JPS646073B2 - - 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
移送をも行わせるためのロボツトによる複合作業
方法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、広い作業場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虞れもあ
るなど、実用性の面で問題がある。

また、上記提案のものと別の解決手段として、
１台のロボツトに対し各々別々の作業を行う２種
類の治具を設けることが考えられる。しかし、こ
の場合、ロボツトはそのアームが２種類の治具に
より非常に重たくなり、慣性によるアームの停止
精度が悪くなる虞れがあるため、ロボツトの作業
スピードをあまり上げることができない。また、
重量増により部材疲労が生じ易く、ロボツトの作
業精度ないし加工精度が経時的に劣化し易くな
る。逆に、この加工精度の劣化を防止するために
はアーム等の剛性を高くする必要があり、それに
伴いロボツト自体が大型化することになる。

（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でワ
ークを把持する代わりに、ロボツトに着脱自在で
ワーククランプ機構を備えたワーク保持具を用
い、ロボツトによる溶接等本来の作業と上記ワー
ク保持具を用いたワーク移送との複合作業を効率
的に行うことにより、ワークの大きさに制限され
ることなく、１つの作業工程において必要とする
ロボツト数を削減するとともに、作業効率化およ
び作業精度の向上を図り得るようにするものであ
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
ームの先端に作業具を取付けたロボツトを動作さ
せて、該ロボツトに着脱自在でかつ所定位置に配
置されているワーク保持具をロボツトに連結させ
る第１工程と、上記ワーク保持具をロボツトに連
結した後、該ロボツトをワークに接近させる第２
工程と、ロボツトがワークに接近したとき該ロボ
ツトに連結されたワーク保持具に設けられたクラ
ンプ機構を動作させてワークをロボツトに保持さ
せ、ロボツトでワークを移送する第３工程と、ワ
ーク移送完了後、ロボツトに連結されたワーク保
持具のクランプ機構を動作させて、ワークをアン
クランプとしてロボツトより解放するとともに、
ロボツトを動作させて、ワーク保持具を元の配置
位置に返却する第４工程と、上記第１工程の前工
程および第４工程の後工程の少なくとも一方にお
いて、ワークに対しアーム先端に取付けられた作
業具により作業を行う動作をロボツトに行わしめ
る工程とからなるものである。このことにより、
ロボツトが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アーム先端の
作業具によつて作業を行う一方、ロボツトがワー
クを移送するときにはロボツトに予めワーク保持
具を装着し、該ワーク保持具を介してワークを保
持した状態でワーク移送を行い、１台のロボツト
を本来の作業とワーク移送とに使い分けるように
したものである。

（発明の効果） したがつて、本発明によれば、１台のロボツト
でもつて、ワークに対する本来の作業とワーク保
持具を用いたワークの移送との複合作業を作業自
体に何等支障を来たすことなく効率的に行うこと
ができるので、１つの作業工程において必要とす
るロボツト数の削減による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は勿論のこ
と、その作業効率の向上を著しく図ることができ
る。しかも、ワーク移送のときにはロボツト自体
にワーク保持具が装着され、該ワーク保持具でも
つ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、またワーク
自体の大きさに制限されることがなく、実用性・
汎用性でも有利である。さらに、作業精度が経時
的に劣化することも少なく、かつロボツトの小型
化にも寄与することができるなどの効果を有する
ものである。

（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図および第２図は本発明を自動車の車体側
面を溶接ロボツトによつて溶接組立てをする場合
に適用した実施例を示す。

第１図において、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。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
の間に配置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への移送途中で溶
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（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１
２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、該回転基台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３２を介して溶接ガン２６
が取付けられているとともに、該連結部材３２に
はフツク部材からなるジヨイント部２７が形成さ
れており、上記溶接ガン２６およびジヨイント部
２７は、回転基台２３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１８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２
２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、それぞれワーク載
置台間における溶接ロボツト５，１５，１８，１
９（アーム２５先端の溶接ガン２６ないしジヨイ
ント部２７）の移動エリア内の所定位置に配置さ
れている。また、該各ワーク保持具７，１６，４
０，２１は、第２図に示すように、上記各溶接ロ
ボツト５，１５，１８，１９のジヨイント部２７
に連結可能なチヤツク機構２８を備えているとと
もに、揺動部材２９や作動シリンダ３０等からな
るワーククランプ機構３１を備えていて、各溶接
ロボツト５，１５，１８，１９（ジヨイント部２
７）に装着された状態でワーククランプ機構３１
によりワークを保持するように構成されている。

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
に大型のワークを移送する溶接ロボツト５，１
５，１９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方法
を、上述の溶接作業と共に大型のワークを移送す
る回動型溶接ロボツト５，１５，１８，１９のう
ち、アウタパネルW₁の移送をする溶接ロボツト
５の作動順序に従つて説明する。

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
はワーク保持具７を装着していない状態にある。
そして、該溶接ロボツト５を溶接位置S₁の周囲に
配置された他の２台の溶接ロボツト３，４と共に
動作させ、溶接位置S₁においてそのアーム２５先
端の溶接ガン２６によりアウタパネルW₁の本付
け溶接を行わせる。

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した後、上記溶接ロボツ
ト５を、第１搬入シユータ２の溶接位置S₁と組立
て台８との間の所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）さ
せ、その位置において溶接ロボツト５のジヨイン
ト部２７をワーク保持具７のチヤツク機構３１に
連結せしめてワーク保持具７を溶接ロボツト５に
装着させる（第１工程）。

しかる後、上記溶接ロボツト５を、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に接近させるよう第１搬入シユータ２
の溶接位置S₁に移動させる（第２工程）。次いで、
上記ワーク保持具７のワーククランプ機構３１を
動作させて溶接ロボツト５にワーク保持具７を介
してアウタパネルW₁を保持させ、該溶接ロボツ
ト５でもつてアウタパネルW₁を第１搬入シユー
タ２の溶接位置S₁から組立て台８に移送する（第
３工程）。

上記アウタパネルW₁の組立て台８への移送が
完了した後、該アウタパネルW₁を保持するワー
ク保持具７のワーククランプ機構３１を動作させ
て、アウタパネルW₁をアンクランプとして溶接
ロボツト５から解放し、組立て台８上に移載す
る。続いて、ワーク保持具７を組立て台８と第１
搬入シユータ２との間の元の配置位置に返却する
（第４工程）。その後、溶接ロボツト５を組立て台
８から第１搬入シユータ２の溶接位置S₁に移動さ
せ、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に対して繰
り返し溶接がなされる。

尚、本発明のロボツトによる複合作業方法に係
るところの、溶接作業と共にワークを移送する他
の溶接ロボツト１５，１８，１９の作動について
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の場合と全く同じである。ま
た、クオータインナパネルW₃の移送をするロボ
ツト１５の場合においては、組立て台８上でのワ
ークに対する溶接作業前における仮置台１２に置
かれてある未作業（組立て台８でアウタパネル
W₁等と共にワーク組みW₅に組立てられていない
状態）のクオータインナパネルW₃を仮置き台１
２から組立て台８に移送する上で用いるワーク保
持具１６がその組立て台８のアウタパネルW₁上
にクオータインナパネルW₃とともに分離される
点が異なるだけである。

したがつて、上記実施例においては、車体側面
の溶接組立てをする場合において用いられる４台
の溶接ロボツト５，１５，１８，１９がそれぞれ
本来の溶接作業と共にワーク保持具７，１６，４
０，２１を用いてワーク移送をも行うことができ
るので、従来必要としたロボツト数を全体で４台
分も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図るこ
とができる。

しかも、その際、上記各溶接ロボツト５，１
５，１８，１９による溶接作業からワーク移送へ
の移行およびワーク移送から溶接作業への移行
は、単にワーク保持具７，１６，４０，２１の着
脱（装着または取外し）を行うだけでスムーズに
することができる。また溶接作業は、ワーク保持
具７，１６，４０，２１による影響を受けること
がなく、かつ作動スピードを上げても慣性による
停止精度が低下することも少ないので、上記複合
作業の効率化および溶接の作業精度の向上を図る
ことができる。その上、上記ワーク保持具７，１
６，４０，２１の着脱は、溶接ロボツト５，１
５，１８，１９のワーク載置台間の移動途中で行
われるので、その移動に要する時間および着脱に
要する時間を短縮でき、複合作業の効率化を一層
図ることができる。

さらに、上記各溶接ロボツト５，１５，１８，
１９は、ワーク移送の際には溶接ガン２６とは別
のジヨイント部２７でワーク保持具７，１６，４
０，２１を装着し、該ワーク保持具７，１６，４
０，２１のワーククラツプ機構３１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２６
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７，１６，４０，２１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。

さらにまた、各溶接ロボツト５，１５，１８，
１９は、それらのアーム２５の先端に常時ワーク
保持具７，１６，４０，２１を溶接ガン２６と共
に有するものではないので、重量増によるアーム
２５等が部材疲労を生じて作業精度ないし加工精
度が経時的に劣化するということはない。また、
このことからアーム２５等の剛性を特に高める必
要もなく、溶接ロボツト５，１５，１８，１９の
小型化に寄与することができる。

尚、上記実施例では、本発明を、自動車の車体
側面を溶接ロボツトによつて溶接組立てをする場
合に適用したが、その他種々の所でロボツトによ
つて作業を行う場合にも同様に適用できるのは勿
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の作業であつてもよい。

また、上記実施例では、溶接ロボツト５，１
５，１９に、溶接という本来の作業の前後いずれ
か一方においてのみワーク移送を行わせるように
したが、本発明は、本来の作業工程の前後におい
て各々ロボツトにワーク保持具を連結させてワー
ク移送を行うようにしてもよい。

【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
車体側面の溶接組立てをする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である。 ５，１５，１８，１９……回動型溶接ロボツ
ト、７，１６，２１，４０……ワーク保持具、２
５……アーム、２６……溶接ガン、２７……ジヨ
イント部、２８……チヤツク機構、３１……ワー
ククランプ機構、W₁……アウタパネル、W₃……
クオータインナパネル、W₅……ワーク組み。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アームの先端に作業具を取付けたロボツトを
   動作させて、該ロボツトに着脱自在でかつ所定位
   置に配置されているワーク保持具をロボツトに連
   結させる第１工程と、上記ワーク保持具をロボツ
   トに連結した後、該ロボツトをワークに接近させ
   る第２工程と、ロボツトがワークに接近したとき
   該ロボツトに連結されたワーク保持具に設けられ
   たクランプ機構を動作させてワークをロボツトに
   保持させ、ロボツトでワークを移送する第３工程
   と、ワーク移送完了後、ロボツトに連結されたワ
   ーク保持具のクランプ機構を動作させて、ワーク
   をアンクランプとしてロボツトより解放するとと
   もに、ロボツトを動作させて、ワーク保持具を元
   の配置位置に返却する第４工程と、上記第１工程
   の前工程および第４工程の後工程の少なくとも一
   方において、ワークに対しアーム先端に取付けら
   れた作業具により作業を行う動作をロボツトに行
   わしめる工程とからなることを特徴とするロボツ
   トによる複合作業方法。