JPS63106189A - 自動車ドア開き作業装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は自動車製造ラインにおいて自動車ボデーのドア
を自動的に開く自動車ドア開き装置の改良に関するもの
である。

従来の技術 自動車の製造ラインにおいては、ボデーに取り付けられ
たドアを所定の位置まで開いて保持することが必要とな
る場合がある。例えば、譬装ラインにおいては、ボデー
やドアの内側面を塗装ロボットが塗装することを許容す
るために、ドアを開いた位置に保持することが必要とな
るのである。

このような場合に、ドア開きロボットにドアを開かせ、
一定の開位置に保持させることが従来がら行われていた
。例えば、ドア開きロボットのアームの先端部に取り付
けられた爪を窓ガラスの出入口であるドア溝環ドアの一
部に係合させ、あるいはドアに取り付けた開閉治具に係
合させてドアを開かせるのである。しかしながら、ボデ
ーの位置にはある程度の誤差が生ずることを避は得ない
ため、ドア開閉ロボットが常に同じ動作を繰り返すのみ
では、それの爪がドア溝あるいは開閉治具に適正に係合
するとは限らない。

そのため、従来は、コンベヤラインのドア開閉ロボット
より上流側の位置においてドアの位置を検出し、その検
出結果に基づいてドア開閉ロボットの作動を制御するデ
ータを変更することが行われていた。ドア開閉ロボット
より上流側の位置に近接スイッチ等のドアセンサと、そ
のドアセンサをドアに対して接近・離間させる作動装置
と、その作動装置の作動量を検出する作動量検出器とを
備えたドア位置検出装置が設けられ、この装置によって
検出された閉状態のドアの位置（以下、閉ドア位置とい
う）と、予め定められている基準閉ドア位置との差が演
算され、その差に見合った修正が基準爪係合位置および
基準閉ドア位置に施されて、ドア開閉ロボットが修正爪
保合位置において爪をドア溝等に係合させる動作を行い
、修正間ドア位置までドアを開く動作を行うようにされ
るのである。

発明が解決しようとする問題点 このように、ドア開閉ロボットの上流側に設けたドア位
置検出装置によりドアの位置を検出し、その検出結果に
基づいてドア開閉ロボットの作動を変更する場合には、
ドア位置の検出後ボデーがドア開閉ロボットの位置に移
動するまでの間にドアの位置がずれることがあり、ドア
開閉ロボットの爪がドア溝等に適正に係合し得ない事態
が生ずることがある。

また、ドア位置検出装置およびそれの設置スペースが必
要となって設備費が高くなり、さらに、ドア位置検出装
置とドア開閉ロボットとを含むシステムが複雑となるた
め、保全性、操作性が悪くなるという問題がある。

また、ドア開閉ロボットにドアを開くための動作をティ
ーチングする際、ボデーをドア位置検出装置の上流側か
ら流してドアの位置を検出し、その検出位置を基準閉ド
ア位置とすることが必要であるため、ティーチング作業
の工数が多くなるという問題もある。

問題点を解決するための手段 本発明は上記の問題を解決するために、アームの先端部
に、自動車のドアに直接または開閉治具を介して間接に
係合する係合爪を備えたドア開きロボットと、予め格納
されている基準閉ドア位置。

基準爪係合位置および基準閉ドア位置のデータに基づい
てドア開きロボットを制御する制御装置とを含む自動車
ドア開き装置において、前記ドア開きロボットのアーム
に自動車ドアを検出するドアセンサを取り付けるととも
に、前記制御装置に、ドアセンサが検出した検出量ドア
位置と前記基準閉ドア位置との差を演算するとともに、
その演算結果に基づいて基準爪係合位置および基準閉ド
ア位置のデータに修正を施すドア位置誤差修正手段を設
けたものである。

作用 上記のように構成したドア開き装置によれば、閉じたド
アの位置がドア開閉ロボットの動作を利用して検出され
、その検出量ドア位置と基準閉ドア位置との差に基づい
て基準爪係合位置および基準閉ドア位置のデータに修正
が施されて、修正爪保合位置および修正量ドア位置が求
められる。そして、ドア開閉ロボットが修正爪係合位置
において爪をドアまたは開閉治具に係合させ、修正ドア
間位置までドアを開く。

発明の効果 したがって、従来の装置におけるようにドアの位置が検
出されてからドア開閉ロボットがドア等に係合するまで
の間にドアの位置が変わる可能性は殆ど無く、ドア開き
装置の信顛性が向上する効果が得られる。

また、専用のドア位置検出装置およびそあ設置スペース
が不要となるため、設備コストが低減する効果が得られ
、さらに、装置全体の構成が簡単となるため、保全性、
操作性が向上する効果も得られる。

また、ドア開閉ロボットにドアを開くための動作をティ
ーチングする際、ボデーを当初からドア開閉ロボットの
近傍に停止させておくことが可能であるため、ティーチ
ング作業の工数が低減する効果も得られる。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において１０は塗装ブースであり、この塗装ブー
ス１０を貫通してコンベヤ１２が設置されている。この
コンベア１２は自動車のボデー１４を支持して連続的に
移動させるものである。塗装ブース１０は塗装ロボット
１６によりボデー１４の塗装を行うために設けられてい
るものであり、ボデー１４の内側を塗装するためにドア
１８を所定の位置まで開き、その位置に保持する必要が
ある。そのために、塗装ブース１０内にはドア開閉ロボ
ット２０が設けられている。

塗装ロボット１６とドア開閉ロボット２０とはコンベア
１２の両側において走行装置２２上にそれぞれ一台ずつ
設けられている。走行装置２２は走行駆動装置２４によ
って駆動されるが、この走行駆動装置２４にはコンベヤ
１２の移動量を検出するラインエンコーダ２６と、走行
装置２２の走行量を検出する走行エンコーダ２８とが接
続されており、走行駆動装置２４は両エンコーダ２６゜
２８からの信号に基づいて塗装ロボット１６およびドア
開閉ロボット２０をコンベヤ１２上のボデー１４と同速
度で同方向に移動させる。いわゆるコンベヤトラッキン
グが行われるのである。

ロボット１６，２０が移動するロボットゾーン３０の上
流側と下流側とはそれぞれ安全ｆＪｌ１３２゜３３によ
って仕切られているが、安全棚３２のすぐ内側にはコン
ベヤ１２に近接してリミットスイッチ３４が配設されて
いる。コンベヤ１２により搬送されてきたボデー１４が
このリミットスイッチ３４に接触すれば、リミットスイ
ッチ３４の出力信号がドア開閉制御装置３６に供給され
る。このドア開閉制御装置３６には前記ラインエンコー
ダ２６が接続されており、リミットスイッチ３４により
ボデー１４が検出された瞬間以降におけるコンベヤ１２
の移動量が一定値に達した際、ドア開閉制御装置３６か
ら前記走行駆動装置２４に対して走行開始指令信号が発
せられ、走行駆動装置２４はその指令信号に基づいてロ
ボット１６，２０にコンベヤトラッキングを開始させる
。

上記ドア開閉制御装置３６はドア開閉ロボット２０にも
接続されており、これを制御する。また、塗装ロボット
１６は塗装ロボット制御装置３８によって制御される。

再制御装置３６．３８は互いに接続されるとともに、そ
れら再装置にティーチングボックス４０が接続されてい
る。ドア開閉制御装置３６は、第２図に示すように、Ｃ
ＰＵ５０゜ＲＡＭ５２．ＲＯＭ５４．タイマ５５．Ｉ１
０ボー）５６．５８およびそれらを接続するバス６゜を
備えている。塗装ロボット制御装置３８も同様に、ＣＰ
Ｕ６４．ＲＡＭ６６、ＲＯＭ６８．タイマ６９．Ｉ１０
ポート７０．７２およびバス７４を備えている。

上記塗装ロボット制御装置３８のＲＯＭ６８には、塗装
ロボット１６の動作を制御するプログラムが記憶されて
おり、ドア開閉制御装置３６のＲＯＭ５４にはドア開閉
ロボット２０および走行駆動装置２４を制御するプログ
ラムが記憶されている。これらプログラムのうち、本発
明に関連の深い部分のみを取り出して、そのフローチャ
ートを第３図および第４図に示す。これら制御プログラ
ムの詳細は後に装置の作動とともに説明する。

ドア開閉制御装置３６のＩ１０ボート５６にはドアセン
サ７６がドア検出回路７８を介して接続されている。ド
アセンサ７６は近接スイッチであり、第５図に示すよう
にドア開閉ロボット２０の先端側のアーム８２から垂下
したブラケット８４に取り付けられている。アーム８２
の先端には、ドア１８の窓ガラスが出入りするためのド
ア溝８６に係合する爪８８が下向きに取り付けられてい
るが、ブラケット８４はこの爪８８から一定距離隔たっ
た位置に設けられており、爪８８がドア溝８６に係合す
る状態においてはドアセンサ７６がドア１８から充分離
れ、ドア１８の内側面の塗装時に塗料がドアセンサ７６
に付着しないようにされている。

以上のように構成された装置によって自動で塗装を行う
ためには、塗装ロボット１６およびドア開閉ロボット２
０にそれぞれ必要な動作をティーチすることが必要であ
る。このティーチングを第３図のフローチャートを参照
しつつ説明する。

まず、コンベヤ１２にボデー１４を塗装ブースｌＯ内の
ドアを開き得る位置まで搬送させて停止させる。その状
態で作業者がティーチングボックス４０を操作してドア
開閉ロボット２０に必要な動作を記憶させるのであるが
、ティーチング開始と同時に第３図のティーチングサブ
ルーチンのステップＳＬ（以下、単に８１で表す。他の
ステップについても同じ）の判定結果がＹＥＳとなり、
ドア開閉ロボット２０のアーム８２が前進動作をさせら
れるのに伴ってＳ２．Ｓ３が実行され、一定短時間毎に
アーム８２の前進動作を表すデータがＲＡＭ５２に記憶
されるとともに、ドアセンサ７６がドア１８を検出した
か否かが判定される。

第５図に破線で示されているように、ドアセンサ７６が
ドア１８を検出する位置までアーム８２が前進すれば、
Ｓ３の判定結果がＹＥＳとなり、そのときのアーム８２
の位置が閉じた状態のドア１８の位置を表す基準閉ドア
位置データとしてＲＡＭ５２に記憶される（Ｓ４）。

その後、アーム８２が、その先端に設けられている爪８
８がドア溝８６の真上に位置するまで後退させられ（Ｓ
５）、ティーチングボックス４０から爪係合位置を記憶
すべきことを指令する信号が入力されたときＳ６の判定
結果がＹＥＳとなり、Ｓ７において基準爪係合位置デー
タがＲＡＭ５２に記憶される。

続いて、アーム８２が下降させられ、爪８８がドア溝８
６に係合させられ、さらにアーム８２が後退させられて
ドア１８が開かれるのであるが、この間、Ｓ８において
それらの動作のデータがＲＡＭ５２に記憶され、ドア１
８が所定の位置まで開かれた状態でティーチングボック
ス４０からそのドア開位置のデータを記憶すべきことを
指令する信号が供給されたとき、Ｓ９の判定結果がＹＥ
Ｓとなり、ＳＩＯにおいて基準閉ドア位置データがＲＡ
Ｍ５２に記憶される。

その後、３１１においてドア１８を閉じさせ、爪８８を
ドア溝８６から離脱させ、さらにアーム８２を原位置ま
で復帰させる後処理動作のデータが記憶されるのである
が、この過程については本発明を理解する上で不可欠で
はないため説明は省略する。また、ＳＩＯにおいて、基
準閉ドア位置データが記憶された後に、塗装ロボット１
６に塗装に必要な動作を教えるティーチングもティーチ
ングボックス４０の操作によって行われるのであるが、
これの説明も省略する。

次に、第４図のフローチャートに基づいて、本装置の作
動を説明する。

コンベヤ１２により搬送されてきたボデー１４がリミッ
トスイッチ３４に接触すれば、Ｓ２１の判定結果がＹＥ
Ｓとなり、Ｓ２２が実行される。

すわなち、ラインエンコーダ２６からの信号に基づいて
ボデー１４の移動量が検出され、この移動量が予め定め
られている移動量と一致するが否かの判定が行われるの
である。Ｓ２２の判定結果がＹＥＳになれば、Ｓ２３に
おいて走行駆動装置２４が起動され、コンベヤトラッキ
ングが開始される。

続いて、Ｓ２４において、アーム８２の前進動作が行わ
れ、Ｓ２５の判定結果がＹＥＳとなるまで、すなわちド
アセンサ７６が閉じた状態のドア１８を検出するまで、
その動作がｗｔ読される。

Ｓ２５の判定結果がＹＥＳになればアーム８２が停止さ
せられ、３２６においてそのアームの位置、すなわち閉
じたドア１８の位置のデータ（検出閉ドア位置データ）
がＲＡＭ５２に記憶される。

ボデー１４はコンベヤ１２上の所定の位置に載置されて
いるのであるが、各ボデー１４毎にその位置が少量ずつ
変わることを避は得ない。したがって、上記Ｓ２６にお
いて記憶された検出閉ドア位置データは前記ティーチン
グ時に記憶された基準閉ドア位置データとは一致しなの
が普通であり、両者の差が３２７において演算される。

例えば、第６図に示すように、ティーチング時にドア１
８が二点鎖線で示す位置にあったのに対し、現に送られ
てきたボデー１４のドア１８が実線で示す位置にあるも
のとすれば、アーム８２はティーチング時より距離Δα
だけ手前の位置で停止することとなり、その距離Δαが
３２７において演算されるのである。なお、βはドアセ
ンサ７６がドア１８を検出する距離である。

次に、３２８において修正爪保合位置および修正量ドア
位置の演算が行われる。すなわち、前記ティーチング時
にＲＡＭ５２に記憶された基準爪係合位置データおよび
基準閉ドア位置データに上記Ｓ２７において演算された
距離Δαの修正が施されて、修正爪係合位置データおよ
び修正量ドア位置データが求められるのである。

続いてＳ２９においてアーム８２が後退させられ、第７
図に示すように、爪８８が上記Ｓ２８において演算され
た修正爪係合位置に達したとき、Ｓ３０の判定結果がＹ
ＥＳとなってアーム８２の後退動作が停止させられる。

次に、Ｓ３１およびＳ３２が実行され、爪８８がドア溝
８６に係合させられるとともに、ドア１８が前記Ｓ２８
において演算された修正量ドア位置まで開かれる。そし
て、Ｓ３２の判定結果がＹＥＳになればドア１８の開き
動作が停止し、ドア１８は修正間ドア位置に保持される
。また、Ｓ３３においてドア開き動作が終了したことを
示す信号が塗装ロボット制御装置３８に供給される。こ
れに応じて塗装ロボット制御装置３８が塗装ロボット１
６を制御し、自動的に塗装を行わせるのであるが、この
塗装動作はよく知られたものであるため説明を省略する
。

塗装が終了したならば塗装ロボット制御装置３８からド
ア開閉制御装置３６に塗装終了信号が供給され、Ｓ３４
の判定結果がＹＥＳとなる。その結果、Ｓ３５が実行さ
れてドア１８が閉じられ、爪８８がドア溝８６から離脱
させられるとともにアーム８２が原位置まで後退させら
れ、さらに走行駆動装置２４によって塗装ロボット１６
およびドア開閉ロボット２０が原位置まで復帰させられ
るのであるが、これらの点は本願発明を理解する上に不
可欠ではないため、詳細な説明は省略する。

以上の説明から明らかなように、本実施例においＴは、
ＲＯＭ５４（７）Ｓ　２４〜Ｓ　２８を実行するための
プログラムを記憶している領域とそのプログラムを実行
するためのＣＰＵ５０およびＲＡＭ５２とがドア位置誤
差修正手段を構成しているのである。

なお、付言すれば、本実施例においてはドア開閉ロボッ
ト２０の爪８８がドア溝８６に係合させられるようにな
っていたが、ドア１８に開閉治具を取り付け、その治具
の被係合部に爪８８を係合させるようにすることも可能
である。また、ドア開閉ロボット２０．爪８８．ドアセ
ンサ７６等の構成を変更することも可能であり、その他
、いちいち例示することはしないが、当業者の知識に基
づいて種々の変形、改良を施した態様で、本発明を実施
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であるドア開閉装置を含む塗
装ラインを示す系統図である。第２図は上記装置におけ
る電気制御部分を示すブロック図である。第３図および
第４図はそれぞれ上記ブロック図のドア開閉制御装置の
ＲＯＭに記憶されている制御プログラムのうち、ドア開
き動作のティーチングサブルーチンおよびドア開き動作
プログラムを示すフローチャートである。第５図は第１
図に示されている装置におけるドア開閉ロボットの係合
爪とドアセンサとを周辺の状況とともに示す斜視図であ
る。第６図は上記ドアセンサによるドアの検出状況を示
す斜視図であり、第７図は同じく爪がドアに保合可能な
位置まで移動させられた状態を示す斜視図である。 １０：塗装ブース　　　１２：コンベヤ１４：ボデー　
　　　　１６：塗装ロボット１８二ドア　　　　　　２
０：ドア開閉ロボット２２：走行装置　　　　３６：ド
ア開閉制御■装置３８：塗装ロボット制御装置 ４０：ティーチングボソクス ７６：ドアセンサ　　　７８：ドア検出回路８２：アー
ム　　　　　８６：ドア溝 ８８：爪

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 アームの先端部に、自動車のドアに直接または開閉治具
   を介して間接に係合する係合爪を備えたドア開きロボッ
   トと、予め格納されている基準閉ドア位置、基準爪係合
   位置および基準開ドア位置のデータに基づいて前記ドア
   開きロボットを制御する制御装置とを含む自動車ドア開
   き装置において、 前記ドア開きロボットのアームに自動車ドアを検出する
   ドアセンサを取り付けるとともに、前記制御装置に、前
   記ドアセンサが検出した検出閉ドア位置と前記基準閉ド
   ア位置との差を演算するとともに、その演算結果に基づ
   いて前記基準爪係合位置および基準開ドア位置のデータ
   に修正を施すドア位置誤差修正手段を設けたことを特徴
   とする自動車ドア開き装置。