JPH0798266A - シフトフィーリングチェック装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多車種対応が容易で且つシフトフィーリング
を定量化して良否判定の精度を向上さる。 【構成】 直交座標型または垂直多関節型のアーム２２
を有するロボット１を用いてトランスミッション４のシ
フトフィーリングをチェックするシフトフィーリングチ
ェック装置において、トランスミッション４のシフトノ
ブ５を把持するハンド２６と、このハンド２６とアーム
２２との間に配置され３軸方向に移動動作可能な３軸動
作機構２８と、この３軸動作機構２８の各軸方向に作用
する作用力を検出する作用力検出手段３２と、上記シフ
トノブ５からの反力を検出する反力検出手段３０と、上
記アーム２２を所定の変速動作方向に駆動するアーム駆
動手段３４と、上記作用力検出手段３２により検出され
た作用力の値に基づきシフトノブ５を押す力が所定値と
なるように上記３動作機構２８を制御する制御手段３６
と、上記３軸動作機構２８の動作時に上記シフトノブ５
からの反力の変化からシフトフィーリングを判定する判
定手段３８と、を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シフトフィーリングチ
ェック装置に係わり、特にロボットを用いて自動車のト
ランスミッションのシフトフィーリングを自動的にチェ
ックするシフトフィーリングチェック装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】マニュアル・トランスミッションの品質
評価項目の一つにシフトフィーリング（ギヤが入った感
じとか抜けた感じ等）がある。従来、このシフトフィー
リングの検査は、官能検査であることから、作業者によ
り、人為的に人間の感覚に頼って行われていた。これに
は、当然個人差が発生し、この結果、シフトフィーリン
グの評価の際、ばらつきが発生するため信頼性が低く、
また、評価結果を定量化できないという問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このため、従来からこ
のマニュアル・トランスミッションのシフトフィーリン
グのチェックを機械を用いて自動的に行うため、多くの
提案がなされている。例えば、特開昭６４−６７３６号
公報や特開昭６３−２７４８３６号公報にマニュアル・
トランスミッションのシフトフィーリングを自動的に判
定するために自動判定装置が開示されている。しかしな
がら、これらの従来の装置は、単一の車種にしか適用で
きず、そのため、車種変更によるシフトノブの位置の変
更や異なる車種を混在させて流す混流生産時の多車種対
応が困難であった。また、従来の装置は、一般的に大型
であるため、トランスミッションを車室内に搭載した
後、そのシフトフィーリングのチェックを行うことは困
難であった。そこで本発明は、上記従来技術の問題点を
解決するためになされたものであり、多車種対応が容易
であるシフトフィーリングチェック装置を提供すること
を目的としている。また、本発明は、シフトフィーリン
グを定量化でき、良否判定の精度を向上させたシフトフ
ィーリングチェック装置を提供することを目的としてい
る。

【０００４】さらに、本発明は、ロボットを用いてトラ
ンスミッションのシフトフィーリングをチェックする
が、その際、ロボットの教示工数の低減が図れるシフト
フィーリングチェック装置を提供することを目的として
いる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明は、直交座標型または垂直多関節型のアームを
有するロボットを用いてトランスミッションのシフトフ
ィーリングをチェックするシフトフィーリングチェック
装置において、トランスミッションのシフトノブを把持
するハンドと、このハンドとアームとの間に配置され３
軸方向に移動動作可能な３軸動作機構と、この３軸動作
機構の各軸方向に作用する作用力を検出する作用力検出
手段と、上記シフトノブからの反力を検出する反力検出
手段と、上記アームを所定の変速動作方向に駆動するア
ーム駆動手段と、上記作用力検出手段により検出された
作用力の値に基づきシフトノブを押す力が所定値となる
ように上記３動作機構を制御する制御手段と、上記３軸
動作機構の動作時に上記シフトノブからの反力の変化か
らシフトフィーリングを判定する判定手段と、を有する
ことを特徴としている。このように構成された本発明に
おいては、直交座標型または垂直多関節型のアームを有
するロボットを用いてトランスミッションのシフトフィ
ーリングをチェックする際、シフトノブを把持するハン
ドとアームとの間に３軸方向に移動動作可能な３軸動作
機構が配置されている。このため、アームを変速動作方
向へ駆動させる際、その教示を２次元平面内で行うこと
ができる。このとき、３軸動作機構により、３次元的動
作が吸収される。また、３軸動作機構が、制御手段によ
り作用力の値に基づきシフトノブを押す力が所定値とな
るように制御されるため、反力検出手段によりシフトノ
ブからの反力の変化を検出することができる。この結
果、この反力の変化に基づき、判定手段によりシフトフ
ィーリングを判定している。

【０００６】

【実施例】以下本発明の一実施例について添付図面を参
照して説明する。図１は本発明のシフトフィーリングチ
ェック装置の一実施例を示す全体構成図である。この図
１に示すように、符号１は、コンベア搬送装置であり、
このコンベア搬送装置１の上には、治具パレット２が搭
載され、この治具パレット２が、検査対象ワークである
マニュアル・トランスミッション４を固定支持してい
る。このマニュアル・トランスミッション４は、シフト
操作を行うシフトノブ５を備えている。治具パレット２
が所定の検査位置に到達したとき、昇降ストッパ６が駆
動される。この昇降ストッパ６は、コンベア搬送装置１
上で、治具パレット２の前後方向の位置決めを行うため
のものであり、空気圧シリンダ等で上下方向に駆動され
る。また、同時に位置決めピン８をその上面に有するリ
フタ１０が駆動される。このリフタ１０は、位置決めピ
ン８により、治具パレット２を前後左右方向に位置決め
を行うためのものであり、空気圧シリンダ等で上下方向
に駆動される。符号２０は、産業用ロボットを示し、こ
の産業用ロボット２０は、垂直多関節型のアーム２２を
有するタイプのものである。なお、このロボット２０
は、垂直多関節型アームに限らず、直行座標型のアーム
を有するタイプのものでもよい。垂直多関節型のアーム
２２の先端部には、手首部２４とハンド２６が取り付け
られている。このハンド２６は、上記シフトノブ５を把
持する機能と後述するエンドエフェクタの各軸の回転方
向と傾き方向に対して若干の受動的な自由度を有してい
る。

【０００７】本実施例においては、これらの手首部２４
とハンド２６との間には、エンドエフェクタ２８、力覚
センサ３０及び力センサ３２がユニット化されて取り付
けられている。エンドエフェクタ２８は、図２に示され
たように、３軸直交テーブル即ち、Ｘ軸方向に移動可能
なＸ軸テーブル２８ａ、Ｙ軸方向に移動可能なＹ軸テー
ブル２８ｂ及びＺ軸方向に移動可能なＺ軸テーブル２８
ｃにより構成され、これらの各テーブル２８ａ，２８
ｂ，２８ｃは、それぞれ独立してサーボモータにより能
動的に駆動される。また、力覚センサ３０は、Ｘ軸、Ｙ
軸、Ｚ軸の各軸方向のシフトノブ５からの反力と各軸ま
わりのモーメントを検出するためのものである。さら
に、力センサ３２は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸方向のエ
ンドエフェクタ２８の変位を検出しその変位を力に換算
することにより、エンドエフェクタ２８がハンド２６を
介してシフトノブ５に作用させる作用力を検出するため
のものである。次に、制御系について説明する。符号３
４は、ロボット制御装置を示し、このロボット制御装置
３４からの動作指令によりアーム２２が駆動される。符
号３６は、エンドエフェクタ制御装置を示し、このエン
ドエフェクタ制御装置３６は、力センサ３２からの力
（変位）情報に基づき、エンドエフェクタ２８に力制御
動作指令を出力し、この動作指令によりエンドエフェク
タ２８が制御される。力覚センサ３０から、シフトノブ
５からの反力と各軸まわりのモーメントに基づくシフト
フィーリング情報が判定装置３８に出力され、判定装置
３８は、これらの情報に基づき判定した結果であるＯＫ
／ＮＧ情報を識別装置４０に出力する。この識別装置４
０は、治具パレット２に内蔵されており、車種情報等を
記憶しており、この記憶情報をロボット制御装置３４及
びエンドエフェクタ制御装置３６に出力している。ここ
で、識別装置４０とロボット制御装置３４及びエンドエ
フェクタ制御装置３６との間の通信は、アンテナ（図示
せず）を介して電波により行っている。

【０００８】以下、本実施例によるシフトフィーリング
（特にかじり検出）のチェック動作の内容を図３のフロ
ーチャートを参照して説明する。この図３において、Ｓ
は各ステップを示している。先ず、Ｓ１において、車種
情報の読み取りが行われる。これは、識別装置４０から
車種情報が、ロボット制御装置３４及びエンドエフェク
タ制御装置３６に送信されることにより行われる。次
に、Ｓ２において、検査対象ワークであるマニュアル・
トランスミッション４の位置決めが行われる。この位置
決めは、上述したように、トランスミッション４を搭載
した治具パレット２を昇降ストッパ６及び位置決めピン
８を有するリフタ１０を駆動することにより行ってい
る。次に、位置決め完了後、Ｓ３において、プログラム
を切り換える。即ち、車種毎に車種情報が異なるため、
ロボット制御装置３４において対応する車種のプログラ
ムに置き換えられる。この置き換えられたプロブラムに
基づきロボット制御装置３４から動作指令がアーム２２
に出力され、これにより、アーム２２が、シフトノブ５
の位置まで駆動される。その後、Ｓ４において、シフト
ノブ５がハンド２６により把持される。

【０００９】次に、Ｓ５において、ロボットにより変速
動作を行う。図４は、変速動作の例として２種類のシフ
トパターンを示している。この変速動作は、所定のシフ
トパターンに沿って、アーム２２をコンベア面に平行な
２次元平面（Ｘ−Ｙ平面）内で動作させることにより行
う。このとき、アーム２２は、Ｚ軸方向へは駆動されな
い。これは、後述するように、変速時に発生するシフト
ノブ５のＺ軸方向の沈み込みやＸ−Ｙ平面内の微妙な位
置ずれを、エンドエフェクタ２８が吸収するからであ
る。次に、Ｓ６及びＳ７において、ロボットアーム２２
による変速動作の際、エンドエフェクタ２８を力制御す
ることにより一定の作用力で押し付けシフトノブ５を移
動させる。この力制御において、力センサ３２からの力
（変位）情報によりシフトノブ５を押す作用力が所定の
一定値となるようにエンドエフェクタ制御装置３６によ
りエンドエフェクタ２８が制御されている。このように
してエンドエフェクタ２８が力制御されるので、これに
より、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸方向にエンドエフェクタ
２８が駆動され、その結果、図５に示される変位Ｌ１〜
Ｌ４をエンドエフェクタ２８が吸収することができる。
ここで、変位Ｌ１〜Ｌ４は、変速時に生じるシフトノブ
５の各軸方向の変位量を示している。

【００１０】このとき、Ｓ８において、力覚センサ３０
によりシフトノブ５から受ける反力の変化を計測する。
同時に、Ｓ９において、シフトノブ５のストロークの変
化を、アーム２２の位置とエンドエフェクタ２８の各軸
方向の変位値（各軸のサーボモータのエンコーダの値）
とから計測する。ここで、Ｓ５〜Ｓ６のステップにおけ
る動作は、ロボットアーム２２による変速動作が行われ
る際同時に実行される。次に、Ｓ１０において、Ｙ軸に
反力をＸ軸にシフトノブ５のストロークをそれぞれ記録
する。この後、Ｓ１１において、図６に示すように、Ｓ
１０において得られた記録を予め設定された基準と比較
する。ここで、図６において（Ａ）で示される領域が所
望のシフトフィーリングが得られるＯＫ領域であり、
（Ｂ）で示される領域がかじりが発生しているため不良
品と判定するＮＧ領域である。Ｓ１１において、ＯＫ領
域にあると判定された場合には、Ｓ１２に進み、ＯＫデ
ータを認識装置４０に書き込み、Ｓ１３において、次の
工程へ移行する。一方、Ｓ１１においえ、ＮＧ領域にあ
ると判定された場合には、Ｓ１４に進み、ＮＧデータを
認識装置４０に書き込み、Ｓ１５において、手直し工程
へトランスミッション４を搬出し、Ｓ１６において、手
直しを完了する。その後、Ｓ１から同様の処理を実行す
る。

【００１１】次に本発明の他の実施例を説明する。この
実施例は、変速動作によりシフトノブが各ポジッション
の最終位置に到達したときに操作者が感じるクリック感
をチェックする場合に本発明を適用したものである。こ
の実施例においては、基本的には、図３に示されたフロ
ーチャートと同様なステップが実行されるが、シフトノ
ブのストロークを計測する必要がなく、力覚センサから
の反力のみを計測している。図７は、反力が変化する様
子を示した線図である。この図７において、反力が急激
に落ち込んだ時点が、シフトノブが各ポジッションの最
終位置に到達した時を示している。この最終位置に到達
した時に、反力の変化量（図中Ｃで示す）に起因してク
リック感が生じる。このため、本実施例では、この反力
の変化量Ｃが、所望の範囲内（ａ≦Ｃ≦ｂ）であれば、
ＯＫ領域と判定し、それ以外の範囲であれば、ＮＧ領域
と判定している。以上説明したように、本実施例におい
ては、汎用性のあるロボットを用いているため、各車種
に対応するプログラムを切り換えるのみで多車種に対応
でき、設備のコストの低減を図ることができる。３次元
的な動きを３軸動作可能なエンドエフェクタ２８により
行うことにより、変速動作をロボットアーム２２で行う
際、２次元平面内の動作で良くなるためロボット本体へ
の教示工数の低減が計られ、また教示の精度もラフなも
ので良くなる。また、基準点（ニュートラルの位置）か
ら最終位置が検出できるので、シフトノブのストローク
の検査も同時に行うことができる。

【００１２】また、エンドエフェクタ２８の力制御に変
速動作を行う作用力を一定にすることができるため、反
力の変化のみを力覚センサ３０により取り出せることが
でき、この反力の変化から、シフトフィーリングを定量
化でき、良否判定の精度を向上させることができる。さ
らに、小型のロボットを用いることにより、車室内に装
置全体を搬入することが可能となり、その結果、トラン
スミッションを車室内に搭載した後であっても、シフト
フィーリングのチェックを行うことができる。上述した
実施例においては、検査対象ワークが、マニュアル・ト
ランスミッションであったが、本発明は、これに限られ
ず、オートマチック・トランスミッションにも適用でき
る。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように本発明のシフトフィ
ーリングチェック装置によれば、多車種対応が容易とな
り、また、シフトフィーリングを定量化でき、良否判定
の精度を向上さることができる。さらに、ロボットを用
いてトランスミッションのシフトフィーリングをチェッ
クするが、その際、ロボットの教示工数の低減を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシフトフィーリングチェック装置の一
実施例を示す全体構成図

【図２】本発明の実施例に用いられるエンドエフェクタ
を示す斜視図

【図３】本発明の一実施例により実行されるシフトフィ
ーリングのチェック動作の内容を示すフローチャート

【図４】２種類のシフトパターンを示す図

【図５】変速動作時のシフトノブの変位を示す図

【図６】反力とストロークをパラメータとしてかじりに
ついてのＯＫ領域とＮＧ領域を示す線図

【図７】反力をパラメータとしてクリック感についての
ＯＫ領域とＮＧ領域を示す線図

【符号の説明】

４ マニュアル・トランスミッション ５ シフトノブ ２０ 産業用ロボット ２２ アーム ２６ ハンド ２８ エンドエフェクタ ３０ 力覚センサ ３２ 力センサ ３４ ロボット制御装置 ３６ エンドエフェクタ制御装置 ３８ 判定装置 ４０ 識別装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直交座標型または垂直多関節型のアーム
   を有するロボットを用いてトランスミッションのシフト
   フィーリングをチェックするシフトフィーリングチェッ
   ク装置において、 トランスミッションのシフトノブを把持するハンドと、 このハンドとアームとの間に配置され３軸方向に移動動
   作可能な３軸動作機構と、 この３軸動作機構の各軸方向に作用する作用力を検出す
   る作用力検出手段と、 上記シフトノブからの反力を検出する反力検出手段と、 上記アームを所定の変速動作方向に駆動するアーム駆動
   手段と、 上記作用力検出手段により検出された作用力の値に基づ
   きシフトノブを押す力が所定値となるように上記３動作
   機構を制御する制御手段と、 上記３軸動作機構の動作時に上記シフトノブからの反力
   の変化からシフトフィーリングを判定する判定手段と、 を有することを特徴とするシフトフィーリングチェック
   装置。