JPH05293720A - ワーク支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 組み立てステージに載置された状態のワーク
に生じる組み立て誤差を正確に測定する。 【構成】 測定ステージ１０に固定された第１位置決め
部材３５にフロアボディ１１の第１ロケート穴３７を嵌
合し、同時に第２位置決め部材４２に第２ロケート穴３
８を嵌合する。このとき第２ロケートピン１５は移動自
在であるので、両位置決め部材３５，４２のピッチに誤
差があってもロケートピン１５が移動することによりフ
ロアボディ１１を歪ませることなく位置決めできる。こ
のようにしてフロアボディ１１を位置決めした後、ロケ
ートピンの正規の位置からのズレを計測し、フロアボデ
ィ１１の組み立て精度を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はワーク支持装置に関し、
特に組み立て精度を測定するワークの支持装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】製品品質の安定あるいは生産効率を向上
するなどのためには、製品の品質を管理することが重要
である。このため現在では、個々の製品の品質管理はも
とより、測定された現状製品の品質情報を基にして、今
後生産する製品の品質を向上することなどが行われてい
る。このように、近年品質管理は益々重要性を増してい
る。これは、自動車の製造においても例外ではない。自
動車車体の品質において組み立て精度は、製品の性能や
耐久性に係わる重要な管理項目である。自動車のように
多数のワークから構成される製品では、隣接するワーク
相互の組み付け誤差は微少量であっても、それを原因と
して他の組付け部に不具合を生じることがある。このた
め、ワークの組み立て精度の品質管理には高い精度が要
求されている。図１０は、従来の組み立て精度測定装置
と被測定物であるワークＷつまりフロアボディとを示す
斜視図である。なお図示されるように以下の説明ではワ
ークの幅方向をＸ方向、ワークの搬送方向をＹ方向、鉛
直方向をＺ方向と定義する。図１０に示されるように、
精度測定ステージ１０にはフロアボディ１１の前部を位
置決めする第１ロケートピン１３と、後部を位置決めす
る第２ロケートピン１５とが取り付けられており、測定
ステージ１０に載置されるフロアボディ１１を位置決め
するようになっている。また測定ステージ１０には、フ
ロアボディ１１を上下方向つまりＺ方向に位置決めする
とともに支持する基準ポスト１８〜２３が６個取り付け
られており、測定ステージ１０に載置されたフロアボデ
ィ１１を支持するようになっている。なお、基準ポスト
１８〜２３により支持する位置は、ワークを保持するク
ランプ部材により保持されるワークのクランプ位置や位
置決め位置など、管理された位置であることが望まし
く、本実施例ではクランプ位置を基準ポストによる支持
している。さらに測定ステージ１０には、図示されるよ
うに上に延びる上向き測定子２５と、下に延びる下向き
測定子２７とが取り付けられる３次元測定機２９が設置
されており、両測定子はともに移動自在となっている。
これら測定子２５，２７のうち、上向き測定子２５はフ
ロアボディ１１の下面にある計測位置を計測するように
なっており、下向き測定子２７はフロアボディ１１の上
面にある計測位置を計測するようになっている。このた
め例えば、フロアボディ１１の下面にあるロケート穴の
位置を計測する場合は、上向き測定子２５を、測定する
ロケート穴の直下に移動することにより測定を行う。こ
のようにして、フロアボディ１１の各ポイントを計測す
ることにより骨格の組み立て精度を測定する。なお実際
には、図示していないが、３次元測定機２９は測定ステ
ージ１０の左右に１台ずつ設置されており、両側から計
測できるようになっている。

【０００３】このような測定装置により車体の下面にあ
る計測ポイントの位置を計測する手順を以下に説明す
る。まず組み立て精度測定ステージ１０に、ワークであ
るフロアボディ１１が載置されると、フロアボディ１１
は第１ロケートピン１３および第２ロケートピン１５に
よりステージ１０に位置決めされる。また、これと同時
に各基準ポストによりフロアボディ１１のクランプ位置
が支持される。続いて３次元測定機２９に取り付けられ
ている上向き測定子２５を、測定するロケート穴位置の
直下に移動して、ロケート穴の位置を順次測定する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述の測
定装置では、第１ロケートピン１３および第２ロケート
ピン１５の両方ともがステージ１０に固着されている。
このため、フロアボディ１１の第１ロケート穴と第２ロ
ケート穴との位置関係つまりピッチに、寸法誤差を生じ
ている場合は、両ロケートピン１３，１５によりロケー
ト穴を位置決めすると、両ロケートピン１３，１５の支
持部材またはフロアボディ１１そのものが撓んでしま
う。このように、基準とする両ロケート穴相互のピッチ
に狂いが生じていると、両基準ロケート穴相互のピッチ
はもちろんその他のロケート穴とのピッチも正確には測
定できない。また車体の下部にあるロケート穴がフロア
ボディ１１を支持する基準ポスト１８〜２３に隣接して
存在すると、位置計測の際、基準ポストに３次元測定機
２９が干渉してしまうことがあり、このような場合はロ
ケート穴の位置を計測できない。特にＩＢＳの場合、同
一の治具により位置決めとクランプとを行うようになっ
ており、クランプ位置とロケート位置とが同一位置とな
っている。このため、ロケート穴は基準ポストに接して
位置するので、上向き測定子２５をロケート穴の直下に
位置させることはできない。そして一般にはロケート位
置で支持されるフロアボディ１１を、測定ステージ１０
では上述のようにクランプ位置で支持するので、測定ス
テージでの測定結果と組み立てステージでの実際の組み
立て精度とが必ずしも一致しないという問題がある。

【０００５】この他にも図１１に示されるように、２次
元カメラ３１によりロケート穴３３近傍を撮影し、撮影
した画像データを処理してロケート穴３３の位置を算出
する場合がある。しかしこの場合も、クランプ位置や非
管理位置を介してワークを支持して、測定することにな
り、測定結果と組み立てステージでの実際の組み立て精
度とが必ずしも一致するとは限らない。本発明は、以上
のような問題を鑑みてなされたものであり、組み立てス
テージに載置された状態のワークに生じる組み立て誤差
を正確に測定することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、ワークを載置するステージに、ワークに対
し相対上下動自在である複数の位置決め部材を有するワ
ーク支持装置であって、前記ワークを支持する基準受け
部材と、前記ワークに形成されたロケート穴に嵌合しワ
ークを位置決めする第１ロケートピンとを有する第１位
置決め部材と、前記ワークを支持する基準受け部材と、
前記ワークに形成されたロケート穴に嵌合すると共に水
平方向に往復動自在である第２ロケートピンとを有する
第２位置決め部材と、前記ワークを支持する基準受け部
材と、前記ワークに形成されたロケート穴に嵌合すると
共に水平方向に移動自在である可動ロケートピンを有す
る複数の第３位置決め部材とを前記ステージに設置した
ことを特徴とするワーク支持装置である。また、本発明
はステージに載置されるワークを位置決め保持する複数
のロケータを設置するワーク支持装置であって、それぞ
れ水平方向に移動自在となり、ワークに形成されたロケ
ート穴に嵌合するロケートピンを有する複数のロケータ
を前記ステージに設置し、それぞれの前記ロケータに、
当該ロケータを基準位置に位置決めするとともに位置決
め解除する手段を接続したことを特徴とするワーク支持
装置である。

【０００７】

【作用】測定ステージに固定された第１位置決め部材
に、対応する基準ロケート穴を嵌合し、同時に第２位置
決め部材に、対応する基準ロケート穴を嵌合する。この
ようにしてワークをステージに載置するとき、各ロケー
トピンは移動自在であるので、基準ロケート穴とのピッ
チに誤差があってもロケートピンを移動させることによ
り、ワークを歪ませることなく位置決めできる。このよ
うにしてワークを支持した後、各ロケートピンの当初の
位置決め位置からのズレを測定することにより組み立て
精度を測定する。

【０００８】また、位置決めされる移動自在のロケータ
により、ステージに搬入される組み立て前のバラのワー
クを支持あるいは保持する。搬入されたワークを溶接に
より組み立てた後、ロケータの位置決めを解除し、ロケ
ータの、当初の位置決め位置からの移動量を測定する。

【０００９】

【実施例】以下に、本発明に係わる実施例を図面に基づ
いて説明する。なお、すでに説明された部材には、同一
の番号を付している。また以下の説明ではワークの方向
をＸ方向、ワークの搬送方向をＹ方向、鉛直方向をＺ方
向と定義する。図１は、車体の一部を構成するフロアボ
ディ１１を示す斜視図である。フロアボディ１１は、大
きく分けると、エンジンコンパートメント１１ａと、フ
ロントフロア部１１ｂと、リアフロア部１１ｃと、シル
インナ部１１ｄとの４つの部材から構成されており、各
部材にあるロケート穴の相対位置を計測することによ
り、組み立て精度を管理される。図１で矢印により指し
示される位置は、各部材の主な管理位置である。また図
２は、本実施例に係わるワークの組み立て精度測定装置
を示す斜視図である。図２に示されるように、測定ステ
ージ１０には、ワークであるフロアボディ１１の前部を
位置決めする第１位置決め部材３５が固定されている。
第１位置決め部材３５はフロアボディ１１などのワーク
をＺ方向に位置決めする第１基準受け部材３６を有して
おり、第１基準受け部材３６には第１ロケートピン１３
が突設されている。このため、第１ロケートピン１３に
嵌合するフロアボディ１１前部の第１ロケート穴３７
は、常に一定位置に固定される。また測定ステージ１０
には、フロアボディ１１の後部を位置決めする第２位置
決め部材４２が設置されており、フロアボディ１１の後
部にある第２ロケート穴３８を位置決めするとともに位
置計測するようになっている。図３に示されるように第
２位置決め部材４２の支持部材４３には、Ｙ方向に延び
るガイドレール４４が取り付けられており、ガイドレー
ル４４に沿ってＹ方向に移動自在である第２基準受け部
材４５が取り付けられている。また第２基準受け部材４
５には第２ロケートピン１５が突設されている。第２ロ
ケートピンは、標準的な組み立て位置である正規ゲージ
位置決め位置を含む範囲でＹ方向に移動自在であるの
で、第２ロケートピン１５を移動することにより、第１
ロケート穴３７と第２ロケート穴３８のピッチの、個体
ごとのズレに対応するとともに、フロアボディ１１をス
テージ１０上に位置決めできる。また、第２支持部材４
２には変位計４６が取り付けられており、基準受け部材
４５のＹ方向の移動量を計測するようになっている。

【００１０】そして図２に示されるように、ステージ１
０にはフロアボディ１１の位置決め位置の組み立て精度
を測定する計測用位置決め部材が６台設置されている。
この内の一つである第３計測用位置決め部材４７の支持
部材４８には、図４に示されるようにＸ方向に延びるガ
イドレール４９に沿って移動自在である支持板５１が取
り付けられており、またこの支持板５１には、Ｙ方向に
延びるガイドレール５３を介してＹ方向に移動自在であ
るとともに、第３ロケートピン５５が突設される第３基
準受け部材５７が取り付けられている。このように第３
基準受け部材５７は、Ｘ，Ｙ両方向に移動自在であるの
で、嵌合する第３ロケート穴５９の位置が標準位置から
ズレている場合は、第３基準受け部材４７を移動するこ
とにより、第３ロケートピン５５と第３ロケート穴５９
とを嵌合できる。また第３位置決め部材４７には、第３
ロケートピン５５のＸおよびＹ方向の移動量を検出する
変位計４６が取り付けられており、第３ロケート穴５９
の標準位置からのズレ量を計測できるようになってい
る。なお、測定ステージ１０に設置されるこのほかの計
測用位置決め部材６３〜６７も同様の構成であり、いず
れもロケートピン６８〜７２が突設されるとともに移動
自在である基準受け部材７３〜７７を有しており、また
ロケートピンを有する基準受け部材のＸおよびＹ方向の
移動量を計測する変位計４６が取り付けられている。こ
のように各位置決め部材３５，４２，４７，６３〜６７
は、ＸおよびＹ方向に移動自在なので、フロアボディ１
１をステージ１０に位置決めする際、位置決め部材３
５，４２，４７，６３〜６７やフロアボディ１１が撓む
ことはない。

【００１１】さらに測定ステージ１０には、移動自在で
ある下向き測定子２７を有する３次元測定機２９が設置
されており、この下向き測定子２７によりフロアボディ
１１の上面の計測ポイントの位置を計測するようになっ
ている。

【００１２】このように、本発明に係わるワーク支持装
置を有する精度測定装置により、車体の組み立て精度を
測定する手順を説明する。まずワークであるフロアボデ
ィ１１が測定ステージ１０に搬入されると、フロアボデ
ィ１１の前部に設けられる第１ロケート穴３７に第１ロ
ケートピン１３を嵌合するとともに後部に設けられる第
２ロケート穴３８に第２ロケートピン１５を嵌合し、フ
ロアボディ１１を位置決めする。なお、両ロケート穴３
７，３８のピッチが正規のピッチからズレている場合
は、第２ロケートピン１５をＹ方向に移動させることに
より、両ロケート穴３７，３８をロケートピン１３，１
５に嵌合する。これと同時に、ステージ１０に設置され
る各計測用位置決め部材４７，６３〜６７には、計測用
位置決め部材に対応するロケート穴が嵌合する。これら
のロケート穴と第１ロケート穴３７とのピッチが正規の
ピッチとズレている場合は、計測用位置決め部材４７，
６３〜６７をズレ量に応じてＸあるいはＹ方向に移動す
ることにより、ロケートピン５５，６８〜７２をロケー
ト穴に嵌合する。このようにして各ロケートピン５５，
６８〜７２をロケート穴に嵌合し位置決めが完了する
と、各部材に取り付けられる変位計４６により、第２位
置決め部材４２および各計測用位置決め部材４７，６３
〜６７の標準位置からの移動量を計測し、フロアボディ
１１の組み立て精度を測定する。

【００１３】以上のように本実施例のワーク支持装置を
用いると、組立ステージ１０での支持位置と同一の支持
位置でワークを支持して、ワークの組み立て精度を測定
できる。このため、組立ステージに載置された状態での
フロアボディ１１の組み立て精度を極めて正確に測定で
き、組み立て精度の向上に役立つ情報を次車の生産にフ
ィードバックできる。

【００１４】また、別の実施例を以下に説明する。図５
は、本発明に係わるワーク支持装置を有するワーク組み
立てステージの断正面図である。図５に示されるよう
に、ステージにはフレーム１０１が設置されており、フ
レーム１０１にはルーフを保持するＮＣロケータ１０
３、フロントピラーなどのボディサイドを位置決めする
サイドＮＣロケータ１０５、フロアボディを位置決めす
るフロアＮＣロケータ１０７が複数取り付けられてい
る。図６は、サイドＮＣロケータ１０５を示す側面図で
ある。図６に示されるように、フレーム１０１にはガイ
ドレール１０９を介してＹ方向に移動自在である板部材
１１１が取り付けられており、Ｙ軸モータ１１３により
位置決めできる。この板部材１１１にはＸ方向に摺動自
在である摺動部材１１５が取り付けられており、Ｘ軸モ
ータ１１７により位置決めできる。また摺動部材１１５
には、ＮＣロケート部材１１９を有し、Ｚ方向に延びる
ガイドレール１２１に沿って移動自在であるロケータ支
持部材１２３が取り付けられており、Ｚ軸モータ１２５
により位置決めするようになっている。このように、Ｎ
Ｃロケート部材１１９は移動自在であり、任意の位置に
位置決めされる。また図６に示されるようにＮＣロケー
ト部材はワークＷをクランプして位置決めするようにな
っており、ワークＷをクランプした状態で移動自在であ
るとともに位置決めされる。そして図７に示されるよう
に、各モータ１１３，１１７，１２５はそれぞれアンプ
１２７，１２９，１３１を介してコントローラ１３３と
接続されており、このコントローラ１３３により位置決
め制御および位置決め解除制御されるようになってい
る。なお位置決めが解除された状態では、ＮＣロケート
部材１１９は外力を受けると移動する。また各モータ１
１３，１１７，１２５には図示しないエンコーダが接続
されているので、モータの変位量を測定できる。なお、
以上の説明はボディサイドを位置決めするＮＣロケータ
についてであるが、他のＮＣロケータも同様に移動自在
であるとともにエンコーダにより移動量を測定できるよ
うになっており、接続されるコントローラにより位置決
め制御および位置決め解除制御できるようになってい
る。

【００１５】このようなＮＣロケータ、つまりワーク支
持部材を設置した組み立てステージの動作を、フロアＮ
Ｃロケータを例に、図８の流れ図に基づいて説明する。
図９は、フロアＮＣロケータ１４１〜１４８が設置され
る組み立てステージを示す斜視図である。まず、組み立
てステージに搬入されたバラパーツ、つまり組み立て前
のワークＷは、各ＮＣロケータ１４１〜１４８およびそ
の他の図示しないＮＣロケータによりクランプされると
ともに位置決めされ、溶接により組み立てられる（Ｓ
１）。このとき各ワークＷは、ＮＣロケータにより正規
ゲージ位置決め位置に位置決めされる。溶接が終了する
と、位置決めされる各ＮＣロケータ１４１〜１４８を、
コントローラ１３３により位置決め解除状態にする（Ｓ
２）。このとき各パーツの組み立て位置が正規の位置で
あれば、各ＮＣロケータ１４１〜１４８は位置決めを解
除されても移動しない。しかし組み立て位置が正規の位
置からズレていれば、正規ゲージ位置であるロケータに
位置決めされる車体には歪みによる応力が残っているの
で、各ＮＣロケータ１４１〜１４８の位置決めを解除す
ると，それと同時に車体の応力が解放され各ＮＣロケー
タ１４１〜１４８は移動する（Ｓ３）。各ＮＣロケータ
１４１〜１４８の移動量は各モータに接続される図示し
ないエンコーダによりパルス信号として検出され（Ｓ
４）、分解能を乗ずることにより正規位置からのズレを
算出する（Ｓ５）。このようにして求められた各軸方向
のズレ、つまり変位量を合成してワークの変位量を求め
る（Ｓ６）。求められた結果は、例えば正規ゲージ位置
を調整するなどにより、次車の生産にフィードバックさ
れる（Ｓ７）。

【００１６】このように、組み立てを行うステージにお
いて組み立て精度を測定できるので、別に測定装置を必
要としない。また極めて短時間で測定できる。さらに、
組み立て時と測定時のクランプおよび支持位置が同一な
ので、組み立てステージに載置された状態で生じる組み
立て精度を測定でき、より適確なフィードバックが可能
となる。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、本発明によると、組み立
てステージでの支持位置と、同一の位置をクランプある
いは支持するようになっているので、組み立てステージ
に載置される状態で生じる組み立て誤差に極めて近い値
を測定でき、次車の生産に適確なフィードバックをかけ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、車体の一部を構成するフロアボディを示す
斜視図、

【図２】は、本実施例に係わるワークの組み立て精度測
定装置を示す斜視図、

【図３】は、第２位置決め部材の主要部の斜視図、

【図４】は、計測用位置決め部材の主要部の斜視図、

【図５】は、車体を構成する各ワークを位置決めして仮
止めするステージの断正面図、

【図６】は、サイドＮＣロケータの側面図、

【図７】は、モータの制御に係わるブロック図、

【図８】は、動作順を示す流れ図、

【図９】は、フロアＮＣロケータが設置される組み立て
ステージを示す斜視図、

【図１０】は、従来の組み立て精度測定装置と被測定物
であるフロアボディとを示す斜視図、

【図１１】は、２次元カメラによりロケート穴の位置精
度を測定する状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１１…フロアボディ １３…第１ロケートピン １５
…第２ロケートピン ２９…３次元測定機 ３５…第１位置決め部材 ３７
…第１ロケート穴 ３８…第２ロケート穴 ４２…第２位置決め部材 ４
６…変位計 ４７…第３計測用位置決め部材 ６３〜６７…計測用位置決め部材 １０５…サイ
ドＮＣロケータ １０７…フロアＮＣロケータ １３３…コントロ
ーラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを載置するステージに、ワークに
   対し相対上下動自在である複数の位置決め部材を有する
   ワーク支持装置であって、 前記ワークを支持する基準受け部材と、前記ワークに形
   成されたロケート穴に嵌合しワークを位置決めする第１
   ロケートピンとを有する第１位置決め部材と、 前記ワークを支持する基準受け部材と、前記ワークに形
   成されたロケート穴に嵌合すると共に水平方向に往復動
   自在である第２ロケートピンとを有する第２位置決め部
   材と、 前記ワークを支持する基準受け部材と、前記ワークに形
   成されたロケート穴に嵌合すると共に水平方向に移動自
   在である可動ロケートピンを有する複数の第３位置決め
   部材とを前記ステージに設置したことを特徴とするワー
   ク支持装置。
2. 【請求項２】 ステージに載置されるワークを位置決め
   保持する複数のロケータを設置するワーク支持装置であ
   って、 それぞれ水平方向に移動自在となり、ワークに形成され
   たロケート穴に嵌合するロケートピンを有する複数のロ
   ケータを前記ステージに設置し、 それぞれの前記ロケータに、当該ロケータを基準位置に
   位置決めするとともに位置決め解除する手段を接続した
   ことを特徴とするワーク支持装置。