(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状の組立ラインに沿った方向の左側の定盤に前側治具と後側治具とに２分割された治具をそれぞれの搬入搬出位置から供給する治具供給工程と、前記組立ラインに沿った方向の右側の定盤に前側治具と後側治具とに２分割された治具をそれぞれの搬入搬出位置から供給する治具供給工程と、定盤に固定された一対の治具にサイドボディを装着する装着工程と、サイドボディをボディ部材へ溶接接合する接合工程と、２分割された治具を接合工程後にそれぞれの搬入搬出位置に移送する移送工程とを備えたことを特徴とする車体の組立方法。
【請求項２】
前記装着工程において、サイドボディを水平姿勢で装着した後、定盤の起立動作及び組立てライン側への前進動作によって、サイドボディを、組立ライン上のボディ部材に位置決めし、前記接合工程において、サイドボディを前記ボディ部材に溶接することを特徴とする請求項１に記載した車体の組立方法。
【請求項３】
直線状の組立ラインに沿った方向の左側において上流側と下流側に一列に配置される一対の治具保管部と、直線状の組立ラインに沿った方向の右側において上流側と下流側に一列に配置される一対の治具保管部と、直線状の組立ラインに沿った方向の左側の上流側と下流側の一対の治具保管部間にこれらの治具保管部と一列に配置される一対の循環コンベアと、直線状の組立ラインに沿った方向の右側の上流側と下流側の一対の治具保管部間にこれらの治具保管部と一列に配置される一対の循環コンベアとを備え、組立ラインの左側の上流側治具保管部に複数種の左後側治具を配置し、組立ラインの左側の下流側治具保管部に複数種の左前側治具を配置し、組立ラインの右側の上流側治具保管部に複数種の右後側治具を配置し、組立ラインの右側の下流側治具保管部に複数種の右前側治具を配置し、かつ、組立ラインに沿った方向の左側及び右側のサイドボディ装着位置近傍に、一つのサイドボディの装着が可能な前後の治具を固定する定盤をそれぞれ配置し、各循環コンベアは夫々の治具保管部から車種別に選択された治具を、搬入搬出位置から定盤へ移送すると共に、サイドボディのボディ部材への溶接終了後の治具を夫々の搬入搬出位置へ移送することを特徴とする車体の組立装置。
【請求項４】
治具保管部は、直線状のコンベアと、このコンベア上を直線移動する移載機と、このコンベアの周囲に配置された治具置き台とを備え、移載機によって、循環コンベアと治具置き台の間で、二分割されたサイドボディ位置決め治具の移載を行なうようにしたことを特徴とする請求項３に記載した車体の組立装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体の組立方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、自動車の車体組立は、組立ラインの溶接結合ステーションにおいて、塗装前のホワイトボディであるアンダーボディ、サイドボディ、その他のボディ部材を治具に取り付け、その治具を移動させて相対位置を定めるか、或はラフにセットした各部材に治具を当てて相対位置を定めるかによって、各部材相互の関係位置を定め、その上で溶接ロボットにより部材同士を溶接している。
【０００３】
このような組立ラインでは、自動車顧客のニーズの多様化に対応すべく、多車種混流形の車体組立ラインの採用が主流となっている。
【０００４】
多車種を同一ラインで混流しながら組立てる場合、車種により、ボディ部材の形状とクランプ位置が異なるので、位置決め用治具を車種別に用意し、組立てる車種毎に切替えて使用している。
【０００５】
例えば、サイドボディの位置決め治具を、多車種混流ラインに切替供給する方式として、図４に示すように組立ラインに向けてスライド運動する多面形回転体１を溶接結合ステーション２の両側に配置するものや、図５に示すように溶接結合ステーション２の両側に治具台車３の循環搬送ライン４を設けるものがあった。
【０００６】
図４に示す多面形回転体１は、その一辺毎に一車種のサイドボディ位置決め治具５ａを取り付け、回転位置の割り出しにより、使用する治具５ａを天面のサイドボディの供給位置に移動させてサイドボディ６を装着し、このサイドボディ６が溶接結合ステーション２に向く受け渡し姿勢となるように回転させた後に、前進させて位置決めを行っている。
【０００７】
図５に示す循環搬送ライン４は、各治具台車３に一車種のサイドボディ位置決め治具５ｂを取り付け、組立てる車種に応じた治具台車３を、溶接結合ステーション２と対向する位置に移動させてサイドボディ６を装着し、図示しない手段により、このサイドボディ位置決め治具５ｂを溶接結合ステーション２に起立前進させて、サイドボディ６を溶接結合ステーション２内に位置決めしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示す多面形回転体１を用いるサイドボディ位置決め治具５ａの供給方式は、その構造上、４車種のサイドボディ位置決め治具５ａの供給が限度となる。
【０００９】
また、図５に示す循環搬送ライン４を用いるものは、一つ一つのサイドボディ位置決め治具５ｂが大きいので循環搬送ライン４が大きくなり、組立ライン両側の配置スペース上、供給できる車種数が制限される。
【００１０】
そのため、交換可能数以上の車種の混流ができず、それ以外の車種を組立てるときは、サイドボディ位置決め治具５ａ，５ｂの交換のため長期にわたって組立ラインを停止する必要があった。
【００１１】
また、一車種のサイドボディ位置決め治具５ａ，５ｂは、必要な位置決め精度を得るための剛性確保のため、例えば１トン近い重量がある。このため、多面形回転体１及び治具台車３と、それらの駆動機構は大型になり、コストが高くなる問題があった。
【００１２】
さらに、同車系のセダンとワゴンのように、サイドボディの前側半分が同一形状で後側半分のみ異なる形状の場合でも、従来のサイドボディ位置決め治具は前後一体であるため、治具を別々に作る必要があった。
【００１３】
そこで、本発明は、多車種のサイドボディ位置決め治具を限られたスペースで供給でき、部分的に共通するサイドボディ形状に対して治具の部分的共用化を可能とし、かつ、冶具の小型軽量化による設備の簡素化によりコストダウンができる車体の組立方法及びその装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１にかかる車体の組立方法は、直線状の組立ラインに沿った方向の左側の定盤に前側治具と後側治具とに２分割された治具をそれぞれの搬入搬出位置から供給する治具供給工程と、前記組立ラインに沿った方向の右側の定盤に前側治具と後側治具とに２分割された治具をそれぞれの搬入搬出位置から供給する治具供給工程と、定盤に固定された一対の治具にサイドボディを装着する装着工程と、サイドボディをボディ部材へ溶接接合する接合工程と、２分割された治具を接合工程後にそれぞれの搬入搬出位置に移送する移送工程とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
この車体の組立て方法は、前記装着工程において、サイドボディを水平姿勢で装着した後、定盤の起立動作及び組立ライン側への前進動作によって、サイドボディを、組立ライン上のボディ部材に位置決めする構成とすることができる。
【００１６】
本発明の請求項３にかかる車体の組立装置は、直線状の組立ラインに沿った方向の左側において上流側と下流側に一列に配置される一対の治具保管部と、直線状の組立ラインに沿った方向の右側において上流側と下流側に一列に配置される一対の治具保管部と、直線状の組立ラインに沿った方向の左側の上流側と下流側の一対の治具保管部間にこれらの治具保管部と一列に配置される一対の循環コンベアと、直線状の組立ラインに沿った方向の右側の上流側と下流側の一対の治具保管部間にこれらの治具保管部と一列に配置される一対の循環コンベアとを備え、組立ラインの左側の上流側治具保管部に複数種の左後側治具を配置し、組立ラインの左側の下流側治具保管部に複数種の左前側治具を配置し、組立ラインの右側の上流側治具保管部に複数種の右後側治具を配置し、組立ラインの右側の下流側治具保管部に複数種の右前側治具を配置し、かつ、組立ラインに沿った方向の左側及び右側のサイドボディ装着位置近傍に、一つのサイドボディの装着が可能な前後の治具を固定する定盤をそれぞれ配置し、各循環コンベアは夫々の治具保管部から車種別に選択された治具を、搬入搬出位置から定盤へ移送すると共に、サイドボディのボディ部材への溶接終了後の治具を夫々の搬入搬出位置へ移送することを特徴とする。
【００１７】
前記車体の組立装置は、治具保管部が、直線状のコンベアと、このコンベア上を直線移動する移載機と、このコンベアの周囲に配置された治具置き台とを備え、移載機によって、循環コンベアと治具置き台の間で、二分割されたサイドボディ位置決め治具の移載を行なう方式とすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の車体組立装置７の平面図を示す。これは、組立ライン８の溶接結合ステーション２で、搬送用治具に取り付けられたアンダーボディ９に対して、サイドボディ位置決め治具１０でクランプしたサイドボディ１１を左右両側から位置決め供給し、別に供給されるルーフレール等の他のボディ部材と共に溶接ロボット１２で溶接結合を行なう構成を示している。
【００１９】
車種別に用意されるサイドボディ位置決め治具１０は、図２に示すように前側治具１０ａと後側治具１０ｂに二分割される。これらは、冶具パレット１３ａ，１３ｂに、サイドボディの形状に応じた複数のクランパ１４を取り付けて構成される。これらクランパ１４とサイドボディ１１のクランプ位置の関係は、例えば同図で実線と鎖線で示す如くである。
【００２０】
車種毎に用意され、前後に二分割されたサイドボディ位置決め治具１０の前側治具１０ａと後側治具１０ｂは、車体の右側と左側のものがあり、全部で四種類ある。これらは、車体に対する位置関係に対応させて、溶接結合ステーション２の前後左右に配置された四ヶ所の治具保管部１５に、所定個数ずつ置かれる。各冶具保管部１５からは、前側治具１０ａと後側治具１０ｂが、溶接結合ステーション２の両側に一対ずつ配置された矩形状の循環コンベア１６ａ、１６ｂによっての位置決め搬送装置１７、１７に供給される。
【００２１】
治具保管部１５は、コンベア１８上を直線移動する移載機である搬送ロボット１９と、このコンベア１８の周囲に配置された複数の治具受け台２０から構成されている。治具受け台２０は、二分割されたサイドボディ位置決め治具１０の前側治具１０ａと後側治具１０ｂを載せる台で、図示例では各コンベア１８の周囲に５つずつ配置されている。搬送ロボット１９は前側治具１０ａと後側治具１０ｂを、そのアームで把持するもので、コンベア１８上を走行すると共に旋回運動をする。この搬送ロボット１９は組立ライン８を制御するコンピュータにより制御されて、次に使用する前側治具１０ａと後側治具１０ｂを、治具置き台２０から循環コンベア１６ａ、１６ｂに搬送し、使用済みの前側治具１０ａと後側治具１０ｂを空になった治具置き台２０に移載する。搬送ロボット１９による循環コンベア１６ａ，１６ｂに対する前側治具１０ａと後側治具１０ｂの搬入搬出位置１６ｃは、位置決め搬送装置１７に対して矩形状の循環コンベア１６ａ，１６ｂの対角線方向に対向する外側角部である。前側冶具１０ａは、同車系のセダンとワゴンのように、サイドボディの前側が共通している場合は、治具保管部１５に一車種分を用意すればよい。これによってコストダウンが図れる。
【００２２】
循環コンベア１６ａ、１６ｂは、ローラを上面に並べて矩形の走行ラインを形成したもので、溶接結合ステーション２の両側に、前後一対ずつ並べ、前側治具１０ａと後側治具１０ｂを図示したように矩形移動させる。各循環コンベア１６ａ、１６ｂは、組立ライン側で隣接する角部同士が一体化した定盤２１を備えている。この循環コンベア１６ａ、１６ｂにおける前側治具１０ａと後側治具１０ｂの移動は、例えば、高速移動区間に図示しないモータによって移動する係止部を用いた牽引機構を設け、低速移動区間のローラをパワーローラとして行う。
【００２３】
前記定盤２１は位置決め搬送装置１７の一部を構成するもので、一対の循環コンベア１６ａ，１６ｂの組立ライン側の隣接する角部を一体化し、単独で動けるように他の部分と独立させ、その上面に他の部分と同様にローラを取り付けている。この定盤２１は、別々に供給された前側治具１０ａと後側治具１０ｂを固定して一体化する図示しない固定機構を備えている。
【００２４】
上記定盤２１の下部に、この定盤２１に起立倒伏運動と組立ライン側に前後動させる機構を設けて、前記位置決め搬送装置１７が構成される。これを図３に示す。前記定盤２１は、溶接結合ステーション２の左右両側に軸線方向を一致させた状態で対向配置された前後動機構２２上に移動可能に支持され、定盤２１を直立させる回転支持機構２３を備えている。図示する実施形態において、前後動機構２２は、ガイドレール２４に案内される基台２５をシリンダ装置２６で前後動させるものである。回転支持機構２３は枢軸２８とリンク機構２３ａによって支持した定盤２１をシリンダ装置２７により、枢軸２８を回転中心として略９０度回転させ倒伏起立させる構造となっている。
【００２５】
上記構成において、組立ラインの溶接結合ステーション２に、溶接位置決め治具で位置決めされたアンダーボディ９に対するサイドボディ１１の位置決め供給は次のように行われる。
【００２６】
組立ライン８を制御するコンピュータの指令により、次に組立てる車種に応じた前側治具１０ａと後側治具１０ｂが、治具保管部１５から循環コンベア１６ａ、１６ｂに搬入される。これは、搬送ロボット１９のコンベア１８上の移動及び旋回動作により、所定の治具置き台２０から、循環コンベア１６ａ，１６ｂの搬入搬出位置１６ｃへの移載により行われる。
【００２７】
前後左右四種の前側治具１０ａと後側治具１０ｂが、搬入搬出位置１６ｃに置かれると、循環コンベア１６ａ，１６ｂは、これを定盤２１の付近に移動させて待機する。定盤２１に固定された前側治具１０ａと後側治具１０ｂの使用が終わり、定盤２１が循環コンベア１６ａ、１６ｂの一部となる位置に戻ると、前側治具１０ａと後側治具１０ｂの固定を解除して、循環コンベア１６ａ，１６ｂは使用済みの前側治具１０ａと後側治具１０ｂと、待機していた前側治具１０ａと後側治具１０ｂを、図示した移動方向に、略同時に移動させる。このため、次に使用する前側治具１０ａと後側治具１０ｂの供給が迅速に行なえ、作業インデックスを短縮できる。
【００２８】
使用済みの前側治具１０ａと後側治具１０ｂは、循環コンベア１６ａ、１６ｂによって搬入搬出位置１６ｃに送られ、搬送ロボット１９によって、空の治具置き台２０に収納される。
【００２９】
定盤２１の上に前側治具１０ａと後側治具１０ｂが供給されると、図２に示す位置関係で定盤２１に固定される。さらに、図３に示すように、サイドボディ１１が図示しないロボットによって上方から供給され、前側治具１０ａと後側治具１０ｂのクランパ１４に水平姿勢でクランプされる。
【００３０】
そして、回転支持機構２３によりサイドボディ１１を、前側治具１０ａと後側治具１０ｂ、及び定盤２１と共に起立させる。さらに、前後動機構２２のシリンダ装置２６を伸長させて、サイドボディ１１を溶接結合ステーション２のアンダーボディ９に位置決めし、ルーフレール等の他の部材を位置決め供給した後、溶接ロボット１２による溶接を行なう。
【００３１】
この後に、前側治具１０ａと後側治具１０ｂによるサイドボディ１１のクランプを解いて、位置決め搬送装置１７の定盤２１は、循環コンベア１６ａ、１６ｂと一体となる位置に復帰する。次の組立てが同一車種の場合は、空になった前側治具１０ａと後側治具１０に、サイドボディ１１が再度供給され、前記同様の手順で組立が行われる。車種が変更になった場合は、前記同様の手順で、使用済みの治具と、次に使用される治具が交換される。
【００３２】
上記実施形態は、サイドボディ位置決め治具１０を前後に二分割したことにより、その大きさと重量を半分程度にしているので、矩形状の循環コンベア１６ａ，１６ｂの設置面積と必要な駆動力を小さくでき、搬送ロボット１９を用いた治具保管部１５の採用を可能にして低コスト化を図ることができる。
【００３３】
因みに、サイドボディ位置決め治具が前後一体のものは、その重量が、例えば１トン程度あるので、一般的なアーム式の搬送ロボットによる移載は極めて困難である。
【００３４】
上記実施形態で、治具置き台２０は、サイドボディ位置決め治具１０の前側治具１０ａ又は後側治具１０を１つ載せるものであったが、複数の治具を収納するラック式冶具置き台を採用し、設置面積を増加させずに、交換可能な前側治具１０ａと後側治具１０の数を増やすこともできる。この場合は、治具保管部１５の搬送ロボット１９をコンベア１８を持たない固定式とすることもできる。
【００３５】
また、循環コンベア１６ａ、１６ｂを用いないで、搬送ロボットにより、前側治具１０ａと後側治具１０を、ラック式の治具置き台から位置決め搬送装置１７に直接供給する構成とすることも可能である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の請求項１にかかる発明によれば、サイドボディ位置決め治具を前後に二分割して用いるので、分割された治具の小型化及び軽量化により取り扱い及び収納が容易になる。このため、多車種の治具の切換え供給を、周囲に大きなスペースを要しないで行なえる。また、同車系のセダンとワゴンのように、サイドボディの前側半分が共通している場合は、その部分のサイドボディ位置決め冶具を一車種分用意すればよいので、コストダウンが図れる。
【００３７】
本発明の請求項２にかかる発明によれば、溶接結合ステーションの両側に配置され倒伏起立及び前後動する位置決め搬送装置によって、二分割されたサイドボディ位置決め治具の一体化、この治具へのサイドボディの装着、及び溶接結合ステーションヘのサイドボディの位置決め供給を行なうことにより、二分割されたサイドボディ位置決め治具の使用を可能にする。
【００３８】
本発明の請求項３にかかる発明によれば、二分割されたサイドボディ位置決め治具の位置決め搬送装置への供給を、左右一対ずつの循環コンベアによって行ない、使用済みの治具の排出と、次に使用する冶具の供給を同時に行うことにより、交換時間の短縮が図れる。
【００３９】
本発明の請求項４にかかる発明は、サイドボディ位置決め治具が二分割により軽量化されていることを利用し、二分割されたサイドボディ位置決め治具の循環コンベアへの供給と排出を、周囲に治具置き台を配置したコンベアの上を走行する搬送ロボットによる移載動作によって行なうので、サイドボディ位置決め治具の管理が容易に行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車体組立装置を示す平面図。
【図２】二分割されたサイドボディ位置決め治具と、そのサイドボディに対するクランプ位置を示した平面図である。
【図３】溶接結合ステーションに配置された位置決め搬送装置を示す側面図である。
【図４】多面形回転体を用いたサイドボディ位置決め治具の切替え装置を示す側面図である。
【図５】治具台車の循環搬送ラインを用いたサイドボディ位置決め治具の切替え装置を示す平面図である。
【符号の説明】
２  溶接結合ステーション
７  車体組立装置
８  組立ライン
９  アンダーボディ
１０  サイドボディ位置決め治具
１０ａ  前側冶具
１０ａ  後側冶具
１１  サイドボディ
１２  溶接ロボット
１３ａ，１３ｂ  冶具パレット
１４  クランパ
１５  治具保管部
１６ａ、１６ｂ  循環コンベア
１６ｃ  搬入搬出位置
１７  位置決め搬送装置
１９  搬送ロボット
２０  治具受け台
２１  定盤
２２  前後動機構
２３  回転支持機構
【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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