JP5196173B2

JP5196173B2 - 溶接加工装置

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Publication number: JP5196173B2
Application number: JP2008322503A
Authority: JP
Inventors: 潤前野
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2028-12-18
Also published as: JP2010142842A

Description

本発明は、複数の板状のブランク材を互いに溶接する溶接加工装置に関する。

本願出願人は、特許文献１に示されるよう加工装置において、さらに改良するために、位置決めステーション及び溶接ステーションを備え、前記位置決めステーションにおいてテーブル上に複数のブランク材を位置決め固定し、前記複数のブランク材が位置決め固定された前記テーブルを前記溶接ステーションに移動し、同溶接ステーションにおいて複数のブランク材のレーザ溶接を行う溶接加工装置を開発中である。これは、溶接ステーションで溶接作業を行っているときに、同時に位置決めステーションで別のテーブル上に別の複数のブランク材を位置決め固定する作業を行うことにより、レーザ溶接装置の稼働率を上げること、つまり溶接加工のサイクル時間の短縮を図っているものである。

また、板状のブランク材を互いに突き合せ、その突き合せ部をレーザ溶接により接合する場合、レーザ溶接装置に対して正確な位置において、しかもブランク材同士を正確に突き合せて固定する必要がある。
したがって、例えば上述のような溶接加工装置においては、テーブル上にブランク材を正確に位置決め固定すること、及びテーブルが移動するときに溶接ヘッドを含む他の装置と干渉しないように、またはレーザ溶接を行うときに溶接ヘッドがシンプルな移動で溶接を実行できるようにテーブル上にブランク材以外の障害物を極力なくすことが要求される。
特開平８−２９０２８２号公報

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、テーブル上にブランク材を正確に位置決め固定することができ、またテーブル上にブランク材以外の障害物を極力なくすことができる溶接加工装置を提供することにある。

本発明の請求項１の溶接加工装置は、第１ブランク材と第２ブランク材とを突き合せ、前記両ブランク材を同突き合せ部で互いに溶接する溶接加工装置であって、複数のテーブルを備えていると共に、位置決めステーション及び溶接ステーションを備え、前記位置決めステーションにおいて前記テーブル上に第１ブランク材と第２ブランク材とを突き合せて位置決め固定し、前記第１及び第２ブランク材が位置決め固定された前記テーブルを前記溶接ステーションに移動し、同溶接ステーションにおいて溶接装置により前記第１及び第２ブランク材の突き合せ部のレーザ溶接を行い、前記各テーブルは、同テーブル上に突出して前記第１ブランク材の突き合せ縁に当接する使用位置と、同テーブル上から下降した格納位置とに移動可能な位置決め用ストッパと、前記第１ブランク材の突き合せ縁が前記使用位置にあるストッパに当接するように同第１ブランク材を押圧する第１押圧部材と、前記テーブルに設けられ、前記位置決め用ストッパに当接された前記第１ブランク材の下面を吸着する第１マグネットクランプと、前記第１ブランク材が前記第１マグネットクランプに吸着され、かつ前記位置決め用ストッパが前記格納位置に移動された状態において、前記第２ブランク材の突き合せ縁が前記第１ブランク材の突き合せ縁に当接するように前記第２ブランク材を押圧する第２押圧部材と、前記テーブルに設けられ、前記第１ブランク材に当接された前記第２ブランク材の下面を吸着する第２マグネットクランプとをそれぞれ備え、前記位置決めステーションには、該位置決めステーションに位置する前記テーブルの第１，２押圧部材に係合して同押圧部材を駆動するアクチュエータを備えたことを特徴とする。

請求項２の溶接加工装置は、請求項１において、前記溶接装置が、前記テーブル上の前記突き合せ部に沿って移動し、該溶接部にレーザを照射するレーザヘッドを備えたことを特徴とする。
請求項３の溶接加工装置は、請求項１において、前記第１及び第２マグネットクランプのうちの少なくともいずれか一方のマグネットクランプは、複数のマグネットクランプを備えていることを特徴とする。

請求項４の溶接加工装置は、請求項１において、前記テーブルが、前記第１及び第２ブランク材に替えて、前記第１ブランク材の鏡像に相当する基本形状を有する第３ブランク材と、前記第２ブランク材の鏡像に相当する基本形状を有する第４ブランク材とを互いに突き合せ、前記両ブランク材を同突き合せ部で互いに溶接するために用いられることを特徴とする。

請求項５の溶接加工装置は、請求項４において、前記テーブルにおける前記第１及び第２マグネットクランプのうちの少なくともいずれか一方のマグネットクランプにより第３及び第４ブランク材の少なくとも一部が吸着され、前記テーブルは、前記第３及び第４ブランク材のうちの少なくともいずれか一方のブランク材のみを吸着可能な第３，４ブランク材用のマグネットクランプを備えたことを特徴とする。

請求項６の溶接加工装置において、前記第３ブランク材の突き合せ縁は、前記位置決め用ストッパ及び前記テーブルに設けられた別の位置決め用ストッパのうちの少なくともいずれか一方の位置決め用ストッパに当接することを特徴とする。
請求項７の溶接加工装置は、請求項６において、前記第３ブランク材の突き合せ縁が前記位置決め用ストッパ及び前記別の位置決め用ストッパのうちの少なくともいずれか一方の位置決め用ストッパに当接するように、同第３ブランク材が、前記第１押圧部材及び前記テーブルに設けられた別の押圧部材のうちの少なくともいずれか一方の押圧部材により押圧されることを特徴とする。

請求項８の溶接加工装置は、請求項６において、前記第４ブランク材の突き合せ縁が前記第３ブランク材の突き合せ縁に当接するように、同第４ブランク材が、前記第２押圧部材及び前記テーブルに設けられた別の押圧部材のうちの少なくともいずれか一方の押圧部材により押圧されることを特徴とする。

本発明の請求項１の加工装置において、前記位置決めステーションにおいて、前記位置決め用ストッパを前記使用位置に移動し、前記第１ブランク材の突き合わせ縁が同位置決め用ストッパに当接するように、前記第１押圧部材により同第１ブランク材を押圧し、その状態で同第１ブランク材を前記第１マグネットクランプにより吸着する。次いで、前記位置決め用ストッパを前記格納位置に後退させ、さらに前記第２ブランク材の突き合わせ縁が前記第１ブランク材の当接するように、前記第２押圧部材により同第２ブランク材を押圧し、その状態で同第２ブランク材を前記第２マグネットクランプにより吸着する。このようにして、第１及び第２ブランク材が前記テーブルに位置決めされかつ固定される。

したがって、前記第１及び第２ブランク材がその突き合わせ縁を基準に前記テーブルに位置決めかつ固定されるので、両ブランク材の溶接を施す突き合せ縁を前記テーブルに対して正確に位置決めすることができる。また、加工ステーションに移動したときに、ストッパが格納位置に移動されているので、テーブル上にストッパが突出することがなく、かつ両ブランク材がそれぞれ前記第１及び第２マグネットクランプにより前記テーブルに固定されるので、前記位置決め用ストッパまたはクランプが溶接の妨げになることを防止できる。

請求項２の加工装置において、前記レーザヘッドから照射されるレーザにより両ブランク材の突き合わせ溶接が行われる。レーザ溶接は両ブランク材の極めて高い突き合わせ精度が要求されるが、上述のとおり、両ブランク材はその突き合わせ縁を基準に高い精度をもって位置決めされているので、レーザ溶接の品質を大幅に向上することができる。
請求項３の溶接加工装置においては、前記第１ブランク材及び前記第２ブランク材のうちの少なくともいずれか一方のブランク材は、複数の前記第１及び第２マグネットクランプのうちの少なくともいずれか一方のマグネットクランプにより前記テーブルに固定される。したがって、特に第１及び第２ブランク材のうちの少なくともいずれか一方のブランク材が大きい場合でも、効率よくこれらマグネットクランプにより前記テーブルに固定することができる。

請求項４の溶接加工装置において、前記テーブルが、前記第１及び第２ブランク材に替えて、前記第１ブランク材の鏡像に相当する基本形状を有する第３ブランク材と、前記第２ブランク材の鏡像に相当する基本形状を有する第４ブランク材とを互いに突き合せ、前記両ブランク材を同突き合せ部で互いに溶接するために用いられる。具体的には、上述した位置決め用ストッパ、押圧部材、マグネットクランプを、前記第３及び第４ブランク材の位置決め及び固定のために適宜増設することにより、同第３及び第４ブランク材を位置決めかつ固定するための専用のテーブルを別途用意する必要がない。

請求項５の溶接加工装置において、テーブルにおける前記第１及び第２マグネットクランプのうちの少なくともいずれか一方のマグネットクランプにより第３及び第４ブランク材の少なくとも一部が吸着され、加えて、テーブルが、前記第３及び第４ブランク材のうちの少なくともいずれか一方のブランク材のみを吸着可能な第３，４ブランク材用のマグネットクランプを備えているので、前記第３及び第４ブランク材を前記テーブルに固定するための、増設するマグネットの数を極力抑えることができる。

請求項６の溶接加工装置は、前記第３ブランク材の突き合せ縁が、前記位置決め用ストッパ及び前記テーブルに設けられた別の位置決め用ストッパのうちの少なくともいずれか一方の位置決め用ストッパに当接する。すなわち、これら第１及び第２ブランク材の形状、第３及び第４ブランク材の形状、並びにテーブルの大きさ等に応じて、第３ブランク材の突き合わせ縁を第１ブランク材と共通する位置決め用ストッパに当接させることもできるし、該突き合わせ縁を第１ブランク材と共通する位置決めストッパ及び別の位置決め用ストッパに当接させることもできるし、さらに該突き合わせ縁を別の位置決め用ストッパに当接させることができる。これにより、第３ブランク材の位置決めに必要とする位置決め用ストッパの数を極力抑えることができる。

請求項７の溶接加工装置は、前記第３ブランク材の突き合せ縁が前記位置決め用ストッパ及び前記別の位置決め用ストッパのうちの少なくともいずれか一方の位置決め用ストッパに当接するように、同第３のブランク材が、前記第１押圧部材及び前記テーブルに設けられた別の押圧部材のうちの少なくともいずれか一方の押圧部材により押圧される。すなわち、これら第１及び第２ブランク材の形状、第３及び第４ブランク材の形状、並びにテーブルの大きさ等に応じて、第３ブランク材を第１ブランク材と共通する押圧部材により押圧することもできるし、第３ブランク材を第１ブランク材と共通する押圧部材及び別の押圧部材により押圧することもできるし、さらに第３ブランク材を別の押圧部材により押圧することができる。これにより、第１及び第３ブランク材を押圧するのに必要とする押圧部材の数を極力抑えることができる。

請求項８の溶接加工装置は、前記第４ブランク材の突き合せ縁が前記第３のブランク材の突き合せ縁に当接するように、同第４ブランク材が、前記第２の押圧部材及び前記テーブルに設けられた別の押圧部材のうちの少なくともいずれか一方の押圧部材により押圧される。すなわち、これら第１及び第２ブランク材の形状、第３及び第４ブランク材の形状、並びにテーブルの大きさ等に応じて、第４ブランク材を第２ブランク材と共通する押圧部材により押圧することもできるし、第４ブランク材を第２ブランク材と共通する押圧部材及び別の押圧部材により押圧することもできるし、さらに第４ブランク材を別の押圧部材により押圧することができる。これにより、第２及び第４ブランク材を押圧するのに必要とする押圧部材の数を極力抑えることができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
まず、本発明の一実施形態を図１〜図７に従って説明する。図１は同実施形態の加工装置全体を示す平面図、図２は図１の位置決めステーションを矢印IIに沿って見た矢視図、図３は図２のストッパの拡大図、図４〜図６は図２に示される位置決めステーションの作動を示す説明図、図７は図１の溶接ステーションを矢印VIIに沿って見た矢視図である。

本加工装置は、図１に示されるように、位置決めステーション２と、加工ステーション４と、搬出ステーション６を備え、各ステーションに亘ってレール１０が設けられており、後述するワークが固定されるテーブル８がこれらステーション２、４及び６を順に移動することができる。搬出ステーション６の側方から位置決めステーション２の側方にかけてレール１２が設けられている。搬出ステーション６で完成品の搬出を終えたテーブル８は、図示しないコンベヤ等により搬出ステーション６側方のレール１２上に移動され、さらに位置決めステーション２の側方の待機位置１４まで同レール１２に沿って移動される。待機位置にあるテーブル８は、図示しないコンベヤ等により搬入ステーション２に再び移動される。なお、各テーブル８には、レール１０及び１２上を転動する車輪Ｗが設けられている。本加工装置において、計４つのテーブル８が設けられており、これらテーブル８はいずれも同じ仕様を有している。

テーブル８は、第１ブランク材Ｂ１と第２ブランク材Ｂ２の突き合せ溶接に適するように設計されている。より詳細には、テーブル８は、第１ブランク材Ｂ１の突き合せ縁Ｂ１Ａに当接可能な位置決め用ストッパ１６と、第１ブランク材Ｂ１の突き合せ縁Ｂ１Ａがストッパ１６に当接するように同第１ブランク材Ｂ１を押圧する第１の押圧部材２０と、同第１ブランク材Ｂ１をテーブルに固定する第１マグネットクランプ２２を有している。テーブル８はさらに、第２ブランク材Ｂ２の突き合せ縁Ｂ２Ａが、同テーブル８に固定された第１のブランク材Ｂ１の突き合せ縁Ｂ１Ａに当接するように、同ブランク材Ｂ２を押圧する第２押圧部材２４と、第２ブランク材Ｂ２をテーブル８に固定する第２マグネットクランプ２６を有している。なお、第ブランク材Ｂ１の板厚は第２ブランク材Ｂ２の板厚よりも大きく設定されている。

位置決め用ストッパ１６は、図４または図５に示される、テーブル８の上面から突出してブランク材Ｂ１に当接可能な使用位置と、図２、図６または図７に示される、テーブル８の上面から下降した格納位置とに移動できるように、テーブル８に設けられたガイド２８に支持されている。
第１押圧部材２０は、テーブル８上の第１のブランク材Ｂ１を押圧できるように、テーブル８に設けられたガイド３０に支持されており、テーブル８の下方に突出する係合部２０Ａを有している。この第１押圧部材２０における第１ブランク材Ｂ１に当接する部分は、図３に示されるように、スプリング２０Ｂを介して支持された当接子２０Ｃがブランク材Ｂ１に当接するように構成されている。同様に、第２押圧部材２４は、テーブル８上のブランク材Ｂ２を押圧できるようにガイド３２に支持されており、テーブル８の下方に突出する係合部２４Ａを有している。この第２押圧部材２４における第２ブランク材Ｂ２に当接する部分は、第１押圧部材２０と同様に、ブランク材Ｂ２にスプリングを介して支持された当接子を有している。なお、第１押圧部材２０及び第２の押圧部材２４は、図２に示されるように、それぞれテーブル８との間に設けられたスプリング３４及び３６により、初期位置に戻るように付勢されている。

マグネットクランプ２２及び２６は、それぞれテーブル８の上面に設けられ、第１のブランク材Ｂ１及び第２ブランク材Ｂ２の下面を磁力により吸着してテーブル８に固定するものである。これらマグネットクランプ２２及び２６は、通常の永久磁石と、極性が反転可能な磁石と、同磁石の極性を反転するための電磁コイルとを備え、同電磁コイルへの通電により、表面上に磁力を発生する状態と、表面上から磁力を消失させる状態とに切換えることができるタイプのものが採用されている。そして、位置決めステーション２及び加工ステーション４において、これらマグネットクランプ２２及び２６の切換えのために、その電磁コイルに通電する必要がある。このため、図示しないが、各ステーション２及び４には、テーブル８にマグネットクランプ２２及び２６の制御電流を供給する非接触型のパワーサプライ装置が設けられている。

またテーブル２０の下面には、下方に向けられた開口部３８を有する円筒形の被係合部材４０が設けられている。
他方、位置決めステーション２には、昇降用アクチュエータ４２により昇降可能な位置決めステーションベース４４が設けられている。同ベース４４には、位置決め用ストッパ１６をその使用位置に押し上げるストッパ用アクチュエータ４６、第１押圧部材２０を駆動する第１押圧用アクチュエータ４８、及び第２押圧部材２４を駆動する第２押圧用アクチュエータ５０が設けられている。ベース４４にはさらにテーブル８の被係合部材４０の開口部３８に係合可能な、上方に向けられた円錐台部分を有する係合部材５２が設けられている。

位置決めステーション２において、図２に示されるようにベース４４が下降したときに、ストッパ用アクチュエータ４６、第１及び第２押圧用アクチュエータ４８、５０及び係合部材５２は、テーブル８のレール１０に沿う移動に対して何も干渉する部分がない。また位置決めステーション２において、図４に示されるようにベース４４が上昇したときには、係合部材５２の円錐台部分が被係合部材４０の開口部３８に係合して、テーブル８のベース４４に対する水平方向の位置が正規位置に修正される。さらに、ストッパ用アクチュエータ４６を駆動することによって、同アクチュエータ４６の駆動部分４６Ａが位置決め用ストッパ１６をその使用位置に移動することができ、またアクチュエータ４８及び５０の各駆動部分４８Ａ及び５０Ａが、押圧部材２０及び２４の係合部２０Ａ及び２４Ａに係合して押圧可能な状態となる。

加工ステーション６には、図１に示されるように、レーザ溶接装置６０が設けられている。レーザ溶接装置６０は、加工ステーション６の両側部にレール１０と平行に延びた２つのレール６２と、同レール６２にそれぞれ案内される２つのポスト６４と、同２つのポスト１４ｂ間に橋設され、レール６２と直交するように延びたレール６６と、同レール６６に案内されるスライダ６８と、同スライダ６８に支持されたレーザを照射する溶接ヘッド７０を有している。そして、ポスト６４のレール６２に対する位置と、スライダ６８のレール６６に対する位置は、図示しないコントローラにより、溶接位置に応じて制御される。これにより、溶接ヘッド７０が、後述するように、ブランク材Ｂ１及びＢ２の突き合わせ部に沿って移動することができる。

さらに、加工ステーション６には、図７に示されるように、昇降用アクチュエータ７２により昇降可能な加工ステーションベース７４が設けられている。同ベース７４に、テーブル８の被係合部材４０の開口部３８に係合可能な、上方に向けられた円錐台部分と、同円錐台部分の下方に位置し開口部３８よりも径が大きい大径部とを有する係合部材７６が設けられている。そして、図７に示されるように、昇降用アクチュエータ７２によりベース７４を上昇させることにより、まず係合部材７６の円錐台部分がテーブル８の被係合部材の開口部３８と係合して、テーブル８のベース７４に対する水平方向の位置が正規の位置に修正される。さらに昇降用アクチュエータ７２によりベース７４を上昇させると、係合部材７６の前記大径部が被係合部材４０の開口部３８に当接し、テーブル８をベース７４と共に上昇することができる。

次に、本加工装置の作動について説明する。まず、図４に示されるように、待機位置１４からテーブル８が移動されると、同位置決めステーション２において昇降用アクチュエータ４２によりベース４４を上昇させ、係合部材５２をテーブル８の被係合部材３８に係合させて、テーブル８の位置決めステーション２に対する水平方向の位置決めが行われる。なお、この状態においてテーブル８の車輪Ｗはレール１０上に接地している。次いでストッパ用アクチュエータ４６により位置決め用ストッパ１６をテーブル８から突出した使用位置に移動させる。さらに、テーブル８上に、図示しないロボット等の搬入装置により第１ブランク材Ｂ１をテーブル８上のストッパ１６と第１押圧部材２０との間の部分に、また第２ブランク材Ｂ２をテーブル８上のストッパ１６と第２押圧部材２４との間に載置する。なお、ブランク材Ｂ１及びＢ２のテーブル８上への載置と、位置決め用ストッパ１６の使用位置への移動は順序が逆でも構わない。

次に、図５に示されるように、第１ブランク材Ｂ１の突き合せ縁Ｂ１Ａが位置決め用ストッパ１６に当接するように、第１押圧用アクチュエータ４８により駆動される第１押圧部材２０によって同ブランク材Ｂ１を押圧し、これにより、ブランク材Ｂ１の位置決めが完了する。そして、マグネットクランプ２２により同ブランク材Ｂ１がテーブル８に固定される。

さらに、図６に示されるように、アクチュエータ４６により位置決め用ストッパ１６をテーブル８の上面から後退させる。そして、第２ブランク材Ｂ２の突き合せ縁Ｂ２Ａが第１ブランク材Ｂ１の突き合せ縁Ｂ１Ａに当接するように、第２押圧用アクチュエータ５０により駆動される第２押圧部材２４によって同ブランク材Ｂ２を押圧し、これによりブランク材Ｂ２の位置決めが完了する。そして、マグネットクランプ２６により同ブランク材Ｂ２がテーブル８に固定される。

位置決めステーション２における上述のプロセスが完了すると、テーブル８を位置決めステーション２から移動できるように、昇降用アクチュエータ４２によりベース４４が下降され、係合部材５２と被係合部材４０との係合が外される。
続いて、上面に両ブランク材Ｂ１及びＢ２が固定されたテーブル８は、図示しない移動装置によりレール１０に沿って加工ステーション４に移動される。加工ステーション４においては、図７に示されるように、昇降用アクチュエータ７２によりベース７４を上昇させ、係合部材７６をテーブル８の被係合部材３８に係合させて、テーブル８の加工ステーション４に対する水平方向の位置決めが行われる。この状態で、さらに昇降用アクチュエータ７２によりベース７４を上昇させ、係合部材７６の大径部が被係合部材４０の開口部３８の縁部に当接させ、テーブル８をベース７４と共に上昇させ、これにより、レーザ溶接装置６０の溶接ヘッド７０とテーブル８上のブランク材Ｂ１及びＢ２との高さ方向の間隔を調整する。

そして、溶接ヘッド７０を、レーザが両ブランク材Ｂ１及びＢ２の突き合せ部分に沿って照射されるように移動させ、突き合せ部分の溶接が行われる。該溶接が完了すると、マグネットクランプ２２及び２６による両ブランク材Ｂ１及びＢ２の吸着が解除される。
加工ステーション４における上述のプロセスが完了すると、テーブル８を加工ステーション４から移動できるように、昇降用アクチュエータ７２によりベース７４が二点鎖線７４Ａで示すように下降され、係合部材７６と被係合部材４０との係合が外される。

続いて、相互に溶接された両ブランク材Ｂ１及びＢ２（以下、完成品という）を載せたテーブル８は、図示しない移動装置によりレール１０に沿って搬出ステーション６に移動される。搬出ステーションにおいては、完成品を図示しないロボット等の搬出装置により搬出する。搬出を終えた後、テーブル８は上述したように待機位置に戻される。
なお、上述したように、本加工装置においては、４つのテーブル８を備えており、３つのステーション２，４，６においてそれぞれのプロセスが同じタイミングで実行されるように構成されている。すなわち、位置決めステーション２におけるブランク材Ｂ１及びＢ２の搬入及び位置決め・固定と、加工ステーション４におけるブランク材Ｂ１及びＢ２の溶接と、搬出ステーション６における搬出が同時に行われるように構成されている。

次に本加工装置の効果について説明する。上述したように、本加工装置においては、３つのステーション２，４，６においてそれぞれのプロセスが同時に実行されるように構成されているので、加工サイクルを短縮することができる。その構成において４つのテーブルを必要としているが、各テーブル８には、第１ブランク材Ｂ１に当接する位置決め用ストッパ１６や同ブランク材Ｂ１を押圧する第１押圧部材２０、あるいは第２ブランク材Ｂ２を押圧する第２押圧部材２４が設けられるだけで、位置決め用ストッパ１６を移動するストッパ用アクチュエータ４６並びに第１押圧部材２０及び第２押圧部材を駆動するアクチュエータ４８及び５０は、位置決めステーション２のベース４４に設けられている。このように、各テーブル８に、これらのアクチュエータを各テーブルに設ける必要がないので、各テーブル８の大型化を避けることができるし、アクチュエータの数も最小限に止めることができ、全体としてもコストを低減することができる。

各ブランク材Ｂ１及びＢ２は、その下面をマグネットクランプ２２及び２６によりテーブルに固定されるので、各ブランク材Ｂ１及びＢ２が固定された状態においても、テーブル上に各ブランク材Ｂ１及びＢ２を固定するための固定装置が突出することがない。これにより、加工ステーション４において、固定装置が、溶接加工の妨げになることを防止できる。

位置決めステーション４において、ベース４４の上昇により、同ベース４４に設けた係合部材５２がテーブル８の被係合部材４０に係合してテーブル８の位置決めが確実に行われると共に、押圧用アクチュエータ４８及び５０の作動部分４８Ａ及び５０Ａが、それぞれ押圧部材２０及び２４の係合部分２０Ａ及び２４Ａに係合可能となる。また逆に、位置決めステーション４においてプロセスを終了した後は、ベース４４を下降するのみで、係合部材５２とテーブル８の被係合部材４０との係合が外れると共に押圧用アクチュエータと押圧部材との係合を外すことができる。

第１ブランク材Ｂ１と第２ブランク材Ｂ２との位置決めに関し、まず使用位置にある位置決め用ストッパ１６に第１ブランク材Ｂ１の突き合せ縁Ｂ１Ａを当接させて位置決めし、第１ブランク材Ｂ１の固定が完了した後で同ストッパ１６をその格納位置に移動させ、次いで第２ブランク材Ｂ２の突き合せ縁Ｂ２Ａを第１ブランク材Ｂ１の突き合せ縁Ｂ１Ａに当接させて位置決めする。したがって、両ブランク材Ｂ１及びＢ２の溶接を施す突き合せ縁Ｂ１ａ及びＢ２ａをテーブル８に対して正確に位置決めすることができ、かつ当該突き合せ縁Ｂ１及びＢ２の溶接の際に同ストッパ１６が溶接を妨害することを防止できる。

なお、上記実施形態において、各テーブル８にブランク材Ｂ１及びＢ２の幅方向の位置決め、すなわち図１における押圧部材２０及び２４による押圧方向とは直角方向の位置決めを行うガイド部材を設けることが可能である。詳細には、図１の搬出ステーション６にあるテーブル８及び待機位置１４にあるテーブル８にのみ図示したが、第１ブランク材Ｂ１に対してその幅方向の位置決めをなすガイド部材８０と、第２ブランク材Ｂ２に対してその幅方向の位置決めをなすガイド部材８２とがテーブルに設けられている。ガイド部材８０及び８２は、図示のように、それぞれ第１及び第２ブランク材Ｂ１及びＢ２に当接する使用位置と、同使用位置から後退した非使用位置に移動可能である。これらガイド部材８０及び８２の移動は、押圧部材２０及び２４と同じように、位置決めステーション２及び加工ステーション４にそれぞれ設けられた図示しないアクチュエータにより移動されるように構成される。

次に、本発明の別の実施形態を図８に従って説明する。上述の図１〜７に示される実施形態においては、テーブル８に設けられた位置決め用ストッパ１６、第１押圧部材２０及び第２押圧部材２４を駆動するストッパ用アクチュエータ４６、第１押圧用アクチュエータ４８及び第２押圧用アクチュエータ５０が、位置決めステーション２に備えられた昇降可能なベース４４に設けられている。これに対してこの図８に示される実施形態においては、これらアクチュエータ４６，４８及び５０もテーブル側に設けるように構成したものである。なお、図８において、図１〜図７に示す実施形態と実質的に同一の部品または部分には、同一符号を付してある。

この実施形態は、上述の実施形態において、テーブル８の代わりにテーブル９０を採用したものである。ブランク材Ｂ１及びＢ２が載置されるテーブル９０は、基本的に上述の実施形態のテーブル８と同様の構造を有している。すなわち、テーブル９０は、第１ブランク材Ｂ１の突き合せ縁Ｂ１Ａに当接可能な位置決め用ストッパ１６と、第１ブランク材Ｂ１の突き合せ縁Ｂ１Ａがストッパ１６に当接するように同第１ブランク材Ｂ１を押圧する第１押圧部材２０と、同第１ブランク材Ｂ１をテーブルに固定する第１マグネットクランプ２２を有している。テーブル９０はさらに、ブランク材Ｂ２の突き合せ縁Ｂ２Ａが、同テーブル９０に固定された第１ブランク材Ｂ１の突き合せ縁Ｂ１Ａに当接するように、同ブランク材Ｂ２を押圧する第２押圧部材２４と、第２ブランク材Ｂ２をテーブル９０に固定する第２マグネットクランプ２６を有している。

テーブル９０は、車輪Ｗによってレール１０上を移動できるベース９２に固定されている。ベース９２は、基本的に上述の実施形態のベース４４と同様の構造を有している。すなわち、同ベース９２には、位置決め用ストッパ１６をその使用位置に押し上げるストッパ用アクチュエータ４６、第１押圧部材２０を駆動する第１押圧用アクチュエータ４８、及び第２押圧部材２４を駆動する第２押圧用アクチュエータ５０が設けられている。これらストッパ用アクチュエータ４６の駆動部分４６Ａと位置決め用ストッパ１６、アクチュエータ４８の駆動部分４８Ａと第１押圧部材２０の係合部２０Ａ、及びアクチュエータ５０の駆動部分５０Ａと第２押圧部材２４の係合部４８Ａは、あらかじめそれぞれ接合しておくことも可能である。

なお、この実施形態において、テーブル９０に各アクチュエータ４６，４８及び５０が設けられているので、位置決めステーション２において昇降可能なベース４４を備える必要はない。ただし、溶接ステーション４においてテーブル９０を上下に変位させることができないので、溶接装置６０における溶接ヘッド７０がスライダ６８に対して上下方向の位置を調節できるように指示させることが好ましい。

この図８に示される実施形態においても、図１〜図７に示される実施形態と同様に、位置決めステーション２で、まず使用位置にある位置決め用ストッパ１６に第１ブランク材Ｂ１の突き合せ縁Ｂ１Ａを当接させて位置決めし、第１ブランク材Ｂ１の固定が完了した後で同ストッパ１６をその格納位置に移動させ、次いで第２ブランク材Ｂ２の突き合せ縁Ｂ２Ａを第１ブランク材Ｂ１の突き合せ縁Ｂ１Ａに当接させて位置決めする。したがって、やはり、位置決めステーション２において両ブランク材Ｂ１及びＢ２の溶接を施す突き合せ縁Ｂ１ａ及びＢ２ａをテーブル９０に対して正確に位置決めすることができ、かつ溶接ステーション４において当該突き合せ縁Ｂ１及びＢ２の溶接の際に同ストッパ１６が溶接を妨害することを防止できる。

次に、さらに別の実施形態を図９に従って説明する。この実施形態に係るテーブルは、上述の各実施形態において、第１ブランク材及び第２ブランク材に替えて、第１ブランク材の鏡像に相当する基本形状を有する第３ブランク材と、第２ブランク材の鏡像に相当する基本形状を有する第４ブランク材とを互いに突き合わせ、同両ブランク材を同突き合わせ部で互いに溶接するのにも用いることができるように適合されたものである。

詳細には、図９に示すように、テーブル１００は、第１ブランク材Ｃ１の突き合せ縁Ｃ１Ａに当接可能な位置決め用ストッパ１１６と、第１ブランク材Ｃ１の突き合せ縁Ｃ１Ａがストッパ１１６に当接するように同第１ブランク材Ｃ１を押圧する第１押圧部材１２０と、同第１ブランク材Ｃ１をテーブルに固定する２つの第１マグネットクランプ１２２を有している。テーブル１００はさらに、第２ブランク材Ｃ２の突き合せ縁Ｃ２Ａが、同テーブル１００に固定された第１ブランク材Ｃ１の突き合せ縁Ｃ１Ａに当接するように、同ブランク材Ｃ２を押圧する第２押圧部材１２４と、第２ブランク材Ｃ２をテーブル１００に固定する２つの第２マグネットクランプ１２６を有している。第１及び第２マグネットクランプ１２２及び１２４は、上述の図１〜図７または図８に示される実施形態と同様に、図示しないアクチュエータにより駆動される。またテーブル１００は、第１ブランク材Ｃ１の幅方向の位置決めを行うガイド部材１８０と、第２ブランク材Ｃ２に対してその幅方向の位置決めをなすガイド部材１８２が設けられている。これらガイド部材１８０及び１８２は、図示しないアクチュエータにより、それぞれ第１及び第２のブランク材Ｃ１及びＣ２に当接する使用位置と、同使用位置から後退した非使用位置に移動可能である。

テーブル１００は、さらに、第１ブランク材Ｃ１の鏡像に相当する基本形状を有する第３ブランク材Ｃ３と、第２ブランク材Ｃ２の鏡像に相当する基本形状を有する第４ブランク材Ｃ４との突き合わせに用いることができるように、適合されている。すなわち、テーブル１００は、第３ブランク材Ｃ３の突き合せ縁Ｃ３Ａを位置決め用ストッパ１１６に当接するように、同第３ブランク材Ｃ３を押圧する押圧部材１２８と、第３ブランク材Ｃ３を固定する第３ブランク材用のマグネットクランプ１３０を有している。またテーブル１００は、第４ブランク材Ｃ４の突き合せ縁Ｃ４Ａが第３ブランク材Ｃ３の突き合せ縁Ｃ３Ａに当接するように、同第４ブランク材Ｃ４を押圧する押圧部材１３２と、第４ブランク材Ｃ４を固定する第４ブランク材用のマグネットクランプ１３４を備えている。これにより、第３ブランク材Ｃ３は第１マグネットクランプ１２２の一方とマグネットクランプ１３０により、第４ブランク材Ｃ４は第２マグネットクランプ１２６の一方とマグネットクランプ１３４によりテーブルに固定される。ガイド部材１８０及び１８２は、それぞれ第３及び第４ブランク材Ｃ３及Ｃ４の幅方向の位置決めにも利用される。

この実施形態によれば、テーブル１００は、第１及び第２ブランク材Ｃ１及びＣ２のみならず、第３及び第４ブランク材Ｃ３及びＣ４の位置決め及び固定に用いることができるので、別途第３及び第４ブランク材専用のテーブルを用意する必要がない。これにより溶接加工装置のテーブルを交換する手間も省けるし、またコストも低減できる。特に、この実施形態においては、位置決め用ストッパ１１６並びにガイド部材１８０及び１８２が、第３及び第４ブランク材Ｃ３及びＣ４の位置決めにも利用され、また第１マグネットクランプ１２２の一方及び第２マグネットクランプ１２６の一方が、第３及び第４ブランク材の固定にも利用される。このため、第３及び第４ブランク材Ｃ３及びＣ４の位置決め及び固定のために増設するマグネットクランプの数を抑えることができる。

ここで、上述した鏡像に相当する基本形状について補足説明する。ここで述べられている鏡像に相当する基本形状の意味は、厳密にすべての部分が対称であるという意味ではない。例えば自動車の車体の側部を構成するパネルは、左側と右側とでは取り付けられる部品またはデザインのために、基本形状は同じであっても、部分的に異なる場合がある。したがって、そのような場合でも本実施形態を適用できることは明らかである。なお、自動車用のパネルにあっては、板厚の異なるパネルを突き合せことが多く、その場合には溶接後のパネルに表と裏が存在する。このため、ブランク材Ｃ３及びＣ４を鏡像の形状のままテーブル１００上に位置決めかつ固定して溶接を行う必要があるのである。

図９に示される実施形態は、ブランク材の形状に応じて、種々変形することが可能である。例えば図１０に示す実施形態において、テーブル２００は、第１ブランク材Ｄ１の突き合せ縁Ｄ１Ａが当接する位置決め用ストッパ１１６、同第１ブランク材Ｄ１を押圧する第１押圧部材１２０、第１ブランク材Ｄ１を固定する２つの第１マグネットクランプ１２２、第２ブランク材Ｄ２の突き合せ縁Ｄ２Ａが第１ブランク材Ｄ１の突き合せ縁Ｄ１Ａに当接するように押圧する第２押圧部材１２４、第２ブランク材Ｄ２を固定する２つの第２マグネットクランプ１２６、並びにそれぞれ第１及び第２ブランク材Ｄ１及びＤ２の幅方向の位置決めを行うガイド部材１８０及び１８２を備えている。さらにテーブル２００は、それぞれ第１及び第２ブランク材Ｄ１及びＤ２の鏡像に相当する基本形状を有する第３及び第４ブランク材Ｄ３及びＤ４を位置決め及び固定することができるように、第３ブランク材Ｄ３の突き合せ縁Ｄ３Ａに当接する位置決め用ストッパ１３６、同第３ブランク材Ｄ３を押圧する押圧部材１３８、第３ブランク材Ｄ３を固定するマグネットクランプ１４０、第４ブランク材Ｄ４の突き合せ縁Ｄ４Ａが第３ブランク材Ｄ３の突き合せ縁Ｄ３Ａに当接するように押圧する押圧部材１４２、第４ブランク材Ｄ４を固定するマグネットクランプ１４４、並びにそれぞれ第３及び第４ブランク材Ｄ３及びＤ４の幅方向の位置決めを行うガイド部材１４６及び１４８を備えている。なお、テーブル２００の中心側に位置するガイド部材１８０及び１８２は、それぞれ第３及び第４ブランク材Ｄ３及びＤ４の幅方向の位置決めを行えるように、図示の位置から図上方に向けても移動するように構成されている。

その他にも、上記実施形態において、ブランク材の形状に応じて、第１及び第２ブランク材を押圧するための押圧部材または複数ある場合にはその一部を、第３及び第４ブランク材の押圧にも用いたり、様々な変形例を実施することができる。
以上で、本発明の実施形態の説明を終えるが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した各実施形態において、第１ブランク材と第２ブランク材を押圧部材により突き合せる際、第３ブランク材と第４ブランク材を押圧部材により突き合せる際に、なんらかの原因で一方のブランク材が他方のブランク材に乗り上げることがないように、突き合せ部の両端部の跳ねを防止するための部材を設けることも可能である。さらに、上述した各実施形態において、第１ブランク材と第２ブランク材との突き合せ溶接が完了した後に、別のブランク材を第１ブランク材及び第２ブランク材のうちの少なくともいずれか一方のブランクに突き合せ溶接するように構成することも可能である。

本発明の一実施形態に係る溶接加工装置全体を示す平面図である。図１の位置決めステーション２を矢印IIに沿って見た矢視図である。図２の位置決め用ストッパ１６の拡大図である。位置決めステーション２の作動を説明する正面図である。位置決めステーション２の別の作動を説明する正面図である。位置決めステーション２のさらに別の作動を説明する正面図である。図１の加工ステーションを矢印VIIに沿って見た矢視図である。本発明の別の実施形態に係る溶接加工装置のテーブルを示す縦断面図である。本発明のさらに別の実施形態に係る溶接加工装置のテーブルを示す平面図である。図９に示される実施形態の変形例であるテーブルを示す平面図である。

符号の説明

２位置決めステーション
４加工ステーション
８テーブル
１６位置決め用ストッパ
２０，２４押圧部材
２２，２６マグネットクランプ
４０被係合部材
４８，５０押圧用アクチュエータ
６０溶接装置
７０溶接ヘッド
Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１第１ブランク材
Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２第２ブランク材
Ｃ３，Ｄ３第３ブランク材
Ｃ４，Ｄ４第４ブランク材

Claims

第１ブランク材と第２ブランク材とを突き合せ、前記両ブランク材を同突き合せ部で互いに溶接する溶接加工装置であって、
複数のテーブルを備えていると共に、位置決めステーション及び溶接ステーションを備え、前記位置決めステーションにおいて前記テーブル上に第１ブランク材と第２ブランク材とを突き合せて位置決め固定し、前記第１及び第２ブランク材が位置決め固定された前記テーブルを前記溶接ステーションに移動し、同溶接ステーションにおいて溶接装置により前記第１及び第２ブランク材の突き合せ部のレーザ溶接を行い、
前記各テーブルは、
同テーブル上に突出して前記第１ブランク材の突き合せ縁に当接する使用位置と、同テーブル上から下降した格納位置とに移動可能な位置決め用ストッパと、
前記第１ブランク材の突き合せ縁が前記使用位置にあるストッパに当接するように同第１ブランク材を押圧する第１押圧部材と、
前記テーブルに設けられ、前記位置決め用ストッパに当接された前記第１ブランク材の下面を吸着する第１マグネットクランプと、
前記第１ブランク材が前記第１マグネットクランプに吸着され、かつ前記位置決め用ストッパが前記格納位置に移動された状態において、前記第２ブランク材の突き合せ縁が前記第１ブランク材の突き合せ縁に当接するように前記第２ブランク材を押圧する第２押圧部材と、
前記テーブルに設けられ、前記第１ブランク材に当接された前記第２ブランク材の下面を吸着する第２マグネットクランプとをそれぞれ備え、
前記位置決めステーションには、該位置決めステーションに位置する前記テーブルの第１，２押圧部材に係合して同押圧部材を駆動するアクチュエータを備えたことを特徴とする溶接加工装置。
前記溶接装置は、前記テーブル上の前記突き合せ部に沿って移動し、該溶接部にレーザを照射するレーザヘッドを備えたことを特徴とする請求項１記載の溶接加工装置。
前記第１及び第２マグネットクランプのうちの少なくともいずれか一方のマグネットクランプは、複数のマグネットクランプを備えていることを特徴とする請求項１記載の溶接加工装置。
前記テーブルは、前記第１及び第２ブランク材に替えて、前記第１ブランク材の鏡像に相当する基本形状を有する第３ブランク材と、前記第２ブランク材の鏡像に相当する基本形状を有する第４ブランク材とを互いに突き合せ、前記両ブランク材を同突き合せ部で互いに溶接するために用いられることを特徴とする請求項１記載の溶接加工装置。
前記テーブルにおける前記第１及び第２マグネットクランプのうちの少なくともいずれか一方のマグネットクランプにより第３及び第４ブランク材の少なくとも一部が吸着され、前記テーブルは、前記第３及び第４ブランク材のうちの少なくともいずれか一方のブランク材のみを吸着可能な第３，４ブランク材用のマグネットクランプを備えたことを特徴とする請求項４記載の溶接加工装置。
前記第３ブランク材の突き合せ縁は、前記位置決め用ストッパ及び前記テーブルに設けられた別の位置決め用ストッパのうちの少なくともいずれか一方の位置決め用ストッパに当接することを特徴とする請求項４記載の溶接加工装置。
前記第３ブランク材の突き合せ縁が前記位置決め用ストッパ及び前記別の位置決め用ストッパのうちの少なくともいずれか一方の位置決め用ストッパに当接するように、同第３ブランク材が、前記第１押圧部材及び前記テーブルに設けられた別の押圧部材のうちの少なくともいずれか一方の押圧部材により押圧されることを特徴とする請求項６記載の溶接加工装置。
前記第４ブランク材の突き合せ縁が前記第３ブランク材の突き合せ縁に当接するように、同第４ブランク材が、前記第２押圧部材及び前記テーブルに設けられた別の押圧部材のうちの少なくともいずれか一方の押圧部材により押圧されることを特徴とする請求項６記載の溶接加工装置。