JP4100314B2 - Work positioning apparatus and work positioning method - Google Patents
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この発明は、ワークを位置決め固定するワーク位置決め装置およびワーク位置決め方法に関する。 The present invention relates to a workpiece positioning device and a workpiece positioning method for positioning and fixing a workpiece.
ワーク位置決め装置として、例えば下記特許文献1には、自動車の車体パネル部品を位置決め固定するものが記載されている。
ところで、自動車における車体側面を構成するサイドパネルなどの車体パネル部品は、インナパネルとアウタパネルとを溶接にて接合して構成するが、この溶接作業時には各パネルを作業位置にて位置決め固定する必要がある。 By the way, body panel parts such as side panels that constitute the side surface of a vehicle body in an automobile are configured by joining an inner panel and an outer panel by welding, and it is necessary to position and fix each panel at a working position during this welding operation. is there.
この場合、通常では、ワークに設けた位置決め孔に挿入する位置決めピンのほかに、ワークを受けるためにパネル形状に形成したゲージ部と、エアシリンダなどで駆動するクランプアームとでワークをクランプ固定するクランプ機構を別途設けている。 In this case, normally, in addition to the positioning pin inserted into the positioning hole provided in the workpiece, the workpiece is clamped and fixed by a gauge portion formed in a panel shape for receiving the workpiece and a clamp arm driven by an air cylinder or the like. A clamping mechanism is provided separately.
ところが、上記したような位置決めピンのほかにクランプ機構を別途備えたワーク位置決め装置では、溶接作業などのワークに対する加工作業時に、特にエアシリンダなどを備えて大きなスペースを必要とするクランプ機構が邪魔になり、溶接ガンなどの加工具の可動範囲が規制されて加工作業性の悪化を招いている。 However, in the workpiece positioning device that is additionally provided with a clamping mechanism in addition to the positioning pin as described above, a clamping mechanism that requires a large space, particularly with an air cylinder, is a hindrance when processing workpieces such as welding operations. As a result, the movable range of a processing tool such as a welding gun is restricted, resulting in deterioration of workability.
そこで、この発明は、位置決め後の加工作業性の悪化を招くことなく、ワークの位置決めを行えるようにすることを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to enable positioning of a workpiece without causing deterioration of workability after positioning.
前記目的を達成するために、この発明は、車体パネル(1)にあらかじめ固定してあるドア取付用のナット(5)のねじ孔(5a)に挿入して固定することで前記車体パネル(1)を作業位置にて位置決め固定する位置決めピン(9)を備える位置決め装置であって、この位置決めピン(9)に、前記ナット(5)に締結するねじ部(9c)を設けた構成としてある。 In order to achieve the above object, the present invention inserts and fixes the vehicle body panel (1) into a screw hole (5a) of a door mounting nut (5) fixed in advance to the vehicle body panel (1). ) Is positioned at the work position, and is provided with a screw part (9c) that is fastened to the nut (5) .
この発明によれば、位置決めピンのねじ部を、車体パネルにあらかじめ固定してあるドア取付用のナットのねじ孔に締結して固定することで、車体パネルを作業位置にて位置決め固定するので、位置決め装置として、位置決めピンのほかに、別途クランプ機構が不要となり、位置決め固定した状態でのワークに対する加工作業が容易となる。 According to the invention, the threaded portion of the positioning pin, by fixing by fastening the screw hole of the nut of the door mounting that is previously fixed to the vehicle body panel, since the vehicle body panel for positioning and fixing in the working position, As a positioning device, in addition to the positioning pin, a separate clamping mechanism is not required, and the work on the workpiece in a fixed state is facilitated.
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、この発明の第1の実施形態を示すワーク位置決め装置の断面図で、図2は、その全体を示す斜視図である。 FIG. 1 is a sectional view of a work positioning apparatus showing a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing the whole.
ここでのワークWは、自動車用車体パネル部品であるサイドパネルを構成するインナパネル1およびアウタパネル3であり、これら両者相互を溶接固定する際に、ワークWを位置決め固定する。インナパネル1のアウタパネル3と反対側の上面には、図示しないドアを取り付けるためのドア取付用のナット5をあらかじめ溶接により固定してあり、このナット5のねじ孔5aに対応して、インナパネル1には位置決め孔1aを、アウタパネル3には貫通孔3aを、それぞれ形成してある。
The work W here is an
インナパネル1の位置決め孔1aの内径は、ナット5のねじ孔5aの内径より大きく、さらにアウタパネル3の貫通孔3aの内径は、インナパネル1の位置決め孔1aの内径より大きくなっている。
The inner diameter of the
上記した位置決め装置は、ガイドハウジング7の先端面7aから位置決めピン9が突出している。位置決めピン9は、先端部に先端側ほど細くなる円錐形状のガイド部9aを備え、このガイド部9aからさらに基部側に、ピン部9bおよび、前記したナット5に締結するねじ部9cをそれぞれ備えている。ねじ部9cのさらに基部側には、インナパネル1の位置決め孔1aとほぼ同径かやや大径でこの位置決め孔1aに嵌合する位置決め部9dを備えている。
In the positioning device described above, the
また、ガイドハウジング7の先端面7aは、平坦となってアウタパネル3を載置するワーク受け面となっている。
Further, the
図3は、上記した位置決め装置の断面図で、ガイドハウジング7は、上部に位置するガイドシャフト部11と、ガイドシャフト部11の下部に位置するハウジング本体部13とを備え、ハウジング本体部13をベース部14上に固定してある。ガイドシャフト部11内には、ガイド孔11aを形成し、このガイド孔11a内に、前記した位置決めピン9の位置決め部9dを含む基部側を移動可能に挿入してある。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the positioning device described above. The guide housing 7 includes a
ガイド孔11a内における位置決めピン9の下端部には、ガイド孔11a内に上下動および回転可能に収容してある可動シャフト15の上端を、連結ピン17を介して連結している。可動シャフト15とガイド孔11aとの間には、ガイドブッシュ19を介装し、可動シャフト15はこのガイドブッシュ19に対して摺動する。
The lower end of the
可動シャフト15の下端は、前記したハウジング本体部13の内部に突出し、この突出端部には、可動シャフト15を位置決めピン9とともに回転させるサーボモータ21を連結する。サーボモータ21は、ハウジング本体部13内にて上下方向に延長して配置してあるガイドレール23に沿って移動可能である。また、可動シャフト15のハウジング本体部13内に突出した部分には、雄ねじ部15aを形成し、この雄ねじ部15aに螺合するガイドナット25を、ハウジング本体部13内に固定する。
The lower end of the
すなわち、上記したサーボモータ21の駆動により可動シャフト15が回転することで、ハウジング本体部13に固定してあるガイドナット25に対して雄ねじ部15aが回転するので、サーボモータ21がガイドレール23に沿って移動し、これとともに、可動シャフト15および位置決めピン9も一体となって、ガイドハウジング7に対して上下動する。
That is, when the
図4は、前記したワークWを位置決め固定した状態を示す平面図で、フロントピラー27の下部における位置決め部位F1,F2および、センタピラー29の下部における位置決め部位S1,S2には、図5に拡大して示すように、前記図1に示したドア取付用のナット5が、それぞれ2個ずつ固定してある。これら2個ずつのナット5のうちの一つを利用して、上記説明した本実施形態の位置決め装置を使用してワークWの位置決め固定を行う。
4 is a plan view showing a state in which the workpiece W is positioned and fixed. The positioning portions F1 and F2 in the lower portion of the
ワークWにおける上記した各位置決め部位F1,F2およびS1,S2以外の他の適宜部位に対しては、従来から使用している、ワークを載置するゲージ部と、エアシリンダなどで駆動するクランプアームとでワークをクランプ固定するクランプ機構31によってワークWを位置決め固定する。
For the appropriate positions other than the above-described positioning parts F1, F2 and S1, S2 in the work W, a conventionally used gauge part for placing the work and a clamp arm driven by an air cylinder or the like The workpiece W is positioned and fixed by the
また、位置決めピン9に隣接した位置には、アウタパネル3を位置決めするためのアウタパネル位置決めピン33を設けてあり、このアウタパネル位置決めピン33が挿入されるアウタパネル位置決め孔3bをアウタパネル3に形成する。さらに、アウタパネル位置決め孔3bに対応して、インナパネル1には、アウタパネル位置決め孔3bより内径が大きい貫通孔1bを形成する。なお、上記したインナパネル位置決めピン33は、図4,図5では省略している。
Further, an outer panel positioning
次に作用を説明する。まず、アウタパネル3の位置決めを行うが、この位置決めは、図6に示すように、アウタパネル3の位置決め孔3bにアウタパネル位置決めピン33を挿入する。これと同時に、アウタパネル3の貫通孔3aに位置決めピン9を挿入し、アウタナパネル3をガイドハウジング7の先端面7aに載置する。このとき位置決めピン9は、ねじ部9cをガイドハウジング7内に入り込ませた後退位置としておく。
Next, the operation will be described. First, the
図6の状態から、図7に示すように、インナパネル1をアウタパネル3の上に載せる。このとき、位置決めピン9先端のガイド部9aからピン部9bを、インナパネル1の位置決め孔1aを経てナット5のねじ孔5aに挿入する。これと同時に、アウタパネル位置決めピン33をインナパネル1の貫通孔1bに挿入する。この状態から、前記図3に示してあるサーボモータ21を駆動して、図8に示すように、位置決めピン9を回転させ、そのねじ部9cをナット5に締結していく。
From the state of FIG. 6, the
ねじ部9cのナット5への締結作業が完了すると、前記図1に示すように、ねじ部9cより大径の位置決め部9dがインナパネル1の位置決め孔1aに嵌合するとともに、位置決め部9dの上端がナット5に当接し、これによりインナパネル1を含むワークWの位置決め固定作業が完了する。
When the fastening operation of the
図9は、前記図4,図5における位置決め部位F1,F2を拡大して示した斜視図で、各位置決め部位F1,F2における一方のナット5から、位置決めピン9の先端が突出しているのがわかる。
FIG. 9 is an enlarged perspective view of the positioning portions F1 and F2 in FIGS. 4 and 5. The tip of the
このように、アウタパネル3をアウタパネル位置決めピン33によって位置決めするとともに、インナパネル1を位置決めピン9によって位置決め固定することで、インナパネル1とアウタパネル3との相対位置も位置決めされ、この状態で、図示しない例えば溶接用ロボットを用いて、必要箇所を適宜溶接固定する。
In this way, the
上記したワークWに対する位置決め固定は、ねじ部9cを備えた位置決めピン9を用い、その位置決め部9dによってインナパネル1を位置決めするとともに、ねじ部9cによってインナパネル1を固定している。
The positioning and fixing of the workpiece W described above uses the
このため、位置決め装置として、位置決めピン9のほかに、ワークWを固定するためのゲージ部およびクランプ部を備えるクランプ機構を別途設ける必要がないことから、溶接作業にて使用するロボットのアームなどが、これらによって邪魔されることがなく、位置決め固定した状態でのワークWに対する加工作業が容易となる。
For this reason, since it is not necessary to separately provide a clamp mechanism including a gauge part and a clamp part for fixing the workpiece W in addition to the
図10は、この発明の第2の実施形態を示すワーク位置決め装置の断面図である。この実施形態は、前記図1のねじ部9cを備えた位置決めピン9に代えて、クランプ爪37を備えた位置決めピン35を使用している。この位置決めピン35は、内部に形成したスリット35a内にクランプ爪37を移動可能に収容している。
FIG. 10 is a cross-sectional view of a work positioning apparatus showing a second embodiment of the present invention. In this embodiment, a
クランプ爪37は、図示しない駆動機構例えばエアシリンダなどによって、スリット35a内を、図10にて示すクランプ位置と、図10の状態からスリット35a内に入り込むアンクランプ位置との間を移動可能である。
The
上記したクランプ爪37の移動は、クランプ爪37の基部側にカム溝を設け、このカム溝に、位置決めピン35側に固定した図示しないカムピンを挿入する構成とし、この状態でクランプ爪37をエアシリンダなどによって上方に移動させることで、上記カムピンがカム溝内を相対移動してクランプ爪37をスリット35a内に入り込ませる。逆に、クランプ爪37をエアシリンダなどによって下方に移動させることで、上記カムピンがカム溝内を相対移動して、その先端の爪部37aにてナット5を下方に向けて押し付け、これによりワークWを位置決め固定する。
The movement of the
このような位置決めピン35は、先端の先細となるガイド部35bからナット5のねじ孔5aに挿入されるピン部35cを有し、さらにその下部には、ピン部35cより大径のワーク受け部35dを備えている。このワーク受け部35dの先端面35eが、インナパネル3を載置するワーク受け面となる。
Such a
また、インナパネル1およびアウタパネル3には、ナット5のねじ孔5aに対応して位置決め孔1aおよび、位置決め孔1aより大径の貫通孔3aを、それぞれ設けてある。位置決め孔1aは、位置決めピン35のピン部35cよりやや大径としてインナパネル1の位置決めを行う。アウタパネル3の位置決めについては、図示していないが、図1に示したアウタパネル位置決めピン33を用いて行う。
The
この実施形態においても、前記した第1の実施形態と同様に、まずアウタパネル3を前記図6と同様にして位置決めする。このときアウタパネル3は、位置決めピン35のピン部35cが貫通孔3aに挿入されてワーク受け部35dの先端面35eに載置される。その後、アウタパネル3の上にインナパネル1を載せるが、このときピン部35cを、位置決め孔1aを経てナット5のねじ孔5aに挿入する。このとき、クランプ爪37は、位置決めピン35のスリット35a内に入り込んだアンクランプ位置としておく。
Also in this embodiment, as in the first embodiment, the
次にクランプ爪37を、図10のようにスリット35aから突出させてクランプ位置とすることで、クランプ爪37の爪部37aがナット5を下方に押し付け、爪部37aとワーク受け部35dの先端面35eとの間でワークWをクランプ固定し、これによりワークWに対する位置決め固定作業が完了する。
Next, as shown in FIG. 10, the
したがって、この実施形態においても、位置決め装置として、クランプ爪37を備える位置決めピン35のほかに、ワークWを固定するためのゲージ部およびクランプ部を備えるクランプ機構を別途設ける必要がないことから、溶接作業にて使用するロボットのアームなどが、これらによって邪魔されることがなく、位置決め固定した状態でのワークWに対する加工作業が容易となる。
Therefore, in this embodiment, in addition to the
W ワーク
1 インナパネル(車体パネル)
1a 位置決め孔
5 ドア取付用のナット
5a ナットのねじ孔
7 ガイドハウジング
7a,35e 先端面(ワーク受け面)
9,35 位置決めピン
9c ねじ部
9d 位置決め部
37 クランプ爪
9, 35
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