CN104349867B - 焊接部件的平滑化方法以及平滑化装置 - Google Patents

焊接部件的平滑化方法以及平滑化装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种可以使目前通过手工作业进行的焊接部件的平滑化自动化的平滑化方法以及装置。本发明方法使用具有环状的研磨带和将研磨带向焊接部分按压的按压垫的砂带研磨装置，在得到被焊接的两部件的沿着焊道的表面高度信息后，以不同的两个方式使用该砂带研磨装置。最初的方式是一边使研磨带行进，一边利用按压垫将该研磨带向焊接部位按压，降低焊道的高度的焊道除去步骤。此时，研磨带在固定位置行进，使按压垫相对于焊接部位(的表面)接近/离开移动。接着的方式是一边使研磨带行进，使其沿着被焊接的两部件的表面移动，一边利用按压垫将其向焊接部位按压，将焊接部位平滑化的平滑化步骤。

Description

焊接部件的平滑化方法以及平滑化装置
技术领域
本发明涉及将焊接部件的焊接部位平滑化的方法以及装置。
背景技术
例如，车辆门框架通过至少将支柱部件(立柱部件、门框架部件)和窗框部件(上窗框部件、门框架部件)在对焊缘进行焊接(角焊)而形成。焊接通常使用TIG焊接、MIG焊接。
在该门框架部件的焊接中，不能避免在其焊接部位产生焊道(凸部)。该焊道在支柱部件和窗框部件的设计面上体现出，因此，需要通过研磨将其平滑化，目前通过作业者的手工作业来除去。门框架材料除铁类材料的辊轧成形品之外，出于轻量化的目的，还使用铝合金的挤压成形品。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000－52211号公报
专利文献2：日本特开2012－001153号公报
专利文献3：日本特开昭58－109263号公报
发明内容
(发明要解决的问题)
本发明的目的在于，得到可以使目前通过手工作业进行的焊接部件的平滑化自动化的平滑化方法以及装置。另外，本发明的目的在于，得到可以以固定时间(范围)的生产节拍时间进行焊道的平滑化的平滑化方法以及装置。
(解决技术问题的技术方案)
本发明着眼于如下来实现：首先去除焊道(降低焊道的高度)，接着实行焊接部分的平滑化；在去除焊道时使用焊接部分的周围的高度信息；以及在进行焊道的除去和平滑化时，使用具有环状的研磨带和将研磨带向焊接部分按压的按压垫的同一砂带研磨装置。
本发明以使用具有环状的研磨带和将研磨带向焊接部分按压的按压垫的砂带研磨装置为前提。这种砂带研磨装置例如在专利文献3中已知。而且，在本发明方法中，在得到被焊接的两部件的沿着焊道的表面高度信息后，以不同的两个方式使用该砂带研磨装置。最初的方式是一边使研磨带行进，一边利用按压垫将该研磨带向焊接部位按压，降低焊道的高度的焊道除去步骤。此时，研磨带在固定位置行进，使按压垫相对于焊接部位(的表面)接近/离开移动。接着的方式是一边使研磨带行进，使其沿着被焊接的两部件的表面移动，一边利用按压垫将其向焊接部位按压，将焊接部位平滑化的平滑化步骤。
即，本发明中，为了实行降低最初的焊道的高度的步骤，检测被焊接的两部件的对接端面的沿着焊道的高度信息，以在其最低位部分也将焊道除去的方式决定研磨带向焊道侧的下降量(突出量)。
本发明的焊接部位的平滑化方法，是将焊接的两个焊接部件的焊道除去使其平滑化的方法，其特征在于，具有：准备具有环状的研磨带和将该研磨带向所述焊接部分按压的按压垫的砂带研磨装置的步骤；检测被焊接的两部件的表面的沿着焊道的高度位置的测定步骤；使用在测定步骤检测到的被焊接的两部件表面的高度位置信息，一边使所述研磨带行进，一边利用所述按压垫将该研磨带向焊接部位按压，降低焊道的高度的焊道除去步骤；以及一边使研磨带行进，使其沿着被焊接的两部件的表面移动，一边利用所述按压垫将该研磨带向焊接部位按压，将焊接部位平滑化的平滑化步骤。
本发明的焊接部位的平滑化方法中，优选的是，在测定步骤中，在沿着焊道的两侧分别得到多个点的高度信息。
本发明方法优选的是，还包含：检测与焊道正交的方向上的被焊接的两部件的表面的角度差的步骤、和基于在该角度检测步骤检测到的角度差来调节研磨带和按压垫相对于被焊接的两部件的表面的角度的步骤。
另外，优选包含如下步骤，在被焊接的两部件具有从焊道的延长方向的一端部向左右延伸的平面部的情况下，利用研磨带以及按压垫沿着该平面部研磨除去从该平面部突出的突出焊道。
优选的是，被焊接的两部件除是整体平坦的两部件之外，也可以是焊道的形成方向的一端部低的非平坦部件，该情况下，焊道除去步骤和平滑化步骤通过提升该被焊接的两部件的低位部分而实行。
优选的是，焊道除去步骤中所使用的按压垫的硬度比平滑化步骤中所使用按压垫的硬度硬。
优选的是，研磨带的宽度以及按压垫的平面的大小被设定为覆盖焊道的全长的大小。
在焊道除去步骤中，可以以在固定的时间内除去焊道的方式决定所述研磨带的行进速度、张力、所述按压垫的突出量以及突出力的任意一个以上的研磨条件。
具体而言，被焊接的两部件例如是门框架的支柱部件和框架部件。
本发明方法更优选的方式中，在研磨带进行的焊道的除去步骤以及平滑化步骤之后，进一步对除去了焊道的被焊接的两部件的表面实行利用抛光机的除缝处理步骤。
在该除缝处理步骤中，优选的是，包含：基于在检测与焊道正交的方向上的被焊接的两部件的表面的角度差的步骤中检测到的角度差来调节抛光机的角度的步骤。
本发明的焊接部分的平滑化装置，是将焊接的两个焊接部件的焊道除去使其平滑化的装置，其特征在于，具备：砂带研磨装置，其具有被行进驱动的环状的研磨带和将该研磨带向所述焊接部分按压的按压垫；夹具，其放置具有焊道的被焊接的两部件；测定装置，其测定放置于夹具上的被焊接的两部件的沿着焊道的表面的高度位置；位置控制装置，其使所述砂带研磨装置相对于夹具移动；以及控制装置，其控制砂带研磨装置、测定装置以及位置控制装置，控制装置使用由所述测定装置检测到的两个焊接部件表面的高度信息，一边使所述研磨带行进，一边利用所述按压垫将该研磨带向焊接部位按压而降低焊道的高度，接着，一边使所述研磨带行进，使其沿着被焊接的两部件的表面移动，一边利用所述按压垫将该研磨带向焊接部位按压，将焊接部位平滑化。
在本发明的焊接部位的平滑化装置中，优选的是，测定装置还检测与焊道正交的方向上的被焊接的两部件的表面的角度差，控制装置基于该两部件表面的角度差来调节研磨带和按压垫相对于被焊接的两部件的表面的角度。
另外，优选的是，在被焊接的两部件具有从焊道的延长方向的一端部向左右延伸的平面部的情况下，控制装置利用研磨带以及按压垫，沿着该平面部研磨除去从所述平面部突出的突出焊道。
优选的是，在被焊接的两部件是焊道的形成方向的一端部低的非平坦部件的情况下，夹具具备提升该被焊接的两部件的低位部分的部分浮起装置。
实际上砂带研磨装置在焊道除去工序和所述平滑化工序中具备切换所使用的按压垫的按压垫机构。
本发明的焊接部位的平滑化装置中，优选的是，还具备与砂带研磨装置不同的进行除去了焊道的被焊接的两部件的表面的除缝处理的抛光机。
优选的是，该抛光机可基于与焊道正交的方向上的所述被焊接的两部件的表面的角度差调节其角度。
(发明的效果)
本发明使用具有环状的研磨带和将研磨带向焊接部分按压的按压垫的砂带研磨装置，在第一步骤中，一边使研磨带行进，一边利用按压垫将该研磨带向被焊接的两部件的焊接部位按压，降低焊道的高度，在第二步骤中，一边使研磨带行进，使其沿着被焊接的两部件的表面移动，一边利用按压垫将其向焊接部位按压，将焊接部位平滑化，因此，能够容易地除去焊道，将焊接部位平滑化。另外，由于能够管理第一步骤和第二步骤的时间，所以能够使平滑化所需的生产节拍时间大致固定，使自动化变得容易。
附图说明
图1(A)是应用本发明的焊接部分的平滑化方法的车辆门框架的平面图，(B)是(A)的B部立体图，(C1)、(C2)、(C3)分别是沿着(A)的C1－C1线、C2－C2线、C3－C3线的剖面图。
图2是示出实施本发明的平滑化方法的装置的一实施方式的立体图。
图3是图2的装置内的砂带研磨装置的正面图。
图4是使图3的砂带研磨装置的支承基板以旋转台的旋转轴为中心旋转90°，设为焊接两部件表面的高度位置检测模式时的正面图。
图5(A)是图2的装置内的夹具所具备的部分浮起装置的平面图，(B)是沿着(A)的B－B线的剖面图。
图6(A)、(B)、(C)是示出本发明的平滑化方法的步骤的图。
图7是示出沿着焊道的焊接两部件的高度坐标和按压垫的突出位置的一例的示意图。
图8是本发明的焊接部分的平滑化装置的框图。
图9(A)、(B)、(C)是示出本发明的焊接部分的平滑化方法的第二实施方式的平面图、侧面图、正面图。
图10是第二实施方式的控制框图。
图11是示出第二实施方式的焊接部位平滑化步骤(精密研磨处理)的三阶段的平面图。
图12是抛光精加工处理所使用的抛光机的一例的概念图。
图13是示出抛光精加工处理的三阶段的平面图。
图14是抛光机的外形抛光精加工的角R化处理的概念图。
符号说明
10 门框架
11 支柱部件(被焊接的两部件)
12 框架部件(被焊接的两部件)
11T、12T 对焊缘
11S、12S 表面
11F、12F 上缘(平面部)
13 焊道
13F 突出焊道
14 高度测定点
20 平滑化装置
30 砂带研磨装置
31 支承基板
32 驱动电动机
33 驱动带轮
34 导向带轮
35 空气摇动致动器
36 张紧带轮
38 研磨带
38X 工作区间带
40 激光测长单元(测定装置)
41 42 激光测长器
45 按压垫机构
46 按压垫(粗加工用)
47 按压垫(精密加工用)
43 旋转致动器
50 位置控制装置
51 主体基座
52 旋转基座
53、55 轴
54 第一臂
56 第二臂
57 旋转台
57X 旋转轴
58 支承头板
60 夹具
61 工件收纳凹部
62 部分浮起装置
63 轴
64 提升曲柄
64a 提升腕
64b 驱动腕
65 空气致动器
70 控制装置
80 抛光机
81 抛光机主体
82 偏心旋转轴
83 研磨旋转体
84 抛光纸
100 计测步骤
101 粗研磨处理
102 精密研磨处理
103 外形研磨处理。
具体实施方式
图1中，作为应用本发明的焊接部位的平滑化方法的被焊接的两部件，示出由支柱部件(前支柱、立柱部件、第一门框架部件)11和框架部件(上窗框、第二门框架部件)12构成的门框架10。支柱部件11和框架部件12分别由铁类材料的辊轧成形品构成，将其对焊缘11T和对焊缘12T对接焊接(角焊)，形成于焊接部位的焊道13从支柱部件11的表面11S和框架部件12的表面12S突出并隆起。
图2示出实施本发明方法的焊接部位的平滑化装置20，图3示出该平滑化装置20内的砂带研磨装置30。平滑化装置20具备砂带研磨装置30、砂带研磨装置30的位置控制装置(位置控制机械臂)50、放置焊接后的门框架10的夹具60。另外，在砂带研磨装置30的支承基板31上，作为测定支柱部件11和框架部件12的表面11S和表面12S的表面高度(Y坐标)的测定装置，固定有激光测长单元40。
砂带研磨装置30被支承于通过位置控制装置50进行位置控制的支承基板31上，基本结构公开于专利文献3。如图3所示，该砂带研磨装置30具有：由驱动电动机32在固定位置旋转驱动的驱动带轮33、旋转自如地支承于固定位置的导向带轮34、旋转自如地支承于空气摇动致动器35的摇动臂35a的前端的张紧带轮36这三个带轮，在这些驱动带轮33、导向带轮34以及张紧带轮36的周围，卷绕有环状的研磨带(砂带)38。在通过驱动电动机32旋转驱动驱动带轮33时，研磨带38行进，使空气摇动致动器35的摇动臂35a的摇动位置变化，由此，研磨带38的张力变化。研磨带38的行进速度可通过驱动电动机32自如设定，另外，可通过驱动电动机32检测研磨负荷。在该实施方式中，利用位于导向带轮34和张紧带轮36之间的工作区间带38X(研磨区间)进行被研磨物(门框架10的焊道13(及其左右的焊接部分))的研磨。在进行研磨加工时，该砂带研磨装置30的工作区间带38X位于夹具60(置于夹具60上的门框架10)的上方。另外，在驱动带轮33和导向带轮34的研磨带38的外侧配置有集尘料斗39。
被支承基板31支承的按压垫机构45位于由研磨带38包围的空间内。该按压垫机构45具备：一对(多个)的按压垫46和47、和选择性地使该按压垫46和按压垫47位于工作区间带38X的内侧的旋转致动器48。而且，按压垫46和按压垫47向工作区间带38X的按压力(向工作区间带38X侧的突出量)可通过空气致动器进行调节。按压垫46例如为硬质的粗加工用，按压垫47为软质的精密加工用(研磨用)。
夹具60将支柱部件11的表面11S和框架部件12的表面12S相对于以上的砂带研磨装置30的工作区间带38X大致平行地保持，具备收纳门框架10的工件收纳凹部61。“大致平行”是如下意思，即，支柱部件11和框架部件12的表面11S和表面12S不是纯粹的平面，由于在内侧(窗开口侧)具有缓的下降曲面，所以在将表面11S和表面12S的外侧看作平面时，以其外侧的假想平面和工作区间带38X成平行的方式保持门框架10。假如被焊接的两部件的表面为平面，则以其平面和工作区间带38X成平行的方式放置于夹具60上。
如图5所示，在夹具60上具备使支柱部件11和框架部件12的内侧的下降曲面向上方变形而用于进行研磨的部分浮起装置62。该部分浮起装置62具备以轴63为中心能够转动的提升曲柄64。提升曲柄64的一个提升腕64a跨过支柱部件11和框架部件12的对焊缘11T以及对焊缘12T的下面(背面)设置，在另一个驱动腕64b上连接有空气致动器65。如果通过空气致动器65推出驱动腕64b，则提升腕64a将支柱部件11的对焊缘11T和框架部件12的对焊缘12T的附近向上方提升，使其接近平面。
位置控制装置50是自如控制砂带研磨装置30(支承基板31)相对于夹具60的位置的众所周知的装置，在固定于地板面上的主体基座51上具有以垂直轴为中心能够旋转的旋转基座52，以水平的轴53为中心能够摇动运动的第一臂54的下端部被支承于该旋转基座52。在第一臂54的上端部枢装有以水平的轴55能够伸缩的第二臂56，在第二臂56的前端部设有以旋转轴57X为中心能够转动的旋转台57，在该旋转台57上具备支承头板58。该位置控制装置50能够通过以旋转基座52的垂直轴为中心的转动动作、以第一臂54的轴53和轴55为中心的转动动作、第二臂56的伸缩动作、以及旋转台57的旋转轴57X的转动动作，使支承头板58朝向任意的位置以及方向移动，控制其位置。
支承头板58与砂带研磨装置30的支承基板31结合，因此，位置控制装置50能够自如控制砂带研磨装置30的位置。支承基板31能够以旋转台57的旋转轴57X(图3、图4)为中心转动(摇动)(至少可在图3和图4的两位置进行方向变换)，在该实施方式中，利用旋转台57的旋转功能，在该支承基板31上支承测定支柱部件11和框架部件12的表面11S以及表面12S的高度的激光测长单元40。即，支承基板31在砂带研磨装置30的工作区间带38X朝向水平的图3所示的研磨位置和同工作区间带38X朝向垂直的图4所示的高度测定位置能够变更姿势，位置控制装置50包含该基板方向(姿势)变换装置31T(图8)。固定于支承基板31的激光测长单元40具备两个激光测长器41、42，在图4所示的高度测定位置，该激光测长器41和42与支柱部件11和框架部件12的表面11S以及表面12S对向。激光测长(测距)器41、42是众所周知的，利用分束器将从激光光源射出的激光分成测定光和参照光，将测定光朝向表面11S和表面12S照射，并由受光器探测其反射光，另一方面，使在固定位置反射的参照光向同一受光器入射，探测测定光和参照光的相位差，基于该相位差，测定从激光测长器41、42的基准位置直至表面11S和表面12S的距离。
位置控制装置50具备旋转台57的旋转轴57X的上下方向(X方向)、左右方向(Y方向)以及与X方向和Y方向正交的Z方向的坐标检测系、以及支承基板31的旋转位置检测系(90°坐标变换系)，且还具备从该旋转轴57X到激光测长器41和42的基准位置为止的距离、到工作区间带38X为止的距离、以及到按压垫机构45的按压垫46和精密加工用按压垫47的前端为止的距离的检测系。即，正确地检测支柱部件11和框架部件12的表面11S以及表面12S的XYZ方向的位置、旋转轴57X的XYZ方向的位置、砂带研磨装置30的工作区间带38X的XYZ方向的位置以及按压垫机构45的按压垫46和精密加工用按压垫47的XYZ方向的位置。
在本实施方式中，使用包含上述结构的砂带研磨装置30(激光测长单元40)以及位置控制装置50的平滑化装置20，如下实行门框架10的焊道13的除去以及平滑化。
计测步骤
在第一步骤中，在夹具60的工件收纳凹部61收纳(放置)门框架10，在该状态下，利用位置控制装置50(基板方向(姿势)变换装置31T)使砂带研磨装置30(支承基板31)以旋转轴57X为中心旋转90°，如图4所示，使测距光从激光测长单元40的激光测长器41和42的射出方向朝向X方向。而且，利用该激光测长器41和42检测该支柱部件11的对焊缘11T和框架部件12的对焊缘12T的沿着焊道13的高度(不含尽可能接近焊道13的焊道13的高度、Y坐标)。如图1(C1)、(C2)、(C3)中夸张所示，在支柱部件11和框架部件12的沿着焊道13的表面11S和表面12S的高度(Y坐标)上存在偏差。此外，实际的表面11S和表面12S的高度(Y坐标)为μm级。图6(A)的符号14示出四个测点。激光测长器41和42向Z方向(以及X方向)的移动通过位置控制装置50进行。
表面11S和表面12S的高度(Y坐标)的测定可以通过接触型传感器进行，还可以对表面11S和表面12S的焊道13的周缘进行扫描，生成高度图。在该计测步骤中，检测支柱部件11、框架部件12的表面11S和表面12S的沿着焊道13的高度(Y坐标)中的最低高度(Y坐标)。此时，也可以检测焊道13的最大高度(Y坐标)。
焊道除去(高度減少)步骤(粗研磨处理)
第二步骤是除去焊道13的步骤。在该步骤中，利用位置控制装置50(基板方向(姿势)变换装置31T)使砂带研磨装置30(支承基板31)以旋转轴57X为中心旋转90°，如图3所示，使砂带研磨装置30的工作区间带38X朝向X方向。该焊道的除去如下进行，通过位置控制装置50使砂带研磨装置30下降到固定位置并对其维持，且在将工作区间带38X与门框架10的表面11S和框架部件12的表面12S平行地维持的基础上，如图6(B)所示，使按压垫机构45的粗加工用按压垫46向焊道13侧突出，使行进的研磨带38与焊道13接触而进行研磨、除去(降低焊道13的高度)。研磨带38具有将形成于对焊缘11T和对焊缘12T(表面11S和表面12S)之间的焊道13的全部一次除去所足够的宽度。即，如图6(A)所示，研磨带38的Z方向的宽度W被设定为比焊道13的Z方向的长度w大。按压垫46和47的Z方向的宽度(径)也比焊道的Z方向的长度w大。即，就研磨带38的宽度和按压垫46的平面的大小而言，考虑到焊道13的方向，设定为总是覆盖其全长的大小。在该焊道除去步骤中，通过第一步骤中的门框架10表面的最低高度信息(Y坐标)来决定粗加工用按压垫46向Y方向的突出量。
图7中示意性描绘门框架10表面的四个测点(Y坐标)Y1、Y2、Y3、Y4、和粗加工用按压垫46从初期位置向Y方向的突出量(最大突出位置)，以粗加工用按压垫46达到四个测点中最低位的测点(表面)Y3的方式设定其突出量Y5。
以在固定时间(生产节拍时间，例如3秒)实行该焊道除去步骤的方式，使用上述门框架10的最低高度(Y坐标)信息，决定包含驱动电动机32带来的研磨带38的行进速度、空气摇动致动器35带来的研磨带38的张力、空气致动器带来的粗加工用按压垫46的突出压力的研磨条件。例如，能够通过作用于驱动电动机32的负荷来检测工作区间带38X开始与焊道13的接触(焊道13的Y坐标)，因此，能够从该时刻决定工作区间带38X到达门框架10表面的最低高度(Y坐标)的时间(焊道的除去结束时间)，并确定以上的要素。在于测定步骤测定焊道13的高度(Y坐标)的情况下，研磨条件的决定可以使用其高度信息。
焊接部位平滑化步骤(精密研磨处理)
在第三步骤中，如图6(C)所示，利用旋转致动器43将按压垫机构45的垫从粗加工用按压垫46切换为精密加工用按压垫47。而且，一边使研磨带38行进，一边使砂带研磨装置30(工作区间带38X)相对于门框架10的表面11S和表面12S平行地移动，同时通过空气致动器使该精密加工用按压垫47向Y方向突出(根据需要一边变更其向Y方向的突出量)，使包含焊道13的除去痕迹的对焊缘11T和对焊缘12T的表面11S与表面12S平滑。在该工序中，与焊道除去步骤相同，使包含驱动电动机32带来的研磨带38的行进速度、空气摇动致动器35带来的研磨带38的张力、空气致动器带来的精密加工用按压垫47的突出压力的研磨条件变化，以使生产节拍时间固定。
在以上的焊道除去步骤以及平滑化步骤中，使用图5所示的部分浮起装置62提升门框架10的对焊缘11T和对焊缘12T的内侧，使其接近平面。图6(B)、(C)中，以表面11S和表面12S为非平行的方式夸张描绘，但实际上观察为非常平的平面。通过该平滑化步骤，使焊道13痕迹成为与周围的表面11S和表面12S顺畅地连接的平面。此时，工作区间带38X的研磨阻力可通过作用于驱动电动机32的负荷来检测，因此，以研磨阻力成为适当的值且平滑化在规定的时间(生产节拍时间、例如7秒)实行的方式来决定包含驱动电动机32带来的研磨带38的行进速度、空气摇动致动器35带来的研磨带38的张力、空气致动器带来的粗加工用按压垫46的突出压力的研磨条件。
图8是以上的焊接部分的平滑化装置的控制框图。控制装置70控制位置控制装置50(基板方向(姿势)变换装置31T)、砂带研磨装置30以及按压垫机构45，在利用砂带研磨装置30的支承基板31上具备的测定装置40(激光测长器41、42)检测支柱部件11的表面11S和框架部件12的表面12S的沿着焊道13的高度(Y坐标)时，该数据被输入，基于该输入信号控制砂带研磨装置30和按压垫机构45。另外，在控制装置70中内置有根据支柱部件11和框架部件12的形状而赋予部分浮起装置62动作信号的部分浮起动作用数据存储器71。
以上的实施方式的部分浮起装置62优选在被焊接的两部件为研磨表面不是平面的(部分为曲面的)两部件(实施方式中为支柱部件11和框架部件12)的情况下设置，但在被焊接的两部件的研磨表面为平面的情况下不需要。另外，在以上的实施方式中，在焊道除去步骤中使用按压垫机构45的粗加工用按压垫46，在平滑化步骤中使用按压垫精密加工用按压垫47，因此，可以进行更优选的研磨，但两者也可以通过同一按压垫实行。相反，也可以进一步准备其它种类的按压垫，选择使用这些按压垫。
以上的实施方式是在假定为支柱部件11的表面11S和框架部件12的表面12S之间不存在高度差的基础上，实施上述的焊道除去(高度減少)步骤(粗研磨处理)以及焊接部位平滑化步骤(精密研磨处理)，将焊道13除去的实施方式。但是，在实际的焊接作业中，不能避免在表面11S和表面12S之间产生极小的高度差。图9中描绘支柱部件11的表面11S和框架部件12的表面12S的与焊道13正交的方向上的角度差(倾斜、θ1)(图9(C))、和焊道13的延长方向上的角度差(倾斜、θ2)(图9(B))。表面11S和表面12S的实际的高度差为μm级，图中夸张描绘。图9中，支柱部件11的对焊缘11T和框架部件12的对焊缘12T在其内周(窗开口)侧使高度位置一致。图9至图11所示的本发明的第二实施方式主要在如下(1)、(2)、(3)的各点与第一实施方式不同。
(1)考虑在支柱部件11的表面11S和框架部件12的表面12S产生与焊道13正交的方向上的角度差(倾斜、θ1)和焊道13的延长方向上的角度差(倾斜、θ2)(表面11S和表面12S不在严格的一平面上)，通过上述粗研磨处理(以及精密研磨处理)将焊道13除去。另外，使工作区间带38X(精密加工用按压垫47)的移动方向不同地实行多次精密研磨处理。
(2)在支柱部件11的上端部形成有框架部件12的上缘(平面部)12F和(在作为门框架10的制品状态下)形成同一面的上缘(平面部)11F，从该上缘12F和上缘11F突出的突出焊道13F也被除去。
(3)在除去了焊道13以及突出焊道13F之后，实施抛光精加工(除缝处理)。
在本实施方式中，考虑以上的角度差θ1、θ2，以表面11S和工作区间带38X(粗加工用按压垫46、精密加工用按压垫47的前端按压平面)构成的角度、与表面12S和工作区间带38X(粗加工用按压垫46、精密加工用按压垫47的前端按压平面)构成的角度之差减小的方式，以位置控制装置50的轴55或(和)旋转轴57X为中心使砂带研磨装置30摇动，在该摇动状态下实行上述粗研磨处理(以及精密研磨处理)。图9(C)中，由38Xθ1示出考虑到角度差θ1的调整后的工作区间带38X的方向，图9(B)中，由38Xθ2示出考虑到角度差θ2的调整后的工作区间带38X的方向。
在该实施方式中，如图9(B)、(C)，在将工作区间带38X(粗加工用按压垫46)相对于表面11S和表面12S倾斜38Xθ1、38Xθ2的基础上，使用表面11S和表面12S的高度测定点14的信息来决定粗加工用按压垫46的突出量，实行粗研磨处理。在该粗研磨处理中，与第一实施方式相同，以工作区间带38X到达四个高度测定点14中最低位的测点(表面)的方式来设定粗加工用按压垫46的突出量。
如图11所示，工作区间带38X和精密加工用按压垫47的精密研磨处理分三阶段进行。第一精密研磨阶段(P)是在表面11S和表面12S上向沿着(除去的)焊道13的P方向使工作区间带38X和精密加工用按压垫47移动进行的处理，第二精密研磨阶段(Q)是向沿着支柱部件11的长度方向的Q方向使工作区间带38X和精密加工用按压垫47移动进行的处理，第三精密研磨阶段(R)是向沿着框架部件12的长度方向的R方向使工作区间带38X和精密加工用按压垫47移动进行的处理。这样，通过分三阶段进行精密研磨处理，能够使表面11S和表面12S的表面更加平滑。
工作区间带38X(以及精密加工用按压垫47)，在以上的第一精密研磨阶段(P)维持在考虑到角度38Xθ1和38Xθ2这两者的角度而实行，在第二精密研磨阶段(Q)维持在角度38Xθ1而实行，在第三精密研磨阶段(R)维持在角度38Xθ2而实行。
在图9的实施方式中，一并实行除去焊道13的突出焊道13F的外形研磨处理。就该外形研磨处理而言，首先，在四个点的高度测定点14的测定步骤中，作为激光测长器，使用沿线状的测定线得到高度信息的线激光测长器，得到上缘12F上的测定边缘14a和测定边缘14b的图9(A)中的平面位置信息。基于该平面位置信息，通过位置控制装置50设定工作区间带38X(以及粗加工用按压垫46或精密加工用按压垫47)的角度(方向)D，使其与连结测定边缘14a和14b的线段(平面)平行。图9(A)中，由38XP示出考虑到角度D的调整后的工作区间带38X的方向。这样，在设定工作区间带38X的方向，遍及上缘12F以及上缘11F进行砂带研磨时，能够与上缘12F以及上缘11F平行地除去突出焊道13F。
图10是第二实施方式的控制框图。在计测步骤100中，测定(检测)焊道13的周围的表面11S和表面12S的四个点的高度测定点14的高度(以及测定边缘14a和测定边缘14b的平面位置)，实行高度运算Y、角度差运算θ1和θ2、以及角度运算D。基于该运算，通过位置控制装置50设定砂带研磨装置30的工作区间带38X(以及粗加工用按压垫46或精密加工用按压垫47)的方向，且实行粗研磨处理101、精密研磨处理(P、Q、R)102以及外形研磨处理103。各处理中的垫按压压力以及带旋转速度可以任意(个别)地控制。精密研磨处理中的P、Q、R这三阶段的处理可以在同一条件下进行，也可以在不同条件下进行。
图12至图14示出在以上的研磨带38(工作区间带38X)进行的砂带研磨处理之后进行的抛光精加工(除缝处理)。图12是抛光机80的概念图。该实施方式的抛光机80是进行旋转运动和偏心旋转运动的双动式，具有抛光机主体81、从该抛光机主体81突出的偏心旋转轴82、安装于该偏心旋转轴82的前端的研磨旋转体83、安装(拆装更换)于该研磨旋转体83的抛光纸84。偏心旋转轴82以自身为其轴心中心旋转，同时在旋转中心82X的周围偏心旋转。将该研磨旋转体83(抛光纸84)的研磨平面设为84P。作为双动式的抛光机，还已知有进行旋转运动和振动运动(轴向往复运动)的类型或仅进行单纯的旋转运动的单动式抛光机，也可以选择使用它们的任一种。
抛光机80与砂带研磨装置30相同，被支承于位置控制装置50的其它支承头板58上，可朝向任意的方向。最简单的抛光机80进行的表面11S和表面12S的抛光精加工是将研磨旋转体83(抛光纸84)的旋转平面设定为与表面11S和表面12S大致平行，并对对焊缘11T和12T的表面进行研磨的处理。该抛光精加工优选如图13所示，包含在表面11S和表面12S上向沿着支柱部件11的长度方向的Q方向移动的第一除缝处理、和向沿着框架部件12的长度方向的R方向移动的第二除缝处理，进而，还包含将研磨旋转体83(抛光纸84)的研磨平面84P在设定为与除去了突出焊道13F的上缘12F和上缘11F平行地设定之后，沿着该上缘12F和上缘11F直线状地向S方向移动的第三除缝处理。研磨旋转体83(抛光纸84)的抛光直径优选比支柱部件11和框架部件12的宽度足够大。
如上述，在表面11S和表面12S之间存在与对焊缘11T和对焊缘12T(焊道13)正交的方向上的角度差(θ1)、和焊道13的延长方向上的角度差(θ2)。在控制装置70的上述第一除缝处理和第二除缝处理中，也可以基于该角度差θ1和θ2的信息，与上述的研磨处理同样地控制抛光机80的研磨旋转体83(抛光纸84)的研磨平面84P的方向。
图14是可通过选择来进行的角R化处理的概念图。一边使抛光机80的研磨旋转体83(抛光纸84)与上缘11F和上缘12F的车外侧的边缘E接触并进行旋转，一边以边缘E为中心赋予摇动运动，进而根据需要向上缘11F和上缘12F的长度(延长)方向(与纸面垂直的方向)移动，由此R化边缘E。
以上，作为被焊接的两部件示例了门框架10的支柱部件11和框架部件12，在其角焊部分应用本发明，但本发明也可以适用于其它被焊接的两部件。
(产业上的可利用性)
本发明的焊接部件的平滑化方法以及平滑化装置以车辆门框架为主，可广泛适用于焊接两部件的焊接部分的平滑化技术。

Claims (18)

1.一种焊接部位的平滑化方法，是将焊接的两个焊接部件的焊道除去使其平滑化的方法，其特征在于，具有：
准备具有环状的研磨带和将该研磨带向所述焊接部分按压的按压垫的砂带研磨装置的步骤；
检测所述被焊接的两部件的表面的沿着焊道的高度位置的测定步骤；
使用在所述测定步骤检测到的被焊接的两部件表面的高度位置信息，一边使所述研磨带在固定位置行进，一边利用所述按压垫将该研磨带向焊接部位按压，降低焊道的高度的焊道除去步骤；以及
接着所述焊道除去步骤，一边使所述研磨带行进，使其沿着被焊接的两部件的表面移动，一边利用所述按压垫将该研磨带向焊接部位按压，将焊接部位平滑化的平滑化步骤。
2.根据权利要求1所述的焊接部位的平滑化方法，其特征在于，在所述测定步骤中，在沿着焊道的两侧分别得到多个点的高度信息。
3.根据权利要求1或2所述的焊接部位的平滑化方法，其特征在于，还包含：检测与所述焊道正交的方向上的所述被焊接的两部件的表面的角度差的步骤、和基于在该角度检测步骤检测到的角度差来调节所述研磨带和按压垫相对于所述被焊接的两部件的表面的角度的步骤。
4.根据权利要求1所述的焊接部位的平滑化方法，其特征在于，包含如下步骤：所述被焊接的两部件具有从所述焊道的延长方向的一端部向左右延伸的平面部，利用所述研磨带以及按压垫沿着该平面部研磨除去从该平面部突出的突出焊道。
5.根据权利要求1所述的焊接部位的平滑化方法，其特征在于，所述被焊接的两部件是焊道的形成方向的一端部低的非平坦部件，所述焊道除去步骤和所述平滑化步骤通过提升该被焊接的两部件的低位部分而实行。
6.根据权利要求1所述的焊接部位的平滑化方法，其特征在于，所述焊道除去步骤中所使用的按压垫的硬度比所述平滑化步骤中所使用的按压垫的硬度硬。
7.根据权利要求1所述的焊接部位的平滑化方法，其特征在于，所述研磨带的宽度以及按压垫的平面的大小被设定为覆盖所述焊道的全长的大小。
8.根据权利要求1所述的焊接部位的平滑化方法，其特征在于，在所述焊道除去步骤中，以在固定的时间内除去焊道的方式决定所述研磨带的行进速度、张力、所述按压垫的突出量以及突出力的任意一个以上的研磨条件。
9.根据权利要求1所述的焊接部位的平滑化方法，其特征在于，在利用所述研磨带进行的焊道的除去步骤以及平滑化步骤之后，进一步对除去了所述焊道的被焊接的两部件的表面实行利用抛光机的除缝处理步骤。
10.根据权利要求9所述的焊接部位的平滑化方法，其特征在于，包含：检测与所述焊道正交的方向上的所述被焊接的两部件的表面的角度差的步骤、和基于在该角度检测步骤检测到的角度差来调节抛光机的角度的步骤。
11.根据权利要求1所述的焊接部位的平滑化方法，其特征在于，所述被焊接的两部件是门框架的支柱部件和框架部件。
12.一种焊接部位的平滑化装置，是将焊接的两个焊接部件的焊道除去使其平滑化的装置，其特征在于，具备：
砂带研磨装置，其具有被行进驱动的环状的研磨带和将该研磨带向所述焊接部分按压的按压垫；
夹具，其放置具有所述焊道的被焊接的两部件；
测定装置，其测定放置于所述夹具上的被焊接的两部件的沿着焊道的表面的高度位置；
位置控制装置，其使所述砂带研磨装置相对于所述夹具移动；以及
控制装置，其控制所述砂带研磨装置、测定装置以及位置控制装置；
所述控制装置使用由所述测定装置检测到的两个焊接部件表面的高度信息，一边使所述研磨带在固定位置行进，一边利用所述按压垫将该研磨带向焊接部位按压而降低焊道的高度，接着，一边使所述研磨带行进，使其沿着被焊接的两部件的表面移动，一边利用所述按压垫将该研磨带向焊接部位按压，将焊接部位平滑化。
13.根据权利要求12所述的焊接部位的平滑化装置，其特征在于，所述测定装置还检测与所述焊道正交的方向上的所述被焊接的两部件的表面的角度差，所述控制装置基于该两部件表面的角度差来调节所述研磨带和按压垫相对于所述被焊接的两部件的表面的角度。
14.根据权利要求12或13所述的焊接部位的平滑化装置，其特征在于，所述被焊接的两部件具有从所述焊道的延长方向的一端部向左右延伸的平面部，所述控制装置利用所述研磨带以及按压垫，沿着该平面部研磨除去从所述平面部突出的突出焊道。
15.根据权利要求12所述的焊接部位的平滑化装置，其特征在于，所述被焊接的两部件是焊道的形成方向的一端部低的非平坦部件，所述夹具具备提升该被焊接的两部件的低位部分的部分浮起装置。
16.根据权利要求12所述的焊接部位的平滑化装置，其特征在于，所述砂带研磨装置在所述焊道除去工序和所述平滑化工序中具备切换所使用的按压垫的按压垫机构。
17.根据权利要求12所述的焊接部位的平滑化装置，其特征在于，还具备与所述砂带研磨装置不同的进行除去了所述焊道的被焊接的两部件的表面的除缝处理的抛光机。
18.根据权利要求17所述的焊接部位的平滑化装置，其特征在于，所述抛光机可基于与所述焊道正交的方向上的所述被焊接的两部件的表面的角度差调节抛光机的角度。
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