JP2006312401A - 車両用パネル部材の起立装置と、車両用パネル部材を起立させる方法 - Google Patents

車両用パネル部材の起立装置と、車両用パネル部材を起立させる方法 Download PDF

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Abstract

【課題】横に寝た姿勢で搬入される車両用パネル部材を起立させ、所定位置まで搬送することのできる起立装置を提供する。
【解決手段】起立装置12は、ガイド部材31に沿って水平方向に移動可能な走行ユニット35と、走行ユニット35を往復移動させる第1の駆動機構36と、走行ユニット35に設けられた回動フレーム40と、回動フレーム40を回動させるための回転機構41と、回動フレーム40に設けられたスライドフレーム45と、スライドフレーム45を移動させる第2の駆動機構46とを備えている。回転機構41は、走行ユニット35が第1ステージS1に位置している状態において回動フレーム40を水平な姿勢にし、走行ユニット35が第2ステージS2に位置している状態において回動フレーム40を垂直な姿勢に回動させる。第2の駆動機構46は、パネル部材Wを第2ステージS2の台車15上に降ろす際、スライドフレーム45を降下させる。
【選択図】図1

Description

本発明は、例えば自動車の生産工場等で使用される車両用パネル部材の起立装置と、車両用パネル部材を起立させる方法に関する。
自動車の生産工場において、例えば車体を構成するパネル部材を工場内で搬送することが行われている。重量の大きなパネル部材を搬送するために、シャトルと呼ばれる往復移動形の搬送装置やローラコンベアが使用されることもあるし、作業員が人力で移動させる台車が使用されることもある。また、ホイスト等の昇降機を使って、パネル部材を吊り上げたり、吊り降ろす作業が行われることもある。
例えば台車上に横に寝かせた姿勢(ほぼ水平な姿勢)で乗せたパネル部材を第1ステージに搬入し、このパネル部材を起立させたのち、別の台車に乗せ替える作業が行われることがある。その場合、例えばホイストによって台車上のパネル部材の一端側を吊り上げ、パネル部材を起立させたのち、他の台車に乗せ替えるようにしている。しかしこのような作業を安全に行うには、格別な配慮が必要であるだけでなく、広い作業スペースが必要となるため、作業の機械化が望まれている。
パネル部材を反転させるための装置の一例が、特開平11−349116号公報(特許文献1)に記載されている。この従来装置は、水平状態のワークを搭載するワーク支持部と、ワーク支持部の一端を回転自在に支持する回転軸と、ワーク支持部を回転軸まわりに180°回転させる一対のシリンダとを具備している。この反転装置は、自動車の生産設備で用いられ、前記一対のシリンダの駆動により、ワーク支持部に搭載されたパネル部材を反転させている。
特開平11−349116号公報
しかし、単にパネル部材を反転させるだけでは、例えば搬送装置によって横に寝た姿勢で搬入されてくるパネル部材を起立させて台車上に乗せ替えることができない。特に、高い位置から横に寝た姿勢で第1ステージに搬入されてくるパネル部材を、起立させかつ台車の高さに吊り降ろし、第2ステージの台車上に乗せ替える作業は、従来の単なる反転装置では行うことができない。
従って本発明の目的は、工場内の限られた作業スペースを活用して、パネル部材を起立させかつ台車等に乗せ替えることができる車両用パネル部材の起立装置と、車両用パネル部材を起立させる方法を提供することにある。
本発明の車両用パネル部材の起立装置は、第1ステージと第2ステージにわたって水平方向に配置されたガイド部材と、前記ガイド部材に沿って移動可能な走行ユニットと、前記走行ユニットを前記ガイド部材に沿って往復移動させる第1の駆動機構と、前記走行ユニットに設けられかつ支軸を中心に上下方向に回動可能な回動フレームと、前記回動フレームを回動させるための回転機構を備えている。前記回転機構は、前記走行ユニットが前記第1ステージに位置している状態において前記回動フレームを水平な姿勢にし、前記走行ユニットが前記第2ステージに位置している状態において前記回動フレームを垂直な姿勢にするものである。
さらに本発明の起立装置は、前記回動フレームに該回動フレームに沿って移動可能に設けられかつ前記パネル部材を保持するクランプ機構を有するスライドフレームと、該スライドフレームを前記回動フレームに沿って往復移動させる第2の駆動機構を備えている。第2の駆動機構は、前記クランプ機構によって保持された前記パネル部材を前記第2ステージの台車上に降ろす際、垂直な姿勢の前記回動フレームに沿って前記スライドフレームを降下させ、前記パネル部材を前記台車上に降ろしたのち前記スライドフレームを前記回動フレームに沿って上昇させる。
なお本発明で言う水平方向とは、厳密な意味での水平面に沿う方向を含むが、上下に傾きを有する場合も含む概念であり、要するに上下方向(縦方向)に対する横方向という意味である。また前記台車は作業員が人力で移動させるものでもよいし、機械力によって移動するシャトル式の台車あるいはコンベア機構であってもよい。
本発明によれば、横に寝た姿勢で第1ステージに送られてくるパネル部材を、前記走行ユニットに設けられているスライドフレーム上に乗せ替え、第2ステージに向って水平方向に移動させるとともに回動フレームによって起立させることができる。そして第2ステージにおいてスライドフレームを降下させることにより、起立した姿勢のパネル部材を台車上に能率良くかつ安全に乗せ替えることができる。これら回動フレームとスライドフレームが走行ユニットに組込まれて一体化しているため、工場内の限られたスペースに起立装置を配置することができる。
また本発明によれば、複数のパネル部材を1つの台車上に起立した姿勢で乗せる場合に、先に台車上に乗せたパネル部材に後続のパネル部材が干渉しないように台車上に乗せることができる。また、起立させる必要の無いパネル部材が第1ステージに搬入されてきたときには、このパネル部材をそのまま第1ステージの台車等に吊り降ろすこともでき、パネル部材の種類に応じて、特定のパネル部材のみを起立させて第2ステージに搬送することができる。
以下に本発明に係る車両用パネル部材の起立装置と、該パネル部材を起立させる方法の一つの実施形態について、図1から図11を参照して説明する。
図1から図3は、自動車の生産ラインに使用される車両用パネル部材Wを搬送するための搬送設備10を示している。パネル部材Wの一例は、大型自動車のキャブ(運転室)のフロント部分を構成する部材である。
図1から図3に示す搬送設備10は、横に寝た姿勢のパネル部材Wを第1ステージS1に搬入する搬入装置11と、このパネル部材Wを起立させて第2ステージS2に搬送する起立装置12と、これら搬入装置11と起立装置12の動作を制御するための制御装置13などを備えている。第1ステージS1は、搬入装置11によって運ばれるパネル部材Wを起立装置12に受け渡す位置である。第2ステージS2は、起立装置12によって起立させられたパネル部材Wを、次工程のために台車15に乗せる位置である。
起立装置12は、第1ステージS1において搬入装置11から受け取ったパネル部材Wを起立させ、第2ステージS2まで搬送し、このパネル部材Wを台車15上に乗せる機能を担っている。台車15は、第2ステージS2の所定位置に設けられた位置決め部材16(図3に示す)によって、所定位置に停止している。台車15は複数(例えば2個)のパネル部材Wをそれぞれ起立した状態で保持することができる。
台車15の所定位置に、パネル部材Wの位置決め孔(図示せず)に挿入される治具17が設けられている。これらの治具17は、例えば上端が尖ったピン状をなし、パネル部材Wの前記位置決め孔に挿入することにより、パネル部材Wを台車15の所定位置に起立した姿勢で支持することができるようになっている。
まず、搬入装置11について説明する。この搬入装置11は、工場内に構築されたフレーム構体20と、このフレーム構体20によって支持されるハンガーユニット21とを含んでいる。ハンガーユニット21は、フレーム構体20に設けられた水平方向のガイド部材22に沿って、水平方向に往復移動することができる。
ハンガーユニット21は、図示しない駆動機構により、パネル供給ステージSと第1ステージS1との間を往復移動するようになっている。ハンガーユニット21は、パネル部材Wを保持することのできるアーム機構25と、アーム機構25を昇降させるホイスト26を有している。パネル供給ステージSにおいてアーム機構25によって保持されたパネル部材Wは、ハンガーユニット21と共に第1ステージS1に搬送される。
以下に起立装置12について説明する。
起立装置12は、第1ステージS1と第2ステージS2にわたって配置された固定フレーム30を含んでいる。固定フレーム30に、互いに平行な一対のガイド部材(リニアガイド部材)31が互いに同一の高さに設けられている。固定フレーム30には、第1ステージS1において上下方向に貫通する開口部30aが形成されている。
この起立装置12は、以下に詳しく述べるように、前記ガイド部材31に沿って移動可能な走行ユニット35と、走行ユニット35を水平方向に移動させるための第1の駆動機構36と、走行ユニット35に設けられた回動フレーム40と、回動フレーム40を回動させるための回転機構41と、回動フレーム40に設けられたスライドフレーム45と、スライドフレーム45を移動させるための第2の駆動機構46とを備えている。
まず走行ユニット35と第1の駆動機構36について説明する。
図4に示すように走行ユニット35は、枠状に形成されたスライドベース部50と、このスライドベース部50の下面の例えば4箇所に設けられたスライド部材51(図1等に示す)を備えている。これらのスライド部材51は、前記一対のガイド部材31にスライド自在に嵌合している。このためこのスライドベース部50は、ガイド部材31に沿って水平方向に円滑に移動することができる。
図4に示すように、スライドベース部50の上面に、可倒式の位置決め部材55と、固定式の位置決め部材56が設けられている。これらの位置決め部材55,56は、走行ユニット35に対するハンガーユニット21の位置決めをなすために使用される。可倒式の位置決め部材55は、シリンダ装置57によって、起立位置と倒伏位置とにわたって移動させることができ、必要に応じて(例えばハンガーユニット21に吊されたパネル部材Wとの干渉を避ける場合など)に、可倒式の位置決め部材55を倒すことができるようになっている。
走行ユニット35を移動させるための第1の駆動機構36は、スライドベース部50に搭載されたモータ60と、固定フレーム30に設けられた送りねじ(リードスクリュー)61と、送りねじ61に螺合するナット部材62と、モータ60の回転をナット部材62に伝えるための動力伝達機構63などを備えている。送りねじ61はガイド部材31と平行に水平方向に延びている。
ナット部材62はスライドベース部50に支持され、ナット部材62とスライドベース部50が一体に移動するようになっている。このためモータ60によってナット部材62を回転させると、ナット部材62が送りねじ61の軸線方向に螺進することにより、ナット部材62の回転量に応じて、スライドベース部50が送りねじ61の軸線方向に所定量移動する。
スライドベース部50の下面の両側部に、ピローブロック等の一対の軸受部材65が設けられている。これら軸受部材65によって、一対の支軸66が回転自在に支持されている。支軸66は回動フレーム40の両側部に設けられている。これらの支軸66は、ガイド部材31と直交する方向、すなわち走行ユニット35の移動方向と直交する方向に延びている。これら支軸66によって、回動フレーム40が支軸66を中心に上下方向に回動可能に支持されている。
回動フレーム40を回動させるための回転機構41(図3に示す)は、シリンダ装置70を備えている。シリンダ装置70は、スライドベース部50の下面に支持されたシリンダ本体71と、流体圧によって伸縮するロッド72とを有している。ロッド72の先端は接続部材73を介して回動フレーム40に接続されている。
前記シリンダ装置70のロッド72が伸び側に移動した状態においては、図4に示すように、回動フレーム40がスライドベース部50に沿って水平な姿勢となる。ロッド72が縮み側に移動した状態においては、図5に示すように、回動フレーム40がスライドベース部50に対して垂直に起立した姿勢となる。前記回転機構41は、走行ユニット35が第1ステージS1に位置しているときに回動フレーム40を水平な姿勢にし、走行ユニット35が第2ステージS2に位置しているときに回動フレーム40を垂直な姿勢に駆動する機能を有している。
回動フレーム40の両側部に一対の直線状のガイド部材80(図5に一部を示す)が設けられている。これらガイド部材80は、回動フレーム40が水平な姿勢のときに回動フレーム40と共に水平な姿勢となり、回動フレーム40が垂直に起立したときに、回動フレーム40と共に垂直な姿勢をとる。
回動フレーム40にスライドフレーム45が配置されている。このスライドフレーム45は、回動フレーム40に設けられた前記ガイド部材80によって、回動フレーム40に沿って往復移動できるようになっている。
図4に示すように、スライドフレーム45に、固定式の第1のロケータ部材81と、可倒式の第2のロケータ部材82が設けられている。第2のロケータ部材82は、シリンダ装置83によって倒すことができる。例えば第1ステージS1において、ハンガーユニット21に吊るされたパネル部材Wが起立装置12上を通る際に、第2のロケータ部材82を倒すことにより、ロケータ部材82とパネル部材Wとの干渉を防止することができる。
スライドフレーム45の一端側に、パネル部材Wを保持するための一対の第1のクランプ機構91が設けられている。スライドフレーム45の他端側に、パネル部材Wを保持するための第2のクランプ機構92が設けられている。第1のクランプ機構91は、それぞれ、シリンダ装置93によって開閉されるクランプ部材94を備えている。第2のクランプ機構92は、アクチュエータ95によって作動するクランプ部材96を備えている。
回動フレーム40に、スライドフレーム45を移動させるための第2の駆動機構46が設けられている。第2の駆動機構46は、スライドフレーム45を回動フレーム40に沿って直線往復移動させるものである。この第2の駆動機構46は、パネル部材Wを第2ステージS2の台車15上に降ろす際に、図10に示すように垂直な姿勢の回動フレーム40に沿ってスライドフレーム45を降下させる機能と、パネル部材Wを台車15上に降ろしたのちスライドフレーム45を回動フレーム40に沿って上昇させる機能とを有している。
第2の駆動機構46は、駆動源として機能するシリンダ装置100を有している。シリンダ装置100は、回動フレーム40に支持されたシリンダ本体101と、流体圧によって伸縮するロッド102とを有している。ロッド102の先端103はスライドフレーム45に接続されている。ロッド102が縮み側に移動した状態においては、図4に示すように、スライドフレーム45が回動フレーム40と重なる。ロッド102が伸び側に移動した状態では、図10に示すようにスライドフレーム45が回動フレーム40の下方に突き出ることにより、スライドフレーム45に保持されているパネル部材Wが台車15に向かって降下する。
以上説明した起立装置12を構成する第1の駆動機構36と、回転機構41と、第2の駆動機構46等は、制御装置13にインストールされた制御ソフトウェアに基いて、予め決められた順序で作動するようになっている。一例として以下に説明するように、第1ステージS1に搬入されたパネル部材Wを起立させ、第2ステージS2まで搬送するとともに、このパネル部材Wを台車15に乗せ替える作業を行うようになっている。
以下に、起立装置12を用いてパネル部材Wを起立させる方法について説明する。
図6は、走行ユニット35が第2ステージS2の上方の待機位置に停止している状態を示している。この状態で、第1ステージS1にパネル部材Wが搬入装置11によって搬入されてくる。搬入装置11のハンガーユニット21は、このパネル部材Wを横に寝かせた姿勢(ほぼ水平な姿勢)で保持している。
図7に示すように、走行ユニット35が第1ステージS1に移動してくる。この走行ユニット35は第1の駆動機構36(図4に示す)によって移動する。走行ユニット35が第1ステージS1に移動したのち、ホイスト26によってアーム25が降下することにより、パネル部材Wが横に寝た姿勢のまま、走行ユニット35のスライドフレーム45上に降ろされる。
パネル部材Wがスライドフレーム45上に降ろされるとき、ハンガーユニット21の一部が位置決め部材55,56(図4に示す)に突き当たることにより、パネル部材Wがスライドフレーム45に対して精度良く位置決めされる。さらに第1のロケータ部材81と第2のロケータ部材82によってパネル部材Wの位置決めがなされる。この状態のもとで、第1のクランプ機構91と第2のクランプ機構92によって、パネル部材Wがスライドフレーム45の所定位置に保持される。
図8に示すように、走行ユニット35が第2ステージS2に向って移動する。走行ユニット35の移動は第1の駆動機構36(図4に示す)によってなされる。走行ユニット35が第1ステージS1と第2ステージS2との間の中間位置まで移動した時点で、回転機構41のシリンダ装置70が作動することにより、回動フレーム40が90°回転し、垂直な姿勢となる。
図9に示すように、パネル部材Wと走行ユニット35が第2ステージS2に到達し、パネル部材Wが台車15の真上に位置する。このとき台車15上にパネル部材Wが存在していない場合には、走行ユニット35が第2ステージS2に到達したのち回動フレーム40を90°回動させてもよい。
次いで、図10に示すように、起立した姿勢の回動フレーム40からスライドフレーム45が降下する。すなわち第2の駆動機構46のシリンダ装置100(図5に示す)が作動し、ロッド102が伸び側に移動することにより、スライドフレーム45が台車15に向かって降下し、これに伴い、パネル部材Wが台車15上に降ろされる。台車15上に降ろされたパネル部材Wは、台車15の治具17によって所定位置に保持される。そしてクランプ機構91,92によるパネル部材Wの保持が解除されることにより、パネル部材Wが台車15側に受け渡される。その後、シリンダ装置100のロッド102が縮み側に移動することにより、スライドフレーム45が回動フレーム40に沿って上昇する。
図11に示すように、走行ユニット35が第1ステージS1の方向に少し移動し、走行ユニット35が第1ステージS1と第2ステージS2との間の中間位置で停止する。この状態のもとで、回転機構41のシリンダ装置70が作動することにより、回動フレーム40が前記とは逆方向に90°回転し、回動フレーム40が水平な姿勢に戻される。このとき走行ユニット35は第1ステージS1と第2ステージS2との間に停止しており、先ほど台車15上に置かれたパネル部材Wとの干渉を回避できる位置にあるため、回動フレーム40を水平な姿勢に戻す作業を問題無く行うことができる。
回動フレーム40が水平な姿勢に戻ったのち、走行ユニット35は、第1ステージS1に搬送されてくる後続のパネル部材Wと干渉しない位置、具体的には図6に示すように第2ステージS2上の退避位置まで移動する。後続するパネル部材Wを台車15上に乗せる場合には、前記と同様にパネル部材Wを起立させて搬送する工程を繰返すことにより、台車15上に2個のパネル部材Wを起立した姿勢で乗せる。
後続するパネル部材Wを起立させる必要がない場合は、図6に示す状態から、横に寝た姿勢のパネル部材Wを、ハンガーユニット21と共に、搬入装置11のホイスト26によって、第1ステージS1の台車110(図3に示す)に向って降下させる。パネル部材Wは固定フレーム30の開口部30aを通り抜けて下方に移動し、第1ステージS1の台車110上に乗る。そののち、ハンガーユニット21によるパネル部材Wの保持を解除し、パネル部材Wが乗った台車110を手動あるいは機械力によって第1ステージS1から他の場所へと移動させる。
本実施形態の起立装置12によれば、横に寝た姿勢で第1ステージS1に送られてくるパネル部材Wを、走行ユニット35に設けられているスライドフレーム45に受け渡し、第2ステージS2に向けて水平方向に移動させるとともに回動フレーム40によって起立させることができる。そして第2ステージS2においてスライドフレーム45を降下させることにより、起立した姿勢のパネル部材Wを台車15上に能率良くかつ安全に乗せ替えることができる。これら回動フレーム40とスライドフレーム45が走行ユニット35に組込まれてコンパクトに一体化しているため、工場内の限られたスペースに起立装置12を配置することができる。
また本実施形態の起立装置12によれば、複数のパネル部材Wを1つの台車15上に乗せる場合に、先に台車15上に乗せたパネル部材Wに後続のパネル部材Wが干渉しないように台車15上に乗せることができる。起立させる必要の無いパネル部材が第1ステージS1に搬入されてきたときには、このパネル部材をそのまま固定フレーム30の開口部30aを通して第1ステージの台車の上などに吊り降ろすこともできる。
本発明の一つの実施形態に係る搬送設備の斜視図。 図1に示された搬送設備の平面図。 図1に示された搬送設備の正面図。 図1に示された搬送設備の起立装置を上方から見た斜視図。 図4に示された起立装置の回動フレームが垂直に回動した状態を上方から見た斜視図。 図1に示された搬送設備の走行ユニットが第2ステージ上に待機している状態を示す正面図。 前記走行ユニットが第1ステージまで移動した状態を示す正面図。 前記走行ユニットとパネル部材が第2ステージの方向に移動し、回動フレームが回動した状態を示す正面図。 前記走行ユニットとパネル部材が第2ステージまで移動した状態を示す正面図。 前記走行ユニットからパネル部材が台車上に降ろされた状態を示す正面図。 前記走行ユニットが第1ステージと第2ステージの中間位置に移動した状態を示す正面図。
符号の説明
W…車両用パネル部材
S1…第1ステージ
S2…第2ステージ
10…搬送設備
11…搬入装置
12…起立装置
15…台車
30…固定フレーム
31…ガイド部材
35…走行ユニット
36…第1の駆動機構
40…回動フレーム
41…回転機構
45…スライドフレーム
46…第2の駆動機構
66…支軸
91,92…クランプ機構

Claims (2)

  1. 横に寝た姿勢で第1ステージに搬送されてくる車両用パネル部材を起立させて第2ステージに搬送する起立装置であって、
    前記第1ステージと第2ステージにわたって水平方向に配置されたガイド部材と、
    前記ガイド部材に沿って移動可能な走行ユニットと、
    前記走行ユニットを前記ガイド部材に沿って往復移動させる第1の駆動機構と、
    前記走行ユニットに設けられかつ支軸を中心に上下方向に回動可能な回動フレームと、
    前記回動フレームを回動させるための回転機構であって、前記走行ユニットが前記第1ステージに位置している状態において前記回動フレームを水平な姿勢にし、前記走行ユニットが前記第2ステージに位置している状態において前記回動フレームを垂直な姿勢にする回転機構と、
    前記回動フレームに該回動フレームに沿う方向に移動可能に設けられ、前記パネル部材を保持するクランプ機構を有するスライドフレームと、
    前記スライドフレームを前記回動フレームに沿って往復移動させる第2の駆動機構であって、前記クランプ機構によって保持された前記パネル部材を前記第2ステージの台車上に降ろす際、垂直な姿勢の前記回動フレームに沿って前記スライドフレームを降下させ、前記パネル部材を前記台車上に降ろしたのち前記スライドフレームを前記回動フレームに沿って上昇させる第2の駆動機構と、
    を具備したことを特徴とする車両用パネル部材の起立装置。
  2. 車両用パネル部材を起立させるための装置を用いて車両用パネル部材を起立させる方法であって、
    前記装置は、
    ガイド部材に沿って水平方向に移動可能な走行ユニットと、
    前記走行ユニットに設けられかつ支軸を中心に上下方向に回動可能な回動フレームと、
    前記回動フレームに該回動フレームに沿って移動可能に設けられたスライドフレームとを有し、
    前記装置を用いて車両用パネル部材を起立させる方法は、
    前記パネル部材を横に寝かせた姿勢で第1ステージに搬入する工程と、
    前記第1ステージに搬入された前記パネル部材を横に寝かせた姿勢のまま前記スライドフレーム上に乗せかつクランプ機構によって保持する工程と、
    前記走行ユニットを前記パネル部材と共に第2ステージに向って移動させる工程と、
    前記走行ユニットが前記第2ステージに到達する途中または第2ステージに到達したのち前記回動フレームを回動させて垂直な姿勢にする工程と、
    前記第2ステージにおいて前記スライドフレームを前記回動フレームに沿って降下させることにより前記パネル部材を台車に乗せかつ前記クランプ機構による保持を解除する工程と、
    前記パネル部材が前記台車上に乗ったのち前記スライドフレームを前記回動フレームに沿って上昇させる工程と、
    前記回動フレームを水平な姿勢に戻す工程と、
    前記走行ユニットを前記第1ステージに搬入されてくる後続のパネル部材と干渉しない位置に退避させる工程と、
    を具備したことを特徴とする車両用パネル部材を起立させる方法。
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