(57)【要約】      （修正有）【課題】ワークをクランプ保持するワーククランプ治具とワーク同志の嵌合部の隙間を詰めるクランプ治具を、それぞれロボット操作により簡便化して軽量化を図り、正確な組み付け作業と溶接作業を行える自動車のフレームメンバーの支持及び溶接システムを提供する。【解決手段】ワークＷをクランプ保持しながらワーク姿勢を揺動変位可能に構成したワーククランプ治具と、ワーククランプ治具により姿勢の変動を行いながらワークを構成する二個のフレーム要素の嵌合隙間を隙詰治具３０により詰めてワーク仮付けを行う隙詰治具とをそれぞれ別体に構成すると共に、各治具に近接して本付けのためのアーク溶接ロボットを配置したことを特徴とする自動車のフレームメンバーの支持及び溶接システム１。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークをクランプ保持しながらワーク姿勢を揺動変位可能に構成したワーククランプ治具と、ワーククランプ治具により姿勢の変動を行いながらワークを構成する二個のフレーム要素の嵌合隙間を詰めてワーク仮付けを行う隙詰治具とをそれぞれ別体に構成すると共に、各治具に近接して本付けのためのアーク溶接ロボットを配置したことを特徴とする自動車のフレームメンバーの支持及び溶接システム。
【請求項２】
ワーククランプ治具と隙詰治具とはそれぞれ別体のロボットに装着することにより別体で作動することを特徴とする請求項１に記載の自動車のフレームメンバーの支持及び溶接システム。
【請求項３】
二個のフレーム要素の嵌合隙間は断面コ字状フレームの開口部を突き合わせた嵌合構造により形成すると共に、嵌合隙間は隙詰治具のロボット操作により隙間詰めすることを特徴とする請求項１及び２に記載の自動車のフレームメンバーの支持及び溶接システム。
【請求項４】
二個のフレーム要素において、断面コ字状フレームの開口部突き合わせによる嵌合隙間はサスペンションメンバーのアッパーパネルフレームとロアパネルとにより形成される嵌合隙間であることを特徴とする請求項１及び２に記載の自動車のフレームメンバーの支持及び溶接システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車のシャシーにブラケットを介して装着するサスペンションメンバー等の自動車のフレームメンバーの構成部材を組み立て溶接する際に用いる自動車のフレームメンバーの支持及び溶接システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のシャシーにブラケットを介して装着するサスペンションメンバー等の自動車フレームメンバーには、単体の部材からではなくいくつかの構成部材の組み合わせからなっている構造を有するものが多い。例えば、上記した自動車のシャシーにブラケットを介して装着するサスペンションメンバーは、平面視略Ｈ型のメインフレームより構成され、該メインフレームはアッパーパネルとロアパネルの部品の上下組み合わせよりなる。
【０００３】
アッパーパネルとロアパネルの部品は断面コ字状の開口部を突き合わせた嵌合構造とし嵌合隙間をクランプ治具で詰めて溶接することにより、各パネル部品からなるサスペンションメンバーが完成する。
【０００４】
かかる各パネル部品よりなるサスペンションメンバーの組み付け溶接作業には、特定の製造治具が必要とされる。まずアッパーパネルとロアパネルよりなるメインフレームの特定形状に合わせた定盤固定治具が使用される。すなわち、フレーム要素（ワーク）となるアッパーパネルとロアパネルをクランプし固定するための定盤固定治具を基本として、定盤固定治具上のフレーム要素をサスペンションメンバーの構造に組み付けて仮付けするための多数のクランプ機構が必要とされ、同時に最終的な本付けの溶接（本溶接）に必要なアーク溶接ロボットが付加構成される。
【０００５】
従来、かかる定盤固定治具や多数のクランプ機構は一体に装置化され、特に多数のクランプ機構は仮付け個所に対応してワークの全周辺部に位置するように定盤固定治具上に配置構成されている。従って、定盤固定治具に装着された各フレーム要素は定盤固定治具と一体のクランプ機構によるクランプ仮付け工程を経てサスペンションメンバーとしての基本構造が形成される。その後、最終的な本溶接をロボットにより行い、所定のサスペンションメンバーが完成する。
【０００６】
このように定盤固定治具に装着され一体化された多数のクランプ機構は、ワーク周辺の多数の仮付けポイント位置毎にそれぞれ多数配置されていることになる。なお、特許文献１には、スポット溶接ロボットで仮付けを行い、その後アーク溶接ロボットでアーク溶接を行う溶接ロボットシステムにおいて、非接触式センサからなる溶接部位検出器を使用せずにギャップ長を算出することができる溶接ロボットシステムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−２５４４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、上述したような従来のフレーム要素の組み合わせからなるサスペンションメンバーの完成には、組み付け工程を遂行する治具、特に定盤固定治具やワーク周辺位置で仮付け工程を遂行する多数のクランプ機構が必要になる。すなわち、定盤固定治具に一体装置化された多数のクランプ機構がワーク周辺部にそれぞれ設けられ画一的にクランプ作動するため、クランプ環境としてのフレーム要素の板厚や湾曲面等に対応する能力が高く確実なフレーム要素の一体接合が可能な反面、構造が複雑となり軽量化が困難であった。当然に製造コストは高価となりメンテナンスも複雑となり各ワーク固有のフレーム構造となり汎用性に乏しいという欠点があった。
しかも、ワーク周辺部に個別に多数配置したクランプ機構はそれぞれが同時に画一的なクランプ作動を行いにくくフレーム要素の隙間詰めの精度低下を生起していた。
【０００９】
この発明は、上記の課題を解決するために、ワークをクランプ保持するワーククランプ治具とワーク同士の嵌合部に形成される嵌合隙間を詰めるクランプ治具を別体として構成し、それぞれをロボット操作で実施できるようにすることにより構造を簡便化して軽量化を図り正確な組み付け作業を可能として溶接作業を確実に行える自動車のフレームメンバーの支持及び溶接システムを提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る自動車のフレームメンバーの支持及び溶接システムは、ワークをクランプ保持しながらワーク姿勢を揺動変位可能に構成したワーククランプ治具と、ワーククランプ治具により姿勢の変動を行いながらワークを構成する二個のフレーム要素の嵌合隙間を詰めてワーク仮付けを行う隙詰治具とをそれぞれ別体に構成すると共に、各治具に近接して本付けのためのアーク溶接ロボットを配置したことを特徴とするものである。
【００１１】
また、この発明の他の態様の自動車のフレームメンバーの支持及び溶接システムは、ワーククランプ治具と隙詰治具とはそれぞれ別体のロボットに装着することにより別体で作動することにも特徴を有する。
【００１２】
また、この発明の他の態様の自動車のフレームメンバーの支持及び溶接システムは、二個のフレーム要素の嵌合隙間は、断面コ字状フレームの開口部を突き合わせた嵌合構造により形成すると共に嵌合隙間は隙詰治具としてのクランプ治具のロボット操作により隙間詰めすることにも特徴を有する。
【００１３】
また、この発明の他の態様の自動車のフレームメンバーの支持及び溶接システムは、二個のフレーム要素において、断面コ字状フレームの開口部突き合わせによる嵌合隙間はサスペンションメンバーのアッパーパネルとロアパネルとにより形成される嵌合隙間であることにも特徴を有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ワークをクランプ保持しながらワーク姿勢を揺動変位可能に構成したワーククランプ治具と、ワーククランプ治具により姿勢の変動を行いながらワークを構成する二個のフレーム要素の嵌合隙間を詰めてワーク仮付けを行う隙詰治具とをそれぞれ別体に構成すると共に、各治具に近接して本付けのためのアーク溶接ロボットを配置したことにより、ワーククランプ治具の構造が簡素化され軽量化が図れ、治具の取扱いも簡便化できると共に、別個に隙詰治具を設けたので自在に必要な個所を選んでクランプすることができ確実な仮付け作業を行える効果がある。
【００１５】
請求項２、３、４に係る発明によれば、ワーククランプ治具と隙詰治具とはそれぞれ別体のロボットに装着することにより別体で作動するようにし、また、二個のフレーム要素の嵌合隙間は、断面コ字状フレームの開口部を突き合わせた嵌合構造により形成すると共に嵌合隙間は隙詰治具としての隙詰治具のロボット操作により隙間詰めするように構成し、また、二個のフレーム要素において断面コ字状フレームの開口部突き合わせによる嵌合隙間は、サスペンションメンバーのアッパーパネルとロアパネルとにより形成される嵌合隙間としたので、各治具を独立して駆動操作することができ作業効率を向上することができると共に、ワークの固定状態と嵌合隙間の詰めの仮付け状態との作業手順を目視で確認しながら時系列に区分して作業が行えるため確実な組み付け作業が行える効果がある。更には、特に仮付けを行う際にフレーム要素の板厚や反りや湾曲等の個別の状況を確認しながらそれぞれ個別のクランプ位置で確実に仮付けのクランプ作業が行える効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るワークを示す平面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るワーククランプ治具を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るワーククランプ治具のワーククランプ状態を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る隙詰治具を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る自動車のフレームメンバーの支持及び溶接システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
この発明の要旨は、ワークをクランプ保持しながらワーク姿勢を揺動変位可能に構成したワーククランプ治具と、ワーククランプ治具により姿勢の変動を行いながらワークを構成する二個のフレーム要素の嵌合隙間を詰めてワーク仮付けを行う隙詰治具とをそれぞれ別体に構成すると共に、各治具に近接して本付けのためのアーク溶接ロボットを配置したことを特徴とする自動車のフレームメンバーの支持及び溶接システムである。
また、ワーククランプ治具と隙詰治具とはそれぞれ別体のロボットに装着することにより別体で作動することにも特徴を有する。
また、二個のフレーム要素の嵌合隙間は、断面コ字状フレームの開口部を突き合わせた嵌合構造により形成すると共に嵌合隙間は隙詰治具としての隙詰治具のロボット操作により隙間詰めすることにも特徴を有する。
また、二個のフレーム要素において、断面コ字状フレームの開口部突き合わせによる嵌合隙間はサスペンションメンバーのアッパーパネルとロアパネルとにより形成される嵌合隙間であることにも特徴を有する。
【００１８】
この発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
【００１９】
本発明の実施例における自動車のフレームメンバーの支持及び溶接システム（以下「本システム」ともいう。）１に用いるワークＷは、自動車のサスペンションメンバー１０であり、図１はその平面図である。
【００２０】
ワークＷとしてのサスペンションメンバー１０は中央部分に中央空間を有する略方形枠状のフレーム本体部を有し、フレーム本体部の四隅にはサスペンションメンバー１０の上下のフレーム要素を連結するためのホルダ突起１１を四方に伸延している。サスペンションメンバー１０は、フレーム本体部及び４箇所の突起１１により、平面視略Ｈ型をなす。
【００２１】
図２に示すように、サスペンションメンバー１０の上下のフレーム要素は、それぞれ断面コ字状フレームであるアッパーパネル５０及びロアパネル５１である。サスペンションメンバー１０は、各フレーム要素のコ字状の開口部を突き合わせ、一方のフレーム要素のコ字状フレーム内に他方のフレーム要素のコ字状フレームを嵌入させ、全体として中空箱体形状に構成されている。
【００２２】
なお、サスペンションメンバー１０においては、当然に一方のフレーム要素であるコ字状フレーム（ロアパネル５１）の内面幅員は、他方のフレーム要素であるコ字状フレーム（アッパーパネル５０）の外面幅員よりも大きく、各コ字状フレームが互いに遊嵌状態となるように構成されていると共に、遊嵌状態ではコ字状の各フレーム要素の側壁間には所定のクリアランスとしての嵌合隙間Ｓが形成されている。
【００２３】
従って、最終製品のサスペンションメンバー１０に形成する工程では、フレーム要素間のクリアランスを解消して各フレーム要素が一体接合形態となるように、後述する隙詰治具３０によりスポット的にクランプして一体嵌着状態とする。
【００２４】
本システム１においては、ワークＷを保持しながら揺動してワークＷの姿勢を変位可能に構成したロボット操作のワーク固定治具２０に載置固定される。
【００２５】
図３に示すように、ワーク固定治具２０は、方形枠２３とその間に架設した補助枠２４とにより構成されている。方形枠２３の四隅の角部には、ワークＷを構成するための上下フレーム要素を一体に合体してワーク固定治具２０上に固定するためのワーク固定機構２１が設けられている。また、ワーク固定治具２０の略中央部には、ワーク押圧部２６が搭載されている。
【００２６】
なお、ワーク固定治具２０の方形枠２３はワークＷの外形よりも大きい型枠として方形枠２３の上にワークＷを載置固定できるように構成し、特にワークＷの四隅角部から伸延したホルダ突起１１は方形枠２３の四隅に位置するように構成している。ワーク固定機構２１を介してワークＷのホルダ突起１１が方形枠２３に固定される。さらに、ワーク固定治具２０の平面視略中央部には、ワーク押圧部２６を配設しており、ワーク押圧部２６がワーク固定機構２１の動作と連動して載置したワークＷを押圧固定する構造となっている。
【００２７】
ワーク固定機構２１は、油圧又は空圧作動するシリンダ機構２９を備えている。シリンダ機構２９は、シリンダ部２９ａと、シリンダ部２９ａから出没するロッド部２９ｂとを有し、上下方向を伸縮方向とするように設けられている。シリンダ機構２９のロッド部２９ｂには、アーム部２１−１が回動可能に支持されている。アーム部２１−１は、ロッド部２９ｂに対する支持部を基端部とし、平面視において方形枠２３の略中央部に配設されたワーク押圧部２６に向けて延設されている。アーム部２１−１の先端部には固定ピン２２が設けられており、固定ピン２２の近傍であってアーム部２１−１の基端部寄りの位置にはワーク固定部２５が配設されている。
【００２８】
アーム部２１−１は、方形枠２３の四隅に配設された略方形状のアーム支持部２１−３により、長手方向の略中央部に設けられたアーム支承部２１−２を中心として、平面視で長手方向に直交する方向を回動軸方向としてシーソーの如く回動可能に支持されている。シリンダ機構２９がロッド部２９ｂを昇降させて伸縮動作する際にはアーム支承部２１−２が枢軸部となり、両端部を上下動させるアーム部２１−１の回転運動の中心となる。
【００２９】
固定ピン２２はアーム部２１−１の先端部下方に形成し、ワークＷのホルダ突起１１に形成したピン孔１２に挿貫自在としている。固定ピン２２は、シリンダ機構２９の伸長動作にともなうアーム部２１−１の基端部側を上昇させる回動動作に連動して、ワークＷのピン孔１２に挿入され、ワークＷの横方向（水平方向）への移動を規制する。
【００３０】
また、ワーク固定部２５は、略円筒形の弾性体である上筒２５−１と下筒２５−２で構成されている。
【００３１】
上筒２５−１はワーク固定機構２１のアーム部２１−１から下方に突設しており、シリンダ機構２９の伸縮動作にともなうアーム部２１−１の回動動作と連動して上下に移動し、アーム部２１−１が降下動作時にワークＷを上下から押圧して固定する。
【００３２】
また、下筒２５−２はワーク固定治具２０の方形枠２３の四隅に載置固定されており、その上面にワークＷを載置する。
このように構成されたワーク固定部２５によってワークＷは上下方向に挟持され上下方向から押圧固定される。
【００３３】
また、ワーク固定治具２０の方形枠２３において、ワーク固定治具２０に固定される略方形状のワークＷのフレーム本体部の中央空間部分に相当する位置に、ワーク押圧部２６が配設されている。
ワーク押圧部２６は、方形枠２３に連接した支持基部２６−１と、支持基部２６−１に回動昇降自在に立設した押圧支柱２６−２と、押圧支柱２６−２の頭部に横架した押圧アーム２６−３と、で構成されている。
【００３４】
支持基部２６−１は、枠体２３の平面視略中央部に設けられた支持板２６−５上に立設されており、柱状の部分である。
押圧支柱２６−２は、支持基部２６−１上に上方に向けて突出された柱状の部分であり、上下方向を回動軸として回動可能、かつ昇降可能に設けられている。さらに、押圧支柱２６−２は、互いに反対側の２側面にそれぞれ押圧アーム２６−３を設けている。
押圧アーム２６−３は、押圧支柱２６−２から枠体２３の短手方向に向かって設けられた長手状の部分である。押圧アーム２６−３の先端部の下側には、弾性体で形成された押圧部２６−４が設けられている。
【００３５】
このように構成されたワーク押圧部２６は、ワーク固定部２５の昇降動作と連動して押圧支柱２６−２を昇降動作させ、ワーク固定部２５の上筒２５−１の降下動作、つまりアーム部２１−１の先端側を下降させる回動動作にともなって、押圧部２６−４によってワークＷを押圧固定する。
【００３６】
図３に示すように、枠体２３の背面略中央には、ワーク固定治具２０を固定用ロボットアーム２８の先端に装着するための連結部２７が設けられている。つまり、固定用ロボットアーム２８の先端部には、連結部２７を介してワーク固定治具２０が装着される。連結部２７は、固定用ロボットアーム２８の先端部の連結を受けるチャック機構等を含む
【００３７】
固定用ロボットアーム２８は、ワーク固定治具２０を支持した状態でワーク固定治具２０の位置および姿勢を変化させるハンドリング用途のロボットである。図６に示すように、固定用ロボットアーム２８は、ベース部２８ａと、ベース部２８ａ上に設けられるアーム部２８ｂとを有し、様々な位置および角度に姿勢制御されるフレキシブルなロボットアーム（多関節ロボット）として構成されている。固定用ロボットアーム２８、例えば６軸ロボットである。
なお、ワーク固定治具２０は、本実施例では固定用ロボットアーム２８の先端に装着して前後左右に揺動自在としているが、後述する隙詰治具３０及びアーク溶接装置４０と連動できる位置関係にあれば良い。
【００３８】
上記の構成によりロボット操作により操作作動するワーク固定治具２０はワークＷを載置保持しながら揺動してワークＷの姿勢を自在に変位しながら次のクランプ仮付け作業工程へと進行する。
【００３９】
ワーク固定治具２０の近傍には、別体に構成した隙詰治具３０が配設されている。
【００４０】
隙詰治具３０はアッパーパネル５０とロアパネル５１の各フレーム要素の嵌合隙間Ｓをクランプして詰めることにより各フレーム要素の仮付け作業を行うためのクランプ治具である。
【００４１】
隙詰治具３０は、図６に示すように、ワーク固定治具２０の近傍に位置する隙詰用のロボットアーム３６の先端に装着されている。
【００４２】
具体的には、図５に示すように、隙詰治具３０は、治具フレーム３１と、断面コ字状のアッパーパネル５０及びロアパネル５１のフレーム要素を開口部対向状態で遊嵌してその外側面を挟圧するアクチュエータとしての挟圧シリンダ３２と、シリンダ作動のための機能部３３とを備えて構成されている。
【００４３】
治具フレーム３１は、水平方向に延設された水平部３１ａと、水平部３１ａの先端部から下方に向けて垂設された垂下部３１ｂとを有し、側面視で略「Ｌ」字状をなすように構成されている。治具フレーム３１の垂下部３１ｂの反対側には、狭圧シリンダ３２を支持するシリンダ支持部３８が、垂下部３１ｂと対向するように垂下状に設けられている。シリンダ支持部３８の垂下部３１ｂ側（図５において左側）に、狭圧シリンダ３２が支持される。
【００４４】
狭圧シリンダ３２は、シリンダ部３２ａと、シリンダ部３２ａから出没するピストンロッド部３２ｂとを有し、治具フレーム３１の水平部３１ａの延設方向に沿うように、水平方向を伸縮方向とするように、シリンダ支持部３８に支持された状態で設けられている。狭圧シリンダ３２は、治具フレーム３１の水平部３１ａの下方の位置において、ピストンロッド部３２ｂの先端側を、治具フレーム３１の垂下部３１ｂに対向させるように設けられている。ピストンロッド部３２ｂの先端部には、ピストンヘッド３４が設けられている。
【００４５】
垂下部３１ｂの下部において、ピストンヘッド３４に対向する位置には、対向受け部３５が設けられている。対向受け部３５は、ピストンヘッド３４とともに、上下方向に互いに嵌合した状態のアッパーパネル５０及びロアパネル５１をその幅方向両側から挟持する。
【００４６】
機能部３３は、狭圧シリンダ３２とともに電動シリンダ式アクチュエータを構成する。機能部３３は、駆動源としてのモータと、モータの回転をピストンロッド部３２ｂの往復直線運動に変換するボールネジ等を含む変換機構とを有する。機能部３３が有するモータは、例えばサーボモータやステッピングモータ等である。機能部３３は、図示せぬ制御部に接続されており、かかる制御部により、モータの動作が制御され、狭圧シリンダ３２の動作、つまりピストンロッド部３２ｂの位置が制御される。
【００４７】
挟圧シリンダ３２のピストンヘッド３４とその対向受け部３５とは、互いの間に断面コ字状のフレーム要素を挟んでクランプし、開口部対向状態で遊嵌した断面コ字状のアッパーパネル５０及びロアパネル５１のフレーム要素をその外側面から挟圧して各フレーム要素間に形成された遊嵌間隙を圧縮して隙間詰めを行い緊密な嵌着状態のサスペンションメンバー１０の外形を形成する。すなわち、隙詰治具３０による各フレーム要素の嵌着作業は、サスペンションメンバー１０のアッパーパネル５０及びロアパネル５１の各フレーム要素を仮付けする作業となり、次工程のフレーム要素同士の溶接による本付け作業工程に対する前工程となる。
【００４８】
このような隙詰治具３０による各フレーム要素の嵌着作業においては、その場のフレーム要素の遊嵌状況を勘案して、例えば斜め方向からのクランプ作動やクランプ力の調整等が状況に応じて個別に適応することができる。かかる適応状態のクランプ作動は隙詰治具３０のロボット操作によるところが大きい。
【００４９】
隙詰治具３０は、固定用ロボットアーム２８とは別途設けられた隙詰用のロボットアーム３６に装着されて操作される。このため、治具フレーム３１の水平部３１ａの上側には、隙詰治具３０をロボットアーム３６の先端に装着するための連結部３７が設けられている。つまり、ロボットアーム３６の先端部には、連結部３７を介して隙詰治具３０が装着される。連結部３７は、ロボットアーム３６の先端部の連結を受けるチャック機構等を含む
【００５０】
ロボットアーム３６は、隙詰治具３０を支持した状態で隙詰治具３０の位置および姿勢を変化させるハンドリング用途のロボットである。図６に示すように、ロボットアーム３６は、ベース部３６ａと、ベース部３６ａ上に設けられるアーム部３６ｂとを有し、様々な位置および角度に姿勢制御されるフレキシブルなロボットアーム（多関節ロボット）として構成されている。隙詰用のロボットアーム３６、例えば６軸ロボットである。
【００５１】
また、図６に示すように、本システム１において、上記したロボット操作の隙詰治具としての隙詰治具３０装置とは別体にその近傍には、アーク溶接装置４０が溶接用ロボットアーム４１に装着されて配設されている。
【００５２】
すなわち、溶接用ロボットアーム４１の先端に装着したアーク溶接装置４０は、上記したようにサスペンションメンバー１０のアッパーパネル５０及びロアパネル５１の各フレーム要素を隙詰治具３０のクランプにより押圧した後にクランプ両端部を仮溶接し、ワークＷ全体の仮溶接の実施後、本溶接として各フレーム要素の嵌着接合縁部を溶接する。
【００５３】
溶接作業に際しては、ワークＷを載置固定したワーク固定治具２０を溶接に最適の姿勢に変位することによりワークＷの溶接箇所に的確に溶接用ロボットアーム４１を操作して溶接作業が行えるようにしている。ここで、アーク溶接装置４０とワークＷ（ワーク固定治具２０）との相対的な位置関係は、アーク溶接装置４０を移動操作する溶接用ロボットアーム４１、及びワークＷを移動操作する固定用ロボットアーム２８の少なくともいずれか一方の動作により変化させられる。
【００５４】
本システム１における作業手順について説明する。
【００５５】
まず、ワークＷとなるフレーム要素としてのアッパーパネル５０及びロアパネル５１を上下に重ねて互いの断面コ字状開放部を対向させて突き合わせ形態として一方を他方に遊嵌する。かかる状態では中空のサスペンションメンバー１０の外観型が完成する。
【００５６】
次いで、ワークＷとなるサスペンションメンバー１０をワーク固定治具２０に載置固定する（この工程は当初からワーク固定治具２０の上でアッパーパネル５０及びロアパネル５１を上下に重ねて互いの断面コ字状開放部を対向させて突き合わせ形態とすることにより省略することもできる）。
【００５７】
ワーク固定治具２０においては、ワークＷとなる各フレーム要素の四隅角部のピン孔１２にワーク固定機構２１のアーム部２１−１の先端部に形成された固定ピン２２を挿貫する。また、ワーク押圧部２６が、押圧支柱２６−２の回動動作及び昇降動作によって押圧アーム２６−３を動作させ、押圧部２６−４によってワークＷを押圧固定する。その結果、固定ピン２２の近傍に形成したワーク固定部２５が固定ピン２２の動作と連動して各フレーム要素を押圧すると共に、ワーク押圧部２６によっても各フレーム要素が押圧されることでワーククランプ治具上において両フレーム要素を一体組み付け状態で固定する。
なお、ワーク固定機構２１のアーム部２１−１は、シリンダ機構２９の伸縮動作に従ってアーム支持部２１−２を枢軸とした回転動作により固定ピン２２及びワーク固定部２５の昇降動作を実施する。すなわち、シリンダ機構２９が伸長動作としてロッド部２９ｂを上昇させることで、アーム部２１−１がその先端部側を降下させるように回動してワークＷを固定し、シリンダ機構２９が収縮動作としてロッド部２９ｂを降下させることで、アーム部２１−１がその先端部側を上昇させるように回動してワークＷを解放する。
【００５８】
次いで、サスペンションメンバー１０の形に組み付けられた各フレーム要素を仮付けするために、ワーク固定治具２０とは別体の構成装置とした隙詰治具３０を用いる。すなわち、隙詰治具３０はロボットアーム３６の先端に装着されてアクチュエータとしての挟圧シリンダ３２によりフレーム要素の外側面を左右から圧潰する。
【００５９】
遊嵌状態の断面コ字状の２個のフレーム要素は両外側方から挟圧クランプされると、各フレーム要素間に形成された遊嵌間隙は隙間詰めされて緊密な嵌着状態となり、クランプ装置３０の両端部をアーク溶接装置４０によってアーク溶接することで仮付けされた所定形状を有するサスペンションメンバー１０となる。
【００６０】
なお、ワークＷとなるフレーム要素としてのアッパーパネル５０及びロアパネル５１の接合縁部に沿って隙詰必要箇所をクランプして仮付けすることにより、サスペンションメンバー１０がその略外周部及び中央空間の本溶接が可能な状態となる。
【００６１】
次いで、溶接用ロボットアーム４１の先端に装着したアーク溶接装置４０によりアッパーパネル５０及びロアパネル５１の仮付け接合縁部を溶接してサスペンションメンバー１０を完成する。
【００６２】
その後、サスペンションメンバー１０の四方端部に挿貫した固定ピン２２がワーク固定機構２１によって抜去され、サスペンションメンバー１０が、ワーク固定治具２０から取り外される。ワーク固定治具２０から取り外されたサスペンションメンバー１０は、アーム取付用ブラケットの溶接組付けを受けた後、ブラケットを介して自動車シャシーの車輪軸機構部分に装着される。
【００６３】
以上のような本実施形態に係る自動車のフレームメンバーの支持及び溶接システム１によれば、ワークＷをクランプ保持しながらワーク姿勢を揺動変位可能に構成したワーククランプ治具２０と、ワーククランプ治具２０により姿勢の変動を行いながらワークＷを構成する二個のフレーム要素（アッパーパネル５０とロアパネル５１）の嵌合隙間Ｓを詰めてワーク仮付けを行う隙詰治具３０とをそれぞれ別体に構成すると共に、各治具（２０，３０）に近接して本付けのためのアーク溶接ロボットを配置したことにより、ワーククランプ治具２０の構造の簡素化及び軽量化を図ることができ、治具の取扱いも簡便化できると共に、別個に隙詰治具３０を設けたので自在に必要な個所を選んでクランプすることができ確実な仮付け作業を行うことができる。
【００６４】
また、本実施形態に係る自動車のフレームメンバーの支持及び溶接システム１によれば、ワーククランプ治具２０と隙詰治具３０とはそれぞれ別体のロボットに装着することにより別体で作動するようにし、また、二個のフレーム要素の嵌合隙間Ｓは、断面コ字状フレームの開口部を突き合わせた嵌合構造により形成すると共に嵌合隙間Ｓは隙詰治具のロボット操作により隙間詰めするように構成し、また、二個のフレーム要素において断面コ字状フレームの開口部突き合わせによる嵌合隙間Ｓは、サスペンションメンバー１０のアッパーパネル５０とロアパネル５１とにより形成される嵌合隙間としたので、各治具を独立して駆動操作することができ、作業効率を向上することができると共に、ワークＷの固定状態と嵌合隙間Ｓの詰めの仮付け状態との作業手順を目視で確認しながら時系列に区分して作業が行えるため確実な組み付け作業を行うことができる。更には、特に仮付けを行う際にフレーム要素の板厚や反りや湾曲等の個別の状況を確認しながらそれぞれ個別のクランプ位置で確実に仮付けのクランプ作業を行うことができる。
【００６５】
なお、本発明は上述した実施形態に限られず、上述した実施形態の中で開示した各構成を相互に置換したり組合せを変更したりした構成、公知発明並びに上述した実施形態の中で開示した各構成を相互に置換したり組合せを変更したりした構成、等も含まれる。また、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されず、実用新案登録請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。
【符号の説明】
【００６６】
Ｗ    ワーク
１０  サスペンションメンバー
１１  ホルダ突起
１２  ピン孔
２０  ワーククランプ治具
２１  ワーク固定機構
２１−１  アーム部
２１−２  アーム支承部
２１−３  支持固定部
２２  固定ピン
２３  方形枠
２４  補助枠
２５  ワーク固定部
２５−１  上筒
２５−２  下筒
２６  ワーク押圧部
２６−１  支持基部
２６−２  押圧支柱
２６−３  押圧アーム
２６−４  押圧部
２７  連結部
２８  固定用ロボットアーム
２８ａ  ベース部
２８ｂ  アーム部
２９    シリンダ機構
２９ａ  シリンダ部
２９ｂ  ロッド部
３０  隙詰治具
３１  治具フレーム
３１ａ  水平部
３１ｂ  垂下部
３２  狭圧シリンダ
３２ａ  シリンダ部
３２ｂ  ピストンロッド部
３３  機能部
３４  ピストンヘッド
３５  対向受け部
３６  ロボットアーム
３７  連結部
４０  溶接装置
４１  溶接用ロボットアーム
５０  アッパーパネル
５１  ロアパネル
５２  フレーム要素
【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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