JP3861344B2

JP3861344B2 - ブランク材の突き合わせ位置決め装置

Info

Publication number: JP3861344B2
Application number: JP29200496A
Authority: JP
Inventors: 俊二鈴木
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1996-11-01
Filing date: 1996-11-01
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2016-11-01
Also published as: JPH10137980A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブランク材の突き合わせ溶接を行う際の位置決め装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から板状のブランク材を突き合わせて溶接を行うものが知られており、例えば、特開昭６３−１６５０７２号公報や「日経メカニカル１９９５３−６号」（日経ＢＰ社１９９５年３月６日発行）の第４８頁〜第５３頁に開示されるようなものが知られており、複数のブランク材を突き合わせてからレーザー溶接を行った後、プレスなどにより所定の形状に加工している。
【０００３】
自動車などの車両の外板などにも上記のように、ブランク材を突き合わせ溶接したものが用いられており、例えば、図１０に示すように、ボディのリアクォータパネルを一対のブランク材７０、７１から構成するため、相互に突き合わせてレーザ溶接により接合しており、同一の溶接線上に形成した複数の突き合わせ部７０Ａ、７０Ｂを介して接合される。
【０００４】
このような、ブランク材の突き合わせは、図１１、図１２に示すような位置決め装置により行われる。この突き合わせ位置決め装置は、図中Ｙ軸方向へ平行に固設されてブランク材７０、７１を載置するセンターブロック１及びサイドブロック９２、９３からなる下部ユニットと、図中Ｚ軸方向へ変位自在に支持されてこれらセンターブロック１、サイドブロック９２、９３と接離可能なクランパ９４、９５を主体に形成され、クランパ９４、９５が上部ユニットを構成する。なお、センターブロック１とサイドブロック９２、９３は図中Ｘ軸方向に所定の間隔で配置され、クランパ９４、９５はブランク材７０、７１の溶接線側の端部と、基端側（サイドブロック９２、９３側）の両端を狭持する。
【０００５】
そして、センターブロック１の上面にはＹ軸方向に沿った所定の溶接線上に溝部１０が開口形成され、レーザ溶接ガン２０はこの溝部１０上の所定の溶接線上に沿ったＹ軸方向へ駆動される。
【０００６】
この溝部１０に沿った所定の位置には、複数の基準ピン９、９が突出自在にセンターブロック１の所定の位置に配設され、これら基準ピン９、９がセンターブロック１の上面から突出した状態で、サイドブロック９２側から送られてきたブランク材７０の接合部７０Ａ、７０Ｂの端面をそれぞれ係止して所定の溶接線上に位置決めするものである。
【０００７】
一方、ブランク材７０を載置するセンタブロック１とサイドブロック９２の間には、ブランク材７０を吸着するとともに、基準ピン９へ向けて駆動するマグネットプッシャ８０が配設される。同様にブランク材７１を載置するセンタブロック１とサイドブロック９３との間には、ブランク材７１を吸着するとともに、センタブロック１へ向けて駆動するマグネットプッシャ８０が配設される。
【０００８】
このような、突き合わせ位置決め装置では、図１１に示すように、基準ピン９、９を突出させた状態で、まず、ブランク材７０をサイドブロック９２側から送り、マグネットプッシャ８０で下面を吸着後、センターブロック１へ向けて駆動する。マグネットプッシャ８０の変位に応じてブランク材７０は図中Ｘ方向へ変位して接合部７０Ａ、７０Ｂが基準ピン９、９に当接して係止される。ここで、マグネットプッシャ８０は所定量だけ駆動されるが、ブランク材７０が基準ピン９、９に係止された後は、ブランク材７０の下面と吸着しながら摺動する。この状態でブランク材７０の接合部７０Ａ、７０Ｂは所定の溶接線上に位置決めされ、ここでクランパ９４を下降させてセンターブロック１とサイドブロック９２との間でブランク材７０を狭持して固定する。
【０００９】
次に、基準ピン９、９を収縮させた後に、サイドブロック９３側からブランク材７１をマグネットプッシャ８０によって上記と同様にセンターブロック１側へ送り、ブランク材７１は端面がクランパ９４で固定されたブランク材３０の接合部７０Ａ、７０Ｂと当接することで係止され、この状態でクランパ９５を下降させてセンターブロック１とサイドブロック９３との間でブランク材７１を狭持して固定する。
【００１０】
こうして、ブランク材７０、７１の所定の接合部７０Ａ、７０Ｂを所定の溶接線上で当接させてからレーザ溶接ガン２０を走査させることによりレーザービーム溶接を行って、２枚のブランク材７０、７１から１枚のリアクォータパネルを形成する。このリアクォータパネルは溶接後に図示しないプレス工程へ送られて、所定の車体形状に加工されるのである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ブランク材の成型をさらに簡易にして、多数のブランク材から一つのワークを接合する場合では、図１３に示すように、ブランク材３０ａ〜３０ｅより枠状のワーク、例えば、自動車のリアクォータピラー等を形成するには、各ブランク材３０ａ〜３０ｅの接合部をそれぞれ突き合わせてから、レーザービーム溶接を行う必要がある。
【００１２】
しかしながら、上記従来のブランク材の突き合わせ位置決めにおいては、相互に当接したブランク材７０、７１の接合部の端面間に過大なギャップｇ（隙間）が発生しないことが前提となっているが、実際にはブランク材の成型誤差等によりギャップｇが生じるため、レーザービーム溶接ではギャップｇが０．１ mm 以上になると溶接欠陥が発生しやすくなって、溶接品質が低下するという問題があり、さらに、上記従来例では、マグネットプッシャ８０、８０によって一対のワークの端部を当接させて位置決めを行うため、図１１のように、多数のブランク材３０ａ〜３０ｅのうち、両端を接合するブランク材３０ａや３０ｄでは、両端の接合部３２ａ、３３ａの位置決めが正確に行うことができないという問題があった。
【００１３】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、多数のブランク材を突き合わせて枠状のワークを溶接する場合に、接合部のギャップを正確に矯正することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、所定の溶接線上で一対のブランク材の相互の端面を突き合わすべく、これらブランク材を支持するワーク支持手段と、前記ブランク材のうちの一方の端面を所定の溶接線上に位置決めするとともに、選択的に出入り自在な基準部材と、前記ブランク材を溶接線へ向けて駆動する付勢手段と、前記ワーク支持手段に載置されたブランク材をそれぞれ選択的に固定する固定クランプ手段とを備えて、これら一対のブランク材を所定の溶接線上に突き合わせて位置決めするブランク材の突き合わせ位置決め装置において、前記付勢手段は、ブランク材の両端に形成した接合部近傍の下面をそれぞれ支持するとともに、これら両端と対向する溶接線へ向けて変位可能な一対の下側台座と、鉛直方向で前記下側台座と接離可能かつブランク材と平行な平面上で回動自在な一対の矯正クランパと、これら一対の矯正クランパを前記溶接線へ向けてそれぞれ変位可能に支持する案内手段とを有し、鉛直方向でブランク材を選択的に狭持するとともに、前記溶接線へ向けて変位可能かつブランク材と平行な平面上で回動自在な矯正クランプ手段と、この矯正クランプ手段を鉛直方向に駆動する第１のアクチュエータと、矯正クランプ手段を前記溶接線に接離するよう駆動する第２のアクチュエータとからなり、前記第１アクチュエータが矯正クランパをそれそれ駆動するとともに、前記第２アクチュエータが前記一対の下側台座及び矯正クランパを相互に接離する方向へ駆動する。
【００１５】
また第２の発明は、前記第１の発明において、前記付勢手段は、前記ブランク材の一部を鉛直方向へ撓ませて、前記一対のブランク材の端部を所定の溶接線上に付き合わせて位置決めする。
【００１７】
【発明の効果】
したがって、第１の発明は、選択的に出入り自在な基準部材を突出させた状態でブランク材をワーク支持手段に載置してから、第１アクチュエータを駆動してブランク材と平行な平面上で回動自在な矯正クランプ手段でブランク材を狭持し、第２アクチュエータを駆動して矯正クランプ手段を溶接線へ向けて駆動すると、ブランク材の端面は基準部材と当接して鉛直方向へ撓むため、この撓みによってブランク材と基準部材との間にギャップｇが生じるような場合であっても、ブランク材の途中を撓ませることで確実にギャップｇを矯正することができ、ギャップｇの矯正の際には矯正クランプ手段がブランク材と平行な平面内で回動しながら、ブランク材の端面をギャップｇに応じて傾斜させて溶接線上へ位置決めすることができ、この後、固定クランプ手段でブランク材端部をワーク支持手段に固定してから、他方のブランク材を突き合わせ、この状態を保持してレーザ溶接等のを行えば、所定の溶接線上で正確に溶接を行うことができ、前記従来例のような溶接欠陥を防止することができ、また、ブランク材の加工精度を向上させる必要もなくなって、製造コストの低減を図りながら溶接品質を確保することができるのである。
【００１９】
また、一対の矯正クランパと下側台座によって、ブランク材の両端に形成した接合部近傍を狭持し、第２アクチュエータを駆動してブランク材の両端を狭持した一対の矯正クランパを相互に近接させると、ブランク材の中央部が鉛直方向に撓み、この後、一対の矯正クランパをそれぞれ溶接線へ向けて駆動すれば、両端で接合を行うブランク材と基準部材の間のギャップｇを矯正することができ、多数のブランク材の位置決めを容易かつ迅速に行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１〜図３は、枠状のワークとして自動車のリアクォータピラーを、レーザービーム溶接によって多数のブランク材３０ａ〜３０ｅの接合部を溶接して形成する突き合わせ位置決め装置に本発明を適用した一例を示す。
【００２２】
５枚のブランク材３０ａ〜３０ｅは、図１において、ブランク材３０ａ、３０ｃがほぼ平行して図中Ｘ軸方向に、ブランク材３０ｂ、３０ｅがほぼ平行して図中Ｙ軸方向にそれぞれ配置されて、ブランク材３０ｃと３０ｅの間には、ブランク材３０ｄが図中斜め方向に配置され、このブランク材３０ｄは下端の接合部３３ｄが図中Ｙ軸方向に沿う一方、上端の接合部３３ｃはＸ軸方向に沿って形成され、両端部の接合方向が異なる方向に形成される。
【００２３】
そして、各ブランク材の接合部はワーク支持手段としてのセンターブロック１ａ〜１ｅで支持されており、センターブロック１ａはブランク材３０ａの図中上端とブランク材３０ｅの側面の接合部（図１３の接合部３２ａ、３３ｅ）を支持するために、図中Ｙ軸方向に沿って配設され、同様にして、センターブロック１ｂはブランク材３０ａの下端とブランク材３０ｂの側面の接合部（図１３の接合部３３ａ、３３ｂ）を支持するために図中Ｙ軸方向に沿って、センターブロック１ｃはブランク材３０ｂの端部とブランク材３０ｃの側面の接合部を支持するために図中Ｘ軸方向に沿って、センターブロック１ｄはブランク材３０ｃの上端とブランク材３０ｄの下端との接合部（図１３の接合部３２ｃ、３３ｄ）を支持するために図中Ｙ軸方向に沿って、センターブロック１ｅはブランク材３０ｄの上端とブランク材３０ｅの端部との接合部（図１３の接合部３３ｃ、３３ｅ）を支持するために図中Ｘ軸方向に沿ってそれぞれ固設される。
【００２４】
これら、センターブロック１ａ〜１ｅの上面には、前記従来例と同様に、図２にも示すように、接合部に沿った所定の溶接線上で溝部１０が開口形成され、レーザ溶接ガン（図示せず）は、この溝部１０上の溶接線（図２の溶接線Ｃｗ）上に沿って駆動される。
【００２５】
また、この溝部１０の所定の位置には、一対の基準ピン９、９（基準部材）が突出自在にセンターブロック１に配設され、これら基準ピン９、９がセンターブロック１の上面から突出した状態で、各ブランク材の位置決めが後述するように行われる。
【００２６】
上記ブランク材３０ａ〜３０ｅは、それぞれ近接するセンターブロック１ａ〜１ｅへ向けて変位可能、かつ選択的に狭持可能な付勢手段としての矯正クランプユニット２ａ〜２ｇによって、所定の溶接線上に位置決めされた後、溶接線を挟んで配置された固定クランパ３ａ〜３ｅによって接合部近傍をセンターブロック１ａ〜１ｅ上に係止される。なお、各ブランク材の接合部は、図１３に示すように、３２ａ〜３２ｅ及び３３ａ〜３３ｅとなる。
【００２７】
図１において、両端を接合するブランク材３０ａは、接合部３２ａ（図１３参照）側の上端部が、Ｘ軸方向に変位可能な矯正クランパ６ａ（矯正クランプ手段）を備えた矯正クランプユニット２ａで選択的に狭持される一方、接合部３３ａ側の下端部は、Ｘ軸方向に変位可能な矯正クランパ６ａを備えた矯正クランプユニット２ｂで選択的に狭持される。
【００２８】
同様に、左端（図１３の接合部３２ｂ）及び側面上部（図１３の接合部３３ｂ）を接合するブランク材３０ｂは、Ｙ軸方向へ変位可能な矯正クランパ６ｃを備えた矯正クランプユニット２ｃで選択的に狭持される。
【００２９】
上端（図１３の接合部３２ｃ）及び右側側面（図１３の接合部３３ｃ）を接合するブランク材３０ｃは、Ｘ軸方向に変位可能な矯正クランパ６ｄを備えた矯正クランプユニット２ｄで選択的に狭持される。
【００３０】
異なる方向に係止された接合部３３ｄ、３３ｃで両端を接合するブランク材３０ｄは、Ｙ軸に沿った接合部３３ｄ側で、Ｘ軸方向に変位可能な矯正クランパ６ｅを備えた矯正クランプユニット２ｅで選択的に狭持される一方、Ｘ軸に沿った接合部３３ｃ側では、Ｙ軸方向に変位可能な矯正クランパ６ｆを備えた矯正クランプユニット２ｆで選択的に狭持される。
【００３１】
そして、左端（図１３の接合部３２ｅ）及び側面下部（図１３の接合部３３ｅ）を接合するブランク材３０ｅは、Ｙ軸方向に変位可能な矯正クランパ６ｇを備えた矯正クランプユニット２ｇで選択的に狭持される。
【００３２】
これら矯正クランプユニット２ａ〜２ｇで狭持されるブランク材３０ａ〜３０ｅの側方には、仮位置決めを行う外部プッシャ４ａ〜４ｅが配置される。
【００３３】
外部プッシャ４ａは、図中Ｙ軸方向に伸縮自在なアクチュエータを備えて、センターブロック１ａ、１ｂ間に載置されたブランク材３０ａを図中左側へ付勢して、ブランク材３０ａの側方でセンターブロック１ａ、１ｂに配設された基準ピン９、９へブランク材３０ａの左側面を当接させて、仮位置決めを行う。
【００３４】
同様に、外部プッシャ４ｂは、図中Ｘ軸方向に伸縮自在なアクチュエータを備えて、センターブロック１ｃ、１ｂ間に載置されたブランク材３０ｂを図中上方へ付勢して、ブランク材３０ｂの側方でセンターブロック１ｂに配設された基準ピン９、９へブランク材３０ｂの図中上方側面を当接させて、仮位置決めを行う。
【００３５】
外部プッシャ４ｃは、図中Ｙ軸方向に伸縮自在なアクチュエータを備えて、センターブロック１ｃ、１ｄ間に載置されたブランク材３０ｃを図中右側へ付勢して、ブランク材３０ｃの側方でセンターブロック１ｃに配設された基準ピン９、９へブランク材３０ｃの右側面を当接させて、仮位置決めを行う。
【００３６】
外部プッシャ４ｅは、図中Ｘ軸方向に伸縮自在なアクチュエータを備えて、センターブロック１ｅ、１ａ間に載置されたブランク材３０ｅを図中下方へ付勢して、ブランク材３０ｅの下側でセンターブロック１ａに配設された基準ピン９、９へブランク材３０ｅの下方側面を当接させて、仮位置決めを行う。
【００３７】
そして、外部プッシャ４ｄは、ブランク材３０ｄの傾斜とほぼ直交する方向に伸縮自在なアクチュエータを備えて、センターブロック１ｄ、１ｅ間に載置されたブランク材３０ｄを図中右下側へ付勢して、ブランク材３０ｄの右下側でフロアなどに固設されたラフガイド５へブランク材３０ｄの右下側を当接させて、仮位置決めを行う。
【００３８】
ここで、各矯正クランプユニット２ａ〜２ｇ及び固定クランパ３ａ〜３ｅの構造は、同様であり、以下、ブランク材３０ｄの狭持、位置決めを行う矯正クランプユニット２ｅ及び固定クランパ３ｄについてのみ説明する。
【００３９】
図２、図３において、ブランク材３０ｄ（第１ブランク材）の溶接部３３ｄ側の端部は、床面側に配設されたセンターブロック１ｄ、下側可動台座１５等から構成される下治具８の上面に載置され、この下治具８と対向する上方に配設されるとともに、固定クランパ３ｄ、矯正クランパ６ｅを備えた上治具７によって選択的に狭持されて、接合部３３ｄを所定の溶接線Ｃｗに沿って位置決めするもので、矯正クランプユニット２ｅは、上治具７及び下治具８から構成される。
【００４０】
下治具７を構成するセンターブロック１ｄの溝部１０には、所定の溶接線Ｃｗへ向けて伸縮自在な基準ピン９が配設される。そして、センターブロック１ｄのブランク材３０ｄの中央部側（図中右側）には、スライダ１６を介して図中Ｘ軸方向に変位可能な下側可動台座１５が配設される。この下側可動台座１５は、下側矯正アクチュエータ１７によって駆動され、後述するように上治具８の矯正アクチュエータ１１（第２アクチュエータ）と同期的に駆動される。
【００４１】
一方、上治具７には、溶接線Ｃｗよりもブランク材３０ｄ側でセンターブロック１ｄと接離する固定クランパ３ｄがアクチュエータ１４（第１アクチュエータ）の下端に配設されて、位置決め終了後のブランク３０ｄを狭持して、センターブロック１ｄ上に係止する。なお、この固定クランパ３ｄは図１にも示すように、溝部１０を挟んだ反対側、すなわちブランク材３０ｃ側にも同様に配置される。
【００４２】
そして、固定クランパ３ｄよりもブランク材３０ｄの中央部側（図中右側）には、案内手段としてのスライダ１２を介して図中Ｘ軸方向に変位可能な上側可動台座１８が配設され、この上側可動台座１８には、下側可動台座１５と対向する位置で図中Ｚ軸方向へ伸縮可能なクランプアクチュエータ１３が垂下され、このクランプアクチュエータ１３の下端には下側固定台座１５と接離可能な矯正クランパ６ｅがロッド１３ａを介して取り付けられ、矯正クランパ６ｅは、クランプアクチュエータ１３に対してＺ軸まわりで回動可能に支持される。
【００４３】
さらに、上側可動台座１８は、上治具７側に固設された矯正アクチュエータ１によってＸ軸方向へ駆動され、矯正アクチュエータ１１は下治具８側の下側矯正アクチュエータ１７と同期的に駆動されるため、矯正クランパ６ｅと下側可動台座１５は常時対向することができる。
【００４４】
以上のように構成されて、次に作用について説明する。
【００４５】
Ｙ軸方向に配設された接合部３３ｄと、Ｘ軸方向に配設された接合部３３ｃを上下両端に備えるブランク材３０ｄの位置決めを行う、矯正クランプユニット２ｅ、２ｆと固定クランパ３ｄ、３ｅの動作について、図４〜図７を参照しながら説明する。
【００４６】
まず、図４のように各アクチュエータを原点位置へ駆動しておき、図２において、クランプアクチュエータ１３、アクチュエータ１４及び基準ピン９を最収縮位置へ駆動し、矯正アクチュエータ１１及び下側矯正アクチュエータ１７を所定の位置へ駆動してから、センターブロック１ｄ、１ｅ上にブランク材３０ｄを載置する。
【００４７】
次に、図５のように、外部プッシャ４ｄを伸長駆動して、ブランク材３０ｄの下側の側面をラフガイド５に当接させて仮位置決めを行ってから、矯正クランプユニット２ｅ、２ｆのクランプアクチュエータ１３を伸長駆動して、矯正クランパ６ｅ、６ｆと下側可動台座１５の間でブランク材３０ｄの両端部近傍を狭持する。
【００４８】
そして、矯正クランプユニット２ｅ、２ｆの矯正アクチュエータ１１及び下側矯正アクチュエータ１７を同期的に収縮駆動して、図６に示すように、下端の接合部３３ｄがセンターブロック１ｄから離れるＸ軸方向へ、上端の接合部３３ｃがセンターブロック１ｅから離れるＹ軸方向へ矯正クランパ６ｅ、６ｆをそれぞれ駆動して、ブランク材３０ｄの中央部を撓ませる。
【００４９】
ブランク材３０ｄの中央部を鉛直方向（紙面の貫通方向で図２、図３のＺ軸方向）へ撓ませた状態で、センターブロック１ｄ、１ｅの基準ピン９、９をそれぞれ突出させてから、図７に示すように、今度は、矯正クランプユニット２ｅ、２ｆの矯正アクチュエータ１１及び下側矯正アクチュエータ１７を逆に伸長駆動して、下端の接合部３３ｄがセンターブロック１ｄの基準ピン９、９に当接するＸ軸方向へ、上端の接合部３３ｃがセンターブロック１ｅの基準ピン９、９に当接するＹ軸方向へ矯正クランパ６ｅ、６ｆをそれぞれ駆動して、一対の基準ピン９、９へブランク材３０ｄの両端の接合部３３ｃ、３３ｄを位置決めする。なお、矯正アクチュエータ１１及び下側矯正アクチュエータ１７の駆動は、ブランク材３０ｄの両端の接合部３３ｃ、３３ｄがそれぞれ一対の基準ピン９、９に当接する位置まで行われる。
【００５０】
所定の溶接線Ｃｗ上へブランク材３０ｄの両端の接合部３３ｃ、３３ｄの位置決めが終了すると、アクチュエータ１４を伸長駆動して、固定クランパ３ｄ、３ｅでセンターブロック１ｄ、１ｅ上のブランク材３０ｄの両端部３３ｃ、３３ｄ近傍を狭持、固定した後、クランプアクチュエータ１３を収縮させて矯正クランパ６ｅ、６ｆをブランク材３０ｄから離すとともに、矯正アクチュエータ１１及び下側矯正アクチュエータ１７をそれぞれ原点位置へ復帰させて、次の位置決めに備える。一方、レーザービームから退避するため基準ピン９、９を収縮させてセンターブロック１ｄ、１ｅの溝部１０内の所定の位置に収装し、レーザービームから退避させる。
【００５１】
こうして、両端を異なる方向で溶接するブランク材３０ｄを位置決めした後、ブランク材３０ｃをＸ軸方向に、ブランク材３０ｅをＹ軸方向に沿って配置した後、上記と同様に矯正クランパ６ｄ、６ｇによって一端の接合部３２ｃ、３２ｅの位置決めを行う。このとき、図１に示すように、矯正クランパ６ｄはＸ軸方向に沿って基端側からブランク材３０ｃをセンターブロック１ｄへ向けて変位させ、既に位置決めされたブランク材３０ｄの端部３３ｄに、ブランク材３０ｃの上端３２ｃを突き合わせ、さらに、ブランク材３０ｃの中央部を鉛直方向に撓ませて位置決めする。
【００５２】
一方、矯正クランパ６ｇはＹ軸に沿って基端側からブランク材３０ｅをセンターブロック１ｅへ向けて変位させ、既に位置決めされたブランク材３０ｄの接合部３３ｃに、ブランク材３０ｅの左端３２ｅを突き合わせ、さらに、ブランク材３０ｅの中央部を鉛直方向に撓ませて位置決めした後、レーザービーム溶接によって各端部の接合を行う。
【００５３】
ところで、ブランク材３０ａ〜３０ｅには前記従来例でも示したように、成型誤差などによって、図１３のような突き合わせギャップｇが発生する。
【００５４】
ここで、上記装置によるギャップｇの矯正原理について、図８のモデルを参照しながら詳述する。
【００５５】
いま、ブランク材３０ｄの接合部３３ｃが図８（Ａ）に示すように、所定の溶接線に対して傾斜してギャップｇを生じている場合、一対の基準ピン９、９に代わって溶接線に平行な平面を備えた基準ブロック９’に突き合わせる場合を考える。
【００５６】
基準平面Ｘ−Ｙ上で、接合部３３ｃ側のブランク材３０ｄは、基準ブロック９’の近傍で上記したように矯正クランパ６ｆによって狭持され、鉛直方向の変位を規制され、同様に、ブランク材３０ｄの他端（センターブロック１ｄ側）も同様の矯正クランパ６ｅによって狭持される。
【００５７】
ここで、一対の矯正クランパ６ｅ、６ｆを相互に近接する方向へ、それぞれＸ軸、Ｙ軸方向に駆動すると、矯正クランパ６ｅ、６ｆではブランク材３０ｄが拘束されていないため、中央部が座屈して鉛直方向へ撓む。
【００５８】
座屈させて撓ませた状態で、図８（Ｂ）のように接合部３３ｃを基準ブロック９’に沿って当接させれば、水平面内で生じていたギャップｇを矯正することができ、このとき、ブランク材３０ｄの基準平面からの撓み量は、最初に基準ブロック９’と当接した側では撓み量δａとなる一方、ギャップが発生した側では撓み量δｂとなり、この撓み量δの関係はδａ＞δｂとなり、図中左側の端部のＹ軸方向の変位量は、対向する右側の端部のＹ軸方向変位量よりも大きくなる。
【００５９】
一方、接合部３３ｃを狭持する矯正クランパ６ｆは、図９（Ａ）のように、Ｘ軸方向に沿ってブランク材３０ｄを狭持した後、Ｙ軸方向へ変位して接合部３３ｃの位置決めを行うが、接合部３３ｃと溶接線の間にギャップｇがあると、上記したように、接合部３３ｃのＸ軸方向の両端では、撓み量δａ、δｂの大小に応じてＹ軸方向変位量が異なるため、矯正クランパ６ｆをクランプアクチュエータ１３のロッド１３ａの軸まわりに回動可能とすることで、図９（Ｂ）のように、矯正クランパ６ｆは、接合部３３ｃ側のギャップｇの矯正量（δａ−δｂ）に応じて回動しながら、ブランク材３０ｄの接合部３３ｃをセンターブロック１ｅの基準ピン９、９へ当接させることができるのである。
【００６０】
以上、矯正クランパ６ｆのギャップｇの矯正について述べたが、他の矯正クランパ６ａ〜６ｅ、６ｇも同様にブランク材と平行な平面内で回動可能に支持されるため、ギャップｇに応じて回動しながらブランク材の端部を基準ピン９、９へ当接させて、正確な位置決めを行うことができ、突き合わせ溶接の品質を向上させることが可能となるのである。
【００６１】
なお、両端を接合するブランク材３０ｄ、３０ａの全長は、中央部を撓ませて位置決めする必要があるため、ブランク材３０ｃ、３０ｅ及び３０ｂ、３０ｅの間隔よりもそれぞれ若干大きく設定される。なお、溶接後にも鉛直方向の撓みδａ、δｂは残るが、後のプレス成型によって所定の平面に矯正される。
【００６２】
こうして、ブランク材３０ｄの両端を近接させる方向へ駆動して座屈させてから、最初に基準ピン９に当接した側が大きく撓むことにより、所定の溶接線と接合部のギャップｇを解消することができ、このとき、ブランク材を狭持するクランパ６ａ〜６ｆをブランク材３０ａ〜３０ｅと平行な平面内で回動可能に支持したため、ブランク材の加工精度にばらつきがあっても、正確な突き合わせ位置決めを行って、レーザービーム溶接を円滑に行うことが可能となり、溶接品質を確保することができるのである。
【００６３】
また、鉛直方向でブランク材３０ａ〜３０ｅを狭持する構造としたため、ブランク材の幅などの影響を受けることなく位置決めを行うことができ、多種のワークに対応することが可能となって設備の汎用性を向上させることができる。
【００６４】
ところで、上記では１枚のブランク材３０ｄをブランク材３０ｃ、３０ｅの端部へ位置決めする場合について述べたが、図１のように、５つのブランク材３０ａ〜３０ｅの位置決めは、次のような順序で行われる。
【００６５】
図１において、まず、上記したように、斜めに傾斜したブランク材３０ｄを位置決めし、このブランク材３０ｃ、３０ｅを基準にして、Ｙ軸と平行なブランク材３０ｅとＸ軸と平行なブランク材３０ｃを位置決めする。
【００６６】
次に、Ｙ軸方向のブランク材３０ｂの端部を既に位置決めしたブランク材３０ｃの側面に突き合わせて位置決めし、最後に、Ｘ軸に沿うブランク材３０ａを、既に位置決めが終了したブランク材３０ｂ、３０ｅの側面に突き合わせて位置決めを行うのである。
【００６７】
なお、溶接終了後には、各矯正クランプユニットの固定クランパ３ａ〜３ｅを上昇させれば、ブランク材を各クランプユニットから容易に取り外すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す突き合わせ位置決め装置の概略平面図。
【図２】同じく要部斜視図
【図３】同じく図２の側面図。
【図４】両端が異なる方向で位置決めされるブランク材の位置決めの様子を示す平面図で、仮位置決め状態を示す。
【図５】同じく、クランプ状態を示す平面図。
【図６】同じく、矯正状態を示す平面図。
【図７】同じく、位置決め完了状態を示す平面図。
【図８】ギャップ矯正の原理を示す説明図で、（Ａ）は平面矯正開始の状態を示す斜視図、（Ｂ）は矯正終了の状態を示す斜視図。
【図９】同じく、矯正クランパの動作を示す平面図で、（Ａ）は基準ピンへの当接開始を、（Ｂ）は位置決め完了状態をそれぞれ示す。
【図１０】従来例を示し、ブランク材を突き合わせた状態の平面図。
【図１１】従来例を示す突き合わせ位置決め装置の概略斜視図。
【図１２】同じく側面図。
【図１３】多数のブランク材を突き合わせた状態の平面図。
【符号の説明】
１ａ〜１ｅセンターブロック
２ａ〜２ｇ矯正クランプユニット
３ａ〜３ｅ固定クランパ
４ａ〜４ｅ外部プッシャ
５ラフガイド
６ａ〜６ｇ矯正クランパ
７上治具
８下治具
９基準ピン
１０溝部
１１矯正アクチュエータ
１２スライダ
１３クランプアクチュエータ
１３ａロッド
１４アクチュエータ
１５下側可動台座
１６スライダ
１７下側矯正アクチュエータ
１８上側可動台座
３０ａ〜３０ｅブランク材

Claims

所定の溶接線上で一対のブランク材の相互の端面を突き合わすべく、これらブランク材を支持するワーク支持手段と、
前記ブランク材のうちの一方の端面を所定の溶接線上に位置決めするとともに、選択的に出入り自在な基準部材と、
前記ブランク材を溶接線へ向けて駆動する付勢手段と、
前記ワーク支持手段に載置されたブランク材をそれぞれ選択的に固定する固定クランプ手段とを備えて、これら一対のブランク材を所定の溶接線上に突き合わせて位置決めするブランク材の突き合わせ位置決め装置において、
前記付勢手段は、
ブランク材の両端に形成した接合部近傍の下面をそれぞれ支持するとともに、これら両端と対向する溶接線へ向けて変位可能な一対の下側台座と、鉛直方向で前記下側台座と接離可能かつブランク材と平行な平面上で回動自在な一対の矯正クランパと、これら一対の矯正クランパを前記溶接線へ向けてそれぞれ変位可能に支持する案内手段とを有し、鉛直方向でブランク材を選択的に狭持するとともに、前記溶接線へ向けて変位可能かつブランク材と平行な平面上で回動自在な矯正クランプ手段と、
この矯正クランプ手段を鉛直方向に駆動する第１のアクチュエータと、
矯正クランプ手段を前記溶接線に接離するよう駆動する第２のアクチュエータと、からなり、
前記第１アクチュエータが矯正クランパをそれそれ駆動するとともに、前記第２アクチュエータが前記一対の下側台座及び矯正クランパを相互に接離する方向へ駆動することを特徴とすることを特徴とするブランク材の突き合わせ位置決め装置。
前記付勢手段は、前記ブランク材の一部を鉛直方向へ撓ませて、前記一対のブランク材の端部を所定の溶接線上に付き合わせて位置決めすることを特徴とする請求項１に記載のブランク材の突き合わせ位置決め装置。