JP4007921B2 - 工具位置切り換え装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，ワークの変更に応じて，ナットランナ等の工具の位置を，そのときのワークに適合する位置に切り換えるための工具位置切り換え装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車の組立工場においては，エンジン等を組み付けたサブフレームをパレット上に載置して組立ラインに搬入し，そのサブフレームを，その直上に待機するボディに自動結合工具により結合するという作業が行われる。その自動結合工具は，パレットを支持するワーク支持基台の，パレット上のサブフレームとその直上で待機するボディとの結合位置に対応する箇所に，あらかじめ配置される。
【０００３】
ところで，自動車の組立工場では，同一の組立ラインで異なる機種の自動車の組立てが行われることも多い。そのように組み立てるべき自動車の機種が変更されると，それに伴ってサブフレームとボディとの結合位置が変わるので，自動結合工具の位置もその都度変更することが必要となる。
【０００４】
そのように自動結合工具等の工具の位置を，ワークの変更に応じて複数段階に切り換えることができるようにしたものとして，従来知られているものは，特許文献１に記載されている可変位置決め装置である。その可変位置決め装置においては，Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能な位置決めロッドを所定位置に移動させるカム板対が複数対，設けられ，その位置決めロッドに工具が連結される。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１１３４３８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，上記特許文献１に記載されているようなものでは，カム板対をそれぞれ可動支持する必要があるので，構造が複雑となるという問題がある。しかも，そのカム板対は，工具を移動させるべき位置の数だけ，すなわちワークの機種の数だけ，設置しておかなければならない。そのために，対応し得るワークの機種数を増やそうとすると，その増加分だけカム板対の設置スペースを新たに確保することが必要となり，装置全体の設計変更が求められることになる。あらかじめワークの機種数を最大限に見込んでカム板対の設置スペースを確保しておけばよいが，そうすると，ワークの機種数が少ないときにはデッドスペースが生じることになる。
【０００７】
本発明は，かかる事情に鑑みてなされたもので，構造が極めて簡単で，ワークの機種数の変化にも容易に対応することのできる工具位置切り換え装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために，本発明は，ワークを支持する基台と，この基台上に互いに平行に設けられた一対の基板と，あらかじめ定められた複数の位置に位置決め孔が形成されていて，前記基台に固定設置される複数の工具位置決めプレートと，前記一対の基板の各々に，前記複数の工具位置決めプレートの夫々に対応して設けられ，各対応する工具位置決めプレートの面に平行な第１の方向に夫々移動可能に支持された複数の第１摺動部材と，その第１摺動部材の夫々に支持され，前記各対応する工具位置決めプレートの面に平行で前記第１の方向に直交する第２の方向に夫々移動可能に構成された複数の第２摺動部材と，その複数の第２摺動部材の夫々に固着され，前記対応する工具位置決めプレートの面に重なる状態で保持される複数のアームと，その複数のアームの夫々の先端に設けられ，前記複数の位置決め孔のいずれかに選択的に嵌合されるピンを有する複数の工具位置切り換えプランジャとを備え，前記複数の第２摺動部材毎に工具が連結されていることを第１の特徴とする。
【０００９】
なお，前記第１の方向及び第２の方向は，後述する本発明の実施例におけるＸ軸方向及びＹ軸方向に対応する。また，前記第１摺動部材及び第２摺動部材は，本発明の実施例におけるＸ軸方向摺動体２８及びＹ軸方向摺動体３０にそれぞれ対応する。そして，前記基台は，本発明の実施例におけるワーク支持基台１１に，一対の基板は左右一対の側部基板１２，１２に，ワークはフロントサブフレームＳＦに，工具はナットランナ３５にそれぞれ対応する。
【００１０】
この第１の特徴によれば，各工具位置決めプレートの複数の位置決め孔から任意の一つを選択して，その位置決め孔上に各工具位置切り換えプランジャが位置するように各アームを移動させると，各工具に対応して設けられた各第１摺動部材及び第２摺動部材がそれぞれ第１及び第２の方向に移動し，各第２摺動部材に連結された個々の工具が，選択された位置決め孔に対応する夫々の所定の位置へと移動する。そこで，その各位置決め孔に各工具位置切り換えプランジャのピンを嵌合させると，各工具が，ワークの種類に応じて定められた夫々の所定位置に保持されるから，その状態で各工具を一斉に動作させることにより，ワークを一度に加工することができる。ワークの種類が変更されたときには，その変更されたワークに適合する位置決め孔を選んで各アームを移動させ，同様にするのみでよいから，極めて簡単な操作で各工具の位置をワークの種類に応じて切り換えることができ，その状態で各工具を一斉に動作させながらワークを一度に加工することができる。また，各工具位置決めプレートに，ワークの機種数に応じた数の，それぞれの工具に対応する位置決め孔を形成するのみでよいので，ワークの機種数の変化にも容易に対応することができる。しかも，構造は極めて簡単である。
【００１１】
また，本発明は，第１の特徴に加えて，前記工具位置決めプレートに，前記工具位置切り換えプランジャのピンが前記位置決め孔に嵌合される位置まで前記アームを移動させたとき，そのアームが当接するストッパピンを設けたことを第２の特徴とする。
【００１２】
この第２の特徴によれば，選択した位置決め孔側に向かってアームを移動させるとき，そのアームをストッパピンに当接させるのみで，目的とする位置決め孔上に工具位置切り換えプランジャが位置することになるので，工具位置の切り換え操作がより容易となる。
【００１３】
さらに本発明は，第１の特徴に加えて，前記工具位置決めプレートの面に，前記位置決め孔のそれぞれの間を結ぶガイド溝を形成したことを第３の特徴とする。
【００１４】
この第３の特徴によれば，選択した位置決め孔側に向かってアームを移動させるとき，工具位置切り換えプランジャのピンがガイド溝に沿って案内されるので，アームをその方向に向かって移動させるのみで，目的とする位置決め孔上に工具位置切り換えプランジャを位置させることができる。従って，工具位置の切り換え操作がより容易となる。
【００１５】
さらにまた，本発明は，第１ないし第３のいずれかの特徴に加えて，前記工具位置決めプレートを交換可能としたことを第４の特徴とする。
【００１６】
この第４の特徴によれば，例えばワークの機種数が増加されたとき，それまで使用していた工具位置決めプレートを，新たな機種数に応じた数の位置決め孔が形成されている工具位置決めプレートに交換すればよいので，その工具位置決めプレートとして，孔あけ加工の困難な熱処理されたプレートなどを使用することも可能となる。そして，それによって工具位置決めプレートの耐久性を高めることができる。
【００１７】
さらにまた，本発明は，第１ないし第４のいずれかの特徴に加えて，前記基台が昇降装置上に水平面内で移動可能に支承されており，その昇降装置により前記基台を下降させたときその基台の水平面内での移動を規制する規制手段が設けられていることを第５の特徴とする。
【００１８】
ここで，前記昇降装置は，後述する本発明の実施例における主昇降シリンダに対応し，規制手段は，復帰用案内ローラ２１を備えた復帰用ロッド２２と一対の復帰用案内板２５とに対応する。
【００１９】
この第５の特徴によれば，例えば基台上に支持されたサブフレーム等のワークを，その直上に待機するボディ等に工具により結合する場合，そのボディ等の位置が多少ずれていても，基台上の工具をボディ等に対して正確に位置させることができるとともに，基台上にワークを搬入するときにはその基台が定位置で保持されるようになるので，ワークを基台に対して正確に位置させることもでき，結局，基台上のワークとその直上で待機するボディ等との結合を確実に行うことが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の実施例に基づいて説明する。
【００２１】
図１は自動車を組み立てる組立ラインにおける，本発明の第１実施例に係る工具位置切り換え装置を備えた部分の側面図，図２は上記自動車のフロントサブフレームの平面図，図３は上記自動車のボディ及びフロントサブフレームの結合部を示す断面図，図４は上記工具位置切り換え装置の平面図で，図１の４矢視図，図５は図４の５矢視図，図６は図５の６矢視図，図７は図５の７−７線断面図，図８は図５の８−８線断面図，図９は図８の９矢視図，図１０は図５の矢印１０方向から見た上記工具位置切り換え装置の要部斜視図，図１１は図４に矢印１１で示す部分の拡大図で，図１０に示す工具位置切り換え装置の要部の部分平面図，図１２は図１１の１２−１２線断面図，図１３は本発明の第２実施例を示す，図１１に対応した平面図，図１４は図１３の１４−１４線断面図である。
【００２２】
まず，図１〜図１２に示す本発明の第１実施例について説明する。
【００２３】
図１において，この自動車組立ラインでは３機種の自動車が組み立てられるものとする。その自動車のボディＢは，オーバヘッドコンベアＣのハンガＨに支持されて搬送される。オーバヘッドコンベアＣの経路下方の床面には，３機種のボディＢにそれぞれ対応する３機種のフロントサブフレームＳＦを結合するためのサブフレーム取付け装置Ｌが設けられている。フロントサブフレームＳＦには，公知のように，エンジン及びトランスミッションを一体化したパワーユニットＥがあらかじめ搭載されている。
【００２４】
図２及び図３において，フロントサブフレームＳＦは，フロントビーム１，リヤビーム２及び左右のサイドビーム３，３を枠状に結合したもので，左右両側にそれぞれ３個のボルト孔４，４…が穿設されている。ボディＢ側にはこれらのボルト孔４，４…に対応して合計６個のウェルディングナット５，５…が設けられており，各ボルト孔４に下方から挿通したボルト６をウェルディングナット５に螺合，締結することにより，上記ボディＢとフロントサブフレームＳＦとが相互に結合されるようになっている。そのボディＢとフロントサブフレームＳＦとの結合位置，すなわち上記ボルト孔４及びウェルディングナット５の位置は，３機種の自動車において機種ごとにそれぞれ相違する。
【００２５】
なお，以下において，オーバヘッドコンベアＣの経路方向をＸ軸方向，それと水平面上で直交する方向，すなわちオーバヘッドコンベアＣの幅方向をＹ軸方向と呼ぶ。
【００２６】
図４〜６において，サブフレーム取付け装置Ｌは，床面に立設された主昇降シリンダ１０を備えており，その主昇降シリンダ１０上端の昇降体１０ａに，前記特許文献１等に記載されている公知のものと同様にして，ワーク支持基台１１が水平面内で移動可能に支承されている。そのワーク支持基台１１上には，Ｘ軸方向に延びる左右一対の側部基板１２，１２が立設されており，その側部基板１２，１２の上端部に，多数の下面ガイドローラ１３，１３…が軸支されている。また，側部基板１２，１２の前後両端部上端には，外方に向かって突出する横梁１４，１４が固設されており，その横梁１４，１４の先端に，Ｘ軸方向に延びる縦梁１５が結合されている。そして，その縦梁１５に，多数の側面ガイドローラ１６，１６…が軸支されている。こうして，これら下面ガイドローラ１３，１３…及び側面ガイドローラ１６，１６…により，フロントサブフレームＳＦを載置したパレットＰの下面及び左右両側面がそれぞれ支承され，そのパレットＰがＸ軸方向に誘導されるようになっている。このようにして，パレットＰはワーク支持基台１２上に支持される。 なお，図示されていないが，公知のように，左右の側部基板１２，１２にはパレット位置決め手段が設けられており，パレットＰがワーク支持基台１１上の定位置にきたとき，その定位置においてパレットＰが固定されるようになっている。また，パレットＰ上のフロントサブフレームＳＦも，そのパレットＰに対して位置決めして載置されている。従って，パレットＰをワーク支持基台１１上の定位置に位置させれば，フロントサブフレームＳＦもワーク支持基台１１に対して所定の位置で保持されることになる。
【００２７】
ワーク支持基台１１上に設けられた左右の側部基板１２，１２には，また，その後端部に，ブラケット１７，１７を介して位置決め用シリンダ１８，１８が上向きに支持されている。図７から明らかなように，位置決め用シリンダ１８の出力ロッドの上端には，テーパ状に開口する位置決めピン孔１９ａを有する位置決め部材１９が設けられている。一方，ボディＢを搭載してワーク支持基台１１の上方に待機するハンガＨの左右下部には，下向きの位置決めピン２０が設けられている。従って，位置決め用シリンダ１８を伸長駆動すると，位置決め部材１９の位置決めピン孔１９ａが位置決めピン２０に嵌合する。ボディＢはあらかじめ位置決めしてハンガＨに支持されているので，それによってボディＢとワーク支持基台１１とが所定の関係位置に保持される。
【００２８】
図５，６，８及び９から明らかなように，ワーク支持基台１１の下面には，主昇降シリンダ１０による支承部の近傍に，下端に復帰用案内ローラ２１を備えた復帰用ロッド２２が下向きに取り付けられている。その案内ローラ２１は，Ｙ軸方向の軸２３によって回転自在に支持されている。一方，床面に固定された主昇降シリンダ１０の基板２４には，Ｘ軸方向に間隔をあけて対向する一対の復帰用案内板２５，２５が立設されている。それらの復帰用案内板２５，２５によって，その間に案内溝２６が形成される。その案内溝２６は，下部側では復帰用案内ローラ２１の径とほぼ等しい大きさで，上端部は上側に向かってテーパ状に広がるようにされている。従って，主昇降シリンダ１０を収縮させてワーク支持基台１１を下降させているときにはワーク支持基台１１の水平面内での移動は規制されるが，主昇降シリンダ１０を伸長駆動してワーク支持基台１１を上昇させれば，そのワーク支持基台１１が水平面内で移動可能に支持されることになる。
【００２９】
図４〜６に戻り，さらに図１０をあわせて参照して，ワーク支持基台１１上に設けられた左右の側部基板１２，１２には，その外側面に，上下に離間した各２本のＸ軸方向レール２７，２７が敷設されており，その各２本のＸ軸方向レール２７，２７に，それぞれ３個のＸ軸方向摺動体２８，２８…が摺動自在に係合支持されている。各Ｘ軸方向摺動体２８にはそれぞれＹ軸方向レール２９が設けられており，そのＹ軸方向レール２９に，Ｙ軸方向摺動体３０が摺動自在に係合支持されている。
【００３０】
Ｙ軸方向摺動体３０には上下方向に長いコラム部３１が設けられ，そのコラム部３１に，上下方向に延びるガイドレール３２を介してナットランナ支持体３３が昇降可能に支持されている。また，コラム部３１の下端部にはナットランナ昇降シリンダ３４が取り付けられており，そのナットランナ昇降シリンダ３４の出力ロッド３４ａ先端に上記ナットランナ支持体３３が連結されている。従って，ナットランナ昇降シリンダ３４の伸縮により，ナットランナ支持体３３が昇降する。ナットランナ支持体３３には，ナットランナ３５のモータ３６が取り付けられており，そのモータ３６の出力軸３６ａにレンチ３７が連結されている。そのレンチ３７は，前記ボディＢとフロントサブフレームＳＦとを相互に結合するボルト６（図３参照）の締め付けに供される。
【００３１】
ワーク支持基台１１の下面には，その左右両側縁から側方に突出する３枚の工具位置決めプレート３８，３８；３９，３９；４０，４０が，それぞれ前後方向，すなわちＸ軸方向に並べて固定設置されている。これらの工具位置決めプレート３８，３９，４０はそれぞれボルト４１，４１によってワーク支持基台１１に取り付けられるようになっており，それによって各工具位置決めプレート３８，３９，４０が交換可能とされている。各工具位置決めプレート３８，３９，４０の上面は水平，すなわちＸ軸及びＹ軸に平行とされている。
【００３２】
最前方に配置される工具位置決めプレート３８には３個の位置決め孔３８ａ，３８ｂ，３８ｃが形成されている。また，中央部に配置される工具位置決めプレート３９には２個の位置決め孔３９ａ，３９ｂが形成されている。そして，最後方に配置される工具位置決めプレート４０には３個の位置決め孔４０ａ，４０ｂ，４０ｃが形成されている。これらの位置決め孔３８ａ，３９ａ，４０ａ…の位置は，組み立てられる３機種の自動車のボディＢとフロントサブフレームＳＦとの結合位置に応じてあらかじめ定められている。
【００３３】
一方，上記各Ｙ軸方向摺動体３０には，ナットランナ昇降シリンダ３４の取付け側とは反対側の面に，それぞれアーム４２が固着されている。そのアーム４２は，工具位置決めプレート３８，３９，４０の上面に重なる状態で保持されるように配置されている。特に図１０〜１２から明らかなように，各アーム４２の先端には工具位置切り換えプランジャ４３が設けられている。その工具位置切り換えプランジャ４３は，位置決め孔３８ａ，３８ｂ，３８ｃ…のいずれかに選択的に嵌合されるピン４４を有し，そのピン４４をスプリング４５により下方に向かって押圧付勢したもので，スプリング４５に抗してつまみ４６を引き上げることによってピン４４が位置決め孔３８ａ，３８ｂ，３８ｃ…から離脱するようにされている。
【００３４】
また，工具位置決めプレート３８，３９，４０には，その上面から突出するストッパピン４７，４７…が複数本，立設されている。それらのストッパピン４７，４７…は，工具位置切り換えプランジャ４３のピン４４が位置決め孔３８ａ，３８ｂ，３８ｃ…に対向してその位置決め孔３８ａ，３８ｂ，３８ｃ…に嵌合させ得る位置までアーム４２を移動させたときそのアーム４２が当接する位置で，しかも，工具位置切り換えプランジャ４３を他の位置決め孔３８ａ，３８ｂ，３８ｃ…側へ移動させるときにはアーム４２と干渉しない位置に設けられている。
【００３５】
次に，この実施例の作用について説明する。
【００３６】
あらかじめ，自動車の各機種に対応するパワーユニットＥを組み付けたフロントサブフレームＳＦが，それぞれパレットＰ上に位置決めして載置されている。いま，第１機種のボディＢがオーバヘッドコンベアＣにより搬送されてきて，サブフレーム取付け装置Ｌ直上の定位置に到着したとする。そのときには，第１機種のフロントサブフレームＳＦを搭載したパレットＰが，図示しないパレット移載装置によりサブフレーム取付け装置Ｌ上に移載される。
【００３７】
このとき，主昇降シリンダ１０は収縮しており，ワーク支持基台１１に取り付けられている復帰用ロッド２２の復帰用案内ローラ２１が，床面に対して固定された復帰用案内板２５，２５間に形成される案内溝２６の下部に係合しているので，ワーク支持基台１１は定位置で保持されている。従って，パレットＰは，そのワーク支持基台１１に対して正確に位置させることができる。
【００３８】
また，サブフレーム取付け装置Ｌ上に載置されたパレットＰは，下面ガイドローラ１３，１３…及び側面ガイドローラ１６，１６…によってＸ軸方向に移動可能に支持されるので，その位置が多少ずれていても，外力を加えることによって正確に位置させることができる。このようにして，パレットＰがワーク支持基台１１上の定位置にきたとき，その定位置においてパレットＰが固定される。
【００３９】
この状態で，各アーム４２の先端に設けられている工具位置切り換えプランジャ４３のつまみ４６をつかんでアーム４２をそれぞれ動かし，そのプランジャ４３を，各工具位置決めプレート３８，３９，４０に形成されている第１機種に対応する位置決め孔，例えば３８ａ，３９ａ，４０ａ上に位置させる。そして，アーム４２をその近傍のストッパピン４７に当接させる。すると，工具位置切り換えプランジャ４３のピン４４が位置決め孔３８ａ，３９ａ，４０ａに正確に対向することになり，そのピン４４がスプリング４５の付勢力により各位置決め孔３８ａ，３９ａ，４０ａにそれぞれ嵌合する。それによって，アーム４２がその位置で固定される。
【００４０】
このようにアーム４２を移動させるとき，そのアーム４２が固着されているＹ軸方向摺動体３０はＸ軸方向摺動体２８に設けられているＹ軸方向レール２９に沿って移動可能とされ，Ｘ軸方向摺動体２８はワーク支持基台１１の側部基板１２に設けられているＸ軸方向レール２７に沿って移動可能とされているので，アーム４２は，水平な工具位置決めプレート３８，３９，４０の上面に重なる状態を保持したままスムーズに移動する。そして，そのアーム４２の移動に伴い，Ｙ軸方向摺動体３０がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動し，そのＹ軸方向摺動体３０に取り付けられているナットランナ３５も同様に移動する。
【００４１】
このようにして，合計６本のアーム４２，４２…をそれぞれ移動させ，その先端に取り付けられている工具位置切り換えプランジャ４３，４３…のピン４４，４４…を，各工具位置決めプレート３８，３９，４０の第１機種に対応する位置決め孔３８ａ，３８ａ；３９ａ，３９ａ；４０ａ，４０ａにそれぞれ嵌合させたときには，合計６本のナットランナ３５，３５…の各レンチ３７，３７…が，フロントサブフレームＳＦの合計６個のボルト孔４，４…の直下に整列することになる。
【００４２】
次いで，主昇降シリンダ１０を伸長駆動し，ワーク支持基台１１を上昇させる。すると，ワーク支持基台１１に設けられている復帰用ロッド２２の復帰用案内ローラ２１が，床面に対して固定されている復帰用案内板２５，２５間の案内溝２６から離脱し，ワーク支持基台１１が水平面内で移動可能な状態となる。そこで，位置決め用シリンダ１８を伸長駆動して，その上端に設けられている位置決め部材１９の位置決めピン孔１９ａをハンガＨに設けられている位置決めピン２０の下端に嵌合させる。このとき，ワーク支持基台１１の位置が，上方で待機するハンガＨに対して多少ずれていたとしても，ワーク支持基台１１を水平面内で移動させることによってそのずれを修正することができる。このようにして，ワーク支持基台１１のハンガＨに対する水平位置を調整し，位置決め用シリンダ１８の位置決め部材１９をハンガＨの位置決めピン２０に完全に嵌合させれば，ワーク支持基台１１上に支持されている第１機種のフロントサブフレームＳＦとハンガＨに定位置で搭載されている第１機種のボディＢとが一定の位置関係となり，フロントサブフレームＳＦのボルト孔４とボディＢのウェルディングナット５との位置が整合する。
【００４３】
このようにしてそれぞれの位置決めを行った後，すべてのナットランナ３５，３５…を作動させながら，各ナットランナ昇降シリンダ３４，３４…によりそれらのナットランナ３５，３５…を上昇させる。すると，ナットランナ３５，３５…のレンチ３７，３７…にあらかじめセットされたボルト６，６…がフロントサブフレームＳＦのボルト孔４，４…を貫通してボディＢのウェルディングナット５，５…に一斉に螺合，締結される。こうして，第１機種のボディＢに第１機種のフロントサブフレームＳＦが結合される。
【００４４】
ボディＢとフロントサブフレームＳＦとの結合が完了すると，主昇降シリンダ１０が収縮し，空のパレットＰを載置したワーク支持基台１１が下降する。それに伴って，ワーク支持基台１１の下面に取り付けられた復帰用ロッド２２も下降し，その復帰用ロッド２２の復帰用案内ローラ２１が復帰用案内板２５，２５間の案内溝２６に嵌合する。その場合，ワーク支持基台１１の位置が，先に結合したボディＢとフロントサブフレームＳＦとの位置決め用シリンダ１８による位置決めによって多少ずれていたとしても，案内溝２６の上端部が上側に向かってテーパ状に広がる形状とされているので，図９に鎖線で示すように復帰用案内ローラ２１が復帰用案内板２５，２５のいずれかの上端部と係合してその案内板２５に案内されることにより，復帰用案内ローラ２１は案内溝２６の下部へと導かれる。こうして，ワーク支持基台１１は定位置に戻され，その定位置で保持される。そして，その状態で，空のパレットＰがサブフレーム取付け装置Ｌから排出される。
【００４５】
次に，オーバヘッドコンベアＣにより第２機種のボディＢがサブフレーム取付け装置Ｌの直上に搬送されてきたとする。そのときには，第２機種のフロントサブフレームＳＦを搭載したパレットＰが，図示しないパレット移載装置によりサブフレーム取付け装置Ｌ上に移載される。その場合にも，上述のようにワーク支持基台１１が定位置に保持されているので，パレットＰは，そのワーク支持基台１１に対して正確に位置させることができる。
【００４６】
パレットＰがワーク支持基台１１に対して位置決めして固定されると，第１機種の場合と同様にして各アーム４２，４２…をそれぞれ移動させ，工具位置切り換えプランジャ４３，４３…を，各工具位置決めプレート３８，３９，４０に形成されている第２機種に対応する位置決め孔，例えば３８ｂ，３８ｂ；３９ｂ，３９ｂ；４０ｂ，４０ｂ上に位置させる。そして，前述の場合と同様の操作により，各工具位置切り換えプランジャ４３のピン４４をその位置決め孔３８ｂ，３９ｂ，４０ｂに嵌合させる。それによって，アーム４２がその位置で固定されるとともに，ナットランナ３５，３５…が第２機種に対応する位置へ移動されて保持される。そこで，前述の場合と同様な操作を行い，ナットランナ３５，３５…によりボルト６，６…をボディＢ側のウェルディングナット５，５…に螺合，締結する。その結果，第２機種のフロントサブフレームＳＦが第２機種のボディＢに結合される。
【００４７】
第３機種のボディＢ及びフロントサブフレームＳＦの相互の結合に当たっても，各アーム４２，４２…を移動させてその先端の工具位置切り換えプランジャ４３のピン４４を第３機種に対応する位置決め孔３８ｃ，３８ｃ；３９ｂ，３９ｂ；４０ｃ，４０ｃに嵌合させるほかは，前述の場合と同様である。ただし，この実施例の場合には，フロントサブフレームＳＦの中央のボルト孔４，４の位置が，第２機種と第３機種とで同じとされているので，第２機種と第３機種との間での機種切り換えの場合には，中央の位置決めプレート３９，３９上のアーム４２，４２は移動させる必要がない。
【００４８】
このように，組み立てるべき自動車の機種の変更時にも，各工具位置決めプレート３８，３９，４０に形成されている複数の位置決め孔３８ａ〜３８ｃ，３９ａ〜３９ｂ，４０ａ〜４０ｃから，その変更された機種に対応する位置決め孔を選択して，その位置決め孔に工具位置切り換えプランジャ４３のピン４４が嵌合されるようにアーム４２を移動させるのみで，変更された機種のボディＢ及びフロントサブフレームＳＦの結合位置とナットランナ３５の位置とを整合させることができる。従って，ナットランナ３５の位置の切り換え操作を極めて簡単に行うことができる。
【００４９】
その場合，各位置決め孔３８ａ〜３８ｃ，３９ａ〜３９ｂ，４０ａ〜４０ｃの近傍に上述のようなストッパピン３７，３７…を設けておけば，アーム４２を目的とする位置に移動させることが容易となるので，ナットランナ３５の位置の切り換え操作をより容易に行うことができる。
【００５０】
また，先端に工具位置切り換えプランジャ４３を取り付けたアーム４２にナットランナ３５を連結しておき，そのアーム４２をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に支持しておくだけでよいので，構造も簡単である。
【００５１】
さらに，組み立てるべき自動車の機種が増加した場合には，工具位置決めプレート３８，３９，４０に，増加した機種に応じた位置決め孔を新たに穿孔しさえすればよいので，機種の増加にも容易に対応することができる。
【００５２】
しかも，工具位置決めプレート３８，３９，４０は交換可能とされているので，組み立てるべき自動車の機種が変更された場合には，その機種に応じた位置決め孔が形成されている工具位置決めプレートに交換することもできる。工具位置決めプレートを交換することとすれば，その位置決めプレートに新たに位置決め孔を穿孔する必要がなくなるので，孔あけ加工の困難な熱処理されたプレートを位置決めプレートとして使用することも可能となり，工具位置決めプレートの耐久性を向上させることができる。
【００５３】
次に，図１３及び１４に示す本発明の第２実施例について説明する。
【００５４】
この第２実施例では，工具位置決めプレート３８の上面に，ストッパピン４７，４７…を設ける代わりに，３個の位置決め孔３８ａ，３８ｂ，３８ｃの間をそれぞれ結ぶガイド溝４８，４８，４８が形成される。そのガイド溝４８の深さは，工具位置切り換えプランジャ４３のピン４４を上限まで引き上げたときにそのピン４４が係合するだけの深さである。図示しないが，他の工具位置決めプレート３９，４０についても同様とされる。その他の構成は前実施例と同様であるので，図中，前実施例との対応部分には同一の符号を付すことにより，その説明を省略する。
【００５５】
この第２実施例によれば，例えばいま，工具位置切り換えプランジャ４３のピン４４が位置決め孔３８ａに嵌合しているとして，その状態から，組み立てるべき自動車の機種変更に応じて，工具位置切り換えプランジャ４３のピン４４を他の位置決め孔３８ｂに嵌合させるためにアーム４２を移動させるとする。そのような場合，工具位置切り換えプランジャ４３のピン４４を上限まで引き上げて，アーム４２を目的とする位置決め孔３８ｂの方向にわずかに移動させれば，そのピン４４がガイド溝４８に係合する。その結果，工具位置切り換えプランジャ４３のピン４４がガイド溝４８に沿って案内されるようになるので，その後はアーム４２を位置決め孔３８ｂの方向に向かって移動させるのみで，工具位置切り換えプランジャ４３を目的とする位置決め孔３８ｂ上に正確に位置させることができる。従って，ナットランナ３５の位置の切り換え操作を一層容易に行うことができる。
【００５６】
以上，本発明の好適実施例について説明したが，本発明は，上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，本発明は，自動車の部品に限らず，各種ワークに適用することができる。また，工具としても，ナットランナ３５のほか，切削工具や穿孔工具などを使用することができる。そして，ワークや工具の配置によっては，工具位置決めプレート３８，３９，４０等を上記実施例の状態から９０°回転させた垂直状態として使用することもできる。工具位置決めプレート３８〜４０の枚数やそれに形成される位置決め孔の数は，加工部の数や機種数によって決定されることは言うまでもない。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように，本発明の第１の特徴によれば，
ワークを支持する基台と，この基台上に互いに平行に設けられた一対の基板と，あらかじめ定められた複数の位置に位置決め孔が形成されていて，前記基台に固定設置される複数の工具位置決めプレートと，前記一対の基板の各々に，前記複数の工具位置決めプレートの夫々に対応して設けられ，各対応する工具位置決めプレートの面に平行な第１の方向に夫々移動可能に支持された複数の第１摺動部材と，その第１摺動部材の夫々に支持され，前記各対応する工具位置決めプレートの面に平行で前記第１の方向に直交する第２の方向に夫々移動可能に構成された複数の第２摺動部材と，その複数の第２摺動部材の夫々に固着され，前記対応する工具位置決めプレートの面に重なる状態で保持される複数のアームと，その複数のアームの夫々の先端に設けられ，前記複数の位置決め孔のいずれかに選択的に嵌合されるピンを有する複数の工具位置切り換えプランジャとを備え，前記複数の第２摺動部材毎に工具を連結するようにしているので，ワークが変更されたときには，各工具位置決めプレートに形成されている複数の位置決め孔から変更されたワークに対応する位置決め孔を選択して，その位置決め孔上に各工具位置切り換えプランジャが位置するように各アームを移動させ，その位置決め孔に各工具位置切り換えプランジャのピンを嵌合させる，という簡単な操作のみで，各工具の位置を，変更されたワークに適合する所定の位置に切り換えることができ，その状態で各工具を一斉に動作させることにより，変更されたワークを一度に加工することができる。また，各工具位置決めプレートに，ワークの機種数に応じた数の，それぞれの工具に対応する位置決め孔を形成するのみでよいので，ワークの機種数の変化にも容易に対応することができる。しかも，先端に工具位置切り換えプランジャを取り付けたアームに工具を連結しておき，そのアームを各工具位置決めプレートの面に沿って移動可能に支持しておくだけでよいので，構造は極めて簡単で，安価に構成することができる。
【００５８】
また，本発明の第２の特徴によれば，前記工具位置決めプレートに，前記工具位置切り換えプランジャのピンが前記位置決め孔に嵌合される位置まで前記アームを移動させたとき，そのアームが当接するストッパピンを設けるようにしているので，選択した位置決め孔上に工具位置切り換えプランジャを位置させることが容易となり，工具位置の切り換え操作をより容易に行うことができる。
【００５９】
さらに，本発明の第２の特徴によれば，前記工具位置決めプレートの面に，前記位置決め孔のそれぞれの間を結ぶガイド溝を形成するようにしているので，選択した位置決め孔側に向かってアームを移動させるとき，工具位置切り換えプランジャのピンがガイド溝に沿って案内されるようになり，目的とする位置決め孔上に工具位置切り換えプランジャを正確に位置させることが容易となる。従って，工具位置の切り換え操作を一層容易に行うことができる。
【００６０】
また，本発明の第４の特徴によれば，前記工具位置決めプレートを交換可能としているので，その工具位置決めプレートとして，孔あけ加工の困難な熱処理されたプレートなどを使用することもできる。そして，それによって工具位置決めプレートの耐久性を高めることができる。
【００６１】
さらにまた，本発明の第５の特徴によれば，前記基台を昇降装置上において水平面内で移動可能に支承するとともに，その昇降装置により前記基台を下降させたときその基台の水平面内での移動を規制する規制手段を設けるようにしているので，例えば基台上に支持されたサブフレーム等のワークを，その直上に待機するボディ等に工具により結合する場合，そのボディ等の位置が多少ずれていても，基台上の工具をボディ等に対して正確に位置させることができ，一方，基台上にワークを搬入するときにはその基台が定位置で保持されるようになるので，ワークを基台に対して正確に位置させることもできる。従って，基台上のワークとその直上で待機するボディ等との結合を確実に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 自動車を組み立てる組立ラインにおける，本発明の第１実施例に係る工具位置切り換え装置を備えた部分の側面図。
【図２】 上記自動車のフロントサブフレームの平面図。
【図３】 上記自動車のボディ及びフロントサブフレームの結合部を示す断面図。
【図４】 上記工具位置切り換え装置の平面図で，図１の４矢視図。
【図５】 図４の５矢視図。
【図６】 図５の６矢視図。
【図７】 図５の７−７線断面図。
【図８】 図５の８−８線断面図。
【図９】 図８の９矢視図。
【図１０】 図５の矢印１０方向から見た上記工具位置切り換え装置の要部斜視図。
【図１１】 図４に矢印１１で示す部分の拡大図で，図１０に示す工具位置切り換え装置の要部の部分平面図。
【図１２】 図１１の１２−１２線断面図。
【図１３】 本発明の第２実施例を示す，図１１に対応した平面図。
【図１４】 図１３の１４−１４線断面図。
【符号の説明】
１０・・・・・・主昇降シリンダ（昇降装置）
１１・・・・・・ワーク支持基台（基台）
２２・・・・・・復帰用ロッド（規制手段）
２５・・・・・・復帰用案内板（規制手段）
２６・・・・・・案内溝
２７・・・・・・Ｘ軸方向レール
２８・・・・・・Ｘ軸方向摺動体（第１摺動部材）
２９・・・・・・Ｙ軸方向レール
３０・・・・・・Ｙ軸方向摺動体（第２摺動部材）
３５・・・・・・ナットランナ（工具）
３８，３９，４０・・・工具位置決めプレート
３８ａ〜４０ｃ・・・・位置決め孔
４２・・・・・・アーム
４３・・・・・・工具位置切り換えプランジャ
４４・・・・・・ピン
４７・・・・・・ストッパピン
４８・・・・・・ガイド溝
ＳＦ・・・・・・フロントサブフレーム（ワーク）

Claims (5)

1. ワーク（ＳＦ）を支持する基台（１１）と，
   この基台（１１）上に互いに平行に設けられた一対の基板（１２）と，
   あらかじめ定められた複数の位置に位置決め孔（３８ａ〜３８ｃ，３９ａ，３９ｂ，４０ａ〜４０ｃ）が形成されていて，前記基台（１１）に固定設置される複数の工具位置決めプレート（３８〜４０）と，
   前記一対の基板（１２）の各々に，前記複数の工具位置決めプレート（３８〜４０）の夫々に対応して設けられ，各対応する工具位置決めプレート（３８〜４０）の面に平行な第１の方向（Ｘ）に夫々移動可能に支持された複数の第１摺動部材（２８）と，
   その第１摺動部材（２８）の夫々に支持され，前記各対応する工具位置決めプレート（３８〜４０）の面に平行で前記第１の方向（Ｘ）に直交する第２の方向（Ｙ）に夫々移動可能に構成された複数の第２摺動部材（３０）と，
   その複数の第２摺動部材（３０）の夫々に固着され，前記対応する工具位置決めプレート （３８〜４０）の面に重なる状態で保持される複数のアーム（４２）と，
   その複数のアーム（４２）の夫々の先端に設けられ，前記複数の位置決め孔（３８ａ〜３８ｃ，３９ａ，３９ｂ，４０ａ〜４０ｃ）のいずれかに選択的に嵌合されるピン（４４）を有する複数の工具位置切り換えプランジャ（４３）とを備え，
   前記複数の第２摺動部材（３０）毎に工具（３５）が連結されていることを特徴とする，工具位置切り換え装置。
2. 請求項１記載の工具位置切り換え装置において，前記工具位置決めプレート（３８〜４０）に，前記工具位置切り換えプランジャ（４３）のピン（４４）が前記位置決め孔（３８ａ〜３８ｃ，３９ａ，３９ｂ，４０ａ〜４０ｃ）に嵌合される位置まで前記アーム（４２）を移動させたとき，そのアーム（４２）が当接するストッパピン（４７）が設けられていることを特徴とする，工具位置切り換え装置。
3. 請求項１記載の工具位置切り換え装置において，前記工具位置決めプレート（３８〜４０）の面に，前記位置決め孔（３８ａ〜３８ｃ，３９ａ，３９ｂ，４０ａ〜４０ｃ）のそれぞれの間を結ぶガイド溝（４８）が形成されていることを特徴とする，工具位置切り換え装置。
4. 請求項１〜３のいずれか記載の工具位置切り換え装置において，前記工具位置決めプレート（３８〜４０）が交換可能とされていることを特徴とする，工具位置切り換え装置。
5. 請求項１〜４のいずれか記載の工具位置切り換え装置において，前記基台（１１）が昇降装置（１０）上に水平面内で移動可能に支承されており，その昇降装置（１０）により前記基台（１１）を下降させたときその基台（１１）の水平面内での移動を規制する規制手段（２２，２５）が設けられていることを特徴とする，工具位置切り換え装置。

Images