組付け搬送装置
【課題】精度高く部品を車体に組付け可能な組付け搬送装置を提供する。
【解決手段】組付け搬送装置１０は、チェーンコンベア１、ハンガ２、自走台車３、及びロボット４を備える。ハンガ２は、車体Ｗを懸架し、チェーンコンベア１に牽引される。自走台車３は、ハンガ２と共に車体Ｗが搭載され、部品組立ラインＡＬを往復動する。ロボット４は、自走台車３と同期して移動する。チェーンコンベア１は、部品組立ラインＡＬの始端部ではハンガ２との係合が解除され、部品組立ラインＡＬの終端部ではハンガ２が再び係合する。これにより、組付け搬送装置１０は、部品を車体Ｗに組付け中は、パワーチェーン１２の振動が車体Ｗに伝達することなく、精度高く部品を車体Ｗに組付けることができる。
【解決手段】組付け搬送装置１０は、チェーンコンベア１、ハンガ２、自走台車３、及びロボット４を備える。ハンガ２は、車体Ｗを懸架し、チェーンコンベア１に牽引される。自走台車３は、ハンガ２と共に車体Ｗが搭載され、部品組立ラインＡＬを往復動する。ロボット４は、自走台車３と同期して移動する。チェーンコンベア１は、部品組立ラインＡＬの始端部ではハンガ２との係合が解除され、部品組立ラインＡＬの終端部ではハンガ２が再び係合する。これにより、組付け搬送装置１０は、部品を車体Ｗに組付け中は、パワーチェーン１２の振動が車体Ｗに伝達することなく、精度高く部品を車体Ｗに組付けることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組付け搬送装置に関する。特に、搬送されてきたワークに部品を組み付ける組付け装置に適した組付け搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の組立ラインでは、ロボットを用いて、塗装後の車体に各種の部品を組み付けている。このような組立ラインでは、例えば、オーバーヘッドコンベア（チェーンコンベア）に懸架されたハンガに塗装工程を経た車体を搭載して、車体を搬送しながら、ロボットを用いて、各種の部品を組み付けている。
【０００３】
ロボットを用いた車体の自動組付け方法としては、自走式のロボットと車体を懸架するハンガを同期進行（同期追従）させて、ウインドガラス（部品）を車体に組付ける方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、ロボットを用いた組付け搬送装置としては、車体搬送装置、テーブル、テーブル駆動装置、ロボット、及びすくい上げ装置からなるウインドガラス自動貼付装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
組立ラインに設けた車体搬送装置（オーバーヘッドコンベア）は、車体を載せて搬送する。テーブルは、ウインドガラス貼付ステーションで車体搬送方向及びそれと反対方向に移動できる。テーブル駆動装置は、車体がウインドガラス貼付ステーションに進入してきたときに、テーブルを車体と同期して前進駆動させ、ウインドガラスを車体に貼付後、テーブルを元の位置に戻す。ロボットは、テーブルに設置されてテーブルと共に移動される。すくい上げ装置は、テーブル上に設置されて搬送中の車体をすくい上げる。
【０００６】
又、特許文献２によるウインドガラス自動貼付装置は、テーブル駆動装置の再駆動前は、チェーン側部材がハンガ側部材の第１の腕に係合してチェーン側部材がハンガ側部材を車体搬送方向に引張り、テーブル駆動装置の再駆動後は、チェーン側部材がハンガ側部材の第２の腕がチェーン側部材に係合してハンガ側部材がチェーン側部材を車体搬送方向に押すように構成された係合装置を備えている。
【０００７】
特許文献２によるウインドガラス自動貼付装置は、係合装置におけるハンマリング（サージング）が無くなり、ハンマリング（サージング）がある場合に生じていたロボットとすくい上げ装置・車体との振動係数の差によって生じるロボットと車体との振動による位置ずれ（微動）も生じなくなり、精度高くウインドガラスを車体に貼付することができる、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−３４４５５号公報
【特許文献２】特開２０００−２７２５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１による自動組付け方法は、部品組立用のロボットとワークを搭載したハンガとを同期進行させて、部品を組付けている。したがって、部品の組付けが完了するまで、ハンガを移動させるチェーンコンベアを停止させることが必要であるという問題がある。
【００１０】
同様に、特許文献２による自動組付け装置は、ワークを搬送するハンガにテーブルを同期させて前進駆動させて、部品を組付けている。したがって、部品を組付けの際、チェーンコンベアとハンガとの係合部のガタを無くし、ハンマリング、サージングなどを防止するため、密着状態を維持する手段が必要となり構造が複雑化する。
【００１１】
チェーンコンベアを停止することなく駆動して、車体に部品を組付けることができれば、組立ラインの前工程又は後工程で他の作業をすることもでき、自動車の製造ライン全体として、生産性を向上できる。
【００１２】
又、特許文献１による車体の自動組付け方法、及び特許文献２による自動組付け装置は、チェーン（パワーチェーン）とハンガとが係合した状態で、部品を車体に組付けている。したがって、パワーチェーンの振動が車体に伝達して、精度高く部品を車体に組付けることを困難にしている。
【００１３】
部品を車体に組付け中は、チェーンコンベアとハンガとの係合を解除できれば、精度高く部品を車体に組付けることができる。以上のことを達成することが本発明の課題であった。
【００１４】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、生産性を向上でき、かつ精度高く部品を車体に組付けることが可能な組付け搬送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】
【００１５】
本発明者らは、上記目的を達成するため、車体を懸架するハンガが車体の組付けステーションに到達して部品を車体に組み付ける間は、ハンガとチェーンコンベアとの係合を解除して、チェーンコンベアからの振動などの外乱を無くし、部品を車体に組付け後は、ハンガとチェーンコンベアとが再び係合するように、組付け搬送装置を構成することにより、上記の課題を解決したもので、これに基づいて、以下のような新たな組付け搬送装置を提供するに至った。
【００１６】
本発明の請求項１による組付け搬送装置は、製造ラインに配置された搬送手段と、前記搬送手段に牽引されるワーク搭載手段と、前記搬送手段と同じライン上を往復動する自走手段と、この自走手段と同期して移動する部品組み付け手段と、を備え、前記搬送手段は、前記自走手段が移動を開始する始端部では前記ワーク搭載手段との係合が解除され、前記自走手段が移動を終了する終端部では前記ワーク搭載手段が再び係合する。
【００１７】
本発明の請求項２による組付け搬送装置は、請求項１記載の組付け搬送装置において、前記搬送手段は、コンベアレールに案内されて移動するパワーチェーンを備え、前記パワーチェーンは、前記ワーク搭載手段側に係合自在な係合手段を有し、この係合手段は、係合解除と再係合を前記コンベアレールと前記ワーク搭載手段との相対位置を変化させることにより可能としている。
【００１８】
本発明の請求項３による組付け搬送装置は、請求項１又は２記載の組付け搬送装置において、前記自走手段は、前記搬送手段に搭載された車体を位置決めする位置決め手段と、前記搬送手段を着脱可能に締結するクランプ手段と、前記ラインの床面上を所定の速度で走行させる駆動手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１９】
本発明による組付け搬送装置は、チェーンコンベアを停止することなく駆動して、車体に部品を組付けることができるので、自動車の製造ライン全体として、生産性を向上できる。
【００２０】
又、本発明による組付け搬送装置は、部品を車体に組付け中は、チェーンコンベアとハンガとの係合を解除している。したがって、パワーチェーンの振動が車体に伝達することなく、精度高く部品を車体に組付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態による組付け搬送装置の構成を示す側面図である。
【図２】前記実施形態による組付け搬送装置の縦断面図であり、組付け搬送装置を背面側から観ている。
【図３】前記実施形態による組付け搬送装置の平面図であり、車体及びハンガを横断面で示している。
【図４】前記実施形態による組付け搬送装置の側面図であり、フロントトロリを拡大して示している。
【図５】前記実施形態による組付け搬送装置の側面図であり、パワーチェーンとフロントトロリとの係合関係を示す状態変化図である。
【図６】図４のＶ−Ｖ矢視断面図である。
【図７】前記実施形態による組付け搬送装置の背面図であり、自走台車の駆動部を拡大して示している。
【図８】前記実施形態による組付け搬送装置の部分側面図であり、自走台車に備わるリフトアップ装置の構成を概略で示している。
【図９】前記実施形態による組付け搬送装置の部分側面図であり、自走台車に備わるクランプ装置を拡大して示している。
【図１０】前記実施形態による組付け搬送装置の背面図である。
【図１１】前記実施形態による組付け搬送装置の動作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】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
【００２３】
［組付け搬送装置の構成］
最初に、本発明の一実施形態による組付け搬送装置の構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態による組付け搬送装置の構成を示す側面図である。図２は、前記実施形態による組付け搬送装置の縦断面図であり、組付け搬送装置を背面側から観ている。
【００２４】
又、図３は、前記実施形態による組付け搬送装置の平面図であり、車体及びハンガを横断面で示している。図４は、前記実施形態による組付け搬送装置の側面図であり、フロントトロリを拡大して示している。図５は、前記実施形態による組付け搬送装置の側面図であり、パワーチェーンとフロントトロリとの係合関係を示す状態変化図である。図６は、図４のＶ−Ｖ矢視断面図である。
【００２５】
本発明の実施形態による組付け搬送装置１０は、搬送手段となるチェーンコンベア１、ワーク搭載手段となるハンガ２、自走手段となる自走台車３、及び部品組み付け手段となる部品組み付けロボット（以下、ロボットと略称する）４を備えている。
【００２６】
（チェーンコンベアの構成）
チェーンコンベア１は、自動車の製造ラインに沿って、上方に配置されている。ハンガ２は、車体Ｗを懸架し、チェーンコンベア１に牽引される。自走台車３は、ハンガ２と共に車体Ｗが搭載され、部品組立ラインＡＬを往復動することができる。ロボット４は、自走台車３と同期して移動することができる。
【００２７】
チェーンコンベア１は、コンベアレール１１、パワーチェーン１２、及び一対の案内レール１３・１３を備えている。コンベアレール１１は、自動車の製造ラインに沿って、上方に配置されている。パワーチェーン１２は、コンベアレール１１に案内されて、移動することができる。
【００２８】
一対の案内レール１３・１３は、パワーチェーン１２の直下に配置されている。一対の案内レール１３・１３は、コンベアレール１１に並設されている。案内レール１３は、断面がＣ型のチャンネル材を連結している。一対の案内レール１３・１３は、それらの開口部が対向するように配置されている。
【００２９】
図１又は図２を参照すると、コンベアレール１１は、断面がＩ型のチャンネル材を連結している。コンベアレール１１は、天井に敷設された門型の支持梁１５の横梁１５ａの中央部に、コンベアレール１１の上端が固定されている。又、縦梁１６は、コンベアレール１１と案内レール１３とが適宜な間隔になるように固定している。支持梁１５及び縦梁１６は、自動車の製造ラインに沿って、適宜な間隔で設けられている。
【００３０】
図４及び図６を参照すると、パワーチェーン１２は、センタリンク１２ａとサイドリンク１２ｂとを交互にピン１２ｐで連結している。センタリンク１２ａは、Ｕ字状に分岐した一対のトロリブラケット１２１を突出している。トロリブラケット１２１の先端部には、ローラ１２ｃを片持ち状に支持している。一対のローラ１２ｃ・１２ｃは、コンベアレール１１の垂直ウェッブを間にして、対向するように配置されている。一対のローラ１２ｃ・１２ｃは、コンベアレール１１の水平フランジに沿って、転動できる。
【００３１】
図４及び図６を参照すると、パワーチェーン１２は、複数のトロリブラケット１２１及びローラ１２ｃを介して、コンベアレール１１に懸架されているので、下方に湾曲するように垂れ下がることが防止されている。パワーチェーン１２は、図示しないスプロケットに駆動されて、一方の方向に移動できる。そして、一部のセンタリンク１２ａには、案内レール１３に向けて突出する係合手段となる係合爪１２２を有している。
【００３２】
（ハンガの構成）
図１から図６を参照すると、ハンガ２は、フロントトロリ２１、一組のロードトロリ２２・２２、及びリアトロリ２３を上部に備えている。フロントトロリ２１は、ハンガ２の進行方向の前方に延出している。又、フロントトロリ２１は、案内レール１３に案内されて移動できる。
【００３３】
一組のロードトロリ２２・２２は、ハンガ２に直結している。一組のロードトロリ２２・２２は、案内レール１３に懸架されると共に、案内レール１３に案内されてその軌道を移動できる。リアトロリ２３は、ハンガ２の進行方向と逆方向の後方に延出している。又、リアトロリ２３は、案内レール１３に案内されて移動できる。
【００３４】
フロントトロリ２１と前部のロードトロリ２２とは、第１リンク（連接棒）２４で回動自在に連結されている。リアトロリ２３と後部のロードトロリ２２とは、第２リンク（連接棒）２４で回動自在に連結されている。
【００３５】
図４から図６を参照すると、フロントトロリ２１は、その本体となるブラケット２１ａの上部に一組のローラ２１ｂ・２１ｂを回転自在に支持している。これらのローラ２１ｂ・２１ｂは、ブラケット２１ａを貫通する支持軸の両端部に一対に取り付けられている。そして、これらのローラ２１ｂ・２１ｂは、案内レール１３の水平フランジに沿って転動できる。又、フロントトロリ２１は、ブラケット２１ａと案内レール１３との直接接触を防止するために、一組のサイドローラ２１ｃ・２１ｃを回転自在に支持している。
【００３６】
図１を参照すると、案内レール１３は、床面ＦＬと略平行に配置されている。図５に示すように、部品組立ラインＡＬの始端部に至るまでは、案内レール１３とコンベアレール１１が係合距離Ｈ０に保たれている。そして、パワーチェーン１２に設けた係合爪１２２がフロントトロリ２１を牽引できる。
【００３７】
図５に示すように、部品組立ラインＡＬの始端部では、コンベアレール１１の軌道が上方に変位して、案内レール１３とコンベアレール１１が離間距離Ｈ１に保たれている。そして、係合爪１２２とフロントトロリ２１に設けた係合凹部２１０が離間する。したがって、パワーチェーン１２とフロントトロリ２１（つまり、ハンガ２）とをそれぞれ独立して運動できる。
【００３８】
一方、図５に示すように、部品組立ラインＡＬの終端部では、コンベアレール１１の軌道が下方に変位して、案内レール１３とコンベアレール１１が係合距離Ｈ０に復帰している。そして、係合爪１２２と係合凹部２１０が再び係合して、パワーチェーン１２がフロントトロリ２１を牽引できる。
【００３９】
図４に示すように、フロントトロリ２１は、その前方（先端部）に突出した係止爪２１１を開閉する作動レバー２１ｄを有している。作動レバー２１ｄの中間部は、ブラケット２１ａに回動可能に連結している。作動レバー２１ｄは、第１アーム２１ｅ及び第２アーム２１ｆにリンク機構で連結している。第１アーム２１ｅと第２アーム２１ｆの間には、係合凹部２１０が設けられている。
【００４０】
図４に示すように、通常は、係止爪２１１に対して、作動レバー２１ｄが閉じている。そして、係合凹部２１０に係合爪１２２が係合して、パワーチェーン１２がフロントトロリ２１（ハンガ２）を牽引できる。一方、リアトロリ２３に設けた解除爪２３ｄ（図１参照）が係止爪２１１に挿入されると、作動レバー２１ｄが開くと共に、第１アーム２１ｅ及び第２アーム２１ｆが変位して（図４の２点鎖線を参照）、係合凹部２１０と係合爪１２２の係合が解除される。そして、フロントトロリ２１は、ハンガ２の移動を停止する。
【００４１】
又、図４に示すように、前方に位置するハンガ２が進行方向に移動して、解除爪２３ｄがフロントトロリ２１から離間すると、作動レバー２１ｄが復帰して、係合凹部２１０と係合爪１２２とが再び係合可能になる。そして、ハンガ２を進行方向に移動できる。
【００４２】
なお、フロントトロリ２１は、作動レバー２１ｄの運動が第１アーム２１ｅ及び第２アーム２１ｆに伝動するが、第１アーム２１ｅ及び第２アーム２１ｆの運動が作動レバー２１ｄに伝動しない、不可逆な構成のリンク機構になっている。
【００４３】
又、フロントトロリ２１は、係合爪１２２が第２アーム２１ｆに向かって進行すると、係合爪１２２に押されて第２アーム２１ｆが傾倒し、係合爪１２２が第２アーム２１ｆを乗り越えた後は、第２アーム２１ｆが復帰するように構成されている。係合爪１２２が第１アーム２１ｅに当接して、ハンガ２を移動している時に、ハンガ２が前方に慣性力で進行しても、第２アーム２１ｆが係合爪１２２に当接して前進を抑えることができる。
【００４４】
図１及び図２に示すように、ロードトロリ２２は、その本体となるブラケット２２ａの上部に一組のローラ２２ｂ・２２ｂを回転自在に支持している。これらのローラ２２ｂ・２２ｂは、案内レール１３の水平フランジに沿って転動できる。又、リアトロリ２３は、その本体となるブラケット２３ａの上部に一組のローラ２３ｂ・２３ｂを回転自在に支持している。これらのローラ２３ｂ・２３ｂは、案内レール１３の水平フランジに沿って転動できる。
【００４５】
又、ハンガ２は、その上部に設けた枠体２６と一対の対向するアーム２７・２７を有している。アーム２７は、例えば、複数のパイプ部材が溶接で接合された剛体からなり、基端部が枠体２６に固定されている。
【００４６】
一対のアーム２７・２７の前部の先端部には、車体Ｗの底面を支持する一対の受け部２７ａ・２７ａが設けられている。一対のアーム２７・２７の後部の先端部には、車体Ｗの底面を支持する一対の受け部２７ｂ・２７ｂが設けられている。そして、これらの受け部２７ａ・２７ａ及び２７ｂ・２７ｂには、ハンガ２に車体Ｗを位置決めするための位置決めピン２７ｐが突出している。
【００４７】
図２に示すように、支持梁１５の縦梁１５ｂの下端部には、断面がＣ型のガイドレール１４を固定している。一対のガイドレール１４・１４は、それらの開口部が対向するように配置されている。一方、ハンガ２の枠体２６の上部には、対向する一対のローラ２６ｂ・２６ｂを配置している。そして、一対のローラ２６ｂ・２６ｂが一対のガイドレール１４・１４と転動しつつ、水平方向の移動が規制されることにより、ハンガ２の揺れが防止されている。
【００４８】
引き続き、実施形態による組付け搬送装置１０の構成を説明する。図７は、前記実施形態による組付け搬送装置の背面図であり、自走台車の駆動部を拡大して示している。図８は、前記実施形態による組付け搬送装置の部分側面図であり、自走台車に備わるリフトアップ装置の構成を概略で示している。
【００４９】
又、図９は、前記実施形態による組付け搬送装置の部分側面図であり、自走台車に備わるクランプ装置を拡大して示している。図１０は、前記実施形態による組付け搬送装置の背面図である。
【００５０】
（自走台車の構成）
自走台車３は、図７に示すように、ハンガ２に搭載された車体Ｗを位置決めする位置決め手段となる位置決め装置３１を備えている。又、自走台車３は、図９に示すように、ハンガ２を着脱可能に締結するクランプ手段となるクランプ装置３２を備えている。更に、自走台車３は、図７に示すように、部品組立ラインＡＬの床面ＦＬ上を所定の速度で走行させる駆動手段となる駆動装置３３を備えている。又、自走台車３は、図８に示すように、車体Ｗを昇降させる昇降装置３４を備えている。
【００５１】
図３を参照すると、自走台車３は、複数の角パイプが略矩形に枠組みされたフレーム３０を備えている。フレーム３０は、フロントフレーム３０ｆ及びリアフレーム３０ｒと、これらのフロントフレーム３０ｆ及びリアフレーム３０ｒの両端部が接合された一対のサイドフレーム３０ａと、を有している。
【００５２】
図１及び図２に示すように、部品組立ラインＡＬには、その始端部から終端部に向けて、一対のレール板５１・５１が床面ＦＬに敷設されている。一方、自走台車３は、複数の固定車輪３ｗをフレーム３０の底部に取り付けている。そして、これらの固定車輪３ｗは、一対のレール板５１・５１上を転動できる。なお、一対のレール板５１・５１は、それらの高さ（厚さ）を調整できるように、複数のスペーサ板が積層されている。
【００５３】
図２及び図７に示すように、一対のレール板５１・５１の間には、レール板５２が配置されている。レール板５２は、床面ＦＬに敷設されている。レール板５２は、部品組立ラインＡＬの始端部から終端部に向けて、配置されている。なお、レール板５２は、その高さ（厚さ）を調整できるように、複数のスペーサ板が積層されている。
【００５４】
図２及び図７に示すように、レール板５２の中央部には、直進レール５ｒを固定している。一方、自走台車３は、一対のベアリング３ｒ・３ｒをフレーム３０の底部に取り付けている。これらのベアリング３ｒ・３ｒは、直進レール５ｒの両側面を挟持して転動することができる。これにより、自走台車３の直線運動が確保される。又、レール板５２の片翼には、ラック５３を固定している。ラック５３は、後述するピニオン３３ｐと噛み合っている。
【００５５】
図３及び図７に示すように、ハンガ２のアーム２７の下部に設けられた左右二つの位置決めピン２７ｐの下方には、位置決め装置３１が配置されている。実体として、位置決め装置３１は、複動型のエアシリンダＣＬ１であって、そのシリンダ本体３１０がフレーム３０に固定されている。
【００５６】
図７に示すように、エアシリンダＣＬ１のピストンロッドの先端部には、位置決め部材３１ａが固定されている。位置決め部材３１ａの先端面は、開口しており、この開口に位置決めピン２７ｐの基端部が挿入されることにより、ハンガ２と自走台車３を精密に位置決めできる。図７は、エアシリンダＣＬ１のピストンロッドが進出した状態であり、このピストンロッドを後退することにより、エアシリンダＣＬ１と位置決めピン２７ｐとの係合を解除できる。
【００５７】
図１を参照すると、自走台車３は、部品組立ラインＡＬの始端部で待機している。そして、チェーンコンベア１に牽引されたハンガ２は、自走台車３にクランプされた状態で、部品組立ラインＡＬの終端部に向かって移動される。
【００５８】
図５を参照すると、部品組立ラインＡＬの始端部では、コンベアレール１１の軌道が上方に変位して、案内レール１３とコンベアレール１１が離間距離Ｈ１に保たれている。したがって、自走台車３が移動を開始する始端部では、パワーチェーン１２とハンガ２との係合が解除される。一方、部品組立ラインＡＬの終端部では、コンベアレール１１の軌道が下方に変位して、案内レール１３とコンベアレール１１が係合距離Ｈ０に復帰している。したがって、自走台車３が移動を終了する終端部では、パワーチェーン１２とハンガ２が再び係合できる。
【００５９】
（クランプ装置の構成）
次に、実施形態によるクランプ装置３２の構成を図９により説明する。クランプ装置は、第１クランプ機構３２１と第２クランプ機構３２２とで構成されている。図１を参照すると、第１クランプ機構３２１は、フレーム３０の両翼に一対に配置されている。同様に、図１を参照すると、第２クランプ機構３２２は、フレーム３０の両翼に一対に配置されている。
【００６０】
複動型のエアシリンダＣＬ２は、第１クランプ機構３２１を駆動できる。又、複動型のエアシリンダＣＬ３は、第２クランプ機構３２２を駆動できる。
【００６１】
第１クランプ機構３２１は、鉤状に形成されたクランプ３２ａとリンク３２ｂを有している。クランプ３２ａの基端部は、リンク３２ｂの一端部と回動自在に連結している。リンク３２ｂの他端部は、エアシリンダＣＬ２のピストンロッドの先端部に連結している。
【００６２】
エアシリンダＣＬ２のピストンロッドが後退した状態では、クランプ３２ａの一辺がピン状部材に当接して、第１クランプ機構３２１は、クランプ３２ａが傾倒するように構成されている。又、ハンガ２のアーム２７がクランプ３２ａを通過後に、エアシリンダＣＬ２のピストンロッドを進出（駆動）すると、第１クランプ機構３２１は、クランプ３２ａの起立姿勢が維持されるように構成されている。そして、一対のエアシリンダＣＬ２・ＣＬ２を同期して駆動すると（図１参照）、自走台車３に対して一対のアーム２７・２７（ハンガ２）を移動しつつ押圧できる。
【００６３】
一方、第２クランプ機構３２２は、鉤状に形成されたクランプ３２ｃ、リンク３２ｄ、及び固定リンク３２ｅからなる倍力装置で構成されている。クランプ３２ｃの基端部は、エアシリンダＣＬ３のピストンロッドの先端部に連結している。クランプ３２ｃの中間部は、リンク３２ｄの一端部と回動可能に連結している。リンク３２ｄの他端部は、固定リンク３２ｅの先端部と回動可能に連結している。
【００６４】
図９に示されるように、エアシリンダＣＬ３のピストンロッドが後退した状態では、クランプ３２ｃには、一方の方向に回動する力が働き、クランプ３２ｃの先端部がアーム２７を押圧できる。そして、一対のエアシリンダＣＬ３・ＣＬ３を同期して駆動（ピストンロッドを後退）すると（図１参照）、自走台車３に対して、クランプ３２ａと協働して一対のアーム２７・２７（ハンガ２）をクランプできる。
【００６５】
（駆動装置の構成）
次に、実施形態による駆動装置３３の構成を図１、図３及び図７により説明する。駆動装置３３は、リアフレーム３０ｒに取り付けられている。駆動装置３３は、モータ３３ｍ及びモータ３３ｍに直結する歯車減速器３３ｃを備えている。歯車減速器３３ｃは、モータ３３ｍの出力軸の回転速度を減速すると共に、モータ３３ｍの出力軸の向きを９０度に変換している。
【００６６】
歯車減速器３３ｃの出力軸には、ピニオン３３ｐを固定している。ピニオン３３ｐは、ラック５３に噛み合っている。モータ３３ｍを駆動して、ピニオン３３ｐを一方の方向に回転すると、部品組立ラインＡＬの始端部から終端部に向けて、自走台車３を前進できる。モータ３３ｍを駆動して、ピニオン３３ｐを他方の方向に回転すると、部品組立ラインＡＬの終端部から始端部に向けて、自走台車３を後退できる。
【００６７】
なお、部品組立ラインＡＬの始端部側には、図３に示すように、リアフレーム３０ｒに当接可能な一対のショックアブソーバ５４・５４を床面ＦＬに固定している。これにより、自走台車３が後退して停止するときの衝撃を緩和できる。
【００６８】
（昇降装置の構成）
次に、実施形態による昇降装置３４の構成を図２、図３及び図８により説明する。昇降装置３４は、一対の前部昇降台３４ａ・３４ａ、及び一対の後部昇降台３４ｂ・３４ｂを備えている。又、昇降装置３４は、一対の前部昇降台３４ａ・３４ａをそれぞれ昇降させる一組の第１昇降機構３４１・３４１と、一対の後部昇降台３４ｂ・３４ｂをそれぞれ昇降させる一組の第２昇降機構３４２・３４２と、を備えている。更に、昇降装置３４は、第１昇降機構３４１を駆動する複動型のエアシリンダＣＬ４と、第２昇降機構３４２を駆動する複動型のエアシリンダＣＬ５と、を備えている。
【００６９】
前部昇降台３４ａは、面積が小さい段部を車体Ｗの前部の底面に当接できる。又、後部昇降台３４ｂは、面積が小さい段部を車体Ｗの後部の底面に当接できる。
【００７０】
第１昇降機構３４１及び第２昇降機構３４２は、「スコットラッセルの機構」、又は「パンタグラフ機構」などからなる直線運動機構であって、前部昇降台３４ａ及び後部昇降台３４ｂを略平行に移動（昇降）できる。
【００７１】
エアシリンダＣＬ４のピストンロッドは、第１昇降機構３４１の起動端に連結している。エアシリンダＣＬ４のピストンロッドを進出すると、前部昇降台３４ａを上昇できる。エアシリンダＣＬ４のピストンロッドを後退すると、前部昇降台３４ａを下降できる。一対のエアシリンダＣＬ４・ＣＬ４を連携して駆動することにより、一対の前部昇降台３４ａ・３４ａを同じタイミングで昇降できる。なお、一対の前部昇降台３４ａ・３４ａは、上昇位置と下降位置が規定されている。
【００７２】
同様に、エアシリンダＣＬ５のピストンロッドは、第２昇降機構３４２の起動端に連結している。エアシリンダＣＬ５のピストンロッドを進出すると、後部昇降台３４ｂを上昇できる。エアシリンダＣＬ５のピストンロッドを後退すると、後部昇降台３４ｂを下降できる。一対のエアシリンダＣＬ５・ＣＬ５を連携して駆動することにより、一対の後部昇降台３４ｂ・３４ｂを同じタイミングで昇降できる。なお、一対の後部昇降台３４ｂ・３４ｂは、上昇位置と下降位置が規定されている。
【００７３】
このように、実施形態による昇降装置３４は、一対のエアシリンダＣＬ４・ＣＬ４、及び一対のエアシリンダＣＬ５・ＣＬ５を連携して駆動することにより、自走台車３に対して、車体Ｗを平行に昇降できる。この場合、図７に示すように、ハンガ２に設けた複数の位置決めピン２７ｐにより、車体Ｗのハンガ２に対する水平面上での相対位置が維持されて、車体Ｗが平行に昇降される。
【００７４】
（ロボットの構成）
次に、実施形態によるロボット４の構成を図２及び図１０により説明する。ロボット４は、車体Ｗ及びハンガ２の搬送路の両側に配置されている。ロボット４は、ロボットフレーム４０に搭載されている。ロボットフレーム４０は、床面ＦＬに敷設され、直進レール５ｒと平行に配置されたレール（図示せず）に案内されて、直進できる。
【００７５】
図２又は図３を参照すると、自走台車３のフレーム３０の両翼には、一組のクランプ片３ｋ・３ｋが延出している。これらのクランプ片３ｋ・３ｋには、終端が半円弧の長穴状のクランプ孔３１ｋが切り欠かれている。そして、ロボットフレーム４０に設けたピン（図示せず）がこれらのクランプ孔３１ｋに高精度に嵌合して、ロボット４を自走台車３と同期して移動することができる。
【００７６】
ロボット４は、多関節型のロボットアーム４１を備えている。実施形態のロボット４は、ロボットアーム４１を上下２段に備えており、これらのロボットアーム４１の先端部に異なる仕様の締付ツールが予め取り付けられている。
【００７７】
例えば、上記の締付ツールは、ボルトを締結する自動締付レンチが設けられ、一方のロボットアーム４１が車体Ｗの内部に進出して、屈曲した後に、締付ツールを回転することにより、車体Ｗの内部のボルトを締結できる。又、ロボットアーム４１は、車体Ｗに対して、相対的に移動可能であり、自走台車３が移動中に、車体Ｗの内部の複数のボルトを締結できる。
【００７８】
［組付け搬送装置の動作及び作用］
次に、実施形態による組付け搬送装置１０の構成を補足しながら、組付け搬送装置１０の動作及び作用を説明する。図１１は、前記実施形態による組付け搬送装置の動作を示すフローチャートである。
【００７９】
図１又は図４から図６を参照すると、一対の案内レール１３・１３は、部品組立ラインＡＬの床面ＦＬと略平行に敷設されている。一方、コンベアレール１１は、部品組立ラインＡＬの始端部において、一対の案内レール１３・１３と離間すべく、コンベアレール１１の軌道が上方に変位している。したがって、部品組立ラインＡＬの始端部では、係合凹部２１０と係合爪１２２の係合が解除される。
【００８０】
又、図１を参照すると、コンベアレール１１は、部品組立ラインＡＬの終端部において、一対の案内レール１３・１３に近づくように、コンベアレール１１の軌道が下方に変位して復帰している。したがって、部品組立ラインＡＬの終端部では、係合凹部２１０と係合爪１２２とが再び係合される。なお、部品組立ラインＡＬの始端部と終端部の間は、一対の案内レール１３・１３とコンベアレール１１の離間距離Ｈ１が略平行に保たれている。
【００８１】
次に、図１１を参照して、実施形態による組付け搬送装置１０の動作を説明する。なお、図１１では、符号を省略する場合がある。最初に、自走台車３は、部品組立ラインＡＬの始端部で予め待機しているものとする。又、ロボット４は、自走台車３に連結しているものとする。
【００８２】
車体Ｗを懸架したハンガ２がチェーンコンベア１に牽引されて、部品組立ラインＡＬの始端部に到達すると、チェーンコンベア１とハンガ２の係合が解除される（ステップＳ１）。次に、ハンガ２を自走台車３にクランプする（ステップＳ２）。次に、昇降装置３４を駆動して、車体Ｗを上昇（リフトアップ）する（ステップＳ３）。これにより、自走台車３に対して車体Ｗ及びハンガ２が位置決めされた状態で、車体Ｗ及びハンガ２が自走台車３に搭載される。
【００８３】
次に、駆動装置３３を駆動して、自走台車３を部品組立ラインＡＬの終端部に向けて前進させる（ステップＳ４）。自走台車３が前進中は、ロボット４が同期して進行しているので、車体Ｗにロボット４でボルトなどの部品を組み付けることができる。次に、自走台車３が部品組立ラインＡＬの終端部に到達すると、自走台車３を停止する（ステップＳ５）。なお、ロボット４の作業状況を監視して、自走台車３の移動速度を調整、又は自走台車３を途中停止することも可能である。
【００８４】
次に、昇降装置３４を駆動して、車体Ｗを下降（ローダウン）する（ステップＳ６）。これにより、車体Ｗと自走台車３の係合が解除される。次に、ハンガ２と自走台車３のクランプを解除する（ステップＳ７）。次に、チェーンコンベア１とハンガ２が再び係合して（ステップＳ８）、車体Ｗを懸架したハンガ２が後工程に移動した後は、直ちに、自走台車３を部品組立ラインＡＬの始端部に向けて後退させる（ステップＳ４）。そして、自走台車３を部品組立ラインＡＬの始端部で待機させて、一連の動作を終了する。
【００８５】
本発明の実施形態による組付け搬送装置１０は、チェーンコンベア１を停止することなく駆動して、車体Ｗにボルトなどの部品を組付けることができるので、自動車の製造ライン全体として、生産性を向上できる。
【００８６】
又、本発明の実施形態による組付け搬送装置１０は、ボルトなどの部品を車体Ｗに組付け中は、チェーンコンベア１とハンガ２との係合を解除している。したがって、パワーチェーン１２の振動が車体に伝達することなく、精度高く、ボルトなどの部品を車体に組付けることができる。
【００８７】
本発明の実施形態による自走台車３は、モータ３３ｍの出力軸を水平方向に配置するなど工夫した、扁平な薄型の低床台車となっている。したがって、部品組立ラインの室内高を低減することも可能になる。
【００８８】
本発明の実施形態による組付け搬送装置１０は、自走台車３とロボット４とが別体で構成されているので、ロボット４に規定されることなく、自走台車３をコンパクトにすることもできる。
【００８９】
本発明は、部品組み付けロボットを利用した組付け搬送装置を開示したが、本発明による技術思想を応用すれば、溶接ロボットを利用した車体の自動溶接装置も実現できる。
【符号の説明】
【００９０】
１ チェーンコンベア（搬送手段）
２ ハンガ（ワーク搭載手段）
３ 自走台車（自走手段）
４ ロボット（部品組み付け手段）
１０ 組付け搬送装置
ＡＬ 部品組立ライン
Ｗ 車体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組付け搬送装置に関する。特に、搬送されてきたワークに部品を組み付ける組付け装置に適した組付け搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の組立ラインでは、ロボットを用いて、塗装後の車体に各種の部品を組み付けている。このような組立ラインでは、例えば、オーバーヘッドコンベア（チェーンコンベア）に懸架されたハンガに塗装工程を経た車体を搭載して、車体を搬送しながら、ロボットを用いて、各種の部品を組み付けている。
【０００３】
ロボットを用いた車体の自動組付け方法としては、自走式のロボットと車体を懸架するハンガを同期進行（同期追従）させて、ウインドガラス（部品）を車体に組付ける方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、ロボットを用いた組付け搬送装置としては、車体搬送装置、テーブル、テーブル駆動装置、ロボット、及びすくい上げ装置からなるウインドガラス自動貼付装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
組立ラインに設けた車体搬送装置（オーバーヘッドコンベア）は、車体を載せて搬送する。テーブルは、ウインドガラス貼付ステーションで車体搬送方向及びそれと反対方向に移動できる。テーブル駆動装置は、車体がウインドガラス貼付ステーションに進入してきたときに、テーブルを車体と同期して前進駆動させ、ウインドガラスを車体に貼付後、テーブルを元の位置に戻す。ロボットは、テーブルに設置されてテーブルと共に移動される。すくい上げ装置は、テーブル上に設置されて搬送中の車体をすくい上げる。
【０００６】
又、特許文献２によるウインドガラス自動貼付装置は、テーブル駆動装置の再駆動前は、チェーン側部材がハンガ側部材の第１の腕に係合してチェーン側部材がハンガ側部材を車体搬送方向に引張り、テーブル駆動装置の再駆動後は、チェーン側部材がハンガ側部材の第２の腕がチェーン側部材に係合してハンガ側部材がチェーン側部材を車体搬送方向に押すように構成された係合装置を備えている。
【０００７】
特許文献２によるウインドガラス自動貼付装置は、係合装置におけるハンマリング（サージング）が無くなり、ハンマリング（サージング）がある場合に生じていたロボットとすくい上げ装置・車体との振動係数の差によって生じるロボットと車体との振動による位置ずれ（微動）も生じなくなり、精度高くウインドガラスを車体に貼付することができる、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−３４４５５号公報
【特許文献２】特開２０００−２７２５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１による自動組付け方法は、部品組立用のロボットとワークを搭載したハンガとを同期進行させて、部品を組付けている。したがって、部品の組付けが完了するまで、ハンガを移動させるチェーンコンベアを停止させることが必要であるという問題がある。
【００１０】
同様に、特許文献２による自動組付け装置は、ワークを搬送するハンガにテーブルを同期させて前進駆動させて、部品を組付けている。したがって、部品を組付けの際、チェーンコンベアとハンガとの係合部のガタを無くし、ハンマリング、サージングなどを防止するため、密着状態を維持する手段が必要となり構造が複雑化する。
【００１１】
チェーンコンベアを停止することなく駆動して、車体に部品を組付けることができれば、組立ラインの前工程又は後工程で他の作業をすることもでき、自動車の製造ライン全体として、生産性を向上できる。
【００１２】
又、特許文献１による車体の自動組付け方法、及び特許文献２による自動組付け装置は、チェーン（パワーチェーン）とハンガとが係合した状態で、部品を車体に組付けている。したがって、パワーチェーンの振動が車体に伝達して、精度高く部品を車体に組付けることを困難にしている。
【００１３】
部品を車体に組付け中は、チェーンコンベアとハンガとの係合を解除できれば、精度高く部品を車体に組付けることができる。以上のことを達成することが本発明の課題であった。
【００１４】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、生産性を向上でき、かつ精度高く部品を車体に組付けることが可能な組付け搬送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】
【００１５】
本発明者らは、上記目的を達成するため、車体を懸架するハンガが車体の組付けステーションに到達して部品を車体に組み付ける間は、ハンガとチェーンコンベアとの係合を解除して、チェーンコンベアからの振動などの外乱を無くし、部品を車体に組付け後は、ハンガとチェーンコンベアとが再び係合するように、組付け搬送装置を構成することにより、上記の課題を解決したもので、これに基づいて、以下のような新たな組付け搬送装置を提供するに至った。
【００１６】
本発明の請求項１による組付け搬送装置は、製造ラインに配置された搬送手段と、前記搬送手段に牽引されるワーク搭載手段と、前記搬送手段と同じライン上を往復動する自走手段と、この自走手段と同期して移動する部品組み付け手段と、を備え、前記搬送手段は、前記自走手段が移動を開始する始端部では前記ワーク搭載手段との係合が解除され、前記自走手段が移動を終了する終端部では前記ワーク搭載手段が再び係合する。
【００１７】
本発明の請求項２による組付け搬送装置は、請求項１記載の組付け搬送装置において、前記搬送手段は、コンベアレールに案内されて移動するパワーチェーンを備え、前記パワーチェーンは、前記ワーク搭載手段側に係合自在な係合手段を有し、この係合手段は、係合解除と再係合を前記コンベアレールと前記ワーク搭載手段との相対位置を変化させることにより可能としている。
【００１８】
本発明の請求項３による組付け搬送装置は、請求項１又は２記載の組付け搬送装置において、前記自走手段は、前記搬送手段に搭載された車体を位置決めする位置決め手段と、前記搬送手段を着脱可能に締結するクランプ手段と、前記ラインの床面上を所定の速度で走行させる駆動手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１９】
本発明による組付け搬送装置は、チェーンコンベアを停止することなく駆動して、車体に部品を組付けることができるので、自動車の製造ライン全体として、生産性を向上できる。
【００２０】
又、本発明による組付け搬送装置は、部品を車体に組付け中は、チェーンコンベアとハンガとの係合を解除している。したがって、パワーチェーンの振動が車体に伝達することなく、精度高く部品を車体に組付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態による組付け搬送装置の構成を示す側面図である。
【図２】前記実施形態による組付け搬送装置の縦断面図であり、組付け搬送装置を背面側から観ている。
【図３】前記実施形態による組付け搬送装置の平面図であり、車体及びハンガを横断面で示している。
【図４】前記実施形態による組付け搬送装置の側面図であり、フロントトロリを拡大して示している。
【図５】前記実施形態による組付け搬送装置の側面図であり、パワーチェーンとフロントトロリとの係合関係を示す状態変化図である。
【図６】図４のＶ−Ｖ矢視断面図である。
【図７】前記実施形態による組付け搬送装置の背面図であり、自走台車の駆動部を拡大して示している。
【図８】前記実施形態による組付け搬送装置の部分側面図であり、自走台車に備わるリフトアップ装置の構成を概略で示している。
【図９】前記実施形態による組付け搬送装置の部分側面図であり、自走台車に備わるクランプ装置を拡大して示している。
【図１０】前記実施形態による組付け搬送装置の背面図である。
【図１１】前記実施形態による組付け搬送装置の動作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】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
【００２３】
［組付け搬送装置の構成］
最初に、本発明の一実施形態による組付け搬送装置の構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態による組付け搬送装置の構成を示す側面図である。図２は、前記実施形態による組付け搬送装置の縦断面図であり、組付け搬送装置を背面側から観ている。
【００２４】
又、図３は、前記実施形態による組付け搬送装置の平面図であり、車体及びハンガを横断面で示している。図４は、前記実施形態による組付け搬送装置の側面図であり、フロントトロリを拡大して示している。図５は、前記実施形態による組付け搬送装置の側面図であり、パワーチェーンとフロントトロリとの係合関係を示す状態変化図である。図６は、図４のＶ−Ｖ矢視断面図である。
【００２５】
本発明の実施形態による組付け搬送装置１０は、搬送手段となるチェーンコンベア１、ワーク搭載手段となるハンガ２、自走手段となる自走台車３、及び部品組み付け手段となる部品組み付けロボット（以下、ロボットと略称する）４を備えている。
【００２６】
（チェーンコンベアの構成）
チェーンコンベア１は、自動車の製造ラインに沿って、上方に配置されている。ハンガ２は、車体Ｗを懸架し、チェーンコンベア１に牽引される。自走台車３は、ハンガ２と共に車体Ｗが搭載され、部品組立ラインＡＬを往復動することができる。ロボット４は、自走台車３と同期して移動することができる。
【００２７】
チェーンコンベア１は、コンベアレール１１、パワーチェーン１２、及び一対の案内レール１３・１３を備えている。コンベアレール１１は、自動車の製造ラインに沿って、上方に配置されている。パワーチェーン１２は、コンベアレール１１に案内されて、移動することができる。
【００２８】
一対の案内レール１３・１３は、パワーチェーン１２の直下に配置されている。一対の案内レール１３・１３は、コンベアレール１１に並設されている。案内レール１３は、断面がＣ型のチャンネル材を連結している。一対の案内レール１３・１３は、それらの開口部が対向するように配置されている。
【００２９】
図１又は図２を参照すると、コンベアレール１１は、断面がＩ型のチャンネル材を連結している。コンベアレール１１は、天井に敷設された門型の支持梁１５の横梁１５ａの中央部に、コンベアレール１１の上端が固定されている。又、縦梁１６は、コンベアレール１１と案内レール１３とが適宜な間隔になるように固定している。支持梁１５及び縦梁１６は、自動車の製造ラインに沿って、適宜な間隔で設けられている。
【００３０】
図４及び図６を参照すると、パワーチェーン１２は、センタリンク１２ａとサイドリンク１２ｂとを交互にピン１２ｐで連結している。センタリンク１２ａは、Ｕ字状に分岐した一対のトロリブラケット１２１を突出している。トロリブラケット１２１の先端部には、ローラ１２ｃを片持ち状に支持している。一対のローラ１２ｃ・１２ｃは、コンベアレール１１の垂直ウェッブを間にして、対向するように配置されている。一対のローラ１２ｃ・１２ｃは、コンベアレール１１の水平フランジに沿って、転動できる。
【００３１】
図４及び図６を参照すると、パワーチェーン１２は、複数のトロリブラケット１２１及びローラ１２ｃを介して、コンベアレール１１に懸架されているので、下方に湾曲するように垂れ下がることが防止されている。パワーチェーン１２は、図示しないスプロケットに駆動されて、一方の方向に移動できる。そして、一部のセンタリンク１２ａには、案内レール１３に向けて突出する係合手段となる係合爪１２２を有している。
【００３２】
（ハンガの構成）
図１から図６を参照すると、ハンガ２は、フロントトロリ２１、一組のロードトロリ２２・２２、及びリアトロリ２３を上部に備えている。フロントトロリ２１は、ハンガ２の進行方向の前方に延出している。又、フロントトロリ２１は、案内レール１３に案内されて移動できる。
【００３３】
一組のロードトロリ２２・２２は、ハンガ２に直結している。一組のロードトロリ２２・２２は、案内レール１３に懸架されると共に、案内レール１３に案内されてその軌道を移動できる。リアトロリ２３は、ハンガ２の進行方向と逆方向の後方に延出している。又、リアトロリ２３は、案内レール１３に案内されて移動できる。
【００３４】
フロントトロリ２１と前部のロードトロリ２２とは、第１リンク（連接棒）２４で回動自在に連結されている。リアトロリ２３と後部のロードトロリ２２とは、第２リンク（連接棒）２４で回動自在に連結されている。
【００３５】
図４から図６を参照すると、フロントトロリ２１は、その本体となるブラケット２１ａの上部に一組のローラ２１ｂ・２１ｂを回転自在に支持している。これらのローラ２１ｂ・２１ｂは、ブラケット２１ａを貫通する支持軸の両端部に一対に取り付けられている。そして、これらのローラ２１ｂ・２１ｂは、案内レール１３の水平フランジに沿って転動できる。又、フロントトロリ２１は、ブラケット２１ａと案内レール１３との直接接触を防止するために、一組のサイドローラ２１ｃ・２１ｃを回転自在に支持している。
【００３６】
図１を参照すると、案内レール１３は、床面ＦＬと略平行に配置されている。図５に示すように、部品組立ラインＡＬの始端部に至るまでは、案内レール１３とコンベアレール１１が係合距離Ｈ０に保たれている。そして、パワーチェーン１２に設けた係合爪１２２がフロントトロリ２１を牽引できる。
【００３７】
図５に示すように、部品組立ラインＡＬの始端部では、コンベアレール１１の軌道が上方に変位して、案内レール１３とコンベアレール１１が離間距離Ｈ１に保たれている。そして、係合爪１２２とフロントトロリ２１に設けた係合凹部２１０が離間する。したがって、パワーチェーン１２とフロントトロリ２１（つまり、ハンガ２）とをそれぞれ独立して運動できる。
【００３８】
一方、図５に示すように、部品組立ラインＡＬの終端部では、コンベアレール１１の軌道が下方に変位して、案内レール１３とコンベアレール１１が係合距離Ｈ０に復帰している。そして、係合爪１２２と係合凹部２１０が再び係合して、パワーチェーン１２がフロントトロリ２１を牽引できる。
【００３９】
図４に示すように、フロントトロリ２１は、その前方（先端部）に突出した係止爪２１１を開閉する作動レバー２１ｄを有している。作動レバー２１ｄの中間部は、ブラケット２１ａに回動可能に連結している。作動レバー２１ｄは、第１アーム２１ｅ及び第２アーム２１ｆにリンク機構で連結している。第１アーム２１ｅと第２アーム２１ｆの間には、係合凹部２１０が設けられている。
【００４０】
図４に示すように、通常は、係止爪２１１に対して、作動レバー２１ｄが閉じている。そして、係合凹部２１０に係合爪１２２が係合して、パワーチェーン１２がフロントトロリ２１（ハンガ２）を牽引できる。一方、リアトロリ２３に設けた解除爪２３ｄ（図１参照）が係止爪２１１に挿入されると、作動レバー２１ｄが開くと共に、第１アーム２１ｅ及び第２アーム２１ｆが変位して（図４の２点鎖線を参照）、係合凹部２１０と係合爪１２２の係合が解除される。そして、フロントトロリ２１は、ハンガ２の移動を停止する。
【００４１】
又、図４に示すように、前方に位置するハンガ２が進行方向に移動して、解除爪２３ｄがフロントトロリ２１から離間すると、作動レバー２１ｄが復帰して、係合凹部２１０と係合爪１２２とが再び係合可能になる。そして、ハンガ２を進行方向に移動できる。
【００４２】
なお、フロントトロリ２１は、作動レバー２１ｄの運動が第１アーム２１ｅ及び第２アーム２１ｆに伝動するが、第１アーム２１ｅ及び第２アーム２１ｆの運動が作動レバー２１ｄに伝動しない、不可逆な構成のリンク機構になっている。
【００４３】
又、フロントトロリ２１は、係合爪１２２が第２アーム２１ｆに向かって進行すると、係合爪１２２に押されて第２アーム２１ｆが傾倒し、係合爪１２２が第２アーム２１ｆを乗り越えた後は、第２アーム２１ｆが復帰するように構成されている。係合爪１２２が第１アーム２１ｅに当接して、ハンガ２を移動している時に、ハンガ２が前方に慣性力で進行しても、第２アーム２１ｆが係合爪１２２に当接して前進を抑えることができる。
【００４４】
図１及び図２に示すように、ロードトロリ２２は、その本体となるブラケット２２ａの上部に一組のローラ２２ｂ・２２ｂを回転自在に支持している。これらのローラ２２ｂ・２２ｂは、案内レール１３の水平フランジに沿って転動できる。又、リアトロリ２３は、その本体となるブラケット２３ａの上部に一組のローラ２３ｂ・２３ｂを回転自在に支持している。これらのローラ２３ｂ・２３ｂは、案内レール１３の水平フランジに沿って転動できる。
【００４５】
又、ハンガ２は、その上部に設けた枠体２６と一対の対向するアーム２７・２７を有している。アーム２７は、例えば、複数のパイプ部材が溶接で接合された剛体からなり、基端部が枠体２６に固定されている。
【００４６】
一対のアーム２７・２７の前部の先端部には、車体Ｗの底面を支持する一対の受け部２７ａ・２７ａが設けられている。一対のアーム２７・２７の後部の先端部には、車体Ｗの底面を支持する一対の受け部２７ｂ・２７ｂが設けられている。そして、これらの受け部２７ａ・２７ａ及び２７ｂ・２７ｂには、ハンガ２に車体Ｗを位置決めするための位置決めピン２７ｐが突出している。
【００４７】
図２に示すように、支持梁１５の縦梁１５ｂの下端部には、断面がＣ型のガイドレール１４を固定している。一対のガイドレール１４・１４は、それらの開口部が対向するように配置されている。一方、ハンガ２の枠体２６の上部には、対向する一対のローラ２６ｂ・２６ｂを配置している。そして、一対のローラ２６ｂ・２６ｂが一対のガイドレール１４・１４と転動しつつ、水平方向の移動が規制されることにより、ハンガ２の揺れが防止されている。
【００４８】
引き続き、実施形態による組付け搬送装置１０の構成を説明する。図７は、前記実施形態による組付け搬送装置の背面図であり、自走台車の駆動部を拡大して示している。図８は、前記実施形態による組付け搬送装置の部分側面図であり、自走台車に備わるリフトアップ装置の構成を概略で示している。
【００４９】
又、図９は、前記実施形態による組付け搬送装置の部分側面図であり、自走台車に備わるクランプ装置を拡大して示している。図１０は、前記実施形態による組付け搬送装置の背面図である。
【００５０】
（自走台車の構成）
自走台車３は、図７に示すように、ハンガ２に搭載された車体Ｗを位置決めする位置決め手段となる位置決め装置３１を備えている。又、自走台車３は、図９に示すように、ハンガ２を着脱可能に締結するクランプ手段となるクランプ装置３２を備えている。更に、自走台車３は、図７に示すように、部品組立ラインＡＬの床面ＦＬ上を所定の速度で走行させる駆動手段となる駆動装置３３を備えている。又、自走台車３は、図８に示すように、車体Ｗを昇降させる昇降装置３４を備えている。
【００５１】
図３を参照すると、自走台車３は、複数の角パイプが略矩形に枠組みされたフレーム３０を備えている。フレーム３０は、フロントフレーム３０ｆ及びリアフレーム３０ｒと、これらのフロントフレーム３０ｆ及びリアフレーム３０ｒの両端部が接合された一対のサイドフレーム３０ａと、を有している。
【００５２】
図１及び図２に示すように、部品組立ラインＡＬには、その始端部から終端部に向けて、一対のレール板５１・５１が床面ＦＬに敷設されている。一方、自走台車３は、複数の固定車輪３ｗをフレーム３０の底部に取り付けている。そして、これらの固定車輪３ｗは、一対のレール板５１・５１上を転動できる。なお、一対のレール板５１・５１は、それらの高さ（厚さ）を調整できるように、複数のスペーサ板が積層されている。
【００５３】
図２及び図７に示すように、一対のレール板５１・５１の間には、レール板５２が配置されている。レール板５２は、床面ＦＬに敷設されている。レール板５２は、部品組立ラインＡＬの始端部から終端部に向けて、配置されている。なお、レール板５２は、その高さ（厚さ）を調整できるように、複数のスペーサ板が積層されている。
【００５４】
図２及び図７に示すように、レール板５２の中央部には、直進レール５ｒを固定している。一方、自走台車３は、一対のベアリング３ｒ・３ｒをフレーム３０の底部に取り付けている。これらのベアリング３ｒ・３ｒは、直進レール５ｒの両側面を挟持して転動することができる。これにより、自走台車３の直線運動が確保される。又、レール板５２の片翼には、ラック５３を固定している。ラック５３は、後述するピニオン３３ｐと噛み合っている。
【００５５】
図３及び図７に示すように、ハンガ２のアーム２７の下部に設けられた左右二つの位置決めピン２７ｐの下方には、位置決め装置３１が配置されている。実体として、位置決め装置３１は、複動型のエアシリンダＣＬ１であって、そのシリンダ本体３１０がフレーム３０に固定されている。
【００５６】
図７に示すように、エアシリンダＣＬ１のピストンロッドの先端部には、位置決め部材３１ａが固定されている。位置決め部材３１ａの先端面は、開口しており、この開口に位置決めピン２７ｐの基端部が挿入されることにより、ハンガ２と自走台車３を精密に位置決めできる。図７は、エアシリンダＣＬ１のピストンロッドが進出した状態であり、このピストンロッドを後退することにより、エアシリンダＣＬ１と位置決めピン２７ｐとの係合を解除できる。
【００５７】
図１を参照すると、自走台車３は、部品組立ラインＡＬの始端部で待機している。そして、チェーンコンベア１に牽引されたハンガ２は、自走台車３にクランプされた状態で、部品組立ラインＡＬの終端部に向かって移動される。
【００５８】
図５を参照すると、部品組立ラインＡＬの始端部では、コンベアレール１１の軌道が上方に変位して、案内レール１３とコンベアレール１１が離間距離Ｈ１に保たれている。したがって、自走台車３が移動を開始する始端部では、パワーチェーン１２とハンガ２との係合が解除される。一方、部品組立ラインＡＬの終端部では、コンベアレール１１の軌道が下方に変位して、案内レール１３とコンベアレール１１が係合距離Ｈ０に復帰している。したがって、自走台車３が移動を終了する終端部では、パワーチェーン１２とハンガ２が再び係合できる。
【００５９】
（クランプ装置の構成）
次に、実施形態によるクランプ装置３２の構成を図９により説明する。クランプ装置は、第１クランプ機構３２１と第２クランプ機構３２２とで構成されている。図１を参照すると、第１クランプ機構３２１は、フレーム３０の両翼に一対に配置されている。同様に、図１を参照すると、第２クランプ機構３２２は、フレーム３０の両翼に一対に配置されている。
【００６０】
複動型のエアシリンダＣＬ２は、第１クランプ機構３２１を駆動できる。又、複動型のエアシリンダＣＬ３は、第２クランプ機構３２２を駆動できる。
【００６１】
第１クランプ機構３２１は、鉤状に形成されたクランプ３２ａとリンク３２ｂを有している。クランプ３２ａの基端部は、リンク３２ｂの一端部と回動自在に連結している。リンク３２ｂの他端部は、エアシリンダＣＬ２のピストンロッドの先端部に連結している。
【００６２】
エアシリンダＣＬ２のピストンロッドが後退した状態では、クランプ３２ａの一辺がピン状部材に当接して、第１クランプ機構３２１は、クランプ３２ａが傾倒するように構成されている。又、ハンガ２のアーム２７がクランプ３２ａを通過後に、エアシリンダＣＬ２のピストンロッドを進出（駆動）すると、第１クランプ機構３２１は、クランプ３２ａの起立姿勢が維持されるように構成されている。そして、一対のエアシリンダＣＬ２・ＣＬ２を同期して駆動すると（図１参照）、自走台車３に対して一対のアーム２７・２７（ハンガ２）を移動しつつ押圧できる。
【００６３】
一方、第２クランプ機構３２２は、鉤状に形成されたクランプ３２ｃ、リンク３２ｄ、及び固定リンク３２ｅからなる倍力装置で構成されている。クランプ３２ｃの基端部は、エアシリンダＣＬ３のピストンロッドの先端部に連結している。クランプ３２ｃの中間部は、リンク３２ｄの一端部と回動可能に連結している。リンク３２ｄの他端部は、固定リンク３２ｅの先端部と回動可能に連結している。
【００６４】
図９に示されるように、エアシリンダＣＬ３のピストンロッドが後退した状態では、クランプ３２ｃには、一方の方向に回動する力が働き、クランプ３２ｃの先端部がアーム２７を押圧できる。そして、一対のエアシリンダＣＬ３・ＣＬ３を同期して駆動（ピストンロッドを後退）すると（図１参照）、自走台車３に対して、クランプ３２ａと協働して一対のアーム２７・２７（ハンガ２）をクランプできる。
【００６５】
（駆動装置の構成）
次に、実施形態による駆動装置３３の構成を図１、図３及び図７により説明する。駆動装置３３は、リアフレーム３０ｒに取り付けられている。駆動装置３３は、モータ３３ｍ及びモータ３３ｍに直結する歯車減速器３３ｃを備えている。歯車減速器３３ｃは、モータ３３ｍの出力軸の回転速度を減速すると共に、モータ３３ｍの出力軸の向きを９０度に変換している。
【００６６】
歯車減速器３３ｃの出力軸には、ピニオン３３ｐを固定している。ピニオン３３ｐは、ラック５３に噛み合っている。モータ３３ｍを駆動して、ピニオン３３ｐを一方の方向に回転すると、部品組立ラインＡＬの始端部から終端部に向けて、自走台車３を前進できる。モータ３３ｍを駆動して、ピニオン３３ｐを他方の方向に回転すると、部品組立ラインＡＬの終端部から始端部に向けて、自走台車３を後退できる。
【００６７】
なお、部品組立ラインＡＬの始端部側には、図３に示すように、リアフレーム３０ｒに当接可能な一対のショックアブソーバ５４・５４を床面ＦＬに固定している。これにより、自走台車３が後退して停止するときの衝撃を緩和できる。
【００６８】
（昇降装置の構成）
次に、実施形態による昇降装置３４の構成を図２、図３及び図８により説明する。昇降装置３４は、一対の前部昇降台３４ａ・３４ａ、及び一対の後部昇降台３４ｂ・３４ｂを備えている。又、昇降装置３４は、一対の前部昇降台３４ａ・３４ａをそれぞれ昇降させる一組の第１昇降機構３４１・３４１と、一対の後部昇降台３４ｂ・３４ｂをそれぞれ昇降させる一組の第２昇降機構３４２・３４２と、を備えている。更に、昇降装置３４は、第１昇降機構３４１を駆動する複動型のエアシリンダＣＬ４と、第２昇降機構３４２を駆動する複動型のエアシリンダＣＬ５と、を備えている。
【００６９】
前部昇降台３４ａは、面積が小さい段部を車体Ｗの前部の底面に当接できる。又、後部昇降台３４ｂは、面積が小さい段部を車体Ｗの後部の底面に当接できる。
【００７０】
第１昇降機構３４１及び第２昇降機構３４２は、「スコットラッセルの機構」、又は「パンタグラフ機構」などからなる直線運動機構であって、前部昇降台３４ａ及び後部昇降台３４ｂを略平行に移動（昇降）できる。
【００７１】
エアシリンダＣＬ４のピストンロッドは、第１昇降機構３４１の起動端に連結している。エアシリンダＣＬ４のピストンロッドを進出すると、前部昇降台３４ａを上昇できる。エアシリンダＣＬ４のピストンロッドを後退すると、前部昇降台３４ａを下降できる。一対のエアシリンダＣＬ４・ＣＬ４を連携して駆動することにより、一対の前部昇降台３４ａ・３４ａを同じタイミングで昇降できる。なお、一対の前部昇降台３４ａ・３４ａは、上昇位置と下降位置が規定されている。
【００７２】
同様に、エアシリンダＣＬ５のピストンロッドは、第２昇降機構３４２の起動端に連結している。エアシリンダＣＬ５のピストンロッドを進出すると、後部昇降台３４ｂを上昇できる。エアシリンダＣＬ５のピストンロッドを後退すると、後部昇降台３４ｂを下降できる。一対のエアシリンダＣＬ５・ＣＬ５を連携して駆動することにより、一対の後部昇降台３４ｂ・３４ｂを同じタイミングで昇降できる。なお、一対の後部昇降台３４ｂ・３４ｂは、上昇位置と下降位置が規定されている。
【００７３】
このように、実施形態による昇降装置３４は、一対のエアシリンダＣＬ４・ＣＬ４、及び一対のエアシリンダＣＬ５・ＣＬ５を連携して駆動することにより、自走台車３に対して、車体Ｗを平行に昇降できる。この場合、図７に示すように、ハンガ２に設けた複数の位置決めピン２７ｐにより、車体Ｗのハンガ２に対する水平面上での相対位置が維持されて、車体Ｗが平行に昇降される。
【００７４】
（ロボットの構成）
次に、実施形態によるロボット４の構成を図２及び図１０により説明する。ロボット４は、車体Ｗ及びハンガ２の搬送路の両側に配置されている。ロボット４は、ロボットフレーム４０に搭載されている。ロボットフレーム４０は、床面ＦＬに敷設され、直進レール５ｒと平行に配置されたレール（図示せず）に案内されて、直進できる。
【００７５】
図２又は図３を参照すると、自走台車３のフレーム３０の両翼には、一組のクランプ片３ｋ・３ｋが延出している。これらのクランプ片３ｋ・３ｋには、終端が半円弧の長穴状のクランプ孔３１ｋが切り欠かれている。そして、ロボットフレーム４０に設けたピン（図示せず）がこれらのクランプ孔３１ｋに高精度に嵌合して、ロボット４を自走台車３と同期して移動することができる。
【００７６】
ロボット４は、多関節型のロボットアーム４１を備えている。実施形態のロボット４は、ロボットアーム４１を上下２段に備えており、これらのロボットアーム４１の先端部に異なる仕様の締付ツールが予め取り付けられている。
【００７７】
例えば、上記の締付ツールは、ボルトを締結する自動締付レンチが設けられ、一方のロボットアーム４１が車体Ｗの内部に進出して、屈曲した後に、締付ツールを回転することにより、車体Ｗの内部のボルトを締結できる。又、ロボットアーム４１は、車体Ｗに対して、相対的に移動可能であり、自走台車３が移動中に、車体Ｗの内部の複数のボルトを締結できる。
【００７８】
［組付け搬送装置の動作及び作用］
次に、実施形態による組付け搬送装置１０の構成を補足しながら、組付け搬送装置１０の動作及び作用を説明する。図１１は、前記実施形態による組付け搬送装置の動作を示すフローチャートである。
【００７９】
図１又は図４から図６を参照すると、一対の案内レール１３・１３は、部品組立ラインＡＬの床面ＦＬと略平行に敷設されている。一方、コンベアレール１１は、部品組立ラインＡＬの始端部において、一対の案内レール１３・１３と離間すべく、コンベアレール１１の軌道が上方に変位している。したがって、部品組立ラインＡＬの始端部では、係合凹部２１０と係合爪１２２の係合が解除される。
【００８０】
又、図１を参照すると、コンベアレール１１は、部品組立ラインＡＬの終端部において、一対の案内レール１３・１３に近づくように、コンベアレール１１の軌道が下方に変位して復帰している。したがって、部品組立ラインＡＬの終端部では、係合凹部２１０と係合爪１２２とが再び係合される。なお、部品組立ラインＡＬの始端部と終端部の間は、一対の案内レール１３・１３とコンベアレール１１の離間距離Ｈ１が略平行に保たれている。
【００８１】
次に、図１１を参照して、実施形態による組付け搬送装置１０の動作を説明する。なお、図１１では、符号を省略する場合がある。最初に、自走台車３は、部品組立ラインＡＬの始端部で予め待機しているものとする。又、ロボット４は、自走台車３に連結しているものとする。
【００８２】
車体Ｗを懸架したハンガ２がチェーンコンベア１に牽引されて、部品組立ラインＡＬの始端部に到達すると、チェーンコンベア１とハンガ２の係合が解除される（ステップＳ１）。次に、ハンガ２を自走台車３にクランプする（ステップＳ２）。次に、昇降装置３４を駆動して、車体Ｗを上昇（リフトアップ）する（ステップＳ３）。これにより、自走台車３に対して車体Ｗ及びハンガ２が位置決めされた状態で、車体Ｗ及びハンガ２が自走台車３に搭載される。
【００８３】
次に、駆動装置３３を駆動して、自走台車３を部品組立ラインＡＬの終端部に向けて前進させる（ステップＳ４）。自走台車３が前進中は、ロボット４が同期して進行しているので、車体Ｗにロボット４でボルトなどの部品を組み付けることができる。次に、自走台車３が部品組立ラインＡＬの終端部に到達すると、自走台車３を停止する（ステップＳ５）。なお、ロボット４の作業状況を監視して、自走台車３の移動速度を調整、又は自走台車３を途中停止することも可能である。
【００８４】
次に、昇降装置３４を駆動して、車体Ｗを下降（ローダウン）する（ステップＳ６）。これにより、車体Ｗと自走台車３の係合が解除される。次に、ハンガ２と自走台車３のクランプを解除する（ステップＳ７）。次に、チェーンコンベア１とハンガ２が再び係合して（ステップＳ８）、車体Ｗを懸架したハンガ２が後工程に移動した後は、直ちに、自走台車３を部品組立ラインＡＬの始端部に向けて後退させる（ステップＳ４）。そして、自走台車３を部品組立ラインＡＬの始端部で待機させて、一連の動作を終了する。
【００８５】
本発明の実施形態による組付け搬送装置１０は、チェーンコンベア１を停止することなく駆動して、車体Ｗにボルトなどの部品を組付けることができるので、自動車の製造ライン全体として、生産性を向上できる。
【００８６】
又、本発明の実施形態による組付け搬送装置１０は、ボルトなどの部品を車体Ｗに組付け中は、チェーンコンベア１とハンガ２との係合を解除している。したがって、パワーチェーン１２の振動が車体に伝達することなく、精度高く、ボルトなどの部品を車体に組付けることができる。
【００８７】
本発明の実施形態による自走台車３は、モータ３３ｍの出力軸を水平方向に配置するなど工夫した、扁平な薄型の低床台車となっている。したがって、部品組立ラインの室内高を低減することも可能になる。
【００８８】
本発明の実施形態による組付け搬送装置１０は、自走台車３とロボット４とが別体で構成されているので、ロボット４に規定されることなく、自走台車３をコンパクトにすることもできる。
【００８９】
本発明は、部品組み付けロボットを利用した組付け搬送装置を開示したが、本発明による技術思想を応用すれば、溶接ロボットを利用した車体の自動溶接装置も実現できる。
【符号の説明】
【００９０】
１ チェーンコンベア（搬送手段）
２ ハンガ（ワーク搭載手段）
３ 自走台車（自走手段）
４ ロボット（部品組み付け手段）
１０ 組付け搬送装置
ＡＬ 部品組立ライン
Ｗ 車体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製造ラインに配置された搬送手段と、
前記搬送手段に牽引されるワーク搭載手段と、
前記搬送手段と同じライン上を往復動する自走手段と、
この自走手段と同期して移動する部品組み付け手段と、を備え、
前記搬送手段は、前記自走手段が移動を開始する始端部では前記ワーク搭載手段との係合が解除され、前記自走手段が移動を終了する終端部では前記ワーク搭載手段が再び係合する組付け搬送装置。
【請求項２】
前記搬送手段は、コンベアレールに案内されて移動するパワーチェーンを備え、
前記パワーチェーンは、前記ワーク搭載手段側に係合自在な係合手段を有し、
この係合手段は、係合解除と再係合を前記コンベアレールと前記ワーク搭載手段との相対位置を変化させることにより可能としている請求項１記載の組付け搬送装置。
【請求項３】
前記自走手段は、
前記搬送手段に搭載された車体を位置決めする位置決め手段と、
前記搬送手段を着脱可能に締結するクランプ手段と、
前記ラインの床面上を所定の速度で走行させる駆動手段と、を備える請求項１又は２記載の組付け搬送装置。
【請求項１】
製造ラインに配置された搬送手段と、
前記搬送手段に牽引されるワーク搭載手段と、
前記搬送手段と同じライン上を往復動する自走手段と、
この自走手段と同期して移動する部品組み付け手段と、を備え、
前記搬送手段は、前記自走手段が移動を開始する始端部では前記ワーク搭載手段との係合が解除され、前記自走手段が移動を終了する終端部では前記ワーク搭載手段が再び係合する組付け搬送装置。
【請求項２】
前記搬送手段は、コンベアレールに案内されて移動するパワーチェーンを備え、
前記パワーチェーンは、前記ワーク搭載手段側に係合自在な係合手段を有し、
この係合手段は、係合解除と再係合を前記コンベアレールと前記ワーク搭載手段との相対位置を変化させることにより可能としている請求項１記載の組付け搬送装置。
【請求項３】
前記自走手段は、
前記搬送手段に搭載された車体を位置決めする位置決め手段と、
前記搬送手段を着脱可能に締結するクランプ手段と、
前記ラインの床面上を所定の速度で走行させる駆動手段と、を備える請求項１又は２記載の組付け搬送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１４３５２１（Ｐ２０１１−１４３５２１Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７７８３（Ｐ２０１０−７７８３）
【出願日】平成２２年１月１８日（２０１０．１．１８）
【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７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１８日（２０１０．１．１８）
【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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