JPH0829727B2 - 自動車車体の組立て方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、自動車車体の組立てラインに用いて好適
な車体の組立て方法に関するものである。

（従来の技術） 従来の自動車車体の組立ては、一般には、組立てライ
ンの所定のステージに、多数の位置決めゲージ部のそれ
ぞれを固定配置して、それらのゲージ部によりワークと
しての複数の車体パネルを相互に位置決めし、その位置
決め状態下の車体パネルの相互を、位置決め手段とは別
個に設けた溶接手段によるスポット溶接等で接合して仮
止めすることにて、車体の組立精度をほぼ決定する車体
主要部を組立て、この車体主要部にその後、スポット溶
接の増打ちを施すとともにさらに所定の車体パネルを接
合するという方法にて行っており、この方法ではまた、
組立てた車体の組立て精度を計測し、その計測結果に基
づき、作業者が多数の固定ゲージ部の各々を手作業によ
る移動や削り取り、溶接肉盛り等で位置調整し、その後
再び車体組立てを行うという作業を車体の組立て精度が
所定精度となるまで繰返すことにて、ゲージ部、ひいて
は、その位置決め表面を適正位置にもたらしていた。

しかしながら、上述の如き手作業による調整ではゲー
ジ部の位置調整に長時間を要し、ひいてはそれらの適正
位置への配置に長期間を要することになる。

このため本出願人は、先に特開昭50−144595号公報に
て、各ゲージ部を駆動機構によりそれぞれ保持し、それ
らの駆動機構の作動に基づき各ゲージ部を自動的に位置
調整し得るようにしたワーク位置決め装置を提案してい
る。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記ワーク位置決め装置にあっては、多数
のゲージ部の各々について、それらのゲージ部を微少距
離づつ移動させ得る駆動機構を設けてあるため、車体の
組立てのための所定のステージに設けたフレームにそれ
ぞれがゲージ部を保持する多数の駆動機能を配設した場
合には、車体所要部を構成する車体パネルを相互に接合
するための溶接ロボットやマルチスポット溶接機等の溶
接設備の作動スペースをそのフレームの内側に充分に確
保することができず、接合部の数が不足する場合があ
り、逆に、フレーム寸法を一定とした条件の下で、接合
部の数を増加させようとすると、ゲージ部の数を減少さ
せる必要があるという問題があった。

なおここで、フレームは、そこに配設する機構部の数
が一定であっても、その寸法を大きくすればするほど、
所定の位置決め精度、溶接精度等を確保するために、フ
レーム剛性を高めることが必要になり、このことは、フ
レームに配設する機構部の数が増えるほど重大になると
いう事情があるので、その寸法をむやみに大きくするこ
とは実質的に不可能である。

この発明は、かかる問題点を有利に解決した組立て方
法を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） この発明の自動車車体の組立て方法は、車体組立ステ
ージのフレームに取付けた複数の駆動機構のそれぞれに
設けたゲージ部で、自動車車体を構成する複数のワーク
を相互に位置決めするワーク位置決め装置を用いて自動
車車体を組立てるに際し、先ず、前記複数のワークの相
互の接合部の間に硬化前の接着剤を介在させ、次いで、
それぞれのゲージ部の作用に基づく、複数のワークの位
置決め状態下で、前記ゲージ部に組合わせて設けた加熱
手段によって接合部間の接着剤を加熱して、複数のワー
クを、加熱によって硬化した前記接着剤により相互に接
着させることを特徴とする。

（作 用） かかる方法によれば、ゲージ部に組合わせて設けた加
熱手段の作用下で、ワークの相互を十分強固に接合する
ことができ、フレーム上および／またはフレームの内外
側に、変位、変形等を行う溶接設備を配設することが全
く不要であるので、各ゲージ部の自動的な位置調整を可
能ならしめてなお、フレーム寸法を変更することなしに
ワークを、所期した通りの位置で常に確実に位置決めす
ることができる。

しかもここでは、十分な精度をもってワークを位置決
めするゲージ部の位置で、もしくはそれに近接した位置
で、ワークを接合させることができるので、ゲージ部か
ら完全に独立した溶接ロボット等の設備を用い、ゲージ
部から、それと干渉を生じるおそれのない程度の距離を
おいた位置にてその接合を行う場合に比して、誤差の累
積のおそれを除去して接合精度を大きく向上させること
ができる。従ってここでは、ワーク位置決め装置を用い
て、ワークの位置決めと、車体の組立てとを、高い精度
をもって併せて実現することができる。

（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図はこの発明の自動車車体の組立て方法の一実施
例に用いる自動車車体の組立てラインの車体主要部組立
てステージを示す斜視図であり、図中１は、その車体主
要部組立てステージに配置されてワーク位置決め装置を
示す。

ここにおける組立てラインは、上記車体主要部組立て
ステージに、ワークとしてのフロアメイン、左右サイド
パネル、リヤパネル、カウルトップアセンブリ、シェル
フパネル等の車体パネルを搬入し、そのステージにて、
前記車体パネルを上記ワーク位置決め装置１により所定
の組立精度を充たすような相対位置に位置決めし、さら
にその同じステージにて、位置決め状態の前記パネルを
相互に仮止め結合して、車体の組立精度を主に決定する
車体主要部２を組立て、その後、シャトルコンベヤ３に
より図示しない他のいくつかのステージへその車体主要
部２を搬送し、それらのステージで車体主要部２にスポ
ット溶接の増打ちを行うとともに前後ルーフレールやル
ーフパネル等の車体パネルをさらに組付けて車体を組立
て、引続く図示しないステージでその車体の組立精度を
計測するものであり、上記車体主要部組立てステージに
おいて車体主要部２を構成する上記各車体パネルをそれ
ぞれ位置決めするために、上記ワーク位置決め装置１
は、フレーム４と、それに取付けられた多数のロボット
５と、そのハンド部としての、一台のロボット５につき
一個または複数個づつのワーク受け治具６とを具えてお
り、ロボット５は、所要に応じて、エアシリンダ駆動の
ワーククランプ装置７もハンド部として具える。

ここでワーク受け治具６は、第２図および第３図に示
すように、互いに隣接する多数の細片をサーボモータで
一枚づつ同一方向へ進退移動させ、それらの細片の先端
縁を所定の形状に配置した後、固定装置で細片を一体的
に固定することにて、ワークを位置決め保持し得る、位
置決め手段としてのゲージ部6aを形成することができ
（詳細は、特開昭59−144595号或いは特願昭62−12193
号参照）、かかる機能を用いて、上記ワーク位置決め装
置１は、車体主要部２を構成する各車体パネル（図で
は、2a,2b）の、位置決めすべき多数の位置の各々の形
状に、その位置に対応するワーク受け治具６のゲージ部
6aの形状をそれぞれ一致させ、これとともに、各ロボッ
ト５の作動によりそれらのワーク受け治具６、ひいては
そのゲージ部6aをそれぞれ所定の位置に配置することに
て、上記各車体パネルを相互に位置決めし、各ワークク
ランプ装置７の作動により車体パネル（例えば2a,2b）
を固定することができる。

そして、上記ワーク位置決め装置１の制御装置８は、
第２図に示すように、通常のCPUからなる演算部９と、
作動指示信号等の記憶や演算処理に用いるメモリ10と、
ワーク受け治具のゲージ部6aの位置データを含む作動指
示信号の入力および作動確認信号の出力用のインタフェ
ース11と、ロボット５の各関節毎に設けたサーボモータ
やワーク受け治具６の細片駆動用のサーボモータの作動
を制御するサーボコントローラ12と、それらのワーク受
け治具６の細片固定装置や各ワーククランプ装置７の作
動を制御する図示しないコントローラとを具えてなり、
インタフェース11を介してライン制御用の主制御装置13
から入力された作動指示信号に基づいて、各ロボット
５、ワーク受け治具６、ワーククランプ装置７の作動を
制御し、作動が完了すると作動確認信号を出力する。

上記車体主要部組立てステージにはまた、レーザー加
熱装置17が設けられており、このレーザー加熱装置17
は、第１図に示すように、ワーク位置決め装置１のフレ
ーム４外に配置された、YAGレーザー光源を有するレー
ザー光発光装置14が発光したレーザー光を、第３図に示
すように光ファイバケーブル15を介して、各ロボット５
のワーク受け治具６の側部に所要に応じて設けられた配
光レンズ16に導き、その配光レンズ16により適度な大き
さに配光して、車体パネル2a,2bの、ワーク受け治具６
およびワーククランプ装置７で位置決め固定された部分
の近傍の接合フランジ上に照射するもので、そのレーザ
ー光発光装置14は、第２図に示すように主制御装置13に
接続されてその作動を制御される。

かかる組立てラインを用いて、この実施例の方法では
以下に述べる手順で車体の組立てを行う。

ここでは先ず、主制御装置13に、コンピュータ支援設
計（CAD）システムにより設計された、組立てる車体の
設計データとしてのCADデータを入力するとともに、車
体主要部２を構成する車体パネル上における、ゲージ部
6aによる位置決め位置を設定して入力する。これによ
り、主制御装置13は、所定のプログラムに従い、CADデ
ータ上でのそれらの位置決め位置の相対関係を満足す
る、車体主要部組立てステージでのゲージ部6aの位置決
め位置を演算し、さらに、それらの位置に各ゲージ部6a
が位置するようにワーク受け治具６を配置するための、
各ワーク受け治具６の原位置からの初期移動量を求め、
これとともに、各位置決め位置における車体パネル形状
に対応させて各ワーク受け治具６の各細片を配置し、ゲ
ージ部6aを形成させるための各細片の原位置からの初期
移動量を求める。

これらの初期移動量を主制御装置13はワーク位置決め
装置１の制御装置８へ作動指示信号に含めて出力し、こ
の作動指示信号により制御装置８は、各ロボット５を作
動させて上記初期移動量に基づき各ワーク受け治具６を
配置するとともに、それらのワーク受け治具６にゲージ
部6aを形成させる。

一方ここでは、車体主要部２を構成する前記各車体パ
ネルの接合フランジに、所定接合強度をもたらし得る量
の接着剤を、例えば接着剤塗布ガンを設けたロボットに
より予め塗布する。ここにおける接着剤は、熱可塑性樹
脂系のものでも、熱硬化性樹脂系のものでも良く、この
例では、ウレタン系の熱硬化性の接着剤であって硬化前
のものを用いる。

次にここでは、接着剤塗布後の各車体パネルを、前記
ワーク位置決め装置１の各ゲージ部6aの所定位置決め位
置への配置にともないそのワーク位置決め装置１内へ搬
入して、所定位置決め位置に配置された各ゲージ部6aに
よりそれぞれ位置決めし、その状態で制御装置８にワー
ククランプ装置７を作動させてそれらの車体パネルを固
定する。

この車体パネルの位置決め固定の終了により制御装置
８は作動確認信号を主制御装置13へ向けて出力し、主制
御装置13は、その作動確認信号を受けると、レーザー光
発光装置14を作動させてパルス状のYAGレーザー光を発
光させる。そしてこのレーザー光は、前述の如く光ファ
イバケーブル15を介し、所定のワーク受け治具の側部の
配光レンズ16に導かれて、第３図に示すように車体パネ
ルの、ワーク受け治具６およびワーククランプ装置７に
より位置決め固定された部分の近傍の接合フランジに照
射され、そこを加熱して、それらの接合フランジの間に
挟まれて介在する接着剤18を接合フランジから伝わる熱
により硬化させ、このことにて接合フランジ同士の接着
をもたらす。

上述した工程によれば、CADデータに基づき各ゲージ
部6aを自動的に配置して、それらのゲージ部6aにより、
あらかじめ接着剤を塗布した車体パネルを位置決め固定
し、その状態で接着剤18をレーザー光により加熱硬化さ
せ、車体パネルを相互に接着接合して車体主要部２を組
立てることができる。

その後ここでは、各ワーク受け治具６を原位置に復帰
させて車体主要部２を解放し、この車体主要部２を車体
主要部組立てステージからその後のいくつかのステージ
にシャトルコンベヤ３により搬送して、それらのステー
ジでスポット溶接の補強を行い車体主要部２の接合部強
度を高めるとともにその車体主要部２に前後ルーフレー
ルやルーフパネル等の車体パネルをさらに組付けて車体
を組立て、しかる後、引続くステージに組立てた車体を
搬送してそこでその車体の組立精度を計測する。

そしてここではさらに、上記組立精度の計測結果に基
づき、CADデータから定めた各ワーク受け治具６および
その細片の前記初期移動量を補正して、次回の車体の組
立時以降は、その補正した移動量により各ゲージ部6aを
配置するとともに、ゲージ部6aに形成して車体主要部２
を組立て、その車体主要部２から組立てた車体の組立精
度の計測結果からさらにワーク受け治具６およびその細
片の移動量を補正するという工程を繰返す。

従ってこの例の方法によれば、CADデータに基づき各
ゲージ部6aを自動的に初期配置して車体主要部２、ひい
ては車体を組立てることができるとともに、車体組立て
を繰返すことにより、自動的に各ゲージ部6aを位置調整
して車体組立精度を所定精度まで高めることができる。

しかもこの方法によれば、光ファイバケーブル15をワ
ーク受け治具６およびロボット５同士の間に配設し、ワ
ーク位置決め装置１のフレーム４外に設けたレーザー光
発光装置14とワーク受け治具６に設けた配光レンズ16と
をその光ファイバケーブル15により結んでなるレーザー
加熱装置17で接着剤18を加熱硬化させることにより車体
パネルの相互の接合が可能になるので、接合設備の作動
のための特別のスペースを必要とせずして所定接合強度
を得ることができる。

第４図はこの発明の実施に用いる装置の他の例を示す
ものであり、この例ではロボット６により指示および移
動させるワーク受け治具を、通常の、ゲージ部19aが変
形しないワーク受け治具19とするとともに、そのゲージ
部19aを形成したゲージポスト19b内に、ワーククランプ
装置７のクランプ腕7aに対向する位置に開口する貫通孔
19cを設け、その貫通孔19c内に配光レンズ16と光ファイ
バケーブル15の端縁を配置し、さらに、貫通孔19cの開
口部を、熱伝導率の高い例えば銅製の熱拡散板20で覆っ
てレーザー加熱装置17を構成する。

かかる装置を用いて先の例と同様に車体組立てを行え
ば、車体パネル（図では2a,2b）の接合フランジの、位
置決め固定されている部分に直接的にレーザー光を導い
て、熱拡散板20を介し、そこを広範囲に加熱することが
できるので、先の例の効果に加えて、車体組立精度を容
易に高め、かつ接合強度も高め得るという効果がもたら
される。

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、接着剤を加熱す
る手段として、熱風の発生装置と送風ダクトを用いても
良く、あるいはヒートパイプを用いても良い。さらに、
接着剤を接合フランジ間に介在させる方法として、互い
に対向する接合フランジの一方に孔または切欠きを設け
ておき、ワーク位置決め装置による車体パネルの位置決
め状態下でそれらの孔または切欠きから接合フランジ間
に接着剤を注入する方法を用いることもできる。そし
て、本発明方法は、車体主要部のみでなく、ワーク位置
決め装置による車体の組立てにも適用することができ
る。

（発明の効果） かくしてこの発明の方法によれば、ゲージ部に組合わ
せて設けた加熱手段によってワークの相互を強固に接合
することができ、車体組立ステージに設けたフレーム上
および／またはフレームの内外側に、変位、変形等を行
う溶接設備を配設することが不要になるので、駆動機構
による、各ゲージ部の自動的な位置調整を可能としてな
お、フレーム寸法の拡大なしに、ワークを、所期した通
りの位置で常に確実に位置決めすることができる。

加えてここでは、高い精度にてワークを位置決めする
ゲージ部の位置、もしくはそれに十分近接した位置で、
ワークのその相互接合を行うことができるので、ゲージ
部から完全に独立した溶接ロボット等の設備を用い、ゲ
ージ部から、それと干渉を生じるおそれのない程度の距
離をおいた位置にてその接合を行う場合に比し、各種の
誤差の累積のおそれを除去して接合精度を大きく向上さ
せることができる。

さらにこの発明では、溶接設備を、フレーム内で、ゲ
ージ部とは別個に作動させる必要がないので、それら両
者の干渉のおそれを十分に除去することができ、従っ
て、その干渉を防止するための作動シーケンス制御を不
要ならしめて、サイクルタイムを著しく短縮することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の自動車車体の組立て方法の一実施例
に用いる車体組立てラインの一部を示す斜視図、 第２図は第１図に示す車体組立てラインに配置した装置
の構成図、 第３図は上記装置の拡大図、 第４図はこの発明の実施に用いる装置の他の例を一部断
面で示す拡大図である。 １……ワーク位置決め装置 ２……車体主要部、2a,2b……車体パネル ５……ロボット、6,19……ワーク受け治具 6a,19a……ゲージ部、７……ワーククランプ装置 ８……制御装置、13……主制御装置 14……レーザー光発光装置 15……光ファイバケーブル 16……配光レンズ、17……レーザー加熱装置 18……接着剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−248484（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−34579（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−199675（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フレームに取付けた複数の駆動機構のそれ
   ぞれに設けたゲージ部で、自動車車体を構成する複数の
   ワークを相互に位置決めするワーク位置決め装置を用い
   て自動車車体を組立てるに際し、 複数のワークの相互の接合部の間に硬化前の接着剤を介
   在させ、 次いで、それぞれのゲージ部の作用に基づく、複数のワ
   ークの位置決め状態下で、前記ゲージ部に組合わせて設
   けた加熱手段によって接合部間の接着剤を加熱して、複
   数のワークを相互に接着させることを特徴とする自動車
   車体の組立て方法。