(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロントフロア及びフロントピラーロアインナが組み付けられたエンコパが載置され、前記エンコパの位置決め用孔の位置に対応する１箇所に設けられた位置決め用凹部と、前記フロントフロアの丸孔の位置に対応する２箇所に設けられた位置決め用凹部とを有する台車と、
アームと、該アームに設けられ、カウルインナを複数箇所で水平状にクランプするクランプ機構部と、前記アームから下方に延びた３つの縦アームと、該３つの縦アームの下端にそれぞれ設けられ、前記台車の３箇所の位置決め用凹部の位置にそれぞれ対応する位置決め用凸部とを有するハンドリングロボットと、を備え、
前記ハンドリングロボットの１箇所の位置決め用凸部を前記エンコパの位置決め用孔を通して前記台車の１箇所の位置決め用凹部に挿入すると共に、前記ハンドリングロボットの２箇所の位置決め用凸部を前記フロントフロアの丸孔を通して前記台車の２箇所の位置決め用凹部にそれぞれ挿入することにより、前記台車と、前記エンコパと、前記ハンドリングロボットとを位置決めすることを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
前記ハンドリングロボットのクランプ機構部が、前記カウルインナの長手方向両端の立上り部をそれぞれクランプするクランプ部を具備することを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
【請求項３】
前記クランプ機構部が、前記３箇所の位置決め用凹部および凸部のうち、１箇所の位置決め用凹部および凸部と、他の２箇所の位置決め用凹部および凸部との間に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位置決め装置に関し、特に、自動車のカウルインナのような横長形状を有し高い位置に水平状に組み付けられるワークを位置決めする場合に好適する位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の車体を組み立てる場合、例えば、アンダーフロア用冶具パレット台車（以下、台車という）を搬送路の各ポジションに間欠的に搬送させて、車体部品，例えば、エンジンコンパートメント（以下、エンコパと略称する）を位置決めし、この位置決めされたエンコパに、フロントフロア、フロントピラーロアインナ、カウルインナなどを順次、位置決めして組み立てていく。
【０００３】
ところで、上記のようなカウルインナの組立においては、このカウルインナがエンコパおよびフロントピラーロアインナの上方の高い位置に組み立てられるため、台車にカウルインナの位置決め高さに応じた高い位置決めポストを設けている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のように、台車に高い位置決めポストを設けると、後述するような、上側往路と下側復路とを有する２段式の搬送路を用いて組み立てる場合、その高い位置決め用ポストが、下側復路で邪魔になって、上側往路と下側復路との間隔寸法を大きくしなければならず、上側往路上で位置決めを行なう位置決めロボットや組み立てを行なうハンドリングロボットの高さを高くしなければならという問題点があった。
【０００５】
上側往路を低くするためには、例えば、床面にピットを掘って、下側復路をこのピット内に設置すればよいが、ピットを掘ることや、このピット内に搬送路を設置するのが大変で、初期投資が大きくなるのみならず、ピット内でのメンテナンス作業もやり難いという問題点があった。
【０００６】
さらに、カウルインナは、デザイン性の高いワークで、車種によって、その形状やデザインが種々異なるため、車種ごとに位置決めポスト取り替えるか、あるいは、車種ごとに異な位置決めポストを具備する台車を用いなければならず、前者では、多種多様なポストを用意しなければならないのみならず、その取り換え作業が面倒であるという問題点があった。また、後者では、多種多様なポストを具備する台車を用意しなければならないので、その制作費が高額になるのみならず、保管に大きなスペースが必要であるという問題点があった。
【０００７】
本発明はこのような問題点を解決するために提案されたものであり、簡単な構成によって、特に、横長状の形状を有し、高い位置に水平状に位置決めして組み付けられるカウルインナなどのワークを容易、かつ、高精度で位置決めできる位置決め装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載された位置決め装置は、上記課題を解決するために、フロントフロア及びフロントピラーロアインナが組み付けられたエンコパが載置され、前記エンコパの位置決め用孔の位置に対応する１箇所に設けられた位置決め用凹部と、前記フロントフロアの丸孔の位置に対応する２箇所に設けられた位置決め用凹部とを有する台車と、アームと、該アームに設けられ、カウルインナを複数箇所で水平状にクランプするクランプ機構部と、前記アームから下方に延びた３つの縦アームと、該３つの縦アームの下端にそれぞれ設けられ、前記台車の３箇所の位置決め用凹部の位置にそれぞれ対応する位置決め用凸部とを有するハンドリングロボットと、を備え、前記ハンドリングロボットの１箇所の位置決め用凸部を前記エンコパの位置決め用孔を通して前記台車の１箇所の位置決め用凹部に挿入すると共に、前記ハンドリングロボットの２箇所の位置決め用凸部を前記フロントフロアの丸孔を通して前記台車の２箇所の位置決め用凹部にそれぞれ挿入することにより、前記台車と、前記エンコパと、前記ハンドリングロボットとを位置決めすることを特徴とするものである。
【０００９】
このような位置決め装置によれば、台車の３箇所の位置決め用凹部にハンドリングロボットの３箇所の位置決め用凸部をエンコパの位置決め用孔とフロントフロアの丸孔を通して挿入することによって、台車と、エンコパと、ハンドリングロボットとを、高精度で位置決めすることができる。しかも、ハンドリングロボットに設けたクランプ機構部でクランプされたワークとしてのカウルインナも、同時に位置決めされるので、横長形状のカウルインナを、高い位置に水平状に、容易、かつ、高精度で位置決めすることができる。さらに、ハンドリングロボットの位置決め用凸部は、クランプ機構部が設けられるアームから下方に延びた３つの縦アームの下端にそれぞれ設けられているため、台車に高い位置決めポストを設ける必要がなく、２段式の搬送路を採用しても、その上側往路の高さを低くでき、床面にピットを掘る必要もない。
【００１４】
本発明の請求項２に記載された位置決め装置は、前記ハンドリングロボットのクランプ機構部が、前記カウルインナの長手方向両端の立上り部をそれぞれクランプするクランプ部を具備することを特徴とするものである。
【００１５】
上記の位置決め装置によれば、ハンドリングロボットのクランプ機構部が、カウルインナの長手方向両端部の立上り部をクランプ部でクランプすることによって、クランプ機構部が水平面内で移動することが不要になり、下降してワークをクランプし、クランプを解除して上昇するという、単純な昇降動作でよくなり、しかも、クランプ機構部の昇降動作は、ハンドリングロボットの昇降動作によって行なわれるので、ハンドリングロボットの構成を簡略化できる。
【００１６】
本発明の請求項３に記載された位置決め装置は、前記クランプ機構部が、前記３箇所の位置決め用凹部および凸部のうち、１箇所の位置決め用凹部および凸部と、他の２箇所の位置決め用凹部および凸部との間に設けられていることを特徴とするものである。
【００１７】
上記の位置決め装置によれば、ハンドリングロボットにクランプされたカウルインナなどのワークを、ハンドリングロボットによって台車位置に移送して、ハンドリングロボットの３箇所の位置決め凸部を、エンコパの位置決め用孔とフロントフロアの丸孔を通して台車の３箇所の位置決め凹部に挿入することによって、台車と、エンコパと、ハンドリングロボットとが高精度で位置決めされると同時に、ハンドリングロボットにクランプされているカウルインナなどのワークを台車に位置決めできる。しかも、クランプ機構部が、前記３箇所の凹部および凸部のうち、１箇所の位置決め用凹部および凸部と、他の２箇所の位置決め用凹部および凸部との間に設けられているので、クランプ機構部を３箇所の位置決め用凹部および凸部の外方部に設ける場合に比較して、ハンドリングロボットが大型化しないで、コンパクトにできる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図１ないし図６を参照して説明する。図１はワーク組立装置の一例の概略側面図、図２は本発明の位置決めクランプ装置で組み付けようとするワークの一例としての自動車用車体の分解斜視図、図３（ａ）は図２のエンコパの拡大平面図、図３（ｂ）はその拡大側面図、図４は本発明の位置決め装置の一方側部材の一例である台車の概略斜視図、図５は本発明の位置決め装置の他方側部材の一例であるハンドリングロボットの概略下方斜視図、図６は本発明の一方側部材と他方側部材とを位置決めした状態の概略側面図である。
【００１９】
図１において、１０は上下２段式の搬送機構部で、上側往路１１と、下側復路１２とを所定間隔で有する。搬送機構部１０の両端部には、それぞれ昇降装置１３，１４が配置されている。一方端部、例えば、図１の左方端部の昇降装置１３から、エンコパ１６が載置された台車１５が、上側往路１１に移載され、上側往路１１の各ポジションＰ１〜Ｐ７を間欠的に移動していき、各ポジションでエンコパ１６が位置決めされ、この位置決めされたエンコパ１６に、フロントフロア１７、フロントピラーロアインナ１８、カウルインナ１９などが順次、位置決めされて溶接されていく。
【００２０】
搬送機構部１０のポジションＰ７では、以上の組立を終わった車台が台車１５からクレーンなどで取り去られる。空になった台車１５は、図１の右方端部の昇降装置１４に移載される。すると、昇降装置１４が下降して、下側復路１２と同一高さ位置になると停止する。すると、昇降装置１４から台車１５が下側復路１２に移載される。下側復路１２を戻し搬送されて来た台車１５は、図１の左方端部の昇降装置１３に移載され、新しいワークであるエンコパ１６が供給される。昇降装置１３が上昇し、上側往路１１と同一高さ位置になると停止し、台車１５がエンコパ１６ごと、上側往路１１に移載されて、前記同様に、各種ワークが順次、組み立てられていく。
【００２１】
前記車体を構成するエンコパ１６は、図２に示すような構造を有する。図２において、１６１はフロントエプロン、１６２はエプロン、１６３はダッシュパネル、１６４はフロントサイドメンバ、１６５はサスペンションタワーである。このエンコパ１６は、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、底部材１６６に位置決め用の孔１６７を有する。
【００２２】
１７は前記エンコパ１６のフロントサイドメンバ１６４上に組み付けられるフロントフロアで、幅方向の両端部の立上り部１７１と、幅方向中央の突条部１７２と、この突条部１７２のフロント側に形成されたシフトレバー用の長孔１７３と、前記突条部１７２の両側の凹部１７４における前後各２箇所の、合計後４箇所に形成された丸孔１７５ａ〜１７５ｄとを有する。
【００２３】
１８は前記エンコパ１６およびフロントフロア１７に組み付けられるフロントピラーロアインナである。このフロントピラーロアインナ１８は、前記エンコパ１６のダッシュパネル１６３の両端に組み付けられるもので、その前面部１８１が前記ダッシュパネル１６３の曲面形状に一致する曲面形状になっている。そして、その３角形状の先端部１８２に、ハーネス通し用の孔１８３が形成されるとともに、上下２箇所に位置決め用の穴１８４，１８５が形成されている。
【００２４】
１９は前記エンコパ１６およびフロントピラーロアインナ１８で形成される凹所に組み付けられるカウルインナである。このカウルインナ１９は、エンコパ１６の幅方向に長い、横長状のワークで、ワイパの駆動機構部やウィンドウォッシャ液の供給駆動部などを収容する樋状の凹部１９１を有し、両端部に立ち上り部１９２，１９２を有する。
【００２５】
図４は、位置決め部材の一方側部材の一例である図１の台車１５の概略斜視図で、幅方向の中央部に位置決め用凹部１５１を有するとともに、両側部の２箇所に位置決め用凹部１５２，１５３を有する。前記台車１５の中央部の位置決め用凹部１５１は、エンコパ１６の位置決め孔１６７位置に対応しており、両側部２箇所の位置決め用凹部１５２，１５３は、前記フロントフロア１７のフロント側の丸孔１７５ａ，１７５ｂに対応する位置に設けられている。
【００２６】
図５は、前記台車１５とともに位置決め装置を構成する他方側部材の一例であるカウルインナ１９用のハンドリングロボット２０で、「土」字状のアーム２1を有し、この「土」字状アーム２１は、「Ｉ」字状アーム２２および２３と、前記「Ｉ」字状アーム２２の中途位置から横方向に延びるアーム２４，２５によって構成されている。前記一方の「Ｉ」字状アーム２２の先端部には、縦アーム２６が固定されており、前記他方の「Ｉ」字状アーム２３の両端部には、縦アーム２７，２８が固定されている。そして、前記縦アーム２６の下端には、前記台車１５の凹部１５１に挿入される位置決め用凸部２９が設けられており、前記縦アーム２７，２８の下端には、前記台車１５の位置決め用凹部１５２，１５３に挿入される位置決め用凸部３０，３１が設けられている。
【００２７】
ここで、前記位置決め用凸部２９の「Ｉ」字状アーム２２の上面からの立下り寸法ｈ４は、前記台車１５の位置決め用凹部１５１の高さ位置に応じて設定されている。また、前記位置決め用凸部３０，３１の「Ｉ」字状アーム２３の上面からの立下り寸法ｈ５，ｈ６（＝ｈ５）は、前記台車１５の位置決め用凹部１５２，１５３の高さ位置に応じて設定されている。
【００２８】
前記横アーム２４，２５の端部には、それぞれワークの一例であるカウルインナ１９のクランプ機構部３２，３３が設けられている。クランプ機構部３２，３３は、それぞれ１点鎖線内に拡大図を示す構成を有する。クランプ機構部３２，３３は左右対称的な構成を有するので、以下、一方側のクランプ機構部３２について説明する
【００２９】
クランプ機構部機構部３２は、横アーム２４の下方に縦アーム３２１を設け、この縦アーム３２１の下端部に固定クランプ部材３２２を設けている。また、前記横アーム２４の端部に、ピン３２３を介してエアシリンダ３２４を枢支するとともに、そのピストンロッド３２５の先端部にピン３２６を介して可動クランプ部材３２７を枢支している。また、可動クランプ部材３２７の途中位置から延びるアーム３２８を、ピン３２９を介して前記縦アーム３２１の途中に枢支している。
【００３０】
したがって、上記クランプ機構部機構部３２は、エアシリンダ３２４のピストンロッド３２５を伸出すると、このピストンロッド３２５の先端部にピン３２６で枢支された可動クランプ部材３２７が下方に押し下げられ、応じて、この可動クランプ部材３２７がピン３２９を中心に反時計方向に回動して、その先端部が固定クランプ部材３２２に向って移動する。
【００３１】
なお、前記可動クランプ部材３２７が回動することによって、ピン３２６の移動軌跡が円弧状になるので、このピン３２６の移動動作をエアシリンダがピン３２３を中心に回動することによって円滑に行なえるようにしている。
【００３２】
このようにして、両クランプ機構部３２，３３の可動クランプ部材３２７の回動によって、それぞれ固定クランプ部材３２２と可動クランプ部材３２７との間で、ワークの一例であるカウルインナ１９の両端部の立上り部１９２，１９２をクランプすることができる。また、エアシリンダ３２４のピストンロッド３２５を退入させると、図５の状態になって、カウルインナ１９の両端部の立上り部１９２，１９２を解放することができる。
【００３３】
次に、図１ないし図６を参照して、上記の台車１５およびハンドリングロボット２０で構成される位置決め装置の動作について説明する。
まず、図１において、エンコパ１６が載置された台車１５が図１の左方端部の昇降装置１３から上側往路１１に移載されると、ポジションＰ１で台車１５上に載置されたエンコパ１６が位置決めされる。この位置決めは、前記ハンドリングロボット２０と同様の３箇所に位置決め用凸部２９，３０，３１を有する位置決めロボット（ただし、クランプ機構部３２，３３は不要）の位置決め用凸部２９をエンコパ１６の位置決め用孔１６７を通して台車１５の位置決め用凹部１５１に挿入するとともに、他の位置決め用凸部３０，３１をフロントサイドメンバ１６４，１６４の側方に位置する台車１５の凹部１５２，１５３に挿入することによって行なわれる。エンコパ１６の位置決めが終わると、台車１５がポジションＰ２に搬送される。
【００３４】
ポジションＰ２では、台車１５上に位置決めされたエンコパ１６のフロントサイドメンバ１６４，１６４の上に、２箇所に位置決め用凸部３０，３１を有するハンドリングロボット（ただし、２箇所のクランプ機構部３２，３３に代えて、フロントフロア１７の４箇所をクランプするクランプ機構部を有する）によって、クランプされたフロントフロア１７が供給されて、ハンドリングロボットの２箇所の位置決め用凸部３０，３１を、フロントフロア１７のフロント側の丸孔１７５ａ，１７５ｂを通して台車１５の位置決め用凹部１５２，１５３に挿入することによって位置決めし、仮溶接する。すると、台車１５がポジションＰ３に搬送されて、本溶接され、ポジションＰ４に搬送される。
【００３５】
ポジションＰ４では、前記同様の３箇所に位置決め用凸部２９，３０，３１を有するハンドリングロボット（ただし、クランプ機構部３２，３３に代えて、フロントピラーロアインナ１８の上下２箇所の孔１８４，１８５に側方から挿入するピンを有するワーク保持部材を具備する）によって、一対のフロントピラーロアインナ１８を移送して、前記同様に、ハンドリングロボットの３箇所の位置決め用凸部２９，３０，３１を、前記同様に台車１５の３箇所の位置決め用凹部１５１，１５２，１５３に挿入することによって位置決めし、仮溶接した後、ポジションＰ５に搬送されて、本溶接される。本溶接が終わると台車１５がポジションＰ６に搬送される。
【００３６】
ポジションＰ６では、前記ハンドリングロボット２０がワーク供給場所にカウルインナ１９を取りにいく。このとき、左右に設けられたクランプ機構部３２，３３は、エアシリンダ３２４のピストンロッド３２５が退入して、可動クランプ部材３２７が固定クランプ部材３２２から離隔した状態になっており、固定クランプ部材３２２と可動クランプ部材３２７との間に、図５の１点鎖線内に示すように、カウルインナ１９の両端部の立上り部１９２，１９２が位置することになる。
【００３７】
そこで、エアシリンダ３２４のピストンロッド３２５を伸出させると、前述のように、可動クランプ部材３２７がピン３２９を中心にして反時計方向（クランプ機構部３３の可動クランプ部材３２７はピン３２９を中心にして時計方向）に回動して、固定クランプ部材３２２と可動クランプ部材３２７とで、カウルインナ１９の両端部の立上り部１９２，１９２をクランプする。
【００３８】
クランプ機構部３２，３３でクランプされたカウルインナ１９は、ハンドリングロボット２０によって、先に本溶接されているフロントピラーロアインナ１８ａ，１８ｂの上方に移送されて来る。
【００３９】
そこで、ハンドリングロボット２０の位置決め用凸部２９を、エンコパ１６の位置決め用孔１６７を通して、台車１５の位置決め用凹部１５１に挿入するとともに、２箇所の位置決め用凸部３０，３１を、フロントフロア１７のフロント側の丸孔１７５ａ，１７５ｂを通して、台車１５の凹部１５２，１５３に挿入する。
【００４０】
すると、図６に示すように、ハンドリングロボット２０が台車１５に位置決めされると同時に、エンコパ１６のダッシュパネル１６３と前記左右一対のフロントピラーロアインナ１８ａ，１８ｂとで形成される上部凹所に、カウルインナ１９が位置決めされる。したがって、この位置決め状態で、即、溶接ロボット（図示省略）で仮溶接する。すると、台車１５がポジションＰ７に搬送され、本溶接される。
【００４１】
上記実施形態は、特定に構成について説明したが、本発明はこの実施形態に示した構成に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００４２】
例えば、上記実施形態では、ハンドリングロボット２０のクランプ機構部３２，３３を、固定クランプ部材３２２と可動クランプ部材３２７とを用いて構成する場合について説明したが、一対の可動クランプ部材を用いて構成することもできる。
【００４３】
また、上記実施形態では、ワークの一例としてカウルインナ１９を位置決めする場合について説明したが、カウルインナ以外の横長形状を有し、かつ、高い位置に水平状態に位置決めされる任意のワークにも、同様に適用できる。
【００４４】
さらに、上記実施形態では、台車１５の位置決め用凹部およびハンドリングロボット２０の位置決め用凸部を固定のものとした場合について説明したが、位置決め用凹部１５１および凸部２９と、他の位置決め用凹部１５２，１５３および凸部３０，３１との間隔寸法を可変にしてもよい。また、各位置決め凹部１５２，１５３および凸部３０，３１間の間隔寸法を可変にしてもよい。さらには、それぞれの高さ寸法を可変にしてもよい。そのように構成した場合、各種サイズおよび／または形状のワークに広範囲に対応できる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、台車の３箇所の位置決め用凹部にハンドリングロボットの３箇所の位置決め用凸部をエンコパの位置決め用孔とフロントフロアの丸孔を通して挿入することによって、台車と、エンコパと、ハンドリングロボットとを、高精度で位置決めすることができる。しかも、ハンドリングロボットに設けたクランプ機構部でクランプされたワークとしてのカウルインナも、同時に位置決めされるので、横長形状のカウルインナを、高い位置に水平状に、容易、かつ、高精度で位置決めすることができる。さらに、ハンドリングロボットの位置決め用凸部は、クランプ機構部が設けられるアームから下方に延びた３つの縦アームの下端にそれぞれ設けられているため、台車に高い位置決めポストを設ける必要がなく、２段式の搬送路を採用しても、その上側往路の高さを低くでき、床面にピットを掘る必要もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る位置決め装置を組み込んだワーク組立装置の概略側面図である。
【図２】図１のワーク組立装置において位置決めするワークの一例である車体の分解斜視図である。
【図３】（ａ）はエンジンコンパートメントの拡大平面図、
（ｂ）はその拡大側面図である。
【図４】本発明の位置決め装置における一方側部材の一例である台車の概略斜視図である。
【図５】本発明の位置決め装置における他方側部材の一例であるハンドリングロボットの概略下方斜視図である。
【図６】本発明の位置決め装置における一方側部材と他方側部材とによる位置決め時の状態を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１０  上下２段式の搬送機構部
１１  上側往路
１２  下側復路
１３，１４  昇降装置
１５  一方側部材（アンダーフロントフロア用冶具パレット台車）
１５１，１５２，１５３  位置決め用凹部
１６  エンジンコンパートメント
１７  フロントフロア
１８  フロントピラーロアインナ
１９  ワーク（カウルインナ）
１９２  立上り部
２０  他方側部材（ハンドリングロボッット）
３２，３３  クランプ機構
３２２  固定クランプ部材
３２４  エアシリンダ
３２７  可動クランプ部材
【図１】
0003893045.tif 000002
【図２】
0003893045.tif 000003
【図３】
0003893045.tif 000004
【図４】
0003893045.tif 000005
【図５】
0003893045.tif 000006
【図６】
0003893045.tif 000007