JP3655136B2 - 車体組立装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、左右のサイドパネルを他の車体構成部材たるフロアとルーフと車体後部に横設するリヤトレイやリヤルーフレール等のリヤクロスメンバとに溶接結合して自動車車体を組立てる車体組立装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車体組立装置として、特公昭６３−５３０７３号公報により、セットステーションと車体組立ステーションとの間に往復動自在なセット台車を備え、自動車車体の構成部材たるフロアと左右のサイドパネルとルーフとをセットステーションにおいてセット台車上にセットして車体組立ステーションに搬送し、車体組立ステーションにおいて各サイドパネルをフロアとルーフとに溶接結合して自動車車体を組立てるものは知られている。
【０００３】
このものでは、ドロップリフタ型のサイドパネルセット装置とクレーン型のルーフセット装置とを用いてセット治具上にサイドパネルとルーフとをセットしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例のものでは、サイドパネル用やルーフ用のセット装置が大掛りな設備となり、スペース効率が悪くなると共に、セット装置の動きの自由度が少なく、そのため、セット装置に対するワークの供給位置が限定され、ワークの物流に関する設計の自由度が制約される不具合がある。
【０００５】
この場合、セットステーションの左右の各外側部に多関節ロボットから成るサイドパネル用のセットロボットを配置すると共に、セットステーションの左右一方の外側部にサイドパネル用のセットロボットに隣接させて多関節ロボットから成るルーフ用のセットロボットを配置し、これらセットロボットでセット台車上にサイドパネルとルーフとをセットするように構成すれば、スペース効率が向上すると共に、サイドパネルやルーフの物流に関する設計の自由度が増す。
【０００６】
ところで、車種によっては、リヤトレイやリヤルーフレール等のリヤクロスメンバを、ルーフやフロアに予め組付けずに、独立した部材としてサイドパネルやルーフと共にセット台車上にセットすることがある。この場合、リヤクロスメンバ専用のセットロボットを設けることも考えられるが、これではコストが高くなる。
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑み、ルーフ用のセットロボットによりリヤクロスメンバのセット作業も行い得られるようにした車体組立装置を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、セットステーションと車体組立ステーションとの間に往復動自在なセット台車を備え、自動車車体の構成部材たるフロアと左右のサイドパネルとルーフと車体後部に横設するリヤクロスメンバとをセットステーションにおいてセット台車上にセットして車体組立ステーションに搬送し、車体組立ステーションにおいて各サイドパネルをフロアとルーフとリヤクロスメンバとに溶接結合して自動車車体を組立てる車体組立装置であって、セットステーションの左右の各外側部に多関節ロボットから成るサイドパネル用の第１セットロボットを配置して、各第１セットロボットによりセット台車上に各サイドパネルをセットするものにおいて、セットステーションの車体後方側の端部の左右一方の外側部に多関節ロボットから成る第２セットロボットを配置し、第２セットロボットの動作端にルーフを保持するルーフ用保持具を取付けると共に、ルーフ用保持具のルーフの前端寄りの端部に、ルーフ用保持具の背面側に位置させて、リヤクロスメンバの下面がルーフの前方を向くようにリヤクロスメンバを保持するリヤクロスメンバ用保持具を取付け、ルーフ用保持具をリヤクロスメンバ用保持具が下方を向く起立姿勢にした状態でリヤクロスメンバのセット作業を行い、ルーフ保持具を水平姿勢にした状態でルーフのセット作業を行うようにしている。
【０００９】
ルーフ用保持具を上記起立姿勢にすると、ルーフ用保持具に保持されるルーフはリヤクロスメンバ用保持具に保持されるリヤクロスメンバよりも車体後方にオフセットした位置で起立し、かくて、セット台車上に第１セットロボットでセットされるサイドパネルに対するルーフの干渉を生ずることなく車体後部の所定のセット位置にリヤクロスメンバをセットすることができる。次に、ルーフ用保持具を水平姿勢に姿勢変更しつつ左右のサイドパネル間の上方位置に移動し、両サイドパネルの上縁間にルーフをセットする。このように、第２セットロボットでリヤクロスメンバとルーフとのセット作業を連続して能率良く行うことができ、ルーフ用とリヤクロスメンバ用の各別のセットロボットを設けるものに比し、設備費を低減できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図１７に示すフロアＷ１とルーフＷ２とダッシュボードアッパＷ３とリヤトレイＷ４とに左右のサイドパネルＷ５，Ｗ５を溶接結合して自動車車体Ｗを組立てる車体組立装置に本発明を適用した実施形態について説明する。
【００１１】
車体組立装置は、図１及び図２に示す如く、上流側から順に、セットステーションＳＴ１と車体組立ステーションＳＴ２と払出しステーションＳＴ３とを配置した前後方向に長手の直線ラインで構成されている。ライン上には、ライン全長に亘って左右１対のガイドレール１，１が敷設されており、ガイドレール１，１上に、セットステーションＳＴ１と車体組立ステーションＳＴ２との間で往復動するセット台車２と、車体組立ステーションＳＴ２と払出しステーションＳＴ３との間で往復動する払出し台車３とを載架している。そして、セットステーションにおいてセット台車２上にフロアＷ１、ルーフＷ２、ダッシュボードアッパＷ３、リヤトレイＷ４及び左右のサイドパネルＷ５を車体前部がライン前方を向く前向き姿勢でセットし、次に、セット台車２を車体組立ステーションＳＴ２に往動させ、該ステーションＳＴ２においてフロアＷ１、ルーフＷ２、ダッシュボードアッパＷ３及びリヤトレイＷ４に左右のサイドパネルＷ５，Ｗ５を溶接結合し、かくて組立てられた自動車車体Ｗを払出し台車３により払出しステーションＳＴ３に搬送し、該ステーションＳＴ３から図外の搬送装置により自動車車体Ｗを増打ちラインに搬出するようにしている。
【００１２】
セットステーションＳＴ１の左右の外側部にはサイドパネルＷ５用の１対の第１セットロボット４，４が配置されており、更に、セットステーションＳＴ１の車体後方（ライン後方）側の端部の左右一方の外側部にルーフＷ２及びリヤトレイＷ４用の第２セットロボット５を配置すると共に、セットステーションＳＴ１の車体前方（ライン前方）側の端部の左右一方の外側部にダッシュボードアッパＷ３用の第３セットロボット６を配置している。そして、セット台車２がセットステーションＳＴ１に復動されたとき、セット台車２上に、図外のトランスファ装置でライン後方からフロアＷ１をセットすると共に、第１乃至第３セットロボット４，５，６でサイドパネルＷ５とリヤトレイＷ４とルーフＷ５とダッシュボードアッパＷ３とをセットするようにしている。
【００１３】
各セットロボット４，５，６は、図３に明示する如く、鉛直軸線回りに旋回自在な旋回台４ａ，５ａ，６ａと、旋回台に揺動自在に連結した第１ロボットアーム４ｂ，５ｂ，６ｂと、第１ロボットアームの先端に揺動自在に連結した第２ロボットアーム４ｃ，５ｃ，６ｃと、第２ロボットアームの先端に連結した３軸構造の手首４ｄ，５ｄ，６ｄとを有する６軸の多関節ロボットで構成されている。
【００１４】
第１セットロボット４の動作端たる手首４ｄにはサイドパネル用保持具４ｅが取付けられており、第１セットロボット４の配置部の周囲やセットステーションＳＴ１の上方といった適当な供給位置に搬入されるサイドパネルＷ５をサイドパネル用保持具４ｅで保持し、セット台車２上に第１セットロボット４によりサイドパネルＷ５をセットするようにしている。
【００１５】
第３セットロボット６の動作端たる手首６ｄにはダッシュボードアッパ用保持具６ｅが取付けられており、第３セットロボット６の配置部の周囲の適当な供給位置に搬入されるダッシュボードアッパＷ３をダッシュボードアッパ用保持具６ｅで保持し、セット台車２上に左右１対の第１セットロボット４，４でセットされる左右のサイドパネルＷ５，Ｗ５間の所定のセット位置に第３セットロボット６によりダッシュボードアッパＷ３をセットするようにしている。
【００１６】
第２セットロボット５の動作端たる手首５ｄには、ルーフＷ２を保持するルーフ用保持具５ｅが取付けられている。そして、ルーフ用保持具５ｅのルーフＷ２の前端寄りの端部に、ルーフ用保持具５ｅの背面側に位置させて、リヤトレイＷ４をその下面がルーフＷ２の前方を向くように保持するリヤトレイ用保持具５ｆを取付けている。そして、第２セットロボット５の配置部の周囲の適当な供給位置に搬入されるルーフＷ２とリヤトレイＷ４とを、夫々、ルーフ用保持具５ｅとリヤトレイ用保持具５ｆとで保持した後、先ず、ルーフ用保持具５ｅを図４（Ａ）に示す如くリヤトレイ用保持具５ｆが下方を向く起立姿勢にし、この状態でリヤトレイＷ４をセット台車２上にセットされる左右のサイドパネルＷ５，Ｗ５の後部上縁間の所定のセット位置にセットする。この際、ルーフＷ２はリヤトレイＷ４よりも車体後方（ライン後方）にオフセットした位置で起立することになり、サイドパネルＷ５に対するルーフＷ２の干渉を生ずることなくリヤトレイＷ４をセットすることができる。次に、ルーフ用保持具５ｅを図４（Ｂ）に示す如く水平姿勢に姿勢変更し、左右のサイドパネルＷ５，Ｗ５の上縁間にルーフＷ２をセットする。このように、第２セットロボット５によりリヤトレイＷ４とルーフＷ２とのセット作業を行うことでロボットの使用台数を少なくし、設備費を低減できる。
【００１７】
車体組立ステーションＳＴ２の左右の各外側部には、図１、図２及び図５に示す如く、固定台７ａ上のガイドレール７ｂに沿って横方向に移動自在で、モータ７ｃにより送りねじ７ｄを介して横方向内方の作業位置（図５の右半部の位置）と横方向外方の待機位置（図５の左半部の位置）とに進退される架台７が配置されており、架台７の上部に固定した前後方向に長手の上部フレーム７０に、サイドパネルＷ５を位置決めして保持する治具８を横方向内方を向く内向き姿勢で搭載している。また、車体組立ステーションＳＴ２には、セット台車２の下面に形成した複数の位置決め孔に嵌合する複数の位置決めピン９ａを立設した、モータ９ｂによりラックピニオン機構９ｃを介して昇降される昇降台９が設けられている。そして、車体組立ステーションＳＴ２にセット台車２を往動させた後、昇降台９の上昇でセット台車２を位置決めしてガイドレール１から持上げ、この状態で架台７を作業位置に移動して、セット台車２上の各サイドパネルＷ５をフロアＷ１、ルーフＷ２、ダッシュボードアッパＷ３及びリヤトレイＷ４に組合わせた状態で治具８に受取らせるようにしている。
【００１８】
また、車体組立ステーションＳＴ２の左右の各側部には、治具８より下方に位置する前後方向に長手の固定フレーム１０が配置されており、この固定フレーム１０と架台７の上部フレーム７０とに夫々４台の溶接ロボット１１，１２を搭載し、治具８に保持されるサイドパネルＷ５を固定フレーム１０に搭載した溶接ロボット１１によりフロアＷ１に溶接結合すると共に、サイドパネルＷ５を上部フレーム７０に搭載した溶接ロボット１２によりルーフＷ２とダッシュボードアッパＷ３とリヤトレイＷ４とに溶接結合するようにしている。
【００１９】
各溶接ロボット１１，１２は、固定フレーム１０や上部フレーム７０に固定したガイドレール１０ａ，７０ａに沿って前後方向に移動自在なロボット本体１１ａ，１２ａと、ロボット本体に揺動自在に連結した第１ロボットアーム１１ｂ，１２ｂと、第１ロボットアームの先端に揺動自在に連結した第２ロボットアーム１１ｃ，１２ｃと、第２ロボットアームの先端に連結した３軸構造の手首１１ｄ，１２ｄとを有する６軸ロボットで構成されており、手首１１ｄ，１２ｄに取付けた溶接ガンＧをサイドパネルＷ５とフロアＷ１等の他の車体構成部材とを結合する各所定の打点部に移動してスポット溶接を行う。
【００２０】
架台７は、上部フレーム７０の前後方向長さに比し下部７１の前後方向長さを短くしたＴ字状に形成されており、架台７の下部７１の前方及び後方に固定フレーム１０に達する空きスペースを確保している。かくて、これら空きスペースに臨む固定フレーム１０の前部と後部とに固定フレーム１０上の溶接ロボット１１を寄せ集めることにより、固定フレーム１０上の全ての溶接ロボット１１に対し溶接ガンＧのチップドレッシングといったメンテナンス作業を空きスペースにおいて作業性良く行うことができる。
【００２１】
セット台車２には、図６に明示する如く、フロアＷ１を前後４箇所で位置決めして支持する夫々左右１対の前後４組のフロア用支持部材２０1，２０2，２０3，２０4と、フロアＷ１と各サイドパネルＷ５との接合部分たるサイドシル部を前後２箇所で受ける夫々左右１対の前後２組のサイドシル用受け部材２１1，２１2と、左右のサイドパネルＷ５，Ｗ５をフロントピラー部分とリヤホイールハウス部分とで横方向外方から押圧する夫々左右１対の前後２組のサイドパネル用押圧部材２２1，２２2とが設けられており、サイドパネル用押圧部材２２1，２２2により左右のサイドパネルＷ５，Ｗ５をフロアＷ１に押し付けると共に、両サイドパネルＷ５，Ｗ５間にルーフＷ２、ダッシュボードアッパＷ３及びリヤトレイＷ４を挟持する。
【００２２】
フロア用支持部材２０1〜２０4は、フロアＷ１に形成した孔に嵌合するピン状部材で構成されている。ここで、フロアＷ１を車室部分の前端部で支持するフロア用支持部材２０2は、セット台車２上の固定フレーム２３に立設されていてセット台車２に対し不動であるが、残りのフロア用支持部材２１1，２０3，２０4は、夫々、３軸構造のクロステーブルユニット２４により前後・左右・上下に位置調整自在とし、車種変更に対処し得るようにしている。クロステーブルユニット２４は、前後動する第１テーブル２４ａ上に上下動する第２テーブル２４ｂを設け、第２テーブル２４ｂ上に横方向に接近・離間する左右１対の第３テーブル２４ｃ，２４ｃを搭載して成るもので、第３テーブル２４ｃ上に各フロア用支持部材２０1，２０3，２０4を立設している。
【００２３】
各サイドシル用受け部材２１1，２１2も、車種変更に対処し得るように、前後・上下に位置調整自在としている。即ち、前後動する可動枠２５上にモータ２６ａにより送りねじ機構２６ｂを介して昇降される昇降枠２６を設け、この昇降枠２６に各サイドパネル用受け部材２１1，２１2を取付けている。また、各サイドシル用受け部材２１1，２１2は、図７に明示する如く、シリンダ２１ａによりトグルリンク機構２１ｂを介して上下方向に揺動されるように昇降枠２６に取付けられている。図７で斜線を付した領域は、固定フレーム１０上の溶接ロボット１１が溶接作業中であるときの該溶接ロボット１１に対する干渉領域であり、各サイドパネル用受け部材２１1，２１2を下方に揺動させることで、各サイドシル用受け部材２１1，２１2を溶接作業中の溶接ロボット１１との干渉を生じない図７に仮想線で示す退避位置に引き込むようにしている。
【００２４】
サイドパネルＷ５のフロントピラー部分を押圧する左右１対の第１サイドパネル用押圧部材２２1，２２1は、図８及び図９に示す如く、横方向に移動自在な左右１対のスライド枠２２1ａ，２２1ａに、夫々、シリンダ２２1ｂで前後方向に起伏動作されるように取付けられている。両スライド枠２２1ａは、図外のモータによりベルトを介して同期駆動される左右１対の送りねじ２２1ｃ，２２1ｃにより横方向内方と外方とに同期して移動される。かくて、両第１サイドパネル用押圧部材２１1，２１1を起立させた状態で両スライド枠２２1ａ，２２1ａを横方向内方に移動することにより左右のサイドパネルＷ５，Ｗ５を横方向外方から押圧することができる。また、第１サイドパネル用押圧部材２２1を車体前方（ライン前方）に倒伏させた状態でスライド枠２２1ａを図８に仮想線で示す横方向内方端位置に移動することにより、第１サイドパネル用押圧部材２２1を溶接作業中の溶接ロボット１１との干渉を生じない退避位置に引き込むようにしている。
【００２５】
サイドパネルＷ５のリヤホイールハウス部分を押圧する左右１対の第２サイドパネル用押圧部材２２2，２２2は、図１０及び図１１に示す如く、前後方向の位置調整で車種変更に対処し得るよう、前後動する可動枠２７に搭載されている。可動枠２７上には、横方向に移動自在な左右１対のスライド枠２２2ａ，２２2ａが前後にオフセットして設けられており、各スライド枠２２2ａに各第２サイドパネル用押圧部材２２2をシリンダ２２2ｂにより横方向に起伏動作されるように取付けている。可動枠２７上には、両スライド枠２２2ａ，２２2ａに夫々連結される前後１対の送りねじ２２2ｃ，２２2ｃが軸支されており、両送りねじ２２2ｃ，２２2ｃをその一端でギア２２2ｄを介して連結し、一方の送りねじ２２2ｃを可動枠２７に搭載したモータ２２2ｅでベルト駆動することにより両スライド枠２２2ａ，２２2ａが横方向内方と外方とに同期して移動されるようにしている。かくて、両第２サイドパネル用押圧部材２２2，２２2を起立させた状態で両スライド枠２２2ａ，２２2ａを横方向内方に移動することにより左右のサイドパネルＷ５，Ｗ５を横方向外方から押圧することができる。また、各第２サイドパネル用押圧部材２２2はシリンダ２２2ｆで伸縮されるように構成されている。そして、第２サイドパネル用押圧部材２２2を横方向外方に倒伏させた状態でスライド枠２２2ａを横方向内方に移動すると共に、第２サイドパネル用押圧部材２２2を収縮させることにより、第２サイドパネル用押圧部材２２2を溶接作業中の溶接ロボット１１との干渉を生じない図１０に仮想線で示す退避位置に引き込むようにしている。
【００２６】
かくて、車体組立ステーションＳＴ２において、セット台車２上のサイドパネルＷ５をフロアＷ１等の他の車体構成部材と共に治具５に受取らせた後、直ちに溶接ロボット１による溶接作業を開始しても、サイドシル用受け部材２１1，２１2とサイドパネル用押圧部材２２1，２２2とを上記の如く退避位置に引き込むことにより、セット台車２を溶接ロボット１１との干渉を生ずることなくセットステーションＳＴ１に復動させることができる。そのため、車体組立ステーションＳＴ２での溶接作業をセット台車１のセットステーションＳＴ１への復動を待たずに開始することができ、サイクルタイムの短縮を図れる。
【００２７】
ところで、架台７に搭載する治具８は車種毎に専用化されており、車種変更に際し治具８の交換が必要となる。そこで、払出しステーションＳＴ３の左右の各外側部に、架台７の前方に隣接させて治具交換装置１３を配置し、架台７と治具交換装置１３との間で治具８を入れ換え自在としている。
【００２８】
架台７の上部フレーム７０には治具８用の支持枠７２が設けられており、該支持枠７２に、図１２乃至図１４に示す如く、治具８の背面側に取付けた上下方向に対向する上下１対のガイドレール８ａ，８ａが係合する上側と下側のガイド部材たる複数のローラユニット７３を取付け、治具８がガイドレール８ａ，８ａとローラユニット７３とを介して支持枠７２に内向き姿勢のまま前後方向に移動自在に支持されるようにしている。
【００２９】
また、支持枠７２は、上部フレーム７０に対しシリンダ７２ａにより前後１対のガイドバー７２ｂ，７２ｂを介して横方向に接離自在に支持されている。そして、上部フレーム７０に、上下方向の位置決め部材７４と、前後方向の位置決め部材７５とを設け、支持枠７２を上部フレーム７０側に引き寄せたとき、治具８の背面に設けた上下方向の位置決め用係合部材８ｂと前後方向の位置決め用係合部材８ｃとが夫々対応する位置決め部材７４，７５に係合して、治具８が上部フレーム７０に対し上下方向及び前後方向に位置決めされるようにしている。上部フレーム７０には、更に、治具８をその背面が上部フレーム７０に固定した横方向の位置決め基準となる受座７６に密着するようにクランプする、スイング式のクランプロッド７７ａを有するクランプ部材７７が設けられている。かくて、支持枠７２を上部フレーム７０側に引き寄せてクランプ部材７７を作動させれば、治具８が上部フレーム７０に三次元的に位置決めされた状態で固定される。
【００３０】
治具交換装置１３は、図１５及び図１６に示す如く、基台１３０上に前後方向の軸線回りに回転自在に軸支した回転体１３１を備えている。回転体１３１の前端には円形のホイール１３１ａが固定されており、ホイール１３１ａの外周に巻付けたチェーン１３１ｂに噛合する出力軸上のスプロケット１３１ｃを有するモータ１３１ｄを基台１３０に取付け、モータ１３１ｄにより回転体１３１を回転し得るようにしている。
【００３１】
回転体１３１は前後方向に長手の長方形に枠組みされた枠体で構成されており、治具８用のストック枠１３２を回転体１３１の両側面に取付けて、回転体１３１の回転により両ストック枠１３２，１３２の任意の１個を横方向内方の交換位置に選択自在としている。各ストック枠１３２には、治具８の上下１対のガイドレール８ａ，８ａが係合する上側と下側のガイド部材たる複数のローラユニット１３３が設けられており、かくて、治具８はガイドレール８ａ，８ａとローラユニット１３３とを介してストック枠１３２に前後方向に移動自在に支持される。
【００３２】
前記交換位置は、架台７を待機位置に移動して支持枠７２を上部フレーム７０から横方向内方に離間させたときに、支持枠７２上のローラユニット７３と交換位置に存するストック枠１３２上のローラユニット１３３とが前後方向の一直線上に整列するように設定されており、かくて、交換位置に選択されたストック枠１３２と支持枠７２との間で治具８をローラユニット１３３，７３に案内させて内向き姿勢のまま移し換えることができる。
【００３３】
また、ストック枠１３２には、上側と下側のローラユニット１３３，１３３の間隔を狭めて各ガイドレール８ａから各ローラユニット１３３を離脱させる離脱機構１３４が設けられている。かくて、ストック枠１３２に、ガイドレール８ａとローラユニット１３３との係合を解いて別の治具８を乗せ換えることができる。離脱機構１３４は、ストック枠１３２に固定のレール１３４ａに支持される上下１対のスライド板１３４ｂ，１３４ｂと、両スライド板１３４ｂ，１３４ｂをトグルリンク１３４ｃを介して接近・離間させるシリンダ１３４ｄとで構成され、両スライド板１３４ｂ，１３４ｂに、夫々、上側と下側のローラユニット１３３，１３３を取付けて、両スライド板１３４ｂ，１３４ｂの接近動作により上側と下側のローラユニット１３３，１３３の間隔を狭めるようにしている。
【００３４】
基台１３０には、更に、交換位置に存するストック枠１３２と支持枠７２との間で治具８を前後方向に搬送する搬送機構１３５が設けられている。搬送機構１３５は、基台１３０上のガイドレール１３５ａに前後動自在に支持される走行体１３５ｂ上に、治具８の前端に垂下した引掛け部８ｄに係合可能なフック１３５ｃをシリンダ１３５ｄにより起伏動作されるように取付けて構成される。走行体１３５には、基台１３０に固定したチェーン１３５ｅに噛合する出力軸上のスプロケット１３５ｆを有するモータ１３５ｇが搭載されており、モータ１３５ｇにより走行体１３５がガイドレール１３５ａに沿って自走する。
【００３５】
また、回転体１３１には、１対のストック枠１３２，１３２に対応させて、前端に１対のストッパ１３６，１３６と、後端にシリンダ１３７ａで開閉動作される１対のクランプ部材１３７，１３７とが設けられており、各ストック枠１３２に支持される治具８を各クランプ部材１３７によって各ストッパ１３６との間に挟み込むことができるようにしている。
【００３６】
治具交換に際しては、架台７を待機位置に移動し、クランプ部材７７をアンクランプした後、支持枠７２を上部フレーム７０から横方向内方に離間させて、上下方向や横方向の位置決め用係合部材８ｂ，８ｃを対応する位置決め部材７４，７５から離脱させると共に、走行体１３５ｂを後方に移動してフック１３５ｃを起立させ、支持枠７２に支持されている用済みの治具８の引掛け部８ｄにフック１３５ｃを係合させる。次に、走行体１３５ｂを前方に移動して、用済みの治具８を支持枠７２から交換位置に存する一方のストック枠１３２に移し換える。この移し換えが完了すると、当該一方のストック枠１３２用のクランプ部材１３７を閉じると共にフック１３５ｃを倒伏させ、次いで回転体１３１を回転させて、次の車種用の治具８を支持している他方のストック枠１３２を交換位置に選択する。次に、フック１３５ｃを起立させて、他方のストック枠１３２に支持されている治具８の引掛け部８ｄにフック１３５ｃを係合させると共に、他方のストック枠１３２用のクランプ部材１３７を開く。次いで、走行体１３５ｂを後方に移動して、次の車種用の治具８を他方のストック枠１３２から支持枠７２に移し換え、次に、支持枠７２を上部フレーム７０側に引き寄せると共にクランプ部材７７で治具８をクランプし、治具交換を完了する。尚、治具交換の完了後は、フック１３５ｃを倒伏させた状態で走行体１３５ｂを前方に移動し、次の治具交換までこの位置に待機させる。
【００３７】
尚、上記実施形態では、回転体１３１の周囲２面にストック枠１３２を設けたが、回転体１３１を断面三角形や四角形の角柱状に形成し、回転体１３１の周面に３個以上のストック枠１３２を設けることも可能である。
【００３８】
また、上記実施形態では、架台７の上部フレーム７０に車体上部の溶接を行う溶接ロボット１２を搭載したが、車体組立ステーションＳＴ２の左右の各側部の上方に固定フレームを配置して、この固定フレームに複数の溶接ロボットを吊下げ、これら溶接ロボットにより車体上部の溶接を行うようにしても良い。更に、治具８を多数の溶接ガンを搭載した溶接治具で構成し、サイドパネルＷ５をフロアＷ１等の他の車体構成部材にこれら溶接ガンで溶接結合して、溶接ロボット１１，１２を省略することも可能である。
【００３９】
また、上記実施形態は、車体後部に横設するリヤクロスメンバとしてリヤトレイＷ４を設けた自動車車体Ｗの組立に本発明を適用したものであるが、ハッチバック型の自動車のようにリヤクロスメンバとしてリヤルーフレールを設ける車体の組立にも同様に本発明を適用できる。
【００４０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、共通のセットロボットでリヤクロスメンバとルーフとのセット作業を連続して能率良く行うことができ、ルーフ用とリヤクロスメンバ用の各別のセットロボットを設けるものに比し、設備費を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を適用した車体組立装置の一例の平面図
【図２】 図１の矢印II方向から見た車体組立装置の側面図
【図３】 図２のIII-III線から見たセットステーションの正面図
【図４】 （Ａ）第２セットロボットによるリヤトレイのセット作業時の状態を示す側面図、（Ｂ）第２セットロボットによるルーフのセット作業時の状態を示す側面図
【図５】 図２のV-V線から見た車体組立ステーションの正面図
【図６】 セット台車の斜視図
【図７】 図６のVII-VII線から見たサイドシル用受け部材の正面図
【図８】 図６のVIII-VIII線から見た第１サイドパネル用押圧部材の正面図
【図９】 図８の左側面図
【図１０】 図６のX-X線から見た第２サイドパネル用押圧部材の正面図
【図１１】 第２サイドパネル用押圧部材の平面図
【図１２】 架台上部の横方向内方から見た側面図
【図１３】 図１２のXIII-XIII線截断平面図
【図１４】 図１２のXIV-XIV線拡大截断面図
【図１５】 治具交換装置の横方向内方から見た側面図
【図１６】 図１５のXVI-XVI線截断面図
【図１７】 車体構成部材を示す斜視図
【符号の説明】
Ｗ１ フロア
Ｗ２ ルーフ
Ｗ４ リヤトレイ（リヤクロスメンバ）
Ｗ５ サイドパネル
ＳＴ１ セットステーション
ＳＴ２ 車体組立ステーション
２ セット台車
５ 第１セットロボット
６ 第２セットロボット
５ｅ ルーフ用保持具
５ｆ リヤトレイ用保持具
【発明の属する技術分野】
本発明は、左右のサイドパネルを他の車体構成部材たるフロアとルーフと車体後部に横設するリヤトレイやリヤルーフレール等のリヤクロスメンバとに溶接結合して自動車車体を組立てる車体組立装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車体組立装置として、特公昭６３−５３０７３号公報により、セットステーションと車体組立ステーションとの間に往復動自在なセット台車を備え、自動車車体の構成部材たるフロアと左右のサイドパネルとルーフとをセットステーションにおいてセット台車上にセットして車体組立ステーションに搬送し、車体組立ステーションにおいて各サイドパネルをフロアとルーフとに溶接結合して自動車車体を組立てるものは知られている。
【０００３】
このものでは、ドロップリフタ型のサイドパネルセット装置とクレーン型のルーフセット装置とを用いてセット治具上にサイドパネルとルーフとをセットしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例のものでは、サイドパネル用やルーフ用のセット装置が大掛りな設備となり、スペース効率が悪くなると共に、セット装置の動きの自由度が少なく、そのため、セット装置に対するワークの供給位置が限定され、ワークの物流に関する設計の自由度が制約される不具合がある。
【０００５】
この場合、セットステーションの左右の各外側部に多関節ロボットから成るサイドパネル用のセットロボットを配置すると共に、セットステーションの左右一方の外側部にサイドパネル用のセットロボットに隣接させて多関節ロボットから成るルーフ用のセットロボットを配置し、これらセットロボットでセット台車上にサイドパネルとルーフとをセットするように構成すれば、スペース効率が向上すると共に、サイドパネルやルーフの物流に関する設計の自由度が増す。
【０００６】
ところで、車種によっては、リヤトレイやリヤルーフレール等のリヤクロスメンバを、ルーフやフロアに予め組付けずに、独立した部材としてサイドパネルやルーフと共にセット台車上にセットすることがある。この場合、リヤクロスメンバ専用のセットロボットを設けることも考えられるが、これではコストが高くなる。
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑み、ルーフ用のセットロボットによりリヤクロスメンバのセット作業も行い得られるようにした車体組立装置を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、セットステーションと車体組立ステーションとの間に往復動自在なセット台車を備え、自動車車体の構成部材たるフロアと左右のサイドパネルとルーフと車体後部に横設するリヤクロスメンバとをセットステーションにおいてセット台車上にセットして車体組立ステーションに搬送し、車体組立ステーションにおいて各サイドパネルをフロアとルーフとリヤクロスメンバとに溶接結合して自動車車体を組立てる車体組立装置であって、セットステーションの左右の各外側部に多関節ロボットから成るサイドパネル用の第１セットロボットを配置して、各第１セットロボットによりセット台車上に各サイドパネルをセットするものにおいて、セットステーションの車体後方側の端部の左右一方の外側部に多関節ロボットから成る第２セットロボットを配置し、第２セットロボットの動作端にルーフを保持するルーフ用保持具を取付けると共に、ルーフ用保持具のルーフの前端寄りの端部に、ルーフ用保持具の背面側に位置させて、リヤクロスメンバの下面がルーフの前方を向くようにリヤクロスメンバを保持するリヤクロスメンバ用保持具を取付け、ルーフ用保持具をリヤクロスメンバ用保持具が下方を向く起立姿勢にした状態でリヤクロスメンバのセット作業を行い、ルーフ保持具を水平姿勢にした状態でルーフのセット作業を行うようにしている。
【０００９】
ルーフ用保持具を上記起立姿勢にすると、ルーフ用保持具に保持されるルーフはリヤクロスメンバ用保持具に保持されるリヤクロスメンバよりも車体後方にオフセットした位置で起立し、かくて、セット台車上に第１セットロボットでセットされるサイドパネルに対するルーフの干渉を生ずることなく車体後部の所定のセット位置にリヤクロスメンバをセットすることができる。次に、ルーフ用保持具を水平姿勢に姿勢変更しつつ左右のサイドパネル間の上方位置に移動し、両サイドパネルの上縁間にルーフをセットする。このように、第２セットロボットでリヤクロスメンバとルーフとのセット作業を連続して能率良く行うことができ、ルーフ用とリヤクロスメンバ用の各別のセットロボットを設けるものに比し、設備費を低減できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図１７に示すフロアＷ１とルーフＷ２とダッシュボードアッパＷ３とリヤトレイＷ４とに左右のサイドパネルＷ５，Ｗ５を溶接結合して自動車車体Ｗを組立てる車体組立装置に本発明を適用した実施形態について説明する。
【００１１】
車体組立装置は、図１及び図２に示す如く、上流側から順に、セットステーションＳＴ１と車体組立ステーションＳＴ２と払出しステーションＳＴ３とを配置した前後方向に長手の直線ラインで構成されている。ライン上には、ライン全長に亘って左右１対のガイドレール１，１が敷設されており、ガイドレール１，１上に、セットステーションＳＴ１と車体組立ステーションＳＴ２との間で往復動するセット台車２と、車体組立ステーションＳＴ２と払出しステーションＳＴ３との間で往復動する払出し台車３とを載架している。そして、セットステーションにおいてセット台車２上にフロアＷ１、ルーフＷ２、ダッシュボードアッパＷ３、リヤトレイＷ４及び左右のサイドパネルＷ５を車体前部がライン前方を向く前向き姿勢でセットし、次に、セット台車２を車体組立ステーションＳＴ２に往動させ、該ステーションＳＴ２においてフロアＷ１、ルーフＷ２、ダッシュボードアッパＷ３及びリヤトレイＷ４に左右のサイドパネルＷ５，Ｗ５を溶接結合し、かくて組立てられた自動車車体Ｗを払出し台車３により払出しステーションＳＴ３に搬送し、該ステーションＳＴ３から図外の搬送装置により自動車車体Ｗを増打ちラインに搬出するようにしている。
【００１２】
セットステーションＳＴ１の左右の外側部にはサイドパネルＷ５用の１対の第１セットロボット４，４が配置されており、更に、セットステーションＳＴ１の車体後方（ライン後方）側の端部の左右一方の外側部にルーフＷ２及びリヤトレイＷ４用の第２セットロボット５を配置すると共に、セットステーションＳＴ１の車体前方（ライン前方）側の端部の左右一方の外側部にダッシュボードアッパＷ３用の第３セットロボット６を配置している。そして、セット台車２がセットステーションＳＴ１に復動されたとき、セット台車２上に、図外のトランスファ装置でライン後方からフロアＷ１をセットすると共に、第１乃至第３セットロボット４，５，６でサイドパネルＷ５とリヤトレイＷ４とルーフＷ５とダッシュボードアッパＷ３とをセットするようにしている。
【００１３】
各セットロボット４，５，６は、図３に明示する如く、鉛直軸線回りに旋回自在な旋回台４ａ，５ａ，６ａと、旋回台に揺動自在に連結した第１ロボットアーム４ｂ，５ｂ，６ｂと、第１ロボットアームの先端に揺動自在に連結した第２ロボットアーム４ｃ，５ｃ，６ｃと、第２ロボットアームの先端に連結した３軸構造の手首４ｄ，５ｄ，６ｄとを有する６軸の多関節ロボットで構成されている。
【００１４】
第１セットロボット４の動作端たる手首４ｄにはサイドパネル用保持具４ｅが取付けられており、第１セットロボット４の配置部の周囲やセットステーションＳＴ１の上方といった適当な供給位置に搬入されるサイドパネルＷ５をサイドパネル用保持具４ｅで保持し、セット台車２上に第１セットロボット４によりサイドパネルＷ５をセットするようにしている。
【００１５】
第３セットロボット６の動作端たる手首６ｄにはダッシュボードアッパ用保持具６ｅが取付けられており、第３セットロボット６の配置部の周囲の適当な供給位置に搬入されるダッシュボードアッパＷ３をダッシュボードアッパ用保持具６ｅで保持し、セット台車２上に左右１対の第１セットロボット４，４でセットされる左右のサイドパネルＷ５，Ｗ５間の所定のセット位置に第３セットロボット６によりダッシュボードアッパＷ３をセットするようにしている。
【００１６】
第２セットロボット５の動作端たる手首５ｄには、ルーフＷ２を保持するルーフ用保持具５ｅが取付けられている。そして、ルーフ用保持具５ｅのルーフＷ２の前端寄りの端部に、ルーフ用保持具５ｅの背面側に位置させて、リヤトレイＷ４をその下面がルーフＷ２の前方を向くように保持するリヤトレイ用保持具５ｆを取付けている。そして、第２セットロボット５の配置部の周囲の適当な供給位置に搬入されるルーフＷ２とリヤトレイＷ４とを、夫々、ルーフ用保持具５ｅとリヤトレイ用保持具５ｆとで保持した後、先ず、ルーフ用保持具５ｅを図４（Ａ）に示す如くリヤトレイ用保持具５ｆが下方を向く起立姿勢にし、この状態でリヤトレイＷ４をセット台車２上にセットされる左右のサイドパネルＷ５，Ｗ５の後部上縁間の所定のセット位置にセットする。この際、ルーフＷ２はリヤトレイＷ４よりも車体後方（ライン後方）にオフセットした位置で起立することになり、サイドパネルＷ５に対するルーフＷ２の干渉を生ずることなくリヤトレイＷ４をセットすることができる。次に、ルーフ用保持具５ｅを図４（Ｂ）に示す如く水平姿勢に姿勢変更し、左右のサイドパネルＷ５，Ｗ５の上縁間にルーフＷ２をセットする。このように、第２セットロボット５によりリヤトレイＷ４とルーフＷ２とのセット作業を行うことでロボットの使用台数を少なくし、設備費を低減できる。
【００１７】
車体組立ステーションＳＴ２の左右の各外側部には、図１、図２及び図５に示す如く、固定台７ａ上のガイドレール７ｂに沿って横方向に移動自在で、モータ７ｃにより送りねじ７ｄを介して横方向内方の作業位置（図５の右半部の位置）と横方向外方の待機位置（図５の左半部の位置）とに進退される架台７が配置されており、架台７の上部に固定した前後方向に長手の上部フレーム７０に、サイドパネルＷ５を位置決めして保持する治具８を横方向内方を向く内向き姿勢で搭載している。また、車体組立ステーションＳＴ２には、セット台車２の下面に形成した複数の位置決め孔に嵌合する複数の位置決めピン９ａを立設した、モータ９ｂによりラックピニオン機構９ｃを介して昇降される昇降台９が設けられている。そして、車体組立ステーションＳＴ２にセット台車２を往動させた後、昇降台９の上昇でセット台車２を位置決めしてガイドレール１から持上げ、この状態で架台７を作業位置に移動して、セット台車２上の各サイドパネルＷ５をフロアＷ１、ルーフＷ２、ダッシュボードアッパＷ３及びリヤトレイＷ４に組合わせた状態で治具８に受取らせるようにしている。
【００１８】
また、車体組立ステーションＳＴ２の左右の各側部には、治具８より下方に位置する前後方向に長手の固定フレーム１０が配置されており、この固定フレーム１０と架台７の上部フレーム７０とに夫々４台の溶接ロボット１１，１２を搭載し、治具８に保持されるサイドパネルＷ５を固定フレーム１０に搭載した溶接ロボット１１によりフロアＷ１に溶接結合すると共に、サイドパネルＷ５を上部フレーム７０に搭載した溶接ロボット１２によりルーフＷ２とダッシュボードアッパＷ３とリヤトレイＷ４とに溶接結合するようにしている。
【００１９】
各溶接ロボット１１，１２は、固定フレーム１０や上部フレーム７０に固定したガイドレール１０ａ，７０ａに沿って前後方向に移動自在なロボット本体１１ａ，１２ａと、ロボット本体に揺動自在に連結した第１ロボットアーム１１ｂ，１２ｂと、第１ロボットアームの先端に揺動自在に連結した第２ロボットアーム１１ｃ，１２ｃと、第２ロボットアームの先端に連結した３軸構造の手首１１ｄ，１２ｄとを有する６軸ロボットで構成されており、手首１１ｄ，１２ｄに取付けた溶接ガンＧをサイドパネルＷ５とフロアＷ１等の他の車体構成部材とを結合する各所定の打点部に移動してスポット溶接を行う。
【００２０】
架台７は、上部フレーム７０の前後方向長さに比し下部７１の前後方向長さを短くしたＴ字状に形成されており、架台７の下部７１の前方及び後方に固定フレーム１０に達する空きスペースを確保している。かくて、これら空きスペースに臨む固定フレーム１０の前部と後部とに固定フレーム１０上の溶接ロボット１１を寄せ集めることにより、固定フレーム１０上の全ての溶接ロボット１１に対し溶接ガンＧのチップドレッシングといったメンテナンス作業を空きスペースにおいて作業性良く行うことができる。
【００２１】
セット台車２には、図６に明示する如く、フロアＷ１を前後４箇所で位置決めして支持する夫々左右１対の前後４組のフロア用支持部材２０1，２０2，２０3，２０4と、フロアＷ１と各サイドパネルＷ５との接合部分たるサイドシル部を前後２箇所で受ける夫々左右１対の前後２組のサイドシル用受け部材２１1，２１2と、左右のサイドパネルＷ５，Ｗ５をフロントピラー部分とリヤホイールハウス部分とで横方向外方から押圧する夫々左右１対の前後２組のサイドパネル用押圧部材２２1，２２2とが設けられており、サイドパネル用押圧部材２２1，２２2により左右のサイドパネルＷ５，Ｗ５をフロアＷ１に押し付けると共に、両サイドパネルＷ５，Ｗ５間にルーフＷ２、ダッシュボードアッパＷ３及びリヤトレイＷ４を挟持する。
【００２２】
フロア用支持部材２０1〜２０4は、フロアＷ１に形成した孔に嵌合するピン状部材で構成されている。ここで、フロアＷ１を車室部分の前端部で支持するフロア用支持部材２０2は、セット台車２上の固定フレーム２３に立設されていてセット台車２に対し不動であるが、残りのフロア用支持部材２１1，２０3，２０4は、夫々、３軸構造のクロステーブルユニット２４により前後・左右・上下に位置調整自在とし、車種変更に対処し得るようにしている。クロステーブルユニット２４は、前後動する第１テーブル２４ａ上に上下動する第２テーブル２４ｂを設け、第２テーブル２４ｂ上に横方向に接近・離間する左右１対の第３テーブル２４ｃ，２４ｃを搭載して成るもので、第３テーブル２４ｃ上に各フロア用支持部材２０1，２０3，２０4を立設している。
【００２３】
各サイドシル用受け部材２１1，２１2も、車種変更に対処し得るように、前後・上下に位置調整自在としている。即ち、前後動する可動枠２５上にモータ２６ａにより送りねじ機構２６ｂを介して昇降される昇降枠２６を設け、この昇降枠２６に各サイドパネル用受け部材２１1，２１2を取付けている。また、各サイドシル用受け部材２１1，２１2は、図７に明示する如く、シリンダ２１ａによりトグルリンク機構２１ｂを介して上下方向に揺動されるように昇降枠２６に取付けられている。図７で斜線を付した領域は、固定フレーム１０上の溶接ロボット１１が溶接作業中であるときの該溶接ロボット１１に対する干渉領域であり、各サイドパネル用受け部材２１1，２１2を下方に揺動させることで、各サイドシル用受け部材２１1，２１2を溶接作業中の溶接ロボット１１との干渉を生じない図７に仮想線で示す退避位置に引き込むようにしている。
【００２４】
サイドパネルＷ５のフロントピラー部分を押圧する左右１対の第１サイドパネル用押圧部材２２1，２２1は、図８及び図９に示す如く、横方向に移動自在な左右１対のスライド枠２２1ａ，２２1ａに、夫々、シリンダ２２1ｂで前後方向に起伏動作されるように取付けられている。両スライド枠２２1ａは、図外のモータによりベルトを介して同期駆動される左右１対の送りねじ２２1ｃ，２２1ｃにより横方向内方と外方とに同期して移動される。かくて、両第１サイドパネル用押圧部材２１1，２１1を起立させた状態で両スライド枠２２1ａ，２２1ａを横方向内方に移動することにより左右のサイドパネルＷ５，Ｗ５を横方向外方から押圧することができる。また、第１サイドパネル用押圧部材２２1を車体前方（ライン前方）に倒伏させた状態でスライド枠２２1ａを図８に仮想線で示す横方向内方端位置に移動することにより、第１サイドパネル用押圧部材２２1を溶接作業中の溶接ロボット１１との干渉を生じない退避位置に引き込むようにしている。
【００２５】
サイドパネルＷ５のリヤホイールハウス部分を押圧する左右１対の第２サイドパネル用押圧部材２２2，２２2は、図１０及び図１１に示す如く、前後方向の位置調整で車種変更に対処し得るよう、前後動する可動枠２７に搭載されている。可動枠２７上には、横方向に移動自在な左右１対のスライド枠２２2ａ，２２2ａが前後にオフセットして設けられており、各スライド枠２２2ａに各第２サイドパネル用押圧部材２２2をシリンダ２２2ｂにより横方向に起伏動作されるように取付けている。可動枠２７上には、両スライド枠２２2ａ，２２2ａに夫々連結される前後１対の送りねじ２２2ｃ，２２2ｃが軸支されており、両送りねじ２２2ｃ，２２2ｃをその一端でギア２２2ｄを介して連結し、一方の送りねじ２２2ｃを可動枠２７に搭載したモータ２２2ｅでベルト駆動することにより両スライド枠２２2ａ，２２2ａが横方向内方と外方とに同期して移動されるようにしている。かくて、両第２サイドパネル用押圧部材２２2，２２2を起立させた状態で両スライド枠２２2ａ，２２2ａを横方向内方に移動することにより左右のサイドパネルＷ５，Ｗ５を横方向外方から押圧することができる。また、各第２サイドパネル用押圧部材２２2はシリンダ２２2ｆで伸縮されるように構成されている。そして、第２サイドパネル用押圧部材２２2を横方向外方に倒伏させた状態でスライド枠２２2ａを横方向内方に移動すると共に、第２サイドパネル用押圧部材２２2を収縮させることにより、第２サイドパネル用押圧部材２２2を溶接作業中の溶接ロボット１１との干渉を生じない図１０に仮想線で示す退避位置に引き込むようにしている。
【００２６】
かくて、車体組立ステーションＳＴ２において、セット台車２上のサイドパネルＷ５をフロアＷ１等の他の車体構成部材と共に治具５に受取らせた後、直ちに溶接ロボット１による溶接作業を開始しても、サイドシル用受け部材２１1，２１2とサイドパネル用押圧部材２２1，２２2とを上記の如く退避位置に引き込むことにより、セット台車２を溶接ロボット１１との干渉を生ずることなくセットステーションＳＴ１に復動させることができる。そのため、車体組立ステーションＳＴ２での溶接作業をセット台車１のセットステーションＳＴ１への復動を待たずに開始することができ、サイクルタイムの短縮を図れる。
【００２７】
ところで、架台７に搭載する治具８は車種毎に専用化されており、車種変更に際し治具８の交換が必要となる。そこで、払出しステーションＳＴ３の左右の各外側部に、架台７の前方に隣接させて治具交換装置１３を配置し、架台７と治具交換装置１３との間で治具８を入れ換え自在としている。
【００２８】
架台７の上部フレーム７０には治具８用の支持枠７２が設けられており、該支持枠７２に、図１２乃至図１４に示す如く、治具８の背面側に取付けた上下方向に対向する上下１対のガイドレール８ａ，８ａが係合する上側と下側のガイド部材たる複数のローラユニット７３を取付け、治具８がガイドレール８ａ，８ａとローラユニット７３とを介して支持枠７２に内向き姿勢のまま前後方向に移動自在に支持されるようにしている。
【００２９】
また、支持枠７２は、上部フレーム７０に対しシリンダ７２ａにより前後１対のガイドバー７２ｂ，７２ｂを介して横方向に接離自在に支持されている。そして、上部フレーム７０に、上下方向の位置決め部材７４と、前後方向の位置決め部材７５とを設け、支持枠７２を上部フレーム７０側に引き寄せたとき、治具８の背面に設けた上下方向の位置決め用係合部材８ｂと前後方向の位置決め用係合部材８ｃとが夫々対応する位置決め部材７４，７５に係合して、治具８が上部フレーム７０に対し上下方向及び前後方向に位置決めされるようにしている。上部フレーム７０には、更に、治具８をその背面が上部フレーム７０に固定した横方向の位置決め基準となる受座７６に密着するようにクランプする、スイング式のクランプロッド７７ａを有するクランプ部材７７が設けられている。かくて、支持枠７２を上部フレーム７０側に引き寄せてクランプ部材７７を作動させれば、治具８が上部フレーム７０に三次元的に位置決めされた状態で固定される。
【００３０】
治具交換装置１３は、図１５及び図１６に示す如く、基台１３０上に前後方向の軸線回りに回転自在に軸支した回転体１３１を備えている。回転体１３１の前端には円形のホイール１３１ａが固定されており、ホイール１３１ａの外周に巻付けたチェーン１３１ｂに噛合する出力軸上のスプロケット１３１ｃを有するモータ１３１ｄを基台１３０に取付け、モータ１３１ｄにより回転体１３１を回転し得るようにしている。
【００３１】
回転体１３１は前後方向に長手の長方形に枠組みされた枠体で構成されており、治具８用のストック枠１３２を回転体１３１の両側面に取付けて、回転体１３１の回転により両ストック枠１３２，１３２の任意の１個を横方向内方の交換位置に選択自在としている。各ストック枠１３２には、治具８の上下１対のガイドレール８ａ，８ａが係合する上側と下側のガイド部材たる複数のローラユニット１３３が設けられており、かくて、治具８はガイドレール８ａ，８ａとローラユニット１３３とを介してストック枠１３２に前後方向に移動自在に支持される。
【００３２】
前記交換位置は、架台７を待機位置に移動して支持枠７２を上部フレーム７０から横方向内方に離間させたときに、支持枠７２上のローラユニット７３と交換位置に存するストック枠１３２上のローラユニット１３３とが前後方向の一直線上に整列するように設定されており、かくて、交換位置に選択されたストック枠１３２と支持枠７２との間で治具８をローラユニット１３３，７３に案内させて内向き姿勢のまま移し換えることができる。
【００３３】
また、ストック枠１３２には、上側と下側のローラユニット１３３，１３３の間隔を狭めて各ガイドレール８ａから各ローラユニット１３３を離脱させる離脱機構１３４が設けられている。かくて、ストック枠１３２に、ガイドレール８ａとローラユニット１３３との係合を解いて別の治具８を乗せ換えることができる。離脱機構１３４は、ストック枠１３２に固定のレール１３４ａに支持される上下１対のスライド板１３４ｂ，１３４ｂと、両スライド板１３４ｂ，１３４ｂをトグルリンク１３４ｃを介して接近・離間させるシリンダ１３４ｄとで構成され、両スライド板１３４ｂ，１３４ｂに、夫々、上側と下側のローラユニット１３３，１３３を取付けて、両スライド板１３４ｂ，１３４ｂの接近動作により上側と下側のローラユニット１３３，１３３の間隔を狭めるようにしている。
【００３４】
基台１３０には、更に、交換位置に存するストック枠１３２と支持枠７２との間で治具８を前後方向に搬送する搬送機構１３５が設けられている。搬送機構１３５は、基台１３０上のガイドレール１３５ａに前後動自在に支持される走行体１３５ｂ上に、治具８の前端に垂下した引掛け部８ｄに係合可能なフック１３５ｃをシリンダ１３５ｄにより起伏動作されるように取付けて構成される。走行体１３５には、基台１３０に固定したチェーン１３５ｅに噛合する出力軸上のスプロケット１３５ｆを有するモータ１３５ｇが搭載されており、モータ１３５ｇにより走行体１３５がガイドレール１３５ａに沿って自走する。
【００３５】
また、回転体１３１には、１対のストック枠１３２，１３２に対応させて、前端に１対のストッパ１３６，１３６と、後端にシリンダ１３７ａで開閉動作される１対のクランプ部材１３７，１３７とが設けられており、各ストック枠１３２に支持される治具８を各クランプ部材１３７によって各ストッパ１３６との間に挟み込むことができるようにしている。
【００３６】
治具交換に際しては、架台７を待機位置に移動し、クランプ部材７７をアンクランプした後、支持枠７２を上部フレーム７０から横方向内方に離間させて、上下方向や横方向の位置決め用係合部材８ｂ，８ｃを対応する位置決め部材７４，７５から離脱させると共に、走行体１３５ｂを後方に移動してフック１３５ｃを起立させ、支持枠７２に支持されている用済みの治具８の引掛け部８ｄにフック１３５ｃを係合させる。次に、走行体１３５ｂを前方に移動して、用済みの治具８を支持枠７２から交換位置に存する一方のストック枠１３２に移し換える。この移し換えが完了すると、当該一方のストック枠１３２用のクランプ部材１３７を閉じると共にフック１３５ｃを倒伏させ、次いで回転体１３１を回転させて、次の車種用の治具８を支持している他方のストック枠１３２を交換位置に選択する。次に、フック１３５ｃを起立させて、他方のストック枠１３２に支持されている治具８の引掛け部８ｄにフック１３５ｃを係合させると共に、他方のストック枠１３２用のクランプ部材１３７を開く。次いで、走行体１３５ｂを後方に移動して、次の車種用の治具８を他方のストック枠１３２から支持枠７２に移し換え、次に、支持枠７２を上部フレーム７０側に引き寄せると共にクランプ部材７７で治具８をクランプし、治具交換を完了する。尚、治具交換の完了後は、フック１３５ｃを倒伏させた状態で走行体１３５ｂを前方に移動し、次の治具交換までこの位置に待機させる。
【００３７】
尚、上記実施形態では、回転体１３１の周囲２面にストック枠１３２を設けたが、回転体１３１を断面三角形や四角形の角柱状に形成し、回転体１３１の周面に３個以上のストック枠１３２を設けることも可能である。
【００３８】
また、上記実施形態では、架台７の上部フレーム７０に車体上部の溶接を行う溶接ロボット１２を搭載したが、車体組立ステーションＳＴ２の左右の各側部の上方に固定フレームを配置して、この固定フレームに複数の溶接ロボットを吊下げ、これら溶接ロボットにより車体上部の溶接を行うようにしても良い。更に、治具８を多数の溶接ガンを搭載した溶接治具で構成し、サイドパネルＷ５をフロアＷ１等の他の車体構成部材にこれら溶接ガンで溶接結合して、溶接ロボット１１，１２を省略することも可能である。
【００３９】
また、上記実施形態は、車体後部に横設するリヤクロスメンバとしてリヤトレイＷ４を設けた自動車車体Ｗの組立に本発明を適用したものであるが、ハッチバック型の自動車のようにリヤクロスメンバとしてリヤルーフレールを設ける車体の組立にも同様に本発明を適用できる。
【００４０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、共通のセットロボットでリヤクロスメンバとルーフとのセット作業を連続して能率良く行うことができ、ルーフ用とリヤクロスメンバ用の各別のセットロボットを設けるものに比し、設備費を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を適用した車体組立装置の一例の平面図
【図２】 図１の矢印II方向から見た車体組立装置の側面図
【図３】 図２のIII-III線から見たセットステーションの正面図
【図４】 （Ａ）第２セットロボットによるリヤトレイのセット作業時の状態を示す側面図、（Ｂ）第２セットロボットによるルーフのセット作業時の状態を示す側面図
【図５】 図２のV-V線から見た車体組立ステーションの正面図
【図６】 セット台車の斜視図
【図７】 図６のVII-VII線から見たサイドシル用受け部材の正面図
【図８】 図６のVIII-VIII線から見た第１サイドパネル用押圧部材の正面図
【図９】 図８の左側面図
【図１０】 図６のX-X線から見た第２サイドパネル用押圧部材の正面図
【図１１】 第２サイドパネル用押圧部材の平面図
【図１２】 架台上部の横方向内方から見た側面図
【図１３】 図１２のXIII-XIII線截断平面図
【図１４】 図１２のXIV-XIV線拡大截断面図
【図１５】 治具交換装置の横方向内方から見た側面図
【図１６】 図１５のXVI-XVI線截断面図
【図１７】 車体構成部材を示す斜視図
【符号の説明】
Ｗ１ フロア
Ｗ２ ルーフ
Ｗ４ リヤトレイ（リヤクロスメンバ）
Ｗ５ サイドパネル
ＳＴ１ セットステーション
ＳＴ２ 車体組立ステーション
２ セット台車
５ 第１セットロボット
６ 第２セットロボット
５ｅ ルーフ用保持具
５ｆ リヤトレイ用保持具
Claims (1)
- セットステーションと車体組立ステーションとの間に往復動自在なセット台車を備え、
自動車車体の構成部材たるフロアと左右のサイドパネルとルーフと車体後部に横設するリヤクロスメンバとをセットステーションにおいてセット台車上にセットして車体組立ステーションに搬送し、車体組立ステーションにおいて各サイドパネルをフロアとルーフとリヤクロスメンバとに溶接結合して自動車車体を組立てる車体組立装置であって、
セットステーションの左右の各外側部に多関節ロボットから成るサイドパネル用の第１セットロボットを配置して、各第１セットロボットによりセット台車上に各サイドパネルをセットするものにおいて、
セットステーションの車体後方側の端部の左右一方の外側部に多関節ロボットから成る第２セットロボットを配置し、
第２セットロボットの動作端にルーフを保持するルーフ用保持具を取付けると共に、ルーフ用保持具のルーフの前端寄りの端部に、ルーフ用保持具の背面側に位置させて、リヤクロスメンバの下面がルーフの前方を向くようにリヤクロスメンバを保持するリヤクロスメンバ用保持具を取付け、
ルーフ用保持具をリヤクロスメンバ用保持具が下方を向く起立姿勢にした状態でリヤクロスメンバのセット作業を行い、ルーフ保持具を水平姿勢にした状態でルーフのセット作業を行う、
ことを特徴とする車体組立装置。
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-
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