JP2004306056A

JP2004306056A - クランプ治具及び該クランプ治具の回収装置を備えた溶接治具システム

Info

Publication number: JP2004306056A
Application number: JP2003100228A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Suzuki; 祥己鈴木
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-04-03
Filing date: 2003-04-03
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2023-04-03
Also published as: JP4613476B2

Abstract

【課題】簡単な構造で軽量化を図り、サイクルタイムを短くできるクランプ治具及び該クランプ治具を備えた溶接治具システムの提供を図る。
【解決手段】所定の重量を有するクランプ治具本体であるプレート状部材１３及びフレーム１５と、これらのプレート状部材１３及びフレーム１５スライド自在に取り付けられ、その先端部に設けられたロケートピン３０がパネル部品３２のロケート孔３３に挿入してロケート及び把持を行うクランプ部材１７とを備え、ロケートピン３０を、クランプ部材１７がクランプ治具本体から離隔する方向にスライドして移動したときにその先端が閉じるようにし、クランプ部材１７がクランプ治具本体側にスライドして移動したときにロケートピン３０の先端が開くように構成している。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クランプ治具及び該クランプ治具の回収装置を備えた溶接治具システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車部品等の小物部品を位置決めしたり保持するクランプ治具においては、ロケートピン及びマグネットやクランプシリンダ等を用いた構成となっている。このクランプ治具によれば、パネル部品に穿設したロケート孔にロケートピンを挿入してパネル部品の位置決めを行い、前記マグネット等でパネル部品を把持する。
【０００３】
一方、クランプ治具は、溶接作業が終了したのちに、作業者が取り外すような溶接治具システムの構成となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１５５６６９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のクランプ治具には、マグネットを用いた場合は、クランプ治具の重量が重くなり作業者がクランプ治具を溶接治具にセットする作業が困難であり、また、パネル部品がメグネットに磁力で吸着しているため、溶接終了後にクランプ治具からパネル部品を取り外す作業が困難であった。さらに、クランプシリンダ等のアクチュエータを用いた場合は、クランプ治具にエア等の供給が必要となり、サイクルタイムが長くなるという問題があった。
【０００６】
一方、溶接完了後にクランプ治具を取り外し、更に、溶接完了後のパネル部品を取り外すため、取出作業が２回発生し、サイクルタイムが長くなる問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、簡単な構造で軽量化を図り、サイクルタイムを短くできるクランプ治具及び該クランプ治具の回収装置を備えた溶接治具システム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】
本発明に係るクランプ装置にあっては、所定の重量を有するクランプ治具本体と、該クランプ治具本体にスライド自在に取り付けられ、その先端部に設けられたロケートピンがパネル部品のロケート孔に挿入してロケート及び把持を行うクランプ部材とを備え、
前記ロケートピンを、前記クランプ部材がクランプ治具本体から離隔する方向にスライドして移動したときにその先端が閉じるようにし、前記クランプ部材がクランプ治具本体側にスライドして移動したときにロケートピンの先端が開くように構成し、前記クランプ部材を係止してクランプ治具を載置し、クランプ部材に対して下方に向けてクランプ治具本体の自重が加わったときに、クランプ部材をクランプ治具本体から離隔させて前記ロケートピンの先端を閉じ、この状態で、ロケートピンの先端にパネル部品のロケート孔を挿入してパネル部品をロケートする一方、
前記クランプ治具本体を持ち上げ、クランプ部材に加わっていたクランプ治具本体の自重を除去することによって、クランプ治具本体側にクランプ部材をスライドさせて前記ロケートピンの先端を開き、パネル部品のロケート孔を内方から押圧してパネル部品を把持するように構成したことを特徴としている。
【０００９】
【発明の効果】
本発明に係るクランプ装置によれば、マグネットやアクチュエータなどのワーク保持機構を必要としないため、簡単な構造で軽量のクランプ治具を得ることができる。また、クランプ治具を持ち上げるだけでパネル部品をクランプでき、クランプ治具を載置するだけでアンクランプすることができるため、これらのクランプ及びアンクランプに特別の操作が不要であるため、溶接作業におけるサイクルタイムを短縮することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【００１１】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の実施形態によるクランプ治具１０を置台１１の上に載置した状態を示す斜視図である。
【００１２】
置台１１の上には、上方に向けて載置ピン１２が６本設けられており、載置ピン１２の上端にクランプ治具１０が載置されている。該クランプ治具１０は、同図に示すように、間隔を隔ててほぼ平行に配設された３本のプレート状部材１３と、これらプレート状部材１３の長手方向の中央部同士を交差して固定された支柱材１４とを備えている。
【００１３】
また、図２に示すように、プレート状部材１３の両端部の下部には、作業者が把持するためのフレーム１５がボルト１６で締結されている。このフレーム１５よりも端部側には、クランプ部材１７が配設されている。
【００１４】
このクランプ部材１７は、プレート状部材１３に取り付けられて、上方に延びる支持ピン１８と、該支持ピン１８の側方に固定され、上方に延設された突設部材であるシャフト１９と、該シャフト１９を収容する筒状部材であるホルダ２０と、該ホルダ２０の内周面に支持軸２１を介して軸支された２つの分割ピン２２ａ，２２ｂからなるロケートピン３０とを備えている。前記シャフト１９の上部側は、内部が空洞状に形成された筒状になっており、シャフト１９の上端部には、シャフト１９の径方向に突出する顎部２３に形成されている。この顎部２３は、ホルダ２０の内周面に対してスライド自在に構成されている。また、ホルダ２０の下端部には、リング状のブッシュ２４が固定されており、これらのブッシュ２４とシャフト１９の顎部２３との間には、上下方向に沿って筒状のスプリング２５が設けられている。さらに、ホルダ２０の外周側には、その径方向に延びるつば部２６が設けられ、前記フレーム１５側に位置するつば部２６には、支持ピン１８が挿通する支持孔２７が穿設され、載置ピン１２側のつば部２６は、この載置ピン１２の上端１２ａに載置されている。
【００１５】
なお、前記ロケートピン３０の上端は、図示しないパネル部品のロケート孔に挿入されるロケート部２８に形成され、中央側が支持軸２１によってホルダ２０の内周面に軸支され、下端は、下方に向かうにつれて徐々に先細りする外側面２９を有する。また、図３に示すように、分割ピン２２のうち、支持ピン１８側の分割ピン２２ａは、略コ字状に形成され、載置ピン１２側の分割ピン２２ｂを挟み込むように互いに嵌合している。
【００１６】
前記構成を有するクランプ治具１０による作用を説明する。
【００１７】
図２に示すように、通常は、クランプ治具１０は置台１１上の載置ピン１２の上に載置されており、クランプ治具本体であるプレート状部材１３とフレーム１５の自重によってクランプ治具本体がクランプ部材１７に対して下方に位置している。この場合、シャフト１９の顎部２３は、分割ピン２２の外側面２９に押圧力を加えることなくスプリング２５を圧縮した状態で下方に降りている。従って、分割ピン２２は閉じた状態であるため、分割ピン２２のロケート部２８にパネル部品の孔を容易に挿入することができる。
【００１８】
一方、図４に示すように、クランプ治具１０を上方に持ち上げると、スプリング２５が伸びてシャフト１９の顎部２３がホルダ２０の内周面に沿ってロケートピン３０側に摺動する。この顎部２３は、分割ピン２２ａ，２２ｂの外側面２９を内周側に向けて押し込むため、分割ピン２２ａ，２２ｂの先端のロケート部２８を開かせる。
【００１９】
なお、ホルダ２０は、つば部２６が支持ピン１８によって支持されているため、ホルダ２０のスライドが確実に行える。
【００２０】
次いで、本実施形態によるクランプ治具１０を用いて、パネル部品を溶接治具にセットする際の手順を説明する。
【００２１】
図５に示すように、予め、置台１１の上にはクランプ治具１０が載置されている。このクランプ治具１０のロケートピン３０は、前述したように閉じているため、図６に示すように、作業者３１がパネル部品３２のロケート孔３３をロケートピン３０のロケート部２８に挿入することによって、パネル部品３２をクランプ治具１０に容易にセットすることができる。
図７に示すように、クランプ治具１０とパネル部品３２を上方に持ち上げると、スプリング２５が伸びてシャフト１９の顎部２３がロケートピン３０側にスライドし、ロケートピン３０の外側面２９を内方に押し込むため、ロケート部２８が開き、パネル部品３２のロケート孔３３を内方から押し広げてパネル部品３２をクランプする。この状態では、パネル部品３２は確実にロケートピン３０によって把持されているため、図８に示すように、クランプ治具１０を上下逆にしてもパネル部品３２は落下することなく、溶接治具３４に把持されている別のパネル部品３５にセットすることができる。
【００２２】
なお、溶接治具３４には、図８に示すように、ベース部３６の上にＮＣロケータのＸ軸３７，Ｙ軸３８，Ｚ軸３９が設けられており、Ｘ軸３７にワーククランプ装置４０が設けられている。
【００２３】
図９に示すように、パネル部品３２をセットしたのち、クランプ治具１０を取り外し、この状態で、図１０に示すように、溶接作業を行う。
【００２４】
前記構成を有する第１の実施形態によるクランプ治具によれば、パネル部品３２をクランプ治具１０にセットしたのちは、作業者３１がクランプ治具１０を持ち上げるだけで、確実にパネル部品３２をロケート及びクランプすることができる。
【００２５】
また、パネル部品３２を溶接した後は、アンクランプ操作を行うことなく、作業者がクランプ治具１０を持ち上げるだけでクランプ治具１０を容易に取り外すことができる。
【００２６】
［第２の実施形態］
次いで、第２の実施形態による溶接治具システムを説明するが、第１の実施形態と同一部位については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
図１１に示すように、本実施形態による溶接治具システム５０は、第１の実施形態に示した溶接治具３４に、クランプ治具取出手段であるクランプ治具取出用マニプレータ５１及びクランプ治具排出手段であるシュータ５２を追設している。
【００２８】
前記マニプレータ５１は、上下方向に延設された支柱５３と、該支柱５３に回動自在に連結されたアーム５４と、該アーム５４の先端部の下部に設けられた把持部材５５と、アーム５４を回動させたり把持部材５５を作動させる駆動モータ５６とを備えている。
【００２９】
シュータ５２は、ベース部３６の上面から溶接治具３４の前方まで延設された２本のレール部材を備え、該レール部材は、ベース部３６の上面に敷設されたレール本体部５７と、該レール本体部５７の前部に連結されて左右に開閉自在に支持されたレール延設部５８とから構成されている。
【００３０】
また、溶接治具３４の前部の左右両端には、安全用ライトカーテン５９が設けられ、溶接治具３４の前方の床面には、安全用マットスイッチ６０が敷設されている。前記シュータ５２は、安全用ライトカーテン５９の光線６２の下方を横切り、レール延設部５８は、安全用マットスイッチ６０の上に至るまで設けられている。
【００３１】
前記構成を有する溶接治具システム５０を用いて、パネル部品３２を溶接する手順について説明する。
【００３２】
まず、前記第１の実施形態において説明したように、作業者３１がパネル部品３２をクランプ治具１０にセットする（図１２の二点鎖線部を参照）。
【００３３】
作業者３１は、このクランプ治具１０を用いてパネル部品３２を溶接治具３４にクランプされたパネル部品３５にセットし、この状態で、溶接ロボット６１がスポット溶接による仮止め打点溶接を行う。
【００３４】
そして、溶接作業が終了すると、クランプ治具取出用マニプレータ５１が作動する。アーム５４が駆動モータ５６によって回動し、把持部材５５がクランプ治具１０を把持し、この把持した状態で、アーム５４が溶接・ハンドリングロボット６１側に向けて回動する。そして、把持部材５５が開くと、クランプ治具１０はシュータ５２に落下する。
【００３５】
クランプ治具１０は、シュータ５２上を滑りながら溶接治具３４の前方に向けて、溶接作業エリアの外方に移動する。このとき、前記安全用ライトカーテン５９の光線６２の下方を移動するため、光線６２を遮ることなく、クランプ治具１０を取り出すことができる。
【００３６】
なお、図１３に示すように、シュータ５２は、先端部のレール延設部５８がシリンダ６３によって左右に開くことによって、収納させることができる。
【００３７】
前記構成を有する溶接治具システムによれば、シュータ５２が安全用マットスイッチ６０の上でかつ光線６２の下方に配置されているため、作業者３１が安全装置を作動させることなく、クランプ治具１０を回収することができる。
【００３８】
また、作業者３１が溶接作業中にクランプ治具１０を取り出すことができるため、溶接作業のサイクルタイムを短縮することができる。さらに、溶接作業中に次のサイクル分のパネル部品３２をクランプ治具１０にセットすることができるため、クランプ治具１０の必要数量が１式のみで足り、併せて多車種対応時の車種ごとにあるクランプ治具１０の保管スペースも削減することができる。
【００３９】
以上述べたように、本発明は、第１及び第２実施形態に例をとって説明したが、これらの各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種実施形態を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態によるクランプ治具とその置台を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線による拡大断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ線による拡大断面図である。
【図４】クランプ治具を持ち上げた状態におけるクランプ部材の断面図である。
【図５】クランプ治具にパネル部品をセットする状態を示す斜視図である。
【図６】載置したクランプ治具にパネル部品をセットした状態におけるクランプ部材の断面図である。
【図７】クランプ治具にパネル部品をセットして上方に持ち上げた状態におけるクランプ部材の断面図である。
【図８】パネル部品を把持したクランプ治具を別のパネル部品にセットする前の状態を示す斜視図である。
【図９】パネル部品を把持したクランプ治具を別のパネル部品にセットした後の状態を示す斜視図である。
【図１０】ロケート治具をパネル部品から外して溶接作業を完了した状態を示す斜視図である。
【図１１】第２の実施形態による溶接治具システムを示す斜視図である。
【図１２】図１１の溶接治具システムに加えて、ロボットとクランプ治具を示す斜視図である。
【図１３】図１１のシュータを開いた状態を示す溶接治具の斜視図である。
【符号の説明】
１０クランプ治具
１３プレート状部材（クランプ治具本体）
１５フレーム（クランプ治具本体）
１７クランプ部材
１９シャフト（突設部材）
２０ホルダ
２２ａ，２２ｂ分割ピン
３０ロケートピン
３２パネル部品
３４溶接治具
５０溶接治具システム
５１クランプ治具取付用マニプレータ（クランプ治具取付手段）
５２シュータ（クランプ治具排出手段）

Claims

クランプ治具本体と、該クランプ治具本体に移動自在に取り付けられ、先端部に設けられたロケートピンでパネル部品をロケートして把持するクランプ部材とを備え、
前記ロケートピンを、前記クランプ部材がクランプ治具本体から離隔する方向に移動したときにロケートピンの先端が閉じ、前記クランプ部材がクランプ治具本体側に移動したときにロケートピンの先端が開くように構成し、
前記クランプ部材を係止してクランプ治具を載置し、クランプ部材に対して下方に向けてクランプ治具本体の自重を加えることにより、クランプ部材をクランプ治具本体から離隔させて前記ロケートピンの先端を閉じ、この状態で、ロケートピンの先端にパネル部品のロケート孔を挿入してパネル部品をロケートする一方、
前記クランプ治具本体を持ち上げ、クランプ部材に対するクランプ治具本体の自重を除荷することによって、クランプ治具本体側にクランプ部材を移動させ、前記ロケートピンの先端を開き、パネル部品のロケート孔を内方から押圧してパネル部品を把持するように構成したことを特徴とするクランプ治具。
前記クランプ治具本体に該治具本体から延びる突設部材を設ける一方、
前記クランプ部材は、内周側に前記クランプ治具本体の突設部材を摺動自在に収容する筒状のホルダと、該ホルダの内周側に揺動自在に軸支され、軸方向に分割された複数の分割ピンからなるロケートピンとを備え、
前記クランプ部材がクランプ治具本体側に移動して前記突設部材で分割ピンの端部を押圧することによって、ロケートピンの先端を開き、
前記クランプ部材がクランプ治具本体から離隔して前記突設部材が分割ピンの端部から離れることによって、ロケートピンの先端を閉じるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のクランプ治具。
溶接時にパネル部品を保持する溶接治具と、該溶接治具に保持されたパネル部品を把持したクランプ治具を取り出すクランプ治具取出手段と、該クランプ治具取出手段によって取り出されたクランプ治具を溶接作業エリアの外部に排出するクランプ治具排出手段とを備えたことを特徴とする溶接治具システム。