JPH0353822Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、複数種類の長手状被溶接部材を位置
決めする位置決め装置に関するものである。

従来技術 複数の部品から成る長手状被溶接部材を長手方
向に沿つた溶接によつて一体の長手状部品とする
ものとしては、たとえば、自動車（主としてトラ
ツク、大型乗用車等）の梯子型フレームにおける
サイドメンバが知られている。このサイドメンバ
は、溶接によつて箱型断面とされた溶接構造体と
されることが多く、たとえばコの字型断面のサイ
ドレールの内側にそれより幅の狭いインナチヤン
ネルを向き合わせた状態で嵌め込んだものを、両
者の嵌め合わせ部分において長手方向に沿つて溶
接することにより製作されるのである。このと
き、サイドレールはたとえば全長3.5〜５ｍに及
ぶ長尺一体プレス製品であるために、サイドレー
ルにインナチヤンネルを組み合わせたとき、プレ
スの寸法公差に起因して溶接部に僅かな間隙が生
じる場合が多く、充分な溶接品質を得るためには
その溶接部の間隙を無くした上で被溶接部材を位
置決めして固定することが必要である。

このため、一般に、溶接に際して長手状被溶接
部材をその長手方向における複数位置にて支持し
かつ把持することにより被溶接部材を固定する位
置決め装置が考えられている。このような位置決
め装置においては、被溶接部材を位置決めするた
めの複数のクランプ装置によつて、被溶接部材が
長手方向における複数位置において被溶接部材間
の間隙をなくすように側面から把持されかつ支持
される。

このような位置決め装置によれば、複数本の長
手状被溶接部材の被溶接部の間隙が消滅させられ
て位置決めされるので、その溶接品質を低下させ
ることなく溶接することが可能であり、しかも被
溶接部材の高さ方向および横方向の位置決めが正
確に為されるために、ロボツト等を利用した自動
溶接が可能となる利点があつた。

考案が解決すべき問題点 しかしながら、上記の位置決め装置は、単一種
類の形状を有する被溶接部材を溶接するためには
充分であるが、その位置決め位置を複数種類の形
状の被溶接部材を溶接するために複数種類の把持
および支持位置に変更することはその構造上不可
能であるため、従来は、複数種類の被溶接部材を
溶接するのにはその種類に相当する複数の位置決
め装置を配設しなければならず、過大な設備投資
や工程スペースが必要であつた。特に、自動車の
梯子型フレームのサイドメンバの溶接等の際のよ
うに、多種類、しかもそれぞれの種類について少
量ずつ行うことが必要な場合には、上記のような
不都合が顕著となる。そこで、長手状被溶接部材
の溶接部の間隙を消滅させる単一の位置決め装置
において、複数種類の長手状被溶接部材の位置決
めを行うことが望まれていた。

これに対し、たとえば実公昭59−35356号公報
に記載された位置決め装置を参考として、複数の
クランプ装置を、長手状被溶接部材の長手方向の
形状の種類に応じて各被溶接部材を好適に位置決
めし得る位置まで手動により移動できるように構
成することが考えられる。しかし、この場合にお
いて、複数のクランプ装置を手動により一度に移
動させるように構成すると、各クランプ装置の移
動方向および移動量を自由に決定できないため、
複数種類の長手状被溶接部材をその長手方向の複
数位置において共通の複数のクランプ装置により
好適に位置決めすることは困難である。これに対
し、複数のクランプ装置を手動により個々に独立
して移動させるように構成すれば、複数種類の長
手状被溶接部材を共通の複数のクランプ装置によ
り好適に位置決めできて、被溶接部材の種類毎に
位置決め装置を複数配設する必要がなくなると考
えられるが、この場合には、被溶接部材の位置決
め作業に多大の手間と時間を要することが避け難
い。

本考案は以上のような事情を背景として為され
たものであつて、その要旨とするところは、長手
方向の形状が互いに異なる複数種類の長手状被溶
接部材の溶接に際して、その被溶接部材をその長
手方向の形状に応じて複数位置にて支持し且つ把
持することによりその被溶接部材を位置決めし且
つ固定する位置決め装置であつて、(a)前記被溶接
部材を支持し且つ把持する複数のクランプ装置
と、(b)一軸線に沿つて複数配置され、前記複数の
クランプ装置をその一軸線に直角な面内において
それぞれ独立して移動させ且つ位置決めする複数
のクランプ移動装置と、(c)前記被溶接部材の種類
のうち溶接すべきものの種類を表す指令信号に基
づいて、前記一軸線に直角な面内においてその種
類毎に予め定められた位置まで前記複数のクラン
プ装置を前記複数のクランプ移動装置によりそれ
ぞれ移動させるコントローラとを含むことにあ
る。

また、前記クランプ装置は、前記被溶接部材を
その下面から支持する支持部材と、その支持部材
に配設されてシリンダロツドをその被溶接部材の
側面に向かつて相対向する方向にそれぞれ突き出
す少なくとも一対のシリンダと、凸状の当接面が
形成されて前記シリンダロツドの先端部に固定さ
れた当接部材とを備えて、好適に実施されるもの
である。

また、前記クランプ移動装置は、前記一軸線に
直角な面内において互いに交差する方向に配設さ
れた２本のねじ軸と、その２本のねじ軸に沿つて
前記クランプ装置を移動させるためにその２本の
ねじ軸をそれぞれ回転駆動する２つの駆動モータ
とを備えて、好適に実施されるものである。

作用および考案の効果 このようにすれば、長手状被溶接部材を支持し
かつ把持する複数のクランプ装置は、一軸線と直
角な面内において複数のクランプ移動装置により
それぞれ独立して移動させられ且つ位置決めされ
るので、各クランプ装置の移動方向および移動量
を前記一軸線に直角な面内において自由に決定で
きることから、長手状被溶接部材の長手方向の形
状の種類に応じて各クランプ装置を所望の位置ま
で自在に移動させ得、これにより、共通の複数の
クランプ装置により長手方向の形状が互いに異な
る複数種類の長手状被溶接部材を好適に位置決め
し得て、複数種類の長手状被溶接部材を一つの位
置決め装置にて好適に位置決めし得る。この結果
単一の位置決め装置によつて複数種類の被溶接部
材の正確な位置決めが可能となり、被溶接部材毎
にそれに対応した把持位置を備えた位置決め装置
を用いる必要がなく、単一の位置決め装置におい
て複数種類の被溶接部材の自動溶接を行うことも
可能となるので、経済性および作業能率が大幅に
向上しかつ工程スペースが節減される。特に、多
種類でしかも少量ずつの長手状被溶接部材の溶接
の際には従来に比べて経済性が大幅に改善される
という効果が得られるのである。

また、複数のクランプ装置は、コントローラに
て制御されるクランプ移動装置により被溶接部材
に種類毎に予め定められた位置まで自動的に移動
させられるので、複数のクランプ装置を個々に手
動により移動させる場合に比べて、被溶接部材の
位置決め作業を一層容易かつ迅速に行うことがで
きる。

実施例 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

第２図は、位置決め装置全体を示す平面図であ
つて、基台８上にクランプ装置１０およびクラン
プ移動装置１２が基台８の長手方向に平行な一軸
線上に複数組配設されることにより構成されてお
り、被溶接部材１４がその長手方向を上記一軸線
方向に沿つた状態でクランプ装置１０により複数
箇所位置決め固定されるようになつている。被溶
接部材１４は、第３図に示すように、断面が箱形
形状の組み合わせ部材、たとえば自動車の梯子型
フレームのサイドメンバを構成する部材で、第４
図に示すようなコの字型断面の第１部材１６の内
側にそれより幅の狭い第２部材１８を向き合わせ
た状態で嵌め込んだものである。このような第１
部材１６および第２部材１８の両側の嵌め合わせ
部分すなわち被溶接部２０はこれに沿つて移動す
る自動アーク溶接装置２２にて溶接されるが、ク
ランプされない状態では、第１部材１６と第２部
材１８との間に主としてプレス工程における加工
寸法公差から間隙ｌが生じる場合がある。

第１図は、第２図のＩ−Ｉ線から見たクランプ
装置１０およびクランプ移動装置１２を示してい
る。なお、他のクランプ装置１０およびクランプ
移動装置１２は同様に構成されているので、それ
等の説明は省略する。

クランプ装置１０は、第５図に詳しく示すよう
に、Ｕ字形のクランプ用フレーム２４と、被溶接
部材１４を支持するためにクランプ用フレーム２
４の底壁に固定された支持部材２６と、クランプ
用フレーム２４の側壁に固定された大径シリンダ
２８および小径シリンダ３０と、小径シリンダ３
２および３４とを備えている。クランプ用フレー
ム２４の側壁には、大径シリンダ２８および小径
シリンダ３０，３２，３４のシリンダロツド４
０，４２，４４，４６が挿通される４つの挿通穴
３６が形成され、それ等シリンダロツド４０，４
２，４４，４６の先端部には凸状の面を持つ４つ
の押さえ部材３８が装着されている。なお、支持
部材２６および押さえ部材３８は、第６図のａお
よびｂに示すように、線接触および点接触にて被
溶接部材１４と当接するような形状のものが好適
に使用されるとともに、被溶接部材１４の側面に
対する押さえ部材３８の当接点が略150mmピツチ
となるようにシリンダの間隙およびクランプ装置
１０の間隔が決定されている。また、クランプ用
フレーム２４の底面には、クランプ装置１０をク
ランプ移動装置１２と連結させるために、後述の
レール５２と摺動可能に係合するための摺動部材
４８と、後述の水平ねじ軸５６との螺合可能に内
部にねじ穴が形成された雌ねじ部材５４とが突設
されている。

クランプ移動装置１２は、クランプ装置１０を
横軸方向（図中左右方向）に移動させるための横
軸方向移動装置５１と、クランプ装置１０を高さ
方向（図中上下方向）に移動させるための高さ方
向移動装置６１とから構成されている。

先ず、横軸方向移動装置５１は、断面Ｕ字形の
可動フレーム５０と、可動フレーム５０の底壁内
面に長手方向が横軸方向と平行に固設された一対
のレール５２（第１図においては一方のみ図示）
と、一端を可動フレーム５０に回転可能に支持さ
れてレール５２と平行に設けられた水平ねじ軸５
６と、水平ねじ軸５６の他方の軸端（図中右）と
連結されて水平ねじ軸５６を回転駆動する駆動モ
ータ５８と、駆動モータ５８に接続されたロータ
リエンコーダ６０と、から構成されている。な
お、可動フレーム５０の底面には、４個のガイド
部材６８および雌ねじ部材７０が備えられた垂直
方向の板材６６が固設されている。

次に、高さ方向移動装置６１は、支持フレーム
６２と、支持フレーム６２に軸方向に固定されて
ガイド部材６８と摺動可能に嵌合する２本のガイ
ドロツド６４と、雌ねじ部材７０に螺合されかつ
一方の端部に伝動ベルト７２を巻き掛けたプーリ
７４が取り付けられている垂直ねじ軸７６と、プ
ーリ７４が連結されてプーリ７４を回転駆動する
ための駆動モータ７８と、駆動モータ７８に接続
されたロータリエンコーダ８０と、から構成され
ている。

したがつて、横軸方向移動装置５１と高さ方向
移動装置６１とから構成されているクランプ移動
装置１２により、クランプ装置１０が水平方向お
よび垂直方向において移動させられるので、クラ
ンプ装置１０は、基台８の長手方向に直角な面内
の所望の位置に位置決めされるようになつてい
る。

そして、位置決めすべき被溶接部材１４の品番
を入力操作するための入力装置８４、および入力
装置８４からの信号に基づいて各クランプ装置１
０の位置を制御するコントローラ８２が設けられ
ている。コントローラ８２では、位置決めすべき
複数の品番の複数点の支持位置データが複数組予
め記憶されており、入力装置８４からの信号に基
づいて一組の支持位置データを読み出すととも
に、読み出した支持位置データが表す各支持位置
に各クランプ装置１０が位置決めされるように駆
動モータ５８および７８に駆動信号を供給する。
すなわち、各ロータリエンコーダ６０および８０
から供給される信号が表す実際の横（水平）軸位
置および高さ位置が読み出された支持位置データ
（目標値）と一致するまで駆動モータ５８および
７８が駆動されるようになつているのである。

なお、各クランプ装置１０の上方には、上部か
ら被溶接部材１４をクランプ装置１０に押圧する
ために図示しない移動装置によりクランプ装置１
０と対応した位置に位置決めされる上部クランプ
８６が従来と同様に備えられている。

以下に、本実施例の位置決め装置の作動につい
て説明する。

先ず、作業者により予め記憶された複数種類の
品番のうち被溶接部材１４に対応する品番が入力
装置８４により入力され、入力装置８４からその
品番を表す指令信号がコントローラ８２に供給さ
れる。コントローラ８２は、この指令信号に基づ
いて被溶接部材１４を正確に位置決めするために
各クランプ装置１０の位置を表す一組の支持位置
データを読み出し、この支持位置データが表す位
置に各クランプ装置１０が位置するように駆動モ
ータ５８および７８を回転駆動させる。駆動モー
タ５８および７８の回転量、すなわちクランプ装
置１０の横軸位置および高さ位置はロータリエン
コーダ６０および８０によりそれぞれ検出され、
その検出結果が支持位置データが表す位置と一致
するまで駆動モータ５８および７８を回転させ
る。

以上のようにして各クランプ装置１０が位置決
めされると、図示しない搬入装置によつて被溶接
部材１４がクランプ装置１０上に載置される。第
７図に示すように、大径シリンダ２８のシリンダ
ロツド４０が突き出され、シリンダロツド４０の
先端が押さえ部材３８が被溶接部材１４に当接し
て被溶接部材１４の一方の側面が基準位置に位置
決めされる。ここで、大径シリンダ２８のシリン
ダロツド４０に設けられた押さえ部材３８の位置
は横軸方向の基準となるように定められている。
したがつて、大径シリンダ２８は基準シリンダと
して機能する。その後、第８図に示すように、大
径シリンダ２８と対向する小径シリンダ３２から
シリンダロツド４４が突き出されるとともに、他
の小径シリンダ３０，３４のシリンダロツド４
２，４６が突き出されて、被溶接部材１４の第１
部材１６と第２部材１８との間の間隙ｌを消滅さ
せるまで、被溶接部材１４の側面を押圧する。以
上の作動により、被溶接部材１４の横方向からの
把持が完了する。

そして、第８図に示すようにクランプ装置１０
の横方向の移動に合わせて予め移動させられた上
部クランプ８６が上方から押圧し、支持部材２６
とともに被溶接部材１４を挟持して固定する。

上述の作動が複数組のクランプ装置１０および
クランプ移動装置１２においてそれぞれ行われる
ことにより、被溶接部２０に間隙が生じないよう
に被溶接部材１４全体の位置決め固定が為され、
その被溶接部２０が自動アーク溶接装置２２に予
め設定された溶接軌跡と一致させられる。

このように、本実施例によれば、複数種類の被
溶接部材の品番の内の一つである被溶接部材１４
を入力操作によつて選択することにより、複数の
クランプ装置１０が複数のクランプ移動装置１２
により横方向および高さ方向における被溶接部材
１４の寸法に基づいた位置まで自動的に且つそれ
ぞれ独立して移動させられるとともに、被溶接部
材１４が各クランプ装置１０により支持かつ把持
されて位置決め固定されるので、従来の位置決め
装置、たとえば第９図に示すような、シリンダ８
８からシリンダロツド９０が一定量突き出され、
その推力が一対のリンク９２を介して一対の押さ
え部材９４に伝達された位置決め台９６およびク
ランプ部材９８に把持された被溶接部材９９の位
置決め固定が為される形式のクランプ装置から成
る位置決め装置のように、一種類の被溶接部材を
位置決め支持するのみのものと比較して、一台の
位置決め装置で複数種類の被溶接部材に対応でき
る。このため、複数台の位置決め装置を設置する
必要がなく、経済性が改善されかつ工程スペース
が節減されるという効果が得られる。また、単一
の位置決め装置を用いて複数種類の被溶接部材の
自動溶接が可能となり、その場合には、複数種類
の被溶接部材がそれぞれ迅速に溶接されて、溶接
能率が大幅に向上するという効果も得られるので
ある。

また、本実施例によれば、複数のクランプ装置
１０は、コントローラ８２にて制御されるクラン
プ移動装置１２により被溶接部材１４の品番に対
応して予め定められた位置まで自動的に移動させ
られるので、複数のクランプ装置を個々に手動に
より移動させる場合に比べて、被溶接部材１４の
位置決め作業を一層容易かつ迅速に行うことがで
きる。

また、本実施例によれば、支持部材２６および
押さえ部材３８が、第６図に示すように、被溶接
部材１４に対して点または線で当接する凸形状で
あるため、異なる種類の被溶接部材に対しても容
易かつ充分に対応し得るので、間隙を持つ被溶接
部材の把持および位置決めが容易かつ確実である
という利点がある。

更に、本実施例は、雌ねじ部材５４および水平
ねじ軸５６、また雌ねじ部材７０および垂直ねじ
軸７６を駆動モータ５８および７８にて駆動する
ことによりクランプ移動装置１２を駆動するもの
であるので、容易かつ迅速に被溶接部材１４の位
置決めが実行されるという利点がある。

なお、上記実施例において押さえ部材３８を被
溶接部材１４に当接させるために４本のシリンダ
２８，３０，３２，３４が用いられているが、そ
れ等は油圧、あるいは空圧などにより駆動され
得、またその数は少なくとも一対あれば良いので
あつて必ずしも４本でなくても良いのである。

クランプ移動装置１２は横軸方向移動装置５１
および高さ方向移動装置６１によつて構成されて
いるが、２軸ロボツトアームなどの他の移動装置
によつても構成され得る。要するに、基台８の長
手方向に平行な軸線に直角な面内においてクラン
プ装置１０を所望の位置へ移動させるものであれ
ば良い。

なお、上記実施例はあくまでも本考案の一実施
例であり、本考案のその精神を逸脱しない範囲に
おいて種々変更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図をＩ−Ｉ視線から見た一部断面
図である。第２図は本考案の位置決め装置と被溶
接部材との位置関係を示す平面図である。第３図
は被溶接部材の溶接時の状態を示す正面図であ
り、第４図は被溶接部材を構成する部材を示す斜
視図である。第５図および第６図ａ，ｂはそれぞ
れ第１図の要部を示す斜視図および拡大図であ
る。第７図および第８図はクランプ装置の作動を
示す拡大図である。第９図は従来の位置決め装置
の第１図にあたる図である。 １０：クランプ装置、１２：クランプ移動装
置、１４：被溶接部材、２６：支持部材、［２
８：大径シリンダ、３０，３２，３４：小径シリ
ンダ］−（シリンダ）、４０，４２，４４，４６：
シリンダロツド、３８：押さえ部材（当接部材）、
［５６：水平ねじ軸、７６：垂直ねじ軸］−（ねじ
軸）、５８，７８：駆動モータ、８２：コントロ
ーラ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 長手方向の形状が互いに異なる複数種類の長
   手状被溶接部材の溶接に際して、該被溶接部材
   をその長手方向の形状に応じて複数位置にて支
   持し且つ把持することにより該被溶接部材を位
   置決めし且つ固定する位置決め装置であつて、 前記被溶接部材を支持し且つ把持する複数の
   クランプ装置と、 一軸線に沿つて複数配置され、前記複数のク
   ランプ装置を該一軸線に直角な面内においてそ
   れぞれ独立して移動させ且つ位置決めする複数
   のクランプ移動装置と、 前記被溶接部材の種類のうち溶接すべきもの
   の種類を表す指令信号に基づいて、前記一軸線
   に直角な面内において該種類毎に予め定められ
   た位置まで前記複数のクランプ装置を前記複数
   のクランプ移動装置によりそれぞれ移動させる
   コントローラと を含むことを特徴とする長手状被溶接部材の位
   置決め装置。 (2) 前記クランプ装置は、前記被溶接部材をその
   下面から支持する支持部材と、該支持部材に配
   設されてシリンダロツドを該被溶接部材の側面
   に向かつて相対向する方向にそれぞれ突き出す
   少なくとも一対のシリンダと、凸状の当接面が
   形成されて前記シリンダロツドの先端部に固定
   された当接部材とを、備えたものである実用新
   案登録請求の範囲第１項に記載の長手状被溶接
   部材の位置決め装置。 (3) 前記クランプ移動装置は、前記一軸線に直角
   な面内において互いに交差する方向に配設され
   た２本のねじ軸と、該２本のねじ軸に沿つて前
   記クランプ装置を移動させるために該２本のね
   じ軸をそれぞれ回転駆動する２つの駆動モータ
   とを、備えたものである実用新案登録請求の範
   囲第１項または第２項に記載の長手状被溶接部
   材の位置決め装置。