JP3979254B2 - 車体の位置決め装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体パネルに溶接等を行う際の位置決め装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
通常、ボデーメインライン等のボデー組立ラインにおいて、車体にアセンブリ部品をスポット溶接等によって取り付けるために、車体及びアセンブリ部品の位置決めを行う(例えば、特許文献1参照)。この位置決めを行うために、NCロケータ等の位置決め装置が複数、例えば、車両前後方向に沿って5台、車幅方向の左右両側に2列ずつの合計10台設けられる。
【0003】
【特許文献1】
特開平1−311969号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、セダン車におけるフロントピラー部やパーセルシェルフ部の把持及び位置決めを行うNCロケータは、ルーフ部等の他の部位を位置決めする場合よりも、上下方向のストローク量を大きくする必要があるため、ボデー組立ラインにおけるサイクルタイムが長くなると共に、NCロケータが大型化して設備費が高くなるという課題があった。
【0005】
そこで、本発明は、上下方向のストローク量が小さく、サイクルタイムが短い車体の位置決め装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明にあっては、車体の上方に配設され、各々が車体の前後方向及び上下方向に移動できるように構成した車体前側の位置決めを行う前側ロケート装置と車体後側の位置決めを行う後側ロケートとを備え、これらの前側ロケート装置及び後側ロケート装置のそれぞれは、上下方向に揺動可能なフレームと、該フレームに取り付けられ、フレームに対して車体の前後方向、車幅方向、及び上下方向に移動可能に構成され、かつ、その先端に車体を把持する把持部を有するロケータとが設けられていることを特徴としている。
【0007】
【発明の効果】
本発明によれば、セダン車、ワゴン車又はクーペ車等のように側面形状が異なる複数種の車体を、同一の位置決め装置を用いて位置決めを行うことができる。このため、同一のボデー組立ラインに複数種の車体を流すことができ、位置決め装置の製造コストも低く抑えることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面と共に詳述する。なお、以下の説明にあたって、前方とは車体前方を、後方とは車体後方を意味し、また、前後方向とは車体の前後方向を、左右方向とは車体の幅方向を意味するものとする。
【0009】
図1〜図10は、本発明の実施形態についての車体位置決め装置を示しており、図1と図2は、セダン車の位置決めを行っている状態を示す車体位置決め装置の側面図及び正面図、図3は車体位置決め装置に設けられたフレームの平面図、図4はフレームに取り付けられたロケータの斜視図、図5は図4をA方向から見た側面図、図6は図4をB方向から見た正面図、図7は車体位置決め装置の動作を示す側面図、図8は車体位置決め装置の動作順序を示すフローチャート、図9と図10は、クーペ車の位置決めを行っている状態を示す車体位置決め装置の側面図及び正面図である。
【0010】
この車体位置決め装置10は、図1に示すように、車体11の前側を把持して位置決めを行う前側ロケート装置12と、車体11の後側を把持して位置決めを行う後側ロケート装置13と、車体下部の位置決めを行う下側ロケート装置14とを備えている。
【0011】
前側ロケート装置12は、上側取付フレーム材15に配設された駆動機構16によって上下動ができるように構成されたロケート本体18と、該ロケート本体18の下端に回転軸19を介して揺動可能に支持された第1フレーム20及び第2フレーム21と、これらのフレーム20,21に揺動可能に取り付けられた前方ロケータ22及び後方ロケータ23とを備えている。前記第1フレーム20は車体前方に向けて延び、第2フレーム21は車体後方に向けて延びている。
【0012】
また、後側ロケート装置13も前記前側ロケート装置12と同様に構成されている。即ち、上側取付フレーム15の上に配設された駆動機構26によって上下動するロケート本体28と、該ロケート本体28の回転軸29に支持された第3フレーム30及び第4フレーム31と、これらのフレーム30,31に支持された前方ロケータ32及び後方ロケータ33とを備えている。なお、前記第3フレーム30は車体前方に向けて延び、第4フレーム31は車体後方に延びている。
【0013】
さらに、図2に示すように、車体位置決め装置10には、第1フレーム20の左右両端部にロケータ22,22が取り付けられており、該ロケータ22,22で車体11の把持及び位置決めを行う。即ち、図2から判るように、車体11の上部側及び下部側は、ともに左右両側から位置決めされる。
【0014】
前側ロケート装置12に取り付けられた第1フレーム20及び第2フレーム21は、図3に示すように、矩形状の枠で構成されており、第1フレーム20と第2フレーム21とは、回転軸19を介して上下に揺動可能に取り付けられている。なお、後側ロケート装置13の前方側と後方側に配設されている第3フレーム30と第4フレーム31も、前側ロケート装置12のフレーム20,21と同様に構成されている。
【0015】
そして、ロケータ22,23,32,33は、前述したようにフレーム20,21,30,31に対して上下方向に揺動可能に構成されているが、更に、図4〜図6に示すように、フレーム20,21,30,31に対してX、Y、Z方向に自由にスライドして移動させることができる。ロケータ22を例にとって説明すると、ロケータ22は、第1フレーム20に揺動可能に取り付けられ上下方向にZ軸レール34a(図5参照)が形成されたZレール部材34と、このZ軸レール34a上を移動する連結部材34bと、Y軸レール35a(図4参照)が形成され、該Y軸レール35a上を前記連結部材34bが移動するように構成されたYレール部材35と、該Yレール部材35に直交する向きに固定され、X軸レール36a(図6参照)が形成されたXレール部材36と、該Xレール部材36に形成されたX軸レール36a(図6参照)上を移動するクランプ治具37とを備えている。これらのX,Y,Z軸レール36a,35a,34aには、図示しないボールネジのスクリューシャフトが配設されており、図4に示すように、これらのスクリューシャフトは駆動源36b,35b,34cによって回転する。また、連結部材34b及び後述するクランプ治具37の本体部38の上部には、図示しないナットが固定され、前記スクリューシャフトに螺合している。よって、駆動源34cを作動させてZ軸レール34a上のスクリューシャフトを回転させることによって、連結部材34bが移動する。また、駆動源35bを作動させてY軸レール35a上のスクリューシャフトを回転させることによって、連結部材34bに対してYレール部材35が移動する。さらに、駆動源36bを作動させてX軸レール36a上のスクリューシャフトを回転させることによって、クランプ治具37が移動する。
【0016】
さらに、車体パネルをクランプする把持部である前記クランプ治具37は、Xレール部材36にスライド可能に配設された本体部38と、該本体部38の側部に取り付けられたクランプ用シリンダ39と、一端にシリンダ39のロッドの先端が取り付けられ、中央部が本体部38に回転可能に軸支されたアーム40とを備え、該アーム40の他端には球面コマ型クランプ41が取り付けられている。
【0017】
以上の構成を有する車体位置決め装置10の大まかな動きを説明する。
【0018】
前側ロケート装置12及び後側ロケート装置13は、共に、車体11の前後方向(Y軸方向)及び上下方向(Z軸方向)に移動可能である。図1に示すように、上側取付フレーム材15にはスクリューシャフト42,43が固定され、これらのスクリューシャフト42,43には、支持部材44,45の内部に配設された回転可能なナット(図示せず)が螺合しており、支持部材44,45はロケート本体18,28に連結されている。従って、前記ナットをモーターで回転させることによって、支持部材44,45を介して前側ロケート装置12及び後側ロケート装置13を前後方向に移動させることができる。また、上下方向の移動は、前記駆動機構16,26を作動させることによって行う。
【0019】
第1フレーム20と第2フレーム21は、図示しない駆動装置によって回転軸19を介して揺動し、第3フレーム30と第4フレーム31も回転軸29を介して揺動するように構成されている。さらに、ロケータ22は、前記クランプ用シリンダ39のロッドを伸縮し、アーム40を揺動させることによって、球面コマ型クランプ41と本体部38とで車体11のパネルを挟み込んで車体11の把持及び位置決めを行うことができる。なお、ロケータ23,32,33についても、ロケータ22と同様の動きによって車体パネルのクランプを行う。
【0020】
前記車体位置決め装置10を用いて、各種形状の車体11の位置決めを行う操作を説明する。
【0021】
まず、図7を用いて、セダン車11aの車体を位置決めする場合について説明する。このセダン車11aは、トランクリッドの高さがルーフよりも低い形状となっている。セダン車の形状や大きさに合致するように、前側ロケート装置12及び後側ロケート装置13が上側取付フレーム材15上を前後方向(Y方向)に移動し、ロケート本体18,28をその上昇限に保持する。
【0022】
次いで、セダン車11aの車体が搬送されてくると、下側取付フレーム材46に取付フレーム47を介して配設された下側ロケート装置14が下方から上昇して車体の下部を位置決めする。これと同時に、車体の上方のロケート装置12,13においてロケータ22,23,32,33がそれぞれX、Y、Z方向にスライドして移動すると共に、フレーム20,21,30,31に対して適当な角度まで揺動し、車体形状に合致した状態で係止する。
【0023】
こののち、車体形状に対応してフレーム20,31が揺動し、適宜な位置において停止する。この状態で、ロケート本体18,28が下降し、ロケータ22,23,32,33が作動することによって車体11aの把持及び位置決めを行う。具体的には、ロケータ22は車体のフロントピラー部を把持し、ロケータ23はルーフ部を把持する。また、ロケータ32はルーフ部を、ロケータ33はリヤピラー部を把持する。
【0024】
そして、車体は、溶接作業を施されたのち、前方に搬送される。この搬送の際、ロケート装置12,13は、上昇限において全てのフレーム20,21,30,31が水平状になって保持される。
【0025】
なお、図8は、車体位置決め装置10の動作順序を示すフローチャートである。図7で説明したように、ロケート装置12,13においては、そのロケート本体18,28が上昇限の位置に保持されている。次いで、ロケータ22,23,32,33の位置決めが行われるとともに、ワークである車体11が搬送される。そして、フレーム20,21,30,31が適当な位置まで回転する。さらに、ロケート装置12,13のロケート本体18,28が下降し、ワーク(車体11)のクランプを行う。
【0026】
また、図9及び図10に、前述した車体位置決め装置10を用いてクーペ車11bの把持及び位置決めを行う状態を示すが、これについても図7及び図8を用いて説明したセダン車11aと同じ手順で、クーペ車11bの車体形状に対応した動きをする。
【0027】
前記車体位置決め装置10によれば、左右両側のロケータを連結して一体化しているため、前後に配設された計2台のロケート装置12,13で足りる。即ち、従来は、車体をクランプする部位ごとにNCロケータを配設していたため、例えば左右両側に各5台程度ずつ配設すると、合計10台程度のNCロケータが必要であったが、本発明によれば、ロケート装置の台数を大幅に削減することができる。また、このNCロケータは、上下方向のストローク寸法が大きく、大型のNCロケータが必要であったため、ケーブル類を保持するケーブルベアを配設しなければならなかったが、本発明によれば、位置決め装置10の小型化を図ることにより、ケーブルベア等を必要とせず、ケーブルベアの大きさ分だけ、ロケータ軸の動作制限を小さくすることができる。
【0028】
さらに、本実施形態の車体位置決め装置10によれば、予めロケート本体18,28をその上昇限に保持しておくため、従来のように、各ロケート装置をインターロックを取りながら車体に順次にアプローチさせることが不要となり、車体11を位置決めする際のサイクルタイムを短縮することができる。そして、ロケート本体18,28をフレーム20,21,30,31を水平状にしたまま、その上昇限に保持した状態で位置決め及び溶接が終了した車体11を通過させるため、上下方向のストローク寸法が小さくなり、工場の天井高さに起因する設備高さの制限を解消することができ、車高の高いRV車等の生産にも十分に対応することができる。また、上下のストローク寸法を小さくすることにより、設備費の低減を図ることができる。
【0029】
次いで、図11〜図13に示すように、前記位置決め装置10を用いて、RV車11cの位置決めを行う場合について説明するが、前述したセダン車11a及びクーペ車11bの場合と同一の内容については、説明を省略する。
【0030】
このRV車11cの場合は、まず、前側ロケート装置12の第1フレーム20のみが下方に揺動し、この状態でロケート本体18,28が下降する。即ち、RV車11cは、セダン車11aやクーペ車11bのトランクリッドに相当する部位がルーフとなっているため、フレームの揺動については、図13に示すように、前側ロケート装置12の第1フレーム20のみが斜め下方に揺動し、その他のフレーム、即ち、前側ロケート装置12の第2フレーム21、後側ロケート装置13の第3フレーム30及び第4フレーム31は、水平状に保持される。
【0031】
さらに、図14に示すように、車体後端部が縦壁状のバックドアで構成されている車体11dを位置決めする場合について説明する。
【0032】
この場合は、フレームが揺動する際は、前側ロケート装置12の第1フレーム20と後側ロケート装置13の第4フレーム31が下方に揺動し、その他のフレーム、即ち、前側ロケート装置12の第2フレーム21と後側ロケート装置13の第3フレーム30は、水平状に保持される。また、後側ロケート装置13の第4フレーム31は、図14に示すように、時計方向(前方側)に約90°回転し、ロケータ33によって車体11dの把持及び位置決めを行う。
【0033】
以上述べたように、本発明の車体位置決め装置は、前記実施形態に例をとって説明したが、勿論、この実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種実施形態を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る車体位置決め装置を示す側面図である。
【図2】図1の正面図である。
【図3】図1のフレームを示す平面図である。
【図4】図1のロケータを拡大して示す斜視図である。
【図5】図4をA方向から見た側面図である。
【図6】図4をB方向から見た正面図である。
【図7】本発明に係る車体位置決め装置を用いて、セダン車の位置決めを行う手順を示す概略図である。
【図8】本発明に係る車体位置決め装置の作動手順を示すフローチャートである。
【図9】本発明に係る車体位置決め装置を示す側面図である。
【図10】図9の正面図である。
【図11】本発明に係る車体位置決め装置を示す側面図である。
【図12】図11の正面図である。
【図13】本発明に係る車体位置決め装置を用いて、RV車の位置決めを行う手順を示す概略図である。
【図14】本発明に係る車体位置決め装置を用いて、後端部が縦壁状に形成された車体の位置決めを行う手順を示す概略図である。
【符号の説明】
10 車体位置決め装置
11 車体
12 前側ロケート装置
13 後側ロケート装置
20 第1フレーム
21 第2フレーム
22,32 前方ロケータ
23,33 後方ロケータ
30 第3フレーム
31 第4フレーム
37 クランプ装置(把持部)
Claims (5)
- 車体の上方に配設され、各々が車体の前後方向及び上下方向に移動できるように構成した前側ロケート装置と後側ロケートとを備え、前記前側ロケート装置で車体前側の位置決めを行い、後側ロケート装置で車体後側の位置決めを行うようにした車体の位置決め装置であって、前記前側ロケート装置及び後側ロケート装置のそれぞれは、上下方向に揺動可能なフレームと、該フレームに取り付けられ、フレームに対して車体の前後方向、車幅方向、及び上下方向に移動可能に構成され、かつ、その先端に車体を把持する把持部を有するロケータと、を備えたことを特徴とする車体の位置決め装置。
- 前記フレームが、前記前側ロケート装置の車体前方側に延びる第1フレームと、後側ロケート装置の車体後方側に延びる第4フレームとを備えたことを特徴とする請求項1に記載の車体の位置決め装置。
- 前記フレームが、前記第1フレーム及び第4フレームに加えて更に、前記前側ロケート装置の車体後方側に延びる第2フレームと、後側ロケート装置の車体前方側に延びる第3フレームとを備えたことを特徴とする請求項2に記載の車体の位置決め装置。
- 前記ロケータを左右一対ずつフレームに取り付けたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の車体の位置決め装置。
- 前記ロケータを、フレームに対して車体の前後方向に揺動可能に取り付けたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の車体の位置決め装置。
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