JPH05139350A - インストルメントパネルアツセンブリの組付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インパネアッシ組付作業の完全自動化を図
る。 【構成】 インパネアッシを支持する組付ツール６ａ
に、インパネアッシのリインフォース部材を把持する把
持アーム１４と、インタミシャフトの姿勢を修正する姿
勢修正アーム１５と、クーラユニットを下側から支持す
る支持アーム１８とを設け、この組付ツール６ａの一端
を、ガントリ型ロボットのアーム１１の下端に、工具交
換装置１２を介して連結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車組立ラインに
おいて、インストルメントパネルを車室内前部に自動組
付けする装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車組立ラインのインストルメントパ
ネル組付工程においては、事前に取付けが可能な部品を
予め取付けてインストルメントパネルアッセンブリ（以
下、略してインパネアッシという。）とした後、このイ
ンパネアッシを位置決めロボットに支持させてボデー本
体の車室内に投入して所定の位置に位置決めするととも
に、別の締結ロボットによってボルト締めさせることに
よって、自動的に組付ける方法が行われている。例え
ば、特開平１−１４５２８４号公報に記載されている組
付装置は、予め部品を取付けたインパネアッシを、組付
ツールによって両端から挟むようにして把持し、この組
付ツールをロボットアームで保持し、これをライン上を
搬送されるボデー本体の車室内に投入するとともに、所
定の部位に位置決めされた後、ボルトで締結されて自動
的に組付けられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の組付装置の場合には、インパネアッシの両端を挟むよ
うに把持するため、ロボットアームおよびインパネ把持
機構が大型となるという問題があり、またワイヤハーネ
スやステアリングのインタミーディットシャフト（以
下、略してインタミシャフトという。）等の可動部を有
する部品のための姿勢修正機構を設けると、さらに大型
化するという問題があった。さらに、インパネアッシ
に、エアコンデイショナのクーラユニットのような重量
物を取付けることは、大型化するとともに重量も増大
し、インパネアッシを把持した際のバランスが崩れ易く
なり、バランスが崩れると取付け部に大きな荷重がかか
るとともに、組付け位置への位置決めおよびボルト締め
等の作業を円滑に行うのが困難となるという問題があっ
た。そこで従来においては、インパネに取付ける部品の
うち、重量が重く、かつ後付けが可能な一部の部品を、
インパネアッシをボデーに組付け後に、手作業で取り付
けており、したがって、インパネアッシの組付け作業
は、完全には自動化されていなかった。

【０００４】この発明は、上記の事情に鑑みなされたも
ので、インストルメントパネルの組付け作業の完全自動
化を可能とした組付装置を提供することを目的としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段としてこの発明は、リインフォース部材にて長手
方向の剛性が高められ、計器類およびスイッチ類と共に
ステアリングのインタミーディットシャフトとエアコン
ディショナのクーラユニットとが予め一体に取付けられ
たインストルメントパネルアッセンブリを組付ツール上
に支持し、この組付ツールの一端側をロボットアームに
保持させて車室内の所定の位置に位置決めするととも
に、ボルト締結用ロボットでボデーに締結して組付ける
インストルメントパネルアッセンブリの組付装置におい
て、前記組付ツールは、前記インストルメントパネルア
ッセンブリのリインフォース部材を下から受ける状態で
把持する把持機構と、前記クーラユニットを下側から支
持する支持機構と、このインストルメントパネルアッセ
ンブリを車室内に投入した後に、前記インタミーディッ
トシャフトの下端側の垂下状態の部分を押し上げてほぼ
直線状に修正する姿勢修正機構とを備えていることを特
徴としている。

【０００６】

【作用】上記のように、この発明のインストルメントパ
ネルアッセンブリの組付装置は、リインフォース部材に
て長手方向の剛性が溜められ、計器類およびスイッチ類
と共に、自在継手で連結されたシャフトの下端側が自重
で垂れ下がってしまう可動部分の有るインタミーディッ
トシャフトと、大きな重量のエアコンディショナのクー
ラユニットとを一体に取付けたインストルメントパネル
アッセンブリを、一端側をロボットアームに保持された
組付ツール上に支持させる。すなわち、組付ツールの把
持機構によって、インストルメントパネルアッセンブリ
のリインフォース部材を下側から把持させるとともに、
支持機構によって前記クーラユニットを下側から支持
し、さらに、下方に延出したインタミーディットシャフ
トの垂れ下がった部分の下面側となる部分に、姿勢修正
機構を当接させて支持する。次に、ロボットアームを作
動させてインストルメントパネルアッセンブリを、ボデ
ー本体の車室内に投入し、所定の位置に位置決めを行な
う。このとき、重量物であるクーラユニットが支持機構
で支持されているので、組付ツールを傾けても、クーラ
ユニットがバランスを崩して取付け部に無理な荷重がか
かることはない。また、インストルメントパネルアッセ
ンブリを車室内へ投入後に、可動部分であるインタミー
ディットシャフトの下端側を、姿勢修正機構によって垂
れ下がった状態から直線状に姿勢修正できるので、車室
内への投入時にはインストルメントパネルアッセンブリ
を小型にして車室内への投入作業を容易にできるととも
に、車室内への投入後は、インタミーデッイットシャフ
トの下端側を直線状に姿勢修正して、シャフト挿通孔へ
のシャフト下端の挿入を可能としている。

【０００７】そして、インタミーディットシャフトをシ
ャフト挿通孔に挿通するとともに、インストルメントパ
ネルアッセンブリの各部が所定の位置に位置決めされる
と、ボルト締結用ロボットによってボルト止めされ、そ
の後に組付ツールが車外に移動して組付けが完了する。

【０００８】

【実施例】以下、この発明のインパネアッシの組付装置
の一実施例を図１ないし図７に基づいて説明する。

【０００９】図２は自動車組立てラインのインパネ組付
け工程を示す俯瞰図で、乗用自動車のボデー本体１を搬
送する組立ライン２に平行して、インパネアッシ３の供
給ライン４が設けられており、このインパネアッシ３の
供給ライン４の終端には、ツールストッカ５が設けら
れ、このツールストッカ５上には３種類の組付ツール６
ａ，６ｂ，６ｃが、図示してないリフト装置によって昇
降可能に配置されており、供給ライン４上を搬送パレッ
ト７に所定の姿勢で保持されて供給されるインパネアッ
シ３を、この供給ライン４の終端において、それぞれ適
正な組付ツール上に受け取るようになっている。また、
ボデー本体１を搬送する組立ライン２の上方からツール
ストッカ５の上方にかけては、ガントリ型ロボット８の
互いに平行なレール９，９が、組立ライン２のボデー本
体１の搬送方向に対して直角に配設されている。また、
両レール９，９間には走行レール１０が架け渡されてお
り、ボデー本体１の搬送方向に対して直角方向に前進後
退可能に設けられている。そして、この走行レール１０
には、ロボットアーム１１が懸架されてボデー本体１の
搬送方向と平行な方向に前進後退可能に設けられてい
る。

【００１０】また、ロボットアーム１１の下端には、図
１に示すように箱型で一対のチャック部品１２ａ，１２
ｂからなる工具交換装置１２のチャック機構を備えた方
のチャック部品１２ａが取付けられており、このチャッ
ク部品は、組付ツール６ａの一端（図１において右端）
に取付けられたチャックされる側のチャック部品１２ｂ
と連結して、インパネアッシ３を把持した組付ツール６
ａを片持ち梁状態で、着脱自在に保持するようになって
いる。そして、例えば、ツールストッカ５において適正
な組付ツール６ａを選択して工具交換装置１２を連結し
て保持した後、供給ライン４の終端に移動して、この組
付ツール６ａ上にインパネアッシ３を受取るとともに、
インパネアッシ３を受け取った組付ツール６ａを、組付
け先であるボデー本体１の車室内に搬送し、組付け位置
に微調整して位置決めするようになっている。

【００１１】また、組付ツール６ａには、インパネアッ
シ３の長手方向の剛性を高めるために設けられたリイン
フォース部材１３の両端付近を、下側から受けるように
してそれぞれ支持するとともにエアシリンダ１４ａによ
り先端の把持片１４ｂを駆動して把持する把持アーム１
４と、図５に示すように、エアシリンダ１５ａによって
先端の揺動片１５ｂを駆動して、ステアリングのインタ
ミシャフト１６の自在継手１６ａにより連結された下部
シャフト１６ｂの姿勢を修正する姿勢修正アーム１５
と、図４に示すように、両把持アーム１４，１４の内側
に、それぞれ下方へ向けて設けられ、その先端部分によ
って、インパネアッシ３に取付けられている重量物であ
るエアコンディショナのクーラユニット１７を下側から
支持する支持アーム１８，１８とを備えている。

【００１２】さらに、ボデー本体１を搬送する組立ライ
ン２の両側の接近した位置で、ガントリロボット８のロ
ボットアーム１１に、組付ツール６ａを介して支持され
たインパネアッシ３の移動経路上から外れた位置には、
多関節型ロボット１９，１９がそれぞれ設置されてお
り、各多関節型ロボット１９のアーム先端の手首部１９
ａには、位置合わせされたインパネアッシ３を、ボデー
本体１にボルト締結するナットランナ２０と、組立ライ
ン２上を搬送されるボデー本体１の位置計測と、ナット
ランナ２０でボルト締結する際のボルト孔の位置計測と
を行なう画像処理装置（図示せず）の複数のカメラ２１
とが設けられている。

【００１３】そして、インパネアッシ３の組付けを行う
際には、多関節型ロボット１９に設けられた複数のカメ
ラ２１からの情報に基づいて、この多関節型ロボット１
９，１９とガントリ型ロボット８とが連動して制御さ
れ、所定の作業手順に則って自動運転されるようになっ
ている。

【００１４】なお、図１において符号２２は、把持アー
ム４の先端に取付けられた位置決めピン、図３において
符号１ａは、ボデー本体１のインパネアッシ３の取付け
部に形成されたボルト締結穴、２３，２３は、ボデー本
体１のセンタピラー、図４において符号３ａはインパネ
パッド、２４はインパネアッシ３のワイヤハーネス、図
５において符号２５は、エンジンルームと車室側とを分
ける隔壁、２６は隔壁に形成されたシャフト挿通孔に取
付けられた防塵ブーツである。

【００１５】次に、上記のように構成されるこの実施例
の作用を、図６に示す制御フローチャートに基づいて説
明する。

【００１６】このインパネアッシの組付装置の運転スイ
ッチを投入すると制御プログラムがスタートして、ステ
ップ1 において、組立ライン２上を搬送されるボデー本
体１が所定の位置に停止して位置決めされる。そして、
ガントリ型ロボット８は、ステップ2 で、先ずツールス
トッカ５の上方に移動し、ステップ3 でロボットアーム
１１の下端に備えた工具交換装置１２のチャック部品１
２ａを、組付けを行なうインパネアッシ３に適合する所
定の組付ツール６ａのチャック部品１２ｂに連結させて
保持した後、ステップ4 でインパネアッシ３の受渡し場
所である供給ライン４の終端に移動する。そして、ステ
ップ5 で組付ツール６ａ上にインパネアッシ３を受取る
とともに、把持アーム１４のエアシリンダ１４ａにより
把持片１４ｂを駆動してリインフォース部材１３を把持
し、かつ支持アーム１３でクーラーユニット１７の下部
を支持する。このとき、姿勢修正アーム１５の揺動片１
５ｂは、インパネアッシ３の背面側（図２において左
側）に延出したインタミシャフト１６の下方へ垂れた下
部シャフト１６ｂの位置に自動的に位置合わせされる。
そして、インパネアッシ３を把持した組付ツール６ａ
は、ステップ6 において、組付ツール６ａの先端が、組
立ライン２上に停止しているボデー本体１の外で、セン
タピラー２３より前側の開口と正対する位置に移動して
待機する。

【００１７】このガントリ型ロボット８が、ステップ6
でインパネアッシ３を把持してから所定の位置に移動し
終るまでの間に、多関節型ロボット１９，１９も並行し
て運転され、先ずステップ7 において、ボデー本体１の
計測位置まで移動した後、ステップ8 で、アーム先端に
備えたカメラ２１により組立ライン２上で停止している
ボデー本体１を撮影して位置計測する。そして、位置計
測ができない場合には、ステップ9 に進んで計測ＮＧ信
号を出力した後、ステップ10においてスタートに戻る。

【００１８】またステップ8 において、位置計測が正し
く行われれた場合には、ガントリ型ロボット８および多
関節型ロボット１９のそれぞれの制御部に、カメラ撮影
によって得られた情報を直ちに与えるとともに、ステッ
プ11に進み、先端にカメラ２１を備えたアームを駆動し
て、カメラ２１をボルト締結穴１ａの計測位置まで移動
させた後、ステップ12において、ホデー本体１の車室内
前面に形成されたボルト締結穴１ａの方向を撮影して位
置計測する。そして、位置計測ができない場合には、ス
テップ9 に進んで計測ＮＧ信号を出力した後、ステップ
10においてスタートに戻る。

【００１９】またステップ12において、位置計測が正し
く行われれた場合には、ガントリ型ロボット８および多
関節型ロボット１９，１９のそれぞれの制御部に、カメ
ラ撮影によって得られた情報が直ちに与えられるととも
に、ステップ13に進み、ガントリ型ロボット８に搬送さ
れるインパネアッシ３と干渉しない待機位置にアームが
移動して待機する。

【００２０】そして、各多関節型ロボット１９のカメラ
２１による位置計測が完了すると、ステップ6 において
待機中のガントリ型ロボット８が再び駆動されてステッ
プ14に進み、与えられたボデー本体１の位置情報と、ボ
ルト締結穴１ａの位置情報とから、ボデー本体１とイン
パネアッシ３との適合性等の判断を行ない、適合しない
場合にはステップ15に進んで、インパネアッシ３の払出
し位置に移動し、ステップ16で払出しを行い、次にステ
ップ17で組付ツール６ａの返却位置に移動し、ステップ
18で組付ツール６ａをアンチャックした後、ステップ19
でスタートに戻る。

【００２１】一方、ステップ14でボデー本体１の位置情
報と、ボルト締結穴１ａの位置情報とからインパネアッ
シ３の適合性等の判断を行なった結果、問題がない場合
にはステップ20に進み、前記情報に基づいて位置補正し
つつインパネアッシ３を車室内に投入する。このとき、
図５に示すように、インタミシャフト１６の下部シャフ
ト１６ｂが、下方へ垂れ下がった状態で、組付ツール６
ａとこの上に支持されたインパネアッシ３とを合せた幅
Ｗ1 が、下部シャフト１６ｂが直線状となるように支持
した場合の幅Ｗ2 より小さくなるため、ボデー本体１の
センタピラー２３の前側の幅の狭い開口から、車室内に
容易に投入することができる。そして、組付ツール６ａ
に支持されたインパネアッシ３がインタミシャフト１６
を直線状に姿勢修正する位置まで移動し、ステップ21に
おいて、組付ツール６ａに備えた姿勢修正アーム１５の
揺動片１５ｂをエアシリンダ１５ａで駆動してインタミ
シャフト１６の下部シャフト１６ｂを押し上げて直線状
に姿勢修正した後、ステップ22でインタミシャフト１６
を隔壁２５のシャフト挿入孔に挿入し、ステップ23にお
いて、インパネアッシ３が所定の搭載位置に位置決めさ
れる。

【００２２】次に、ステップ13で待機中の多関節型ロボ
ット１９，１９が、カメラ２１から与えられた情報に基
づき、ステップ24においてボルト締結位置に移動し、ス
テップ25でアーム先端に備えたナットランナ２０によっ
てボルトの締結を行なう。このとき、ボルト締結に異常
が発生すると、ステップ26に進み、ボルト締結異常信号
を出力した後、ステップ27でボルト供給位置に移動す
る。またステップ25で、異常なくボルト締結された場合
には、多関節型ロボット１９はステップ27に進んでボル
ト供給位置に移動する。またガントリ型ロボット８は、
把持アーム１４による把持を解除した後、ステップ28に
おいて、インパネアッシ３を残して組付ツール６ａが後
退し、ステップ29でツールストッカ５の上方に移動し、
ステップ30で組付ツール６ａをアンチャックし、リフト
上に戻した後、ステップ31でスタートに戻る。

【００２３】このとき、ステップ27において、アーム先
端に備えたナットランナ２０をボルト供給位置に移動さ
せた多関節型ロボット１９は、ステップ32で、供給され
るボルトを受取りステップ33でスタートに戻る。

【００２４】このインパネアッシ３の組付装置は以上の
ように制御されて、完全自動運転される。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明のインスト
ルメントパネルアッセンブリの組付装置は、計器類およ
びスイッチ類と共にステアリングのインタミーディット
シャフトとエアコンディショナのクーラユニットとが予
め一体に取付けられたインストルメントパネルアッセン
ブリを支持する組付ツールに、インストルメントパネル
アッセンブリのリインフォース部材を下から受ける状態
で把持する把持機構と、クーラユニットを下側から支持
する支持機構と、このインストルメントパネルアッセン
ブリを車室内に投入した後に、インタミーディットシャ
フトの下端側の垂下状態の部分を押し上げてほぼ直線状
に修正する姿勢修正機構とを備えているので、インスト
ルメントパネルアッセンブリとして、重量物であるクー
ラユニットを予め一体に取付けることができるため、ボ
デーへのインストルメントパネル組付作業の完全自動化
が可能となるとともに、クーラユニットを取付けたイン
ストルメントパネルアッセンブリを、狭いドア開口から
容易に車室内に投入することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例における組付ツールの斜視
図である。

【図２】この発明の一実施例の組付装置の全体を示す俯
瞰図である。

【図３】インパネアッシを把持した組付けツールと、ボ
ルト締結を行なう多関節型ロボットとの位置関係を示す
説明図である。

【図４】把持アームによるリインフォース部材の把持状
態および支持アームによるクーラユニットの支持状態を
示す説明図である。

【図５】姿勢修正アームによるインタミシャフトの姿勢
修正状態を示す説明図である。

【図６】インパネアッシ組付装置の制御のうちガントリ
型ロボットの制御を示すフローチャートである。

【図７】インパネアッシ組付装置の制御のうち多関節型
ロボットの制御を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ ボデー本体 ３ インパネアッシ ６ａ 組付ツール ８ ガントリ型ロボット １２ 工具交換装置 １３ リインフォース部材 １４ 把持アーム １５ 姿勢修正アーム １６ インタミシャフト １７ クーラユニット １８ 支持アーム １９ 多関節型ロボット ２０ ナットランナ ２１ カメラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リインフォース部材により長手方向の剛
   性が高められ、計器類およびスイッチ類と共にステアリ
   ングのインタミーディットシャフトとエアコンディショ
   ナのクーラユニットとが予め一体に取付けられたインス
   トルメントパネルアッセンブリを組付ツール上に支持
   し、この組付ツールの一端側をロボットアームに保持さ
   せて車室内の所定の位置に位置決めするとともに、ボル
   ト締結用ロボットでボデーに締結して組付けるインスト
   ルメントパネルアッセンブリの組付装置において、 前記組付ツールは、前記インストルメントパネルアッセ
   ンブリのリインフォース部材を下から受ける状態で把持
   する把持機構と、前記クーラユニットを下側から支持す
   る支持機構と、このインストルメントパネルアッセンブ
   リを車室内に投入した後に、前記インタミーディットシ
   ャフトの下端側の垂下状態の部分を押し上げてほぼ直線
   状に修正する姿勢修正機構とを備えていることを特徴と
   するインストルメントパネルアッセンブリの組付装置。