JP2006218567A - Workpiece positioning device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車の車体部品に代表されるようなワークを位置決めするための装置に関し、例えば自動車の車体の一部を構成することになるパネル状の車体部品同士の相対位置決めを行った上でスポット溶接を施して、いわゆる車体部品の溶接組立を行う際に使用されるワーク位置決め装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for positioning a workpiece represented by a body part of an automobile, for example, after performing relative positioning of panel-like body parts that constitute a part of the body of an automobile. The present invention relates to a workpiece positioning device used when spot welding is performed and so-called body parts are welded and assembled.
特許文献1に記載のように車体部品の溶接組立を行う際には、予めワークたるパネル状の車体部品同士の相対位置決めを行う必要があることから、治具ベースの上に多数の位置決めゲージを立設してなるワーク位置決め装置としての位置決め治具が使用される。
When welding and assembling body parts as described in
この位置決め治具は、例えば図8に示すように、表裏両面に精密機械加工を施したベース盤102と型鋼等の骨格部材103を組み合わせて溶接することで治具ベース101とし、それらの下面四隅に脚部104をボルト105にて連結する一方、その治具ベース101の上にワークの断面形状に応じた受け面106aを有するゲージプレート106を主要素とする位置決めゲージ107A,107Bや、先端にロケートピン108aを有するロケートピンユニット108を立設してある。そして、上記の位置決めゲージ107A,107Bのなかにはゲージプレート106のみのいわゆる位置決め機能のみを有するもの107Aと、ゲージプレート106による位置決め機能に加えて、そのゲージプレート106に付帯しているクランプシリンダ109駆動のクランプアーム110によるいわゆるクランプ機能を備えたもの107Bとが混在しており、いずれのタイプのものもゲージプレート106単独ではなく平面視にて略T字状に組み立てられたゲージポスト111を介して治具ベース101上に立設してある。
For example, as shown in FIG. 8, this positioning jig is a
より詳しくは、例えば上記のクランプ機能付きの位置決めゲージ107Bを例にとると、図9に示すようにケージポスト11の下部を治具ベース101のベース盤102上に着座させた上で、複数のボルト112とノックピン113とをもって位置決め固定してあるとともに、同じくゲージポスト11の上端部に対してゲージプレート106を複数のボルト112とノックピン113とをもって位置決め固定してある。さらに、ゲージプレート106にはクランプシリンダ109を連結してあるとともに、そのクランプシリンダ109の伸縮作動に応じてクランプ,アンクランプ動作するクランプアーム110を中間リンク114とヒンジピン115を介して連結してある。
このような従来の構造では、治具ベース101がベース盤102と骨格部材103とを溶接して一体化した構造であるため、溶接コストが高いだけでなく構造が複雑で重量が大きくなるほか、治具全体として次に列挙するよう不具合がある。
In such a conventional structure, since the
(1)治具ベース101が溶接構造であるため、ベース盤102の機械加工精度を安定化させるために焼鈍等の熱処理を施す必要があり、コストアップを招きやすい。
(1) Since the
(2)ベース盤102の表裏両面に機械加工を施す必要があるため、コストアップを招きやすい。
(2) Since it is necessary to perform machining on both the front and back surfaces of the
(3)ベース盤102に加工すべきねじ穴116のほかノックピン113のためのリーマ穴117の数が多く、コストアップを招きやすい。
(3) The number of
(4)治具ベース101の重量が大きいために堅固な脚部104が必要となり、コストアップと一層の重量増加を招きやすい。
(4) Since the weight of the
(5)ゲージポスト111は複数の鋼板等を溶接して組み立てた構造であり、しかも図9に示したようにゲージプレート106に対する結合面とベース盤102に対する着座面とが面直角となるように高精度に仕上げなければならず、コストアップを招きやすい。
(5) The
(6)ゲージポスト111およびゲージプレート106に加工すべきねじ穴やボルト穴のほかノックピン113のためのリーマ穴の数が多く、コストアップを招きやすい。
(6) There are a large number of reamer holes for the
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、とりわけ従来のものと同等の機能を有しながらも構造の簡素化と製造コストの低減を図ったワーク位置決め装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made paying attention to such problems, and in particular, an object of the present invention is to provide a workpiece positioning device that has a function equivalent to that of a conventional one but simplifies the structure and reduces manufacturing costs. Is.
請求項1に記載の発明は、治具ベースの上にワークを位置決め支持するための複数の位置決めゲージを立設してなる位置決め装置であって、上記治具ベースは、下面に脚部を装着した単一の板材の上面を所定の平面度に仕上げて基準面としてあるとともに、その基準面には少なくとも二つで一組とするリーマ加工穴を複数組形成してある。その一方、上記位置決めゲージは、両端に形成されたはめ合い軸部のうちの一方を少なくとも二つで一組とする上記リーマ加工穴に嵌合保持させることで上記基準面に個別に位置決め固定される同じ長さで且つ少なくとも二つで一組とする複数組の柱状のゲージポストと、位置決め対象となるワークを直接位置決め支持することになるワーク受け面のほか上記はめ合い軸部に対応して少なくとも二つで一組とするリーマ加工穴が形成されていて、このリーマ加工穴を上記ゲージポストの両端のはめ合い軸部のうちの他方に対して嵌合保持させることで二つで一組とするゲージポストに個別に位置決め固定されるゲージ本体とを備えていることを特徴とする。
The invention according to
この場合、請求項2に記載のように、上記基準面上の一部の位置決めゲージは、ワークを位置決め支持する機能に加えてその位置決め支持したワークをクランプする機能を備えていて、その一部の位置決めゲージにおけるゲージ本体は、ゲージ本体との間でワークをクランプするクランプ部材と、そのクランプ部材をクランプ,アンクランプ動作させるクランプシリンダ等のアクチュエータを備えているものとする。
In this case, as described in
また、請求項3に記載のように、上記はめ合い軸部はゲージポストと一体に形成されたリーマボルトであって、相手側のリーマ加工穴に嵌合させた上でナットとの組み合わせをもって治具ベースまたはゲージ本体と締結結合されるものであることが望ましい。 According to a third aspect of the present invention, the fitting shaft portion is a reamer bolt formed integrally with the gauge post, and is fitted with a reaming hole on the other side and combined with a nut to form a jig. It is desirable to be fastened to the base or gauge body.
したがって、少なくとも請求項1に記載の発明では、位置決め対象となるワークを直接支持することになるゲージ本体は、リーマ加工穴とそれに対応するはめ合い軸部との相互嵌合をもって治具ベース上に立設された少なくとも二つで一組とする丸柱状のゲージポストの上端に同じくリーマ加工穴とそれに対応するはめ合い軸部との相互嵌合をもって支持されているかたちとなり、従来のワーク位置決め装置と全く同等の機能が発揮される。 Therefore, in at least the first aspect of the present invention, the gauge body that directly supports the workpiece to be positioned is mounted on the jig base with the mutual fitting of the reamed hole and the corresponding fitting shaft portion. A conventional workpiece positioning device that is supported by the reamed hole and the fitting shaft corresponding to each other at the upper end of a set of at least two round pillar-shaped gauge posts. Exactly the same function is demonstrated.
請求項1に記載の発明によれば、従来のものと比べて治具ベースやゲージポストそのものの構造が簡素化されていることはもちろんのこと、それらの治具ベースやゲージポストおよびゲージ本体に加工すべきリーマ穴等の穴加工数が大幅に少なくなっているため、ワーク位置決め装置全体としての構造の簡素化と製造コストの大幅な削減が可能となる。 According to the first aspect of the invention, the structure of the jig base and the gauge post itself is simplified as compared with the conventional one, and the jig base, the gauge post, and the gauge main body are also simplified. Since the number of holes such as reamer holes to be machined is greatly reduced, it is possible to simplify the structure of the entire workpiece positioning device and to greatly reduce the manufacturing cost.
図1〜3は本発明に係るワーク位置決め装置のより具体的な実施の形態を示しており、特に図1はその全体構造を、図2,3は図1の要部の詳細をそれぞれ示している。 1 to 3 show a more specific embodiment of the workpiece positioning device according to the present invention, in particular FIG. 1 shows the entire structure thereof, and FIGS. 2 and 3 show the details of the essential parts of FIG. Yes.
図1に示すように、ワーク位置決め装置は、矩形状で且つ平板状のベース盤2の周縁部に丸柱状の複数の脚部3,3‥を下向きに突設してなる治具ベース1と、その治具ベース1の上に立設した複数の位置決めゲージ4A,4Bおよびロケートピンユニット4Cとから構成されている。そして、各位置決めゲージ4A,4Bは後述するように二本で一組とする丸柱状のゲージポスト5,5と、それらのゲージポスト5,5の上端に連結されたゲージ本体としてのゲージプレート6を主要素とするもので、位置決めゲージ4A,4Bのなかには、そのゲージプレート6に形成された受け面6aをもってワークを直接位置決め支持するだけの機能を有するもの4Aと、受け面6aによるワーク位置決め機能に加えて、ゲージプレート6に付設されたクランプシリンダ7駆動のクランプアーム8をもってその位置決め支持したワークをゲージプレート6との間でクランプする機能を有するもの4Bとが混在している。
As shown in FIG. 1, the workpiece positioning device includes a
治具ベース1の主要素であるベース盤2は、少なくともその上面(表面)が所定の平面度および面粗度となるように精密機械加工を施すことで各位置決めゲージ4A,4B等を立設するための基準面2aとしてある一方、図2に示すようにベース盤2の周縁部の複数箇所には丸柱状の脚部3を連結するための所定サイズのボルト穴9を貫通形成してある。脚部3にはその上下両端にねじ穴(めねじ部)10を予め形成してあり、その上端のねじ穴10とボルト11およびワッシャ12とをもって丸柱状の脚部3をベース盤2の下面に着座させるようにして堅固に固定してある。さらに、図2のほか図3に示すように、脚部3の下端のねじ穴10にはロックナット13付きのアジャストボルト14を螺合してあり、各脚部3に付帯するアジャストボルト14を適宜出没調整することでベース盤2の水平度すなわちレベル調整が可能となっている。つまり、図3から明らかなように、アジャストボルト14付きの脚部3とスペーサ15とをもってフロアからのベース盤2の基準面2aまでの高さH1が規制されている。
The
治具ベース1上の複数の位置決めゲージ4A,4Bの詳細につきクランプ機能付きのもの4Bを例にとって説明すると、図2に示すように、ベース盤1のうち二本で一組とする同じ長さの丸柱状のゲージポスト5,5の立設位置には、そのゲージポスト5,5に対応して二つで一組とする高精度なリーマ加工穴16を所定のピッチPで予め貫通形成してある。なお、ここにいうリーマ加工穴16とは、後述するリーマボルト17または18とのはめ合い嵌合のためにリーマ仕上げ加工をもって高精度に仕上げた穴をいう。
The details of the plurality of
その一方、二本で一組とする丸柱状のゲージポスト5,5の両端にはゲージポスト5,5自体の一般部5aの最大直径よりも小径の同サイズのはめ合い軸部としてのリーマボルト17または18を互いに同一軸線上に位置するように一体に形成してある。そして、そのゲージポスト5の下端のリーマボルト18をリーマ加工穴16に嵌合させつつ、ゲージポスト5の一般部5aとリーマボルト18とのなす段状部たるショルダー面5bを着座面としてベース盤2上に立設した上でベース盤2の下面(裏面)側からナット19をワッシャ20とともに締め付けることにより、各ゲージポスト5,5をベース盤2上に直立姿勢にて締結固定してある。
On the other hand, a
同様に、ゲージプレート6の下端の座部6bには二つで一組とするリーマ加工穴21を所定のピッチで予め貫通形成してあり、上記と同様に座部6b側のリーマ加工穴21をゲージポスト5,5の上端のリーマボルト17に嵌合させつつ、ゲージポスト5,5の一般部5bとリーマボルト17とのなす段状部たるショルダー面5bを着座面としてゲージプレート6の座部6bを着座させた上でその座部6bの上面(裏面)側からナット22をワッシャ23とともに締め付けることにより、ゲージプレート6を一対のゲージポスト5,5の上に直立姿勢にて締結固定してある。すなわち、ベース盤2からのゲージプレート6の高さ位置はゲージポスト5,5の上下両端のショルダー部5b,5b同士のなす寸法H2によって規制されている。
Similarly, a pair of
さらに、ゲージプレート6には、アクチュエータとしてトラニオン型のクランプシリンダ7と、それによってクランプ,アンクランプ操作されることになるクランプ部材としてのクランプアーム8とを、ヒンジピン24または25を介してそれぞれに揺動可能に連結してある。
Further, a trunnion
なお、図1に示したロケートピンユニット4Cは、上端にロケートピン26aを装着した丸柱状の単一のゲージポスト26を上記と同様のリーマボルトとリーマ加工穴とのはめ合い嵌合をもってベース盤2上に直立姿勢にて立設してある。
The locate
したがって、このように構成されたワーク位置決め装置によれば、一部の位置決めゲージ4Bに付帯しているクランプアーム8をアンクランプ状態とした上で、ロケートピン26aのほか各位置決めゲージ4A,4Bにおけるゲージプレート6の受け面6aを基準としてそれらの受け面6aにて位置決め対象となる図示外のワークを位置決め支持する。そして、一部の位置決めゲージ4Bに付帯しているクランプアーム8をクランプシリンダ7にてクランプ動作させて、ワークを堅固にクランプした後に、スポット溶接等の溶接作業に供することになる。
Therefore, according to the workpiece positioning apparatus configured as described above, the
なお、先に述べたようにベース盤2の水平度は各脚部3に付帯しているアジャストボルト14の回転操作によって適宜調整される。
As described above, the level of the
このようなワーク位置決め装置としての機能は図8に示した従来のものと基本的に同一であるものの、図1と図8との対比から明らかなように、本実施の形態のワーク位置決め装置によればきわめて簡易な構造のもとで所期の目的を達成できることになる。 Although the function as such a workpiece positioning device is basically the same as that of the conventional one shown in FIG. 8, as is clear from the comparison between FIG. 1 and FIG. Therefore, the intended purpose can be achieved with a very simple structure.
すなわち、図1と図8との対比のほか、図2と図9との対比からも明らかなように、治具ベース1およびゲージポスト5そのものの構造が簡素化されているだけでなく、ベース盤2やゲージポスト5およびゲージプレート6の穴加工数ならびにそれに対応することになるボルト,ナットの数が大幅に減少しているために、装置全体としての製造コストの大幅な削減が可能となる。
That is, in addition to the comparison between FIG. 1 and FIG. 8, as well as the comparison between FIG. 2 and FIG. 9, not only the structure of the
また、ゲージポスト5は丸柱状の単純形状であるため、旋盤加工での製作が可能であり、これによってもまた製作コストを大幅に削減することが可能となる。
In addition, since the
ここで、図4の(A)から明らかなように、ゲージポスト5の下端のリーマボルト18については、ゲージポスト5自体の一般部5aにおける最大直径よりも小径な円筒軸部18aの先端にさらにその円筒軸部18aよりも小径なおねじ部18bを段付軸形状に形成する一方、ゲージポスト5の上端のリーマボルト17については、上記と同様にゲージポスト5自体の一般部5aにおける最大直径よりも小径な円筒軸部17aの先端にさらにその円筒軸部17aよりも小径なおねじ部17bを段付軸形状に形成し、その上で円筒軸部17bの長さH3を下端側の円筒軸部18bの長さH4よりも予め短く(H3<H4)設定してある。同時に、そのゲージポスト5の上端のリーマボルト17に対応することになるゲージプレート6側のリーマ加工穴21については予め段付き穴状のものとして形成してある。
Here, as apparent from FIG. 4A, the
このように構成しておくことにより、ワーク位置決め装置としての組立完了後に、例えば図5に示すように位置決めゲージ4Bにおけるゲージプレート6の三次元位置を所定量a,b,cだけ修正する必要が生じた場合に、その修正作業に容易に対応できる利点がある。
With this configuration, it is necessary to correct the three-dimensional position of the
すなわち、図5に示すようにゲージプレート6の三次元位置を所定量a,b,cだけ修正する場合には、図4の(B)に示すようにゲージポスト5,5の上下を入れ替えることを前提として、ゲージプレート6側の座部6bにおける段付き穴状のリーマ加工穴21に追加工を施し、例えば同図に示す斜線部Qを切除して上記修正代a,bを確保し、反対側のリーマボルト18とはめ合い嵌合可能な径とする。同時に、そのはめ合い嵌合の際に座部6bとショルダー面5bとの間に所定厚み、すなわち修正代cに相当する厚みのシムプレート27を介装して上記修正代cを確保する。ただし、ゲージポスト5,5に対するゲージプレート6の高さ位置を下げる場合には、上記のシムプレート27の採用に代えてショルダー面5bに追加工を施すものとする。このように、ゲージポスト5の上下を反転させることでゲージプレート6の三次元位置の修正にも容易に対応できることになる。
That is, when the three-dimensional position of the
図6,7は本発明の第2,第3の実施の形態を示し、特に二本一組で使用するゲージポスト5,5の支持剛性の向上を目的として、それらのゲージポスト5,5の根元部を補強する場合の例を示している。 FIGS. 6 and 7 show the second and third embodiments of the present invention. In particular, for the purpose of improving the supporting rigidity of the gauge posts 5 and 5 used in pairs, the gauge posts 5 and 5 are shown in FIGS. The example in the case of reinforcing a root part is shown.
図6は、二本のゲージポスト5,5にまたがる圧締クランプ部材としての一対の圧締クランプブロック31,31をベース盤2に着座させながら、それらのクランプブロック31,31をもって二本のゲージポスト5,5の根元部をボルト32により共締め固定して、ベース盤2に対する各ゲージポスト5,5の着座面積の拡大化を図ったものである。
FIG. 6 shows a pair of pressure clamp blocks 31, 31 as pressure clamp members straddling two
また、図7に示すものは、各ゲージポスト5,5の根元部にテーパコーン状の拡径部33を予め一体に形成して、同様にベース盤2に対する各ゲージポスト5,5の着座面積の拡大化を図ったものである。特に本実施の形態の場合には、二本のゲージポスト5,5同士のなすスパンの拡大化も同時に図れることになり、支持剛性の向上が一段と顕著となる利点がある。
Further, in the example shown in FIG. 7, a tapered cone-shaped
1…治具ベース
2…ベース盤
2a…基準面
3…脚部
4A,4B…位置決めゲージ
5…ゲージポスト
5a…一般部
5b…ショルダー面(段状部)
6…ゲージプレート」(ゲージ本体)
6a…受け面
7…クランプシリンダ(アクチュエータ)
8…クランプアーム(クランプ部材)
13…ロックナット
14…アジャストボルト
16…リーマ加工穴
17…リーマボルト(はめ合い軸部)
17a…円筒軸部
17b…おねじ部
18…リーマボルト(はめ合い軸部)
18a…円筒軸部
18b…おねじ部
21…リーマ加工穴
31…圧締クランプブロック(圧締クランプ部材)
33…拡径部
DESCRIPTION OF
6. Gauge plate (gauge body)
6a ... Receiving
8. Clamp arm (clamp member)
13 ...
17a ...
18a ...
33 ... Diameter expansion part
Claims (8)
上記治具ベースは、下面に脚部を装着した単一の板材の上面を所定の平面度に仕上げて基準面としてあるとともに、その基準面には少なくとも二つで一組とするリーマ加工穴を複数組形成してある一方、
上記位置決めゲージは、
両端に形成されたはめ合い軸部のうちの一方を少なくとも二つで一組とする上記リーマ加工穴に嵌合保持させることで上記基準面に個別に位置決め固定される同じ長さで且つ少なくとも二つで一組とする複数組の柱状のゲージポストと、
位置決め対象となるワークを直接位置決め支持することになるワーク受け面のほか上記はめ合い軸部に対応して少なくとも二つで一組とするリーマ加工穴が形成されていて、このリーマ加工穴を上記ゲージポストの両端のはめ合い軸部のうちの他方に対して嵌合保持させることで二つで一組とするゲージポストに個別に位置決め固定されるゲージ本体と、
を備えていることを特徴とするワーク位置決め装置。 It is a positioning device in which a plurality of positioning gauges for positioning and supporting a workpiece are set up on a jig base,
The jig base has a reference surface by finishing the upper surface of a single plate with legs attached to the lower surface to a predetermined flatness, and has at least two reamed holes on the reference surface. While several sets are formed,
The positioning gauge is
At least two of the fitting shaft portions formed at both ends have the same length and are individually positioned and fixed to the reference surface by fitting and holding in at least two pairs of the reamed holes. Multiple pairs of column-shaped gauge posts,
In addition to the workpiece receiving surface that directly positions and supports the workpiece to be positioned, at least two reamed holes corresponding to the fitting shaft portion are formed. A gauge body that is individually positioned and fixed to a pair of gauge posts by fitting and holding the other of the fitting shafts at both ends of the gauge post,
A workpiece positioning device comprising:
その一部の位置決めゲージにおけるゲージ本体は、ゲージ本体との間でワークをクランプするクランプ部材と、そのクランプ部材をクランプ,アンクランプ動作させるアクチュエータを備えていることを特徴とする請求項1に記載のワーク位置決め装置。 Some positioning gauges on the reference surface have a function of clamping the workpiece supported and positioned in addition to the function of positioning and supporting the workpiece.
2. The gauge main body in a part of the positioning gauges includes a clamp member that clamps a workpiece with the gauge main body, and an actuator that clamps and unclamps the clamp member. Work positioning device.
ゲージ本体側のリーマ加工穴に嵌合する円筒軸部の長さよりも治具ベース側のリーマ加工穴に嵌合する円筒軸部の長さの方が大きく設定してあるとともに、
上記ゲージポストとその両端の円筒軸部とのなす段状部を着座面として当該ゲージポストを治具ベースおよびゲージ本体のそれぞれに着座させるようになっていることを特徴とする請求項3に記載のワーク位置決め装置。 The reamer bolt is a stepped bolt shape having a threaded portion having a smaller diameter at the tip of a cylindrical shaft portion having a diameter smaller than the general diameter of the gauge post,
The length of the cylindrical shaft part that fits into the reaming hole on the jig base side is set larger than the length of the cylindrical shaft part that fits into the reaming hole on the gauge body side,
4. The gauge post is configured to be seated on each of a jig base and a gauge body with a stepped portion formed by the gauge post and cylindrical shafts at both ends thereof as a seating surface. Work positioning device.
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