特許 7596872 部品の取付装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-02

(45)【発行日】2024-12-10

(54)【発明の名称】部品の取付装置

(51)【国際特許分類】

   B23P 19/02 20060101AFI20241203BHJP

   B23P 19/04 20060101ALI20241203BHJP

【ＦＩ】

B23P19/02 C

B23P19/04 E

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021044194

(22)【出願日】2021-03-18

(65)【公開番号】P2022143593

(43)【公開日】2022-10-03

【審査請求日】2023-09-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】倉知 伸治

【審査官】太田 義典

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５６－０６９０５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０１－１２１６２０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】中国実用新案第２０６２１６２１５（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開昭６１－２７００８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３１１５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０５１０５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２４１７３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｐ １９／００－２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

部品を被取付体の開口部に取り付ける取付装置であって、
軸を中心とした周方向に沿って並んで設けられた複数の穴部を有し、前記複数の穴部に複数の部品を一つずつ保持する保持部と、
前記複数の穴部に保持された前記複数の部品のうちの前記被取付体の開口部に取り付けられる部品である取付部品を前記軸に沿って前記穴部から突き出すことによって、前記被取付体の開口部に前記取付部品を嵌め込む突き出し部と、
前記軸を中心として前記突き出し部に対して前記保持部を相対回転させる回転駆動部と、
前記被取付体の開口部に前記取付部品が嵌め込まれるときの前記軸に沿った力を計測する力計測部と、
前記力計測部により計測された力の波形を用いて、前記被取付体の開口部への前記取付部品の取付不良が生じたか否かを判断する制御部と、
を備え、
前記取付部品は、
前記被取付体の開口部に係合する係合部を有し、
前記係合部が前記被取付体の開口部の縁に接触した後、前記係合部が弾性変形して前記被取付体の開口部を通過することにより前記被取付体に取り付けられ、
前記制御部は、
前記波形に山と谷とが現れている場合には、前記取付不良が生じなかったと判断し、
前記波形に前記山と前記谷とが現れていない場合には、前記取付不良が生じたと判断する、取付装置。

【請求項2】

請求項１に記載の取付装置であって、
前記穴部の内壁には、前記軸に沿った前記部品の移動を規制する凸部が、前記穴部の穴中心に向けて設けられている、取付装置。

【請求項3】

請求項２に記載の取付装置であって、
前記穴部の内壁には、奇数個の前記凸部が前記穴部の穴中心を中心とした周方向に沿って等間隔に設けられている、取付装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の取付装置であって、
前記被取付体の開口部に嵌め込まれた前記取付部品の前記被取付体からの高さを計測する高さ計測部を備える、取付装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の取付装置であって、
前記突き出し部には、前記軸に沿った突き出し中に前記取付部品を吸引して吸着するための吸引穴が設けられている、取付装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、部品の取付装置に関する。
に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、自動車の車体に設けられた開口部に、ゴム弾性を有するプラグと呼ばれる部品を組み付ける組付装置が開示されている。この組付装置では、円筒状のカートリッジに縦一列に並んで収納された複数の部品のうち、最後段の部品がロッド部材で押圧されることによって最前段の部品がテーブルに押し出され、テーブルに押し出された部品が開口部に組み付けられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－０３２５１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した装置では、カートリッジ内に一列に並べられた複数の部品のうち、最後尾の部品が押されることによって先頭の部品がカートリッジ外に送り出されるので、部品同士が押し合って整列が乱れやすい。そのため、整列が乱れた部品がカートリッジ内で詰まり、部品が正常に送り出されなくなる可能性がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
本開示の一形態によれば、部品を被取付体の開口部に取り付ける取付装置が提供される。この取付装置は、軸を中心とした周方向に沿って並んで設けられた複数の穴部を有し、前記複数の穴部に複数の部品を一つずつ保持する保持部と、前記複数の穴部に保持された前記複数の部品のうちの前記被取付体の開口部に取り付けられる部品である取付部品を前記軸に沿って前記穴部から突き出すことによって、前記被取付体の開口部に前記取付部品を嵌め込む突き出し部と、前記軸を中心として前記突き出し部に対して前記保持部を相対回転させる回転駆動部と、前記被取付体の開口部に前記取付部品が嵌め込まれるときの前記軸に沿った力を計測する力計測部と、前記力計測部により計測された力の波形を用いて、前記被取付体の開口部への前記取付部品の取付不良が生じたか否かを判断する制御部と、を備える。前記取付部品は、前記被取付体の開口部に係合する係合部を有し、前記係合部が前記被取付体の開口部の縁に接触した後、前記係合部が弾性変形して前記被取付体の開口部を通過することにより前記被取付体に取り付けられる。前記制御部は、前記波形に山と谷とが現れている場合には、前記取付不良が生じなかったと判断し、前記波形に前記山と前記谷とが現れていない場合には、前記取付不良が生じたと判断する。
なお、本開示は以下の形態としても実現できる。

【0006】

（１）本開示の一形態によれば、部品を被取付体の開口部に取り付ける取付装置が提供される。この取付装置は、軸を中心とした周方向に沿って並んで設けられた複数の穴部を有し、前記複数の穴部に複数の部品を一つずつ保持する保持部と、前記複数の穴部に保持された前記複数の部品のうちの前記被取付体の開口部に取り付けられる部品である取付部品を前記軸に沿って前記穴部から突き出すことによって、前記被取付体の開口部に前記取付部品を嵌め込む突き出し部と、前記軸を中心として前記突き出し部に対して前記保持部を相対回転させる回転駆動部と、を備える。
この形態の取付装置によれば、保持部に設けられた複数の穴部に複数の部品が一つずつ保持されているので、保持部における部品同士の押し合いをなくすことができる。そのため、保持部において部品が詰まって保持部から部品が正常に突き出せなくなることを抑制できる。
（２）上記形態の取付装置において、前記穴部の内壁には、前記軸に沿った前記部品の移動を規制する凸部が、前記穴部の穴中心に向けて設けられてもよい。
この形態の取付装置によれば、凸部によって軸に沿った部品の移動が規制されるので、部品が穴部から脱落することを抑制できる。
（３）上記形態の取付装置において、前記穴部の内壁には、奇数個の前記凸部が前記穴部の穴中心を中心とした周方向に沿って等間隔に設けられてもよい。
この形態の取付装置によれば、穴部の穴中心を挟んで凸部同士が向かい合って配置されなくなるので、部品を突き出すための通路の幅が狭くなり過ぎることを抑制できる。そのため、穴部からの部品の突き出しやすさを確保しつつ、部品が穴部から脱落することを抑制できる。
（４）上記形態の取付装置は、前記被取付体の開口部に前記取付部品が嵌め込まれるときの前記軸に沿った力を計測する力計測部を備えてもよい。
この形態の取付装置によれば、力計測部によって計測される力を用いて取付部品の取付不良を検出できる。
（５）上記形態の取付装置は、前記被取付体の開口部に嵌め込まれた前記取付部品の前記被取付体からの高さを計測する高さ計測部を備えてもよい。
この形態の取付装置によれば、高さ計測部によって計測される高さを用いて取付部品の取付不良を検出できる。
（６）上記形態の取付装置において、前記突き出し部には、前記軸に沿った突き出し中に前記取付部品を吸引して吸着するための吸引穴が設けられてもよい。
この形態の取付装置によれば、吸引穴を介した吸引によって突き出し部に取付部品を吸着できるので、突き出し中に突き出し部に対する取付部品の位置ずれが生じることを抑制できる。そのため、被取付体の開口部に取付部品を精度良く取り付けることができる。
本開示は、取付装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、取付ロボット等の形態で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態の取付装置を備える取付ロボットの概略構成を示す正面図。

【図2】第１実施形態の取付装置の概略構成を示す第１の斜視図。

【図3】第１実施形態の取付装置の概略構成を示す第２の斜視図。

【図4】穴部の構成を示す上面図。

【図5】図４におけるＶ－Ｖ線断面図。

【図6】取付処理の内容を示すフローチャートである。

【図7】ホールプラグが車体の開口部に取り付けられる様子を示す第１の説明図。

【図8】ホールプラグが車体の開口部に取り付けられる様子を示す第２の説明図。

【図9】ホールプラグが車体の開口部に取り付けられる様子を示す第３の説明図。

【図10】力計測部によって計測される力を示す第１の説明図。

【図11】力計測部によって計測される力を示す第２の説明図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態における取付装置１１を備える取付ロボット１０の概略構成を模式的に示す正面図である。図１には、取付ロボット１０とともに、ハンガー３００に吊り下げられた、組立中の自動車の車体２００が表されている。取付ロボット１０は、上述した取付装置１１と、ロボットアーム１２と、統括制御装置１３とを備えている。本実施形態では、取付装置１１は、ロボットアーム１２の先端部に装着されるエンドエフェクタとして構成されている。取付装置１１の具体的な構成については後述する。

【0009】

ロボットアーム１２は、取付装置１１の位置や向きを変更する。本実施形態では、ロボットアーム１２は、６つの回転軸Ｊ１～Ｊ６を有する垂直多関節ロボットで構成されている。なお、ロボットアーム１２は、垂直多関節ロボットに限られず、例えば、水平多関節ロボットで構成されてもよい。

【0010】

統括制御装置１３は、取付装置１１とロボットアーム１２とが協働するように、取付装置１１とロボットアーム１２とを制御する。本実施形態では、統括制御装置１３は、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）によって構成されている。

【0011】

本実施形態では、取付装置１１は、統括制御装置１３の制御下で、自動車の車体２００に設けられた開口部にホールプラグ１００を嵌め込むことによって、車体２００の開口部にホールプラグ１００を取り付ける。ホールプラグ１００は、開口部を塞ぐための部品である。ホールプラグ１００は、例えば、エチレンプロピレンゴムやシリコンゴム等のゴム材料や、ポリエチレンやナイロン等の樹脂材料で形成される。本実施形態では、ホールプラグ１００は、ゴム材料で形成されている。ホールプラグ１００は、単にプラグと呼ばれることもある。なお、取付装置１１は、ホールプラグ１００ではなく、例えば、ゴム材料あるいは樹脂材料で形成されたグロメットを車体２００の開口部に取り付けてもよい。グロメットは、車体２００の開口部に挿通されるワイヤハーネスを保護するための部品である。上述した車体２００のように、取付装置１１によってホールプラグ１００やグロメット等の部品が取り付けられる物体のことを被取付体と呼ぶことがある。

【0012】

図２は、取付装置１１の概略構成を示す第１の斜視図である。図３は、取付装置１１の概略構成を示す第２の斜視図である。図２と図３とでは、互いに異なる方向から視た取付装置１１が表されている。図２および図３には、互いに直交する３つの座標軸であるＸ，Ｙ，Ｚ軸を表す矢印が示されている。Ｚ軸はロボットアーム１２の先端部の取付面ＰＬに垂直な座標軸である。以下の説明において、向きを特定する場合には、矢印の指し示す方向である正の方向を「＋」、矢印の指し示す方向とは反対の方向である負の方向を「－」として、方向表記に正負の符合を併用する。Ｘ，Ｙ，Ｚ軸を表す矢印は、図４以降においても、矢印の指し示す方向が図２や図３と対応するように適宜、図示してある。

【0013】

図２に示すように、本実施形態では、取付装置１１は、基部２０と、回転駆動部３０と、保持部４０と、突き出し部５０と、力計測部６０と、高さ計測部７０と、カメラ８０と、制御部９０とを備えている。

【0014】

本実施形態では、基部２０は、上面板２１と、底面板２２と、側面板２３とが組み合わされて構成されている。上面板２１、底面板２２、および、側面板２３は、平板であり、剛性を確保するために比較的大きな板厚を有している。底面板２２は、ロボットアーム１２の先端部の取付面ＰＬに平行に配置されており、力計測部６０を介してロボットアーム１２の先端部に固定されている。上面板２１は、底面板２２に対して＋Ｚ方向側に配置されている。上面板２１は、底面板２２に平行に配置されている。側面板２３は、上面板２１の－Ｘ方向側の端部と底面板２２の－Ｘ方向側の端部とを接続している。上面板２１と側面板２３は、溶接やネジ等によって互いに固定されている。底面板２２と側面板２３とは、溶接やネジ等によって互いに固定されている。

【0015】

回転駆動部３０は、上面板２１の＋Ｚ方向側の面に固定されている。回転駆動部３０は、保持部４０を回転させる。本実施形態では、回転駆動部３０は、例えば、サーボモータやステッピングモータ等のモータと、モータの出力軸に直交する出力軸を有する直交軸型の減速機とによって構成されており、減速機の出力軸に保持部４０が着脱可能に固定されている。なお、回転駆動部３０は、減速機を備えていなくてもよい。

【0016】

保持部４０は、回転駆動部３０の＋Ｚ方向側に配置されており、回転駆動部３０によって支持されている。保持部４０は、Ｚ軸に平行な中心軸ＣＬ１を中心とした円板状に構成されている。保持部４０は、回転駆動部３０によって、中心軸ＣＬ１を中心にして回転する。保持部４０には、中心軸ＣＬ１を中心とした円周方向に沿って１５個の穴部４２が等間隔に設けられている。保持部４０は、各穴部４２内に１つずつホールプラグ１００を保持する。保持部４０は、金属材料で形成されてもよいし、樹脂材料やセラミック材料で形成されてもよい。なお、保持部４０に設けられる穴部４２の数は、１５個に限られず、例えば、２個から１４個でもよいし、１６個以上でもよい。保持部４０は、円板状ではなく、例えば、八角形等の多角形板状に構成されてもよい。保持部４０は、板状ではなく、ブロック状でもよい。中心軸ＣＬ１のことを単に軸と呼ぶことがある。

【0017】

突き出し部５０は、シャフト５１と、軸受５２と、連結部材５３と、シャフト駆動部５５と、真空発生器５９とを備えている。シャフト５１は、ホールプラグ１００を穴部４２から突き出すための軸部材である。本実施形態では、シャフト５１は中空断面を有している。シャフト５１は、保持部４０に対して－Ｚ方向側、かつ、側面板２３の－Ｘ方向側に、Ｚ軸に沿って配置されている。シャフト５１は、上面板２１に固定された軸受５２によって支持されており、Ｚ軸に沿って移動できる。シャフト５１の先端部は、保持部４０に向けられている。シャフト５１の後端部は、連結部材５３によってシャフト駆動部５５に連結されている。

【0018】

シャフト駆動部５５は、シャフト５１に隣り合って配置されている。シャフト駆動部５５は、上面板２１に固定されている。シャフト駆動部５５は、シャフト５１をＺ軸に沿って移動させる。本実施形態では、シャフト駆動部５５は、エアシリンダによって構成されており、図示されていないコンプレッサから供給される圧縮空気によって伸縮することによって、連結部材５３によって連結されたシャフト５１を移動させる。なお、シャフト駆動部５５は、エアシリンダに限られず、例えば、電動リニアアクチュエータによって構成されてもよい。

【0019】

真空発生器５９は、上面板２１と底面板２２との間に配置されており、側面板２３の＋Ｘ方向側の面に固定されている。真空発生器５９は、図示されていないフレキシブルチューブ等を介してシャフト５１の後端部に接続されており、シャフト５１の中空部分に連通している。本実施形態では、真空発生器５９は、エゼクタによって構成されており、図示されていないコンプレッサから圧縮空気の供給を受けて、ベンチュリ効果によって真空を発生させる。本実施形態では、真空発生器５９としてのエゼクタに圧縮空気を供給するコンプレッサは、シャフト駆動部５５としてのエアシリンダに圧縮空気を供給するコンプレッサと同じである。そのため、コンプレッサの設置場所におけるコンプレッサの占有面積を小さくできる。

【0020】

力計測部６０は、底面板２２とロボットアーム１２の先端部との間に配置されており、底面板２２およびロボットアーム１２に固定されている。力計測部６０は、取付装置１１に作用する力を計測する。力計測部６０は、保持部４０の中心軸ＣＬ１に沿った方向の力を計測可能な力覚センサによって構成されている。つまり、本実施形態では、力計測部６０は、Ｚ方向の力を計測可能な力覚センサによって構成されている。力計測部６０によって計測された力に関する情報は、制御部９０に送信される。

【0021】

図３に示すように、高さ計測部７０は、上面板２１と底面板２２との間から保持部４０の外周側面よりも外側に突き出すように配置されており、底面板２２の＋Ｚ方向側の面に固定されている。高さ計測部７０は、車体２００の開口部にホールプラグ１００が取り付けられた後、車体２００の表面に対するホールプラグ１００の表面の高さを計測する。本実施形態では、高さ計測部７０は、レーザ変位計によって構成されている。高さ計測部７０によって計測された高さに関する情報は、制御部９０に送信される。なお、他の実施形態では、高さ計測部７０は、上述したレーザ変位計のような非接触式ではなく、車体２００の表面やホールプラグ１００の表面をプローブでなぞって高さを計測する接触式でもよい。

【0022】

カメラ８０は、上面板２１と底面板２２との間から保持部４０の外周側面よりも外側に突き出すように配置されており、底面板２２の＋Ｚ方向側の面に固定されている。カメラ８０は、車体２００の開口部と、当該開口部に取り付けられるホールプラグ１００を保持している穴部４２との位置ずれを検出するために用いられる。カメラ８０によって撮像された画像は、制御部９０に送信される。

【0023】

図２に示すように、制御部９０は、基部２０に固定された制御ボックス９５に保持されている。制御部９０は、ＣＰＵと、メモリと、入出力インターフェースとを備えたコンピュータとして構成されている。本実施形態では、制御部９０は、回転駆動部３０と、シャフト駆動部５５と、力計測部６０と、高さ計測部７０と、カメラ８０とを制御する。なお、制御部９０は、コンピュータではなく、複数の回路の組み合わせによって構成されてもよい。

【0024】

図４は、穴部４２の構成を示す上面図である。図５は、図４におけるＶ－Ｖ線断面図である。図４および図５には、保持部４０に設けられた１５個の穴部４２のうちの１個が表されている。図５には、穴部４２とともに、穴部４２に保持されたホールプラグ１００、および、シャフト５１の先端部５６が表されている。

【0025】

図４に示すように、穴部４２の開口形状は、略円形である。穴部４２は、大径部４５と、小径部４６とを有している。図５に示すように、大径部４５の直径Ｄ１は、小径部４６の直径Ｄ２よりも大きい。穴部４２のうちの＋Ｚ方向側の部分は、大径部４５によって構成されており、穴部４２のうちの－Ｚ方向側の部分は、小径部４６によって構成されている。大径部４５の内壁面は、段差面４７によって小径部４６の内壁面に接続されている。ホールプラグ１００は、大径部４５に保持される。

【0026】

図４に示すように、大径部４５には、５個の凸部４９が設けられている。各凸部４９は、大径部４５の内壁面から穴部４２の中心軸ＣＬ２に向かって突き出すように設けられている。５個の凸部４９は、穴部４２の中心軸ＣＬ２を中心とした円周方向に沿って等間隔に設けられている。図５に示すように、各凸部４９は、穴部４２の＋Ｚ方向側の端部に設けられている。本実施形態では、ホールプラグ１００は、ゴム材料で形成されており、凸部４９は、金属材料、樹脂材料、あるいは、セラミック材料で形成されている。ホールプラグ１００が樹脂材料で形成されている場合には、凸部４９は、ゴム材料で形成されてもよい。なお、大径部４５に設けられる凸部４９の数は、５個に限られず、１個から４個でもよいし、６個以上でもよい。凸部４９同士が間隔を空けずに、凸部４９が大径部４５を一周するように設けられてもよい。穴部４２の中心軸ＣＬ２のことを穴部４２の穴中心と呼ぶことがある。

【0027】

本実施形態では、ホールプラグ１００は、柱状部１０１と、接続部１０２と、環状部１０３とを有している。柱状部１０１は、円柱状に構成されている。環状部１０３は、柱状部１０１の下端部を囲むように、略円環状に構成されている。環状部１０３は、外側に向かうほど上側に持ち上がるように湾曲している。接続部１０２は、柱状部１０１の上端部と環状部１０３の内周端部とを接続している。柱状部１０１の下端部と接続部１０２の下端部との間には、隙間が設けられている。接続部１０２には、ホールプラグ１００の径方向の外側に向かって突き出した係止部１０４が設けられている。環状部１０３の直径Ｄｆは、大径部４５の直径Ｄ１よりも小さく、かつ、小径部４６の直径Ｄ２よりも大きい。大径部４５に保持されたホールプラグ１００は、段差面４７を重力方向の上側に向けられた状態では、段差面４７によって環状部１０３を支持される。段差面４７を重力方向の下側に向けられた状態では、凸部４９によって環状部１０３を支持される。

【0028】

上述したとおり、シャフト５１は、中空断面を有している。シャフト５１の内径は、先端部５６において、拡径されている。シャフト５１の中空部分のことを吸引穴５８と呼ぶ。吸引穴５８は、シャフト５１の後端部に接続されたフレキシブルケーブルを介して、真空発生器５９に連通している。

【0029】

図６は、取付ロボット１０によってホールプラグ１００を車体２００の開口部に取り付けるための取付処理の内容を示すフローチャートである。この処理は、例えば、統括制御装置１３に設けられた開始ボタンが押された場合に、統括制御装置１３によって開始される。この処理の開始に先立って、保持部４０には、ホールプラグ１００が装填されている。また、この処理の開始に先立って、取付ロボット１０が設置されている場所に、ハンガー３００に吊り下げられた車体２００が搬送される。取付装置１１は、車体２００の搬送を妨げないように、所定の待機位置に配置されている。

【0030】

まず、ステップＳ１１０にて、統括制御装置１３は、ロボットアーム１２を制御することによって、車体２００の開口部にホールプラグ１００を取り付けるための取付位置に取付装置１１を移動させる。取付装置１１が取付位置に移動することによって、シャフト５１の先端部は、ホールプラグ１００を取り付けられる車体２００の開口部に向けられる。さらに、統括制御装置１３は、制御部９０を介してカメラ８０を制御することによって、シャフト５１の先端部と車体２００の開口部との位置ずれを検査する。カメラ８０によって位置ずれが検出された場合には、統括制御装置１３は、ロボットアーム１２を制御することによって取付装置１１の位置を補正する。そのため、シャフト５１と車体２００の開口部との位置ずれによって、ホールプラグ１００の取付不良が生じることを抑制できる。

【0031】

次に、ステップＳ１２０にて、統括制御装置１３は、取付装置１１に取付準備動作を実行させる。取付準備動作では、制御部９０は、回転駆動部３０を制御して保持部４０を回転させることによって、車体２００の開口部とシャフト５１との間に、当該開口部に取り付けられるホールプラグ１００を移動させる。さらに、制御部９０は、真空発生器５９を制御することによって、シャフト５１の吸引穴５８を介した吸引を開始させる。さらに、制御部９０は、力計測部６０による力の計測を開始する。

【0032】

ステップＳ１３０にて、統括制御装置１３は、取付装置１１に取付動作を実行させる。取付動作では、制御部９０は、シャフト駆動部５５を制御してシャフト５１を＋Ｚ方向に移動させることによって、ホールプラグ１００を穴部４２から突き出して、ホールプラグ１００を車体２００の開口部に嵌め込む。なお、他の実施形態では、シャフト５１によってホールプラグ１００が穴部４２から突き出されている状態で統括制御装置１３がロボットアーム１２を車体２００の開口部に向けて移動させることによって、ホールプラグ１００が車体２００の開口部に嵌め込まれてもよい。

【0033】

本実施形態では、ホールプラグ１００は、シャフト５１の先端部に吸着された状態で、穴部４２から突き出されて、車体２００の開口部に嵌め込まれる。ホールプラグ１００が車体２００の開口部に嵌め込まれた後、吸引穴５８からの吸引が停止される。その後、制御部９０は、シャフト駆動部５５を制御してシャフト５１を－Ｚ方向に移動させることによってシャフト５１を車体２００の開口部および穴部４２から離脱させる。シャフト５１を車体２００の開口部から離脱させた後、制御部９０は、力計測部６０による力の計測を終了する。なお、他の実施形態では、シャフト５１が穴部４２から突き出されたままの状態で統括制御装置１３がロボットアーム１２を移動させることによってシャフト５１を車体２００の開口部から離脱させた後、制御部９０がシャフト５１を穴部４２から離脱させてもよい。

【0034】

ステップＳ１４０にて、統括制御装置１３は、取付装置１１にホールプラグ１００の取付不良が生じたか否かを判定させる。本実施形態では、制御部９０は、力計測部６０によって計測された力の波形を用いて、ホールプラグ１００の取付不良が生じたか否かを判断する。制御部９０は、力計測部６０によって計測された力に所定の波形が現れていない場合に、ホールプラグ１００の取付不良が生じたと判断する。制御部９０が力の波形を用いて取付不良が生じたか否かを判断する方法については後述する。

【0035】

さらに、本実施形態では、制御部９０は、高さ計測部７０を用いて車体２００の表面に対するホールプラグ１００の表面の高さを計測することによって、ホールプラグ１００の取付不良が生じたか否かを判断する。本実施形態では、レーザ変位計によって構成された高さ計測部７０は、ホールプラグ１００の表面、および、ホールプラグ１００が取り付けられた開口部の周りの車体２００の表面をレーザ光で走査することによって、車体２００の表面に対するホールプラグ１００の表面の高さを計測する。制御部９０は、高さ計測部７０によって計測された高さが所定の範囲を超える場合に、ホールプラグ１００の取付不良が生じたと判断する。

【0036】

ステップＳ１４０での判定結果は、制御部９０から統括制御装置１３に送信される。ステップＳ１４０でホールプラグ１００の取付不良が生じたと判断された場合、統括制御装置１３は、ステップＳ１４５にて、例えば、設置場所に設けられたランプやブザーを作動させることによって、ホールプラグ１００の取付不良が生じたことをオペレータ等に報知する。一方、ステップＳ１４０でホールプラグ１００の取付不良が生じたと判断されなかった場合には、統括制御装置１３は、ステップＳ１４５の処理をスキップする。

【0037】

ステップＳ１４０またはステップＳ１４５の後のステップＳ１５０にて、制御部９０は、取付装置１１を待機位置に移動させる。その後、制御部９０は、この処理を終了する。保持部４０は、１５個のホールプラグ１００を保持できるので、統括制御装置１３がこの処理を繰り返すことによって、取付ロボット１０は、最大で１５回連続、ホールプラグ１００の取り付けを実行できる。

【0038】

図７は、上述した取付処理のステップＳ１３０が実行されることによって、ホールプラグ１００が車体２００の開口部２０５に取り付けられる様子を示す第１の説明図である。図８は、ホールプラグ１００が車体２００の開口部２０５に取り付けられる様子を示す第２の説明図である。図９は、ホールプラグ１００が車体２００の開口部２０５に取り付けられる様子を示す第３の説明図である。

【0039】

図７に示すように、シャフト５１が図５に示した位置から＋Ｚ方向側に移動することによって、シャフト５１の先端部５６は、ホールプラグ１００の柱状部１０１の下端部と接続部１０２の下端部との間の隙間に挿入されて、ホールプラグ１００に接触する。ホールプラグ１００は、吸引穴５８からの吸引力によって、先端部５６に真空吸着される。本実施形態では、ホールプラグ１００が先端部５６に真空吸着されている状態において、シャフト５１は、ホールプラグ１００の柱状部１０１の側面部分に接触している。シャフト５１の外周側面とホールプラグ１００の接続部１０２の下端部との間、および、シャフト５１のうちの吸引穴５８の開口部が設けられた面とホールプラグ１００の柱状部１０１の底面との間には、隙間が空いている。なお、他の実施形態では、ホールプラグ１００が先端部５６に真空吸着されている状態において、シャフト５１は、ホールプラグ１００の柱状部１０１の側面部分に接触せずに接続部１０２に接触してもよいし、柱状部１０１の側面部分や接続部１０２に接触せずに柱状部１０１の底面に接触してもよい。

【0040】

シャフト５１がホールプラグ１００とともに＋Ｚ方向側に移動することによって、環状部１０３が凸部４９に押し付けられる。環状部１０３や接続部１０２が弾性変形することによって、環状部１０３が凸部４９を乗り越える。このようにして、図８に示すように、ホールプラグ１００は、大径部４５から突き出される。

【0041】

シャフト５１がホールプラグ１００とともにさらに＋Ｚ方向側に移動することによって、ホールプラグ１００の上端部が車体２００の開口部２０５に侵入して、係止部１０４が開口部２０５の縁に押し付けられる。係止部１０４や接続部１０２が弾性変形することによって、係止部１０４が開口部２０５の縁を乗り越える。このようにして、図９に示すように、ホールプラグ１００が開口部２０５に嵌め込まれる。ホールプラグ１００に対する真空吸着が解除された後、シャフト５１は、－Ｚ方向側に移動して元の位置に戻る。

【0042】

図１０は、力計測部６０によって計測される力を示す第１の説明図である。図１１は、力計測部６０によって計測される力を示す第２の説明図である。図１０および図１１において、横軸は時間を表しており、縦軸は力を表している。図１０には、ホールプラグ１００の取付不良が生じなかった場合に力計測部６０によって計測されるＺ方向の力の波形の一例が表されており、図１１には、ホールプラグ１００の取付不良が生じた場合に力計測部６０によって計測されるＺ方向の力の波形の一例が表されている。

【0043】

図１０に示すように、ホールプラグ１００の取付不良が生じなかった場合、力の波形ＣＶ１には、山ＰＫ１と谷ＰＫ２とが現れる。ホールプラグ１００の係止部１０４が車体２００の開口部２０５の縁に接触してから開口部２０５の縁を乗り越えるまでは、車体２００からの反力が計測されるので、力計測部６０によって計測される力は、時間の経過に従って増加する。係止部１０４が開口部２０５の縁を乗り越えると、力計測部６０によって計測される力は、急減する。そのため、力計測部６０によって計測される力の波形ＣＶ１には、まず山ＰＫ１が現れる。シャフト５１によるホールプラグ１００の押圧が解除されるまでは、環状部１０３が車体２００の表面に押し付けられるので、力計測部６０によって計測される力は再び増加する。そのため、力計測部６０によって計測される力の波形ＣＶ１には、谷ＰＫ２が現れる。その後、シャフト５１がホールプラグ１００から離れるので、力計測部６０によって計測される力は、減少する。

【0044】

図１１に示すように、力の波形に谷ＰＫ２が現れない場合には、ホールプラグ１００の取付不良が生じた可能性がある。例えば、係止部１０４が車体２００の開口部２０５の縁を乗り越えることなく、シャフト５１によるホールプラグ１００の押圧が解除された場合には、係止部１０４が開口部２０５の縁を乗り越えたときに生じる急減がないので、力の波形ＣＶ２には谷ＰＫ２が現れない。

【0045】

本実施形態では、上述した取付処理のステップＳ１４０において、力計測部６０によって計測される力が第２閾値Ｆ２を超えた後に第１閾値Ｆ１を下回った場合、つまり、力の波形に谷ＰＫ２が現れる場合に、制御部９０は、ホールプラグ１００の取付不良が生じなかったと判断する。力計測部６０によって計測される力が第１閾値Ｆ１を超えた後、第２閾値Ｆ２を超えなかった場合や、第２閾値Ｆ２を超えた後に第１閾値Ｆ１を下回らなかった場合には、制御部９０は、ホールプラグ１００の取付不良が生じたと判断する。なお、他の実施形態では、制御部９０は、機械学習によって生成された学習モデルを用いて、ホールプラグ１００の取付不良が生じたか否かを判断してもよい。例えば、制御部９０は、取付不良の発生の有無を表すラベルが付与された力の波形を表すデータを用いて教師あり学習を実行して学習モデルを生成し、学習モデルを用いてホールプラグ１００の取付不良が生じたか否かを判断してもよい。

【0046】

以上で説明した本実施形態における取付装置１１によれば、保持部４０に設けられた１５個の穴部４２に１５個のホールプラグ１００が一つずつ保持されているので、回転駆動部３０によって突き出し部５０のシャフト５１上にホールプラグ１００を送るとき、および、シャフト５１によって穴部４２からホールプラグ１００を突き出すときに、保持部４０内においてホールプラグ１００同士が押し合ってホールプラグ１００の整列が乱れることを抑制できる。そのため、保持部４０内でホールプラグ１００が詰まって保持部４０からホールプラグ１００が正常に突き出せなくなることを抑制できる。

【0047】

また、本実施形態では、ホールプラグ１００を保持する穴部４２には、保持部４０の中心軸ＣＬ１に沿った方向におけるホールプラグ１００の移動を規制する凸部４９が設けられているので、保持部４０が傾けられたり上下反転されたりしても、ホールプラグ１００が穴部４２から脱落することを抑制できる。特に、本実施形態では、１つの穴部４２には、奇数個の凸部４９が穴部４２の中心軸ＣＬ２を中心とした円周方向に沿って等間隔に配置されており、穴部４２の中心軸ＣＬ２を挟んで凸部４９同士が向かい合って配置されないので、ホールプラグ１００を突き出すための通路の幅が狭くなり過ぎることを抑制できる。そのため、穴部４２からのホールプラグ１００の突き出しやすさを確保しつつ、ホールプラグ１００が穴部４２から脱落することを抑制できる。

【0048】

また、本実施形態では、制御部９０は、力計測部６０によって計測される力を用いて、ホールプラグ１００の取付不良が生じたか否かを判断し、ホールプラグ１００の取付不良が生じたと判断した場合には、取付不良の発生を報知する。そのため、目視等によってホールプラグ１００の取り付け状態を検査しなくても、ホールプラグ１００の取付不良が生じたことを把握できる。

【0049】

また、本実施形態では、制御部９０は、高さ計測部７０によって計測される車体２００の表面に対するホールプラグ１００の表面の高さを用いて、ホールプラグ１００の取付不良が生じたか否かを判断し、ホールプラグ１００の取付不良が生じたと判断した場合には、取付不良の発生を報知する。そのため、目視等によってホールプラグ１００の取り付け状態を検査しなくても、ホールプラグ１００の取付不良が生じたことを把握できる。特に、本実施形態では、力計測部６０によって計測される力と、高さ計測部７０によって計測される車体２００の表面に対するホールプラグ１００の表面の高さとを用いて、ホールプラグ１００が取り付け状態を二重に検査できるので、ホールプラグ１００の取付不良を精度良く検出できる。

【0050】

また、本実施形態では、シャフト５１に設けられた吸引穴５８を介した吸引によって、シャフト５１の先端部にホールプラグ１００を真空吸着できる。そのため、車体２００の開口部２０５にホールプラグ１００を嵌め込むときにホールプラグ１００の位置ずれが生じることを抑制できる。

【0051】

Ｂ．他の実施形態：
（Ｂ１）上述した第１実施形態の取付装置１１では、保持部４０の穴部４２に凸部４９が設けられている。これに対して、穴部４２に凸部４９が設けられていなくてもよい。この場合であっても、保持部４０が傾かないように制御することによって、穴部４２からのホールプラグ１００の脱落を抑制することができる。

【0052】

（Ｂ２）上述した第１実施形態の取付装置１１には、力計測部６０が設けられている。これに対して、取付装置１１に、力計測部６０が設けられていなくてもよい。

【0053】

（Ｂ３）上述した第１実施形態の取付装置１１には、高さ計測部７０が設けられている。これに対して、取付装置１１に、高さ計測部７０が設けられていなくてもよい。

【0054】

（Ｂ４）上述した第１実施形態の取付装置１１には、カメラ８０が設けられている。これに対して、取付装置１１に、カメラ８０が設けられていなくてもよい。

【0055】

（Ｂ５）上述した第１実施形態の取付装置１１では、シャフト５１には真空発生器５９に連通する吸引穴５８が設けられており、シャフト５１の先端部５６には、ホールプラグ１００が真空吸着される。これに対して、吸引穴５８や真空発生器５９が設けられていなくてもよい。この場合であっても、シャフト５１の先端部５６によってホールプラグ１００を突き出して、車体２００の開口部２０５にホールプラグ１００を嵌め込むことができる。

【0056】

（Ｂ６）上述した第１実施形態の取付装置１１は、ロボットアーム１２の先端部に固定されており、ロボットアーム１２によって移動させられることによって、車体２００の開口部に対する取付装置１１の相対位置が変更される。これに対して、取付装置１１は、ロボットアーム１２ではなく、例えば、電動リニアアクチュエータ等によって移動させられることによって、車体２００の開口部に対する取付装置１１の相対位置が変更されてもよい。また、取付装置１１が移動せずに、車体２００が移動することによって、車体２００の開口部に対する取付装置１１の相対位置が変更されてもよい。

【0057】

（Ｂ７）上述した第１実施形態の取付装置１１では、回転駆動部３０は、突き出し部５０に対して保持部４０を回転させることによって、突き出し部５０のシャフト５１上にホールプラグ１００を配置する。これに対して、保持部４０が基部２０に固定されており、回転駆動部３０は、保持部４０ではなく、突き出し部５０を回転させることによって、シャフト５１上にホールプラグ１００を配置してもよい。あるいは、回転駆動部３０は、突き出し部５０に対して保持部４０を相対回転するように突き出し部５０と保持部４０とを回転させることによって、シャフト５１上にホールプラグ１００を配置してもよい。

【0058】

（Ｂ８）上述した第１実施形態の取付装置１１では、図６に示した取付処理において、制御部９０は、ステップＳ１３０の取付動作の後に、力計測部６０によって計測された力の波形を用いて、ホールプラグ１００の取付不良が生じたか否かを判断している。これに対して、制御部９０は、取付動作の実行中に、力計測部６０によって計測された力の波形を用いて、ホールプラグ１００の取付不良が生じたか否かを判断してもよい。例えば、シャフト５１を所定量移動させても力計測部６０によって計測される力が第１閾値を超えない場合や第２閾値を上回らない場合に、制御部９０は、ホールプラグ１００の取付不良が生じたと判断して、取付動作を中止させてもよい。

【0059】

（Ｂ９）上述した第１実施形態の取付装置１１では、突き出し部５０は、１本のシャフト５１を備えており、１本のシャフト５１によって１個ホールプラグ１００を穴部４２から突き出している。これに対して、突き出し部５０は、複数本のシャフト５１を備え、複数本のシャフト５１によって複数個のホールプラグ１００が同時に突き出してもよい。

【0060】

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【符号の説明】

【0061】

１０…取付ロボット、１１…取付装置、１２…ロボットアーム、１３…統括制御装置、２０…基部、２１…上面板、２２…底面板、２３…側面板、３０…回転駆動部、４０…保持部、４２…穴部、４５…大径部、４６…小径部、４７…段差面、４９…凸部、５０…突き出し部、５１…シャフト、５２…軸受、５３…連結部材、５５…シャフト駆動部、５６…先端部、５８…吸引穴、５９…真空発生器、６０…力計測部、７０…高さ計測部、８０…カメラ、９０…制御部、９５…制御ボックス、１００…ホールプラグ、１０１…柱状部、１０２…接続部、１０３…環状部、１０４…係止部、２００…車体、２０５…開口部、３００…ハンガー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】