JPH0557592A - ワークの加工方法及び加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】加工ツールを欠陥部位に対応した加工位置にス
ピーディに且つ高精度に位置決め出来、また欠陥部位を
検出するための撮影ヘッドを、簡単な構成で欠陥部位の
加工時に発生する摩耗粉などによる汚染から防止出来る
ようなワークの加工方法及び加工装置を提供する。 【構成】撮像装置３０のＣＣＤカメラ３３と研磨ツール
４０とを予め共通のヘッド支持部材２０に装着するとと
もに、研磨ツール４０をその軸心がＣＣＤカメラ３３の
撮像領域を通る撮像中心軸Ｃから所定距離側方へ離隔し
且つ撮像領域外へ退いた退避位置と軸心が撮像中心軸Ｃ
に略一致した基準位置とに切り換える切換機構５０を予
め設け、撮像時には切換機構５０を介して研磨ツール４
０を退避位置に保持し、撮像領域の欠陥部位を加工する
際に、切換機構５０を介して研磨ツール４０の砥石４１
を撮像中心軸Ｃ上の基準位置に切り換え、その後欠陥部
位の位置情報に基いて砥石４１を基準位置から加工位置
に位置決めする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はワークの加工方法及び加
工装置に関し、特にワークの欠陥部位の検出と加工ツー
ルによる欠陥部位の加工を自動的に行うためのワークの
加工方法及び加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車製造工場の水研加工ラ
インにおける作業の省力化を図るための水研加工方法及
び水研加工装置が種々提案されている。例えば、特開昭
５８−６４５１７号公報には、水研加工ラインに車体の
塗装欠陥部位を検出するための欠陥検出ステーションと
塗装欠陥部位を研磨するための研磨ステ−ションとを設
け、欠陥検出ステーションにおいて作業者が車体の塗装
欠陥部位を検出するとともにその位置データを指示装置
に入力し、研磨ステーションにおいて研磨ツールを有す
る研磨ロボットが指示装置からの塗装欠陥部位の位置デ
ータに基いて塗装欠陥部位を研磨する水研加工方法と水
研加工装置が記載されている。しかしながら、前記公報
に記載の水研加工方法においては、作業者により塗装欠
陥部位の検出を行いその位置データを指示装置に入力し
なければならず、省力化が十分に達成されていないとい
う問題がある。

【０００３】そこで、本願出願人は先の出願（特願平３
−９３０４０号）において、欠陥検出ステーションに撮
像装置を備えた欠陥検出ロボットを配設し、欠陥検出ロ
ボットを介して撮像装置を車体の撮像領域毎に移動させ
て撮像し、その画像信号を画像処理装置により処理して
得られた画像データから塗装欠陥部位の有無やその位置
などを検出してこれら塗装欠陥部位に関するデータを研
磨ステーションに転送し、研磨ステーションにおいて塗
装欠陥部位の位置データに基いて研磨ロボットにより塗
装欠陥部位を研磨する水研加工方法を提案した。この水
研加工方法によれば、欠陥検出ロボットにより塗装欠陥
部位を自動的に検出するため、大幅な省力化を図ること
が可能になるが、欠陥検出ステーションと研磨ステーシ
ョンの２つのステーションを設けるため設備コストが増
大すること、欠陥検出と研磨とが２工程に分割されてい
るため研磨処理のスピード化を図るには限界があること
などの問題がある。

【０００４】そこで、本願出願人は、前記水研加工技術
を一層発展させた技術として、欠陥検出ステーションと
研磨ステーションとを１つの欠陥検出・研磨ステーショ
ンとして統合し、このステーションに１台又は複数台の
ロボットを配設するとともにロボットにヘッド支持部材
を設け、このヘッド支持部材に撮像装置の撮像ヘッドと
研磨ツールとを予め共通に装着し、塗装欠陥部位を検出
後塗装欠陥部位を研磨する水研加工方法を目下開発中で
ある。即ち、この水研加工方法においては、車体の撮像
領域を撮像する際には、撮像ヘッドの撮像中心軸は、撮
像領域の中心に設定された２次元座標系の原点を通る法
線に一致させて設定され、撮像領域の画像信号を処理し
て得られた画像データから塗装欠陥部位が検出される
と、２次元座標系における塗装欠陥部位の座標値が演算
され、次に、この塗装欠陥部位の座標値と撮像中心軸に
対する研磨ツールの位置データとに基いて、研磨ツール
を塗装欠陥部位の位置における撮像領域の法線上の加工
位置に位置決めするための移動方向と移動距離が演算さ
れ、次に、この演算結果に基いてヘッド支持部材が移動
駆動されて研磨ツールが加工位置に位置決めされ、次
に、ヘッド支持部材が塗装欠陥部位側に移動駆動されて
研磨ツールにより塗装欠陥部位が研磨される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記本願出願人が開発
中の水研加工方法においては、研磨ツールを加工位置に
位置決めするために、塗装欠陥部位の座標値を演算した
後に、この座標値と撮像領域の中心を通る撮像中心軸に
対する研磨ツールの位置データとに基いて研磨ツールの
移動方向と移動距離を演算しなければならず、加工ヘッ
ドの位置決めに要する時間長くなり研磨処理速度が低下
し、塗装欠陥部位に対するスピーディな研磨処理ができ
なかったり、研磨ツールの加工位置への位置決め精度が
低下し、塗装欠陥部位に対する研磨加工精度が低下する
という問題がある。 また、研磨ツールを加工位置にス
ピーディに位置決めするには、撮像装置に近接して研磨
ツールを設けることが望ましいが、その場合、研磨時に
発生する磨耗粉などにより撮像装置が汚染されて塗装欠
陥部位の検出に支障をきたすという問題がある。

【０００６】本発明の目的は、加工ツールを欠陥部位に
対応した加工位置にスピーディに且つ高精度に位置決め
することが出来、また簡単な構成で欠陥部位の加工時に
発生する摩耗粉などによる撮像ヘッドの汚染を防止出来
るようなワークの加工方法及び加工装置を提供すること
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係るワークの
加工方法は、ワーク表面を撮像手段により撮像し、その
画像信号を画像処理手段により処理して得られる画像デ
ータからワーク表面の欠陥部位と欠陥部位の位置を検出
し、欠陥部位の位置情報に基いて加工手段により欠陥部
位を加工するワークの加工方法において、前記撮像手段
の撮像ヘッドとそれに対応する加工手段の加工工具とを
予め共通のヘッド支持部材に装着するとともに、加工工
具をその軸心が撮像ヘッドの撮像領域の中心を通る撮像
中心軸から所定距離側方へ離隔し且つ撮像領域外へ退い
た退避位置と前記軸心が撮像ヘッドの撮像中心軸に略一
致した基準位置とに切り換える切換機構を予め設け、前
記撮像手段による撮像時には切換機構を介して加工工具
を退避位置に保持し、この撮像手段で撮像した撮像領域
の欠陥部位を加工する際に、切換機構を介して加工ヘッ
ドをその撮像領域の撮像中心軸上の基準位置に切り換
え、その後、欠陥部位の位置情報に基いて加工ヘッドを
基準位置から欠陥部位の位置における撮像領域の法線上
の加工位置に位置決めするものである。

【０００８】請求項２に係るワークの加工装置は、ワー
ク表面を撮像手段により撮像し、その画像信号を画像処
理手段により処理して得られる画像データからワーク表
面の欠陥部位と欠陥部位の位置を検出し、欠陥部位の位
置情報に基いて加工手段により欠陥部位を加工するワー
クの加工装置において、前記撮像手段の撮像ヘッドとそ
れに対応する加工手段の加工工具とを支持する共通のヘ
ッド支持部材と、前記ヘッド支持部材を３次元的に移動
駆動する移動駆動手段と、前記加工工具をその軸心が撮
像ヘッドの撮像領域の中心を通る撮像中心軸から所定距
離側方へ離隔し且つ撮像領域外へ退いた退避位置と前記
軸心が撮像ヘッドの撮像中心軸に略一致した基準位置と
に切り換える切換機構と、前記撮像手段による撮像時に
は加工工具を退避位置に保持し且つこの撮像手段で撮像
した撮像領域の欠陥部位を検出後加工ヘッドをその撮像
領域の撮像中心軸上の基準位置に切り換えるように切換
機構を制御する第１制御手段と、前記撮像領域の欠陥部
位の位置情報に基いて加工ヘッドを基準位置から欠陥部
位の位置における撮像領域の法線上の加工位置に移動さ
せるように移動駆動手段を制御する第２制御手段とを設
けたものである。

【０００９】請求項３に係るワークの加工装置は、請求
項２のワークの加工装置において、前記加工工具は、撮
像手段の撮像ヘッドよりもワーク表面に近い位置に配設
され、前記切換機構は、加工工具を平行移動により位置
切り換えするように構成されたものである。

【００１０】請求項４に係るワークの加工装置は、請求
項２に係るワークの加工装置において、前記加工工具
は、ワーク表面に対して撮像ヘッドと略同距離の位置に
配設され、前記切換機構は、撮像ヘッドを撮像位置と所
定角度揺動させた揺動位置とに揺動駆動する揺動手段を
含むものである。

【００１１】請求項５に係るワークの加工装置は、請求
項３のワークの加工装置において、前記移動駆動手段
が、直交座標型ロボットで構成されたものである。

【００１２】請求項６に係るワークの加工装置は、請求
項４のワークの加工装置において、前記移動駆動手段
が、多関節型ロボットで構成されたものである。

【００１３】請求項７に係るワークの加工装置は、請求
項５のワークの加工装置において、前記加工工具は、研
磨ツールであるものである。

【００１４】請求項８に係るワークの加工装置は、請求
項６のワークの加工装置において、前記加工工具は、研
磨ツールであるものである。

【００１５】

【作用】請求項１に係るワークの加工方法においては、
撮像手段の撮像ヘッドとそれに対応する加工手段の加工
工具とを予め共通のヘッド支持部材に装着するととも
に、加工工具をその軸心が撮像ヘッドの撮像領域の中心
を通る撮像中心軸から所定距離側方へ離隔し且つ撮像領
域外へ退いた退避位置と前記軸心が撮像ヘッドの撮像中
心軸に略一致した基準位置とに切り換える切換機構を予
め設ける。次に撮像手段により撮像領域を撮像する際に
は、切換機構を介して加工工具を退避位置に保持した状
態で撮像する。次に撮像領域の欠陥部位を加工する際に
は、切換機構を介して加工ヘッドをその撮像領域の撮像
中心軸上の基準位置に切り換え、次に欠陥部位の位置情
報に基いて加工ヘッドを基準位置から欠陥部位の位置に
おける撮像領域の法線上の加工位置に位置決めし、その
後加工ヘッドで欠陥部位に加工を施す。このように、撮
像領域を撮像する際には、加工工具を退避位置に保持す
るので、撮像ヘッドにより支障なく撮像領域を撮像する
ことが出来る。一方、欠陥部位を加工する際には、撮像
領域に設定された２次元座標系に対する欠陥部位の座標
値を演算する演算時間を有効利用して加工ヘッドを基準
位置に切り換えるとともに、このように加工ヘッドを基
準位置に切り換えることにより、欠陥部位の座標値をそ
のまま用いて加工ヘッドを加工位置に位置決めすること
が出来、その分加工ヘッドの位置決めに要する時間を短
縮することが出来るので、加工処理速度を早めることが
出来る。また、加工ヘッドを予め基準位置に切り換える
ので、その分誤差要因がなくなり、加工ヘッドを精度良
く加工位置に位置決めすることが出来、欠陥部位に対す
る加工精度を高めることが出来る。

【００１６】請求項２に係るワークの加工装置において
は、撮像手段により撮像領域を撮像する際には、第１制
御手段により切換機構を制御して加工ヘッドを退避位置
に保持するとともに、第２制御手段により移動駆動手段
を制御し、ヘッド支持部材を介して撮像ヘッドをその撮
像中心軸が撮像領域の中心を通る法線に一致した所定の
撮像位置に設定し、その状態で撮像領域を撮像する。次
に撮像領域の欠陥部位を加工する際には、第１制御手段
により切換機構を制御して加工ヘッドをその撮像領域の
撮像中心軸上の基準位置に切り換え、次に欠陥部位の位
置情報に基いて第２制御手段により移動駆動手段を制御
し、ヘッド支持部材を介して加工ヘッドを基準位置から
欠陥部位の位置における撮像領域の法線上の加工位置に
位置決めし、その後加工ヘッドで欠陥部位に加工を施
す。このように、撮像領域を撮像する際には、加工工具
を切換機構を介して退避位置に保持するので、撮像ヘッ
ドにより支障なく撮像領域を撮像することが出来る。一
方、欠陥部位を加工する際には、撮像領域に設定された
２次元座標系に対する欠陥部位の座標値を演算する演算
時間を有効利用して切換機構を介して加工ヘッドを基準
位置に切り換えるとともに、このように加工ヘッドを基
準位置に切り換えることにより、欠陥部位の座標値をそ
のまま用いて加工ヘッドを加工位置に位置決めすること
が出来、その分加工ヘッドの位置決めに要する時間を短
縮することが出来るので、加工処理速度を早めることが
出来る。また、加工ヘッドを予め基準位置に切り換える
ので、その分誤差要因がなくなり、加工ヘッドを精度良
く加工位置に位置決めすることが出来、欠陥部位に対す
る加工精度を高めることが出来る。

【００１７】請求項３に係るワークの加工装置において
は、基本的に請求項２と同様の作用が得られる。加え
て、加工工具は、撮像手段の撮像ヘッドよりもワーク表
面に近い位置に配設されているので、欠陥部位の加工時
に発生する摩耗粉などにより撮像ヘッドが汚染されるの
を防止することが出来、撮像ヘッドによる撮像精度を維
持することが出来る。更に、切換機構は、加工工具を平
行移動により位置切り換えするように構成されているの
で、加工工具の位置切り換えを高精度に行うことが出来
るとともに、切換機構を簡単化出来且つ安価に製作する
ことが出来る。

【００１８】請求項４に係るワークの加工装置において
は、基本的に請求項２と同様の作用が得られる。加え
て、加工工具は、ワーク表面に対して撮像ヘッドと略同
距離の位置に配設されているので、加工工具の加工位置
への位置決め精度を更に高めることが出来る。また、切
換機構は、撮像ヘッドを撮像位置と所定角度揺動させた
揺動位置とに揺動駆動する揺動手段を含むので、欠陥部
位の加工時に、撮像ヘッドを揺動位置に切り換えること
により、摩耗粉などで撮像ヘッドが汚染されるのを防止
することが出来、撮像ヘッドによる撮像精度を維持する
ことが出来る。

【００１９】請求項５に係るワークの加工装置において
は、基本的に請求項３と同様の作用が得られる。加え
て、移動駆動手段は直交座標型ロボットで構成されてい
るので、移動駆動手段を比較的安価に製作出来るととも
に、第２制御手段の制御を簡単化出来且つその製作コス
トを低減することが出来る。

【００２０】請求項６に係るワークの加工装置において
は、基本的に請求項４と同様の作用が得られる。加え
て、移動駆動手段は多関節型ロボットで構成されている
ので、ヘッド支持部材の移動駆動の自由度が高くなり、
種々の形状のワークに対するワーク加工装置の汎用性を
高めることが出来る。

【００２１】請求項７に係るワークの加工装置において
は、基本的に請求項５と同様の作用が得られる。加え
て、加工工具は研磨ツールであるので、ワークの欠陥部
位に対する研磨加工の処理速度と加工精度とを高めるこ
とが出来る。

【００２２】請求項８に係るワークの加工装置において
は、基本的に請求項６と同様の作用が得られる。加え
て、加工工具は研磨ツールであるので、ワークの欠陥部
位に対する研磨加工の処理速度と加工精度とを高めるこ
とが出来る。

【００２３】

【発明の効果】本発明のワークの加工方法及び加工装置
によれば、前記作用の項で説明したように次のように効
果が得られる。請求項１に係るワークの加工方法によれ
ば、撮像領域を撮像する際には、加工工具を退避位置に
保持させるので、撮像ヘッドにより支障なく撮像領域を
撮像することが出来る。一方、欠陥部位を加工する際に
は、撮像領域に設定された２次元座標系に対する欠陥部
位の座標値を演算する演算時間を有効利用して加工ヘッ
ドを基準位置に切り換えるとともに、このように加工ヘ
ッドを基準位置に切り換えることにより、欠陥部位の座
標値をそのまま用いて加工ヘッドを加工位置に位置決め
することが出来、その分加工ヘッドを位置決めに要する
時間を短縮することが出来るので、加工処理速度を早め
ることが出来る。また、加工ヘッドを予め基準位置に切
り換えるので、その分誤差要因がなくなり、加工ヘッド
を精度良く加工位置に位置決めすることが出来、欠陥部
位に対する加工精度を高めることが出来る。

【００２４】請求項２に係るワークの加工装置によれ
ば、撮像領域を撮像する際には、加工工具を切換機構を
介して退避位置に保持させるので、撮像ヘッドにより支
障なく撮像領域を撮像することが出来る。一方、欠陥部
位を加工する際には、撮像領域に設定された２次元座標
系に対する欠陥部位の座標値を演算する演算時間を有効
利用して切換機構を介して加工ヘッドを基準位置に切り
換えるとともに、このように加工ヘッドを基準位置に切
り換えることにより、欠陥部位の座標値をそのまま用い
て加工ヘッドを加工位置に位置決めすることが出来、そ
の分加工ヘッドの位置決めに要する時間を短縮すること
が出来るので、加工処理速度を早めることが出来る。ま
た、加工ヘッドを予め基準位置に切り換えるので、その
分誤差要因がなくなり、加工ヘッドを精度良く加工位置
に位置決めすることが出来、欠陥部位に対する加工精度
を高めることが出来る。

【００２５】請求項３に係るワークの加工装置によれ
ば、基本的に請求項２と同様の効果が得られる。加え
て、加工工具は、撮像手段の撮像ヘッドよりもワーク表
面に近い位置に配設されているので、欠陥部位の加工時
に発生する摩耗粉などにより撮像ヘッドが汚染されるの
を防止することが出来、撮像ヘッドによる撮像精度を維
持することが出来る。更に、切換機構は、加工工具を平
行移動により位置切り換えするように構成されているの
で、加工工具の位置切り換えを高精度に行うことが出来
るとともに、切換機構を簡単化出来且つ安価に製作する
ことが出来る。

【００２６】請求項４に係るワークの加工装置によれ
ば、基本的に請求項２と同様の効果が得られる。加え
て、加工工具は、ワーク表面に対して撮像ヘッドと略同
距離の位置に配設されているので、加工工具の加工位置
への位置決め精度を更に高めることが出来る。更に、切
換機構は、撮像ヘッドを撮像位置と所定角度揺動させた
揺動位置とに揺動駆動する揺動手段を含むので、欠陥部
位の加工時に撮像ヘッドを揺動位置に切り換えることに
より、摩耗粉などにより撮像ヘッドが汚染されるのを防
止することが出来、撮像ヘッドによる撮像精度を維持す
ることが出来る。

【００２７】請求項５に係るワークの加工装置によれ
ば、基本的に請求項３と同様の効果が得られる。加え
て、移動駆動手段は直交座標型ロボットで構成されてい
るので、移動駆動手段を比較的安価に製作出来るととも
に、第２制御手段の制御を簡単化出来且つその製作コス
トを低減することが出来る。

【００２８】請求項６に係るワークの加工装置によれ
ば、基本的に請求項４と同様の効果が得られる。加え
て、移動駆動手段は多関節型ロボットで構成されている
ので、ヘッド支持部材の移動駆動の自由度が高くなり、
種々の形状のワークに対するワーク加工装置の汎用性を
高めることが出来る。

【００２９】請求項７に係るワークの加工装置によれ
ば、基本的に請求項５と同様の効果が得られる。加え
て、加工工具は研磨ツールであるので、ワークの欠陥部
位に対する研磨加工の処理速度と加工精度とを高めるこ
とが出来る。

【００３０】請求項８に係るワークの加工装置によれ
ば、基本的に請求項６と同様の効果が得られる。加え
て、加工工具は研磨ツールであるので、ワークの欠陥部
位に対する研磨加工の処理速度と加工精度とを高めるこ
とが出来る。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基いて
説明する。本実施例は、自動車製造工場の水研加工ライ
ンにおける車体の水研加工方法及び水研加工装置に本発
明を適用したものである。尚、車体の前後左右を基準に
前後左右を定義して説明する。先ず、水研加工ラインＬ
について説明する。図１に示すように、中塗塗装ライン
（図示略）の下流側に設けられた水研加工ラインＬに
は、上流側から車種検出ステーションＬ１、欠陥検出・
研磨ステーションＬ２、補修ステーションＬ３及び水洗
ステーションＬ４が設けられ、中塗りされて搬送されて
きた車体Ｂは、水研加工ラインＬに設けられたチェーン
コンベア１に移送され、チェーンコンベア１により所定
の搬送速度で搬送されるようになっている。

【００３２】車種検出ステーションＬ１には、車体Ｂの
車種を検出するための発光部２と受光部３からなる複数
の車種検出センサ４が設けられ、欠陥検出・研磨ステー
ションＬ２には、左右１対の走行用ベース５が設けら
れ、左側の走行用ベース５には直交座標型の第１・第２
ロボットＲ１・Ｒ２が配設され、右側の走行用ベース５
には直交座標型の第３ロボットＲ３が配設され、後述す
るように、第１ロボットＲ１には、車体Ｂのボンネッ
ト、ルーフ及びトランクリッドに設定された複数の撮像
領域Ｓを撮像するための撮像装置３０と撮像領域Ｓの塗
装欠陥部位Ｄ（図６・図７参照）を研磨するための研磨
ツール４０とが設けられ、第２・第３ロボットＲ２・Ｒ
３には、車体Ｂの左右のフロントフェンダ、ドア及びリ
ヤフェンダに設定された複数の撮像領域Ｓを撮像するた
めの撮像装置３０Ａと撮像領域Ｓの塗装欠陥部位Ｄを研
磨するための研磨ツール４０Ａとが設けられている。撮
像領域Ｓを撮像するときには、第１〜第３ロボットＲ１
〜Ｒ３を車体Ｂの搬送方向と逆方向に所定速度で走行さ
せながら、第１〜第３ロボットＲ１〜Ｒ３の撮像装置３
０により撮像領域Ｓを所定のタイミング毎に撮像し、撮
像した画像信号を処理して得られる画像データから塗装
欠陥部位Ｄが検出されると、直ちに塗装欠陥部位Ｄが検
出された撮像領域Ｓに対応するロボットを車体Ｂの搬送
方向に車体Ｂと同期移動させながら研磨ツール４０で塗
装欠陥部位Ｄを研磨するようになっている。尚、第１〜
第３ロボットＲ１〜Ｒ３の初期位置は、左右の走行用ベ
ース５の略中央部に設定されている。補修ステーション
Ｌ３は、塗装欠陥部位Ｄの数が多く所定のラインタクト
内で第１〜第３ロボットＲ１〜Ｒ３が全ての塗装欠陥部
位Ｄを研磨できない場合に、作業者により残った塗装欠
陥部位Ｄを研磨するために設けられている。水洗ステー
ションＬ４には、複数の水洗シャワー６と水洗ブラシ７
・８が設けられ、研磨後の車体Ｂの水洗いをするように
なっている。

【００３３】次に、第１ロボットＲ１の機械的構造につ
いて説明する。図２に示すように、左側の走行用ベース
５には、可動コラム１０が走行用ベース５に沿って前後
方向（Ｘ軸方向）に移動自在に設けられ、可動コラム１
０には、可動ビーム１１が可動コラム１０に沿って上下
方向（Ｚ軸方向）に移動自在に設けられ、可動ビーム１
１には、３組の可動ブロック１２が左右方向に所定間隔
おきに且つ可動ビーム１１に沿って左右方向（Ｙ軸方
向）に夫々移動自在に設けられている。走行用ベース５
には略全長に亙ってラック部材（図示略）が設けられ、
可動コラム１０の基端部にはサーボモータ１３とサーボ
モータ１３で回転駆動され且つラック部材に噛合したピ
ニオン（図示略）が設けられ、サーボモータ１３を回転
駆動することにより、可動コラム１０は前後方向に移動
駆動されるようになっている。可動コラム１０にはボー
ルネジシャフト１４が上下方向向きに設けられ、可動コ
ラム１０の上端にはボールネジシャフト１４を回転駆動
するサーボモータ１５が設けられ、可動ビーム１１の左
端部にはボールネジシャフト１４に螺合したボールネジ
ナット（図示略）が設けられ、サーボモータ１５を回転
駆動することにより、可動ビーム１１は上下方向に移動
駆動されるようになっている。可動ビーム１１にはボー
ルネジシャフト（図示略）が左右方向向きに設けられ、
可動ビーム１１の右端部にはボールネジシャフトを回転
駆動するサーボモータ１６が設けられ、３組の可動ブロ
ック１２にはボールネジシャフトに噛合したボールネジ
ナット（図示略）が夫々設けられ、サーボモータ１６を
回転駆動することにより、可動ブロック１２は左右方向
に同時に移動駆動されるようになっており、可動ブロッ
ク１２の下端には、取付部１７ａを有するベース部材１
７が設けられている。

【００３４】このように構成された第１ロボットＲ１の
３組のベース部材１７の取付部１７ａには、撮像装置３
０とこれに対応する研磨ツール４０とを共通に装着する
ためのヘッド支持部材２０が夫々固着されている。尚、
３組の撮像装置３０と研磨ツール４０はヘッド支持部材
２０に同様に設けられているので、右側のヘッド支持部
材２０に設けられた撮像装置３０と研磨ツール４０につ
いて説明する。先ず、撮像装置３０について説明する。
図３・図４に示すように、ヘッド支持部材２０の中段部
には連結部材２２が設けられ、連結部材２２には軸部材
２３が前後方向向きに且つ軸心回りに回転自在に設けら
れ、撮像装置３０は、軸部材２３に固着のブラケット部
材２４を介して軸部材２３の後端側に設けられている。
撮像装置３０は、ブラケット部材２４の下端に固着され
車体Ｂに照射光を投光する投光器３１と、投光器３１の
前壁部に固着の左右のケーシング部材３２に夫々上下方
向向きに収容された左右１対のＣＣＤカメラ３３などで
構成されている。また、連結部材２２には軸部材２３を
回転駆動するサーボモータ２５が設けられ、サーボモー
タ２５を回転駆動することにより、撮像装置３０は軸部
材２３の軸心回りに回転駆動され、車体Ｂの撮像領域Ｓ
の曲面形状に対応した所定の撮像姿勢に設定できるよう
になっている。左右のケーシング部材３２の下端にはシ
ャッタ部材３４が夫々設けられ、シャッタ部材３４はエ
アシリンダ３５により開位置と閉位置とに位置切換可能
になっており、シャッタ部材３４が開位置に切換えられ
ると、ケーシング部材３２の下端が開放されてＣＣＤカ
メラ３３が車体Ｂを撮像可能になり、シャッタ部材３４
が閉位置に切換えられると、ＣＣＤカメラ３３はケーシ
ング部材３２内に密封されるようになっている。

【００３５】次に、研磨ツール４０について説明する。
ヘッド支持部材２０の下段部には連結部材２６が設けら
れ、連結部材２６には、切換機構５０の駆動部をなす油
圧シリンダ５１が前後方向向きに設けられ、油圧シリン
ダ５１のロッド５１ａにはブラケット部材２７が固着さ
れ、ブラケット部材２７の下端には砥石４１を有する研
磨ツール４０が上下方向向きに設けられている。このよ
うに研磨ツール４０をヘッド支持部材２０に設けること
により、研磨ツール４０は撮像装置３０のＣＣＤカメラ
３３より車体Ｂに近い位置に配設されている。研磨ツー
ル４０の内部には、砥石４１を回転駆動するモータ４２
と、塗装欠陥部位Ｄを研磨する際に砥石４１の塗装欠陥
部位Ｄに対する押付力を検出するための力センサ４３が
設けられている。油圧シリンダ５１を駆動することによ
り、研磨ツール４０は連結部材２６側へ退いた退避位置
（図３に実線図示）と左右のＣＣＤカメラ３３の下方に
位置した基準位置（図３に２点鎖線図示）とに位置切換
可能になっている。また、連結部材２６にはロッド５１
ａを介して研磨ツール４０を前後方向向きの軸心回りに
回転駆動するサーボモータ２８が設けられ、車体Ｂの曲
面形状に対応した所定の研磨姿勢にして研磨できるよう
になっている。

【００３６】次に、第２・第３ロボットＲ２・Ｒ３の機
械的構造について説明する。尚、第２・第３ロボットＲ
２・Ｒ３は同様の構造なので第３ロボットＲ３について
説明し、第２ロボットＲ２の説明は省略する。また、第
２・第３ロボットＲ２・Ｒ３は、基本的に第１ロボット
Ｒ１と同様の部材を用いて構成されているので、同様の
部材には同様の符号を付して簡単に説明する。図５に示
すように、右側の走行用ベース５には、可動コラム１０
Ａが走行用ベース５に沿って前後方向に移動自在に設け
られ、可動コラム１０Ａには、３組の可動ブロック１２
Ａが上下方向に所定間隔おきに且つ可動コラム１０Ａに
沿って上下方向に夫々移動自在に設けられている。走行
用ベース５には略全長に亙ってラック部材（図示略）が
設けられ、可動コラム１０Ａの基端部にはサーボモータ
１３Ａとサーボモータ１３Ａで回転駆動され且つラック
部材に噛合したピニオン（図示略）が設けられ、サーボ
モータ１３Ａを回転駆動することにより、可動コラム１
０Ａは前後方向に移動駆動されるようになっている。可
動コラム１０Ａにはボールネジシャフト（図示略）が上
下方向向きに設けられ、可動コラム１０Ａの上端にはボ
ールネジシャフトを回転駆動するサーボモータ１５Ａが
設けられ、可動ブロック１２Ａにはボールネジシャフト
に螺合したボールネジナット（図示略）が設けられ、サ
ーボモータ１５Ａを回転駆動することにより、可動ブロ
ック１２Ａは上下方向に同時に移動駆動されるようにな
っている。可動ブロック１２Ａの左端にはベース部材１
７Ａが設けられ、ベース部材１７Ａ内にはボールネジシ
ャフトとボールネジシャフトに螺合したボールネジナッ
トとボールネジナットを回転駆動するためのサーボモー
タ１８などが設けられ、サーボモータ１８を回転駆動す
ることにより、ボールネジシャフトは左右方向に移動駆
動されるようになっている。

【００３７】このように構成された第３ロボットＲ３の
３組のベース部材１７Ａには、夫々撮像装置３０Ａと研
磨ツール４０Ａとを共通に装着するためのヘッド支持部
材２０Ａが左右方向向きに設けられ、ヘッド支持部材１
７Ａの右端部はベース部材１７Ａ内のボールネジシャフ
トに連結されている。ヘッド支持部材２０Ａの右端近傍
部と左端部には連結部材２２Ａ・２６Ａが夫々設けら
れ、連結部材２２Ａ・２６Ａには、夫々軸部材２３Ａと
油圧シリンダ５１Ａのロッドを介して撮像装置３０Ａと
研磨ツール４０Ａとが左右方向向きに設けられている。
このように撮像装置３０Ａと研磨ツール４０Ａとを設け
ることにより、研磨ツール４０Ａは撮像装置３０Ａの上
下のＣＣＤカメラ３３より車体Ｂに近い位置に配設され
ている。撮像装置３０Ａと研磨ツール４０Ａはサーボモ
ータ２５Ａ・２８Ａにより夫々前後方向向きの軸心回り
に回転駆動されるようになっており、また、油圧シリン
ダ５１Ａを駆動することにより、研磨ツール４０Ａは連
結部材２６Ａ側に位置した退避位置と撮像装置３０Ａの
上下のＣＣＤカメラ３３の左方に位置した基準位置とに
位置切り換えされるようになっている。尚、上下のＣＣ
Ｄカメラ３３のケーシング部材３２Ａにはシャッタ部材
とシャッタ部材を開閉するエアシリンダ３５が設けられ
ている。

【００３８】ここで、車体Ｂに予め設定された撮像領域
ＳについてボンネットＢＮを例に説明する。図６に示す
ように、ボンネットＢＮは１２個の撮像領域Ｓに分割さ
れ、左右に並んだ３組の撮像領域Ｓは、第１ロボットＲ
１の対応する３組の撮像装置３０により所定のタイミン
グ毎に同時に夫々撮像され、図７に示すように、撮像装
置３０の左右のＣＣＤカメラ３３は、撮像領域Ｓの左右
の相互に重畳する部分を有する小撮像領域を夫々撮像す
るようになっている。撮像領域Ｓの中心点は、撮像領域
Ｓに設定された２次元座標系の原点Ｏに設定され、撮像
装置３０が撮像領域Ｓを撮像する際には、左右のＣＣＤ
カメラ３３は、第１ロボットＲ１及びサーボモータ２５
を制御することにより、左右のＣＣＤカメラ３３の撮像
中心軸Ｃ（図３・図４参照）が撮像領域Ｓの原点Ｏを通
る法線と一致し且つ撮像領域Ｓから上方へ所定距離離隔
した撮像位置に設定されるようになっている。図７に示
すように、研磨ツール４０が退避位置（１点鎖線図示）
に切換えられているときには、研磨ツール４０は撮像領
域Ｓ外に位置し、研磨ツール４０が基準位置（２点鎖線
図示）に切換えられていて且つ撮像領域Ｓに対して所定
の研磨位置に設定されているときには、前記のように撮
像位置に設定された左右のＣＣＤカメラ３３の撮像中心
軸Ｃと研磨ツール４０の軸心とが略一致するようになっ
ている。尚、ボンネットＢＮ以外の車体Ｂのその他の部
分も同様に撮像領域Ｓが予め設定されている。

【００３９】次に、水研加工ラインＬに設けられた各種
制御装置について説明する。車種検出ステーションＬ１
の上流側にはチェーンコンベア１を制御するコンベア制
御装置６１が配設され、車種検出ステーションＬ１には
複数の車種検出センサ４からの検出信号に基いて車種を
検出する車種検出装置６２が配設され、欠陥検出・研磨
ステーションＬ２には第１〜第３ロボットＲ１〜Ｒ３な
どを制御する制御装置７０が配設され、補修ステーショ
ンＬ３には欠陥表示装置などを備えた欠陥監視装置６３
が配設されている。図８に示すように、制御装置７０
は、第１〜第３ロボットＲ１〜Ｒ３とこれらに夫々設け
られたサーボモータ２５・２５Ａ・２８・２８Ａと油圧
シリンダ５１・５１Ａなどを制御する第１〜第３ロボッ
ト制御部７１〜７３と、第１〜第３ロボットＲ１〜Ｒ３
に夫々設けられた３組の撮像装置３０・３０Ａからの画
像信号を処理するするとともに投光器３１とエアシリン
ダ３５を制御する第１〜第３画像処理部７４〜７６と、
第１〜第３ロボットＲ１〜Ｒ３に夫々設けられた３組の
研磨ツール４０・４０Ａを制御する第１〜第３研磨ツー
ル制御部７７〜７９などで構成され、第１〜第３ロボッ
ト制御部７１〜７３と第１〜第３画像処理部７４〜７６
と第１〜第３研磨ツール制御部７７〜７９とは夫々相互
に制御データを転送可能にバスで接続され、第１〜第３
ロボット制御部７１〜７３とコンベア制御装置６１及び
車種検出装置６２とは図示のようにバスで接続され、チ
ェ−ンコンベア１の搬送パルス信号と車種データとが第
１〜第３ロボット制御部７１〜７３に入力されるととも
に、第１〜第３ロボット制御部７１〜７３から第１〜第
３画像処理部７４〜７６と第１〜第３研磨ツール制御部
７７〜７９に入力されるようになっている。また、第１
〜第３ロボット制御部７１〜７３と欠陥監視装置６３と
は図示のように接続され、塗装欠陥数や研磨処理状況な
どの種々のデータが欠陥監視装置６３に入力されるよう
になっている。

【００４０】第１〜第３ロボット制御部７１〜７３、第
１〜第３画像データ処理部７４〜７６及び第１〜第３研
磨ツール制御部７７〜７９は、夫々ＣＰＵとＲＯＭとＲ
ＡＭとを含むコンピュータと入出力インターフェイスと
ドライバなどを備え、第１〜第３ロボット制御部７１〜
７３のＲＯＭには、第１〜第３ロボットＲ１〜Ｒ３の走
行速度及び走行姿勢と撮像装置３０・３０Ａの撮像位置
及び研磨ツール４０・４０Ａの研磨位置とを制御する後
述の車種毎のロボット制御プログラムが夫々格納され、
第１〜第３画像処理部７４〜７６のＲＯＭには、撮像装
置３０・３０Ａからの画像信号に基いて塗装欠陥部位Ｄ
とその位置とを検出する後述の画像処理制御プログラム
が夫々格納され、第１〜第３研磨ツール制御部７７〜７
９のＲＯＭには、第１〜第３ロボット制御部７１〜７３
及び第１〜第３画像処理部７４〜７６からの制御データ
に基いて研磨条件などを設定する後述の研磨制御プログ
ラムが夫々格納されている。

【００４１】次に、ロボット制御、画像処理制御及び研
磨制御について、図９〜図１２のフローチャートに基い
て説明する。尚、第１〜第３ロボット制御部７１〜７３
で実行される制御、第１〜第３画像処理部７４〜７６で
実行される制御及び第１〜第３研磨ツール制御部７７〜
７９で実行される制御は夫々略同様なので、以下の説明
では、第１ロボット制御部７１・第１画像処理部７４及
び第１研磨ツール制御部７７で実行される制御について
説明し、これら以外の制御については補足的に説明を加
える。尚、図９・図１０はロボット制御のルーチンを示
し、図１１・図１２は、夫々ロボット制御と協働してい
る画像処理制御のルーチンと研磨制御ルーチンとを示
し、図中Ｓｉ（ｉ＝１、２、・・・）は各ステップを示
す。また、車種検出ステーションＬ１の所定位置に車体
Ｂが搬送されたときに、その車体Ｂの車種データが制御
装置７０に入力されて、各ルーチンが起動するものとす
る。車種データが入力されると、サーボモータ１５・１
６が駆動されて撮像装置３０が最初の撮像領域Ｓである
ボンネットを撮像可能な高さ位置及び左右方向の位置に
設定されるとともに、撮像装置３０の撮像位置の設定タ
イミングを計時するソフトタイマや設定タイミングの回
数をカウントするカウンタのクリヤなどの初期設定が行
われる（Ｓ１）。尚、設定タイミング間間隔はコンベア
１の搬送速度とロボットＲ１〜Ｒ３の逆送速度とに基い
て決定され、設定タイミングはクロック信号をカウント
するソフトタイマにより計時される。この設定タイミン
グ回数は、各撮像装置３０が車体Ｂの全長に亙って撮像
する撮像領域Ｓの数に等しい。次に車体Ｂが欠陥検出・
研磨ステーションＬ２の所定位置まで搬送されたか否か
が判定され（Ｓ２）、車体Ｂが所定位置に搬送されるま
では（Ｓ２：Ｎｏ）、第１ロボットＲ１は初期位置に待
機している。この所定位置は、図１に２点鎖線で示した
ように、車体Ｂの前端部が初期位置に位置している第１
ロボットＲ１より所定距離上流側まで搬送されてきた位
置であり、この位置に車体Ｂが搬送されたか否かは、車
種データが入力された時点以降の搬送パルス信号をカウ
ントすることにより判定される。

【００４２】車体Ｂが所定位置まで搬送されると（Ｓ
２：Ｙｅｓ）、サーボモータ１３が回転駆動され、第１
ロボットＲ１は、車種データと車体Ｂの搬送速度に基い
て演算された所定の速度で車体Ｂの搬送方向と逆方向に
走行を開始する（Ｓ３）。尚、このとき第２・第３ロボ
ットＲ２・Ｒ３も同一速度で逆方向に走行を開始する。
次に、車体Ｂの前端部が第１ロボットＲ１の真下にさし
かかる直前から第１ロボットＲ１の走行姿勢制御が開始
され（Ｓ４）、各撮像装置３０が車体Ｂの形状に応じて
所定の撮像高さ位置及び左右方向の所定位置に位置する
ようにサーボモータ１５・１６が制御される。次に撮像
位置設定タイミングか否かが判定され（Ｓ５）、設定タ
イミングでないとき（Ｓ５：Ｎｏ）、即ち３組の撮像装
置３０がボンネットの前端部の対応する撮像領域Ｓ近く
に位置していないときには待機し、設定タイミングにな
ると（Ｓ５：Ｙｅｓ）、サーボモータ２５が回転駆動さ
れて撮像装置３０の投光器３１とＣＣＤカメラ３３が所
定の撮像位置に設定され（Ｓ６）、次にカウンタがイン
クリメントされる（Ｓ７）、次に塗装欠陥部位Ｄが検出
された場合に第１画像処理部７４から停止指令信号が入
力されているか否かが判定され（Ｓ８）、停止指令信号
が入力されないときには（Ｓ８：Ｎｏ）、次に撮像位置
を所定回数設定したか否かが判定され（Ｓ９）、この場
合は所定回数設定していないので（Ｓ９：Ｎｏ）Ｓ５に
移行し、Ｓ６〜Ｓ８が繰り返される。

【００４３】一方、画像処理ルーチンにおいては、車種
データが入力されると、撮影タイミングを計時するカウ
ンタや撮像回数をカウントするカウンタのクリヤなどの
初期設定が行われる（Ｓ３１）。この撮像回数は、各撮
像装置３０が車体Ｂの全長に亙って撮像する撮像領域Ｓ
の数に等しい。次に各撮像装置３０の投光器３１が点灯
され（Ｓ３２）、次に各エアシリンダ３５が駆動されて
シャッタ部材３４が開位置に切換えられ（Ｓ３３）、次
にボンネットの前端部の撮像領域Ｓを撮像する撮像タイ
ミングになるまで待機し（Ｓ３４：Ｎｏ）、撮像タイミ
ングになると（Ｓ３４：Ｙｅｓ）、ＣＣＤカメラ３３に
よりボンネットの前端部の対応する撮像領域Ｓが撮像さ
れ（Ｓ３５）、次にカウンタがインクリメントされ（Ｓ
３６）、次にＣＣＤカメラ３３からの画像信号に２値化
処理及び２値化処理で得られた画像データを解析して塗
装欠陥部位Ｄを検出する処理を含む画像データ処理が施
され（Ｓ３７）、次に塗装欠陥部位Ｄの有無が判定され
（Ｓ３８）、塗装欠陥部位Ｄが検出されないときには
（Ｓ３８：Ｎｏ）、所定回数撮像したか否かが判定され
（Ｓ４５）、この場合、所定回数撮像していないので
（Ｓ４５：Ｎｏ）、Ｓ３４に移行してＳ３５〜Ｓ３８が
繰り返される。一方、塗装欠陥部位Ｄが検出されたとき
には（Ｓ３８：Ｙｅｓ）、第１ロボット制御部７１に停
止指令信号が出力される（Ｓ３９）。研磨制御ルーチン
においては、車種データが入力されると、１つの車体Ｂ
について欠陥検出・研磨作業が完了した場合に第１ロボ
ット制御部７１から入力される作業完了信号が入力され
ているか否かが判定され（Ｓ５１）、この場合作業完了
信号が入力されていないので（Ｓ５１：Ｎｏ）、次に第
１画像処理部７４からの欠陥発生撮像領域データ、即ち
所定のタイミング毎に撮像される３組の撮像領域Ｓのう
ちのどの撮像領域Ｓに塗装欠陥部位Ｄが検出されたのか
を示すデータと、研磨グレードデータ、即ち、塗装欠陥
部位Ｄに施すべき研磨度が重研磨か中研磨か軽研磨かの
３段階の研磨グレードデータが入力されているか否かが
判定され（Ｓ５２）、入力されていない場合には（Ｓ５
２：Ｎｏ）、Ｓ５１・Ｓ５２を繰り返す。

【００４４】このようにして所定タイミング毎に撮像領
域Ｓが順次撮像され、撮像時の画像信号の画像データか
ら塗装欠陥部位Ｄが検出されず、所定回数の撮像位置の
設定を完了すると（Ｓ９：Ｙｅｓ）、作業完了信号が第
１研磨ツール制御部７７に出力され（Ｓ１０）、その後
第１ロボットＲ１の逆方向の走行が停止されて車体Ｂの
搬送方向と同方向に走行して初期位置に戻る（Ｓ１
１）。尚、第２・第３ロボットＲ２・Ｒ３においても、
全撮像領域Ｓに塗装欠陥部位Ｄが検出されないときに
は、第１ロボットＲ１と同様に初期位置に戻る。これと
並行して、画像処理ルーチンにおいては、所定回数の撮
像が完了すると（Ｓ４５：Ｙｅｓ）、投光器３１が消灯
され（Ｓ４６）、その後シャッタ部材３４が閉位置に切
り換えられて（Ｓ４７）ルーチンを終了する。また、研
磨ツール制御ルーチンにおいては、作業完了信号が入力
されると（Ｓ５１：Ｙｅｓ）、ルーチンを終了する。

【００４５】一方、撮像領域Ｓに塗装欠陥部位Ｄが検出
され停止指令信号が入力されたときには（Ｓ８：Ｙｅ
ｓ）、第１ロボットＲ１の逆方向の走行が停止され（Ｓ
１２）、次に撮像装置３０が前回撮像した撮像領域Ｓの
撮像位置に位置するように第１ロボットＲ１が車体Ｂの
搬送方向と同方向に加速走行し（Ｓ１３）、次に車体Ｂ
の搬送速度と同速度で同期走行を開始する（Ｓ１４）。
尚、このとき、第２ロボットＲ１も逆方向の走行を停止
して同期走行を行い、第３ロボットＲ３は撮像領域Ｓに
塗装欠陥部位Ｄが検出されない場合には逆方向の走行を
継続し、塗装欠陥部位Ｄが検出された場合には、同様に
同期走行を行う。次に、油圧シリンダ５１が駆動されて
各研磨ツール４０が退避位置から基準位置へ移動し（Ｓ
１５）、次に第１画像処理部７４から欠陥発生撮像領域
データと欠陥位置データとが入力されるまで待機する
（Ｓ１６：Ｎｏ）。この間、画像処理ルーチンにおいて
は、投光器３１が消灯され（Ｓ４０）、次にシャッタ部
材３４が閉位置に切り換えられ（Ｓ４１）、次に欠陥発
生撮像領域と撮像領域Ｓに設定された２次元座標系にお
ける塗装欠陥部位Ｄの座標値と研磨グレードとが演算さ
れ（Ｓ４２）、次に、欠陥発生撮像領域データと欠陥位
置データとが第１ロボット制御部７１に出力され（Ｓ４
３）、次に、欠陥発生撮像領域データと研磨グレードデ
ータとが第１研磨ツール制御部７７に出力される（Ｓ４
４）。

【００４６】欠陥発生撮像領域データと欠陥位置データ
とが入力されると（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、次に塗装欠陥部
位Ｄが検出されない撮像領域Ｓ及び最初に塗装欠陥部位
Ｄが研磨されない撮像領域Ｓに対応する研磨ツール４０
は、それらの軸心が上下方向から左右方向に向くように
サーボモータ２８が駆動されて約９０°回転駆動される
（Ｓ１７）。即ち、図６のボンネットＢＮに設定された
撮像領域Ｓを例に説明すると、左右に並んだ３組の撮像
領域Ｓの研磨順序は、右部、中央部、左部の順番に設定
されており、図示のように右部と中央部の撮像領域Ｓに
塗装欠陥部位Ｄが検出された場合には、中央部と左部の
撮像領域Ｓに対応する研磨ツール４０が約９０°回転駆
動される。次に最初に研磨する塗装欠陥部位Ｄの位置デ
ータに基いてサーボモータ１３・１５・２８が駆動され
て最初に使用する研磨ツール４０がその撮像領域Ｓの基
準位置から塗装欠陥部位Ｄの位置における撮像領域Ｓの
法線上の加工位置に位置決めされる（Ｓ１８）。一方、
研磨制御ルーチンにおいては、第１画像処理部７４から
欠陥発生領域データと研磨グレードデータが入力される
と（Ｓ５２：Ｙｅｓ）、これらデータに基いて欠陥発生
撮像領域に対応する研磨ツール４０の研磨条件の設定が
行われる（Ｓ５３）。即ち、塗装欠陥部位Ｄの研磨グレ
ードに応じた砥石４１の回転速度を設定するためのモー
タ電流値や砥石４１の塗装欠陥部位Ｄに対する押付力な
どの研磨条件が研磨ツール４０毎に設定される。

【００４７】最初に研磨する研磨ツール４０が加工位置
に位置決めされると、次にサーボモータ１５が高速回転
されて研磨ツール４０が塗装欠陥部位Ｄ側に所定ストロ
ーク高速移動し（Ｓ１９）、次にサーボモータ１５が低
速回転に切り換えられて研磨ツール４０が塗装欠陥部位
Ｄ側に低速移動し（Ｓ２０）、後述するように第１研磨
ツール制御部７７から移動停止信号が入力されるまで
（Ｓ２１：Ｎｏ）、Ｓ２０・Ｓ２１が繰り返され、この
間に研磨ツール４０の砥石４１が塗装欠陥部位Ｄに当接
して押付けられる。移動停止信号が入力されると（Ｓ２
１：Ｙｅｓ）、研磨ツール４０の移動が停止され（Ｓ２
２）、次に第１研磨ツール制御部７７から研磨完了信号
が入力されるまで待機状態にある（Ｓ２３：Ｎｏ）。一
方、研磨制御ルーチンにおいては、最初に研磨する研磨
ツール４０の力センサ４３により検出される砥石４１の
塗装欠陥部位Ｄに対する押付力が設定された押付力か否
かが判定され（Ｓ５４）、所定の押付力が検出されると
（Ｓ５４：Ｙｅｓ）、第１ロボット制御部７１に移動停
止信号が出力され（Ｓ５５）、次に設定された研磨条件
で塗装欠陥部位Ｄに研磨が施され（Ｓ５６）、研磨が完
了すると研磨完了信号が第１ロボット制御部７１に出力
される（Ｓ５７）。その後、Ｓ５１に移行し、作業完了
信号が入力されるまで、Ｓ５２〜Ｓ５７が繰り返され
る。

【００４８】研磨完了信号が入力されると（Ｓ２３：Ｙ
ｅｓ）、最初に研磨した研磨ツール４０が基準位置に戻
され（Ｓ２４）、次に待機していた２つの研磨ツール４
０が回転駆動されて基準位置に戻され（Ｓ２５）、次に
欠陥発生撮像領域データに基いて全塗装欠陥Ｄについて
研磨が完了したか否かが判定され（Ｓ２６）、研磨が完
了していない場合には（Ｓ２６：Ｎｏ）、Ｓ１７に移行
しＳ１８〜Ｓ２７が繰り返される。即ち、例えばボンネ
ットＢＮの前端部については中央部の撮像領域Ｓの塗装
欠陥部位Ｄの研磨が行われていないので、前記同様の手
順で引き続き研磨が行われる。尚、研磨制御ルーチンに
おいても、Ｓ５４〜Ｓ５７が繰り返される。全塗装欠陥
部位Ｄについて研磨が完了すると（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、
油圧シリンダ５１が駆動されて研磨ツール４０が退避位
置に切り換えられ（Ｓ２７）、次に所定回数撮像位置を
設定したか否かが判定され（Ｓ２８）、この場合所定回
数設定していなので（Ｓ２８：Ｎｏ）、Ｓ３に移行し、
Ｓ４〜Ｓ９及びＳ１２〜Ｓ２８が繰り返され、撮像位置
を所定回数していたときには（Ｓ２８：Ｙｅｓ）、Ｓ１
０に移行し作業完了信号を第１研磨ツール制御部７７に
出力して第１ロボットＲ１は初期位置に移動する。

【００４９】このように、撮像領域Ｓを撮像する際に
は、研磨ツール４０・４０Ａを切換機構５０・５０Ａを
介して退避位置に保持するので、ＣＣＤカメラ３３によ
り支障なく撮像領域Ｓを撮像することが出来る。一方、
塗装欠陥部位Ｄを研磨する際には、撮像領域Ｓに設定さ
れた２次元座標系に対する塗装欠陥部位Ｄの座標値を演
算する演算時間を有効利用して切換機構５０を介して研
磨ツール４０・４０Ａを基準位置に切り換えるととも
に、このように研磨ツール４０・４０Ａを基準位置に切
り換えることにより、塗装欠陥部位Ｄの座標値をそのま
ま用いて研磨ツール４０・４０Ａを加工位置に位置決め
することが出来、その分研磨ツール４０・４０Ａの位置
決めに要する時間を短縮することが出来るので、研磨処
理速度を早めることが出来、塗装欠陥部位Ｄをスピーデ
ィに研磨処理することが出来る。また、研磨ツール４０
・４０Ａを予め基準位置に切り換えることにより、撮像
中心軸Ｃに対する研磨ツール４０・４０Ａの位置データ
を加味して研磨ツール４０・４０Ａを加工位置に位置決
めする必要がなくなり、その分誤差要因がなくなり、研
磨ツール４０・４０Ａを精度良く加工位置に位置決めす
ることが出来、塗装欠陥部位Ｄに対する加工精度を高め
ることが出来る。更に、研磨ツール４０・４０Ａは、対
応する撮像装置３０・３０ＡのＣＣＤカメラ３３よりも
車体Ｂに近い位置に配設されているので、塗装欠陥部位
Ｄの研磨時に発生する摩耗粉などによりＣＣＤカメラ３
３が汚染されるのを防止することが出来、ＣＣＤカメラ
３３による撮像精度を維持することが出来る。加えて、
切換機構５０・５０Ａは、研磨ツール４０・４０Ａを平
行移動により位置切り換えるように構成されているの
で、研磨ツール４０・４０Ａの位置切り換えを高精度に
行うことが出来るとともに、切換機構５０・５０Ａを油
圧シリンダ５１・５１Ａだけで簡単に構成出来、切換機
構５０・５０Ａを安価に製作することが出来る。また、
第１〜第３ロボットＲ１〜Ｒ３は直交座標型ロボットで
構成されているので、第１〜第３ロボットＲ１〜Ｒ３を
比較的安価に製作出来るとともに、第１〜第３ロボット
制御部７１〜７３における制御を簡単化出来且つその製
作コストを低減することが出来る。

【００５０】

【別実施例】本実施例は、直交座標型ロボットに代えて
多関節型ロボットを用いて塗装欠陥部位Ｄの検出と塗装
欠陥部位Ｄの研磨を行うようにしたものである。尚、欠
陥検出・研磨ステーションＬ２には、多関節型ロボット
を複数台固定して配設し、欠陥検出・研磨ステーション
Ｌ２に車体Ｂを停止させた状態で、ロボット毎に設定さ
れた車体Ｂの部位について各ロボットが塗装欠陥部位Ｄ
の検出と塗装欠陥部位の研磨を行うものとする。尚、前
記実施例と同様の部材には同一の符号を付して説明す
る。図１３・図１４に示すように、例えば６軸の自由度
を有する多関節型ロボットＲ４の手首部８０には、脚部
８１ａを有するブロック部材８１が固着され、ブロック
部材８１には切換機構５０Ｂを構成する油圧シリンダ５
１Ｂが装着され、ブロック部材８１の脚部８１ａには、
Ｔ溝８２ａを有するヘッド支持部材８２が脚部８１ａに
Ｔ溝８２ａを係合してブロック部材８１に相対移動自在
に設けられ、油圧シリンダ５１Ｂのロッド５１ａはヘッ
ド支持部材８２に固着の板部材８３に連結されている。
ヘッド支持部材８２にはモータ８４が設けられ、モー
タ８４の出力軸８４ａにはブロック部材８５が連結さ
れ、ブロック部材８５の下端に撮像装置３０Ｂが設けら
れ、ヘッド支持部材８２の下端には研磨ツール４０Ｂが
設けられている。このようにヘッド支持部材８２に撮像
装置３０Ｂと研磨ツール４０Ｂとを設けることにより、
ＣＣＤカメラ３３と研磨ツール４０Ｂとは車体Ｂに対し
て略同距離の位置に配設されている。また、油圧シリン
ダ５０Ｂを駆動することにより、研磨ツール４０Ｂは退
避位置（図１４に実線図示）と基準位置（図１４に２点
鎖線図示）とに位置切り換えされるとともに、モータ８
４を回転駆動することにより、ＣＣＤカメラ３３は撮像
位置（図１４に実線図示）とモータ８４の軸心回りに所
定角度揺動した揺動位置とに位置切り換えされるように
なっており、塗装欠陥部位Ｄを研磨するときには、ＣＣ
Ｄカメラ３３を撮像位置から揺動位置に切り換え、次に
研磨ツール４０Ｂを退避位置から基準位置に切り換える
ようになっている。

【００５１】このように、研磨ツール４０Ｂは、車体Ｂ
に対してＣＣＤカメラ３３と略同距離の位置に配設され
ているので、研磨ツール４０Ｂの加工位置への位置決め
精度を更に高めることが出来る。また、塗装欠陥部位Ｄ
の研磨時には、ＣＣＤカメラ３３を揺動位置に揺動させ
ることにより、摩耗粉などでＣＣＤカメラ３３が汚染さ
れるのを防止することが出来、ＣＣＤカメラ３３による
撮像精度を維持することが出来る。加えて、ロボットＲ
４は多関節型ロボットで構成されているので、ヘッド支
持部材８２の移動駆動の自由度が高くなり、種々の形状
の車体Ｂに対する汎用性を高めることが出来る。尚、前
記水研加工方法及び加工装置は車体の研磨に限らず種々
のワークの研磨に適用出来ることは勿論である。また、
前記第１〜第３ロボットＲ１〜Ｒ３を１つの門型のロボ
ットに構成することも有り得るし、第１ロボットＲ１を
天井走行レールに配設することも有り得る。また、撮像
装置３０・３０Ａは３組に限らず、３組以上設けること
も有り得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】水研加工ラインの平面図である。

【図２】第１ロボットの斜視図である。

【図３】撮像装置と研磨ツールの側面図である。

【図４】図３の４−４線断面図である。

【図５】第３ロボットの斜視図である。

【図６】撮像領域の説明図である。

【図７】撮像領域に設定された２次元座標系の説明図で
ある。

【図８】第１〜第３ロボットの制御系の構成図である。

【図９】ロボット制御のルーチンの部分フローチャート
である。

【図１０】ロボット制御のルーチンの部分フローチャー
トである。

【図１１】画像処理制御のルーチンのフローチャートで
ある。

【図１２】研磨ツール制御のルーチンのフローチャート
である。

【図１３】別実施例のロボットの手首部部分の斜視図で
ある。

【図１４】別実施例のロボットの手首部部分の正面図で
ある。

【符号の説明】

Ｂ 車体 Ｃ 撮像中心軸 Ｄ 塗装欠陥部位 Ｏ 原点 Ｒ１〜Ｒ３ 第１〜第３ロボット Ｒ４ ロボット Ｓ 撮像領域 ２０・２０Ａ・８２ ヘッド支持部材 ３０・３０Ａ・３０Ｂ 撮像装置 ３３ ＣＣＤカメラ ４０・４０Ａ・４０Ｂ 研磨ツール ４１ 砥石 ５０・５０Ａ・５０Ｂ 切換機構 ５１・５１Ａ・５１Ｂ 油圧シリンダ ７１〜７３ 第１〜第３ロボット制御部 ７４〜７６ 第１〜第３画像処理部 ７７〜７９ 第１〜第３研磨ツール制御部 ８４ モータ

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

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワーク表面を撮像手段により撮像し、そ
   の画像信号を画像処理手段により処理して得られる画像
   データからワーク表面の欠陥部位と欠陥部位の位置を検
   出し、欠陥部位の位置情報に基いて加工手段により欠陥
   部位を加工するワークの加工方法において、 前記撮像手段の撮像ヘッドとそれに対応する加工手段の
   加工工具とを予め共通のヘッド支持部材に装着するとと
   もに、加工工具をその軸心が撮像ヘッドの撮像領域の中
   心を通る撮像中心軸から所定距離側方へ離隔し且つ撮像
   領域外へ退いた退避位置と前記軸心が撮像ヘッドの撮像
   中心軸に略一致した基準位置とに切り換える切換機構を
   予め設け、 前記撮像手段による撮像時には切換機構を介して加工工
   具を退避位置に保持し、 この撮像手段で撮像した撮像領域の欠陥部位を加工する
   際に、切換機構を介して加工ヘッドをその撮像領域の撮
   像中心軸上の基準位置に切り換え、その後、欠陥部位の
   位置情報に基いて加工ヘッドを基準位置から欠陥部位の
   位置における撮像領域の法線上の加工位置に位置決めす
   ることを特徴とするワークの加工方法。
2. 【請求項２】 ワーク表面を撮像手段により撮像し、そ
   の画像信号を画像処理手段により処理して得られる画像
   データからワーク表面の欠陥部位と欠陥部位の位置を検
   出し、欠陥部位の位置情報に基いて加工手段により欠陥
   部位を加工するワークの加工装置において、 前記撮像手段の撮像ヘッドとそれに対応する加工手段の
   加工工具とを支持する共通のヘッド支持部材と、 前記ヘッド支持部材を３次元的に移動駆動する移動駆動
   手段と、 前記加工工具をその軸心が撮像ヘッドの撮像領域の中心
   を通る撮像中心軸から所定距離側方へ離隔し且つ撮像領
   域外へ退いた退避位置と前記軸心が撮像ヘッドの撮像中
   心軸に略一致した基準位置とに切り換える切換機構と、 前記撮像手段による撮像時には加工工具を退避位置に保
   持し且つこの撮像手段で撮像した撮像領域の欠陥部位を
   検出後加工ヘッドをその撮像領域の撮像中心軸上の基準
   位置に切り換えるように切換機構を制御する第１制御手
   段と、 前記撮像領域の欠陥部位の位置情報に基いて加工ヘッド
   を基準位置から欠陥部位の位置における撮像領域の法線
   上の加工位置に移動させるように移動駆動手段を制御す
   る第２制御手段とを設けたことを特徴とするワークの加
   工装置。
3. 【請求項３】 前記加工工具は、撮像手段の撮像ヘッド
   よりもワーク表面に近い位置に配設され、前記切換機構
   は、加工工具を平行移動により位置切り換えするように
   構成されたことを特徴とする請求項２に記載のワークの
   加工装置。
4. 【請求項４】 前記加工工具は、ワーク表面に対して撮
   像ヘッドと略同距離の位置に配設され、前記切換機構
   は、撮像ヘッドを撮像位置と所定角度揺動させた揺動位
   置とに揺動駆動する揺動手段を含むことを特徴とする請
   求項２に記載のワーク加工装置。
5. 【請求項５】 前記移動駆動手段が、直交座標型ロボッ
   トで構成されたことを特徴とする請求項３に記載のワー
   ク加工装置。
6. 【請求項６】 前記移動駆動手段が、多関節型ロボット
   で構成されたことを特徴とする請求項４に記載のワーク
   の加工装置。
7. 【請求項７】 前記加工工具は、研磨ツールであること
   を特徴する請求項５に記載のワークの加工装置。
8. 【請求項８】 前記加工工具は、研磨ツールであること
   を特徴とする請求項６に記載のワークの加工装置。