JP3907552B2 - Welding method and welding system - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動二輪車の燃料タンクを溶接する際の溶接方法および溶接システムに関し、特に、溶接による熱歪みの影響を軽減する溶接方法および溶接システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
図15に示すように、自動二輪車における燃料タンク200は、一般的に外側板202と内側板204の底部が溶接されている。外側板202と内側板204は、端部がそれぞれ下方に折り曲げられてフランジ部206を形成し、このフランジ部206をシーム溶接することが一般的である。
【0003】
自動二輪車のうち、ハンドルの位置が高く、搭乗者が上半身をほぼ直立させた状態で操作する種類のもの、所謂、アメリカンタイプの自動二輪車においては、燃料タンク200の美観が特に重要視されている。このように美観が必要とされる燃料タンク200では、溶接されたフランジ部206が露出していることは好ましくない。また、フランジ部206の高さだけ燃料タンクの重心は上方に偏位していることになり、自動二輪車の低重心化を進める上で不都合である。
【0004】
さらに、フランジ部206が存在することにより、燃料タンク200の貯油容量が制限されている。
【0005】
シーム溶接によるフランジ部が下方に延出することのない構造の燃料タンクとして、フランジ部を車体内側に折り曲げる技術が提案されている(例えば、特開平10−76985号公報参照)。しかし、この技術では、フランジ部の上部に無駄なスペースが存在し、燃料タンクの容量が制限される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
フランジ部のない構造の燃料タンクを製作するためには、熟練溶接工がアーク溶接等により溶接を行う必要がある。ロボットを用いた自動的な溶接を行う場合には、ワークである燃料タンクを堅固に固定しておくので熱歪みの逃げ場がないことからクラックが発生しやすく、歩留まりが悪い。クラックが発生した場合は、熟練溶接工による補修が必要である。
【0007】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、自動二輪車の燃料タンクを溶接する際に、溶接による熱歪みの影響を軽減し、クラックの発生を抑止することを可能にする溶接方法および溶接システムを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る溶接方法は、1つまたは複数のアタッチメントを備え、自動二輪車の燃料タンクに対して前記アタッチメントを当接および離間させる複数の開閉機構を用いて、前記燃料タンクを溶接する溶接方法であって、前記開閉機構により前記アタッチメントを前記燃料タンクに当接させて前記燃料タンクを保持するステップと、溶接が行われる溶接点が溶接線に沿って移動する際に、前記溶接点が接近する順に、前記開閉機構により前記燃料タンクから前記アタッチメントを離間させるステップと、を有することを特徴とする。
【0009】
このように溶接点が溶接線に沿って移動する際に、溶接点が接近する順に燃料タンクからアタッチメントを離間させるようにすると、溶接による熱歪みの影響を軽減し、クラックの発生を抑止することができる。
【0010】
この場合、前記アタッチメントは、弾性体を介して前記燃料タンクを保持するようにすると、アタッチメントを燃料タンクに当接させている間も溶接による熱歪みの影響を軽減することができる。
【0011】
また、前記燃料タンクは、端部が内方に狭まった外側板と、前記外側板と溶接される内側板と、を有し、前記アタッチメントは、前記外側板の端部外面と前記内側板の端部内面とを重ね合わせ、若しくは、前記外側板の端部と前記内側板の端部とを突き合わせた状態で保持するようにしてもよい。このような状態で燃料タンクを保持することにより、内側板と外側板との位置がそれぞれ正確に設定される。また、このような状態で溶接を行うことにより、燃料タンクをフランジ部のない形状にすることができる。
【0012】
前記アタッチメントと前記燃料タンクとの当接点と最も接近した溶接線上の基準点に対して、前記溶接点が前記基準点まで20[mm]以下の距離に接近したときに、前記開閉機構により前記燃料タンクから前記アタッチメントを離間させるとよい。
【0013】
本発明に係る溶接システムは、端部が内方に狭まった外側板と、前記外側板と溶接される内側板と、を有する自動二輪車の燃料タンクを溶接するための溶接システムであって、1つまたは複数のアタッチメントを備え、自動二輪車の燃料タンクに対して前記アタッチメントを当接および離間させる複数の開閉機構と、溶接を行う自動動作可能な溶接機と、前記開閉機構および前記溶接機に接続されるコントローラと、を有し、前記コントローラは、前記開閉機構により前記アタッチメントを前記燃料タンクに当接させて前記燃料タンクを保持させた後、前記溶接機により溶接が行われる溶接点の位置と、前記アタッチメントの位置とを判断し、前記溶接点の前記アタッチメントに対する相対的な位置が所定の基準を満たすときに、前記開閉機構の少なくとも1つを動作させ、前記アタッチメントを前記燃料タンクから離間させることを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る溶接方法および溶接システムについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図1〜図14を参照しながら説明する。
【0015】
図1に示すように、本実施の形態に係る溶接システム10は、自動二輪車用の燃料タンク12を溶接するためのシステムであり、燃料タンク12を保持する溶接治具10a(図2参照)と、該溶接治具10aによって保持された燃料タンク12を所定の位置に設定する治具用ロボット10bと、溶接処理を行う溶接ロボット(溶接機)10cと、コントローラ10dとを有する。コントローラ10dは溶接治具10aのシリンダ28(図2参照)、位置決め機構44(図7参照)、治具用ロボット10bおよび溶接ロボット10cに接続されており、溶接システム10の全体的な制御を行う。
【0016】
図2に示すように溶接治具10aは、自動二輪車の燃料タンク12の外側板14と内側板16とを溶接する際の固定用の治具であり、外側板14を支持するアウター治具18と、内側板16を支持するインナー治具20とを有する。燃料タンク12は、図2における右側が前方(ハンドル側)であり左側が後方(シート側)である。また、燃料タンク12は上下が反転した状態に載置されている。
【0017】
燃料タンク12の外側板14は、図1に示すように載置した状態における下方部が複数の下方支持部材22によって支持され、略側方および略端部が複数のアタッチメント24によって支持される。それぞれのアタッチメント24は、2つまたは3つ毎に1本のクランプアーム26に取り付けられている。クランプアーム26は左右対象に4本ずつの計8本が設けられており、シリンダ28によりそれぞれ個別に開閉可能である。
【0018】
図3に示すように、外側板14の端部15は内方に狭まっており、この外側板14の端部外面に、内側板16の端部内面が重ね合わさっている。この状態において溶接ロボット10cにより外側板14と内側板16との重ね合わせの端部である接触部120(図11参照)を溶接し、所謂、すみ肉継手の片側溶接を行う。外側板14の下部には給油口36が設けられている。
【0019】
図4に示すように、アウター治具18は、給油口36の略下方から後方に向けて外側板14の下面と略一定の間隔で延在する2枚の縦フレーム38と、該縦フレーム38から横方向、斜め前方および斜め後方に延在する左右それぞれ4つづつの補助フレーム40とを有する。補助フレーム40の上面には外側板14を下から支持する複数の下方支持部材22が設けられている。縦フレーム38の後端部には外側板14の後端側方を支持する後端支持部材42が設けられている。下方支持部材22および後端支持部材42は、例えばナイロン等の樹脂材を用いるとよい。
【0020】
2つの縦フレーム38の前端部には、給油口36の内部に挿入され、燃料タンク12を内部から保持する位置決め機構44が設けられている。
【0021】
図5に示すように、補助フレーム40のそれぞれの先端部には、クランプアーム26を開閉するためのベース板46およびシリンダ28が設けられており、これらのベース板46およびシリンダ28が開閉機構47を構成している。シリンダ28は、シリンダチューブ28aの一部がベース板46に軸支されて揺動可能である。シリンダ28はロッド28bを伸縮させてクランプアーム26を開閉させる。
【0022】
クランプアーム26の下部はベース板46の上部の軸46aに軸支されており揺動可能である。クランプアーム26の下部には外方にやや突出した突出部26aが設けられており、この突出部26aはシリンダ28のロッド28bの先端部に軸支されている。クランプアーム26の下部には内方にやや突出したストッパ26bが設けられている。該ストッパ26bは、クランプアーム26が閉じるときにベース板46の上面に当接することによりクランプアーム26の位置が決められる。
【0023】
クランプアーム26は、開閉機構47によって閉じられた状態において、軸46aから上方に向かって延在する第1アーム部26cと、第1アーム部26cの先端に設けられ、やや内方に傾斜した第2アーム部26dと、第2アーム部26dの先端に設けられ、第2アーム部26dよりさらに内方に傾斜した第3アーム部26eとを有する。このような構成によりクランプアーム26を閉じたときには、クランプアームと外側板14との間隔は略一定になる。なお、第3アーム部26eは、設定箇所により設置を省略されている。
【0024】
第1アーム部26c、第2アーム部26dおよび第3アーム部26eにはそれぞれアタッチメント24が取り付け可能な孔48が設けられており、各クランプアーム26には2つまたは3つのアタッチメント24が取り付けられている。
【0025】
図6に示すように、アタッチメント24は、クランプアーム26の孔48に取り付けられる筒体50と、筒体50の中心孔52に沿って移動可能なアタッチメント軸54と、アタッチメント軸54の先端に設けられたばね受け板56と、筒体50の先端部外周面に設けられたねじ溝58に螺合する調整ナット60と、調整ナット60に適合するワッシャ62と、ばね受け板とワッシャ62との間に設けられたスプリング(弾性体)64とを有する。
【0026】
ばね受け板56の先端部には球状のボール66と、該ボール66に対して摺動しながら任意の方向へ傾動可能な当接部68とが設けられている。当接部68は2つの部品68a、68bから構成されていてボール66を挟んでいる。
【0027】
筒体50の後端外周面に設けられたねじ溝70には固定ナット72が螺合し、筒体50の略中央部の環状突出部74と固定ナット72によりクランプアーム26を挟んで固定する。環状突出部74とクランプアーム26との間には、必要に応じてアタッチメント24のクランプアーム26に対する突出長さを調整する1枚または複数枚の環状シム76を挿入する。
【0028】
筒体50の内面には、潤滑機能を持つ円筒形のブッシュ78が挿入されている。アタッチメント軸54はこのブッシュ78に対して摺動し、滑らかに移動可能である。
【0029】
アタッチメント軸54の後部にはやや細径のねじ部80が設けられ、該ねじ部80にはつまみ82とエンドストッパ84とが螺合している。つまみ82とエンドストッパ84とを回すことによりスプリング64の圧縮量とアタッチメント軸54の張り出し量とを調整することができ、この調整後、つまみ82とエンドストッパ84とは互いに締め合うダブルナット機能により固定される。
【0030】
また、調整ナット60を回すことによってスプリング64の圧縮量を調整することができる。すなわち、スプリング64の圧縮量は、つまみ82、エンドストッパ84および調整ナット60によって調整可能である。実際上、つまみ82およびエンドストッパ84によって粗調整を行い、調整ナット60によって微調整を行うとよい。
【0031】
さらに、当接部68の先端が外側板14によって押動されるときには、アタッチメント軸54は後端側へ向かって移動する。このときアタッチメント軸54はスプリング64を圧縮し、この弾発力に応じた距離を移動する。
【0032】
図7に示すように、位置決め機構44は、2つの縦フレーム38の中間部において給油口36の下部に設けられている。位置決め機構44の上部は給油口36に挿入されている。位置決め機構44は、枠体86に固定された挿入部材88と、ロッド90によって上下に昇降する移動部材92と、移動部材92に軸支され、移動部材92が下降したときにやや外方へ傾斜する2つのフック94とを有する。挿入部材88の横幅Dは給油口36の内径よりやや小径に設定されている。
【0033】
2つのフック94は上方に延在する板であり、それぞれ左右対称に設定されている。フック94は、上部がやや外方へ突出する突出部94aと、長手方向に長い長孔94bと、下部の揺動孔94cとを有する。長孔94bの下部は外方へ向かってやや曲がっている。
【0034】
挿入部材88における略中央高さには、左右対称の2つの固定支軸88aが突出している。移動部材92の上部には、左右対称の2つの移動支軸92aが突出している。固定支軸88aおよび移動支軸92aは、図7の紙面における手前側に突出しており、固定支軸88aはフック94の長孔94bに挿入され、移動支軸92aはフック94の揺動孔94cに嵌合している。
【0035】
外側板14をアウター治具18に載置するとき、シリンダ(図示せず)によりロッド90は上方に移動させておく。このとき、2つのフック94は内方に傾斜し挿入部材88の横幅D内に収まる。外側板14をアウター治具18に載置すると、挿入部材88の上部およびフック94の上部は給油口36に挿入される。
【0036】
図8に示すように、ロッド90を下降させると、移動部材92およびフック94も下降する。フック94は長孔94bに挿入された固定支軸88aによって案内され、外方へ傾斜する。フック94の突出部94aは給油口36の内径以上に張り出し、さらに下降することで給油口36の端部に当接して外側板14を保持する。
【0037】
図9に示すように、インナー治具20は、長尺な上板100と、該上板100の後端部に突出する延長棒102と、上板100の上面に設けられた取手104と、上板100の下面に固定され、内側板16の形状に適合した複数のナイロン材の押さえ板106とを有する。延長棒102の後端部および最前方の押さえ板106aには連結レバー108が設けられている。それぞれの押さえ板106は、上板を中心として張り出した左右対称の形状であり、左右の端面または下面が内側板16の形状と適合している。連結レバー108は、アウター治具18の前後に設けられた連結フック110(図2参照)に係合される。
【0038】
図10に示すように、コントローラ10dは、溶接ロボット10cを制御する溶接ロボット制御部130と、治具用ロボット10bを制御する治具用ロボット制御部132と、位置決め機構44のロッド90を昇降させる位置決め制御部134と、8本のシリンダ28をそれぞれ制御する第1〜第8シリンダ制御部136、138、140、142、144、146、148、150とを有する。溶接ロボット制御部130および治具用ロボット制御部132は、それぞれ図示しないモータドライバを介して溶接ロボット10c、治具用ロボット10bを動作させる。また、溶接ロボット制御部130および治具用ロボット制御部132は、フィードバック信号によって、溶接ロボット10c、治具用ロボット10bの姿勢や各部の位置、速度を検出可能である。位置決め制御部134と位置決め機構44との間、および第1〜第8シリンダ制御部136〜150と各シリンダ28との間には図示しない空気圧バルブが設けられており、該空気圧バルブの作用によってロッド90やシリンダ28が動作を行う。
【0039】
また、コントローラ10dは、主制御部である溶接制御部152を有し、該溶接制御部152には、溶接ロボット制御部130および治具用ロボット制御部132とデータの授受を行う溶接点判断部154が設けられている。溶接点判断部154は、第1〜第8シリンダ制御部136〜150に対して制御指令を与える。
【0040】
次に、このように構成される溶接システム10を用いて自動二輪車の燃料タンク12の外側板14と内側板16とを溶接する方法について図11〜図14を参照しながら説明する。以下の手順は基本的にコントローラ10dが行い、一部のセッティング作業を作業員が行うようにしている。
【0041】
まず、図11のステップS1において、アウター治具18のクランプアーム26を開く(図5参照)とともにロッド90(図7参照)およびフック94を上昇させておく。この状態において、作業員は、燃料タンク12の外側板14を給油口36を下に向けた状態で下方支持部材22の上に載置する。このとき、給油口36に位置決め機構44の挿入部材88を挿入して外側板14を載置する。フック94は上方に変位させておくことにより給油口36の内径より狭い幅に設定されるので、フック94と給油口36が干渉することがない。また、挿入部材88の横幅Dは給油口36の内径よりやや狭く設定されているので、給油口36に挿入部材88の上部を挿入することによってアウター治具18に対する外側板14との位置を簡便かつ正確に設定することができる。
【0042】
次に、ステップS2において、位置決め機構44のロッド90を下降させることにより移動部材92および2つのフック94を下降させる。2つのフック94は下降するに従って外側に傾斜し、突出部94aと給油口36の端部とが当接する。これにより外側板14はアウター治具18に対して堅固に固定される。
【0043】
次に、ステップS3において、燃料タンク12の内側板16を外側板14の上部に載置する。このとき、外側板14の内方へ狭まった端部15と内側板16の周縁の端部とが略重なり合うように載置する。この後、内側板16の上部にインナー治具20を載置する。
【0044】
次に、ステップS4において、8つの各シリンダ28を付勢することによりクランプアーム26を閉じ、ストッパ26bをベース板46の上面に当接させる。このストッパ26bによりクランプアーム26の位置が決定される。クランプアーム26が閉じると、各アタッチメント24の先端部である当接部68は、外側板14に当接する。このとき、当接部68はスプリング64を適度に圧縮しながら外側板14に当接するのでスプリング64の圧縮量に応じて外側板14を押圧することになる。この押圧力は調整ナット60またはつまみ82の回転により調整可能であり、予め適度な押圧力となるように作業員が調整しておくとよい。
【0045】
アタッチメント24の当接部68が外側板14を保持することにより、外側板14の位置が設定されるので、例えば、外側板14の自重による撓みを矯正できる。また、8本のクランプアーム26は、4本ずつ左右対称に配置されているので、燃料タンク12をバランス良く保持することができる。
【0046】
また、当接部68は、ボール66を基準にして傾動可能な構造となっているので、先端面が外側面に対して片当たりすることなく、確実に当接する。
【0047】
次に、ステップS5において、作業員は、インナー治具20の両端部に設けられている連結レバー108を連結フック110に係合する。インナー治具20の押さえ板106は内側板16に適合する形状なので、内側板16は外側板14に対して正確に位置決めされて固定される。
【0048】
次に、ステップS6において、外側板14と内側板16とを溶接ロボット10c(図1参照)により溶接を開始する。溶接方法は、溶接線(図14参照)Vに沿って連続的な溶接が行われる溶接方法であって、TIG(inert-gas tungsten-arc welding)溶接、MIG(inert-gas metal-arc welding)溶接等種々の溶接方法を採用することができる。
【0049】
図12の溶接順序を表す点Q1〜Q12で示すように、溶接は燃料タンク12に対して左右2回行う。点Q1〜Q12はそれぞれ溶接線V上の点であり、このうち点Q1は開始点であり、点Q6は一時停止点であり、点Q7は再開始点であり、点Q12は終了点である。また、点Q2〜Q6および点Q8〜Q11は、それぞれ近傍に配置されているクランプアーム26の有する前記アタッチメント24と燃料タンク12との当接点P(図13および図14参照)と最も接近した溶接線V上の基準点である。
【0050】
燃料タンク12の中心線上であって、最も前方の点Q1から溶接を開始し、順に点Q2〜Q6へと溶接を行う。点Q6は、燃料タンク12の中心線上であって、最も後方の点である。点Q6まで溶接を行った後、一度溶接を中断して点Q7に移動する。点Q7は、点Q1の近傍の点であり、重ね溶接部ができるような箇所に設定されている。点Q7から再度溶接を開始し、順に点Q7〜Q12へと溶接を行う。点Q12は点Q7の近傍の点であり、重ね溶接部ができるような箇所に設定されている。このような経路の溶接は、溶接ロボット10c(図1参照)の動作によって行われるが、10b(図1参照)が協動しながら溶接を行うようにしてもよい。
【0051】
次に、図12に示す順序に従って溶接を行う詳細な方法について説明する。
【0052】
すなわち、図11のステップS7において、溶接線Vに沿って溶接を行う。例えば、点Q1から点Q2へ向けて溶接を行うとき、図13および図14に示すように、内側板16の端部と外側板14との接触部120に沿って電極122(またはアーク等)を移動させて溶接を行う。接触部120には溶接ビード124が形成されて内側板16と外側板14とが溶接されることになる。
【0053】
ところで、溶接時の溶接部Mは高温となって溶融するので溶融に伴う変形が生じる。特に、ワークが拘束された状態であると、溶融部が冷却されて凝固する際に、変形が許容されずに内部に歪み(熱歪み)を持った溶接ビード124が形成されることになる。このような熱歪みを有する溶接ビード124はクラックを発生することがある。
【0054】
溶接治具10aを用いた溶接においては、熱によって溶接ビード124が形成されて溶接部が膨張する場合、外側板14は矢印A0で示されるように、外方に向かって押し出されるようにして変形する。このとき、アタッチメント24の当接部68と当接している当接点Pは矢印A0に応じて力A1を受ける。この力A1は、矢印A0の向き、大きさおよび当接点Pの位置によって決定され、略外方へ向かう力となる。当接点Pは力A1によって当接部68を介してスプリング64を圧縮させる。力A1が小さいときにはスプリング64の圧縮量は小さく、力A1が大きいときにはスプリング64の圧縮量は大きい。
【0055】
このようにして、当初の当接点Pは、スプリング64が圧縮されることによる弾発力と力A1とが釣り合う位置Pxまで変位することができる。従って、アタッチメント24の作用によって、溶接後の高温時に、溶接ビード124は熱歪みが吸収されながら凝縮することとなり、冷却後の溶接ビード124に含まれる熱歪みは非常に小さくなる。
【0056】
また、当接点Pと位置Pxとの距離は微少量であるから、この距離が寸法誤差として不都合を生じることはない。
【0057】
図13においては、溶接ビード124の形成によって膨張する方向を示す矢印A0を外側板14における端部の面の向きと略一致する向きとして図示しているが、この矢印A0の方向はいかなる方向でも熱歪みを吸収することができる。つまり、矢印A0が外方に向いているときには、その向きと大きさに応じてアタッチメント24のスプリング64が圧縮されて熱歪みを吸収することができる。
【0058】
また、矢印A0が内方に向いているときには、溶接ビード124が収縮しながら形成される場合であり、アタッチメント24はこの収縮変形を拘束することはない。
【0059】
さらに、このステップS7において、溶接点判断部154は、溶接ロボット制御部130および治具用ロボット制御部132から供給されるデータに基づいて、溶接が行われている溶接点M(図14参照)の位置を判断する。
【0060】
次に、ステップS8において、溶接点判断部154は、溶接点Mの位置と、基準点(例えば点Q2)との距離L0を算出し、この距離L0と予め設定された距離L1との比較を行う。距離L0が距離L1より小さいときにはステップS7へ戻り溶接を続行する。距離L0が距離L1より大きいとき、例えば、図12における溶接点Mが、点Q2から距離L0の点Bを越えたときにはステップS9へ移る。
【0061】
ステップS9においては、溶接点判断部154は、対応する開閉機構47のシリンダ28に指令を出してクランプアーム26を開き、アタッチメント24を燃料タンク12から離間させる。例えば、図12に示すように点Q2に向かって溶接を行っているときには、この点Q2に対応するシリンダ28を制御する第1シリンダ制御部136に指令を与え、点Q2に対応するアタッチメント24のみを開く。
【0062】
アタッチメント24によって外側板14を保持しているときには、スプリング64によって熱歪みを吸収することができるが、スプリング64の弾発力によって多少の拘束力があり、この拘束力に応じた弱い熱歪みが発生する可能性がある。このステップS9においては、アタッチメント24を外側板14から離間させることによって拘束力がなくなり、熱歪みの発生をさらに抑止することができる。
【0063】
なお、アタッチメント24を離間させるタイミングが過度に早いと外側板14を保持するという本来の作用がなくなることとなるので、距離L0を適切な値に設定する必要がある。実際上、距離L0は20[mm]以下の値とすることが好ましい。距離L0を20[mm]と設定し、溶接点Mが点Q2から距離L0である20[mm]の点に達してアタッチメント24を離間させたとき、点Q2から25[mm]程度の箇所は溶接がすでに完了し、ほぼ凝固している。従って、アタッチメント24が離間しても、外側板14の位置がずれてしまうことはない。また、溶接がほぼ完了している箇所についてのみアタッチメント24を離間させるので、燃料タンク12を保持する上での左右のバランスが崩れることがない。
【0064】
次に、ステップS10において、溶接点Mが点Q6に達したか否かを判断する。溶接点Mが点Q6に達した場合、溶接を一度中断して点Q7へ移動し(ステップS11)、この後ステップS6へ戻る。
【0065】
次に、ステップS12において、溶接点Mが点Q12に達したか否かを判断する。溶接点Mが点Q12に未達の場合はステップS7へ戻る。溶接点Mが点Q12に達した場合はステップS13へ移る。
【0066】
ステップS13においては、溶接を終了する。溶接を終了した後、位置決め機構44のロッド90を上昇させる。この後、作業員は連結レバー108を解除してインナー治具20を取り外し、さらに溶接の終了した燃料タンク12を取り外す(ステップS14)。
【0067】
前記ステップS7、S8では、溶接点Mと基準点(例えば点Q2)との位置関係をリアルタイム処理によって判断する例を示したが、この位置関係の判断は、例えば、基準点と溶接ロボット10cの姿勢とを予め関連付けておき、溶接ロボット10cが所定の姿勢になったときにアタッチメント24を離間させるようにしてもよい。また、溶接の開始時からの計時処理により、所定時間後にアタッチメント24を順次動作させるようにしてもよい。
【0068】
上述したように、本実施の形態に係る溶接システム10および溶接方法によれば、溶接点Mが溶接線Vに沿って移動する際に、溶接点Mが接近する順に、燃料タンク12からアタッチメント24を離間させるので、燃料タンク12の外側板14の拘束力がなくなり、溶接による熱歪みの影響を軽減し、クラックの発生を抑止することができる。結果として、燃料タンク12の歩留まりを向上させることができる。
【0069】
また、アタッチメント24は、スプリング64を介して燃料タンク12を保持するので、アタッチメント24が燃料タンク12を保持している最中にも溶接による熱歪みの影響を低減させることができる。
【0070】
さらに、アタッチメント24は、外側板14の端部15の外面と内側板16の端部の内面とを重ね合わせた状態で保持して溶接を行うので、溶接の終了した燃料タンク12にはフランジ部がない。従って、アメリカンタイプ等の美観が必要とされる自動二輪車の燃料タンクとして好適である。
【0071】
上述の溶接治具10aは、8本のクランプアーム26を有する例として説明したが、クランプアーム26の本数は燃料タンク12のサイズおよび形状によって適宜増減させてもよい。例えば、左右2本ずつの計4本のクランプアーム26を設け、左右対称に配置するようにしてもよい。また、1本のクランプアーム26に取り付けられるアタッチメント24は、燃料タンク12のサイズおよび形状によって適宜増減させてもよい。
【0072】
本発明に係る溶接方法および溶接システムは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成乃至ステップを採り得ることはもちろんである。
【0073】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る溶接方法および溶接システムによれば、自動二輪車の燃料タンクを溶接する際に、溶接による熱歪みの影響を軽減し、クラックの発生を抑止するという効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態に係る溶接システムの概略図である。
【図2】溶接治具と自動二輪車の燃料タンクの斜視図である。
【図3】溶接治具と自動二輪車の燃料タンクの正面断面図である。
【図4】溶接治具と自動二輪車の燃料タンクの一部省略側面図である。
【図5】シリンダ、クランプアーム、アタッチメントおよびその周辺部を示す正面図である。
【図6】アタッチメントの断面図である。
【図7】フックを上昇させた状態の位置決め機構の正面図である。
【図8】フックを下降させた状態の位置決め機構の正面図である。
【図9】インナー治具、内側板および外側板の斜視図である。
【図10】コントローラの構成を示すブロック図である。
【図11】本実施の形態に係る溶接システムを用いて溶接を行う方法を示すフローチャートである。
【図12】溶接の経路を示す模式図である。
【図13】アタッチメントにより外側板を押圧しながら溶接を行う様子を示す模式図である。
【図14】溶接線、当接点、基準点および溶接点を示す模式図である。
【図15】フランジ部を有する燃料タンクの斜視図である。
【符号の説明】
10…溶接システム 10a…溶接治具
10b…治具用ロボット 10c…溶接ロボット
10d…コントローラ 12…燃料タンク
14…外側板 16…内側板
15…端部 18…アウター治具
20…インナー治具 22…下方支持部材
24…アタッチメント 26…クランプアーム
28…シリンダ 36…給油口
44…位置決め機構 50…筒体
56…ばね受け板 58…ねじ溝
60…調整ナット 62…ワッシャ
64…スプリング 66…ボール
68…当接部 82…つまみ
84…エンドストッパ 88…挿入部材
90…ロッド 94…フック
94a…突出部 94b…長孔
94c…揺動孔 106、106a…押さえ板
108…連結レバー 110…連結フック
120…接触部 124…溶接ビード
B、Q1〜Q12…点 V…溶接線
M…溶接点 P…当接点
L0、L1…距離
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a welding method and a welding system for welding a fuel tank of a motorcycle, and more particularly to a welding method and a welding system that reduce the influence of thermal distortion caused by welding.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 15, a fuel tank 200 in a motorcycle is generally welded at the bottoms of an outer plate 202 and an inner plate 204. The outer plate 202 and the inner plate 204 are generally bent at their ends downward to form a flange portion 206, and the flange portion 206 is generally seam welded.
[0003]
Among motorcycles, a type in which the position of the steering wheel is high and the passenger operates with the upper body almost upright, so-called American type motorcycles, the aesthetics of the fuel tank 200 are particularly important. . In the fuel tank 200 that requires aesthetics in this way, it is not preferable that the welded flange portion 206 is exposed. Further, the center of gravity of the fuel tank is shifted upward by the height of the flange portion 206, which is inconvenient for lowering the center of gravity of the motorcycle.
[0004]
Furthermore, the oil storage capacity of the fuel tank 200 is limited due to the presence of the flange portion 206.
[0005]
As a fuel tank having a structure in which the flange portion formed by seam welding does not extend downward, a technique for bending the flange portion toward the inner side of the vehicle body has been proposed (see, for example, JP-A-10-76985). However, in this technique, a useless space exists above the flange portion, and the capacity of the fuel tank is limited.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In order to manufacture a fuel tank having a structure without a flange portion, it is necessary for a skilled welder to perform welding by arc welding or the like. When performing automatic welding using a robot, the fuel tank, which is a workpiece, is firmly fixed, so there is no escape from thermal distortion, and cracks are likely to occur, resulting in poor yield. When a crack occurs, repair by a skilled welder is necessary.
[0007]
The present invention has been made in consideration of such problems. When welding a fuel tank of a motorcycle, welding that reduces the influence of thermal distortion caused by welding and suppresses the occurrence of cracks. It is an object to provide a method and a welding system.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A welding method according to the present invention is a welding method that includes one or a plurality of attachments, and welds the fuel tank using a plurality of opening / closing mechanisms that abut and separate the attachment from a fuel tank of a motorcycle. The step of holding the fuel tank by bringing the attachment into contact with the fuel tank by the opening / closing mechanism, and the welding point approaches when the welding point to be welded moves along the welding line And sequentially separating the attachment from the fuel tank by the opening / closing mechanism.
[0009]
In this way, when the welding point moves along the welding line, if the attachment is separated from the fuel tank in the order in which the welding point approaches, the influence of thermal distortion due to welding is reduced and cracking is suppressed. Can do.
[0010]
In this case, if the attachment holds the fuel tank via an elastic body, the influence of thermal distortion due to welding can be reduced even while the attachment is in contact with the fuel tank.
[0011]
The fuel tank includes an outer plate whose end is narrowed inward, and an inner plate welded to the outer plate, and the attachment includes an outer surface of the end portion of the outer plate and the inner plate. You may make it hold | maintain in the state which overlap | superposed the end part inner surface or the edge part of the said outer side board, and the edge part of the said inner side board faced. By holding the fuel tank in such a state, the positions of the inner plate and the outer plate are set accurately. Further, by performing welding in such a state, the fuel tank can be formed without a flange portion.
[0012]
When the welding point approaches a distance of 20 [mm] or less from the reference point on the weld line closest to the contact point between the attachment and the fuel tank, the fuel is opened by the opening / closing mechanism. The attachment may be separated from the tank.
[0013]
A welding system according to the present invention is a welding system for welding a fuel tank of a motorcycle having an outer plate whose end is narrowed inward and an inner plate welded to the outer plate. Two or more attachments, a plurality of opening and closing mechanisms for contacting and separating the attachments from a fuel tank of a motorcycle, an automatically operable welding machine for welding, and the opening and closing mechanisms and the welding machine A controller, wherein the controller causes the attachment to contact the fuel tank by the opening / closing mechanism and holds the fuel tank, and then a position of a welding point where welding is performed by the welder. The position of the attachment, and when the relative position of the welding point with respect to the attachment satisfies a predetermined standard, the switch Operating the at least one, characterized in that to separate the attachment from the fuel tank.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a welding method and a welding system according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0015]
As shown in FIG. 1, a welding system 10 according to the present embodiment is a system for welding a fuel tank 12 for a motorcycle, and includes a welding jig 10a (see FIG. 2) that holds the fuel tank 12. , A jig robot 10b for setting the fuel tank 12 held by the welding jig 10a to a predetermined position, a welding robot (welding machine) 10c for performing a welding process, and a controller 10d. The controller 10d is connected to the cylinder 28 of the welding jig 10a (see FIG. 2), the positioning mechanism 44 (see FIG. 7), the jig robot 10b, and the welding robot 10c, and performs overall control of the welding system 10. .
[0016]
As shown in FIG. 2, the welding jig 10 a is a fixing jig for welding the outer plate 14 and the inner plate 16 of the fuel tank 12 of the motorcycle, and an outer jig 18 that supports the outer plate 14. And an inner jig 20 that supports the inner plate 16. In the fuel tank 12, the right side in FIG. 2 is the front (the handle side), and the left side is the rear (the seat side). The fuel tank 12 is placed in an upside down state.
[0017]
As shown in FIG. 1, the outer plate 14 of the fuel tank 12 is supported at its lower part by a plurality of lower support members 22, and at its substantially side and substantially end parts by a plurality of attachments 24. Each attachment 24 is attached to one clamp arm 26 every two or three. A total of eight clamp arms 26 are provided for the left and right objects, and the clamp arms 26 can be individually opened and closed by the cylinders 28.
[0018]
As shown in FIG. 3, the end 15 of the outer plate 14 narrows inward, and the inner surface of the inner plate 16 overlaps the outer surface of the outer plate 14. In this state, the welding robot 10c welds the contact portion 120 (see FIG. 11), which is the overlapping end portion of the outer plate 14 and the inner plate 16, and performs so-called fillet joint one-side welding. A fuel filler port 36 is provided at the lower portion of the outer plate 14.
[0019]
As shown in FIG. 4, the outer jig 18 includes two vertical frames 38 extending from the lower surface of the outer plate 14 toward the rear from a substantially lower side of the fuel filler port 36 at a substantially constant interval, and the vertical frame 38. And four auxiliary frames 40 each extending leftward and rightward, obliquely forward and obliquely rearward. A plurality of lower support members 22 for supporting the outer plate 14 from below are provided on the upper surface of the auxiliary frame 40. A rear end support member 42 that supports the rear end side of the outer plate 14 is provided at the rear end portion of the vertical frame 38. For the lower support member 22 and the rear end support member 42, for example, a resin material such as nylon may be used.
[0020]
At the front end portions of the two vertical frames 38, a positioning mechanism 44 that is inserted into the fuel filler port 36 and holds the fuel tank 12 from the inside is provided.
[0021]
As shown in FIG. 5, a base plate 46 and a cylinder 28 for opening and closing the clamp arm 26 are provided at the respective distal end portions of the auxiliary frame 40, and the base plate 46 and the cylinder 28 are provided with an opening / closing mechanism 47. Is configured. The cylinder 28 can swing with a part of the cylinder tube 28 a being pivotally supported by the base plate 46. The cylinder 28 opens and closes the clamp arm 26 by expanding and contracting the rod 28b.
[0022]
The lower part of the clamp arm 26 is pivotally supported by a shaft 46a above the base plate 46 and can swing. A projecting portion 26 a that slightly protrudes outward is provided at the lower portion of the clamp arm 26, and this projecting portion 26 a is pivotally supported at the tip of the rod 28 b of the cylinder 28. A stopper 26 b that slightly protrudes inward is provided at the lower part of the clamp arm 26. The stopper 26b comes into contact with the upper surface of the base plate 46 when the clamp arm 26 is closed, so that the position of the clamp arm 26 is determined.
[0023]
When the clamp arm 26 is closed by the opening / closing mechanism 47, the first arm portion 26c extending upward from the shaft 46a and the tip of the first arm portion 26c are provided, and the clamp arm 26 is inclined slightly inward. A second arm portion 26d, and a third arm portion 26e that is provided at the tip of the second arm portion 26d and is inclined further inward than the second arm portion 26d. When the clamp arm 26 is closed by such a configuration, the distance between the clamp arm and the outer plate 14 is substantially constant. Note that the installation of the third arm portion 26e is omitted depending on the setting location.
[0024]
The first arm portion 26c, the second arm portion 26d, and the third arm portion 26e are provided with holes 48 to which the attachments 24 can be attached, and two or three attachments 24 are attached to each clamp arm 26. ing.
[0025]
As shown in FIG. 6, the attachment 24 is provided at the tip of the cylinder 50 attached to the hole 48 of the clamp arm 26, the attachment shaft 54 movable along the center hole 52 of the cylinder 50, and the attachment shaft 54. Between the spring receiving plate 56, the adjustment nut 60 screwed into the screw groove 58 provided on the outer peripheral surface of the tip of the cylindrical body 50, the washer 62 adapted to the adjustment nut 60, and the spring receiving plate and the washer 62. And a spring (elastic body) 64 provided on the surface.
[0026]
A spherical ball 66 and a contact portion 68 that can be tilted in any direction while sliding with respect to the ball 66 are provided at the tip of the spring receiving plate 56. The contact portion 68 is composed of two parts 68a and 68b and sandwiches the ball 66.
[0027]
A fixing nut 72 is screwed into a thread groove 70 provided on the outer peripheral surface of the rear end of the cylinder 50, and is fixed with the clamp arm 26 sandwiched between the annular protrusion 74 and the fixing nut 72 at the substantially central portion of the cylinder 50. . Between the annular protrusion 74 and the clamp arm 26, one or more annular shims 76 for adjusting the protrusion length of the attachment 24 with respect to the clamp arm 26 are inserted as necessary.
[0028]
A cylindrical bush 78 having a lubricating function is inserted into the inner surface of the cylindrical body 50. The attachment shaft 54 slides with respect to the bush 78 and can move smoothly.
[0029]
A thread portion 80 having a slightly small diameter is provided at the rear portion of the attachment shaft 54, and a knob 82 and an end stopper 84 are screwed into the screw portion 80. By rotating the knob 82 and the end stopper 84, the compression amount of the spring 64 and the overhang amount of the attachment shaft 54 can be adjusted. After this adjustment, the knob 82 and the end stopper 84 are tightened to each other by a double nut function. Fixed.
[0030]
Further, the amount of compression of the spring 64 can be adjusted by turning the adjusting nut 60. That is, the compression amount of the spring 64 can be adjusted by the knob 82, the end stopper 84, and the adjustment nut 60. In practice, coarse adjustment is preferably performed by the knob 82 and the end stopper 84, and fine adjustment is preferably performed by the adjustment nut 60.
[0031]
Furthermore, when the front end of the contact portion 68 is pushed by the outer plate 14, the attachment shaft 54 moves toward the rear end side. At this time, the attachment shaft 54 compresses the spring 64 and moves a distance corresponding to the elastic force.
[0032]
As shown in FIG. 7, the positioning mechanism 44 is provided in the lower part of the fuel filler opening 36 in the middle part of the two vertical frames 38. The upper part of the positioning mechanism 44 is inserted into the fuel filler port 36. The positioning mechanism 44 includes an insertion member 88 fixed to the frame body 86, a moving member 92 that moves up and down by a rod 90, and is pivotally supported by the moving member 92. When the moving member 92 is lowered, the positioning mechanism 44 is inclined slightly outward. And two hooks 94. The lateral width D of the insertion member 88 is set to be slightly smaller than the inner diameter of the fuel filler port 36.
[0033]
The two hooks 94 are plates extending upward and are set symmetrically. The hook 94 has a protruding portion 94a whose upper portion protrudes slightly outward, a long hole 94b that is long in the longitudinal direction, and a lower swinging hole 94c. The lower part of the long hole 94b is slightly bent outward.
[0034]
Two symmetrical support shafts 88 a protrude from the substantially central height of the insertion member 88. Two symmetrical movement support shafts 92 a protrude from the upper portion of the moving member 92. The fixed support shaft 88a and the moving support shaft 92a protrude toward the front side in the drawing of FIG. 7. The fixed support shaft 88a is inserted into the long hole 94b of the hook 94, and the moving support shaft 92a is the swing hole 94c of the hook 94. Is fitted.
[0035]
When the outer plate 14 is placed on the outer jig 18, the rod 90 is moved upward by a cylinder (not shown). At this time, the two hooks 94 are inclined inward and fit within the lateral width D of the insertion member 88. When the outer plate 14 is placed on the outer jig 18, the upper portion of the insertion member 88 and the upper portion of the hook 94 are inserted into the fuel filler port 36.
[0036]
As shown in FIG. 8, when the rod 90 is lowered, the moving member 92 and the hook 94 are also lowered. The hook 94 is guided by a fixed support shaft 88a inserted into the long hole 94b, and is inclined outward. The protrusion 94 a of the hook 94 projects beyond the inner diameter of the oil filler port 36 and further descends to contact the end of the oil filler port 36 to hold the outer plate 14.
[0037]
As shown in FIG. 9, the inner jig 20 includes a long upper plate 100, an extension rod 102 protruding from the rear end portion of the upper plate 100, a handle 104 provided on the upper surface of the upper plate 100, A plurality of nylon pressing plates 106 that are fixed to the lower surface of the upper plate 100 and conform to the shape of the inner plate 16 are provided. A connecting lever 108 is provided on the rear end portion of the extension rod 102 and the foremost pressing plate 106a. Each pressing plate 106 has a bilaterally symmetric shape projecting about the upper plate, and the left and right end surfaces or the lower surface are matched with the shape of the inner plate 16. The connecting lever 108 is engaged with a connecting hook 110 (see FIG. 2) provided before and after the outer jig 18.
[0038]
As shown in FIG. 10, the controller 10d moves the welding robot controller 130 for controlling the welding robot 10c, the jig robot controller 132 for controlling the jig robot 10b, and the rod 90 of the positioning mechanism 44. The positioning controller 134 and first to eighth cylinder controllers 136, 138, 140, 142, 144, 146, 148, 150 that control the eight cylinders 28, respectively. The welding robot control unit 130 and the jig robot control unit 132 operate the welding robot 10c and the jig robot 10b via a motor driver (not shown). Further, the welding robot control unit 130 and the jig robot control unit 132 can detect the attitude of the welding robot 10c and the jig robot 10b, the positions and speeds of the respective parts, based on feedback signals. Pneumatic valves (not shown) are provided between the positioning control unit 134 and the positioning mechanism 44 and between the first to eighth cylinder control units 136 to 150 and the cylinders 28. 90 and cylinder 28 operate.
[0039]
The controller 10d has a welding control unit 152 as a main control unit, and the welding control unit 152 includes a welding point determination unit that exchanges data with the welding robot control unit 130 and the jig robot control unit 132. 154 is provided. The welding point determination unit 154 gives a control command to the first to eighth cylinder control units 136 to 150.
[0040]
Next, a method of welding the outer plate 14 and the inner plate 16 of the motorcycle fuel tank 12 using the welding system 10 configured as described above will be described with reference to FIGS. The following procedure is basically performed by the controller 10d, and a part of setting work is performed by an operator.
[0041]
First, in step S1 of FIG. 11, the clamp arm 26 of the outer jig 18 is opened (see FIG. 5), and the rod 90 (see FIG. 7) and the hook 94 are raised. In this state, the worker places the outer plate 14 of the fuel tank 12 on the lower support member 22 with the fuel filler port 36 facing downward. At this time, the outer plate 14 is placed by inserting the insertion member 88 of the positioning mechanism 44 into the fuel filler port 36. Since the hook 94 is set to a width narrower than the inner diameter of the oil filler port 36 by being displaced upward, the hook 94 and the oil filler port 36 do not interfere with each other. Further, since the lateral width D of the insertion member 88 is set to be slightly narrower than the inner diameter of the oil filler port 36, the position of the outer plate 14 relative to the outer jig 18 can be simplified by inserting the upper portion of the insert member 88 into the oil filler port 36. And can be set accurately.
[0042]
Next, in step S2, the moving member 92 and the two hooks 94 are lowered by lowering the rod 90 of the positioning mechanism 44. As the two hooks 94 are lowered, the two hooks 94 are inclined outward, and the projecting portion 94a and the end portion of the fuel filler port 36 come into contact with each other. As a result, the outer plate 14 is firmly fixed to the outer jig 18.
[0043]
Next, in step S <b> 3, the inner plate 16 of the fuel tank 12 is placed on the upper portion of the outer plate 14. At this time, the end portion 15 narrowed inward of the outer plate 14 and the end portion of the inner plate 16 are placed so as to substantially overlap. Thereafter, the inner jig 20 is placed on the inner plate 16.
[0044]
Next, in step S <b> 4, each of the eight cylinders 28 is energized to close the clamp arm 26 and bring the stopper 26 b into contact with the upper surface of the base plate 46. The position of the clamp arm 26 is determined by the stopper 26b. When the clamp arm 26 is closed, the contact portion 68 that is the tip portion of each attachment 24 contacts the outer plate 14. At this time, the abutting portion 68 abuts against the outer plate 14 while appropriately compressing the spring 64, so that the outer plate 14 is pressed according to the compression amount of the spring 64. This pressing force can be adjusted by the rotation of the adjusting nut 60 or the knob 82, and it is preferable that an operator adjusts the pressing force in advance so as to obtain an appropriate pressing force.
[0045]
Since the position of the outer plate 14 is set by the abutment portion 68 of the attachment 24 holding the outer plate 14, for example, it is possible to correct bending due to the weight of the outer plate 14. In addition, since the eight clamp arms 26 are arranged symmetrically four by four, the fuel tank 12 can be held in a well-balanced manner.
[0046]
Further, since the abutting portion 68 has a structure that can tilt with respect to the ball 66, the abutting portion 68 abuts on the outer surface without any contact with the outer surface.
[0047]
Next, in step S <b> 5, the worker engages the connection levers 108 provided at both ends of the inner jig 20 with the connection hook 110. Since the holding plate 106 of the inner jig 20 fits the inner plate 16, the inner plate 16 is accurately positioned and fixed with respect to the outer plate 14.
[0048]
Next, in step S6, welding of the outer plate 14 and the inner plate 16 is started by the welding robot 10c (see FIG. 1). The welding method is a welding method in which continuous welding is performed along a welding line (see FIG. 14) V, and includes TIG (inert-gas tungsten-arc welding) welding, MIG (inert-gas metal-arc welding). Various welding methods such as welding can be employed.
[0049]
As shown by points Q <b> 1 to Q <b> 12 representing the welding order in FIG. 12, welding is performed twice on the fuel tank 12. Points Q1 to Q12 are points on the weld line V, of which point Q1 is a start point, point Q6 is a temporary stop point, point Q7 is a restart point, and point Q12 is an end point. . Further, the points Q2 to Q6 and the points Q8 to Q11 are welds closest to the contact point P (see FIGS. 13 and 14) between the attachment 24 and the fuel tank 12 of the clamp arm 26 arranged in the vicinity thereof. Reference point on line V.
[0050]
On the center line of the fuel tank 12, welding is started from the foremost point Q1, and welding is sequentially performed to points Q2 to Q6. The point Q6 is on the center line of the fuel tank 12 and is the rearmost point. After welding to point Q6, the welding is interrupted once and moved to point Q7. Point Q7 is a point in the vicinity of point Q1, and is set at a location where a lap weld is formed. Welding is started again from point Q7, and welding is sequentially performed to points Q7 to Q12. Point Q12 is a point in the vicinity of point Q7, and is set at a location where a lap weld is formed. The welding of such a path is performed by the operation of the welding robot 10c (see FIG. 1), but the welding may be performed while 10b (see FIG. 1) cooperates.
[0051]
Next, a detailed method for performing welding in the order shown in FIG. 12 will be described.
[0052]
That is, welding is performed along the welding line V in step S7 of FIG. For example, when welding is performed from the point Q1 to the point Q2, as shown in FIGS. 13 and 14, the electrode 122 (or arc or the like) is provided along the contact portion 120 between the end portion of the inner plate 16 and the outer plate 14. Move to move the welding. A weld bead 124 is formed on the contact portion 120 so that the inner plate 16 and the outer plate 14 are welded.
[0053]
By the way, since the welding part M at the time of welding melts at a high temperature, deformation due to melting occurs. In particular, when the workpiece is constrained, when the melted portion is cooled and solidified, a weld bead 124 having distortion (thermal strain) inside is formed without being allowed to be deformed. The weld bead 124 having such a thermal strain may generate a crack.
[0054]
In welding using the welding jig 10a, when the weld bead 124 is formed by heat and the welded portion expands, the outer plate 14 is deformed so as to be pushed outward as indicated by an arrow A0. To do. At this time, the contact point P in contact with the contact portion 68 of the attachment 24 receives a force A1 in accordance with the arrow A0. This force A1 is determined by the direction and size of the arrow A0 and the position of the contact point P, and is a force that is directed outward. The contact P compresses the spring 64 via the contact portion 68 by the force A1. When the force A1 is small, the compression amount of the spring 64 is small, and when the force A1 is large, the compression amount of the spring 64 is large.
[0055]
In this way, the initial contact point P can be displaced to a position Px where the elastic force generated by the compression of the spring 64 and the force A1 are balanced. Therefore, due to the action of the attachment 24, the weld bead 124 condenses while absorbing the thermal strain at a high temperature after welding, and the thermal strain contained in the weld bead 124 after cooling becomes very small.
[0056]
Further, since the distance between the contact point P and the position Px is very small, this distance does not cause a problem as a dimensional error.
[0057]
In FIG. 13, the arrow A <b> 0 indicating the direction of expansion due to the formation of the weld bead 124 is illustrated as the direction substantially coincident with the direction of the end face of the outer plate 14, but the direction of the arrow A <b> 0 is any direction Thermal strain can be absorbed. That is, when the arrow A0 is directed outward, the spring 64 of the attachment 24 is compressed according to the direction and size of the arrow A0 to absorb thermal strain.
[0058]
Further, when the arrow A0 is directed inward, the weld bead 124 is formed while contracting, and the attachment 24 does not restrain the contraction deformation.
[0059]
Furthermore, in this step S7, the welding point determination unit 154 performs welding based on data supplied from the welding robot control unit 130 and the jig robot control unit 132 (see FIG. 14). Determine the position.
[0060]
Next, in step S8, the welding point determination unit 154 calculates a distance L0 between the position of the welding point M and a reference point (for example, the point Q2), and compares the distance L0 with a preset distance L1. Do. When the distance L0 is smaller than the distance L1, the process returns to step S7 and welding is continued. When the distance L0 is larger than the distance L1, for example, when the welding point M in FIG. 12 exceeds the point B of the distance L0 from the point Q2, the process proceeds to step S9.
[0061]
In step S <b> 9, the welding point determination unit 154 issues a command to the cylinder 28 of the corresponding opening / closing mechanism 47 to open the clamp arm 26 and separate the attachment 24 from the fuel tank 12. For example, as shown in FIG. 12, when welding is performed toward the point Q2, a command is given to the first cylinder control unit 136 that controls the cylinder 28 corresponding to the point Q2, and only the attachment 24 corresponding to the point Q2 is provided. open.
[0062]
When the outer plate 14 is held by the attachment 24, the thermal strain can be absorbed by the spring 64, but there is some restraining force due to the elastic force of the spring 64, and a weak thermal strain corresponding to the restraining force is present. May occur. In step S9, the attachment force 24 is separated from the outer plate 14 so that the binding force is eliminated, and the occurrence of thermal distortion can be further suppressed.
[0063]
In addition, since the original effect | action of hold | maintaining the outer side board 14 will be lose | eliminated if the timing which leaves | separates the attachment 24 is too early, it is necessary to set the distance L0 to an appropriate value. In practice, the distance L0 is preferably 20 [mm] or less. When the distance L0 is set to 20 [mm] and the welding point M reaches the point 20 [mm], which is the distance L0 from the point Q2, and the attachment 24 is separated, the location about 25 [mm] from the point Q2 is Welding is already complete and almost solidified. Therefore, even if the attachment 24 is separated, the position of the outer plate 14 is not shifted. Further, since the attachment 24 is separated only at a place where the welding is almost completed, the right and left balance in holding the fuel tank 12 is not lost.
[0064]
Next, in step S10, it is determined whether or not the welding point M has reached the point Q6. When the welding point M reaches the point Q6, the welding is interrupted once and moved to the point Q7 (step S11), and then the process returns to step S6.
[0065]
Next, in step S12, it is determined whether or not the welding point M has reached the point Q12. When the welding point M does not reach the point Q12, the process returns to step S7. When the welding point M reaches the point Q12, the process proceeds to step S13.
[0066]
In step S13, welding is terminated. After finishing the welding, the rod 90 of the positioning mechanism 44 is raised. Thereafter, the worker releases the connecting lever 108, removes the inner jig 20, and removes the fuel tank 12 after welding (step S14).
[0067]
In steps S7 and S8, an example is shown in which the positional relationship between the welding point M and the reference point (for example, the point Q2) is determined by real-time processing. The posture may be associated in advance, and the attachment 24 may be separated when the welding robot 10c assumes a predetermined posture. Further, the attachment 24 may be sequentially operated after a predetermined time by a time counting process from the start of welding.
[0068]
As described above, according to the welding system 10 and the welding method according to the present embodiment, when the welding point M moves along the welding line V, the attachment 24 is attached from the fuel tank 12 in the order in which the welding point M approaches. Therefore, the restraining force of the outer plate 14 of the fuel tank 12 is eliminated, the influence of thermal distortion due to welding can be reduced, and the occurrence of cracks can be suppressed. As a result, the yield of the fuel tank 12 can be improved.
[0069]
Further, since the attachment 24 holds the fuel tank 12 via the spring 64, the influence of thermal distortion due to welding can be reduced even while the attachment 24 is holding the fuel tank 12.
[0070]
Further, since the attachment 24 is welded by holding the outer surface of the end portion 15 of the outer plate 14 and the inner surface of the end portion of the inner plate 16 in an overlapped state, the flange 24 is attached to the fuel tank 12 after welding. There is no. Therefore, it is suitable as a fuel tank for a motorcycle that requires an aesthetic appearance such as an American type.
[0071]
Although the above-described welding jig 10 a has been described as an example having eight clamp arms 26, the number of clamp arms 26 may be appropriately increased or decreased depending on the size and shape of the fuel tank 12. For example, a total of four clamp arms 26 of two each on the left and right may be provided and arranged symmetrically. Further, the attachment 24 attached to one clamp arm 26 may be appropriately increased or decreased depending on the size and shape of the fuel tank 12.
[0072]
Of course, the welding method and the welding system according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various configurations or steps can be adopted without departing from the gist of the present invention.
[0073]
【The invention's effect】
As described above, according to the welding method and the welding system according to the present invention, when welding a fuel tank of a motorcycle, the effect of reducing the influence of thermal distortion due to welding and suppressing the occurrence of cracks is achieved. can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a welding system according to the present embodiment.
FIG. 2 is a perspective view of a welding jig and a fuel tank of a motorcycle.
FIG. 3 is a front sectional view of a welding jig and a fuel tank of a motorcycle.
Fig. 4 is a partially omitted side view of a welding jig and a fuel tank of a motorcycle.
FIG. 5 is a front view showing a cylinder, a clamp arm, an attachment, and a peripheral portion thereof.
FIG. 6 is a cross-sectional view of the attachment.
FIG. 7 is a front view of the positioning mechanism with the hook raised.
FIG. 8 is a front view of the positioning mechanism with the hook lowered.
FIG. 9 is a perspective view of an inner jig, an inner plate, and an outer plate.
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a controller.
FIG. 11 is a flowchart showing a method of performing welding using the welding system according to the present embodiment.
FIG. 12 is a schematic diagram showing a welding path.
FIG. 13 is a schematic view showing a state in which welding is performed while pressing an outer plate with an attachment.
FIG. 14 is a schematic diagram showing a welding line, a contact point, a reference point, and a welding point.
FIG. 15 is a perspective view of a fuel tank having a flange portion.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Welding system 10a ... Welding jig 10b ... Jig robot 10c ... Welding robot 10d ... Controller 12 ... Fuel tank 14 ... Outer plate 16 ... Inner plate 15 ... End part 18 ... Outer jig 20 ... Inner jig 22 ... Lower support member 24 ... Attachment 26 ... Clamp arm 28 ... Cylinder 36 ... Filling port 44 ... Positioning mechanism 50 ... Cylindrical body 56 ... Spring receiving plate 58 ... Screw groove 60 ... Adjusting nut 62 ... Washer 64 ... Spring 66 ... Ball 68 ... Contact part 82 ... Knob 84 ... End stopper 88 ... Insert member 90 ... Rod 94 ... Hook 94a ... Projection part 94b ... Long hole 94c ... Swing hole 106, 106a ... Pressing plate 108 ... Connection lever 110 ... Connection hook 120 ... Contact part 124 ... weld bead B, Q1-Q12 ... point V ... welding line M ... welding point P ... contact point L0, 1 ... distance

Claims (5)

1つまたは複数のアタッチメントを備え、自動二輪車の燃料タンクに対して前記アタッチメントを当接および離間させる複数の開閉機構を用いて、前記燃料タンクを溶接する溶接方法であって、
前記開閉機構により前記アタッチメントを前記燃料タンクに当接させて前記燃料タンクを保持するステップと、
溶接が行われる溶接点が溶接線に沿って移動する際に、前記溶接点が接近する順に、前記開閉機構により前記燃料タンクから前記アタッチメントを離間させるステップと、
を有することを特徴とする溶接方法。
A welding method comprising one or a plurality of attachments, and welding the fuel tank using a plurality of opening / closing mechanisms for bringing the attachment into contact with and separating from the fuel tank of a motorcycle,
Holding the fuel tank by bringing the attachment into contact with the fuel tank by the opening and closing mechanism;
Separating the attachment from the fuel tank by the opening / closing mechanism in the order in which the welding points approach when the welding point to be welded moves along the weld line;
A welding method characterized by comprising:
請求項1記載の溶接方法において、
前記アタッチメントは、弾性体を介して前記燃料タンクを保持することを特徴とする溶接方法。
The welding method according to claim 1,
The welding method, wherein the attachment holds the fuel tank via an elastic body.
請求項1または2記載の溶接方法において、
前記燃料タンクは、端部が内方に狭まった外側板と、
前記外側板と溶接される内側板と、
を有し、
前記アタッチメントは、前記外側板の端部外面と前記内側板の端部内面とを重ね合わせ、若しくは、前記外側板の端部と前記内側板の端部とを突き合わせた状態で保持することを特徴とする溶接方法。
The welding method according to claim 1 or 2,
The fuel tank has an outer plate whose end is narrowed inward,
An inner plate welded to the outer plate;
Have
The attachment holds the outer surface of the outer plate and the inner surface of the inner plate, or holds the end of the outer plate and the end of the inner plate in contact with each other. Welding method.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の溶接方法において、
前記アタッチメントと前記燃料タンクとの当接点と最も接近した溶接線上の基準点に対して、前記溶接点が前記基準点まで20[mm]以下の距離に接近したときに、前記開閉機構により前記燃料タンクから前記アタッチメントを離間させることを特徴とする溶接方法。
In the welding method of any one of Claims 1-3,
When the welding point approaches a distance of 20 [mm] or less from the reference point on the weld line closest to the contact point between the attachment and the fuel tank, the fuel is opened by the opening / closing mechanism. A welding method characterized in that the attachment is separated from the tank.
端部が内方に狭まった外側板と、
前記外側板と溶接される内側板と、
を有する自動二輪車の燃料タンクを溶接するための溶接システムであって、
1つまたは複数のアタッチメントを備え、自動二輪車の燃料タンクに対して前記アタッチメントを当接および離間させる複数の開閉機構と、
溶接を行う自動動作可能な溶接機と、
前記開閉機構および前記溶接機に接続されるコントローラと、
を有し、
前記コントローラは、前記開閉機構により前記アタッチメントを前記燃料タンクに当接させて前記燃料タンクを保持させた後、
前記溶接機により溶接が行われる溶接点の位置と、前記アタッチメントの位置とを判断し、前記溶接点の前記アタッチメントに対する相対的な位置が所定の基準を満たすときに、前記開閉機構の少なくとも1つを動作させ、前記アタッチメントを前記燃料タンクから離間させることを特徴とする溶接システム。
An outer plate with the end narrowed inward,
An inner plate welded to the outer plate;
A welding system for welding a fuel tank of a motorcycle having
A plurality of opening / closing mechanisms comprising one or a plurality of attachments, wherein the attachments abut against and separate from the fuel tank of the motorcycle;
An automatically operable welder for welding,
A controller connected to the opening / closing mechanism and the welding machine;
Have
The controller holds the fuel tank by bringing the attachment into contact with the fuel tank by the opening and closing mechanism,
A position of a welding point where welding is performed by the welder and a position of the attachment are determined, and when a relative position of the welding point with respect to the attachment satisfies a predetermined reference, at least one of the opening / closing mechanisms The welding system is operated to move the attachment away from the fuel tank.
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