステップＳ６でセンシング結果に基づいて左右の車体側ヒンジ５５，５５の取付部６０，６０の代表座標Ｘ′を演算する。
【００５４】
即ち、図１７に示すように、非接触式検出手段４２の上側のレーザーヘッド４３U （図１６参照）により車体側ヒンジ５５の取付部６０の前側の第１ボルト孔５６F のエッジ上の３点の座標ｅ1 ，ｅ2 ，ｅ3 を検出し、それらの座標ｅ1 ，ｅ2 ，ｅ3 に基づいて前側の第１ボルト孔５６F の中心の座標Ｅを算出する。更に前記上側のレーザーヘッド４３U により車体側ヒンジ５５の取付部６０の後側の第１ボルト５６R のエッジ上の３点の座標ｆ1 ，ｆ2 ，ｆ3 を検出し、それらの座標ｆ1 ，ｆ2 ，ｆ3 に基づいて後側の第１ボルト孔５６R の中心の座標Ｆを算出する。続いて前後の第１ボルト孔５６F ，５６R の中心の座標Ｅ，Ｆの中間点の座標Ｘを算出する。そして左右の車体側ヒンジ５５，５５の前記座標Ｘ，Ｘの中間点の座標Ｘ′（図１４参照）を、左右の車体側ヒンジ５５，５５の代表座標とする。
【００５５】
続くステップＳ７で車体側ヒンジ５５の取付部６０の取付角度が正常であるか否か、つまり一対の第１ボルト孔５６F ，５６R が前後方向に正しく整列しているか否かを、前側の第１ボルト孔５６F の中心の座標Ｅおよび後側の第１ボルト孔５６R の中心の座標Ｆに基づいて判定する。判定の結果、一対の第１ボルト孔５６F ，５６R が前後方向に正しく整列していなければ、ステップＳ８で車体側ヒンジ５５の取付部６０の取付角度が異常であると判定して作業を中断する。判定の結果が正常であれば、ステップＳ９で、前記ステップＳ６で演算した左右の車体側ヒンジ５５，５５の取付部６０，６０の代表座標Ｘ′を記憶手段に格納する。
【００５６】
続くステップＳ１０でヒンジピン挿入用ロボットＲ2 を移動させ、ステップＳ１１で車体Ｂの取付部６１の第２ボルト孔５７F ，５７R およびウエルドナット５９F ，５９R をセンシングする。図１６に示すように、車体Ｂの取付部６１の第２ボルト孔５７F ，５７R の裏面にはウエルドナット５９F ，５９R が溶接されており、第２ボルト孔５７F ，５７R の内径Ｄ1 よりもウエルドナット５９F ，５９R の内径Ｄ2 の方が小さくなっている。尚、溶接の誤差等により、第２ボルト孔５７F ，５７R の中心とウエルドナット５９F ，５９R の中心とは必ずしも一致しない。
【００５７】
続くステップＳ１２で車体Ｂの左右の取付部６１，６１の代表座標Ｙ′を演算する。即ち、下側のレーザーヘッド４３L （図１６参照）により車体Ｂの取付部６１の前側の第２ボルト孔５７F のエッジ上の３点の座標ｇ1 ，ｇ2 ，ｇ3 を検出し、それらの座標ｇ1 ，ｇ2 ，ｇ3 に基づいて前側の第２ボルト孔５７F の中心の座標Ｇを算出する。更に前記下側のレーザーヘッド４３L により車体Ｂの取付部６１の後側の第２ボルト５７R のエッジ上の３点の座標ｈ1 ，ｈ2 ，ｈを検出し、それらの座標ｈ1 ，ｈ2 ，ｈ3 に基づいて後側の第２ボルト５７R の中心の座標Ｈを算出する。続いて前後の第２ボルト孔５７F ，５７R の中心の座標Ｇ，Ｈの中間点の座標Ｙを算出する。そして左右の取付部６１，６１の前記座標Ｙ，Ｙの中間点の座標Ｙ′（図１４参照）を、左右の取付部６１，６１の代表座標とする。
【００５８】
続くステップＳ１３で車体Ｂの取付部６１の角度が正常であるか否か、つまり一対の第２ボルト孔５７F ，５７R が前後方向に正しく整列しているか否かを、前側の第２ボルト孔５７F の中心の座標Ｇおよび後側の第２ボルト孔５７R の中心の座標Ｈに基づいて判定する。判定の結果、一対の第２ボルト孔５７F ，５７R が前後方向に正しく整列していなければ、ステップＳ１４で車体Ｂの取付部６１の角度が異常であると判定して作業を中断する。
【００５９】
続くステップＳ１５で２個のウエルドナット５９F ，５９R の各中心の座標を演算する。これら２個のウエルドナット５９F ，５９R の各中心の座標は、前記２個の第２ボルト孔５７F ，５７R の中心の座標Ｇ，Ｈと同様にして演算することができる。そしてステップＳ１６で前側の第２ボルト孔５７F および前側のウエルドナット５９F の芯ずれが所定値以下であり、後側の第２ボルト孔５７R および後側のウエルドナット５９R の芯ずれが所定値以下であるか否かを判定し、芯ずれが所定値を越えていれば、ステップＳ１７で異常であると判定して作業を中断する。而して、ステップＳ１８で、前記ステップＳ１２で演算した左右の取付部６１，６１の代表座標Ｙ′を記憶手段に格納する。
【００６０】
このように、車体側ヒンジ５５の取付部６０の位置および車体Ｂの取付部６１の位置の両方を共通の非接触式検出手段４２で検出するので、車体側ヒンジ５５の取付部６０の位置および車体Ｂの取付部６１の位置を２台の非接触式検出手段でそれぞれ別個に検出する場合に比べて設備費を削減することができ、しかも２台の非接触式検出手段の検出誤差が累積することがないので検出精度を高めることができる。また非接触式検出手段４２を用いたことにより、ヒンジの形状に左右されずに検出を行うことが可能となって汎用性が高められる。
【００６１】
また左右の車体側ヒンジ５５，５５の中間点の座標を代表座標Ｘ′とし、左右の取付部６１，６１の中間点の座標を代表座標Ｙ′とするので、左右の車体側ヒンジ５５，５５の位置および左右の取付部６１，６１の位置を的確に表示することができる。
【００６２】
続くステップＳ１９で左右の車体側ヒンジ５５，５５の取付部６０，６０の代表座標Ｘ′と左右の取付部６１，６１の代表座標Ｙ′とを比較する。
【００６３】
続くステップＳ２０で前記代表座標Ｘ′，Ｙ′をボンネットフード組付用ロボットＲ1 ′に送信し、ステップＳ２１で予め記憶されたボンネットフード組付用ロボットＲ1 ′の移動軌跡を前記代表座標Ｘ′，Ｙ′に基づいて補正することにより、車体側ヒンジ５５の取付部６０を車体Ｂの取付部６１にスムーズに位置決めすることができる。これにより、車体側ヒンジ５５が車体Ｂに衝突して損傷するような事態を確実に防止することができる。
【００６４】
これを更に詳述すると、ボンネットフード組付用ロボットＲ1 ′は、予め記憶された車体側ヒンジ５５，５５の中間点の正しい代表座標Ｘ′および車体Ｂの取付部６１，６１の中間点の正しい座標Ｙ′に基づいて、車体側ヒンジ５５，５５の取付部６０，６０を車体Ｂの取付部６１，６１に係合させる動きを行うようにティーチングされているが、前記正しい代表座標Ｘ′，Ｙ′と実際に演算された代表座標Ｘ′，Ｙ′との間に誤差が存在すると、前記ティーチングどおりの動きを行うだけでは車体側ヒンジ５５，５５の取付部６０，６０を車体Ｂの取付部６１，６１ムーズに係合させることができなくなる。そこで、ボンネットフード組付用ロボットＲ1 ′が移動する過程で、実際に演算された代表座標Ｘ′が実際に演算された代表座標Ｙ′に一致するようにボンネットフード組付用ロボットＲ1 ′の移動軌跡を修正することにより、車体側ヒンジ５５，５５の取付部６０，６０を車体Ｂの取付部６１，６１にスムーズに係合させることが可能となる。
【００６５】
尚、上記ボンネットフード組付用ロボットＲ1 ′で車体側ヒンジ５５，５５の取付部６０，６０を車体Ｂの取付部６１，６１に係合させる際に、左右の車体側ヒンジ５５，５５の中心を結ぶ直線（図１４の直線Ｘ−Ｘ参照）と、左右の取付部６１，６１の中心を結ぶ直線（図１４の直線Ｙ−Ｙ参照）とが平行でない場合には、それら２本の直線が平行になるようにボンネットフード組付用ロボットＲ1 ′による補正が施される。
【００６６】
続くステップＳ２２でボルト挿入用ロボットＲ2 ′を移動させ、ステップＳ２３で相互に位置決めされた車体側ヒンジ５５の前後のボルト孔５６F ，５６R および車体Ｂの前後のボルト孔５７F ，５７R にボルト挿入用ロボットＲ2 ′で２本のボルト５８F ，５８R を位置合わせした後に、ステップＳ２４でボルト５８F ，５８R をウエルドナット５９F ，５９R に締結することにより、車体Ｂのエンジンルームの開口ＯへのボンネットフードＦの組み付けを完了する。そして最後に、ステップＳ２５でボンネットフード組付用ロボットＲ1 ′およびボルト挿入用ロボットＲ2 ′を元位置に復帰させて１サイクルの作業を終了する。
【００６７】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００６８】
例えば、実施例ではドアＤおよび車体Ｂをヒンジを介して組み付ける場合と、ボンネットフードＦおよび車体Ｂをヒンジを介して組み付ける場合とを例示したが、本発明は他の任意の物品に対して適用することができる。また第２実施例において、予めボンネットフードＦ側に設けたヒンジ５１，５１を車体Ｂに結合する代わりに、予め車体Ｂ側に設けたヒンジ５１，５１をボンネットフードＦに結合することも可能である。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように請求項１〜４に記載された発明によれば、物品組付用ロボットの物品クランプ手段にクランプした第１物品を第２物品に向けて移動させ、第１物品に設けた第１ヒンジを第２物品に設けた第２ヒンジに係合させる際に、共通の非接触式検出手段で第１ヒンジの中心の位置座標および第２ヒンジの中心の位置座標を検出して前記位置座標と予め記憶された位置座標との偏差を算出し、この偏差に基づいて物品組付用ロボットによる第１物品の移動経路を補正するので、第１ヒンジあるいは第２ヒンジに多少の変形や取付誤差が存在しても、それら変形や取付誤差を補償して第１ヒンジを第２ヒンジにスムーズに係合させ、ヒンジの損傷を防止しながら第１物品の組付作業を短時間で行うことが可能になる。また共通の非接触式検出手段で第１ヒンジおよび第２ヒンジの中心の位置座標を算出するので、設備費を削減することができるだけでなく、前記位置座標の誤差が累積するのを防止して第１ヒンジを第２ヒンジに一層スムーズに係合させることができ、しかも非接触式検出手段を用いたことによりヒンジの形状の影響を排除して汎用性を高めることができる。
【００７０】
特に請求項１に記載された発明によれば、第１ヒンジの一対のピン孔のエッジ上の複数点の位置座標から該ピン孔の中心の位置座標を算出し、それら一対のピン孔の各中心の中間点として前記第１ヒンジの中心の位置座標を算出するので、第１ヒンジの中心を的確に表す位置座標を得ることができる。また第２ヒンジの一対のピン孔のエッジ上の複数点の位置座標から該ピン孔の中心の位置座標を算出し、それら一対のピン孔の各中心の中間点として前記第２ヒンジの中心の位置座標を算出するので、第２ヒンジの中心を的確に表す位置座標を得ることができる。
【００７１】
特に請求項２に記載された発明によれば、ピン孔が形成されたヒンジ板に沿う直線または面の傾きが大きい場合に異常判定を行うので、ヒンジ板の変形等の異常事態に速やかに対応することができる。
【００７２】
特に請求項３に記載された発明によれば、ヒンジの対を成すヒンジ板の２個のピン孔の中心を通る直線の傾きが大きい場合に異常判定を行うので、ヒンジの取付角度の不良等の異常事態に速やかに対応することができる。
【００７３】
特に請求項４に記載された発明によれば、一端側ヒンジの中心および他端側ヒンジの中心を通る直線の傾きが大きい場合に異常判定を行うので、ヒンジの取付位置の不良等の異常事態に速やかに対応することができる。
【００７４】
また請求項５に記載された発明によれば、ヒンジピン挿入用ロボットがヒンジピン挿入手段および非接触式検出手段の両方を備えているので、ヒンジピン挿入用ロボットを多目的に使用して設備費を削減することができる。
【００７５】
また請求項６に記載された発明によれば、ヒンジピン挿入手段に設けたＵ字状の切欠を有するクランプ部材でヒンジピンのフランジ状の頭部をクランプするので、ヒンジピンの挿入時に該ヒンジピンが倒れて挿入異常が発生するの防止することができる。
【００７６】
また請求項７に記載された発明によれば、物品組付用ロボットの物品クランプ手段にクランプした第１物品を第２物品に向けて移動させ、第１、第２物品の一方に設けた一対のヒンジを第１、第２物品の他方に設けた一対の取付部に位置決めしてボルト止めする際に、共通の非接触式検出手段で一方の物品の一対のヒンジの各中心の中間点の位置座標および他方の物品の一対の取付部の各中心の中間点の位置座標を検出し、これら２つの位置座標が一致するように物品組付用ロボットで第１物品を移動させるので、ヒンジに多少の変形や取付誤差が存在しても、それら変形や取付誤差を補償して第１物品および第２物品の組付作業を短時間で行うことが可能になる。また共通の非接触式検出手段で前記２つの位置座標を検出するので、設備費を削減することができるだけでなく、前記位置座標の誤差が累積するのを防止して第１物品を第２物品に一層スムーズに組み付けることができ、しかも非接触式検出手段を用いたことによりヒンジの形状の影響を排除して汎用性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 自動車のドア組付ステーションの平面図
【図２】 自動車のドア組付ステーションの斜視図
【図３】 図２の３方向矢視図
【図４】 図３の４−４線矢視図
【図５】 図２の５方向矢視図
【図６】 図５の６方向矢視図
【図７】 図６の７−７線断面図
【図８】 図２の８方向拡大矢視図
【図９】 図２の９方向拡大矢視図
【図１０】 ヒンジ位置検出の作用説明図
【図１１】 ヒンジ位置検出の作用説明図
【図１２】 ヒンジピン挿入の作用説明図
【図１３】 ヒンジの取付不良状態の説明図
【図１４】 ボンネットフードおよび車体の取付部の斜視図
【図１５】 図１４の１５部拡大図
【図１６】 図１５の１６−１６線断面図
【図１７】 一対のボルト孔の各中心の中間点の位置座標を算出する作用説明図
【図１８】 作用を説明するフローチャートの第１分図
【図１９】 作用を説明するフローチャートの第２分図
【符号の説明】
１２ ドアクランプ手段（物品クランプ手段）
１２′ ボンネットフードクランプ手段（物品クランプ手段）
２３U 上部車体側ヒンジ（第２ヒンジ、一端側ヒンジ）
２３L 下部車体側ヒンジ（第２ヒンジ、他端側ヒンジ）
２４U 上部ドア側ヒンジ（第１ヒンジ、一端側ヒンジ）
２４L 下部ドア側ヒンジ（第１ヒンジ、他端側ヒンジ）
３２ ヒンジピン挿入手段
３８U ，３８L クランプ用シリンダ
３９U ，３９L 切欠
４０U ，４０L クランプ部材
４２ 非接触式検出手段
４５1 ，４６1 ピン孔
４７1 ，４８1 ピン孔
５１ ヒンジ
６１ 取付部
Ｂ 車体（第２物品）
Ｄ ドア（第１物品）
ＥＤU ，ＥＤL 第１偏差
ＥＢU ，ＥＢL 第２偏差
Ｆ ボンネットフード（第１物品）
Ｌ1 ヒンジ板に沿う直線
Ｌ2 対を成すヒンジ板のピン孔の中心を通る直線
Ｌ3 一端側ヒンジの中心および他端側ヒンジの中心を通る直線
Ｐ ヒンジピン
Ｐ1 軸部
Ｐ2 セレーション部
Ｐ3 頭部
Ｒ1 ドア組付用ロボット（物品組付用ロボット）
Ｒ1 ′ ボンネットフード組付用ロボット（物品組付用ロボット）
Ｒ2 ヒンジピン挿入用ロボット
ＸU ，ＸL ドア側ヒンジの中心の位置座標（第１ヒンジの中心の位置座標）
ＸU0，ＸL0 予め記憶された位置座標
Ｘ′ 一対のヒンジの各中心の中間点の位置座標
ＹU ，ＹL 車体側ヒンジの中心の位置座標（第２ヒンジの中心の位置座標）
ＹU0，ＹL0 予め記憶された位置座標
Ｙ′ 一対の取付部の各中心の中間点の位置座標
【発明の属する技術分野】
本発明は、物品クランプ手段にクランプした第１物品を物品組付用ロボットで予め記憶された移動経路に沿って第２物品に向けて移動させ、第１物品を第２物品に組み付けるための物品組付方法と、その方法の実施に直接使用する物品組付装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のドアを車体のドア取付開口に組み付けるべく、ドア側ヒンジの位置および車体側ヒンジの位置をそれぞれドア用の計測手段および車体用の計測手段で検出し、それらドア用の計測手段および車体用の計測手段の検出結果に基づいてドアを搬送するロボットの移動経路を補正することにより、ドア側ヒンジを車体側ヒンジに正しく係合させるものが、特許第２７３５８５８号公報により公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記従来のものは、ドア側ヒンジの位置および車体側ヒンジの位置をそれぞれドア用の計測手段および車体用の計測手段で検出するので、２個の計測手段が必要になって設備費が嵩むだけでなく、２個の計測手段の誤差が累積されるためにロボットの移動経路を正しく補正することが難しくなる問題がある。しかも計測手段の構造が、シリンダで移動する当接部をヒンジに接触させ、そのときの当接部の位置に基づいてヒンジの位置を検出するようになっているので、ヒンジの形状に応じて当接部の形状を変化させる必要があり、汎用性に欠ける問題がある。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、物品組付用ロボットにより第１物品を第２物品に組み付ける際に、その位置合わせ作業を簡単かつ確実に行えるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、物品クランプ手段にクランプした第１物品を物品組付用ロボットにより予め記憶された移動経路に沿って移動させ、第１物品に設けた第１ヒンジを第２物品に設けた第２ヒンジに係合させた後、第１ヒンジのピン孔および第２ヒンジのピン孔にヒンジピンを挿入する物品組付方法において、非接触式検出手段で第１ヒンジの中心の位置座標を検出する工程と、検出した第１ヒンジの中心の位置座標および予め記憶された位置座標間の第１偏差を算出する工程と、前記非接触式検出手段で第２ヒンジの中心の位置座標を検出する工程と、検出した第２ヒンジの中心の位置座標および予め記憶された位置座標間の第２偏差を算出する工程と、第１偏差および第２偏差に基づいて物品組付用ロボットによる第１物品の移動経路を補正する工程とを含み、前記非接触式検出手段は、第１ヒンジの一対のピン孔のエッジ上の複数点の位置座標から該ピン孔の中心の位置座標を算出するとともに、前記一対のピン孔の各中心の中間点として前記第１ヒンジの中心の位置座標を算出し、かつ第２ヒンジの一対のピン孔のエッジ上の複数点の位置座標から該ピン孔の中心の位置座標を算出するとともに、前記一対のピン孔の各中心の中間点として前記第２ヒンジの中心の位置座標を算出することを特徴とする物品組付方法が提案される。
【０００６】
また請求項２に記載された発明によれば、物品クランプ手段にクランプした第１物品を物品組付用ロボットにより予め記憶された移動経路に沿って移動させ、第１物品に設けた第１ヒンジを第２物品に設けた第２ヒンジに係合させた後、第１ヒンジのピン孔および第２ヒンジのピン孔にヒンジピンを挿入する物品組付方法において、非接触式検出手段で第１ヒンジの中心の位置座標を検出する工程と、検出した第１ヒンジの中心の位置座標および予め記憶された位置座標間の第１偏差を算出する工程と、前記非接触式検出手段で第２ヒンジの中心の位置座標を検出する工程と、検出した第２ヒンジの中心の位置座標および予め記憶された位置座標間の第２偏差を算出する工程と、第１偏差および第２偏差に基づいて物品組付用ロボットによる第１物品の移動経路を補正する工程とを含み、前記非接触式検出手段は、ピン孔のエッジ上の複数点の位置座標に基づいて該ピン孔が形成されたヒンジ板に沿う直線または面の傾きを算出し、算出した傾きが基準値を越えた場合に異常判定を行うことを特徴とする物品組付方法が提案される。
【０００７】
また請求項３に記載された発明によれば、物品クランプ手段にクランプした第１物品を物品組付用ロボットにより予め記憶された移動経路に沿って移動させ、第１物品に設けた第１ヒンジを第２物品に設けた第２ヒンジに係合させた後、第１ヒンジのピン孔および第２ヒンジのピン孔にヒンジピンを挿入する物品組付方法において、非接触式検出手段で第１ヒンジの中心の位置座標を検出する工程と、検出した第１ヒンジの中心の位置座標および予め記憶された位置座標間の第１偏差を算出する工程と、前記非接触式検出手段で第２ヒンジの中心の位置座標を検出する工程と、検出した第２ヒンジの中心の位置座標および予め記憶された位置座標間の第２偏差を算出する工程と、第１偏差および第２偏差に基づいて物品組付用ロボットによる第１物品の移動経路を補正する工程とを含み、前記非接触式検出手段は、ピン孔のエッジ上の複数点の位置座標から該ピン孔の中心の位置座標を算出するとともに、対を成すヒンジ板の２個のピン孔の中心を通る直線の傾きを算出し、算出した傾きが基準値を越えた場合に異常判定を行うことを特徴とする物品組付方法が提案される。
【０００８】
また請求項４に記載された発明によれば、物品クランプ手段にクランプした第１物品を物品組付用ロボットにより予め記憶された移動経路に沿って移動させ、第１物品に設けた第１ヒンジを第２物品に設けた第２ヒンジに係合させた後、第１ヒンジのピン孔および第２ヒンジのピン孔にヒンジピンを挿入する物品組付方法において、非接触式検出手段で第１ヒンジの中心の位置座標を検出する工程と、検出した第１ヒンジの中心の位置座標および予め記憶された位置座標間の第１偏差を算出する工程と、前記非接触式検出手段で第２ヒンジの中心の位置座標を検出する工程と、検出した第２ヒンジの中心の位置座標および予め記憶された位置座標間の第２偏差を算出する工程と、第１偏差および第２偏差に基づいて物品組付用ロボットによる第１物品の移動経路を補正する工程とを含み、前記非接触式検出手段は、第１、第２物品の一端側に位置する一端側ヒンジのピン孔のエッジ上の複数点の位置座標から該一端側ヒンジの中心の位置座標を算出し、かつ第１、第２物品の他端側に位置する他端側ヒンジのピン孔のエッジ上の複数点の位置座標から該他端側ヒンジの中心の位置座標を算出するとともに、一端側ヒンジの中心および他端側ヒンジの中心を通る直線の傾きを算出し、算出した傾きが基準値を越えた場合に異常判定を行うことを特徴とする物品組付方法が提案される。
【０００９】
上記請求項１〜４の構成によれば、物品組付用ロボットの物品クランプ手段にクランプした第１物品を第２物品に向けて移動させ、第１物品に設けた第１ヒンジを第２物品に設けた第２ヒンジに係合させる際に、共通の非接触式検出手段で第１ヒンジの中心の位置座標および第２ヒンジの中心の位置座標を検出して前記位置座標と予め記憶された位置座標との偏差を算出し、この偏差に基づいて物品組付用ロボットによる第１物品の移動経路を補正するので、第１ヒンジあるいは第２ヒンジに多少の変形や取付誤差が存在しても、それら変形や取付誤差を補償して第１ヒンジを第２ヒンジにスムーズに係合させ、ヒンジの損傷を防止しながら第１物品の組付作業を短時間で行うことが可能になる。また共通の非接触式検出手段で第１ヒンジおよび第２ヒンジの中心の位置座標を算出するので、設備費を削減することができるだけでなく、前記位置座標の誤差が累積するのを防止して第１ヒンジを第２ヒンジに一層スムーズに係合させることができ、しかも非接触式検出手段を用いたことによりヒンジの形状の影響を排除して汎用性を高めることができる。
【００１０】
特に請求項１の構成によれば、第１ヒンジの一対のピン孔のエッジ上の複数点の位置座標から該ピン孔の中心の位置座標を算出し、それら一対のピン孔の各中心の中間点として前記第１ヒンジの中心の位置座標を算出するので、第１ヒンジの中心を的確に表す位置座標を得ることができる。また第２ヒンジの一対のピン孔のエッジ上の複数点の位置座標から該ピン孔の中心の位置座標を算出し、それら一対のピン孔の各中心の中間点として前記第２ヒンジの中心の位置座標を算出するので、第２ヒンジの中心を的確に表す位置座標を得ることができる。
【００１１】
特に請求項２の構成によれば、ピン孔が形成されたヒンジ板に沿う直線または面の傾きが大きい場合に異常判定を行うので、ヒンジ板の変形等の異常事態に速やかに対応することができる。
【００１２】
特に請求項３の構成によれば、ヒンジの対を成すヒンジ板の２個のピン孔の中心を通る直線の傾きが大きい場合に異常判定を行うので、ヒンジの取付角度の不良等の異常事態に速やかに対応することができる。
【００１３】
特に請求項４の構成によれば、一端側ヒンジの中心および他端側ヒンジの中心を通る直線の傾きが大きい場合に異常判定を行うので、ヒンジの取付位置の不良等の異常事態に速やかに対応することができる。
【００１４】
また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜４の何れかに記載された物品組付方法の実施に直接使用する物品組付装置であって、第１ヒンジのピン孔および第２ヒンジのピン孔にヒンジピンを挿入するヒンジピン挿入手段を備えたヒンジピン挿入用ロボットに、前記非接触式検出手段を設けたことを特徴とする物品組付装置が提案される。
【００１５】
上記構成によれば、ヒンジピン挿入用ロボットがヒンジピン挿入手段および非接触式検出手段の両方を備えているので、ヒンジピン挿入用ロボットを多目的に使用して設備費を削減することができる。
【００１６】
また請求項６に記載された発明によれば、請求項５の構成に加えて、前記ヒンジピンは軸部にセレーション部を介して連設されたフランジ状の頭部を有しており、前記ヒンジピン挿入手段は、前記セレーション部に嵌合して前記頭部をクランプするＵ字状の切欠が形成されたクランプ部材と、このクランプ部材を進退駆動するクランプ用シリンダとを備えたことを特徴とする物品組付装置が提案される。
【００１７】
上記構成によれば、ヒンジピン挿入手段に設けたＵ字状の切欠を有するクランプ部材でヒンジピンのフランジ状の頭部をクランプするので、ヒンジピンの挿入時に該ヒンジピンが倒れて挿入異常が発生するの防止することができる。
【００１８】
また請求項７に記載された発明によれば、物品クランプ手段にクランプした第１物品を物品組付用ロボットにより予め記憶された移動経路に沿って第２物品に向けて移動させ、第１、第２物品の一方に設けた一対のヒンジを第１、第２物品の他方に設けた一対の取付部に位置決めした後に、前記一対のヒンジを取付部にボルト止めする物品組付方法において、非接触式検出手段で一対のヒンジの各中心の中間点の位置座標を検出する工程と、前記非接触式検出手段で一対の取付部の各中心の中間点の位置座標を検出する工程と、前記一対のヒンジの各中心の中間点の位置座標が前記一対の取付部の各中心の中間点の位置座標に一致するように物品組付用ロボットで第１物品を移動させる工程と、を含むことを特徴とする物品組付方法が提案される。
【００１９】
上記構成によれば、物品組付用ロボットの物品クランプ手段にクランプした第１物品を第２物品に向けて移動させ、第１、第２物品の一方に設けた一対のヒンジを第１、第２物品の他方に設けた一対の取付部に位置決めしてボルト止めする際に、共通の非接触式検出手段で一方の物品の一対のヒンジの各中心の中間点の位置座標および他方の物品の一対の取付部の各中心の中間点の位置座標を検出し、これら２つの位置座標が一致するように物品組付用ロボットで第１物品を移動させるので、ヒンジに多少の変形や取付誤差が存在しても、それら変形や取付誤差を補償して第１物品および第２物品の組付作業を短時間で行うことが可能になる。また共通の非接触式検出手段で前記２つの位置座標を検出するので、設備費を削減することができるだけでなく、前記位置座標の誤差が累積するのを防止して第１物品を第２物品に一層スムーズに組み付けることができ、しかも非接触式検出手段を用いたことによりヒンジの形状の影響を排除して汎用性を高めることができる。
【００２０】
尚、本発明の物品クランプ手段は実施例のドアクランプ手段１２あるいはボンネットフードクランプ手段１２′に対応し、本発明の物品組付用ロボットは実施例のドア組付用ロボットＲ1 あるいはボンネットフード組付用ロボットＲ1 ′に対応し、本発明の第１物品は実施例のドアＤあるいはボンネットフードＦに対応し、本発明の第２物品は実施例の車体Ｂに対応し、本発明の第１ヒンジは実施例のドア側ヒンジ２４U ，２４L に対応し、本発明の第２ヒンジは実施例の車体側ヒンジ２３U ，２３L に対応し、本発明の一端側ヒンジは実施例の上部車体側ヒンジ２３U および上部ドア側ヒンジ２４U に対応し、本発明の他端側ヒンジは実施例の下部車体側ヒンジ２３L および下部ドア側ヒンジ２４L に対応する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。 図１〜図１３は本発明の第１実施例を示すもので、図１は自動車のドア組付ステーションの平面図、図２は自動車のドア組付ステーションの斜視図、図３は図２の３方向矢視図、図４は図３の４−４線矢視図、図５は図２の５方向矢視図、図６は図５の６方向矢視図、図７は図６の７−７線断面図、図８は図２の８方向拡大矢視図、図９は図２の９方向拡大矢視図、図１０はヒンジ位置検出の作用説明図、図１１はヒンジ位置検出の作用説明図、図１２はヒンジピン挿入の作用説明図、図１３はヒンジの取付不良状態の説明図である。
【００２２】
図１および図２に示すように、自動車の車体Ｂを搬送する組立ラインＬｍに設けられたドア組付ステーションＳの左右両側に、前記車体Ｂに組み付ける左右のドアＤ，ＤをパレットＰＡ，ＰＡに搭載して搬送する左右のドア搬送ラインＬｓ，Ｌｓが設けられる。ドア組付ステーションＳの左側には、パレットＰＡ上のドアＤをクランプして車体Ｂの左側面のドア取付開口Ｏに組み付けるドア組付用ロボットＲ1 と、車体側ヒンジの位置およびドア側ヒンジの位置を検出するとともに、車体側ヒンジおよびドア側ヒンジにヒンジピンを挿入するヒンジピン挿入用ロボットＲ2 とが配置される。またドア組付ステーションＳの右側には、パレットＰＡ上のドアＤをクランプして車体Ｂの右側面のドア取付開口Ｏに組み付けるドア組付用ロボットＲ1 と、車体側ヒンジの位置およびドア側ヒンジの位置を検出するとともに、車体側ヒンジおよびドア側ヒンジにヒンジピンを挿入するヒンジピン挿入用ロボットＲ2 とが配置される。左側のドア組付用ロボットＲ1 およびヒンジピン挿入用ロボットＲ2 、並びに右側のドア組付用ロボットＲ1 およびヒンジピン挿入用ロボットＲ2 は、組立ラインＬｍを挟んで左右対称に配置されていて実質的に同一構造であるため、以下、その代表として左側のドア組付用ロボットＲ1 およびヒンジピン挿入用ロボットＲ2 について、その構造および機能を説明する。
【００２３】
図２〜図４に示すように、ドア組付用ロボットＲ1 は多関節型ロボットよりなり、そのロボットアーム１０の先端にフローティング機構１１を介してドアクランプ手段１２がフローティング可能に設けられる。ドアクランプ手段１２の基板１３から垂下する一対の支柱１４，１４の下端に、ドアＤの下縁を支持する受け部材１５，１５と、シリンダ１６，１６で進退して前記受け部材１５，１５に支持したドアＤの下縁をクランプするクランプ部材１７，１７とが設けられる。また基板１３から起立する一対の支柱１８，１８の上端にシリンダ１９，１９が設けられており、これらシリンダ１９，１９の出力ロッドの先端にドアガラスＧを吸着可能な吸盤２０，２０が設けられる。更に、基板１３の一端に設けたシリンダ２１により進退するクランプピン２２が、ドアＤの後縁に開口する切欠Ｎに係合可能である。而して、ドアクランプ手段１２により、ドアＤの下縁の２ヵ所、ドアガラスＧの２ヵ所およびドアＤの後縁の１ヵ所が支持される。
【００２４】
フローティング機構１１は、ドアクランプ手段１２およびドアＤを併せた重心位置の近傍を支持するもので、ロボットアーム１０に対してドアクランプ手段１２を固定するロック状態と、ロボットアーム１０に対してドアクランプ手段１２が自由に移動できるフローティング状態とを切り換えることが可能である。
【００２５】
車体Ｂのドア取付開口Ｏの前縁には上下一対の車体側ヒンジ２３U ，２３L が設けられており、ドア組付用ロボットＲ1 はクランプしたドアＤの前縁に設けた上下一対のドア側ヒンジ２４U ，２４L を前記車体側ヒンジ２３U ，２３L にそれぞれ係合させることにより、ドアＤをドア取付開口Ｏに組み付ける。
【００２６】
図２および図５〜図７に示すように、ヒンジピン挿入用ロボットＲ2 は多関節型ロボットよりなり、そのロボットアーム３１の先端にヒンジピン挿入手段３２が設けられる。ヒンジピン挿入手段３２は直方体状のハウジング３３を備えており、その内部に挿入用シリンダ３４U が上下方向に配置される。挿入用シリンダ３４U から上方に延びる出力ロッド３５U の上端に設けられた挿入アーム３６U がハウジング３３の外部に突出しており、その先端上面に凹部３７U が形成される。ヒンジピンＰは軸部Ｐ1 と、この軸部Ｐ1 に連なるセレーション部Ｐ2 と、このセレーション部Ｐ2 に連なるフランジ状の頭部Ｐ3 とを備えており、軸部Ｐ1 を上向きにした頭部Ｐ3 が前記凹部３７U に嵌合して支持される。挿入アーム３６U の上面に支持したクランプ用シリンダ３８U の出力ロッドに、先端にＵ字状の切欠３９U を備えたクランプ部材４０U が設けられる。クランプ用シリンダ３８U でクランプ部材４０U を前進させて切欠３９U をヒンジピンＰのセレーション部Ｐ2 に係合させると、凹部３７U およびクランプ部材４０U 間にヒンジピンＰの頭部Ｐ3 がクランプされる。
【００２７】
上記部材３４U 〜４０U は、上部車体側ヒンジ２３U および上部ドア側ヒンジ２４U にヒンジピンＰを挿入するためのもので、下部車体側ヒンジ２３L および下部ドア側ヒンジ２４L にヒンジピンＰを挿入するため部材３４L 〜４０L が、前記部材３４U 〜４０U に対して実質的に上下対称に配置される。
【００２８】
図６および図１０に示すように、ヒンジピン挿入用ロボットＲ2 のヒンジピン挿入手段３２のハウジング３３からステー４１が延びており、このステー４１にレーザーを用いた非接触式検出手段４２が設けられる。非接触式検出手段４２は、レーザーを送光および受光する上下一対のレーザーヘッド４３U ，４３L と、レーザーヘッド４３U ，４３L から送光されたレーザーあるいはレーザーヘッド４３U ，４３L に受光されるレーザーを反射する上下一対のミラー４４U ，４４L とを備える。非接触式検出手段４２のミラー４４U ，４４L は、車体側ヒンジ２３U ，２３L の上下一対のヒンジ板４７，４８（図９参照）間、あるいはドア側ヒンジ２４U ，２４L の上下一対のヒンジ板４５，４６（図８参照）間に挿入可能である。
【００２９】
このように、共通のヒンジピン挿入用ロボットＲ2 にヒンジピン挿入手段３２および非接触式検出手段４２の両方を支持したので、それらヒンジピン挿入手段３２および非接触式検出手段４２をそれぞれ別個のロボットに支持する場合に比べて設備費を大幅に削減することができる。
【００３０】
次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用を説明する。
【００３１】
ドアＤ，Ｄを組み付けるべき車体Ｂが組立ラインＬｍ上を搬送されてドア組付ステーションＳに停止するまでの間に、図３および図４に示すように、ドア組付用ロボットＲ1 がドア搬送ラインＬｓにより搬送されたパレットＰＡ上のドアＤを受け取ってクランプするとともに、図６および図７に示すように、ヒンジピン挿入用ロボットＲ2 がヒンジピン挿入手段３２によって２本のヒンジピンＰ，Ｐをクランプする。
【００３２】
続いて、図１０に示すように、ヒンジピン挿入用ロボットＲ2 を移動させて非接触式検出手段４２を上部ドア側ヒンジ２４U の２枚のヒンジ板４５，４６間に挿入し、そのピン孔４５1 ，４６1 の位置を検出する。即ち、予めヒンジピン挿入用ロボットＲ2 にティーチングした上部ドア側ヒンジ２４U の位置に基づいて、非接触式検出手段４２を前記上部ドア側ヒンジ２４U の２枚のヒンジ板４５，４６間に挿入して所定の経路を移動させながらレーザーヘッド４３U ，４３L からレーザーを送光すると、ミラー４４L ，４４R に反射されたレーザーが上下方向に偏向して２枚のヒンジ板４５，４６に照射される。
【００３３】
このときレーザーの照射経路にピン孔４５1 ，４６1 が存在しなければ、ヒンジ板４５，４６に反射されたレーザーが再度ミラー４４L ，４４R に反射されてレーザーヘッド４３U ，４３L に受光され、またレーザーの照射経路にピン孔４５1 ，４６1 が存在すればヒンジ板４５，４６からのレーザーの反射光がレーザーヘッド４３U ，４３L に受光されないため、その受光強度の変化に応じてピン孔４５1 ，４６1 のエッジの方向を検出することができる（図１１参照）。また送光から受光までの時間に基づいていてエッジまでの距離を検出することができるので、最終的に前記エッジの三次元座標を検出することができる。
【００３４】
図８に示すように、上側のレーザーヘッド４３U により上部ドア側ヒンジ２４U の上側のヒンジ板４５のピン孔４５1 のエッジ上の３点の座標ａ1 ，ａ2 ，ａ3 を検出し、それらの座標ａ1 ，ａ2 ，ａ3 に基づいてピン孔４５1 の中心の座標Ａを算出する。これと同時に、下側のレーザーヘッド４３L により上部ドア側ヒンジ２４U の下側のヒンジ板４６のピン孔４６1 のエッジ上の３点の座標ｂ1 ，ｂ2 ，ｂ3 を検出し、それらの座標ｂ1 ，ｂ2 ，ｂ3 に基づいてピン孔４６1 の中心の座標Ｂを算出する。続いて上下のピン孔４５1 ，４６1 の中心の座標Ａ，Ｂの中間点の座標ＸU を算出し、その中間点の座標ＸU を上部ドア側ヒンジ２４U の中心を示す代表値とする。
【００３５】
続いて、下部ドア側ヒンジ２４L の中心を示す代表値となる座標ＸL の算出を、上述した上部ドア側ヒンジ２４U と同様にして実行する。
【００３６】
次に、ヒンジピン挿入用ロボットＲ2 を移動させて非接触式検出手段４２を上部車体側ヒンジ２３U の２枚のヒンジ板４７，４８間に挿入し、そのピン孔４７1 ，４８1 の位置を検出する。即ち、図９に示すように、予めヒンジピン挿入用ロボットＲ2 にティーチングした上部車体側ヒンジ２３U の位置に基づいて、非接触式検出手段４２を前記上部車体側ヒンジ２３U の２枚のヒンジ板４７，４８間に挿入して所定の経路を移動させながら、上側のレーザーヘッド４３U により上部車体側ヒンジ２３U の上側のヒンジ板４７のピン孔４７1 のエッジ上の３点の座標ｃ1 ，ｃ2 ，ｃ3 を検出し、それらの座標ｃ1 ，ｃ2 ，ｃ3 に基づいてピン孔４７1 の中心の座標Ｃを算出する。これと同時に、下側のレーザーヘッド４３L により上部車体側ヒンジ２３U の下側のヒンジ板４８のピン孔４８1 のエッジ上の３点の座標ｄ1 ，ｄ2 ，ｄ3 を検出し、それらの座標ｄ1 ，ｄ2 ，ｄ3 に基づいてピン孔４８1 の中心の座標Ｄを算出する。続いて上下のピン孔４７1 ，４８1 の中心Ｃ，Ｄの中間点の座標ＹU を算出し、その中間点の座標ＹU を上部車体側ヒンジ２３U の中心を示す代表値とする。
【００３７】
続いて、下部車体側ヒンジ２３L の中心の代表値としての座標ＹL の算出を、上述した上部車体側ヒンジ２３U と同様にして実行する。
【００３８】
以上のようにして上下のドア側ヒンジ２４U ，２４L の中心の座標ＸU ，ＸL が算出されると、その実際の中心の座標ＸU ，ＸL と予め記憶された上下のドア側ヒンジ２４U ，２４L の正しい中心の座標ＸU0，ＸL0とのずれである第１偏差ＥＤU ，ＥＤL が算出される（図８参照）。同様に、上下の車体側ヒンジ２３U ，２３L の実際の中心の座標ＹU ，ＹL と、予め記憶された上下の車体側ヒンジ２３U ，２３L の正しい中心の座標ＹU0，ＹL0とのずれである第２偏差ＥＢU ，ＥＢL が算出される（図９参照）。
【００３９】
以上のように、車体側ヒンジ２３U ，２３L の位置およびドア側ヒンジ２４U ，２４L の位置の両方を共通の非接触式検出手段４２で検出するので、車体側ヒンジ２３U ，２３L の位置およびドア側ヒンジ２４U ，２４L の位置を２台の非接触式検出手段でそれぞれ別個に検出する場合に比べて設備費を削減することができ、しかも２台の非接触式検出手段の検出誤差が累積することがないので検出精度を高めることができる。また非接触式検出手段４２を用いたことにより、ヒンジの形状に左右されずに検出を行うことが可能となって汎用性が高められる。
【００４０】
またドア側ヒンジ２４U ，２４L では、上下のヒンジ板４５，４６のピン孔４５1 ，４６1 の中心を結ぶ直線の中間点の座標ＸU ，ＸL をドア側ヒンジ２４U ，２４L の中心を示す代表値とし、車体側ヒンジ２３U ，２３L では、上下のヒンジ板４７，４８のピン孔４７1 ，４８1 の中心を結ぶ直線の中間点の座標ＹU ，ＹL を車体側ヒンジ２３U ，２３L の中心を示す代表値とするので、ドア側ヒンジ２４U ，２４L および車体側ヒンジ２３U ，２３L の中心を的確に表示することができる。
【００４１】
更に、図１３（ａ）に示すように、上部車体側ヒンジ２３U （下部車体側ヒンジ２３L ）の上側のピン孔４７1 のエッジ上の３点の座標ｃ1 ，ｃ2 ，ｃ3 に基づいて該ピン孔４７1 が形成されたヒンジ板４７に沿う直線Ｌ1 の傾きを算出し、この直線Ｌ1 と予め記憶された基準となる直線Ｌ10との角度差が基準値を越えた場合に、ヒンジ板４７の変形や上部車体側ヒンジ２３U の傾き等の異常が発生したと判断し、警報を発するとともにドアＤの組付作業を中止する。上部車体側ヒンジ２３U （下部車体側ヒンジ２３L ）の下側のヒンジ板４８のピン孔４８1 および上下のドア側ヒンジ２４U ，２４L の上下のヒンジ板４５，４６のピン孔４５1 ，４６1 に関しても、同様の異常判定を実行する。尚、ヒンジ板４５，４６，４７，４８に沿う直線Ｌ1 の傾きを算出する代わりに、ヒンジ板４５，４６，４７，４８に沿う面の傾きを算出しても良い。
【００４２】
また、図１３（ａ）に示すように、上部車体側ヒンジ２３U （下部車体側ヒンジ２３L ）の２枚のヒンジ板４７，４８のピン孔４７1 ，４８1 の中心Ｃ，Ｄを通る直線Ｌ2 の傾きを算出し、この直線Ｌ2 と予め記憶された基準となる直線Ｌ20との角度差が基準値を越えた場合に、上部車体側ヒンジ２３U （下部車体側ヒンジ２３L ）の傾き等の異常が発生したと判断し、警報を発するとともにドアＤの組付作業を中止する。上下のドア側ヒンジ２４U ，２４L に関しても、同様の異常判定を実行する。
【００４３】
また図１３（ｂ）に示すように、上部車体側ヒンジ２３U の中心の座標ＹU および下部車体側ヒンジ２３L の中心座標ＹL を結ぶ直線Ｌ3 の傾きを算出し、この直線Ｌ3 と予め記憶された基準となる直線Ｌ30との角度差が基準値を越えた場合に、上部車体側ヒンジ２３U および下部車体側ヒンジ２３L の取付位置の異常が発生したと判断し、警報を発するとともにドアＤの組付作業を中止する。上下のドア側ヒンジ２４U ，２４L に関しても、同様の異常判定を実行する。
【００４４】
而して、車体側ヒンジ２３U ，２３L およびドア側ヒンジ２４U ，２４L の取付状態が正常であってドアＤの組付に支障がない場合には、予め記憶されたドア組付用ロボットＲ1 の移動軌跡を前記偏差ＥＤU ，ＥＤL ；ＥＢU ，ＥＢL に基づいて補正することにより、ドア側ヒンジ２４U ，２４L を車体側ヒンジ２３U ，２３L にスムーズに係合させることができる。これにより、ドア側ヒンジ２４U ，２４L に車体側ヒンジ２３U ，２３L が衝突して損傷するような事態を確実に防止することができる。
【００４５】
これを更に詳述すると、ドア組付用ロボットＲ1 は、予め記憶されたドア側ヒンジ２４U ，２４L の中心の正しい座標ＸY0，ＸL0および車体側ヒンジ２３U ，２３L の中心の正しい座標ＹU0，ＹL0に基づいて、ドア側ヒンジ２４U ，２４L を車体側ヒンジ２３U ，２３L に係合させる動きを行うようにティーチングされているが、ドア側ヒンジ２４U ，２４L の実際の中心の座標ＸU ，ＸL および車体側ヒンジ２３U ，２３L の実際の座標ＹU ，ＹL に誤差が存在すると、前記ティーチングどおりの動きを行うだけではドア側ヒンジ２４U ，２４L を車体側ヒンジ２３U ，２３L にスムーズに係合させることができなくなる。そこで、ドア組付用ロボットＲ1 が移動する過程で、予め記憶したドア側ヒンジ２４U ，２４L および車体側ヒンジ２３U ，２３L の中心の正しい座標ＸY0，ＸL0；ＹU0，ＹL0（図８、図９参照）と、実際に検出したドア側ヒンジ２４U ，２４L および車体側ヒンジ２３U ，２３L の中心の座標ＸU ，ＸL ；ＹU ，ＹL との偏差ＥＤU ，ＥＤL ；ＥＢU ，ＥＢL を補償する補正を行うことにより、ドア側ヒンジ２４U ，２４L を車体側ヒンジ２３U ，２３L にスムーズに係合させることが可能となる。
【００４６】
続いてヒンジピン挿入用ロボットＲ2 が作動し、相互に係合した上部ドア側ヒンジ２４U および上部車体側ヒンジ２３U と、相互に係合した下部ドア側ヒンジ２４L および下部車体側ヒンジ２３L との間に、ヒンジピン挿入手段３２を挿入する。そして一対の挿入用シリンダ３４U ，３４L の出力ロッド３５U ，３５L を共に伸長させ、２本のヒンジピンＰ，Ｐをそれぞれ上方および下方に移動させる。その結果、図１２に示すように、上側のヒンジピンＰの軸部Ｐ1 が相互に係合した上部ドア側ヒンジ２４U および上部車体側ヒンジ２３U のピン孔４８1 ，４６1 ，４５1 ，４７1 に挿入されるとともに、下側のヒンジピンＰの軸部Ｐ1 が相互に係合した下部ドア側ヒンジ２４L および下部車体側ヒンジ２３L のピン孔４７1 ，４５1 ，４６1 ，４８1 に挿入される。
【００４７】
このとき、ドア組付用ロボットＲ1 のフローティング機構１１がロック解除され、ドアＤおよびドアクランプ手段１２はロボットアーム１０に対してフローティング状態に切り換えられる。その結果、ドア側ヒンジ２４U ，２４L および車体側ヒンジ２３U ，２３L 間に若干の位置ずれがあっても、ヒンジピンＰ，Ｐから受ける反力でドアＤが移動して前記位置ずれが補償され、ヒンジピンＰ，Ｐの挿入作業が一層スムーズになる。
【００４８】
しかも、各ヒンジピンＰの頭部Ｐ3 は、挿入アーム３６U ，３６L の凹部３７U ，３７L に嵌合し、かつクランプ用シリンダ３８U ，３８L で前進したクランプ部材４０U ，４０L のＵ字状の切欠３９U ，３９L に係合して保持されているため、軸部Ｐ1 の傾きを防止して挿入作業を確実に行うことができる。
【００４９】
ヒンジピンＰの軸部Ｐ1 がピン孔４５1 ，４６1 ，４７1 ，４８1 を貫通すると、クランプ用シリンダ３８U ，３８L でクランプ部材４０U ，４０L を後退させることにより、Ｕ字状の切欠３９U ，３９L をヒンジピンＰのセレーション部Ｐ2 から離脱させることができる。この状態で挿入用シリンダ３４U ，３４L を更に伸長駆動すると、上側のヒンジピンＰは、その頭部Ｐ3 が上部車体側ヒンジ２３U のヒンジ板４８の下面に当接する位置まで挿入され、下側のヒンジピンＰは、その頭部Ｐ3 が下部車体側ヒンジ２３L のヒンジ板４７の上面に当接する位置まで挿入される。その後、挿入用シリンダ３４U ，３４L を収縮駆動して挿入アーム３６U ，３６L を上下のヒンジピンＰ，Ｐから離脱させることにより、ヒンジピン挿入手段３２をドア取付開口ＯおよびドアＤ間から退避させることができる。
【００５０】
続いて、ドア組付用ロボットＲ1 のドアクランプ手段１２は、そのクランプ部材１７，１７およびクランプピン２２によるクランプを解除し、吸盤２０，２０だけでドアＤをクランプした状態で該ドアＤをドア取付開口Ｏを閉塞する位置に揺動させる。そして吸盤２０，２０によるドアＤのクランプを解除することにより、ドア組付用ロボットＲ1 をドアＤから退避させることができる。
【００５１】
図１４〜図１９は本発明の第２実施例を示すもので、図１４はボンネットフードおよび車体の取付部の斜視図、図１５は図１４の１５部拡大図、図１６は図１５の１６−１６線断面図、図１７は一対のボルト孔の各中心の中間点の位置座標を算出する作用説明図、図１８および図１９は作用を説明するフローチャートである。
【００５２】
第２実施例は、ボンネットフード組付用ロボットＲ1 ′に設けたボンネットフードクランプ手段１２′にクランプしたボンネットフードＦを、車体Ｂのエンジンルームの開口Ｏに左右一対のヒンジ５１，５１を介して組み付けるものである。各ヒンジ５１は、ボンネットフードＦ側に予め２本のボルト５２，５２で固定されたボンネットフード側ヒンジ５３と、このボンネットフード側ヒンジ５３に予めピン５４で枢支された車体側ヒンジ５５とから構成される。車体側ヒンジ５５の取付部６０に形成された２個の第１ボルト孔５６F ，５６R を車体Ｂの取付部６１に形成された２個の第２ボルト孔５７F ，５７R に位置決めし、第１ボルト孔５６F ，５６R および第２ボルト孔５７F ，５７R を貫通する２本のボルト５８F ，５８R を車体Ｂの下面に予め溶接したウエルドナット５９F ，５９R に締結することにより、ボンネットフードＦが車体Ｂに取り付けられる。ボルト締結用ロボットＲ2 ′は、第１実施例と同じ非接触式検出手段４２（図示せず）と、前記ボルト５８F ，５８R を締結するナットランナーよりなるボルト締結手段（図示せず）とを備えている。
【００５３】
図１８および図１９のフローチャートにおいて、先ずステップＳ１で車体側ヒンジ５５の２個の第１ボルト孔５６F ，５６R の状態と、車体Ｂの取付部６１の２個の第２ボルト孔５７F ，５７R の状態とをラフセンシングした後、ステップＳ２でボンネットフード組付用ロボットＲ1 ′を移動させ、ステップＳ３でボンネットフード組付用ロボットＲ1 ′のボンネットフードクランプ手段１２′にボンネットフードＦをクランプする。続くステップＳ４でヒンジピン挿入用ロボットＲ2 を移動させ、ステップＳ５で車体側ヒンジ５５の取付部６０に形成された２個の第１ボルト孔５６F ，５６R のセンシングを行い、更にステップＳ６でセンシング結果に基づいて左右の車体側ヒンジ５５，５５の取付部６０，６０の代表座標Ｘ′を演算する。
【００５４】
即ち、図１７に示すように、非接触式検出手段４２の上側のレーザーヘッド４３U （図１６参照）により車体側ヒンジ５５の取付部６０の前側の第１ボルト孔５６F のエッジ上の３点の座標ｅ1 ，ｅ2 ，ｅ3 を検出し、それらの座標ｅ1 ，ｅ2 ，ｅ3 に基づいて前側の第１ボルト孔５６F の中心の座標Ｅを算出する。更に前記上側のレーザーヘッド４３U により車体側ヒンジ５５の取付部６０の後側の第１ボルト５６R のエッジ上の３点の座標ｆ1 ，ｆ2 ，ｆ3 を検出し、それらの座標ｆ1 ，ｆ2 ，ｆ3 に基づいて後側の第１ボルト孔５６R の中心の座標Ｆを算出する。続いて前後の第１ボルト孔５６F ，５６R の中心の座標Ｅ，Ｆの中間点の座標Ｘを算出する。そして左右の車体側ヒンジ５５，５５の前記座標Ｘ，Ｘの中間点の座標Ｘ′（図１４参照）を、左右の車体側ヒンジ５５，５５の代表座標とする。
【００５５】
続くステップＳ７で車体側ヒンジ５５の取付部６０の取付角度が正常であるか否か、つまり一対の第１ボルト孔５６F ，５６R が前後方向に正しく整列しているか否かを、前側の第１ボルト孔５６F の中心の座標Ｅおよび後側の第１ボルト孔５６R の中心の座標Ｆに基づいて判定する。判定の結果、一対の第１ボルト孔５６F ，５６R が前後方向に正しく整列していなければ、ステップＳ８で車体側ヒンジ５５の取付部６０の取付角度が異常であると判定して作業を中断する。判定の結果が正常であれば、ステップＳ９で、前記ステップＳ６で演算した左右の車体側ヒンジ５５，５５の取付部６０，６０の代表座標Ｘ′を記憶手段に格納する。
【００５６】
続くステップＳ１０でヒンジピン挿入用ロボットＲ2 を移動させ、ステップＳ１１で車体Ｂの取付部６１の第２ボルト孔５７F ，５７R およびウエルドナット５９F ，５９R をセンシングする。図１６に示すように、車体Ｂの取付部６１の第２ボルト孔５７F ，５７R の裏面にはウエルドナット５９F ，５９R が溶接されており、第２ボルト孔５７F ，５７R の内径Ｄ1 よりもウエルドナット５９F ，５９R の内径Ｄ2 の方が小さくなっている。尚、溶接の誤差等により、第２ボルト孔５７F ，５７R の中心とウエルドナット５９F ，５９R の中心とは必ずしも一致しない。
【００５７】
続くステップＳ１２で車体Ｂの左右の取付部６１，６１の代表座標Ｙ′を演算する。即ち、下側のレーザーヘッド４３L （図１６参照）により車体Ｂの取付部６１の前側の第２ボルト孔５７F のエッジ上の３点の座標ｇ1 ，ｇ2 ，ｇ3 を検出し、それらの座標ｇ1 ，ｇ2 ，ｇ3 に基づいて前側の第２ボルト孔５７F の中心の座標Ｇを算出する。更に前記下側のレーザーヘッド４３L により車体Ｂの取付部６１の後側の第２ボルト５７R のエッジ上の３点の座標ｈ1 ，ｈ2 ，ｈを検出し、それらの座標ｈ1 ，ｈ2 ，ｈ3 に基づいて後側の第２ボルト５７R の中心の座標Ｈを算出する。続いて前後の第２ボルト孔５７F ，５７R の中心の座標Ｇ，Ｈの中間点の座標Ｙを算出する。そして左右の取付部６１，６１の前記座標Ｙ，Ｙの中間点の座標Ｙ′（図１４参照）を、左右の取付部６１，６１の代表座標とする。
【００５８】
続くステップＳ１３で車体Ｂの取付部６１の角度が正常であるか否か、つまり一対の第２ボルト孔５７F ，５７R が前後方向に正しく整列しているか否かを、前側の第２ボルト孔５７F の中心の座標Ｇおよび後側の第２ボルト孔５７R の中心の座標Ｈに基づいて判定する。判定の結果、一対の第２ボルト孔５７F ，５７R が前後方向に正しく整列していなければ、ステップＳ１４で車体Ｂの取付部６１の角度が異常であると判定して作業を中断する。
【００５９】
続くステップＳ１５で２個のウエルドナット５９F ，５９R の各中心の座標を演算する。これら２個のウエルドナット５９F ，５９R の各中心の座標は、前記２個の第２ボルト孔５７F ，５７R の中心の座標Ｇ，Ｈと同様にして演算することができる。そしてステップＳ１６で前側の第２ボルト孔５７F および前側のウエルドナット５９F の芯ずれが所定値以下であり、後側の第２ボルト孔５７R および後側のウエルドナット５９R の芯ずれが所定値以下であるか否かを判定し、芯ずれが所定値を越えていれば、ステップＳ１７で異常であると判定して作業を中断する。而して、ステップＳ１８で、前記ステップＳ１２で演算した左右の取付部６１，６１の代表座標Ｙ′を記憶手段に格納する。
【００６０】
このように、車体側ヒンジ５５の取付部６０の位置および車体Ｂの取付部６１の位置の両方を共通の非接触式検出手段４２で検出するので、車体側ヒンジ５５の取付部６０の位置および車体Ｂの取付部６１の位置を２台の非接触式検出手段でそれぞれ別個に検出する場合に比べて設備費を削減することができ、しかも２台の非接触式検出手段の検出誤差が累積することがないので検出精度を高めることができる。また非接触式検出手段４２を用いたことにより、ヒンジの形状に左右されずに検出を行うことが可能となって汎用性が高められる。
【００６１】
また左右の車体側ヒンジ５５，５５の中間点の座標を代表座標Ｘ′とし、左右の取付部６１，６１の中間点の座標を代表座標Ｙ′とするので、左右の車体側ヒンジ５５，５５の位置および左右の取付部６１，６１の位置を的確に表示することができる。
【００６２】
続くステップＳ１９で左右の車体側ヒンジ５５，５５の取付部６０，６０の代表座標Ｘ′と左右の取付部６１，６１の代表座標Ｙ′とを比較する。
【００６３】
続くステップＳ２０で前記代表座標Ｘ′，Ｙ′をボンネットフード組付用ロボットＲ1 ′に送信し、ステップＳ２１で予め記憶されたボンネットフード組付用ロボットＲ1 ′の移動軌跡を前記代表座標Ｘ′，Ｙ′に基づいて補正することにより、車体側ヒンジ５５の取付部６０を車体Ｂの取付部６１にスムーズに位置決めすることができる。これにより、車体側ヒンジ５５が車体Ｂに衝突して損傷するような事態を確実に防止することができる。
【００６４】
これを更に詳述すると、ボンネットフード組付用ロボットＲ1 ′は、予め記憶された車体側ヒンジ５５，５５の中間点の正しい代表座標Ｘ′および車体Ｂの取付部６１，６１の中間点の正しい座標Ｙ′に基づいて、車体側ヒンジ５５，５５の取付部６０，６０を車体Ｂの取付部６１，６１に係合させる動きを行うようにティーチングされているが、前記正しい代表座標Ｘ′，Ｙ′と実際に演算された代表座標Ｘ′，Ｙ′との間に誤差が存在すると、前記ティーチングどおりの動きを行うだけでは車体側ヒンジ５５，５５の取付部６０，６０を車体Ｂの取付部６１，６１ムーズに係合させることができなくなる。そこで、ボンネットフード組付用ロボットＲ1 ′が移動する過程で、実際に演算された代表座標Ｘ′が実際に演算された代表座標Ｙ′に一致するようにボンネットフード組付用ロボットＲ1 ′の移動軌跡を修正することにより、車体側ヒンジ５５，５５の取付部６０，６０を車体Ｂの取付部６１，６１にスムーズに係合させることが可能となる。
【００６５】
尚、上記ボンネットフード組付用ロボットＲ1 ′で車体側ヒンジ５５，５５の取付部６０，６０を車体Ｂの取付部６１，６１に係合させる際に、左右の車体側ヒンジ５５，５５の中心を結ぶ直線（図１４の直線Ｘ−Ｘ参照）と、左右の取付部６１，６１の中心を結ぶ直線（図１４の直線Ｙ−Ｙ参照）とが平行でない場合には、それら２本の直線が平行になるようにボンネットフード組付用ロボットＲ1 ′による補正が施される。
【００６６】
続くステップＳ２２でボルト挿入用ロボットＲ2 ′を移動させ、ステップＳ２３で相互に位置決めされた車体側ヒンジ５５の前後のボルト孔５６F ，５６R および車体Ｂの前後のボルト孔５７F ，５７R にボルト挿入用ロボットＲ2 ′で２本のボルト５８F ，５８R を位置合わせした後に、ステップＳ２４でボルト５８F ，５８R をウエルドナット５９F ，５９R に締結することにより、車体Ｂのエンジンルームの開口ＯへのボンネットフードＦの組み付けを完了する。そして最後に、ステップＳ２５でボンネットフード組付用ロボットＲ1 ′およびボルト挿入用ロボットＲ2 ′を元位置に復帰させて１サイクルの作業を終了する。
【００６７】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００６８】
例えば、実施例ではドアＤおよび車体Ｂをヒンジを介して組み付ける場合と、ボンネットフードＦおよび車体Ｂをヒンジを介して組み付ける場合とを例示したが、本発明は他の任意の物品に対して適用することができる。また第２実施例において、予めボンネットフードＦ側に設けたヒンジ５１，５１を車体Ｂに結合する代わりに、予め車体Ｂ側に設けたヒンジ５１，５１をボンネットフードＦに結合することも可能である。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように請求項１〜４に記載された発明によれば、物品組付用ロボットの物品クランプ手段にクランプした第１物品を第２物品に向けて移動させ、第１物品に設けた第１ヒンジを第２物品に設けた第２ヒンジに係合させる際に、共通の非接触式検出手段で第１ヒンジの中心の位置座標および第２ヒンジの中心の位置座標を検出して前記位置座標と予め記憶された位置座標との偏差を算出し、この偏差に基づいて物品組付用ロボットによる第１物品の移動経路を補正するので、第１ヒンジあるいは第２ヒンジに多少の変形や取付誤差が存在しても、それら変形や取付誤差を補償して第１ヒンジを第２ヒンジにスムーズに係合させ、ヒンジの損傷を防止しながら第１物品の組付作業を短時間で行うことが可能になる。また共通の非接触式検出手段で第１ヒンジおよび第２ヒンジの中心の位置座標を算出するので、設備費を削減することができるだけでなく、前記位置座標の誤差が累積するのを防止して第１ヒンジを第２ヒンジに一層スムーズに係合させることができ、しかも非接触式検出手段を用いたことによりヒンジの形状の影響を排除して汎用性を高めることができる。
【００７０】
特に請求項１に記載された発明によれば、第１ヒンジの一対のピン孔のエッジ上の複数点の位置座標から該ピン孔の中心の位置座標を算出し、それら一対のピン孔の各中心の中間点として前記第１ヒンジの中心の位置座標を算出するので、第１ヒンジの中心を的確に表す位置座標を得ることができる。また第２ヒンジの一対のピン孔のエッジ上の複数点の位置座標から該ピン孔の中心の位置座標を算出し、それら一対のピン孔の各中心の中間点として前記第２ヒンジの中心の位置座標を算出するので、第２ヒンジの中心を的確に表す位置座標を得ることができる。
【００７１】
特に請求項２に記載された発明によれば、ピン孔が形成されたヒンジ板に沿う直線または面の傾きが大きい場合に異常判定を行うので、ヒンジ板の変形等の異常事態に速やかに対応することができる。
【００７２】
特に請求項３に記載された発明によれば、ヒンジの対を成すヒンジ板の２個のピン孔の中心を通る直線の傾きが大きい場合に異常判定を行うので、ヒンジの取付角度の不良等の異常事態に速やかに対応することができる。
【００７３】
特に請求項４に記載された発明によれば、一端側ヒンジの中心および他端側ヒンジの中心を通る直線の傾きが大きい場合に異常判定を行うので、ヒンジの取付位置の不良等の異常事態に速やかに対応することができる。
【００７４】
また請求項５に記載された発明によれば、ヒンジピン挿入用ロボットがヒンジピン挿入手段および非接触式検出手段の両方を備えているので、ヒンジピン挿入用ロボットを多目的に使用して設備費を削減することができる。
【００７５】
また請求項６に記載された発明によれば、ヒンジピン挿入手段に設けたＵ字状の切欠を有するクランプ部材でヒンジピンのフランジ状の頭部をクランプするので、ヒンジピンの挿入時に該ヒンジピンが倒れて挿入異常が発生するの防止することができる。
【００７６】
また請求項７に記載された発明によれば、物品組付用ロボットの物品クランプ手段にクランプした第１物品を第２物品に向けて移動させ、第１、第２物品の一方に設けた一対のヒンジを第１、第２物品の他方に設けた一対の取付部に位置決めしてボルト止めする際に、共通の非接触式検出手段で一方の物品の一対のヒンジの各中心の中間点の位置座標および他方の物品の一対の取付部の各中心の中間点の位置座標を検出し、これら２つの位置座標が一致するように物品組付用ロボットで第１物品を移動させるので、ヒンジに多少の変形や取付誤差が存在しても、それら変形や取付誤差を補償して第１物品および第２物品の組付作業を短時間で行うことが可能になる。また共通の非接触式検出手段で前記２つの位置座標を検出するので、設備費を削減することができるだけでなく、前記位置座標の誤差が累積するのを防止して第１物品を第２物品に一層スムーズに組み付けることができ、しかも非接触式検出手段を用いたことによりヒンジの形状の影響を排除して汎用性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 自動車のドア組付ステーションの平面図
【図２】 自動車のドア組付ステーションの斜視図
【図３】 図２の３方向矢視図
【図４】 図３の４−４線矢視図
【図５】 図２の５方向矢視図
【図６】 図５の６方向矢視図
【図７】 図６の７−７線断面図
【図８】 図２の８方向拡大矢視図
【図９】 図２の９方向拡大矢視図
【図１０】 ヒンジ位置検出の作用説明図
【図１１】 ヒンジ位置検出の作用説明図
【図１２】 ヒンジピン挿入の作用説明図
【図１３】 ヒンジの取付不良状態の説明図
【図１４】 ボンネットフードおよび車体の取付部の斜視図
【図１５】 図１４の１５部拡大図
【図１６】 図１５の１６−１６線断面図
【図１７】 一対のボルト孔の各中心の中間点の位置座標を算出する作用説明図
【図１８】 作用を説明するフローチャートの第１分図
【図１９】 作用を説明するフローチャートの第２分図
【符号の説明】
１２ ドアクランプ手段（物品クランプ手段）
１２′ ボンネットフードクランプ手段（物品クランプ手段）
２３U 上部車体側ヒンジ（第２ヒンジ、一端側ヒンジ）
２３L 下部車体側ヒンジ（第２ヒンジ、他端側ヒンジ）
２４U 上部ドア側ヒンジ（第１ヒンジ、一端側ヒンジ）
２４L 下部ドア側ヒンジ（第１ヒンジ、他端側ヒンジ）
３２ ヒンジピン挿入手段
３８U ，３８L クランプ用シリンダ
３９U ，３９L 切欠
４０U ，４０L クランプ部材
４２ 非接触式検出手段
４５1 ，４６1 ピン孔
４７1 ，４８1 ピン孔
５１ ヒンジ
６１ 取付部
Ｂ 車体（第２物品）
Ｄ ドア（第１物品）
ＥＤU ，ＥＤL 第１偏差
ＥＢU ，ＥＢL 第２偏差
Ｆ ボンネットフード（第１物品）
Ｌ1 ヒンジ板に沿う直線
Ｌ2 対を成すヒンジ板のピン孔の中心を通る直線
Ｌ3 一端側ヒンジの中心および他端側ヒンジの中心を通る直線
Ｐ ヒンジピン
Ｐ1 軸部
Ｐ2 セレーション部
Ｐ3 頭部
Ｒ1 ドア組付用ロボット（物品組付用ロボット）
Ｒ1 ′ ボンネットフード組付用ロボット（物品組付用ロボット）
Ｒ2 ヒンジピン挿入用ロボット
ＸU ，ＸL ドア側ヒンジの中心の位置座標（第１ヒンジの中心の位置座標）
ＸU0，ＸL0 予め記憶された位置座標
Ｘ′ 一対のヒンジの各中心の中間点の位置座標
ＹU ，ＹL 車体側ヒンジの中心の位置座標（第２ヒンジの中心の位置座標）
ＹU0，ＹL0 予め記憶された位置座標
Ｙ′ 一対の取付部の各中心の中間点の位置座標
Claims (7)
- 物品クランプ手段（１２）にクランプした第１物品（Ｄ）を物品組付用ロボット（Ｒ1 ）により予め記憶された移動経路に沿って移動させ、第１物品（Ｄ）に設けた第１ヒンジ（２４U ，２４L ）を第２物品（Ｂ）に設けた第２ヒンジ（２３U ，２３L ）に係合させた後、第１ヒンジ（２４U ，２４L ）のピン孔（４５1 ，４６1 ）および第２ヒンジ（２３U ，２３L ）のピン孔（４７1 ，４８1 ）にヒンジピン（Ｐ）を挿入する物品組付方法において、
非接触式検出手段（４２）で第１ヒンジ（２４U ，２４L ）の中心の位置座標（ＸU ，ＸL ）を検出する工程と、
検出した第１ヒンジ（２４U ，２４L ）の中心の位置座標（ＸU ，ＸL ）および予め記憶された位置座標（ＸU0，ＸL0）間の第１偏差（ＥＤU ，ＥＤL ）を算出する工程と、
前記非接触式検出手段（４２）で第２ヒンジ（２３U ，２３L ）の中心の位置座標（ＹU ，ＹL ）を検出する工程と、
検出した第２ヒンジ（２３U ，２３L ）の中心の位置座標（ＹU ，ＹL ）および予め記憶された位置座標（ＹU0，ＹL0）間の第２偏差（ＥＢU ，ＥＢL ）を算出する工程と、
第１偏差（ＥＤU ，ＥＤL ）および第２偏差（ＥＢU ，ＥＢL ）に基づいて物品組付用ロボット（Ｒ1 ）による第１物品（Ｄ）の移動経路を補正する工程とを含み、
前記非接触式検出手段（４２）は、第１ヒンジ（２４ U ，２４ L ）の一対のピン孔（４５ 1 ，４６ 1 ）のエッジ上の複数点の位置座標から該ピン孔（４５ 1 ，４６ 1 ）の中心の位置座標（Ａ，Ｂ）を算出するとともに、前記一対のピン孔（４５ 1 ，４６ 1 ）の各中心の中間点として前記第１ヒンジ（２４ U ，２４ L ）の中心の位置座標（Ｘ U ，Ｘ L ）を算出し、
かつ第２ヒンジ（２３ U ，２３ L ）の一対のピン孔（４７ 1 ，４８ 1 ）のエッジ上の複数点の位置座標から該ピン孔（４７ 1 ，４８ 1 ）の中心の位置座標（Ｃ，Ｄ）を算出するとともに、前記一対のピン孔（４７ 1 ，４８ 1 ）の各中心の中間点として前記第２ヒンジ（２３ U ，２３ L ）の中心の位置座標（Ｙ U ，Ｙ L ）を算出することを特徴とする物品組付方法。 - 物品クランプ手段（１２）にクランプした第１物品（Ｄ）を物品組付用ロボット（Ｒ1 ）により予め記憶された移動経路に沿って移動させ、第１物品（Ｄ）に設けた第１ヒンジ（２４U ，２４L ）を第２物品（Ｂ）に設けた第２ヒンジ（２３U ，２３L ）に係合させた後、第１ヒンジ（２４U ，２４L ）のピン孔（４５1 ，４６1 ）および第２ヒンジ（２３U ，２３L ）のピン孔（４７1 ，４８1 ）にヒンジピン（Ｐ）を挿入する物品組付方法において、
非接触式検出手段（４２）で第１ヒンジ（２４U ，２４L ）の中心の位置座標（ＸU ，ＸL ）を検出する工程と、
検出した第１ヒンジ（２４U ，２４L ）の中心の位置座標（ＸU ，ＸL ）および予め記憶された位置座標（ＸU0，ＸL0）間の第１偏差（ＥＤU ，ＥＤL ）を算出する工程と、
前記非接触式検出手段（４２）で第２ヒンジ（２３U ，２３L ）の中心の位置座標（ＹU ，ＹL ）を検出する工程と、
検出した第２ヒンジ（２３U ，２３L ）の中心の位置座標（ＹU ，ＹL ）および予め記憶された位置座標（ＹU0，ＹL0）間の第２偏差（ＥＢU ，ＥＢL ）を算出する工程と、
第１偏差（ＥＤU ，ＥＤL ）および第２偏差（ＥＢU ，ＥＢL ）に基づいて物品組付用ロボット（Ｒ1 ）による第１物品（Ｄ）の移動経路を補正する工程とを含み、
前記非接触式検出手段（４２）は、ピン孔（４５ 1 ，４６ 1 ，４７ 1 ，４８ 1 ）のエッジ上の複数点の位置座標に基づいて該ピン孔（４５ 1 ，４６ 1 ，４７ 1 ，４８ 1 ）が形成されたヒンジ板（４５，４６，４７，４８）に沿う直線（Ｌ 1 ）または面の傾きを算出し、算出した傾きが基準値を越えた場合に異常判定を行うことを特徴とする物品組付方法。 - 物品クランプ手段（１２）にクランプした第１物品（Ｄ）を物品組付用ロボット（Ｒ1 ）により予め記憶された移動経路に沿って移動させ、第１物品（Ｄ）に設けた第１ヒンジ（２４U ，２４L ）を第２物品（Ｂ）に設けた第２ヒンジ（２３U ，２３L ）に係合させた後、第１ヒンジ（２４U ，２４L ）のピン孔（４５1 ，４６1 ）および第２ヒンジ（２３U ，２３L ）のピン孔（４７1 ，４８1 ）にヒンジピン（Ｐ）を挿入する物品組付方法において、
非接触式検出手段（４２）で第１ヒンジ（２４U ，２４L ）の中心の位置座標（ＸU ，ＸL ）を検出する工程と、
検出した第１ヒンジ（２４U ，２４L ）の中心の位置座標（ＸU ，ＸL ）および予め記憶された位置座標（ＸU0，ＸL0）間の第１偏差（ＥＤU ，ＥＤL ）を算出する工程と、
前記非接触式検出手段（４２）で第２ヒンジ（２３U ，２３L ）の中心の位置座標（ＹU ，ＹL ）を検出する工程と、
検出した第２ヒンジ（２３U ，２３L ）の中心の位置座標（ＹU ，ＹL ）および予め記憶された位置座標（ＹU0，ＹL0）間の第２偏差（ＥＢU ，ＥＢL ）を算出する工程と、
第１偏差（ＥＤU ，ＥＤL ）および第２偏差（ＥＢU ，ＥＢL ）に基づいて物品組付用ロボット（Ｒ1 ）による第１物品（Ｄ）の移動経路を補正する工程とを含み、
前記非接触式検出手段（４２）は、ピン孔（４５ 1 ，４６ 1 ，４７ 1 ，４８ 1 ）のエッジ上の複数点の位置座標から該ピン孔（４５ 1 ，４６ 1 ，４７ 1 ，４８ 1 ）の中心の位置座標（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）を算出するとともに、対を成すヒンジ板（４５，４６，４７，４８）の２個のピン孔（４５ 1 ，４６ 1 ，４７ 1 ，４８ 1 ）の中心を通る直線（Ｌ 2 ）の傾きを算出し、算出した傾きが基準値を越えた場合に異常判定を行うことを特徴とする物品組付方法。 - 物品クランプ手段（１２）にクランプした第１物品（Ｄ）を物品組付用ロボット（Ｒ1 ）により予め記憶された移動経路に沿って移動させ、第１物品（Ｄ）に設けた第１ヒンジ（２４U ，２４L ）を第２物品（Ｂ）に設けた第２ヒンジ（２３U ，２３L ）に係合させた後、第１ヒンジ（２４U ，２４L ）のピン孔（４５1 ，４６1 ）および第２ヒンジ（２３U ，２３L ）のピン孔（４７1 ，４８1 ）にヒンジピン（Ｐ）を挿入する物品組付方法において、
非接触式検出手段（４２）で第１ヒンジ（２４U ，２４L ）の中心の位置座標（ＸU ，ＸL ）を検出する工程と、
検出した第１ヒンジ（２４U ，２４L ）の中心の位置座標（ＸU ，ＸL ）および予め記憶された位置座標（ＸU0，ＸL0）間の第１偏差（ＥＤU ，ＥＤL ）を算出する工程と、
前記非接触式検出手段（４２）で第２ヒンジ（２３U ，２３L ）の中心の位置座標（ＹU ，ＹL ）を検出する工程と、
検出した第２ヒンジ（２３U ，２３L ）の中心の位置座標（ＹU ，ＹL ）および予め記憶された位置座標（ＹU0，ＹL0）間の第２偏差（ＥＢU ，ＥＢL ）を算出する工程と、
第１偏差（ＥＤU ，ＥＤL ）および第２偏差（ＥＢU ，ＥＢL ）に基づいて物品組付用ロボット（Ｒ1 ）による第１物品（Ｄ）の移動経路を補正する工程とを含み、
前記非接触式検出手段（４２）は、第１、第２物品（Ｄ，Ｂ）の一端側に位置する一端側ヒンジ（２４ U ，２３ U ）のピン孔（４５ 1 ，４６ 1 ，４７ 1 ，４８ 1 ）のエッジ上の複数点の位置座標から該一端側ヒンジ（２４ U ，２３ U ）の中心の位置座標（Ｘ U ，Ｙ U ）を算出し、かつ第１、第２物品（Ｄ，Ｂ）の他端側に位置する他端側ヒンジ（２４ L ，２３ L ）のピン孔（４５ 1 ，４６ 1 ，４７ 1 ，４８ 1 ）のエッジ上の複数点の位置座標から該他端側ヒンジ（２４ L ，２３ L ）の中心の位置座標（Ｘ L ，Ｙ L ）を算出するとともに、一端側ヒンジ（２４ U ，２３ U ）の中心および他端側ヒンジ（２４ L ，２３ L ）の中心を通る直線（Ｌ 3 ）の傾きを算出し、算出した傾きが基準値を越えた場合に異常判定を行うことを特徴とする物品組付方法。 - 請求項１〜４の何れかに記載された物品組付方法の実施に直接使用する物品組付装置であって、
第１ヒンジ（２４U ，２４L ）のピン孔（４５1 ，４６1 ）および第２ヒンジ（２３U ，２３L ）のピン孔（４７1 ，４８1 ）にヒンジピン（Ｐ）を挿入するヒンジピン挿入手段（３２）を備えたヒンジピン挿入用ロボット（Ｒ2 ）に、前記非接触式検出手段（４２）を設けたことを特徴とする物品組付装置。 - 前記ヒンジピン（Ｐ）は軸部（Ｐ1 ）にセレーション部（Ｐ2 ）を介して連設されたフランジ状の頭部（Ｐ3 ）を有しており、
前記ヒンジピン挿入手段（３２）は、前記セレーション部（Ｐ2 ）に嵌合して前記頭部（Ｐ3 ）をクランプするＵ字状の切欠（３９U ，３９L ）が形成されたクランプ部材（４０U ，４０L ）と、このクランプ部材（４０U ，４０L ）を進退駆動するクランプ用シリンダ（３８U ，３８L ）とを備えたことを特徴とする、請求項５に記載の物品組付装置。 - 物品クランプ手段（１２′）にクランプした第１物品（Ｆ）を物品組付用ロボット（Ｒ1 ′）により予め記憶された移動経路に沿って第２物品（Ｂ）に向けて移動させ、第１、第２物品（Ｆ，Ｂ）の一方に設けた一対のヒンジ（５１）を第１、第２物品（Ｆ，Ｂ）の他方に設けた一対の取付部（６１）に位置決めした後に、前記一対のヒンジ（５１）を取付部（６１）にボルト止めする物品組付方法において、
非接触式検出手段（４２）で一対のヒンジ（５１）の各中心の中間点の位置座標（Ｘ′）を検出する工程と、
前記非接触式検出手段（４２）で一対の取付部（６１）の各中心の中間点の位置座標（Ｙ′）を検出する工程と、
前記一対のヒンジ（５１）の各中心の中間点の位置座標（Ｘ′）が前記一対の取付部（６１）の各中心の中間点の位置座標（Ｙ′）に一致するように物品組付用ロボット（Ｒ1 ′）で第１物品（Ｆ）を移動させる工程と、
を含むことを特徴とする物品組付方法。
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