JP4359060B2

JP4359060B2 - 溶接治具

Info

Publication number: JP4359060B2
Application number: JP2003068944A
Authority: JP
Inventors: 和博桑田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-03-13
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2023-03-13
Also published as: JP2004276052A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車体サイドパネルのような２枚のパネルを溶接で貼り合せる作業に用いる溶接治具及びそれの交換方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、従来２枚のパネルを溶接で貼り合せる作業に適した治具が各種提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３３２７１０８号公報（第７−８頁、図１）
【０００４】
図１１は特許文献１の再掲図であり、１０はアウタパネル、１４は組立治具、２４は第１クランプ装置４４はロケータ（以上特許文献１段落番号［００３８］参照）、１２はインナパネル、４８はクランプ装置、５２は位置決め部材（以上特許文献１段落番号［００４１］参照）である。
【０００５】
そして、先ず、アウタパネル１０を、ロケータ４４で位置決めし、第１クランプ装置２４でクランプする。次に、インナパネル１２を載せ、位置決め部材５２で位置決めし、クランプ装置４８でクランプする。その上で、両パネル１０、１２を図示せぬ可搬式のスポット溶接装置で溶接し、一体化するというものである。
組立治具１４へのパネル１０、１２の搬入は、人手により実施する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記パネル１０、１２は、例えばキャブオーバー型トラックのキャブにおける後壁（特許文献１段落番号［０００７］第１〜２行参照）である。この後壁は、車種が変われば、縦横寸法や位置決め位置が変わるため、原則としてワークの種類だけ、前記組立装置１４を多数個設置しなければならない。溶接場の床面積に限りがあるので、多数個の組立装置を設置することは好ましくない。
【０００７】
多様のサイズのワークを１基の治具装置で対応させることができれば、それに超したことはない。しかし、そのためには組立治具１４は極めて複雑な装置に構造を変更しなければならず、高価な物となる。
【０００８】
また、組立装置１４へ、パネル１０、１２を人手で搬入するため、作業者の負担はそれ程軽くはならない。パネル１０、１２をロボットハンドで移動することは可能であるが、ロボットハンドに対応させるべく組立装置１４の構造を直す必要がある。
【０００９】
これらに対応させるべく本発明の目的は、ロボットハンドでパネルを搬入することを前提とし、構造が比較的単純であって複数のサイズのパネルに対応可能な溶接治具の交換方法及び溶接治具を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、交換用治具置き場と第１・第２の部材の取付け場と第１・第２の部材の溶接場とをこの順若しくは逆順に移動する台車に分離可能に連結され、第１の部材に第２の部材を沿わせて両部材を溶接で一体化する作業に用いる溶接治具であって、溶接治具は、第１の部材を抑える第１クランプ及び第１の部材に添えた第２の部材を抑える第２クランプを備える基盤と、第２の部材を抑える第３クランプを備え、ロボットハンドに取外し可能に取付け、部品置き場から前記基盤まで第２の部材を移動する移動盤と、移動盤又は基盤から延ばした複数本のシリンダユニットと、基盤又は移動盤に備え、シリンダユニットのピストンロッドの先端を受ける受け座及びピストンロッドの先端部を固定するロック機構とからなり、非溶接作業時には、基盤に、シリンダユニット、受け座及びロック機構を介して、移動盤を一体化することにより治具セット化し、基盤と移動盤をセットで一括管理できるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
簡単な構造の基盤と、同様に簡単な構造の移動盤とで治具セットを構成する。構造が簡単であるから治具セットは安価であり、ワークの種類に対応させて複数個の治具セットを容易に準備することができる。
【００１２】
このときに、ロボットハンドに取付ける移動盤と、ロボットハンドには取付けない基盤との保管が問題となる。すなわち、複数個の移動盤及び基盤を保管するための保管場所の床面積が大きくなることと、移動盤が基盤から離れて、使い勝手は悪くなるという課題が残る。
【００１３】
請求項１では、非溶接作業時には、基盤に、シリンダユニット、受け座及びロック機構を介して、移動盤を一体化することにより治具セット化することができる。
基盤と移動盤をセットで一括管理できるので、保管場所が圧縮することができると共に、基盤から移動盤が分離することがないので、使い勝手がよくなる。
【００１４】
請求項２は溶接治具の交換方法であり、請求項１記載の溶接治具を用いて、交換用治具置き場、第１・第２の部材の取付け場、第１・第２の部材の溶接場の順若しくは逆順に移動可能にし、非溶接作業時には、部材の取付け場において、基盤に、シリンダユニット、受け座及びロック機構を介して、移動盤を一体化し、ロボットハンドを第２の部材から分離して待機させ、一体化した基盤及び移動盤を交換用治具置き場へ移動し、この治具置き場で新旧の治具セットを交換し、新たな治具セットを部材の取付け場へ戻し、部材の取付け場において新たな治具セットの移動盤にロボットハンドを連結し、新たな治具セットにおけるロック機構を解放し、シリンダユニットのピストンロッドを後退させることで、次の溶接作業に備えることを特徴とする。
【００１５】
新旧の治具セットの交換は簡単である。すなわち、第１・第２の部材の取付け場でロボットハンドを巧みに活用しながら、基盤に移動盤を一体化することにより治具セット化し、この治具セットを交換用治具置き場へ移動し、そこで新しい治具セットと交換し、新しい治具セットを部材の取付け場に戻し、この新しい治具セットの移動盤をロボットハンドに接続すれば、次の溶接作業に備えることができる。
【００１６】
基盤に移動盤を連結するための部材であるシリンダユニット、受け座及びロック機構の全てを、基盤と移動盤とに常備したので、治具セットの一体化、分解を繰り返しても、シリンダユニット、受け座又はロック機構を紛失する心配が無く、溶接治具の交換を円滑に且つ効果的に実施することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る溶接ラインのレイアウト図であり、溶接ライン１０には、交換用治具置き場１１、部材の取付け場１２及び部材の溶接場１３を配置してなり、本発明の溶接治具２０を例えばレール１４上を走向する台車１５に載せることで移動可能にし、交換用治具置き場１１で新旧治具の交換を行い、部材の取付け場１２で部材の取込みを行い、部材の溶接場１３で部材の溶接を行う。１６は溶接ロボットである。その他の構成の詳細は以下に順に説明する。
【００１８】
図２は本発明に係る溶接治具の分解斜視図であり、溶接治具２０は、第１の部材としてのアウタパネル２１を抑える第１クランプ２２・・・（・・・は複数を示す。以下同じ）及びアウタパネル２１に添えた第２の部材としてのインナパネル２３Ａ、２３Ｂ（図ではまだ添えていない）を抑える第２クランプ２４・・・を備える基盤２５と、この基盤２５を支える支持フレーム２６と、インナパネル２３Ａ、２３Ｂを抑える第３クランプ２７・・・を備え、ロボットハンド２８、２８に取外し可能に取付け、部品置き場２９から基盤２５までインナパネル２３Ａ、２３Ｂを移動する移動盤３１、３１と、後述する基盤−移動盤連結機構とからなる。
【００１９】
基盤２５と支持フレーム２６を別個に製造し、支持フレーム２６に基盤２５をボルトなどの締結部品で取付けるが、実質的に一体物であるため、一体化して全部を基盤にすることは差し支えない。
【００２０】
図３は本発明に係る基盤−移動盤連結機構の斜視図であり、基盤−移動盤連結機構４０は、移動盤３１から延ばしたシリンダユニット４１と、支持フレーム２６（又は基盤２５）に備え、ピストンロッド４２の先端を受ける受け座４３及びピストンロッドの先端部４４を固定するロック機構５０とからなる。
【００２１】
シリンダユニット４１、受け座４３及びロック機構５０は、ワーク（アウタパネルやインナパネル）に干渉しない位置に設ける。
なお、本実施例とは逆に、シリンダユニット４１を支持フレーム２６（又は基盤２５）から延ばし、受け座４３及びロック機構５０を移動盤３１側に設けることは差し支えない。
【００２２】
図４は図３の４矢視図であり、本発明に係るロック機構の構成図である。
ロック機構５０は、ベース５１にブラケット５２を立て、このブラケット５２に受け座４３を取付け、この受け座４３からロケートピン（位置決めピン）５４を立て、ブラケット５２にロックアーム５５及び駆動アーム５６を揺動可能にピン５７〜５９で止めると共に、駆動アーム５６をアクチュエータ６１で揺動させるように構成した機構である。
【００２３】
ピストンロッドの先端部４４を受け座４３に当接したのち、ロックアーム５５で先端部４４の鍔６３を抑えることで、受け座４３に先端部４４をロックすることができる。６２は近接スイッチであり、この近接スイッチ６２で鍔６３を検出させることができる。
【００２４】
図５は図４の作用図であり、アクチュエータ６１を作動させて、駆動アーム５６をくに字に折曲げることにより、ロックアーム５５を図反時計回りに揺動させる。すると、ロックが解けて、受け座４３からピストンロッドの先端部４４を分離することができる。先端部４４が離れたことは近接スイッチ６２で検知させることができる。
【００２５】
以上の構成からなる溶接治具の総合的作動を次に説明する。なお、溶接時の作動を図６、図７で説明し、非溶接時（治具交換時）の作動を図８〜図１０で説明する。
【００２６】
図６は溶接時の作動説明図（その１）であり、部材取付け場１２に台車１５、支持フレーム２６及び基盤２５を配置し、図示せぬロボットにより、アウタパネル２１を基盤２５に当て、第１クランプ２２・・・で固定する。この段階では第２クランプ２４・・・は解放状態のままとする。
また、ロボットハンド２８、２８の作動により、移動盤３１、３１に第３クランプ２７・・・により固定したインナパネル２３Ａ、２３Ｂを基盤２５に臨ませるとともに、白抜き矢印のごとく移動盤３１、３１を前進させる。
【００２７】
図７は溶接時の作動説明図（その２）であり、アウタパネル２１にインナパネル２３Ａ、２３Ｂを重ね、第２クランプ２４・・・でインナパネル２３Ａ、２３Ｂを基盤２５側にクランプしたら、第３クランプ２７・・・を解放し、移動盤３１、３１を後退させ、待機させる。
【００２８】
そして台車１５を走向させ、部材の溶接場１３へ向かわせ、そこで所定の溶接を実施する。以上の要領でアウタパネル２１にインナパネル２３Ａ、２３Ｂを溶接し、一体化することができる。
【００２９】
次に、非溶接時に実施する治具交換の要領を説明する。
図８が本発明に係る治具交換の説明図（その１）であり、非溶接時であるから、基盤２５、移動盤３１、３１共に空（ワーク無し）である。この状態で、ロボットハンド２８、２８を作動させて、矢印のごとく、基盤２５に移動盤３１、３１を接近させる。予め若しくは移動中にシリンダユニット４１・・・のピストンロッド４２は伸ばしておく。
【００３０】
そして、ピストンロッド４２・・・の先端を、受け座４３・・・に当てる。次に、図４に示したごとく、先端部４４をロック機構５０により受け座４３にロックする。これで、ロボットハンド２８、２８を移動盤３１、３１から外すことができる条件が整ったことになる。
【００３１】
図９が本発明に係る治具交換の説明図（その２）であり、ロボットハンド２８、２８を移動盤３１、３１から外した状態を示す。この状態では、基盤−移動盤連結機構４０・・・により、基盤２５と移動盤３１、３１とがセットで台車１５に載った形態となる。この後、台車１５、支持フレーム２６共に基盤２５及び移動盤３１、３１を交換用治具置き場へ移動する。
【００３２】
図１０が本発明に係る治具交換の説明図（その３）であり、図示せぬクレーンを用いて、台車１５から矢印のごとく支持フレーム２６共に基盤２５及び移動盤３１、３１からなる治具セット６５を外し、代わりに矢印のごとく新しい支持フレーム２６共に基盤２５及び移動盤３１、３１からなる治具セット６６を台車１５に載せる。
これで、新旧の治具セット６５．６６が交換できた。台車１５ごと部材の取付け場へ戻すことで、次の溶接作業に移行できる。
【００３３】
尚、シリンダユニット４１は、エアシリンダ、油圧シリンダ、電動シリンダ又は同等の機器であれば構造や種類は問わない。
第１・第２の板状部材は、車両サイドパネル、ドアパネル、トランクリッドなど、種類は問わない。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１では、簡単な構造の基盤と、同様に簡単な構造の移動盤とで治具セットを構成する。構造が簡単であるから治具セットは安価であり、ワークの種類に対応させて複数個の治具セットを容易に準備することができる。
【００３５】
このときに、ロボットハンドに取付ける移動盤と、ロボットハンドには取付けない基盤との保管が問題となる。すなわち、複数個の移動盤及び基盤を保管するための保管場所の床面積が大きくなることと、移動盤が基盤から離れて、使い勝手は悪くなるという問題が残る。
【００３６】
請求項１では、非溶接作業時には、基盤に、シリンダユニット、受け座及びロック機構を介して、移動盤を一体化することにより治具セット化することができる。
基盤と移動盤をセットで一括管理できるので、保管場所が圧縮することができると共に、基盤から移動盤が分離することがないので、使い勝手がよくなる。
【００３７】
請求項２の溶接治具の交換方法によれば、新旧の治具セットの交換は簡単である。すなわち、第１・第２の部材の取付け場でロボットハンドを巧みに活用しながら、基盤に移動盤を一体化することにより治具セット化し、この治具セットを交換用治具置き場へ移動し、そこで新しい治具セットと交換し、新しい治具セットを部材の取付け場に戻し、この新しい治具セットの移動盤をロボットハンドに接続すれば、次の溶接作業に備えることができる。
【００３８】
基盤に移動盤を連結するための部材であるシリンダユニット、受け座及びロック機構の全てを、基盤と移動盤とに常備したので、治具セットの一体化、分解を繰り返しても、シリンダユニット、受け座又はロック機構を紛失する心配が無く、溶接治具の交換を円滑に且つ効果的に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る溶接ラインのレイアウト図
【図２】本発明に係る溶接治具の分解斜視図
【図３】本発明に係る基盤−移動盤連結機構の斜視図
【図４】図３の４矢視図であり、本発明に係るロック機構の構成図
【図５】図４の作用図
【図６】溶接時の作動説明図（その１）
【図７】溶接時の作動説明図（その２）
【図８】本発明に係る治具交換の説明図（その１）
【図９】本発明に係る治具交換の説明図（その２）
【図１０】本発明に係る治具交換の説明図（その３）
【図１１】特許文献１の再掲図
【符号の説明】
１０…溶接ライン、１１…交換用治具置き場、１２…部材の取付け場、１３…部材の溶接場、１５…台車、２０…溶接治具、２１…第１の部材としてのアウタパネル、２２…第１クランプ、２３Ａ、２３Ｂ…第２の部材としてのインナパネル、２４…第２クランプ、２５…基盤、２７…第３クランプ、２８…ロボットハンド、３１…移動盤、４０…基盤−移動盤連結機構、４１…シリンダユニット、４２…ピストンロッド、４３…受け座、４４…ピストンロッドの先端部、６５、６６…治具セット。

Claims

交換用治具置き場と第１・第２の部材の取付け場と第１・第２の部材の溶接場とをこの順若しくは逆順に移動する台車に分離可能に連結され、第１の部材に第２の部材を沿わせて両部材を溶接で一体化する作業に用いる溶接治具であって、
前記溶接治具は、第１の部材を抑える第１クランプ及び第１の部材に添えた第２の部材を抑える第２クランプを備える基盤と、
第２の部材を抑える第３クランプを備え、ロボットハンドに取外し可能に取付け、部品置き場から前記基盤まで第２の部材を移動する移動盤と、
前記移動盤又は基盤から延ばした複数本のシリンダユニットと、
前記基盤又は移動盤に備え、前記シリンダユニットのピストンロッドの先端を受ける受け座及びピストンロッドの先端部を固定するロック機構とからなり、
非溶接作業時には、前記基盤に、前記シリンダユニット、受け座及びロック機構を介して、前記移動盤を一体化することにより治具セット化し、基盤と移動盤をセットで一括管理できるようにしたことを特徴とする溶接治具。
請求項１記載の溶接治具を用いて、
非溶接作業時には、前記部材の取付け場において、基盤に、前記シリンダユニット、受け座及びロック機構を介して、前記移動盤を一体化し、ロボットハンドを第２の部材から分離して待機させ、一体化した基盤及び移動盤を前記交換用治具置き場へ移動し、この治具置き場で新旧の治具セットを交換し、新たな治具セットを部材の取付け場へ戻し、部材の取付け場において新たな治具セットの移動盤にロボットハンドを連結し、新たな治具セットにおけるロック機構を解放し、前記シリンダユニットのピストンロッドを後退させることで、次の溶接作業に備えることを特徴とする溶接治具の交換方法。