JPH10249536A - 車体部品の溶接方法及び同溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メイン部品を搬送装置上で位置決めするため
の治具を必要とすることなく低コストでサブ部品をメイ
ン部品に溶接接合できるようにする。 【解決手段】 搬送装置１によってメイン部品３が溶接
作業位置まで搬送される。この溶接作業位置で、ハンド
リングロボット５がパレット９上のサブ部品７を把持し
て搬送装置１上のメイン部品３の所定部位に位置決めセ
ットする。この状態で、溶接ロボット１１がメイン部品
３とサブ部品７とを溶接接合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、搬送装置にて所
定の溶接作業位置まで搬送されたメイン部品に対し、サ
ブ部品を溶接接合する際の車体部品の溶接方法及び同溶
接装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、メイン部
品を搬送装置上で位置決めするための治具を必要とする
ことなくサブ部品をメイン部品に溶接接合できるように
することを目的としている。

【０００３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、第１に、ハンドリングロボットにより
把持したサブ部品を、所定の溶接作業位置まで搬送され
たメイン部品の所定部位に位置決めセットした状態で、
溶接ロボットにより前記メイン部品とサブ部品とを溶接
接合する溶接方法としてある。

【０００４】上記した車体部品の溶接方法によれば、ハ
ンドリングロボットにより把持したサブ部品を、メイン
部品に対して位置決めセットした状態で溶接接合するの
で、メイン部品を搬送装置上で位置決めするための治具
が不要となる。

【０００５】第２に、搬送装置にて所定の溶接作業位置
まで搬送されたメイン部品に対し、サブ部品を溶接接合
するための車体部品の溶接装置において、前記サブ部品
を把持部にて把持した状態で前記メイン部品の所定部位
に位置決めセットするハンドリングロボットと、このハ
ンドリングロボットにより位置決めセットされたサブ部
品とメイン部品とを溶接接合する溶接ロボットとを備え
た構成としてある。

【０００６】上記構成によれば、ハンドリングロボット
により把持したサブ部品を、搬送装置上のメイン部品に
対して位置決めセットし、この状態で溶接ロボットによ
り溶接作業を行えるので、メイン部品を搬送装置上で位
置決めするための治具が不要となる。

【０００７】第３に、メイン部品とサブ部品とは両者相
互を接合した状態で中央の空間部を間に挟んで両側に溶
接部位があり、前記サブ部品をメイン部品に位置決めセ
ットするためのハンドリングロボットのハンド部は、前
記空間部に対して一方の側の溶接部位付近を挟持する挟
持部と、他方の側の溶接部位付近をサブ部品側から当接
させる当接部とを備え、溶接ロボットは、前記一方の側
の溶接部位を溶接する溶接ガンと、他方の側の溶接部位
もしくは溶接部位付近を押圧して前記ハンドリングロボ
ット側の当接部との間でメイン部品とサブ部品とを挟持
する押圧部とを備えている。

【０００８】上記構成によれば、メイン部品及びサブ部
品の形状あるいは両者相互の接合形態などにより、ハン
ドリングロボット側に、空間部を境にして他方の側の溶
接部位付近に挟持部を構成できない場合でも、溶接ロボ
ット側から押圧部をメイン部品に押し付けることで、こ
の他方の側についても、ハンドロングロボット側の当接
部との間で挟持でき、安定した溶接作業が可能となる。

【０００９】第４に、押圧部は、溶接ガンに一体化され
ている。

【００１０】上記構成によれば、溶接作業時におけるサ
ブ部品のメイン部品に対する位置決めセットをコンパク
トな構成で達成される。

【００１１】

【発明の効果】第１の発明または第２の発明によれば、
ハンドリングロボットにより把持したサブ部品を、メイ
ン部品に対して位置決めセットした状態で溶接接合する
ので、メイン部品を搬送装置上で位置決めするための治
具が不要となり、位置決め治具を不要とする分構成が簡
素化されてコスト低下を図ることができる。

【００１２】第３の発明によれば、ハンドリングロボッ
ト側に、空間部を間に挟んだ他方の側の溶接部位付近に
挟持部を構成できない場合であっても、溶接ロボット側
から押圧部をメイン部品に押し付けることで、挟持部を
備えた一方の側と同様に、この他方の側についても、ハ
ンドリングロボット側の当接部との間で挟持でき、安定
した溶接作業を行うことができる。

【００１３】第４の発明によれば、溶接ロボットに設け
た押圧部が、溶接ガンに一体化されているので、溶接作
業時におけるサブ部品のメイン部品に対する位置決めセ
ットをコンパクトな構成で達成することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づき説明する。

【００１５】図１は、この発明の実施の一形態に係わる
車体部品の溶接装置の概略を示す平面図である。チェー
ンコンベアなどからなる搬送装置１上には、自動車の車
体のボディサイドアウタを構成するメイン部品３が、そ
のルーフレール側が上部で、サイドシル側が下部となる
よう起立した状態で保持され、搬送装置１によって図中
で矢印Ａで示す左から右に向けて搬送される。

【００１６】搬送装置１による搬送方向に向かって右側
（図１中で搬送装置１の下側）には、３台のハンドリン
グロボット５が設置されている。ハンドリングロボット
５は、前記したメイン部品３であるボディサイドアウタ
に溶接接合されるサブ部品７となるインナ部品を把持し
てメイン部品３の所定部位に位置決めセットするもので
ある。サブ部品７は、ハンドリングロボット５のさらに
右側方に配置されたパレット９上にあらかじめ置かれて
おり、ハンドリングロボット５は、このパレット９上の
サブ部品７を把持して搬送装置１上に移動させ、メイン
部品３の所定部位にセットする。

【００１７】搬送装置１による搬送方向に向かって左側
（図１中で搬送装置１の上側）には、３台の溶接ロボッ
ト１１が設置されている。溶接ロボット１１は、ハンド
リングロボット５がサブ部品７をメイン部品３の所定部
位にセットした状態で、両部品相互を溶接接合する。

【００１８】図２は、上記した溶接装置の具体的な構成
を示すもので、図１中で左側から搬送方向の前方側を見
た図に相当する。ハンドリングロボット５は、メイン部
品３の上部側にてサブ部品７をセットする上部側ハンド
部１３と、メイン部品３の上下方向中央部にてサブ部品
７をセットする中央側ハンド部１５と、メイン部品３の
下部側にてサブ部品７をセットする下部側ハンド部１７
とを備えている。

【００１９】図３は、これら各ハンド部１３，１５，１
７のうち、上部に位置するハンド部１３の詳細を示すも
のであり、このハンド部１３は、ハンドリングロボット
５のアームベース１９に固定される支持ブラケット２１
を備えている。支持ブラケット２１の上下方向中央に
は、サブ部品７を把持する把持部となるロケートクラン
プ２２が、支持ブラケット２１の上端には、サブ部品７
とメイン部品３とを挟持する挟持部２３が、支持ブラケ
ット２１の下端には、サブ部品７に対して当接する当接
部２５が、それぞれ設けられている。

【００２０】ロケートクランプ２２は、図４に示すよう
に、その本体２２ａ内にクランプ爪２２ｂが図中で左右
方向に移動可能に収容されている。この左右方向の移動
は、本体２２ａに設けた支持ピン２２ｃが、クランプ爪
２２ｂに設けた長孔２２ｄに嵌入されることでなされ
る。長孔２２ｄは、図中で右側となる後端側に屈曲部２
２ｅが形成され、クランプ爪２２ｂが前方に移動して支
持ピン２２ｃがこの屈曲部２２ｅに入り込むことで、ク
ランプ爪２２ｂは二点鎖線で示す状態となる。

【００２１】本体２２ａは、先端にサブ部品７に形成し
た挿入孔に挿入される挿入部２２ｆを備えている。この
挿入部２２ｆをサブ部品７の挿入孔に挿入するときに
は、クランプ爪２２ｂが、二点鎖線で示すように、先端
側に移動して先端の爪部２２ｇが挿入部２２ｆ内に入り
込んだ状態である。一方、サブ部品７をクランプすると
きのクランプ爪２２ｂは、後方に後退して爪部２２ｇが
挿入部２２ｆの側部から突出した状態となって、爪部２
２ｇと本体２２ａ側とでサブ部品７をクランプする。

【００２２】ここで、メイン部品３及びサブ部品７から
なるワークは、図３に示すように、両者相互を接合した
状態で中央の空間部を間に挟んで両側（図３中で上下両
側）に溶接部位があり、図３中で上部側となる一方側の
溶接部位付近を上記挟持部２３にて挟持し、同下部側と
なる他方側の溶接部位付近を上記当接部２５にてサブ部
品７側から当接して支持する。

【００２３】挟持部２３は、支持ブラケット２１に対し
基端側が固定された固定アーム２７と、固定アーム２７
に対し連結リンク２９を介して回動可能な可動アーム３
１とを備えている。各アーム２７，３１及び当接部２５
の先端には、球状の押さえ部３３，３５及び３７がそれ
ぞれ設けられ、これら各押さえ部３３，３５及び３７が
ワークに接触する。

【００２４】支持ブラケット２１の固定アーム２７が取
付けられた部位と反対側には空圧シリンダ３９が装着さ
れ、空圧シリンダ３９のロッド３９ａの先端が可動アー
ム３１の基端側に固定されている。すなわち、空圧シリ
ンダ３９の作動により、可動アーム３１が連結リンク２
９との連結部を中心に回動し、図３に示す挟持位置と後
述する図５に示す非挟持位置との間を変位する。

【００２５】ハンドリングロボット５における他のハン
ド部１５，１７については、メイン部品３及びサブ部品
７の形状あるいはこれら両者相互の接合形態などによ
り、図３に示したハンド部１３と同様の構成となる場合
もあるし、異なる場合、例えば、下部側に挟持部２３
を、上部側に当接部２５を、それぞれ設ける場合なども
考えられる。

【００２６】一方、溶接ロボット１１は、図２に示すよ
うに、アーム４１の先端に溶接ガン４３が設けられると
ともに、この溶接ガン４３には、前記図３に示したハン
ドリングロボット５側の当接部２５とでワークを挟持す
べく、後述する図６に示すように、メイン部品３を押圧
する押圧部４５が設けられている。

【００２７】押圧部４５は、溶接ガン４３から一体とな
って突出するブラケット４７に空圧シリンダ４９が装着
され、この空圧シリンダ４９のロッド５１の先端に球状
の押さえ部５３が設けられている。

【００２８】次に作用を説明する。メイン部品３が搬送
装置１により図１に示す溶接作業位置まで搬送されて停
止したら、ハンドリングロボット５が、パレット９上の
サブ部品７を、ロケートクランプ２２によりクランプし
て、図５に示すように、メイン部品３の所定部位に接近
させる。このとき、ハンドリングロボット５の挟持部２
３は、可動アーム３１の先端が固定アーム２７側から離
反して両アーム２７，３１相互が解放された状態となっ
て、この解放状態の固定アーム２７先端の押さえ部３３
及び当接部２５先端の押さえ部３７が、サブ部品７に当
接した状態となっている。

【００２９】図５の状態からサブ部品７を、さらに移動
させてメイン部品３の所定部位にセットして位置決めを
行う。位置決めセットしたら、空圧シリンダ３９を作動
させて、可動アーム３１を図５中の矢印Ｂで示す方向に
回動変位させて、図３に示すように、可動アーム３１先
端の押さえ部３５と固定アーム２７先端の押さえ部３３
とでワークを挟持固定する。上記ハンドリングロボット
５によるワークに対する挟持部位は、溶接ロボット１１
による溶接部位付近とする。

【００３０】図７は、図６における矢印Ｃ方向から見た
ワークに対するハンドリングロボット５のハンド部１３
の位置と、溶接ロボット１１による溶接時での溶接ガン
４３の位置とを示した説明図である。ハンドリングロボ
ット５のハンド部１３は、斜線で示す領域Ｄに位置し、
この位置で上記した位置決めセット作業を行う。一方溶
接ロボット１１の溶接ガン４３は、領域Ｄに対し傾いた
状態の一点鎖線で示す領域Ｅの位置にあり、この領域Ｅ
内のＰ１点が溶接位置で、同Ｑ１点が押圧部４５による
押圧位置である。

【００３１】溶接ガン４３によるＰ１点での溶接時に
は、押圧部４５の空圧シリンダ４９が作動してロッド５
１が伸長し、その先端の押さえ部５３が、ハンドリング
ロボット５側の固定アーム２５の押さえ部３７との間
で、上記Ｑ１点にてワークを挟持固定する。これによ
り、溶接作業時でのハンドリングロボット５単独での挟
持固定がなされない図３中で下部側のワークの開き、つ
まりメイン部品３とサブ部品７との口開きが回避され
て、精度よい溶接が行われる。

【００３２】溶接ガン４３の領域ＥでのＰ１点に対する
溶接作業終了後は、溶接ガン４３によるワークに対する
加圧動作を解除するとともに、押さえ部５３によるメイ
ン部品３に対する押圧動作もロッド５１を後退させるこ
とで解除する。この状態で、溶接ガン４３を図７に示す
二点鎖線で示す領域Ｆの位置に変位させ、この位置で上
記と同様にして、押圧部４５によりＱ２点で押さえなが
ら、Ｐ２点で溶接ガン４３により溶接を行う。

【００３３】図３中で下部側の溶接部位、すなわち図７
におけるＱ１点及びＱ２点に対する溶接作業は、押圧部
４５における空圧シリンダ４９のロッド５１を後退させ
た状態で、溶接ガン４３により行う。

【００３４】このように、上記した車体部品の溶接方法
によれば、ハンドリングロボット５により把持したサブ
部品７を、メイン部品３に対して位置決めセットした状
態で、溶接ロボット１１により溶接作業を行うので、メ
イン部品３を搬送装置１上で位置決めするための治具が
不要となって、低コストでサブ部品７をメイン部品３に
溶接接合することができる。また、ハンドリングロボッ
ト５の挟持部２３，当接部２５及びロケートクランプ２
２を備えたハンド部１３並びに、溶接ロボット１１側の
押圧部４５は、自動車のモデルチェンジなどによりワー
クの形状が多少変更しても、改造することなく対応可能
であり、製造コストの低下に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の一形態に係わる車体部品の溶
接装置の概略を示す平面図である。

【図２】図１の溶接装置の具体的な構成を示す全体構成
図である。

【図３】図２のハンドリングロボットにおけるハンド部
の詳細図である。

【図４】図３に示したロケートクランプの詳細図であ
る。

【図５】図２のハンドリングロボットにおけるハンド部
の動作を示す説明図である。

【図６】図２の溶接ロボットによる溶接作業を示す動作
説明図である。

【図７】ワークに対するハンドリングロボットのハンド
部の位置と、溶接ロボットの溶接ガンの位置とを示した
説明図である。

【符号の説明】

１ 搬送装置 ３ メイン部品 ５ ハンドリングロボット ７ サブ部品 １１ 溶接ロボット ２２ ロケートクランプ（把持部） ２３ 挟持部 ２５ 当接部 ４３ 溶接ガン ４５ 押圧部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 祥一 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハンドリングロボットにより把持したサ
   ブ部品を、所定の溶接作業位置まで搬送されたメイン部
   品の所定部位に位置決めセットした状態で、溶接ロボッ
   トにより前記メイン部品とサブ部品とを溶接接合するこ
   とを特徴とする車体部品の溶接方法。
2. 【請求項２】 搬送装置にて所定の溶接作業位置まで搬
   送されたメイン部品に対し、サブ部品を溶接接合するた
   めの車体部品の溶接装置において、前記サブ部品を把持
   部にて把持した状態で前記メイン部品の所定部位に位置
   決めセットするハンドリングロボットと、このハンドリ
   ングロボットにより位置決めセットされたサブ部品とメ
   イン部品とを溶接接合する溶接ロボットとを備えたこと
   を特徴とする車体部品の溶接装置。
3. 【請求項３】 メイン部品とサブ部品とは両者相互を接
   合した状態で中央の空間部を間に挟んで両側に溶接部位
   があり、前記サブ部品をメイン部品に位置決めセットす
   るためのハンドリングロボットのハンド部は、前記空間
   部に対して一方の側の溶接部位付近を挟持する挟持部
   と、他方の側の溶接部位付近をサブ部品側から当接させ
   る当接部とを備え、溶接ロボットは、前記一方の側の溶
   接部位を溶接する溶接ガンと、他方の側の溶接部位もし
   くは溶接部位付近を押圧して前記ハンドリングロボット
   側の当接部との間でメイン部品とサブ部品とを挟持する
   押圧部とを備えていることを特徴とする請求項２記載の
   車体部品の溶接装置。
4. 【請求項４】 押圧部は、溶接ガンに一体化されている
   ことを特徴とする請求項３記載の車体部品の溶接装置。