JPH0725340B2

JPH0725340B2 - 自動車用ドアの脱着装置

Info

Publication number: JPH0725340B2
Application number: JP1097867A
Authority: JP
Inventors: 省吾小沢; 徹山本; 康次渡辺; 光義小幡; 正彦四方田; 志寿夫前田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Kobe Steel Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Kobe Steel Ltd
Priority date: 1989-04-18
Filing date: 1989-04-18
Publication date: 1995-03-22
Anticipated expiration: 2010-03-22
Also published as: JPH02279478A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、自動車の組立ラインにおいて、自動車本体に
ピンを介して開閉可能に装着されるドアを脱着する装置
に関するものである。

〔従来技術〕

自動車の組立ラインでは、ドアは、予めトランクやボン
ネット等と共に、現物合わせにて自動車の本体フレーム
に組み付けられる。この場合、上記ドアは、上記本体フ
レームに対して開閉可能となるように、該本体フレーム
に上下２本のピンを介して装着される。これは、板金プ
レス加工により成形される上記ドアなどを上記本体フレ
ームに組み付ける際には、寸法誤差を生じやすいが、こ
の寸法誤差の吸収を図り、滑らかなボディラインに仕上
げることを目的としている。

上記のようにして組立てられたドアを塗装する場合、こ
のドアを本体フレームから取り外して単体部品とし、塗
装面を水平状態に保持して塗料の吹き付けを行い、乾燥
後再度組み立てることにより、優れた塗装品質の自動車
ボディを得ることができる。これは、部品塗装面を水平
状態にして塗装を行うと塗料の液垂れを防止することが
できるためである。

このような組立てラインにおいて、上記ドアを自動で分
解，組立てしようとする場合、上記ピンを自動的に抜入
すると共に上記ドアを把持することが大きなポイントと
なる。

そこで、近年、例えば第14図（ａ），（ｂ）に示すよう
な装置が開発されている。

同図に示す装置は、自動車の本体フレームにドアを取り
付ける際に用いられるものであって、該本体フレームか
らドアを取り外す場合には、第14図に示す装置とほぼ同
様の構成を有する他の装置により作業が行われる。

即ち、同図に示す装置では、治具50に設けられた一組の
爪51,51、基台52に設けられた爪53及び該基台52に設け
られた一組のバキュウムパッド54,54によりドア（不図
示）が保持される。上記爪51,51は、上記ドアの上下位
置に設けられたヒンジ部をそれぞれ支えるものであっ
て、上記爪53は、上記ドアに設けられたキャッチ部に挿
入される。また、上記バキュウムパッド54,54は、上記
ドア本体を吸引するためのものである。

そして、上記治具50は位置補正機構55によりその設定角
度が位置補正される。また、上記爪53は、位置補正機構
56によりその位置補正が行われる。

上記のようにして爪51,53及びバキュウムパッド54によ
り保持されたドアに対し、上記治具50に設けられた一組
の爪57,57の作用により、ピン（不図示）が挿入され
る。その結果、上記本体フレームに上記ドアが装着され
る。

尚、上記装置には、上記ピンの位置を検出する機構や該
ピンを保持する機構は設けられていない。従って、予め
ティーチングされた位置にロボット本体が移動された
後、オペレータが上記ピンを支える必要がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記従来の装置では、ドアを把持する機構と
ピンを抜入する機構とが共通のロボット上に配備されて
自動車の本体フレームに対するピンの位置ずれが大きい
場合や異なる車種に対しては対応しきれないため、ドア
の着脱に関して汎用性に欠けるという問題点があった。

そこで、本発明の目的は、ドアやピンの位置ずれが大き
い場合や異なる車種に対しても対応することができ、上
記ピンやドアの位置に従って該ピンを確実に抜入すると
共にドアを確実に把持することのできる機能を備えた自
動車用ドアの脱着装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明が採用する主たる手
段は、その要旨とすところが、自動車本体にピンを介し
て開閉可能に装着されるドアの脱着装置であって、上記
自動車本体に対するピンの位置を検出する検出機構と、
上記検出機構により検出された上記ピンの位置に基づい
て位置補正され、該ピンを上記自動車本体及びドアに対
して抜入する抜入機構と、基台上に開閉可能に対向配備
された把持部材、上記基台に対して相対的に上記把持部
材の開閉方向へ移動自在に設けられて該把持部材を開閉
駆動する駆動手段及び上記基台上での上記把持部材の位
置を固定する位置固定手段を具備し、上記検出機構によ
り検出された上記ピンの位置に基づいて位置補正され、
上記駆動手段を作動することにより上記把持部材を閉動
作させて上記ドアの位置に倣って該ドアを把持した後、
上記位置固定手段を作動することにより上記把持部材の
位置を固定して上記ドアの位置に倣って該把持部材を保
持する把持機構とを具備してなる点に係る自動車用ドア
の脱着装置である。

〔実施例〕

以下添付図面を参照して、本発明を具体化した実施例に
付き説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施例
は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範
囲を限定する性格のものではない。

ここに、第１図は本発明の一実施例に係る脱着装置の外
観を示すものであって、同図（ａ）は側面図，同図
（ｂ）は平面図、第２図は上記脱着装置の制御系のブロ
ック図、第３図は上記脱着装置を構成する抜入機構の構
造を示すものであって、同図（ａ）は正面図，同図
（ｂ）は同図（ａ）における平面図，同図（ｃ）は同図
（ａ）における右側面図，同図（ｄ）は同図（ｃ）にお
けるＧ矢視部拡大図，第４図は上記脱着装置を構成する
把持機構の構造を示すものであって、同図（ａ）は正面
図，同図（ｂ）は同図（ａ）における平面図，同図
（ｃ）は同図（ａ）における左側面図、第５図は上記抜
入機構の要部構造を示すものであって、同図（ａ）は正
面図，同図（ｂ）は同図（ａ）における左側面図，同図
（ｃ）は同図（ｂ）における平面図、第６図は上記抜入
機構を構成する支持機構の構造を示すものであって、同
図（ａ）は正面図，同図（ｂ）は同図（ａ）における左
側面図，同図（ｃ）は同図（ａ）における右側面図，同
図（ｄ）は同図（ａ）における平面図，同図（ｅ）は同
図（ａ）における底面図，同図（ｆ）は同図（ａ）にお
けるＨ−Ｈ′矢視相当図，同図（ｇ）は同図（ａ）にお
けるＩ−Ｉ′矢視相当図、第７図（ａ），（ｂ）は上記
抜入機構の駆動系の回路図、第８図は上記支持機構の他
の実施例構造を示すものであって、同図（ａ）は第６図
（ｆ）の相当図，同図（ｂ）は第６図（ｇ）の相当図、
第９図は上記抜入機構を構成する位置検出部材の他の実
施例構造を示すものであって、同図（ａ）は平面図，同
図（ｂ）は側断面図、第10図は上記脱着装置を構成する
把持機構の要部構造を示すものであって、同図（ａ）は
一部破断した状態での正面図，同図（ｂ）は同図（ａ）
における左側面図，同図（ｃ）は同図（ａ）における一
部破断した状態での右側面図、第11図（ａ），（ｂ）は
それぞれ他の実施例に係る把持機構の要部基本構成図、
第12図（ａ）乃至（ｅ）は上記脱着装置を構成する検出
機構により検出されたピンの位置に基づいて上記抜入機
構と把持機構とを位置補正する場合の手順を示す説明
図、第13図（ａ），（ｂ）は上記脱着装置によりドアを
取り外し・取り付けする場合の手順を示すフローチャー
トである。

この実施例に係る脱着装置は、第１図，第３図及び第４
図に示す如く、自動車の本体フレーム60に対するピン４
（第７図）の位置を検出する検出機構61と、上記検出機
構61により検出された上記ピン４の位置に基づいて位置
補正され、該ピン４を上記本体フレーム60及びドア123
に対して抜入機構１と、上記検出機構61により検出され
た上記ピン４の位置に基づいて位置補正され、上記抜入
機構１とは個別に独立して駆動されて上記ドア123を把
持する把持機構117とを具備して機構されている。

本実施例装置では、本体フレーム60にドア123を開閉可
能に装置するピン４が上記位置に２本備えられているこ
とから、上記検出機構61及び抜入機構１は１枚のドア12
3に対して上下位置に２台配備されている。そして、上
記検出機構61は上記抜入機構１に一体的に組み込まれて
いる。更に、１台の本体フレーム60に対して上記ドア12
3は４枚装着されることから、上記把持機構117等の装置
は４組配備されている。

上記抜入機構１は、第５図，第６図及び第７図に示す如
く、ほぼテーパ状に開口する開口部2aを有し、貫通孔３
（第７図）に挿入されたピン４の軸部に該開口部2aを通
して嵌挿され、該ピン４と係合可能なセンシング爪２
（位置検出部材）と、上記センシング爪２を上記ピン４
に嵌挿させる際に、該ピン４の軸部と接する上記開口部
2aに導かれて該センシング爪２が移動し得るように、該
センシング爪２をX,Y,Z方向へ移動自在に支持するフロ
ーティング装置５（支持機構）（第６図）と、上記ピン
４の軸部と接する上記開口部2aに導かれて上記センシン
グ爪２が移動する際、該センシング爪２の移動量から上
記ピン４の位置を検出するポテンショメータ6,7（第６
図）と、上記ポテンションメータ6,7により検出された
上記ピン４の位置を記憶する制御装置（第２図）内のメ
モリ（演算部内）と、上記貫通孔３に挿入されたピン４
の一端部を軸芯方向へ押圧して該ピン４を上記貫通孔３
から抜脱するピン押え爪８と、上記フローティング装置
５により支持されて上記ピン４に対する上記センシング
爪２の嵌挿動作に伴って、該センシング爪２と共に移動
して上記ピン４の軸芯に対して位置決めされ、上記ピン
押え爪８の作用により上記貫通孔３から抜脱された上記
ピン４を支持するピン把持爪９と、上記メモリに記憶さ
れた上記ピン４の位置に基づいて、上記ピン把持爪９と
共に姿勢補正及び位置決めされ、該ピン把持爪９により
支持された上記ピン４の他端部を軸芯方向へ押圧して該
ピン４を上記貫通孔３に挿入するピン挿入爪10とを具備
して構成されている。

この場合、上記センシング爪2,フローティング装置５及
びポテンションメータ6,7等により前記検出機構61が構
成されている。

尚、本実施例装置では、上記ピン４が上下位置に２本備
えられていることから、上記ピン4,4を抜脱する際にも
上記検出機構61により検出された該ピン４の位置に基づ
いてその姿勢補正及び位置決めが行われる。この詳細に
ついては後述する。

以下、上記各構成要素について詳述する。

上記センシング爪２は、エアシリンダ11によりＹ方向へ
スライド駆動される。そして、上記センシング爪２の開
口部2aの形状を、第９図に示すように、テーパ部分（Ｄ
部）に引き続きＹ方向に関して平行部分（Ｅ部）を設け
ておくことにより、上記センシング爪２がピン４の軸部
に嵌挿される際に、該ピン４の軸部と接する上記開口部
2aのテーパ部分に導かれて該センシング爪２がＸ方向に
関して位置決めされた後、該センシング爪２のＹ方向へ
の移動に伴ってはこのセンシング爪２に対してＸ方向へ
不要な力が作用することはない。

上記フローティング装置５（第５図，第６図）では、上
記センシング爪２及びエアシリンダ11がフレーム12によ
り支持されており、該フレーム12は、ベース13に取り付
けられている。上記ベース13は、スライドベアリング14
によりベース15に対してＺ方向へスライド可能に支持さ
れている。上記ベース13には、ブラケット16,17が取り
付けられており、このブラケット16,17には、それぞれ
軸18,19がＺ方向へスライド自在に嵌挿されている。上
記軸18,19はスプリング20によりＺ方向に関して相反す
る方向へ常時弾性付勢されており、上記軸18の上端部と
上記軸19の下端部とは、それぞれ上記ベース15の上部と
下部とに当接されている。

従って、上記ベース13は、上記スプリング20の作用によ
り、上記ベース15に対して（Ｚ方向に関して）常時中立
点で弾性的に保持されている。

即ち、ベース13が第６図（ａ）において例えば下方向へ
移動したと仮定した場合、軸18は上記ベース13と共に下
方向へ移動し、スプリング20を押圧する。この時、軸19
はベース15によりその動きが規則され、現位置を保持す
る。他方、上記ベース13が上方向へ移動した場合には上
記とは逆の動きとなる。以上の動作により、上記ベース
13はベース15に対して常時中立点にて弾性的に保持され
る。そして、上記フローティング装置５が高速移動され
た場合には、上記スプリング20の初期力により、上記ベ
ース15に対してベース13がＺ方向に関してふらつくこと
はない。

前記ベース15は、スライドベアリング21によりベース22
に対してＸ方向へスライド自在に支持されている。上記
ベース15の上面にはブラケット23,24（第６図（ｇ））
が取り付けられており、該ブラケット23,24にはそれぞ
れ軸25,26がＸ方向に関してスライド自在に嵌挿されて
いる。上記軸25の一端部にはエアシリンダ27が取り付け
られており、該エアシリンダ27のピストンロッド27aが
上記軸26の一端部に当接されている。そして、上記軸25
と26の各他端部が上記ベース22の両側部に取り付けられ
たストッパ28,29にそれぞれ当接されている。上記エア
シリンダ27は、前記スプリング20と略同様の作用をな
し、ベース22に対してベース15をＸ方向に関して中立点
で保持するためのものである。ただし、上記のようなス
プリング20に代えてエアシリンダ27を用いることによ
り、保持力の値をエア圧に応じて０から適宜値まで自由
に設定変更可能である。

従って、この場合、上記エアシリンダ27に代えてスプリ
ング30を用いることも可能である（第８図（ｂ）参
照）。

そして、上記ベース22に対するベース15のＸ方向に関す
る移動量は、前記ポテンショメータ６により検出され
る。

上記ベース22は、スライドベアリング31によりベース32
に対してＹ方向へスライド自在に支持されている。上記
ベース22の上面にはブラケット33,34（第６図（ｆ））
が取り付けられており、該ブラケット33には、エアシリ
ンダ35の本体が嵌挿されている。そして、上記エアシリ
ンダ35のピストンロッド35aが、上記ブラケット34にＹ
方向に関してスライド自在に嵌挿された軸36に当接され
ている。更に上記軸36の他端部は、ベース32の側部に取
り付けられたストッパ37に当接されている。

上記エアシリンダ35は、前記エアシリンダ27の場合と同
様の作用により、ベース32に対してベース22をストロー
クエンドの位置で保持するものであって、該エアシリン
ダ35に代えて、スプリング38を用いることも可能である
（第８図（ａ）参照）。

そして、上記ベース32に対するベース22のＹ方向への移
動量は、前記ポテンショメータ７により検出される。

上記ベース32は、アーム39（第１図，第３図）の上下位
置に取り付けられており、該アーム39は、互いに直交す
る回転軸に取り付けられている。そして、モータ62によ
りＢ方向へ揺動駆動され、モータ63によりＴ方向へ揺動
駆動される。このようにしてピン4,4の傾きに対応し得
るように構成されている。

この場合、上記アーム39に、更にＵ方向（水平方向）へ
の回転軸を設けることも可能である。その結果、上記本
体フレーム60とドア123の間の狭い隙間に当該抜入機構
１を回り込ませることができ、ティーチング作業が更に
簡便に実施できるようになる。

更に、上記アーム39は上記回転軸を介してアーム64に取
り付けられており、該アーム64は、ベース65上をモータ
66によりＺ方向へスライド駆動される。上記ベース65は
アーム67上をモータ68によりＹ方向へスライド駆動され
る。上記アーム67はベース69に取り付けられており、該
ベース69は、フレーム70上をモータ71によりＸ方向へス
ライド駆動される。

そして、上記各モータ62,63,66,68,71を駆動することに
より、上記アーム39が予めティーチングされた所定位置
にて位置決めされる。

ここで、上記フローティング装置５により支持されたセ
ンシング爪２を用いてピン４の位置を検出する場合の手
順について説明する。

先ず、上記アーム39をＹ方向へ動作させてセンシング爪
２をピン４の軸部に対して強制的に押し込むと、上記ピ
ン４の軸部と接する開口部2aに導かれて、センシング爪
２がＸ方向へ移動する。この時の移動量がポテンション
メータ６により検出される。そして、この検出されたず
れ量に基づいて上記アーム39がフィードバック制御さ
れ、上記ピン４の位置に対し、該アーム39が位置補正さ
れる。尚、Ｙ方向に関する位置補正量は、ポテンション
メータ７により検出される。

この場合、上記エアシリンダ27,35に常時高い値の圧力
を与えておくと、上記センシング爪２に押されてピン４
や上記アーム39が撓み、精度の良い検出を行うことがで
きない。そのため、Ｘ方向に関しては上記エアシリンダ
27の圧力を略０とする。Ｙ方向に関しては、上記エアシ
リンダ35の圧力を比較的低い値に設定すると良い。その
結果、上記ピン４やアーム39に作用する力は比較的低い
値のＹ方向のみとなり、撓みによる検出量の誤差を容易
にほぼ排除することができる。

尚、上記アーム39等の撓みによる影響を考慮し、Ｙ方向
に関する検出量をより正確に得るためには、先ず、前記
アーム39を上記ポテンションメータ７が所定の値となる
ように、Ｙ方向へ移動させる。この時のアーム39の移動
量は、ポテンショメータ７自体の移動量にアーム39等の
撓み量が加算された値となる。この時の位置をティーチ
ングした後、アーム39を下げて、再度オペレータがセン
シング爪２とピン４の軸部とが軽く接触する位置までア
ーム39を移動させ、この時のアーム39の移動量をティー
チングする。上記したようにオペレータがアーム39を動
かすことによりティーチングされた移動量には撓み量が
含まれていることから、最初にティーチングされた値と
後にティーチングされた値の各ポテンションメータの動
作量からピン４に対するセンシング時におけるアーム39
等の撓み量を把握することができる。この値に基づいて
補正を行うことにより、再生動作時には上記ピン４のＹ
方向に関する位置が正確に検出される。

前記ピン押え爪８は、第５図及び第７図に示す如く、前
記フレーム12により支持され、エアシリンダ40によりＺ
方向へスライド駆動される。

前記ピン把持爪９及びピン挿入爪10は、スライドベアリ
ング41により上記フレーム12に対してＺ方向へスライド
自在に支持されており、エアシリンダ42によりスライド
駆動される。上記ピン把持爪９は、更にエアシリンダ43
によりＹ方向へスライド駆動される。

本実施例装置においては、上記ピン挿入爪10の先端部に
係合孔10a（第７図（ａ）参照）が刻設されており、こ
の係合孔10aは、上記ピン４の端部に形成されたテーパ
部4aと係合機能である。そして、上記ピン４のテーパ部
4aが上記ピン挿入爪10の係合孔10aと係合した時、上記
ピン４の端部に形成されたツバ部4bを上記ピン把持爪９
により把持することにより、貫通孔３から抜脱された上
記ピン４が保持される。

即ち、本実施例装置においては、上記ピン把持爪９とピ
ン挿入爪10とが協働して上記ピンを保持するように構成
されている。

尚、上記のようなピン把持爪９に代えて、アクチュエー
タで開閉駆動される１組の把持部材により上記ピン４を
把持するように構成することにより、上記ピン４のテー
パ部4aやピン挿入爪10の係合孔10a等の加工を省略する
ことができる。

そして、上記ピン把持爪９及びセンシング爪２がそれぞ
れエアシリンダ43及び11によりスライド駆動された時、
上記ピン把持爪9,センシング爪２及び上記ピン挿入爪10
の係合孔10aの各軸芯が一致するように構成されてい
る。

本実施例に係る抜入機構１は上記したように構成されて
いる。

前記把持機構117では、第４図及び第10図（ａ），
（ｂ），（ｃ）に示す如く、フレーム118（基台）上に
把持爪119,119及び120（把持部材）が開閉可能に対向配
備されている。上記把持爪119,119はベース124の下端部
に取り付けられており、該ベース124は、スライドベア
リング121にて上下方向へスライド可能に支持されてい
る。

上記把持爪120は、ベース126の上端部に取り付けられて
おり、該ベース126は、スライドベアリング122にて上下
方向へスライド可能に支持されている。

上記把持爪119,119及び120は、自動車の組立ラインにお
いて本体フレーム60（第１図）に現物合わせにて組み付
けられるドア123を分解，組立する際に、該ドア123を把
持するためのものである。

上記ベース124上には、エアシリンダ125（駆動手段）の
本体125aが取り付けられており、該エアシリンダ125の
ピストンロッド125bが上記ベース126に固定されてい
る。

従って、上記エアシリンダ125及び把持爪119,120は、上
記フレーム118に対して相対的に該把持爪119,120の開閉
方向（上下方向）へ移動自在である。

上記ベース124にはラック127が取り付けられており、該
ラック127と噛合する歯車128が、上記フレーム118に取
り付けられたブレーキ129（位置固定手段）の出力軸129
aに固定されている。

上記ブレーキ129は、上記エアシリンダ125により把持爪
119,120を閉動作させてドア123を把持した後、該ブレー
キ129を作動させて上記フレーム118上で上記エアシリン
ダ125と共に把持爪119,120の位置を固定することによ
り、上記ドア123に対する把持爪119,120の相対的な位置
を保持するためのものである。

同図において130はストッパ、131はコイルスプリングで
ある。上記コイルスプリング131により上記把持爪119,1
20が相互に閉方向へ常時弾性付勢されており、当該把持
機構117の動作中に上記エアシリンダ125内のエアの圧力
が何らかの原因により低下した場合でも、上記ドア123
に対する把持の状態が保持される。

更に本実施例に係る把持機構117においては、上記フレ
ーム118が減速機132を介してモータ133に接続されてお
り、該モータ133によりこのモータ133の軸芯133aと直交
する面内において回動駆動される。上記フレーム118,減
速機132,モータ133は、減速機134を介してモータ135に
接続されており、上記フレーム118は、該モータ135によ
りこのモータ135の軸芯135aと直交する面内において回
動駆動される。

更に上記フレーム118,減速機132,134,モータ133,135
は、減速機136を介してモータ137に接続されており、上
記フレーム118は、上記モータ137により該モータ137の
軸芯137aと直交する面内において回動駆動される。

従って、上記把持機構117では、上記モータ133,135,137
を駆動することにより、上記ドア123の傾きに対応可能
である。

そして、上記フレーム118,減速機132,134,136、モータ1
33,135,137は、ブラケット138を介してベース150（第４
図）により支持されている。

上記ベース150はアーム151上でモータ152によりＺ方向
へスライド駆動される。上記アーム151はベース153に取
り付けられており、該ベース153はアーム154上でモータ
155によりＹ方向へスライド駆動される。更に上記アー
ム154は基台156上をモータ157によりＸ方向ヘスライド
駆動される。

そして、上記各モータ133,135,137,152,155,157を駆動
することにより、上記把持機構117が予めティーチング
された所定位置にて位置決めされる。

尚、上記実施例においては、エアシリンダ125により把
持爪119,120を開閉駆動する場合を例に説明したが、こ
のエアシリンダ125に代えて、ブレーキ付モータにより
把持爪119,120を開閉駆動するように構成することも可
能である。

この場合の例を第11図（ａ），（ｂ）に示す。

第11図（ａ）に示す把持機構139では、把持爪119,120が
軸140によりスライド自在に支持されており、この把持
爪119,120の開閉方向にブレーキ付モータ141がスライド
可能に支持されている。そして、上記ブレーキ付モータ
141の出力軸に取り付けられた歯車142が、上記把持爪11
9,120に刻設されたラック部119a,120aに歯合されてい
る。

第11図（ｂ）に示す把持機構143では、把持爪119,120が
軸140によりスライド自在に支持されており、一方の上
記把持爪119上に、ブレーキ付モータ141が取り付けられ
ている。そして、上記ブレーキ付モータ141の出力軸に
取り付けられた歯車142が、他方の上記把持爪120に刻設
されたラック部120aに噛合されている。

上記把持機構139,143においては、それぞれブレーキ付
モータ141が回動駆動されることにより、上記把持爪11
9,120の閉動作に伴ってブレーキ付モータ141も該把持爪
119,120の閉方向へ移動する。そして、ドア123の位置に
倣うように移動する上記把持爪119,120により該ドア123
が把持される。

引き続き、第２図及び第12図に基づいて、前記機構によ
る検出機構61を２台用い、該検出機構61,61により検出
されたピン4,4の位置に基づいて抜入機構１と把持機構1
17を位置補正する場合の手順について説明する。

尚、第２図中、各アーム制御部は、抜入機構１及び把持
機構117の各アームの動作軸を制御するためのものであ
って、各ハンド制御部は、上記抜入機構１及び把持機構
117の各先端部に設けられたセンシング爪2,ピン押え爪
8,ピン把持爪9,ピン挿入爪10及び把持爪119,120などを
制御するためのものである。

AD変換器は上記抜入機構１に組み込まれた検出機構61の
ポテンショメータ6,7からのセンサ信号を入力し、演算
部へデジタル信号として出力するものであって、各演算
部は、後述する計算式に示す検出データの加工や上記抜
入機構１及び把持機構117を位置補正するための計算を
行う。

データ送信ユニットは上記検出機構61により検出された
ピン4,4の位置データに関する情報を把持機構117の制御
装置へ送信するためのものであって、データ受信ユニッ
トは、上記抜入機構１の制御装置から送信された上記ピ
ン4,4の位置データに基づいた補正データ（位置データ
に関する情報）を受信するためのものである。上記送
信，受信ユニットとしては、例えばRS232C回線インター
フェイス等が用いられる。

同期制御入出力部は、上記抜入機構１と把持機構117の
制御装置との間で相手装置からの動作完了に伴う同期信
号を入出力するためのものであって、これらの入出力信
号は、上記抜入機構１及び把持機構117の動作プログラ
ム中に予め教示されている。

そして、上記抜入機構１と把持機構117の位置補正は、
例えば以下の手順にて行われる。

尚、上記ポテンショメータ6,7は、各検出ロッドの最大
伸長寸法を20mmとする。そして、上方に位置するピン４
に係合されるセンシング爪２のＸ方向に関する移動量を
検出する為のポテンショメータ６をPOT1とする。該ポテ
ンショメータ６の検出ロッドの伸長状態の時の発生パル
スを10パルスとし、縮小状態の時の発生パルスを990パ
ルスとする。

上方に位置する上記センシング爪２のＹ方向に関する移
動量を検出するためのポテンショメータ７をPOT2とし、
下方に位置するピン４に係合されるセンシング爪２のＸ
方向に関する移動量を検出するためのポテンショメータ
６をPOT3とする。また、下方に位置する上記センシング
爪２のＹ方向に関する移動量を検出するためのポテンシ
ョメータ７をPOT4とする。そして、上記POT2,POT3及びP
OT4の各検出ロッドの伸長状態の時の発生パルスを10パ
ルスとし、縮小状態の時の発生パルスを990パルスとす
る。尚、この場合、上記POT2,POT3及びPOT4は、前記POT
1に対してその検出ロッドの伸縮方向は逆方向となるよ
うに設定されている。

まず（第12図（ａ）参照）、上方に位置するセンシング
爪２が＋Ｘ方向へ変位した場合、POT1の検出ロッドは縮
小し、発生パルス数は増加する。

この場合の変位量PUX（mm）は、 PUX（mm）＝（Pux（パルス）−epux）/dpux にて表される。

尚ここで、dpux＝49.0（パルス/mm）、epux＝10（パル
ス）であって、予めパラメータとして与えられる。

上方に位置する上記センシング爪２が＋Ｙ方向へ変位し
た場合、POT2の検出ロッドは、伸長し、発生パルス数は
減少する。

この場合の変位量PUY（mm）は、 PUY（mm）＝（Puy（パルス）−epuy）/dpuy にて表わされる。

尚ここで、dpuy＝−49.0（パルス/mm）、epuy＝990（パ
ルス）であって、予めパラメータとして与えられる。

下方に位置するセンシング爪２が＋Ｘ方向へ変位した場
合、POT3の検出ロッドは伸長し、発生パルス数は減少す
る。

この場合の変位量PLX（mm）は、 PLX（mm）＝（P_Lx（パルス）−ep_Lx）/dp_Lx にて表わされる。

尚ここで、dp_Lx＝−49.0（パルス/mm）、ep_Lx＝990（パ
ルス）であって、予めパラメータとして与えられる。

下方に位置する上記センシング爪２が＋Ｙ方向へ変位し
た場合、POT4の検出ロッドは伸長し、発生パルス数は減
少する。

この場合の変位量PLY（mm）は、 PLY（mm）＝（P_Ly（パルス）−ep_Ly）/dp_Ly にて表わされる。

尚ここで、dp_Ly＝−49.0（パルス/mm）、ep_Ly＝990（パ
ルス）であって、予めパラメータとして与えられる。

次に、上記ピン4.4の位置ずれ量の算出手順について説
明する（第12図（ｂ），（ｃ），（ｄ））参照）。

尚この場合、上記ピン4,4の軸芯は同一軸線上にあるも
のとし、ピン4,4の相互間では構造上位置ずれはないも
のとする。従って、上記ピン4,4は同一軸芯上で同一方
向に同一角度で傾斜することとなる。

まず、作業上の基準点としてＳを設定し、このＳを原点
としてセンシング爪２の移動可能方向にXs,Ys,Zsの座標
を定義する。

Xs−Zs平面において Ys−Ｚ′ｓ平面において尚ここで、ｒ＝定数、 UX＝PUX−PUXO、 LX＝PLX−PLXO、UY＝PUY−PUYO、 LY＝PLY−PLYO、そして、 PUXO,PLXO,PUYO,PLYOは予め測定される基準値データで
ある。

また、Zs方向への平行移動量（本実施例では検出されな
い）D_ZをＯ、Zs〃軸回りの回転角度（ピン４が円柱形状
であることから検出不要）DAをＯとする。

以上より、センサ座標系Xs,Ys,Zsにおいて、平行移動量
は（Dx,Dy,Dz）ｓ、回転移動量は（DT,DB,DA）ｓであ
る。

そして、抜入機構１のX_R,Y_R,Z_R,B_R,T_Rの各軸に関して補
正制御を行い、作業上の基準点がＳからＳ′へ、作業姿
勢がB,T方向へDT,DBの値に基づいて位置補正される。

尚、この場合の変換は以下の補正計算式による。

原点Ｓ（上方のセンシング爪２と下方のセンシング爪２
の中間点）のX_R,Y_R,Z_R座標値を（x,y,z）、センサ座標
軸X_S,Y_S,Z_Sの抜入機構１の座標（X_R,Y_R,Z_R）に対する姿
勢行列をとすると補正は、によって行なう。

尚、ここで、である。

他方、前記把持機構117は、上記検出機構61から抜入機
構１の制御装置を介してピン４の位置ずれ量を受信し、
上記抜入機構１と同様、自身の位置補正を行なう（第12
図（ｅ）参照）。

上記抜入機構１の制御装置から転送されるピン４のずれ
量はピン間センターＳ点におけるものであり、把持機構
117の把持ポイントにおけるずれ量ではないので、該把
持機構117においても、抜入機構１におけるＳ点に把持
機構117の作業上の基準点があるものとして補正計算を
行なう。

尚前提として抜入機構１の移動可能なXY方向と把持機構117の作業
姿勢X_H,Y_H,Z_H方向は平行にティーチングされるものと仮
定する。

ピンセンターＳ点から把持機構117の手首先端P_Hまで
は、常に所定の位置関係でティーチングされるものとす
る。

上記前提により、把持機構117の手首先端P_Hからピンセ
ンターＳ点までの把持機構117の手首座標X_W,Y_W,Z_W,によ
る位置ベクトルを、把持機構117の計算上の作業基準点として予めパラ
メータ登録する。

そして、上記検出機構61が検知する（即ちT_S,B_S方向への回転ずれ）（X_S,Y_S方向への、ピンセンターの平行ずれ）を用い
て、把持機構117は、作業基準点としてＳ点を、また、
作業姿勢としてX_H,Y_H,Z_Hを補正する。

この場合の補正計算式は、上記抜入機構１の場合と同様
の計算式にて行なう。

本実施例に係る脱着装置は上記したように構成されてい
る。

引き続き、上記脱着装置を用いて、自動車の本体フレー
ム60からドア123を取り外し、例えば塗装用のパーツキ
ャリア（不図示）に取り付け場合の手順について説明す
る（第13図（ａ），（ｂ）参照）。

尚、同図中、S1,S2,…は各動作ステップを示す。

また、同図中、モジュールとは各装置の動作を教示する
ポイントの集合であって、一連の動作を含むものであ
る。そして、各モジュールには、センシンクデータによ
る装置自体の位置補正を行なうか否かを指定することが
できる。

更に、同図中、各装置のフローチャート間において破線
の矢印で示されているのは、装置相互間で同期をとるた
めの信号の授受を示すものである。

上記のような動作プログラムでは、各装置の動作完了信
号を授受することにより次の動作が開始されることか
ら、装置相互の干渉防止や作業の確実性が図れる。ま
た、上記動作プログラム中の各モジュールで示されるよ
うに、前半部を補正無し、後半部を補正有りと指定する
ことが出来ることにより、一連の動作を単一の動作プロ
グラム中で定義することが可能となる。

まず、上記本体フレーム60からドア123を取り外す場合
（第13図（ａ）参照）、ライン上の所定位置に搬送され
てきた本体フレーム60に対し、抜入機構１及び把持機構
117はそれぞれ原点位置でリセットされる。（S1,S2）。

その後、モータ66,68,71が駆動することにより、抜入機
構１と共に検出機構61が本体フレーム60上のピン4,4を
目標として予めティーチングされた所定位置に向かって
移動し（S3）、上記ドア123及び本体フレーム60に接近
する（S4）。

上記S3において抜入機構１の移動が開始されると、待機
解除信号（T₁）が把持機構117に出力され、この解除信
号（T₁）を受けて上記把持機構117は、モータ152,155,1
57を駆動することにより上記ドア123の位置に向かって
移動を開始し（S5）、予めティーチングされた上記ドア
123近傍の所定位置にて位置決めされる（S6）。

すると、上記把持機構117から上記抜入機構１に組み込
まれた検出機構61に対して待機解除信号（T₂）が出力さ
れ、２台の上記検出機構61に備えられた各センシング爪
２をＹ方向へ移動させることにより、ピン4,4のX,Y方向
に関するずれ量の検出が行われる（S7）。

即ち、エアシリンダ11によりセンシング爪２をＹ方向へ
スライドさせる。すると、上記ピン４の軸部と接する開
口部2aに導かれてセンシンク爪２がＸ方向へ移動する。
この時の上記センシング爪２のＸ方向に関する移動量は
ポテンショメータ６により検出され、Ｙ方向に関する移
動量はポテンショメータ７により検出される。そして、
上記センシング爪２の移動量が演算処理され、上記ピン
４の正確な位置が算出されて制御装置内のメモリにより
記憶される。

すると、S8において、上記S7において検出されたピン4,
4のX,Y方向に関する位置ずれ量に基づいて、モータ62,6
3などを駆動することにより、上記検出機構61及び抜入
機構１の位置補正が行われる。

前記S7において検出されたピン4,4の位置ずれ量の検出
データ（T₃）は、上記把持機構117に出力されると共
に、該把持機構117の待機状態を解除する信号（T₄）も
同時に出力される。

すると、上記検出データに基づいて、モータ133,135,13
7を駆動することにより、把持機構117の位置補正が行な
われ（S9）、該把持機構117により上記ドア123が把持さ
れる（S10）。

即ち、ブレーキ129を解除すると共に、エアシリンダ125
を縮小方向へ作動させると、前記把持爪119,120がそれ
ぞれスライドベアリング121,122により支持されて閉方
向へ動作する。上記把持爪119,120のうち、どちらか一
方がドア123の下端部若しくは上端部と接触し、その動
作が停止すると、該ドア123と未だ接触しない把持爪119
若しくは120のみが更に閉方向へ移動する。

上記他の把持爪119若しくは120が上記ドア123の下端部
若しくは上端部に当接すると、上記ドア123は、把持爪1
19,120により把持された状態となる。即ち、上記エアシ
リンダ125により把持爪119,120を閉動作させることによ
り、該把持爪119,120の閉動作に伴って該エアシリンダ1
25も閉方向へ移動する。そして、上記ドア123に倣った
位置で該ドア123が上記把持爪119,120により把持され
る。

その後、上記ブレーキ129を作動させて上記フレーム118
上で上記エアシリンダ125と共に把持爪119,120の位置を
固定することにより、上記ドア123に対する把持爪119,1
20の相対的な位置が保持される。

従って、上記把持機構117においては、複雑な制御が必
要とされず、ドア123や把持爪119,120の正確な位置決め
や位置補正を行うことなく、ドア123の位置に倣って該
ドア123を極めて簡便に把持することができる。

上記のようにしてドア123が把持されると、抜入機構１
に対して待機状態を解除する信号（T₅）が出力される。

すると、S₁₁において、上記抜入機構１によりピン4,4が
抜脱される。

即ち、エアシリンダ11によりセンシング爪２がＹ方向へ
スライドされると、該センシング爪２の上記ピン４に対
する嵌挿動作に伴って、該センシング爪２と共に、ピン
押え爪8,ピン把持爪９及びピン挿入爪10が上記ピン４の
軸芯に対して位置決めされる。

その後、上記ピン押え爪８がエアシリンダ40により下方
へスライド駆動されることにより、貫通孔３に挿入され
ていた上記ピン４の一端部が軸芯方向へ押圧され、該ピ
ン４が上記貫通孔３から抜脱される。そして、上記ピン
４の他端部のテーパ部4aがピン挿入爪10の係合孔10aと
係合し、ピン把持爪９のエアシリンダ43により前方へス
ライド駆動されることにより、上記ピン４が保持され
る。

尚、上記貫通孔３に上記ピン４を再度挿入する場合、上
記ピン把持爪９とピン挿入爪10とにより保持されたピン
４がエアシリンダ42により上方へスライド駆動されるこ
とにより、上記ピン４の他端部が上記ピン挿入爪10によ
り軸芯方向へ押圧される。その結果、該ピン４が上記貫
通孔３に再度挿入される。

即ち、本実施例装置によれば、上記ピン４の挿入位置に
多少のバラツキがあっても、上記ピン４の位置に倣って
該ピン４を確実且つ簡便に抜入することができる。

上記のようにしてピン4,4が抜入機構１により抜脱され
ると、把持機構117に対して待機状態を解除する信号（T
6）が出力され、該把持機構117はモータ152,155,157を
駆動することにより上記ドア123を取り外すと共に（S1
2）、該ドア123を把持して原点位置へ退避する（S1
3）。

同時に、上記抜入機構１に対して待機状態を解除する信
号（T₇）が出力され、該圧入機構１も、モータ66,68,71
を駆動することにより、ピン4,4を把持した状態のまま
原点位置に退避する（S14）。

引き続き、上記ドア123を塗装用のパーツキャリアに取
り付ける場合の手順の概略について説明する（第13図
（ｂ）参照）、この場合の各装置の詳細な動作は、前記
したドア123の取り外し手順のほぼ逆の手順による。

その手順の概略は、まずライン上の所定位置にパーツキ
ャリアが搬入される。

すると、抜入機構１は上記ピン4,4を把持した状態のま
ま上記パーツキャリアに向かって移動を開始する（S15,
S16）。そして、上記抜入機構１がパーツキャリア近傍
の所定位置に位置決めされると（S17）、予めティーチ
ングされた所定位置におけるパーツキャリアの貫通孔に
対して上記ピン4,4が挿入される（S18）。

尚、前記S16において抜入機構１の移動が開始される
と、把持機構117に対して、該把持機構117の待機状態を
解除する信号（T₈）が出力される。

すると、上記把持機構117は、原点位置から上記パーツ
キャリア近傍の所定位置に向かって移動を開始し（S19,
S20）、該パーツキャリア近傍の所定位置にて位置決め
される（S21）。

すると、上記抜入機構１に対して待機状態を解除する信
号（T₉）が出力され、検出機構61により上記ピン4,4の
X,Y方向に関する位置ずれ量の検出が行なわれる（S2
2）。そして、上記位置ずれ量のデータに基づいて、上
記抜入機構１の位置姿勢の補正が行なわれ（S23）、上
記4,4が上記パーツキャリアから再度抜脱される（S2
4）。

前記S22において検出されたピン4,4の位置ずれ量に関す
る検出データ（T₁₀）は、待機状態を解除する信号
（T₁₁）と共に上記把持機構117に出力され、この検出デ
ータに基づいて、該把持機構117の位置姿勢も補正され
る（S25）。

更に、前記S₂₄において抜入機構１によりピン4,4がパー
ツキャリアから抜脱されると、上記把持機構117に対し
て再度待機状態を解除する信号（T₁₂）が出力され、上
記ドア123が上記パーツキャリアのヒンジ部に挿入され
る（S26）。

すると、上記把持機構117から抜入機構１に対して待機
状態を解除する信号（T₁₃）が出力され、上記抜入機構
１により、ドア123及びパーツキヤリアのヒンジ部に対
してピン4,4が挿入される（S27）。

すると、上記把持機構117に対して待機状態を解除する
信号（T₁₄）が出力され、上記ドア123に対する把持を解
除すると共に（S28）、原点位置へ退避する（S29）。同
時に、上記抜入機構１に対して待機状態を解除する信号
（T₁₅）が出力され、上記抜入機構１もピン4,4の把持状
態を解除して原点位置へ退避する（S30）。

上記のようにして、ドア123がパーツキャリアに取り付
けられた後、搬出される。

本実施例に係る脱着装置は上記したように構成されてい
るため、ピンを抜入する機構とドアを把持する機構とを
分離させることにより、ドアやピンの位置ずれが大きい
場合や異なる車種に対しても対応することができ、汎用
性が極めて高くなる。

また、上記抜入機構１及び把持機構117は、ピン４やド
ア123の位置に倣って移動し得ることから、ライン上に
おいて本体フレーム60の位置決めが比較的ラフな場合で
も充分に対応することができる。

更に、上記抜入機構１と把持機構117とは、共に検出機
構61により検出されたピン4,4の位置に従ってそれぞれ
位置姿勢の補正が行われる為、該ピン4,4やドア123の位
置や姿勢に倣って該ピン4,4を確実に抜入することがで
きると共に、該ドア123も確実に把持して脱着すること
ができる。

〔発明の効果〕本発明は、上記したように、自動車本体にピンを介して
開閉可能に装着されるドアの脱着装置であって、上記自
動車本体に対するピンの位置を検出する検出機構と、上
記検出機構により検出された上記ピンの位置に基づいて
位置補正され、該ピンを上記自動車本体及びドアに対し
て抜入する抜入機構と、基台上に開閉可能に対向配備さ
れた把持部材、上記基台に対して相対的に上記把持部材
の開閉方向へ移動自在に設けられて該把持部材を開閉駆
動する駆動手段及び上記基台上での上記把持部材の位置
を固定する位置固定手段を具備し、上記検出機構により
検出された上記ピンの位置に基づいて位置補正され、上
記駆動手段を作動することにより上記把持部材を閉動作
させて上記ドアの位置に倣って該ドアを把持した後、上
記位置固定手段を作動することにより上記把持部材の位
置を固定して上記ドアの位置に倣って該把持部材を保持
する把持機構とを具備してなることを特徴とする自動車
用ドアの脱着装置であるから、ピンの抜入機構とドアの
把持機構とを連動させ、自動車の本体フレームに現物合
わせにて組み付けられて多少の組立誤差がある場合で
も、ドアに無理な力を作用させて傷を付けるといった不
都合を生じることなく、該ドアの位置に倣って該ドアを
確実に把持することができると共に、上記ピンの位置に
従って該ピンを自動的且つ確実に抜入して上記ドアを脱
着することができる。

このようなドアやピンの位置に倣って該ドアの把持及び
該ピンの抜入を可能とすることにより、自動車本体に対
して上記ドアを再取付けする際にもこの自動車本体との
間に位置ずれを生じることなくもとの滑らかなボディラ
インを再現することができる。

更に上記のように自動車本体に対するドアやピンの取付
誤差を許容し得るということは、換言すれば当該脱着装
置に対する自動車本体の位置決めに高精度を要求される
ことはなく、比較的ラフな位置決めによっても自動車の
組立ラインを構築することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る脱着装置の外観を示す
ものであって、同図（ａ）は側面図，同図（ｂ）は平面
図、第２図は上記脱着装置の制御系のブロック図、第３
図は上記脱着装置を構成する抜入機構の構造を示すもの
であって、同図（ａ）は正面図，同図（ｂ）は同図
（ａ）における平面図，同図（ｃ）は同図（ａ）におけ
る右側面図，同図（ｄ）は同図（ｃ）におけるＧ矢視部
拡大図、第４図は上記脱着装置を構成する把持機構の構
造を示すものであって、同図（ａ）は正面図，同図
（ｂ）は同図（ａ）における平面図，同図（ｃ）は同図
（ａ）における左側面図、第５図は上記抜入機構の要部
構造を示すものであって、同図（ａ）は正面図，同図
（ｂ）は同図（ａ）における左側面図，同図（ｃ）は同
図（ｂ）における平面図、第６図は上記抜入機構を構成
する支持機構の構造を示すものであって、同図（ａ）は
正面図，同図（ｂ）は同図（ａ）における左側面図，同
図（ｃ）は同図（ａ）における右側面図，同図（ｄ）は
同図（ａ）における平面図，同図（ｅ）は同図（ａ）に
おける底面図，同図（ｆ）は同図（ａ）におけるＨ−
Ｈ′矢視相当図，同図（ｇ）は同図（ａ）におるＩ−
Ｉ′矢視相当図、第７図（ａ），（ｂ）は上記抜入機構
の駆動系の回路図、第８図は上記支持機構の他の実施例
構造を示すものであって、同図（ａ）は第６図（ｆ）の
相当図，同図（ｂ）は第６図（ｇ）の相当図、第９図は
上記抜入機構を構成する位置検出部材の他の実施例構造
を示すものであって、同図（ａ）は平面図，同図（ｂ）
は側断面図、第10図は上記脱着装置を構成する把持機構
の要部構造を示すものであって、同図（ａ）は一部破断
した状態での正面図，同図（ｂ）は同図（ａ）における
左側面図，同図（ｃ）は同図（ａ）における一部破断し
た状態での右側面図、第11図（ａ），（ｂ）はそれぞれ
他の実施例に係る把持機構の要部基本構成図、第12図
（ａ）乃至（ｅ）は上記脱着装置を構成する検出機構に
より検出されたピンの位置に基づいて上記抜入機構と把
持機構とを位置補正する場合の手順を示す説明図、第13
図（ａ），（ｂ）は上記脱着装置によりドアを取り外し
・取り付けする場合の手順を示すフローチャート、第14
図は従来の脱着装置の一例の概略構成を示すものであっ
て、同図（ａ）は全体斜視図，同図（ｂ）は同図（ａ）
におけるＦ矢視部拡大図である。〔符号の説明〕１……抜入機構２……センシング爪４……ピン５……フローティング装置 6,7……ポテンショメータ８……ピン押え爪９……ピン把持爪 10……ピン挿入爪 60……本体フレーム 61……検出機構 117,139,143……把持機構、118……フレーム（基台）、
119,120……把持爪（把持部分）、125……エアシリンダ
（駆動手段）、123……ドア、129……ブレーキ（位置固
定手段）

フロントページの続き (72)発明者渡辺康次兵庫県神戸市中央区脇浜町１丁目３番18号株式会社神戸製鋼所内 (72)発明者小幡光義兵庫県神戸市中央区脇浜町１丁目３番18号株式会社神戸製鋼所内 (72)発明者四方田正彦兵庫県神戸市中央区脇浜町１丁目３番18号株式会社神戸製鋼所内 (72)発明者前田志寿夫兵庫県神戸市中央区脇浜町１丁目３番18号株式会社神戸製鋼所内 (56)参考文献特開昭63−265787（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自動車本体にピンを介して開閉可能に装着
されるドアの脱着装置であって、上記自動車本体に対するピンの位置を検出する検出機構
と、上記検出機構により検出された上記ピンの位置に基づい
て位置補正され、該ピンを上記自動車本体及びドアに対
して抜入する抜入機構と、基台上に開閉可能に対向配備された把持部材、上記基台
に対して相対的に上記把持部材の開閉方向へ移動自在に
設けられて該把持部材を開閉駆動する駆動手段及び上記
基台上での上記把持部材の位置を固定する位置固定手段
を具備し、上記検出機構により検出された上記ピンの位
置に基づいて位置補正され、上記駆動手段を作動するこ
とにより上記把持部材を閉動作させて上記ドアの位置に
倣って該ドアを把持した後、上記位置固定手段を作動す
ることにより上記把持部材の位置を固定して上記ドアの
位置に倣って該把持部材を保持する把持機構とを具備し
てなることを特徴とする自動車用ドアの脱着装置。