JPH05124549A - 自動車車体の組立装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 フロアＷ₁やルーフＷ₂を投入する組立ステー
ション２の両側部に、夫々外方の待機位置と内方の溶接
位置とに移動自在な可動フレーム８を設ける。該フレー
ム８を待機位置に移動したときに該フレーム８と組立ス
テーション２との間に形成される空間に、プリセット装
置１３によりサイドパネルＷ₅の構成部品をプリセット
治具１３ａに所要の位置関係で保持した状態で投入す
る。これら構成部品を可動フレーム８に設けたセット治
具９に受取らせると共に、該フレーム８に設けた溶接ロ
ボット１０によりこれら構成部品を溶接してサイドパネ
ルＷ₅を組立てる。次に、可動フレーム８を溶接位置に
移動し、サイドパネルＷ₅を溶接ロボット１０によりフ
ロアＷ₁やルーフＷ₂に溶接して車体を組立てる。 【効果】 溶接ロボットをサイドパネルの組立と車体の
組立とに共用でき、且つ機種毎に専用化される治具を溶
接機能を有しない安価なものに構成でき、設備費を削減
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、左右のサイドパネルを
フロアやルーフ等の他の車体構成部材に溶接結合して自
動車車体を組立てる、自動車車体の組立装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車車体の組立装置として、特
開昭５８−２１２８９４号公報により、フロアとルーフ
とを投入する組立ステーションの両側部に夫々溶接装置
とその外側のプリセット装置とを設け、プリセット装置
に備えるプリセット治具にサイドパネルを構成するアウ
タと各種インナとから成る複数の部品をセットし、溶接
装置に備える内向姿勢と外向姿勢とに反転自在な溶接治
具を外向姿勢にした状態で該溶接治具にプリセット治具
から前記複数の部品を受取らせると共に該溶接治具に設
けた溶接ガンでこれら部品を溶接結合してサイドパネル
を組立て、次いで溶接治具を内向姿勢に反転してサイド
パネルをフロアとルーフとに接合し、この状態で溶接治
具に設けた別の溶接ガンによりサイドパネルをフロアと
ルーフとに溶接結合するようにしたものは知られる。
又、特開昭６２−１１０５８１号公報に見られるよう
に、組立ステーションの両側部に立設した各固定フレー
ムに位置決め用のロボットと溶接ロボットとを搭載し、
組立ステーションに左右のサイドパネルとフロア等の他
の車体構成部材とを所要の位置関係にセットした状態で
投入し、これら部材を位置決め用ロボットにより位置決
めした状態で溶接ロボットにより溶接結合して自動車車
体を組立てるものも知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した前者の従来技
術では、自動車の機種変更に際し溶接治具を交換する必
要があり、ここで溶接治具はサイドパネル組立用と車体
組立用の多数の溶接ガンを搭載するため高価となり、か
かる高価な溶接治具を機種別に多数用意する必要がある
ことから設備費が嵩む不具合がある。これに対し、後者
の従来技術では、溶接治具を用いないため機種変更に容
易に対処できるが、前者の従来技術の如く溶接治具上で
サイドパネルを組立てることができないため、サイドパ
ネルの組立装置を別に設ける必要があってその分設備費
が嵩み、更にサイドパネルやフロア等の車体構成部材の
位置決めをロボットで行うため、ロボットの繰り返し精
度の変化により車体の組立精度に誤差を生じ易くなる不
具合がある。本発明は、以上の点に鑑み、溶接治具を用
いる従来技術と同様に車体組立工程でサイドパネルを組
立てられるようにし、且つ溶接ロボットを用いることで
機種毎の専用設備たる治具の構成を簡素化し、設備費を
削減し得るようにした装置を提供することをその目的と
している。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明は、左右のサイドパネルをフロア等の他の車体構
成部材に溶接結合して自動車車体を組立てる装置におい
て、前記他の車体構成部材を投入する組立ステーション
の左右両側部に夫々横方向外方の待機位置と内方の溶接
位置とに進退自在に設けられる可動フレームと、サイド
パネルを構成する複数の部品を所要の位置関係で保持可
能なプリセット治具を待機位置に存する可動フレームの
内方の組立ステーションとの間の空間に出し入れするプ
リセット装置とを備え、可動フレームに、プリセット治
具から前記複数の部品を受取るセット治具と、これら部
品を溶接結合してサイドパネルを組立てると共にサイド
パネルを前記他の車体構成部材に溶接結合する複数の溶
接ロボットとを搭載したことを特徴とする。

【０００５】

【作用】可動フレームを外方の待機位置に移動した状態
で予めサイドパネルの構成部品をセットしたプリセット
治具を可動フレームの内方の組立ステーションとの間の
空間に進入させ、可動フレームに搭載したセット治具に
これら構成部品を受取らせると共に、これら構成部品を
可動フレームに搭載した溶接ロボットにより溶接結合し
てサイドパネルを組立てる。この溶接作業中にフロア等
の他の車体構成部材を組立ステーションに投入すると共
に、プリセット治具を前記空間から引出す。そして、サ
イドパネル組立後に可動フレームを内方の溶接位置に移
動して、サイドパネルを前記セット治具に位置決め保持
したまま他の車体構成部材に接合し、この状態で前記溶
接ロボットによりサイドパネルを他の車体構成部材に溶
接結合して自動車車体を組立てる。このように溶接ロボ
ットを用いて溶接を行うため、セット治具には溶接ガン
を搭載する必要がなく、セット治具のコストを削減で
き、機種別に複数のセット治具を用意しても設備費を比
較的低く抑えられる。更に、可動フレームに溶接ロボッ
トを搭載したため、待機位置におけるサイドパネルの組
立と、溶接位置におけるサイドパネルの他の車体構成部
材への溶接とを共通の溶接ロボットで無理なく行い得ら
れる。

【０００６】

【実施例】図１は車体組立ラインを示し、該ラインに前
方に向って順に移載ステーション１と組立ステーション
２と払出ステーション３とを配置し、台車型の第１投入
装置４と天吊り型の第２投入装置５とを組立ステーショ
ン２と移載ステーション１との間に夫々ガイド部材４
ａ、５ａに沿って往復動自在に設け、図示しない上流側
のフロア組立ラインから払出されるフロアＷ₁を第１投
入装置４に載置して組立ステーション２に投入し、又移
載ステーション１の一側部に、ルーフＷ₂とダッシュボ
ードアッパＷ₃とリヤトレイＷ₄との３部材を載置する治
具６ａを側方から移載ステーション１に進入させる移載
機６を配置し、治具６ａ上の３部材を第２投入装置５に
昇降自在に吊設したルーフ用とダッシュボードアッパ用
とリヤトレイ用の保持手段５ｂ、５ｃ、５ｄに受取らせ
て、該第２投入装置５の組立ステーション２への往動に
よりこれら３部材を組立ステーション２に投入するよう
にした。そして、組立ステーション２においてフロアＷ
₁に左右のサイドパネルＷ₅、Ｗ₅を溶接結合すると共
に、両サイドパネルＷ₅、Ｗ₅間にルーフＷ₂とダッシュ
ボードアッパＷ₃とリヤトレイＷ₄とを上方から挿入セッ
トして、これら３部材とサイドパネルＷ₅とを溶接結合
し、かくて組立てられた自動車車体をトランスファ装置
７により払出ステーション３に払出してその下流側の増
打ラインに搬送するようにした。

【０００７】組立ステーション２の左右両側部には、夫
々前後１対のガイド部材８ａ、８ａに沿って、図２の左
半部に示されている横方向外方の待機位置と、図２の右
半部に示されている横方向内方の溶接位置とに移動され
る可動フレーム８が設けられており、該可動フレーム８
を前後方向に長手の上下２段の梁８ｂ、８ｂを有する側
面視長方形に形成し、サイドパネルＷ₅をその前後のド
ア開口Ｗ₅aにおいて位置決め保持する前後１対のセット
治具９、９を上段の梁８ｂの内側面に固設した各ホルダ
８ｃに該各セット治具９から横方向外方に延出される支
持アーム９ａを介して着脱自在に取付け、更に上段の梁
８ｂと下段の梁８ｂとに夫々溶接ガン１０ａを備える溶
接ロボット１０を搭載した。そして、可動フレーム８の
溶接位置への移動によりサイドパネルＷ₅をセット治具
９、９に位置決め保持したままフロアＷ₁に接合させ、
この状態で下段の梁８ｂに搭載した複数の溶接ロボット
１０によりサイドパネルＷ₅をフロアＷ₁に溶接結合し、
更に左右のサイドパネルＷ₅、Ｗ₅の上縁部間に上方から
ルーフＷ₂を挿入セットして、上段の梁８ｂに搭載した
２台の溶接ロボット１０によりサイドパネルＷ₅とルー
フＷ₂とを溶接結合するようにした。尚、組立ステーシ
ョン２の天井部には前後方向に長手の左右１対の梁枠１
１、１１が設けられており、該各梁枠１１に溶接ガン１
２ａを備える複数の溶接ロボット１２を搭載し、これら
溶接ロボット１２によりサイドパネルＷ₅に対するダッ
シュボードアッパＷ₃やリヤトレイＷ₄やルーフＷ₂の前
後両端部やフロアＷ₁のリヤパネル部Ｗ₁aの溶接を行う
ようにした。

【０００８】ところで、サイドパネルＷ₅はアウタと各
種インナとから成る複数の部品で構成されており、これ
ら構成部品を所要の位置関係で保持するプリセット治具
１３ａを有する左右１対のプリセット装置１３、１３を
設け、可動フレーム８を待機位置に移動したときにその
内方の組立ステーション２との間に形成される空間にプ
リセット治具１３ａを投入して、該治具１３ａに保持さ
れるサイドパネルＷ₅の構成部品を前記セット治具９、
９に受取らせ、可動フレーム８に搭載した前記溶接ロボ
ット１０によりこれら構成部品を溶接結合してサイドパ
ネルＷ₅を組立てるようにした。これを詳述するに、各
プリセット装置１３は、組立ステーション２の側部の投
入位置と払出ステーション３の側部のプリセット位置と
の間に往復動される可動台１３ｂ上に横方向に進退自在
なスライド枠１３ｃを設け、該スライド枠１３ｃ上に、
サイドパネルＷ₅の構成部品を所要の位置関係で位置決
め保持する各種保持具を取付けたプリセット治具１３ａ
を着脱自在に搭載して成るもので、可動台１３ｂをプリ
セット位置に復動させた状態でプリセット治具１３ａに
サイドパネルＷ₅の構成部品をセットし、組立ステーシ
ョン２での車体組立が完了して可動フレーム８が待機位
置に移動されたとき、可動台１３ｂを投入位置に往動さ
せてプリセット治具１３ａをセット治具９、９の内方に
正対させ、次いでスライド枠１３ｃを横方向外方に移動
してプリセット治具１３ａに保持されるサイドパネルＷ
₅の構成部品をセット治具９、９に保持させ、この状態
で所定の溶接ロボット１０により構成部品同士を必要最
小限の溶接箇所において仮付溶接し、次にプリセット治
具１３ａの保持具をアンクランプした状態でスライド枠
１３ｃを横方向内方に移動してプリセット治具１３ａを
サイドパネルＷ₅から離脱させた後、構成部品同士を溶
接ロボット１０により増打溶接してサイドパネルＷ₅を
組立て、その間に可動台１３ｂをプリセット位置に復動
させて次のセット作業に備えるようにした。尚、サイド
パネルＷ₅の上回りの溶接箇所を可動フレーム８の上段
の梁８ｂに搭載した２台の溶接ロボット１０で全て溶接
するには時間がかかるため、本実施例では可動フレーム
８の待機位置の上方部分に固定フレーム１４を架設し、
該固定フレーム１４に複数の溶接ロボット１５を搭載し
て、サイドパネルＷ₅の組立てをアシストするようにし
た。

【０００９】前記各セット治具９は、図３に示す如く、
ドア開口Ｗ₅aを通して車室側に没入される治具本体９ｂ
に、ドア開口Ｗ₅aの開口縁部を把持する図４に示すよう
なクランプ部材９ｃを複数個取付けて構成され、治具本
体９ｂを車室側に没入することで治具本体９ｂとドア開
口縁部との間に溶接ガンのガンアームを挿入するための
広いスペースを確保して、開口縁部におけるアウタとイ
ンナの溶接箇所、更には開口縁部の奥側に位置するサイ
ドパネルＷ₅とルーフＷ₂等の他の車体構成部材との溶接
箇所を治具本体９ｂに対するガンアームの干渉を生ずる
ことなく溶接し得るようにした。各、クランプ部材９ｃ
は、治具本体９ｂにブラケット９c₁を介して取付けられ
る基板９c₂の外側面に横方向外方にのびる脚片９c₃を立
設し、該脚片９c₃の先端部にドア開口縁部の外表面を受
けるワーク受け９c₄を固設すると共に、該脚片９c₃にワ
ーク受け９c₄との間にドア開口縁部を挾むクランプアー
ム９c₅を枢着し、該クランプアーム９c₅を基板９c₂の内
側面に取付けた開閉シリンダ９c₆によりリンク９c₇を介
して開閉動作させるように構成されており、ワーク受け
９c₄を位置決め基準にしてドア開口縁部をクランプしサ
イドパネルＷ₅を位置決めして保持し得るようにした。
又、治具本体９ｂを、ループ状の２個のパイプ部材９
b₁、９b₁を束ねて構成し、該両パイプ部材９b₁、９b
₁に、夫々外部配管用の接続口９b₂を形成すると共に、
各クランプ部材９ｃの取付箇所に位置させて各クランプ
部材９ｃ用の接続口９b₃を形成し、各クランプ部材９ｃ
のブラケット９c₁に両パイプ部材９b₁、９b₁の該両接続
口９b₃、９b₃に合致する１対の流体通路９c₈、９c₈を形
成して、該両流体通路９c₈、９c₈を各クランプ部材９ｃ
の開閉シリンダ９c₆内の両シリンダ室に基板９c₂及びシ
リンダバレルに形成した通路を介して連通させた。これ
によれば、治具本体９ｂを配管部材として各クランプ部
材９ｃの開閉シリンダ９c₆に作動流体を供給できるよう
になり、治具本体９ｂ上に開閉シリンダ９c₆用の配管部
材を配設する必要がなく、セット治具９がすっきりと構
成されて、溶接ロボット１０による溶接作業を行い易く
なる。

【００１０】溶接ロボット１０は、図５に示す如く、可
動フレーム８の梁８ｂにこれに固定のガイドレール１０
０に沿って前後動自在に支持させたロボット本体１０１
と、該本体１０１に固定のリニヤガイド１０２にガイド
レール１０３を介して昇降自在に支持させた昇降枠１０
４と、該昇降枠１０４上にアームホルダ１０５を介して
横方向に進退自在に支持させた横方向に長手の中空のア
ーム１０６とを有する直交座標型ロボットで構成されて
おり、アーム１０６の先端にツールホルダ１０７を傾動
自在に枢着してこれに溶接ガン１０ａを取付けるものと
した。前記ロボット本体１０１には、梁８ｂに固定のラ
ック１０８に咬合する出力軸上のピニオン１０９を有す
る第１モータ１１０と、昇降枠１０４に回止めして垂設
した螺杆１１１に螺合するナット部材１１２をギアを介
して駆動する第２モータ１１３とが搭載されており、第
１モータ１１０によりロボット本体１０１を前後動さ
せ、第２モータ１１３により昇降枠１０４を上下動させ
るようにした。図中１１４は昇降枠１０４用のバランス
シリンダである。

【００１１】前記アーム１０６は、アームホルダ１０５
に回転自在に且つ軸線方向即ち横方向に不動に挿通支持
されており、アームホルダ１０５を、図６に示す如く、
昇降枠１０４上のガイドレール１１５に沿って横方向に
摺動自在とし、昇降枠１０４内に、アームホルダ１０５
に固定のナット部材１１６に螺挿される横方向に長手の
螺杆１１７を軸支すると共に、該螺杆１１７をベルト１
１８を介して駆動する第３モータ１１９を搭載して、該
モータ１１９によりアームホルダ１０５を介してアーム
１０６を横方向に進退させるようにし、更に昇降枠１０
４の横方向外方の端壁部にアーム１０６を囲繞する回転
リング１２０を軸支し、該リング１２０に、図７に示す
如く、アーム１０６の外周面に形成した母線方向の複数
の溝１２１に係合するローラ１２２を取付け、前記端壁
部の外面に取付けた第４モータ１２３によりギアを介し
て回転リング１２０を回転させてアーム１０６を回転し
得るようにした。

【００１２】アーム１０６の先端寄りの部分には、ツー
ルホルダ１０７にリンク１２４を介して連結されるロッ
ド１２５を先端に取付けた筒体１２６が摺動自在に外挿
されており、又アーム１０６の中間部外周に形成したね
じ部１２７に螺合するナット部材１２８を設けて、筒体
１２６とナット部材１２８とを環状の連結部材１２９を
介して相対回転可能に且つ軸線方向に不動に連結し、更
にナット部材１２８の外周に従動ギア１３０を固定する
と共に、昇降枠１０４内に軸支した横方向に長手のスプ
ライン軸１３１に従動ギア１３０に咬合する駆動ギア１
３２を摺動自在に外挿し、昇降枠１０４内に搭載した第
５モータ１３３によりギア列１３４を介してスプライン
軸１３１を回転させたとき、ナット部材１２８が回転さ
れてアーム１０６に対し横方向に進退され、連結部材１
２９を介して筒体１２６が横方向に進退されて、ツール
ホルダ１０７が傾動されるようにした。尚、アーム１０
６の回転時にナット部材１２８がアーム１０６に対し進
退されてツールホルダ１０７が不必要に傾動されること
のないよう、アーム１０６の回転時には第５モータ１３
３も駆動して、ナット部材１２８をアーム１０６と同期
回転させる。又、前記連結部材１２９を、図８に示す如
く、昇降枠１０４上の前記ガイドレール１１５に摺動自
在に支持させ、アーム１０６を該連結部材１２９によっ
ても昇降枠１０４に対して支持し得るようにし、アーム
１０６の支持剛性を確保した。図中１３５はアーム１０
６の先端部外周面に筒体１２６を回止めすべく形成した
スプライン部である。

【００１３】アーム１０６の尾端部には、ツールホルダ
１０７に取付ける溶接ガン用の給電ケーブルやエアパイ
プ等の配線配管部材を担持するケーブルガイド１３６が
取付けられており、これら配線配管部材をアーム１０６
に挿通して溶接ガンに接続するようにした。この場合、
ツールホルダ１０７の傾動機構がアーム１０６の先端側
に設けられていると、傾動機構が邪魔になって配線配管
部材のアーム先端と溶接ガンとの間の取り回しが複雑に
なるが、本実施例では傾動機構がアーム１０６の外周に
設けられるため、配線配管部材をアーム１０６の先端か
ら先方にそのまま引出すことができ、溶接ガンとの間の
配線配管部材の取り回しをすっきりとまとめられ、セッ
ト治具９に対する配線配管部材の干渉を生ずることなく
溶接作業を行い得られるようになる。尚、前記溶接ロボ
ット１２、１５も可動フレーム８上の溶接ロボット１０
と方向性が異なるだけでほぼ同様に構成されている。

【００１４】自動車の機種変更に際しては、セット治具
９、９及びプリセット治具１３ａを交換する必要があ
り、図２に示すように、ラインの上方に治具交換用の複
数の架台１６を載置するストック枠１７を設け、図外の
クレーン装置により空の架台１６を組立ステーション２
に下降させ、セット治具９、９とプリセット治具１３ａ
とをプリセット治具１３ａに突設したドッキングピン１
３a₁を介してドッキングさせた状態で該架台１６に移し
換え、この架台１６を吊上げてストック枠１７上の定位
置に載置した後、次に使用するセット治具９、９とプリ
セット治具１３ａとを保持する架台１６を組立ステーシ
ョン２に下降させて治具交換を行うようにした。尚、第
２投入装置５のガイド部材５ａが架台１６に干渉しない
よう、該ガイド部材５ａを組立ステーション２から引抜
き自在とした。

【００１５】ところで、上記実施例では、組立ステーシ
ョン２の側方の固定フレーム１４上にサイドパネルＷ₅
の上回りの組立をアシストする溶接ロボット１５を搭載
したが、可動フレーム８の上段の梁８ｂにも多数の溶接
ロボット１０を搭載して、可動フレーム８上の溶接ロボ
ット１０だけでサイドパネルＷ₅の組立を行うことも可
能である。然し、可動フレーム８を溶接位置に移動して
車体を組立てる際、サイドパネルＷ₅とルーフＷ₂の溶接
は少数の溶接ロボット１０で行い得られるため、上段の
梁８ｂに多数の溶接ロボット１０を搭載してもその大部
分は車体組立には寄与せず、可動フレーム８の重量を軽
減してその動きをスムーズにする上で、上記実施例のよ
うに上段の梁８ｂに搭載する溶接ロボット１０の台数を
少なくし、固定フレーム１４上の溶接ロボット１５でサ
イドパネルＷ₅の組立をアシストすることが望ましい。

【００１６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、可動フレームに搭載した溶接ロボットをサイ
ドパネルの組立と他の車体構成部材に対するサイドパネ
ルの溶接とに兼用でき、サイドパネルの組立装置を別個
に設けるものに比し設備費を削減できる。又、サイドパ
ネルをセット治具に保持して他の車体構成部材に組付け
るため、車体の組立精度が保証される。一方、セット治
具は機種毎に専用化されるため、機種別に複数のセット
治具を用意する必要があるが、溶接は溶接ロボットで行
うため、溶接ガンを有する溶接治具に比しセット治具の
コストは遥かに安くなり、コスト的に有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明装置の一例の側面図

【図２】 図１のII-II線から見た組立ステーションの
正面図

【図３】 図２のIII-III線から見たセット治具の拡大
側面図

【図４】 図３のIV-IV線截断面図

【図５】 可動フレームに搭載した溶接ロボットの縦断
面図

【図６】 図５のVI-VI線截断面図

【図７】 図５のVII-VII線截断面図

【図８】 図５のVIII-VIII線截断面図

【符号の説明】

２ 組立ステーション ８ 可動フレーム ９ セット治具 １０ 溶接ロボット １３ プリセット装置 １３ａ プリセット
治具

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右のサイドパネルをフロア等の他の車
   体構成部材に溶接結合して自動車車体を組立てる装置に
   おいて、前記他の車体構成部材を投入する組立ステーシ
   ョンの左右両側部に夫々横方向外方の待機位置と内方の
   溶接位置とに進退自在に設けられる可動フレームと、サ
   イドパネルを構成する複数の部品を所要の位置関係で保
   持可能なプリセット治具を待機位置に存する可動フレー
   ムの内方の組立ステーションとの間の空間に出し入れす
   るプリセット装置とを備え、可動フレームに、プリセッ
   ト治具から前記複数の部品を受取るセット治具と、これ
   ら部品を溶接結合してサイドパネルを組立てると共にサ
   イドパネルを前記他の車体構成部材に溶接結合する複数
   の溶接ロボットとを搭載したことを特徴とする自動車車
   体の組立装置。