(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セットステーションと組立ステーションとに往復動自在なセット治具と、セットステーションにおいてセット治具に対するワークセット作業を行う第１ハンドリングロボットと、組立ステーションにおいて組立済みワークの払出し作業を行う第２ハンドリングロボットとを備えるワーク組立装置におけるセット治具と各ハンドリングロボットに取付けるハンドリング治具の交換方法において、
セット治具上に、第１ハンドリングロボット用と第２ハンドリングロボット用の２つのハンドリング治具を、一方のハンドリングロボット用のハンドリング治具の上に他方のハンドリングロボット用のハンドリング治具を積み重ねるようにして上下２段に段積み可能とし、
ワークの機種変更に際し、セット治具をセットステーションと組立ステーションのうち前記一方のハンドリングロボットの作業場所となる一方のステーションに移動した状態で、該一方のハンドリングロボットに取付けられているハンドリング治具をセット治具上に積み重ねて該一方のハンドリングロボットから切離し、その後セット治具をセットステーションと組立ステーションのうち前記他方のハンドリングロボットの作業場所となる他方のステーションに移動した状態で、該他方のハンドリングロボットに取付けられているハンドリング治具を前記一方のステーションでセット治具上に積み重ねたハンドリング治具の上に積み重ねて該他方のハンドリングロボットから切離すことによりセット治具上に２つのハンドリング治具を上下２段に段積みし、この状態でセット治具をワーク組立装置外に搬出し、
次に、次機種のワークに対応する第１ハンドリングロボット用と第２ハンドリングロボット用の２つのハンドリング治具を上下２段に段積みした次機種のワークに対応するセット治具をワーク組立装置内に搬入して前記他方のステーションに移動し、この状態でセット治具上の上段のハンドリング治具を前記他方のハンドリングロボットに受け取らせ、その後セット治具を前記一方のステーションに移動した状態で、セット治具上の下段のハンドリング治具を前記一方のハンドリングロボットに受け取らせる、
ことを特徴とするワーク組立装置における治具交換方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セットステーションと組立ステーションとに往復動自在なセット治具と、セットステーションにおいてセット治具に対するワークセット作業を行う第１ハンドリングロボットと、組立ステーションにおいて組立済みワークの払出し作業を行う第２ハンドリングロボットとを備えるワーク組立装置における治具交換方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のワーク組立装置においては、ワークの機種変更に際し、セット治具と各ハンドリングロボットに取付けるハンドリング治具とをワークの機種に応じたものに交換することが必要になる。
【０００３】
従来は、ワーク組立装置と装置外に設けたストック場所との間でセット治具を出し入れしてセット治具を交換すると共に、各ハンドリングロボットの配置部の周囲にハンドリング治具用のストック台を配置し、各ハンドリングロボットの動作によりストック台との間でハンドリング治具の交換を行うようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、各ハンドリングロボットの配置部の周囲には、ワーク供給等の作業を行うための作業スペースも確保する必要があるが、上記従来例のものでは、各ハンドリングロボットの配置部の周囲に配置するストック台によって作業スペースが制約されてしまう。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、各ハンドリングロボットの配置部の周囲に作業スペースを広く確保できるよう、ハンドリング治具用のストック台を用いずに治具交換を行い得られるようにしたワーク組立装置における治具交換方法を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、セットステーションと組立ステーションとに往復動自在なセット治具と、セットステーションにおいてセット治具に対するワークセット作業を行う第１ハンドリングロボットと、組立ステーションにおいて組立済みワークの払出し作業を行う第２ハンドリングロボットとを備えるワーク組立装置におけるセット治具と各ハンドリングロボットに取付けるハンドリング治具の交換方法において、セット治具上に、第１ハンドリングロボット用と第２ハンドリングロボット用の２つのハンドリング治具を、一方のハンドリングロボット用のハンドリング治具の上に他方のハンドリングロボット用のハンドリング治具を積み重ねるようにして上下２段に段積み可能とし、ワークの機種変更に際し、セット治具をセットステーションと組立ステーションのうち前記一方のハンドリングロボットの作業場所となる一方のステーションに移動した状態で、該一方のハンドリングロボットに取付けられているハンドリング治具をセット治具上に積み重ねて該一方のハンドリングロボットから切離し、その後セット治具をセットステーションと組立ステーションのうち前記他方のハンドリングロボットの作業場所となる他方のステーションに移動した状態で、該他方のハンドリングロボットに取付けられているハンドリング治具を前記一方のステーションでセット治具上に積み重ねたハンドリング治具の上に積み重ねて該他方のハンドリングロボットから切離すことによりセット治具上に２つのハンドリング治具を上下２段に段積みし、この状態でセット治具をワーク組立装置外に搬出し、次に、次機種のワークに対応する第１ハンドリングロボット用と第２ハンドリングロボット用の２つのハンドリング治具を上下２段に段積みした次機種のワークに対応するセット治具をワーク組立装置内に搬入して前記他方のステーションに移動し、この状態でセット治具上の上段のハンドリング治具を前記他方のハンドリングロボットに受け取らせ、その後セット治具を前記一方のステーションに移動した状態で、セット治具上の下段のハンドリング治具を前記一方のハンドリングロボットに受け取らせるようにしている。
【０００７】
本発明によれば、セット治具をハンドリング治具用のストック台に兼用して、第１と第２の両ハンドリングロボットのハンドリング治具をセット治具と一緒に交換できる。従って、ハンドリング治具用のストック台が不要となり、各ハンドリングロボットの配置部の周囲に作業スペースを広く確保できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、自動車の車室部床面を構成するフロントフロアから成るワークの組立装置における治具交換に本発明を適用した実施形態について説明する。フロントフロアの構成は機種によって異っている。例えば、図５に示す機種（以下、Ａ機種と記す）のフロントフロアＷＡは、パネルＷＡ１と、サイドシルＷＡ２ａとサイドフレームＷＡ２ｂとを結合した左右１対のフレームサブアッセンブリＷＡ２，ＷＡ２と、前後４個のクロスメンバＷＡ３，ＷＡ４，ＷＡ５，ＷＡ６とで構成され、左右のフレームサブアッセンブリＷＡ２，ＷＡ２をクロスメンバＷＡ３〜ＷＡ６を介して結合してフレームアッセンブリを組立てた後、フレームアッセンブリ上にパネルＷＡ１を結合して組立てられる。また、図６に示す機種（以下、Ｂ機種と記す）のフロントフロアＷＢは、センタパネルＷＢ１と、左右１対のサイドパネルＷＢ２，ＷＢ２と、左右１対のサイドシルＷＢ３，ＷＢ３と、左右１対の前側クロスメンバＷＢ４，ＷＢ４と、左右１対の後側クロスメンバＷＢ５，ＷＢ５とで構成され、センタパネルＷＢ１に左右のサイドパネルＷＢ２，ＷＢ２を結合すると共に、各サイドパネルＷＢ２の外側縁に各サイドシルＷ３Ｃを結合してパネルアッセンブリを組立てた後、パネルアッセンブリ上に前側クロスメンバＷＢ４，ＷＢ４と後側クロスメンバＷＢ５，ＷＢ５とを結合して組立てられる。
【０００９】
フロントフロアの組立装置には、図１及び図２に示す如く、セットステーションＳＴ１と組立ステーションＳＴ２と増打ステーションＳＴ３とが配置されている。そして、セットステーションＳＴ１と組立ステーションＳＴ２とに往復動自在なセット治具１を設け、セットステーションＳＴ１において第１ハンドリングロボット２によりセット治具１に対するワークセット作業を行った後、セット治具１を組立ステーションＳＴ２に往動させ、組立ステーションＳＴ２の両側部に配置した複数の溶接ロボット５1によりフロントフロアを組立てる。次に、組立済みのフロントフロアを第２ハンドリングロボット３により組立ステーションＳＴ２から払出して、増打ステーションＳＴ３に配置した第２のセット治具４に移載し、増打ステーションＳＴ３の両側部に配置した複数の溶接ロボット５2によりフロントフロアに増打溶接を施す。その後第３ハンドリングロボット６によりフロントフロアを増打ステーションＳＴ３から払出して図外のコンベアに移載し、フロア組立装置に搬送する。尚、第３ハンドリングロボット６は、増打ステーションＳＴ３の前方位置から側方にのびる軌道６ａ上を走行する走行台６ｂに搭載されており、増打ステーションＳＴ３の前方位置で取上げたフロントフロアを側方位置でコンベアに載置するように作動する。
【００１０】
第１ハンドリングロボット２の配置部の周囲には、第１乃至第３の３箇所のワーク投入場所Ｐ１〜Ｐ３が確保されている。第１と第２の各ワーク投入場所Ｐ１，Ｐ２には夫々ガイドレール７ａに沿ってワーク搬送台車７を搬入自在としている。また、第３ワーク投入場所Ｐ３にはワーク置台８を配置している。
【００１１】
第２ハンドリングロボット３は、組立ステーションＳＴ２と増打ステーションＳＴ３との間から側方にのびる軌道３ａ上を走行する走行台３ｂに搭載されており、走行台３ｂにより第２ハンドリングロボット３を組立ステーションＳＴ２と増打ステーションＳＴ３との間の作業位置とその側方のワーク受取り位置とに移動自在としている。
【００１２】
そして、ワーク受取り位置の周囲に第４乃至第６の３箇所のワーク投入場所Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６を確保して、第４と第５の各ワーク投入場所Ｐ４，Ｐ５に夫々ガイドレール９ａに沿ってワーク搬送台車９を搬入自在とし、第６ワーク投入場所Ｐ６にワーク置台１０を配置している。
【００１３】
Ａ機種のフロントフロアＷＡの組立てに際しては、図１に示す如く、左右のフレームサブアッセンブリＷＡ２，ＷＡ２を多段に積載したワーク搬送台車７を第１と第２の両ワーク投入場所Ｐ１，Ｐ２に搬入すると共に、第３ワーク投入場所Ｐ３のワーク置台８に４個のクロスメンバＷＡ３〜ＷＡ６を人手で載置し、更に、パネルＷＡ１を多段に積載したワーク搬送台車９を第４と第５の両ワーク投入場所Ｐ４，Ｐ５に搬入する。そして、第１ハンドリングロボット２の動作端に取付けたハンドリング治具２０により第１と第２の両ワーク投入場所Ｐ１，Ｐ２の一方において左右のフレームサブアッセンブリＷＡ２，ＷＡ２を取上げ、次に、ハンドリング治具２０を第３ワーク投入場所Ｐ３に移動させて、ワーク置台８上の４個のクロスメンバＷＡ３〜ＷＡ６を取上げ、その後ハンドリング治具２０をセットステーションＳＴ１に移動させて、セット治具１に左右のフレームサブアッセンブリＷＡ２，ＷＡ２と４個のクロスメンバＷＡ３〜ＷＡ６とをセットする。次に、セット治具１を組立ステーションＳＴ２に往動させて、溶接ロボット５1によりフレームサブアッセンブリＷＡ２とクロスメンバＷＡ３〜ＷＡ６とを溶接結合してフレームアッセンブリを組立てる。また、予め第２ハンドリングロボット３をワーク受取り位置に移動させて、第２ハンドリングロボット３の動作端に取付けたハンドリング治具３０により第４と第５の両ワーク投入場所Ｐ４，Ｐ５の一方においてパネルＷＡ１を取上げ、フレームアッセンブリの組立て完了前に第２ハンドリングロボット３を作業位置に戻しておく。
【００１４】
そして、フレームアッセンブリの組立てが完了したところで、フレームアッセンブリ上にパネルＷＡ１をセットし、この状態で溶接ロボット２によりパネルＷＡ１とフレームアッセンブリとを溶接結合してフロントフロアＷＡを組立てる。次に、ハンドリング治具３０でパネルＷＡ１を保持したままフロントフロアＷＡを第２ハンドリングロボット３の動作でセット治具１から持ち上げ、この状態で溶接ロボット５1によりフロントフロアＷＡの第１段階の増打溶接を行い、その後第２ハンドリングロボット３によりフロントフロアＷＡを増打ステーションＳＴ３のセット治具４に移載し、溶接ロボット５2によりフロントフロアＷＡの第２段階の増打溶接を行う。
【００１５】
尚、第１と第２の両ワーク投入場所Ｐ１，Ｐ２の一方のワーク投入場所に存するワーク搬送台車７が空になったときは他方のワーク投入場所に存するワーク搬送台車７に積載したフレームサブアッセンブリＷＡ２を取上げ、一方のワーク投入場所において空のワーク搬送台車７とフレームサブアッセンブリＷＡ２を満積したワーク搬送台車７との入れ換えを行う。第４と第５のワーク投入場所Ｐ４，Ｐ５においても、ワーク搬送台車９が空になる度に同様にワーク搬送台車９の入れ換えを行う。
【００１６】
Ｂ機種のフロントフロアＷＢの組立てに際しては、図３に示す如く、左右のサイドパネルＷＢ２，ＷＢ２を多段に積載したワーク搬送台車７を第１と第２の両ワーク投入場所Ｐ１，Ｐ２に搬入すると共に、第３ワーク投入場所Ｐ３のワーク置台８にセンタパネルＷＢ１と左右のサイドシルＷＢ３，ＷＢ３とを人手で載置し、更に、第６ワーク投入場所Ｐ７のワーク置台１０に左右の前側クロスメンバＷＢ４，ＷＢ４と左右の後側クロスメンバＷＢ５，ＷＢ５とを人手で載置する。そして、第１ハンドリングロボット２のハンドリング治具２０により第１と第２の両ワーク投入場所Ｐ１，Ｐ２の一方において左右のサイドパネルＷＢ２，ＷＢ２を取上げた後、第３ワーク投入場所Ｐ３においてワーク置台８上のセンタパネルＷＢ１と左右のサイドシルＷＢ３，ＷＢ３とを取上げ、これらをセットステーションＳＴ１においてセット治具１にセットする。次に、セット治具１を組立ステーションＳＴ２に往動させ、溶接ロボット５1によりセンタパネルＷＢ１と左右のサイドパネルＷＢ２，ＷＢ２と左右のサイドシルＷＢ３，ＷＢ３とを溶接結合してパネルアッセンブリを組立てる。また、第２ハンドリングロボット３をワーク受取り位置に移動して、第２ハンドリングロボット３のハンドリング治具３０により第６ワーク投入場所Ｐ６においてワーク置台１０上の左右の前側クロスメンバＷＢ４，ＷＢ４と左右の後側クロスメンバＷＢ５，ＷＢ５とを取上げた後、第２ハンドリングロボット３を作業位置に戻し、パネルアッセンブリの組立てが完了したところで、パネルアッセンブリ上にこれらクロスメンバＷＢ４，ＷＢ５をセットし、この状態で溶接ロボット５1によりクロスメンバＷＢ４，ＷＢ５をパネルアッセンブリに溶接結合してフロントフロアＷＢを組立てる。次に、ハンドリング治具３０でクロスメンバＷＢ４，ＷＢ５を保持したままフロントフロアＷＢを第２ハンドリングロボット３の動作でセット治具１から持ち上げ、この状態で溶接ロボット５1によりフロントフロアＷＢの第１段階の増打溶接を行い、その後第２ハンドリングロボット３によりフロントフロアＷＢを増打ステーションＳＴ３のセット治具４に移載し、溶接ロボット５2によりフロントフロアＷＢの第２段階の増打溶接を行う。
【００１７】
ところで、組立ステーションＳＴ２での組立てが完了すると、フロントフロアの構成部材を個々に位置決めする必要がなくなる。そのため、増打ステーションＳＴ３に配置するセット治具４や第３ハンドリングロボット６のハンドリング治具６０に設けるワーク支持部材の個数は少なくて済み、ワーク支持部材の位置を機種に応じて可変する機構を設けることで、セット治具４やハンドリング治具６０を複数機種に共用可能な汎用タイプのものに構成できる。一方、セット治具１や第１ハンドリングロボット２のハンドリング治具２０や第２ハンドリングロボット３のハンドリング治具３０は、フロントフロアの構成部材を個々に位置決めして支持し得るように構成する必要があって、汎用化が困難になる。そのため、セット治具１や第１ハンドリングロボット２のハンドリング治具２０や第２ハンドリングロボット３のハンドリング治具３０は機種毎に専用のものとしている。そして、組立装置の外側部に治具のストック場所１１を設け、機種変更に際しセット治具１と第１ハンドリングロボット２のハンドリング治具２０と第２ハンドリングロボット３のハンドリング治具３０とをストック場所１１にストックされている治具と交換し得るようにしている。
【００１８】
ここで、セット治具１は、セットステーションＳＴ１から組立ステーションＳＴ２に亘って敷設した軌道１２に沿って移動する台車１３上の横長のレール１３ａに載架されており、常時は、図示省略したロック部材によりセット治具１を台車１３に固定し、台車１３の動きでセット治具１をセットステーションＳＴ１と組立ステーションＳＴ２とに往復動自在としている。そして、セットステーションＳＴ１とストック場所１２との間に、セットステーションＳＴ１に存する台車１３上のレール１３ａに合致するレール１４を敷設すると共に、ストック場所１１に、セット治具１を支持する横長のレール１５ａを取付けたＡ機種用とＢ機種用の２つのストック台１５，１５を配置し、任意一方のストック台１５を該ストック台１５上のレール１５ａがレール１４に合致する交換位置にシフト自在としている。かくて、セットステーションＳＴ１に存する台車１３と交換位置に存するストック台１５とにセット治具１をレール１４を介して移し換えることができる。
【００１９】
セット治具１上には、図４に示す如く、第１ハンドリングロボット２用と第２ハンドリングロボット３用の２つのハンドリング治具２０，３０を、一方のハンドリングロボット用のハンドリング治具、例えば、第１ハンドリングロボット２用の第１ハンドリング治具２０の上に第２ハンドリングロボット３用の第２ハンドリング治具３０を積み重ねるようにして上下２段に段積可能としている。尚、図４はＡ機種用のものを示しているが、Ｂ機種用のものも、同様に、セット治具１上に、第１ハンドリング治具２０と第２ハンドリング治具３０とを、第１ハンドリング治具２０の上に第２ハンドリング治具３０を積み重ねるようにして上下２段に段積み可能としている。
【００２０】
フロントフロアをＡ機種からＢ機種に変更する際は、先ず、Ａ機種用のセット治具１をセットステーションＳＴ１に復動させた状態で、第１ハンドリングロボット２に取付けられているＡ機種用の第１ハンドリング治具２０を第１ハンドリングロボット２の動作によりセット治具１上に積み重ねて該ロボット２から切離す。次に、セット治具１を組立ステーションＳＴ２に復動させ、この状態で、第２ハンドリングロボット３に取付けられているＡ機種用の第２ハンドリング治具３０を第２ハンドリングロボット３の動作により第１ハンドリング治具２０の上に積み重ねて該ロボット３から切離し、セット治具１上に第１ハンドリング治具２０と第２ハンドリング治具３０とを上下２段に段積みする。次に、セット治具１をセットステーションＳＴ１に復動させ、台車１３に対するセット治具１の固定を解除して、交換位置に存するＡ機種用のストック台１５にレール１４を介してセット治具１を移し換える。
【００２１】
次に、Ｂ機種用の第１ハンドリング治具２０と第２ハンドリング治具３０とを上下２段に段積みしたＢ機種用のセット治具１を載架するＢ機種用のストック台１５を交換位置にシフトし、セットステーションＳＴ１に存する台車１３にレール１４を介してセット治具１を移し換え、台車１３にセット治具１を固定する。次に、セット治具１を組立ステーションＳＴ２に往動させて、セット治具１上の上段の第２ハンドリング治具３０を第２ハンドリングロボット３に受取らせ、その後セット治具１をセットステーションＳＴ１に復動させて、セット治具１上の下段の第１ハンドリング治具２０を第１ハンドリングロボット２に受取らせる。
【００２２】
以上の手順でフロントフロアをＡ機種からＢ機種に変更する際の治具交換を行うことができ、Ｂ機種からＡ機種に変更する際も同様の手段で治具交換を行うことができる。また、フロントフロアをＡ，Ｂ両機種以外の他の機種に変更する場合も、ストック場所１１に配置するストック台１５を当該他の機種用のものに入れ換えることで同様に治具交換を行うことができる。
【００２３】
以上、フロントフロアの組立装置の治具交換に本発明を適用した実施形態について説明したが、フロントフロア以外の他のワーク組立装置の治具交換にも同様に本発明を適用できる。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、セット治具をハンドリング治具用のストック台に兼用して、第１と第２の両ハンドリングロボットのハンドリング治具をセット治具と一緒に交換できるため、ハンドリング治具用のストック台が不要となり、第１と第２の各ハンドリングロボットの配置部の周囲に作業スペースを広く確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明方法を適用するフロントフロア組立装置の平面図
【図２】  図１のII-II線から見た側面図
【図３】  別機種組立時のフロントフロア組立装置の平面図
【図４】  セット治具にハンドリング治具を段積みした状態を示す側面図
【図５】  （Ａ）Ａ機種のフロントフロアを示す斜視図、（Ｂ）その分解状態の斜視図
【図６】  （Ａ）Ｂ機種のフロントフロアを示す斜視図、（Ｂ）その分解状態の斜視図
【符号の説明】
ＳＴ１  セットステーション              ＳＴ２  組立ステーション
１  セット治具                          ２  第１ハンドリングロボット
２  第２ハンドリングロボット    ２０，３０  ハンドリング治具
【図１】
0004011244.tif 000002
【図２】
0004011244.tif 000003
【図３】
0004011244.tif 000004
【図４】
0004011244.tif 000005
【図５】
0004011244.tif 000006
【図６】
0004011244.tif 000007