JPH08323494A - 工作物を結合する方法並びに方法を実施する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工作物が互いに並べて位置決めされると直ち
に、突合せ面を損傷することなく、工作物をレーザーに
対して正確に案内することができ、更に、非生産的な作
業時間の少ない連続的なトラック運転を保証できしかも
装置が占めるスペースができるだけ減少されるように、
方法及び装置を改良する。 【構成】 溶接シームによって２つの工作物（１）を結
合する方法であって、工作物（１）が、溶接ステーショ
ン（Ｑ）において、多数の構成要素（１９）から成る互
いに循環するトラック（６）の間に保持され、該トラッ
クの偏向ローラ（８）が搬送方向で（１０）回転する形
式のものにおいて、トラック（６）の間に工作物（１）
を導入する際に、搬送方向（１０）でみて第１のトラッ
ク区分の間隔（ａ）が可変である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶接シームによって２
つの工作物を結合する方法並びに装置であって、この場
合、工作物が多数の構成要素から成る互いに循環するト
ラックの間に保持され、該トラックの偏向ローラが搬送
方向で回転する形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】特に自動車構造のシャーシ部分を製作す
る場合に２つの工作物を結合するために、種々の溶接法
が公知である。このために特にレーザー溶接が用いら
れ、この場合、シート部材は、突合せ位置で溶接されて
パネルに成形される。

【０００３】当然、互いに溶接されるシートの縁部は完
全に直線的ではなく、多少ウエーブしている。従って、
ウエーブに基づき縁部が接する個所でのみ、突合せ面が
閉じられる。別の個所では縁部は互いに離れ、この個所
では突合せ面は開かれる。レーザー溶接の場合突合せ面
はヨーロッパ工業規格によれば０、０８ｍｍのギャップ
幅を上回ってはならない。この極めて僅かな許容誤差に
基づき、溶接すべきシートの縁部は予め処理されねばな
らない。一般にこのことは、レーザービームによるトリ
ミングによって達成される。更にこのことは、ヨーロッ
パ特許公開第０５６５８４６号明細書による方法によっ
ても達成される。この場合、シートは突合せ面で位置決
めされかつ次いで少なくとも一方の縁部が他方の縁部に
向けて塑性変形され、これにより、突合せ面が、ギャッ
プ最大幅０、０８ｍｍを上回らない状態で閉じられる。

【０００４】溶接プロセスは通常次のように行われる。

【０００５】工作物は対で、突合せ位置で縁部を予め処
理することなしにしかも著しい側圧をかけることなしに
位置決めされかつ締付けエレメントによって固定され
る。この場合、工作物に対する第１の力作用が行われ
る。今や、許容範囲で突合せ面を閉じるために、工作物
は再処理、例えばヨーロッパ特許公開第０５６５８４６
号明細書に記述されているように、ドレッシング加工す
ることができる。この再処理は、著しい横力を発生させ
る位置決め機構に対する第２の力作用を生ぜしめる。更
に、レーザー溶接時の熱応力に基づいて特に側方で作用
する別の力作用が生ぜしめられる。

【０００６】前記力作用は特に、機械内の公差が溶接す
べきシートの相対運動を許容する場合に、突合せ面に作
用を及ぼすのに役立つ。

【０００７】アメリカ合衆国特許第５３２８０８３号明
細書から、レーザービームによって工作物を結合する装
置が公知であり、この場合、装置は４つの領域に分割さ
れている。第１の領域内では第１の工作物が位置決めさ
れる。第２の領域内では、両工作物が突合せ面を形成す
るまで、第２の工作物が第１の工作物の側方に接近案内
される。次いで、第３の領域内では工作物が一緒に溶接
ステーションに供給され、即ち、レーザービームの下側
を通過する。この場合、両工作物は溶接シームによって
互いに結合される。次いで、第４の領域内では、互いに
溶接された両工作物が放出される。

【０００８】第２及び第３の領域を介した第１の工作物
のガイド並びに第２及び第３の領域の一部を介した第２
の工作物のガイドは、互いに循環するトラックの間で行
われる。このトラックは同速で循環するので、トラック
に対する工作物の供給は同速で行われる。この場合、工
作物はトラックによって掴まれて、牽引連行される。こ
のことは、極めて不都合な形式で行われる。それという
のも、締付け手段は、上述の横力を受止めることができ
かつこれに相応して著しい力をもって作業しなければな
らないからである。更に、シートをトラックによって完
全に掴むまで、シートの相対移動に基づく位置決め問題
が生ずる。

【０００９】まず第１の工作物がかつこれに次いで第２
の工作物が位置決めされしかも第２の工作物が第１の工
作物に対して調整されるので、装置の構造長さは著しく
長くなる。更に、工作物は互いに所定の間隔を維持しな
ければならない。このことは、溶接できない非生産的な
時間を増大させる。この場合、前置された供給ベルトを
迅速に循環させることによって、ある程度の対抗措置を
講ずることができるが、この場合、引渡し速度が増大す
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、工作
物が互いに並べて位置決めされると直ちに、突合せ面を
損傷することなく、工作物をレーザーに対して正確に案
内することができ、更に、非生産的な作業時間の少ない
連続的なトラック運転を保証できしかも装置が占めるス
ペースができるだけ減少されるように、冒頭に述べた形
式の方法及び装置を改良することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題は本発明によれ
ば、トラックの間に工作物を導入する際に、搬送方向で
みて第１のトラック区分の間隔が可変であることによっ
て解決された。

【００１２】

【発明の効果】本発明によって、トラック間への工作物
の導入は著しく容易になりかつ著しく穏やかに行われ
る。トラックの第１の区分における間隔が可変であるこ
とによって、トラックは口のように開放され、従って、
工作物は完全にトラックの間に送り込まれる。有利には
このような送り込みは、後続の工作物が丁度加工されて
いる工作物の後縁の近くまで案内されるように、深く行
われる。工作物がトラックの間に位置した場合には、間
隔は再び戻される。つまりこの場合、工作物の締付けは
工作物全長に亘って一度に行われるので、工作物間の相
対移動は阻止される。

【００１３】有利な構成では、トラック及び溶接ユニッ
トを有する本来の溶接ステーションには、トラックの間
に工作物を供給する供給装置が配属されている。この供
給装置は簡単には、工作物が押し込まれる水平スリット
を備えたマニピュレータから形成される。前記スリット
内には工作物を保持するための所要の締付けエレメント
が設けられている。

【００１４】この場合、簡略化のために、水平スリット
の両側に、工作物が載置されるレシーブローラが設けら
れている。更に、工作物が突合せ面の範囲で接触するま
で、工作物は互いにスリット内に押し込まれる。今や、
工作物の締付け及び溶接ステーションの方向での供給装
置の走行が行われる。

【００１５】突合せ面のギャップ幅を減少するために、
ヨーロッパ特許公開第０５６５８４６号明細書によれ
ば、成形ローラが極めて効果的であることが明かとなっ
た。この場合、成形ローラは、突合せ面の片側又は両側
で工作物内に切欠き溝又は類似の成形溝を形成する。有
利な構成では、前記成形ローラは供給装置に配属される
が、前記成形ローラを溶接ステーションにおいて溶接装
置に前置することができる。成形ローラが供給装置に配
属される場合には、成形ローラは有利には水平スリット
から工作物を放出もしくは取出した場合に作動する。

【００１６】有利な構成では、トラックは２つの溶接プ
ロセスの間で、溶接速度とは異なる速度で、有利には溶
接速度よりも高速で運転される。これによって、非溶接
時間を著しく短縮できる。この時間中に、工作物はトラ
ックの間に溶接速度よりも高速で導入されかつトラック
から取出される。このことは、上述のようにトラック間
隔が可変である場合には、一層促進される。特にこのプ
ロセスは、工作物部分長さが本来の溶接シームよりも長
い工作物の場合に実施される。それというのも、これに
よって溶接シームを形成しない非生産的な時間が短縮さ
れるからである。

【００１７】トラックはカタピラに類似しており、この
場合、有利には２つのトラックが重ね合わせて配置され
かつトラックの間でそれぞれ工作物が案内される。有利
には２つの工作物が使用されるので、並べて配置された
このような２対のトラックが設けられる。

【００１８】前記トラックの利点は、密に段付けされた
順序で結合すべき工作物を連続的に搬送できるというこ
とにある。工作物は一端でトラックの間に導入されかつ
他端で取出される。これによって、既に溶接された工作
物により新たに供給された工作物に障害が及ぼされるは
ない。

【００１９】工作物を正確に調整して保持することが、
重要である。このために、トラックを工作物に押付ける
著しい圧力が必要である。これによって、工作物がトラ
ックの間で不定の方向に移動することが、阻止される。
それ故、それぞれのトラックは工作物を押付ける多数の
構成要素を有している。この場合、圧力は任意の液力式
又は空気力式の装置によって生ぜしめられかつそれぞれ
の構成要素は異なって設計されている。この場合圧力
は、工作物のウエーブを排除するように高く、この場
合、工作物のウエーブは、溶接シームから発する熱によ
って生ぜしめられ得る。

【００２０】工作物間の突合せ面のギャップ幅をできる
だけ小さくするために、工作物を互いに接近移動させる
ように個々の構成要素が形成される。このことは例え
ば、構成要素が搬送方向に対して所定の角度を成して調
節されることによって、行われるので、工作物は互いに
相対して移動する。溶接装置に対して横方向での外部の
力作用、適当なガイド又はそらせ手段によって、構成要
素ひいては工作物は搬送方向に対して横方向もしくは垂
直方向に移動する。これによって、ギャップ幅を拡大す
る力が補償される。

【００２１】有利にはトラックもしくはトラックの個々
の構成要素は、適当な偏向ローラを介して案内されるエ
ンドレスチェーンを成す。この場合、偏向ローラの数は
重要ではなく、要求に応じて変えることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】次ぎに図示の実施例につき本発明
を説明する。

【００２３】２つの工作物１．１，１．２を結合するた
めの本発明による装置Ｒは、第１図及び第２図によれ
ば、工作物１．１，１．２用の供給装置Ｓ並びに両工作
物１．１，１．２を結合するための溶接ステーションＱ
を有している。両工作物１．１，１．２を結合は、レー
ザービーム３を発するレーザー２によって行われ、この
場合、レーザー２に対置してレーザービーム３を検出す
るためのセンサ４が設けられている。レーザー２によっ
て両工作物１．１，１．２は突合せ面５の範囲で互いに
溶接される。

【００２４】実施例ではレーザー２は定置に構成されて
いて、これに対して工作物１．１，１．２はレーザー２
に対して相対的に移動し、これによって、レーザービー
ム３は突合せ面５に沿って案内される。工作物１．１，
１．２を移動させるためにトラック６が設けられてい
る。それぞれ２つのトラック６．１，６．２は、第１図
で図示されているように、重ね合わせて配置されてい
る。更に、両トラック６．１，６．３は、第２図で図示
されているように、水平方向に鏡像対称的に並べて配置
されている。更に、トラック６．２に隣接して別の水平
方向のトラック（図示せず）を設けることもできる。

【００２５】それぞれのトラック６は、偏向ローラ８．
１，８．２，８．３を介して案内されるエンドレスベル
ト７を有している。有利にはそれぞれのエンドレスベル
ト７は、互いに結合された多数のチェーンリンク１９か
ら形成されている。それぞれのチェーンリンク１９は、
工作物１．１，１．２に矢印９で示された圧力が及ぼさ
れるように、設計されている。この圧力によって、工作
物１．１，１．２が固持されかつ正確に案内される。圧
力区間の長さに亘って、工作物１．１，１．２にかけら
れる圧力はチェーンリンク１９毎異なわせることができ
る。

【００２６】更に、チェーンリンク１９は、エンドレス
ベルト７の循環時にチェーンリンクが搬送方向１０の方
向に移動するように、調節されている。これによって、
工作物１．１，１．２は互いに接近する方向に移動する
（矢印１１参照）。このことは、側方のガイド、スラス
トプレート、圧力シリンダ等によって生ぜしめることも
できる。

【００２７】工作物１．１，１．２を効果的に受容する
ために、即ち、トラック６の間に工作物１．１，１．２
を深く導入するために、供給装置Ｓに面した偏向ローラ
８．３が可動に構成されていると、有利である。矢印１
２の方向での移動によって、トラック６のエンドレスベ
ルトの間の間隔ａが拡大されるので、工作物１．１，
１．２はトラック６の間に深く導入されかつこのように
して最良に受取られる。

【００２８】供給装置Ｓは水平スリット１４を有するマ
ニピュレータ１３を有している。水平スリット１４の両
側には、工作物１．１，１．２が載置されるレシーブロ
ーラ１５が設けられている。レシーブローラ１５上に載
置した後で工作物１．１，１．２は矢印１６の方向で互
いに水平スリット１４内に供給され、このことは、任意
の駆動装置、例えばローラ等によって行われる。

【００２９】工作物１．１，１．２が水平スリット１４
内で互いに突合わされると、マニピュレータ１３が水平
スリット１４を閉じ、この場合、工作物１．１，１．２
が締付けられる。

【００３０】溶接ステーションＱに工作物１．１，１．
２を引渡すために、マニピュレータ１３は搬送方向１０
に移動する（矢印１７参照）。トラック６の範囲では工
作物１．１，１．２は、トラック６によって受取られか
つ水平スリット１４から引出され、この場合マニピュレ
ータ１３は必要であれば開放される。

【００３１】工作物１．１，１．２を引出す場合、少な
くとも１つの工作物１．１，１．２は突合せ面５の範囲
で成形される（ヨーロッパ特許公開第０５６５８４６号
明細書参照）。このためにマニピュレータ１３に成形ロ
ーラ１８が設けられている。

【００３２】有利にはマニピュレータ１３の積込み速度
Ｖ１及び溶接ステーションＱへの引渡しは、速度Ｖｓで
行われるレーザー溶接による両工作物１．１，１．２の
本来の結合よりも迅速に行われる。これによって、結合
すべき工作物の連続的な供給が保証されるので、全装置
Ｒは連続的に作業する。

【００３３】更に、取出し装置（図示せず）も速度Ｖ２
で迅速に作業するので、既に溶接されたパネルが溶接時
の送りを妨げることはない。この場合、溶接ステーショ
ンの送出範囲の対置する２つの偏向ローラ８．１間の間
隔（図示の実施例では間隔ａに相応する）が、可変であ
ると有利であり、これにより、溶接されたパネルを取出
すことができる。

【００３４】更に、本発明によれば、トラック６．１，
６．２，６．３を可変な速度で駆動することもできる。
このことは特に、工作物１．３，１．４が異なって形成
されかつ突合せ面５．１の長さが少なくとも１つの工作
物１．３の長さよりも短い場合に、該当する。この実施
例は第３図で図示されている。溶接区間Ｓは非溶接区間
ｎに比して短い。このことは、トラック６．１，６．
２，６．３が溶接プロセス中に速度Ｖｓで、しかし２つ
の溶接プロセスの間では高速Ｖｎで運転されることを意
味している。この制御形式は第４図で図示されている。

【００３５】速度制御形式は次の通りである。

【００３６】結合された両工作物１．３，１．４は、供
給ステーションＳから速度Ｖ１で溶接ステーションＱに
供給される。溶接ステーションＱでは工作物１．３，
１．４は、突合せ面５．１が検出される限りは、溶接速
度Ｖ３で継続移動する。溶接速度は主として両工作物
１．３，１．４の薄い工作物によって規定される。溶接
速度は現在２乃至１５ｍ／ｍｉｎである。制御中には溶
接速度Ｖｓは供給速度Ｖ１よりも低速である。

【００３７】供給速度Ｖ１から溶接速度Ｖｓに切り換え
るために、レーザービーム３にセンサ２０が配属される
と有利である。センサはレーザービーム３に到達する、
工作物１．３，１．４から成るユニットを検出する。

【００３８】レーザービーム３を介して突合せ面５．１
の範囲で溶接シームが製作されかつこれによって両工作
物１．３，１．４が結合されてパネルに成形される。

【００３９】溶接シームを製作した後でパネルは速度Ｖ
２で溶接ステーションＱを離れる。この速度Ｖ２は通常
溶接速度Ｖｓよりも速いので、溶接ステーションＱの外
部でパネル並びに工作物１．３，１．４の処理を有利に
行うことができかついずれの場合でも常に加工のために
十分な工作物１．３，１．４が供され、これにより溶接
ステーションＱは連続的に作業できる。

【００４０】速度Ｖ１並びにＶ２を、２つの溶接プロセ
スの間でトラック６．１，６．２，６．３を作動する速
度Ｖｎに等しくすることができる。このことは、後方の
両偏向ローラ８．３の間の間隔ａ並びに前方の両偏向ロ
ーラ８．１の間の間隔が可変である場合にも、可能であ
る。即ち、トラック６．１，６．２，６．３は、溶接が
行われない場合常に開放されるので、溶接されたパネル
はより深い個所で装置から取出されるかもしくは新たな
工作物がより深く装置内に導入される。

【図面の簡単な説明】

【図１】２つの工作物を結合する本発明による装置の概
略的な側面図。

【図２】第１図の装置の平面図。

【図３】工作物を結合する本発明による装置の別の実施
例の平面図。

【図４】第３図の装置の速度制御の線図。

【符号の説明】

１ 工作物 ５ 突合せ面 ６ トラック ８ 偏向ローラ １３ マニピュレータ １４ 水平スリット １５ レシーブローラ １８ 成形ローラ １９ チェーンリンク Ｑ 溶接ステーション Ｓ 供給ステーション

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ノルベルト グロース スイス国 チューリッヒ ヴェルトシュト ラーセ ８ (72)発明者 ヴェルナー ウーレッヒ スイス国 カイザーシュトゥール ライン ガッセ 28

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶接シームによって２つの工作物（１）
   を結合する方法であって、工作物（１）が、溶接ステー
   ション（Ｑ）において、多数の構成要素（１９）から成
   る互いに循環するトラック（６）の間に保持され、該ト
   ラックの偏向ローラ（８）が搬送方向で（１０）回転す
   る形式のものにおいて、トラック（６）の間に工作物
   （１）を導入する際に、搬送方向（１０）でみて第１の
   トラック区分の間隔（ａ）が可変であることを特徴とす
   る、溶接シームによって２つの工作物（１）を結合する
   方法。
2. 【請求項２】 トラック（６）を２つの溶接プロセスの
   間で、溶接速度（Ｖｓ）とは異なる速度（Ｖｎ）で運転
   する、請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 速度（Ｖｎ）を溶接速度（Ｖｓ）より高
   速とする、請求項２記載の方法。
4. 【請求項４】 溶接された工作物（１．１，１．２もし
   くは１．３，１．４）を取出すために、搬送方向でみて
   溶接プロセスに後続する偏向ローラ（８．１）の間隔を
   可変とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の
   方法。
5. 【請求項５】 溶接ステーション（Ｑ）の工作物（１）
   を、溶接速度（Ｖｓ）とは異なる速度（Ｖｎ）でトラッ
   ク（６）に供給する、請求項１から４までのいずれか１
   項記載の方法。
6. 【請求項６】 互いに溶接された工作物（１．１，１．
   ２もしくは１．３，１．４）を、溶接速度（Ｖｓ）とは
   異なる速度（Ｖ２）でトラック（６）から取出す、請求
   項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 【請求項７】 供給速度（Ｖ１）及び取出し速度（Ｖ
   ２）を、ほぼ２つの溶接プロセスの間のトラック（６）
   の速度（Ｖｎ）に相応させる、請求項５又は６記載の方
   法。
8. 【請求項８】 溶接シームによって２つの工作物（１）
   を結合する装置であって、工作物（１）が互いに循環す
   るトラック（６）の間で保持されていて、該トラックの
   偏向ローラ（８．１）が搬送方向で回転するようになっ
   ており、それぞれのトラック（６）が、多数の構成要素
   （１９）から形成されている形式のものにおいて、個々
   の構成要素（１９）が異なる圧力（９）で負荷可能であ
   ることを特徴とする、溶接シームによって２つの工作物
   を結合する装置。
9. 【請求項９】 工作物（１）間の突合せ面のギャップ幅
   （５）を最小化するために前記構成要素（１９）が搬送
   方向（１０）に向けて接近調節もしくは搬送方向に対し
   て横方向又は垂直方向に移動可能もしくは力負荷可能で
   ある、請求項８記載の装置。
10. 【請求項１０】 トラック（６）が溶接ステーション
    （Ｑ）の一部であり、該溶接ステーションに、工作物を
    供給する供給装置（Ｓ）が配属されている、請求項８又
    は９記載の装置。
11. 【請求項１１】 供給装置（Ｓ）が溶接ステーション
    （Ｑ）の方向に移動可能である、請求項１０記載の装
    置。
12. 【請求項１２】 供給装置（Ｓ）が、工作物を締付け及
    び受容するために、スリット（１４）を備えたマニピュ
    レータ（１３）を有している、請求項１０又は１１記載
    の装置。
13. 【請求項１３】 スリット（１４）の両側に、工作物
    （１）用のレシーブローラ（１５）が設けられている、
    請求項１２記載の装置。
14. 【請求項１４】 供給装置（Ｓ）に、成形ローラ（１
    ８）が配属されている、請求項１０から１３までのいず
    れか１項記載の装置。