JP4076665B2 - 車体構成部品の製造ライン - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車体構成部品の製造ライン、特に、車両用ドアの溶接組立を行う車体構成部品の製造ラインに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、自動車の車体組立、具体的には塗装工程に入る前に溶接によりホワイトボディーを組み立てる場合には、ホワイトボディーを構成する各車体構成部品を同時に供給する必要がある。
車体構成部品の中でボディーサイドアッセンブリ、フロアアッセンブリのような大型の部品に比較して、例えば、フロントドア、リアドアのような車体構成部品はサブアッセンブリされる際の工程数が多く、かつ、左右勝手反対に成形される関係上、左右別ラインで製造されているのが一般的である。
具体的にはフロントドアを例にして説明すると、フロントドアはインナ部材であるドアパネルと、アウタ部材であるドアスキンと、ドアサッシュ部材と、ドアヒンジ補強部材等を有しており部品点数や溶接工数が多く、かつ、他の車体構成部材と同様車体外板部材として人目に触れる部材であり、ボディーサイドアッセンブリとの間にパーティングラインを形成する関係で高い寸法精度が要求されるものである。また、ドアスキンにドアパネルを組み合わせてドアスキンの周縁をヘミング加工して両者を一体化して溶接する等、溶接工数も多く必要としている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記フロントドア、あるいは、リアドアのように製造工数が同じであるにも関わらず、製造工数が多く、高い製品精度が要求される車体構成部品を左右別ラインで製造すると同様の加工機を重複して使用する必要がある等の理由から、その分のライン長が長くなり省スペース化に逆行するという問題がある。
また、従来から上記のようなドア製造ラインにおいてはワークの搬送にコンベアを使用する場合が多いが、このようなコンベアを使用したラインでは搬送によってワークを次のステージに運んでから加工を行うため、搬送時間はそのまま加工が進まないロス時間となり製造効率が悪いという問題がある。
このような問題を解決するためにラインの搬送速度を高くすることもできるが、外観品質に大きく影響を与える車体構成部品の外表面に傷が付き易く、かえって歩留まりが悪くなり、品質管理も困難になってしまうという問題もある。
そこで、この発明は、一対の車体構成部品を同時に短いラインで効率よく製造することができ、製品品質を高めることができる車体構成部品の製造ラインを提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、ホワイトボディーの溶接組立の際に同一車体に供給される左右一対の車体構成部品(例えば、実施形態における左右のフロントドアLD、RD)をロボット(例えば、実施形態におけるマテハンロボット6、6等)により搬送しながら同時に製造するラインであって、ラインの途中に2種のワーク(例えば、実施形態における左右のドアパネルLDP、RDPあるいは左右のドアスキンLDS、RDS)を配置可能な仮置き台(例えば、実施形態におけるワーク投入装置3、パネル仮置き台10、10等)をラインの左右両側に複数配置すると共に隣り合う仮置き台の間でワークを把持しながら搬送するロボット(例えば、実施形態におけるマテハンロボット6、6等)をラインの両側に設け、このロボットに把持されたワークを加工する加工機(例えば、実施形態における溶接ロボット4A、定置ガン7等)をロボットの搬送軌跡上に並べて配置したことを特徴とする。
【0005】
このように構成することで、ロボットによる搬送中に、ロボットの搬送軌跡上に配置された加工機による加工を行うことができるので、搬送中の時間を有効に加工時間として使用できる。そして、例えば、近接する仮置き台間で、ロボットを旋回させながら搬送軌跡上に配置された加工機による加工を行えば、ロボットの旋回動作を有効利用して省スペース化を図ることができライン長を短縮することができる。
また、ベルトコンベア等とは異なりロボットによりワークを搬送してワークを他の部材との接触に晒さず傷を付けることなく搬送できる。
そして、ロボットによる搬送動作はティーチングによりソフト的に行うことができるため、機種変更にも柔軟に対応できる。
【0006】
請求項2に記載した発明は、上記左右一対の車体構成部品がフロントドアリアドアであることを特徴とする。
このように構成することで、車体外板部材であるこれらフロントドアリアドアの外表面が他の部材との接触状態に晒される頻度を低下させることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
まず、ライン全体の流れを概略的に説明する。
図1に示すのは、フロントドアの溶接組立製造ラインを示すものである。
このフロントドアの溶接組立ラインで製造された左右一対のフロントドアLD、RDは、図示しないホワイトボディーの溶接組立工程に供給される。
【0008】
上記製造ラインは、ワーク仮付け工程Aと増し打ち工程Bとマリッジ工程Cとドアスキン投入シーリング工程Dとヘミング工程Eとヘミング払い出し工程Fとヒンジ取付け払い出し工程Gとをほぼ直列的に配置したものであり、このラインにおいて、左右のフロントドアLD、RDが同時に、具体的には同一タイミングで製造される。
まず、作業者Sによってワーク仮付け工程Aに交互に投入された左側ドアパネルLDPと右側ドアパネルRDPに、別途投入されたヒンジ取付部補強部材DHとドアサッシュ部材DSHとを位置決めして仮付けのための溶接を行う。
ここで、上記左側と右側のドアパネルLDP、RDPは後述するドアスキンDSと共にドアアッセンブリDAを構成するドアのインナ側のパネル材である。
【0009】
次に、増し打ち工程Bに搬送された左右のドアパネルLDP、RDPは溶接点を増加する増し打ちを施され、マリッジ工程Cに搬送される。このよう両ドアパネルDPが搬送されてくる間にドアスキン投入シーリング工程Dおいてはシーリング加工が施されたドアの外側を構成する左右のドアスキンLDS、RDSが交互にマリッジ工程Cに搬送される。
そして、このマリッジ工程CにおいてドアスキンDSとドアパネルDPとが重合され左右のドアアッセンブリDAが組み付けられる。
【0010】
マリッジ工程Cにおいて組み付けられた左右ドアアッセンブリDAは交互にヘミング工程Eに搬送され、ここでドアスキンDSの周縁がヘミング加工され、交互にヘミング払い出し工程Fに搬送されて、ここでヘミング加工後の溶接がなされ、ヒンジ取付け払い出し工程Gに搬送される。そして、このヒンジ取付け払い出し工程Gにおいて左右のドアアッセンブリDAにはドアヒンジ(図示せず)が取り付けられ、左右のドアアッセンブリDAは左側のフロントドアLDと右側のフロントドアとしてヒンジ取付け払い出し工程Gから払い出しされる。
【0011】
次に、上記各工程を図2から図21に基づいて詳細に説明する。
「ワーク仮付け工程A」
上記ワーク仮付け工程Aには、図2に示すようにターンテーブル1上に左右のドアパネルLDP、RDSを載置可能なセット治具2を備えたワーク投入装置3が配置されている。このワーク投入装置3は作業者Sに対して指向可能なターンテーブル1を回動することにより、作業者Sが交互に左側ドアパネルLDSと右側ドアパネルRDSとを投入できるようにしたものである。
【0012】
ワーク投入装置3のセット治具2には、ヒンジ取付部補強部材DHとドアサッシュ部材DSHとが別途投入され、各ドアパネルDPに対する位置決めがなされ、このセット治具2に設けられた図示しない溶接装置によりヒンジ取付部補強部材DHとドアサッシュ部材DSHとを左右のドアパネルLDP、RDPに仮付け溶接する。ワーク投入装置3の両側には溶接ロボット4、4Aがラインの両側に2機ずつ対をなして配置され、各溶接ロボット4、4Aは、後述する増し打ち工程Bのマテハンロボット6で把持されたドアパネルDPに溶接加工を施す。
【0013】
したがって、左側ドアパネルLDPと右側ドアパネルRDPは単一のワーク投入装置3に対して一人の作業者Sによって投入されて仮付けされる。このようにして仮付けされたドアパネルDPはどちらか一方のドアパネルDPを溶接ロボット4、4Aにより溶接している最中に、溶接が終了した他方のドアパネルDPがマテハンロボット6によってセット治具2から搬出される。このようにセット治具2からドアパネルDPが搬出されると、更に新たな左側ドアパネルLDPあるいは右側ドアパネルRDPがワーク投入装置3に投入される。
したがって、一方のドアパネルDPを搬送している間に他方のドアパネルDPを溶接することで、時間的なロスがなく左右のドアパネルLDP、RDPにヒンジ取付部補強部材DHをドアサッシュ部材DSHを仮付けすることができる。また、ワーク投入装置3も1台で済み、作業者Sも一人で済む。
【0014】
「増し打ち工程B」
増し打ち工程Bには、図3に示すマテハンロボット6がライン両側に一対配置されると共に、左右のドアパネルDPをセットして増し打ちする図5に示す定置ガン7が配置されている。ここで、マテハンロボット6(後述する各ロボットも同様)は、基台を中心にアームを旋回させる構造であるが、このアームは関節を延ばすことで旋回半径を大きくすることができる。
尚、8は定置ガン7のドレッサーを示す。また、図6はマテハンロボット6のロボットハンド治具マガジン9を示し、ロボットハンド治具マガジン9には左右のドアパネルLDP、RDP用の治具と、異種ドアパネルの治具が載置されている。
定置ガン7の搬出側には定置ガン7によって増し打ちされた左右のドアパネルDPを載置する図4に示すパネル仮置き台10がライン両側に一対配置されている。ここで、前記ワーク仮付け工程Aのセット治具2と定置ガン7とパネル仮置き台10は、マテハンロボット6の搬送軌跡上に配置され、マテハンロボット6のアーム旋回動作の中で溶接作業がなされるようになっている。したがって、単にロボットによってセット治具2からパネル仮置き台10にドアパネルDPを搬送した場合に比較して、搬送中に定置ガン7で溶接作業を行う分搬送中のロス時間を有効利用でき生産効率を向上することができ、ライン長を短縮できる。
【0015】
パネル仮置き台10の搬出側には、左右で治具が共通する図4とほぼ同様の構成の仮置き台11が配置されている。この仮置き台11の搬出側には図3と同様の構成のマテハンロボット6Aがラインの左右に配置され、このマテハンロボット6Aの搬送軌跡上には図1に示す増し打ち用の定置ガン12が配置されている。よって、前工程においてパネル仮置き台10に載置された左右のドアパネルDPは各マテハンロボット6Aに把持された状態で、増し打ちと加工を施され上記仮置き台11にセットされる。尚、マテハンロボット6Aにも図6に示したロボットハンド治具マガジン9と同様のロボットハンド治具マガジン9Aが配置されている。
【0016】
したがって、一方のドアパネルDPが増し打ち加工されている際には他方のドアパネルDPは仮置き台11に載置され、他方のドアパネルDPが次段工程に搬送されると、一方のドアパネルDPが仮置き台11に載置されるようになっている。よって、一方のドアパネルDPの搬送時間を利用して、他方のドアパネルDPを載置しているので、仮置き台11も1台で済む。
ここで、パネル仮置き台10と仮置き台11とは近接した位置に配置されており、搬送長さとしては短いが、実質的にこのパネル仮置き台10から仮置き台11へとドアパネルDPが搬送される間に、マテハンロボット6Aの搬送軌跡上で上記加工が行われるため、搬送時間を利用して、かつ、短い搬送距離でドアパネルDPの加工を行うことができ、省スペース化を図ることができる。
【0017】
「マリッジ工程C」
マリッジ工程Cには、図7に示すマリッジロボット14が配置されている。このマリッジロボット14は前工程の仮置き台11にセットされた左側あるいは右側のドアパネルDPを図8に示すシーリングガン15を経由してマリッジ台16の左右の載置部位16A、16Bに載置するものである。
【0018】
したがって、前記仮置き台11、シーリングガン15、マリッジ台16はマリッジロボット14の搬送軌跡上に配置され、前記仮置き台11上のドアパネルDPは、マリッジロボット14に把持された状態で、マリッジロボット14が回動する間に図8に示すシーリングガン15により必要箇所にシール材が塗布され、この状態で左右別々にマリッジ台16に載置される。
したがって、この工程においても本来ならば仮置き台11からマリッジ台16の間の短い搬送距離内を搬送中に、マリッジロボット14に把持されたドアパネルDPにシール材を塗布することができ、省スペース化に寄与することができる。
ここで、マリッジ台16の左右の載置位置16A、16Bには、ドアパネルDPに先立って後述するドアスキン投入シーリング工程Dから搬送されたドアスキンDSが交互に載置されている。
【0019】
「ドアスキン投入シーリング工程D」
ドアスキン投入シーリング工程Dはラインに対して直交する方向からドアスキンDPを左右交互にマリッジ台16に供給するものであり、前記マリッジ台16にドアパネルDPが載置されるのに先だってドアスキンDSを載置するものである。
【0020】
ドアスキン投入シーリング工程Dには図9に示すように、位置決め装置18と、この位置決め装置18のドアスキンDSを把持する図10に示すマテハンロボット19と、マテハンロボット19で把持された状態でドアスキンDSにシール材を塗布する図11に示すシーリングユニット20が配置されている。
上記マテハンロボット19は前記マリッジ台16にシール材が塗布されたドアスキンDSを搬送し、マリッジ台16上にドアパネルDPに先だって左右のドアスキンLDS、RDSを各々載置するものである。
尚、位置決め装置18はベース18A上をスライドしてドアスキンDSをライン中央に向かって搬送できるようになっている。
【0021】
したがって、位置決め装置18と、シーリングユニット20と、マリッジ台16はマテハンロボット19の搬送軌跡上に配置され、マテハンロボット19の一回のアーム旋回動作によってドアスキンDSに必要な加工が施され、ドアスキンDSがマリッジ台16の載置位置16A、16Bに載置される。よって、この工程においても占有スペースを少なくすることができる。
【0022】
そして、マリッジ台16の搬出側には組み付けられた左右のドアアセンブリDAをマリッジ台16から次段のヘミング工程Eに搬送する図12に示すヘミング投入ロボット21が配置され、このヘミング投入ロボット21は後述するヘミングプレス装置22への投入作業を行い易いようにラインに対して直交する方向にベッド21A上をスライドして移動できるようになっている。ここで、ヘミング加工にはその性質上ある程度の時間がかかるため、単一のヘミング投入ロボット21によってヘミングプレス装置22への投入を左右交互に行っているため、ヘミング投入ロボット21を2機配置した場合に比べ無駄がない。
【0023】
「ヘミング工程E」
ヘミング工程Eには、図13に示すヘミングプレス装置22が配置されている。ヘミングプレス装置22は投入側に2本の柱23を備え、払い出し側にはライン中央に1本の柱23を備えたもので、左右のドアアッセンブリDAを載置するヘミング金型24を備えると共に、交換用のヘミング金型25がラインに直交して供給できるようになっている。投入側は2本の柱23として前記ヘミング投入ロボット21の移動範囲に対応させマリッジの終了したドアアッセンブリDAの投入空間を確保し、搬出側は1本の柱23として後述するヘミング払い出し工程Fの2機のヘミング払い出しロボット26の振り分け配置を容易化し、かつ、ロボットアームの旋回範囲の確保と払い出し空間の拡大を図って搬出を容易なものとしている。
このヘミング工程EによってドアパネルDPの周縁にドアスキンDSの周縁がヘミングされ、左右のドアアッセンブリDAが一体化される。
【0024】
「ヘミング払い出し工程F」
ヘミング払い出し工程Fは、図14に示すように前記ヘミングプレス装置22によって加工された左右のドアアッセンブリDAを各々払い出しする2機のヘミング払い出しロボット26を備えている。各ヘミング払い出しロボット26の搬送軌跡上には、図15に示すインダイレクト溶接装置27と、図16に示す増し打ちスポットガン29及びチップドレッサー30と、図17に示す仮置き台31が配置されている。
したがって、ヘミング払い出しロボット26よって把持されたドアアッセンブリDAは、ヘミング払い出しロボット26の一回のアーム旋回動作で、インダイレクト溶接装置27による溶接と、増し打ちスポットガン29による増し打ちを施され仮置き台31に載置される。
ている。
尚、このヘミング払い出し工程Fにおいても図6と同様の構成のヘミング払い出しロボット26のロボットハンド治具マガジン9Bが載置されている。
【0025】
上記各ヘミング払い出しロボット26によって各仮置き台31に搬送された左右のドアアッセンブリDAは後述するヒンジ取付け払い出し工程Gのマテハンロボット34に把持された状態で、図18に示すMIG溶接装置33によりMIG溶接され、次段工程であるヒンジ取付け払い出し工程Gに搬送される。
したがって、仮置き台31を間にして、ヘミング払い出しロボット26の搬送軌跡上に配置されたインダイレクト溶接装置27、増し打ちスガン29、及び、マテハンロボット34の搬送軌跡上に配置されたMIG溶接装置33による各種加工等を搬送中に行うことができ、搬送経路が短縮され占有スペースを小さくできる。
【0026】
「ヒンジ取付け払い出し工程G」
ヒンジ取付け払い出し工程Gは、図19に示すようにドアアッセンブリDAを把持するマテハンロボット34を一対備えている。尚、このヒンジ取付け払い出し工程においても図6と同様の構成のマテハンロボット34のロボットハンド治具マガジン9Cが配置されている。
また、マテハンロボット34の搬出側には、図20に示すようにマテハンロボット34に把持されたドアアセンブリDAのヒンジを締め付けるヒンジ取付装置35が一対配置されている。ヒンジ取付装置35によって、ヒンジがドアアッセンブリDAの所定の場所に取り付けられ、ヒンジ取付装置35内のナットランナーによって、ドアアッセンブリDAにヒンジが締め付けられると、ドアアッセンブリDAはワーク払い出しユニット36を経て作業者Sによってライン外へ払い出しされ、図示しないホワイトボディーの組立ラインへ搬送される。
【0027】
したがって、上記実施形態によれば、例えば、近接するワーク投入装置3、パネル仮置き台10間で、マテハンロボット6を旋回させながら搬送軌跡上に配置された溶接ロボット4A、定置ガン7による加工を行えるため、マテハンロボット6のアーム旋回動作を利用して省スペース化を図ることができライン長を短縮することができる。つまり、ロボットのアーム旋回範囲というのは、安全上の理由からもともとデッドスペースとなっているため、ここに各加工機を配置することで他の部位に配置した場合に比較して大幅なスペースの減少を図ることができるのである。
【0028】
また、各ロボットによる搬送中に、ロボットの搬送軌跡上に配置された上記各種加工機による加工を行うことができるので、搬送中の時間を有効に加工時間として使用できるため、生産効率を向上することができる。
そして、各ロボットによりドアパネルDP等を搬送できるため、コンベアによる搬送に比較してドアパネルDP等が他の部材との接触に晒される頻度が少なくなり、したがって、ドアパネルDP等に傷が付きにくく製品品質を高めることができる。
また、上記各ロボットによる搬送動作はティーチングによりソフト的に変更可能であるので、機種変更にも容易に対処できる。
【0029】
加えて、この実施形態によれば、左右のフロントドアのドアアッセンブリDAを単一のラインで同時すなわち同一タイミングで製造することができる。
よって、ホワイトボディーの組立ラインにフロントドアのドアアッセンブリDAを左右同時に供給することができる。
また、ワーク仮付け工程Aにおけるワーク投入装置3、増し打ち工程Bにおける仮置き台11、ドアスキン投入シーリング工程Dにおけるヘミング投入ロボット21を左右のドアパネルDPで供用しているため、2つのラインによって製造した場合に比較して設備費を大幅に低減することができる。
【0030】
そして、これら単一の各設備によって加工等を行う場合には、上述したように、例えば一方のドアパネルDPの搬送動作中に他方のドアパネルDPの加工を行う等、2つのラインで製造した場合には単にロスタイムとなっていた搬送時間を他のドアパネルDP等の加工時間として有効利用できるため、製造時間を短縮でき、作業効率の面でも大きな成果を上げることができる。よって、作業者も少なくすることができる。
また、ワーク投入装置3に見られるように、左右のドアパネルDPを交互に投入するような実質的に2倍の時間のかかるワークの投入作業を、作業にある程度の時間がかかるドアパネルDPの溶接仮付け作業と組み合わせることにより、ロスタイムなく作業を行うことができる。
【0031】
そして、一対のフロントドアが同時に製造できるため、2つのラインで製造した場合に比較して、両ラインをマッチングさせるような煩雑な作業も必要ない。また、治具、金型等が左右同条件で管理されるためこれら治具等の精度管理も容易となり、左右同質で、品質の高い製品を製造することができる。
そして、機種変更の際には、治具、各種ロボットのワーク把持フィンガー、マリッジ型、ヘミング金型を変更するだけでよいので、多車種、少量生産にも柔軟に対応できる汎用性がある。
尚、この発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、フロントドアの製造にも適用できる。また、上記実施形態ではサッシュ部が別部品としてドアパネルに溶接するものについて説明したが、サッシュ部がドアパネル等と一体に形成されているフルドアタイプのドアについても適応できる。
【0032】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項1に記載した発明によれば、ロボットの搬送軌跡上に配置された加工機による加工を行うことができるので、搬送中の時間を有効に加工時間として使用することができるため、生産効率を向上することができると共にライン長を短縮できるという効果がある。
また、ロボットによりワークに傷を付けることなく搬送できるため、コンベアを使用した場合に比較して製品品質を高めることができる効果がある。
そして、ロボットによる搬送動作はティーチングによりソフト的に変更可能であるため、機種変更にも容易に対処でき、異種ワークに対する段代え時におけるラインの立ち上げ時間を大幅に短縮することができる効果がある。
【0033】
請求項2に記載した発明によれば、ロボットによる搬送を採用したことでベルトコンベア等のコンベアによって搬送した場合に比較してフロントドアリアドアの外表面が他の部材との接触状態に晒される頻度が少なくなるため、パネル外表面に傷が付くのを防止することができ、外観品質を向上することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施形態の全体構成図である。
【図2】 ワーク投入装置の斜視図である。
【図3】 マテハンロボットの斜視図である。
【図4】 パネル仮置き台の斜視図である。
【図5】 定置ガンとドレッサーの斜視図である
【図6】 ロボットハンド治具マガジンの斜視図である。
【図7】 マリッジロボットの斜視図である。
【図8】 シーリングガンの斜視図である。
【図9】 位置決め装置の斜視図である。
【図10】 マテハンロボットの斜視図である。
【図11】 シーリングユニットの斜視図である。
【図12】 ヘミング投入ロボットの斜視図である。
【図13】 へミングプレス装置の斜視図である。
【図14】 ヘミング払い出しロボットの斜視図である。
【図15】 インダイレクト溶接装置の斜視図である。
【図16】 増し打ちスポットガンとチップドレッサーの斜視図である。
【図17】 仮置き台の斜視図である。
【図18】 MIG溶接装置の斜視図である。
【図19】 マテハンロボットの斜視図である。
【図20】 ヒンジ取付装置の斜視図である。
【図21】 ワーク払い出しユニットの斜視図である。
【符号の説明】
2 セット治具(仮置き台)
6 マテハンロボット(ロボット)
4A 溶接ロボット(加工機)
6A マテハンロボット(ロボット)
7 定置ガン(加工機)
10 パネル仮置き台(仮置き台)
11 仮置き台(仮置き台)
12 定置ガン(加工機)
14 マリッジロボット(ロボット)
16 マリッジ台(仮置き台)
18 位置決め装置(仮置き台)
19 マテハンロボット(ロボット)
20 シールユニット(加工機)
26 ヘミング払い出しロボット(ロボット)
27 インダイレクト溶接装置(加工機)
29 増し打ちスポットガン(加工機)
31 仮置き台(仮置き台)
33 MIG溶接装置(加工機)
LD、RD 左右のフロントドア(車体構成部品)
LDP、RDP 左右のドアパネル(ワーク)
LDS、RDS 左右のドアスキン(ワーク)

Claims (2)

  1. ホワイトボディーの溶接組立の際に同一車体に供給される左右一対の車体構成部品をロボットにより搬送しながら同時に製造するラインであって、ラインの途中に2種のワークを配置可能な仮置き台をラインの左右両側に複数配置すると共に隣り合う仮置き台の間でワークを把持しながら搬送するロボットをラインの両側に設け、このロボットに把持されたワークを加工する加工機をロボットの搬送軌跡上に並べて配置したことを特徴とする車体構成部品の製造ライン。
  2. 上記左右一対の車体構成部品がフロントドアリアドアであることを特徴とする請求項1に記載の車体構成部品の製造ライン。
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