JP2002001626A - 溶接ラインにおける治具自動交換方法 - Google Patents
溶接ラインにおける治具自動交換方法Info
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Abstract
て、生産機種の切り換えに際し、ワーク位置決め治具を
迅速且つ容易に交換して生産効率を向上させる。 【解決手段】 生産車種を切り換えるとき、溶接用ロボ
ット10のアーム10aから、第1車種目のガントラハ
ンド15を切り離しハンドストッカ13に格納してハン
ド非取付状態にした自動工具交換装置16を用い、第1
種目の増打治具11を掴んで治具ストッカ14に格納
し、第2種目の増打治具35を掴んで架台25上にセッ
トし、増打治具を次車種対応のものに交換する。しかる
後、第2車種目のガントラハンド30を掴んで溶接用ロ
ボット10のアーム10a先端に装着し、ガントラハン
ドを次車種対応のものに交換する。
Description
のワークのロボット溶接工程において、種類の異なるワ
ークに対応して各々を所定の組立位置に位置決めするワ
ーク位置決め治具を交換するのに好適な溶接ラインにお
ける治具自動交換方法に関する。
システムの中に、種類の異なるワークの溶接にも対応で
きるように、ワーク位置決め装置を用いて、異なるワー
クに応じて溶接用ロボットによる所定の溶接位置にワー
クを位置決めできるように構成したものがある(特開平
7−303996号公報参照)。
6に示すように、ワーク1のハンドリング用ロボット2
および溶接用ロボット3とともに、ワーク位置決め装置
4を配設している。ワーク位置決め装置4は、治具ユニ
ット5と、自動工具交換装置6と、割出テーブル7とで
構成され、特に、治具ユニット5を、ワークの種類に応
じて割出テーブル7上に2つ設置し、それぞれ割出テー
ブル7上に固定した固定治具5aと、固定治具5aに脱
着自在に結合した可動治具5bとで構成している。
置6を介してハンドリング用ロボット2に脱着可能に連
結し、割出テーブル7上で溶接用ロボット3によりワー
ク1両端のワーク1a・1bを本体1cに対し仮組立し
た後、ハンドリング用ロボット2の動作で固定治具5a
から可動治具5bを切り離して溶接用ロボット3との協
働により最終組立を行うようにしている。
合は、自動工具交換装置6を作動してハンドリング用ロ
ボット2と可動治具5b間をアンクランプし、割出テー
ブル7を180度回動して先の治具ユニットと反対側の
治具ユニットをハンドリング用ロボット2の受渡位置に
割り出し、前記と同様の手順で次のワークに対し溶接を
行っている。
従来のものでは、ワーク位置決め装置4における固定治
具5aを割出テーブル7上に固設する構成であることか
ら、たとえば自動車の生産車種を切り換える場合のよう
に、割出テーブル7上の位置決め治具数を超える多数の
異なるワークの位置決めに適応させるためには、その都
度、幾度にもわたって固定治具5aなどを、割出テーブ
ル7から取り外して取り換える必要があり、それだけ位
置決め治具の取り換えに膨大な時間と手間がかかり、そ
の結果、生産効率が低下してしまうという課題があっ
た。
来の課題を解決し、溶接ラインにおいて、生産機種の切
り換えに際しても、ワーク位置決め治具を迅速且つ容易
に交換して生産効率を向上させることにある。
上記目的を達成すべく、溶接ラインにおける治具自動交
換方法において、溶接ラインにおいて生産機種を切り換
えるとき、該溶接ラインは、ワーク搬送用ハンドおよび
ワーク位置決め治具をそれぞれ複数の機種に対応して格
納できるハンドストッカおよび治具ストッカを備え、溶
接用ロボットを用いて前機種に対応したワーク溶接作業
を終了した後、前記溶接用ロボットに互いの自動工具交
換装置を介して取り付けた前機種対応のワーク搬送用ハ
ンドを、前記溶接用ロボットから切り離して前記ハンド
ストッカの所定の領域に格納し、しかる後、前記ワーク
搬送用ハンドの非取付状態となった前記溶接用ロボット
側の前記自動工具交換装置を、所定の位置に配置された
前機種対応のワーク位置決め治具に取り付けた自動工具
交換装置に連結して該ワーク位置決め治具を掴み、互い
の自動工具交換装置により前記溶接用ロボットから前機
種対応のワーク位置決め治具を切り離して前記治具スト
ッカの所定の領域に格納し、次いで、前記ワーク位置決
め治具の非取付状態となった前記溶接用ロボット側の前
記自動工具交換装置を、前記治具ストッカに格納された
次機種対応のワーク位置決め治具に取り付けた自動工具
交換装置に連結して該ワーク位置決め治具を掴み、互い
の自動工具交換装置により前記溶接用ロボットから次機
種対応のワーク位置決め治具を切り離して所定の位置に
配置し、その後、前記ワーク位置決め治具の非取付状態
となった前記溶接用ロボット側の前記自動工具交換装置
を、前記ハンドストッカに格納された次機種対応のワー
ク搬送用ハンドに取り付けた自動工具交換装置に連結し
て該ワーク搬送用ハンドを装着することを特徴とする。
ク位置決め治具およびワーク搬送用ハンドから、次機種
対応のワーク溶接に適合したものに、それぞれ既存の溶
接用ロボットにより自動的に交換され、次機種のワーク
を流せる溶接ライン形態に切り換えられる。
を、前記溶接用ロボットでワークの増打溶接を行うとき
にワークの位置決めを行う増打治具で構成し、その交換
を行うようにするとよい。
具を、前記溶接用ロボットでワークの仮付溶接を行うと
きにワークの位置決めを行う仮付治具で構成し、その交
換を行うようにするとよい。
具を、ワークを次の溶接工程に搬送するときに、ワーク
の位置決めを行う搬送治具で構成し、その交換を行うよ
うにするとよい。
明の実施の形態について説明する。
適用するワーク溶接システムで、その溶接ラインレイア
ウトの一部を示し、図1(イ)はその平面図を、図1
(ロ)は後述する治具ストッカ14の側面構成を示す。
このワーク溶接システムは、たとえば図中Wで示すワー
クに対して仮付溶接を行い、その仮付溶接したワークW
に増打溶接を行う溶接工程に必要な主要構成装置を備え
て構成されている。この例では、ワークWとして、たと
えば自動車部品のフレームを用いている。
ト10と、その溶接ロボット10の周辺に、ワーク位置
決め治具たる増付治具11および仮打治具12と、治具
交換のためのハンドストッカ13および治具ストッカ1
4など配設し、溶接ライン中の1溶接ステーションとし
て構成されている。
0aの先端に、トランスが一体の溶接ガン15aととも
に、第1車種用のガントラハンド15を自動工具交換装
置(以下ATCと称す)16を介して着脱自在に取り付
けてなる。
ように、アーム10a先端に装着したロボット側ATC
16aと、ガントラハンド15に装着したツール側AT
C16bとからなる。ロボット側ATC16aは、円盤
状本体17と、その本体の前面に突出する直方体状部材
18と、本体17に設けられエアシリンダ(図示省略)
により半径方向に進退動する一対のクランプ爪19と、
両ATC16a・16bを位置決めする位置決めピン2
0とを備える。一方、ツール側ATC16bは、円盤状
本体21と、ロボット側の直方体状部材18を受け入れ
る凹部22と、凹部22内に配置されロボット側のクラ
ンプ爪19を係止する一対のストッパ片23と、ロボッ
ト側の位置決めピン20を受け入れるピン穴24とを備
える。
作によりロボット側の直方体状部材18をツール側の凹
部22に嵌入した後に、ロボット側のクランプ爪19を
半径方向に移動させると、両ATC16a・16bの本
体17・21が回転方向および軸方向に相互に固定さ
れ、アーム10a先端にガントラハンド15が連結され
るようになっている。なお、ATC16は、クランプ爪
19のような手段で係止できる構造であれば、図示例の
ものに限られないことは勿論である。
に、架台25上に可動クランプ26を介して着脱自在に
セットしたプレート11aと、プレート11a上でワー
クWを着脱自在に保持したイケール11bなどで構成さ
れ、特にプレート11a上にツール側ATC16bを取
り付けた構成にしている。
に、架台27上に可動クランプ28を介して着脱自在に
セットしたプレート12aと、プレート12a上でワー
クWを着脱自在に保持したイケール12bなどで構成さ
れている。
に示すように、4車種分の車種切り換えに対応し、異な
る4種類のガントラハンド15・30〜32を格納でき
るように、第1〜第4車種用のハンド置台部A1〜A4
を、図中左から順に右方向に並置した4連式構造に形成
している。たとえば第1車種用のガントラハンド15を
アーム10a先端に取り付けて使用中のときは、ハンド
置台部A1が空いている。第2〜第4車種用のガントラ
ハンド30〜32にも、それぞれツール側ATC16b
が取り付けられている。
車種切り換えに対応し、異なる4種類の増打治具11・
35〜37を格納できるように、第1〜第4車種用の治
具置台部B1〜B4を、鉛直方向上から順に並置した4
段式構造に形成している。たとえば第1車種目の増打治
具11を架台25上にセットして使用中のときは、図1
(ロ)に示すように、治具置台部B1が空いている。第
2〜第4車種用の増打治具35〜37にも、それぞれツ
ール側ATC16bが取り付けられている。なお、図示
例では、ハンドストッカ13と治具ストッカ14を別体
構成のように示したが、1つのストッカを用いてまとめ
て格納できる構造にすることも、もちろん考えられる。
て、溶接ライン形態を第1車種用から第2車種用に切り
換える場合は、第1車種目の所定溶接工程を終了した後
で、第2車種目の溶接前に、第1車種対応のガントラハ
ンド15と増打治具11を、それぞれ第2車種対応のも
のに交換する。
による治具自動交換方法を用いて、たとえば図8に示す
ようなステップを経て交換が行われる。以下、この治具
交換ステップを、図1・図8〜図12を参照して説明す
る。
うに、第1車種用のガントラハンド15を溶接ロボット
10のアーム10aに取り付けた状態であるため、ハン
ドストッカ13では、ハンド置台部A1が空いている。
また、第1車種目の増打治具11は、架台25上にセッ
ト状態であるため、治具ストッカ14では、治具置台部
B1が空いている。
て治具交換を行うときは、まず、溶接用ロボット10の
アーム10aを作動して第1種目のガントラハンド15
をハンドストッカ13のハンド置台部A1に移動し、A
TC16の作動によりガントラハンド15を切り離し、
図9(イ)に示すようにハンド置台部A1に格納する
(S1)。これにより、ロボット側ATC16aは、ハ
ンド非取付状態となる。
0a先端を、架台25上にある第1種目の増打治具11
のセット位置に移動し、ハンド非取付状態のロボット側
ATC16aを、増打治具11上のツール側ATC16
bに連結して該増打治具11を掴み(S2)、治具スト
ッカ14の治具置台部B1へ移動し、そこでATC16
の作動により増打治具11を切り離し、図10(ロ)に
示すように治具置台部B1に格納する(S3)。これに
より、ロボット側ATC16aは、ハンド非取付状態と
なる。
て、再びハンド非取付状態のロボット側ATC16a
を、治具置台部B2に格納した第2種目の増打治具35
のツール側ATC16bに連結して増打治具35を掴ん
で(S4)、架台25へ移動し、そこでATC16の作
動により増打治具35を切り離し、図11(イ)に示す
ように架台25に載置セットして増打治具の交換が行わ
れる(S5)。ここで、ロボット側ATC16aは、ハ
ンド非取付状態となる。
a先端を、今度はハンドストッカ13のハンド置台部A
2に移動し、ハンド非取付状態のロボット側ATC16
aを第2車種目のガントラハンド30のツール側ATC
16bに連結してガントラハンド30を掴み(S6)、
図12(イ)に示すようにハンド置台部A2を空にし
て、たとえば仮付治具12上の溶接ホーム位置に戻して
ガントラハンドの交換が行われる(S7)。
よびガントラハンド15から、第2車種対応のワーク溶
接に適合した増打治具35およびガントラハンド30
に、それぞれ溶接用ロボット10を用いて自動的に交換
され、第2車種目のワークを流せる溶接ライン形態に切
り換えられる。
れるが、その後、第3車種目、第4車種目と、順次、生
産車種を切り換えるときも、上述したと同様な治具交換
ステップを経て、各々の車種に対応するガントラハンド
と増打治具に自動的に交換することができる。
は、上述したワーク溶接システムにおいて、仮付治具1
2を車種の切り換えに応じて交換する場合にも適用する
ことができる。
は、図13に示すように、第1車種対応の仮付治具12
のプレート12a上に、ツール側ATC16bを取り付
ける。また、4車種分の車種切り換えに対応して、図1
3では図示しない前記ハンドストッカ13のほか、第1
車種用の仮付治具12を含む異なる4種類の仮打治具を
格納できる治具ストッカ40を備える構成とする。な
お、第2〜第4車種用の仮付治具にも、図示省略する
が、同様にツール側ATCを取り付ける。
ク溶接完了後、上述したと同様な治具交換ステップを経
て、仮付治具とガントラハンドが自動的に交換される。
つまり、溶接用ロボット10のアーム10aから第1車
種目のガントラハンド15を切り離してハンドストッカ
に格納してから、ハンド非取付状態となったATCを用
いて、第1種目の仮付治具12を掴んで治具ストッカ4
0に格納し、しかる後に第2種目の仮付治具を掴んで架
台27上にセットして治具交換を行ってから、第2車種
目のガントラハンドを掴んでアーム10a先端に装着す
ることによりハンド交換を行う。
重量のあるものであれば、これを幾つかに分割して交換
できるように構成することもできる。
じ溶接ライン上において、1つの溶接工程から離れた次
の溶接工程に移行する際、ワークを搬送するために、両
溶接ステーション間に、たとえば図14中符合45で示
す搬送装置を備えた構成にしている。そこで、たとえば
マテハン(マテリアルハンドリング)溶接を行う図示溶
接ステーションから、次の溶接ステーション(図示省
略)へ移行する場合を例に説明する。
用ロボット10のアーム10a先端に、マテハンハンド
46をATC16を介して着脱自在に取り付けてある。
一方、ワークWのマテハン溶接位置には、溶接手段とし
て、ワークWの縦打ちが可能な所謂2軸ガンからなる定
置ガン47が設置されている。
45a上に、その上を移動可能に搬送治具48が取り付
けられている。搬送治具48は、マテハン溶接後のワー
クWを位置決めセットして搬送する治具で、図15に概
略的に示すように、搬送ガイド部材45a上に、たとえ
ばピンと穴の嵌め合いで着脱自在に位置決められるプレ
ート48aと、プレート48a上のワークWを着脱自在
に保持するイケール48bなどで構成されている。
の切り換えに際し、この搬送治具48も切り換え車種に
応じて取り換える必要がある。そのため、マテハン溶接
ステーションには、第1車種対応の搬送治具48のプレ
ート48a上に、ツール側ATC16bが取り付けられ
ている。さらに、4車種分の車種切り換えに対応し、マ
テハンハンド46のほか異なる3種類のマテハンハンド
49…を格納し、搬送治具48のほか異なる3種類の搬
送治具50…を格納するストッカ51を備える。ストッ
カ51は、たとえば、それぞれ4基のマテハンハンドと
搬送治具を縦2列に格納できるように、第1〜第4車種
用の置台部を略鉛直方向に順に並置した構造に形成して
いる。なお、ツール側ATC16bは、第2〜第4車種
対応の搬送治具50…のほか、マテハンハンド49…に
も全て取り付けている。
治具自動交換方法を用いて搬送治具48を交換するとき
は、第1車種目のマテハン溶接が完了すると、やはり上
述したと同様な治具交換ステップを経て、搬送治具48
が自動的に取り換えられる。
aから第1車種目のマテハンハンド46を切り離してス
トッカ51に格納してから、ハンド非取付状態となった
ATC16を用いて、第1種目の搬送治具48を掴んで
ストッカ51に格納し、次いで第2種目の搬送治具50
を掴んで搬送ガイド部材45a上に位置決めセットして
治具交換を行って後、第2車種目のマテハンハンド49
を掴んでアーム10a先端に装着することによりハンド
交換が行われる。
め治具として、増打治具、仮付治具および搬送治具を示
し、それらの交換に本発明の治具自動交換方法を適用し
たが、車種切り換えに応じて交換が必要なワーク位置決
め治具であれば、それら増打治具等に限られない。ま
た、上記実施例では、溶接用ロボット1台でワーク位置
決め治具1台を交換する構成にしたが、溶接用ロボット
1台で複数のワーク位置決め治具を交換する構成にして
もよい。
例に限定されるものではなく、溶接ライン内で交換可能
な領域に、個別に設ける構成にしてもよい。
を例に示したが、5車種またはそれ以上の車種の切り換
えに応じて、ワーク位置決め治具を交換する場合にも適
用することができる。さらに以上には、特に自動車の車
種切り換えの場合を例に示したが、本発明は、自動車に
限らず、航空機そのほか、広く生産機種の切り換えに応
じて、ワーク位置決め治具を交換する場合にも適用する
ことができることは、勿論である。
ば、次のような効果が得られる。
を切り換えるとき、溶接用ロボットから前次機種対応の
ワーク搬送用ハンドを切り離してハンド非取付状態にし
た自動工具交換装置を用いて、前次機種対応のワーク位
置決め治具を次機種対応のものに交換し、しかる後、次
機種対応のワーク搬送用ハンドを溶接用ロボットに装着
してハンド交換を行う構成であるため、生産機種を切り
換えるたびに、従来のようにワーク位置決め治具を手作
業でいちいち取り換える必要なく、自動的に交換するこ
とができ、その結果、ワーク位置決め治具を迅速且つ容
易に交換して生産効率を向上させることができる。ま
た、既存の溶接用ロボットを利用してそのまま交換が行
われるため、それだけ治具交換に必要な設備コストを著
しく低減することができる。
の切り換えに際し、ワーク位置決め治具の増打治具を迅
速且つ容易に交換することができる。
の切り換えに際し、ワーク位置決め治具の仮付治具を迅
速且つ容易に交換することができる。
の切り換えに際し、ワーク位置決め治具の搬送治具を迅
速且つ容易に交換することができる。
溶接システムのラインレイアウトの一部を示す構成説明
図である。
ある。
テップの例を示すフローチャートである。
納する工程を示す工程説明図である。
程を示す工程説明図である。
工程を示す工程説明図である。
する工程を示す工程説明図である。
主要構成を示す構成説明図である。
係る主要構成を示す構成説明図である。
を示す平面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 溶接ラインにおいて生産機種を切り換え
るとき、 該溶接ラインは、ワーク搬送用ハンドおよびワーク位置
決め治具をそれぞれ複数の機種に対応して格納できるハ
ンドストッカおよび治具ストッカを備え、 溶接用ロボットを用いて前機種に対応したワーク溶接作
業を終了した後、前記溶接用ロボットに互いの自動工具
交換装置を介して取り付けた前機種対応のワーク搬送用
ハンドを、前記溶接用ロボットから切り離して前記ハン
ドストッカの所定の領域に格納し、 しかる後、前記ワーク搬送用ハンドの非取付状態となっ
た前記溶接用ロボット側の前記自動工具交換装置を、所
定の位置に配置された前機種対応のワーク位置決め治具
に取り付けた自動工具交換装置に連結して該ワーク位置
決め治具を掴み、互いの自動工具交換装置により前記溶
接用ロボットから前機種対応のワーク位置決め治具を切
り離して前記治具ストッカの所定の領域に格納し、 次いで、前記ワーク位置決め治具の非取付状態となった
前記溶接用ロボット側の前記自動工具交換装置を、前記
治具ストッカに格納された次機種対応のワーク位置決め
治具に取り付けた自動工具交換装置に連結して該ワーク
位置決め治具を掴み、互いの自動工具交換装置により前
記溶接用ロボットから次機種対応のワーク位置決め治具
を切り離して所定の位置に配置し、 その後、前記ワーク位置決め治具の非取付状態となった
前記溶接用ロボット側の前記自動工具交換装置を、前記
ハンドストッカに格納された次機種対応のワーク搬送用
ハンドに取り付けた自動工具交換装置に連結して該ワー
ク搬送用ハンドを装着すること、 を特徴とする溶接ラインにおける治具自動交換方法。 - 【請求項2】 前記ワーク位置決め治具は、前記溶接用
ロボットでワークの増打溶接を行うときに、ワークの位
置決めを行う増打治具で構成してなることを特徴とする
請求項1に記載の溶接ラインにおける治具自動交換方
法。 - 【請求項3】 前記ワーク位置決め治具は、前記溶接用
ロボットでワークの仮付溶接を行うときに、ワークの位
置決めを行う仮付治具で構成してなることを特徴とする
請求項1に記載の溶接ラインにおける治具自動交換方
法。 - 【請求項4】 前記ワーク位置決め治具は、ワークを次
の溶接工程に搬送するときに、ワークの位置決めを行う
搬送治具で構成してなることを特徴とする請求項1に記
載の溶接ラインにおける治具自動交換方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000186003A JP4621334B2 (ja) | 2000-06-21 | 2000-06-21 | 溶接ラインにおける治具自動交換方法 |
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JP2000186003A JP4621334B2 (ja) | 2000-06-21 | 2000-06-21 | 溶接ラインにおける治具自動交換方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2002001626A true JP2002001626A (ja) | 2002-01-08 |
JP4621334B2 JP4621334B2 (ja) | 2011-01-26 |
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ID=18686241
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JP2000186003A Expired - Lifetime JP4621334B2 (ja) | 2000-06-21 | 2000-06-21 | 溶接ラインにおける治具自動交換方法 |
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