CN107877155B - 车身组装体的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车身组装体的制造方法及其装置，其中，车身组装装置(50)具有：下治具(52)；通过机器人的手臂(64)进行移动的上治具(54)；和接合装置。接合装置对由上治具(54)搬运且被下治具(52)定位的下侧构成部件(例如，后底板架(12)的预组装体(12A))、被保持于上治具(54)的上侧构成部件(例如，后底板(14)的预组装体(14A))、上侧组装体(14)在下治具(52)上重叠于下侧组装体(12)而形成的上下组装体(10)(例如,后底板组件(10))的预组装体(10A)在不同时刻进行接合。

Description

车身组装体的制造方法
技术领域
本发明涉及一种由下侧组装体与上侧组装体重叠且彼此接合的上下组装体构成的车身组装体的制造方法及其装置。
背景技术
例如，车身的底板组件由上侧组装体重叠于下侧组装体的上下组装体构成，其中，下侧组装体由2个以上的部件构成，上侧组装体同样由2个以上的部件构成。下侧组装体和上侧组装体通过焊接装置被彼此焊接在一起。
在国际公开第2015/156354号中公开了一种用于由下侧组装体和上侧组装体得到底板组件的车身组装装置。该车身组装装置具有：下治具，其立设于作业场所的地面，用于对下侧组装体进行定位；和上治具，其用于将上侧组装体重叠于下侧组装体。上治具与机器人手臂连接，随着该机器人手臂动作，上治具使上侧组装体移动。
发明内容
本发明的主要目的在于，提供一种能够以良好的效率制造成为车身的构成部件的上下组装体的车身组装体的制造方法。
本发明的另一个目的在于，提供一种能够实现空间节省和设备投资费用降低的车身组装体制造装置。
根据本发明的一技术方案，提供一种车身组装体的制造方法，将由2个以上的上侧构成部件接合而构成的上侧组装体重叠于由2个以上的下侧构成部件接合而构成的下侧组装体的上方，且将所述下侧组装体与所述上侧组装体接合而组装成为车身的构成部件的上下组装体，该车身组装体的制造方法具有：下侧构成部件定位工序，通过使支承上治具的机器人的手臂动作来使所述上治具移动，据此将保持于所述上治具的所述2个以上的下侧构成部件移动至下治具，并且由所述下治具定位；下侧接合工序，通过接合装置对由所述下治具被定位的所述下侧构成部件进行接合来形成下侧组装体；上侧接合工序，在被所述下治具定位的所述下侧构成部件或者所述下侧组装体的上方，通过所述接合装置对由所述上治具定位的所述上侧构成部件进行接合来形成上侧组装体；上下定位工序，通过使所述手臂动作而使所述上治具移动，来将所述上侧组装体重叠于所述下侧组装体的上方，进行所述上侧组装体相对于所述下侧组装体的定位；和上下接合工序，通过所述接合装置将所述下侧组装体与所述上侧组装体进行接合来形成上下组装体。
另外，根据本发明的另一技术方案，提供一种车身组装装置，将由2个以上的上侧构成部件接合而构成的上侧组装体重叠于由2个以上的下侧构成部件接合而构成的下侧组装体的上方，且将所述下侧组装体与所述上侧组装体接合而组装成为车身的构成部件的上下组装体，该车身组装装置具有：下治具，其用于对所述2个以上的下侧构成部件进行定位；上治具，其用于保持着所述2个以上的下侧构成部件移动至所述下治具，另一方面，在被所述下治具定位的所述下侧构成部件的上方对所述上侧构成部件进行定位，并且将所述上侧构成部件重叠于所述下侧构成部件的上方；机器人，其具有将所述上治具能够移动地支承的手臂；和接合装置，其对由所述下治具定位的所述下侧构成部件、由所述上治具定位于所述下侧组装体的上方的所述上侧构成部件、以及所述下侧组装体和重叠于该下侧组装体的所述上侧组装体进行接合。
即，在本发明中，对下侧构成部件和上下组装体的接合在同一下治具上，换而言之，在相同的场所进行，另外，对上侧构成部件的接合，在被下治具定位的下侧构成部件或下侧组装体的上方进行。因此，在制造下侧组装体、上侧组装体、上下组装体时用于进行接合的空间不需要独立设置。据此，能够实现车身组装装置的小型化，乃至于实现空间节省。
另外，在不同的时刻进行对下侧构成部件、上侧构成部件、重叠的下侧组装体与上侧组装体的焊接。因此，能够由1台接合装置得到上侧组装体、下侧组装体、上下组装体。即，接合装置1台就足够了，而不需要多台。这样也有助于车身组装装置的空间节省。此外，能够减少接合装置的台数，从而相对应地能够实现降低设备投资。
并且，对上侧构成部件进行焊接的场所为上述那样被下治具定位的下侧构成部件或下侧组装体的上方。因此，可将通过接合得到的上侧组装体直接重叠于下侧组装体、以及对通过重叠而被预组装的上下组装体直接进行焊接。因此，能够以良好的效率制造上下组装体。
此外，优选在下治具上设置有下侧卡合部，并且，在上治具上设置有与所述下侧卡合部卡合的上侧卡合部和对下侧构成部件的一部分定位的下侧构成部件用定位部。在这种情况下，也可以在对下侧构成部件进行接合时，由下侧构成部件用定位部对下侧构成部件进行定位，并且使下侧卡合部与上侧卡合部彼此卡合。
通过下侧卡合部与上侧卡合部彼此卡合，而使下治具与上治具彼此连结。因此，不容易引起下治具与上治具相对位置的偏移。即，能够以良好的精度保持下治具与上治具的相对位置。
而且，由于上治具对下侧构成部件的一部分进行定位，因此，下治具对下侧构成部件的剩余部分进行定位即可。所以，能够实现下治具的简单化。另外，如果将由下治具定位的部位，无论车型如何均设为结构大致相同的部位，则能够提高下治具的通用性。
优选在对被重叠的下侧组装体和上侧组装体，换而言之，预组装的上下组装体进行接合时，也使下侧卡合部和上侧卡合部彼此卡合。据此，能够以良好的精度组装上下组装体。
得到的上下组装体例如由上治具搬出即可。在这种情况下，不需要另外设置用于搬出上下组装体的治具或机构。因此，容易使得车身组装装置进一步小型化及空间节省。
此外，作为下侧组装体、上侧组装体、上下组装体各自的优选的例子，举出了后底板架、后底板、后底板组件。
根据本发明，将下侧构成部件、和被重叠的下侧组装体与上侧组装体在同一场所接合，另外，将上侧构成部件在被下治具定位的下侧构成部件或下侧组装体的上方进行接合。因此，在得到各下侧组装体、上侧组装体、上下组装体时进行接合的空间不需要独立设置。因此，能够实现车身组装装置的空间节省。
另外，由于在不同的时刻进行对下侧构成部件、上侧构成部件、被重叠的下侧组装体与上侧组装体的接合，因此，接合装置1台就足够了。即，不需要多台接合装置。与之相应的，能够实现车身组装装置进一步的空间节省。而且，能够减少接合装置的台数，从而相对应地实现降低设备投资。
并且，对上侧构成部件进行焊接的场所为被下治具定位的下侧构成部件或下侧组装体的上方。因此，能够使通过接合得到的上侧组装体直接重叠于下侧组装体、以及对通过重叠而被预组装的上下组装体直接进行焊接。因此，能够以良好的效率制造上下组装体。
上述的目的、特征及优点通过参照附图而进行说明的以下的实施方式说明而容易理解。
附图说明
图1是作为车身的构成部件的上下组装体的后底板组件的侧视示意图。
图2是构成图1的后底板组件的后底板架(下侧组装体)的俯视示意图。
图3是表示由构成本发明的实施方式所涉及的车身组装装置的上治具保持着后底板架的状态的主要部分的侧视示意图。
图4是表示由构成图3的车身组装装置的下治具定位后底板架的状态的主要部分的侧视示意图。
图5是表示在被下治具定位的后底板架的上方，由上治具保持着后底板的状态的主要部分的侧视示意图。
图6是表示在下治具上将后底板重叠于后底板架，形成后底板组件的状态的主要部分的侧视示意图。
具体实施方式
下面，关于本发明所涉及的车身组装体的制造方法，就其与实施该方法的车身组装装置之间的关系列举适当的实施方式，参照附图详细地进行说明。此外，在本实施方式中，作为上下组装体，例示得到作为车身的构成部件的后底板组件的情况。
首先，对图1所示的后底板组件10进行说明。后底板组件10通过将作为上侧组装体的后底板14与作为下侧组装体的后底板架12相接合而构成。后底板架12呈圆弧状弯曲，并且如图2所示，具有以彼此大致平行的方式相向的第1侧梁16、第2侧梁18。
另外，在这些第1侧梁16和第2侧梁18上架设有第1横梁20、第2横梁22。第1横梁20配置在第1侧梁16和第2侧梁18的端部附近，与该第1侧梁16和第2侧梁18各自的侧面接合，第2横梁22配置在第1侧梁16和第2侧梁18的长度方向(车身前后方向)上的大致中间部位，与该第1侧梁16和第2侧梁18各自的侧面接合。即，后底板架12主要由4个下侧构成部件构成。
在第1侧梁16、第2侧梁18、第1横梁20和第2横梁22上沿厚度方向(上下方向)分别形成有直径比较小的通孔。下面，为了便于说明，分别将形成于第1侧梁16和第2侧梁18的第1开口24(后述)的附近的通孔指称为第1通孔26，将形成于第2开口28(后述)附近的通孔指称为第2通孔30，将形成于第1横梁20的通孔指称为第3通孔32，将形成于第2横梁22的通孔指称为第4通孔34来加以区别。
在这样构成的后底板架12上，在由第1侧梁16、第2侧梁18、第1横梁20和第2横梁22包围的位置形成有第1开口24，并且通过第1侧梁16和第2侧梁18的一端部同第2横梁22形成有比较大的第2开口28。
如图1、图5所示，一侧的后底板14大致被划分为：用于覆盖第1开口24的第1封闭部40、曲率比后底板架12的第1侧梁16和第2侧梁18大的弯曲部42、用于覆盖第2开口28的第2封闭部44。即，后底板14主要由3个上侧构成部件构成。在弯曲部42形成有直径较大的大通孔43，在第1封闭部40和第2封闭部44分别形成有多个直径较小的小通孔(未图示)。
接着，对车身组装装置50进行说明。如图3所示，车身组装装置50具有下治具52和上治具54。下治具52具有在作业场所的地面56上铺设的基台58、和立设于该基台58的多根定位支柱。在图3中，表示出了其中的3根定位支柱60a～60c。定位支柱60a～60c按照定位支柱60a、定位支柱60c、定位支柱60b的顺序，高度变大。
定位支柱60a的顶端被插入第1通孔26。另外，定位支柱60b的顶端被插入第4通孔34，定位支柱60c的顶端被插入第2通孔30。在此，在高度为最大的定位支柱60b的最顶端，设置有下侧卡合部62，该下侧卡合部62被设定为直径比该定位支柱60b的其他部位小。如后述那样，通过该下侧卡合部62将下治具52与上治具54连结。当然，在下治具52也可以设置插入第3通孔32的定位支柱。
上治具54具有：底座66，其被支承于未图示的搬运用机器人的手臂64；和多个把持部，其以从该底座66的下表面突出的方式设置。在图3中，表示出了其中的4个把持部68a～68d。上治具54还具有与定位支柱60b相向的连结部70，在该连结部70，于与下侧卡合部62对应的位置设置有作为有底孔的上侧卡合部72。
车身组装装置50还包括未图示的焊接用机器人(焊接装置)。焊接用机器人在手臂上设置有焊枪而构成，随着手臂进行适当的动作，使焊枪移动至焊接处。
本实施方式所涉及的车身安装装置50基本上如上那样构成，接着，关于其作用效果，通过其与本实施方式所涉及的车身的组装方法之间的关系来进行说明。
为了组装后底板组件10，而搬运后底板架12的预组装体12A(下侧构成部件)。如图3所示，该搬运通过上治具54来进行。即，把持部68a主要把持第1横梁20来进行定位，并且把持部68b把持第2横梁22来进行定位。据此，预组装体12A被保持于上治具54。由此可理解为，把持部68a、68b作为对预组装体12A定位的下侧构成部件用定位部来发挥作用。此外，把持部68d穿过第2开口28。
在该状态下，搬运用机器人的手臂64进行适当的动作来进行下侧构成部件定位工序。即，手臂64使上治具54连同预组装体12A一起移动至下治具52上。连结部70位于第4通孔34的上方。
之后，通过手臂64进行进一步动作，来使上治具54向下治具52下降。其结果，如图4所示，预组装体12A被支承于定位支柱60a～60c。此时，定位支柱60a的顶端被插入第1通孔26，同样，定位支柱60c的顶端被插入第2通孔30。据此，预组装体12A被定位。
此外，被设置于定位支柱60b的最顶端的下侧卡合部62从第4通孔34突出。该下侧卡合部62进入位于第4通孔34的上方的连结部70的上侧卡合部72。据此，下侧卡合部62与上侧卡合部72彼此卡合，其结果，实现下治具52与上治具54彼此连结。因此，能够以良好的精度进行下治具52与上治具54的位置对齐，其结果，预组装体12A被精确定位。
接着，在下侧接合工序中，对预组装体12A进行焊接。即，所述焊接用机器人的手臂适当地进行动作，据此，焊枪可以按不同顺序向第1侧梁16与第1横梁20的抵接处、第1侧梁16与第2横梁22的抵接处、第2侧梁18与第2横梁22的抵接处、第2侧梁18与第1横梁20的抵接处移动，来对各抵接处进行焊接。其结果，得到作为下侧组装体的后底板架12。
接着，进行上侧接合工序。因此，搬运用机器人的手臂64动作，伴随于此，上治具54从后底板架12脱离。接着，搬运用机器人通过上治具54保持被保管于堆货场的后底板14的预组装体14A(上侧构成部件)，如图5所示，以使预组装体14A位于后底板架12的上方的方式进行动作。此时，把持部68b、68d分别把持第1封闭部40、第2封闭部44，且连结部70被插入弯曲部42的大通孔43。
在该状态下，对预组装体14A进行焊接。即，通过所述焊接用机器人的手臂进行适当的动作，据此，焊枪可以按不同顺序向第1封闭部40与弯曲部42的抵接处、弯曲部42与第2封闭部44的抵接处进行移动，并且来焊接各抵接处。其结果，得到作为上侧组装体的后底板14。
此外，在从下侧接合工序结束至上侧接合工序开始的期间，换而言之，在从搬运用机器人的手臂64为了把持预组装体14A(上侧构成部件)而动作来将该预组装体14A搬运至上侧接合工序的位置的期间，也可以对预组装体12A(下侧构成部件)或后底板架12(下侧组装体)进行追加接合。
另外，在上侧接合工序中，在焊接用机器人等的接合装置中存在没有进行作业的剩余的接合装置的情况下，也可使用该剩余的接合装置对预组装体12A(下侧构成部件)或后底板架12(下侧组装体)进行追加接合。
之后，进行上下定位工序。即，通过手臂64进行进一步动作，而使上治具54向下治具52下降。由于后底板架12一直被保持于定位支柱60a～60c，因此，如图6所示，后底板14被重叠于后底板架12上，从而形成后底板组件10的预组装体10A。此时，第1开口24由第1封闭部40封闭，并且第2开口28由第2封闭部44封闭。另外，弯曲部42处于跨在第2横梁22上的位置。
被设置于定位支柱60b的最顶端的下侧卡合部62从第4通孔34突出。因此，在该重叠时，下侧卡合部62也会进入上侧卡合部72。即，下侧卡合部62与上侧卡合部72彼此卡合，而使下治具52与上治具54彼此连结。
通过该连结，不容易引起下治具52与上治具54相对的位置偏移。即，能够以良好的精度保持下治具52与上治具54的相对位置。因此，后底板架12和后底板14被精确地重叠且定位。
接着，进行上下接合工序。此时，焊接用机器人使手臂进行适当的动作，来对后底板架12和后底板14进行焊接。据此，后底板架12与后底板14相接合，从而得到作为上下组装体的后底板组件10。
之后，可以由上治具54将后底板组件10从下治具52搬出，或者也可以在使上治具54从后底板组件10脱离后，由其他的搬运用机器人将后底板组件10从下治具52搬出。在后者的情况下，也可以由从后底板组件10脱离的上治具54保持接下来进行焊接的后底板架12。
这样，在本实施方式中，在同一场所(下治具52上)进行对后底板架12的预组装体12A和后底板组件10的预组装体10A的焊接，另外，使对后底板14的预组装体14A的焊接在被下治具52定位的后底板架12的上方进行。因此，在得到各后底板架12、后底板14、后底板组件10时用于进行焊接的空间不需要独立设置。因此，能够实现车身组装装置50的小型化或空间节省。
另外，由于在不同的时刻进行对预组装体12A、预组装体14A、预组装体10A的焊接，换而言之，进行用于得到后底板架12、后底板14、后底板组件10的焊接，因此，焊接用机器人1台就足够了。即，不需要多台焊接用机器人。这样也有助于车身组装装置50的空间节省。此外，通过减少焊接用机器人的台数，相对应地能够实现降低设备投资。
并且，对后底板14的预组装体14A进行焊接的场所为被下治具52定位的后底板架12的上方。因此，在得到后底板架12后，可将该后底板架12直接重叠在后底板14上、以及对通过重叠而形成的后底板组件10的预组装体10A直接进行焊接。因此，能够以良好的效率制造后底板组件10。
即使车型不同，第1侧梁16和第2侧梁18的形状也大致相同。另一方面，第1横梁20和第2横梁22的形状根据车型的不同而不同。根据上述的理由，优选在由下治具52对预组装体12A或后底板架12定位时，如上述那样，将定位支柱60a、60c插入形成于第1侧梁16、第2侧梁18的第1通孔26、第2通孔30来进行定位。据此，在制造不同的车型的后底板组件10的情况下，换而言之，在第1横梁20和第2横梁22的形状不同的情况下，也能够使用相同的下治具52。即，提高了下治具52的通用性。
另外，下治具52对第1侧梁16和第2侧梁18进行定位就足够了，因此，能够实现该下治具52的简单化。
后底板14的形状也根据车型的不同而不同。因此，保持预组装体14A或后底板14的上治具54根据车型来更换即可。在此，如上述那样，第1横梁20和第2横梁22的形状也根据车型的不同而不同。因此，优选使上治具54以不仅能够保持后底板14，还能够保持后底板架12的第1横梁20和第2横梁22的方式构成。据此，在制造与上述的车型不同的车型的后底板组件10的情况下，通过更换上治具54，而能够保持后底板14和后底板架12(预组装体12A、14A)双方。因此，能够进一步降低设备投资。
此外，第1侧梁16和第2侧梁18如上述那样通过下治具52能够以良好的精度被定位。因此，在由上治具54保持第1横梁20和第2横梁22时，也可以宽松地对第1侧梁16和第2侧梁18进行保持。
本发明并不特别局限于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以进行各种变更。
例如，下侧组装体、上侧组装体和上下组装体并不特别局限于上述的后底板架12、后底板14和后底板组件10，也可以是其他的组装体。
另外，当然也可以将下治具52能够更换地构成。
并且，在上述的实施方式中，在形成后底板架12后对预组装体14A进行焊接，据此，形成后底板14，但也可以在对预组装体14A进行焊接来形成后底板14后，对下治具52上的预组装体12A进行焊接来形成后底板架12。在这种情况下，预组装体14A(上侧构成部件)被焊接于作为下侧构成部件的预组装体12A上。
另外，接合并不局限于焊接。
在上述的实施方式中，上治具54相对于下侧卡合部62仅具有1个上侧卡合部72，但例如也可以具有2个上侧卡合部72，该2个上侧卡合部72位于相对于彼此在上下方向、或前后方向、或左右方向偏置这样的位置，在下侧接合工序和上下接合工序中，将这2个上侧卡合部72分开使用。
上治具54是承担对下侧构成部件和上侧构成部件这样的2种不同形状的部件的定位的治具，但由于是通过搬运用机器人的手臂64搬运，因此有想要尽可能的小型化的要求。通过如上述那样具有2种上侧卡合部72，而能够保证在下侧接合工序和上下接合工序中，下治具52与上治具54的相对位置，并且作为容易把持下侧构成部件和上侧构成部件双方的小型的上治具54，能够使其设计自由度提高。
此外，也可以代替设置2个卡合部72，而通过执行器等选择性地变更1个上侧卡合部72的位置，即使采用这种结构，也能够得到同样的效果。并且，也可以代替设置2个卡合部72，而设置2个下侧卡合部62，或者与上述同样，通过执行器等选择性变更下侧卡合部62的位置。

Claims (5)

1.一种车身组装体的制造方法，将由2个以上的上侧构成部件接合而构成的上侧组装体(14)重叠于由2个以上的下侧构成部件接合而构成的下侧组装体(12)的上方，且将所述下侧组装体(12)与所述上侧组装体(14)接合而组装成为车身的构成部件的上下组装体(10)，其特征在于，具有：
下侧构成部件定位工序，通过使支承上治具(54)的机器人的手臂(64)动作来使所述上治具(54)移动，据此将保持于所述上治具(54)的所述2个以上的下侧构成部件移动至下治具(52)，并且由所述下治具(52)进行定位；
下侧接合工序，通过接合装置对由所述下治具(52)定位的所述下侧构成部件进行接合来形成下侧组装体(12)；
上侧接合工序，在被所述下治具(52)定位的所述下侧构成部件或者所述下侧组装体(12)的上方，通过所述接合装置对由所述上治具(54)定位的所述上侧构成部件进行接合来形成上侧组装体(14)；
上下定位工序，通过使所述手臂动作而使所述上治具(54)移动，来将所述上侧组装体(14)重叠于所述下侧组装体(12)的上方，进行所述上侧组装体(14)相对于所述下侧组装体(12)的定位；和
上下接合工序，通过所述接合装置将所述下侧组装体(12)与所述上侧组装体(14)进行接合来形成上下组装体(10)。
2.根据权利要求1所述的车身组装体的制造方法，其特征在于，
在所述下治具(52)上设置有下侧卡合部(62)，并且，在所述上治具(54)上设置与所述下侧卡合部(62)卡合的上侧卡合部(72)和对所述下侧构成部件的一部分定位的下侧构成部件用定位部(68a、68b)，
在所述下侧接合工序时，由所述下侧构成部件用定位部(68a、68b)对所述下侧构成部件进行定位，并且，使所述下侧卡合部(62)与所述上侧卡合部(72)彼此卡合。
3.根据权利要求2所述的车身组装体的制造方法，其特征在于，
在所述上下接合工序时，使所述下侧卡合部(62)与所述上侧卡合部(72)彼此卡合。
4.根据权利要求1所述的车身组装体的制造方法，其特征在于，
将得到的所述上下组装体(10)由所述上治具(54)搬出。
5.根据权利要求1所述的车身组装体的制造方法，其特征在于，
作为所述下侧组装体(12)、所述上侧组装体(14)和所述上下组装体(10)，分别得到后底板架、后底板和后底板组件。
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