JP3248695B2 - ワークの加工方法及び加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 本発明はワークの加工方法及び
加工装置に関し、特にワークの欠陥部位の検出と加工ツ
ールによる欠陥部位の加工を自動的に行うためのワーク
の加工方法及び加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】 従来より、自動車製造工場の水研加工
ラインにおける作業の省力化を図るための水研加工方法
及び水研加工装置が種々提案されている。例えば、特開
昭５８−６４５１７号公報には、水研加工ラインに車体
の塗装欠陥部位を検出するための欠陥検出ステーション
と塗装欠陥部位を研磨するための研磨ステ−ションとを
設け、欠陥検出ステーションにおいて作業者が車体の塗
装欠陥部位を検出するとともにその位置データを指示装
置に入力し、研磨ステーションにおいて研磨ツールを有
する研磨ロボットが指示装置からの塗装欠陥部位の位置
データに基いて塗装欠陥部位を研磨する水研加工方法と
水研加工装置が記載されている。しかしながら、前記公
報に記載の水研加工方法においては、作業者により塗装
欠陥部位の検出を行いその位置データを指示装置に入力
しなければならず、省力化が十分に達成されていないと
いう問題がある。

【０００３】そこで、本願出願人は先の出願（特願平３
−９３０４０号）において、欠陥検出ステーションに撮
像装置を備えた欠陥検出ロボットを配設し、欠陥検出ロ
ボットを介して撮像装置を車体の撮像領域毎に移動させ
て撮像し、その画像信号を画像処理装置により処理して
得られた画像データから塗装欠陥部位の有無やその位置
などを検出してこれら塗装欠陥部位に関するデータを研
磨ステーションに転送し、研磨ステーションにおいて塗
装欠陥部位の位置データに基いて研磨ロボットにより塗
装欠陥部位を研磨する水研加工方法を提案した。

【０００４】この水研加工方法によれば、欠陥検出ロボ
ットにより塗装欠陥部位を自動的に検出するため、大幅
な省力化を図ることが可能になるが、欠陥検出ステーシ
ョンと研磨ステーションの２つのステーションを設ける
ため設備コストが増大すること、欠陥検出と研磨とが２
工程に分割されているため研磨処理のスピード化を図る
には限界があることなどの問題がある。

【０００５】そこで、本願出願人は、前記水研加工技術
を一層発展させた技術として、欠陥検出ステーションと
研磨ステーションとを１つの欠陥検出・研磨ステーショ
ンとして統合し、このステーションに１台又は複数台の
ロボットを配設するとともにロボットにヘッド支持部材
を設け、このヘッド支持部材に撮像装置の撮像ヘッドと
研磨ツールとを予め共通に装着し、塗装欠陥部位を検出
後塗装欠陥部位を研磨する水研加工方法を目下開発中で
ある。

【０００６】即ち、この水研加工方法においては、車体
の撮像領域を撮像する際には、撮像ヘッドの撮像中心軸
は、撮像領域の中心に設定された２次元座標系の原点を
通る法線に一致させて設定され、撮像領域の画像信号を
処理して得られた画像データから塗装欠陥部位が検出さ
れると、２次元座標系における塗装欠陥部位の座標値が
演算され、次に、この塗装欠陥部位の座標値と撮像中心
軸に対する研磨ツールの位置データとに基いて、研磨ツ
ールを塗装欠陥部位の位置における撮像領域の法線上の
加工位置に位置決めするための移動方向と移動距離が演
算され、次に、この演算結果に基いてヘッド支持部材が
移動駆動されて研磨ツールが加工位置に位置決めされ、
次に、ヘッド支持部材が塗装欠陥部位側に移動駆動され
て研磨ツールにより塗装欠陥部位が研磨される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】 前記本願出願人が開
発中の水研加工方法においては、研磨ツールを加工位置
に位置決めするために、塗装欠陥部位の座標値を演算し
た後に、この座標値と撮像領域の中心を通る撮像中心軸
に対する研磨ツールの位置データとに基いて研磨ツール
の移動方向と移動距離を演算しなければならず、加工ヘ
ッドの位置決めに要する時間長くなり研磨処理速度が低
下し、塗装欠陥部位に対するスピーディな研磨処理がで
きなかったり、研磨ツールの加工位置への位置決め精度
が低下し、塗装欠陥部位に対する研磨加工精度が低下す
るという問題がある。また、研磨ツールを加工位置にス
ピーディに位置決めするには、撮像装置に近接して研磨
ツールを設けることが望ましいが、その場合、研磨時に
発生する磨耗粉などにより撮像装置が汚染されて塗装欠
陥部位の検出に支障をきたすという問題がある。

【０００８】本発明の目的は、加工ツールを欠陥部位に
対応した加工位置にスピーディに且つ高精度に位置決め
することが出来、また簡単な構成で欠陥部位の加工時に
発生する摩耗粉などによる撮像ヘッドの汚染を防止出来
るようなワークの加工方法及び加工装置を提供すること
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】 請求項１に係るワーク
の加工方法は、所定速度で搬送されるワークの表面を複
数の撮像領域に分割してその撮像領域毎に、ワーク表面
を撮像手段により撮像し、その画像信号を画像処理手段
により処理して得られる画像データからワーク表面の欠
陥部位と欠陥部位の位置を検出し、欠陥部位の位置情報
に基いて加工手段により欠陥部位を加工するワークの加
工方法であって、前記撮像手段の撮像ヘッドとそれに対
応する加工手段の加工工具とを予め共通のヘッド支持部
材に装着するとともに、加工工具をその軸心が撮像ヘッ
ドの撮像領域の中心を通る撮像中心軸から所定距離側方
へ離隔し且つ撮像領域外へ退いた退避位置と前記軸心が
撮像ヘッドの撮像中心軸に略一致した基準位置とに切り
換える切換機構を予め設け、前記ヘッド支持部材をワー
クと逆方向へ移動させながら、前記撮像と、欠陥部位と
欠陥部位位置の検出を行うと共に、欠陥部位が検出され
た際にはヘッド支持部材をワークの搬送に同期して同方
向へ移動させながら欠陥部位の加工を行い、前記撮像手
段による撮像時には切換機構を介して加工工具を退避位
置に保持し、この撮像手段で撮像した撮像領域の欠陥部
位を加工する際には、切換機構を介して加工ヘッドをそ
の撮像領域の撮像中心軸上の基準位置に切り換えてか
ら、欠陥部位の位置情報に基いて加工ヘッドを基準位置
から欠陥部位の位置における撮像領域の法線上の加工位
置に位置決めするものである。

【００１０】請求項２に係るワークの加工装置は、所定
速度で搬送されるワークの表面を複数の撮像領域に分割
してその撮像領域毎に、ワーク表面を撮像手段により撮
像し、その画像信号を画像処理手段により処理して得ら
れる画像データからワーク表面の欠陥部位と欠陥部位の
位置を検出し、欠陥部位の位置情報に基いて加工手段に
より欠陥部位を加工するワークの加工装置であって、前
記撮像手段の撮像ヘッドとそれに対応する加工手段の加
工工具とを支持する共通のヘッド支持部材と、前記ヘッ
ド支持部材を３次元的に移動駆動する移動駆動手段と、
前記撮像と、欠陥部位と欠陥部位位置の検出を行う際に
前記ヘッド支持部材をワークと逆方向へ移動させると共
に、検出された欠陥部位の加工を行う際には前記ヘッド
支持部材をワークの搬送に同期して同方向へ移動させる
ように前記移動駆動手段を制御する移動駆動制御手段
と、前記加工工具をその軸心が撮像ヘッドの撮像領域の
中心を通る撮像中心軸から所定距離側方へ離隔し且つ撮
像領域外へ退いた退避位置と前記軸心が撮像ヘッドの撮
像中心軸に略一致した基準位置とに切り換える切換機構
と、前記撮像手段による撮像時には加工工具を退避位置
に保持し且つこの撮像手段で撮像した撮像領域の欠陥部
位を検出後加工ヘッドをその撮像領域の撮像中心軸上の
基準位置に切り換えるように切換機構を制御する第１制
御手段と、前記撮像領域の欠陥部位の位置情報に基いて
加工ヘッドを基準位置から欠陥部位の位置における撮像
領域の法線上の加工位置に移動させるように移動駆動手
段を制御する第２制御手段とを設けたものである。

【００１１】請求項３に係るワークの加工装置は、請求
項２のワークの加工装置において、前記加工工具は、撮
像手段の撮像ヘッドよりもワーク表面に近い位置に配設
され、前記切換機構は、加工工具を平行移動により位置
切り換えするように構成されたものである。

【００１２】請求項４に係るワークの加工装置は、請求
項２に係るワークの加工装置において、前記加工工具
は、ワーク表面に対して撮像ヘッドと略同距離の位置に
配設され、前記切換機構は、撮像ヘッドを撮像位置と所
定角度揺動させた揺動位置とに揺動駆動する揺動手段を
含むものである。

【００１３】請求項５に係るワークの加工装置は、請求
項３のワークの加工装置において、前記移動駆動手段
が、直交座標型ロボットで構成されたものである。請求
項６に係るワークの加工装置は、請求項４のワークの加
工装置において、前記移動駆動手段が、多関節型ロボッ
トで構成されたものである。

【００１４】請求項７に係るワークの加工装置は、請求
項５のワークの加工装置において、前記加工工具は、研
磨ツールであるものである。請求項８に係るワークの加
工装置は、請求項６のワークの加工装置において、前記
加工工具は、研磨ツールであるものである。

【００１５】

【作用】 請求項１に係るワークの加工方法において
は、所定速度で搬送されるワークの表面を複数の撮像領
域に分割してその撮像領域毎に、ワーク表面を撮像手段
により撮像し、その画像信号を画像処理手段により処理
して得られる画像データからワーク表面の欠陥部位と欠
陥部位の位置を検出し、欠陥部位の位置情報に基いて加
工手段により欠陥部位を加工する。

【００１６】撮像手段の撮像ヘッドとそれに対応する加
工手段の加工工具とを予め共通のヘッド支持部材に装着
するとともに、加工工具をその軸心が撮像ヘッドの撮像
領域の中心を通る撮像中心軸から所定距離側方へ離隔し
且つ撮像領域外へ退いた退避位置と前記軸心が撮像ヘッ
ドの撮像中心軸に略一致した基準位置とに切り換える切
換機構を予め設ける。前記ヘッド支持部材をワークと逆
方向へ移動させながら、前記撮像と、欠陥部位と欠陥部
位の位置の検出と、欠陥部位の加工を行うと共に、欠陥
部位が検出された際にはヘッド支持部材をワークの搬送
に同期して同方向へ移動させながら欠陥部位の加工を行
う。

【００１７】撮像手段により撮像領域を撮像する際に
は、切換機構を介して加工工具を退避位置に保持した状
態で撮像する。次に撮像領域の欠陥部位を加工する際に
は、切換機構を介して加工ヘッドをその撮像領域の撮像
中心軸上の基準位置に切り換え、次に欠陥部位の位置情
報に基いて加工ヘッドを基準位置から欠陥部位の位置に
おける撮像領域の法線上の加工位置に位置決めし、その
後加工ヘッドで欠陥部位に加工を施す。

【００１８】請求項２に係るワークの加工装置において
は、所定速度で搬送されるワークの表面を複数の撮像領
域に分割してその撮像領域毎に、ワーク表面を撮像手段
により撮像し、その画像信号を画像処理手段により処理
して得られる画像データからワーク表面の欠陥部位と欠
陥部位の位置を検出し、欠陥部位の位置情報に基いて加
工手段により欠陥部位を加工する。そして、移動駆動制
御手段で移動駆動手段を制御することにより、前記撮像
と、欠陥部位と欠陥部位位置の検出を行う際にヘッド支
持部材をワークと逆方向へ移動させると共に、検出され
た欠陥部位の加工を行う際にはヘッド支持部材をワーク
の搬送に同期して同方向へ移動させる。

【００１９】撮像手段により撮像領域を撮像する際に
は、第１制御手段により切換機構を制御して加工ヘッド
を退避位置に保持するとともに、第２制御手段により移
動駆動手段を制御し、ヘッド支持部材を介して撮像ヘッ
ドをその撮像中心軸が撮像領域の中心を通る法線に一致
した所定の撮像位置に設定し、その状態で撮像領域を撮
像する。撮像領域の欠陥部位を加工する際には、第１制
御手段により切換機構を制御して加工ヘッドをその撮像
領域の撮像中心軸上の基準位置に切り換え、次に欠陥部
位の位置情報に基いて第２制御手段により移動駆動手段
を制御し、ヘッド支持部材を介して加工ヘッドを基準位
置から欠陥部位の位置における撮像領域の法線上の加工
位置に位置決めし、その後加工ヘッドで欠陥部位に加工
を施す。

【００２０】請求項３に係るワークの加工装置において
は、加工工具は、撮像手段の撮像ヘッドよりもワーク表
面に近い位置に配設されているので、欠陥部位の加工時
に発生する摩耗粉などにより撮像ヘッドが汚染されにく
く、撮像ヘッドによる撮像精度を維持しやすい。切換機
構は、加工工具を平行移動により高精度で位置切り換え
できる。

【００２１】請求項４に係るワークの加工装置において
は、加工工具は、ワーク表面に対して撮像ヘッドと略同
距離の位置に配設されているので、加工工具の加工位置
への位置決め精度を更に高めることが出来る。また、切
換機構は、撮像ヘッドを撮像位置と所定角度揺動させた
揺動位置とに揺動駆動する揺動手段を含むので、欠陥部
位の加工時に、撮像ヘッドを揺動位置に切り換えること
により、摩耗粉などで撮像ヘッドが汚染されるのを防止
することが出来、撮像ヘッドによる撮像精度を維持する
ことが出来る。

【００２２】請求項５に係るワークの加工装置において
は、移動駆動手段は直交座標型ロボットで構成されてい
るので、移動駆動手段を比較的安価に製作出来るととも
に、第２制御手段の制御を簡単化出来且つその製作コス
トを低減することが出来る。請求項６に係るワークの加
工装置においては、移動駆動手段は多関節型ロボットで
構成されているので、ヘッド支持部材の移動駆動の自由
度が高くなり、種々の形状のワークに対するワーク加工
装置の汎用性を高めることが出来る。

【００２３】請求項７に係るワークの加工装置において
は、加工工具は研磨ツールであるので、ワークの欠陥部
位に対する研磨加工の処理速度と加工精度とを高めるこ
とが出来る。請求項８に係るワークの加工装置において
は、加工工具は研磨ツールであるので、ワークの欠陥部
位に対する研磨加工の処理速度と加工精度とを高めるこ
とが出来る。

【００２４】

【発明の効果】 請求項１の発明（ワークの加工方法）
によれば、撮像領域を撮像する際には、加工工具を退避
位置に保持させるので、撮像ヘッドにより支障なく撮像
領域を撮像することが出来る。一方、欠陥部位を加工す
る際には、撮像領域に設定された２次元座標系に対する
欠陥部位の座標値を演算する演算時間を有効利用して加
工ヘッドを基準位置に切り換えるとともに、このように
加工ヘッドを基準位置に切り換えることにより、欠陥部
位の座標値をそのまま用いて加工ヘッドを加工位置に位
置決めすることが出来、その分加工ヘッドを位置決めに
要する時間を短縮することが出来るので、加工処理速度
を早めることが出来る。また、加工ヘッドを予め基準位
置に切り換えるので、その分誤差要因がなくなり、加工
ヘッドを精度良く加工位置に位置決めすることが出来、
欠陥部位に対する加工精度を高めることが出来る。

【００２５】請求項２の発明（ワークの加工装置）によ
れば、撮像領域を撮像する際には、加工工具を切換機構
を介して退避位置に保持させるので、撮像ヘッドにより
支障なく撮像領域を撮像することが出来る。一方、欠陥
部位を加工する際には、撮像領域に設定された２次元座
標系に対する欠陥部位の座標値を演算する演算時間を有
効利用して切換機構を介して加工ヘッドを基準位置に切
り換えるとともに、このように加工ヘッドを基準位置に
切り換えることにより、欠陥部位の座標値をそのまま用
いて加工ヘッドを加工位置に位置決めすることが出来、
その分加工ヘッドの位置決めに要する時間を短縮するこ
とが出来るので、加工処理速度を早めることが出来る。
また、加工ヘッドを予め基準位置に切り換えるので、そ
の分誤差要因がなくなり、加工ヘッドを精度良く加工位
置に位置決めすることが出来、欠陥部位に対する加工精
度を高めることが出来る。

【００２６】請求項３の発明によれば、基本的に請求項
２と同様の効果が得られる。加えて、加工工具は、撮像
手段の撮像ヘッドよりもワーク表面に近い位置に配設さ
れているので、欠陥部位の加工時に発生する摩耗粉など
により撮像ヘッドが汚染されるのを防止することが出
来、撮像ヘッドによる撮像精度を維持することが出来
る。更に、切換機構は、加工工具を平行移動により位置
切り換えするように構成されているので、加工工具の位
置切り換えを高精度に行うことが出来るとともに、切換
機構を簡単化出来且つ安価に製作することが出来る。

【００２７】請求項４の発明によれば、基本的に請求項
２と同様の効果が得られる。加えて、加工工具は、ワー
ク表面に対して撮像ヘッドと略同距離の位置に配設され
ているので、加工工具の加工位置への位置決め精度を更
に高めることが出来る。更に、切換機構は、撮像ヘッド
を撮像位置と所定角度揺動させた揺動位置とに揺動駆動
する揺動手段を含むので、欠陥部位の加工時に撮像ヘッ
ドを揺動位置に切り換えることにより、摩耗粉などによ
り撮像ヘッドが汚染されるのを防止することが出来、撮
像ヘッドによる撮像精度を維持することが出来る。

【００２８】請求項５の発明によれば、基本的に請求項
３と同様の効果が得られる。加えて、移動駆動手段は直
交座標型ロボットで構成されているので、移動駆動手段
を比較的安価に製作出来るとともに、第２制御手段の制
御を簡単化出来且つその製作コストを低減することが出
来る。

【００２９】請求項６の発明によれば、基本的に請求項
４と同様の効果が得られる。加えて、移動駆動手段は多
関節型ロボットで構成されているので、ヘッド支持部材
の移動駆動の自由度が高くなり、種々の形状のワークに
対するワーク加工装置の汎用性を高めることが出来る。

【００３０】請求項７の発明によれば、基本的に請求項
５と同様の効果が得られる。加えて、加工工具は研磨ツ
ールであるので、ワークの欠陥部位に対する研磨加工の
処理速度と加工精度とを高めることが出来る。請求項８
の発明によれば、基本的に請求項６と同様の効果が得ら
れる。加えて、加工工具は研磨ツールであるので、ワー
クの欠陥部位に対する研磨加工の処理速度と加工精度と
を高めることが出来る。

【００３１】

【実施例】 以下、本発明の実施例について図面に基い
て説明する。本実施例は、自動車製造工場の水研加工ラ
インにおける車体の水研加工方法及び水研加工装置に本
発明を適用したものである。尚、車体の前後左右を基準
に前後左右を定義して説明する。

【００３２】先ず、水研加工ラインＬについて説明す
る。図１に示すように、中塗塗装ライン（図示略）の下
流側に設けられた水研加工ラインＬには、上流側から車
種検出ステーションＬ１、欠陥検出・研磨ステーション
Ｌ２、補修ステーションＬ３及び水洗ステーションＬ４
が設けられ、中塗りされて搬送されてきた車体Ｂは、水
研加工ラインＬに設けられたチェーンコンベア１に移送
され、チェーンコンベア１により所定の搬送速度で搬送
されるようになっている。

【００３３】車種検出ステーションＬ１には、車体Ｂの
車種を検出するための発光部２と受光部３からなる複数
の車種検出センサ４が設けられ、欠陥検出・研磨ステー
ションＬ２には、左右１対の走行用ベース５が設けら
れ、左側の走行用ベース５には直交座標型の第１・第２
ロボットＲ１・Ｒ２が配設され、右側の走行用ベース５
には直交座標型の第３ロボットＲ３が配設され、後述す
るように、第１ロボットＲ１には、車体Ｂのボンネッ
ト、ルーフ及びトランクリッドに設定された複数の撮像
領域Ｓを撮像するための撮像装置３０と撮像領域Ｓの塗
装欠陥部位Ｄ（図６・図７参照）を研磨するための研磨
ツール４０とが設けられ、第２・第３ロボットＲ２・Ｒ
３には、車体Ｂの左右のフロントフェンダ、ドア及びリ
ヤフェンダに設定された複数の撮像領域Ｓを撮像するた
めの撮像装置３０Ａと撮像領域Ｓの塗装欠陥部位Ｄを研
磨するための研磨ツール４０Ａとが設けられている。

【００３４】撮像領域Ｓを撮像するときには、第１〜第
３ロボットＲ１〜Ｒ３を車体Ｂの搬送方向と逆方向に所
定速度で走行させながら、第１〜第３ロボットＲ１〜Ｒ
３の撮像装置３０により撮像領域Ｓを所定のタイミング
毎に撮像し、撮像した画像信号を処理して得られる画像
データから塗装欠陥部位Ｄが検出されると、直ちに塗装
欠陥部位Ｄが検出された撮像領域Ｓに対応するロボット
を車体Ｂの搬送方向に車体Ｂと同期移動させながら研磨
ツール４０で塗装欠陥部位Ｄを研磨するようになってい
る。尚、第１〜第３ロボットＲ１〜Ｒ３の初期位置は、
左右の走行用ベース５の略中央部に設定されている。

【００３５】補修ステーションＬ３は、塗装欠陥部位Ｄ
の数が多く所定のラインタクト内で第１〜第３ロボット
Ｒ１〜Ｒ３が全ての塗装欠陥部位Ｄを研磨できない場合
に、作業者により残った塗装欠陥部位Ｄを研磨するため
に設けられている。水洗ステーションＬ４には、複数の
水洗シャワー６と水洗ブラシ７・８が設けられ、研磨後
の車体Ｂの水洗いをするようになっている。

【００３６】次に、第１ロボットＲ１の機械的構造につ
いて説明する。図２に示すように、左側の走行用ベース
５には、可動コラム１０が走行用ベース５に沿って前後
方向（Ｘ軸方向）に移動自在に設けられ、可動コラム１
０には、可動ビーム１１が可動コラム１０に沿って上下
方向（Ｚ軸方向）に移動自在に設けられ、可動ビーム１
１には、３組の可動ブロック１２が左右方向に所定間隔
おきに且つ可動ビーム１１に沿って左右方向（Ｙ軸方
向）に夫々移動自在に設けられている。

【００３７】走行用ベース５には略全長に亙ってラック
部材（図示略）が設けられ、可動コラム１０の基端部に
はサーボモータ１３とサーボモータ１３で回転駆動され
且つラック部材に噛合したピニオン（図示略）が設けら
れ、サーボモータ１３を回転駆動することにより、可動
コラム１０は前後方向に移動駆動されるようになってい
る。

【００３８】可動コラム１０にはボールネジシャフト１
４が上下方向向きに設けられ、可動コラム１０の上端に
はボールネジシャフト１４を回転駆動するサーボモータ
１５が設けられ、可動ビーム１１の左端部にはボールネ
ジシャフト１４に螺合したボールネジナット（図示略）
が設けられ、サーボモータ１５を回転駆動することによ
り、可動ビーム１１は上下方向に移動駆動されるように
なっている。可動ビーム１１にはボールネジシャフト
（図示略）が左右方向向きに設けられ、可動ビーム１１
の右端部にはボールネジシャフトを回転駆動するサーボ
モータ１６が設けられ、３組の可動ブロック１２にはボ
ールネジシャフトに螺合したボールネジナット（図示
略）が夫々設けられ、サーボモータ１６を回転駆動する
ことにより、可動ブロック１２は左右方向に同時に移動
駆動されるようになっており、可動ブロック１２の下端
には、取付部１７ａを有するベース部材１７が設けられ
ている。

【００３９】このように構成された第１ロボットＲ１の
３組のベース部材１７の取付部１７ａには、撮像装置３
０とこれに対応する研磨ツール４０とを共通に装着する
ためのヘッド支持部材２０が夫々固着されている。尚、
３組の撮像装置３０と研磨ツール４０はヘッド支持部材
２０に同様に設けられているので、右側のヘッド支持部
材２０に設けられた撮像装置３０と研磨ツール４０につ
いて説明する。

【００４０】先ず、撮像装置３０について説明する。図
３・図４に示すように、ヘッド支持部材２０の中段部に
は連結部材が設けられ、連結部材には軸部材２３が前後
方向向きに且つ軸心回りに回転自在に設けられ、撮像装
置３０は、軸部材２３に固着のブラケット部材２４を介
して軸部材２３の後端側に設けられている。

【００４１】撮像装置３０は、ブラケット部材２４の下
端に固着され車体Ｂに照射光を投光する投光器３１と、
投光器３１の前壁部に固着の左右のケーシング部材３２
に夫々上下方向向きに収容された左右１対のＣＣＤカメ
ラ３３などで構成されている。また、前記連結部材には
軸部材２３を回転駆動するサーボモータ２５が設けら
れ、サーボモータ２５を回転駆動することにより、撮像
装置３０は軸部材２３の軸心回りに回転駆動され、車体
Ｂの撮像領域Ｓの曲面形状に対応した所定の撮像姿勢に
設定できるようになっている。

【００４２】左右のケーシング部材３２の下端にはシャ
ッタ部材３４が夫々設けられ、シャッタ部材３４はエア
シリンダ３５により開位置と閉位置とに位置切換可能に
なっており、シャッタ部材３４が開位置に切換えられる
と、ケーシング部材３２の下端が開放されてＣＣＤカメ
ラ３３が車体Ｂを撮像可能になり、シャッタ部材３４が
閉位置に切換えられると、ＣＣＤカメラ３３はケーシン
グ部材３２内に密封されるようになっている。

【００４３】次に、研磨ツール４０について説明する。
ヘッド支持部材２０の下段部には連結部材２６が設けら
れ、連結部材２６には、切換機構５０の駆動部をなす油
圧シリンダ５１が前後方向向きに設けられ、油圧シリン
ダ５１のロッド５１ａにはブラケット部材２７が固着さ
れ、ブラケット部材２７の下端には砥石４１を有する研
磨ツール４０が上下方向向きに設けられている。このよ
うに研磨ツール４０をヘッド支持部材２０に設けること
により、研磨ツール４０は撮像装置３０のＣＣＤカメラ
３３より車体Ｂに近い位置に配設されている。研磨ツー
ル４０の内部には、砥石４１を回転駆動するモータ４２
と、塗装欠陥部位Ｄを研磨する際に砥石４１の塗装欠陥
部位Ｄに対する押付力を検出するための力センサ４３が
設けられている。

【００４４】油圧シリンダ５１を駆動することにより、
研磨ツール４０は連結部材２６側へ退いた退避位置（図
３に実線図示）と左右のＣＣＤカメラ３３の下方に位置
した基準位置（図３に２点鎖線図示）とに位置切換可能
になっている。また、連結部材２６にはロッド５１ａを
介して研磨ツール４０を前後方向向きの軸心回りに回転
駆動するサーボモータ２８が設けられ、車体Ｂの曲面形
状に対応した所定の研磨姿勢にして研磨できるようにな
っている。

【００４５】次に、第２・第３ロボットＲ２・Ｒ３の機
械的構造について説明する。尚、第２・第３ロボットＲ
２・Ｒ３は同様の構造なので第３ロボットＲ３について
説明し、第２ロボットＲ２の説明は省略する。また、第
２・第３ロボットＲ２・Ｒ３は、基本的に第１ロボット
Ｒ１と同様の部材を用いて構成されているので、同様の
部材には同様の符号を付して簡単に説明する。

【００４６】図５に示すように、右側の走行用ベース５
には、可動コラム１０Ａが走行用ベース５に沿って前後
方向に移動自在に設けられ、可動コラム１０Ａには、３
組の可動ブロック１２Ａが上下方向に所定間隔おきに且
つ可動コラム１０Ａに沿って上下方向に夫々移動自在に
設けられている。走行用ベース５には略全長に亙ってラ
ック部材（図示略）が設けられ、可動コラム１０Ａの基
端部にはサーボモータ１３Ａとサーボモータ１３Ａで回
転駆動され且つラック部材に噛合したピニオン（図示
略）が設けられ、サーボモータ１３Ａを回転駆動するこ
とにより、可動コラム１０Ａは前後方向に移動駆動され
るようになっている。

【００４７】可動コラム１０Ａにはボールネジシャフト
（図示略）が上下方向向きに設けられ、可動コラム１０
Ａの上端にはボールネジシャフトを回転駆動するサーボ
モータ１５Ａが設けられ、可動ブロック１２Ａにはボー
ルネジシャフトに螺合したボールネジナット（図示略）
が設けられ、サーボモータ１５Ａを回転駆動することに
より、可動ブロック１２Ａは上下方向に同時に移動駆動
されるようになっている。可動ブロック１２Ａの左端に
はベース部材１７Ａが設けられ、ベース部材１７Ａ内に
はボールネジシャフトとボールネジシャフトに螺合した
ボールネジナットとボールネジナットを回転駆動するた
めのサーボモータ１８などが設けられ、サーボモータ１
８を回転駆動することにより、ボールネジシャフトは左
右方向に移動駆動されるようになっている。

【００４８】このように構成された第３ロボットＲ３の
３組のベース部材１７Ａには、夫々撮像装置３０Ａと研
磨ツール４０Ａとを共通に装着するためのヘッド支持部
材２０Ａが左右方向向きに設けられ、ヘッド支持部材１
７Ａの右端部はベース部材１７Ａ内のボールネジシャフ
トに連結されている。ヘッド支持部材２０Ａの右端近傍
部と左端部には連結部材２２Ａ・２６Ａが夫々設けら
れ、連結部材２２Ａ・２６Ａには、夫々軸部材２３Ａと
油圧シリンダ５１Ａのロッドを介して撮像装置３０Ａと
研磨ツール４０Ａとが左右方向向きに設けられている。
このように撮像装置３０Ａと研磨ツール４０Ａとを設け
ることにより、研磨ツール４０Ａは撮像装置３０Ａの上
下のＣＣＤカメラ３３より車体Ｂに近い位置に配設され
ている。

【００４９】撮像装置３０Ａと研磨ツール４０Ａはサー
ボモータ２５Ａ・２８Ａにより夫々前後方向向きの軸心
回りに回転駆動されるようになっており、また、油圧シ
リンダ５１Ａを駆動することにより、研磨ツール４０Ａ
は連結部材２６Ａ側に位置した退避位置と撮像装置３０
Ａの上下のＣＣＤカメラ３３の左方に位置した基準位置
とに位置切り換えされるようになっている。尚、上下の
ＣＣＤカメラ３３のケーシング部材３２Ａにはシャッタ
部材とシャッタ部材を開閉するエアシリンダ３５が設け
られている。

【００５０】ここで、車体Ｂに予め設定された撮像領域
ＳについてボンネットＢＮを例に説明する。図６に示す
ように、ボンネットＢＮは１２個の撮像領域Ｓに分割さ
れ、左右に並んだ３組の撮像領域Ｓは、第１ロボットＲ
１の対応する３組の撮像装置３０により所定のタイミン
グ毎に同時に夫々撮像され、図７に示すように、撮像装
置３０の左右のＣＣＤカメラ３３は、撮像領域Ｓの左右
の相互に重畳する部分を有する小撮像領域を夫々撮像す
るようになっている。

【００５１】撮像領域Ｓの中心点は、撮像領域Ｓに設定
された２次元座標系の原点Ｏに設定され、撮像装置３０
が撮像領域Ｓを撮像する際には、左右のＣＣＤカメラ３
３は、第１ロボットＲ１及びサーボモータ２５を制御す
ることにより、左右のＣＣＤカメラ３３の撮像中心軸Ｃ
（図３・図４参照）が撮像領域Ｓの原点Ｏを通る法線と
一致し且つ撮像領域Ｓから上方へ所定距離離隔した撮像
位置に設定されるようになっている。

【００５２】図７に示すように、研磨ツール４０が退避
位置（１点鎖線図示）に切換えられているときには、研
磨ツール４０は撮像領域Ｓ外に位置し、研磨ツール４０
が基準位置（２点鎖線図示）に切換えられていて且つ撮
像領域Ｓに対して所定の研磨位置に設定されているとき
には、前記のように撮像位置に設定された左右のＣＣＤ
カメラ３３の撮像中心軸Ｃと研磨ツール４０の軸心とが
略一致するようになっている。尚、ボンネットＢＮ以外
の車体Ｂのその他の部分も同様に撮像領域Ｓが予め設定
されている。

【００５３】次に、水研加工ラインＬに設けられた各種
制御装置について説明する。車種検出ステーションＬ１
の上流側にはチェーンコンベア１を制御するコンベア制
御装置６１が配設され、車種検出ステーションＬ１には
複数の車種検出センサ４からの検出信号に基いて車種を
検出する車種検出装置６２が配設され、欠陥検出・研磨
ステーションＬ２には第１〜第３ロボットＲ１〜Ｒ３な
どを制御する制御装置７０が配設され、補修ステーショ
ンＬ３には欠陥表示装置などを備えた欠陥監視装置６３
が配設されている。

【００５４】図８に示すように、制御装置７０は、第１
〜第３ロボットＲ１〜Ｒ３とこれらに夫々設けられたサ
ーボモータ２５・２５Ａ・２８・２８Ａと油圧シリンダ
５１・５１Ａなどを制御する第１〜第３ロボット制御部
７１〜７３と、第１〜第３ロボットＲ１〜Ｒ３に夫々設
けられた３組の撮像装置３０・３０Ａからの画像信号を
処理するするとともに投光器３１とエアシリンダ３５を
制御する第１〜第３画像処理部７４〜７６と、第１〜第
３ロボットＲ１〜Ｒ３に夫々設けられた３組の研磨ツー
ル４０・４０Ａを制御する第１〜第３研磨ツール制御部
７７〜７９などで構成されている。

【００５５】第１〜第３ロボット制御部７１〜７３と第
１〜第３画像処理部７４〜７６と第１〜第３研磨ツール
制御部７７〜７９とは夫々相互に制御データを転送可能
にバスで接続され、第１〜第３ロボット制御部７１〜７
３とコンベア制御装置６１及び車種検出装置６２とは図
示のようにバスで接続され、チェ−ンコンベア１の搬送
パルス信号と車種データとが第１〜第３ロボット制御部
７１〜７３に入力されるとともに、第１〜第３ロボット
制御部７１〜７３から第１〜第３画像処理部７４〜７６
と第１〜第３研磨ツール制御部７７〜７９に入力される
ようになっている。また、第１〜第３ロボット制御部７
１〜７３と欠陥監視装置６３とは図示のように接続さ
れ、塗装欠陥数や研磨処理状況などの種々のデータが欠
陥監視装置６３に入力されるようになっている。

【００５６】第１〜第３ロボット制御部７１〜７３、第
１〜第３画像データ処理部７４〜７６及び第１〜第３研
磨ツール制御部７７〜７９は、夫々ＣＰＵとＲＯＭとＲ
ＡＭとを含むコンピュータと入出力インターフェイスと
ドライバなどを備え、第１〜第３ロボット制御部７１〜
７３のＲＯＭには、第１〜第３ロボットＲ１〜Ｒ３の走
行速度及び走行姿勢と撮像装置３０・３０Ａの撮像位置
及び研磨ツール４０・４０Ａの研磨位置とを制御する後
述の車種毎のロボット制御プログラムが夫々格納されて
いる。

【００５７】第１〜第３画像処理部７４〜７６のＲＯＭ
には、撮像装置３０・３０Ａからの画像信号に基いて塗
装欠陥部位Ｄとその位置とを検出する後述の画像処理制
御プログラムが夫々格納され、第１〜第３研磨ツール制
御部７７〜７９のＲＯＭには、第１〜第３ロボット制御
部７１〜７３及び第１〜第３画像処理部７４〜７６から
の制御データに基いて研磨条件などを設定する後述の研
磨制御プログラムが夫々格納されている。

【００５８】次に、ロボット制御、画像処理制御及び研
磨制御について、図９〜図１２のフローチャートに基い
て説明する。尚、第１〜第３ロボット制御部７１〜７３
で実行される制御、第１〜第３画像処理部７４〜７６で
実行される制御及び第１〜第３研磨ツール制御部７７〜
７９で実行される制御は夫々略同様なので、以下の説明
では、第１ロボット制御部７１・第１画像処理部７４及
び第１研磨ツール制御部７７で実行される制御について
説明し、これら以外の制御については補足的に説明を加
える。

【００５９】尚、図９・図１０はロボット制御のルーチ
ンを示し、図１１・図１２は、夫々ロボット制御と協働
している画像処理制御のルーチンと研磨制御ルーチンと
を示し、図中Ｓｉ（ｉ＝１、２、・・・）は各ステップ
を示す。また、車種検出ステーションＬ１の所定位置に
車体Ｂが搬送されたときに、その車体Ｂの車種データが
制御装置７０に入力されて、各ルーチンが起動するもの
とする。

【００６０】車種データが入力されると、サーボモータ
１５・１６が駆動されて撮像装置３０が最初の撮像領域
Ｓであるボンネットを撮像可能な高さ位置及び左右方向
の位置に設定されるとともに、撮像装置３０の撮像位置
の設定タイミングを計時するソフトタイマや設定タイミ
ングの回数をカウントするカウンタのクリヤなどの初期
設定が行われる（Ｓ１）。尚、設定タイミング間間隔は
コンベア１の搬送速度とロボットＲ１〜Ｒ３の逆送速度
とに基いて決定され、設定タイミングはクロック信号を
カウントするソフトタイマにより計時される。この設定
タイミング回数は、各撮像装置３０が車体Ｂの全長に亙
って撮像する撮像領域Ｓの数に等しい。

【００６１】次に車体Ｂが欠陥検出・研磨ステーション
Ｌ２の所定位置まで搬送されたか否かが判定され（Ｓ
２）、車体Ｂが所定位置に搬送されるまでは（Ｓ２：Ｎ
ｏ）、第１ロボットＲ１は初期位置に待機している。こ
の所定位置は、図１に２点鎖線で示したように、車体Ｂ
の前端部が初期位置に位置している第１ロボットＲ１よ
り所定距離上流側まで搬送されてきた位置であり、この
位置に車体Ｂが搬送されたか否かは、車種データが入力
された時点以降の搬送パルス信号をカウントすることに
より判定される。

【００６２】車体Ｂが所定位置まで搬送されると（Ｓ
２：Ｙｅｓ）、サーボモータ１３が回転駆動され、第１
ロボットＲ１は、車種データと車体Ｂの搬送速度に基い
て演算された所定の速度で車体Ｂの搬送方向と逆方向に
走行を開始する（Ｓ３）。尚、このとき第２・第３ロボ
ットＲ２・Ｒ３も同一速度で逆方向に走行を開始する。
次に、車体Ｂの前端部が第１ロボットＲ１の真下にさし
かかる直前から第１ロボットＲ１の走行姿勢制御が開始
され（Ｓ４）、各撮像装置３０が車体Ｂの形状に応じて
所定の撮像高さ位置及び左右方向の所定位置に位置する
ようにサーボモータ１５・１６が制御される。

【００６３】次に撮像位置設定タイミングか否かが判定
され（Ｓ５）、設定タイミングでないとき（Ｓ５：Ｎ
ｏ）、即ち３組の撮像装置３０がボンネットの前端部の
対応する撮像領域Ｓ近くに位置していないときには待機
し、設定タイミングになると（Ｓ５：Ｙｅｓ）、サーボ
モータ２５が回転駆動されて撮像装置３０の投光器３１
とＣＣＤカメラ３３が所定の撮像位置に設定され（Ｓ
６）、次にカウンタがインクリメントされる（Ｓ７）、
次に塗装欠陥部位Ｄが検出された場合に第１画像処理部
７４から停止指令信号が入力されているか否かが判定さ
れ（Ｓ８）、停止指令信号が入力されないときには（Ｓ
８：Ｎｏ）、次に撮像位置を所定回数設定したか否かが
判定され（Ｓ９）、この場合は所定回数設定していない
ので（Ｓ９：Ｎｏ）Ｓ５に移行し、Ｓ６〜Ｓ８が繰り返
される。

【００６４】一方、画像処理ルーチンでは、車種データ
が入力されると、撮影タイミングを計時するカウンタや
撮像回数をカウントするカウンタのクリヤなどの初期設
定が行われる（Ｓ３１）。この撮像回数は、各撮像装置
３０が車体Ｂの全長に亙って撮像する撮像領域Ｓの数に
等しい。次に各撮像装置３０の投光器３１が点灯され
（Ｓ３２）、次に各エアシリンダ３５が駆動されてシャ
ッタ部材３４が開位置に切換えられ（Ｓ３３）、次にボ
ンネットの前端部の撮像領域Ｓを撮像する撮像タイミン
グになるまで待機し（Ｓ３４：Ｎｏ）、撮像タイミング
になると（Ｓ３４：Ｙｅｓ）、ＣＣＤカメラ３３により
ボンネットの前端部の対応する撮像領域Ｓが撮像され
（Ｓ３５）、次にカウンタがインクリメントされる（Ｓ
３６）。

【００６５】次にＣＣＤカメラ３３からの画像信号に２
値化処理及び２値化処理で得られた画像データを解析し
て塗装欠陥部位Ｄを検出する処理を含む画像データ処理
が施され（Ｓ３７）、次に塗装欠陥部位Ｄの有無が判定
され（Ｓ３８）、塗装欠陥部位Ｄが検出されないときに
は（Ｓ３８：Ｎｏ）、所定回数撮像したか否かが判定さ
れ（Ｓ４５）、この場合、所定回数撮像していないので
（Ｓ４５：Ｎｏ）、Ｓ３４に移行してＳ３５〜Ｓ３８が
繰り返される。一方、塗装欠陥部位Ｄが検出されたとき
には（Ｓ３８：Ｙｅｓ）、第１ロボット制御部７１に停
止指令信号が出力される（Ｓ３９）。

【００６６】研磨制御ルーチンにおいては、車種データ
が入力されると、１つの車体Ｂについて欠陥検出・研磨
作業が完了した場合に第１ロボット制御部７１から入力
される作業完了信号が入力されているか否かが判定され
（Ｓ５１）、この場合作業完了信号が入力されていない
ので（Ｓ５１：Ｎｏ）、次に第１画像処理部７４からの
欠陥発生撮像領域データ、即ち所定のタイミング毎に撮
像される３組の撮像領域Ｓのうちのどの撮像領域Ｓに塗
装欠陥部位Ｄが検出されたのかを示すデータと、研磨グ
レードデータ、即ち、塗装欠陥部位Ｄに施すべき研磨度
が重研磨か中研磨か軽研磨かの３段階の研磨グレードデ
ータが入力されているか否かが判定され（Ｓ５２）、入
力されていない場合には（Ｓ５２：Ｎｏ）、Ｓ５１・Ｓ
５２を繰り返す。

【００６７】このようにして所定タイミング毎に撮像領
域Ｓが順次撮像され、撮像時の画像信号の画像データか
ら塗装欠陥部位Ｄが検出されず、所定回数の撮像位置の
設定を完了すると（Ｓ９：Ｙｅｓ）、作業完了信号が第
１研磨ツール制御部７７に出力され（Ｓ１０）、その後
第１ロボットＲ１の逆方向の走行が停止されて車体Ｂの
搬送方向と同方向に走行して初期位置に戻る（Ｓ１
１）。尚、第２・第３ロボットＲ２・Ｒ３においても、
全撮像領域Ｓに塗装欠陥部位Ｄが検出されないときに
は、第１ロボットＲ１と同様に初期位置に戻る。

【００６８】これと並行して、画像処理ルーチンにおい
ては、所定回数の撮像が完了すると（Ｓ４５：Ｙｅ
ｓ）、投光器３１が消灯され（Ｓ４６）、その後シャッ
タ部材３４が閉位置に切り換えられて（Ｓ４７）ルーチ
ンを終了する。また、研磨ツール制御ルーチンにおいて
は、作業完了信号が入力されると（Ｓ５１：Ｙｅｓ）、
ルーチンを終了する。

【００６９】一方、撮像領域Ｓに塗装欠陥部位Ｄが検出
され停止指令信号が入力されたときには（Ｓ８：Ｙｅ
ｓ）、第１ロボットＲ１の逆方向の走行が停止され（Ｓ
１２）、次に撮像装置３０が前回撮像した撮像領域Ｓの
撮像位置に位置するように第１ロボットＲ１が車体Ｂの
搬送方向と同方向に加速走行し（Ｓ１３）、次に車体Ｂ
の搬送速度と同速度で同期走行を開始する（Ｓ１４）。
尚、このとき、第２ロボットＲ１も逆方向の走行を停止
して同期走行を行い、第３ロボットＲ３は撮像領域Ｓに
塗装欠陥部位Ｄが検出されない場合には逆方向の走行を
継続し、塗装欠陥部位Ｄが検出された場合には、同様に
同期走行を行う。次に、油圧シリンダ５１が駆動されて
各研磨ツール４０が退避位置から基準位置へ移動し（Ｓ
１５）、次に第１画像処理部７４から欠陥発生撮像領域
データと欠陥位置データとが入力されるまで待機する
（Ｓ１６：Ｎｏ）。

【００７０】この間、画像処理ルーチンにおいては、投
光器３１が消灯され（Ｓ４０）、次にシャッタ部材３４
が閉位置に切り換えられ（Ｓ４１）、次に欠陥発生撮像
領域と撮像領域Ｓに設定された２次元座標系における塗
装欠陥部位Ｄの座標値と研磨グレードとが演算され（Ｓ
４２）、次に、欠陥発生撮像領域データと欠陥位置デー
タとが第１ロボット制御部７１に出力され（Ｓ４３）、
次に、欠陥発生撮像領域データと研磨グレードデータと
が第１研磨ツール制御部７７に出力される（Ｓ４４）。

【００７１】欠陥発生撮像領域データと欠陥位置データ
とが入力されると（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、次に塗装欠陥部
位Ｄが検出されない撮像領域Ｓ及び最初に塗装欠陥部位
Ｄが研磨されない撮像領域Ｓに対応する研磨ツール４０
は、それらの軸心が上下方向から左右方向に向くように
サーボモータ２８が駆動されて約９０°回転駆動される
（Ｓ１７）。

【００７２】即ち、図６のボンネットＢＮに設定された
撮像領域Ｓを例に説明すると、左右に並んだ３組の撮像
領域Ｓの研磨順序は、右部、中央部、左部の順番に設定
されており、図示のように右部と中央部の撮像領域Ｓに
塗装欠陥部位Ｄが検出された場合には、中央部と左部の
撮像領域Ｓに対応する研磨ツール４０が約９０°回転駆
動される。次に最初に研磨する塗装欠陥部位Ｄの位置デ
ータに基いてサーボモータ１３・１５・２８が駆動され
て最初に使用する研磨ツール４０がその撮像領域Ｓの基
準位置から塗装欠陥部位Ｄの位置における撮像領域Ｓの
法線上の加工位置に位置決めされる（Ｓ１８）。

【００７３】一方、研磨制御ルーチンにおいては、第１
画像処理部７４から欠陥発生領域データと研磨グレード
データが入力されると（Ｓ５２：Ｙｅｓ）、これらデー
タに基いて欠陥発生撮像領域に対応する研磨ツール４０
の研磨条件の設定が行われる（Ｓ５３）。即ち、塗装欠
陥部位Ｄの研磨グレードに応じた砥石４１の回転速度を
設定するためのモータ電流値や砥石４１の塗装欠陥部位
Ｄに対する押付力などの研磨条件が研磨ツール４０毎に
設定される。

【００７４】最初に研磨する研磨ツール４０が加工位置
に位置決めされると、次にサーボモータ１５が高速回転
されて研磨ツール４０が塗装欠陥部位Ｄ側に所定ストロ
ーク高速移動し（Ｓ１９）、次にサーボモータ１５が低
速回転に切り換えられて研磨ツール４０が塗装欠陥部位
Ｄ側に低速移動し（Ｓ２０）、後述するように第１研磨
ツール制御部７７から移動停止信号が入力されるまで
（Ｓ２１：Ｎｏ）、Ｓ２０・Ｓ２１が繰り返され、この
間に研磨ツール４０の砥石４１が塗装欠陥部位Ｄに当接
して押付けられる。移動停止信号が入力されると（Ｓ２
１：Ｙｅｓ）、研磨ツール４０の移動が停止され（Ｓ２
２）、次に第１研磨ツール制御部７７から研磨完了信号
が入力されるまで待機状態にある（Ｓ２３：Ｎｏ）。

【００７５】一方、研磨制御ルーチンにおいては、最初
に研磨する研磨ツール４０の力センサ４３により検出さ
れる砥石４１の塗装欠陥部位Ｄに対する押付力が設定さ
れた押付力か否かが判定され（Ｓ５４）、所定の押付力
が検出されると（Ｓ５４：Ｙｅｓ）、第１ロボット制御
部７１に移動停止信号が出力され（Ｓ５５）、次に設定
された研磨条件で塗装欠陥部位Ｄに研磨が施され（Ｓ５
６）、研磨が完了すると研磨完了信号が第１ロボット制
御部７１に出力される（Ｓ５７）。その後、Ｓ５１に移
行し、作業完了信号が入力されるまでＳ５２〜Ｓ５７が
繰り返される。

【００７６】研磨完了信号が入力されると（Ｓ２３：Ｙ
ｅｓ）、最初に研磨した研磨ツール４０が基準位置に戻
され（Ｓ２４）、次に待機していた２つの研磨ツール４
０が回転駆動されて基準位置に戻され（Ｓ２５）、次に
欠陥発生撮像領域データに基いて全塗装欠陥Ｄについて
研磨が完了したか否かが判定され（Ｓ２６）、研磨が完
了していない場合には（Ｓ２６：Ｎｏ）、Ｓ１７に移行
しＳ１８〜Ｓ２７が繰り返される。即ち、例えばボンネ
ットＢＮの前端部については中央部の撮像領域Ｓの塗装
欠陥部位Ｄの研磨が行われていないので、前記同様の手
順で引き続き研磨が行われる。尚、研磨制御ルーチンで
も、Ｓ５４〜Ｓ５７が繰り返される。

【００７７】全塗装欠陥部位Ｄについて研磨が完了する
と（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、油圧シリンダ５１が駆動されて
研磨ツール４０が退避位置に切り換えられ（Ｓ２７）、
次に所定回数撮像位置を設定したか否かが判定され（Ｓ
２８）、この場合所定回数設定していなので（Ｓ２８：
Ｎｏ）、Ｓ３に移行し、Ｓ４〜Ｓ９及びＳ１２〜Ｓ２８
が繰り返され、撮像位置を所定回数していたときには
（Ｓ２８：Ｙｅｓ）、Ｓ１０に移行し作業完了信号を第
１研磨ツール制御部７７に出力して第１ロボットＲ１は
初期位置に移動する。

【００７８】このように、撮像領域Ｓを撮像する際に
は、研磨ツール４０・４０Ａを切換機構５０・５０Ａを
介して退避位置に保持するので、ＣＣＤカメラ３３によ
り支障なく撮像領域Ｓを撮像することが出来る。一方、
塗装欠陥部位Ｄを研磨する際には、撮像領域Ｓに設定さ
れた２次元座標系に対する塗装欠陥部位Ｄの座標値を演
算する演算時間を有効利用して切換機構５０を介して研
磨ツール４０・４０Ａを基準位置に切り換えるととも
に、このように研磨ツール４０・４０Ａを基準位置に切
り換えることにより、塗装欠陥部位Ｄの座標値をそのま
ま用いて研磨ツール４０・４０Ａを加工位置に位置決め
することが出来、その分研磨ツール４０・４０Ａの位置
決めに要する時間を短縮することが出来るので、研磨処
理速度を早めることが出来、塗装欠陥部位Ｄをスピーデ
ィに研磨処理することが出来る。

【００７９】また、研磨ツール４０・４０Ａを予め基準
位置に切り換えることにより、撮像中心軸Ｃに対する研
磨ツール４０・４０Ａの位置データを加味して研磨ツー
ル４０・４０Ａを加工位置に位置決めする必要がなくな
り、その分誤差要因がなくなり、研磨ツール４０・４０
Ａを精度良く加工位置に位置決めすることが出来、塗装
欠陥部位Ｄに対する加工精度を高めることが出来る。

【００８０】更に、研磨ツール４０・４０Ａは、対応す
る撮像装置３０・３０ＡのＣＣＤカメラ３３よりも車体
Ｂに近い位置に配設されているので、塗装欠陥部位Ｄの
研磨時に発生する摩耗粉などによりＣＣＤカメラ３３が
汚染されるのを防止することが出来、ＣＣＤカメラ３３
による撮像精度を維持することが出来る。加えて、切換
機構５０・５０Ａは、研磨ツール４０・４０Ａを平行移
動により位置切り換えるように構成されているので、研
磨ツール４０・４０Ａの位置切り換えを高精度に行うこ
とが出来るとともに、切換機構５０・５０Ａを油圧シリ
ンダ５１・５１Ａだけで簡単に構成出来、切換機構５０
・５０Ａを安価に製作できる。

【００８１】また、第１〜第３ロボットＲ１〜Ｒ３は直
交座標型ロボットで構成されているので、第１〜第３ロ
ボットＲ１〜Ｒ３を比較的安価に製作出来るとともに、
第１〜第３ロボット制御部７１〜７３における制御を簡
単化出来且つその製作コストを低減することが出来る。

【００８２】

【別実施例】 本実施例は、直交座標型ロボットに代え
て多関節型ロボットを用いて塗装欠陥部位Ｄの検出と塗
装欠陥部位Ｄの研磨を行うようにしたものである。尚、
欠陥検出・研磨ステーションＬ２には、多関節型ロボッ
トを複数台固定して配設し、欠陥検出・研磨ステーショ
ンＬ２に車体Ｂを停止させた状態で、ロボット毎に設定
された車体Ｂの部位について各ロボットが塗装欠陥部位
Ｄの検出と塗装欠陥部位の研磨を行うものとする。尚、
前記実施例と同様の部材には同一の符号を付して説明す
る。

【００８３】図１３・図１４に示すように、例えば６軸
の自由度を有する多関節型ロボットＲ４の手首部８０に
は、脚部８１ａを有するブロック部材８１が固着され、
ブロック部材８１には切換機構５０Ｂを構成する油圧シ
リンダ５１Ｂが装着され、ブロック部材８１の脚部８１
ａには、Ｔ溝８２ａを有するヘッド支持部材８２が脚部
８１ａにＴ溝８２ａを係合してブロック部材８１に相対
移動自在に設けられ、油圧シリンダ５１Ｂのロッド５１
ａはヘッド支持部材８２に固着の板部材８３に連結され
ている。 ヘッド支持部材８２にはモータ８４が設けら
れ、モータ８４の出力軸８４ａにはブロック部材８５が
連結され、ブロック部材８５の下端に撮像装置３０Ｂが
設けられ、ヘッド支持部材８２の下端には研磨ツール４
０Ｂが設けられている。

【００８４】このようにヘッド支持部材８２に撮像装置
３０Ｂと研磨ツール４０Ｂとを設けることにより、ＣＣ
Ｄカメラ３３と研磨ツール４０Ｂとは車体Ｂに対して略
同距離の位置に配設されている。また、油圧シリンダ５
０Ｂを駆動することにより、研磨ツール４０Ｂは退避位
置（図１４に実線図示）と基準位置（図１４に２点鎖線
図示）とに位置切り換えされるとともに、モータ８４を
回転駆動することにより、ＣＣＤカメラ３３は撮像位置
（図１４に実線図示）とモータ８４の軸心回りに所定角
度揺動した揺動位置とに位置切り換え可能であり、塗装
欠陥部位Ｄを研磨するときには、ＣＣＤカメラ３３を撮
像位置から揺動位置に切り換え、次に研磨ツール４０Ｂ
を退避位置から基準位置に切り換えるようになってい
る。

【００８５】このように、研磨ツール４０Ｂは、車体Ｂ
に対してＣＣＤカメラ３３と略同距離の位置に配設され
ているので、研磨ツール４０Ｂの加工位置への位置決め
精度を更に高めることが出来る。また、塗装欠陥部位Ｄ
の研磨時には、ＣＣＤカメラ３３を揺動位置に揺動させ
ることにより、摩耗粉などでＣＣＤカメラ３３が汚染さ
れるのを防止することが出来、ＣＣＤカメラ３３による
撮像精度を維持することが出来る。加えて、ロボットＲ
４は多関節型ロボットで構成されているので、ヘッド支
持部材８２の移動駆動の自由度が高くなり、種々の形状
の車体Ｂに対する汎用性を高めることが出来る。

【００８６】尚、前記水研加工方法及び加工装置は車体
の研磨に限らず種々のワークの研磨に適用出来ることは
勿論である。また、前記第１〜第３ロボットＲ１〜Ｒ３
を１つの門型のロボットに構成することも有り得るし、
第１ロボットＲ１を天井走行レールに配設することも有
り得る。また、撮像装置３０・３０Ａは３組に限らず、
３組以上設けることも有り得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る水研加工ラインの平面図
である。

【図２】第１ロボットの斜視図である。

【図３】撮像装置と研磨ツールの側面図である。

【図４】図３の４−４線断面図である。

【図５】第３ロボットの斜視図である。

【図６】撮像領域の説明図である。

【図７】撮像領域に設定された２次元座標系の説明図で
ある。

【図８】第１〜第３ロボットの制御系の構成図である。

【図９】ロボット制御のルーチンの部分フローチャート
である。

【図１０】ロボット制御のルーチンの部分フローチャー
トである。

【図１１】画像処理制御のルーチンのフローチャートで
ある。

【図１２】研磨ツール制御のルーチンのフローチャート
である。

【図１３】別実施例のロボットの手首部部分の斜視図で
ある。

【図１４】別実施例のロボットの手首部部分の正面図で
ある。

【符号の説明】

Ｂ 車体 Ｃ 撮像中心軸 Ｄ 塗装欠陥部位 Ｏ 原点 Ｒ１〜Ｒ３ 第１〜第３ロボット Ｒ４ ロボット Ｓ 撮像領域 ２０・２０Ａ・８２ ヘッド支持部材 ３０・３０Ａ・３０Ｂ 撮像装置 ３３ ＣＣＤカメラ ４０・４０Ａ・４０Ｂ 研磨ツール ４１ 砥石 ５０・５０Ａ・５０Ｂ 切換機構 ５１・５１Ａ・５１Ｂ 油圧シリンダ ７１〜７３ 第１〜第３ロボット制御部 ７４〜７６ 第１〜第３画像処理部 ７７〜７９ 第１〜第３研磨ツール制御部 ８４ モータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ // Ｂ２３Ｐ 21/00 ３０３ Ｂ２３Ｐ 21/00 ３０３Ａ (72)発明者 弘中 和夫 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−246465（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−306093（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−236666（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−250969（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24B 27/00 B25J 13/08 B05B 12/00 B05B 12/08 B05C 9/12 B23P 21/00 303

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定速度で搬送されるワークの表面を複
   数の撮像領域に分割してその撮像領域毎に、ワーク表面
   を撮像手段により撮像し、その画像信号を画像処理手段
   により処理して得られる画像データからワーク表面の欠
   陥部位と欠陥部位の位置を検出し、欠陥部位の位置情報
   に基いて加工手段により欠陥部位を加工するワークの加
   工方法であって、 前記撮像手段の撮像ヘッドとそれに対応する加工手段の
   加工工具とを予め共通のヘッド支持部材に装着するとと
   もに、加工工具をその軸心が撮像ヘッドの撮像領域の中
   心を通る撮像中心軸から所定距離側方へ離隔し且つ撮像
   領域外へ退いた退避位置と前記軸心が撮像ヘッドの撮像
   中心軸に略一致した基準位置とに切り換える切換機構を
   予め設け、前記ヘッド支持部材をワークと逆方向へ移動させなが
   ら、前記撮像と、欠陥部位と欠陥部位位置の検出を行う
   と共に、欠陥部位が検出された際にはヘッド支持部材を
   ワークの搬送に同期して同方向へ移動させながら欠陥部
   位の加工を行い、 前記撮像手段による撮像時には切換機構を介して加工工
   具を退避位置に保持し、この撮像手段で撮像した撮像領
   域の欠陥部位を加工する際には、切換機構を介して加工
   ヘッドをその撮像領域の撮像中心軸上の基準位置に切り
   換えてから、欠陥部位の位置情報に基いて加工ヘッドを
   基準位置から欠陥部位の位置における撮像領域の法線上
   の加工位置に位置決めすることを特徴とするワークの加
   工方法。
2. 【請求項２】 所定速度で搬送されるワークの表面を複
   数の撮像領域に分割してその撮像領域毎に、ワーク表面
   を撮像手段により撮像し、その画像信号を画像処理手段
   により処理して得られる画像データからワーク表面の欠
   陥部位と欠陥部位の位置を検出し、欠陥部位の位置情報
   に基いて加工手段により欠陥部位を加工するワークの加
   工装置であって、 前記撮像手段の撮像ヘッドとそれに対応する加工手段の
   加工工具とを支持する共通のヘッド支持部材と、 前記ヘッド支持部材を３次元的に移動駆動する移動駆動
   手段と、前記撮像と、欠陥部位と欠陥部位位置の検出を行う際に
   前記ヘッド支持部材をワークと逆方向へ移動させると共
   に、検出された欠陥部位の加工を行う際には前記ヘッド
   支持部材をワークの搬送に同期して同方向へ移動させる
   ように前記移動駆動手段を制御する移動駆動制御手段
   と、 前記加工工具をその軸心が撮像ヘッドの撮像領域の中心
   を通る撮像中心軸から所定距離側方へ離隔し且つ撮像領
   域外へ退いた退避位置と前記軸心が撮像ヘッドの撮像中
   心軸に略一致した基準位置とに切り換える切換機構と、 前記撮像手段による撮像時には加工工具を退避位置に保
   持し且つこの撮像手段で撮像した撮像領域の欠陥部位を
   検出後加工ヘッドをその撮像領域の撮像中心軸上の基準
   位置に切り換えるように切換機構を制御する第１制御手
   段と、 前記撮像領域の欠陥部位の位置情報に基いて加工ヘッド
   を基準位置から欠陥部位の位置における撮像領域の法線
   上の加工位置に移動させるように移動駆動手段を制御す
   る第２制御手段とを設けたことを特徴とするワークの加
   工装置。
3. 【請求項３】 前記加工工具は、撮像手段の撮像ヘッド
   よりもワーク表面に近い位置に配設され、前記切換機構
   は、加工工具を平行移動により位置切り換えするように
   構成されたことを特徴とする請求項２に記載のワークの
   加工装置。
4. 【請求項４】 前記加工工具は、ワーク表面に対して撮
   像ヘッドと略同距離の位置に配設され、前記切換機構
   は、撮像ヘッドを撮像位置と所定角度揺動させた揺動位
   置とに揺動駆動する揺動手段を含むことを特徴とする請
   求項２に記載のワーク加工装置。
5. 【請求項５】 前記移動駆動手段が、直交座標型ロボッ
   トで構成されたことを特徴とする請求項３に記載のワー
   ク加工装置。
6. 【請求項６】 前記移動駆動手段が、多関節型ロボット
   で構成されたことを特徴とする請求項４に記載のワーク
   の加工装置。
7. 【請求項７】 前記加工工具は、研磨ツールであること
   を特徴する請求項５に記載のワークの加工装置。
8. 【請求項８】 前記加工工具は、研磨ツールであること
   を特徴とする請求項６に記載のワークの加工装置。