JP5854885B2 - 作業装置の位置決め方法 - Google Patents

Description

本発明は、車体を搬送しながら車体の被処理部に対して作業装置により作業を施すにあたり、被処理部に対して作業装置を位置決めするための方法に関する。

車体のルーフパネルとサイドパネルとを接合する手法の一種として、ルーフモヒカン構造が知られている。ルーフモヒカン構造とは、車体の上面の幅方向両端付近に前後方向に延びる一対のモヒカン溝を形成し、このモヒカン溝の溝底にルーフパネルとサイドパネルとの板合わせ部を設けた構造であり、板合わせ部にスポット溶接を施して両パネルを接合した後、モヒカン溝にシーラを塗布して両パネルの継ぎ目を封止し、モヒカン溝にモールを嵌め込んで両パネルの接合部を目隠しするものである。

例えば特許文献１には、搬送される車体の上面に設けられた一対のモヒカン溝に自動でシーラを塗布するシーラ塗布装置が示されている。このシーラ塗布装置では、車体の上方に設けた一対の塗布ヘッドを前方に移動させながら、一対の塗布ヘッドを車体上面のモヒカン溝の内部に入り込ませている。このとき、一対の塗布ヘッドはそれぞれ車幅方向外側に位置し、車幅方向間隔を最も広げた状態となっている。この状態で、一対の塗布ヘッドの車幅方向間隔が、一対のモヒカン溝の始端部の車幅方向間隔に一致するように、予め設定されている。

特開２００２−１２６５９５号公報

この場合、車体の一対のモヒカン溝と一対の塗布ヘッドとの車幅方向位置を一致させるためには、車体と一対の塗布ヘッドとの車幅方向中央同士を正確に一致させる必要がある。しかし、車体のような大型部品はパレット上に正確に載置することが現実的には不可能であるため、搬送される車体ごとに車幅方向中央位置はばらつく。また、車種の異なる複数の車体が順次搬送される混流ラインの場合、車種が変わると一対のモヒカン溝の車幅方向間隔が変化するため、上記特許文献１の方法では対応できない。

例えば、搬送される車体ごとにモヒカン溝の位置をセンサで検知し、この位置に塗布ヘッドを位置決めすることも考えられる。しかし、上記のように、モヒカン溝の車幅方向位置は、車体の車種と載置精度に起因して大きくばらつくため、検出範囲の広いセンサが必要となり、コスト高を招く。

以上のような問題は、モヒカン溝にシーラを塗布する場合に限らず、車体の所定箇所に設けられた被処理部に作業装置で何らかの作業を施す場合に同様に生じる。

本発明の解決すべき課題は、混流ラインに搬送される車体の被処理部に対して、作業装置を低コストな方法で正確に位置決めすることにある。

前記課題を解決するためになされた本発明は、車種の異なる複数の車体を順次搬送する混流ラインにおいて、車体を搬送しながら車体の被処理部に対して作業装置により作業を施すにあたり、被処理部に対して作業装置を位置決めするための方法であって、車体に関する情報を記憶したＩＤタグの情報を読み取り、この情報から車体の被処理部の理想位置を取得し、この理想位置に作業装置を位置決めする第１位置決め工程と、作業装置に設けたセンサにより被処理部の実際の位置を検知し、この実際の位置に作業装置を位置決めする第２位置決め工程とを順に行うものである。

このように、本発明では、作業装置の位置決めを、ＩＤタグに記憶された情報に基づく第１位置決め工程と、センサの検知結果に基づく第２位置決め工程とに分けて行うようにした。第１位置決め工程では、ＩＤタグの情報から、その車種における被処理部の理想位置、すなわち、車体を搬送装置上の所定位置に正確に配置した状態における被処理部の位置を特定し、この理想位置に作業装置を位置決めする。しかし、実際には、所定位置に正確に車体が載置されることはなく、所定位置からずれた状態で載置されるため、第１位置決め工程が完了した段階では、実際の車体の被処理部と作業装置の位置は一致していないことが多い。そこで、第２位置決め工程では、センサにより、実際の車体の被処理部の位置を検知し、検知した実際の位置に作業装置を位置決めする。このとき、車種の違いによる被処理部のばらつきは第１位置決め工程でキャンセルされているため、第２位置決め工程のセンサは車体の載置精度に起因した位置ズレのみを検知できればよいため、検知範囲が比較的小さい安価なセンサを用いることができる。

以上のように、本発明の塗布装置によれば、混流ラインに搬送される車体の被処理部に対して、作業装置を低コストな方法で正確に位置決めすることができる。

シーラ塗布装置を備えた自動車の生産ラインを示す側面図である。 車体のモヒカン溝の横断面図である。 上記シーラ塗布装置の側面図である。 上記シーラ塗布装置の正面図である。 上記シーラ塗布装置のシーラ塗布部及びアームの側面図である。 （ａ）は上記シーラ塗布部の正面図、（ｂ）は同側面図である。 本発明の一実施形態に係る位置決め方法であって、上記シーラ塗布部のモヒカン溝に対する位置決め方法を示すフロー図である。 上記シーラ塗布部でモヒカン溝にシーラを塗布する様子を示す側面図である。 上記シーラ塗布部でモヒカン溝にシーラを塗布する様子を示す部分断面正面図である。 他のシーラ塗布部でモヒカン溝にシーラを塗布する様子を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１に、搬送装置によって車体１００を矢印Ａ方向に搬送しながら、車体１００に対して作業装置で作業を施す生産ラインを示す。この生産ラインは、異なる車種の車体１００が同一ラインに搬送される、いわゆる混流ラインである。各車体１００は、パレットＰ上に載置された状態で搬送され、当該車体１００に関する情報を記憶したＩＤタグ１１０と共に搬送される。図示例では、各車体１００のパレットＰにＩＤタグ１１０が貼り付けられる。

本実施形態では、作業装置としてのシーラ塗布装置１により、図１に示すライン上を搬送される車体１００のモヒカン溝１０１（被処理部）にシーラが塗布される。車体１００のモヒカン溝１０１は、図２に示すように、ルーフパネル１０２とサイドパネル１０３との接合部に設けられ、車体１００の上面の車幅方向両側端部付近で前後方向に延びている。詳しくは、モヒカン溝１０１の溝底１０１ａにルーフパネル１０２とサイドパネル１０３との板合わせ部が設けられ、この板合わせ部をスポット溶接によって接合した後、ルーフパネル１０２とサイドパネル１０３との継ぎ目１０５にシーラ塗布装置１でシーラが塗布される。継ぎ目１０５は、溝底１０１ａの上側のパネル（図示例ではルーフパネル１０２）の端縁に沿って設けられ、モヒカン溝１０１の幅方向外側（図２では右側）の内壁１０１ｂに近接して設けられる。

シーラ塗布装置１は、レール１２０に沿って前後方向に移動可能とされ、図１の矢印Ｂ方向に進行しながらシーラを吐出することにより、車体１００のモヒカン溝１０１にシーラを塗布する。シーラ塗布装置１は、図３及び図４に示すように、レール１２０に対して前後方向にスライド可能に取り付けられたフレーム２と、フレーム２に対して車幅方向（図４の左右方向）にスライド可能に取り付けられた一対のベースプレート３と、各ベースプレート３に対して車幅方向にスライド可能に取り付けられたスライドプレート４と、各スライドプレート４に対して昇降可能に設けられたシーラ塗布部５とを備える。尚、以下の説明では、シーラ塗布装置１がシーラを吐出しながら進行する方向（図１の矢印Ｂ方向）を前方と言い、その反対側（図１の矢印Ａ方向）を後方と言う。

フレーム２は、図示しない駆動手段（例えば油圧シリンダ）により前後方向に駆動される。フレーム２の下面には、車幅方向に延びるスライドレール２ａが設けられる。フレーム２には、車体１００の前後方向位置を検知する第１センサ（図示省略）が設けられる。

ベースプレート３は、フレーム２のスライドレール２ａに対して車幅方向にスライド可能に取り付けられる（図４参照）。ベースプレート３は、駆動手段（図示例ではサーボモータ６）により車幅方向に駆動される。各ベースプレート３の下面には、車幅方向に延びるスライドレール３ａと、スライドプレート４の車幅方向内側へのスライドを所定位置で規制するストッパ３ｂとが設けられる。図示例では、スライドレール３ａの車幅方向内側端部にストッパ３ｂが設けられる。ベースプレート３には、車体１００のモヒカン溝１０１の車幅方向位置を検知する第２センサ（図示省略）が設けられる。

スライドプレート４は、ベースプレート３のスライドレール３ａにスライド可能に取り付けられる（図４参照）。スライドプレート４は、第１付勢手段（図示例ではスプリング７ａ）によりベースプレート３に対して車幅方向外側に付勢され、第２付勢手段（図示例ではエアシリンダ７ｂ）によりベースプレート３に対して車幅方向内側に付勢される。スライドプレート４は、スプリング７ａにより常に車幅方向外側に付勢され、エアシリンダ７ｂをＯＮにしてピンを伸長させると、スプリング７ａの付勢力に抗してスライドプレート４が車幅方向内側にスライドし、ストッパ３ｂに当接した位置で停止する。エアシリンダ７ｂをＯＦＦにすると、スプリング７ａの付勢力によりスライドプレート４が車幅方向外側にスライドする。

シーラ塗布部５は、シーラを吐出するノズル８とガイド部材９とを有し、スライドプレート４に対して昇降可能に設けられる。本実施形態では、スライドプレート４に対して回転可能に取り付けられたアーム１０の先端に、シーラ塗布部５が設けられる（図３参照）。具体的には、図５に示すように、アーム１０の先端にノズル８及びガイド部材９が固定され、アーム１０の基端付近が、車幅方向の回転軸１１を介してスライドプレート４（図５では省略）に回転自在に取り付けられる。アーム１０は、回転軸１１よりもさらに基端側まで延び、アーム１０の基端部を押圧手段（図示例ではエアシリンダ１２）により下方に押し下げることにより、アーム１０の先端に取り付けられたシーラ塗布部５が上昇し、図示しないストッパにより水平状態で停止する（図５の実線参照）。押圧手段による押し下げ力を解除すると、アーム１０の先端がシーラ塗布部５の自重により下降する（図５の点線参照）。

ノズル８は、シーラが流通する流路を内部に有する中空筒状をなし、上端に図示しない配管が接続され、下端に吐出口８ａを有する。本実施形態のノズル８は、図６に示すように、上下方向に延びる円筒部８ｂと、円筒部８ｂの下側に設けられ、おおよそ前後方向と直交する平面と平行な扁平部８ｃとを有し、扁平部８ｃの下端に吐出口８ａが設けられる。吐出口８ａは、真下方向に対して若干後方に傾斜し（図６（ｂ）参照）、且つ、車幅方向外側に傾斜した方向を向いている（図６（ａ）参照）。

ガイド部材９は、金属より硬度が低い材料で形成され、例えば樹脂で形成される。ガイド部材９は、図６（ｂ）に示すように、下方ほど前後方向寸法を小さくした先細りの形状をなし、その下端をノズル８の吐出口８ａに近接させている。ガイド部材９の下端９ａは、ノズル８の吐出口８ａより僅かに下方で、且つ、僅かに前方（図６（ｂ）の左側）に位置し、モヒカン溝１０１の溝底１０１ａと当接する。ガイド部材９の車幅方向両側の側面９ｂは、ノズル８の扁平部８ｃよりも若干車幅方向外側に位置している。ガイド部材９の前面９ｃは、下方に向けて後方側に傾斜した傾斜面である。図示例では、ガイド部材９の前面９ｃが、略直線状に傾斜した平坦部９ｃ１と、直線部の下方に設けられた略円弧状の曲面部９ｃ２とからなり、この曲面部９ｃ２に、モヒカン溝１０１の溝底１０１ａと当接する下端９ａが設けられる。ガイド部材９の後面９ｄは、下方に向けて後方に若干傾斜した傾斜面であり、図示例ではノズル８に沿った傾斜曲面である。

以下、上記シーラ塗布装置１を用いて、車体１００のモヒカン溝１０１にシーラを塗布する手順を説明する。本実施形態では、搬送装置により車体１００を後方（図１の矢印Ａ方向）に一定速度で搬送しながら、シーラ塗布装置１でシーラを塗布する場合を示す。

まず、シーラ塗布装置１を、レール１２０の後方端部（図１の右側端部）に配置する。この状態で、シーラ塗布装置１の第１センサ（図示省略）が、後方（図１の矢印Ａ方向）に向けて搬送される車体１００の所定位置（例えば車両前方端部）を検知したら、次にシーラを塗布すべき車体１００のモヒカン溝１０１の車幅方向位置にシーラ塗布部５を配置する。本実施形態では、図７に示すように、シーラ塗布部５の車幅方向の位置決めを、ＩＤタグ１１０に記憶された車種情報に基づく第１位置決め工程と、第２センサ（図示省略）の検知結果に基づく第２位置決め工程とに分けて行う。

第１位置決め工程では、まず、これからシーラを塗布する車体１００のＩＤタグ１１０の情報を、読取器１１１（図１参照）で読み取る（ステップＳ１）。この情報が、シーラ塗布装置１の駆動を制御する制御部（図示省略）に伝達され、この情報に基づいて制御部が車体１００の車種を特定し（ステップＳ２）、その車種における車体１００のモヒカン溝１０１の車幅方向の理想位置を取得する（ステップＳ３）。この理想位置にシーラ塗布部５が配されるように、サーボモータ６を駆動してベースプレート３を車幅方向にスライドさせる（ステップＳ４）。これにより、当該車体１００をパレットＰ上の所定位置に正確に載置したと仮定した場合におけるモヒカン溝１０１の車幅方向位置に、シーラ塗布部５が配置される。

しかし、実際には、パレットＰ上の所定位置に正確に車体１００が載置されることはなく、所定位置からずれた状態で載置されるため、第１位置決め工程が完了した段階では、実際の車体１００のモヒカン溝１０１とシーラ塗布部５との車幅方向は一致していないことが多い。そこで、第２位置決め工程では、ベースプレート３に設けられた第２センサにより、実際の車体１００のモヒカン溝１０１の車幅方向位置、特に、モヒカン溝１０１の後方端部（シーラ塗布開始側端部）の車幅方向位置を検知する（ステップＳ５）。第２センサの検知結果から制御部が実際のモヒカン溝１０１の車幅方向位置を取得し（ステップＳ６）、このモヒカン溝１０１の実際の車幅方向位置にシーラ塗布部５が配されるように、サーボモータ６を駆動してベースプレート３を車幅方向にスライドさせる（ステップＳ７）。このとき、車体１００の車種の違いによるモヒカン溝１０１のばらつきは第１位置決め工程でキャンセルされているため、第２センサは車体１００の載置精度に起因したズレのみを検知できればよいため、検知範囲が比較的小さい安価なセンサを用いることができる。

こうしてシーラ塗布部５とモヒカン溝１０１の車幅方向位置が一致したら、アーム１０の基端を押し下げているエアシリンダ１２の押圧力を解除し、シーラ塗布部５の自重によりアーム１０の先端を下降させる（図５の点線参照）。その後、シーラ塗布装置１を前方にスライドさせて、シーラ塗布部５をモヒカン溝１０１の内部に嵌合させ、ガイド部材９の下端９ａをモヒカン溝１０１の溝底１０１ａに当接させる（図８参照）。このとき、ノズル８の吐出口８ａとモヒカン溝１０１の溝底１０１ａとの間には、上下方向の微小な隙間δが形成される。

そして、フレーム２に設けられた第１センサ（図示省略）が、車体１００の所定位置（例えばルーフの車両前方端部）を検知したら、スライドプレート４を付勢するエアシリンダ７ｂをＯＦＦにする。これにより、スライドプレート４がスプリング７ａにより車幅方向外側に付勢され、モヒカン溝１０１の車幅方向外側の内壁１０１ｂにシーラ塗布部５のガイド部材９が当接する（図９参照）。これと同時に、シーラ塗布部５のノズル８の吐出口８ａからシーラを吐出する。このとき、シーラ塗布部５のガイド部材９の下端９ａ及び車幅方向外側の側面９ｂが、それぞれ、モヒカン溝１０１の溝底１０１ａ及び車幅方向外側の内壁１０１ｂと摺動することで、ノズル８と車体１００との摺動が回避され、ノズル８の摩耗や変形を防止できる。

また、ガイド部材９をモヒカン溝１０１の車幅方向外側の内壁１０１ｂ、すなわち継ぎ目１０５が近接した内壁１０１ｂに当接させることで、シーラ塗布部５を常に継ぎ目１０５の上方に配することができるため、ノズル８の吐出口８ａから吐出したシーラを継ぎ目１０５に直接塗布することができる。このとき、ノズル８から真下にシーラを吐出すると、シーラが溝底１０１ａに供給されるため、シーラの粘性により、シーラの車幅方向端部の上下方向厚さが薄くなる。この場合、シーラの車幅方向外側の端部の薄い部分で継ぎ目１０５を覆うことになるため、継ぎ目１０５をシーラで封止できない恐れがある。本実施形態では、図９に示すように、ノズル８の吐出口８ａが車幅方向外側に傾斜した斜め下方向を向いていることで、モヒカン溝１０１の車幅方向外側の内壁１０１ｂに向けてシーラが吐出されるため、車幅方向外側の内壁１０１ｂと溝底１０１ａとで形成される角部にシーラを供給し、溝底１０１ａの車幅方向外側の端部におけるシーラの上下方向寸法を厚くすることができる。これにより、溝底１０１ａの車幅方向外側の内壁１０１ｂに近接した継ぎ目１０５を、シーラで確実に覆って封止することができる。

また、ガイド部材９がモヒカン溝１０１の溝底１０１ａと当接していることで、ノズル８の吐出口８ａと溝底１０１ａとの間の上下方向隙間δ（図８参照）を一定に維持することができるため、シーラの塗布状態を安定させることができる。また、ガイド部材９の前面９ｃが傾斜面であるため、溝底１０１ａに形成された溶接部やスパッタ等による凹凸を滑らかに乗り越えていくことができ、シーラの塗布状態をさらに安定させることができる。特に、図示例では、ガイド部材９の下端９ａが略円弧状の曲面部９ｃ２に設けられるため、よりスムーズに溝底１０１ａ上を摺動させることができる。

ところで、通常、モヒカン溝１０１の溝底１０１ａは平坦ではなく、図１０に誇張して示すように前後方向中央部付近を高くした湾曲形状をなしていることが多いため、ガイド部材９’の下面が平坦であると、ガイド部材９’の前後方向中間部がモヒカン溝１０１の溝底１０１ａに当接する。このため、ノズル８’の吐出口８ａ’と溝底１０１ａとの間に形成される上下方向隙間δ’が大きくなり、シーラの塗布状態が不安定となる恐れがある。

これに対し、本実施形態では、図８に示すように、ガイド部材９を先細り形状とし、その下端９ａをノズル８の吐出口８ａに近接させる。この場合、ガイド部材９と溝底１０１ａとの当接箇所を、常にノズル８の吐出口８ａの近傍に設けることができるため、ノズル８の吐出口８ａと溝底１０１ａとの間に形成される上下方向隙間を安定させることができ、これによりシーラの塗布状態を安定させることができる。

そして、フレーム２に設けた第１センサ（図示省略）が車体１００の所定位置（例えばルーフの車両後方端部）を検知したら、ノズル８の吐出口８ａからのシーラの吐出を停止する。その後、エアシリンダ１２を伸長させてアーム１０の基端を押し下げ、アーム１０の先端に設けられたシーラ塗布部５を上昇させ（図５実線参照）、シーラ塗布部５を車体１００から離反させる。以上により、シーラ塗布工程が完了する。

尚、シーラ塗布部５をモヒカン溝１０１から離反させる際、モヒカン溝１０１に沿って移動させたシーラ塗布部５が車体１００に取り付けられたバックドアと干渉する恐れがあるが、本実施形態ではガイド部材９の前面９ｃを傾斜面としているため、バックドアを滑らかに乗り越えることができる。

また、シーラ塗布部５を上昇させたとき、ノズル８の吐出口８ａに付着したシーラが滴下し、車体１００や周辺設備を汚してしまう恐れがあるが、本実施形態ではガイド部材９の下端をノズル８の吐出口８ａの近傍に設けているため、吐出口８ａから垂れたシーラをガイド部材９の下端で受けてシーラの滴下を防止することができる。

本発明は、上記の実施形態に限られない。例えば、上記の実施形態では、車体１００を後方側（図１の矢印Ａ参照）に搬送しながら、シーラ塗布装置１を前方側（図１の矢印Ｂ参照）に移動させる場合を示したが、これに限らず、例えば車体１００を停止させ、シーラ塗布装置１を前方側に移動させながらシーラを塗布してもよい。あるいは、シーラ塗布装置１を停止させ、車体１００を後方側に搬送しながらシーラを塗布してもよい

また、上記の実施形態では、作業装置がシーラ塗布装置である場合を示したが、これに限らず、本発明は、車体の所定位置に設けられた被処理部に対して何らかの作業を施す作業装置の位置決めに適用することができ、特に、車体の搬送方向と直交する方向における位置決めに適用できる。

１ シーラ塗布装置（作業装置）
２ フレーム
３ ベースプレート
４ スライドプレート
５ シーラ塗布部
８ ノズル
９ ガイド部材
１０ アーム
１００ 車体
１０１ モヒカン溝（被処理部）
１０２ ルーフパネル
１０３ サイドパネル
１０５ 継ぎ目

Claims (1)

1. 車種の異なる複数の車体を順次搬送する混流ラインにおいて、前記車体を搬送しながら前記車体の被処理部に対して、作業装置に設けられた作業部により作業を施すにあたり、前記被処理部に対して前記作業部を前記車体の搬送方向と直交する所定方向で位置決めするための方法であって、
   前記車体に関する情報を記憶したＩＤタグの情報を読み取り、この情報から前記車体の被処理部の前記所定方向における理想位置を取得し、前記作業部を前記所定方向で移動させて前記理想位置に配置する第１位置決め工程と、
   前記作業装置に設けたセンサにより前記被処理部の前記所定方向における実際の位置を検知し、前記作業部を前記所定方向で移動させて前記実際の位置に配置する第２位置決め工程とを順に行う作業装置の位置決め方法。

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