JP5364498B2 - コンポーネント組立システムおよびコンポーネント組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンポーネント組立システムおよびコンポーネント組立方法に関する。詳しくは、複数種類の部品を異なる手順で組み立てて複数種類のコンポーネントを形成するコンポーネントの組立システムおよびコンポーネント組立方法に関する。

従来より、自動車の製造工程では、自動車の複数種類の床部品を組み合わせて、フロントフロアコンポーネントを形成することが行われている。
例えば、このフロントフロアコンポーネントは、３種類の部品を組み合わせて形成される。具体的には、セダンのフロントフロアコンポーネントは、下フレーム、パネル、上フレームの順に下から積層されて構成される。一方、ミニバンのフロントフロアコンポーネントは、下フレーム、上フレーム、パネルの順に下から積層されて構成される。

ところで、近年、１つの製造ラインで多車種少量生産を行うため、複数の車種のフロントフロアコンポーネントを、一つのフロントフロアコンポーネント組立システムで製造することが行われる。
このフロントフロアコンポーネント組立システムは、例えば、セットステーションと、組立ステーションと、セットステーションと組立ステーションとの間で移動する搬送台車と、セットステーションの周囲に設けられて部品が供給される第１、第２供給エリアと、セットステーションの周囲に設けられた搬送ロボットと、組立ステーションの周囲に設けられた第３供給エリアと、組立ステーションの周囲に設けられた溶接ロボットおよび払出しロボットと、を備える。

搬送ロボットは、第１、第２供給エリアに供給された部品をセットステーションに位置する搬送台車上に搬送する。
払出しロボットは、組立ステーションに位置する搬送台車上の組み立てたフロントフロアコンポーネントを払い出すほか、第３供給エリアに供給された部品を組立ステーションに位置する搬送台車上に搬送する。
これら搬送ロボットおよび払出しロボットは、複数の把持部を備えており、これら複数の把持部により、複数種類の部品を把持する構造である（特許文献１参照）。

以上の組立システムは、セダンのフロントフロアコンポーネントを製造する場合、以下のように動作する。まず、セットステーションにて、搬送ロボットにより搬送台車上に下フレームおよびパネルを搬送し、その後、搬送台車を組立ステーションに移動させる。この時点では、払出しロボットは、既に組み立てた前回のフロントフロアコンポーネントを払い出す作業を行っているため、搬送台車に上フレームを搬送する作業を行うことはできない。そこで、サイクルタイムを短縮するため、一旦、組立ステーションにて、溶接ロボットにより下フレームとパネルとを仮付けする。その後、払出しロボットにより、この仮付けしたパネルに上フレームを搬送して、溶接ロボットにより、この上フレームをパネルに仮付けする。

特開２００７−２０３３４０号公報

しかしながら、以上のように、上フレームをセットする前に下フレームとパネルと仮付けすると、パネルの溶接歪みにより上フレームを高精度でパネルに取り付けることができず、結果的に、フロントフロアコンポーネントの精度にばらつきが生じるという問題があった。

本発明は、高精度でフロントフロアコンポーネントを組み立てできるフロントフロアコンポーネントの組立システムおよび組立方法を提供することを目的とする。

本発明のコンポーネント組立システム（例えば、後述のコンポーネント組立システム１）は、複数種類の部品を異なる手順で組み立てて複数種類のコンポーネント（例えば、後述のフロントフロアコンポーネント１０、２０）を形成するコンポーネント組立システムであって、セットステーション（例えば、後述のセットステーション２）と、組立ステーション（例えば、後述の組立ステーション３）と、前記セットステーションと前記組立ステーションとの間で移動する搬送台車（搬送台車３０）と、前記セットステーションの周囲に設けられて、前記複数種類の部品がそれぞれ供給される複数の供給エリア（例えば、後述の第１供給エリア４、第２供給エリア５、および第３供給エリア６）と、前記複数の供給エリアに供給された複数種類の部品の一部を前記セットステーションに位置させた搬送台車に搬送する第１の搬送装置（例えば、後述の搬送ロボット４０Ａ）と、前記複数の供給エリアに供給された複数種類の部品の残りを前記組立ステーションに位置させた搬送台車に搬送する第２の搬送装置（例えば、後述の搬送ロボット４０Ｂ）と、前記組立ステーションの周囲に設けられて前記組立ステーションに移動した搬送台車上に位置する部品を加工する加工装置（例えば、後述の溶接ロボット５０）と、前記組立ステーションの周囲に設けられて前記組立ステーションに位置する組み立てたコンポーネントを払い出す払出し装置（例えば、後述の払出しロボット６０）と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、払出し装置に、部品を搬送する機能を持たせず、組み立てたコンポーネントを払い出す機能のみを持たせた。そして、セットステーションの周囲に、複数種類の部品がそれぞれ供給される供給エリアを設け、第1の搬送装置または第２の搬送装置により、これら供給エリアに供給された全ての部品をセットステーションまたは組立ステーションに位置させた搬送台車に搬送することとした。
よって、従来のように払出し装置により上フレームを搬送しないので、コンポーネントを払い出す最中であっても、第1の搬送装置または第２の搬送装置により部品を搬送できる。したがって、セダンのコンポーネントを製造する場合、一部の部品のみを加工装置で一旦加工する必要がなく、加工装置により、全ての部品すなわち下フレーム、パネル、および上フレームを一度に加工できるから、高精度でフロントフロアコンポーネントを組み立てできる。

この場合、前記第２の搬送装置は、前記セットステーションと前記組立ステーションとの間で移動可能であることが好ましい。

従来では、ミニバンのフロントフロアコンポーネントを製造する場合、まず、セットステーションにて、搬送ロボットにより、搬送台車上に下フレームをセットし、その後、搬送台車を組立ステーションに移動させる。次に、組立ステーションにて、溶接ロボットにより下フレーム同士を仮付けする。次に、払出しロボットの近傍に人手でパネルをプリセットして、払出しロボットにより、仮付けした下フレームの上に、上フレームおよびパネルをセットする。その後、上フレームおよびパネルを下フレームに仮付けする。

このように、従来では、組立ステーションにて下フレーム同士を一旦仮付けするため、組立ステーションにて、上フレームおよびパネルをセットする必要があった。しかしながら、第３供給エリアに上フレームおよびパネルの２種類の部品を投入できないため、パネルについては人手でプリセットする必要があった。よって、サイクルタイムが長期化するという問題があった。

そこで、この発明によれば、第２の搬送装置を、セットステーションと組立ステーションとの間で移動可能とした。
よって、搬送台車が組立ステーションに移動した後でも、第２の搬送装置により、部品をセットステーションの周囲の供給エリアから組立ステーションに位置させた搬送台車に搬送できる。
したがって、ミニバンのコンポーネントを製造する場合、組立ステーションに移動した搬送台車上にて加工装置により一部の部品すなわち下フレーム同士を仮付けしても、この仮付けした部品の上に、第２の搬送装置により残りの部品すなわち上フレームおよびパネルを搬送できるので、従来のように人手でパネルをプリセットする必要がなくなり、サイクルタイムを短縮できる。
また、セダンのコンポーネントを製造する場合でも、搬送台車の移動に同期して第２の搬送装置を移動することで、サイクルタイムを短縮できる。

本発明のコンポーネント組立方法は、複数種類の部品を異なる手順で組み立てて複数種類のコンポーネントを形成するコンポーネント組立方法であって、セットステーションに搬送台車を位置させて、第１の搬送装置により、前記複数種類の部品の一部（例えば、後述のセダン用のフロントフロアコンポーネントでは下フレーム１１、ミニバン用のフロントフロアコンポーネントでは下フレーム２１）を前記セットステーションの周囲に設けられた供給エリアから前記搬送台車上に搬送する第１部品セット手順と、前記搬送台車を前記セットステーションから組立ステーションに移動させる移動手順と、第２の搬送装置により、前記複数種類の部品の残り（例えば、後述のセダン用のフロントフロアコンポーネントでは、上フレーム１３およびパネル１２、ミニバン用のフロントフロアコンポーネントでは、パネル２３および上フレーム２２）を前記セットステーションの周囲に設けられた供給エリアから前記搬送台車上に搬送する第２部品セット手順と、前記移動手順と前記第２部品セット手順との間、および、前記第２部品セット手順の後のうち少なくとも一方のタイミング（例えば、後述のセダン用のフロントフロアコンポーネントでは、第２部品セット手順の後、ミニバン用のフロントフロアコンポーネントでは、移動手順と第２部品セット手順との間、および、第２部品セット手順の後）で、加工装置により、前記部品同士を加工する加工手順と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、移動手順と第２部品セット手順との間、および、第２部品セット手順の後のうち少なくとも一方のタイミングで、部品同士を加工する加工手順を設けた。
よって、セダンおよびミニバンの両方のフロントフロアコンポーネントを確実に形成できる。

この場合、前記第２の搬送装置は、前記セットステーションと前記組立ステーションとの間で移動可能であり、前記第２部品セット手順では、前記加工手順の前または後のタイミング（例えば、セダン用のフロントフロアコンポーネントの組み立てでは、加工手順の前、ミニバンのフロントフロアコンポーネントの組み立てでは、最初の加工手順の後）で、前記第２の搬送装置を移動させて、前記部品の残りを前記供給エリアから前記搬送台車に搬送することが好ましい。

この発明によれば、第２部品セット手順では、加工手順の前または後のタイミングで、第２の搬送装置を移動させて、部品の残りを搬送台車にセットした。
よって、セダンおよびミニバンの両方のフロントフロアコンポーネントを確実に形成できる。

本発明によれば、払出し装置に、部品を搬送する機能を持たせず、組み立てた部品を払い出す機能のみを持たせた。そして、セットステーションの周囲に、複数種類の部品がそれぞれ供給される供給エリアを設け、第1の搬送装置または第２の搬送装置により、これら供給エリアに供給された全ての部品をセットステーションまたは組立ステーションに位置させた搬送台車に搬送することとした。よって、従来のように払出し装置により上フレームを搬送しないので、コンポーネントを払い出す最中であっても、第1の搬送装置または第２の搬送装置により部品を搬送できる。したがって、セダンのコンポーネントを製造する場合、一部の部品のみを加工装置で一旦加工する必要がなく、加工装置により、全ての部品すなわち下フレーム、パネル、および上フレームを一度に加工できるから、高精度でフロントフロアコンポーネントを組み立てできる。

本発明の一実施形態に係るコンポーネント組立システムにより形成されるセダン用のフロントフロアコンポーネントの分解斜視図および斜視図である。 本発明の一実施形態に係るコンポーネント組立システムにより形成されるミニバン用のフロントフロアコンポーネントの分解斜視図および斜視図である。 前記実施形態に係るコンポーネント組立システムの平面図である。 前記実施形態に係るコンポーネント組立システムによりセダン用のフロントフロアコンポーネントを組み立てる手順を説明するための平面図（その１）である。 前記実施形態に係るコンポーネント組立システムによりセダン用のフロントフロアコンポーネントを組み立てる手順を説明するための平面図（その２）である。 前記実施形態に係るコンポーネント組立システムによりセダン用のフロントフロアコンポーネントを組み立てる手順を説明するための側面図である。 前記実施形態に係るコンポーネント組立システムによりミニバン用のフロントフロアコンポーネントを組み立てる手順を説明するための平面図（その１）である。 前記実施形態に係るコンポーネント組立システムによりミニバン用のフロントフロアコンポーネントを組み立てる手順を説明するための平面図（その２）である。 前記実施形態に係るコンポーネント組立システムによりミニバン用のフロントフロアコンポーネントを組み立てる手順を説明するための側面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るコンポーネント組立システムにより形成されるセダン用のフロントフロアコンポーネント１０の分解斜視図および斜視図である。図２は、ミニバン用のフロントフロアコンポーネント２０の分解斜視図および斜視図である。
フロントフロアコンポーネント１０、２０は、それぞれ、３種類の部品を組み合わせて形成される。
すなわち、フロントフロアコンポーネント１０は、セダンに用いられ、部品としての下フレーム１１、部品としてのパネル１２、部品としての上フレーム１３の順に下から積層されて構成される。
フロントフロアコンポーネント２０は、ミニバンに用いられ、部品としての下フレーム２１、部品としての上フレーム２２、部品としてのパネル２３の順に下から積層されて構成される。

図３は、コンポーネント組立システム１の平面図である。
コンポーネント組立システム１は、セットステーション２と、組立ステーション３と、セットステーション２から組立ステーション３に至る走行路３１上を移動する搬送台車３０と、セットステーション２の周囲に設けられて部品が供給される第１〜第３供給エリア４、５、６と、セットステーション２の周囲に設けられた２台の搬送装置としての搬送ロボット４０Ａ、４０Ｂと、組立ステーション３の周囲に設けられた４台の加工装置としての溶接ロボット５０および１台の払出し装置としての払出しロボット６０と、を備える。

第１供給エリア４には、パネル１２またはパネル２３が選択的に供給される。
第２供給エリア５には、上フレーム１３または上フレーム２２が選択的に供給される。
第３供給エリア６には、下フレーム１１または下フレーム２１が選択的に供給される。

搬送ロボット４０Ａ、４０Ｂは、１台の固定式搬送ロボット４０Ａと、１台の移動式搬送ロボット４０Ｂと、からなる。
固定式搬送ロボット４０Ａは、セットステーション２と第２供給エリア５および第３供給エリア６との間で床に固定され、第３供給エリア６に供給された部品１１、２１を把持して、セットステーション２に搬送できる。

移動式搬送ロボット４０Ｂは、セットステーション２から組立ステーション３に至る走行路４１上を移動可能であり、第１供給エリア４および第２供給エリア５に供給された部品１２、１３、２２、２３を把持して、セットステーション２から組立ステーション３までの範囲に搬送できる。

溶接ロボット５０は、組立ステーション３に位置する部品を溶接する。
払出しロボット６０は、床に固定され、組立ステーション３に位置する組み立て済みのフロントフロアコンポーネント１０、２０を払い出す。

次に、コンポーネント組立システム１により、セダン用のフロントフロアコンポーネント１０を組み立てる手順を、図４〜図６を参照しながら説明する。
初期状態では、図４（ａ）に示すように、第１供給エリア４には、パネル１２が供給されている。第２供給エリア５には、上フレーム１３が供給されている。第３供給エリア６には、下フレーム１１が供給されている。
また、搬送台車３０は、セットステーション２に位置している。

ステップＳ１では、図４（ｂ）および図６（ａ）に示すように、固定式搬送ロボット４０Ａにより、第３供給エリア６に供給された下フレーム１１を把持して、搬送台車３０上にセットする。また、移動式搬送ロボット４０Ｂにより、第２供給エリア５に供給された上フレーム１３を把持して、この上フレーム１３を第１供給エリア４に供給されたパネル１２上に載置する。

ステップＳ２では、図５（ａ）に示すように、搬送台車３０を、組立ステーション３に移動するとともに、図５（ｂ）に示すように、移動式搬送ロボット４０Ｂにより、上フレーム１３およびパネル１２を把持して、この状態で走行路４１上を移動させて、上フレーム１３およびパネル１２を搬送台車３０上の下フレーム１１に載置する。
すなわち、図６（ｂ）に示すように、移動式搬送ロボット４０Ｂは、搬送台車３０に同期して移動する。これにより、図６（ｃ）に示す状態となる。
なお、本実施形態では、移動式搬送ロボット４０Ｂを、搬送台車３０に同期して移動させたが、これに限らず、搬送台車３０が組立ステーション３に移動した後に、移動式搬送ロボット４０Ｂを移動させてもよい。

ステップＳ３では、溶接ロボット５０により、搬送台車３０上の下フレーム１１、パネル１２、および上フレーム１３を仮溶接してフロントフロアコンポーネント１０とする。次に、払出しロボット６０により、この仮溶接したフロントフロアコンポーネント１０を払い出す。このとき、溶接ロボット５０により、複数箇所の溶接（増し打ち）を行う。

次に、コンポーネント組立システム１により、ミニバン用のフロントフロアコンポーネント２０を組み立てる手順を、図７〜図９を参照しながら説明する。
初期状態では、図７（ａ）に示すように、第１供給エリア４には、パネル２３が供給されている。第２供給エリア５には、上フレーム２２が供給されている。第３供給エリア６には、下フレーム２１が供給されている。
また、搬送台車３０は、セットステーション２に位置している。

ステップＳ１では、図７（ｂ）および図９（ａ）に示すように、固定式搬送ロボット４０Ａにより、第３供給エリア６に供給された下フレーム２１を把持して、搬送台車３０上にセットする。また、移動式搬送ロボット４０Ｂにより、第１供給エリア４に供給されたパネル２３を把持して、このパネル２３を、第２供給エリア５に供給された上フレーム２２上に載置する。
ステップＳ２では、図８（ａ）および図９（ｂ）に示すように、搬送台車３０を、組立ステーション３に移動し、溶接ロボット５０により、この組立ステーション３に位置する下フレーム２１を溶接する。

ステップＳ３では、図８（ｂ）および図９（ｃ）に示すように、移動式搬送ロボット４０Ｂにより、パネル２３および上フレーム２２を把持して、この状態で、走行路４１上を移動させて、パネル２３および上フレーム２２を搬送台車３０上の下フレーム２１に載置する。

ステップＳ５では、溶接ロボット５０により、搬送台車３０上の下フレーム２１、上フレーム２２、およびパネル２３を仮溶接してフロントフロアコンポーネント２０とする。次に、払出しロボット６０により、この仮溶接したフロントフロアコンポーネント２０を払い出す。このとき、溶接ロボット５０により、複数箇所の溶接（増し打ち）を行う。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）払出しロボット６０に、部品を搬送する機能を持たせず、組み立てたフロントフロアコンポーネント１０、２０を払い出す機能のみを持たせた。そして、セットステーション２の周囲に供給エリア４〜６を設け、搬送ロボット４０Ａ、４０Ｂにより、これら供給エリア４〜６に供給された全ての部品１１〜１３、２１〜２３をセットステーション２から組立ステーション３までの範囲に搬送することとした。
よって、従来のように払出し装置により上フレームを搬送しないので、フロントフロアコンポーネント１０を払い出す最中であっても、搬送ロボット４０Ａ、４０Ｂにより部品１１〜１３を搬送できる。したがって、セダンのフロントフロアコンポーネント１０を製造する場合、溶接ロボット５０により、下フレーム１１、パネル１２、および上フレーム１３の全てを一度に溶接できるので、高精度でフロントフロアコンポーネントを組み立てできる。

（２）移動式搬送ロボット４０Ｂをセットステーション２と組立ステーション３との間で移動可能とした。よって、搬送台車３０が組立ステーション３に移動した後でも、移動式搬送ロボット４０Ｂにより、部品をセットステーションの周囲の供給エリア４〜６から組立ステーションに搬送できる。
したがって、ミニバンのフロントフロアコンポーネント２０を製造する場合、組立ステーション３にて溶接ロボット５０により下フレーム１１同士を仮付けしても、この仮付けした下フレーム１１の上に移動式搬送ロボット４０Ｂにより上フレーム２２およびパネル２３を搬送できるので、従来のように人手でパネルをプリセットする必要がなくなり、サイクルタイムを短縮できる。
また、セダンのフロントフロアコンポーネント１０を製造する場合でも、搬送台車３０の移動に同期して移動式搬送ロボット４０Ｂを移動することで、サイクルタイムを短縮できる。

（３）セダンのフロントフロアコンポーネント１０を製造する場合には、下フレーム１１、パネル１２、および上フレーム１３の全てを搬送台車３０に搬送した後、溶接ロボットでこれら下フレーム１１、パネル１２、および上フレーム１３を溶接した。
一方、ミニバンのフロントフロアコンポーネント２０を製造する場合には、搬送台車３０が組立ステーション３に移動する工程とパネル２３および上フレーム２２を搬送台車３０に搬送する工程との間で、下フレーム２１を溶接した。また、パネル２３および上フレーム２２を搬送台車３０に搬送した後に、下フレーム２１、上フレーム２２、およびパネル２３を溶接した。
よって、セダンおよびミニバンの両方のフロントフロアコンポーネント１０、２０を確実に形成できる。

（４）セダンのフロントフロアコンポーネント１０を製造する場合には、溶接ロボットで下フレーム１１、パネル１２、および上フレーム１３を溶接する前に、移動式搬送ロボット４０Ｂを移動させて、上フレーム１３およびパネル１２を搬送台車３０に搬送した。
一方、ミニバンのフロントフロアコンポーネント２０を製造する場合には、溶接ロボットで下フレーム２１を溶接した後に、移動式搬送ロボット４０Ｂを移動させて、上フレーム２２およびパネル２３を搬送台車３０に搬送した。
よって、セダンおよびミニバンの両方のフロントフロアコンポーネント１０、２０を確実に形成できる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

１ コンポーネント組立システム
２ セットステーション
３ 組立ステーション
４ 第１供給エリア
５ 第２供給エリア
６ 第３供給エリア
１０、２０ フロントフロアコンポーネント
１１ 下フレーム（部品）
１２ パネル（部品）
１３ 上フレーム（部品）
２１ 下フレーム（部品）
２２ 上フレーム（部品）
２３ パネル（部品）
３０ 搬送台車
４０Ａ 固定式搬送ロボット（搬送装置）
４０Ｂ 移動式搬送ロボット（搬送装置）
５０ 溶接ロボット（加工装置）
６０ 払出しロボット（払出し装置）

Claims (4)

1. 複数種類の部品を異なる手順で組み立てて複数種類のコンポーネントを形成するコンポーネント組立システムであって、
   セットステーションと、
   組立ステーションと、
   前記セットステーションと前記組立ステーションとの間で移動する搬送台車と、
   前記セットステーションの周囲に設けられて、前記複数種類の部品がそれぞれ供給される複数の供給エリアと、
   前記複数の供給エリアに供給された複数種類の部品の一部を前記セットステーションに位置させた搬送台車に搬送する第１の搬送装置、及び前記複数の供給エリアに供給された複数種類の部品の残りを前記組立ステーションに位置させた搬送台車に搬送する第２の搬送装置と、
   前記組立ステーションの周囲に設けられて前記組立ステーションに移動した搬送台車上に位置する部品を加工する加工装置と、
   前記組立ステーションの周囲に設けられて前記組立ステーションに位置する組み立てたコンポーネントを払い出す払い出し装置と、
   を備えることを特徴とするコンポーネント組立システム。
2. 請求項１に記載のコンポーネント組立システムにおいて、
   前記第２の搬送装置は、前記セットステーションと前記組立ステーションとの間で移動可能であることを特徴とするコンポーネント組立システム。
3. 複数種類の部品を異なる手順で組み立てて複数種類のコンポーネントを形成するコンポーネント組立方法であって、
   セットステーションに搬送台車を位置させて、第１の搬送装置により、前記複数種類の部品の一部を前記セットステーションの周囲に設けられた供給エリアから前記搬送台車上に搬送する第１部品セット手順と、
   前記搬送台車を前記セットステーションから組立ステーションに移動させる移動手順と、
   第２の搬送装置により、前記複数種類の部品の残りを前記セットステーションの周囲に設けられた供給エリアから前記組立ステーションに移動させた前記搬送台車上に搬送する第２部品セット手順と、
   前記移動手順と前記第２部品セット手順との間、および、前記第２部品セット手順の後のうち少なくとも一方のタイミングで、加工装置により、前記搬送台車上の前記部品同士を加工する加工手順と、を備えることを特徴とするコンポーネント組立方法。
4. 請求項３に記載の組立方法において、
   前記第２の搬送装置は、前記セットステーションと前記組立ステーションとの間で移動可能であり、
   前記第２部品セット手順では、前記加工手順の前または後のタイミングで、前記第２の搬送装置を移動させて、前記部品の残りを前記供給エリアから前記搬送台車に搬送することを特徴とするコンポーネント組立方法。

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