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专利名称：工件测定方法、悬架总成安装方法以及悬架总成安装装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及工件测定方法、悬架总成安装方法以及悬架总成安装装置。详细地说，涉及使用摄影装置和激光距离传感器来测定悬架总成等工件的测定点 相对于摄影装置的位置的工件测定方法。并且，涉及将悬架总成螺栓固定在车辆的车身上 的悬架总成安装方法和安装装置。
背景技术：
以往，在车辆制造过程中，在车身上安装悬架总成。悬架总成是指利用副车架连接前侧或后侧的左右一对减震器的下端侧进行总成。 并且，在车身上形成有收容一对减震器的一对减震器壳体。通过在车身上安装这样的悬架 总成，由此一对减震器的上端侧被分别收容在一对减震器壳体中而支撑。这里，由于车身的位置产生偏差，因而需要测定车身位置的偏差量。因此，将形成 在车身上的孔设为测定点，测定该测定点与基准位置的偏差量，校正预先训练过的机器人 的动作，由此在车身上安装该悬架总成。另外，在CCD照相机的特性方面，尽管可高精度测定摄影图像的面内方向的偏差 量(即与摄影方向交叉的方向的偏差量)，然而很难高精度测定摄影方向的偏差量。因此，为了高精度测定摄影方向的距离，设置激光距离传感器，利用该激光距离传 感器测定车身测定点的摄影方向的偏差量，之后根据该测定出的偏差量来校正CCD照相机 的焦距，利用该CCD照相机测定车身测定点在与摄影方向交叉的方向上的偏差量(参照专 利文献1)。并且，当悬架总成的安装位置偏离基准位置时，左右的外倾角产生差值，因而要求 高精度地在车身上安装悬架总成。因此，例如在专利文献2中，示出以提高悬架总成的安装精度为目的的悬架总成 定位方法。在该定位方法中，根据来自多个距离传感器的检测信号来计算车身的中心位置 和悬架总成的中心位置，调整悬架总成的位置以使这些中心位置一致。在按以上方式调整了悬架总成的位置之后，通过紧固设在一对减震器上端侧的螺 栓，由此将悬架总成固定在车身上。并且，悬架总成是通过紧固多个部位的螺栓而固定在车身上的。在该情况下，在各 紧固部位分别设置专用螺母扳手(参照专利文献3)。然而，当在每个紧固部位设置专用螺母扳手时，在紧固针对每个车型而不同的位 置的紧固部位的情况下，在螺母扳手的设置部位与悬架总成的紧固部位之间产生位置偏 差。在这样的情况下，以往，在悬架总成的放置台上预先设置对这些位置偏差进行校正的夹 具，经由该夹具进行紧固来应对。专利文献1 日本再公表特许W097/24206号公报专利文献2 日本特开2007-69826号公报专利文献3 日本特开2007-216789号公报
专利文献3 日本特开平9-66425号公报然而，由于在利用激光距离传感器进行测定之后，校正CCD照相机的焦距，因而在 测定工件测定点的偏差量中花费时间。并且，悬架总成是组合减震器、副车架等的多个部件而形成的，具有复杂的立体形 状。因此，在如上方式紧固减震器上端侧的螺栓时，副车架移动，结果左右的外倾角可能出 现偏差。并且，当悬架总成相对于车身的位置偏离左右对称的位置时，对对准产生不良影 响，因而需要高精度安装成左右对称。然而，在对多个部位进行螺栓固定时，如果不考虑紧 固螺栓的次序，则悬架总成的副车架旋转，相对于车身的姿势可能偏离左右对称的位置。并且，当使用上述专用夹具时，在存在多个不同位置的紧固部位的情况下，需要针 对这些紧固部位的每一个制造专用夹具。并且，每当开发新车型时都需要制造专用夹具，因 而设备成本可能增大。

发明内容
本发明的目的在于，提供一种工件测定方法，该工件测定方法能在短时间内测定 工件测定点与基准位置的偏差量。并且，本发明的目的在于提供一种悬架总成安装方法，该悬架总成安装方法能在 尽量减少左右外倾角的差值的同时，将悬架总成安装在车身上。并且，本发明的目的在于提供一种悬架总成安装方法，该悬架总成安装方法能将 悬架总成高精度地安装在车辆的车身上。并且，本发明的目的在于提供一种能减少设备成本的悬架总成安装装置。本发明的工件测定方法使用摄影装置(例如，后述的CCD照相机20)和激光距离 传感器(例如，后述的激光距离传感器30)来测定工件(例如，后述的车身10)表面的测定 点(例如，后述的测定点P)与基准位置(例如，后述的基准位置Pl)的偏差量，其特征在 于，将所述测定点位于所述基准位置的情况下的所述工件表面设为基准面(例如，后述的 基准面R)，将从所述摄影装置到所述基准面的距离设为基准距离(例如，后述的基准距离 Lm)，使用所述摄影装置测定所述测定点在所述基准面内与摄影方向交叉的方向上的偏差 量(例如，后述的偏差量a)，并且使用所述激光距离传感器测定所述测定点在摄影方向上 的偏差量(例如，后述的偏差量Lg)，根据由所述摄影装置测定出的偏差量、由所述激光距 离传感器测定出的偏差量、以及所述基准距离，计算所述测定点在与摄影方向交叉的方向 上的偏差量(例如，后述的偏差量b)。根据本发明，使用摄影装置对测定点在基准面内与摄影方向交叉的方向上的偏差 量进行测定，并且使用激光距离传感器对测定点在摄影方向上的偏差量进行测定。然后，根 据由摄影装置测定出的偏差量、由激光距离传感器测定出的偏差量、以及基准距离，计算测 定点在与摄影方向交叉的方向上的偏差量。因此，无需如以往那样，在使用激光距离传感器测定之后使用摄影装置进行测定， 因而能在短时间内测定工件的测定点与基准距离的偏差量。本发明的悬架总成安装方法将悬架总成(例如，后述的悬架总成20)安装在车辆 的车身(例如，后述的车身10)上，该悬架总成包含一对减震器(例如，后述的减震器总成24L、24R)和连接该一对减震器的下端侧的车架(例如，后述的副车架21)，其特征在于，所 述悬架总成安装方法包括以下步骤测定设在所述车身上并作为该车身的姿势基准的一 对基准位置(例如，后述的减震器安装孔13L、13R的位置BL、BR)，计算该车身的中心位置 (例如，后述的位置BC)；测定设在所述悬架总成上并作为该悬架总成的姿势基准的一对 基准位置(例如，后述的副车架基准孔26L、26R的位置SL、SR)，计算该悬架总成的中心位 置(例如，后述的位置SC)；以及按照使所述车身的中心位置与所述悬架总成的中心位置一 致的方式将所述悬架总成安装在所述车身上，在将所述悬架总成安装在所述车身上的步骤 中，将所述悬架总成的车架固定在所述车身上，并且将所述一对减震器的上端侧(例如，后 述的减震器支座243L、243R)固定在所述车身中收容所述一对减震器的减震器壳体(例如， 后述的减震器壳体12L、12R)上。根据本发明，计算车身的中心位置和悬架总成的中心位置，按照使该车身的中心 位置与悬架总成的中心位置一致的方式将悬架总成安装在车身上。而且这里，将连接一对 减震器的下端侧的车架固定在车身上，并且将一对减震器的上端侧固定在车身的减震器壳 体上。这样，通过在同一工序中固定一对减震器的上端侧和下端侧，由此不会象以往那 样，副车架发生移动。由此，能在尽量减少左右外倾角的差值的同时，将悬架总成安装在车 身上。本发明的悬架总成安装方法在车辆的车身(例如，车身10)上多个部位处对悬架 总成(例如，后述的悬架总成20)进行螺栓固定，其特征在于，所述悬架总成安装方法包括 以下步骤成对地紧固所述悬架总成的紧固部位中，位置相对于所述车身的中心轴对称的 紧固部位；以及紧固所述悬架总成的紧固部位中，位置相对于所述车身的中心轴不对称的 紧固部位。根据本发明，成对地紧固悬架总成的多个紧固部位中，相对于车身的中心轴对称 就位的紧固部位。之后，紧固相对于中心轴非对称就位的紧固部位。这样，通过成对地紧固 相对于车身的中心轴对称就位的紧固部位，由此能防止以下情况悬架总成相对于车身发 生旋转，相对于车身的姿势偏离左右对称的位置。因此，能够将悬架总成高精度地安装在车 身上。本发明的悬架总成安装装置(例如，后述的安装系统1)针对车辆的多个车型，利 用螺栓将包含一对减震器(例如，后述的减震器总成24L、24R)的悬架总成(例如，后述的 悬架总成20)紧固在车身(例如，后述的车身10)上，其特征在于，所述悬架总成安装装置 具有机器人(例如，后述的紧固机器人60L、60R、61L、61R)，其紧固所述多个车型共同的紧 固部位；以及固有部位紧固装置(例如，后述的固有部位紧固单元70L、70R、71L、71R)，其紧 固所述多个车型分别固有的紧固部位，所述机器人具有机器人臂(例如，后述的臂63)； 以及安装在该机器人臂的前端的螺母扳手(例如，后述的螺母扳手65)，所述固有部位紧固 装置具有螺母扳手(例如，后述的螺母扳手71)；使该螺母扳手相对于所述悬架总成进退 的进退机构(例如，后述的进退机构72)；以及移动机构(例如，后述的移动机构73)，其以 能沿着与进退方向交叉的面移动的方式支撑该进退机构，所述机器人通过操作所述进退机 构，来使该进退机构沿着与进退方向交叉的面移动，使所述固有部位紧固装置的螺母扳手 与所述固有紧固部位相对。
根据本发明，由于设置对多个车型共同的紧固部位进行紧固的机器人、以及对多 个车型分别固有的紧固部位进行紧固的固有部位紧固装置，因而能提高悬架总成安装装置 的通用性和开工率。并且，无需在每次开发新车型时都制造专用夹具，因而能减少设备成 本。并且，在使该固有部位紧固装置的螺母扳手与固有紧固部位相对时，使用对共用 的紧固部位进行紧固的机器人来操作进退机构，使该进退机构沿着与进退方向交叉的面移 动。即，在该固有部位紧固装置中无需设置用于使进退机构沿着与进退方向交叉的面移动 的驱动源，因而能减少设备成本。根据本发明的工件测定方法，使用摄影装置对测定点在基准面内与摄影方向交叉 的方向上的偏差量进行测定，并且使用激光距离传感器对测定点在摄影方向上的偏差量进 行测定。然后，根据由摄影装置测定出的偏差量、由激光距离传感器测定出的偏差量、以及 基准距离，计算测定点在与摄影方向交叉的方向上的偏差量。因此，无需如以往那样，在使 用激光距离传感器测定之后使用摄影装置进行测定，因而能在短时间内测定工件的测定点 与基准距离的偏差量。根据本发明的悬架总成安装方法，通过在同一工序中固定一对减震器的上端侧和 下端侧，由此不会象以往那样，副车架发生移动。由此，能在尽量减少左右外倾角的差值的 同时，将悬架总成安装在车身上。根据本发明的悬架总成安装方法，通过成对地紧固相对于车身的中心轴对称就位 的紧固部位，由此能防止以下情况悬架总成相对于车身发生旋转，相对于车身的姿势偏离 左右对称的位置。因此，能将悬架总成高精度地安装在车身上。根据本发明的悬架总成安装装置，能提高悬架总成安装装置的通用性和开工率。 并且，无需在每次开发新车型时都制造专用夹具，因而能减少设备成本。并且，在该固有部 位紧固装置中无需设置用于使进退机构沿着与进退方向交叉的面移动的驱动源，因而能减 少设备成本。


图1是示出应用本发明第1实施方式的工件测定方法的工件测定系统的结构的侧 视图。图2是用于说明通过所述实施方式的工件测定系统对测定点与基准位置的偏差 量进行测定的过程的图。图3是示出本发明第2实施方式的安装系统的结构的示意图。图4是示出所述实施方式的车身和悬架总成的结构的示意图。图5是示出所述实施方式的总成支撑装置的结构的立体图。图6是示出所述实施方式的紧固系统的紧固机器人的结构的立体图。图7是示出所述实施方式的紧固系统的固有部位紧固单元的结构的立体图。图8是示出所述实施方式的中心计算步骤的示意图。图9是示出所述实施方式的定位步骤的示意图。图10是示出所述实施方式的紧固步骤的示意图。图11是所述实施方式的车身的底视图。
标号说明1 安装系统；2 车身输送装置；10 车身(工件)；12L，12R 减震器壳体；13L， 13R:减震器安装孔；14L，14R:下车架；20 悬架总成；21 副车架(车架)；24L，24R:减震 器总成(一对减震器)；26L，26R:副车架基准孔；3:总成支撑装置40:位置传感器系统； 50:紧固系统；601^，601 ，611^611 :紧固机器人(机器人)；61 机器人主体；63 臂(机器人 臂)；65 螺母扳手；67 夹紧单元；671，672 卡盘部；70L，70R，71L，71R 固有部位紧固单元 (固有部位紧固装置)；71 螺母扳手；72 进退机构；724 把持部；723 气缸；73 移动机 构；74 交叉直线引导件；75 锁定机构；71FL、72FL、73FL 前侧左方紧固部位；71FR、72FR、 73FR 前侧右方紧固部位；71RL、72RL、73RL 后侧左方紧固部位；71RR、72RR、73RR 后侧右 方紧固部位；90 控制装置；91 定位控制部；92 紧固控制部；110 车身；120 =CCD照相机 (摄影装置)；130 激光距离传感器；Lg 测定点在摄影方向上的偏差量；Lm 基准距离；P 测定点；Pl 基准位置；R 基准面；a 测定点在基准面内与摄影方向交叉的方向上的偏差 量；b 测定点在与摄影方向交叉的方向上的偏差量。
具体实施例方式以下，根据

本发明的各实施方式。图1是示出应用本发明第1实施方式的工件测定方法的工件测定系统1的结构的 侧视图。工件测定系统101在悬架总成140上安装作为工件的汽车的车身110时，测定车 身110的位置。在车身110上形成有减震器壳体112以及位于该减震器壳体的上方的仪表板上部 111。在减震器壳体112上形成有圆形的支座插通孔113、和形成在该支座插通孔113的 周围的多个螺栓插通孔114。悬架总成140是利用副车架连接前侧的左右减震器和悬架进行总成的。该悬架总成140具有大致棒状的减震器141 ；大致同心状设在减震器141上的1 个弹簧142 ；以及设在减震器141的前端侧的大致圆盘形状的减震器支座143。在减震器支座143的中央部，以自由拆装的方式设有减震器帽144，在减震器支座 143的周缘部竖立地设有多个螺栓145。工件测定系统101插入在车身110的仪表板上部111与左右的减震器壳体112之 间，将形成在减震器壳体112上的圆形的支座插通孔113的中心作为测定点P进行测定。而且，车身110以该测定点P通过减震器支座143的减震器帽144的前端的方式， 安装在悬架总成140上。工件测定系统101具有作为摄影装置的CXD照相机120 ；激光距离传感器130 ； 以及对它们进行控制的控制装置131。CXD照相机120具有拍摄图像的照相机主体121 ；以及使入射光反射而向照相机 主体121射出的反射镜单元122。控制装置131根据由CXD照相机120拍摄的图像以及由激光距离传感器130测定 出的距离，求出测定点P。
7
参照图2说明通过以上的工件测定系统101测定减震器壳体112上的测定点P的 偏差的过程。首先，将测定点P的基准位置设为P1，将测定点P位于基准位置Pl的情况下的减 震器壳体12的表面设为基准面R。该基准面R在摄影方向上与CCD照相机120偏离基准距 离Lm，(XD照相机120的焦点对准基准面R。因此，可利用该CXD照相机120高精度地测定 测定点P的摄影图像在基准面R的面内方向上的偏差量(即，与摄影方向交叉的方向上的
偏差量)O输送作为工件的车身110，假定该车身110的测定点P位于偏离了基准位置Pl的 位置P2。首先，移动CXD照相机120和激光距离传感器130，到达与减震器壳体112的测定 点P的基准位置Pi相对的位置。然后，利用CXD照相机120拍摄减震器壳体112，由控制装置131根据该拍摄的图 像来识别支座插通孔113的外形，求出该支座插通孔113的外形的中心作为测定点P的实 际位置P2。然后，将求出的实际位置P2与预先存储的基准位置Pl进行比较，对测定点P在 基准面R内与摄影方向交叉的方向上的偏差量a进行测定。同时，利用激光距离传感器130 测定到减震器壳体112的表面的距离，设为测定点P在摄影方向上的偏差量Lg。然后，由控制装置131根据由CXD照相机120测定出的偏差量a、由激光距离传感 器130测定出的偏差量Lg、以及基准距离Lm，计算测定点P在与摄影方向交叉的方向上的 偏差量b。具体地说，根据下式(1)计算。[式1]b = a (Lm+Lg) /Lm ... (1)根据本实施方式，具有以下效果。(1)使用CXD照相机120对测定点P在基准面R内与摄影方向交叉的方向上的偏 差量a进行测定，并使用激光距离传感器130对测定点P在摄影方向上的偏差量Lg进行测 定。然后，根据由CCD照相机120测定出的偏差量a、由激光距离传感器130测定出的偏差 量Lg、以及基准距离Lm，计算测定点P在与摄影方向交叉的方向上的偏差量b。因此，无需象以往那样在使用激光距离传感器130测定之后使用CXD照相机120 测定，因而能在短时间内测定车身110的测定点P与基准距离Pl的偏差量。图3是示出作为本发明第2实施方式的悬架总成安装装置的悬架总成安装系统1 的结构的框图。悬架总成安装方法在该安装系统1中进行。安装系统1是在车辆的车身10的预定位置安装悬架总成20的安装系统，设在车 辆制造生产线的一部分内。安装系统1构成为包含对车身10进行输送的车身输送装置2 ；对悬架总成20进 行支撑的总成支撑装置3 ；对车身10和悬架总成20的位置进行检测的位置传感器系统40 ； 对车身10和悬架总成20进行螺栓固定的紧固系统50 ；以及对它们进行控制的控制装置 90。图4是示出车身10和悬架总成20的结构的示意图。悬架总成20构成车辆的下层结构，构成为包含安装有一对前轮的前侧悬架总成；以及安装有一对后轮的后侧悬架总成。在图4中，仅示出这种悬架总成20的正面，即前 侧的结构。悬架总成20是以副车架21作为底座大致左右对称地组合多个部件而构成的。在 副车架21的左右两侧组装有一对下臂22L、22R、轮毂23L、23R、以及减震器总成24L、24R，在 副车架21的大致中央组装有未图示的发动机。在轮毂23L、23R上，在后面的工序中安装未 图示的一对前轮。并且，在副车架21的下部形成有副车架基准孔26L、26R，该副车架基准孔26L、26R 相对于悬架总成20的中心形成为左右对称。这些副车架基准孔26L、26R成为悬架总成20 的姿势基准。一对减震器总成24L、24R分别具有大致棒状的减震器241L、241R ；呈大致同心状 设置在减震器241L、241R上的弹簧242L、242R ；以及构成减震器总成24L、24R的上端侧的 减震器支座243L、243R。减震器总成24L、24R的下端侧分别经由各下臂22L、22R与副车架 21的两端侧连接。在减震器支座243L上竖立地设有与减震器241L大致平行延伸的多个螺栓部 244L、245L。同样，在减震器支座243R上竖立地设有与减震器241R大致平行延伸的多个螺 栓部 244R、245R。并且，在减震器支座243L、243R的中央，以自由拆装的方式设有减震器帽246L、 246R。这些减震器帽246L、246R分别形成为圆锥状，作为在插入后述的减震器安装孔13L、 13R时的引导部。并且，虽然省略了其图示和详细说明，同样在悬架总成20的后侧也左右对称地设 有一对减震器总成。车身10是构成车辆的基础车架，在收容有发动机的发动机室11的左右两侧形成 有一对减震器壳体12L、12R，该一对减震器壳体12L、12R收纳有一对减震器总成24L、24R。在减震器壳体12L上形成有减震器安装孔13L和螺栓插入孔15L、16L，在减震器安 装孔13L中插入减震器总成24L的减震器帽246L，在螺栓插入孔15L、16L中分别插入减震 器总成24L的螺栓部244L、245L。同样，在减震器壳体12R上形成有减震器安装孔13R和 螺栓插入孔15R、16R，在减震器安装孔13R中插入减震器总成24R的减震器帽246R，在螺栓 插入孔15R、16R中分别插入减震器总成24R的螺栓部244R、245R。这些减震器安装孔13L、 13R、螺栓插入孔15L、15R、以及螺栓插入孔16L、16R相对于车身10的中心形成为左右对称。 特别是，减震器安装孔13L、13R成为车身10的姿势基准。该车身10在悬挂于车身输送装置的吊架(未图示)上的状态下，被输送到悬架总 成20的上方。图5是示出总成支撑装置3的结构的立体图。总成支撑装置3构成为包含大致板状的母托盘33 ；以及由该母托盘33从下方支 撑的2个子托盘31、32。在母托盘33的前端侧和后端侧分别形成有用于固定前侧的子托盘31的多个固 定销331、332 ；以及用于固定后侧的子托盘32的多个固定销333、334。子托盘31、32分别支撑悬架总成的前侧和后侧，并形成有对上述的固定销331、 332和固定销333,334进行嵌合的嵌合孔311,312和嵌合孔321、322。这些子托盘31,32以分别放置在悬架总成的前侧和后侧的状态固定在母托盘33上。在这样的总成支撑装置3中，优选的是，子托盘31、32使用各车型专用的子托盘， 母托盘33使用各车型共用的母托盘。在该情况下，在车型变更时，只需仅更换子托盘即可， 因而能削减总成支撑装置的制造成本。回到图4，子托盘31构成为包含沿着车辆的宽度方向延伸的滑轨313 ；以及形成 有滑块314的工作台315，该滑块314沿着该滑轨313滑动接触。并且，在工作台315上放 置有悬架总成20。由此，可以使工作台315与悬架总成20—起沿着车辆的宽度方向滑动。并且，子托盘31还具有气缸317，该气缸317使棒状的活塞杆316沿着滑轨313进 退、或者停止在预定位置。该活塞杆316的前端部与工作台315连接，由此，可以控制工作 台315和悬架总成20的沿着车辆宽度方向的位置。该气缸317与控制装置连接，根据来自 该控制装置的控制信号进行动作。回到图3，位置传感器系统40构成为包含一对车身侧传感机器人41L、41R，其检 测作为车身10的姿势基准的位置；以及一对悬架侧传感机器人42L、42R，其检测作为悬架 总成20的姿势基准的位置。该位置传感器系统40与控制装置90连接，向控制装置90提 供这些车身侧传感机器人41L、41R和悬架侧传感机器人42L、42R的检测信号。关于这些传 感机器人41L、41R、42L、42R的详细结构，后面参照图8进行详述。紧固系统50构成为包含对车身10和悬架总成20进行螺栓固定的多个紧固机器 人6(^、60 1 、611^、611 ;以及分别与这些紧固机器人6(^、601 、611^、611 成对设置的固有部位 紧固单元70L、70R、71L、71R。该紧固系统50与控制装置90连接，紧固机器人60L、60R、61L、 61R和固有部位紧固单元70L、70R、71L、71R根据来自该控制装置90的控制信号进行动作。并且，这些紧固机器人60L、60R、61L、61R分别设在悬架总成20的附近，对车身10 和悬架总成20的前侧左方、前侧右方、后侧左方以及后侧右方的紧固部位进行螺栓固定 (参照后述的图11)。参照图6和图7详细说明紧固机器人60L和固有部位紧固单元70L的结构。图6是示出紧固机器人60L的结构的立体图。图7是示出固有部位紧固单元70L的结构的立体图。另外，其他紧固机器人60R、 61L、61R和其他固有部位紧固单元70R、71L、71R的结构与紧固机器人60L和固有部位紧固 单元70L大致相同，省略图示及其说明。如图6所示，紧固机器人60L具有安装在地面上的机器人主体61 ；以及设在该机 器人主体61上的机械手62。机械手62是7轴的，具有轴支在机器人主体61上的多关节 臂63 ；以及轴支在该臂63的前端法兰面639上的螺母扳手单元64。臂63从机器人主体61侧起依次具有第1臂部631，第2臂部632，第3臂部633， 第4臂部634，第5臂部635，以及第6臂部636。第1臂部631呈大致直线状延伸，并轴支在机器人主体61上。机器人主体61以 在大致垂直方向上延伸的轴作为旋转中心，使第1臂部631旋转。第2臂部632呈大致直线状延伸，并轴支在第1臂部631上。第1臂部631通过未 图示的驱动机构，以与第1臂部631的延伸方向交叉的方向作为旋转中心，使第2臂部632 旋转。由此，第1臂部631的延伸方向与第2臂部632的延伸方向形成的角度发生变化。第3臂部633呈大致直线状延伸，并轴支在第2臂部632上。第2臂部632通过未图示的驱动机构，以第2臂部632的延伸方向作为旋转中心，使第3臂部633旋转。第4臂部634呈大致直线状延伸，并轴支在第3臂部633上。第3臂部633通过未 图示的驱动机构，以与第3臂部633的延伸方向交叉的方向作为旋转中心，使第4臂部634 旋转。由此，第3臂部633的延伸方向与第4臂部634的延伸方向形成的角度发生变化。第5臂部635呈大致直线状延伸，并轴支在第4臂部634上。第4臂部634通过 未图示的驱动机构，以第4臂部634的延伸方向作为旋转中心，使第5臂部635旋转。第6臂部636呈大致直线状延伸，并轴支在第5臂部635上。第5臂部635通过未 图示的驱动机构，以与第5臂部635的延伸方向交叉的方向作为旋转中心，使第6臂部636 旋转。由此，第5臂部635的延伸方向与第6臂部636的延伸方向形成的角度发生变化。并且，第6臂部636的前端侧成为上述的前端法兰面639，对螺母扳手单元64进行 轴支。该第6臂部636通过未图示的驱动机构，以在第6臂部636的延伸方向上延伸的轴 作为旋转中心，使螺母扳手单元64旋转。螺母扳手单元64具有螺母扳手65 ；以及设在该螺母扳手65的基端侧的夹紧单 元67。螺母扳手65构成为使驱动单元68和紧固单元66分开。驱动单元68构成为包含呈大致直线状延伸的套筒驱动轴681 ；经由未图示的传 递机构使该套筒驱动轴681旋转的驱动电机682 ；以及收容该套筒驱动轴681和驱动电机 682的收容壳683。在该套筒驱动轴681的前端侧可连接后述的3个紧固工具661、662、663。紧固单元66具有大致棒状的3个紧固工具661、662、663 ；以与套筒驱动轴652 平行的方式支撑这些紧固工具661、662、663的大致圆筒状的紧固工具切换装置664 ；以及 测定紧固部位等对象物的位置的传感器单元665。紧固工具661、662、663分别以可旋转的方式对大致棒状的套筒667、668、669进行 支撑。可以在套筒667、668、669的前端部保持螺栓。并且，可以通过使紧固工具661、662、 663与套筒驱动轴681连接，来旋转驱动套筒667、668、669。紧固工具切换装置664构成为包含圆筒状的主体部664a ；以及对该转动部664a 进行旋转驱动的未图示的电机。在转动部664a的外周面，以预定间隔设有紧固工具661、 662、663。即，可以旋转转动部664a，将紧固工具661、662、663中的任一方与套筒驱动轴681 同轴配置，与套筒驱动轴681连接。传感器单元665构成为包含CXD传感器和距离传感器。传感器单元665的CXD传 感器对紧固部位在二维平面内的位置进行检测。并且，传感器单元665的距离传感器通过 向对象物射出激光并检测其反射光，来计测从光源到对象物的距离。由此，测定紧固部位在 三维空间内的位置。 夹紧单元67具有呈大致直线状延伸的2个卡盘部671,672,可以使用这些卡盘部 671,672来把持螺栓或者操作工具和夹具等。以上的紧固机器人60L按以下进行动作。首先，使用未图示的供给装置将螺栓提供给各套筒667、668、669的前端部。然后，对紧固工具切换装置664进行控制，使3个紧固工具661、662、663中的任一 方与套筒驱动轴681连接，并根据来自传感器单元665的输入对螺母扳手单元64的位置和 姿势进行控制，使紧固单元66与预定的紧固部位相对。
然后，控制驱动电机682，旋转驱动所连接的紧固工具的套筒，对预定的紧固部位 进行螺栓固定。并且，在连续地对多个紧固部位进行螺栓固定的情况下，控制紧固工具切换装置 664，切换与套筒驱动轴681连接的紧固工具，并且使紧固单元66与预定的紧固部位相对， 对该紧固部位进行螺栓固定。如图7所示，固有部位紧固单元70L构成为包含设在悬架总成下方的螺母扳手 71 ；使该螺母扳手71相对于悬架总成进退的进退机构72 ；以及移动机构73，其以该进退机 构72可与螺母扳手71 一起沿着与进退方向交叉的面移动的方式进行支撑。螺母扳手71具有大致棒状的套筒711 ；以及使该套筒711旋转的驱动单元712。 可以在套筒711的前端侧保持螺栓。驱动单元712内置有使套筒711旋转的驱动电机。进退机构72构成为包含工作台721 ；螺母扳手支撑部722，其设在该工作台721 上，以可沿上下方向滑动的方式对螺母扳手71进行支撑；以及使螺母扳手71沿上下方向移 动的气缸723。工作台721设置在后述的移动机构73的交叉直线引导件74上，可在水平面内移 动。并且，在该工作台721上设有大致棒状的把持部724。螺母扳手支撑部722具有朝上下方向延伸的支撑杆725 ；以及相对于该支撑杆 725沿着上下方向可滑动地设置的安装部726。在该安装部726的一端侧，以套筒711朝向 上方的状态安装有螺母扳手71。气缸723可以使其轴727沿着上下方向进退。该轴727的前端侧与螺母扳手支撑 部722的安装部726连接。即，可以通过驱动该气缸723使轴727进退，由此使螺母扳手71 沿着上下方向移动。移动机构73构成为包含以在水平面内可滑动的方式对工作台721进行支撑的交 叉直线引导件74 ；以及对该交叉直线引导件74和工作台721的动作进行锁定的锁定机构 75。交叉直线引导件74是通过以正交的方式组合2个第1直线引导件741和第2直 线引导件743而构成的。第1直线引导件741具有大致直线状的第1滑轨742。另一方面，在第2直线引导 件743上形成有与该第1滑轨742滑动接触的滑块(未图示)。因此，第2直线引导件743 被第1直线引导件741以可沿着第1滑轨742滑动的方式支撑。第2直线引导件743具有大致直线状的第2滑轨744。另一方面，在上述的工作台 721上形成有与该第2滑轨744滑动接触的滑块728。因此，工作台721被第2直线引导件 743以可沿着第2滑轨744滑动的方式支撑。并且，该第2直线引导件743以第2滑轨744 与第1滑轨742正交的方式设在第1滑轨742上。锁定机构75构成为包含对第2直线引导件743沿着第1滑轨742的滑动进行锁 定的第1锁定机构751 ；以及对工作台721沿着第2滑轨744的移动进行锁定的第2锁定 机构755。第1锁定机构751构成为包含固定在第2直线引导件743的侧部的棒状的锁定 缸752 ；以及设在该锁定缸752的两端侧的一对夹持部753、754。锁定缸752在其两端侧具有可沿着与第1滑轨742垂直的方向进退的一对活塞杆。由此，使夹持部753、754相互接近来夹持第1滑轨742，可锁定第2直线引导件743沿 着第1滑轨742的滑动。该锁定缸752与控制装置连接，并根据来自该控制装置的控制信 号进行动作。第2锁定机构755构成为包含固定在工作台721的侧部的棒状的锁定缸756 ；以 及设在该锁定缸756的两端侧的一对夹持部757、758。锁定缸756在其两端侧具有可沿着与第2滑轨744垂直的方向进退的一对活塞 杆。由此，使夹持部757、758相互接近来夹持第2滑轨744，可锁定工作台721沿着第2滑 轨744的滑动。该锁定缸756与控制装置连接，并根据来自该控制装置的控制信号进行动 作。以上的固有部位紧固单元70L按以下进行动作。首先，使用上述的紧固机器人的夹紧单元67的卡盘部671、672，拾取由未图示的 螺栓收容装置所收容的多个螺栓中的一个，将该螺栓79提供给螺母扳手71的套筒711的 前端部。并且，解除第1锁定机构751和第2锁定机构755的锁定。然后，通过使用紧固机器人的夹紧单元67的卡盘部671、672操作把持部724，使工 作台721沿着水平面内移动，使螺母扳手71与悬架总成的预定紧固部位相对，控制第1锁 定机构751和第2锁定机构755，将螺母扳手71锁定在与预定的紧固部位相对的位置。然后，控制气缸723，使螺母扳手71向预定的紧固部位侧接近。然后，控制螺母扳手71，对该紧固部位进行螺栓固定。在多个紧固部位对车身和悬架总成进行螺栓固定的情况下，优选的是，根据紧固 部位的种类，来区分使用紧固机器人60L和固有部位紧固单元70L。也就是说，在车身上固定悬架总成的情况下，对多个紧固部位进行螺栓固定，但该 多个紧固部位可分为多个车型共同的紧固部位、和多个车型各自固有的紧固部位。在该情况下，优选的是，使用紧固机器人60L根据预先训练过的动作对共同的紧 固部位进行螺栓固定，使用固有部位紧固单元70L对固有的紧固部位进行螺栓固定。回到图3，控制装置90具有输入电路，其具有这样的功能，S卩，对来自各种传感器 的输入信号波形进行整形，将电压级别修正为预定级别，将模拟信号值转换成数字信号值 等；以及中央运算处理单元(以下称为“CPU”)。此外，控制装置90具有存储电路，其存 储由CPU执行的各种运算程序和运算结果等；以及输出电路，其将控制信号输出到上述的 车身输送装置2、总成支撑装置3、位置传感器系统40以及紧固系统50等。并且，控制装置 90具有通过这些输入电路、CPU、存储电路以及输出电路等的硬件结构发挥功能的多个控制 块。具体地说，控制装置90具有定位控制部91和紧固控制部92。定位控制部91根据来自位置传感器系统40的输入而计算车身10和悬架总成20 的中心位置，根据这些中心位置的偏差来控制车身输送装置2和总成支撑装置3，校正车身 10与悬架总成20的相对位置，同时将该车身10和悬架总成20定位在预定的安装位置。关 于该定位过程，后面参照图8至图10进行详述。紧固控制部92在对车身10和悬架总成20进行定位之后，控制紧固系统50的紧 固机器人60L、60R、61L、61R，按预定的紧固顺序对预定的多个紧固部位进行螺栓固定。关于 该紧固顺序，后面参照图11进行详述。参照图8至图10说明将悬架总成20安装在车身10上的过程。
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将悬架总成20安装在车身10上的过程构成为包含中心计算步骤，计算悬架总成 20和车身10的中心位置；定位步骤，在校正中心偏差的同时，对悬架总成20和车身10进 行定位；以及紧固步骤，对悬架总成20和车身10进行螺栓固定。图8是示出中心计算步骤的示意图，图9是示出定位步骤的示意图，图10是示出 紧固步骤的示意图。车身侧传感机器人41L、41R是所谓的多关节机器人，分别具有对减震器安装孔 13L、13R的位置进行测定的传感器单元43L、43R;使传感器单元43L、43R的姿势或在三维空 间内的位置发生变化的多关节臂44L、44R ；以及支撑多关节臂44L、44R的传感机器人主体 45L、45R。传感器单元43L、43R分别构成为包含CXD传感器和距离传感器。传感器单元43L、 43R的C⑶传感器分别检测减震器安装孔13L、13R在二维平面内的位置。并且，传感器单元 43L、43R的距离传感器通过分别向减震器安装孔13L、13R射出激光，检测其反射光，来计测 从各光源到减震器安装孔13L、13R的距离。由此，传感器单元43L、43R测定车身10的减震 器安装孔13L、13R在三维空间内的位置。这些传感器单元43L、43R向控制装置90输出分 别检测到的与减震器安装孔13L、13R的位置相关的信息。悬架侧传感机器人42L、42R是所谓的多关节机器人，分别具有对副车架基准孔 26L、26R的位置进行测定的传感器单元46L、46R;使传感器单元46L、46R的姿势或在三维空 间内的位置发生变化的多关节臂(未图示)；以及支撑多关节臂的传感机器人主体(未图 示)°传感器单元46L、46R分别构成为包含CXD传感器和距离传感器。传感器单元46L、 46R的CCD传感器分别检测副车架基准孔26L、26R在二维平面内的位置。并且，传感器单元 46L、46R的距离传感器通过分别向副车架基准孔26L、26R射出激光，检测其反射光，由此计 测从各光源到副车架基准孔26L、26R的距离。由此，传感器单元46L、46R测定悬架总成20 的副车架基准孔26L、26R在三维空间内的位置。这些传感器单元46L、46R向控制装置输出 分别检测到的与副车架基准孔26L、26R的位置相关的信息。如图8所示，在中心计算步骤中，首先，使用车身侧传感机器人41L、41R测定车身 10的减震器安装孔13L、13R在三维空间内的位置BL、BR，根据该测定出的位置BL、BR来计 算车身10的中心位置BC。并且，同时，使用悬架侧传感机器人42L、42R测定悬架总成20的 副车架基准孔26L、26R在三维空间内的位置SL、SR，根据该测定出的位置SL、SR来计算悬 架总成20的中心位置SC。然后，计算车身10的中心位置BC与悬架总成20的中心位置SC的偏差AC。如图9所示，在定位步骤中，对车身输送装置进行控制使车身10下降，与此同时， 驱动气缸317使子托盘31的工作台315与悬架总成20 —起沿着宽度方向移动，以使车身 10与悬架总成20的偏差Δ C最小。由此，按照使车身10的中心位置BC与悬架总成20的 中心位置SC —致的方式，将悬架总成20定位在车身10上。这里，当使车身10的中心位置BC与悬架总成20的中心位置SC —致并使车身10 下降时，首先，减震器帽246L、246R被引导到减震器安装孔13L、13R的中心，同时被插入到 这些减震器安装孔13L、13R内。当进一步使车身10下降时，螺栓部244L、245L和螺栓部 244R、245R被插入到螺栓插入孔15L、16L和螺栓插入孔15R、16R内。
如图10所示，在紧固步骤中，在定位后的车身10和悬架总成20中，在预定的紧固 部位进行螺栓固定，由此将悬架总成20安装在车身10上。更具体地说，对紧固系统进行控制，利用螺母紧固插入到减震器壳体12L的螺栓 插入孔15L、16L内的螺栓部244L、245L、以及插入到减震器壳体12R的螺栓插入孔15R、16R 内的螺栓部244R、245R，对减震器总成24L、24R的上端侧的减震器支座243L、243R与减震器 壳体12L、12R进行螺栓固定。并且，此时，在副车架侧紧固部位29L、29R处，对车身10的下 端侧的下车架14L、14R与副车架21进行螺栓固定。参照图11说明在将悬架总成固定在车身10上时多个螺栓的紧固顺序。图11是车身10的底视图。如图11所示，车身10是大致矩形状。车身10是通过对多个紧固部位进行螺栓固 定而固定在悬架总成上的。为了对这样的多个紧固部位进行螺栓固定，在车身10的附近配 置有多个紧固机器人60L、60R、61L、61R。这些紧固机器人60L、60R、61L、61R按照预定顺序 分别对车身10的前侧左方、前侧右方、后侧左方、以及后侧右方的各紧固部位进行螺栓固定。在本实施方式中，在紧固多个螺栓的情况下，如图11的多个白圆圈所示，对相对 于沿着车身10的前后方向延伸的中心轴对称的紧固部位进行紧固，然后对相对于中心轴 不对称的其余紧固部位(未图示)进行紧固。在图11中，在多个紧固部位中，用白圆圈仅示出了位于相对于沿着车辆的前后方 向延伸的车身10的中心轴对称的位置处的紧固部位。这些白圆圈中的数字“1”、“2”、“3” 分别表示紧固顺序。前侧左方的紧固部位71FL、72FL、73FL相对于中心轴分别与前侧右方的紧固部位 71FR、72FR、73FR 对称。后侧左方的紧固部位71RL、72RL、73RL相对于中心轴分别与后侧右方的紧固部位 71RR、72RR、73RR 对称。因此，在对相对于中心轴对称的紧固部位进行紧固时，在前侧，分别使用紧固机器 人60L、60R，首先对一对紧固部位71FL、71FR进行紧固，然后对一对紧固部位72FL、72FR进 行紧固，接下来对一对紧固部位73FL、73FR进行紧固。由此，在前侧可以按照以中心轴为中 心左右对称的顺序进行紧固。另一方面，在后侧，分别使用紧固机器人61L、61R，首先对一对紧固部位71RL、 71RR进行紧固，然后对一对紧固部位72RL、72RR进行紧固，接下来对一对紧固部位73RL、 73RR进行紧固。由此，在后侧可以按照以中心轴为中心左右对称的顺序进行紧固。特别地，这里优选的是，前侧和后侧大致同时紧固。如以上所述，在对左右对称的紧固部位进行螺栓固定之后，按预定顺序对相对于 车身10的中心轴不对称的其余紧固部位进行紧固。由此，把悬架总成固定在车身10上。如以上所述，悬架总成被固定在车身10上。根据本实施方式，具有以下的作用效果。(2)计算车身10的中心位置BC和悬架总成20的中心位置SC，按照使该车身10的 中心位置BC与悬架总成20的中心位置SC —致的方式，将悬架总成20安装在车身10上。 而且这里，将连接一对减震器总成24L、24R的下端侧的副车架21固定在车身10的下车架14L、14R上，并且将一对减震器总成24L、24R的上端侧的减震器支座243L、243R固定在车身 10的减震器壳体12L、12R上。这样，通过在同一工序中固定一对减震器总成24L、24R的上端侧和下端侧，由此 不会如以往那样，副车架21发生移动。由此，能够尽量减少左右外倾角的差值而将悬架总 成20安装在车身10上。(3)成对地紧固悬架总成20的多个紧固部位中，位置相对于车身10的中心轴对 称的紧固部位。之后，紧固位置相对于中心轴不对称的紧固部位。这样，通过成对地紧固相 对于车身10的中心轴对称就位的紧固部位，由此能防止下述情况悬架总成20相对于车身 10旋转，相对于车身10的姿势偏离左右对称的位置。因此，能将悬架总成20高精度地安装 在车身10上。(4)由于设置有对多个车型所共同的紧固部位进行紧固的多个紧固机器人60L、 60R、61L、61R、以及对多个车型分别固有的紧固部位进行紧固的多个固有部位紧固单元 70L、70R、71L、71R，因而能提高安装系统1的通用性和开工率。并且，由于无需每次开发新 车型时都制造专用夹具，因而能减少设备成本。并且，在使这些固有部位紧固单元70L、70R、71L、71R的螺母扳手71与固有紧固 部位相对时，使用对共同的紧固部位进行紧固的紧固机器人60L、60R、61L、61R，对进退机构 72的把持部724进行操作，使该进退机构72沿着水平面移动。即，在该固有部位紧固单元 70L、70R、71L、71R中无需设置用于使进退机构72沿着水平面移动的驱动源，因而能减少设 备成本。另外，本发明不限定于所述实施方式，在能达到本发明目的的范围内的变型、改良 等也包含在本发明内。例如，在所述第2实施方式中，在将悬架总成20安装在车身10上时使车身10下 降，但不限于此。例如，也可以在将悬架总成安装在车身上时使悬架总成上升。
权利要求
一种工件测定方法，该工件测定方法使用摄影装置和激光距离传感器来测定工件表面的测定点与基准位置的偏离量，其特征在于，该工件测定方法包括以下步骤将所述测定点位于所述基准位置的情况下的所述工件表面设为基准面，将从所述摄影装置到所述基准面的距离设为基准距离，使用所述摄影装置测定所述测定点在所述基准面内与摄影方向交叉的方向上的偏差量，并且使用所述激光距离传感器测定所述测定点在摄影方向上的偏差量，根据由所述摄影装置测定出的偏差量、由所述激光距离传感器测定出的偏差量、以及所述基准距离，计算所述测定点在与摄影方向交叉的方向上的偏差量。
2.一种悬架总成安装方法，该悬架总成安装方法将悬架总成安装在车辆的车身上，该 悬架总成包含一对减震器和连接该一对减震器的下端侧的车架，其特征在于，所述悬架总成安装方法包括以下步骤测定设在所述车身上并作为该车身的姿势基准的一对基准位置，计算该车身的中心位置；测定设在所述悬架总成上并作为该悬架总成的姿势基准的一对基准位置，计算该悬架 总成的中心位置；以及按照使所述车身的中心位置与所述悬架总成的中心位置一致的方式，将所述悬架总成 安装在所述车身上，在将所述悬架总成安装在所述车身上的步骤中，将所述悬架总成的车架固定在所述车 身上，并且将所述一对减震器的上端侧固定在所述车身中收容所述一对减震器的减震器壳 体上。
3.一种悬架总成安装方法，该悬架总成安装方法在车辆的车身上多个部位处对悬架总 成进行螺栓固定，其特征在于，所述悬架总成安装方法包括以下步骤成对地紧固所述悬架总成的紧固部位中、位置相对于所述车身的中心轴对称的紧固部 位；以及紧固所述悬架总成的紧固部位中、位置相对于所述车身的中心轴不对称的紧固部位。
4.一种悬架总成安装装置，该悬架总成安装装置针对车辆的多个车型，利用螺栓将包 含一对减震器的悬架总成紧固在车身上，其特征在于，所述悬架总成安装装置具有 机器人，其紧固所述多个车型共同的紧固部位；以及 固有部位紧固装置，其紧固所述多个车型分别固有的紧固部位， 所述机器人具有机器人臂；以及安装在该机器人臂的前端的螺母扳手， 所述固有部位紧固装置具有螺母扳手；进退机构，其使该螺母扳手相对于所述悬架 总成进退；以及移动机构，其以能沿着与进退方向交叉的面移动的方式支撑该进退机构，所述机器人通过操作所述进退机构，来使该进退机构沿着与进退方向交叉的面移动， 使所述固有部位紧固装置的螺母扳手与所述固有的紧固部位相对。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种工件测定方法，能在短时间内测定工件的测定点与基准位置的偏差量。将测定点位于基准位置的情况下的工件表面设为基准点，将从摄影装置到基准面的距离设为基准距离，使用摄影装置对测定点在基准面内与摄影方向交叉的方向上的偏差量进行测定，并且使用激光距离传感器对测定点在摄影方向上的偏差量进行测定，根据由摄影装置测定出的偏差量、由激光距离传感器测定出的偏差量、以及基准距离，计算测定点在与摄影方向交叉的方向上的偏差量。
文档编号G01B11/00GK101981405SQ20098011081
公开日2011年2月23日 申请日期2009年3月23日 优先权日2008年3月28日
发明者丸尾胜, 村越贵文, 柴山孝男, 长田笃, 高桥秀俊, 高桥贡 申请人:本田技研工业株式会社