JP2017013201A - 位置決め装置および位置決め方法 - Google Patents

Abstract

【課題】板状部材を位置決め装置まで運搬する際の位置決め精度よりも高精度で板状部材を位置決め可能な位置決め装置を提供する。【解決手段】両端部に一対の位置決め孔２２０が形成された板状構造部材２００を位置決めし、板状構造部材２００の下面２００ａを支持する支持部１１０と、一対の位置決め孔２２０に挿入される一対の位置決めピン１２０ａとを備え、一対の位置決めピン１２０ａのそれぞれは基端部１２０ｃから先端部１２０ｄへ向けて外径が漸次小さくなるテーパ形状となっており、基端部１２０ｃの外径ＯＤ１が位置決め孔２２０の内径ＩＤ１よりも小さく、一対の位置決めピン１２０ａのそれぞれは、板状構造部材２００の下面２００ａが支持部１１０に支持された状態で基端部１２０ｃが位置決め孔２２０に挿入されるように配置されている組立用治具を提供する。【選択図】図７

Description

本発明は、板状部材を支持部に位置決めする位置決め装置および位置決め方法に関するものである。

従来、航空機胴体等の大型の構造部材を、多関節アームを有するロボットを用いて位置付けする自動位置付けシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１には、ロボットアームに取り付けられた支持体に胴体部品を配置し、支持体に配置した胴体部品をロボットアームによって他の胴体部品に位置付けすることが開示されている。

特開２０１１−１３６４１６号公報

しかしながら、特許文献１に開示されるようにロボットアームによって構造部材を位置決めする場合、構造部材を位置決めする精度はロボットアーム自体の位置決め精度に依存することとなる。そのため、航空機用の構造部材等、高精度の位置決めが要求される場合に、ロボットアーム自体では要求される精度での位置決めをすることができない可能性がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、板状部材の第１面を支持した状態で位置決めする位置決め装置において、板状部材を位置決め装置まで運搬する際の位置決め精度よりも高精度で板状部材を位置決め可能な位置決め装置および位置決め方法を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明は、以下の手段を採用する。
本発明の一態様にかかる位置決め装置は、両端部に一対の位置決め孔が形成された板状部材を位置決めし、前記板状部材の第１面を支持する支持部と、前記支持部へ取り付けられるとともに前記板状部材の前記第１面から第２面へ向けて前記一対の位置決め孔に挿入される一対の位置決め突起部とを備え、前記一対の位置決め突起部のそれぞれは基端部から先端部へ向けて外径が漸次小さくなるテーパ形状となっており、前記基端部の外径が該基端部が挿入される前記位置決め孔の内径よりも小さく、前記一対の位置決め突起部のそれぞれは、前記板状部材の前記下面が前記支持部に支持された状態で前記基端部が前記位置決め孔に挿入されるように配置されている。

本発明の一態様にかかる位置決め装置によれば、支持部に取り付けられる一対の位置決め突起部の先端部の外径が基端部の外径よりも小さい。そのため、板状部材を把持する把持装置等により板状部材を位置決め装置に運搬する際の位置決め精度が十分でない場合であっても、板状部材に形成される一対の位置決め孔に一対の位置決め突起部の先端部を挿入することができる。
また、一対の位置決め突起部の外周面がテーパ形状であるため、一対の位置決め突起部が一対の位置決め孔へ挿入されるのに従って、位置決め孔の中心軸と位置決め突起部の中心軸とが漸次近付いていく。そして、板状部材の第１面が支持部に支持され、一対の位置決め突起部の基端部が一対の位置決め孔へ挿入された状態となると、位置決め孔の中心軸と位置決め突起部の中心軸との間の距離が所定の範囲内となる。ここで、所定の範囲内とは、位置決め孔の内径と位置決め突起部の基端部の外径との差の半分以下の範囲内である。

このように、本発明の一態様にかかる位置決め装置によれば、把持装置等により板状部材を位置決め装置に運搬する際の位置決め精度が十分でない場合であっても、一対の位置決め孔に一対の位置決め突起部を挿入可能であるとともに、板状部材の第１面が支持部に支持される状態で板状部材を高精度に位置決めすることができる。
したがって、板状部材の第１面を支持した状態で位置決めする位置決め装置において、板状部材を位置決め装置まで運搬する際の位置決め精度よりも高精度で板状部材を位置決めすることができる。

本発明の一態様にかかる位置決め装置において、前記支持部は、一方の前記位置決め突起部と他方の前記位置決め突起部との第１配置間隔を調整する調整部を有する構成であってもよい。
このようにすることで、板状部材に形成される一対の位置決め孔の配置間隔に誤差が生じている場合でも、一対の位置決め突起部の配置間隔を調整して一対の位置決め突起部を一対の位置決め孔へ適切に挿入することができる。

上記構成の位置決め装置においては、一方の前記位置決め孔と他方の前記位置決め孔との第２配置間隔を計測する計測部を備え、前記調整部は、前記計測部が計測する前記第２配置間隔と一致するように前記第１配置間隔を調整するようにしてもよい。
このようにすることで、一対の位置決め孔の配置間隔の計測結果に基づいて、一対の位置決め突起部の配置間隔を調整することができる。

本発明の一態様にかかる位置決め装置においては、前記一対の位置決め孔を結ぶ方向を第１方向とし該第１方向に直交する方向を第２方向とした場合に、一方の前記位置決め孔の前記第１方向の内径が前記第２方向の内径よりも大きく、前記支持部は、前記一方の位置決め孔に挿入される一方の前記位置決め突起部の前記第１方向の位置を調整する調整部を有し、前記調整部は、前記板状部材の前記第１面が前記支持部に支持された状態で前記一方の位置決め突起部を他方の前記位置決め突起部から離間させる方向に移動させる構成であってもよい。

本構成によれば、一対の位置決め孔を結ぶ方向を第１方向としそれに直交する方向を第２方向とした場合、一方の位置決め孔の第１方向の内径が第２方向の内径よりも大きいため、一対の位置決め孔の第１方向の配置間隔に誤差が生じる場合であっても、一対の位置決め孔に一対の位置決め突起部を挿入させることができる。一方の位置決め孔の第１方向の内径が大きいため、板状部材が自重により下側に撓みやすいが、調整部により一方の位置決め突起部を他方の位置決め突起部から離間させる方向に移動させることができる。そのため、一方の位置決め突起部を他方の位置決め突起部から離間させる際に作用する第１方向の張力により、板状部材の自重による撓みを抑制あるいは解消することができる。

上記構成において、前記調整部が前記一方の位置決め突起部を前記他方の位置決め突起部から離間させる方向に移動させるのに要する荷重を計測する荷重計測部を備え、前記調整部は、前記荷重計測部が計測する荷重に応じて前記一方の位置決め突起部の前記第１方向の位置を調整するようにしてもよい。
このようにすることで、一方の位置決め突起部の第１方向の位置が荷重計測部により計測される荷重に応じて調整されるため、過度の張力が板状部材にかかる不具合を抑制することができる。

本発明の一態様にかかる位置決め方法は、板状部材を該板状部材の第１面を支持する支持部に位置決めし、前記板状部材には両端部に一対の位置決め孔が形成されており、前記支持部には前記板状部材の前記第１面から第２面へ向けて前記一対の位置決め孔に挿入される一対の位置決め突起部が形成されており、前記一対の位置決め突起部のそれぞれは基端部から先端部へ向けて直径が漸次小さくなるテーパ形状となっており、前記基端部の外径が該基端部が挿入される前記位置決め孔の内径よりも小さく、前記板状部材を把持装置で把持した状態で、前記一対の位置決め孔のそれぞれを前記一対の位置決め突起部の前記先端部へ挿入する挿入工程と、該挿入工程により前記一対の位置決め孔のそれぞれが前記一対の位置決め突起部の前記先端部へ挿入された状態で、前記基端部を前記位置決め孔に挿入する位置決め工程とを備える。

本発明の一態様にかかる位置決め方法の挿入工程においては、支持部に取り付けられる一対の位置決め突起部の先端部の外径が基端部の外径よりも小さいため、板状部材を位置決め装置まで運搬する際の位置決め精度が十分でない場合であっても、板状部材に形成される一対の位置決め孔に一対の位置決め突起部の先端部を挿入することができる。

また、位置決め工程においては、一対の突起部の外周面がテーパ形状であるため、一対の突起部が一対の位置決め孔へ挿入されるのに従って、位置決め孔の中心軸と位置決め突起部の中心軸とが漸次近付いていく。そして、板状部材の第１面が支持部に支持され、一対の突起部の基端部が一対の位置決め孔へ挿入された状態となると、位置決め孔の中心軸と位置決め突起部の中心軸との間の距離が所定の範囲内となる。ここで、所定の範囲内とは、位置決め孔の内径と位置決め突起部の基端部の外径との差の半分以下の範囲内である。

このように、本発明の一態様にかかる位置決め方法によれば、板状部材を位置決め装置まで運搬する際の位置決め精度が十分でない場合であっても、一対の位置決め孔に一対の位置決め突起部を挿入することが可能であるとともに、板状部材の第１面が支持部に支持される状態で板状部材を高精度に位置決めすることができる。
したがって、板状部材の第１面を支持した状態で支持部に位置決めする際に、板状部材を支持部まで運搬する際の位置決め精度よりも高精度で板状部材を支持部に位置決めすることができる。

本発明によれば、板状部材の第１面を支持した状態で位置決めする位置決め装置において、板状部材を位置決め装置まで運搬する際の位置決め精度よりも高精度で板状部材を位置決め可能な位置決め装置および位置決め方法を提供することができる。

組立用治具を示す斜視図である。 板状構造部材を示す平面図である。 板状構造部材を位置決めした状態の組立用治具を示す斜視図である。 組立システムを示す平面図である。 組立システムを示す平面図である。 組立システムを示す平面図である。 図６に示す位置決め部のＡ−Ａ矢視断面図である。 図６に示す位置決め部のＢ−Ｂ矢視断面図である。 位置決めピンを示す縦断面図である。 スライド機構を示す縦断面図である。 第３実施形態の板状構造部材を示す平面図である。 図１１に示す板状構造部材が設置された組立用治具を示す縦断面図である。 図１１に示す板状構造部材が設置された組立用治具を示す縦断面図である。 図１１に示す板状構造部材が設置された組立用治具を示す縦断面図である。

〔第１実施形態〕
以下に、本発明の第１実施形態にかかる組立システム６００について、図面を参照して説明する。
本実施形態の組立システム６００は、長辺方向の両端部に一対の位置決め孔２２０，２２１が形成された複数の板状構造部材２００（板状部材）を組立用治具１００（位置決め装置）に位置決めし、複数の板状構造部材２００を鋲打ち（リベッティング）等の加工により組み立てるシステムである。

図１に示す組立用治具１００は、長辺方向の両端部に一対の位置決め孔２２０，２２１が形成された複数の板状構造部材２００を位置決めする装置である。
図１に示すように、組立用治具１００は、一対の第１支持部材１１０ａと複数の第２支持部材１１０ｂからなる支持部１１０と、支持部１１０に取り付けられるとともに支持部１１０に板状構造部材２００を位置決めする一対の位置決め部１２０，１２１とを備える。
一対の第１支持部材１１０ａは、軸線Ｘに沿って平行に配置される長尺状の部材であり、支持部１１０が設置される設置面に締結ボルト（図示略）等により固定されている。

複数の第２支持部材１１０ｂは、一端が一対の第１支持部材１１０ａの一方に固定され、他端が一対の第１支持部材１１０ａの他方に固定される部材である。図１に示すように、複数の第２支持部材１１０ｂのそれぞれは、軸線Ｘに直交する軸線Ｙに沿って平行に配置されている。
図１に示すように、第２支持部材１１０ｂは、第１支持部材１１０ａが設置される設置面に対して軸線Ｙに沿った中央部が両端部よりも突出したアーチ形状となっている。第２支持部材１１０ｂが曲率を持ったアーチ形状となっているのは、板状構造部材２００の下面をその形状に沿って支持するためである。複数の第２支持部材１１０ｂは、板状構造部材２００の下面（第１面）を軸線Ｘに沿った複数箇所で支持する。

一対の位置決め部１２０，１２１は、軸線Ｙに沿った同一位置に配置されている。軸線Ｘに沿った両端側の第２支持部材１１０ｂには、軸線Ｙに沿った異なる３箇所の位置に一対の位置決め部１２０，１２１が３組形成されている。これら３組の一対の位置決め部１２０，１２１により３枚の板状構造部材２００を位置決めすることが可能となっている。

図２に示すように、板状構造部材２００は、平面視が矩形状であるとともに長辺方向の両端部のそれぞれに一対の位置決め孔２２０，２２１が形成された板状部材である。板状構造部材２００の長辺方向の両端部には、それぞれ外方へ突出するように形成された一対の突出部２１０，２１１が形成されている。一対の位置決め孔２２０，２２１は、一対の突出部２１０，２１１に形成されている。
図２に示すように、一対の位置決め孔２２０，２２１を結ぶ方向（第１方向）が板状構造部材２００の長辺方向と一致している。
図３の斜視図に示すように、３枚の板状構造部材２００は、軸線Ｙに沿った異なる３箇所の位置に配置される３組の一対の位置決め部１２０，１２１により支持部１１０に位置決めされる。
なお、図２に示す板状構造部材２００は、平面視が矩形状であるものとしたが他の態様であってもよい。例えば、板状構造部材２００は台形状やその他の形状の部材の両端部に一対の突出部２１０，２１１を形成したものであってもよい。

本実施形態の板状構造部材２００は、例えば、航空機の胴体や主翼に用いられる長尺状の構造部材である。長辺方向および短辺方向の長さとしては種々の長さが採用可能であるが、例えば長辺方向が８ｍ〜１０ｍ、短辺方向が２ｍ程度である。また、板状構造部材２００の厚みは、例えば３ｍｍ〜５ｍｍである。

また、板状構造部材２００の材料としては種々のものが採用可能であるが、例えばアルミニウム合金である。
また、図２に示す板状構造部材２００は、貫通穴が形成されていないものであるが、１箇所あるいは複数箇所に貫通穴（例えば、航空機の胴体に用いられる板状構造部材２００の複数箇所に形成される窓取付用の貫通穴）を形成したものとしてもよい。

次に、図４から図６を参照して、組立システム６００により、板状構造部材２００を組立用治具１００に位置決めする工程について説明する。
図４に示すように、組立システム６００は、組立用治具１００と、板状構造部材２００と、板状構造部材２００を把持した状態で移動させる一対の把持装置３００，３０１と、板状構造部材２００を供給するために一時的に保持する供給台４００と、組立システム６００を制御する制御装置５００とを備える。

一対の把持装置３００，３０１は垂直多関節ロボットであり、先端に取り付けられる吸着ハンド部３００ａ，３０１ａを三次元空間上の任意の位置に任意の姿勢で位置決めすることが可能な装置である。
吸着ハンド部３００ａ，３０１ａは、負圧の作用により板状構造部材２００の上面（第２面）を吸着させるものである。
また、把持装置３００，３０１の先端側には、撮像装置３００ｂ，３０１ｂ（計測部）が取り付けられている。

撮像装置３００ｂは、板状構造部材２００の突出部２１０を撮像して画像情報を取得し、制御装置５００へ送信する。制御装置５００は、撮像装置３００ｂから受信した画像情報と把持装置３００に取り付けられる撮像装置３００ｂの位置および姿勢とに基づいて、突出部２１０に形成される位置決め孔２２０の位置を算出する。
同様に、撮像装置３０１ｂは、板状構造部材２００の突出部２１１を撮像して画像情報を取得し、制御装置５００へ送信する。制御装置５００は、撮像装置３０１ｂから受信した画像情報と把持装置３０１に取り付けられる撮像装置３０１ｂの位置および姿勢とに基づいて、突出部２１１に形成される位置決め孔２２１の位置を算出する。

一対の把持装置３００，３０１は、図４に実線で示す初期位置から、図４に破線で示す位置へ吸着ハンド部３００ａ，３０１ａを移動させ、負圧の作用により板状構造部材２００の上面を吸着させる。
一対の把持装置３００，３０１は、図５に示すように、長尺状の板状構造部材２００の長辺方向の両端側を吸着ハンド部３００ａ，３０１ａに吸着させた状態で、互いに協調しながら供給台４００に保持された板状構造部材２００を組立用治具１００へ向けて移動させる。

一対の把持装置３００，３０１は、図６に示すように、組立用治具１００の一対の位置決め部１２０，１２１の上方に一対の位置決め孔２２０，２２１が配置されるように板状構造部材２００を移動させる。その後、一対の把持装置３００，３０１は、一対の位置決め部１２０，１２１に一対の位置決め孔２２０，２２１が位置決めされるように、板状構造部材２００を下方に向けて移動させる。

次に、組立用治具１００が備える位置決め部１２０，１２１について図７から図９を参照して説明する。図７は図６に示す位置決め部１２０のＡ−Ａ矢視断面図であり、図８は図６に示す位置決め部１２１のＢ−Ｂ矢視断面図であり、図９は位置決めピン１２０ａ，１２０ｂを示す縦断面図である。
図７に示すように、位置決め部１２０は、板状構造部材２００の位置決め孔２２０に挿入される位置決めピン１２０ａ（位置決め突起部）と、位置決めピン１２０ａを第２支持部材１１０ｂに取り付ける取付部材１２０ｂとを備える。

以下では、図４から図６に示す３組の一対の位置決め部１２０，１２１のうちの１組についてのみ説明するが、他の２組の構造も同様であるものとし、説明を省略する。
また、図４から図６に示す例は、１枚の板状構造部材２００を組立用治具１００に設置する例であるが、本実施形態の組立システム６００は、他の２枚の板状構造部材２００を他の２組の位置決め部１２０，１２１に連続的に供給台４００に供給可能であるものとし、説明を省略する。

取付部材１２０ｂは複数の締結ボルトによって第２支持部材１１０ｂに締結されており、位置決めピン１２０ａは複数の締結ボルトによって取付部材１２０ｂに締結されている。このように、位置決めピン１２０ａは、取付部材１２０ｂを介して第２支持部材１１０ｂに取り付けられている。

図７に示すように、位置決めピン１２０ａは、軸線Ｚ１に沿って延びる軸状に形成される部材であり、板状構造部材２００の下面２００ａから上面２００ｂへ向けて位置決め孔２２０に挿入されるものである。
図９に示すように、位置決めピン１２０ａは、下方に位置する基端部１２０ｃから先端部１２０ｄへ向けて外径がＯＤ１からＯＤ２まで漸次小さくなるテーパ形状となっている。位置決めピン１２０ａの基端部１２０ｃから先端部１２０ｄに至る部分は、断面が円形の円錐台形状となっている。

図９に示すテーパ形状部分のテーパ角度θ（鉛直方向に延びる線とテーパ形状の外周面とがなす角）は、５度以上かつ４５度以下とするのが望ましい。
テーパ角度θを５度以上とすることで、把持装置３００，３０１による板状構造部材２００の位置決め精度に対して、位置決めピン１２０ａ，位置決めピン１２１ａが位置決め孔２２０，２２１に挿入される可能性を十分に高めることができる。
また、テーパ角度θを４５度以下とすることで、位置決め孔２２０，２２１がテーパ形状部分で引っ掛かり、基端部１２０ｃ，１２１ｃまで位置決めピン１２０ａ，１２１ａが挿入されない不具合を抑制することができる。

図７に実線で示すように、位置決めピン１２０ａは、板状構造部材２００の下面２００ａが第２支持部材１１０ｂに支持された状態で基端部１２０ｃが位置決め孔２２０に挿入されるように配置されている。図７に示すように、基端部１２０ｃの外径ＯＤ１は、基端部１２０ｃが挿入される位置決め孔２２０の内径ＩＤ１よりも小さい。

内径ＩＤ１と外径ＯＤ１との差分は、組立用治具１００が板状構造部材２００を位置決めする際に許容される位置決め誤差（例えば０．２ｍｍ）の２倍以下となっている。このようにすることで、基端部１２０ｃの外周面と位置決め孔２２０の内周面との間に形成される隙間が位置決め誤差以下に維持される。

図７に示すように、板状構造部材２００は、吸着ハンド部３００ａにより把持された状態で位置Ｐ１，位置Ｐ２，位置Ｐ３の順に、把持装置３００，３０１により下方へ移動させられる。把持装置３００，３０１の位置決め精度が許容される位置決め誤差よりも大きい場合、位置決めピン１２０ａの先端部１２０ｄの外径が基端部１２０ｃの外径ＯＤ１と同じであると、位置Ｐ１で位置決め孔２２０が配置される領域の内部に先端部１２０ｄを配置させることができない。そのため、位置決め孔２２０に位置決めピン１２０ａの先端部１２０ｄを挿入することができない。

そこで、本実施形態の位置決めピン１２０ａの先端部１２０ｄの外径ＯＤ２は、基端部１２０ｃの外径ＯＤ１よりも小さくなっている。そのため、図７に示すように、位置Ｐ１で位置決め孔２２０が配置される領域の内部に先端部１２０ｄが配置される。そのため、板状構造部材２００を組立用治具１００まで運搬する際の位置決め精度が十分でない場合であっても、板状構造部材２００に形成される位置決め孔２２０に位置決めピン１２０ａの先端部を挿入することができる。

図７に示すように、把持装置３００，３０１が板状構造部材２００を位置Ｐ１から下方に移動させると、位置決め孔２２０に位置決めピン１２０ａの先端部１２０ｄが挿入され、板状構造部材２００が位置Ｐ２へ移動する（挿入工程）。
位置Ｐ２において、位置決め孔２２０の内周面が位置決めピン１２０ａのテーパ形状の外周面と接触する。位置Ｐ２においては、位置決め孔２２０の中心軸となる軸線Ｚ２は位置決めピン１２０ａの中心軸となる軸線Ｚ１と距離ｄ１だけ離間している。

把持装置３００，３０１が板状構造部材２００を位置Ｐ２から更に下方へ移動させると、位置決めピン１２０ａのテーパ形状の外周面から受ける反力により、位置決め孔２２０の軸線Ｚ２が位置決めピン１２０ａの軸線Ｚ１に近付く方向に板状構造部材２００が移動する（位置決め工程）。板状構造部材２００が位置Ｐ３へ移動して位置決めピン１２０ａの基端部１２０ｃが位置決め孔２２０に挿入された状態となると、位置決め孔２２０の軸線Ｚ２と位置決めピン１２０ａの軸線Ｚ１との距離が、許容される位置決め誤差以下となる。

３枚の板状構造部材２００が３組の一対の位置決めピン１２０ａ，１２１ａによりそれぞれ位置決めされた後、これら３枚の板状構造部材２００は、鋲打ち（リベッティング）等の加工により組み立てられる。
３枚の板状構造部材２００が組み立てられた後、３枚の板状構造部材２００が有する突出部２１０，２１１は、切断装置（図示略）により切断される。突出部２１０，２１１を切断するのは、これらが最終製品として不要な部分であるからである。

このように、位置決め孔２２０，２２１は、最終製品として不要な部分であるために切断される突出部２１０，２１１に形成されている。そのため、最終製品として利用されない突出部２１０，２１１を活用して、組立を精度良く行うための位置決めに用いることができる。

なお、以上においては、把持装置３００，３０１は、板状構造部材２００を把持した状態で位置Ｐ２から位置Ｐ３まで板状構造部材２００を下方へ移動させるものとしたが、他の態様であってもよい。
例えば、位置Ｐ３まで板状構造部材２００を把持した状態を維持せずに、位置Ｐ２と位置Ｐ３との間の位置で、吸着ハンド部３００ａ，３０１ａにより板状構造部材２００を吸着させる状態を解除するようにしてもよい。この場合、位置Ｐ２と位置Ｐ３との間の位置で吸着ハンド部３００ａ，３０１ａから板状構造部材２００が自重により落下し、位置Ｐ３まで移動することとなる。

以上のように図７を参照して位置決め部１２０の構造について説明したが、図８に示す位置決め部１２１の構造は位置決め部１２０の構造と同様であるので、説明を省略する。
図８に示す位置決めピン１２１ａ，取付部材１２１ｂ，基端部１２１ｃ，先端部１２１ｄは、それぞれ図７に示す位置決めピン１２０ａ，取付部材１２０ｂ，基端部１２０ｃ，先端部１２０ｄと対応している。
また、図８に示す位置決めピン１２１ａの中心軸となる軸線Ｚ３，位置決め孔２２１の中心軸となる軸線Ｚ４，軸線Ｚ３と軸線Ｚ４の間の距離ｄ２は、それぞれ図７に示す位置決めピン１２０ａの中心軸となる軸線Ｚ１，位置決め孔２２０の中心軸となる軸線Ｚ２，軸線Ｚ１と軸線Ｚ２の間の距離ｄ１と対応している。

以上説明した本実施形態が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態の組立用治具１００によれば、支持部１１０に取り付けられる一対の位置決めピン１２０ａ，１２０ｂの先端部１２０ｄ，１２１ｄの外径ＯＤ２が基端部１２０ｃ，１２１ｃの外径ＯＤ１よりも小さい。そのため、把持装置３００，３０１が板状構造部材２００を組立用治具１００に運搬する際の位置決め精度が十分でない場合であっても、板状構造部材２００に形成される一対の位置決め孔２２０，２２１に一対の位置決めピン１２０ａ，１２１ａの先端部１２０ｄ，１２１ｄを挿入することができる。

また、一対の位置決めピン１２０ａ，１２１ａの外周面がテーパ形状であるため、一対の位置決めピン１２０ａ，１２１ａが一対の位置決め孔２２０，２２１へ挿入されるのに従って、位置決め孔２２０，２２１の中心軸Ｚ２，Ｚ４と位置決めピン１２０ａ，１２１ａの中心軸Ｚ１，Ｚ３とが漸次近付いていく。

そして、板状構造部材２００の下面２００ａが支持部１１０に支持され、一対の位置決めピン１２０ａ，１２１ａの基端部１２０ｃ，１２１ｃが一対の位置決め孔２２０，２２１へ挿入された状態となると、位置決め孔２２０，２２１の中心軸Ｚ２，Ｚ４と位置決めピン１２０ａ，１２１ａの中心軸Ｚ１，Ｚ３との間の距離が所定の範囲内となる。所定の範囲内とは、位置決め孔２２０，２２１の内径ＩＤ１と位置決めピン１２０ａ，１２１ａの基端部１２０ｃ，１２１ｃの外径ＯＤ１との差分の半分以下の範囲内である。

このように、本実施形態の組立用治具１００によれば、把持装置３００，３０１により板状構造部材２００を組立用治具１００に運搬する際の位置決め精度が十分でない場合であっても、一対の位置決め孔２２０，２２１に一対の位置決めピン１２０ａ，１２１ａを挿入可能であるとともに、板状構造部材２００の下面２００ａが支持部１１０に支持される状態で板状構造部材２００を高精度に位置決めすることができる。
したがって、平面視が矩形形状の板状構造部材２００の下面２００ａを支持した状態で位置決めする組立用治具１００において、板状構造部材２００を組立用治具１００まで運搬する際の位置決め精度よりも高精度で板状構造部材２００を位置決めすることができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態にかかる組立システムについて図面を参照して説明する。
本実施形態の組立システムは、第１実施形態の組立システム６００の変形例であり、以下で特に説明する場合を除き、第１実施形態と同様であるものとする。

第１実施形態の組立システム６００が備える組立用治具１００は、支持部１１０の両端に取り付けられる位置決め部１２０，１２１の位置決めピン１２０ａ，１２１ａを固定したまま移動させないものであった。
それに対して本実施形態の組立用治具は、位置決め部１２１の位置決めピン１２１ａを固定したまま移動させない一方で位置決め部１２０の位置決めピン１２０ａを位置決めピン１２１ａと近接または離間する方向に移動させるスライド機構１３０（調整部）を備えるものである。

板状構造部材２００の両端の突出部２１０，２１１に形成される一対の位置決め孔２２０，２２１の長辺方向の配置間隔は、突出部２１０に位置決め孔２２０を形成する際の目標位置からの誤差および突出部２１１に位置決め孔２２１を形成する際の目標位置からの誤差により変動する。この変動が許容される誤差を超える場合には、一対の位置決め孔２２０，２２１に一対の位置決めピンを挿入することができない。

本実施形態のスライド機構１３０は、板状構造部材２００の両端の突出部２１０，２１１に形成される一対の位置決め孔２２０，２２１の配置間隔を計測し、その計測結果に応じて一対の位置決めピンの配置間隔を調整するための機構である。このスライド機構１３０を採用することにより、一対の位置決め孔２２０，２２１の長辺方向の配置間隔が許容される誤差を超えて変動しても、一対の位置決め孔２２０，２２１に一対の位置決めピンを挿入することができる。

図１０に示すように、スライド機構１３０は、第２支持部材１１０ｂに固定された駆動モータ１３１と、第２支持部材１１０ｂに形成された貫通孔（図示略）に挿入された状態で駆動モータ１３１の駆動軸に連結される送りねじ１３２と、送りねじと係合する雌ねじが内周面に形成された移動部材１３３とを備える。移動部材１３３は、位置決めピン１２０ａが取り付けられる取付部材１２０ｂに取り付けられている。

スライド機構１３０は、駆動モータ１３１を駆動して送りねじ１３２を回転させることにより、移動部材１３３およびそれに連結される位置決めピン１２０ａを位置決めピン１２１ａと近接する方向または位置決めピン１２１ａから離間する方向に移動させるものである。
スライド機構１３０は、送りねじ１３２を回転させることにより、一方の位置決めピン１２０ａと他方の位置決めピン１２１ａとの長辺方向の配置間隔（第１配置間隔）を調整する。

本実施形態の組立システムは、先ずはじめに供給台４００に保持される板状構造部材２００の突出部２１０を撮像装置３００ｂ（計測部）で撮像し、制御装置５００へ送信する。制御装置５００は、撮像装置３００ｂから受信した画像情報と把持装置３００に取り付けられる撮像装置３００ｂの位置および姿勢とに基づいて、突出部２１０に形成される位置決め孔２２０の位置を算出する。

本実施形態の組立システムは、供給台４００に保持される板状構造部材２００の突出部２１１を撮像装置３０１ｂ（計測部）で撮像し、外部の制御装置へ送信する。制御装置は、撮像装置３０１ｂから受信した画像情報と把持装置３０１に取り付けられる撮像装置３０１ｂの位置および姿勢とに基づいて、突出部２１１に形成される位置決め孔２２１の位置を算出する。

制御装置５００は、算出した位置決め孔２２０の位置と、算出した位置決め孔２２１の位置から、位置決め孔２２０と位置決め孔２２１の長辺方向の配置間隔を算出する。制御装置５００は、位置決め孔２２０と位置決め孔２２１の長辺方向の配置間隔（第２配置間隔）と、位置決めピン１２０ａと位置決めピン１２１ａとの長辺方向の配置間隔（第１配置間隔）とが一致するように、位置決めピン１２０ａを移動させるための指示を駆動モータ１３１に伝達する。

駆動モータ１３１は、制御装置５００から受信した指示に基づいて送りねじ１３２を回転させる。図１０に示すように板状構造部材２００の位置決め孔２２０の中心軸となる軸線Ｚ２が位置決めピン１２０ａの中心軸となる軸線Ｚ１から離間している場合、軸線Ｚ１を軸線Ｚ２と一致させるように移動部材１３３を図１０中の左方へ向けて移動させる。

以上説明したように、本実施形態によれば、板状構造部材２００に形成される一対の位置決め孔２２０，２２１の長辺方向の配置間隔に誤差が生じている場合でも、一対の位置決めピン１２０ａ，１２１ａの長辺方向の配置間隔を調整して一対の位置決めピン１２０ａ，１２１ａを一対の位置決め孔２２０，２２１へ適切に挿入することができる。

なお、以上の説明において組立システムは、把持装置３００，３０１の先端側に取り付けられた撮像装置３００ｂ，３０１ｂにより突出部２１０，２１１を撮像するものとしたが他の態様であってもよい。
例えば、供給台４００の近傍の設置面等に固定された他の撮像装置により予め突出部２１０，２１１を撮像しておくようにしてもよい。この場合、他の撮像装置により予め撮像された突出部２１０，２１１の画像情報が制御装置５００に送られ、制御装置５００がこれらの画像情報に基づいて、突出部２１０に形成される位置決め孔２２０の位置と、突出部２１１に形成される位置決め孔２２１の位置とを算出する。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態にかかる組立システムについて図面を参照して説明する。
本実施形態の組立システムは、第２実施形態の組立システムの変形例であり、以下で特に説明する場合を除き、第２実施形態と同様であるものとする。

第２実施形態の組立システムの板状構造部材２００の両端に形成される一対の位置決め孔２２０，２２１は、板状構造部材２００の長辺方向の内径と短辺方向の内径とが一致した平面視が円形の孔であった。
それに対して本実施形態の組立システムの板状構造部材２００’の一端に形成される位置決め孔２２０’は、板状構造部材２００’の長辺方向（第１方向）の内径ＩＤ２が長辺方向に直交する短辺方向（第２方向）の内径ＩＤ１よりも大きい孔である。

図１１に示すように、板状構造部材２００’の一端に形成される位置決め孔２２０’は、板状構造部材２００’の長辺方向の内径ＩＤ２が短辺方向の内径ＩＤ１よりも大きい孔である。一方、板状構造部材２００’の他端に形成される位置決め孔２２１は、板状構造部材２００’の長辺方向の内径ＩＤ１と短辺方向の内径ＩＤ１とが一致した平面視が円形の孔である。

本実施形態の板状構造部材２００’は、一方の位置決め孔２２０’の長辺方向の内径ＩＤ２が短辺方向の内径ＩＤ１よりも大きいため、一対の位置決め孔２２０’，２２１の長辺方向の配置間隔に誤差が生じる場合であっても、一対の位置決め孔２２０’，２２１に一対の位置決めピン１２０ａ，１２１ａを挿入させることができる。
具体的には、位置決め孔２２１の位置を位置決めピン１２１ａが挿入されるように位置決めすることにより、長辺方向の挿入可能な範囲の広い位置決め孔２２０’に位置決めピン１２０ａを挿入させることができる。

以上のように、位置決め孔２２０’を長辺方向の内径ＩＤ２が大きい長孔とすることにより、位置決め孔２２０’に位置決めピン１２０ａを挿入させることができる。一方で、位置決め孔２２０’の長辺方向の内径ＩＤ２が大きいため、位置決めピン１２０ａと接触する状態となるまで板状構造部材２００’が自重により下側に撓みやすくなっている。

図１２は板状構造部材２００’が設置された組立用治具１００を示す縦断面図であり、一対の位置決め孔２２０’，２２１に一対の位置決めピン１２０ａ，１２１ａを挿入させた状態で把持装置３００，３０１が板状構造部材２００’を把持している状態を示す。この状態では板状構造部材２００’が把持装置３００，３０１により把持されているため、板状構造部材２００’の自重による撓みは生じていない。

一方、図１３は板状構造部材２００’が設置された組立用治具１００を示す縦断面図であり、一対の位置決め孔２２０’，２２１に一対の位置決めピン１２０ａ，１２１ａを挿入させた状態で把持装置３００，３０１が板状構造部材２００’の把持を解除した状態を示す。この状態では板状構造部材２００’の把持装置３００，３０１による把持が解除されているため、板状構造部材２００’が自重によって下方に撓んでいる。この撓みは、板状構造部材２００’を他の部材とともに組み立てる際に解消されている必要がある。

本実施形態の支持部１１０は、板状構造部材２００’が自重によって下方に撓むことを解消するために、第２実施形態と同様のスライド機構１３０（調整部）を備えている。このスライド機構１３０は、一方の位置決め孔２２０’に挿入される一方の位置決めピン１２０ａの長辺方向の位置を調整する機構である。

スライド機構１３０は、図１３に示すように、板状構造部材２００’の下面（２２０ａ）が第２支持部材１１０ｂに支持された状態で板状構造部材２００’が自重によって下方に撓んでいる場合に、位置決めピン１２０ａを位置決めピン１２１ａから離間させる方向に移動させる。
位置決めピン１２０ａが移動して位置決めピン１２１ａからの距離がＬ１からＬ２へ延びると、図１４に示すように、板状構造部材２００’が自重によって下方に撓んだ状態が解消される。

なお、位置決めピン１２０ａの移動により板状構造部材２００’に過度の張力が作用すると、板状構造部材２００’の変形や位置決め孔２２０’の変形が生じる可能性がある。
そこで、本実施形態のスライド機構１３０は、位置決めピン１２０ａを位置決めピン１２１ａから離間させる方向に移動させるのに要する荷重を計測する荷重計測部を駆動モータ１３１の内部に設けている。本実施形態のスライド機構１３０は、荷重計測部により計測される荷重が予め定められた設定荷重を上回らないように位置決めピン１２０ａの長辺方向の位置（移動量）を調整する。これにより、板状構造部材２００’の変形や位置決め孔２２０’の変形が生じることが抑制される。

１００ 組立用治具（位置決め装置）
１１０ 支持部
１１０ａ 第１支持部材
１１０ｂ 第２支持部材
１２０，１２１ 位置決め部
１２０ａ，１２１ａ 位置決めピン（位置決め突起部）
１２０ｂ，１２１ｂ 取付部材
１２０ｃ，１２１ｃ 基端部
１２０ｄ，１２１ｄ 先端部
１３０ スライド機構（調整部）
１３１ 駆動モータ
１３２ 送りねじ
１３３ 移動部材
２００，２００’ 板状構造部材（板状部材）
２００ａ 下面（第１面）
２００ｂ 上面（第２面）
２１０，２１１ 突出部
２２０，２２０’，２２１ 位置決め孔
３００，３０１ 把持装置
３００ａ，３０１ａ 吸着ハンド部
３００ｂ，３０１ｂ 撮像装置（計測部）
４００ 供給台
５００ 制御装置
６００ 組立システム
ＯＤ１，ＯＤ２ 外径
ＩＤ１，ＩＤ２ 内径
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 位置
Ｘ，Ｙ，Ｚ１，Ｚ２ 軸線

Claims (6)

1. 両端部に一対の位置決め孔が形成された板状部材を位置決めする位置決め装置であって、
   前記板状部材の第１面を支持する支持部と、
   前記支持部に取り付けられるとともに前記板状部材の前記第１面から第２面へ向けて前記一対の位置決め孔に挿入される一対の位置決め突起部とを備え、
   前記一対の位置決め突起部のそれぞれは基端部から先端部へ向けて外径が漸次小さくなるテーパ形状となっており、
   前記基端部の外径が該基端部が挿入される前記位置決め孔の内径よりも小さく、
   前記一対の位置決め突起部のそれぞれは、前記板状部材の前記第１面が前記支持部に支持された状態で前記基端部が前記位置決め孔に挿入されるように配置されている位置決め装置。
2. 前記支持部は、一方の前記位置決め突起部と他方の前記位置決め突起部との第１配置間隔を調整する調整部を有する請求項１に記載の位置決め装置。
3. 一方の前記位置決め孔と他方の前記位置決め孔との第２配置間隔を計測する計測部を備え、
   前記調整部は、前記計測部が計測する前記第２配置間隔と一致するように前記第１配置間隔を調整する請求項２に記載の位置決め装置。
4. 前記一対の位置決め孔を結ぶ方向を第１方向とし該第１方向に直交する方向を第２方向とした場合に、一方の前記位置決め孔の前記第１方向の内径が前記第２方向の内径よりも大きく、
   前記支持部は、前記一方の位置決め孔に挿入される一方の前記位置決め突起部の前記第１方向の位置を調整する調整部を有し、
   前記調整部は、前記板状部材の前記第１面が前記支持部に支持された状態で前記一方の位置決め突起部を他方の前記位置決め突起部から離間させる方向に移動させる請求項１に記載の位置決め装置。
5. 前記調整部が前記一方の位置決め突起部を前記他方の位置決め突起部から離間させる方向に移動させるのに要する荷重を計測する荷重計測部を備え、
   前記調整部は、前記荷重計測部が計測する荷重に応じて前記一方の位置決め突起部の前記第１方向の位置を調整する請求項４に記載の位置決め装置。
6. 板状部材を該板状部材の第１面を支持する支持部に位置決めする位置決め方法であって、
   前記板状部材には両端部に一対の位置決め孔が形成されており、
   前記支持部には前記板状部材の前記第１面から第２面へ向けて前記一対の位置決め孔に挿入される一対の位置決め突起部が形成されており、
   前記一対の位置決め突起部のそれぞれは基端部から先端部へ向けて直径が漸次小さくなるテーパ形状となっており、
   前記基端部の外径が該基端部が挿入される前記位置決め孔の内径よりも小さく、
   前記板状部材を把持装置で把持した状態で、前記一対の位置決め孔のそれぞれを前記一対の位置決め突起部の前記先端部へ挿入する挿入工程と、
   該挿入工程により前記一対の位置決め孔のそれぞれが前記一対の位置決め突起部の前記先端部へ挿入された状態で、前記基端部を前記位置決め孔に挿入する位置決め工程とを備える位置決め方法。

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