JP3925832B2 - 組立ラインにおける車体の位置決めシステムおよびその位置決め方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、組立ラインにおいて部品を組み付ける時に必要な車体に対する位置決めに関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車組立ラインでは、組付部品や車体の組付箇所等に対応して複数のコンベヤに車体を移し替え、各種部品を組み付ける。例えば、ドロップリフタによって、車体を吊り下げて搬送するオーバヘッドコンベヤから車体を載置して搬送するスラットコンベヤに車体を移載する。移載する際には、スラットコンベヤの所定の位置に車体を載置させなければならないので、車体に対して位置調整が必要となる。特に、自動車組立ラインの中でも部品の組付作業が自動化されている場合(例えば、ウインドウガラスの取り付けやシートの装着等をロボットで行う場合)、所定の組付位置に車体の組付箇所が調整されていることが絶対条件となるので、車体に対する位置決めが重要となる。この車体に対する位置決めの中でも位置決めする方向として、組付部品等によって、車体の前後方向(搬送方向)を必要とする場合、車体の左右方向(搬送方向に対して垂直方向)を必要とする場合、あるいは車体の前後方向と左右方向を必要とする場合等がある。そのため、自動車組立ラインには、その位置決めが必要な組付作業の上流に位置決め装置が配置されている。
【0003】
例えば、特公平3−43167号公報には、搬送物に対する前後方向、左右方向および回動方向の位置調整を行う搬送物の位置調整装置が開示されている。この位置調整装置は、第1滑動部材によって搬送物の左右方向を位置調整し、第2滑動部材によって搬送物の前後方向を位置調整し、第3滑動部材によって搬送物の回動方向を位置調整する。また、本願出願人による特開平3−249018号公報には、車体を第1搬送装置から第2搬送装置に移載する時の位置決めを行う車体移載装置が開示されている。この車体移載装置は、フローティング支持機構によって支持された車体を左右方向位置決め機構によって車体の左右方向を位置決めするとともに、センターピラーの位置を測定する測定機構による車体の前後方向の位置に基づいて第2搬送装置を前後方向に移動して車体の前後方向を位置決めする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、組付部品の中には、左右方向または前後方向の一方向のみの位置決めが必要な組付部品がある。しかし、前記した位置調整装置や車体移載装置は車体(搬送物)の複数方向を位置決めするため、組付部品によっては車体に対して余分な位置決めが施されている場合がある。また、位置決めが必要な組付部品の組み付けがある場合、その位置決めは、位置決めが必要とされる組付部品の組付作業の上流で行われていればよい。特に、複数方向の位置決めが必要な場合、複数方向の位置決めを1つの装置で行う必要はなく、その複数方向の位置決めが必要とされる組付部品の組付作業の上流で全ての方向の位置決めが完了していればよい。というのは、前記した位置調整装置や車体移載装置は、1つの装置で複数方向の位置決めを可能とするために、装置の構造が複雑となり、装置自体が大型化する。また、複数方向の位置決めを1箇所で行っているため、位置決めに時間を費やし、工数が増大する。
【0005】
そこで、本発明の課題は、簡単な構成でかつ必要最低限の位置決めを行う組立ラインにおける車体の位置決めシステムおよびその位置決め方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決した本発明に係る組立ラインにおける車体の位置決めシステムは、組立ラインを自動車の機能別に集約して部品を組み付ける複数の組立ゾーンに分割し、車体の前後方向または左右方向、並びに、前後方向および左右方向の位置決めを必要とする組立ラインにおける車体の位置決めシステムであって、前記組立ラインは、自動車の内装部品や床部品を集約的に組み付ける第1組立ゾーンと、前記第1組立ゾーンの下流に配置され、前記第1組立ゾーンとは異なり前記前後方向および左右方向の位置決めを必要とする自動車の下廻り部品を集約的に組み付ける第2組立ゾーンとを有し、前記第1組立ゾーンの途中に前記第1組立ゾーンでの組立条件に応じて前後方向または左右方向の位置決めを行う第1位置決め装置と、前記第1組立ゾーンと前記第2組立ゾーンの間に、前記第2組立ゾーンでの組立条件に応じて前記第1位置決め装置での位置決め方向とは異なる方向の位置決めを行う第2位置決め装置と、を備えることを特徴とする。
この組立ラインにおける車体の位置決めシステムによれば、第1組立ゾーンまたは第2組立ゾーンの組立条件に対応して、第1位置決め装置と第2位置決め装置とによって前後方向の位置決めと左右方向の位置決めとを分離して行う。そのため、第1位置決め装置および第2位置決め装置を、一方向のみを位置決めできる簡単な装置として構成できる。
なお、「組立条件」とは、各組立ゾーンでの組み付けを行う際の様々な条件であり、各組立ゾーンでの組付部品(必要な位置決め方向等)、自動化の有無、コンベヤの種類、異なるコンベヤ間での車体移載の有無、搬送速度、下流の組立ゾーンで必要な位置決め方向、上流の組立ゾーンで行った位置決め方向等である。
【0009】
前記課題を解決した本発明に係る組立ラインにおける車体の位置決め方法は、組立ラインを自動車の機能別に集約して部品を組み付ける複数の組立ゾーンに分割し、車体の前後方向または左右方向、並びに、前後方向および左右方向の位置決めを必要とする組立ラインにおける車体の位置決め方法であって、前記組立ラインは、自動車の内装部品や床部品を集約的に組み付ける第1組立ゾーンと、前記第1組立ゾーンの下流に配置され、前記第1組立ゾーンとは異なり前記前後方向および左右方向の位置決めを必要とする自動車の下廻り部品を集約的に組み付ける第2組立ゾーンとを有し、前記第1組立ゾーンの途中に前記第1組立ゾーンでの組立条件に応じて前後方向または左右方向の位置決めを行う第1位置決め工程と、前記第1組立ゾーンと前記第2組立ゾーンの間に、前記第2組立ゾーンでの組立条件に応じて前記第1位置決め工程での位置決め方向とは異なる方向の位置決めを行う第2位置決め工程と、を備えることを特徴とする。
この組立ラインにおける車体の位置決め方法によれば、第1組立ゾーンまたは第2組立ゾーンの組立条件に対応して、第1位置決め工程と第2位置決め工程とによって前後方向の位置決めと左右方向の位置決めとを分離して行う。そのため、第1位置決め工程および第2位置決め工程では、一方向のみを位置決めできる簡単な装置によって位置決めを行うことができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る組立ラインにおける車体の位置決めシステムおよびその位置決め方法の実施の形態について説明する。
【0011】
本発明に係る組立ラインにおける車体の位置決めシステムおよびその位置決め方法は、機能を集約的に組み付ける組立ゾーンに組立ラインを分割し、各組立ゾーンでの組立条件に応じて所定方向の位置決めを各々行い、複数方向の位置決めを分離する。そのため、位置決め装置を所定方向のみ位置決めが可能な簡単な装置で構成でき、位置決めに要する工数も低減できる。
【0012】
本実施の形態では、本発明に係る位置決めシステムおよび位置決め方法を、四輪自動車を組み立てる自動車組立ラインに適用する。この自動車組立ラインは、特定の機能を集約的に組み付ける5つの組立ゾーンに大きく分割され、伝達通線ゾーン、インテリアゾーン、下廻りゾーン、エクステリアゾーンおよび複合ゾーンを有する。そして、本実施の形態では、インテリアゾーンの途中に車体の左右方向の位置決めのみを行うドロップリフタを配設するとともに、下廻りゾーンの上流に車体の前後方向の位置決めのみを行うドロップリフタを配設し、左右方向と前後方向の位置決めを分離する。
なお、本実施の形態では、前後方向は、車体の車長方向であり、各コンベヤの搬送方向でもある。左右方向は、車体の幅方向であり、各コンベヤの搬送方向に対して垂直方向でもある。
【0013】
まず、図1および図2を参照して、自動車組立ラインの構成について説明する。自動車組立ラインLは、車体Fに組み付ける多種多様の部品を組み付け部位(例えば、内装、外装、下廻り等)での部品の集合およびこの部品集合を構成する単機能毎の構成部品の集合を集約することを基準として、複数の組立ゾーンに分割される。つまり、この自動車組立ラインLは、自動車の各機能に注目し、機能別に集中して部品を組み付ける。さらに、このゾーン分割には、各部品を組み付ける際に必要とされる車体Fの位置決め方向が考慮され、同一の位置決め方向を必要とする部品の集合を集約することが加味されている。ちなみに、このゾーン分割は、車種等の条件により変更可能である。
なお、本実施の形態では、自動車組立ラインLが、特許請求の範囲に記載の組立ラインに相当する。
【0014】
そこで、自動車組立ラインLは、メインラインが伝達通線ゾーンWZ、インテリアゾーンIZ、下廻りゾーンUZ、エクステリアゾーンEZおよび複合ゾーンCZに分割される。なお、自動車組立ラインLは、伝達通線ゾーンWZおよびインテリアゾーンIZには車体Fに対して位置決めが不要な組付部品が集約され、下廻りゾーンUZおよびエクステリアゾーンEZには車体Fに対して位置決めが必要な組付部品が集約される。そのため、車体Fに対する位置決めは、下廻りゾーンUZの上流で行えばよい。さらに、自動車組立ラインLは、メインラインの側方にRRドアライン等のサブラインやENGベア小組等のサブ組み付け等を備える。なお、自動車組立ラインLは、1階と2階に跨ってラインが配置される。そこで、自動車組立ラインLでは、まず、2階で伝達通線ゾーンWZでの組み付けが始まり、続いて、インテリアゾーンIZの上流部IZ1での組み付けが行われる。そして、自動車組立ラインLでは、インテリアゾーンIZの途中でドロップリフタ1によって、2階から1階に車体Fを下ろす。さらに、自動車組立ラインLでは、1階でインテリアゾーンIZの下流部IZ2→下廻りゾーンUZ→エクステリアゾーンEZ→複合ゾーンCZの順に組み付けが行われる。
【0015】
特に、インテリアゾーンIZでは、途中でオーバヘッドコンベヤOC1からフリクションコンベヤFC1のパレット40に車体Fを移載するので、移載時の車体Fを支持している状態を利用してインテリアゾーンIZの下流の組立ゾーンで必要とされる車体Fの左右方向の位置決めを予め行う。そのため、自動車組立ラインLには、2階のオーバヘッドコンベヤOC1と1階のフリクションコンベヤFC1との間には、移載する際に車体Fの左右方向の位置決めを行うことができるドロップリフタ1が配設される。ここでは、インテリアゾーンIZの組立条件としては、2つのコンベヤOC1,FC1間で車体Fを移載することや下流の組立ゾーンで車体Fの左右方向および前後方向の位置決めが必要等である。また、下廻りゾーンUZでは、車体Fに対して前後方向および左右方向の位置決めが必要とされる部品が集約して組み付けられる。そのため、自動車組立ラインLには、フリクションコンベヤFC1とオーバヘッドコンベヤOC2との間には、車体Fの前後方向の位置決めのみを行うことができるドロップリフタ2が配設される。つまり、インテリアゾーンIZの途中で予め車体Fの左右方向の位置決めを行っているので、下廻りゾーンUZの直前では、車体Fの前後方向の位置決めのみを行えばよい。ここでは、下廻りゾーンUZの組立条件としては、インテリアゾーンIZで左右方向の位置決めを予め行っていることや下廻りゾーンUZでは車体Fの前後方向および左右方向の位置決めが必要等である。つまり、各組立ゾーンでの組立条件に応じて車体Fに対する位置調整を分離して行うことによって、自動車組立ラインLとして必要最低限の位置決めが行われる。
【0016】
なお、本実施の形態では、インテリアゾーンIZと下廻りゾーンUZが特許請求の範囲に記載の組立ゾーンに相当し、特に、インテリアゾーンIZが特許請求の範囲に記載の第1組立ゾーンに相当し、下廻りゾーンUZが特許請求の範囲に記載の第2組立ゾーンに相当する。また、本実施の形態では、ドロップリフタ1が特許請求の範囲に記載の第1位置決め装置に相当し、ドロップリフタ2が特許請求の範囲に記載の第2位置決め装置に相当する。したがって、本実施の形態に係る位置決めシステムは、ドロップリフタ1、ドロップリフタ2および少なくともインテリアゾーンIZと下廻りゾーンUZを含む自動車組立ラインLで構成される。
【0017】
それでは、自動車組立ラインLの各組立ゾーンについて説明する。
まず、伝達通線ゾーンWZは、自動車の電気配線、車内LAN配線、配管等を集約して組み付けるゾーンである。そのため、伝達通線ゾーンWZは、その上流部ではオーバヘッドコンベヤで搬送されながら各種部品が組み付けられ、その下流部ではフリクションコンベヤで搬送されながら各種部品が組み付けられる。
【0018】
インテリアゾーンIZは、自動車の内装部品や床部品等を集約して組み付けるゾーンであり、例えば、インストルメントパネル、ペダル、床マット、各ライニング、シートベルト等を組み付ける。そのため、インテリアゾーンIZは、2階と1階共にフリクションコンベヤで搬送されながら部品が組み付けされる。なお、インテリアゾーンIZでは、2階から1階に車体Fを移載するために、まず、車体FがフリクションコンベヤFC2からオーバヘッドコンベヤOC1に移載される。そして、2階のオーバヘッドコンベヤOC1の下流かつ1階のフリクションコンべアFC1の上流に配設されたドロップリフタ1が、車体FをオーバヘッドコンベヤOC1からフリクションコンべアFC1に移載する。
【0019】
下廻りゾーンUZは、自動車の下廻り部品を集約して組み付けるゾーンであり、サスペンション、エンジン、タイヤ等が組み付けられる。そのため、下廻りゾーンUZは、オーバヘッドコンべアOC2で搬送されながら部品が組み付けられる。特に、下廻りゾーンUZでは、サスペンションやエンジン等をサブラインから自動的に投入して組み付けるので、車体Fの左右方向および前後方向の位置決めを必要とする。
【0020】
エクステリアゾーンEZは、自動車の外装部品を集約して組み付けるゾーンであり、ウインドウガラス、シート、バンパ、ドア等が組み付けられる。そのため、エクステリアゾーンEZは、フリクションコンベヤで搬送されながら部品が組み付けられる。特に、エクステリアゾーンEZは、ウインドウガラスやシートの組み付け等をロボットで行うため、車体Fの左右方向および前後方向の位置決めを必要とする。
【0021】
複合ゾーンCZは、上流の組立ゾーンで組み付けられた各種部品や装備の機能確認を行うゾーンであり、例えば、ライトの点灯確認、バッテリ結線、ターミナル結線等である。
【0022】
それでは、図3および図4を参照して、ドロップリフタ1について詳細に説明する。ドロップリフタ1は、2階に設置されているオーバヘッドコンベヤOC1で搬送されてきた車体Fを1階に設置されているフリクションコンベヤFC1に移載する。そのために、ドロップリフタ1は、オーバヘッドコンベヤOC1の最下流(すなわち、インテリアゾーンIZの上流部IZ1の最下流)かつフリクションコンベヤFC1の最上流(すなわち、インテリアゾーンIZの下流部IZ2の最上流)に、2階と1階にかけて設置される(図2参照)。さらに、ドロップリフタ1は、移載する際に、車体Fの左右方向の位置調整を行う。
【0023】
ここで、オーバヘッドコンベヤOC1およびフリクションコンベヤFC1について説明しておく。オーバヘッドコンベヤOC1は、2階のフリクションコンベヤFC2の最下流からドロップリフタ1にかけて配設される(図2参照)。また、フリクションコンベヤFC1は、1階のドロップリフタ1からドロップリフタ2にかけて配設される(図2参照)。
【0024】
オーバヘッドコンベヤOC1は、多数のハンガ30,・・・で車体F,・・・を支持し、このハンガ30,・・・が所定の間隔を開けて搬送レール33に吊り下がった状態で移動する。各ハンガ30は、車体Fの左右両側で開閉する2個のアーム31,31を備える。アーム31,31は、図示しないハンガ30の開閉機構によって、車体Fを支持する際には閉じ、車体Fを開放する際には左右両側に開く。また、アーム31,31は、図示しないハンガ30の開閉時ロック機構によって、閉じた時には車体Fを抱え込む状態(図3の(a)図の2点鎖線で示す状態)でロックされ、開いた時には車体Fがドロップリフタ1によって上下移動可能な状態(図3の(a)図の実線で示す状態)でロックされる。なお、アーム31,31の開閉は、ドロップリフタ1に備えられるアーム開閉部16,16の開閉作用により行われる。また、各アーム31は、その先端に前後方向に2個の車体支持部32,32を備える。この全4個の車体支持部32,・・・は、アーム31,31が閉じた時に、車体Fのジャッキアップポイントを各々支持する。
【0025】
フリクションコンベヤFC1は、多数のパレット40,・・・上に車体F,・・・を支持し、このパレット40,・・・が図示しない搬送レールに沿って前後が接した状態で移動する。なお、パレット40,・・・は、地下ピットP内で上下方向に循環して移動する。各パレット40は、その上面に左右両側かつ前後に全4個の車体支持部41,・・・を備え、この車体支持部41,・・・によって車体Fのジャッキアップポイントを支持する。また、各パレット40は、その下面に左右両側かつ前後に全4個の車輪42,・・・を備え、この車輪42,・・・が図示しない搬送レールに係合する。ちなみに、パレット40は、車体Fが移載される際には、パレット固定部43によって所定の位置に固定される。
【0026】
それでは、ドロップリフタ1の構成について説明する。ドロップリフタ1は、主に、ポスト10,10、スライダ11,11、フローティング支持部12,12、モータ13、ワイヤ14,14,14、カウンタウエイト15、アーム開閉部16,16および左右方向位置調整部17,17等から構成される。なお、ドロップリフタ1は、図示しない制御装置によって各部が制御され、この制御装置も構成に含むものとする。ちなみに、この制御装置は、ドロップリフタ1専用の制御装置であってもよいし、自動車組立ラインL全体を制御する制御装置等であってもよい。
【0027】
ポスト10,10は、オーバヘッドコンベヤOC1のハンガ30およびフリクションコンベヤFC1のパレット40の左右両側に、1階の地下ピットPの床PFから2階の上方にかけて垂設される。ポスト10,10は、スライダ11,11の搬送路であり、スライダ11,11が係合して昇降する。
【0028】
スライダ11,11は、左右両側のポスト10,10に各々係合し、ポスト10,10に沿って1階と2階間を昇降する。各スライダ11は、ワイヤ14を介して、モータ13の駆動力により昇降する。さらに、モータ13にはワイヤ14を介してカウンタウエイト15が接続され、カウンタウエイト15とスライダ11,11および車体Fとの間で重量バランスがとられている。そのため、モータ13の駆動力が小さくても、スライダ11,11を昇降させることができる。ちなみに、2個のスライダ11,11は、1個のモータ13によって昇降される。
【0029】
フローティング支持部12,12は、互いに向かい合う方向で各スライダ11,11の上面に設けられ、車体Fのサイドシルを支持する。各フローティング支持部12は、前後方向に2個の支持フレーム12b,12bを備え、2個の支持フレーム12b,12bを連結フレーム12cで連結している(図4参照)。さらに、各フローティング支持部12は、各支持フレーム12b,12bの先端部(車体Fの左右方向の中心側)に、車体Fのサイドシルを載置しかつ各支持フレーム12b,12bに対して左右方向に移動自在なフローティング載置部12a,12aを各々備える(図4参照)。つまり、フローティング載置部12aは、車体Fのサイドシルをフローティング支持し、左右方向位置調整部17によって車体Fの左右方向を位置調整している時には車体Fを支持フレーム12bに対して左右方向に移動可能とする。また、フローティング支持部12,12は、各スライダ11,11の上面に備えられたレール11a,・・・に沿って支持フレーム12b,・・・が左右方向(すなわち、車体Fに対して接近/離間する方向)に移動自在であり、車体Fを支持する時には最接近し、車体Fをパレット40上に載置する時には最離間する(図4参照)。
【0030】
アーム開閉部16,16は、各ポスト10,10の上面に設けられ、オーバヘッドコンベヤOC1のハンガ30の開閉機構および開閉時ロック機構に作用する。つまり、アーム開閉部16、16は、ハンガ30の開閉機構に作用してアーム31,31を開閉させる。さらに、アーム開閉部16、16は、ハンガ30の開閉時ロック機構に作用してアーム31,31を開いた状態または閉じた状態でロックする。
【0031】
左右方向位置調整部17,17は、フローティング支持部12,12の上面に各々設けられ、車体Fの左右方向を位置調整するとともに、車体Fの回動方向も調整する。そのために、各左右方向位置調整部17は、車体Fのサイドシルを押圧する押圧部17a,17aと、この2個の押圧部17a,17aを左右方向(すなわち、車体Fに対して接近/離間する方向)に各々移動させるエアシリンダ17b,17bを各々備える。なお、各押圧部17aと各エアシリンダ17bは、各支持フレーム12bの上面に設けられる。各左右方向位置調整部17は、車体Fを左右方向に位置調整する(すなわち、パレット40の左右方向の中心軸と車体Fの左右方向の中心軸を一致させる)ために、左右両側から押圧部17a,17aを接近させ、車体Fのサイドシルを押圧する。すると、車体Fが左右方向にずれている(すなわち、パレット40の左右方向の中心軸と車体Fの左右方向の中心軸が左右方向にずれている)場合には、車体Fの左右方向のずれが調整される。つまり、フローティング支持されている車体Fが、押圧部17a,・・・の左右両側からの押圧によって、フローティング載置部12a,・・・と共に支持フレーム12b,12bに対して左右方向に移動する。さらに、車体Fが回動方向にずれている(すなわち、パレット40の左右方向の中心軸と車体Fの左右方向の中心軸が交差している場合)には、車体Fの回動方向のずれが調整される。なお、各左右方向位置調整部17の押圧部17a,17aが最接近した時、左側の押圧部17a,17aの先端からパレット40の左右方向の中心軸までの距離と右側の押圧部17a,17aの先端からパレット40の左右方向の中心軸までの距離は等距離となる。ちなみに、この押圧部17a,・・・が最接近する位置は、車体Fの車種(すなわち、各車種の車幅)によって各々設定される。
【0032】
次に、図5および図6を参照して、ドロップリフタ2について詳細に説明する。ドロップリフタ2は、フリクションコンベヤFC1で搬送されてきた車体FをオーバヘッドコンベヤOC2に移載する。そのために、ドロップリフタ2は、フリクションコンベヤFC1の最下流(すなわち、インテリアゾーンIZの下流部IZ2の最下流)かつオーバヘッドコンベヤOC2の最上流(すなわち、下廻りゾーンUZの最上流)に設置される(図2参照)。また、ドロップリフタ2は、移載する際に、車体Fの前後方向の位置調整を行う。
【0033】
ここで、オーバヘッドコンベヤOC2について説明しておく。オーバヘッドコンベヤOC2は、ドロップリフタ2の下流に配設される(図2参照)。オーバヘッドコンベヤOC2は、多数のハンガ50,・・・で車体F,・・・を支持し、このハンガ50,・・・が所定の間隔を開けて搬送レール54に吊り下がった状態で移動する。各ハンガ50は、車体Fの左右両側で開閉する2個の前部アーム51a,51aと2個の後部アーム51b,51b(なお、後部アーム51b,51bは、図5の(b)図では片側しか図示されていない)を備える。アーム51a,51a,51b,51bは、図示しないハンガ50の開閉機構によって、車体Fを支持する際には閉じ、車体Fを開放する際には左右両側に開く。また、アーム51a,51a,51b,51bは、図示しないハンガ50の開閉時ロック機構によって、閉じた時には車体Fを抱え込む状態(図5の(a)図の2点鎖線で示す状態)でロックされ、開いた時には車体Fがドロップリフタ2によって上下移動可能な状態(図5の(a)図の実線で示す状態)でロックされる。なお、前部アーム51a,51aと後部アーム51b,51bとは、ハンガ50のアーム支持フレーム50a,50aに設けられ、開閉時には一緒に開閉する。また、アーム51a,51a,51b,51bの開閉は、ドロップリフタ2に備えられるアーム開閉部26,26の開閉作用により行われる。
【0034】
各前部アーム51aは、その先端に車体支持部52を備える。この車体支持部52は、前部アーム51aが閉じた時に、車体Fの前部のジャッキアップポイントを支持するジャッキアップポイント支持部52aを備える。さらに、一方の車体支持部52には、車体Fの位置決め基準穴(図示せず)に挿入する位置決めピン52bを備える。ちなみに、車体Fの前後方向の位置基準は自動車の前輪の輪軸中心が基準であり、位置決め基準穴は輪軸中心を基準として位置が決定される。なお、前部アーム51aは、ハンガ50のアーム支持フレーム50aに対して前後方向の位置が移動しない。
【0035】
各後部アーム51bは、その先端に車体支持部53を備える。この車体支持部53は、後部アーム51bが閉じた時に、車体Fの後部のジャッキアップポイントを支持する。ちなみに、自動車組立ラインLには異なる車種の車体Fが流れ、車種によって車体Fの車長が変わる(ひいては、前後のジャッキアップポイント間隔が変わる)。したがって、前部アーム51aの車体支持部52と後部アーム51bの車体支持部53とで前後のジャッキアップポイントを支持するためには、車種の異なる車体Fに対応して前部アーム51aと後部アーム51bとの間隔を変えなければならない。そこで、各後部アーム51bは、ハンガ50のアーム支持フレーム50aに対して前後方向に3段階移動可能な移動機構(図示せず)を備える。
【0036】
それでは、ドロップリフタ2の構成について説明する。ドロップリフタ2は、主に、ポスト20,20、スライダ21,21、車体支持部22,22、モータ23、ワイヤ24,24,24、カウンタウエイト25、アーム開閉部26,26および前後位置検出手段27等から構成される。なお、ドロップリフタ2は、図示しない制御装置によって各部が制御され、この制御装置も構成に含むものとする。ちなみに、この制御装置は、ドロップリフタ2専用の制御装置であってもよいし、自動車組立ラインL全体を制御する制御装置等であってもよい。
【0037】
ポスト20,20は、フリクションコンベヤFC1のパレット40およびオーバヘッドコンベヤOC2のハンガ50の左右両側に、1階の地下ピットPの床PFから1階の上方にかけて垂設される。また、ポスト20,20は、スライダ21,21の搬送路であり、スライダ21,21が係合して昇降する。
【0038】
スライダ21,21は、左右両側のポスト20,20に各々係合し、ポスト20,20に沿ってフリクションコンベヤFC1とオーバヘッドコンベヤOC2間を昇降する。各スライダ21は、ワイヤ24を介して、モータ23の駆動力により昇降する。さらに、モータ23にはワイヤ24を介してカウンタウエイト25が接続され、カウンタウエイト25とスライダ21,21および車体Fとの間で重量バランスがとられている。そのため、モータ23の駆動力が小さくても、スライダ21,21を昇降させることができる。ちなみに、2個のスライダ21,21は、1個のモータ23によって昇降される。
【0039】
車体支持部22,22は、互いに向かい合う方向で各スライダ21,21の下面に設けられ、車体Fのサイドシルを支持する。また、車体支持部22,22は、各スライダ21,21のレール21a,・・・に沿って左右方向(すなわち、車体Fに対して接近/離間する方向)に移動自在であり(図6参照)、車体Fを支持する時には最接近し、車体Fをハンガ50に移載する時には最離間する。さらに、車体支持部22,22は、車体Fの前後方向の位置を調整する際に、車体Fを載置した状態で車体Fを前後方向に移動させる。そのために、各車体支持部22は、本体22a、支持フレーム22b,22b、前後方向案内レール22c,22c、移動ジョイント22d,22d,22d,22d、移動フレーム22e,22e、連結フレーム22f、載置部フレーム22g,22g、車体載置部22h,22h、駆動フレーム22i、駆動ジョイント22j、エアシリンダ22k、ピストン22lおよびストッパ22m,22mを備える(図6参照)。車体支持部22は、本体22aがスライダ21のレール21a,21aに沿って左右方向に移動自在であり、その先端の前後方向2箇所に支持フレーム22b,22bが設けられる。支持フレーム22b,22b間には、前後方向案内レール22c,22cが架設される。前後方向案内レール22c,22cは、前方側が支持フレーム22bに支持され、後方側が支持フレーム22bを貫通して後方に延びる。各前後方向案内レール22cは、前後方向に2箇所に、前後方向に移動自在な移動ジョイント22d,22dが周設される。さらに、前方に設けられた2個の移動ジョイント22d,22dの間には移動フレーム22eが架設されるとともに、後方に設けられた2個の移動ジョイント22d,22dの間には移動フレーム22eが架設される。そして、2個の移動フレーム22e,22eの間には、その先端部に連結フレーム22fが架設され、移動ジョイント22d,・・・の前後方向の移動に伴って連結フレーム22fが前後方向に移動する。また、2個の移動フレーム22e,22eの間には、その下部に駆動フレーム22iが架設され、エアシリンダ22kのピストン22lの前後方向の移動に伴って駆動フレーム22iが前後方向に移動する。なお、ピストン22lの先端は、駆動ジョイント22jを介して駆動フレーム22iに接続される。さらに、連結フレーム22fは、前後方向2箇所に、載置部フレーム22g,22gを介して車体載置部22h,22hが設けられる。車体載置部22h,22hは、移載時に車体Fのサイドシルの前後2箇所を載置して支持する。つまり、エアシリンダ22kのピストン22lが前後方向に移動すると、駆動ジョイント22j、駆動フレーム22i、移動フレーム22e,22e、連結フレーム22f、載置部フレーム22g,22gを介して、車体載置部22h,22hが車体Fを載置して前後方向に移動する。なお、車体支持部22の前後方向の移動は、ストッパ22m,22mによって規制される。
【0040】
アーム開閉部26,26は、各ポスト20,20の上部に設けられ、オーバヘッドコンベヤOC2のハンガ50の開閉機構および開閉時ロック機構に作用する。つまり、アーム開閉部26、26は、ハンガ50の開閉機構に作用してアーム51a,51a,51b,51bを左右両側に開閉させる。さらに、アーム開閉部26、26は、ハンガ50の開閉時ロック機構に作用してアーム51a,51a,51b,51bを開いた状態あるいは閉じた状態でロックする。
【0041】
前後位置検出手段27は、車体Fがハンガ50に移載可能な位置まで上昇された時に車体Fの後部のポイントを検出するために、複数の発光部(図示ぜず)と各発光部に対応して複数の光電管27a,・・・を備える。複数の発光部は、車体Fの後部側面に向かって光を発するために、車体Fに対して一方の側面側に配設される。また、複数の光電管27a,・・・は、各発光部に対応して、車体Fに対して他方の側面側に配設される。したがって、前後位置検出手段27は、発光部と光電管27a,・・・との間に障害物(車体F)がない場合には、発光部から発した光を光電管27a,・・・で受光できる。
【0042】
つまり、前後位置検出手段27は、車種に対応した特定箇所の発光部から発した光が光電管27aで受光した時(あるいは、受光しなくなった時)に車体Fの後部のポイントを検出する。そして、前記した制御装置には、各車種の車体Fに対応した特定箇所の発光部とその発光部に対応する光電管27aの位置データが備えられている。つまり、制御装置は、ドロップリフタ2で移載している車体Fの車種情報が入力されると、移載している車体Fの車種に対応する特定箇所(1箇所)の発光部から光を発射させ、この発光部に対応した光電管27aからの受光信号を受信する。そして、制御装置は、車体支持部22,22によって車体Fを支持した状態で車体Fを前後方向に移動させる。さらに、制御装置は、光電管27aからの受光信号に基づいて、光電管27aが受光した瞬間(あるいは、受光しなくなった瞬間)を判定する(つまり、車体Fの後端部が発光部と光電管27aとの間を横切った瞬間を判定する)。そして、制御装置は、光電管27aが受光した瞬間(あるいは、受光しなくなった瞬間)を判定すると、車体支持部22,22による車体Fの前後方向の移動を停止させる。その結果、オーバヘッドコンベヤOC2の位置決めピン52bが挿入可能な位置に、車体Fの位置決め基準穴(図示せず)が位置調整される。
【0043】
次に、本実施の形態に係る位置検出方法について説明する。なお、この位置検出方法は、ドロップリフタ1での移載時の動作およびドロップリフタ2での移載時の動作に沿って説明する。
なお、本実施の形態では、ドロップリフタ1での移載時の位置決めが特許請求の範囲に記載の第1位置決め工程に相当し、ドロップリフタ2での移載時の位置決めが特許請求の範囲に記載の第2位置決め工程に相当する。
【0044】
まず、図7を参照して、ドロップリフタ1での移載時の動作について説明する。ドロップリフタ1は、前記したように制御装置によって制御される。この制御装置は、搬送されてくる車体Fに関する情報がIDカード等によって入力され、車種、車幅および車長等の情報を得ている。ちなみに、オーバヘッドコンベヤOC1およびフリクションコンベヤFC1も、図示しない制御装置によって制御される。なお、この制御装置は、各コンベヤ専用の制御装置であってもよいし、ドロップリフタ1と共通の制御装置等であってもよい。
【0045】
まず、オーバヘッドコンベヤOC1は、制御装置からの指令に基づいて、車体支持部32,32に支持された車体Fをドロップリフタ1に対して所定の位置に停止させるために、ハンガ30を停止させる。なお、所定の位置は、ドロップリフタ1のフローティング支持部12,12で車体Fのサイドシルを支持可能な位置である。停止後、ドロップリフタ1は、モータ13を回転駆動し、スライダ11,11を上昇させる。(図7の(a)図参照)。また、フリクションコンベヤFC1は、制御装置からの指令に基づいて、車体Fのジャッキアップポイントを支持可能な位置にパレット40を停止させ、パレット固定部43によってパレット40を所定の位置に固定している。
【0046】
そして、ドロップリフタ1は、制御装置からの指令に基づいて、フローティング支持部12,12で車体Fのサイドシルを支持可能な位置にスライダ11,11を停止させ、車体Fのサイドシルをフローティング支持する。このとき、オーバヘッドコンベヤOC1は、アーム31,31を閉じ、車体Fのジャッキアップポイントを車体支持部32,・・・で支持している。さらに、ドロップリフタ1は、制御装置からの指令に基づいて、アーム開閉部16,16をオーバヘッドコンベヤOC1のアーム31,31に作用させ、アーム31,31を開く。すると、車体Fは、オーバヘッドコンベヤOC1の車体支持部32,32で支持されなくなり、ドロップリフタ1のフローティング支持部12,12でのみフローティング支持される。
【0047】
続いて、ドロップリフタ1は、制御装置からの指令に基づいて、左右方向位置調整部17,17の押圧部17a,・・・を車体Fに向けて接近させ、この押圧部17a,・・・によって車体Fのサイドシルを左右両側から全4箇所押圧する(図4参照)。すると、車体Fは、フリクションコンベヤFC1のパレット40の左右方向の中心軸と車体Fの左右方向の中心軸とが一致するように、左右方向および回動方向が調整される。つまり、車体Fは、下廻りゾーンUZ等(図2参照)での組み付けの際に必要とされる左右方向の位置決めが予め行われる。続いて、ドロップリフタ1は、制御装置からの指令に基づいて、左右方向位置調整部17,17の押圧部17a,・・・を、各車種に基づいて設定されている位置に停止させる(図4参照、図7の(b)図参照)。このとき、車体Fは、フリクションコンベヤFC1のパレット40の左右方向の中心軸と車体の左右方向の中心軸とが一致する位置に調整されている。
【0048】
位置調整後、ドロップリフタ1は、制御装置からの指令に基づいて、左右方向位置調整部17,17の押圧部17a,・・・で車体Fのサイドシルを押圧した状態で、モータ13を回転駆動させてスライダ11,11を下降させる(図7の(c)図参照)。つまり、車体Fは、左右方向位置調整部17,17によって左右方向に位置調整された状態で下降する。
【0049】
車体FがフリクションコンベヤFC1の車体支持部41,・・・で支持可能な位置まで下降すると、ドロップリフタ1は、制御装置からの指令に基づいて、モータ13の回転駆動を停止させ、車体Fを車体支持部41,・・・に載置させる。すると、車体Fは、前後左右に設けられた4個のジャッキアップポイントがパレット40の車体支持部41,・・・によって支持される。そして、ドロップリフタ1は、制御装置からの指令に基づいて、フローティング支持部12,12を車体Fから離間する方向に移動させる(図7の(d)図参照)。このとき、左右方向位置調整部17,17の押圧部17a,・・・による車体Fの位置調整が解除されるが、車体Fは左右方向に位置決めされた状態でパレット40の車体支持部41,・・・に載置されている。
【0050】
フローティング支持部12,12が最離間後、フリクションコンベヤFC1は、制御装置からの指令に基づいて、パレット固定部43による固定を解除し、パレット40上で支持されている車体Fを搬送する。
【0051】
次に、図8を参照して、ドロップリフタ2での移載時の動作について説明する。ドロップリフタ2は、前記したように制御装置によって制御される。この制御装置は、搬送されてくる車体Fに関する情報がIDカード等によって入力され、車種、車幅および車長等の情報を得ている。ちなみに、フリクションコンベヤFC1およびオーバヘッドコンベヤOC2も、図示しない制御装置によって制御される。なお、この制御装置は、各コンベヤ専用の制御装置であってもよいし、ドロップリフタ2と共通の制御装置等であってもよい。
【0052】
移載前に、オーバヘッドコンベヤOC2は、制御装置からの指令に基づいて、車種に対応して、後部アーム51b,51b(図5参照)を前後方向3段階のいずれかの位置に移動させる。そのため、オーバヘッドコンベヤOC2で車体Fを支持する際に、車体Fの位置決め基準穴(図示せず)にハンガ50の位置決めピン52bが挿入可能な位置に車体Fが前後方向に位置調整されている場合には、ハンガ50の車体支持部52,52,53,53で車体Fの4箇所のジャッキアップポイントを支持可能となる。(図5参照)
【0053】
まず、フリクションコンベヤFC1は、制御装置からの指令に基づいて、車体支持部41,・・・に支持された車体Fをドロップリフタ2に対して所定の位置に停止させるために、パレット40を停止させる。そして、フリクションコンベヤFC1は、パレット固定部43によってパレット40を固定する。なお、所定の位置とは、ドロップリフタ2の車体支持部22,22で車体Fのサイドシルを支持可能な位置である。また、オーバヘッドコンベヤOC2は、制御装置からの指令に基づいて、車体Fがドロップリフタ2によって前後方向に位置調整された場合には車体Fの位置決め基準穴(図示せず)に位置決めピン52bを挿入可能な位置に、ハンガ50を停止させる。
【0054】
そして、ドロップリフタ2は、制御装置からの指令に基づいて、車体支持部22,22を車体Fに接近する方向に移動させ、車体支持部22,22によって車体Fのサイドシルを支持する(図8の(a)図参照)。
【0055】
車体Fを支持後、ドロップリフタ2は、制御装置からの指令に基づいて、モータ23を回転駆動し、車体Fを車体支持部22,22で支持した状態でスライダ21,21を上昇させる(図8の(b)図参照)。
【0056】
そして、ドロップリフタ2は、制御装置からの指令に基づいて、オーバヘッドコンベヤOC2のハンガ50で車体Fのジャッキアップポイントを支持可能な位置にスライダ21,21を停止させる。このとき、オーバヘッドコンベヤOC2は、ハンガ50の前部アーム51a,51aおよび後部アーム51b,51bを開いた状態で(図5参照)、ハンガ50を停止させている。
【0057】
車体Fがハンガ50で支持可能な位置まで上昇されると、ドロップリフタ2は、制御装置からの指令に基づいて、前後位置検出手段27の特定箇所(1箇所)の発光部から対応する光電管27aに向けて光を発射する(図5参照)。なお、制御装置は、前記したように、移載している車体Fの車種情報に基づいて、1組の発光部と光電管27aを選択し、光電管27aからの受光信号を受信する。さらに、ドロップリフタ2は、制御装置からの指令に基づいて、車体支持部22,22によって車体Fを支持した状態で前後方向に移動させる。そして、制御装置は、光電管27aからの受光信号に基づいて、前後方向に移動中の車体Fの後端部が前後位置検出手段27の特定箇所の発光部と光電管27aとの間を横切った瞬間を判定する。制御装置がこの瞬間を判定すると、ドロップリフタ2は、制御装置からの指令に基づいて、車体支持部22,22による車体Fの前後方向の移動を停止させる。その結果、車体Fは、オーバヘッドコンベヤOC2の位置決めピン52bが車体Fの位置決め基準穴(図示せず)に挿入可能な位置に、前後方向に位置調整される。つまり、車体Fは、下廻りゾーンUZ(図2参照)での組み付けの際に必要とされる前後方向の位置決めが行われる。
【0058】
そして、ドロップリフタ2は、制御装置からの指令に基づいて、アーム開閉部26,26をオーバヘッドコンベヤOC2のハンガ50に作用させ、前部アーム51a,51aおよび後部アーム51b,51bを閉じる(図5参照)。すると、車体Fは、ドロップリフタ2の車体支持部22,22でサイドシルが支持されるとともに、オーバヘッドコンベヤOC2の車体支持部52,52および車体支持部53,53でジャッキアップポイントが支持される。(図8の(c)図参照)。このとき、車体Fは、位置決め基準穴(図示せず)にオーバヘッドコンベヤOC2の位置決めピン52bが挿入され、前後方向に位置決めされる。
【0059】
位置決め後、ドロップリフタ2は、制御装置からの指令に基づいて、車体支持部22,22を車体Fから離間させる方向に移動させる(図8の(d)図参照)。すると、車体Fは、ドロップリフタ2での支持がなくなり、オーバヘッドコンベヤOC2の車体支持部52,52,53,53(図5参照)だけでジャッキアップポイントが支持される。
【0060】
車体支持部22,22が最離間後、オーバヘッドコンベヤOC2は、制御装置からの指令に基づいて、ハンガ50で支持されている車体Fを搬送する。そして、車体Fは、左右方向および前後方向に位置決めされた状態で、下廻りゾーンUZ(図2参照)で各部品が組み付けられる。
【0061】
ちなみに、オーバヘッドコンベヤOC2に移載された車体Fは、フリクションコンベヤFC1の車体支持部41,・・・に左右方向に位置決めされた状態で支持されていたので、この左右方向の位置決めがドロップリフタ2による移載後も継続されている。そのため、下廻りゾーンUZを含めた下流の組立ゾーンでは、車体Fは、前後方向および左右方向に位置決めされた状態で各種部品が組み付けられる。
【0062】
本実施の形態の位置決めシステムおよび位置決め方法によれば、インテリアゾーンIZでの組立条件と下廻りゾーンUZでの組立条件を考慮し、車体Fの左右方向の位置決めおよび前後方向の位置決めをドロップリフタ1とドロップリフタ2とで分離して行う。そのため、ドロップリフタ1およびドロップリフタ2を一方向のみ位置決め可能な簡単な構成の位置決め装置とすることができ、自動車組立ラインLでの位置決め回数を必要最小限とすることできる。さらに、ドロップリフタ1での移載動作を利用して左右方向の位置決めをおよびドロップリフタ2での移載動作を利用して前後方向の位置決めを行うので、位置決めに要する時間が短縮する。その結果、自動車組立ラインLでの位置決めに要する工数が低減する。
【0063】
以上、本発明は、前記の実施の形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
例えば、本実施の形態では車体Fの左右方向、前後方向の順に位置決めが行われ、オーバヘッドコンベヤOC1、フリクションコンベヤFC1、オーバヘッドコンベヤOC2の順に車体が移載されるように組立ラインを各組立ゾーンに分割したが、位置決めの順や各コンベヤの構成等は限定されるものでない。
また、車体を移載する際に使用されるドロップリフタ1,2に各位置決め装置を組み込んだが、組立ライン中に位置決め装置を単体で配置するようにしてもよい。
【0064】
【発明の効果】
本発明の請求項1に係る組立ラインにおける車体の位置決めシステムは、第1組立ゾーンまたは第2組立ゾーンの組立条件に対応して、第1位置決め装置と第2位置決め装置では一方向のみの位置決めを行う。そのため、第1位置決め装置および第2位置決め装置を、一方向のみを位置決めする簡単な装置として構成できる。
【0067】
本発明の請求項2に係る組立ラインにおける車体の位置決め方法は、第1組立ゾーンまたは第2組立ゾーンの組立条件に対応して、第1位置決め工程と第2位置決め工程では一方向のみの位置決めを行う。そのため、第1位置決め工程および第2位置決め工程では、一方向のみを位置決めする簡単な装置によって位置決めを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態に係る位置決めシステムを備える自動車組立ラインの概略構成図である。
【図2】本実施の形態に係る位置決めシステムを備える自動車組立ラインの自動車組立工場内の配置図である。
【図3】本実施の形態に係る左右方向の位置決めを行うドロップリフタであり、(a)は正面図であり、(b)は側面図である。
【図4】図3のドロップリフタの一方のスライダ周辺の拡大図であり、(a)は平面図であり、(b)は正面図である。
【図5】本実施の形態に係る前後方向の位置決めを行うドロップリフタであり、(a)は正面図であり、(b)は側面図である。
【図6】図5のドロップリフタの一方のスライダ周辺の拡大図であり、(a)は平面図であり、(b)はA−A線側断面図である。
【図7】本実施の形態に係る左右方向の位置決めを行うドロップリフタの動作説明図であり、(a)はドロップリフタのスライダ上昇中の動作図であり、(b)はドロップリフタによる車体の左右方向位置調整支持の動作図であり、(c)はドロップリフタのスライダ下降中の動作図であり、(d)はドロップリフタによる車体の支持終了の動作図である。
【図8】本実施の形態に係る前後方向の位置決めを行うドロップリフタの動作説明図であり、(a)はドロップリフタによる車体支持の動作図であり、(b)はドロップリフタのスライダ上昇中の動作図であり、(c)はドロップリフタで前後方向位置調整の動作図であり、(d)はドロップリフタによる車体の支持終了の動作図である。
【符号の説明】
1・・・ドロップリフタ(第1位置決め装置)
2・・・ドロップリフタ(第2位置決め装置)
F・・・車体
L・・・自動車組立ライン(組立ライン)
CZ・・・複合ゾーン
EZ・・・エクステリアゾーン
IZ・・・インテリアゾーン(組立ゾーン、第1組立ゾーン)
UZ・・・下廻りゾーン(組立ゾーン、第2組立ゾーン)
WZ・・・伝達通線ゾーン
FC1・・・フリクションコンベヤ
OC1,OC2・・・オーバヘッドコンベヤ
Claims (2)
- 組立ラインを自動車の機能別に集約して部品を組み付ける複数の組立ゾーンに分割し、車体の前後方向または左右方向、並びに、前後方向および左右方向の位置決めを必要とする組立ラインにおける車体の位置決めシステムであって、
前記組立ラインは、自動車の内装部品や床部品を集約的に組み付ける第1組立ゾーンと、
前記第1組立ゾーンの下流に配置され、前記第1組立ゾーンとは異なり前記前後方向および左右方向の位置決めを必要とする自動車の下廻り部品を集約的に組み付ける第2組立ゾーンとを有し、
前記第1組立ゾーンの途中に前記第1組立ゾーンでの組立条件に応じて前後方向または左右方向の位置決めを行う第1位置決め装置と、
前記第1組立ゾーンと前記第2組立ゾーンの間に、前記第2組立ゾーンでの組立条件に応じて前記第1位置決め装置での位置決め方向とは異なる方向の位置決めを行う第2位置決め装置と、
を備えることを特徴とする組立ラインにおける車体の位置決めシステム。 - 組立ラインを自動車の機能別に集約して部品を組み付ける複数の組立ゾーンに分割し、車体の前後方向または左右方向、並びに、前後方向および左右方向の位置決めを必要とする組立ラインにおける車体の位置決め方法であって、
前記組立ラインは、自動車の内装部品や床部品を集約的に組み付ける第1組立ゾーンと、
前記第1組立ゾーンの下流に配置され、前記第1組立ゾーンとは異なり前記前後方向および左右方向の位置決めを必要とする自動車の下廻り部品を集約的に組み付ける第2組立ゾーンとを有し、
前記第1組立ゾーンの途中に前記第1組立ゾーンでの組立条件に応じて前後方向または左右方向の位置決めを行う第1位置決め工程と、
前記第1組立ゾーンと前記第2組立ゾーンの間に、前記第2組立ゾーンでの組立条件に応じて前記第1位置決め工程での位置決め方向とは異なる方向の位置決めを行う第2位置決め工程と、
を備えることを特徴とする組立ラインにおける車体の位置決め方法。
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