JP4540759B2 - Work positioning device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ溶接機や精密加工機等に使用されるワーク位置決め装置に関するもので、より詳しくは、テーブル上で平板状ワークの端面同士を突き合わせて位置決めする場合の位置決め部材を改良したものである。
【0002】
【従来の技術】
たとえばレーザ溶接により鋼板の突合せ溶接をする場合、図5および図6に示すように、一対のワーク1,2を位置決めしてセットし得るセット部を並設したテーブル3を水平方向にスライド自在に設け、レーザ加工機11の真下に位置する(紙面では右側の)セット部の第一ワーク1と第二ワーク2の溶接を実行する間に、他方の(紙面では左側の)セット部から溶接済みワークを搬出するとともに新たなワーク1,2の搬入を行う。レーザ加工機11は、図6に符号Lで示した溶接線に沿ってトーチを移動させ、ワーク1,2の突合せ位置を溶接する。そして、前記溶接が終了すると、テーブル3を鎖線で示される位置に移動させて、溶接済みワークの搬出と新たなワークの搬入を行い、その間に前記他方のセット部のワーク1,2の溶接を実行する。
【0003】
第一ワーク1と第二ワーク2は、たとえば板厚の異なる矩形の薄板鋼板で、テーブル3上の定位置で両者の端面同士を突き合わせて位置決めされる。図7に従って説明するならば、テーブル3には突合せ溶接の溶接線Lに対応して作業溝4が形成されており、作業溝4の両端部に位置決めピン12が立設されてある。このピン12は一般に円柱形で、その側面が溶接線Lを含む垂直平面に接する位置関係にある。そして、テーブル3上に幅広で板厚の大きい第一ワーク1を図示しないクランパで押し付けてテーブル3上を作業溝4の方向にスライドさせ、第一ワーク1の先端面をピン12の側面に当接させ、第一ワーク1の先端面を溶接線Lに合わせる。次に、第二ワーク2をテーブル3上に別のクランパで押し付け、テーブル3上を作業溝4の方向にスライドさせて、第二ワーク2の先端面を第一ワーク1の先端面に突き当てる。このようにして、第一ワーク1と第二ワーク2の突合せ位置を溶接線Lに合致させる。この後、溶接線Lに沿ってワーク1,2の突合せ溶接が実行される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
テーブル3上の2枚のワーク1,2の突合せ位置が溶接線Lと正確に一致していないと溶接不良の原因となる。ところが、板厚1mm前後の薄肉鋼板のようなワーク1,2には歪みによる反りがある場合もあり、ワーク1,2をテーブル3上でスライドさせて端面同士を突き当てる方法では図8に示すような位置決め不良が発生することがある。すなわち、図8(A)に示すように、第一ワーク1が上向きに反っている場合、第二ワーク2を第一ワーク1に突き合わせようとしても第一ワーク1の下に潜り込んでしまうことがある。また、図8(B)に示すように、第一ワーク1が下向きに反っている場合、第二ワーク2を第一ワーク1に突き合わせようとしても第二ワーク2が第一ワーク1の上に乗り上げてしまうことがある。
【0005】
そこで、本発明の目的は、テーブル上で平板状のワークを突き合わせて位置決めする際に使用される位置決めピンを改良して、ワークに反りがあっても正確な位置決めが可能な位置決め装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明のワーク位置決め装置は、矩形の板状の第一ワーク(1)と第二ワーク(2)を、テーブル(3)上の所定の基準位置にて両者の端面同士を突き合わせた状態に位置決めするための装置であって、基準位置の幅方向両端に配置した一対の位置決め部材(5)(5)を備え、各位置決め部材(5)(5)が、基準位置を含む垂直平面内にあって第一ワーク(1)側に面したストッパ面(n)と、ストッパ面(n)の上端縁から第一ワーク(1)側に向かって延在し、ストッパ面(n)から離れるにつれてテーブル(3)上面からの高さが増す傾斜したガイド面(m)と、前記ガイド面(m)とは逆向きの傾斜面で下端縁が前記ストッパ面(n)と会合して前記第二ワーク(2)側に向かって延在するガイド面(m')を備え、前記ストッパ面(n)と会合する前記ガイド面(m')の下端縁のテーブル(3)上面からの高さは第二ワーク(2)の板厚より大きく設定され、前記ストッパ面(n)および前記ガイド面(m)(m')はワーク幅方向で見た内側に向けて開放させてあり、第一ワーク(1)の先端面をストッパ面(n)で位置決めし、次に第二ワーク(2)の先端面を第一ワーク(1)の先端面に当接させて位置決めすることを特徴とする。
【0007】
位置決め部材のストッパ面は、基準位置を含む垂直平面内にあって、第一ワークの先端面を受け止めることによって基準位置に位置決めする。位置決め部材のガイド面は、第一ワークが上向きに反っている場合に、その先端部を押し下げて反りを修正ないし矯正する役割を果たす。
【0008】
上向きに反った第一ワークの場合、先端部がテーブル上面から少し浮いた状態となるが、先端面がストッパ面に当たるまで押し進めることにより、ガイド面によって先端部が押し下げられ、反りが修正ないし矯正される。このようにして先端面を基準位置に揃えた第一ワークは、先端部がテーブル上面と接するか、あるいは僅かのすきましかない状態に保持されているため、第二ワークを突き合わせたとき第二ワークが第一ワークの下に潜り込むことはない。
【0009】
第一ワークが下向きに反っている場合、先端面がストッパ面に当たることによって、先端部の上面がテーブル上面より下まで下がることを防止される。また、請求項2の発明のように、ストッパ面の下端縁をテーブル上面よりも下方に位置させることにより、第一ワークの下向きの反りが比較的大きい場合でも第一ワークの先端部がストッパ面により確実に規制され、テーブル上面から過度に下方に潜り込むことはない。したがって、第二ワークの先端面を突き合わせるとき、第二ワークが第一ワークの上に乗り上げることはない。
【0010】
テーブル上面からガイド面の下端縁までの寸法は、第一ワークの先端部の厚さより大きく、第一ワークの厚さと第二ワークの厚さの和を越えない範囲に設定する(請求項3)。第一ワークの先端部に上向きの反りがある場合に、ガイド面によって下向き押し下げ、第一ワークの先端部の下面とテーブル上面との間に第二ワークの厚さを越えるすきまが生じないようにするためである。
【0011】
位置決め部材の具体的な形状は別段限定されるものではないが、たとえば、テーブルに取り付けるためのベース部と、ベース部の先端に位置してガイド面とストッパ面を形成したヘッド部とを備え、テーブル上面と平行に配置される角棒状とすることができる(請求項4)。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図1ないし図3に従い、レーザによる薄肉鋼板の突合せ溶接におけるワークの位置決めを例にとって、本発明の実施の形態を説明する。この場合、ワークの突合せ位置すなわち溶接線が基準位置となる。
【0013】
図1に示すように、溶接線Lの両端部に溶接線Lと平行に設置された一対の位置決め部材5で位置決め装置が構成される。各位置決め部材5は概ね角棒状で、ベース部5aとヘッド部5bを備える。図2に示すように、ヘッド部5aは矩形の横断面を有し、下面がテーブル3の上面に接した状態でボルト等の固定手段によりテーブル3に固定される。位置決め部材5は、図1に示した位置と、互いに離反する向きに後退した退避位置との間でスライド可能になっている。また、位置決め部材5の溶接線L方向の位置は、ワークの大きさに応じて調節できるようになっている。
【0014】
ヘッド部5bはベース部5aを延長した形態ではあるが、下面の中央部に位置決め部材5の長手方向に延びる凸部5cを備えるとともに、ガイド面m,m'を備えている。凸部5cの幅は作業溝4内に収まる程度であればよいが、凸部5cの第一ワーク1側の側壁面は溶接線Lを含む垂直面であり、この垂直面は第一ワーク1の端面と当接するストッパ面nを構成する。なお、ガイド面m,m'とストッパ面nを具備していれば、位置決め部材5の形状は図面に例示した形状に限られず、その他の形状とすることも可能である。また、ガイド面m,m'と会合する位置決め部材5の垂直壁面をワーク1,2の幅方向の位置決めに利用することも可能である。
ここで、ガイド面m,m'と会合する位置決め部材5の垂直壁面とは位置決め部材5の長手方向に対して垂直な壁面であって、ガイド面mと会合する垂直壁面は、図1の上側の位置決め部材5の場合、第一ワーク1の上辺と平行な実線で示してあり、図1の下側の位置決め部材5の場合、第一ワーク1の下辺と平行な破線で示してある。同様に、ガイド面m'と会合する垂直壁面は、図1の上側の位置決め部材5の場合、第二ワーク2の上辺と平行な破線で示してあり、図1の下側の位置決め部材5の場合、第二ワーク2の下辺と平行な実線で示してある。
また、図2(A)では、図1の上側の位置決め部材5におけるガイド面mと会合する垂直壁面がガイド面mを斜辺とする直角三角形状に現われている。図2(B)では、同じく図1の上側の位置決め部材5におけるガイド面m,m'と会合する垂直壁面が、ガイド面m,m'を斜辺とする直角三角形状に現われている。図2(C)では、図1の下側の位置決め部材5におけるガイド面m,m'が実線と破線で示してあるが、同図は図1における線C−Cにおける断面であることから、ガイド面m,m'と会合する垂直壁面は現れていない。
図1および図2から明らかなとおり、上記垂直壁面はガイド面m,m'のベース部5a側にあり、位置決め部材5の先端側にはそのような垂直壁面はない。つまり、ガイド面m,m'およびストッパ面nはワーク幅方向で見た内側に向けて開放させてある。また、図1では、位置決め部材5の先端面からガイド面m'の垂直壁面までの距離よりも位置決め部材5の先端面からガイド面mの垂直壁面までの距離の方が長い。これは、図1が、第一ワークの幅に比べて第二ワークの幅が小さいという寸法関係にあり、かつ、垂直壁面をワーク1,2の幅方向の位置決めに利用する場合の例を示した図であることによる。
このように、一対の位置決め部材5は、先端面を向かい合わせにして、ワーク1,2の幅方向の両端部に位置し、ストッパ面nおよびガイド面m,m'が溶接線Lと平行に延所する。
【0015】
一方のガイド面mは、ストッパ面nの上端から第一ワーク1側に面した位置決め部材5の側面まで延在する傾斜面である。ガイド面mの傾斜角θは経験上求められる第一ワーク1の反りの度合いに基づいて定められるもので、通常、20°〜40°の範囲に設定される。ストッパ面nと会合するガイド面mの下端縁のテーブル3上面からの高さは、テーブル3の上面から第一ワーク1の下面までの距離が第二ワーク2の板厚よりも小さくなれば足り、通常、第一ワーク1の板厚より僅かに大きく設定される。言い換えるならば、テーブル上面からストッパ面の上端縁までの寸法は、第一ワークの先端部の厚さより大きく、第一ワークの厚さと第二ワークの厚さの和を越えない範囲とする。
【0016】
他方のガイド面m’は前記ガイド面mとは逆向きの傾斜面であり、ストッパ面nから第二ワーク2側に面した位置決め部材5の側面まで延在する。ガイド面m’の傾斜角は上記ガイド面mと同等に設定することができる。ストッパ面nと会合するガイド面m’の下端縁のテーブル3上面からの高さは、通常、第二ワーク2の板厚より僅かに大きく設定される。
【0017】
テーブル3上での位置決め部材5によるワーク1,2の位置決めは次の要領で行われる。まず、テーブル3上の第一ワーク1を位置決め部材5に向けてスライドさせるのであるが、反りが全くないときは第一ワーク1は先端面1bがストッパ面nに当接するまでスムーズに進み、これにより先端面1bが溶接線Lに一致した状態に位置決めされる。第一ワーク1に上向き若しくは下向きの反りがある場合については次のとおりである。なお、第二ワーク2についても概ね同様であるためここでは第一ワーク1についてのみ述べる。
【0018】
図3(A)に示すように、第一ワーク1の先端部1aが上向きに反っていてテーブル3の上面から少し浮き上がっている場合には、第一ワーク1の先端面1bの上辺エッジが位置決め部材5のガイド面mに当たり、ガイド面mに摺接しながら進むこととなる。その結果、第一ワーク1の先端部1aの上向きの反りが下方に修正ないし矯正され、端面1bがストッパー面nに当接するに至る。このようにして、第一ワーク1の端面1bが溶接線Lに一致する。このようにして位置決めされた第一ワーク1の先端部1aは、テーブル3の上面と接するか、仮に浮き上がっていても僅かな、つまり第二ワーク2の板厚より小さなすきましか存在しない状態となる。
【0019】
逆に、図3(B)に示すように第一ワーク1の先端部1aに下向きの反りがある場合には、テーブル3上を第一ワーク1が前進すると、その下向きの先端部1aが作業溝4に潜り込もうとするが、ストッパ面nが作業溝4内にまで及んでいるため、このストッパ面nに先端面1bが当接して溶接線L上に位置決めされる。このようにして、作業溝4内への第一ワーク1の先端部1aの過度の潜り込みが規制される。ここで、過度の潜り込みというのは、第一ワークの上面がテーブル3の上面よりも下になることを意味する。それによって第二ワーク2の乗り上げが起こり得るからである。
【0020】
図4に示すように、上記突部5cの幅を拡張してテーブル3の上面とほぼ面一の上面を備えた支持片5dを形成させてもよい。これにより、とくにワーク1,2が下向きに反っている場合に、図4(B)に二点鎖線で示すように、反ったワーク先端部が支持片5dの上面で支えられるため、テーブル3上面より下位に潜り込むことが防がれる。
【0021】
上述のように、第一ワーク1に反りがない場合、上向き又は下向きの反りがある場合のいずれであっても、第一ワーク1の先端面1bがストッパ面nで溶接線L上に位置決めされる。そして、上述の要領でテーブル3上に第一ワーク1を位置決めすると、次に第二ワーク2をテーブル3上に第一ワーク1に向けてスライドさせて、第二ワーク2の先端面を第一ワーク1の先端両1bに当接させて溶接線L上に位置決めする。第二ワーク2が第一ワーク1の下に潜り込むことなく、かつ、第一ワーク1上に乗り上げることなく、確実に第二ワーク2の先端面が第一ワーク1の先端面1bに突き合わされて、溶接線L上に位置決めされる。このように位置決めされたワーク1,2をクランパでテーブル3上に押し付けて固定した状態で、位置決め部材5を退避させて、溶接を実行するのである。
【0022】
なお、本発明は、ここに例示したレーザによる突合せ溶接におけるワークの位置決めに限らず、その他の各種加工機や検査機等におけるワークの位置決めにも適用することができるものである。
【0023】
【発明の効果】
本発明によれば、ワークに反りがあっても、ガイド面および/またはストッパ面によって反りが修正あるいは矯正され、第一ワークの先端面が基準位置に正確に位置決めされるので、第二ワークを突き合わせるとき第一ワークの下に潜り込んだり、上に乗り上げたりするといった問題が解消する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を説明するための平面図である。
【図2】(A)は図1のA−A線断面図、(B)は図1のB−B線断面図、(C)は図1のC−C線断面図である。
【図3】図2(C)と類似の断面図である。
【図4】別の実施の形態を示す図2(B)と類似の断面図である。
【図5】レーザ突合せ溶接に使用されるテーブルの概略正面図である。
【図6】図5のテーブルの平面図である。
【図7】(A)は従来の技術を説明するための平面図、(B)は断面図である。
【図8】従来の技術を説明するための断面図である。
【符号の説明】
1 第一ワーク
2 第二ワーク
3 テーブル
4 作業溝
L 溶接線(基準位置)
5 位置決め部材
5a ベース部
5b ヘッド部
5c 凸部
5d 支持片
m ガイド面(第一ワーク用)
m’ ガイド面(第二ワーク用)
n ストッパ面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a workpiece positioning device used in a laser welding machine, a precision processing machine, or the like. More specifically, the present invention relates to an improved positioning member for positioning by aligning the end faces of flat plate workpieces on a table. is there.
[0002]
[Prior art]
For example, when performing butt welding of steel plates by laser welding, as shown in FIGS. 5 and 6, a table 3 provided with a set portion in which a pair of
[0003]
The
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
If the butting position of the two
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a positioning device capable of accurate positioning even when the workpiece is warped by improving a positioning pin used when positioning a flat workpiece on the table. There is.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The workpiece positioning device of the present invention positions a rectangular plate-like first workpiece (1) and second workpiece (2) in a state in which both end faces are abutted at a predetermined reference position on a table (3). And a pair of positioning members (5) and (5) arranged at both ends in the width direction of the reference position, and each positioning member (5) and (5) is within a vertical plane including the reference position. The stopper surface (n) facing the first workpiece (1) side, the table extending from the upper edge of the stopper surface (n) toward the first workpiece (1) side, and moving away from the stopper surface (n) (3) An inclined guide surface (m) whose height from the upper surface is increased, and an inclined surface opposite to the guide surface (m), whose lower end edge is associated with the stopper surface (n) and the second workpiece (2) A guide surface (m ′) extending toward the side, the stopper The height from the upper surface of the table (3) of the lower edge of the guide surface (m ′) that meets the surface (n) is set to be greater than the plate thickness of the second workpiece (2), and the stopper surface (n) and the The guide surfaces (m) and (m ′) are opened toward the inside as viewed in the workpiece width direction, the tip surface of the first workpiece (1) is positioned by the stopper surface (n), and then the second workpiece ( It is characterized in that the front end surface of 2) is brought into contact with the front end surface of the first workpiece (1) for positioning.
[0007]
The stopper surface of the positioning member is in a vertical plane including the reference position, and is positioned at the reference position by receiving the tip surface of the first workpiece. When the first workpiece is warped upward, the guide surface of the positioning member plays a role of correcting or correcting the warp by pushing down the tip portion thereof.
[0008]
In the case of the first workpiece warped upward, the tip part is slightly lifted from the table upper surface, but by pushing the tip surface until it hits the stopper surface, the tip part is pushed down by the guide surface, and the warp is corrected or corrected. The The first workpiece with the tip surface aligned in the reference position in this way is held in a state where the tip portion is in contact with the table top surface or has a slight clearance. Will not sink under the first work.
[0009]
When the first workpiece is warped downward, the top surface of the tip portion is prevented from falling below the table top surface by the tip surface hitting the stopper surface. Further, as in the invention of
[0010]
The dimension from the upper surface of the table to the lower edge of the guide surface is set in a range larger than the thickness of the tip of the first workpiece and not exceeding the sum of the thickness of the first workpiece and the thickness of the second workpiece. . When there is upward warping at the tip of the first workpiece, it is pushed down by the guide surface so that there is no gap exceeding the thickness of the second workpiece between the lower surface of the tip of the first workpiece and the upper surface of the table. It is to do.
[0011]
The specific shape of the positioning member is not particularly limited.For example, the positioning member includes a base portion to be attached to the table, and a head portion that is located at the tip of the base portion and that forms a guide surface and a stopper surface. It can be made into the square-bar shape arrange | positioned in parallel with a table upper surface (Claim 4).
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3, taking as an example the positioning of a workpiece in butt welding of a thin steel plate by laser. In this case, the butt position of the workpiece, that is, the weld line becomes the reference position.
[0013]
As shown in FIG. 1, a positioning device is constituted by a pair of
[0014]
Although the
Here, the vertical wall surface of the
In FIG. 2A, the vertical wall surface meeting the guide surface m in the
As apparent from FIGS. 1 and 2, the vertical wall surface is on the
Thus, the pair of
[0015]
One guide surface m is an inclined surface extending from the upper end of the stopper surface n to the side surface of the
[0016]
The other guide surface m ′ is an inclined surface opposite to the guide surface m, and extends from the stopper surface n to the side surface of the
[0017]
The positioning of the
[0018]
As shown in FIG. 3A, when the
[0019]
On the contrary, as shown in FIG. 3B, when the
[0020]
As shown in FIG. 4, the width of the
[0021]
As described above, the
[0022]
The present invention is not limited to the positioning of the workpiece in the laser butt welding exemplified here, but can also be applied to the positioning of the workpiece in other various processing machines, inspection machines, and the like.
[0023]
【The invention's effect】
According to the present invention, even if the workpiece is warped, the warpage is corrected or corrected by the guide surface and / or the stopper surface, and the tip surface of the first workpiece is accurately positioned at the reference position. The problem of sneaking under the first workpiece or climbing up is eliminated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view for explaining an embodiment of the present invention.
2A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 1, and FIG. 2C is a cross-sectional view taken along line CC in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view similar to FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view similar to FIG. 2 (B) showing another embodiment.
FIG. 5 is a schematic front view of a table used for laser butt welding.
6 is a plan view of the table of FIG. 5. FIG.
7A is a plan view for explaining a conventional technique, and FIG. 7B is a cross-sectional view.
FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining a conventional technique.
[Explanation of symbols]
1
5 Positioning
m 'guide surface (for second workpiece)
n Stopper surface
Claims (4)
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JPH11267870A JPH11267870A (en) | 1999-10-05 |
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