JPH0218274B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、自動車組立ラインにおける車体の
作業装置に関し、さらに詳しくは、例えば車室内
のシーリング作業を車体の連続搬送中において自
動的に行うようにした作業装置に関する。

従来の技術とその問題点 自動車の組立工程においては、ボデイパネルの
合わせ目から浸水するのを防ぐため、溶接完了後
に上記ボデイパネルの合わせ目に沿つてシール剤
を塗布する工程が必要とされる（例えば「自動車
工学全書第19巻自動車の製造法」、（昭55.4.20）、
山海堂、P168参照）。そのため、とりわけ車室内
側のシーリング作業は従来は次のような方法法で
行われていた。

すなわち、実際にはドア等のメタル部品を車体
に組み付けるメタル工程の後にシーリング作業が
行われ、メタルラインそのものは自動車の車体を
所定の速度で連続して搬送するいわゆるコンテイ
ニアスタイプの搬送コンベアを中心として構成さ
れているが、上記のシーリング作業に対応するた
めにこのコンテイニアスラインとは別に、一工程
づつ間欠的な搬送が可能なリフト＆キヤリーコン
ベアまたはプレーンシヤトルコンベアを主体とす
るタクトラインを設置するとともに、このタクト
ラインの両サイドに床置定置式のシーリング作業
用の産業用ロボツトを設置し、車体が静止した状
態で前記産業用ロボツトに持たせたシーリングガ
ンにより所定のシーリング作業を行うようにして
いる。

ここで、シーリング作業に際して車体搬送ライ
ンをコンテイニアス運転システムからタクト運転
システムに変換して定置式ロボツト作業としてい
るのは、そもそも産業用ロボツトを移動する車体
に追従させることは困難で、またコンテイニアス
ラインにおける車体搬送用の台車の精度、および
該台車に対する車体の位置決め精度の再現性が悪
く、産業用ロボツトとの協働による反復作業が困
難であるからである。

ところが、上記のようなタクト運転システムに
よるシーリング作業装置にあつては、シーリング
工程の前後のコンテイニアスラインとは別に違つ
た形式のタクトラインを設置しなければならず、
しかもタクトラインにはその前段のコンテイニア
スラインからタクトラインに車体を投入するため
のローテイング装置ならびにタクトラインからそ
の後段のコンテイニアスラインに車体を移載する
車体取り出し用のアンローデイング装置を付帯さ
せなければならないために占有面積が大きく、ま
た設備投資の面でも著しく不利になるという不具
合がある。

発明の目的 この発明は以上のような点に鑑みてなされたも
ので、従来のように別のタクトラインを設置する
必要がなく、コンテイニアスラインでの車体の連
続搬送中において、台車の精度や該台車に対する
車体の位置決め精度の影響を受けることなくシー
リング作業等の所定の作業を行うことができるよ
うにした自動車組立ラインにおける車体の作業装
置を提供することを目的としている。

発明の構成 この目的のため本発明の作業装置においては、
車体を搭載して該車体を所定速度で連続して搬送
するフロアタイプの車体搬送コンベアと、可搬式
でかつ折り畳み可能であつて、ロボツトアーム先
端には車体に対して所定の作業を施す作業具を備
えるとともに、車室内に投入されることで車体の
一部を基準部として該車体に対し自律的に位置決
めされるセルロケート機能を備えた作業ロボツト
と、車体搬送コンベアに隣接して設けられるとと
もに車体と同期走行可能であつて、前記作業ロボ
ツトを支持して該作業ロボツトを車室内に投入す
るローダと、車体搬送コンベアべ隣接し車体搬送
方向において前記ローダよりも下流側に設けられ
るとともに車体と同期走行可能であつて、所定の
作業を終えた作業ロボツトを車室内から取り出す
アンローダと、前記車体搬送コンベアと平行して
設けられ、アンローダが取り出した作業ロボツト
を受け取つてこの作業ロボツトをローダ側に帰還
させるリターンコンベアとを備えたことを特徴と
している。

作 用 以上の構成によれば、車室内に対する作業ロボ
ツトの投入から所定の作業の遂行ならびに作業ロ
ボツトの取り出しまでの一連の作業が車体の連続
搬送中において行われることになる。しかも、作
業ロボツトは車体の一部を基準として位置決めさ
れるので、車体搬送用の台車の精度や該台車に対
する車体の位置決め精度が問題となることはな
い。

実施例 以下、この発明のより具体的な実施例を先の車
室内シーリング作業用の作業装置を例にとつて図
面に基づき説明する。

第１図〜第４図はこの発明の第１の実施例を示
す図である。図において、１はコンテイニアスタ
イプの車体搬送ラインの中心となるフロアタイプ
の車体搬送コンベア、２は車体搬送コンベア１を
取り囲むように設けられた門形の機枠で、車体搬
送コンベア１の走行部位としての台車３にはその
治具Ｊの上に車体Ｂが位置決めされて搭載されて
おり、台車３が例えば図示外のチエーンに牽引さ
れて所定速度で連続的に走行することで車体Ｂが
搬送される。ここで、車体搬送コンベア１として
は必ずしも台車方式のものである必要はなく、車
体を連続的に搬送できるものであれば台車方式以
外のコンベアを用いてもよい。

４は機枠２内に配設されて該機枠２よりブラケ
ツト２７を介して吊り下げられた門形の可動フレ
ームで、この可動フレーム４は第４図に示すよう
に機枠２に設けたガイドレール５に案内されて走
行できるようにしてある。より詳しくは、可動フ
レーム４の下端には左右それぞれ２つづつ（第１
図）の同期結合装置６（詳細な図示は省略したが
シリンダ等により進退して台車３の側部に係合可
能な部材を可動フレーム４に取り付ける公知のタ
イプのものが使用できる）が設けられており、こ
れらの同期結合装置６が作動して台車３側と機械
的に結合されることで可動フレーム４は台車３と
同期して走行する。

そして、可動フレーム４の両側部には第２図お
よび第４図に示すようにドアＤを自動的に開閉す
るためのドア開閉装置７が設けられている（ただ
し、第２図では片側のみ図示してある）。このド
ア開閉装置７はピラー部等のシーリング作業の際
にドアＤが障害にならぬように予め開いておく一
方で作業完了後に再びドアＤを閉じるためのもの
で、第２図および第４図に示すように先端にバキ
ユームカツプ２８を装着したリンク２９ａをシリ
ンダ２９の作動により回転運動させることでドア
Ｄを自動開閉する構造となつている。

８は第１図に示すように機枠２の始端部寄りの
上部に設けられたロボツト投入用のローダ、９は
同じく機枠２の終端部寄りの上部すなわちローダ
よりも下流側に設けられたロボツト取り出し用の
アンローダである。ローダ８は、自走機能を有す
るキヤリア１１に案内支持されて車体Ｂの走行方
向と同方向に走行可能であると同時に、テレスコ
ピツクタイプの垂直軸１２ｃの存在により上下動
可能で、かつ該垂直軸１２ｃを回転中心として旋
回可能となつている。そして、キヤリア１１は機
枠２に設けられたガイドレール１０に案内支持さ
れていて、このガイドレール１０に沿つてキヤリ
ア１１が車体搬送方向と直交方向（車幅方向）に
走行するようになつている。

ここで、ガイドレール１０は第３図に示すよう
に可動フレーム４との干渉を防止するために一部
が切除されて逃げ部５１が形成されているもの
の、キヤリア１１は多数のガイドローラ５２を備
えているために走行に際して上記の逃げ部５１が
障害となることはない。

可動フレーム４には、ガイドレール５との接触
に伴う回転子の回転によつて信号を発生するロー
タリーエンコーダ１３が設けられており、可動フ
レーム４の走行に併せてロータリーエンコーダ１
３から同期信号が発せられると、これを受けてキ
ヤリア１１に巻回されたチエーンＣがモータ５３
により駆動され、その結果としてチエーンＣに連
結されているローダ８がキヤリア１１に沿つて車
体搬送方向に同期走行することになる。そして、
ローダ８は後述するリターンコンベア１４ａまた
は１４ｂ上の作業ロボツト１５Ａまたは１５Ｂを
そのチヤツク部１２ａにて把握し、第１図および
第３図に示すようにフロントウインド開口部から
連続搬送中の車体Ｂ内に進入して車室内に作業ロ
ボツト１５Ａまたは１５Ｂを投入することにな
る。

ここで、ロータリーエンコーダ１３は上記の逃
げ部５１と対応する位置でガイドレール５と接触
することになるためにガイドレール５等とは干渉
しない。

一方、アンローダ９はガイドレール１０、キヤ
リア１１等とともにローダ８側と全く同一構成を
なし、第１図に示すように先にローダ８によつて
車室内に投入された作業ロボツト１５Ａまたは１
５Ｂを取り出す機能を有する。

車体搬送コンベア１の両サイドには第２図に示
すように作業ロボツト１５Ａまたは１５Ｂを帰還
させるためのリターンコンベア１４ａ，１４ｂが
並設されており、アンローダ９によつて車体Ｂか
ら取り出された作業ロボツト１５Ａまたは１５Ｂ
が前記リターンコンベア１４ａまたは１４ｂによ
つてローダ８側に帰還されるようになつている。

ここで、作業ロボツト１５Ａ，１５Ｂの詳細を
第５図および第６図をもとに説明すると、この作
業ロボツト１５Ａ，１５Ｂは可搬式で、かつ折り
畳み可能に構成されている。同図に示すように作
業ロボツト１５Ａ，１５Ｂは、略井桁状に形成さ
れたフレーム１６と、このフレーム１６の両側部
に設けられたスライドベース１７と、このスライ
ドベース１７に沿つて第５図の左右方向に走行可
能なピボツト部１８と、ピボツト部１８の軸心Ｏ
を中心として旋回可能なスライドベース１９と、
このスライドベース１９に沿つて第５図の左右方
向に走行可能で、かつ軸心Ｏを中心として旋回可
能なチルトブロツク部２０と、チルトブロツク部
２０の軸心Ｐを中心として回動可能なスイーベル
ブロツク部２１と、スイーベルブロツク部２１の
軸Ｑを中心として首振り旋回可能な作業具として
のシーリングガン２２とから構成されており、全
体として６軸構成の二つのロボツトアーム２３を
有している。

また、フレーム１６の四隅部には図外のアクチ
ユエータのはたらきによつて回動する脚部２４が
設けられており、これらの脚部２４は第６図に一
点鎖線で示す位置まで回動させることで折り畳む
ことができる構成となつている。

このように、脚部２４を折り畳むとともにロボ
ツトアーム２３の各部をスライドあるいは回動さ
せて折り畳むことで作業ロボツト１５Ａ，１５Ｂ
は第５図に示すように平坦状に変形して車室内に
対する投入および取り出しを容易にする一方、第
６図に示すように脚部２４を開いて該脚部２４の
先端のロケート部２４ａを車体フロアに形成した
作業穴（例えば塗装用の水抜き孔）２５に係合さ
せることで、車体Ｂに対して作業ロボツト１５
Ａ，１５Ｂ全体が自律的に位置決めされるいわゆ
るセルフロケート機能を有している。

尚、第１図の２６は作業ロボツト１５Ａ，１５
Ｂの配線・配管群を案内・支持するケーブルベヤ
を示す。

次に、以上の構成に係る車室内シーリング作業
装置の一連の作用について説明する。ただし、本
実施例においては第２図に示すようにリターンコ
ンベア１４ａ，１４ｂを２台並設したのと併せ
て、作業ロボツト１５Ａ，１５Ｂも２台使用する
ものとし、第１図に示すように一方の作業ロボツ
ト１５Ａが車体Ｂ内に投入される過程では、他方
の作業ロボツト１５Ｂは先にシーリング作業が終
了した車体Ｂから取り出されてリターンコンベア
１４ｂによつてローダ８側に帰還されるようにす
る。つまり、２台の作業ロボツト１５Ａ，１５Ｂ
を交互に使用することでロスタイムの短縮化を図
つている。

先ず、台車３による連続搬送中の車体Ｂが可動
フレーム４と対応する位置に到達するまでは、可
動フレーム４は第１図に実線で示す位置よりもさ
らに右寄りで待機している。そして、車体Ｂが所
定位置に達したことを図外のセンサーが検知する
と、同期結合装置６が作動して可動フレーム４と
台車３とが機械的に連結される。これにより、可
動フレーム４は台車３の駆動力によつて該台車３
と同期して走行を開始する。そののち、ドア開閉
装置７が作動してドアＤを開くことになる。な
お、可動フレーム４が走行する際には第２図のア
シストシリンダ５４によつても可動フレーム４を
引つ張る方向のアシスト力が与えられ、これによ
つて台車３と可動フレーム４との同期走行中にお
けるサージング現象が防止される。

一方、ローダ８は、第１図および第３図に示す
ようにリターンコンベア１４ａから折り畳み状態
にある一方の作業ロボツト１５Ａを受け取つてそ
のチヤツク部１２ａに保持して車体搬送コンベア
１の真上で待機しており、上記のように車体Ｂと
可動フレーム４とが同期走行を開始するのと同時
にローダ８もまた同期走行を開始し、作業ロボツ
ト１５Ａを車体Ｂのフロントウインド開口部から
車室内に投入する。

この時、前述したように、一方の作業ロボツト
１５Ａの投入作業およびそれに続くシーリング作
業と併行して、その前に既にシーリング作業が終
了した車体Ｂから他方の作業ロボツト１５Ｂを取
り出す作業がアンローダ９によつて行なわれてお
り、アンローダ９によつて取り出された他方の作
業ロボツト１５Ｂはリターンコンベア１４ｂによ
つてローダ８側に帰還されて待機することにな
る。

次いで、作業ロボツト１５Ａがローダ８に保持
されたままの状態で車室内の所定位置まで搬入さ
れると脚部２４が回動して開脚し、第６図に示す
ように脚部２４のロケート部２４ａが車体フロア
Ｆの作業穴２５に係合することで、車体Ｂに対し
て作業ロボツト１５Ａが位置決めされる。そし
て、作業ロボツト１５Ａが位置決めされるとロー
ダ８は作業ロボツト１５Ａを開放して車体Ｂのフ
ロントウインド開口部から脱し、さらにローダ８
を支持しているキヤリア１１がガイドレール１０
に沿つてリターンコンベア１４ｂの真上まで移動
して待機する。つまり、第１図に示すようにキヤ
リア１１の右端部に位置していたローダ８がキヤ
リア１１の左端部まで移動する間に作業ロボツト
１５Ａの投入作業を終えて、キヤリア１１に可動
フレーム４が接近するまでの間にキヤリア１１が
車体搬送コンベア１の真上からリターンコンベア
１４ｂの真上まで退避するように設定されている
ので、キヤリア１１と可動フレーム４とは干渉し
ない。

一方、車体Ｂ内に位置決めされた作業ロボツト
１５Ａは第６図に示すようにスライトベース１９
を中心としたロボツトアーム２３が下方に回動す
ることでシーリングガン２２が車体フロアＦと対
向するかたちとなり、予め教示された位置データ
に沿つて移動して車室内の所定のシーリング作業
を実行する。

尚、これらの動作は全て車体Ｂの走行中におい
て行なわれることは言うまでもない。

以上のように、シーリングガン２２によるシー
リング作業が終了すると、ロボツトアーム２３が
上方に旋回して第５図のように初期状態となると
ともに、車体搬送コンベア１の真上で待機してい
たアンローダ９が車体Ｂと同期走行を開始し、ア
ンローダ９が車室内に進入して作業ロボツト１５
Ａを支持する。そして、作業ロボツト１５Ａがア
ンローダ９に支持されると、脚部２４が上方に回
動して折り畳まれ、作業ロボツト１５Ａはアンロ
ーダ９により車体Ｂから取り出されてリターンコ
ンベア１４ａに移載された上、ローダ８側に戻さ
れる。同時に、ドア開閉装置７がドアＤを閉じる
とともに同期結合装置６による台車３と可動フレ
ーム４との同期結合が解除され、可動フレーム４
はアシストシリンダ５４の送動作により高速にて
ローダ８側に帰還する。

これと併行して、先の他のリターンコンベア１
４ｂ上で待機していた他方の作業ロボツト１５Ｂ
はローダ８により支持されるとともに、上記のよ
うに可動フレーム４の帰還を待つて車体搬送コン
ベア１の真上まで移動し、次なる車体Ｂ内に投入
されて以後は上記と同様の動作を繰り返す。

以上のように、２台の作業ロボツト１５Ａ，１
５Ｂの投入・取り出しを交互に行なうことで、台
車３とともに連続走行中の車体Ｂのそれぞれにつ
いてシーリング作業を施すことになる。

第７図〜第１０図はこの発明の第２の実施例を
示すもので、第１実施例と実質的同一部分には同
一符号を付してその詳細な説明は省略するものと
する。この実施例において第１実施例と主に異な
る点は、第１実施例におけるシーリング作業用の
作業ロボツト１５Ａ，１５Ｂが車体フロアＦに対
して位置決めされる方式であつたのに対し、本実
施例においては車体の前方横架部材たるカウルト
ツプパネルおよび後方横架部材たるリアパーセル
シエルフを位置決め基準部として作業ロボツトを
位置決めするようにしたものである。

第７図〜第１０図において、４１はキヤリア、
４８はローダ、４９はアンローダ、３５Ａおよび
３５Ｂは作業ロボツトである。シーリング作業用
の作業ロボツト３５Ａ，３５Ｂは、車体Ｂのカウ
ルトツプパネルCtとリアパーセルシエルフRp間
に架橋可能な長さを有するバー状の基体３０を中
心として構成され、この基体３０の両端部にカウ
ルトツプパネルCtおよびリアパーセルシエルフ
Rpのエツジ部に係合可能な位置決めブロツク３
１，３２を取着するとともに、先端に作業具とし
てのシーリングガン３４を備えたロボツトアーム
３３を設けてある。そして、このロボツトアーム
３３は基体３０に沿つて移動する機能や該ロボツ
トアーム３３を旋回させる機能等を含めて複数の
軸構成をなし、第７図と第１０図とを比較すると
明らかなように折り畳んで変形させることができ
る。

一方、ローダ４８およびアンローダ４９は、第
７図に示すようにそのチヤツク部５０にて作業ロ
ボツト３５Ａまたは３５Ｂの基体３０を片持ち状
態で支持する構成となつており、車体Ｂに作業ロ
ボツト３５Ａまたは３５Ｂを投入する場合および
取り出す場合のいずれの場合にも、第１実施例と
異なりローダ４８およびアンローダ４９が車体Ｂ
を追いかけるようにして該車体Ｂのリアウインド
開口部側から作業ロボツト３５Ａまたは３５Ｂの
投入および取り出しを行なうように構成されてい
る。尚、２台の作業ロボツト３５Ａ，３５Ｂを交
互に使用している点については第１実施例の場合
と同様である。

したがつて、以上の構成に係る第２実施例によ
れば、車体Ｂが所定位置に到達して可動フレーム
４と同期走行を開始するのとほぼ同時に、リター
ンコンベア１４ａ上の作業ロボツト３５Ａを支持
した上で車体搬送コンベア１の真上まで移動して
車体Ｂの後方で待機していたローダ４８が車体Ｂ
を追いかけるようにして同期走行を開始し、該ロ
ーダ４８に支持されている一方の作業ロボツト３
５Ａを車体Ｂ内に投入する。そして位置決めブロ
ツク３１，３２がカウルトツプパネルCtおよび
リアパーセルシエルフRpのエツジ部にそれぞれ
係合することで車体Ｂに対する作業ロボツト３５
Ａの位置決めが行なわれ、またドア開閉装置７に
よつてドアＤが開かれる。

作業ロボツト３５Ａの位置決めが完了すると、
ローダ４８は作業ロボツト３５Ａを車室内に残し
て車体後方に退避し、さらにキヤリア４１ごとリ
ターンコンベア１４ｂの真上まで移動して待機す
る。一方、作業ロボツト３５Ａは第１０図に示す
ようにそのロボツトアーム３３が下方に回動して
車室内の所要位置にシーリングガン３４によりシ
ーリングを施す。

シーリング作業が完了すると、それまでリター
ンコンベア１４ｂの真上で待機していたアンロー
ダ４９がキヤリア４１ごと車体搬送コンベア１の
真上まで移動した上で車体Ｂを追いかけるように
して同期走行を開始し、リアウインド開口部から
車室内に進入して作業ロボツト３５Ａを取り出し
た上でキヤリア４１ごとリターンコンベア１４ａ
の真上まで移動して、その作業ロボツト３５Ａを
リターンコンベア１４ａに移載する。そして作業
ロボツト３５Ａはリターンコンベア１４ａにより
ローダ４８側に戻され、以後は上記と同様の動作
を繰り返す。

尚、上記の各実施例においては２台の作業ロボ
ツトを交互に使用するようにしているが、１台の
作業ロボツトを連続して使用するようにしてもよ
く、また本発明はシーリング作業のみならず例え
ば車室内外のバリ取り、各種研摩等の作業にも応
用できるものである。

発明の効果 以上のようにこの発明によれば、従来のように
タクト運転による別のラインを設ける必要がない
ので、設備投資が少なくて済み、またスペース的
にも著しく有利となるほか、既存のコンテイニア
スタイプのラインに改良を加えるのみで実施でき
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す正面説明
図、第２図は第１図の平面説明図、第３図は第２
図の−線に沿う断面矢視図、第４図はシーリ
ング作業状態を示す説明図、第５図は作業ロボツ
トの折り畳み状態を示す平面図、第６図は同じく
作業ロボツトのシーリング作業時の側面図、第７
図はこの発明の第２の実施例を示す正面説明図、
第８図は第７図の平面説明図、第９図は第８図の
−線に沿う断面矢視図、第１０図はシーリン
グ作業状態を示す説明図である。 １……車体搬送ライン、３……台車、６……同
期結合装置、８，４８……ローダ、９，４９……
アンローダ、１４ａ，１４ｂ……リターンコンベ
ア、１５Ａ，１５Ｂ，３５Ａ，３５Ｂ……作業ロ
ボツト、２２，３４……シーリングガン（作業
具）、２３，３３……ロボツトアーム、２４……
脚部、２５……作業穴、３１，３２……位置決め
ブロツク、Ｂ……車体、Ｆ……車体フロア、Ct
……カウルトツプパネル、Rp……リアパーセル
シエルフ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車体を搭載して該車体を所定速度で連続して
   搬送するフロアタイプの車体搬送コンベアと、 可搬式でかつ折り畳み可能であつて、ロボツト
   アーム先端には車体に対して所定の作業を施す作
   業具を備えるとともに、車室内に投入されること
   で車体の一部を基準部として該車体に対し自律的
   に位置決めされるセルロケート機能を備えた作業
   ロボツトと、 車体搬送コンベアに隣接して設けられるととも
   に車体と同期走行可能であつて、前記作業ロボツ
   トを支持して該作業ロボツトを車室内に投入する
   ローダと、 車体搬送コンベアに隣接し車体搬送方向におい
   て前記ローダよりも下流側に設けられるとともに
   車体と同期走行可能であつて、所定の作業を終え
   た作業ロボツトを車室内から取り出すアンローダ
   と、 前記車体搬送コンベアと平行に設けられ、アン
   ローダが取り出した作業ロボツトを受け取つてこ
   の作業ロボツトをローダ側に帰還させるリターン
   コンベア、 とを備えたことを特徴とする自動車組立ラインに
   おける車体の作業装置。 ２ 作業ロボツトは折り畳み可能な複数の脚部を
   有し、この脚部が車体フロアに形成した作業穴に
   係合することで車体に対する作業ロボツトの位置
   決めがなされるようにしたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の自動車組立ラインにおけ
   る車体の作業装置。 ３ 作業ロボツトは車室内の前方横架部材と後方
   横架部材との間に架橋的に配設されて、この前方
   横架部材と後方横架部材とを基準として車体に対
   する位置決めがなされるようにしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の自動車組立ライ
   ンにおける車体の作業装置。