JP2005059057A - Laser beam welding apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ溶接装置に関し、更に詳しくは、被溶接体の寸法精度やレーザ溶接装置の走行位置がばらついてもレーザの照射位置が安定するレーザ溶接装置に関する。 The present invention relates to a laser welding apparatus, and more particularly to a laser welding apparatus in which the laser irradiation position is stable even if the dimensional accuracy of the welded body and the traveling position of the laser welding apparatus vary.
従来、自動車を構成する車体パネルにレーザ溶接を施す場合、車体パネルの周縁部に設けられたフランジ同士をピンやローラ等を用いて押圧し、互いのフランジ同士の隙間をなくし、この状態で、車体パネルのフランジに向けてレーザ光を照射している(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, when laser welding is performed on a vehicle body panel constituting an automobile, the flanges provided on the periphery of the vehicle body panel are pressed together using pins, rollers, etc., and the gap between the flanges is eliminated. Laser light is irradiated toward the flange of the vehicle body panel (see, for example, Patent Document 1).
具体的には、ハンドリングロボットのハンド部に、ピンやローラ等の隙間矯正治具及びレーザ照射装置を取り付け、ハンドリングロボットを操作することによって、前記隙間矯正治具等を移動及び作動させている。
しかしながら、車体パネルのレーザ溶接にあっては、フランジ間の隙間のみならず、レーザ光を照射する溶接部の位置も安定化させる必要があるため、車体の寸法精度、搬送台の位置精度、及び溶接装置を保持するロボットの軌跡精度などを考慮して位置決めを行うトラッキング装置等を用いたり、車体パネルの寸法精度のバラツキを考慮して、溶接面となるフランジの幅を大きめに設定したりする必要があった。 However, in the laser welding of the vehicle body panel, it is necessary to stabilize not only the gap between the flanges but also the position of the welded portion that irradiates the laser beam. Use a tracking device that performs positioning in consideration of the trajectory accuracy of the robot that holds the welding device, etc., or set the width of the flange serving as the welding surface to a larger value in consideration of variations in the dimensional accuracy of the body panel There was a need.
このトラッキング装置等の位置決め装置は機構が複雑で高いコストがかかり、また、車体パネルの溶接面の幅を拡大すると、車体重量が大きくなり、車両コストの上昇等を招くおそれがあった。 The positioning device such as the tracking device has a complicated mechanism and is expensive, and when the width of the welding surface of the vehicle body panel is increased, the vehicle body weight increases, which may increase the vehicle cost.
そこで、本発明は、被溶接体の溶接面の大きさを増大させることなく、簡単な機構のレーザ溶接装置を提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a laser welding apparatus having a simple mechanism without increasing the size of the welding surface of the welded body.
前記目的を達成するために、本発明に係るレーザ溶接装置は、レーザ光を被溶接体の周縁部に向けて照射するレーザ照射装置と、該レーザ照射装置に固定され、前記被溶接体の周縁部から屈曲して立ち上がる立ちフランジ部の先端を押さえるフランジ保持手段とを備えたレーザ溶接装置であって、このフランジ保持手段を、複数の円盤部をそれらの板厚方向に互いに離隔して配置したローラから構成し、これらの円盤部の間に被溶接体の立ちフランジ部の先端を挿入させて立ちフランジ部を押しつけ、この状態で、レーザ照射装置から被溶接体の周縁部に向けてレーザ光を照射するように構成したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a laser welding apparatus according to the present invention includes a laser irradiation apparatus that irradiates a laser beam toward a peripheral portion of an object to be welded, and a peripheral edge of the welded object that is fixed to the laser irradiation apparatus. And a flange holding means for holding down the tip of the rising flange portion that bends and rises from the portion, and the flange holding means is arranged with a plurality of disk portions spaced apart from each other in the plate thickness direction. It is composed of a roller, the tip of the standing flange portion of the welded body is inserted between these disk portions, and the standing flange portion is pressed. In this state, the laser beam is directed from the laser irradiation device toward the peripheral portion of the welded body. It is comprised so that it may irradiate.
本発明に係るレーザ溶接装置によれば、立ちフランジ部を押しつけた状態で、レーザ照射装置から被溶接体の周縁部に向けてレーザ光を照射するため、被溶接体の溶接部である周縁部同士が互いに隙間なく接触したまま、周縁部にレーザ溶接を施すことができ、溶接品質を向上させることができる。 According to the laser welding apparatus according to the present invention, since the laser beam is irradiated from the laser irradiation device toward the peripheral portion of the welded body while the standing flange portion is pressed, the peripheral portion that is the welded portion of the welded body. Laser welding can be performed on the peripheral edge while keeping them in contact with each other without any gap, and the welding quality can be improved.
通常、被溶接体のフランジにレーザ溶接を施す場合、フランジ同士の間に隙間が生じると、接合強度が低下するおそれがあったが、本発明によれば、確実でかつ安価な方法で被溶接体の周縁部同士を当接させることができる。 Usually, when laser welding is performed on the flange of the welded body, there is a fear that the bonding strength may be reduced if a gap is generated between the flanges. However, according to the present invention, the welding is performed in a reliable and inexpensive manner. The peripheral parts of the body can be brought into contact with each other.
また、立ちフランジ部の先端をフランジ保持手段で押さえながらレーザ溶接を行うようにしているため、レーザ光の照射位置が立ちフランジ部からほぼ一定の距離の部位に確実に位置させることができ、溶接部同士の接合強度を確実に保持することができ、溶接ハズレを防止することができる。 In addition, laser welding is performed while pressing the tip of the standing flange portion with the flange holding means, so that the irradiation position of the laser beam can be surely positioned at a site at a substantially constant distance from the standing flange portion. The joint strength between the parts can be reliably maintained, and welding loss can be prevented.
さらに、レーザ光の照射位置が一定のため、被溶接体の周縁部の長さを従来よりも短く設定することができ、材料コストを効率的に低減させることができる。 Furthermore, since the irradiation position of the laser beam is constant, the length of the peripheral portion of the welded body can be set shorter than before, and the material cost can be efficiently reduced.
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図4は、本発明の実施形態によるレーザ溶接装置を用いてレーザ溶接を施す被溶接体を示す斜視図とそれらの断面図である。 1 to 4 are a perspective view and a cross-sectional view showing an object to be welded to which laser welding is performed using a laser welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1は車体1の全体を示す斜視図であり、図2は図1のA−A線による断面図である。 FIG. 1 is a perspective view showing the entire vehicle body 1, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
車体1の後端部には、トランクルーム3が設けられており、該トランクルーム3の開口縁部5の上側は図外のトランクリッドパネルによって閉成される。図2に示すように、このトランクルーム3の開口縁部5は、上側に配置された上部パネル7と、該上部パネル7の下側に配置された下部パネル9とから形成されている。また、上部パネル7の後端に設けられたフランジ11は、車両後方に延びるフランジ本体部13と、該フランジ本体部13の後端縁から上方に屈曲する立ちフランジ部15とから形成されている。下部パネル9の後端には、前記上部パネルのフランジ本体部13に沿って延び、かつ該フランジ本体部13の下側に接合されたフランジ17が形成されている。
A trunk room 3 is provided at the rear end of the vehicle body 1, and the upper side of the
なお、フランジ11は、被溶接体の周縁部であり、立ちフランジ部15はこの周縁部から立ち上がって形成されている。
In addition, the
また、図3はバックドアタイプの車体19の後部を示す斜視図であり、図4は図3のB−B線による断面図である。
3 is a perspective view showing a rear portion of the back door
図3に示すように、バックドア開口縁部21の上端部には車幅方向に間隔を隔てて2つのヒンジ取付部23,23が設けられており、これらのヒンジ取付部23,23に図外のバックドアパネルが開閉自在に支持される。また、バックドア開口縁部21のうち、車両の左側の側部は、バックライト25が取り付けられた状態を示しており、右側の側部27はバックライトを外した状態を示している。
As shown in FIG. 3, two
このバックライトを外した右側の側部27は、図4に示すように、車両室内側に配置されたインナーパネル29と、該インナーパネル29の後方側から車幅方向外側にかけて配置されたアウターパネル31とから構成されている。このアウターパネル31の開口縁部21に設けられたフランジ33は、車幅方向内側に向けてのびるフランジ本体部35と、該フランジ本体部35の先端から車両後方に向けて屈曲する立ちフランジ部37とから一体に構成されている。また、インナーパネル29のフランジ39は、車幅方向内側に沿って延び、アウターパネル31のフランジ本体部35の前側に接合されている。
As shown in FIG. 4, the
図5は、本実施形態によるレーザ溶接装置41全体を正面から見た概略図であり、図2のトランクルーム開口縁部5のフランジ11にレーザ溶接を施す形態を示している。
FIG. 5 is a schematic view of the entire
このレーザ溶接装置41は、ハンドリングロボット43のハンド部45に取り付けられた略L字型の支持治具47と、該支持治具47に摺動自在に支持されたレーザ照射装置49と、該レーザ照射装置49に一体に取り付けられたフランジ保持手段であるローラ装置51とから構成されている。
The
前記支持治具47は、第1のスライド機構53を介してハンドリングロボット43のハンド部45に摺動自在に支持されており、開口縁部5に向けて近づいたり離れたりするように、移動自在に構成されている。また、支持治具47の側部には、第2のスライド機構55を介してレーザ照射装置49が上下に摺動自在に支持されている。これらのスライド機構53,55には、それぞれLMガイド装置が設けられている。また、レーザ照射装置49には、図外のレーザ発振器からのレーザ光を送給する送給線48が接続されている。
The
また、前記第1のスライド機構53の近傍には、図示しないエアシリンダが配設されており、該エアシリンダを作動させることによって、ハンド部45に対して支持治具47を車両前後方向に移動させることができる。そして、支持治具47における第2のスライド機構55近傍部にも、支持治具47に対してレーザ照射装置49を第2のスライド機構41に沿って上下方向に摺動させるエアシリンダ57を配設している。
Further, an air cylinder (not shown) is disposed in the vicinity of the
前記ローラ装置51は、前記レーザ照射装置49を支持する支持台59に回動自在に支持されたローラ63から構成されている。
The
このローラ63は、図6に示すように、互いに隙間Dを隔てて配置された2つの円盤部65,65と、これらの円盤部65,65同士を連結する支軸67とから側面視略H字状に形成されている。また、円盤部65,65の外周縁の内方側は、径方向外側に向かうにつれて左右の円盤部65,65同士の距離が大きくなるように傾斜するテーパ69に形成されている。
As shown in FIG. 6, the
前記構成を有するレーザ溶接装置41による作動手順を簡単に説明する。
An operation procedure by the
まず、図7に示すように、ハンドリングロボット43を作動させることによって、このハンドリングロボット43のハンド部45に支持治具47を介して固定されたレーザ照射装置49を開口縁部5のフランジ11の近傍まで移動させる。
First, as shown in FIG. 7, by operating the
次いで、第1のスライド機構53を作動させることによって、レーザ照射装置49を開口縁部5のフランジ11に向けて水平移動させ、立ちフランジ部37の上方まで到達させる。
Next, by operating the
こののち、第2のスライド機構55を作動させて、レーザ照射装置49とローラ装置51を下方に移動させ、このローラ装置51のローラ間の隙間で立ちフランジ部37を挟み込む。
After that, the
図8に示すように、ローラ装置51は、2枚の円盤部65,65同士が所定の隙間D(図6参照)を隔てて配置された断面略H字状に形成されているため、この隙間Dにフランジ11の立ちフランジ部37の先端が挿入される。
As shown in FIG. 8, the
そして、図9に示すように、エアシリンダ57を更に作動させて、ローラ装置51の位置を更に下方に移動させると、このローラ装置51で立ちフランジ部37の先端を下方に押圧し、上部パネル7側のフランジ本体部13を下部パネル9側のフランジ17に押しつける。これによって、これらのフランジ本体部13及びフランジ17同士が密着して隙間がなくなる。この状態においては、フランジ保持手段としてのローラ装置51とレーザ照射装置49との相対的な距離が一定に保持される。
Then, as shown in FIG. 9, when the
さらに、図10に示すように、レーザ照射装置49を作動させて、レーザ光71を開口縁部5のフランジ本体部13に向けて照射しながら、レーザ照射装置49を移動させる。このとき、ローラ装置51で立ちフランジ部37を挟んだ保持したままレーザ照射装置49を移動させるため、ローラ装置51の円盤部65が回動しながらレーザ照射装置49が移動する。これによって、レーザ光71の照射位置は立ちフランジ部15から一定の距離Wを保持しながら、立ちフランジ部15に沿ってレーザ溶接が行われる。
Furthermore, as shown in FIG. 10, the
前記構成を有するレーザ溶接装置41による作用効果を以下に説明する。
The effects of the
本実施形態によるローラ装置51においては、図6にて説明したように、2枚の円盤部65,65同士の間には、所定の隙間Dが形成されており、また、ローラ装置51を構成する円盤部65,65の外周縁には、テーパ69,69が形成されている。このため、図8の二点鎖線に示すように、開口縁部5の立ちフランジ部15の位置が車両前後方向にばらついた場合であっても、円盤部65,65が脱輪防止のガイドの役目をし、円盤部65,65の隙間Dに立ちフランジ部15の先端が確実に挿入される。
In the
従って、上部パネル7のフランジ11が下部パネル9のフランジ17に押しつけられ、両フランジ同士11,17の隙間がない状態でレーザ溶接を施すことができるため、良好な品質の溶接部を得ることができる。
Accordingly, since the
また、ローラ装置51のローラでフランジ11,17を挟んだままレーザ溶接を行うため、レーザ光の照射位置を立ちフランジ部15から一定の位置に保持することができ、いわゆる溶接ハズレがなくなる。よって、フランジ11,17の長さを短くすることができ、車体1の全体重量を軽減させることができる。
Further, since laser welding is performed while the
また、ローラ装置51の円盤部65,65の周縁部にはテーパ69が形成されているため、このテーパ69が円盤部65を立ちフランジ部15に挿入させる際のガイドの役目をし、円盤部65をスムーズに立ちフランジ部15の先端に挿入させることができる。
Further, since the
また、ローラ装置51が立ちフランジ部15の先端を保持したままレーザ光71の照射が行われるため、レーザ光71の照射位置を立ちフランジ部15から一定の位置に確実に維持することができる。このように、照射位置のバラツキ量を低減することによって、フランジ本体部13,17の長さを短く設定することができる。
Further, since the irradiation with the
さらに、レーザ照射装置49及びローラ装置51は、第1のスライド機構53と第2のスライド機構55を介してフランジ11,17に対して2軸方向に移動自在に支持されているため、フランジ11,17の形状が変わっても、レーザ照射装置49及びローラ装置51を適正な位置に配置することができる。
Further, the
なお、ローラ装置51は、第2のスライド機構55を介して、被溶接面となるフランジ11,17に対して略直交する方向に移動するため、ローラ装置51はレーザ照射装置49の位置決めとフランジ面の隙間矯正との双方を行うことができる。
Since the
5…トランクルーム開口縁部(被溶接体)
15,37…立ちフランジ部
21…バックドア開口縁部(被溶接体)
51…ローラ装置(フランジ保持手段)
65…円盤部
71…レーザ光
5 ... Trunk room opening edge (to-be-welded)
15, 37 ... Standing
51. Roller device (flange holding means)
65 ...
Claims (4)
The laser welding apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the periphery of the welded body is a trunk opening edge of a vehicle body panel or an opening edge of a back door.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003292276A JP2005059057A (en) | 2003-08-12 | 2003-08-12 | Laser beam welding apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2003292276A JP2005059057A (en) | 2003-08-12 | 2003-08-12 | Laser beam welding apparatus |
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JP2003292276A Pending JP2005059057A (en) | 2003-08-12 | 2003-08-12 | Laser beam welding apparatus |
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JP (1) | JP2005059057A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008018450A (en) * | 2006-07-12 | 2008-01-31 | Nippon Steel Corp | Method and apparatus for lap welding |
JP2008087013A (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Tokyu Car Corp | Semiautomatic laser bonding apparatus |
-
2003
- 2003-08-12 JP JP2003292276A patent/JP2005059057A/en active Pending
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