JPH06127444A - ハブボルト位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】良好にハブボルト位置を検出できるハブボルト
位置検出装置を提供することを目的とする。 【構成】フロントハブＦＨをカメラ３８、４０で撮像す
る際、先ず、ロボットコントローラ１４の制御によりカ
メラ３８の撮像方向に略一致する方向に設けられた光源
４２のみを点灯し、光源４４を消灯してカメラ３８でフ
ロントハブＦＨを撮像したあと、逆に光源４４のみを点
灯し、光源４２を消灯してカメラ４０で撮像する。した
がって、それぞれのカメラ３８、４０で撮像する際、反
対側にある光源４４、４２からの光がハブ面で反射して
画像情報に読み込まれず、また、画像上でハブボルトが
影にならないため、画像処理により良好にハブボルト位
置が検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の組立ライン等
において、車体に車輪を装着する際、前記車体のハブ面
のハブボルト位置を検出するハブボルト位置検出装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車製造業界においては、組立ライン
を搬送される車体に産業用ロボットを用いて部品を取り
付ける自動組立システムが推進されている。ハブに車輪
を自動的に取り付ける車輪取付ロボットでは、ハブボル
ト位置を検出するためにＣＣＤカメラ等が用いられてい
る。そして、前記カメラで確認されたハブボルト位置情
報に基づいて車輪を車体に装着している。

【０００３】この場合、照明手段によりハブを照明し、
ハブ面およびハブボルトの照度を高めることにより、カ
メラによって良好なハブの画像を読み込み、これを画像
処理装置によって画像処理することによりハブボルトの
位置が検出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなハブボルト
の位置検出方法を適用した場合、照明手段からの照明光
がハブあるいは車体により正反射光となって前記カメラ
によって取り込まれると、ハブボルトの画像が不鮮明に
なり、ハブボルトの位置を誤認識あるいは認識不能の事
態を招くおそれがあった。そこで、実開平１−９０６８
０号公報「自動車のハブボルト位置検出装置」のよう
に、撮像するカメラに正反射光が取り込まれるおそれが
ある照明手段をシャッタによって遮光することにより、
反射光の影響を抑制するものが提案されている。

【０００５】しかしながら、前記正反射光がカメラに取
り込まれない照明手段であっても、当該照明手段の位置
によっては、カメラによって撮像された画像においてハ
ブボルトの一部が影になって良好な画像が得られず、ハ
ブボルトの位置検出に影響するおそれがあった。

【０００６】本発明は、この種の問題を解決するために
なされたものであって、良好にハブボルト位置を検出で
きるハブボルト位置検出装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、車輪を取着するためのハブボルトの位
置を検出する装置であって、前記ハブボルトが突出して
いるハブ面に対して異なる撮像角度で配置される一対の
撮像手段と、前記各撮像手段の撮像方向と略一致し、前
記ハブ面を照明する一対の照明手段と、撮像中の当該撮
像手段と撮像方向が略一致する照明手段のみを点灯し、
他の照明手段を消灯するように制御する照明制御手段
と、を備えることを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明のハブボルト位置検出装置によれば、制
御手段により撮像手段の撮像時に当該撮像手段の撮像方
向に略一致する照明手段のみを点灯し、他の照明手段を
消灯するように制御するため、前記他の照明手段からの
光がハブ面等で正反射光となり、撮像手段に読み込まれ
ることはない。また、前記照明手段は、撮像手段の撮像
方向と略一致しているので、撮像される画像においてハ
ブボルトが影になることはなく、ハブ面の良好な画像情
報が得られ、これに基づきハブボルトの位置を良好に検
出できる。

【０００９】

【実施例】本発明に係るハブボルト位置検出装置につい
て、好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以
下詳細に説明する。

【００１０】図１は本発明のハブボルト位置検出装置を
含む車輪取付ロボットシステムの構成の概要を示す平面
図であり、図２は前記システムの正面図である。

【００１１】車輪取付ロボットシステム１０は組立ライ
ンを搬送される車両Ｓに車輪Ｗを組み付けるロボット本
体１２と、ロボット本体１２に制御信号等を出力するロ
ボットコントローラ１４と、コンピュータ等からなる演
算装置１６と、三脚によって固定されて前記車両Ｓのフ
ロントハブＦＨの画像を読み取るＣＣＤ撮像カメラ（以
下、単にカメラという）１８およびリヤハブＲＨの画像
を読み取るカメラ２０と、カメラ１８、２０から出力さ
れる画像情報を読み取り、この画像情報を演算処理する
画像処理装置２２とを備える。カメラ１８、２０はフロ
ントハブＦＨおよびリヤハブＲＨのラフセンシングを行
う。

【００１２】ロボット本体１２の架台部２４にはナット
供給ロボット２６と車輪取付ロボット２８とが配設さ
れ、ナット供給ロボット２６はパーツフィーダ３０から
車輪Ｗを固定するためのナットを把持し、車輪取付ロボ
ット２８は車輪置場３２に載置された車輪Ｗを挟持し、
フロントハブＦＨおよびリヤハブＲＨに取り付ける。車
輪取付ロボット２８はアーム３４とチャッキングユニッ
ト３６とを備え、前記チャッキングユニット３６はカメ
ラ３８、４０と、それぞれのカメラ３８、４０のハブ撮
像方向に略一致し、前記カメラ３８、４０の後方に設け
られた光源４２、４４と、車輪Ｗを挟持するチャック４
６、４８とを備える。

【００１３】前記演算装置１６は、図３に示すように、
ＣＰＵ５０、ロボットコントローラ１４に接続するロボ
ットインターフェイス５２、光源４２、４４の点灯、消
灯のタイミング等を制御する照明制御回路５４、カメラ
３８、４０の制御を行うカメラ制御回路５６を備える。
カメラ３８、４０に読み取られたハブの画像情報は、前
記画像処理装置２２のＣＰＵ５０によって演算処理され
る。

【００１４】以上のように構成される車輪取付ロボット
システム１０において、車両Ｓに取着されるハブの中心
座標、ハブのトー（ＴＯＥ）角等からなる傾き、および
ハブボルトの位相を検出し、車輪Ｗをハブに取り付ける
作用について、図４のフローチャートを参照しながら説
明する。

【００１５】車輪Ｗが取り付けられる車両Ｓは車輪取付
ロボットシステム１０の近傍の所定の位置まで搬送され
る。この車両ＳのフロントハブＦＨの画像情報がカメラ
１８によって読み取られ、画像処理装置２２に対して出
力される（ステップＳ１）。

【００１６】画像処理装置２２は入力したフロントハブ
ＦＨの画像情報と、予め設定されたカメラ１８の座標と
からフロントハブＦＨの中心座標を演算し（ラフセンシ
ング）、この演算結果を演算装置１６を介してロボット
コントローラ１４に出力する（ステップＳ２）。

【００１７】ロボットコントローラ１４は前記フロント
ハブＦＨの中心座標を示す情報に基づいて、ロボット本
体１２のアーム３４を駆動し、アーム３４に取着される
チャッキングユニット３６をフロントハブＦＨ方向に変
位させる（ステップＳ３）。チャッキングユニット３６
は先端部に配設された２台のカメラ３８および４０の中
心線が前記フロントハブＦＨの中心座標と一致し、且
つ、カメラ３８および４０の最大画角がフロントハブＦ
Ｈの画像と一致したとき変位を停止する。

【００１８】カメラ３８および４０は演算装置１６のカ
メラ制御回路５６からの指令に基づきフロントハブＦＨ
の拡大された画像情報を読み取り、画像処理装置２２に
出力する（ステップＳ４）。この際、図５に示すよう
に、先ず、カメラ３８によってフロントハブＦＨが撮像
される際、演算装置１６の照明制御回路５４の制御によ
り光源４２のみを点灯し、光源４４を消灯しておく。し
たがって、光源４４からの光がフロントハブＦＨ等によ
って正反射して、カメラ３８の画像に読み込まれるおそ
れがない。また、カメラ３８の撮像方向と略一致してい
る光源４２からの光によってハブ面が照明されることに
より、ハブボルト６０が所定の照度に達するとともに、
カメラ３８に撮像されるハブボルトの側面６０ａ、頭部
６０ｂに影を生ずることがない。したがって、カメラ３
８から画像処理装置２２にハブ面およびハブボルトの画
像が良好に読み込まれる。続いて、カメラ４０によって
フロントハブＦＨを撮像する際には、演算装置１６の照
明制御回路５４の制御により光源４４のみを点灯し、光
源４２を消灯すれば、同様の効果が得られる。

【００１９】画像処理装置２２は前記画像情報を走査す
ることにより、画像処理によりハブボルトの頭部を認定
するとともに、認定点の座標を求め、夫々の認定点の中
心座標のデータを演算装置１６に出力する（ステップＳ
５）。

【００２０】演算装置１６は前記認定点の中心座標のデ
ータから、後述するフロントハブＦＨの新しい中心座標
Ｏ、ハブのトー角θ、およびハブボルトの位相を演算す
る（ステップＳ６）。すなわち、ハブボルトの頭部を結
んで形成される予め設定された複数の楕円軌道から、カ
メラ３８、４０によって認定されたハブボルト６０の頭
部に近接する楕円軌道を選択する。これらの楕円軌道に
基づきハブのトー角θを求めるとともに、ハブボルト６
０の頭部位置からハブボルト６０の位相を求める。

【００２１】次いで、ハブのトー角θが予め設定された
角度α以下であるか否かを判定し（ステップＳ７）、θ
＜αであれば、前記フロントハブＦＨの中心座標Ｏ、ハ
ブのトー角θ、およびハブボルト６０の位相情報をロボ
ットコントローラ１４に出力する。

【００２２】ロボットコントローラ１４は前記フロント
ハブＦＨの中心座標Ｏ、ハブのトー角θ、およびハブボ
ルト６０の位相情報に基づいて、ロボット本体１２の車
輪取付ロボット２８を付勢し、チャッキングユニット３
６に挟持された車輪Ｗを車両ＳのフロントハブＦＨに取
り付ける（ステップＳ８）。

【００２３】一方、ステップＳ７においてθ＜αではな
いとき、すなわちトー角θが予め設定された角度α以上
傾斜している場合には、車輪Ｗをハブに取り付ける際に
車輪Ｗとハブ周辺のボデイとが接触して車輪Ｗの取り付
けが不可能となるおそれがあるため、警報を鳴動させて
（ステップＳ９）、車輪取付ロボットシステム１０の動
作を中断し、トー角θの修正等を行う。

【００２４】また、ステップＳ８において、フロントハ
ブＦＨに車輪Ｗが取り付けられると、固定されたカメラ
２０によってリヤハブＲＨの画像情報が読み取られ、リ
ヤハブＲＨのラフセンシングが行われる。次いで、ステ
ップＳ１乃至ステップＳ７と同様の動作によってリヤハ
ブＲＨに車輪Ｗが取り付けられる（ステップＳ１０）。

【００２５】このように本実施例におけるハブボルト位
置検出装置によれば、カメラ３８によってフロントハブ
ＦＨを撮像する場合には、演算装置１６の制御により光
源４２のみを点灯し、光源４４を消灯するため、光源４
４からの光がハブ面で反射してカメラ３８の画像に読み
込まれることがない。また、光源４２をカメラ３８の撮
像方向と略一致させているため、光源４２からの光によ
りカメラ３８に読み込まれた画像情報において、ハブボ
ルト６０に影を生じるこがない。カメラ４０の場合に
は、演算装置１６の制御により逆に光源４４のみを点灯
する。したがって、カメラ３８、４０から読み込まれる
画像情報は、反対側の光源４４、４２からの光に影響さ
れることがなく、またハブボルト６０に影を生じること
ないため、前記画像情報に基づきハブボルト６０の位置
を正確に検出することができる。

【００２６】なお、照明手段として、カメラ３８、４０
の撮像レンズの周囲にリング状のライトを設ければ、カ
メラ３８、４０の影がハブ面に形成されることがなく、
一層良好に画像認識を行うことができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明に係るハブボルト位置検出装置に
よれば、以下の効果が得られる。

【００２８】すなわち、制御手段により撮像手段の撮像
時に当該撮像手段の撮像方向に略一致する照明手段のみ
を点灯し、他の照明手段を消灯するように制御するた
め、前記他の照明手段からの光がハブ面等で正反射光と
なり、撮像手段に読み込まれることはない。また、前記
照明手段は、撮像手段の撮像方向と略一致しているの
で、撮像される画像においてハブボルトが影になること
はなく、ハブ面の良好な画像情報が得られ、これに基づ
きハブボルトの位置を良好に検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るハブボルト位置検出装置を含む車
輪取付ロボットシステムの概略構成を示す平面図であ
る。

【図２】本発明に係るハブボルト位置検出装置を含む車
輪取付ロボットシステムの概略構成を示す正面図であ
る。

【図３】本発明に係るハブボルト位置検出装置の演算回
路の説明図である。

【図４】図１のシステムによって、車輪をハブに取り付
ける動作を示すフローチャートである。

【図５】本発明に係るハブボルト位置検出装置のハブ面
照明状態説明図である。

【符号の説明】

１０…車輪取付ロボットシステム １２…ロボット本体 １４…ロボットコントローラ １６…演算装置 １８、２０、３８、４０…カメラ ４２、４４…光源 ５４…照明制御回路 ５６…カメラ制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車輪を取着するためのハブボルトの位置を
   検出する装置であって、 前記ハブボルトが突出しているハブ面に対して異なる撮
   像角度で配置される一対の撮像手段と、 前記各撮像手段の撮像方向と略一致し、前記ハブ面を照
   明する一対の照明手段と、 撮像中の当該撮像手段と撮像方向が略一致する照明手段
   のみを点灯し、他の照明手段を消灯するように制御する
   照明制御手段と、 を備えることを特徴とするハブボルト位置検出装置。