JP6498450B2 - 自動二輪車の車体骨格締結ロボット及び車体骨格の組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動二輪車の車体骨格に対して締結作業を行う車体骨格締結ロボット及び車体骨格の組立方法に関する。

自動二輪車の製造において、エンジンとフレームを結合して車体骨格を製造した後、当該車体骨格に対して外装等を取り付ける場合がある。エンジンとフレームの結合に関する技術を開示するものとして、例えば特許文献１〜３がある。特許文献１には、仮締めされたボルト及びフロントアクスルの締結等をロボットによって行ってフロントフォークアッセンブリを組み立て、半完成状態の車体骨格まで搬送する構成が開示されている。特許文献２には、メインフレーム取付工程でエンジンに車体フレームを被せてボルトで結合した後、車輪取付工程で前輪付きフロントフォーク及び後輪付きリアスイングフレームをメインフレームに取り付ける構成が開示されている。特許文献３には、エンジンとフレームの結合作業の後、エンジンが固定されたフレームを吊り下げて別のラインまで搬送し、エンジンとフレームを結合したラインとは異なるラインで次の工程が行われる構成が開示されている。

特開平３−３８４８０号公報 特開平１１−１０４９２６号公報 実開平１−１７８６７号公報

特許文献１や特許文献２に示されるように、フレームの組立やエンジンの固定には、ボルト等を用いた締結作業を行う必要がある。省人化という観点では、これらの締結作業もロボット等により自動で行われることが好ましい。自動化のためには、締結作業を行うロボットを配置するためのスペースを確保する必要がある。ここで、車体骨格を形成したラインとは異なるラインで外装等を取り付ける場合、ライン間の移動を行うための車体骨格の搬送設備を更に設ける必要がある。締結作業を行うためのロボットに加え、搬送設備を配置するためのスペースが必要になるのである。この点、特許文献３に開示される構成においても、ライン間を移動するフレームを搬送するための構成が大掛かりなものとなってしまい、自動化に伴って車体骨格の組立設備が大型化してしまうという課題があった。

本発明は、自動二輪車の車体骨格に対する締結作業及び締結作業後の車体骨格の搬送を効率的に行うとともに省スペース化を実現できる車体骨格締結ロボット及び車体骨格の組立方法を提供することを目的とする。

本発明は、車体骨格（例えば、後述の車体骨格１０）に対して締結作業を行う自動二輪車の車体骨格締結ロボット（例えば、後述の締結搬送ロボット６１）であって、アーム（例えば、後述のアーム６５）及び前記アームに配置されるエンドエフェクタ（例えば、後述のエンドエフェクタ７０）を備え、前記エンドエフェクタは、前記アームの先端に配置され、前記車体骨格を左右方向で挟む略Ｕ字状に形成される把持ベース（例えば、後述の把持ベース７１）と、前記把持ベースの一側の端部に支持され、前記左右方向の一側から前記車体骨格に締結作業を行う締結装置（例えば、後述のナットランナ８０）と、前記把持ベースの他側の端部に支持され、前記左右方向の他側から前記車体骨格を挟んで前記締結装置に対向し、前記締結装置とともに前記締結作業を行う軸押さえ部（例えば、後述の第１軸押さえ部９２及び第２軸押さえ部９３）と、を備え、前記締結装置及び前記軸押さえ部によって前記車体骨格を左右方向で把持した状態で前記アームが駆動することにより、前記締結作業後の前記車体骨格を所定の位置まで搬送可能な自動二輪車の車体骨格締結ロボットに関する。

これにより、締結作業と搬送作業を行うロボットを共通化できるので、車体骨格を組み立てるための設備の省スペース化を実現できる。また、締結作業後に速やかに次工程（例えば、後述の次工程ライン３００）に車体骨格を搬送することができるので、自動二輪車の製造効率を効果的に上昇させることができる。

前記締結装置は、ナットランナであり、筒状に形成され、その先端が締結対象である第１締結部材（例えば、後述のピボットシャフト２１１、フロントアクスル２３３及びリアアクスル２４３のナット）の形状に対応する第１ソケット（例えば、後述の第１ソケット８３）と、その先端が前記第１締結部材よりも小さいサイズの第２締結部材（例えば、後述のハンガーボルト２１０のナット）の形状に対応し、前記第１ソケットの内側に配置される第２ソケット（例えば、後述の第２ソケット８４）と、を備え、前記第２ソケットは、前記第１ソケットの先端から突出する突出位置と前記第１ソケットの内側に退避する退避位置の間を進退可能に構成されることが好ましい。

これにより、サイズの異なる締結部材を締結する場合でも、ソケットの切替作業を行うことなく、一連の締結作業を完了させることができ、締結作業に係る時間を一層短縮できる。また、第２ソケットが第１ソケットの内側に設けられる構成なので、ソケットを切り替える構造をコンパクトにまとめることができる。

前記エンドエフェクタが配置される前記アーム（例えば、後述のフロント側締結搬送ロボット６１ａ及びリア側締結搬送ロボット６１ｂのそれぞれのアーム６５）が、締結作業位置にある前記車体骨格の前記左右方向の一側に、前後方向に沿って２台並列配置されることが好ましい。

これにより、２台のアームによって締結作業を並行して行うことができ、組立時間を一層短縮できる。また、前後方向の２箇所で車体骨格をバランス良く把持できるので、搬送作業をより安定的に行うことができる。

また、本発明は、自動二輪車の車体骨格（例えば、後述の車体骨格１０）の組立方法であって、車体骨格締結ロボット（例えば、後述の締結搬送ロボット６１）によって前記車体骨格に対して締結作業を行う締結工程と、前記車体骨格締結ロボットによって前記締結作業後の前記車体骨格を把持し、所定の位置まで搬送する搬送工程と、を含む自動二輪車の車体骨格の組立方法に関する。

これにより、締結作業と搬送作業を行うロボットを共通化できるので、車体骨格を組み立てるための設備の省スペース化を実現できる。また、締結作業後に速やかに次工程に車体骨格を搬送することができるので、自動二輪車の製造効率を効率的に上昇させることができる。

前記車体骨格締結ロボットは、異なるサイズの締結部材（例えば、後述のハンガーボルト２１０、ピボットシャフト２１１、フロントアクスル２３３及びリアアクスル２４３のナット）に対応する複数種類の締結部（例えば、後述の第１ソケット８３及び第２ソケット８４）を備え、前記締結作業では、前記車体骨格締結ロボットが締結対象の前記締結部材に応じて前記締結部を切り替えることが好ましい。

これにより、サイズの異なる締結部材を締結する場合でも、締結装置の取り替えを行うことなく、一連の締結作業を完了させることができる。また、締結装置の変更を行う時間も短縮できるので、組立時間を一層短縮できる。

前記搬送工程では、前記車体骨格の前輪（例えば、後述の前輪２３２）の車軸（例えば、後述のフロントアクスル２３３）部分を前記車体骨格の左右方向で把持するとともに、後輪（例えば、後述の後輪２４２）の車軸（例えば、後述のリアアクスル２４３）部分を前記左右方向で把持して前記締結作業後の前記車体骨格を所定の位置まで搬送することが好ましい。

これにより、車体骨格の前輪と後輪をバランス良く挟持するので、車体骨格を安定的に搬送することができる。

本発明によれば、自動二輪車の車体骨格に対する締結作業及び締結作業後の車体骨格の搬送を効率的に行うとともに省スペース化を実現できる車体骨格締結ロボット及び車体骨格の組立方法を提供できる。

本発明の一実施形態に係る自動二輪車製造システムの全体構成を概略的に示す図である。 本実施形態の自動二輪車製造システムによって製造される車体骨格を示す図である。 フロントモジュールが結合されたメインフレーム及びリアモジュールが車体骨格組立設備に搬送される様子を示す図である。 車体骨格組立設備での車体骨格の形成から締結設備への搬送までの流れを示すフローチャートである。 ２台のロボットによって車体骨格の締結作業が行われる様子を示す図である。 ２台のロボットによって車体骨格が移送される様子を示す図である。 本実施形態のエンドエフェクタの拡大図である。 本実施形態のナットランナの拡大図である。 ２台のロボットによる締結作業及び移送作業の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の自動二輪車の車体骨格の組立方法が適用される車体骨格締結ロボットの好ましい一実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において用いる前後方向及び左右方向は、自動二輪車の運転者の視点に基づく方向を意味する。

図１は、本発明の一実施形態に係る自動二輪車製造システム１の全体構成を概略的に示す図である。図２は、本実施形態の自動二輪車製造システム１によって製造される車体骨格１０を示す図である。本実施形態の自動二輪車製造システム１は、自動二輪車の車体骨格１０を組み立てて次の工程が行われる次工程ライン３００に移送するためのものである。

まず、自動二輪車製造システム１によって製造される車体骨格１０について説明する。図２に示すように、車体骨格１０は、メインフレーム１１と、フロントモジュール１２と、リアモジュール１３と、エンジン１５と、を主要な構成として備える。

メインフレーム１１は、車体骨格１０のベースとなるものであり、エンジン１５が取り付けられる。本実施形態のメインフレーム１１は、メインフレーム１１のフロント側に配置されるフロント側エンジン支持部２０１と、リア側に配置されるリア側エンジン支持部２０２と、によって前後方向でエンジン１５を挟持する。フロント側エンジン支持部２０１及びリア側エンジン支持部２０２は、エンジン１５の前後方向のサイズにあわせて前後方向に間隔をあけて配置されており、いずれも後下方に延び出るように形成される。本実施形態では、３本のハンガーボルト２１０によってメインフレーム１１にエンジン１５が固定される。

フロントモジュール１２は、フロントに配置される前輪２３２を支持するサスペンションモジュールである。フロントモジュール１２は、フロントフォーク２３１と、フロントフォーク２３１に支持される前輪２３２と、前輪２３２の車軸となるフロントアクスル２３３と、を主要な構成として備える。

リアモジュール１３は、リアに配置される後輪２４２を支持するホイールモジュールである。リアモジュール１３は、スイングアーム２４１と、スイングアーム２４１に支持される後輪２４２と、後輪２４２の車軸となるリアアクスル２４３と、を主要な構成として備える。リアモジュール１３は、ピボットシャフト２１１を介してメインフレーム１１に連結される。

車体骨格１０の主要な構成は、以上の通りである。次に、この車体骨格１０の組立を行う自動二輪車製造システム１について説明する。図１に示すように、自動二輪車製造システム１は、メインフレーム組立設備１０１と、フレーム結合設備１０２と、リアモジュール組立設備１０３と、車体骨格組立設備１０４と、締結設備１０５と、を主要な設備として備える。

まず、メインフレーム組立設備１０１について説明する。メインフレーム組立設備１０１には、メインフレーム把持ジグ２０と、圧送装置２４と、が配置される。

メインフレーム把持ジグ２０には、作業員によって上流工程で製造されたメインフレーム１１が供給される。本実施形態のメインフレーム把持ジグ２０は、ベース板２１と、ベース板２１の両面に配置されるフレーム係止部２２と、ステム取付装置２３と、を備える。

ベース板２１は、水平方向で回転可能に構成される（図１の矢印参照）。ベース板２１の一側の面は、後述の第２ロボット３２側を向いており、ベース板２１の他側の面のフレーム係止部２２にメインフレーム１１が供給される。本実施形態のフレーム係止部２２は、上下を逆にした状態でメインフレーム１１を係止する。ベース板２１は、作業員が図略の操作ボタンを操作するとベース板２１が１８０度回転し、メインフレーム１１が供給された面が、第２ロボット３２側を向くようになっている。なお、作業員によって供給されるメインフレーム１１は、ステムシャフト等が取り付けられていない未完成のメインフレーム１１である。

ステム取付装置２３は、フレーム係止部２２に係止されたメインフレーム１１に対し、ステムシャフトを取り付ける機構である。

圧送装置２４は、スチームボールをメインフレーム１１に圧送する装置である。圧送装置２４は、メインフレーム把持ジグ２０の第２ロボット３２側に配置される。

本実施形態では、メインフレーム組立設備１０１で、次工程に送るためのメインフレーム１１の組立作業が行われる。メインフレーム１１が係止されたフレーム係止部２２が第２ロボット３２側を向いた状態で、圧送装置２４によってスチールボールが圧送される。スチームボールの圧送後、ステム取付装置２３によってステムシャフトの取付作業が行われる。これにより、メインフレーム１１が次工程に送られる状態になる。

次に、フレーム結合設備１０２について説明する。フレーム結合設備１０２には、フロントモジュール搬送部４１と、結合部品搬送部４２と、が接続される。また、フレーム結合設備１０２には、第１ロボット３１と、第２ロボット３２と、フロントアクスル挿入装置５５と、第３ロボット３３と、が配置される。

フロントモジュール搬送部４１は、上流工程で前輪２３２がフロントフォーク２３１に取り付けられたフロントモジュール１２を搬送する搬送ラインである。結合部品搬送部４２は、フロントモジュール１２とメインフレーム１１を結合するための部品を搬送するラインである。本実施形態では、結合部品搬送部４２によってトップブリッジ２３５等の部品がフレーム結合設備１０２まで搬送される。

第１ロボット３１は、フロントモジュール搬送部４１のフレーム結合設備１０２側の横に配置される。第１ロボット３１は、複数の関節を有するアームと、アームの先端に取り付けられるエンドエフェクタと、を備える。第１ロボット３１は、そのエンドエフェクタが把持機構を有し、フロントモジュール搬送部４１によって搬送されてきたフロントモジュール１２をフレーム結合設備１０２の組付位置に移送する。

第２ロボット３２は、メインフレーム組立設備１０１とフレーム結合設備１０２の間に配置される。第２ロボット３２は、複数の関節を有するアームと、アームの先端に取り付けられるエンドエフェクタと、を備える。第２ロボット３２は、そのエンドエフェクタが把持機構を有し、メインフレーム把持ジグ２０からメインフレーム１１を受け取り、フレーム結合設備１０２までメインフレーム１１を移送する。

フロントアクスル挿入装置５５は、フレーム結合設備１０２の組付位置に移送されたフロントモジュール１２に対してフロントアクスル２３３を挿入する。

第３ロボット３３は、フロントモジュール搬送部４１の横であって、フレーム結合設備１０２と第１ロボット３１の間に配置される。第３ロボット３３は、複数の関節を有するアームと、アームの先端に取り付けられるエンドエフェクタと、を備える。第３ロボット３３は、そのエンドエフェクタが把持機構を有し、結合部品搬送部４２によって搬送されてきたトップブリッジ２３５をフレーム結合設備１０２の組付位置に移送する。

本実施形態では、フレーム結合設備１０２で、以下のようにメインフレーム１１とフロントモジュール１２が結合される。第１ロボット３１によって組付位置にセットされたフロントモジュール１２に対してフロントアクスル挿入装置５５によってフロントアクスル２３３が挿入される。次に、フロントモジュール１２のフロントフォーク２３１がメインフレーム１１の挿入箇所に挿入され、フロントモジュール１２にメインフレーム１１が組み付けられる。第３ロボット３３は、フロントモジュール１２がメインフレーム１１に組み付けられた状態でトップブリッジ２３５を取り付け、メインフレーム１１とフロントモジュール１２が結合される。なお、第１ロボット３１は、このトップブリッジ２３５の締結作業に並行してフロントアクスル２３３の仮締結を行う。エンジン１５が固定される前に、メインフレーム１１にフロントモジュール１２が結合されるので、エンジン１５を取り付けたメインフレーム１１に対してフロントモジュール１２を結合する場合に比べ、容易に位置調整を行うことができ、ロボットによる結合作業をスムーズに行うことが可能になっている。

次に、リアモジュール組立設備１０３について説明する。リアモジュール組立設備１０３には、リアモジュール部品搬送部４７が接続される。また、リアモジュール組立設備１０３には、第４ロボット３４と、第５ロボット３５と、リアアクスル挿入装置５６と、が配置される。

リアモジュール部品搬送部４７は、上流工程で製造されたリアモジュール１３を構成する部品を搬送する搬送ラインである。本実施形態では、リアモジュール部品搬送部４７によって、スイングアーム２４１及び後輪２４２がリアモジュール組立設備１０３まで搬送される。また、リアモジュール部品搬送部４７の搬送方向は、車体骨格組立設備１０４を挟んだフロントモジュール搬送部４１の搬送方向と同じ方向になっている。

第４ロボット３４は、リアモジュール部品搬送部４７のリアモジュール組立設備１０３側の横に配置される。第４ロボット３４は、複数の関節を有するアームと、アームの先端に取り付けられるエンドエフェクタと、を備える。第４ロボット３４は、リアモジュール部品搬送部４７によって搬送されてきた後輪２４２をリアモジュール組立設備１０３の組付位置に移送する。

第５ロボット３５は、リアモジュール部品搬送部４７の横であって、リアモジュール組立設備１０３と第４ロボット３４の間に配置される。第５ロボット３５は、複数の関節を有するアームと、アームの先端に取り付けられるエンドエフェクタと、を備える。第５ロボット３５は、そのエンドエフェクタが把持機構を有し、リアモジュール部品搬送部４７によって搬送されてきたスイングアームをリアモジュール組立設備１０３の組付位置に移送し、第４ロボット３４によって移送された後輪に組み付ける。

リアアクスル挿入装置５６は、リアモジュール組立設備１０３の組付位置でスイングアーム２４１がセットされた後輪２４２に対してリアアクスル２４３を挿入する。

本実施形態では、リアモジュール組立設備１０３で、以下のようにリアモジュール１３が組み立てられる。第４ロボット３４によって組付位置にセットされた後輪２４２に対して第５ロボット３５がスイングアーム２４１を上方からセットする。次に、第５ロボット３５は、組付位置でスイングアーム２４１の先端を車体骨格組立設備１０４側に向ける姿勢変更を行う。この状態で、リアアクスル挿入装置５６によってリアアクスル２４３がリアモジュール１３に挿入されるとともに、第５ロボット３５によってリアアクスル２４３の仮締結が行われる。

次に、車体骨格組立設備１０４について説明する。図３は、フロントモジュール１２が結合されたメインフレーム１１及びリアモジュール１３が車体骨格組立設備１０４に搬送される様子を示す図である。

図３に示すように、車体骨格組立設備１０４には、車体骨格搬送部４５と、結合フレーム搬送部４６と、リアモジュール搬送部５０と、が配置される。

車体骨格搬送部４５は、車体骨格組立設備１０４で組み立てられた車体骨格１０を搬送するコンベアである。本実施形態では、車体骨格搬送部４５の上流側から供給されたエンジン１５が車体骨格組立設備１０４の組付位置まで搬送される。車体骨格搬送部４５の下流側の端部は、後述する締結設備１０５に接続される。

結合フレーム搬送部４６は、フレーム結合設備１０２でフロントモジュール１２が結合されたメインフレーム１１を車体骨格組立設備１０４まで搬送する。本実施形態の結合フレーム搬送部４６は、ハンガー装置５１と、フロントモジュールガイド部５２と、を備える。ハンガー装置５１は、フロントモジュール１２が取り付けられたメインフレーム１１を上方から把持する。フロントモジュールガイド部５２は、フレーム結合設備１０２と車体骨格組立設備１０４の間を直線状に接続するガイドレールである。フレーム結合設備１０２から車体骨格組立設備１０４への搬送は、ハンガー装置５１でメインフレーム１１の上部を把持し、フロントモジュール１２の下部をフロントモジュールガイド部５２にガイドさせながら行われる。

リアモジュール搬送部５０は、リアモジュール組立設備１０３で組み立てられたリアモジュール１３を車体骨格組立設備１０４まで搬送するラインである。

本実施形態のリアモジュール搬送部５０は、リアモジュールガイド部５３と、スライド移送装置５４と、を備える。リアモジュールガイド部５３は、リアモジュール組立設備１０３の組付位置と車体骨格組立設備１０４の組付位置との間を直線的に接続するガイドレールである。スライド移送装置５４は、リアモジュール１３のスイングアーム２４１を係止可能に構成されるとともに、リアモジュールガイド部５３に沿ってリアモジュール組立設備１０３と車体骨格組立設備１０４の間を移動可能に構成される。リアモジュール組立設備１０３から車体骨格組立設備１０４への搬送は、リアモジュール１３を係止したスライド移送装置５４の移動によって行われる。なお、搬送時のリアモジュール１３は、スライド移送装置５４によって、スイングアーム２４１の先端が車体骨格組立設備１０４側に向いた姿勢が維持された状態となる。これにより、車体骨格組立設備１０４の所定位置で、リアモジュール１３の姿勢を大きく変える必要がなくなり、速やかに次工程に移ることが可能になっている。

ここで、車体骨格搬送部４５と、結合フレーム搬送部４６と、リアモジュール搬送部５０と、の配置関係について説明する。本実施形態では、車体骨格搬送部４５は、フロントモジュール搬送部４１とリアモジュール部品搬送部４７の間の中央に配置されている。車体骨格１０の搬送方向は、フロントモジュール搬送部４１及びリアモジュール部品搬送部４７の搬送方向と平行な方向になっている。また、結合フレーム搬送部４６のフロントモジュールガイド部５２と、リアモジュール搬送部５０のリアモジュールガイド部５３と、は車体骨格組立設備１０４を挟んで略同一直線状に配置されている。

以上のように、本実施形態の自動二輪車製造システム１は、車体骨格１０を構成する部品が車体骨格組立設備１０４に集約されるようにレイアウトされている。これにより、車体骨格搬送部４５、結合フレーム搬送部４６及びリアモジュール搬送部５０に囲まれる空間に、各工程を行うロボット（第１ロボット３１〜第５ロボット３５）及びメインフレーム把持ジグ２０等のメインフレーム組立設備１０１を集約配置でき、スペースの効率的な活用が実現される。

また、本実施形態では、フレーム結合設備１０２によるメインフレーム１１とフロントモジュール１２の結合作業と、リアモジュール組立設備１０３によるリアモジュール１３の組立作業と、は並行して行われる。これにより、車体骨格組立設備１０４に車体骨格１０を形成するための部品の供給を効率的に行うことができる。

次に、車体骨格組立設備１０４における車体骨格１０の組立工程について説明する。図４は、車体骨格組立設備１０４での車体骨格１０の形成から締結設備１０５への搬送までの流れを示すフローチャートである。

図４に示すように、車体骨格搬送部４５によってエンジン１５が車体骨格組立設備１０４に供給される（Ｓ１０１）。

次に、フロントモジュール１２が結合されたメインフレーム１１が車体骨格組立設備１０４の組付位置に移送される（Ｓ１０２）。本実地形態では、ハンガー装置５１は、組付位置におけるメインフレーム１１の後部が上方に傾いた姿勢を維持しながら、該メインフレーム１１を組付位置まで搬送する。ハンガー装置５１は、車体骨格組立設備１０４の組付位置に至る手前で、メインフレーム１１の後部を下げて、エンジン１５にメインフレーム１１をセットする（図３の矢印参照）。このように、エンジン１５にメインフレーム１１を取り付ける際に、メインフレーム１１の姿勢を傾斜させておくことで、フロント側エンジン支持部２０１及びリア側エンジン支持部２０２がエンジン１５に干渉することなく、メインフレーム１１を組付位置まで搬送させることが可能になっている。

メインフレーム１１の移送とともに（Ｓ１０２）、リアモジュール１３が車体骨格組立設備１０４の組付位置に移送される（Ｓ１０３）。本実施形態では、リアモジュール１３は、スライド移送装置５４によって、スイングアーム２４１の先端が水平方向を向いた状態で車体骨格組立設備１０４の組付位置まで移送される。なお、スライド移送装置５４へのリアモジュール１３のセットは、上述のリアモジュール１３の組立工程においてスイングアーム２４１の先端を車体骨格組立設備１０４側に傾けたときに同時に行われる。これにより、リアモジュール１３の組立完了と同時に車体骨格組立設備１０４への搬送を開始できる。

Ｓ１０２及びＳ１０３の動作は、並行して行われる。これにより、フロントモジュール１２が結合されたメインフレーム１１及びリアモジュール１３を組付位置まで集約する時間を短縮でき、組立効率を向上させることができる。

本実施形態では、フロントモジュール１２が結合されたメインフレーム１１及びリアモジュール１３が車体骨格組立設備１０４の組付位置まで搬送されると、作業員による車体骨格１０の仮固定作業が行われる。作業員によって、フロント側のハンガーボルト２１０と、リア側上部のハンガーボルト２１０と、リア側下部のハンガーボルト２１０と、ピボットシャフト２１１と、の挿入が行われ、メインフレーム１１にエンジン１５及びリアモジュール１３が仮固定さる。作業員は、作業が完了すると、作業完了ボタン（図示省略）によって作業が完了したことを自動二輪車製造システム１に通知する（Ｓ１０４）。

作業員による作業が完了すると（Ｓ１０４）、自動二輪車製造システム１は、車体骨格１０の搬送を開始する（Ｓ１０５）。本実施形態では、車体骨格組立設備１０４で仮固定された車体骨格１０は、車体骨格搬送部４５によって締結設備１０５まで搬送される。即ち、車体骨格１０の前後方向が、搬送方向に直交する方向を向いた状態で搬送される。本実施形態では、車体骨格１０は、車体骨格組立設備１０４で仮固定された段階で車体骨格１０の前後方向が搬送方向に直交する方向を向いているので、その姿勢を変えることなく、そのまま搬送される。

次に、締結設備１０５について説明する。締結設備１０５には、車体骨格締結ロボットとして、締結搬送ロボット６１が２台配置される。２台の締結搬送ロボット６１は、締結対象の車体骨格１０の左右方向の一側に、前後方向に沿って並列配置される。なお、２台の締結搬送ロボット６１は、同様の構成であるが、以下の説明において、フロント側に配置される締結搬送ロボット６１をフロント側締結搬送ロボット６１ａとし、リア側に配置される締結搬送ロボット６１をリア側締結搬送ロボット６１ｂとして説明することがある。

２台の締結搬送ロボット６１は、協働してハンガーボルト２１０、ピボットシャフト２１１、フロントアクスル２３３及びリアアクスル２４３の締結作業を行った後、車体骨格１０を次工程のラインまで搬送させる搬送作業を行う。この締結搬送ロボット６１の詳細な構成について説明する。図５は、２台の締結搬送ロボット６１によって車体骨格１０の締結作業が行われる様子を示す図である。なお、図５は、車体骨格搬送部４５の上流側から見た様子を示しており、車体骨格搬送部４５の図示については省略している。図６は、２台の締結搬送ロボット６１によって車体骨格１０が移送される様子を示す図である。図７は、締結搬送ロボット６１のエンドエフェクタ７０の拡大図である。図８は、本実施形態のナットランナ８０の拡大図である。

図５及び図６に示すように、締結搬送ロボット６１は、複数の関節を有するアーム６５と、アーム６５の先端に取り付けられるエンドエフェクタ７０と、を備えている。

本実施形態の締結搬送ロボット６１が備えるエンドエフェクタ７０は、把持ベース７１と、ナットランナ８０と、ボルトヘッド対応部９０と、を備える。以下、エンドエフェクタ７０の各構成について説明する。

把持ベース７１は、略Ｕ字状に形成される部材である。把持ベース７１は、Ｕ字の一側の端部がアーム６５の先端に回転可能に連結される。

図７及び図８に示すように、ナットランナ８０は、把持ベース７１のＵ字の他側の端部にナットランナ取付部７２を介して取り付けられる。ナットランナ取付部７２は、屈曲部を有する板状部材であり、このナットランナ取付部７２によってナットランナ８０は、その先端がアーム６５側を向くように支持される。

ナットランナ８０は、細長に形成されるナットランナ本体部８１と、ナットランナ本体部８１の先端に配置されるソケット部８２と、を備える。

ナットランナ本体部８１は、細長の円筒状に形成される。ナットランナ本体部８１には、ソケット部８２を回転させる駆動手段や後述するソケット部８２の切替を行うための駆動手段が内蔵されている。

ソケット部８２は、作業を行うナットのサイズに応じて径を変更可能に構成される。
本実施形態のソケット部８２は、第１ソケット８３と、第２ソケット８４と、を備える。

第１ソケット８３は、円筒状に形成されており、その先端側の内径が締結対象のナットに対応するように形成される。

第２ソケット８４は、その外側面が第１ソケット８３の内側の形状に対応するように構成されている。そして、第２ソケット８４の先端側の内径は、第１ソケット８３よりも小さいサイズのナットに対応するように形成される。

第２ソケット８４は、ナットランナ本体部８１に内蔵される駆動機構によって、第１ソケット８３の先端よりも外側に位置する突出位置と、第１ソケット８３の先端よりも内側に位置する退避位置と、の間を移動可能になっている。ナットランナ本体部８１には、スプリング等の弾性部材や駆動機構が内蔵されており、第２ソケット８４の進退を可能にしている。なお、第２ソケット８４の退避位置は、第１ソケット８３による締結作業時に、締結対象のナットに干渉しない位置に設定されている。

このように、締結作業を行う対象のナットによって第１ソケット８３と第２ソケット８４の切替を行うことができるようになっている。例えば、締結作業を行う対象のナットのサイズが大きい場合には、第２ソケット８４を退避位置に移動させて第１ソケット８３で締結作業を行う。ナットのサイズが小さい場合は、第２ソケット８４を突出位置に移動させて第２ソケット８４で締結作業を行う。これにより、ソケットの取替作業を行うことなく、一連の締結作業を速やかに完了させることができる。

ボルトヘッド対応部９０は、把持ベース７１におけるアーム６５側の端部に配置される。本実施形態のボルトヘッド対応部９０は、基台９１と、第１軸押さえ部９２と、第２軸押さえ部９３と、を備える。

基台９１は、把持ベース７１に対してスライド移動可能に構成される。この基台９１に、第１軸押さえ部９２及び第２軸押さえ部９３が配置される。

第１軸押さえ部９２及び第２軸押さえ部９３は、何れも、ナットランナ８０の軸押さえ部として機能する。第１軸押さえ部９２は、締結作業を行う対象のボルトヘッドのサイズが大きい場合に対応し、第２軸押さえ部９３は、第１軸押さえ部９２よりも小さいサイズのボルトヘッドに対応する。本実施形態では、第１軸押さえ部９２及び第２軸押さえ部９３は、基台９１の移動方向に並列配置されており、基台９１の移動によって、ナットランナ８０の先端に対向させる軸押さえ部を切り替えることができる。

締結設備１０５に配置される締結搬送ロボット６１の主要な構成は、以上の通りである。本実施形態では、２台の締結搬送ロボット６１の協働によって、ハンガーボルトの締結作業及び車体骨格の搬送作業が行われる。

次に、２台の締結搬送ロボット６１による締結設備１０５における締結作業及び搬送作業について説明する。図９は、２台の締結搬送ロボット６１による締結作業及び移送作業の流れを示すフローチャートである。

車体骨格搬送部４５によって車体骨格１０が締結設備１０５の締結作業位置まで搬送される。この締結作業位置で位置決めされた状態で、フロント側締結搬送ロボット６１ａとリア側締結搬送ロボット６１ｂによる締結作業がそれぞれ行われる。

図９に示すように、車体骨格１０が締結設備１０５の締結作業位置で位置決めされると（Ｓ５０１）、フロント側締結搬送ロボット６１ａによる締結作業と、リア側締結搬送ロボット６１ｂによる締結作業と、が並行して行われる。

まず、フロント側締結搬送ロボット６１ａによる締結作業について説明する。フロント側締結搬送ロボット６１ａは、リア側上部で仮締結されたハンガーボルト２１０の締結を行う（Ｓ５０２）。Ｓ５０２の締結作業が完了すると、フロント側で仮締結されたハンガーボルト２１０の締結を行う（Ｓ５０３）。

ハンガーボルト２１０は、この締結作業における他の締結対象（フロントアクスル２３３）に比べ、そのボルトヘッドのサイズが小さく、締結作業で用いられるナットについてもサイズが小さいものが用いられる。そのため、Ｓ５０２及びＳ５０３の締結作業は、ナットランナ８０のソケットが第２ソケット８４に切り替えられるとともに、ボルトヘッド対応部９０の軸押さえ部が第２軸押さえ部９３に切り替えられた状態で行われる。

フロント側締結搬送ロボット６１ａは、Ｓ５０３の作業が完了すると、フロントアクスルの締結作業を開始する（Ｓ５０４）。Ｓ５０４の締結作業では、フロントアクスル２３３のナットのサイズに対応するため、ナットランナ８０のソケットを第２ソケット８４から第１ソケット８３に切り替えられる。ボルトヘッド対応部９０の軸押さえ部は、切り替えられることなく、第２軸押さえ部９３のままで締結作業が行われる。

次に、リア側締結搬送ロボット６１ｂによる締結作業について説明する。リア側締結搬送ロボット６１ｂは、リア側下部で仮締結されたハンガーボルト２１０の締結を行う（Ｓ５０５）。ハンガーボルト２１０のナットの形状に応じて、Ｓ５０５の締結作業は、ナットランナ８０のソケットが第２ソケット８４に切り替えられるとともに、ボルトヘッド対応部９０の軸押さえ部が第２軸押さえ部９３に切り替えられた状態で行われる。

リア側締結搬送ロボット６１ｂは、Ｓ５０５の作業が完了すると、ピボットシャフト２１１の締結作業を開始する（Ｓ５０６）。ピボットシャフト２１１のナットのサイズに対応するため、ナットランナ８０のソケットが第２ソケット８４から第１ソケット８３に切り替えられる。それとともに、ボルトヘッド対応部９０の軸押さえ部も第２軸押さえ部９３から第１軸押さえ部９２に切り替えられる。

リア側締結搬送ロボット６１ｂは、Ｓ５０６の作業が完了すると、リアアクスル２４３の締結作業を開始する（Ｓ５０７）。このリアアクスル２４３の締結作業では、ナットランナ８０は、第２ソケット８４のままであり、軸押さえ部も第１軸押さえ部９２のまま締結作業が行われる。

また、本実施形態では、フロント側締結搬送ロボット６１ａによるリア側上部のハンガーボルト２１０の締結作業（Ｓ５０２）と、リア側締結搬送ロボット６１ｂによるリア側下部のハンガーボルト２１０の締結作業（Ｓ５０５）と、は略同じタイミングで行われる。同様に、フロント側締結搬送ロボット６１ａによるフロント側のハンガーボルト２１０の締結作業（Ｓ５０３）と、リア側締結搬送ロボット６１ｂによるピボットシャフト２１１の締結作業（Ｓ５０６）と、は略同じタイミングで行われる。フロント側締結搬送ロボット６１ａによるフロントアクスル２３３の締結作業（Ｓ５０４）と、リア側締結搬送ロボット６１ｂによるリアアクスル２４３の締結作業（Ｓ５０７）と、についても略同じタイミングで行われる。

フロント側締結搬送ロボット６１ａ及びリア側締結搬送ロボット６１ｂは、フロントアクスルの締結作業（Ｓ５０４）及びリアアクスルの締結作業（Ｓ５０７）が完了すると、車体骨格１０の持上動作を開始する（Ｓ５０８）。フロント側締結搬送ロボット６１ａは、Ｓ５０４の作業完了後、ナットランナ８０及びボルトヘッド対応部９０をナット及びフロントアクスル２３３から離間させることなく、フロントアクスル２３３の締結部分を保持した状態で持上動作を開始する。同様に、リア側締結搬送ロボット６１ｂは、Ｓ５０７の作業完了後、ナットランナ８０及びボルトヘッド対応部９０をナット及びリアアクスル２４３から離間させることなく、リアアクスル２４３の締結部分を保持した状態で持上げ動作を開始する。

フロント側締結搬送ロボット６１ａ及びリア側締結搬送ロボット６１ｂが同期して持上動作を行うことによって車体骨格１０が車体骨格搬送部４５から離間する。フロント側締結搬送ロボット６１ａ及びリア側締結搬送ロボット６１ｂは、持ち上げた車体骨格１０を次工程ライン３００に移送する（Ｓ５０９）。

このように、フロント側締結搬送ロボット６１ａ及びリア側締結搬送ロボット６１ｂの２台のロボットが同期して締結作業及び次工程への搬送作業が行われる。また、車体骨格１０の前部に位置するフロントアクスル２３３の締結部分を保持するとともに、車体骨格１０の後部に位置するリアアクスル２４３の締結部分を保持するので、バランス良く車体骨格１０を持ち上げて次工程ライン３００に安定的に搬送することが可能になっている。

以上説明した本実施形態の締結搬送ロボット６１によれば、以下のような効果を奏する。締結搬送ロボット６１は、アーム６５及びアーム６５に配置されるエンドエフェクタ７０を備える。エンドエフェクタ７０は、アーム６５の先端に配置され、車体骨格１０を左右方向で挟む略Ｕ字状に形成される把持ベース７１と、把持ベース７１の一側の端部に支持され、左右方向の一側から車体骨格１０に締結作業を行うナットランナ８０と、把持ベース７１の他側の端部に支持され、左右方向の他側から車体骨格１０を挟んでナットランナ８０に対向し、ナットランナ８０とともに締結作業を行う軸押さえ部（第１軸押さえ部９２又は第２軸押さえ部９３）と、を備える。そして、ナットランナ８０及び軸押さえ部によって車体骨格１０を左右方向で把持した状態でアーム６５が駆動することにより、締結作業後の車体骨格１０を次工程ライン３００まで搬送可能に構成される。

これにより、締結作業と搬送作業を行うロボットを共通化できるので、車体骨格１０を組み立てるための設備の省スペース化を実現できる。また、締結作業後に速やかに次工程ライン３００に車体骨格１０を搬送することができるので、自動二輪車の製造効率を効果的に上昇させることができる。

ナットランナ８０は、筒状に形成され、その先端が締結対象であるピボットシャフト２１１、フロントアクスル２３３及びリアアクスル２４３のナットの形状に対応する第１ソケット８３と、その先端がハンガーボルト２１０のナットの形状に対応し、第１ソケット８３の内側に配置される第２ソケット８４と、を備える。第２ソケット８４は、第１ソケット８３の先端から突出する突出位置と第１ソケット８３の内側に退避する退避位置の間を進退可能に構成される。

これにより、サイズの異なるナットを締結する場合でも、ソケットの切替作業を行うことなく、一連の締結作業を完了させることができ、締結作業に係る時間を一層短縮できる。また、第２ソケット８４が第１ソケット８３の内側に設けられる構成なので、ソケットを切り替える構造をコンパクトにまとめることができる。

フロント側締結搬送ロボット６１ａ及びリア側締結搬送ロボット６１ｂのそれぞれのアーム６５が、締結作業位置にある車体骨格１０の前記左右方向の一側に、前後方向に沿って２台並列配置される。そして、搬送工程では、フロントアクスル２３３の締結部分を車体骨格１０の左右方向で把持するとともに、リアアクスル２４３の締結部分を左右方向で把持して締結作業後の車体骨格を所定の位置まで搬送する。

これにより、２台のアーム６５によって締結作業を並行して行うことができ、組立時間を一層短縮できる。また、前後方向の前輪２３２と後輪２４２の２箇所で車体骨格１０をバランス良く把持できるので、搬送作業をより安定的に行うことができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、各設備のレイアウトを変更したり、各ロボットが作業を行うタイミングを事情に応じて変更したりすることが可能である。例えば、車体骨格組立設備１０４におけるハンガーボルト２１０、ピボットシャフト２１１の仮締結についてもロボットによって行う構成とすることができる。

１０ 車体骨格
６１ 締結搬送ロボット（車体骨格締結ロボット）
６１ａ フロント側締結搬送ロボット（車体骨格締結ロボット）
６１ｂ リア側締結搬送ロボット（車体骨格締結ロボット）
６５ アーム
７０ エンドエフェクタ
７１ 把持ベース
８０ ナットランナ（締結装置）
８３ 第１ソケット（締結部）
８４ 第２ソケット（締結部）
９２ 第１軸押さえ部（軸押さえ部）
９３ 第２軸押さえ部（軸押さえ部）

Claims (7)

1. 車体骨格に対して締結作業を行う自動二輪車の車体骨格締結ロボットであって、
   アーム及び前記アームに配置されるエンドエフェクタを備え、
   前記エンドエフェクタは、
   前記アームの先端に配置され、前記車体骨格を左右方向で挟む略Ｕ字状に形成される把持ベースと、
   前記把持ベースの一側の端部に支持され、前記左右方向の一側から前記車体骨格に締結作業を行う締結装置と、
   前記把持ベースの他側の端部に支持され、前記左右方向の他側から前記車体骨格を挟んで前記締結装置に対向し、前記締結装置とともに前記締結作業を行う軸押さえ部と、
   を備え、
   前記締結装置及び前記軸押さえ部によって前記車体骨格を左右方向で把持した状態で前記アームが駆動することにより、前記締結作業後の前記車体骨格を所定の位置まで搬送可能な自動二輪車の車体骨格締結ロボット。
2. 前記締結装置は、ナットランナであり、
   筒状に形成され、その先端が締結対象である第１締結部材の形状に対応する第１ソケットと、
   その先端が前記第１締結部材よりも小さいサイズの第２締結部材の形状に対応し、前記第１ソケットの内側に配置される第２ソケットと、
   を備え、
   前記第２ソケットは、前記第１ソケットの先端から突出する突出位置と前記第１ソケットの内側に退避する退避位置の間を進退可能に構成される請求項１に記載の自動二輪車の車体骨格締結ロボット。
3. 前記エンドエフェクタが配置される前記アームが、締結作業位置にある前記車体骨格の前記左右方向の一側に、前後方向に沿って２台並列配置される請求項１又は２に記載の自動二輪車の車体骨格締結ロボット。
4. 自動二輪車の車体骨格の組立方法であって、
   車体骨格締結ロボットの締結装置と軸押さえ部によって前記車体骨格に対して締結作業を行う締結工程と、
   前記車体骨格締結ロボットの前記締結装置と前記軸押さえ部によって前記締結作業後の前記車体骨格を把持し、所定の位置まで搬送する搬送工程と、
   を含む自動二輪車の車体骨格の組立方法。
5. 前記車体骨格締結ロボットは、異なるサイズの締結部材に対応する複数種類の締結部を備え、
   前記締結作業では、前記車体骨格締結ロボットが締結対象の前記締結部材に応じて前記締結部を切り替える請求項４に記載の自動二輪車の車体骨格の組立方法。
6. 前記搬送工程では、前記車体骨格の前輪の車軸部分を前記車体骨格の左右方向で把持するとともに、後輪の車軸部分を前記左右方向で把持して前記締結作業後の前記車体骨格を所定の位置まで搬送する請求項４又は５に記載の自動二輪車の車体骨格の組立方法。
7. 自動二輪車の車体骨格の組立方法であって、
   車体骨格締結ロボットによって前記車体骨格に対して締結作業を行う締結工程と、
   前記車体骨格締結ロボットによって前記締結作業後の前記車体骨格を把持し、所定の位置まで搬送する搬送工程と、を含み、
   前記搬送工程では、前記車体骨格の前輪の車軸部分を前記車体骨格の左右方向で把持するとともに、後輪の車軸部分を前記左右方向で把持して前記締結作業後の前記車体骨格を所定の位置まで搬送する自動二輪車の車体骨格の組立方法。

Images