JPH03138090A - パネル部品の溶接装置 - 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】 産業上の利用分野 この発明は、アウタパネルとインナパネルからなるパネ
ル部品のヘミング結合部に溶接を施す溶接装置に関する
。

従来の技術 自動車のドア、フード、トランクリッドなどのパネル部
品は、アウタパネルにインナパネルをヘミング結合して
構成されるのが一般的であるが、双方のパネルの結合強
度の向上を目的として、ヘミング結合した上に上記のヘ
ミング結合部にスポット溶接を施すことがある。この場
合、通常のスポット溶接では電極チップがパネル部材に
食い込み、溶接痕が生じるため、外面となるアウタパネ
ルと電極チップとの間にバックバーをはさみ、電極チッ
プがアウタパネルに直接光たらないようにした溶接法が
採用されている。

発明が解決しようとする課題 上述したようにパネル部品の外面にバックバーを当てて
スポット溶接を行う場合、バックバーをパネル部品の外
面に密接させる必要があるため、バックバーの接触面を
アウタパネルの外部曲面形状に合わせて加工しなければ
ならない。

したがって、パネル部品毎にバックバーを準備する必要
があるとともに、製造するパネル部品が変わる度にバッ
クバーを変換する作業が必要である。こうしたことは、
多品種少量生産が求められてきている今日、前記バック
バーの変換に要する工数が製造コストの上昇につながる
という問題がある。

また、パネル部材に当て金が密接しやすいようにバック
バーを電極チップの先端に球面軸受で支持させたものが
あるが、大電流が流れるために短期間でこの球面軸受部
が電蝕され、寿命が非常に短いという問題もある。

そこで、この発明はアウタパネルに傷がつかず、あらゆ
る形状のパネル部品に対応できる汎用性を有するととも
に長期寿命の溶接装置を提供するものである。

課題を解決するための手段 この発明は、アウタパネルとインナパネルとをヘミング
結合してなるパネル部品について、ヘミング結合部の複
数適所の溶接部に順次溶接を施す装置において、ロボッ
トアームの先端に取り付けられ前記ヘミング結合部の溶
接部に対しレーザビームを照射するレーザ溶接ヘッドと
、ヘミング結合部をはさんで前記レーザ溶接ヘッドと対
向配置され、先端にヘミング結合部に密接可能なように
自在に取り付けられた当て金を何し、この当て金を前記
ヘミング結合部の溶接部まで移動させ圧接する当て金圧
接手段と、前記光て金に設けられ前記ヘミング結合部の
溶接部の温度を検出する温度センサと、この温度センサ
により検出された温度に基づいて前記ヘミング結合部の
溶接部内における前記レーザ溶接ヘッドの溶接送り速度
を制御することによりパネル部材の溶け込み量を調節す
る部材溶け込み量調節手段とを備えて構成されている。

作用 溶接を施すパネル部品のヘミング結合部の溶接部に当て
金を移動させ圧接する。そして、ヘミング部をはさんだ
対向位置からレーザビームを照射し、レーザビームが照
射された前記溶接部に密接された当て金に設けた温度セ
ンサにより検出された温度に基づいて前記溶接部内にお
けるレーザ溶接ヘッドの溶接送り速度を制御する。この
溶接送り速度制御によって、前記溶接部内のパネル部材
の溶け込み量を調節する。以上の動作を繰り返し、パネ
ル部品のヘミング結合部の各溶接部にスポット溶接を施
す場合と同様の接合強度が得られ、しかもパネル部品の
外面に傷が付かない溶接を施すことができる。

実施例 まず、第１図および第２図を用いて、この発明の一実施
例の構成について説明する。第１図はこの発明の一実施
例を示す全体斜視図、第２図はその要部構成を示す説明
図である。

【はいわゆる極座標系ロボットで、矢符Ａのようにロボ
ットベース２を回動させる軸と、矢符Ｂのようにロボッ
トアーム３を揺動させる軸と、矢符Ｃのようにロボット
アーム３を伸縮さ仕る軸と、矢符りのようにロボットア
ーム３の先端部３ａを回動さ仕る軸などで構成され、ロ
ボットアーム３の先端ｆｆ１３ａの位置を自由に移動さ
せろことができる。

ロボットアーム３の先端部３ａには、ロボット１の各軸
の動作によってレーザビームの照射位置を自在に変えら
れるレーザ溶接ヘッド４が配設されている。このレーザ
溶接ヘッド４は、レーザ発振器（図示せず）で発振され
、ロボット１に備えられた光通路５、反射ミラー６、光
通路７を介してロボットアーム３の内部光通路に導かれ
たレーザビーム８を被溶接部材であるパネル部品９のヘ
ミング結合部９ａｊこ照射するものである。なお、パネ
ル部品９は図示されていない保持具により支持されてい
る。

１０は当て全圧接装置で、当て金１１と、当て金１１を
下部から支持し上下動させる空圧シリンダ１２と、空圧
シリンダ１２を直線水平移動させるＹ輔ベツド１３と、
Ｙ軸ベツド１３を直線水平移動させるＸ軸ベツド１４で
構成されている。Ｙ輔ベツド１３とＸ軸ベツド１４には
それぞれサーボモータ１５，１６、ボールねじ１７．１
８などが備えられていて、当て金１１の水平位置決めが
可能になっている。また空圧シリンダ１２は空圧制御装
置１９によって制御され、当て金１１をパネル部品９に
所定の圧力で圧接させることができる。

第２図を参照し当て金１１付近の構成を詳細に説明する
と、当て金１１は上部凹部に熱電対などからなる′ｆｉ
Ａ度センサ２０を備えており、空圧シリンダ１２のロッ
ド先端部に配設された球面軸受１１ａによって支持され
ている。この球面軸受１１ａに支持されることによって
、温度センサ２０は当て金１１の上面がパネル部品９の
ヘミング結合部９ａの外面９ｂに沿っていなくとも水平
面もしくは突出ぎみに形成されていれば、空圧シリンダ
１２による加圧力で前記外面９ｂに密接される。

なお、当て金１１を密接−させることは、溶接時、外面
９ｂ側が溶けないようにする冷却効果らある。

上述したロボット１および当て全圧接装置１０の各モー
タ１５．＋６と空圧シリンダ１２は溶接制御装置２１に
よって制御される。溶接制御装置２１は、予め設定され
たパネル部品９のヘミング結合部９ａの複数適所の溶接
部ヘレーザ溶接ヘット４を移動さける指示および前記溶
接部におけろレーザ溶接ヘッド４の溶接送り指示をロボ
ット１のレーザ溶接ヘッド位置制御部１ａに与える。ま
た、溶接制御装置２１は、当て全圧接装置１０のモータ
１５．＋６の位置センサから与えられろ位置と予め設定
された当て金１１の移動位置とを比較して当て金１１を
水平面設定位置へ移動させるとと乙に、空圧制御装置！
９に空圧シリンダＩ２のオン／オフ指示を与えて当て金
ＩＩを昇降させる。さらに、図示されていないが、溶接
制御装置２１はレーザビーム８の照射およびその停止指
示もレーザ発振器に対して行う。

次に、第３図のフローチャートおよび第４図の溶接送り
パターンを参照しながら、この実施例の動作について説
明する。

まず、ステップ１では、当て金１１およびレーザ溶接ヘ
ッド４を第４図に示す第１の溶接部３０へ移動させる。

当て金１１はモータ１５，１６によって水平移動された
後、空圧シリンダ１２によって上昇され、その上面に配
設された温度センサ２０が第１の溶接部３０のヘミング
結合部９ａの外面９ｂに圧接される。また、レーザ溶接
へ・ソド４はロボット１の各軸の動作によって第１の溶
接部３０の上方位置へ移動される。

ステップ２では、レーザを発振させ、レーザ溶接ヘッド
４からレーザビーム８を溶接部３０の溶接送り開始点へ
照射させる。

ステップ３では、温度センサ２０によって検出される温
度が予め定めた許容最低温度か否かが判定される。この
許容最低温度はレーザビーム８によってその照射部のパ
ネル部材が溶け始める温度である。検出温度がこの許容
最低温度以上になると次のステップ４に進む。

ステ・２プ４では、第４図に示すようにレーザビーム８
の照射位置が円を描（ようなパターンでレーザ溶接ヘッ
ド４が移動され、所定の速度で溶接送りが開始される。

ステップ５では、温度センサ２０によって検出される温
度が許容溶接温度範囲内か否かが判定される。この許容
溶接温度範囲とは、前記所定速度で溶接送りが行われる
ときパネル部材の溶け込み量が適度で良好に溶接されて
いることを示す温度範囲である。検出温度が許容溶接温
度範囲外であればステップ６に進み、許容溶接温度範囲
内であればステップ９に進む。

ステップ６では、検出温度が前記許容溶接温度範囲の上
限以上か下限以下かが判定される。上限以上であればパ
ネル部材の溶け込み量が多過ぎると判定されるため、次
のステップ７に進み、溶接送り速度を所定量だけ上昇さ
せる。溶接送り速度を上昇さＵ゛るとパネル部材の溶け
込み量か減少する。また下限以下であれば、パネル部材
の溶け込み量が不足していると判定されるため、ステッ
プ８に進み、溶接送り速度を所定世だけ低下させ、溶け
込み屯を増加させろ。ステップ７．８が終了すると再び
ステップ５に戻る。すなわち、溶接送り速度により単位
長さ当たりの入熱量を増減させる乙のである。

ステップ９では、第１の溶接部３０の溶接送りが完了し
たか否かが判定される。つまり、レーザビーム８の照射
位置が溶接送り開始点に戻ったか否かが判定され、開始
点に戻っていなければ、ステップ５に戻って溶接送りが
継続され、開始点に戻っていれば溶接送り終了でステッ
プｌＯへ進む。

ステップ１０では次の溶接部へ移動か否かが判定され、
次の溶接部で第１の溶接部３０と所定距離をおいた第２
の溶接部３１の溶接動作が行われろようにステップ１に
戻る。このようにしてステップ１〜１０が繰り返され、
第２の溶接部３１の溶接動作が完了すると、第３の溶接
部３２の溶接動作が行われるというように、ヘミング結
合部９＆の所定の各溶接部が順次溶接されていく。所定
の各溶接部が溶接されると動作終了となる。

以上のように、この実施例では、スポット溶接を施すと
同じようにパネル部品９のヘミング結合部９ａの複数溶
接部が溶接され、ヘミング結合部９ａの外面９ｂに傷が
付かずにスポット溶接で得られると同じような接合強度
が得られる。そして、スポット溶接を施す場合にはヘミ
ング結合部の外面９ｂにバックバーの接触面全体が密接
するように、１つのパネル部品９につき１つの当て金１
１を準備する必要があったが、この実施例では温度セン
サ２０を前記外面９ｂに圧接させるだけでよいので複数
のパネル部品９につき１つの当て金１１を準備するだけ
でよい。したがって、当て金１１の製作費などが大幅に
減少するとともに、製作するパネル部品９の種類が変わ
っても当て金ＩＩの交換作業の必要がなくなり、対応性
の高い溶接装置とすることができる。またさらに、当て
金１１に電流が流れることがないので、スポット溶接の
ときのように球面軸受１１ａが電蝕されず、当て金１１
の寿命が非常に長くなる。

上述の実施例では、溶接送りを円を描（ようにして溶接
を施すようにしたが、溶接送りパターンは田辺外でも、
たとえば渦巻状などスポット溶接と同様の接合強度が得
られれば、他のパターンでもよい。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、この発明に係るパネル部
品の溶接装置によれば、パネル部品のヘミング部の溶接
部に当て金を圧接し、そのヘミング部をはさんだ対向位
置からレーザビームを照射し、前記溶接部に当て金によ
って密接された温度センサにより検出された温度に基づ
いて前記溶接部内におけるレーザ溶接送り速度を制御す
ることによりパネル部材の溶け込み量を調節するように
したので、スポット溶接に必要なバックバーのようにパ
ネル部品１つ１つに対して当て金を準備する必要がなく
、１つの当て金を複数のパネル部品に共通に使用でき、
当て金の加工費を大幅に減少できるとともに、その交換
工数が必要なくなり、対応性の高い溶接装置とすること
ができ、しかもパネル部品の外面に傷が付かないように
溶接を施すことが可能になる。また、スポット溶接のよ
うに電蝕する箇所がないので寿命も長くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す全体斜視図、第２図
はその要部構成を示す説明図、第３図はこの発明の一実
施例の動作を示すフローチャート、第４図は溶接送りパ
ターンを示す説明図である。 １・・・ロボット、３・・・ロボットアーム、４・・・
レーザ溶接ヘッド、８・・・レーザビーム、９・・・パ
ネル部品、９ａ・・・ヘミング結合部、ｌＯ・・・当て
全圧接装置、１１・・・当て金、２０・・・温度センサ
、２１・・・溶接制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）アウタパネルとインナパネルとをヘミング結合し
   てなるパネル部品について、ヘミング結合部の複数適所
   の溶接部に順次溶接を施す装置において、 ロボットアームの先端に取り付けられ前記ヘミング結合
   部の溶接部に対しレーザビームを照射するレーザ溶接ヘ
   ッドと、 ヘミング結合部をはさんで前記レーザ溶接ヘッドと対向
   配置され、先端にヘミング結合部に密接可能なように自
   在に取り付けられた当て金を有し、この当て金を前記ヘ
   ミング結合部の溶接部まで移動させ圧接する当て金圧接
   手段と、 前記当て金に設けられ前記ヘミング結合部の溶接部の温
   度を検出する温度センサと、 この温度センサにより検出された温度に基づいて、前記
   ヘミング結合部の溶接部内における前記レーザ溶接ヘッ
   ドの溶接送り速度を制御することにより、パネル部材の
   溶け込み量を調節する部材溶け込み量調節手段と、 を備えたことを特徴とするパネル部品の溶接装置。