JPH0612254B2

JPH0612254B2 - 穴の求心方法

Info

Publication number: JPH0612254B2
Application number: JP60190768A
Authority: JP
Inventors: 啓二福原
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1985-08-29
Filing date: 1985-08-29
Publication date: 1994-02-16
Anticipated expiration: 2009-02-16
Also published as: JPS6250613A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、被検出物に形成された穴の中心位置を検出す
るための穴の求心方法に関するものである。

（従来の技術）従来、例えば自動車の製造ラインにおいて、完成された
自動車に燃料やエンジン用潤滑オイルをロボットにより
自動的に注入する場合、ロボットに掴持される注入ノズ
ルの外周にフランジ状の蓋部を設け、その蓋部を自動車
側の注入穴内に嵌合してノズルと注入穴周壁との間隙を
シールした状態で燃料等を注入することにより、燃料等
の吹返しを防ぐようにすることがある。そして、その場
合、上記ノズルが注入穴の中心位置から少しでも位置ず
れすると、ノズルの蓋部を注入穴に確実に嵌合し難くな
り、蓋部による吹返し防止効果が得られなくなる虞れが
あることから、注入穴の中心位置を正確に検出する必要
がある。

ところで、こうして穴の中心位置を検出する方法として
は、従来、被検出物の穴形状を視覚センサで捉えてそれ
をテレビ画像として写し出し、そのテレビ画像中におけ
る穴の中心位置を電気的に検出する画像処理方式や、複
数のセンサを設け、その各センサからの信号の差異に基
づいて位置ずれ量を判定して穴の中心位置を検出するセ
ンサ方式がよく知られている。

（発明が解決しようとする課題）ところが、前者の画像処理方式にあっては、テレビ画面
での画像を電気的に処理するため、装置の回路構成が大
がかりで複雑になり、一方、後者のセンサ方式にあって
は、複数のセンサを必要とするという問題があった。

また、こうして光学系により穴の中心位置を検出する場
合、例えば上記した自動車の製造ライン等の条件下では
外乱光、照度の過不足、環境条件（粉塵や油等）による
誤動作が生じ易くなり、検出精度が低下するという不具
合があった。

本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもので、その目的
は、被検出物の穴に対して吐出されるエアの背圧が該穴
の各位置に応じて変化することに着目し、そのエア背圧
の変化に基づいて穴の中心位置を検出することにより、
穴の中心位置を単一のセンサでもって容易にかつ正確に
検出できるようにすることにある。

（課題を解決するための手段）上記の目的を達成するため、本発明の解決手段では、被
検出物の穴に対してエアを吐出するエアノズルを被検出
物の貫通穴の軸線に垂直な面内において、先ず、該垂直
面内の所定の第１の軸方向に少なくとも穴の範囲を横切
るように相対移動させ、そのときの移動範囲におけるエ
ア背圧の最小点位置を求める。

次いで、エアノズルを上記求められた最小点位置から今
度は上記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に少なく
とも穴の範囲を横切るように上記第１軸方向の移動と同
様して相対移動させ、その移動範囲におけるエア背圧の
最小点位置を穴の中心位置として検出する構成とする。

（作用）上記の構成により、本発明では、エアノズルを最初に第
１の軸方向に少なくとも穴の範囲を横切るように相対移
動させると、その移動範囲におけるエア背圧は被検出物
の貫通穴での各位置に対応して変化し、穴以外の部分で
は吐出エアのスムーズな流出が行われ難いので、エア背
圧が上昇するが、穴の範囲では吐出エアがスムーズに流
出してエア背圧が下がり、そのエア背圧は穴の中心に向
かうほど大きく低下する。このため、第１の軸方向への
移動範囲におけるエア背圧の最小点位置は、上記第１軸
方向と直交する第２軸方向に穴の中心位置を通って延び
る直線上に常に位置することになる。

したがって、この後、エアノズルを上記求められた第１
の軸方向のエア背圧最小点位置から第２の軸方向に少な
くとも穴の範囲を横切るように相対移動させると、その
エアノズルは穴の中心位置を通る直線上を動くことにな
り、上記と同様の原理により、その移動範囲におけるエ
ア背圧の最小点位置が穴の中心位置となる。

その場合、エアノズルを被検出物の穴の軸線と垂直な面
内で第１及び第２の軸方向の２方向に順次相対移動させ
るだけで穴の中心位置を検出できるので、センサとして
１個のエアノズルで済み、しかもエア背圧の最小点位置
のみを検出すればよく、穴の中心位置を極めて簡単な構
成で容易に検出できることになる。

（実施例）以下、本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の実施例で使用する穴の求心装置の構成
を示し、１は図示しないロボットのアーム先端に取り付
けられて被検出物Ｗにおける円形状の穴Ｗ_１前側を移動
するエアノズルであって、該エアノズル１はオリフィス
２及びチェック弁３を介設したエア通路４を介してエア
源５に接続されており、エア源５から供給された圧力エ
アがエアノズル１から被検出物Ｗに向けて吐出される。

６は、上記エアノズル１から吐出されるエアの背圧Ｐを
上記オリフィス２とチェック弁３との間のエア通路４内
圧力として検出してそのエア背圧Ｐに対応した出力信号
を発する圧力変換器であって、該圧力変換器６の出力信
号はそのうちの最小値、つまりエア背圧Ｐの最小値Ｐ
_ＭＩＮを常時検出して記憶する最小値記憶器７に入力さ
れている。また、上記圧力変換器６及び最小値記憶器７
の各出力信号は共に第１ないし第３のコンパレータ８〜
１０に入力されている。上記第１コンパレータ８は上記
圧力変換器６で検出されたエア背圧Ｐが最小値記憶器７
に記憶されているエア背圧の最小値Ｐ_ＭＩＮよりも大き
いＰ＞Ｐ_ＭＩＮのときに、また第２コンパレータ９は上
記エア背圧Ｐが最小値Ｐ_ＭＩＮに等しいＰ＝Ｐ_ＭＩＮの
ときに、さらに第３コンパレータ１０はエア背圧Ｐが最
小値Ｐ_ＭＩＮよりも小さくＰ＜Ｐ_ＭＩＮのときにそれぞ
れＨｉ信号を出力するものであり、これらコンパレータ
８〜１０の各出力信号はロボットを作動制御するための
制御位置におけるロボット用Ｉ／Ｏインターフェイス１
１に入力されている。

そして、上記第２コンパレータ９の出力信号はオアゲー
ト１２の一方の入力部に入力され、該オアゲート１２の
出力信号はアンドゲート１３の一方の入力部に入力さ
れ、該アンドゲート１３の出力信号は上記インターフェ
イス１１及びオアゲート１２の他方の入力部に入力され
ている。また、上記アンドゲート１３の他方の入力部に
は常時インターフェイス１１からＨｉ信号が入力されて
おり、第２コンパレータ９からのＨｉ信号の出力に伴っ
てアンドゲート１３の出力信号をＨｉ信号に自己保持す
るようになされている。尚、上記最小値記憶器７及びア
ンドゲート１３はインターフェイス１１からのワンショ
ットパルス信号によりリセットされる。

以上のように構成された求心装置を用いて被検出物Ｗに
おける穴Ｗ_１の中心位置Ｏを検出する本発明方法を説明
する。

先ず、第２図に示すように、ロボットに対する制御によ
り、エアを吐出するエアノズル１を被検出物Ｗの穴Ｗ_１
前側の任意のスタート位置Ｓに移動させ、その状態でロ
ボット用Ｉ／Ｏインターフェイス１１から最小値記憶器
７及びアンドゲート１３にワンショットパルス信号を発
して両者をリセットした後、ロボットの制御により上記
エアノズル１を、上記スタート位置Ｓから穴Ｗ_１の軸線
に垂直な面内において、先ず、該垂直面内の所定の第１
の軸方向（第１図では紙面と直交する方向）に少なくと
も穴Ｗ_１の範囲を横切るように移動させて、上記エアノ
ズル１から被検出物Ｗの前面に向けて吐出されるエアの
背面Ｐ_１を圧力変換器６により検出し、そのエアノズル
１の移動範囲におけるエア背圧Ｐ_１が最小値Ｐ_１ＭＩＮ
となる位置Ｏ′を求める。

すなわち、エアノズル１を第１の軸方向に移動させた場
合、第２図に示すように、エアノズル１が穴Ｗ_１の中心
位置Ｏから離隔する方向に移動している状態では、エア
背圧Ｐ_１が徐々に増大するので、そのことを第１コンパ
レータ８により検出して該第１コンパレータ８からロボ
ット用Ｉ／Ｏインターフェイス１１にＨｉ信号を出力
し、このＨｉ信号を受けたロボットによりエアノズル１
をそれまでの移動方向とは逆の方向に移動させる。

一方、エアノズル１が穴Ｗ_１の中心位置Ｏ側に近付く方
向に移動している状態では、上記エア背圧Ｐ_１が徐々に
低下するため、そのことを第３コンパレータ１０により
検出して該コンパレータ１０からインターフェイス１１
にＨｉ信号を出力し、この第３コンパレータ１０からＨ
ｉ信号が出力されている間、ロボットによりエアノズル
１を引き続き同じ方向に移動させる。そして、このエア
ノズル１の移動により上記エア背圧Ｐ_１が位置Ｏ′で最
小値Ｐ_１ＭＩＮに達すると、その最小値Ｐ_１ＭＩＮを最
小記憶器７に記憶保持し、この後、エアノズル１が上記
位置Ｏ′を越えてさらに移動しようとしても、上述した
制御によりエアノズル１の移動方向を逆方向に修正す
る。こうして上記エア背圧Ｐ_１が最小値記憶器７で記憶
されている最小値Ｐ_１ＭＩＮと等しくなると、そのこと
を第２コンパレータ９により検出して該コンパレータ９
からインターフェイス１１にＨｉ信号を出力し、この第
２コンパレータ９からのＨｉ信号によりアンドゲート１
３がＨｉ信号の出力を自己保持し、これを受けたロボッ
トによりエアノズル１を上記位置Ｏ′で停止させる。こ
のようにして求められたエア背圧の最小点位置Ｏ′は、
第１の軸方向と直交する第２の軸方向（第１図では紙面
と平行な方向）に穴Ｗ_１の中心位置Ｏ_１を通って延びる
直線ｌ上に常に位置することになる。

次いで、上記最小値記憶器７及びアンドゲート１３に再
びワンショットパルス信号を発して両者をリセットした
後、ロボットの制御によりエアノズル１を、穴Ｗ_１の軸
線と垂直な面内で上記最小点位置Ｏ′から第１の軸方向
と直交する第２の軸方向に上記と同様に少なくとも穴Ｗ
_１の範囲を横切るように移動させて、その移動範囲にお
いてエア背圧Ｐ_２が最小値Ｐ_２ＭＩＮとなる最小点位置
Ｏを求め、その最小点位置Ｏをもって穴Ｗ_１の中心位置
とする。

すなわち、エアノズル１を上記最小点位置Ｏ′から第２
軸方向に移動させた場合、上記第１の軸方向への移動と
同様に、エアノズル１が穴Ｗ_１の中心位置Ｏから離隔す
る方向に移動している状態では、エア背圧Ｐ_２が徐々に
増大するので、そのことを第１コンパレータ８により検
出してエアノズル１をそれまでの移動方向とは逆の方向
に移動させる。

一方、エアノズル１が穴Ｗ_１の中心位置Ｏ側に近付く方
向に移動している状態では、上記エア背圧Ｐ_２が徐々に
低下するため、そのことを第３コンパレータ１０により
検出して、エアノズル１を引き続き同じ方向に移動させ
る。そして、そのエア背圧Ｐ_２が最小値Ｐ_２ＭＩＮとな
る位置Ｏへのエアノズル１の移動を第２コンパレータ９
で検出して、この第２コンパレータ９からのＨｉ信号の
出力によりエアノズル１を上記位置Ｏで停止させる。こ
うして求められたエア背圧の最小点位置Ｏは、上記エア
ノズル１が直線ｌを上を通って移動するために穴Ｗ_１の
中心位置になるのである。

以上の方法によって検出された穴Ｗ_１の中心位置Ｏをロ
ボットに記憶させ、その記憶した中心位置Ｏに基づいて
ロボットを作動させて穴Ｗ_１に対する各種の作業（例え
ば自動車に対する燃料の自動注入作業等）を行えばよ
い。

したがって、この場合、エアを吐出するエアノズル１を
被検出物Ｗの穴Ｗ_１前側で互いに直交する第１及び第２
の軸方向に順次移動させて、そのときの吐出エアの背圧
に基づいて穴Ｗ_１の中心位置Ｏを検出するため、センサ
としてはエアノズル１の１個で済み、しかもそのセンサ
からの出力信号を処理する回路構成も簡単なものでよ
く、よって被検出物Ｗの穴Ｗ_１の中心位置Ｏを単一のセ
ンサでもって正確にかつ容易に検出することができる。

（発明の効果）以上説明したように、本発明の穴の求心方法によれば、
エアを吐出するエアノズルを被検出物の穴の軸線と直交
する面内で互いに直交する２方向に少なくとも穴の範囲
を横切るように順次相対移動させ、そのときに得られる
エア背圧の最小点位置に基づいて穴を求心するものであ
るので、被検出物の穴の中心位置をエアノズルみの単一
のセンサを用い、しかも簡単な構成でもって正確にかつ
容易に検出できるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は穴の求心装置の
構成図、第２図はエアノズルの第１及び第２の軸方向へ
の移動時におけるエア背圧変化の特性を示す説明図であ
る。１……エアノズル、６……圧力変換器、７……最小値記
憶器、Ｗ……被検出物、Ｗ_１……穴、Ｐ，Ｐ_１，Ｐ_２…
…エア背圧、Ｐ_１ＭＩＮ，Ｐ_２ＭＩＮ……最小値、Ｏ…
…中心位置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検出物の穴に対してエアを吐出するエア
ノズルを、穴の軸線に垂直な面内において、先ず該垂直
面内の第１の軸方向に少なくとも穴の範囲を横切るよう
に相対移動させて、その移動範囲におけるエア背圧の最
小点位置を求め、次いで上記最小点位置から上記第１の軸方向と直交する
第２の軸方向に少なくとも穴の範囲を横切るように相対
移動させて、その移動範囲におけるエア背圧の最小点位
置を穴の中心位置として検出することを特徴とする穴の
求心方法。