JP2684685B2

JP2684685B2 - 車体の組立て方法

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Publication number: JP2684685B2
Application number: JP63162708A
Authority: JP
Inventors: 馨奥山
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1988-07-01
Filing date: 1988-07-01
Publication date: 1997-12-03
Anticipated expiration: 2012-12-03
Also published as: JPH0214984A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、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立てる場合に用いて好
適な組立て方法に関するものである。

（従来の技術）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立てる従来の方法としては例えば、
特開昭62−110581号公報に開示された、第６図に示す如
き方法がある。

この方法は、図示しないフレームに支持した位置決め
用ロボットの腕１の先端部に、ワーク形状に対応する形
状のゲージ板２と、そのゲージ板２に対してクランプ部
材を進退移動させるクランプ機構３とからなるワーク受
け治具４を取付ける一方、別に設けた溶接用ロボットの
腕５の先端部に、通常のスポット溶接用溶接ガン６を取
付け、前記ワーク受け治具４を前記位置決め用ロボット
の作動により所定の位置決め位置に配置して、車体の主
要部であるメインボディ７を構成するワークとしてのル
ーフパネル８をゲージ板２とクランプ機構３との作用で
位置決め保持し、前記溶接用ロボットの作動により移動
させた溶接ガン６で、その位置決め状態のルーフパネル
８と、他の図示しない位置決め治具により位置決め保持
した、これもメインボディ７を構成するワークとしての
ボディサイドパネル９とを、前記ゲージ板２の近傍の位
置にてスポット溶接し、他のワークも同様にしてスポッ
ト溶接することにより、メインボディ７を仮組みするも
のである。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上述の如く従来はワーク受け治具と溶接ガ
ンとが別体であったため、ワークの、位置決めする位置
と溶接位置とを別の個所とせざるをえず、しかも、溶接
ガンを配置するスペースを確保するためにワーク受け治
具による位置決め位置を充分には溶接位置に近づけられ
ない場合があり、このことから、溶接位置でのワークの
相対位置精度を高めるのは極めて困難であった。

そして、この問題の解決のためには、ワーク受け治具
のワーク受け面を一方の電極とし、クランプ機構のクラ
ンプ部材を他方の電極として、ワーク受け治具とクラン
プ機構とでワークを位置決め保持した状態でそれらに通
電することにより、位置決め位置と溶接位置とを一致さ
せることが考えられるが、このようにした場合には、溶
接の繰返しによりワーク受け面が消耗して位置決め精度
が低下するという他の問題があった。

この発明は、かかる課題を有利に解決した車体の組立
て方法を提供するものである。

（課題を解決するための手段）この発明の車体の組立て方法は、車体を構成する複数
のワークの接合部位を相互にスポット溶接して車体を組
立てるに際し、前記複数のワークの接合部位を位置決め
部材の位置決め面とそれに対向する溶接用電極とで一緒
に挟持して位置決めし、その位置決め状態で前記位置決
め部材と溶接用電極とに通電することにより前記接合部
位を相互にスポット溶接し、前記スポット溶接を所定回
数行った後、スポット溶接による前記位置決め部材の位
置決め面の消耗量を計測し、その消耗量を補う分だけ前
記位置決め部材を移動させてから次回のスポット溶接を
行うことを特徴とするものである。

そしてこの発明の方法においては、好ましくは、前記
位置決め部材の位置決め面の消耗量を計測する際に、前
記位置決め面の、前記溶接用電極に対向する位置の窪み
量も計測し、前記窪み量が所定値以上となった場合に、
前記位置決め面を平坦になるよう削り取るようにする。

（作用）かかる方法によれば、位置決め部材の位置決め面を一
方の溶接用電極とし、その位置決め面に対向する他方の
溶接用電極をクランプ機構にクランプ部材として設け
て、それら位置決め面と他方の溶接用電極とで、複数の
ワークの接合部位を一緒に挟持して位置決めし、その位
置決め状態でそれら位置決め部材と他方の溶接用電極と
に通電することにより、上記複数のワークの接合部位を
相互にスポット溶接するので、ワークのスポット溶接位
置を位置決め位置と一致させ得て、車体の組立ての際
の、車体を構成する複数のワークの各々のスポット溶接
位置における、それらのワーク相互の位置精度を容易に
高めることができる。

しかもこの方法によれば、位置決め部材の位置決め面
がスポット溶接で消耗しても、所定回数スポット溶接を
行った後は、位置決め部材の位置をその消耗量分修正し
てから次回のスポット溶接を行うので、位置決め精度の
低下を生ずることなしに位置決め部材を溶接用電極とし
て使用することができる。

なお、前記位置決め部材の位置決め面の消耗量を計測
する際に、前記位置決め面の、前記溶接用電極に対向す
る位置の窪み量も計測し、前記窪み量が所定値以上とな
った場合に、前記位置決め面を平坦になるよう削り取る
ようにすれば、通常の溶接電極と異なってワークに対す
る接触面積が広い位置決め面を溶接電極として用いて
も、常に良好なスポット溶接を行い得て、溶接品質を常
に高く維持することができる。

（実施例）以下に、この発明の実施例を図面に基づき詳細に説明
する。

第１図は、この発明の車体の組立て方法の一実施例を
適用する車体組立て装置を示す斜視図であり、図中11
は、自動車車体の組立てラインの、メインボディ組立て
ステージに設置された、車体組立て装置としてのメイン
ボディ組立装置を示す。

ここにおける組立てラインは、メインボディ組立てス
テージに前記左右ボディサイドパネル９やルーフパネル
８の他、ワークとしてのメインフロアパネル、リアパネ
ル、カウルトップアセンブリ、シェルフパネル等の車体
パネルを搬入し、そのステージにて、前記各車体パネル
を、メインボディ組立て装置11により所定の組立精度を
充たすような相対位置に位置決めし、さらにそのメイン
ボディ組立て装置11により、位置決め状態の前記パネル
をスポット溶接で相互に仮止め結合して、車体の組立精
度を主に決定する前記メインボディ７を仮組みし、その
後、シャトルコンベヤ12により図示しない他のいくつか
のステージへそのメインボディ７を搬送し、それらのス
テージでメインボディ７にスポット溶接の増打ちを行う
とともに他の車体パネルをさらに組付けて車体を組立て
るものであり、上記メインボディ組立てステージにおい
てメインボディ７を構成する上記各車体パネルをそれぞ
れ位置決めするため、上記メインボディ組立て装置11
は、図示しないフレームに取付けられた多数の直交座標
型位置決めロボット13を具えており、位置決めロボット
13はそのハンド部として、一台の位置決めロボット13に
つき一個または複数個づつのワーク受け治具14を有する
とともに、所要に応じ、エアシリンダ駆動のクランプ機
構15もハンド部として有する。

ここにおけるワーク受け治具14は、各々、ワーク形状
に対応する形状のワーク受け面を有しており、上記メイ
ンボディ組立て装置11は、各位置決めロボット13の作動
によりそれらのワーク受け治具14、ひいてはそのワーク
受け面をそれぞれ所定の位置に配置することにて、上記
各車体パネルを相互に位置決めし、各クランプ機構15の
作動によりそれらの車体パネルを固定することができ
る。

上記メインボディ組立て装置11はまた、床面に設置さ
れた複数の多関節型位置決め溶接ロボット16（図では一
台のみ示す）を具えており、位置決め溶接ロボット16は
そのハンド部として、位置決め機能をもつ溶接ガン17を
有する。

ここにおける溶接ガン17は、第２図に示すように、溶
接ロボット16の手首部16aに取付けたブラケット18の先
端部に、位置決め面としての平坦なワーク受け面19aを
有する位置決め部材としての銅製のワーク受け電極19
を、絶縁板20を介して固定するとともに、ブラケット18
の側部に、エアシリンダ21とクランプ腕22とをそぞれ枢
支して、エアシリンダ21のピストンロッド21aを、ピン2
3を介しクランプ腕22に連結し、さらに、クランプ腕22
の先端部に電極チップ24を取付けて、そのクランプ腕22
と上記ワーク受け電極19とに、溶接トランス25からの溶
接ケーブル26をそれぞれ接続してなる。

かかる溶接ガン17、ひいてはそのワーク受け電極19
を、溶接ロボット16の作動によって所定の位置決め位置
に配置し、エアシリンダ21の作動によってクランプ腕22
を回動させれば、第２図中仮想線で示すように、二つの
ワーク、例えばルーフパネル８およびボディサイトパネ
ル９を、ワーク受け電極19により位置決めしながらその
電極19と電極チップ24との間に挟持して固定することが
でき、その位置決め固定状態で溶接トランス25からワー
ク受け電極19および電極チップ24に溶接電流を通電すれ
ば、上記両ワークをその位置決め固定位置でスポット溶
接することができる。

上記メインボディ組立て装置11はさらに、上記ワーク
受け電極19のワーク受け面19aの消耗量を計測するため
の、例えばレーザー式の距離センサ27と、上記ワーク受
け面19aの修正用の、例えば円盤状の砥石28aを有する通
常のグラインダ28と、制御装置29とを具えており、ここ
における制御装置29は、通常のCPUとメモリとサーポコ
ントローラとサーポアンプとを有して、上記位置決めロ
ボット13、クランプ機構15、位置決め溶接ロボット16、
溶接ガン17、距離センサ27およびグラインダ28の作動を
制御することができる。

上述したメインボディ組立て装置11に、この実施例で
は第３図に示す処理手順を実行させてメインボディ７の
仮組みを行わせるものとする。

先ずステップ101では、シャトルコンベヤ12によっ
て、メインボディ７を構成する前記各ワークをメインボ
ディ組立てステージに搬入し、次のステップ102では、
位置決めロボット13により各ワークを位置決めし、続く
ステップ103では、位置決め溶接ロボット16により、各
ワークの溶接位置を位置決めしながらスポット溶接す
る。尚、このスポット溶接は、複数の位置決め溶接ロボ
ット16が、各々溶接ガン17を移動させることにより複数
の溶接位置について行い、これによってここでは、ワー
クが相互に接合されてメインボディ７の仮組みが完了す
る。

その後のステップ104では、クランプ機構15を解放作
動させるとともに溶接ガン17のクランプ腕22もワーク受
け電極19に対し後退するよう回動させて各ワークを解放
し、次のステップ105では、上記仮組みしたメインボデ
ィ７をシャトルコンベヤ12によって上記ステージの外に
搬出する。

そして引続くステップ106では、位置決め溶接ロボッ
ト16の作動によって溶接ガン17を、垂直上方の対象物に
対する距離を計測するように配置した距離センサ27の上
方へ移動させ、第４図に示すように、距離センサ27に対
しワーク受け電極19のワーク受け面19aを、ロボット16
の作動プログラム上所定の基準距離Ｌだけ垂直方向へ離
間するように位置させる。

そしてここでは、上記垂直方向位置にて溶接ガン17を
水平方向へ移動させながら、ワーク受け面19aの、図中
仮想線で示すルーフパネル８およびボディサイドパネル
９の如きワークのスポット溶接位置に対応するＢ点と、
その前後のＡ点およびＣ点とについて、ワーク受け面19
aと距離センサ27との距離を計測し、その計測結果の、
Ａ点での距離ａと、Ｂ点での距離ｂと、Ｃ点での距離ｃ
とから、次式によって、ワーク受け面19aの消耗量Ｄ
と、第５図（ａ）に示す如き、Ｂ点の窪み量Ｒとを算出
する。

Ｄ＝ｂ−Ｌ次のステップ107では、上記の式で求めた窪み量Ｒ
が、所定値、例えば0.25mm未満であるか否かを判断し
て、所定値未満であれば直接ステップ109へ進み、所定
値以上であればステップ108でワーク受け電極19のワー
ク受け面19aの修正を行った後ステップ109へ進む。

ここで、上記ステップ108におけるワーク受け面19aの
修正は、第５図（ｂ）に示すように、グラインダ28の砥
石28aの外周面に対しワーク受け電極19を水平方向へ移
動させて、窪み量Ｒ分だけワーク受け面19aを平坦に削
り取ることにて行う。

そしてステップ109では、上記消耗量Ｄの分だけ位置
決め溶接ロボット16の作動プログラムにおける溶接ガン
17のワーク受け面19aの位置を補正し、次のステップ110
では、次のワークの有無を判断して次のワークがあれば
ステップ101から上記処理を繰返し、次のワークがなけ
れば処理を終了する。

従ってこの実施例の方法によれば、スポット溶接の溶
接ガン17でワークを位置決めしながら溶接することによ
りワーク受け面19aが消耗しても、その消耗量分、溶接
ガン17の位置を自動的に補正して、位置決め溶接ロボッ
ト16を作動させるので、ワークの位置決め精度を低下さ
せることなくワークを位置決め位置でスポット溶接し得
て、溶接位置でのワークの相対位置精度を容易に高める
ことができる。

しかも上記実施例によれば、ワーク受け面19aが均一
に消耗せず、そこに過度の窪みが生じた場合にも、ワー
ク受け面19aを自動的に修正するので、常に良好なスポ
ット溶接を行うことができる。

以上図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例
に限定されるものでなく、例えばワーク受け面の形状を
平坦でなく曲面とすることもでき、この場合でも、あら
かじめその形状にドレスした砥石を用いればワーク受け
面の修正を行うことができる。

また、上記実施例ではレーザー式距離センサを用いて
ワーク受け面の消耗量を計測したが、他の種類の非接触
式センサや、接触式センサを用いることも可能である。

（発明の効果）かくしてこの発明の方法によれば、ワークのスポット
溶接位置を位置決め位置と一致させ得て、車体の組立て
の際の、車体を構成する複数のワークの各々のスポット
溶接位置における、それらのワーク相互の位置精度を容
易に高めることができ、しかもこの方法によれば、位置
決め精度の低下を生ずることなしに位置決め部材を溶接
用電極として使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の車体の組立て方法の一実施例を適用
する車体組立て装置を示す斜視図、第２図は上記装置の、位置決め機能を持つ溶接ガンを示
す正面図、第３図は上記装置に上記実施例の方法を実行させるため
の処理手順を示すフローチャート、第４図はワーク受け面の計測方法を示す説明図、第５図（ａ），（ｂ）はワーク受け面の窪みの状態およ
びその修正方法を示す説明図、第６図は従来の車体組立て装置を示す斜視図である。７……メインボディ、16……位置決め溶接ロボット 17……溶接ガン、27……距離センサ 28……グラインダ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車体を構成する複数のワークの接合部位を
相互にスポット溶接して車体を組立てるに際し、前記複数のワークの接合部位を位置決め部材の位置決め
面とそれに対向する溶接用電極とで一緒に挟持して位置
決めし、その位置決め状態で前記位置決め部材と溶接用
電極とに通電することにより前記接合部位を相互にスポ
ット溶接し、前記スポット溶接を所定回数行った後、スポット溶接に
よる前記位置決め部材の位置決め面の消耗量を計測し、
その消耗量を補う分だけ前記位置決め部材を移動させて
から次回のスポット溶接を行うことを特徴とする、車体
の組立て方法。
【請求項２】前記位置決め部材の位置決め面の消耗量を
計測する際に、前記位置決め面の、前記溶接用電極に対向する位置の窪
み量も計測し、前記窪み量が所定値以上となった場合に、前記位置決め
面を平坦になるように削り取ることを特徴とする、請求
項１記載の車体の組立て方法。