JPH06218566A - レーザ溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クランプアームによりクランプされている部
位を極めて容易にスポット溶接し得るようにする。 【構成】 ワークＷを位置決め状態で支持する位置決め
治具１と、前記ワークＷを位置決め状態でクランプする
クランプアーム２と、レーザビームＢを集光状態で照射
するレーザガン３とを備えたレーザ溶接装置において、
前記クランプアーム２に、クランプ面４に向って貫通す
るレーザビーム導入用の貫通孔７を形成するとともに、
前記位置決め治具における前記クランプアームと対向す
る受面に、前記貫通孔と対向する凹部を形成するように
している。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本願発明は、レーザ溶接装置に関
し、さらに詳しくは車体構成部材をレーザビームを用い
て仮付け溶接するためのレーザ溶接装置に関するもので
ある。 【０００２】 【従来の技術】例えば、自動車の車体構成部材であるワ
ーク(例えば、ドア等)を仮付けする際には、ワークを位
置決め治具上においてクランプアームによりクランプす
ることにより位置決めし、その状態のワークに対して適
宜個所をスポット溶接することが多い。この場合のスポ
ット溶接法としては、一対の電極を有するスポット溶接
ガンによりワークの被溶接個所を挟圧して両電極間に高
電圧を印加するものが従来から良く知られている。 【０００３】また、レーザビームをワークの被溶接個所
に照射してスポット溶接を行う技術も、特公平４ー６２
８３４号公報に開示されているように公知である。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところが、前者のスポ
ット溶接ガンを用いる場合、スポット溶接ガンが大き
く、しかもワークの被溶接個所を挟圧するタイプである
ため、位置決め治具およびクランプアームとの干渉が障
害となって、スポット溶接個所が制約を受けるという問
題があるとともに、溶接後におけるワークの変形も大き
いという不具合があった。 【０００５】ところで、仮付け用のワークを位置決め治
具上に位置決めする場合、クランプアームによりクラン
プされている個所が最も位置決め状態が良好となってい
るにも拘わらず、従来の技術(即ち、スポット溶接ガン
あるいはレーザビームによるスポット溶接)ではクラン
プ個所をスポット溶接することが不可能であった。 【０００６】本願発明は、上記の点に鑑みてなされたも
ので、クランプアームによりクランプされている部位を
極めて容易にスポット溶接し得るようにすることを目的
とするものである。 【０００７】 【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、上
記課題を解決するための手段として、ワークを位置決め
状態で支持する位置決め治具と、前記ワークを位置決め
状態でクランプするクランプアームと、レーザビームを
集光状態で照射するレーザガンとを備えたレーザ溶接装
置において、前記クランプアームに、クランプ面に向っ
て貫通するレーザビーム導入用の貫通孔を形成するとと
もに、前記位置決め治具における前記クランプアームと
対向する受面に、前記貫通孔と対向する凹部を形成する
ようにしている。 【０００８】請求項２の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、前記請求項１記載のレーザ溶接装置
において、前記ワークを車体構成部材とするとともに、
前記クランプアームを、前記ワークにおける仮付け部を
クランプするものとしている。 【０００９】 【作用】請求項１の発明では、上記手段によって次のよ
うな作用が得られる。 【００１０】即ち、レーザガンから照射されるレーザビ
ームは、クランプアームに形成された貫通孔を通ってワ
ークのクランプ面に到達し、レーザビームの保有するエ
ネルギーにより当該個所がスポット溶接されることとな
る。また、レーザビームの照射によりワークのクランプ
面がスポット溶接される際に、位置決め治具の受面に形
成された凹部の存在によってレーザビームにより生じた
熱が直接受面に伝達されることがなくなる。 【００１１】請求項２の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。 【００１２】即ち、車体構成部材(例えば、ドア)の仮付
け溶接がレーザビームによるスポット溶接で精度良く行
えることとなる。 【００１３】 【発明の効果】請求項１の発明によれば、ワークを位置
決め状態で支持する位置決め治具と、前記ワークを位置
決め状態でクランプするクランプアームと、レーザビー
ムを集光状態で照射するレーザガンとを備えたレーザ溶
接装置において、前記クランプアームに、クランプ面に
向って貫通するレーザビーム導入用の貫通孔を形成し
て、レーザガンから照射されるレーザビームが、クラン
プアームに形成された貫通孔を通ってワークのクランプ
面に到達し得るようにしたので、クランプアームにより
クランプされている個所(即ち、基準面となっている個
所)をスポット溶接することができることとなり、精度
変化のほとんど無い高精度なスポット溶接が得られると
いう優れた効果がある。 【００１４】また、レーザビームによるスポット溶接の
場合、溶融範囲が小さく抑えられるため、溶接後におけ
るワークの変形もほとんど無いという優れた効果もあ
る。 【００１５】さらに、前記位置決め治具における前記ク
ランプアームと対向する受面に、貫通孔と対向する凹部
を形成して、レーザビームの照射によりワークのクラン
プ面がスポット溶接される際に、位置決め治具の受面に
形成された凹部の存在によってレーザビームにより生じ
た熱が直接受面に伝達されることがなくなるようにした
ので、ワークと受面との溶着が防止され、溶接仕上がり
が極めて良好となるという優れた効果がある。 【００１６】請求項２の発明によれば、請求項１記載の
レーザ溶接装置において、ワークを車体構成部材とする
とともに、クランプアームを、ワークにおける仮付け部
をクランプするものとしたので、車体構成部材(例え
ば、ドア)の仮付け溶接がレーザビームによるスポット
溶接で精度良く行えることとなり、高精度の車体構成部
材が得られるという優れた効果がある。 【００１７】 【実施例】以下、添付の図面を参照して、本願発明の好
適な実施例を説明する。 【００１８】本実施例のレーザ溶接装置は、車体構成部
材(例えば、ドア)であるワークＷを仮付け溶接する際に
使用されるものであり、図３に示すように、ワークＷを
位置決め状態で支持する位置決め治具１と、前記ワーク
Ｗを位置決め状態でクランプするクランプアーム２と、
レーザビームを集光状態で照射するレーザガン３とを備
えて構成されている。本実施例の場合、ワークＷの仮付
け溶接部(換言すれば、クランプ面４)は、その周縁部に
おける２枚重ね部分とされている。符号１１はレーザガ
ン３を位置移動させるためのロボット、１２はロボット
１１の動作制御を行うコントロールユニット、１３はレ
ーザ発生装置、１４はレーザ発生装置１３からのレーザ
ビームをレーザガン３に伝達させるための光ファイバ
ー、１５は光ファイバー１４の途中を支持するガイド部
材である。 【００１９】前記位置決め治具１上面には、ワークＷを
位置決め状態で載置する複数の受面５が立設されてい
る。 【００２０】一方、前記クランプアーム２は、図１およ
び図２に示すように、前記ワークＷのクランプ面４を前
記受面５とともにクランプするものであって、前記位置
決め治具１上面に取り付けられた支持アーム６,６の上
端部に対して中間部が揺動可能に枢支されている。 【００２１】また、前記クランプアーム２のクランプ部
２aには、クランプ面４に向って貫通するレーザビーム
導入用の貫通孔７が形成されている。さらに、前記クラ
ンプアーム２の反クランプ側の揺動端部２bには、クラ
ンプアーム２を揺動させることにより、クランプ状態あ
るいはアンクランプ状態とするためのアクチュエータと
して作用する流体圧シリンダ８のピストンロッド８aが
連結されている。なお、前記流体圧シリンダ８は、前記
位置決め治具１に対してピン９を介して揺動可能に枢支
されている。上記構成において、流体圧シリンダ８のピ
ストンロッド８aの伸縮に伴ってクランプアーム２がク
ランプ状態あるいはアンクランプ状態とされることとな
っている。 【００２２】前記位置決め治具１における前記クランプ
アーム２のクランプ部２aと対向する受面５には、前記
貫通孔７と対向する凹部１０が形成されている。 【００２３】ついで、上記構成のレーザ溶接装置の作用
を説明する。 【００２４】ワークＷのクランプ面４は、位置決め治具
１上にクランプアーム２により位置決め状態でクランプ
される。その後、ロボット１１の動作制御によりレーザ
ガン３をクランプアーム２における貫通孔７の上方に位
置せしめ、レーザガン３からレーザビームＢを照射す
る。すると、レーザビームＢは貫通孔７を通ってワーク
Ｗのクランプ面４に到達し、当該個所がスポット溶接さ
れる。 【００２５】上記のようにして、クランプアーム２によ
りクランプされている個所(即ち、基準面となっている
個所)をスポット溶接することができるので、精度変化
のほとんど無い高精度なスポット溶接が得られる。ま
た、レーザビームＢによるスポット溶接の場合、溶融範
囲が小さく抑えられるため、溶接後におけるワークＷの
変形もほとんど生じない。 【００２６】また、レーザビームＢの照射によりワーク
Ｗのクランプ面４がスポット溶接される際に、位置決め
治具１の受面５に形成された凹部１０の存在によってレ
ーザビームＢにより生じた熱が直接受面５に伝達される
ことがなくなり、ワークＷと受面５との溶着が防止さ
れ、溶接仕上がりが極めて良好となる。 【００２７】なお、従来公知のスポット溶接ガンによる
スポット溶接の場合、図４(イ)に示すように、スポット
溶接ガンによる打痕Ｄが大きくなるとともに、冷却時の
収縮によってワークＷが変形してしまうが、レーザビー
ムＢによるスポット溶接の場合、図４(ロ)に示すよう
に、打痕Ｄが極めて小さいものとなるとともに、冷却時
における変形もほとんど無い。 【００２８】本願発明は、上記実施例の構成に限定され
るものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において
適宜設計変更可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】 【図１】本願発明の実施例にかかるレーザ溶接装置の要
部を示す一部を断面として側面図である。 【図２】図１の平面図である。 【図３】本願発明の実施例にかかるレーザ溶接装置の全
体構成を示す斜視図である。 【図４】(イ)は従来公知のスポット溶接ガンによるスポ
ット溶接の状態を示す断面図、(ロ)は本願発明の実施例
によるスポット溶接の状態を示す断面図である。 【符号の説明】 １は位置決め治具、２はクランプアーム、３はレーザガ
ン、４はクランプ面、５は受面、７は貫通孔、１０は凹
部、Ｂはレーザビーム、Ｗはワーク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ワークを位置決め状態で支持する位置決
   め治具と、前記ワークを位置決め状態でクランプするク
   ランプアームと、レーザビームを集光状態で照射するレ
   ーザガンとを備えており、前記クランプアームには、ク
   ランプ面に向って貫通するレーザビーム導入用の貫通孔
   が形成され、前記位置決め治具における前記クランプア
   ームと対向する受面には、前記貫通孔と対向する凹部が
   形成されていることを特徴とするレーザ溶接装置。 【請求項３】 前記ワークは車体構成部材とされてお
   り、前記クランプアームは、前記ワークにおける仮付け
   部をクランプするものとされていることを特徴とする前
   記請求項１記載のレーザ溶接装置。