JPH02250737A - 流れ生産路における車体位置決め装置 - 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〕 本発明は、自動車を流れ生産する生産ラインにおいて車
体を加工作業機械、例えば、溶接ロボットやレーザーロ
ボット等による作業セル内の所定作業位置に静止、位置
決めして車体を固定するための流れ生産路における車体
位置決め装置に関し、特に、上記産業用ロボット等を加
工機とする生産ラインにおき、複数の車種の被加工車体
がスキッドコンベア又は類似の車体支持コンベアで搬送
ラインに沿って搬送される過程で上記作業セルを通過す
るとき、その車体の車種を識別すると共に位置決め、固
定し、車種の違いに応じた所定の加工作業を加工機であ
る産業用ロボットにより遂行し得るようにした汎用度の
高い流れ生産路における車体位置決め装置に関する。

〔従来技術〕

自動車の生産ラインはスキッドコンベア、シャトルコン
ベア等を用いて被加工車体を加工に適した速度で搬送し
、生産ライン沿いに設けた種々の加工作業ステージ、例
えば、溶接、シール等の加工や部品や装置類の組立等の
各別の加工作業ステージに達したとき、固定治具上に被
加工車体を固定し、所定の作業を遂行する方式により、
−貫した生産ラインとして組立てられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

然しなから、自動車の生産ラインに需要に応じて種々異
なる被加工車体が前後、渾然として搬送され、車種別に
所定の加工作業を遂行しなければならない場合がある。

即ち、上述した一貫した生産ラインでは車種を統一し、
成る一定の車種に対する生産ラインとして設計され、設
備されるために、異なる車種の被加工車体を前後渾然と
して搬送させたのでは、加工作業を遂行することは不可
能である。例えば、車種が異なると被加工車体を固定装
置上に固定するクランプ治具を備えた位置決め装置は、
適正に位置決め機能を果たし得ないため、正確に被加工
車体を固定できず、故に、産業用ロボットから成る自動
加工機械等は、ロボット制御装置により制御されても所
定の加工作業や組立作業を正確に遂行できない問題があ
る。

依って、本発明の目的は、斯かる従来の生産ラインにお
ける問題を解消し、複数種の車種の被加工車体を任意に
コンベアで搬送しても、その車種を識別し、識別結果に
応じて産業用ロボットから成る加工機や組立機が、各車
体に予め定めた規定の加工作業を遂行可能とする流れ生
産ラインにおける車体位置決め装置を提供せんとするも
のである。

本発明の他の目的は、被加工車体の車種、その他の加工
条件の変化に応じて加工作業セルの増設したり、取り外
したりすることが生産ラインを停止することなく、実行
できる商況用度の流れ生産ラインにおける車体の位置決
め装置を提供することにある。

位置に位置決めして加工機により所望の加工作業を行う
流れ生産路における車体位置決め装置において、上記コ
ンベアで搭載、搬送される任意車種の被加工車体の車種
別を上記作業セルの手前位置で予め検知、識別する車種
識別手段と、上記コンベアで搭載、搬送された被加工車
体を上記作業セルの所定位置において上記コンベアの搬
送支持面から上方に持ち上げるために該コンベア両側に
設けられたリフター装置と、上記リフター装置の前後に
隣接、配置され、上記車種識別手段の識別結果に応じて
該車体を上記リフター装置の持ち上げ位置で該識別され
た車種に対応して選択したクランプ治具により固定する
クランプ装置とを具備して構成された流れ生産路におけ
る車体位置決め装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上述の発明目的に鑑みて、車体支持台を有し
たコンベアで搬送される各種車種の被加工車体を搬送ラ
インに設置される作業セルの所定〔作用〕 上述した解決手段によれば、車体の種別に応じてクラン
プ装置のクランプ治具がしっかりとリフター装置上に車
体を固定、位置決めし、搬送面から持ち上げられた位置
で加工作業機械により、所定の加工作業を施し、加工終
了後には、再び搬送コンベア上に下ろして次工程へ搬送
させることができ、しかも、作業セルの必要に応じて増
設したり、削減することも可能で、この作業セルの増減
が、生産ラインを停止させることなく遂行できるのであ
る。以下、本発明を実施例に基づいて、更に詳細に説明
する。

〔実施例〕

第１図は、本発明による車体位置決め装置を備えた車体
の流れ生産路における作業セル部分及びその前後部分を
示した平面図、第２図は■−■線方向から見た作業セル
とその前後の生産路における配置を示した正面図、第３
図は第１図の■−■線方向から見た、作業セルを通過中
のスキッドコンベアの両側における加工機等の配置状態
を示したＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図、第４図はリフター装
置とクランプ装置とを具備した車体位置決め装置の拡大
正面図、第５図は更に、クランプ装置の拡大正面図、第
６図は作業セルにおける位置決め装置の作用を説明する
タイムチャート図である。

第１図から第３図を参照すると、本実施例では、スキッ
ドコンベア１２を車体の流れ生産路における搬送手段の
具体例とした場合を示しており、本例では第１図の右側
から左側へスキッドコンベア１２が、その支持材上に種
々の車種の被加工車体１４を搭載、支持して例えば、床
面等の一定走路面沿いに搬送し、１つの作業セル１６を
通過する間に産業用ロボットの構造を有した複数の加工
作業機１８、例えば、溶接ロボット、シールロボット、
組立てロボット等によって所定の加工作業を施して、次
工程へ再び搬送する構成を有している。

即ち、スキッドコンベア１２は車種の違いによる被加工
車体１４０寸法に関わり無く、これらを搭載して搬送す
る汎用度の高い搬送手段として形成されている。

第１図から明らかなように、本実施例では、作業セル１
６の領域にふいて、スキッドコンベア１６の両側に２台
の産業用ロボット１８を１対とじて合計４対の産業用ロ
ボット１８が配置されている。

勿論、これらの産業用ロボット１８の台数や組合せは、
加工作業内容に応じて選定されるもので、第１図の図示
例は、単に、１実施例である。加工作業機を構成するこ
れらの産業用ロボット１８はロボット制御装置２０とイ
ンターフェース装置２２により隣接ロボット１８と協動
することにより、予めプログラムされた加工作業プログ
ラムに従って一定の車体加工作業を遂行する制御構成に
あり、産業用ロボット１８、ロボット制御装置２０１イ
ンターフエース装置２２自体は従来より、この種の車体
流れ生産の分野で利用されている周知の機械、装置類で
ある。

さて、作業セル１６においては、上述した産業用ロボッ
ト１８によって搬送されてきた各被加工車体１４に加工
作業を遂行するとき、−旦、同車体１４をスキッドコン
ベア１２の支持材面から産業用ロボット１８による加工
作業に適した作業高さ位置レベルへ持ち上げ、その位置
で固定静止状態に位置決めされる必要がある。しかも、
車種が種々異なる場合にも、その車種の違いに対応して
作業用ロボット１８による加工作業が異常なく、加工作
業を遂行し得るような位置決めが達成されなけれればな
らない。

依って、本実施例では、作業セル１日内に、スキッドコ
ンベア１６の両側に、被加工車体１４を搬送面に対して
昇降させる左右一対の２台のリフター装置２４と、搬送
面の左右両側において、該リフター装置２４の前後に配
置されて被加工車体１４を固定する各１対、合計４台の
クランプ装置３６とから構成される装置決め装置４０が
設けられている。即ち、同位置決め装置４０は、スキッ
ドコンベア１２から成る搬送手段の左右両側から搬送路
内を伺うようにして設けられ、従って、スキッドコンベ
ア１２の自由走行を妨げることがないようにして被加工
車体１４の位置決めを行う装置として設けられている。

上記リフター装置２４は、作業セル１６内に前後に２組
設けられ、故に、対応してクランプ装置３６も４台を１
組にして、２組が設けられ、２台の被加工車体１４に同
時進行で複数の産業用ロボット１８により加工作業を行
うことが可能に設けられている。

上記リフター装置２４は、各々が流体シリンダ装置２６
（第３図参照）で上下に伸長、収縮するリンク機構２８
と該リンク機構２８の頂部に載置、固定された支持板３
０とを備え、当該支持板３０上に設けた位置決め突起３
２を被加工車体１４の最下面に係合させて持ち上げたり
、下ろしたりすることが可能な構造を有している。

また、上記リフター装置２４と協動して被加工車体１４
をリフター装置２４の支持板３０上に不動に固定する上
記クランプ装置３６は、車種の違いに対応して選択使用
される複数のクランプ治具３８を有し、この実施例では
、各クランプ装置３６が、４つのクランプ治具３８を備
え、４車種の被加工車体１４に対して選択的に何れか１
つのクランプ治具３８が用いられて被加工車体１４を固
定する構成になっている。

ここで、第４図と第５図を参照すると、被加工車体１４
０片側を支持するリフター装置２４と、その前後に配置
された２台のクランプ装置３６が拡大図示されている。

リフター装置２４は、その流体シリンダ装置２６の作動
に従って被加工車体１４の底面を支持しながら昇降する
構造を有して参り、流体シリンダ装置２６の作動タイミ
ングは作業セル１６内に配置した適宜の車体検知手段、
例えば、リミットスイッチにより被加工車体１４を検知
したとき、作動させるようにすれば良い。

なお、リフター装置２４は、第４図に点線で図示された
下降位置、及び実線で図示された中間上昇位置、最も高
い上昇位置の３位置を占めるように設けられており、こ
れらの位置における作用に就いては後述する。

クランプ装置３６の４つのクランプ治具３８は既述のよ
うに、車体車種の違いに対応して高精度のクランプ作用
を付与するように形成されているが、各クランプ治具３
８は、流体シリンダ４１のピストン桿４２の先端に枢着
された可動クランプ４４と、この可動クランプ４４と対
向して配置された静止クランプ４６とにより車体１４の
下縁の適所を固定する構成にあり、車種に応じて予め適
正に選定された車体下縁部を挟持するように４種類のク
ランプ治具３８が用意されているが、車種の違いによる
クランプ治具３８の違いは、可動クランプ４４と静止ク
ランプ４６との挟持部分の形状に若干の違いが有る点の
みであり、作用的には４つのクランプ治具３８は同じで
あると理解することができる。また、流れ生産路を搬送
される車種数から、必要に応じてクランプ治具３８の個
数を増減した構造にすることも可能である。上記可動ク
ランプ４４が静止クランプ４６に対して開閉動作すると
きには、流体シリンダ４１のピストン桿４２の進退動作
を検知する検知器、例えば、リミットスイッチ５６．５
８が設けられ、ピストン桿４２に取り付けた作動子５６
ａ、５８ａが、これらのリミットスイッチ５６ａ、５８
ａと係合、解離することにより、開閉状態が検出される
構成になっている。また、可動クランプ４４と静止クラ
ンプ４６とにより、ワークが挟持されているか否かは、
同じくリミットスイッチ６０により検出する構成が設け
られている。

更に、４つのクランプ治具３８は、スキッドコンベア１
２の走行方向に対して略垂直な軸線の周りに回転可能に
かつ略等間隔で設けられ、該軸線周りの回転（この回転
は、コンベア１２の搬送方向と平行な直線を含む平面内
における回転で第４図の矢印Ｒが回転方向を示す。）に
よって、各車種に対応したクランプ治具３８が選択され
るように成っている。このように、クランプ装置３６の
クランプ治具３８が車種の違いに応じて回転、選択され
るとき、上記のようにコンベア１２の搬送方向と平行な
直線を含む平面内における回転、つまり、矢印Ｒの回転
を行うことから、スキッドコンベア１２０両側に配置さ
れたクランプ装置３６のクランプ治具３８が回転すると
き、被加工車体１４の車幅が比較的狭い乗用自動車の車
体１４を固定するときにも、左右のクランプ装置３６の
クランプ治具３８が回転中に相互に干渉を起こすことも
なく、極めて有利である。なお、クランプ治具３８はク
ランプ装置３６の基台６２に対して載台６４がモータ６
６を駆動手段としてワークの車側に対し、接近または離
反することが可能に形成されており、非クランプ時には
ワークの車側から離れた位置に後退し、クランプ作用時
には車側へ接近するように成っている。

リフター装置２４０前後に設けた２台のクランプ装置３
６の間では、車体の長さ方向に充分に間隔があることか
ら両者の間にリフター装置２４を配置してさえも、これ
らの装置類が回転中に干渉を起こすことは無いのである
。

ここで、再び第１図を参照すると、スキッドコンベア１
２の搬送路にふいて、作業セル１６の直近、上流位置に
、車種識別手段として、例えば、発光素子５０と受光素
子５２とから成る車種検知器が設けられている。即ち、
車種の違いにより、受光素子５２の受光レベルが違うこ
とを判別し、この判別結果を示す電気信号を各加工作業
機である産業用ロボット１８のロボット制御装置２０や
インターフェース装置２２、更に、各リフター装置２４
やクランプ装置３６に送出し、車種の違いを各被加工車
体１４が作業セル１６に搬入される前に検知、識別する
構成に成っている。

また、作業セル１６の入口には通常は定速度で搬送走行
するスキッドコンベア１２を必要に応じて増速、早送り
させるモータＭが設けられ、被加工車体１４を作業セル
１６へ撮人する段階や加工作業後の車体１４が降下され
たとき、加速走行するため等に使用するように設けられ
ている。

上述した位置決め装置４０を備えた車体の流れ生産路の
作用を以下に、第１図、第２図と共に第６図に示すタイ
ムチャート図に従って説明する。

第１図、第２図において、次のように想定する。

即ち、作業セル１６は前段階の加工作業を終了して空の
状態にあり、次の２台の被加工車体１４が連続して搬入
される状態にあり、また、リフター装置２４は前段階の
加工作業の終了によって、下方に降下した状態にあるも
のとする。

先ず、作業セル１６内の床面から突出した被加工車体１
４のストッパ３３　（油圧又はエアーシリンダで作動す
るクランクベル型部材）が床面下に沈む（第６図■）。

次いで、前記モータＭの作用でスキッドコンベア１２が
早送り動作で作業セル１６内に搬入する（第６図■）。

この時点で、スキッドコンベア１２で搬送され、作業セ
ル１６の直前領域に停止していた２台の被加工車体１４
は、上述の発光素子５０と受光素子５２とから成る車種
識別手段により、車種判別され、その識別信号は作業セ
ル１６の各ロボット制御装置２０、インターフェース装
置２２、リフター装置２４、クランプ装置３６に転送さ
れている。

被加工車体１４が作業セル１６に搬入されると、２台の
車体１４の到着が既述の検知手段により、検知され、再
び、ストッパ３３が上昇してスキッドコンベア１２を停
止させる。この結果、スキッドコンベア１２が停止し、
同スキッドコンベア１２の両側の一対のリフター装置２
４が上昇する（第６図■）ことにより、各車体１４の下
底面は、該リフター装置２４の支持板３０で支持されて
所定の上昇位置に達し、次いで、同リフター装置２４の
突起３２　（これらの突起３２は被加工車体１４を左右
リフター装置の中央部に支持するためにシリンダ装置の
作動棹の先端にセンタリングジョー部材を備えた構造を
有し、シリンダ装置の作動で被加工車体１４を中央部に
位置決めする。）に係合し、作業セル１６内の中央位置
に位置決めされる（第６図■）。上記上昇位置でリフタ
ー装置２４か停止している間に、クランプ装置３６が車
側に接近し、クランプ作用が遂行される。このとき、リ
フター装置２４により上記上昇位置へ高く持ち上げられ
た状態にある車両１４　（第３図の左側半分）の下方で
各クランプ装置３６のクランプ治具３８が先ず、第２図
の右半分の矢印Ａに示すように車側に接近しく第６図■
）、予め、車側から離れた位置で第４図の矢印Ｒの方向
に回転することにより、識別された車種に対応した１つ
のクランプ治具３８を選択しているので（第６図■■）
、被加工車体１４の底部の定位置を該選択したクランプ
治具３８により挟持、固定する。次いで、リフター装置
２４は若干、下降動作して中間位置に停止し、第４図に
示したように、各被加工車体１４は前後、左右を４台の
クランプ装置３６でしっかりと固定されて（第６図■）
加工特機状態になる。

次いで、スキッドコンベア１２の両側に配置された複数
台の産業用ロボット１８が、対応するロボット制御装置
２０とインターフェース装置２２の制御に従って、相互
に協動した一定のプログラムによる加工作業を遂行する
（第６図■）。

加工作業が終了すると、ロボット制御装置２０からの終
了信号に応じて、リフター装置２４が上昇し、加工完了
後の車体１４を下から支持する。

ついで、クランプ装置３６が解除され（第６図■）、リ
フター装置２４は、最も高い上昇位置に達する（第６図
■）。従って、その間に左右の各クランプ装置３６が車
側から後退しく第６図■）、その後、リフター装置２４
は降下動作して加工処理が完了した車体１４を停止して
いるスキッドコンベア１２の支持材上に下ろす（第６図
０）。こうして、車体１４は、位置決め装置４０から解
放され、次工程への搬送待機状態となる。次にスキッド
コンベア１２が作動して、車体１４を作業セル１６から
搬出する。なお、各車体１４が作業セル１６で加工作業
機（ロボット１８）で加工作業を受けているときには、
スキッドコンベア１２は位置決め装置４０と干渉しない
から、自由に走行動作し、他の作業セルへの車体１４の
搬送、又、他の作業セルからの車体１４の搬出等を遂行
することができる。

上述の構成、作用を有した車体の流れ生産路によれば、
作業セルが搬送手段であるスキッドコンベアの両側に何
らの干渉がないように独立的な配置で設けられており、
指令信号に応じて車体を搬送路から作業に適した位置へ
位置決めし、所定の加工作業を車体に施す構成にあり、
しかも、車種の違いを識別しながら、所定の加工作業を
行うから、たとえ、スキッドコンベア又は類似の汎用搬
送手段で多種の車体を流しながら加工を施す場合にも、
混乱無く、所定の加工作業を遂行でき、しかも、加工作
業用産業用ロボットと位置決め装置とを備えた作業セル
は、簡単に増減設することができる。

〔発明の効果〕 以上の実施例の説明を通して理解できるように、本発明
によれば、被加工車体を搬送する搬送手段の両側から同
搬送手段と接触等の干渉を起こすことのないように搬送
路内を伺うことのできる位置決め装置が設けられるので
、これら位置決め装置は、搬送手段の作用中でも増設し
たり、除去したりすることが自由であり、多車種を１つ
の汎用搬送手段で流しながら生産する場合に、生産計画
に応じて、自由に生産路の構築と除去を行うことが可能
であると言う効果を得ることができる。

また、多車種の被加工車体が流れる工程でも、位置決め
装置のクランプ装置は、各車種に応じて正確な固定を達
成し、しかも、車種変更に応じてクランプ治具を選択す
る作業も車体下部で治具同士が干渉を起こすことの無い
配置がとられているため、多種車両の流れ生産を自動遂
行する場合の安全度を一役と向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による車体位置決め装置を備えた車体
の流れ生産路における作業セル部分及びその前後部分を
示した平面図、第２図は■−■線方向から見た作業セル
とその前後の生産路における配置を示した正面図、第３
図は第１図の■−■線方向から見た、作業セルを通過中
のスキッドコンベアの両側における加工機等の配置状態
を示した■−■線矢視図、第４図はリフター装置とクラ
ンプ装置とを具備した車体位置決め装置の拡大正面図、
第５図は更に、クランプ装置の拡大正面図、第６図は作
用説明用のタイムチャート図。 １２・・・スキッドコンベア、１４・・・被加工車体、
１８・・・産業用ロボット、２０・・・ロボット制御装
置、２２・・・インターフェース装置、２４・・・リフ
ター装置、３６・・・クランプ装置、３８・・・クラン
プ治具、４０・・・位置決め装置、５０・・・発光素子
、５２・・・受光素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、車体支持台を有したコンベアで搬送される各種車種
   の被加工車体を搬送ラインに設置される作業セルの所定
   位置に位置決めして加工機により所望の加工作業を行う
   流れ生産路における車体位置決め装置において、前記コ
   ンベアで搭載、搬送される任意車種の被加工車体の車種
   別を前記作業セルの手前位置で予め検知、識別する車種
   識別手段と、前記コンベアで搭載、搬送された被加工車
   体を前記作業セルの所定位置において前記コンベアの搬
   送支持面から上方に持ち上げるために該コンベア両側に
   設けられたリフター装置と、前記リフター装置の前後に
   隣接、配置され、前記車種識別手段の識別結果に応じて
   該車体を前記リフター装置の持ち上げ、位置で該識別さ
   れた車種に対応して選択したクランプ治具により固定す
   るクランプ装置とを具備して構成されたことを特徴とす
   る流れ生産路における車体位置決め装置。 ２、前記クランプ装置のクランプ治具は、複数の車種に
   対応した複数のクランプ治具を、前記搬送ライン方向と
   平行な線を含んだ面内で、該搬送ラインに略垂直な軸線
   周りに回転可能に保持して成り、前記面内で回転するこ
   とにより、前記車種識別手段で識別された車種に対応し
   たクランプ治具を選定して、車体を固定することを特徴
   とする特許請求の範囲１項に記載の流れ生産路における
   車体位置決め装置。 ３、前記リフター装置は、前記車体を下部から支持して
   上昇、下降が可能な支持板と、昇降用シリンダ装置から
   成る特許請求の範囲１又は２に記載の流れ生産路におけ
   る車体位置決め装置。