JP3114053B2 - Work joining method - Google Patents

Work joining method

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JP3114053B2
JP3114053B2 JP07342394A JP34239495A JP3114053B2 JP 3114053 B2 JP3114053 B2 JP 3114053B2 JP 07342394 A JP07342394 A JP 07342394A JP 34239495 A JP34239495 A JP 34239495A JP 3114053 B2 JP3114053 B2 JP 3114053B2
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展也 竹石
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of setting two or more works on a jig on which a clamp unit is mounted, and connecting the works while clamping the works by the clamp unit.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Conventionally, according to Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 1-153387, a clamp unit is made movable, and at the first time, a work is clamped to a position where the clamp unit is positioned at a predetermined reference position determined from design data. Combine
Next, the accuracy of the product assembled by this connection is optically measured, the position of the clamp unit is corrected based on the measurement result, the next work is connected, and the accuracy measurement is performed. A method is known in which the process is repeated until the product is obtained.

【0003】[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。
When two products Wa and Wb as shown in FIG. 1 are connected to assemble a product having a closed cross-sectional shape, for example, a distortion δ as shown in FIG. 2B, the workpiece Wa is forcibly bent by the amount of the strain δ during clamping as shown in FIG. 2 (b). As shown in FIG. 2C, a distortion δ ′ due to springback occurs.

【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。
In the above-mentioned prior art, the distortion δ 'of such a product is measured, and the position of the clamp unit is corrected in the direction of reducing the distortion, so that the next work is joined. However, in such a feedback-type correction, a highly accurate product cannot be obtained from the first time, and waste is increased.
In addition, in the work, in addition to the variation for each lot, the variation of each work within the same lot is inherent.If the distortion of the current work is different from the distortion of the previous work, it can be obtained by combining the previous work. The correction based on the measured data of the product is not suitable for the current work, and after all, the conventional correction of the feedback method cannot cope with the variation of each work.

【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。
[0005] In view of the above, it is an object of the present invention to provide a method of joining workpieces in which a high-precision product can be obtained from the first time and variations in individual workpieces can be dealt with. .

【0006】[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、クランプユニット
として、ワークの特定部位を定位置でクランプする基準
クランプユニットと、ワークの他の複数部位を夫々クラ
ンプする、クランプ方向に移動制御可能な複数の可動ク
ランプユニットとを設け、基準クランプユニットにより
ワークをクランプすると共に、複数の可動クランプユニ
ットを夫々クランプ方向の所定の基準位置に位置決めし
た状態でこれら可動クランプユニットによりワークをク
ランプし、各可動クランプユニットによるワークの各ク
ランプ箇所のクランプ時の撓み量を計測する第1工程
と、これら各クランプ箇所の撓み量の相関関係から各ク
ランプ箇所間におけるワークの歪み量を算定する第2工
程と、各クランプ箇所間の歪み量に基づいて、ワーク同
士を結合した後に歪み量が残らないようにするのに必要
な各クランプ箇所におけるワークの矯正量を算定する第
3工程と、各可動クランプユニットを移動して、各クラ
ンプ箇所を該各クランプ箇所について算定された矯正量
分だけ更に撓ませる第4工程と、第4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5工程と、を順
に実行することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a work connecting method according to the present invention comprises, as a clamp unit, a reference clamp unit for clamping a specific portion of a work at a fixed position, and a plurality of other portions of the work. A plurality of movable clamp units, each of which can be controlled to move in the clamp direction, are clamped, and the workpiece is clamped by the reference clamp unit, and the plurality of movable clamp units are respectively positioned at predetermined reference positions in the clamp direction. A first step of clamping the workpiece by the movable clamp unit and measuring the amount of bending of each of the workpieces at the time of clamping by the movable clamping unit; Second step of calculating the amount of distortion of Based on the amount of distortion, a third step of calculating the amount of work correction at each clamp location required to prevent the amount of distortion from remaining after joining the works, and moving each movable clamp unit, A fourth step of further bending each clamp point by the correction amount calculated for each clamp point, and a fifth step of joining works while maintaining the bent state in the fourth step are sequentially executed. It is characterized by.

【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(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。
According to the present invention, the distortion of the work set this time on the jig can be known. Here, when joining a workpiece having a distortion, the workpieces Wa and Wb are clamped as shown in FIG. 2B, the workpiece Wa is bent by the distortion δ, and then the workpieces Wa and Wb are combined as shown in FIG. ), The workpiece W is further bent by a predetermined correction amount A, and when the workpieces are joined together in this state, the product W springs back by the correction amount A as shown in FIG.
No distortion remains.

【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。
[0008] A unique relationship is established between the correction amount and the distortion amount of the work, and the correction amount is calculated based on the measured distortion amount, and the work is further bent by the correction amount. If the workpieces are joined together in the bent state, no distortion remains in the product.

【0009】ところで、ワークの一端部と他端部とを夫
々基準クランプユニットと可動クランプユニットでクラ
ンプし、ワークの中間部をフリーにした状態でワークを
結合することも考えられるが、これでは製品の中間部に
歪みが残る可能性がある。これに対し、本発明では、複
数の可動クランプユニットでワークの複数箇所をクラン
プし、各クランプ箇所間におけるワークの歪み量に基い
て算定される矯正量分だけ各クランプ箇所を更に撓ませ
るようにしているため、製品の全体に亘って歪みは残ら
ない。
By the way, it is conceivable to clamp one end and the other end of the work with the reference clamp unit and the movable clamp unit, respectively, and join the work with the intermediate part of the work being free. There is a possibility that distortion remains in the middle part of. On the other hand, according to the present invention, a plurality of movable clamp units clamp a plurality of locations on a work, and each of the clamp locations is further bent by a correction amount calculated based on the amount of distortion of the work between the clamp locations. As a result, no distortion remains throughout the product.

【0010】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。
As described above, according to the present invention, the correction is performed by the feedforward method according to the distortion of the current work, so that a high-precision product can be obtained from the first time and it is possible to cope with the variation of each work. , Can greatly improve productivity.

【0011】尚、第1工程での撓み量の計測は光学的に
行うこともできるが、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、ワークに歪みがあると、
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、第1工
程において、各可動クランプユニットによるワークの加
圧反力を検出し、加圧反力の検出値から各クランプ箇所
の撓み量を算定することができる。これによれば、可動
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、可動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。
The measurement of the amount of deflection in the first step can be performed optically, but this requires a large-scale measuring equipment and increases costs. By the way, if the work is distorted,
The pressing reaction force of the work deviates from the reference value of the pressing reaction force by the force required to deflect the work by the distortion. Therefore, in the first step, it is possible to detect the pressing reaction force of the workpiece by each movable clamp unit, and calculate the amount of bending at each clamp location from the detected value of the pressing reaction force. According to this, it is only necessary to incorporate a detecting means such as a load cell for detecting the pressing reaction force into the movable clamp unit, which is advantageous in cost. In addition, a total deflection reaction force (spring-back force) of a plurality of works clamped by the movable clamp unit can be detected, and calculation of the correction amount can be easily performed.

【0012】[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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to assembling a product W having a closed cross-section by joining the workpieces Wa and Wb shown in FIG. 1 by spot welding, arc welding, bonding or the like will be described below. I do.

【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。
Referring to FIG. 3, reference numeral 1 denotes a jig, on which a pair of reference clamp units 2 and 2 for clamping one ends of works Wa and Wb at fixed positions, and a work W
a, clamping the middle part of the Wb, the first movable clamp units 3 1 mobile controllable pair vertically, 3 1 and to clamp the other end portion of the workpiece Wa, Wb, can be controlled to move up and down 1 the second movable clamp units 3 2 pairs 3 2 and is provided.

【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。
Each of the movable clamp units 3 1 and 3 2 is shown in FIG.
As shown in the figure, a lower fixed clamp piece 31 fixed to the bracket 30 and an upper movable clamp piece 32 pivotally mounted on the bracket 30 so as to be able to open and close vertically are provided. The piston rod 33a of the pressure cylinder 33, which is freely mounted on the shaft, is
2, when the movable clamp piece 32 is closed by the operation of the pressurizing cylinder 33, the workpieces Wa, Wb are clamped between the contact tips 31a, 32a attached to the clamp pieces 31, 32, respectively. I have.

【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。
The above arrangement is the same as that of the reference clamp unit 2. However, the movable clamp units 3 1 and 3 2 further include a moving mechanism 34 for moving the bracket 30 in the vertical direction, ie, the clamp direction, and both clamp pieces 31. , 32, the fixed clamp piece 3 in the illustrated example.
Detecting means 35 for detecting a pressing reaction force of the workpiece
And

【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。
The moving mechanism 34 includes a lifting rod 341 having a mounting base 341a for the bracket 30 at an upper end, and a lower end of the lifting rod 341. A nut 342, which is screwed to a threaded rod 341b attached to the casing 340, is rotatably supported on a lower inner periphery of the casing 340 via a holder 342a, and a belt 34 is connected to a pulley 342b connected to a lower end of the holder 342a.
3a, a pulley 343b on the output shaft connected to the servomotor 343 as a drive source. The nut 342 is rotated forward and reverse by the servomotor 343, so that the bracket 30 moves up and down via the lifting rod 341. Be moved. A spline groove (not shown) is formed on the outer peripheral surface of the elevating rod 341, and a ball spline sleeve 344 containing a ball that engages with the spline groove is fitted in the casing 340 by a key 344 a so as not to rotate. It is inserted.

【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。
The detecting means 35 includes a fixed clamp piece 31.
And a load cell embedded in the
1a is fixed to the fixed clamp piece 31 by the shaft portion 31 of the tip 31a.
b so as to be freely movable in the vertical direction,
Is brought into contact with the load cell 35, so that the load cell 35 receives the pressing reaction force of the work via the contact tip 31a. Note that the contact tip 31a has a shaft portion 31b.
Is fixed to the fixed clamp piece 31 by a circlip 31c attached thereto, and the chip insertion portion 31d of the fixed clamp piece 31 is detachably attached to the main body of the clamp piece 31 to separate the chip insertion portion 31d. By removing the circlip 31c in this state, the contact tip 31a can be replaced.

【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。
The detection signal of the load cell 35 is transmitted to the personal computer 4 as shown in FIG. 3, and the computer 4 calculates the amount of distortion of the work based on the detected value of the reaction force of the work, and calculates the amount of distortion of the work. Based on the amount, a correction amount of the work required to prevent distortion from remaining when the works are combined is calculated, and the data of the correction amount is transmitted to the control panel 5 for the jig 1, in a command signal from the control panel 5 by operating the servomotor 343 of each of the movable clamp units 3 1, 3 2 of the moving mechanism 34, the movable clamp units 3 1, 3 2 in the vertical direction of a predetermined in movement of the bracket 30 The workpiece is displaced from the reference position by the correction amount, and in this state, the workpieces are joined by a welding robot or the like (not shown).

【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。
Hereinafter, a method of calculating the distortion amount and the correction amount will be described. Work Wa, Wb is used as the reference clamp unit 2.
Can be considered as a cantilever as shown in FIG. 5 in which the clamped position by the reference clamp unit 2 is the fixed end C0. Figure C1 is clamped position by the first movable clamp units 3 1, C2 is the clamping portion of the second movable clamp units 3 2. The work has a strain amount of δ1 between C0 and C1, and C1
And C2 have a distortion amount of δ12. Note that C
2 is originally displaced by β · δ1 due to the influence of the distortion in C1, and therefore, the apparent distortion amount δ2 with respect to the reference position in C2.
Becomes δ2 = δ12 + β · δ1. Where β is the distance between C0 and C1 as L1, C
Assuming that the distance between 1 and C2 is L2, β ≒ (L1 + L2)
/ L1. The amount of distortion is positive when the direction of the distortion is upward, and negative when the direction is downward.

【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)からクランプ時の撓み量、
即ち、歪み量δを算定することができる。
When the work is clamped at the reference position, the work is forcibly bent by the amount of distortion δ, and the pressing reaction force received by the lower fixed clamp piece 31 by the force required to bend the work is reduced. Decrease. Assuming that the force required to bend the work at the clamping point by the unit length is α, the force required to bend the work by the amount of distortion δ is δ · α, the reference value of the clamping force is Ps, and the load cell 35 Assuming that the detected pressure reaction force is P, P = Ps−δ · αδ = (Ps−P) / α. Thus, from the deviation ΔP (= Ps−P) of the detected value P of the pressure reaction force with respect to the reference value Ps,
That is, the distortion amount δ can be calculated.

【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
2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。
When clamping C1 and C2 as in this embodiment, the pressing reaction force at C1 and the pressing reaction force at C2 affect each other, and the first movable clamp unit 3
If the deviation from the reference value of the detected value of the load cell 35 provided in the 1 Delta] P1, deviation and ΔP2 the reference value of the detected value of the load cell 35 provided in the second movable clamp units 3 2, ΔP1 = δ1 · α11 + δ2 · α21 ... (1) ΔP2 = δ1 · α12 + δ2 · α22 (2) Here, α11... Α22 are coefficients obtained by clamping the master work of the works Wa and Wb and performing a bending test. That is, when the first movable clamp units 3 1 is displaced unit length in a state of fixing the second movable clamp units 3 2 to the reference position is detected by the load cell 35 provided on the first movable clamp units 3 1 the amount of change in pressure reaction force alpha 11, the change amount of the pressurizing reaction force detected by the second movable clamp units 3 2 load cell 35 provided in is Arufa12, fixing the first movable clamp units 3 1 to the reference position the second movable clamp units 3 2 when displaced unit length in a state, variation of pressurizing reaction force detected by the load cell 35 provided on the first movable clamp units 3 1 a21, the second movable clamp variation of pressurizing reaction force detected by the load cell 35 provided in the unit 3 2 are Arufa22.

【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、C2での撓み量
δ2からC1でのδ1分の撓みによるC2の変位量β・
δ1を引いて、 δ12=δ2−β・δ1 ={(α11+β α21)ΔP2-(α12+β α22)ΔP1}/(α11 α22-α12 α21)…(5) になる。
When δ1 and δ2 are obtained from the equations (1) and (2), δ1 = (α22 · ΔP1−α21 · ΔP2) / (α11 · α22−α12 · α21) (3) δ2 = (α11 · ΔP2−α12 · ΔP1) / (α11 · α22−α12 · α21) (4), and the true amount of strain δ12 at C2 is calculated from the amount of deflection δ2 at C2 by the amount of δ1 at C1. Displacement β
By subtracting δ1, δ12 = δ2-β · δ1 = {(α11 + βα21) ΔP2- (α12 + βα22) ΔP1} / (α11α22-α12α21) (5)

【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。
FIG. 6 shows the relationship between the amount of bending and the pressing reaction force detected by the load cell 35 when the master work is bent by moving the clamp unit up and down while the master work is clamped. The line a in the drawing is a relation line before the work is joined, and the line b is a relation line after the work is joined. The horizontal axis represents the amount of deflection with the clamp unit as the reference position, that is, the case where the master work is bent upward from a state where there is no bending, and the case where the master work is bent downward is negative. Represents the deviation ΔP of the detected value of the pressure reaction force with respect to the reference value (the pressure reaction force when the clamp unit is set at the reference position). I have.

【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。
When the product is assembled with the workpieces bent and assembled, in order to return the product to a state without bending, a force corresponding to ΔPb obtained from the b-line corresponding to the amount of bending is defined by a bending direction. Must be added in the opposite direction. Here, a restoring force corresponding to ΔPa obtained from the line a corresponding to the amount of bending remains in the work, and when a force F1 corresponding to a deviation between ΔPb and ΔPa is applied to the product, the product is in a state without bending. Return. When the work is distorted, a bending reaction force (spring-back force) F2 corresponding to the amount of distortion δ is applied to the product. Thus, when F1 and F2 become equal, the product returns to the state without bending. No distortion remains in the product.

【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。
[0025] a line, upon deflection test for determining the empirical formula representing the b lines, sets the movement pitch of the movable clamp unit 3 1, 3 2 in the personal computer 4, the movable clamp unit by a command from the control panel 5 Each time 3 1 and 3 2 are moved up and down at a set pitch, the detection data of the load cell 35 is read into the personal computer 4 each time the pitch is moved by 1 pitch, and the computer uses the computer to perform a regression process or the like from the sampling data to the a line and the b line. The empirical formula representing is calculated. Here, assuming that the amount of deflection is x, the equation of line a is ΔPa
= Fa (x), if the equation of the b-line is ΔPb = fb (x), then F1 = fa (x) −fb (x) F2 = fa (δ), so that no distortion remains in the product. Is required to satisfy the following equation: fa (A) −fb (A) = fa (δ). From this equation, it is necessary to determine the correction amount A that is suitable for the distortion amount δ. Can be.

【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。If the a-line and the b-line are straight lines as shown, and ΔPa = Ka · x ΔPb = Kb · x, then Ka · A−Kb · A = Ka · δ, and α = Ka / A = α · δ as (Ka−Kb).

【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。
[0027] As in the present embodiment, when clamping the C1 and C2, the master work is clamped at a reference clamp unit 2 and the first movable clamp units 3 1, escape the second movable clamp units 3 2 from the work in state by moving the first movable clamp units 3 1 vertically, and coefficient Ka1 representing the relationship between the deflection amount and the pressurizing reaction force at the C1 before coupling the master work, bending at C1 after binding the master work A coefficient Kb1 representing the relationship between the amount and the pressing reaction force is obtained, and a coefficient α1 for calculating the correction amount A1 at C1 is obtained.
Is calculated by the following equation: α1 = Ka1 / (Ka1−Kb1). Further, the clamps at each reference position by the master work the reference clamp units 2 first movable clamp units 3 1, move the second movable clamp units 3 2 up and down in a state of clamping the master work, master work And a coefficient Kb2 representing the relationship between the amount of deflection and the pressure reaction force at C2 after the coupling of the master work and the coefficient Kb2 representing the relationship between the deflection amount and the pressure reaction force at C2 after the coupling of the master work. Is calculated by the following equation: α2 = Ka2 / (Ka2−Kb2).

【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。
Then, the correction amount A1 at C1 is calculated by the following equation based on the work distortion amount δ1 at C1 as follows: A1 = α1 · δ1 (6) The correction amount A2 at C2 is equal to the correction amount A12 corresponding to the true distortion amount δ12 of the workpiece at C2.
1, the displacement amount β · A1 of C2 due to the correction amount A1 (however,
β ≒ (L1 + L2) / L1). Therefore, A2 is A2 = β · A1 + A12 = β · A1 + α2 · δ12 (7) = β · α1 · δ1 + α2 (δ2-β · δ1) = α2 · δ2 + β (α1-α2) δ1 (8)

【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3,32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。
When assembling the product W by combining the workpieces Wa and Wb, the workpiece Wa is placed in a state where the reference clamp unit 2 and the first and second movable clamp units 3 1 and 3 2 are all positioned at the reference positions. , Wb are clamped, and the detection data of the load cells 35 of the movable clamp units 3 1 , 3 2 at the time of the clamping are read into the personal computer 4, and the computer 4 calculates C 1 from the above equation (3).
Δ1 is calculated, and C2 is calculated from the above equation (4).
The apparent distortion amount δ2 in the above, or C2 from the above equation (5)
Is calculated. Then, the calculated value of δ1 is substituted into the above equation (6) to calculate the correction amount A1 at C1, and the calculated value of δ12 is substituted into the above equation (7).
The correction value A2 at C2 is calculated by substituting the calculated value of δ2 into the equation.

【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。
Next, the data of A1 and A2 are transmitted from the personal computer 4 to the control panel 5, and the first and second movable clamp units 3 1 and 3 2 are unclamped once according to a command from the control panel 5. The workpieces Wa and Wb are clamped again by being displaced from the reference position by A1 and A2, respectively, and the workpieces Wa and Wb are combined in this state.

【0031】尚、上記実施形態では第1と第2の2組の
可動クランプユニット31,32を設けているが、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。
[0031] In the above embodiment are provided with the first and second two sets of movable clamp units 3 1, 3 2, but it is also possible to provide a movable clamp unit 3 sets or more.

【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。
In the above-described embodiment, the correction amount is calculated from the measured distortion amount using an empirical formula. However, various test works having different distortions are created, and an optimum test work corresponding to the distortion amount is created. It is also possible to experimentally determine the correction amount, store the correction amount as a data table, and determine the correction amount corresponding to the measured distortion amount by searching a table.

【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。
After the workpieces are joined together, the movable clamp units 3 1 and 3 2 are returned to the reference positions and the product is re-clamped. The presence or absence of the distortion may be confirmed, and the calculation coefficient of the correction amount may be corrected by learning control.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 ワークの斜視図FIG. 1 is a perspective view of a work.

【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
2 (a) to 2 (e) are diagrams showing the principle of distortion generation and the principle of distortion removal of a product.

【図3】 本発明の実施に用いる設備の斜視図FIG. 3 is a perspective view of equipment used for carrying out the present invention.

【図4】 可動クランプユニットの断面図FIG. 4 is a sectional view of a movable clamp unit.

【図5】 ワークの歪み量と矯正量とを示す図FIG. 5 is a diagram showing a distortion amount and a correction amount of a work.

【図6】 ワークの撓み量と加圧反力の関係を示すグラ
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the amount of deflection of a work and the pressure reaction force.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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Wa, Wb Work W Product 1 Jig 2 Reference clamp unit 3 1 , 3 2 Movable clamp unit 34 Moving mechanism 35 Load cell (detection means) 4 Personal computer 5 Control panel

───────────────────────────────────────────────────── 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4−54509(JP,U) 実開 平4−60787(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 11/11 593 B21D 1/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Nobuya Takeishi 1-10-1, Shinsayama, Sayama-shi, Saitama Prefecture Honda Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Isao Kudou 1-10-10, Shin-Sayama, Sayama-shi, Saitama 1 Honda Engineering Co., Ltd. (56) References Japanese Utility Model Sho 61-172609 (JP, U) Japanese Utility Model Hei 4-54509 (JP, U) Japanese Utility Model Utility Model 4-60787 (JP, U) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) B23K 11/11 593 B21D 1/14

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【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、 クランプユニットとして、ワークの特定部位を定位置で
クランプする基準クランプユニットと、ワークの他の複
数部位を夫々クランプする、クランプ方向に移動制御可
能な複数の可動クランプユニットとを設け、 基準クランプユニットによりワークをクランプすると共
に、複数の可動クランプユニットを夫々クランプ方向の
所定の基準位置に位置決めした状態でこれら可動クラン
プユニットによりワークをクランプし、各可動クランプ
ユニットによるワークの各クランプ箇所のクランプ時の
撓み量を計測する第1工程と、 これら各クランプ箇所の撓み量の相関関係から各クラン
プ箇所間におけるワークの歪み量を算定する第2工程
と、 各クランプ箇所間の歪み量に基づいて、ワーク同士を結
合した後に歪み量が残らないようにするのに必要な各ク
ランプ箇所におけるワークの矯正量を算定する第3工程
と、 各可動クランプユニットを移動して、各クランプ箇所を
該各クランプ箇所について算定された矯正量分だけ更に
撓ませる第4工程と、 第4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5工程と、 を順に実行することを特徴とするワーク結合方法。
1. A jig on which a clamp unit is mounted is mounted on a jig.
In a method of setting one or more workpieces and joining the workpieces while the workpieces are clamped by a clamp unit, the clamp unit includes a reference clamp unit that clamps a specific portion of the workpiece at a fixed position, and a plurality of other workpieces. A state in which a plurality of movable clamp units that can be moved in the clamp direction and that can be controlled in the clamping direction are provided, and the workpiece is clamped by the reference clamp unit, and the plurality of movable clamp units are respectively positioned at predetermined reference positions in the clamp direction. The first step of clamping the work with these movable clamp units and measuring the amount of bending at the time of clamping each work piece by each movable clamp unit; The amount of work distortion at And a third step of calculating, based on the amount of distortion between the clamp points, a correction amount of the work at each clamp point necessary to prevent the amount of distortion from remaining after the works are joined to each other. A fourth step of moving each movable clamp unit and further bending each of the clamp points by the correction amount calculated for each of the clamp points; and joining the workpieces while maintaining the bent state in the fourth step A work combining method, wherein the fifth step and the following steps are sequentially performed.
【請求項2】 第1工程において、各可動クランプユニ
ットによるワークの加圧反力を検出し、加圧反力の検出
値から各クランプ箇所の撓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。
2. The method according to claim 1, wherein in the first step, a reaction force applied to the workpiece by each movable clamp unit is detected, and a bending amount of each clamp portion is calculated from a detected value of the pressure reaction force. 3. The method of joining workpieces according to 1.
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