JPS6211949B2

JPS6211949B2 -

Info

Publication number: JPS6211949B2
Application number: JP57228220A
Authority: JP
Inventors: Kinichi Tamura; Susumu Kawada; Yoshitada Sekine; Kazuyoshi Abe; Ryosuke Ishikawa; Fumiki Yokota
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1982-12-27
Filing date: 1982-12-27
Publication date: 1987-03-16
Also published as: JPS59120379A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、例えば自動車の組立工程において
所定のワークを溶接して組み立てるに際し、該ワ
ークを位置決め・クランプするための組立用の溶
接治具に関する。

周知のように自動車の組立工程においては、パ
ネル類をはじめとして多くの車体構成部品が溶接
にて組み立てられるが、例えば実開昭56−126993
号公報および特開昭54−86163号公報に示される
ように個々のワークはその形状受けとしての溶接
治具により位置決め・クランプされて上記の溶接
に供せられるのが一般的である。

第１図はその従来の車体組立用溶接治具の一例
を示しており、１はそのリスト部１ａにスポツト
溶接ガン２を備えた溶接用ロボツト、３は車体組
立用溶接治具４の中心をなす治具ベースで、この
治具ベース３上にはゲージポスト５とロケートポ
スト６とが立設されており、ゲージポスト５の上
端部にはワークＷ形状に対応した形状受けとして
のゲージ面７ａを有するゲージプレート７が、ま
たロケートポスト６にはワークＷ側のロケート穴
に挿入されるロケートピン８がホルダー９を介し
てそれぞれに取り付けられている。そして、ゲー
ジプレート７にはクランプ装置１０が取り付けら
れており、このクランプ装置１０は、ゲージ面７
ａに対して回動・開閉するクランパー１１と、こ
のクランパー１１を開閉駆動するアクチユエータ
１２とで構成され、図に示すようにゲージ面７ａ
とロケートピン８とでワークＷを位置決めすると
ともに、クランパー１１により堅固にクランプ
し、そののちにスポツト溶接ガン２にて所定の溶
接が施されるものである。

尚、１３は治具ベース３とゲージポスト５また
はロケートポスト６との相対的な位置決めを司る
ノツクピン、１４は取付ボルトである。

しかしながら、このような従来の車体組立用溶
接治具にあつては、当該溶接治具の精度如何によ
つて溶接後の製品精度が決定されることから、ゲ
ージプレート７とゲージポスト５、同じくロケー
トピン８のホルダー９とロケートポスト６とをそ
れぞれに固定し、さらにはこれらのゲージポスト
５およびロケートポスト６を治具ベース３に対し
て取付ボルト１４にて固定し、かつノツクピン１
３にて治具自体の最終精度を保障するようになつ
ており、したがつてゲージプレート７およびクラ
ンパー１２の形状ならびにロケートピン８の径は
一種類のワークＷのみに限定されて専用化されて
しまうことになる。このため、例えば同一ライン
に複数車種を流して組み立てるいわゆる混流生産
形態においては、治具全体を交換しない限り複数
車種に対応することができず、汎用性に欠けると
いう問題がある。

そこで、上記の溶接治具に代わるものとして第
２図Ａおよび第３図Ａに示すようないわゆる切換
式の溶接治具が考えられている。第２図Ａに示す
ものは回動可能なゲージプレート７Ａを主体とす
る複数のゲージユニツト１５，１５を横一連に並
設し、これら複数のゲージユニツト１５，１５か
ら必要なゲージユニツトのみを選択して正立させ
るようにすることで、複数のワークに適応できる
ようにしたものである。また第３図Ａに示すもの
は、複数のゲージプレート７Ａ，７Ａを具備した
ゲージポスト５Ａを反転させることで、同じく複
数のワークに適応できるようにしたものである。

しかしながら前者の方式のものにあつては、１
つのゲージユニツト１５そのものが大型化するこ
とから並設できるユニツト数におのずと限界があ
るばかりでなく、第２図Ｂに示すようにワークＷ
が異なればゲージプレート７Ａによる位置決め位
置がその都度変わつてしまい、また逆にそのゲー
ジプレート７Ａによる位置決め位置を任意に選択
することができないという不具合がある。また後
者の方式のものについても、反転式という基本構
造からしてゲージプレート７Ａの数が制約されて
しまうと同時に、前者と同様にゲージプレートに
よる位置決め位置を任意に選択できないという不
具合があり（第３図Ｂ）、いずれの方式のものに
ついても汎用性の面からみると今だ必ずしも十分
に満足できる状況にない。

この発明は以上のような点に鑑みて、主に溶接
治具の汎用化を図ることを目的としてなされたも
ので、この目的のため本発明においては、ゲージ
プレート、クランプ装置、ロケートピン等の治具
部材をグリツパー装置を介して所定のマニピユレ
ータに保持させ、それにより治具部材を所定の位
置に移動可能にすると同時に、該治具部材を着脱
可能としたことを特徴としている。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

第４図はこの発明の一実施例を示しており、２
０は治具ベースで、この治具ベース２０上には第
１のマニピユレータである第１の関節型ロボツト
２１と、同じく第２のマニピユレータである第２
の関節型ロボツト２２とが隣り合うようにして配
設されている。これら第１・第２の関節型ロボツ
ト２１，２２のリスト部にはグリツパー装置２３
または２４がそれぞれに取着されており、一方の
グリツパー装置２３には所定のワーク形状に対応
した形状受けとしてのゲージ面２５ａを有する治
具部材つまりはゲージプレート２５が保持されて
いるとともに、他方のグリツパー装置２４には同
じく治具部材であるロケートピン２６が保持され
ている。そしてさらに、上記のゲージプレート２
５にはクランパー２７とアクチユエータ２８とか
らなる治具部材としてのクランプ装置２９が取り
付けられている。

ここで、上記の第１および第２のマニピユレー
タは、いずれも任意の電気的な位置情報を与える
ことによつてその位置情報に応じた位置まで治具
部材たるゲージプレート２５、クランプ装置２９
もしくはロケートピン２６をそれぞれに移動させ
るもので、各マニピユレータの形態としては関節
型のほか、円筒型、直交座標型、極座標型等いず
れのものを単独で用いてもよく、またそれらのう
ちから複数のものを選択して組み合わせてもよ
い。本実施例の場合、第１・第２のマニピユレー
タとしてアクチユエータM₁，M₂，M₃，M₄，M₅
を有する関節４軸直線軸１軸の合計５軸タイプの
関節型ロボツト２１，２２を用いている。尚、各
マニピユレータの軸数は目的とする作動域、用途
等に応じて任意に選択して設定すればよい。

また、３０は治具ベース２０上に配設されたゲ
ージプレートマガジン、３１は同じくロケートピ
ンマガジンで、ゲージプレートマガジン３０には
ゲージ面２５ａ形状をそれぞれに異にする複数種
のゲージプレート２５Ａ，２５Ｂ…………が収容
されている。そして、ゲージプレートマガジン３
０には位置決め溝３２および位置決め穴３３が形
成されている一方、ゲージプレート２５を含む
各々のゲージプレート２５Ａ，２５Ｂ…………に
は位置決め用の突起３４が形成されており、位置
決め溝３２のほか位置決め穴３３と突起３４とが
相互に嵌合することで各ゲージプレート２５，２
５Ａ，２５Ｂ…………がゲージプレートマガジン
３０上に位置決めされるようになつている。同様
にロケートピンマガジン３１についてもまた各々
の受台３５にはそれぞれに形状を異にする複数種
のロケートピン２６Ａ，２６Ｂ…………が位置決
めされて収容されている。尚、これらのゲージプ
レート２５，２５Ａ，２５Ｂ…………の板厚およ
びロケートピン２６，２６Ａ，２６Ｂ…………の
基部の径は全て統一されているものとする。

ここで、前記のグリツパー装置２３，２４のう
ちの一方の構成を第５図および第６図に基づいて
説明すると、このグリツパー装置２３はフレーム
３６に固定されたアクチユエータ３７と、アクチ
ユエータ３７に連結された一対のリンク３８、な
らびにこれらの一対のリンク３８にそれぞれに連
結され、かつヒンジピン３９を回転中心として回
動・開閉する一対のグリツパー爪４０ａ，４０ｂ
とから構成され、前記アクチユエータ３７の作動
によりグリツパー爪４０ａ，４０ｂが開閉してゲ
ージプレート２５を把持もしくは開放するもので
ある。そして、一方のグリツパー爪４０ｂにはテ
ーパピン４１およびテーパガイド４２が突設され
ている一方、各ゲージプレート２５（２５Ａ，２
５Ｂ…………を含む）側にはテーパ穴４３ならび
にテーパ溝４４が形成されており、一対のグリツ
パー爪４０ａ，４０ｂがゲージプレート２５を把
持したときにはテーパピン４１とテーパ穴４３、
ならびにテーパガイド４２とテーパ溝４４とがそ
れぞれに嵌合して該ゲージプレート２５を位置決
めするようになつている。つまり、テーパピン４
１とテーパ穴４３とが嵌合することでゲージプレ
ート２５のｘ、ｙ、ｚ方向の位置規制がなされる
とともに、テーパガイド４２とテーパ溝４４とが
嵌合することでそのテーパ作用によりゲージプレ
ート２５がｙ方向片側に押しやられ、それによつ
てグリツパー装置２３とゲージプレート２５との
間の誤差の発生を防止するようにしてある。尚、
他方のグリツパー装置２４についてもグリツパー
爪４０ａ，４０ｂの形状が若干異なるのみでそれ
以外の構成については上記のグリツパー装置２３
と全く同一であるので、ここでの詳細な説明は省
略するものとする。

次に、以上のように構成された溶接治具の作用
について説明する。

先ず、前記の溶接治具にて第７図Ａ，Ｂに示す
ようなワークW₁を位置決め・クランプして溶接
に供する場合には、グリツパー装置２３にクラン
プ装置２９を含むゲージプレート２５を把持させ
るとともに、他方のグリツパー装置２４にはロケ
ートピン２６を保持させ、各関節型ロボツト２
１，２２に対して移動量指令値としての所定の位
置情報を付与すれば、各関節型ロボツト２１，２
２のうちの必要な軸のみが作動してゲージプレー
ト２５およびロケートピン２６がワークW₁を位
置決め・クランプするについて必要な位置にセツ
トされる。

次に、ワークW₁に代えて第８図Ａ，Ｂに示す
ような異種ワークW₂を位置決め・クランプする
場合には、そのワークW₂に対応する車種別信号
を各関節型ロボツト２１，２２に付与すると、各
関節型ロボツト２１，２２はゲージプレート２５
およびロケートピン２６をそれぞれゲージプレー
トマガジン３０ならびにロケートピンマガジン３
１側に移動させるべく作動し、現在把持している
ゲージプレート２５およびロケートピン２６をそ
れぞれゲージプレートマガジン３０およびロケー
トピンマガジン３１の空いているスペースに収納
し、代わつてワークW₂に適合するゲージプレー
ト２５Ａおよびロケートピン２６Ａをそれぞれ選
択して各グリツパー２３，２４に把持する。そし
て、各々の関節型ロボツト２１，２２はワーク
W₂を位置決め・クランプするに必要な位置まで
移動してゲージプレート２５Ａおよびロケートピ
ン２６Ａの交換を完了する。もちろん、これらの
関節型ロボツト２１，２２の一連の動作は各関節
型ロボツト２１，２２の制御装置側に記憶された
順序に基づいて全て自動的に行なわれるものであ
る。

また、第９図Ａ，Ｂに示すワークW₃について
も同様で、上記のような関節型ロボツト２１，２
２の動作によりゲージプレート２５Ｂおよびロケ
ートピン２６Ｂの交換が可能である。

このように本実施例の溶接治具によれば、複数
種のワークW₁，W₂，W₃がそれぞれ別個の断面形
状およびロケート穴形状を有していたとしても、
予めそれらのワークに対応した複数のゲージプレ
ートおよびロケートピンを用意して適宜交換する
ことにより、１台の溶接治具で複数のワークに対
処できることになる。

また、従来の治具においてはその全ての構成要
素が固定式であるが故に治具自体の位置決め精度
の修正．変更に多くの工数を要していたが、本実
施例の溶接治具によればゲージプレートおよびロ
ケートピン等が任意に移動可能であることから、
修正量を直接情報としてロボツトに与えることに
より、位置決め精度の修正・変更を容易にかつ迅
速に行なうことができる。

第１０図、第１１図および第１２図にはこの発
明の他の実施例を示す。本実施例においては第１
０図に示すようにクランプ装置２９のアクチユエ
ータ２８の配管系５６にクイツクジヨイント５５
を設け、ゲージプレート２５，２５Ａ，２５Ｂの
着脱時に配管系５６も同時に着脱できるように構
成する一方、第１１図および第１２図に示すよう
にグリツパー装置２３そのものの小型化を図つた
ものである。このグリツパー装置２３はその本来
の機能を損うことなくグリツパー爪４０ａ，４０
ｂの幅ｔを大幅に縮小すると同時に、フレーム３
６もまた薄肉化して全体として小型・軽量化を図
つたもので、それ以外の構成については第５図お
よび第６図に示す構造のものと同一である。した
がつて、上記のようにとりわけアクチユエータ２
８の配管系５６にクイツクジヨイント５５を用い
て、ゲージプレート２５の着脱と併せて配管系５
６の着脱も併せて行なうようにしたことにより、
第４図の場合にはゲージプレートマガジン３０上
のゲージプレート２５Ａ，２５Ｂの各々について
も予め個々に配管系を施しておく必要があつたの
に対し、本実施例の場合には配管系５６は一本の
みで済むことになる。

第１３図は同じくこの発明の他の実施例を示す
もので、本実施例においては前記の溶接治具を車
体フロアメインのアツセンプリ工程に適用したも
のである。詳述すると、前述したようにゲージプ
レート交換方式の８台の関節型ロボツト５１，５
１…………にて溶接治具を構成し、この溶接治具
にてワークたるフロアパネルＦを位置決め・支持
して、図外のスポツト溶接ガンによる溶接に供す
るようにしたものである。つまり、前工程ではそ
れぞれに別個独立したエンジンコンパートメント
Fe、フロントフロアパネルFfおよびリアフロア
パネルFrの三者が仮組みされて、その仮組みさ
れたままの状態でトランスフアー装置５２にて当
該溶接治具上に搬送されてくる。すると、その車
種に見合つたゲージプレート２５を把持した関節
型ロボツト５１，５１…………が一斉に伸長動作
し、仮組みされたフロアパネルＦの所要位置をそ
れぞれに位置決めして該フロアパネルＦを所定位
置までリフトアツプさせる。そののち、スポツト
溶接ガンを持つた溶接ロボツト（図示略）により
所定の溶接が施される。もちろん、異車種のフロ
アパネルの溶接に際しては各々の関節型ロボツト
５１，５１…………が能動的に作動して、ゲージ
プレートマガジン３０上のゲージプレートと適宜
交換することは前記の場合と同様である。

したがつて本実施例の場合には、いわゆる混流
生産形態において１台の溶接治具をもつて多車種
のワークに対応できることはもちろんのこと、従
来の治具では固定式であるためにその設置位置
等、厳密に精度出しを行なう必要があつたのに対
し、本実施例においてはゲージプレート、ロケー
トピン等の治具部材がロボツトの作動により任意
位置に移動可能であることから、上記の誤差修正
あるいは変更等を容易にかつ迅速に行なえること
になる。しかも上記の実施例によれば、ロボツト
自体がリフターとしての機能をも持ち併せている
ために、従来は溶接治具とは別に設置していたリ
フター装置を廃止することができる。

以上、要するにこの発明によれば、ゲージプレ
ート、クランプ装置、ロケートピン等の治具部材
をグリツパー装置を介して所定のマニピユレータ
に保持させて、それにより前記の治具部材を所定
の位置に移動できるように構成すると同時に、治
具部材を着脱可能に構成したことにより、１台の
溶接治具をもつて複数種のワークの適応できるた
めに汎用性に優れるほか、治具自体の精度誤差の
修正や変更を容易にかつ迅速に行なえるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の溶接治具の構成を示す要部斜視
図、第２図Ａ，Ｂおよび第３図Ａ，Ｂは同じく従
来の他の溶接治具の構成を示す説明図、第４図は
この発明に係る溶接治具の一実施例を示す斜視
図、第５図は第４図のグリツパー装置の詳細を示
す拡大図、第６図は第５図の側面図、第７図Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ、第８図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄおよび第９図
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはそれぞれ上記第４図に示す溶接
治具の作用を説明するための説明図、第１０図は
この発明に係る溶接治具の他の実施例を示す斜視
図、第１１図および第１２図は第１０図に示す溶
接治具のグリツパー装置の詳細を示す説明図、第
１３図はこの発明のさらに他の実施例を示す斜視
図である。２０……治具ベース、２１……第１の関節型ロ
ボツト（第１のマニピユレータ）、２２……第２
の関節型ロボツト（第２のマニピユレータ）、２
３，２４……グリツパー装置、２５……ゲージプ
レート（治具部材）、２６……ロケートピン（治
具部材）、２９……クランプ装置（治具部材）、５
１……関節型ロボツト（マニピユレータ）、W₁，
W₂，W₃……ワーク、Ｆ……フロアパネル（ワー
ク）。

Claims

【特許請求の範囲】

１組立工程において所定のワークを溶接して組
み立てるに際し、該ワークを位置決め・クランプ
するための組立用の溶接治具において、前記ワー
クの位置決めもしくはクランプを司るゲージプレ
ート、クランプ装置、ロケートピン等の治具部材
をグリツパー装置を介して所定のマニピユレータ
に保持させ、このマニピユレータの作動により前
記治具部材を所定の位置に移動可能に構成すると
ともに、治具部材を着脱可能に構成したことを特
徴とする組立用溶接治具。