(57)【要約】      （修正有）【課題】接合品の仕様に応じて支持する順番の異なる２以上の箇所において支持した一の部材に他の部材が接合されてなる接合品を生産性高く製造できる接合装置及び接合方法を提供する。【解決手段】ステアリングメンバ本体８２に一以上のワークを接合してステアリングメンバを形成する接合装置であって、各々に接近離間可能に構成され、ステアリングメンバ本体の端部Ｅ１、Ｅ２を各々支持するポジショナー４０ａ、４０ｂと、ポジショナーによって端部Ｅ１、Ｅ２を支持する順番をステアリングメンバの仕様に応じて切り替える制御部６０と、ポジショナーによって支持されたステアリングメンバ本体８２にワークを配置するハンドロボット１０と、ハンドロボットによって配置されたワークをステアリングメンバ本体に接合する溶接ロボット２０と、を有する。【選択図】図１
2016034675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ワークに一以上の第２ワークを接合して接合品を形成する接合装置であって、
各々に接近離間可能に構成され、前記第１ワークの２以上の部位を各々支持する２以上の支持部と、
前記支持部によって前記部位を支持する順番を前記接合品の仕様に応じて切り替える切り替え部と、
前記支持部によって支持された前記第１ワークに前記第２ワークを配置する配置部と、
前記配置部によって配置された前記第２ワークを前記第１ワークに接合する接合部と、を有する接合装置。
【請求項２】
前記切り替え部は、前記接合品の仕様に応じて設定された位置決め基準となる部位を最初に支持する順番に切り替え、
前記配置部は、前記位置決め基準に基づいて前記第１ワークに前記第２ワークを配置する請求項１に記載の接合装置。
【請求項３】
前記位置決め基準は、前記第１ワークにおいて前記一以上の第２ワークがより多く接合される側に接近して形成される請求項２に記載の接合装置。
【請求項４】
前記支持部は、前記第１ワークを把持する把持部と、
いずれか２つの前記部位を結んだ軸を回転軸として前記第１ワークを回転可能な回転部と、を有する請求項１から３のいずれか１項に記載の接合装置。
【請求項５】
前記支持部は、前記第１ワークとの位置決めを行う位置決め部材を備える請求項１から４のいずれか１項に記載の接合装置。
【請求項６】
前記第１ワークは、ステアリングメンバを構成する長尺状の長尺部材であり、
前記第２ワークは、前記長尺部材に接合されるブラケットであり、
前記接合品は、前記長尺部材に一以上の前記ブラケットが接合されてなるステアリングメンバである請求項１から５のいずれか１項に記載の接合装置。
【請求項７】
第１ワークに一以上の第２ワークを接合して接合品を形成する接合方法であって、
各々に接近離間可能に構成される２以上の支持部によって前記第１ワークの２以上の部位を支持する順番を前記接合品の仕様に応じて切り替え、
前記順番に従って前記第１ワークを前記支持部によって支持し、
前記支持部によって支持された前記第１ワークに前記第２ワークを配置し、
前記第１ワークに配置された前記第２ワークを前記第１ワークに接合する、接合方法。
【請求項８】
前記順番を切り替える際には、前記接合品の仕様に応じて設定された位置決め基準となる部位を最初に支持する順番に切り替え、
前記第２ワークを配置する際には、前記位置決め基準に基づいて前記第１ワークに前記第２ワークを配置する、請求項７に記載の接合方法。
【請求項９】
前記位置決め基準は、前記第１ワークにおいて前記一以上の第２ワークがより多く接合される側に接近して形成する請求項８に記載の接合方法。
【請求項１０】
前記第１ワークを支持する際には、前記支持部に前記部位を把持させることによって前記第１ワークを支持し、
前記第２ワークを配置する際には、前記支持部によって支持した状態で、いずれか２つの前記部位を結んだ軸を回転軸として前記第１ワークを回転する、請求項７から９のいずれか１項に記載の接合方法。
【請求項１１】
前記第１ワークを支持する際には、前記支持部に対して前記第１ワークの位置決めを行った後で前記第１ワークを支持する、請求項７から１０のいずれか１項に記載の接合方法。
【請求項１２】
前記第１ワークは、ステアリングメンバを構成する長尺状の長尺部材であり、
前記第２ワークは、前記長尺部材に接合されるブラケットであり、
前記接合品は、前記長尺部材に一以上の前記ブラケットが接合されてなるステアリングメンバである請求項７から１１のいずれか１項に記載の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は接合装置及び接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車は何万点にもおよぶワークをボルト締結、接着、又は溶接などによって接合し、組み立てることで製造される。例えばステアリングメンバの製造時にはステアリングメンバを構成するパイプ状の長尺部材にステアリングコラムやサイドブラケットなどの数種類のワークがハンドロボット等によって把持され、溶接機によって溶接される（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
ステアリングメンバの長尺部材にステアリングコラム等のワークを接合する際に、上記長尺部材の両端部は、設備上に設けられた支持装置によって支持される。従来の設備において、支持装置は、長尺部材の一端を支持する装置が設備上に固定され、他端を支持する装置が長尺部材の長手方向に可動するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−６９３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記長尺部材の両端部のうち、支持装置によって最初に支持する端部は、ステアリングメンバの仕様に応じて決められている。そして、最初に支持する端部は、設備上に固定された支持装置によって支持する必要がある。そのため、ステアリングメンバの仕様に応じて専用の設備を用意して使い分けなければならず、製造設備及び製造工程の管理が煩雑になって生産性が低下するという問題があった。こうした問題は、支持装置が長尺部材の両端部を支持する場合に限らない。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、接合品の仕様に応じて支持する順番の異なる２以上の箇所において支持した一の部材に他の部材が接合されてなる接合品を生産性高く製造できる接合装置及び接合方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明は、第１ワークに一以上の第２ワークを接合して接合品を形成する接合装置である。当該接合装置は、各々に接近離間可能に構成され、第１ワークの２以上の部位を支持する２以上の支持部を有する。当該接合装置は、さらに、支持部によって第１ワークの２以上の部位を支持する順番を接合品の仕様に応じて切り替える切り替え部を有する。当該接合装置は、さらに、支持部によって支持された第１ワークに第２ワークを配置する配置部と、配置部によって配置された第２ワークを第１ワークに接合する接合部と、を有する。
【０００８】
また、他の本発明は、第１ワークに一以上の第２ワークを接合して接合品を形成する接合方法である。当該接合方法は、各々に接近離間可能に構成される２以上の支持部によって第１ワークの２以上の部位を支持する順番を接合品の仕様に応じて切り替え、切り替えられた順番に従って第１ワークを支持部によって支持する。当該接合方法は、さらに、支持部によって支持された第１ワークに第２ワークを配置し、第１ワークに配置された第２ワークを第１ワークに接合する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る接合装置及び接合方法によれば、第１ワークの２以上の部位を各々支持する２以上の支持部は、各々に接近離間可能に構成される。そして、支持部によって支持する順番を接合品の仕様に応じて切り替える切り替え部を有する。これにより、仕様の異なる２以上の種類の接合品であっても、一の接合装置及び接合方法で対応できる。そのため、接合品の仕様に応じた製造設備及び製造工程の管理が容易になる。従って、本発明に係る接合装置及び接合方法によれば、接合品の仕様に応じて支持する順番の異なる２以上の箇所において支持した一の部材に他の部材が接合されてなる接合品を生産性高く製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係るステアリングメンバの製造装置を示す斜視図である。
【図２】同ステアリングメンバの製造装置を示す平面図である。
【図３】図３（Ａ）は同製造装置を構成するポジショナー（支持部）を示す斜視図、図３（Ｂ）は同ポジショナーを示す背面図、図３（Ｃ）は同ポジショナーを示す側面図である。
【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｄ）は同製造装置を構成するハンドロボットを示す斜視図、正面図、平面図、及び先端のハンドを示す拡大図である。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は同製造装置を構成する溶接ロボットを示す斜視図、正面図、及び平面図である。
【図６】接合品の一例であるステアリングメンバを示す斜視図である。
【図７】同ステアリングメンバを示す正面図である。
【図８】同ステアリングメンバを示す右側面図である。
【図９】同実施形態に係るステアリングメンバの接合方法を示すフローチャートである。
【図１０】同接合方法の中でサイドブラケットを配置する様子を示す斜視図である。
【図１１】ステアリングメンバ本体をサイドブラケットに溶接する様子を示す斜視図である。
【図１２】ステアリングメンバ本体にサイドブラケットを溶接する様子を示す斜視図である。
【図１３】ステアリングメンバ本体にブラケットエアバッグを溶接する様子を示す斜視図である。
【図１４】ステアリングメンバ本体にオーディオブラケットを溶接する様子を示す斜視図である。
【図１５】ステアリングメンバ本体にオーディオブラケットを溶接する様子を示す斜視図である。
【図１６】ステアリングメンバ本体にブラケットインパクトを溶接する様子を示す斜視図である。
【図１７】ステアリングメンバ本体にインストステイを溶接する様子を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、以下の記載は特許請求の範囲に記載される技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１２】
図１は本発明の一実施形態に係るステアリングメンバの製造装置を示す斜視図、図２は同ステアリングメンバの製造装置を示す平面図である。図３（Ａ）は同製造装置を構成するポジショナー（支持部）を示す斜視図、図３（Ｂ）は同ポジショナーを示す背面図、図３（Ｃ）は同ポジショナーを示す側面図である。図４（Ａ）〜図４（Ｄ）は同製造装置を構成するハンドロボットを示す斜視図、正面図、平面図、及び先端のハンドを示す拡大図である。図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は同製造装置を構成する溶接ロボットを示す斜視図、正面図、及び平面図である。
【００１３】
図６は接合品の一例であるステアリングメンバを示す斜視図、図７は同ステアリングメンバの正面図、図８は同ステアリングメンバを示す右側面図である。図９は同実施形態に係るステアリングメンバの接合方法を示すフローチャートである。
【００１４】
本実施形態において形成される接合品は、自動車のステアリングメンバを例示することができる。接合装置１００は、図１及び図２を参照して概説すれば、ハンドロボット１０（配置部に相当）と、溶接ロボット２０（接合部に相当）と、ポジショナー４０ａ、４０ｂ（支持部に相当）と、制御部６０（切り替え部に相当）と、を有する。
【００１５】
本実施形態に係るステアリングメンバの接合方法は、図９を参照して概説すれば、ポジショナーを支持する順番の切り替え（ステップＳＴ２）と、一方のポジショナーの固定（ステップＳＴ３）と、ワークの位置決め（ステップＳＴ５、第２ワークの配置に相当）と、他方のポジショナーの移動（ステップＳＴ１４）と、溶接（ステップＳＴ１２、第２ワークの接合に相当）と、を有する。本実施形態において、第１ワークの支持は、ポジショナー４０ａ、４０ｂが把持したサイドブラケット８１、８３がステアリングメンバ本体８２に溶接されることによりなされる。詳細は後述する。
【００１６】
（ステアリングメンバ）
次に本実施形態において製造されるステアリングメンバについて説明する。ステアリングメンバ８０は、図６〜図８に示すように、サイドブラケット８１と、ステアリングメンバ本体８２と、サイドブラケット８３と、ブラケットエアバッグ８４と、オーディオブラケット８５、８６と、ブラケットインパクト８７と、インストステイ８８と、を有する。ステアリングメンバ本体８２は第１ワークに相当する。また、ブラケットエアバッグ８４、オーディオブラケット８５、８６、ブラケットインパクト８７、インストステイ８８は、第２ワークに相当する。
【００１７】
本実施形態では上記符号の順にサイドブラケット８１からインストステイ８８が装置１００に配置又は配置された上でステアリングメンバ本体８２に接合される。サイドブラケット８１はポジショナー４０ａに、サイドブラケット８３はポジショナー４０ｂに把持される。また、サイドブラケット８１、８３は、図８に示すように、ポジショナー４０ａ、４０ｂの位置決めピン４８、４９を取り付けるための穴８１ａ（８３ａ）、８１ｂ（８３ｂ）を有している。サイドブラケット８１、８３は、ステアリングメンバ８０の両端部に配置されるワークであり、ステアリングメンバ本体８２との接合箇所と位置決めピンの穴８１ａ（８３ａ）、８１ｂ（８３ｂ）が形成されていれば、その他は形状が同じであっても、形状が対称であっても、形状が一致していなくてもよい。ステアリングメンバ本体８２は、パイプ状の長尺の部材であり、中空に形成されているが、中実であってもよい。
【００１８】
また、ステアリングメンバ８０には、図７に示すように、ワークを取り付ける際の位置決め基準Ｏｐが設定される。位置決め基準Ｏｐは、ステアリングメンバ８０の仕様に応じて、ステアリングメンバ８０ごとに設定される。本実施形態では、位置決め基準Ｏｐは、ポジショナー４０ａ、４０ｂによって支持されたステアリングメンバ本体８２において一以上のワークがより多く接合される側に接近して形成される。
【００１９】
具体的には、位置決め基準Ｏｐは、本実施形態において端部Ｅ１に設定される。より多くのワークが取り付けられる側に位置決め基準Ｏｐが設定されることにより、より多くのワークについて取り付け位置と位置決め基準Ｏｐとの距離が近くなる。これにより、より多くのワークについて位置決め精度が向上する。
【００２０】
位置決め精度が向上する理由として種々のことが挙げられるが、１つは、２点間の距離を計測する際の計測誤差は２点間の距離が近いほど一般に小さくなることを挙げることができる。
【００２１】
また、ステアリングメンバ本体８２にワークを接合する際の熱の影響がある。後述するように、ステアリングメンバ本体８２へのワークの接合は溶接などの熱エネルギーを使用した方法でなされる。そのため、熱の影響によって、ステアリングメンバ本体８２が重力方向に微小にたわむ場合がある。そして、２点間の距離を計測する際の計測誤差に対するたわみの影響は、２点間の距離が遠いほど大きくなる。従って、より多くのワークについて取り付け位置と位置決め基準Ｏｐとの距離が近くなることにより、より多くのワークについて位置決め精度が向上する。
【００２２】
（接合装置）
次に本実施形態に係る接合品の製造装置について説明する。接合装置１００は、ハンドロボット１０と、溶接ロボット２０と、ポジショナー４０ａ、４０ｂと、制御部６０と、カメラ６５と、部品収集部７０と、を有する。
【００２３】
ハンドロボット１０は、ポジショナー４０ａ、４０ｂによって支持されたステアリングメンバ本体８２に対してワーク（ブラケットエアバッグ８４からインストステイ８８）を配置する。具体的には、ハンドロボット１０は、ステアリングメンバ８０ごとに設定された位置決め基準Ｏｐに基づいて、ワークをステアリングメンバ本体８２に配置する。
【００２４】
本実施形態において、ハンドロボット１０は、胴体部１１と、アーム１２、１３、１４と、ハンド１５と、を有する。胴体部１１は、装置の地面に載置される箇所で、回転部１１ａを有する。胴体部１１は、回転部１１ａによって地面に対して鉛直方向を回転軸として回転できるように構成されている。アーム１２は、回転部１２ａを有し、回転部１２ａによって胴体部１１に回転可能に取り付けられている。アーム１３は、回転部１３ａを有し、回転部１３ａによってアーム１２に対して回転可能に取り付けられている。アーム１４は回転部１４ａを有し、回転部１４ａによってアーム１３に対して回転可能に取り付けられている。
【００２５】
ハンド１５は、固定部１５ａと、可動部１５ｂと、レール１５ｃと、回転部１５ｄと、カメラ１６と、を有する。固定部１５ａは、レール１５ｃに固定した状態で取り付けられている。可動部１５ｂは、レール１５ｃにおいてレール１５ｃの伸びる方向（図４（Ｄ）の横方向）に移動可能に取り付けられている。回転部１５ｄは、固定部１５ａと、可動部１５ｂと、レール１５ｃと、を固定部１５ａや可動部１５ｂの伸びる方向を回転軸として回転可能にしている。このように、ハンドロボット１０は、回転軸が多数設けられた多関節のロボットであり、上記のように構成することによって、ワークとなるワークを様々な状態で把持したり、様々な軌跡から接合される他のワークにアプローチすることができる。
【００２６】
カメラ１６は、レール１５ｃに内蔵されており、ハンド１５がワークを把持する際に当該ワークを撮影して把持したワークの向きや大きさを把握するために使用される。
【００２７】
カメラ１６と異なり、カメラ６５は、この製造装置の作業範囲内を広角に撮影できるように設置されている。カメラ６５は、ハンド１５によって把持されたワークがどのような向きで把持されているのかを確認したり、ハンドロボット１０によって位置決めされ、接合されたワークを撮影して所定の位置に位置決めされているかなどを確認するために用いられる。そのため、カメラ６５は、ハンドロボット１０、溶接ロボット２０、ポジショナー４０ａ、４０ｂまで含めて広範囲に撮影することができる。配置されるワークの位置決め基準Ｏｐからの距離は、カメラ６５を使用して撮影された画像を後述する制御部６０により処理することで計測できる。
【００２８】
ハンドロボット１０は、ワークを部品収集部７０から取り出した後、カメラ６５に向かってワークをかざすように動作する。これによってハンド１５に把持されたワークをカメラ６５が撮影し、画像処理によってワークがハンド１５にどのような向きや位置で把持されているのかをカメラ１６以外の手段で確認する。また、ハンドロボット１０は、カメラ１６やカメラ６５によって得られた情報から把持するワークの向きを補正することができる。なお、把持したワークの向きなどを補正する動作は一般的なハンドロボットの動作と同様であるため、説明を省略する。
【００２９】
溶接ロボット２０は、ハンドロボット１０によって配置されたワークをステアリングメンバ本体８２に接合する。
【００３０】
本実施形態において、溶接ロボット２０は、胴体部２１と、アーム２２、２３、２４と、溶接トーチ２５と、カメラ２６と、ワイヤ２７と、ワイヤ送給部２８と、を有する。胴体部２１は、装置の地面に載置される箇所で、回転部２１ａを有する。胴体部２１は、回転部２１ａによって地面に対して鉛直方向を回転軸として回転できるように構成されている。アーム２２は、回転部２２ａを有し、回転部２２ａによって胴体部２１に回転可能に取り付けられている。アーム２３は、回転部２３ａを有し、回転部２３ａによってアーム２２に対して回転可能に取り付けられている。アーム２４は回転部２４ａを有し、回転部２４ａによってアーム２３に対して回転可能に取り付けられている。
【００３１】
溶接トーチ２５は、アーム２４の先端に取り付けられている。溶接トーチ２５の先端は、ステアリングメンバ本体８２上に位置決めされたワークの位置を基準にして、そのワークが溶接できる位置に位置決めされる。このため溶接トーチ２５先端の位置は、ハンドロボット１０に教示されたワーク位置を基準として教示されている。ハンドロボット１０によるワーク位置が補正された場合はそれに合わせて溶接トーチ２５先端の位置も補正される。
【００３２】
溶接トーチ２５は、回転部２５ａを有する。回転部２５ａは、アーム２４の伸びる方向を回転軸として回転できるように構成されている。このように溶接ロボット２０についてもハンドロボット１０と同様に多関節に構成され、ステアリングメンバ８０に対して様々な向きや方向から溶接トーチ２５をアプローチさせて溶接を行うことができる。ワイヤ２７は、ワイヤ送給部２８から溶接トーチ２５の内部まで伸びている。ワイヤ送給部２８は、溶接トーチ２５に向けてワイヤ２７を供給する。
【００３３】
また、回転部２５ａにはカメラ２６が内蔵されている。カメラ２６は、ハンド１５によって位置決め保持されているワークを撮影する。そして、撮影された画像からワークの位置（および／または傾き）を計測する。そのため、カメラ２６は、撮影された画像内における物体の大きさや物体間の距離を計測する機能（画像内距離測定機能という）を有する。画像内距離測定機能としては、例えば予め画像内で距離を割り出すための基準となる物（基準スケール）を撮影して、その基準スケールの実物の大きさと画像内での大きさとの対応関係を求めておく。そして、記憶した基準スケールにおける実物と画像との対応関係を用いて、計測するために撮影した物体の画像内での大きさや物体間の距離及び傾きを求める。このような画像内距離測定機能は周知のものを用いればよく、特に限定されない。
【００３４】
また、カメラ２６は、カメラ２６の現在位置から撮影物までの距離を測る測距機能を備えていてもよい。測距機能としては、カメラ２６の焦点合わせに用いるパッシブ型測距、レーザー光や超音波を用いるアクティブ型測距機能などを用いることが出来る。当該測距機能も周知のものを用いればよく、特に限定されない。このような測距機能と画像内距離測定機能を用いれば、カメラ２６によって測定されたワーク位置が溶接ロボット２０の動作座標系内の位置として算出することが出来る。
【００３５】
なお、上記の画像内距離測定機能及び測距機能はカメラ６５も有していてもよい。また、画像内距離測定、必要により行われる測距などにおける画像処理およびそれらの算出処理は制御部６０によって行われる。
【００３６】
ポジショナー４０ａ、４０ｂは、各々に接近離間可能に構成され、ステアリングメンバ本体８２の端部Ｅ１、Ｅ２を支持する。端部Ｅ１、Ｅ２を支持する順番は、後述する制御部６０により切り替えられる。
【００３７】
本実施形態において、ポジショナー４０ａ、４０ｂは、図３に示すように、ポジショナー４０ａ、４０ｂの支柱となる支持台４１と、ステアリングメンバ本体８２を把持する把持部４４と、スライド部４２と、回転軸５３（回転部に相当）と、を有する。把持部４４は、クランパー４５、４６と、クランパー４５、４６を動作させるための動力機構を有する動力部４７と、ステアリングメンバ本体８２の両端に取付けられる部材を位置決めする位置決めピン４８、４９（位置決め部材に相当）と、を有する。
【００３８】
支持台４１は、ステアリングメンバ本体８２を支持する支柱に当たり、ステアリングメンバ本体８２を把持する側の側面において把持部４４と接続する。また、支持台４１の下方はスライド部４２と接続している。支持台４１は本実施形態において一部材から構成され、所定の高さで構成しているが、これ以外にも例えば２以上の部材から構成し、高さ調整機構を備えるように構成してもよい。
【００３９】
スライド部４２は、スライドベース４３と連携し、ポジショナー４０ｂをステアリングメンバ本体８２の長手方向に移動可能にする。スライド部４２とスライドベース４３には、ギヤ対を設けることによって、スライド部４２を移動可能に構成しているが、これに限定されない。
【００４０】
クランパー４５、４６は、ステアリングメンバ本体８２を両端部において把持するための構成であり、本実施形態では動力部４７の一部に回転軸５１、５２が設けられ、回転軸５１、５２にクランパー４５、４６が回転可能に取り付けられている。
【００４１】
動力部４７は、クランパー４５、４６を動作させるためのモーターとギヤ対等のクランパー４５、４６のための回転機構を内蔵している。クランパー４５、４６を回転軸５１、５２の軸周りに回転させ、クランパー４５、４６がなす開き角を調整することによってステアリングメンバ８０の把持及び把持の解除が実現される。
【００４２】
位置決めピン４８、４９は、動力部４７の外側面に設けられている。上記のように、ステアリングメンバ８０の中でも長手方向両端に配置されるサイドブラケット８１、８３には位置決めピン４８、４９を挿通させるための位置決め穴８１ａ（８３ａ）、８１ｂ（８３ｂ）が設けられている。サイドブラケット８１、８３の位置決め穴８１ａ（８３ａ）、８１ｂ（８３ｂ）を位置決めピン４８、４９に挿通させることによってサイドブラケット８１、８３がポジショナー４０ａ、４０ｂに取り付けられ、位置決めされる。サイドブラケット８１、８３がポジショナー４０ａ、４０ｂの位置決めピン４８、４９に挿通した状態でステアリングメンバ本体８２に接合された後は、サイドブラケット８１、８３をクランパー４５、４６によって把持することでステアリングメンバ本体８２もサイドブラケット８１、８３と共に支持される。
【００４３】
回転軸５３は、支持台４１と把持部４４とを接続し、把持部４４をステアリングメンバ本体８２の軸周りに回転させる機構であり、回転機構を構成する。回転軸５３を回転させる動力源は支持台４１の内部にモーターやギヤ対などの構成を設けることによって構成される。回転軸５３によって、把持部４４はステアリングメンバ本体８２を把持した状態でステアリングメンバ本体８２の軸周りに回転することができる。
【００４４】
制御部６０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＬＡＮなどから構成され、ハンドロボット１０や溶接ロボット２０、ポジショナー４０ａ、４０ｂなどの構成の動作を制御する。
【００４５】
制御部６０は、ポジショナー４０ａ、４０ｂによってステアリングメンバ本体８２の端部Ｅ１、Ｅ２を支持する順番をステアリングメンバ８０の仕様に応じて切り替える機能を備える。
【００４６】
より具体的には、制御部６０は、ステアリングメンバ８０の仕様に応じて設定された位置決め基準Ｏｐとなる部位を最初に支持する順番に切り替える。すなわち、本実施形態において制御部６０は、位置決め基準Ｏｐとなるステアリングメンバ本体８２の端部Ｅ１を最初に支持する順番に切り替える。ワークを設備上に位置決めする際にワークの位置決め基準と異なる箇所を支持した場合、位置決め基準をワーク上の任意の箇所に合わせる必要があるが、最初に支持した位置と位置決め基準とが異なっていれば、そこまでの寸法誤差が積み重なってしまい、寸歩精度を低下させてしまう。
【００４７】
これに対し、接合品の仕様に応じて位置決め基準となる箇所を最初に支持するように制御部６０がポジショナー４０ａ、４０ｂの支持する順番を切り替えることによって、支持した箇所と位置決め基準までの寸法誤差が生じないようにでき、精度を向上させることができる。また、接合品の仕様に応じてステアリングメンバ本体８２を支持するポジショナー４０ａ、４０ｂの支持する順番を切り替えることによって、複数の仕様の接合品であっても一の接合装置１００で対応できる。
【００４８】
部品収集部７０は、サイドブラケット８１〜インストステイ８８を接合する前の段階においてハンドロボット１０が搬送しやすいようにサイドブラケット８１〜インストステイ８８を収集させておくスペースである。部品収集部７０は、２枚のプレートによって構成しているが、例示であり、これ以外にも複数段からなる棚やパレットなどで構成してもよい。
【００４９】
（接合方法）
次にステアリングメンバの接合方法について説明する。図１０から図１７はステアリングメンバを例示して接合品を製造する様子を示す斜視図である。ステアリングメンバの接合方法は、上記のように、ポジショナーを支持する順番の切り替え（ステップＳＴ２）と、一方のポジショナーの固定（ステップＳＴ３）と、ワークの位置決め（ステップＳＴ５、第２ワークの配置に相当）と、他方のポジショナーの移動（ステップＳＴ１４）と、溶接（ステップＳＴ１２、第２ワークの接合に相当）と、を有する。
【００５０】
まず、制御部６０に構成されたメモリなどに、形成するステアリングメンバ８０の仕様に関する情報を読み込む（ステップＳＴ１）。当該情報は、ステアリングメンバ本体８２にワークを配置する際の位置決め基準Ｏｐとなる部位を示す情報、ワークの搬送順序を示す情報、ブラケット８４〜８８の位置情報などを含む。本実施形態では、位置決め基準Ｏｐとなる部位は、ステアリングメンバ本体８２の端部Ｅ１である。また、ステアリングメンバ８０を構成するワークは、サイドブラケット８１、ステアリングメンバ本体８２、サイドブラケット８３、ブラケットエアバッグ８４、オーディオブラケット８５、オーディオブラケット８６、ブラケットインパクト８７、インストステイ８８の順に搬送される。
【００５１】
次に制御部６０は、制御部６０に構成されたメモリなどに記憶されたステアリングメンバ８０の仕様に応じて、ポジショナー４０ａ、４０ｂによってステアリングメンバ本体８２の端部Ｅ１、Ｅ２を支持する順番を切り替える（ステップＳＴ２）。具体的には、制御部６０は、ステアリングメンバ８０の仕様に応じて設定された位置決め基準Ｏｐとなる部位を最初に支持する順番に切り替える。すなわち、本実施形態において制御部６０は、位置決め基準Ｏｐとなるステアリングメンバ本体８２の端部Ｅ１を最初に支持する順番に切り替える。
【００５２】
次にステアリングメンバ本体８２を支持する部位のうち、制御部６０によって最初に支持するとされた部位を支持するポジショナーを固定する（ステップＳＴ３）。すなわち、本実施形態では、位置決め基準Ｏｐとなるステアリングメンバ本体８２の端部Ｅ１を支持するポジショナー４０ａをスライドベース４３上に固定する。
【００５３】
次にハンドロボット１０は、制御部６０に構成されたメモリなどに記憶された搬送順序を示す情報を参照する。そして、ハンドロボット１０は、搬送するワークがサイドブラケット８１であると認識し、部品収集部７０からサイドブラケット８１を把持する。そして、ハンドロボット１０は、サイドブラケット８１をポジショナー４０ａに向かって搬送する（ステップＳＴ４、図１０参照）。
【００５４】
次にハンドロボット１０は、ポジショナー４０ａに対してサイドブラケット８１を位置決めする（ステップＳＴ５）。本実施形態において、位置決めは、サイドブラケット８１の穴８１ａ、８１ｂにポジショナー４０ａの位置決めピン４８、４９を挿入することにより行う。次にポジショナー４０ａは、クランパー４５、４６によりサイドブラケット８１を把持する。
【００５５】
次に、搬送されたワークがサイドブラケット８３であるか確認する（ステップＳＴ６）。搬送されたワークはサイドブラケット８１であるため、判断はＮＯとなる。そのため、ステップＳＴ７に進む。
【００５６】
次に搬送されたワークが溶接の必要なワークであるか確認する（ステップＳＴ７）。搬送されたサイドブラケット８１は溶接が不要なワークであるため判断はＮＯとなる。そのため、ステップＳＴ４に戻る。
【００５７】
次にハンドロボット１０は、搬送順序を示す情報を参照し、ステアリングメンバ本体８２を把持してポジショナー４０ａに向かって搬送する（ステップＳＴ４）。そして、教示された位置に位置決めする（ステップＳＴ５）。
【００５８】
次に搬送されたワークがサイドブラケット８３であるか確認する（ステップＳＴ６）。搬送されたワークはステアリングメンバ本体８２であるため、判断はＮＯとなる。そのため、ステップＳＴ７に進む。
【００５９】
次に搬送されたワークが溶接の必要なワークであるか確認する（ステップＳＴ７）。搬送されたステアリングメンバ本体８２は溶接が必要なワークであるため、判断はＹＥＳとなる。そのため、ステップＳＴ８に進む。
【００６０】
次に搬送されたワークがブラケット８４〜８８であるか確認する（ステップＳＴ８）。搬送されたワークはステアリングメンバ本体８２であるため、判断はＮＯとなる。そのため、ステップＳＴ１２に進む。
【００６１】
次に、溶接ロボット２０は、ステアリングメンバ本体８２をサイドブラケット８１に位置決めされた状態で溶接する（ステップＳＴ１２、図１１参照）。そして、ステップＳＴ１３に進む。
【００６２】
次に、全てのワークの接合が終了したか確認する（ステップＳＴ１３）。現時点で全てのワークの接合は終了していないため、判断はＮＯとなる。そのため、ステップＳＴ４に戻る。
【００６３】
次にハンドロボット１０は、搬送順序を示す情報を参照し、サイドブラケット８３を把持する。そして、ポジショナー４０ｂに向かって搬送し（ステップＳＴ４）、サイドブラケット８１と同様にサイドブラケット８３をポジショナー４０ｂに対して位置決めする（ステップＳＴ５）。
【００６４】
次に搬送されたワークがサイドブラケット８３であるか確認する。搬送されたワークはサイドブラケット８３であるため、判断はＹＥＳとなる。そのため、ステップＳＴ１４に進む。
【００６５】
次にポジショナー４０ｂは、ステアリングメンバ本体８２の端部Ｅ２に向かって移動する（ステップＳＴ１４）。次に搬送されたワークが溶接の必要なワークであるか確認する（ステップＳＴ７）。搬送されたサイドブラケット８３は溶接が必要なワークであるため、判断はＹＥＳとなる。そのため、ステップＳＴ８に進む。
【００６６】
次に搬送されたワークがブラケット８４〜８８であるか確認する。搬送されたワークはサイドブラケット８３であるため、判断はＮＯとなる。そのため、ステップＳＴ１２に進む。
【００６７】
次に、サイドブラケット８３は、サイドブラケット本体８２と位置決めされた状態で溶接される（ステップＳＴ１２、図１２参照）。そして、ステップＳＴ１３に進む。
【００６８】
次に、全てのワークの接合が終了したか確認する（ステップＳＴ１３）。現時点で、全てのワークの接合は終了していないため、判断はＮＯとなる。そのため、ステップＳＴ４に戻る。
【００６９】
次にハンドロボット１０は、搬送順序を示す情報を参照し、ブラケットエアバッグ８４を把持する。そして、教示されたステアリングメンバ本体８２上の位置まで搬送し（ステップＳＴ４）、位置決めする（ステップＳＴ５）。ステアリングメンバ本体８２に対するブラケットエアバッグ８４の位置決めは、ステアリングメンバ８０の仕様に応じて設定される位置決め基準Ｏｐに基づいて行う。
【００７０】
本実施形態では、位置決め基準Ｏｐとなるステアリングメンバ本体８２の端部Ｅ１からの距離に基づいて、ステアリングメンバ本体８２に対するブラケットエアバッグ８４の位置決めを行う。ステアリングメンバ本体８２の端部Ｅ１、Ｅ２のうち、位置決め基準Ｏｐとなる端部Ｅ１は、上述したようにポジショナー４０ａによって最初に支持され、設備上に固定される。これにより、ステアリングメンバ本体８２において支持した箇所と位置決め基準とのバラつきをなくすことができて精度を向上させることができ、ステアリングメンバ本体８２に位置決めされるワークの位置決め精度も向上させることができる。
【００７１】
次に、ステップＳＴ６〜ステップＳＴ８に進む。搬送されたワークはブラケットエアバッグ８４であるため、サイドブラケット８３ではなく（ステップＳＴ６：ＮＯ）、溶接は必要となり（ステップＳＴ７：ＹＥＳ）、ステップＳＴ８はＹＥＳとなる。そのため、ステップＳＴ９に進む。
【００７２】
次にハンドロボット１０は、ブラケットエアバッグ８４を把持した際に撮影したカメラ６５の画像情報などから、位置決めしたブラケットエアバッグ８４の補正を行う（ステップＳＴ９）。そして、補正した位置で問題がないか確認する（ステップＳＴ１０）。補正した位置で問題があれば（ステップＳＴ１０：ＮＯ）、許容範囲になるまで補正を繰り返す（ステップＳＴ９）。
【００７３】
ブラケットエアバッグ８４が所定の位置に位置決めできた場合（ステップＳＴ１０：ＹＥＳ）、溶接ロボット２０によって暫定的な溶接、いわゆる仮付け溶接を行う（ステップＳＴ１１）。仮付け溶接ができたら本溶接を行う（ステップＳＴ１２、図１３参照）。
【００７４】
次にハンドロボット１０は、搬送順序を示す情報を参照し、オーディオブラケット８５を把持する。ポジショナー４０ａ、４０ｂは、ハンドロボット１０が把持するワークを置きやすいようにステアリングメンバ本体８２を所定角度回転させる。その後の搬送から本溶接まではブラケットエアバッグ８４と同様であるため、省略する。
【００７５】
その後、搬送順序を示す情報に従って、オーディオブラケット８６、ブラケットインパクト８７、及びインストステイ８８をステアリングメンバ本体８２に溶接する（図１４から図１７参照）。そして、全てのワークの接合が終了すると（ステップＳＴ１３：ＹＥＳ）、ステアリングメンバ８０は、ハンドロボット１０によって把持されて次工程に搬送される（ステップＳＴ１５）。
【００７６】
次に本実施形態に係る作用効果について説明する。
【００７７】
本実施形態に係る接合装置１００及び接合方法によれば、ステアリングメンバ本体８２の端部Ｅ１、Ｅ２を支持するポジショナー４０ａ、４０ｂは、各々に接近離間可能に構成される。そして、ポジショナー４０ａ、４０ｂによって支持する順番をステアリングメンバ８０の仕様に応じて切り替える制御部６０を有する。
【００７８】
これにより、仕様の異なる複数のステアリングメンバを一の接合装置１００及び接合方法で製造できる。そのため、ステアリングメンバ８０の仕様に応じた製造設備及び製造工程の管理が容易になる。従って、本実施形態に係る接合装置１００及び接合方法によれば、ステアリングメンバ８０などの接合品の生産性を向上させることができる。
【００７９】
また、制御部６０は、ステアリングメンバ８０の仕様に応じて設定された位置決め基準Ｏｐとなる端部Ｅ１を最初に支持する順番に切り替える。そして、ハンドロボット１０は、位置決め基準Ｏｐに基づいてステアリングメンバ本体８２にワークを配置する。これにより、ステアリングメンバ本体８２において支持した箇所と位置決め基準とのバラつきをなくすことができ、位置決め精度が向上する。よって、ワークのステアリングメンバ本体８２上での位置決め精度が向上する。従って、ステアリングメンバ８０を高精度に製造できる。
【００８０】
また、位置決め基準Ｏｐは、ポジショナー４０ａ、４０ｂによって支持されたステアリングメンバ本体８２においてワークがより多く接合される側に接近して形成される。これにより、より多くのワークは位置決め基準Ｏｐからの距離が短くなる。接合の際には溶接による熱歪みやワーク自体の自重によってステアリングメンバ本体８２の形状が変形する可能性があるため、位置決め基準Ｏｐをより多くのワークが位置する方に接近させて設定することにより、熱歪などの影響を受けにくくし、位置決め精度の低下を抑制することができる。
【００８１】
また、ポジショナー４０ａ、４０ｂは、ステアリングメンバ本体８２を把持するクランパー４５、４６と、把持部４４をステアリングメンバ本体８２の軸周りに回転可能な回転軸５３と、を有する。これにより、ステアリングメンバ本体８２の支持だけでなく、ハンドロボット１０によるワークの位置決めを容易にすることができる。従って、ステアリングメンバ８０の製造をより効率的に行うことができる。
【００８２】
また、ポジショナー４０ａ、４０ｂは、サイドブラケット８１、８３を介してステアリングメンバ本体８２との位置決めを行う位置決めピン４８、４９を備える。これにより、ステアリングメンバ本体８２のポジショナー４０ａ、４０ｂに対する位置決めを簡易かつ精度よく行うことができる。従って、ステアリングメンバ８０の製造をより効率的かつ高精度に行うことができる。
【００８３】
また、本実施形態に係る接合装置１００及び接合方法は、ステアリングメンバを構成する長尺状の長尺部材を第１ワークとし、長尺部材に接合されるブラケットを第２ワークとし、長尺部材に一以上のブラケットが接合されてなるステアリングメンバの製造に好適に利用できる。
【００８４】
本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、特許請求の範囲において種々の変更が可能である。上記においてポジショナー４０ａ、４０ｂはサイドブラケット８１、８３を介してステアリングメンバ本体８２の端部を支持する実施形態について説明したが、支持する部位は端部でなくてもよい。
【００８５】
また、上述したように、ステアリングメンバ本体８２は、ワークを接合する際の熱の影響によって重力方向にたわむ場合がある。そして、たわみが生じた場合、ステアリングメンバ本体８２の端部Ｅ１と端部Ｅ２との間の距離はたわみが生じる前と比較して短くなる。その場合、当該距離の変化に合わせて、ポジショナー４０ｂを移動させてもよい。これにより、たわみが生じた場合であっても、ポジショナー４０ａ、４０ｂによってステアリングメンバ本体８２を支持する支持力の維持が容易になる。
【符号の説明】
【００８６】
１０  ハンドロボット（配置部）、
１１、２１  胴体部、
１２、１３、１４、２２、２３、２４  アーム、
１５  ハンド、
１５ａ  固定部、
１５ｂ  可動部、
１５ｃ  レール、
１５ｄ  回転部、
１６、２６、６５  カメラ、
１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ、２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａ  回転部、
２０  溶接ロボット（接合部）、
２５  溶接トーチ、
２７  （溶接）ワイヤ、
２８  ワイヤ送給部、
４０ａ、４０ｂ  ポジショナー（支持部）、
４１  支持台、
４２  スライド部、
４３  スライドベース部、
４４  把持部、
４５、４６  クランパー、
４７  動力部、
４８、４９  位置決めピン、
５１、５２  回転軸、
５３  回転軸（回転部）、
６０  制御部（切り替え部）、
７０  部品収集部、
８０  ステアリングメンバ、
８１、８３  サイドブラケット、
８２  ステアリングメンバ本体、
８４  ブラケットエアバッグ、
８５、８６  オーディオブラケット、
８７  ブラケットインパクト、
８８  インストステイ、
１００  ステアリングメンバの接合装置、
Ｅ１、Ｅ２  端部、
Ｏｐ  位置決め基準。
【図１】
2016034675.tif 000003
【図２】
2016034675.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2016034675.tif 000007
【図６】
2016034675.tif 000008
【図７】
2016034675.tif 000009
【図８】
2016034675.tif 000010
【図９】
2016034675.tif 000011
【図１０】
2016034675.tif 000012
【図１１】
2016034675.tif 000013
【図１２】
2016034675.tif 000014
【図１３】
2016034675.tif 000015
【図１４】
2016034675.tif 000016
【図１５】
2016034675.tif 000017
【図１６】
2016034675.tif 000018
【図１７】
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