ワーク位置決め装置
【課題】 設備費の低減に好適なワーク位置決め装置を提供する。
【解決手段】 位置決めするワーク形状に対応して形状が相違する複数のゲージＧを放射状に備え、その回転位置に応じたゲージＧを使用位置に突き出させる複数のゲージユニット２、４と、前記各ゲージユニット２、４に連結された回転部材（ピニオン２０）に夫々係合し、その移動により各回転部材２０を介して各ゲージユニット２、４を連動して回転させて各ゲージユニット２、４の回転角度位置を連携させる連携手段（ラック２１）１５と、前記連携手段（ラック２１）１５を予め設定した複数の停止位置のいずれかに停止させ、停止位置に応じて前記各ゲージユニット２、４から使用位置に突き出させるゲージＧを設定するワーク種別切換手段１６と、を備えるようにした。
【解決手段】 位置決めするワーク形状に対応して形状が相違する複数のゲージＧを放射状に備え、その回転位置に応じたゲージＧを使用位置に突き出させる複数のゲージユニット２、４と、前記各ゲージユニット２、４に連結された回転部材（ピニオン２０）に夫々係合し、その移動により各回転部材２０を介して各ゲージユニット２、４を連動して回転させて各ゲージユニット２、４の回転角度位置を連携させる連携手段（ラック２１）１５と、前記連携手段（ラック２１）１５を予め設定した複数の停止位置のいずれかに停止させ、停止位置に応じて前記各ゲージユニット２、４から使用位置に突き出させるゲージＧを設定するワーク種別切換手段１６と、を備えるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車種や型式等が相違する複数種類のワークを組立可能なワーク位置決め装置に関し、特に、ワークの種類に応じて使用するゲージやクランプの切換に好適なワーク位置決め装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から車種や型式等が相違する複数種類のワークを組立可能とするため、ワークの種類に応じて使用するゲージやクランプを切換るワーク位置決め装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
これは、台車に搭載される複数車種の車体を空圧により夫々固定し得る複数組のクランプ装置を設けて、同一の台車で複数車種の車体を搭載することができ、工場内のライン構成を大幅に簡略化できるようにしている。また、台車に搭載された車体の車種を検出して台車側の空圧回路を対応するクランプ装置側に切換える複数のリミツト弁を設け、同一の空圧回路によって複数組のクランプ装置を夫々作動させるようにして、夫々のクランプ装置に対応してトラツク側及び台車側に複数組の空圧回路を設け、これら両側の空圧回路をオートジヨイントで夫々接続する場合に比べて、構成を著しく簡単にすると共に、構造の複雑なオートジヨイントの数を半減し、設備費を低減して故障等の恐れを少なくしている。
【特許文献１】特公平６−３１０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例では、夫々のゲージまたはクランプ装置毎に空圧シリンダを装備し、車種毎に専用のゲージまたはクランプ装置を動作させて車種切換えを行うものであるため、多くの空圧シリンダと複雑な空圧回路および制御装置を必要とし、設備が高価となる問題点があった。
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、設備費の低減に好適なワーク位置決め装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、位置決めするワーク形状に対応して形状が相違する複数のゲージを放射状に備え、その回転位置に応じたゲージを使用位置に突出させる複数のゲージユニットと、前記各ゲージユニットに連結された回転部材に夫々係合し、その移動により各回転部材を介して各ゲージユニットを連動して回転させて各ゲージユニットの回転角度位置を連携させる連携手段と、前記連携手段を予め設定した複数の停止位置のいずれかに停止させ、停止位置に応じて前記各ゲージユニットから使用位置に突出させるゲージを設定するワーク種別切換え手段と、を備えるようにした。
【発明の効果】
【０００７】
したがって、本発明では、位置決めするワーク形状に対応して形状が相違する複数のゲージを放射状に備えて、その回転位置に応じたゲージを使用位置に突き出させる複数のゲージユニットを連携手段により連動して回転可能とし、ワーク種別切換手段により予め設定した複数の停止位置のいずれかに連携手段を停止させて、停止位置に応じて前記各ゲージユニットから使用位置に突き出させるゲージを切換るようにしたので、ワーク種別、例えば、車種・形式に応じて使用するゲージを一括して切換ることができ、ゲージ毎にアクチュエータを必要とせず、安価なワーク位置決め装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明のワーク位置決め装置の一実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１は本発明を適用したワーク位置決め装置の第１実施形態を車体ルーフの組立サブラインに適用した車体生産ラインのレイアウト図、図２はルーフの組立サブラインで使用するワーク位置決め装置の平面図、図３は図２に示すワーク位置決め装置の側面図、図４は車種切換機構の概略平面図、図５は同じく車種切換機構の側面図である。
【０００９】
図１において、車体生産ラインは、車体骨格の組立を行うボディメインラインＢＭと、車体のルーフ組立体をサブ組立するルーフ組立装置ＲＡと、ルーフ組立装置ＲＡによりサブ組立されたルーフ組立体をボディメインラインＢＭに搬送するルーフ搬送台車Ｃと、ルーフ搬送台車Ｃより供給されたルーフ組立体をボディメインラインＢＭのルーフセット工程ＲＳに投入するルーフローダＲＲと、を備える。
【００１０】
前記ルーフ組立装置ＲＡは、車種や形式が相違する複数種類のルーフ組立体の生産が可能に構成され、ボディメインラインＢＭの車体の生産順序に応じた生産順序通りの車種・形式のルーフ組立体を生産するよう構成している。前記順序通りに生産されたルーフ組立体は、その生産順序を崩すことなく搬送ロット数単位でルーフ搬送台車ＣによりメインラインＢＭのルーフローダＲＲに供給され、ルーフローダＲＲによりメインラインＢＭのルーフセット工程ＲＳに生産順序通りに供給される。
【００１１】
前記ルーフ組立装置ＲＡは、複数種類の車種・形式に応じたルーフパネルおよびその組付部品を位置決めし且つクランプするワーク位置決め装置１を備える。前記ワーク位置決め装置１は、前記複数種類の車種・形式のルーフパネルおよびその組付部品を位置決めするために、これら複数種類の車種・形式に応じた数の位置決めケージおよびクランプ装置を備え、生産する車種・形式に応じて使用する位置決めゲージ・クランプ装置を切換る。即ち、生産しようとする車種・形式に応じたゲージおよびクランプが選択されて位置決め部位に固定される。
【００１２】
そして、ワーク位置決め装置１に付設されたハンドリングロボットＨＲによりルーフ部品が、ワーク位置決め装置１の夫々のゲージに位置決めされつつ投入されると、ワーク位置決め装置１はこれらのワークをクランプして位置決めする。ワーク位置決め装置１により位置決めされたルーフパネルおよび組付部品は、ワーク位置決め装置１に付随して配置された溶接ロボットＳＲにより溶接（例えば、スポット溶接）されてそれらが一体に組立てられる。組立完了したルーフ組立体は、前記ハンドリングロボットによりルーフ搬送台車Ｃに移載される。
【００１３】
前記ワーク位置決め装置１は、図２および図３に示すように、ワークＷとしてのルーフパネルＲＰを位置決めするゲージユニット２を備える複数のルーフパネル用インデックスシャフト３と、ルーフパネルＲＰに組付けられる組付部品であるルーフボウＲＢを位置決めするゲージユニット４を備える複数のルーフボウ用インデックスシャフト５と、位置決めされたルーフパネルＲＰをクランプするクランプ装置６と、生産する車種・形式に応じて前記各インデックスシャフト３、５の回転位置を設定する車種切換手段７とを備え、これらはフロアに固定されたベース８に対してポスト９により支持されるよう構成している。
【００１４】
ここで、先ず、ルーフ組立体Ｗについて説明する。ルーフ組立体Ｗは、車体のルーフを構成する一枚板で形成されるルーフパネルＲＰの剛性を向上させるために、ルーフパネルＲＰの下方に車体左右方向に配置され、ルーフパネルＲＰの下面に接着若しくは溶接により固定される複数のルーフボウＲＢとで形成される。ワーク位置決め装置１には、先ずルーフボウＲＢがルーフボウ用インデックスシャフト５で選択されたゲージＧに対して、位置決めされ、次いで、ルーフパネルＲＰがルーフパネル用インデックスシャフト３で選択されたゲージＧに対して位置決めされ、そして、クランプ装置６によりルーフパネルＲＰがルーフパネル用のゲージＧに対してクランプされて、固定される。
【００１５】
前記ルーフパネル用インデックスシャフト３は、位置決めしようとするルーフパネルＲＰの前後方向に延在させて配置され、両端近傍に配置したポスト９に回転可能に支持され、その中間位置の複数箇所（図では、３箇所）にルーフパネルＲＰの位置決めを行うゲージユニット２を備える。前記ゲージユニット２は、等角度間隔をもって放射状に種別の異なるルーフパネルＲＰを位置決め可能とする複数（図では、４種類）のゲージＧを備え、インデックスシャフト３の回転角度位置に応じていずれかのゲージＧが選択されてルーフパネルＲＰを位置決めするよう構成している。なお、インデックスシャフト３の隣接するゲージユニット２間でも、ルーフパネルＲＰの形状に応じて、夫々ゲージＧの形状は相違する。
【００１６】
前記ルーフボウ用インデックスシャフト５は、ルーフパネル用インデックスシャフト３に平行に配置され、その両端近傍に配置したポスト９に回転可能に支持され、その中間位置の複数箇所（図では、５箇所）にルーフボウＲＢの位置決めを行うゲージユニット４を備える。前記ゲージユニット４も同様に、等角度間隔をもって放射状に種別の異なるルーフボウＲＢを位置決め可能とする複数（図では、４種類）のゲージＧを備え、インデックスシャフト５の回転角度位置に応じていずれかのゲージＧが選択されてルーフボウＲＢを位置決めするよう構成している。なお、インデックスシャフト５の隣接するゲージユニット４間でも、ルーフボウＲＢの形状に応じて、夫々ゲージＧの形状は相違する。
【００１７】
前記クランプ装置６は、前記ルーフパネル用インデックスシャフト３に隣接して平行配置したクランプ軸１０を備え、クランプ軸１０に固定して、前記ルーフパネル用インデックスシャフト３に夫々配置したゲージユニット２の選択されたゲージＧの先端面に当接したクランプ位置とセットされるルーフパネルＲＰ上から退避するアンクランプ位置との間で揺動可能なクランプアーム１１と、クランプ軸１０の別の位置に固定され、クランプ軸１０をクランプ位置とアンクランプ位置との間で回転させ且つ夫々の位置で固定するクランプレバー１２とを備える。
【００１８】
前記クランプアーム１１がアンクランプ位置に位置されているときには、ルーフパネルＲＰおよびルーフボウＲＢの各ゲージＧへのセットが可能であり且つ両者が組立てられたルーフ組立体ＷをゲージＧ上から搬出可能であり、前記クランプアーム１１がクランプ位置に位置されるときには、クランプアーム１１の先端とゲージＧ先端との間で、セットされているルーフパネルＲＰおよびルーフボウＲＢをクランプして固定保持する。このクランプ装置６は、空圧シリンダによりクランプ位置とアンクランプ位置との間で切換るものであっても、手動により切換るものであってもよい。
【００１９】
前記車種切換手段７は、図４および図５に示すように、各インデックスシャフト３、５の回転位置を同期させる連携手段１５と、前記連携手段１５の位置を位置決め保持すべきワーク種別に応じて設定する車種設定手段１６と、車種設定手段１６により設定した位置に連携手段１５を保持する保持手段１７とを備える。
【００２０】
前記連携手段１５は、図５に示すように、各インデックスシャフト３、５に夫々固定したピニオン２０と、各ピニオン２０に噛合うラック歯を有するラック２１とを備える。ラック２１のスライド位置を変化させることにより各インデックスシャフト３、５のゲージユニット２、４の回転角度位置が連携して変化し、スライド位置を予め設定した複数の位置のいずれかで停止させることにより、各ゲージユニット２、４は放射状に保持している複数のゲージＧの内の回転位置に応じたゲージＧをワーク位置決め可能な回転位置に位置させることができる。前記予め設定した複数の位置を車種別に設定することにより、ラック２１の位置を選択することで車種切換が可能となる。
【００２１】
前記車種設定手段１６は、図４および図６に示すように、前記連携手段１５の位置を位置決め保持すべきワーク種別に応じて設定するものであり、前記ラック２１の端部を、このワーク種別により位置を異ならせて設定したストッパ２２に当接させることにより、前記ラック２１をワーク種別に応じた位置に設定する。図４および図６では、ワーク種別として、Ａ〜Ｄ車の４種類のワークに対応させることが可能としている。
【００２２】
各ストッパ２２は、ラック２１端部に対して横方向に段階的にずらせて配置しており、ラック２１端部に横方向にスライド可能に横木２３を設け、横木２３のスライド位置により当接すべきストッパ２２を選択して、ラック２１をストッパ２２側に押圧することにより横木２３をいずれかのストッパ２２に当接させてラック２１の位置を設定するようにしている。
【００２３】
前記横木２３は、ばね２４によりストッパ２２の内の最前面にあるストッパ２２（Ａ車用）と重なる位置に付勢されており、その状態でラック２１をストッパ２２側に押圧するときには、最前面に位置するストッパ２２（Ａ車用）に横木２３が当接してラック２１は最前面のストッパ２２（Ａ車用）で設定した移動位置に設定される。また、横木２３をばね２４に対向して若干ずらせた状態でラック２１をストッパ２２側に押圧する場合には、横木２３は、先端がずれているため、最前面のストッパ２２（Ａ車用）に隣接するストッパ２２（Ｂ車用）に当接して該当するストッパ２２で設定した移動位置に設定される。以下同様にして、当接すべきストッパ２２を選択してラック２１の位置を設定可能である。
【００２４】
前記車種設定手段１６の横木２３を選択したいずれかのストッパ２２に当接させるものとして、横木２３のスライド位置を選択して当接させるべきストッパ２２を選択する手段と、その状態において横木２３をストッパ２２側に付勢する手段とが必要であり、夫々空圧シリンダを設けて作動させるようにしてもよい。
【００２５】
この実施の形態においては、図５に示すように、ワーク組立装置ＲＡに付随して設けられている溶接ロボットＳＲの溶接ガンＳＧの可動電極２５の側面を横木２３のばね受け２６に当接させて溶接ガンＳＧを横方向に移動させることにより、横木２３のスライド位置をばね２４に抗して変更し、次いで、溶接ガンＳＧの固定電極２７を選択したストッパ２２の背面に接触させ、溶接ガンＳＧの可動電極２５を固定電極２７に向けて前進させることにより、横木２３を押してストッパ２２に当接させることができる。
【００２６】
前記保持手段１７は、前記車種設定手段１６により設定した位置に連携手段１５を保持するため、図５に示すように、ラック２１をストッパ２２から遠ざけるよう付勢する付勢手段２８と、ラック２１に噛合ういずれかのピニオン２０に係合させて配置したラチェット爪２９とを備える。前記付勢手段２８は、ばねやガスステーでもよいが、ラック２１のストロークが長い場合には、図示するように、ラック２１端部に固定したワイヤ３０をプーリ３１に巻掛けし、ワイヤ３０の端部に、例えば、１００［Ｋｇ］程度の錘３２を固定して、錘３２による付勢力が常時ラック２１に加わるようにすることが望ましい。
【００２７】
また、前記ラチェット爪２９は、ラック２１が前記錘３２により付勢される方向（ストッパ２２から遠ざかる方向）への移動は阻止し、ラック２１が外力により付勢手段２８に対向しての反対方向（ストッパ２２へ近づく方向）への移動は許容する形状に形成されている。
【００２８】
この構成により、ラック２１がその横木２３をストッパ２２に当接させて位置設定する場合に、ストッパ２２側への移動は許容してラック２１が移動可能であり、ストッパ２２へ横木２３が当接された設定後においては、付勢手段２８による付勢力によってもラック２１の設定位置からの移動を阻止することができる。
【００２９】
ラック２１の設定位置の変更時には、ラチェット爪２９が手動若しくは図示しないアクチュエータによりピニオン２０から離脱させて解除すると、ラック２１は付勢手段２８により一旦ストッパ２２から遠ざけられる。なお、保持手段１７のラチェット爪２９は、ピニオン２０でなく、直接ラック２１と係合するものであってもよい。
【００３０】
以上の構成のワーク位置決め装置１の動作について以下に説明する。ここでは、生産すべきワーク種別がＡ車のルーフ組立体Ｗに変更された場合のワーク位置決め装置１の車種切換手段７による車種切換動作について先ず説明し、次いで、Ａ車のルーフ組立体Ｗの位置決め方法を説明する。次いで、次に生産すべきワーク種別がＢ車に変化した場合のワーク位置決め装置１の車種切換手段７による車種切換動作について説明する。
【００３１】
生産すべきワーク種別がＡ車のルーフ組立体Ｗに変更された場合においては、先ず車種切換手段７における保持手段１７のラチェット爪２９がピニオン２０の係合状態から解除される。ラック２１は付勢手段２８である錘３２により今まで接触していたストッパ２２から横木２３を離脱させて、図４および図９に示すように、初期位置に移動する。この移動により、ラック２１に噛合っているピニオン２０が回転し、各インデックスシャフト３、５も同時に回転され、インデックスシャフト３、５に固定されているゲージユニット２、４も回転されて、夫々初期位置に復帰する。この段階で、保持手段１７のラチェット爪２９をピニオン２０に再び係合させる。
【００３２】
次いで、生産すべきワーク種別がＡ車であるため、横木２３はばね２４で突き出された状態とし、図７に示すように、横木２３の背面に溶接ガンＳＧの可動電極２５を当接させ且つ溶接ガンＳＧの固定電極２７を選択されたストッパ（Ａ車用）２２の背面に当接させて、可動電極２５を溶接ガンＳＧのサーボモータにより固定電極２７に向けて前進させる。ラック２１は、それと噛合っているピニオン２０のラチェット爪２９との係合歯を変化させつつ付勢手段２８に抗して移動される。ラック２１の移動に連れて各ピニオン２０が回転し、各インデックスシャフト３、５を回転させ、インデックスシャフト３、５上に固定しているゲージユニット２、４も一斉に回転する。
【００３３】
前記前進により、図８に示すように、横木２３がストッパ（Ａ車用）２２に当接されるとサーボモータのトルクが上昇することにより検知しサーボモータによる可動電極２５の前進を停止させる。各ピニオン２０、各インデックスシャフト３、５、ゲージユニット２、４の回転が停止され、各ゲージユニット２、４のＡ車に対応したゲージＧが夫々上方に突き出させて停止される。この状態において、溶接ガンＳＧの可動電極２５を後退させて溶接ガンＳＧを待機位置に移動させる。
【００３４】
この時点でラック２１と噛合うピニオン２０に保持手段１７のラチェット爪２９が係合しているため、保持手段１７の付勢手段２８による付勢力がラック２１に加わっていても、ラック２１が後退して横木２３がストッパ（Ａ車用）２２から離脱することはなく、両者の当接状態が継続される。以上のように、ワーク位置決め装置１の車種切換手段７による車種切換動作が完了すると、上記位置決めされたゲージＧにＡ車用のルーフパネルＲＰおよびルーフボウＲＢを位置決めしてＡ車のルーフ組立体Ｗを生産することができる。
【００３５】
次に、Ａ車のルーフ組立体Ｗの位置決め方法について説明する。ワーク位置決め装置１には、ハンドリングロボットＨＲにより、先ずルーフボウＲＢがルーフボウ用インデックスシャフト５で選択されたゲージＧに対して投入され、位置決め状態でセットされる。全てのルーフボウＲＢが位置決めセットされると、それらの上にルーフパネルＲＰがルーフパネル用インデックスシャフト３で選択されたゲージＧに対して投入され、位置決め状態でセットされる。
【００３６】
そして、クランプ装置６を作動させてクランプアーム１１をクランプ位置に回動させてクランプアーム１１先端とゲージＧ先端とによりルーフパネルＲＰをルーフパネル用のゲージＧに対してクランプして固定する。次いで、ルーフボウＲＢとルーフパネルＲＰとが溶接ロボットＳＲによりスポット溶接される。全ての溶接点の溶接が完了するとルーフ組立体Ｗが完成する。
【００３７】
クランプ装置６のクランプアーム１１がアンクランプ位置に退避され、ハンドリングロボットＨＲによりルーフ組立体Ｗは搬出され、ルーフ搬送台車Ｃに移載される。次に生産する車種が同じである場合は、そのまま次のルーフボウＲＢおよびルーフパネルＲＰがワーク位置決め装置１にセットする工程に移行して同様にルーフ組立体Ｗの生産が開始される。
【００３８】
次に生産する車種が異なる場合には、以下に述べる手順により各ゲージＧを切換る。即ち、次に生産すべきワーク種別がＢ車に変化した場合のワーク位置決め装置１の車種切換手段７による車種切換動作について説明する。
【００３９】
先ず車種切換手段７における保持手段１７のラチェット爪２９がピニオン２０の係合状態から解除される。ラック２１は付勢手段２８である錘３２により今まで接触していたストッパ２２から横木２３を離脱させて、図４および図９に示すように、初期位置に移動する。この移動により、ラック２１に噛合っているピニオン２０が回転し、各インデックスシャフト３、５も同時に回転され、インデックスシャフト３、５に固定されているゲージユニット２、４も回転されて、夫々初期位置に復帰する。この段階で、保持手段１７のラチェット爪２９をピニオン２０に再び係合させる。
【００４０】
次いで、生産すべきワーク種別がＢ車であるため、溶接ロボットＳＲによりばね２４で突き出された横木２３のばね受け２６の背面に溶接ガンＳＧの可動電極２５の側面を当接させ、溶接ガンＳＧを横移動させて横木２３の先端部分をＢ車に該当するＢ車用ストッパ２２と対面する位置にばね２４に抗して移動させ、横木２３の背面に溶接ガンＳＧの可動電極２５を当接させ且つ溶接ガンＳＧの固定電極２７を選択されたストッパ（Ｂ車用）２２の背面に当接させて、可動電極２５を溶接ガンときのサーボモータにより固定電極２７に向けて前進させる。
【００４１】
ラック２１は、それと噛合っているピニオン２０とラチェット爪２９との係合歯を変化させつつ付勢手段２８に抗して移動される。ラック２１の移動に連れて各ピニオン２０が回転し、各インデックスシャフト３、５を回転させ、インデックスシャフト３、５上に固定しているゲージユニット２、４も一斉に回転する。
【００４２】
前記前進により横木２３がストッパ（Ｂ車用）２２に当接されるとサーボモータのトルクが上昇することにより検知しサーボモータによる可動電極２５の前進を停止させる。各ピニオ２０ン、各インデックスシャフト３、５、ゲージユニット２、４の回転が停止され、各ゲージユニット２、４のＢ車に対応したゲージＧが夫々上方に突き出させて停止される。この状態において、溶接ガンＳＧの可動電極２５を後退させて溶接ガンＳＧを待機位置に移動させる。
【００４３】
この時点でラック２１と噛合うピニオン２０に保持手段１７のラチェット爪２９が係合しているため、保持手段１７の付勢手段２８による付勢力がラック２１に加わっていても、ラック２１が後退して横木２３がストッパ（Ｂ車用）２２から離脱することはなく、両者の当接状態が継続される。以上のように、ワーク位置決め装置１の車種切換手段７による車種切換動作が完了すると、上記位置決めされたゲージＧにＢ車用のルーフパネルＲＰおよびルーフボウＲＢを位置決めしてＢ車のルーフ組立体Ｗを生産することができる。
【００４４】
なお、上記実施形態において、各ゲージユニット２、４の回転位置を連携させる連携手段１５として、ラック２１とピニオン２０を用いるものについて説明したが、図示はしないが、スプロケットとこれに係合するチェーンで構成したものであっても、ギヤ同士を噛合わせて構成したものであっても、各ゲージユニットが連携して回転されるものであればよい。
【００４５】
また、上記実施形態において、ワーク位置決め装置１で位置決めするものとして、ルーフ組立体Ｗを生産するものについて説明したが、図示はしないが、放射状に複数のゲージを備えるゲージユニットを複数備えるものであれば、種々のワーク位置決め装置にも適用可能である。
【００４６】
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【００４７】
（ア）位置決めするワーク形状に対応して形状が相違する複数のゲージＧを放射状に備え、その回転位置に応じたゲージＧを使用位置に突き出させる複数のゲージユニット２、４と、前記各ゲージユニット２、４に連結された回転部材（ピニオン２０）に夫々係合し、その移動により各回転部材２０を介して各ゲージユニット２、４を連動して回転させて各ゲージユニット２、４の回転角度位置を連携させる連携手段（ラック２１）１５と、前記連携手段（ラック２１）１５を予め設定した複数の停止位置のいずれかに停止させ、停止位置に応じて前記各ゲージユニット２、４から使用位置に突き出させるゲージＧを設定するワーク種別切換手段１６と、を備える。このため、ワーク種別、例えば、車種・形式に応じて使用するゲージＧを一括して切換ることができ、ゲージＧ毎にアクチュエータを必要とせず、安価なワーク位置決め装置１を得ることができる。
【００４８】
（イ）連携手段１５を、ゲージユニット２、４に連結された各回転部材であるピニオン２０と各ピニオン２０に噛合うラック２１とにより構成することにより、ラック２１をアクチュエータによりスライドさせ、所定の停止位置、例えば、選択したストッパ２２に当接させて停止させるのみの簡単な構成により使用するゲージＧを切換ることができる。
【００４９】
（ウ）ワーク種別切換手段１６は、前記連携手段１５の移動部材であるラック２１の移動方向に対して位置を相違させて設けた複数のストッパ２２を備え、選択したストッパ２２に連携手段１５であるラック２１を当接させて複数の停止位置で停止可能であり、連携手段１５のラック２１を前記ストッパ２２への当接状態に保持する保持手段１７を備えるため、ラック２１をアクチュエータ等でストッパ２２に接触させれば、保持手段１７により位置が保持され、アクチュエータを作動させ続ける必要がない。
【００５０】
（エ）複数のストッパ２２は、前記連携手段１５に対して当接する順番に応じて連携手段１５の移動経路に対する横方向へのオフセット量を大きく設定して配置され、前記ストッパ２２に当接する連携手段１５の移動部材２１に移動方向に直交する方向にスライド可能なスライド部材（横木２３）を配置し、前記スライド部材２３のスライド位置に応じて複数のストッパ２２のいずれか一つを選択してストッパ２２として機能させることにより、ラック２１をストッパ２２側に押付けるのみで使用するゲージＧを切換えることができる。
【００５１】
（オ）スライド部材としてのラック２１は、溶接ロボットＳＲの溶接ガンＳＧ若しくはハンドリングロボットＨＲのハンドによりスライド位置が設定され、選択したストッパ２２に当接されるようにすると、ゲージＧの切換え時の作業負荷を溶接ロボットＳＲの溶接ガンＳＧの加圧力若しくはハンドリングロボットＨＲの軸力を利用することで切換作業の軽減を図ることができる。しかも、溶接ロボットＳＲの溶接ガンＳＧやハンドリングロボットＨＲは溶接工程にあるものであり、それを利用することによりゲージＧ切換のための新たな設備投資を必要としない。このため、アクチュエータレスのワーク位置決め装置１とでき、アクチュエータの配線・配管が不要で、自由に移動が可能で、レイアウト変更などの対応が容易である。
【００５２】
（カ）保持手段１７として、ピニオン２０若しくはラック２１に係合してラック２１のストッパ２２側への移動は許可し、ストッパ２２から遠ざかる移動を阻止するラチェット爪２９を備えるようにすると、ストッパ２２へのラック２１の接近は許容するため、ストッパ２２へのラック２１の接近が容易となり、しかも、ストッパ２２からの離反は阻止するため、ラック２１をストッパ２２への接触位置に停止させる構造を簡単かできる。
【００５３】
（キ）保持手段１７は、ラック２１に一端が連結したワイヤ３０をプーリ３１に巻掛けて垂下させた先端に錘３２を配置し、ラック２１をストッパ２２から遠ざかる方向に付勢する付勢手段２８を備えるようにすると、ラック２１の移動範囲が大きくなっても、一定した付勢力をラック２１に付与でき、いずれの位置にラック２１が位置していても、ラチェット爪２９を解除させれば、ラック２１を初期位置に確実に復帰させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明のワーク位置決め装置の一実施形態を車体ルーフの組立サブラインに適用した車体生産ラインのレイアウト図。
【図２】同じくルーフの組立サブラインで使用するワーク位置決め装置の平面図。
【図３】図２に示すワーク位置決め装置の側面図。
【図４】車種切換機構の概略平面図。
【図５】同じく車種切換機構の側面図。
【図６】車種切換機構の車種設定手段の平面図。
【図７】車種切換機構の作動状態の概略説明図。
【図８】車種切換機構の図７に続く作動状態の概略説明図。
【図９】車種切換機構の別の作動状態の概略説明図。
【符号の説明】
【００５５】
ＢＭ ボディメインライン
Ｃ ルーフ搬送台車
ＨＲ ハンドリングロボット
ＲＡ ルーフ組立装置
ＲＢ ルーフボウ
ＲＰ ルーフパネル
ＲＳ ルーフセット工程
ＲＲ ルーフローダ
ＳＲ 溶接ロボット
Ｗ ルーフ組立体
１ ワーク位置決め装置
２、４ ゲージユニット
３、５ インデックスシャフト
６ クランプ装置
７ 車種切換手段、車種切換機構
８ ベース
９ ポスト
１５ 連携手段
１６ 車種設定手段
１７ 保持手段
２０ ピニオン
２１ ラック
２２ ストッパ
２３ 横木
２４ ばね
２８ 付勢手段
２９ ラチェット爪
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車種や型式等が相違する複数種類のワークを組立可能なワーク位置決め装置に関し、特に、ワークの種類に応じて使用するゲージやクランプの切換に好適なワーク位置決め装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から車種や型式等が相違する複数種類のワークを組立可能とするため、ワークの種類に応じて使用するゲージやクランプを切換るワーク位置決め装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
これは、台車に搭載される複数車種の車体を空圧により夫々固定し得る複数組のクランプ装置を設けて、同一の台車で複数車種の車体を搭載することができ、工場内のライン構成を大幅に簡略化できるようにしている。また、台車に搭載された車体の車種を検出して台車側の空圧回路を対応するクランプ装置側に切換える複数のリミツト弁を設け、同一の空圧回路によって複数組のクランプ装置を夫々作動させるようにして、夫々のクランプ装置に対応してトラツク側及び台車側に複数組の空圧回路を設け、これら両側の空圧回路をオートジヨイントで夫々接続する場合に比べて、構成を著しく簡単にすると共に、構造の複雑なオートジヨイントの数を半減し、設備費を低減して故障等の恐れを少なくしている。
【特許文献１】特公平６−３１０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例では、夫々のゲージまたはクランプ装置毎に空圧シリンダを装備し、車種毎に専用のゲージまたはクランプ装置を動作させて車種切換えを行うものであるため、多くの空圧シリンダと複雑な空圧回路および制御装置を必要とし、設備が高価となる問題点があった。
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、設備費の低減に好適なワーク位置決め装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、位置決めするワーク形状に対応して形状が相違する複数のゲージを放射状に備え、その回転位置に応じたゲージを使用位置に突出させる複数のゲージユニットと、前記各ゲージユニットに連結された回転部材に夫々係合し、その移動により各回転部材を介して各ゲージユニットを連動して回転させて各ゲージユニットの回転角度位置を連携させる連携手段と、前記連携手段を予め設定した複数の停止位置のいずれかに停止させ、停止位置に応じて前記各ゲージユニットから使用位置に突出させるゲージを設定するワーク種別切換え手段と、を備えるようにした。
【発明の効果】
【０００７】
したがって、本発明では、位置決めするワーク形状に対応して形状が相違する複数のゲージを放射状に備えて、その回転位置に応じたゲージを使用位置に突き出させる複数のゲージユニットを連携手段により連動して回転可能とし、ワーク種別切換手段により予め設定した複数の停止位置のいずれかに連携手段を停止させて、停止位置に応じて前記各ゲージユニットから使用位置に突き出させるゲージを切換るようにしたので、ワーク種別、例えば、車種・形式に応じて使用するゲージを一括して切換ることができ、ゲージ毎にアクチュエータを必要とせず、安価なワーク位置決め装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明のワーク位置決め装置の一実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１は本発明を適用したワーク位置決め装置の第１実施形態を車体ルーフの組立サブラインに適用した車体生産ラインのレイアウト図、図２はルーフの組立サブラインで使用するワーク位置決め装置の平面図、図３は図２に示すワーク位置決め装置の側面図、図４は車種切換機構の概略平面図、図５は同じく車種切換機構の側面図である。
【０００９】
図１において、車体生産ラインは、車体骨格の組立を行うボディメインラインＢＭと、車体のルーフ組立体をサブ組立するルーフ組立装置ＲＡと、ルーフ組立装置ＲＡによりサブ組立されたルーフ組立体をボディメインラインＢＭに搬送するルーフ搬送台車Ｃと、ルーフ搬送台車Ｃより供給されたルーフ組立体をボディメインラインＢＭのルーフセット工程ＲＳに投入するルーフローダＲＲと、を備える。
【００１０】
前記ルーフ組立装置ＲＡは、車種や形式が相違する複数種類のルーフ組立体の生産が可能に構成され、ボディメインラインＢＭの車体の生産順序に応じた生産順序通りの車種・形式のルーフ組立体を生産するよう構成している。前記順序通りに生産されたルーフ組立体は、その生産順序を崩すことなく搬送ロット数単位でルーフ搬送台車ＣによりメインラインＢＭのルーフローダＲＲに供給され、ルーフローダＲＲによりメインラインＢＭのルーフセット工程ＲＳに生産順序通りに供給される。
【００１１】
前記ルーフ組立装置ＲＡは、複数種類の車種・形式に応じたルーフパネルおよびその組付部品を位置決めし且つクランプするワーク位置決め装置１を備える。前記ワーク位置決め装置１は、前記複数種類の車種・形式のルーフパネルおよびその組付部品を位置決めするために、これら複数種類の車種・形式に応じた数の位置決めケージおよびクランプ装置を備え、生産する車種・形式に応じて使用する位置決めゲージ・クランプ装置を切換る。即ち、生産しようとする車種・形式に応じたゲージおよびクランプが選択されて位置決め部位に固定される。
【００１２】
そして、ワーク位置決め装置１に付設されたハンドリングロボットＨＲによりルーフ部品が、ワーク位置決め装置１の夫々のゲージに位置決めされつつ投入されると、ワーク位置決め装置１はこれらのワークをクランプして位置決めする。ワーク位置決め装置１により位置決めされたルーフパネルおよび組付部品は、ワーク位置決め装置１に付随して配置された溶接ロボットＳＲにより溶接（例えば、スポット溶接）されてそれらが一体に組立てられる。組立完了したルーフ組立体は、前記ハンドリングロボットによりルーフ搬送台車Ｃに移載される。
【００１３】
前記ワーク位置決め装置１は、図２および図３に示すように、ワークＷとしてのルーフパネルＲＰを位置決めするゲージユニット２を備える複数のルーフパネル用インデックスシャフト３と、ルーフパネルＲＰに組付けられる組付部品であるルーフボウＲＢを位置決めするゲージユニット４を備える複数のルーフボウ用インデックスシャフト５と、位置決めされたルーフパネルＲＰをクランプするクランプ装置６と、生産する車種・形式に応じて前記各インデックスシャフト３、５の回転位置を設定する車種切換手段７とを備え、これらはフロアに固定されたベース８に対してポスト９により支持されるよう構成している。
【００１４】
ここで、先ず、ルーフ組立体Ｗについて説明する。ルーフ組立体Ｗは、車体のルーフを構成する一枚板で形成されるルーフパネルＲＰの剛性を向上させるために、ルーフパネルＲＰの下方に車体左右方向に配置され、ルーフパネルＲＰの下面に接着若しくは溶接により固定される複数のルーフボウＲＢとで形成される。ワーク位置決め装置１には、先ずルーフボウＲＢがルーフボウ用インデックスシャフト５で選択されたゲージＧに対して、位置決めされ、次いで、ルーフパネルＲＰがルーフパネル用インデックスシャフト３で選択されたゲージＧに対して位置決めされ、そして、クランプ装置６によりルーフパネルＲＰがルーフパネル用のゲージＧに対してクランプされて、固定される。
【００１５】
前記ルーフパネル用インデックスシャフト３は、位置決めしようとするルーフパネルＲＰの前後方向に延在させて配置され、両端近傍に配置したポスト９に回転可能に支持され、その中間位置の複数箇所（図では、３箇所）にルーフパネルＲＰの位置決めを行うゲージユニット２を備える。前記ゲージユニット２は、等角度間隔をもって放射状に種別の異なるルーフパネルＲＰを位置決め可能とする複数（図では、４種類）のゲージＧを備え、インデックスシャフト３の回転角度位置に応じていずれかのゲージＧが選択されてルーフパネルＲＰを位置決めするよう構成している。なお、インデックスシャフト３の隣接するゲージユニット２間でも、ルーフパネルＲＰの形状に応じて、夫々ゲージＧの形状は相違する。
【００１６】
前記ルーフボウ用インデックスシャフト５は、ルーフパネル用インデックスシャフト３に平行に配置され、その両端近傍に配置したポスト９に回転可能に支持され、その中間位置の複数箇所（図では、５箇所）にルーフボウＲＢの位置決めを行うゲージユニット４を備える。前記ゲージユニット４も同様に、等角度間隔をもって放射状に種別の異なるルーフボウＲＢを位置決め可能とする複数（図では、４種類）のゲージＧを備え、インデックスシャフト５の回転角度位置に応じていずれかのゲージＧが選択されてルーフボウＲＢを位置決めするよう構成している。なお、インデックスシャフト５の隣接するゲージユニット４間でも、ルーフボウＲＢの形状に応じて、夫々ゲージＧの形状は相違する。
【００１７】
前記クランプ装置６は、前記ルーフパネル用インデックスシャフト３に隣接して平行配置したクランプ軸１０を備え、クランプ軸１０に固定して、前記ルーフパネル用インデックスシャフト３に夫々配置したゲージユニット２の選択されたゲージＧの先端面に当接したクランプ位置とセットされるルーフパネルＲＰ上から退避するアンクランプ位置との間で揺動可能なクランプアーム１１と、クランプ軸１０の別の位置に固定され、クランプ軸１０をクランプ位置とアンクランプ位置との間で回転させ且つ夫々の位置で固定するクランプレバー１２とを備える。
【００１８】
前記クランプアーム１１がアンクランプ位置に位置されているときには、ルーフパネルＲＰおよびルーフボウＲＢの各ゲージＧへのセットが可能であり且つ両者が組立てられたルーフ組立体ＷをゲージＧ上から搬出可能であり、前記クランプアーム１１がクランプ位置に位置されるときには、クランプアーム１１の先端とゲージＧ先端との間で、セットされているルーフパネルＲＰおよびルーフボウＲＢをクランプして固定保持する。このクランプ装置６は、空圧シリンダによりクランプ位置とアンクランプ位置との間で切換るものであっても、手動により切換るものであってもよい。
【００１９】
前記車種切換手段７は、図４および図５に示すように、各インデックスシャフト３、５の回転位置を同期させる連携手段１５と、前記連携手段１５の位置を位置決め保持すべきワーク種別に応じて設定する車種設定手段１６と、車種設定手段１６により設定した位置に連携手段１５を保持する保持手段１７とを備える。
【００２０】
前記連携手段１５は、図５に示すように、各インデックスシャフト３、５に夫々固定したピニオン２０と、各ピニオン２０に噛合うラック歯を有するラック２１とを備える。ラック２１のスライド位置を変化させることにより各インデックスシャフト３、５のゲージユニット２、４の回転角度位置が連携して変化し、スライド位置を予め設定した複数の位置のいずれかで停止させることにより、各ゲージユニット２、４は放射状に保持している複数のゲージＧの内の回転位置に応じたゲージＧをワーク位置決め可能な回転位置に位置させることができる。前記予め設定した複数の位置を車種別に設定することにより、ラック２１の位置を選択することで車種切換が可能となる。
【００２１】
前記車種設定手段１６は、図４および図６に示すように、前記連携手段１５の位置を位置決め保持すべきワーク種別に応じて設定するものであり、前記ラック２１の端部を、このワーク種別により位置を異ならせて設定したストッパ２２に当接させることにより、前記ラック２１をワーク種別に応じた位置に設定する。図４および図６では、ワーク種別として、Ａ〜Ｄ車の４種類のワークに対応させることが可能としている。
【００２２】
各ストッパ２２は、ラック２１端部に対して横方向に段階的にずらせて配置しており、ラック２１端部に横方向にスライド可能に横木２３を設け、横木２３のスライド位置により当接すべきストッパ２２を選択して、ラック２１をストッパ２２側に押圧することにより横木２３をいずれかのストッパ２２に当接させてラック２１の位置を設定するようにしている。
【００２３】
前記横木２３は、ばね２４によりストッパ２２の内の最前面にあるストッパ２２（Ａ車用）と重なる位置に付勢されており、その状態でラック２１をストッパ２２側に押圧するときには、最前面に位置するストッパ２２（Ａ車用）に横木２３が当接してラック２１は最前面のストッパ２２（Ａ車用）で設定した移動位置に設定される。また、横木２３をばね２４に対向して若干ずらせた状態でラック２１をストッパ２２側に押圧する場合には、横木２３は、先端がずれているため、最前面のストッパ２２（Ａ車用）に隣接するストッパ２２（Ｂ車用）に当接して該当するストッパ２２で設定した移動位置に設定される。以下同様にして、当接すべきストッパ２２を選択してラック２１の位置を設定可能である。
【００２４】
前記車種設定手段１６の横木２３を選択したいずれかのストッパ２２に当接させるものとして、横木２３のスライド位置を選択して当接させるべきストッパ２２を選択する手段と、その状態において横木２３をストッパ２２側に付勢する手段とが必要であり、夫々空圧シリンダを設けて作動させるようにしてもよい。
【００２５】
この実施の形態においては、図５に示すように、ワーク組立装置ＲＡに付随して設けられている溶接ロボットＳＲの溶接ガンＳＧの可動電極２５の側面を横木２３のばね受け２６に当接させて溶接ガンＳＧを横方向に移動させることにより、横木２３のスライド位置をばね２４に抗して変更し、次いで、溶接ガンＳＧの固定電極２７を選択したストッパ２２の背面に接触させ、溶接ガンＳＧの可動電極２５を固定電極２７に向けて前進させることにより、横木２３を押してストッパ２２に当接させることができる。
【００２６】
前記保持手段１７は、前記車種設定手段１６により設定した位置に連携手段１５を保持するため、図５に示すように、ラック２１をストッパ２２から遠ざけるよう付勢する付勢手段２８と、ラック２１に噛合ういずれかのピニオン２０に係合させて配置したラチェット爪２９とを備える。前記付勢手段２８は、ばねやガスステーでもよいが、ラック２１のストロークが長い場合には、図示するように、ラック２１端部に固定したワイヤ３０をプーリ３１に巻掛けし、ワイヤ３０の端部に、例えば、１００［Ｋｇ］程度の錘３２を固定して、錘３２による付勢力が常時ラック２１に加わるようにすることが望ましい。
【００２７】
また、前記ラチェット爪２９は、ラック２１が前記錘３２により付勢される方向（ストッパ２２から遠ざかる方向）への移動は阻止し、ラック２１が外力により付勢手段２８に対向しての反対方向（ストッパ２２へ近づく方向）への移動は許容する形状に形成されている。
【００２８】
この構成により、ラック２１がその横木２３をストッパ２２に当接させて位置設定する場合に、ストッパ２２側への移動は許容してラック２１が移動可能であり、ストッパ２２へ横木２３が当接された設定後においては、付勢手段２８による付勢力によってもラック２１の設定位置からの移動を阻止することができる。
【００２９】
ラック２１の設定位置の変更時には、ラチェット爪２９が手動若しくは図示しないアクチュエータによりピニオン２０から離脱させて解除すると、ラック２１は付勢手段２８により一旦ストッパ２２から遠ざけられる。なお、保持手段１７のラチェット爪２９は、ピニオン２０でなく、直接ラック２１と係合するものであってもよい。
【００３０】
以上の構成のワーク位置決め装置１の動作について以下に説明する。ここでは、生産すべきワーク種別がＡ車のルーフ組立体Ｗに変更された場合のワーク位置決め装置１の車種切換手段７による車種切換動作について先ず説明し、次いで、Ａ車のルーフ組立体Ｗの位置決め方法を説明する。次いで、次に生産すべきワーク種別がＢ車に変化した場合のワーク位置決め装置１の車種切換手段７による車種切換動作について説明する。
【００３１】
生産すべきワーク種別がＡ車のルーフ組立体Ｗに変更された場合においては、先ず車種切換手段７における保持手段１７のラチェット爪２９がピニオン２０の係合状態から解除される。ラック２１は付勢手段２８である錘３２により今まで接触していたストッパ２２から横木２３を離脱させて、図４および図９に示すように、初期位置に移動する。この移動により、ラック２１に噛合っているピニオン２０が回転し、各インデックスシャフト３、５も同時に回転され、インデックスシャフト３、５に固定されているゲージユニット２、４も回転されて、夫々初期位置に復帰する。この段階で、保持手段１７のラチェット爪２９をピニオン２０に再び係合させる。
【００３２】
次いで、生産すべきワーク種別がＡ車であるため、横木２３はばね２４で突き出された状態とし、図７に示すように、横木２３の背面に溶接ガンＳＧの可動電極２５を当接させ且つ溶接ガンＳＧの固定電極２７を選択されたストッパ（Ａ車用）２２の背面に当接させて、可動電極２５を溶接ガンＳＧのサーボモータにより固定電極２７に向けて前進させる。ラック２１は、それと噛合っているピニオン２０のラチェット爪２９との係合歯を変化させつつ付勢手段２８に抗して移動される。ラック２１の移動に連れて各ピニオン２０が回転し、各インデックスシャフト３、５を回転させ、インデックスシャフト３、５上に固定しているゲージユニット２、４も一斉に回転する。
【００３３】
前記前進により、図８に示すように、横木２３がストッパ（Ａ車用）２２に当接されるとサーボモータのトルクが上昇することにより検知しサーボモータによる可動電極２５の前進を停止させる。各ピニオン２０、各インデックスシャフト３、５、ゲージユニット２、４の回転が停止され、各ゲージユニット２、４のＡ車に対応したゲージＧが夫々上方に突き出させて停止される。この状態において、溶接ガンＳＧの可動電極２５を後退させて溶接ガンＳＧを待機位置に移動させる。
【００３４】
この時点でラック２１と噛合うピニオン２０に保持手段１７のラチェット爪２９が係合しているため、保持手段１７の付勢手段２８による付勢力がラック２１に加わっていても、ラック２１が後退して横木２３がストッパ（Ａ車用）２２から離脱することはなく、両者の当接状態が継続される。以上のように、ワーク位置決め装置１の車種切換手段７による車種切換動作が完了すると、上記位置決めされたゲージＧにＡ車用のルーフパネルＲＰおよびルーフボウＲＢを位置決めしてＡ車のルーフ組立体Ｗを生産することができる。
【００３５】
次に、Ａ車のルーフ組立体Ｗの位置決め方法について説明する。ワーク位置決め装置１には、ハンドリングロボットＨＲにより、先ずルーフボウＲＢがルーフボウ用インデックスシャフト５で選択されたゲージＧに対して投入され、位置決め状態でセットされる。全てのルーフボウＲＢが位置決めセットされると、それらの上にルーフパネルＲＰがルーフパネル用インデックスシャフト３で選択されたゲージＧに対して投入され、位置決め状態でセットされる。
【００３６】
そして、クランプ装置６を作動させてクランプアーム１１をクランプ位置に回動させてクランプアーム１１先端とゲージＧ先端とによりルーフパネルＲＰをルーフパネル用のゲージＧに対してクランプして固定する。次いで、ルーフボウＲＢとルーフパネルＲＰとが溶接ロボットＳＲによりスポット溶接される。全ての溶接点の溶接が完了するとルーフ組立体Ｗが完成する。
【００３７】
クランプ装置６のクランプアーム１１がアンクランプ位置に退避され、ハンドリングロボットＨＲによりルーフ組立体Ｗは搬出され、ルーフ搬送台車Ｃに移載される。次に生産する車種が同じである場合は、そのまま次のルーフボウＲＢおよびルーフパネルＲＰがワーク位置決め装置１にセットする工程に移行して同様にルーフ組立体Ｗの生産が開始される。
【００３８】
次に生産する車種が異なる場合には、以下に述べる手順により各ゲージＧを切換る。即ち、次に生産すべきワーク種別がＢ車に変化した場合のワーク位置決め装置１の車種切換手段７による車種切換動作について説明する。
【００３９】
先ず車種切換手段７における保持手段１７のラチェット爪２９がピニオン２０の係合状態から解除される。ラック２１は付勢手段２８である錘３２により今まで接触していたストッパ２２から横木２３を離脱させて、図４および図９に示すように、初期位置に移動する。この移動により、ラック２１に噛合っているピニオン２０が回転し、各インデックスシャフト３、５も同時に回転され、インデックスシャフト３、５に固定されているゲージユニット２、４も回転されて、夫々初期位置に復帰する。この段階で、保持手段１７のラチェット爪２９をピニオン２０に再び係合させる。
【００４０】
次いで、生産すべきワーク種別がＢ車であるため、溶接ロボットＳＲによりばね２４で突き出された横木２３のばね受け２６の背面に溶接ガンＳＧの可動電極２５の側面を当接させ、溶接ガンＳＧを横移動させて横木２３の先端部分をＢ車に該当するＢ車用ストッパ２２と対面する位置にばね２４に抗して移動させ、横木２３の背面に溶接ガンＳＧの可動電極２５を当接させ且つ溶接ガンＳＧの固定電極２７を選択されたストッパ（Ｂ車用）２２の背面に当接させて、可動電極２５を溶接ガンときのサーボモータにより固定電極２７に向けて前進させる。
【００４１】
ラック２１は、それと噛合っているピニオン２０とラチェット爪２９との係合歯を変化させつつ付勢手段２８に抗して移動される。ラック２１の移動に連れて各ピニオン２０が回転し、各インデックスシャフト３、５を回転させ、インデックスシャフト３、５上に固定しているゲージユニット２、４も一斉に回転する。
【００４２】
前記前進により横木２３がストッパ（Ｂ車用）２２に当接されるとサーボモータのトルクが上昇することにより検知しサーボモータによる可動電極２５の前進を停止させる。各ピニオ２０ン、各インデックスシャフト３、５、ゲージユニット２、４の回転が停止され、各ゲージユニット２、４のＢ車に対応したゲージＧが夫々上方に突き出させて停止される。この状態において、溶接ガンＳＧの可動電極２５を後退させて溶接ガンＳＧを待機位置に移動させる。
【００４３】
この時点でラック２１と噛合うピニオン２０に保持手段１７のラチェット爪２９が係合しているため、保持手段１７の付勢手段２８による付勢力がラック２１に加わっていても、ラック２１が後退して横木２３がストッパ（Ｂ車用）２２から離脱することはなく、両者の当接状態が継続される。以上のように、ワーク位置決め装置１の車種切換手段７による車種切換動作が完了すると、上記位置決めされたゲージＧにＢ車用のルーフパネルＲＰおよびルーフボウＲＢを位置決めしてＢ車のルーフ組立体Ｗを生産することができる。
【００４４】
なお、上記実施形態において、各ゲージユニット２、４の回転位置を連携させる連携手段１５として、ラック２１とピニオン２０を用いるものについて説明したが、図示はしないが、スプロケットとこれに係合するチェーンで構成したものであっても、ギヤ同士を噛合わせて構成したものであっても、各ゲージユニットが連携して回転されるものであればよい。
【００４５】
また、上記実施形態において、ワーク位置決め装置１で位置決めするものとして、ルーフ組立体Ｗを生産するものについて説明したが、図示はしないが、放射状に複数のゲージを備えるゲージユニットを複数備えるものであれば、種々のワーク位置決め装置にも適用可能である。
【００４６】
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【００４７】
（ア）位置決めするワーク形状に対応して形状が相違する複数のゲージＧを放射状に備え、その回転位置に応じたゲージＧを使用位置に突き出させる複数のゲージユニット２、４と、前記各ゲージユニット２、４に連結された回転部材（ピニオン２０）に夫々係合し、その移動により各回転部材２０を介して各ゲージユニット２、４を連動して回転させて各ゲージユニット２、４の回転角度位置を連携させる連携手段（ラック２１）１５と、前記連携手段（ラック２１）１５を予め設定した複数の停止位置のいずれかに停止させ、停止位置に応じて前記各ゲージユニット２、４から使用位置に突き出させるゲージＧを設定するワーク種別切換手段１６と、を備える。このため、ワーク種別、例えば、車種・形式に応じて使用するゲージＧを一括して切換ることができ、ゲージＧ毎にアクチュエータを必要とせず、安価なワーク位置決め装置１を得ることができる。
【００４８】
（イ）連携手段１５を、ゲージユニット２、４に連結された各回転部材であるピニオン２０と各ピニオン２０に噛合うラック２１とにより構成することにより、ラック２１をアクチュエータによりスライドさせ、所定の停止位置、例えば、選択したストッパ２２に当接させて停止させるのみの簡単な構成により使用するゲージＧを切換ることができる。
【００４９】
（ウ）ワーク種別切換手段１６は、前記連携手段１５の移動部材であるラック２１の移動方向に対して位置を相違させて設けた複数のストッパ２２を備え、選択したストッパ２２に連携手段１５であるラック２１を当接させて複数の停止位置で停止可能であり、連携手段１５のラック２１を前記ストッパ２２への当接状態に保持する保持手段１７を備えるため、ラック２１をアクチュエータ等でストッパ２２に接触させれば、保持手段１７により位置が保持され、アクチュエータを作動させ続ける必要がない。
【００５０】
（エ）複数のストッパ２２は、前記連携手段１５に対して当接する順番に応じて連携手段１５の移動経路に対する横方向へのオフセット量を大きく設定して配置され、前記ストッパ２２に当接する連携手段１５の移動部材２１に移動方向に直交する方向にスライド可能なスライド部材（横木２３）を配置し、前記スライド部材２３のスライド位置に応じて複数のストッパ２２のいずれか一つを選択してストッパ２２として機能させることにより、ラック２１をストッパ２２側に押付けるのみで使用するゲージＧを切換えることができる。
【００５１】
（オ）スライド部材としてのラック２１は、溶接ロボットＳＲの溶接ガンＳＧ若しくはハンドリングロボットＨＲのハンドによりスライド位置が設定され、選択したストッパ２２に当接されるようにすると、ゲージＧの切換え時の作業負荷を溶接ロボットＳＲの溶接ガンＳＧの加圧力若しくはハンドリングロボットＨＲの軸力を利用することで切換作業の軽減を図ることができる。しかも、溶接ロボットＳＲの溶接ガンＳＧやハンドリングロボットＨＲは溶接工程にあるものであり、それを利用することによりゲージＧ切換のための新たな設備投資を必要としない。このため、アクチュエータレスのワーク位置決め装置１とでき、アクチュエータの配線・配管が不要で、自由に移動が可能で、レイアウト変更などの対応が容易である。
【００５２】
（カ）保持手段１７として、ピニオン２０若しくはラック２１に係合してラック２１のストッパ２２側への移動は許可し、ストッパ２２から遠ざかる移動を阻止するラチェット爪２９を備えるようにすると、ストッパ２２へのラック２１の接近は許容するため、ストッパ２２へのラック２１の接近が容易となり、しかも、ストッパ２２からの離反は阻止するため、ラック２１をストッパ２２への接触位置に停止させる構造を簡単かできる。
【００５３】
（キ）保持手段１７は、ラック２１に一端が連結したワイヤ３０をプーリ３１に巻掛けて垂下させた先端に錘３２を配置し、ラック２１をストッパ２２から遠ざかる方向に付勢する付勢手段２８を備えるようにすると、ラック２１の移動範囲が大きくなっても、一定した付勢力をラック２１に付与でき、いずれの位置にラック２１が位置していても、ラチェット爪２９を解除させれば、ラック２１を初期位置に確実に復帰させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明のワーク位置決め装置の一実施形態を車体ルーフの組立サブラインに適用した車体生産ラインのレイアウト図。
【図２】同じくルーフの組立サブラインで使用するワーク位置決め装置の平面図。
【図３】図２に示すワーク位置決め装置の側面図。
【図４】車種切換機構の概略平面図。
【図５】同じく車種切換機構の側面図。
【図６】車種切換機構の車種設定手段の平面図。
【図７】車種切換機構の作動状態の概略説明図。
【図８】車種切換機構の図７に続く作動状態の概略説明図。
【図９】車種切換機構の別の作動状態の概略説明図。
【符号の説明】
【００５５】
ＢＭ ボディメインライン
Ｃ ルーフ搬送台車
ＨＲ ハンドリングロボット
ＲＡ ルーフ組立装置
ＲＢ ルーフボウ
ＲＰ ルーフパネル
ＲＳ ルーフセット工程
ＲＲ ルーフローダ
ＳＲ 溶接ロボット
Ｗ ルーフ組立体
１ ワーク位置決め装置
２、４ ゲージユニット
３、５ インデックスシャフト
６ クランプ装置
７ 車種切換手段、車種切換機構
８ ベース
９ ポスト
１５ 連携手段
１６ 車種設定手段
１７ 保持手段
２０ ピニオン
２１ ラック
２２ ストッパ
２３ 横木
２４ ばね
２８ 付勢手段
２９ ラチェット爪
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置決めするワーク形状に対応して形状が相違する複数のゲージを放射状に備え、その回転位置に応じたゲージを使用位置に突き出させる複数のゲージユニットと、
前記各ゲージユニットに連結された回転部材に夫々係合し、その移動により各回転部材を介して各ゲージユニットを連動して回転させて各ゲージユニットの回転角度位置を連携させる連携手段と、
前記連携手段を予め設定した複数の停止位置のいずれかに停止させ、停止位置に応じて前記各ゲージユニットから使用位置に突出させるゲージを設定するワーク種別切換え手段と、を備えることを特徴とするワーク位置決め装置。
【請求項２】
前記連携手段は、前記各回転軸に設けたピニオンと各ピニオンに噛合うラックとにより構成したことを特徴とする請求項１に記載のワーク位置決め装置。
【請求項３】
前記ワーク種別切換え手段は、前記連携手段の移動部材の移動方向に対して位置を相違させて設けた複数のストッパを備え、連携手段を選択したストッパに当接させて複数の停止位置で停止可能であり、連携手段の移動部材を前記ストッパへの当接状態に保持する保持手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワーク位置決め装置。
【請求項４】
前記複数のストッパは、前記連携手段に対して当接する順番に応じて連携手段の移動経路に対する横方向へのオフセット量を大きく設定して配置され、前記ストッパに当接する連携手段の移動部材に移動方向に直交する方向にスライド可能なスライド部材を配置し、前記スライド部材のスライド位置に応じて複数のストッパのいずれか一つを選択してストッパとして機能させることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のワーク位置決め装置。
【請求項５】
前記スライド部材は、溶接ロボットの溶接ガン若しくはハンドリングロボットのハンドによりスライド位置が設定され、選択したストッパに当接されるものであることを特徴とする請求項４に記載のワーク位置決め装置。
【請求項６】
前記保持手段は、前記ピニオン若しくはラックに係合してラックのストッパ側への移動は許可し、ストッパから遠ざかる移動を阻止するラチェット爪を備える請求項３から請求項５のいずれか一つに記載のワーク位置決め装置。
【請求項７】
前記保持手段は、前記ラックに一端が連結したワイヤをプーリに巻掛けて垂下させた先端に錘を配置し、ラックをストッパから遠ざかる方向に付勢する付勢手段を備えることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか一つに記載のワーク位置決め装置。
【請求項１】
位置決めするワーク形状に対応して形状が相違する複数のゲージを放射状に備え、その回転位置に応じたゲージを使用位置に突き出させる複数のゲージユニットと、
前記各ゲージユニットに連結された回転部材に夫々係合し、その移動により各回転部材を介して各ゲージユニットを連動して回転させて各ゲージユニットの回転角度位置を連携させる連携手段と、
前記連携手段を予め設定した複数の停止位置のいずれかに停止させ、停止位置に応じて前記各ゲージユニットから使用位置に突出させるゲージを設定するワーク種別切換え手段と、を備えることを特徴とするワーク位置決め装置。
【請求項２】
前記連携手段は、前記各回転軸に設けたピニオンと各ピニオンに噛合うラックとにより構成したことを特徴とする請求項１に記載のワーク位置決め装置。
【請求項３】
前記ワーク種別切換え手段は、前記連携手段の移動部材の移動方向に対して位置を相違させて設けた複数のストッパを備え、連携手段を選択したストッパに当接させて複数の停止位置で停止可能であり、連携手段の移動部材を前記ストッパへの当接状態に保持する保持手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワーク位置決め装置。
【請求項４】
前記複数のストッパは、前記連携手段に対して当接する順番に応じて連携手段の移動経路に対する横方向へのオフセット量を大きく設定して配置され、前記ストッパに当接する連携手段の移動部材に移動方向に直交する方向にスライド可能なスライド部材を配置し、前記スライド部材のスライド位置に応じて複数のストッパのいずれか一つを選択してストッパとして機能させることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のワーク位置決め装置。
【請求項５】
前記スライド部材は、溶接ロボットの溶接ガン若しくはハンドリングロボットのハンドによりスライド位置が設定され、選択したストッパに当接されるものであることを特徴とする請求項４に記載のワーク位置決め装置。
【請求項６】
前記保持手段は、前記ピニオン若しくはラックに係合してラックのストッパ側への移動は許可し、ストッパから遠ざかる移動を阻止するラチェット爪を備える請求項３から請求項５のいずれか一つに記載のワーク位置決め装置。
【請求項７】
前記保持手段は、前記ラックに一端が連結したワイヤをプーリに巻掛けて垂下させた先端に錘を配置し、ラックをストッパから遠ざかる方向に付勢する付勢手段を備えることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか一つに記載のワーク位置決め装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−３０６５３（Ｐ２００７−３０６５３Ａ）
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２１５５２１（Ｐ２００５−２１５５２１）
【出願日】平成１７年７月２６日（２００５．７．２６）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２６日（２００５．７．２６）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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