JP3185130B2 - Clamping device - Google Patents

Clamping device

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JP3185130B2
JP3185130B2 JP34242295A JP34242295A JP3185130B2 JP 3185130 B2 JP3185130 B2 JP 3185130B2 JP 34242295 A JP34242295 A JP 34242295A JP 34242295 A JP34242295 A JP 34242295A JP 3185130 B2 JP3185130 B2 JP 3185130B2
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clamp piece
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reaction force
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滋 岡崎
豊 朝野
伸治 今井
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、溶接用その他の治
具に搭載するクランプ装置に関する。
The present invention relates to a clamp device mounted on other jigs for welding.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種のクランプ装置は、ブラケ
ットに固定クランプ片と可動クランプ片とを取付け、可
動クランプ片の閉じ動作でワークを固定クランプ片との
間にクランプするように構成されており、治具にブラケ
ットを介して固定されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of clamping device is configured such that a fixed clamp piece and a movable clamp piece are attached to a bracket, and the work is clamped between the fixed clamp piece and the movable clamp piece by closing operation. And is fixed to the jig via a bracket.

【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を結合すべく、ワークWa,Wbを
治具上にセットして可動クランプ片を閉じると、何れか
のワークに図2(a)に示す如く歪みδが有っても、ワ
ークは固定クランプ片をクランプ方向の基準座として図
2(b)に示す如く定位置に位置決めクランプされる。
然し、可動クランプ片を開いてアンクランプすると、ワ
ークはスプリングバックにより再び歪み、そのため、ク
ランプ状態でワーク同士を結合しても、アンクランプし
て取出した製品Wに図2(c)に示す如く歪みδ′が残
り、製品の組立精度を確保することが困難になる。
When the workpieces Wa and Wb are set on a jig and the movable clamp piece is closed in order to couple the two workpieces Wa and Wb as shown in FIG. Even if there is a distortion δ as shown in FIG. 2A, the work is positioned and clamped at a fixed position as shown in FIG. 2B using the fixed clamp piece as a reference seat in the clamping direction.
However, when the movable clamp piece is opened and unclamped, the work is distorted again due to springback, and therefore, even if the works are connected to each other in the clamped state, the product W taken out by unclamping as shown in FIG. 2 (c). Distortion δ 'remains, and it becomes difficult to secure the assembly accuracy of the product.

【0004】また、クランプ片にはワークに対する当接
チップが取付けられており、固定クランプ片の当接チッ
プの摩耗によって、クランプ方向におけるワークのクラ
ンプ位置がずれるため、従来は、手動操作でブラケット
の位置を調整しており、作業に手間がかかっている。
Further, a contacting tip for a workpiece is attached to a clamp piece, and the abrasion of the contact tip of the fixed clamp piece shifts the clamping position of the workpiece in the clamping direction. The position is adjusted, and the work is troublesome.

【0005】本発明は、以上の点に鑑み、ワークの歪み
や当接チップの摩耗を自動的に計測してクランプ方向に
おけるワークのクランプ位置を自動調整し得るようにし
た装置を提供することを課題としている。
The present invention has been made in view of the above points, and provides an apparatus capable of automatically adjusting a work clamp position in a clamp direction by automatically measuring work distortion and abrasion of a contact tip. It is an issue.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
本発明は、ブラケットに固定クランプ片と可動クランプ
片とを取付け、可動クランプ片の閉じ動作でワークを固
定クランプ片との間にクランプするようにしたクランプ
装置において、ブラケットをワークのクランプ方向に移
動する移動機構と、固定クランプ片と可動クランプ片と
の少なくとも一方のクランプ片に設けた、ワークの加圧
反力を検出する検出手段と、固定クランプ片と可動クラ
ンプ片との間にワークをクランプしたときの検出手段の
信号に基づいて決定される所定位置にブラケットが移動
されるように移動機構を制御する制御手段とを備えるこ
とを特徴とする。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems,
The present invention relates to a clamp device in which a fixed clamp piece and a movable clamp piece are mounted on a bracket, and the work is clamped between the fixed clamp piece and the movable clamp piece by closing the movable clamp piece. A moving mechanism, a detecting means provided on at least one of the fixed clamp piece and the movable clamp piece for detecting a reaction force of pressing the work, and a fixed clamp piece and a movable clamp piece.
Control means for controlling a moving mechanism such that the bracket is moved to a predetermined position determined based on a signal from the detection means when the work is clamped between the work piece and the clamp piece .

【0007】ワークに歪みが有る場合、ワークをクラン
プしたときに、この歪み分ワークを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、検出手段による加圧反力の検出値と基準値
との偏差からワークの撓み量、即ち、歪み量δを計測で
きる。ここで、ワークを図2(d)に示す如く歪み量δ
に応じた所定の矯正量A分だけ更に撓ませてワーク同士
を結合すると、アンクランプ時に製品Wが図2(e)に
示す如く矯正量A分だけスプリングバックして製品に歪
みが残らなくなる。かくて、歪み量δから矯正量Aを算
定して、ブラケットをこの矯正量A分移動することによ
り、製品の組立精度を確保できる。
When the work has a distortion, when the work is clamped, the pressing reaction force of the work deviates from the reference value of the pressing reaction force by the force required to bend the work by the amount of the distortion. Therefore, the amount of bending of the work, that is, the amount of distortion δ can be measured from the deviation between the detected value of the pressing reaction force by the detecting means and the reference value. Here, as shown in FIG.
When the workpieces are joined by being further bent by a predetermined correction amount A according to the above, the product W springs back by the correction amount A during unclamping as shown in FIG. Thus, the correction amount A is calculated from the distortion amount δ, and the bracket is moved by the correction amount A, whereby the assembly accuracy of the product can be ensured.

【0008】また、固定クランプ片の当接チップが摩耗
して、当接チップとワークとの間に隙間が明いた場合
も、ワークのクランプ時に隙間分だけワークが撓まさ
れ、この撓みに要する力分だけワークの加圧反力が基準
値からずれる。従って、検出手段による加圧反力の検出
値と基準値との偏差から隙間量を計測し、この隙間量分
だけブラケットを移動して、当接チップの摩耗を補償す
ることができる。
Further, even when the contact tip of the fixed clamp piece is worn and a gap is formed between the contact tip and the work, the work is bent by the amount of the gap when the work is clamped, and this bending is required. The pressing reaction force of the work deviates from the reference value by the force. Therefore, the gap amount is measured from the deviation between the detected value of the pressing reaction force by the detecting means and the reference value, and the bracket is moved by the gap amount to compensate for the wear of the contact tip.

【0009】ところで、検出手段として、当接チップに
貼り付けた歪ゲージを用いることもできるが、当接チッ
プは消耗品であって、これに歪ゲージを貼り付けたので
は、チップと共に検出手段も交換しなければならず、メ
ンテナンス費用が嵩む。これに対し、クランプ片に当接
チップをワークのクランプ方向に遊動自在に挿着すると
共に、当接チップを介して加圧反力を受けるロードセル
を埋設し、該ロードセルで検出手段を構成すれば、当接
チップの交換のみで済み、コスト的に有利である。
By the way, as the detecting means, a strain gauge attached to the contact tip can be used. However, the contact tip is a consumable, and if the strain gauge is attached to this, the detecting means is attached together with the chip. Must be replaced, which increases maintenance costs. On the other hand, if the contacting tip is movably inserted in the clamping direction of the work on the clamp piece, and a load cell receiving a pressing reaction force via the contacting tip is embedded, and the load cell constitutes a detecting means. It is only necessary to replace the contact tip, which is advantageous in cost.

【0010】[0010]

【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.

【0011】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 1 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.

【0012】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.

【0013】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 configuration 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 as a 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

【0014】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.

【0015】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.

【0016】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 pressing the work, and calculates the 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).

【0017】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.

【0018】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。
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, the distortion amount δ can be calculated from the deviation ΔP (= Ps−P) of the detected value P of the pressure reaction force from the reference value Ps.

【0019】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.

【0020】(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。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 distortion amount δ12 at C2 is δ12 = δ2-β · δ1 = {(α11 + βα21) ΔP2- (α12 + βα22) ΔP1} / (α11α22−α12α21) (5)

【0021】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 deflection and the pressure 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.

【0022】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 non-deflection state, a force corresponding to ΔPb obtained from the b-line corresponding to the amount of bending is determined by the 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.

【0023】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。
In the bending test for obtaining the empirical formulas representing the a-line and the b-line, the moving pitch of the movable clamp units 3 1 and 3 2 is set by the personal computer 4, and the movable clamp unit is instructed by 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 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.

【0024】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).

【0025】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。
[0025] 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).

【0026】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)

【0027】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。
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 this clamping are read into the personal computer 4, and the computer 4 calculates the distortion amount δ1 at C1 from the above equation (3). At the same time, the apparent distortion amount δ2 at C2 is calculated from the above equation (4), or the true distortion amount δ12 at C2 is calculated from the above equation (5). Then, the correction value A1 at C1 is calculated by substituting the calculated value of δ1 into the above equation (6),
The correction value A2 at C2 is calculated by substituting the calculated value of δ12 into the above equation (7) or by substituting the calculated value of δ2 into the equation (8).

【0028】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 is 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 once unclamped 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.

【0029】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。
[0029] Incidentally, it is also possible to omit the first movable clamp units 3 1, this is likely to strain remains in the middle portion of the product W, To increase the accuracy of the product W, the present embodiment movable clamp units 3 1 first and second two sets as in the three 2 we are desirable to provide. It is also possible to provide three or more movable clamp units.

【0030】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 the 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.

【0031】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, and the pressure reaction force detected at this time is deviated from the reference value by a deviation from the reference value. The presence or absence of the distortion may be confirmed, and the calculation coefficient of the correction amount may be corrected by learning control.

【0032】以上、可動クランプユニット31,32を、
製品に歪みが残らないようにワークを撓ませるために使
用した実施形態について説明したが、可動クランプユニ
ット31,32は他の用途、例えば、チップ摩耗によるク
ランプ位置のずれを補償するためにも使用できる。即
ち、固定クランプ片31の当接チップ31aが摩耗する
と、ワークのクランプ位置が当接チップ31aの摩耗量
分だけずれるが、上記の如きロードセル35を具備する
可動クランプユニット31,32では、クランプ時に生ず
る当接チップ31aの摩耗量分のワークの撓みによりロ
ードセル35で検出される加圧反力が基準値からずれる
から、加圧反力の検出値と基準値との偏差から当接チッ
プ31aの摩耗量を検出し、この摩耗量分可動クランプ
ユニット31,32を移動させて、クランプ位置のずれを
補償することができる。
As described above, the movable clamp units 3 1 and 3 2
Has been described embodiment was used to deflect the workpiece as distortion in the product is not left, the movable clamp units 3 1, 3 2 other applications, for example, to compensate for the displacement of the clamping position by chip abrasion Can also be used. That is, when the contact tip 31a of the fixed clamp piece 31 is worn, but the clamping position of the workpiece is shifted by the wear amount of the contact tip 31a, the movable clamp unit 3 1, 3 2 having a load cell 35, such as above, Since the pressing reaction force detected by the load cell 35 deviates from the reference value due to the bending of the work by the amount of wear of the contact tip 31a generated at the time of clamping, the contact tip is determined from the deviation between the detection value of the pressing reaction force and the reference value. detecting the wear amount of the 31a, the wear amount movable clamp units 3 1, 3 2 are moved, it is possible to compensate for displacement of the clamping position.

【0033】また、上記実施形態では、固定クランプ片
31にロードセル35を設けているが、可動クランプ片
32にロードセルを設けても良い。但し、固定クランプ
片31にロードセル35を設けておけば、ワークをクラ
ンプせずにワークのセット高さに合わせてクランプ位置
を自動的に調整できる。即ち、ワークを所定高さにセッ
トした後、可動クランプユニット31,32を可動クラン
プ片32を開放した状態で上動させると、固定クランプ
片31の当接チップ31aがワークに当接した瞬間にロ
ードセル35の検出信号が変化し、この変化点を検出し
て可動クランプユニット31,32を停止することによ
り、クランプ位置をワークのセット高さに合わせて自動
的に調整できる。
In the above embodiment, the load cell 35 is provided on the fixed clamp piece 31. However, the load cell may be provided on the movable clamp piece 32. However, if the load cell 35 is provided on the fixed clamp piece 31, the clamp position can be automatically adjusted according to the set height of the work without clamping the work. That is, after setting the workpiece to a predetermined height, when moved upward the movable clamp unit 3 1, 3 2 in the open state of the movable clamp piece 32, the contact tip 31a of the fixed clamp piece 31 is in contact with the workpiece instant change detection signal of the load cell 35, by stopping the movable clamp unit 3 1, 3 2 detects this change point, it can be automatically adjusted to suit the clamping position to the set height of the workpiece.

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

【図1】 本発明装置でクランプするワークの一例の斜
視図
FIG. 1 is a perspective view of an example of a work to be clamped by the apparatus of the present invention.

【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 a principle of generation of distortion of a product and a principle of removal of distortion.

【図3】 本発明装置を具備するワークの結合装置を示
す斜視図
FIG. 3 is a perspective view showing a work joining apparatus provided with the apparatus of 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 view 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との関係を示すグ
ラフ
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 31,32 可動ク
ランプユニット 30 ブラケット 31 固定クランプ
片 31a 当接チップ 32 可動クラン
プ片 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(制御手段) 5 制御盤 (制御手段)
Wa, Wb Work 3 1 , 3 2 Movable clamp unit 30 Bracket 31 Fixed clamp piece 31a Contact tip 32 Movable clamp piece 34 Moving mechanism 35 Load cell (detection means) 4 Personal computer (control means) 5 Control panel (control means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今井 伸治 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 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 (56)参考文献 特開 平6−201301(JP,A) 特開 平4−336937(JP,A) 特開 昭62−15053(JP,A) 特開 平2−167687(JP,A) 特開 昭58−196116(JP,A) 特開 昭61−148000(JP,A) 特公 平3−27290(JP,B2) 実公 平3−37779(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23Q 3/06 B23K 37/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Shinji Imai 1-10-1, Shinsayama, Sayama City, Saitama Prefecture Honda Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Nobuya Takeishi 1-10-1, Shinsayama, Sayama City, Saitama Prefecture (56) References JP-A-6-201301 (JP, A) JP-A-4-336937 (JP, A) JP-A-62-15053 (JP, A) JP-A-2-167687 (JP, A) JP-A-58-196116 (JP, A) JP-A-61-148000 (JP, A) JP-B-3-27290 (JP, B2) JP-B-3-37779 (JP, Y2) ( 58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B23Q 3/06 B23K 37/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ブラケットに固定クランプ片と可動クラ
ンプ片とを取付け、可動クランプ片の閉じ動作でワーク
を固定クランプ片との間にクランプするようにしたクラ
ンプ装置において、ブラケットをワークのクランプ方向
に移動する移動機構と、固定クランプ片と可動クランプ
片との少なくとも一方のクランプ片に設けた、ワークの
加圧反力を検出する検出手段と、固定クランプ片と可動
クランプ片との間にワークをクランプしたときの検出手
段の信号に基づいて決定される所定位置にブラケットが
移動されるように移動機構を制御する制御手段とを備え
ることを特徴とするクランプ装置。
In a clamp device, a fixed clamp piece and a movable clamp piece are mounted on a bracket, and the work is clamped between the fixed clamp piece and the movable clamp piece by closing operation. A moving mechanism that moves, detecting means provided on at least one of the fixed clamp piece and the movable clamp piece for detecting a reaction force of pressing the work, and a fixed clamp piece and a movable clamp piece.
A clamp device comprising: a control unit that controls a moving mechanism so that a bracket is moved to a predetermined position determined based on a signal from a detection unit when a workpiece is clamped between the clamp piece and the clamp piece .
【請求項2】 検出手段を設けるクランプ片に、ワーク
に対する当接チップをワークのクランプ方向に遊動自在
に挿着すると共に、当接チップを介して加圧反力を受け
るロードセルを埋設し、該ロードセルで検出手段を構成
することを特徴とする請求項1に記載のクランプ装置。
2. A load chip receiving a press reaction force via a contact tip is buried in a clamp piece provided with a detecting means, and a contact tip for a work is freely movably inserted in a clamp direction of the work. 2. The clamp device according to claim 1, wherein the load cell constitutes a detecting unit.
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