JPS622952B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車の車体組立等において使用さ
れるロボツトに、溶接等本来の作業の他にワーク
移送をも行わせるようにしたロボツトによる複合
作業装置に関するものである。

（従来技術） 最近、自動車の車体組立等においては、多種多
様のロボツトが使用されるようになつてきてお
り、作業の自動化・省力化が図られている。

ところが、従来のロボツトは、いずれも専用化
がなされ、例えば溶接ロボツトにあつては溶接作
業のみを行い、また搬送ロボツトにあつてはワー
クの搬送のみを行うだけになつている。このた
め、１つの作業工程においても、多くのロボツト
を設置する必要があり、設備コストが高くつくと
ともに、広い作業スペースが必要になるなどの問
題があつた。

そこで、本出願人は、先に、このような問題を
解決するために、溶接ロボツトの溶接ガンでワー
クを把持して搬送可能となし、１台のロボツトを
溶接作業とワーク移送とに使い分けるようにした
ものを提案している（特開昭58−151972号公報参
照）。しかし、この提案のものでは、溶接ガンの
ワークを把持する部分たる電極が細くかつ小さい
ものであるため、大型のワークを搬送するには不
適当であり、また電極自体の損傷を招く恐れもあ
る。

（発明の目的） 本発明の目的は、かかる諸点に鑑み、特に上述
の提案のものの如く溶接ロボツトの溶接ガンてワ
ークを把持する代わりに、ロボツトに着脱自在な
ワーク保持具を用い、１台のロボツトでもつてワ
ークに対する作業とワーク移送とを、ワークの大
小に拘らず行い得るようになし、自動車の車体組
立等において必要とするロボツト数を有効に少な
くすることにある。

（発明の構成） 上記目的を達成するため、本発明の構成は、ア
ーム先端に、ワークに対して作業を行う作業具を
設けるとともにアーム先端の該作業具の作業空間
を除いた部分に第１ジヨイント部を設けたロボツ
トと、該ロボツトの第１ジヨイント部に連結可能
な第２ジヨイント部を備えるとともにワークを着
脱自在な保持機構を備え、ロボツトによる作業時
にはその作業エリア外の定位置に置かれるワーク
保持具と、上記ロボツト、作業具およびワーク保
持具に対して作業動作指令とワーク移送動作指令
とを送る制御手段とによつて構成したものであ
る。このことにより、上記制御手段の制御の下に
おいて、ワークに対して作業をするときには、ワ
ーク保持具を装着していない状態でロボツトを動
作させながら作業具により作業を行う一方、ワー
クを移送するときには、ロボツトを予めワーク保
持具を装着し該ワーク保持具を介してワークを保
持させ、ロボツトでワークを移送するようにした
ものである。

（発明の効果） したがつて、本発明のロボツトによる複合作業
装置によれば、１台のロボツトによりワークに対
する作業とワーク移送とを、ロボツトのワーク保
持具の着脱だけで作業に何等影響を及ぼさずに行
うことができるので、自動車の車体組立等におい
て、従来必要としたロボツト数をその分少なくす
ることができ、設備コストの低廉化および作業上
必要なスペースの狭小化等を有効に図ることがで
きる。しかも、ワーク移送に当つては、ロボツト
のアーム先端の作業具とは別の部分にワーク保持
具が装着され、該ワーク保持具を介してワークを
保持するものであるため、作業具の損傷を招くこ
とがないばかりでなく、ワーク移送を安定性良く
確実に行うことができる。また、ワークの大きさ
によつて適用範囲が制限されることはなく、実用
性・汎用性でも有利である。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は本発明の一実施例に係る自動車の車体
側面の溶接組立て設備を示し、１は各種の部材・
部品を収納する収納部、２は該収納部１から仮付
け状態にあるアウタパネルW₁を所定の溶接位置
S₁に移送する第１搬入シユータ、３〜５は各々上
記溶接位置S₁の周囲に配設され、第１搬入シユー
タ２により該溶接位置S₁に移送されて来たアウタ
パネルW₁に対し溶接を行う回動型溶接ロボツト
であつて、この溶接ロボツト３〜５のうちの１台
の溶接ロボツト３は、溶接位置S₁でのアウタパネ
ルW₁に対する溶接の合間にパーツ溶接台６上に
てパーツ部品W₂の溶接を行うように構成されて
いる。また、他の１台の溶接ロボツト５は、溶接
位置S₁でのアウタパネルW₁に対する溶接が終了
した後、該アウタパネルW₁をワーク保持具７を
介して保持し、溶接位置S₁から組立て台８上に移
送するように構成されている。尚、溶接ロボツト
４は上記他の２台の溶接ロボツト３，５とは異な
り、溶接位置S₁でのアウタパネルW₁に対する溶
接作業のみを行うものである。以上の構成によつ
て、第１搬入シユータ２により溶接位置S₁に移送
されて来たアウタパネルW₁は、その溶接位置S₁
において溶接ロボツト３〜５により本付け溶接が
なされ、しかる後、溶接ロボツト５により組立て
台８に移送されるようになつている。

また、９は上記収納部１から仮付け状態にある
クオータインナパネルW₃を所定の待機位置S₂に
移送する第２搬入シユータ、１０はワーク保持具
１１を備えた搬送ロボツトであつて、該搬送ロボ
ツト１０は、上記第２搬入シユータ９により待機
位置S₂に移送されて来たクオータインナパネル
W₃をワーク保持具１１にて保持し、待機位置S₂
から仮置台１２に移送するように構成されてい
る。また、１３および１４は上記搬送ロボツト１
０に対応して配設された定置式の溶接機であつ
て、該溶接機１３，１４は、搬送ロボツト１０に
より待機位置S₂から仮置台１２に移送されるクオ
ータインナパネルW₃に対し、その移送途中にお
いて一方の側面側の本付け溶接を行うものであ
る。

さらに、１５は上記組立て台８と仮置台１２と
の間に配設された回動型溶接ロボツトであつて、
該溶接ロボツト１５は、組立て台８上でのワーク
の溶接組立て（後述する如くアウタパネルW₁と
クオータインナパネルW₃とフロントピラーイン
ナW₄相互間の溶接組立て）を行うとともに、こ
の組立て台８上でのワークの溶接組立ての合間に
仮置台１２に置かれたクオータインナパネルW₃
をワーク保持具１６を介して保持し、仮置台１２
から組立て台８上に移送するように構成されてい
る。１７は上記回動型溶接ロボツト１５に対応し
て配設された定置式の溶接機であつて、該溶接機
１７は、回動型溶接ロボツト１５により仮置台１
２から組立て台８に移送されるクオータインナパ
ネルW₃に対し、その移送途中において、上述の
如く待機位置S₂から仮置台１２の移送途中で溶接
機１３，１４によつて本付け溶接される一方の側
面と反対の側面側の本付け溶接を行うものであ
る。以上の構成によつて、第２搬入シユータ９に
より待機位置S₂に移送されて来たクオータインナ
パネルW₃は、搬送ロボツト１０および回動型溶
接ロボツト１５によりその待機位置S₂から仮置台
１２を経て組立て台８に移送され、かつその移送
途中において溶接機１３，１４，１７により本付
け溶接が施されるようになつている。

加えて、上記組立て台８の近傍には、該組立て
台８上において上記回動型溶接ロボツト１５と共
働してワークの溶接組立てをする他の２台の回動
型溶接ロボツト１８，１９が配設されており、こ
の溶接ロボツト１８，１９のうちの一方の溶接ロ
ボツト１８は、組立て台８でのワークの溶接組立
ての合間に、載置台２０上に載置されたワーク保
持具４０でクランプされたフロントピラーインナ
W₄をワーク保持具４０ごと該載置台２０から組
立て台８上に移送するように構成されている。ま
た、他方の溶接ロボツト１９は、組立て台８での
ワークの組立溶接が終了した後、その組立てられ
たワーク組みW₅をワーク保持具２１を介して保
持し、組立て台８から搬出シユータ２２の取出し
位置S₃に移送するように構成されている。よつ
て、上記組立て台８上においては該組立て台８に
各々移送されて来たアウタパネルW₁とクオータ
インナパネルW₃とフロントピラーインナW₄とが
溶接ロボツト１５，１８，１９により相互に溶接
されて車体側面を構成することになる所定形状の
ワーク組みW₅が組立てられ、しかる後、このワ
ーク組みW₅は溶接ロボツト１９により取出し位
置S₃にて搬出シユータ２２に移送載置され、該搬
出シユータ２２により次の工程に移送されるよう
になつている。ここで、ワーク載置台としての機
能を有する上記第２搬入シユータ９、第１搬入シ
ユータ２、組立て台８および搬出シユータ２２
は、一方向（図で上下方向）に所定間隔ずつあけ
た状態で平行に並んで配置されており、また仮置
台１２は第１搬入シユータ２の搬送方向延長線上
の位置つまり第２搬入シユータ９と組立て台８と
の間の中間位置に配置されている。

そして、上記回動型溶接ロボツト３〜５，１
５，１８，１９のうち、溶接作業と共にワーク保
持具７，１６，４０，２１を介してワーク（つま
りアウタパネルW₁、クオータインナパネルW₃、
フロントピラーインナW₄またはワーク組みW₅）
を移送する溶接ロボツト５，１５，１８，１９
は、第２図に詳示するように、回動可能な回転基
台２３と、該回動基台２３上に揺動可能に立設さ
れた支柱２４と、該支柱２４の上部より水平方向
に延びるアーム２５とを備えており、上記アーム
２５は、その軸廻りに回転可能でかつ上下方向に
揺動可能に設けられている。また、上記アーム２
５の先端には連結部材２６を介して、ワークに対
して作業（溶接作業）を行う作業具としての溶接
ガン２７が取付けられているとともに、上記連結
部材２６には、第３図にも示すように溶接ガン２
７と干渉しない位置つまり溶接ガン２７の作業空
間の領域外の部分にフツク部材からなる第１ジヨ
イント部２８が取付けられており、上記溶接ガン
２７および第１ジヨイント部２８は、回転基台２
３の回動に伴いワーク移送をする２つのワーク載
置台間（つまりアウタパネルW₁を移送する溶接
ロボツト５にあつては第１搬入シユータ２の溶接
位置S₁と組立て台８との間、クオータインナパネ
ルW₃を移送する溶接ロボツト１５にあつては仮
置台１２と組立て台８との間、フロントピラーイ
ンナW₄を移送する溶接ロボツトにあつては載置
台２０と組立て台８との間、さらにワーク組み
W₅を移送する溶接ロボツト１９にあつては組立
て台８と搬出シユータ２２の取出し位置S₃との
間）で往復移動可能に設けられている。

一方、上記回動型溶接ロボツト５，１５，１
８，１９のワーク移送の際に用いられるワーク保
持具７，１６，４０，２１は、溶接ロボツト５，
１５，１８，１９による作業時にはそれぞれの作
業エリア外でワーク載置台間における溶接ロボツ
ト５，１５，１８，１９（アーム２５先端の溶接
ガン２７ないし第１ジヨイント部２８）の移動エ
リア内の定位置に配置されている。また、該各ワ
ーク保持具７，１６，４０，２１は、第４図およ
び第５図に示すように、ワークの形状に応じて組
立てられた組み枠２９を備え、該組み枠２９に
は、上記各溶接ロボツト５，１５，１８，１９の
第１ジヨイント部２８に連結可能な第２ジヨイン
ト部としてのチヤツク機構３０が取付けられてい
るとともに、揺動部材３１や作動シリンダ３２等
からなる複数の保持機構３３，３３，…がそれぞ
れワークの所定部分に対して着脱自在に設けられ
ていて、各溶接ロボツト５，１５，１８，１９に
よるワーク移送時には該各溶接ロボツト５，１
５，１８，１９（第１ジヨイント部２８）に装着
された状態で各保持機構３３によりワークを保持
するように構成されている。ここで、上記チヤツ
ク機構３１の組み枠２９に対する取付け装置は、
ワーク保持具７，１６，４０，２１でワークを保
持した状態において該ワーク保持具７，１６，４
０，２１とワークとの全体の重心位置とほぼ一致
するように設定されている。

さらに、上記各溶接ロボツト５，１５，１８，
１９には、特に図示していないがマイクロコンピ
ユータ等からなる制御手段が設けられていて、該
制御手段から各溶接ロボツト５，１５，１８，１
９、そのアーム２５先端の溶接ガン２７および溶
接ロボツト５，１５，１８，１９に装着されたワ
ーク保持具７，１６，４０，２１に対して作業動
作指令とワーク移送動作指令とが送られて制御す
るようになつている。以上の溶接ロボツト５，１
５，１８，１９のうちの５，１９とこの２つの溶
接ロボツトに対応するワーク保持具７，２１と制
御手段とによつて各々本発明のロボツトによる複
合作業装置Ａ，Ａが構成されている。

尚、回動型溶接ロボツト３〜５，１５，１８，
１９のうち、溶接作業のみをする溶接ロボツト
３，４は、特に図では詳示していないが、アーム
の先端に溶接ガンだけを備えていて、ジヨイント
部を備えていないこと以外は上述の溶接作業と共
にワークを移送する溶接ロボツト５，１５，１９
とほぼ同じような構成になつている。

次に、本発明のロボツトによる複合作業装置Ａ
の作動について、溶接作業と共にワークを移送す
る溶接ロボツト５，１９のうち、アウタパネル
W₁の移送をする溶接ロボツト５の場合を例に挙
げて説明する。

今、第１搬入シユータ２により仮付け状態にあ
るアウタパネルW₁が所定の溶接位置S₁に移送さ
れて来たとする。この場合、上記溶接ロボツト５
は該溶接位置S₁においてワーク保持具７を装着し
ていない状態で待機しており、また上記ワーク保
持具７自体は溶接ロボツト５の作業エリア外たる
第１搬入シユータ２の溶接位置S₁と組立て台８と
の間の定位置に置かれている。

このような状態において、制御手段から上記溶
接ロボツト５およびそのアーム２５先端の溶接ガ
ン２７に対して作業動作指令が送られ、その制御
手段の制御の下において、溶接ロボツト５が溶接
位置S₁で該溶接位置S₁の周囲に配設された他の２
台の溶接ロボツト３，４と共に動作しながら、そ
のアーム２５先端の溶接ガン２７によつてアウタ
パネルW₁の本付け溶接が行われる。この際、ワ
ーク保持具７は上述の如く溶接ロボツト５の作業
エリア外の定位置に置かれており、また該ワーク
保持具７を溶接ロボツト５に装着可能とすべく該
溶接ロボツト５に設けた第１ジヨイント部２８は
アーム２５の先端の溶接ガン２７の作業空間の領
域外に位置しているため、溶接ロボツト５および
溶接ガン２７の動作がこのワーク保持具７や第１
ジヨイント部２８によつて支障を来たすことはな
い。

そして、上記溶接位置S₁でのアウタパネルW₁
に対する溶接作業が終了すると、制御手段からの
ワーク移送動作指令に基づいて、先ず、溶接ロボ
ツト５が第１搬入シユータ２の溶接位置S₁と組立
て台８との間の定位置に置かれてあるワーク保持
具７の所まで移動（回転基台２３の回動）し、そ
の位置において溶接ロボツト５の第１ジヨイント
部２８をワーク保持具７のチヤツク機構３０に連
結せしめてワーク保持具７を装着するように動作
する。

しかる後、上記溶接ロボツト５は、ワーク保持
具７を装着した状態のまま溶接作業済みのアウタ
パネルW₁に接近するよう第１搬入シユータ２の
溶接位置S₁に移動する。次いで、上記ワーク保持
具７の各保持機構３３が動作して溶接ロボツト５
にワーク保持具７を介してアウタパネルW₁が保
持された後、該溶接ロボツト５が組立て台８の所
まで移動し、該組立て台８上にアウタパネルW₁
を載置するように動作する。

その後、上記溶接ロボツト５は、組立て台８と
第１搬入シユータ２との間の定位置にワーク保持
具７を元の状態に戻した後、第１搬入シユータ２
の溶接位置S₁に移動し、１サイクルの作業が完了
する。その後は、その溶接位置S₁において第１搬
入シユータ２により次に移送されているアウタパ
ネルW₁に繰り返し溶接を施すことになる。以上
によつて１サイクルの作動が終了する。

尚、本発明のロボツトによる複合作業装置Ａに
係るところの、溶接作業と共に大型のワークを移
送する他の溶接ロボツト１９の場合における作動
については特に詳しく説明しないが、ワーク組み
W₅の移送をする溶接ロボツト１９の場合、組立
て台８上でのワークに対する溶接作業、ワーク組
みW₅の組立て台８から搬出シユータ２２の取出
し位置S₃への移送およびワーク保持具２１の着脱
という一連の作動順序は上述のアウタパネルW₁
の移送をする溶接ロボツト５の場合と同じであ
る。

したがつて、このように、本発明のロボツトに
よる複合作業装置Ａにおいては、各々１台の溶接
ロボツト５，１９により溶接作業と共にワーク移
送をも、該溶接ロボツト５，１９へのワーク保持
具７，２１の着脱をするだけで溶接作業に何等支
障を来たすことなく行うことができ、よつて従来
必要としたロボツト数をその分（上記実施例の場
合２台分）少なくすることができ、設備コストの
低廉化および作業上必要なスペースの狭小化等を
有効に図ることができる。

しかも、上記各溶接ロボツト５，１９は、ワー
ク移送の際には溶接ガン２７とは別の第１ジヨイ
ント部２８でワーク保持具７，２１を装着し、該
ワーク保持具７，２１の複数の保持機構３３，３
３，…でもつてワークを保持するものであるた
め、ワーク移送を安定性良く確実に行うことがで
き、また溶接ガン２７の電極等に損傷を生じるこ
とはない。その上、ワーク保持具７，２１の大き
さ、形状等の選択選定を自由に行うことができる
ので、ワークの大きさ等により適用範囲が制限さ
れることはなく、実用性・汎用性でも有利であ
る。

さらに、上記ワーク保持具７，２１の着脱（装
着または取外し）は、溶接ロボツト５，１９のワ
ーク載置台間の移動途中で行われるので、その着
脱に要する時間を短縮でき、作動の効率化を図る
ことができる。

尚、上記実施例では、本発明を、自動車の車体
側面の溶接組立て設備において用いられる溶接ロ
ボツトに適用した場合について述べたが、その他
種々の所で用いられるロボツトにも同様に適用す
ることができるのは勿論である。この場合、ロボ
ツトの本来の作業としては、上記実施例の如き溶
接作業に限らず、ボルト締め作業や塗装作業等そ
の他各種の作業であつてもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
自動車の車体側面の溶接組立て設備の全体を示し
た模式平面図、第２図は溶接作業と共にワーク移
送をする回動型溶接ロボツトの側面図、第３図は
第２図のＢ方向から部分的に見た矢視図、第４図
はワーク保持具によるワーク保持状態を示す平面
図、第５図は第４図の―線に沿つて見た側面
図である。 ５，１９…回動型溶接ロボツト、７，２１…ワ
ーク保持具、２５…アーム、２７…溶接ガン、２
８…第１ジヨイント部、３０…チヤツク機構、３
３…保持機構、Ａ…複合作業装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アームの先端に、ワークに対して作業を作う
   作業具を設けるとともにアームの先端の該作業具
   の作業空間を除いた部分に第１ジヨイント部を設
   けたロボツトと、該ロボツトの第１ジヨイント部
   に連結可能な第２ジヨイント部を備えるとともに
   ワークを着脱自在な保持機構を備え、ロボツトに
   よる作業時にはその作業エリア外の定位置に置か
   れるワーク保持具と、上記ロボツト、作業具およ
   びワーク保持具に対して作業動作指令とワーク移
   送動作指令とを送る制御手段とからなることを特
   徴とするロボツトによる複合作業装置。