JP2016052871A - 車体の製造装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ワークのクランプ、位置決め、固定を必要最小限の設備で一体的に精度良く行って、作業時間の短縮化、及び、作業空間を広く確保することができ作業効率を向上させる。
【解決手段】加圧軸に沿って移動される可動側電極５１ａと固定側電極５１ｂを有する溶接ガン５１の加圧軸を設定領域に規制し、溶接ガン５１の可動側電極５１ａが移動する加圧軸と同軸方向に移動自在で、接合部に当接して該接合部を治具４と挟持して位置決め自在であると共に、溶接の際に移動する溶接ガン５１の可動側電極５１ａが溶接部を溶接のための加圧を自在とする副加圧プレート５２を備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、車体の一方のワークを他方のワークにスポット溶接により溶接して仮組みする車体の製造装置に関する。
従来より、車体を構成する複数のワークを位置決め状態でスポット溶接して車体を組み立てる様々な技術が提案され、実用化されている。例えば、特開平２−１４９８４号公報（以下、特許文献１という）では、メインボディ組み立て装置において、各位置決めロボットの作動により、ワーク受け治具、ワーク受け面をそれぞれ所定の位置に配置することで、ワークを相互に位置決めし、各クランプ機構の作動によりそれらのワークを固定し、ワークを溶接ロボットのワーク受け電極と電極チップとの間に挟持して固定し、スポット溶接する車体の組み立て方法の技術が開示されている。
特開平２−１４９８４号公報
ところで、上述の特許文献１に開示される車体の組み立て方法のように、位置決めロボットによる各ワークのクランプ、位置決め、固定と溶接ロボットによる各ワークのクランプ、位置決め、固定とが独立して行われると、これら各ワークのクランプ、位置決め、固定を一体的に精度良く維持できないという問題がある。また、溶接ロボットのクランプ・固定機能に加え、位置決めロボットにおいてもクランプ機構が必要になり、車両の生産に、重複した機能を有する多くの設備が必要になる。そして、これらの設備を取り付けるための作業時間を要し、また、これらの設備により作業空間も狭くなって作業効率の悪化を生じるという課題がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ワークのクランプ、位置決め、固定を必要最小限の設備で一体的に精度良く行って、作業時間の短縮化、及び、作業空間を広く確保することができ作業効率を向上させることができる車体の製造装置を提供することを目的としている。
本発明の一態様による車体の製造装置は、車体の一方のワークを他方のワークにスポット溶接により溶接して仮組みする車体の製造装置において、上記車体の一方のワークを保持して上記他方のワークに位置決めして接合部で接合する治具と、加圧軸に沿って電極が移動され、上記接合部の溶接部に押し付けられて該溶接部を溶接する溶接ガンと、上記溶接ガンの電極が移動される加圧軸を設定領域に規制し、上記溶接ガンの電極が移動する加圧軸と同軸方向に移動自在で、上記接合部に当接して該接合部を上記治具と挟持自在であると共に、溶接の際に移動する上記溶接ガンの電極が上記溶接部を溶接のための加圧を自在とする溶接位置固定部材とを備えた。
本発明の車体の製造装置によれば、ワークのクランプ、位置決め、固定を必要最小限の設備で一体的に精度良く行って、作業時間の短縮化、及び、作業空間を広く確保することができ作業効率を向上させることが可能となる。
本発明の実施の一形態に係る、車体のメインボディ組み立て工程のステージの概略説明図で、図１（ａ）は左右一体のアッパー治具で車体を組み立てる場合の一例の説明図で、図１（ｂ）は左側と右側とで２分割されたアッパー治具で車体を組み立てる場合の一例の説明図である。 本発明の実施の一形態に係る、ワークをアッパー治具と溶接位置固定部材で固定し溶接する部位の拡大説明図である。 本発明の実施の一形態に係る、溶接ガンと溶接位置固定部材を説明する斜視図である。 本発明の実施の一形態に係る、溶接位置固定部材の構造を示す断面図である。
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１（ａ）は、自動車の車体のメインボディの組立ラインの組み立て工程のステージの概略を示し、この組み立て工程のステージには、下部中央構造部品としてのセンタストラクチャ１０の両側にサイド構造部品としてのサイドストラクチャ２０が仮組み固定された車体１が床下治具２に固定載置されてシャトルコンベア（図示せず）等によって搬入される。
ここで、センタストラクチャ１０とは、具体的には、例えば、フロントホイールエプロン、トーボード、フロントフロア、リアフロア、リヤホイールエプロン等で構成される。また、サイドストラクチャ２０とは、具体的には、例えば、フロントピラー、センターピラー、リヤクォータ、サイドレール、サイドシル等で構成される。
この組み立て工程のステージには、車体１の左右のサイドストラクチャ２０に対し、それぞれの側に、車体１に接近離間移動自在なサイド治具３が設けられている。そして、他の工程から本工程に車体１が搬入される際や、本工程から他の工程に車体１を搬出する際等には、各サイド治具３が離間されるようになっている。
また、車体１が本工程のステージに搬入されて、各ワーク３０の取り付け、位置決め固定等の仮組みを行う際には、各サイド治具３が車体１に接近し、各ワーク３０の仮組みに用いられる仮組み治具４の位置を車体１の位置と共に規制し、仮組み治具４をガイド自在になっている。
この組み立て工程で仮組みされるワーク３０としては、具体的には、例えば、フロントレール、ダクトコンプル、ブレースセンター、リアレール、リアスカート、リアパネル、サイドレール等の各部品である。
また、上述の仮組み治具４は、搬入されてきた車体１に対し、各サイド治具３でガイドされて、所定のワーク３０をクランプし（或いは、動くことを規制し）、ワーク３０を位置決め可能になっており、仮組み治具４により位置決めされたワーク３０は、溶接ロボット５０により溶接されて仮組みされる。
本発明の実施の形態では、仮組み治具４の一例として、ワーク３０として、サイドレール３１のフランジ部３１ａをルーフ合わせ部３１ｂに仮組みする仮組み治具（アッパー治具）４を例に説明する（図２参照）。
すなわち、図１（ａ）に示すように、アッパー治具４は、車幅方向に長く車体１を跨いで形成されており、車体１の外側で両端が下方に向けて屈曲され、端部が、左右の車体１のサイドストラクチャ２０の位置を規制しているサイド治具３の上端に固定されている。
アッパー治具４は、車体１の左右のサイドレール３１の位置に、それぞれ下方に向けてサイドレール３１のフランジ部３１ａをルーフ合わせ部３１ｂに対し押圧して位置決めする押圧機構部４ａが設けられている。この押圧機構部４ａは、側部に車幅方向に向けてサイドレール３１の外形を回避して覆うような断面形状の回動自在な回動部４ｂが延出されている。
そして、アッパー治具４の押圧機構部４ａの下方の先端がサイドレール３１の上方（ルーフ上面側）のフランジ部３１ａを押圧すると略同時に、回動部４ｂが下方（ルーフ側面側）に向けて回動されてサイドレール３１の下方のフランジ部３１ａを押圧して、サイドレール３１の上方と下方のフランジ部３１ａｂをルーフ合わせ部３１ｂにそれぞれ押圧して位置決めすることが可能となっている（図２参照）。すなわち、本実施の形態では、このサイドレール３１の上方と下方のフランジ部３１ａとルーフ合わせ部３１ｂとが位置合わせされ、接触された部位が接合部となっている。
溶接ロボット５０は、車体１に対して可動自在なアーム部５０ａの先端部５０ｂに、溶接ガン５１と溶接位置固定部材としての副加圧プレート５２を備えて構成されている
図２、図３に示すように、溶接ガン５１は、所謂、ＩＦ鋼（interstitial free steel)をスポット溶接する溶接ガンであり、アーム部５０ａの先端部５０ｂに設定した加圧軸に沿って移動自在な可動側電極５１ａと、可動側電極５１ａに対向して可動側電極５１ａの加圧軸上に固定され、可動側電極５１ａの移動により溶接部を共に挟持して所定の加圧力でスポット溶接する固定側電極５１ｂとで構成されている。
副加圧プレート５２は、溶接ガン５１の可動側電極５１ａの移動と同軸方向に移動自在に設けられている。溶接ガン５１の可動側電極５１ａの加圧軸と副加圧プレート５２の移動軸とはアーム部５０ａの先端部５０ｂの予め設定された位置に共に設けられており、これにより、可動側電極５１ａの移動位置と副加圧プレート５２の移動位置とが規制されている。
副加圧プレート５２の端部は、溶接ガン５１の固定側電極５１ｂ側に向けて屈曲して延出されており、副加圧プレート５２の移動軸側の第１の副加圧プレート５２ａと、溶接対象となる接合部と接触して副加圧プレート５２の移動により接合部を押圧する第２の副加圧プレート５２ｂとから主要に構成されている。
第２の副加圧プレート５２ｂは、第１の副加圧プレート５２ａの先端に、固定側電極５１ｂ側に向けて回動自在に設けられ、固定側電極５１ｂ側の部位は、固定電極５１ｂを回避するように半円状の切り欠き部５２ｃが形成されている。
また、図４に示すように、第２の副加圧プレート５２ｂは、切り欠き部５２ｃとは反対側の端部には、第１の副加圧プレート５２ａに向けてＶ溝５２ｄが形成されている。第１の副加圧プレート５２ａには、常時、外側方向に向けて付勢するスプリング５２ｅと、このスプリング５２ｅにより付勢されるピン５２ｆとが設けられている。そして、ピン５２ｆの先端が第２の副加圧プレート５２ｂのＶ溝５２ｄに係合されており、これにより、第２の副加圧プレート５２ｂの回動が、切り欠き部５２ｃの中心と固定側電極５１ｂの中心とが一致する方向に付勢されるようになっている。
次に、上述の組み立て工程のステージで、サイドレール３１の上方と下方のフランジ部３１ａとルーフ合わせ部３１ｂとを、位置合わせしてスポット溶接により仮組みする場合の例を説明する。
先ず、車体１が床下治具２に固定載置されてシャトルコンベア（図示せず）等によって搬入されてきて停止されると、サイド治具３が車体１に接近する。
次いで、アッパー治具４がサイド治具３に支持・ガイドされ、アッパー治具４の押圧機構部４ａが、回動部４ｂの作動と共に、サイドレール３１の上方と下方のフランジ部３１ａを押圧してルーフ合わせ部３１ｂと位置合わせを行う。
その後、溶接ロボット５０のアーム部５０ａが車体１に接近し、車体１内側、或いは、車体１外側から、先端部５０ｂを接合部（サイドレール３１のフランジ部３１ａとルーフ合わせ部３１ｂとの合わせ面）に接近させる。
次に、アーム部５０ａの先端部５０ｂの副加圧プレート５２を延出し、副加圧プレート５２の第２の副加圧プレート５２ｂを、アッパー治具４の押圧機構部４ａが押圧している側と反対側の接合部の側（ルーフ合わせ部３１ｂ側）の固定側電極５１ｂ側に、第２の副加圧プレート５２ｂを、切り欠き部５２ｃの中心と固定側電極５１ｂの中心とを一致させて位置させる。
次いで、この状態で、副加圧プレート５２を収縮させ、第２の副加圧プレート５２ｂを、ルーフ合わせ部３１ｂと接触させ、さらに所定に収縮することにより、接合部は、アッパー治具４の押圧機構部４ａと副加圧プレート５２との間に挟持され位置決めされる。
そして、第２の副加圧プレート５２ｂの切り欠き部５２ｃの中心に位置されて第２の副加圧プレート５２ｂと共に接合部に接している固定側電極５１ｂに対し、サイドレール３１のフランジ部３１ａ側から溶接ガン５１の可動側電極５１ａを移動させ、所定の圧力で印加してスポット溶接を行う。
こうして溶接ガン５１によるスポット溶接が終了した後は、副加圧プレート５２は延出され、第２の副加圧プレート５２ｂは接合部から離間され、アーム部５０ａの先端部５０ｂは、溶接ガン５１、副加圧プレート５２と共に他の接合部へと移動されて、同様の手順でスポット溶接が行われる。
そして、必要な溶接が行われると、アッパー治具４が離間され、該アッパー治具４による位置決めが終了され、他の治具（図示せず）を用いた仮組みが行われる。
その後、サイド治具３が、車体１から離間され、車体１が床下治具２に固定載置されたまま、シャトルコンベア等によって他の工程に搬出される。
このように、本発明の実施の形態によれば、加圧軸に沿って移動される可動側電極５１ａと固定側電極５１ｂを有する溶接ガン５１の加圧軸を設定領域に規制し、溶接ガン５１の可動側電極５１ａが移動する加圧軸と同軸方向に移動自在で、接合部に当接して該接合部を治具４と挟持して位置決め自在であると共に、溶接の際に移動する溶接ガン５１の可動側電極５１ａが溶接部を溶接のための加圧を自在とする副加圧プレート５２を備えた。このため、ワークのクランプ、位置決め、固定を、それぞれ独立して行うこと無く、治具４と副加圧プレート５２とで行うことができるので、仮組みに必要なこれらの作業を必要最小限の設備で一体的に精度良く行うことができ、作業時間の短縮化、及び、作業空間を広く確保することができ作業効率を向上させることが可能となる。
尚、本発明の実施の形態では、図１（ａ）に示すような、左右一体のアッパー治具で車体を組み立てる場合を例に説明したが、これに限ること無く、図１（ｂ）に示すような、左側と右側とで２分割されたアッパー治具で車体を組み立てる場合にも適用できることは云うまでもない。また、治具は、アッパー治具４以外の他の治具をもちいて仮組みする場合においても適用できる。更に、本実施の形態では、サイドレール３１の仮組みを例に説明しているが、他の部品の仮組みにおいても適用可能である。
１ 車体
２ 床下治具
３ サイド治具
４ 仮組み治具（アッパー治具）
４ａ 押圧機構部
４ｂ 回動部
１０ センタストラクチャ
２０ サイドストラクチャ
３０ ワーク
３１ サイドレール
３１ａ フランジ部
３１ｂ ルーフ合わせ部
５０ 溶接ロボット
５０ａ アーム部
５０ｂ 先端部
５１ 溶接ガン
５１ａ 可動側電極
５１ｂ 固定側電極
５２ 副加圧プレート（溶接位置固定部材）
５２ａ 第１の副加圧プレート
５２ｂ 第２の副加圧プレート
５２ｃ 切り欠き部
本発明の一態様による車体の製造装置は、車体の一方のワークを他方のワークにスポット溶接により溶接して仮組みする車体の製造装置において、上記車体の一方のワークを保持して上記他方のワークに位置決めして接合部で接合する治具と、加圧軸に沿って電極が移動され、上記接合部の溶接部に押し付けられて該溶接部を溶接する溶接ガンと、上記溶接ガンの電極が移動する加圧軸の位置を固定し、溶接の際に移動する上記溶接ガンによる溶接のための上記溶接部の加圧が自在で、上記加圧軸と同軸方向に移動し、一方の側が上記治具と当接される上記接合部の他方の側と当接して上記治具と共に上記接合部を挟持自在な溶接位置固定部材とを備えた。

Claims (4)

  1. 車体の一方のワークを他方のワークにスポット溶接により溶接して仮組みする車体の製造装置において、
    上記車体の一方のワークを保持して上記他方のワークに位置決めして接合部で接合する治具と、
    加圧軸に沿って電極が移動され、上記接合部の溶接部に押し付けられて該溶接部を溶接する溶接ガンと、
    上記溶接ガンの電極が移動される加圧軸を設定領域に規制し、上記溶接ガンの電極が移動する加圧軸と同軸方向に移動自在で、上記接合部に当接して該接合部を上記治具と挟持自在であると共に、溶接の際に移動する上記溶接ガンの電極が上記溶接部を溶接のための加圧を自在とする溶接位置固定部材と、
    を備えたことを特徴とする車体の製造装置。
  2. 上記溶接位置固定部材の上記接合部と当接する部位は、上記溶接ガンの固定側電極側に設けられ、上記接合部の上記固定側電極と対向する側の面に当接することを特徴とする請求項１記載の車体の製造装置。
  3. 上記溶接位置固定部材の上記接合部と当接する部位は、上記溶接位置固定部材の移動軸から上記溶接ガンの固定側電極側に向けて延出され、所定に回動自在に設けられていることを特徴とする請求項２記載の車体の製造装置。
  4. 上記治具は、上記車体の上方を接合するアッパー治具であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の車体の製造装置。
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