JPH02284885A - ワーク位置決め装置の位置教示方法 - Google Patents

ワーク位置決め装置の位置教示方法

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JPH02284885A
JPH02284885A JP1105801A JP10580189A JPH02284885A JP H02284885 A JPH02284885 A JP H02284885A JP 1105801 A JP1105801 A JP 1105801A JP 10580189 A JP10580189 A JP 10580189A JP H02284885 A JPH02284885 A JP H02284885A
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deviation
positioning device
predetermined
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Minoru Nomaru
能丸　実
Tatsuo Naito
内藤　辰男
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は車体組立時、複数のワークを位置決めするワー
ク位置決め装置の位置教示データとして、ワークの個体
差に基づく補正を加味したデータを用いる位置教示方法
に関するものである。
（従来の技術） 自動車の車体または車体主要部の組立の従来方法として
は、組立ラインの所定組立位置（ステージ）にワーク位
置決め装置としての複数のゲージを位置教示データに基
づき配設し、これらゲージによりワークである複数の車
体パネルを相互に位置決めし、この位置決め状態下の車
体パネルを相互にスボッ日容接等で接合して結合（仮付
け）することにより車体主要部を組立て、この車体主要
部に別工程のスポラ［８接の増打ちを行うとともに、同
様の工程により他の車体パ皐ルを接合して車体または車
体主要部を構成する方法が一般に用いられている。この
方法ではまた、車体組立状態における、前記車体パネル
上に設定した複数の基準点の所定の座標系での位置を計
測手段を用いて計測し、計測によるこれら基！Ｖ点に関
する位置データと、当該車体パネルに関する車体設計デ
ータとを比較して両データの偏差を各基準点について演
算し、この偏差に基づき前記ゲージに対する位置教示デ
ータを変更してゲージ位置を調整し、その後再び前述し
た車体組立工程を繰返すことにより車体の組立精度を所
定水準まで高めていた。
（発明が解決しようとする課題） 一般に車体パネルは車体設計データに対し個体差（ばら
つき）を有している。この個体差が所定範囲内に収まる
ものであれば、前記ゲージ位置を調整することにより所
定の車体組立を行うことができ、したがって各車体パネ
ルについて前記個体差が所定範囲内に収まるような公差
を設定して、車体パネルの製作精度管理を行っていた（
なお、個体差が所定範囲を超えるほど大きい場合には前
述したゲージ位置の調整では対処しきれず、車体パネル
を不良品として一旦組立ラインから外し、手直しする工
程が必要になる）。
ところで上記従来例においては、車体パネルの個体差の
対策として、同一ロッドの車体パネルにおいては個体差
の傾向がほぼ同一であるから、この個体差を検出してフ
ィードバックして、次回の車体パネルの組立時にこのフ
ィードバックデータに基づき徐々にゲージ位置の調整を
行っていた。
この結果、フィードバック制御開始当初は所望の組立精
度が期待できず、車体のゆがみが生じてしまう。さらに
この方法では所定の組立精度に達するまで何回も位置決
め→接合→測定の工程を繰返さなければならないから、
作業時間の増大を招いてしまう。
本発明はワーク単体で測定した所定の偏差データに基づ
き、ワーク位置決め装置に対する位置教示データを決定
することにより上述した問題を解決することを目的とす
る。
（課題を解決するための手段） この目的のため、本発明のワーク位置決め装置の位置教
示方法は、車体または車体主要部を構成する複数のワー
クを、所定組立位置において、入力された位置教示デー
タに基づくワーク位置決め装置の作動により位置決めす
るに際し、所定計測位置において、ワークに設定した複
数の基準点の位置を計測し、得られた位置データと、当
該ワークに関する車体設計データとを比較して両データ
の偏差を各基準点について演算し、得られた偏差が所定
範囲内の場合にはこの偏差データを当該ワークと関連さ
せて記録し、前記所定組立位置において複数のワークの
偏差データを夫々読出し、前記ワーク位置決め装置に対
する位置教示データとして、読出した偏差データに基づ
く補正を加味したデータを用いることを特徴とするもの
であり、また例えば前記偏差データの記録は当該ワーク
と関連付けた記録媒体に行い、前記偏差データの読出し
は、この記録媒体より行うことを特徴とするものである
。
（作　用） 車体または車体主要部を構成する複数のワークを、組立
のために所定組立位置においてワーク位置決め装置の作
動により位置決めするに際し、まず所定計測位置におい
て、ワークに設定した複数の基準点の位置を計測し、得
られた位置データと、対応する車体設計データとを比較
して両データの偏差を演算する。
ここで得られた偏差が所定範囲内ならば、この偏差デー
タを当該ワークと関連させて記録する。
次にこのようにして記録された偏差データを、所定組立
位置において組立すべきワークについて夫々読出し、読
出した偏差データに基づく補正を加味したデータを、ワ
ーク位置決め装置に対する位置教示データとして使用す
る。なお、前記偏差データの記録および読出しは、例え
ば当該ワークと関連付けた記録媒体を介して行うものと
する。
これによりワーク位置決め装置に対する位置教示データ
に個体差に基づく補正を加味するフイードフォワード制
御が実行されることになり、所望の組立精度を即座に達
成することができ、車体のゆがみも大幅に減少させるこ
とができる。
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
第１図（ａ）および（ｂ）は夫々本発明のワーク位置決
め装置の位置教示方法の一実施例に用いる車体組立ライ
ンの組立ステージおよび計測ステージを示す斜視図であ
り、図中１１はワーク位置決め装置、１２はワーク計測
装置を示す。この車体組立ラインは、同図（ａ）に示す
メインライン上の組立ステージＡにワークとしてのフロ
アメイン、左右ボディサイド等の車体パネルを搬入し、
これら車体パネルをそのステージＡにおいて相互に位置
決めした状態で結合（仮付け）して車体主要部１３を構
成する工程と、この工程の前工程であって上記位置決め
の基になるデータを得るために同図（ｂ）に示すサプラ
イン上の計測ステージＢにおいてワーク（車体パネル）
単体の位置データを計測する工程とを具えるものである
。なお車体主要部１３には図示しない後工程においてさ
らにルーフパネル等の車体パネルを結合するものとする
。
ステージＡにおいて、車体主要部１３を構成する上記各
車体パネルをそれぞれ位置決めするため、上記ワーク位
置決め装置１１は、フレーム１５と、それに取付けられ
た多数のロボット１６と、そのハンド部としての、−台
のロボット１６につき一個または複数個のワーク受は治
具１７とを具えており、ロボット１６は、所要に応じ、
エアシリンダ駆動のワーククランプ装置１８もハンド部
として具える。
ここでワーク受は治具１７は、第２図に示すように、互
いに隣接する多数の細片をサーボモータで一枚ずつ同一
方向へ進退駆動させ、それらの細片の先端縁を所定の形
状に配置した後、固定装置で細片を一体的に固定するこ
とにより、ワークを位置決め保持し得るゲージ部１７ａ
を形成することができ（詳細は、特開昭５９−１４４５
９５号或いは特願昭６２−１２１９３号参照）。かかる
機能を用いて、上記ワーク位置決め装置１１は、車体主
要部１３を構成する各車体パネルの、位置決めすべき多
数の位置の各々の形状に、その位置に対応するワーク受
は治具１７のゲージ部１７ａの形状をそれぞれ一致させ
、これとともに、各ロボット１６の作動によりそれらの
ワーク受は治具１７、ひいてはそのゲージ部１７ａをそ
れぞれ所定の位置に配置することにて、上記各車体パネ
ルを相互に位置決めし、各ワーククランプ装置１８の作
動により車体パネルを固定することができる。
上記ワーク位置決め装置１１を制御するため制御装置１
９を設ける。制御装置１９は、第２図に示すように、通
常のｃｐｕからなる演算部２０と、作動指示信号等の記
憶や演算処理に用いるメモリ２１と、ワーク受は治具の
ゲージ部１７ａの位置データを含む作動指示信号や作動
開始信号の入力用のインタフェース２２と、ロボット１
６の各関節毎に設けたサーボモータやワーク受は治具１
７の細片駆動用のサーボモータの作動を制御するサーボ
コントローラ２３と、それらのワーク受は治具１７の細
片固定装置や各ワーククランプ装置１８の作動を制御す
る図示しないコントローラとを具えてなり、インタフェ
ース２２を介して入力された作動指示信号および作動開
始信号に基づいて、各ロボッ目６、ワーク受は治具１７
、ワーククランプ装置１８の作動を制御する。
なお上記作動開始信号は、搬送されたワークが所定組立
位置に到達したことを検出する図示しない位置センサ（
例えば光電管を用いた投受光スイッチ）からの信号を用
いるものとするが、ゲージ部１７ａにこの機能を持たせ
てもよい。
車体主要部組立てステージＡにはまた、図示しないスポ
ント溶接用のロボットも複数設けられており、これらの
ロボットは、上記ワーク受は治具１７による位置決め状
態下の各車体パネルを相互に溶接接合して、それらのパ
ネルの結合（仮付け）を行う。
ステージ已において、ワーク計測装置１２は、複数（第
１図（ｂ）では大台）のレーザー光式測距装置２４と、
これらの測距装置２４をそれぞれ同図中矢印りで示すよ
うにレーザー光の発光方向と直交する一平面内で、サー
ボモータ２５の作動およびガイド２６の案内により移動
させる、複数の移動装置２７と、前記測距装置２４およ
び移動装置２７の作動を制御する制御装置２８とを具え
てなる。ここで測距装置２４は、レーザー光を発光する
とともに、そのレーザー光の、車体パネル（ここではボ
ディサイドパネル）　１４からの反射光を一次元光セン
サで受光して、その光センサ上の受光位置からこの装置
と車体パネル１４の上記反射位置との距離を計測し、ま
た移動装置２７は、測距装置２４を、そのレーデ−光の
車体パネル１４での反射位置が後述する所定の基準点１
４ａを含むように一定範囲内で移動させる。
上記ワーク計測装置を制御するために制＜ａ装置２８を
設け、制御装置２８は、第２図に示すように、通常のｃ
ｐｕからなる演算部２９と、作動指示信号、計測データ
等の記憶や演算処理に用いるメモリ３０と、作動指示信
号および作動開始信号の入力と計測データ出力用のイン
タフェース３１と、移動装置２７のサーボモータ２５の
作動を制御するサーボコントローラ３２と、測距装置２
４の一次元光センサ等の作動を制御し、計測データを入
力するセンサコントローラ３３とを具えてなり、インク
フェース３１を介して入力された作動指示信号および作
動開始信号に基づいて、各移動装置２７により各測距装
置２４を車体パネル１４に対し所定位置に移動させ、各
測距装置２４により該装置から車体パネル１４までの距
離を一定範囲内で計測する。なお上記作動開始信号は、
搬送されたワークが所定計測位置に到達したことを検出
する図示しない位置センサ（例えば光電管を用いた投受
光スイッチ）からの信号を用いるものとするが、測距装
置２４にこの機能を持たせてもよい。計測が完了すると
、計測データを出力する。なおこの計測データの出力は
記録媒体としての１０（ｉｄｅｎｔｉｆ　１ｃａｔｉｏ
ｎ）カード５０に行うが、このＩＤカード５０はワーク
自体に付随さセたり、ワーク搬送手段（例えば台車）に
付随させることによりワークと関連付けられている。
第１図（ａ）、　（ｂ）に示す車体組立ラインにはさら
に、上記ワーク位置決め装置１１とワーク計測装置１２
とを互いに関連して作動させるため、いわゆるエキスパ
ートシステムと呼ばれる構成を有する主制御装置３４が
設けられており、この主制御装置３４は、第２図に示す
ように、通常のｃｐｕからなる演算部３５と、制御装置
２８から送られて来る計測データの記憶や演算処理に用
いるメモリ３６と、作動指示信号の出力やワークと関連
付けたＩＤカード５０より計測データの入力を行うイン
タフェース３９と、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）　
システムにより設計された、組立てるべき車種に応じた
車体設計データとしての、カセットテープに記録された
ＣＡＤデータ４０を入力するインタフェース４１とを具
え、さらに、入力されたＣＡＤデータを記憶するＣＡＤ
データ記憶部４２をも具えてなる。
このような組立ラインを用いて、本実施例の方法では第
３図および第４図の制御プログラムに基づきワーク位置
決め装置の位置教示を行う（なおこの位置決め状態下で
図示しない他の制御プログラムに基づきワークの結合が
行われる）。
すなわちまず計測ステージ已において、第３図のステッ
プ１０１で車種検知を行い、次のステップ１０２でこの
車種検知結果に基づきワークとしての車体パネル１４に
設定すべき基準点の位置データ、すなわち車体設計デー
タを選択する。なおこの車種検知は、前述した位置セン
サと同様の車種センサ（図示せず）により、車種に応じ
たワーク形状の相違を識別することにより行う。
ステップ１０３では、前記計測ステージＢの位置センサ
によりワークが所定計測位置に到達したことを検出する
ことによって計測開始可能か否かの判別を行い、ワーク
が搬送され所定計測位置に到達してこの判別がＹｅｓに
なったら、ステップ１０４でワークの基準点の位置デー
タを計測する。この位置データの計測は所定の座標系に
おける座標ブタを各基準点について計測するまで実行さ
れ、全基準点について位置データを得たら、次のステッ
プ１０５で、計測した位置データとステップ１０２で求
めておいた対応する車体設計データとを比較して、両デ
ータの偏差を各基準点について演算する。
ステップ１０６では、得られた偏差データが所定値以上
、すなわち製作公差から外れたワークか否かの判別を行
い、製作公差内の正常なワークならば、ステップ１０７
でワークと関連付けたＩＤカード５０にこの偏差データ
を書込む。一方、ステップ１０６の判別において製作公
差外ならば、明らかにワークの形状異常であるから、ス
テップ１０８でＩＤカード５０にこの偏差データを書込
み、さらにワーク異常と書込む。なお上記ステップ１０
５〜１０８の制御は全基準点について実行して一つのワ
ークに対する計測を完了し、このような計測を各車体パ
ネルに対して行い、その結果を夫々ＩＤカードに記録し
ておく。
次に上述したようにして計測結果を記録した１０カード
と関連付けたワークが搬送される組立ステージＡにおい
て、まず第４図のステップ１１１で第３図の制御プログ
ラムのステップ１０１　と同一内容の制御を実行し、次
のステシブ１１２では前記組立ステージＡの位置センサ
により複数のワークが所定組立位置に到達したことを検
出することにより組立開始可能か否かの判別を行い、ワ
ークが搬送され所定組立位置に到達してこの判別がＹｅ
ｓになったら、ステップ１１３で各ＩＤカードより各ワ
ーク、この場合フロアメイン、左右ボディサイトの車体
パネルの偏差データを夫々読出ず。
次のステップ１１４では、読出した偏差データ同士のデ
ータチェンクを行い、この結果に基づきステシブ１１５
〜１１７でワーク位置決め装置１１に対する作動指示信
号に用いる位置データに対する補正量を決定する。すな
わち、フロアメイン、ボディサイドの偏差データＸＦ＋
　ＸＢが共に零以下ならば、ワークと測距装置との距離
が車体設計データより短い、つまり正規の車体外形より
大きい場合であるから、ワークを押込むために、ステッ
プ１１５で位置データに対する補正量ΔＸをｘｙ−１−
ｘ、、とし、同様に位置データＸＦ＋　ｘａが共に正な
らば、ワークを弓き戻すために、ステシブ１１６で補正
量ΔＸを−（×。
＋ｘＢ）とする。一方、位置データＸＦが正で×８がτ
以下の場合や×、が正で×、が零以下の場合には、車体
設計データから双方向の偏差に応した補正量とするため
に、ステップ１１７で補正量ΔＸを（ＸＦ　　ｘｉ）と
する。なお上記ステップ１１５〜１１７で求める補正量
は、要求される車体の組立公差範囲に収まるように設定
するものとし、補正量が前記公差より大きい場合にはそ
の公差の上限値（下限値）とする。
なおここでこの補正量はワークの個体差に基づき接合す
べきワーク同志が所望の位置関係になるように補正する
ものとする。
全基準点について補正量ΔＸを求めたら、ステップ１１
８でこの補正量を加えた位置データを作動指示信号とし
てワーク位置決め装置１１に出力する。
上記制御の作用について以下に説明する。
車体または車体主要部を構成するワークとしてのフロア
メイン、左右ボディサイドの各車体パネルは、計測ステ
ージＢの所定計測位置に搬送されて第３図のステップ１
０１で車種検知が行われ、ステップ１０２〜１０７でこ
の車種検知結果に基づき、各車体パネル上の基準点の測
定された位置データと対応する車体設計データとの偏差
データをワークと関連付けたＩＤカードに記録する。な
お、形状異常のワークの場合にはステン１１０８で１０
カードに偏差データとともにワーク異常と記録し、ワー
ク修正工程用データとして使用可能にする。
次に各車体パネルは組立ステージへの所定組立位置に搬
送されて第４図のステップ１１１で車種検知を行って車
種確認を行った後、ステップ１１３で関連付けたＩＤカ
ードより偏差データを読出される。
この偏差データに基づきステシブ１１４〜１１７でワー
クの個体差に基づき接合すべきワーク同士が所望の位置
関係になるようにする、ワーク位置決め装置１１の作動
指示信号に用いる位置データに対ずろ補正量を決定する
。なおこの補正量は、所望の組立精度を満足するもので
あるから、ステシブ１１８でこの補正量を加えた位置デ
ータを作動指示信号としてワーク位置決め装置１１に出
力すれば、ワーク位置決め装置の作動によりフロアメイ
ンと左（右）ボディサイドとを所望の位置関係で位置決
めすることができ、所望の組立精度を達成することがで
きる。
このようにしてワーク位置決め装置に対する位置教示デ
ータに個体差に基づく補正を加味するフィードフォワー
ド制御が実行されることになり、所望の組立精度を即座
に達成することができ、車体のゆがみも大幅に減少させ
ることができる。
（発明の効果） かくして本発明のワーク位置決め装置の位置教示方法は
上述の如く、ワーク単体で測定した所定の偏差データに
基づき、ワーク位置決め装置に対する位置教示データを
決定するから、位置教示データに個体差に基づく補正を
加味するフィードフォワード制御が実行されることにな
り、所望の組立精度を即座に達成することができ、車体
のゆがみも大幅に減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）および（ｂ）は夫々本発明のワーク位置決
め装置の位置教示方法の一実施例に用いる車体組立ライ
ンの組立ステージおよび計測ステージを示す斜視図、 第２図は前記車体組立ラインに配置した装置の構成を示
す線図、 第３図および第４図は本発明方法の一実施例の制御プロ
グラムを示すフローチャートである。 １１・・・ワーク位置決め装置 １２・・・ワーク計測装置 １４・・・車体パネル １７・・・ワーク受は治具 １９、２８・・・制御装置 ３４・・・主制御装置 ５０・・・ＩＤカード

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、車体または車体主要部を構成する複数のワークを、
    所定組立位置において、入力された位置教示データに基
    づくワーク位置決め装置の作動により位置決めするに際
    し、 所定計測位置において、ワークに設定した複数の基準点
    の位置を計測し、 得られた位置データと、当該ワークに関する車体設計デ
    ータとを比較して両データの偏差を各基準点について演
    算し、 得られた偏差が所定範囲内の場合にはこの偏差データを
    当該ワークと関連させて記録し、 前記所定組立位置において複数のワークの偏差データを
    夫々読出し、 前記ワーク位置決め装置に対する位置教示データとして
    、読出した偏差データに基づく補正を加味したデータを
    用いることを特徴とするワーク位置決め装置の位置教示
    方法。 ２、前記偏差データの記録は当該ワークと関連付けた記
    録媒体に行い、前記偏差データの読出しは、この記録媒
    体より行うことを特徴とする請求項１記載のワーク位置
    決め装置の位置教示方法。
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