JP3134605B2 - 車体組立治具調整支援装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車体組立治具調整支援
装置に係り、特にワークや組立治具の挙動を時間の経過
に伴って測定しそれらの相関を一元的に管理・表示する
ことによって車体精度に影響を与える要因の解析を支援
するようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車体を組み上げるにあたって
は、それぞれのパネル部品を高精度で位置決めして溶接
しなければならず、このために組立治具（以下単に治具
ともいう）が使用されている。そして、近年の車体組立
工程の自動化に伴い、手作業の場合に比べて数倍の位置
精度が必要とされるようになり、治具それ自体の精度が
強く要求されるため、車体組立てにおいて組立治具の調
整はきわめて重要な要素となっている。

【０００３】こうした車体組立治具の調整はおもに試作
車等の多種少量生産の段階において行われ、従来は、パ
ネルや中間部品としてのサブアセンブリ等のワークなら
びに治具の挙動をたとえばダイヤルゲージで測定し、こ
の結果に基づいて位置精度を確保するための調整作業を
治具に対して行っていた。

【０００４】すなわち、より詳細には、図５に示す組立
治具調整工程のフローチャートに従って、まず、各ワー
クに対応する治具を組み立てた後（Ｓ１）、測定ゲージ
を治具のベースに取り付けて（Ｓ２）、治具の精度を測
定し、もって治具を所要の精度に調整する（Ｓ３）。そ
れから、ワークを治具に合わせて位置決めし（Ｓ４）、
当たり具合等が適切になるよう治具を調整する（Ｓ
５）。その後、ワークをクランプで固定し、ワークどう
しをたとえばスポット溶接で接合させて、ひとつ上位の
アセンブリを形成し（Ｓ６）、これをゲージまたは三次
元測定器で計測して精度を測定し、当該アセンブリの品
質を検査する（Ｓ７）。そして、品質がＮＧと評価され
ると（Ｓ８）、ステップ３に戻って、不良部位を中心に
治具の精度やワークの精度をチェックし、精度を向上さ
せるための治具調整作業を実施する。なお、以上の工程
を繰り返すことにより車体（メインボディー）が組み上
げられた場合のステップ７における車体の測定には、三
次元測定器として大型のレイアウトマシンを用いること
が多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の車体組立治具調整方法にあっては、ワークを
接合して得られたアセンブリを測定して結果を治具調整
にフィードバックしたり、あるいは、治具の精度を無負
荷状態で測定してチェックする方式であるため、精度不
良部位の解析において、治具のどの部分に不具合がある
のか、クランプの順番による影響はどうなのか、ワーク
の過負荷により治具が変形していないか等、車体組立工
程におけるワークや治具の挙動を定量的に把握すること
ができず、また、各部位の挙動の相関を見るのが困難
で、治具の調整を効率的かつ効果的に行うのがきわめて
困難であった。

【０００６】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、車体精度の向上に向けた組
立治具の調整作業を効率的かつ効果的に行えるように支
援する車体組立治具調整支援装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、ワークの複数箇所の所定部位およびワーク
をクランプする複数の組立治具の所定部位の位置を測定
する位置測定器と、組立治具によるワークのクランプ状
態を検出する複数の検出スイッチと、前記位置測定器に
よって測定された複数の位置データを入力する第１入力
処理部と、前記各検出スイッチによって検出されたクラ
ンプ信号を入力する第２入力処理部と、前記第１および
第２入力処理部でそれぞれ時間の経過に伴って入力され
る複数の位置データとクランプデータとを一括して統計
処理する中央処理部と、前記第１および第２入力処理部
から読み取ったデータと前記中央処理部による処理結果
のデータとを記憶するデータベースと、前記中央処理部
を通じてデータベースに順次記憶された過去のデータ群
と、第１および第２入力処理部でそれぞれ時間の経過に
伴って入力される複数の位置データおよびクランプデー
タとの時間軸に沿った推移を表示する表示手段と、を備
えることを特徴とする。

【０００８】

【作用】このように構成された本発明にあっては、位置
測定器は、ワークの複数箇所の所定部位およびワークを
クランクする複数の組立治具の所定部位の位置の位置を
測定する。複数の検出スイッチは、組立治具によるワー
クのクランプ状態を検出する。第１入力処理部は、前記
位置測定器によって測定された複数の位置データを入力
し、第２入力処理部は、各検出スイッチによって検出さ
れたクランプ信号を入力する。第１および第２入力処理
部は、それぞれ時間の経過に伴って複数の位置データと
九ランプデータをと入力する。中央処理部は、これら第
１入力手段および第２入力手段とから入力された複数の
位置データおよびクランプデータとを一括して統計処理
する。データベースは、第１入力処理部および第２入力
処理部から読み取ったデータと前記中央処理部による処
理結果のデータとを記憶する。このように、データベー
スには、中央処理部を通じてデータ群が順次記憶されて
いく。表示手段は、データベースに順次記憶された過去
のデータ群を時間軸に沿って表示するとともに、第１お
よび第２入力処理部および第２入力処理部でそれぞれ時
間の経過に伴って入力される複数の位置データおよびク
ランプデータを時間軸に沿って表示し、時間的な推移を
表示する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の一実施例による車体組立治具調
整支援装置の構成を示すブロック図、図２は図１の装置
を用いた組立治具調整工程のフローチャート、図３はモ
ニタ表示の一例を示す図、図４は図１の装置の一応用例
を示す構成図である。

【００１０】図１に示す車体組立治具調整支援装置は、
パネルやサブアセンブリ等のワークならびに組立治具の
任意の所定部位の位置を測定する位置測定手段としての
測定器１（ａ、ｂ、ｃ、…）と、治具上のワークのクラ
ンプ状態を検出するクランプ状態検出手段としての検出
スイッチ２（ａ、ｂ、ｃ、…）と、各測定器１の測定デ
ータを入力処理する第１入力処理部３と、各検出スイッ
チ２の検出信号を入力処理する第２入力処理部４と、第
１と第２入力処理部３、４でそれぞれ入力処理されたデ
ータを一括して統計処理する統計処理手段としての中央
処理部５と、第１と第２入力処理部３、４から読み取っ
たデータや中央処理部５の処理結果のデータを記憶する
記憶手段としてのデータベース６と、オペレータの操作
および中央処理部５の処理結果を表示する表示手段とし
ての端末装置７とから構成されている。なお、本実施例
では、第１入力処理部３と第２入力処理部４と中央処理
部５とデータベース６とは一つのコントローラ８を構成
している。

【００１１】測定器１はワークや治具の所定部位の位置
を時間の経過に伴って測定しうる装置で、たとえばうず
電流検出式ギャップセンサのような非接触式センサを使
用する。本実施例では、ワークおよび治具の任意の複数
の所望部位を測定するため、測定部位の数に対応するだ
けの複数の測定器１を用いている。これらの測定器１
は、既存の組立設備や治具に簡単に設置できるように構
成されている。また、検出スイッチ２は治具に設けられ
た各クランプごとに設置されている。

【００１２】中央処理部５はコンピュータで構成されて
おり、第１入力処理部３や第２入力処理部４からのデー
タを一括して統計処理する。具体的には、時間の経過に
伴って各測定器１で測定されたワークや治具の複数の所
定部位の位置データと同じく時間の経過に伴って各検出
スイッチ２で検出されたワークのクランプ状態のデータ
とを一括して統計処理して、ワークおよび治具の所定部
位の挙動の時間的推移ならびにそれらの相関を演算す
る。この状況はデータベース６に記憶されると同時に外
部の端末装置７の画面にリアルタイムで表示される。端
末装置７に表示される画面の一例を図３に示してある。
これらを通じて中央処理部５の前記処理結果が一元的に
管理され、また、表示される。

【００１３】本実施例では、端末装置７は、このような
リアルタイムの表示機能のほか、そのデータを基に、ワ
ークの各ポイントにおける車体組立時のずれ量と車体精
度との相関度合を分析する相関統計処理機能や、各クラ
ンプによる車体全体の各部位の変位への影響度合を分析
する影響度合評価機能などを備えている。相関統計処理
機能により、車体組立時に生じた各ポイントのばらつき
やずれ量と車体の精度不良との相関が分析されるので、
不具合発生時にその原因究明を容易に行うことができ
る。たとえば、フロントピラーのオープニングリア部で
精度不良が発生した時には、メインボディー組立時にそ
の部位のばらつきやずれが大きく不安定であるという相
関が見られる。また、一般に治具内におけるパネル部品
等のワークの挙動は実に複雑で、ある一か所のクランプ
をしただけで車体全体の精度に大きく影響することがあ
るが、上記の影響度合評価機能により、各々クランプを
した時にどの部位がどの程度動いたかをすべて把握でき
るので、精度不良が発生した時にその改善を容易に行う
ことができる。たとえば、メインボディー組立工程にお
いてボディーサイドルーフのリア部をクランプするとフ
ロントピラーのアッパ部のロケート穴が大きくずれると
いう現象を把握すれば、フロントピラーのアッパ部の精
度不良の原因はボディーサイドルーフのリア部の治具形
状に問題ありと考えられる。

【００１４】これにより、治具上のワークどうしを接合
させるそれぞれの工程において、ワークや治具の挙動を
その相関と共に時間軸に沿って定量的に把握しうるよう
になり、組立後のアセンブリの精度（品質）に影響を与
える要因の特定を容易に行うことが可能となる。その結
果、車体精度の向上に向けた組立治具の調整作業が効率
的かつ効果的に行われるようになる。なお、測定器１を
ワイヤレス化して、測定データを無線により送信するよ
うにしてもよい。この場合にはコントローラ８に送受信
部が設けられる。

【００１５】次に、このように構成された本装置を用い
ての組立治具調整工程の手順は図２のフローチャートに
示す通りである。

【００１６】まず、各ワークに対応する治具を組み立て
た後（Ｓ１０）、ゲージを治具のベースに取り付ける一
方で、測定器１を治具のポスト等の適当な位置に設置し
てワークや治具の測定したい部位の挙動を測定できる状
態にセットするとともに、検出スイッチ２を治具の所定
のクランプに取り付けてワークのクランプ状態を検出で
きるようにセットする（Ｓ１１）。それから、ゲージで
治具の精度を測定し、当該治具を所要の精度に調整する
（Ｓ１２）。それから、ワークを治具に合わせて位置決
めし、これを所定の順番にクランプしていく（Ｓ１
３）。この間、本装置により時間の経過に伴ってワーク
や治具の挙動を測定する（Ｓ１４）。つまり、測定器１
によりワークと治具の所定部位の位置の変化を測定する
とともに、検出スイッチ２によりワークのクランプ状態
を検出し、これらのデータをそれぞれ第１および第２入
力処理部３、４を介して中央処理部５に取り込み、一括
して統計処理を行う。この結果は端末装置７の画面にリ
アルタイムで表示される（図３参照）。そして、この結
果により必要あれば、ワークの当たり具合等が適切にな
るよう治具を調整する（Ｓ１５）。その後、ワークどう
しをたとえばスポット溶接で接合させて、ひとつ上位の
アセンブリを形成する（Ｓ１６）。そして、この間にお
いてもまた本装置により時間の経過に伴ってワークや治
具の挙動を測定する（Ｓ１７）。その後、組み立てられ
た当該アセンブリをゲージまたは三次元測定器で計測し
て精度を測定し（Ｓ１８）、精度評価を行って（Ｓ１
９）、ＮＧであれば、ステップ１２に戻って、ステップ
１７の結果を参照して不良部位を中心に治具の精度やワ
ークの精度をチェックし、精度を向上させるための治具
調整作業を実施する。

【００１７】図４は一応用例として本装置をパネル自動
計測システムに接続した場合を示している。パネル計測
においては、ドア等のパネル部品Ｐをフィクスチャーに
セットして計測を行うが、パネル計測を自動的に行うパ
ネル自動計測システムにおいては、特にパネルＰをフィ
クスチャーにセットする精度が重要となる。一般には、
パネルゲージのような形状をカバーするフィクスチャー
に固定されるが、パネルＰは変形しやすいので、クラン
プの方法により精度が大きく変わる。そこで、本装置を
構成する測定器１をパネルＰの所定部位を測定しうる位
置に設置するとともに検出スイッチ２を各クランプ装置
１０に内蔵させ、さらにコントローラ８をパネル計測コ
ントローラ９に接続して、パネルＰがクランプされた時
にパネルＰの所定部位の位置が大きくずれていないかど
うかを検出し、その結果（ＯＫ・ＮＧ判断）をパネル計
測コントローラ９へ出力するように構成されている。た
とえば、パネルＰをクランプした時に許容値以上のずれ
が発生した場合には、計測準備ＮＧの信号をパネル計測
コントローラ９へ出力する。

【００１８】本装置の応用例としては、これ以外にも、
生産ラインのＮＣ化された車体組立装置のコントローラ
（たとえばＮＣロケータのコントローラ等）や車体計測
システムのコントローラなどに接続して、たとえばモデ
ルチェンジの際の試作車の立上げ作業において治具のゲ
ージ形状、位置、クランプ順等の車体精度への影響を解
析し治具調整を効率的に行うため、本装置の測定データ
をフィードバックしたり、また、車体計測データから精
度不良箇所を入力し、本装置で解析を重点的に行う部位
を特定したりする。

【００１９】以上、本実施例によれば、ワークと治具の
所定部位の位置データおよびワークのクランプ状態を検
出してこれらのデータを統計処理して一元的に管理・表
示するようにしたので、ワークと治具の挙動をそれらの
相関と共に時間的推移の形で定量的に把握しうるように
なり、組立後のアセンブリ（ないし車体）の精度（品
質）に影響を与える治具（クランプを含む）やワーク等
の特定を容易に行うことが可能となる。その結果、車体
精度の向上に向けた組立治具の調整作業を効率的かつ効
果的に行うことができるようになる。

【００２０】また、本実施例を他のシステムに応用した
場合には、組み立てられた車体精度を入力することによ
り、組立段階における不具合箇所を迅速に特定すること
ができ、組立段階での相関をデータベース化することが
できる。また、解析された治具の位置の不具合等をＮＣ
車体計測装置にフィードバックすることにより、治具調
整を自動化することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ワー
クと組立治具の所定部位の変化を時間軸に沿って表示す
るので、ワークの複数箇所をクランプした時に、ワーク
の何処の部位がどの程度動いたかを全て把握できること
になり、精度不良が発生した時にその改善を容易に行う
ことができる。したがって、車体精度の影響を与える組
立治具やワーク等の要因の特定を容易に行えるようにな
り、車体精度の向上に向けた組立治具の調整作業を効率
的に行うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による車体組立治具調整支援
装置の構成を示すブロック図である。

【図２】図１の装置を用いた組立治具調整工程のフロー
チャートである。

【図３】モニタ表示の一例を示す図である。

【図４】図１の装置をパネル自動計測システムに接続し
た一応用例を示す図である。

【図５】従来の組立治具調整工程のフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１…測定器（位置測定手段） ２…検出スイッチ（クランプ状態検出手段） ５…中央処理部（統計処理手段） ６…データベース（記憶手段） ７…端末装置（表示手段）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークの複数箇所の所定部位およびワーク
   をクランプする複数の組立治具の所定部位の位置を測定
   する位置測定器と、組立治具による ワークのクランプ状態を検出する複数の
   検出スイッチと、前記位置測定器によって測定された複数の位置データを
   入力する第１入力処理部と、 前記各検出スイッチによって検出されたクランプ信号を
   入力する第２入力処理部と、 前記第１および第２入力処理部でそれぞれ時間の経過に
   伴って入力される複数の位置データとクランプデータと
   を一括して統計処理する中央処理部と、前記第１および第２入力処理部から読み取ったデータと
   前記中央処理部による処理 結果のデータとを記憶するデ
   ータベースと、前記中央処理部を通じてデータベースに順次記憶された
   過去のデータ群と、第１および第２入力処理部でそれぞ
   れ時間の経過に伴って入力される複数の位置データおよ
   びクランプデータとの時間軸に沿った推移 を表示する表
   示手段と、 を備えることを特徴とする車体組立支援装置。