ホーム > 特許ランキング > トヨタ自動車九州株式会社
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022075039
(43)【公開日】2022-05-18
(54)【発明の名称】３列目シート搭載装置
(51)【国際特許分類】
B62D 65/14 20060101AFI20220511BHJP
B23P 21/00 20060101ALI20220511BHJP
【ＦＩ】
B62D65/14 A
B23P21/00 303A
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020185566
(22)【出願日】2020-11-06
(71)【出願人】
【識別番号】596002767
【氏名又は名称】トヨタ自動車九州株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100080160
【弁理士】
【氏名又は名称】松尾 憲一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100149205
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 泰央
(72)【発明者】
【氏名】橘 東三
(72)【発明者】
【氏名】永見 賢太郎
【テーマコード（参考）】
3C030
3D114
【Ｆターム（参考）】
3C030CC04
3C030DA01
3C030DA26
3C030DA28
3C030DA35
3C030DA38
3D114AA01
3D114AA15
3D114BA17
3D114CA07
3D114CA09
3D114DA05
3D114DA14
3D114FA07
3D114GA09
3D114GA12
3D114GA15
(57)【要約】 （修正有）
【課題】バックドアの開口部から３列目シートを搬入すると、３列目シートや把持部が車両側に干渉して３列目シートや内装にキズが付いたり、ロボットの停止や破損等を生じない装置を提供する。
【解決手段】所定の基準位置から車両搬送ライン３１１，３１３上の車両１の所定の個所までの距離を計測し、計測値を出力する車両位置計測装置１０と、シート３の搬入位置の基準長と計測値とから補正値を算出する演算装置と、補正値に基づきシート搬入位置を補正してシートを車両のバックドアの開口部５から車内に搬入し、所定の位置に載置するシート搬入ロボット３０と、を有する構成とした。
【選択図】図１
【解決手段】所定の基準位置から車両搬送ライン３１１，３１３上の車両１の所定の個所までの距離を計測し、計測値を出力する車両位置計測装置１０と、シート３の搬入位置の基準長と計測値とから補正値を算出する演算装置と、補正値に基づきシート搬入位置を補正してシートを車両のバックドアの開口部５から車内に搬入し、所定の位置に載置するシート搬入ロボット３０と、を有する構成とした。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定の基準位置から車両搬送ライン上の前記車両の所定の個所までの距離を計測し、当該計測値を出力する車両位置計測装置と、
前記シートの搬入位置の基準長と前記計測値とから補正値を算出する演算装置と、
前記補正値に基づきシート搬入位置を補正して前記シートを前記車両のバックドアの開口部から車内に搬入し、所定の位置に載置するシート搬入ロボットと、
を有する３列目シート搭載装置。
前記シートの搬入位置の基準長と前記計測値とから補正値を算出する演算装置と、
前記補正値に基づきシート搬入位置を補正して前記シートを前記車両のバックドアの開口部から車内に搬入し、所定の位置に載置するシート搬入ロボットと、
を有する３列目シート搭載装置。
【請求項2】
前記車両位置計測装置は、伸縮自在の棒体を有し、所定の基準位置から車両搬送ライン上の車両の所定の個所に前記棒体を伸長させて当接させ、前記棒体の伸びの長さを計測して、前記所定の基準位置から前記車両の所定の個所までの距離の計測値となすよう構成したことを特徴とする請求項１に記載の３列目シート搭載装置。
【請求項3】
前記伸縮自在の棒体は、ガイドレール上をエアシリンダにより水平方向に伸縮自在に挿嵌されたスライドプレート上に配設され、前記スライドプレート上において伸縮自在に構成されたことを特徴とする請求項２に記載の３列目シート搭載装置。
【請求項4】
前記車両位置計測装置は、所定の基準位置にレーザセンサを搭載し、前記所定の基準位置から車両搬送ライン上の車両の所定の個所に前記レーザセンサからレーザ光を照射して前記所定の基準位置から前記車両の所定個所までの距離を計測するよう構成したことを特徴とする請求項１に記載の３列目シート搭載装置。
【請求項5】
車両位置計測装置は、所定の基準位置から車両搬送ライン上の車両の所定の個所までの距離を計測し、
前記シートの搬入位置の基準長と前記計測値とから演算装置によりシート搬入位置の補正値を算出し、
シート搬入ロボットは、前記補正値に基づきシート搬入位置を補正し、
補正された搬入位置により前記シートを前記車両のバックドアの開口部から車内に搬入し、
所定の位置に載置する、３列目シート搭載方法。
前記シートの搬入位置の基準長と前記計測値とから演算装置によりシート搬入位置の補正値を算出し、
シート搬入ロボットは、前記補正値に基づきシート搬入位置を補正し、
補正された搬入位置により前記シートを前記車両のバックドアの開口部から車内に搬入し、
所定の位置に載置する、３列目シート搭載方法。
【請求項6】
前記車両搬送ライン上の車両の距離を計測する車両の所定の個所は、車両左側面のリアバンパーリテーナの取付け面の穿設孔の周面とすることを特徴とする請求項５に記載の３列目シート搭載方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動車などの車両用の３列目シートをロボットが車内に搬入するために、所定の基準位置から搬送ライン上の車両の所定の個所までの距離を計測し、計測値に対応して３列目シートの車内への搬入位置を補正する３列目シート搭載装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば、ステーションワゴンやライトバンと呼ばれる車両に３列目シート（「サードシート」とも呼ばれる。）が設けられることが知られている。近年はＳＵＶ(スポーツ・ユーティリティ・ヴィークル（Ｓｐｏｒｔ Ｕｔｉｌｉｔｙ Ｖｅｈｉｃｌｅ）)の車体長を延長して７人乗り仕様の大家族向けの車両が注目を集めている。３列目シートは従来の２列構成の５人乗り仕様に加えて、車体長を延長することで３列目に２人用シートを追加したものである。かかる３列目シートは、車両の組み立ての搬送ラインにおいて、車両背面のバックドアを開いて、その開口部からロボットなどの搬送機器を用いて搬入されている。すなわち、車両の組立ラインにおいて、車両のバックドアの開口部から、ロボットが３列目シートを背面側から把持して搬入を行っている。
【0003】
かかるＳＵＶでは、従来固定式だったシートポジションを変更可能にして、足元空間を広げたポジションと、ラゲッジスペースを重視したポジション等に設定可能とするなど機能向上が図られていると同時に、居住性についてもより一層快適性が求められている。しかし、組み付けられる車両のバックドアの開口部大きさは意匠等との関係もあり、必ずしも大きくできない。このために、ロボットが３列目シートを開口部から車内に搬入する際の車幅方向の寸法的余裕はほとんどない。
【0004】
したがって、車両搬送ライン上の台車の基準ピンの位置のばらつきや車両のターンテーブルの旋回位置のばらつきは、シート搬入位置のずれにつながってくる。その結果、バックドアの開口部から３列目シートを搬入すると、３列目シートや把持部が車両側に干渉して３列目シートや内装にキズが付いたり、ロボットの停止や破損等につながるという問題があった。
【0005】
特許文献１には、車体の一方の側の開口部よりフロントシートを車内に搬入して車体床面上に取り付けるようにし、フロントシートの自動取付けが可能であるとともに、車体の他方の側において他の作業を行い得るようにし、作業性、スペース性及び生産性の各々の点で優れたフロントシートの取り付け方法が開示されている。
【0006】
具体的には、フロントシート供給手段とフロントシート把持手段とを組立ラインの一側方のみに設置し、供給手段の上に位置決め載置されたフロントシートを把持手段により位置決め把持して組立ライン上の車体の片側の開口部のみから車内に搬入する。次いで把持手段の基準点と車体床面の基準点とを整合させてフロントシートを車体床面の所定位置に載置した後に、フロントシートを締付手段により車体床面に仮止めするものである。
【0007】
特許文献２には、パレットにワークを載置した状態でワークを搬送するワーク搬送ラインを車両搬送ラインの上方に配置してパレット停止手段を取付け、これら搬送ラインの側方に設けたワーク組付ロボットは床上に立設した支柱にスライダを昇降自在に設け、このスライダに停止したパレットからワークを受取り車両に投入するワーク把持手段を設けたワーク搬送組付装置が開示されている。
【0008】
具体的には、ワーク搬入場所からワーク搬送ラインで搬送されたパレットに載置したワークは、車両搬送ライン上方のワーク搬送ライン上でパレットごと停止された後、ワーク組付けロボットのスライダに取付けられたワーク把持手段に把持され、支柱に沿って降下され、車両搬送ライン上の車両に投入されて組付けが行われるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開昭６３－２８７６８３号公報
【特許文献2】特開平２－１１７４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかしながら、特許文献１に開示されたフロントシート取付方法は、ロボットの把持手段により位置決め把持してフロントシートを車内に搬入し、ついで把持手段の基準点と車体床面の基準点とを整合させてフロントシートを車体床面の所定位置に載置する工程について記載されている。しかし、ロボット等の基準位置から車両の搬入口の距離を計測してシートの搬入位置を決める技術は開示されていない。したがって、開口部とシートとの寸法に余裕がない場合には、バックドアからシートを搬入する技術に応用することができないという問題がある。
【0011】
特許文献２に開示されたワーク搬送組付装置は、車両搬送ラインの上方にワーク搬送ラインを配置し、これら搬送ラインの側方にワーク組付けロボットを設けたワーク搬送組付け装置において、ワーク搬送ラインは、パレットにワークを載置した状態でワークを搬送すると共にパレット停止手段を備え、またワーク組付けロボットは床上に立設した支柱にスライダを昇降自在に設け、このスライダに停止したパレットからワークを受取り、車両に投入するワーク把持手段を設けたものである。
【0012】
しかるにこの装置は、車両搬送ラインの左右の側方にワーク組付ロボットを２台立設し、しかもその各々が、車両搬送ライン上方に設置されたワーク搬送ライン上でパレットに載置したワークを把持し、それを降下して車両内に搬入する構成としている。このワーク搬送組付装置は、車両搬送ラインの左右のスペースを占有するため、スペース効率が悪いという問題がある。また、左右のスペースを占有するため作業スペースが確保できず、ワーク組付ロボットを２台必要とするため、コストがかかるという問題もある。また、この技術は、車両の側方からシートを搬入する技術であるため、このままでは、バックドアからシートを搬入する技術に応用することができないという問題がある。
【0013】
本発明は、シート搬入ロボット（以下「ロボット」という。）が３列目シート（以下「シート」という。）を把持して、車両のバックドアの開口部から搬入するために、所定の基準位置から車両の搬送ライン上における車両の車幅方向の所定の個所までの距離を計測し、その計測値と基準長との差分を求め、その差分データをロボットに渡し、ロボットは受け取った差分データに基づきシートの搬入位置の基準長を補正し、その補正後の搬入位置データに基づきシートを車両のバックドアの開口部から搬入するよう構成することにより、狭小な開口部からシートを搬入することのできる３列目シート搭載装置（以下、「シート搭載装置」という。）を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明によるシート搭載装置は、所定の基準位置から車両搬送ライン上の前記車両の所定の個所までの距離を計測し、当該計測値を出力する車両位置計測装置と、前記シートの搬入位置の基準長と前記計測値とから補正値を算出する演算装置と、前記補正値に基づきシート搬入位置を補正して前記シートを前記車両のバックドアの開口部から車内に搬入し、所定の位置に載置するロボットと、を有するものである。
【0015】
また、前記車両位置計測装置は、伸縮自在の棒体を有し、所定の基準位置から車両搬送ライン上の車両の所定の個所に前記棒体を伸長させて当接させ、前記棒体の伸びの長さを計測して、前記所定の基準位置から前記車両の所定の個所までの距離の計測値となすよう構成したものである。
【0016】
また、前記伸縮自在の棒体は、ガイドレール上をエアシリンダにより水平方向に伸縮自在に挿嵌されたスライドプレート上に配設され、前記スライドプレート上において伸縮自在に構成したものである。
【0017】
また、前記車両位置計測装置は、所定の基準位置にレーザセンサを搭載し、前記所定の基準位置から車両搬送ライン上の車両の所定の個所に前記レーザセンサからレーザ光を照射して前記所定の基準位置から前記車両の所定個所までの距離を計測するよう構成したものである。
【0018】
本発明によるシート搭載方法は、車両位置計測装置により、所定の基準位置から車両搬送ライン上の車両の所定の個所までの距離を計測し、前記シートの搬入位置の基準長と前記計測値とから演算装置によりシート搬入位置の補正値を算出し、ロボットが、前記補正値に基づきシート搬入位置を補正し、補正された搬入位置により前記シートを前記車両のバックドアの開口部から車内に搬入し、所定の位置に載置するものである。
【0019】
また、前記車両搬送ライン上の車両の距離を計測する前記車両の所定の個所は、車両左側面のリアバンパーリテーナの取付け面の穿設孔の周面とするものである。
【発明の効果】
【0020】
本発明の第１の態様によれば、所定の基準位置から車両搬送ライン上の車両の所定の個所までの距離を計測し、当該計測値を出力する車両位置計測装置と、シートの搬入位置の基準長と計測値とから補正値を算出する演算装置と、補正値に基づきシート搬入位置を補正してシートを車両のバックドアの開口部から車内に搬入し、所定の位置に載置するロボットと、を有している。
【0021】
これによりロボットの位置と、車両搬送ライン上の車両の車幅方向の距離のばらつきにより、バックドアの開口部からシートを搬入する際にシートや把持部と車両側とが干渉してシートや内装にキズが付いたり、ロボットの停止や破損等につながるという問題を解消することができる。
【0022】
また、ロボットと車両位置計測装置は、車両搬送ラインの一の側方、例えば車両から見て左側面にのみ配置され、他の側方に配置するものはない。このために、車両搬送ラインの左右のスペースを占有してスペース効率を悪化させるという問題や、左右のスペースを占有するため作業スペースが確保できないという問題を解消することができる。
【0023】
また、ロボット及び車両位置計測装置は、それぞれ１台の設置で済むため、ワーク組付ロボットを２台必要とするためコストもかかるという問題も解消することができる。
【0024】
また、本発明の第２の態様によれば、車両位置計測装置は、例えば、シリンダなどの伸縮自在の棒体を有し、所定の基準位置から車両搬送ライン上の車両の所定の個所に棒体を伸長させて当接させ、棒体の伸びの長さを計測して、所定の基準位置と車両との距離の計測値となすよう構成している。
このため、簡単な構成で、しかも確実に、所定の基準位置から車両搬送ライン上の車両の所定の個所までの距離を計測することができる。
このため、簡単な構成で、しかも確実に、所定の基準位置から車両搬送ライン上の車両の所定の個所までの距離を計測することができる。
【0025】
また、本発明の第３の態様によれば、伸縮自在の棒体は、ガイドレール上をエアシリンダにより水平方向に伸縮自在に挿嵌されたスライドプレート上に配設され、スライドプレート上において伸縮自在に構成している。
【0026】
このため、簡単な構成で、しかも確実に、所定の基準位置から車両搬送ライン上の車両の所定の個所までの距離を計測することができる。また、伸縮自在の棒体は、ガイドレール上を水平方向にエアシリンダにより伸長し、さらに、伸縮自在の棒体自体が伸長することができるため、２段階に伸長する。したがって、車両位置計測装置を車両から離れた位置に設置して距離の計測を行うことができ、車両やターンテーブルとの干渉を防ぐことができる。また作業スペースを確保することもできる。
【0027】
また、本発明の第４の態様によれば、車両位置計測装置は、所定の基準位置にレーザセンサを搭載し、所定の基準位置から車両搬送ライン上の車両の所定の個所にレーザセンサからレーザ光を照射して所定の基準位置から車両の所定個所までの距離を計測するよう構成している。
【0028】
このため、非接触で、しかも確実に高精度に、所定の基準位置から車両搬送ライン上の車両の所定の個所までの距離を計測することができる。また、車両の所定の個所のプロファイルも得ることができるため、画像処理により、より正確な計測を行うことができる。
【0029】
また、本発明の第５の態様によれば、車両位置計測装置は、所定の基準位置から車両搬送ライン上の車両の所定の個所までの距離を計測し、シートの搬入位置の基準長と計測値とから演算装置によりシート搬入位置の補正値を算出し、ロボットは、補正値に基づきシート搬入位置を補正し、補正された搬入位置によりシートを車両のバックドアの開口部から車内に搬入し、所定の位置に載置するシート搭載方法である。
【0030】
これによりロボットの位置と、車両搬送ライン上の車両の車幅方向のばらつき等により、バックドアの開口部からシートを搬入する際にシートや把持部と車両側とが干渉してシートや内装にキズが付いたり、ロボットの停止や破損等につながるという問題を解消することができる。
【0031】
また、ロボットと車両位置計測装置は、車両搬送ラインの一の側方、例えば車両から見て左側面にのみ配置され、他の側方に配置するものはない。このために、車両搬送ラインの左右のスペースを占有してスペース効率を悪化させるという問題や、左右のスペースを占有するため作業スペースが確保できないという問題を解消することができる。
【0032】
また、ロボット及び車両位置計測装置は、それぞれ１台の設置で済むため、ワーク組付ロボットを２台必要とするためコストもかかるという問題も解消することができる。
【0033】
また、本発明の第６の態様によれば、車両搬送ライン上の車両の距離を計測する車両の所定の個所は、車両左側面のリアバンパーリテーナの取付け面の穿設孔の周面とするものである。リアバンパーリテーナの取付け面は、車両の前後方向（ＦＲ－ＲＲ）の位置関係においては、バックドアの開口部の位置と車両の中心に対して平面視略同心円上にある。しかも、垂直面に対して略平坦となっている。このために、車両の搬送方向に対する角度にばらつきがあっても、当該個所を計測することにより補正値の誤差を小さくすることができる。
【0034】
したがって、所定の基準位置からリアバンパーリテーナの取付け面の穿設孔の周面までの距離を計測することにより、シートの搬入位置の基準値とバックドアの開口部の位置を正確に計測することができる。また、リアバンパーリテーナの取付け面は、最終的にはリアバンパーで覆われてしまうため、車両位置計測装置に備えた棒体を当接させることにより直接的に距離を計測しても製品としての外観上の問題は生じない。したがって、簡単な方法により確実に距離の計測をすることができる。
【0035】
また、レーザセンサにより計測する場合には、距離データの他にプロファイルのデータも得ることができる。しかも、非接触で、確実かつ高精度に、所定の基準位置から車両搬送ライン上の車両の所定の個所までの距離を計測することができるため、車両に傷をつける心配は不要である。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】本発明に係るシート搭載装置を使用するシート組み付けラインを示す平面図である。
【図2】本発明に係るシート搭載装置を使用するシート組み付けラインの概略工程を示すフローチャートである。
【図3】ターンテーブルに搭載した車両の側面図である。
【図4】本発明に係るシート搭載装置の制御系統の構成図である。
【図5】本発明に係るシート搭載装置に使用するロボットの例を示す外観図である。
【図6】本発明に係るシート搭載装置によるシートの把持装置の側面図である。
【図7】本発明に係るシート搭載装置による車両位置計測装置の第１実施形態の基本形の外観斜視図である。
【図8】車両位置計測装置に測長機能付エアシリンダを用いた場合の計測原理を示す図である。
【図9】ターンテーブルに搭載した車両及び測長機能付エアシリンダを用いた車両位置計測装置のＦＲ方向視図である。
【図10】本発明に係るシート搭載装置による車両位置計測装置の第１実施形態の変形例の外観斜視図である。
【図11】ターンテーブルに搭載した車両及び車両位置計測装置の第２実施形態のＦＲ方向視図である。
【図12】車両位置計測装置の第２実施形態に使用するレーザセンサの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0037】
本発明は、所定の基準位置から車両搬送ライン上の自動車などの車両の所定の個所までの距離を計測し、その計測値に基づき差分データを算出し、その差分データをロボットに渡し、ロボットは、受け取った差分データに基づき、シートの搬入位置の基準値を補正し、シートを車両のバックドアの開口部の補正後のシートの搬入位置から車内に搬入するシート搭載装置を提供するものである。
【0038】
以下、本発明の実施例について図面により説明する。ただし、図面は模式的なものであり、細部の記載については省略している。また、各部の配置や寸法の比率等は必ずしも現実のものと一致するものではない。なお、各図において適宜示される矢印ＦＲは車両の前方側を、矢印ＲＲは車両の後方側を、矢印ＵＰは車両の上方側を、矢印ＤＷは車両の下方側を示し、矢印ＲＨは車両の右側を、矢印ＬＨは車両の左側を示している。また、以下の説明で特記なく前後、上下、左右の方向を用いる場合は、車両の前後方向の前後、車両の上下方向の上下、車両の進行方向を向いた場合の左右を示すものとする。
また、以下において、車両のバックドアは、跳ね上げ式について説明するが、これは説明のための例示であって、跳ね上げ式に限定されるものではない。
また、以下において、車両のバックドアは、跳ね上げ式について説明するが、これは説明のための例示であって、跳ね上げ式に限定されるものではない。
【0039】
＜シート組み付けラインの概要＞
まず、自動車の製造工場におけるシート組み付けライン３００の概要について図１及び図２に基づき説明する。図１は、本発明に係るシート搭載装置１００を使用するシート組み付けライン３００を示す平面図である。また、図２は、シート組み付けライン３００を構成する車両搬送ライン３１１、３１３、ターンテーブル３１２、シート搬送ライン３２０及びシート搭載装置１００の概略の動きを示すフローチャートである。
まず、自動車の製造工場におけるシート組み付けライン３００の概要について図１及び図２に基づき説明する。図１は、本発明に係るシート搭載装置１００を使用するシート組み付けライン３００を示す平面図である。また、図２は、シート組み付けライン３００を構成する車両搬送ライン３１１、３１３、ターンテーブル３１２、シート搬送ライン３２０及びシート搭載装置１００の概略の動きを示すフローチャートである。
【0040】
シート組み付けライン３００の１階には、図１に示すように、車両搬送ライン３１１、３１３及びターンテーブル３１２が配設されている。シート３が組み付けられる自動車等の車両１は、台車３１４に載置されて、車両搬送ライン３１１上を奥手方向から手前方向に搬送されてくる（図２のステップＳ０１）。
【0041】
シート組み付けライン３００の２階には、図１に示すように、シート搬送ライン３２０が、車両搬送ライン３１１の垂直方向、すなわち、本図における右手方向から左手方向に延設されている。シート搬送ライン３２０上には、シート３が、パレット３２４に載置されて本図の右手方向から左手方向に搬送されてくる。搬送されてきたシート３は、図１に示すように、ロボット３０の前に配置される。シート３は、パレット３２４上に、ロボット３０に対して背面を向けて載置されている（ステップＳ０２）。
【0042】
車両搬送ライン３１１上を搬送されてきた車両１を載置した台車３１４は、ターンテーブル３１２に進入し、ターンテーブル３１２上で停止する（ステップＳ０３）。
ターンテーブル３１２は、台車３１４を載せたまま平面視９０度時計回り方向（図１の矢印Ａ方向）に旋回する。９０度旋回して停止した状態の車両１の側面視を図３に示す。したがって、車両１は、本図に示すように、左方向を向いて停止する（ステップＳ０４）。
ターンテーブル３１２は、台車３１４を載せたまま平面視９０度時計回り方向（図１の矢印Ａ方向）に旋回する。９０度旋回して停止した状態の車両１の側面視を図３に示す。したがって、車両１は、本図に示すように、左方向を向いて停止する（ステップＳ０４）。
【0043】
ロボット３０は、シート搬送ライン３２０上を搬送されてきたシート３をロボットハンド３２に懸装されたシート把持装置４０によりシート３の背面から把持する（ステップＳ０５）。
【0044】
車両位置計測装置１０は、図１に示すように、ロボット３０の左側のターンテーブル３１２に対向する位置に配置されている。車両位置計測装置１０は、図７、図９～図１１に示すように、後述する測長機能付エアシリンダ１２又はレーザセンサ２０を搭載している。
【0045】
車両位置計測装置１０は、ターンテーブル３１２の旋回が停止すると、後述する測長機能付エアシリンダ１２又はレーザセンサ２０により、所定の基準位置Ｇから車両１の所定の個所までの距離を計測する（ステップＳ０６）。
【0046】
計測により得られた計測値Ｘは、図４に示すように、後述するプログラマブルコントローラ５０に送られ、所定の基準位置から車両１の所定の個所までの距離の基準長Ｄに対する差分ΔＤの値が、ΔＤ＝Ｘ－Ｄの演算により算出される（ステップＳ０７）。
【0047】
プログラマブルコントローラ５０は、算出された差分ΔＤを後述するロボットコントローラ３９に送る（ステップＳ０８）。
ロボットコントローラ３９は、差分ΔＤを受けとる（ステップＳ０９）。
そして、あらかじめ設定されているシート３の搬入の基準長Ｅを差分ΔＤで補正し、シート３の搬入位置Ｅｘ＝Ｅ＋ΔＤとする（ステップＳ１０）。
ロボットコントローラ３９は、差分ΔＤを受けとる（ステップＳ０９）。
そして、あらかじめ設定されているシート３の搬入の基準長Ｅを差分ΔＤで補正し、シート３の搬入位置Ｅｘ＝Ｅ＋ΔＤとする（ステップＳ１０）。
【0048】
ロボットコントローラ３９は、ロボット３０を駆動させる。具体的には、ロボット３０は、シート３を把持したロボットアーム３１を図１の矢印Ｂに示すように、反時計回りの方向に回転させ、図１の矢印Ｃに示すように、車両１のバックドア４の補正後のシート３の搬入位置Ｅｘに把持したシート３を搬入する（ステップＳ１１）。
そして、シート３を車内の所定の位置に載置する（ステップＳ１２）。
載置が終了するとロボット３０は車両１から退避する（ステップＳ１３）。
そして、シート３を車内の所定の位置に載置する（ステップＳ１２）。
載置が終了するとロボット３０は車両１から退避する（ステップＳ１３）。
【0049】
シート３は、車内の所定の座席位置に載置された後、取り付けされる（ステップＳ１４）。
取り付けが完了すると、車両１を載置した台車３１４は、ターンテーブル３１２から搬出され車両搬送ライン３１３上を進行して次の工程まで搬送される（ステップＳ１５）。
取り付けが完了すると、車両１を載置した台車３１４は、ターンテーブル３１２から搬出され車両搬送ライン３１３上を進行して次の工程まで搬送される（ステップＳ１５）。
【0050】
以上のようにして、車両１は、シート組み付けライン３００においてシート３が装着され、搬出される。車両１のターンテーブル３１２からの搬出が終わると、ステップＳ０１へ戻り、次の車両１の距離の計測及びシート３の搬入載置を行う。
シート組み付けライン３００の概要は以上のとおりである。以下、本発明に係るシート搭載装置１００の各構成部について、さらに詳しく説明する。
＜シート搭載装置の制御系統及び制御装置＞
シート組み付けライン３００の概要は以上のとおりである。以下、本発明に係るシート搭載装置１００の各構成部について、さらに詳しく説明する。
＜シート搭載装置の制御系統及び制御装置＞
【0051】
まず、本発明に係るシート搭載装置１００の制御系統について説明する。
本発明に係るシート搭載装置１００の計測及び制御を統括する演算制御装置は、プログラマブルコントローラ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ、）５０（以下「ＰＬＣ」という。）である。ＰＬＣ５０は、車両１にシート３を搬入するロボット３０の監視制御及び車両位置計測装置１０による距離の計測制御と計測データの収集並びにシート３の搬入位置を補正するための演算処理等を行う。
本発明に係るシート搭載装置１００の計測及び制御を統括する演算制御装置は、プログラマブルコントローラ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ、）５０（以下「ＰＬＣ」という。）である。ＰＬＣ５０は、車両１にシート３を搬入するロボット３０の監視制御及び車両位置計測装置１０による距離の計測制御と計測データの収集並びにシート３の搬入位置を補正するための演算処理等を行う。
【0052】
ＰＬＣ５０は、各種の機械や装置などの制御を行う汎用的な制御装置であり、その作動制御を実現するための制御プログラムをユーザが作り込むことが可能に構成されていることから「プログラマブルコントローラ」と呼ばれている。ＰＬＣ５０の構成は、各メーカによって或いは機種によって異なる。
【0053】
本実施例では、図４に示すように、略横長平板状に形成された基台となるベースユニット５０ｂに、電源ユニット５０ａ、ＣＰＵユニット５０ｃを装着したものを基本構成とし、その他用途に応じてデジタル信号や接点信号又はアナログ信号などの外部信号の入出力を行う入出力ユニット５０ｅなどを装着可能に構成されたＰＬＣ５０を例に説明する。なお、ＰＬＣ５０は、図示しない制御盤に収納され所定の位置に取り付けられ配線される。
【0054】
ＰＬＣ５０は、本発明に係るシート搭載装置１００の全体を制御する演算制御装置であり、接点信号、アナログ信号やセンサ信号などの入出力や各種機器の監視制御を行うための信号やデータの送受信を行う専用のネットワークであるＰＬＣネットワーク５１を有している。
【0055】
ＰＬＣネットワーク５１は、図４に示すように、ベースユニット５０ｂに装着されたＰＬＣネットワークインタフェースユニット５０ｄからロボットコントローラ３９及びセンサコントローラ５５に接続されている。これによりＣＰＵユニット５０ｃは、ＰＬＣネットワークインタフェースユニット５０ｄ及びＰＬＣネットワーク５１を介してロボットコントローラ３９及びセンサコントローラ５５と信号の送受信を行うことができる。
【0056】
具体的には、ＰＬＣネットワーク５１は、ロボット３０の制御プログラムの実行指示の信号やロボット３０の稼働状況を監視するモニタ信号等が送受信される。また、後述する第２実施形態において、車両位置計測装置１０に配設されたレーザセンサ２０を制御することによる距離の計測指示や計測値Ｘのデータ等の収集を行う信号等の送受信を行う（図４の２点鎖線内参照）。このように、ＰＬＣネットワーク５１を介して車両位置計測装置１０に配設されたレーザセンサ２０を制御し、距離の計測及び計測値Ｘのデータに基づく演算処理やロボット３０の監視制御が行われる。
【0057】
なお、後述する第１実施形態の車両位置計測装置１０に配設された測長機能付エアシリンダ１２を制御することによる距離の計測指示や計測値Ｘのデータ等の収集は、カウンタ１６がＰＬＣネットワーク５１に接続可能である場合は、ＰＬＣネットワーク５１を介して行う。ＰＬＣネットワーク５１に接続できない場合は、ＣＰＵユニット５０ｃに備えたＲＳ－２３２Ｃ及び入出力ユニット５０ｅにより行う。第１実施形態は、後者の場合について記載している（図４参照）。
【0058】
また、ＰＬＣ５０は、図４に示すように、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ５２に接続されており、これに接続されているパーソナルコンピュータ５３とのデータの受け渡しによる演算処理やデータ記憶、品質情報や生産情報の統計処理などを行うことができる。また、パーソナルコンピュータ５３を利用して設定・監視などを行うこともできる。
なお、ＰＬＣ５０は、シート搭載装置１００全体の制御にとどまらず、車両搬送ライン３１１、３１３及びターンテーブル３１２並びにシート搬送ライン３２０の制御にも利用することができる。
なお、ＰＬＣ５０は、シート搭載装置１００全体の制御にとどまらず、車両搬送ライン３１１、３１３及びターンテーブル３１２並びにシート搬送ライン３２０の制御にも利用することができる。
【0059】
ベースユット５０ｂは、略横長平板状に形成された基台となるユニットであり、例えば外周は鉄板を加工して形成され、その内面にＣＰＵユニット５０ｃ等のユニットを装着可能にすると共に、ＣＰＵユニット５０ｃと電気的に接続して回路を構成するための各種信号線（「バス」と呼ばれる）及び当該各種信号線に接続可能とする接続用コネクタが所定の間隔で搭載されたプリント基板（図示しない）を収納している。したがって、接続用コネクタに、各種入出力ユニット５０ｅ、ＰＬＣネットワークインタフェースユニット５０ｄなどの各種通信ユニット、デバイス対応のコントロールユニットなどをユニット単位で装着することによって用途に応じた制御装置を構成することができる。
【0060】
ＣＰＵユニット５０ｃは、ＰＬＣ５０の頭脳となるユニットである。ＣＰＵユニット５０ｃは、例えば、図示しない（１）ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、（２）制御プログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、バッテリーバックアップされたＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）又は／及びフラッシュメモリ（Ｆｌａｓｈ Ｍｅｍｏｒｙ）などの不揮発性メモリ、（３）データを格納するバッテリーバックアップされたＲＡＭ又はフラッシュメモリなどの不揮発性メモリ、（４）ＣＰＵへデジタル信号や接点信号又はアナログ信号などの外部信号の入出力を行う入出力ポート、（５）外部機器と接続するための、例えば、ＲＳ－２３２Ｃなどの通信インタフェースやＥｔｈｅｒｎｅｔインタフェースなどから構成され、これらの回路はプリント基板上に搭載されて略方形状のケース内に収容されている。
【0061】
ＰＬＣ５０の制御プログラムは、一般的にはラダー論理が使用されているが、シーケンシャル・ファンクション・チャート(Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｃｈａｒｔ)やＳＦＣ言語などを用いて作成することもできる。また、制御プログラムの設計・制作や保守業務を総合的にサポートするためのパーソナルコンピュータ上で稼働するエンジニアリングソフトウェアがメーカから提供されている。
【0062】
電源ユニット５０ａは、ベースユニット５０ｂに装着されたＣＰＵユニット５０ｃをはじめとする各ユニットやセンサ等に直流電源を供給するユニットであり、商用電源から例えばＤＣ２４Ｖ電圧を作り出して各部に供給する。
【0063】
入出力ユニット５０ｅは、デジタル信号や接点信号又はアナログ信号などの外部信号の入出力を行うインタフェースである。例えば、車両１のターンテーブル３１２への侵入開始信号、搭載完了信号、ターンテーブル３１２の旋回中信号、ターンテーブル３１２の旋回終了信号、車両１のターンテーブル３１２上に存在信号、車両１がターンテーブル３１２から搬出完了信号などを各種リミットスイッチや赤外線センサ等で検出してその信号を入力する。また、測長機能付エアシリンダ１２の制御や、シート把持装置４０の駆動部４５の制御等の信号を出力する。
本発明に係るシート搭載装置１００の計測制御系統は概略以上のように構成されている。
本発明に係るシート搭載装置１００の計測制御系統は概略以上のように構成されている。
【0064】
＜ロボットによるシートの把持制御＞
ロボット３０は、図５に示すように、６軸の多関節ロボットが使用される。ロボットアーム３１の先端のロボットハンド３２には、シート把持装置４０が懸装されている。
ロボット３０は、図５に示すように、６軸の多関節ロボットが使用される。ロボットアーム３１の先端のロボットハンド３２には、シート把持装置４０が懸装されている。
【0065】
シート把持装置４０は、ロボット３０によりシート３を把持するための専用装置である。シート把持装置４０は、図６に示すように、躯体をなすフレーム４１によりロボットハンド３２に懸装されている。フレーム４１には、前方にフォーク４２が延設されている。
【0066】
フォーク４２は、シート搬送ライン３２０上のパレット３２４に載置されているシート３を取り出すとともに、取り出したシート３を下から支える支持具である。すなわち、フォーク４２をパレット３２４に載置されたシート３の下方の隙間に挿入し持ち上げることによりシート３をパレット３２４から取り出すものである。
【0067】
シート把持具４３及びシート押え４６は、フレーム４１の上部から前方に延設され、回転軸４４により上下方向に回動可能に軸支されている。シート把持具４３及びシート押え４６は、シート３を把持し固定するための治具である。すなわち、シート把持装置４０は、シート３をパレット３２４から取り出す際は、シート把持具４３及びシート押え４６を上げて開状態とし、フォーク４２をシート３の下方のパレット３２４との隙間に挿入する。シート３は、図１に示すように、パレット３２４上にロボット３０に対して背面を向けて載置されている。このため、シート把持装置４０は、シート３の背面からフォーク４２を挿入する。
【0068】
フォーク４２の挿入が終わると、シート把持具４３及びシート押え４６を下げて閉状態とする。これによりシート把持具４３及びシート押え４６は、シート３をシート把持具４３により背面から把持する。
ロボット３０は、その状態でシート３を持ち上げ、図１の矢印Ｂに示すように、ロボットアーム３１を反時計回り方向に水平に回転させてシート搬送ライン３２０から取り出す。
ロボット３０は、その状態でシート３を持ち上げ、図１の矢印Ｂに示すように、ロボットアーム３１を反時計回り方向に水平に回転させてシート搬送ライン３２０から取り出す。
【0069】
フレーム４１の背面には、駆動部４５が配設されている。駆動部４５は、シート把持具４３の開閉駆動を行うアクチュエータ等が搭載されている。すなわち、シート３の把持及び釈放は駆動部４５により行われる。
【0070】
ロボット３０は、シート搬送ライン３２０から取り出したシート３を、図１の矢印Ｃに示すように、ロボットアーム３１を平面視反時計回りの方向に水平に回転させて車両１のバックドア４の開口部５から搬入し、車内の所定の位置に載置する。載置が終了すると、ロボット３０は、シート把持具４３及びシート押え４６を開状態とし、シート把持装置４０をＲＲ方向に後退させてシート３を釈放する。シート３を釈放したロボット３０は、シート把持装置４０を車両１の開口部５から完全に退出させた後、ロボットアーム３１を平面視時計回りの方向に水平に、すなわち矢印Ｃの逆方向に回転させて車両１から退避する。
以上のようにして、ロボット３０によりシート３の把持、搬入及び所定の位置への載置が行われる。
以上のようにして、ロボット３０によりシート３の把持、搬入及び所定の位置への載置が行われる。
【0071】
＜車両位置計測装置の構成及び動作＞
車両位置計測装置１０は、基準位置から車両１の所定の個所までの距離を計測する計測装置である。距離の計測は、測長機能付エアシリンダ１２又はレーザセンサ２０を用いて行うことができる。
車両位置計測装置１０は、基準位置から車両１の所定の個所までの距離を計測する計測装置である。距離の計測は、測長機能付エアシリンダ１２又はレーザセンサ２０を用いて行うことができる。
【0072】
車両位置計測装置１０は、図７に示すように、略方形状の計測フレーム１１により構成されている。すなわち、四隅に立設する垂直フレーム１１ａの下端を水平方向に配設されたベースフレーム１１ｂで連結固定し、中間を上下２段の中間フレーム１１ｃ、１１ｃで連結固定し、上端は略平板状で、当該略方形状よりも右方向に延設された略長方形状をなすテーブルフレーム１１ｄで連結固定している。テーブルフレーム１１ｄは、支持フレーム１１ｆで垂直フレーム１１ａと連結固定されて支持されている。計測フレーム１１は、アルミフレームやＬ型チャンネル材などを用いて構成することができる。そして、垂直フレーム１１ａの下端は、略Ｌチャンネル状に形成された固定フレーム１１ｅで連結固定されて所定の場所に設置固定可能としている。
【0073】
テーブルフレーム１１ｄは、その略平板状の上端面に、測長機能付エアシリンダ１２又はレーザセンサ２０を搭載する基台である。測長機能付エアシリンダ１２又はレーザセンサ２０は、所定の基準位置から対向する位置に搬送されてきた車両１の所定の個所までの距離を計測する計測用センサである。
以下、車両位置計測装置１０の第１実施形態として、測長機能付エアシリンダ１２を使用した場合の距離の計測について説明する。また、第２実施形態として、レーザセンサ２０を使用した場合の距離の計測について説明する。
以下、車両位置計測装置１０の第１実施形態として、測長機能付エアシリンダ１２を使用した場合の距離の計測について説明する。また、第２実施形態として、レーザセンサ２０を使用した場合の距離の計測について説明する。
【0074】
＜第１実施形態：測長機能付エアシリンダを使用した場合の車両位置計測装置＞
［第１実施形態の基本形］
第１実施形態の基本形として測長機能付エアシリンダ１２を使用した場合の車両位置計測装置について説明する。測長機能付エアシリンダ１２は、図８（ａ）の側面図及び図８（ｂ）の内部構造説明図に示すように、略長方形状の筒体にシリンダ部１３とピストンロッド１４を収納している。ピストンロッド１４の近傍には、相互に所定の距離をずらせて２個の磁気センサ１５ａ、１５ａが配設されている。磁気センサ１５ａ、１５ａは、増幅回路部１５ｂに接続されている。そして、２個の磁気センサ１５ａ、１５ａと増幅回路部１５ｂでセンサユニット１５を構成している。
［第１実施形態の基本形］
第１実施形態の基本形として測長機能付エアシリンダ１２を使用した場合の車両位置計測装置について説明する。測長機能付エアシリンダ１２は、図８（ａ）の側面図及び図８（ｂ）の内部構造説明図に示すように、略長方形状の筒体にシリンダ部１３とピストンロッド１４を収納している。ピストンロッド１４の近傍には、相互に所定の距離をずらせて２個の磁気センサ１５ａ、１５ａが配設されている。磁気センサ１５ａ、１５ａは、増幅回路部１５ｂに接続されている。そして、２個の磁気センサ１５ａ、１５ａと増幅回路部１５ｂでセンサユニット１５を構成している。
【0075】
ピストンロッド１４は、図８（ｃ）に示すように、その表面に磁性部１４ａと非磁性部１４ｂが細かい一定のピッチで交互に形成されている。そして、ピストンロッド１４が、本図の左右方向に伸縮すると、磁気センサ１５ａ、１５ａは、ピストンロッド１４の表面に形成された磁性部１４ａと非磁性部１４ｂを交互に通過することになる。このため、磁気センサ１５ａ、１５ａは、磁気の変化を検出して、図８（ｄ）に示すように、それぞれ正弦波の信号を出力する。この場合において、２つの磁気センサ１５ａ、１５ａは、所定の間隔で配設されることにより、位相が９０度ずれた波形を出力する。
【0076】
増幅回路部１５ｂは、磁気センサ１５ａ、１５ａからの信号を増幅し、波形成形する。これにより、増幅回路部１５ｂは、図８（ｅ）に示すように、それぞれ９０度位相のずれたＡ相及びＢ相のパルス信号を出力する。増幅回路部１５ｂからのＡ相及びＢ相のパルス信号は、図８（ｃ）に示すように、カウンタ１６に入力される。カウンタ１６は、Ａ相及びＢ相のパルス信号をカウントする。
【0077】
カウンタ１６は、Ａ相、Ｂ相の相順（正相順）でパルス信号が入力されたときは加算カウントする。一方、Ｂ相、Ａ相の相順（逆相順）でパルス信号が入力されたときは減算カウントする。このように、正相順と逆相順のパルス信号を加算カウント又は減算カウントすることによって、ピストンロッド１４の前進後退に伴う移動距離、すなわち測長をすることができる。１パルスの重みは、磁性部１４ａと非磁性部１４ｂのピッチ間隔で求められる。したがって、磁性部１４ａと非磁性部１４ｂのピッチ間隔を細かくするほど分解能を高くできる。
【0078】
なお、ピストンロッド１４は、図８（ｃ）に示すように、本図における黒矢印で示すように左右に前進後退する。このために、１個の磁気センサ１５ａのみで構成した場合には、前進においてパルス信号を出力するが後退においてもパルス信号を出力する。したがって、１個の磁気センサ１５ａが発生する信号を単純にカウントする構成では、前進後退の区別ができない。
【0079】
そこで、相順を検出するには、少なくとも２個の磁気センサ１５ａ、１５ａを必要とする。センサユニット１５が２個の磁気センサ１５ａ、１５ａを備え、しかも、位相を９０度ずらせてパルス信号を発生するように構成しているのはこのためである。すなわち、Ａ相とＢ相のパルス信号の到来する順番によって相順検出をすることができる。これによってピストンロッド１４の前進又は後退の識別ができ、Ａ相とＢ相により正相パルスの場合には加算カウントし、逆相パルスの場合には減算カウントを行うことによって、正確なピストンロッド１４の移動距離を計測することができる。
【0080】
図９は、ターンテーブル３１２に搭載された車両１を背面側からＦＲ方向を見た図である。車両１のバックドア４は開状態にあり、開口部５は、シート３が搬入可能な状態にある。車両１の左側面には、車両位置計測装置１０が配設されている。車両位置計測装置１０のテーブルフレーム１１ｄ上には、測長機能付エアシリンダ１２が配設されている。
【0081】
所定の基準位置から車両１の所定の個所までの距離の計測において、所定の基準位置は、任意の位置を定義してよい。ここでは、測長機能付エアシリンダ１２が原点にあるときのピストンロッド１４の先端の位置を基準位置Ｇとして説明する。
【0082】
基準位置をＧとし、車両１の所定の個所を車両１のリアバンパーリテーナ取付け面６の穿設孔６ａの周面（図３参照）とする。ここで、リアバンパーリテーナとは、リアバンパーを取り付けるための部品のことである。このため、リアバンパーリテーナ取付け面６には、リアバンパーリテーナを固定するための複数の穿設孔６ａが配設されている。また、穿設孔６ａの周面は所定の高さに隆起して平坦となっている。リアバンパーリテーナ（図示せず。）は、車種によって形状が異なるが、略細長い板状の樹脂製の部品であり、スナップフィット（図示せず。）等によりリアバンパーリテーナ取付け面６の穿設孔６ａに固定される。そして、リアバンパーリテーナの上にリアバンパー（図示せず。）が取り付けられる。
【0083】
次に、距離の計測の原理について説明する。基準位置をＧからターンテーブル３１２に搭載された車両１の開口部５の中心位置までの基準長をＥとする。また、基準位置Ｇから車両１の所定の個所（リアバンパーリテーナ取付け面６の穿設孔６ａの周面）までの基準長をＤとする。複数の穿設孔６ａのうち、どの穿設孔６ａを所定の個所とするかは、あらかじめ特定しておくものとする。ここで基準長とは、寸法公差や製造上及び搬送上のばらつきを考慮しない理論上の寸法のことを指す。
【0084】
ターンテーブル３１２に搭載された車両１は、図９に示すように、９０度旋回して、車両位置計測装置１０に対向する位置で停止する。ここで、車両位置計測装置１０は、測長機能付エアシリンダ１２のピストンロッド１４を前進（すなわち伸長）させる。ピストンロッド１４は、そのまま伸長し、リアバンパーリテーナ取付け面６の穿設孔６ａの周面に当接する。このときのピストンロッド１４の伸長した長さが、基準位置Ｇから車両１の所定の個所までの距離になる。すなわち、伸長した長さが、計測値Ｘとなる。ここで、基準長Ｄと計測値Ｘの差分をΔＤとすると、差分ΔＤ＝Ｘ－Ｄと表すことができる。
【0085】
つまり、ターンテーブル３１２上の車両１は、基準長Ｄと計測値Ｘの差分ΔＤだけ車幅方向（ＨＬ－ＨＲ方向）の位置がずれていることになる。このような差分ΔＤが発生する要因は、例えば、台車３１４上の基準ピン３１５の位置によるずれやターンテーブル３１２の旋回のばらつきなどである。一方、車両１の製造上の車幅方向の寸法のばらつきは大きくないため主要因ではない。
【0086】
測長機能付エアシリンダ１２は、図４、図８（ｂ）、（ｃ）に示すように、カウンタ１６と専用ケーブルにより接続されている。したがって、測長機能付エアシリンダ１２のピストンロッド１４の伸長の量はパルス信号に変換されてカウンタ１６によりカウントされる。このようにして計測された基準位置Ｇに対する車両１のリアバンパーリテーナ取付け面６の穿設孔６ａの周面までの距離の計測値Ｘのデータは、すなわち、カウンタ１６のカウント値である。ＣＰＵユニット５０ｃは、図４に示すように、カウンタ１６とＲＳ－２３２Ｃにより接続されている。したがって、ＣＰＵユニット５０ｃは、ＲＳ－２３２Ｃの通信を介して測長機能付エアシリンダ１２による計測値Ｘのデータを、カウンタ１６のカウント値を読み取ることで得ることができる。なお、カウンタ１６は、カウント前にリセットしておく。
【0087】
ＰＬＣ５０のＣＰＵユニット５０ｃは、上記式により差分ΔＤを算出する。そして、ＰＬＣネットワークインタフェースユニット５０ｄ及びＰＬＣネットワーク５１を介してロボットコントローラ３９に差分ΔＤのデータを渡す。
【0088】
差分ΔＤのデータを受け取ったロボットコントローラ３９は、ロボット３０がシート３を搬入する車幅方向の搬入位置を、基準長Ｅに対して差分ΔＤだけ補正すればよいことになる。すなわち、補正後のシート３の搬入位置をＥｘとおけば、搬入位置Ｅｘは、Ｅｘ＝Ｅ＋ΔＤ＝Ｅ＋（Ｘ－Ｅ）と表される。
【0089】
ロボットコントローラ３９は、シート３の搬入の基準長Ｅを搬入位置Ｅｘに補正する。これによりロボットコントローラ３９は、これに接続されているロボット３０に駆動信号を出力する。ロボット３０は、当該駆動信号に基づき作動し、開口部５の搬入位置Ｅｘからシート３を搬入し、車内の所定の位置に載置する。載置が終了するとロボット３０は車両１から退避する。
【0090】
以上のようにして、車両位置計測装置１０は、ピストンロッド１４を伸長（前進）させることにより、基準位置Ｇと車両１のリアバンパーリテーナ取付け面６の穿設孔６ａの周面までの長さを計測する。これにより、ＣＰＵユニット５０ｃは、ロボット３０がシート３を搬入するための補正値となる基準長Ｅと計測値Ｘとの差分ΔＤを求めることができる。ロボットコントローラ３９は、シート３の搬入の基準長Ｅを搬入位置Ｅｘに補正し、ロボット３０は差分ΔＤの補正がされた搬入位置Ｅｘからシート３を搬入する。以上により、シート３は、バックドア４の開口部５と干渉を回避することができるという効果を奏する。
【0091】
［第１実施形態の変形例］
第１実施形態の変形例として測長機能付エアシリンダ１２及びエアシリンダ１８を使用した場合の車両位置計測装置１０について説明する。第１実施形態の変形例において、車両位置計測装置１０の計測フレーム１１の構成は、図１０に示すように、テーブルフレーム１１ｄ上の搭載物が相違する以外は、第１実施形態の基本形の図７の場合と同様であるため説明を省略する。
第１実施形態の変形例として測長機能付エアシリンダ１２及びエアシリンダ１８を使用した場合の車両位置計測装置１０について説明する。第１実施形態の変形例において、車両位置計測装置１０の計測フレーム１１の構成は、図１０に示すように、テーブルフレーム１１ｄ上の搭載物が相違する以外は、第１実施形態の基本形の図７の場合と同様であるため説明を省略する。
【0092】
テーブルフレーム１１ｄ上には、複数の保持フレーム１１ｈが立設され、保持フレーム１１ｈ上にはシリンダプレート１１ｇが配設されている。そして、シリンダプレート１１ｇには、長手方向に沿ってエアシリンダ１８が配設されている。
【0093】
エアシリンダ１８は、空気圧によってピストンロッド１８ａが伸縮するアクチュエータである。また、シリンダプレート１１ｇ上には、ガイドレール１９が長手方向に配設されている。ガイドレール１９には、スライドプレート１９ａが水平方向に直線運動可能に挿嵌されている。スライドプレート１９ａは、その先端に、図７、図８で説明した測長機能付エアシリンダ１２が配設されている。そして、エアシリンダ１８のピストンロッド１８ａは、スライドプレート１９ａと連結されている。
【0094】
したがって、エアシリンダ１８が駆動してピストンロッド１８ａが伸長すると、これに連結されているスライドプレート１９ａも伸長する。したがって、スライドプレート１９ａに配設されている測長機能付シリンダ１２もこれに併せて伸長する。そして、ピストンロッド１８ａが伸びきった状態で今度は測長機能付シリンダ１２が作動し、ピストンロッド１４が伸長し、リアバンパーリテーナ取付け面６の穿設孔６ａの周面に当接する。
【0095】
このときのピストンロッド１８ａ及びピストンロッド１４の伸長した長さの合計が、基準位置Ｇから車両１の所定の個所までの距離になる。すなわち、両ピストンロッド１８ａ、１４の伸長した合計長が、計測値Ｘとなる。なお、ピストンロッド１８ａの伸びの全長は既知である。計測が終了すると、ピストンロッド１８ａ及びピストンロッド１４を収縮させることによって、元の状態に復帰する。
【0096】
以上のように、ピストンロッド１８ａ、１４の２段階作動とすることができるため、車両位置計測装置１０を車両１から離れた位置に設置して距離の計測値Ｘを求めることができ、車両１やターンテーブル３１２との干渉を防ぐことができる。また作業スペースを確保することもできる。上記以外は、第１実施形態の基本形と同様であるため、説明を省略する。なお、本実施形態では、２段階作動の例について説明したが、２段階作動に限定されるものではなく、２段階以上の段階作動となるように構成してもよい。
【0097】
＜第２実施形態：レーザセンサを使用した場合の車両位置計測装置＞
次に、第２実施形態としてレーザセンサ２０を使用した場合の車両位置計測装置について説明する。車両位置計測装置１０は、図１１に示すように、その天面に配設されたテーブルフレーム１１ｄ上に、測長機能付シリンダ１２に代えて、距離を計測するためのレーザセンサ２０がレーザセンサ支持プレート１７を介して取り付けられている。
次に、第２実施形態としてレーザセンサ２０を使用した場合の車両位置計測装置について説明する。車両位置計測装置１０は、図１１に示すように、その天面に配設されたテーブルフレーム１１ｄ上に、測長機能付シリンダ１２に代えて、距離を計測するためのレーザセンサ２０がレーザセンサ支持プレート１７を介して取り付けられている。
【0098】
レーザセンサ２０は、基準位置Ｇから車両１のリアバンパーリテーナ取付け面６の穿設孔６ａの周面までの距離を計測するものである。レーザセンサ２０が距離を計測する方式には、大別して（１）位相差検出方式、（２）ＴＯＦ方式（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ方式）及び（３）三角測距方式がある。
（１）位相差検出方式とは、基本周波数で振幅変調したレーザ光を物体に照射し、その物体から戻ってきた反射光との位相差を計測することにより照射から戻ってくるまでの時間ｔを求め、その時間ｔに光速をかける等により、物体までの距離を求める方式である。
（２）ＴＯＦ方式とは、立ち上がり時間が数ｎｓで、光ピークパワーが数１０Ｗの超短パルスを物体に向けて照射し、その超短パルスが物体で反射して受光素子に戻ってくるまでの時間ｔを計測し、その時間ｔに光速をかける等により、物体までの距離を求める方式である。
（３）三角測距方式とは、三角測量法を使って距離や変位を計測する方式である。高精度に計測できる特徴がある。
なお、本発明に係る車両位置計測装置１０に用いるレーザセンサ２０は、上記レーザセンサ計測方式のうちのいずれかに限定されるものではない。
（１）位相差検出方式とは、基本周波数で振幅変調したレーザ光を物体に照射し、その物体から戻ってきた反射光との位相差を計測することにより照射から戻ってくるまでの時間ｔを求め、その時間ｔに光速をかける等により、物体までの距離を求める方式である。
（２）ＴＯＦ方式とは、立ち上がり時間が数ｎｓで、光ピークパワーが数１０Ｗの超短パルスを物体に向けて照射し、その超短パルスが物体で反射して受光素子に戻ってくるまでの時間ｔを計測し、その時間ｔに光速をかける等により、物体までの距離を求める方式である。
（３）三角測距方式とは、三角測量法を使って距離や変位を計測する方式である。高精度に計測できる特徴がある。
なお、本発明に係る車両位置計測装置１０に用いるレーザセンサ２０は、上記レーザセンサ計測方式のうちのいずれかに限定されるものではない。
【0099】
ここで、第２実施形態に使用するレーザセンサ２０の一例について、図１２により説明する。本図において、レーザセンサ２０のケース２０ａの内部には、制御回路２１及び半導体レーザ２３等の電子部品がプリント基板２２上に搭載されている。そして、制御回路２１の信号により半導体レーザ２３がレーザ光２１０を照射する。当該レーザ光２１０は発光レンズ２４を通過し、２次元の平面をなす光束を形成してワーク２５（具体的には、リアバンパーリテーナ取付け面６の穿設孔６ａの周面）に照射される。
【0100】
ワーク２５に照射されたレーザ光２１０の光束は、ワーク２５で反射され、レーザ光２１１としてレーザセンサ２０に戻ってくる。戻ってきたレーザ光２１１は、受光レンズ２６を介してＣＭＯＳセンサ２７で受光される。ＣＭＯＳセンサ２７は、レーザ光２１１を受光することによりワーク２５のプロファイル２８を得ることができる。レーザセンサ２０は、ケーブル２９によりセンサコントローラ５５と接続され、制御信号を受けると共に、計測値Ｘのデータを出力する。
【0101】
したがって、このような特性を有するレーザセンサ２０を用いれば、所定の個所について縦方向又は横方向の一定の区間おける距離を計測することができる。また、当該所定の区間についてのワーク２５のプロファイル２８を得ることもできる。よって、このようにして得られた当該所定の個所についての計測データを用いて形状が定まらない物体の所定の個所の非接触による距離の計測を行い、それに基づく計測対象の長さデータなどを得ることができる。
【0102】
本実施形態においては、ワーク２５は、先述のリアバンパーリテーナ取付け面６の穿設孔６ａの周面である。リアバンパーリテーナ取付け面６には、図３、図１１に示すように、車両１の後部側面に複数の穿設孔６ａが形成されており、その周面は隆起して平坦となっている。そして、下方を前方（ＦＲ）に突出して斜めに傾けて配置されている。
したがって、レーザセンサ２０の向きを、レーザセンサ支持プレート１７を調整して穿設孔６ａの配置の傾きに合わせることにより、リアバンパーリテーナ取付け面６の穿設孔６ａの周面のプロファイル２８を得ることができる。
したがって、レーザセンサ２０の向きを、レーザセンサ支持プレート１７を調整して穿設孔６ａの配置の傾きに合わせることにより、リアバンパーリテーナ取付け面６の穿設孔６ａの周面のプロファイル２８を得ることができる。
【0103】
具体的には、リアバンパーリテーナ取付け面６の穿設孔６ａの周面にレーザ光２１０を照射して、その距離を計測する。すなわち、レーザセンサ２０は、図１２に示すように、２次元の平面をなす光束のレーザ光２１０をリアバンパーリテーナ取付け面６の穿設孔６ａの配置に沿って照射する。レーザ光２１０が照射された個所を、図１２の破線で示す。なお、本図の穿設孔６ａは車内から車外方向（ＬＨ方向）を見た図である。
【0104】
リアバンパーリテーナ取付け面６には複数の穿設孔６ａが形成されているため、その中から計測対象とする穿設孔６ａを特定する。そして、特定した穿設孔６ａの周面について距離を計測すると共に、そのプロファイル２８のデータを得る。この場合に、穿設孔６ａの孔の奥の距離を計測しないようプロファイル２８で確認をすることができる。なお、複数個所存在する穿設孔６ａのうち、計測対象となる穿設孔６ａを特定することは、第１実施形態において測長機能付エアシリンダ１２を用いて計測する場合と同様である。
【0105】
ＰＬＣ５０は、このプロファイル２８のデータにより、基準位置Ｇから車両１のリアバンパーリテーナ取付け面６の穿設孔６ａの周面までの距離を計測値Ｘとして求めることができる。
【0106】
以上のようにして、車両位置計測装置１０は、レーザセンサ２０により基準位置Ｇから車両１のリアバンパーリテーナ取付け面６の穿設孔６ａの周面までの距離である計測値Ｘを非接触で得ることができる。また、リアバンパーリテーナ取付け面６の穿設孔６ａの周面のプロファイル２８のデータを得ることにより、基準位置Ｇから車両１のリアバンパーリテーナ取付け面６の穿設孔６ａの周面までの距離を演算により求めることができる。これにより、ＣＰＵユニット５０ｃは、基準位置Ｇと車両１のリアバンパーリテーナ取付け面６の穿設孔６ａの周面までの距離の計測値Ｘに基づき、ロボット３０がシート３を搬入するための補正値である差分ΔＤ＝Ｘ－Ｅの値を求めることができる。
【0107】
次に、車両位置計測装置１０に配設されたレーザセンサ２０で計測し、演算する場合について具体的に説明する。センサコントローラ５５は、レーザセンサ２０を制御するコントローラであり、ケーブル２９を介してレーザセンサ２０と接続されている。センサコントローラ５５は、ＰＬＣネットワーク５１に接続されてＣＰＵユニット５０ｃと計測データの受け渡しを行う。センサコントローラ５５は、ＣＰＵユニット５０ｃと同様に、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ及び外部信号の入出力を行う入出力ポートなどから構成されている。
【0108】
センサコントローラ５５は、図４に示すように、レーザセンサ２０に対し、計測のための制御信号を出力する。レーザセンサ２０は、センサコントローラ５５からの制御信号により、シート３の所定の個所に対しレーザ光２１０を照射する。そして反射されたレーザ光２１１をレーザセンサ２０に内蔵されたＣＭＯＳセンサ２７が受けて電気信号に変換し、センサコントローラ５５に伝達する。センサコントローラ５５は、照射したレーザセンサ２０からの信号により距離を計測すると共に、リアバンパーリテーナ取付け面６の穿設孔６ａの周面の計測値Ｘ及びプロファイル２８のデータを得る。センサコントローラ５５は、計測値Ｘ及びプロファイル２８のデータなどを内蔵のＲＡＭ（図示しない）などに記憶する。
【0109】
ＣＰＵユニット５０ｃは、センサコントローラ５５が計測した計測値Ｘ又はプロファイル２８のデータを、ＰＬＣネットワーク５１を介して読み出し、計測値Ｘ又はプロファイル２８のデータに基づき、先述のようにして差分ΔＤを算出する。すなわち、基準長Ｄと計測値Ｘの差を差分ΔＤとすると、ΔＤ＝Ｘ－Ｄの演算を行う。
【0110】
ＣＰＵユニット５０ｃは、当該算出された差分ΔＤのデータを、ベースユニット５０ｂに装着されたＰＬＣネットワークインタフェースユニット５０ｄ及びＰＬＣネットワーク５１を介してロボットコントローラ３９に渡す。
【0111】
差分ΔＤのデータを受け取ったロボットコントローラ３９は、第１実施形態と同様に、ロボット３０がシート３を搬入する車幅方向の搬入位置を、基準長Ｅに対して差分ΔＤだけ補正すればよいことになる。すなわち、補正後のシート３の搬入位置をＥｘとおけば、搬入位置Ｅｘは、Ｅｘ＝Ｅ＋ΔＤ＝Ｅ＋（Ｘ－Ｅ）と表される。
【0112】
ロボットコントローラ３９は、シート３の搬入の基準長Ｅを搬入位置Ｅｘに補正する。これによりロボットコントローラ３９は、これに接続されているロボット３０に駆動信号を出力する。ロボット３０は、当該駆動信号に基づき作動し、開口部５の搬入位置Ｅｘからシート３を搬入し、車内の所定の位置に載置する。載置が終了するとロボット３０は車両１から退避する。
【0113】
以上のようにして、車両位置計測装置１０は、レーザセンサ２０がレーザ光２１０、２１１を照射することにより、基準位置Ｇから車両１のリアバンパーリテーナ取付け面６の穿設孔６ａの周面までの長さを計測する。これにより、ＣＰＵユニット５０ｃは、ロボット３０がシート３を搬入するための補正値となる基準長Ｅと計測値Ｘとの差分ΔＤを求めることができる。ロボットコントローラ３９は、シート３の搬入の基準長Ｅを搬入位置Ｅｘに補正し、ロボット３０は差分ΔＤの補正がされた搬入位置Ｅｘからシート３を搬入する。以上により、シート３は、バックドア４の開口部５と干渉を回避することができるという効果を奏する。
【0114】
本発明は上述した実施形態に限られず、上述した実施形態の中で開示した各構成を相互に置換したり組合せを変更した構成、公知発明及び上述した実施形態の中で開示した各構成を相互に置換したり組合せを変更した構成、等も含まれる。また、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。
【符号の説明】
【0115】
１ 車両
３ シート
４ バックドア
５ 開口部
６ リアバンパーリテーナ取付け面
６ａ 穿設孔
１０ 車両位置計測装置
１１ 計測フレーム
１１ａ 垂直フレーム
１１ｂ ベースフレーム
１１ｃ 中間フレーム
１１ｄ テーブルフレーム
１１ｅ 固定フレーム
１１ｆ 支持フレーム
１１ｇ シリンダプレート
１１ｈ 保持フレーム
１２ 測長機能付エアシリンダ
１３ シリンダ部
１４ ピストンロッド
１４ａ 磁性部
１４ｂ 非磁性部
１５ センサユニット
１５ａ 磁気センサ
１５ｂ 増幅回路部
１６ カウンタ
１７ レーザセンサ支持プレート
１８ エアシリンダ
１８ａ ピストンロッド
１９ ガイドレール
１９ａ スライドプレート
２０ レーザセンサ
２１ 制御回路
２２ プリント基板
２３ 半導体レーザ
２４ 発光レンズ
２５ ワーク
２６ 受光レンズ
２７ ＣＭＯＳセンサ
２８ プロファイル
２９ ケーブル
３０ ロボット
３１ ロボットアーム
３２ ロボットハンド
３９ ロボットコントローラ
４０ シート把持装置
４１ フレーム
４２ フォーク
４３ シート把持具
４４ 回転軸
４５ 駆動部
４６ シート押え
５０ ＰＬＣ
５０ａ 電源ユニット
５０ｂ ベースユニット
５０ｃ ＣＰＵユニット
５０ｄ ＰＬＣネットワークインタフェースユニット
５０ｅ 入出力ユニット
５１ ＰＬＣネットワーク
５２ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ
５３ パーソナルコンピュータ
５５ センサコントローラ
１００ シート搭載装置
２１０、２１１ レーザ光
３００ シート組み付けライン
３１１、３１３ 車両搬送ライン
３１２ ターンテーブル
３１４ 台車
３１５ 基準ピン
３２０ シート搬送ライン
３２４ パレット
Ｇ 基準位置
Ｄ、Ｅ 基準長
Ｅｘ 搬入位置
ΔＤ 差分
Ｘ 計測値
３ シート
４ バックドア
５ 開口部
６ リアバンパーリテーナ取付け面
６ａ 穿設孔
１０ 車両位置計測装置
１１ 計測フレーム
１１ａ 垂直フレーム
１１ｂ ベースフレーム
１１ｃ 中間フレーム
１１ｄ テーブルフレーム
１１ｅ 固定フレーム
１１ｆ 支持フレーム
１１ｇ シリンダプレート
１１ｈ 保持フレーム
１２ 測長機能付エアシリンダ
１３ シリンダ部
１４ ピストンロッド
１４ａ 磁性部
１４ｂ 非磁性部
１５ センサユニット
１５ａ 磁気センサ
１５ｂ 増幅回路部
１６ カウンタ
１７ レーザセンサ支持プレート
１８ エアシリンダ
１８ａ ピストンロッド
１９ ガイドレール
１９ａ スライドプレート
２０ レーザセンサ
２１ 制御回路
２２ プリント基板
２３ 半導体レーザ
２４ 発光レンズ
２５ ワーク
２６ 受光レンズ
２７ ＣＭＯＳセンサ
２８ プロファイル
２９ ケーブル
３０ ロボット
３１ ロボットアーム
３２ ロボットハンド
３９ ロボットコントローラ
４０ シート把持装置
４１ フレーム
４２ フォーク
４３ シート把持具
４４ 回転軸
４５ 駆動部
４６ シート押え
５０ ＰＬＣ
５０ａ 電源ユニット
５０ｂ ベースユニット
５０ｃ ＣＰＵユニット
５０ｄ ＰＬＣネットワークインタフェースユニット
５０ｅ 入出力ユニット
５１ ＰＬＣネットワーク
５２ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ
５３ パーソナルコンピュータ
５５ センサコントローラ
１００ シート搭載装置
２１０、２１１ レーザ光
３００ シート組み付けライン
３１１、３１３ 車両搬送ライン
３１２ ターンテーブル
３１４ 台車
３１５ 基準ピン
３２０ シート搬送ライン
３２４ パレット
Ｇ 基準位置
Ｄ、Ｅ 基準長
Ｅｘ 搬入位置
ΔＤ 差分
Ｘ 計測値
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】