JP4543730B2 - ボディーサイドパネル搬送装置及びボディーサイドパネルの位置決め方法 - Google Patents

Description

本発明は、ボディーサイドパネルをクランプして搬送させるボディーサイドパネル搬送装置及びボディーサイドパネルの位置決め方法に関し、詳細には、車種によって形状の異なるボディーサイドパネルを一種類のクランプ手段でクランプさせるためのクランプ共通化技術に関する。

例えば、自動車の組立ラインにおいてボディーサイドパネルをストレージから取り出し、その取り出したボディーサイドパネルを組立ラインの所定位置まで搬送させる搬送装置としては、通常ロボットが使用される。このロボットのアームには、ロボットハンドが取り付けられ、そのロボットハンドにはボディーサイドパネルの所定部位をクランプするためのクランプ部材が取り付けられている。

かかるクランプ部材は、車種が異なる毎にそのクランプ位置やクランプ形状が異なることから車種専用のもの（車種固有の形状受けしたポスト）が用意される。通常、生産ライン上では、同一ラインに複数の車種が流れるため、その車種専用のクランプ部材をロボットハンドに複数取り付けた状態で稼動している。

このように、ライン上に投入車種が増加すれば、その増加した分の専用クランプ部材を取り付ける必要がある。そのため、ロボットハンドの重量が増加し、該ロボットハンドの破損やロボットの故障の原因になる。ロボットハンド及びロボットが故障すると、ラインを止めなくてはならないため、生産性が大幅に低下してしまうという問題がある。

そこで、一台の装置で複数車種に対応することができるようにした装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置は、ボディーサイドパネルの位置及び姿勢を検出する複数のセンサをロボットハンドに取り付けると共に、バキュームによってボディーサイドパネルの所定部位を吸着保持するバキュームパッドを取り付け、ボディーサイドパネルの位置及び姿勢に合わせてロボットハンドを移動させ、前記バキュームパッドにてボディーサイドパネルを吸着保持した後、ストレージから取り出し所定のラインまで搬送させるように構成されている。
特開２００３−１４５４６８号公報（第３頁〜第５頁、第１図及び第２図）

しかしながら、前記構成の装置では、ボディーサイドパネルの位置及び姿勢を検出するめのセンサーを、各バキュームパッドの近傍部に３つ設けている。この装置では、合計６つものセンサーを使用しているため、センサーの数が多く、その分コストも掛かってしまう。

そこで、本発明は、車種によって形状の異なるボディーサイドパネルを一種類のクランプ手段でクランプさせることができ、ロボットアーム及びロボットの破損及び故障が無くしかもコストの低減を実現し得るボディーサイドパネル搬送装置及びボディーサイドパネルの位置決め方法を提供することを目的とする。

本発明のボディーサイドパネル搬送装置は、少なくともボディーサイドパネルのシル部の一箇所をクランプする２つの第１のクランプ手段と、リアフェンダー部をクランプする第２のクランプ手段と、リアルーフレール部に対して接近離反方向に昇降動自在とされ且つ車種によって形状が異なるボディーサイドパネルのリアルーフレール部の位置に合致する複数の係合溝を有した当接部材を、前記第１のクランプ手段でクランプした前記シル部を基準として該リアルーフレール部に当接させて押圧付勢することでクランプする第３のクランプ手段とを備えたロボットハンドを有している。

本発明のボディーサイドパネルの位置決め保持方法は、ボディーサイドパネルのシル部の少なくとも一箇所を、ロボットハンドの２つの第１のクランプ手段のうちの少なくとも一方でクランプし、そのクランプしたシル部を基準として車両上下方向の高さ位置を出した後、ボディーサイドパネルのリアフェンダー部を、ロボットハンドの第２のクランプ手段でクランプして車両前後方向の位置を出す。そして、リアルーフレール部に対して接近離反方向に昇降動自在とされ且つ車種によって形状が異なるボディーサイドパネルのリアルーフレール部の位置に合致する複数の係合溝を有した第３のクランプ手段の当接部材を、該リアルーフレール部に押し当てて押圧付勢することによりクランプして当該ボディーサイドパネルを位置決め保持させる。

本発明のボディーサイドパネル搬送装置によれば、第１のクランプ手段でボディーサイドパネルのシル部をクランプし、第２のクランプ手段でリアフェンダー部をクランプし、さらに第３のクランプ手段でリアルーフレール部に対して昇降動自在な当接部材を押圧付勢させてクランプしているので、車種が異なってもそれぞれのクランプ手段がクランプする部位は同じであることから、そのクランプ位置を調整する作業だけで車種毎に異なるボディーサイドパネル形状にも一種類のロボットハンドで対応できる。したがって、車種毎に専用のクランプ部材をロボットハンドに取り付ける必要はないことから、ロボットハンドの重量が軽減され、当該ロボットハンドの破損及びロボットの故障が発生せず、生産ラインを停止させる必要がない。

本発明のボディーサイドパネルの位置決め方法によれば、ボディーサイドパネルのシル部の少なくとも一箇所を第１のクランプ手段でクランプして車両上下方向の高さ位置を出した後、ボディーサイドパネルのリアフェンダー部を第２のクランプ手段でクランプして車両前後方向の位置を出し、最後に、リアルーフレール部に第３のクランプ手段の当接部材を押し当てて押圧付勢することによりクランプすれば、ボディーサイドパネルを確実に位置決め保持させることができる。また、リアルーフレール部に対して当接部材を押し当てて押圧付勢しているため、ボディーサイドパネルを変形させることがなく、位置決め保持状態を安定なものとすることができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

「ボディーサイドパネル搬送装置の構成」
図１はボディーサイドパネル搬送装置の正面図、図２はボディーサイドパネル搬送装置の側面図、図３はボディーサイドパネル搬送装置の底面図である。なお、図１は、ボディーサイドパネルが図面の奥側でボディーサイドパネル搬送装置が手前側の位置関係になっている。

本実施の形態のボディーサイドパネル搬送装置は、図１から図３に示すように、ロボット１と、ロボットアーム２の先端に取り付けられたロボットハンド３とから構成されている。このロボットハンド３は、ロボット１のロボットアーム２によって、ボディーサイドパネル４に対して接近離反する方向、車両の上下方向及び前後方向はもちろんのこと他の方向にも自由に可動自在とされている。

前記ロボットハンド３は、ハンド本体５と、ボディーサイドパネル４のシル部４Ｓをクランプする第１のクランプ手段であるシルクランプ部６と、リアフェンダー部４ＲＦをクランプする第２のクランプ手段であるリアフェンダークランプ部７と、リアルーフレール部４ＲＲを押圧付勢させてクランプする第３のクランプ手段であるリアルーフレールクランプ部８とからなる。

ハンド本体５は、例えば機械的強度の高い長尺板形状をなす金属板からなり、前記ロボットアーム２の先端に固定されている。この実施の形態では、ハンド本体５は、ロボットアーム２に対して中心から他端側へ偏心した位置に取り付けられている。

シルクランプ部６は、ハンド本体５の一端にこのハンド本体５のほぼ長手方向に延在して固定されたブラケット９と、ハンド本体５のほぼ中央にこのハンド本体５と直交して固定されたブラケット１０にそれぞれ取り付けられている。かかるシルクランプ部６は、図４に示すように、固定アーム部１１と、この固定アーム部１１に対して可動自在とされる可動アーム部１２と、可動アーム部１２を開閉自在とする可動手段である駆動シリンダー１３とを有する。

固定アーム部１１は、一端部をブラケット９、１０にボルトナットなどの締結手段にて取り付けることにより固定されている。この固定アーム部１１の他端には、シル部４Ｓ又はリアフェンダー部４ＲＦを前記可動アーム部１２とにより挟み込むことでクランプするクランプ部１４が設けられている。

可動アーム部１２は、駆動シリンダー１３のロッド１５の先端に固定されたアーム取付部材１６に対して、支持軸１７を中心としてその基端部を回転自在に取り付けられている。そして、この可動アーム部１２には、固定アーム部１１に対して支持軸１８を中心として一端を回転自在に取り付けた連結バー１９の他端がその中央位置に固定されている。この可動アーム部１２の一端には、固定アーム部１１に設けられたクランプ部１４と同じクランプ部２０が取り付けられている。

駆動シリンダー１３は、ブラケット９、１０に対して支持軸２１を中心として可動自在に取り付けられている。この駆動シリンダー１３は、ロッド１５をシリンダー本体より突出させることで該ロッド１５の先端に取り付けた可動アーム部１２を回動させ、固定アーム部１１に対して接近する方向に閉じてシル部４Ｓ又はリアフェンダー部４ＲＦをクランプさせる。また、この駆動シリンダー１３は、ロッド１５をシリンダー本体内に没入させることで該ロッド１５の先端に取り付けた可動アーム部１２を回動させ、図５に示すように、固定アーム部１１に対して離れる方向に開いてシル部４Ｓ又はリアフェンダー部４ＲＦをアンクランプさせる。クランプ及びアンクランプ動作に当たっては、駆動シリンダー１３は、支持軸２１を中心として回動し、最大で図５中二点鎖線で示す位置まで揺動する。

リアフェンダークランプ部７は、図１から図３に示すように、ハンド本体５の他端にこのハンド本体５と直交して固定されたブラケット２２に取り付けられている。このリアフェンダークランプ部７は、シルクランプ部６と同様、固定アーム部１１と、可動アーム部１２と、駆動シリンダー１３とにより構成されている。かかるリアフェンダークランプ部７は、前記したシルクランプ部６とほぼ同様な構成であるので、その詳細については説明は省略するものとする。

リアルーフレールクランプ部８は、図１から図３に示すように、ハンド本体５に対して車体上向きに取り付けられたブラケット２３に取り付けられている。かかるリアルーフレールクランプ部８は、図６から図８に示すように、リアルーフレール部４ＲＲに当接する当接部材２４と、この当接部材２４を固定させる装着部材２５と、この当接部材２４をリアルーフレール部４ＲＲに対して接近離反方向に昇降動させる昇降手段である駆動シリンダー２６とからなる。

当接部材２４は、リアルーフレール部４ＲＲの下端部を挿入係合させる係合溝２７を複数有した、波形形状をなす長方体ブロックとされている。そして、この当接部材２４に形成された複数の係合溝２７は、車種によって形状が異なるボディーサイドパネル４のリアルーフレール部４ＲＲの位置に合致するようになっている。換言すれば、車種によって異なるリアルーフレール部４ＲＲの形状及び位置がどうであれ、複数設けた係合溝２７の何れかに係合できるようになっている。

装着部材２５は、駆動シリンダー２６のロッド２８の先端に固定され、この駆動シリンダー２６によってリアルーフレール部４ＲＲに対して接近離反方向に昇降動（上下動）される。この装着部材２５には、前記した当接部材２４が固定されている。

駆動シリンダー２６は、ブラケット２３に固定され、鉛直方向を向いている。この駆動シリンダー２６は、ロッド２８をシリンダー本体より突出させることで該ロッド１５の先端に取り付けた当接部材２４をリアルーフレール部４ＲＲの下端部に当接させることにより押圧付勢させる。また、この駆動シリンダー２６は、ロッド２８をシリンダー本体内に没入させることで該ロッド２８の先端に取り付けた当接部材２４をリアルーフレール部４ＲＲから遠ざける。

「ボディーサイドパネルの位置決め方法」
次に、上述のように構成されたボディーサイドパネル搬送装置を使用したボディーサイドパネル４の位置決め方法について説明する。本実施の形態では、ストレージに複数ストックされたボディーサイドパネル４を取り出す作業を例にとって説明する。

先ず、ロボット１を駆動してロボットハンド３をボディーサイドパネル４に近づけて行く。そして、ボディーサイドパネル４のシル部４Ｓを基準としてロボットハンド３の車両高さ方向での位置を決めた後、リアフェンダー部４ＲＦを基準として該ロボットハンド３の車両前後方向での位置を決める。

次に、ロボットハンド３をボディーサイドパネル４に近づける方向に少しだけ動かし、当該ロボットハンド３を正規の位置に位置決めする（この動作をティーチと呼ぶ）。そして、ロボットハンド３がボディーサイドパネル４に対して正規の位置となったところで、図９及び図１０に示すように、シルクランプ部６の駆動シリンダー１３及びリアフェンダークランプ部７の駆動シリンダー１３をそれぞれ動作させてシル部４Ｓとリアフェンダー部４ＲＦをクランプする。

次に、リアルーフレールクランプ部８の駆動シリンダー２６を駆動し、ロッド２８を上昇させ、当該ロッド２８の先端に固定させた当接部材２４をリアルーフレール部４ＲＲの下端部に当接させ押圧付勢する。これにより、ボディーサイドパネル４は、図１に示すように、ロボットハンド３によって車体前後方向及び高さ方向で位置決めされて保持されることになる。そして、これらロボットハンド３によって位置決め保持されたボディーサイドパネル４は、ロボットアーム２によって例えば溶接工程へと搬送される。

このように構成されたボディーサイドパネル搬送装置では、例えば図１１（Ａ）〜（Ｄ）に示すような４ドア車の場合、車種によって大きさ及び形状が異なるボディーサイドパネル４を位置決め保持して搬送するには、前ドアのシル部４Ｓを一方のシルクランプ部６でクランプすると共に後ろドアのシル部４Ｓを他方のシルクランプ部６でクランプし、さらにリアフェンダー部４ＲＦをリアフェンダークランプ部７でクランプした後、駆動シリンダー２６のロッド２８の突出量を調整して当接部材２４をリアルーフレール部４ＲＲに当接させ押圧付勢してリアルーフレールクランプ部８でクランプさせる。図１１（Ｅ）で示す２ドア車の場合には、一方のシルクランプ部６でシル部４Ｓをクランプし、他方のシルクランプ部６は開放させておく。

このように、本実施の形態のボディーサイドパネル搬送装置によれば、２ドア車であろうが４ドア車であろうが、または、ハッチバック、セダン或いはＲＶ車のようなあらゆる種類の車種でもクランプする位置は同じであることから、そのクランプ位置を調整するだけで一種類のロボットハンド３で位置決めしてクランプ保持させることができる。そのため、車種毎に専用のクランプ部材（ポスト）を用意する必要はなく、また、その車種毎のクランプ部材をロボットハンド３に取り付ける必要はないから、大きな荷重がロボットハンド３に掛かることがなく、当該ロボットハンド３の破損やロボット１の故障を防止できる。

また、リアルーフレールクランプ部８では、リアルーフレール部４ＲＲに対して当接部材２４を押圧付勢することでクランプさせるので、挟み込んでクランプさせるのとは相違するからボディーサイドパネル４の搬送中にパネルの変形を防止することができると共に安定性も向上する。

また、本実施の形態のボディーサイドパネル搬送装置においては、車種によって異なるボディーサイドパネル４を位置決め保持させる場合、各ボディーサイドパネル４毎にティーチを行う簡単な作業のみで、各車種毎のボディーサイドパネル４に対応させることが可能となる。

以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に制限されることなく種々の変更が可能である。

例えば、シルクランプ部６、リアフェンダークランプ部７及びリアルーフレールクランプ部８では、いずれも駆動シリンダー１３、２６を駆動源として可動アーム部１２を可動させ、または当接部材２４を昇降動させるようにしたが、必ずしも駆動シリンダー１３、２６を使用する必要なく従来公知の別の手段を利用することができる。

本実施の形態のボディーサイドパネル搬送装置の正面図である。 本実施の形態のボディーサイドパネル搬送装置の側面図である。 本実施の形態のボディーサイドパネル搬送装置の底面図である。 本実施の形態のボディーサイドパネル搬送装置におけるシルクランプ部の拡大平面図を示し、可動アーム部を閉じてシル部をクランプした状態を示す。 本実施の形態のボディーサイドパネル搬送装置におけるシルクランプ部の拡大平面図を示し、可動アーム部を開いてシル部をアンクランプした状態を示す。 本実施の形態のボディーサイドパネル搬送装置のリアルーフレールクランプ部の正面図である。 本実施の形態のボディーサイドパネル搬送装置のリアルーフレールクランプ部の側面図である。 本実施の形態のボディーサイドパネル搬送装置のリアルーフレールクランプ部の平面図である。 本実施の形態のボディーサイドパネル搬送装置によってリアルーフレールクランプ部でリアルーフレール部をクランプする前の状態を示す正面図である。 本実施の形態のボディーサイドパネル搬送装置によってリアルーフレールクランプ部でリアルーフレール部をクランプする前の状態を示す側面図である。 本実施の形態のボディーサイドパネル搬送装置により、車種により異なった形状のボディーサイドパネルをそれぞれクランプした状態を示す正面図である。

符号の説明

１…ロボット
２…ロボットアーム
３…ロボットハンド
４…ボディーサイドパネル
４Ｓ…シル部
４ＲＦ…リアフェンダー部
４ＲＲ…リアルーフレール部
５…ハンド本体
６…シルクランプ部
７…リアフェンダークランプ部
８…リアルーフレールクランプ部
１１…固定アーム部
１２…可動アーム部
１３、２６…駆動シリンダー
２４…当接部材
２７…係合溝

Claims (5)

1. ボディーサイドパネルをロボットハンドでクランプして搬送させるボディーサイドパネル搬送装置において、
   前記ロボットハンドは、
   少なくともシル部の一箇所をクランプする２つの第１のクランプ手段と、
   リアフェンダー部をクランプする第２のクランプ手段と、
   リアルーフレール部に対して接近離反方向に昇降動自在とされ且つ車種によって形状が異なるボディーサイドパネルのリアルーフレール部の位置に合致する複数の係合溝を有した当接部材を、前記第１のクランプ手段でクランプした前記シル部を基準として該リアルーフレール部に当接させて押圧付勢することでクランプする第３のクランプ手段とを備える
   ことを特徴とするボディーサイドパネル搬送装置。
2. 請求項１に記載のボディーサイドパネル搬送装置であって、
   前記第１及び第２のクランプ手段は、少なくとも一方を他方に対して可動自在として前記シル部又はリアフェンダー部をクランプする一対のアーム部と、可動側のアーム部を開閉自在とする可動手段とからなり、
   前記第３のクランプ手段は、前記当接部材を波形形状とし、該当接部材を昇降動させる昇降手段からなる
   ことを特徴とするボディーサイドパネル搬送装置。
3. ボディーサイドパネルをロボットハンドで位置決めして保持させるボディーサイドパネルの位置決め保持方法において、
   ボディーサイドパネルのシル部の少なくとも一箇所を、２つの第１のクランプ手段のうちの少なくとも一方でクランプし、そのクランプしたシル部を基準として車両上下方向の高さ位置を出した後、
   前記ボディーサイドパネルのリアフェンダー部を第２のクランプ手段でクランプして車両前後方向の位置を出し、
   前記リアルーフレール部に対して接近離反方向に昇降動自在とされ且つ車種によって形状が異なるボディーサイドパネルのリアルーフレール部の位置に合致する複数の係合溝を有した第３のクランプ手段の当接部材を、該リアルーフレール部に押し当てて押圧付勢することによりクランプして当該ボディーサイドパネルを位置決め保持させる
   ことを特徴とするボディーサイドパネルの位置決め保持方法。
4. 請求項３に記載のボディーサイドパネルの位置決め保持方法であって、
   ４ドアのボディーサイドパネルの場合は、２つの前記第１のクランプ手段のうちの一方で前ドアのシル部をクランプし、他方の第１のクランプ手段で後ろドアのシル部をクランプする
   ことを特徴とするボディーサイドパネルの位置決め保持方法。
5. 請求項３に記載のボディーサイドパネルの位置決め保持方法であって、
   ２ドアのボディーサイドパネルの場合は、２つの前記第１のクランプ手段のうち一方でシル部をクランプし、他方はクランプを開放状態とする
   ことを特徴とするボディーサイドパネルの位置決め保持方法。
   

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