JP4956507B2 - 組立体の組立作業方法及びその装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の部品から組立体を組立てる組立作業方法及びその装置に関する。

従来、自動車の組み付け部品であるリアフェンダを支持具に支持して溶接位置に投入し、溶接ロボットによりリアフェンダに部品を溶接してリアフェンダ組立体を組立てるものが知られている（下記特許文献１参照）。これによれば、リアフェンダとその取り付け部品とを溶接ロボットの組立作業領域内（作業ステーション）に保持することにより、効率よくリアフェンダ組立体を組立てることができる。

ところで、例えば、自動車の組み付け部品であるダッシュボード組立体のように、ダッシュボードアッパとウインドシールドとを互いに接合してなるものでは、ダッシュボードアッパとウインドシールドとの夫々に予め構成部品を組み付けておく必要がある。即ち、ダッシュボード組立体の内部となる位置に取り付けられる部品は、ダッシュボードアッパとウインドシールドとを互いに接合した後では取り付けできず、このために、ダッシュボードアッパに部品を取り付けたダッシュボードアッパ組立体（第１組立体）と、ウインドシールドに部品を取り付けたウインドシールド組立体（第２組立体）とを、各別に組立ててから、両者を接合してダッシュボード組立体（第３組立体）とすることが行われる。
特開平５−１６９３３５号公報

しかし、このように複数の組立体の組立て作業を行う場合、上記特許文献１のものでは１つの組立体のみの組立作業となるため、複数の組立体を組立てる場合には複数の作業ステーションが必要となる。そしてこれに伴い、各作業ステーション毎に部品の投入及び組立体の払い出しが必要となり、更に、各作業ステーション間で組立体を搬送する必要もある。このため、ライン構成が大掛かりとなってコストが増加するだけでなく、投入・払い出し及び搬送に要する時間も増加するので作業効率も悪い。

本発明は、上記の点に鑑み、複数の組立体毎の組立作業を行った後にこれらの組立体同士を接合する組立作業を行う場合であっても、ライン構成をコンパクトとしてコスト増加が防止でき、高い作業効率を得ることができる組立体の組立作業方法及びその装置を提供することを目的とする。

本発明は、所定の組立体を構成する複数の部品を、部品保持手段に保持させる部品保持工程と、該部品保持手段に保持された部品に対して組立作業手段による組立作業を行う組立工程とを備える組立体の組立作業方法において、前記部品保持手段は、該部品保持手段により前記部品保持工程を行う領域と前記組立作業手段により前記組立工程を行う領域との間で揺動自在のメインフレームと、該メインフレームに設けられて第１組立体を保持する第１保持フレームと、前記メインフレームに設けられて第１保持フレームに向かって揺動自在とされ、前記第１組立体に組み付けられる第２組立体を保持する第２保持フレームとを備えており、
前記部品保持工程は、前記メインフレームにより該部品保持工程を行う領域に位置された前記第１保持フレームに、前記第１組立体を構成する複数の部品を保持させる第１保持工程と、前記メインフレームにより該部品保持工程を行う領域に位置された前記第２保持フレームに、前記第２組立体を構成する複数の部品を保持させる第２保持工程と、前記第１組立体を構成する複数の部品を保持した第１保持フレームと前記第２組立体を構成する複数の部品を保持した第２保持フレームとを前記メインフレームの揺動により前記組立工程を行う領域に位置させる工程とを備え、前記組立工程は、前記組立工程を行う領域に位置する第１保持フレームの第１組立体の部品を前記組立作業手段により組立結合して第１組立体を形成する第１組立体形成工程と、前記組立工程を行う領域に位置する第２保持フレームの第２組立体の部品を前記組立作業手段により組立結合して第２組立体を形成する第２組立体形成工程と、第２保持フレームを第１保持フレームに向かって揺動させ、第２保持フレームの第２組立体を第１保持フレームに受け渡して第１組立体と第２組立体とを組み付け状態で第１保持フレームに保持させる第３保持工程と、前記組立作業手段により第１保持フレームの第１組立体と第２組立体とを互いに組立結合して第３組立体を形成する第３組立体形成工程とを備えることを特徴とする。

本発明の組立作業方法は、前記第１保持工程により第１保持フレームに保持させた部品に対して第１組立体形成工程を行い、前記第２保持工程により第２保持フレームに保持させた部品に対して第２組立体形成工程を行う。そして、前記第３保持工程により第２保持フレームを第１保持フレームに向かって揺動させて第２組立体を第１組立体と共に第１保持フレームに保持させ、組み付け状態の第１組立体と第２組立体とに対して第３組立体形成工程を行う。これにより、１つの部品保持手段に保持した状態のままで第１組立体と第２組立体との両方を形成することができ、更に、第１組立体及び第２組立体の払い出しや搬送を行うことなく第３組立体を形成することができる。従って、各組立体毎に複数の作業ステーションが不要となるので、ライン構成をコンパクトとしてコスト増加が防止でき、高い作業効率を得ることができる。

また、本発明は、上記本発明の組立作業方法を実現するものであって、所定の組立体を構成する複数の部品を保持する部品保持手段と、該部品保持手段に保持された部品に対して組立作業を行う組立作業手段とを備える組立体の組立装置において、前記部品保持手段は、該部品保持手段により前記部品の保持作業を行う領域と前記組立作業手段により前記組立作業を行う領域との間で揺動自在のメインフレームと、該メインフレームに設けられて第１組立体を保持する第１保持フレームと、前記メインフレームに設けられて第１保持フレームに向かって揺動自在とされ、前記第１組立体に組み付けられる第２組立体を保持する第２保持フレームと、前記第１組立体を構成する複数の部品を保持した前記第１保持フレームと前記第１組立体を構成する複数の部品を保持した前記第２保持フレームとを、前記組立作業手段により前記組立作業を行う領域に位置させるべく前記メインフレームを揺動させる揺動手段と、前記第２保持フレームに保持された第２組立体を前記第１保持フレームに受け渡すべく、前記第２保持フレームを前記第１保持フレームに向かって揺動させる他の揺動手段とを備え、前記第１保持フレームは、前記第２保持フレームから受け渡された前記第２組立体を前記第１組立体との組み付け状態でクランプするクランプ手段を備えることを特徴とする。

本発明の組立装置によれば、前記部品保持手段が前記第１保持フレームと前記第２保持フレームとを備えることにより、第１組立体を構成する複数の部品と第２組立体を構成する複数の部品とを前記組立作業手段の組立作業領域内に保持することができ、１つの組立作業領域内で第１組立体と第２組立体との組立作業を効率的に行うことができる。更に、前記他の揺動手段を設けたことにより、第２保持フレームを第１保持フレームに向かって揺動させ、第２組立体を第１保持フレームに受け渡すことができるので、第１組立体と第２組立体とを組立てた組立作業領域から第１組立体や第２組立体の払い出しや搬送を行うことなく同じ組立作業領域で第１組立体と第２組立体とを接合する作業が迅速に行える。これによって、各組立体毎に複数の作業ステーションが不要となるので、ライン構成をコンパクトとしてコスト増加が防止でき、高い作業効率を得ることができる。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態の組立装置を示す平面図、図２は本実施形態における部品保持手段を示す斜視図、図３及び図４はクランプ手段を示す説明図、図５及び図６は部品保持手段の作動説明図である。

本実施形態の組立装置は、例えば自動車に組み付けるダッシュボード組立体等の組立体を複数の部品を溶接して組立てるものである。本実施形態の組立装置は、図１に示すように、複数の溶接ロボット１（組立作業手段）と、これらの溶接ロボット１による組立作業領域Ｓ内に組立体を構成する複数の部品を保持する部品保持手段２とを備えている。

各溶接ロボット１は、多関節アーム３とその先端部に連結された溶接ガン４とを備えて何れも略同一の構成とされている。各溶接ロボット１は、それぞれ、移動路５に沿って移動する移動台６に搭載され、移動路５に沿って設けられた複数の作業ステーション間を移動台１ｃに設けられた駆動モータ７の駆動により移動する。なお、図１においては、１つの作業ステーションを示しており、この作業ステーションに３台の溶接ロボット１が移動路５上に停止して溶接組立作業を行っている状態を示している。

部品保持手段２は、図２に示すように、メインフレーム８と、第１保持フレーム９と、第２保持フレーム１０とを備えている。メインフレーム８は、矩形状の枠組みで構成されており、一側に揺動軸１１が設けられて床面に対して揺動自在に設けられている。なお、図示省略したが、メインフレーム８の揺動は、減速ギヤ等の回転伝達機構を介して揺動軸１１に連結された駆動モータにより駆動される。

第１保持フレーム９は、メインフレーム８に立設された連結アーム１２の先端に設けられている。また、第１保持フレーム９は、第１組立体Ａ（本実施形態においてはダッシュボードアッパとその取り付け部品）を支持する支持パッド１３を備え、支持パッド１３に支持された第１組立体Ａは、第１保持フレーム９に設けられたクランプ手段１４により固定支持される。なお、図２においてはクランプ手段１４を１つだけ示したが、適宜位置に図示省略した多数のクランプ手段が設けられている。これらのクランプ手段により第１組立体Ａやそれを構成する多数の構成部品を未溶接状態であっても脱落することなく第１保持フレーム９に保持できるようになっている。

第２保持フレーム１０は、メインフレーム８に立設された前記連結アーム１２に軸１５を介して揺動自在に連結された揺動アーム１６の先端に設けられている。揺動アーム１６は、第２保持フレーム１０が第１保持フレーム９に対して重合する方向に揺動する。なお、揺動アーム１６と軸１５は本発明の他の揺動手段を構成するものである。

また、第２保持フレーム１０は、第２組立体Ｂ（本実施形態においてはウインドシールドとその取り付け部品）を支持する支持パッド１７を備え、支持パッド１７に支持された第２組立体Ｂは、第２保持フレーム１０に設けられたクランプ手段１８により固定支持される。なお、図２においては第２保持フレーム１０に設けられたクランプ手段１８を１つだけ示したが、適宜位置に図示省略した多数のクランプ手段が設けられている。これらのクランプ手段により第２組立体Ｂやそれを構成する多数の構成部品を未溶接状態であっても脱落することなく第２保持フレーム１０に保持できるようになっている。また、図示省略したが、揺動アーム１６の揺動は、連結アーム１２と揺動アーム１６との間に連結されたシリンダにより駆動される。

第１組立体Ａと第２組立体Ｂとは、その夫々が複数の部品を溶接により組立結合することで形成される。そして、第１組立体Ａと第２組立体Ｂとを溶接により互いに組立結合することで後述の第３組立体Ｃ（本実施形態においてはダッシュボードアッパとウインドシールドとを接合してなるダッシュボード組立体）を形成する。

また、前記第１保持フレーム９及び第２保持フレーム１０に多数設けられているクランプ手段としては、図３に示すように、第１組立体Ａ或いは第２組立体Ｂを構成する部品ａの位置決め孔ｂ（水抜き孔等の予め設けられている孔を利用する）に挿入するピン１９ａと、クランプ時にピン１９ａから突出し非クランプ時にピン１９ａ内に収納される押さえ爪１９ｂとを備えるピンタイプのクランプ手段１９を挙げることができる。クランプ手段１９は、図３において１つの部品ａをクランプした状態を示したが、複数の部品を重ねてもクランプすることができる。また、他のクランプ手段としては、図４に示すように、一対の挟み部材２０ａ，２０ｂで部品ｃ，ｄを挟むもので、部品ｃ，ｄの位置決め孔ｅに挿入するピン２０ｃを一方の挟み部材２０ａに備える挟持タイプのクランプ手段２０を挙げることができる。

次に、本実施形態の組立装置による組立作業を説明する。先ず、部品保持手段２を図２に示す状態とし、図５（ａ）に模式的に示すように、第１保持フレーム９に第１組立体Ａを構成する複数の部品Ａ１，Ａ２を保持させ（第１保持工程）、第２保持フレーム１０に第２組立体Ｂを構成する複数の部品Ｂ１，Ｂ２を保持させる（第２保持工程）。これらの部品Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２は、夫々が前述したクランプ手段により位置決め状態で固定支持される、第１保持フレーム９及び第２保持フレーム１０からの脱落が防止される。

続いて、図５（ｂ）に模式的に示すように、メインフレーム８が揺動軸１１を介して揺動し、これに伴って、第１組立体Ａを構成する複数の部品Ａ１，Ａ２を保持した第１保持フレーム９と、第２組立体Ｂを構成する複数の部品Ｂ１，Ｂ２を保持した第２保持フレーム１０とが、溶接ロボット１の組立作業領域Ｓ内に位置される（図１示の状態を参照）。

次いで、図５（ｂ）に示すように、溶接ロボット１の溶接ガン４により、第１組立体Ａの部品を部品Ａ１，Ａ２を溶接して組立結合し（第１組立体形成工程）、同様にして第２組立体Ｂを構成する複数の部品Ｂ１，Ｂ２を溶接して組立結合する（第２組立体形成工程）。これにより、第１保持フレーム９には複数の部品Ａ１，Ａ２により一体に組立てられた第１組立体Ａが保持された状態となり、第２保持フレーム１０には複数の部品Ｂ１，Ｂ２により一体に組立てられた第２組立体Ｂが保持された状態となる。

続いて、図６（ａ）に模式的に示すように、第２組立体Ｂを保持した状態の第２保持フレーム１０を揺動アーム１６を介して第１保持フレーム９に向かって揺動させる。これにより、第１保持フレーム９に保持されている第１組立体Ａに第２組立体Ｂが組み付け状態（未溶接）で重ねられる。そして、図示しないが、第２保持フレーム１０のクランプ手段がクランプを解除すると共に、第１保持フレーム９のクランプ手段が第１組立体Ａと第２組立体Ｂとを共に一体的にクランプする（第３保持工程）。

次いで、図６（ｂ）に模式的に示すように、第２組立体Ｂの保持を解除した第２保持フレーム１０を揺動アーム１６を介して元の位置（第１保持フレーム９から離反する方向）に揺動させる。そして、溶接ロボット１の溶接ガン４により、第１組立体Ａと第２組立体Ｂとを互いに溶接して組立結合する（第３組立体形成工程）。これにより、第１組立体Ａと第２組立体Ｂとを一体に組立てた第３組立体Ｃが形成される。その後、図１を参照して、溶接ロボット１が当該作業ステーションから移動し、第１保持フレーム９から第３組立体Ｃを払い出す。

以上のように、本実施形態の組立装置によれば、前記部品保持手段２を備えることによって、単一の作業ステーション（同一の溶接ロボット１の組立作業領域Ｓ内）で第１組立体Ａの組立作業と、第１組立体Ａとは構成部品が異なる第２組立体Ｂの組立作業と、第１組立体Ａに第２組立体Ｂを結合した第３組立体Ｃの組立作業とが行えるので、作業効率が向上するだけでなく、その夫々の組立を行うための複数の作業ステーションが不要となり、ライン構成をコンパクト化することができる。

なお、本実施形態においては、溶接ロボット１によって複数の部品に対して溶接組立を行う例を挙げたが、それに限らず、例えば、カシメ加工やリベット止め等を行う組立作業手段を用いても同様の効果を得ることができる。

本発明の一実施形態の組立装置を示す平面図。 本実施形態における部品保持手段を示す斜視図。 クランプ手段の一例を示す説明図。 クランプ手段の他の例を示す説明図。 部品保持手段の作動を模式的に示す説明図。 図５に続く部品保持手段の作動を模式的に示す説明図。

符号の説明

１…溶接ロボット（組立作業手段）、２…部品保持手段、８…メインフレーム、９…第１保持フレーム、１０…第２保持フレーム、１４，１８，１９，２０…クランプ手段、Ｓ…組立作業領域、Ａ…第１組立体、Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２…部品、Ｂ…第２組立体、Ｃ…第３組立体。

Claims (2)

1. 所定の組立体を構成する複数の部品を、部品保持手段に保持させる部品保持工程と、該部品保持手段に保持された部品に対して組立作業手段による組立作業を行う組立工程とを備える組立体の組立作業方法において、
   前記部品保持手段は、該部品保持手段により前記部品保持工程を行う領域と前記組立作業手段により前記組立工程を行う領域との間で揺動自在のメインフレームと、該メインフレームに設けられて第１組立体を保持する第１保持フレームと、前記メインフレームに設けられて第１保持フレームに向かって揺動自在とされ、前記第１組立体に組み付けられる第２組立体を保持する第２保持フレームとを備えており、
   前記部品保持工程は、前記メインフレームにより該部品保持工程を行う領域に位置された前記第１保持フレームに、前記第１組立体を構成する複数の部品を保持させる第１保持工程と、前記メインフレームにより該部品保持工程を行う領域に位置された前記第２保持フレームに、前記第２組立体を構成する複数の部品を保持させる第２保持工程と、前記第１組立体を構成する複数の部品を保持した第１保持フレームと前記第２組立体を構成する複数の部品を保持した第２保持フレームとを前記メインフレームの揺動により前記組立工程を行う領域に位置させる工程とを備え、
   前記組立工程は、前記組立工程を行う領域に位置する第１保持フレームの第１組立体の部品を前記組立作業手段により組立結合して第１組立体を形成する第１組立体形成工程と、前記組立工程を行う領域に位置する第２保持フレームの第２組立体の部品を前記組立作業手段により組立結合して第２組立体を形成する第２組立体形成工程と、第２保持フレームを第１保持フレームに向かって揺動させ、第２保持フレームの第２組立体を第１保持フレームに受け渡して第１組立体と第２組立体とを組み付け状態で第１保持フレームに保持させる第３保持工程と、前記組立作業手段により第１保持フレームの第１組立体と第２組立体とを互いに組立結合して第３組立体を形成する第３組立体形成工程とを備えることを特徴とする組立体の組立作業方法。
2. 所定の組立体を構成する複数の部品を保持する部品保持手段と、該部品保持手段に保持された部品に対して組立作業を行う組立作業手段とを備える組立体の組立装置において、
   前記部品保持手段は、該部品保持手段により前記部品の保持作業を行う領域と前記組立作業手段により前記組立作業を行う領域との間で揺動自在のメインフレームと、該メインフレームに設けられて第１組立体を保持する第１保持フレームと、前記メインフレームに設けられて第１保持フレームに向かって揺動自在とされ、前記第１組立体に組み付けられる第２組立体を保持する第２保持フレームと、前記第１組立体を構成する複数の部品を保持した前記第１保持フレームと前記第１組立体を構成する複数の部品を保持した前記第２保持フレームとを、前記組立作業手段により前記組立作業を行う領域に位置させるべく前記メインフレームを揺動させる揺動手段と、前記第２保持フレームに保持された第２組立体を前記第１保持フレームに受け渡すべく、前記第２保持フレームを前記第１保持フレームに向かって揺動させる他の揺動手段とを備え、
   前記第１保持フレームは、前記第２保持フレームから受け渡された前記第２組立体を前記第１組立体との組み付け状態でクランプするクランプ手段を備えることを特徴とする組立体の組立装置。

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