加工システム及び加工方法
【課題】自動車の生産工程のうちルーフ工程の省スペース化や作業の効率化を図ること。
【解決手段】ハンドジグ付ロボット１１は、ワーク２１をパネルストック１２から取り出す。ハンドジグ付ロボット１１は、ワーク２１を固定シーリングガン１３に対して相対的に移動させる。これにより、固定シーリングガン１３から噴出されるシーラが、ワーク２１に塗布される。ハンドジグ付ロボット１１は、ワーク２１をシーラ用位置決め治具１４に固定する。ハンドジグ付ロボット１１は、ワーク２１を溶接用位置決め治具１５に固定させ、ワーク２１に対してスポット溶接を行う。ハンドジグ付ロボット１１は、ワーク２１を払出し場所（図示せず）に払い出す。
【解決手段】ハンドジグ付ロボット１１は、ワーク２１をパネルストック１２から取り出す。ハンドジグ付ロボット１１は、ワーク２１を固定シーリングガン１３に対して相対的に移動させる。これにより、固定シーリングガン１３から噴出されるシーラが、ワーク２１に塗布される。ハンドジグ付ロボット１１は、ワーク２１をシーラ用位置決め治具１４に固定する。ハンドジグ付ロボット１１は、ワーク２１を溶接用位置決め治具１５に固定させ、ワーク２１に対してスポット溶接を行う。ハンドジグ付ロボット１１は、ワーク２１を払出し場所（図示せず）に払い出す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のルーフパネル等をワークとして、当該ワークに対してシーラ塗布及び溶接の加工を施し、加工後の当該ワークを払い出すまでの一連の処理を実行する加工システム及び加工方法に関する。詳しくは、ラインの省スペース化や作業の効率化を図ることが可能な加工システム及び加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車の生産工程の中には、自動車のルーフパネル等をワークとして、当該ワークに対してシーラ塗布及び溶接の加工を施し、加工後の当該ワークを払い出す工程が存在する。なお、以下、係る工程を「ルーフ工程」と称する。
【０００３】
特許文献１には、このようなルーフ工程のラインの省スペース化や作業の効率化を図るための装置として、スポット溶接ガンを備えたシーラ塗布装置（以下、「特許文献１の装置」と称する）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第１１０７７９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、特許文献１の装置が配設されたルーフ工程のラインよりも、さらに一段と省スペース化や作業の効率化を図ることが要求されている。
【０００６】
例えば、特許文献１の装置は、シーラ塗布及び溶接の加工を行う各々のユニットと、当該ユニットを移動させる移動機構と、を備えている。
しかしながら、ルーフ工程のライン全体の視点からすると、当該移動機構とは別の移動装置がさらに必要になる。例えば、保管庫に保管されたワークを取り出して特許文献１の装置に配置させる移動装置や、特許文献１の装置から次の工程の払出し場所までワークを移動させる移動装置が別途必要になる。
従って、複数台の移動装置を配設する分だけスペースが必要になり、省スペース化に反することになる。また、作業効率の点からも、複数台の移動装置を配設することは得策ではない。
【０００７】
このように、特許文献１の装置を採用した場合にも、ルーフ工程のラインの省スペース化や作業の効率化を図る余地が未だ残されている。
しかしながら、ルーフ工程のラインの省スペース化や作業の効率化をさらに一段と図ることが可能な加工システム及び加工方法が見当たらない。
【０００８】
本発明は、自動車のルーフパネル等をワークとして、当該ワークに対してシーラ塗布及び溶接の加工を施し、加工後の当該ワークを払い出すまでの一連の処理を実行する加工システム及び加工方法であって、ラインの省スペース化や作業の効率化を図ることが可能な加工システム及び加工方法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】
【０００９】
本発明の加工システム（例えば実施形態におけるルーフ組立システム１）は、
ワーク（例えば実施形態におけるワーク２１）に対してシーラ塗布及び溶接の加工を施し、加工後の前記ワークを払出し場所に払い出すまでの一連の処理を実行する加工システムであって、
前記ワークを把持する把持部（例えば実施形態における把持部４３）、及び前記ワークに対する溶接を行う溶接部（例えば実施形態における溶接部４２）を有する加工装置（例えば実施形態におけるハンドジグ３３）、並びに、前記加工装置を移動させる移動装置（例えば実施形態における多関節マニュピュレータ３２）を備えるロボット（例えば実施形態におけるハンドジグ付ロボット１１）と、
加工前の前記ワークが保管される保管庫（例えば実施形態におけるパネルストック１２）と、
前記ワークに対してシーラ塗布を行うシーラ塗布装置（例えば実施形態における固定シーリングガン１３）と、
前記溶接部により溶接が行われる場合に、前記ワークを固定する治具（例えば実施形態における溶接用位置決め治具１５）と、
を備え、
前記保管庫、前記シーラ塗布装置、前記治具、及び前記払出し場所は、前記移動装置により移動される前記加工装置の移動範囲内に配設されており、
前記ロボットは、
前記ワークを前記把持部により把持させたままで、前記移動装置により前記加工装置を移動させる動作を、ワーク移動動作として、
前記保管庫に保管された前記ワークに対して前記ワーク移動動作を実行することで、前記ワークを前記保管庫から取り出し、
前記保管庫から取り出された前記ワークに対して前記ワーク移動動作を実行して、前記ワークを前記シーラ塗布装置に対して相対的に移動させることによって、前記ワークに対するシーラ塗布を行い、
前記シーラ塗布が行われた前記ワークに対して前記ワーク移動動作を実行して、前記ワークを前記治具に固定させ、その後、前記溶接部によって前記ワークに対する溶接を行い、
前記溶接が行われた前記ワークに対して前記ワーク移動動作を実行することで、前記ワークを前記払出し場所に払い出すことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、加工装置は、把持部及び溶接部を一緒に有しており、かつ、移動装置により移動される。
これにより、ワークの把持装置やスポット溶接機といったツールを別々に用意する必要は特に無くなる。従って、これらのツールを移動装置（マニュピュレータ等）に付け替えるための作業スペースが削減され、その作業時間が短縮される。その結果、ルーフ工程全体の視点でも、作業スペースが削減され、作業時間が短縮されて作業効率が改善される。
【００１１】
また、移動装置により移動される加工装置の移動範囲内に、加工システムで用いられる設備の全て、即ち、保管庫、シーラ塗布装置、治具、及び払出し場所の全てが配設されている。
これにより、ワークを移動させる移動装置を複数台備える必用がなくなるため、ルーフ工程全体の視点からすると、作業スペースが削減され、作業効率が改善されると共に、ラインの製造コストも削減される。
【００１２】
この場合、
前記シーラ塗布装置は前記保管庫の上方に配設されており（例えば実施形態においては、架台６１の中には保管庫たるパネルストック１２が固定されており、その上方の架台６１の上部にシーラ塗布装置たる固定シーリングガン１３が配設されており）、
前記シーラ塗布装置の下方と前記保管庫の上方との間には、前記ワークが回転可能な空間が構築されており、
前記ロボットは、前記保管庫から取り出された前記ワークに対して前記ワーク移動動作を実行することで、前記空間内で前記ワークを回転させると好ましい。
【００１３】
この発明によれば、シーラ塗布装置の下方と保管庫の上方との間には、ワークが回転可能な空間が構築されている。このため、ロボットは、保管庫から取り出されたワークを把持部により把持させた状態で、移動装置により加工装置を移動させることによって、当該空間内でワークを回転させることができる。
これにより、シーラ塗布装置は、固定されていても、ワークの任意の場所に塗布することが可能になる。その結果、ルーフ工程全体の視点からすると、作業効率がさらに一段と改善される。
また、保管庫及びシーラ塗布装置を小スペースで配設させることが可能になる。その結果、ルーフ工程全体の視点からすると、作業スペースが削減される。
【００１４】
本発明の加工方法は、上述の本発明の加工システムに対応する方法である。従って、上述の本発明の加工システムと同様の各種効果を奏することが可能になる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、加工装置は、把持部及び溶接部を一緒に有しており、移動装置によって移動される。
これにより、ワークの把持装置やスポット溶接機といったツールを別々に用意する必要は特に無くなる。従って、これらのツールを移動装置（マニュピュレータ等）に付け替えるための作業スペースが削減され、その作業時間が短縮される。その結果、ルーフ工程全体の視点でも、作業スペースが削減され、作業時間が短縮されて作業効率が改善される。
これにより
また、移動装置により移動される加工装置の移動範囲内に、加工システムで用いられる設備の全て、即ち、保管庫、シーラ塗布装置、治具、及び払出し場所の全てが配設されている。
これにより、ワークを移動させる移動装置を複数台備える必用がなくなるため、ルーフ工程全体の視点からすると、作業スペースが削減され、作業効率が改善されると共に、ラインの製造コストも削減される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の加工システムに係る一実施形態としてのルーフ組立システムの概略構成を示す上面図である。
【図２】図１のルーフ組立システムのハンドジグ付ロボットに設けられるハンドジグの概略構成を示す側面図である。
【図３】図１のルーフ組立システムの、パネルストック、固定シーリングガン、及びシーラ用位置決め治具の概略構成を示す斜視図である。
【図４】図１のルーフ組立システムの固定シーリングガン、及びシーラ用位置決め治具の概略構成を示す、図３とは別の視点の斜視図である。
【図５】図１のルーフ組立システムの溶接用位置決め治具の概略構成を示す斜視図である。
【図６】図１のルーフ組立システムによるルーフ組立処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
【００１８】
なお、図１及び図３乃至図５に示す座標系は、ルーフ工程のラインが配置される空間の座標系であり、以下、ワールド座標系と称する。
以下、説明の都合上、ワールド座標系において、Ｘ軸方向のうち原点から離れる方向（図中Ｘが付された矢印の方向）を、Ｘ軸正方向と称し、Ｘ軸正方向の逆方向を、Ｘ軸負方向と称する。同様に、Ｙ軸方向のうち原点から離れる方向（図中Ｙが付された矢印の方向）を、Ｙ軸正方向と称し、Ｙ軸正方向の逆方向を、Ｙ軸負方向と称する。Ｚ軸方向のうち原点から離れる方向（図中Ｚが付された矢印の方向）を、Ｚ軸正方向と称し、Ｚ軸正方向の逆方向を、Ｚ軸負方向と称する。なお、ワールド座標系の原点については後述する。
【００１９】
図１は、本発明の加工システムに係る一実施形態としてのルーフ組立システム１の概略構成を示す上面図である。
【００２０】
ルーフ組立システム１は、自動車の生産ラインのうち、自動車のルーフパネルを組み立てるルーフ工程のラインに配設される。このため、ルーフ組立システム１は、ルーフパネルをワーク２１として、ワーク２１に対してシーラ塗布及び溶接の加工を施し、加工後のワーク２１を次工程に払い出すまでの一連の処理（以下、「ルーフ組立処理」と称する）を実行する。
【００２１】
ルーフ組立システム１は、ハンドジグ付ロボット１１と、パネルストック１２と、固定シーリングガン１３と、シーラ用位置決め治具１４と、溶接用位置決め治具１５と、を備えている。
【００２２】
ハンドジグ付ロボット１１は、ロボットベース３１と、そのロボットベース３１に旋回可能に取り付けられる多関節マニュピュレータ３２と、その多関節マニュピュレータ３２の先端に取り付けられるハンドジグ３３と、を備えている。
【００２３】
ロボットベース３１は、ルーフ工程のラインの所定場所（図１の例では、同図中左下の場所）に固着される。
なお、説明の簡略上、ロボットベース３１の固着場所の中心を、ワールド座標系の原点として、以下の説明を行っていく。
【００２４】
多関節マニュピュレータ３２は、図示せぬ制御装置による制御の下、各関節の回転動作と、当該回転動作に連動する各連結部材の移動動作とを組み合わせることによって、先端に取り付けられたハンドジグ３３を上下左右に自在に移動させる。
【００２５】
図２は、ハンドジグ３３の概略構成を示す側面図である。
図１及び図２に示すように、ハンドジグ３３は、多関節マニュピュレータ３２の先端部位（先端の連結部材）に接続する接続部４１と、多関節マニュピュレータ３２の先端部位に対して略４５度傾斜して設けられる溶接部４２と、多関節マニュピュレータ３２の先端部位と略平行に設けられる把持部４３と、を備えている。
溶接部４２は、ワーク２１に対してスポット溶接を行う溶接ガン５１を有している。
把持部４３は、ワーク２１の表面（ワーク２１が自動車のルーフとして取り付けられた場合には車外に表出する面）の４点の各々を吸着する吸着部５２を有している。即ち、把持部４３は、４つの吸着部５２によりワーク２１の表面を吸着することで、ワーク２１を把持する。
【００２６】
このような構成を有するハンドジグ付ロボット１１の動作の工程は、後述する図６のルーフ組立処理の枠組み内では、次のような第１乃至第４の工程に大別される。
【００２７】
即ち、第１の工程において、ハンドジグ付ロボット１１は、パネルストック１２内に積層された複数のルーフパネルのうち一番上のものをワーク２１として、把持部４３により把持させ、その状態のまま多関節マニュピュレータ３２を移動させる動作（以下、「ワーク移動動作」と称する）を実行することで、ワーク２１をパネルストック１２から取り出す。
なお、以下、このような第１の工程を、「取り出し工程」と称する。取り出し工程は、図６のループ組立処理のステップＳ１に相当する。
【００２８】
第２の工程において、ハンドジグ付ロボット１１は、パネルストック１２から取り出されたワーク２１に対してワーク移動動作を実行することで、シーラ用位置決め治具１４にワーク２１を移動させて、把持部４３によるワーク２１の把持状態を解除することで、ワーク２１をシーラ用位置決め治具１４に固定する。
その後、ハンドジグ付ロボット１１は、シーラ用位置決め治具１４に固定されたワーク２１を把持部４３により再度把持させて、ワーク移動動作を実行することで、ワーク２１を固定シーリングガン１３に対して相対的に移動させる。これにより、固定シーリングガン１３から噴出されるシーラが、ワーク２１に塗布される。
なお、以下、このような第２の工程を、「シーラ塗布工程」と称する。シーラ塗布工程は、図６のループ組立処理のステップＳ２に相当する。
【００２９】
第３の工程において、ハンドジグ付ロボット１１は、シーラ塗布が完了したワーク２１に対してワーク移動動作を実行することで、ワーク２１を溶接用位置決め治具１５に固定する。
そして、ハンドジグ付ロボット１１は、溶接部４２を用いて、ワーク２１に対してスポット溶接を行う。
なお、以下、このような第３の工程を、「溶接工程」と称する。溶接工程は、図６のループ組立処理のステップＳ３乃至Ｓ５に相当する。
【００３０】
第４の工程において、ハンドジグ付ロボット１１は、溶接用位置決め治具１５に固定されたワーク２１に対してワーク移動動作を実行することで、ワーク２１を払出し場所（図示せず）に払い出す。
なお、以下、このような第４の工程を、「払出し工程」と称する。払出し工程は、図６のループ組立処理のステップＳ６乃及びＳ７に相当する。
【００３１】
ここで注目すべき点は、次の３点である。
即ち、１点目は、上述したように、ハンドジグ３３は取り出し工程乃至払出し工程の何れの工程でも用いられる点である。
２点目は、ハンドジグ３３には、従来のワークの把持装置としての機能を有する把持部４３と、従来のスポット溶接機としての機能を有する溶接部４２とが一緒に設けられている点である。
３点目は、ハンドジグ３３は、多関節マニュピュレータ３２の先端に接続されているので、上下左右に自在に移動できる点である。
これらの３点により、ワークの把持装置やスポット溶接機といったツールを別々に用意する必要は特に無くなる。従って、これらのツールを移動装置（マニュピュレータ等）に付け替えるための作業スペースが削減され、その作業時間が短縮される。その結果、ルーフ工程全体の視点でも、作業スペースが削減され、作業時間が短縮されて作業効率が改善される。
【００３２】
さらに注目すべき点は、多関節マニュピュレータ３２により移動されるハンドジグ３３の移動範囲内に、取り出し工程乃至払出し工程で用いられる設備の全てが配設されている点である。
即ち、１番目の取り出し工程で用いられるパネルストック１２、２番目のシーラ塗布工程で用いられる固定シーリングガン１３及びシーラ用位置決め治具１４、３番目の溶接工程で用いられる溶接用位置決め治具１５、並びに、４番目の払出し工程で用いられる払い出し場所（図示せず）の全てが、ハンドジグ３３の移動範囲内に配設されている点に注目すべきである。
この点により、ワークを移動させる移動装置を複数台備える必要がなくなるため、ルーフ工程全体の視点からすると、作業スペースが削減され、作業効率が改善されると共に、ラインの製造コストも削減される。
【００３３】
さらに注目すべき点は、略Ｙ軸負方向、即ち、ロボットベース３１の配置位置（ワールド座標系の原点）からみて奥側から手前側に向かう方向に、取り出し工程乃至払出し工程で用いられる各設備が、その工程の順番に順次配設されている点である。
即ち、図１に示すように、略Ｙ軸負方向に、１番目の取り出し工程で用いられるパネルストック１２、２番目のシーラ塗布工程で用いられる固定シーリングガン１３及びシーラ用位置決め治具１４、３番目の溶接工程で用いられる溶接用位置決め治具１５、並びに、４番目の払出し工程用いられる払出し場所（図示せず）が、その順番で順次配設されている点に注目すべきである。
この点により、ルーフ工程の作業効率がより一段と改善される。
【００３４】
次に、図３乃至図５を参照して、取り出し工程乃至払出し工程で用いられる各設備の詳細について説明する。
図３は、１番目の取り出し工程で用いられるパネルストック１２、並びに、２番目のシーラ塗布工程で用いられる固定シーリングガン１３及びシーラ用位置決め治具１４の概略構成を示す斜視図である。
図４は、シーラ塗布工程で用いられる固定シーリングガン１３及びシーラ用位置決め治具１４の概略構成を示す、図３とは別の視点の斜視図である。
【００３５】
パネルストック１２は、台車として構成され、図３に示すように、ワーク２１となるルーフパネルを複数枚積層してストックすることができる。
複数のルーフパネルをパネルストック１２に積層させる作業は、ルーフ工程のラインとは別の場所で行われる。従って、その作業後であって取り出し工程が開始されるまでに、パネルストック１２は、図３に示すように架台６１の内部に移動されて固定される。
なお、ワーク２１となるルーフパネルの積層方向は、特に限定されないが、一番下に配置されるルーフパネルの表面が傷つかないように、本実施形態では図３に示す方向、即ち、裏面（ワーク２１が自動車のルーフとして取り付けられた場合には車内側の面）が下を向く方向に、複数のルーフパネルが積層されている。
【００３６】
パネルストック１２が内部に固定された架台６１の上部には、固定シーリングガン１３及びシーラ用位置決め治具１４が配設されている。即ち、１番目の取り出し工程で用いられるパネルストック１２の上方に、２番目のシーラ塗布工程で用いられる固定シーリングガン１３及びシーラ用位置決め治具１４が配設されている。
【００３７】
図３及び図４に示すように、固定シーリングガン１３は、Ｌ字形状の支持部材７１の一端に接続されている。この支持部材７１の他端が架台６１の上部に取り付けられることによって、固定シーリングガン１３は、架台６１から略Ｙ軸負方向に突出して配設されることになる。
【００３８】
ここで、注目すべき点は、パネルストック１２と固定シーリングガン１３との間に構築されている空間（図３参照）は、ワーク２１を回転させるのに十分な大きさを有している点である。
この点により、ハンドジグ付ロボット１１は、パネルストック１２から取り出したワーク２１に対してワーク移動動作を実行することで、ワーク２１を回転させることができる。このため、固定シーリングガン１３は移動せずとも、ハンドジグ付ロボット１１によるワーク移動動作させ、そのタイミングで固定シーリングガン１３からシーラが噴出させるように制御することで、従来のようにシーリングガンが移動してワークが固定していた場合と全く同様のシーラ塗布が可能になる。即ち、固定シーリングガン１３から噴出されるシーラは、ワーク２１の任意の場所に塗布することが可能になる。その結果、ルーフ工程全体の視点からすると、作業効率がさらに一段と改善される。
また、図１に示すように、１番目の取り出し工程で用いられるパネルストック１２、並びに、２番目のシーラ塗布工程で用いられる固定シーリングガン１３及びシーラ用位置決め治具１４を、ＸＹ平面において小スペースで配設させることが可能になる。その結果、ルーフ工程全体の視点からすると、作業スペースが削減される。
【００３９】
２番目のシーラ塗布工程において、固定シーリングガン１３によりシーラが塗布される前のワーク２１は、図３や図４に示すように、シーラ用位置決め治具１４に固定される。
【００４０】
このようなシーラ用位置決め治具１４は、架台８１と、留具支持バー８２と、下部留め部材８３と、側部留め部材８４と、上部留め部材８５と、を備えている。
図４に示すように、架台８１は、鉄筋等の複数のバーが組み合わされて構成されている。即ち、これらの複数のバーが、三角柱を構成する各辺となるように組み合わされることで、架台８１が構成されている。
このように、架台８１は、三角柱を構成する各辺の骨組みだけで構成されており、三角柱の面は実際に存在しないが、以下説明を容易なものとするため、「面」という語句を用いて説明する。
架台８１は、その底面の直角部分と接する２つの側面のうち、一方がＸＹ平面と略平行になり、他方がＸＺ平面と略平行になるように、架台６１の上部に取り付けられている。
留具支持バー８２の一端は、架台８１の側面のうちＸＺ平面と略平行な側面の下側部分に取り付けられている。留具支持バー８２の他端は、架台８１から略Ｙ軸負方向に突出しており、下部留め部材８３が取り付けられている。
図３や図４に示すように、このような留具支持バー８２及び下部留め部材８３の組は２組存在し、略Ｘ軸負方向に一定距離だけ離間して配設されている。
側部留め部材８４は、架台８１のうち、図３中左側であって図４中奥側の部分に取り付けられている。具体的には、架台８１の側面のうちＸＺ平面と平行な側面の中央部には、略Ｘ軸負方向に当該側面から突出するように、バーが取り付けられている。当該バーの略Ｘ軸負方向側の端（当該側面から突出した端）に、側部留め部材８４の一端が接続されている。これにより、側部留め部材８４は、その他端が架台８１から略Ｙ軸負方向に突出するように配設されることになる。
上部留め部材８５は、架台８１の側面のうちＸＺ平面と平行な側面の上側部分に取り付けられている。図３や図４に示すように、このような上部留め部材８５は２つ存在し、略Ｘ軸負方向に一定距離だけ離間して配設されている。
【００４１】
このような構成を有するシーラ用位置決め治具１４は、固定シーリングガン１３によりシーラが塗布される前のワーク２１を、図３や図４に示すように固定する。
具体的には、表面が略長方形の形状を有するワーク２のうち、１つの長辺の部分が下側になって、２つの下部留め部材８３により係止される。より詳細には、図４に示すように、下部留め部材８３は、邦楽の和楽器の「つづみ」の形状、即ち、２つの円錐台の上面（小円状の面）通しを接合した形状を有している。この接合部において凹部が形成されており、当該凹部において、ワーク２の下側の長辺の部分が係止される。
ワーク２のうち別の１つの長辺の部分は、上側になって、２つの上部留め部材８５の各々によって係止される。
また、ワーク２のうち１の短辺の中央周辺部分が、側部留め部材８４によって係止される。
このように、ワーク２１は、２つの下部留め部材８３、２つの上部留め部材８５、及び側部留め部材８４の総計５つの留め部材で５点支持されることによって、シーラ用位置決め治具１４に固定される。
【００４２】
この状態で、ハンドジグ付ロボット１１は、シーラ用位置決め治具１４に固定されたワーク２１を把持部４３により把持させ、その後、ワーク移動動作を実行することで、ワーク２１を固定シーリングガン１３に対して相対的に移動させる。これにより、固定シーリングガン１３から噴出されるシーラが、ワーク２１に塗布される。
このように、パネルストック１２から取り出されたワーク２１を、シーラ塗布の前に、シーラ用位置決め治具１４に一旦固定することで、把持部４３によるワーク２１の把持状態を、シーラ塗布にとって正確な把持状態にすることができる。即ち、ワーク２１のパネルストック１２の中での配設位置にはばらつきがあるため、パネルストック１２から取り出された時点のワーク２１の把持状態は、シーラ塗布にとって必ずしも正確な把持状態となっていない。このため、ワーク２１は、シーラ塗布にとって正確な把持状態となるように、把持部４３によってシーラ用位置決め治具１４に一旦固定されてから再度把持されるのである。
【００４３】
図５は、３番目の溶接工程で用いられる溶接用位置決め治具１５の概略構成を示す斜視図である。
図５に示すように、溶接用位置決め治具１５は、架台９１と、複数のワーク係止部９２と、を備えている。
複数のワーク係止部９２の各々は、架台９１の略長方形状の上面の縁に沿って、所定間隔だけ相互に離間して、配設されている。
図示はしないが、溶接工程の間、ワーク２１は、これらの複数のワーク係止部９２の各々で複数点支持されることによって、溶接用位置決め治具１５に固定される。
なお、ワーク２１に溶接される部材、例えばルーフパネルのアーチ等の各部品は、作業者１０１の手作業で配置される。その後、ワーク２１の表面が上方（Ｚ軸正方向）を向くように、溶接用位置決め治具１５にワーク２１が固定されると、ハンドジグ付ロボット１１は、溶接部４２を用いて、これらの部材をワーク２１に対して溶接していく。
【００４４】
次に、図６を参照して、ルーフ組立システム１の動作として、ルーフ組立処理について説明する。
図６は、ルーフ組立処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００４５】
ステップＳ１において、ハンドジグ付ロボット１１は、図２等に示すパネルストック１２からワーク１２を取り出す。
即ち、ハンドジグ付ロボット１１は、パネルストック１２の１番上に積層されたルーフパネルをワーク１２として、把持部４３によりワーク２１を把持させ、その後、ワーク移動動作を実行することで、パネルストック１２からワーク１２を取り出す。
なお、ステップＳ１が、上述した取り出し工程に相当する。
【００４６】
ステップＳ２において、固定シーリングガン１３が、ワーク２１に対してシーラを塗布する。
即ち、上述したように、パネルストック１２とシーリングガン１３との間に構築されている空間（図３参照）は、ワーク２１を回転させるのに十分な大きさを有している。
そこで、ハンドジグ付ロボット１１は、パネルストック１２から取り出したワーク２１に対してワーク移動動作を実行することで、ワーク２１を、当該空間において回転させ、その後、固定シーリングガン１３に近づける。そして、ハンドジグ付ロボット１１は、引き続きワーク移動動作を実行することで、ワーク２１を所定方向に移動させる。これにより、固定シーリングガン１３から噴出されるシーラが、ワーク２１に塗布される。
なお、ハンドジグ付ロボット１１は、上述したように、パネルストック１２から取り出したワーク２１を、シーラ塗布にとって正確な把持状態となるように、把持部４３により、図３や図４に示すようにシーラ用位置決め治具１４に一旦固定した後に再度把持させてから、上述したワーク移動動作を実行する。
このように、ステップＳ２が、上述したシーラ塗布工程に相当する。
【００４７】
ステップＳ３において、ハンドジグ付ロボット１１は、シーラ塗布が完了したワーク２１に対して、ワーク移動動作を実行することで、図１や図５に示す溶接用位置決め治具１５にワーク２１を近付けてセットする。
【００４８】
ステップＳ４において、溶接用位置決め治具１５は、各部品が置かれたワーク２１を回転させる。
即ち、ステップＳ３においてワーク２１が溶接用位置決め治具１５にセットされると、作業者１０１が、手作業で、例えばルーフパネルのアーチ等の各部品を、ワーク２１の所定位置に配置していく。その後、溶接用位置決め治具１５が水平に倒れることによって、ワーク２１は、その表面が上方（Ｚ軸正方向）を向くように回転して、溶接用位置決め治具１５に固定される。
【００４９】
ステップＳ５において、ハンドジグ付ロボット１１は、溶接部４２を用いて、これらの各部品をワーク２１に対して溶接していく。
【００５０】
このように、ステップＳ３乃至Ｓ５が、上述した溶接工程に相当する。
【００５１】
溶接が完了すると、ステップＳ６において、溶接用位置決め治具１５は、各部品が溶接されたワーク２１を回転させる。
【００５２】
ステップＳ７において、ハンドジグ付ロボット１１は、当該ワーク２１を把持部４３により把持させ、引き続きワーク移動動作を実行することで、図示せぬ次工程のラインの払出し場所にワーク２１を払出す。
【００５３】
これにより、ルーフ組立処理は終了する。
【００５４】
本実施形態のルーフ組立システム１によれば、以下のような効果がある。
（１）ハンドジグ３３は、把持部４３及び溶接部４２を一緒に有しており、かつ、多関節マニュピュレータ３２により移動される。
これにより、ワークの把持装置やスポット溶接機といったツールを別々に用意する必要は特に無くなる。従って、これらのツールを移動装置（マニュピュレータ等）に付け替えるための作業スペースが削減され、その作業時間が短縮される。その結果、ルーフ工程全体の視点でも、作業スペースが削減され、作業時間が短縮されて作業効率が改善される。
【００５５】
（２）多関節マニュピュレータ３２により移動されるハンドジグ３３の移動範囲内に、ルーフ組立処理で用いられる設備の全てが配設されている。即ち、パネルストック１２、固定シーリングガン１３、シーラ用位置決め治具１４、溶接用位置決め治具１５、及び、払い出し場所（図示せず）の全てが、ハンドジグ３３の移動範囲内に配設されている。
これにより、ワークを移動させる移動装置を複数台備える必用がなくなるため、ルーフ工程全体の視点からすると、作業スペースが削減され、作業効率が改善されると共に、ラインの製造コストも削減される。
【００５６】
（３）パネルストック１２と固定シーリングガン１３との間に構築されている空間（図３参照）は、ワーク２１を回転させるのに十分な大きさを有している。
これにより、ハンドジグ付ロボット１１は、パネルストック１２から取り出したワーク２１を、把持状態を維持したまま多関節マニュピュレータ３２を移動させることで、回転させることができる。従って、固定シーリングガン１３から噴出されるシーラは、ワーク２１の任意の場所に塗布することが可能になる。その結果、ルーフ工程全体の視点からすると、作業効率がさらに一段と改善される。
【００５７】
なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本発明の適用先は、本実施形態のルーフ工程に特に限定されない。ただし、この場合、適用先の工程に適した加工装置を用意して、多関節マニュピュレータ３２に接続させる必要がある。
【００５８】
例えば、本実施形態では、取り出し工程、シーラ塗布工程、溶接工程、及び払出し工程の順に処理が実行されていくが、工程の順番は特に本実施形態に限定されない。また、工程の数や種類、各工程に必要な設備やそのレイアウト等も、特に本実施形態に限定されず、１台のハンドジグ付ロボット１１で実行可能な範囲内で任意でよい。
【符号の説明】
【００５９】
１ ルーフ組立システム
１１ ハンドジグ付ロボット
１２ パネルストック
１３ 固定シーリングガン
１４ シーラ用位置決め治具
１５ 溶接用位置決め治具
２１ ワーク
３１ ロボットベース
３２ 多関節マニュピュレータ
３３ ハンドジグ
４１ 接続部
４２ 溶接部
４３ 把持部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のルーフパネル等をワークとして、当該ワークに対してシーラ塗布及び溶接の加工を施し、加工後の当該ワークを払い出すまでの一連の処理を実行する加工システム及び加工方法に関する。詳しくは、ラインの省スペース化や作業の効率化を図ることが可能な加工システム及び加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車の生産工程の中には、自動車のルーフパネル等をワークとして、当該ワークに対してシーラ塗布及び溶接の加工を施し、加工後の当該ワークを払い出す工程が存在する。なお、以下、係る工程を「ルーフ工程」と称する。
【０００３】
特許文献１には、このようなルーフ工程のラインの省スペース化や作業の効率化を図るための装置として、スポット溶接ガンを備えたシーラ塗布装置（以下、「特許文献１の装置」と称する）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第１１０７７９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、特許文献１の装置が配設されたルーフ工程のラインよりも、さらに一段と省スペース化や作業の効率化を図ることが要求されている。
【０００６】
例えば、特許文献１の装置は、シーラ塗布及び溶接の加工を行う各々のユニットと、当該ユニットを移動させる移動機構と、を備えている。
しかしながら、ルーフ工程のライン全体の視点からすると、当該移動機構とは別の移動装置がさらに必要になる。例えば、保管庫に保管されたワークを取り出して特許文献１の装置に配置させる移動装置や、特許文献１の装置から次の工程の払出し場所までワークを移動させる移動装置が別途必要になる。
従って、複数台の移動装置を配設する分だけスペースが必要になり、省スペース化に反することになる。また、作業効率の点からも、複数台の移動装置を配設することは得策ではない。
【０００７】
このように、特許文献１の装置を採用した場合にも、ルーフ工程のラインの省スペース化や作業の効率化を図る余地が未だ残されている。
しかしながら、ルーフ工程のラインの省スペース化や作業の効率化をさらに一段と図ることが可能な加工システム及び加工方法が見当たらない。
【０００８】
本発明は、自動車のルーフパネル等をワークとして、当該ワークに対してシーラ塗布及び溶接の加工を施し、加工後の当該ワークを払い出すまでの一連の処理を実行する加工システム及び加工方法であって、ラインの省スペース化や作業の効率化を図ることが可能な加工システム及び加工方法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】
【０００９】
本発明の加工システム（例えば実施形態におけるルーフ組立システム１）は、
ワーク（例えば実施形態におけるワーク２１）に対してシーラ塗布及び溶接の加工を施し、加工後の前記ワークを払出し場所に払い出すまでの一連の処理を実行する加工システムであって、
前記ワークを把持する把持部（例えば実施形態における把持部４３）、及び前記ワークに対する溶接を行う溶接部（例えば実施形態における溶接部４２）を有する加工装置（例えば実施形態におけるハンドジグ３３）、並びに、前記加工装置を移動させる移動装置（例えば実施形態における多関節マニュピュレータ３２）を備えるロボット（例えば実施形態におけるハンドジグ付ロボット１１）と、
加工前の前記ワークが保管される保管庫（例えば実施形態におけるパネルストック１２）と、
前記ワークに対してシーラ塗布を行うシーラ塗布装置（例えば実施形態における固定シーリングガン１３）と、
前記溶接部により溶接が行われる場合に、前記ワークを固定する治具（例えば実施形態における溶接用位置決め治具１５）と、
を備え、
前記保管庫、前記シーラ塗布装置、前記治具、及び前記払出し場所は、前記移動装置により移動される前記加工装置の移動範囲内に配設されており、
前記ロボットは、
前記ワークを前記把持部により把持させたままで、前記移動装置により前記加工装置を移動させる動作を、ワーク移動動作として、
前記保管庫に保管された前記ワークに対して前記ワーク移動動作を実行することで、前記ワークを前記保管庫から取り出し、
前記保管庫から取り出された前記ワークに対して前記ワーク移動動作を実行して、前記ワークを前記シーラ塗布装置に対して相対的に移動させることによって、前記ワークに対するシーラ塗布を行い、
前記シーラ塗布が行われた前記ワークに対して前記ワーク移動動作を実行して、前記ワークを前記治具に固定させ、その後、前記溶接部によって前記ワークに対する溶接を行い、
前記溶接が行われた前記ワークに対して前記ワーク移動動作を実行することで、前記ワークを前記払出し場所に払い出すことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、加工装置は、把持部及び溶接部を一緒に有しており、かつ、移動装置により移動される。
これにより、ワークの把持装置やスポット溶接機といったツールを別々に用意する必要は特に無くなる。従って、これらのツールを移動装置（マニュピュレータ等）に付け替えるための作業スペースが削減され、その作業時間が短縮される。その結果、ルーフ工程全体の視点でも、作業スペースが削減され、作業時間が短縮されて作業効率が改善される。
【００１１】
また、移動装置により移動される加工装置の移動範囲内に、加工システムで用いられる設備の全て、即ち、保管庫、シーラ塗布装置、治具、及び払出し場所の全てが配設されている。
これにより、ワークを移動させる移動装置を複数台備える必用がなくなるため、ルーフ工程全体の視点からすると、作業スペースが削減され、作業効率が改善されると共に、ラインの製造コストも削減される。
【００１２】
この場合、
前記シーラ塗布装置は前記保管庫の上方に配設されており（例えば実施形態においては、架台６１の中には保管庫たるパネルストック１２が固定されており、その上方の架台６１の上部にシーラ塗布装置たる固定シーリングガン１３が配設されており）、
前記シーラ塗布装置の下方と前記保管庫の上方との間には、前記ワークが回転可能な空間が構築されており、
前記ロボットは、前記保管庫から取り出された前記ワークに対して前記ワーク移動動作を実行することで、前記空間内で前記ワークを回転させると好ましい。
【００１３】
この発明によれば、シーラ塗布装置の下方と保管庫の上方との間には、ワークが回転可能な空間が構築されている。このため、ロボットは、保管庫から取り出されたワークを把持部により把持させた状態で、移動装置により加工装置を移動させることによって、当該空間内でワークを回転させることができる。
これにより、シーラ塗布装置は、固定されていても、ワークの任意の場所に塗布することが可能になる。その結果、ルーフ工程全体の視点からすると、作業効率がさらに一段と改善される。
また、保管庫及びシーラ塗布装置を小スペースで配設させることが可能になる。その結果、ルーフ工程全体の視点からすると、作業スペースが削減される。
【００１４】
本発明の加工方法は、上述の本発明の加工システムに対応する方法である。従って、上述の本発明の加工システムと同様の各種効果を奏することが可能になる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、加工装置は、把持部及び溶接部を一緒に有しており、移動装置によって移動される。
これにより、ワークの把持装置やスポット溶接機といったツールを別々に用意する必要は特に無くなる。従って、これらのツールを移動装置（マニュピュレータ等）に付け替えるための作業スペースが削減され、その作業時間が短縮される。その結果、ルーフ工程全体の視点でも、作業スペースが削減され、作業時間が短縮されて作業効率が改善される。
これにより
また、移動装置により移動される加工装置の移動範囲内に、加工システムで用いられる設備の全て、即ち、保管庫、シーラ塗布装置、治具、及び払出し場所の全てが配設されている。
これにより、ワークを移動させる移動装置を複数台備える必用がなくなるため、ルーフ工程全体の視点からすると、作業スペースが削減され、作業効率が改善されると共に、ラインの製造コストも削減される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の加工システムに係る一実施形態としてのルーフ組立システムの概略構成を示す上面図である。
【図２】図１のルーフ組立システムのハンドジグ付ロボットに設けられるハンドジグの概略構成を示す側面図である。
【図３】図１のルーフ組立システムの、パネルストック、固定シーリングガン、及びシーラ用位置決め治具の概略構成を示す斜視図である。
【図４】図１のルーフ組立システムの固定シーリングガン、及びシーラ用位置決め治具の概略構成を示す、図３とは別の視点の斜視図である。
【図５】図１のルーフ組立システムの溶接用位置決め治具の概略構成を示す斜視図である。
【図６】図１のルーフ組立システムによるルーフ組立処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
【００１８】
なお、図１及び図３乃至図５に示す座標系は、ルーフ工程のラインが配置される空間の座標系であり、以下、ワールド座標系と称する。
以下、説明の都合上、ワールド座標系において、Ｘ軸方向のうち原点から離れる方向（図中Ｘが付された矢印の方向）を、Ｘ軸正方向と称し、Ｘ軸正方向の逆方向を、Ｘ軸負方向と称する。同様に、Ｙ軸方向のうち原点から離れる方向（図中Ｙが付された矢印の方向）を、Ｙ軸正方向と称し、Ｙ軸正方向の逆方向を、Ｙ軸負方向と称する。Ｚ軸方向のうち原点から離れる方向（図中Ｚが付された矢印の方向）を、Ｚ軸正方向と称し、Ｚ軸正方向の逆方向を、Ｚ軸負方向と称する。なお、ワールド座標系の原点については後述する。
【００１９】
図１は、本発明の加工システムに係る一実施形態としてのルーフ組立システム１の概略構成を示す上面図である。
【００２０】
ルーフ組立システム１は、自動車の生産ラインのうち、自動車のルーフパネルを組み立てるルーフ工程のラインに配設される。このため、ルーフ組立システム１は、ルーフパネルをワーク２１として、ワーク２１に対してシーラ塗布及び溶接の加工を施し、加工後のワーク２１を次工程に払い出すまでの一連の処理（以下、「ルーフ組立処理」と称する）を実行する。
【００２１】
ルーフ組立システム１は、ハンドジグ付ロボット１１と、パネルストック１２と、固定シーリングガン１３と、シーラ用位置決め治具１４と、溶接用位置決め治具１５と、を備えている。
【００２２】
ハンドジグ付ロボット１１は、ロボットベース３１と、そのロボットベース３１に旋回可能に取り付けられる多関節マニュピュレータ３２と、その多関節マニュピュレータ３２の先端に取り付けられるハンドジグ３３と、を備えている。
【００２３】
ロボットベース３１は、ルーフ工程のラインの所定場所（図１の例では、同図中左下の場所）に固着される。
なお、説明の簡略上、ロボットベース３１の固着場所の中心を、ワールド座標系の原点として、以下の説明を行っていく。
【００２４】
多関節マニュピュレータ３２は、図示せぬ制御装置による制御の下、各関節の回転動作と、当該回転動作に連動する各連結部材の移動動作とを組み合わせることによって、先端に取り付けられたハンドジグ３３を上下左右に自在に移動させる。
【００２５】
図２は、ハンドジグ３３の概略構成を示す側面図である。
図１及び図２に示すように、ハンドジグ３３は、多関節マニュピュレータ３２の先端部位（先端の連結部材）に接続する接続部４１と、多関節マニュピュレータ３２の先端部位に対して略４５度傾斜して設けられる溶接部４２と、多関節マニュピュレータ３２の先端部位と略平行に設けられる把持部４３と、を備えている。
溶接部４２は、ワーク２１に対してスポット溶接を行う溶接ガン５１を有している。
把持部４３は、ワーク２１の表面（ワーク２１が自動車のルーフとして取り付けられた場合には車外に表出する面）の４点の各々を吸着する吸着部５２を有している。即ち、把持部４３は、４つの吸着部５２によりワーク２１の表面を吸着することで、ワーク２１を把持する。
【００２６】
このような構成を有するハンドジグ付ロボット１１の動作の工程は、後述する図６のルーフ組立処理の枠組み内では、次のような第１乃至第４の工程に大別される。
【００２７】
即ち、第１の工程において、ハンドジグ付ロボット１１は、パネルストック１２内に積層された複数のルーフパネルのうち一番上のものをワーク２１として、把持部４３により把持させ、その状態のまま多関節マニュピュレータ３２を移動させる動作（以下、「ワーク移動動作」と称する）を実行することで、ワーク２１をパネルストック１２から取り出す。
なお、以下、このような第１の工程を、「取り出し工程」と称する。取り出し工程は、図６のループ組立処理のステップＳ１に相当する。
【００２８】
第２の工程において、ハンドジグ付ロボット１１は、パネルストック１２から取り出されたワーク２１に対してワーク移動動作を実行することで、シーラ用位置決め治具１４にワーク２１を移動させて、把持部４３によるワーク２１の把持状態を解除することで、ワーク２１をシーラ用位置決め治具１４に固定する。
その後、ハンドジグ付ロボット１１は、シーラ用位置決め治具１４に固定されたワーク２１を把持部４３により再度把持させて、ワーク移動動作を実行することで、ワーク２１を固定シーリングガン１３に対して相対的に移動させる。これにより、固定シーリングガン１３から噴出されるシーラが、ワーク２１に塗布される。
なお、以下、このような第２の工程を、「シーラ塗布工程」と称する。シーラ塗布工程は、図６のループ組立処理のステップＳ２に相当する。
【００２９】
第３の工程において、ハンドジグ付ロボット１１は、シーラ塗布が完了したワーク２１に対してワーク移動動作を実行することで、ワーク２１を溶接用位置決め治具１５に固定する。
そして、ハンドジグ付ロボット１１は、溶接部４２を用いて、ワーク２１に対してスポット溶接を行う。
なお、以下、このような第３の工程を、「溶接工程」と称する。溶接工程は、図６のループ組立処理のステップＳ３乃至Ｓ５に相当する。
【００３０】
第４の工程において、ハンドジグ付ロボット１１は、溶接用位置決め治具１５に固定されたワーク２１に対してワーク移動動作を実行することで、ワーク２１を払出し場所（図示せず）に払い出す。
なお、以下、このような第４の工程を、「払出し工程」と称する。払出し工程は、図６のループ組立処理のステップＳ６乃及びＳ７に相当する。
【００３１】
ここで注目すべき点は、次の３点である。
即ち、１点目は、上述したように、ハンドジグ３３は取り出し工程乃至払出し工程の何れの工程でも用いられる点である。
２点目は、ハンドジグ３３には、従来のワークの把持装置としての機能を有する把持部４３と、従来のスポット溶接機としての機能を有する溶接部４２とが一緒に設けられている点である。
３点目は、ハンドジグ３３は、多関節マニュピュレータ３２の先端に接続されているので、上下左右に自在に移動できる点である。
これらの３点により、ワークの把持装置やスポット溶接機といったツールを別々に用意する必要は特に無くなる。従って、これらのツールを移動装置（マニュピュレータ等）に付け替えるための作業スペースが削減され、その作業時間が短縮される。その結果、ルーフ工程全体の視点でも、作業スペースが削減され、作業時間が短縮されて作業効率が改善される。
【００３２】
さらに注目すべき点は、多関節マニュピュレータ３２により移動されるハンドジグ３３の移動範囲内に、取り出し工程乃至払出し工程で用いられる設備の全てが配設されている点である。
即ち、１番目の取り出し工程で用いられるパネルストック１２、２番目のシーラ塗布工程で用いられる固定シーリングガン１３及びシーラ用位置決め治具１４、３番目の溶接工程で用いられる溶接用位置決め治具１５、並びに、４番目の払出し工程で用いられる払い出し場所（図示せず）の全てが、ハンドジグ３３の移動範囲内に配設されている点に注目すべきである。
この点により、ワークを移動させる移動装置を複数台備える必要がなくなるため、ルーフ工程全体の視点からすると、作業スペースが削減され、作業効率が改善されると共に、ラインの製造コストも削減される。
【００３３】
さらに注目すべき点は、略Ｙ軸負方向、即ち、ロボットベース３１の配置位置（ワールド座標系の原点）からみて奥側から手前側に向かう方向に、取り出し工程乃至払出し工程で用いられる各設備が、その工程の順番に順次配設されている点である。
即ち、図１に示すように、略Ｙ軸負方向に、１番目の取り出し工程で用いられるパネルストック１２、２番目のシーラ塗布工程で用いられる固定シーリングガン１３及びシーラ用位置決め治具１４、３番目の溶接工程で用いられる溶接用位置決め治具１５、並びに、４番目の払出し工程用いられる払出し場所（図示せず）が、その順番で順次配設されている点に注目すべきである。
この点により、ルーフ工程の作業効率がより一段と改善される。
【００３４】
次に、図３乃至図５を参照して、取り出し工程乃至払出し工程で用いられる各設備の詳細について説明する。
図３は、１番目の取り出し工程で用いられるパネルストック１２、並びに、２番目のシーラ塗布工程で用いられる固定シーリングガン１３及びシーラ用位置決め治具１４の概略構成を示す斜視図である。
図４は、シーラ塗布工程で用いられる固定シーリングガン１３及びシーラ用位置決め治具１４の概略構成を示す、図３とは別の視点の斜視図である。
【００３５】
パネルストック１２は、台車として構成され、図３に示すように、ワーク２１となるルーフパネルを複数枚積層してストックすることができる。
複数のルーフパネルをパネルストック１２に積層させる作業は、ルーフ工程のラインとは別の場所で行われる。従って、その作業後であって取り出し工程が開始されるまでに、パネルストック１２は、図３に示すように架台６１の内部に移動されて固定される。
なお、ワーク２１となるルーフパネルの積層方向は、特に限定されないが、一番下に配置されるルーフパネルの表面が傷つかないように、本実施形態では図３に示す方向、即ち、裏面（ワーク２１が自動車のルーフとして取り付けられた場合には車内側の面）が下を向く方向に、複数のルーフパネルが積層されている。
【００３６】
パネルストック１２が内部に固定された架台６１の上部には、固定シーリングガン１３及びシーラ用位置決め治具１４が配設されている。即ち、１番目の取り出し工程で用いられるパネルストック１２の上方に、２番目のシーラ塗布工程で用いられる固定シーリングガン１３及びシーラ用位置決め治具１４が配設されている。
【００３７】
図３及び図４に示すように、固定シーリングガン１３は、Ｌ字形状の支持部材７１の一端に接続されている。この支持部材７１の他端が架台６１の上部に取り付けられることによって、固定シーリングガン１３は、架台６１から略Ｙ軸負方向に突出して配設されることになる。
【００３８】
ここで、注目すべき点は、パネルストック１２と固定シーリングガン１３との間に構築されている空間（図３参照）は、ワーク２１を回転させるのに十分な大きさを有している点である。
この点により、ハンドジグ付ロボット１１は、パネルストック１２から取り出したワーク２１に対してワーク移動動作を実行することで、ワーク２１を回転させることができる。このため、固定シーリングガン１３は移動せずとも、ハンドジグ付ロボット１１によるワーク移動動作させ、そのタイミングで固定シーリングガン１３からシーラが噴出させるように制御することで、従来のようにシーリングガンが移動してワークが固定していた場合と全く同様のシーラ塗布が可能になる。即ち、固定シーリングガン１３から噴出されるシーラは、ワーク２１の任意の場所に塗布することが可能になる。その結果、ルーフ工程全体の視点からすると、作業効率がさらに一段と改善される。
また、図１に示すように、１番目の取り出し工程で用いられるパネルストック１２、並びに、２番目のシーラ塗布工程で用いられる固定シーリングガン１３及びシーラ用位置決め治具１４を、ＸＹ平面において小スペースで配設させることが可能になる。その結果、ルーフ工程全体の視点からすると、作業スペースが削減される。
【００３９】
２番目のシーラ塗布工程において、固定シーリングガン１３によりシーラが塗布される前のワーク２１は、図３や図４に示すように、シーラ用位置決め治具１４に固定される。
【００４０】
このようなシーラ用位置決め治具１４は、架台８１と、留具支持バー８２と、下部留め部材８３と、側部留め部材８４と、上部留め部材８５と、を備えている。
図４に示すように、架台８１は、鉄筋等の複数のバーが組み合わされて構成されている。即ち、これらの複数のバーが、三角柱を構成する各辺となるように組み合わされることで、架台８１が構成されている。
このように、架台８１は、三角柱を構成する各辺の骨組みだけで構成されており、三角柱の面は実際に存在しないが、以下説明を容易なものとするため、「面」という語句を用いて説明する。
架台８１は、その底面の直角部分と接する２つの側面のうち、一方がＸＹ平面と略平行になり、他方がＸＺ平面と略平行になるように、架台６１の上部に取り付けられている。
留具支持バー８２の一端は、架台８１の側面のうちＸＺ平面と略平行な側面の下側部分に取り付けられている。留具支持バー８２の他端は、架台８１から略Ｙ軸負方向に突出しており、下部留め部材８３が取り付けられている。
図３や図４に示すように、このような留具支持バー８２及び下部留め部材８３の組は２組存在し、略Ｘ軸負方向に一定距離だけ離間して配設されている。
側部留め部材８４は、架台８１のうち、図３中左側であって図４中奥側の部分に取り付けられている。具体的には、架台８１の側面のうちＸＺ平面と平行な側面の中央部には、略Ｘ軸負方向に当該側面から突出するように、バーが取り付けられている。当該バーの略Ｘ軸負方向側の端（当該側面から突出した端）に、側部留め部材８４の一端が接続されている。これにより、側部留め部材８４は、その他端が架台８１から略Ｙ軸負方向に突出するように配設されることになる。
上部留め部材８５は、架台８１の側面のうちＸＺ平面と平行な側面の上側部分に取り付けられている。図３や図４に示すように、このような上部留め部材８５は２つ存在し、略Ｘ軸負方向に一定距離だけ離間して配設されている。
【００４１】
このような構成を有するシーラ用位置決め治具１４は、固定シーリングガン１３によりシーラが塗布される前のワーク２１を、図３や図４に示すように固定する。
具体的には、表面が略長方形の形状を有するワーク２のうち、１つの長辺の部分が下側になって、２つの下部留め部材８３により係止される。より詳細には、図４に示すように、下部留め部材８３は、邦楽の和楽器の「つづみ」の形状、即ち、２つの円錐台の上面（小円状の面）通しを接合した形状を有している。この接合部において凹部が形成されており、当該凹部において、ワーク２の下側の長辺の部分が係止される。
ワーク２のうち別の１つの長辺の部分は、上側になって、２つの上部留め部材８５の各々によって係止される。
また、ワーク２のうち１の短辺の中央周辺部分が、側部留め部材８４によって係止される。
このように、ワーク２１は、２つの下部留め部材８３、２つの上部留め部材８５、及び側部留め部材８４の総計５つの留め部材で５点支持されることによって、シーラ用位置決め治具１４に固定される。
【００４２】
この状態で、ハンドジグ付ロボット１１は、シーラ用位置決め治具１４に固定されたワーク２１を把持部４３により把持させ、その後、ワーク移動動作を実行することで、ワーク２１を固定シーリングガン１３に対して相対的に移動させる。これにより、固定シーリングガン１３から噴出されるシーラが、ワーク２１に塗布される。
このように、パネルストック１２から取り出されたワーク２１を、シーラ塗布の前に、シーラ用位置決め治具１４に一旦固定することで、把持部４３によるワーク２１の把持状態を、シーラ塗布にとって正確な把持状態にすることができる。即ち、ワーク２１のパネルストック１２の中での配設位置にはばらつきがあるため、パネルストック１２から取り出された時点のワーク２１の把持状態は、シーラ塗布にとって必ずしも正確な把持状態となっていない。このため、ワーク２１は、シーラ塗布にとって正確な把持状態となるように、把持部４３によってシーラ用位置決め治具１４に一旦固定されてから再度把持されるのである。
【００４３】
図５は、３番目の溶接工程で用いられる溶接用位置決め治具１５の概略構成を示す斜視図である。
図５に示すように、溶接用位置決め治具１５は、架台９１と、複数のワーク係止部９２と、を備えている。
複数のワーク係止部９２の各々は、架台９１の略長方形状の上面の縁に沿って、所定間隔だけ相互に離間して、配設されている。
図示はしないが、溶接工程の間、ワーク２１は、これらの複数のワーク係止部９２の各々で複数点支持されることによって、溶接用位置決め治具１５に固定される。
なお、ワーク２１に溶接される部材、例えばルーフパネルのアーチ等の各部品は、作業者１０１の手作業で配置される。その後、ワーク２１の表面が上方（Ｚ軸正方向）を向くように、溶接用位置決め治具１５にワーク２１が固定されると、ハンドジグ付ロボット１１は、溶接部４２を用いて、これらの部材をワーク２１に対して溶接していく。
【００４４】
次に、図６を参照して、ルーフ組立システム１の動作として、ルーフ組立処理について説明する。
図６は、ルーフ組立処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００４５】
ステップＳ１において、ハンドジグ付ロボット１１は、図２等に示すパネルストック１２からワーク１２を取り出す。
即ち、ハンドジグ付ロボット１１は、パネルストック１２の１番上に積層されたルーフパネルをワーク１２として、把持部４３によりワーク２１を把持させ、その後、ワーク移動動作を実行することで、パネルストック１２からワーク１２を取り出す。
なお、ステップＳ１が、上述した取り出し工程に相当する。
【００４６】
ステップＳ２において、固定シーリングガン１３が、ワーク２１に対してシーラを塗布する。
即ち、上述したように、パネルストック１２とシーリングガン１３との間に構築されている空間（図３参照）は、ワーク２１を回転させるのに十分な大きさを有している。
そこで、ハンドジグ付ロボット１１は、パネルストック１２から取り出したワーク２１に対してワーク移動動作を実行することで、ワーク２１を、当該空間において回転させ、その後、固定シーリングガン１３に近づける。そして、ハンドジグ付ロボット１１は、引き続きワーク移動動作を実行することで、ワーク２１を所定方向に移動させる。これにより、固定シーリングガン１３から噴出されるシーラが、ワーク２１に塗布される。
なお、ハンドジグ付ロボット１１は、上述したように、パネルストック１２から取り出したワーク２１を、シーラ塗布にとって正確な把持状態となるように、把持部４３により、図３や図４に示すようにシーラ用位置決め治具１４に一旦固定した後に再度把持させてから、上述したワーク移動動作を実行する。
このように、ステップＳ２が、上述したシーラ塗布工程に相当する。
【００４７】
ステップＳ３において、ハンドジグ付ロボット１１は、シーラ塗布が完了したワーク２１に対して、ワーク移動動作を実行することで、図１や図５に示す溶接用位置決め治具１５にワーク２１を近付けてセットする。
【００４８】
ステップＳ４において、溶接用位置決め治具１５は、各部品が置かれたワーク２１を回転させる。
即ち、ステップＳ３においてワーク２１が溶接用位置決め治具１５にセットされると、作業者１０１が、手作業で、例えばルーフパネルのアーチ等の各部品を、ワーク２１の所定位置に配置していく。その後、溶接用位置決め治具１５が水平に倒れることによって、ワーク２１は、その表面が上方（Ｚ軸正方向）を向くように回転して、溶接用位置決め治具１５に固定される。
【００４９】
ステップＳ５において、ハンドジグ付ロボット１１は、溶接部４２を用いて、これらの各部品をワーク２１に対して溶接していく。
【００５０】
このように、ステップＳ３乃至Ｓ５が、上述した溶接工程に相当する。
【００５１】
溶接が完了すると、ステップＳ６において、溶接用位置決め治具１５は、各部品が溶接されたワーク２１を回転させる。
【００５２】
ステップＳ７において、ハンドジグ付ロボット１１は、当該ワーク２１を把持部４３により把持させ、引き続きワーク移動動作を実行することで、図示せぬ次工程のラインの払出し場所にワーク２１を払出す。
【００５３】
これにより、ルーフ組立処理は終了する。
【００５４】
本実施形態のルーフ組立システム１によれば、以下のような効果がある。
（１）ハンドジグ３３は、把持部４３及び溶接部４２を一緒に有しており、かつ、多関節マニュピュレータ３２により移動される。
これにより、ワークの把持装置やスポット溶接機といったツールを別々に用意する必要は特に無くなる。従って、これらのツールを移動装置（マニュピュレータ等）に付け替えるための作業スペースが削減され、その作業時間が短縮される。その結果、ルーフ工程全体の視点でも、作業スペースが削減され、作業時間が短縮されて作業効率が改善される。
【００５５】
（２）多関節マニュピュレータ３２により移動されるハンドジグ３３の移動範囲内に、ルーフ組立処理で用いられる設備の全てが配設されている。即ち、パネルストック１２、固定シーリングガン１３、シーラ用位置決め治具１４、溶接用位置決め治具１５、及び、払い出し場所（図示せず）の全てが、ハンドジグ３３の移動範囲内に配設されている。
これにより、ワークを移動させる移動装置を複数台備える必用がなくなるため、ルーフ工程全体の視点からすると、作業スペースが削減され、作業効率が改善されると共に、ラインの製造コストも削減される。
【００５６】
（３）パネルストック１２と固定シーリングガン１３との間に構築されている空間（図３参照）は、ワーク２１を回転させるのに十分な大きさを有している。
これにより、ハンドジグ付ロボット１１は、パネルストック１２から取り出したワーク２１を、把持状態を維持したまま多関節マニュピュレータ３２を移動させることで、回転させることができる。従って、固定シーリングガン１３から噴出されるシーラは、ワーク２１の任意の場所に塗布することが可能になる。その結果、ルーフ工程全体の視点からすると、作業効率がさらに一段と改善される。
【００５７】
なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本発明の適用先は、本実施形態のルーフ工程に特に限定されない。ただし、この場合、適用先の工程に適した加工装置を用意して、多関節マニュピュレータ３２に接続させる必要がある。
【００５８】
例えば、本実施形態では、取り出し工程、シーラ塗布工程、溶接工程、及び払出し工程の順に処理が実行されていくが、工程の順番は特に本実施形態に限定されない。また、工程の数や種類、各工程に必要な設備やそのレイアウト等も、特に本実施形態に限定されず、１台のハンドジグ付ロボット１１で実行可能な範囲内で任意でよい。
【符号の説明】
【００５９】
１ ルーフ組立システム
１１ ハンドジグ付ロボット
１２ パネルストック
１３ 固定シーリングガン
１４ シーラ用位置決め治具
１５ 溶接用位置決め治具
２１ ワーク
３１ ロボットベース
３２ 多関節マニュピュレータ
３３ ハンドジグ
４１ 接続部
４２ 溶接部
４３ 把持部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに対してシーラ塗布及び溶接の加工を施し、加工後の前記ワークを払出し場所に払い出すまでの一連の処理を実行する加工システムであって、
前記ワークを把持する把持部、及び前記ワークに対する溶接を行う溶接部を有する加工装置、並びに、前記加工装置を移動させる移動装置を備えるロボットと、
加工前の前記ワークが保管される保管庫と、
前記ワークに対してシーラ塗布を行うシーラ塗布装置と、
前記溶接部により溶接が行われる場合に、前記ワークを固定する治具と、
を備え、
前記保管庫、前記シーラ塗布装置、前記治具、及び前記払出し場所は、前記移動装置により移動される前記加工装置の移動範囲内に配設されており、
前記ロボットは、
前記ワークを前記把持部により把持させたままで、前記移動装置により前記加工装置を移動させる動作を、ワーク移動動作として、
前記保管庫に保管された前記ワークに対して前記ワーク移動動作を実行することで、前記ワークを前記保管庫から取り出し、
前記保管庫から取り出された前記ワークに対して前記ワーク移動動作を実行して、前記ワークを前記シーラ塗布装置に対して相対的に移動させることによって、前記ワークに対するシーラ塗布を行い、
前記シーラ塗布が行われた前記ワークに対して前記ワーク移動動作を実行して、前記ワークを前記治具に固定させ、その後、前記溶接部によって前記ワークに対する溶接を行い、
前記溶接が行われた前記ワークに対して前記ワーク移動動作を実行することで、前記ワークを前記払出し場所に払い出す
加工システム。
【請求項２】
前記シーラ塗布装置は前記保管庫の上方に配設されており、
前記シーラ塗布装置の下方と前記保管庫の上方との間には、前記ワークが回転可能な空間が構築されており、
前記ロボットは、前記保管庫から取り出された前記ワークに対して前記ワーク移動動作を実行することで、前記空間内で前記ワークを回転させる
請求項１に記載の加工システム。
【請求項３】
ワークに対してシーラ塗布及び溶接の加工を施し、加工後の前記ワークを払出し場所に払い出すまでの一連の処理を実行するために、
前記ワークを把持する把持部、及び前記ワークに対する溶接を行う溶接部を有する加工装置、並びに前記加工装置を移動させる移動装置を備えるロボットと、
加工前の前記ワークが保管される保管庫と、
前記ワークに対してシーラ塗布を行うシーラ塗布装置と、
前記溶接部により溶接が行われる場合に、前記ワークを固定する治具と、
を備え、
前記保管庫、前記シーラ塗布装置、前記治具、及び前記払出し場所が、前記移動装置により移動される前記加工装置の移動範囲内に配設されている、
加工システムの加工方法であって、
前記ロボットは、
前記ワークを前記把持部により把持させたままで、前記移動装置により前記加工装置を移動させる動作を、ワーク移動動作として、
前記保管庫に保管された前記ワークに対して前記ワーク移動動作を実行することで、前記ワークを前記保管庫から取り出す取り出しステップと、
前記保管庫から取り出された前記ワークに対して前記ワーク移動動作を実行して、前記ワークを前記シーラ塗布装置に対して相対的に移動させることによって、前記ワークに対するシーラ塗布を行うシーラ塗布ステップと、
前記シーラ塗布が行われた前記ワークに対して前記ワーク移動動作を実行して、前記ワークを前記治具に固定させ、その後、前記溶接部によって前記ワークに対する溶接を行う溶接ステップと、
前記溶接が行われた前記ワークに対して前記ワーク移動動作を実行することで、前記ワークを前記払出し場所に払い出す払出しステップと、
を含む処理を実行する加工方法。
【請求項１】
ワークに対してシーラ塗布及び溶接の加工を施し、加工後の前記ワークを払出し場所に払い出すまでの一連の処理を実行する加工システムであって、
前記ワークを把持する把持部、及び前記ワークに対する溶接を行う溶接部を有する加工装置、並びに、前記加工装置を移動させる移動装置を備えるロボットと、
加工前の前記ワークが保管される保管庫と、
前記ワークに対してシーラ塗布を行うシーラ塗布装置と、
前記溶接部により溶接が行われる場合に、前記ワークを固定する治具と、
を備え、
前記保管庫、前記シーラ塗布装置、前記治具、及び前記払出し場所は、前記移動装置により移動される前記加工装置の移動範囲内に配設されており、
前記ロボットは、
前記ワークを前記把持部により把持させたままで、前記移動装置により前記加工装置を移動させる動作を、ワーク移動動作として、
前記保管庫に保管された前記ワークに対して前記ワーク移動動作を実行することで、前記ワークを前記保管庫から取り出し、
前記保管庫から取り出された前記ワークに対して前記ワーク移動動作を実行して、前記ワークを前記シーラ塗布装置に対して相対的に移動させることによって、前記ワークに対するシーラ塗布を行い、
前記シーラ塗布が行われた前記ワークに対して前記ワーク移動動作を実行して、前記ワークを前記治具に固定させ、その後、前記溶接部によって前記ワークに対する溶接を行い、
前記溶接が行われた前記ワークに対して前記ワーク移動動作を実行することで、前記ワークを前記払出し場所に払い出す
加工システム。
【請求項２】
前記シーラ塗布装置は前記保管庫の上方に配設されており、
前記シーラ塗布装置の下方と前記保管庫の上方との間には、前記ワークが回転可能な空間が構築されており、
前記ロボットは、前記保管庫から取り出された前記ワークに対して前記ワーク移動動作を実行することで、前記空間内で前記ワークを回転させる
請求項１に記載の加工システム。
【請求項３】
ワークに対してシーラ塗布及び溶接の加工を施し、加工後の前記ワークを払出し場所に払い出すまでの一連の処理を実行するために、
前記ワークを把持する把持部、及び前記ワークに対する溶接を行う溶接部を有する加工装置、並びに前記加工装置を移動させる移動装置を備えるロボットと、
加工前の前記ワークが保管される保管庫と、
前記ワークに対してシーラ塗布を行うシーラ塗布装置と、
前記溶接部により溶接が行われる場合に、前記ワークを固定する治具と、
を備え、
前記保管庫、前記シーラ塗布装置、前記治具、及び前記払出し場所が、前記移動装置により移動される前記加工装置の移動範囲内に配設されている、
加工システムの加工方法であって、
前記ロボットは、
前記ワークを前記把持部により把持させたままで、前記移動装置により前記加工装置を移動させる動作を、ワーク移動動作として、
前記保管庫に保管された前記ワークに対して前記ワーク移動動作を実行することで、前記ワークを前記保管庫から取り出す取り出しステップと、
前記保管庫から取り出された前記ワークに対して前記ワーク移動動作を実行して、前記ワークを前記シーラ塗布装置に対して相対的に移動させることによって、前記ワークに対するシーラ塗布を行うシーラ塗布ステップと、
前記シーラ塗布が行われた前記ワークに対して前記ワーク移動動作を実行して、前記ワークを前記治具に固定させ、その後、前記溶接部によって前記ワークに対する溶接を行う溶接ステップと、
前記溶接が行われた前記ワークに対して前記ワーク移動動作を実行することで、前記ワークを前記払出し場所に払い出す払出しステップと、
を含む処理を実行する加工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１４７８６５（Ｐ２０１１−１４７８６５Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０１５９（Ｐ２０１０−１０１５９）
【出願日】平成２２年１月２０日（２０１０．１．２０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２０日（２０１０．１．２０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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