JPH03248778A - 自動車車体の溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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を組み立てるにあたり、所定の車
体部品を位置決めした上で溶接ロボットにより溶接を施
すようにした溶接装置に関する。

従来の技術 自動車の車体の溶接・組立工程で使用される位置決め装
置として例えば特開昭６３−１７８９６０号公報に開示
されているものがある。

この装置は、直交３軸方向の動作自由度をもつ非自律動
作型の複数のスライドユニットをベース上に設置すると
ともに、各スライドユニットには、車体部品の三次元方
向の位置決め機能とクランプ機能を有するゲージクラン
プ機構を搭載し、さらに車種に応じて各ゲージクランプ
機構の三次元位置を変化させるべく、各スライドユニッ
トの一部を把持してスライドユニットを各動作自由度方
向に作動させる切換ロボットを設けたものである。

そして、各スライドユニットが自律的に作動する機能を
有していない代わりに、切換ロボットか予め定められた
位置情報に基づいて各スライドユニットを順次強制的に
作動させることでゲージクランプ機能の三次元位置が切
り換わり、これによって複数車種の車体部品の位置決め
に対応することが可能となる。

発明が解決しようとする課題 上記のような従来の位置決め装置においては、実際の溶
接を司る自動溶接装置あるいは溶接ロボットとは別に切
換ロボットを必要とするために設備費の高騰を招（ばか
りでなく、設備全体が大がかりなものとなってスペース
の面でも不利になる。

本発明は以上のような問題点に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、従来の切換ロボットの機能を
溶接ロボットに具備させ、溶接休止時間を利用して溶接
ロボットによりロケート・クランプ機構の位置の切り換
えを行うようにすることによって、設備費の低減と設備
全体の小型化を図った構造を提供することにある。

課題を解決するための手段 本発明の溶接装置は、ベースと、ベース上に設置されて
直交３軸方向の動作自由度を有し且つ各動作自由度ごと
に独立したブレーキ手段を備えた非自律動作型の複数の
スライドユニットと、各スライドユニットに搭載され、
車体部品の三次元方向の位置決め機能と前記車体部品を
クランプする機能とを有するロケート・クランプ機構と
、溶接ガンとともにロボットアームの先端に取り付けら
れた係合手段とを有し、溶接ガンの休止時に前記係合手
段をロケート・クランプ機構の一部に係合させてスライ
ドユニットを各動作自由度方向に作動させることにより
車種に応じて前記ロケート・クランプ機構の三次元位置
を変化させる溶接ロボットを備えている。

非自律動作型のスライドユニットは、通常はブレーキ手
段によりその自由度が拘束されているものの、ロケート
・クランプ機構の三次元位置を変化させる際にはブレー
キ手段が解除されて自由に動くことができるものである
。

作用 上記の構造によれば、溶接のための位置情報とは別に、
車種に応じて各ロケート・クランプ機構を動かすための
位置情報を予め溶接ロボットの制御系に記憶させておき
、車種切り換えにより各ロケート・クランプ機構の位置
の変更すなわち各ロケート・クランプ機構の位置の切り
換えが必要になった場合には溶接休止時間を利用して上
記のロケート・クランプ機構の位置情報を呼び出す。

そして、溶接ロボットの係合手段をロケート・クランプ
機構の一部に係合させた上でブレーキ手段を解除し、予
め定められた位置情報に基づいて各スライドユニットを
強制的に作動させることでロケート・クランプ機構の三
次元位置が切り換えられる。

実施例 第１図〜第３図は本発明の一実施例を示す構成説明図で
、Ｂはドア等の開閉体が取り付けられる前の自動車の車
体、１は水平方向に往復移動して一工程づつ車体Ｂを搬
送するトランスファバー２は溶接ロボット、３は位置決
め装置である。トランスファバー１により前工程から搬
送されてきた車体Ｂは、周知のようにトランスファバー
１上のアクチュエータ駆動のフィンガー４が所定量下降
することにより位置決め装置３に移載されて位置決めさ
れる。

溶接ロボット２におけるロボットアーム５の先端には第
１図に示すようにブラケット６を介してスポット溶接ガ
ン７が取り付けられているほか、ブラケット６には係合
手段としてロケートピン８が固定されている。

位置決め装置３は、第１図に示すようにフロアＦ上に設
置されたベース９と、ベース９上の複数箇所に設置され
て直交３軸方向の動作自由度を有する非自律動作型のス
ライドユニット１０と、各スライドユニット１０に搭載
されたロケート・クランプ機構１１とから構成される装
置 スライドユニット１０は第４図に示すように、ガイドレ
ール１２に案内されてＹ方向にスライド可能なスライド
テーブル１３と、ガイドレール１４に案内されてスライ
ドテーブル１３に対しＸ方向にスライド可能なスライダ
１５と、スライダ１５の上面のガイドレール１６に案内
されてＸ方向にスライド可能なスライドテーブル１７と
を組み合わせたもので、スライドテーブル１３．１７お
よびスライダ１５には本体部１８にガイドシャフト１９
を内挿してなるブレーキ手段としてのブレーキユニット
２０が各別に設けられている。

したがって、スライドテーブル１３．１７およびスライ
ダ１５はブレーキユニット２０の解除操作を行わないか
ぎり所定の位置にロックされている。なお、４０はスラ
イダ１５に対し常に上向きの助勢力を与えているアシス
トシリンダである。

ブレーキユニット２０は、第５図に示すように本体部１
８に内蔵された圧縮コイルスプリング２１により制動力
を得るようにしているもので、圧縮コイルスプリング２
１によりブレーキピストン２２およびスチールポール２
３を介してブレーキシュー２４をガイドシャフト１９に
圧接させることにより本体部１８とガイドシャフト１９
との相対移動が阻止され、逆にボート２５からエアを導
入してブレーキピストン２２を圧縮コイルスプリング２
１の力に抗して押し戻すことで上記の制動力が解除され
ることになる。

ロケート・クランプ機構１１は第６図および第７図に示
すように、スライドテーブル１７に固定されたポスト部
２６と、ポスト部２６に支持されたクランプシリンダ２
７とを中心として構成され、ポスト部２６の先端面には
、中心部にすり割り溝２８が形成されたロケートピン２
９が固定されている。

ロケートピン２９のすり割り溝２８にはフック状のクラ
ンプレバ−３０が挿入されており、このクランプレバ−
３０はクランプシリンダ２７のピストンロッド３１の先
端にピン３２を介して連結されている。また、クランプ
レバ−３０にはピン３２とは別にガイドピン３３が一体
に突設されており、これらのピン３２およびガイドピン
３３はポスト部２６の両側面に形成したカム溝３４に係
合している。したがって、クランプレバ−３０はクラン
プシリンダ２７のはたらきにより、第６図のクランプ位
置Ｐ、とアンクランプ位置Ｐ、との間で移動することが
できる。

つまり、上記のロケート・クランプ機構１１によれば、
ロケートピン２９が挿入されるロケート穴３５を予め車
体Ｂ側のフロアパネル３６に形成しておくことによって
、車体Ｂの三次元方向の位置決めをした上でクランプレ
バ−３０によりクランプすることができる。

ロケート・クランプ機構１１のポスト部２６には第１図
に示すように溶接ロボット２側に向けて７−ムバー３７
が一体に連結されており、アームパー３７の先端にはシ
リンダ３８によりチャック。

アンチャック動作するチャッキングユニット３９が設け
られている。このチャッキングユニット３９は、後述す
るようにチャッキングユニット３９に挿入されるロボッ
トアーム２側のロケートピン８をチャッキングする役目
をする。

次に上記のように構成された溶接装置の作用について第
８図のタイムチャートを参照しながら説明する。

第１図〜第３図において、トランスファバー１により搬
送されてくる車体Ｂの車種が例えばａ車種であると仮定
すると、車体Ｂが位置決め装置３の真上まで搬送されて
きた時点でトランスファバー１に付帯しているフィンガ
ー４が下降動作し、これによって車体Ｂは位置決め装置
３の各ロケート・クランプ機構１１に移載されることに
なる。

これに先立って、アームパー３７の先端のチャッキング
ユニット３９には予めロケートピン８が挿入されてチャ
ッキングされていることから、上記のように車体Ｂが位
置決め装置３の真トまで搬送されてきた時点で各スライ
ドユニット１０のブレーキユニット２０（第４図参照）
が解除動作する。その結果、各スライドユニット１０は
外力を加えれば三次元方向に自由に動（ことができる状
態となる。

また、各車種の車体Ｂを位置決めするのに必要なロケー
ト・クランプ機構１１の三次元位置の位置情報は予め溶
接ロボット２の制御系に記憶されていることから、上記
のａ車種の車種情報を受けてそのａ車種の車体Ｂを位置
決めするのに必要なロケート・クランプ機構１１の位置
情報が呼び出され、この位置情報に基づいて溶接ロボッ
ト２が作動する。

すなわち、溶接ロボット２のアーム先端のロケートピン
８は上記のように予めチャッキングユニット３９にチャ
ッキングされていることから、溶接ロボット２のロボッ
トアーム５が指示された位置まで三次元的に移動するこ
とにより、第４図に示した各スライドユニット１０のス
ライドテーブル１３．１７やスライダ１５がスライドし
、最終的にはロケート・クランプ機構１１の中心となる
ロケートピン２９（第６図参照）がａ車種の車体Ｂを位
置決めするのに必要な所定位置に位置決めされる。

各ロケート・クランプ機構１１のロケートピン２９が所
定の位置に位置決めされると、スライドユニット１０の
各ブレーキユニット２０が一斉に制動状態となり、スラ
イドユニット１０の各動作自由度が拘束されて再びロッ
クされる。同時に、チャッキングユニット３９がアンチ
ャ・ノキング動作し、溶接ロボット２によりチャッキン
グユニット３９からロケートピン８が引き抜かれる一方
、第１図に示すフィンガー４が下降することでａ車種の
車体Ｂが各ロケート・クランプ機構１１に移載されて位
置決めされる。そして、さらに第６図のクランプレバ−
３０がクランプ動作することで、先ニロケートビン２９
によって位置決めされた車体Ｂが堅固にクランプされる
。

このようにして車体Ｂが位置決め装置３によって位置決
めされると、トランスファバー１が後退する一方、溶接
ロボット２が溶接動作を開始してスポット溶接ガン７に
より車体Ｂに対し所定のスポット溶接を施すことになる
。

溶接ロボット２によるスボ・ノド溶接が終了すると、溶
接ロボット２はロケートピン８をチャッキングユニット
３９に挿入し、チャ、キングユニット３９はロケートピ
ン８をチャッキングする。同時にロケート・クランプ機
構１１のクランプレバ−３０がアンクランプ動作すると
ともに各スライドユニット１０のブレーキユニット２ｏ
が解除され、これを条件に溶接ロボット２が作動して各
スライドユニットＩＯを所定の原点位置に戻すことにな
る。そして、以上をもって１サイクルか終了し、以降は
上記と同様の動作を繰り返すことになる。

ここで、上記実施例では自動車のボディメイン組立工程
に適用した場合について説明したが、本発明はボディメ
イン以外の例えばフロアメイン組立工程にも同様に適用
できる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、溶接ロボットの休止時間
を利用して溶接ロボット自体がロケートクランプ機構の
三次元位置を切り換える役目をするので、従来では溶接
ロボットとは別に必須とされた切換ロボットが不要にな
り、その結果とじて設備費の大幅な抑制と併せてスペー
ス効率の向１−にも寄与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図で第２図の右側面説
明図、第２図は同じく装置全体の構成説明図、第３図は
第２図の平面説明図、第４図はスライドユニットの詳細
を示す要部拡大斜視図、第５図はブレーキユニットの断
面図、第６図はロケート・クランプ機構の断面図、第７
図は第６図の平面図、第８図は装置全体の作動を説明す
るためのタイムチャートである。 Ｂ・・・車体、２・・・溶接ロボット、３・・位置決め
装置、５・・・ロボットアーム、７・・・スポット溶接
ガン、８・・・係合手段としてのロケートピン、９・・
・ベース、１ｏ・・・スライドユニット、１１・・・ロ
ケート・クランプ機構、２０・・・ブレーキ手段として
のブレーキユニット、２９・・・ロケートピン、３０・
・・クランプレバ−１３９・・・チャッキングユニット
。 第２図 第３図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）車体部品の複数箇所をロケート・クランプ機構に
   て位置決め・クランプした上で溶接ロボットにより溶接
   を施すようにした自動車車体の溶接装置において、 ベースと、 ベース上に設置されて直交３軸方向の動作自由度を有し
   且つ各動作自由度ごとに独立したブレーキ手段を備えた
   非自律動作型の複数のスライドユニットと、 各スライドユニットに搭載され、車体部品の三次元方向
   の位置決め機能と前記車体部品をクランプする機能とを
   有するロケート・クランプ機構と、溶接ガンとともにロ
   ボットアームの先端に取り付けられた係合手段とを有し
   、溶接ガンの休止時に前記係合手段をロケート・クラン
   プ機構の一部に係合させてスライドユニットを各動作自
   由度方向に作動させることにより車種に応じて前記ロケ
   ート・クランプ機構の三次元位置を変化させる溶接ロボ
   ット、 とから構成されていることを特徴とする自動車車体の溶
   接装置。