JP3778007B2 - Blank material gap straightening device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一のブランク材の突き合わせ端面を他のブランク材の突き合わせ端面に突き合わせる際に前記突き合わせ端面の相互の間に生じるギャップを矯正するブランク材のギャップ矯正装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車などの車両に用いられるパネル部品には、複数のブランク材を溶接により接合した後にプレス成形するテーラードブランク技術を適用したものがある。この種のパネル部品では、一のブランク材の突き合わせ端面を他のブランク材の突き合わせ端面に突き合わせ、突き合わせた部分をレーザ溶接により接合している。
【0003】
複数のブランク材を相互に突き合わせると、ブランク材の切断精度のバラツキなどのために、突き合わせ端面間にギャップが生じることがある。特に、個々のブランク材に複数の溶接線が存在し、全体としてループ形状をなすようなテーラードブランクにあっては、突き合わせ端面間にギャップが生じやすい。溶接欠陥の発生を抑えて溶接品質を高めるため、ひいてはプレス成形後のパネル部品の品質を高めるためには、溶接作業の前に、前記ギャップを可及的に小さく矯正しておく必要がある。
【0004】
このため、複数のブランク材を相互に突き合わせる際に、ギャップ矯正装置を用いて、突き合わせ端面の相互の間に生じるギャップを矯正している。
【0005】
従来のブランク材のギャップ矯正装置は、ブランク材の一部を撓ませることにより当該ブランク材に変形余裕を付与し、その撓み反力を利用して、ギャップを矯正している(特開平10−15688号公報、特開平10−128582号公報および特開平10−137980号公報を参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のギャップ矯正装置は、ギャップを矯正する力としてブランク材の撓み反力のみを利用する構成であるため、矯正可能なギャップ量に自ずと限界がある。
【0007】
また、ブランク材には種々の形状があり、例えば、突き合わせ端面が、当該突き合わせ端面に連続する端面に対して直交しない、つまり傾斜して設けられているものがある。このような形状のブランク材にあっては、ギャップの空き方によって、矯正可能なギャップ量がますます小さくなるという不具合がある。
【0008】
本発明は、上記従来技術に伴なう課題を解決するためになされたものであり、矯正可能なギャップ量を増加し得るブランク材のギャップ矯正装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記する手段により達成される。
【0010】
(1)一のブランク材の突き合わせ端面を他のブランク材の突き合わせ端面に突き合わせる際に前記突き合わせ端面の相互の間に生じるギャップを矯正するブランク材のギャップ矯正装置において、
前記一のブランク材に撓み変形を解除自在に付与する付与手段と、
前記他のブランク材を保持する保持手段と、
前記一のブランク材に付与された撓み変形の部位を押圧して、前記一のブランク材の撓み変形からの復元を助長する付加力を付加する押圧手段と、
前記付与手段が前記撓み変形を解除する際に前記押圧手段の作動を制御する制御手段と、を有することを特徴とするブランク材のギャップ矯正装置。
【0011】
(2)前記押圧手段を複数個設け、
前記制御手段は、前記複数個の押圧手段の作動を個々に制御することを特徴とする上記(1)に記載のブランク材のギャップ矯正装置。
【0012】
(3)前記複数個の押圧手段のうち両端に位置する押圧手段は、前記一のブランク材における前記突き合わせ端面に連続する端面に近接して配置されていることを特徴とする上記(2)に記載のブランク材のギャップ矯正装置。
【0013】
(4)前記押圧手段は、前記一のブランク材に付与された撓み変形の撓み頂点に当接する押圧面を有し、
前記押圧面は、突き合わせ時に前記突き合わせ端面に向かう方向に移動する撓み頂点との当接状態を維持する長さに設定されていることを特徴とする上記(1)に記載のブランク材のギャップ矯正装置。
【0014】
(5)前記一のブランク材は、その突き合わせ端面が、当該突き合わせ端面に連続する端面に対して傾斜して設けられていることを特徴とする上記(1)に記載のブランク材のギャップ矯正装置。
【0015】
【発明の効果】
上記のように構成した本発明は以下の効果を奏する。
【0016】
請求項1に記載の発明によれば、ギャップを矯正する際には、撓み変形を付与した一のブランク材には、当該一のブランク材自在の撓み反力に加えて、一のブランク材の撓み変形からの復元を助長する付加力が付加されため、撓み反力のみを矯正力として利用する場合に比較して大きなギャップ矯正力を得ることができ、その結果、矯正可能なギャップ量を増加することが可能となる。
【0017】
請求項2または請求項3に記載の発明によれば、撓み変形の所望の部分に、所望の強さの付加力を付加することができるため、突き合わせ端面間に生じるギャップの空き方に応じた付加力を付加することにより、ギャップを適切に矯正することができる。
【0018】
請求項4に記載の発明によれば、押圧手段の押圧面と、突き合わせ時に突き合わせ端面に向かう方向に移動する撓み頂点との当接状態が維持されるため、ギャップ矯正過程の間中、付加力を効果的に付加し続けることができる。
【0019】
請求項5に記載の発明によれば、突き合わせ端面が当該突き合わせ端面に連続する端面に対して傾斜して設けられているブランク材であっても、ギャップを適切に矯正することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【0021】
図1は、複数のブランク材が溶接により接合されたテーラードブランク10の一例を示す図、図2は、本発明に係るブランク材のギャップ矯正装置が組み込まれたレーザ溶接装置20を示す平面図、図3は、図2の3−3線に沿う断面図である。なお、図2においては、理解の容易のために、溶接ヘッドおよび種々のアクチュエータの図示を省略してある。
【0022】
図1に示すテーラードブランク10は、複数のブランク材11、12を溶接により接合して構成され、車両に用いられるパネル部品を製造するために用いられる。テーラードブランク10は、図示しないプレス装置によってプレス成形され、所定形状のパネル部品に成形される。このテーラードブランク10は、図中左側に示される第1のブランク材11(一のブランク材に相当する)と、右側に示される第2のブランク材12(他のブランク材に相当する)とを有する。個々のブランク材11、12には複数の溶接箇所が存在し、両者11、12を接合したテーラードブランク10は、全体としてループ形状をなしている。第1ブランク材11および第2ブランク材12は、図2に示されるレーザ溶接装置20に搬入され、第1ブランク材11の突き合わせ端面11a、11bを第2ブランク材12の突き合わせ端面12a、12bに突き合わせ、これら突き合わせ部13、14がレーザ溶接により接合される。突き合わせ溶接を行う際に、本発明に係るブランク材のギャップ矯正装置により、突き合わせ端面11aと12a、11bと12bの相互の間に生じるギャップが矯正される。図示する第1ブランク材11は、2枚のブランク材15、16から構成されているが、レーザ溶接装置20に搬入される際には既に溶接が完了しており、実質的に1枚の材料となっている。
【0023】
第1ブランク材11は、その突き合わせ端面11a、11bが、当該突き合わせ端面11a、11bに連続する端面11c、11d、11e、11fに対して直交しない、つまり傾斜して設けられている。第2ブランク材12も同様に、その突き合わせ端面12a、12bが、当該突き合わせ端面12a、12bに連続する端面12c、12d、12e、12fに対して傾斜して設けられている。
【0024】
図2および図3を参照して、ギャップ矯正装置が組み込まれたレーザ溶接装置20を説明する。このレーザ溶接装置20は、第1と第2のブランク材11、12の突き合わせ端面11aと12a、11bと12bの間に生じるギャップをギャップ矯正装置により矯正し、その後に、両ブランク材11、12の突き合わせ部13、14を溶接ヘッド23によりレーザ溶接して接合し、図1に示されるテーラードブランク10を形成するものである。
【0025】
第1ブランク材11および第2ブランク材12は、図示しない搬入装置により、支持ブロック21上に搬入される。支持ブロック21の上面には、X軸方向に対して傾斜する方向に延伸する溝部22が形成されている。この溝部22上に位置する溶接線WLに沿って、溶接ヘッド23が駆動される。溝部22には、図示しない基準ピンが支持ブロック21の上面よりも上方に突出自在に設けられている。この基準ピンに第2ブランク材12の突き合わせ端面12a、12bを当接させることにより、当該突き合わせ端面12a、12bが溶接線WL上に位置決めされる。
【0026】
第1ブランク材11の突き合わせ端面11a、11bの近傍を固定するため、第1クランパ31a、31bが第1ブランク材11の上面に対して接近離反移動自在に設けられている。第1クランパ31a、31bは、突き合わせ端面11a、11bの近傍を跨ぐ長さを有する長尺形状を有し、溶接線WLと平行をなすように配置されている。第1クランパ31a、31bは、油圧シリンダなどから構成される第1アクチュエータ41により、第1ブランク材11の上面に対して進退駆動される。第1アクチュエータ41の作動を制御することにより、第1ブランク材11の突き合わせ端面11a、11b近傍の固定および固定解除がなされる。
【0027】
溶接線WLを挟んで第1クランパ31に対向する位置には、第2ブランク材12の突き合わせ端面12a、12bの近傍を固定するため、第2クランパ32a、32bが第2ブランク材12の上面に対して接近離反移動自在に設けられている。第2クランパ32a、32bは、突き合わせ端面12a、12bの近傍を跨ぐ長さを有する長尺形状を有し、溶接線WLと平行をなすように配置されている。第2クランパ32a、32bは、油圧シリンダなどから構成される第2アクチュエータ42により、第2ブランク材12の上面に対して進退駆動される。第2アクチュエータ42の作動を制御することにより、第2ブランク材12の突き合わせ端面12a、12b近傍の固定および固定解除がなされる。
【0028】
支持ブロック21には、第1ブランク材11の突き合わせ端面11a、11bからX軸方向に沿って所定距離だけ離れた位置に、凹所24a、24bが設けられている。この凹所24a、24bには、第1ブランク材11の下面に当接し得る突き上げローラ33a、33bがZ軸方向(上下方向)に沿って移動自在に設けられている。突き上げローラ33a、33bは、凹所24a、24bに位置する第1ブランク材11のY軸方向に沿う長さよりも長い軸方向長さを有し、その軸線がY軸方向に沿うように配置されている。突き上げローラ33a、33bは、油圧シリンダなどから構成される第3アクチュエータ43により、支持ブロック21の上面よりも高い位置に突出する上昇位置と、支持ブロック21の上面よりも低い位置に退避する下降位置との間で上下駆動される。第1ブランク材11の突き合わせ端面11a、11b近傍を第1クランパ31a、31bにより固定した状態で、突き上げローラ33a、33bを上昇位置まで駆動すると、第1ブランク材11が図中右手側に変位し、当該第1ブランク材11に撓み変形50が付与される。この状態から突き上げローラ33a、33bを下降位置まで駆動すると、第1ブランク材11が図中左手側に変位し、当該第1ブランク材11への撓み変形50の付与が解除される。
【0029】
第1ブランク材11に撓み変形50が付与された状態を保持するため、凹所24a、24bから所定距離だけ離れた位置に、保持クランパ34a、34bが第1ブランク材11の上面に対して接近離反移動自在に設けられている。保持クランパ34a、34bは、この部位における第1ブランク材11を跨ぐ長さを有する長尺形状を有し、Y軸方向に沿って配置されている。保持クランパ34a、34bは、油圧シリンダなどから構成される第4アクチュエータ44により、第1ブランク材11の上面に対して進退駆動される。第4アクチュエータ44の作動を制御することにより、撓み変形50の保持または解除がなされる。
【0030】
第1ブランク材11の浮き上がりを規制するため、凹所24a、24bのX軸方向に沿う両側に、押さえローラ35a、35b、36a、36bが支持ブロック21上面に対して接近離反移動自在に設けられている。押さえローラ35a、35b、36a、36bは、この部位における第1ブランク材11のY軸方向に沿う長さよりも長い軸方向長さを有し、その軸線がY軸方向に沿って配置されている。押さえローラ35a、35b、36a、36bは、図示しないアクチュエータにより、第1ブランク材11の上面に対して進退駆動される。押さえローラ35a、35b、36a、36bによる押圧力は、撓み変形50を付与または解除する際に、第1ブランク材11の水平方向への変位を許容しつつ第1ブランク材11の浮き上がりを規制し得る程度の力に設定されている。
【0031】
突き上げローラ33a、33bのそれぞれの上方位置には、第1ブランク材11の上面に当接し得る複数個(図示例では、それぞれ2個)の押圧クランパ37a、37b、38a、38bがZ軸方向(上下方向)に沿って移動自在に設けられている。押圧クランパ37a、37b、38a、38bは、撓み変形50の撓み頂点51に当接する押圧面39を有し、突き上げローラ33a、33bの軸線上に位置するように配置されている。
【0032】
押圧クランパ37a、37b、38a、38bのそれぞれは、第1ブランク材11における突き合わせ端面11a、11bに連続する端面11c〜11fに近接して配置されている。つまり、図2に示されるように、押圧クランパ37aは突き合わせ端面11aに連続する端面11cに近接して配置され、同様に、押圧クランパ37bは端面11dに、押圧クランパ38aは端面11eに、押圧クランパ38bは端面11fに近接して配置されている。各押圧クランパ37a、37b、38a、38bは、それぞれ、油圧シリンダなどから構成される矯正用アクチュエータ45により、第1ブランク材11の上面に対して進退駆動される。各矯正用アクチュエータ45の作動を個々に独立して制御し、各押圧クランパ37a、37b、38a、38bが撓み変形50の部位を押圧することにより、その部位において、撓み変形50からの復元を助長する付加力が付加される。なお、矯正用アクチュエータ45の力よりも、第3アクチュエータ43の力の方が大きく設定され、押圧クランパ37a、37b、38a、38bが撓み変形50の部位を加圧しても、突き上げローラ33a、33bの位置は維持される。
【0033】
図4に示すように、第1ブランク材11を第2ブランク材12に突き合わせる時には、撓み変形50の撓み頂点51は、突き合わせ端面11a、11bに向かう方向(図中右側)に移動する。押圧クランパ37a、37b、38a、38bの押圧面39のX軸方向に沿う長さは、突き合わせ時に上記のように移動する撓み頂点51との当接状態を維持する長さに設定されている。かかる構成により、ギャップ矯正過程の間中、付加力を効果的に付加し続けることができる。
【0034】
一方、図2に示されるように、押圧クランパ37a、37b、38a、38bのY軸方向の幅は、凹所24a、24bに位置する第1ブランク材11のY軸方向の幅よりも十分に短い長さである。かかる構成により、端面11c〜11fに近接する個々の部位に、所望の大きさの付加力を付加できる。
【0035】
各アクチュエータ41〜45の作動は、制御手段としてのコントローラ55により制御される。
【0036】
上述した突き上げローラ33a、33b、第1クランパ31a、31b、保持クランパ34a、34b、第1、第3、第4アクチュエータ41、43、44により付与手段が構成され、支持ブロック21、第2クランパ32a、32bおよび第2アクチュエータ42により保持手段が構成され、押圧クランパ37a、37b、38a、38bおよび矯正用アクチュエータ45により押圧手段が構成されている。
【0037】
次に、本実施形態の作用を説明する。なお、2つの接合部13、14におけるギャップ矯正およびレーザ溶接は同様の手順でなされることから、一方の接合部13を例に挙げて説明する。
【0038】
まず、各アクチュエータ41〜45を原点位置に駆動し、図示しない基準ピンを支持ブロック21の上面から突出させる。図示しない搬入出装置により第2ブランク材12を支持ブロック21上に搬入し、基準ピンに、突き合わせ端面12aを当接させる。第2アクチュエータ42を作動して第2クランパ32を第2ブランク材12の上面に対して前進移動させ、突き合わせ端面12a近傍を固定する。その後、基準ピンを支持ブロック21の上面から退避する。これにより、第2ブランク材12は、その突き合わせ端面12aが溶接線WL上に位置決めされた状態で、支持ブロック21上に固定される。
【0039】
次いで、第1ブランク材11の仮突き合わせを行う。つまり、第1ブランク材11を支持ブロック21上に搬入し、位置決め固定された第2ブランク材12の突き合わせ端面12aに、突き合わせ端面11aを当接させる。第1アクチュエータ41を作動して第1クランパ31を第1ブランク材11の上面に対して前進移動させ、突き合わせ端面11a近傍を固定する。これにより、第1ブランク材11は、その突き合わせ端面11aが第2ブランク材12に対して仮突き合わされた状態で、支持ブロック21上に固定される。
【0040】
次いで、押さえローラ35a、36aを第1ブランク材11の上面に対して前進移動させ、凹所24aのX軸方向に沿う両側位置で、第1ブランク材11を押さえる。
【0041】
次いで、第3アクチュエータ43を作動し、突き上げローラ33aを上昇位置まで駆動する。すると、第1ブランク材11が変位し、当該第1ブランク材11に撓み変形50が付与される。
【0042】
次いで、第4アクチュエータ44を作動して保持クランパ34aを第1ブランク材11の上面に対して前進移動させ、凹所24aから所定距離だけ離れた位置で、第1ブランク材11を固定する。これにより、撓み変形50が保持される。
【0043】
次いで、矯正用アクチュエータ45を作動して押圧クランパ37a、37bを第1ブランク材11の上面に対して前進移動させ、撓み変形50の部位を押圧する。第1ブランク材11は、押圧クランパ37a、37bと突き上げローラ33aとの間に挟持された状態となる。押圧クランパ37a、37bは撓み変形50の部位を加圧したままであるが、突き上げローラ33aの位置を維持する力の方が大きく設定されているため、第1ブランク材11は、変位せずに、撓み変形50が保持された状態に維持される。
【0044】
この後、ギャップを矯正する作業を実施する。
【0045】
まず、第1アクチュエータ41を作動して第1クランパ31を第1ブランク材11の上面に対して後退移動させ、突き合わせ端面11a近傍の固定を解除する。
【0046】
次いで、第3アクチュエータ43を作動して突き上げローラ33aを上昇位置から下降位置に向けて駆動する。押圧クランパ37a、37bは、撓み変形50の部位を加圧したままであるので、突き上げローラ33aの下降移動に追従して下降移動する。
【0047】
突き上げローラ33aが下がるにつれて、第1ブランク材11自体の撓み反力により、第1ブランク材11の撓みが開放される。さらに、矯正用アクチュエータ45が押圧クランパ37a、37bを押し下げる力により、撓み変形50の部位には、撓み変形50からの復元を助長する付加力が付加される。これら撓み反力および付加力からなる矯正力が第1ブランク材11に作用し、当該第1ブランク材11が第2ブランク材12に向けて変位し、突き合わせ端面11a、12a間のギャップが埋まる。ギャップがなくなると、第1ブランク材11の撓み反力+付加力と、第2ブランク材12の反力とがバランスし、ギャップ矯正過程が終了する。
【0048】
突き上げローラ33aは、ギャップ矯正後も下がり続け、下降位置に達する。また、第1アクチュエータ41を作動して第1クランパ31を第1ブランク材11の上面に対して前進移動させ、突き合わせ端面11a近傍を再度固定する。
【0049】
次いで、溶接線WLに沿って溶接ヘッド23を移動しつつ、両ブランク材11、12の突き合わせ部13をレーザ溶接して接合する。溶接作業が終了すると、各アクチュエータ41〜45を原点位置に駆動する。そして、一体的に接合された第1と第2のブランク材11、12を、図示しない搬入出装置により支持ブロック21上から搬出すると、図1に示されるテーラードブランク10の形成が完了する。
【0050】
次に、図5を参照して、突き合わせ端面11a、12a間に生じるギャップGの矯正原理について説明する。
【0051】
前述したように、押圧クランパ37a、37bが撓み変形50の部位を押圧することにより、当該撓み変形50の部位に、撓み変形50の復元を助長する付加力が付加される。撓み変形50の部位のX軸方向に沿う前後では、押さえローラ35a、36aにより、第1ブランク材11の浮き上がりが規制される。このため、付加力は、ギャップGを矯正するX軸方向に沿う軸力に変化する。また、第1ブランク材11自体の撓み反力も、ギャップGを矯正するX軸方向に沿う軸力に変化している。このため、撓み反力に基づく軸力に、付加力に基づく軸力が加わることになる。したがって、ブランク材の撓み反力のみを矯正力として利用していた従来技術よりも大きなギャップ矯正力を得ることができ、その結果、矯正可能なギャップ量を増加することができる。
【0052】
図示例の場合、突き合わせ端面11a、12a間のギャップGを矯正するためには、撓み変形50の部位における図中手前側に示されるb部が、突き合わせ端面11a、12a間における図中手前側に示されるB部のギャップGに相当する分だけ、下方に変位する必要がある。
【0053】
ここで、撓み変形50の部位の一箇所に付加力を付加した場合を考える。この場合、突き合わせ端面11a、12a間における図中奥側に示されるA部が先当たりして、撓み変形50の部位における図中奥側に示されるa部の変位量が規制される。このため、b部の変位量は、ブランク材内部の応力のバランスにより決まり、矯正可能なギャップ量が制限される虞がある。
【0054】
これに対し、本実施形態にあっては、押圧クランパ37a、37bを2個設け、これらの押圧クランパ37a、37bの作動を個々に制御している。さらに、各押圧クランパ37a、37bを、突き合わせ端面11aに連続する端面11c、11dに近接して配置してある。
【0055】
図5に概念的に示すように、付加力を付加する加圧源をa部、b部の2箇所に設けることにより、a部およびb部に作用する付加力を個々独立して調整することができる。このため、a部およびb部のそれぞれに独立した変位を与えることができる。したがって、撓み変形50の部位の一箇所に付加力を付加する場合に比べて、a部の変位量に比べてb部の変位量を大きくでき、その結果、矯正可能なギャップ量を増加することができる。
【0056】
次に、突き合わせ端面が、これに連続する端面に対して傾斜して設けられている場合の矯正可能なギャップ量について説明する。
【0057】
図6は、2枚のブランク材60、61の突き合わせ部の種々の形状と、ギャップGの発生状態との組み合わせを、概念的に示す図である。各組み合わせ▲1▼〜▲6▼において、左側のブランク材60は、ギャップ矯正時に撓み変形が付与される側のブランク材を示し、実施形態の第1ブランク材11に相当する。右側のブランク材61は、ギャップ矯正時に固定される側のブランク材を示し、実施形態の第2ブランク材12に相当する。
【0058】
組み合わせ▲1▼および▲2▼は、突き合わせ端面60aと当該突き合わせ端面60aに連続する端面60bとがなす角度(以下、「突き合わせ角度」と言う)αが直角つまり90度である場合、組み合わせ▲3▼および▲4▼は、突き合わせ角度αが100度である場合、組み合わせ▲5▼および▲6▼は、突き合わせ角度αが110度である場合を示す。また、組み合わせ▲1▼は、固定側ブランク材61の突き合わせ角度が切断精度のバラツキなどのために90度に形成されておらず、突き合わせ端面60a、61a間における図中上側に示されるA側にギャップGが生じている場合を示す。組み合わせ▲3▼および▲5▼も同様に、A側にギャップGが生じている場合を示す。一方、組み合わせ▲2▼、▲4▼および▲6▼は、図中下側に示されるB側にギャップGが生じている場合を示す。
【0059】
図7は、ギャップ矯正前後の突き合わせ部の形状を誇張して示す図である。この図においては、撓み変形が付与される側のブランク材60のギャップ矯正前における状態が破線で示され、ギャップ矯正後の状態が実線で示される。図中符号G1、G2およびG3は、それぞれ、矯正前の初期ギャップ量、矯正後の最終ギャップ量、および、矯正可能量を示している。
【0060】
図8は、突き合わせ角度αと矯正可能な初期ギャップ量との関係を示すグラフである。図中符号▲1▼〜▲6▼は、図6に示した組み合わせ▲1▼〜▲6▼に対応する。白丸は、本実施形態の場合を示し、黒丸は、ブランク材の撓み反力のみを矯正力として利用する対比例の場合を示している。
【0061】
図示するように、突き合わせ角度αが90度でない場合の矯正可能な初期ギャップ量は、ギャップ矯正の抵抗となるブランク材の滑り抵抗や、ギャップがA側またはB側のいずれの側で空いているか、によって異なる。
【0062】
矯正可能量に差が生じる理由は、図9(A)(B)に示されるモデルを用いて説明できる。つまり、X軸方向に沿う軸力Fは、ブランク材60、61同士の接点pを中心とする回転モーメントによるギャップ矯正力Faと、撓み変形が付与されている側のブランク材60がY軸方向に滑ることによるギャップ矯正力Fbとを生じさせると考えられる。そして、突き合わせ角度αが90度でなく、かつ、ギャップGがB側に空いている場合には、図9(A)に示すように、ブランク材60の滑りがギャップGの矯正に寄与する一方、ギャップがA側に空いている場合には、同図(B)に示すように、ブランク材60の滑りによるギャップ矯正の効果が働かないため、矯正可能量に差が生じたものと考察される。
【0063】
レーザ溶接による溶接欠陥の発生を抑えるためには、溶接時のギャップ量を約0.1mm以下に矯正しなければならない。ブランク材の成形誤差を考慮すると、ギャップ量を約0.1mm以下に矯正するためには、ギャップGの矯正可能量として、実用上、1mm以上を確保することが必要である。
【0064】
図8から明らかなように、対比例の場合、突き合わせ角度αが90度でなく、かつ、ギャップGがA側に空いている場合、矯正可能な初期ギャップ量は1mmよりも小さい。このため、矯正後のギャップ量を0.1mm以下にまで矯正できず、その結果、溶接欠陥が発生する虞がある。
【0065】
これに対して、本実施形態の場合、図8から明らかなように、矯正可能な初期ギャップ量は、撓み変形50の復元を助長する付加力を付加する効果により、対比例の場合に比べて約2倍である。突き合わせ角度αが90度でなく、かつ、ギャップGがA側に空いているときでも、矯正可能な初期ギャップ量は1mmよりも大きい。このため、矯正後のギャップ量を0.1mm以下に確実に矯正でき、溶接欠陥の発生を防止することができる。
【0066】
上記のとおり、本実施形態によれば、ギャップGの矯正可能量を増加することができ、これまで対応できなかった部品形状であっても、実用上必要な1mm以上のギャップ矯正可能量を達成できる。換言すれば、本実施形態によれば、ブランク材11、12の形状を設計する際の自由度を高めることが可能となる。
【0067】
撓み変形50の復元を助長する付加力は、50N〜150Nの範囲が望ましい。付加力が大きい方ほど、ギャップ矯正力が大きくなり、ギャップ矯正可能量を大きくできるが、今回の実験に採用した治具構造で、板厚1.2mmの第1ブランク材11に対しては、150Nよりも大きい付加力では、第2ブランク材12を固定する装置に滑りが発生した。一方、50Nよりも小さい付加力では、ギャップ矯正力が不足し、ギャップ量を目標の0.1mm以下に抑えることができなかった。
【0068】
以上より、今回の実験に採用した治具構造で、板厚1.2mmの第1ブランク材11に対しては、付加力は、50N〜150Nの範囲が望ましいことが判明した。この付加力の範囲により、突き合わせ時に発生し得るギャップGを、0.1mm以下のギャップ量に矯正することができた。
【0069】
なお、付加力の上限しきい値は、突き合わせの対象となる材料の板厚、当該材料に塑性変形を招くことがないこと、および、固定側の材料を固定する治具の固定力などによって変わると考えられる。一方、付加力の下限しきい値は、突き合わせの対象となる材料の板厚、および、目標ギャップ量などによって変わると考えられる。
【0070】
以上、ブランク材のギャップ矯正装置をレーザ溶接装置20に組み込んだ実施形態について説明したが、本発明は、この場合に限定されるものではない。本発明は、ブランク材を突き合わせて当該ブランク材を位置決めすることを必要とする装置であれば、種々のものに適用可能である。
【0071】
また、付与手段の具体的な構成も実施形態の構成に限定されず、例えば、突き上げローラ33a,33bに代えて、突き合わせ端面11a、11b近傍を固定した第1ブランク材をその後端側(図2において左手側)から押し付けることにより、撓み変形50を付与するようにしてもよい。
【0072】
さらに、ギャップ矯正時の撓み頂点51の移動に追従して、押圧クランパ37a、37b、38a、38bをX軸方向に移動させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 複数のブランク材が溶接により接合されたテーラードブランクの一例を示す図である。
【図2】 本発明に係るブランク材のギャップ矯正装置が組み込まれたレーザ溶接装置を示す平面図である。
【図3】 図2の3−3線に沿う断面図である。
【図4】 撓み頂点の移動および押圧クランパの押圧面のX軸方向に沿う長さの説明に供する図である。
【図5】 突き合わせ端面間に生じるギャップの矯正原理についての説明に供する概念図である。
【図6】 2枚のブランク材の突き合わせ部の種々の形状と、ギャップの発生状態との組み合わせを示す概念図である。
【図7】 ギャップ矯正前後の接合部の形状を誇張して示す図である。
【図8】 突き合わせ角度αと矯正可能な初期ギャップ量との関係を示すグラフであり、白丸は、本実施形態の場合を示し、黒丸は、ブランク材の撓み反力のみを矯正力として利用する対比例の場合を示している。
【図9】 図9(A)(B)は、突き合わせ角度αが90度でない場合に矯正可能量に差が生じる理由の説明に供する図である。
【符号の説明】
10…テーラードブランク
11…第1ブランク材(一のブランク材)
11a、11b…突き合わせ端面
11c〜11f…突き合わせ端面に連続する端面
12…第2ブランク材(他のブランク材)
12a、12b…突き合わせ端面
12c〜12f…突き合わせ端面に連続する端面
20…ギャップ矯正装置が組み込まれたレーザ溶接装置
21…支持ブロック(保持手段)
31a、31b…第1クランパ(付与手段)
32a、32b…第2クランパ(保持手段)
33a、33b…突き上げローラ(付与手段)
34a、34b…保持クランパ(付与手段)
37a、37b、38a、38b…押圧クランパ(押圧手段)
39…押圧面
41、43、44…第1、第3、第4アクチュエータ(付与手段)
42…第2アクチュエータ(保持手段)
45…矯正用アクチュエータ(押圧手段)
50…撓み変形
51…撓み頂点
55…コントローラ(制御手段)
G…ギャップ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a gap correction device for a blank material that corrects a gap generated between the butt end surfaces when the butt end surface of one blank material is butted against the butt end surface of another blank material.
[0002]
[Prior art]
Some panel parts used in vehicles such as automobiles apply a tailored blank technique in which a plurality of blank materials are joined by welding and then press-molded. In this type of panel component, the butted end surface of one blank material is butted against the butted end surface of another blank material, and the butted portions are joined by laser welding.
[0003]
When a plurality of blank materials are abutted with each other, a gap may occur between the abutting end surfaces due to variations in the cutting accuracy of the blank materials. In particular, in a tailored blank in which a plurality of weld lines exist in each blank material and form a loop shape as a whole, a gap is likely to occur between the butted end surfaces. In order to suppress the occurrence of welding defects and improve the welding quality, and thus to improve the quality of the panel parts after press forming, it is necessary to correct the gap as small as possible before the welding operation.
[0004]
For this reason, when a plurality of blank materials are brought into contact with each other, a gap correction device is used to correct a gap generated between the butt end faces.
[0005]
A conventional gap correction device for a blank material imparts a deformation margin to the blank material by bending a part of the blank material, and corrects the gap using the bending reaction force (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10- No. 15688, JP-A-10-128582 and JP-A-10-137980).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional gap straightening device uses only the bending reaction force of the blank material as the force for straightening the gap, there is a limit to the amount of gap that can be straightened.
[0007]
Moreover, there are various shapes of the blank material. For example, there is a blank material in which a butt end surface is not orthogonal to an end surface continuous with the butt end surface, that is, provided with an inclination. In the blank material having such a shape, there is a problem that the correctable gap amount becomes smaller and smaller depending on the gap gap.
[0008]
The present invention has been made to solve the above-described problems associated with the prior art, and an object of the present invention is to provide a blank material gap straightening device capable of increasing the correctable gap amount.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention is achieved by the following means.
[0010]
(1) In a blank material gap straightening device that corrects a gap generated between the butted end surfaces when the butted end surface of one blank material is butted against the butted end surface of another blank material,
An applying means for releasably applying a bending deformation to the one blank material;
Holding means for holding the other blank material;
A pressing means for applying an additional force that presses a portion of the bending deformation applied to the one blank material and promotes restoration from the bending deformation of the one blank material;
And a control means for controlling the operation of the pressing means when the applying means releases the bending deformation.
[0011]
(2) A plurality of pressing means are provided,
The blank correction apparatus for a blank material according to (1), wherein the control unit individually controls the operations of the plurality of pressing units.
[0012]
(3) In the above (2), the pressing means located at both ends of the plurality of pressing means are disposed in the vicinity of an end face continuous with the abutting end face in the one blank material. The gap correction apparatus for the blank material described.
[0013]
(4) The pressing means has a pressing surface that comes into contact with a bending vertex of the bending deformation applied to the one blank material.
The gap correction of the blank material according to (1), wherein the pressing surface is set to a length that maintains a contact state with a bending vertex that moves in a direction toward the abutting end surface at the time of abutting. apparatus.
[0014]
(5) The blank material gap straightening device according to (1), wherein the one blank material is provided with an abutting end surface inclined with respect to an end surface continuous with the abutting end surface. .
[0015]
【The invention's effect】
The present invention configured as described above has the following effects.
[0016]
According to the first aspect of the present invention, when correcting the gap, in addition to the bending reaction force that can be freely applied to the one blank material, the one blank material to which the one blank material is given is deformed. Since an additional force is added to promote recovery from bending deformation, a larger gap correction force can be obtained compared to the case where only the bending reaction force is used as the correction force, resulting in an increase in the amount of gap that can be corrected. It becomes possible to do.
[0017]
According to the invention described in claim 2 or claim 3, since it is possible to add an additional force having a desired strength to a desired portion of the flexural deformation, the gap according to the gap gap generated between the butt end faces is determined. By applying the additional force, the gap can be corrected appropriately.
[0018]
According to the fourth aspect of the present invention, since the contact state between the pressing surface of the pressing means and the bending apex that moves in the direction toward the butt end surface at the time of butting is maintained, the additional force is applied throughout the gap correction process. Can be added effectively.
[0019]
According to invention of Claim 5, even if it is the blank material in which the butt | matching end surface is provided with inclination with respect to the end surface which continues to the said butt | matching end surface, a gap can be corrected appropriately.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a tailored blank 10 in which a plurality of blank materials are joined by welding, and FIG. 2 is a plan view showing a laser welding device 20 in which a gap correction device for a blank material according to the present invention is incorporated. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG. In FIG. 2, the welding head and various actuators are not shown for easy understanding.
[0022]
A tailored blank 10 shown in FIG. 1 is configured by joining a plurality of blank materials 11 and 12 by welding, and is used for manufacturing a panel component used in a vehicle. The tailored blank 10 is press-molded by a pressing device (not shown), and is formed into a panel component having a predetermined shape. The tailored blank 10 includes a first blank material 11 (corresponding to one blank material) shown on the left side in the drawing and a second blank material 12 (corresponding to another blank material) shown on the right side. Have. Each blank material 11 and 12 has a plurality of welded portions, and the tailored blank 10 in which both the members 11 and 12 are joined has a loop shape as a whole. The first blank material 11 and the second blank material 12 are carried into the laser welding apparatus 20 shown in FIG. 2, and the butt end surfaces 11 a and 11 b of the first blank material 11 are turned into the butt end surfaces 12 a and 12 b of the second blank material 12. The butt portions 13 and 14 are joined by laser welding. When the butt welding is performed, the gap generated between the butt end surfaces 11a and 12a and 11b and 12b is corrected by the gap correcting device for blank material according to the present invention. The illustrated first blank 11 is composed of two blanks 15, 16, but when it is carried into the laser welding apparatus 20, welding has already been completed, and substantially one piece of material. It has become.
[0023]
The first blank material 11 is provided such that the butted end surfaces 11a and 11b are not orthogonal to the end surfaces 11c, 11d, 11e, and 11f continuous to the butted end surfaces 11a and 11b, that is, are inclined. Similarly, the second blank member 12 has its butted end surfaces 12a and 12b inclined with respect to the end surfaces 12c, 12d, 12e, and 12f continuous to the butted end surfaces 12a and 12b.
[0024]
With reference to FIG. 2 and FIG. 3, the laser welding apparatus 20 incorporating the gap correction apparatus will be described. The laser welding apparatus 20 corrects the gap generated between the butted end surfaces 11a and 12a, 11b and 12b of the first and second blank materials 11 and 12 by a gap straightening device, and then both the blank materials 11 and 12 are used. The butted portions 13 and 14 are joined by laser welding with a welding head 23 to form the tailored blank 10 shown in FIG.
[0025]
The first blank material 11 and the second blank material 12 are carried onto the support block 21 by a carry-in device (not shown). On the upper surface of the support block 21, a groove portion 22 extending in a direction inclined with respect to the X-axis direction is formed. The welding head 23 is driven along the welding line WL located on the groove 22. A reference pin (not shown) is provided in the groove portion 22 so as to protrude upward from the upper surface of the support block 21. The abutting end surfaces 12a and 12b of the second blank member 12 are brought into contact with the reference pin, whereby the abutting end surfaces 12a and 12b are positioned on the weld line WL.
[0026]
In order to fix the vicinity of the butted end surfaces 11 a and 11 b of the first blank material 11, the first clampers 31 a and 31 b are provided so as to be movable toward and away from the upper surface of the first blank material 11. The first clampers 31a and 31b have a long shape having a length straddling the vicinity of the butted end surfaces 11a and 11b, and are arranged so as to be parallel to the weld line WL. The first clampers 31a and 31b are driven forward and backward with respect to the upper surface of the first blank material 11 by a first actuator 41 configured by a hydraulic cylinder or the like. By controlling the operation of the first actuator 41, the vicinity of the butted end surfaces 11a and 11b of the first blank member 11 is fixed and released.
[0027]
In order to fix the vicinity of the butted end surfaces 12a and 12b of the second blank material 12 at a position facing the first clamper 31 across the weld line WL, the second clampers 32a and 32b are placed on the upper surface of the second blank material 12. On the other hand, it is provided so as to be movable toward and away from it. The second clampers 32a and 32b have a long shape having a length straddling the vicinity of the butted end surfaces 12a and 12b, and are arranged so as to be parallel to the weld line WL. The second clampers 32a and 32b are driven forward and backward with respect to the upper surface of the second blank member 12 by a second actuator 42 constituted by a hydraulic cylinder or the like. By controlling the operation of the second actuator 42, the vicinity of the butted end surfaces 12 a and 12 b of the second blank material 12 is fixed and released.
[0028]
The support block 21 is provided with recesses 24a and 24b at positions separated from the butted end surfaces 11a and 11b of the first blank material 11 by a predetermined distance along the X-axis direction. In the recesses 24a and 24b, push-up rollers 33a and 33b that can come into contact with the lower surface of the first blank member 11 are provided so as to be movable along the Z-axis direction (vertical direction). The push-up rollers 33a and 33b have an axial length longer than the length along the Y-axis direction of the first blank member 11 located in the recesses 24a and 24b, and are arranged so that the axis line is along the Y-axis direction. ing. The push-up rollers 33a and 33b are moved up to a position higher than the upper surface of the support block 21 and moved down to a position lower than the upper surface of the support block 21 by the third actuator 43 including a hydraulic cylinder. Is driven up and down. When the push-up rollers 33a and 33b are driven to the raised position in the state where the vicinity of the butted end surfaces 11a and 11b of the first blank material 11 is fixed by the first clampers 31a and 31b, the first blank material 11 is displaced to the right hand side in the drawing. The bending deformation 50 is applied to the first blank material 11. When the push-up rollers 33a and 33b are driven to the lowered position from this state, the first blank material 11 is displaced to the left hand side in the figure, and the application of the bending deformation 50 to the first blank material 11 is released.
[0029]
The holding clampers 34a and 34b approach the upper surface of the first blank member 11 at positions separated from the recesses 24a and 24b by a predetermined distance in order to hold the state in which the bending deformation 50 is applied to the first blank member 11. It is provided so that it can move away. The holding clampers 34a and 34b have a long shape having a length straddling the first blank material 11 at this portion, and are arranged along the Y-axis direction. The holding clampers 34a and 34b are driven forward and backward with respect to the upper surface of the first blank member 11 by a fourth actuator 44 constituted by a hydraulic cylinder or the like. By controlling the operation of the fourth actuator 44, the bending deformation 50 is held or released.
[0030]
In order to restrict the lifting of the first blank 11, pressing rollers 35 a, 35 b, 36 a, 36 b are provided on both sides of the recesses 24 a, 24 b along the X-axis direction so as to be movable toward and away from the upper surface of the support block 21. ing. The pressing rollers 35a, 35b, 36a, 36b have an axial length longer than the length along the Y-axis direction of the first blank material 11 at this portion, and the axis is arranged along the Y-axis direction. . The pressing rollers 35a, 35b, 36a, and 36b are driven forward and backward with respect to the upper surface of the first blank member 11 by an actuator (not shown). The pressing force by the pressing rollers 35a, 35b, 36a, 36b regulates the lifting of the first blank material 11 while allowing the first blank material 11 to be displaced in the horizontal direction when the bending deformation 50 is applied or released. It is set to the power to get.
[0031]
At the upper positions of the push-up rollers 33a and 33b, a plurality of (two in the illustrated example) pressing clampers 37a, 37b, 38a, and 38b that can come into contact with the upper surface of the first blank member 11 are provided in the Z-axis direction ( It is provided so as to be movable along the vertical direction. The pressing clampers 37a, 37b, 38a, 38b have a pressing surface 39 that comes into contact with the bending vertex 51 of the bending deformation 50, and are arranged so as to be positioned on the axes of the push-up rollers 33a, 33b.
[0032]
Each of the pressing clampers 37a, 37b, 38a, and 38b is disposed close to end surfaces 11c to 11f that are continuous with the butted end surfaces 11a and 11b of the first blank material 11. That is, as shown in FIG. 2, the pressing clamper 37a is disposed in the vicinity of the end surface 11c continuous to the butted end surface 11a. Similarly, the pressing clamper 37b is on the end surface 11d, the pressing clamper 38a is on the end surface 11e, and the pressing clamper. 38b is arranged close to the end face 11f. Each of the pressing clampers 37a, 37b, 38a, and 38b is driven forward and backward with respect to the upper surface of the first blank material 11 by a correction actuator 45 constituted by a hydraulic cylinder or the like. The operation of each correction actuator 45 is independently controlled, and each pressing clamper 37a, 37b, 38a, 38b presses the portion of the bending deformation 50, thereby promoting the recovery from the bending deformation 50 at that portion. Additional force is added. The force of the third actuator 43 is set to be larger than the force of the correcting actuator 45, and even if the pressing clampers 37a, 37b, 38a, 38b press the portion of the bending deformation 50, the push-up rollers 33a, 33b The position of is maintained.
[0033]
As shown in FIG. 4, when the first blank member 11 is abutted against the second blank member 12, the bending vertex 51 of the bending deformation 50 moves in the direction toward the abutting end surfaces 11 a and 11 b (right side in the drawing). The length along the X-axis direction of the pressing surface 39 of the pressing clampers 37a, 37b, 38a, and 38b is set to a length that maintains the contact state with the bending vertex 51 that moves as described above at the time of butting. With such a configuration, it is possible to continue to effectively apply an additional force throughout the gap correction process.
[0034]
On the other hand, as shown in FIG. 2, the width in the Y-axis direction of the pressing clampers 37a, 37b, 38a, 38b is sufficiently larger than the width in the Y-axis direction of the first blank member 11 located in the recesses 24a, 24b. Short length. With such a configuration, it is possible to apply an additional force having a desired size to each part close to the end faces 11c to 11f.
[0035]
The operation of each of the actuators 41 to 45 is controlled by a controller 55 as control means.
[0036]
The push-up rollers 33a and 33b, the first clampers 31a and 31b, the holding clampers 34a and 34b, and the first, third, and fourth actuators 41, 43, and 44 constitute an applying unit, and the support block 21 and the second clamper 32a. 32b and the second actuator 42 constitute holding means, and the pressing clampers 37a, 37b, 38a and 38b and the correcting actuator 45 constitute pressing means.
[0037]
Next, the operation of this embodiment will be described. In addition, since the gap correction and laser welding in the two joint parts 13 and 14 are performed in the same procedure, it demonstrates taking the one joint part 13 as an example.
[0038]
First, each actuator 41 to 45 is driven to the origin position, and a reference pin (not shown) is projected from the upper surface of the support block 21. The second blank 12 is carried onto the support block 21 by a carry-in / out device (not shown), and the butted end face 12a is brought into contact with the reference pin. The second actuator 42 is actuated to move the second clamper 32 forward relative to the upper surface of the second blank member 12, and the vicinity of the butt end surface 12a is fixed. Thereafter, the reference pin is retracted from the upper surface of the support block 21. Thereby, the 2nd blank material 12 is fixed on the support block 21 in the state in which the butted end surface 12a was positioned on the welding line WL.
[0039]
Next, the first blank member 11 is temporarily butted. That is, the first blank material 11 is carried onto the support block 21, and the butted end surface 11a is brought into contact with the butted end surface 12a of the second blank material 12 that is positioned and fixed. The first actuator 41 is actuated to move the first clamper 31 forward relative to the upper surface of the first blank member 11, and the vicinity of the butted end surface 11a is fixed. Thereby, the 1st blank material 11 is fixed on the support block 21 in the state by which the butt | matching end surface 11a was temporarily butt | matched with respect to the 2nd blank material 12. FIG.
[0040]
Next, the pressing rollers 35a and 36a are moved forward with respect to the upper surface of the first blank material 11, and the first blank material 11 is pressed at both side positions along the X-axis direction of the recess 24a.
[0041]
Next, the third actuator 43 is operated to drive the push-up roller 33a to the raised position. Then, the first blank material 11 is displaced, and the bending deformation 50 is applied to the first blank material 11.
[0042]
Next, the fourth actuator 44 is operated to move the holding clamper 34a forward relative to the upper surface of the first blank material 11, and the first blank material 11 is fixed at a position away from the recess 24a by a predetermined distance. Thereby, the bending deformation 50 is maintained.
[0043]
Next, the correction actuator 45 is operated to move the pressing clampers 37a and 37b forward with respect to the upper surface of the first blank member 11, and press the portion of the bending deformation 50. The 1st blank material 11 will be in the state clamped between the press clampers 37a and 37b and the pushing-up roller 33a. The pressing clampers 37a and 37b still pressurize the portion of the bending deformation 50, but since the force for maintaining the position of the push-up roller 33a is set larger, the first blank material 11 is not displaced. The bending deformation 50 is maintained in a held state.
[0044]
Thereafter, an operation for correcting the gap is performed.
[0045]
First, the first actuator 41 is operated to move the first clamper 31 backward with respect to the upper surface of the first blank material 11 to release the fixation in the vicinity of the butt end surface 11a.
[0046]
Next, the third actuator 43 is operated to drive the push-up roller 33a from the raised position to the lowered position. Since the pressing clampers 37a and 37b keep pressing the portion of the bending deformation 50, the pressing clampers 37a and 37b move downward following the downward movement of the push-up roller 33a.
[0047]
As the push-up roller 33a is lowered, the bending of the first blank material 11 is released by the bending reaction force of the first blank material 11 itself. Furthermore, an additional force that promotes restoration from the bending deformation 50 is added to the portion of the bending deformation 50 by the force by which the correction actuator 45 pushes down the pressing clampers 37a and 37b. The correction force composed of the bending reaction force and the additional force acts on the first blank material 11, the first blank material 11 is displaced toward the second blank material 12, and the gap between the butted end surfaces 11a and 12a is filled. When the gap disappears, the deflection reaction force + addition force of the first blank material 11 and the reaction force of the second blank material 12 are balanced, and the gap correction process ends.
[0048]
The push-up roller 33a continues to fall after the gap correction and reaches the lowered position. Further, the first actuator 41 is actuated to move the first clamper 31 forward relative to the upper surface of the first blank material 11, and the vicinity of the butt end surface 11a is fixed again.
[0049]
Next, the butted portions 13 of both blank materials 11 and 12 are joined by laser welding while moving the welding head 23 along the weld line WL. When the welding operation is completed, each actuator 41 to 45 is driven to the origin position. And if the 1st and 2nd blank materials 11 and 12 joined integrally are carried out from the support block 21 with the carrying-in / out apparatus which is not shown in figure, formation of the tailored blank 10 shown by FIG. 1 will be completed.
[0050]
Next, with reference to FIG. 5, the correction principle of the gap G generated between the butted end surfaces 11a and 12a will be described.
[0051]
As described above, when the pressing clampers 37 a and 37 b press the portion of the bending deformation 50, an additional force that promotes the restoration of the bending deformation 50 is added to the portion of the bending deformation 50. Before and after the portion of the bending deformation 50 along the X-axis direction, the lifting of the first blank material 11 is restricted by the pressing rollers 35a and 36a. For this reason, the additional force changes to an axial force along the X-axis direction that corrects the gap G. Further, the bending reaction force of the first blank material 11 itself also changes to an axial force along the X-axis direction that corrects the gap G. For this reason, the axial force based on an additional force is added to the axial force based on a bending reaction force. Therefore, it is possible to obtain a gap correction force larger than that of the conventional technique that uses only the bending reaction force of the blank material as the correction force, and as a result, it is possible to increase the correctable gap amount.
[0052]
In the case of the illustrated example, in order to correct the gap G between the butted end surfaces 11a and 12a, the portion b shown on the near side in the drawing in the region of the bending deformation 50 is on the near side in the drawing between the butting end surfaces 11a and 12a. It is necessary to displace downward by an amount corresponding to the gap G in the B portion shown.
[0053]
Here, a case where an additional force is applied to one part of the part of the bending deformation 50 is considered. In this case, the portion A shown on the back side in the drawing between the butted end surfaces 11a and 12a comes first, and the displacement amount of the portion a shown on the back side in the drawing in the region of the bending deformation 50 is regulated. For this reason, the amount of displacement of part b is determined by the balance of stress inside the blank, and there is a risk that the correctable gap amount may be limited.
[0054]
On the other hand, in this embodiment, two pressing clampers 37a and 37b are provided, and the operations of these pressing clampers 37a and 37b are individually controlled. Furthermore, the pressing clampers 37a and 37b are arranged close to the end surfaces 11c and 11d continuous with the butted end surface 11a.
[0055]
As conceptually shown in FIG. 5, the additional force acting on the a part and the b part can be adjusted independently by providing the pressurizing source for applying the additional force at two parts of the a part and the b part. Can do. For this reason, an independent displacement can be given to each of the part a and the part b. Therefore, compared to the case where an additional force is applied to one part of the bending deformation 50, the displacement amount of the b portion can be made larger than the displacement amount of the a portion, and as a result, the correctable gap amount can be increased. Can do.
[0056]
Next, a description will be given of the correctable gap amount in the case where the butt end surface is provided to be inclined with respect to the end surface continuous therewith.
[0057]
FIG. 6 is a diagram conceptually showing a combination of various shapes of the butted portions of the two blank materials 60 and 61 and the state of occurrence of the gap G. In each combination {circle around (1)} to {circle around (6)}, the left blank 60 is a blank on the side to which bending deformation is imparted during gap correction, and corresponds to the first blank 11 of the embodiment. The blank material 61 on the right side shows a blank material on the side fixed at the time of gap correction, and corresponds to the second blank material 12 of the embodiment.
[0058]
Combinations {circle around (1)} and {circle around (2)} are combinations {circle around (3)} when the angle (hereinafter referred to as the “butting angle”) α formed by the butted end surface 60a and the end surface 60b continuous to the butting end surface 60a is a right angle, ie, 90 degrees. ▼ and {circle around (4)} indicate a case where the abutting angle α is 100 degrees, and combinations {circle around (5)} and {circle around (6)} indicate a case where the abutting angle α is 110 degrees. Further, in the combination (1), the abutting angle of the fixed-side blank material 61 is not formed at 90 degrees due to variations in cutting accuracy and the like, and the A side shown on the upper side in the drawing between the abutting end surfaces 60a and 61a. The case where the gap G has arisen is shown. Similarly, combinations (3) and (5) show the case where a gap G is generated on the A side. On the other hand, combinations {circle around (2)}, {circle around (4)} and {circle around (6)} indicate a case where a gap G is generated on the B side shown at the lower side in the figure.
[0059]
FIG. 7 is a diagram exaggeratingly illustrating the shape of the abutting portion before and after gap correction. In this figure, the state before the gap correction of the blank material 60 on the side to which the bending deformation is applied is indicated by a broken line, and the state after the gap correction is indicated by a solid line. Reference numerals G1, G2, and G3 in the figure indicate an initial gap amount before correction, a final gap amount after correction, and a correctable amount, respectively.
[0060]
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the butting angle α and the correctable initial gap amount. Reference numerals (1) to (6) in the figure correspond to the combinations (1) to (6) shown in FIG. White circles indicate the case of the present embodiment, and black circles indicate a comparative case in which only the bending reaction force of the blank material is used as the correction force.
[0061]
As shown in the figure, the initial gap amount that can be corrected when the butt angle α is not 90 degrees is the slip resistance of the blank material that becomes the resistance for gap correction, and whether the gap is vacant on the A side or the B side. , Depending on.
[0062]
The reason for the difference in the correctable amount can be explained using the models shown in FIGS. That is, the axial force F along the X-axis direction is such that the gap correction force Fa caused by the rotational moment about the contact point p between the blank materials 60 and 61 and the blank material 60 on the side to which the bending deformation is applied are in the Y-axis direction. It is considered that a gap correction force Fb is generated by sliding on the surface. When the butt angle α is not 90 degrees and the gap G is vacant on the B side, the slip of the blank 60 contributes to the correction of the gap G as shown in FIG. When the gap is vacant on the A side, as shown in FIG. 5B, the gap correction effect due to the slip of the blank material 60 does not work, so it is considered that there is a difference in the correctable amount. The
[0063]
In order to suppress the occurrence of welding defects due to laser welding, the gap amount during welding must be corrected to about 0.1 mm or less. Considering the forming error of the blank material, in order to correct the gap amount to about 0.1 mm or less, it is necessary to ensure 1 mm or more as a correctable amount of the gap G in practice.
[0064]
As is clear from FIG. 8, in the case of the comparison, when the butt angle α is not 90 degrees and the gap G is vacant on the A side, the correctable initial gap amount is smaller than 1 mm. For this reason, the gap amount after correction cannot be corrected to 0.1 mm or less, and as a result, a welding defect may occur.
[0065]
On the other hand, in the case of the present embodiment, as apparent from FIG. 8, the initial gap amount that can be corrected is larger than that of the comparative case due to the effect of adding an additional force that promotes the restoration of the bending deformation 50. About twice. Even when the butt angle α is not 90 degrees and the gap G is vacant on the A side, the correctable initial gap amount is larger than 1 mm. For this reason, the gap amount after correction can be reliably corrected to 0.1 mm or less, and the occurrence of welding defects can be prevented.
[0066]
As described above, according to the present embodiment, the correctable amount of the gap G can be increased, and the gap correctable amount of 1 mm or more necessary for practical use can be achieved even with a component shape that has not been able to be handled so far. it can. In other words, according to this embodiment, it is possible to increase the degree of freedom when designing the shapes of the blank materials 11 and 12.
[0067]
The additional force that promotes the restoration of the bending deformation 50 is desirably in the range of 50N to 150N. The larger the additional force, the larger the gap correction force and the larger the gap correction possible amount. However, with the jig structure adopted in this experiment, for the first blank material 11 having a plate thickness of 1.2 mm, When the applied force was larger than 150 N, slip occurred in the device for fixing the second blank 12. On the other hand, when the applied force is smaller than 50 N, the gap correction force is insufficient and the gap amount cannot be suppressed to the target of 0.1 mm or less.
[0068]
From the above, it was found that the applied force is desirably in the range of 50N to 150N for the first blank member 11 having a plate thickness of 1.2 mm in the jig structure employed in this experiment. Due to the range of the applied force, the gap G that can be generated at the time of matching could be corrected to a gap amount of 0.1 mm or less.
[0069]
Note that the upper limit threshold value of the additional force varies depending on the thickness of the material to be abutted, that the material does not cause plastic deformation, and the fixing force of the jig that fixes the material on the fixed side. it is conceivable that. On the other hand, the lower limit threshold value of the applied force is considered to change depending on the thickness of the material to be matched, the target gap amount, and the like.
[0070]
As mentioned above, although embodiment which incorporated the gap correction apparatus of the blank material in the laser welding apparatus 20 was described, this invention is not limited to this case. The present invention can be applied to various devices as long as the device needs to position the blank material by matching the blank material.
[0071]
Further, the specific configuration of the applying means is not limited to the configuration of the embodiment. For example, instead of the push-up rollers 33a and 33b, the first blank material in which the vicinity of the butted end surfaces 11a and 11b is fixed is the rear end side (FIG. 2). The bending deformation 50 may be applied by pressing from the left hand side.
[0072]
Furthermore, the pressing clampers 37a, 37b, 38a, and 38b may be moved in the X-axis direction following the movement of the bending vertex 51 during gap correction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing an example of a tailored blank in which a plurality of blank materials are joined by welding.
FIG. 2 is a plan view showing a laser welding apparatus in which a gap correction device for a blank material according to the present invention is incorporated.
3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG.
FIG. 4 is a diagram for explaining the movement of the bending vertex and the length along the X-axis direction of the pressing surface of the pressing clamper.
FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining a correction principle of a gap generated between butt end faces.
FIG. 6 is a conceptual diagram showing a combination of various shapes of butted portions of two blank members and a gap generation state.
FIG. 7 is a diagram exaggeratingly showing the shape of a joint before and after gap correction.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the abutting angle α and the correctable initial gap amount. The white circle indicates the case of this embodiment, and the black circle uses only the bending reaction force of the blank material as the correction force. The case of contrast is shown.
FIGS. 9A and 9B are diagrams for explaining the reason why the correctable amount is different when the butting angle α is not 90 degrees.
[Explanation of symbols]
10 ... Tailored blank
11 ... 1st blank material (one blank material)
11a, 11b ... end face
11c-11f ... End face which continues to butting end face
12 ... Second blank (other blanks)
12a, 12b ... end face
12c-12f ... End face which continues to butt end face
20 ... Laser welding apparatus incorporating a gap straightening device
21 ... Support block (holding means)
31a, 31b ... first clamper (applying means)
32a, 32b ... second clamper (holding means)
33a, 33b ... Push-up rollers (applying means)
34a, 34b ... Holding clamper (applying means)
37a, 37b, 38a, 38b ... Pressing clamper (pressing means)
39 ... Pressing surface
41, 43, 44 ... 1st, 3rd, 4th actuator (applying means)
42 ... Second actuator (holding means)
45 ... Actuating actuator (pressing means)
50 ... Deflection
51 ... Vertex
55 ... Controller (control means)
G ... Gap

Claims (5)

一のブランク材の突き合わせ端面を他のブランク材の突き合わせ端面に突き合わせる際に前記突き合わせ端面の相互の間に生じるギャップを矯正するブランク材のギャップ矯正装置において、
前記一のブランク材に撓み変形を解除自在に付与する付与手段と、
前記他のブランク材を保持する保持手段と、
前記一のブランク材に付与された撓み変形の部位を押圧して、前記一のブランク材の撓み変形からの復元を助長する付加力を付加する押圧手段と、
前記付与手段が前記撓み変形を解除する際に前記押圧手段の作動を制御する制御手段と、を有することを特徴とするブランク材のギャップ矯正装置。
In a gap correction device for a blank material, which corrects a gap generated between the butt end surfaces when the butt end surface of one blank material is butted against the butt end surface of another blank material,
An applying means for releasably applying a bending deformation to the one blank material;
Holding means for holding the other blank material;
A pressing means for applying an additional force that presses a portion of the bending deformation applied to the one blank material and promotes restoration from the bending deformation of the one blank material;
And a control means for controlling the operation of the pressing means when the applying means releases the bending deformation.
前記押圧手段を複数個設け、
前記制御手段は、前記複数個の押圧手段の作動を個々に制御することを特徴とする請求項1に記載のブランク材のギャップ矯正装置。
A plurality of the pressing means are provided,
2. The gap correction device for a blank material according to claim 1, wherein the control unit individually controls the operations of the plurality of pressing units.
前記複数個の押圧手段のうち両端に位置する押圧手段は、前記一のブランク材における前記突き合わせ端面に連続する端面に近接して配置されていることを特徴とする請求項2に記載のブランク材のギャップ矯正装置。The blank material according to claim 2, wherein the pressing means positioned at both ends of the plurality of pressing means are disposed in proximity to an end surface continuous to the abutting end surface of the one blank material. Gap straightening device. 前記押圧手段は、前記一のブランク材に付与された撓み変形の撓み頂点に当接する押圧面を有し、
前記押圧面は、突き合わせ時に前記突き合わせ端面に向かう方向に移動する撓み頂点との当接状態を維持する長さに設定されていることを特徴とする請求項1に記載のブランク材のギャップ矯正装置。
The pressing means has a pressing surface that comes into contact with a bending apex of the bending deformation given to the one blank material,
2. The gap correction device for a blank material according to claim 1, wherein the pressing surface is set to a length that maintains a contact state with a bending vertex that moves in a direction toward the abutting end surface when abutting. .
前記一のブランク材は、その突き合わせ端面が、当該突き合わせ端面に連続する端面に対して傾斜して設けられていることを特徴とする請求項1に記載のブランク材のギャップ矯正装置。2. The gap correction device for a blank material according to claim 1, wherein the one blank material is provided with an abutting end surface inclined with respect to an end surface continuous with the abutting end surface.
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DE10350670B3 (en) * 2003-10-30 2005-02-03 Thyssenkrupp Stahl Ag Metal sheet for producing vehicle components consist of at least two cutouts, with straight joint line
JP6154632B2 (en) * 2013-03-19 2017-06-28 本田技研工業株式会社 Abutting welding apparatus, abutting welding method and tailored blank
CN106392466B (en) * 2016-08-25 2018-05-15 宝鸡石油钢管有限责任公司 A kind of multifunction board plate welding analog experimental rig
CN107570908A (en) * 2017-09-26 2018-01-12 肇庆宏旺金属实业有限公司 A kind of steel band and steel band connection method and device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103157931A (en) * 2013-04-01 2013-06-19 宝鸡石油钢管有限责任公司 Test device and test method for simulating welding of tubing under effect of molding binding force
CN103157931B (en) * 2013-04-01 2015-05-13 宝鸡石油钢管有限责任公司 Test device and test method for simulating welding of tubing under effect of molding binding force

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