JPH01197092A - レーザ溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の目的】

（産業上の利用分野） この発明は、例えば自動車車体の組立てラインにおいて
、各種構造部材同士を溶接するのに好適なレーザ溶接装
置に関するものである。 （従来の技術） 従来、例えば自動車車体の組立てラインにおいて、各種
構造部材同士を溶接するにあたっては、主に、一対のチ
ップを備えたスポット溶接ガンを用いていた。上記のス
ポット溶接ガンとしては、溶接用ロボットに取付けられ
て溶接を行うもののほか、人為的に操作するポータプル
タイプと言われるものなどがあるが、近年においては、
組立て全般の自動化を図るために、前者の溶接用ロボッ
トによるものが多く用いられている。 （発明が解決しようとする問題点） ところが、上記したような自動車車体の構成部材は、周
知のように各々が非常に複雑な形態であることから、こ
れらの溶接部分に一対のチップを到達させる都合上、例
えば大型のガンアームを有するものなどの特殊な溶接ガ
ンを用いることとなり、溶接ガンの重量増大に伴って、
可搬重量の大きいロボットを必要としている。また、と
くに大型部材を溶接する場合には、占然前記部材を保持
しておくための大型装置が必要であり、これに加えて、
大型部材の溶接に上記したような特殊溶接ガンを用いる
ことが多いことから、これらの装置類によって作業場周
辺がかなり混雑した状態となる。５ら、。、スポット溶
接ガンによる溶接は、溶Ｊａ　ＦｆＢ　分ニ打７Ｊｊが
生じるため、製品の外部（こ露出すルＦＩＢ　分への使
用には好ましくないことがあるなどの問題点があった。 （発明の目的） この発明は、このような従来の諸問題点に鑑みて成され
たもので、溶接ガン部分の小型軽量化を実現することが
できると共に、被溶接物を保持する装置との組合わせに
容易に対処することができ、外観的に良好な溶接部分を
得ることができるレーザ溶接装置を提供することを目的
としている。

【発明の構成】

（問題点を解決するための手段） この発明によるレーザ溶接装置は、主ワークとこれに溶
接される被溶接物との溶接位置に向けて移動可能な保持
体と、前記保持体に取付けられるとともに光ファイバー
ケーブルでレーザ光が送給されるレーザ光照射体と、前
記主ワークと被ｆＩ接物との溶接部分を接触状態に保つ
押圧体とから成ることを特徴としている。 なお、上記構成の場合、レーザは、光ファイバーケーブ
ルで伝送可能なものとして、ＹＡＧ（Ｙｔ　ｔ　ｒｉｕ
ｍｅＡｌｕｍｉ　ｎｉｕｍ＊Ｇａｒｎｅｔ）レーザや、
ガラスレーザなどを用いることができる。 （実施例） 以下、この発明を図面に基づいて説明する。 第１図（ａ）（ｂ）は、この発明の一実施例を説明する
図であって、この実施例では、自動車車体の組立てライ
ンにおいて、主ワークであるフロントフロアパネルＷｌ
に、被溶接物であるリアフロアパネルＰ、を溶接する場
合を示している。 すなわち、レーザ溶接装置は、上記両パネルＷ、、Ｐ、
の溶接位置に向けて移動可能な保持体１と、前記保持体
１に取付けられるとともに光ファイ／へ一ケーブル２で
レーザ光が伝送されるレーザ光照射体３と、前記両パネ
ルＷ、、Ｐ、の溶接部分を接触状態に保つ押圧体４とか
ら成っている。 前記フロントフロアパネルＷ１は、エンジン収容部分Ａ
が既に連結してあって、治具５上に位置決めしである。 また、リアフロアパネルＰｌは、同じく治具５上に位置
決めされ、溶接部分において、前記フロントフロアパネ
ルＷＩと重合している。前記治具５は、基台６上に上記
両パネルＷ、、Ｐ工を受けるための複数の位置決め具７
を立設し、両パネルＷ、、Ｐ、の重合部分下側の位置に
、受は台８を備えている。 前記保持体１は、プレート状を成すものであって、この
実施例では、多軸制御型ロボット９の／＼ンド部１０に
取付けである。前記ロボット９は、基台１１に垂直軸を
介して回動体１２を連結すると共に、前記回動体１２に
水平、１ｄ１３を介して揺動体１４を連結し、前記揺動
体１４の上端に、水平軸１３と平行な第１軸１５を介し
てブーム１６が運結しである。前記ブーム１６は、その
基端側に、駆動源となる油圧シリング１７が連結しであ
ると共に、先端部には当該ブーム１６の軸まわりに回動
する継手１８を連結し、さらにこの継手１８に、ブーム
１６の軸線と直交する第２軸１９を介して前記ハンド部
１０が連結しである。 前記レーザ光照射体３は、前記保持体１の先端部分に取
付けてあり、光ファイバーケーブル２のコネクタや集光
レンズなどを内蔵している。また、この実施例では、装
置の小型軽量化および消費電力の節約を実現可能にする
ＹＡＧレーザを用いている。前記光ファイバーケーブル
２は、溶接作業場から離れたところに設置したレーザ発
振器２０に接続しである。 前記押圧体４は、前記受は台８の上側に相対向するブロ
ック状を成すものであって、その下面に、溶接部分との
間に隙間を形成するための複数の文部４ａを有すると共
に、上下に開口する複数の長孔４ｂが形成しである。前
記押圧体４の上面には、当該押圧体４を上下に移動させ
るための油圧シリング２１のロッド２１ａと、一対のガ
イドロッド２２．２２とが連結しである。前記油圧シリ
ング２１は、治具５を跨ぐ状態で床面に設着した枠体２
３に固定しである。また、枠体２３には、各ガイドロッ
ド２２．２２が上下方向へ摺動自在に貫通するガイドブ
ロック２４．２４が固定しである。 上記のレーザ溶接装置は、両パネルＷ、、Ｐ！が治具５
上に位置決めされた後、油圧シリンダ２１を伸長駆動し
て受は台８と押圧体４との間に両パネルｗ、、ｐ、の重
合部分を挟み込み、ロボットタの駆動で押圧体４の上側
に移動させたレーザ光照射体３から、長孔４ｂを通して
両パネルｗ、、ｐ、にレーザ光を照射し、両者を溶接す
る。 このように、上記レーザ溶接装置は、保持体１とレーザ
光照射体３とで構成した溶接ガンとなる部分が非常に小
型軽量であると共に、多軸制御型ロボット２の使用によ
り、他の溶接部位への対応もきわめて容易であり、なお
且つ可搬重量の小さい小型ロボットの適用が充分可能で
ある。 第２図（ａ）（ｂ）は、この発明の他の実施例例を説明
する図である。 すなわち、この実施例のレーザ溶接装置は、多軸制御型
ロボット３０のハンド部３１に、保持体と押圧体とを兼
用するクランプ３２を設け、前記クランプ３２にレーザ
光照射体３が取付けである。 前記ロボット３０は、前述の実施例におけるロボット９
（第１図（ａ）に示す）と同様に、基台３３、回転体３
４、水平軸３５、揺動体３６、第１軸３７、プーム３８
および継手３９等を備えており、前記継手３９に第２軸
４０を介して連結具４１を取付けると共に、この連結具
４１に前記ハンド部３１が回動可能に取付けである。 前記クランプ３２は、ハンド部３１に設けたブラケット
４２に、一対のクランプアーム４３゜４４の中間部を回
動自在に連結して成るものであって、一方のクランプア
ーム４３の基端にシリンダ４５を連結すると共に、他方
のクランプアーム４４の基端に前記シリンダ４５のロッ
ド４５ａを連結し、前記シリンダ４５の駆動によって先
端側の把持部４３ａ、４４ａが近接離間するようになっ
ている。また、−刀のクランプアーム４３の把持部４３
ａには、他方側の把持部４４ａ方向への貫通孔４３ｂが
形成してあって、この貫通孔４３ｂに、クランプ外側か
らレーザ光照射体３が嵌入しである。前記レーザ光照射
体３には、レーザ発振器２０から導き出した光ファイバ
ーケーブル２が接続しである。 上記のレーザ溶接装置は、ロボット３０の動作でクラン
プ３を適宜の溶接位置に移動させてから、クランプ３で
主ワークＷ２と被溶接物Ｐ２とを挾持し、次いで、レー
ザ光照射体３からのレーザ光を貫通孔４３ｂを通して主
ワークＷ２と被溶接物Ｐ２との重合部分に照射し、両者
を溶接する。このように、上記レーザ溶接装置は、スポ
ット溶接用ロボットと同様に使用することができ、しか
も溶接ガン部分が小型であるから、様々な溶接部位に対
する適用範囲がより−・層広くなる。 第３図（ａ）（ｂ）は、この発明のざらに他の実施例を
説明する図であって、治具に位置決めされた主ワークで
ある自動車のフロアパネルＷ３に、被溶接物であるサイ
ドボディパネルＰ３のシル部分Ｓを溶接する場合を示し
ている。 この実施例におけるレーザ溶接装置は、サイドボディパ
ネルＰ３の組付は装置５０に組込んである。 前記組付は装置５０は、基台５１に二本のリンクアーム
５２，５３を介して、支持板５４をフロアパネルＷ３側
へ進退自在に備えている。前記支持板５４には、サイド
ボディパネルＰ３の外面に当接する複数の支持具５５、
および図示しないロケートピン、クランプ、バキューム
カップなどが設けである。 当該レーザ溶接装置は、下部の支持具５５において、そ
の先端部の上下に設けてあって、例えば上部側にあって
は、支持具５５の先端に突設したブラケット５６に、保
持体と押圧体とを兼用するクランズブζツク５７を上下
方向へ回動自在に連結し、前記クランプブロック５７の
上端部に、支持具５５に固定したシリンダ５８のロッド
５８ａを連結すると共に、前記クランプブロック５７の
下端にレーザ光照射体３が取付けである。また、支持具
５５の下側にあっては、シリング５８やレーザ光照射体
３の位置が上記構成と対称的になる。 上記のレーザ溶接装置は、組付は装置５０の作動でフロ
アパネルＷ３にサイドボディパネルＰ３を組合わせたの
ち、シリンダ５８を伸長駆動して、クランプブロック５
７によりフロアパネルＷ３とサイドパネルＰ３のシル部
分Ｓとの重合部分をフロアパネル側から押圧し、且つ両
者を支持具５５との間で挟着し、レーザ光照射体３によ
るレーザ光照射で両者を溶接する。 第４図は、この発明のさらに他の実施例を説明する図で
あって、主ワークであるフロアパネルＷ４およびサイド
メンバＷＳの重合した縁部分に、被溶接物であるリアフ
ェンダ−Ｐ４のホイールハウス部分Ｈを溶接する場合を
例示している。 この実施例におけるレーザ溶接装置は、駆動ユニット６
０に設けた保持体６１に、レーザ光照射体３を取付ける
と共に、これとは別体の押圧体６２を備えている。 前記駆動ユニット６０は、シリング等を内蔵した駆動部
６３に、軸方向へ移動可能なアーム６４を備えると共に
、前記アーム６４の先端に、その軸まわりに回動可能な
継手６５を連結し、さらに前記継手６５に、アーム６４
の軸線と直交する軸を介して前記保持体６１が取付けで
ある。 押圧体６２は、床面に立設した支柱６６の上端に、屈曲
した抑圧ブロック６７の中間部を回動自在に連結し、支
柱６６に固定したシリング６８のロッド６８ａを前記抑
圧ブロック６７の端部に連結した構成になっている。 、」二記のレーザ溶接装置は、シリンダ６８の伸長駆動
によって、抑圧ブロック６７でホイールハウス部Ｈをフ
ロアパネル側４側へ押圧し、駆動ユニット６００作動で
レーザ光照射体３を所定位置に移動させて溶接を行う。 なお、上記構成の場合、フロアパネルＷ４を位置決めし
ている治具の位置決め具（第１図（ａ）において符号７
）を押圧体６２の支柱として用いることが可能である。

【発明の効果】

以上説明してきたように、この発明のレーザ溶接装置に
よれば、主ワークとこれに溶接される被溶接物との溶接
位置に向けて移動可能な保持体と、前記保持体に取付け
られるとともに光ファイバーケーブルでレーザ光が送給
されるレーザ光照射体と、前記主ワークと被溶接物との
溶接部分を接触状態に保つ押圧体とから成る構成とした
ため、スポット溶接ガンを用いた従来の装置と対比する
と、溶接ガン部分の小型軽量化を実現することができる
と共に、とくに大型部材の溶接においては、被溶接物を
保持する装置との組合わせに容易に対処することが可能
であって、作業場周辺の装匝類の簡素化、および作業時
間の短縮化などを図ることができ、ざらにレーザの採用
により、打に等の無い外観的に良好な溶接部分を形成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）はこの発明の一実施例に基づくレーザ溶接
装置を説明する胴視図、第１図（ｂ）は溶接部分の拡大
断面図、第２図（ａ）（ｂ）はこの発明の他の実施例を
説明するクランプ部分の正面図、およびレーザ溶接装置
全体の斜視図、第３図（ａ）（ｂ）はこの発明のさらに
他の実施例を説明する全体的な正面図、および要部の正
面図、第４図はこの発明のさらに他の実施例を説明する
斜視図である。 Ｗｌ・・・フロントフロアパネル（主ワーク）、Ｗ２・
・・主ワーク、Ｗ３　、Ｗ４・・・フロアパネル（主ワ
ーク）、Ｗ５・・・サイドメンバ（主ワーク）、Ｐｌ・
・・リアフロアパネル（被溶接物）、Ｐ２・・・被溶接
物、Ｐ３・・・サイドボディパネル（被溶接物）、Ｐ４
・・・リアフェンター（被溶接物）、１・・・保持体、
２・・・光ファイバーケーブル、３・・・レーザ光照射
体、４，６２・・・押圧体、３２・・・クランプ（保持
体および押圧体）、５７・・・クランプブロック（保持
体および押圧体）。 第２図（Ｇ） 第２図（ｂ） 第３図（ｂ） ２／　　　５８゜ 第３図（Ｇ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）主ワークとこれに溶接される被溶接物との溶接位
   置に向けて移動可能な保持体と、前記保持体に取付けら
   れるとともに光ファイバーケーブルでレーザ光が送給さ
   れるレーザ光照射体と、前記主ワークと被溶接物との溶
   接部分を接触状態に保つ押圧体とから成ることを特徴と
   するレーザ溶接装置。