(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のリアフロアを構成するリアフレームの構成部品であるサイドメンバおよびこのサイドメンバ相互を連結するクロスメンバと、前記リアフレームに固定するリアフロアパネルとを、複数の位置決め治具にて位置決め保持した状態で相互に溶接固定する製品組立方法であって、前記クロスメンバに対応する位置決め治具を、前記クロスメンバと前記サイドメンバとの実際の組み付け位置から、作業者がセットしやすいように作業者に近づくよう移動させた状態で、前記クロスメンバを、該クロスメンバに対応する位置決め治具により位置決め保持させ、このクロスメンバを位置決め保持した位置決め治具を、前記組み付け位置に戻してから、前記サイドメンバおよびクロスメンバを、それぞれ対応する位置決め治具にて位置決め保持した状態で溶接加工により相互に接合固定し、接合固定したリアフレームに対し、前記サイドメンバに対してのみ対応する位置決め治具で位置決め保持し、このリアフレーム上に、前記リアフロアを構成するリアフロアパネルを、前記クロスメンバを位置決め保持した位置決め治具を適宜移動させて位置決め保持させ、前記リアフレームと前記リアフロアパネルとを互いに溶接固定することを特徴とする製品組立方法。
【請求項２】
前記クロスメンバを位置決め保持した位置決め治具は複数あり、これら複数の位置決め治具のうち、少なくとも一つが前記リアフロアパネルを位置決め保持し、他の位置決め治具を前記リアフロアパネルの側部に移動させることを特徴とする請求項１記載の製品組立方法。
【請求項３】
前記サイドメンバに対応する位置決め治具を、前記組み付け位置から下降させた状態で、前記クロスメンバを、該クロスメンバに対応する位置決め治具により位置決め保持し、前記クロスメンバを位置決め保持した位置決め治具を、前記組み付け位置に戻した後、前記サイドメンバに対応する位置決め治具を前記組み付け位置まで上昇させ、この上昇した位置決め治具に前記サイドメンバを位置決めすることを特徴とする請求項１または２記載の製品組立方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、加工されるワークが位置決め治具にセットされる製品組立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車の車体を構成する例えばリアフロアは、図１１に示すように、リアフレーム１上にリアフロアパネル３が載せられて相互が溶接固定される。リアフレーム１は、一対のサイドメンバ５，７と、一対のサイドメンバ５，７相互を溶接にて接合固定する３本のクロスメンバ９，１１，１３とから構成されている。
【０００３】
ここで、上記したリアフレーム１を組み立てる際には、サイドメンバ５，７およびクロスメンバ９，１１，１３を、対応する位置決め治具に作業者がそれぞれ順次位置決めセットした後、溶接用ロボットなどで溶接固定する。位置決めセットする順序としては、２本のクロスメンバ１１，１３、一対のサイドメンバ５，７、１本のクロスメンバ９である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、作業者が上記した各部品を位置決めセットする際には、各部品を図１１に示すようなリアフレーム１が組上がった状態に対応する位置にそれぞれセットする必要があり、このセット作業は、各部品を位置決め保持する位置決め治具が配置された領域の周囲から行うことになる。
【０００５】
このため、サイドメンバ５，７および１本のクロスメンバ９については、位置決め治具が配置される領域の周囲の作業者によるワークセット作業領域に沿って位置していることから、セット作業は容易であるものの、位置決め治具が配置される領域の中央側にある２本のクロスメンバ１１，１３については、サイドメンバ５，あるいは同７側の作業領域からセットしたとしても、長尺部品であることからセットしにくく、両サイドメンバ５，７の双方から二人の作業者によって行う必要が生じ、作業効率の低下を招く。
【０００６】
この問題を解消するために、例えば、別途設けたプリセット装置などにより部品をセットすることが考えられるが、この場合には、装置が複雑化して高価になるとともに、それを設置するスペースも新たに必要となって作業スペースの増大を招く。
【０００７】
そこで、この発明は、ワークを位置決め治具にセットするための専用のセット装置を設けることなくワークのセット作業を容易にすることを目的としている。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、自動車のリアフロアを構成するリアフレームの構成部品であるサイドメンバおよびこのサイドメンバ相互を連結するクロスメンバと、前記リアフレームに固定するリアフロアパネルとを、複数の位置決め治具にて位置決め保持した状態で相互に溶接固定する製品組立方法であって、前記クロスメンバに対応する位置決め治具を、前記クロスメンバと前記サイドメンバとの実際の組み付け位置から、作業者がセットしやすいように作業者に近づくよう移動させた状態で、前記クロスメンバを、該クロスメンバに対応する位置決め治具により位置決め保持させ、このクロスメンバを位置決め保持した位置決め治具を、前記組み付け位置に戻してから、前記サイドメンバおよびクロスメンバを、それぞれ対応する位置決め治具にて位置決め保持した状態で溶接加工により相互に接合固定し、接合固定したリアフレームに対し、前記サイドメンバに対してのみ対応する位置決め治具で位置決め保持し、このリアフレーム上に、前記リアフロアを構成するリアフロアパネルを、前記クロスメンバを位置決め保持した位置決め治具を適宜移動させて位置決め保持させ、前記リアフレームと前記リアフロアパネルとを互いに溶接固定する製品組立方法としてある。
【００２３】
上記した製品組立方法によれば、クロスメンバに対応する位置決め治具が作業者に近づいているので、クロスメンバの位置決め治具への位置決め作業が容易となる。
また、リアフロアパネルを位置決め保持する際に、リアフレームのクロスメンバに対する位置決め保持に使用した位置決め治具を利用できる。
【００２４】
請求項２の発明は、請求項１の発明の製品組立方法において、前記クロスメンバを位置決め保持した位置決め治具は複数あり、これら複数の位置決め治具のうち、少なくとも一つが前記リアフロアパネルを位置決め保持し、他の位置決め治具を前記リアフロアパネルの側部に移動させる製品組立方法としてある。
【００２５】
上記した製品組立方法によれば、クロスメンバを位置決めした複数の位置決め治具のうち、リアフロアパネルの位置決め保持に使用しない他の位置決め治具をリアフロアパネルの側部に移動させることで、他の位置決め治具のリアフロアパネルとの干渉を防ぐ。
請求項３の発明は、請求項１または２の発明の製品組立方法において、前記サイドメンバに対応する位置決め治具を、前記組み付け位置から下降させた状態で、前記クロスメンバを、該クロスメンバに対応する位置決め治具により位置決め保持し、前記クロスメンバを位置決め保持した位置決め治具を、前記組み付け位置に戻した後、前記サイドメンバに対応する位置決め治具を前記組み付け位置まで上昇させ、この上昇した位置決め治具に前記サイドメンバを位置決めする製品組立方法としてある。
上記した製品組立方法によれば、サイドメンバに対応する位置決め治具が下降しているので、クロスメンバの位置決め治具への位置決め作業が容易となる。また、サイドメンバを位置決めする際には、対応する位置決め治具を、下降した位置から組み付け位置まで上昇させる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、クロスメンバに対応する位置決め治具を作業者に近づくよう移動させているので、作業者による位置決め治具へのワークのセット作業が容易となる。
また、リアフロアパネルを位置決め保持する際に、リアフレームのクロスメンバに対する位置決め保持に使用した位置決め治具を利用するようにしたので、位置決め治具の有効利用が図れる。
【００３４】
請求項２の発明によれば、クロスメンバを位置決めした複数の位置決め治具のうち、リアフロアパネルの位置決め保持に使用しない他の位置決め治具をリアフロアパネルの側部に移動させることで、他の位置決め治具とリアフロアパネルとの干渉を防止することができる。
請求項３の発明によれば、サイドメンバに対応する位置決め治具を組み付け位置より下降させるので、クロスメンバの位置決め治具への位置決め作業が容易となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００３６】
図１は、この発明の実施の一形態に係わる製品組立装置として車体組立装置の平面図、図２は同正面断面図、図３は図２の右側面断面図である。この車体組立装置は、前記図１１に示したリアフレーム１およびリアフロアパネル３からなるリアフロアの組立を行うものであり、ワークセット工程Ｓと、ワーク加工工程Ｔと、ワーク搬出工程Ｕとから主として構成される。これらの各工程間にわたり施設されているガイドレール１４は、床面Ｆを掘削して設けたピットＰ内に設置されている。
【００３７】
ワークセット工程Ｓでは、作業者によりワークが位置決め治具１５に位置決めセットされ、ワーク加工工程Ｔでは、セットされたワーク相互が溶接用ロボット１７により溶接作業がなされ、ワーク搬出工程Ｕでは、加工後のワーク、すなわちリアフロア１９が搬出用ロボット２１により、フロアメインＦＭを組み立てるメイン組立ラインＭＬに搬出される。
【００３８】
ワークセット工程Ｓには、第１のスライドベース２３がワーク加工工程Ｔとの間を前記ガイドレール１４に沿って移動可能に設けられており、この第１のスライドベース２３上に、前記した位置決め治具１５が複数設置されている。この位置決め治具１５は、前記図１１に示したリアフレーム１におけるサイドメンバ５，７およびクロスメンバ９，１１，１３並びにリアフロアパネル３をそれぞれ位置決めするものが各別に設けられている。
【００３９】
位置決め治具１５は、図３に示すように、ワークに形成した位置決め孔に挿入されて位置決めする位置決めピン２５を上端に備えたブラケット２７が、治具本体２９に対して上下動可能である。位置決めピン２５は、図示していないが内部に引き込み式のクランプ爪が設けられており、クランプ爪がワークの上面を下方に押し付けることで、ワークが固定される。また、位置決め治具１５として、後述する図５で示されているように、クランプアーム３０を用いてワークの表裏両面をクランプ保持する構成のものもある。
【００４０】
上記したよなうな位置決め治具１５は、位置決めピン２５を二つ備えるものや、位置決めピン２５とクランプアーム３０の双方を備えるものなど、多種のものがある。これらはワークに応じて最適なものが使用されるようになっている。
【００４１】
位置決めピン２５やクランプアーム３０を備えたブラケット２７の上下動は、次のようにしてなされる。治具本体２９の上部に設けたモータ３１の回転が、プーリおよびベルトからなる動力伝達機構３３を介し、治具本体２９内にて上下方向に延長された回転可能な図示しないボールねじに伝達され、このボールねじに螺合している図示しないナットがボールねじの回転により上下動することで、ナットに固定されたブラケット２７が上下動する。
【００４２】
上記した位置決め治具１５は、第１の駆動装置３７によって図３中で左右方向に移動可能であるとともに、その下部の前記第１のスライドベース２３上に設置されている第２の駆動装置３９によって図２中で左右方向に移動可能である。但し、図３において、左右方向の中央の位置決め治具１５については、第１の駆動機構３７は設けられていない。
【００４３】
第１，第２の各駆動機構３７，３９は、前記したブラケット２７が上下動する機構と同様な機構を採用している。すなわち、第１の駆動機構３７は、モータの駆動によりボールねじが回転し、ボールねじに螺合しているナットと一体の治具本体２９が図３中で左右方向に移動する。第２の駆動機構３９は、モータの駆動によりボールねじが回転し、ボールねじに螺合しているナットと一体の第１の駆動機構３７が図２中で左右方向に移動する。
【００４４】
次に、上記したワークセット工程Ｓにおける、リアフレーム１を構成するサイドメンバ５，７およびクロスメンバ９，１１，１３の位置決め治具１５へのセット作業について説明する。
【００４５】
まず最初に、中央２本のクロスメンバ１１，１３をセットするが、これに対応する位置決め治具１５は、図４に示す平面図および図４のＡ−Ａ断面図である図５に示すように、クロスメンバ１１については位置決め治具１５11、クロスメンバ１３については位置決め治具１５13としてそれぞれ示している。なお、図５では、位置決め治具１５13を省略してある。
【００４６】
そしてこれらの位置決め治具１５11および１５13の図４での位置は、ここにセットされるクロスメンバ１１，１３が、後からセットされるサイドメンバ５，７およびクロスメンバ９に対する実際の組み付け位置より図４中で右方向へ、第２の駆動機構３９によって移動している。すなわち、この右方向に位置決め治具１５11および１５13を移動させることで、この右方向のピットＰの外部にいる作業者４３に位置決め治具１５11および１５13が近づくことになり、このため作業者４３にとっては、クロスメンバ１１，１３の位置決め治具１５11および１５13へのセット作業が容易となる。
【００４７】
また、このセット作業の際には、図５でわかるように、他の位置決め治具１５、すなわちサイドメンバ５，７がセットされる位置決め治具１５5，１５7は下降しており、同様にしてクロスメンバ９がセットされる位置決め治具１５9も下降しており、位置決め治具１５11および１５13のみ上昇させてある。これにより２本のクロスメンバ１１，１３をセットする位置決め治具１５11および１５13が明確となりセット作業が容易となる。また、この位置決め治具１５11および１５13の高さ位置は、クロスメンバ１１，１３をセットする際に、作業者４３にとって作業しやすい高さ位置となるよう、モータ３１の駆動により調整することで、さらにセット作業が容易となる。
【００４８】
２本のクロスメンバ１１，１３が位置決め保持された位置決め治具１５11および１５13は、クロスメンバ１１，１３が、図６に示すように、サイドメンバ５，７およびクロスメンバ９に対する実際の組み付け位置となるよう第２の駆動機構３９の駆動により後退させる。図７は、図６のＢ矢視図である。但し、この図７では、すべての位置決め治具１５を図示しているわけではなく、互いに重なり合うものなどは省略してある。
【００４９】
その後、サイドメンバ５，７をピットＰの両側（図６中で上下両側）から作業者４３が対応するそれぞれ三つの位置決め治具１５5，１５7にセットする。このとき位置決め治具１５5，１５7の高さは、作業者４３にとって作業しやすい高さ位置となるよう、モータ３１の駆動により調整する。
【００５０】
最後に、１本のクロスメンバ９をそれに対応する三つの位置決め治具１５9に、クロスメンバ１１，１３をセットした位置から作業者４３がセットする。このとき位置決め治具１５9の高さも、作業者４３にとって作業しやすい高さ位置となるよう、モータ３１の駆動により調整する。
【００５１】
リアフレーム１を構成する３本のクロスメンバ９，１１，１３および２本のサイドメンバ５，７がすべてそれぞれに対応する位置決め治具１５に位置決めセットされかつ、クランプ爪によりクランプ固定されたら、図２に示す第１のスライドベース２３がワークセット工程Ｓからワーク加工工程Ｔへ移動し、ここで、溶接用ロボット１７により溶接作業を行い、リアフレーム１を組み立てる。
【００５２】
ここで、溶接用ロボット１７による溶接作業領域は、作業者４３によるワークセット作業領域に比べ高い位置となるので、位置決め治具１５を、ワークセット時よりも高い位置となるようモータ３１の駆動により上昇させておく。これにより、溶接用ロボット１７における溶接ガンの挿入性が向上して溶接打点域が広がり、溶接作業性が向上する。
【００５３】
リアフレーム１に組み付けるリアフロアパネル３は、ワークセット工程Ｓの側部（図１中で下部側）に配置されたパネル加工部４５にて、作業者４３による各種の構成部品、すなわちリアフロアフロントおよびリアフロアリアの位置決め治具４７へのセット作業と、溶接兼ハンドリングロボット４９による両構成部品相互の溶接接合作業がなされる。
【００５４】
溶接兼ハンドリングロボット４９は、図１および図３に示すように、ワークセット工程Ｓの一端部を跨るようにして設置された架台５１上に設置されており、図示しない溶接ガンと、バキュームパッドを備えた把持ハンド５５とを持ち換えてそれぞれの作業を行う。
【００５５】
溶接兼ハンドリングロボット４９は、溶接ガンによりリアフロアパネル３を組み付けたら、把持ハンド５５によってこのリアフロアパネル３を把持し、リアフレーム１が位置決めされているワーク加工工程Ｔに搬送し、第１のスライドベース２３上の対応する位置決め治具１５にセットする。
【００５６】
ところで、ワーク加工工程Ｔにて位置決め固定されているリアフレーム１は、各構成部品相互が溶接固定されて剛性が高まっているので、各構成部品すべてを位置決め治具１５にて位置決め保持する必要がない。そこで、位置決め治具１５5，１５7によるサイドメンバ５，７に対する位置決め保持のみとし、クロスメンバ９，１１，１３に対する位置決め治具１５9，１５11および１５13による位置決め保持を解除しておく。
【００５７】
そして、上記解除した位置決め治具１５9，１５11および１５13のうちリアフロアパネル３の位置決めに適当な、例えば位置決め治具１５11を適宜移動させることで、図８に示すように、この位置決め治具１５11と位置決め治具１５3とで、前記パネル加工部４５から搬送されてきたリアフロアパネル３を位置決め保持する。このとき、クロスメンバ１３を位置決めしていた位置決め治具１５13は、リアフロアパネル３と干渉する恐れがあるので、図８中で上下方向両側に移動させてある。
【００５８】
また、ワーク加工工程Ｔにおけるワーク搬送工程Ｕ側の両サイドには、図１１に示したリアフロアパネル３の後端の位置決め孔３ａに、ワーク搬送工程Ｕ側から位置決めピン５７ａが挿入されて位置決めする位置決め治具５７が一対設置されている。
【００５９】
リアフロアパネル３が位置決め治具１５11，１５3および５７により位置決め固定されたら、溶接用ロボット１７により、リアフレーム１とリアフロアパネル３とを溶接固定してリアフロア１９を得る。
【００６０】
溶接作業が終了したら、位置決め治具１５11，１５3および５７によるリアフロア１９に対する位置決め保持を解除した後、４台の溶接用ロボット１７の溶接ガンで、リアフロア１９の四隅を把持して持ち上げ、第１のスライドベース２３をワークセット工程Ｓへ戻す。
【００６１】
一方、上記第１のスライドベース２３のほかに、ガイドレール１４上には、ワーク加工工程Ｔとワーク搬出工程Ｕとの間を移動可能な第２のスライドベース５９が移動可能に設けられており、このスライドベース５９上には、図９および図１０に示すように、位置決め治具６１および６３が設置されている。
【００６２】
位置決め治具６１および６３は、位置決め治具１５と同様に、モータとボールねじによる駆動機構６５によってブラケット６７が上下動する。ブラケット６７は、上部が二股に分岐して、一方にリアフロアパネル３の位置決め孔３ｂに挿入される位置決めピン６９が、他方にリアフロアパネル３の受け面３ｃが載置される受け部７１がそれぞれ設けられている。位置決めピン６９には、位置決めピン１５と同様なクランプ爪が設けられている。
【００６３】
上記した位置記決め治具６１，６３を備えた第２のスライドベース５９が、ワーク加工工程Ｔにある状態で、溶接用ロボット１７は溶接ガンによって把持しているリアフロア１９を下降させ、位置決め治具６１，６３に位置決めセットする。この状態で、溶接用ロボット１７により適宜増打溶接を行う。
【００６４】
増打溶接後は、第２のスライドベース５９を、図１および図２の二点鎖線で示すように、ワーク搬出工程Ｕに移動させ、搬出用ロボット２１がその把持ハンド７３でリアフロア１９を把持し、図１に示されている増打用スタンド７５に移送して増打溶接したり、あるいはスタッド溶接機７７にてスタッドボルトを溶着するなどした後、フロアメインＦＭを組み立てるメイン組立ラインＭＬに搬出する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態を示す車体組立装置の平面図である。
【図２】図１の車体組立装置の正面断面図である。
【図３】図２の右側面断面図である。
【図４】図１の車体組立装置で２本のクロスメンバ用の位置決め治具を移動させた状態を示す平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図６】図１の車体組立装置でリアフレームの構成部品すべてを位置決め治具にセットした状態を示す平面図である。
【図７】図６のＢ矢視側面図である。
【図８】図１の車体組立装置でリアフレーム上にて、リアフロアパネルを対応する位置決め治具にセットした状態を示す平面図である。
【図９】図１の車体組立装置でリアフロアを位置決め保持する位置決め治具の正面図である。
【図１０】図１の車体組立装置でリアフロアを位置決め保持する他の位置決め治具の正面図である。
【図１１】図１の車体組立装置で組み立てられるリアフロアの構成部品であるリアフレームおよびリアフロアパネルの斜視図である。
【符号の説明】
１  リアフレーム
３  リアフロアパネル（ワーク）
５，７  サイドメンバ（ワーク）
９，１１，１３  クロスメンバ（ワーク）
１５  位置決め治具
１７  溶接用ロボット
１９  リアフロア
４３  作業者
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
0003928308.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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