JPH09183031A - ワーク結合時の矯正量算定方法 - Google Patents
ワーク結合時の矯正量算定方法Info
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- JPH09183031A JPH09183031A JP34240395A JP34240395A JPH09183031A JP H09183031 A JPH09183031 A JP H09183031A JP 34240395 A JP34240395 A JP 34240395A JP 34240395 A JP34240395 A JP 34240395A JP H09183031 A JPH09183031 A JP H09183031A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 歪みの有るワークを、ワークを結合した後に
歪みが残らないようにするために撓ませて結合する際
の、適正な撓み矯正量を算定する。 【解決手段】 結合前のワークの撓み量と加圧反力との
関係を表わす実験式△Ｐａ＝Ｋａ・ｘと、結合後のワー
クの撓み量と加圧反力との関係を表わす実験式△Ｐｂ＝
Ｋｂ・ｘとを求めておく。両実験式から求められる加圧
反力の偏差Ｆ１がワークの歪みδによるスプリングバッ
ク力Ｆ２に等しくなるような撓み量の値を矯正量として
算定する。
歪みが残らないようにするために撓ませて結合する際
の、適正な撓み矯正量を算定する。 【解決手段】 結合前のワークの撓み量と加圧反力との
関係を表わす実験式△Ｐａ＝Ｋａ・ｘと、結合後のワー
クの撓み量と加圧反力との関係を表わす実験式△Ｐｂ＝
Ｋｂ・ｘとを求めておく。両実験式から求められる加圧
反力の偏差Ｆ１がワークの歪みδによるスプリングバッ
ク力Ｆ２に等しくなるような撓み量の値を矯正量として
算定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、クランプユニット
を搭載した治具上に２つ以上のワークをセットし、これ
らワークをクランプユニットによりクランプしてワーク
同士を結合する際、ワークに歪みが有っても、ワーク同
士を結合した後に歪みが残らないようにワークを撓ませ
るための矯正量を算定する方法に関する。
を搭載した治具上に２つ以上のワークをセットし、これ
らワークをクランプユニットによりクランプしてワーク
同士を結合する際、ワークに歪みが有っても、ワーク同
士を結合した後に歪みが残らないようにワークを撓ませ
るための矯正量を算定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、特開平1-153387号公報により、ク
ランプユニットを可動とし、初回は、クランプユニット
を設計データから定められる所定の基準位置に位置決め
した状態でワークをクランプしてワーク同士を結合し、
次に、この結合によって組立てられた製品の精度を光学
的に計測し、この計測結果に基づいてクランプユニット
の位置を補正して、次のワークの結合及び精度計測を行
ない、これを所要の精度の製品が得られるまで繰返すよ
うにした方法が知られている。
ランプユニットを可動とし、初回は、クランプユニット
を設計データから定められる所定の基準位置に位置決め
した状態でワークをクランプしてワーク同士を結合し、
次に、この結合によって組立てられた製品の精度を光学
的に計測し、この計測結果に基づいてクランプユニット
の位置を補正して、次のワークの結合及び精度計測を行
ない、これを所要の精度の製品が得られるまで繰返すよ
うにした方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図１に示すような２つ
のワークＷａ，Ｗｂを結合して閉鎖断面形状の製品を組
立てる場合、例えば、ワークＷａに図２（ａ）に示すよ
うな歪みδが有ると、クランプ時には図２（ｂ）に示す
如く歪みδ分だけワークＷａが強制的に撓まされ、この
状態でワーク同士を結合して製品Ｗを組立てると、アン
クランプしたとき製品Ｗに図２（ｃ）に示す如くスプリ
ングバックによる歪みδ′が発生する。
のワークＷａ，Ｗｂを結合して閉鎖断面形状の製品を組
立てる場合、例えば、ワークＷａに図２（ａ）に示すよ
うな歪みδが有ると、クランプ時には図２（ｂ）に示す
如く歪みδ分だけワークＷａが強制的に撓まされ、この
状態でワーク同士を結合して製品Ｗを組立てると、アン
クランプしたとき製品Ｗに図２（ｃ）に示す如くスプリ
ングバックによる歪みδ′が発生する。
【０００４】上記従来技術は、かかる製品の歪みδ′を
計測し、歪みを減少する方向にクランプユニットの位置
を補正して次のワークの結合を行なうものである。然
し、このようなフィードバック方式の補正では、初回か
ら高精度の製品を得ることはできず、無駄が多くなる。
また、ワークにはロット毎のばらつきに加えて同一ロッ
ト内でのワーク個々のばらつきが内在しており、今回の
ワークの歪みが前回のワークの歪みと異なる場合、前回
のワークの結合で得られた製品の計測データに基づく補
正は今回のワークに適合せず、結局、従来のフィードバ
ック方式の補正ではワーク個々のばらつきに対処できな
くなる。
計測し、歪みを減少する方向にクランプユニットの位置
を補正して次のワークの結合を行なうものである。然
し、このようなフィードバック方式の補正では、初回か
ら高精度の製品を得ることはできず、無駄が多くなる。
また、ワークにはロット毎のばらつきに加えて同一ロッ
ト内でのワーク個々のばらつきが内在しており、今回の
ワークの歪みが前回のワークの歪みと異なる場合、前回
のワークの結合で得られた製品の計測データに基づく補
正は今回のワークに適合せず、結局、従来のフィードバ
ック方式の補正ではワーク個々のばらつきに対処できな
くなる。
【０００５】ところで、図２（ｂ）に示す如くワークＷ
ａ，Ｗｂを基準位置でクランプして、ワークＷａを歪み
δ分撓ませてから、クランプユニットを移動して、ワー
クＷａ，Ｗｂを図２（ｄ）に示す如く所定の矯正量Ａ分
だけ更に撓ませ、この状態でワーク同士を結合すると、
アンクランプ時に製品Ｗが矯正量Ａ分だけスプリングバ
ックして、製品Ｗに歪みが残らなくなる。
ａ，Ｗｂを基準位置でクランプして、ワークＷａを歪み
δ分撓ませてから、クランプユニットを移動して、ワー
クＷａ，Ｗｂを図２（ｄ）に示す如く所定の矯正量Ａ分
だけ更に撓ませ、この状態でワーク同士を結合すると、
アンクランプ時に製品Ｗが矯正量Ａ分だけスプリングバ
ックして、製品Ｗに歪みが残らなくなる。
【０００６】この矯正量とワークの歪み量との間には密
接な関係が成立しているはずである。ここで、歪みの有
るワークをクランプすると、ワークを歪み分撓ませるの
に要する力分だけワークの加圧反力が加圧反力の基準値
からずれる。従って、クランプ時に検出されるワークの
加圧反力の検出値からワークの歪み量を計測することが
できる。そして、計測された歪み量から矯正量を決定で
きれば、フィードフォワード方式での補正が可能とな
り、初回から高精度の製品を得られると共に、ワーク個
々のばらつきにも対処でき、生産性の大幅な向上を図れ
る。
接な関係が成立しているはずである。ここで、歪みの有
るワークをクランプすると、ワークを歪み分撓ませるの
に要する力分だけワークの加圧反力が加圧反力の基準値
からずれる。従って、クランプ時に検出されるワークの
加圧反力の検出値からワークの歪み量を計測することが
できる。そして、計測された歪み量から矯正量を決定で
きれば、フィードフォワード方式での補正が可能とな
り、初回から高精度の製品を得られると共に、ワーク個
々のばらつきにも対処でき、生産性の大幅な向上を図れ
る。
【０００７】この場合、歪みの異なる種々のテストワー
クを作成して、歪み量に応じた最適な矯正量を実験的に
求め、これをデータテーブルとして格納しておき、計測
された歪み量に対応する矯正量をテーブル検索すること
も考えられるが、これでは、種々のテストワークの夫々
について矯正量を種々変更して結合試験を行なわねばな
らず、データテーブルの作成に非常な手間とコストがか
かる。
クを作成して、歪み量に応じた最適な矯正量を実験的に
求め、これをデータテーブルとして格納しておき、計測
された歪み量に対応する矯正量をテーブル検索すること
も考えられるが、これでは、種々のテストワークの夫々
について矯正量を種々変更して結合試験を行なわねばな
らず、データテーブルの作成に非常な手間とコストがか
かる。
【０００８】本発明は、以上の点に鑑み、簡便に求めら
れる実験式を用いて矯正量を算定し得るようにした方法
を提供することを課題としている。
れる実験式を用いて矯正量を算定し得るようにした方法
を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
本発明は、クランプユニットを搭載した治具上に２つ以
上のワークをセットし、これらワークをクランプユニッ
トによりクランプしてワーク同士を結合する際、クラン
プ時に検出されるワークの加圧反力に基づいてワークの
歪み量を計測し、計測された歪み量に基づいて、ワーク
同士を結合した後に歪みが残らないようにワークを撓ま
せるための矯正量を算定する方法において、結合前のワ
ークの撓み量と加圧反力との関係を表わす第１の実験式
と、結合後のワークの撓み量と加圧反力との関係を表わ
す第２の実験式とを求めておき、両実験式に撓み量とし
て同一値を代入したときに両実験式から求められる加圧
反力の偏差が計測された歪み量でのワークの撓み反力に
等しくなるような撓み量の値に基づいて矯正量を算定す
る、ことを特徴とする。
本発明は、クランプユニットを搭載した治具上に２つ以
上のワークをセットし、これらワークをクランプユニッ
トによりクランプしてワーク同士を結合する際、クラン
プ時に検出されるワークの加圧反力に基づいてワークの
歪み量を計測し、計測された歪み量に基づいて、ワーク
同士を結合した後に歪みが残らないようにワークを撓ま
せるための矯正量を算定する方法において、結合前のワ
ークの撓み量と加圧反力との関係を表わす第１の実験式
と、結合後のワークの撓み量と加圧反力との関係を表わ
す第２の実験式とを求めておき、両実験式に撓み量とし
て同一値を代入したときに両実験式から求められる加圧
反力の偏差が計測された歪み量でのワークの撓み反力に
等しくなるような撓み量の値に基づいて矯正量を算定す
る、ことを特徴とする。
【００１０】尚、第１と第２の実験式は、マスターワー
クをクランプユニットによりクランプした状態でクラン
プユニットを制御手段により移動して、マスターワーク
の撓み量を変化させながら、クランプユニットに組込ん
だ加圧反力の検出手段からのデータをデータサンプリン
グ手段に入力することを、結合前のマスターワークと結
合後のマスターワークとについて行ない、演算手段によ
って自動的に簡単に求めることができる。
クをクランプユニットによりクランプした状態でクラン
プユニットを制御手段により移動して、マスターワーク
の撓み量を変化させながら、クランプユニットに組込ん
だ加圧反力の検出手段からのデータをデータサンプリン
グ手段に入力することを、結合前のマスターワークと結
合後のマスターワークとについて行ない、演算手段によ
って自動的に簡単に求めることができる。
【００１１】第１と第２の両実験式から求められる加圧
反力の偏差は、ワークを撓ませた状態で結合して組立て
た製品を撓みの無い状態に戻すのに必要な力を表わす。
本発明のように矯正量を算定し、この矯正量分ワークを
撓ませてワーク同士を結合すれば、製品を撓みの無い状
態に戻すのに必要十分な力がワークの歪みによるスプリ
ングバック力（撓み反力）として製品に加えられ、製品
は撓みの無い状態に戻り、製品に歪みは残らない。
反力の偏差は、ワークを撓ませた状態で結合して組立て
た製品を撓みの無い状態に戻すのに必要な力を表わす。
本発明のように矯正量を算定し、この矯正量分ワークを
撓ませてワーク同士を結合すれば、製品を撓みの無い状
態に戻すのに必要十分な力がワークの歪みによるスプリ
ングバック力（撓み反力）として製品に加えられ、製品
は撓みの無い状態に戻り、製品に歪みは残らない。
【００１２】このように、本発明によれば、簡便に求め
られる実験式を用いてワークの歪み量に応じた最適な矯
正量を正確に算定することができ、手間とコストとを節
約できる。また、新機種の製品についての実験式も短時
間で求められるから、新機種の製品の立上げ準備期間を
短縮して、生産性を向上できる。
られる実験式を用いてワークの歪み量に応じた最適な矯
正量を正確に算定することができ、手間とコストとを節
約できる。また、新機種の製品についての実験式も短時
間で求められるから、新機種の製品の立上げ準備期間を
短縮して、生産性を向上できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、上記図１のワー
クＷａ，Ｗｂをスポット溶接やアーク溶接や接着等によ
り結合して閉鎖断面形状の製品Ｗを組立てるのに適用し
た実施形態について説明する。
クＷａ，Ｗｂをスポット溶接やアーク溶接や接着等によ
り結合して閉鎖断面形状の製品Ｗを組立てるのに適用し
た実施形態について説明する。
【００１４】図３を参照して、１は治具であり、該治具
１上には、ワークＷａ，Ｗｂの一端部を定位置でクラン
プする１対の基準クランプユニット２，２と、ワークＷ
ａ，Ｗｂの中間部をクランプする、上下に移動制御可能
な１対の第１可動クランプユニット３1，３1と、ワーク
Ｗａ，Ｗｂの他端部をクランプする、上下に移動制御可
能な１対の第２可動クランプユニット３2，３2とが設け
られている。
１上には、ワークＷａ，Ｗｂの一端部を定位置でクラン
プする１対の基準クランプユニット２，２と、ワークＷ
ａ，Ｗｂの中間部をクランプする、上下に移動制御可能
な１対の第１可動クランプユニット３1，３1と、ワーク
Ｗａ，Ｗｂの他端部をクランプする、上下に移動制御可
能な１対の第２可動クランプユニット３2，３2とが設け
られている。
【００１５】各可動クランプユニット３1，３2は、図４
に示す如く、ブラケット３０に固定した下側の固定クラ
ンプ片３１と、ブラケット３０に上下方向に開閉動作自
在に軸着した上側の可動クランプ片３２とを備えてお
り、ブラケット３０の下部に揺動自在に軸着した加圧シ
リンダ３３のピストンロッド３３ａを可動クランプ片３
２に連結し、加圧シリンダ３３の作動で可動クランプ片
３２を閉じたとき、両クランプ片３１，３２に夫々取付
けた当接チップ３１ａ，３２ａ間にワークＷａ，Ｗｂが
クランプされるようにしている。
に示す如く、ブラケット３０に固定した下側の固定クラ
ンプ片３１と、ブラケット３０に上下方向に開閉動作自
在に軸着した上側の可動クランプ片３２とを備えてお
り、ブラケット３０の下部に揺動自在に軸着した加圧シ
リンダ３３のピストンロッド３３ａを可動クランプ片３
２に連結し、加圧シリンダ３３の作動で可動クランプ片
３２を閉じたとき、両クランプ片３１，３２に夫々取付
けた当接チップ３１ａ，３２ａ間にワークＷａ，Ｗｂが
クランプされるようにしている。
【００１６】以上の構成は、基準クランプユニット２と
同様であるが、可動クランプユニット３1，３2は、更
に、ブラケット３０をクランプ方向たる上下方向に移動
する移動機構３４と、両クランプ片３１，３２の少なく
とも一方のクランプ片、図示例では、固定クランプ片３
１に設けた、ワークの加圧反力を検出する検出手段３５
とを備えている。
同様であるが、可動クランプユニット３1，３2は、更
に、ブラケット３０をクランプ方向たる上下方向に移動
する移動機構３４と、両クランプ片３１，３２の少なく
とも一方のクランプ片、図示例では、固定クランプ片３
１に設けた、ワークの加圧反力を検出する検出手段３５
とを備えている。
【００１７】移動機構３４は、治具１に立設したケーシ
ング３４０に回り止めして上下動自在に挿設した、上端
にブラケット３０の取付ベース３４１ａを有する昇降ロ
ッド３４１と、昇降ロッド３４１の下端に取付けた螺杆
３４１ｂに螺合する、ケーシング３４０の下部内周にホ
ルダ３４２ａを介して軸支したナット３４２と、ホルダ
３４２ａの下端に連結したプーリ３４２ｂにベルト３４
３ａを介して連結される出力軸上のプーリ３４３ｂを有
する駆動源たるサーボモータ３４３とで構成されてお
り、サーボモータ３４３によりナット３４２を正逆転さ
せることで昇降ロッド３４１を介してブラケット３０が
上下動される。尚、昇降ロッド３４１の外周面には、図
示しないがスプライン溝が形成されており、このスプラ
イン溝に係合するボールを内蔵するボールスプラインス
リーブ３４４をケーシング３４０内にキー３４４ａで回
り止めして嵌挿している。
ング３４０に回り止めして上下動自在に挿設した、上端
にブラケット３０の取付ベース３４１ａを有する昇降ロ
ッド３４１と、昇降ロッド３４１の下端に取付けた螺杆
３４１ｂに螺合する、ケーシング３４０の下部内周にホ
ルダ３４２ａを介して軸支したナット３４２と、ホルダ
３４２ａの下端に連結したプーリ３４２ｂにベルト３４
３ａを介して連結される出力軸上のプーリ３４３ｂを有
する駆動源たるサーボモータ３４３とで構成されてお
り、サーボモータ３４３によりナット３４２を正逆転さ
せることで昇降ロッド３４１を介してブラケット３０が
上下動される。尚、昇降ロッド３４１の外周面には、図
示しないがスプライン溝が形成されており、このスプラ
イン溝に係合するボールを内蔵するボールスプラインス
リーブ３４４をケーシング３４０内にキー３４４ａで回
り止めして嵌挿している。
【００１８】前記検出手段３５は、固定クランプ片３１
に埋設したロードセルで構成されており、当接チップ３
１ａを固定クランプ片３１に該チップ３１ａの軸部３１
ｂにおいて上下方向に遊動自在に挿着し、該軸部３１ｂ
をロードセル３５に当接させて、ワークの加圧反力を当
接チップ３１ａを介してロードセル３５に受けさせるよ
うにしている。尚、当接チップ３１ａはその軸部３１ｂ
に取付けたサークリップ３１ｃで固定クランプ片３１に
対し抜け止めされており、固定クランプ片３１のチップ
挿着部３１ｄを該クランプ片３１の本体部に分離自在に
取付け、チップ挿着部３１ｄを分離した状態でサークリ
ップ３１ｃを取外すことにより当接チップ３１ａを交換
できるようにしている。
に埋設したロードセルで構成されており、当接チップ３
１ａを固定クランプ片３１に該チップ３１ａの軸部３１
ｂにおいて上下方向に遊動自在に挿着し、該軸部３１ｂ
をロードセル３５に当接させて、ワークの加圧反力を当
接チップ３１ａを介してロードセル３５に受けさせるよ
うにしている。尚、当接チップ３１ａはその軸部３１ｂ
に取付けたサークリップ３１ｃで固定クランプ片３１に
対し抜け止めされており、固定クランプ片３１のチップ
挿着部３１ｄを該クランプ片３１の本体部に分離自在に
取付け、チップ挿着部３１ｄを分離した状態でサークリ
ップ３１ｃを取外すことにより当接チップ３１ａを交換
できるようにしている。
【００１９】ロードセル３５の検出信号は、図３に示す
如く、パーソナルコンピュータ４に送信され、該コンピ
ュータ４によりワークの加圧反力の検出値に基づいてワ
ークの歪み量を算定すると共に、この歪み量に基づい
て、ワーク同士を結合したときに歪みが残らないように
するのに必要なワークの矯正量を算定し、この矯正量の
データを治具１用の制御盤５に送信し、該制御盤５から
の指令信号で各可動クランプユニット３1，３2の移動機
構３４のサーボモータ３４３を作動させ、各可動クラン
プユニット３1，３2をそのブラケット３０の移動で上下
方向の所定の基準位置から矯正量分だけ変位させ、この
状態で図外の溶接ロボット等によりワーク同士を結合す
る。
如く、パーソナルコンピュータ４に送信され、該コンピ
ュータ４によりワークの加圧反力の検出値に基づいてワ
ークの歪み量を算定すると共に、この歪み量に基づい
て、ワーク同士を結合したときに歪みが残らないように
するのに必要なワークの矯正量を算定し、この矯正量の
データを治具１用の制御盤５に送信し、該制御盤５から
の指令信号で各可動クランプユニット３1，３2の移動機
構３４のサーボモータ３４３を作動させ、各可動クラン
プユニット３1，３2をそのブラケット３０の移動で上下
方向の所定の基準位置から矯正量分だけ変位させ、この
状態で図外の溶接ロボット等によりワーク同士を結合す
る。
【００２０】以下、歪み量と矯正量の算定方法について
説明する。ワークＷａ，Ｗｂを基準クランプユニット２
でクランプした状態は、基準クランプユニット２による
クランプ箇所を固定端Ｃ０とする図５に示すような片持
ち梁として考えることができる。図中Ｃ１は第１可動ク
ランプユニット３1によるクランプ箇所、Ｃ２は第２可
動クランプユニット３2によるクランプ箇所である。ワ
ークは、Ｃ０とＣ１との間でδ１の歪み量を持ち、Ｃ１
とＣ２の間でδ１２の歪み量を持つものとする。尚、Ｃ
２はＣ１での歪みの影響で元々β・δ１だけ変位してい
るから、Ｃ２での基準位置に対する見掛けの歪み量δ２
は、 δ２＝δ１２＋β・δ１ になる。但し、βは、Ｃ０とＣ１の間の距離をＬ１，Ｃ
１とＣ２の間の距離をＬ２として、β≒（Ｌ１＋Ｌ２）
／Ｌ１である。尚、歪み量は歪の方向が上方である場合
を正、下方である場合を負とする。
説明する。ワークＷａ，Ｗｂを基準クランプユニット２
でクランプした状態は、基準クランプユニット２による
クランプ箇所を固定端Ｃ０とする図５に示すような片持
ち梁として考えることができる。図中Ｃ１は第１可動ク
ランプユニット３1によるクランプ箇所、Ｃ２は第２可
動クランプユニット３2によるクランプ箇所である。ワ
ークは、Ｃ０とＣ１との間でδ１の歪み量を持ち、Ｃ１
とＣ２の間でδ１２の歪み量を持つものとする。尚、Ｃ
２はＣ１での歪みの影響で元々β・δ１だけ変位してい
るから、Ｃ２での基準位置に対する見掛けの歪み量δ２
は、 δ２＝δ１２＋β・δ１ になる。但し、βは、Ｃ０とＣ１の間の距離をＬ１，Ｃ
１とＣ２の間の距離をＬ２として、β≒（Ｌ１＋Ｌ２）
／Ｌ１である。尚、歪み量は歪の方向が上方である場合
を正、下方である場合を負とする。
【００２１】ワークを基準位置でクランプすると、ワー
クは歪み量δ分だけ強制的に撓まされ、ワークを撓ませ
るのに必要な力分だけ下側の固定クランプ片３１が受け
る加圧反力が減少する。クランプ箇所においてワークを
単位長さ撓ませるのに必要な力をαとすると、ワークを
歪み量δ分撓ませるのに必要な力はδ・αとなり、クラ
ンプ力の基準値をＰｓ、ロードセル３５で検出される加
圧反力をＰとすると、 Ｐ＝Ｐｓ−δ・α δ＝（Ｐｓ−Ｐ）／α になる。かくて、加圧反力の検出値Ｐの基準値Ｐｓに対
する偏差ΔＰ（＝Ｐｓ−Ｐ）から歪み量δを算定するこ
とができる。
クは歪み量δ分だけ強制的に撓まされ、ワークを撓ませ
るのに必要な力分だけ下側の固定クランプ片３１が受け
る加圧反力が減少する。クランプ箇所においてワークを
単位長さ撓ませるのに必要な力をαとすると、ワークを
歪み量δ分撓ませるのに必要な力はδ・αとなり、クラ
ンプ力の基準値をＰｓ、ロードセル３５で検出される加
圧反力をＰとすると、 Ｐ＝Ｐｓ−δ・α δ＝（Ｐｓ−Ｐ）／α になる。かくて、加圧反力の検出値Ｐの基準値Ｐｓに対
する偏差ΔＰ（＝Ｐｓ−Ｐ）から歪み量δを算定するこ
とができる。
【００２２】本実施形態のように、Ｃ１とＣ２とをクラ
ンプする場合には、Ｃ１での加圧反力とＣ２での加圧反
力とが相互に影響し合い、第１可動クランプユニット３
1に設けたロードセル３５の検出値の基準値に対する偏
差をΔＰ１、第２可動クランプユニット３2に設けたロ
ードセル３５の検出値の基準値に対する偏差をΔＰ２と
すると、 ΔＰ１＝δ１・α11＋δ２・α21…(1) ΔＰ２＝δ１・α12＋δ２・α22…(2) になる。但し、α１１…α２２は、ワークＷａ，Ｗｂの
マスターワークをクランプして撓み試験を行うことによ
り求めた係数である。即ち、第２可動クランプユニット
３2を基準位置に固定した状態で第１可動クランプユニ
ット３1を単位長さ変位させたときに、第１可動クラン
プユニット３1に設けたロードセル３５によって検出さ
れる加圧反力の変化量がα１１、第２可動クランプユニ
ット３2に設けたロードセル３５によって検出される加
圧反力の変化量がα１２であり、第１可動クランプユニ
ット３1を基準位置に固定した状態で第２可動クランプ
ユニット３2を単位長さ変位させたときに、第１可動ク
ランプユニット３1に設けたロードセル３５によって検
出される加圧反力の変化量がα２１、第２可動クランプ
ユニット３2に設けたロードセル３５によって検出され
る加圧反力の変化量がα２２である。
ンプする場合には、Ｃ１での加圧反力とＣ２での加圧反
力とが相互に影響し合い、第１可動クランプユニット３
1に設けたロードセル３５の検出値の基準値に対する偏
差をΔＰ１、第２可動クランプユニット３2に設けたロ
ードセル３５の検出値の基準値に対する偏差をΔＰ２と
すると、 ΔＰ１＝δ１・α11＋δ２・α21…(1) ΔＰ２＝δ１・α12＋δ２・α22…(2) になる。但し、α１１…α２２は、ワークＷａ，Ｗｂの
マスターワークをクランプして撓み試験を行うことによ
り求めた係数である。即ち、第２可動クランプユニット
３2を基準位置に固定した状態で第１可動クランプユニ
ット３1を単位長さ変位させたときに、第１可動クラン
プユニット３1に設けたロードセル３５によって検出さ
れる加圧反力の変化量がα１１、第２可動クランプユニ
ット３2に設けたロードセル３５によって検出される加
圧反力の変化量がα１２であり、第１可動クランプユニ
ット３1を基準位置に固定した状態で第２可動クランプ
ユニット３2を単位長さ変位させたときに、第１可動ク
ランプユニット３1に設けたロードセル３５によって検
出される加圧反力の変化量がα２１、第２可動クランプ
ユニット３2に設けたロードセル３５によって検出され
る加圧反力の変化量がα２２である。
【００２３】(1)式、(2)式からδ１，δ２を求めると、 δ１＝（α22・ΔP1−α21・ΔP2）／（α11・α22−α12・α21）…(3) δ２＝（α11・ΔP2−α12・ΔP1）／（α11・α22−α12・α21）…(4) になり、Ｃ２での真の歪み量δ１２は、 δ12＝δ２−β・δ１ ＝{(α11+β α21)ΔP2-(α12+β α22)ΔP1}/(α11 α22-α12 α21)…(5) になる。
【００２４】図６はマスターワークをクランプした状態
でクランプユニットを上下に移動させてマスターワーク
を撓ませたときの、撓み量とロードセル３５で検出され
る加圧反力との関係を示しており、図中ａ線はワークを
結合する前の関係線、ｂ線はワークを結合した後の関係
線である。横軸は、クランプユニットを基準位置とした
状態、即ち、撓みが無い状態からマスターワークを上方
に撓ませた場合を正、下方に撓ませた場合を負として撓
み量を表わしており、縦軸は、加圧反力の検出値の基準
値（クランプユニットを基準位置にしたときの加圧反
力）に対する偏差ΔＰを、検出値が基準値より大きい場
合を正、小さい場合を負として表わしている。
でクランプユニットを上下に移動させてマスターワーク
を撓ませたときの、撓み量とロードセル３５で検出され
る加圧反力との関係を示しており、図中ａ線はワークを
結合する前の関係線、ｂ線はワークを結合した後の関係
線である。横軸は、クランプユニットを基準位置とした
状態、即ち、撓みが無い状態からマスターワークを上方
に撓ませた場合を正、下方に撓ませた場合を負として撓
み量を表わしており、縦軸は、加圧反力の検出値の基準
値（クランプユニットを基準位置にしたときの加圧反
力）に対する偏差ΔＰを、検出値が基準値より大きい場
合を正、小さい場合を負として表わしている。
【００２５】ワークを撓ませた状態で結合して製品を組
立てると、製品を撓みの無い状態に戻すためには、撓み
量に応じたｂ線から求められるΔＰｂに相当する力を撓
み方向とは逆方向に加える必要がある。ここで、ワーク
には撓み量に応じたａ線から求められるΔＰａに相当す
る復元力が残留しており、ΔＰｂとΔＰａの偏差分の力
Ｆ１が製品に加えられると製品が撓みの無い状態に戻
る。そして、ワークに歪みが有ると、その歪み量δに応
じた撓み反力（スプリングバック力）Ｆ２が製品に加え
られ、かくて、Ｆ１とＦ２が等しくなれば、製品は撓み
の無い状態に戻り、製品に歪みは残らない。
立てると、製品を撓みの無い状態に戻すためには、撓み
量に応じたｂ線から求められるΔＰｂに相当する力を撓
み方向とは逆方向に加える必要がある。ここで、ワーク
には撓み量に応じたａ線から求められるΔＰａに相当す
る復元力が残留しており、ΔＰｂとΔＰａの偏差分の力
Ｆ１が製品に加えられると製品が撓みの無い状態に戻
る。そして、ワークに歪みが有ると、その歪み量δに応
じた撓み反力（スプリングバック力）Ｆ２が製品に加え
られ、かくて、Ｆ１とＦ２が等しくなれば、製品は撓み
の無い状態に戻り、製品に歪みは残らない。
【００２６】ａ線、ｂ線を表わす実験式を求めるための
撓み試験に際しては、パーソナルコンピュータ４で可動
クランプユニット３1，３2の移動ピッチを設定し、制御
盤５からの指令で可動クランプユニット３1，３2を設定
されたピッチで上下に移動させ、１ピッチ移動させる度
にロードセル３５の検出データをパーソナルコンピュー
タ４に読み込み、該コンピュータにより、サンプリング
データから回帰処理等でａ線、ｂ線を表わす実験式を算
定する。ここで、撓み量をｘとして、ａ線の式がΔＰａ
＝ｆａ（ｘ）、ｂ線の式がΔＰｂ＝ｆｂ（ｘ）であれ
ば、 Ｆ１＝ｆａ（ｘ）−ｆｂ（ｘ） Ｆ２＝ｆａ（δ） となり、製品に歪みが残らないようにするのに必要なワ
ークの撓み矯正量Ａは、次式、 ｆａ（Ａ）−ｆｂ（Ａ）＝ｆａ（δ） を満足するはずであり、この式から歪み量δに適合した
矯正量Ａを求めることができる。
撓み試験に際しては、パーソナルコンピュータ４で可動
クランプユニット３1，３2の移動ピッチを設定し、制御
盤５からの指令で可動クランプユニット３1，３2を設定
されたピッチで上下に移動させ、１ピッチ移動させる度
にロードセル３５の検出データをパーソナルコンピュー
タ４に読み込み、該コンピュータにより、サンプリング
データから回帰処理等でａ線、ｂ線を表わす実験式を算
定する。ここで、撓み量をｘとして、ａ線の式がΔＰａ
＝ｆａ（ｘ）、ｂ線の式がΔＰｂ＝ｆｂ（ｘ）であれ
ば、 Ｆ１＝ｆａ（ｘ）−ｆｂ（ｘ） Ｆ２＝ｆａ（δ） となり、製品に歪みが残らないようにするのに必要なワ
ークの撓み矯正量Ａは、次式、 ｆａ（Ａ）−ｆｂ（Ａ）＝ｆａ（δ） を満足するはずであり、この式から歪み量δに適合した
矯正量Ａを求めることができる。
【００２７】ａ線、ｂ線が図示のように直線であって、 ΔＰａ＝Ｋａ・ｘ ΔＰｂ＝Ｋｂ・ｘ であれば、 Ｋａ・Ａ−Ｋｂ・Ａ＝Ｋａ・δ になり、α＝Ｋａ／（Ｋａ−Ｋｂ）として、 Ａ＝α・δ になる。
【００２８】本実施形態のように、Ｃ１とＣ２をクラン
プする場合は、マスターワークを基準クランプユニット
２と第１可動クランプユニット３1とでクランプし、第
２可動クランプユニット３2をワークから逃がした状態
で第１可動クランプユニット３1を上下に移動して、マ
スターワークの結合前のＣ１における撓み量と加圧反力
との関係を表わす係数Ｋａ１と、マスターワークの結合
後のＣ１における撓み量と加圧反力との関係を表わす係
数Ｋｂ１とを求め、Ｃ１での矯正量Ａ１の算定係数α１
を、次式、 α１＝Ｋａ１／（Ｋａ１−Ｋｂ１） で算定する。また、マスターワークを基準クランプユニ
ット２と第１可動クランプユニット３1とにより夫々基
準位置でクランプすると共に、第２可動クランプユニッ
ト３2をマスターワークをクランプした状態で上下に移
動して、マスターワークの結合前のＣ２における撓み量
と加圧反力との関係を表わす係数Ｋａ２と、マスターワ
ークの結合後のＣ２における撓み量と加圧反力との関係
を表わす係数Ｋｂ２とを求め、Ｃ２での矯正量Ａ２の算
定係数α２を、次式、 α２＝Ｋａ２／（Ｋａ２−Ｋｂ２） で算定する。
プする場合は、マスターワークを基準クランプユニット
２と第１可動クランプユニット３1とでクランプし、第
２可動クランプユニット３2をワークから逃がした状態
で第１可動クランプユニット３1を上下に移動して、マ
スターワークの結合前のＣ１における撓み量と加圧反力
との関係を表わす係数Ｋａ１と、マスターワークの結合
後のＣ１における撓み量と加圧反力との関係を表わす係
数Ｋｂ１とを求め、Ｃ１での矯正量Ａ１の算定係数α１
を、次式、 α１＝Ｋａ１／（Ｋａ１−Ｋｂ１） で算定する。また、マスターワークを基準クランプユニ
ット２と第１可動クランプユニット３1とにより夫々基
準位置でクランプすると共に、第２可動クランプユニッ
ト３2をマスターワークをクランプした状態で上下に移
動して、マスターワークの結合前のＣ２における撓み量
と加圧反力との関係を表わす係数Ｋａ２と、マスターワ
ークの結合後のＣ２における撓み量と加圧反力との関係
を表わす係数Ｋｂ２とを求め、Ｃ２での矯正量Ａ２の算
定係数α２を、次式、 α２＝Ｋａ２／（Ｋａ２−Ｋｂ２） で算定する。
【００２９】そして、Ｃ１での矯正量Ａ１を、Ｃ１での
ワークの歪み量δ１に基づいて、次式、 Ａ１＝α１・δ１…(6) で算定する。また、Ｃ２での矯正量Ａ２は、Ｃ２でのワ
ークの真の歪み量δ１２に対応する矯正量Ａ１２に、Ｃ
１での矯正量Ａ１によるＣ２の変位量β・Ａ１（但し、
β≒（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌ１）を加えた値になる。従っ
て、Ａ２は、 Ａ２＝β・Ａ１＋Ａ１２ ＝β・Ａ１＋α２・δ１２ …(7) ＝β・α１・δ１＋α２（δ２−β・δ１） ＝α２・δ２＋β（α１−α２）δ１ …(8) になる。
ワークの歪み量δ１に基づいて、次式、 Ａ１＝α１・δ１…(6) で算定する。また、Ｃ２での矯正量Ａ２は、Ｃ２でのワ
ークの真の歪み量δ１２に対応する矯正量Ａ１２に、Ｃ
１での矯正量Ａ１によるＣ２の変位量β・Ａ１（但し、
β≒（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌ１）を加えた値になる。従っ
て、Ａ２は、 Ａ２＝β・Ａ１＋Ａ１２ ＝β・Ａ１＋α２・δ１２ …(7) ＝β・α１・δ１＋α２（δ２−β・δ１） ＝α２・δ２＋β（α１−α２）δ１ …(8) になる。
【００３０】ワークＷａ，Ｗｂを結合して製品Ｗを組立
てる場合は、基準クランプユニット２と第１と第２の両
可動クランプユニット３1，３2とを全て基準位置に位置
決めした状態でワークＷａ，Ｗｂをクランプし、このク
ランプ時の各可動クランプユニット３1，３2のロードセ
ル３５の検出データをパーソナルコンピュータ４に読み
込み、該コンピュータ４により、上記(3)式からＣ１で
の歪み量δ１を算定すると共に、上記(4)式からＣ２で
の見掛けの歪み量δ２、或いは、上記(5)式からＣ２で
の真の歪み量δ１２を算定する。そして、上記(6)式に
δ１の算定値を代入してＣ１での矯正量Ａ１を算定し、
また、上記(7)式にδ１２の算定値を代入するか(8)式に
δ２の算定値を代入してＣ２での矯正量Ａ２を算定す
る。
てる場合は、基準クランプユニット２と第１と第２の両
可動クランプユニット３1，３2とを全て基準位置に位置
決めした状態でワークＷａ，Ｗｂをクランプし、このク
ランプ時の各可動クランプユニット３1，３2のロードセ
ル３５の検出データをパーソナルコンピュータ４に読み
込み、該コンピュータ４により、上記(3)式からＣ１で
の歪み量δ１を算定すると共に、上記(4)式からＣ２で
の見掛けの歪み量δ２、或いは、上記(5)式からＣ２で
の真の歪み量δ１２を算定する。そして、上記(6)式に
δ１の算定値を代入してＣ１での矯正量Ａ１を算定し、
また、上記(7)式にδ１２の算定値を代入するか(8)式に
δ２の算定値を代入してＣ２での矯正量Ａ２を算定す
る。
【００３１】次に、パーソナルコンピュータ４から制御
盤５にＡ１，Ａ２のデータを送信し、制御盤５からの指
令で第１、第２可動クランプユニット３1，３2を一旦ア
ンクランプした状態で基準位置から夫々Ａ１，Ａ２だけ
変位させてワークＷａ，Ｗｂを再度クランプし、この状
態でワークＷａ，Ｗｂを結合する。
盤５にＡ１，Ａ２のデータを送信し、制御盤５からの指
令で第１、第２可動クランプユニット３1，３2を一旦ア
ンクランプした状態で基準位置から夫々Ａ１，Ａ２だけ
変位させてワークＷａ，Ｗｂを再度クランプし、この状
態でワークＷａ，Ｗｂを結合する。
【００３２】尚、第１可動クランプユニット３1を省略
することも可能であるが、これでは製品Ｗの中間部に歪
みが残る可能性があり、製品Ｗの精度を高めるには、本
実施形態のように第１と第２の２組の可動クランプユニ
ット３1，３2を設けることが望ましい。また、可動クラ
ンプユニットを３組以上設けることも可能である。
することも可能であるが、これでは製品Ｗの中間部に歪
みが残る可能性があり、製品Ｗの精度を高めるには、本
実施形態のように第１と第２の２組の可動クランプユニ
ット３1，３2を設けることが望ましい。また、可動クラ
ンプユニットを３組以上設けることも可能である。
【００３３】また、ワーク同士を結合した後、各可動ク
ランプユニット３1，３2を基準位置に戻して製品を再ク
ランプし、この時に検出される加圧反力の基準値からの
偏差によって製品の歪みの有無を確認し、学習制御によ
って矯正量の算定係数を補正するようにしても良い。
ランプユニット３1，３2を基準位置に戻して製品を再ク
ランプし、この時に検出される加圧反力の基準値からの
偏差によって製品の歪みの有無を確認し、学習制御によ
って矯正量の算定係数を補正するようにしても良い。
【図１】 ワークの斜視図
【図２】 (a)〜(e)製品の歪みの発生原理と歪みの除去
原理を示す図
原理を示す図
【図３】 本発明の実施に用いる設備の斜視図
【図４】 可動クランプユニットの断面図
【図５】 ワークの歪み量と矯正量とを示す図
【図６】 ワークの撓み量と加圧反力の関係を示すグラ
フ
フ
Ｗａ，Ｗｂ ワーク Ｗ 製品 １ 治具 ２ 基準クランプユニット ３1，３2 可動クランプユニット ３４ 移動機構 ３５ ロードセル（検出手段） ４ パーソナルコンピュータ ５ 制御盤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 朝野 豊 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 分藤 勲 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 クランプユニットを搭載した治具上に２
つ以上のワークをセットし、これらワークをクランプユ
ニットによりクランプしてワーク同士を結合する際、ク
ランプ時に検出されるワークの加圧反力に基づいてワー
クの歪み量を計測し、計測された歪み量に基づいて、ワ
ーク同士を結合した後に歪みが残らないようにワークを
撓ませるための矯正量を算定する方法において、 結合前のワークの撓み量と加圧反力との関係を表わす第
１の実験式と、結合後のワークの撓み量と加圧反力との
関係を表わす第２の実験式とを求めておき、 両実験式に撓み量として同一値を代入したときに両実験
式から求められる加圧反力の偏差が計測された歪み量で
のワークの撓み反力に等しくなるような撓み量の値に基
づいて矯正量を算定する、 ことを特徴とするワーク結合時の矯正量算定方法。 - 【請求項２】 マスターワークをクランプユニットによ
りクランプした状態でクランプユニットを制御手段によ
り移動して、マスターワークの撓み量を変化させなが
ら、クランプユニットに組込んだ加圧反力の検出手段か
らのデータをデータサンプリング手段に入力すること
を、結合前のマスターワークと結合後のマスターワーク
とについて行ない、演算手段により第１と第２の実験式
を求めることを特徴とする請求項１に記載のワーク結合
時の矯正量算定方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7342403A JP3049477B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | ワーク結合時の矯正量算定方法 |
| US08/767,329 US5901426A (en) | 1995-12-28 | 1996-12-16 | Method of combining workpieces |
| CA002193277A CA2193277C (en) | 1995-12-28 | 1996-12-18 | Method of combining workpieces |
| GB9626678A GB2308680B (en) | 1995-12-28 | 1996-12-23 | Method of combining workpieces |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7342403A JP3049477B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | ワーク結合時の矯正量算定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09183031A true JPH09183031A (ja) | 1997-07-15 |
| JP3049477B2 JP3049477B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=18353460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7342403A Expired - Fee Related JP3049477B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | ワーク結合時の矯正量算定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3049477B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002076671A1 (en) * | 2001-03-26 | 2002-10-03 | Caterpillar Inc. | Method for designing a weld fixture based on predicted stresses and distortions |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101771668B1 (ko) | 2016-01-22 | 2017-08-25 | 박정락 | 접철식 커버가 구비되는 우산 |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP7342403A patent/JP3049477B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002076671A1 (en) * | 2001-03-26 | 2002-10-03 | Caterpillar Inc. | Method for designing a weld fixture based on predicted stresses and distortions |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3049477B2 (ja) | 2000-06-05 |
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