JPH0958541A - 車輪取付位置検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 位置検出および位相規整の際にアクチュエー
タの作動が必要となり、これらアクチュエータの作動時
間のために生産性の点で不利になる虞れがある。 【解決手段】 第１計測位置２点ＭＣ11，ＭＣ12からそ
れぞれ比較的焦点距離の短い第１ＣＣＤイメージセンサ
６１によってホイールハブＨに突設したハブボルトＨＢ
の先端占位位置を計測する工程と、前記計測したハブボ
ルトＨＢの先端占位位置に基づいて補正した距離計測位
置ＭＬ1 ′，ＭＬ2′，ＭＬ3 ′からそれぞれホイール
ハブＨまでの距離を計測する工程と、前記計測した距離
に基づいて前記ホイールハブＨの姿勢を演算する工程
と、前記演算したホイールハブＨの姿勢に基づいて補正
した第２計測位置２点ＭＣ21′，ＭＣ22′からそれぞれ
比較的焦点距離の長い第２ＣＣＤイメージセンサ６２に
よって前記ハブボルトＨＢの先端占位位置を計測する工
程とを含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定の作業位置に
占位した車両のホイールハブに車輪を取り付けるための
車輪取付位置を検出する方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ロボットを適用して車両のホ
イールハブに車輪を取り付ける場合には、通常、基準位
置に配置させたホイールハブに対して車輪取付作業のテ
ィーチング操作を行い、このティーチング操作で得られ
たティーチングデータに基づいて都度搬送ライン上を搬
送される車両のホイールハブに対してロボットをプレイ
バックするようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、搬送ライン
上を搬送される車両のホイールハブにあっては、車両の
位置ずれや操舵状態の相違により、その占位位置および
姿勢、さらにはハブボルトの位相が必ずしもティーチン
グ操作を行った場合と同一であるとは限らず、このよう
な場合、ロボットのプレイバックによっても車輪を取り
付けることが困難となる。

【０００４】このため先に出願人は、互いに異なる軸方
向に移動可能に配設し、それぞれホイールハブの周面に
当接する一対の当接部材と、これら当接部材の移動距離
を計測する手段と、所定の基準平面からホイールハブの
少なくとも互いに異なる３点までの距離を計測する計測
手段とを備えたホイールハブの位置検出装置、並びに固
定部材と移動部材との協働によってハブボルトを所定の
位相に規定する位相規整装置を提供した。

【０００５】このような位置検出装置および位相規整装
置を備えるものによれば、当接部材の移動距離によって
ホイールハブの占位位置を検出し、かつ計測手段の計測
結果によってホイールハブの姿勢を検出することができ
るため、これらの検出結果に基づいてティーチングデー
タを補正することが可能となり、さらに固定部材と移動
部材との協働によってハブボルトをティーチング操作の
場合と同一の位相に規定することができるため、ロボッ
トのプレイバックによって車輪を確実に取り付けること
ができるようになる。

【０００６】しかしながら、上記位置検出装置および上
記位相規整装置では、当接部材の移動や移動部材の駆動
に際して、いずれもシリンダアクチュエータ等のアクチ
ュエータの作動が必要になるため、該アクチュエータの
作動中、車両の取付作業を中断せざるを得ず、生産性の
点で不利になる虞れがある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、所定の作業位
置に占位した車両のホイールハブに車輪を取り付けるた
めの車輪取付位置を検出する方法であって、予設定した
複数の第１先端計測位置からそれぞれ比較的焦点距離の
短い第１の視覚センサによって前記ホイールハブに突設
したハブボルトの先端占位位置を計測する工程と、前記
計測したハブボルトの先端占位位置に基づいて予設定し
た少なくとも３つの距離計測位置をそれぞれ補正し、該
補正した距離計測位置からそれぞれホイールハブまでの
距離を計測する工程と、前記計測した距離に基づいて前
記ホイールハブの姿勢を演算する工程と、前記演算した
ホイールハブの姿勢に基づいて予設定した複数の第２先
端計測位置をそれぞれ補正し、該補正した複数の第２先
端計測位置からそれぞれ比較的焦点距離の長い第２の視
覚センサによって前記ハブボルトの先端占位位置を計測
する工程とを含んでいる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、一実施の形態を示す図面に
基づいて本発明を詳細に説明する。図７および図８は、
本発明に係る車輪取付位置検出方法を適用した四輪自動
車用組立ラインの車輪取付工程を概念的に示したもの
で、車両ＣＶをそれぞれ位置決め配置するための第１停
止位置Ｓ1 と第２停止位置Ｓ2 とを有し、該第２停止位
置Ｓ2 に位置決め配置した車両ＣＶの各ホイールハブＨ
にそれぞれ車輪Ｗの取付作業を施すための車輪取付工程
を例示している。なお、以下においては、上記組立ライ
ンにおける車両ＣＶの搬送方向をＸ軸方向、鉛直上下方
向をＹ軸方向、該組立ラインの幅方向をＺ軸方向と定義
し、さらに図７および図８中の右方をそれぞれ組立ライ
ンの上流として順次説明していく。また、上記組立ライ
ンを搬送させる車両ＣＶは、各ホイールハブＨにそれぞ
れ４本のハブボルトＨＢを備えているものとする。

【０００９】第１停止位置Ｓ1 は、車輪Ｗの取付作業に
先立って組立ラインに対する車両ＣＶの位置ずれ量を計
測するためのもので、Ｘ軸方向計測センサ１０とＺ軸方
向計測センサ１１とを備えている。これら各計測センサ
１０，１１は、いずれもエアシリンダスケールによって
構成したもので、それぞれ所定の設置位置から車両ＣＶ
の対応する部位に当接するまでのストローク量に応じて
個々の位置ずれ量を計測する作用を成す。

【００１０】図からも明らかなように、この第１停止位
置Ｓ1 では、上記Ｘ軸方向計測センサ１０を唯一組立ラ
インの中心線上にＸ軸方向に沿う態様で下流に向けて固
設する一方、上記Ｚ軸方向計測センサ１１をそれぞれＺ
軸方向に沿う態様で組立ラインの中心線に向け、かつＸ
軸方向に沿って移動する態様で組立ラインの両側にそれ
ぞれ一対ずつ配設している。なお、組立ラインの下流側
に配設したＺ軸方向計測センサ１１は、個々の作動ロッ
ドの先端部に互いに平行となる修正プレート１２を保持
しており、該修正プレート１２をそれぞれ車両前部側の
ホイールハブＨに押圧することによって該ホイールハブ
Ｈを操舵させ、上記組立ラインを搬送される車両ＣＶの
操舵状態がいずれも一定の範囲内、具体的には１０°前
後の範囲内に収まるように修正する機能も兼ね備えてい
る。

【００１１】一方、上記第２停止位置Ｓ2 には、上記組
立ラインの両側方域にそれぞれ計測ロボット２０を配設
しているとともに、各計測ロボット２０の配設位置より
も外方で、かつ組立ラインの下流側に位置する部位に車
輪供給装置３０およびナット供給装置４０を配設し、さ
らにこれら計測ロボット２０、車輪供給装置３０および
ナット供給装置４０によって囲まれる領域内に車輪取付
ロボット５０を配設している。なお、この第２停止位置
Ｓ2 においては、計測ロボット２０、車輪供給装置３
０、ナット供給装置４０および車輪取付ロボット５０を
いずれも組立ラインを挟んで互いに対応する部位に互い
に対称の構成をもって配設しているため、以下には片側
一方についてのみ説明していく。

【００１２】計測ロボット２０は、図７、図８および図
１０に示すように、Ｘ軸方向に沿って移動し、かつＹ軸
回りに回転する態様で床面に配設した主計測ボディ２１
と、該主計測ボディ２１から延在し、水平軸回りに揺動
可能に配設した第１計測アーム２２と、該第１計測アー
ム２２の先端部から延在し、水平軸回りに揺動可能に配
設した第２計測アーム２３と、該第２計測アーム２３の
先端部に配設し、Ｘ、ＹおよびＺの各軸回りに回転する
計測リスト２４とを備えており、この計測リスト２４の
先端部に計測装置６０を保持している。

【００１３】計測装置６０は、ホイールハブＨの姿勢、
並びに該ホイールハブＨから突設した複数のハブボルト
ＨＢの先端占位位置を計測するもので、図１０に示すよ
うに、２種類のＣＣＤイメージセンサ６１，６２とレー
ザ式の測距センサ６３とを備えて構成している。

【００１４】２種類のＣＣＤイメージセンサ６１，６２
は、相互に焦点距離が異なるもの、具体的にはそれぞれ
距離ｄだけ離れた位置において一方（以下、第１ＣＣＤ
イメージセンサ６１と称する）が、図２（ｂ）に示すよ
うに、縦８０ｍｍ×横６１ｍｍの矩形計測範囲６１ａを
有し、他方（以下、第２ＣＣＤイメージセンサ６２と称
する）が縦３２ｍｍ×横２５ｍｍの矩形計測範囲６２ａ
を有するもので、互いに同一の方向を向く態様で、上記
計測リスト２４の先端部に取り付けた保持板６４に並設
している。

【００１５】測距センサ６３は、図には明示していない
が、先端面に投光部および受光部をそれぞれ有し、該投
光部から照射したレーザー光が被測定物、つまりホイー
ルハブＨに反射して受光部に入射した場合に該ホイール
ハブＨにおけるレーザー光の反射点までの距離を計測す
るもので、上記投光部を上記各ＣＣＤイメージセンサ６
１，６２と同一の方向に向ける態様でブラケット６５を
介して上記保持板６４に取り付けている。

【００１６】車輪供給装置３０は、図７に示すように、
上記組立ラインに沿って延在する車輪供給ライン３１を
有し、該車輪供給ライン３１上において中心軸を鉛直方
向に向けた状態の車輪Ｗを順次車両ＣＶの搬送方向と逆
向きに搬送する作用を成す。図には明示していないが、
この車輪供給装置３０では、車輪供給ライン３１上の車
輪Ｗをその中心軸回りに回転させる車輪回転手段と、該
車輪Ｗに設けられた４つのハブボルト挿通孔（図示せ
ず）の位相を検出する位相検出手段とを具備しており、
これら車輪回転手段と位相検出手段との協働によって上
記車輪供給ライン３１の終端部に到達した車輪Ｗのハブ
ボルト挿通孔（図示せず）をそれぞれ予設定した同一の
位相に規定するようにしている。

【００１７】ナット供給装置４０は、上記車輪供給装置
３０の車輪供給ライン３１よりも外方に位置する部位に
組立ラインに沿って延在するナット供給ライン４１を有
し、該ナット供給ライン４１上において車両ＣＶのハブ
ボルトＨＢに対応する４つのナット（図示せず）を図示
していないパレットに収容させた状態で順次車両ＣＶの
搬送方向と逆向きに搬送する作用を成す。図には明示し
ていないが、このナット供給装置４０で適用するパレッ
トは、４つのナット（図示せず）をそれぞれ車輪Ｗにお
けるハブボルト挿通孔（図示せず）に対応する位置に収
容するもので、その底部を角柱状に形成しており、上記
ナット供給ライン４１の図示していないガイド部材との
協働によって該ナット供給ライン４１の終端部に到達し
た場合に上記４つのナット（図示せず）を車輪Ｗのハブ
ボルト挿通孔（図示せず）と同一の位相に規定するよう
にしている。

【００１８】車輪取付ロボット５０は、図７および図８
に示すように、Ｙ軸回りに回転する態様で床面に設置し
た主取付ボディ５１と、該主取付ボディ５１から延在
し、水平軸回りに揺動可能に配設した第１取付アーム５
２と、該第１取付アーム５２の先端部から延在し、水平
軸回りに揺動可能に配設した第２取付アーム５３と、該
第２取付アーム５３の先端部に配設し、Ｘ、ＹおよびＺ
の各軸回りに回転する取付リスト５４とを備えており、
この取付リスト５４の先端部に車輪取付装置７０を保持
している。

【００１９】車輪取付装置７０は、上記車輪供給ライン
３１の終端部に位置決め配置された車輪Ｗを車両ＣＶの
ホイールハブＨに取り付けるためのもので、図１１
（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、複数、具体的
には３つの車輪保持爪７１とナットランナ７２とを備え
ている。

【００２０】車輪保持爪７１は、図には明示していない
が、円板状を成す爪保持板７３の周縁部における互いに
等間隔となる部位に相互に開閉する態様で揺動可能に支
承させており、図示せぬ開閉用アクチュエータの作動に
よって閉塞移動した場合に互いの間に車輪Ｗを保持する
作用を成す。

【００２１】ナットランナ７２は、上記ナット供給ライ
ン４１の終端部に位置決め配置された４つのナット（図
示せず）をそれぞれ個別に収容保持する４つのソケット
７４と、これら各ソケット７４を個別に回転させるとと
もに、該ソケット７４を個々の中心軸に沿って進退移動
させる４つの締結用アクチュエータ７５とを備えてお
り、上記車輪保持爪７１間に車輪Ｗを保持させた場合に
当該車輪Ｗのハブボルト挿通孔（図示せず）にそれぞれ
ソケット７４を対向させる態様で上記爪保持板７３に取
り付けている。

【００２２】図１１（ｂ）に示すように、これら車輪保
持爪７１およびナットランナ７２は、互いの接続部外周
に摺動部７６とドリブンギア７７とを具備しており、該
摺動部７６を介して上記取付リスト５４の先端部に取り
付けたブラケット７８に回転可能に支承され、かつ上記
ドリブンギア７７を介してドライブギア７９に歯合して
いる。ドライブギア７９は、上記ブラケット６５に保持
させた回転用サーボモータ８０の駆動軸に固着したもの
で、該回転用サーボモータ８０を駆動した場合に上記車
輪保持爪７１およびナットランナ７２をそれぞれ中心軸
回りに回転させる作用を成す。

【００２３】上記のように構成した車輪取付工程では、
実際に組立ラインを稼働させる前に、まず車両ＣＶを上
述した第１停止位置Ｓ1 に位置決め配置し、この状態か
ら以下に示すような計測作業のティーチング操作および
初期値設定作業を行い、そのときに得られるティーチン
グデータ、並びに初期値データをそれぞれ図示していな
い計測制御部に順次設定記憶させる。

【００２４】（ステップＡ１）まず、上記第１停止位置
Ｓ1 に位置決め配置した車両ＣＶに対してＸ軸方向計測
センサ１０を作動させ、そのときの計測値をゼロとして
設定記憶する。

【００２５】（ステップＡ２）次いで、Ｚ軸方向計測セ
ンサ１１をそれぞれＸ軸方向に沿って適宜移動すること
によって各Ｚ軸方向計測センサ１１を対応するホイール
ハブＨに対向配置し、そのときの占位位置をそれぞれ設
定記憶する。

【００２６】（ステップＡ３）各ホイールハブＨに対向
配置したＺ軸方向計測センサ１１を作動させ、それぞれ
の計測値をゼロとして設定記憶する。

【００２７】このとき、上述したように、組立ラインの
下流側に配設したＺ軸方向計測センサ１１の作動に伴っ
て修正プレート１２が車両前部側のホイールハブＨに押
圧され、車両ＣＶを移動させることなく当該ホイールハ
ブＨの操舵状態が１０°前後の範囲内に修正されること
になる。

【００２８】（ステップＡ４）上述した第１停止位置Ｓ
1 でのティーチング操作および初期値設定作業を終了す
ると、上記組立ラインを所定距離だけ駆動し、上記第１
停止位置Ｓ1 に位置決め配置した車両ＣＶを搬送して第
２停止位置Ｓ2 に位置決め配置させる。

【００２９】なお、以下に示す第２停止位置Ｓ2 でのテ
ィーチング操作および初期値設定作業は、前後左右４つ
のホイールハブＨに対して全て行うものであるものの、
いずれもが同様のものであるため、片側の前車輪および
後車輪についての操作のみを説明していく。また、第２
停止位置Ｓ2 でのティーチング操作および初期値設定作
業は、いずれもホイールハブＨから突出する４本のハブ
ボルトＨＢを所定の位相に配置させた基準状態、具体的
には図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、ハブボ
ルトＨＢをそれぞれ時計の１２時、３時、６時および９
時の位置に占位させた基準状態で行うものとする。

【００３０】（ステップＡ５）まず、上記第２停止位置
Ｓ2 では、図６（ｃ）に示すように、前後両ホイールハ
ブＨの中心軸ＨＣと各ハブボルトＨＢの先端面を含む平
面αとの交点をそれぞれの作業中心点Ｃとして設定記憶
し、さらに初期状態位置、具体的には第２停止位置Ｓ2
の最下流側に占位した計測ロボット２０を適宜作動させ
ることにより、計測装置６０を前車輪側のホイールハブ
Ｈに対向設置させる。

【００３１】（ステップＡ６）次に、前車輪側のホイー
ルハブＨにおける各ハブボルトＨＢの先端面から距離ｄ
だけ離隔した基準平面β内において上述した第１ＣＣＤ
イメージセンサ６１による第１計測位置２点ＭＣ11，Ｍ
Ｃ12を、それぞれ対応するホイールハブＨの作業中心点
Ｃを原点する座標値として設定記憶する。

【００３２】ここで、これら２つの第１計測位置ＭＣ1
1，ＭＣ12は、４本のハブボルトＨＢが如何なる位相に
あった場合にも、相互に対角に位置する２本のハブボル
トＨＢの先端占位位置をそれぞれ計測することができる
点であり、たとえば図６（ｂ）に示すように、上記第１
ＣＣＤイメージセンサ６１の一方の矩形計測範囲６１ａ
が、３時の位置に占位するハブボルトＨＢをその下端内
縁部に接触配置するとともに、１２時の位置に占位する
ハブボルトＨＢをその左端外縁部に接触配置するように
一方を設定し、かつ上記第１ＣＣＤイメージセンサ６１
の他方の矩形計測範囲６１ａが、９時の位置に占位する
ハブボルトＨＢをその上端内縁部に接触配置するととも
に、６時の位置に占位するハブボルトＨＢをその右端外
縁部に接触配置するように他方を設定している。

【００３３】（ステップＡ７）次いで、図６（ａ）乃至
図６（ｃ）に示すように、上記基準平面β内において上
述した測距センサ６３による距離計測位置３点ＭＬ1 ，
ＭＬ2 ，ＭＬ3 を、それぞれ対応するホイールハブＨの
作業中心点Ｃを原点する座標値として設定記憶する。

【００３４】ここで、これら３つの距離計測位置ＭＬ1
，ＭＬ2 ，ＭＬ3 は、いずれもホイールハブＨにおい
て同一平面となる部位、具体的にはブレーキディスク面
ＢＤに対向する点である。

【００３５】（ステップＡ８）さらに、上記基準平面β
内において上述した第２ＣＣＤイメージセンサ６２によ
る第２計測位置２点ＭＣ21，ＭＣ22を、それぞれ対応す
るホイールハブＨの作業中心点Ｃを原点する座標値とし
て設定記憶する。

【００３６】ここで、これら２つの第２計測位置ＭＣ2
1，ＭＣ22は、上記第１ＣＣＤイメージセンサ６１の矩
形計測範囲６１ａに配置させたハブボルトＨＢ、つまり
３時の位置に占位したハブボルトＨＢの先端占位位置と
９時の位置に占位したハブボルトＨＢの先端占位位置と
をそれぞれ第２ＣＣＤイメージセンサ６２の矩形計測範
囲６２ａ内に配置することができる点であり、それぞれ
各ハブボルトＨＢの先端延長域上に設定している。

【００３７】（ステップＡ９）第２停止位置Ｓ2 におい
て前車輪側のホイールハブＨに対するティーチング操作
および初期値設定作業が終了すると、計測ロボット２０
をＸ軸方向に沿って適宜移動させることによって計測装
置６０を後車輪側のホイールハブＨに対向設置させる。

【００３８】（ステップＡ１０）この状態から当該後車
輪側のホイールハブＨに対して上述したステップＡ６〜
ステップＡ８までの操作と同様の操作を行い、それぞれ
のデータを、対応するホイールハブＨの作業中心点Ｃを
原点する座標値として設定記憶する。

【００３９】（ステップＡ１１）上記計測ロボット２０
を再びＸ軸方向に沿って移動させ、該計測ロボット２０
を上述した初期状態位置に復帰させるまでの作業を設定
記憶する。

【００４０】上述した計測作業のティーチング操作およ
び初期値設定作業を終了すると、上記車輪取付工程で
は、次ぎに、上記車両ＣＶを第２停止位置Ｓ2 に位置決
め配置した状態のまま、車輪取付作業のティーチング操
作および初期値設定作業を行い、そのときに得られるテ
ィーチングデータ、並びに初期値データをそれぞれ図示
していない取付制御部に順次設定記憶させる。なお、以
下に示すティーチング操作および初期値設定作業で得ら
れる各データは、上記計測作業の場合と同様、図６
（ｃ）に示すように、対応するホイールハブＨそれぞれ
の作業中心点Ｃを原点とする座標値として設定記憶して
いく。

【００４１】（ステップＢ１）まず、任意の状態にある
車輪取付ロボット５０を作動させ、ナット供給ライン４
１の終端部に位置決め配置された４つのナット（図示せ
ず）をそれぞれナットランナ７２のソケット７４に収容
保持させるまでの作業を設定記憶する。

【００４２】（ステップＢ２）次いで、上記車輪取付ロ
ボット５０を作動させ、車輪供給ライン３１の終端部に
位置決め配置された車輪Ｗを車輪保持爪７１間に保持さ
せるまでの作業を設定記憶する。

【００４３】（ステップＢ３）さらに、上記車輪取付ロ
ボット５０を作動させることによって車輪保持爪７１間
に保持した車輪Ｗを前車輪側のホイールハブＨの端面か
ら所定距離だけ離隔した取付開始位置に互いの中心軸が
合致する態様で対向設置させるまでの作業を設定記憶す
る。

【００４４】この間、回転用サーボモータ８０を適宜駆
動することにより、ドライブギア７９およびドリブンギ
ア７７を介して車輪保持爪７１間に保持した車輪Ｗ、並
びにナットランナ７２をそれぞれ回転させ、当該車輪Ｗ
の各ハブボルト挿通孔（図示せず）をそれぞれハブボル
トＨＢの延長上に配置させる。

【００４５】（ステップＢ４）上述した状態から車輪取
付装置７０をホイールハブＨに接近させることによって
車輪Ｗのハブボルト挿通孔（図示せず）にそれぞれハブ
ボルトＨＢを貫挿させ、上記車輪ＷをホイールハブＨに
搭載するまでの作業を設定記憶する。

【００４６】（ステップＢ５）ホイールハブＨに車輪Ｗ
を搭載した後、ナットランナ７２の各締結用アクチュエ
ータ７５を駆動し、ソケット７４に収容保持したナット
（図示せず）をそれぞれ規定のトルクでハブボルトＨＢ
に締結させるまでの作業を設定記憶する。

【００４７】（ステップＢ６）４つのナット（図示せ
ず）全てをハブボルトＨＢに締結させた後、上記車輪保
持爪７１を互いに開成させ、車輪取付装置７０を上述し
た取付作業開始位置に復帰させるまでの作業を設定記憶
する。

【００４８】（ステップＢ７）前車輪側のホイールハブ
Ｈに対するティーチング操作および初期値設定作業が終
了すると、後車輪側のホイールハブＨに対して上述した
ステップＢ１〜ステップＢ６までの操作と同様の操作を
行い、それぞれのデータを設定記憶する。

【００４９】上述した計測作業のティーチング操作およ
び初期値設定作業、並びに取付作業のティーチング操作
および初期値設定作業が全て終了すると、実際に組立ラ
インを稼働し、車輪取付工程に搬送されてくる車両ＣＶ
のホイールハブＨに順次車輪Ｗが取り付けられることに
なる。

【００５０】以下、図１および図９を参照しながら、組
立ラインの稼働中における車輪取付工程での車輪取付作
業を説明していく。

【００５１】まず、図示していない位置決めセンサによ
って組立ライン上を搬送される車両ＣＶが車輪取付工程
の第１停止位置Ｓ1 に位置決め配置されたことを確認す
ると（ステップ１００）、上述した図示せぬ計測制御部
は、Ｘ軸方向計測センサ１０を作動させ、第１停止位置
Ｓ1 に対する上記車両ＣＶのＸ軸方向位置ずれ量を計測
する（ステップ１０１）。

【００５２】車両ＣＶのＸ軸方向位置ずれ量を計測した
図示せぬ計測制御部は、当該Ｘ軸方向位置ずれ量に応じ
てＺ軸方向計測センサ１１の予設定した占位位置を補正
し、この補正した占位位置に基づいてＺ軸方向計測セン
サ１１をそれぞれ上記車両ＣＶの対応するホイールハブ
Ｈに対向配置させる（ステップ１０２）。

【００５３】各Ｚ軸方向計測センサ１１を対応するホイ
ールハブＨに対向配置させた図示せぬ計測制御部は、こ
れらＺ軸方向計測センサ１１を直ちに作動させ、第１停
止位置Ｓ1 に対する上記車両ＣＶのＺ軸方向位置ずれ量
を計測するとともに、車両ＣＶ前部側のホイールハブＨ
の操舵状態を１０°前後の範囲内に修正させる（ステッ
プ１０３）。

【００５４】第１停止位置Ｓ1 での計測作業が終了する
と、組立ラインが駆動することによって上記車両ＣＶが
第２停止位置Ｓ2 に搬出され（ステップ１０４）、該第
２停止位置Ｓ2 に位置決め配置される。

【００５５】図示していない位置決めセンサによって上
記車両ＣＶが第２停止位置Ｓ2 に位置決め配置されたこ
とを確認すると（ステップ１０５）、上述した図示せぬ
計測制御部は、まず、上記Ｘ軸方向位置ずれ量および上
記Ｚ軸方向位置ずれ量に応じて各ホイールハブＨの予設
定した第１計測位置２点ＭＣ11，ＭＣ12をそれぞれ補正
する（ステップ１０６）。

【００５６】なお、図示していない位置決めセンサによ
って上記車両ＣＶが第２停止位置Ｓ2 に位置決め配置さ
れたことを確認すると（ステップ１０５）、上述した図
示せぬ取付制御部は、車輪取付ロボット５０を適宜作動
させることによって上述したステップＢ１〜ステップＢ
２をプレイバックさせ、ナット供給ライン４１の終端部
に位置決め配置された４つのナット（図示せず）をそれ
ぞれナットランナ７２のソケット７４に収容保持させる
（ステップ２００）とともに、車輪供給ライン３１の終
端部に位置決め配置された車輪Ｗを車輪保持爪７１間に
保持させ（ステップ２０１）た状態で、後述する図示し
ていない計測制御部からの補正データの入力を待つ（ス
テップ２０２）。

【００５７】各ホイールハブＨの第１計測位置ＭＣ11，
ＭＣ12を補正した図示していない計測制御部は、計測ロ
ボット２０を適宜作動させることにより、まず、計測装
置６０を前車輪側のホイールハブＨに対向設置させ、さ
らに、図２に示すように、当該補正した第１計測位置２
点ＭＣ11′，ＭＣ12′からそれぞれ第１ＣＣＤイメージ
センサ６１を駆動することによって相互に対角に位置す
る２本のハブボルトＨＢの先端占位位置を概略計測する
（ステップ１０７）。

【００５８】ハブボルトＨＢの先端占位位置を計測した
図示していない計測制御部は、これらハブボルトＨＢの
先端占位位置からホイールハブＨの仮の作業中心点Ｃ′
を演算し（ステップ１０８）、該演算した作業中心点
Ｃ′に応じて予設定した距離計測位置３点ＭＬ1 ，ＭＬ
2 ，ＭＬ3 をそれぞれ補正する（ステップ１０９）。

【００５９】距離計測位置ＭＬ1 ，ＭＬ2 ，ＭＬ3 を補
正した図示していない計測制御部は、図３に示すよう
に、当該補正した距離計測位置３点ＭＬ1 ′，ＭＬ2
′，ＭＬ3 ′からそれぞれ測距センサ６３を駆動する
ことによって上記前車輪側のホイールハブＨにおけるブ
レーキディスク面ＢＤの対応する各点Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3
までの距離を計測し（ステップ１１０）、該計測した３
つの距離から基準平面β′に対するホイールハブＨの姿
勢の偏差を演算する（ステップ１１１）。

【００６０】ホイールハブＨの姿勢の偏差を演算した図
示していない計測制御部は、当該演算した姿勢の偏差お
よび上記仮の作業中心点Ｃ′に応じて前車輪側における
ホイールハブＨの予設定した第２計測位置２点ＭＣ21，
ＭＣ22をそれぞれ補正する（ステップ１１２）。

【００６１】ホイールハブＨの第２計測位置ＭＣ21，Ｍ
Ｃ22を補正した図示していない計測制御部は、計測ロボ
ット２０を適宜作動させることにより、図４に示すよう
に、当該補正した第２計測位置２点ＭＣ21′，ＭＣ22′
からそれぞれ第２ＣＣＤイメージセンサ６２を駆動する
ことによって相互に対角に位置する２本のハブボルトＨ
Ｂの先端占位位置を個々の真上から正確に計測する（ス
テップ１１３）。

【００６２】ハブボルトＨＢの先端占位位置を計測した
図示していない計測制御部は、図５に示すように、これ
らハブボルトＨＢの先端占位位置からホイールハブＨの
実際の作業中心点Ｃ″を演算し（ステップ１１４）、さ
らに上記基準状態に対する複数のハブボルトＨＢの位相
ずれθを算出する（ステップ１１５）。

【００６３】さらに、図示していない計測制御部は、演
算した姿勢の偏差、演算した作業中心点Ｃ″および算出
したハブボルトＨＢの位相ずれθを前車輪側のホイール
ハブＨの補正データとして上述した図示していない取付
制御部に送信する（ステップ１１６）。

【００６４】前車輪側のホイールハブＨに関する補正デ
ータを図示していない取付制御部に送信した図示してい
ない計測制御部は、計測ロボット２０を適宜作動させる
ことにより、次に、計測装置６０を後車輪側のホイール
ハブＨに対向設置させ（ステップ１１７、ステップ１１
８）、以下、この後車輪側のホイールハブＨに対して上
述したステップ１０７〜ステップ１１６までの操作を繰
り返すことにより、当該後車輪側のホイールハブＨに関
する補正データを図示していない取付制御部に送信して
手順を終了する。

【００６５】一方、図示していない計測制御部から補正
データを受信した図示していない取付制御部は、ステッ
プＢ３〜ステップＢ６で設定したティーチングデータ
を、それぞれ上記演算した作業中心点Ｃ″を原点とし、
かつ位相がθずれた座標系のデータに変換し（ステップ
２０３）、該変換したデータに基づいて上記車輪取付ロ
ボット５０をプレイバックさせることにより、上記前車
輪側のホイールハブＨに車輪Ｗを取り付ける（ステップ
２０４）。

【００６６】前車輪側のホイールハブＨに車輪Ｗを取り
付けた図示していない取付制御部は、上述した図示して
いない計測制御部が後車輪Ｗの計測を行っている間に、
再び車輪取付ロボット５０を適宜作動させることによっ
て上述したステップＢ１〜ステップＢ２をプレイバック
させ、４つのナット（図示せず）をそれぞれナットラン
ナ７２のソケット７４に収容保持させるとともに、車輪
Ｗを車輪保持爪７１間に保持させた状態で、後述する図
示していない計測制御部からの補正データの入力を待
ち、該計測制御部から補正データが入力された後、上述
したステップ２０３〜ステップ２０４の操作を繰り返す
ことにより、上記後車輪側のホイールハブＨに車輪Ｗを
取り付ける。

【００６７】以下、上述した作用を順次繰り返すことに
より、組立ラインを搬送される車両のホイールハブに順
次車輪が取り付けられることになる。

【００６８】このように上記車輪取付工程によれば、第
１および第２ＣＣＤイメージセンサ６１，６２とレーザ
式の測距センサ６３の作動により、アクチュエータの作
動を伴うことなくホイールハブＨの姿勢およびハブボル
トＨＢの各先端占位位置を計測することができるため、
生産性の低下を招来することなくホイールハブＨに車輪
Ｗを確実に取り付けることができるようになる。しか
も、車輪Ｗを取り付ける第２停止位置Ｓ2 よりも上流側
の第１停止位置Ｓ1 において組立ラインに対する車両Ｃ
Ｖの位置ずれ量を計測するようにしているため、生産性
の低下を何等招来することなく第１ＣＣＤイメージセン
サ６１による計測をより正確、かつ確実に行うことが可
能となる。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アクチュエータの作動を伴うことなくホイールハブの姿
勢およびハブボルトの各先端占位位置を計測することが
できるため、生産性の低下を招来することなく車輪を確
実に取り付けることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車輪取付位置検出方法の一例を示
したフローチャートである。

【図２】第１の視覚センサによるホイールハブの計測状
態を示したもので、（ａ）はホイールハブの斜視図、
（ｂ）はホイールハブの正面図、（ｃ）はホイールハブ
の平面図である。

【図３】測距センサによるホイールハブの計測状態を示
したもので、（ａ）はホイールハブの斜視図、（ｂ）は
ホイールハブの正面図、（ｃ）はホイールハブの平面図
である。

【図４】第２の視覚センサによるホイールハブの計測状
態を示したもので、（ａ）はホイールハブの斜視図、
（ｂ）はホイールハブの正面図、（ｃ）はホイールハブ
の平面図である。

【図５】取付ロボットに送信する補正データの作成状況
を示したもので、（ａ）はホイールハブの斜視図、
（ｂ）はホイールハブの正面図、（ｃ）はホイールハブ
の平面図である。

【図６】ティーチング操作の際のホイールハブの計測状
態を示したもので、（ａ）はホイールハブの斜視図、
（ｂ）はホイールハブの正面図、（ｃ）はホイールハブ
の平面図である。

【図７】本発明に係る車輪取付位置検出方法を適用した
組立ラインを概念的に示した平面図である。

【図８】図７に示した組立ラインの側面図である。

【図９】取付ロボットによる車輪取付作業の内容を示し
たフローチャートである。

【図１０】図７に示した組立ラインで適用する計測ロボ
ットの要部を概念的に示した斜視図である。

【図１１】図７に示した組立ラインで適用する車輪取付
ロボットの要部を概念的に示したもので、（ａ）は側面
図、（ｂ）は断面側面図である。

【符号の説明】

６１…第１ＣＣＤイメージセンサ ６２…第２ＣＣＤイメージセンサ ＣＶ…車両 Ｈ…ホイールハブ ＨＢ…ハブボルト ＭＣ11，ＭＣ12…第１計測位置 ＭＣ21，ＭＣ22…第２計測位置 ＭＣ21′，ＭＣ22′…補正した第２計測位置 ＭＬ1 ，ＭＬ2 ，ＭＬ3 …距離計測位置 ＭＬ1 ′，ＭＬ2 ′，ＭＬ3 ′…補正した距離計測位置 Ｓ1 …第１停止位置 Ｓ2 …第２停止位置 Ｗ…車輪

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の作業位置に占位した車両のホイー
   ルハブに車輪を取り付けるための車輪取付位置を検出す
   る方法であって、 予設定した複数の第１先端計測位置からそれぞれ比較的
   焦点距離の短い第１の視覚センサによって前記ホイール
   ハブに突設したハブボルトの先端占位位置を計測する工
   程と、 前記計測したハブボルトの先端占位位置に基づいて予設
   定した少なくとも３つの距離計測位置をそれぞれ補正
   し、該補正した距離計測位置からそれぞれホイールハブ
   までの距離を計測する工程と、 前記計測した距離に基づいて前記ホイールハブの姿勢を
   演算する工程と、 前記演算したホイールハブの姿勢に基づいて予設定した
   複数の第２先端計測位置をそれぞれ補正し、該補正した
   複数の第２先端計測位置からそれぞれ比較的焦点距離の
   長い第２の視覚センサによって前記ハブボルトの先端占
   位位置を計測する工程とを含むことを特徴とする車輪取
   付位置検出方法。