JPH11197864A - 溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クランプ治具を用いることなく位置決めを行
いボディーのルーフサイドフレームとルーフパネルとの
溶接を行う溶接装置を提供する。 【解決手段】 ルーフサイドフレーム２１の一部にルー
フパネル２２を突き当てて、ルーフサイドフレーム２１
とルーフパネル２２の位置決めを行い、ルーフサイドフ
レーム２１とルーフパネル２２の溶接を行う溶接装置１
であって、ルーフパネル２２をルーフサイドフレーム２
１へ押さえ付けると共に、ルーフパネル２２をルーフサ
イドフレーム２１の一部に突き当てる方向に押さえるロ
ーラ６と、この押さえ付けた状態で、ルーフサイドフレ
ーム２１とルーフパネル２２溶接するレーザ溶接機５
と、を有することを特徴とする溶接装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶接装置に関し、
例えば自動車車体の組み立てにおける、ルーフ部分とボ
ディー部分を溶接して組み付ける工程に使用される溶接
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車車体の組み立て工程の一つに、ボ
ディーのルーフサイドフレームに、ルーフパネルを溶接
して組み付ける工程がある。以下、この工程をルーフ溶
接工程と称する。

【０００３】従来、このルーフ溶接工程に用いる溶接装
置として、例えば、特開平８−９０２６４号公報には、
ルーフサイドフレームにルーフパネルを押さえ付けてレ
ーザ溶接を行う装置構成が開示されている。この装置
は、ローラがルーフパネルをルーフサイドフレームに押
さえ付けつつ移動して、レーザ溶接機により溶接を行う
ものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにローラによってルーフパネルをルーフサイドフレー
ムに押さえ付けながら溶接を行う場合でも、ルーフパネ
ルをルーフサイドフレームの所定の位置に位置決めして
おく必要がある。具体的には、ルーフサイドフレームに
設けられた突き当て部に、ルーフパネルの一部を突き当
てた状態で、これらをクランプしておく必要がある。

【０００５】このため、レーザ溶接に際して、レーザ光
をルーフサイドフレームに沿って移動させるとき、クラ
ンプ治具が邪魔になり、クランプ治具のある部分では、
一旦クランプ治具を外し、その近傍をクランプし直し
て、溶接を再開するといった手間が生じ、タイムロスが
発生するといった問題があった。

【０００６】また、クランプ治具によりルーフサイドフ
レームとルーフパネルを固定しているため、このクラン
プ治具を外すまでは、ボディーのルーフサイドフレーム
とルーフパネルとが確実に溶接されているかどうかが分
からず、クランプ治具を全て外してから確実に溶接され
ているか否かを確認しなければならないといった問題も
あった。

【０００７】そこで本発明の目的は、クランプ治具を用
いることなく、ボディーのルーフサイドフレームとルー
フパネルとの位置決めが行われて、確実に溶接が可能と
なる溶接装置を提供することである。また、本発明の他
の目的は、溶接実行中において溶接状態を確認すること
ができる溶接装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、下記す
る手段により達成される。

【０００９】（１）第１の部材に設けられた突き当て部
に第２の部材の一部を突き当てて、該第１の部材と該第
２の部材の位置決めを行い、これら第１および第２の部
材の溶接を行う溶接装置であって、前記第２の部材を前
記第１の部材へ押さえ付けると共に、前記第２の部材を
前記第１の部材の突き当て部に突き当てる方向に押さえ
る押圧手段と、該押圧手段により押さえ付けられた状態
で、前記第１の部材と前記第２の部材を溶接する溶接手
段と、を有することを特徴とする溶接装置。

【００１０】（２）前記押圧手段は、前記溶接機による
溶接部位に沿って回転走行し、かつ該回転走行方向に対
して一定の角度を持つローラと、該ローラによって前記
第２の部材を前記第１の部材に押さえ付けるために該ロ
ーラを加圧する加圧手段と、を有することを特徴とする
溶接装置。

【００１１】（３）前記ローラは、回転走行方向に対し
て前記溶接機による溶接部位を挾んで少なくとも２個備
えられており、その内、回転走行方向に対して溶接部位
より前にあるローラが前記第２の部材を前記第１の部材
の突き当て部に突き当てる方向の力を有するような前記
角度を持つことを特徴とする溶接装置。

【００１２】（４）前記少なくとも２個備えられたロー
ラの内、回転走行方向に対して溶接部位より後にあるロ
ーラは、前記第２の部材を前記第１の部材の突き当て部
に突き当てる方向とは逆の方向への力を有するような前
記角度を持つことを特徴とする溶接装置。

【００１３】（５）前記ローラは、その表面に凹凸があ
ることを特徴とする溶接装置。

【００１４】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、請求項ご
とに以下のような効果を奏する。

【００１５】請求項１記載の本発明によれば、押圧手段
により第２の部材を第１の部材に押し付けると共に、第
２の部材を第１の部材に設けられている突き当て部に突
き当てる方向に押さえて、溶接機により溶接することと
したので、従来のように、第１の部材と第２の部材を位
置決めされた状態で保持するためのクランプ治具が不要
となり、したがって、溶接中にクランプ治具を付け替え
るといった作業がなくなり、作業時間を短縮することが
できる。

【００１６】請求項２記載の本発明によれば、ローラを
加圧手段により加圧して第２の部材を第１の部材に押さ
え付けることとしし、かつ、このローラに一定の角度を
持たせることとしたので、このローラの回転により、回
転走行方向に対して横方向の力を第２の部材に加えるこ
とができるようになり、例えば、この横方向の力が第２
の部材を第１の部材の突き当て部に突き当てる方向とな
るように前記ローラに角度を持たせることで、第２の部
材を第１の部材の突き当て部に突き当て、第２の部材の
位置決めをローラの回転により自動的に行うことがで
き、また、逆に横方向の力が第２の部材を第１の部材か
ら離す方向となるように前記ローラに角度を持たせるこ
とで、溶接後に第２の部材と第１の部材とが確実に溶接
されているか否かを判断することができるようになる。

【００１７】請求項３記載の本発明によれば、ローラを
溶接部位を挾んで少なくとも２個設け、その内、回転走
行方向に対して溶接部位より前にあるローラが第２の部
材を第１の部材の突き当て部に突き当てる方向の力を有
するような角度を持つこととしたので、溶接される部分
の直前で、第２の部材を第１の部材に突き当て、第２の
部材の位置決めをローラの回転により確実に行うことが
できる。

【００１８】請求項４記載の本発明によれば、２個のロ
ーラの内、回転走行方向に対して溶接部位より後にある
ローラが第２の部材を第１の部材の突き当て部に突き当
てる方向とは逆の方向の力を有するような角度を持つこ
ととしたので、このローラの回転により第２の部材を第
１の部材から離す方向となる力が加わり、溶接直後に第
２の部材と第１の部材とが確実に溶接されているか否か
を判断することができるようになる。

【００１９】請求項５記載の本発明によれば、ローラの
表面に凹凸を設けることで、ローラのスリップを防止
し、さらに溶接部位にこの凹凸により圧痕を付けて、溶
接後の工程である溶接部位をシールする工程において、
シール部材を溶接部位に載せたときにシール部材がずれ
るのを防止することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して、
本発明の一実施形態を説明する。

【００２１】図１は、本発明を適用した溶接装置の外観
構成を示す図面であり、図２は、この溶接装置の要部断
面図であり、図３は、この装置に設けられているローラ
の配置を説明するための図面である。

【００２２】本発明を適用した溶接装置１は、図示する
ように、ロボットアーム５０先端に取り付けられてい
て、溶接装置１全体を支持する支持部材２と、該支持部
材２に固定されている加圧手段であるエアシリンダ３
と、該エアシリンダ３により上下動する可動部材４と、
該可動部材４に固定されているレーザ溶接機５と、エア
シリンダ３の圧力により第２の部材であるルーフパネル
２２を第１の部材であるボディーのルーフサイドフレー
ム２１に押さえ付け、エアシリンダ３と共に押圧手段を
構成するローラ６および７と、該ローラ６、７を可動部
材４に接続し、かつこれを回転自在に支持しているロー
ラ軸８と、よりなる。

【００２３】支持部材２は、ロボットアーム５０の先端
とジョイントによって接続されており、エアシリンダ３
を支えて、エアシリンダ３による適度な圧力によって可
動部材４に軸支されているローラ６、７によってルーフ
パネル２２を押さえたときに十分に耐えられる強度を有
する。

【００２４】エアシリンダ３は、一定の圧力となるよう
にそのエア圧力が制御されるように図示しない制御装置
により管理されていて、ローラ６、７によってルーフパ
ネル２２を一定の圧力でルーフサイドフレーム２１に押
さえ付ける働きをする（したがって、エアシリンダピス
トン部の送り出し長さは、ルーフサイドフレームなどの
形状に沿って変化する）。これにより、ローラ６、７に
よってルーフパネル２２が常に一定の圧力でルーフサイ
ドフレーム２１に押さえ付けられることになる。なお、
エアシリンダの代わりにオイルシリンダを用いてもよ
い。

【００２５】可動部材４は、ローラ６、７をローラ軸８
によって軸支すると共に、レーザ溶接機５が固定されて
おり、この可動部材４の移動に伴い常に定位置にレーザ
光の焦点が合うようになっている。

【００２６】レーザ溶接機５は、通常のレーザ溶接機と
同様に、レーザ発信器や集光レンズなどを有し（いずれ
も不図示）、レーザ光１０を集光して溶接部位（本実施
形態ではルーフサイドフレーム２１とルーフパネル２
２）を溶融することにより溶接する。

【００２７】ローラ６および７は、図３に示すように、
溶接装置１の進行方向（図中矢印ａ）に対して、溶接機
のレーザスポット１１（溶接部位）を挾んで前ローラ６
と後ローラ７であり、それぞれローラ軸８により軸支さ
れている。そしてこのローラ６、７は、ルーフサイドフ
レーム２１とルーフパネル２２との接合部の溝２３内に
おいて、ロボットアーム５０の移動に従って回転走行す
る。前ローラ６と後ろローラ７の間には、レーザ溶接機
５からのレーザ光１０が集光されて溝２３内においてレ
ーザスポット１１が形成され、溶接装置１自体の移動に
より、ルーフサイドフレーム２１とルーフパネル２２と
の接合部が連続的に溶接される。

【００２８】また、ローラ６および７は、それぞれ進行
方向ａに対して一定の角度αとなるようにローラ軸８に
より軸支されている。

【００２９】これは、前ローラ６にあっては、この角度
αによって、前ローラ６の回転にともないルーフパネル
２２を内側へ移動させる力Ｐ１が発生するようにしてい
る。これにより図４に示すように、溝２３内において、
該溝２３の内側に位置決めのために設けられているルー
フサイドフレーム２１の突き当て部２４にルーフパネル
２２の一部２５が当たり、自動的にルーフパネル２２の
位置決めが行われるようにしている。

【００３０】一方、後ローラ７には、この角度αによっ
て、ローラ７の回転にともないルーフパネル２２を外側
へ移動させる力Ｐ２が発生する。この力Ｐ２は、溶接直
後、ルーフパネル２２をルーフサイドフレーム２１から
剥離させる力となって、もし溶接状態に不具合がある場
合には、ルーフパネル２２がこの外側への力によりずれ
るため、溶接実行中に溶接不良を検出することができ
る。つまりこの後ローラ７により、溶接状態を溶接実行
中にチェックすることが可能となっている。なお、前ロ
ーラ６と後ローラ７との傾きは本実施形態では同じ角度
αとしたが、この角度は、ローラ６および７でそれぞれ
異なる角度としてもよい。

【００３１】さらにローラ６および７の表面には、やす
り状の細かな凹凸を設けてある。この凹凸によりローラ
６、７の滑りを防止して、前記した内側または外側への
力が十分ルーフパネル２２にかかるようにすると共に、
溶接後、ローラ６、７が通った後の溶接部位に圧痕を残
して、ルーフパネル２２の溶接部位の表面に細かな凹凸
を形成する。これにより、ルーフ溶接工程の後、溶接部
位をシーリングする工程において、シール材がずれるの
を防止する。なお、溶接部位のシーリング工程は、図５
に示すように、加熱メルトタイプのシーリング材３０を
溶接部位３１の上に載せて、塗装工程における焼き付け
時にこのシール材３０を溶かして溶接部位をシールする
工程である。

【００３２】以上のように本発明を適用した溶接装置に
よって、従来のようにルーフパネルとルーフサイドフレ
ームの位置を保つためのクランプ治具が不要となり、さ
らに溶接状態のチェックまで同時に行えるため、クラン
プ治具の付け替えや、その前段階となるルーフパネルの
位置決め作業を省くことができ、さらには、溶接後の状
態チェックのための作業も不要となるので、ルーフ溶接
工程の作業時間を大幅に短縮することができる。

【００３３】なお、本発明は上述した通り車体ルーフの
溶接に好適に用いられるものであるが、これに限らず、
従来クランプ治具によりクランプした部分を溶接する場
合にも、このクランプ治具を用いることなく、上述の車
体ルーフの溶接と同様に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用した溶接装置の外観構成を示す
図面である。

【図２】 上記溶接装置の要部断面図である。

【図３】 上記溶接装置に設けられているローラの配置
を説明するための図面である。

【図４】 ルーフパネルとルーフサイドフレームの接合
部の構造およびこの部分のローラを示す断面図である。

【図５】 シール工程を説明するための概略図である。

【符号の説明】

１…溶接装置、 ２…支持部材、 ３…エアシリンダ、 ４…可動部材、 ５…レーザ溶接機、 ６…前ローラ、 ７…後ローラ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の部材に設けられた突き当て部に第
   ２の部材の一部を突き当てて、該第１の部材と該第２の
   部材の位置決めを行い、これら第１および第２の部材の
   溶接を行う溶接装置であって、 前記第２の部材を前記第１の部材へ押さえ付けると共
   に、前記第２の部材を前記第１の部材の突き当て部に突
   き当てる方向に押さえる押圧手段と、 該押圧手段により押さえ付けられた状態で、前記第１の
   部材と前記第２の部材を溶接する溶接手段と、を有する
   ことを特徴とする溶接装置。
2. 【請求項２】 前記押圧手段は、前記溶接機による溶接
   部位に沿って回転走行し、かつ該回転走行方向に対して
   一定の角度を持つローラと、 該ローラによって前記第２の部材を前記第１の部材に押
   さえ付けるために該ローラを加圧する加圧手段と、を有
   することを特徴とする請求項１記載の溶接装置。
3. 【請求項３】 前記ローラは、回転走行方向に対して前
   記溶接機による溶接部位を挾んで少なくとも２個備えら
   れており、その内、回転走行方向に対して溶接部位より
   前にあるローラが前記第２の部材を前記第１の部材の突
   き当て部に突き当てる方向の力を有するような前記角度
   を持つことを特徴とする請求項２記載の溶接装置。
4. 【請求項４】 前記少なくとも２個備えられたローラの
   内、回転走行方向に対して溶接部位より後にあるローラ
   は、前記第２の部材を前記第１の部材の突き当て部に突
   き当てる方向とは逆の方向への力を有するような前記角
   度を持つことを特徴とする請求項３記載の溶接装置。
5. 【請求項５】 前記ローラは、その表面に凹凸があるこ
   とを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載の溶
   接装置。