JPH023583A - 車体の組立て方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、少なくとも、位置決め装置をハンドとして
取付けた一台のロボットと、溶接ガンをハンドとして取
付けた二台のロボットとにより車体を組立てる場合に用
いて好適な車体の組立て方法に関するものである。

（従来の技術） 上述の如く、少なくとも、車体を構成するワークの位置
決めに用いる位置決め装置をハンドとして取付けた一台
のロボットと、溶接ガンをハンドとして取付けた二台の
ロボットとにより車体を組立てる方法としては、例えば
、特開昭６２−１１０５８１号公報に開示された方法が
ある。

この方法は、車体組立てステーションに設置したフレー
ムの内側に、位置決め装置をハンドとして取付けた多数
のロボットを設けるとともに、そのフレームの外側に、
溶接ガンをハンドとして取付けた数台の溶接ロボットを
設けた構成の車体組立て装置を用い、上記車体組立てス
テーションに搬入した複数のワークを、前者のロボット
の作動により所定位置に配置した位置決め装置で位置決
めした後、後者のロボットの作動により移動させた溶接
ガンで相互に接合して車体の仮組みを行うものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、かかる方法にあっては、各ロボットの作
動可能域を重複させておらず、しかも位置決め装置や溶
接ガンが交替可能となっていす、さらに、それらのロボ
ットの作動内容の移し替えもできないため、位置決め装
置をハンドとして取付けたロボットが故障により作動不
能に陥ると、その修理が完了するまで長時間車体の組立
てが中断されて多大の損失が生ずるという問題があり、
しかも、この方法では多数のロボットを用いていること
から、かかる事態が生ずる可能性は極めて高かった。

この発明は上述の課題を有利に解決した組立て方法を提
供するものである。

（課題を解決するための手段） この発明の車体の組立て方法は、少なくとも、車体を構
成するワークの位置決めに用いる位置決め装置をハンド
として取付けた第１のロボットと、溶接ガンをハンドと
して取付けた第２および第３のロボットとをそれぞれ所
定内容で作動させて車体を組立てるに際し、 あらかじめ、前記第１のロボットと、前記第２および第
３のロボットのうち少なくとも一方との作動可能域を互
いに少なくとも部分的に重複させるとともに、前記第２
および第３のロボットの作動可能域を互いに少なくとも
部分的に重複させておき、 前記第１のロボットが作動不能となった場合に、その第
１のロボットと作動可能域を重複させた、前記第２もし
くは第３のロボットのうち一方のロボットの溶接ガンを
位置決め装置に交替し、前記第２もしくは第３のロボッ
トのうち前記一方のロボットを、前記第１のロボットの
作動内容で作動させ、 前記第２もしくは第３のロボットのうち他方のロボット
を、それら第２および第３のロボットの作動内容で作動
させることを特徴とする。

（作　用） かかる方法によれば、位置決め装置をハンドとして取付
けた第１のロボットが作動不能に陥った場合に、第２も
しくは第３のロボットのうち第１のロボットと作動可能
域を重複させたものを第１のロボットの作動内容で作動
させてその取替えたハンドとしての位置決め装置により
ワークを位置決めし、さらに、第２もしくは第３のロボ
ットのうちの他方を第２および第３のロボットの作動内
容で作動させてそれら両口ボットで行うべき溶接を行う
ことができる。

従って、この方法によれば、位置決め装置をハンドとし
て取付けたロボットが作動不能となっても車体の組立て
を直ちに再開することができ、ひいては長時間の生産停
止による多大な損失の発生を防止することができる。

（実施例） 以下に、この発明の実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。

第１図は、この発明の車体の組立て方法の一実施例を適
用するメインボディ組立て装置を示す側面図、第２図は
当該装置を示す断面図であり、このメインボディ組立て
装置は、車体組立ラインにおいてメインボディ仮組みス
テーションへの、メインボディを構成するワークとして
の複数の車体パネルの一括搬入と、仮組みしたメインボ
ディの当該ステーションからの搬出とを行うシャトルパ
ー１を囲繞するように、そのメインボディ仮組みステー
シコンに方形のフレーム２を設置し、そのフレーム２の
、シャトルパー１に沿って延在する両側面および上下面
に、シャトルパー１に対して概略左右対称の配置で多数
（図では一部省略する）の直交座標型ロボット３〜３１
を設けてなる。

この装置における全てのロボット３〜３１は概略同一の
構成とし、例えば、フレーム２の側面に設けられてワー
クとしてのボディサイドパネルのサイドルーフレール部
の位置決めを行うロボット１０は、第３図に示すように
、基部４０をフレーム２に対し水平かつシャトルパー１
の延在方向（Ｘ方向：第３図では紙面に対し垂直方向、
他国では矢印Ｙで示す）へ移動させる基部移動機構４１
と、腕５０を基部４０に対、し水平かつＸ方向と直交す
る方向（Ｘ方向；図中矢印Ｘで示す）へ移動させる腕移
動機構５１と、手首としての移動ブラケット５２を腕５
０に対し垂直方向（Ｘ方向；第３図中矢印Ｚで示す）へ
移動させる移動ブラケット移動機構５３とを具えるもの
とする。

ここで、基部移動機構４１と、腕移動機構５１と、移動
ブラケット移動機構５３とは各々、ガイドレールとそれ
に嵌合するスライダとにより移動を案内するとともに、
サーボモータに駆動結合したボールねし軸とそれに螺合
するボールナツトとにより移動を行う構成を有し、例え
ば基部移動機構４１は、フレーム２に水平に固定したガ
イドレール４２に、基部４０に固定したボール循環式の
スライダ４３を嵌合わせ、ガイドレール４２に沿うよう
にフレーム２に固定したボールねじ軸４４に、基部４０
に支持したポールナツト４５を螺合させ、そのポールナ
ツト４５を、基部４０に設けたサーボモータ４６に駆動
結合して回転可能ならしめた構成を有する。

かかる構成により基部移動機構４１は、基部４０をフレ
ーム２に沿ってＸ方向へ移動させることができ、また腕
移動機構５１および移動ブラケット移動機構５３も同様
にしてそれぞれ、腕５０および移動ブラケット５２をＸ
方向およびＸ方向へ移動させることができる。

移動ブラケット５２には、このロボッ目０の場合は複数
種類のワークに対応可能な位置決め装置６０が取付けら
れており、この位置決め装置６０は、移動ブラケット５
２に固定したホルダ６１に複数枚のゲージポスト６２を
枢支するとともに、それらのゲージボスト６２を各々薄
形シリンダ６３により図中実線で示す使用位置と仮想線
で示す待機位置との間で揺動可能とし、さらに、各ゲー
ジポスト６２の先端部に、ワーク形状に対応する形状の
ケージ板６４を固定するとともにクランプ部材６５を枢
支して、そのクランプ部材６５を、これもゲージボスト
６２に設けた薄形シリンダ６６により、トグル機構６７
を介し揺動可能としてなる。

かかる構成により位置決め装置６０は、位置決めを行う
ワークの形状に対応するゲージ板６４をシリンダ６３の
作動により選択的に使用位置に移動させて、ワーク６８
を位置決めすることができ、さらに、シリンダ６６の作
動によりクランプ部材６５を揺動させて、そのクランプ
部材６５とゲージ板６４との間で、位置決め状態のワー
ク６８を挟持することができる。

従ってこのロボッ゛）１０によれば、複数種類のボディ
サイドパネルのサイドルーフレール部を、それに適した
形状のゲージ部をそれに適した位置に配置することによ
り位置決め保持することができる。

メインボディ組立て装置に設けた他のロボットについて
は、所要に応じ、ロボット１０に取付けたものと同様の
構成により複数種類のワークに対応可能とした位置決め
装置若しくは、位置決め用のゲージ部の形状を変形可能
とした位置決め装置（例えば本出願人が先に特開昭５９
−１４４５９５号にて開示したもの）をそのロボットの
移動ブラケットにハンドとして取付け、又は、スポット
溶接用の通常の溶接ガンをそのロボットの移動ブラケッ
トにハンドとして取付ける。

そして、メインボディ組立て装置に設けた全てのロボッ
トと、それらのハンドとしての位置決め装置および溶接
ガンとの作動は、コンピュータ支援車体設計（ＣＡＤ）
用コンピュータからＣＡＤデータに基づく各ロボットの
ティーチデータを図示しない制御装置に与えて、その制
御装置によりロボット相互が干渉を生じないように、か
つ協調作動するように制御する。

上述の如きメインボディ組立て装置によれば、シャトル
パー１によりフレーム２内に一括搬入した各車体パネル
を、位置決め装置を取付けたロボット１０その他のロボ
ットの作動によって、ＣＡＤデ−夕に基づく所定の相対
位置に位置決め保持し、その状態で、溶接ガンを取付け
たロボットの作動によって各車体パネルをＣＡＤデータ
に基づく所定位置で相互にスポット溶接して、図中仮想
線で示すようにメインボディ６９を仮組みすることがで
きる。

かかるメインボディ組立て装置にこの発明の方法を適用
するに際し、この実施例では、例えば第１図の範囲Ａ内
に位置する、溶接ガンを取付けたロボット１５および１
６と、位置決め装置を取付けたロボット１７とを、第４
図にも示すようにそれらのロボットの、ロボット１０の
ものと同様の基部移動機構４１が共通のガイドレール４
２と共通のボールねじ軸４４とを用いて基部４０をＹ方
向へ移動させるように構成する。

これによってここでは、ロボット１５とロボット１６と
の作動可能域を大部分重複させ、またロボット１６とロ
ボット１７との作動可能域も大部分重複させることがで
きる。

尚、ロボット１７に取付けた位置決め装！７０と、ロボ
ット１７の腕５０の先端部の移動ブラケット５２との間
にはひねり機構７１を介装してあり、このひねり機構７
１は、互いに直交する中心軸線ＢおよびＣのまわりに位
置決め装置７０を揺動させることができる。また位置決
め装置７０は、ワークを位置決めするゲージ板を具える
とともに、薄形シリンダにより揺動されてそのゲージ板
との間にワークを挟持するクランプ部材を具えてなる。

一方、ロボット１６に取付けた溶接ガン７２と、ロボッ
ト１６の腕５０の先端部の移動ブラケット５２との間に
もロボット１７のものと同様のひねり機構７１を介装し
、この実施例ではさらに、そのひねり機構７１への溶接
ガン７２の取付けを、着脱機構８０により着脱可能なら
しめる。

この着脱機構８０は、第５図に示すように、溶接ガン７
２側に固定する雄部８１と、ひねり機構７１側に固定す
る雌部８２とからなるもので、雄部８Ｉは、ブラケット
８３の両端部に断面Ｔ字状の回り止め部材８４を固定す
るとともに、ブラケット８３の中央部に、先端が先細り
で周囲に環状溝８５ａを有するシャンク８５を固定し、
そのシャンク８５と回り止め部材８４との間に、溶接ガ
ン７２のエアシリンダへエア圧を供給するための二組の
エア用カプラ８６の半部を取付け、さらに、溶接ガン７
２の作動確認用センサからの信号を非接触で雌部８２へ
伝達するための磁気結合式の信号用カプラ８７の半部を
取付けてなる。

一方、雌部８２は、ブラケット８８の両端部に回り止め
部材８４と嵌合する断面コ字状の回り止め部材８９を固
定するとともに、ブラケ、ット８８の中央部に、シャン
ク８５と嵌合するホルダ９０を固定して、そのホルダ９
０に放射状に形成した六個所の孔にそれぞれ、抜止め用
ボール９１を移動可能に嵌合わせ、また、ブラケット８
８とホルダ９０との間に、ピストン９２ａを有するボー
ルロックスリーブ９２を気密かつ進退移動可能に嵌合せ
て、そのボールロックスリーブ９２を、スプリング９３
により第５図（ａ）では右方の前方へ常時付勢し、かつ
ブラケット８８に設けたポート８８ａもしくは８８ｂへ
のエア圧の供給により進退移動させ得るようにし、さら
にブラケット８８に、二組のエアカプラ８５の残る半分
と、信号用カプラ８６の残る半部と、雄部８１の有無の
検出用センサ９４と、ボールロックスリーブ９２の前進
検出用センサ９５とを固定してなる。

かかる構成とした着脱機構８０は、ポート８８ｂへのエ
ア圧の供給によりピストン９２ａひいてはボールロック
スリーブ９２を後退させて、ホルダ９０の半径方向外方
へのボール９１の移動を可能にした後、シャンク８５を
ホルダ９０に嵌込むとともに回り止め部材８４を回り止
め部材８９に嵌込み、センサ９４によって雄部８１の存
在を確認したらエア圧の供給をポート８８ａへ切り換え
ることによりボールロックスリーブ９２を前進させて、
その内周傾斜面でボール９１をホルダ９０の半径方向内
方へ移動させ、さらにその内周面でボール９１をシャン
ク８５の環状溝８５ａとの掛合状態にロックすることに
て、雄部８１を雌部８２に嵌着固定することができ、セ
ンサ９５によりそのロック状態を確認することができる
。そして、この嵌着固定状態は、ポート８８ａへのエア
圧の供給が中断された場合にもスプリング９３の押圧力
により維持することができる。またエア圧の供給を再ヒ
ホート８８ｂへ切換えて、ホールロックスリーブ９２を
後退させれば、雄部８１を雌部８２から離脱させること
ができる。

従ってここでは、上記着脱機構８０により、ロボット１
６のひねり機構７１に対し溶接ガン７２を着脱すること
ができ、ここではさらに、着脱機構８０の雄部８１を設
けたもう一つの位置決め装置７０を、ロボット１６．１
７と干渉しない位置にてフレーム２に固定したテーブル
９６上に載置しておく。ここで、上記位置決め装置７０
のクランプ部材を揺動させるシリンダへのエア圧配管は
エア用カプラ８６の半部に接続し、またワークの有無の
検出用センサは信号用カプラ８７の半部に接続する。

これによってここでは、ロボット１６およ着脱機構８０
の作動に基づき、第４図中仮想線で示すように、ロボン
目６の移動ブラケット５２に取付けた溶接ガン７２を離
脱させてテーブル９６上に載置し、代りに位置決め装置
７０をその移動ブラケット５２に取付けて、その位置決
め装置７０を作動させることができる。

上述の如くにしたメインボディ組立て装置の稼動中に、
位置決め装置７０を取付けたロボット１７に故障が生じ
た場合に、この実施例の方法では第６図に示す故障処理
手順を前記制御装置に実行させる。

先ずステップ１０１では故障したロボットの番号を入力
する。この入力は作業者が行っても良く、また制御装置
の自己診断機能に基づいて行っても良い。

次のステップ１０２では、入力された故障ロボット番号
を前記ＣＡＤ用コンピュータへ通知する。この通知によ
ってＣＡＤ用コンピュータは第７図に示すティーチデー
タ移植処理を実行する。

この移植処理では先ずステップ１１１で、故障ロボット
番号に基づき被代替えロボットおよびそのロボットの作
業を代りに行わせる、代替えロボットを指定する。すな
わちここでは、故障したロボット１７が被代替えロボッ
トとなってロボット１６がその代替えロボットとなると
ともに、ロボット１６が被代替えロボットとなってロボ
ット１５がその代替えロボットとなる。

次のステップ１１２では被代替えロボットの作動内容を
指示するティーチデータを記憶手段から読出し、続くス
テップ１１３では代替えロボットおよび被代替えロボッ
トの設置位置や腕の寸法、ハンドとしての位置決め装置
や溶接ガンの寸法等の各部寸法と、サーボモータやエン
コーダ等の作動パラメータを読出す。

そしてその後のステップ１１４では、上記各部寸法およ
び作動パラメータの差異に基づいて、被代替えロボット
のティーチデータから代替えロボットのティーチデータ
を算出する。

このようにしてＣＡＤ用コンピュータが代替えロボット
のティーチデータを作成すると、先の故障処理のステッ
プ１０３へ戻って制御装置がそのティーチデータを入力
する。

次のステップ１０４では、故障ロボットを他のロボット
の作動の妨げとならない位置に退避させる。

この退避は、故障部位に応じて自刃移動可能であれば制
御装置により、自己移動可能でなければ作業者が強制的
に行う。

続くステップ１０５では故障ロボットへの電力供給を停
止してその作動を休止させ、その後のステップ１０６で
は所要に応じて代替えロボットのハンドを交替する。す
なわちここでは、ロボット１７を休止させた後、ロボッ
ト１６の溶接ガン７２を、ロボット１６および着脱機構
８０の作動よって位置決め装置７０に交換し、ロボット
１５については溶接ガンをそのままハンドとして用いる
。

尚、ロボッ目７への位置決め装置７０の取付けも着脱機
構８０を介するようにして、ロボット１７の位置決め装
置７０をロボット１６に用いるようにしても良い。

上述した故障処理を実行することにより、この例の方法
によれば、ロボット１６にロボット１７の代りにワーク
の位置決め作業を行わせ、またロボット１５にロボット
１６の分も、位置決めされたワークの溶接作業を行わせ
ることができるので、ロボット１７が作動不能となって
も、メインボディの組立てを極めて短時間の停止後直ち
に再開することができ、ひいては長時間の生産停止によ
る多大な損失の発生を防止することができる。

以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例
に限定されるものではなく、例えば、多関節型ロボット
を用いる場合にも適用することができ、また位置決め装
置を取付けたロボットと溶接ガンを取付けたロボットと
の組が複数ある場合にも適用することができる。

尚、上述の例における着脱機構８０は、ハンドとしての
他の装置、例えば測距センサやカメラの着脱にも用いる
ことができ、このようにすれば、ロボットの数を増すこ
となしに、画像処理による位置決め確認や、ロボットの
作動精度の確認も行うことができる。

（発明の効果） かくしてこの発明の車体の組立方法によれば、位置決め
装置をハンドとして取付だロボットが作動不能となって
も車体の組立てを直ちに再開することができ、ひいては
長時間の生産停止による多大な損失の発生を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の車体の組立て方法の一実施例を適用
するメインボディ組立て装置を示す側面図、 第２図は上記装置の■−■線に沿う断面図、第３図は上
記装置の一つのロボットを示す正面図、 第４図は上記装置の、上記実施例を適用するロボットを
示す平面図、 第５図（ａ）、　（ｂ）および（Ｃ）は上記装置で用い
る着脱機構を一部断面で示す正面図、平面図および、雄
部を省略した側面図、 第６図および第７図は上記実施例における処理手順を示
すフローチャートである。 ３〜３１・・・ロボット４０・・・基部４１・・・基部
移動機構　　　５０・・・腕５２・・・移動ブラケット
　　６９・・・メインボディ７０・・・位置決め装置　
　　７２・・・溶接ガン８０・・・着脱機構　　　　　
８１・・・雄部８２・・・雌部 （ａ） （ｂ） ５図 （Ｃ） 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも、車体を構成するワークの位置決めに用
   いる位置決め装置をハンドとして取付けた第１のロボッ
   トと、溶接ガンをハンドとして取付けた第２および第３
   のロボットとをそれぞれ所定内容で作動させて車体を組
   立てるに際し、あらかじめ、前記第１のロボットと、前
   記第２および第３のロボットのうち少なくとも一方との
   作動可能域を互いに少なくとも部分的に重複させるとと
   もに、前記第２および第３のロボットの作動可能域を互
   いに少なくとも部分的に重複させておき、 前記第１のロボットが作動不能となった場合に、その第
   １のロボットと作動可能域を重複させた、前記第２もし
   くは第３のロボットのうち一方のロボットの溶接ガンを
   位置決め装置に交替し、前記第２もしくは第３のロボッ
   トのうち前記一方のロボットを、前記第１のロボットの
   作動内容で作動させ、 前記第２もしくは第３のロボットのうち他方のロボット
   を、それら第２および第３のロボットの作動内容で作動
   させることを特徴とする、車体の組立て方法。