JPS62227882A - 自動車の窓ガラス取付装置 - 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、自動車車体のフロント側やリヤ側の窓部に窓
ガラスを自動的に取付けられるようにした自動車の窓ガ
ラス取付装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種装置として、特開昭５８〜３６７７９号公
報に見られるように、窓ガラスを保持する治具を進退自
在に支持する支持枠をロボットに搭載し、該支持枠を該
ロボットの動きで車体搬送路上の車体の窓部に対向する
位置に位置決めした状態で該治具を窓部側に前進させて
窓ガラスを取付けるようにしたものは知られるが、この
もので該ロボットは、車体搬送路の上方の天井部に設け
た車長方向及び車巾方向に移動自在なロボット本体に上
下方向に１ｍ動自在な平行リンクから成るロボットアー
ムを吊設し、該アームの下端に該支持枠を取付けて成る
ものに構成され、該搬送路の外側方において該治具に窓
ガラスをセットした後、該ロボット本体を該搬送路側に
シフトさせ、次いで該支持枠をこれに取付けた車体の車
長方向、車巾方向、車高方向の位置を検出する各種検出
器からの信号により、これら３方向に平行移動して車体
の窓部に対向する位置に位置決めするようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のものでは、車体搬送路の上方にロボットが吊下式
に設けられること力日ら、ロボットとの干渉を避ける上
で車体を床面上のコンベアにより搬送せざるを得なくな
り、自動車組立ラインの設計の自由度が制約される問題
、例えば車体をハンガーコンベアで搬送して窓ガラスの
取付作業と車体の下回り作業とを同一ラインで行なうよ
うなライン設計を採用できなくなる問題がある。

この場合、ロボットを車体搬送路の外側方がら該搬送路
側に旋回自在なロボットアームを備えるものに構成して
、該アームの先端に支持枠を取付け、該アームを該搬送
路の外側方に旋回させた状態で治具に窓ガラスをセット
した後、該アームを該搬送路側に旋回させて窓ガラスの
取付作業を行なうようにすれば、該搬送路の外側方にロ
ボット本体を位置させることができて、車体をハンガー
コンベアで搬送することが可能となり有利である。

然し、このものではロボットアームの先端に支持枠や治
具の重量が作用して、該アームが先端側に向って部下が
りに傾斜し勝ちとなり、支持枠を単純に車体の窓部に対
し位置決めしても、該アームの傾斜により該支持枠が傾
いて、窓ガラスを窓部に正確に取付けられなくなる。

本発明は、上記の如き旋回自在なロボットアームを備え
るロボットアームを用い、支持枠の傾きを補正して窓ガ
ラスを正確に取付けられるようにした装置を提供するこ
とをその目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成すべく、窓ガラスを保持する
治具を進退自在に支持する支持枠をロボットに搭載し、
該支持枠を該ロボットの動きで車体搬送路上の車体の窓
部に対向する位置に位置決めした状態で該治具を窓部側
に前進させて窓ガラスを取付けるようにしたものにおい
て、該ロボットを該搬送路の外側方から該搬送路側に旋
回可能で且つ車長方向、車巾方向、車高方向に移動可能
なロボットアームを備えるものに構成し、該支持枠を該
ロボットアームの先端に該治具の進退方向の傾動軸を中
心にして傾動自在に取付けると共に、該支持枠に車体に
対する該支持枠の車巾方向の変位を検出する第１検出器
と、車体に対する該支持枠の車長方向及び車高方向の変
位を車巾方向に離間した少なくとも２箇所において検出
する第２検出器とを設け、該第１検出器からの信号で該
支持枠の車巾方向の位置決めと、該第２検出器からの信
号で該支持枠の車長方向と車高方向及び傾動方向の位置
決めを行なうようにしたことを特徴とする。

（作　用） ロボットアームを車体搬送路の外側方に旋回させた状態
で治具に窓ガラスをセットした後、該アームを該搬送路
側に旋回して、支持枠を車体の窓部に対向する所定の原
点位置に移動する。

次いで、第１検出器により車体に対する支持枠の車巾方
向の変位を検出して、この変位が零になるように該支持
枠を車巾方向に移動調整して車巾方向の位置決めを行な
う。

次に、第２検出器により車体に対する支持枠の車長方向
及び車高方向の変位を車巾方向に離間した２箇所におい
て検出するが、この際支持枠が傾いていれば、車高方向
の変位が該両箇所において相違するから、その偏差が零
になるように該支持枠を傾動調整し、次いで該両箇所の
車長方向及び車高方向の変位が零になるように該支持枠
を車長方向及び車高方向に移動調整する。

これによれば、該支持枠は車体の窓部に対向する位置に
正確に位置決めされ、次いで治具を前進させれば窓ガラ
スは正確に窓部に挿着される。

（実施例） 第１図乃至第３図を参照して、（１）は車体搬送路、（
２）は該搬送路（１）の側方に並設した窓ガラス供給路
を示し、車体ａを該搬送路（１）に沿ってハンガーコン
ベア（３）により搬送するようにし、該搬送路（１）上
の所定の車体停止位置の側方に前後２台のロボット（４
１）　（４２）と、該供給路（２）により前方から搬送
されて来るフロント側の窓ガラスｂ１とリヤ側の窓ガラ
スｂ２とを該各ロボット（４１）（４２）に移載する前
後２台の移載装置（５１）　（５２）とを配置し、前側
のロボット（４１）によりフロント側の窓ガラスｂ、を
車体ａのフロント側の窓部と、後側のロボット（４２）
によりリヤ側の窓ガラスｂ２を車体ａのリヤ側の窓部と
に取付けるようにした。

該両口ボット（４＋）　（４２）の構成は特に異ならず
、以下前側のロボット（４１）についてその構成を詳述
する。

該ロボット（４１）は、第４図乃至第７図に示す如く、
シリンダ（６ａ）により車長方向に移動自在な第１スラ
イド台（６）上にシリンダ（７ａ）により車巾方向に移
動自在な第２スライド台（１）を設けると共に、該第２
スライド台（７）上にロータリアクチュエータ（８ａ）
により垂直軸回りに旋回自在な旋回台（８）と、該旋回
台（８）上にシリンダ（９ａ）によりガイドバー（９ｂ
）に沿って車高方向に移動自在な昇降台〈９）とを設け
、該昇降台（９）にロータリアクチュエータ（１０ａ　
）により水平軸回りに反転自在なロボットアーム（ＩＧ
を軸設して成るもので、該ロボットアーム（１０に該旋
回台（８）の動きにより車体搬送路（１）の外側方から
該搬送路（１）側への旋回と、該第１第２スライド第（
６）　（７）と該昇降台（９）との動きにより車長方向
、車巾方向、車高方向の移動とを与えられるようにし、
該ロボットアーム（ＩＧの先端に、窓ガラスｂ、を保持
する治具ａｔ＋を進退自在に支持する支持枠ａつを取付
け、該ロボットアーム（ＩＯを第６図に示す如く該搬送
路（１）の外側方に旋回させると共に該治具０が上向き
になるように該ロボットアーム００を反転させ、この状
態でフロント側の窓ガラスｂ１を移載装置（５１）によ
り該治具（Ｉｔ上にセットし、次いで該ロボットアーム
ｎＧを第７図に示す如く該搬送路（１）側に旋回させる
と共に窓ガラスｂ１が斜め下向きの所定の取付姿勢に保
持されるように該ロボットアームｑＧを所定角度反転さ
せ、更に該ロボットアーム００をティーチングデータに
従って車長方向、車巾方向、車高方向に移動して、該支
持枠ｑｚを車体ａのフロント側の窓部に対向する所定の
原点位置に位置決めし、次いで該支持枠０の位置補正を
行なって、該治具ａｔを該窓部側に前進させ、窓ガラス
ｂ１を該窓部に挿着するようにした。

ここで該支持枠（ＩＺは、該ロボットアーム（１０の先
端に該治具（１１＞の進退方向の傾動軸Ｏｅを中心にし
て傾動自在に軸設されるもので、これを詳述するに、該
支持枠（１つを上記原点位置において車１〕方向に長手
にのびるＣ形チャンネル材で構成して、その両端部に該
チャンネル材の両側板間に跨らせて該治具（Ｉｖを進退
自在に支持する１対のシンダｔ’＋＠ｃ＋Φを取付ける
と共に、その長手方向中間に該両側板間に跨らせて該傾
動軸（１：Ｄを取付け、該ロボットアーム（ＩＧを該支
持枠ａｚ内に挿入して該ロボットアーム（ＩＯの先端に
該傾動軸（１３を貫通軸支させ、更に該ロボットアーム
（１０に該支持枠ｃつの該アームＣＩＱ側の端部即ち第
４図で左端部近傍に位置させて、該端部に形成した凹溝
に係合する係合ピン（１５ａ　）と、該ビン（１５ａ　
）に連結バー　（１５ｂ　）を介して連結されるシリン
ダ（１５Ｃ）とから成る傾動用の駆動ユニットｑＳを取
付け、該ユニットｑ９の作動により該支持枠（ＩＺを該
傾動＠ａ３を中心にして傾動し得るようにした。

更に該支持枠（Ｉつには、車体ａに対する該支持枠ａつ
の車巾方向の変位を検出する第１検出器ｌ′ｌｅと、車
体ａに対する該支持枠（＋２１の車長方向及び車高方向
の変位を車巾方向に離間した少なくとも２箇所において
検出する第２検出器（＋７＞とが設けられるもので、こ
れを更に詳述するに、該第１検出器ａＱは、該支持枠ａ
Ｄ上の取付枠ａ８１の両端部に設けた１対の検出素子（
１６ａ）（１６ａ）から成り、該多素子（１６ａ　）は
、第８図及び第９図に明示する如く、車巾方向に揺動自
在に軸設したロッド（１６ｂ）と、該ロッド（１６ｂ）
の揺動をギア列（１６Ｃ）を介して検出するエンコーダ
（１６ｄ　）とで構成されるものとし、該雨検出素子（
１６ａ）（１６ａ）を夫々ガイドバー　（１６０）によ
り該取付枠ａδに対し車巾方向に摺動自在に支持させる
と共に、該ガイドバー（１６１Ｂ）に連結した各ラック
バ−（１６ｆ　）において該取付枠（＋８１の中間部に
搭載したモータ（１６Ｑ　）の出力軸上のピニオン（１
６ｈ）に共通に咬合させ、かくて該ビニオン（１６ｈ）
の正逆転により該雨検出素子（１６ａ　）（１６ａ　）
に互に同期した車巾方向内方と外方とへの移動が与えら
れるようにした。

ここで、該各ロッド（１６ｂ）は車巾方向内方に図示し
ないばねにより揺動付勢されるものとし、該支持枠０を
上記原点位置に位首決めした後、該雨検出素子（１６ａ
）（１６ａ）を車巾方向内方に移動させ、該各ロッド（
１６ｂ）を車体ａの窓部両側の側枠にその外側方から当
接させてばねに抗して車巾方向外方に揺動させるように
し、該多素子（１６ａ　１のロッド（１６ｂ）の揺動角
がＨに等しくなるように該支持枠ａ２を車巾方向に移動
調整して、その車巾方向の位冒決めを行なうようにした
。

即ち、該支持枠ａつが車体ａに対し車巾方向一方、例え
ば右方に変位していれば、右側の検出素子（１６ａ　）
のロッド（１６ｂ）が窓部の右側枠に当接するよりも早
く左側の検出素子（１６ａ　）のロッド（１６ｂ　）が
窓部の左側枠に当接して、後者のロッド（１６ｂ）の揺
動角が前者のロッド（１６ｂ　）の揺動角より大きくな
り、この揺動角の偏差分だけ該支持枠ａツを左方に移動
調整して、偏差が零になるようにすれば、該支持枠■の
車体ａに対する車巾方向の変位が零となるのである。

又、前記第２検出器（＋７）は、前記取付枠ａ８１に車
巾方向に離間して取付けた１対の検出素子（１７ａ）（
１７ａ　）から成り、該多素子（１７ａ）は、第１０図
乃至第１２図に明示するように、窓部の上縁の凹入段差
面ａ、と、これに直交する外縁面ａ２とに各当接する１
対の第１第２係合子（１７ｂ　）（１７Ｃ）を先端に取
付けたアーム（１７ｄ　ｌを該段差面ａ１の法線方向た
るＸ軸方向と、該外縁面ａ２の法線方向たるＹ軸方向と
に移動自在に設け、該アーム（１７ｄ　）のＸ軸方向と
Ｙ軸方向の移動を１対の第１第２エンコーダ（１７ｅ）
（１７ｆ）により検出すべく構成されており、これを更
に詳述するに、該取付枠０に固定のホルダ（１７ｇ）に
ガイドバー（１７ｈ）を介してＹ軸方向に１ｚ動自在な
ブラケット（１７ｉ）を取付け、該ブラケット（１７ｉ
）にこれに取付けたガイドバー（１７ｊ　）に沿って該
アーム（１７ｄ　）をＸ軸方向に移動自在に支持させる
と共に、該ホルダ（１７（１）に第２エンコーダ（１７
ｆ）と、該ブラケッＩ”　（１７ｉ　）に第１エンコー
ダ（１７ｅ　）とを取付けて、該第２エンコーダ（１７
ｆ）の入力側のピニオン（１７ｋ　）に該ブラケット（
１７ｉ）に連結したＹ軸方向のラック（１７ｊりと、該
第１エンコーダ（１７ｅ　）の入力側のビニオン（１７
ｍ）に該アーム（１７ｄ　）に連結したＸ軸方向のラッ
ク（１７１ｉ　）とを各咬合させ、かくて該第１エンコ
ーダ（１７’３）により該アーム（１７ｄ　）のＸ軸方
向の移動と、該第２エンコーダ（１７ｆ　）により該ア
ーム（１７ｄ　ｌのＹ軸方向の移動とを検出し得るよう
にし、更に該ブラケット（１７ｉ）を前記第２係合子（
１７Ｃ）が前記外縁面ａ２に当接されるようにＹ軸方向
斜め下方にばね（１７０）で付勢すると共に、該アーム
（１７ｄ　）を前記第１係合子（１７ｂ）が前記段差面
ａ１に当接されるようにＸ軸方向斜め上方にばね（１７
Ｄ）で付勢した。

ここで、該両係合子（１７ｂＨ１７ｃ）の該段差面ａ＋
及び該外縁面ａ２への当接によれば、該アーム（１７ｄ
　）のＸ軸方向とＹ軸方向の位置が決まるもので、該ア
ーム（１７ｄ　）の正規位置からのＸ＠力方向Ｙ軸方向
への変位を求めて座標変換等の演算処理を施すことによ
り、車巾方向両側の各検出素子（１７ａ）の取付箇所に
おける支持枠（１２１の車体ａに対づる車長方向と車高
方向の変位が検出される。

この場合、ロボットアーム（ＩＯがその先端に作用する
治具０１）や支持枠（＋２１の単向により第４図で右下
がりに傾斜すると、該支持枠ＯＤも同様に傾いて、雨検
出素子（１７ａ）（１７ａ）で検出される車高方向の変
位が互に相違することになり、かかるときは該両変位の
偏差が零になるように該支持枠（＋２１を上記の如く傾
動＠（１３を中心にして右上りに傾動させ、これにより
該支持枠１１ｚの車体ａに対する傾きを補正し、次いで
上記した車長方向と車高方向の変位が零になるように該
支持枠（Ｉｚを車長方向と車高方向とに移動調整する。

これによれば、該支持枠ａｂ１従ってこれに治具○℃を
介して保持される窓ガラスｂ１は、窓部に対向する位置
に正確に位置決めされ、次いで該治具（ＩＤを前記シリ
ンダ（Ｉ＠Ｉ′ｌ＠の作動により前進させれば、該窓ガ
ラスｂ、は該窓部に確実に挿着される。

又、車体ａが車長方向に真直に搬送セットされていない
場合、雨検出素子（１７ａ　）（１７ａ　）で検出され
る車長方向の変位が互に相違することになり、この場合
は該両変位の偏差に応じてロボットアーム（’ＩＯを旋
回させ、支持枠（’＋２１が窓部に平行になるように調
整する。

尚、第１係合子（１７ｂ）を段差面ａ１に当接させたま
までは、これに窓ガラスｂ、が干渉するため、ブラケッ
ト［１７ｉ　）に搭載したシリンダ［１７０）によりア
ーム（１７ｄ　）をＸ軸方向斜め下方に押動させた状態
で該アーム（１７ｄ　）に搭載したシリンダ（１７ｒ）
により該第１係合子（１７ｂ）を第１°１図に仮想線で
示す如く旋回させ、更にホルダ（１７ｇ）に搭載したシ
リンダ（１７ｓ　）により該ブラケット（１７ｉ）をＹ
＠方方向的上方に退去させて第２係合子（１７ｃ　）を
外縁面ａ２から離間させ、この状態で前記シリンダ（１
７Ｑ　）による押圧を解いて該アーム（＋７６）をばね
（１７１））によりＸ軸方向斜め上方に移動させ、該第
１係合子（１７ｂ）を窓ガラスｂ１に干渉しないその上
側方の退避位置に退去させるようにし、更に治具（ＩＴ
）への窓ガラスｂ＋のセット時に上記した第１第２検出
器ａｅ　（＋７）が邪魔にならないよう、前記取付枠（
ＩＩＤを支持枠ａｚに対しその長手方向の軸（１８ａ　
）を中心にしてシリンダ（１８ｂ）（１８ｂ）により第
６図で下方に揺動退去し得るようにした。

リヤ側の窓ガラスｂ２も後側のロボット（４２）により
上記と同様の手順でリヤ側の窓部に挿着される。

ところで、図示のものでは各窓ガラスｂ１、ｂ２を吸１
　（１９ａ　）を有するパレットａ９に保持させＩＣ状
態で窓ガラス供給路（２）を介して各移載装置（５１）
（５２）に供給するようにし、該供給（２）上で各窓ガ
ラスｂ４、ｂ２に各塗布ロボット■■によりブライマー
と次いで接着剤とを塗布した後、各ロボット（４＋）　
（４２）に取付けた前記治具（１１に各窓ガラスｂ１、
ｂ２を該各移載装置（５＋）　（５２）を介してバレン
１−　（１！１１ごと移載セットするようにした。

該各移載装量（５１）　（５２）は、ヂエーンリフタ（
５ａ）により昇降される該供給路（２）の側部の昇降枠
（５ｂ）上に内外２重構造のスライド枠（５ｃ）をロボ
ット配置部側に向って進退自在に備えるもので、該スラ
イド枠（５Ｃ）にパレット（ｌつを投入した状態で該昇
降枠（５ム）を上昇させた後、該スライド枠（５Ｃ）を
側方に前進させて、第６図示の状態に存する治具（１１
）の直上位置に該パレットａ！ｌ）を搬送し、この状態
で該治具（＋１）にパレット（１！！１を位置決め固定
し、次いで該スライド枠（５ｃ）を後退させて該治具（
Ｉｖへのパレットａ９の受渡しを行なうようにした。

該治具ａｔは、第４図及び第１３図に示す如く、パレッ
ト（１！ｌ）を着脱自在に係止するクランプ部材（１１
ａ　）の複数個と、パレットａ９上の吸盤（１９ａ　）
に配管接続されるその背面の負圧接続口（１９ｂ　）を
ロボット側の負圧源に接続するバキュームパッド（１１
ｂ）と、パレット（＋！！ｌ上の負圧配管回路に接続し
た大気開放バルブ（１９ｃ　）を操作して吸盤（１９ａ
　）への負圧の作用を解くバルブ操作部材（１１Ｃ）と
を備えるもので、窓ガラスｂ１、ｂ２を上記の如く窓部
に挿着した後、該操作部材（１１Ｃ）により該バルブ（
１９Ｃ）の操作で吸盤（１９ａ　）による窓ガラスｂ１
、ｂ２の吸着を解除し、次いでロボットアームｑＯを第
６図示の状態に旋回反転させると共に、前記スライド枠
（５Ｃ）を前進させて、治具（Ｉｔ）上の空のパレット
（１つを該スライド枠（５Ｃ）に受取らせ、次いで該ス
ライド枠（５Ｃ）を後退させて前記昇降枠（５ｂ）を下
降させ、空のバレン１〜（１９）を窓ガラス供給路（２
）の下側のパレット返送路のに払出すようにした。

図面でのは該供給路（２）の前端部に設けたセット装置
を示し、該返送路■を介して返送される各バレッｌ−（
１りに該セット装置のによりリヤ側の窓ガラスｂ２とフ
ロント側の窓ガラスｂ、を順次セットするようにした。

（発明の効果） 以上の如く本発明によるときは、ロボットアームの旋回
動作によりその先端の支持枠に治具を介して保持させた
窓ガラスを車体搬送路の外側方から該搬送路側に投入す
るもので、該搬送路の上方にロボットを吊上式に設ける
従来のものと異なり、該搬送路での車体の搬送をハンガ
ーコンベアで行なうことが可能となって、自動車組立ラ
インの設計の自由度が増し、而も該ロボットアームの傾
斜による支持枠の車体に対する傾きを補正して、窓ガラ
スを車体の窓部に正確１つ確実に挿着でき、生産性が向
上される効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の１例の斜視図、第２図及び第３図
は夫々その側面図と平面図、第４図は第３図のＩＶ−Ｉ
Ｖ線から見た目ボッ１−の正面図、第５図はその平面図
、第６図は窓ガラスのロボットへのセット時にお（）る
ロボットの正面図、第７図は窓ガラスの車体への取付時
にＪ３けるロボットの側面図、第８図は第１検出器の構
成を示す要部の拡大截断平面図、第９図は第８図のＩＸ
−ＩＸＸ線断断面図第１０図は第２検出器の構図、第１
３図は第４図のｘｍ−ｘｍ線で截断した治具の要部の拡
大截断面図である。 （１）・・・車体搬送路　　　（４＋）　（４２）・・
・ロボット（ＩＯ・・・ロボットアーム　　　　ａｔ・
・・治具０・・・支持枠　　　　　　　　（′Ｉ３・・
・傾動軸００・・・第１検出器　　　　　　（１７）・
・・第２検出鼎ａ・・・車体　　　　　　　ｂｌ、ｂ２
・・・窓ガラス外？名−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 窓ガラスを保持する治具を進退自在に支持する支持枠を
   ロボットに搭載し、該支持枠を該ロボットの動きで車体
   搬送路上の車体の窓部に対向する位置に位置決めした状
   態で該治具を窓部側に前進させて窓ガラスを取付けるよ
   うにしたものにおいて、該ロボットを該搬送路の外側方
   から該搬送路側に旋回可能で且つ車長方向、車巾方向、
   車高方向に移動可能なロボットアームを備えるものに構
   成し、該支持枠を該ロボットアームの先端に該治具の進
   退方向の傾動軸を中心にして傾動自在に取付けると共に
   、該支持枠に車体に対する該支持枠の車巾方向の変位を
   検出する第１検出器と、車体に対する該支持枠の車長方
   向及び車高方向の変位を車巾方向に離間した少なくとも
   ２箇所において検出する第２検出器とを設け、該第１検
   出器からの信号で該支持枠の車巾方向の位置決めと、該
   第２検出器からの信号で該支持枠の車長方向と車高方向
   及び傾動方向の位置決めを行なうようにしたことを特徴
   とする自動車の窓ガラス取付装置。