JPH085413B2 - 部品組付方法 - Google Patents
部品組付方法Info
- Publication number
- JPH085413B2 JPH085413B2 JP62100758A JP10075887A JPH085413B2 JP H085413 B2 JPH085413 B2 JP H085413B2 JP 62100758 A JP62100758 A JP 62100758A JP 10075887 A JP10075887 A JP 10075887A JP H085413 B2 JPH085413 B2 JP H085413B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- parts
- cameras
- engine
- assembly
- transmission
- Prior art date
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- Automobile Manufacture Line, Endless Track Vehicle, Trailer (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、例えば自動車のエンジンとトランスミッシ
ョンのような２部品を相互に組み付ける方法に関する。
ョンのような２部品を相互に組み付ける方法に関する。
従来の技術とその問題点 自動車に搭載されるエンジンとトランスミッションと
を相互に組み付ける方法としては、位置決めされたエン
ジンに対し作業者がトランスミッションの位置を変化さ
せながら行う方法のほか、特開昭59−73374号公報に示
されているものがある。
を相互に組み付ける方法としては、位置決めされたエン
ジンに対し作業者がトランスミッションの位置を変化さ
せながら行う方法のほか、特開昭59−73374号公報に示
されているものがある。
前者の方法は、作業者が試行錯誤を繰り返しながらト
ランスミッションの姿勢を変化させて最適な組付位置を
見い出しており、したがって作業に熟練を要するほか、
作業時間が著しく長いものとなっている。
ランスミッションの姿勢を変化させて最適な組付位置を
見い出しており、したがって作業に熟練を要するほか、
作業時間が著しく長いものとなっている。
一方、後者の方法では、接触式の位相合わせ部材によ
りエンジンとトランスミッション双方の回転部材の位相
合わせを行っているため、省力化は可能となるものの位
相合わせが完了するまでの時間が長くなる。
りエンジンとトランスミッション双方の回転部材の位相
合わせを行っているため、省力化は可能となるものの位
相合わせが完了するまでの時間が長くなる。
その上、後者の方法では、回転方向の位置合わせだけ
を問題としているため、エンジンとトランスミッション
との軸線が相互に一致していることが前提であり、した
がって位相合わせ前のエンジンとトランスミッションの
位置決めに高精度を必要とするほか、少しでも位置がず
れているとトラブルが発生することになる。
を問題としているため、エンジンとトランスミッション
との軸線が相互に一致していることが前提であり、した
がって位相合わせ前のエンジンとトランスミッションの
位置決めに高精度を必要とするほか、少しでも位置がず
れているとトラブルが発生することになる。
問題点を解決するための手段 本発明は上記の問題点を解決しようとするもので、実
施例にも示すように、個別の支持手段に支持された２部
品を、それぞれの組付面を対向させた上で相互に接近さ
せて双方の組付面同士を接合させることにより組み付け
る方法であって、前記二つの支持手段は、２部品相互の
相対位置誤差を修正するのに必要なそれら支持手段全体
の自由度の総和として２部品の接近方向を１軸に含む直
交３軸の自由度とその接近方向を回転中心とした回転方
向の回転自由度とを有してなり、２部品の対向間隙内に
あって且つ同一軸線上に互いに逆向きに配置された２台
のカメラにより、各組付面に設けられて相互に対をなす
組付基準位置を個別に撮像する工程と、２台のカメラが
とらえた画像から相互に対をなす組付基準位置を検出し
て、その組付基準位置同士の相対位置誤差を算出する工
程と、算出された相対位置誤差に相当する位置補正指令
を少なくともいずれか一方の支持手段に部品の位置補正
指令として与えて双方の組付基準位置を一致させ、前記
２台のカメラを２部品の対向間隙内から退避させたのち
に、２部品を相互に接近させて双方の組付面同士を接合
させることにより組み付ける工程とを含んでいる。
施例にも示すように、個別の支持手段に支持された２部
品を、それぞれの組付面を対向させた上で相互に接近さ
せて双方の組付面同士を接合させることにより組み付け
る方法であって、前記二つの支持手段は、２部品相互の
相対位置誤差を修正するのに必要なそれら支持手段全体
の自由度の総和として２部品の接近方向を１軸に含む直
交３軸の自由度とその接近方向を回転中心とした回転方
向の回転自由度とを有してなり、２部品の対向間隙内に
あって且つ同一軸線上に互いに逆向きに配置された２台
のカメラにより、各組付面に設けられて相互に対をなす
組付基準位置を個別に撮像する工程と、２台のカメラが
とらえた画像から相互に対をなす組付基準位置を検出し
て、その組付基準位置同士の相対位置誤差を算出する工
程と、算出された相対位置誤差に相当する位置補正指令
を少なくともいずれか一方の支持手段に部品の位置補正
指令として与えて双方の組付基準位置を一致させ、前記
２台のカメラを２部品の対向間隙内から退避させたのち
に、２部品を相互に接近させて双方の組付面同士を接合
させることにより組み付ける工程とを含んでいる。
上記の組付基準位置とは、ボルト孔同士、ボルトとボ
ルト孔、さらには位置決めピンと位置決め孔等を含むも
のである。
ルト孔、さらには位置決めピンと位置決め孔等を含むも
のである。
実施例 第６図〜第８図は本発明方法を応用した組付装置の一
例を示す図であって、前述したエンジンとトランスミッ
ションとを組み付ける場合について例示している。
例を示す図であって、前述したエンジンとトランスミッ
ションとを組み付ける場合について例示している。
第６図〜第８図に示すように、オーバーヘッドコンベ
ア１により搬送されてきたエンジンＥは、支持手段とし
てのリフター２が上昇動作することにより該リフター２
のリフターテーブル３上に移載される。このリフターテ
ーブル３上には、エンジンＥをトランスミッションＭ側
に押し付けるエアシリンダ35と、エンジンＥのクランク
シャフトを緩速度で回転させるソケット33とを有したド
ライブユニット32が搭載されている。
ア１により搬送されてきたエンジンＥは、支持手段とし
てのリフター２が上昇動作することにより該リフター２
のリフターテーブル３上に移載される。このリフターテ
ーブル３上には、エンジンＥをトランスミッションＭ側
に押し付けるエアシリンダ35と、エンジンＥのクランク
シャフトを緩速度で回転させるソケット33とを有したド
ライブユニット32が搭載されている。
リフターテーブル３は、Ｘ形配置のリンク4,5のうち
一方のリンク５の下端部をモータ６にて水平方向に移動
させることで昇降する。
一方のリンク５の下端部をモータ６にて水平方向に移動
させることで昇降する。
同様にコンベア７により搬送されてきたトランスミッ
ションＭは図示外の移載リフターにより支持手段として
のリフター８のリフターテーブル９上に移載される。
ションＭは図示外の移載リフターにより支持手段として
のリフター８のリフターテーブル９上に移載される。
リフターテーブル９は第８図にも示すように、リンク
10の下端部をモータ11により水平方向に移動させること
で昇降する。またリンク10の下端部を例えばX1方向に移
動させた場合に、同時にもう一方のリンク31の下端部を
モータ12によりX1方向に移動させることで、リフターテ
ーブル９そのものを水平方向に移動させることができ
る。さらに、リフターテーブル９はモータ13を作動させ
ることによりそのθ方向の傾きを、またモータ40を作動
させることによりＹ方向位置をそれぞれ変えることがで
きる。
10の下端部をモータ11により水平方向に移動させること
で昇降する。またリンク10の下端部を例えばX1方向に移
動させた場合に、同時にもう一方のリンク31の下端部を
モータ12によりX1方向に移動させることで、リフターテ
ーブル９そのものを水平方向に移動させることができ
る。さらに、リフターテーブル９はモータ13を作動させ
ることによりそのθ方向の傾きを、またモータ40を作動
させることによりＹ方向位置をそれぞれ変えることがで
きる。
つまり、リフターテーブル３がＺ方向に昇降可能であ
るのに対し、リフターテーブル９はＺ方向,X方向および
θ方向にそれぞれ移動可能である。
るのに対し、リフターテーブル９はＺ方向,X方向および
θ方向にそれぞれ移動可能である。
リフターテーブル９上にはスライドテーブル14があ
り、このスライドテーブル14はエアシリンダ15の作動に
よりＹ方向にスライドする。
り、このスライドテーブル14はエアシリンダ15の作動に
よりＹ方向にスライドする。
16は関節型の産業用ロボット（以下、単にロボットと
いう）で、このロボット16のハンド19には第９図および
第10図に示すように互いに逆向きの２台のCCDカメラ
（以下、単にカメラという）17,18が同一軸線上に配置
されている。また、このロボット16は後述するようにボ
ルト締め作業用のロボットを兼ねており、したがってハ
ンド19には上記のカメラ17,18とは別に一対のナットラ
ンナー20,21を備えている。22は照明用の光源である。
いう）で、このロボット16のハンド19には第９図および
第10図に示すように互いに逆向きの２台のCCDカメラ
（以下、単にカメラという）17,18が同一軸線上に配置
されている。また、このロボット16は後述するようにボ
ルト締め作業用のロボットを兼ねており、したがってハ
ンド19には上記のカメラ17,18とは別に一対のナットラ
ンナー20,21を備えている。22は照明用の光源である。
なお、エンジンＥあるいはトランスミッションＭの種
別に応じて後述するボルト孔のピッチが異なることか
ら、ナットランナー20,21はモータ23のはたらきにより
そのピッチが可変となっている。
別に応じて後述するボルト孔のピッチが異なることか
ら、ナットランナー20,21はモータ23のはたらきにより
そのピッチが可変となっている。
第１図は第６図の状態を模式的に示したもので、第２
図にも示すように先ずエンジンＥおよびトランスミッシ
ョンＭがそれぞれのリフター2,8上に位置決めされる
と、これらエンジンＥおよびトランスミッションＭの種
別情報は上位の生産指示コンピュータから与えられるこ
とから、リフター８上のトランスミッションＭがモータ
40によりエンジンＥ側に所定量前進し、後述するカメラ
の画像可能領域内に入る。次にロボット16は上記車種情
報に基づく位置指令により、エンジンＥとトランスミッ
ションＭの対向間隙内のうち第１画像取込ポイントP1に
カメラ17,18を位置決めする。そして、エンジンＥおよ
びトランスミッションＭの各組付面Ｆにある第１の組付
基準位置、例えば相互に対をなすボルト孔B1，B11を第
3,4図のように撮像してその画像を同時に取り込み、図
示外の処理装置にて画像を解析し、第５図に示すように
各ボルト孔B1，B11の座標（Xm1，Zm1），（Xe1，Ze1）
を算出して記憶する。より詳しくは、上記のカメラ画像
から各ボルト孔B1，B11の輪郭の円を抽出し、その円の
中心位置を求めて（Xm1，Zm1），（Xe1，Ze1）の座標値
とする。
図にも示すように先ずエンジンＥおよびトランスミッシ
ョンＭがそれぞれのリフター2,8上に位置決めされる
と、これらエンジンＥおよびトランスミッションＭの種
別情報は上位の生産指示コンピュータから与えられるこ
とから、リフター８上のトランスミッションＭがモータ
40によりエンジンＥ側に所定量前進し、後述するカメラ
の画像可能領域内に入る。次にロボット16は上記車種情
報に基づく位置指令により、エンジンＥとトランスミッ
ションＭの対向間隙内のうち第１画像取込ポイントP1に
カメラ17,18を位置決めする。そして、エンジンＥおよ
びトランスミッションＭの各組付面Ｆにある第１の組付
基準位置、例えば相互に対をなすボルト孔B1，B11を第
3,4図のように撮像してその画像を同時に取り込み、図
示外の処理装置にて画像を解析し、第５図に示すように
各ボルト孔B1，B11の座標（Xm1，Zm1），（Xe1，Ze1）
を算出して記憶する。より詳しくは、上記のカメラ画像
から各ボルト孔B1，B11の輪郭の円を抽出し、その円の
中心位置を求めて（Xm1，Zm1），（Xe1，Ze1）の座標値
とする。
ここで、本実施例ではロボット操作および視覚補正を
行うために予め統一した座標原点が設定されているもの
であり、したがって同一軸線上に位置する２つのカメラ
17,18の原点位置が一致しているものとすれば、座標（X
m1，Zm1），（Xe1，Ze1）は上記の座標原点を基準とし
た座標値となる。
行うために予め統一した座標原点が設定されているもの
であり、したがって同一軸線上に位置する２つのカメラ
17,18の原点位置が一致しているものとすれば、座標（X
m1，Zm1），（Xe1，Ze1）は上記の座標原点を基準とし
た座標値となる。
次に、ロボット16はカメラ17,18を第２画像取込ポイ
ントP2に位置決めし、上記と同様に第２の基準位置であ
るボルト孔B2，B12の画像を取り込み、第５図に示すよ
うに各ボルト孔B2，B12の座標（Xm2，Zm2），（Xe2，Z
e2）を算出して記憶する。
ントP2に位置決めし、上記と同様に第２の基準位置であ
るボルト孔B2，B12の画像を取り込み、第５図に示すよ
うに各ボルト孔B2，B12の座標（Xm2，Zm2），（Xe2，Z
e2）を算出して記憶する。
上記のような画像取り込みを終えると、ロボット16は
カメラ17,18をエンジンＥとトランスミッションＭとの
対向間隙から退避させてボルト締め位置で待機する一
方、処理装置では先の座標（Xm1，Zm1），（Xe1，Ze1）
および（Xm2，Zm2），（Xe2，Ze2）に基づいてボルト孔
B1，B11およびB2，B12相対位置誤差（ずれ量）を算出す
る。
カメラ17,18をエンジンＥとトランスミッションＭとの
対向間隙から退避させてボルト締め位置で待機する一
方、処理装置では先の座標（Xm1，Zm1），（Xe1，Ze1）
および（Xm2，Zm2），（Xe2，Ze2）に基づいてボルト孔
B1，B11およびB2，B12相対位置誤差（ずれ量）を算出す
る。
すなわち、第５図に示すようにエンジンＥ側の２つの
ボルト孔B11，B12の座標を結ぶ線をｅとし、またトラン
スミッションＭ側の２つのボルト孔B1，B2の座標を結ぶ
線をｍとすると、線ｅに線ｍを重ね合わせるのに必要な
X,Zおよびθ方向の補正量ΔX,ΔZ,Δθを算出する。
ボルト孔B11，B12の座標を結ぶ線をｅとし、またトラン
スミッションＭ側の２つのボルト孔B1，B2の座標を結ぶ
線をｍとすると、線ｅに線ｍを重ね合わせるのに必要な
X,Zおよびθ方向の補正量ΔX,ΔZ,Δθを算出する。
さらに、ロボット16側には上記のボルト孔B1，B11お
よびB2，B12についてボルト締め作業を行うために、基
準ボルト孔位置B21，B22が予めティーチングされてい
る。そこで、上記の補正量とは別に、エンジンＥ側のボ
ルト孔B11，B22の座標を基準ボルト孔位置B21，B22に一
致させるのに必要な補正量ΔX1，ΔZ1，Δθ1を算出す
る。
よびB2，B12についてボルト締め作業を行うために、基
準ボルト孔位置B21，B22が予めティーチングされてい
る。そこで、上記の補正量とは別に、エンジンＥ側のボ
ルト孔B11，B22の座標を基準ボルト孔位置B21，B22に一
致させるのに必要な補正量ΔX1，ΔZ1，Δθ1を算出す
る。
次に、上記の補正量ΔX,ΔZ,Δθをリフター８の制御
系に補正指令として与える。この補正指令は予め与えら
れている位置データの偏差データとして与えられ、モー
タ11,12のはたらきによりトランスミッションＭのＸ方
向の位置が修正され、同様にモータ11のはたらきにより
Ｚ方向の位置が、モータ13のはたらきによりθ方向の位
置がそれぞれ修正され、エンジンＥ側とトランスミッシ
ョンＭ側のボルト孔B1，B11およびB2，B12同士の位置が
一致することになる。
系に補正指令として与える。この補正指令は予め与えら
れている位置データの偏差データとして与えられ、モー
タ11,12のはたらきによりトランスミッションＭのＸ方
向の位置が修正され、同様にモータ11のはたらきにより
Ｚ方向の位置が、モータ13のはたらきによりθ方向の位
置がそれぞれ修正され、エンジンＥ側とトランスミッシ
ョンＭ側のボルト孔B1，B11およびB2，B12同士の位置が
一致することになる。
そして、ドライブユニット32のエアシリンダ35により
ソケット３をエンジンＥに押し付け、トランスミッショ
ンＭがマニュアル式である場合にはエンジンＥの出力軸
とスプライン結合することから、ソケット33を図示外の
モータで緩速度で回転させる。次に、モータ40のはたら
きによりトランスミッションＭをエンジンＥに向かって
Ｙ方向に前進させると、双方の組付面F,F同士が接近
し、さらにエアシリンダ15で強く押し込むことで接合状
態となる。
ソケット３をエンジンＥに押し付け、トランスミッショ
ンＭがマニュアル式である場合にはエンジンＥの出力軸
とスプライン結合することから、ソケット33を図示外の
モータで緩速度で回転させる。次に、モータ40のはたら
きによりトランスミッションＭをエンジンＥに向かって
Ｙ方向に前進させると、双方の組付面F,F同士が接近
し、さらにエアシリンダ15で強く押し込むことで接合状
態となる。
この状態でロボット16が再度起動し、ハンド19のナッ
トランナー20,21に予め挿入されているボルトを前記の
ボルト孔B1(B11)，B2(B12)に締め込んでエンジンＥとト
ランスミッションＭとを一体的に連結する。この時、上
記のボルト締めにあたってはロボット16は先の補正量Δ
X1，ΔZ1，Δθ1分だけその位置が補正される。
トランナー20,21に予め挿入されているボルトを前記の
ボルト孔B1(B11)，B2(B12)に締め込んでエンジンＥとト
ランスミッションＭとを一体的に連結する。この時、上
記のボルト締めにあたってはロボット16は先の補正量Δ
X1，ΔZ1，Δθ1分だけその位置が補正される。
ここで、上記のシステムにおいては、万一、カメラ1
7,18の取付不良等によりカメラ17,18の位置ずれが生じ
た場合には、被検出物側の位置ずれとして認識してしま
い、正規の作業を行えなくなる。そこで、前述した第１
画像取込ポイントの前に別のチェックポイントを設定
し、このチェックポイントにおいて例えば所定のマーク
が付された固定物を画像処理する。そして、一番最初に
画像処理したときの上記マークの座標を記憶しておく一
方、ロボットの１サイクルごとに上記のマークについて
の画像処理を実行し、その都度、予め記憶されている座
標と比較監査する。
7,18の取付不良等によりカメラ17,18の位置ずれが生じ
た場合には、被検出物側の位置ずれとして認識してしま
い、正規の作業を行えなくなる。そこで、前述した第１
画像取込ポイントの前に別のチェックポイントを設定
し、このチェックポイントにおいて例えば所定のマーク
が付された固定物を画像処理する。そして、一番最初に
画像処理したときの上記マークの座標を記憶しておく一
方、ロボットの１サイクルごとに上記のマークについて
の画像処理を実行し、その都度、予め記憶されている座
標と比較監査する。
そして、そのずれ量に応じて前述した被検出物の画像
取込ポイントでの座標を補正するようにすれば、カメラ
17,18の位置ずれによる影響を回避できる。
取込ポイントでの座標を補正するようにすれば、カメラ
17,18の位置ずれによる影響を回避できる。
発明の効果 本発明によれば、２部品の各組付面に設けられて相互
に対をなす組付基準位置を、同一軸線上に位置する２台
のカメラで認識して位置補正するようにしているため、
従来の方法と比べて大幅にサイクルタイムを短縮できる
ほか、高精度な組付作業を行える。
に対をなす組付基準位置を、同一軸線上に位置する２台
のカメラで認識して位置補正するようにしているため、
従来の方法と比べて大幅にサイクルタイムを短縮できる
ほか、高精度な組付作業を行える。
さらに、上記の補正量をボルト締め装置にもフィード
バックするようにすれば、ボルト締めを含めた組付作業
の完全無人化を実現できる。
バックするようにすれば、ボルト締めを含めた組付作業
の完全無人化を実現できる。
第１図は本発明の一実施例を示す図で第６図を模式的に
表した説明図、第２図は第１図での動作系のフローチャ
ート、第３図は第１図のａ方向矢視図、第４図は第１図
のｂ方向矢視図、第５図は画像処理系の説明図、第６図
は本発明を応用した組付装置の平面説明図、第７図は第
６図の正面説明図、第８図は第７図のＡ方向矢視図、第
９図はロボットハンドの平面図、第10図は第９図の正面
図である。 2,8…支持手段としてのリフター、16…産業用ロボッ
ト、17,18…CCDカメラ、Ｅ…エンジン、Ｍ…トランスミ
ッション、B1，B2，B11，B12…組付基準位置としてのボ
ルト孔。
表した説明図、第２図は第１図での動作系のフローチャ
ート、第３図は第１図のａ方向矢視図、第４図は第１図
のｂ方向矢視図、第５図は画像処理系の説明図、第６図
は本発明を応用した組付装置の平面説明図、第７図は第
６図の正面説明図、第８図は第７図のＡ方向矢視図、第
９図はロボットハンドの平面図、第10図は第９図の正面
図である。 2,8…支持手段としてのリフター、16…産業用ロボッ
ト、17,18…CCDカメラ、Ｅ…エンジン、Ｍ…トランスミ
ッション、B1，B2，B11，B12…組付基準位置としてのボ
ルト孔。
Claims (1)
- 【請求項１】個別の支持手段に支持された２部品を、そ
れぞれの組付面を対向させた上で相互に接近させて双方
の組付面同士を接合させることにより組み付ける方法で
あって、 前記二つの支持手段は、２部品相互の相対位置誤差を修
正するのに必要なそれら支持手段全体の自由度の総和と
して２部品の接近方向を１軸に含む直交３軸の自由度と
その接近方向を回転中心とした回転方向の回転自由度と
を有してなり、 ２部品の対向間隙内にあって且つ同一軸線上に互いに逆
向きに配置された２台のカメラにより、各組付面に設け
られて相互に対をなす組付基準位置を個別に撮像する工
程と、 ２台のカメラがとらえた画像から相互に対をなす組付基
準位置を検出して、その組付基準位置同士の相対位置誤
差を算出する工程と、 算出された相対位置誤差に相当する位置補正指令を少な
くともいずれか一方の支持手段に部品の位置補正指令と
して与えて双方の組付基準位置を一致させ、前記２台の
カメラを２部品の対向間隙内から退避させたのちに、２
部品を相互に接近させて双方の組付面同士を接合させる
ことにより組み付ける工程、 とを含むことを特徴とする部品組付方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62100758A JPH085413B2 (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | 部品組付方法 |
| US07/183,982 US4843708A (en) | 1987-04-23 | 1988-04-20 | Assembly method for component parts and system |
| GB8809368A GB2204814B (en) | 1987-04-23 | 1988-04-20 | Assembly method for component parts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62100758A JPH085413B2 (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | 部品組付方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63265788A JPS63265788A (ja) | 1988-11-02 |
| JPH085413B2 true JPH085413B2 (ja) | 1996-01-24 |
Family
ID=14282410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62100758A Expired - Fee Related JPH085413B2 (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | 部品組付方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH085413B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5973374A (ja) * | 1982-10-20 | 1984-04-25 | Toyota Motor Corp | 回転体位相合せ装置 |
| JPS6212483A (ja) * | 1985-05-30 | 1987-01-21 | Nachi Fujikoshi Corp | 自動車窓ガラスの自動取付装置 |
-
1987
- 1987-04-23 JP JP62100758A patent/JPH085413B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63265788A (ja) | 1988-11-02 |
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