(57)【要約】      （修正有）【課題】ロボットハンドの機能を有効に活用することによって、設備を簡素化し、生産コストを低減できる車体組立工法を提供する。【解決手段】バックパネルを着脱可能に支持するロボットハンド６Ｅを用い、ロボットがこのロボットハンド６Ｅを搬送してバックパネルを所定位置に組み付ける車体組立工法において、ロボットハンド６Ｅは、バックパネルを持つクランパ６１と、バックパネルに当接するゲージ６２と、クランパ６１に対するゲージ６２の位置を変える第一、第二ゲージ位置調節機構７１，８１とを用い、異なる形状のパネルに対応してクランパ６１に対するゲージ６２の位置を変える。【選択図】図６
2005271130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネルを着脱可能に支持するロボットハンドを用い、ロボットがこのロボットハンドを介してパネルを搬送し所定位置に組み付ける車体組立工法において、
前記ロボットハンドは、パネルを持つクランパと、パネルに当接するゲージと、このクランパに対するこのゲージの位置を変えるゲージ位置調節機構とを用い、異なる形状のパネルに対応して前記クランパに対する前記ゲージの位置を変えることを特徴とする車体組立工法。
【請求項２】
前記ゲージ位置調節機構を駆動するアクチュエータを設け、前記ロボットから導かれる駆動媒体によってこのアクチュエータを作動させることを特徴とする請求項１に記載の車体組立工法。
【請求項３】
前記ゲージ位置調節機構は、前記クランパに対する前記ゲージの位置をパネル板厚方向に変えることを特徴とする請求項１または２に記載の車体組立工法。
【請求項４】
前記ゲージ位置調節機構は、前記クランパに対する前記ゲージの位置をパネル面方向に変えることを特徴とする請求項１または２に記載の車体組立工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばキャブオーバ型車両のボディを自動的に組み立てる工法であり、専用の治具を持つ組立装置を用いないでボディを自動的に組み立てる車体組立工法の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乗用車等のボディを大量生産する従来の組立装置は、ボディ部品の位置決めを行う専用の治具と、治具内にボディ部品をセットする搬送装置と、溶接機をそれぞれ設置し、これらを用いた一連の工程を自動的に行うようになっている。これにより、タクトタイムを短縮して、製品のコストダウンがはかれる。
【０００３】
しかし、上記した従来の組立装置は、トラック等のようにボディを多品種、少量生産する場合、各種形式のボディに対応して治具、搬送装置、溶接機等の設定が異なるものを用意しなければならず、製品のコストアップを招くという問題点があった。
【０００４】
これに対処して、専用の治具を持つ組立装置を用いないでボディを自動的に組み立てる車体組立工法が、例えば特許文献１に開示されている。
【０００５】
これは、図７に示すように、サイドパネル１１６の形状に対応するハンド治具１０１ａを収納場所から取り出し搬送ロボット１０７に連結する。搬送ロボット１０７はサイドパネル１１６を保持したハンド治具１０１ａを所定の組み付け位置に搬送しセットする。サイドパネル１１６の形状が異なる場合は、これに見合うハンド治具１０１ａを収納場所から取り出し、同一の作業を行う。サイドパネル１１６のセット後、例えば、カウル１１７、ルーフパネル１１８、バックパネル等を所定位置にセットすることによりボディ１００の組み付けが行われる。
【特許文献１】特開２００１−１５１１７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の車体組立工法にあっては、車両の仕様変更等に伴うパネルの形状変更に対応してハンド治具１０１ａの形状を変更する必要があり、設置されるハンド治具１０１ａの数が増えるという問題点があった。
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ロボットハンドの機能を有効に活用することによって、設備を簡素化し、生産コストを低減できる車体組立工法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】
【０００８】
本発明では、パネルを着脱可能に支持するロボットハンドを用い、ロボットがこのロボットハンドを介してパネルを搬送し所定位置に組み付ける車体組立工法において、ロボットハンドは、パネルを持つクランパと、パネルに当接するゲージと、このクランパに対するこのゲージの位置を変える第一、第二ゲージ位置調節機構とを用い、異なる形状のパネルに対応してクランパに対するゲージの位置を変える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、ロボットハンドは、クランパを介して保持するとともに、ゲージをパネルに当てることにより、パネルをガタツキなく支持する。
【００１０】
クランパに対してゲージの位置をゲージ位置調節機構が変えることにより、パネルの形状変更に対応することが可能となる。この結果、車両の仕様等に伴うパネルの形状変更に対応して大きさの異なるロボットハンドを新たに設ける必要がなく、生産コストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明をトラック等のキャブオーバ型車両のボディを組み立てる車体組立工法に適用した実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図２に示すキャブオーバ型車両のボディ２０は、フロアパネル、左ボディサイドパネル２３、右ボディサイドパネル２４、フロントパネル２７、バックパネル２６、ルーフパネル２８の６部品からなる。
【００１３】
キャブオーバ型車両のボディ２０は、図１〜図４に示す治具レス車体組立装置１を用いてボディ２０の組み立てが自動的に行われる。この治具レス車体組立装置１は、ロボット５Ａ、ロボット５Ｂ、ロボット５Ｃ、ロボット５Ｄ、ロボットハンド６Ｅ、ロボットハンド６Ｆ、ロボットハンド６Ｇ１、６Ｇ２、フロアセット治具１５、左右対で設けられるロボット走行装置７Ｈ、左右対で設けられる前後のハンドセット用ポスト８Ｊ、９Ｊ、クランプ機構９Ｋ、バックパネル位置決めピン（図示せず）、サーボ溶接機４Ｍ、ツールチェンジャ３Ｎを備える。
【００１４】
フロアセット治具１５はフロアセット治具走行装置１９を介してフロア上を移動できる。フロアセット治具１５は所定の待機位置にてボディ２０のフロアパネル２５が持たせられる。
【００１５】
各ハンドセット用ポスト８Ｊ、９Ｊはフロアセット治具１５上に立設され、ポストスライド装置１８を介してフロアセット治具１５上を移動できる。各ハンドセット用ポスト８Ｊ、９Ｊはそれぞれの間にロボットハンド６Ｇ１、６Ｇ２を挟んで支持する。
【００１６】
ロボット５Ａ、ロボット５Ｂ、ロボット５Ｃ、ロボット５Ｄの各ハンド部にはツールチェンジャ３Ｎのオス側連結具３Ｎ１が取り付けられる一方、サーボ溶接機４Ｍ、ロボットハンド６Ｅ、ロボットハンド６Ｆ、ロボットハンド６Ｇ１、６Ｇ２にはツールチェンジャ３Ｎのメス側連結具３Ｎ２が取り付けられ、これらの着脱が自動的に行われる。
【００１７】
サーボ溶接機４Ｍ、ロボットハンド６Ｅ、ロボットハンド６Ｆ、ロボットハンド６Ｇ１、６Ｇ２にはツールチェンジャ３Ｎを介して駆動電流または駆動空気等が導かれるようになっている。
【００１８】
サーボ溶接機４Ｍはロボット５Ａ、５Ｄに持たれた状態でツールチェンジャ３Ｎを介して供給される駆動電流によりスポット溶接を行う。サーボ溶接機４Ｍは溶接する部位の板厚や枚数に応じて駆動電圧等が制御される。
【００１９】
ロボットハンド６Ｅは、図５、図６に示すように、ツールチェンジャ３Ｎのメス側連結具３Ｎ２、バックパネル２６を持つ一対のクランパ６１と、バックパネル２６に当接する２対のゲージ６２と、各クランパ６１に対して各ゲージ６２の位置を変える第一、第二ゲージ位置調節機構７１，８１とを備える。
【００２０】
ロボットハンド６Ｅは、本体フレーム６３、第一可動フレーム６４、左右の第二可動フレーム６５とを備える。
【００２１】
第一ゲージ位置調節機構７１は、各クランパ６１に対する各ゲージ６２の位置をパネル板厚方向（前後方向）に変えるようになっている。第一ゲージ位置調節機構７１は、ロボット５Ｂに支持される本体フレーム６３と、本体フレーム６３に対して前後方向にスライド可能に支持される第一可動フレーム６４と、本体フレーム６３に対して第一可動フレーム６４をパネル板厚方向に駆動するエアシリンダ（アクチュエータ）７２とを備え、第一可動フレーム６４に各ゲージ６２が支持される。
【００２２】
本体フレーム６３はメス側連結具３Ｎ２が結合され、ツールチェンジャ３Ｎを介してロボット５Ｂに着脱可能に持たれる。
【００２３】
本体フレーム６３は前後方向に延びる４本のガイドシャフト７３を備え、第一可動フレーム６４は各ガイドシャフト７３に摺動可能に嵌合して支持される。
【００２４】
エアシリンダ７２はそのロッド側が本体フレーム６３の中央部に結合され、そのシリンダ側が第一可動フレーム６４の中央部に結合される。エアシリンダ７２はツールチェンジャ３Ｎを介して導かれる駆動電流、駆動空気によって伸縮作動し、第一可動フレーム６４を伸張位置と収縮位置の２位置に切り換える。これにより、クランパ６１とゲージ６２間の前後方向の距離Ｋｓｔが２段階に切り換えられる。
【００２５】
第二ゲージ位置調節機構８１は、各クランパ６１に対する各ゲージ６２の位置をパネル面方向（左右方向）に変えるようになっている。第二ゲージ位置調節機構８１は、第一可動フレーム６４に対してパネル面方向（左右方向）にスライド可能に支持される左右の第二可動フレーム６５、各第二可動フレーム６５をパネル面方向に駆動する各エアシリンダ（アクチュエータ）８２とを備え、第二可動フレーム６５に各ゲージ６２を支持する構成とする。
【００２６】
第一可動フレーム６４は左右方向に延びる４本のガイドレール８３を備え、第二可動フレーム６５は各ガイドレール８３に摺動可能に嵌合して支持される。
【００２７】
エアシリンダ８２はそのロッドシリンダ側が第一可動フレーム６４に結合され、そのロッド側が第二可動フレーム６５に結合される。デュアルストロークタイプのエアシリンダ８２はツールチェンジャ３Ｎを介して導かれる駆動電流、駆動空気によって３段階に伸縮作動し、第二可動フレーム６５を３位置に切り換えるようになっている。各エアシリンダ８２は同期して伸縮作動し、左右のゲージ６２間の距離が三段階に切り換えられる。
【００２８】
次に治具レス車体組立装置１を用いてボディ２０の組み立てを行う動作について説明する。
【００２９】
・フロアセット治具１５上に前のハンドセット用ポスト８Ｊを介してフロアパネル２５を所定位置にセットする。なお、フロアセット治具１５はフロアセット治具走行装置１９を介して移動し、フロアパネル２５を所定位置へと搬送する。
【００３０】
・ロボット５Ａ、ロボット５Ｂ、ロボット５Ｃ、ロボット５Ｄが左右のロボット走行装置７Ｈを介して走行し、ロボットハンド６Ｇ１、ロボットハンド６Ｅ、ロボットハンド６Ｆ、ロボットハンド６Ｇ２をそれぞれ取りに行く。ロボット５Ａ、ロボット５Ｂ、ロボット５Ｃ、ロボット５Ｄの各ハンド部にはロボットハンド６Ｇ１、ロボットハンド６Ｆ、ロボットハンド６Ｅ、ロボットハンド６Ｇ２がそれぞれツールチェンジャ３Ｎを介して持たせる。なお、別の工程でロボットハンド６Ｅにはバックパネル２６が持たせられる。ロボットハンド６Ｆにはルーフパネル２８が持たせられる。ロボットハンド６Ｇ１には右ボディサイドパネル２４が持たせられる。ロボットハンド６Ｇ２には左ボディサイドパネル２３が持たせられる。
【００３１】
・ロボット５Ａ、５Ｄはロボットハンド６Ｇ１、６Ｇ２を左右のハンドセット用ポスト８Ｊ、９Ｊ間の所定位置に支持する。このときロボットハンド６Ｇ１、６Ｇ２のフロア位置決めピン３１Ｅ、３２Ｅがフロアパネル２５の各穴に差し込まれる。こうしてフロア位置決めピン３１Ｅ、３２Ｅがボディサイドパネル２４、２３の各穴とフロアパネル２５の各穴をそれぞれ貫通することにより、ボディサイドパネル２４、２３とフロアパネル２５の位置決めが行われる。
【００３２】
・前後のハンドセット用ポスト８Ｊ、９Ｊをスライドさせ、前後のハンドセット用ポスト８Ｊ、９Ｊの間にロボットハンド６Ｇ１、６Ｇ２を挟持する。
【００３３】
・各クランプ機構８Ｋ、９Ｋがロボットハンド６Ｇ１、６Ｇ２を左右のハンドセット用ポスト８Ｊ、９Ｊに引き込んで支持する。これにより、ロボットハンド６Ｇ１、６Ｇ２を介してボディサイドパネル２４、２３が所定の組み付け位置に精度良く配置される。
【００３４】
・ロボット５Ａ、５Ｄはロボットハンド６Ｇ１、６Ｇ２をツールチェンジャ３Ｎを介して離し、各サーボ溶接機４Ｍを取りに行く。各サーボ溶接機４Ｍはツールチェンジャ３Ｎを介してロボット５Ａ、５Ｄに連結される。
【００３５】
・ロボット５Ｂはロボットハンド６Ｅに持たせたバックパネル２６の穴をフロアセット治具１５に設けられたバックパネル位置決めピン（図示せず）に嵌合させ、バックパネル２６を所定位置に組み付ける。
【００３６】
・ロボット５Ｃは、ロボットハンド６Ｆに持たせたルーフパネル２８の穴をロボットハンド６Ｇ１、６Ｇ２に設けられたルーフ用位置決めピン１１Ｏに嵌合させ、ルーフパネル２８を所定位置に組み付ける。その後、ロボットハンド６Ｆがルーフパネル２８を離し、ロボット５Ｃは、ロボットハンド６Ｆを所定の待機位置へと持ち去る。
【００３７】
・ロボット５Ａ、５Ｄは各サーボ溶接機４Ｍを介してバックパネル２６をボディサイドパネル２４、２３に対して溶接する。
【００３８】
・ロボット５Ａはバックパネル２６と右ボディサイドパネル２４の溶接を終了した後、サーボ溶接機４Ｍを所定の待機位置に置く。そしてロボットハンド６Ｅがバックパネル２６を離し、ロボット５Ｂはロボットハンド６Ｅを所定の待機位置へと持ち去る。
【００３９】
・ロボット５Ｄはバックパネル２６を溶接した後、残りの部位を溶接した後、サーボ溶接機４Ｍを所定の待機位置に置く。
【００４０】
・ロボット５Ａ、５Ｄはツールチェンジャ３Ｎを介してロボットハンド６Ｇ１、６Ｇ２を持つ。
【００４１】
・前後のハンドセット用ポスト８Ｊ、９Ｊをスライドさせ、前後のハンドセット用ポスト８Ｊ、９Ｊからロボットハンド６Ｇ１、６Ｇ２を離す。
【００４２】
・ロボット５Ａ、５Ｄはロボットハンド６Ｇ１、６Ｇ２を所定の待機位置へと持ち去る。
【００４３】
以上のように、ボディ２０の車体組立工法は、ボディサイドパネル２４、２３を着脱可能に支持するロボットハンド６Ｇ１、６Ｇ２と、ロボットハンド６Ｇ１、６Ｇ２がハンドセット用ポスト８Ｊ、９Ｊを介して着脱可能に据え付けられるフロアセット治具１５と、ロボット５Ａ、５Ｄにロボットハンド６Ｇ１、６Ｇ２を着脱可能に結合するツールチェンジャ３Ｎとを用い、ロボット５Ａ、５Ｄがロボットハンド６Ｇ１、６Ｇ２を持ってボディサイドパネル２４、２３を搬送するパネル搬送行程と、ロボットハンド６Ｇ１、６Ｇ２をフロアセット治具１５上にハンドセット用ポスト８Ｊ、９Ｊを介して据え付けるパネル据え付け行程と、ロボットハンド６Ｇ１、６Ｇ２からツールチェンジャ３Ｎを介してサーボ溶接機４Ｍに持ち替えてボディ２０を溶接するパネル溶接行程とを順に行う。
【００４４】
こうしてロボット５Ａ、５Ｄはボディサイドパネル２４、２３を搬送する動作と、ボディ２０をサーボ溶接機４Ｍを介して溶接する動作を行うことにより、溶接作業のみを行う専用のロボットを設ける必要がなくなり、設備を簡素化し、生産コストを低減できる。
【００４５】
フロアセット治具１５上に移動可能に立設される対のハンドセット用ポスト８Ｊ、９Ｊを用い、ロボット５Ａ、５Ｄが搬送したロボットハンド６Ｇ１、６Ｇ２を各ハンドセット用ポスト８Ｊ、９Ｊの間に挟んで支持することにより、大型のボディサイドパネル２４、２３を所定位置に精度良く組み付けることができる。
【００４６】
ロボット５Ｂは、ロボットハンド６Ｅに持たせたバックパネル２６の穴をフロアセット治具１５に設けられたバックパネル位置決めピン（図示せず）に嵌合させることにより、バックパネル２６を所定位置に精度良く組み付けることができる。
【００４７】
ロボット５Ｃは、ロボットハンド６Ｆに持たせたルーフパネル２８の穴をロボットハンド６Ｇ１、６Ｇ２に設けられたルーフ用位置決めピン１１Ｏに嵌合させることにより、ルーフパネル２８を所定位置に精度良く組み付けることができる。
【００４８】
バックパネル２６とルーフパネル２８はロボット５Ｂ、５Ｃによってそれぞれ位置決めされることにより、車両の仕様等に伴うパネルの形状変更に対応することが容易にできる。
【００４９】
ロボット５Ｂはロボットハンド６Ｅを介してバックパネル２６を所定位置に支持することにより、溶接時にバックパネル２６を支持する治具の機能を果たす。ロボット５Ｂ及びロボットハンド６Ｅの軽量化をはかることにより、バックパネル２６の組み付け位置精度を高められる。
【００５０】
ロボットハンド６Ｅは、各クランパ６１を介して２カ所で保持するとともに、各ゲージ６２をバックパネル２６に当てることにより、バックパネル２６をガタツキなく支持することができる。
【００５１】
第一ゲージ位置調節機構７１を駆動するエアシリンダ（アクチュエータ）７２と、第二ゲージ位置調節機構８１駆動する各エアシリンダ（アクチュエータ）８２は、ロボット５Ｂからツールチェンジャ３Ｎを介して導かれる駆動電流、駆動空気によって自動的に作動する。
【００５２】
第一ゲージ位置調節機構７１は、各クランパ６１に対する各ゲージ６２の位置をパネル板厚方向に変えることにより、バックパネル２６の板厚方向の形状変更に対応することができる。
【００５３】
第二ゲージ位置調節機構８１は、各クランパ６１に対する各ゲージ６２の位置をパネル面方向に変えることにより、バックパネル２６の面方向の形状変更に対応することができる。
【００５４】
こうして第一、第二ゲージ位置調節機構７１，８１が各クランパ６１に対して各ゲージ６２の位置を変えることにより、バックパネル２６の形状変更に対応することが可能となる。この結果、車両の仕様等に伴うバックパネル２６の形状変更に対応して大きさの異なるロボットハンド６Ｅを新たに設ける必要がなく、生産コストを低減できる。
【００５５】
本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の車体組立工法は、例えばキャブオーバ型車両のボディに適用できるとともに、例えばモノコック構造を持つ車両のボディにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施形態を示す治具レス車体組立装置の斜視図。
【図２】同じく治具レス車体組立装置の斜視図。
【図３】同じくサーボ溶接機とツールチェンジャの斜視図。
【図４】同じくロボットハンド等の斜視図。
【図５】同じくロボットハンドの正面図。
【図６】同じくロボットハンドの正面図。
【図７】従来装置を示す斜視図。
【符号の説明】
【００５８】
１  治具レス車体組立装置
５Ｂ  ロボット
６Ｅ  ロボットハンド
１５  フロアセット治具
７Ｈ  ロボット走行装置
１９  フロアセット治具走行装置
２０  ボディ
２６  バックパネル
５０Ｉ  ポスト側動力供給口
６１  クランパ
６２  ゲージ
７１  第一ゲージ位置調節機構
８１  第二ゲージ位置調節機構
【図１】
2005271130.tif 000003
【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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【図７】
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