(57)【要約】      （修正有）【課題】設備の占有面積を縮小することができる車両組立設備を提供する。【解決手段】車両組立設備１は、車両組立ライン３０において組み立てられる車種に応じた複数の組立治具４０が載置される治具載置台２０と、組み立て中の車種に応じた組立治具４０を運搬し、車両組立ライン３０上の加工エリアＳに設置するアームロボット１０と、を備える。アームロボット１０のベース台１１は、車両組立ライン３０の幅方向Ｄ２における一方側において車両組立ライン３０に隣接するように配置され、治具載置台２０は、車両組立ライン３０の幅方向Ｄ２における一方側においてアームロボット１０の周囲に配置され、各組立治具４０は、車両組立ライン３０の延在方向Ｄ１におけるアームロボット１０の前後に、第１の向きとなるように治具載置台２０に載置され、アームロボット１０は、加工エリアＳにおいて組立治具４０が第２の向きとなるように、組立治具４０を運搬する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両組立ラインにおいて組み立てられる車種に応じた複数の組立治具が載置される治具載置台と、
前記車両組立ラインにおいて組み立て中の車種に応じた前記組立治具を、前記治具載置台から前記車両組立ライン上に運搬し、前記車両組立ライン上の加工エリアに設置するアームロボットと、を備え、
前記アームロボットのベース台は、前記車両組立ラインの幅方向における一方側において前記車両組立ラインに隣接するように配置され、
前記治具載置台は、前記車両組立ラインの前記幅方向における前記一方側において前記アームロボットの周囲に配置され、
複数の前記組立治具のそれぞれは、前記車両組立ラインの延在方向における前記アームロボットの前後に、予め決められた第１の向きとなるように前記治具載置台に載置され、
前記アームロボットは、前記加工エリアにおいて前記組立治具が前記第１の向きとは前記車両組立ラインの前記延在方向において反対向きの第２の向きとなるように、当該組立治具を前記治具載置台から前記車両組立ライン上に運搬する、車両組立設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、車両組立設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両組立工場の車両組立ラインにおいて、複数の組立治具のうち組み立て中の車種に応じた組立治具を、アームロボットにより車両組立ライン上に運搬して設置する車両組立設備が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１４６２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両組立ラインにおいては、例えばアームロボットの動作領域を縮小することで車両組立設備の占有面積を縮小し、車両組立工場におけるスペース効率を向上させることが望まれる。しかしながら、特許文献１に記載されているような従来の車両組立設備では、車両組立設備の占有面積を縮小することについて改善の余地がある。
【０００５】
そこで、本開示は、設備の占有面積を縮小することができる車両組立設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係る車両組立設備は、車両組立ラインにおいて組み立てられる車種に応じた複数の組立治具が載置される治具載置台と、車両組立ラインにおいて組み立て中の車種に応じた組立治具を、治具載置台から車両組立ライン上に運搬し、車両組立ライン上の加工エリアに設置するアームロボットと、を備え、アームロボットのベース台は、車両組立ラインの幅方向における一方側において車両組立ラインに隣接するように配置され、治具載置台は、車両組立ラインの幅方向における一方側においてアームロボットの周囲に配置され、複数の組立治具のそれぞれは、車両組立ラインの延在方向におけるアームロボットの前後に、予め決められた第１の向きとなるように治具載置台に載置され、アームロボットは、加工エリアにおいて組立治具が第１の向きとは車両組立ラインの延在方向において反対向きの第２の向きとなるように、当該組立治具を治具載置台から車両組立ライン上に運搬する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の種々の態様によれば、設備の占有面積を縮小することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施形態に係る車両組立設備において、治具載置台に載置された組立治具をアームロボットが取得する状況を示す斜視図である。
【図２】図２は、アームロボット、治具載置台、及び車両組立ラインの位置関係を示す平面図である。
【図３】図３は、アームロボットが組立治具を車両組立ライン上に運搬する状況を示す斜視図である。
【図４】図４は、アームロボットが組立治具を車両組立ライン上に設置する状況を示す斜視図である。
【図５】図５は、アームロボットが車両組立ライン上から退避した状況を示す斜視図である。
【図６】図６は、アームロボットによる組立治具の運搬処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、例示的な実施形態について説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る車両組立設備１において、治具載置台２０に載置された組立治具４０をアームロボット１０が取得する状況を示す斜視図である。図２は、アームロボット１０、治具載置台２０、及び車両組立ライン３０の位置関係を示す平面図である。図１及び図２に示されるように、車両組立設備１は、例えば同一の車両組立ライン３０で複数の車種を組み立てること（併行生産）が可能な車両組立工場１００において、車両組立ライン３０に併設され、当該車両組立ライン３０上に組立治具４０を設置する設備である。車両組立設備１は、アームロボット１０及び治具載置台２０を備えている。
【００１１】
まず、車両組立設備１が併設される車両組立ライン３０、及び、車両組立ライン３０において用いられる組立治具４０について説明する。なお、各図において、車両組立ライン３０は車両組立設備１の近傍部分のみが示されている。
【００１２】
車両組立ライン３０は、組立中車両Ｍを当該車両組立ライン３０の延在方向Ｄ１に進行させながら、組立中車両Ｍに対して溶接等の加工を施すためのラインである。車両組立ライン３０は、例えば直線状に延在している。組立中車両Ｍは、例えば、車両のフロア、サイドパネル、及びロアバック等の構成部品が互いに仮組みされた状態のものである。なお、組立中車両Ｍは、上述した状態よりも前工程の状態のものであってもよく、後工程の状態のものであってもよい。
【００１３】
車両組立ライン３０は、組立中車両Ｍが配置される領域の前後に、組立治具４０を支持するための支持柱を備えている。支持柱は、例えば、一対の前側支持柱３１，３１及び後側支持柱３２を有している。各前側支持柱３１は、車両組立ライン３０の延在方向Ｄ１における組立中車両Ｍの前方側（下流側）において、車両組立ライン３０の幅方向Ｄ２における両側にそれぞれ設けられている。後側支持柱３２は、車両組立ライン３０の延在方向Ｄ１における組立中車両Ｍの後方側（上流側）において、車両組立ライン３０の幅方向Ｄ２における中央に設けられている。
【００１４】
車両組立ライン３０の一部の周囲には、車両組立ライン３０を進行してきた組立中車両Ｍに対して組立治具４０を取り付け、組立治具４０が取り付けられた状態の組立中車両Ｍに対して溶接等の加工を行うための加工エリアＳが設けられている。ここでは、加工エリアＳは、車両組立ライン３０の延在方向Ｄ１におけるアームロボット１０の下流側に設けられている。
【００１５】
組立治具４０は、組立中車両Ｍの各構成部品を互いに位置決めするためのクランプ装置を有する治具であり、治具載置台２０に載置されている。車両組立設備１では、車両組立ライン３０において組み立てられる車種に応じた複数の組立治具４０のうちから、車両組立ライン３０において組み立て中の車種に応じた組立治具４０が選択されて用いられる。組立治具４０は、長尺状をなしており、長手方向が組立中車両Ｍの車両前後方向に沿うように組立中車両Ｍに取り付けられる。
【００１６】
組立治具４０は、一対の前側被支持部４１，４１及び後側被支持部４２を有している。各前側被支持部４１は、組立治具４０が組立中車両Ｍに取り付けられたときに、組立中車両Ｍの車両前方側において組立中車両Ｍの車両幅方向における両側に位置するように、それぞれ設けられている。後側被支持部４２は、組立治具４０が組立中車両Ｍに取り付けられたときに、組立中車両Ｍの車両後方側において組立中車両Ｍの車両幅方向における中央に位置するように、設けられている。
【００１７】
組立治具４０は、当該組立治具４０が組立中車両Ｍに取り付けられる際に、前側被支持部４１が車両組立ライン３０の前側支持柱３１によって支持され、且つ、後側被支持部４２が車両組立ライン３０の後側支持柱３２によって支持されることで、車両組立ライン３０及び組立中車両Ｍに対して位置決めされる（図４参照）。そして、組立治具４０のクランプ装置により組立中車両Ｍの各構成部品をクランプすることで、各構成部品が予め決められた位置関係で互いに保持される。この状態で組立中車両Ｍに対して溶接等の加工が行われた後、組立治具４０は組立中車両Ｍから取り外されて治具載置台２０に戻される。
【００１８】
アームロボット１０は、多関節型のロボットである。アームロボット１０は、車両組立ライン３０において組み立て中の車種に応じた組立治具４０を、治具載置台２０から車両組立ライン３０上に運搬し、車両組立ライン３０上の加工エリアＳ（より具体的には、車両組立ライン３０上の加工エリアＳに位置している組立中車両Ｍ）に設置する。アームロボット１０は、ベース台１１、多関節アーム部１２、及び把持部１３を有している。なお、図２にはアームロボット１０のベース台１１のみが示されている。
【００１９】
ベース台１１は、アームロボット１０の基台部であり、車両組立工場１００の床面に固定されている。ベース台１１は、車両組立ライン３０の幅方向Ｄ２における一方側（ここでは、車両組立ライン３０の進行方向に向かって右側）において車両組立ライン３０に隣接するように配置されている。なお、「隣接する」とは、必ずしもベース台１１が車両組立ライン３０に接していなくてもよく、アームロボット１０が組立治具４０を車両組立ライン３０上に運搬可能な範囲内であればよい。
【００２０】
多関節アーム部１２は、基端をベース台１１に接続されている。多関節アーム部１２は、基端を通る鉛直軸線回りにベース台１１に対して回動可能である。多関節アーム部１２は、ベース台１１に固定された基端とは反対側の端部である他端において、把持部１３を保持している。
【００２１】
把持部１３は、組立治具４０を把持する機構である。把持部１３は、多関節アーム部１２の他端に保持されるとともに、多関節アーム部１２の他端を通る鉛直軸線回りに多関節アーム部１２に対して回動可能である。
【００２２】
治具載置台２０は、車両組立ライン３０において組み立てられる車種に応じた複数の組立治具４０が載置される治具置き用の台である。治具載置台２０は、車両組立ライン３０の幅方向Ｄ２における一方側（ここでは、車両組立ライン３０の進行方向に向かって右側）においてアームロボット１０の周囲に配置されている。治具載置台２０は、実際に組立治具４０が載置される領域である複数の治具載置領域２１を有している。各治具載置領域２１は、車両組立ライン３０の延在方向Ｄ１におけるアームロボット１０の前後に設定されている。
【００２３】
なお、複数の治具載置領域２１のうちの一部は、車両組立ライン３０の延在方向Ｄ１においてアームロボット１０よりも上流側に設定されていてもよい。車両組立ライン３０の延在方向Ｄ１においてアームロボット１０よりも上流側に設定された治具載置領域２１が複数存在する場合には、これら複数の治具載置領域２１は、車両組立ライン３０の幅方向Ｄ２に沿って一列に並んで設定されていてもよい。
【００２４】
また、複数の治具載置領域２１のうちの残部は、車両組立ライン３０の延在方向Ｄ１においてアームロボット１０よりも下流側に設定されていてもよい。車両組立ライン３０の延在方向Ｄ１においてアームロボット１０よりも下流側に設定された治具載置領域２１が複数存在する場合には、これら複数の治具載置領域２１は、車両組立ライン３０の幅方向Ｄ２に沿って一列に並んで設定されていてもよい。
【００２５】
ここでは、車両組立ライン３０の延在方向Ｄ１においてアームロボット１０よりも上流側に設定された治具載置領域２１が複数存在している。これら複数の治具載置領域２１は、車両組立ライン３０の幅方向Ｄ２に沿って、車両組立ライン３０から離間するに従って上段に位置するように複数段に分かれて、一列に並んで設定されている。また、車両組立ライン３０の延在方向Ｄ１においてアームロボット１０よりも下流側に設定された治具載置領域２１が複数存在している。これら複数の治具載置領域２１は、車両組立ライン３０の幅方向Ｄ２に沿って、車両組立ライン３０から離間するに従って上段に位置するように複数段に分かれて、一列に並んで設定されている。このように、複数の治具載置領域２１が車両組立ライン３０から離間するに従って上段に位置するように複数段に分かれて設定されることで、車両組立ライン３０から離間した組立治具４０をアームロボット１０により取得する動作が容易になる。また、車両組立ライン３０の幅方向Ｄ２に隣り合った組立治具４０同士を一部重なり合うように配置することが可能となる。その結果、車両組立ライン３０から組立治具４０までの距離を短縮してアームロボット１０を小型化することが可能となる。
【００２６】
各組立治具４０は、予め決められた第１の向きとなるように治具載置台２０の治具載置領域２１に載置されている。「第１の向き」とは、組立治具４０の前側被支持部４１が車両組立ライン３０の延在方向Ｄ１における上流側に位置し、組立治具４０の後側被支持部４２が車両組立ライン３０の延在方向Ｄ１における下流側に位置する向きである。つまり、第１の向きとは、組立治具４０が車両組立ライン３０上において車両の組み立てに用いられる際の向きとは反対向きである。
【００２７】
なお、後述するように、アームロボット１０は、車両組立ライン３０上の加工エリアＳにおいて組立治具４０が第１の向きとは車両組立ライン３０の延在方向Ｄ１において反対向きの第２の向きとなるように、当該組立治具４０を反転させながら治具載置台２０から車両組立ライン３０上に運搬する。「第２の向き」とは、組立治具４０の前側被支持部４１が車両組立ライン３０の延在方向Ｄ１における下流側に位置し、組立治具４０の後側被支持部４２が車両組立ライン３０の延在方向Ｄ１における上流側に位置する向きである。つまり、第２の向きとは、組立治具４０が車両組立ライン３０上の加工エリアＳにおいて車両の組み立てに用いられる際の向きと同一の向きである。
【００２８】
続いて、アームロボット１０による組立治具４０の具体的な運搬処理について、図１〜図６を参照して説明する。図３は、アームロボット１０が組立治具４０を車両組立ライン３０上に運搬する状況を示す斜視図である。図４は、アームロボット１０が組立治具４０を車両組立ライン３０上に設置する状況を示す斜視図である。図５は、アームロボット１０が車両組立ライン３０上から退避した状況を示す斜視図である。また、図６は、アームロボット１０による組立治具４０の運搬処理を示すフローチャートである。
【００２９】
図６に示されるように、ステップＳ１０において、車両組立設備１は、アームロボット１０の把持部１３により、治具載置台２０に載置された複数の組立治具４０のうち、車両組立ライン３０において組み立て中の車種に応じた組立治具４０を選択して把持する（図１参照）。組立治具４０は、予め決められた第１の向きとなるように治具載置台２０の治具載置領域２１に載置されている。車両組立設備１は、対象となる組立治具４０を把持部１３により把持すると、ステップＳ１２に移行する。
【００３０】
ステップＳ１２において、車両組立設備１は、アームロボット１０の多関節アーム部１２を動作させて、把持部１３により把持している組立治具４０を治具載置台２０から車両組立ライン３０上の加工エリアＳに運搬する。このとき、車両組立設備１は、加工エリアＳにおいて組立治具４０が第２の向きとなるように、把持部１３により把持している組立治具４０の向きを反転させる（図３参照）。車両組立設備１は、組立治具４０の向きを反転させつつ当該組立治具４０を治具載置台２０から加工エリアＳに運搬すると、ステップＳ１４に移行する。
【００３１】
ステップＳ１４において、車両組立設備１は、アームロボット１０の把持部１３により把持している組立治具４０を車両組立ライン３０上の加工エリアＳに設置する。より具体的には、車両組立設備１は、把持部１３により把持している組立治具４０の前側被支持部４１を車両組立ライン３０の前側支持柱３１に支持させ、且つ、後側被支持部４２を車両組立ライン３０の後側支持柱３２に支持させることで、車両組立ライン３０を進行してきた組立中車両Ｍに対して当該組立治具４０を位置決めして取り付ける（図４参照）。車両組立設備１は、組立治具４０を加工エリアＳに設置すると、ステップＳ１６に移行する。
【００３２】
ステップＳ１６において、車両組立設備１は、アームロボット１０を車両組立ライン３０上から例えば治具載置台２０上に待避させる。車両組立設備１は、アームロボット１０を車両組立ライン３０上から待避させると、今回の運搬処理を終了する。なお、この状態で組立中車両Ｍに対して溶接等の加工が行われる。その後、車両組立設備１は、上述した運搬処理とは逆の手順で、アームロボット１０により、組立中車両Ｍに対して取り付けられた組立治具４０を取り外し、当該組立治具４０の向きを反転させつつ当該組立治具４０を車両組立ライン３０上から治具載置台２０に運搬して、第１の向きとなるように治具載置台２０の治具載置領域２１に載置する。そして、車両組立ライン３０を進行してくる次の組立中車両Ｍに対して、再度ステップＳ１０から上述した運搬処理を繰り返す。
【００３３】
ここで、従来の車両組立設備では、治具載置台には、車両組立ライン上において車両の組み立てに用いられる際の向きと同一の向きとなるように組立治具が載置されている場合がある。この場合、アームロボットは、組立治具を大きく平行移動させることで治具載置台から車両組立ライン上に運搬することとなる。アームロボットが組立治具を大きく平行移動させるためには、例えば、アームロボットを進退させたり、アームロボットの多関節アーム部の関節数を多くしたり、関節の可動域を大きくしたりする必要があることから、アームロボットの動作領域として十分な広さが求められる。その結果、従来の車両組立設備は、占有面積の拡大を招いてしまう。
【００３４】
これに対して、上述した車両組立設備１では、車両組立ライン３０の幅方向Ｄ２における一方側にアームロボット１０及び治具載置台２０が配置され、治具載置台２０には、車両組立ライン３０の前後に第１の向きとなるように各組立治具４０が載置されている。そして、アームロボット１０は、車両組立ライン３０上の加工エリアＳにおいて組立治具４０が第１の向きとは反対向きの第２の向きとなるように、組立治具４０を治具載置台２０から車両組立ライン３０上に運搬する。このため、車両組立設備１によれば、アームロボット１０は、把持部１３により組立治具４０を把持した状態でベース台１１に対して多関節アーム部１２を回動させるだけで、車両組立ライン３０付近において組立治具４０を第２の向きとすることができる。したがって、アームロボット１０は、組立治具４０が組立中車両Ｍの位置に設置されるように組立治具４０を微小距離だけ平行移動させることで、組立治具４０を車両組立ライン３０上の加工エリアＳにおいて車両の組み立てに用いられる際の向きである第２の向きとすることができる。よって、車両組立設備１によれば、従来のアームロボットと比較してアームロボット１０が組立治具４０を大きく平行移動させる必要がない。このため、車両組立設備１によれば、例えば、アームロボット１０を進退させたり、アームロボット１０の多関節アーム部１２の関節数を多くしたり、関節の可動域を大きくしたりする必要がないため、アームロボット１０が必要とする動作領域が拡大することを抑制することができる。その結果、車両組立設備１は、設備の占有面積を縮小することが可能となる。
【００３５】
また、車両組立設備１では、設備の占有面積を縮小することが可能となることで、車両組立工場１００におけるスペース効率が向上する。その結果、車両組立設備１では、組立中車両Ｍに対して溶接等の加工を行うための加工エリアＳの拡大、及び、車両組立ライン３０の全長の短縮が可能となる。
【００３６】
また、車両組立設備１では、アームロボット１０を採用していることから、汎用のアームロボットを改修してアームロボット１０として活用することが可能であり、設備投資を低減することができる。さらに、車両組立設備１では、一般に車両組立工場１００の床面に固定可能なアームロボット１０を採用していることから、車両組立工場１００の建屋の梁等にロボット等を固定する必要がないため、建屋強度による設備設計上の制約を受けにくい。
【００３７】
上述した実施形態は、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。
【００３８】
例えば、第１の向きは、車両組立ライン３０の延在方向Ｄ１に対して平行でなくてもよく、多少傾いていてもよい。この場合、第１の向きと第２の向きとは、１８０度から多少ずれた角度だけ異なっている。
【００３９】
また、各治具載置領域２１は、車両組立ライン３０の延在方向Ｄ１におけるアームロボット１０の下流側（前側）のみに設定されていてもよい。つまり、各組立治具４０は、車両組立ライン３０の延在方向Ｄ１におけるアームロボット１０の下流側のみに載置されていてもよい。
【００４０】
また、各治具載置領域２１は、車両組立ライン３０の延在方向Ｄ１におけるアームロボット１０の上流側（後側）のみに設定されていてもよい。つまり、各組立治具４０は、車両組立ライン３０の延在方向Ｄ１におけるアームロボット１０の上流側のみに載置されていてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１…車両組立設備、１０…アームロボット、１１…ベース台、２０…治具載置台、３０…車両組立ライン、４０…組立治具、Ｓ…加工エリア。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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