JPH01311969A - 車体組立装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、複数の車体構成部品を相互に位置決めする
とともに、仮付は溶接する車体組立装置に関するもので
あり、とくには、装置の十分なる小型化を実現するもの
である。

（従来の技術） 従来のこの種の車体組立装置としては、たとえば特開昭
６２−１１０５８１号公報に開示されたものがあり、こ
の装置では、位置決めロボットとしての、複数台の直交
座標型ロボットの全ての構成部分を、搬送装置を取り囲
んで配設したフレームの内側に取付ける一方、溶接ロボ
ットとしての関節型ロボットをフレームの外側に配設す
ることとしている。

（発明が解決しようとする課Ｂ） ところで、自動車車体の組立てのためには、通常は、３
０〜４０台の位置決めロボットを設置することが必要に
なるため、それらのそれぞれの位置決めロボットの全て
の構成部分を、従来技術に示されるように、フレームの
内側に取付けた場合には、それぞれのロボットに個有の
ストローク量その他との関連の下で、複数台のロボット
の協働作動に必要な大きなスペースを、フレームの内側
に確保することが必要になり、フレーム、ひいては、車
体組立装置が著しく大型化するという問題があり、また
、所要の位置決め精度をもたらすために、フレームの剛
性を著しく高めなければならないという問題があった。

またこの一方において、自動車車体の仮付は溶接のため
には、１０〜２０台の溶接ロボットが必要になるところ
、これらのロボットを、従来技術におけるように、フレ
ームの外側に配設した場合には、装置のより一層の大型
化が余儀なくされるという問題があり、しかも、それら
の各溶接ロボットを、とくに多関節型ロボットとしたと
きには、各ロボットと、フレーム内側のロボットとの干
渉を防止するための余分なスペースの確保が不可欠であ
るとともに、干渉防止のための特別の移動径路および移
動順序を設定しなければならず、車体組立ステーション
でのサイクルタイムが長くなるという問題が゛あった。

この発明は、従来技術のかかる問題点に着目してなされ
たものであり、従来技術に比し、装置を著しく小型化す
ることができるとともに、フレーム剛性を有効に低減す
ることができ、加えて、ロボット相互の干渉のおそれを
十分に除去することがでる車体組立装置を提供するもの
である。

（課題を解決するだめの手段） この発明の車体組立装置は、搬送装置を取り囲むフレー
ムに、直交座標型ロボットからなる、位置決めロボット
および溶接ロボットの全てのロボットを取付け、それら
の各ロボットの、フレームの内側にて組立てられる車体
に対して進退運動を行うアプローチ軸を、フレームの外
側から内側へ突出させたものである。

（作　用） この発明の装置によれば、アプローチ軸をフレームの外
側から内側へ突出させることによって、各ロボットの少
なくとも一部、具体的には一軸以上の駆動系をフレーム
の外側に位置させることができ、この故に、複数台のロ
ボットの協働動作のための、各ロボットに個有のストロ
ークをフレームの外側にて行わせることが可能となるの
で、各ロボットの重量その他を支持するフレームを小型
化できるとともに、車体組立装置の全体を、従来技術に
比し、著しく小型化することができる。

従ってここでは、フレームの剛性を低下させてもなお、
ロボットの所要の作動精度を十分に世保することができ
る。

また、この装置では、直交座標型とした溶接ロボットを
も、上述の場合と同様にしてフレームに取付けることに
より、装置のより一層の小型化を実現することができる
他、フレームの内側での、干渉防止のための余分なスペ
ースの確保が不要となり、また、干渉防止のための特別
の移動径路および移動順序の設定が不要となる。

加えて、この装置において、ロボットの、フレームへの
取付支持部材および走行駆動軸を複数台のロボットに共
用した場合には、フレームの加工精度をもって、複数台
のロボットの、所要の作業精度を容易に確保することが
できる。

（実施例） 以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１．２図はそれぞれ、この発明の実施例を示す部分断
面正面図および側面図であり、図中１は、シャトルコン
ヘア、リフトアンドキャリーコンベアなどとすることが
できる搬送装置を、２は、車体組立ステーションで、こ
の搬送装置１を、第１図に示すように、上下、左右から
取り囲むフレームをそれぞれ示し、また、３は、そのフ
レーム２の内側にて組立てられる車体を示す。

ここでは、このようなフレーム２に対し、各種の作業手
段を具える、直交座標型の複数台のロボット４の全てを
、組立てられる車体３に対して進退運動を行うそれらの
各アプローチ軸５がフレーム２の外側から内側へ突出す
る姿勢にて取付ける。

各ロボット４の、フレーム２へのかかる取付けは、車体
組立装置を、各種の車種および卓型に適用可能ならしめ
る目的の下で、たとえば、フレーム２の外側で、搬送装
置１の搬送方向、いいかえれば、第１図に示す三次元直
交座標系のＹ軸方向へ延在させて敷設したレール６と、
このレール６に掛合させたスライダ７とからなる直動ガ
イドの、そのスライダ７に、ロボット４のベース８を固
定することにて行うことができ、このことによれば、そ
れぞれのロボット４は、フレーム２に、その外側にて支
持された状態で、レール６の延在方向へ、組立てられる
車体の車種、卓型に応じて自由に水平移動することがで
きる。

なお、ロボット４を、このようにしてフレーム２に取り
付けるに際しては、相互に接近させて配置され、時とし
ては作動領域がオーバラップすることもあるそれぞれの
ロボット４に関しては、第２図に側面図で示すように、
複数台のロボット４にて一木のレール６を共用すること
が好ましく、このことによれば、フレーム２の加工精度
および共用レール６の敷設精度を確保することによって
、複数台のロボット４に所要の移動精度を付与すること
ができる。

またここでは、フレーム２に、上述したようにして取付
けたそれぞれのロボット４の、Ｘ軸方向への駆動をもた
らすべく、フレーム２の外側に、ボールねじのねじ軸９
を取付け、そして、このねじ軸９に螺合するボールナツ
ト１０および、このポールナツト１０をタイミングベル
トその他を介して回転駆動するサーボモータ１１のそれ
ぞれを、各ロボット２のベース８に取付ける。なお、こ
こにおいてもまた、−本のねじ軸９を、近接して位置す
る複数台のロボット４に共用することができ、これによ
れば、−本のねじ軸９の設置精度を十分に高めることに
て、複数台のロボット４の駆動精度を所期した通りのも
のとすることができる。

ここで、フレーム２に以上のようにして取付けられ、そ
して、そのフレーム２に対して駆動されるそれぞれのロ
ボット４は、たとえば、第３図に拡大して示すように構
成することができる。

これは、複数台のロボット４のうち、サイドボディのサ
イドルーフレールを位置決め保持するものであり、この
ロボット４では、ベース８に貫通させてフレーム２の内
側へ突出させたアプローチ軸５を、組立てられる車体３
に対して進退駆動するため、いいかえれば、三次元座標
系のＸ軸方向へ駆動するため、そのアプローチ軸５の後
端に、エンコーダ付きのサーボモータ１２を取付け、こ
のサーボモータ１２を、アプローチ軸５の内側に延在さ
せたねじ軸１３の後端に、カップリング１４を介して連
結し、そして、このねじ軸１３に、ベース８に固定した
ポールナツト１５を螺合させる。なおここで、ねじ軸１
３の先端部は、アプローチ軸５に固定した軸受１６によ
って回転可能に支持する。

かかる進退構造によれば、サーボモータ１２を駆動して
ねじ軸■３を回転させることにより、アプローチ軸５は
、そのねじ軸１３と、ベース８に固定したボールナツト
１５との作用に基づき、ベース８に対し、好ましくは、
直動ガイドの案内下で、ねじ軸１３とともに、Ｘ軸方向
へ所要に応じて進退運動することができる。

また、このロボット４では、アプローチ軸５の先端に、
それの進退方向と直交する方向、すなわち、三次元座標
系ではＸ軸方向へ進退駆動可能に手首部分１７を取付け
る。

このために、ここでは、アプローチ軸５の先端に固定し
たブラケットに、サーボモータ１８を取付け、そして、
このナーボモータ１８に連結したねじ軸１９を、手首部
分１７に固定したボールナツト２０に螺合させる一方、
これもまたアプローチ軸側に取付けたレール２１に、手
首部分１７に固定したスライダ２２を掛合させることに
よって、レール２１とスライダ２２とからなる直動ガイ
ドで、手首部分１７をアプローチ軸５に支持することと
もに、定位置にて回転するねじ軸１９に対し、ポールナ
ツト２０を、手首部分１７とともに進退運動させる。

このような手首部分１７は、その中間部に、車種毎のブ
ラケット２３を、垂直面内で回動可能に枢支してなる関
節部２４を有しており、この関節部２４は、手首部分１
７の基部材２５に取付けた、ブラケット毎の車種切換シ
リンダ２６を、そのピストンロッドにてブラケット２３
に連結することにより、所要に応じて作動することがで
きる。

そしてさらに、各ブラケット２３の先端には、サイドル
ーフレール２７のアウターパネル２７ａに接触して、そ
れを位置決め支持するロケータ２８を固定し、また、こ
のブラケット２３の下方へ突出させて設けたヨーク２９
には、クランプシリンダ３０と、このクランプシリンダ
３０に、トグル機構３１を介して連結されて、サイドル
ーフレール２７のインナーパネル２７ｂに当接する、い
いかえればサイドルーフレール２７をロケータ２８に押
圧するクランプ爪３２とをそれぞれ取付ける。

従って、このロボット４では、ロケータ２８およびクラ
ンプ爪３２を、所要に応じて、三次元座標系の所要位置
へ移動させることができる他、車種切換シリンダ２６の
作用によって、関節部２４の周りに、使用位置と不使用
位置との間で回動させることができ、この故に、選択さ
れたロケータ２８およびクランプ爪３２は、所要の位置
で、サイドルーフレール２７をそれらの間に位置決め保
持することができるとともに、そのサイドルーフレール
２７を、適宜位置へ変移させることができる。

第４図（ａ）’　、　（ｂ）　、　（ｃ）はそれぞれ、
他の種類のロボット４の、作業装置部分を例示する正面
図、平面図および側面図であり、ここに示す作業装置は
、サイドシルアウタ−パネルの所定位置への位置決めと
、そのアウターパネルの、サイトシルインナーパネルへ
の溶接とを行うものである。

図中３５．３６はそれぞれ、前述した実施例のアプロー
チ軸と同様のアプローチ軸５の先端に固定したブラケッ
トを示し、３７．３８はそれぞれ、ブラケット３５．３
６の下端に取付けた、エンコーダ付のサーボモータを示
す。

ここで、一方のサーボモータ３７は、そこに連結したね
じ軸３９に、支持フレーム４０に固定したボールナツト
を螺合させることにより、その支持フレーム４０を、図
の上下方向、いいかえれば、三次元座標系のＺ軸方向へ
、レール４１とスライダ４２とからなる直動ガイドの作
用下で往復運動させることができ、また、支持フレーム
４０に、第４図（ｃ）に示すように、ブラケット４３を
介して取付けたサーボモータ４４は、そこに、プーリお
よびタイミングベルトを介して連結したねじ軸４５と、
作業手段取付フレーム４６に固定されて、ねじ軸４５に
螺合するボールナツト４７との協働作用に基づき、レー
ル４８とスライダ４９とからなる直動ガイドの作用下で
、作業手段取付フレーム４６を、組立てられる車体３に
対する進退方向、すなわちＸ軸方向へ、アプローチ軸５
とは別個に往復振動させることができる。

そしてここでは、作業手段取付フレーム４６に、サイド
シルアウタ−パネル５０の上部フランジ５０ａを位置決
めするロケータ５１を、第５図に示すところから明らか
なように、それの進出方向へ突出させて取付けるととも
に、このロケータ５１に隣接して位置し、サイドシルア
ウタ−パネル５０の上部フランジ５０ａを、サイトシル
インナーパネル５２の上部フランジ５２ａに溶接する溶
接ガン５３を取付ける。

また、他方のサーボモータ３８は、そこに連結したねじ
軸５５を、作業手段取付フレーム５６に固定したボール
ナツト５７に螺合させることにより、これもまた、ブラ
ケット３６に敷設したレール５８と、作業手段取付フレ
ーム５６に固定されて、レール５８に掛合するスライダ
５９とからなる直動ガイドの作用下で、その作業手段取
付フレーム５６を、上下方向、すなわち、Ｚ軸方向へ往
復運動させることができる。

このようにして作動される作業手段取付フレーム５６に
は、第５図に示すところから明らかなように、エンコー
ダ付きのサーボモータ６０によって駆動される回転軸６
１を設け、そして、この回転軸６１に、中間部を固定し
た揺動レバー６２の先端部には、ロケータ５１の真下に
位置して、サイドシルアウタ−パネル５０の下部フラン
ジ５０ｂを位置決めするロケートリンク６３の下端部を
枢支し、また、その後端部には、固定プレート６４に当
接するストッパ６５を設ける。

なおここで、ロケートリンク６３の、位置決めに寄与す
る上端部分には、固定プレート６４に、ブラケットを介
して枢支したリンク６６の遊端部分を枢支し、このリン
ク６６と、ロケートリンク６３と、揺動レバー６２とで
平行リンク機構を構成する。このことによれば、揺動レ
バー６２の揺動運動に基づいて、ロケートリンク６３を
昇降変位させるに際し、そのロケートリンク６３の位置
決め表面を、垂直方向へ延在させた姿勢にて、平行変位
させることができ、これがため、その位置決め表面は、
各種寸法のサイドシルアウタ−パネル５０の下部フラン
ジ５０ｂに、常に適正に当接することができる。

さらにここでは、ロケートリンク６３に、ブラケット６
７を介して、Ｙ軸方向へ大きく突出するアーム６８を取
付け、このアーム６８の先端部に、サイドシルアウタ−
パネル５０の下部フランジ５０ｂを、サイトシルインナ
ーパネル５２の下部フランジ５２ｂに溶接する溶接ガン
６９を取付る。

このように構成してなる作業装置によって、サイドシル
アウタ−パネル５０の位置決めと、それの、サイドイン
ナーパネル５２への溶接とを行う場合には、ロボットベ
ース８およびアプローチ軸５の適宜なる進退状態で、そ
れぞれのサーボモータ３７゜３８を作動させることによ
り、ロケータ５１を、位置決めされるサイドシルアウタ
−パネル５０の、上部フランジ５０ａと対向する位置に
、また、ロケートリンク６３の位置決め表面を、そのサ
イドシルアウタ−パネル５０の下部フランジ５０ａの近
傍位置にそれぞれもたらすとともに、ロケータ５１に隣
接して位置する溶接ガン５３の、画電極チップを、それ
ぞれのパネル５０．５２の上部フランジ５０ａ、　５２
ａを隔てて、そして、ロケートリンク６３に取付けた溶
接ガン６９の両電掘チップを、パネル５０．５２の下部
フランジ５０ｂ、　５２ｂを隔ててそれぞれ位置させ、
次いで、作業手段取付フレーム４６を進出作動させて、
ロケータ５１の位置決め表面で、サイドシルアラクーパ
ネル５０の上部フランジ５０ａを所定位置に位置決めす
る一方、サーボモータ６０の作動に基づ（揺動レバー６
２の揺動運動によって、ロケートリンク６３の位置決め
表面で、パネル５０の下部フランジ　５０ｂを所定位置
に位置決めする。そしてその後は、それぞれの溶接ガン
５３．６９の電極チップで、位置決め状態にあるそれぞ
れの上部フランジ５０ａ、　　５２ａおよび下部フラン
ジ５０ｂ、　５２ｂを挟持して、それらの相互の？立接
をもたらす。

ここで、この発明では、以上に述べたロボットの他、溶
接ガンだけを具えるロボット、ロケートピンだけを具え
るロボットなどの種々のロボット４をフレーム２に取付
けるに際し、前述したように、各アプローチ軸５を、フ
レーム２の外側から内側へ突出させることにより、それ
ぞれのロボット４の、作業装置、車体３に対する作業部
位などの相違に起因する、それぞれのアプローチ軸５の
、長さ、進退ストローク量その他の相違を、フレーム２
の外側にて吸収することが可能となるので、車体組立装
置を、従来技術に比して著しく小型化することができ、
併せて、ロボット４の所要の作業精度をもたらすに必要
なフレーム２の剛性を、これもまた従来技術に比し、大
きく低減することができる。

しかもここでは、溶接ロボットをも、直交座標型のロボ
ットとし、そして、そのロボット４においてもまた、ア
プローチ軸５を、フレーム２の外側から内側へ突出させ
てフレーム２に取付けることにより、溶接ロボットをフ
レームの外側に取付ける従来技術に比し、装置のより一
層の小型化を実現することができ、また、関節型の溶接
ロボットと、他のロボットとの干渉を防止するための余
分なスペースをフレーム内に確保することが不要になる
とともに、複数台のロボット４の、干渉防止のための特
別の移動径路および移動順序を設定することが不要とな
る。

そしてまた、フレーム２へのロボット４の取付けに際し
、レール６およびねじ軸９を複数台のロボット４に共用
した場合には、それらの取付精度およびフレーム２の加
工精度を確保することにて、複数台のロボット４の取付
精度、ひいては、作業精度を、容易に所期した通りのも
のとすることができる。

（発明の効果） かくして、この発明によれば、車体組立装置の全体を十
分小型化することができるとともに、フレームの剛性を
有効に低減してなお、所期した精度を十分に確保するこ
とができる。

加えて、溶接ロボットを、他のロボットと同様にしてフ
レームに取付けられる直交座標型ロボットとすることに
より、ロボット相互の干渉を防止するための余分な空間
、時間などを不要ならしめることができる。

【図面の簡単な説明】

第１．２図は、それぞれ、この発明の装置を例示する部
分断面正面図および側面図、 第３図は、−の種類のロボットを例示する側面図、 第４．５図はそれぞれ、他の種類のロボットの作業装置
部分を例示する図である。 １・・・搬送装置　　　　　　２・・・フレーム３・・
・組立てられる車体　　４４１．ロボ２．ト５・・・ア
プローチ軸 特許出願人　日産自動車株式会社 第４閃 （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、搬送装置（１）を囲繞して配設したフレーム（２）
   に複数台のロボット（４）の全てを取付け、これらの各
   ロボットのフレームの内側にて組立てられる車体（３）
   に対して進退運動を行うアプローチ軸（５）を、前記フ
   レームの外側から内側へ突出させたことを特徴とする車
   体組立装置。