JP2928336B2

JP2928336B2 - 溶接搬送装置

Info

Publication number: JP2928336B2
Application number: JP2139099A
Authority: JP
Inventors: 通生桧垣
Original assignee: Matsuda KK
Current assignee: Matsuda KK
Priority date: 1990-05-28
Filing date: 1990-05-28
Publication date: 1999-08-03
Anticipated expiration: 2014-08-03
Also published as: JPH0433798A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は溶接搬送装置に係り、詳しくは、複数種のワ
ークを連続的に溶接する組立ラインに設けられる溶接搬
送装置に関するもので、例えば自動車の車体組立ライン
等に用いられるものである。

〔従来の技術〕

自動車の組立ライン等では、従来より、複数車種の車
体を組み立てるために、回転治具手段が用いられること
が多い。その回転治具手段は、被組付体の搬送ラインに
対応して配置され、その搬送ラインにおける所定の組付
位置上の被組付体に対して進退移動自在に構成され、車
種信号に基づいて、所要の組付部材を対応する治具で受
け取り、それを組付姿勢に回転割り出しした後、被組付
体に対して前進させ、組付手段で組み付けをおこなうよ
う構成されていた。しかし、このような装置では、組付
部材を受け取らせる作業とその組付部材を組み付ける作
業とが、離れた位置で別々におこなわれていたため、生
産性の向上に難点があった。

そこで、例えば、特開昭61−235280号公報には、回転
治具手段そのものを移動させることなく、組付部材の受
け取り作業と組み付け作業とを併せおこなうことができ
るようにした装置が提案されている。これは、回転治具
手段を移動させるかわりに、組付部材を把持する治具を
シリンダ装置で被組付体に対して進退移動自在に構成
し、組み付け作業時に、そのシリンダ装置を作動させ
て、組付部材を被組付体に対して前進させるようにした
ものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記したような従来の回転治具手段は地上
に配置され、治具に把持させた組付部材を、被組付体に
対して側方から前進させるように構成されている場合が
多かった。したがって、その装置を配置するためには、
比較的に広いスペースを要するという難点があった。

省スペースを実現しつつ、能率のよい組立ラインを完
成するためには、回転治具手段や組付手段等と共に、各
作業位置間やステーション間で被組付部材や組付部材を
搬送する搬送手段を、立体的にコンパクトに配置するこ
とが考えられる。しかし、そのように立体的に構成する
場合、搬送手段によって搬送される被組付部材等が、他
の手段や部材と干渉することのないようにするととも
に、各装置間にアイドルスペースを要することなく、複
数の装置間にアイドルスペースを要することなく、複数
の装置を適宜に組み合わせて効率よく配列展開できるよ
うにすることが望ましい。このような点については、組
付装置として溶接手段を採用した場合においても同様で
ある。

本発明はこのような事情を考慮してなされ、省スペー
スを実現しつつ複数の装置を効率よく配列展開して、ア
イドルタイムを発生させることなく、複数の車種の車体
を連続的に能率よく組み付けることができる溶接搬送装
置を提供することを課題としている。

〔課題を解決するための手段〕

複数種のワークを連続的に溶接する組立ラインに設け
られる溶接搬送装置にあって、前記課題を解決するため
に、ワークを作業位置に位置決めする複数の位置決め治
具が個々に作業位置に回転割り出し可能に設けられ、か
つその作業位置に割り出された位置決め治具上のワーク
を、その作業位置よりも上方の搬送位置に挙上させ、あ
るいは、その搬送位置から作業位置に降下させるリフタ
ーが設けられている回転治具手段と、その回転治具手段
の上方に設けられ、上記作業位置に割り出されたワーク
を溶接する溶接手段と、前記搬送位置にあるワークを、
少なくとも回転割り出し中の上記回転治具手段と干渉す
ることのない挙上位置に挙上させ、あるいはその挙上位
置にあるワークを前記搬送位置に降下させる昇降機構
と、上記搬送位置または挙上位置にあるワークを搬出
し、あるいは上記搬送位置または挙上位置にワークを搬
入する移動機構とを有する搬送手段を、上記回転治具手
段と溶接手段との間に設けている。

〔作用〕

ワークが搬送位置に搬入される前に、例えば車種検出
手段等からの車種信号に基づいて、予め、対応する位置
決め治具が、作業位置に割り出される。ワークが、搬送
位置に搬入されると、その位置に挙上したリフターによ
って受けられて、位置決め治具上の作業位置に降下され
て位置決めされ、その位置で、溶接手段により溶接され
る。溶接されたワークは、リフターによって、搬送位置
に挙上されて、搬送手段によって次の溶接搬送装置へ搬
出される。

次の溶接搬送装置では、その搬送位置に搬入されたワ
ークを、リフターで、作業位置に割り出されて待機して
いる位置決め治具上に降下させ、その位置で、同様に次
の溶接作業をおこなうことができる。

上記の工程において、後のワークが、先のワークと異
なる場合には、先のワークを搬出する際に、昇降機構に
よって挙上位置に挙上させることによって、その先のワ
ークと干渉することなく、後のワークのために、位置決
め治具の回転割り出しをおこなうことができる。また、
搬入される後のワークをも、挙上位置に挙上させること
によって、その割り出し回転中の位置決め治具と干渉し
ないようにすることができる。つまり、搬送手段は、昇
降機構によって搬送位置または挙上位置のいずれの位置
にワークを把持した状態でも、移動機構によって次の装
置にワークを搬送できるように構成されている。よっ
て、搬入されるワークが、先のワークと同一種の場合に
は、位置決め治具の回転割り出しは不要となるため、そ
のワークは、搬送位置に把持された状態で搬送するもの
とし、先のワークと異なるワークを搬入する場合にの
み、両ワークを昇降機構によって挙上位置に挙上するよ
うにすればよい。したがって、異種ワーク間においても
待機を要することなく、搬入・搬出をおこなうことがで
きる。

このように、各手段を上下の立体配置として、各手段
相互間における作動性を阻害する要因をなくすととも
に、回転割り出し中の位置決め治具と干渉することな
く、ワークを搬入・搬出できることから、複数種のワー
クの組付作業をアイドルタイムを発生させることなく連
続的に能率よく進捗させることができる。そして、溶接
搬送装置を複数配列する場合においても、各装置間に待
機のためのアイドルスペースを設ける必要がなくなり、
装置間スペースを削減することもできる。なお、配置す
る溶接搬送装置や溶接手段の数、および溶接手段によっ
ておこなわれる組付作業の内容は適宜に設定されてよ
く、例えば単一の溶接搬送装置を別の組付装置と組み合
わせて配置してもよい。また、同一内容の組付作業を複
数の溶接搬送装置におこなわせて、より多くの車種に対
応させることもできる。

さらに、このような溶接搬送装置を構成する各手段、
すなわち回転治具手段、溶接手段および搬送手段は、上
述したように、上下に立体的に配置さているので、例え
ばピット内に回転治具手段を設け、その回転治具手段
と、その上方に配置した溶接手段との間に搬送手段を地
上レベルに配置することにより、前述した装置間の省ス
ペースと併せて幅方向の効果的な省スペースをも実現す
ることができる。

〔発明の効果〕

本発明の溶接搬送装置は、搬送手段を、回転治具手段
と溶接手段との間に設けているので、三者が機能的な立
体構成になっており、装置の幅方向の効果的な省スペー
スを実現することができ、工場のレイアウトの自由度を
向上させることができる。

そして、異種のワークが連続する場合には、両ワーク
を昇降機構によって挙上位置に退避させることにより、
両ワークを、回転割り出し中の回転治具手段と干渉させ
ることなく、搬入・搬出することができる。そのため、
待機を要さず、装置間スペースを削減することができ
る。また、上下の立体配置により、各手段相互間におい
ても作動性を阻害する要因をなくしている。よって、本
装置を、アイドルスペースを設けることなく適宜シリー
ズに組み合わせて組立ラインに効率よく配列展開し、多
種のワークの組付作業を、アイドルタイムを生じること
なく、連続して能率よくおこなうことができる。

〔実施例〕

以下に、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

本実施例に示す溶接搬送装置は、省スペースを実現
し、かつシリーズに展開でき、アイドルタイムやアイド
ルステーションを発生させることなく、複数車種の車体
構成品を連続的に能率よく組み付けることができるよう
に、以下のように構成される。

第４図に示すように、溶接搬送装置１は、ワークとな
る複数車種の車体構成品２を連続的に組み付ける車体組
立ライン３の溶接組付ステーション４に３基シリーズに
設けられている。各装置1A,1B,1Cは略同一の構成をな
し、第１図に示すように、搬入されるワーク２に対応す
る位置決め治具11を作業位置５に割り出し可能な回転治
具手段７と、作業位置５に割り出された位置決め治具11
上のワーク２を溶接する溶接手段８と、その回転治具手
段７と溶接手段８との間に設けられる搬送手段９とを具
備している。

その回転治具手段７は、ピット10内に据え置かれ、各
ワーク２を係脱自在に固定する三つの位置決め治具11を
有し、各ワーク２をそれぞれ作業位置５に位置決めでき
るように、略水平な枢軸12を軸としてモータ30（第４図
参照）により回転駆動されるとともに、その作業位置５
から上方の搬送位置６にワーク２を挙上するリフター41
を具備している。

溶接手段８は、地上に立設されたコラム13A,13Bに設
けられ、回転治具手段７によって、作業位置５に割り出
されたワーク２を溶接する溶接ロボットよりなる。な
お、各溶接搬送装置1A,1B,1Cでは、内容の異なるシーケ
ンシャルな溶接作業がおこなわれ、三種のワーク２を連
続して溶接できるようにしている。

搬送手段９は、その両コラム13A,13Bの略中間部位に
略水平に配置され、昇降機構14（第２図参照）と移動機
構15（第４図参照）とを有している。その昇降機構14
は、作業位置５にあるワーク２を、位置割り出しのため
に回転する位置決め治具11と干渉することのない挙上位
置17（二点鎖線で示す）に挙上させ、あるいはその挙上
位置17にあるワーク２を搬送位置６に降下させる動作を
おこなう。一方、移動機構15は、挙上位置17に挙上され
たワーク２を次の溶接搬送位置１に搬出する。なお、第
１図中、Ｒ（一点鎖線て示す）は位置決め治具11の最大
旋回径を示す。

このように構成される各溶接搬送装置1A,1B,1Cが配置
されている溶接組付ステーション４（第４図参照）で
は、前の作業ステーション18で、必要な組付部材を仮付
けされたワーク２が、オーバーヘッドコンベヤ（図示省
略）で、最上流側の溶接搬送装置1Aに搬入される前に、
別途配置されている車種検出手段等からの車種信号に基
づいて、予め、対応する位置決め治具11が、作業位置５
に割り出される。ワーク２が、搬送位置６に搬入される
と、上昇したリフター41によって受けられて、位置決め
治具11上の作業位置５に降下された後位置決めされ、溶
接手段８により溶接される。溶接されたワーク２は、リ
フター41によって、搬送位置６に挙上されて、搬送手段
９によって次の溶接搬送装置1Bへ搬出される。

次の溶接搬送装置1Bでは、その搬送位置６に搬入され
たワーク２を、リフター41で、作業位置５に割り出され
て待機している位置決め治具11上に降下させ、その作業
位置５で、同様に次の溶接作業がおこなわれる。

上記の工程において、後のワーク２が、先のワーク２
と異なる場合には、先のワーク２を昇降機構14によって
挙上位置17に挙上することにより、その先のワーク２と
干渉することなく、後のワーク２のために、位置決め治
具11の回転割り出しをおこなうことができる、つまり、
挙上位置17にある先のワーク２は、位置決め治具11の最
大旋回径Ｒの外側に位置している。また、後のワーク２
の搬入についても、昇降機構14によって挙上位置17に挙
上することによって、割り出し回転中の位置決め治具11
と干渉しないようにすることができる。よって、異種ワ
ーク間でも、待機のためのスペースや時間を必要としな
い。

搬送手段９は、昇降機構14によって搬送位置６または
挙上位置17のいずれの位置にワーク２を把持した状態で
も、移動機構15によってワーク２を搬送できるように構
成されている。したがって、先のワーク２と同一種のワ
ーク２を溶接し、かつ搬送する場合には、位置決め治具
11の回転割り出しは不要となるため、そのワーク２は、
搬送位置６に把持された状態で搬送するものとし、先の
ワーク２と異なるワーク２を搬送する場合にのみ、両ワ
ーク2,2を昇降機構14によって挙上位置17に挙上するよ
うにすればよい。この場合、ワーク２は挙上位置17のま
ま搬送してもよいし、位置決め治具11の回転割り出し中
は、一旦挙上位置17に挙上させて搬送し、割り出し終了
後に、搬送位置６に降下させて搬送してもよい。

次いで、溶接搬送装置1Cでの溶接が完了すると、その
ワーク２は、オーバーヘッドコンベヤで別のステーショ
ン（図示省略）に搬出される。

このように、各手段7,8,9を上下の立体配置として、
各手段7,8,9相互間における作動性を阻害する要因をな
くすとともに、異種ワーク間においても、回転割り出し
中の位置決め治具11と干渉することなく、ワーク２を搬
入・搬出できるようにして、三種のワーク２の溶接・搬
送作業をアイドルタイムを発生させることなく連続的に
能率よく進捗させることができる。また、待機を要さな
いため、各溶接搬送装置1,1間にアイドルスペースを設
ける必要がなくなり、装置間スペースを削減することも
できる。

さらに、上述したように、回転治具手段７をピット10
内に設け、その上に、搬送手段９および溶接手段８を上
下に立体的に配置しているので、前述した装置間スペー
スの削減と併せて幅方向の効果的な省スペースをも図
り、工場のレイアウトの自由度を大幅に向上させること
ができる。

詳しく説明すると、ワーク２は（第３図参照）、形状
が異なる三車種の車体側部の外板であり、第４図に示す
ように配列した各溶接搬送装置1A,1B,1Cにて、所要の組
付部材（図示省略）が、順次溶接により組み付けられ
る。その組付部材は、各溶接手段８で溶接される前に、
溶接組付ステーション４の上流側に設けられた作業ステ
ーション18で、ワーク２に仮止めされる。すなわち、作
業ステーション18には、プリセット治具34が設けられ、
搬入されたワーク２に、作業院が、各種組付部材を、プ
リセットできるようになっている。

ワーク２を作業位置５に位置決めする回転治具手段７
は、ピット10内に載置した基板19に立設される支持台2
0,21上に、モータ30によって回転駆動される枢軸12を略
水平に枢支させ、その枢軸12に、第１図に示すように、
略三角形状の取付部材16を介して、三つの位置決め治具
11を放射状に取り付けている。その位置決め治具11は、
台板22上に支持部材23a,24aを介して設けられた一対の
クランプ機構23,24と、その中間に立設される支持棒27
よりなる。各クランプ機構23,24は、支持部材23a,24a上
のワーク２に対して、エアシリンダ28,29でクランパー3
1,32を起倒操作することにより、ワーク２を、支持部材
23a,24aおよび支持棒27を介して台板22上に係脱自在に
把持できるようになっている。そして、その台板22に
は、ワーク２を昇降させるリフター41A,41Bが立設さ
れ、ワーク２を図示の作業位置５と搬送位置６間に昇降
させることができるようになっている。

作業位置５は、台板22が略水平な上方位置にあり、ク
ランプ機構23,24によって把持されたワーク２が、その
上方に配置された溶接手段8A,8Bによって溶接されうる
位置をいい、その作業位置５の両下方の位置を待機位置
25,26と称している。ワーク２の位置の割り出し動作、
つまり、車種信号等に基づいて、対応するワーク２を作
業位置５に転回させる動作、およびワーク２のクランプ
動作やアンクランプ動作等は、別途車体組立ライン３に
配置されているコントロールユニット（図示省略）から
の指令により制御操作されるようになっている。

作業位置５に割り出されたワーク２を溶接する溶接手
段８は、いわゆる溶接ロボットであり、ピット10の両側
の地上に立設されたコラム13に支持されるプラットフォ
ーム33上に設けられ、コントロールユニットからの指令
で、上下に動作するアーム35によって溶接ガン（図示省
略）を、作業位置５にあるワーク２に対応させ、車種に
応じた溶接作業をおこなえるようになっている。なお、
各溶接搬送装置1A,1B,1Cに配置される溶接ロボット８に
は、それぞれ異なる作業内容をシーケンシャルに教示・
実行させるようにしている。

溶接ロボット８によって溶接されたワーク２を、次の
溶接搬送装置1Bに搬出する搬送手段９は、前述したよう
に、昇降機構14と移動機構15とよりなる。その昇降機構
14は、第２図および第３図に示すように、ワーク２の両
側を把持する一対のクランプ手段38,39が、それぞれエ
アシリンダ36,36によって、ガイドレール42,42に沿って
搬送位置６（実線で図示）と挙上位置17（二転鎖線で図
示）との間を略垂直に昇降動作するように構成されてい
る。すなわち、クランプ手段38,39は、エアシリンダ44
で、それぞれ両側からワーク２に対して進退移動され、
そのロッド端に固定された受け部材46のワーク２に対し
て、クランパー47をエアシリンダ48で起倒操作すること
により、ワーク２の両側を把持できるようになってい
る。そして、そのクランプ手段38,39が、各一対のガイ
ドレール42,42に摺動自在に跨乗する摺動体53,53に、支
持部材55を介して取り付けられ、その支持部材55がエア
シリンダ36,36によって上下動させられるようになって
いる。

そのガイドレール42,42は、コラム13の内側に略水平
に支持されるフレーム部材50,50の各内側に溶接組付ス
テーション４の全長にわたり設けられる各二本のガイド
レール51,51に跨乗する摺動体52,52に固定され、水平に
移動自在となっている。したがって、昇降機構14は、ワ
ーク２を把持して、そのガイドレール51に沿って、各溶
接搬送装置1A,1B,1C間（第４図および第５図参照）を移
動自在となっている。

そして、二組の昇降機構14が、両溶接搬送装置1A,1B
間に跨がる長尺のラック57,58（第１図および第２図参
照）上に両装置1A,1B間の間隔で固定され、そのラック5
7,58の下部に形成されたラック歯車が、溶接搬送装置1B
の下流端に枢支されたピニオン59,60（第１図および第
２図参照）に噛み合っている。両ピニオン59,60はシャ
フト63によって連結され、一方のコラム13B（第１図参
照）に支持部材61を介して支持されるモータ62によって
同調回転されるようになっている。そのシャフト63の他
端（第２図参照）には、伝導手段を介して位置検出手段
64が接続され、ワーク２の位置を検出できるようになっ
ている。

このようなラックとピニオン機構によって搬送手段９
の移動機構15を構成し、コントロールユニットからの指
令によって、両ピニオン59,60を回転させ、ラック57,58
に固定されている両昇降機構14A,14Bに把持させたワー
ク２を、各溶接搬送装置1A,1B,1C間に移動操作できるよ
うになっている。なお、第１図中、65A,65Bは、それぞ
れエアシリンダ66,66により、実線で示す作業位置と二
点鎖線で示す格納位置との間を俯仰するメンテナンスプ
ラットフォーム、67A,67Bは安全棚である。

以上のように構成される溶接搬送装置１の溶接搬送動
作の例について説明すると、（１）まず、作業ステーション18のプリセット治具34上
に搬入されたワーク２に対して、作業員により、所要の
組付部材がプリセットされる（第４図参照）。

（２）組付部材をプリセットされたワーク２が、オーバ
ーヘッドコンベヤにより溶接搬送装置1Aに搬入される
と、搬送位置６に上昇したリフター41によって受け止め
られる（第１図参照）。

（３）リフター41によって受け止められたワーク２は、
その搬送位置が６から作業位置５に降下され、その作業
位置５でクランプ機構23,24によって位置決めクランプ
された後、溶接ロボット８によって溶接される。

（４）ワーク２が溶接されると、リフター41によって搬
送位置６に挙上され、その搬送位置６で、搬送手段９の
クランプ手段38,39によってクランプされて、そのま
ま、移動機構15によって次の溶接搬送装置1Bに向け搬出
される。なお、ワーク２が、搬送位置６のクランプ手段
38,39によってクランプされたときには、位置決め治具1
1のクランプ31,32によるクランプは解除されている。

（５）溶接搬送装置1Bに搬入されたワーク２は、リフタ
ー41によって受けられ、搬送位置６から作業位置５に降
下され、その作業位置５でクランプ機構23,24によって
クランプされた後、溶接ロボット８によって次工程の溶
接作業がおこなわれる。溶接搬送装置1Bでの溶接終了
後、ワーク２は溶接搬送装置1Cに搬入され、同様に次工
程の溶接がおこなわれ、溶接作業は終了する。

（６）溶接終了後、ワーク２は搬送位置６に挙上され、
その搬送位置６から、図示しないオーバーヘッドコンベ
ヤによって別のステーションに搬出され、一連の溶接搬
送サイクルが終了する。

上述した溶接搬送サイクル中、ステップ（５）にて、
溶接搬送装置1Bに搬入されるワーク２が、先のワーク２
と同一種である場合には、位置決め治具11の回転割り出
しはおこなわれないが、先のワーク２と異なる場合に
は、モータ30によって対応する位置決め治具11が、待機
位置25または26から作業位置５に回転割り出しされる。
したがって、その間、溶接搬送装置1Bに搬入されるワー
ク２と溶接搬送装置1Bから搬出される先のワーク２と
は、ともに昇降機構14,14によって挙上位置17に上昇さ
せ、回転割り出し中の位置決め治具11との干渉を回避さ
せるようにしている。挙上位置17に挙上されたワーク２
は、同転治具手段７の最大旋回径Ｒの外にあり、移動機
構15によってそのまま搬入・搬出できるため、待機を要
することなく、同種、異種を問わず、ワーク２を連続し
て、溶接・搬送することができ、アイドルタイムのない
フレキシブルな溶接搬送体制を組むことができる。

また、各溶接搬送装置間スペースの削減とともに、各
手段7,8,9の上下の立体配置により、幅方向の省スペー
スをも併せ実現することができ、工場のレイアウトの自
由度を大幅に向上させることができる。

なお、本発明は、溶接搬送装置のレイアウトや溶接作
業内容等を特定するものではなく、これらは適宜に設定
されてよく、例えば単一の溶接搬送装置を他の組付装置
と組み合わせてもよく、また、複数の溶接手段を単一の
溶接搬送装置に設けてもよい。あるいは、同一内容の溶
接作業を複数の溶接搬送装置におこなわせて、より多く
の車種に対応させることもできる。さらに、本発明はワ
ークを特定するものではなく、自動車の車体構成品のみ
ならず、溶接により組み付けをおこなう各種構成品の組
立ラインに適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶接搬送装置で、第４図のＩ−Ｉ線矢視図、第
２図は搬送手段の正面図、第３図は搬送中のワークの平
面図、第４図は溶接組付ステーションの縦断面配置図、
第５図は搬送手段の平面配置図である。 1,1A,1B,1C……溶接搬送装置、２……ワーク（車体構成
品）、３……組立ライン（車体組立ライン）、５……作
業位置、６……搬送位置、７……回転治具手段、8,8A,8
B……溶接手段（溶接ロボット）、９……搬送手段、11
……位置決め治具、14,14A,14B……昇降機構、15……移
動機構、17……挙上位置、41,41A,41B……リフター。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数種のワークを連続的に溶接する組立ラ
インに設けられる溶接搬送装置であって、ワークを作業位置に位置決めする複数の位置決め治具が
個々に作業位置に回転割り出し可能に設けられ、かつそ
の作業位置に割り出された位置決め治具上のワークを、
その作業位置よりも上方の搬送位置に挙上させ、あるい
は、その搬送位置から作業位置に降下させるリフターが
設けられている回転治具手段と、上記回転治具手段の上方に設けられ、上記作業位置に割
り出されたワークを溶接する溶接手段と、上記回転治具手段と溶接手段との間に設けられ、前記搬
送位置にあるワークを、少なくとも回転割り出し中の上
記回転治具手段と干渉することのない挙上位置に挙上さ
せ、あるいはその挙上位置にあるワークを前記搬送位置
に降下させる昇降機構と、上記搬送位置または挙上位置
にあるワークを搬出し、あるいは上記搬送位置または挙
上位置にワークを搬入する移動機構とを有する搬送手段
とを具備することを特徴とする溶接搬送装置。