JP2005138114A

JP2005138114A - ワーク調芯用マテハン治具及びそのマテハン治具を使用するワークパネル調芯用システム

Info

Publication number: JP2005138114A
Application number: JP2003374101A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Shimizu; 洋一清水; Hideo Ohashi; 秀夫大橋; Gamagerachita; ガマゲラチタ
Original assignee: Central Motor Co Ltd
Current assignee: Central Motor Co Ltd
Priority date: 2003-11-04
Filing date: 2003-11-04
Publication date: 2005-06-02

Abstract

【課題】従来のワークパネルの調芯作業は、多くの設備と工程が必要なため、移動時間や作業時間が掛り作業効率が悪いという問題があった。これらの問題を解消するワークパネルの調芯用システムを提供すること。
【解決手段】ルーフパネル１００を挟持可能であるワーククランプ２１を有し、上面にロボットアーム取付部２０を備えている上部固定治具２と、上部固定治具２の下面に移動可能に設けられワーク長さ方向に往復移動可能であるＬＭガイド３０と、ワーク吸着部３１と、スライド位置決めストッパー３２を有する下部スライド治具３とを有するワーク調芯用マテハン治具１及び、そのワーク調芯用マテハン治具１及び産業用ロボットなどを使用し、ワークパネル調芯用システムを構成する。
【選択図】図２

Description

この発明は、自動車製造作業において、自動車ルーフパネル等のワークパネルに、ルーフレインフォース等を接着する接着作業、搬送作業や溶接作業のときに、ワークの調芯を行うワーク調芯用マテハン治具（material handle）及び、そのマテハン治具を有するワーク調芯用システムに関する。

自動車製造作業において、自動車ルーフパネル等のワークパネルを保管場所から搬送して、位置決めをして、部材の接着や溶接をして組立てるまでは、以下のような工程及び治具が必要であった。

即ち、ワークパネル、例えば自動車のルーフパネルは、保管場所からルーフパレットに載置され、第１の搬送機により組立て現場まで搬送され、ルーフパレットごと位置決め兼仮置き治具のある場所に降ろされる。ルーフパレット上のルーフパネルは、位置決め治具により位置決めされた後、第２の搬送機に載置され、ルーフレインフォース（ルーフ補強部材）にルーフパネルへ接着させるためのシーラを塗布するシーラ塗布治具のある位置まで搬送され下ろされる。

作業者が、別の場所でルーフレインフォース治具にルーフレインフォースをセットし、シーラ塗布治具がある所へ移動する。ここでロボットが、ルーフレインフォースに対してシーラ塗布を行い、第２の搬送機に載置されて位置決めされているルーフパネルを、シーラ塗布されたルーフレインフォースがセットされている上に載置して、ルーフレインフォースをルーフパネルに接着する。そして、その次のスポットガン溶接治具のある場所に移動させ、スポットガンロボットによりスポットガン溶接を行う。

そしてスポットガン溶接が終わったルーフパネルは、バッファ台に保管され、第３の搬送機によりメインラインに搬送されていた。

従来の自動車ルーフパネル等のワークパネルの調芯作業は、上述のように３つの搬送機と、異なる場所にある４つの治具、即ち、位置決め兼仮置き治具、ルーフレインフォース治具、シーラ塗布治具、スポットガン溶接治具において少なくとも必要であった。そして、それぞれの設備は異なる場所に設置されており、そのため、それらを設置する多くの場所と、移動時間が必要であるため作業時間が掛り、作業効率が悪いという課題があった。

この発明は、上記の課題を解決するために、ワークを左右から挟持可能でありワーク幅方向の位置決めを行うワーククランプを有し、上面にロボットアーム取付部を備えている上部固定治具と、上部固定治具の下面にＬＭガイドによりワーク長さ方向に往復移動可能に設けられ、ワーク吸着部と、スライド位置決めストッパーを備える下部スライド治具とを有することを特徴とするワーク調芯用マテハン治具を提案する。

また、ワークを左右から挟持可能でありワーク幅方向の位置決めを行うワーククランプを有し、上面にロボットアーム取付部を備えている上部固定治具と、上部固定治具の下面にＬＭガイドによりワーク長さ方向に往復移動可能に設けられ、ワーク吸着部と、スライド位置決めストッパーを備える下部スライド治具とを有するワーク調芯用マテハン治具、及び固定ガイドとシリンダーを有す下部スライド位置決め台、及び治具原位置復帰置き台と、ロボットアームを備えたロボットを有し、ロボットのロボットアームにワーク調芯用マテハン治具を着脱可能に取り付け、ワーク調芯用マテハン治具の下部スライド治具によってワークを取り付け、下部スライド治具にワークを取り付けたまま、次に下部スライド位置決め台において、ワーク長さ方向の位置決めを行い、シーラ塗布台においてワークへシーラ塗布を行い、次に組み付け治具台においてシーラ塗布部位に補強部材を接着し、次にロボットはワーク調芯用マテハン治具を外し溶接機を取り付け溶接作業を行った後、再びワーク調芯用マテハン治具を取り付け、ワークをバッファ台におくという一連の作業を繰り返し、１回乃至数回後に、ワーク調芯用マテハン治具を治具原位置復帰置き台上において下部スライド治具のロボットアームに対する位置を調整することを特徴とするマテハン治具を使用するワークパネル調芯用システムを提案する。

この発明によれば、ルーフパネル等の自動車のワークパネル接着作業、搬送作業及び溶接作業、またこれらの作業のための調芯作業に掛る設備を一個所に集めて設置することができたので、工場内の設置場所を少なくすることができた。また、設備点数の削減が図られ、その結果設備費用の削減も図られる。

自動車の製造作業現場等におけるマテハン治具を使用し、ワークパネルと、その他の補強部材等の接着や溶接又は搬送作業において、マテハン治具がワークパネルを保持するときに前後の位置決めを容易にできるようになり、それらの設備のコンパクト化による作業性の効率化が図られた。具体的には、従来ルーフパネル等のワークパネルの調芯用に使用していた位置決め兼仮置き治具や、３つも必要であった搬送機の数を減らすことができた。

さらに、搬送機による移動の必要がなくなり、いわゆる工程数が削減され、作業時間が短縮されて、作業効率が向上する効果がある。

この発明の実施形態であるワーク調芯用マテハン治具、及びワーク調芯用マテハン治具を使用したワーク調芯用システムについて、図１乃至図６に基づいて説明する。

この発明の実施形態であるワーク調芯用マテハン治具１は、上部固定治具２と下部スライド治具３とを有している。上部固定治具２は、上面にロボットアーム取付部２０を備え、ルーフパネル１００を左右から挟持可能であるワーククランプ２１を備えている。各々のワーククランプ２１は、上部のクランプシリンダー２２と下部のクランプ部２３とから成り、クランプシリンダー２２のシリンダーロッドの伸縮によってクランプ部２３が左右に開閉する。

下部スライド治具３は、上部固定治具２の下面にＬＭガイド３０によってルーフパネル１００の長さ方向（Ｌ方向）に往復移動可能に設けられており、ワーク吸着部３１と、スライド位置決めストッパー３２を備えている。この発明の実施形態では、ワークは、自動車用ルーフパネル１００であり、シーラ塗布部位に接着される補強部材は、ルーフレインフォースである。

上部固定治具２は、その平面視矩形の上面側に、この実施例では上面の略中央部にロボットアーム取付部２０を備えており、ロボットアーム取付部２０にロボット４のロボットアーム４０を接続した後、ロック機構４１によりロックされて固定支持される。

上部固定治具２は、平面視矩形の４つの角の部位のそれぞれに１本ずつ左右外方向に開閉可能なワーククランプ２１を設けている。４つのワーククランプ２１は、それぞれ上部にクランプシリンダー２２を有し、クランプシリンダー２２のシリンダーロッドの伸縮によって下端の対向するクランプ部２３が垂直方向から左上又は右上方向に回動支点を中心に回動して、互いの対向するクランプ部２３同士の間が広狭になり開閉可能である。即ちクランプ部２３は、クランプシリンダー２２のシリンダーロッドの下方への伸長によって回動支点を支点に下端が垂直方向に回動して互いの対向するクランプ部２３間は閉鎖してルーフパネル１００を左右方向から挟持することができる。また、クランプ部２３は、クランプシリンダー２２のシリンダーロッドの上方への縮短によって下端が回動して左上又は右上方向に開き、対向するクランプ部２３間が広く開きルーフパネル１００を離すことができる。上部固定治具２は、その下面側にルーフパネル１００の長さ方向（Ｌ方向）に往復移動自在な下部スライド治具３を取付けている。

下部スライド治具３は、上面側に前後左右２つずつ４つのＬＭガイド３０を設けており、ＬＭガイド３０によって上部固定治具２の下面に係合されルーフパネル１００の長さ方向（Ｌ方向）に往復移動自在に支持されている。下部スライド治具３は、下面側に突出して４本のワーク吸着部３１を有する。この４本のワーク吸着部３１は、前後左右に矩形になる位置に設けられ、下部に吸着パッドを備えている。この４本のワーク吸着部３１は、吸着パッド３１０を作動させて、ワークパレットＰ（この実施例ではルーフパレット）に載置されているルーフパネル１００の上面を吸着することができる。下部スライド治具３は、長さ方向（Ｌ方向）の中央の位置に側部方向に突出する中央位置調整棒３３を突出させている。

スライド位置決めストッパー３２は、下部スライド治具３の上面に設けたラック状の歯部を上方に向けて設けており、上部固定治具２の下面に設けられる同じくラック状の歯部と互いに噛合することにより、ルーフパネル１００の長さ方向（Ｌ方向）の位置決めを行う。

ロボット４は、自走し移動可能な構成であり、ワーク調芯用マテハン治具１等の各種の治具を交換して着脱可能にその先端に取付け可能であるロボットアーム４０を備えている。４１は、ロック機構であり、ワーク調芯用マテハン治具１などの治具をロボットアーム４０に取付けた状態でロックＯＮ、ＯＦＦする作用を有する。

下部スライド位置決め台５は、ルーフパネル１００の前後辺のどちらか一方の辺側、この実施形態では後辺側に設けられる固定ガイド５０と、固定ガイド５０の対向する辺、この実施形態では前辺側に設けられるワーク位置決めシリンダー５１とを有している。

治具原位置復帰置き台６は、ワーク調芯用マテハン治具１の長さ方向の両辺を支持するマテハン置き台６０、６０と、下部スライド治具３の上部固定治具２に対する長さ方向（Ｌ方向）の中央位置を調整する中央位置調整部材６１を備えており、ワーク調芯用マテハン治具１の長さ方向（Ｌ方向）の位置決めを調整する作用がある。中央位置調整部材６１は、上方が開口するＹ状溝６１０を有する板状体であり、上部開口部の幅は、約１００ｍｍ程度である。

次に、ワーク調芯用マテハン治具１の作動及びそのマテハン治具を使用するワークパネル調芯用システムの作動に関して、図４、図５及び図６に基づいて説明する。

ルーフパネル１００を入れたワークパレットＰは、搬送機によってワークパネル調芯用システムの設備のある作業位置に運ばれ、そこでワークパレットＰは搬送機から床面等に置かれる。

ロボット４は、一定の範囲内で一定の順序で自走するように予めコンピュータによって設定されている。ロボット４は、予め入力されたプログラムにしたがって、自動的に移動及び作動する。ワーク調芯用マテハン治具１は、治具原位置復帰置き台６から、既にロボット４のロボットアーム４０に取り付けられてロック機構４１によって取り外せないようにロックされており、ワーク調芯用マテハン治具１を取り付けたロボット４は、作動開始の原位置に位置する（図６のＡ）。

次に、ロボット４は、ルーフパレット（ワークパレット）Ｐの置かれている方向へ向きを変え、またはその近くまで移動し、ワーク調芯用マテハン治具１によりルーフパネル１００を取り出す。このルーフパネル１００の取り出しは、まず下部スライド治具３の幅方向位置決め部材であるワーククランプ２１によって行う。ワーククランプ２１は、クランプシリンダー２２のシリンダーロッドを下方に伸長させクランプ部２３によって左右からルーフパネル１００を挟持することにより、ルーフパネル１００を挟持するとともにルーフパネル１００の幅方向（Ｗ方向）の位置決めを行う。そして下部スライド治具３のワーク吸着部３１の４つの吸着パッド３１０を作動させ、その吸引作用によりルーフパネル１００の上面を吸着してワークパレットＰより取り出す（図６のＢ）。

次に、ルーフパネル１００を下部スライド治具３に取り付けたまま、ルーフパネル１００の前後端辺を下部スライド位置決出し台５において行う。下部スライド治具３の位置決めストッパー３２をＯＦＦにし噛み合わせ部分が移動可能なようにして、ワーククランプ２１もＯＦＦにしクランプ部２３の挟持を緩める。次にワーク位置決めシリンダ−５１を作動させ、ルーフパネル１００の後端辺を固定ガイド５０へ押し付け長さ方向（Ｌ方向）の位置出しを行う。次に位置決めストッパー３２とワーククランプ２１の両方の部材をＯＮにして前後左右の位置決めを決定し、そのまま保持させる。ワーククランプ２１は、ＯＮにすることによりクランプシリンダー２２のシリンダーロッドが伸長しルーフパネル１００を挟持し幅方向の位置決めを保持する（図６のＣ）。

次に、ロボット４は、ルーフパネル１００を保持したまま、シーラ塗布台７の方向へ向きを変え、またはその近くまで移動し、ルーフパネル１００を上下逆さまにひっくり返して、ルーフパネル１００に対してシーラ塗布台７のシーラノズル７０によりシーラ塗布を行う（図６のＤ）。

次に、ロボット４は、そのままルーフパネル１００を保持したまま組付治具台８の方向へ向きを変え、またはその近くまで移動し、ルーフパネル１００を上下を戻し組付治具台８に載置してあるルーフレインフォース上に置き、接着させ組み付けを行う（図６のＥ）。

次に、ロボット４は、そのままルーフパネル１００を保持したまま、組付治具台８上でロック機構４１をＯＦＦにして、ワーク調芯用マテハン治具１をロボットアーム４０から切り離す。

その後、ロボット４は、スポットガン溶接機９の置き台の方向へ向きを変え、またはその近くまで移動し、ロボットアーム４０にスポットガン溶接機９を持ちロック機構４１をＯＮにして溶接作業を行う（図６のＦ）。

溶接を行った後に、ロボット４は、ロック機構４１をＯＦＦにしてスポットガン溶接機９を置き台に切り離す。その後、再度、組付治具台８方向へ移動し、組付治具台８上でワーク調芯用マテハン治具１をロボットアーム４０に取り付けロック機構４１をＯＮにして、ルーフパネル１００を保持したままバッファ台Ｂの方向へ向きを変え、またはその近くまで移動し、バッファ台Ｂにおいて、ルーフパネル１００をワーク調芯用マテハン治具１の下部スライド治具３から外す（図６のＧ）。

バッファ台Ｂに載置されたルーフパネル１００は、図示しない搬送機によって隣接するメインラインへ搬送される。

上述の一連の作業（図６のＡ乃至Ｇ）を１回乃至数回繰り返した後、ロボット４のアーム４０に取り付けられたまま、ワーク調芯用マテハン治具１を図２に示すように治具原位置復帰置き台６へ載置し、ワーク調芯用マテハン治具１の下部スライド治具３の長さ方向（Ｌ方向）の位置を調整する。

このとき上部固定治具２と下部スライド治具３とのロックは自動的にＯＦＦに外れる。この状態で下部スライド治具３の中央位置調整棒３３が、中央位置調整部材６１のＹ状溝６１０に挿入され、そのままＹ状溝に下部に押し込まれると下部スライド治具３は自動的に上部固定治具２に対してスライドし、長さ方向における上部固定治具２に対する位置を調整する。上部固定治具２は、ロボット４のロボットアーム４０に取り付けられてロックされているので、下部スライド治具３は、ロボット４に対するワーク長さ方向（Ｌ方向）の位置決めを原位置に復帰するように中央部位置を調整される（図６のＨ）。この実施例では３サイクルの繰り返し作業の後４サイクル目に、ワーク調芯用マテハン治具１は、ロボットアーム４０に自動的にロックされてロボット４の原位置に戻る（図６のＡ）。再び一連の作業（図６のＡ乃至Ｇ）を３回繰り返した後、４回目の最初にワーク調芯用マテハン治具１を治具原位置復帰置き台６のマテハン置き台６０に載置し、ワーク調芯用マテハン治具１の下部スライド治具３の長さ方向（Ｌ方向）の位置を調整する。この作業パターンを繰り返す。

自動車の製造作業現場等におけるマテハン治具を使用し、パネル部材と、その他の部材の接着作業、溶接作業及び搬送作業において、マテハン治具がパネル部材を保持するときに前後の位置決めを容易にできるようになり、それらの設備のコンパクト化による作業性の効率化が図られるため、マテハン治具を使用するロボットを備える自動車製造産業等において、利用可能性が高い。

この発明の実施形態であるワーク調芯用マテハン治具の平面説明図この発明の実施形態であるワーク調芯用マテハン治具の正面説明図この発明の実施形態であるワーク調芯用マテハン治具の側面説明図この発明の実施形態であるワーク調芯用マテハン治具とシーラ塗布台のシーラノズルを使用してルーフパネルにシーラ塗布を行う拡大側面図この発明の実施形態であるワーク調芯用マテハン治具を有するワークパネル調芯用システムの実施形態を示す概略レイアウト図この発明の実施形態であるワーク調芯用マテハン治具の動作を示すフローチャート図

符号の説明

１ワーク調芯用マテハン治具
２上部固定治具
２０ロボットアーム取付部
２１ワーククランプ
２２クランプシリンダー
２３クランプ部
３下部スライド治具
３０ＬＭガイド
３１ワーク吸着部
３１０吸着パッド
３２スライド位置決めストッパー
３３中央位置調整棒
４ロボット
４０ロボットアーム
４１ロック機構
５下部スライド位置決め台
５０固定ガイド
５１ワーク位置決めシリンダー
６治具原位置復帰置き台
６０マテハン置き台
６１中央位置調整部材
６１０Ｙ状溝
７シーラ塗布台
７０シーラノズル
８組付治具台
９スポットガン溶接機
Ｂバッファ台
Ｐルーフパレット（ワークパレット）
１００ルーフパネル（ワーク）

Claims

ワークを左右から挟持可能でありワーク幅方向の位置決めを行うワーククランプを有し、上面にロボットアーム取付部を備えている上部固定治具と、上部固定治具の下面にＬＭガイドによりワーク長さ方向に往復移動可能に設けられ、ワーク吸着部と、スライド位置決めストッパーを備える下部スライド治具とを有することを特徴とするワーク調芯用マテハン治具。
ワークを左右から挟持可能でありワーク幅方向の位置決めを行うワーククランプを有し、上面にロボットアーム取付部を備えている上部固定治具と、上部固定治具の下面にＬＭガイドによりワーク長さ方向に往復移動可能に設けられ、ワーク吸着部と、スライド位置決めストッパーを備える下部スライド治具とを有するワーク調芯用マテハン治具、及び固定ガイドとシリンダーを有す下部スライド位置決め台、及び治具原位置復帰置き台と、ロボットアームを備えたロボットを有し、ロボットのロボットアームにワーク調芯用マテハン治具を着脱可能に取り付け、ワーク調芯用マテハン治具の下部スライド治具によってワークを取り付け、下部スライド治具にワークを取り付けたまま、次に下部スライド位置決め台において、ワーク長さ方向の位置決めを行い、シーラ塗布台においてワークへシーラ塗布を行い、次に組み付け治具台においてシーラ塗布部位に補強部材を接着し、次にロボットはワーク調芯用マテハン治具を外し溶接機を取り付け溶接作業を行った後、再びワーク調芯用マテハン治具を取り付け、ワークをバッファ台におくという一連の作業を繰り返し、１回乃至数回後に、ワーク調芯用マテハン治具を治具原位置復帰置き台上において下部スライド治具のロボットアームに対する位置を調整することを特徴とするマテハン治具を使用するワークパネル調芯用システム。