JP6049579B2

JP6049579B2 - 接合装置及びそれを用いる接合方法

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Publication number: JP6049579B2
Application number: JP2013198941A
Authority: JP
Inventors: 徹熊谷
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2016-12-21
Anticipated expiration: 2033-09-25
Also published as: JP2015062931A

Description

本発明は、矩形状の接合部材を、湾曲した接合部を備える被接合部材に接合する際に、位置決めして固定する接合装置及びそれを用いる接合方法に関する。

従来、矩形状の接合部材としての車両のルーフパネルを、湾曲した接合部を備える被接合部材としてのボディサイドに溶接接合する際に、該ボディサイドに対して該ルーフパネルを位置決めして固定する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

前記特許文献１記載の装置は、車体の前後方向に延長される車体搬送ライン上に位置決めされた前記ボディサイドに対し、車体の前後左右の４か所に対して設けられた位置決め治具により前記ルーフパネルを位置決めし、固定するものである。前記位置決め治具は、前記車体搬送ラインの側方に立設されたポストの上端に回動自在に設けられた作動アームと、該作動アームの先端に設けられた楕円形のゲージとを備えている。

前記位置決め治具は、前記作動アームを回動させて前記ゲージを前記ルーフパネルに押圧することにより、前記車体の左右方向で該ルーフパネルの側端縁部の前後を前記ボディサイドに位置決めして固定する。前記のように位置決めされて固定された前記ルーフパネルと前記ボディサイドとは、該ルーフパネルの前記側端縁部で重ね合わせられることとなり、重ね合わされた部分を溶接接合することにより、接合することができる。

特開平１１−２８６２８５号公報

しかしながら、前記従来の位置決め装置では、前記ルーフパネルの前記側端縁部の前後を前記ボディサイドに押圧しているに過ぎず、前記押圧されている部分の中間では該ルーフパネルと該ボディサイドとの間に間隙が生じることがある。従って、前記ルーフパネルと前記ボディサイドを、ロウ材を用いて連続して溶接接合しようとするときには、接合が不完全になることがあるという不都合がある。

そこで本発明は、矩形状の接合部材を被接合部材の湾曲した接合部に対して位置決めする際に、該接合部材の側端縁部と該被接合部材の接合部との間に、確実に間隙を生じさせることなく固定することができる接合装置を提供することを目的とする。また、本発明の目的は、前記接合装置を用いる接合方法を提供することにもある。

かかる目的を達成するために、本発明は、矩形状の接合部材をその側端縁部で被接合部材の湾曲した接合部に接合する際に、該接合部材の側端縁部を該被接合部材の接合部に対して固定する接合装置において、該接合部材の相対向する側端縁部に沿って配置される１対の支持部材と、該１対の支持部材を搬送してそれぞれ該接合部材の側端縁部に沿って配置する搬送手段と、該支持部材の両端縁部に配設されて該接合部材の側端縁部を該被接合部材の接合部に押圧する１対の押圧部材と、該支持部材の該１対の押圧部材の間に配設され、該接合部材の側端縁部を該被接合部材の接合部に加圧する加圧部材と、該押圧部材が該接合部材の側端縁部を該被接合部材の接合部に押圧するときに各押圧部材に掛かる荷重を検知する荷重検知手段と、該荷重検知手段により検知される各押圧部材に掛かる荷重が均一になるように該搬送手段の位置を制御する制御手段とを備え、該制御手段は、該荷重検知手段により検知される各押圧部材に掛かる荷重が均一になった位置で該搬送手段を固定し、該支持部材の該１対の押圧部材により該接合部材の側端縁部を該被接合部材の接合部に押圧すると共に、該１対の押圧部材の間に配設された該加圧部材により、該接合部材の側端縁部を該被接合部材の接合部に加圧することにより、該接合部材の側端縁部を該被接合部材の接合部に固定することを特徴とする。

本発明の接合装置では、前記矩形状の接合部材をその側端縁部で前記被接合部材の湾曲した接合部に接合する際に、まず、前記搬送手段により前記１対の支持部材を該接合部材の側端縁部に沿って配置する。次に、前記支持部材の両端縁部に配設された１対の押圧部材により、前記接合部材の側端縁部を該被接合部材の接合部に押圧する。

このとき、本発明の接合装置では、前記制御手段が前記荷重検知手段により各押圧部材に掛かる荷重を検知し、各押圧部材に掛かる荷重が均一になるように前記搬送手段の位置を制御し、前記支持部材を移動させる。次に、前記荷重検知手段により検知される各押圧部材にかかる荷重が均一になったならば、前記制御手段は、前記被接合部材の接合部に対して前記接合部材の側端縁部が正確に位置決めされたものと判断すると共に、該接合部材の側端縁部に対して前記支持部材が正確に位置決めされたものと判断する。

次に、前記制御手段は、前記荷重検知手段により検知される各押圧部材にかかる荷重が均一になった位置で前記搬送手段を固定する。そして、本発明の接合装置は、前記支持部材の前記１対の押圧部材により前記接合部材の側端縁部を前記被接合部材の接合部に押圧すると共に、前記加圧部材により前記接合部材の側端縁部を前記被接合部材の接合部に加圧する。

この結果、本発明の接合装置によれば、前記接合部材の側端縁部を前記被接合部材の接合部との間に確実に間隙を生じさせることなく、該接合部材と該被接合部材とを固定することができ、ロウ材を用いて連続して溶接接合することができる。

また、本発明の接合装置は、前記１対の支持部材を、前記側端縁部に直交する方向以外の方向に、互いに変位自在とする独立動作手段を備えることが好ましい。前記接合部材は相対向する側端縁部でそれぞれ前記被接合部材の接合部に接合されるが、このとき該被接合部材の接合部は該接合部材の一方の側端縁部に接合される側と、他方の側端縁部に接合される側とで、垂直方向のズレを有する場合があり、又は前記側端縁部に沿う方向等でのズレを有する場合がある。

このような場合、本発明の接合装置は、前記１対の支持部材が前記独立動作手段により、前記側端縁部に直交する方向以外の方向に、互いに変位自在とされていることにより、前記側端縁部に直交する方向を除き、前記被接合部材の接合部の垂直方向のズレ、又は前記側端縁部に沿う方向等のズレを吸収することができる。この結果、本発明の接合装置によれば、前記接合部材のそれぞれの側の側端縁部を、確実に前記被接合部材の接合部に固定することができる。

また、本発明の接合方法は、矩形状の接合部材をその側端縁部で被接合部材の接合部に接合する際に、該接合部材を該被接合部材に対して固定する接合方法において、１対の支持部材を該接合部材の相対向する側端縁部に沿ってそれぞれ配置し、該支持部材の両端縁部に配設された１対の押圧部材により該接合部材の側端縁部を該被接合部材の接合部に押圧する工程と、各押圧部材に掛かる荷重を検知して、各押圧部材に掛かる荷重が均一になるように該支持部材を移動させる工程と、各押圧部材に掛かる荷重が均一になった位置で該支持部材を固定し、該支持部材の該１対の押圧部材により該接合部材の側端縁部を該被接合部材の接合部に押圧すると共に、該１対の押圧部材の間に配設された加圧部材により該接合部材の側端縁部を該被接合部材の接合部に加圧することにより、該接合部材の側端縁部を該被接合部材の接合部に固定する工程とを備えることを特徴とする。

本発明に用いる接合部材と被接合部材との構成を示す模式的断面図。本発明の接合装置の構成を示す模式的斜視図。独立動作装置の構成を示す側面図。

次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。

本実施形態の接合装置は、例えば、図１に示す車体のルーフパネル１をサイドボディ２に溶接接合する場合に用いられる。尚、図１は車体の幅方向の断面を示している。

ここで、ルーフパネル１は矩形状の接合部材であり、両側の相対向する側端縁部にサイドボディ２側に屈曲させて形成されたフランジ部３を備えている。一方、サイドボディ２はアウタパネル４とインナパネル５とが相互に溶接接合されて形成されており、上部にルーフパネル１方向に突出して形成された接合部としてのフランジ部６を備えている。尚、フランジ部６は、車体の長さ方向において、上方に凸に湾曲したアーチ状に形成されている。

図２に示すように、本実施形態の接合装置１１は、ルーフパネル１の両側のフランジ部３，３に沿って配置される１対の支持部材１２，１２を備え、各支持部材１２はそれぞれ搬送手段としてのロボットアーム１３，１３に接続されている。ロボットアーム１３，１３は制御装置１４により制御されて支持部材１２，１２を搬送する。

各支持部材１２，１２はそれぞれ先端に吸盤１５を備えるロッド１６，１６を備えており、吸盤１５をルーフパネル１に吸着させる。この結果、支持部材１２，１２はルーフパネル１のフランジ３，３に沿って配置され、ロボットアーム１３，１３は支持部材１２，１２とルーフパネル１とを同時に搬送することができる。

また、各支持部材１２は、両端部にルーフパネル１のフランジ部３をサイドボディ２のフランジ部６に押圧する押圧部材１７，１７を備えており、押圧部材１７は制御装置１４に接続されている。また、各支持部材１２は、押圧部材１７，１７間にルーフパネル１のフランジ部３をサイドボディ２のフランジ部６に加圧する加圧部材１８を備えており、加圧部材１８の下面部１８ａはフランジ部６の形状に沿うアーチ状に形成されている。

押圧部材１７は、例えば図示しないリニアガイドに沿って上下動自在とされており、該リニアガイドにより下降せしめられることにより、ルーフパネル１のフランジ部３をサイドボディ２のフランジ部６に押圧する。また、押圧部材１７は上部に押圧部材１７に掛かる荷重を検知する圧力センサ１９を備えており、圧力センサ１９は制御装置１４に接続されている。

また、加圧部材１８は、その作動が制御装置１４により制御され、前記アーチ状の下面部１８ａにより、ルーフパネル１のフランジ部３をサイドボディ２のフランジ部６に加圧する。

また、図３に示すように、本実施形態の接合装置１１において、各支持部材１２，１２はルーフパネル１の幅方向中央部で独立動作ガイド２０を介して接続されている。独立動作ガイド２０は、一方の支持部材１２の端縁部に接続されて上方に開口するコ字状部材２１ａと、他方の支持部材１２の端縁部に接続されて下方に開口するコ字状部材２１ｂとからなり、コ字状部材２１ａ，２１ｂは互いに開口部に挿入されて組み合わされている。

また、コ字状部材２１ａ，２１ｂの間には、複数のベアリング２２が配設されている。この結果、コ字状部材２１ａ，２１ｂは互いに垂直方向又は車体の前後方向に摺動自在となっており、各支持部材１２，１２はロボットハンド１３，１３とコ字状部材２１ａ，２１ｂとの作用により、前記側端縁部に直交する方向、即ち車体の幅方向を除き、垂直方向又は車体の前後方向等で、互いに変位自在とされる。

次に、本実施形態の接合装置１１により、ルーフパネル１をサイドボディ２に固定する方法について説明する。

本実施形態の接合装置１１では、まず、ロボットアーム１３，１３により支持部材１２，１２と共にルーフパネル１を搬送し、サイドボディ２に沿って配置し、ルーフパネル１のフランジ部３，３をサイドボディ２，２のフランジ部６，６に重ね合わせる。

このとき、サイドボディ２，２は車体の幅方向の両側で高さが一致していないことがあり、又は車体の前後方向等の位置が一致していないことがある。しかし、支持部材１２，１２は独立動作ガイド２０を介して接続されているので、サイドボディ２，２の高さの相違、又は車体の前後方向等の位置の相違に関わらず、車体の幅方向の両側でルーフパネル１のフランジ部３，３をサイドボディ２，２のフランジ部６，６に重ね合わせることができる。

この結果、支持部材１２，１２は、車体の幅方向の両側におけるサイドボディ２，２の高さの相違又は車体の前後方向等の位置の相違をキャンセルすることができる。

ルーフパネル１は、フランジ部３，３がサイドボディ２，２のフランジ部６，６に重ね合わされることにより、車体の幅方向については位置決めされるが、車体の前後方向については位置決めされていない。そこで、接合装置１１では、次に、押圧部材１７によりルーフパネル１のフランジ部３をサイドボディ２のフランジ部６に押圧し、押圧部材１７にかかる荷重を圧力センサ１９により検知する。

前述のようにサイドボディ２のフランジ部６は車体の長さ方向において上方に凸に湾曲したアーチ状に形成されている。そこで、ルーフパネル１のフランジ部３が正確に位置決めされていない場合には、車体の長さ方向で、即ち支持部材１２の両端で、各押圧部材１７による押圧の程度が異なることになる。この結果、圧力センサ１９により検知される押圧部材１７にかかる荷重もまた各圧力センサ１９で異なった数値となる。

そこで、制御装置１４は、各圧力センサ１９により検知される前記荷重が均一になるようにロボットアーム１３の位置を制御する。制御装置１４による前記ロボットアーム１３の位置の制御は、例えば、フィードバック制御又はフィードフォワード制御により行うことができる。

この場合、車体の長さ方向において前方の圧力センサ１９により検知される前記荷重の方が大きい場合は、フランジ部３，６の間隙が前方側において後方側よりも大きいので、制御装置１４によりロボットアーム１３の位置が後方側に移動される。また、車体の長さ方向において後方の圧力センサ１９により検知される前記荷重の方が大きい場合は、反対に制御装置１４によりロボットアーム１３の位置が前方側に移動される。

そして、制御装置１４は、各圧力センサ１９により検知される前記荷重が均一になったならば、ルーフパネル１のフランジ部３がサイドボディ２のフランジ部６に対し、車体の長さ方向においても正確に位置決めされたものと判断する。また、同時に制御装置１４は、ルーフパネル１のフランジ部３，３に対し、支持部材１２，１２が正確に位置決めされたものと判断する。

尚、「各圧力センサ１９により検知される荷重が均一になる」とは、各圧力センサ１９により検知される荷重が同一になることが望ましい。しかし、各圧力センサ１９により検知される荷重の差が、所定の範囲、例えば３０Ｐａ以下の範囲内であってもよく、この場合にも均一とみなすことができる。

前述のようにして、ルーフパネル１がサイドボディ２に対して正確に位置決めされ、支持部材１２，１２がフランジ部３，３に対して正確に位置決めされたならば、制御装置１４は押圧部材１７によりルーフパネル１のフランジ部３をサイドボディ２のフランジ部６に押圧して固定する。また同時に、制御装置１４は加圧部材１８により、押圧部材１７，１７の間で、ルーフパネル１のフランジ部３をサイドボディ２のフランジ部６に加圧する。

このようにすることにより、ルーフパネル１はそのフランジ部３がサイドボディ２のフランジ部６に重ね合わされた状態で固定されると共に、フランジ部３，６の間に間隙が生じることを防止して、フランジ部３，６を相互に密着させることができる。この結果、フランジ部３，６をロウ材を用いて連続して溶接接合することができる。

前記ロウ材としては、例えば、銅を主成分とし、５〜１５重量％の亜鉛を含むロウ材等を使用することができる。前記ロウ材については、特許第４３３１０１２号公報に詳細な記載がある。

前記ロウ材は棒状に成形し、レーザビームを照射して溶解することにより、フランジ部３，６を連続して溶接接合することができる。レーザビームによるロウ接方法については、特許第４３０８１２４号公報に詳細な記載がある。

１…ルーフパネル（接合部材）、２…サイドボディ（被接合部材）、３…フランジ（側端縁部）、６…フランジ（接合部）、１１…接合装置、１２…支持部材、１３…ロボットアーム（搬送手段）、１４…制御装置（制御手段）、１７…押圧部材、１８…加圧部材、２０…独立動作ガイド（独立動作手段）。

Claims

矩形状の接合部材をその側端縁部で被接合部材の湾曲した接合部に接合する際に、該接合部材の側端縁部を該被接合部材の接合部に対して固定する接合装置において、
該接合部材の相対向する側端縁部に沿って配置される１対の支持部材と、
該１対の支持部材を搬送してそれぞれ該接合部材の側端縁部に沿って配置する搬送手段と、
該支持部材の両端縁部に配設されて該接合部材の側端縁部を該被接合部材の接合部に押圧する１対の押圧部材と、
該支持部材の該１対の押圧部材の間に配設され、該接合部材の側端縁部を該被接合部材の接合部に加圧する加圧部材と、
該押圧部材が該接合部材の側端縁部を該被接合部材の接合部に押圧するときに各押圧部材に掛かる荷重を検知する荷重検知手段と、
該荷重検知手段により検知される各押圧部材に掛かる荷重が均一になるように該搬送手段の位置を制御する制御手段とを備え、
該制御手段は、該荷重検知手段により検知される各押圧部材に掛かる荷重が均一になった位置で該搬送手段を固定し、該支持部材の該１対の押圧部材により該接合部材の側端縁部を該被接合部材の接合部に押圧すると共に、該１対の押圧部材の間に配設された該加圧部材により、該接合部材の側端縁部を該被接合部材の接合部に加圧することにより、該接合部材の側端縁部を該被接合部材の接合部に固定することを特徴とする接合装置。
請求項１記載の接合装置において、前記１対の支持部材を、前記側端縁部に直交する方向以外の方向に、互いに変位自在とする独立動作手段を備えることを特徴とする接合装置。
矩形状の接合部材をその側端縁部で被接合部材の接合部に接合する際に、該接合部材を該被接合部材に対して固定する接合方法において、
１対の支持部材を該接合部材の相対向する側端縁部に沿ってそれぞれ配置し、該支持部材の両端縁部に配設された１対の押圧部材により該接合部材の側端縁部を該被接合部材の接合部に押圧する工程と、
各押圧部材に掛かる荷重を検知して、各押圧部材に掛かる荷重が均一になるように該支持部材を移動させる工程と、
各押圧部材に掛かる荷重が均一になった位置で該支持部材を固定し、該支持部材の該１対の押圧部材により該接合部材の側端縁部を該被接合部材の接合部に押圧すると共に、該１対の押圧部材の間に配設された加圧部材により、該接合部材の側端縁部を該被接合部材の接合部に加圧することにより、該接合部材の側端縁部を該被接合部材の接合部に固定する工程とを備えることを特徴とする接合方法。