図1は、本発明の第1の実施形態に係る車� �用インストルメントパネルの取り付け装置10 が配置される組み立てライン12の斜視説明図� ��ある。

 組み立てライン12は、自動車車体(車両)14� ��台車15に搭載してインストルメントパネル� �み付け作業ステーションにピッチ搬送する� �送路16を備える。取り付け装置10は、アシス� ��機(第1作業機構)18と、自動車車体14の両側に 配置される右側の作業ロボット(第2作業機構) 20及び左側の作業ロボット(第2作業機構)22と� �備え、前記自動車車体14の車室14a内にインス トルメントパネル24を自動的に組み付ける。

 インストルメントパネル24の長手方向(車� ��方向)両端には、このインストルメントパネ ル24を自動車車体14に取り付けるための基準� �(図示せず)が2つずつ形成されるとともに、� �述するインパネ把持手段78が係合する把持穴 26が形成される(図2参照)。

 アシスト機18は、インパネ取り出しステ� �ション28の上方に位置し、自動車車体14の搬� ��方向(矢印T方向)に延在する第1枠体30を備え� ��。図1及び図2に示すように、第1枠体30には� �互いに対向して前進用シリンダ32と後退用シ リンダ34とが配設される。

 第1枠体30は、矢印T方向に延在する一対の スライドレール38を有し、前記スライドレー� ��38には、それぞれ複数のローラ40を介して第 2枠体42が矢印T方向に進退可能に支持される� �第2枠体42には、矢印B方向に互いに対向して� ��入用シリンダ44と搬出用シリンダ46とが設け られる。

 第2枠体42は、矢印B方向に延在する一対の スライドレール50を有し、前記スライドレー� ��50には、それぞれ複数のローラ52を介して、 第3枠体54が矢印B方向に進退可能に支持され� �。

 第3枠体54には、第1板部材56と第2板部材58� ��が設けられる。第1板部材56には、前進用シ� ��ンダ32のロッド32aの先端部と、後退用シリ� �ダ34のロッド34aの先端部とが固着される。第 2板部材58には、搬入用シリンダ44のロッド44a� ��先端部と、搬出用シリンダ46のロッド46aの� �端部とが固着される。

 第3枠体54には、シリンダ60が鉛直方向に� �かって配置されており、このシリンダ60から 下方に延在するロッド(図示せず)がスライド� ��イド62の内部に配設される。シリンダ60のロ ッドの下端には、昇降端部64が連結されると� ��もに、この昇降端部64には、水平方向に延� �してアーム部66の一端が支持される。後述す るように、アーム部66に支持されるインスト� ��メントパネル24の矢印H方向の荷重、あるい� ��、インパネ把持手段78にかかる反力を感知� �るために、例えば、昇降端部64に力覚センサ 67が設けられる。

 アーム部66は、ベアリング(図示せず)を介 して軸回りに回転自在であり、ロックシリン ダ68を介して所定の回転角度位置に固定可能� ��ある。ロックシリンダ68は、スライドガイ� �62に支持されるとともに、前記ロックシリン ダ68から下方に延在するロッド68aがアーム部6 6に連結される。

 アーム部66には、一対のシリンダ70が互い に反対方向に向かって固定される。このシリ ンダ70から延在するロッド70aには、それぞれ� ��ンパネ支持アーム72が連結される。インパ� �支持アーム72は、アーム部66に設けられたガ� ��ドレール74に沿って進退可能であるととも� �、それぞれの先端部には、インストルメン� �パネル24の各把持穴26に係合する結合部材76� �設けられる。

 一対のシリンダ70及び一対のインパネ支� �アーム72により、インパネ把持手段78が構成� ��れる。アーム部66の両端には、連結手段80を 構成する操作レバー82がそれぞれ固着される� ��この操作レバー82は、略円柱状を有し、中� �部分には、縮径した把持部84が形成される。

 第2枠体42には、この第2枠体42を所定の位� ��に位置決めするためのブレーキ手段86が設� �られる。ブレーキ手段86は、押し上げられて 第1枠体30に摺接することにより、第2枠体42が 任意の位置に停止される。第1枠体30の矢印T� �向先端縁部及び先端部には、投入位置検出� �の第1リミットスイッチ88aと、前進端検出用� ��第2リミットスイッチ88bとが設けられる。第 1枠体30の矢印T方向後端部には、原位置検出� �の第3リミットスイッチ88cが設けられる。

 第3枠体54の矢印B方向両端には、ブレーキ 手段86が設けられる。第2枠体42の矢印B方向両 端には、送り端位置検出用の第4リミットス� �ッチ88dと、戻り端位置検出用の第5リミット� ��イッチ88eとが設けられる。

 右側の作業ロボット20及び左側の作業ロ� �ット22は、同様に構成されており、以下に、 前記作業ロボット20の構成について説明し、� ��記作業ロボット22には同一の参照符号を付� �て、その詳細な説明は省略する。

 図3に示すように、作業ロボット20は、旋� ��自在なロボット本体90を備える。このロボ� �ト本体90を構成するアーム92の先端部に手首� ��94が設けられるとともに、前記手首部94には 、ハンド部96、ナットランナユニット(ボルト 締め付け手段)98及び撮影部100が装着される。

 ハンド部96は、図示しないアクチュエー� �を介して開閉自在な一対の爪部102を備え、� �ンパネ把持手段78の操作レバー82と連結手段8 0を構成するとともに、後述するボルト110を� �持する手段も構成している。

 ナットランナユニット98は、手首部94の先 端に装着される一対のロッドレスシリンダ103 a、103bを備える。ロッドレスシリンダ103a、103 bには、スライダ104a、104bを介してナットラン ナ106a、106bが装着される。撮影部100は、イン� ��ネセット確認や取り付け位置のずれ確認等� ��行うためのCCD撮像カメラ(以下、単にカメラ という)108を備える。

 図1に示すように、作業ロボット20及び作� ��ロボット22に近接して、インストルメント� �ネル24を自動車車体14に取り付けるためのボ� ��ト110を収容するボルトストック部112と、前� ��ボルトストック部112から取り出される2本の 前記ボルト110を整列させるプリセット台114と が設けられる。

 図4に示すように、作業ロボット20、22の� �カメラ108は、画像処理装置120に車体画像及� �インパネセット位置画像等の画像情報を出� �する。画像処理装置120は、各カメラ108から� �られた画像情報を演算部122に出力し、前記� �算部122では、前記画像情報が演算処理され� �。演算部122から主制御装置124に車体位置や� �ンパネセット位置の検出結果が出力される� �ともに、前記主制御装置124は、入力された� �算情報に基づいて、作業ロボット20、22の動� ��を制御するとともに、アシスト機18の動作� �御も行う。

 次に、この取り付け装置10の動作につい� �、本実施形態に係る取り付け方法との関連� �、図5及び図6に示すフローチャート並びに図 7に示すタイミングチャートに沿って以下に� �明する。

 なお、アシスト機18の動作が図5に示され� ��作業ロボット20、22の動作が図6に示される� �ともに、前記アシスト機18及び前記作業ロボ ット20、22の動作は、図7に示すように、互い� ��関連して行われる。

 先ず、アシスト機18の動作について説明� �ると、このアシスト機18では、インパネ把持 手段78が、インパネ取り出しステーション28� �配置されているインストルメントパネル24上 に位置決めされる。そして、シリンダ60が駆� ��されることにより、図示しないロッドを介� ��て昇降端部64が下降する。

 この昇降端部64には、インパネ把持手段78 が装着されており、前記インパネ把持手段78� ��、インパネ取り出しステーション28上のイ� �ストルメントパネル24に対向して配置される 。その際、ロックシリンダ68が付勢されてお� ��、ロッド68aの伸縮動作が規制されるため、� ��ーム部66は、回動不能に支持される。

 この状態で、シリンダ70、70が駆動され、 ロッド70a、70aが互いに近接する方向に移動す ることによってインパネ支持アーム72、72が� �ンストルメントパネル24の両側部に当接する 。従って、結合部材76は、インストルメント� ��ネル24の各把持穴26に挿入されるとともに、 インパネ把持手段78は、前記インストルメン� ��パネル24を把持する(ステップS1)。

 次いで、シリンダ60が逆方向に駆動され� �ことにより、インパネ把持手段78は、インス トルメントパネル24を把持した状態で上昇し� ��所定の高さ位置に配置される(ステップS2)。

 そして、前進用シリンダ32が駆動され、� �ッド32aが矢印T方向に進出すると、このロッ� ��32aに固着されている第1板部材56は、矢印T方 向に押圧される。このため、第2枠体42は、ロ ーラ40の回転作用下に、スライドレール38に� �って矢印T方向に所定の位置まで移動し、第1 リミットスイッチ88aがオンされる際に、ブレ ーキ手段86が押し上げられて前記第2枠体42の� ��動が停止される(ステップS3)。

 この停止位置で、作業ロボット20は、ハ� �ド部96を構成する一対の爪部102により、イン パネ把持手段78に設けられている一方の操作� ��バー82を把持する。その際、操作レバー82の 略中央側には、小径な把持部84が形成されて� ��り、一対の爪部102が前記把持部84を把持す� �ことにより、操作レバー82の所定の位置を確 実に把持することができる。

 そこで、ロックシリンダ68がオフされて� �気開放された状態で、作業ロボット20は、ハ ンド部96が所定の方向に旋回、回転及び移動� ��の動作を行う。これにより、操作レバー82� �介してアーム部66の角度位置が調整される。 従って、インストルメントパネル24は、姿勢� ��変化され(ステップS4)、このインストルメン トパネル24が所定の姿勢に配置された後、ロ� ��クシリンダ68が付勢されてロッド68aの伸縮� �作が規制され、アーム部66が保持される。

 なお、アーム部66に力覚センサ(図示せず) を設けることにより、このアーム部66の回動� ��に前記力覚センサによって検知される反力� ��0又は微少量に近似するように、ロックシリ ンダ68を制御することも可能である。

 さらに、ステップS5に進んで、前進用シ� �ンダ32の駆動作用下に、第2枠体42が矢印D方� �に移動して、第2リミットスイッチ88bがオン� ��れる際に、ブレーキ手段86が押し上げられ� �アシスト操作開始位置に移動する。このア� �スト操作開始位置において、インパネ把持� �段78が作業ロボット20のハンド部96に把持さ� �たと判断されると(ステップS6中、YES)、ステ� ��プS7に進んで、インパネセット操作が前記� �業ロボット20及び作業ロボット22を介して行� ��れる。

 具体的には、アシスト機18は、インパネ� �動搬送モードからインパネアシスト搬送モ� �ドに切り換えられる。そして、作業ロボッ� �20は、アシスト機18のアシスト作用下に、イ� ��ストルメントパネル24を把持するインパネ� �持手段78が操作されて、前記インストルメン トパネル24を自動車車体14の車室14a内に投入� �る。

 その際、アシスト機18では、図8に示すよ� ��に、搬入用シリンダ44の駆動作用下に、ロ� �ド44aの先端部に固着される第2板部材58が矢� �B方向に押圧される。このため、第3枠体54は� ��第2枠体42のスライドレール50に沿って矢印B� ��向に移動し、作業ロボット20によるインス� �ルメントパネル24の投入作業をアシストする 。

 一方、作業ロボット20では、図9に示すよ� ��に、ハンド部96の移動作用下に、インパネ� �持手段78を矢印R1方向に旋回させてインスト� ��メントパネル24を車載姿勢に姿勢変換させ� �。さらに、インストルメントパネル24を車室 14a内に投入した後、インパネ把持手段78を矢� ��R2方向に旋回させて、前記インストルメン� �パネル24をセット姿勢に姿勢変化させている 。

 上記の作業ロボット20の動作時に、アシ� �ト機18がインパネアシスト搬送モードに切り 換えられている。従って、アシスト機18では� ��力覚センサ67を介してアーム部66に支持され るインストルメントパネル24の矢印H方向の荷 重、あるいは、インパネ把持手段78にかかる� ��力を感知している。そして、力覚センサ67� �より検知される荷重(反力)が、0又は微少量� �近似するように、前進用シリンダ32、後退用 シリンダ34、搬入用シリンダ44及び搬出用シ� �ンダ46が制御される。

 なお、アシスト機18がインパネアシスト� �送モードに切り換えられる際、上記の制御� �代えて、前進用シリンダ32、後退用シリンダ 34、搬入用シリンダ44及び搬出用シリンダ46を 全て大気開放(オフ状態)させてもよい。

 次いで、作業ロボット20、22により、後述 するように、インストルメントパネル24のボ� ��ト締めが行われた後、インパネ把持手段78� �よる前記インストルメントパネル24の把持作 用が解除される。具体的には、図2に示すよ� �に、各シリンダ70が前記とは逆方向に駆動さ れ、一対のインパネ支持アーム72がインスト� ��メントパネル24の両側部から離間する方向� �移動する。このため、結合部材76が把持穴26� ��ら離脱し、インストルメントパネル24の把� �作用が解除される(ステップS8)。

 インパネ把持手段78は、作業ロボット20及 び必要に応じて作業ロボット22を介して、車� ��14aの外部に移動する。ここで、アシスト機1 8では、搬出用シリンダ46が駆動されることに より、第2板部材58が矢印B方向とは反対方向� �押圧される。従って、第3枠体54は、インパ� �把持手段78と一体的に矢印B方向とは反対方� �、すなわち、車室外方向に移動し、作業ロ� �ット20、22の操作をアシストする(ステップS9) 。

 インパネ把持手段78が、車室14aの外部に� �動されると、作業ロボット20、22による前記� ��ンパネ把持手段78の把持が解除された後(ス� ��ップS10中、YES)、前記インパネ把持手段78が� ��ンパネ組み付けステーションから搬出され� ��(ステップS11)。

 具体的には、アシスト機18は、インパネ� �シスト搬送モードからインパネ自動搬送モ� �ドに切り換えられる。そして、後退用シリ� �ダ34が駆動され、第1板部材56が矢印T方向と� �反対方向に押圧される。このため、第2枠体4 2は、第3枠体54と一体に矢印T方向とは逆方向� ��移動する。そして、インパネ把持手段78が� �位置に至る際に、第3リミットスイッチ88cが� ��ンされることにより、このアシスト機18の� �動が停止される(ステップS12)。

 次いで、作業ロボット20の動作について� �明すると、先ず、図10に示すように、前記作 業ロボット20の手首部94に装着されているハ� �ド部96は、ボルトストック部112に収容されて いるボルト110を把持し、プリセット台114上に 立位姿勢で整列させる(図6中、ステップS101)� �

 プリセット台114では、図11に示すように� �立位姿勢で整列されているボルト110が回転� �れ、ナットランナユニット98の各ナットラン ナ106a、106bに対応して位相合わせが行われる� ��その後、各ナットランナ106a、106bにより、� �れぞれボルト110が保持される(ステップS102)� �

 作業ロボット20は、アシスト機18の姿勢変 換動作(図5中、ステップS4参照)の補助を行っ� ��後(ステップS103)、ステップS104に進んで、自 動車車体14のセンシングを行う。具体的には� ��作業ロボット20に装着されている撮影部100� �カメラ108により、自動車車体14のボディ側基 準孔を撮影し、この基準孔画像情報が画像処 理装置120に入力される。そして、演算部122で は、入力された画像情報に基づいて、ボディ 側基準孔位置が良好であるか否かを判断する とともに、必要に応じて補正値を主制御装置 124に出力する。

 作業ロボット20は、ハンド部96によりアシ スト機18の操作レバー82を把持した後(ステッ� ��S105)、前記操作レバー82を操作することによ ってインストルメントパネル24を車載姿勢に� ��換する(ステップS106)。車載姿勢のインスト� ��メントパネル24は、車室14a内にセットされ� �(ステップS107)。

 作業ロボット20は、インストルメントパ� �ル24をセットした後、ステップS108に進んで� �アシスト機18のアシスト作用下に、インパネ 把持手段78を車室14aの外部に移動させ(ステッ プS108)、操作レバー82の把持を解除する(ステ� ��プS109)。

 さらに、作業ロボット20は、カメラ108に� �りインストルメントパネル24のセット位置の センシングを行う(ステップS110)。このセット 位置センシングにおいて、ボディ側基準孔と インストルメントパネル24の基準孔とのずれ� ��発生していた際には、作業ロボット20によ� �前記インストルメントパネル24の位置調整が 行われる。

 次に、ステップS111に進んで、ナットラン ナユニット98を構成する各ナットランナ106a、 106bに保持されているボルト110が、ボディ側� �準孔及びインパネ側基準孔に螺合されて、� �ンストルメントパネル24が自動車車体14に組� ��付けられる。

 具体的には、ロッドレスシリンダ103a、103 bを介して、ナットランナ106a、106bが後退位置 に配置されており、例えば、前記ロッドレス シリンダ103aが駆動されて、前記ナットラン� �106aが前進する。そして、ナットランナ106aの 回転作用下に、このナットランナ106aに保持� �れているボルト110が、ボディ側基準孔及び� �ンパネ側基準孔に螺合する。その際、ナッ� �ランナ106bは、作業に干渉しない位置に退避� ��ている。

 ナットランナ106aによりボルト締め付け作 業が終了すると、ロッドレスシリンダ103aが� �動されて、前記ナットランナ106aが後退する� ��一方、ロッドレスシリンダ103bが駆動されて 、前記ナットランナ106bが前進し、前記ナッ� �ランナ106bの回転作用下に、他のボディ側基� ��孔及びインパネ側基準孔にボルト110が螺合� ��る。

 また、作業ロボット22は、上記の作業ロ� �ット20と同様に動作するものであり、その詳 細な説明は省略する。なお、ステップS103の� �程は、作業ロボット20のみで行われている。

 この場合、第1の実施形態では、アシスト 機18は、インパネ把持手段78を介してインパ� �取り出しステーション28からインストルメン トパネル24を把持して取り出して自動搬送し� ��後、作業ロボット20による前記インストル� �ントパネル24の車室14a内への組み付け作業時 に、該インストルメントパネル24の重量を保� ��するアシスト機能を有している。

 このため、作業ロボット20は、インスト� �メントパネル24を車室14a内に投入してセット する際に、この作業ロボット20に付与される� ��記インストルメントパネル24の荷重が有効� �軽減される。これにより、作業ロボット20を 良好に小型化することができ、取り付け装置 10全体の小型化及び簡素化が容易に図られる� ��ともに、インストルメントパネル24の取り� �け作業が迅速に且つ効率的に遂行可能にな� �。

 しかも、インストルメントパネル24の重� �は、アシスト機18に保持されている。このた め、イナーシャによる影響が低減され、左右 の作業ロボット20、22の共同作業により、重� �物であるインストルメントパネル24の位置決 め操作が一挙に簡素化される。

 さらに、メンテナンス等により作業ロボ� ��ト20、22を停止させる際には、前記作業ロボ ット20、22をインパネ取り付け作業ステーシ� �ンから退避させる。この状態で、作業者は� �アシスト機18のアシスト作用下に、インスト ルメントパネル24の組み付け作業を容易に行� ��ことができる。

 さらにまた、作業ロボット20、22には、イ ンストルメントパネル24を車室14a内のインパ� ��取り付け位置にねじ止めするナットランナ� ��ニット98が搭載されている。従って、作業� �備全体が専有する床面スペースを一層狭小� �することができ、スペース効率の向上が図� �れる。

 なお、第1の実施形態では、作業ロボット 20、22にハンド部96、ナットランナユニット98� ��び撮影部100を装着しているが、これに限定� ��れるものではない。作業ロボット20、22は、 少なくともハンド部96又はナットランナユニ� ��ト98のいずれかを備えていればよい。

 図12は、本発明の第2の実施形態に係る車� ��用インストルメントパネルの取り付け装置� ��構成するインパネ把持手段126の概略斜視説� ��図である。なお、第1の実施形態に係る取り 付け装置10を構成するインパネ把持手段78と� �一の構成要素には同一の参照符号を付して� �その詳細な説明は省略する。

 インパネ把持手段126は、シリンダ70、70を 介して開閉自在な一対のインパネ支持アーム 72を備えるとともに、前記インパネ支持アー� ��72には、可動結合部材128が設けられる。こ� �可動結合部材128は、断面長方形状を有して� �り、互いに90°の角度をなす取り付け角度位� ��に切り換え可能である。

 作業ロボット20、22では、ハンド部96によ� ��可動結合部材128が把持される。そこで、イ� ��ストルメントパネル24の形状等に対応して� �可動結合部材128が2つの角度位置のいずれか� ��切り換え可能である。これにより、第2の実 施形態では、機種の異なるインストルメント パネル24に容易に対応することができる。

 図13は、本発明の第3の実施形態に係る車� ��用インストルメントパネルの取り付け装置� ��構成するアシスト機130の概略斜視説明図で� ��る。なお、第1の実施形態に係る取り付け装 置10を構成するアシスト機18と同一の構成要� �には同一の参照符号を付して、その詳細な� �明は省略する。

 アシスト機130は、第1枠体30の下部に沿っ� ��ラック・ピニオン手段132を介して進退可能� ��走行モータ134を備える。この走行モータ134� ��、第2枠体42に固定される。第2枠体42には、� ��印B方向に延在してラック・ピニオン手段136 を介して進退可能な走行モータ138が設けられ る。この走行モータ138は、第3枠体54に固定さ れる。

 この第3の実施形態では、インストルメン トパネル24を把持するインパネ把持手段78を� �行モータ134、138の駆動作用下に、矢印T方向� ��び矢印B方向にアシスト駆動することができ るとともに、第1リミットスイッチ88a~第5リミ ットスイッチ88eのオン/オフ信号に基づいて� �前記インパネ把持手段78を所望の位置に正確 且つ確実に位置決めすることが可能になる。

 具体的には、インパネ把持手段78により� �ンストルメントパネル24が把持され、このイ ンパネ把持手段78が上昇端位置に至った後、� ��行モータ134の駆動作用下に、第2枠体42及び� ��3枠体54を介して前記インパネ把持手段78が� �印T方向に移動する。

 そして、第1リミットスイッチ88aがオンさ れる際に、走行モータ134の駆動を停止するこ とにより、インストルメントパネル24が投入� ��置に配置される。一方、インパネ把持手段7 8を原位置に戻す際には、このインパネ把持� �段78がインストルメントパネル24をアンクラ� ��プし、且つ作業ロボット20、22による前記イ ンパネ把持手段78のアンクランプがなされた� ��に、走行モータ134が逆回転される。そして� ��第3リミットスイッチ88cがオンされることに より、インパネ把持手段78が原位置に復帰す� ��ことが検出される。

 また、インストルメントパネル24を投入� �る際には、インパネ把持手段78により前記イ ンストルメントパネル24が把持され、前記イ� ��ストルメントパネル24の姿勢変換が完了す� �とともに、第1リミットスイッチ88aがオンし� ��状態で、走行モータ138が駆動される。

 一方、インパネ把持手段78を搬出する際� �は、このインパネ把持手段78がインストルメ ントパネル24をアンクランプし、作業ロボッ� ��20、22による前記インパネ把持手段78の把持� ��排除され、且つ第1リミットスイッチ88aがオ ンされた状態で、走行モータ138が逆方向に駆 動される。

 そして、第5リミットスイッチ88eがオンさ れることにより、インパネ把持手段78が自動� ��車体14の外部に検出されたことが搬出され� �。次いで、走行モータ134が駆動され、第3リ� ��ットスイッチ88cがオンされることにより、� ��位置復帰が検出される。