JP6314506B2 - 車両部品の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Description

本発明はステアリングメンバなどの車両部品の製造装置及び製造方法に関する。

自動車は何万点にもおよぶ部品をボルト締結、接着、または溶接などによって接合し、組み立てることで製造される。例えば、車室前部に配置されるステアリングメンバについても特許文献１に記載されているようにステアリングコラムやサイドブラケットなどの数種類の部品が溶接されてダッシュパネルに取り付けられる。

特開２０００−２１９１７１号公報

ステアリングメンバには、左右両端部にサイドブラケット、長手方向中央付近に左右のオーディオブラケット、その他にもステアリングコラム、インストステイ等、数多くの部品が取り付けられる。周知のように部品を完成させるまでのサイクルタイムは量産段階において高い目標が設定されており、一秒の時間でも短縮させることが課題となっている。このような場合に特許文献１に記載されているような多関節のロボットを使用しても、ロボットのスピードを増加させる程度の調整では所望のサイクルタイムまで時間を短縮させることは難しいという問題がある。

そこで本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、ステアリングメンバなどの棒状部材に部品を取り付ける工程のサイクルタイムを効率化することができる車両部品の製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明に係る車両部品の製造装置は、被接合部材にＮ個の接合部材を接合して車両部品を形成する。車両部品の製造装置は、被接合部材を保持する保持部と、接合部材及び被接合部材の把持及び搬送を行う２以上の把持ロボットと、２以上の把持ロボットの動作を制御する制御部と、を有する。制御部は、被接合部材に接合部材を接合する際に各把持ロボットによって接合部材を把持して被接合部材に配置する動作を協調制御し、２以上の把持ロボットの中でも車両部品を搬出する側に最も近い把持ロボット以外の把持ロボットにＮ個目の接合部材を被接合部材に配置させることを特徴とする。

また、本発明に係る車両部品の製造方法は、２以上の把持ロボットを用いて被接合部材にＮ個の接合部材を接合して車両部品を形成する。当該製造方法では、被接合部材に接合部材を接合する際に、各把持ロボットによって接合部材を把持して被接合部材に配置する動作を協調制御し、把持ロボットの中でも車両部品を搬出する搬出側に位置する把持ロボット以外の把持ロボットにＮ個目の接合部材を被接合部材に配置させることを特徴とする。

本発明に係る車両部品の製造装置及び製造方法によれば、２以上の把持ロボットが協調制御を行いながら被接合部材に接合部材の接合を行うため、接合作業にかかる時間を短縮することができる。また、Ｎ個目の接合部材の被接合部材への配置は、搬出側に最も近い把持ロボット以外の把持ロボットが行う。そのため、Ｎ個目の接合部材の配置及び接合の間に搬出側に最も近い把持ロボットを車両部品に接近させて把持の準備をさせることができ、完成した車両部品を速やかに把持して次工程へと搬送することによってサイクルタイムの短縮を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る車両部品の製造装置を示す斜視図である。 同製造装置を示す平面図である。 図３（Ａ）、（Ｂ）は同製造装置を構成する固定式のポジショナー（支持具）を示す斜視図及び正面図である。 図４（Ａ）、（Ｂ）は同製造装置を構成する可動式のポジショナー（支持具）を示す斜視図及び正面図である。 同製造装置を示すブロック図である。 車両部品の一例であるステアリングメンバを示す斜視図である。 同ステアリングメンバの正面図である。 同ステアリングメンバを示す右側面図である。 図９（Ａ）、（Ｂ）は、ステアリングメンバの製造においてポジショナーにサイドブラケットを取り付けた状況を示す斜視図及び平面図である。 図１０（Ａ）、（Ｂ）は、ステアリングメンバの製造においてサイドブラケットにステアリングメンバ母材を溶接する際を示す斜視図及び平面図である。 図１１（Ａ）、（Ｂ）は、ステアリングメンバの製造においてステアリングメンバ母材に逆側のサイドブラケットを溶接する際を示す平面図である。 図１２（Ａ）、（Ｂ）は、ブラケットエアバッグをステアリングメンバ母材に溶接する際を示す斜視図及び平面図である。 図１３（Ａ）、（Ｂ）は、オーディオブラケットを溶接する際を示す斜視図及び平面図である。 図１４（Ａ）、（Ｂ）は、オーディオブラケットを溶接する際を示す斜視図及び平面図である。 図１５（Ａ）、（Ｂ）は、ブラケットインパクトを溶接する際を示す斜視図及び平面図である。 図１６（Ａ）、（Ｂ）は、インストステイを溶接する際を示す斜視図及び平面図である。 図１７（Ａ）〜（Ｄ）は、ハンドロボットがステアリングメンバを搬送する際を示す側面図、正面図、平面図、及び斜視図である。

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、以下の記載は特許請求の範囲に記載される技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

図１は本発明の一実施形態に係る車両部品の製造装置を示す斜視図、図２は同製造装置を示す平面図、図３（Ａ）、（Ｂ）は同製造装置を構成する固定式のポジショナーを示す斜視図及び正面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）は同製造装置を構成する可動式のポジショナーを示す斜視図及び正面図、図５は同製造装置を示すブロック図である。図６は車両部品の一例を示すステアリングメンバの斜視図、図７は正面図、図８は右側面図である。

本実施形態に係る車両部品の製造装置は、例えば図６〜８に示すようなステアリングメンバ８０を製造する際に使用される。図１〜図５を参照して、本実施形態に係る車両部品の製造装置１００は、ポジショナー４０ａ、４０ｂ（（端部）保持部に相当）と、ロケーター３１、３２（（中間）保持部に相当）と、ハンドロボット１０ａ、１０ｂ（把持ロボットに相当）と、溶接ロボット２０と、制御部６０と、を有する。ハンドロボット１０ａまたはハンドロボット１０ｂが部品テーブル７０から所定の部品を取り出し、ステアリングメンバ母材８１（被接合部材に相当）に対して設置し、溶接ロボット２０によって溶接する。ステアリングメンバ母材８１に全ての部品が溶接できたら、ハンドロボット１０ａ、１０ｂの中でも搬出側に近いハンドロボット１０ｂがステアリングメンバ８０を把持して搬送を行う。なお、ステアリングメンバ８０はステアリングメンバ母材８１に図６などに示す接合部材８２〜８８（部品とも称する）を接合して形成される。以下、詳述する。

ハンドロボット１０ａ、１０ｂは、そのアーム先端に各々ハンド１１が取り付けられている。ハンドロボット１０ａ、１０ｂは、ハンド１１によって部品を所定の方向に掴み、ステアリングメンバー母材８１に対して、掴んだ部品を教示された位置に位置決めして保持する。部品は部品テーブル７０上に置かれていて、部品テーブル７０からハンドロボット１０ａ、１０ｂが部品を掴み出してステアリングメンバー母材８１上の所定位置に位置決めし、保持する。なお、部品テーブル７０への部品の搬入は、図示しない他のロボットや搬送コンベアなどによって搬送されてくる。また、部品テーブル７０に変えて、搬送コンベアによって流れてくる部品をハンドロボット１０ａ、１０ｂが掴むようにしてもよい。

ハンド１１の近傍には、ハンド１１の手先方向を撮影する第１カメラ１２が取り付けられている。第１カメラ１２は、ハンド１１が部品を取り出す際に当該部品を撮影して向きや大きさを把握するために使用される。

また、この工程の作業範囲内には第２カメラ１３が設置されている。第２カメラ１３は、ハンド１１によって把持された部品がどのような向きで把持されているかを確認するために使用される。また、第２カメラ１３は、ハンドロボット１０ａ、１０ｂ、溶接ロボット２０、及びポジショナー４０ａからポジショナー４０ｂまで広範囲に撮影することができる。そのため、ステアリングメンバの製造装置１００においてステアリングメンバ８０の各構成部品がどの位置に配置されているかを確認でき、撮影により取得した結果に基づいて部品接合後の位置計測を行なうことができる。

ハンドロボット１０ａ、１０ｂは、部品を部品テーブル７０から把持した後、第２カメラ１３に向かって部品をかざすように動作する。これによってハンド１１に把持された部品を第２カメラ１３が撮影して、画像処理により部品がハンド１１にどのような向きや位置で把持されているかを確認できる。また、ハンドロボット１０ａ、１０ｂは、第２カメラ１３によって確認された部品の向きや位置からステアリングメンバ母材８１上に部品を位置決めして保持することができるように部品の向きを補正する。これにより、ステアリングメンバ母材８１は、ステアリングメンバ母材８１に対して教示された部品位置に位置決めして保持することができる。このようなハンド１１によって把持された部品の向きなどを補正する動作は一般的なハンドロボットの動作であるので、説明は省略する。

溶接ロボット２０は、アーム先端に溶接トーチ２１が取り付けられている。溶接トーチ２１の先端は、ステアリングメンバ母材８１上に位置決めされた部品の位置を基準にして、その部品が溶接できる位置に位置決めされる。このため溶接トーチ２１先端の位置は、ハンドロボット１０ａ、１０ｂに教示された部品位置を基準として教示されている。ハンドロボット１０ａ、１０ｂによる部品位置が補正された場合はそれに合わせて溶接トーチ２１先端の位置も補正される。

また、溶接トーチ２１の根元部分近傍には第３カメラ２２が取り付けられている。第３カメラ２２は、ハンド１１によって位置決め保持されている部品を撮影する。そして、撮影された画像から部品の位置（および／または傾き）を計測する。そのため、第３カメラ２２は、撮影された画像内における物体の大きさや物体間の距離を計測する機能（画像内距離測定機能という）を有する。画像内距離測定機能としては、例えば予め画像内で距離を割り出すための基準となる物（基準スケール）を撮影して、その基準スケールの実物の大きさと画像内での大きさとの対応関係を求めておく。そして、記憶した基準スケールにおける実物と画像との対応関係を用いて、計測するために撮影した物体の画像内での大きさや物体間の距離及び傾きを求める。このような画像内距離測定機能は周知のものを用いればよく、特に限定されない。

また、第３カメラ２２は、第３カメラ２２の現在位置から撮影物までの距離を測る測距機能を備えていてもよい。測距機能としては、第３カメラ２２の焦点合わせに用いるパッシブ型測距、レーザー光や超音波を用いるアクティブ型測距機能などを用いることが出来る。当該測距機能も周知のものを用いればよく、特に限定されない。このような測距機能と画像内距離測定機能を用いれば、第３カメラ２２によって測定された部品位置が溶接ロボット２０の動作座標系内の位置として算出することが出来る。

なお、上記の画像内距離測定機能及び測距機能は第２カメラ１３も有していてもよい。また、画像内距離測定、必要により行われる測距などにおける画像処理およびそれらの算出処理は制御部６０によって行われる。

支持具４０ａ、４０ｂ（ポジショナーとも言う）は、ステアリングメンバ母材８１の両端を把持して保持する。支持具４０ａ、４０ｂは、支持具４０ａ、４０ｂの支柱となる支持台４１と、ステアリングメンバ母材７１を把持する把持部４４と、を有する。把持部４４は、クランパ４５，４６と、クランパ４５、４６を動作させるための動力機構を有する動力部４７と、ステアリングメンバ母材８１の両端に取付けられる部材を位置決めする位置決めピン４８、４９と、を有する。また、支持具４０ｂは、図４（Ａ）に示すように、上記構成に加えて支持具４０ａをステアリングメンバ母材８１の長手方向にスライド自在に移動可能とするスライド部４２、をも有する。スライド部４２は、スライドベース４３と連携している。

支持台４１は、ステアリングメンバ母材８１を支持する支柱に当たり、ステアリングメンバ母材７１を把持する側の側面において把持部４４と接続する。また、支持具４０ａにおいて、支持台４１の下方は装置１００に固定されており、支持具４０ｂにおいて支持台４１の下方はスライド部４２と接続している。支持台４１は本実施形態において一部材から構成され、所定の高さで構成しているが、これ以外にも例えば２以上の部材から構成し、高さ調整機構を備えるように構成してもよい。また、支持台４１は、図３（Ａ）に示すように把持部４４と回転軸５３を介して接続され、支持台４１はモーターとギヤ対などを有する回転機構を備える。支持台４１に上記回転機構が設けられることによって、把持部４４はステアリングメンバ母材８１を把持した状態で回転軸５３の軸周りに回転することができる。

スライド部４２は、スライドベース４３と連携し、支持具４０ｂをステアリングメンバ母材８１の長手方向に移動可能にする。スライド部４２とスライドベース４３には、ギヤ対を設けることによって、スライド部４２を移動可能に構成しているが、これに限定されない。

クランパー４５、４６は、ステアリングメンバ母材８１を両端部において把持するための構成であり、本実施形態では動力部４７の一部に回転軸５１、５２が設けられ、回転軸５１、５２にクランパー４５、４６が回転可能に取り付けられている。

動力部４７は、クランパー４５、４６を動作させるためのモーターとギヤ対等のクランパー４５，４６のための回転機構を内蔵している。クランパー４５，４６を回転軸５１、５２の軸周りに回転させ、クランパー４５、４６がなす開き角を調整することによってステアリングメンバ８０の把持及び把持の解除が実現される。

位置決めピン４８、４９は、動力部４７の外側面に設けられている。ステアリングメンバ８０の中でも長手方向両端に配置されるサイドブラケット８２，８３には位置決めピン４８，４９を挿通させるための位置決め穴が設けられている。サイドブラケット８２，８３の位置決め穴を位置決めピン４８，４９に挿通させることによってサイドブラケット８２、８３がポジショナー４０ａ、４０ｂに取り付けられ、位置決めされる。サイドブラケット８２、８３が支持具４０ａ、４０ｂの位置決めピン４８，４９に挿通した状態でステアリングメンバ母材８１に接合された後は、サイドブラケット８２、８３をクランパー４５，４６によって把持することでステアリングメンバ８０が支持される。

ロケーター３０は、ロケーター３１とロケーター３２と、から構成されるが、台数はこれに限定されない。ロケーター３１は、ステアリングメンバ母材８１を把持するか、又は把持を解除した状態にする。ロケーター３２は、ステアリングメンバ母材８１の長手方向において異なる位置でロケーター３１と同様にステアリングメンバ母材８１を把持するか、把持を解除した状態にする。そのため、ロケーター３０によるステアリングメンバ母材８１の保持には、ロケーター３１、３２による保持か、ロケーター３１、３２のいずれかによる保持が挙げられる。ロケーター３１、３２は、図２のロケーター３２に示すように、ステアリングメンバ母材８１を把持しない際には、ロケーター３２の上部がスライドベース４３から長手方向に交差する方向（図２の上方向）に離間する。これによって、溶接ロボット２０やハンドロボット１０ａ、１０ｂが動作する際のエリアに侵入しないようにしている。ロケーター３１、３２は、ポジショナー４０ａ、４０ｂのスライド部４２と同様の構成を有する。これによって、スライドベース４３を長手方向に自在に移動させることができる。

制御部６０は、図５に示すように、車両部品の製造装置１００においてハンドロボット１０ａ、１０ｂ、溶接ロボット２０、ポジショナー４０ａ、４０ｂ、ロケーター３１、３２、及び第２カメラ１３の動作を制御する。なお、第１カメラ１２の制御はハンドロボット１０ａ、１０ｂの制御の際において合わせて行われ、第３カメラ２２の制御は溶接ロボット２０の制御の際において合わせて行われる。

制御部６０は、記憶部６１と、演算部６２と、比較部６３と、入出力部６４と、を有する。記憶部６１は、ＲＯＭやＲＡＭから構成される。記憶部６１は、ハンドロボット１０ａ、１０ｂや溶接ロボット２０等の車両部品の製造装置１００の動作に関するプログラムやワークである車両部品の仕様に関するデータが予め記憶されていたり、製造装置の動作によって新たなデータの追加、更新、削除などの編集が行われたりする。演算部６２は、ＣＰＵに当る部位であり、記憶部６１から読み出したデータや第１カメラ１２、第２カメラ１３、第３カメラ２２が撮影した情報などを元にハンドロボット１０ａ、１０ｂや溶接ロボット２０の位置や姿勢を制御したり、ポジショナー４０ａ、４０ｂ、ロケーター３１、３２の動作を制御したりする。

本実施形態において、制御部６０はハンドロボット１０ａ、１０ｂを協調制御（排他制御）することによって、ステアリングメンバ母材８１への部品の配置を迅速に行い、サイクルタイムを向上させている。すなわち、ハンドロボット１０ａがある部品を把持してステアリングメンバ母材８１に搬送、配置している間にハンドロボット１０ｂは別の部品を把持してハンドロボット１０ａが把持する部品の接合作業が行われている近傍の領域まで接近する。

ここで、接合作業が行われている近傍の領域とは、ステアリングメンバ母材８１と既にステアリングメンバ母材８１に接合された部品が占める領域を除き、かつ、現在接合する部品を把持するハンドロボットが次に動作する際に移動する移動領域を除く領域を言う。このように、次に接合する部品を把持したハンドロボットを接合作業が行われる近傍の領域まで接近させることによって、現在配置した部品の接合作業が終わり次第即座に次の部品を配置することができ、接合作業を迅速に行い、サイクルタイムの短縮に貢献することができる。

比較部６３は、ＣＰＵ等によって実現される部位であり、ステアリングメンバ母材８１に複数の部品を接合する際の接合順序を決定する際に使用される。ステアリングメンバ８０は、本実施形態において例えばステアリングメンバ母材８１、サイドブラケット８２、８３、ブラケットエアバッグ８４、オーディオブラケット８５，８６、ブラケットインパクト８７、インストステイ８８、を有する。ステアリングメンバ母材８１に上記のような部品が接合される際に、比較部６３は、ステアリングメンバ母材８１に部品８４〜８８を想定される全ての順序のパターンにおいて接合させた場合にかかる時間が最小となるものを選択する。図８に示すように、ステアリングメンバ母材８１に接合される部品は、円筒状のステアリングメンバ母材８１において様々な角度方向に配置される。

そして、ポジショナー４０ａ、４０ｂによって部品を接合する角度方向までステアリングメンバ母材８１を回転させている間は溶接を行うことはできない。そのため、演算部６２は、全てのパターンにおいてステアリングメンバ母材８１を回転させる際の回転角度の合計と所要時間を算出する。比較部６３は、全てのパターンにおける回転角度の合計を比較してそれが最小となる部品の接合順序を選び出す。そして、上記で選択した部品の接合順序に基づいてステアリングメンバ母材８１を回転させることによって、接合工程の際に溶接が行えない時間を最小化し、サイクルタイムの短縮化に貢献することができる。

また、制御部６０は、部品８２〜８８をステアリングメンバ母材８１に接合する際にハンドロボット１０ａ、１０ｂのどちらにどの部品を把持させるかを決定する。上記のように、サイクルタイムの短縮は、一方のハンドロボットが部品をステアリングメンバ母材８１に配置している間に、他方のロボットが部品テーブル７０から別の部品を把持し、ステアリングメンバ母材９１において接合作業の行われる近傍の領域まで接近させておくことによって実現される。そのため、部品の把持は原則的に把持ロボットが交互に行うことになる。しかし、上記以外にもサイドブラケット８２，８３をステアリングメンバ母材８１に接合した後にはロケーター３１、３２による保持を一方のロケーター３１、３２のいずれかに切り替えるといった作業も行われる。

そして、ロケーター３１，３２が移動している最中にハンドロボットを移動させると衝突が起きる可能性があるため、その間にハンドロボットを移動させることは好ましくない。このようにロケーター３１、３２の保持の切り替えの際にはハンドロボットが移動の終了を待つ、といった時間が発生するため、その場合には部品８２〜８８を接合する時間全体を考慮して直前に部品を把持したハンドロボットに次の部品を把持させることもできる。このように構成することによって、ワークの仕様だけでなく製造装置のその他の仕様をも考慮してサイクルタイムの短縮化を図ることができる。

入出力部６４は、ＬＡＮ等から構成され、演算部６２の演算結果をハンドロボットなどへ伝送したり、ハンドロボット１０ａ、１０ｂの第１カメラ１２や第２カメラ１３が取得したデータを演算部６２や記憶部６１に伝送したりする。また、部品８１〜８８を載置する部品テーブル７０は、テーブル７１、７２から構成されているが、構成はこれに限定されない。

次に本実施形態に係る車両部品の製造装置の使用例として、ステアリングメンバの製造について説明する。図９（Ａ）、（Ｂ）から図１７（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれステアリングメンバを製造する際について説明する斜視図及び平面図である。

本実施形態では、まず図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、図９（Ｂ）で見て右側のサイドブラケット８２がハンドロボット１０ａによってポジショナー４０ａのピン４８，４９に取り付けられて固定される。

ハンドロボット１０ａがサイドブラケット８２を把持して取り付けている間にハンドロボット１０ｂは、次に配置するステアリングメンバ母材８１をテーブル７０から把持し、上述したハンドロボット１０ａと干渉しない領域までできるだけ接近させてサイドブラケット８２の取り付けが終了するのを待つ。取り付けが終了すると、ハンドロボット１０ａから取り付けが終了し、他方のロボットに部品を配置してもよい通知が制御部６０に送信される。便宜上、これを許可通知と称する。

制御部６０は、許可通知を受信すると即座にハンドロボット１０ｂに動作の命令を促すデータを送信する。ハンドロボット１０ｂは、制御部６０からの命令に基づき、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すようにステアリングメンバ母材８１を待機位置から動かし、サイドブラケット８２と接するようにロケーター３１、３２に載置する。このように制御部６０は、ハンドロボット１０ａ、１０ｂの部品配置動作を排他制御（協調制御）する。その後、溶接ロボット２０は、即座にサイドブラケット８２とステアリングメンバ母材８１との接触位置において溶接を行う。

ハンドロボット１０ｂがステアリングメンバ母材８１を配置している間にハンドロボット１０ａは、次に接合するサイドブラケット８３を把持して上記と同様にハンドブラケット１０ｂの移動領域と接触しない位置にサイドブラケット８３をできるだけ接近させる。そして、制御部６０から許可通知を受信すると、ハンドロボット１０ａは図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ポジショナー４０ｂにサイドブラケット８３を取りつける。サイドブラケット８３が取り付けられると、ポジショナー４０ｂのスライド部４２は、スライドベース４３に沿ってステアリングメンバ母材８１に向かって移動し、サイドブラケット８３がステアリングメンバ母材８１の端部と接触する。そして、当該接触位置において溶接ロボット２０により溶接が行われる。

ステアリングメンバ母材８１の端部にサイドブラケット８２、８３が接合されると、ステアリングメンバ母材８１の中央部分での保持はロケーター３１、３２による保持からロケーター３１による保持に切り替わる。ここでハンドロボットの待ち時間ができてしまうため、つぎの部品の接合は直前に部品を把持したハンドロボット１０ａによって行われる。

すなわち、サイドブラケット８３の配置及び接合が終わると、本実施形態ではハンドロボット１０ａが次に接合するブラケットエアバッグ８４を把持して、図１２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ステアリングメンバ母材８１の所定位置に配置する。そして、溶接ロボット２０によって溶接が行われる。

ハンドロボット１０ａによってブラケットエアバッグ８４が配置されている間にハンドロボット１０ｂは次に接合するオーディオブラケット８５を把持し、ハンドロボット１０ａと接触しない領域までできるだけ接近する。ブラケットエアバッグ８４の接合が終わり、制御部６０から許可通知を受信すると、ハンドロボット１０ｂは待機位置からオーディオブラケット８５を図１３（Ａ）、（Ｂ）に示すように所定位置まで搬送して配置する。そして、溶接ロボット２０により溶接が行われる。

ハンドロボット１０ｂによってオーディオブラケット８５が配置されている間にハンドロボット１０ａは、対となるもう一方のオーディオブラケット８６を把持して、ハンドロボット１０ｂと接触しない領域にできるだけ接近して待機する。そして、制御部６０から許可通知を受信すると、ハンドロボット１０ａは、図１４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、所定位置にオーディオブラケット８６を配置する。そして、溶接ロボット２０によって溶接が行われる。

ハンドロボット１０ａによってオーディオブラケット８６が配置されている間にハンドロボット１０ｂは、次に接合するブラケットインパクト８７を把持して、ハンドロボット１０ａと接触しない領域にできるだけ接近して接合が終わるのを待機する。制御部６０によって許可通知を受信したら、ハンドロボット１０ｂは、図１５（Ａ）、（Ｂ）に示すように所定位置にブラケットインパクト８７を配置する。その後、溶接ロボット２０によって溶接が行われる。

ハンドロボット１０ｂによってブラケットインパクト８７の配置が行われている間にハンドロボット１０ａは次に接合するインストステイ８８を把持し、ハンドロボット１０ｂと接触する領域にできるだけ接近して待機する。制御部６０から許可通知を受信したら、図１６（Ａ）、（Ｂ）に示すように待機位置からインストステイ８８を所定位置に配置する。そして溶接ロボット２０によって溶接が行われ、全ての部品の溶接が終了し、ステアリングメンバ８０が完成する。

ハンドロボット１０ａがインストステイ８８を配置している間にハンドロボット１０ｂは、ハンドロボットａと接触する領域にできるだけ接近してインストステイ８８の溶接が終了するのを待機する。本実施形態においてハンドロボット１０ｂはステアリングメンバ８０の搬出側（図１７（Ｂ）、（Ｃ）の左側）に設置されている。インストステイ８８の接合が終了し、許可通知を受信したら、ハンドロボット１０ｂは、完成したステアリングメンバ８０を把持し、次工程へと搬送する。

次に本実施形態に係る作用効果について説明する。車両部品のひとつであるステアリングメンバにはサイドブラケット、オーディオブラケット、インストステイ等の数多くの部品が取り付けられる。サイドブラケット等の部品はロボットによって把持されて取り付けられるが、量産時におけるサイクルタイムには高い目標が掲げられており、ロボット自身の動作スピードをできるだけ早くする以外にもさらなるスピードの向上が要求されている。

これに対し本実施形態ではステアリングメンバ８０における部品の配置を２台のハンドロボット１０ａ、１０ｂを用いて協調制御しながら行っている。そのため、部品の接合から次の部品の配置までの時間を短縮してサイクルタイムの短縮に貢献することができる。また、ステアリングメンバ母材８１に接合する最後の部品８８を配置するのは、ステアリングメンバ８０の搬出側に近いハンドロボット以外のハンドロボット１０ａに行わせている。そのため、ハンドロボット１０ａによって部品８８を配置して接合を行っている間に搬送側に最も近いハンドロボット１０ｂは接合作業の行われている領域の近傍でステアリングメンバを把持する位置にできるだけ接近して準備することができる。よって、完成したステアリングメンバ８０を即座に把持して次工程の場所に迅速に搬送でき、サイクルタイムの短縮をさらに図ることができる。

また、ポジショナー４０ａ、４０ｂはステアリングメンバ母材８１を回転させる回転機能を有し、全ての部品をステアリングメンバ母材８１に配置するために必要な回転角を算出する演算部６２と、演算部６２が算出した複数のパターンにおける回転角度を比較する比較部６３と、を有するように構成している。そのため、全ての部品の配置パターンの中でも回転角の合計が最小となるパターンを選択することができ、ステアリングメンバ母材８１が回転している時間を最小化してサイクルタイムの短縮にさらに寄与することができる。

また、ステアリングメンバ母材８１は端部においてポジショナー４０ａ、４０ｂによって保持され、中間部分においてロケーター３１、３２において保持されている。そして、ハンドロボット１０ａ、１０ｂは原則として交互に部品を把持するが、ロケーター３１、３２による保持が変更された際には直前に部品を把持したハンドロボットに部品を把持させるように構成している。このように構成することによって、製造装置における他の構成との関係をも考慮してステアリングメンバ８０の製造に必要なサイクルタイムを短縮させることができる。

また、ハンドロボット１０ａ、１０ｂは、一方のハンドロボットが次に接合する部品を把持して前の部品の接合作業が行われる近傍の領域まで接近して待機し、接合作業が行われる近傍の領域とはステアリングメンバ母材８１とステアリングメンバ母材８１に既に接合された部品の占める領域を除き、かつ、前の部品を把持したハンドロボットが次に動作する際に移動する移動領域を除く領域と構成している。そのため、接合作業を終えたハンドロボットの次の動作を妨げないようにしながら次に配置する部品をできるだけステアリングメンバ母材８１に接近させることができ、サイクルタイムの短縮に貢献することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲において種々の改変が可能である。ステアリングメンバにおける構成部品同士の接合は溶接によって行われると記載したが、これに限定されず、接着剤などを用いてもよい。

１０ａ、１０ｂ ハンドロボット（把持ロボット）、
２０ 溶接ロボット、
３０、３１、３２ ロケーター（（中間）保持部）、
４０ａ 固定式ポジショナー（支持具、（端部）保持部）、
４０ｂ 可動式ポジショナー（支持具、（端部）保持部）、
４１ 支持台、
４２ スライド部、
４３ スライドベース、
４４ 把持部、
４５、４６ クランパ、
４７ 動力部、
４８，４９ 位置決めピン、
５１、５２、５３ 回転軸、
６０ 制御部、
６１ 記憶部、
６２ （回転角）演算部、
６３ 比較部、
６４ 入出力部、
７０、７１、７２ 部品テーブル、
８０ ステアリングメンバ、
８１ ステアリングメンバ母材（被接合部材）、
８２、８３ サイドブラケット（部品、接合部材）、
８４ ブラケットエアバッグ（部品、接合部材）、
８５，８６ オーディオブラケット（部品、接合部材）、
８７ ブラケットインパクト（部品、接合部材）、
８８ インストステイ（部品、接合部材）。

Claims (8)

1. 被接合部材にＮ個の接合部材を接合して形成される車両部品の製造装置であって、
   前記被接合部材を保持する保持部と、
   前記接合部材及び前記被接合部材の把持及び搬送を行う２以上の把持ロボットと、
   ２以上の前記把持ロボットの動作を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記被接合部材に前記接合部材を接合する際に各前記把持ロボットによって前記接合部材を把持して前記被接合部材に配置する動作を協調制御し、
   ２以上の前記把持ロボットの中でも前記車両部品を搬出する側に最も近い前記把持ロボット以外の前記把持ロボットにＮ個目の前記接合部材を前記被接合部材に配置させることを特徴とする車両部品の製造装置。
2. 複数の前記接合部材は、少なくとも２以上が前記被接合部材における周方向に異なる位置に接合され、
   前記保持部は、前記被接合部材を回転させる回転機構を有し、
   前記制御部は、全ての前記接合部材を前記被接合部材に配置するために前記被接合部材を回転させる回転角の合計を前記接合部材を配置する順序毎に算出する回転角演算部と、
   前記回転角演算部が算出した複数の前記回転角を比較する比較部と、
   を有する請求項１に記載の車両部品の製造装置。
3. 前記保持部は、前記被接合部材の両端部を把持する端部保持部と、前記被接合部材の長手方向における中間部分を把持する中間保持部と、を備え、
   ２以上の前記把持ロボットは、原則として交互に前記接合部材を把持して前記被接合部材に配置し、
   前記中間保持部における前記被接合部材の把持位置が変更された際には直前に前記接合部材を配置したロボットと同じ前記把持ロボットが次の前記接合部材を配置する請求項１または２に記載の車両部品の製造装置。
4. 一の前記接合部材の接合作業が終わるのを待つ前記把持ロボットは、別の前記接合部材を把持して前記接合作業の行われる近傍の領域まで接近し、
   前記接合作業の行われる近傍の領域とは、前記被接合部材と前記被接合部材に既に接合された前記接合部材が占める領域を除き、かつ、前記一の接合部材を把持した前記把持ロボットが次に動作する際に移動する移動領域を除く領域である請求項１から３のいずれか１項に記載の車両部品の製造装置。
5. ２以上の把持ロボットを用いて被接合部材にＮ個の接合部材を接合して形成される車両部品の製造方法であって、
   前記被接合部材に前記接合部材を接合する際に、各前記把持ロボットによって前記接合部材を把持して前記被接合部材に配置する動作を協調制御し、
   前記把持ロボットの中でも前記車両部品を搬出する搬出側に位置する前記把持ロボット以外の前記把持ロボットにＮ個目の前記接合部材を前記被接合部材に配置させることを特徴とする車両部品の製造方法。
6. 複数の前記接合部材は、少なくとも２以上が前記被接合部材における周方向において異なる位置に接合され、
   前記被接合部材は回転自在に保持され、
   前記被接合部材の保持の制御では、全ての前記接合部材を前記被接合部材に配置するために前記被接合部材を回転させる回転角の合計を前記接合部材を配置する順序毎に算出し、算出した複数の前記回転角を比較する請求項５に記載の車両部品の製造方法。
7. 前記接合部材は、前記被接合部材を保持した状態において配置されて接合され、
   前記把持ロボットは、原則として交互に前記接合部材を把持して前記被接合部材に配置し、
   前記被接合部材を保持する位置が変更された際には直前に前記接合部材を配置したロボットと同じ前記把持ロボットが次の前記接合部材を配置する請求項５または６のいずれか１項に記載の車両部品の製造方法。
8. 一の前記接合部材の接合作業が終わるのを待つ前記把持ロボットは、別の前記接合部材を把持して前記接合作業の行われる近傍の領域まで接近し、
   前記接合作業の行われる近傍の領域とは、前記被接合部材と前記被接合部材に既に接合された前記接合部材が占める領域を除き、かつ、前記一の接合部材を把持した前記把持ロボットが次に動作する際に移動する移動領域を除く領域である請求項５から７のいずれか１項に記載の車両部品の製造方法。