JP3421939B2 - Automatic seam welding line copying machine - Google Patents

Automatic seam welding line copying machine

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JP3421939B2
JP3421939B2 JP13399096A JP13399096A JP3421939B2 JP 3421939 B2 JP3421939 B2 JP 3421939B2 JP 13399096 A JP13399096 A JP 13399096A JP 13399096 A JP13399096 A JP 13399096A JP 3421939 B2 JP3421939 B2 JP 3421939B2
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JP
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fuel tank
work
seam welding
welding line
seam
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厚司 椋本
学 秋吉
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Daihatsu Motor Co Ltd
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  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明はシーム溶接線自動倣
い装置に係り、特に鞍型の燃料タンクの周縁部を上下一
対の電極輪で挟んでシーム溶接する際に、燃料タンクを
水平方向の直交2方向で無負荷フローティング状態で支
持しつつ、燃料タンクの周縁部における電極輪の溶接軌
跡の修正を、燃料タンクを水平旋回調節させ、かつ、鞍
型凸部を溶接可能とするためにワークを揺動可能に支持
した自動倣い装置に関する。 【0002】 【従来の技術】図9に示すように、燃料タンク2は板金
プレスにて成形した上ハーフ2aと下ハーフ2bからな
る。燃料タンク2を製作するには、これら上ハーフ2a
と下ハーフ2bを重ね合わせ、相互に重なった周縁フラ
ンジ部4をスポット溶接にて複数箇所仮止めし、こうし
て出来た一体形の燃料タンク2を専用治具6の上にセッ
トし、燃料タンク2の上面をクランプ8にて押圧してC
型アーム10に支持する。C型アーム10は、固定壁1
2から水平方向に延びるアイアンマン14と呼ばれる水
平方向に屈曲自在のアームの先端に支持されている。こ
のアイアンマン14は、少なくとも2つのアーム部材1
4a,14bが垂直軸を有するヒンジ16を介して水平
に延ばされたもので、燃料タンク2を水平任意方向に軽
い力で移動可能に支持する。専用治具6とクランプ8
は、それぞれ自由回転軸18,20にてC型アーム10
に連結され、下部の自由回転軸18には倣い治具22が
取り付けられている。この倣い治具22は、燃料タンク
2の平面形状の縮小相似形に近い小型プレート24の下
面に複数の被ガイドピン26を突設したもので、この被
ガイドピン26の一つが支持アーム28を介して固定壁
30に固定されたレール32によって直線的にガイドさ
れるようになっている。 【0003】各被ガイドピン26は、図10に示すよう
に燃料タンク2のコーナ部の曲率中心を通る垂直線と整
合して配設されている。図示の燃料タンク2は4つのコ
ーナ部R1〜R4を有し、これらコーナ部R1〜R4と
対応する小型プレート24の下面位置に合計4つの被ガ
イドピン26(26a〜26d)が突設されている。 【0004】レール32は図11(A)のように矩形断
面の溝を有する後端閉塞、前端開放の樋状をなし、レー
ル32の後端部と中間部の一側面には2箇所に入口3
4,36が切り欠かれ、これら2つの入口34,36の
いずれかから被ガイドピン26がレール32内に入るよ
うになっている。入口34,36の下框には図11
(C)のように下部をばね38にて支持され上部が斜面
状に形成された昇降可能なストッパピン40が配設さ
れ、いったんレール32内に入った被ガイドピン26が
外に出ないようになっている。また、レール32の前端
部の片側内側面には図11(B)のようにストッパブロ
ック42が固設され、レール32内を前進してきた被ガ
イドピン26をこのストッパブロック42に当接させて
いったん停止させ、この状態で電極輪46の送り作用で
小型プレート24が矢印方向に90°旋回すると、被ガ
イドピン26の切欠き部27がストッパブロック42に
正対して被ガイドピン26の通過が許容されるようにな
っている。 【0005】従来の燃料タンク2のシーム溶接方法は、
燃料タンク2を以上のように支持した状態で、燃料タン
ク2の周縁フランジ部4をシーム溶接機の上下一対の電
極輪46,46の間に挟み、電極輪46を回転させつつ
両電極輪46間に通電して互いに当接した周縁フランジ
部4を抵抗溶接していた。燃料タンク2は、図10のよ
うにその周縁フランジ部4の直線部L1をシーム溶接し
ているときは姿勢を変えずに前進する。このとき、被ガ
イドピン26aはレール32内を前端部に向かって移動
する。しかし、電極輪46が周縁フランジ部4のコーナ
部R1に到達すると、被ガイドピン26の移動がストッ
パブロック42にて阻止され、このため燃料タンク2は
被ガイドピン26を中心として電極輪46の送り作用で
生じる水平回転モーメントにて矢印方向に回転する。電
極輪46がコーナ部R1を回り終わった時、すなわち燃
料タンク2が90°回転し終わった時、別の被ガイドピ
ン26bが入口36からレール32内に入り、燃料タン
ク2の周縁フランジ部4の直線部L2が前記と同様に電
極輪46によってシーム溶接される。この直線部L2が
溶接されると、続いてコーナ部R2が電極輪46によっ
てシーム溶接され、その後被ガイドピン26cが入口3
4からレール32内に入って直線部L3が電極輪46に
よってシーム溶接される。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】従来のシーム溶接線自
動倣い装置では、燃料タンク2の種類ごとに専用治具6
と倣い治具22が必要なため、燃料タンク2を形状変更
する度に専用治具6と倣い治具22を新規に製作しなけ
ればならず、特に倣い治具22の製作は多額の費用と長
期製作期間とを必要としていた。 【0007】そこで、倣い治具22を使用せずにロボッ
トで燃料タンク2を支持し、電極輪46によるシーム溶
接の進行に合わせて燃料タンク2を送り制御して燃料タ
ンク2の周縁フランジ部4に所期の溶接線を得る研究が
なされている(特開平7−241684号など参照)。 【0008】しかし、電極輪46によるシーム溶接の進
行状況をリアルタイムで正確に把握することはきわめて
困難である。これは、燃料タンク2の周縁フランジ部4
に板厚のバラツキが存在すること、また電極輪46間の
通電による周縁フランジ部4の軟化、さらには電極輪4
6の磨耗等が発生することから、周縁フランジ部4を走
る電極輪46の回転数と、周縁フランジ部4の実際の送
り距離とが一致せず、送り距離は時々刻々微妙に変動す
るためである。ロボットによる燃料タンク2の送り制御
にはティーチングによる方法や、電極輪46による燃料
タンク2の周縁フランジ部の送り速度ないし送り距離を
正確かつリアルタイムで把握してフィードバック制御す
る方法等が考えられるが、前述のように周縁フランジ部
4の送り速度が時々刻々と変動する状況下では、ロボッ
トの制御がとても間に合わない。また溶接線が正規の軌
跡からいったん外れてしまった場合にこれを迅速に元に
戻す制御が容易でなく、制御遅れに起因する誤差が蓄積
される傾向があり、この結果溶接不良を起こしやすいと
いう問題があった。 【0009】また、燃料タンク2周りのスペースを有効
に利用するため、燃料タンク2の下面を鞍の下面のよう
に窪ませ、ここにデファレンシャルを挿通配置すること
があるが、このような鞍型燃料タンクでは周縁フランジ
部4が部分的に大きな上向き凸となるので、従来の平面
のみを対象としたシーム溶接の技術では対応できない。 【0010】そこで、周縁フランジ部の凸部では燃料タ
ンクを凸部の曲率中心に配置した回動軸の周りに回動さ
せつつシーム溶接することで、鞍型燃料タンクのシーム
溶接も可能にした技術が提案されている(特公平7−7
5779号)。 【0011】しかし、この技術では曲率の異なる凸部に
対応するためには燃料タンクを支持する専用治具を大幅
に改造しなければならない。 【0012】本発明の目的は、従来の倣い治具による溶
接線の倣い機構の考え方や、ロボットの数値制御に依存
した燃料タンク2の送り制御の考え方を完全に捨て、ま
ったく新たな発想、すなわち、シーム溶接の作業者が目
視で溶接線を確認しつつ燃料タンク2を送る作業内容を
機械的に置き換え、もって高価な倣い治具やロボット用
の複雑なプログラムの作成、およびロボットの面倒なテ
ィーチング作業等を不要化し、さらに鞍型ワークの溶接
にも簡単に対応可能とすることにある。 【0013】 【課題を解決するための手段】本発明の倣い装置は、燃
料タンクを水平方向に回転調節することで電極輪による
溶接線を制御可能なことに着目しており、その原理を図
1〜図3により説明する。図1は3枚の水平なプレート
48a〜48cを上下方向に重ねたXYテーブル50で
あって、下から1枚目と2枚目のプレート48a,48
bの間と、下から2枚目と3枚目のプレート48b,4
8cの間に、それぞれ第1および第2直動ガイド52,
54が配設されている。これら第1および第2直動ガイ
ド52,54は、プレート48a〜48c相互を直線方
向にスライド可能とするもので、下段の第1直動ガイド
52と上段の第2直動ガイド54とは互いに直交して配
設されている。すなわち、第1直動ガイド52がX方向
直動ガイドであり、第2直動ガイド54がY方向直動ガ
イドである。 【0014】XYテーブル50の上面又は下面には倣い
制御軸56が配設されている。図2ではXYテーブル5
0の下面に倣い制御軸56が配設されていると考える。
この倣い制御軸56は回転角を精密制御可能なモータの
回転軸であり、例えばステップモータやサーボモータの
回転軸である。そして、この倣い制御軸56の下端に板
金2枚重ねの被溶接ワーク58が支持されていると考え
る。 【0015】このような被溶接ワーク58の支持状態で
ワーク周縁部(燃料タンクの周縁フランジ部4に相当す
る)を電極輪46で挟み、電極輪46を回転させてワー
ク周縁部をシーム溶接する。この際、倣い制御軸56を
正逆方向いずれかに回転させると、電極輪46に対する
被溶接ワーク58の向きが変わる。これを電極輪46側
から見れば、電極輪46の進行方向が変わったことにな
る。図3は倣い制御軸56の回転方向と電極輪46の進
行方向との関係を例示したもので、電極輪46が被溶接
ワーク58の周縁部の直線部を進行している時(図3の
A点)に倣い制御軸を時計方向に回転調節すると、電極
輪46が被溶接ワーク58の内側にずれて進行する。ま
た電極輪46がコーナ部に近付いた時(図3のB点)に
倣い制御軸56を時計方向に90°回転調節すると、電
極輪46が進行方向に向かって左側に90°でカーブを
切る。これが本発明の溶接線の制御原理である。 【0016】なお、従来の燃料タンク2はアイアンマン
14で支持されていたが、このアイアンマン14では倣
い制御軸56の回転反力を支持することができないか
ら、図1のようなXYテーブル50か、もしくはこれと
同等の機能を有するスライド支持手段が必要である。プ
レート48a〜48c相互間に公知の各種リンク機構や
自在継手を配設することより、XYテーブル50と同様
に回転反力を支持しつつ水平方向に移動自在にワークを
支持する構成が実現可能である。 【0017】以上の溶接線の制御はミシンによる布地の
送り作業をイメージすると分かりやすい。ミシンの送り
方向は常に真直ぐであるが、布地を水平方向に旋回させ
て針に送られる布地の角度を変えることにより縫目方向
が変わる。この時のミシンのテーブルと布地との間の滑
りを与えるものが本発明のXYテーブルに相当する。ま
た、布地を旋回させる手の働きが本発明の倣い制御軸に
相当する。 【0018】本発明に係る溶接線自動倣い装置は前述の
溶接線の制御原理を応用したものであって、ワークの周
縁部を上下一対の電極輪で挟んでシーム溶接する際のワ
ーク周縁部における電極輪の溶接軌跡の修正をワークの
水平旋回調節で行なう自動倣い装置において、3層プレ
ートの上下2つの間隙に第1直動ガイドと第2直動ガイ
ドが互いに直交して配設され前記ワークの水平旋回方向
の動きを拘束した状態で任意水平方向の移動を許容する
XYテーブルと、前記XYテーブルの移動許容方向と直
交する方向に主軸を有する倣い制御軸とを上下に重ね合
わせ、前記XYテーブルまたは倣い制御軸のいずれか一
方を、前記XYテーブルと基礎床面との間に配設されX
Yテーブルから上方の荷重を支持するばねと、XYテー
ブルの揺動方向をシーム溶接機の上下一対の電極輪を共
通に含む垂直面内に規制する屈曲自在な脚部とを有する
揺動可能な揺動支持手段を介して基礎床面で支持すると
共に、他方に、シーム溶接される部分を有するワークを
支持する専用治具を取り付け、前記ワークの溶接予定線
と同一または相似の輪郭を有するテンプレートを前記専
用治具に前記ワークと整合させて取り付けると共に、シ
ーム溶接機の上下一対の電極輪の軸線を共通に含む垂直
面内であってテンプレートの輪郭と対向する位置に基準
部材を固定的に配設し、テンプレートの輪郭と基準部材
との隙間距離を検出する測距センサを配設し、前記測距
センサからの出力に基づき前記隙間距離が一定となるよ
うに前記倣い制御軸を回転制御する制御手段を配設し
た。 【0019】 【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態を図に
基づいて説明する。図4に示すように、基礎床面70の
上に基礎プレート72が配設され、この基礎プレート7
2の上方に前後左右4本のコイルばね74を介してXY
テーブル50が配設されている。このXYテーブル50
は前述したものと同様であって、下から一枚目のプレー
ト48aがコイルばね74の上端に固定されている。X
Yテーブル50の下部四隅と基礎プレート72との間に
は、中間が左右方向に屈曲自在な脚部75が配設され、
この脚部75によってXYプレート50の揺動方向が図
示左右方向、すなわちシーム溶接機の電極輪46の側面
を共通に含む垂直面方向(図5の矢印方向)に規制され
ている。 【0020】XYテーブル50の上面には倣い制御軸8
2が配設されている。この倣い制御軸82は、回転角度
を精密制御可能なステップモータやサーボモータ等の回
転軸である。そして倣い制御軸82の上端に専用治具6
が固定され、この専用治具6の上に燃料タンク2が位置
決め固定されている。この燃料タンク2は、下面中央が
鞍の下面のように窪んでおり、この窪んだ部分に自動車
のデファレンシャル等を挿通配置するようにしている。 【0021】前記XYテーブル50は、任意水平方向の
移動を許容するが水平旋回方向の動きは拘束するもので
あれば他の機構に置き換えることが可能であり、例えば
図6(A)のように上下のプレート48d,48e間に
自在継手76を配設したもの、または図6(B)のよう
に上下プレート48f,48gの間に平行リンク機構7
8を水平に配設し、平行リンク78の一端78aを下側
のプレート48fに連結し、他端78bを上側のプレー
ト48gの下面に形成した溝部80にスライド自在に係
合させたものなどで代替可能である。 【0022】専用治具6の下部には図5のようにテンプ
レート84が固定されている。このテンプレート84は
燃料タンク2の周縁フランジ部4の溶接予定線の輪郭と
相似縮小形の輪郭を有するプレートで構成され、燃料タ
ンク2と整合して、すなわち対応する辺々が同じ方向を
向くように水平に配設されている。 【0023】一方、図7のようにシーム溶接機44の本
体から固定アーム90が延在し、この固定アーム90の
先端に基準部材92が取り付けられている。この基準部
材92は、図8のように上下一対の電極輪46の軸線を
共通に含む垂直面内に位置し、かつ、図7のようにテン
プレート84の輪郭に対向させられている。固定アーム
90の先端の基準部材92の近傍には、測距センサ94
が取り付けられている。この測距センサ94はテンプレ
ート84の輪郭と基準部材92との間の隙間距離を測定
するものである。 【0024】次に、燃料タンク2のシーム溶接を倣い制
御軸82の制御と共に説明する。倣い制御軸82を回転
させずに燃料タンク2の周縁フランジ部4をシーム溶接
すると、溶接線は基本的に直線となるが、このままでは
周縁フランジ部4の厚みのバラツキや凹凸等による溶接
線の誤差を修正できない。溶接線前端が溶接予定線から
ずれると、基準部材92とテンプレート84の輪郭との
間隔が広狭いずれかに変化する。これを測距センサ94
が検出して間隔の広狭変化を元に戻すように倣い制御軸
82を回転制御する。また、燃料タンク2の周縁フラン
ジ部4のコーナ部の溶接も、倣い制御軸82の回転によ
りなされる。すなわち、電極輪46がコーナ部の溶接開
始点を通過すると同時に、テンプレート84の輪郭と基
準部材92との間隔が広がるが、測距センサ94はこの
間隔の広がりの程度を連続的に検出し、広がりを元に戻
すように倣い制御軸82が図示しない制御手段によって
回転される。 【0025】電極輪46が周縁フランジ部4の上向き凸
部96を溶接する時、電極輪46の位置は不変であるか
ら燃料タンク2の方が少し下降すると共に、電極輪46
に挟まれた部分は常に水平になろうとするから燃料タン
ク2が左右方向に傾動する。このような燃料タンク2の
上下動と左右傾動は、コイルばね74と脚部75によっ
て許容されるので、電極輪46ないし燃料タンク2に無
理な力が作用することはない。 【0026】なお、倣い制御軸82の制御は、前述のテ
ンプレート84、基準部材92および測距センサ94以
外でも可能であって、一般的には、燃料タンク2のシー
ム溶接予定線と実際の溶接線前端との偏差を検出するセ
ンサと、このセンサからの出力に基づき前記偏差をゼロ
にすべく倣い制御軸82を回転制御する制御手段があれ
ばよい。 【0027】前述の測距センサ94は、テンプレート8
4と基準部材92との間隔を検出するが、これはシーム
溶接予定線と実際の溶接線前端との偏差を検出すること
と同義である。従って、測距センサ94に代えて、燃料
タンク2の溶接線前端の位置を直接的に検出するセンサ
を使用することも可能である。 【0028】以上、本発明の一実施例につき説明した
が、本発明は前記実施例に限定されることなく種々の変
形が可能である。例えば、コイルばね74と脚部75に
よる揺動支持手段は、機能的に等価な他の揺動支持手段
に置き換え可能である。一例として、液体槽に浮体を浮
かべ、この浮体の移動方向をガイド部材によって適宜規
制し、浮体上にスライド支持手段と倣い制御軸を配設す
る構造が提案される。 【0029】また前記実施例では倣い制御軸82を上側
に、XYテーブル50を下側に配置したが、この逆にX
Yテーブル50を上側に、倣い制御軸82を下側に配置
し、XYテーブル50の上面に専用治具6を固定しても
よい。 【0030】 【発明の効果】本発明は前述の如く、倣い制御軸の回転
だけでワークに対する溶接線の形成方向を制御するよう
にしたので、従来の高価な倣い治具やロボット使用の場
合の複雑なプログラムなどが一切不要となり、大きな合
理化効果を発揮できる。また、スライド支持手段と倣い
制御軸を採用したから、揺動支持手段によって鞍型ワー
クのシーム溶接にも簡単に対応可能となり、特に揺動支
持手段は鞍型ワークの曲率半径等が変わっても基本的に
専用治具を交換せずに対応可能であるから、回動軸周り
に燃料タンクを回動させて鞍型燃料タンクをシーム溶接
する従来方式に比べて設備的に有利であり、かつ、曲率
が連続的に変化する周縁フランジ部を有するユニーク形
状の燃料タンクも容易に製作できる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an automatic seam welding line copying apparatus, and more particularly, to seam welding of a saddle-shaped fuel tank by sandwiching a peripheral portion thereof between a pair of upper and lower electrode wheels. At this time, while the fuel tank is supported in a no-load floating state in two directions perpendicular to the horizontal direction, the welding locus of the electrode wheel at the peripheral portion of the fuel tank is corrected by adjusting the fuel tank horizontally turning and using a saddle-shaped projection. The present invention relates to an automatic copying apparatus that supports a work so as to be swingable so that a portion can be welded. 2. Description of the Related Art As shown in FIG. 9, a fuel tank 2 comprises an upper half 2a and a lower half 2b formed by a sheet metal press. To manufacture the fuel tank 2, these upper halves 2a
And the lower half 2b are overlapped with each other, and the mutually overlapping peripheral flange portions 4 are temporarily fixed by spot welding at a plurality of positions, and the thus-formed integral fuel tank 2 is set on a special jig 6, and the fuel tank 2 Press the upper surface of the
It is supported on the mold arm 10. The C-shaped arm 10 includes the fixed wall 1
It is supported by the tip of a horizontally bendable arm called an iron man 14 extending in the horizontal direction from 2. The iron man 14 has at least two arm members 1
Reference numerals 4a and 14b extend horizontally via a hinge 16 having a vertical axis, and support the fuel tank 2 movably in a horizontal arbitrary direction with a light force. Exclusive jig 6 and clamp 8
Are C-arms 10 at free rotation axes 18 and 20, respectively.
The copying jig 22 is attached to the lower free rotation shaft 18. The copying jig 22 has a plurality of guided pins 26 protruding from the lower surface of a small plate 24 having a shape similar to a reduced and similar planar shape of the fuel tank 2, and one of the guided pins 26 supports the support arm 28. The guide is linearly guided by a rail 32 fixed to the fixed wall 30 through the intermediary. Each guided pin 26 is arranged in alignment with a vertical line passing through the center of curvature of the corner of the fuel tank 2 as shown in FIG. The illustrated fuel tank 2 has four corner portions R1 to R4, and a total of four guided pins 26 (26a to 26d) protrude from the lower surface of the small plate 24 corresponding to these corner portions R1 to R4. I have. As shown in FIG. 11 (A), the rail 32 has a trough-like shape having a rectangular cross-section with a closed rear end and an open front end. 3
4 and 36 are cut out so that the guided pin 26 enters the rail 32 from one of these two inlets 34 and 36. In the lower frame of entrances 34 and 36,
As shown in (C), a stopper pin 40 whose lower part is supported by a spring 38 and whose upper part is formed in a slope is provided so as to be able to move up and down, so that the guided pin 26 once inside the rail 32 does not go outside. It has become. A stopper block 42 is fixedly provided on one inner surface of the front end of the rail 32 as shown in FIG. 11B, and the guided pin 26 which has advanced in the rail 32 is brought into contact with the stopper block 42. When the small plate 24 is turned 90 ° in the direction of the arrow by the feeding action of the electrode wheel 46 in this state, the notch 27 of the guided pin 26 faces the stopper block 42 and the passage of the guided pin 26 is stopped. It is now acceptable. [0005] A conventional seam welding method for the fuel tank 2 is as follows.
With the fuel tank 2 supported as described above, the peripheral flange portion 4 of the fuel tank 2 is sandwiched between a pair of upper and lower electrode wheels 46 of the seam welding machine, and the two electrode wheels 46 are rotated while rotating the electrode wheel 46. The peripheral flange portions 4 that have been in contact with each other by being energized in between have been resistance-welded. When the straight portion L1 of the peripheral flange portion 4 is seam-welded as shown in FIG. 10, the fuel tank 2 moves forward without changing its posture. At this time, the guided pin 26a moves inside the rail 32 toward the front end. However, when the electrode wheel 46 reaches the corner portion R1 of the peripheral flange portion 4, the movement of the guided pin 26 is prevented by the stopper block 42, and therefore, the fuel tank 2 is moved around the electrode pin 46 around the guided pin 26. It rotates in the direction of the arrow due to the horizontal rotational moment generated by the feed action. When the electrode wheel 46 has finished turning around the corner portion R1, that is, when the fuel tank 2 has been rotated by 90 °, another guided pin 26b enters the rail 32 from the inlet 36 and the peripheral flange portion 4 of the fuel tank 2 Is seam-welded by the electrode wheel 46 in the same manner as described above. When the straight portion L2 is welded, the corner portion R2 is subsequently seam-welded by the electrode wheel 46, and then the guided pin 26c is connected to the entrance 3
4, the straight portion L3 enters the rail 32 and is seam-welded by the electrode wheel 46. In a conventional automatic seam welding line copying apparatus, a dedicated jig 6 is provided for each type of the fuel tank 2.
Since the profiling jig 22 is required, the dedicated jig 6 and the profiling jig 22 must be newly manufactured every time the shape of the fuel tank 2 is changed. Long production time was required. Therefore, the fuel tank 2 is supported by a robot without using the copying jig 22, and the fuel tank 2 is controlled to be fed in accordance with the progress of the seam welding by the electrode wheel 46, so that the peripheral flange 4 of the fuel tank 2 is controlled. A study has been made to obtain the desired welding line (see Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-241684). However, it is extremely difficult to accurately grasp the progress of seam welding by the electrode wheel 46 in real time. This corresponds to the peripheral flange portion 4 of the fuel tank 2.
The thickness of the electrode ring 46 is varied, the peripheral flange portion 4 is softened by energization between the electrode wheels 46, and
6, the rotation speed of the electrode wheel 46 running on the peripheral flange 4 does not match the actual feed distance of the peripheral flange 4, and the feed distance fluctuates minutely and momentarily. is there. The feed control of the fuel tank 2 by the robot may be performed by a teaching method or a feedback control method in which the feed speed or the feed distance of the peripheral flange portion of the fuel tank 2 by the electrode wheel 46 is accurately and real time grasped. As described above, under the situation where the feed speed of the peripheral flange portion 4 fluctuates every moment, control of the robot cannot be performed in time. Also, once the welding line deviates from the regular trajectory, it is not easy to quickly restore it to its original position, and errors due to control delay tend to accumulate, which tends to cause poor welding. There was a problem. In order to effectively use the space around the fuel tank 2, the lower surface of the fuel tank 2 may be depressed like the lower surface of a saddle, and a differential may be inserted and arranged here. In the fuel tank, the peripheral flange portion 4 has a large upward convex portion, and therefore cannot be dealt with by the conventional seam welding technology only for a flat surface. In view of the above, the seam welding of the saddle type fuel tank is enabled by rotating the fuel tank around the rotation axis disposed at the center of curvature of the protrusion at the convex portion of the peripheral flange portion. Technology has been proposed (Japanese Patent Publication 7-7)
No. 5779). However, in this technique, a dedicated jig for supporting the fuel tank must be significantly modified in order to cope with convex portions having different curvatures. An object of the present invention is to completely abandon the conventional concept of a welding line copying mechanism using a copying jig and the concept of feed control of the fuel tank 2 relying on numerical control of a robot, and a completely new idea, that is, The operator of the seam welding visually checks the welding line and mechanically replaces the work of sending the fuel tank 2, thereby creating expensive copying jigs and complex programs for robots, and troublesome teaching of robots. An object of the present invention is to eliminate the need for work and the like, and to make it possible to easily cope with welding of a saddle type work. The copying apparatus of the present invention focuses on the fact that the welding line formed by the electrode wheels can be controlled by adjusting the rotation of the fuel tank in the horizontal direction. This will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows an XY table 50 in which three horizontal plates 48a to 48c are vertically stacked, and the first and second plates 48a and 48 from the bottom.
b, the second and third plates 48b, 4 from the bottom
8c, the first and second linear guides 52, 52, respectively.
54 are provided. The first and second linear motion guides 52 and 54 enable the plates 48a to 48c to slide in a linear direction, and the lower first linear motion guide 52 and the upper second linear motion guide 54 are mutually connected. They are arranged orthogonally. That is, the first translation guide 52 is an X-direction translation guide, and the second translation guide 54 is a Y-direction translation guide. A copying control shaft 56 is provided on the upper or lower surface of the XY table 50. In FIG. 2, the XY table 5
It is assumed that the scanning control shaft 56 is provided on the lower surface of the zero.
The scanning control shaft 56 is a rotation shaft of a motor capable of precisely controlling a rotation angle, for example, a rotation shaft of a step motor or a servo motor. Then, it is considered that a work 58 to be welded in which two metal sheets are stacked is supported at the lower end of the copying control shaft 56. In such a state that the work 58 to be welded is supported, the periphery of the work (corresponding to the peripheral flange 4 of the fuel tank) is sandwiched between the electrode wheels 46, and the electrode wheel 46 is rotated to seam weld the work periphery. . At this time, when the scanning control shaft 56 is rotated in either the forward or reverse direction, the direction of the workpiece 58 with respect to the electrode wheel 46 changes. When this is viewed from the electrode wheel 46 side, the traveling direction of the electrode wheel 46 has changed. FIG. 3 shows an example of the relationship between the rotation direction of the scanning control shaft 56 and the traveling direction of the electrode wheel 46. When the electrode wheel 46 is traveling along the linear portion of the peripheral portion of the workpiece 58 to be welded (see FIG. When the control axis is rotated clockwise in accordance with the point A), the electrode wheel 46 is shifted inside the workpiece 58 to be advanced. When the electrode wheel 46 approaches the corner (point B in FIG. 3), and the scanning control shaft 56 is rotated clockwise by 90 °, the electrode wheel 46 makes a curve at 90 ° to the left in the traveling direction. . This is the control principle of the welding line of the present invention. Although the conventional fuel tank 2 is supported by the iron man 14, the iron man 14 cannot support the rotational reaction force of the scanning control shaft 56, so that the XY table 50 as shown in FIG. Or, a slide supporting means having a function equivalent thereto is required. By arranging various known link mechanisms and universal joints between the plates 48a to 48c, it is possible to realize a configuration that supports the work movably in the horizontal direction while supporting the rotational reaction force as in the XY table 50. is there. The above-described control of the welding line can be easily understood by imagining a cloth feeding operation by a sewing machine. The feed direction of the sewing machine is always straight, but the stitch direction is changed by turning the fabric horizontally and changing the angle of the fabric fed to the needle. The XY table according to the present invention provides a slip between the sewing machine table and the cloth at this time. Further, the function of the hand for turning the fabric corresponds to the copying control axis of the present invention. The welding line automatic copying apparatus according to the present invention is an application of the above-described welding line control principle, and is applied to a peripheral portion of a workpiece.
When seam welding is performed with the edge sandwiched between a pair of upper and lower electrode wheels
Correction of the welding locus of the electrode wheel at the periphery of the workpiece
In an automatic copying machine that performs horizontal turning adjustment,
1st linear guide and 2nd linear guide
Are arranged perpendicular to each other, and
Allow any horizontal movement while constraining the movement of
An XY table and a scanning control axis having a main axis in a direction perpendicular to the movement allowable direction of the XY table are vertically overlapped, and one of the XY table and the scanning control axis is moved to the XY table and the base floor surface. Arranged between X
A spring supporting the load above the Y table, and an XY table
The rocking direction of the
And a work piece having a portion to be seam-welded while supporting the work piece on a base floor surface through a swingable swing support means having a bendable leg portion that is restricted to a vertical plane included in the base. Attach the special jig and set the welding line of the work
Template with the same or similar contour as
Attach the work to the jig in alignment with the work
Vertical including the axis of the pair of upper and lower electrode wheels of the
Reference to a position in the plane that faces the contour of the template
The members are fixedly arranged, and the outline of the template and the reference members
A distance measuring sensor for detecting the gap distance between the
The gap distance becomes constant based on the output from the sensor.
Thus, the control means for controlling the rotation of the scanning control shaft is provided . An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 4, a base plate 72 is provided on a base floor 70,
XY via four coil springs 74 in the front, rear, left and right directions above
A table 50 is provided. This XY table 50
Is the same as that described above, and the first plate 48 a from the bottom is fixed to the upper end of the coil spring 74. X
Between the lower four corners of the Y table 50 and the base plate 72, there are disposed legs 75, the middle of which can be bent in the left-right direction.
The swing direction of the XY plate 50 is regulated by the legs 75 in the horizontal direction in the drawing, that is, in the vertical direction (the direction of the arrow in FIG. 5) including the side surface of the electrode wheel 46 of the seam welding machine. On the upper surface of the XY table 50, a copying control shaft 8 is provided.
2 are provided. The scanning control shaft 82 is a rotation shaft such as a step motor or a servo motor capable of precisely controlling the rotation angle. The exclusive jig 6 is attached to the upper end of the scanning control shaft 82.
Are fixed, and the fuel tank 2 is positioned and fixed on the dedicated jig 6. The fuel tank 2 has a lower surface center recessed like a lower surface of a saddle, and a vehicle differential or the like is inserted and arranged in the recessed portion. The XY table 50 can be replaced with another mechanism as long as it can move in any horizontal direction but restricts the movement in the horizontal turning direction. For example, as shown in FIG. A universal joint 76 is provided between the upper and lower plates 48d and 48e, or a parallel link mechanism 7 is provided between the upper and lower plates 48f and 48g as shown in FIG.
8 is disposed horizontally, one end 78a of the parallel link 78 is connected to the lower plate 48f, and the other end 78b is slidably engaged with the groove 80 formed on the lower surface of the upper plate 48g. It can be replaced. A template 84 is fixed below the dedicated jig 6 as shown in FIG. The template 84 is formed of a plate having a contour similar to the contour of the expected welding line of the peripheral flange portion 4 of the fuel tank 2, and is aligned with the fuel tank 2, that is, the corresponding sides face in the same direction. It is arranged horizontally. On the other hand, as shown in FIG. 7, a fixed arm 90 extends from the main body of the seam welding machine 44, and a reference member 92 is attached to the tip of the fixed arm 90. The reference member 92 is located in a vertical plane including the axis of the pair of upper and lower electrode wheels 46 in common as shown in FIG. 8 and is opposed to the contour of the template 84 as shown in FIG. A distance measuring sensor 94 is provided near the reference member 92 at the tip of the fixed arm 90.
Is attached. The distance measuring sensor 94 measures a gap distance between the contour of the template 84 and the reference member 92. Next, the seam welding of the fuel tank 2 will be described together with the control of the scanning control shaft 82. When the peripheral flange portion 4 of the fuel tank 2 is seam-welded without rotating the scanning control shaft 82, the welding line is basically straight, but the welding line due to unevenness in the thickness of the peripheral flange portion 4 or unevenness as it is can be obtained. Error cannot be corrected. When the front end of the welding line deviates from the scheduled welding line, the distance between the reference member 92 and the contour of the template 84 changes to either wide or narrow. This is used as a distance measuring sensor 94
Is detected, and the rotation of the scanning control shaft 82 is controlled so that the change in the width of the interval is restored. Further, welding of the corner portion of the peripheral flange portion 4 of the fuel tank 2 is also performed by rotation of the copying control shaft 82. That is, at the same time when the electrode wheel 46 passes the welding start point of the corner portion, the distance between the contour of the template 84 and the reference member 92 is widened, and the distance measuring sensor 94 continuously detects the degree of the widening of the distance, The copying control shaft 82 is rotated by control means (not shown) so as to return the spread. When the electrode wheel 46 welds the upward convex portion 96 of the peripheral flange portion 4, the position of the electrode wheel 46 is unchanged, so that the fuel tank 2 is slightly lowered and the electrode wheel 46 is lowered.
The fuel tank 2 tilts in the left-right direction because the portion sandwiched between the holes always tries to be horizontal. Such vertical movement and tilting of the fuel tank 2 are permitted by the coil spring 74 and the leg 75, so that no excessive force acts on the electrode wheel 46 or the fuel tank 2. The scanning control shaft 82 can be controlled by means other than the template 84, the reference member 92 and the distance measuring sensor 94. Generally, the seam welding scheduled line of the fuel tank 2 and the actual welding It suffices if there is a sensor for detecting a deviation from the front end of the line, and control means for controlling the rotation of the scanning control shaft 82 based on the output from the sensor so as to make the deviation zero. The above-described distance measuring sensor 94 is used for the template 8
The distance between the reference line 92 and the reference member 92 is detected, which is synonymous with detecting the deviation between the scheduled seam welding line and the actual front end of the welding line. Therefore, it is also possible to use a sensor that directly detects the position of the front end of the welding line of the fuel tank 2 instead of the distance measuring sensor 94. Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, the swing supporting means by the coil spring 74 and the leg 75 can be replaced with another functionally equivalent swing supporting means. As an example, there is proposed a structure in which a floating body is floated on a liquid tank, the moving direction of the floating body is appropriately regulated by a guide member, and slide support means and a copying control shaft are provided on the floating body. In the above-described embodiment, the copying control shaft 82 is arranged on the upper side, and the XY table 50 is arranged on the lower side.
The dedicated jig 6 may be fixed to the upper surface of the XY table 50 by arranging the Y table 50 on the upper side and the scanning control shaft 82 on the lower side. As described above, according to the present invention, the direction in which the welding line is formed on the workpiece is controlled only by the rotation of the scanning control shaft, so that the conventional expensive copying jig or robot can be used. There is no need for complicated programs at all, and a significant rationalization effect can be achieved. In addition, since the slide support means and the scanning control shaft are employed, the swing support means can easily cope with seam welding of a saddle-type work. Basically, it can be handled without replacing the dedicated jig, so it is more advantageous in terms of equipment than the conventional method of seam welding the saddle type fuel tank by rotating the fuel tank around the rotation axis, and Also, a fuel tank having a unique shape having a peripheral flange portion whose curvature continuously changes can be easily manufactured.

【図面の簡単な説明】 【図1】XYテーブルの斜視図。 【図2】溶接輪と倣い制御軸との関係を示す斜視図。 【図3】溶接線の倣い制御を示すワークの平面図。 【図4】本発明のシーム溶接線自動倣い装置の斜視図。 【図5】本発明のシーム溶接線自動倣い装置の正面図。 【図6】(A)はスライド支持手段の他の実施形態の側
面図、(B)はスライド支持手段のさらに他の実施形態
の斜視図。 【図7】テンプレートと測距センサの側面図。 【図8】電極輪と測距センサの正面図。 【図9】従来の溶接線倣い制御装置の側面図。 【図10】燃料タンクの平面図。 【図11】(A)はレールの斜視図、(B)はレール前
端部の平面図、(C)はレール後端部の縦断面図。 【符号の説明】 2 燃料タンク 6 専用治具 44 シーム溶接機 46 電極輪 50 XYテーブル 70 基礎床面 74 コイルばね 82 倣い制御軸 84 テンプレート 90 固定アーム 92 基準部材 94 測距センサ 96 上向き凸部
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of an XY table. FIG. 2 is a perspective view showing a relationship between a welding wheel and a scanning control shaft. FIG. 3 is a plan view of a workpiece showing welding line copying control. FIG. 4 is a perspective view of the automatic seam welding line copying apparatus of the present invention. FIG. 5 is a front view of the automatic seam welding line copying apparatus of the present invention. FIG. 6A is a side view of another embodiment of the slide support means, and FIG. 6B is a perspective view of still another embodiment of the slide support means. FIG. 7 is a side view of a template and a distance measuring sensor. FIG. 8 is a front view of an electrode wheel and a distance measuring sensor. FIG. 9 is a side view of a conventional welding line scanning control device. FIG. 10 is a plan view of a fuel tank. 11A is a perspective view of a rail, FIG. 11B is a plan view of a front end of the rail, and FIG. 11C is a longitudinal sectional view of a rear end of the rail. [Description of Signs] 2 Fuel tank 6 Special jig 44 Seam welder 46 Electrode wheel 50 XY table 70 Base floor 74 Coil spring 82 Copying control shaft 84 Template 90 Fixed arm 92 Reference member 94 Distance measuring sensor 96 Upward projection

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−230488(JP,A) 特開 昭62−13274(JP,A) 実開 昭62−155972(JP,U) 実開 平1−135177(JP,U) 実開 昭54−108729(JP,U) 特公 平3−33073(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 11/06 B23K 11/24 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-62-230488 (JP, A) JP-A-62-13274 (JP, A) Actually open 1987-155,972 (JP, U) Actually open 1- 135177 (JP, U) Japanese Utility Model Showa 54-108729 (JP, U) Japanese Patent Publication No. 3-33073 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B23K 11/06 B23K 11 /twenty four

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】ワークの周縁部を上下一対の電極輪で挟ん
でシーム溶接する際のワーク周縁部における電極輪の溶
接軌跡の修正をワークの水平旋回調節で行なう自動倣い
装置において、3層プレートの上下2つの間隙に第1直
動ガイドと第2直動ガイドが互いに直交して配設され前
記ワークの水平旋回方向の動きを拘束した状態で任意水
平方向の移動を許容するXYテーブルと、前記XYテー
ブルの移動許容方向と直交する方向に主軸を有する倣い
制御軸とを上下に重ね合わせ、前記XYテーブルまたは
倣い制御軸のいずれか一方を、前記XYテーブルと基礎
床面との間に配設されXYテーブルから上方の荷重を支
持するばねと、XYテーブルの揺動方向をシーム溶接機
の上下一対の電極輪を共通に含む垂直面内に規制する屈
曲自在な脚部とを有する揺動可能な揺動支持手段を介し
て基礎床面で支持すると共に、他方に、シーム溶接され
る部分を有するワークを支持する専用治具を取り付け、
前記ワークの溶接予定線と同一または相似の輪郭を有す
るテンプレートを前記専用治具に前記ワークと整合させ
て取り付けると共に、シーム溶接機の上下一対の電極輪
の軸線を共通に含む垂直面内であってテンプレートの輪
郭と対向する位置に基準部材を固定的に配設し、テンプ
レートの輪郭と基準部材との隙間距離を検出する測距セ
ンサを配設し、前記測距センサからの出力に基づき前記
隙間距離が一定となるように前記倣い制御軸を回転制御
する制御手段を配設したことを特徴とするシーム溶接線
自動倣い装置。
(57) [Claims] [Claim 1] A peripheral portion of a work is sandwiched between a pair of upper and lower electrode wheels.
Of the electrode ring at the periphery of the workpiece during seam welding
Automatic profiling that corrects the tangent locus by adjusting the horizontal rotation of the work
In the apparatus, the first straight line is inserted into the upper and lower gaps of the three-layer plate.
Before the moving guide and the second linear guide are arranged orthogonal to each other.
Any water with the movement of the work in the horizontal
An XY table that allows movement in the horizontal direction;
In the direction perpendicular to the movement allowable direction Bull superposing the copying control shaft having a major axis in the vertical, one of the XY table or scanning control axis, the XY table and the base
It supports the upper load from the XY table
Seam welding machine to hold spring and swing direction of XY table
Of a pair of upper and lower electrode rings
A dedicated jig for supporting a work having a portion to be seam-welded is mounted on the other side while being supported on a foundation floor surface via a swingable swing supporting means having a bendable leg portion ,
Has the same or similar contour as the welding line of the work
Align the template with the work with the dedicated jig
And a pair of upper and lower electrode wheels of the seam welding machine.
Of the template in a vertical plane containing the axis of
The reference member is fixedly arranged at a position facing the
Distance measuring sensor that detects the gap distance between the contour of the rate and the reference member
And a sensor based on the output from the distance measuring sensor.
Rotation control of the scanning control axis so that the gap distance is constant
A seam welding line automatic copying apparatus, characterized in that control means for controlling the seam welding line is provided.
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