JPH05200638A - 小物部品の組付方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被組付部材６に設けられた組付穴７に対する
ファスナ５のような小物部品の組付時に、組付穴７の位
置ずれを吸収しうる小物部品の組付方法を提供する。 【構成】 組付ロボット１のロボットアーム1aとロボッ
トハンド４との間に、ＸＹ方向への位置調整可能なエン
ドエフェクタ２と、Ｚ方向の荷重を検出する力覚センサ
３とを介在させ、力覚センサ３で検出された上記Ｚ方向
の荷重の変化率に基づいてエンドエフェクタ２を制御し
てロボットハンド４のＸＹ方向の位置を調整して、ファ
スナ５の組付穴７への挿入を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は小物部品の組付方法およ
び装置に関し、特に自動車の組立ラインにおいて、合成
樹脂製ファスナ、クリップあるいはワイヤハーネスのよ
うな柔軟な小物部品を産業用ロボットを使用して車体に
組付けるのに好適な小物部品の組付方法および装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車の組立ラインにおいては、
例えば特開平1-145284号公報に開示されているように、
産業用ロボットを用いて車体に対する部品の自動組付け
を行なうことが知られており、その場合、上記ロボット
に対して精密なティーチングを施して、被組付部材上に
おける組付部品の位置ずれが生じないようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ロボッ
トに対してどのような精密なティーチングを施したとし
ても、位置決め誤差および部品精度等の誤差の累積によ
り、作業点で最終的な位置ずれが発生し、これによって
作業時間の増大または組付不能等の問題を生じていた。

【０００４】また、小物部品の組付工程は、組立ライン
の広い範囲に亘って点在しているため、自動化の投資効
率が悪いのみでなく、モデルチェンジ等により組付工程
および組付数が変更されると、その都度工程変更・工程
改造が必要であった。

【０００５】さらに、基材の組立ラインの広い範囲に亘
って点在するファスナ等の小物部品の組付穴に対する挿
入工程を自動化する場合、組付穴位置の計測用視覚セン
サを各自動工程ごとに設けることによって自動化を図る
ことが可能であるが、その場合は多大の投資を必要とす
るのみでなく、組付時間が自動化前よりも増大するとい
う問題があった。一方、視覚センサを用いることなし
に、機械的位置決めのみで既存ラインの自動化を図ろう
とすると、既存ラインの大改造が必要となり、実現が困
難であった。

【０００６】さらに、上記ファスナのような小物部品
は、組付穴との芯合せ要求精度が高く、仮に自動化が実
現しても、車体精度のばらつきの変化等に影響されて、
稼動率が低下する欠点があった。

【０００７】また、ワイヤハーネスのような柔軟かつ不
定形の部品は、それに取付けられているハーネスクリッ
プを所定の方向に指向させなければならないから、組付
作業の自動化は困難とされてきた。

【０００８】さらにゴムホースのような柔軟部品もロボ
ットアームで取扱うのが困難なため、組付作業の自動化
はもっとも困難とされてきた。

【０００９】上述のような種々の課題に鑑み、本発明の
第１の目的は、被組付部材に対する小物部品の組付時
に、予め設定された組付位置の位置ずれを吸収すること
ができる小物部品の組付方法を提供することを目的とす
る。

【００１０】本発明の第２の目的は、小物部品の自動組
付工程の各工程ごとに視覚センサを設けることなしに自
動組付が可能な小物部品の組付方法を提供することを目
的とする。

【００１１】本発明の第３の目的は、ワイヤハーネス等
の柔軟部品を被組付部材に正確に自動的に組付けること
が可能な組付装置を提供することを目的とする。

【００１２】本発明の第４の目的は、ゴムホースのよう
な柔軟部品を被組付部材に正確に自動的に組付けること
が可能な組付方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明によ
る小物部品の組付方法は、小物部品の組付時において該
小物部品が被組付部材から受ける荷重を力覚センサを用
いて検出し、前記荷重の変化率に基づいて前記小物部品
の組付位置定位置および組付作業状態を判断し、組付作
業を制御することを特徴とする。

【００１４】請求項２の発明による小物部品の組付方法
は、組立ロボットにより小物部品を被組付部材に組付け
る自動組付工程の前工程に被組付部材の位置計測工程を
設けるとともに、前記ロボットに組付位置自動探索機能
を付与し、前記位置計測工程からの情報により前記組付
ロボットを制御することを特徴とする。

【００１５】請求項３の発明による柔軟部品の組付装置
は、柔軟部品の仮把持手段と、前記柔軟部品の向き修正
手段と、前記柔軟部品の被組付部材への組付手段とを備
えていることを特徴とする。

【００１６】請求項４の発明による柔軟部品の組付方法
は、柔軟部品をパレットにより挟持固定した状態で該柔
軟部品に剛体部品を取付けた後、該剛体部品を取扱って
被組付部材に組付けることを特徴とする。

【００１７】

【作用および効果】請求項１の発明によれば、力覚セン
サで検出された荷重の変化率に基づいて組付位置の自動
探索が可能になるので、予め設定された組付位置と実際
の組付位置との位置ずれを組付時点で吸収することがで
きるとともに、組付完了も検出することができる。さら
に、種々の組付部品に対して共通の判定基準を適用する
ことができる。

【００１８】請求項２の発明によれば、各自動組付工程
ごとに視覚センサを用いる必要がないから、設備投資を
低減させ、かつロボット稼動率を向上させることができ
る。

【００１９】請求項３の発明によれば、ワイヤハーネス
のような柔軟部品を自動的に被組付部材に組付けること
が可能になる。

【００２０】請求項４の発明によれば、ゴムホースのよ
うな柔軟部品を被組付部材に正確に組付けることが可能
になる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００２２】図１は本発明による小物部品の組付方法が
適用される小物部品自動組付装置の概念的構成図であ
る。この小物部品自動組付装置は自動車の組立ラインに
設けられる。

【００２３】組付ロボット１のアーム1aの先端には、小
物部品を把持するロボットハンド４が、位置修正装置
（以下「エンドエフェクタ」と呼ぶ）２と力覚センサ３
とを介して取付けられており、合成樹脂製ファスナ５の
ような柔軟性を有する小物部品が上記ロボットハンド４
に把持されて、被組付部材６の組付穴７に挿入されるよ
うに構成されている。力覚センサ３は、ファスナ５がロ
ボットアーム1aによって被組付部材６の組付穴７に挿入
されるときにファスナ５が被組付部材６から受けるＺ軸
方向の荷重を検出し、この力覚情報をエンドエフェクタ
コントローラ８に出力する。エンドエフェクタコントロ
ーラ８は、上記力覚情報から上記荷重の変化率を演算
し、この荷重変化率に基づいて、エンドエフェクタ２を
制御し、Ｘ，Ｙ方向の位置修正動作を行わせて組付穴７
を探索するとともに、ロボットコントローラ９に対し、
組付開始信号および組付完了信号を出力する。ロボット
コントローラ９は上記組付開始信号および組付完了信号
基づいてロボットに対しファスナ５の押込み動作を指令
するようになっている。

【００２４】図２はエンドエフェクタ２の概念的構成を
示す図で、ロボットハンド４をＸ，Ｙ方向に移動させる
位置決め動作を行なうとともに、Ｚ方向に対しては、エ
アまたはスプリングによってフローティングされてい
る。

【００２５】図３はロボットハンド４によって把持され
たファスナ５が被組付部材６上に当接したときのファス
ナ５が受ける荷重（反発力）の変化パターンを示すグラ
フで、ファスナ５と組付穴７とが一致して挿入可能なと
きは図３（イ）に示すように一旦谷があらわれてから限
界値に達するが、ファスナ５と組付穴７とが一致せず挿
入不可能なときには谷があらわれることなしに限界値に
達することによって可否を確認することができるととも
に、挿入完了も検出することができる。

【００２６】図４は、小物部品自動組付装置のシステム
ブロック図を示し、図５はその動作フローを示す図であ
る。図５に示すように、生産指示情報に基づいて上記フ
ァスナ５のような小物部品が供給され、この小物部品が
ロボットハンド４によって把持され、かつボディ位置情
報によって組付位置まで移動される。そして穴探索動作
と挿入力検出（完了確認）動作が行なわれる。

【００２７】穴探索動作の詳細は図６に示してあり、フ
ァスナ５をＺ方向に移動させたときの力覚センサ３で検
出された反発力の変化率でファスナ５が組付穴７に挿入
されたか否かを判断している。このように力のレベルで
なく力の変化率で挿入の可否を判定することにより、種
々の挿入部品に対して共通の判定基準を適用することが
できる。そして力覚センサ３によってＺ方向の力の変化
が検出された場合、その力の変化パターンに図３（イ）
に示すような谷が存在するときには、ファスナ５が組付
穴７に挿入されたと判定して、次の挿入位置に移動して
同様の挿入力検出動作を行なう。また、図３（ロ）に示
すように谷が存在しないときには、組付穴７から外れて
いると判定して、Ｚ方向に一定の押圧力を保持しなが
ら、エンドエフェクタ２によりロボットハンド４をＸ，
Ｙ方向に移動させて組付穴７を探り、上記判定を反復す
る。このようにＺ方向に一定の押圧力を加えることによ
って、被組付部材６の組付面に存在する微小な段差およ
び傾斜を吸収することが可能になる。この場合、穴探索
のための、Ｘ，Ｙ方向の移動パターンを、例えば一筆描
きの星形とすることにより、サイクルタイムを短縮する
ことができる。

【００２８】一方、力覚センサ３がＸ，Ｙ，Ｚ方向に感
度を有していて、この力覚センサ３によってＸ，Ｙ，Ｚ
方向の力の変化が検出された場合は、ファスナ５が組付
穴７の周縁に懸っていると判定されるが、このような場
合は、誘い込み機能を生かしてセンタリングのずれを吸
収できるいわゆるコンプライアンス制御を行なうのがよ
い。そしてＸ，Ｙ方向へ微小移動させれば、Ｘ，Ｙ方向
の力に変化を生じるから、穴合せを確認でき、図７の挿
入力検出動作に向う。

【００２９】挿入力検出動作については図７に示してあ
り、ファスナ５をＺ方向に移動させたときの力の変化率
および限界値で挿入完了が確認できる。すなわち、図３
（イ）に示すように、力の変化パターンが谷後に限界値
に達することにより、挿入完了が確認でき、図３（ロ）
に示すように谷が見出されないまま限界値に達すれば、
挿入不能と確認できる。

【００３０】図８〜図10はエンドエフェクタ２の具体的
構成を示す図で、図８は正面断面図、図９は側面断面
図、図10は図８のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。この
エンドエフェクタ２は、ロボットアーム1aに固定される
フランジ11およびベースプレート12と、ベースプレート
12に固定されたサイドハウジング13とを備えている。サ
イドハウジング13の下端には、第１テーブルプレート14
がＸ方向（図８の紙面に対して垂直な方向でかつ図９の
左右方向）に移動自在に取付けられており、かつこの第
１テーブルプレート14の下面に第２テーブルプレート15
がＹ方向（図９の紙面に対して垂直な方向でかつ図８の
左右方向）に移動自在に取付けられている。

【００３１】ベースプレート12には第１ステッピングモ
ータ16がその出力軸16a をＹ方向に向けて固定されてお
り、この出力軸16a に固着されたピニオン17が、第１テ
ーブルプレート14上にＸ方向に延長して固定されたラッ
ク18に噛み合っており、第１テーブルプレート14は、第
１ステッピングモータ16によりＸ方向へ駆動されるよう
になっている。また、第１テーブルプレート14には、図
９に示すように、第２ステッピングモータ19がその出力
軸19a を下方に向けて固定されており、この出力軸19a
に固着されたピニオン20が第２テーブルプレート15上に
Ｙ方向に延長して固定されたラック21に噛み合ってお
り、第２テーブルプレート15は第２ステッピングモータ
19によりＹ方向へ駆動されるようになっている。なお、
第１，第２ステッピングモータ16，19を上記のような関
係で配置したために、エンドエフェクタ２の高さを低く
することが可能となる。

【００３２】以上のような構成を有するエンドエフェク
タ２を用いることによって、以下に述べるような数々の
利点が生じる。

【００３３】(1) 汎用性…エンドエフェクタ２の制御は
ロボット１の制御に依存せず独立的に行なわれるため、
種々のロボットアームに適用できる。

【００３４】(2) 干渉回避…エンドエフェクタ２の動作
が基本的にＸ−Ｙ方向のみであるため、ロボット１の補
間動作による干渉が発生しない。

【００３５】(3) ティーチング工数低減…ロボットのテ
ィーチング時の位置教示に精密さを要求されないため、
ティーチング工数が低減できる。

【００３６】(4) 動作時間短縮…ロボット１の６軸制御
よりもエンドエフェクタ２の２軸制御の方が動作時間が
短くてすむ。

【００３７】(5) 作業範囲拡大…視覚センサで検出でき
ないブラインド部での穴位置合せが可能になる。

【００３８】(6) 運用の容易さ…穴位置探索量のフィー
ドバックにより、ロボット１に対する穴位置の検査・修
正指示またはティーチングポイントの補正が容易であ
る。

【００３９】次に上述した穴位置自動探索機能を備えた
組付ロボット１を自動車の組立ラインに多数配置して、
小物部品の組付を行なう小物部品自動組付システムにつ
いて図11〜図15を参照して説明する。

【００４０】本システムの特徴は、図11から明らかなよ
うに、視覚センサによるボディ位置計測工程を自動組付
工程の前工程に集約して設け、このボディ位置計測工程
で得られるボディ位置情報によって自動組付工程のロボ
ットを制御するように構成されていることである。

【００４１】図11において、タクト搬送コンベアによっ
て搬送された自動車ボディ24は、まず図12に示すような
ボディ位置計測工程においてその位置が計測される。こ
のボディ位置計測工程では、前部および後部の底部にそ
れぞれ基準穴（図示は省略）を備えた自動車ボディ24を
懸吊しているハンガ25がクランプ26によって定位置に固
定され、そのときの基準穴のＸ，Ｙ方向の位置がＸＹ位
置計測装置27，27によって光学的に計測される。各ＸＹ
位置計測装置27は、図13に示すように、ＸＹテーブル28
上に設けられた互いに視野を異にする２台のカメラ29，
30を備えている。一方のカメラ29は例えば50mm×50mmの
視野を有し、他方のカメラ30は例えば200mm ×200mm の
視野を有し、これら２種類の視野を切替えながら自動車
ボディ24の前後の基準穴のＸＹ方向の位置が計測され
る。また、自動車ボディ24の前部および後部のフロアの
Ｚ方向の位置（高さ）がＺ位置計測装置31，31によって
計測される。

【００４２】これら位置計測装置27，31によって計測さ
れた自動車ボディ24の位置情報は、自動組付工程に設け
られた多数のロボット１を制御するコントローラ32に送
られる。

【００４３】小物部品の自動組付工程には、図１に示し
たものと同様の部品組付位置自動探索機能を有する組付
ロボット１が多数配置されており、これら組付ロボット
１のアーム1aおよび各アーム1aの先端に取付けられたエ
ンドエフェクタ２がコントローラ32によって制御される
ようになっている。そして図14に示すように、組付工程
においても、ボディ位置計測工程と同様に、自動車ボデ
ィ24を懸吊したハンガ25がクランプ26によって定位置に
固定され、その状態で図15に示すような組付ロボット１
によって自動車ボディ24に対する部品の組付が行なわれ
る。

【００４４】このように、本実施例では、各組付ロボッ
ト１がそれぞれエンドエフェクタ２と力覚センサ３とを
備て部品組付位置自動探索機能を有することにより、初
工程のボディ位置計測工程で得られるボディ位置から割
出される部品組付穴位置と自動組付工程における実際の
組付穴位置との間に誤差があっても、この誤差をエンド
エフェクタ２によって吸収することができ、これによっ
て以下に述べるような数々の効果が得られる。

【００４５】(1) 視覚センサによるボディ位置計測工程
を初工程のみに設け、各組付工程に視覚センサを設ける
必要がないから、設備投資が低減でき、かつ組付ロボッ
ト１の効率が向上する。

【００４６】(2) 組付穴に多少の位置ずれがあっても組
付が可能になる。

【００４７】(3) 組付ロボットのティーチングに関し、
コンピュータのシミュレーションによるオフラインティ
ーチングが可能になり、現場での最終調整が不要になる
から、工数および期間の短縮ができる。

【００４８】(4) モデルチェンジ等による車構造の変更
に際し、組付順序、組付工程を大幅に変更する必要なく
なる。

【００４９】(5) 組付ロボットの稼動率が向上する。

【００５０】次にワイヤハーネスのような柔軟部品を自
動車ボディに組付けるための組付装置の実施例について
図16〜図24を参照して説明する。

【００５１】図16は例えば自動車ボディのリヤフロアパ
ネル35に自動組付されるワイヤハーネス36がリヤフロア
パネル35上に置かれた状態を示す斜視図である。リヤフ
ロアパネル35の両側には第１および第２ロボット37，38
が設置されており、第１ロボット37は、そのアーム37a
の先端に、カメラのような視覚センサ39と、図17に示す
ようなロボットハンド40とを備え、さらに図示は省略す
るが、アーム37a とハンド40との間に、前述のようなエ
ンドエフェクタおよび力覚センサとを備えている。第２
ロボット38のアーム38a の先端には視覚センサ41のみが
設けられている。

【００５２】ワイヤハーネス36は、図18および図19に示
すようなハーネスクリップ42を要所に備えており、この
ハーネスクリップ42の先端部42a がリヤフロアパネル35
に設けられた組付穴47に挿入されて、ワイヤハーネス36
がリヤフロアパネル35に組付けられるようになってい
る。

【００５３】第１ロボット37のアーム37a の先端に設け
られたロボットハンド40は、図17に示すように、互いに
対向する４対の把持部43，43，44，44，45，45，46，46
を備えており、両端部に位置する把持部43，43および4
6，46は、互いに接近・離隔する方向（図17では水平方
向）に移動可能に対向しており、ワイヤハーネス36をそ
の軸線のまわりで回転可能に仮把持する機能を有する。

【００５４】次の把持部44，44は、互いに接近・離隔す
る方向（図17では水平方向）と、この方向に対して直角
な方向（図17で垂直方向）に、かつ互いに反対方向に平
行移動しうるように設けられており、把持部43，43およ
び46，46に回転可能に緩把持されたワイヤハーネス36に
係合された後、その互いに反対方向の平行移動によりワ
イヤハーネス36を回転させ、図18（イ）に示すように、
ハーネスクリップ42の先端部42a を組付穴47に指向させ
る機能を有する。

【００５５】これら把持部43，43，44，44および46，46
は、把持部45，45が設けられたロボットハンド40の部材
40a に対して上下方向（図17において）に移動可能な部
材40b に設けられている。

【００５６】ロボットハンド40の部材45a に設けられて
いる把持部45，45は、先端部42a が組付穴47に指向され
たハーネスクリップ42を図18（ロ）に示すように両側か
ら把持し、このハーネスクリップ42を組付穴47に挿入す
る機能を有する。この場合、ワイヤハーネス36が把持部
45，45によって把持された時点では、他の把持部43，4
3，44，44，46，46はワイヤハーネス36から離され、か
つ部材40a に対して部材40b が上方へ移動して、把持部
45，45による組付穴47に対するハーネスクリップ42の挿
入動作が妨げられないようになっている。

【００５７】次に、このようなロボットハンド40と視覚
センサ39とを備えた第１ロボット37と、視覚センサ41の
みを備えた第２ロボット38を用いてワイヤハーネス36を
リヤフロアパネル35に組付ける方法について以下に説明
する。

【００５８】(1) まず第２ロボット38の視覚センサ41に
よりワイヤハーネス36の全体像を捉え、ハーネスクリッ
プ42およびカプラの位置ならびにワイヤハーネス36の分
岐位置等から作業部位を見出す。

【００５９】(2) 第１ロボット37の視覚センサ39によ
り、作業部位のハーネスクリップ42の位置、向きを複数
画像を用いた三角測量によって計測する。

【００６０】(3) 第１ロボット37の視覚センサ39によ
り、リヤフロアパネル35の組付穴47の位置を計測する。

【００６１】(4) 上記(2) の計測に従って座標変換を行
ない、第１ロボット37のハンド40の把持部43，43および
46，46でワイヤハーネス36を把持する。

【００６２】(5) ハンド40の把持部44，44でワイヤハー
ネス36を回転させ、把持部45，45でハーネスクリップ42
を把持する。

【００６３】(6) 把持部45，45を用いてハーネスクリッ
プ42を組付穴47に組付ける。この組付に際しては、第１
ロボット37が備えているエンドエフェクタおよび力覚セ
ンサによって組付穴47を探索し、図３に示すような挿入
力変化パターンによって、作業完了を確認する。

【００６４】なお、ハーネスクリップ42をロボットハン
ド40の把持部45，45で把持するとき、ハーネスクリップ
42が滑り易い材質を有していると、把持が困難な場合が
ある。また、ハーネスクリップ42の把持部分を画像認識
するのも困難である。

【００６５】そのような場合、図19に示すように、ハー
ネスクリップ42の側面にスリット42b または突起を設
け、これに対応して、スリット42b に係合する手段をロ
ボットハンド40の把持部45，45の把持面に設ければよ
い。

【００６６】ハーネスクリップ42にスリット42b または
突起を設けた場合、ハーネスクリップ42を確実に把持で
きるのみでなく、把持部分を画像認識する際に、スリッ
ト42b または突起の影によって位置が認識できるため、
ハーネスクリップ42の先端部42a の指向方向を容易に認
識することができる利点がある。

【００６７】図20〜図22は、図17に示したロボットハン
ド40とは別の形式のワイヤハーネス把持用ロボットハン
ド50の構成を示す図で、図20は正面図、図21は一部を断
面とした側面図、図22の左半分は図21のＡ−Ａ線に沿っ
た断面図、図22の右半分は図21のＢ−Ｂ線に沿った断面
図である。

【００６８】このロボットハンド50は、その本体部51の
下方に、図20に示す開状態と、図22に示す閉状態との間
で移動可能な一対の把持部52，52を備えている。各把持
部52は、比較的小径のドライブプーリ53とこのプーリ53
よりもはるかに小径の多数のプーリ54との間に懸張され
た把持用ベルト55を備えている。上記ドライブプーリ53
が固着されている回転軸56には比較的大径のプーリ57が
固着され、このプーリ57と、超音波モータ58の回転軸58
a に固着された比較的小径のプーリ59との間に動力伝達
用ベルト60が懸装されていることにより、把持用ベルト
55は、超音波モータ58によって減速機構を介して駆動さ
れるようになっている。

【００６９】また各把持部52には、これら把持部52，52
によって後述するように把持されるワイヤハーネス61の
ハーネスクリップ62（図23，図24参照）の指向方向を検
出する検出プレート63が設けられている。この検出プレ
ート63は、スプリング64によって閉方向に付勢されてお
り、ハーネスクリップ62の先端が当接することによって
スプリング64の付勢力に抗して外方へ偏位するようにな
っている。

【００７０】ロボットハンド50の本体部51の側方にはシ
リンダ65が設けられ、このシリンダ65によって駆動され
るハーネスクリップ挿入用押圧部材66が両把持部52，52
間の中央位置に配設されている。

【００７１】このような構成を有するロボットハンド50
の順次の動作を図23（イ）〜（ハ）および図24（ニ）〜
（ヘ）に示されている。

【００７２】まず、図23（イ）は、ワイヤハーネス61の
把持前の状態を示しており、ワイヤハーネス61が床上に
置かれている。

【００７３】次に図23（ロ）に示すように把持部52，52
を閉じ、床との干渉を防止しながら先端のプーリ54付近
でワイヤハーネス61を挟む。

【００７４】次に図23（ハ）に示すように、左右のモー
タ58，58の回転軸58a を互いに逆回転させて、右方のプ
ーリ53は時計方向、左方のプーリ53は反時計方向に回転
させることにより、ワイヤハーネス61を床上から浮か
せ、かつ上下のプーリ54，54間にワイヤハーネス61を把
持する。このときモータ58，58はタイマにより停止させ
る。

【００７５】次に図24（ニ）に示すように、左右のモー
タ58，58の回転軸58a を同方向に回転させて、プーリ5
3，53を互いに同方向に回転せることにより、ワイヤハ
ーネス61を反時計方向に回転させる。この回転により、
ハーネスクリップ62の先端が左右の検出プレート63，63
の何れか一方に当接してその検出プレート63が偏位する
が、ハーネスクリップ62の先端が水平方向を指向してい
るとき、検出部材63の偏位量が最大となるように構成さ
れている。したがって、ワイヤハーネス61を反時計方向
に回動したときに、右方の検出プレート63に最初に偏位
が発生したとすれば、その最大偏位点から逆方向（時計
方向）に90°回転することにより、ハーネスクリップ62
の先端が、図24（ニ）に示すように真下を指向すること
になる。一方、ワイヤハーネス61を反時計方向に回動し
たときに、左方の検出プレート63に最初の偏位が発生し
たとすれば、その最大偏位点から同方向（反時計方向）
にさらに90°回転することにより、ハーネスクリップ62
の先端が真下を指向することになる。なお、検出プレー
ト63の偏位量は、図示しない光電センサで検出される。

【００７６】次にモータ58，58の回転軸58a ，58a をロ
ックするとともにロボットハンド50を移動させてハーネ
スクリップ62を被組付部材67の組付穴68上に位置決め
し、かつロボットハンド50を下降させ、図24（ホ）に示
すように、ハーネスクリップ62の先端を組付穴68内に挿
入する。

【００７７】次に図24（ヘ）に示すように、把持部52，
52を若干開き、ワイヤハーネス61をベルト55の張力のみ
で支持するとともに、シリンダ65を駆動して、押圧部材
66によってワイヤハーネス61を下方に押圧し、ハーネス
クリップ62を組付穴68に挿入する。

【００７８】最後に図25〜図27は、自動組付が困難なゴ
ムホースのような柔軟部品を組付ける方法の実施例を示
したものである。本実施例の特徴は、柔軟部品に対して
外部から形状に規制を加え、その状態で柔軟部品に対し
て剛体部品を組付けた後、この剛体部品を取扱うことに
より、自動車ボディまたはエンジン本体等に組付けるよ
うにしたものである。

【００７９】まず、図25に示すように、ゴムホース70を
収容する凹部71a を対向面に備えた一対のパレット71，
71を用いて、ゴムホース70を両側から挟みこみ、図27の
左方に示す状態とする。この場合、ゴムホース70に剛体
部品72が挿入されるときのゴムホース70の外径の膨張を
考慮して、図26に示すように、ゴムホース70とパレット
71との間に所定のクリアランス73を設けるとともに、パ
レット71の凹部71a の内面に適当な突条74を形成して、
ゴムホース70の倒れおよび曲がりを防止し、かつ剛体部
品72の挿入深さを管理する。

【００８０】次に一方のパレット71の基準穴75を用いて
ゴムホース70を所定位置に位置決めした後、ロボット76
を用いてパイプ等の剛体部品72をゴムホース70に挿入す
る。そしてゴムホース70をパレット71，71内から取出
し、図27の右方に示すように、ゴムホース70に組付けさ
れた剛体部品72を取扱うことにより、稼動率の高い自動
化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による小物物品の組付方法が適用される
小物部品自動組付装置の概念的構成図

【図２】エンドエフェクタの概念的構成図

【図３】ファスナ組付時にファスナが受ける荷重変化を
示すグラフ

【図４】小物部品自動組付装置のシステムブロック図

【図５】小物部品自動組付装置の動作フローを示す図

【図６】穴探索動作のフローを示す図

【図７】挿入力検出動作のフローを示す図

【図８】エンドエフェクタの具体的構成を示す正面図

【図９】エンドエフェクタの側面断面図

【図１０】図８のＸ−Ｘ線に沿った断面図

【図１１】自動車組立ラインの工程図

【図１２】位置計測工程の詳細図

【図１３】位置計測装置の斜視図

【図１４】小物部品の自動組付工程の詳細図

【図１５】部品組付ロボットの概略図

【図１６】ワイヤハーネスの組付方法の説明図

【図１７】ロボットハンドの一実施例の概略的斜視図

【図１８】図17のロボットハンドの動作の説明図

【図１９】ワイヤハーネスに取付けられたハーネスクリ
ップの斜視図

【図２０】ロボットハンドの他の実施例の構成を示す正
面図

【図２１】図20のロボットハンドの一部を断面とした側
面図

【図２２】図21のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線に沿った断面
図

【図２３】図20のロボットハンドの動作説明図

【図２４】図20のロボットハンドの動作説明図

【図２５】ゴムホースをパレットに固定する方法を説明
する斜視図

【図２６】ゴムホースがパレットに固定された状態を示
す要部の断面図

【図２７】ゴムホースに剛体部品が挿入され、かつ剛体
部品が取扱われる状態を示す斜視図

【符号の説明】

１ ロボット ２ エンドエフェクタ ３ 力覚センサ ４ ロボットハンド ５ ファスナ ６ 被組付部材 ７ 組付穴 14，15 テーブルプレート 16，19 ステッピングモータ 17，20 ピニオン 18，21 ラック 24 自動車ボディ 25 ハンガ 26 クランプ 27 ＸＹ位置計測装置 31 Ｚ位置計測装置 36，61 ワイヤハーネス 37，38 ロボット 39，41 視覚センサ 40，50 ロボットハンド 42，62 ハーネスクリップ 43〜46，52 把持部 55 把持用ベルト 58 超音波モータ 70 ゴムホース 71 パレット 72 剛体部品

フロントページの続き (72)発明者 小飼 雅道 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 向井 義陽 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 小物部品の組付時において該小物部品が
   被組付部材から受ける荷重を力覚センサを用いて検出
   し、前記荷重の変化率に基づいて前記小物部品の組付定
   位置および組付作業状態を判断し、組付作業を制御する
   ことを特徴とする小物部品の組付方法。
2. 【請求項２】 組付ロボットにより小物部品を被組付部
   材に組付ける自動組付工程の前工程に被組付部材の位置
   計測工程を設けるとともに、前記組付ロボットに組付位
   置自動探索機能を付与し、前記位置計測工程からの情報
   により前記組付ロボットを制御することを特徴とする小
   物部品の組付方法。
3. 【請求項３】 柔軟部品の仮把持手段と、前記柔軟部品
   の向き修正手段と、前記柔軟部品の被組付部材への組付
   手段とを備えてなることを特徴とする柔軟部品の組付装
   置。
4. 【請求項４】 柔軟部品をパレットにより挟持固定した
   状態で該柔軟部品に剛体部品を取付けた後、該剛体部品
   を取扱って被組付部材に組付けることを特徴とする柔軟
   部品の組付方法。