車体位置決めシステム及び塗布ステーション
【課題】車体の床下部の塗装に必要な空間を確保するために車体を台車から持上げるリフトアップ機能と、当該塗装を実施する目標位置に車体を位置決めする位置決め機能と、を併せ持つ車体位置決めシステム及びそれを適用した塗布ステーションの構成及び制御の簡略化並びに所要タイムの短縮化を図る。
【解決手段】位置決め制御装置１８０は、所定の停止位置に台車が停止した状態における車体の床下部の下方に配置され、先端に基準ピンを取り付けた支持ロッドを車体の長さ方向、幅方向、及び高さ方向の３軸方向に移動させる位置決め装置１００ａ〜１００ｄに対して、台車に載置した車体の四隅の床下部にある基準穴に基準ピンを嵌合させ、車体を台車から持ち上げるとともに当該持上げられた車体の位置を目標位置に位置決めするように制御を行う。
【解決手段】位置決め制御装置１８０は、所定の停止位置に台車が停止した状態における車体の床下部の下方に配置され、先端に基準ピンを取り付けた支持ロッドを車体の長さ方向、幅方向、及び高さ方向の３軸方向に移動させる位置決め装置１００ａ〜１００ｄに対して、台車に載置した車体の四隅の床下部にある基準穴に基準ピンを嵌合させ、車体を台車から持ち上げるとともに当該持上げられた車体の位置を目標位置に位置決めするように制御を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体位置決めシステム及びこれを適用した塗布ステーションに関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、自動車の製造工場における一般的な製造工程の流れを示すフローチャートである。自動車の製造工程は、車体工程Ｓ７００、塗装工程Ｓ７０１、艤装工程（組立工程）Ｓ７０２の順に遂行される。車体工程Ｓ７００は、プレスラインで成型された鋼板を用いて自動車の車体をスポット溶接等で組み立てる工程であり、車体工程で完成した車体に防錆性、防水性、制振性、防音性の機能と装飾性のための塗装仕上げを施す工程であり、艤装工程Ｓ７０２は、塗装が施された車体に各種の部品を取り付けて自動車の完成体を作り上げる工程である。
【０００３】
塗装工程Ｓ７０１は、脱脂工程Ｓ７０１０、化成工程Ｓ７０１１、電着塗装工程（下塗り工程）Ｓ７０１２、シーリング・アンダーコート工程Ｓ７０１３、中塗り工程Ｓ７０１４、上塗り工程Ｓ７０１５の順に実施される。脱脂工程Ｓ７０１０、化成工程Ｓ７０１１及び電着塗装工程Ｓ７０１２は、塗装前処理工程を構成しており、脱脂工程Ｓ７０１０は、車体に付着した油分を除去する工程であり、化成工程Ｓ７０１１は、防錆性および電着塗装密着性向上のための金属表面下地処理を実施する工程であり、電着塗装工程Ｓ７０１２は、車体を塗料中に沈めて電気を流すことによって車体の鋼板上に塗料を付着させる工程である。シーリング・アンダーコート工程Ｓ７０１３は、防水及び防塵の目的で車体の鋼板の継目にシーリング材を塗布するシーリング作業を行うと同時に、防錆及び防振の目的で車体の床下部にアンダーコート材を塗布するアンダーコート作業を行う。中塗り工程Ｓ７０１４は、仕上り性と耐チッピング（塗膜が小剥片となり被塗面からはがれる現象）性を目的として車体に中塗り塗料を塗布する工程であり、上塗り工程Ｓ７０１５は、装飾性を目的として上塗り塗料を車体に塗布する工程である。
【０００４】
ところで、上記の塗装工程の中でシーリング・アンダーコート工程では、一般的に、アンダーコート作業を行うための空間を確保するために、車体の搬送形態としてハンガーコンベア方式が採用されている。ハンガーコンベア方式とは、天井に敷設された搬送レールに吊り下げられたハンガーにワークを載置あるいは吊り下げ、当該ハンガーを搬送レールに沿って動くチェーン等によって搬送する方式のことである。一方、シーリング・アンダーコート工程の前後の工程では、車体の搬送形態としてフロアコンベア方式が採用されている。フロアコンベア方式とは、床に敷設された搬送レール上の台車にワークを載置し、当該台車を搬送レールに沿って走行させて搬送する方式のことである。このように、シーリング・アンダーコート工程は、その前後の工程と搬送形態が異なっているため、搬送装置及び搬送冶具（ハンガー）を段取替えで別途準備する必要があり、また、その前後の工程では車体の移替のための移載設備がそれぞれ必要となるため、塗装工場の設備費、予備品等が余分に必要となるという問題があった。さらに、ハンガーに載置されあるいは吊り下げられたワークの位置は不安定な場合が多く、画像認識センサにより検出された画像情報に基づいて位置ズレ補正を行うビジョン補正装置が各停止作業位置において必要であった。
【０００５】
そこで、シーリング・アンダーコート工程の搬送形態をその前後工程と同様にフロアコンベア方式にすることが考えられる。これにより、ハンガーコンベア方式を採用した場合における上記のような問題を解決することができる。但し、フロアコンベア方式を採用した場合、台車及び搬送レールが車体の床下部と近接するため、アンダーコート材を塗布可能な程度の作業空間を確保すべく車体を台車から持上げるリフトアップ動作若しくは車体から台車を引き離すための台車の降下が必要なる。例えば、特許文献１には、上塗り塗装された自動車車体を台車に載置して搬入する塗布ステーションの下部に、車体を当該台車から持上げて位置決めする車体位置決め手段を設ける技術が開示されている。図８は、その特許文献１の車体位置決め手段を示す塗布ステーションの下部の拡大図を示した図である。
【０００６】
上記の車体位置決め手段は、塗布ステーション１の下部両側に配置した各ベース枠１０上に車体Ｗの底面の基準穴に嵌合する前後１対の基準ピン１１を取り付けたメインリフタ１２を設け、メインリフタ１２上に車体Ｗの底面を受けるサブリフタ１３を設けてなる。メインリフタ１２はベース枠１０上のシリンダにより前後動される１対のリフタカムを介して昇降され、サブリフタ１３はメインリフタ１２上のシリンダによりガイドバーに沿ってメインリフタ１２に対して相対的に昇降される。
【０００７】
そして、サブリフタ１３を上昇させた状態でメインリフタ１２を上昇させることにより車体Ｗを台車２から持上げ、次いでサブリフタ１３を下降させて、車体Ｗを浮かせた状態で各基準ピン１１を各基準穴に嵌合させる。これにより、車体Ｗは前後左右上下の３軸方向に位置決めされる。尚、基準ピン１１は、メインリフタ１２上に３軸直交座標型の可動機構１１ａを介して前後左右上下に位置調節可能に設けられたブラケット１１ｂ上に立設されている。さらに、基準ピン１１は、台車２との干渉を防止するためにシリンダ１１ｃにより起伏され、台車２の走行時には倒伏される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特公平７−７９９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１に開示された技術の場合、車体Ｗの昇降手段としては、メインリフタ１２とサブリフタ１３とが設けられ、また、車体Ｗの位置決め手段としては、メインリフタ１２上に３軸直交座標型の可動機構１１ａが設けられている。つまり、車体Ｗの昇降手段と車体Ｗの位置決め手段とが独立して別々に設けられている。このため、特許文献１に開示された技術をシーリング・アンダーコート工程に適用しようとした場合、その工程に係る構成及び制御が複雑になるという問題がある。また、特許文献１に開示された技術の場合、車体Ｗの昇降動作と車体Ｗの位置決め動作とはそれぞれ独立して逐次実施されることになる。このため、特許文献１に開示された技術をシーリング・アンダーコート工程に適用しようとした場合、その工程に要する所要時間が長期化することになる。
【００１０】
そこで、本発明は、アンダーコートに必要な空間を確保するために車体を台車から持上げるリフトアップ機能と、アンダーコートを実施する目標位置に車体を位置決めする位置決め機能と、を併せ持つ車体位置決めシステム及びそれを適用した塗布ステーションの構成及び制御の簡略化並びに所要タイムの短縮化を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、上記の課題を解決するための主たる本発明は、車体の床下部の塗装を実施する塗布ステーション内に台車に載置して搬送される自動車の車体を、当該塗装を実施する目標位置に位置決めする車体位置決めシステムであって、前記目標位置に対応した停止位置に前記台車が停止した状態における前記車体の床下部の下方に配置され、前記車体の床下部に形成された被嵌合部と嵌合する嵌合部を先端に有する支持ロッドと、前記支持ロッドを前記車体の長さ方向、幅方向、及び高さ方向の３軸方向に移動させる移動機構と、を備える複数の位置決め装置と、前記複数の位置決め装置の前記移動機構による前記支持ロッドの３軸方向の移動を制御する位置決め制御装置と、を有し、前記位置決め制御装置は、前記支持ロッドを前記移動機構により移動させて、前記台車に載置された前記車体の前記被嵌合部に前記支持ロッドの嵌合部を嵌合させる支持ロッド嵌合手段と、前記支持ロッドを前記移動機構により前記高さ方向を含む方向に移動させて、前記車体を前記台車から持ち上げるとともに前記目標位置に位置決めするリフトアップ及び位置決め手段と、を有する。
【００１２】
上記の構成により、複数の位置決め装置は、位置決め制御装置による支持ロッドを移動させる移動機構の制御により、車体の床下部の塗装作業に必要な空間を確保するために車体を台車から持上げるリフトアップ機能と、当該塗装作業を実施する目標位置に車体を位置決めする位置決め機能と、を併せ持つことができる。これにより、例えば車体の床下部の塗装工程の搬送形態をフロアコンベア方式とした場合において、当該リフトアップ機能と当該位置決め機能とを併せ持つことが必要な車体位置決めシステムの構成及び制御の簡略化並びに所要タイムの短縮化を図ることができる。
【００１３】
前記位置決め制御装置は、リフトアップ及び位置決め手段として、前記支持ロッドを前記移動機構により前記高さ方向に移動させて、前記車体を前記台車から持ち上げるリフトアップ手段と、前記支持ロッドを前記移動機構により移動させて、前記持ち上げられた車体を前記目標位置に位置決めする位置決め手段とを有する、としてもよい。
【００１４】
上記の構成により、位置決め制御装置は、リフトアップ及び位置決め手段として、リフトアップ手段と位置決め手段とを独立して具備することで、リフトアップ機能及び位置決め機能をそれぞれに適した条件で実現することができる。
【００１５】
前記被嵌合部が基準穴であり、前記嵌合部が前記基準穴に嵌合する基準ピンである、としてもよい。上記の構成により、支持ロッドを車体に簡易に嵌合させることができる。尚、前記支持ロッドは支持台に直立して設けられ、前記移動機構は、前記支持台を３軸方向に移動させるよう構成されてもよい。上記の構成により、前記支持ロッドの３軸方向の移動を簡易に制御することができる。さらに、基準穴に基準ピンを嵌合させることが容易となる。また、前記支持ロッドの長さは８００ｍｍ以上である、としてもよい。上記の構成により、アンダーコート作業のために必要十分な空間を確保することができる。
【００１６】
前記被嵌合部は、前記車体の床下部の四隅に形成されており、前記位置決め装置は、前記目標位置に対応した停止位置に前記台車が停止した状態における前記車体の四隅の床下部の下方にそれぞれ配置される、としてもよい。
【００１７】
上記の構成により、位置決め装置を車体の四隅の床下部の下方にそれぞれ配置されることにした結果、本車体位置決めシステムの上記リフトアップ機能及び上記位置決め機能を必要十分な構成並びに制御によって実現することができる。また、位置決め装置を４台以上とした場合と対比して、車体の床下部の塗装作業に必要な空間として車体の床下中央部の空間を有効に利用することができる。
【００１８】
前記基準穴は、前記車体のサイドメンバー部に設けられている、としてもよい。
【００１９】
上記の構成により、車体のサイドメンバー部は剛性が強いため、車体の長さ方向に並設される一対のサイドメンバー部それぞれのフロント側の一端及びリア側の一端に基準穴を設けることができ、位置決め装置を４台に限定することが容易となり、さらに、アンダーコート作業に必要な空間として利用する車体の床下中央部の空間をより有効に利用することができる。
【００２０】
車体の床下部に床下空間を形成するピットを有し、前記位置決め装置は、前記ピットの床面に床置きされている、としてもよい。尚、前記支持ロッドの長さは８００ｍｍ以上であり、前記塗布ステーションのフロア面を基準とした前記高さ方向の前記台車の位置は１０００ｍｍ以上であり、前記フロア面を基準とした前記ピットの深さは１０００ｍｍ以上である、としてもよい。さらに、前記塗布ステーションのフロア面を基準とした前記高さ方向の前記目標位置の位置は１８００ｍｍ以上であり、前記支持ロッドの最大ストローク長は１２００ｍｍ以上である、としてもよい。
【００２１】
上記の構成により、位置決め装置の支持ロッドが、車体を載置した台車の走行を妨害する場合、支持ロッドを退避させる必要がある。そこで、車体の床下部に設けたピットの床面に位置決め装置を床置きすることによって、支持ロッドの退避ストロークを稼ぐことが容易となり、支持ロッドの嵌合部を倒伏させるような複雑な機構を設ける必要がなくなる。
【００２２】
前記基準ピンは、複数の径を具備する段付ピンであることとしてもよい。
【００２３】
上記の構成により、複数の位置決め装置は基準穴の径の異なる複数車種に対応することができる。
【００２４】
前記基準ピンは、クランプピンであることとしてもよい。
【００２５】
上記の構成により、複数の位置決め装置は車体を把持する際のクランプ力を向上させることができる。
【００２６】
上記の課題を解決するための主たるその他の本発明は、車体の床下部の塗装を実施する塗布ステーション内に台車に載置して搬送される自動車の車体を、当該塗装を実施する目標位置に位置決めする車体位置決めシステムと、前記目標位置に対応した停止位置に前記台車が停止した状態における前記車体の両側面側に配置され、アーム先端に取り付けられた塗布ノズルにより前記車体の床下部を塗布する多関節ロボットと、前記多関節ロボットの動作を制御するロボット制御装置と、を備え、前記車体位置決めシステムは、前記停止位置に前記台車が停止した状態における前記車体の床下部の下方に配置され、前記車体の床下部に形成された被嵌合部と嵌合する嵌合部を先端に有する支持ロッドと、前記支持ロッドを前記車体の長さ方向、幅方向、及び高さ方向の３軸方向に移動させる移動機構と、を備える複数の位置決め装置と、前記複数の位置決め装置の前記移動機構による前記支持ロッドの３軸方向の移動を制御する位置決め制御装置と、を有し、前記位置決め制御装置は、前記支持ロッドを前記移動機構により移動させて、前記台車に載置された前記車体の前記被嵌合部に前記支持ロッドの嵌合部を嵌合させる支持ロッド嵌合手段と、前記支持ロッドを前記移動機構により前記高さ方向を含む方向に移動させて、前記車体を前記台車から持ち上げるとともに前記目標位置に位置決めするリフトアップ及び位置決め手段と、を有する、塗布ステーションである。
【００２７】
上記の構成により、複数の位置決め装置は、位置決め制御装置による支持ロッドを移動させる移動機構の制御により、車体の床下部の塗装作業に必要な空間を確保するために車体を台車から持上げるリフトアップ機能と、車体の床下部の塗装作業を実施する目標位置に車体を位置調整（補正）する位置決め機能と、を併せ持つことができる。これにより、例えば車体の床下部の塗装工程の搬送形態を所謂フロアコンベア方式とした場合において、当該リフトアップ機能と当該位置決め機能とを併せ持つことが必要な塗布ステーションの構成及び制御の簡略化並びに所用タイムの短縮化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、車体の床下部の塗装工程に必要な空間を確保するために車体を台車から持上げるリフトアップ機能と、当該塗装工程の目標位置に車体を位置決めする位置決め機能と、を併せ持つ車体位置決めシステム及びそれを適用した塗布ステーションの構成及び制御の簡略化並びに所要タイムの短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態に係る車体位置決めシステムの全体構成を示した図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る車体位置決めシステムの位置決め装置の側面側から見た断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るロボット２階建て塗布ステーションの平面図を示した図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るロボット２階建て塗布ステーションの右側面図を示した図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るロボット２階建て塗布ステーションの正面図を示した図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る車体位置決めシステムの位置決め装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】自動車製造工場における自動車の製造工程の流れを示したフローチャートである。
【図８】従来の塗布ステーションの下部の拡大正面図を示した図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
【００３１】
（実施の形態）
[車体位置決めシステムの構成]
図１は、本発明の実施の形態に係る車体位置決めシステムの全体構成を示した図である。尚、本発明において、シーリング・アンダーコート工程及びその前後の工程では、床上に敷設された搬送レールに沿って走行する台車にワークを載置することで当該ワークを搬送するフロアベルトコンベア方式が採用される。
【００３２】
車体位置決めシステムは、シーリング・アンダーコート工程用のロボット２階建て塗布ステーションに配置され、前工程（例えば、図７に示す電着塗装工程Ｓ７０１２等）用の塗布ステーションから台車により搬送されてくる自動車の車体を、台車からリフトアップするとともに所定の目標位置に位置決めする。これにより、シーリング・アンダーコートの作業用の空間が確保される。また、本車体位置決めシステムは、シーリング・アンダーコートの作業が行われた後、車体をリフトダウンして台車に再び載置する。これにより、シーリング・アンダーコートが施された車体が、台車により後工程（例えば図７に示す中塗り工程Ｓ７０１４等）用の塗布ステーションに搬送される。
【００３３】
車体位置決めシステムは、位置決め装置１００ａ〜１００ｄと、位置決め制御装置１８０と、を通信可能に接続して構成される。位置決め装置１００ａ〜１００ｄは、アンダーコートを実施する目標位置に対応した停止位置に停止した状態における車体の四隅の床下部の下方に配置される。本車体位置決めシステムでは、４台の位置決め装置１００ａ〜１００ｄのうち、車体のフロント側（前側）の左右二隅且つ床下部の下方に配置する位置決め装置１００ａ、１００ｂと、車体のリア側（後側）の左右二隅且つ床下部の下方に配置する位置決め装置１００ｃ、１００ｄと、にグループ分けをする。このため、位置決め装置１００ａ、１００ｂは、中継装置１５０ａを介して位置決め制御装置１８０と接続される。位置決め装置１００ａ、１００ｂと中継装置１５０ａとは下位ケーブル１５２ａ、１５２ｂを介して接続され、中継装置１５０ａと位置決め制御装置１８０とは上位ケーブル１８２ａ、１８２ｂを介して接続される。また、位置決め装置１００ｃ、１００ｄは、中継装置１５０ｂを介して位置決め制御装置１８０と接続される。位置決め装置１００ｃ、１００ｄと中継装置１５０ｂとは下位ケーブル１５２ｃ、１５２ｄを介して接続され、中継装置１５０ｂと位置決め制御装置１８０とは上位ケーブル１８２ｃ、１８２ｄを介して接続される。
【００３４】
位置決め装置１００ａ〜１００ｄは、車体の床下部に形成された被嵌合部と嵌合する嵌合部を先端に有する支持ロッド１０８ａ〜１０８ｄと、支持ロッド１０８ａ〜１０８ｄを車体の長さ方向、幅方向、及び高さ方向の３軸方向に移動させる移動機構と、備えている。尚、上記の移動機構は、支持ロッド１０８ａ〜１０８ｄを３軸方向のうち少なくとも高さ方向を含む方向に移動させるため、所謂位置決め機能を実現している。また、上記の移動機構に含まれる高さ方向に支持ロッド１０８ａ〜１０８ｄを移動させる機構は、車体を上下方向にリフトアップ又はリフトダウンさせる昇降機能を実現している。かかる位置決め機能及び昇降機能を実現する機構として、例えば、カム機構、ピストンクランク機構、ラックピニオン機構等が採用される。また、かかる位置決め装置１００ａ〜１００ｄとして、例えば、直交三軸座標形のＮＣ（数値制御）ロケータが採用される。
【００３５】
なお、４台の位置決め装置１００ａ〜１００ｄに限定されず、車体位置決めシステムの構成及び制御の複雑化を考慮しなければ、例えば車体の長さ方向中央部の左右二箇所であり且つ車体の床下部の下方にも位置決め装置を配置して計六台としてもよい。
【００３６】
位置決め制御装置１８０は、少なくともＣＰＵ（演算装置）とメモリ（記憶装置）とを具備しており、位置決め装置１００ａ〜１００ｄそれぞれの移動機構を統括制御する。位置決め制御装置１８０は、ティーチペンダント等の外部装置（図示せず）と接続可能である。オペレータは、この外部装置を利用することで、位置決め装置１００ａ〜１００ｄそれぞれに対して、ティーチモード（基準ピンの終了位置を教示するモード）及びチェックモード（ティーチング軌跡をチェックするモード）の実行開始指令の入力、ティーチモードの実行中における位置決め装置１００ａ〜１００ｄのマニュアル操作、ティーチモードの実行中における基準ピンの開始及び終了位置の入力等を行う。尚、位置決め装置１００ａ〜１００ｄの動作は把握し易いため、外部装置を用いたオンライン教示を適用せずに、３次元ＣＡＤ（Computer Aided Design）を用いたオフライン教示を適用してもよい。さらに、位置決め制御装置１８０は、後述のアンダーコート作業用ロボット２００ａ〜２００ｄや後述のシーリング作業用ロボット３００を統括制御するようにしてもよい。
【００３７】
[位置決め装置の構造]
図２は、本発明の実施の形態に係る位置決め装置の側面側から見た断面図である。尚、図２に示す位置決め装置１００は、図１に示した位置決め装置１００ａ〜１００ｄのいずれにも対応する。また、図２において、紙面左右方向がＸ軸方向（正：紙面右方向、負：紙面左方向）、紙面上下方向がＺ軸方向（正：紙面上方向、負：紙面下方向）、紙面鉛直方向がＹ軸方向（正：紙面表側、負：紙面裏側）とする。
【００３８】
位置決め装置１００は、支柱部材１０１と、Ｘ軸移動台１０７（支持台）と、支持ロッド１０８と、により主に構成される。
【００３９】
支柱部材１０１は、位置決め装置１００の支柱を形成する略柱状の部材である。支柱部材１０１は、車体を昇降可能とする程度に、剛性が高くて撓みが少ない頑丈な構造（例えば、柱状形）に構成されている。また、支柱部材１０１のＺ軸方向に直立した姿勢（ピット床面Ｐに対して鉛直な姿勢）を安定化させるために、支柱部材１０１の脚部１０１０は、支柱部材１０１の頭部１０１１の断面積よりも大きくした形状とする。
【００４０】
支柱部材１０１にはＺ軸方向に延びるガイドレール１０３０が形成されていて、このガイドレール１０３０に嵌合してＺ軸方向に摺動可能にＺ軸移動台１０５が設けられている。Ｚ軸移動台１０５は、例えば、ガイドレール１０３０に沿って延びるボールネジ１０２０に螺合していて、このボールネジ１０２０が支柱部材１０１の脚部１０１０に配設されたＺ軸サーボモータ１０２により回転される。これにより、Ｚ軸移動台１０５がＺ軸方向に昇降されかつ位置決めされ、ひいては後述する支持ロッド１０８をＺ軸方向に昇降しかつ位置決めするＺ軸移動機構が具備される。このＺ軸移動機構が、位置決め装置１００におけるＺ軸方向の位置決め機能及び昇降機能（リフトアップ機能を含む）を実現する。
【００４１】
Ｚ軸移動台１０５には、Ｙ軸方向に延びるガイドレール１０３１が形成されていて、このガイドレール１０３１に嵌合してＹ軸方向に摺動可能にＹ軸移動台１０６が設けられている。Ｙ軸移動台１０６にはＹ軸サーボモータ１０３が配設されている。そして、例えば、Ｚ軸移動台１０５には、ガイドレール１０３１に沿って延びるようにラックギア（図示せず）が配設され、Ｙ軸移動台１０６には、このラックギアに噛み合うピニオンギア（図示せず）が配設されていて、このピニオンギアがＹ軸サーボモータ１０３により回転される。これにより、Ｙ軸移動台１０６がＹ軸方向に移動されかつ位置決めされ、ひいては後述する支持ロッド１０８をＹ軸方向に移動させかつ位置決めするＹ軸移動機構が具備される。このＹ軸移動機構が、位置決め装置１００におけるＹ軸方向の位置決め機能及び移動機能を実現する。
【００４２】
Ｙ軸移動台１０６にはＸ軸方向に延びるガイドレール１０３２が形成されていて、このガイドレール１０３２に嵌合してＸ軸方向に摺動可能にＸ軸移動台１０７が設けられている。Ｘ軸移動台１０７は、例えば、ガイドレール１０３２に沿って延びるように形成されたボールネジ（図示せず）に螺合していて、このボールネジがＹ軸移動台１０６に配設されたＸ軸サーボモータ１０６により回転される。これにより、Ｘ軸移動台１０７がＸ軸方向に移動されかつ位置決めされ、ひいては後述する支持ロッド１０８をＸ軸方向に移動させかつ位置決めするＸ軸移動機構が具備される。このＸ軸移動機構が、位置決め装置１００におけるＸ軸方向の位置決め機能及び移動機能を実現する。
【００４３】
なお、参照符号１０４０は、Ｙ軸サーボモータ１０３及びＸ軸サーボモータ１０４に電力を供給する配線とＹ軸サーボモータ１０３及びＸ軸サーボモータ１０４に制御信号を伝達する制御線とを含むケーブルを示す。
【００４４】
Ｘ軸移動台１０７の上面（Ｚ軸正方向側に位置する表面）の略中央部に支持ロッド１０８が立設されている。支持ロッド１０８は、本実施の形態では鉛直方向に延びるように立設（直立）されている。
【００４５】
支持ロッド１０８の先端には、車体の被嵌合部（例えば、後述の基準穴Ｈａ、Ｈｂ、Ｈｃ、Ｈｄ）に嵌合させる嵌合部として、尖形の基準ピン１０９が設けられている。尚、基準ピン１０９は、複数車種の位置決めに対応可能とするように、複数の径部を具備した段付ピンとしてもよい。これにより、基準穴径の異なる複数車種毎に基準ピン１０９を取り替える必要がなくなる。また、基準ピン１０９は、大きなクランプ力を具備するクランプピンとしてもよい。これにより、四本の基準ピン１０９による車体のクランプが安定化する。また、嵌合部及び被嵌合部は、これらの態様に限定されず、互いに嵌合する態様であればよい。
【００４６】
位置決め装置１００は、Ｘ軸移動台１０７のＺ軸方向のストローク量を稼ぐために、シーリング・アンダーコート用の塗布ステーションのフロア面ＦＬよりＺ軸負方向に下がった位置にあるピット床面Ｐに床置き配置される。ここで、Ｘ軸移動台１０７をＺ軸方向に移動させたとき、Ｚ軸上の最高ストローク点をＺｍａｘとし、Ｚ軸上の最低ストローク点をＺｍｉｎと表現する。尚、最高ストローク点Ｚｍａｘ、最低ストローク点Ｚｍｉｎは、ピット床面Ｐを基準としたＸ軸移動台１０７の中心線のＺ軸上の位置とする。従って、Ｘ軸移動台１０７のＺ軸方向の最大ストローク量Ｚｄは、次式で表現することができる。
【００４７】
Ｚｄ ＝ Ｚｍａｘ−Ｚｍｉｎ ・・・（１）
また、ピット床面Ｐから最低移動距離ＺｍｉｎまでのＺ軸方向の長さをＺｃと表現する。Ｘ軸移動台１０７の最低ストローク点Ｚｍｉｎをピット床面Ｐとはせずに、ピット床面ＰからＺ軸方向に高さＺｃにある位置としたのは、Ｘ軸移動台１０７をＺ軸負方向に移動したときにＸ軸移動台１０７の脚部１０１０に接触して支障が生じるからである。
【００４８】
また、ピット床面Ｐからフロア面ＦＬまでのＺ軸方向の長さ（ピットの深さ）をＺａと表現し、Ｘ軸移動台１０７を最高ストローク点Ｚｍａｘまで移動した状態として、フロア面ＦＬから支持ロッド１０８の先端の基準ピン１０９までのＺ軸方向の長さをＺｂと表現する。すると、Ｘ軸移動台１０７を最低ストローク点Ｚｍｉｎまで移動した状態にあって、フロア面ＦＬから基準ピン１０９の先端までのＺ軸方向の長さは「Ｚｂ−Ｚｄ」である。従って、基準ピン１０９は、フロア面ＦＬを基準とした場合、最低ストローク点「Ｚｂ−Ｚｄ」から最高ストローク点「Ｚｂ」までＺ軸方向に移動する。尚、ピット床面Ｐを基準とした場合、基準ピン１０９は、最低ストローク点「Ｚａ＋Ｚｂ−Ｚｄ」から最高ストローク点「Ｚａ＋Ｚｂ」までＺ軸方向に移動する。
【００４９】
基準ピン１０９の高さを含めた支持ロッド１０８のＺ軸方向の長さ（Ｚｅ）、ピットのＺ軸方向の深さ（Ｚａ）、Ｘ軸移動台１０７のストローク量Ｚｄは、シーリング・アンダーコート工程における種々の制約条件に基づいて決定される。
【００５０】
例えば、また、基準ピン１０９の最低ストローク点「Ｚａ＋Ｚｂ−Ｚｄ（ピット床面Ｐ基準）」は、塗布ステーション内において台車に載置した車体を搬送する際に、台車の走行を妨害しないという制約条件のもとで決定する。ここで、フロア面ＦＬを基準としたＺ軸方向の車体の搬送位置（台車下端の位置）をＺｏとした場合、位置決め装置１００が台車水平且つ巾方向に回避できない領域であるならば、次式の条件を満たす必要がある。
【００５１】
Ｚａ＋Ｚｂ−Ｚｄ ＜ Ｚａ＋Ｚｏ ・・・（２）
また、基準ピン１０９の最高ストローク点「Ｚａ＋Ｚｂ（ピット床面Ｐ基準）」は、アンダーコートロボットによるアンダーコート作業を妨害しないという制約条件のもとで決定する。ここで、アンダーコート作業を実施可能とするまで車体をリフトアップしたときの、フロア面ＦＬを基準とした車体のサイドシルの下面の高さ（高さ方向の目標位置の位置）をＺｌとした場合、次式の条件を満たす必要がある。
【００５２】
Ｚａ＋Ｚｂ ＞ Ｚａ＋Ｚｌ ・・・（３）
本実施形態の場合、フロア面ＦＬを基準とした車体高さ方向の台車の位置Ｚｏは、例えば、１０００ｍｍ以上であり、リフトアップした際のフロア面ＦＬを基準とした車体のサイドシルの下面の高さＺｌは、例えば、１８００ｍｍ以上とする。
【００５３】
また、フロア面ＦＬを基準としたピットの深さＺａは例えば１０００ｍｍ以上とし、Ｘ軸移動台１０７のＺ軸方向の最大ストローク量Ｚｄは例えば１２００ｍｍ以上とする。さらに、Ｘ軸移動台１０７の最高ストローク点Ｚｂは、車体のフロント側で例えば、２０５０ｍｍ以上とし、車体のリア側で例えば２０５６．５ｍｍ以上とする。さらに、支持ロッド１０８の長さＺｅは例えば８００ｍｍ以上とする。
【００５４】
＜塗布ステーション内のレイアウト構造＞
図３、図４、図５を参照しながら、本発明の実施の形態に係る車体位置決めシステムを適用したシーリング・アンダーコート向けのロボット２階建て塗布ステーション（本発明の実施の形態に係る塗布ステーション）内のレイアウト構造を説明する。尚、図３は、塗布ステーションの平面図であり、図４は、塗布ステーションの右側面図であり、図５は、塗布ステーションの正面図である。
【００５５】
台車５００は、塗布ステーション４００に敷設される搬送レール（図示せず）に沿って、同図に示す搬送方向（紙面右方向）に向けて走行する。搬送レールは、同図に示すセンターラインＬと平行に、且つフロア面ＦＬを基準として車体Ｗの高さ方向でＺｏの位置に敷設される。本実施形態では、搬送レールは、モノレール等が走行するような一本のレールとし、アンダーコートロボット２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄのアームが車体Ｗの床下部に侵入しやすくなるように、台車５００の幅寸法はできる限り狭くする。また、搬送レールは、電車等が走行するような二本のレールとしてもよい。この場合は、二本のレールの間隔並びに台車５００の巾寸法はできる限り広くする。
【００５６】
台車５００のベースとなる箱枠状のベース部材５０２において、搬送方向の前方部と搬送方向とは逆向きの後方部に一対の補助板５０４、５０６が並設される。このため、台車５００は、平面視においてはアルファベットのＨ字型の形状となっており、ベース部材５０２及び補助板５０４、５０６の上面に車体Ｗが載置される。前側の補助板５０４の両端には前輪が設けられ、後側の補助板５０６の両端には後輪が設けられる。また、ベース部材５０２の前後部には補助輪が設けられる。尚、台車５００の高さ寸法は、位置決め装置１００ａ〜１００ｄの基準ピン１０９ａ〜１０９ｄのストローク量を抑えるために、できる限り短くすることが好ましい。
【００５７】
台車５００に載置した車体Ｗの四隅の床下部には、位置決め装置１００ａ〜１００ｄの基準ピン１０９ａ〜１０９ｄを嵌合させる被嵌合部として、基準穴Ｈａ〜Ｈｄが設けられている。尚、基準穴Ｈａ〜Ｈｄは、車体Ｗの長さ方向に並設される一対のサイドメンバー部（図示せず。）に機械加工する。サイドメンバー部は撓み強度が大きい（剛性の強い）ので、リフトアップの際の車体Ｗの荷重に対する耐性による制限を殆ど考慮せずとも、基準穴Ｈａ〜Ｈｄの位置をサイドメンバー部のフロント側の一端及びリア側の一端に設定することができる。また、この結果として、車体Ｗの床下中央部にアンダーコート作業のための空間を広く設けることができる。尚、基準穴Ｈａ〜Ｈｄは、位置決め精度の良い丸穴を選定する。また、基準穴Ｈａ〜Ｈｄの穴径は、次式の条件で設定する。
【００５８】
位置決め補正可能範囲 ≦ 穴径−穴の加工位置精度 ・・・（４）
車体Ｗを載置した台車５００が目標位置に対応したリフトアップ前の停止位置（紙面中心部）に停止した状態において、車体Ｗのフロント側の左隅の床下部にはフロア面ＦＬに対し深さＺａのピット４１０ａが設けられ、車体Ｗのフロント側の右隅の床下部にはフロア面ＦＬに対し深さＺａのピット４１０ｂが設けられ、車体Ｗのリア側の左隅の床下部にはフロア面ＦＬに対し深さＺａのピット４１０ｃが設けられ、車体Ｗのリア側の右隅の床下部にはフロア面ＦＬに対し深さＺａのピット４１０ｄが設けられる。
【００５９】
また、位置決め装置１００ａ〜１００ｄの配置箇所としては、車体Ｗのフロント側の左隅の床下部のピット４１０ａに位置決め装置１００ａが配置され、車体Ｗのフロント側の右隅の床下部のピット４１０ｂに位置決め装置１００ｂが配置され、車体Ｗのリア側の左隅の床下部のピット４１０ｃに位置決め装置１００ｃが配置され、車体Ｗのリア側の右隅の床下部のピット４１０ｄに位置決め装置１００ｄが配置される。このように、位置決め装置１００ａ〜１００ｄは、車体Ｗの姿勢を常に水平に維持するように、車体Ｗの四隅の床下部に対称配置される。また、位置決め装置１００ａ〜１００ｄは、基準ピン１０９ａ〜１０９ｄの鉛直方向上に、車体Ｗの四隅床下部に加工された基準穴Ｈａ〜Ｈｄが位置するように予め配置する。これにより、基準ピン１０９ａ〜１０９ｄを基準穴Ｈａ〜Ｈｄに嵌合させる際の位置ズレ量を事前に抑えることができる。
【００６０】
車体Ｗのフロント側且つ左側面側には、フロア面ＦＬに設置された走行装置２５０ａによって車体Ｗの長さ方向に走行するアンダーコートロボット２００ａが配置され、車体Ｗのフロント側且つ右側面側には、フロア面ＦＬに設置された走行装置２５０ｂによって車体Ｗの長さ方向に走行するアンダーコートロボット２００ｂが配置され、車体Ｗのフロント側且つ左側面側には、フロア面ＦＬに設置された走行装置２５０ｃによって車体Ｗの長さ方向に走行するアンダーコートロボット２００ｃが配置され、車体Ｗのフロント側且つ左側面側には、フロア面ＦＬに設置された走行装置２５０ｄによって車体Ｗの長さ方向に走行するアンダーコートロボット２００ｄが配置される。なお、車体Ｗの左側及び右側で走行レールは共通である。このように、アンダーコートロボット２００ａ〜２００ｄは、それぞれ、車体Ｗのフロント側且つ左側面側の床下部のアンダーコート、車体Ｗのフロント側且つ右側面側の床下部のアンダーコート、車体Ｗのリア側且つ左側面側の床下部のアンダーコート、車体Ｗのフロント側且つ右側面側の床下部のアンダーコートを担当する。
【００６１】
アンダーコートロボット２００ａ〜２００ｄは、アームの先端部位にアンダーコート材を塗布する塗布ノズルが取り付けられており、アームの回動に伴い車体の床下部外側にある所定位置に塗布ノズルを移動させてアンダーコート材を自動的に塗装する多関節ロボットである。尚、各関節には、サーボモータ（図示せず）及びそのサーボモータの主軸に連結したエンコーダ（位置検出器）を具備したアクチュエータが設置される。各アクチュエータのサーボモータが動作することで、各アームが、自身と連結した関節の軸心に直交する軸の回り若しくは自身と連結した関節の軸心の回りに相対的に回動される。また、エンコーダは、自身と連結したサーボモータの基準位置（基準角）からの回転角（現在位置）を検出しており、自身と連結したサーボモータのサーボ制御に用いられる。尚、アンダーコートロボット２００ａ〜２００ｄの各サーボモータのサーボ制御は、少なくともＣＰＵとメモリとを具備したロボット制御装置４０１（図３参照）からの指示により行われる。
【００６２】
車体Ｗの中央部且つ右側面側には、フロア面ＦＬから高さ略Ｚｏの位置に設置された走行装置３５０によって車体Ｗの長さ方向に走行するシーリングロボット３００が配置される。シーリングロボット３００は、アームの先端部位にシーリング材を塗布する塗布ノズルが取り付けられており、アームの回動に伴い車体の継目のある所定位置に塗布ノズルを移動させて、アンダーコートロボット２００ａ〜２００ｄの作業と同時に車室内側に対してシーリング材を自動的に塗装する多関節ロボットである。尚、各関節には、サーボモータ（図示せず）及びそのサーボモータの主軸に連結したエンコーダ（位置検出器）を具備したアクチュエータが設置される。各アクチュエータのサーボモータが動作することで、各アームが、自身と連結した関節の軸心に直交する軸の回り若しくは自身と連結した関節の軸心の回りに相対的に回動される。また、エンコーダは、自身と連結したサーボモータの基準位置（基準角）からの回転角（現在位置）を検出しており、自身と連結したサーボモータのサーボ制御に用いられる。尚、シーリングロボット３００の各サーボモータのサーボ制御は、少なくともＣＰＵとメモリとを具備したロボット制御装置４０１（図３参照）からの指示により行われる。
【００６３】
[位置決め制御装置の動作]
図６は、位置決め制御装置１８０がシーリング・アンダーコートの際に位置決め装置１００ａ〜１００ｄに対して行う制御の流れを示すフローチャートである。尚、本フローチャートは、位置決め制御装置１８０のメモリに格納されるプログラムとして実施され、位置決め制御装置１８０のＣＰＵが上記のメモリ（図示せず）に格納されたプログラムを読み出して実行することで行われる。
【００６４】
まず、位置決め制御装置１８０は、台車５００に載置した車体Ｗの四隅の床下部に予め加工されている基準穴Ｈａ〜Ｈｄ（被嵌合部）に対して、支持ロッド１０８ａ〜１０８ｄの先端にある基準ピン１０９ａ〜１０９ｄ（嵌合部）が嵌合するよう、Ｘ軸移動台１０７ａ〜１０７ｄを車体Ｗの長さ方向、幅方向、及び高さ方向の３軸方向のうち少なくとも高さ方向を含む方向に移動させる（Ｓ６００）。なお、台車５００の停止位置において、基準穴Ｈａ〜Ｈｄと基準ピン１０９ａ〜１０９ｄとの位置関係が高さ方向で直線上にあれば、Ｘ軸移動台１０７ａ〜１０７ｄを高さ方向のみに移動させることで、基準穴Ｈａ〜Ｈｄに基準ピン１０９ａ〜１０９ｄを嵌合させることができる。この際、台車５００と支持ロッド１０８ａ〜１０８ｄはどちらも高剛性であるので、ズレによる軋みを避けるために、Ｘ軸移動機構及びＹ軸移動機構でサーボゲインを一時的に小さくしてもよい。
【００６５】
つぎに、位置決め制御装置１８０は、車体Ｗが台車５００から持ち上げる（リフトアップする）とともに、台車５００から持上げられた車体Ｗの位置を所定の目標位置に位置決めするように、Ｘ軸移動台１０７を３軸方向のうち少なくとも高さ方向を含む方向に移動させる（Ｓ６０１）。但し、車体Ｗと嵌合した状態なので、Ｘ軸移動台１０７ａ〜１０７ｄの位置関係は相互に一定状態とする。なお、Ｘ軸移動台１０７を高さ方向のみに移動させる場合とは、上記の嵌合のときと同様である。また、車体Ｗのリフトアップと車体Ｗの目標位置への位置決めとを同時に実施するようにしたが、当該リフトアップが終了した後に当該位置決めを行うようにしてもよい。さらに、車体Ｗのリフトアップは、特にシーリング作業の場合、一段フル・ストロークではなく多段ショート・ストロークによって適宜シーリング作業等を実施してもよい。また、そのとき、ロボットアームのリーチに拠るが、バックアップ兼用ロボットにより実施してもよい。万一の設備トラブルの際に、完全なライン停止を避けることができる。
【００６６】
つぎに、位置決め制御装置１８０は、シーリングロボット３００によるシーリング及びアンダーコートロボット２００ａ〜２００ｄによるアンダーコートが行われた後、車体Ｗを再び台車５００に載置するように、Ｘ軸移動台１０７を３軸方向のうち少なくとも高さ方向（ここでは下方）を含む方向に移動させる（Ｓ６０２）。尚、Ｘ軸移動台１０７を高さ方向のみに移動させる場合とは、上記の嵌合のときの同様である。
【００６７】
そして、位置決め制御装置１８０は、台車５００に載置した車体Ｗの床下部の基準穴Ｈａ〜Ｈｄから、支持ロッド１０８ａ〜１０８ｄの基準ピン１０９ａ〜１０９ｄを引き離すように、Ｘ軸移動台１０７ａ〜１０７ｄを車体Ｗの長さ方向、幅方向、及び高さ方向の３軸方向のうち少なくとも高さ方向を含む方向に移動させる（Ｓ６０３）。尚、Ｘ軸移動台１０７を高さ方向のみに移動させる場合とは、上記の嵌合のときの同様である。
【００６８】
尚、上記のステップと併行して、位置決め制御装置１８０は、四本の基準ピン１０９により把持された車体Ｗを常に水平に維持するためのサーボ制御を行う。
【００６９】
以上のとおり、本発明によれば、位置決め装置１００ａ〜１００ｄは、アンダーコート作業に必要な空間を確保するために車体Ｗを台車５００から持上げるリフトアップ機能と、アンダーコートを実施する目標位置に車体を位置決めする位置決め機能と、を併せ持つことができる。また、この結果として、アンダーコート工程の搬送形態をフロアコンベア方式とした場合において、当該リフトアップ機能と当該位置決め機能とを併せ持つ車体位置決めシステムの構成及び制御の簡略化並びに所要タイムの短縮化を図ることができる。さらに、従来のとおりアンダーコート工程の搬送形態をハンガーコンベア方式とした場合と比べて、塗装工場の天井の高さを低くすることができ、塗装工場の設備費を低減することができる。
【００７０】
尚、位置決め機能はあくまで位置ズレ微調整のための機能であり、リフトアップ機能によって車体の位置決めがほぼ自己完結することができるため、位置ズレ量を画像認識するための画像センサ及び画像センサで認識された画像に基づいて位置ズレを補正するビジョン補正装置を設置する必要がなくなり、システム構築コストを抑制することができる。また、ビジョン補正装置を設ける場合と比べて、同一車種ではなく複数車種間の位置ズレの補正領域を広くカバーすることが容易であり、車種追加に対する汎用性を向上させることもできる。さらに、ビジョン補正装置を設ける場合と比べて、メカニカルな機構が主体であるため、見える化し易く、万が一トラブルが発生した場合であっても、復旧時間及びライン停止時間を短くすることができる。さらに、画像センサのミスト等の汚れを気にする必要がなくなり、保全費を低減することができる。
【００７１】
また、位置決め制御装置は、リフトアップ機能と位置決め機能とを独立して実施することで、リフトアップ機能及び位置決め機能をそれぞれに適した条件で実現することができる。
【００７２】
また、車体Ｗの床下部に設ける被嵌合部を基準穴Ｈａ〜Ｈｄとし、支持ロッド１０８ａ〜１０８ｄの先端に設ける嵌合部を基準ピン１０９ａ〜１０９ｄとしたことで、支持ロッド１０８の嵌合部を車体Ｗの被嵌合部に簡易に嵌合させることができる。さらに、支持ロッド１０８を３軸方向に移動可能なＸ軸移動台１０７に直立させることで、車体Ｗの基準穴Ｈａ〜Ｈｄに支持ロッド１０８ａ〜１０８ｄの基準ピン１０９ａ〜１０９ｄを簡易に嵌合させることができる。
【００７３】
また、位置決め装置１００ａ〜１００ｄが、アンダーコートを実施する目標位置に対応した停止位置に台車５００が停止した状態における車体Ｗの四隅の床下部の下方にそれぞれ配置されることによって、本車体位置決めシステムの上記リフトアップ機能及び上記位置決め機能を必要最低限度の構成並びに制御によって実現することができる。また、４台以上の位置決め装置を設置する場合と対比して、アンダーコート作業に必要な空間として車体の床下中央部の空間を有効に利用することができる。
【００７４】
また、車体Ｗのサイドメンバー部は剛性が強いため、車体Ｗの長さ方向に並設される一対のサイドメンバー部それぞれのフロント側の一端及びリア側の一端に基準穴Ｈａ〜Ｈｄを設けることで、アンダーコート作業に必要な空間として利用する車体Ｗの床下中央部の空間をより有効に利用することができる。
【００７５】
また、車体Ｗの床下部に設けたピット４１０ａ〜４１０ｄの床面Ｐに、位置決め装置１００ａ〜１００ｄを床置きすることによって、支持ロッド１０８ａ〜１０８ｄの退避ストロークを稼ぐことが容易となり、従来技術のように基準ピン１０９ａ〜１０９ｄを倒伏させるような複雑な機構を設ける必要がなくなる。
【００７６】
また、基準ピン１０９ａ〜１０９ｄを複数の径を具備する段付ピンとすることで、位置決め装置１００ａ〜１００ｄは基準穴の径の異なる複数車種に対応することができる。また、基準ピン１０９ａ〜１０９ｄをクランプピンとすることで、位置決め装置１００ａ〜１００ｄは車体Ｗを把持する際のクランプ力を向上させることができる。
【００７７】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【００７８】
例えば、内圧式及び耐圧式等の防爆機構を採用すれば、シーリング・アンダーコート工程のみならず、中塗り工程や上塗り工程においても、本車体位置決めシステムを適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、アンダーコート工程の搬送形態をフロアコンベア方式とした場合において、アンダーコート作業に必要な空間を確保するために車体を台車から持上げるリフトアップ機能と、アンダーコートを実施する目標位置に車体を位置決めする位置決め機能と、を併せ持つ塗布ステーションに適用すると有益である。また、内圧式及び耐圧式等の防爆機構を採用すれば、アンダーコート工程のみならず中塗り工程や上塗り工程においても有益である。
【符号の説明】
【００８０】
１００（１００ａ〜１００ｄ） 位置決め装置
１０１ 支柱部材
１０１０ 脚部
１０１１ 頭部
１０２ Ｚ軸サーボモータ
１０２０ ボールネジ
１０３ Ｙ軸サーボモータ
１０３０、１０３１、１０３２ ガイドレール
１０４ Ｘ軸サーボモータ
１０５ Ｚ軸移動台
１０６ Ｙ軸移動台
１０７（１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｄ） Ｘ軸移動台
１０８（１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｄ） 支持ロッド
１０９（１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｄ） 基準ピン
１５０ａ、１５０ｂ 中継装置
１５２ａ〜１５２ｄ 下位ケーブル
１８０ 位置決め制御装置
１８２ａ〜１８２ｄ 上位ケーブル
２００ａ〜２００ｄ アンダーコートロボット
２５０ａ〜２５０ｄ 走行装置
３００ シーリングロボット
３５０ 走行装置
４００ 塗布ステーション
４０１ ロボット制御装置
４１０（４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｄ） ピット
５００ 台車
５０２ ベース部材
５０４、５０６ 補強板
Ｗ 車体
Ｈ（Ｈａ、Ｈｂ、Ｈｄ） 基準穴
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体位置決めシステム及びこれを適用した塗布ステーションに関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、自動車の製造工場における一般的な製造工程の流れを示すフローチャートである。自動車の製造工程は、車体工程Ｓ７００、塗装工程Ｓ７０１、艤装工程（組立工程）Ｓ７０２の順に遂行される。車体工程Ｓ７００は、プレスラインで成型された鋼板を用いて自動車の車体をスポット溶接等で組み立てる工程であり、車体工程で完成した車体に防錆性、防水性、制振性、防音性の機能と装飾性のための塗装仕上げを施す工程であり、艤装工程Ｓ７０２は、塗装が施された車体に各種の部品を取り付けて自動車の完成体を作り上げる工程である。
【０００３】
塗装工程Ｓ７０１は、脱脂工程Ｓ７０１０、化成工程Ｓ７０１１、電着塗装工程（下塗り工程）Ｓ７０１２、シーリング・アンダーコート工程Ｓ７０１３、中塗り工程Ｓ７０１４、上塗り工程Ｓ７０１５の順に実施される。脱脂工程Ｓ７０１０、化成工程Ｓ７０１１及び電着塗装工程Ｓ７０１２は、塗装前処理工程を構成しており、脱脂工程Ｓ７０１０は、車体に付着した油分を除去する工程であり、化成工程Ｓ７０１１は、防錆性および電着塗装密着性向上のための金属表面下地処理を実施する工程であり、電着塗装工程Ｓ７０１２は、車体を塗料中に沈めて電気を流すことによって車体の鋼板上に塗料を付着させる工程である。シーリング・アンダーコート工程Ｓ７０１３は、防水及び防塵の目的で車体の鋼板の継目にシーリング材を塗布するシーリング作業を行うと同時に、防錆及び防振の目的で車体の床下部にアンダーコート材を塗布するアンダーコート作業を行う。中塗り工程Ｓ７０１４は、仕上り性と耐チッピング（塗膜が小剥片となり被塗面からはがれる現象）性を目的として車体に中塗り塗料を塗布する工程であり、上塗り工程Ｓ７０１５は、装飾性を目的として上塗り塗料を車体に塗布する工程である。
【０００４】
ところで、上記の塗装工程の中でシーリング・アンダーコート工程では、一般的に、アンダーコート作業を行うための空間を確保するために、車体の搬送形態としてハンガーコンベア方式が採用されている。ハンガーコンベア方式とは、天井に敷設された搬送レールに吊り下げられたハンガーにワークを載置あるいは吊り下げ、当該ハンガーを搬送レールに沿って動くチェーン等によって搬送する方式のことである。一方、シーリング・アンダーコート工程の前後の工程では、車体の搬送形態としてフロアコンベア方式が採用されている。フロアコンベア方式とは、床に敷設された搬送レール上の台車にワークを載置し、当該台車を搬送レールに沿って走行させて搬送する方式のことである。このように、シーリング・アンダーコート工程は、その前後の工程と搬送形態が異なっているため、搬送装置及び搬送冶具（ハンガー）を段取替えで別途準備する必要があり、また、その前後の工程では車体の移替のための移載設備がそれぞれ必要となるため、塗装工場の設備費、予備品等が余分に必要となるという問題があった。さらに、ハンガーに載置されあるいは吊り下げられたワークの位置は不安定な場合が多く、画像認識センサにより検出された画像情報に基づいて位置ズレ補正を行うビジョン補正装置が各停止作業位置において必要であった。
【０００５】
そこで、シーリング・アンダーコート工程の搬送形態をその前後工程と同様にフロアコンベア方式にすることが考えられる。これにより、ハンガーコンベア方式を採用した場合における上記のような問題を解決することができる。但し、フロアコンベア方式を採用した場合、台車及び搬送レールが車体の床下部と近接するため、アンダーコート材を塗布可能な程度の作業空間を確保すべく車体を台車から持上げるリフトアップ動作若しくは車体から台車を引き離すための台車の降下が必要なる。例えば、特許文献１には、上塗り塗装された自動車車体を台車に載置して搬入する塗布ステーションの下部に、車体を当該台車から持上げて位置決めする車体位置決め手段を設ける技術が開示されている。図８は、その特許文献１の車体位置決め手段を示す塗布ステーションの下部の拡大図を示した図である。
【０００６】
上記の車体位置決め手段は、塗布ステーション１の下部両側に配置した各ベース枠１０上に車体Ｗの底面の基準穴に嵌合する前後１対の基準ピン１１を取り付けたメインリフタ１２を設け、メインリフタ１２上に車体Ｗの底面を受けるサブリフタ１３を設けてなる。メインリフタ１２はベース枠１０上のシリンダにより前後動される１対のリフタカムを介して昇降され、サブリフタ１３はメインリフタ１２上のシリンダによりガイドバーに沿ってメインリフタ１２に対して相対的に昇降される。
【０００７】
そして、サブリフタ１３を上昇させた状態でメインリフタ１２を上昇させることにより車体Ｗを台車２から持上げ、次いでサブリフタ１３を下降させて、車体Ｗを浮かせた状態で各基準ピン１１を各基準穴に嵌合させる。これにより、車体Ｗは前後左右上下の３軸方向に位置決めされる。尚、基準ピン１１は、メインリフタ１２上に３軸直交座標型の可動機構１１ａを介して前後左右上下に位置調節可能に設けられたブラケット１１ｂ上に立設されている。さらに、基準ピン１１は、台車２との干渉を防止するためにシリンダ１１ｃにより起伏され、台車２の走行時には倒伏される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特公平７−７９９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１に開示された技術の場合、車体Ｗの昇降手段としては、メインリフタ１２とサブリフタ１３とが設けられ、また、車体Ｗの位置決め手段としては、メインリフタ１２上に３軸直交座標型の可動機構１１ａが設けられている。つまり、車体Ｗの昇降手段と車体Ｗの位置決め手段とが独立して別々に設けられている。このため、特許文献１に開示された技術をシーリング・アンダーコート工程に適用しようとした場合、その工程に係る構成及び制御が複雑になるという問題がある。また、特許文献１に開示された技術の場合、車体Ｗの昇降動作と車体Ｗの位置決め動作とはそれぞれ独立して逐次実施されることになる。このため、特許文献１に開示された技術をシーリング・アンダーコート工程に適用しようとした場合、その工程に要する所要時間が長期化することになる。
【００１０】
そこで、本発明は、アンダーコートに必要な空間を確保するために車体を台車から持上げるリフトアップ機能と、アンダーコートを実施する目標位置に車体を位置決めする位置決め機能と、を併せ持つ車体位置決めシステム及びそれを適用した塗布ステーションの構成及び制御の簡略化並びに所要タイムの短縮化を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、上記の課題を解決するための主たる本発明は、車体の床下部の塗装を実施する塗布ステーション内に台車に載置して搬送される自動車の車体を、当該塗装を実施する目標位置に位置決めする車体位置決めシステムであって、前記目標位置に対応した停止位置に前記台車が停止した状態における前記車体の床下部の下方に配置され、前記車体の床下部に形成された被嵌合部と嵌合する嵌合部を先端に有する支持ロッドと、前記支持ロッドを前記車体の長さ方向、幅方向、及び高さ方向の３軸方向に移動させる移動機構と、を備える複数の位置決め装置と、前記複数の位置決め装置の前記移動機構による前記支持ロッドの３軸方向の移動を制御する位置決め制御装置と、を有し、前記位置決め制御装置は、前記支持ロッドを前記移動機構により移動させて、前記台車に載置された前記車体の前記被嵌合部に前記支持ロッドの嵌合部を嵌合させる支持ロッド嵌合手段と、前記支持ロッドを前記移動機構により前記高さ方向を含む方向に移動させて、前記車体を前記台車から持ち上げるとともに前記目標位置に位置決めするリフトアップ及び位置決め手段と、を有する。
【００１２】
上記の構成により、複数の位置決め装置は、位置決め制御装置による支持ロッドを移動させる移動機構の制御により、車体の床下部の塗装作業に必要な空間を確保するために車体を台車から持上げるリフトアップ機能と、当該塗装作業を実施する目標位置に車体を位置決めする位置決め機能と、を併せ持つことができる。これにより、例えば車体の床下部の塗装工程の搬送形態をフロアコンベア方式とした場合において、当該リフトアップ機能と当該位置決め機能とを併せ持つことが必要な車体位置決めシステムの構成及び制御の簡略化並びに所要タイムの短縮化を図ることができる。
【００１３】
前記位置決め制御装置は、リフトアップ及び位置決め手段として、前記支持ロッドを前記移動機構により前記高さ方向に移動させて、前記車体を前記台車から持ち上げるリフトアップ手段と、前記支持ロッドを前記移動機構により移動させて、前記持ち上げられた車体を前記目標位置に位置決めする位置決め手段とを有する、としてもよい。
【００１４】
上記の構成により、位置決め制御装置は、リフトアップ及び位置決め手段として、リフトアップ手段と位置決め手段とを独立して具備することで、リフトアップ機能及び位置決め機能をそれぞれに適した条件で実現することができる。
【００１５】
前記被嵌合部が基準穴であり、前記嵌合部が前記基準穴に嵌合する基準ピンである、としてもよい。上記の構成により、支持ロッドを車体に簡易に嵌合させることができる。尚、前記支持ロッドは支持台に直立して設けられ、前記移動機構は、前記支持台を３軸方向に移動させるよう構成されてもよい。上記の構成により、前記支持ロッドの３軸方向の移動を簡易に制御することができる。さらに、基準穴に基準ピンを嵌合させることが容易となる。また、前記支持ロッドの長さは８００ｍｍ以上である、としてもよい。上記の構成により、アンダーコート作業のために必要十分な空間を確保することができる。
【００１６】
前記被嵌合部は、前記車体の床下部の四隅に形成されており、前記位置決め装置は、前記目標位置に対応した停止位置に前記台車が停止した状態における前記車体の四隅の床下部の下方にそれぞれ配置される、としてもよい。
【００１７】
上記の構成により、位置決め装置を車体の四隅の床下部の下方にそれぞれ配置されることにした結果、本車体位置決めシステムの上記リフトアップ機能及び上記位置決め機能を必要十分な構成並びに制御によって実現することができる。また、位置決め装置を４台以上とした場合と対比して、車体の床下部の塗装作業に必要な空間として車体の床下中央部の空間を有効に利用することができる。
【００１８】
前記基準穴は、前記車体のサイドメンバー部に設けられている、としてもよい。
【００１９】
上記の構成により、車体のサイドメンバー部は剛性が強いため、車体の長さ方向に並設される一対のサイドメンバー部それぞれのフロント側の一端及びリア側の一端に基準穴を設けることができ、位置決め装置を４台に限定することが容易となり、さらに、アンダーコート作業に必要な空間として利用する車体の床下中央部の空間をより有効に利用することができる。
【００２０】
車体の床下部に床下空間を形成するピットを有し、前記位置決め装置は、前記ピットの床面に床置きされている、としてもよい。尚、前記支持ロッドの長さは８００ｍｍ以上であり、前記塗布ステーションのフロア面を基準とした前記高さ方向の前記台車の位置は１０００ｍｍ以上であり、前記フロア面を基準とした前記ピットの深さは１０００ｍｍ以上である、としてもよい。さらに、前記塗布ステーションのフロア面を基準とした前記高さ方向の前記目標位置の位置は１８００ｍｍ以上であり、前記支持ロッドの最大ストローク長は１２００ｍｍ以上である、としてもよい。
【００２１】
上記の構成により、位置決め装置の支持ロッドが、車体を載置した台車の走行を妨害する場合、支持ロッドを退避させる必要がある。そこで、車体の床下部に設けたピットの床面に位置決め装置を床置きすることによって、支持ロッドの退避ストロークを稼ぐことが容易となり、支持ロッドの嵌合部を倒伏させるような複雑な機構を設ける必要がなくなる。
【００２２】
前記基準ピンは、複数の径を具備する段付ピンであることとしてもよい。
【００２３】
上記の構成により、複数の位置決め装置は基準穴の径の異なる複数車種に対応することができる。
【００２４】
前記基準ピンは、クランプピンであることとしてもよい。
【００２５】
上記の構成により、複数の位置決め装置は車体を把持する際のクランプ力を向上させることができる。
【００２６】
上記の課題を解決するための主たるその他の本発明は、車体の床下部の塗装を実施する塗布ステーション内に台車に載置して搬送される自動車の車体を、当該塗装を実施する目標位置に位置決めする車体位置決めシステムと、前記目標位置に対応した停止位置に前記台車が停止した状態における前記車体の両側面側に配置され、アーム先端に取り付けられた塗布ノズルにより前記車体の床下部を塗布する多関節ロボットと、前記多関節ロボットの動作を制御するロボット制御装置と、を備え、前記車体位置決めシステムは、前記停止位置に前記台車が停止した状態における前記車体の床下部の下方に配置され、前記車体の床下部に形成された被嵌合部と嵌合する嵌合部を先端に有する支持ロッドと、前記支持ロッドを前記車体の長さ方向、幅方向、及び高さ方向の３軸方向に移動させる移動機構と、を備える複数の位置決め装置と、前記複数の位置決め装置の前記移動機構による前記支持ロッドの３軸方向の移動を制御する位置決め制御装置と、を有し、前記位置決め制御装置は、前記支持ロッドを前記移動機構により移動させて、前記台車に載置された前記車体の前記被嵌合部に前記支持ロッドの嵌合部を嵌合させる支持ロッド嵌合手段と、前記支持ロッドを前記移動機構により前記高さ方向を含む方向に移動させて、前記車体を前記台車から持ち上げるとともに前記目標位置に位置決めするリフトアップ及び位置決め手段と、を有する、塗布ステーションである。
【００２７】
上記の構成により、複数の位置決め装置は、位置決め制御装置による支持ロッドを移動させる移動機構の制御により、車体の床下部の塗装作業に必要な空間を確保するために車体を台車から持上げるリフトアップ機能と、車体の床下部の塗装作業を実施する目標位置に車体を位置調整（補正）する位置決め機能と、を併せ持つことができる。これにより、例えば車体の床下部の塗装工程の搬送形態を所謂フロアコンベア方式とした場合において、当該リフトアップ機能と当該位置決め機能とを併せ持つことが必要な塗布ステーションの構成及び制御の簡略化並びに所用タイムの短縮化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、車体の床下部の塗装工程に必要な空間を確保するために車体を台車から持上げるリフトアップ機能と、当該塗装工程の目標位置に車体を位置決めする位置決め機能と、を併せ持つ車体位置決めシステム及びそれを適用した塗布ステーションの構成及び制御の簡略化並びに所要タイムの短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態に係る車体位置決めシステムの全体構成を示した図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る車体位置決めシステムの位置決め装置の側面側から見た断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るロボット２階建て塗布ステーションの平面図を示した図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るロボット２階建て塗布ステーションの右側面図を示した図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るロボット２階建て塗布ステーションの正面図を示した図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る車体位置決めシステムの位置決め装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】自動車製造工場における自動車の製造工程の流れを示したフローチャートである。
【図８】従来の塗布ステーションの下部の拡大正面図を示した図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
【００３１】
（実施の形態）
[車体位置決めシステムの構成]
図１は、本発明の実施の形態に係る車体位置決めシステムの全体構成を示した図である。尚、本発明において、シーリング・アンダーコート工程及びその前後の工程では、床上に敷設された搬送レールに沿って走行する台車にワークを載置することで当該ワークを搬送するフロアベルトコンベア方式が採用される。
【００３２】
車体位置決めシステムは、シーリング・アンダーコート工程用のロボット２階建て塗布ステーションに配置され、前工程（例えば、図７に示す電着塗装工程Ｓ７０１２等）用の塗布ステーションから台車により搬送されてくる自動車の車体を、台車からリフトアップするとともに所定の目標位置に位置決めする。これにより、シーリング・アンダーコートの作業用の空間が確保される。また、本車体位置決めシステムは、シーリング・アンダーコートの作業が行われた後、車体をリフトダウンして台車に再び載置する。これにより、シーリング・アンダーコートが施された車体が、台車により後工程（例えば図７に示す中塗り工程Ｓ７０１４等）用の塗布ステーションに搬送される。
【００３３】
車体位置決めシステムは、位置決め装置１００ａ〜１００ｄと、位置決め制御装置１８０と、を通信可能に接続して構成される。位置決め装置１００ａ〜１００ｄは、アンダーコートを実施する目標位置に対応した停止位置に停止した状態における車体の四隅の床下部の下方に配置される。本車体位置決めシステムでは、４台の位置決め装置１００ａ〜１００ｄのうち、車体のフロント側（前側）の左右二隅且つ床下部の下方に配置する位置決め装置１００ａ、１００ｂと、車体のリア側（後側）の左右二隅且つ床下部の下方に配置する位置決め装置１００ｃ、１００ｄと、にグループ分けをする。このため、位置決め装置１００ａ、１００ｂは、中継装置１５０ａを介して位置決め制御装置１８０と接続される。位置決め装置１００ａ、１００ｂと中継装置１５０ａとは下位ケーブル１５２ａ、１５２ｂを介して接続され、中継装置１５０ａと位置決め制御装置１８０とは上位ケーブル１８２ａ、１８２ｂを介して接続される。また、位置決め装置１００ｃ、１００ｄは、中継装置１５０ｂを介して位置決め制御装置１８０と接続される。位置決め装置１００ｃ、１００ｄと中継装置１５０ｂとは下位ケーブル１５２ｃ、１５２ｄを介して接続され、中継装置１５０ｂと位置決め制御装置１８０とは上位ケーブル１８２ｃ、１８２ｄを介して接続される。
【００３４】
位置決め装置１００ａ〜１００ｄは、車体の床下部に形成された被嵌合部と嵌合する嵌合部を先端に有する支持ロッド１０８ａ〜１０８ｄと、支持ロッド１０８ａ〜１０８ｄを車体の長さ方向、幅方向、及び高さ方向の３軸方向に移動させる移動機構と、備えている。尚、上記の移動機構は、支持ロッド１０８ａ〜１０８ｄを３軸方向のうち少なくとも高さ方向を含む方向に移動させるため、所謂位置決め機能を実現している。また、上記の移動機構に含まれる高さ方向に支持ロッド１０８ａ〜１０８ｄを移動させる機構は、車体を上下方向にリフトアップ又はリフトダウンさせる昇降機能を実現している。かかる位置決め機能及び昇降機能を実現する機構として、例えば、カム機構、ピストンクランク機構、ラックピニオン機構等が採用される。また、かかる位置決め装置１００ａ〜１００ｄとして、例えば、直交三軸座標形のＮＣ（数値制御）ロケータが採用される。
【００３５】
なお、４台の位置決め装置１００ａ〜１００ｄに限定されず、車体位置決めシステムの構成及び制御の複雑化を考慮しなければ、例えば車体の長さ方向中央部の左右二箇所であり且つ車体の床下部の下方にも位置決め装置を配置して計六台としてもよい。
【００３６】
位置決め制御装置１８０は、少なくともＣＰＵ（演算装置）とメモリ（記憶装置）とを具備しており、位置決め装置１００ａ〜１００ｄそれぞれの移動機構を統括制御する。位置決め制御装置１８０は、ティーチペンダント等の外部装置（図示せず）と接続可能である。オペレータは、この外部装置を利用することで、位置決め装置１００ａ〜１００ｄそれぞれに対して、ティーチモード（基準ピンの終了位置を教示するモード）及びチェックモード（ティーチング軌跡をチェックするモード）の実行開始指令の入力、ティーチモードの実行中における位置決め装置１００ａ〜１００ｄのマニュアル操作、ティーチモードの実行中における基準ピンの開始及び終了位置の入力等を行う。尚、位置決め装置１００ａ〜１００ｄの動作は把握し易いため、外部装置を用いたオンライン教示を適用せずに、３次元ＣＡＤ（Computer Aided Design）を用いたオフライン教示を適用してもよい。さらに、位置決め制御装置１８０は、後述のアンダーコート作業用ロボット２００ａ〜２００ｄや後述のシーリング作業用ロボット３００を統括制御するようにしてもよい。
【００３７】
[位置決め装置の構造]
図２は、本発明の実施の形態に係る位置決め装置の側面側から見た断面図である。尚、図２に示す位置決め装置１００は、図１に示した位置決め装置１００ａ〜１００ｄのいずれにも対応する。また、図２において、紙面左右方向がＸ軸方向（正：紙面右方向、負：紙面左方向）、紙面上下方向がＺ軸方向（正：紙面上方向、負：紙面下方向）、紙面鉛直方向がＹ軸方向（正：紙面表側、負：紙面裏側）とする。
【００３８】
位置決め装置１００は、支柱部材１０１と、Ｘ軸移動台１０７（支持台）と、支持ロッド１０８と、により主に構成される。
【００３９】
支柱部材１０１は、位置決め装置１００の支柱を形成する略柱状の部材である。支柱部材１０１は、車体を昇降可能とする程度に、剛性が高くて撓みが少ない頑丈な構造（例えば、柱状形）に構成されている。また、支柱部材１０１のＺ軸方向に直立した姿勢（ピット床面Ｐに対して鉛直な姿勢）を安定化させるために、支柱部材１０１の脚部１０１０は、支柱部材１０１の頭部１０１１の断面積よりも大きくした形状とする。
【００４０】
支柱部材１０１にはＺ軸方向に延びるガイドレール１０３０が形成されていて、このガイドレール１０３０に嵌合してＺ軸方向に摺動可能にＺ軸移動台１０５が設けられている。Ｚ軸移動台１０５は、例えば、ガイドレール１０３０に沿って延びるボールネジ１０２０に螺合していて、このボールネジ１０２０が支柱部材１０１の脚部１０１０に配設されたＺ軸サーボモータ１０２により回転される。これにより、Ｚ軸移動台１０５がＺ軸方向に昇降されかつ位置決めされ、ひいては後述する支持ロッド１０８をＺ軸方向に昇降しかつ位置決めするＺ軸移動機構が具備される。このＺ軸移動機構が、位置決め装置１００におけるＺ軸方向の位置決め機能及び昇降機能（リフトアップ機能を含む）を実現する。
【００４１】
Ｚ軸移動台１０５には、Ｙ軸方向に延びるガイドレール１０３１が形成されていて、このガイドレール１０３１に嵌合してＹ軸方向に摺動可能にＹ軸移動台１０６が設けられている。Ｙ軸移動台１０６にはＹ軸サーボモータ１０３が配設されている。そして、例えば、Ｚ軸移動台１０５には、ガイドレール１０３１に沿って延びるようにラックギア（図示せず）が配設され、Ｙ軸移動台１０６には、このラックギアに噛み合うピニオンギア（図示せず）が配設されていて、このピニオンギアがＹ軸サーボモータ１０３により回転される。これにより、Ｙ軸移動台１０６がＹ軸方向に移動されかつ位置決めされ、ひいては後述する支持ロッド１０８をＹ軸方向に移動させかつ位置決めするＹ軸移動機構が具備される。このＹ軸移動機構が、位置決め装置１００におけるＹ軸方向の位置決め機能及び移動機能を実現する。
【００４２】
Ｙ軸移動台１０６にはＸ軸方向に延びるガイドレール１０３２が形成されていて、このガイドレール１０３２に嵌合してＸ軸方向に摺動可能にＸ軸移動台１０７が設けられている。Ｘ軸移動台１０７は、例えば、ガイドレール１０３２に沿って延びるように形成されたボールネジ（図示せず）に螺合していて、このボールネジがＹ軸移動台１０６に配設されたＸ軸サーボモータ１０６により回転される。これにより、Ｘ軸移動台１０７がＸ軸方向に移動されかつ位置決めされ、ひいては後述する支持ロッド１０８をＸ軸方向に移動させかつ位置決めするＸ軸移動機構が具備される。このＸ軸移動機構が、位置決め装置１００におけるＸ軸方向の位置決め機能及び移動機能を実現する。
【００４３】
なお、参照符号１０４０は、Ｙ軸サーボモータ１０３及びＸ軸サーボモータ１０４に電力を供給する配線とＹ軸サーボモータ１０３及びＸ軸サーボモータ１０４に制御信号を伝達する制御線とを含むケーブルを示す。
【００４４】
Ｘ軸移動台１０７の上面（Ｚ軸正方向側に位置する表面）の略中央部に支持ロッド１０８が立設されている。支持ロッド１０８は、本実施の形態では鉛直方向に延びるように立設（直立）されている。
【００４５】
支持ロッド１０８の先端には、車体の被嵌合部（例えば、後述の基準穴Ｈａ、Ｈｂ、Ｈｃ、Ｈｄ）に嵌合させる嵌合部として、尖形の基準ピン１０９が設けられている。尚、基準ピン１０９は、複数車種の位置決めに対応可能とするように、複数の径部を具備した段付ピンとしてもよい。これにより、基準穴径の異なる複数車種毎に基準ピン１０９を取り替える必要がなくなる。また、基準ピン１０９は、大きなクランプ力を具備するクランプピンとしてもよい。これにより、四本の基準ピン１０９による車体のクランプが安定化する。また、嵌合部及び被嵌合部は、これらの態様に限定されず、互いに嵌合する態様であればよい。
【００４６】
位置決め装置１００は、Ｘ軸移動台１０７のＺ軸方向のストローク量を稼ぐために、シーリング・アンダーコート用の塗布ステーションのフロア面ＦＬよりＺ軸負方向に下がった位置にあるピット床面Ｐに床置き配置される。ここで、Ｘ軸移動台１０７をＺ軸方向に移動させたとき、Ｚ軸上の最高ストローク点をＺｍａｘとし、Ｚ軸上の最低ストローク点をＺｍｉｎと表現する。尚、最高ストローク点Ｚｍａｘ、最低ストローク点Ｚｍｉｎは、ピット床面Ｐを基準としたＸ軸移動台１０７の中心線のＺ軸上の位置とする。従って、Ｘ軸移動台１０７のＺ軸方向の最大ストローク量Ｚｄは、次式で表現することができる。
【００４７】
Ｚｄ ＝ Ｚｍａｘ−Ｚｍｉｎ ・・・（１）
また、ピット床面Ｐから最低移動距離ＺｍｉｎまでのＺ軸方向の長さをＺｃと表現する。Ｘ軸移動台１０７の最低ストローク点Ｚｍｉｎをピット床面Ｐとはせずに、ピット床面ＰからＺ軸方向に高さＺｃにある位置としたのは、Ｘ軸移動台１０７をＺ軸負方向に移動したときにＸ軸移動台１０７の脚部１０１０に接触して支障が生じるからである。
【００４８】
また、ピット床面Ｐからフロア面ＦＬまでのＺ軸方向の長さ（ピットの深さ）をＺａと表現し、Ｘ軸移動台１０７を最高ストローク点Ｚｍａｘまで移動した状態として、フロア面ＦＬから支持ロッド１０８の先端の基準ピン１０９までのＺ軸方向の長さをＺｂと表現する。すると、Ｘ軸移動台１０７を最低ストローク点Ｚｍｉｎまで移動した状態にあって、フロア面ＦＬから基準ピン１０９の先端までのＺ軸方向の長さは「Ｚｂ−Ｚｄ」である。従って、基準ピン１０９は、フロア面ＦＬを基準とした場合、最低ストローク点「Ｚｂ−Ｚｄ」から最高ストローク点「Ｚｂ」までＺ軸方向に移動する。尚、ピット床面Ｐを基準とした場合、基準ピン１０９は、最低ストローク点「Ｚａ＋Ｚｂ−Ｚｄ」から最高ストローク点「Ｚａ＋Ｚｂ」までＺ軸方向に移動する。
【００４９】
基準ピン１０９の高さを含めた支持ロッド１０８のＺ軸方向の長さ（Ｚｅ）、ピットのＺ軸方向の深さ（Ｚａ）、Ｘ軸移動台１０７のストローク量Ｚｄは、シーリング・アンダーコート工程における種々の制約条件に基づいて決定される。
【００５０】
例えば、また、基準ピン１０９の最低ストローク点「Ｚａ＋Ｚｂ−Ｚｄ（ピット床面Ｐ基準）」は、塗布ステーション内において台車に載置した車体を搬送する際に、台車の走行を妨害しないという制約条件のもとで決定する。ここで、フロア面ＦＬを基準としたＺ軸方向の車体の搬送位置（台車下端の位置）をＺｏとした場合、位置決め装置１００が台車水平且つ巾方向に回避できない領域であるならば、次式の条件を満たす必要がある。
【００５１】
Ｚａ＋Ｚｂ−Ｚｄ ＜ Ｚａ＋Ｚｏ ・・・（２）
また、基準ピン１０９の最高ストローク点「Ｚａ＋Ｚｂ（ピット床面Ｐ基準）」は、アンダーコートロボットによるアンダーコート作業を妨害しないという制約条件のもとで決定する。ここで、アンダーコート作業を実施可能とするまで車体をリフトアップしたときの、フロア面ＦＬを基準とした車体のサイドシルの下面の高さ（高さ方向の目標位置の位置）をＺｌとした場合、次式の条件を満たす必要がある。
【００５２】
Ｚａ＋Ｚｂ ＞ Ｚａ＋Ｚｌ ・・・（３）
本実施形態の場合、フロア面ＦＬを基準とした車体高さ方向の台車の位置Ｚｏは、例えば、１０００ｍｍ以上であり、リフトアップした際のフロア面ＦＬを基準とした車体のサイドシルの下面の高さＺｌは、例えば、１８００ｍｍ以上とする。
【００５３】
また、フロア面ＦＬを基準としたピットの深さＺａは例えば１０００ｍｍ以上とし、Ｘ軸移動台１０７のＺ軸方向の最大ストローク量Ｚｄは例えば１２００ｍｍ以上とする。さらに、Ｘ軸移動台１０７の最高ストローク点Ｚｂは、車体のフロント側で例えば、２０５０ｍｍ以上とし、車体のリア側で例えば２０５６．５ｍｍ以上とする。さらに、支持ロッド１０８の長さＺｅは例えば８００ｍｍ以上とする。
【００５４】
＜塗布ステーション内のレイアウト構造＞
図３、図４、図５を参照しながら、本発明の実施の形態に係る車体位置決めシステムを適用したシーリング・アンダーコート向けのロボット２階建て塗布ステーション（本発明の実施の形態に係る塗布ステーション）内のレイアウト構造を説明する。尚、図３は、塗布ステーションの平面図であり、図４は、塗布ステーションの右側面図であり、図５は、塗布ステーションの正面図である。
【００５５】
台車５００は、塗布ステーション４００に敷設される搬送レール（図示せず）に沿って、同図に示す搬送方向（紙面右方向）に向けて走行する。搬送レールは、同図に示すセンターラインＬと平行に、且つフロア面ＦＬを基準として車体Ｗの高さ方向でＺｏの位置に敷設される。本実施形態では、搬送レールは、モノレール等が走行するような一本のレールとし、アンダーコートロボット２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄのアームが車体Ｗの床下部に侵入しやすくなるように、台車５００の幅寸法はできる限り狭くする。また、搬送レールは、電車等が走行するような二本のレールとしてもよい。この場合は、二本のレールの間隔並びに台車５００の巾寸法はできる限り広くする。
【００５６】
台車５００のベースとなる箱枠状のベース部材５０２において、搬送方向の前方部と搬送方向とは逆向きの後方部に一対の補助板５０４、５０６が並設される。このため、台車５００は、平面視においてはアルファベットのＨ字型の形状となっており、ベース部材５０２及び補助板５０４、５０６の上面に車体Ｗが載置される。前側の補助板５０４の両端には前輪が設けられ、後側の補助板５０６の両端には後輪が設けられる。また、ベース部材５０２の前後部には補助輪が設けられる。尚、台車５００の高さ寸法は、位置決め装置１００ａ〜１００ｄの基準ピン１０９ａ〜１０９ｄのストローク量を抑えるために、できる限り短くすることが好ましい。
【００５７】
台車５００に載置した車体Ｗの四隅の床下部には、位置決め装置１００ａ〜１００ｄの基準ピン１０９ａ〜１０９ｄを嵌合させる被嵌合部として、基準穴Ｈａ〜Ｈｄが設けられている。尚、基準穴Ｈａ〜Ｈｄは、車体Ｗの長さ方向に並設される一対のサイドメンバー部（図示せず。）に機械加工する。サイドメンバー部は撓み強度が大きい（剛性の強い）ので、リフトアップの際の車体Ｗの荷重に対する耐性による制限を殆ど考慮せずとも、基準穴Ｈａ〜Ｈｄの位置をサイドメンバー部のフロント側の一端及びリア側の一端に設定することができる。また、この結果として、車体Ｗの床下中央部にアンダーコート作業のための空間を広く設けることができる。尚、基準穴Ｈａ〜Ｈｄは、位置決め精度の良い丸穴を選定する。また、基準穴Ｈａ〜Ｈｄの穴径は、次式の条件で設定する。
【００５８】
位置決め補正可能範囲 ≦ 穴径−穴の加工位置精度 ・・・（４）
車体Ｗを載置した台車５００が目標位置に対応したリフトアップ前の停止位置（紙面中心部）に停止した状態において、車体Ｗのフロント側の左隅の床下部にはフロア面ＦＬに対し深さＺａのピット４１０ａが設けられ、車体Ｗのフロント側の右隅の床下部にはフロア面ＦＬに対し深さＺａのピット４１０ｂが設けられ、車体Ｗのリア側の左隅の床下部にはフロア面ＦＬに対し深さＺａのピット４１０ｃが設けられ、車体Ｗのリア側の右隅の床下部にはフロア面ＦＬに対し深さＺａのピット４１０ｄが設けられる。
【００５９】
また、位置決め装置１００ａ〜１００ｄの配置箇所としては、車体Ｗのフロント側の左隅の床下部のピット４１０ａに位置決め装置１００ａが配置され、車体Ｗのフロント側の右隅の床下部のピット４１０ｂに位置決め装置１００ｂが配置され、車体Ｗのリア側の左隅の床下部のピット４１０ｃに位置決め装置１００ｃが配置され、車体Ｗのリア側の右隅の床下部のピット４１０ｄに位置決め装置１００ｄが配置される。このように、位置決め装置１００ａ〜１００ｄは、車体Ｗの姿勢を常に水平に維持するように、車体Ｗの四隅の床下部に対称配置される。また、位置決め装置１００ａ〜１００ｄは、基準ピン１０９ａ〜１０９ｄの鉛直方向上に、車体Ｗの四隅床下部に加工された基準穴Ｈａ〜Ｈｄが位置するように予め配置する。これにより、基準ピン１０９ａ〜１０９ｄを基準穴Ｈａ〜Ｈｄに嵌合させる際の位置ズレ量を事前に抑えることができる。
【００６０】
車体Ｗのフロント側且つ左側面側には、フロア面ＦＬに設置された走行装置２５０ａによって車体Ｗの長さ方向に走行するアンダーコートロボット２００ａが配置され、車体Ｗのフロント側且つ右側面側には、フロア面ＦＬに設置された走行装置２５０ｂによって車体Ｗの長さ方向に走行するアンダーコートロボット２００ｂが配置され、車体Ｗのフロント側且つ左側面側には、フロア面ＦＬに設置された走行装置２５０ｃによって車体Ｗの長さ方向に走行するアンダーコートロボット２００ｃが配置され、車体Ｗのフロント側且つ左側面側には、フロア面ＦＬに設置された走行装置２５０ｄによって車体Ｗの長さ方向に走行するアンダーコートロボット２００ｄが配置される。なお、車体Ｗの左側及び右側で走行レールは共通である。このように、アンダーコートロボット２００ａ〜２００ｄは、それぞれ、車体Ｗのフロント側且つ左側面側の床下部のアンダーコート、車体Ｗのフロント側且つ右側面側の床下部のアンダーコート、車体Ｗのリア側且つ左側面側の床下部のアンダーコート、車体Ｗのフロント側且つ右側面側の床下部のアンダーコートを担当する。
【００６１】
アンダーコートロボット２００ａ〜２００ｄは、アームの先端部位にアンダーコート材を塗布する塗布ノズルが取り付けられており、アームの回動に伴い車体の床下部外側にある所定位置に塗布ノズルを移動させてアンダーコート材を自動的に塗装する多関節ロボットである。尚、各関節には、サーボモータ（図示せず）及びそのサーボモータの主軸に連結したエンコーダ（位置検出器）を具備したアクチュエータが設置される。各アクチュエータのサーボモータが動作することで、各アームが、自身と連結した関節の軸心に直交する軸の回り若しくは自身と連結した関節の軸心の回りに相対的に回動される。また、エンコーダは、自身と連結したサーボモータの基準位置（基準角）からの回転角（現在位置）を検出しており、自身と連結したサーボモータのサーボ制御に用いられる。尚、アンダーコートロボット２００ａ〜２００ｄの各サーボモータのサーボ制御は、少なくともＣＰＵとメモリとを具備したロボット制御装置４０１（図３参照）からの指示により行われる。
【００６２】
車体Ｗの中央部且つ右側面側には、フロア面ＦＬから高さ略Ｚｏの位置に設置された走行装置３５０によって車体Ｗの長さ方向に走行するシーリングロボット３００が配置される。シーリングロボット３００は、アームの先端部位にシーリング材を塗布する塗布ノズルが取り付けられており、アームの回動に伴い車体の継目のある所定位置に塗布ノズルを移動させて、アンダーコートロボット２００ａ〜２００ｄの作業と同時に車室内側に対してシーリング材を自動的に塗装する多関節ロボットである。尚、各関節には、サーボモータ（図示せず）及びそのサーボモータの主軸に連結したエンコーダ（位置検出器）を具備したアクチュエータが設置される。各アクチュエータのサーボモータが動作することで、各アームが、自身と連結した関節の軸心に直交する軸の回り若しくは自身と連結した関節の軸心の回りに相対的に回動される。また、エンコーダは、自身と連結したサーボモータの基準位置（基準角）からの回転角（現在位置）を検出しており、自身と連結したサーボモータのサーボ制御に用いられる。尚、シーリングロボット３００の各サーボモータのサーボ制御は、少なくともＣＰＵとメモリとを具備したロボット制御装置４０１（図３参照）からの指示により行われる。
【００６３】
[位置決め制御装置の動作]
図６は、位置決め制御装置１８０がシーリング・アンダーコートの際に位置決め装置１００ａ〜１００ｄに対して行う制御の流れを示すフローチャートである。尚、本フローチャートは、位置決め制御装置１８０のメモリに格納されるプログラムとして実施され、位置決め制御装置１８０のＣＰＵが上記のメモリ（図示せず）に格納されたプログラムを読み出して実行することで行われる。
【００６４】
まず、位置決め制御装置１８０は、台車５００に載置した車体Ｗの四隅の床下部に予め加工されている基準穴Ｈａ〜Ｈｄ（被嵌合部）に対して、支持ロッド１０８ａ〜１０８ｄの先端にある基準ピン１０９ａ〜１０９ｄ（嵌合部）が嵌合するよう、Ｘ軸移動台１０７ａ〜１０７ｄを車体Ｗの長さ方向、幅方向、及び高さ方向の３軸方向のうち少なくとも高さ方向を含む方向に移動させる（Ｓ６００）。なお、台車５００の停止位置において、基準穴Ｈａ〜Ｈｄと基準ピン１０９ａ〜１０９ｄとの位置関係が高さ方向で直線上にあれば、Ｘ軸移動台１０７ａ〜１０７ｄを高さ方向のみに移動させることで、基準穴Ｈａ〜Ｈｄに基準ピン１０９ａ〜１０９ｄを嵌合させることができる。この際、台車５００と支持ロッド１０８ａ〜１０８ｄはどちらも高剛性であるので、ズレによる軋みを避けるために、Ｘ軸移動機構及びＹ軸移動機構でサーボゲインを一時的に小さくしてもよい。
【００６５】
つぎに、位置決め制御装置１８０は、車体Ｗが台車５００から持ち上げる（リフトアップする）とともに、台車５００から持上げられた車体Ｗの位置を所定の目標位置に位置決めするように、Ｘ軸移動台１０７を３軸方向のうち少なくとも高さ方向を含む方向に移動させる（Ｓ６０１）。但し、車体Ｗと嵌合した状態なので、Ｘ軸移動台１０７ａ〜１０７ｄの位置関係は相互に一定状態とする。なお、Ｘ軸移動台１０７を高さ方向のみに移動させる場合とは、上記の嵌合のときと同様である。また、車体Ｗのリフトアップと車体Ｗの目標位置への位置決めとを同時に実施するようにしたが、当該リフトアップが終了した後に当該位置決めを行うようにしてもよい。さらに、車体Ｗのリフトアップは、特にシーリング作業の場合、一段フル・ストロークではなく多段ショート・ストロークによって適宜シーリング作業等を実施してもよい。また、そのとき、ロボットアームのリーチに拠るが、バックアップ兼用ロボットにより実施してもよい。万一の設備トラブルの際に、完全なライン停止を避けることができる。
【００６６】
つぎに、位置決め制御装置１８０は、シーリングロボット３００によるシーリング及びアンダーコートロボット２００ａ〜２００ｄによるアンダーコートが行われた後、車体Ｗを再び台車５００に載置するように、Ｘ軸移動台１０７を３軸方向のうち少なくとも高さ方向（ここでは下方）を含む方向に移動させる（Ｓ６０２）。尚、Ｘ軸移動台１０７を高さ方向のみに移動させる場合とは、上記の嵌合のときの同様である。
【００６７】
そして、位置決め制御装置１８０は、台車５００に載置した車体Ｗの床下部の基準穴Ｈａ〜Ｈｄから、支持ロッド１０８ａ〜１０８ｄの基準ピン１０９ａ〜１０９ｄを引き離すように、Ｘ軸移動台１０７ａ〜１０７ｄを車体Ｗの長さ方向、幅方向、及び高さ方向の３軸方向のうち少なくとも高さ方向を含む方向に移動させる（Ｓ６０３）。尚、Ｘ軸移動台１０７を高さ方向のみに移動させる場合とは、上記の嵌合のときの同様である。
【００６８】
尚、上記のステップと併行して、位置決め制御装置１８０は、四本の基準ピン１０９により把持された車体Ｗを常に水平に維持するためのサーボ制御を行う。
【００６９】
以上のとおり、本発明によれば、位置決め装置１００ａ〜１００ｄは、アンダーコート作業に必要な空間を確保するために車体Ｗを台車５００から持上げるリフトアップ機能と、アンダーコートを実施する目標位置に車体を位置決めする位置決め機能と、を併せ持つことができる。また、この結果として、アンダーコート工程の搬送形態をフロアコンベア方式とした場合において、当該リフトアップ機能と当該位置決め機能とを併せ持つ車体位置決めシステムの構成及び制御の簡略化並びに所要タイムの短縮化を図ることができる。さらに、従来のとおりアンダーコート工程の搬送形態をハンガーコンベア方式とした場合と比べて、塗装工場の天井の高さを低くすることができ、塗装工場の設備費を低減することができる。
【００７０】
尚、位置決め機能はあくまで位置ズレ微調整のための機能であり、リフトアップ機能によって車体の位置決めがほぼ自己完結することができるため、位置ズレ量を画像認識するための画像センサ及び画像センサで認識された画像に基づいて位置ズレを補正するビジョン補正装置を設置する必要がなくなり、システム構築コストを抑制することができる。また、ビジョン補正装置を設ける場合と比べて、同一車種ではなく複数車種間の位置ズレの補正領域を広くカバーすることが容易であり、車種追加に対する汎用性を向上させることもできる。さらに、ビジョン補正装置を設ける場合と比べて、メカニカルな機構が主体であるため、見える化し易く、万が一トラブルが発生した場合であっても、復旧時間及びライン停止時間を短くすることができる。さらに、画像センサのミスト等の汚れを気にする必要がなくなり、保全費を低減することができる。
【００７１】
また、位置決め制御装置は、リフトアップ機能と位置決め機能とを独立して実施することで、リフトアップ機能及び位置決め機能をそれぞれに適した条件で実現することができる。
【００７２】
また、車体Ｗの床下部に設ける被嵌合部を基準穴Ｈａ〜Ｈｄとし、支持ロッド１０８ａ〜１０８ｄの先端に設ける嵌合部を基準ピン１０９ａ〜１０９ｄとしたことで、支持ロッド１０８の嵌合部を車体Ｗの被嵌合部に簡易に嵌合させることができる。さらに、支持ロッド１０８を３軸方向に移動可能なＸ軸移動台１０７に直立させることで、車体Ｗの基準穴Ｈａ〜Ｈｄに支持ロッド１０８ａ〜１０８ｄの基準ピン１０９ａ〜１０９ｄを簡易に嵌合させることができる。
【００７３】
また、位置決め装置１００ａ〜１００ｄが、アンダーコートを実施する目標位置に対応した停止位置に台車５００が停止した状態における車体Ｗの四隅の床下部の下方にそれぞれ配置されることによって、本車体位置決めシステムの上記リフトアップ機能及び上記位置決め機能を必要最低限度の構成並びに制御によって実現することができる。また、４台以上の位置決め装置を設置する場合と対比して、アンダーコート作業に必要な空間として車体の床下中央部の空間を有効に利用することができる。
【００７４】
また、車体Ｗのサイドメンバー部は剛性が強いため、車体Ｗの長さ方向に並設される一対のサイドメンバー部それぞれのフロント側の一端及びリア側の一端に基準穴Ｈａ〜Ｈｄを設けることで、アンダーコート作業に必要な空間として利用する車体Ｗの床下中央部の空間をより有効に利用することができる。
【００７５】
また、車体Ｗの床下部に設けたピット４１０ａ〜４１０ｄの床面Ｐに、位置決め装置１００ａ〜１００ｄを床置きすることによって、支持ロッド１０８ａ〜１０８ｄの退避ストロークを稼ぐことが容易となり、従来技術のように基準ピン１０９ａ〜１０９ｄを倒伏させるような複雑な機構を設ける必要がなくなる。
【００７６】
また、基準ピン１０９ａ〜１０９ｄを複数の径を具備する段付ピンとすることで、位置決め装置１００ａ〜１００ｄは基準穴の径の異なる複数車種に対応することができる。また、基準ピン１０９ａ〜１０９ｄをクランプピンとすることで、位置決め装置１００ａ〜１００ｄは車体Ｗを把持する際のクランプ力を向上させることができる。
【００７７】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【００７８】
例えば、内圧式及び耐圧式等の防爆機構を採用すれば、シーリング・アンダーコート工程のみならず、中塗り工程や上塗り工程においても、本車体位置決めシステムを適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、アンダーコート工程の搬送形態をフロアコンベア方式とした場合において、アンダーコート作業に必要な空間を確保するために車体を台車から持上げるリフトアップ機能と、アンダーコートを実施する目標位置に車体を位置決めする位置決め機能と、を併せ持つ塗布ステーションに適用すると有益である。また、内圧式及び耐圧式等の防爆機構を採用すれば、アンダーコート工程のみならず中塗り工程や上塗り工程においても有益である。
【符号の説明】
【００８０】
１００（１００ａ〜１００ｄ） 位置決め装置
１０１ 支柱部材
１０１０ 脚部
１０１１ 頭部
１０２ Ｚ軸サーボモータ
１０２０ ボールネジ
１０３ Ｙ軸サーボモータ
１０３０、１０３１、１０３２ ガイドレール
１０４ Ｘ軸サーボモータ
１０５ Ｚ軸移動台
１０６ Ｙ軸移動台
１０７（１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｄ） Ｘ軸移動台
１０８（１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｄ） 支持ロッド
１０９（１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｄ） 基準ピン
１５０ａ、１５０ｂ 中継装置
１５２ａ〜１５２ｄ 下位ケーブル
１８０ 位置決め制御装置
１８２ａ〜１８２ｄ 上位ケーブル
２００ａ〜２００ｄ アンダーコートロボット
２５０ａ〜２５０ｄ 走行装置
３００ シーリングロボット
３５０ 走行装置
４００ 塗布ステーション
４０１ ロボット制御装置
４１０（４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｄ） ピット
５００ 台車
５０２ ベース部材
５０４、５０６ 補強板
Ｗ 車体
Ｈ（Ｈａ、Ｈｂ、Ｈｄ） 基準穴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の床下部の塗装を実施する塗布ステーション内に台車に載置して搬送される自動車の車体を、当該塗装を実施する目標位置に位置決めする車体位置決めシステムであって、
前記目標位置に対応した停止位置に前記台車が停止した状態における前記車体の床下部の下方に配置され、前記車体の床下部に形成された被嵌合部と嵌合する嵌合部を先端に有する支持ロッドと、前記支持ロッドを前記車体の長さ方向、幅方向、及び高さ方向の３軸方向に移動させる移動機構と、を備える複数の位置決め装置と、
前記複数の位置決め装置の前記移動機構による前記支持ロッドの３軸方向の移動を制御する位置決め制御装置と、を有し、
前記位置決め制御装置は、
前記支持ロッドを前記移動機構により移動させて、前記台車に載置された前記車体の前記被嵌合部に前記支持ロッドの嵌合部を嵌合させる支持ロッド嵌合手段と、
前記支持ロッドを前記移動機構により前記高さ方向を含む方向に移動させて、前記車体を前記台車から持ち上げるとともに前記目標位置に位置決めするリフトアップ及び位置決め手段と、
を有する、車体位置決めシステム。
【請求項２】
前記位置決め制御装置は、リフトアップ及び位置決め手段として、前記支持ロッドを前記移動機構により前記高さ方向に移動させて、前記車体を前記台車から持ち上げるリフトアップ手段と、前記支持ロッドを前記移動機構により移動させて、前記持ち上げられた車体を前記目標位置に位置決めする位置決め手段とを有する、請求項１に記載の車体位置決めシステム。
【請求項３】
前記被嵌合部が基準穴であり、前記嵌合部が前記基準穴に嵌合する基準ピンである、請求項１に記載の車体位置決めシステム。
【請求項４】
前記支持ロッドは支持台に直立して設けられており、
前記移動機構は、前記支持台を３軸方向に移動させるよう構成されている、請求項３に記載の車体位置決めシステム。
【請求項５】
前記支持ロッドの長さは８００ｍｍ以上である、請求項４に記載の車体位置決めシステム。
【請求項６】
前記被嵌合部は、前記車体の床下部の四隅に形成されており、
前記位置決め装置は、前記目標位置に対応した停止位置に前記台車が停止した状態における前記車体の四隅の床下部の下方にそれぞれ配置されている、請求項１に記載の車体位置決めシステム。
【請求項７】
前記基準穴は、前記車体のサイドメンバー部に設けられている、請求項６に記載の車体位置決めシステム。
【請求項８】
車体の床下部に床下空間を形成するピットを有し、
前記位置決め装置は、前記ピットの床面に床置きされている、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の車体位置決めシステム。
【請求項９】
前記支持ロッドの長さは８００ｍｍ以上であり、
前記塗布ステーションのフロア面を基準とした前記高さ方向の前記台車の位置は１０００ｍｍ以上であり、
前記フロア面を基準とした前記ピットの深さは１０００ｍｍ以上である、請求項８に記載の車体位置決めシステム。
【請求項１０】
前記塗布ステーションのフロア面を基準とした前記高さ方向の前記目標位置の位置は１８００ｍｍ以上であり、
前記支持ロッドの最大ストローク長は１２００ｍｍ以上である、請求項９に記載の車体位置決めシステム。
【請求項１１】
前記基準ピンは、複数の径を具備する段付ピンである、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の車体位置決めシステム。
【請求項１２】
前記基準ピンは、クランプピンである、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の車体位置決めシステム。
【請求項１３】
車体の床下部の塗装を実施する塗布ステーション内に台車に載置して搬送される自動車の車体を、当該塗装を実施する目標位置に位置決めする車体位置決めシステムと、
前記目標位置に対応した停止位置に前記台車が停止した状態における前記車体の両側面側に配置され、アーム先端に取り付けられた塗布ノズルにより前記車体の床下部を塗布する多関節ロボットと、
前記多関節ロボットの動作を制御するロボット制御装置と、を備え、
前記車体位置決めシステムは、前記停止位置に前記台車が停止した状態における前記車体の床下部の下方に配置され、前記車体の床下部に形成された被嵌合部と嵌合する嵌合部を先端に有する支持ロッドと、前記支持ロッドを前記車体の長さ方向、幅方向、及び高さ方向の３軸方向に移動させる移動機構と、を備える複数の位置決め装置と、
前記複数の位置決め装置の前記移動機構による前記支持ロッドの３軸方向の移動を制御する位置決め制御装置と、を有し、
前記位置決め制御装置は、
前記支持ロッドを前記移動機構により移動させて、前記台車に載置された前記車体の前記被嵌合部に前記支持ロッドの嵌合部を嵌合させる支持ロッド嵌合手段と、
前記支持ロッドを前記移動機構により前記高さ方向を含む方向に移動させて、前記車体を前記台車から持ち上げるとともに前記目標位置に位置決めするリフトアップ及び位置決め手段と、
を有する、塗布ステーション。
【請求項１】
車体の床下部の塗装を実施する塗布ステーション内に台車に載置して搬送される自動車の車体を、当該塗装を実施する目標位置に位置決めする車体位置決めシステムであって、
前記目標位置に対応した停止位置に前記台車が停止した状態における前記車体の床下部の下方に配置され、前記車体の床下部に形成された被嵌合部と嵌合する嵌合部を先端に有する支持ロッドと、前記支持ロッドを前記車体の長さ方向、幅方向、及び高さ方向の３軸方向に移動させる移動機構と、を備える複数の位置決め装置と、
前記複数の位置決め装置の前記移動機構による前記支持ロッドの３軸方向の移動を制御する位置決め制御装置と、を有し、
前記位置決め制御装置は、
前記支持ロッドを前記移動機構により移動させて、前記台車に載置された前記車体の前記被嵌合部に前記支持ロッドの嵌合部を嵌合させる支持ロッド嵌合手段と、
前記支持ロッドを前記移動機構により前記高さ方向を含む方向に移動させて、前記車体を前記台車から持ち上げるとともに前記目標位置に位置決めするリフトアップ及び位置決め手段と、
を有する、車体位置決めシステム。
【請求項２】
前記位置決め制御装置は、リフトアップ及び位置決め手段として、前記支持ロッドを前記移動機構により前記高さ方向に移動させて、前記車体を前記台車から持ち上げるリフトアップ手段と、前記支持ロッドを前記移動機構により移動させて、前記持ち上げられた車体を前記目標位置に位置決めする位置決め手段とを有する、請求項１に記載の車体位置決めシステム。
【請求項３】
前記被嵌合部が基準穴であり、前記嵌合部が前記基準穴に嵌合する基準ピンである、請求項１に記載の車体位置決めシステム。
【請求項４】
前記支持ロッドは支持台に直立して設けられており、
前記移動機構は、前記支持台を３軸方向に移動させるよう構成されている、請求項３に記載の車体位置決めシステム。
【請求項５】
前記支持ロッドの長さは８００ｍｍ以上である、請求項４に記載の車体位置決めシステム。
【請求項６】
前記被嵌合部は、前記車体の床下部の四隅に形成されており、
前記位置決め装置は、前記目標位置に対応した停止位置に前記台車が停止した状態における前記車体の四隅の床下部の下方にそれぞれ配置されている、請求項１に記載の車体位置決めシステム。
【請求項７】
前記基準穴は、前記車体のサイドメンバー部に設けられている、請求項６に記載の車体位置決めシステム。
【請求項８】
車体の床下部に床下空間を形成するピットを有し、
前記位置決め装置は、前記ピットの床面に床置きされている、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の車体位置決めシステム。
【請求項９】
前記支持ロッドの長さは８００ｍｍ以上であり、
前記塗布ステーションのフロア面を基準とした前記高さ方向の前記台車の位置は１０００ｍｍ以上であり、
前記フロア面を基準とした前記ピットの深さは１０００ｍｍ以上である、請求項８に記載の車体位置決めシステム。
【請求項１０】
前記塗布ステーションのフロア面を基準とした前記高さ方向の前記目標位置の位置は１８００ｍｍ以上であり、
前記支持ロッドの最大ストローク長は１２００ｍｍ以上である、請求項９に記載の車体位置決めシステム。
【請求項１１】
前記基準ピンは、複数の径を具備する段付ピンである、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の車体位置決めシステム。
【請求項１２】
前記基準ピンは、クランプピンである、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の車体位置決めシステム。
【請求項１３】
車体の床下部の塗装を実施する塗布ステーション内に台車に載置して搬送される自動車の車体を、当該塗装を実施する目標位置に位置決めする車体位置決めシステムと、
前記目標位置に対応した停止位置に前記台車が停止した状態における前記車体の両側面側に配置され、アーム先端に取り付けられた塗布ノズルにより前記車体の床下部を塗布する多関節ロボットと、
前記多関節ロボットの動作を制御するロボット制御装置と、を備え、
前記車体位置決めシステムは、前記停止位置に前記台車が停止した状態における前記車体の床下部の下方に配置され、前記車体の床下部に形成された被嵌合部と嵌合する嵌合部を先端に有する支持ロッドと、前記支持ロッドを前記車体の長さ方向、幅方向、及び高さ方向の３軸方向に移動させる移動機構と、を備える複数の位置決め装置と、
前記複数の位置決め装置の前記移動機構による前記支持ロッドの３軸方向の移動を制御する位置決め制御装置と、を有し、
前記位置決め制御装置は、
前記支持ロッドを前記移動機構により移動させて、前記台車に載置された前記車体の前記被嵌合部に前記支持ロッドの嵌合部を嵌合させる支持ロッド嵌合手段と、
前記支持ロッドを前記移動機構により前記高さ方向を含む方向に移動させて、前記車体を前記台車から持ち上げるとともに前記目標位置に位置決めするリフトアップ及び位置決め手段と、
を有する、塗布ステーション。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−５３７７（Ｐ２０１１−５３７７Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４９３３９（Ｐ２００９−１４９３３９）
【出願日】平成２１年６月２４日（２００９．６．２４）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２４日（２００９．６．２４）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
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