JP3606510B2 - 車体パネルの組立ライン - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は循環搬送路を備えた車体パネルの組立ラインに係り、特に、循環搬送路の供給ステーションに隣接する前作業エリアに対して、複数台の多関節ロボットによる効率的な車体パネル部品の供給取出しを行なうようにした組立ラインに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車体パネルの組立には通常パレットと呼ばれる支持部材が使用される。このパレットは車体パネル部品を位置決め載置した状態で各組立ステーションを順番に搬送される。パレットの搬送路は、通常閉ループの循環搬送路とされ、この循環搬送路に車体パネル部品の供給ステーションと取出しステーションが配設される。供給ステーションには、一般に前作業エリアが隣接して配置され、この前作業エリアにおいて循環パレット上では組付けが困難な部品を取付けるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前作業エリアに対する車体パネル部品の供給取出しは普通多関節ロボットによって行われるが、前作業エリアは人手による作業のため、多関節ロボットから所定の安全距離を確保する必要がある。このため、多関節ロボットと作業員との間に前作業エリアを設定することになるが、このような位置関係ではロボット相互の干渉の問題があるため２台以上の多関節ロボットは同じ側に配置できないのが常識である。ところが、１台の多関節ロボットだけでは前作業エリアに対する車体パネル部品の供給と取出しの間に遊び時間ができて作業タクトを上げることが困難である。
【０００４】
本発明の目的は、前作業エリアの同じ側に複数台の多関節ロボットを相互干渉することなく配置し、もって前作業エリアに対する車体パネル部品の供給と取出しをほぼ同時に行なうことを可能にし、作業タクトを大幅に向上させることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、所定の組立ステーションが配設されると共に、車体パネル部品の供給ステーションと取出しステーションが配設された循環搬送路に沿って移動可能であって、複数種の車体パネル部品を選択的に位置決め載置するための複数種の位置決め治具を有するパレットを使用した車体パネルの組立ラインにおいて、少なくとも２台の多関節ロボットが移動する直線移動エリアの片側に前記循環搬送路を設けると共に、前記直線移動エリアの反対側に車体パネルのストックヤードを設け、前記循環搬送路の供給ステーションと前記直線移動エリアとに隣接して第１の前作業エリアを設け、前記第１の前作業エリアの外側に人手による組付け作業を行う第２の前作業エリアを設け、前記多関節ロボットのアーム軌跡を互いに高低異ならせ、前記ストックヤードから第２の前作業エリアを経由して第１の前作業エリアまでの車体パネル部品の供給取出しをアーム軌跡が高い多関節ロボットで行い、前記第１の前作業エリアから前記供給ステーションへの車体パネル部品の供給取出しをアーム軌跡が低い多関節ロボットで行い、もって第１および第２の前作業エリアに対する車体パネル部品の供給取出しを各多関節ロボットで相互干渉なしに独立的に行ない得るようにし、前記第１の前作業エリアで前作業が完了した車体パネル部品をアーム軌跡が低い多関節ロボットにより順次前記供給ステーションに送り出すようにしたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を自動車のサイドパネルの組立ラインに適用した一実施形態を図１〜図１６に基づき説明する。図１は本発明に係る車体組立ラインの概略的平面図を示したものであって、同図において１はパレットＰの循環搬送路であって、この循環搬送路１に隣接して、車体サイドパネル２のストックヤード３ａ〜３ｃ、２台の多関節ロボット４，５の直線移動エリア６、前作業エリア７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂなどが設けられている。前作業エリア７ｂと前作業エリア８ｂは、互いに異なる車種のサイドパネル２を特別の位置決め治具を使用して手作業で行なうためのものであって、所定の組付けを終えたサイドパネル２は多関節ロボット５により前作業エリア７ａ，８ａを経由して第２ステーション１２に位置決めされたパレットＰに供給されるようになっている。
【０００７】
循環搬送路１は矩形状閉ループをなし、上下対向２辺にそれぞれ４ステーションが等間隔に割当てられ、これら各４ステーション間を後述のトランスファー機構によって複数台のパレットが直線搬送されるようになっている。また循環搬送路１の左右対向２辺には組立ステーションがなく、後述のトラバース機構によってパレットＰが直線搬送されるようになっている。
【０００８】
循環搬送路１に配設された第１〜第８ステーション１１〜１８の機能は以下の通りである。
【０００９】
第１ステーション１１：パレットＰの位置決め治具の切換え
第２ステーション１２：パレットＰに対する車体サイドパネル２の位置決め載置
第３〜第６ステーション１３〜１６：車体サイドパネル２２に対するフロントピラーなどの各種部品の取付け
第７ステーション１７：車体サイドパネル２２の取出し
第８ステーション１８：第１ステーション１１への空パレットＰの搬送
以上の通りである。なお、図１において１９ａ，１９ｂは第１ステーション１１に隣接配置された治具切換え用の２台の多関節ロボット、２０ａ，２０ｂは第４ステーション１４に隣接配置されサイドパネル２の上縁部を位置決めクランプするクランプ治具、２１ａ，２１ｂは第５ステーション１５に隣接配置されサイドパネル２を位置決めクランプするクランプ治具、３１ａ，３１ｂはサッシュなどのパネル部品をストックヤード３２から取出してサイドパネル２に組付ける多関節ロボットである。
【００１０】
次に、第３〜第６ステーション１３〜１６に配設されたトランスファー機構について説明する。このトランスファー機構は図示しないガイド手段にて直線移動がガイドされる図３のトランスファーロッド２２ａを有し、このトランスファーロッド２２ａの下面に一体化されたラック２３ａが、サーボモータ２４ａでチェーン駆動されるピニオン２５ａと噛合されている。トランスファーロッド２２ａの直線移動方向前後両端には、減速用センサ２６と停止用センサ２７がそれぞれ配設されている。そして、サーボモータ２４ａの正逆回転により一対の停止用センサ２７，２７間でトランスファーロッド２２ａが前後動するようになっている。第７〜第２ステーション１７〜１２にも図４のように同様のトランスファー機構が配設され、サーボモータ２４ｂ、ピニオン２５ｂ、ラック２３ｂによってトランスファーロッド２２ｂが直線往復移動されるようになっている。図５はトランスファーロッド２２ａ，２２ｂの駆動機構の他の例を示したものであって、減速機付きサーボモータ２８とピニオン２９とを回転軸３０で直結し、このピニオン２９をトランスファーロッド２２ａ，２２ｂのラック２３ａ，２３ｂと噛合させている。
【００１１】
図５及び図７に示すように、パレットＰはその下面の前後左右に車輪３４を具備し、これら４つの車輪３４が基礎面Ｇに敷設された左右一対のレール３５上に載せられている。
【００１２】
トランスファーロッド２２ａ，２２ｂの前端部、中間部及び後端部のロッド上面には、図６（Ａ）（Ｂ）のように上向きに開口したカップ状の係合部３６が配設されている。一方、パレットＰの前後両端の下面には、カップ状係合部内に嵌合可能な下向凸状の被係合部３７が配設されている。そして図６（Ａ）のように第３ステーション〜第５ステーション１３〜１５の各パレットＰの被係合部３７に係合部３６を係合させた状態でトランスファーロッド２２ａ，２２ｂが１ステーション分だけ前進した後、図６（Ｂ）のように各パレットＰが図外のリフト機構にて持上げられて係合部３６と被係合部３７との係合が解除され、この状態でトランスファーロッド２２ａ，２２ｂが１ステーション分だけ後退する。以上の動作を繰返してパレットＰが搬送される。なお、前記リフト機構としては例えば次に述べる図７の垂直エアシリンダ３８などが使用される。
【００１３】
８つのステーション１１〜１８のうちのパレットの正確な位置決めが必要な４つのステーション１１，１２，１４，１５には、図７に示すように、パレットＰをリフトアップするための垂直エアシリンダ３８が配設されている。この垂直エアシリンダ３８はそのピストンロッドがパレットＰ下面の前後左右に均等高さで当接するように合計４つで配設され、ステーション１１，１２，１４，１５に到着したパレットＰを垂直エアシリンダ３８にてリフトアップするようになっている。ステーション１１，１２，１４，１５の左右両側方には、Ｌ字状の位置決めポスト３９が配設され、この位置決めポスト３９の上端部に下向きに形成された固定位置決めピン４０が、パレットＰの上面四隅に形成された位置決め孔４１に嵌合されて、パレットＰのリフトアップ時の位置決めがなされるようになっている。
【００１４】
このようにパレットＰをリフトアップして位置決めする方式は、搬送路構造体の上下幅を最小にできて、設備コストを抑制できる等の利点がある。すなわち、（１）従来の組立ラインの一般的搬送路では、パレットＰをリフトダウンして位置決めする方式が主流であるが（例えば特公平４−２２７４７号「自動車ボデー組立用治具」参照）、このようにリフトダウンで位置決めする方式では、位置決めした位置で作業者がワークに対して作業をしなければならない場合、作業姿勢との関係から位置決め高さは作業者の腰高近くになるから、搬送路構造体の全体高さは腰高よりもかなり高くなり、設備の設置スペースは勿論のこと、搬送路構造体を高い位置に支持する架台構造が必要となって、設備コストの点でも不利である。
（２）リフトアップして位置決めする方式は、トランスファー機構自体を昇降させる必要がないから搬送路構造体全体がコンパクトになる。
（３）各ステーションでパレットＰをリフトアップすることにより、パレットＰ上のワークに組付け作業をしながらトランスファーロッド２２ａ，２２ｂを後退させて次のパレットの移動に備えることができるから作業タクトが向上する。
（４）各ステーションでパレットＰをリフトアップすることによりパレットＰをレール３５から縁切りすることができ、レール３５及びパレットＰの乗合精度を出す必要がなくなる。
（５）トランスファーロッドのように構造が簡単でコンパクトな装置によってパレットを移動させることができ、コンパクトであるため各ステーション間での人の通行も比較的簡単である。
【００１５】
次に、トラバース機構について説明する。図２及び図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、トラバース機構は第２ステーション１２と第３ステーション１３間、及び第６ステーション１６と第７ステーション１７間に配設されている。第２、第３ステーション１２，１３と第６、第７ステーション１６，１７には、図８（Ａ）（Ｂ）、図９（Ａ）（Ｂ）及び図１０に示すように、左右各６個の駆動ローラ４４による水平送り機構を備えた昇降台４５が配設されている（図１０は第３、第７ステーション１３，１７の昇降台を示す）。昇降台４５は図外の垂直エアシリンダにて昇降可能とされ、一方の昇降台４５（第２、第６ステーション１２，１６）の上方にトランスファーロッド２２ａ，２２ｂで搬送されて来たパレットＰをリフトアップし、この状態で駆動ローラ４４がパレットＰの前後両端下面に当接し、パレットＰを水平に送り出すようになっている。また、他方の昇降台４５（第３、第７ステーション１３，１７）はトラバース機構を介して水平送りされて来たパレットＰを駆動ローラ４４で受けて昇降台４５上に引き寄せるようになっている。なお、第３、第７ステーション１３，１７の側方には図１０に示すようにパレットＰのトラバース方向前端が当接するパレットストッパ４３が設けられている。
【００１６】
昇降台４５は詳しくはそのほぼ中央にモータ４６が配設され、このモータ４６の回転がチェーン４７及び回転軸４８を介して左右のスプロケット４９に伝達される。このスプロケット４９と片側６個の駆動ローラ４４のスプロケット４４ａ及びアイドルスプロケット５０，５１には無端チェーン５２が掛け回されていて、モータ４６を回転させると合計１２個の駆動ローラ４４が一斉に同方向に回転するようになっている。
【００１７】
第２ステーション１２と第３ステーション１３間、及び第６ステーション１６と第７ステーション１７間には、図８に略示する水平搬送用チェーンコンベア５６ａ，５６ｂが配設されている。このチェーンコンベア５６ａ，５６ｂは、パレットＰの前後両端の下面を支承可能な一対の無端チェーン５７と、これら無端チェーン５７の両端が掛け回されたスプロケット５８，５９と、引張り側のスプロケット５８をチェーン駆動するモータ６０とで構成されている。
【００１８】
水平搬送用チェーンコンベア５６ａ，５６ｂの長手方向には、第２ステーション１２とチェーンコンベア５６ａとの接続部近傍、第３ステーション１３の外側近傍、第６ステーション１６とチェーンコンベア５６との接続部近傍、及び第７ステーション１７の外側近傍に、パレットＰの通過を検知する近接スイッチ６１〜６８が２個一組で配設されている。これら近接スイッチ６１〜６８の機能は以下の通りである。
【００１９】
近接スイッチ６１：第１ステーション１１から第２ステーション１２へのパレットＰの到来を検知して第２ステーション１２及び第３ステーション１３の昇降台４５の上昇とモータ４６の駆動を開始し、また水平搬送用チェーンコンベア５６ａのモータ６０の駆動を開始する。
【００２０】
近接スイッチ６２：第２ステーション１２から第３ステーション１３へとパレットＰ後端が通過したことを検知して第２ステーション１２のモータ４６を停止すると共に昇降台４５の下降を開始する。
【００２１】
近接スイッチ６３：パレットＰ前端が通過したことを検知して第３ステーション１３の昇降台４５のモータ４６を減速する。
【００２２】
近接スイッチ６４：パレットＰ前端の通過（到達）を検知して水平搬送用チェーンコンベア５６ａと第３ステーション１３の昇降台４５のモータ４６の駆動を停止する。
【００２３】
近接スイッチ６５：第５ステーション１５から第６ステーション１６へのパレットＰの到来を検知して第６ステーション１６及び第７ステーション１７の昇降台４５の上昇とモータ４６の駆動を開始し、また水平搬送用チェーンコンベア５６ｂのモータ６０の駆動を開始する。
【００２４】
近接スイッチ６６：第６ステーション１６から第７ステーション１７へとパレットＰ後端が通過したことを検知して第２ステーション１２のモータ４６を停止すると共に昇降台４５の下降を開始する。
【００２５】
近接スイッチ６７：パレットＰ前端が通過したことを検知して第７ステーション１３の昇降台４５のモータ４６を減速する。
【００２６】
近接スイッチ６８：パレットＰ前端の通過（到達）を検知して水平搬送用チェーンコンベア５６ｂと第７ステーション１７の昇降台４５のモータ４６の駆動を停止する。
【００２７】
パレットＰは例えば図１１に示すような水平フレーム体で構成され、その上に複数のスライド部材６９が配設されている。これらスライド部材６９は、水平方向で直交する上下一組のＬＭ（直動）ガイド７０をサンドイッチ状に挟んだ三層板構造を基本とし、上から１層目の基板７１ａが水平任意方向に移動可能とされている。基板７１ａ上には二股状ブラケット７２を上端に有する支柱７３が立設され、ブラケット７２に支持された水平軸７４に六角板７５の中心が回転自在に軸支されている。六角板７５の一つ置きの辺々には、車体サイドパネル２の所定の位置決め孔に嵌合可能な３種類の位置決めピン７６か、あるいは車体サイドパネル２の所定部位を支承するための柱状の３種類のパネル受け７７が放射状にボルトを使用して取付けられている。３種類の位置決めピン７６及びパネル受け７７は、それぞれ３種類の所定の組立車種に対応しており、組立ラインに流されてくる車種に対応して後述の多関節ロボット１９ａ，１９ｂによって回転式に切換えられるようになっている。なお、位置決めピン７６及びパネル受け７７はボルトによる取付けのため、必要に応じて他種類のものに簡単に交換可能であって、これにより多くの車種変更に対応可能であると共に、後述の第１ロック手段による位置調整単位ピッチよりも細かい調整が必要な場合でも、寸法が異なる位置決めピン７６及びパネル受け７７の交換で対応可能である。
【００２８】
１層目及び２層目の基板７１ａ，７１ｂの一側端上面には、第１ロック手段として、図１２に示すように水平な支軸８１を中心として上下方向に揺動可能なＬ字状ロックアーム８２が配設されている。一方、３層目の基板７１ｃ上には１層目及び２層目の基板７１ａ，７１ｂの移動方向に沿ってロックバー８３が配設されている。このロックバー８３にはロックアーム８２の先端のテーパ状凹部８４に係合可能な台形凸部８５が所定ピッチで形成され、ロックアーム８２を台形凸部８５に係合させることにより、１層目及び２層目の基板７１ａ，７１ｂが水平方向に移動不能にロックされるようになっている。
【００２９】
ロックアーム８２は、それ自体を図１２（Ａ）のようなロック位置及び図１２（Ｂ）のような非ロック位置のいずれかに自己保持する機構を有している。このような自己保持機構としては巻ばね、圧縮ばね又は引張りばねなどを使用した公知のトグル機構が好適である。図１３は圧縮ばね８６を使用したトグル機構を示すもので、ロックアーム８２を軸支する支柱７３上端とロックアーム８２との間に圧縮ばね８６を配設し、ロック位置では圧縮ばね８６がロックアーム８２をロック保持方向に附勢し、非ロック位置では圧縮ばね８６がロックアーム８２をロック解除方向に附勢するようになっている。このような自己保持機構を採用することにより、ロックアーム８２を多関節ロボット１９ａ，１９ｂの先端アタッチメント３３でロック方向又は非ロック方向に中立点を越えていったん回動させれば、後は先端アタッチメント３３をロックアーム８２から離しても、そのロック状態又は非ロック状態を継続的して維持することができる。なお、多関節ロボット１９ａ，１９ｂによるロックアーム８２の操作を円滑にするために、ロックアーム８２にロボットアーム１９ａ，１９ｂの先端アタッチメント３３を当て易いロッド部８７などを設けておくとよい。
【００３０】
なお、前述のようにロックアーム８２を２つ使用して直交２方向でロック及びロック解除操作する代わりに、図１２（Ｃ）のようにマトリックス状の多数のロック孔７８を有する位置決め板７９を最下層の基板７１ｃに固定すると共に、１層目の基板７１ａに上下動可能なロックピン８０を配設し、ロックピン８０をロック孔７８に選択的に嵌合させることにより１層目の基板７１ａの水平方向位置を変更するようにしてもよい。この場合は１つのスライド部材６９に対するロック及びロック解除操作が１操作となって作業タクトをさらに向上させることができる。
【００３１】
六角板７５もロックアーム８２と同様に回動ロック保持と回動非ロック保持が可能とされている。詳しくは図１４、図１５に示すように、六角板７５の位置決め治具７７（７６）が取付けられていない辺々にＶ字状切込み９１を有する被ロック部材９２が取付けられている。一方、六角板７５を軸支する支柱７３には、第２ロック手段としてのロックアーム９３が、支軸９４を中心として上下方向に揺動自在に取付けられている。このロックアーム９３と支柱７３との間には圧縮ばね９５が配設され、ロックアーム９３の先端の断面Ｖ字状の刃部９６が被ロック部材９２のＶ字状切込み９１に嵌合することにより六角板７５の回動がロックされるようになっている。そして、ロックアーム９３の図１４で実線で示すロック位置で圧縮ばね９５がロックアーム９３をロック方向に附勢し、鎖線で示す非ロック位置で圧縮ばね９５がロックアーム９３を非ロック位置に附勢するようになっている。従って、ロックアーム９３を多関節ロボット１９ａ，１９ｂの先端アタッチメント３３でロック方向又は非ロック方向に中立点を越えていったん回動させれば、後は先端アタッチメント３３をロックアーム９３から離しても、そのロック状態又は非ロック状態を継続して維持することができる。ロックアーム９３の刃部９６と反対側には、ロボットアーム１９ａ，１９ｂの先端アタッチメント３３を当て易いロッド部９７が取付けられている。
【００３２】
六角板７５には、圧縮ばね９５によるロックアーム９３の自己保持機構とは別に、六角板７５の回動位置を暫定的に仮保持するための機構が付設されている。この仮保持機構は、図１４で支柱７３と六角板７５との間に設けられたロックボール１０１と、このロックボール１０１を六角板７５側に附勢する圧縮ばね１０２と、六角板７５の背面側に形成された３つの円形凹部１０３で構成される。ロックボール１０１が円形凹部１０３と出会うと圧縮ばね１０２の力でロックボール１０１が円形凹部１０３に嵌合し、六角板７５の回動位置が暫定的に仮保持される仕組みである。なお、３つの円形凹部１０３の中心は水平軸７４を中心とする１つの円上に位置することは勿論である。
【００３３】
以上のように、スライド部材６９のスライド位置や六角板７５の回動位置を自己保持する機構を設けることにより、多関節ロボットによるスライド部材６９の移動操作と六角板７５の回動操作が非常に簡単になる。すなわち、ロックアーム８２，９３を多関節ロボット１９ａ，１９ｂのアーム先端でロック解除又はロック状態のまま連続的に把持しつつスライド部材６９や六角板７５を移動させる場合、アーム先端を移動方向に厳密に一致させないとスライド部材６９や六角板７５に無理な力が作用してこれらを変形損傷するおそれがある。このため、従来の治具切換え式パレットでは多関節ロボットのティーチングや制御が複雑となっていたが、本発明ではロックアーム８２，９３を把持し続ける必要がないから、ティーチングや制御が比較的簡単である。
【００３４】
前記多関節ロボット１９ａ，１９ｂの先端アタッチメント３３には、図１３及び図１５に示すように、接触式センサ８８が取付けられている。このセンサ８８は、パレットＰ上の位置決めピン７６やパネル受け７７が、直前の組立車種に対応した所定のものに切換えられているか否かを確認するためのものである。すなわち、第１ステーション１１において次の組立車種用に位置決めピン７６やパネル受け７７を切換えるが、それより前に、上流ステーションでの工程ストップなどで位置決めピン７６やパネル受け７７を人為的に切換え元の位置に戻すことを失念したままパレットＰを送ってしまった場合、そのままでは位置決めピン７６やパネル受け７７が所定のものに切換わらない。そこで、第１ステーション１１においてセンサ８８を位置決めピン７６やパネル受け７７に軽く当接させて想定外の切換えの有無をチェックするようにしている。
【００３５】
次に、車体サイドパネル２のストックヤード３ａ〜３ｃ、２台の多関節ロボット４，５の直線移動エリア６及び前作業エリア７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂについて説明する。ストックヤード３ａ〜３ｃには車種毎に区分されて多数のサイドパネル２がストックされている。このストックヤード３ａ〜３ｃと循環搬送路１との間に直線移動エリア６が設けられ、一方の多関節ロボット４が前作業エリア７ａ，８ａの側方から第７ステーション１７までの間を直線移動できるようになっている。また、他方の多関節ロボット５は前作業エリア７ａ，８ａの側方から第２ステーション１２までの間を直線移動できるようになっている。
【００３６】
一方の多関節ロボット４は図１６に示すように架台１０４上に設置されて走行可能とされ、他方の多関節ロボット５は基礎面Ｇに沿って走行可能とされている。このため２台の多関節ロボット４，５のアームの軌跡は互いに高低異なっており、２台の多関節ロボット４，５は前作業エリア７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂに対して同じ側に配設されているにも拘わらず、相互干渉することなく独立的に車体サイドパネルの移動を行なうことができる。このように、ワークの供給取出しエリアに対して同じ側に複数の多関節ロボットを配置できることは、次のようなメリットが生ずる。
【００３７】
すなわち、人手による作業のため多関節ロボットから所定の安全距離を保って作業をする必要性がある場合、例えば図１のように多関節ロボットと作業員との間に前作業エリア７ｂ，８ｂが位置することになるが、このような位置関係ではロボット相互の干渉の問題があるため２台以上の多関節ロボットは同じ側に配置できないのが常識である。ところが、１台の多関節ロボットだけでは作業エリア７ｂ，８ｂに対するワークの供給と取出しの間に遊び時間ができて作業タクトを上げることが困難である。しかし、アーム軌跡を高低異ならせることで２台以上の多関節ロボットを同じ側に配設可能になれば、前作業エリア７ｂ，８ｂに対するワークの供給と取出しをほぼ同時に行なえて作業タクトを大幅に向上させることができるのである。
【００３８】
車体パネルの組立ラインは以上のように構成され、この組立ラインによるサイドパネル２の組立ては次のようになされる。まず、多関節ロボット４がストックヤード３ａ〜３ｃから組立車種に対応したサイドパネル２をピックアップし、前作業エリア７ｂ又は８ｂの位置決め治具にセットする。前作業エリア７ｂ又は８ｂで作業員Ｍによる所定の組付け作業が終わると、サイドパネル２は別の多関節ロボット５で前作業エリア７ａ又は８ａに移動され、ここから第２ステーション１２のパレットＰにセットされる。
【００３９】
第２ステーション１２でサイドパネル２がセットされたパレットＰは、トラバース機構にて第３ステーション１３へ搬送され、ここでサイドパネル２に対する所定の組付け作業が作業員Ｍによって行なわれる。サイドパネル２を載せたパレットＰは、以後、トランスファー機構によって第４、第５ステーション１４，１５に間欠的に搬送され、両ステーション１４，１５において作業員Ｍによる所定の組付け作業と、多関節ロボット３１ａ，３１ｂによるサッシュなどの部品組付けが行われる。
【００４０】
サイドパネル２に対する組付け工程は以上で終了し、サイドパネル２を載せたパレットＰはトランスファー機構によって第６ステーション１６に搬送され、ここからさらにトラバース機構により第７ステーション１７へと搬送された後、第７ステーション１７側方まで直線移動して来た多関節ロボット４によってパレットＰからサイドパネル２が取出される。サイドパネル２が取出された空のパレットＰは、トランスファー機構により第８ステーション１８、第１ステーション１１へと順次間欠的に搬送され、第１ステーション１１でリフトアップ方式で位置決めされた状態で、多関節ロボット１９ａ，１９ｂのセンサ８８によって位置決めピン７６やパネル受け７７などの位置決め治具の位置チェックと、次に車種変更がある場合は、これら位置決め治具７６，７７が多関節ロボット１９ａ，１９ｂによって次の車種に適合した治具に切換えられる。車種変更がない場合は位置決め治具の位置チェックのみで空パレットＰがトランスファー機構で第２ステーション１２へと搬送される。以後、前述したサイクルが繰返され、新たなサイドパネル２の組付けがなれさる。
【００４１】
以上、本発明の一実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば前記実施形態は車体パネルの組立ラインに適用したものであるが、本発明はこれに限らず多種多様なワークの組立にも同様に適用可能である。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は前述の如く、パレットの位置決め治具を搬送路の側方のロボットによって切換えるようにしたので、パレット自体に切換え用動力手段を装備する必要がなく、構造簡単低コストな汎用治具パレットによる車体パネルの組立ラインを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車体パネルの組立ラインの平面図。
【図２】循環搬送路の平面図。
【図３】第１トランスファーロッドの側面図。
【図４】第２トランスファーロッドの側面図。
【図５】トランスファーロッドの駆動手段の側面図。
【図６】（Ａ）（Ｂ）はトランスファーロッドによるパレットＰの搬送を説明するための概略側面図。
【図７】パレットＰのリフトアップ位置決め機構の側面図。
【図８】（Ａ）（Ｂ）はトラバース機構によるパレットＰの搬送を説明するための概略側面図。
【図９】（Ａ）はローラリフタの平面図、（Ｂ）はローラリフタの短手方向側面図。
【図１０】ローラリフタの長手方向側面図。
【図１１】パレットＰの概略斜視図。
【図１２】（Ａ）はスライド部材のロック機構の斜視図、（Ｂ）はスライド部材のロック機構の側面図、（Ｃ）はスライド部材のロック機構の他の例を示す平面図。
【図１３】スライド部材のロック機構の変形例の側面図。
【図１４】回転切換式位置決め治具の側面図。
【図１５】回転切換式位置決め治具のロック機構を示す側面図。
【図１６】前作業エリアに対する車体パネル部品の供給取出しを行なう多関節ロボットの側面図。
【符号の説明】
１ 循環搬送路
２ 車体サイドパネル
４，５ 多関節ロボット
１１〜１８ ステーション
２２ａ，２２ｂ トランスファーロッド
２３ａ，２３ｂ ラック
２４ａ，２４ｂ サーボモータ
２５ａ，２５ｂ ピニオン
３４ 車輪
３５ レール
３６ 係合部
３７ 被係合部
３８ 垂直エアシリンダ
３９ 位置決めポスト
４０ 固定位置決めピン
４１ 位置決め孔
４４ 駆動ローラ
４５ 昇降台
４６ モータ
５６ａ，５６ｂ 水平搬送用チェーンコンベア
５７ 無端チェーン
６１〜６８ 近接スイッチ
６９ スライド部材
７０ ＬＭガイド
７５ 六角板
７６ 位置決めピン
７７ パネル受け
８２ ロックアーム（第１ロック手段）
８３ ロックバー
８６ 圧縮ばね
８８ 接触式センサ
９２ 被ロック部材
９３ ロックアーム（第２ロック手段）
９５ 圧縮ばね
１０１ ロックボール
１０２ 圧縮ばね
１０３ 円形凹部
１０４ 架台
【発明の属する技術分野】
本発明は循環搬送路を備えた車体パネルの組立ラインに係り、特に、循環搬送路の供給ステーションに隣接する前作業エリアに対して、複数台の多関節ロボットによる効率的な車体パネル部品の供給取出しを行なうようにした組立ラインに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車体パネルの組立には通常パレットと呼ばれる支持部材が使用される。このパレットは車体パネル部品を位置決め載置した状態で各組立ステーションを順番に搬送される。パレットの搬送路は、通常閉ループの循環搬送路とされ、この循環搬送路に車体パネル部品の供給ステーションと取出しステーションが配設される。供給ステーションには、一般に前作業エリアが隣接して配置され、この前作業エリアにおいて循環パレット上では組付けが困難な部品を取付けるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前作業エリアに対する車体パネル部品の供給取出しは普通多関節ロボットによって行われるが、前作業エリアは人手による作業のため、多関節ロボットから所定の安全距離を確保する必要がある。このため、多関節ロボットと作業員との間に前作業エリアを設定することになるが、このような位置関係ではロボット相互の干渉の問題があるため２台以上の多関節ロボットは同じ側に配置できないのが常識である。ところが、１台の多関節ロボットだけでは前作業エリアに対する車体パネル部品の供給と取出しの間に遊び時間ができて作業タクトを上げることが困難である。
【０００４】
本発明の目的は、前作業エリアの同じ側に複数台の多関節ロボットを相互干渉することなく配置し、もって前作業エリアに対する車体パネル部品の供給と取出しをほぼ同時に行なうことを可能にし、作業タクトを大幅に向上させることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、所定の組立ステーションが配設されると共に、車体パネル部品の供給ステーションと取出しステーションが配設された循環搬送路に沿って移動可能であって、複数種の車体パネル部品を選択的に位置決め載置するための複数種の位置決め治具を有するパレットを使用した車体パネルの組立ラインにおいて、少なくとも２台の多関節ロボットが移動する直線移動エリアの片側に前記循環搬送路を設けると共に、前記直線移動エリアの反対側に車体パネルのストックヤードを設け、前記循環搬送路の供給ステーションと前記直線移動エリアとに隣接して第１の前作業エリアを設け、前記第１の前作業エリアの外側に人手による組付け作業を行う第２の前作業エリアを設け、前記多関節ロボットのアーム軌跡を互いに高低異ならせ、前記ストックヤードから第２の前作業エリアを経由して第１の前作業エリアまでの車体パネル部品の供給取出しをアーム軌跡が高い多関節ロボットで行い、前記第１の前作業エリアから前記供給ステーションへの車体パネル部品の供給取出しをアーム軌跡が低い多関節ロボットで行い、もって第１および第２の前作業エリアに対する車体パネル部品の供給取出しを各多関節ロボットで相互干渉なしに独立的に行ない得るようにし、前記第１の前作業エリアで前作業が完了した車体パネル部品をアーム軌跡が低い多関節ロボットにより順次前記供給ステーションに送り出すようにしたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を自動車のサイドパネルの組立ラインに適用した一実施形態を図１〜図１６に基づき説明する。図１は本発明に係る車体組立ラインの概略的平面図を示したものであって、同図において１はパレットＰの循環搬送路であって、この循環搬送路１に隣接して、車体サイドパネル２のストックヤード３ａ〜３ｃ、２台の多関節ロボット４，５の直線移動エリア６、前作業エリア７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂなどが設けられている。前作業エリア７ｂと前作業エリア８ｂは、互いに異なる車種のサイドパネル２を特別の位置決め治具を使用して手作業で行なうためのものであって、所定の組付けを終えたサイドパネル２は多関節ロボット５により前作業エリア７ａ，８ａを経由して第２ステーション１２に位置決めされたパレットＰに供給されるようになっている。
【０００７】
循環搬送路１は矩形状閉ループをなし、上下対向２辺にそれぞれ４ステーションが等間隔に割当てられ、これら各４ステーション間を後述のトランスファー機構によって複数台のパレットが直線搬送されるようになっている。また循環搬送路１の左右対向２辺には組立ステーションがなく、後述のトラバース機構によってパレットＰが直線搬送されるようになっている。
【０００８】
循環搬送路１に配設された第１〜第８ステーション１１〜１８の機能は以下の通りである。
【０００９】
第１ステーション１１：パレットＰの位置決め治具の切換え
第２ステーション１２：パレットＰに対する車体サイドパネル２の位置決め載置
第３〜第６ステーション１３〜１６：車体サイドパネル２２に対するフロントピラーなどの各種部品の取付け
第７ステーション１７：車体サイドパネル２２の取出し
第８ステーション１８：第１ステーション１１への空パレットＰの搬送
以上の通りである。なお、図１において１９ａ，１９ｂは第１ステーション１１に隣接配置された治具切換え用の２台の多関節ロボット、２０ａ，２０ｂは第４ステーション１４に隣接配置されサイドパネル２の上縁部を位置決めクランプするクランプ治具、２１ａ，２１ｂは第５ステーション１５に隣接配置されサイドパネル２を位置決めクランプするクランプ治具、３１ａ，３１ｂはサッシュなどのパネル部品をストックヤード３２から取出してサイドパネル２に組付ける多関節ロボットである。
【００１０】
次に、第３〜第６ステーション１３〜１６に配設されたトランスファー機構について説明する。このトランスファー機構は図示しないガイド手段にて直線移動がガイドされる図３のトランスファーロッド２２ａを有し、このトランスファーロッド２２ａの下面に一体化されたラック２３ａが、サーボモータ２４ａでチェーン駆動されるピニオン２５ａと噛合されている。トランスファーロッド２２ａの直線移動方向前後両端には、減速用センサ２６と停止用センサ２７がそれぞれ配設されている。そして、サーボモータ２４ａの正逆回転により一対の停止用センサ２７，２７間でトランスファーロッド２２ａが前後動するようになっている。第７〜第２ステーション１７〜１２にも図４のように同様のトランスファー機構が配設され、サーボモータ２４ｂ、ピニオン２５ｂ、ラック２３ｂによってトランスファーロッド２２ｂが直線往復移動されるようになっている。図５はトランスファーロッド２２ａ，２２ｂの駆動機構の他の例を示したものであって、減速機付きサーボモータ２８とピニオン２９とを回転軸３０で直結し、このピニオン２９をトランスファーロッド２２ａ，２２ｂのラック２３ａ，２３ｂと噛合させている。
【００１１】
図５及び図７に示すように、パレットＰはその下面の前後左右に車輪３４を具備し、これら４つの車輪３４が基礎面Ｇに敷設された左右一対のレール３５上に載せられている。
【００１２】
トランスファーロッド２２ａ，２２ｂの前端部、中間部及び後端部のロッド上面には、図６（Ａ）（Ｂ）のように上向きに開口したカップ状の係合部３６が配設されている。一方、パレットＰの前後両端の下面には、カップ状係合部内に嵌合可能な下向凸状の被係合部３７が配設されている。そして図６（Ａ）のように第３ステーション〜第５ステーション１３〜１５の各パレットＰの被係合部３７に係合部３６を係合させた状態でトランスファーロッド２２ａ，２２ｂが１ステーション分だけ前進した後、図６（Ｂ）のように各パレットＰが図外のリフト機構にて持上げられて係合部３６と被係合部３７との係合が解除され、この状態でトランスファーロッド２２ａ，２２ｂが１ステーション分だけ後退する。以上の動作を繰返してパレットＰが搬送される。なお、前記リフト機構としては例えば次に述べる図７の垂直エアシリンダ３８などが使用される。
【００１３】
８つのステーション１１〜１８のうちのパレットの正確な位置決めが必要な４つのステーション１１，１２，１４，１５には、図７に示すように、パレットＰをリフトアップするための垂直エアシリンダ３８が配設されている。この垂直エアシリンダ３８はそのピストンロッドがパレットＰ下面の前後左右に均等高さで当接するように合計４つで配設され、ステーション１１，１２，１４，１５に到着したパレットＰを垂直エアシリンダ３８にてリフトアップするようになっている。ステーション１１，１２，１４，１５の左右両側方には、Ｌ字状の位置決めポスト３９が配設され、この位置決めポスト３９の上端部に下向きに形成された固定位置決めピン４０が、パレットＰの上面四隅に形成された位置決め孔４１に嵌合されて、パレットＰのリフトアップ時の位置決めがなされるようになっている。
【００１４】
このようにパレットＰをリフトアップして位置決めする方式は、搬送路構造体の上下幅を最小にできて、設備コストを抑制できる等の利点がある。すなわち、（１）従来の組立ラインの一般的搬送路では、パレットＰをリフトダウンして位置決めする方式が主流であるが（例えば特公平４−２２７４７号「自動車ボデー組立用治具」参照）、このようにリフトダウンで位置決めする方式では、位置決めした位置で作業者がワークに対して作業をしなければならない場合、作業姿勢との関係から位置決め高さは作業者の腰高近くになるから、搬送路構造体の全体高さは腰高よりもかなり高くなり、設備の設置スペースは勿論のこと、搬送路構造体を高い位置に支持する架台構造が必要となって、設備コストの点でも不利である。
（２）リフトアップして位置決めする方式は、トランスファー機構自体を昇降させる必要がないから搬送路構造体全体がコンパクトになる。
（３）各ステーションでパレットＰをリフトアップすることにより、パレットＰ上のワークに組付け作業をしながらトランスファーロッド２２ａ，２２ｂを後退させて次のパレットの移動に備えることができるから作業タクトが向上する。
（４）各ステーションでパレットＰをリフトアップすることによりパレットＰをレール３５から縁切りすることができ、レール３５及びパレットＰの乗合精度を出す必要がなくなる。
（５）トランスファーロッドのように構造が簡単でコンパクトな装置によってパレットを移動させることができ、コンパクトであるため各ステーション間での人の通行も比較的簡単である。
【００１５】
次に、トラバース機構について説明する。図２及び図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、トラバース機構は第２ステーション１２と第３ステーション１３間、及び第６ステーション１６と第７ステーション１７間に配設されている。第２、第３ステーション１２，１３と第６、第７ステーション１６，１７には、図８（Ａ）（Ｂ）、図９（Ａ）（Ｂ）及び図１０に示すように、左右各６個の駆動ローラ４４による水平送り機構を備えた昇降台４５が配設されている（図１０は第３、第７ステーション１３，１７の昇降台を示す）。昇降台４５は図外の垂直エアシリンダにて昇降可能とされ、一方の昇降台４５（第２、第６ステーション１２，１６）の上方にトランスファーロッド２２ａ，２２ｂで搬送されて来たパレットＰをリフトアップし、この状態で駆動ローラ４４がパレットＰの前後両端下面に当接し、パレットＰを水平に送り出すようになっている。また、他方の昇降台４５（第３、第７ステーション１３，１７）はトラバース機構を介して水平送りされて来たパレットＰを駆動ローラ４４で受けて昇降台４５上に引き寄せるようになっている。なお、第３、第７ステーション１３，１７の側方には図１０に示すようにパレットＰのトラバース方向前端が当接するパレットストッパ４３が設けられている。
【００１６】
昇降台４５は詳しくはそのほぼ中央にモータ４６が配設され、このモータ４６の回転がチェーン４７及び回転軸４８を介して左右のスプロケット４９に伝達される。このスプロケット４９と片側６個の駆動ローラ４４のスプロケット４４ａ及びアイドルスプロケット５０，５１には無端チェーン５２が掛け回されていて、モータ４６を回転させると合計１２個の駆動ローラ４４が一斉に同方向に回転するようになっている。
【００１７】
第２ステーション１２と第３ステーション１３間、及び第６ステーション１６と第７ステーション１７間には、図８に略示する水平搬送用チェーンコンベア５６ａ，５６ｂが配設されている。このチェーンコンベア５６ａ，５６ｂは、パレットＰの前後両端の下面を支承可能な一対の無端チェーン５７と、これら無端チェーン５７の両端が掛け回されたスプロケット５８，５９と、引張り側のスプロケット５８をチェーン駆動するモータ６０とで構成されている。
【００１８】
水平搬送用チェーンコンベア５６ａ，５６ｂの長手方向には、第２ステーション１２とチェーンコンベア５６ａとの接続部近傍、第３ステーション１３の外側近傍、第６ステーション１６とチェーンコンベア５６との接続部近傍、及び第７ステーション１７の外側近傍に、パレットＰの通過を検知する近接スイッチ６１〜６８が２個一組で配設されている。これら近接スイッチ６１〜６８の機能は以下の通りである。
【００１９】
近接スイッチ６１：第１ステーション１１から第２ステーション１２へのパレットＰの到来を検知して第２ステーション１２及び第３ステーション１３の昇降台４５の上昇とモータ４６の駆動を開始し、また水平搬送用チェーンコンベア５６ａのモータ６０の駆動を開始する。
【００２０】
近接スイッチ６２：第２ステーション１２から第３ステーション１３へとパレットＰ後端が通過したことを検知して第２ステーション１２のモータ４６を停止すると共に昇降台４５の下降を開始する。
【００２１】
近接スイッチ６３：パレットＰ前端が通過したことを検知して第３ステーション１３の昇降台４５のモータ４６を減速する。
【００２２】
近接スイッチ６４：パレットＰ前端の通過（到達）を検知して水平搬送用チェーンコンベア５６ａと第３ステーション１３の昇降台４５のモータ４６の駆動を停止する。
【００２３】
近接スイッチ６５：第５ステーション１５から第６ステーション１６へのパレットＰの到来を検知して第６ステーション１６及び第７ステーション１７の昇降台４５の上昇とモータ４６の駆動を開始し、また水平搬送用チェーンコンベア５６ｂのモータ６０の駆動を開始する。
【００２４】
近接スイッチ６６：第６ステーション１６から第７ステーション１７へとパレットＰ後端が通過したことを検知して第２ステーション１２のモータ４６を停止すると共に昇降台４５の下降を開始する。
【００２５】
近接スイッチ６７：パレットＰ前端が通過したことを検知して第７ステーション１３の昇降台４５のモータ４６を減速する。
【００２６】
近接スイッチ６８：パレットＰ前端の通過（到達）を検知して水平搬送用チェーンコンベア５６ｂと第７ステーション１７の昇降台４５のモータ４６の駆動を停止する。
【００２７】
パレットＰは例えば図１１に示すような水平フレーム体で構成され、その上に複数のスライド部材６９が配設されている。これらスライド部材６９は、水平方向で直交する上下一組のＬＭ（直動）ガイド７０をサンドイッチ状に挟んだ三層板構造を基本とし、上から１層目の基板７１ａが水平任意方向に移動可能とされている。基板７１ａ上には二股状ブラケット７２を上端に有する支柱７３が立設され、ブラケット７２に支持された水平軸７４に六角板７５の中心が回転自在に軸支されている。六角板７５の一つ置きの辺々には、車体サイドパネル２の所定の位置決め孔に嵌合可能な３種類の位置決めピン７６か、あるいは車体サイドパネル２の所定部位を支承するための柱状の３種類のパネル受け７７が放射状にボルトを使用して取付けられている。３種類の位置決めピン７６及びパネル受け７７は、それぞれ３種類の所定の組立車種に対応しており、組立ラインに流されてくる車種に対応して後述の多関節ロボット１９ａ，１９ｂによって回転式に切換えられるようになっている。なお、位置決めピン７６及びパネル受け７７はボルトによる取付けのため、必要に応じて他種類のものに簡単に交換可能であって、これにより多くの車種変更に対応可能であると共に、後述の第１ロック手段による位置調整単位ピッチよりも細かい調整が必要な場合でも、寸法が異なる位置決めピン７６及びパネル受け７７の交換で対応可能である。
【００２８】
１層目及び２層目の基板７１ａ，７１ｂの一側端上面には、第１ロック手段として、図１２に示すように水平な支軸８１を中心として上下方向に揺動可能なＬ字状ロックアーム８２が配設されている。一方、３層目の基板７１ｃ上には１層目及び２層目の基板７１ａ，７１ｂの移動方向に沿ってロックバー８３が配設されている。このロックバー８３にはロックアーム８２の先端のテーパ状凹部８４に係合可能な台形凸部８５が所定ピッチで形成され、ロックアーム８２を台形凸部８５に係合させることにより、１層目及び２層目の基板７１ａ，７１ｂが水平方向に移動不能にロックされるようになっている。
【００２９】
ロックアーム８２は、それ自体を図１２（Ａ）のようなロック位置及び図１２（Ｂ）のような非ロック位置のいずれかに自己保持する機構を有している。このような自己保持機構としては巻ばね、圧縮ばね又は引張りばねなどを使用した公知のトグル機構が好適である。図１３は圧縮ばね８６を使用したトグル機構を示すもので、ロックアーム８２を軸支する支柱７３上端とロックアーム８２との間に圧縮ばね８６を配設し、ロック位置では圧縮ばね８６がロックアーム８２をロック保持方向に附勢し、非ロック位置では圧縮ばね８６がロックアーム８２をロック解除方向に附勢するようになっている。このような自己保持機構を採用することにより、ロックアーム８２を多関節ロボット１９ａ，１９ｂの先端アタッチメント３３でロック方向又は非ロック方向に中立点を越えていったん回動させれば、後は先端アタッチメント３３をロックアーム８２から離しても、そのロック状態又は非ロック状態を継続的して維持することができる。なお、多関節ロボット１９ａ，１９ｂによるロックアーム８２の操作を円滑にするために、ロックアーム８２にロボットアーム１９ａ，１９ｂの先端アタッチメント３３を当て易いロッド部８７などを設けておくとよい。
【００３０】
なお、前述のようにロックアーム８２を２つ使用して直交２方向でロック及びロック解除操作する代わりに、図１２（Ｃ）のようにマトリックス状の多数のロック孔７８を有する位置決め板７９を最下層の基板７１ｃに固定すると共に、１層目の基板７１ａに上下動可能なロックピン８０を配設し、ロックピン８０をロック孔７８に選択的に嵌合させることにより１層目の基板７１ａの水平方向位置を変更するようにしてもよい。この場合は１つのスライド部材６９に対するロック及びロック解除操作が１操作となって作業タクトをさらに向上させることができる。
【００３１】
六角板７５もロックアーム８２と同様に回動ロック保持と回動非ロック保持が可能とされている。詳しくは図１４、図１５に示すように、六角板７５の位置決め治具７７（７６）が取付けられていない辺々にＶ字状切込み９１を有する被ロック部材９２が取付けられている。一方、六角板７５を軸支する支柱７３には、第２ロック手段としてのロックアーム９３が、支軸９４を中心として上下方向に揺動自在に取付けられている。このロックアーム９３と支柱７３との間には圧縮ばね９５が配設され、ロックアーム９３の先端の断面Ｖ字状の刃部９６が被ロック部材９２のＶ字状切込み９１に嵌合することにより六角板７５の回動がロックされるようになっている。そして、ロックアーム９３の図１４で実線で示すロック位置で圧縮ばね９５がロックアーム９３をロック方向に附勢し、鎖線で示す非ロック位置で圧縮ばね９５がロックアーム９３を非ロック位置に附勢するようになっている。従って、ロックアーム９３を多関節ロボット１９ａ，１９ｂの先端アタッチメント３３でロック方向又は非ロック方向に中立点を越えていったん回動させれば、後は先端アタッチメント３３をロックアーム９３から離しても、そのロック状態又は非ロック状態を継続して維持することができる。ロックアーム９３の刃部９６と反対側には、ロボットアーム１９ａ，１９ｂの先端アタッチメント３３を当て易いロッド部９７が取付けられている。
【００３２】
六角板７５には、圧縮ばね９５によるロックアーム９３の自己保持機構とは別に、六角板７５の回動位置を暫定的に仮保持するための機構が付設されている。この仮保持機構は、図１４で支柱７３と六角板７５との間に設けられたロックボール１０１と、このロックボール１０１を六角板７５側に附勢する圧縮ばね１０２と、六角板７５の背面側に形成された３つの円形凹部１０３で構成される。ロックボール１０１が円形凹部１０３と出会うと圧縮ばね１０２の力でロックボール１０１が円形凹部１０３に嵌合し、六角板７５の回動位置が暫定的に仮保持される仕組みである。なお、３つの円形凹部１０３の中心は水平軸７４を中心とする１つの円上に位置することは勿論である。
【００３３】
以上のように、スライド部材６９のスライド位置や六角板７５の回動位置を自己保持する機構を設けることにより、多関節ロボットによるスライド部材６９の移動操作と六角板７５の回動操作が非常に簡単になる。すなわち、ロックアーム８２，９３を多関節ロボット１９ａ，１９ｂのアーム先端でロック解除又はロック状態のまま連続的に把持しつつスライド部材６９や六角板７５を移動させる場合、アーム先端を移動方向に厳密に一致させないとスライド部材６９や六角板７５に無理な力が作用してこれらを変形損傷するおそれがある。このため、従来の治具切換え式パレットでは多関節ロボットのティーチングや制御が複雑となっていたが、本発明ではロックアーム８２，９３を把持し続ける必要がないから、ティーチングや制御が比較的簡単である。
【００３４】
前記多関節ロボット１９ａ，１９ｂの先端アタッチメント３３には、図１３及び図１５に示すように、接触式センサ８８が取付けられている。このセンサ８８は、パレットＰ上の位置決めピン７６やパネル受け７７が、直前の組立車種に対応した所定のものに切換えられているか否かを確認するためのものである。すなわち、第１ステーション１１において次の組立車種用に位置決めピン７６やパネル受け７７を切換えるが、それより前に、上流ステーションでの工程ストップなどで位置決めピン７６やパネル受け７７を人為的に切換え元の位置に戻すことを失念したままパレットＰを送ってしまった場合、そのままでは位置決めピン７６やパネル受け７７が所定のものに切換わらない。そこで、第１ステーション１１においてセンサ８８を位置決めピン７６やパネル受け７７に軽く当接させて想定外の切換えの有無をチェックするようにしている。
【００３５】
次に、車体サイドパネル２のストックヤード３ａ〜３ｃ、２台の多関節ロボット４，５の直線移動エリア６及び前作業エリア７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂについて説明する。ストックヤード３ａ〜３ｃには車種毎に区分されて多数のサイドパネル２がストックされている。このストックヤード３ａ〜３ｃと循環搬送路１との間に直線移動エリア６が設けられ、一方の多関節ロボット４が前作業エリア７ａ，８ａの側方から第７ステーション１７までの間を直線移動できるようになっている。また、他方の多関節ロボット５は前作業エリア７ａ，８ａの側方から第２ステーション１２までの間を直線移動できるようになっている。
【００３６】
一方の多関節ロボット４は図１６に示すように架台１０４上に設置されて走行可能とされ、他方の多関節ロボット５は基礎面Ｇに沿って走行可能とされている。このため２台の多関節ロボット４，５のアームの軌跡は互いに高低異なっており、２台の多関節ロボット４，５は前作業エリア７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂに対して同じ側に配設されているにも拘わらず、相互干渉することなく独立的に車体サイドパネルの移動を行なうことができる。このように、ワークの供給取出しエリアに対して同じ側に複数の多関節ロボットを配置できることは、次のようなメリットが生ずる。
【００３７】
すなわち、人手による作業のため多関節ロボットから所定の安全距離を保って作業をする必要性がある場合、例えば図１のように多関節ロボットと作業員との間に前作業エリア７ｂ，８ｂが位置することになるが、このような位置関係ではロボット相互の干渉の問題があるため２台以上の多関節ロボットは同じ側に配置できないのが常識である。ところが、１台の多関節ロボットだけでは作業エリア７ｂ，８ｂに対するワークの供給と取出しの間に遊び時間ができて作業タクトを上げることが困難である。しかし、アーム軌跡を高低異ならせることで２台以上の多関節ロボットを同じ側に配設可能になれば、前作業エリア７ｂ，８ｂに対するワークの供給と取出しをほぼ同時に行なえて作業タクトを大幅に向上させることができるのである。
【００３８】
車体パネルの組立ラインは以上のように構成され、この組立ラインによるサイドパネル２の組立ては次のようになされる。まず、多関節ロボット４がストックヤード３ａ〜３ｃから組立車種に対応したサイドパネル２をピックアップし、前作業エリア７ｂ又は８ｂの位置決め治具にセットする。前作業エリア７ｂ又は８ｂで作業員Ｍによる所定の組付け作業が終わると、サイドパネル２は別の多関節ロボット５で前作業エリア７ａ又は８ａに移動され、ここから第２ステーション１２のパレットＰにセットされる。
【００３９】
第２ステーション１２でサイドパネル２がセットされたパレットＰは、トラバース機構にて第３ステーション１３へ搬送され、ここでサイドパネル２に対する所定の組付け作業が作業員Ｍによって行なわれる。サイドパネル２を載せたパレットＰは、以後、トランスファー機構によって第４、第５ステーション１４，１５に間欠的に搬送され、両ステーション１４，１５において作業員Ｍによる所定の組付け作業と、多関節ロボット３１ａ，３１ｂによるサッシュなどの部品組付けが行われる。
【００４０】
サイドパネル２に対する組付け工程は以上で終了し、サイドパネル２を載せたパレットＰはトランスファー機構によって第６ステーション１６に搬送され、ここからさらにトラバース機構により第７ステーション１７へと搬送された後、第７ステーション１７側方まで直線移動して来た多関節ロボット４によってパレットＰからサイドパネル２が取出される。サイドパネル２が取出された空のパレットＰは、トランスファー機構により第８ステーション１８、第１ステーション１１へと順次間欠的に搬送され、第１ステーション１１でリフトアップ方式で位置決めされた状態で、多関節ロボット１９ａ，１９ｂのセンサ８８によって位置決めピン７６やパネル受け７７などの位置決め治具の位置チェックと、次に車種変更がある場合は、これら位置決め治具７６，７７が多関節ロボット１９ａ，１９ｂによって次の車種に適合した治具に切換えられる。車種変更がない場合は位置決め治具の位置チェックのみで空パレットＰがトランスファー機構で第２ステーション１２へと搬送される。以後、前述したサイクルが繰返され、新たなサイドパネル２の組付けがなれさる。
【００４１】
以上、本発明の一実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば前記実施形態は車体パネルの組立ラインに適用したものであるが、本発明はこれに限らず多種多様なワークの組立にも同様に適用可能である。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は前述の如く、パレットの位置決め治具を搬送路の側方のロボットによって切換えるようにしたので、パレット自体に切換え用動力手段を装備する必要がなく、構造簡単低コストな汎用治具パレットによる車体パネルの組立ラインを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車体パネルの組立ラインの平面図。
【図２】循環搬送路の平面図。
【図３】第１トランスファーロッドの側面図。
【図４】第２トランスファーロッドの側面図。
【図５】トランスファーロッドの駆動手段の側面図。
【図６】（Ａ）（Ｂ）はトランスファーロッドによるパレットＰの搬送を説明するための概略側面図。
【図７】パレットＰのリフトアップ位置決め機構の側面図。
【図８】（Ａ）（Ｂ）はトラバース機構によるパレットＰの搬送を説明するための概略側面図。
【図９】（Ａ）はローラリフタの平面図、（Ｂ）はローラリフタの短手方向側面図。
【図１０】ローラリフタの長手方向側面図。
【図１１】パレットＰの概略斜視図。
【図１２】（Ａ）はスライド部材のロック機構の斜視図、（Ｂ）はスライド部材のロック機構の側面図、（Ｃ）はスライド部材のロック機構の他の例を示す平面図。
【図１３】スライド部材のロック機構の変形例の側面図。
【図１４】回転切換式位置決め治具の側面図。
【図１５】回転切換式位置決め治具のロック機構を示す側面図。
【図１６】前作業エリアに対する車体パネル部品の供給取出しを行なう多関節ロボットの側面図。
【符号の説明】
１ 循環搬送路
２ 車体サイドパネル
４，５ 多関節ロボット
１１〜１８ ステーション
２２ａ，２２ｂ トランスファーロッド
２３ａ，２３ｂ ラック
２４ａ，２４ｂ サーボモータ
２５ａ，２５ｂ ピニオン
３４ 車輪
３５ レール
３６ 係合部
３７ 被係合部
３８ 垂直エアシリンダ
３９ 位置決めポスト
４０ 固定位置決めピン
４１ 位置決め孔
４４ 駆動ローラ
４５ 昇降台
４６ モータ
５６ａ，５６ｂ 水平搬送用チェーンコンベア
５７ 無端チェーン
６１〜６８ 近接スイッチ
６９ スライド部材
７０ ＬＭガイド
７５ 六角板
７６ 位置決めピン
７７ パネル受け
８２ ロックアーム（第１ロック手段）
８３ ロックバー
８６ 圧縮ばね
８８ 接触式センサ
９２ 被ロック部材
９３ ロックアーム（第２ロック手段）
９５ 圧縮ばね
１０１ ロックボール
１０２ 圧縮ばね
１０３ 円形凹部
１０４ 架台
Claims (1)
- 所定の組立ステーションが配設されると共に、車体パネル部品の供給ステーションと取出しステーションが配設された循環搬送路に沿って移動可能であって、複数種の車体パネル部品を選択的に位置決め載置するための複数種の位置決め治具を有するパレットを使用した車体パネルの組立ラインにおいて、
少なくとも２台の多関節ロボットが移動する直線移動エリアの片側に前記循環搬送路を設けると共に、前記直線移動エリアの反対側に車体パネルのストックヤードを設け、前記循環搬送路の供給ステーションと前記直線移動エリアとに隣接して第１の前作業エリアを設け、前記第１の前作業エリアの外側に人手による組付け作業を行う第２の前作業エリアを設け、前記多関節ロボットのアーム軌跡を互いに高低異ならせ、前記ストックヤードから第２の前作業エリアを経由して第１の前作業エリアまでの車体パネル部品の供給取出しをアーム軌跡が高い多関節ロボットで行い、前記第１の前作業エリアから前記供給ステーションへの車体パネル部品の供給取出しをアーム軌跡が低い多関節ロボットで行い、もって第１および第２の前作業エリアに対する車体パネル部品の供給取出しを各多関節ロボットで相互干渉なしに独立的に行ない得るようにし、前記第１の前作業エリアで前作業が完了した車体パネル部品をアーム軌跡が低い多関節ロボットにより順次前記供給ステーションに送り出すようにしたことを特徴とする車体パネルの組立ライン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33502499A JP3606510B2 (ja) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | 車体パネルの組立ライン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33502499A JP3606510B2 (ja) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | 車体パネルの組立ライン |
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|---|---|
| JP2001151172A JP2001151172A (ja) | 2001-06-05 |
| JP3606510B2 true JP3606510B2 (ja) | 2005-01-05 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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- 1999-11-25 JP JP33502499A patent/JP3606510B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2001151172A (ja) | 2001-06-05 |
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