JPS62192603A - 位置探知/追跡装置 - Google Patents

位置探知/追跡装置

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JPS62192603A
JPS62192603A JP62032305A JP3230587A JPS62192603A JP S62192603 A JPS62192603 A JP S62192603A JP 62032305 A JP62032305 A JP 62032305A JP 3230587 A JP3230587 A JP 3230587A JP S62192603 A JPS62192603 A JP S62192603A
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JP
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light
seam
light source
linear array
tracking
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JP62032305A
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Inventor
ロバート・レジス・ゴーマン
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Unimation Inc
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Unimation Inc
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Publication date
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    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Program-control systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02Sensing devices
    • B25J19/021Optical sensing devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B05C11/1002Means for controlling supply, i.e. flow or pressure, of liquid or other fluent material to the applying apparatus, e.g. valves
    • B05C11/1015Means for controlling supply, i.e. flow or pressure, of liquid or other fluent material to the applying apparatus, e.g. valves responsive to a conditions of ambient medium or target, e.g. humidity, temperature ; responsive to position or movement of the coating head relative to the target
    • B05C11/1018Means for controlling supply, i.e. flow or pressure, of liquid or other fluent material to the applying apparatus, e.g. valves responsive to a conditions of ambient medium or target, e.g. humidity, temperature ; responsive to position or movement of the coating head relative to the target responsive to distance of target
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q35/00Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually
    • B23Q35/04Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually using a feeler or the like travelling along the outline of the pattern, model or drawing; Feelers, patterns, or models therefor
    • B23Q35/08Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work
    • B23Q35/12Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means
    • B23Q35/127Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means using non-mechanical sensing
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は二つの光線を利用する2次元シーム位置探知/
追跡装置に係る。
自動車工業における接着剤及びシール材の使用は益々そ
の重要性を増しつつある。接着剤及びシール材はドア、
荷台、床、ボンネットのような縁にフランジのある部品
の組立てに使用される。例えば、従来のスポット溶接と
シール材を併用することができる。即ち、先ずシール材
を塗布してから、シール材を介して板金を溶接する。こ
のように複数の技術を併用して、溶接数を減らす一方で
、スポット溶接の間隔を広くすることが可能になった。
メーカーによっては構造的接着剤を採用することによっ
て溶接を全く不要にしたところもある。
組立てラインにおいて表面間のシームまたは交差部にシ
ール材を塗布する仕事は従来手作業であり、オペレータ
が車体及びシームの位置を調節しなければならなかった
。組立て部品に手作業で接着剤及びシール材を塗布する
のは、要求される時間当たりの処理量が大きく、しかも
高い精度が必要なことから、あまり実際的ではない。今
日の自動車製造業界では接着剤及びシール材を自動的に
塗布できるシステムが強く求められている。接着剤及び
シール材は正しいビード・パスに沿って、必要なサイク
ル時間で、正確に必要とされる容積だけ、正しい断面積
で塗布しなければならない。さもないと不正確な接着、
変形またはビード配置が生じる。
種々の組立てラインにすでに種々の自動化技術が採用さ
れているが、組立てライン上での車体位置のばらつきと
、シームを限定する車体表面の公差が不正確なこととが
相俟って、このようなシームに対するシール材塗布の工
程を経済的に自動化する試みを困難にしている。
2次元感知アレイ及び高いデータ演算能力を備えるシー
ム追跡システムはすでに市販されているが、シール材塗
布工程を自動化するには余りに高価であり、複雑である
従って、本発明の目的はシームの位置を確実に探知し、
追跡する簡単な、しかも安価な2次元シーム位置探知/
追跡装置を提供することにある。
この目的を達成すべく、本発明は、第1の表面と第2の
表面によって画定されるシームの位置を探知し、追跡す
るための位置探知/追跡装置であって、シームの両側に
位置する第1の表面及び第2の表面にそれぞれ第1及び
第2の光スポットを当てるための光源手段と、線形に配
列されたセンサ手段及び表面からの光スポットの反射像
を線形配列センサ手段に当てるための光学手段を含む光
感知手段と、線形配列センサ手股上の反射像の位置を指
示する情報を発生する処理手段と、処理手段からの情報
に応答してシームの位置を求める演算手段とから成るこ
とを特徴とする位置探知/追跡装置を提案する。
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
する。
第1図には自動車組立てラインのコンベア14に配置さ
れた車のデツキ12に対して位置決めしたシール材供給
システム10を略示した。マニピュレータ装置またはロ
ボット30のエンドエフェクタ29によって支持された
取り付は板27にシール材塗布/感知装首20を固定す
る。シール材ディスペンサ34及びシーム位置探知/追
跡システム40を含むシール材塗布/感知装置20を、
デツキ12の隣接表面S1及びS2によって限定される
シーム22に対して、ロボット30によって移動させる
。容器36のようなシール材供給手段がノズル37を介
してシール材ディスペンサ34から供給されるシール材
を収容する。シール材供給手段36は導管38を介して
ノズル37と連通している。ポンプ/流量制御装置39
がノズル37への適正なシール材の流量を維持する。
シーム位置探知/追跡システム40は光源42.44及
びソリッドステート・センサ50を含む。表面S1及び
S2からの反射光線に対応する像に応答してソリッドス
テート・センサ50が発生するシームの位置情報を、第
2図に示すようなセンサ50内のマイクロプロセッサが
処理する。この情報が未処理のままロボット制御装置3
2に伝送されると、ロボット制御装置はシームの位置を
計算し、ロボット30の位置制御によりシーム22に対
するノズル37の位置決めをする。ロボット30は基部
31、基部31に対して回転及び枢動自在に取り付けた
少なくとも第1のアーム33、アーム33の一端にこれ
を中心に回転自在に取り付けた好ましくは第2のアーム
35、及びアーム35の片持ちばり端部に取り付けたり
スト39を含むのが普通である。エンドエフェクタ29
で支持された取り付は板27をリスト39に取り付けて
、ロボット30によって操作されるようにする。
第2図に示すように、シーム追跡システム40はシール
供給ノズル37よりも、多くの場合約7.6センチ(3
インチ)の距111ft dだけ先行してシーム22の
位置を探知し、ロボット制御装置32に位置制御情報を
供給することによりシール材ビードBがシーム22に来
るようにする。ソリッドステート・センサ50は一連の
光感素子または受光素子から成る線形配列センサ52を
利用することにより光源42.44からの入力光線に応
答してそれぞれ面S1、S2からの反射像の位置を検出
する。従来の2次元ソリッドステート検出器アレイとは
異なり、線形配列センサ52は単一線形列であるから、
光源42.44によって表面S1、S2に投射される光
線の像は楕円形の、または細長い光スポット43.45
によって表される。この細長い光スポット43.45の
長手方向軸線はシーム22と平行であり、反射像の長手
方向軸線がセンサ52の線形列と直交するようにセンサ
52に入射する。細長い光スポット像が生じるため、僅
かな不整列がありても反射像の検出ができないというこ
とはなく低コストの線形配列センサを利用することが可
能である。
図示の光源42.44はこの種の光源としては典型的な
レーザ光源であり、平行光線を発生させ、円筒形レンズ
素子46.48をそれぞれ使用して平行光線を細長い光
線に変換することにより、シーム22を限定するトラッ
クのデツキの表面S1、S2上に細長い光スポット43
.45を投射する。この操作を実施するのに好適な市販
のレーザはUniphaseCompany製のC1a
SS2ヘリウム・ネオン・レーザである。レーザの波長
は必ずしも重要ではないが、オペレータがレーザの光エ
ネルギーの存在に気付くことができ、シーム22に対す
る光像パターンを視認できるためには可視レーザ光が好
ましい。
ソリッドステート・センサ50と連携する光学系は像視
認プリズム53.55を含み、プリズム53が光源42
から表面S1に投射される細長い像を視認するのに対し
て、プリズム55は光源44から表面S2に投射される
細長い像を視認する。各プリズムは対応のトラックのデ
ツキの表面上の細長い光像の適正位置にその中心がくる
限定視野を形成する。表面S1、S2の細長い反射像を
視認し、その反射光を集光するのに視認用プリズムを利
用すれば、線形配列センサ52へこれと直交する方向に
細長い光像を入射させるのに高倍率レンズ56を使用す
ることができる。センサ50内に組み込まれたマイクロ
プロセッサ58は細長い光像と線形配列センサ52との
交差位置を弁別し、この情報をケーブル59を介してロ
ボット制御装置32に伝送する。ロボット制御装置32
は像位置情報を処理し、ロボット30に制御信号を供給
することによってシーム22に対するシール材ノズル3
7の規定位置を維持する。ソリッドステート・センサ5
0からの像情報に応答してロボット制御装置32が行う
三角法による距離計算でカメラと交差面S1、S2の間
の距離が計算される。この計算は三角法を利用する測距
技術に相当する。
シーム位置探知/追跡システム40からのデータに応答
するロボット制御装置32に対する測距計算及びエンド
エフェクタ29の制御は第3図に示すプロセス・ステッ
プ80乃至86に従りて進行するソフトウェア・プログ
ラムによって行われる。
線形配列センサ52は互いに入り組んだ2組26個づつ
の受光素子から成り、例えばMinneapolis 
Honeywell 5olid 5tate 5en
sorType 1+0523のような市販の線形列を
利用して実施するのが普通である。図示の実施例では、
一方の組はプリズム53によって視認される光像に応答
し、他方の組はプリズム55によって集光され、伝送さ
れる光像に応答する。各組の受光素子によって形成され
る独立像の輪郭はマイクロプロセッサ58からロボット
制御装置32へ別々に供給され、処理される。
以上に述べた構成では、感知装置20が別々の表面S1
、S2を同時に走査し、木質的には1次元センサである
線形配列センサ52から2次元情報を得ることができる
感知装置20は二つの光線を必要とするが、この条件は
第4図に示すような単一の光源及び二つの光導管による
光像を利用することによっても実現できる。ファイバオ
プチック・カプラー64から感知装置68と連携する円
筒形レンズ素子61.63に延びている二つのファイバ
オブチック光導管60.62が光源70からファイバオ
ブチック・カプラー64に伝達される光線に応答して表
面S1、S2に細長い光像を送る。この実施例では、光
源70の位置を組立てライン作業域から遠い位置に設置
することにより、シール材塗布/感知装置20を軽量化
し、かつ単純化することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はシーム位置探知/追跡システムを、ロボットに
よってトラックのデツキの隣接表面に対して位置決めさ
れるシール材ディスペンサとの組合わせで略伝する斜視
図。 第2図は第1図の二つの光源/ソリッドステート・セン
サを用いる構成をシール材供給装置を支持するロボット
エンドエフェクタ取り付は板に固定した状態で略伝する
部分斜視図。 第3図はシーム位置探知/追跡システムの情報を処理す
るため第2図のロボット制御装置が利用する典型的なソ
フトウェア・プログラムの機能ダイヤグラム。 第4図は第2図の二つの光源による光像の変わりに単一
の光源を二つの光導管ファイバ・オプチック光像と組合
わせた、第2図とは異なる実施例を略伝する説明図であ
る。 S】、S2・・・・デツキの表面 22・・・・シーム 42.44・・・・光源 43.45・・・・光スポット像 52・・・・センサ 56・・・・レンズ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、第1の表面と第2の表面によって画定されるシーム
    の位置を探知し、追跡するための位置探知/追跡装置で
    あって、シームの両側に位置する第1の表面及び第2の
    表面にそれぞれ第1及び第2の光スポットを当てるため
    の光源手段と、線形に配列されたセンサ手段及び表面か
    らの光スポットの反射像を線形配列センサ手段に当てる
    ための光学手段を含む光感知手段と、線形配列センサ手
    段上の反射像の位置を指示する情報を発生する処理手段
    と、処理手段からの情報に応答してシームの位置を求め
    る演算手段とから成ることを特徴とする位置探知/追跡
    装置。 2、光源手段が、第1及び第2の表面に光ビームを当て
    て第1及び第2の光スポットをそれぞれ形成する第1の
    レーザ光源及び第2のレーザ光源から成ることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項に記載の装置。 3、第1及び第2の円筒状レンズ手段を第1及び第2の
    レーザ光源とそれぞれ光学的に結合することにより第1
    及び第2の表面上に、その長手方向軸線が線形配列セン
    サに対してほぼ垂直な細長い第1及び第2の光スポット
    を投射することを特徴とする特許請求の範囲第2項に記
    載の装置。 4、光学手段が第1及び第2の表面上にそれぞれ現れる
    第1及び第2の光スポット像を視認するための第1及び
    第2の像視認プリズムを含み、それぞれのプリズムが対
    応の表面の光スポット像の適正位置に中心が来る限定視
    野を形成し、対応の表面から反射光を集光することを特
    徴とする特許請求の範囲第1項に記載の装置。 5、光学手段が第1及び第2の像視認プリズムと光学的
    に結合して第1及び第2の像視認プリズムによって形成
    された光スポット像を線形配列センサ手段に伝達する拡
    大レンズ手段を含むことを特徴とする特許請求の範囲第
    4項に記載の装置。 6、光源手段が単一光源及び単一光源と光学的に結合し
    て単一光源の出力を入力として受光し、第1及び第2の
    表面に第1及び第2の光スポットを当てる第1及び第2
    の光線出力を発生させるオプチカル・ファイバ手段から
    成ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の装
    置。 7、シーム位置探知/追跡手段との関連においてエンド
    エフェクタに結合され、制御手段32に応答してシーム
    に対して位置決めされるシール材供給手段を含む特許請
    求の範囲第1項に記載の装置であって、シーム位置探知
    /追跡手段によって与えられる情報に応答して制御手段
    がシール材供給手段をシームに対して移動させることを
    特徴とする装置。 8、エンドエフェクタ及びエンドエフェクタを位置決め
    する制御手段を有するマニピュレータ装置と、エンドエ
    フェクタに結合されて制御手段に情報を伝達することに
    より第1の表面及び第2の表面によつて限定されるシー
    ムの位置を探知するシーム位置探知/追跡手段とを組合
    わせて成る自動システムであっ て、シーム位置探知/追跡手段がシームの両側に位置す
    る第1及び第2の表面にそれぞれ第1及び第2の光スポ
    ットを当てるための光源手段と、線形配列センサ手段及
    び面から線形配列センサ手段へ光スポットの反射像を向
    ける光学手段を含む光感知手段と、線形配列センサ手段
    上の反射像の位置を指示する情報を制御手段に伝達する
    ための処理手段とから成り、制御手段が情報に応答して
    シームの位置を判断することを特徴とする自動システ ム。
JP62032305A 1986-02-14 1987-02-13 位置探知/追跡装置 Pending JPS62192603A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US829738 1986-02-14
US06/829,738 US4734572A (en) 1986-02-14 1986-02-14 Dual light source locating and tracking system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62192603A true JPS62192603A (ja) 1987-08-24

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ID=25255409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62032305A Pending JPS62192603A (ja) 1986-02-14 1987-02-13 位置探知/追跡装置

Country Status (4)

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US (1) US4734572A (ja)
EP (1) EP0238195A1 (ja)
JP (1) JPS62192603A (ja)
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JP2013094944A (ja) * 2011-11-04 2013-05-20 Honda Motor Co Ltd 移動体操作装置

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