JP2010241319A - 自動車ルーフ組付装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のルーフ組付装置では、４車種以上の多車種に対応できない問題点や、生産過程によるバラツキのためルーフ位置を微調整しなければならない課題があった。
【解決手段】自動車ボディにルーフをセットするルーフセットマテハンロボット２と、接合部溝幅計測用ガイド１０及び接合部溝幅計測用センサー１１を備えた複数のルーフ位置決めロボット１と、ルーフ位置決めロボット制御装置４と、スポット溶接ロボット３とを有し、複数のルーフ位置決めロボット１の各々の接合部溝幅計測用センサー１１は、複数の接合部溝Ｍの幅溝を、それぞれの接合部溝幅計測用ガイド１０との間で計測し、幅溝の測定値をルーフ位置決めロボット制御装置４に送信し、順次この方法を繰り返すことでルーフを適正な位置にセットしてからスポット溶接ロボットによってルーフとボディを溶接する自動車ルーフの組付装置による。
【選択図】図２

Description

この発明は、自動車製造工程においてルーフをボディに組み付けるルーフ組付ラインで使用される自動車ルーフ組付装置に関する。

自動車製造工程においてルーフをボディに組み付けるルーフ組付ラインでは、ライン上を移動してきたボディに、ルーフセットマテハンロボットによって、ルーフをセットする。

従来のルーフ組付ラインでは、ルーフセットマテハンロボットはライン上を移動してくる多車種、通常は４車種程度のルーフをルーフ搬送用吸引パットによって把持し、その車種のボディにセットした後に、スポット溶接ロボットによってスポット溶接をして組み付けている。

このルーフのセット位置（ルーフ搭載位置）は、車種毎に異なり、車種が変わるとボディ形状が変わり車体の幅、長さも変わるためルーフセットマテハンロボットによるルーフの位置決めは、それぞれの車種に専用の駒を備えて、車種毎に車種切替装置によって変換して対応していた。

ボディのルーフ搭載位置に、ボディの幅方向両端に車両前後方向に亘ってモール形状を有しており、セットされるルーフとボディとの接合構造は、通称モヒカン構造と呼ばれており、接合部分にルーフとボディによって接合部溝（通称モヒカン溝）が形成される。

また、従来の自動車ルーフの組付装置としては、特開２００１−６３６４６号公報（従来技術１）に、「 セットステーションと車体組立ステーションとの間に往復動自在なセット台車を備え、自動車車体の構成部材たるフロアと左右のサイドパネルとルーフと車体後部に横設するリヤクロスメンバとをセットステーションにおいてセット台車上にセットして車体組立ステーションに搬送し、車体組立ステーションにおいて各サイドパネルをフロアとルーフとリヤクロスメンバとに溶接結合して自動車車体を組立てる車体組立装置であって、セットステーションの左右の各外側部に多関節ロボットから成るサイドパネル用の第１セットロボットを配置して、各第１セットロボットによりセット台車上に各サイドパネルをセットするものにおいて、セットステーションの車体後方側の端部の左右一方の外側部に多関節ロボットから成る第２セットロボットを配置し、第２セットロボットの動作端にルーフを保持するルーフ用保持具を取付けると共に、ルーフ用保持具のルーフの前端寄りの端部に、ルーフ用保持具の背面側に位置させて、リヤクロスメンバの下面がルーフの前方を向くようにリヤクロスメンバを保持するリヤクロスメンバ用保持具を取付け、ルーフ用保持具をリヤクロスメンバ用保持具が下方を向く起立姿勢にした状態でリヤクロスメンバのセット作業を行い、ルーフ保持具を水平姿勢にした状態でルーフのセット作業を行う、ことを特徴とする車体組立装置」の開示がある。

特開２００１−６３６４６号公報（従来技術１）

従来のように１つのラインに多車種、通常４車種のボディがアットランダムに移動してきて、それに対応するルーフを、ルーフセットマテハンロボットがルーフ搬送用吸引パットによってセットする場合、ボディのサイズ、すなわち長さや幅が異なると、そのボディのサイズに対応する位置にルーフセットマテハンロボットのルーフ搬送用吸引パットの位置を変更する必要があり、車種切替装置によって行う必要があった。

更に、ルーフセットマテハンロボットは、多車種に対応するため、それぞれの車種に対応する専用駒を常に備えており、そのためロボットの荷搬重量を超えてしまうことがあった。そのような場合、ルーフセットマテハンロボット自体の交換を含むシステムや装置の大幅な変更が必要になり、そのための工数が増える課題があった。

また、現在は１つの車種に関してルーフのセット位置は決まっているが、生産過程において微妙なバラツキが出るため、毎回ルーフのセット位置を補正して微調整をする必要があり、そのための工数が増加してしまう課題があった。このような生産過程によるバラツキのため、ルーフがセットされる位置がずれ、ルーフの両端の接合部溝の幅が変化してしまうと、後工程の組立工程においてモヒカンモールを組み付けられなかったり、外れてしまう問題点があった。

上記課題を解決するために、自動車のボディにルーフを組み付けるルーフ組付装置において、自動車ボディにルーフをセットするルーフセットマテハンロボットと、接合部溝幅計測用ガイド及び接合部溝幅計測用センサーを備えた複数のルーフ位置決めロボットと、ルーフ位置決めロボット制御装置と、スポット溶接ロボットとを有し、複数のルーフ位置決めロボットの各々の接合部溝幅計測用ガイドは、ルーフセットマテハンロボットによってセットされたルーフとボディとによって形成される接合部溝の溝側面に接触可能であり、複数のルーフ位置決めロボットの各々の接合部溝幅計測用センサーは、複数の接合部溝の溝幅を、それぞれの接合部溝幅計測用ガイドとの間で計測し、溝幅の測定値をルーフ位置決めロボット制御装置に送信し、ルーフ位置決めロボット制御装置は、溝幅の測定値を適正か否かを判定後、適正でない場合は各ルーフ位置決めロボットに補正信号を送信して、各ルーフ位置決めロボットは、受信した各補正信号にしたがってボディとルーフの間で形成される接合部溝の溝幅が適正である位置にルーフの位置を変更し、順次この方法を繰り返すことでルーフを適正な位置にセットしてからスポット溶接ロボットによってルーフとボディを溶接することを特徴とする自動車ルーフの組付装置を提案する。

この発明によれば、接合部溝幅計測用ガイド及び接合部溝幅計測用センサー及び演算装置を備えた複数のルーフ位置決めロボットによってボディの適正な位置にルーフをセットすることができるため、従来のルーフ組付工程では、１つのラインに多車種、通常４車種のボディ程度しか対応することができなかったが、多車種に対応でき適正なルーフセットが行えるようになった。

また、従来は多車種に対応するためルーフセットマテハンロボットにそれぞれの車種に対応する専用駒を常に備えていたため、そのためロボットの荷搬重量を超えてしまうことがあったが、この発明により、ルーフセットマテハンロボットはそれらの専用駒を必要としないため軽量化ができるとともに、システムや装置の大幅な変更等の必要性がなくなった。

従来、車種が異なると車種切替用に必要な装置であるルーフ搬送用吸引パット等の装置が不要になり、ルーフ搬送用吸引パット等の装置を使用する工程も不要になった。

また、生産過程において微妙なバラツキが出ても、ルーフセット位置の微調整も容易に補正してできるようになり、組み付け作業時間を短縮することができる。

この発明の実施の形態である自動車ルーフの組付装置の平面図 同じくこの発明の実施の形態である自動車ルーフの組付装置の作動を説明する説明図 図２のＡ−Ａ線断面説明図 接合部溝（モヒカン溝）の断面説明図 この発明の実施の形態である自動車ルーフの組付装置の作動フローチャート ルーフが幅方向右側に適正位置から１ｍｍずれた状態を示す説明図

この発明の実施の形態である自動車ルーフの組付装置について、図１乃至図６に基づいて説明する。

この発明の実施の形態である自動車ルーフの組付装置は、自動車ボディにルーフをセットするルーフセットマテハンロボット２と、接合部溝幅計測用ガイド１０及び接合部溝幅計測用センサー１１を備えた複数のルーフ位置決めロボット１と、スポット溶接ロボット３と、ルーフ位置決めロボット制御装置４を有している。図においてＢは自動車ボディであり、Ｒはルーフ、Ｍは接合部溝（モヒカン溝）であり、接合部溝Ｍは、ボディＢとルーフＲとの間でルーフＲの左右幅方向の端辺に長手方向に亘って形成される。測定される接合部溝（モヒカン溝）の溝幅Ｗは、図４に示す溝側面部分の幅寸法である。

ルーフ位置決めロボット１は、複数、この実施形態では４つ有しており、４箇所の接合部溝Ｍａ〜Ｍｄの幅を同時に計測、位置補正可能である。ルーフ位置決めロボット１は、それぞれ接合部溝幅計測用ガイド１０と接合部溝幅計測用センサー１１とを有している。

各々のルーフ位置決めロボット１の各々の接合部溝幅計測用ガイド１０は、ルーフセットマテハンロボット２によってセットされたルーフＲとボディＢとによって形成される接合部溝Ｍの溝側面ＭＳ、通常ルーフＲ側の溝側面に接触可能である（図３参照）。

各々のルーフ位置決めロボット１の各々の接合部溝幅計測用センサー１１は、ルーフセットマテハンロボット２によってセットされたルーフＲとボディＢとによって形成される左右の接合部溝Ｍの、それぞれ異なる位置の幅寸法を、この実施形態では図６に示すように左右の接合部溝Ｍのそれぞれ対向する前後の計４箇所の接合部溝Ｍの幅寸法Ｗを幅計測用ガイド１０との間で計測する。各々の接合部溝幅計測用センサー１１は、計測した溝幅Ｗの測定値をルーフ位置決めロボット制御装置４に送信する。

ルーフ位置決めロボット制御装置４は、各々の接合部溝幅計測用センサー１１からの信号を受信し、接合部溝Ｍの幅寸法の測定値が適正（ＯＫ）か否（ＮＧ）かを判定後、適正でない場合（ＮＧ）は各ルーフ位置決めロボット１に補正信号を送信し、各ルーフ位置決めロボット１は、受信した各補正信号にしたがってボディＢとルーフＲとの間で形成される接合部溝Ｍの幅Ｗが適正である位置にルーフＲの位置を変更する。順次この方法を繰り返すことでルーフＲを適正な位置にセットしてからスポット溶接ロボット３によってルーフＲとボディＢとを溶接する。

次に、この発明の実施の形態である自動車ルーフの組付装置の作動をフローチャートである図５にしたがって説明する。

自動車ボディＢが、車体組立工程を移動してルーフ組み付けの位置まで来ると、ルーフセットマテハンロボット２が、ルーフ搬送用吸引パットによって対応する車種のルーフＲを搬送してボディＢにセットするが、この位置は正確でなくてもよい。

次に各々のルーフ位置決めロボット１が、ボディＢとルーフＲとの間で形成され、ルーフＲの左右幅方向の端辺に長手方向に亘って形成される左右の接合部溝Ｍの対応する前後の位置、４箇所の幅寸法を計測する。この４箇所の幅寸法の計測は、幅計測用ガイド１０を図３に示すようにルーフＲの溝側面ＭＳに接して接合部溝幅計測用センサー１１によって各々の溝幅Ｗを計測する。

各々の接合部溝幅計測用センサー１１によって計測された溝幅Ｗの測定値（幅計測用ガイド１０幅を勘案して演算される）は、ルーフ位置決めロボット制御装置４に送信され、各々の接合部溝Ｍの溝幅Ｗの最適寸法を演算する。ルーフ位置決めロボット制御装置４は、センサー１１からの信号を受信し、接合部溝Ｍの溝幅Ｗの測定値が適正（ＯＫ）か否（ＮＧ）かを判定後、適正でない場合（ＮＧ）は各ルーフ位置決めロボット１に補正信号を送信し、各ルーフ位置決めロボット１は、受信した各補正信号にしたがってボディＢとルーフＲとの間で形成される接合部溝Ｍの溝幅Ｗが適正である位置にルーフＲの位置を変更する。

例えば、図６に示す事例では、最初にセットされたルーフＲの左右端部が破線Ｍ１で示され、適正なルーフセット位置が実線Ｍ２で示されている。ルーフＲの破線Ｍ１とボディＢ溝端部ＢＭとの間で形成される接合部溝Ｍの溝幅Ｗが左側ＭａとＭｃで１３．０ｍｍ、右側ＭｂとＭｄで１１．０ｍｍと計測された場合、ルーフセットマテハンロボット２によってルーフＲを左方向へ移動することにより適正なルーフセット位置Ｍ２である実線の１２．０ｍｍと補正する。

順次この方法を繰り返すことでルーフＲを適正な位置にセットしてからスポット溶接ロボット３によってルーフＲとボディＢとを溶接して固定する。

この発明は、自動車ルーフの組付装置として自動車の車体組み付け工程に使用され、自動車産業に利用される。

１ ルーフ位置決めロボット
１０ 接合部溝幅計測用ガイド
１１ 接合部溝幅計測用センサー
２ ルーフセットマテハンロボット
３ スポット溶接ロボット
４ ルーフ位置決めロボット制御装置
Ｂ 自動車ボディ
Ｒ 自動車ルーフ
Ｍ 接合部溝（モヒカン溝）
ＭＳ 溝側面
Ｗ 接合部溝の幅
Ｍ１ 最初にセットされたルーフの左右端部
Ｍ２ 適正な位置にセットされたルーフの左右端部
Ｍａ−Ｍｄ 接合部溝の測定部位

Claims (1)

1. 自動車のボディにルーフを組み付けるルーフ組付装置において、自動車ボディにルーフをセットするルーフセットマテハンロボットと、接合部溝幅計測用ガイド及び接合部溝幅計測用センサーを備えた複数のルーフ位置決めロボットと、ルーフ位置決めロボット制御装置と、スポット溶接ロボットとを有し、
   複数のルーフ位置決めロボットの各々の接合部溝幅計測用ガイドは、ルーフセットマテハンロボットによってセットされたルーフとボディとによって形成される接合部溝の溝側面に接触可能であり、
   複数のルーフ位置決めロボットの各々の接合部溝幅計測用センサーは、複数の接合部溝の溝幅を、それぞれの接合部溝幅計測用ガイドとの間で計測し、溝幅の測定値をルーフ位置決めロボット制御装置に送信し、
   ルーフ位置決めロボット制御装置は、溝幅の測定値を適正か否かを判定後、適正でない場合は各ルーフ位置決めロボットに補正信号を送信して、
   各ルーフ位置決めロボットは、受信した各補正信号にしたがってボディとルーフの間で形成される接合部溝の溝幅が適正である位置にルーフの位置を変更し、
   順次この方法を繰り返すことでルーフを適正な位置にセットしてからスポット溶接ロボットによってルーフとボディを溶接することを特徴とする自動車ルーフの組付装置。

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