JP2895904B2 - 自動車車体の組立装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自動車車体の組立装置に関する。

（従来技術） 自動車の組付においては、サイドボディとアンダボデ
ィ（フロア）とを組立てる工程があるが、この組立装置
としては、特公昭59−21827号公報に示すように、搬入
されるサイドボディを受取り、それをアンダボディに接
近させて位置決めをし、その位置決め状態を保持した状
態で、溶接ロボットにより、サイドボディとアンダボデ
ィとの溶接を行うものが一般的である。

しかし、上記のような組立装置においては、搬入箇所
において、サイドボディとアンダボディとの溶接が行わ
れる構成であるため、搬入作業が終了するまで溶接ロボ
ットは待機しなければならず、溶接ロボットの作動効率
は好ましいものとはなっていない。

これに対して、サイドボディを受取って該サイドボデ
ィをアンダボディに対して位置決めするプリセット装置
と、搬入されるサイドボディを保持治具を介して受取っ
て該サイドボディを該保持治具ごと前記プリセット装置
に受渡すと共に、該プリセット装置が位置決めしたサイ
ドボディを前記アンダボディに仮付けして仮組付体を形
成する作業ロボットと、を備える自動車車体の組立装置
が考えられている。

この組立装置によれば、サイドボディとアンダボディ
との仮組付体を形成することから、その仮組付体自体
を、組付後、順次、搬送することができることになり、
その搬送側に溶接ロボットを設けるようにすれば、その
溶接ロボットによる溶接作業と上記仮組付作業とを流れ
作業とすることができることになる。このため、溶接ロ
ボットは搬送されてくる仮組付体を順次、溶接すること
ができることになり、溶接ロボットの溶接作動効率を向
上させることができることになる。

また、作業ロボットが、サイドボディを保持治具ごと
プリセット装置に受渡して、サイドボディをプリセット
装置によりアンダボディに対して位置決めする一方、プ
リセット装置が位置決めしたサイドボディを作業ロボッ
トがアンダボディに仮付けして仮組付体を形成すること
から、アンダボディに対するサイドボディの位置決め精
度を高いものにしつつ、アンダボディに対するサイドボ
ディの仮付け作業の自由度を高めることができることに
なる。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、上記組立装置においては、溶接ロボットの作
動効率を向上させること等はできるものの、作業ロボッ
トは、単に、プリセット装置にサイドボディを受渡すと
共に該サイドボディをアンダボディに仮付けするだけの
作動しか有しておらず、作業ロボットの待機時間は少な
くない。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、その目的
は、サイドボディを受取って該サイドボディをアンダボ
ディに対して位置決めするプリセット装置と、搬入され
るサイドボディを保持治具を介して受取って該サイドボ
ディを該保持治具ごと前記プリセット装置に受渡すと共
に、該プリセット装置が位置決めしたサイドボディを前
記アンダボディに仮付けして仮組付体を形成する作業ロ
ボットと、を備える自動車車体の組立装置において、作
業ロボットの作動効率を向上させることにある。

（問題点を解決するための手段、作用） かかる目的を達成するために本発明にあっては、サイ
ドボディを受取って該サイドボディをアンダボディに対
して位置決めするプリセット装置と、搬入されるサイド
ボディを保持治具を介して受取って該サイドボディを該
保持治具ごと前記プリセット装置に受渡すと共に、該プ
リセット装置が位置決めしたサイドボディを前記アンダ
ボディに仮付けして仮組付体を形成する作業ロボット
と、を備える自動車車体の組立装置であって、 前記作業ロボットは、前記仮組付体に対して構成物品
を投入するように設定されている構成としてある。

上述の構成により、いままでの作動の他に、仮組付体
に対して構成物品を投入することから、作業ロボットを
有効に活用することができることになり、作業ロボット
の待機時間を少なくすることができることになる。この
ため、作業ロボットの作動効率を向上させることができ
ることになる。

しかも、上記仮組付体が高い位置決め精度の下で形成
され、その仮組付体の組付精度が高い状態にあることを
利用して、投入すべき構成物品の位置決め精度を高める
ことができることになり、投入すべき構成物品を正規の
状態に的確にセットできることになる。

勿論前提として、前述の如く、溶接ロボットの溶接作
動効率を向上させることができると共に、アンダボディ
に対するサイドボディの位置決め精度を高いものにしつ
つ、アンダボディに対するサイドボディの仮付け作業の
自由度を高めることができることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図、第２図は組立装置（ライン）を示している。
この組立装置には、第１、第２ステーション１、２が設
けられており、この第１、第２ステーション１、２を貫
いて搬送手段としてシャトルフィーダ３が延びている。

前記第１ステーション１においては、第１図〜第３図
に示すようにアンダボディ４がシャトルフィーダ３によ
り順次、搬送されてくるようになっており、その一方、
左右一対のサイドボディ５がハンガ装置６により第１ス
テーション１におけるシャトルフィーダ３上方の所定位
置に搬送されてくるようになっている。このサイドボデ
ィ５には、例えば第６図に示すような複数個所Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ、Ｅにおいて、第７図〜第10図で拡大して示すよ
うに、予め爪７が立設されており、この寸法は、第７図
において例えばl₁＝20mm、l₂＝l₃＝12mmとされる。

前記第１ステーション１においては、第１図〜第３図
に示すように、前記シャトルフィーダ３の両側にプリセ
ット装置8a（8b）と作業ロボット9a（9b）とがそれぞれ
設けられている。プリセット装置8a（8b）は、第３図〜
第５図に示すように、基台10を有しており、その基台10
上には一対のガイドレール11と一対のガイド板12とが設
けられている。一対のガイドレール11は所定間隔をあけ
てシャトルフィーダ３に直交するように設けられてお
り、一対のガイド板12はシャトルフィーダ側３において
一対のガイドレール11よりも外側に配置されている。一
対のガイドレール11上には載置台13が設けられている。
その載置台13の下面には、ガイド溝を有する一対のレー
ル14が、一対のガイドレールと同方向に延びるようにし
て取付けられ、その一対のレール14のガイド溝と前記一
対のガイドレール11とが嵌合していて、この両者のガイ
ド機構に基づき、載置台13は、シャトルフィーダ３に対
して接近・離間可能となっている。また、この載置台13
は、シャトルフィーダ３が延びる方向（第４図、第５図
中、左右方向）の長さが前記一対のガイド板12間の長さ
に略等しくされており、載置台13がシャトルフィーダ３
側に接近したときには、第４図、第５図に示すように一
対のガイド板12により載置台13の側面がガイドされるよ
うになっている。また、基台10上にはシリンダ装置15が
設けられている。このシリンダ装置15は上記載置台13に
連結されており、このシリンダ装置15により、載置台13
に対して移動のための駆動力が付与されることになって
いる。また載置台13上には一対の支柱16が立設されてお
り、この一対の支柱16には、第５図中において簡略に示
すが、後述のマテハン治具21を固定するチャック装置18
が設けられている。

前記作業ロボット9a（9b）は、アーム19を有してお
り、そのアーム19はあらゆる方向に自由に移動できるよ
うになっている。そのアーム19先端部には、把持部20
（ロボットハンド）が設けられており、把持部20は各種
のマテハン治具を把持できるようになっている。そのマ
テハン治具としては、この組立工程においては、サイド
ボディ把持用のマテハン治具21（第５図参照）、パッケ
ージトレイ把持用マテハン治具41（第19図参照）、カウ
ルダッシュ把持用マテハン治具33（第16図、第17図参
照）が用いられる。

この作業ロボット9a（9b）には所定のティーチングが
なされている。その内容について、第１ステーション１
での組立順序に従って説明すると、先ず、前述したよう
に、第２図、第３図に示すように、ハンガ装置６により
サイドボディ５が第１ステーション１の所定位置に搬送
されると、作業ロボット9a（9b）は、図示を略すマテハ
ン治具置場からサイドボディ把持用マテハン治具21を把
持して取出し、そのマテハン治具21により、ハンガ装置
６からサイドボディ５を受取る。このマテハン治具21に
も、車種に応じて幾つかの種類が用意されており、それ
らには、いずれも、第５図に示すように、サイドボディ
５を適切にクランプできるように、複数のクランプ装置
22が取付けられている。ハンガ装置６からサイドボディ
５を受取ると、作業ロボット9a（9b）は、第３図、第５
図に示すように、マテハン治具21と共に、サイドボディ
５を前記プリセット装置8a（8b）に受渡すようになって
おり、これに伴って、プリセット装置8a（8b）は、サイ
ドボディ５を保持するマテハン治具21をチャック装置18
により支柱16に対して固定するようになっている。この
ように、マテハン治具21ごとプリセット装置8a（8b）に
受渡すため、サイドボディ５自体の受渡しの場合より
も、位置決め精度低減に及ぼす影響は少なく、しかも、
その受渡し作業が円滑かつ迅速に行われることになる。

プリセット装置8a（8b）が、サイドボディ５を保持す
るマテハン治具21を受取ると、載置台13がシャトルフィ
ーダ３に接近することになり、シャトルフィーダ３上の
アンダボディ４に対してサイドボディ５が位置決めされ
る。この位置決めは、前述のプリセット装置8a（8b）の
ガイド機能に基づいて行われるため、その精度は高いも
のとなっている。

一方、作業ロボット9a（9b）が、サイドボディ５を保
持するマテハン治具21をプリセット装置8a（8b）に対し
て受渡すと、第11図に示すようなクリンチングユニット
23を把持するようになっている。このクリンチングユニ
ット23は、受台24と、該受台24から突出する支持部25
と、該受台24上に保持されるシリンダ装置26と、該シリ
ンダ装置26のピストンロッド27にリンク機構28を介して
保持される折曲げ部材29とから概略構成されている。こ
のクリンチングユニット23を作業ロボット9a（9b）が把
持すると、作業ロボット9a（9b）は、第６図に示すよう
な各個所Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ等に該クリンチングユニッ
ト23を順次、移動し、該クリンチングユニット23により
第11図〜第13図に示すように各爪７を折曲げるようにな
っている。すなわち、各個所Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ等で
は、先ず、第11図に示すように、作業ロボット9a（9b）
が、受台24の支持部25をサイドボディ５の爪７板面に当
てがうと、シリンダ装置26のピストンロッド27が伸張し
て折曲げ部材29に押圧力を与え、爪７の折曲げを開始す
る。そして、これが進んで、ピストンロッド27がさらに
伸張すると、爪７は、第12図、第13図に示すように、ア
ンダボディ４側のパネルを巻込んだような状態にまで折
曲げられ、サイドボディ５はアンダボディ４に仮付けさ
れ、仮組付体30が形成されることになる。

作業ロボット9a（9b）が各個所Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ等
の各爪７を折曲げて仮組付体30を形成し終えると、両作
業ロボット9a、9bはクリンチングユニット23を外し、そ
の後、第14図に示すように、一方の作業ロボット9aが構
成部品としてのカウルダッシュ31の投入を、他の作業ロ
ボット9bが構成部品としてのパッケージトレイ32の投入
を開始するように設定されている。

一方の作業ロボット9aによるカウルダッシュ31の投入
について第１図、第14図〜第17図に基づき説明すると、
作業ロボット9aは、先ず、カウルダッシュ把持用マテハ
ン治具33をマテハン治具置場34において把持し、その
後、マテハン治具33を介してカウルダッシュ31を保持す
るようになっている。マテハン治具33は、第16図、第17
図に示すように、長尺部材とされており、その下面部に
は、複数のラフガイドピン35と複数のガイドピン36とが
設けられており、この両種のガイドピン35、36によりカ
ウルダッシュ31とマテハン治具33との位置決めがなされ
るようになっている。尚、カウルダッシュ31には、ガイ
ドピン36に対応する位置決め穴が予め形成されている。
また、マテハン治具33には、該マテハン治具33の長手方
向両端部において、押え部37と、シリンダ装置38により
駆動される開閉爪39とがそれぞれ設けられており、この
両者37、39により、上述の位置決めされたカウルダッシ
ュ31を挟持できるようになっている。40は作業ロボット
9aが把持する被把持部である。

このようなマテハン治具33を作業ロボット9aが把持
し、そのマテハン治具33にカウルダッシュ31が保持され
ると、作業ロボット9aは、第14図、第15図に示すように
（第15図中、一点鎖線はマテハン治具の軌跡を示す）、
カウルダッシュ31だけを仮組付体30の前部に投入し、そ
の後、マテハン治具33を把持した状態で前記マテハン治
具置場34に戻ることになっている。そして、この後、作
業ロボット9aは、マテハン治具33の把持を解除して該マ
テハン治具33を外し、その後、ハンガ装置６から次のサ
イドボディ５を受取るべく、原位置に復帰することにな
る。

次に、他方の作業ロボット9bによるパッケージトレイ
32の投入について、第１図、第14図、第18図〜第20図に
基づき説明すると、作業ロボット9bは、パッケージトレ
イ把持用マテハン治具41をマテハン治具置台42で把持
し、そのマテハン治具41を介してパッケージトレイ32を
パッケージトレイ置台43から取出すようになっている。
具体的には、パッケージトレイ置台43は、第19図、第20
図に示すように、パッケージトレイ保持装置44を有して
おり、そのパッケージトレイ保持装置44には、シリンダ
装置45（46）により駆動されるクランパ47（48）が設け
られていて、このクランパ47（48）により、パッケージ
トレイ32は、その板面が起立した状態で保持されるよう
になっている。本実施例に係るパッケージトレイ保持装
置44においては、４ドア車用クランパ47と２ドア車用ク
ランパ48とが設けられており、パッケージトレイ32の種
類に応じてクランパが選択されるようになっている。
尚、第19図、第20図には４ドア車用パッケージトレイが
保持された状態を示す。一方、マテハン治具41は、第19
図に示すように、パッケージトレイ32の孔49を利用した
構成となっている。すなわち、マテハン治具41は、長尺
の基板50に拡縮可能な一対の爪機構51をパッケージトレ
イ32の孔間隔49に対応させて設ける構成となっており、
この爪機構51を縮み状態でパッケージトレイ32の孔49に
挿入し、挿入後に該爪機構51を拡開することにより、そ
の爪機構51と、パッケージトレイの孔49に挿入されない
部分とで、パッケージトレイ保持装置44により起立され
たパッケージトレイ32が挟持されることになっている
（第20図中、52は挟持位置を示す）。

尚、53は爪機構51を駆動するシリンダ装置で、この部
分が作業ロボット9bにより把持される。また、54は、パ
ッケージトレイ取出装置54で、この装置54により、パッ
ケージトレイ32は、順次、パッケージトレイ保持装置44
に供給されることになる。

このようなマテハン治具41を作業ロボット9bが把持
し、そのマテハン治具41にパッケージトレイ32で保持さ
れると、パッケージトレイ保持装置44はパッケージトレ
イ32の保持を解除することになり、これにより、作業ロ
ボット9bは、第14図、第18図（第18図中、一点鎖線はマ
テハン治具41の軌跡を示す）に示すように、パッケージ
トレイ32だけを仮組付体30の後部に投入し、その後、マ
テハン治具41を把持した状態で前記マテハン治具置台42
に戻ることになっている。そして、この後、マテハン治
具41の把持を解除して該マテハン治具を外し、その後、
ハンガ装置６から次のサイドボディ５を受取るべく、原
位置に復帰することになっている。

次に第２ステーション２について第１図、第２図、第
21図〜第24図に基づいて説明する。この第２ステーショ
ン２の所定位置には、パッケージトレイ32及びカウルダ
ッシュ31の投入を終えた仮組付体30がシャトルフィーダ
３によって搬送されることになっている。

この第２ステーション２の所定位置を挟んで両側に
は、第１図に示すように位置決め装置55と溶接ロボット
56とがそれぞれ配設されている。

先ず、位置決め装置55について説明すると、位置決め
装置55においては、固定ベース57上にガイドレール58を
介してスライドベース59が設けられており、スライドベ
ース59は、第22図、第24図に示すように、ガイドレール
58に案内されつつシャトルフィーダ３に対して接近・離
間可能となっていて、その駆動は、シリンダ装置60によ
って行われることになっている。このスライドベース59
上には、シャトルフィーダ３の延び方向両側において支
持台61が設けられており、その各支持台61上には軸受62
がそれぞれ設けられている。この両軸受62には回転軸63
が回転可能に支持されており、この回転軸63には、モー
タ64の回転力が減速機65を介して伝達されるようになっ
ている。回転軸63には、第21図、第24図に示すように、
複数の治具取付けベース66が設けられている。この治具
取付けベース66の周面には、本実施例においては、３つ
の治具取付け面67が形成されており（第24図参照）、そ
の各治具取付け面67には、車種に応じた治具（図示略）
がそれぞれ設けられ、その各治具には、位置決めのため
に用いる複数のクランパ装置等（図示略）が設けられる
ことになている。この治具は、後退位置（第24図中、仮
想線の位置）で、前記回転軸63に設けられた回転板68と
シリンダ装置69のピストンロッドとにより割出され、そ
の割出された治具が前進位置に位置され、その位置で搬
送されてきた仮組付体30の位置決めが該治具に取付けら
れた複数のクランパ等によってなされることになってい
る。このような位置決め装置55における治具、クランパ
装置等については、既に公知であるので、これ以上の説
明は省略する。

次に溶接ロボット56について説明する。上記位置決め
装置55の両側（第23図中、左右側）には基枠70が設けら
れており、その各基枠70に溶接ロボット56がそれぞれ取
付けられている。

この溶接ロボット56は、前記位置決め装置55によって
仮組付体30が位置決めされた後に、作動するように設定
されており、この作動により、仮組付体30の所定個所、
前述のパッケージトレイ32、カウルダッシュ31等が溶接
されることになっている。

また、この第２ステーション２では、仮組付体30にル
ーフ71が取付けられることになっている。72は、そのル
ーフ71を搬送する搬送装置である。

尚、第24図中、73はアンダボディ台車治具である。

したがって、上記装置においては、第１ステーション
１で、サイドボディ５とアンダボディ４との仮組付体30
を形成することから、第１ステーション１で、仮組付体
30を形成した後、順次、その仮組付体30を第２ステーシ
ョン２へ搬送することができ、第１ステーション１での
仮組付体30の仮組付作業と第２ステーション２での溶接
ロボット56による溶接作業とを流れ作業とすることがで
きることになり、溶接ロボット56は、搬入・位置決め作
業のために待機する必要はなく、搬送されてくる仮組付
体30を順次、溶接することができることになる。このた
め、溶接ロボット56の作動効率を向上させることができ
ることになる。

また、仮組付作業（搬入・位置決め作業）と溶接作業
とを、異なったステーションで別々に行うことから、第
１ステーション１では溶接作業のことを、また、第２ス
テーション２では仮組付作業のことを考慮する必要はな
くなり、第１、第２ステーションでは１、２では該各ス
テーション独自の作業の制御だけを行えばよくなる。こ
のため、組立装置の作動制御は簡素化されることにな
る。

さらに、第１ステーション１では、作業ロボット9a
（9b）を利用して、パッケージトレイ32、カウルダッシ
ュ31を仮組付体30に対して投入することから、いままで
以上に、作業ロボット9a（9b）の有効活用が図られるこ
とになり、作業ロボットの9a（9b）の待機時間を少なく
することができることになる。このため、溶接ロボット
56だけでなく、作業ロボット9a（9b）の作動効率も向上
させることができることになる。

さらにまた、第１ステーション１で、ガイドされつつ
往復動のみするプリセット装置8a（8b）により位置決め
するため、その位置決めは精度の高いものとなり、その
精度の高い状態で仮組付体30が形成されることになる。
このため、仮組付体30が位置決め精度の良い状態で組付
けられていることから、第２ステーション２での溶接に
際しての位置決め装置55の位置決め負担はかなり軽減さ
れることになる。

以上実施例について説明したが、本発明にあっては次
のようなものを包含する。

車種の増加に対応するために第２ステーションを増や
すこと。

作業ロボット9a（9b）が投入する構成部品はパッケー
ジトレイ、カウルダッシュに限らず、他の構成部品でも
よいこと。

（発明の効果） 本発明は以上述べたように、サイドボディを受取って
該サイドボディをアンダボディに対して位置決めするプ
リセット装置と、搬入されるサイドボディを保持治具を
介して受取って該サイドボディを該保持治具ごと前記プ
リセット装置に受渡すと共に、該プリセット装置が位置
決めしたサイドボディを前記アンダボディに仮付けして
仮組付体を形成する作業ロボットと、を備える自動車車
体の組立装置において、作業ロボットの作動効率を向上
させることができると共に、投入すべき構成物品を正規
の状態に的確にセットできることになる。

しかも、前提として、前述の如く、溶接ロボットの溶
接作動効率を向上させることができると共に、アンダボ
ディに対するサイドボディの位置決め精度を高いものに
しつつ、アンダボディに対するサイドボディの仮付け作
業の自由度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を説明する平面図、 第２図は本発明の実施例を説明する正面図、 第３図は第１ステーションでのサイドボディの受渡しを
説明する説明図、 第４図はプリセット装置を説明する簡略平面図、 第５図はプリセット装置にマテハン治具がセットされた
状態を説明する正面図、 第６図はサイドボディの爪の存在個所を説明する説明
図、 第７図は爪を説明する拡大正面図、 第８図は第６図におけるＡ部分の拡大図、 第９図は第６図におけるＢ部分の拡大図、 第10図は第６図におけるＣ部分の拡大図、 第11図はクリンチングユニットを説明する正面図、 第12図は第11図の作動状態図、 第13図は爪の折曲げを説明する説明図、 第14図は、作業ロボットによるカウルダッシュ、パッケ
ージトレイの投入を説明する平面図、 第15図はカウルダッシュの投入を説明する説明図、 第16図はカウルダッシュの投入に用いるマテハン治具を
説明する平面図、 第17図は第16図の正面図、 第18図はパッケージトレイの投入を説明する説明図、 第19図はパッケージトレイ保持装置を説明する正面図、 第20図は第19図の左側面図、 第21図は第２ステーションを説明する斜視図、 第22図はシャトルフィーダを基準にして一方側の第２ス
テーションの状態を説明する平面図、 第23図は第22図の正面図、 第24図は第22図の右側面図である。 ４…アンダボディ ５…サイドボディ 8a、8b…プリセット装置 9a、9b…作業ロボット 30…仮組付体 31…カウルダッシュ 32…パッケージトレイ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−152984（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−113783（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23P 21/00 303 B62D 65/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サイドボディを受取って該サイドボディを
   アンダボディに対して位置決めするプリセット装置と、
   搬入されるサイドボディを保持治具を介して受取って該
   サイドボディを該保持治具ごと前記プリセット装置に受
   渡すと共に、該プリセット装置が位置決めしたサイドボ
   ディを前記アンダボディに仮付けして仮組付体を形成す
   る作業ロボットと、を備える自動車車体の組立装置であ
   って、 前記作業ロボットは、前記仮組付体に対して構成物品を
   投入するように設定されている、 ことを特徴とする自動車車体の組立装置。