JP3114052B2 - ワーク結合方法 - Google Patents
ワーク結合方法Info
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- JP3114052B2 JP3114052B2 JP07342366A JP34236695A JP3114052B2 JP 3114052 B2 JP3114052 B2 JP 3114052B2 JP 07342366 A JP07342366 A JP 07342366A JP 34236695 A JP34236695 A JP 34236695A JP 3114052 B2 JP3114052 B2 JP 3114052B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、クランプユニット
を搭載した治具上に２つ以上のワークをセットし、これ
らワークをクランプユニットによりクランプした状態で
ワーク同士を結合する方法に関する。
を搭載した治具上に２つ以上のワークをセットし、これ
らワークをクランプユニットによりクランプした状態で
ワーク同士を結合する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、特開平1-153387号公報により、ク
ランプユニットを可動とし、初回は、クランプユニット
を設計データから定められる所定の基準位置に位置決め
した状態でワークをクランプしてワーク同士を結合し、
次に、この結合によって組立てられた製品の精度を光学
的に計測し、この計測結果に基づいてクランプユニット
の位置を補正して、次のワークの結合及び精度計測を行
ない、これを所要の精度の製品が得られるまで繰返すよ
うにした方法が知られている。
ランプユニットを可動とし、初回は、クランプユニット
を設計データから定められる所定の基準位置に位置決め
した状態でワークをクランプしてワーク同士を結合し、
次に、この結合によって組立てられた製品の精度を光学
的に計測し、この計測結果に基づいてクランプユニット
の位置を補正して、次のワークの結合及び精度計測を行
ない、これを所要の精度の製品が得られるまで繰返すよ
うにした方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図１に示すような２つ
のワークＷａ，Ｗｂを結合して閉鎖断面形状の製品を組
立てる場合、例えば、ワークＷａに図２（ａ）に示すよ
うな歪みδが有ると、クランプ時には図２（ｂ）に示す
如く歪みδ分だけワークＷａが強制的に撓まされ、この
状態でワーク同士を結合して製品Ｗを組立てると、アン
クランプしたとき製品Ｗに図２（ｃ）に示す如くスプリ
ングバックによる歪みδ′が発生する。
のワークＷａ，Ｗｂを結合して閉鎖断面形状の製品を組
立てる場合、例えば、ワークＷａに図２（ａ）に示すよ
うな歪みδが有ると、クランプ時には図２（ｂ）に示す
如く歪みδ分だけワークＷａが強制的に撓まされ、この
状態でワーク同士を結合して製品Ｗを組立てると、アン
クランプしたとき製品Ｗに図２（ｃ）に示す如くスプリ
ングバックによる歪みδ′が発生する。
【０００４】上記従来技術は、かかる製品の歪みδ′を
計測し、歪みを減少する方向にクランプユニットの位置
を補正して次のワークの結合を行なうものである。然
し、このようなフィードバック方式の補正では、初回か
ら高精度の製品を得ることはできず、無駄が多くなる。
また、ワークにはロット毎のばらつきに加えて同一ロッ
ト内でのワーク個々のばらつきが内在しており、今回の
ワークの歪みが前回のワークの歪みと異なる場合、前回
のワークの結合で得られた製品の計測データに基づく補
正は今回のワークに適合せず、結局、従来のフィードバ
ック方式の補正ではワーク個々のばらつきに対処できな
くなる。
計測し、歪みを減少する方向にクランプユニットの位置
を補正して次のワークの結合を行なうものである。然
し、このようなフィードバック方式の補正では、初回か
ら高精度の製品を得ることはできず、無駄が多くなる。
また、ワークにはロット毎のばらつきに加えて同一ロッ
ト内でのワーク個々のばらつきが内在しており、今回の
ワークの歪みが前回のワークの歪みと異なる場合、前回
のワークの結合で得られた製品の計測データに基づく補
正は今回のワークに適合せず、結局、従来のフィードバ
ック方式の補正ではワーク個々のばらつきに対処できな
くなる。
【０００５】本発明は、以上の点に鑑み、初回から高精
度の製品を得られるようにすると共に、ワーク個々のば
らつきにも対処し得るようにしたワーク結合方法を提供
することを課題としている。
度の製品を得られるようにすると共に、ワーク個々のば
らつきにも対処し得るようにしたワーク結合方法を提供
することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明によるワーク結合方法は、治具上にセットさ
れたワークをクランプユニットによりクランプし、クラ
ンプ時に生ずるワークの撓み量からワークの歪み量を計
測する第１工程と、計測された歪み量に基づいて、ワー
ク同士を結合した後に歪みが残らないようにするのに必
要なワークの矯正量を算定する第２工程と、クランプユ
ニットを移動して、ワークを算定された矯正量分だけ更
に撓ませる第３工程と、第３工程での撓み状態に維持し
たままワーク同士を結合する第４工程と、から成る。
め、本発明によるワーク結合方法は、治具上にセットさ
れたワークをクランプユニットによりクランプし、クラ
ンプ時に生ずるワークの撓み量からワークの歪み量を計
測する第１工程と、計測された歪み量に基づいて、ワー
ク同士を結合した後に歪みが残らないようにするのに必
要なワークの矯正量を算定する第２工程と、クランプユ
ニットを移動して、ワークを算定された矯正量分だけ更
に撓ませる第３工程と、第３工程での撓み状態に維持し
たままワーク同士を結合する第４工程と、から成る。
【０００７】本発明によれば、治具上に今回セットした
ワークの歪みを知ることができる。ここで、歪みの有る
ワークを結合する場合、図２（ｂ）に示すようにワーク
Ｗａ，Ｗｂをクランプして、ワークＷａを歪みδ分撓ま
せてから、ワークＷａ，Ｗｂを図２（ｄ）に示すように
所定の矯正量Ａ分だけ更に撓ませ、この状態でワーク同
士を結合すると、アンクランプ時に製品Ｗが図２（ｅ）
に示すように矯正量Ａ分だけスプリングバックし、製品
Ｗに歪みが残らなくなる。
ワークの歪みを知ることができる。ここで、歪みの有る
ワークを結合する場合、図２（ｂ）に示すようにワーク
Ｗａ，Ｗｂをクランプして、ワークＷａを歪みδ分撓ま
せてから、ワークＷａ，Ｗｂを図２（ｄ）に示すように
所定の矯正量Ａ分だけ更に撓ませ、この状態でワーク同
士を結合すると、アンクランプ時に製品Ｗが図２（ｅ）
に示すように矯正量Ａ分だけスプリングバックし、製品
Ｗに歪みが残らなくなる。
【０００８】この矯正量とワークの歪み量との間には一
義的な関係が成立し、かくて、計測された歪み量に基づ
いて矯正量を算定し、ワークを矯正量分だけ更に撓ませ
た状態でワーク同士を結合すれば、製品に歪みは残らな
い。
義的な関係が成立し、かくて、計測された歪み量に基づ
いて矯正量を算定し、ワークを矯正量分だけ更に撓ませ
た状態でワーク同士を結合すれば、製品に歪みは残らな
い。
【０００９】このように、本発明は、今回のワークの歪
みに応じたフィードフォワード方式での補正を行うもの
であり、初回から高精度の製品を得られると共に、ワー
ク個々のばらつきにも対処でき、生産性を大幅に向上で
きる。
みに応じたフィードフォワード方式での補正を行うもの
であり、初回から高精度の製品を得られると共に、ワー
ク個々のばらつきにも対処でき、生産性を大幅に向上で
きる。
【００１０】尚、第１工程での撓み量の計測は光学的に
行なうこともできるが、これでは計測設備が大掛りにな
りコストが高くなる。ところで、歪みの有るワークをク
ランプすると、ワークを歪み分撓ませるのに要する力分
だけワークの加圧反力が加圧反力の基準値からずれる。
従って、クランプ時のワークの加圧反力を検出し、加圧
反力の検出値と加圧反力の基準値との偏差から求められ
るワークの撓み量に基づいてワークの歪み量を算定する
ことができる。これによれば、クランプユニットに加圧
反力を検出するロードセル等の検出手段を組込んでおく
だけで良く、コスト的に有利である。また、クランプユ
ニットでクランプする複数のワークの総合的な撓み反力
（スプリングバック力）を検出でき、矯正量の算定が容
易になる。
行なうこともできるが、これでは計測設備が大掛りにな
りコストが高くなる。ところで、歪みの有るワークをク
ランプすると、ワークを歪み分撓ませるのに要する力分
だけワークの加圧反力が加圧反力の基準値からずれる。
従って、クランプ時のワークの加圧反力を検出し、加圧
反力の検出値と加圧反力の基準値との偏差から求められ
るワークの撓み量に基づいてワークの歪み量を算定する
ことができる。これによれば、クランプユニットに加圧
反力を検出するロードセル等の検出手段を組込んでおく
だけで良く、コスト的に有利である。また、クランプユ
ニットでクランプする複数のワークの総合的な撓み反力
（スプリングバック力）を検出でき、矯正量の算定が容
易になる。
【００１１】また、ワーク同士を結合した後、クランプ
ユニットをクランプ方向の所定の基準位置に戻し、この
状態でクランプユニットによるワークの加圧反力を再度
検出すれば、製品に歪みが無い場合、加圧反力の検出値
は基準値に一致し、かくて、加圧反力の検出値から製品
の歪みを計測できる。かくて、治具上で特別の検査設備
を用いずに製品の精度検査を行なうこともでき、有利で
ある。
ユニットをクランプ方向の所定の基準位置に戻し、この
状態でクランプユニットによるワークの加圧反力を再度
検出すれば、製品に歪みが無い場合、加圧反力の検出値
は基準値に一致し、かくて、加圧反力の検出値から製品
の歪みを計測できる。かくて、治具上で特別の検査設備
を用いずに製品の精度検査を行なうこともでき、有利で
ある。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、上記図１のワー
クＷａ，Ｗｂをスポット溶接やアーク溶接や接着等によ
り結合して閉鎖断面形状の製品Ｗを組立てるのに適用し
た実施形態について説明する。
クＷａ，Ｗｂをスポット溶接やアーク溶接や接着等によ
り結合して閉鎖断面形状の製品Ｗを組立てるのに適用し
た実施形態について説明する。
【００１３】図３を参照して、１は治具であり、該治具
１上には、ワークＷａ，Ｗｂの一端部を定位置でクラン
プする１対の基準クランプユニット２，２と、ワークＷ
ａ，Ｗｂの中間部をクランプする、上下に移動制御可能
な１対の第１可動クランプユニット３1，３1と、ワーク
Ｗａ，Ｗｂの他端部をクランプする、上下に移動制御可
能な１対の第２可動クランプユニット３2，３2とが設け
られている。
１上には、ワークＷａ，Ｗｂの一端部を定位置でクラン
プする１対の基準クランプユニット２，２と、ワークＷ
ａ，Ｗｂの中間部をクランプする、上下に移動制御可能
な１対の第１可動クランプユニット３1，３1と、ワーク
Ｗａ，Ｗｂの他端部をクランプする、上下に移動制御可
能な１対の第２可動クランプユニット３2，３2とが設け
られている。
【００１４】各可動クランプユニット３1，３2は、図４
に示す如く、ブラケット３０に固定した下側の固定クラ
ンプ片３１と、ブラケット３０に上下方向に開閉動作自
在に軸着した上側の可動クランプ片３２とを備えてお
り、ブラケット３０の下部に揺動自在に軸着した加圧シ
リンダ３３のピストンロッド３３ａを可動クランプ片３
２に連結し、加圧シリンダ３３の作動で可動クランプ片
３２を閉じたとき、両クランプ片３１，３２に夫々取付
けた当接チップ３１ａ，３２ａ間にワークＷａ，Ｗｂが
クランプされるようにしている。
に示す如く、ブラケット３０に固定した下側の固定クラ
ンプ片３１と、ブラケット３０に上下方向に開閉動作自
在に軸着した上側の可動クランプ片３２とを備えてお
り、ブラケット３０の下部に揺動自在に軸着した加圧シ
リンダ３３のピストンロッド３３ａを可動クランプ片３
２に連結し、加圧シリンダ３３の作動で可動クランプ片
３２を閉じたとき、両クランプ片３１，３２に夫々取付
けた当接チップ３１ａ，３２ａ間にワークＷａ，Ｗｂが
クランプされるようにしている。
【００１５】以上の構成は、基準クランプユニット２と
同様であるが、可動クランプユニット３1，３2は、更
に、ブラケット３０をクランプ方向たる上下方向に移動
する移動機構３４と、両クランプ片３１，３２の少なく
とも一方のクランプ片、図示例では、固定クランプ片３
１に設けた、ワークの加圧反力を検出する検出手段３５
とを備えている。
同様であるが、可動クランプユニット３1，３2は、更
に、ブラケット３０をクランプ方向たる上下方向に移動
する移動機構３４と、両クランプ片３１，３２の少なく
とも一方のクランプ片、図示例では、固定クランプ片３
１に設けた、ワークの加圧反力を検出する検出手段３５
とを備えている。
【００１６】移動機構３４は、治具１に立設したケーシ
ング３４０に回り止めして上下動自在に挿設した、上端
にブラケット３０の取付ベース３４１ａを有する昇降ロ
ッド３４１と、昇降ロッド３４１の下端に取付けた螺杆
３４１ｂに螺合する、ケーシング３４０の下部内周にホ
ルダ３４２ａを介して軸支したナット３４２と、ホルダ
３４２ａの下端に連結したプーリ３４２ｂにベルト３４
３ａを介して連結される出力軸上のプーリ３４３ｂを有
する駆動源たるサーボモータ３４３とで構成されてお
り、サーボモータ３４３によりナット３４２を正逆転さ
せることで昇降ロッド３４１を介してブラケット３０が
上下動される。尚、昇降ロッド３４１の外周面には、図
示しないがスプライン溝が形成されており、このスプラ
イン溝に係合するボールを内蔵するボールスプラインス
リーブ３４４をケーシング３４０内にキー３４４ａで回
り止めして嵌挿している。
ング３４０に回り止めして上下動自在に挿設した、上端
にブラケット３０の取付ベース３４１ａを有する昇降ロ
ッド３４１と、昇降ロッド３４１の下端に取付けた螺杆
３４１ｂに螺合する、ケーシング３４０の下部内周にホ
ルダ３４２ａを介して軸支したナット３４２と、ホルダ
３４２ａの下端に連結したプーリ３４２ｂにベルト３４
３ａを介して連結される出力軸上のプーリ３４３ｂを有
する駆動源たるサーボモータ３４３とで構成されてお
り、サーボモータ３４３によりナット３４２を正逆転さ
せることで昇降ロッド３４１を介してブラケット３０が
上下動される。尚、昇降ロッド３４１の外周面には、図
示しないがスプライン溝が形成されており、このスプラ
イン溝に係合するボールを内蔵するボールスプラインス
リーブ３４４をケーシング３４０内にキー３４４ａで回
り止めして嵌挿している。
【００１７】前記検出手段３５は、固定クランプ片３１
に埋設したロードセルで構成されており、当接チップ３
１ａを固定クランプ片３１に該チップ３１ａの軸部３１
ｂにおいて上下方向に遊動自在に挿着し、該軸部３１ｂ
をロードセル３５に当接させて、ワークの加圧反力を当
接チップ３１ａを介してロードセル３５に受けさせるよ
うにしている。尚、当接チップ３１ａはその軸部３１ｂ
に取付けたサークリップ３１ｃで固定クランプ片３１に
対し抜け止めされており、固定クランプ片３１のチップ
挿着部３１ｄを該クランプ片３１の本体部に分離自在に
取付け、チップ挿着部３１ｄを分離した状態でサークリ
ップ３１ｃを取外すことにより当接チップ３１ａを交換
できるようにしている。
に埋設したロードセルで構成されており、当接チップ３
１ａを固定クランプ片３１に該チップ３１ａの軸部３１
ｂにおいて上下方向に遊動自在に挿着し、該軸部３１ｂ
をロードセル３５に当接させて、ワークの加圧反力を当
接チップ３１ａを介してロードセル３５に受けさせるよ
うにしている。尚、当接チップ３１ａはその軸部３１ｂ
に取付けたサークリップ３１ｃで固定クランプ片３１に
対し抜け止めされており、固定クランプ片３１のチップ
挿着部３１ｄを該クランプ片３１の本体部に分離自在に
取付け、チップ挿着部３１ｄを分離した状態でサークリ
ップ３１ｃを取外すことにより当接チップ３１ａを交換
できるようにしている。
【００１８】ロードセル３５の検出信号は、図３に示す
如く、パーソナルコンピュータ４に送信され、該コンピ
ュータ４によりワークの加圧反力の検出値に基づいてワ
ークの歪み量を算定すると共に、この歪み量に基づい
て、ワーク同士を結合したときに歪みが残らないように
するのに必要なワークの矯正量を算定し、この矯正量の
データを治具１用の制御盤５に送信し、該制御盤５から
の指令信号で各可動クランプユニット３1，３2の移動機
構３４のサーボモータ３４３を作動させ、各可動クラン
プユニット３1，３2をそのブラケット３０の移動で上下
方向の所定の基準位置から矯正量分だけ変位させ、この
状態で図外の溶接ロボット等によりワーク同士を結合す
る。
如く、パーソナルコンピュータ４に送信され、該コンピ
ュータ４によりワークの加圧反力の検出値に基づいてワ
ークの歪み量を算定すると共に、この歪み量に基づい
て、ワーク同士を結合したときに歪みが残らないように
するのに必要なワークの矯正量を算定し、この矯正量の
データを治具１用の制御盤５に送信し、該制御盤５から
の指令信号で各可動クランプユニット３1，３2の移動機
構３４のサーボモータ３４３を作動させ、各可動クラン
プユニット３1，３2をそのブラケット３０の移動で上下
方向の所定の基準位置から矯正量分だけ変位させ、この
状態で図外の溶接ロボット等によりワーク同士を結合す
る。
【００１９】以下、歪み量と矯正量の算定方法について
説明する。ワークＷａ，Ｗｂを基準クランプユニット２
でクランプした状態は、基準クランプユニット２による
クランプ箇所を固定端Ｃ０とする図５に示すような片持
ち梁として考えることができる。図中Ｃ１は第１可動ク
ランプユニット３1によるクランプ箇所、Ｃ２は第２可
動クランプユニット３2によるクランプ箇所である。ワ
ークは、Ｃ０とＣ１との間でδ１の歪み量を持ち、Ｃ１
とＣ２の間でδ１２の歪み量を持つものとする。尚、Ｃ
２はＣ１での歪みの影響で元々β・δ１だけ変位してい
るから、Ｃ２での基準位置に対する見掛けの歪み量δ２
は、 δ２＝δ１２＋β・δ１ になる。但し、βは、Ｃ０とＣ１の間の距離をＬ１，Ｃ
１とＣ２の間の距離をＬ２として、β≒（Ｌ１＋Ｌ２）
／Ｌ１である。尚、歪み量は歪の方向が上方である場合
を正、下方である場合を負とする。
説明する。ワークＷａ，Ｗｂを基準クランプユニット２
でクランプした状態は、基準クランプユニット２による
クランプ箇所を固定端Ｃ０とする図５に示すような片持
ち梁として考えることができる。図中Ｃ１は第１可動ク
ランプユニット３1によるクランプ箇所、Ｃ２は第２可
動クランプユニット３2によるクランプ箇所である。ワ
ークは、Ｃ０とＣ１との間でδ１の歪み量を持ち、Ｃ１
とＣ２の間でδ１２の歪み量を持つものとする。尚、Ｃ
２はＣ１での歪みの影響で元々β・δ１だけ変位してい
るから、Ｃ２での基準位置に対する見掛けの歪み量δ２
は、 δ２＝δ１２＋β・δ１ になる。但し、βは、Ｃ０とＣ１の間の距離をＬ１，Ｃ
１とＣ２の間の距離をＬ２として、β≒（Ｌ１＋Ｌ２）
／Ｌ１である。尚、歪み量は歪の方向が上方である場合
を正、下方である場合を負とする。
【００２０】ワークを基準位置でクランプすると、ワー
クは歪み量δ分だけ強制的に撓まされ、ワークを撓ませ
るのに必要な力分だけ下側の固定クランプ片３１が受け
る加圧反力が減少する。クランプ箇所においてワークを
単位長さ撓ませるのに必要な力をαとすると、ワークを
歪み量δ分撓ませるのに必要な力はδ・αとなり、クラ
ンプ力の基準値をＰｓ、ロードセル３５で検出される加
圧反力をＰとすると、 Ｐ＝Ｐｓ−δ・α δ＝（Ｐｓ−Ｐ）／α になる。かくて、加圧反力の検出値Ｐの基準値Ｐｓに対
する偏差ΔＰ（＝Ｐｓ−Ｐ）から歪み量δを算定するこ
とができる。
クは歪み量δ分だけ強制的に撓まされ、ワークを撓ませ
るのに必要な力分だけ下側の固定クランプ片３１が受け
る加圧反力が減少する。クランプ箇所においてワークを
単位長さ撓ませるのに必要な力をαとすると、ワークを
歪み量δ分撓ませるのに必要な力はδ・αとなり、クラ
ンプ力の基準値をＰｓ、ロードセル３５で検出される加
圧反力をＰとすると、 Ｐ＝Ｐｓ−δ・α δ＝（Ｐｓ−Ｐ）／α になる。かくて、加圧反力の検出値Ｐの基準値Ｐｓに対
する偏差ΔＰ（＝Ｐｓ−Ｐ）から歪み量δを算定するこ
とができる。
【００２１】本実施形態のように、Ｃ１とＣ２とをクラ
ンプする場合には、Ｃ１での加圧反力とＣ２での加圧反
力とが相互に影響し合い、第１可動クランプユニット３
1に設けたロードセル３５の検出値の基準値に対する偏
差をΔＰ１、第２可動クランプユニット３2に設けたロ
ードセル３５の検出値の基準値に対する偏差をΔＰ２と
すると、 ΔＰ１＝δ１・α11＋δ２・α21…(1) ΔＰ２＝δ１・α12＋δ２・α22…(2) になる。但し、α１１…α２２は、ワークＷａ，Ｗｂの
マスターワークをクランプして撓み試験を行うことによ
り求めた係数である。即ち、第２可動クランプユニット
３2を基準位置に固定した状態で第１可動クランプユニ
ット３1を単位長さ変位させたときに、第１可動クラン
プユニット３1に設けたロードセル３５によって検出さ
れる加圧反力の変化量がα１１、第２可動クランプユニ
ット３2に設けたロードセル３５によって検出される加
圧反力の変化量がα１２であり、第１可動クランプユニ
ット３1を基準位置に固定した状態で第２可動クランプ
ユニット３2を単位長さ変位させたときに、第１可動ク
ランプユニット３1に設けたロードセル３５によって検
出される加圧反力の変化量がα２１、第２可動クランプ
ユニット３2に設けたロードセル３５によって検出され
る加圧反力の変化量がα２２である。
ンプする場合には、Ｃ１での加圧反力とＣ２での加圧反
力とが相互に影響し合い、第１可動クランプユニット３
1に設けたロードセル３５の検出値の基準値に対する偏
差をΔＰ１、第２可動クランプユニット３2に設けたロ
ードセル３５の検出値の基準値に対する偏差をΔＰ２と
すると、 ΔＰ１＝δ１・α11＋δ２・α21…(1) ΔＰ２＝δ１・α12＋δ２・α22…(2) になる。但し、α１１…α２２は、ワークＷａ，Ｗｂの
マスターワークをクランプして撓み試験を行うことによ
り求めた係数である。即ち、第２可動クランプユニット
３2を基準位置に固定した状態で第１可動クランプユニ
ット３1を単位長さ変位させたときに、第１可動クラン
プユニット３1に設けたロードセル３５によって検出さ
れる加圧反力の変化量がα１１、第２可動クランプユニ
ット３2に設けたロードセル３５によって検出される加
圧反力の変化量がα１２であり、第１可動クランプユニ
ット３1を基準位置に固定した状態で第２可動クランプ
ユニット３2を単位長さ変位させたときに、第１可動ク
ランプユニット３1に設けたロードセル３５によって検
出される加圧反力の変化量がα２１、第２可動クランプ
ユニット３2に設けたロードセル３５によって検出され
る加圧反力の変化量がα２２である。
【００２２】(1)式、(2)式からδ１，δ２を求めると、 δ１＝（α22・ΔP1−α21・ΔP2）／（α11・α22−α12・α21）…(3) δ２＝（α11・ΔP2−α12・ΔP1）／（α11・α22−α12・α21）…(4) になり、Ｃ２での真の歪み量δ１２は、 δ12＝δ２−β・δ１ ＝{(α11+β α21)ΔP2-(α12+β α22)ΔP1}/(α11 α22-α12 α21)…(5) になる。
【００２３】図６はマスターワークをクランプした状態
でクランプユニットを上下に移動させてマスターワーク
を撓ませたときの、撓み量とロードセル３５で検出され
る加圧反力との関係を示しており、図中ａ線はワークを
結合する前の関係線、ｂ線はワークを結合した後の関係
線である。横軸は、クランプユニットを基準位置とした
状態、即ち、撓みが無い状態からマスターワークを上方
に撓ませた場合を正、下方に撓ませた場合を負として撓
み量を表わしており、縦軸は、加圧反力の検出値の基準
値（クランプユニットを基準位置にしたときの加圧反
力）に対する偏差ΔＰを、検出値が基準値より大きい場
合を正、小さい場合を負として表わしている。
でクランプユニットを上下に移動させてマスターワーク
を撓ませたときの、撓み量とロードセル３５で検出され
る加圧反力との関係を示しており、図中ａ線はワークを
結合する前の関係線、ｂ線はワークを結合した後の関係
線である。横軸は、クランプユニットを基準位置とした
状態、即ち、撓みが無い状態からマスターワークを上方
に撓ませた場合を正、下方に撓ませた場合を負として撓
み量を表わしており、縦軸は、加圧反力の検出値の基準
値（クランプユニットを基準位置にしたときの加圧反
力）に対する偏差ΔＰを、検出値が基準値より大きい場
合を正、小さい場合を負として表わしている。
【００２４】ワークを撓ませた状態で結合して製品を組
立てると、製品を撓みの無い状態に戻すためには、撓み
量に応じたｂ線から求められるΔＰｂに相当する力を撓
み方向とは逆方向に加える必要がある。ここで、ワーク
には撓み量に応じたａ線から求められるΔＰａに相当す
る復元力が残留しており、ΔＰｂとΔＰａの偏差分の力
Ｆ１が製品に加えられると製品が撓みの無い状態に戻
る。そして、ワークに歪みが有ると、その歪み量δに応
じた撓み反力（スプリングバック力）Ｆ２が製品に加え
られ、かくて、Ｆ１とＦ２が等しくなれば、製品は撓み
の無い状態に戻り、製品に歪みは残らない。
立てると、製品を撓みの無い状態に戻すためには、撓み
量に応じたｂ線から求められるΔＰｂに相当する力を撓
み方向とは逆方向に加える必要がある。ここで、ワーク
には撓み量に応じたａ線から求められるΔＰａに相当す
る復元力が残留しており、ΔＰｂとΔＰａの偏差分の力
Ｆ１が製品に加えられると製品が撓みの無い状態に戻
る。そして、ワークに歪みが有ると、その歪み量δに応
じた撓み反力（スプリングバック力）Ｆ２が製品に加え
られ、かくて、Ｆ１とＦ２が等しくなれば、製品は撓み
の無い状態に戻り、製品に歪みは残らない。
【００２５】ａ線、ｂ線を表わす実験式を求めるための
撓み試験に際しては、パーソナルコンピュータ４で可動
クランプユニット３1，３2の移動ピッチを設定し、制御
盤５からの指令で可動クランプユニット３1，３2を設定
されたピッチで上下に移動させ、１ピッチ移動させる度
にロードセル３５の検出データをパーソナルコンピュー
タ４に読み込み、該コンピュータにより、サンプリング
データから回帰処理等でａ線、ｂ線を表わす実験式を算
定する。ここで、撓み量をｘとして、ａ線の式がΔＰａ
＝ｆａ（ｘ）、ｂ線の式がΔＰｂ＝ｆｂ（ｘ）であれ
ば、 Ｆ１＝ｆａ（ｘ）−ｆｂ（ｘ） Ｆ２＝ｆａ（δ） となり、製品に歪みが残らないようにするのに必要なワ
ークの撓み矯正量Ａは、次式、 ｆａ（Ａ）−ｆｂ（Ａ）＝ｆａ（δ） を満足するはずであり、この式から歪み量δに適合した
矯正量Ａを求めることができる。
撓み試験に際しては、パーソナルコンピュータ４で可動
クランプユニット３1，３2の移動ピッチを設定し、制御
盤５からの指令で可動クランプユニット３1，３2を設定
されたピッチで上下に移動させ、１ピッチ移動させる度
にロードセル３５の検出データをパーソナルコンピュー
タ４に読み込み、該コンピュータにより、サンプリング
データから回帰処理等でａ線、ｂ線を表わす実験式を算
定する。ここで、撓み量をｘとして、ａ線の式がΔＰａ
＝ｆａ（ｘ）、ｂ線の式がΔＰｂ＝ｆｂ（ｘ）であれ
ば、 Ｆ１＝ｆａ（ｘ）−ｆｂ（ｘ） Ｆ２＝ｆａ（δ） となり、製品に歪みが残らないようにするのに必要なワ
ークの撓み矯正量Ａは、次式、 ｆａ（Ａ）−ｆｂ（Ａ）＝ｆａ（δ） を満足するはずであり、この式から歪み量δに適合した
矯正量Ａを求めることができる。
【００２６】ａ線、ｂ線が図示のように直線であって、 ΔＰａ＝Ｋａ・ｘ ΔＰｂ＝Ｋｂ・ｘ であれば、 Ｋａ・Ａ−Ｋｂ・Ａ＝Ｋａ・δ になり、α＝Ｋａ／（Ｋａ−Ｋｂ）として、 Ａ＝α・δ になる。
【００２７】本実施形態のように、Ｃ１とＣ２をクラン
プする場合は、マスターワークを基準クランプユニット
２と第１可動クランプユニット３1とでクランプし、第
２可動クランプユニット３2をワークから逃がした状態
で第１可動クランプユニット３1を上下に移動して、マ
スターワークの結合前のＣ１における撓み量と加圧反力
との関係を表わす係数Ｋａ１と、マスターワークの結合
後のＣ１における撓み量と加圧反力との関係を表わす係
数Ｋｂ１とを求め、Ｃ１での矯正量Ａ１の算定係数α１
を、次式、 α１＝Ｋａ１／（Ｋａ１−Ｋｂ１） で算定する。また、マスターワークを基準クランプユニ
ット２と第１可動クランプユニット３1とにより夫々基
準位置でクランプすると共に、第２可動クランプユニッ
ト３2をマスターワークをクランプした状態で上下に移
動して、マスターワークの結合前のＣ２における撓み量
と加圧反力との関係を表わす係数Ｋａ２と、マスターワ
ークの結合後のＣ２における撓み量と加圧反力との関係
を表わす係数Ｋｂ２とを求め、Ｃ２での矯正量Ａ２の算
定係数α２を、次式、 α２＝Ｋａ２／（Ｋａ２−Ｋｂ２） で算定する。
プする場合は、マスターワークを基準クランプユニット
２と第１可動クランプユニット３1とでクランプし、第
２可動クランプユニット３2をワークから逃がした状態
で第１可動クランプユニット３1を上下に移動して、マ
スターワークの結合前のＣ１における撓み量と加圧反力
との関係を表わす係数Ｋａ１と、マスターワークの結合
後のＣ１における撓み量と加圧反力との関係を表わす係
数Ｋｂ１とを求め、Ｃ１での矯正量Ａ１の算定係数α１
を、次式、 α１＝Ｋａ１／（Ｋａ１−Ｋｂ１） で算定する。また、マスターワークを基準クランプユニ
ット２と第１可動クランプユニット３1とにより夫々基
準位置でクランプすると共に、第２可動クランプユニッ
ト３2をマスターワークをクランプした状態で上下に移
動して、マスターワークの結合前のＣ２における撓み量
と加圧反力との関係を表わす係数Ｋａ２と、マスターワ
ークの結合後のＣ２における撓み量と加圧反力との関係
を表わす係数Ｋｂ２とを求め、Ｃ２での矯正量Ａ２の算
定係数α２を、次式、 α２＝Ｋａ２／（Ｋａ２−Ｋｂ２） で算定する。
【００２８】そして、Ｃ１での矯正量Ａ１を、Ｃ１での
ワークの歪み量δ１に基づいて、次式、 Ａ１＝α１・δ１…(6) で算定する。また、Ｃ２での矯正量Ａ２は、Ｃ２でのワ
ークの真の歪み量δ１２に対応する矯正量Ａ１２に、Ｃ
１での矯正量Ａ１によるＣ２の変位量β・Ａ１（但し、
β≒（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌ１）を加えた値になる。従っ
て、Ａ２は、 Ａ２＝β・Ａ１＋Ａ１２ ＝β・Ａ１＋α２・δ１２ …(7) ＝β・α１・δ１＋α２（δ２−β・δ１） ＝α２・δ２＋β（α１−α２）δ１ …(8) になる。
ワークの歪み量δ１に基づいて、次式、 Ａ１＝α１・δ１…(6) で算定する。また、Ｃ２での矯正量Ａ２は、Ｃ２でのワ
ークの真の歪み量δ１２に対応する矯正量Ａ１２に、Ｃ
１での矯正量Ａ１によるＣ２の変位量β・Ａ１（但し、
β≒（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌ１）を加えた値になる。従っ
て、Ａ２は、 Ａ２＝β・Ａ１＋Ａ１２ ＝β・Ａ１＋α２・δ１２ …(7) ＝β・α１・δ１＋α２（δ２−β・δ１） ＝α２・δ２＋β（α１−α２）δ１ …(8) になる。
【００２９】ワークＷａ，Ｗｂを結合して製品Ｗを組立
てる場合は、基準クランプユニット２と第１と第２の両
可動クランプユニット３1，３2とを全て基準位置に位置
決めした状態でワークＷａ，Ｗｂをクランプし、このク
ランプ時の各可動クランプユニット３1，３2のロードセ
ル３５の検出データをパーソナルコンピュータ４に読み
込み、該コンピュータ４により、上記(3)式からＣ１で
の歪み量δ１を算定すると共に、上記(4)式からＣ２で
の見掛けの歪み量δ２、或いは、上記(5)式からＣ２で
の真の歪み量δ１２を算定する。そして、上記(6)式に
δ１の算定値を代入してＣ１での矯正量Ａ１を算定し、
また、上記(7)式にδ１２の算定値を代入するか(8)式に
δ２の算定値を代入してＣ２での矯正量Ａ２を算定す
る。
てる場合は、基準クランプユニット２と第１と第２の両
可動クランプユニット３1，３2とを全て基準位置に位置
決めした状態でワークＷａ，Ｗｂをクランプし、このク
ランプ時の各可動クランプユニット３1，３2のロードセ
ル３５の検出データをパーソナルコンピュータ４に読み
込み、該コンピュータ４により、上記(3)式からＣ１で
の歪み量δ１を算定すると共に、上記(4)式からＣ２で
の見掛けの歪み量δ２、或いは、上記(5)式からＣ２で
の真の歪み量δ１２を算定する。そして、上記(6)式に
δ１の算定値を代入してＣ１での矯正量Ａ１を算定し、
また、上記(7)式にδ１２の算定値を代入するか(8)式に
δ２の算定値を代入してＣ２での矯正量Ａ２を算定す
る。
【００３０】次に、パーソナルコンピュータ４から制御
盤５にＡ１，Ａ２のデータを送信し、制御盤５からの指
令で第１、第２可動クランプユニット３1，３2を一旦ア
ンクランプした状態で基準位置から夫々Ａ１，Ａ２だけ
変位させてワークＷａ，Ｗｂを再度クランプし、この状
態でワークＷａ，Ｗｂを結合する。
盤５にＡ１，Ａ２のデータを送信し、制御盤５からの指
令で第１、第２可動クランプユニット３1，３2を一旦ア
ンクランプした状態で基準位置から夫々Ａ１，Ａ２だけ
変位させてワークＷａ，Ｗｂを再度クランプし、この状
態でワークＷａ，Ｗｂを結合する。
【００３１】尚、第１可動クランプユニット３1を省略
することも可能であるが、これでは製品Ｗの中間部に歪
みが残る可能性があり、製品Ｗの精度を高めるには、本
実施形態のように第１と第２の２組の可動クランプユニ
ット３1，３2を設けることが望ましい。また、可動クラ
ンプユニットを３組以上設けることも可能である。
することも可能であるが、これでは製品Ｗの中間部に歪
みが残る可能性があり、製品Ｗの精度を高めるには、本
実施形態のように第１と第２の２組の可動クランプユニ
ット３1，３2を設けることが望ましい。また、可動クラ
ンプユニットを３組以上設けることも可能である。
【００３２】ところで、上記実施形態では、計測された
歪み量から実験式を用いて矯正量を算定するようにした
が、歪みの異なる種々のテストワークを作成して、歪み
量に応じた最適な矯正量を実験的に求め、これをデータ
テーブルとして格納しておき、計測された歪み量に対応
する矯正量をテーブル検索で求めることも可能である。
歪み量から実験式を用いて矯正量を算定するようにした
が、歪みの異なる種々のテストワークを作成して、歪み
量に応じた最適な矯正量を実験的に求め、これをデータ
テーブルとして格納しておき、計測された歪み量に対応
する矯正量をテーブル検索で求めることも可能である。
【００３３】また、ワーク同士を結合した後、各可動ク
ランプユニット３1，３2を基準位置に戻して製品を再ク
ランプし、この時に検出される加圧反力の基準値からの
偏差によって製品の歪みの有無を確認し、学習制御によ
って矯正量の算定係数を補正するようにしても良い。
ランプユニット３1，３2を基準位置に戻して製品を再ク
ランプし、この時に検出される加圧反力の基準値からの
偏差によって製品の歪みの有無を確認し、学習制御によ
って矯正量の算定係数を補正するようにしても良い。
【図１】 ワークの斜視図
【図２】 (a)〜(e)製品の歪みの発生原理と歪みの除去
原理を示す図
原理を示す図
【図３】 本発明の実施に用いる設備の斜視図
【図４】 可動クランプユニットの断面図
【図５】 ワークの歪み量と矯正量とを示す図
【図６】 ワークの撓み量と加圧反力の関係を示すグラ
フ
フ
Ｗａ，Ｗｂ ワーク Ｗ 製品 １ 治具 ２ 基準クランプユニット ３1，３2 可動クランプユニット ３４ 移動機構 ３５ ロードセル（検出手段） ４ パーソナルコンピュータ ５ 制御盤
フロントページの続き (72)発明者 竹石 展也 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホ ンダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 分藤 勲 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホ ンダエンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 実開 昭61−172609（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−60787（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−54509（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 11/11 593 B21D 1/14
Claims (3)
- 【請求項１】 クランプユニットを搭載した治具上に２
つ以上のワークをセットし、これらワークをクランプユ
ニットによりクランプした状態でワーク同士を結合する
方法において、 治具上にセットされたワークをクランプユニットにより
クランプし、クランプ時に生ずるワークの撓み量からワ
ークの歪み量を計測する第１工程と、 計測された歪み量に基づいて、ワーク同士を結合した後
に歪みが残らないようにするのに必要なワークの矯正量
を算定する第２工程と、 クランプユニットを移動して、ワークを算定された矯正
量分だけ更に撓ませる第３工程と、 第３工程での撓み状態に維持したままワーク同士を結合
する第４工程と、 から成ることを特徴とするワーク結合方法。 - 【請求項２】 第１工程では、クランプ時のワークの加
圧反力を検出し、加圧反力の検出値と加圧反力の基準値
との偏差から求められるワークの撓み量に基づいてワー
クの歪み量を算定することを特徴とする請求項１に記載
のワーク結合方法。 - 【請求項３】 ワーク同士を結合した後、クランプユニ
ットをクランプ方向の所定の基準位置に戻し、この状態
でクランプユニットによるワークの加圧反力を再度検出
し、検出された加圧反力に基づいて、ワーク同士を結合
して組立てられた製品の歪みを計測することを特徴とす
る請求項１又は２に記載のワーク結合方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07342366A JP3114052B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | ワーク結合方法 |
| US08/767,329 US5901426A (en) | 1995-12-28 | 1996-12-16 | Method of combining workpieces |
| CA002193277A CA2193277C (en) | 1995-12-28 | 1996-12-18 | Method of combining workpieces |
| GB9626678A GB2308680B (en) | 1995-12-28 | 1996-12-23 | Method of combining workpieces |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07342366A JP3114052B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | ワーク結合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09182972A JPH09182972A (ja) | 1997-07-15 |
| JP3114052B2 true JP3114052B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=18353176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07342366A Expired - Fee Related JP3114052B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | ワーク結合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3114052B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101521809B1 (ko) * | 2012-04-10 | 2015-05-21 | 주식회사 성화에스티 | 표준 금속 플레이트 제조용 장형플레이트의 비틀림교정장치 |
| US9993900B2 (en) | 2013-09-18 | 2018-06-12 | Honda Motor Co., Ltd. | Method for positioning welding clamp |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP07342366A patent/JP3114052B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09182972A (ja) | 1997-07-15 |
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