JP4302202B2 - 板状ワークの位置決め装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状ワークを寝かせた状態で搬送するライン上のステーションに設ける板状ワークの位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の位置決め装置は、板状ワークの形状に応じた受座を有するワークホルダによりワークを定位置に位置決めするように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例のものは、ワークの機種に応じた専用のワークホルダを用いるため、ワークの機種変更に際しワークホルダの交換が必要となって、その作業に手間がかかり、生産性の向上を図る上で問題になっている。
【０００４】
本発明は、以上の点に鑑み、種々のワークに対処し得る汎用性に優れた位置決め装置を提供することを課題としている。
【０００５】
【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、板状ワークを寝かせた状態で搬送するライン上のステーションに設ける位置決め装置であって、ワーク搬送方向に平行なワークの第１の辺に当接する基準位置決め部材と、第１の辺に対しワーク搬送方向と直交方向に対向するワークの第２の辺にワークの搬送方向に離間した２点で当接する第１と第２の２本のガイドバーと、ワーク搬送方向の対辺となるワークの第３の辺と第４の辺とに夫々当接する第３と第４の２本のガイドバーとを備え、ワーク搬送方向と直交方向に夫々独立して移動可能な第１と第２の１対の可動枠を設けて、第１可動枠と第２可動枠とに夫々第１ガイドバーと第２ガイドバーとを立設すると共に、ワーク搬送方向に夫々独立して移動可能な第３と第４の１対の可動枠を設けて、第３可動枠と第４可動枠とに夫々第３ガイドバーと第４ガイドバーとを立設し、更に、第１〜第４の各可動枠に、該各可動枠に立設する各ガイドバーが当接するワークの前記各辺よりも内方のワーク部分の下面を受ける各吸盤を搭載している。
【０００６】
本発明によれば、ワークの第２の辺のワーク搬送方向に離間した２点に第１と第２の両ガイドバーが当接するため、ワークのワーク搬送方向に対する傾きが矯正され、この状態で第１と第２の両ガイドバーと基準位置決め部材とによりワークがワーク搬送方向と直交方向に位置決めされると共に、第３ガイドバーと第４ガイドバーとによりワークがワーク搬送方向に位置決めされ、更に、吸盤によりワークが上下方向に位置決めされ、かくて、ワークは所定位置に正確に位置決めして保持される。
【０００７】
そして、ワークの機種変更で第１と第２の両辺間の距離や、第３と第４の両辺間の距離や、更には、第１の辺に対する第２の辺の平行度が変化しても、第１乃至第４可動枠の移動で第１乃至第４ガイドバーの位置を調整することにより対処できる。また、各可動枠に設けたガイドバーと吸盤との相対位置関係は一定に保たれるから、ガイドバーが当接するワークの辺と吸盤によるワークの支持部分との距離はワークの機種に関係なく一定となり、何れの機種のワークでも吸盤によりワークを安定して支持できる。
【０００８】
ところで、ワークが曲面状であって、第１と第２の各可動枠に搭載した吸盤によるワークの第２の辺側の支持部分の高さや法線方向が変化することがある。この場合、第１と第２の各可動枠に、上下方向に移動可能な昇降枠を設け、昇降枠に、上下方向に揺動可能な揺動アームを介して吸盤を取付けておけば、昇降枠の上下動と揺動アームの揺動とで吸盤の高さと向きとを調整して、ワークの第２辺側の支持部分の高さや法線方向の変化に対処でき、汎用性がより向上する。
【０００９】
尚、後記する実施形態では、板状ワークたる車両用ドアのアウタパネルを搬送するライン上のステーションに設ける位置決め装置に本発明を適用しているが、アウタパネル以外の板状ワークの位置決め装置にも同様に本発明を適用できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は車両用のドアの製造ラインを示しており、ライン上流側から順に、インナパネルにドアサッシュやヒンジサイドやドアビーム等の部材を組付けてインナ部材たるドアインナを組立てるインナ組立ステーションＳ１と、アウタ部材たるアウタパネルにドアインナを組合わせてドアをサブアッセンブリするサブアッセンブリステーションＳ２と、アウタパネルの周囲の曲げ起こされた曲げ縁部をヘミング加工してアウタパネルとドアインナとを一体化するヘミングステーションＳ３と、ヘミング部を溶接する溶接ステーションＳ４とを配置している。
【００１１】
この製造ラインは、右ドアＷＲと左ドアＷＬとを交互に製造するようになっている。インナ組立ステーションＳ１にはターンテーブル１が配置されており、ターンテーブル１上に、右ドアＷＲ用の第１セット治具２1と左ドアＷＬ用の第２セット治具２2とを載置し、ターンテーブル１の回転で第１セット治具２1と第２セット治具２2とがライン下流側の溶接場所Ｓ１ａとライン上流側のセット場所Ｓ１ｂとに交互に反転されるようにしている。そして、各セット治具２1，２2に、セット場所Ｓ１ｂにおいて、対応するドアのドアインナＷＲＩ，ＷＬＩの構成部材をセットし、溶接場所Ｓ１ａにおいて、図外の可動機構に取付けたレーザー溶接機３によりこれら構成部材を溶接結合し、右ドア用のドアインナＷＲＩと左ドア用のドアインナＷＬＩとを交互に組立てる。
【００１２】
サブアッセンブリステーションＳ２には、アウタ投入ステーションＳ５とシーリングステーションＳ６とを有するアウタ供給ライン４を介して右ドア用のアウタパネルＷＲＯと左ドア用のアウタパネルＷＬＯとが交互に供給されるようになっており、各アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯにシーリングステーションＳ６においてシーリングロボット５によりシーリング剤を塗布する。そして、上記溶接場所Ｓ１ａで交互に組立てられた右ドア用のドアインナＷＲＩと左ドア用のドアインナＷＬＩとを、インナ組立ステーションＳ１とサブアッセンブリステーションＳ２との間に配置した共通のワーク移載装置６によりサブアッセンブリステーションＳ２に搬送し、該ステーションＳ２に交互に供給される右ドア用のアウタパネルＷＲＯと左ドア用のアウタパネルＷＬＯとに組合わせて、右ドアＷＲと左ドアＷＬとを交互にサブアッセンブリする。
【００１３】
ヘミングステーションＳ３は、右ドアＷＲ用の第１ヘミング装置７1を配置した第１ヘミングステーションＳ３1と、左ドアＷＬ用の第２ヘミング装置７2を配置した第２ヘミングステーションＳ３2とに分かれており、第１と第２の両ヘミングステーションＳ３1，Ｓ３2をサブアッセンブリステーションＳ２のライン下流側に並列に配置している。そして、サブアッセンブリステーションＳ２で交互にサブアッセンブリされた右ドアＷＲと左ドアＷＬとを、サブアッセンブリステーションＳ２とヘミングステーションＳ３との間に配置した共通のワーク投入装置８により第１ヘミングステーションＳ３1と第２ヘミングステーションＳ３2とに交互に投入し、第１ヘミング装置７1による右ドアＷＲのヘミング加工と、第２ヘミング装置７2による左ドアＷＬのヘミング加工とを交互に行う。
【００１４】
溶接ステーションＳ４にはターンテーブル９が配置されており、ターンテーブル９上に、右ドアＷＲ用の第１溶接治具１０1と、左ドアＷＬ用の第２溶接治具１０2とを載置し、ターンテーブル９の回転で第１溶接治具１０1と第２溶接治具１０2とがライン上流側の溶接場所Ｓ４ａとライン下流側の払出場所Ｓ４ｂとに交互に反転されるようにしている。溶接ステーションＳ４とヘミングステーションＳ３との間には、第１ヘミングステーションＳ３1でヘミング加工された右ドアＷＲと、第２ヘミングステーションＳ３2でヘミング加工された左ドアＷＬとをこれらヘミングステーションＳ３1，Ｓ３2から交互に払出す共通のワーク払出装置１１が配置されており、右ドアＷＲの払出しに際し第１溶接治具１０1を溶接場所Ｓ４ａに反転して、右ドアＷＲを第１溶接治具１０1にワーク払出装置１１により移載し、左ドアＷＬの払出しに際し第２溶接治具１０2を溶接場所Ｓ４ａに反転して、左ドアＷＬを第２溶接治具１０2にワーク払出装置１１により移載する。そして、溶接場所Ｓ４ａにおいて、各溶接治具１０1，１０2に備える複数の溶接ガン（図示せず）によりヘミング部をスポット溶接し、払出場所Ｓ４ｂにおいて、各溶接治具１０1，１０2から各ドアＷＲ，ＷＬを取外して次工程に払出す。
【００１５】
第１と第２の各ヘミング装置７1，７2は、図２に示す如く、ラム７ａを油圧シリンダ７ｂで昇降させる油圧プレスで構成されており、ヘミングダイ７ｃにセットした各ドアＷＲ，ＷＬのアウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの曲げ縁部ＷＯｅをラム７ａの下降によりこれに連動するヘミングパンチ（図示せず）を介してヘミング加工する。第１と第２の両ヘミング装置７1，７2の油圧シリンダ７ｂ，７ｂには夫々昇降バルブ７ｄ，７ｄが接続されており、両昇降バルブ７ｄ，７ｄに電動油圧ポンプから成る共通の油圧源７ｅからの油圧を切換バルブ７ｆを介して選択的に供給するようにしている。
【００１６】
各ドアＷＲ，ＷＬのヘミング加工の１サイクルは、ドアＷＲ，ＷＬをヘミング装置７1，７2に投入してヘミングダイ７ｃにセットする投入工程と、ラム７ａを下降させて型締めする型締め工程と、ラム６ａを下降端位置に保持する加圧ホールド工程と、ラム７ａを上昇させて型開きする型開き工程と、ドアＷＲ，ＷＬをヘミングダイ７ｃから持ち上げてヘミング装置７1，７2から払出す払出工程とから成り、型締め工程の開始から型開き工程の終了までに約２０秒、投入工程と払出工程とに夫々約１０秒かかり、各ドアＷＲ，ＷＬのヘミング加工のサイクルタイムは約４０秒になる。
【００１７】
本実施形態では、第１ヘミングステーションＳ３1において、型開きされた第１ヘミング装置７1からのワーク払出装置１１による右ドアＷＲの払出しと、第１ヘミング装置７1へのワーク投入装置８による次の右ドアＷＲの投入とを行っている間に、第２ヘミングステーションＳ３2において、第２ヘミング装置７2の型締め、加圧ホールド、型開きを行い、次に、第２ヘミング装置７2からのワーク払出装置１１による左ドアＷＬの払出しと、第２ヘミング装置７2へのワーク投入装置８による次の左ドアＷＬの投入とを行っている間に、第１ヘミングステーションＳ３1において、第１ヘミング装置７1の型締め、加圧ホールド、型開きを行い、以上の作業を繰返して右ドアＷＲと左ドアＷＬとを交互に連続してヘミング加工する。これによれば、各ドアＷＲ，ＷＬのヘミング加工のサイクルタイムが上記の如く４０秒であっても、第１と第２の両ヘミングステーションＳ３1，Ｓ３2の一方における払出工程及び投入工程にかかる２０秒の間に、他方における型締め工程、加圧ホールド工程、型開き工程が完了し、結局、右ドアＷＲと左ドアＷＬとが２０秒間隔で交互に能率良く製造されることになる。
【００１８】
前記アウタ供給ライン４は、アウタ投入ステーションＳ５に交互に投入される右ドア用のアウタパネルＷＲＯと左ドア用のアウタパネルＷＬＯとを内面が上方を向くように寝かせた状態でシーリングステーションＳ６とサブアッセンブリステーションＳ２とにトランスファ装置１２で順に搬送し、これら各ステーションＳ５，Ｓ６，Ｓ２において、夫々位置決め装置１３1，１３2，１３3により各アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯを定位置に位置決めして支持するように構成されている。
【００１９】
トランスファ装置１２は、図３乃至図５に示す如く、アウタ投入ステーションＳ５とシーリングステーションＳ６との間で往復動する第１走行台１２０1と、シーリングステーションＳ６とサブアッセンブリステーションＳ２との間で往復動する第２走行台１２０2とを備えており、各走行台１２０1，１２０2に昇降台１２１を搭載して、昇降台１２１上に各アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの外表面たる下面を受ける３個の吸盤１２２を設けている。
【００２０】
各走行台１２０1，１２０2はアウタ供給ライン４に沿って敷設したガイドレール１２０ａに摺動自在に載架されており、ガイドレール１２０ａに並設したラック１２０ｂに噛合する出力軸上のピニオン１２０ｃを有するモータ１２０ｄを各走行台１２０1，１２０2に搭載して、該モータ１２０ｄにより各走行台１２０1，１２０2を往復動させるようにしている。
【００２１】
各昇降台１２１は、各走行台１２０1，１２０2に立設した支持枠１２０ｅに固定のリニアガイド１２１ａに下方にのびる脚片１２１ｂに固定したガイドレール１２１ｂ′において上下動自在に支持されており、支持枠１２０ｅに、モータ１２１ｃを搭載すると共に、モータ１２１ｃによりベルト１２１ｄを介して回転駆動されるボールねじ１２１ｅを軸支し、ボールねじ１２１ｅを脚片１２１ｂの下部に固定したナット１２１ｆに螺挿して、モータ１２１ｃにより昇降台１２１を昇降させるようにしている。
【００２２】
各吸盤１２２は、昇降台１２１上に立設した支持板１２１ｇに固定のガイドレール１２２ａに上下動自在に支持される遊動板１２２ｂに、アーム状のブラケット１２２ｃを介して連結されており、遊動板１２２ｂと支持板１２１ｇとの間に、遊動板１２２ｂを上方に付勢するばね１２２ｄと、遊動板１２２ｂを下方に付勢するばね１２２ｅとを設けて、遊動板１２２ｂ、即ち、吸盤１２２を上下方向にフローティング自在としている。
【００２３】
アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの搬送に際しては、先ず、第１と第２の両走行台１２０1，１２０2を夫々アウタ投入ステーションＳ５とシーリングステーションＳ６とに復動させた状態で各走行台１２０1，１２０2上の昇降台１２１を上昇させる。これによれば、アウタ投入ステーションＳ５に設けた第１位置決め装置１３1とシーリングステーションＳ６に設けた第２位置決め装置１３2とに支持されているアウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯがその下面への吸盤１２２の当接で各位置決め装置１３1，１３2から押し上げられる。この際、各吸盤１２２は上下方向のフローティング動作でアウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの下面に確実に吸着する。
【００２４】
次に、第１と第２の両走行台１２０1，１２０2を夫々シーリングステーションＳ６とサブアッセンブリステーションＳ２とに往動させ、各走行台１２０1，１２０2上の昇降台１２１を下降させて、各アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯをシーリングステーションＳ６に設けた第２位置決め装置１３2とサブアッセンブリステーションＳ２に設けた第３位置決め装置１３3とに受渡す。
【００２５】
各位置決め装置１３1，１３2，１３3は、トランスファ装置１２による搬送方向たる前後方向に平行なアウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの下辺たる第１の辺ＷＯａに当接する前後１対の基準位置決め部材１３０と、第１の辺ＷＯａに対し横方向に対向するアウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの上辺たる第２の辺ＷＯｂに前後方向に離間した２点で当接する第１と第２の２個のガイドバー１３１1，１３１2と、アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの前後方向の対辺となる第３の辺ＷＯｃと第４の辺ＷＯｄとに夫々当接する第３と第４の２個のガイドバー１３１3，１３１4とを備えている。アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯは、上記昇降台１２１の下降に際し、基準位置決め部材１３０と第１及び第２ガイドバー１３１1，１３１2との間に挟まれて、前後方向に対する横方向の傾きを矯正された状態で横方向に位置決めされ、且つ、第３ガイドバー１３１3と第４ガイドバー１３１4との間に挟まれて、前後方向に位置決めされる。
【００２６】
ここで、アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの第２の辺ＷＯｂには、車体実装状態で後上りになる若干の傾斜が付けられている。そして、右ドア用のアウタパネルＷＲＯは、車体実装状態で後側になる辺が搬送方向前側の第３の辺ＷＯｃとなるような向きで搬送され、左ドア用のアウタパネルＷＬＯは、車体実装状態で前側になる辺が搬送方向前側の第３の辺ＷＯｃとなるような向きで搬送されるから、第２の辺ＷＯｂの傾斜に合わせるため、右ドア用のアウタパネルＷＲＯに対しては、第１と第２の両ガイドバー１３１1，１３１2のうち前側の第１ガイドバー１３１1を横方向外方、後側の第２ガイドバー１３１2を横方向内方に夫々変位させる必要があり、左ドア用のアウタパネルＷＬＯに対しては、第１ガイドバー１３１1を横方向内方、第２ガイドバー１３１2を横方向外方に夫々変位させる必要がある。更に、各アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの車体実装状態で前側になる辺は前方に凸の湾曲形状、後側になる辺は前方に凹の湾曲形状に形成されているため、第３ガイドバー１３１3と第４ガイドバー１３１4とを右ドア用のアウタパネルＷＲＯと左ドア用のアウタパネルＷＬＯとで前後方向に変位させる必要がある。
【００２７】
また、図１は、フロント側の左右のドアＷＲ，ＷＬを製造している状態を示しているが、リヤ側の左右のドアを製造することもあり、この場合は、第１と第２の両ガイドバー１３１1，１３１2を全体的に横方向に変位させると共に、第３ガイドバー１３１3と第４ガイドバー１３１4とを夫々前後方向に変位させる必要がある。また、別車種用の大きさの異なるドアを製造する場合にも、各ガイドバー１３１1〜１３１4の位置を調整する必要がある。
【００２８】
そこで、本実施形態では、基準位置決め部材１３０を、各ステーションＳ５，Ｓ６，Ｓ２の一側部の基台４ａ上に立設して、不動とするが、第１ガイドバー１３１1と第２ガイドバー１３１2は、各ステーションＳ５，Ｓ６，Ｓ２の他側部の基台４ｂ上に設けた横方向に独立して移動可能な第１と第２の１対の可動枠１３２1，１３２2上に夫々立設して、横方向に位置調整自在とし、第３ガイドバー１３１3と第４ガイドバー１３１4は、一側部の基台４ａ上に設けた前後方向に独立して移動可能な第３と第４の１対の可動枠１３２3，１３２4上に夫々立設して、前後方向に位置調整自在とし、各ガイドバー１３１1〜１３１4の位置調整でドアの機種変更に対処できるようにしている。
【００２９】
各可動枠１３２1〜１３２4は、各基台４ａ，４ｂ上のガイドレール１３２ａに沿って前記各方向に移動自在に支持されており、各基台４ａ，４ａに、各可動枠１３２1〜１３２4用の各モータ１３２ｂと、モータ１３２ｂにベルト１３２ｃを介して連結される各ボールねじ１３２ｄとを設け、各ボールねじ１３２ｄを各可動枠１３２1〜１３２4に固定のナット（図示せず）に螺挿し、各モータ１３２ｂにより各可動枠１３２1〜１３２4を移動制御し得るようにしている。また、第１と第２の各可動枠１３２1，１３２2には、第１と第２の各ガイドバー１３１1，１３１2よりも横方向内方に位置させて、アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの下面を受ける第１と第２の各吸盤１３３1，１３３2が搭載されており、第３と第４の各可動枠１３２3，１３２4にも、第３と第４の各ガイドバー１３１3，１３１4よりも前後方向内方に位置させて、アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの下面を受ける第３と第４の各吸盤１３３3，１３３4が搭載されている。かくて、アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯは、第１乃至第４のガイドバー１３１1〜１３１4により前後左右に位置決めされると共に、第１乃至第４の吸盤１３３1〜１３３4により上下方向に位置決めされて安定に支持される。
【００３０】
ところで、第１と第２の各吸盤１３３1，１３３2によるアウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの第２の辺ＷＯｂ側の支持部分の高さや法線方向はドアの湾曲度合によって変化する。そこで、第１と第２の各可動枠１３２1，１３２2に、上下方向に移動可能な昇降枠１３４1，１３４2を設け、各昇降枠１３４1，１３４2に、上下方向に揺動可能な各揺動アーム１３５1，１３５2を介して第１と第２の各吸盤１３３1，１３３2を取付け、各昇降枠１３４1，１３４2の上下動と各揺動アーム１３５1，１３５2の揺動とで各吸盤１３３1，１３３2の高さと向きとを調整して、アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの第２の辺ＷＯｂ側の支持部分の高さや法線方向の変化に対処し得るようにしている。各昇降枠１３４1，１３４2は、各可動枠１３２1，１３２2に立設した支柱１３２ｅに上下動自在に支持されており、モータ１３４ａによりベルト１３４ｂと図示しないボールねじ機構とを介して上下動される。また、各揺動アーム１３５1，１３５2は、各昇降枠１３４1，１３４2に搭載したモータ１３５ａにより減速機１３５ｂを介して揺動される。尚、本実施形態では、基準位置決め部材１３０を前後１対に設けているが、第１の辺ＷＯａは真直であるから、第１の辺ＷＯａに線接触する前後方向に長手の単一の基準位置決め部材を設けても良い。
【００３１】
前記ワーク移載装置６は、ロボット６０と、ロボット６０の動作端に取付けたロボットハンド６１とで構成されている。ロボット６０は、鉛直軸線回りに旋回自在なロボット本体６０ａと、ロボット本体６０ａの上端に上下方向に揺動自在に取付けた第１ロボットアーム６０ｂと、第１ロボットアーム６０ｂの先端に上下方向に揺動自在に取付けた第２ロボットアーム６０ｃと、第２ロボットアーム６０の先端に取付けた動作端たる３軸構造の手首６０ｄとを有する６軸ロボットで構成されている。
【００３２】
ロボットハンド６１には、図６に示す如く、ドアインナＷＲＩ，ＷＬＩのインナパネルに開設した複数の穴のうちの所定の３個の穴ＷＩａ，ＷＩｂ，ＷＩｃの孔縁部を把持する第１乃至第３の３個の把持具６２1，６２2，６２3が吊設されている。これら把持具６２1，６２2，６２3は、図７（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示す如く、各穴ＷＩａ，ＷＩｂ，ＷＩｃの孔縁部上面に当接する固定クランプアーム６２ａと、孔縁部下面に当接して固定クランプアーム６２ａとの間に孔縁部を挟む可動クランプアーム６２ｂとを備えており、シリンダ６２ｃによりリンク６２ｄを介して可動クランプアーム６２ｂを軸６２ｅを支点にして開閉動作させるようにしている。
【００３３】
図６に実線で示す右ドア用のドアインナＷＲＩを把持するときは、車体実装状態で下側になる第１の穴ＷＩａの孔縁部を第１把持具６２1、車体実装状態で前側になる第２の穴ＷＩｂの孔縁部を第２把持具６２2、車体実装状態で後側になる第３の穴ＷＩｃの孔縁部を第３把持具６２3で夫々把持するが、図６に仮想線で示す左ドア用のドアインナＷＬＩを把持するときは、ドアインナに対しロボットハンド６１を手首６０ｄの動きで所定角度θ旋回し、第１の穴ＷＩａの孔縁部を第１把持具６２1、第３の穴ＷＩｃの孔線部を第２把持具６２2、第２の穴ＷＩｂの孔線部を第３把持具６２3で夫々把持する。尚、第２の穴ＷＩｂの開設面と第３の穴ＷＩｃの開設面とは同一面ではなく、そのため、第２把持具６２2と第３把持具６２3とを、夫々、ロボットハンド６１に対しシリンダ６２ｆにより上下方向に位置調整自在に吊設し、右ドア用のドアインナＷＲＩと左ドア用のドアインナＷＬＩとで第２把持具６２2と第３把持具６２3との上下方向の位置関係を逆転させている。
【００３４】
前記ワーク投入装置８は、ワーク移載装置６のロボット６０と同様の、ロボット本体８０ａと第１ロボットアーム８０ｂと第２ロボットアーム８０ｃと３軸構造の手首８０ｄとを有する６軸構造のロボット８０と、ロボット８０の動作端たる手首８０ｄに取付けたロボットハンド８１とで構成されている。尚、ロボット８０は、第１ヘミングステーションＳ３1側の右ドアＷＲ用投入位置と、第２ヘミングステーションＳ３2側の左ドアＷＬ用投入位置とにガイドレール８０ｅに沿って移動自在となっている。
【００３５】
そして、右ドアＷＲ用投入位置の近傍にサブアッセンブリステーションＳ２を配置し、ロボット８０をこの位置に移動して、サブアッセンブリステーションＳ２からロボットハンド８１によりドアを持ち上げ、ドアが右ドアＷＲである場合には、ロボット８０をこの位置に置いたままドアを第１ヘミングステーションＳ３1に投入し、ドアが左ドアＷＬである場合には、ロボット８０を左ドアＷＬ用投入位置に移動してからドアを第２ヘミングステーションＳ３2に投入する。
【００３６】
ロボットハンド８１には、図８乃至図１０に示す如く、アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの第１の辺ＷＯａの曲げ縁部ＷＯｅを把持する第１把持具８２1と、アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの第３の辺ＷＯｃの曲げ縁部ＷＯｅを把持する第２把持具８２2と、アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの第４の辺ＷＯｄの曲げ縁部ＷＯｅを把持する第３把持具８２3とが吊設されている。各把持具８２1，８２2，８２3は、シリンダ８２ａによりトグルリンク機構（図示せず）を介して開閉される図１１に示す如き１対の把持爪８２ｂ、８２ｃを備えており、両把持爪８２ｂ、８２ｃの一方に凸部８２ｄ，他方に凹部８２ｅを設けて、アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの曲げ縁部ＷＯｅが凸部８２ｄと凹部８２ｅとの間に部分的に変形して把持され、把持具８２1，８２2，８２3から曲げ縁部ＷＯｅがドアの自重で滑り落ちることを確実に防止できるようにしている。各把持具８２1，８２2，８２3でアウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの上記各辺ＷＯａ，ＷＯｃ，ＷＯｄの曲げ縁部ＷＯｅを把持すると、内側の把持爪８２ｂがドアインナＷＲＩ，ＷＬＩの浮き上りを防止するワーク押えとしても機能し、アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯに対するドアインナＷＲＩ，ＷＬＩの位置ずれが防止される。
【００３７】
第２と第３の各把持具８２2，８２3は、大きさの異なるドアにも対処できるよう、ロボットハンド８１に対し、アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの第３と第４の両辺ＷＯｃ，ＷＯｄの対向方向及び両辺ＷＯｃ，ＷＯｄの長手方向に移動自在に支持されている。これを詳述するに、ロボットハンド８１に、第３と第４の両辺ＷＯｃ，ＷＯｄの長手方向に移動可能なスライド枠８３を設け、スライド枠８３に両辺ＷＯｃ，ＷＯｄの対向方向に移動可能な１対の可動枠８４，８４を支持させて、各可動枠８４に第２と第３の各把持具８２2，８２3を取付けている。スライド枠８３は、手首８０ｄに連結されるロボットハンド８１のベース枠８１ａに固定した１対のガイドレール８３ａ，８３ａに摺動自在に支持されており、ベース枠８１ａに、モータ８３ｂを搭載すると共に、モータ８３ｂによりベルト８３ｃを介して駆動される１対のボールねじ８３ｄ，８３ｄを軸支し、両ボールねじ８３ｄ，８３ｄをスライド枠８３に固定した１対のナット８３ｅ，８３ｅに螺挿し、モータ８３ｂによりスライド枠８３を介して両可動枠８４，８４が前記両辺ＷＯｃ，ＷＯｄの長手方向に移動されるようにしている。各可動枠８４は、スライド枠８３に固定した各ガイドレール８４ａに摺動自在に支持されており、スライド枠８３に、モータ８４ｂを搭載すると共に、モータ８４ｂによりベベルギア８４ｃを介して駆動される１対のボールねじ８４ｄ，８４ｄを軸支し、各ボールねじ８４ｄを各可動枠８４に固定したナット８４ｅに螺挿し、モータ８４ｂにより両可動枠８４，８４が前記両辺ＷＯｃ，ＷＯｄの対向方向に接近、離間されるようにしている。
【００３８】
ところで、前記両辺ＷＯｃ，ＷＯｄの曲げ縁部ＷＯｅの第２と第３の把持具８２2，８２3による把持箇所の法線方向は両辺ＷＯｃ，ＷＯｄの湾曲度合によって変化する。そこで、第２と第３の各把持具８２2，８２3を、各可動枠８４に、各把持具８２2，８２3の吊設方向に長手の軸線回りに旋回自在に軸支し、各把持具８２2，８２3の把持爪８２ｂ，８２ｃを閉じる際、各把持具８２2，８２3が曲げ縁部ＷＯｅの把持箇所の向きに倣って旋回し、曲げ縁部ＷＯｅがその把持箇所の法線方向から確実に把持されるようにしている。各把持具８２2，８２3は、その上端に取付けたインナレース８２ｆを可動枠８４に固定したアウタレース８２ｇに下方から挿入し、インナレース８２ｆの上端に抜け止め用のナット８２ｈを螺着することにより、可動枠８４に旋回自在に軸支される。また、アウタレース８２ｇの下端に、インナレース８２ｆの下端の角形フランジ８２ｉが当接するストッパ８２ｊを取付け、把持具８２2，８２3が所定角度範囲で旋回されるようにしている。尚、本実施形態では、第１把持具８２1をベース枠８１ａに上記と同様の軸支構造で旋回自在に軸支しているが、第１把持具８２1で把持するのは直真な第１の辺ＷＯａの曲げ縁部ＷＯｅであるから、ベース枠８１ａに第１把持具８２1を固定しても良い。
【００３９】
前記ワーク払出装置１１は、上記ロボット６０，８０と同様の、ロボット本体１１０ａと第１ロボットアーム１１０ｂと第２ロボットアーム１１０ｃと３軸構造の手首１１０ｄとを有する６軸構造のロボット１１０と、ロボット１１０の動作端たる手首１１０ｄに取付けたロボットハンド１１１とで構成される。ロボット１１０は、第１ヘミングステーションＳ３1側の右ドアＷＲ用払出位置と、第２ヘミングステーションＳ３2側の左ドアＷＬ用払出位置とにガイドレール１１０ｅに沿って移動自在となっている。そして、左ドアＷＬ用払出位置の近傍に溶接ステーションＳ４を配置し、払出すドアが右ドアＷＲである場合は、ロボット１１０を右ドアＷＲ用払出位置に移動してロボットハンド１１１により第１ヘミングステーションＳ３1からドアを取出した後、ロボット１１０を左ドアＷＬ用払出位置に移動してドアを溶接ステーションＳ４に投入し、払出すドアが左ドアＷＬである場合は、ロボット１１０を左ドアＷＬ用払出位置に置いたままロボットハンド１１１により第２ヘミングステーションＳ３2からドアを取出して溶接ステーションＳ４に投入する。ロボットハンド１１１は、各ドアＷＲ，ＷＬのドアインナＷＲＩ，ＷＬＩの上記３個の穴ＷＩａ，ＷＩｂ，ＷＩｃの孔縁部を把持する第１乃至第３の３個の把持具を有する、ワーク移載装置６のロボットハンド６１と同一構造のものであり、その詳細な説明は省略する。尚、ワーク移載装置６のロボットハンド６１とワーク払出装置１１のロボットハンド１１１は、左ドアＷＲと右ドアＷＬに共用できるが、ドアがフロントドアからリヤドアに変更された場合や、別車種のドアに変更された場合はロボットハンド６１，１１１を交換する。
【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、種々のワークに対処できる汎用性の有る位置決め装置が得られ、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明装置を具備するドア製造ラインの平面図
【図２】 図１の矢印II方向から見たヘミングステーションの正面図
【図３】 アウタ供給ラインの拡大平面図
【図４】 図３の矢印IV方向から見たアウタ供給ラインの正面図
【図５】 図３の矢印V方向から見たアウタ供給ラインの側面図
【図６】 ワーク移載装置のロボットハンドの平面図
【図７】 （Ａ）図６のVIIA-VIIA線截断面図、（Ｂ）図６のVIIB-VIIB線截断面図、（Ｃ）図６のVIIC-VIIC線截断面図
【図８】 ワーク投入装置のロボットハンドの平面図
【図９】 図８の矢印IX方向から見たロボットハンドの正面図
【図１０】 図８の矢印X方向から見たロボットハンドの側面図
【図１１】 図８のロボットハンドに吊設した把持具の下端部分の拡大図
【符号の説明】
ＷＲＯ，ＷＬＯ アウタパネル（板状ワーク）
ＷＯａ 第１の辺 ＷＯｂ 第２の辺
ＷＯｃ 第３の辺 ＷＯｄ 第４の辺
１３1，１３2，１３3 位置決め装置 １３０ 基準位置決め部材
１３１1 ガイドバー １３１2 第２ガイドバー
１３１3 第３ガイドバー １３１4 第４ガイドバー
１３２1 第１可動枠 １３２2 第２可動枠
１３２3 第３可動枠 １３２4 第４可動枠
１３３1〜１３３4 吸盤 １３４1，１３４2 昇降枠
１３５1，１３５2 揺動アーム
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状ワークを寝かせた状態で搬送するライン上のステーションに設ける板状ワークの位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の位置決め装置は、板状ワークの形状に応じた受座を有するワークホルダによりワークを定位置に位置決めするように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例のものは、ワークの機種に応じた専用のワークホルダを用いるため、ワークの機種変更に際しワークホルダの交換が必要となって、その作業に手間がかかり、生産性の向上を図る上で問題になっている。
【０００４】
本発明は、以上の点に鑑み、種々のワークに対処し得る汎用性に優れた位置決め装置を提供することを課題としている。
【０００５】
【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、板状ワークを寝かせた状態で搬送するライン上のステーションに設ける位置決め装置であって、ワーク搬送方向に平行なワークの第１の辺に当接する基準位置決め部材と、第１の辺に対しワーク搬送方向と直交方向に対向するワークの第２の辺にワークの搬送方向に離間した２点で当接する第１と第２の２本のガイドバーと、ワーク搬送方向の対辺となるワークの第３の辺と第４の辺とに夫々当接する第３と第４の２本のガイドバーとを備え、ワーク搬送方向と直交方向に夫々独立して移動可能な第１と第２の１対の可動枠を設けて、第１可動枠と第２可動枠とに夫々第１ガイドバーと第２ガイドバーとを立設すると共に、ワーク搬送方向に夫々独立して移動可能な第３と第４の１対の可動枠を設けて、第３可動枠と第４可動枠とに夫々第３ガイドバーと第４ガイドバーとを立設し、更に、第１〜第４の各可動枠に、該各可動枠に立設する各ガイドバーが当接するワークの前記各辺よりも内方のワーク部分の下面を受ける各吸盤を搭載している。
【０００６】
本発明によれば、ワークの第２の辺のワーク搬送方向に離間した２点に第１と第２の両ガイドバーが当接するため、ワークのワーク搬送方向に対する傾きが矯正され、この状態で第１と第２の両ガイドバーと基準位置決め部材とによりワークがワーク搬送方向と直交方向に位置決めされると共に、第３ガイドバーと第４ガイドバーとによりワークがワーク搬送方向に位置決めされ、更に、吸盤によりワークが上下方向に位置決めされ、かくて、ワークは所定位置に正確に位置決めして保持される。
【０００７】
そして、ワークの機種変更で第１と第２の両辺間の距離や、第３と第４の両辺間の距離や、更には、第１の辺に対する第２の辺の平行度が変化しても、第１乃至第４可動枠の移動で第１乃至第４ガイドバーの位置を調整することにより対処できる。また、各可動枠に設けたガイドバーと吸盤との相対位置関係は一定に保たれるから、ガイドバーが当接するワークの辺と吸盤によるワークの支持部分との距離はワークの機種に関係なく一定となり、何れの機種のワークでも吸盤によりワークを安定して支持できる。
【０００８】
ところで、ワークが曲面状であって、第１と第２の各可動枠に搭載した吸盤によるワークの第２の辺側の支持部分の高さや法線方向が変化することがある。この場合、第１と第２の各可動枠に、上下方向に移動可能な昇降枠を設け、昇降枠に、上下方向に揺動可能な揺動アームを介して吸盤を取付けておけば、昇降枠の上下動と揺動アームの揺動とで吸盤の高さと向きとを調整して、ワークの第２辺側の支持部分の高さや法線方向の変化に対処でき、汎用性がより向上する。
【０００９】
尚、後記する実施形態では、板状ワークたる車両用ドアのアウタパネルを搬送するライン上のステーションに設ける位置決め装置に本発明を適用しているが、アウタパネル以外の板状ワークの位置決め装置にも同様に本発明を適用できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は車両用のドアの製造ラインを示しており、ライン上流側から順に、インナパネルにドアサッシュやヒンジサイドやドアビーム等の部材を組付けてインナ部材たるドアインナを組立てるインナ組立ステーションＳ１と、アウタ部材たるアウタパネルにドアインナを組合わせてドアをサブアッセンブリするサブアッセンブリステーションＳ２と、アウタパネルの周囲の曲げ起こされた曲げ縁部をヘミング加工してアウタパネルとドアインナとを一体化するヘミングステーションＳ３と、ヘミング部を溶接する溶接ステーションＳ４とを配置している。
【００１１】
この製造ラインは、右ドアＷＲと左ドアＷＬとを交互に製造するようになっている。インナ組立ステーションＳ１にはターンテーブル１が配置されており、ターンテーブル１上に、右ドアＷＲ用の第１セット治具２1と左ドアＷＬ用の第２セット治具２2とを載置し、ターンテーブル１の回転で第１セット治具２1と第２セット治具２2とがライン下流側の溶接場所Ｓ１ａとライン上流側のセット場所Ｓ１ｂとに交互に反転されるようにしている。そして、各セット治具２1，２2に、セット場所Ｓ１ｂにおいて、対応するドアのドアインナＷＲＩ，ＷＬＩの構成部材をセットし、溶接場所Ｓ１ａにおいて、図外の可動機構に取付けたレーザー溶接機３によりこれら構成部材を溶接結合し、右ドア用のドアインナＷＲＩと左ドア用のドアインナＷＬＩとを交互に組立てる。
【００１２】
サブアッセンブリステーションＳ２には、アウタ投入ステーションＳ５とシーリングステーションＳ６とを有するアウタ供給ライン４を介して右ドア用のアウタパネルＷＲＯと左ドア用のアウタパネルＷＬＯとが交互に供給されるようになっており、各アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯにシーリングステーションＳ６においてシーリングロボット５によりシーリング剤を塗布する。そして、上記溶接場所Ｓ１ａで交互に組立てられた右ドア用のドアインナＷＲＩと左ドア用のドアインナＷＬＩとを、インナ組立ステーションＳ１とサブアッセンブリステーションＳ２との間に配置した共通のワーク移載装置６によりサブアッセンブリステーションＳ２に搬送し、該ステーションＳ２に交互に供給される右ドア用のアウタパネルＷＲＯと左ドア用のアウタパネルＷＬＯとに組合わせて、右ドアＷＲと左ドアＷＬとを交互にサブアッセンブリする。
【００１３】
ヘミングステーションＳ３は、右ドアＷＲ用の第１ヘミング装置７1を配置した第１ヘミングステーションＳ３1と、左ドアＷＬ用の第２ヘミング装置７2を配置した第２ヘミングステーションＳ３2とに分かれており、第１と第２の両ヘミングステーションＳ３1，Ｓ３2をサブアッセンブリステーションＳ２のライン下流側に並列に配置している。そして、サブアッセンブリステーションＳ２で交互にサブアッセンブリされた右ドアＷＲと左ドアＷＬとを、サブアッセンブリステーションＳ２とヘミングステーションＳ３との間に配置した共通のワーク投入装置８により第１ヘミングステーションＳ３1と第２ヘミングステーションＳ３2とに交互に投入し、第１ヘミング装置７1による右ドアＷＲのヘミング加工と、第２ヘミング装置７2による左ドアＷＬのヘミング加工とを交互に行う。
【００１４】
溶接ステーションＳ４にはターンテーブル９が配置されており、ターンテーブル９上に、右ドアＷＲ用の第１溶接治具１０1と、左ドアＷＬ用の第２溶接治具１０2とを載置し、ターンテーブル９の回転で第１溶接治具１０1と第２溶接治具１０2とがライン上流側の溶接場所Ｓ４ａとライン下流側の払出場所Ｓ４ｂとに交互に反転されるようにしている。溶接ステーションＳ４とヘミングステーションＳ３との間には、第１ヘミングステーションＳ３1でヘミング加工された右ドアＷＲと、第２ヘミングステーションＳ３2でヘミング加工された左ドアＷＬとをこれらヘミングステーションＳ３1，Ｓ３2から交互に払出す共通のワーク払出装置１１が配置されており、右ドアＷＲの払出しに際し第１溶接治具１０1を溶接場所Ｓ４ａに反転して、右ドアＷＲを第１溶接治具１０1にワーク払出装置１１により移載し、左ドアＷＬの払出しに際し第２溶接治具１０2を溶接場所Ｓ４ａに反転して、左ドアＷＬを第２溶接治具１０2にワーク払出装置１１により移載する。そして、溶接場所Ｓ４ａにおいて、各溶接治具１０1，１０2に備える複数の溶接ガン（図示せず）によりヘミング部をスポット溶接し、払出場所Ｓ４ｂにおいて、各溶接治具１０1，１０2から各ドアＷＲ，ＷＬを取外して次工程に払出す。
【００１５】
第１と第２の各ヘミング装置７1，７2は、図２に示す如く、ラム７ａを油圧シリンダ７ｂで昇降させる油圧プレスで構成されており、ヘミングダイ７ｃにセットした各ドアＷＲ，ＷＬのアウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの曲げ縁部ＷＯｅをラム７ａの下降によりこれに連動するヘミングパンチ（図示せず）を介してヘミング加工する。第１と第２の両ヘミング装置７1，７2の油圧シリンダ７ｂ，７ｂには夫々昇降バルブ７ｄ，７ｄが接続されており、両昇降バルブ７ｄ，７ｄに電動油圧ポンプから成る共通の油圧源７ｅからの油圧を切換バルブ７ｆを介して選択的に供給するようにしている。
【００１６】
各ドアＷＲ，ＷＬのヘミング加工の１サイクルは、ドアＷＲ，ＷＬをヘミング装置７1，７2に投入してヘミングダイ７ｃにセットする投入工程と、ラム７ａを下降させて型締めする型締め工程と、ラム６ａを下降端位置に保持する加圧ホールド工程と、ラム７ａを上昇させて型開きする型開き工程と、ドアＷＲ，ＷＬをヘミングダイ７ｃから持ち上げてヘミング装置７1，７2から払出す払出工程とから成り、型締め工程の開始から型開き工程の終了までに約２０秒、投入工程と払出工程とに夫々約１０秒かかり、各ドアＷＲ，ＷＬのヘミング加工のサイクルタイムは約４０秒になる。
【００１７】
本実施形態では、第１ヘミングステーションＳ３1において、型開きされた第１ヘミング装置７1からのワーク払出装置１１による右ドアＷＲの払出しと、第１ヘミング装置７1へのワーク投入装置８による次の右ドアＷＲの投入とを行っている間に、第２ヘミングステーションＳ３2において、第２ヘミング装置７2の型締め、加圧ホールド、型開きを行い、次に、第２ヘミング装置７2からのワーク払出装置１１による左ドアＷＬの払出しと、第２ヘミング装置７2へのワーク投入装置８による次の左ドアＷＬの投入とを行っている間に、第１ヘミングステーションＳ３1において、第１ヘミング装置７1の型締め、加圧ホールド、型開きを行い、以上の作業を繰返して右ドアＷＲと左ドアＷＬとを交互に連続してヘミング加工する。これによれば、各ドアＷＲ，ＷＬのヘミング加工のサイクルタイムが上記の如く４０秒であっても、第１と第２の両ヘミングステーションＳ３1，Ｓ３2の一方における払出工程及び投入工程にかかる２０秒の間に、他方における型締め工程、加圧ホールド工程、型開き工程が完了し、結局、右ドアＷＲと左ドアＷＬとが２０秒間隔で交互に能率良く製造されることになる。
【００１８】
前記アウタ供給ライン４は、アウタ投入ステーションＳ５に交互に投入される右ドア用のアウタパネルＷＲＯと左ドア用のアウタパネルＷＬＯとを内面が上方を向くように寝かせた状態でシーリングステーションＳ６とサブアッセンブリステーションＳ２とにトランスファ装置１２で順に搬送し、これら各ステーションＳ５，Ｓ６，Ｓ２において、夫々位置決め装置１３1，１３2，１３3により各アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯを定位置に位置決めして支持するように構成されている。
【００１９】
トランスファ装置１２は、図３乃至図５に示す如く、アウタ投入ステーションＳ５とシーリングステーションＳ６との間で往復動する第１走行台１２０1と、シーリングステーションＳ６とサブアッセンブリステーションＳ２との間で往復動する第２走行台１２０2とを備えており、各走行台１２０1，１２０2に昇降台１２１を搭載して、昇降台１２１上に各アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの外表面たる下面を受ける３個の吸盤１２２を設けている。
【００２０】
各走行台１２０1，１２０2はアウタ供給ライン４に沿って敷設したガイドレール１２０ａに摺動自在に載架されており、ガイドレール１２０ａに並設したラック１２０ｂに噛合する出力軸上のピニオン１２０ｃを有するモータ１２０ｄを各走行台１２０1，１２０2に搭載して、該モータ１２０ｄにより各走行台１２０1，１２０2を往復動させるようにしている。
【００２１】
各昇降台１２１は、各走行台１２０1，１２０2に立設した支持枠１２０ｅに固定のリニアガイド１２１ａに下方にのびる脚片１２１ｂに固定したガイドレール１２１ｂ′において上下動自在に支持されており、支持枠１２０ｅに、モータ１２１ｃを搭載すると共に、モータ１２１ｃによりベルト１２１ｄを介して回転駆動されるボールねじ１２１ｅを軸支し、ボールねじ１２１ｅを脚片１２１ｂの下部に固定したナット１２１ｆに螺挿して、モータ１２１ｃにより昇降台１２１を昇降させるようにしている。
【００２２】
各吸盤１２２は、昇降台１２１上に立設した支持板１２１ｇに固定のガイドレール１２２ａに上下動自在に支持される遊動板１２２ｂに、アーム状のブラケット１２２ｃを介して連結されており、遊動板１２２ｂと支持板１２１ｇとの間に、遊動板１２２ｂを上方に付勢するばね１２２ｄと、遊動板１２２ｂを下方に付勢するばね１２２ｅとを設けて、遊動板１２２ｂ、即ち、吸盤１２２を上下方向にフローティング自在としている。
【００２３】
アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの搬送に際しては、先ず、第１と第２の両走行台１２０1，１２０2を夫々アウタ投入ステーションＳ５とシーリングステーションＳ６とに復動させた状態で各走行台１２０1，１２０2上の昇降台１２１を上昇させる。これによれば、アウタ投入ステーションＳ５に設けた第１位置決め装置１３1とシーリングステーションＳ６に設けた第２位置決め装置１３2とに支持されているアウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯがその下面への吸盤１２２の当接で各位置決め装置１３1，１３2から押し上げられる。この際、各吸盤１２２は上下方向のフローティング動作でアウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの下面に確実に吸着する。
【００２４】
次に、第１と第２の両走行台１２０1，１２０2を夫々シーリングステーションＳ６とサブアッセンブリステーションＳ２とに往動させ、各走行台１２０1，１２０2上の昇降台１２１を下降させて、各アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯをシーリングステーションＳ６に設けた第２位置決め装置１３2とサブアッセンブリステーションＳ２に設けた第３位置決め装置１３3とに受渡す。
【００２５】
各位置決め装置１３1，１３2，１３3は、トランスファ装置１２による搬送方向たる前後方向に平行なアウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの下辺たる第１の辺ＷＯａに当接する前後１対の基準位置決め部材１３０と、第１の辺ＷＯａに対し横方向に対向するアウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの上辺たる第２の辺ＷＯｂに前後方向に離間した２点で当接する第１と第２の２個のガイドバー１３１1，１３１2と、アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの前後方向の対辺となる第３の辺ＷＯｃと第４の辺ＷＯｄとに夫々当接する第３と第４の２個のガイドバー１３１3，１３１4とを備えている。アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯは、上記昇降台１２１の下降に際し、基準位置決め部材１３０と第１及び第２ガイドバー１３１1，１３１2との間に挟まれて、前後方向に対する横方向の傾きを矯正された状態で横方向に位置決めされ、且つ、第３ガイドバー１３１3と第４ガイドバー１３１4との間に挟まれて、前後方向に位置決めされる。
【００２６】
ここで、アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの第２の辺ＷＯｂには、車体実装状態で後上りになる若干の傾斜が付けられている。そして、右ドア用のアウタパネルＷＲＯは、車体実装状態で後側になる辺が搬送方向前側の第３の辺ＷＯｃとなるような向きで搬送され、左ドア用のアウタパネルＷＬＯは、車体実装状態で前側になる辺が搬送方向前側の第３の辺ＷＯｃとなるような向きで搬送されるから、第２の辺ＷＯｂの傾斜に合わせるため、右ドア用のアウタパネルＷＲＯに対しては、第１と第２の両ガイドバー１３１1，１３１2のうち前側の第１ガイドバー１３１1を横方向外方、後側の第２ガイドバー１３１2を横方向内方に夫々変位させる必要があり、左ドア用のアウタパネルＷＬＯに対しては、第１ガイドバー１３１1を横方向内方、第２ガイドバー１３１2を横方向外方に夫々変位させる必要がある。更に、各アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの車体実装状態で前側になる辺は前方に凸の湾曲形状、後側になる辺は前方に凹の湾曲形状に形成されているため、第３ガイドバー１３１3と第４ガイドバー１３１4とを右ドア用のアウタパネルＷＲＯと左ドア用のアウタパネルＷＬＯとで前後方向に変位させる必要がある。
【００２７】
また、図１は、フロント側の左右のドアＷＲ，ＷＬを製造している状態を示しているが、リヤ側の左右のドアを製造することもあり、この場合は、第１と第２の両ガイドバー１３１1，１３１2を全体的に横方向に変位させると共に、第３ガイドバー１３１3と第４ガイドバー１３１4とを夫々前後方向に変位させる必要がある。また、別車種用の大きさの異なるドアを製造する場合にも、各ガイドバー１３１1〜１３１4の位置を調整する必要がある。
【００２８】
そこで、本実施形態では、基準位置決め部材１３０を、各ステーションＳ５，Ｓ６，Ｓ２の一側部の基台４ａ上に立設して、不動とするが、第１ガイドバー１３１1と第２ガイドバー１３１2は、各ステーションＳ５，Ｓ６，Ｓ２の他側部の基台４ｂ上に設けた横方向に独立して移動可能な第１と第２の１対の可動枠１３２1，１３２2上に夫々立設して、横方向に位置調整自在とし、第３ガイドバー１３１3と第４ガイドバー１３１4は、一側部の基台４ａ上に設けた前後方向に独立して移動可能な第３と第４の１対の可動枠１３２3，１３２4上に夫々立設して、前後方向に位置調整自在とし、各ガイドバー１３１1〜１３１4の位置調整でドアの機種変更に対処できるようにしている。
【００２９】
各可動枠１３２1〜１３２4は、各基台４ａ，４ｂ上のガイドレール１３２ａに沿って前記各方向に移動自在に支持されており、各基台４ａ，４ａに、各可動枠１３２1〜１３２4用の各モータ１３２ｂと、モータ１３２ｂにベルト１３２ｃを介して連結される各ボールねじ１３２ｄとを設け、各ボールねじ１３２ｄを各可動枠１３２1〜１３２4に固定のナット（図示せず）に螺挿し、各モータ１３２ｂにより各可動枠１３２1〜１３２4を移動制御し得るようにしている。また、第１と第２の各可動枠１３２1，１３２2には、第１と第２の各ガイドバー１３１1，１３１2よりも横方向内方に位置させて、アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの下面を受ける第１と第２の各吸盤１３３1，１３３2が搭載されており、第３と第４の各可動枠１３２3，１３２4にも、第３と第４の各ガイドバー１３１3，１３１4よりも前後方向内方に位置させて、アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの下面を受ける第３と第４の各吸盤１３３3，１３３4が搭載されている。かくて、アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯは、第１乃至第４のガイドバー１３１1〜１３１4により前後左右に位置決めされると共に、第１乃至第４の吸盤１３３1〜１３３4により上下方向に位置決めされて安定に支持される。
【００３０】
ところで、第１と第２の各吸盤１３３1，１３３2によるアウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの第２の辺ＷＯｂ側の支持部分の高さや法線方向はドアの湾曲度合によって変化する。そこで、第１と第２の各可動枠１３２1，１３２2に、上下方向に移動可能な昇降枠１３４1，１３４2を設け、各昇降枠１３４1，１３４2に、上下方向に揺動可能な各揺動アーム１３５1，１３５2を介して第１と第２の各吸盤１３３1，１３３2を取付け、各昇降枠１３４1，１３４2の上下動と各揺動アーム１３５1，１３５2の揺動とで各吸盤１３３1，１３３2の高さと向きとを調整して、アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの第２の辺ＷＯｂ側の支持部分の高さや法線方向の変化に対処し得るようにしている。各昇降枠１３４1，１３４2は、各可動枠１３２1，１３２2に立設した支柱１３２ｅに上下動自在に支持されており、モータ１３４ａによりベルト１３４ｂと図示しないボールねじ機構とを介して上下動される。また、各揺動アーム１３５1，１３５2は、各昇降枠１３４1，１３４2に搭載したモータ１３５ａにより減速機１３５ｂを介して揺動される。尚、本実施形態では、基準位置決め部材１３０を前後１対に設けているが、第１の辺ＷＯａは真直であるから、第１の辺ＷＯａに線接触する前後方向に長手の単一の基準位置決め部材を設けても良い。
【００３１】
前記ワーク移載装置６は、ロボット６０と、ロボット６０の動作端に取付けたロボットハンド６１とで構成されている。ロボット６０は、鉛直軸線回りに旋回自在なロボット本体６０ａと、ロボット本体６０ａの上端に上下方向に揺動自在に取付けた第１ロボットアーム６０ｂと、第１ロボットアーム６０ｂの先端に上下方向に揺動自在に取付けた第２ロボットアーム６０ｃと、第２ロボットアーム６０の先端に取付けた動作端たる３軸構造の手首６０ｄとを有する６軸ロボットで構成されている。
【００３２】
ロボットハンド６１には、図６に示す如く、ドアインナＷＲＩ，ＷＬＩのインナパネルに開設した複数の穴のうちの所定の３個の穴ＷＩａ，ＷＩｂ，ＷＩｃの孔縁部を把持する第１乃至第３の３個の把持具６２1，６２2，６２3が吊設されている。これら把持具６２1，６２2，６２3は、図７（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示す如く、各穴ＷＩａ，ＷＩｂ，ＷＩｃの孔縁部上面に当接する固定クランプアーム６２ａと、孔縁部下面に当接して固定クランプアーム６２ａとの間に孔縁部を挟む可動クランプアーム６２ｂとを備えており、シリンダ６２ｃによりリンク６２ｄを介して可動クランプアーム６２ｂを軸６２ｅを支点にして開閉動作させるようにしている。
【００３３】
図６に実線で示す右ドア用のドアインナＷＲＩを把持するときは、車体実装状態で下側になる第１の穴ＷＩａの孔縁部を第１把持具６２1、車体実装状態で前側になる第２の穴ＷＩｂの孔縁部を第２把持具６２2、車体実装状態で後側になる第３の穴ＷＩｃの孔縁部を第３把持具６２3で夫々把持するが、図６に仮想線で示す左ドア用のドアインナＷＬＩを把持するときは、ドアインナに対しロボットハンド６１を手首６０ｄの動きで所定角度θ旋回し、第１の穴ＷＩａの孔縁部を第１把持具６２1、第３の穴ＷＩｃの孔線部を第２把持具６２2、第２の穴ＷＩｂの孔線部を第３把持具６２3で夫々把持する。尚、第２の穴ＷＩｂの開設面と第３の穴ＷＩｃの開設面とは同一面ではなく、そのため、第２把持具６２2と第３把持具６２3とを、夫々、ロボットハンド６１に対しシリンダ６２ｆにより上下方向に位置調整自在に吊設し、右ドア用のドアインナＷＲＩと左ドア用のドアインナＷＬＩとで第２把持具６２2と第３把持具６２3との上下方向の位置関係を逆転させている。
【００３４】
前記ワーク投入装置８は、ワーク移載装置６のロボット６０と同様の、ロボット本体８０ａと第１ロボットアーム８０ｂと第２ロボットアーム８０ｃと３軸構造の手首８０ｄとを有する６軸構造のロボット８０と、ロボット８０の動作端たる手首８０ｄに取付けたロボットハンド８１とで構成されている。尚、ロボット８０は、第１ヘミングステーションＳ３1側の右ドアＷＲ用投入位置と、第２ヘミングステーションＳ３2側の左ドアＷＬ用投入位置とにガイドレール８０ｅに沿って移動自在となっている。
【００３５】
そして、右ドアＷＲ用投入位置の近傍にサブアッセンブリステーションＳ２を配置し、ロボット８０をこの位置に移動して、サブアッセンブリステーションＳ２からロボットハンド８１によりドアを持ち上げ、ドアが右ドアＷＲである場合には、ロボット８０をこの位置に置いたままドアを第１ヘミングステーションＳ３1に投入し、ドアが左ドアＷＬである場合には、ロボット８０を左ドアＷＬ用投入位置に移動してからドアを第２ヘミングステーションＳ３2に投入する。
【００３６】
ロボットハンド８１には、図８乃至図１０に示す如く、アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの第１の辺ＷＯａの曲げ縁部ＷＯｅを把持する第１把持具８２1と、アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの第３の辺ＷＯｃの曲げ縁部ＷＯｅを把持する第２把持具８２2と、アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの第４の辺ＷＯｄの曲げ縁部ＷＯｅを把持する第３把持具８２3とが吊設されている。各把持具８２1，８２2，８２3は、シリンダ８２ａによりトグルリンク機構（図示せず）を介して開閉される図１１に示す如き１対の把持爪８２ｂ、８２ｃを備えており、両把持爪８２ｂ、８２ｃの一方に凸部８２ｄ，他方に凹部８２ｅを設けて、アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの曲げ縁部ＷＯｅが凸部８２ｄと凹部８２ｅとの間に部分的に変形して把持され、把持具８２1，８２2，８２3から曲げ縁部ＷＯｅがドアの自重で滑り落ちることを確実に防止できるようにしている。各把持具８２1，８２2，８２3でアウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの上記各辺ＷＯａ，ＷＯｃ，ＷＯｄの曲げ縁部ＷＯｅを把持すると、内側の把持爪８２ｂがドアインナＷＲＩ，ＷＬＩの浮き上りを防止するワーク押えとしても機能し、アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯに対するドアインナＷＲＩ，ＷＬＩの位置ずれが防止される。
【００３７】
第２と第３の各把持具８２2，８２3は、大きさの異なるドアにも対処できるよう、ロボットハンド８１に対し、アウタパネルＷＲＯ，ＷＬＯの第３と第４の両辺ＷＯｃ，ＷＯｄの対向方向及び両辺ＷＯｃ，ＷＯｄの長手方向に移動自在に支持されている。これを詳述するに、ロボットハンド８１に、第３と第４の両辺ＷＯｃ，ＷＯｄの長手方向に移動可能なスライド枠８３を設け、スライド枠８３に両辺ＷＯｃ，ＷＯｄの対向方向に移動可能な１対の可動枠８４，８４を支持させて、各可動枠８４に第２と第３の各把持具８２2，８２3を取付けている。スライド枠８３は、手首８０ｄに連結されるロボットハンド８１のベース枠８１ａに固定した１対のガイドレール８３ａ，８３ａに摺動自在に支持されており、ベース枠８１ａに、モータ８３ｂを搭載すると共に、モータ８３ｂによりベルト８３ｃを介して駆動される１対のボールねじ８３ｄ，８３ｄを軸支し、両ボールねじ８３ｄ，８３ｄをスライド枠８３に固定した１対のナット８３ｅ，８３ｅに螺挿し、モータ８３ｂによりスライド枠８３を介して両可動枠８４，８４が前記両辺ＷＯｃ，ＷＯｄの長手方向に移動されるようにしている。各可動枠８４は、スライド枠８３に固定した各ガイドレール８４ａに摺動自在に支持されており、スライド枠８３に、モータ８４ｂを搭載すると共に、モータ８４ｂによりベベルギア８４ｃを介して駆動される１対のボールねじ８４ｄ，８４ｄを軸支し、各ボールねじ８４ｄを各可動枠８４に固定したナット８４ｅに螺挿し、モータ８４ｂにより両可動枠８４，８４が前記両辺ＷＯｃ，ＷＯｄの対向方向に接近、離間されるようにしている。
【００３８】
ところで、前記両辺ＷＯｃ，ＷＯｄの曲げ縁部ＷＯｅの第２と第３の把持具８２2，８２3による把持箇所の法線方向は両辺ＷＯｃ，ＷＯｄの湾曲度合によって変化する。そこで、第２と第３の各把持具８２2，８２3を、各可動枠８４に、各把持具８２2，８２3の吊設方向に長手の軸線回りに旋回自在に軸支し、各把持具８２2，８２3の把持爪８２ｂ，８２ｃを閉じる際、各把持具８２2，８２3が曲げ縁部ＷＯｅの把持箇所の向きに倣って旋回し、曲げ縁部ＷＯｅがその把持箇所の法線方向から確実に把持されるようにしている。各把持具８２2，８２3は、その上端に取付けたインナレース８２ｆを可動枠８４に固定したアウタレース８２ｇに下方から挿入し、インナレース８２ｆの上端に抜け止め用のナット８２ｈを螺着することにより、可動枠８４に旋回自在に軸支される。また、アウタレース８２ｇの下端に、インナレース８２ｆの下端の角形フランジ８２ｉが当接するストッパ８２ｊを取付け、把持具８２2，８２3が所定角度範囲で旋回されるようにしている。尚、本実施形態では、第１把持具８２1をベース枠８１ａに上記と同様の軸支構造で旋回自在に軸支しているが、第１把持具８２1で把持するのは直真な第１の辺ＷＯａの曲げ縁部ＷＯｅであるから、ベース枠８１ａに第１把持具８２1を固定しても良い。
【００３９】
前記ワーク払出装置１１は、上記ロボット６０，８０と同様の、ロボット本体１１０ａと第１ロボットアーム１１０ｂと第２ロボットアーム１１０ｃと３軸構造の手首１１０ｄとを有する６軸構造のロボット１１０と、ロボット１１０の動作端たる手首１１０ｄに取付けたロボットハンド１１１とで構成される。ロボット１１０は、第１ヘミングステーションＳ３1側の右ドアＷＲ用払出位置と、第２ヘミングステーションＳ３2側の左ドアＷＬ用払出位置とにガイドレール１１０ｅに沿って移動自在となっている。そして、左ドアＷＬ用払出位置の近傍に溶接ステーションＳ４を配置し、払出すドアが右ドアＷＲである場合は、ロボット１１０を右ドアＷＲ用払出位置に移動してロボットハンド１１１により第１ヘミングステーションＳ３1からドアを取出した後、ロボット１１０を左ドアＷＬ用払出位置に移動してドアを溶接ステーションＳ４に投入し、払出すドアが左ドアＷＬである場合は、ロボット１１０を左ドアＷＬ用払出位置に置いたままロボットハンド１１１により第２ヘミングステーションＳ３2からドアを取出して溶接ステーションＳ４に投入する。ロボットハンド１１１は、各ドアＷＲ，ＷＬのドアインナＷＲＩ，ＷＬＩの上記３個の穴ＷＩａ，ＷＩｂ，ＷＩｃの孔縁部を把持する第１乃至第３の３個の把持具を有する、ワーク移載装置６のロボットハンド６１と同一構造のものであり、その詳細な説明は省略する。尚、ワーク移載装置６のロボットハンド６１とワーク払出装置１１のロボットハンド１１１は、左ドアＷＲと右ドアＷＬに共用できるが、ドアがフロントドアからリヤドアに変更された場合や、別車種のドアに変更された場合はロボットハンド６１，１１１を交換する。
【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、種々のワークに対処できる汎用性の有る位置決め装置が得られ、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明装置を具備するドア製造ラインの平面図
【図２】 図１の矢印II方向から見たヘミングステーションの正面図
【図３】 アウタ供給ラインの拡大平面図
【図４】 図３の矢印IV方向から見たアウタ供給ラインの正面図
【図５】 図３の矢印V方向から見たアウタ供給ラインの側面図
【図６】 ワーク移載装置のロボットハンドの平面図
【図７】 （Ａ）図６のVIIA-VIIA線截断面図、（Ｂ）図６のVIIB-VIIB線截断面図、（Ｃ）図６のVIIC-VIIC線截断面図
【図８】 ワーク投入装置のロボットハンドの平面図
【図９】 図８の矢印IX方向から見たロボットハンドの正面図
【図１０】 図８の矢印X方向から見たロボットハンドの側面図
【図１１】 図８のロボットハンドに吊設した把持具の下端部分の拡大図
【符号の説明】
ＷＲＯ，ＷＬＯ アウタパネル（板状ワーク）
ＷＯａ 第１の辺 ＷＯｂ 第２の辺
ＷＯｃ 第３の辺 ＷＯｄ 第４の辺
１３1，１３2，１３3 位置決め装置 １３０ 基準位置決め部材
１３１1 ガイドバー １３１2 第２ガイドバー
１３１3 第３ガイドバー １３１4 第４ガイドバー
１３２1 第１可動枠 １３２2 第２可動枠
１３２3 第３可動枠 １３２4 第４可動枠
１３３1〜１３３4 吸盤 １３４1，１３４2 昇降枠
１３５1，１３５2 揺動アーム
Claims (1)
- 板状ワークを寝かせた状態で搬送するライン上のステーションに設ける位置決め装置であって、
ワーク搬送方向に平行なワークの第１の辺に当接する基準位置決め部材と、
第１の辺に対しワーク搬送方向と直交方向に対向するワークの第２の辺にワークの搬送方向に離間した２点で当接する第１と第２の２本のガイドバーと、
ワーク搬送方向の対辺となるワークの第３の辺と第４の辺とに夫々当接する第３と第４の２本のガイドバーとを備え、
ワーク搬送方向と直交方向に夫々独立して移動可能な第１と第２の１対の可動枠を設けて、第１可動枠と第２可動枠とに夫々第１ガイドバーと第２ガイドバーとを立設すると共に、
ワーク搬送方向に夫々独立して移動可能な第３と第４の１対の可動枠を設けて、第３可動枠と第４可動枠とに夫々第３ガイドバーと第４ガイドバーとを立設し、
更に、第１〜第４の各可動枠に、該各可動枠に立設する各ガイドバーが当接するワークの前記各辺よりも内方のワーク部分の下面を受ける各吸盤を搭載した、ことを特徴とする板状ワークの位置決め装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP14300798A JP4302202B2 (ja) | 1998-05-25 | 1998-05-25 | 板状ワークの位置決め装置 |
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|---|---|
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-
1998
- 1998-05-25 JP JP14300798A patent/JP4302202B2/ja not_active Expired - Fee Related
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