自動車車体の組立装置及び車体組立方法
【課題】自動車車体の組立に必要なスペースを小さくすることが可能であるとともにサイクルタイムの短縮が可能な自動車車体の組立装置及び車体組立方法を提供する。
【解決手段】自動車車体の組立装置１０は、サイドパネルＷ１を搬送する搬送装置１２と、サイドパネルＷ１を溶接位置に位置決めする位置決め治具１４と、サイドパネルＷ１を搬送装置１２から受け取り、位置決め治具１４にセットするロボット１６とを備え、搬送装置１２、位置決め治具１４及びロボット１６が１つの組立ステーション内に設置されている。
【解決手段】自動車車体の組立装置１０は、サイドパネルＷ１を搬送する搬送装置１２と、サイドパネルＷ１を溶接位置に位置決めする位置決め治具１４と、サイドパネルＷ１を搬送装置１２から受け取り、位置決め治具１４にセットするロボット１６とを備え、搬送装置１２、位置決め治具１４及びロボット１６が１つの組立ステーション内に設置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、左右のサイドパネルをフロアやルーフ等の他の車体構成部材に溶接結合して自動車車体を組み立てる自動車車体の組立装置及び車体組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に自動車車体は、組立装置により、左右のサイドパネル、フロア、ルーフ等の複数の車体構成部材が溶接により結合されて組み立てられる（例えば特許文献１参照）。このような組立を行う従来の自動車車体の組立装置は、サイドパネルを含む車体構成部材をセットするセット工程を行うセットステーションと、セットされた車体構成部材を溶接する溶接工程を行う溶接ステーションとを別々に備えている。
【０００３】
上記のように構成された従来の自動車車体の組立装置により自動車車体を組み立てるには、セットステーションで車体構成部材をプリセット用治具でセット（プリセット）した後に、溶接ステーションに搬送し、溶接ステーションに設置された溶接ロボットにより車体構成部材を溶接する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２０３４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の自動車車体の組立装置では、車体構成部材のセット工程と溶接工程とを別々のステーションで行うため、自動車車体の組立に使用するスペースが大きく、設備費用が多くかかる。また、プリセットした車体構成部材をセットステーションから溶接ステーションに搬送する必要があるため、その分、サイクルタイムが長くなっている。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、自動車車体の組立に必要なスペースを小さくすることが可能であるとともにサイクルタイムの短縮が可能な自動車車体の組立装置及び車体組立方法を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明は、左右のサイドパネルをフロアやルーフ等の他の車体構成部材に溶接結合して自動車車体を組み立てる自動車車体の組立装置において、前記サイドパネルを搬送する搬送装置と、前記サイドパネルを溶接位置に位置決めする位置決め治具と、前記サイドパネルを前記搬送装置から受け取り、前記位置決め治具にセットするロボットとを備え、前記搬送装置、前記位置決め治具及び前記ロボットが１つの組立ステーション内に設置されている、ことを特徴とする。
【０００８】
上記の本発明の構成によれば、サイドパネルを搬送する搬送装置、サイドパネル用の位置決め治具及びサイドパネルを移動させるロボットが１つの組立ステーション内に配置されているので、自動車車体の組立に必要なスペースを小さくすることが可能である。また、車体構成部材のセット工程と溶接工程とを別々のステーションで行う従来技術と異なり、本発明では、車体構成部材のセット工程と溶接工程とを１つの組立ステーションで行うので、組立工程のサイクルタイムの短縮が可能である。また、従来では搬送ロボットによりサイドパネルの位置決めを行っていたが、本発明では、位置決め治具によりサイドパネルの位置精度を出すことから、ロボットによる位置決め治具へのサイドパネルのセットに関しては高い位置決め精度が要求されず、ロボット及びこれに装着するハンドリング治具に求められる剛性を小さくでき、ロボットの動作の高速化が可能であり、結果としてサイクルタイムの短縮が可能である。
【０００９】
また、上記の自動車車体の組立装置において、前記ロボットは、ロボット本体と、前記ロボット本体に着脱可能であり且つ前記サイドパネルを前記搬送装置から受け取って前記位置決め治具にセットするためのハンドリング治具とを備え、前記位置決め治具は、前記ハンドリング治具を保持可能に構成されている、ことを特徴とする。
【００１０】
上記の構成によれば、ハンドリング治具を位置決め治具に保持させることにより、別の場所にハンドリング治具の置き場を設ける必要が無いため、その分、省スペース化が可能である。また、ハンドリング治具を位置決め治具に収納するために、サイドパネルの外側（車体の外側になる側）からサイドパネルをハンドリング治具で保持するので、搬送装置から位置決め治具にサイドパネルを移載する際に、サイドパネルを反転させる等の余計な動作が不要であり、結果としてサイクルタイムの短縮が可能である。
【００１１】
また、上記の自動車車体の組立装置において、前記位置決め治具は、ベース部と、前記ベース部から延出する複数のブラケットと、前記各ブラケットの先端部に設けられた把持機構とを備え、前記ベース部と前記把持機構との間に、前記ブラケット間の隙間を通して、前記ハンドリング治具が進入可能なスペースが設けられている、ことを特徴とする。
【００１２】
上記の構成によれば、ブラケット間の隙間を通してハンドリング治具が位置決め治具に進入できるように構成されている。従って、簡単な構成で、位置決め治具内にハンドリング治具を収容するためのスペースを確保することができる。
【００１３】
また、上記の自動車車体の組立装置において、前記ロボットは、前記ロボット本体に着脱可能な溶接ガンをさらに備える、ことを特徴とする。
【００１４】
上記の構成によれば、ロボットがサイドパネルを位置決め治具にセットした後に、ハンドリング治具を溶接ガンに持ち替えて、車体構成部材を溶接することが可能である。すなわち、ロボットは、サイドパネルを移載するための移載ロボットと、車体構成部材を溶接するための溶接ロボットの２つの機能を兼ね備えている。従って、組立ステーションに設置する溶接ロボットの台数を減らすことが可能である。
【００１５】
また、本発明は、左右のサイドパネルをフロアやルーフ等の他の車体構成部材に溶接結合して自動車車体を組み立てる車体組立方法において、ロボット本体と、前記サイドパネルを保持可能であって前記ロボット本体に着脱可能なハンドリング治具とを備えるロボットにより、前記サイドパネルを搬送する搬送装置から前記サイドパネルを受け取り、受け取った前記サイドパネルを、前記サイドパネルを溶接位置に位置決めする位置決め治具にセットし、その後、前記ハンドリング治具を前記位置決め治具内に収納して、前記ロボット本体から前記ハンドリング治具を分離させ、その後、前記ハンドリング治具を前記位置決め治具内に収納した状態で前記サイドパネルと前記車体構成部材とを溶接結合し、前記位置決め治具が前記サイドパネルを開放した後に前記ロボット本体を用いて前記ハンドリング治具を回収する、ことを特徴とする。
【００１６】
上記の本発明の方法によれば、車体構成部材のセット工程と溶接工程とを別々のステーションで行う従来技術と異なり、車体構成部材のセット工程と溶接工程とを１つの組立ステーションで行うので、組立工程のサイクルタイムを短縮化できる。また、ハンドリング治具を位置決め治具に収納することにより、別の場所にハンドリング治具の置き場を設ける必要が無いため、その分、省スペース化が可能である。また、ハンドリング治具を位置決め治具に収納するために、サイドパネルの外側（車体の外側になる側）からサイドパネルをハンドリング治具で保持するので、搬送装置から位置決め治具にサイドパネルを移載する際に、サイドパネルを反転させる等の余計な動作が不要であり、結果としてサイクルタイムの短縮が可能である。
【００１７】
また、上記の車体組立方法において、前記ハンドリング治具を前記位置決め治具に収納して前記ロボット本体から前記ハンドリング治具を分離させた後に、前記ロボット本体に前記溶接ガンを装着し、前記溶接ガンを装着した前記ロボットにより、前記サイドパネルと前記車体構成部材とを溶接結合する、ことを特徴とする。
【００１８】
上記の方法によれば、ロボットがサイドパネルを位置決め治具にセットした後に、ハンドリング治具を溶接ガンに持ち替えて車体構成部材を溶接するので、組立ステーションに設置する溶接ロボットの台数を減らすことが可能である。
【発明の効果】
【００１９】
上記の本発明に係る自動車車体の組立装置及び車体組立方法によれば、自動車車体の組立に必要なスペースを小さくすることが可能であるとともにサイクルタイムの短縮が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動車車体の組立装置の第１状態を示す一部省略正面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る自動車車体の組立装置の第２状態を示す一部省略正面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る自動車車体の組立装置の第３状態を示す一部省略正面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る自動車車体の組立装置を示す全体平面図である。
【図５】図５Ａは、溶接ガンがロボット本体に対して着脱可能であることを説明する図であり、図５Ｂは、ハンドリング治具がロボット本体に対して着脱可能であることを説明する図である。
【図６】図６Ａは、位置決め治具を組立ステーションの内方側から見た図あり、図６Ｂは、サイドパネルを保持した状態の位置決め治を組立ステーションの内方側から見た図である。
【図７】図７Ａは、位置決め治具を図６Ａ中のＡ方向から見た図であり、図７Ｂは、サイドパネルを保持した状態の位置決め治具を図６Ｂ中のＡ方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る自動車車体の組立装置１０について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１〜図３は、本発明の一実施形態に係る自動車車体の組立装置１０を示す一部省略正面図であり、図４は、自動車車体の組立装置１０を示す全体平面図である。自動車車体の組立装置１０（以下、単に「組立装置１０」という）は、左右のサイドパネルＷ１をフロアＷ２やルーフＷ３等の他の車体構成部材Ｗに溶接結合して自動車車体を組み立てるための設備である。
【００２３】
図１〜図４に示すように、組立装置１０は、サイドパネルＷ１を搬送する搬送装置１２と、サイドパネルＷ１を溶接位置に位置決めする位置決め治具１４と、サイドパネルＷ１を搬送装置１２から位置決め治具１４に移載するロボット１６と、車体構成部材Ｗに対して溶接加工をする溶接ロボット１８Ａ〜１８Ｅとを備えており、これらが１つの組立ステーション２２内に設置されている。なお、図１〜図３では、溶接ロボット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｅの図示を省略している。
【００２４】
車体構成部材Ｗは、車体の中核部分を構成するボディＷ４、車体の側面部分を構成するサイドパネルＷ１、車体の下部を構成するフロアＷ２、車体の上部（天井部分）を構成するルーフＷ３等であり、これらが組立装置１０により溶接接合されて自動車車体として組み立てられる。
【００２５】
なお、図示例の車体構成部材Ｗは、トラック車両用の部材として構成されているが、本発明はこれに限られず、セダン型車両、ワゴン型車両、ハイルーフ型車両等、他形態の車両用の部材として構成されてもよい。
【００２６】
組立装置１０の下部側には、ステーション治具２４とボディ投入装置２６が設置されている。ステーション治具２４は、車体構成部材Ｗを載置するための治具である。ボディ投入装置２６は、組立ステーション２２内と、組立ステーション２２の外側との間を水平往復移動可能に構成された可動支持部２７を有し、可動支持部２７上にボディＷ４を載置してボディＷ４を組立ステーション２２内に搬入し、所定位置に載置するための装置である。なお、図示例のボディ投入装置２６の可動支持部２７は、図１の紙面に垂直な方向に移動する。
【００２７】
ステーション治具２４の上方には、前述した搬送装置１２が設置されている。一構成例に係る搬送装置１２は、左右のサイドパネルＷ１を保持可能なパネル保持部３０と、このパネル保持部３０を上述した可動支持部２７と平行な水平方向（図１の紙面に垂直な方向）に移動させる移送機構３２を備えている。
【００２８】
パネル保持部３０によるサイドパネルＷ１の保持形態は、特に限定されず、吸着、把持、係合による吊り下げ等であってよい。移送機構３２の構成としては特に限定されず、例えば、ベルト機構、チェーン機構、ラックアンドピニオン機構、リニアモータ、ボールネジ機構等が挙げられる。
【００２９】
図１に示すように、ロボット１６は、組立ステーション２２の左右両側に配置されている。具体的には、図示例のロボット１６は、ハンド部３７に装着したハンドリング治具３８により搬送装置１２からサイドパネルＷ１を受け取ることができるように、ハンドリング治具３８が搬送装置１２に保持されたサイドパネルＷ１まで到達できるような長さ（高さ）に設定された支持台３４上に設置されている。
【００３０】
各ロボット１６は、ロボット本体３６と、ハンドリング治具３８とを備える。ロボット本体３６は、ハンド部３７（先端部）の位置及び姿勢を三次元的に変化させることが可能な多関節ロボットとして構成されており、図示しない制御部による制御の下、ハンド部３７の位置及び姿勢が制御される。ハンドリング治具３８は、サイドパネルＷ１を搬送装置１２から受け取って位置決め治具１４にセットすることができるように構成されている。
【００３１】
図５に示すように、ハンドリング治具３８は、ロボット本体３６に着脱可能に構成されている。具体的には、ハンドリング治具３８は、サイドパネルＷ１を保持可能な治具本体４０と、治具本体４０に取り付けられた治具側接続部４２とを有している。図示例の治具本体４０には、サイドパネルＷ１が引っ掛かることが可能な支持部４４、４５が設けられ、支持部４４、４５にサイドパネルＷ１を引っ掛けることで、サイドパネルＷ１を保持できるように構成されている。
【００３２】
なお、治具本体４０は、図示例の構成に限られず、サイドパネルＷ１を吸着又は把持するように構成されてもよい。治具側接続部４２は、ロボット本体３６のハンド部３７に着脱可能に構成されている。ロボット本体３６のハンド部３７は、治具側接続部４２を保持及び開放できるように構成されている。
【００３３】
なお、ハンドリング治具３８の大きさ及び形状は、保持対象であるサイドパネルＷ１の大きさ及び形状に応じて適切に設定される。
【００３４】
また、図５Ｂに示すように、ロボット１６は、ロボット本体３６に着脱可能な溶接ガン４６を備えている。このため、この溶接ガン４６には、ロボット本体３６のハンド部３７に着脱可能に構成されたガン側接続部４８が設けられている。溶接ガン４６は、ロボット本体３６から分離しているとき、組立ステーション２２内に設けられたガン置き場４７（図４参照）に載置される。
【００３５】
図５Ｂに示すように、一構成例に係る溶接ガン４６は、いわゆるＣ型ガンとして構成されており、Ｃ形状部材５０と、Ｃ形状部材５０の一端に設けられた可動電極チップ５１と、Ｃ形状部材５０の他端に設けられた固定電極チップ５２とを有している。なお、溶接ガン４６は、Ｘ型ガン等、他の形態の溶接ガンとして構成されてもよい。
【００３６】
図６Ａは、サイドパネルＷ１を保持していないときの位置決め治具１４を組立ステーション２２の内側（ステーション治具２４側）から見た図であり、図６Ｂは、サイドパネルＷ１を保持しているときの位置決め治具１４を組立ステーション２２の内側から見た図である。また、図７Ａは、サイドパネルＷ１を保持していないときの位置決め治具１４を図６Ａ中のＡ方向から見た図であり、図７Ｂは、サイドパネルＷ１を保持しているときの位置決め治具１４を図６Ｂ中のＡ方向から見た図である。
【００３７】
これらの図に示すように、位置決め治具１４は、可動フレーム５４と、可動フレーム５４のステーション治具２４側に設けられた治具本体５６とを有している。可動フレーム５４は、ステーション治具２４に対して接近及び離反する方向（Ｂ方向）に移動可能に、支持フレーム５８によって支持されている。具体的には、支持フレーム５８の上面に設けられたＢ方向に延在するガイドレール５９ａと、ガイドレール５９ａに沿ってスライド可能なスライドブロック５９ｂとによりスライド機構５９が構成されており、このスライド機構５９により、可動フレーム５４がＢ方向に移動自在となっている。
【００３８】
可動フレーム５４は、図示しない治具駆動機構によりＢ方向に進退駆動されることで、サイドパネルＷ１を溶接位置に位置決めする「進出位置」に位置することが可能であるとともに、この進出位置よりも組立ステーション２２の外側方向（図７Ａ及び図７Ｂ中の矢印Ｂ２方向）に所定距離だけ離れた「待機位置」に位置することが可能である。
【００３９】
位置決め治具１４の治具本体５６は、上下方向に延在するベース部６０と、ベース部６０から組立ステーション２２の内方（矢印Ｂ１方向）に延出する複数のブラケット６２と、各ブラケット６２の先端に設けられた（固定された）複数のクランプ機構（把持機構）６４〜６６とを有する。クランプ機構６４〜６６は、車体構成部材Ｗを把持（保持）及び解放することができるように構成されている。
【００４０】
クランプ機構６４は、サイドパネルＷ１を把持するためのものである。このため、クランプ機構６４の配置位置は、サイドパネルＷ１を把持できるように設定されている。
【００４１】
クランプ機構６５は、サイドパネルＷ１とフロアＷ２とを共に把持して両部材の相対位置を位置決めするためのものである。このため、クランプ機構６５の配置位置は、サイドパネルＷ１とフロアＷ２とを共に把持できるように治具本体５６の下部側に設定されている。
【００４２】
クランプ機構６６は、サイドパネルＷ１とルーフＷ３とを共に把持して両部材の相対位置を位置決めするためのものである。このため、クランプ機構６６の配置位置は、サイドパネルＷ１とルーフＷ３とを共に把持できるように治具本体５６の上部側に設定されている。
【００４３】
クランプ機構６４〜６６の配置位置及び個数は、図示例に限られず、把持対象となる車体構成部材Ｗの形状、大きさ等に応じて適切に設定され得ることは勿論である。
【００４４】
なお、位置決め治具１４の治具本体５６において、クランプ機構６５、６６を省略してもよく、この場合、クランプ機構６５の機能を、フロアＷ２用の図示しない位置決め治具に持たせるとともに、クランプ機構６６の機能を、ルーフＷ３用の図示しない位置決め治具に持たせるようにしてもよい。
【００４５】
あるいは、サイドパネルＷ１用の位置決め治具と、フロアＷ２用の位置決め治具と、ルーフＷ３用の位置決め治具を、それぞれのフレーム同士の係合、例えば、ピンがピン用穴に挿入されることによって、相互に位置決めがなされるように構成し、これらフレーム同士の相互位置決めにより各位置決め治具により把持した車体構成部材Ｗ（サイドパネルＷ１、フロアＷ２及びルーフＷ３）が相互に位置決めされるようにしてもよい。
【００４６】
また、ベース部６０の組立ステーション２２の内方側（Ｂ１側）には、サイドパネルＷ１を支持するための支持部材７０と、ベース部６０に対してサイドパネルＷ１を所定位置に位置決めするための位置決めピン７２とが設けられている。
【００４７】
治具本体５６において、クランプ機構６４〜６６とベース部６０との間には、サイドパネルＷ１を一時的に収納（留置）するためのスペース６９が設けられている。このため、各ブラケット６２の配置位置及び長さは、クランプ機構６４〜６６とベース部６０との間にサイドパネルＷ１を収納可能なスペース６９が形成されるように設定されている。
【００４８】
また、ベース部６０の組立ステーション２２の内方側（Ｂ１方向側）には、ハンドリング治具３８を支持するための治具用支持部７４が設けられており、治具本体５６の奥側まで進入したハンドリング治具３８の一部が治具用支持部７４に引っ掛かることで、ハンドリング治具３８が治具本体５６に保持されるように構成されている。
【００４９】
なお、治具本体５６において治具用支持部７４を省略し、その代わりに、治具用支持部７４の機能を、ブラケット６２に持たせるようにしてもよい。すなわち、ハンドリング治具３８の一部（例えば、支持部４４、４５）がブラケット６２に引っ掛かることでハンドリング治具３８が治具本体５６に保持されるようにハンドリング治具３８を構成してもよい。
【００５０】
図４に示すように、組立ステーション２２内には、ステーション治具２４の周囲に複数（図示例では５台）の溶接ロボット１８Ａ〜１８Ｅが配置されている。各溶接ロボット１８Ａ〜１８Ｅは、ロボット本体７６と、ロボット本体７６のハンド部７７に固定された（取り付けられた）溶接ガン７８とを備えている。ロボット本体７６の構成は、上述したロボット１６のロボット本体３６と同様に多関節ロボットとして構成されている。また、溶接ガン７８は、ロボット１６の溶接ガン４６と同様にＣ型ガンとして構成されている。
【００５１】
また、図４に示すように、組立ステーション２２内には、ルーフＷ３を所定の溶接位置に位置決めするためのルーフ搬送ロボット２０が設置されている。ルーフ搬送ロボット２０は、ロボット本体８０と、ロボット本体８０のハンド部８１に固定され（取り付けられ）、ルーフＷ３を把持する把持部８２とを有する。ロボット本体８０は、上述したロボット１６のロボット本体３６と同様に多関節ロボットとして構成されている。
【００５２】
本実施の形態に係る組立装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、以下、その作用及び効果について説明する。
【００５３】
組立装置１０における自動車車体の組立工程では、図１に示すように、まず、搬送装置１２により左右のサイドパネルＷ１をステーション治具２４の上方まで搬送するとともに、ハンド部３７にそれぞれハンドリング治具３８を装着した左右のロボット１６が、図示しない制御部による制御作用下に、それぞれ左右のサイドパネルＷ１をハンドリング治具３８で受け取る。なお、このとき、位置決め治具１４は、組立ステーション２２の外方側の待機位置において待機している。
【００５４】
次に、図２に示すように、各ロボット１６は、搬送装置１２から受け取ったサイドパネルＷ１を位置決め治具１４の治具本体５６にセットする。すなわち、ロボット１６が、サイドパネルＷ１を治具本体５６に対して所定位置に位置させるとともに、治具本体５６のクランプ機構６４がサイドパネルＷ１を把持することにより、サイドパネルＷ１が治具本体５６に対して所定位置に保持及び固定される（図４、図６Ｂ及び図７Ｂ参照）。
【００５５】
クランプ機構６４によりサイドパネルＷ１を把持したら、図７Ｂに示すように、サイドパネルＷ１をハンドリング治具３８から開放して、ロボット１６がハンドリング治具３８を、ブラケット６２間の隙間に設けられたスペース６９を通して、治具本体５６の奥側に移動させることで、サイドパネルＷ１からハンドリング治具３８を離間させる。
【００５６】
そして、ハンドリング治具３８を治具本体５６に保持させる。すなわち、本実施の形態では、ハンドリング治具３８を治具本体５６の奥側に設けられた治具用支持部７４に引っ掛ける。なお、図７Ｂでは、治具本体５６の奥側で保持されたハンドリング治具３８が仮想線で描かれている。
【００５７】
ハンドリング治具３８を治具本体５６に保持させたら、ロボット１６は、ハンド部３７からハンドリング治具３８を分離する。これにより、ハンドリング治具３８が位置決め治具１４（具体的には治具本体５６）に収納（留置）された状態となる。一方、ハンドリング治具３８を開放したロボット本体３６は、ガン置き場４７（図４参照）から溶接ガン４６を受け取る。すなわち、ロボット本体３６は、ハンド部３７に溶接ガン４６を装着し、溶接の準備に入る。
【００５８】
また、位置決め治具１４へのハンドリング治具３８の収納と並行して、ボディ投入装置２６によりボディＷ４が、図示しないフロア投入装置によりフロアＷ２が、それぞれ組立ステーション２２内に投入（搬入）され、ステーション治具２４上に載置及び固定される。
【００５９】
また、位置決め治具１４へのハンドリング治具３８の収納が完了したら、サイドパネルＷ１を保持した位置決め治具１４は、上述した図示しない治具駆動装置により組立ステーション２２の内方（図７Ｂ中のＢ１方向）に向かって所定の進出位置まで移動させられる。これにより、サイドパネルＷ１が所定の溶接位置に位置決めされる。なお、図３では、位置決め治具１４が進出位置へ向かう途中の状態が示されている。
【００６０】
サイドパネルＷ１が所定の溶接位置に位置決めされたら、位置決め治具１４のクランプ機構６５がサイドパネルＷ１とフロアＷ２を共に把持することで両部材の相対位置を位置決めする。次に、ルーフ搬送ロボット２０が、ルーフＷ３をボディＷ４にプリセットし、位置決め治具１４のクランプ機構６６がルーフＷ３とサイドパネルＷ１とを共に把持することで両部材の相対位置を位置決めする。
【００６１】
すべての車体構成部材Ｗについて位置決めが完了したら、溶接ロボット１８Ａ〜１８Ｅ及び溶接ガン４６を装着したロボット１６により、車体構成部材Ｗの所定の仮打ち打点に対して溶接を行う。仮打ち打点に対する溶接が完了したら、位置決め治具１４による車体構成部材Ｗに対する把持（クランプ）を解除し、位置決め治具１４を組立ステーション２２の外方側（図７Ｂ中のＢ２方向）に向かって移動させ、待機位置に退避させる。
【００６２】
また、溶接ガン４６を装着したロボット１６が、担当する溶接箇所の溶接を完了したら、溶接ガン４６をガン置き場に戻す（ロボット本体３６から溶接ガン４６を分離させる）。そして、ロボット本体３６は、待機位置に戻った位置決め治具１４に収納されたハンドリング治具３８を装着して、位置決め治具１４からハンドリング治具３８を取り出す。ハンドリング治具３８を再び装着したロボット１６は、次に組み立てる自動車車体の車体構成部材Ｗとして使用するサイドパネルＷ１を取りに行く。
【００６３】
一方、位置決め治具１４が待機位置に戻る動作、又はロボット本体３６が位置決め治具１４からハンドリング治具３８を取り出す動作と並行して、溶接ロボット１８Ａ〜１８Ｅの全部又は一部が所定の増し打ち打点に対して溶接を行う。すべての増し打ち打点に対する溶接が完了し、自動車車体が組み立てられたら、自動車車体は組立ステーション２２から次の工程のステーションに向けて搬出される。
【００６４】
上述した本実施の形態に係る組立装置１０及び車体組立方法によれば、サイドパネルＷ１を搬送する搬送装置１２、サイドパネルＷ１用の位置決め治具１４及びサイドパネルＷ１を移動させるロボット１６が１つの組立ステーション２２内に配置されているので、自動車車体の組立に必要なスペースを小さくすることが可能である。
【００６５】
また、車体構成部材Ｗのセット工程と溶接工程とを別々のステーションで行う従来技術と異なり、車体構成部材Ｗのセット工程と溶接工程とを１つの組立ステーション２２で行うので、組立工程のサイクルタイムを短縮化できる。
【００６６】
また、位置決め治具１４によりサイドパネルＷ１の位置精度を出すことから、ロボット１６による位置決め治具１４へのサイドパネルＷ１のセットに関しては高い位置決め精度が要求されず、ロボット１６及びこれに装着するハンドリング治具３８に求められる剛性を小さくでき、ロボット１６の動作の高速化が可能であり、結果としてサイクルタイムの短縮が可能である。
【００６７】
さらに、本実施の形態によれば、ハンドリング治具３８を位置決め治具１４に収納することにより、別の場所にハンドリング治具３８の置き場を設ける必要が無いため、その分、省スペース化が可能である。
【００６８】
また、ハンドリング治具３８を位置決め治具１４に収納するために、サイドパネルＷ１の外側（車体の外側になる側）からサイドパネルＷ１をハンドリング治具３８で保持するので、搬送装置１２から位置決め治具１４にサイドパネルＷ１を移載する際に、サイドパネルＷ１を反転させる等の余計な動作が不要であり、結果としてサイクルタイムの短縮が可能である。
【００６９】
上述したように、本実施の形態では、ベース部６０とクランプ機構６４〜６６との間に、ブラケット６２間の隙間を通して、ハンドリング治具３８が進入可能なスペース６９が設けられている。このように、ブラケット６２間の隙間を通してハンドリング治具３８が位置決め治具１４に進入できるように構成されているので、簡単な構成で、位置決め治具１４内にハンドリング治具３８を収容するためのスペース６９を確保することができる。
【００７０】
さらにまた、本実施の形態では、ロボット１６がサイドパネルＷ１を位置決め治具１４にセットした後に、ハンドリング治具３８を溶接ガン４６に持ち替えて、車体構成部材Ｗを溶接する。すなわち、ロボット１６は、サイドパネルＷ１を移載するための移載ロボットと、車体構成部材Ｗを溶接するための溶接ロボットの２つの機能を兼ね備えている。従って、組立ステーション２２に設置する溶接ロボットの台数を減らすことが可能である。
【００７１】
上記において、本発明について好適な実施の形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７２】
１０…自動車車体の組立装置 １２…搬送装置
１４…位置決め治具 １６…ロボット
１８Ａ〜１８Ｅ…溶接ロボット ２２…組立ステーション
３６、７６、８０…ロボット本体 ３８…ハンドリング治具
４０、５６…治具本体 ４６、７８…溶接ガン
６２…ブラケット ６４、６５、６６…クランプ機構
６９…スペース Ｗ…車体構成部材
Ｗ１…サイドパネル Ｗ２…フロア
Ｗ３…ルーフ Ｗ４…ボディ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、左右のサイドパネルをフロアやルーフ等の他の車体構成部材に溶接結合して自動車車体を組み立てる自動車車体の組立装置及び車体組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に自動車車体は、組立装置により、左右のサイドパネル、フロア、ルーフ等の複数の車体構成部材が溶接により結合されて組み立てられる（例えば特許文献１参照）。このような組立を行う従来の自動車車体の組立装置は、サイドパネルを含む車体構成部材をセットするセット工程を行うセットステーションと、セットされた車体構成部材を溶接する溶接工程を行う溶接ステーションとを別々に備えている。
【０００３】
上記のように構成された従来の自動車車体の組立装置により自動車車体を組み立てるには、セットステーションで車体構成部材をプリセット用治具でセット（プリセット）した後に、溶接ステーションに搬送し、溶接ステーションに設置された溶接ロボットにより車体構成部材を溶接する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２０３４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の自動車車体の組立装置では、車体構成部材のセット工程と溶接工程とを別々のステーションで行うため、自動車車体の組立に使用するスペースが大きく、設備費用が多くかかる。また、プリセットした車体構成部材をセットステーションから溶接ステーションに搬送する必要があるため、その分、サイクルタイムが長くなっている。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、自動車車体の組立に必要なスペースを小さくすることが可能であるとともにサイクルタイムの短縮が可能な自動車車体の組立装置及び車体組立方法を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明は、左右のサイドパネルをフロアやルーフ等の他の車体構成部材に溶接結合して自動車車体を組み立てる自動車車体の組立装置において、前記サイドパネルを搬送する搬送装置と、前記サイドパネルを溶接位置に位置決めする位置決め治具と、前記サイドパネルを前記搬送装置から受け取り、前記位置決め治具にセットするロボットとを備え、前記搬送装置、前記位置決め治具及び前記ロボットが１つの組立ステーション内に設置されている、ことを特徴とする。
【０００８】
上記の本発明の構成によれば、サイドパネルを搬送する搬送装置、サイドパネル用の位置決め治具及びサイドパネルを移動させるロボットが１つの組立ステーション内に配置されているので、自動車車体の組立に必要なスペースを小さくすることが可能である。また、車体構成部材のセット工程と溶接工程とを別々のステーションで行う従来技術と異なり、本発明では、車体構成部材のセット工程と溶接工程とを１つの組立ステーションで行うので、組立工程のサイクルタイムの短縮が可能である。また、従来では搬送ロボットによりサイドパネルの位置決めを行っていたが、本発明では、位置決め治具によりサイドパネルの位置精度を出すことから、ロボットによる位置決め治具へのサイドパネルのセットに関しては高い位置決め精度が要求されず、ロボット及びこれに装着するハンドリング治具に求められる剛性を小さくでき、ロボットの動作の高速化が可能であり、結果としてサイクルタイムの短縮が可能である。
【０００９】
また、上記の自動車車体の組立装置において、前記ロボットは、ロボット本体と、前記ロボット本体に着脱可能であり且つ前記サイドパネルを前記搬送装置から受け取って前記位置決め治具にセットするためのハンドリング治具とを備え、前記位置決め治具は、前記ハンドリング治具を保持可能に構成されている、ことを特徴とする。
【００１０】
上記の構成によれば、ハンドリング治具を位置決め治具に保持させることにより、別の場所にハンドリング治具の置き場を設ける必要が無いため、その分、省スペース化が可能である。また、ハンドリング治具を位置決め治具に収納するために、サイドパネルの外側（車体の外側になる側）からサイドパネルをハンドリング治具で保持するので、搬送装置から位置決め治具にサイドパネルを移載する際に、サイドパネルを反転させる等の余計な動作が不要であり、結果としてサイクルタイムの短縮が可能である。
【００１１】
また、上記の自動車車体の組立装置において、前記位置決め治具は、ベース部と、前記ベース部から延出する複数のブラケットと、前記各ブラケットの先端部に設けられた把持機構とを備え、前記ベース部と前記把持機構との間に、前記ブラケット間の隙間を通して、前記ハンドリング治具が進入可能なスペースが設けられている、ことを特徴とする。
【００１２】
上記の構成によれば、ブラケット間の隙間を通してハンドリング治具が位置決め治具に進入できるように構成されている。従って、簡単な構成で、位置決め治具内にハンドリング治具を収容するためのスペースを確保することができる。
【００１３】
また、上記の自動車車体の組立装置において、前記ロボットは、前記ロボット本体に着脱可能な溶接ガンをさらに備える、ことを特徴とする。
【００１４】
上記の構成によれば、ロボットがサイドパネルを位置決め治具にセットした後に、ハンドリング治具を溶接ガンに持ち替えて、車体構成部材を溶接することが可能である。すなわち、ロボットは、サイドパネルを移載するための移載ロボットと、車体構成部材を溶接するための溶接ロボットの２つの機能を兼ね備えている。従って、組立ステーションに設置する溶接ロボットの台数を減らすことが可能である。
【００１５】
また、本発明は、左右のサイドパネルをフロアやルーフ等の他の車体構成部材に溶接結合して自動車車体を組み立てる車体組立方法において、ロボット本体と、前記サイドパネルを保持可能であって前記ロボット本体に着脱可能なハンドリング治具とを備えるロボットにより、前記サイドパネルを搬送する搬送装置から前記サイドパネルを受け取り、受け取った前記サイドパネルを、前記サイドパネルを溶接位置に位置決めする位置決め治具にセットし、その後、前記ハンドリング治具を前記位置決め治具内に収納して、前記ロボット本体から前記ハンドリング治具を分離させ、その後、前記ハンドリング治具を前記位置決め治具内に収納した状態で前記サイドパネルと前記車体構成部材とを溶接結合し、前記位置決め治具が前記サイドパネルを開放した後に前記ロボット本体を用いて前記ハンドリング治具を回収する、ことを特徴とする。
【００１６】
上記の本発明の方法によれば、車体構成部材のセット工程と溶接工程とを別々のステーションで行う従来技術と異なり、車体構成部材のセット工程と溶接工程とを１つの組立ステーションで行うので、組立工程のサイクルタイムを短縮化できる。また、ハンドリング治具を位置決め治具に収納することにより、別の場所にハンドリング治具の置き場を設ける必要が無いため、その分、省スペース化が可能である。また、ハンドリング治具を位置決め治具に収納するために、サイドパネルの外側（車体の外側になる側）からサイドパネルをハンドリング治具で保持するので、搬送装置から位置決め治具にサイドパネルを移載する際に、サイドパネルを反転させる等の余計な動作が不要であり、結果としてサイクルタイムの短縮が可能である。
【００１７】
また、上記の車体組立方法において、前記ハンドリング治具を前記位置決め治具に収納して前記ロボット本体から前記ハンドリング治具を分離させた後に、前記ロボット本体に前記溶接ガンを装着し、前記溶接ガンを装着した前記ロボットにより、前記サイドパネルと前記車体構成部材とを溶接結合する、ことを特徴とする。
【００１８】
上記の方法によれば、ロボットがサイドパネルを位置決め治具にセットした後に、ハンドリング治具を溶接ガンに持ち替えて車体構成部材を溶接するので、組立ステーションに設置する溶接ロボットの台数を減らすことが可能である。
【発明の効果】
【００１９】
上記の本発明に係る自動車車体の組立装置及び車体組立方法によれば、自動車車体の組立に必要なスペースを小さくすることが可能であるとともにサイクルタイムの短縮が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動車車体の組立装置の第１状態を示す一部省略正面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る自動車車体の組立装置の第２状態を示す一部省略正面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る自動車車体の組立装置の第３状態を示す一部省略正面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る自動車車体の組立装置を示す全体平面図である。
【図５】図５Ａは、溶接ガンがロボット本体に対して着脱可能であることを説明する図であり、図５Ｂは、ハンドリング治具がロボット本体に対して着脱可能であることを説明する図である。
【図６】図６Ａは、位置決め治具を組立ステーションの内方側から見た図あり、図６Ｂは、サイドパネルを保持した状態の位置決め治を組立ステーションの内方側から見た図である。
【図７】図７Ａは、位置決め治具を図６Ａ中のＡ方向から見た図であり、図７Ｂは、サイドパネルを保持した状態の位置決め治具を図６Ｂ中のＡ方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る自動車車体の組立装置１０について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１〜図３は、本発明の一実施形態に係る自動車車体の組立装置１０を示す一部省略正面図であり、図４は、自動車車体の組立装置１０を示す全体平面図である。自動車車体の組立装置１０（以下、単に「組立装置１０」という）は、左右のサイドパネルＷ１をフロアＷ２やルーフＷ３等の他の車体構成部材Ｗに溶接結合して自動車車体を組み立てるための設備である。
【００２３】
図１〜図４に示すように、組立装置１０は、サイドパネルＷ１を搬送する搬送装置１２と、サイドパネルＷ１を溶接位置に位置決めする位置決め治具１４と、サイドパネルＷ１を搬送装置１２から位置決め治具１４に移載するロボット１６と、車体構成部材Ｗに対して溶接加工をする溶接ロボット１８Ａ〜１８Ｅとを備えており、これらが１つの組立ステーション２２内に設置されている。なお、図１〜図３では、溶接ロボット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｅの図示を省略している。
【００２４】
車体構成部材Ｗは、車体の中核部分を構成するボディＷ４、車体の側面部分を構成するサイドパネルＷ１、車体の下部を構成するフロアＷ２、車体の上部（天井部分）を構成するルーフＷ３等であり、これらが組立装置１０により溶接接合されて自動車車体として組み立てられる。
【００２５】
なお、図示例の車体構成部材Ｗは、トラック車両用の部材として構成されているが、本発明はこれに限られず、セダン型車両、ワゴン型車両、ハイルーフ型車両等、他形態の車両用の部材として構成されてもよい。
【００２６】
組立装置１０の下部側には、ステーション治具２４とボディ投入装置２６が設置されている。ステーション治具２４は、車体構成部材Ｗを載置するための治具である。ボディ投入装置２６は、組立ステーション２２内と、組立ステーション２２の外側との間を水平往復移動可能に構成された可動支持部２７を有し、可動支持部２７上にボディＷ４を載置してボディＷ４を組立ステーション２２内に搬入し、所定位置に載置するための装置である。なお、図示例のボディ投入装置２６の可動支持部２７は、図１の紙面に垂直な方向に移動する。
【００２７】
ステーション治具２４の上方には、前述した搬送装置１２が設置されている。一構成例に係る搬送装置１２は、左右のサイドパネルＷ１を保持可能なパネル保持部３０と、このパネル保持部３０を上述した可動支持部２７と平行な水平方向（図１の紙面に垂直な方向）に移動させる移送機構３２を備えている。
【００２８】
パネル保持部３０によるサイドパネルＷ１の保持形態は、特に限定されず、吸着、把持、係合による吊り下げ等であってよい。移送機構３２の構成としては特に限定されず、例えば、ベルト機構、チェーン機構、ラックアンドピニオン機構、リニアモータ、ボールネジ機構等が挙げられる。
【００２９】
図１に示すように、ロボット１６は、組立ステーション２２の左右両側に配置されている。具体的には、図示例のロボット１６は、ハンド部３７に装着したハンドリング治具３８により搬送装置１２からサイドパネルＷ１を受け取ることができるように、ハンドリング治具３８が搬送装置１２に保持されたサイドパネルＷ１まで到達できるような長さ（高さ）に設定された支持台３４上に設置されている。
【００３０】
各ロボット１６は、ロボット本体３６と、ハンドリング治具３８とを備える。ロボット本体３６は、ハンド部３７（先端部）の位置及び姿勢を三次元的に変化させることが可能な多関節ロボットとして構成されており、図示しない制御部による制御の下、ハンド部３７の位置及び姿勢が制御される。ハンドリング治具３８は、サイドパネルＷ１を搬送装置１２から受け取って位置決め治具１４にセットすることができるように構成されている。
【００３１】
図５に示すように、ハンドリング治具３８は、ロボット本体３６に着脱可能に構成されている。具体的には、ハンドリング治具３８は、サイドパネルＷ１を保持可能な治具本体４０と、治具本体４０に取り付けられた治具側接続部４２とを有している。図示例の治具本体４０には、サイドパネルＷ１が引っ掛かることが可能な支持部４４、４５が設けられ、支持部４４、４５にサイドパネルＷ１を引っ掛けることで、サイドパネルＷ１を保持できるように構成されている。
【００３２】
なお、治具本体４０は、図示例の構成に限られず、サイドパネルＷ１を吸着又は把持するように構成されてもよい。治具側接続部４２は、ロボット本体３６のハンド部３７に着脱可能に構成されている。ロボット本体３６のハンド部３７は、治具側接続部４２を保持及び開放できるように構成されている。
【００３３】
なお、ハンドリング治具３８の大きさ及び形状は、保持対象であるサイドパネルＷ１の大きさ及び形状に応じて適切に設定される。
【００３４】
また、図５Ｂに示すように、ロボット１６は、ロボット本体３６に着脱可能な溶接ガン４６を備えている。このため、この溶接ガン４６には、ロボット本体３６のハンド部３７に着脱可能に構成されたガン側接続部４８が設けられている。溶接ガン４６は、ロボット本体３６から分離しているとき、組立ステーション２２内に設けられたガン置き場４７（図４参照）に載置される。
【００３５】
図５Ｂに示すように、一構成例に係る溶接ガン４６は、いわゆるＣ型ガンとして構成されており、Ｃ形状部材５０と、Ｃ形状部材５０の一端に設けられた可動電極チップ５１と、Ｃ形状部材５０の他端に設けられた固定電極チップ５２とを有している。なお、溶接ガン４６は、Ｘ型ガン等、他の形態の溶接ガンとして構成されてもよい。
【００３６】
図６Ａは、サイドパネルＷ１を保持していないときの位置決め治具１４を組立ステーション２２の内側（ステーション治具２４側）から見た図であり、図６Ｂは、サイドパネルＷ１を保持しているときの位置決め治具１４を組立ステーション２２の内側から見た図である。また、図７Ａは、サイドパネルＷ１を保持していないときの位置決め治具１４を図６Ａ中のＡ方向から見た図であり、図７Ｂは、サイドパネルＷ１を保持しているときの位置決め治具１４を図６Ｂ中のＡ方向から見た図である。
【００３７】
これらの図に示すように、位置決め治具１４は、可動フレーム５４と、可動フレーム５４のステーション治具２４側に設けられた治具本体５６とを有している。可動フレーム５４は、ステーション治具２４に対して接近及び離反する方向（Ｂ方向）に移動可能に、支持フレーム５８によって支持されている。具体的には、支持フレーム５８の上面に設けられたＢ方向に延在するガイドレール５９ａと、ガイドレール５９ａに沿ってスライド可能なスライドブロック５９ｂとによりスライド機構５９が構成されており、このスライド機構５９により、可動フレーム５４がＢ方向に移動自在となっている。
【００３８】
可動フレーム５４は、図示しない治具駆動機構によりＢ方向に進退駆動されることで、サイドパネルＷ１を溶接位置に位置決めする「進出位置」に位置することが可能であるとともに、この進出位置よりも組立ステーション２２の外側方向（図７Ａ及び図７Ｂ中の矢印Ｂ２方向）に所定距離だけ離れた「待機位置」に位置することが可能である。
【００３９】
位置決め治具１４の治具本体５６は、上下方向に延在するベース部６０と、ベース部６０から組立ステーション２２の内方（矢印Ｂ１方向）に延出する複数のブラケット６２と、各ブラケット６２の先端に設けられた（固定された）複数のクランプ機構（把持機構）６４〜６６とを有する。クランプ機構６４〜６６は、車体構成部材Ｗを把持（保持）及び解放することができるように構成されている。
【００４０】
クランプ機構６４は、サイドパネルＷ１を把持するためのものである。このため、クランプ機構６４の配置位置は、サイドパネルＷ１を把持できるように設定されている。
【００４１】
クランプ機構６５は、サイドパネルＷ１とフロアＷ２とを共に把持して両部材の相対位置を位置決めするためのものである。このため、クランプ機構６５の配置位置は、サイドパネルＷ１とフロアＷ２とを共に把持できるように治具本体５６の下部側に設定されている。
【００４２】
クランプ機構６６は、サイドパネルＷ１とルーフＷ３とを共に把持して両部材の相対位置を位置決めするためのものである。このため、クランプ機構６６の配置位置は、サイドパネルＷ１とルーフＷ３とを共に把持できるように治具本体５６の上部側に設定されている。
【００４３】
クランプ機構６４〜６６の配置位置及び個数は、図示例に限られず、把持対象となる車体構成部材Ｗの形状、大きさ等に応じて適切に設定され得ることは勿論である。
【００４４】
なお、位置決め治具１４の治具本体５６において、クランプ機構６５、６６を省略してもよく、この場合、クランプ機構６５の機能を、フロアＷ２用の図示しない位置決め治具に持たせるとともに、クランプ機構６６の機能を、ルーフＷ３用の図示しない位置決め治具に持たせるようにしてもよい。
【００４５】
あるいは、サイドパネルＷ１用の位置決め治具と、フロアＷ２用の位置決め治具と、ルーフＷ３用の位置決め治具を、それぞれのフレーム同士の係合、例えば、ピンがピン用穴に挿入されることによって、相互に位置決めがなされるように構成し、これらフレーム同士の相互位置決めにより各位置決め治具により把持した車体構成部材Ｗ（サイドパネルＷ１、フロアＷ２及びルーフＷ３）が相互に位置決めされるようにしてもよい。
【００４６】
また、ベース部６０の組立ステーション２２の内方側（Ｂ１側）には、サイドパネルＷ１を支持するための支持部材７０と、ベース部６０に対してサイドパネルＷ１を所定位置に位置決めするための位置決めピン７２とが設けられている。
【００４７】
治具本体５６において、クランプ機構６４〜６６とベース部６０との間には、サイドパネルＷ１を一時的に収納（留置）するためのスペース６９が設けられている。このため、各ブラケット６２の配置位置及び長さは、クランプ機構６４〜６６とベース部６０との間にサイドパネルＷ１を収納可能なスペース６９が形成されるように設定されている。
【００４８】
また、ベース部６０の組立ステーション２２の内方側（Ｂ１方向側）には、ハンドリング治具３８を支持するための治具用支持部７４が設けられており、治具本体５６の奥側まで進入したハンドリング治具３８の一部が治具用支持部７４に引っ掛かることで、ハンドリング治具３８が治具本体５６に保持されるように構成されている。
【００４９】
なお、治具本体５６において治具用支持部７４を省略し、その代わりに、治具用支持部７４の機能を、ブラケット６２に持たせるようにしてもよい。すなわち、ハンドリング治具３８の一部（例えば、支持部４４、４５）がブラケット６２に引っ掛かることでハンドリング治具３８が治具本体５６に保持されるようにハンドリング治具３８を構成してもよい。
【００５０】
図４に示すように、組立ステーション２２内には、ステーション治具２４の周囲に複数（図示例では５台）の溶接ロボット１８Ａ〜１８Ｅが配置されている。各溶接ロボット１８Ａ〜１８Ｅは、ロボット本体７６と、ロボット本体７６のハンド部７７に固定された（取り付けられた）溶接ガン７８とを備えている。ロボット本体７６の構成は、上述したロボット１６のロボット本体３６と同様に多関節ロボットとして構成されている。また、溶接ガン７８は、ロボット１６の溶接ガン４６と同様にＣ型ガンとして構成されている。
【００５１】
また、図４に示すように、組立ステーション２２内には、ルーフＷ３を所定の溶接位置に位置決めするためのルーフ搬送ロボット２０が設置されている。ルーフ搬送ロボット２０は、ロボット本体８０と、ロボット本体８０のハンド部８１に固定され（取り付けられ）、ルーフＷ３を把持する把持部８２とを有する。ロボット本体８０は、上述したロボット１６のロボット本体３６と同様に多関節ロボットとして構成されている。
【００５２】
本実施の形態に係る組立装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、以下、その作用及び効果について説明する。
【００５３】
組立装置１０における自動車車体の組立工程では、図１に示すように、まず、搬送装置１２により左右のサイドパネルＷ１をステーション治具２４の上方まで搬送するとともに、ハンド部３７にそれぞれハンドリング治具３８を装着した左右のロボット１６が、図示しない制御部による制御作用下に、それぞれ左右のサイドパネルＷ１をハンドリング治具３８で受け取る。なお、このとき、位置決め治具１４は、組立ステーション２２の外方側の待機位置において待機している。
【００５４】
次に、図２に示すように、各ロボット１６は、搬送装置１２から受け取ったサイドパネルＷ１を位置決め治具１４の治具本体５６にセットする。すなわち、ロボット１６が、サイドパネルＷ１を治具本体５６に対して所定位置に位置させるとともに、治具本体５６のクランプ機構６４がサイドパネルＷ１を把持することにより、サイドパネルＷ１が治具本体５６に対して所定位置に保持及び固定される（図４、図６Ｂ及び図７Ｂ参照）。
【００５５】
クランプ機構６４によりサイドパネルＷ１を把持したら、図７Ｂに示すように、サイドパネルＷ１をハンドリング治具３８から開放して、ロボット１６がハンドリング治具３８を、ブラケット６２間の隙間に設けられたスペース６９を通して、治具本体５６の奥側に移動させることで、サイドパネルＷ１からハンドリング治具３８を離間させる。
【００５６】
そして、ハンドリング治具３８を治具本体５６に保持させる。すなわち、本実施の形態では、ハンドリング治具３８を治具本体５６の奥側に設けられた治具用支持部７４に引っ掛ける。なお、図７Ｂでは、治具本体５６の奥側で保持されたハンドリング治具３８が仮想線で描かれている。
【００５７】
ハンドリング治具３８を治具本体５６に保持させたら、ロボット１６は、ハンド部３７からハンドリング治具３８を分離する。これにより、ハンドリング治具３８が位置決め治具１４（具体的には治具本体５６）に収納（留置）された状態となる。一方、ハンドリング治具３８を開放したロボット本体３６は、ガン置き場４７（図４参照）から溶接ガン４６を受け取る。すなわち、ロボット本体３６は、ハンド部３７に溶接ガン４６を装着し、溶接の準備に入る。
【００５８】
また、位置決め治具１４へのハンドリング治具３８の収納と並行して、ボディ投入装置２６によりボディＷ４が、図示しないフロア投入装置によりフロアＷ２が、それぞれ組立ステーション２２内に投入（搬入）され、ステーション治具２４上に載置及び固定される。
【００５９】
また、位置決め治具１４へのハンドリング治具３８の収納が完了したら、サイドパネルＷ１を保持した位置決め治具１４は、上述した図示しない治具駆動装置により組立ステーション２２の内方（図７Ｂ中のＢ１方向）に向かって所定の進出位置まで移動させられる。これにより、サイドパネルＷ１が所定の溶接位置に位置決めされる。なお、図３では、位置決め治具１４が進出位置へ向かう途中の状態が示されている。
【００６０】
サイドパネルＷ１が所定の溶接位置に位置決めされたら、位置決め治具１４のクランプ機構６５がサイドパネルＷ１とフロアＷ２を共に把持することで両部材の相対位置を位置決めする。次に、ルーフ搬送ロボット２０が、ルーフＷ３をボディＷ４にプリセットし、位置決め治具１４のクランプ機構６６がルーフＷ３とサイドパネルＷ１とを共に把持することで両部材の相対位置を位置決めする。
【００６１】
すべての車体構成部材Ｗについて位置決めが完了したら、溶接ロボット１８Ａ〜１８Ｅ及び溶接ガン４６を装着したロボット１６により、車体構成部材Ｗの所定の仮打ち打点に対して溶接を行う。仮打ち打点に対する溶接が完了したら、位置決め治具１４による車体構成部材Ｗに対する把持（クランプ）を解除し、位置決め治具１４を組立ステーション２２の外方側（図７Ｂ中のＢ２方向）に向かって移動させ、待機位置に退避させる。
【００６２】
また、溶接ガン４６を装着したロボット１６が、担当する溶接箇所の溶接を完了したら、溶接ガン４６をガン置き場に戻す（ロボット本体３６から溶接ガン４６を分離させる）。そして、ロボット本体３６は、待機位置に戻った位置決め治具１４に収納されたハンドリング治具３８を装着して、位置決め治具１４からハンドリング治具３８を取り出す。ハンドリング治具３８を再び装着したロボット１６は、次に組み立てる自動車車体の車体構成部材Ｗとして使用するサイドパネルＷ１を取りに行く。
【００６３】
一方、位置決め治具１４が待機位置に戻る動作、又はロボット本体３６が位置決め治具１４からハンドリング治具３８を取り出す動作と並行して、溶接ロボット１８Ａ〜１８Ｅの全部又は一部が所定の増し打ち打点に対して溶接を行う。すべての増し打ち打点に対する溶接が完了し、自動車車体が組み立てられたら、自動車車体は組立ステーション２２から次の工程のステーションに向けて搬出される。
【００６４】
上述した本実施の形態に係る組立装置１０及び車体組立方法によれば、サイドパネルＷ１を搬送する搬送装置１２、サイドパネルＷ１用の位置決め治具１４及びサイドパネルＷ１を移動させるロボット１６が１つの組立ステーション２２内に配置されているので、自動車車体の組立に必要なスペースを小さくすることが可能である。
【００６５】
また、車体構成部材Ｗのセット工程と溶接工程とを別々のステーションで行う従来技術と異なり、車体構成部材Ｗのセット工程と溶接工程とを１つの組立ステーション２２で行うので、組立工程のサイクルタイムを短縮化できる。
【００６６】
また、位置決め治具１４によりサイドパネルＷ１の位置精度を出すことから、ロボット１６による位置決め治具１４へのサイドパネルＷ１のセットに関しては高い位置決め精度が要求されず、ロボット１６及びこれに装着するハンドリング治具３８に求められる剛性を小さくでき、ロボット１６の動作の高速化が可能であり、結果としてサイクルタイムの短縮が可能である。
【００６７】
さらに、本実施の形態によれば、ハンドリング治具３８を位置決め治具１４に収納することにより、別の場所にハンドリング治具３８の置き場を設ける必要が無いため、その分、省スペース化が可能である。
【００６８】
また、ハンドリング治具３８を位置決め治具１４に収納するために、サイドパネルＷ１の外側（車体の外側になる側）からサイドパネルＷ１をハンドリング治具３８で保持するので、搬送装置１２から位置決め治具１４にサイドパネルＷ１を移載する際に、サイドパネルＷ１を反転させる等の余計な動作が不要であり、結果としてサイクルタイムの短縮が可能である。
【００６９】
上述したように、本実施の形態では、ベース部６０とクランプ機構６４〜６６との間に、ブラケット６２間の隙間を通して、ハンドリング治具３８が進入可能なスペース６９が設けられている。このように、ブラケット６２間の隙間を通してハンドリング治具３８が位置決め治具１４に進入できるように構成されているので、簡単な構成で、位置決め治具１４内にハンドリング治具３８を収容するためのスペース６９を確保することができる。
【００７０】
さらにまた、本実施の形態では、ロボット１６がサイドパネルＷ１を位置決め治具１４にセットした後に、ハンドリング治具３８を溶接ガン４６に持ち替えて、車体構成部材Ｗを溶接する。すなわち、ロボット１６は、サイドパネルＷ１を移載するための移載ロボットと、車体構成部材Ｗを溶接するための溶接ロボットの２つの機能を兼ね備えている。従って、組立ステーション２２に設置する溶接ロボットの台数を減らすことが可能である。
【００７１】
上記において、本発明について好適な実施の形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７２】
１０…自動車車体の組立装置 １２…搬送装置
１４…位置決め治具 １６…ロボット
１８Ａ〜１８Ｅ…溶接ロボット ２２…組立ステーション
３６、７６、８０…ロボット本体 ３８…ハンドリング治具
４０、５６…治具本体 ４６、７８…溶接ガン
６２…ブラケット ６４、６５、６６…クランプ機構
６９…スペース Ｗ…車体構成部材
Ｗ１…サイドパネル Ｗ２…フロア
Ｗ３…ルーフ Ｗ４…ボディ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右のサイドパネルをフロアやルーフ等の他の車体構成部材に溶接結合して自動車車体を組み立てる自動車車体の組立装置において、
前記サイドパネルを搬送する搬送装置と、
前記サイドパネルを溶接位置に位置決めする位置決め治具と、
前記サイドパネルを前記搬送装置から受け取り、前記位置決め治具にセットするロボットとを備え、
前記搬送装置、前記位置決め治具及び前記ロボットが１つの組立ステーション内に設置されている、
ことを特徴とする自動車車体の組立装置。
【請求項２】
請求項１記載の自動車車体の組立装置において、
前記ロボットは、ロボット本体と、前記ロボット本体に着脱可能であり且つ前記サイドパネルを前記搬送装置から受け取って前記位置決め治具にセットするためのハンドリング治具とを備え、
前記位置決め治具は、前記ハンドリング治具を保持可能に構成されている、
ことを特徴とする自動車車体の組立装置。
【請求項３】
請求項２記載の自動車車体の組立装置において、
前記位置決め治具は、ベース部と、前記ベース部から延出する複数のブラケットと、前記各ブラケットの先端部に設けられた把持機構とを備え、
前記ベース部と前記把持機構との間に、前記ブラケット間の隙間を通して、前記ハンドリング治具が進入可能なスペースが設けられている、
ことを特徴とする自動車車体の組立装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載の自動車車体の組立装置において、
前記ロボットは、前記ロボット本体に着脱可能な溶接ガンをさらに備える、
ことを特徴とする自動車車体の組立装置。
【請求項５】
左右のサイドパネルをフロアやルーフ等の他の車体構成部材に溶接結合して自動車車体を組み立てる車体組立方法において、
ロボット本体と、前記サイドパネルを保持可能であって前記ロボット本体に着脱可能なハンドリング治具とを備えるロボットにより、前記サイドパネルを搬送する搬送装置から前記サイドパネルを受け取り、受け取った前記サイドパネルを、前記サイドパネルを溶接位置に位置決めする位置決め治具にセットし、
その後、前記ハンドリング治具を前記位置決め治具内に収納して、前記ロボット本体から前記ハンドリング治具を分離させ、
その後、前記ハンドリング治具を前記位置決め治具内に収納した状態で前記サイドパネルと前記車体構成部材とを溶接結合し、
前記位置決め治具が前記サイドパネルを開放した後に前記ロボット本体を用いて前記ハンドリング治具を回収する、
ことを特徴とする車体組立方法。
【請求項６】
請求項５記載の車体組立方法において、
前記ハンドリング治具を前記位置決め治具に収納して前記ロボット本体から前記ハンドリング治具を分離させた後に、前記ロボット本体に前記溶接ガンを装着し、
前記溶接ガンを装着した前記ロボットにより、前記サイドパネルと前記車体構成部材とを溶接結合する、
ことを特徴とする車体組立方法。
【請求項１】
左右のサイドパネルをフロアやルーフ等の他の車体構成部材に溶接結合して自動車車体を組み立てる自動車車体の組立装置において、
前記サイドパネルを搬送する搬送装置と、
前記サイドパネルを溶接位置に位置決めする位置決め治具と、
前記サイドパネルを前記搬送装置から受け取り、前記位置決め治具にセットするロボットとを備え、
前記搬送装置、前記位置決め治具及び前記ロボットが１つの組立ステーション内に設置されている、
ことを特徴とする自動車車体の組立装置。
【請求項２】
請求項１記載の自動車車体の組立装置において、
前記ロボットは、ロボット本体と、前記ロボット本体に着脱可能であり且つ前記サイドパネルを前記搬送装置から受け取って前記位置決め治具にセットするためのハンドリング治具とを備え、
前記位置決め治具は、前記ハンドリング治具を保持可能に構成されている、
ことを特徴とする自動車車体の組立装置。
【請求項３】
請求項２記載の自動車車体の組立装置において、
前記位置決め治具は、ベース部と、前記ベース部から延出する複数のブラケットと、前記各ブラケットの先端部に設けられた把持機構とを備え、
前記ベース部と前記把持機構との間に、前記ブラケット間の隙間を通して、前記ハンドリング治具が進入可能なスペースが設けられている、
ことを特徴とする自動車車体の組立装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載の自動車車体の組立装置において、
前記ロボットは、前記ロボット本体に着脱可能な溶接ガンをさらに備える、
ことを特徴とする自動車車体の組立装置。
【請求項５】
左右のサイドパネルをフロアやルーフ等の他の車体構成部材に溶接結合して自動車車体を組み立てる車体組立方法において、
ロボット本体と、前記サイドパネルを保持可能であって前記ロボット本体に着脱可能なハンドリング治具とを備えるロボットにより、前記サイドパネルを搬送する搬送装置から前記サイドパネルを受け取り、受け取った前記サイドパネルを、前記サイドパネルを溶接位置に位置決めする位置決め治具にセットし、
その後、前記ハンドリング治具を前記位置決め治具内に収納して、前記ロボット本体から前記ハンドリング治具を分離させ、
その後、前記ハンドリング治具を前記位置決め治具内に収納した状態で前記サイドパネルと前記車体構成部材とを溶接結合し、
前記位置決め治具が前記サイドパネルを開放した後に前記ロボット本体を用いて前記ハンドリング治具を回収する、
ことを特徴とする車体組立方法。
【請求項６】
請求項５記載の車体組立方法において、
前記ハンドリング治具を前記位置決め治具に収納して前記ロボット本体から前記ハンドリング治具を分離させた後に、前記ロボット本体に前記溶接ガンを装着し、
前記溶接ガンを装着した前記ロボットにより、前記サイドパネルと前記車体構成部材とを溶接結合する、
ことを特徴とする車体組立方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１２１４３６（Ｐ２０１１−１２１４３６Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７９５７０（Ｐ２００９−２７９５７０）
【出願日】平成２１年１２月９日（２００９．１２．９）
【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６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月９日（２００９．１２．９）
【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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