JPH0578390U - 溶接治具装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車の組立ラインで自動車ボディ７などを
支持する複数の基準部材Ａ〜Ｈを有する治具パレット１
において、基準部材Ａ〜Ｈの位置を移動し１台の治具パ
レット１で複数の車種に対応できるようにする。さら
に、治具パレット１の小型軽量化、及び経年変化による
位置精度の低下を防止する。 【構成】 ＣＣＤカメラ６５により外部から、治具パレ
ット１の基準部材Ａ〜Ｈの位置を検知する。そして、正
しいマスタ位置との差を検出し、この差によって、外部
駆動手段６３を駆動させ、治具パレット１の移動機構９
を働かせて、基準部材Ａ〜Ｈの位置を移動する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば自動車の組立ラインなどで、ワークを支持する複数の基準部 材を備えた治具パレットに関し、特に前記基準部材の位置の調整などがおこなえ る装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】

従来の自動車の組立ラインなどでは、例えばシャーシフレームなどのワークが 自走台車に載せられ、この自走台車が組立ラインに沿って自走する（特公平３− ４０６６５）。そして、この組立ラインに沿って配置された組立ロボットが溶接 などをおこない組立てをおこなっていく。

【０００３】 このとき、ワークは自走台車に対し正確に載せられる必要がある。このため、 自走台車には治具パレットが固定され、この治具パレットに設けられた複数の基 準部材よりワークが支持される。すなわち複数の突出した基準部材が、ワークの 複数の所定位置、例えば所定の凹部を支持することで、ワークを正確な位置、及 び正確な姿勢に維持する。

【０００４】 その組立ラインにおける組立作業が終了すると、自走台車からワークが降ろさ れる。そして治具パレットを固定した自走台車は再び循環して初めの場所に戻り ワークを載せて組立ラインに戻る。

【０００５】 このような治具パレットは、例えば自動車の組立ラインでは、車種ごとに必要 であった。そして、近年は多種類の車種を同一の組立ラインで組立てるので、多 数の種類の治具パレットが必要であり面倒であった。

【０００６】 この面倒を除くため、基準部材の位置を車種に応じて自動的に移動させる方法 が考えられる。すなわち、治具パレットに搭載したエアアクチュエータで移動機 構を働かせ、基準部材の位置を移動させる。このときの移動量は、例えばエンコ ーダなどで検知し、車種に応じた移動量を定める。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、治具パレットにエアアクチュエータなどを搭載することで、治 具パレットの重量を大きなものとしてしまい、また寸法の大型化にもつながり易 いものであった。さらに、治具パレットに搭載するエンコーダなどで移動量を定 める場合に、移動機構に使用されているギヤのバックラッシュなどが劣化により 増加し、いわゆる狂いの発生によって位置精度の低下が発生し易いものであった 。

【０００８】 本考案は以上の問題を解決するために成されたもので、基準部材の位置を移動 させることにより１台の治具パレットで複数のワークを支持でき、しかも治具パ レットの小型軽量化、及び基準部材の位置精度が低下することのない溶接治具装 置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

以上の目的を達成するために、本考案は、ワークの各所定位置を支持する複数 の基準部材、及び基準部材の位置を移動する移動機構を有する治具パレットと、 治具パレットの外部から前記移動機構を働かせる外部駆動手段と、基準部材の位 置を外部から検知する外部位置検出手段と、検知された位置と正しいマスタ位置 との差を検出し、この差によって前記外部駆動手段を駆動させ位置の切換または 調整をおこなう制御手段と、を備えたものである。

【００１０】

【作用】

例えば異なる車種のワークを載せる場合には、基準部材の位置の切換をおこな う。また同じ車種のワークを載せる場合であっても基準部材の位置精度が低下し 、いわゆる狂いが生じていないかどうかの調整をおこなう。この切換または調整 において、まず、外部位置検知手段が、基準部材の位置を外部から検知する。こ れにより検知された位置と、正しいマスタ位置との差を検出する。このマスタ位 置は車種ごとに異なったものが設定されている。この検出された差によって、前 記外部駆動手段が駆動され、位置の切換または調整をおこなう。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図１〜図４において説明する。

【００１２】 図４に治具パレット１が固定される自走台車３の斜視図を示す。この自走台車 ３は、車輪５によって自走する。この自走コースは予めコンピュータにインプッ トすることで定めれる。このような自走台車３が多数行列して自走することで組 立ラインを形成する。自走台車３の上面には治具パレット１が固定されるように なっている。

【００１３】 この治具パレット１には複数の基準部材Ａ〜Ｈ（図１）が上向きに突出されて いる。各基準部材Ａ〜Ｈが、ワーク７の各所定位置の凹部に嵌合して支持するこ とで、各基準部材Ａ〜Ｈは、その位置を３次元的に移動できる。すなわちＸ軸、 Ｙ軸、及びＺ軸方向に移動できる移動機構９を内部に有している。

【００１４】 この移動機構９の１つを図２に示す。Ｘ軸ボールネジ１１はネジ孔１３に嵌合 しており、このネジ孔１３はＸ軸テーブル１５に設けられている。従って、この Ｘ軸ボールネジ１１が回転すると、Ｘ軸テーブル１５は図中上下方向に移動する 。

【００１５】 このＸ軸ボールネジ１１に平行にスプライン軸１７が設けられ、ギヤ１９と噛 み合っている。このギヤ１９の軸２１はスプライン軸１７と平行であり、ベベル ギヤ２３を介してＹ軸ボールネジ２５に連結している。このＹ軸ボールネジ２５ は、前記スプライン軸１７と直角方向に配置され、ネジ孔２７と嵌合している。 このネジ孔２７はＹ軸テーブル２９に設けられている。従ってスプライン軸１７ が軸回りに回転すると、Ｙ軸テーブル２９が図中左右方向に移動する。

【００１６】 前記スプライン軸１７と平行にもう１つのスプライン軸３１が配置されている 。このスプライン軸３１に噛み合っているギヤ３３の軸３５は、ベベルギヤ３７ を介して、さらにもう１つのスプライン軸３９に連結されている。このスプライ ン軸３９が噛み合っているギヤ４１の軸４３は、ベベルギヤ４５を介してＺ軸ボ ールネジ４７に連結している。Ｚ軸ボールネジ４７は、Ｚ軸テーブル４９に設け られたネジ孔５１に嵌合している。従って、スプライン軸３１が回転するとＺ軸 テーブル４９が紙面に直角な方向に移動する。

【００１７】 前記Ｘ軸テーブル１５，Ｙ軸テーブル２９、及びＺ軸テーブル４９をそれぞれ 移動させるために平行に設けられているＸ軸ボールネジ１１，スプライン軸１７ 及びスプライン軸３１は、カップリング５３を介してモータ５５の軸５７に連結 され駆動されるようになっている。さらに、これらＸ軸，Ｙ軸、及びＺ軸ボール ネジ１１，２５，４７は、各々電磁ブレーキ５９を備えており、回転するときに はこれら電磁ブレーキ５９が開放される。

【００１８】 以上のＸ軸ボールネジ１１，スプライン軸１７，３１は、図１に示すように治 具パレット１の側面に形成された孔６１の内部に配置される。そして前記モータ ５５の軸５７はこれら孔に挿入され、先端のカップリング５３により連結される ようになっている。なお、前記孔６１は各基準部材Ａ〜Ｈに３個ずつ設けられる 。そして、モータ５５の軸５７もこれらの孔の数だけ設けられ、モータ５５と共 に治具チェンジユニット６３に一体的に配置される。

【００１９】 基準部材Ａ〜Ｈの位置を治具パレット１の外部から検知する外部位置検知手段 は、本実施例においては、２つのＣＣＤカメラ６５を備えた装置である。すなわ ち、２つのＣＣＤカメラ６５により３次元画像イメージを取り込み、各基準部材 の位置を３次元的に検知できる装置である。

【００２０】 つまり、図３に示すように、２つのＣＣＤカメラ６５によって取り込まれた画 像イメージは制御ボックス６７内で３次元の情報として処理され、各基準部材Ａ 〜Ｈの位置を検知する。そして、この検知された位置と正しいマスタ位置との差 を検出する。マスタ位置は、車種ごとに定められている。従って異なる車種のワ ーク７が支持される場合には、このマスタ位置の切換がおこなわれる。また同じ 車種のワーク７が支持される場合には同じマスタ位置が用いられる。

【００２１】 複数の基準部材Ａ〜Ｈのうち基準部材Ｅを例に説明する。マスタ位置を

【数１】 とし、これに対し検出された位置が

【数２】 とすれば、両者の差Δ圧は

【数３】 となる。これら３つの成分Δｅｘ，Δｅｙ，Δｅｚに従って前記モータ５５（図 ２，図３）を駆動させ基準部材Ｅの位置を切換または調整する。

【００２２】 以上のように異なる新たな車種のワーク７を載せる場合には、この新たなマス タ位置と、検出された位置との差を検出し、この差によってモータ５５を駆動さ せることで、基準部材Ａ〜Ｈの位置の切換をおこなうことができる。従って１台 の治具パレット１を複数の異なる車種のワーク７に共用できる。またこの切換は 、治具チェンジユニット６３の軸５７が、治具パレット１の側面の孔６１に挿入 されることで（図１）迅速におこなわれる。そして、外部駆動部材であるモータ ５５は治具チェンジユニット６３に設けられるので、治具パレット１には駆動手 段、例えば従来のようなエアアクチュエータを設ける必要がなく、治具パレット の小型軽量化を図ることができる。

【００２３】 さらに、従来のように搭載されたエンコーダなどでおこなわず、外部位置検出 手段であるＣＣＤカメラ６５によっておこなうので、仮に移動機構のギヤに経年 変化によるバックラッシュの増大、すなわちいわゆるガタが発生しても、このガ タにより狂いが生じることがない。すなわち実際の基準部材Ａ〜Ｈの位置を外部 から検知するので、例えばガタが発生しても実際の正しい位置へ移動をおこなう ことができる。

【００２４】 さらに、同じ車種のワーク７を支持する場合でもＣＣＤカメラ６５を用いた外 部位置検出手段により位置を検出することで、前記ガタに伴う狂いをその都度修 整し、正しい位置への調整を行うことができる。

【００２５】 以上の実施例においては、外部位置検知手段は２台のＣＣＤカメラ６５を有す る装置であったが、他の実施例においては通常のカメラであってもよい。すなわ ちカメラを各基準部材Ａ〜Ｈに対し３個ずつ、それぞれＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に配置 し、各軸における位置を検出する。このようにすれば画像イメージを取り込んで 各基準部材Ａ〜Ｈの位置を３次元的に検出する処理が不要となる。

【００２６】 以上の実施例においては、各基準部材Ａ〜Ｈはそれぞれ３次元的に移動がおこ なえるものとして説明したが、他の実施例においては基準部材Ａ〜Ｈの幾つかは ２次元的な移動をするものとしてもよい。すなわち、ワーク７によってはある基 準部材は３次元的に移動する必要がなく、２次元的に動けば十分な場合もあるか らである。

【００２７】 以上の実施例においては外部駆動手段は治具チェンジユニット６３内に設けら れたモータ５５であったが、他の実施例においては図５に示すようにロボット６ ９であってもよい。すなわち、例えば、移動機構により移動できるようになって いる各基準部材Ａ〜Ｋの先端を、ロボット６９がつかみ、必要な方向に力を加え て移動させる。この移動は移動機構に設けられた電磁ブレーキを開放しておこな い、移動後は電磁ブレーキをきかせて各基準部材Ａ〜Ｋを固定する。ロボット６ ９を用いることで、治具チェンジユニット６３のモータの軸５７と、治具パレッ ト１内のＸ軸ボールネジなどとの結合をおこなうための構造が不要となる。

【００２８】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の溶接治具装置によれば、治具パレットの移動機 構を、治具パレットの外部から外部駆動手段が働かせるので、各治具パレットは 駆動手段すなわちエアアクチュエータなどを備えておく必要がなく、軽量小型化 が図れる。

【００２９】 さらに、基準部材の位置は、外部位置検知手段により外部から検知されるので 、仮に、例えば移動機構に設けられたギヤのバックラッシュによるガタが経年変 化により大きくなっている場合であっても、位置を正しく検知できる。この正し く検知された位置をもとにして切換または調整がおこなわれるので、位置精度の 低下を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る治具パレットの斜視図
である。

【図２】図１の複数の基準部材のうちの１つに設けられ
る移動機構を示す平面図である。

【図３】本実施例の全体ブロック図である。

【図４】図１の治具パレットが固定される自走台車の斜
視図である。

【図５】本考案の他の実施例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 治具パレット ３ 自走台車 ５ 車輪 ７ ワーク ９ 移動機構 １１ Ｘ軸ボールネジ １３ ネジ孔 １５ Ｘ軸テーブル １７ スプライン軸 １９ ギヤ ２１ 軸 ２３ ベベルギヤ ２９ Ｙ軸テーブル ４９ Ｚ軸テーブル ５３ カップリング ５５ モータ ５９ 電磁ブレーキ ６３ 治具チェンジユニット ６５ ＣＣＤカメラ ６９ ロボット

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークの各所定位置を支持する複数の基
   準部材、及び基準部材の位置を移動する移動機構を有す
   る治具パレットと、治具パレットの外部から前記移動機
   構を働かせる外部駆動手段と、基準部材の位置を外部か
   ら検知する外部位置検出手段と、検知された位置と正し
   いマスタ位置との差を検出し、この差によって前記外部
   駆動手段を駆動させ位置の切換または調整をおこなう制
   御手段と、を備えた溶接治具装置。