JPH0532183B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車組立時のドアの車体への取付
時等に使用されるボルト締付方法に関し、特に、
ボルト締付時の焼付きを防止するようにしたボル
ト締付方法に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、自動車の車体組立ラインに於けるドアの
車体への組付けは次のようにして行われている。
即ち、第４図に示す如く、車体組立ライン上に設
けたドア組付けステーシヨンＡに車体１が搬送さ
れ、位置決めされると、この動作に連動して吊下
げ搬送装置（図示せず）により、車体１に組付け
る第５図に示す如きドア２をドア組付けステーシ
ヨンＡの上方まで搬送し、この位置にてドア２を
吊下げ支持する。次に、ドア組付けステーシヨン
Ａに接地された多関節型のドアハンドリングロボ
ツト１０を作動させ、ドアハンドリングロボツト
１０のアーム先端に設けたドア把持装置１１によ
り、吊下げ搬送装置に支持されたドア２を把持
し、このドア２を、吊下げ支持装置からドア組付
けステーヨンＡ上に位置決めされている車体１の
ドア取付用の開口部１ａに搬送し、ドア２をこの
開口部１ａ内に位置決め保持する。次に、この状
態で、ドア２の前側縁上下２個所に予め取付けら
れているヒンジ３，４、ナツトランナを有するボ
ルト締付ロボツト１５を用いて車体１にボルト止
めすることにより、ドア２を車体開口部１ａに取
付けるようにしている。上記のようにしてドア２
の取付けが終了した車体１が次のステーシヨンに
向けて搬送されて行き、次の車体１がドア組付け
ステーシヨンＡに搬送されて来ると、上記動作が
再び行われ、以後上記動作が連続的に繰返され
る。 上記ドア２の車体１へのボルト止めに使用する
ボルト締付ロボツト１５は、多間節型のロボツト
のアームの先端に、第６図に示す如く、取付板１
６を介してナツトランナ１７，１８を所定の間隔
をおいて平行に配置した構造を取つており、又、
ナツトランナ１７，１８先端のソケツト部１７
ａ，１８ａには、第７図に示す如く、ボルト２０
の頭部２０ａを吸着保持するための保持機構が組
込まれている。そして、上記ボルト締付ロボツト
１５によるドア２の車体１へのボルト締め時に
は、先ず、ボルトフイーダ〔図示せず〕により整
列状態でボルト締付ロボツト１５の近傍に搬送さ
れて来るボルト２０の頭部２０ａを、ボルト締付
ロボツト１５に取付けたナツトランナ１７，１８
のソケツト部１７ａ，１８ａによつて吸着保持す
る。次に、ボルト２０，２０を吸着保持したナツ
トランナ１７，１８、車体開口部１ａに位置決め
保持されたドア２側に向けて移動させ、ドア２上
下のドアヒンジ３，４の各上段取付穴３ａ，４ａ
にボルト２０，２０を挿通させる。そしてこの
後、車体１側の上記上段取付穴３ａ，４ａと対応
する個所に固着されたナツトに上記ボルト２０，
２０を螺合緊締させる。このようにして、上下ド
アヒンジ３，４の各上段取付穴３ａ，４ａにボル
ト２０，２０が挿通され緊締されると、ナツトラ
ンナ１７，１８は一旦車体１から離された後、上
述したのと同様にして、上下ドアヒンジ３，４の
各下段取付穴３ｂ，４ｂにボルト２０，２０を挿
通し、車体１側に固着したナツトに螺合緊締させ
ることにより、ドアヒンジ３，４の車体１へのボ
ルト止めを終了する。 〔発明が解決しようとする課題〕 上記した如く、ナツトランナ１７，１８を有す
るボルト締付ロボツト１５により、ドア２の車体
１へのボルト止めを行う場合に於いて、各ナツト
ランナ１７，１８によるボルト締付完了の検出
は、通常トルク検出によつて行つていた。即ち、
ナツトランナ１７，１８によりボルト締付けが開
始した後、ナツトランナ１７，１８による締付ト
ルクが予め設定された設定値、例えば250Kgcmに
なると、ボルト締付完了としてボルト締付けを終
了するようにしている。しかし、上記方法によつ
てボルトの締付完了を検出すると、ボルト２０の
締込み途中に於いて、ボルト２０が焼付きを起こ
し、その時点でボルト２０が動かなくなつても、
この動かなくなつたボルト２０に対して加える締
付トルクが設定値以上になれば、ナツトランナ１
７又は１８はボルト２０の締付完了としてボルト
２０の締付けを終了してしまい、ドア２の車体１
に対する組付不良が生じている製品が、そのまま
次工程に流れて行く危険性があるといつた問題が
あつた。 〔課題を解決するための手段〕 ナツトランナによるボルト自動締付けに於い
て、ボルトを、ボルト締付けに必要な締付トルク
より低い締付トルクにより仮締めを行い、次に、
この仮締めを行つたボルトに所定角度だけを逆転
をかけ次に、この逆転終了後のボルトにボルト締
付けに必要な締付トルクで再度正転をかけること
により、ボルトの本締を行い、上記逆転時、ボル
トが所定の回転トルク以内では逆転しない時には
焼付発生とするようにしたものである。 〔作用〕 上記した如く、ボルトの締付作業中に、一旦ボ
ルトに逆転をかけ、ボルトの焼付きを検出するこ
とにより、ボルト焼付きの生じた製品がそのまま
次工程に流れて行くのを確実に防止するものであ
る。 〔実施例〕 第１図乃至第３図は、本発明に係るボルト締付
方法により、上記したボルト締付ロボツト１５の
動きを制御することにより、ボルト締付けを行う
時の具体的実施例を説明するためのものである。 本発明によりボルト締付けを行う場合の作業順
序の概略を先ず説明すると、最初に、ボルトフイ
ーダ〔図示せず〕によつてドア組付けステーシヨ
ンＡに整列状態で搬送されて来たボルト２０，２
０を、ナツトランナ１７，１８のソケツト部１７
ａ，１８ａによつて吸着保持し、ボルトフイーダ
から取り出す。次に、後述するボルト脱落検査機
２５により、ソケツト部１７ａ，１８ａにボルト
２０，２０が正確に吸着しているか否かを検出し
た後、ボルト２０，２０を、上下ドアヒンジ３，
４の上段取付穴３ａ，４ａに挿入し、ボルト２
０，２０を車体側のナツトに螺合させ、この状態
で、ボルト締付けに必要な締付トルクより低い締
付トルクで仮締めを行う。次に、この仮締めを終
えたボルト２０，２０に所定角度だけ逆転をか
け、この逆転によつてボルト焼付きの有無を検出
する。即ち、仮締めを終えた段階でボルト２０，
２０に焼付きが発生していれば、ボルト２０，２
０はこの段階で強い回転トルクを加えないかぎり
正転も逆転もできなくなつているため、ボルト２
０，２０に所定の回転トルクで逆転をかければ、
ボルト２０，２０に焼付きが発生しているか否か
を容易に検出できる。そして、ボルト２０，２０
に焼付きが発生していないことを検出すると、ボ
ルト２０，２０を再び正転させ、ボルト締付けに
必要な締付トルクでボルトを締付け、上下ドアヒ
ンジ３，４の上段取付穴３ａ，４ａへのボルト締
付けを終了する。このようにして、上下ドアヒン
ジ３，４の上段取付穴３ａ，４ａへのボルト締付
けを終了すると、上記と同様にして上段取付穴３
ｂ，４ｂへのボルト締付けを行い、ドアヒンジ
３，４の車体１へのボルト止めを終了するもので
ある。 上記した一連のボルト締め工程の初期段階で、
両ナツトランナ１７，１８のソケツト部１７ａ，
１８ａにボルト２０，２０が吸着保持されている
か否かを判別するボルト脱落検出機２５は、第２
図に示すような構造をしている。即ち、台板２６
に立設した支柱２７に支持された取付板２８の上
下２個所に、第１及び第２検査部２９，３０を設
け、取付板２８の略中央部に配置した投光器３１
及び受光器３２からそれぞれ延びる光フアイバ３
３，３４の端面を、第１及び第２検査部２９，３
０にてブラケツト３５，３６を介して対向配置さ
せる構造をとつている。そして、ナツトランナ１
７，１８のソケツト部１７ａ，１８ａにてボルト
２０，２０を吸着することにより、ボルト２０，
２０のボルトフイーダからの取出しが終了する
と、ナツトランナ１７，１８のソケツト部１７
ａ，１８ａを一旦ボルト脱落検査器２５の第１及
び第２検査部２９，３０の直前に位置させ、ソケ
ツト部１７ａ，１８ａに吸着保持したボルト２
０，２０を、第１及び第２検査部２９，３０内に
位置させる。するとこの時、ソケツト部１７ａ，
１８ａにボルト２０，２０が正確に吸着保持され
ていれば、投光器３１からの光はボルト２０，２
０によつて遮られ、受光器３２に入射しなくな
り、又ソケツト部１７ａ，１８ａにボルト２０，
２０が無ければ、投光器３１からの光はそのまま
受光器３２に入射するため、この受光器３２への
入射光の有無により、ボルト２０，２０の有無を
検出するようにしてある。このようにして、ボル
ト２０，２０の有無を検出した時、両ソケツト部
１７ａ，１８ａにボルト２０，２０が有る場合に
は、そのまま次の段階へと移行させ、又両ソケツ
ト部１７ａ，１８ａにボルト２０，２０が無い場
合は、再び最初に戻り、ボルト２０，２０の吸着
保持を再度行う。又、ソケツト部１７ａ，１８ａ
の何れか一方にのみボルト２０がある場合は、こ
のままの状態でボルト２０の再吸着保持を行いに
くいため、吸着保持されている方のボルト２０を
ソケツト部１７ａ又は１８ａから取り除いた後、
再吸着保持を行う。このボルト２０をソケツト部
１７ａ又は１８ａから取り除くための脱落手段と
しては、一対の把持爪４１，４１を有するチヤツ
ク装置４０が用いられ、このチヤツク装置４０
を、第２図に示す如く、支柱２７の下方から水平
方向に伸びる支持板４２上に配置するようにして
ある。そして、両ソケツト部１７ａ，１８ａの何
れか一方にのみ吸着保持されたボルト２０を、チ
ヤツク装置４０の一対の把持爪４１，４１間に位
置させ、把持爪４１，４１によつてボルト２０を
把持した後、ナツトランナ１７，１８をチヤツク
装置４０から離すことにより、ソケツト部１７ａ
又は１８ａからボルト２０を脱落させるようにし
てある。又把持爪４１，４１によつて把持された
ボルト２０、把持爪４１，４１の下方に配置され
た受箱４３内に自重で落下し、収容される。 上記したように構成されたボルトフイーダ４
５、ボルト脱落検査機２５、ナツトランナ１７，
１８を有するボルト締付ロボツト１５及び車体１
にドア２を供給するドアハンドリングロボツト１
０は、第３図に示す如く、１つのコントロールユ
ニツト４６に接続されおり、ボルトフイーダ４
５、ボルト脱落検査機２５及びドアハンドリング
ロボツト１０からの信号を元にコントロールユニ
ツト４６、ボルト締付ロボツト１５を上記した概
略説明のように制御し、ドア２の車体１へのボル
ト止めを行う。 尚、ボルトフイーダ４５、ボルト脱落検査機２
５及びドアハンドリングロボツト１０からコント
ローラ４６への出力信号としては下記するような
信号が出力する。 即ち、ボルトフイーダ４５からは、ボルト２０
のナツトランナ１７，１８への供給可能状態を示
すボルト有信号、ボルト２０のナツトランナ１
７，１８による取出完了を示すボルト取出完了信
号、ナツトランナ１７，１８によるボルト取出し
不良を示すボルト取出し不良信号等が出力する。 又、ボルト脱落検査機２５からは、ボルト２０
が両ナツトランナ１７，１８のソケツト部１７
ａ，１８ａに正確に吸着保持されていることを示
すボルト有信号、ボルト２０がソケツト部１７
ａ，１８ａに無いことを示すボルト無信号、何れ
か一方のソケツト部１７ａ又は１８ａにのみ吸着
保持されたボルト２０のチヤツク装置４０による
把持を示すボルト把持完了信号等が出力する。 また、ドアハンドリングロボツト１０からは、
ドア２を車体開口部１ａ内に搬入したことを示す
ドア搬入完了信号、車体開口部１ａ内に搬入した
ドア２の開口部１ａ内での正確な位置決めを終了
したことを示すドア位置補正完了信号等が出力す
る。 更に、ボルト締付ロボツト１５のナツトランナ
１７，１８からは、仮締め完了信号、本締め完了
信号、逆転不能によりボルト焼付きを検出したこ
とを示す異常信号等がコントローラ４６に向けて
出力される。 上記構成に於いて、車体１にドア２を取付ける
時に行うボルト止め作業を、本発明に係るボルト
締付方法によつて行う場合の具体的作業順序を第
１図に示すフローチヤートに従つて説明すると次
の通りである。 先ず、ステツプ50にて、ボルト締付ロボツト１
５のナツトランナ１７，１８を、ボルトフイーダ
４５側に向けて移動させ、ボルトフイーダ４５に
よつて組付けステーシヨンＡに整列状態で搬送さ
れてくるボルト２０，２０をナツトランナ１７，
１８のソケツト部１７ａ，１８ａによつて吸着保
持し、ボルトフイーダ４５から取り出す。次に、
ステツプ51にて２本のボルト２０，２０がボルト
フイーダ４５ら正確に搬出されたか否かを判別
し、ボルト２０，２０が２本とも取出されていれ
ばステツプ52に移行する。又ボルト取出し不良が
検出されると、先ずステツプ52に移行し、今回の
取出動作時に於ける取出し不良の発生回数が３回
目に達しているか否かを判別し、、３回目に達し
ていなければ、再度ステツプ50に戻り、再度ボル
トフイーダ４５からのボルト２０，２０の取出し
を行う。又２回続けてボルト２０，２０の取出し
に失敗し、３回目のボルト取出しにも失敗する
と、一旦ステツプ52に移行し、ボルト取出しに失
敗したナツトランナ１７，１８をボルト脱落検査
機２５に向けて移動させ、ナツトランナ１７，１
８のソケツト部１７ａ，１８ａを第１及び第２検
査部２９，３０の直前に位置させた後、スツテプ
54を経てステツプ55に移行させる。そして、ナツ
トランナ１７，１８の両ソケツト部１７ａ，１８
ａにボルト２０が無い場合は、ステツプ56に移行
し、今回の取出動作次に於けるボルト０の発生回
数が２回目か否かの判別を行い、１回目の時には
スタートに戻り、上記動作を繰返す。又ボルト０
の発生回数が２回目の時には、ボルトフイーダの
異常と考えられるため、異常信号を出力し、装置
を停止させる。又、両ソケツト部１７ａ，１８ａ
の一方にのみボルト２０が有る場合は、ステツプ
57に移行し、ソケツト部１７ａ又は１８ａに吸着
されているボルト２０を、ボルト脱落検査機２５
の下方に設けたチヤツク装置４０によつて除去し
た後、スタートに戻る。又、上記した如くステツ
プ51からステツプ52に移行した時には、ボルト取
出し完了後のナツトランナ１７，１８をボルト脱
落検査機２５に向けて移動させ、ナツトランナ１
７，１８のソケツト部１７ａ，１８ａを第１及び
第２検査部２９，３０の直前に位置させた後、ス
テツプ54に移行する。そして、ステツプ54にて、
両ソケツト部１７ａ，１８ａにボルト２０，２０
が正確に吸着保持されていか否かを判別し、正確
に吸着保持されていない場合は、ステツプ55に移
行した後、上記と同様の動作が行われる。又、ボ
ルト２０，２０が正確に吸着保持されていること
が確認されると、次にステツプ58に移行し、ドア
ハンドリングロボツト１０により車体開口部１ａ
にドア２が搬入されているか否かの確認をとり、
確認がとれるとステツプ59に移行し、ボルト２
０，２０を吸着保持したナツトランナ１７，１８
をドア２側に向けて移動させ、ドア２上下のドア
ヒンジ３，４の各上段取付穴３ａ，４ａにボルト
２０，２０を挿通させる。次に、ステツプ61に移
行し、ボルト２０，２０を車体側のナツトに螺合
させ、この状態で、ボルト締付けに必要な締付ト
ルクより低い締付トルクで仮締めを行う、次に、
ステツプ60に移行し、この仮締めを終えたボルト
２０，２０を所定角度逆転させるため、ナツトラ
ンナ１７，１８を逆転させた後、ステツプ62に移
行する。尚、ナツトランナ１７，１８の逆転次、
ナツトランナ１７，１８に設定する回転トルク
は、ボルト締付に必要な締付トルクか、或いはそ
れ以上の値に設定してそしてこのステツプ62に
て、逆転信号を送つたナツトランナ１７，１８が
設定された回転トルク以下で逆転しているか否か
を判別することにより、ボルト２０，２０に焼付
きが発生しているか否かの判別を行う。この時点
に於いて、ナツトランナ１７，１８の内、少なく
とも一方が設定された回転トルク以下で逆転しな
ければ、ボルト２０，２０の焼付き発生と判別
し、今回のボルト自動締付作業はここで終了し、
この焼付きの発生した車体１は次工程にて手直し
が行われる。又、ナツトランナ１７，１８が逆転
していれば、ステツプ63に移行し、逆転角度が予
め設定された値（例えば−540°）に達しているか
否かを判別し、設定角度に達していなければステ
ツプ61に戻り、ナツトランナ１７，１８の逆転を
続行させる。そして、逆転角度が設定角度に達す
ると、ステツプ64に移行し、ナツトランナ１７，
１８の逆転を停止させた後、ステツプ65に移行
し、ドアハンドリングロボツト１０により車体開
口部１ａに位置決めされたドア２の開口部１ａに
対する位置補正を行い、ドア２の正確な位置決め
を行う。このようにして、ドア２の車体開口部１
ａに対する正確な位置決めが終了すると、ステツ
プ66に移行し、ナツトランナ１７，１８を正転さ
せることにより、再度ボルト２０，２０を正転さ
せ、今度はボルト締付けに必要な締付トルクでボ
ルト２０，２０を締付け、上下ドアヒンジ３，４
の上段取付穴３ａ，４ａへのボルト締付けを終了
する。このようにして、上下ドアヒンジ３，４の
上段取付穴３ａ，４ａへのボルト締付けを終了す
ると、ステツプ67へ移行し、ボルト締付ロボツト
１５のナツトランナ１７，１８を再度ボルトフイ
ーダ４５側に向けて移動させ、再びナツトランナ
１７，１８のソケツト部１７ａ，１８ａによつて
ボルト２０，２０を吸着保持する。後に、上記し
たステツプ51からステツプ66まで行つたのと同様
の作業をステツプ68からステツプ81までで行い、
上下ドアヒンジ３，４の下段取付穴３ｂ，４ｂへ
のボルト締付けを行い、ドア２の車体開口部１ａ
へのボルト止め作業を終了する。尚、ステツプ67
からステツプ81によりボルト締付時には、ステツ
プ65で行われたドア２のドア開口部１ａに対する
位置補正作業は行われない。 上記した締付方法により、ナツトランナ１７，
１８を用いてボルト２０，２０の締付けを行う場
合の仮締め時、逆転時及び本締め時のナツトラン
ナ１７，１８の作動時間又は角度、回転数及び締
付トルクは例えば下記に示す表のようにしておけ
ばよい。

〔発明の効果〕

上記した如く、本発明は、ボルトの仮締めを行
い、この後、一旦ボルトに逆転をかけ、ボルトに
焼付きが発生しているか否かを検出した後、ボル
トの本締めを行うようにしたから、ボルトの自動
締付け中に焼付きが発生した場合、この焼付きを
確実に検出することが可能となり、ボルト焼付き
の生じた製品がそのまま次工程に流れて行くのを
確実に防止できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るボルト締付方法を説明す
るためのフローチヤート、第２図はボルト脱落検
査機を示す斜視図、第３図は本発明の構成を示す
ブロツク図、第４図は自動車製造ライン中に於け
るドア組付けステーシヨンの１例を示す斜視図、
第５図はドアの形状を示す側面図、第６図はボル
ト締付ロボツトの先端に装備されるナツトランナ
を示す斜視図、第７図はナツトランナ先端のソケ
ツト部の一例を示す断面図である。 １……車体、１ａ……開口部、２……ドア、
３，４……ドアヒンジ、３ａ，４ａ……上段取付
穴、３ｂ，４ｂ……下段取付穴、１５……ボルト
締付ロボツト、１７，１８……ナツトランナ、１
７ａ，１８ａ……ソケツト部、２０……ボルト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ナツトランナによるボルト自動締付けに於い
   て、ボルトを、ボルト締付けに必要な締付トルク
   より低い締付トルクにより仮締めを行い、次に、
   この仮締めを行つたボルトに所定角度だけ逆転を
   かけ、次に、この逆転終了後のボルトにボルト締
   付けに必要な締付トルクで再度正転をかけること
   により、ボルトの本締めを行い、上記逆転時、ボ
   ルトが所定の回転トルク以内では逆転しない時に
   は焼付発生とするようにしたことを特徴とするボ
   ルト締付方法。