JP4233481B2 - 治具搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車のサイドパネルの溶接作業に用いられる複数のワーク保持用治具を待機位置または治具台車に移載するための治具搬送装置に関する。

従来、例えば自動車のサイドパネルを組み立てるサイドパネル組立装置として、例えば、複数の被溶接部材を第１の治具台車により第１溶接ステーションに搬送して溶接した後、この溶接体を第２の治具台車に載せ変えて第２溶接ステーションに搬送し、別の被溶接部材を溶接するとともに、最初の溶接ラインと次の溶接ラインとを一本のラインとして構成したような技術が知られている。（例えば、特許文献１参照。）

特開２００２−２９３２７７号公報

ところで、上記のような技術では、各溶接ステーションにワーク保持用の治具台車を設けており、この治具台車にワークを位置決め搭載して仮付溶接などを行うようにしているが、取り扱うワークの機種が変更になると、治具台車上のワーク保持治具を交換する必要があった。
また、特開２００２−２９３２７７号のような装置は、すべてが自動処理されるため便利であるが、例えば人手が多いような場合には設備が大掛かり過ぎるようになり、経済的でなかった。

そこで本発明は、自動車のサイドパネルなどの溶接組立ラインにおいて、機種が変更になっても容易に適用できるようにするとともに、その装置を簡素な形態にし、特に人手が多い場合に好適な設備構成にすることを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、ワークを供給位置から溶接加工位置を経由して搬出位置に搬送するような溶接加工ラインが同一直線上に二本設けられ、供給位置と溶接加工位置とを往復動可能な治具台車上にワーク保持用の治具を搬送する治具搬送装置において、少なくとも第１〜第４の四台の台車が走行可能で且つ前記溶接加工ラインとほぼ平行な台車搬送用レールと、この台車搬送用レールの側方に設けられ且つ治具をストックすることのできる複数のバッファゾーンと、前記台車搬送用レールと前記供給位置とを結ぶ治具移載用レールと、前記台車搬送用レールと各バッファゾーンとを結ぶ複数のバッファ用レールを設け、前記治具台車上の搬路と治具移載用レールとバッファ用レールと第１〜第４台車上の搬路の高さを同一高さに配列した。

そして、台車搬送用レールの側方に設けられる複数のバッファゾーンに、機種に応じて形態の異なる複数の治具をストックしておき、供給位置において治具台車上の治具を交換できるようにする。そして、例えば、一方側の加工溶接ラインで第１、第２台車を、他方側の溶接加工ラインで第３、第４台車を使用するようにし、例えば治具を交換するときは、治具台車から降ろした治具を治具移載レールを介して第２、第４台車に移載してバッファゾーンに搬送し、新たに使用する治具を治具台車に載せるときは、第１、第３台車によって搬送した後、治具移載レールを介して治具を治具台車に移載する。
この際、治具台車上の搬路と治具移載用レールとバッファ用レールと第１〜第４台車上の搬路を同一高さにしておくことにより、例えば第１〜第４台車に治具を搭載して搬送した後、治具を手押しで搬送して交換することも可能となり、交換作業が楽に行えるとともに、設備を安価に構成できる。

二本の溶接加工ラインの供給位置と溶接加工位置とを往復動可能な治具台車上の治具を搬送する治具搬送装置として、少なくとも第１〜第４の四台の台車が走行可能な台車搬送用レールを設け、この台車搬送用レールの側方に複数の治具をストックすることのできる複数のバッファゾーンを設けるとともに、台車搬送用レールと供給位置とを治具移載用レールで結び、台車搬送用レールとバッファゾーンとを複数のバッファ用レールで結び、また治具台車上の搬路と治具移載用レールとバッファ用レールと第１〜第４台車の高さを同一高さに配列することで、治具を簡単に交換することができ、また、特に人手が十分な場合などには、設備をより経済的に構成することができる。

本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
ここで図１は本発明に係る治具搬送装置の構成概要を示す平面図、図２は一方側の溶接加工ラインの正面図、図３は治具台車の説明図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、図４は図２のＡ−Ａ線方向から見た側面図でワークを仮付溶接するときの説明図、図５は図２のＡ−Ａ線方向から見た側面図でワークを増打溶接するときの説明図、図６は搬送台車の説明図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、図７は治具の説明図、図８は図１のＢ−Ｂ線方向から見た治具移載用レール部分を説明する側面図、図９は治具移載用レール部分の平面図である。

本発明に係る治具搬送装置は、例えば自動車のサイドパネルを組み立てる際に使用される組立ラインに適用され、取り扱う機種が変更になっても容易に適用できるようにされるとともに、その装置を簡素な形態にし、特に人手が多い場合に好適な設備構成にされている。

すなわち、図１に示すように、サイドパネルの組立ラインは、ワークを供給位置Ｘから溶接加工位置Ｙを経由して搬出位置Ｚに搬送するような溶接加工ラインを直線上に二本（小物取付ライン１とインナ部品取付ライン２）備えており、小物取付ラインでは、アウタパネルにフュエルアダプタや、ドアストライカや、ドア開口の補強材や、リヤガータや、リヤフェンダスティフナーや、ジャッキホルダや、ドアキャッチャーなどの小物部品を溶接してアウタパネルアッセンブリを組み立て、インナ部品取付ライン２では、アウタパネルアッセンブリにフロントピラーインナや、リヤインナなどのインナ部品を溶接し、サイドパネルを組み立てるようにされている。

また、このような溶接加工ラインの側方には、後述する治具台車３上の治具１０を交換するための治具交換装置が設けられている。すなわち、小物取付ライン１とインナ部品取付ライン２の側方には、第１〜第４台車２２ａ〜２２ｄが走行可能な台車搬送用レール２３が前記各取付ライン１、２と平行に設けられ、この台車搬送用レール２３と供給位置Ｘとの間には、治具移載用レール２４が設けられ、また、台車搬送用レール２３の側方には、複数のバッファゾーンＳが設けられている。そしてこれらバッファゾーンＳには、治具移載用レール２４に連結するバッファ用レール２５が設けられている。

それでは、まず溶接加工ラインから説明する。
前記小物取付ライン１とインナ部品取付ライン２には、供給位置Ｘと溶接加工位置Ｙを往復動可能な治具台車３と、溶接加工位置Ｙと搬出位置Ｚの間を往復動可能な搬出台車４が連結自在に設けられるとともに、それぞれの溶接加工位置Ｙの近傍に、ワーククランプ手段５と溶接装置６が設けられており、また、前記治具台車３や搬出台車４を移動させるため、小物取付ライン１とインナ部品取付ライン２には、供給位置Ｘと溶接加工位置Ｙと搬出位置Ｚとを結ぶガイドレール７が設けられている。

前記治具台車３は、図３に示すように、台車本体８の上部に専用の治具１０が着脱自在にされ、この治具１０はサイドパネルの種類に応じた専用の治具として、例えば図７に示すような形態で構成されており、取り扱うサイドパネルの種類が変更になると、それに対応した治具１０に取り換えることができるようにされている。
そして、小物取付ライン１の治具台車３の治具１０は、治具１０上に搭載されるアウタパネルと小物部品を所定位置に位置決めクランプできるようにされ、インナ部品取付ライン２の治具台車３の治具１０は、治具１０上に搭載されるアウタパネルアッセンブリとアウタ部品を所定位置に位置決めクランプできるようにされている。なお、図３（ｂ）において、アウタパネルや組付部品をクランプする治具等の最大張出し位置をＰで示している。

そして、この治具台車３は、供給位置Ｘにおいて所定のワークＷを搭載し、位置決めクランプすると、これを溶接加工位置Ｙに搬送できるようにされている。
また、台車本体８上の治具１０は、ガイドレール７の方向に直交する傾斜ガイドレール３１に沿って横方向に所定ストローク移動自在にされ、後述するように、ワーククランプ手段５にワークＷの受け渡しを行う際は、図３（ｂ）の退避位置（実線）から、シリンダユニット３３を伸長作動させて横方向の外方の受渡し位置に移動させ（図３（ｂ）の一点鎖線）、受け渡した後は、シリンダユニット３３を縮退作動させて、元の退避位置に退避できるようにされている。

前記搬出台車４は、図６に示すように、アウタパネルの窓の部分を引掛けて保持するための係止部１１と、センターピラーの個所を保持する保持部１２を備えており、小物取付ライン１では、溶接加工位置Ｙにおいてワーククランプ手段５からアウタパネルアッセンブリを受取り、インナ部品取付ライン２では、ワーククランプ手段５からサイドパネルを受取った後、それぞれ搬出位置Ｚに向けて搬送できるようにされている。
そして、この搬出台車４と前記治具台車３は、図１に示す連結手段２１により連結されて一体的に移動するようにされ、搬出台車４は、溶接加工位置Ｙと搬出位置Ｚの間を往復動自在にされるとともに、治具台車３は、供給位置Ｘと溶接加工位置Ｙの間を往復動自在にされている。

前記ワーククランプ手段５は、図２、図５に示すように、縦向き姿勢のアウタパネルの上縁三ヶ所をクランプする三個のクランプ部材１３と、下縁三ヶ所をクランプする三個のクランプ部材１４を備えており、上縁側のクランプ部材１３は、溶接加工位置Ｙのガイドレール７側方の基台１５上に設けられるとともに、例えばこの基台１５の上部には、図５に示すように、縦ガイド１６に沿って上下動自在な横ガイド１７が設けられ、この横ガイド１７に沿って移動自在な支持部材１８にクランプ部材１３が取り付けられている。このため、クランプ部材１３は、図５の左右方向に所定ストローク移動可能にされるとともに、上下方向にも所定ストローク移動可能にされている。また、所定個所のクランプ部材１３は、ガイドレール７の方向に沿っても移動可能にされており、異機種のワークにも対応できるようにされている。

また、ワークＷの下縁側を保持するクランプ部材１４は、ガイドレール７を挟んで前記基台１５とは反対側の床面に設けられ、このクランプ部材１４も、図５の左右方向に所定ストローク移動可能にされるとともに、上下方向にも所定ストローク移動可能にされており、また、所定個所のクランプ部材１４は、ガイドレール７の方向に沿っても移動可能にされており、異機種のワークにも対応できるようにされている。

前記溶接装置６は、複数の溶接ロボット２０を備えており、この溶接ロボット２０は多軸ロボットとして構成され、少なくとも３軸方向に移動可能なアームを備えている。

以上のような溶接加工ラインにおいて、まず、上流側の小物取付ライン１では、治具台車３が供給位置Ｘに、搬出台車４が溶接加工位置Ｙに位置した状態で、治具台車３上にアウタパネルが載置されてクランプされるとともに、このアウタパネルに対して、フュエルアダプターや、ドアストライカーや、ドア開口の補強材や、リヤガータや、リヤフェンダスティフナーや、ジャッキホルダや、ドアキャッチャーなどの小物部品が所定位置に位置決めされ、治具１０のクランパーでクランプされる。

治具台車３上にアウタパネルや小物部品からなるワークＷが位置決めクランプされると、搬出台車４と治具台車３は、一体的に前進し、搬出台車４が搬出位置Ｚに、治具台車３が溶接加工位置Ｙに同時に移動する。

次いで、溶接加工位置Ｙでは、図４に示すように、溶接装置６の溶接ロボット２０により、治具台車３上のワークＷに対して搭載状態のまま仮付溶接を行う。この仮付溶接は、小物部品がアウタパネルと一体となりアウタパネルだけを保持しても小物部品が外れ落ちたりすることのない程度の仮付けである。そして、仮付溶接が終了すると、台車本体８上の治具１０が横方向の外方の受渡し位置に移動し、ワーククランプ手段５に仮付溶接体を受け渡す。そしてワーククランプ手段５が仮付溶接体を受取って上下縁をクランプすると、治具１０は横方向の内方の退避位置に退避し、この状態で、図５に示すように、溶接ロボット２０は仮付溶接体に増打溶接を行い、アウタパネルアッセンブリを組み立てる。この際、ワークＷは空中に浮いた状態であるため、増打溶接の邪魔になるような干渉物がなく、十分な増打溶接が可能である。
そしてこの間に、搬出台車４と治具台車３は、一緒に後退し、搬出台車４が溶接加工位置Ｙに、治具台車３が供給位置Ｘに戻るようにされている。

増打溶接が完了すると、組み上がったアウタパネルアッセンブリは、ワーククランプ手段５から搬出台車４に自動的に移載される。
また、供給位置Ｘでは、治具台車３上に前記手順と同様な手順で、アウタパネルと小物部品が搭載される。

次いで、搬出台車４と治具台車３は共に前進し、搬出台車４が搬出位置Ｙに移動して組み上がったアウタパネルアッセンブリの払出しが行われるとともに、溶接加工位置Ｙでは、次のワークの溶接が行われれ、このような作業が繰り返される。

次に、小物取付ライン１から払い出されたアウタパネルアッセンブリは、インナ部品取付ライン２の供給位置Ｘに搬送され、インナ部品取付ライン２でインナ部品が取り付けられる。この取付要領は、小物取付ライン１の場合と同じ要領であり、供給位置Ｘにおいて、アウタパネルアッセンブリを治具台車３上に位置決めクランプすると同時に、アウタパネルアッセンブリに対して、フロントピラーインナや、リヤインナなどのインナ部品を所定位置に位置決めクランプする。

そして、この治具台車３を溶接加工位置Ｙに移動させて仮付溶接した後、仮付溶接体をワーククランプ手段５で受取り、増打溶接を行う。そして、増打溶接が終えたサイドパネルは、後退してきた搬出台車４に移載され、その後、搬出位置Ｚに搬送されて払い出される。

次に、治具台車３上の治具１０を交換するための治具交換装置について説明する。
この治具交換装置は、前述のように、溶接加工ライン１、２と平行に設けられる台車搬送用レール２３と、この台車搬送用レール２３と供給位置Ｘとを結ぶ治具移載用レール２４と、台車搬送用レール２３の側方に配置される複数のバッファゾーンＳと、各バッファゾーンＳから台車搬送用レール２３に向けて延出するバッファ用レール２５を備えており、台車搬送用レール２３には、第１、第２、第３、第４台車２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの四台の台車が走行自在にされている。

そして、このうち第１、第２台車２２ａ、２２ｂが小物取付ライン１の治具１０交換用とされ、第３、第４台車２２ｃ、２２ｄがインナ部品取付ライン２の治具１０交換用にされるとともに、第２、第４台車２２ａ、２２ｃが使用済みの治具１０を治具台車３から受け取ってバッファゾーンＳに搬送するようにされ、第１、第３台車２２ｂ、２２ｄが新たな治具１０を搭載して治具台車３上に移載できるようにされている。

そして、治具台車３が供給位置Ｘに位置した状態で、台車搬送用レール２３上の第２、第４台車２２ｂ〜２２ｄが治具移載用レール２４の前方に位置決めされると、治具台車３上からそれまで使用していた治具１０を切離して、例えば作業員が手押しにより、治具１０を治具移載用レール２４を介して第２、第４台車２２ｂ、２２ｄに移載する。そして、第２、第４台車２２ｂ、２２ｄが所定位置のバッファゾーンＳに手押しで搬送されると、それまで待機位置で待機していた第１、第３台車２２ａ、２２ｃ（既に新たな治具１０を搭載した状態）が治具移載用レール２４の前方に移動し、そこから手押しにより治具１０が治具移載用レール２４を介して治具台車３上に移載される。

このため、図８、図９に示すように、第１〜第４台車２２ａ〜２２ｄ上には、前後方向両端部に断面Ｈ型の一対の搬路２６が設けられるとともに、この搬路２６は、治具移載用レール２４と同じ幅間隔にされ、第１〜第４台車２２ａ〜２２ｄが治具移載用レール２４の前方に移動して位置決めされると、第１〜第４台車２２ａ〜２２ｄ上の搬路２６と治具移載用レール２４が連通状態になるようにされている。また、この治具移載用レール２４も断面Ｈ型とされている。そして、治具１０の車輪２８は、第１〜第４台車２２ａ〜２２ｄで搬送されるときは、搬路２６のＨ型内部に嵌合している（図７）。

一方、治具台車３には、治具１０を支持する支持板２７が設けられ、この支持板２７の両端部にも搬路が設けられるとともに、この支持板２７上の搬路や、治具移載用レール２４や、第１〜第４台車２２ａ〜２２ｄ上の搬路２６は同一高さにされている。
また、バッファ用レール２５についても治具移載用レール２４と同じ構成であり、バッファ用レール２５の前方位置まで第１〜第４台車２２ａ〜２２ｄが移動してくると、第１〜第４台車２２ａ〜２２ｄ上の搬路２６とバッファ用レール２５が連通状態になるようにされるとともに、バッファ用レール２５も断面Ｈ型のレール２５にされている。
また、バッファ用レール２５の高さも、治具搬送用レール２４や、第１〜第４台車２２ａ〜２２ｄ上の搬路２６と同一高さにされている。

以上のような治具交換装置において、同一機種により生産ロットが終了し、他機種の生産が始まると、常時、供給位置Ｘ側方の台車搬送用レール２３上で待機している第２、第４台車２２ｂ、２２ｄに対して、治具台車３上の治具が移載される。すなわち、治具台車３から治具１０が切離されると、作業者が手押しで治具移載用レール２４を介して治具１０を第２、第４台車２２ｂ、２２ｄに移載する。

第２、第４台車２２ｂ、２２ｄ上に治具１０が移載されると、この第２、第４台車２２ｂ、２２ｄは空のバッファゾーンＳに向けて手押しで搬送され、所望のバッファゾーンＳの前までくると、治具１０はバッファ用レール２５に押し込まれる。これも作業員の手作業で行う。

次に、作業員は次の治具１０を搭載した第１、第３台車２２ａ、２２ｃを手押しにより治具移載用レール２４の前方に移動させ、台車２２ａ、２２ｃ上の治具１０を治具移載用レール２４を介して治具台車３の支持板２７上に移載する。
そして、治具台車３上に移載が完了すると、第１、第３台車２２ａ、２２ｃを邪魔にならない場所まで手押しでエスケープさせ、その後、第２、第４台車２２ｂ、２２ｄを次の機種用治具１０が待機するバッファゾーンＳの前方に移動させ、第２、第４台車２２ｂ、２２ｄ上に次の機種用治具１０を搭載する。そしてこの台車２２ａ、２２ｃを待機位置に移動させて待機させる。

以上のような要領により、特に人手を活用した治具交換作業が効率的に行われるが、この際、治具台車３上の搬路と、治具移載用レール２４と、バッファ用レール２５と、第１〜第４台車２２ａ〜２２ｄ上の搬路２６が同一高さにあるため、治具１０の移動が楽に行える。
また、設備構成を簡素にでき、経済的である。

なお、本発明は以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。
例えばワークはサイドパネル部品に限られるものではない。

二本の溶接加工ラインを有する加工設備において、取り扱う機種変更に際して治具台車３上の治具１０を変更する際、四台の台車２２ａ〜２２ｄが走行可能な台車搬送用レール２３を設け、この台車搬送用レール２３と治具台車３を結ぶように治具移載用レール２４を設けるとともに、台車搬送用レール２３の側方に複数のバッファゾーンＳとバッファ用レール２５を設けることで、特に人手が十分な場合に経済的な設備構成となり、また、治具台車３上の搬路と、治具移載用レール２４と、バッファ用レール２５と、第１〜第４台車２２ａ〜２２ｄ上の搬路２６を同一高さにすることで、搬送を楽に行うことができる。

本発明に係る治具搬送装置の構成概要を示す平面図 一方側の溶接加工ラインの正面図 治具台車の説明図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図 図２のＡ−Ａ線方向から見た側面図でワークを仮付溶接するときの説明図 図２のＡ−Ａ線方向から見た側面図でワークを増打溶接するときの説明図 搬送台車の説明図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図 治具の説明図 図１のＢ−Ｂ線方向から見た治具移載用レール部分を説明する側面図 治具移載用レール部分の平面図

符号の説明

１…小物取付ライン、２…インナ部品取付ライン、３…治具台車、１０…治具、２２ａ…第１台車、２２ｂ…第２台車、２２ｃ…第３台車、２２ｄ…第４台車、２３…台車搬送用レール、２４…治具移載用レール、２５…バッファ用レール、２６…搬路、Ｓ…バッファゾーン。

Claims (1)

1. ワークを供給位置から溶接加工位置を経由して搬出位置に搬送する溶接加工ラインが同一直線上に二本設けられ、各溶接加工ラインの供給位置と溶接加工位置間に治具台車が往復動可能に設けられ、この治具台車にワーク保持用の治具が着脱自在とされ、前記ワーク保持用の治具を搬送する台車搬送用レールが前記溶接加工ラインと平行に配置された治具搬送装置であって、
   前記台車搬送用レールには少なくとも第１〜第４の四台の台車が走行可能に設けられ、この台車搬送用レールの側方には台車より移載した治具をストックすることのできる複数のバッファゾーンが設けられ、前記台車搬送用レールと前記供給位置との間には治具のみを移載可能な状態で結ぶべく第１〜第４の四台の台車に設けた搬路と等しい間隔で治具移載用レールが配置され、前記台車搬送用レールと各バッファゾーンとの間には治具のみ移載可能な状態で結ぶ複数のバッファ用レールが配置され、前記治具台車上の搬路と治具移載用レールとバッファ用レールと前記第１〜第４台車上の搬路の高さを同一高さに配列したことを特徴とする治具搬送装置。