JP2001287090A - 突合せ溶接における基準位置決め機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基準プレートで溶接線を高精度に確定し得る
突き合わせ溶接における基準位置決め機構を提供する。 【解決手段】 一方の鋼板１の端面の位置決めを行う際
には、可動テーブルである第２のテーブル２２を固定テ
ーブルである第１のテーブル２１に対して離反させ、こ
の状態で基準プレート２３を第１のテーブル２１の上面
から上方に突出させる一方、この基準プレート２３を、
ピン２５を回動中心として回動するレバー２４の先端部
に固着してレバー２４の回動により昇降可能に形成する
とともに、鋼板１の位置決め作業が終了した後、基準プ
レート２３を第１のテーブル２１の上面から下方に退避
させて第２のテーブル２２を第１のテーブル２１に向け
て移動し、その端面が第１のテーブル２１の端面に当接
して退避した基準プレート２３の上方の空間を閉塞する
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は突き合わせ溶接にお
ける基準位置決め機構に関し、特にテーラドブランク溶
接、薄板の突合せ溶接等に用いて有用なものである。 【０００２】 【従来の技術】近年、自動車の車体パネル等の成形用素
材として、板厚や材質がともに同じか、あるいは板厚や
材質がともに異なる複数枚の鋼板を相互に突き合わせて
ＣＯ2（炭酸ガス）レーザ溶接法等により一体化したテ
ーラードブランク材と称される材料が用いられている。 【０００３】テーラードブランク材を用いた場合、各種
のプレス工程でスクラップとして生じた端材を有効利用
することができ、材料の無駄が少なく材料歩留まりが向
上するばかりでなく、例えば板厚の大きな鋼板と板厚の
小さな鋼板とを組み合わせたテーラードブランク材を用
いて所定形状のパネル部品を成形することにより、パネ
ル部品全体を一枚の厚い鋼板から成形する場合に比べて
軽量化が図れる等の利点がある。 【０００４】図５は、上述の如きテーラドブランク材を
２枚の鋼板を突合せ溶接して得る場合の態様を概念的に
示す説明図である。同図に示すように、突合せ溶接を行
う２枚の鋼板１、２は水平面を構成するテーブル３上に
載置されており、各鋼板１、２の端面にそれぞれ当接し
て直線的に移動する移動爪４、５により所定位置に位置
決めするようになっている。ここで、移動爪４、５はテ
ーブル３に設けた溝６、７に沿って移動する。 【０００５】さらに詳言すると、先ず、移動爪４を移動
することにより幅方向（溶接線方向）及び長手方向（溶
接線と直角方向）の位置を所定位置に位置決めする。こ
のとき、幅方向の位置決めは、鋼板１の幅方向の端面に
相対向してそれぞれ当接する移動爪４をそれぞれ所定位
置迄移動することにより行うとともに、長手方向の位置
決めは、鋼板１の長手方向の端面に当接する２本の移動
爪４を基準プレート８に向けて移動し、この基準プレー
ト８に当接させることにより行う。すなわち、このとき
基準プレート８はテーブル３の上面から突出している。 【０００６】次に、基準プレート８をテーブル３の上面
から下方に退避させ、この状態で移動爪５を移動するこ
とにより幅方向（溶接線方向）及び長手方向（溶接線と
直角方向）の位置を所定位置に位置決めする。このと
き、幅方向の位置決めは、鋼板１の場合と同様に、鋼板
２の幅方向の端面に相対向してそれぞれ当接する移動爪
５をそれぞれ所定位置迄移動することにより行うととも
に、長手方向の位置決めは、鋼板２の長手方向の端面に
当接する２本の移動爪４を鋼板１の突合せ端面に向けて
移動し、この端面に当接させることにより行う。 【０００７】鋼板１、２の位置決めが終了した後、押え
金具９、１０を下降させ、鋼板１、２の端部を上方から
押圧してクランプし、かかる状態で鋼板１、２の突合せ
線（溶接線）に沿って溶接ヘッド（図示せず。）を移動
しながら鋼板１、２の突合せ部の溶接を行う。 【０００８】このように、この種の突合せ溶接装置にお
いては、溶接時の基準線を構成する基準プレート８をテ
ーブル３の上面から突出させたり、これをテーブル３の
上面から下方に退避させる必要がある。このため、基準
プレート８は昇降可能に形成してある。 【０００９】図６は、従来技術に係る基準プレート８及
びその近傍部分を抽出して示す図で、（ａ）は基準プレ
ート８をテーブル３の上面から突出させた状態で示すそ
の斜視図、（ｂ）は基準プレート８をテーブル３の上面
から退避させた状態で示すその横断面図である。両図に
示すように、基準プレート８は、テーブル３に垂直方向
に形成した溝３ａに嵌め込んでありこの溝３ａに沿い昇
降するように形成してある。（ａ）に示す状態では、エ
アシリンダ等の駆動手段（図示せず。）により、駆動さ
れてテーブル３の上面から突出している。かかる状態で
鋼板１を当接させる。一方、鋼板１の位置決めが終了し
た後には、（ｂ）に示すように、溝３ａに沿って下降さ
せることによりテーブル３の上面から下方に退避させら
れる。 【００１０】このとき、テーブル３に載置された鋼板
１、２の溶接線に沿う部分、すなわち溶接ヘッド１１の
移動方向に沿う部分には、鋼板１、２に対し、溶接ヘッ
ド１１の反対側で水平に伸びる凹部である水平な銅製の
溝１２がテーブル３の凹部に埋設してある。溶接ヘッド
１１を移動しての突合せ溶接の際に発生するスラッジ、
ヒューム、スパッタ等の溶接粉１３を貯めておくためで
ある。また、銅製としたのはレーザ溶接の際のレーザ光
を良好に反射するとともに、熱伝導率も良好で溶接時の
熱を良好に逃がし得るからである。 【００１１】基準プレート８は、鋼板１の突合せ時に
は、図６（ａ）に示すように、上記溝１２を貫通してテ
ーブル３の上面から上方に突出するとともに、退避時に
は、図６（ｂ）に示すように、その上面が溝１２の底面
と面一となる位置まで下降する。 【００１２】 【発明が解決しようとする課題】溝１２は、溶接粉１３
を貯めておくため、溶接ヘッド１１の下方、すなわち溶
接線に沿う位置に形成しておく必要があるが、上述の如
き基準プレート８が溝１２に臨んでいるため、これの昇
降の際のガイドとなる溝３ａと基準プレート８との間の
間隙に、溝１２に貯まった溶接粉１３が入り込む可能性
があり、溶接粉１３が当該間隙に入り込んだ場合には、
基準プレート８の突出時の位置精度を十分確保すること
ができない場合がある。ちなみに、レーザ溶接の溶接ヘ
ッド１１を用いるテーラドブランク溶接の場合、溶接線
の精度は±１００μｍ程度の厳しい精度が要求される。 【００１３】本願発明は、上記従来技術に鑑み、基準プ
レートで溶接線Ｌを高精度に確定し得る突き合わせ溶接
における基準位置決め機構を提供することを目的とす
る。 【００１４】 【課題を解決するための手段】 【００１５】上記目的を達成する本発明の構成は、次の
点を特徴とする。 【００１６】１） 水平面を形成するテーブルの上面に
載置する板材の端面同志を突き合わせて溶接する突き合
わせ溶接に先立ち、テーブルの上面から上方に突出した
状態で一方の板材の端面を当接させてこの板材の端面の
位置決めを行うとともに、溶接時にはテーブルの上面か
ら下方に退避するように構成した基準プレートを有する
突合せ溶接における基準位置決め機構において、一方の
板材を載置する第１のテーブルに対し、この板材と突き
合わせ溶接を行う他方の板材を載置する第２のテーブル
を接離可能に分割し、一方の板材の端面の位置決めを行
う際には、第２のテーブルを第１のテーブルに対して離
反させた状態で基準プレートを第１のテーブルの上面か
ら上方に突出させるとともに、一方の板材の端面の位置
決め作業が終了した後、基準プレートを第１のテーブル
の上面から下方に退避させて第２のテーブルを第１のテ
ーブルに向けて移動し、その端面が第１のテーブルの端
面に当接して退避した基準プレートの上方の空間を閉塞
するように構成したこと。 【００１７】２） 上記１）に記載する突合せ溶接にお
ける基準位置決め機構において、第１のテーブルと第２
のテーブルとの当接部分には、一方の端面が他方の端面
側へ水平に突出する突出部を形成すとともに、この突出
部が嵌まり込む凹部を他方の端面に形成したこと。 【００１８】３） 上記１）又は２）に記載する突合せ
溶接における基準位置決め機構において、基準プレート
は、第１のテーブルの上面よりも下方の一点を回動中心
として回動するレバーの先端部に固着され、レバーの一
方向への回動に伴いこのレバーの一部が第１のテーブル
の端面に当接して規制される迄回動して第１のテーブル
の上面より上方に突出するとともに、レバーの反対方向
への回動に伴い第１のテーブルの上面より下方に退避す
るように構成したこと。 【００１９】４） 上記３）に記載する突合せ溶接にお
ける基準位置決め機構において、レバーは、その途中を
ピストンロッドの先端部に連結したエアーシリンダの駆
動により回動すること。 【００２０】５） 上記３）又は４）に記載する突合せ
溶接における基準位置決め機構において、レバーの端面
からの突出量を調節可能にこのレバーに螺合したボルト
の端面が、第１のテーブルの端面に当接することにより
レバーの回動を規制するように構成したこと。 【００２１】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づき詳細に説明する。 【００２２】図１は本発明の実施の形態に係る突合せ溶
接における基準位置決め機構を、その基準プレートが上
昇している状態で示す断面図、図２は図１のＡ−Ａ線矢
視図、図３は図１に示す場合におけるレバーの回動量の
調節機構部分を抽出して示す拡大図、図４は図１に示す
本発明の実施の形態を、その基準プレートが下降してい
る状態で示す断面図である。なお、これらの図中、図５
に示す従来技術と同一部分には同一番号を付し、重複す
る説明は省略する。 【００２３】水平面を形成するテーブル２１及びテーブ
ル２２は、図５に示すテーブル３と同一の機能を有する
ものであるが、溶接方向に沿って２分割してある。基準
プレート２３に当接させて位置決めを行う鋼板１を載置
するのが、固定テーブルである第１のテーブル２１であ
り、基準プレート２３に当接させて位置決めを行った後
の鋼板１の端面にその端面を当接させる鋼板２を載置す
るのが、可動テーブルである第２のテーブル２２であ
る。ここで、第２のテーブル２２は、基台３０上を水平
方向に移動可能に形成してある。 【００２４】図１に示す状態、すなわち鋼板１の端面の
位置合わせを行わせる状態では、第２のテーブル２２が
第１のテーブル２１から離反している。かかる状態で基
準プレート２３は第１のテーブル２１の上面から突出し
ている。ここで、基準プレート２３は、第１のテーブル
２１の上面よりも下方の一点を回動中心として回動する
Ｌ字状のレバー２４の先端部に固着されている。すなわ
ち、レバー２４は、基端部が、第１のテーブル２１の上
面よりも下方の一点で、この第１のテーブル２１に設け
たピン２５を介して第１のテーブル２１に回動可能に取
り付けてある。また、このレバー２４の途中には、先端
部がレバー２４の端面から突出するように調整ボルト２
６が螺合してある。調整ボルト２６の先端が、レバー２
４の反時計方向への回動に伴い、第１のテーブル２１の
端面の当接部２１ａに当接することにより、レバー２２
４反時計方向への回動が規制される。すなわち、図３に
詳細に示すように、調節ボルト２６のレバー２１からの
突出量を調節することにより、基準プレート２３の水平
方向（図１の左右方向）の位置を調節することができ
る。鋼板１の端面位置である溶接線の位置は、調節ボル
ト２６を回転することにより、その突出量を調節して溶
接ヘッド１１の真下に正確に位置するように調節する。 【００２５】エアーシリンダ２７は、その基端部が第１
のベッド２１の下部にピン２８を介して回動可能に取り
付けてあり、そのピストンロッド２７ａの先端部がピン
２９を介してレバー２４の中央部に回動可能に連結して
ある。エアーシリンダ２７の駆動によりそのピストンロ
ッド２７ａが最も伸長された状態が図１に示す状態であ
り、最も縮退した状態が図４に示す状態である。すなわ
ち、図１に示すように、基準プレート２３が第１のテー
ブル２１の上面から突出した状態で、エアーシリンダ２
７をそのピストンロッド２７ａが縮退するように駆動す
ればレバー２４がピン２５を回動中心として図中時計方
向に回動して図４に示すように第１のテーブル２１の上
面よりも下方に退避した状態となる。 【００２６】ここで、第１のテーブル２１と第２のテー
ブル２２との当接部分には、突出部２２ａとこれが嵌ま
り込む段部２１ｂとが形成してある。突出部２２ａは第
２のテーブル２２の端部に第１のテーブル２１の端面側
へ水平に突出させて形成してあり、段部２１ｂはこの突
出部２２ａに相対向して第１のベッド２１の端面に形成
してある。溶接ヘッド１１の移動軌跡である溶接線に沿
う溝１２は突出部２２ａに埋設してある。 【００２７】上述の如き実施の形態において、一方の鋼
板１の端面の位置決めを行う際には、図１に示すよう
に、第２のテーブル２２を第１のテーブル２１に対して
離反させた状態で基準プレート２３を第１のテーブル２
１の上面から上方に突出させる。これは図４に示す状態
で、エアーシリンダ２７を駆動し、そのピストンロッド
２７ａを伸長することにより行う。すなわち、ピストン
ロッド２７ａの伸長によりレバー２４はピン２５を回動
中心として反時計方向に回動する。かかるレバーー２４
の回動は、調整ボルト２６の先端面が第１のベッド２１
の当接部２１ａに当接した時点で規制されて停止する。
すなわち、この位置に位置決めされる。 【００２８】かかる状態で、鋼板１の端面を図中左方か
ら基準プレート２３に当接させてこれの位置決めを行な
い、押え金具９を下降させて鋼板１の端部を上方からク
ランプする。 【００２９】かかる状態でエアーシリンダ２７を駆動し
てそのピストンロッド２７ａを、今度は縮退させる。ピ
ストンロッド２７ａの縮退によりレバー２４は、ピン２
５を回動中心として時計方向に回動し、基準プレート２
３を第１のテーブル２１の上面から下方に退避させる。 【００３０】次に、第２のベッド２２を第１のベッド２
１に向けて移動し、その端面を第１のベッド２１の端面
に当接させる。このとき突出部２２ａが段部２１ｂに嵌
まり込んで基準プレート２３の上方の空間を閉塞する。
次に、鋼板２を鋼板１の突合せ端面に向けて移動し、鋼
板１、２の端面同士を突き合わせ、この状態で押え金具
１０を下降させて鋼板２の端部を上方からクランプす
る。 【００３１】かかる状態で溶接ヘッド１１を走行させな
がら鋼板１、２の突合せ部を突合せ溶接する。 【００３２】なお、上記実施の形態では、エアーシリン
ダを２７を駆動手段として、レバー２４を回動すること
により基準プレート２３を昇降させる構造としたが、こ
れに限定するものではない。駆動手段としては、他にモ
ータ等が考えられ、また必ずしもレバーを回動すること
により基準プレート２３を昇降する構造でなくても良
い。基準プレート２３を直線的に昇降するように構成し
ても良い。第１のベット２１と第２のベット２２とに２
分割されており、基準プレート２３の退避時にはその上
方の空間が第１のベット２１及び第２のベット２２の当
接により閉塞されているからである。すなわち、溶接時
の溶接粉１２が基準プレート２３が退避している空間に
混入することはないからである。 【００３３】 【発明の効果】以上実施の形態とともに具体的に説明し
たように、〔請求項１〕に記載する発明は、水平面を形
成するテーブルの上面に載置する板材の端面同志を突き
合わせて溶接する突き合わせ溶接に先立ち、テーブルの
上面から上方に突出した状態で一方の板材の端面を当接
させてこの板材の端面の位置決めを行うとともに、溶接
時にはテーブルの上面から下方に退避するように構成し
た基準プレートを有する突合せ溶接における基準位置決
め機構において、一方の板材を載置する第１のテーブル
に対し、この板材と突き合わせ溶接を行う他方の板材を
載置する第２のテーブルを接離可能に分割し、一方の板
材の端面の位置決めを行う際には、第２のテーブルを第
１のテーブルに対して離反させた状態で基準プレートを
第１のテーブルの上面から上方に突出させるとともに、
一方の板材の端面の位置決め作業が終了した後、基準プ
レートを第１のテーブルの上面から下方に退避させて第
２のテーブルを第１のテーブルに向けて移動し、その端
面が第１のテーブルの端面に当接して退避した基準プレ
ートの上方の空間を閉塞するように構成したので、溶接
時には、上方が閉塞された空間に基準プレートを退避さ
せることができる。この結果、本発明によれば、溶接時
の溶接粉が基準プレートの昇降の障害となることはな
く、この基準プレートの位置決め精度を容易に十分な高
精度とすることができる。 【００３４】〔請求項２〕に記載する発明は、〔請求項
１〕に記載する突合せ溶接における基準位置決め機構に
おいて、第１のテーブルと第２のテーブルとの当接部分
には、一方の端面が他方の端面側へ水平に突出する突出
部を形成すとともに、この突出部が嵌まり込む凹部を他
方の端面に形成したので、溶接は突出部が凹部に嵌まり
込んだ状態で行うことができるので、基準プレートが退
避している空間を溶接粉から完全に隔離することができ
る。この結果、本発明によれば、〔請求項１〕に記載す
る発明の効果を確実に得ることができる。 【００３５】〔請求項３〕に記載する発明は、〔請求項
１〕又は〔請求項２〕に記載する突合せ溶接における基
準位置決め機構において、基準プレートは、第１のテー
ブルの上面よりも下方の一点を回動中心として回動する
レバーの先端部に固着され、レバーの一方向への回動に
伴いこのレバーの一部が第１のテーブルの端面に当接し
て規制される迄回動して第１のテーブルの上面より上方
に突出するとともに、レバーの反対方向への回動に伴い
第１のテーブルの上面より下方に退避するように構成し
たので、レバーの回動により基準テーブルの昇降を行う
ことができる。この結果、本発明によれば、基準プレー
トの昇降のための空間を可及的に小さなものとすること
ができる。このことは、各種機器が錯綜して配置される
テーブルの下方空間を有効に合理的に利用し得るという
効果に繋がる。 【００３６】〔請求項４〕に記載する発明は、〔請求項
３〕に記載する突合せ溶接における基準位置決め機構に
おいて、レバーは、その途中をピストンロッドの先端部
に連結したエアーシリンダの駆動により回動するように
したので、レバーの回動はピストンロッドの伸縮により
行うことができる。この結果、本発明によれば、〔請求
項３〕と同様の効果を期待でき、この効果を具体的に実
現できる。 【００３７】〔請求項５〕に記載する発明は、〔請求項
３〕又は〔請求項４〕に記載する突合せ溶接における基
準位置決め機構において、レバーの端面からの突出量を
調節可能にこのレバーに螺合したボルトの端面が、第１
のテーブルの端面に当接することによりレバーの回動を
規制するように構成したので、回動に伴うレバーの上昇
位置の調節はボルトの突出量を調節することにより行
う。この結果、本発明によれば、ボルトの調節だけで基
準プレートの位置決めを行うことができ、この調節作業
が容易になる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の形態を、基準プレートが上昇し
ている状態で示す断面図である。 【図２】図１のＡ−Ａ線矢視図である。 【図３】図１に示す場合におけるレバーの回動量の調節
機構部分を抽出して示す拡大図である。 【図４】図１に示す本発明の実施の形態を、基準プレー
トが下降している状態で示す断面図である。 【図５】従来技術に係る鋼板の突合せ溶接に先立つ突合
せ作業の態様を概念的に示す説明図である。 【図６】従来技術に係る基準プレート８及びその近傍部
分を抽出して示す図で、（ａ）は基準プレート８をテー
ブル３の上面から突出させた状態で示すその斜視図、
（ｂ）は基準プレート８をテーブル３の上面から退避さ
せた状態で示すその横断面図である。 【符号の説明】 １ 鋼板 ２ 鋼板 ２１ テーブル ２１ａ 当接部 ２１ｂ 段部 ２２ テーブル ２２ａ 突出部 ２３ 基準プレート ２４ レバー ２５ ピン ２６ 調節ボルト ２７ エアーシリンダ ２７ａ ピストンロッド ２９ ピン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 水平面を形成するテーブルの上面に載置
   する板材の端面同志を突き合わせて溶接する突き合わせ
   溶接に先立ち、テーブルの上面から上方に突出した状態
   で一方の板材の端面を当接させてこの板材の端面の位置
   決めを行うとともに、溶接時にはテーブルの上面から下
   方に退避するように構成した基準プレートを有する突合
   せ溶接における基準位置決め機構において、 一方の板材を載置する第１のテーブルに対し、この板材
   と突き合わせ溶接を行う他方の板材を載置する第２のテ
   ーブルを接離可能に分割し、 一方の板材の端面の位置決めを行う際には、第２のテー
   ブルを第１のテーブルに対して離反させた状態で基準プ
   レートを第１のテーブルの上面から上方に突出させると
   ともに、 一方の板材の端面の位置決め作業が終了した後、基準プ
   レートを第１のテーブルの上面から下方に退避させて第
   ２のテーブルを第１のテーブルに向けて移動し、その端
   面が第１のテーブルの端面に当接して退避した基準プレ
   ートの上方の空間を閉塞するように構成したことを特徴
   とする突合せ溶接における基準位置決め機構。 【請求項２】 〔請求項１〕に記載する突合せ溶接にお
   ける基準位置決め機構において、 第１のテーブルと第２のテーブルとの当接部分には、一
   方の端面が他方の端面側へ水平に突出する突出部を形成
   すとともに、この突出部が嵌まり込む凹部を他方の端面
   に形成したことを特徴とする突合せ溶接における基準位
   置決め機構。 【請求項３】 〔請求項１〕又は〔請求項２〕に記載す
   る突合せ溶接における基準位置決め機構において、 基準プレートは、第１のテーブルの上面よりも下方の一
   点を回動中心として回動するレバーの先端部に固着さ
   れ、レバーの一方向への回動に伴いこのレバーの一部が
   第１のテーブルの端面に当接して規制される迄回動して
   第１のテーブルの上面より上方に突出するとともに、レ
   バーの反対方向への回動に伴い第１のテーブルの上面よ
   り下方に退避するように構成したことを特徴とする突合
   せ溶接における基準位置決め機構。 【請求項４】 〔請求項３〕に記載する突合せ溶接にお
   ける基準位置決め機構において、 レバーは、その途中をピストンロッドの先端部に連結し
   たエアーシリンダの駆動により回動することを特徴とす
   る突合せ溶接における基準位置決め機構。 【請求項５】 〔請求項３〕又は〔請求項４〕に記載す
   る突合せ溶接における基準位置決め機構において、 レバーの端面からの突出量を調節可能にこのレバーに螺
   合したボルトの端面が、第１のテーブルの端面に当接す
   ることによりレバーの回動を規制するように構成したこ
   とを特徴とする突合せ溶接における基準位置決め機構。