JPH0260436B2 - - Google Patents
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- JPH0260436B2 JPH0260436B2 JP61288497A JP28849786A JPH0260436B2 JP H0260436 B2 JPH0260436 B2 JP H0260436B2 JP 61288497 A JP61288497 A JP 61288497A JP 28849786 A JP28849786 A JP 28849786A JP H0260436 B2 JPH0260436 B2 JP H0260436B2
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- welding
- relative distance
- chips
- ultrasonic
- ultrasonic welding
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Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、車体のフードパネル等の端縁部に形
成され、一方の金属板の端縁部を挟み込むよう
に、他方の金属板の端縁部を折り返し重ね合せて
形成される一般にヘミング部と呼ばれる折返し重
合部の溶接装置に関する。Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention is formed on the edge of a hood panel of a vehicle body, and the edge of one metal plate is sandwiched between the edges of the other metal plate. The present invention relates to a welding device for a folded overlapping part, generally called a hemming part, which is formed by folding and overlapping edges.
(従来の技術)
一般に、自動車のエンジンフードやトランクリ
ツド等のような2枚合せの金属板の外周端縁部に
は、折返し重合部(以後ヘミング部と呼ぶ)が形
成されている。そして、この折返し重合部の固定
は、2枚の金属板を溶接によつて仮止めした後、
予め両金属板間の面接合部に塗布しておいた熱硬
化性樹脂を加熱して接続する等により行われてい
る。(Prior Art) Generally, a folded overlapping portion (hereinafter referred to as a hemming portion) is formed on the outer peripheral edge of a two-ply metal plate such as an engine hood or trunk lid of an automobile. The folded overlapping part is fixed by temporarily fixing the two metal plates by welding.
This is accomplished by, for example, heating a thermosetting resin that has been applied to the surface joint between the two metal plates to connect them.
そこで、ヘミング部等の重合部を仮止めする溶
接装置として従来一般には、装置の汎用性や手軽
さからスポツト溶接機(第5図)や、溶接棒を用
いるアークブレージング(第6図)が用いられて
いた。尚、第5図及び第6図は、エンジンフード
を製造する場合のヘミング部05の溶接を例にと
つて示しており、このヘミング部05は、インナ
パネル01の外周端縁部03を挟み込むようにア
ウタパネル02の外周端縁部04を折り返して形
成されている。また、第5図のスポツト溶接機に
おいて、06はチツプ、07はバツクバーであ
り、第6図のアークブレージングにおいて、08
はアークブレージング部位である。 Therefore, as welding equipment for temporarily fixing overlapping parts such as hemming parts, spot welding machines (Fig. 5) and arc brazing using welding rods (Fig. 6) have been used because of their versatility and ease of use. It was getting worse. 5 and 6 show an example of welding a hemming part 05 when manufacturing an engine hood, and this hemming part 05 is arranged so as to sandwich the outer peripheral edge part 03 of the inner panel 01. It is formed by folding back the outer peripheral edge 04 of the outer panel 02. In the spot welding machine shown in Fig. 5, 06 is a tip, 07 is a back bar, and in the arc brazing shown in Fig. 6, 08 is a tip.
is the arc blazing site.
しかしながら、上述のような溶接装置にあつて
は、以下に述べるような問題点があつた。 However, the above-described welding apparatus has the following problems.
元来、上述のようなヘミング部を形成する部位
というのは、外部に露出する部分であつて、安全
性や見栄えのためにこのような処理を行なつてい
る。 Originally, the portion where the hemming portion as described above is formed is a portion that is exposed to the outside, and is treated in this way for safety and appearance.
ところが、スポツト溶接やアークブレージング
を行なうと、このヘミング部の金属板や高温とな
つて外側となる金属板の表面に熱歪が生じてしま
つて見栄えが悪くなるため、この熱歪を隠すため
の仕上処理が必要となつて、工数及び手間がかか
る。 However, when spot welding or arc brazing is performed, thermal distortion occurs on the surface of the metal plate at the hemming part and the outer metal plate due to high temperatures, resulting in an unsightly appearance. Finishing treatment is required, which takes a lot of man-hours and effort.
加えて、スポツト溶接を用いた場合には、非常
に大きな電流を必要とするために消費電力が大き
くなつてコスト高となりがちであり、さらに、チ
ツプやバツクバーも通過電流によつて早く摩耗す
るために研磨や交換が短期間で必要となつてしま
う。 In addition, when spot welding is used, it requires a very large current, which tends to increase power consumption and increase costs.Furthermore, the chips and back bars also wear out quickly due to the passing current. Polishing or replacement becomes necessary in a short period of time.
また、アークブレージングを用いた場合には、
作業者の熟練度も必要となり溶接強度や仕上にバ
ラ付きが生じて一定品質が得られないなどの問題
を生じていた。 In addition, when using arc brazing,
The skill level of the operator is also required, leading to problems such as variations in welding strength and finish, making it impossible to obtain consistent quality.
ところで、従来、これらの問題を解決しようと
して、実開昭57−204887号公報に記載されている
ような超音波溶接装置が用いられている。 By the way, conventionally, in an attempt to solve these problems, an ultrasonic welding device as described in Japanese Utility Model Application Publication No. 57-204887 has been used.
この装置は、超音波加振機によつてチツプに超
音波振動を与える超音波溶接機と、被溶接物を前
記チツプに一定圧力で押圧しながら支持する受台
と、該受台に支持されている被溶接物をチツプに
対して相対的に移動させる移動装置とで構成され
たものである。 This device consists of an ultrasonic welding machine that applies ultrasonic vibration to a chip using an ultrasonic vibrator, a pedestal that supports the workpiece while pressing it against the chip with a constant pressure, and The device consists of a moving device that moves the workpiece to be welded relative to the chip.
即ち、この従来装置で金属板と金属板とを溶接
する際には、金属板と金属板とを圧着させながら
超音波で加振する。そうすることにより、金属間
の距離が極めて接近し原子間に吸引力が働き、さ
らに、摩擦熱による温度上昇がこれを助けて金属
間結合が行なわれる。従つて、この従来装置で
は、溶接の際に発生する熱が低いので、金属板に
は熱歪が全く、もしくは殆んど生じないようにす
ることができる。 That is, when welding metal plates together using this conventional apparatus, ultrasonic vibration is applied while the metal plates are pressed together. By doing so, the distance between the metals becomes extremely close, an attractive force acts between the atoms, and furthermore, the temperature rise due to frictional heat helps to form a bond between the metals. Therefore, with this conventional device, the heat generated during welding is low, so that no or almost no thermal distortion occurs in the metal plate.
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら、上述のような従来装置にあつて
は、次のような問題が残されていた。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the conventional device as described above, the following problems remain.
即ち、アークブレージングのように作業者の熟
練度はあまり必要とされないものの、溶接強度を
確認する手段がないので、溶接強度のバラ付きを
完全になくすのは困難である。 That is, although it does not require much operator skill like arc brazing, it is difficult to completely eliminate variations in welding strength because there is no means to confirm welding strength.
また、スポツト溶接の場合に比べてチツプに流
れる電流を小さくすることはできるものの、チツ
プには押圧力及び摩擦力が作用するようになるの
で、チツプが比較的軟質な素材で形成されている
場合には、やはり早く摩耗してしまつて研磨や交
換が短期間で必要となつてしまう。 Also, although it is possible to reduce the current flowing through the chip compared to spot welding, pressing force and frictional force will be applied to the chip, so if the chip is made of a relatively soft material, However, it wears out quickly and requires polishing or replacement in a short period of time.
(問題点を解決するための手段)
本発明は、金属板の表面が折返し重合部の仮止
めのための溶接の際に熱によつて歪むことがな
く、しかも所定以上の溶接強度が確実に得られる
と共に、チツプの摩耗が少ない折返し重合部の溶
接装置を提供し、上述のような問題点を解決する
ことを目的としている。(Means for Solving the Problems) The present invention ensures that the surface of a metal plate is not distorted by heat during welding for temporary fixing of folded overlapping parts, and that welding strength above a predetermined level is reliably achieved. It is an object of the present invention to provide a welding device for a folded overlapping part which can be obtained as well as to cause less chip wear, and to solve the above-mentioned problems.
そして、この目的達成のために、本発明では、
被溶接物の端縁を挾持可能に対向して高硬度金属
により形成されたアツパチツプとロアチツプとが
配置されると共に、両チツプの一方に超音波加振
機が取り付けられて超音波溶接機が構成され、該
超音波溶接機が、移動用ロボツトの先端の支持部
に取り付けられ、該移動用ロボツトが、モータ駆
動に基づき支持部の超音波溶接機を被溶接物の端
縁に沿つて移動可能に構成され、前記超音波溶接
機のアッパチツプ側の部材とロアチツプ側の部材
との間には、相対距離検出器が設けられ、該相対
距離検出器は、加圧シリンダの駆動による両チツ
プの加圧方向の相対距離を検出可能に形成される
と共に、この検出距離に応じた信号をモニタ装置
に出力するよう構成され、前記モニタ装置は、両
チツプの溶接前の前記相対距離と溶接後の前記相
対距離とを比較して、この距離変化が所定以上で
あるとき正常溶液が成されたと判断し、距離変化
が所定未満であるとき溶接が十分でないと判断す
る手段とした。 In order to achieve this objective, the present invention:
An ultrasonic welding machine is constructed by arranging an upper chip and a lower chip made of high-hardness metal to face each other so as to be able to grip the edges of the workpiece, and an ultrasonic vibrator being attached to one of the chips. The ultrasonic welding machine is attached to a supporting part at the tip of a mobile robot, and the mobile robot can move the ultrasonic welding machine on the supporting part along the edge of the workpiece based on motor drive. A relative distance detector is provided between a member on the upper tip side and a member on the lower tip side of the ultrasonic welding machine, and the relative distance detector detects the pressure applied to both chips by driving a pressure cylinder. It is configured to be able to detect the relative distance in the pressure direction, and to output a signal corresponding to this detected distance to a monitor device, and the monitor device is configured to detect the relative distance between the chips before welding and the relative distance after welding. By comparing the relative distance, it is determined that a normal solution has been formed when the distance change is a predetermined value or more, and it is determined that welding is insufficient when the distance change is less than a predetermined value.
(作用)
本発明の折返し重合部の溶接装置は、以下に述
べる手順で溶接を行なうものである。(Function) The welding device for folded overlapping portions of the present invention performs welding according to the procedure described below.
まず、一方の金属板の端縁部を挟み込むよう
に、他方のの金属板の端縁部を折り返し重ね合せ
て折返し重合部を形成する。 First, the edge portions of one metal plate are folded back and overlapped with each other so that the edge portions of the other metal plate are sandwiched, thereby forming a folded overlapping portion.
次に、移動用ロボツトによつてアツパチツプと
ロアチツプを前記折返し重合部の所定の位置に移
動させた上で、両チツプで折返し重合部を加圧し
て圧着させつつ、両チツプの一方に超音波加振機
で、前記折返し重合部の重合面と平行な超音波振
動を加え、折返し重合部を超音波溶接する。 Next, the upper chip and the lower chip are moved to predetermined positions in the folded overlapping part by a moving robot, and while applying pressure to the folded overlapping part with both chips and crimping them, ultrasonic waves are applied to one of both chips. A vibrator applies ultrasonic vibration parallel to the overlapping surface of the folded overlapping part to ultrasonically weld the folded overlapping part.
この時、相対距離検出器からの信号に基づいて
モニタ装置では正常な溶接強度が得られたかどう
かモニタされる。即ち、このモニタ装置には相対
距離検出器で検出されたアツパ・ロア両チツプの
加圧方向の相対距離に応じた信号が入力され両チ
ツプの距離により溶接箇所の厚みを検出すること
ができるもので、つまり、超音波溶接の場合、正
常な溶接強度が得られるだけの溶接が成されたと
きには、溶接前と後とで所定以上の厚み変化が生
じ、溶接強度が不十分である場合にはこの厚み変
化(加圧シリンダによる加圧方向の相対距離変化
に等しい)が所定量に達しない。従つて、モニタ
装置では、アツパ・ロア両チツプの相対距離が溶
接前と後とで所定以上変化した場合に正常溶接が
成されたと判断し、この距離変化が所定未満であ
る場合には溶接が十分でないと判断する。 At this time, the monitor device monitors whether normal welding strength has been obtained based on the signal from the relative distance detector. That is, a signal corresponding to the relative distance in the pressurizing direction between the upper and lower chips detected by the relative distance detector is input to this monitor device, and the thickness of the welding point can be detected from the distance between the two chips. In other words, in the case of ultrasonic welding, when the welding is completed to the extent that normal welding strength can be obtained, there is a thickness change of more than a predetermined value between before and after welding, and if the welding strength is insufficient, This thickness change (equal to the relative distance change in the pressurizing direction by the pressurizing cylinder) does not reach a predetermined amount. Therefore, the monitoring device determines that normal welding has been completed when the relative distance between the upper and lower chips changes by a predetermined value or more between before and after welding, and if this distance change is less than a predetermined value, welding is determined to have been completed. Decide it's not enough.
そして、モニタ装置によつて溶接強度が規定強
度に達している正常溶接が成されたことを確認し
た後に、折返し重合部から圧力及び振動を取り除
き、移動用ロボツトによつて、両チツプを次の溶
接位置等に移動させる。 After confirming by the monitor that normal welding has been completed with the welding strength reaching the specified strength, the pressure and vibrations are removed from the overlapped part, and a mobile robot moves both chips to the next stage. Move to welding position, etc.
このように、本発明の超音波溶接装置にあつて
は、規定強度が得られる正常溶接が成されたかど
うかを確認することができるので、必要十分な溶
接強度で確実に折返し重合部を仮止めすることが
できる。 In this way, with the ultrasonic welding device of the present invention, it is possible to confirm whether or not normal welding that achieves the specified strength has been performed, so that the folded overlapping portion can be reliably temporarily fastened with the necessary and sufficient welding strength. can do.
また、アツパチツプ及びロアチツプが高硬度金
属により形成されているので、押圧力あるいは摩
擦力による摩耗も少なくなる。 Furthermore, since the upper tip and lower tip are made of high hardness metal, wear caused by pressing force or frictional force is reduced.
(実施例)
以下、本発明の実施例を図面により詳述する。
尚、この実施例を述べるにあたつて、自動車のエ
ンジンフードを製造する場合を例にとる。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In describing this embodiment, a case will be taken as an example in which an engine hood for an automobile is manufactured.
まず、実施例装置の構成を説明する。 First, the configuration of the embodiment device will be explained.
本発明一実施例の折返し重合部の溶接装置1
は、第1図に示すように、エンジンフード100
の製造ライン上に設けられており、移動用ロボツ
ト10、超音波溶接機20、ガンアーム30、ア
ツパチツプ40、ロアチツプ50、超音波加振機
60を主要な構成としている。 Welding device 1 for folded overlapping parts according to an embodiment of the present invention
As shown in FIG.
The main components are a mobile robot 10, an ultrasonic welder 20, a gun arm 30, an upper chip 40, a lower chip 50, and an ultrasonic vibrator 60.
尚、図中101は、溶接時エンジンフード10
0を固定させる固定装置であつて、エンジンフー
ド100を挟持固定するクランプ102と、基台
103とから構成されている。 In addition, 101 in the figure is the engine hood 10 at the time of welding.
The engine hood 100 is a fixing device that fixes the engine hood 100, and is composed of a clamp 102 that clamps and fixes the engine hood 100, and a base 103.
また、図中104は、エンジンフード100を
固定装置101まで搬送すると共に、溶接終了後
に次の工程へ搬送するための搬送装置である。 Further, reference numeral 104 in the figure is a conveyance device for conveying the engine hood 100 to the fixing device 101 and for conveying it to the next process after welding is completed.
前記エンジンフード100は、第4図に示すよ
うに、鋼又はアルミニウム製のアウタパネル10
5とインナパネル106とを接合して形成される
もので、この接合は、インナパネル106に形成
されている凸部107に塗布された熱硬化性の樹
脂で接着して行なわれる。 As shown in FIG. 4, the engine hood 100 includes an outer panel 10 made of steel or aluminum.
5 and an inner panel 106, and this bonding is performed by adhering with a thermosetting resin applied to a convex portion 107 formed on the inner panel 106.
また、前記エンジンフード100の外周端縁部
には、インナパネル106の外周端縁部を挟み込
むようにアウタパネル105の端縁部を折り返し
重ね合せて、ヘミング部(折返し重合部)108
が形成されている。 Further, the edge portion of the outer panel 105 is folded back and overlapped with the outer circumferential edge portion of the engine hood 100 so as to sandwich the outer circumferential edge portion of the inner panel 106, and a hemming portion (folded overlapping portion) 108 is formed.
is formed.
尚、前記エンジンフード100は、両パネル1
05,106間に塗布された熱硬化性樹脂が硬化
されておらず、また、ヘミング部108が形成さ
れた状態で搬送装置104により固定装置101
へ送られてくるものである。 Note that the engine hood 100 has both panels 1
The fixing device 101 is transferred to the fixing device 101 by the conveying device 104 in a state where the thermosetting resin applied between 05 and 106 is not cured and the hemming portion 108 is formed.
It is sent to.
移動用ロボツト10は、一般に溶接に用いられ
るロボツトでモータのドライブによつて先端の支
持部11を、前記固定装置101上のあらゆる場
所に移動させることができる。 The moving robot 10 is a robot generally used for welding, and can move the supporting part 11 at the tip to any location on the fixing device 101 by means of a motor drive.
第2,3図に示す超音波溶接機20は、前記支
持部11に取付ブラケツト21により取り付けら
れ、ガンアーム30とアツパチツプ40とロアチ
ツプ50と超音波加振機60とから構成されてい
る。 The ultrasonic welding machine 20 shown in FIGS. 2 and 3 is attached to the support part 11 with a mounting bracket 21, and is composed of a gun arm 30, an upper tip 40, a lower tip 50, and an ultrasonic vibrator 60.
尚、前記取付ブラケツト21は、第2,3図に
示すように、コの字断面形状を成し、上部と下端
に支持板22,23が並設され、両支持板22,
23に支持されて上下方向にガイドロツド24が
立設され、また、中間部に横架されたバー25に
支持されて後記スライドブロツク35の上方スラ
イドを規制するストツパ26が設けられている。 The mounting bracket 21 has a U-shaped cross section as shown in FIGS.
A guide rod 24 is vertically supported by a guide rod 23, and a stopper 26 is provided which is supported by a bar 25 horizontally suspended at the intermediate portion and restricts the upward sliding of a slide block 35, which will be described later.
前記ガンアーム30は、第2,3図に示すよう
に、前記取付ブラケツト21のガイドロツド24
に沿つて上下スライド可能に支持されると共に、
前記支持板23に対しスプリング27によりフロ
ーテイング支持されている。 The gun arm 30 is attached to the guide rod 24 of the mounting bracket 21, as shown in FIGS.
It is supported so that it can slide up and down along the
It is floatingly supported by a spring 27 with respect to the support plate 23.
また、前記ガンアーム30の上端部には、アツ
パシリンダ40を加圧する加圧シリンダとしての
エアシリンダ31を支持する支持板32が設けら
れ、中間位置には前記エアシリンダ31により上
下されるピストンロツド33に対して平行にガイ
ドレール34が設けられ、下端部には前記ピスト
ンロツド33の真下位置にロアチツプ50が設け
られている。 Further, a support plate 32 is provided at the upper end of the gun arm 30 to support an air cylinder 31 as a pressure cylinder that pressurizes the upper cylinder 40, and at an intermediate position, a support plate 32 is provided to support a piston rod 33 that is moved up and down by the air cylinder 31. A guide rail 34 is provided parallel to the piston rod 33, and a lower tip 50 is provided at the lower end of the piston rod 33 at a position directly below the piston rod 33.
尚、前記ピストンロツド33の下端にはガイド
レール34に沿つてスライドするスライドブロツ
ク35が設けられている。 A slide block 35 is provided at the lower end of the piston rod 33 and slides along a guide rail 34.
また、前記ガンアーム30の側面には、第3図
に示すように、アッパチツプ40側の部材である
スライドブロツク35とロアチツプ50側の部材
であるガンアーム30との間に配設された状態
で、かつ、針体36を前記スライドブロツク35
に当接させた状態で差動トランス(相対距離検出
器)37が設けられている。この差動トランス3
7は図外の変位コントロールモニタ装置(モニタ
装置)の入力部分であつて、溶接時のガンアーム
30に対するスライドブロツク35の変位量、即
ち、アツパ・ロア両チツプ40,50の相対距離
を検出して、検出結果に応じた電気信号を出力す
るもののである。尚、変位コントロールモニタ装
置としては、単に差動トランス37の出力信号が
所定以上のときHiを出力する比較器等のような
周知の簡単なもので構成することができる。 Further, on the side surface of the gun arm 30, as shown in FIG. , move the needle body 36 to the slide block 35.
A differential transformer (relative distance detector) 37 is provided in contact with the. This differential transformer 3
7 is an input part of a displacement control monitor device (monitor device) not shown, which detects the amount of displacement of the slide block 35 with respect to the gun arm 30 during welding, that is, the relative distance between the upper and lower tips 40 and 50. , which outputs an electrical signal according to the detection result. Incidentally, the displacement control monitor device can be constituted by a well-known simple device such as a comparator that outputs Hi when the output signal of the differential transformer 37 is equal to or higher than a predetermined value.
アツパチツプ40は、前記スライドブロツク3
5の下側位置にピストンロツド33と同軸に設け
られ、前記ロアチツプ50と対向して配置されて
いる。 The attachment chip 40 is attached to the slide block 3.
5, coaxially with the piston rod 33, and facing the lower tip 50.
従つて、ピストンロツド33を下側へ移動させ
るようにエアシリンダ31を駆動させることで、
両チツプ40,50間に挟んだものを上下から加
圧することができる。 Therefore, by driving the air cylinder 31 to move the piston rod 33 downward,
The thing sandwiched between both chips 40 and 50 can be pressurized from above and below.
尚、両チツプ40,50は共に焼入鋼とか超硬
質合金等の高硬度金属で形成されている。 Incidentally, both chips 40 and 50 are both made of high hardness metal such as hardened steel or super hard alloy.
超音波加振機60は、電動のもので、前記アツ
パチツプ40のほぼ中央位置に、前記両チツプ4
0,50の加圧方向と直角方向へ加振できるよう
に取り付けられている。 The ultrasonic vibrator 60 is an electric one, and is located approximately in the center of the above-mentioned atupachip 40.
It is installed so that it can be vibrated in a direction perpendicular to the 0,50 pressure direction.
尚、第3図において、ロアチツプ50とヘミン
グ部108との間に配置されているのは、受台1
10であつてエンジンフード100を基台103
上で支持し、また、溶接の際にはロアチツプ50
と共にヘミング部108を押圧し、さらに、溶接
ポイント以外の部分への振動伝達を抑制するもの
で、支持部111と樹脂又は比較的軟い金属で形
成された周辺受け部112と硬い金属で形成され
たアンビル113とを有している。 In addition, in FIG. 3, the pedestal 1 is disposed between the lower chip 50 and the hemming part 108.
10 with an engine hood 100 as a base 103
It is also supported by the lower tip 50 when welding.
It also presses the hemming part 108 and further suppresses vibration transmission to parts other than the welding point, and includes a support part 111, a peripheral receiving part 112 made of resin or a relatively soft metal, and a hard metal. It has an anvil 113.
次に実施例の作用を説明する。 Next, the operation of the embodiment will be explained.
まず、固定装置101に搬送されてくる前段階
でエンジンフード100の外周端縁部にヘミング
部108が形成され、また、凸部107において
両パネル105,106間には熱硬化性樹脂が塗
布されている。 First, a hemming portion 108 is formed on the outer peripheral edge of the engine hood 100 before it is transported to the fixing device 101, and a thermosetting resin is applied between the panels 105 and 106 at the convex portion 107. ing.
次に、搬送装置104によつてエンジンフード
100は固定装置101上に載置されると共に、
ヘミング部をクランプ102によつて挟持され固
定される。尚、この固定時に溶接ポイントの下側
には受台110が配置される。 Next, the engine hood 100 is placed on the fixing device 101 by the conveying device 104, and
The hemming portion is clamped and fixed by clamps 102. Note that during this fixing, a pedestal 110 is placed below the welding point.
そうした上で、移動用ロボツト10は、プログ
ラムに沿つて作動し超音波溶接機20を所定の位
置、つまり、両チツプ40,50間にヘミング部
108の溶接ポイント及び受台110が配置され
る位置に移動させる。 After doing so, the mobile robot 10 operates according to the program and moves the ultrasonic welding machine 20 to a predetermined position, that is, a position where the welding point of the hemming part 108 and the pedestal 110 are arranged between both chips 40 and 50. move it to
尚、このような移動時において超音波溶接機2
0のエアシリンダ31は、スライドブロツク35
がストツパ26にスライド規制されるまで上方へ
移動するように作動しており、この状態において
ガンアーム30は、取付ブラケツト21に対して
相対的に下方移動し、スプリング27は短縮して
剛体と化す。 In addition, during such movement, the ultrasonic welding machine 2
The air cylinder 31 of No. 0 is connected to the slide block 35.
The gun arm 30 moves upwardly until it is restricted by the stopper 26. In this state, the gun arm 30 moves downwardly relative to the mounting bracket 21, and the spring 27 is shortened and becomes a rigid body.
よつて、このスプリング27の短縮状態におい
てガンアーム30は支持部11及び取付ブラケツ
ト21に対してフローテイング支持されておらず
超音波溶接機20の移動の際にグラ付くことがな
い。 Therefore, when the spring 27 is in the shortened state, the gun arm 30 is not supported in a floating manner with respect to the support portion 11 and the mounting bracket 21, and does not wobble when the ultrasonic welding machine 20 is moved.
次に、両チツプ40,50がヘミング部108
の溶接ポイント及びアンビル113を上下から挟
む位置に配置されると、エアシリンダ31をスラ
イドブロツク35及びアツパチツプ40がガイド
レール34にガイドされて下方へスライドするよ
うに作動させる。 Next, both chips 40 and 50 are attached to the hemming portion 108.
When the welding point and the anvil 113 are placed in a position sandwiching the anvil 113 from above and below, the air cylinder 31 is operated so that the slide block 35 and the hot tip 40 are guided by the guide rail 34 and slide downward.
そうすると、スプリング27の弾発力でガンア
ーム30(ロアチツプ50)が上方へ移動し、そ
れに対してアツパチツプ40は下方へ相対移動す
る。尚、この作動によつて両チツプ40,50の
位置だしが正確に行なえる。 Then, the gun arm 30 (lower tip 50) moves upward due to the elastic force of the spring 27, and the upper tip 40 moves downward relative to the gun arm 30 (lower tip 50). By this operation, both chips 40, 50 can be accurately positioned.
そうして、第3図に示すように、両チツプ4
0,50でヘミング部108及びアンビル113
を所定圧力で押圧してヘミング部108における
両パネル105,106を圧着させると、超音波
加振機60を作動させてアツパチツプ40に対し
加圧方向と直角方向つまりヘミング部108にお
ける両パネル105,106の重合面に対して平
行な方向に振動を加え超音波溶接を行なう。 Then, as shown in Figure 3, both chips 4
Hemming part 108 and anvil 113 at 0.50
When the two panels 105 and 106 in the hemming section 108 are pressed together with a predetermined pressure, the ultrasonic vibrator 60 is operated to press against the hot tip 40 in a direction perpendicular to the pressing direction, that is, both panels 105 and 106 in the hemming section 108 are pressed together. Ultrasonic welding is performed by applying vibration in a direction parallel to the overlapping surface of 106.
この超音波溶接にあつては、第3図に示すヘミ
ング部108においてアツパチツプ40側のアウ
タパネル105の端縁部とインナパネル106の
端縁部の上面との間に擦れ合いが生じることで両
者間で溶接が成されるものである。 In this ultrasonic welding, rubbing occurs between the edge of the outer panel 105 on the side of the attachment tip 40 and the upper surface of the edge of the inner panel 106 at the hemming portion 108 shown in FIG. Welding is done by
尚、この超音波溶接時に、図外の変位コントロ
ールモニタ装置においては、両チツプ40,50
が所定の加圧力を加えているときに、スライドブ
ロツク35により規制されている差動トランス3
7の針体36の位置を0位置として読み込み、こ
の0位置と超音波溶接終了後の位置との両チツプ
40,50の加圧方向(図中上下方向)を比較し
て(この差はミクロン単位の僅かな差である)、
両位置の距離が所定値以上で正常溶接と判定し、
所定値に達していない間は溶接が不十分であると
判定するようになつている。即ち、超音波溶接の
場合、正常な溶接強度が得られるだけの溶接が成
されたときには、溶接前と後とで所定以上の厚み
変化が生じる。溶接強度が不十分である場合には
この厚み変化が所定量に達しないものであるか
ら、この溶接箇所の厚み変化を差動トランス37
で得られる両チツプ40,50のエアシリンダ3
1による加圧方向における相対距離に代替して検
出して、溶接の不可を判定することができる。そ
して、正常溶接の状態では必要な溶接強度が得ら
れる。また、この差が生じるヘミング部108の
厚さの変化は、上述の擦れ合いが行なわれるアツ
パチツプ40側の両パネル105,106間であ
つて、車体取付時に外部に露出されない部分に起
こるもので外表面側では歪等の変化はなんら生じ
ないものである。 Note that during this ultrasonic welding, both chips 40 and 50 are connected to the displacement control monitor device (not shown).
The differential transformer 3 regulated by the slide block 35 applies a predetermined pressing force.
The position of the needle body 36 of No. 7 is read as the 0 position, and the pressure direction (vertical direction in the figure) of both chips 40, 50 is compared between this 0 position and the position after ultrasonic welding (this difference is in microns). (slight difference in units),
If the distance between both positions is greater than or equal to a predetermined value, welding is determined to be normal.
When the predetermined value is not reached, it is determined that the welding is insufficient. That is, in the case of ultrasonic welding, when welding is completed to a level that provides normal welding strength, a change in thickness greater than a predetermined value occurs between before and after welding. If the welding strength is insufficient, this thickness change will not reach a predetermined amount, so the differential transformer 37
Air cylinder 3 with both chips 40 and 50 obtained by
It is possible to determine whether or not welding is possible by detecting the relative distance in the pressurizing direction according to No. 1 instead. In a normal welding state, the necessary welding strength can be obtained. Further, the change in the thickness of the hemming portion 108 that causes this difference occurs between the two panels 105 and 106 on the atsupachip 40 side where the above-mentioned rubbing occurs and is not exposed to the outside when attached to the vehicle body. No changes such as distortion occur on the surface side.
そして、この溶接ポイントの溶接を終えると移
動用ロボツト10によつて超音波溶接機20の次
の溶接ポイントに移動させ、全ての溶接ポイント
を超音波溶接によつて溶接する。 When welding at this welding point is completed, the mobile robot 10 moves the ultrasonic welding machine 20 to the next welding point, and all welding points are welded by ultrasonic welding.
尚、この超音波溶接は両パネル105,106
の接合の際の仮止めを行なうものであつて、両パ
ネル105,106の完全な接合を目的とするも
のではない。 Note that this ultrasonic welding is performed on both panels 105 and 106.
It is for temporary fixing when joining the panels 105 and 106, and is not intended to completely join the panels 105 and 106.
その後、全てのポイントの溶接を終えると、搬
送装置104によつてエンジンフード100をオ
ーブンに運んで加熱し熱硬化樹脂を硬化させ両パ
ネル105,106の接合を終える。 Thereafter, when welding at all points is completed, the engine hood 100 is transported to an oven by the transport device 104 and heated to harden the thermosetting resin, and the joining of both panels 105 and 106 is completed.
上述のような超音波溶接の場合、両パネル10
5,106を熱により溶かすことをしないので他
の溶接に比べ極めて低温であつて、両パネル10
5,106に熱歪みが生じない。 In the case of ultrasonic welding as described above, both panels 10
5,106 is not melted by heat, the temperature is extremely low compared to other welding, and both panels 10
No thermal distortion occurs in 5,106.
以上説明してきたように、実施例にあつては、
以下に述べるような効果を合せ持つている。 As explained above, in the examples,
It has the following effects.
折返し重合部に熱歪が全く、もしくは、殆ど
生じることのない手段としたため、溶接後に折
返し重合部の仕上処理をする必要が全く、もし
くは、殆ど必要なく、それによつて、製造工数
及び手間を省くことが出来る。 Since the method is such that no or almost no thermal distortion occurs in the folded overlapped part, there is no or almost no need for finishing treatment of the folded overlapped part after welding, thereby saving manufacturing man-hours and labor. I can do it.
アークブレージングのような熟練度を必要と
しないと共に、差動トランス37及び忙変位コ
ントロールモニタにより、溶接強度が規定強度
に達しているかどうかを正確に判定することが
できるので、均一な溶接強度で折返し重合部を
仮止めすることができ、製品精度を一定に保つ
ことが容易になる。 It does not require the same level of skill as arc brazing, and the differential transformer 37 and displacement control monitor can accurately determine whether the welding strength has reached the specified strength, so welding can be repeated with uniform welding strength. Overlapping parts can be temporarily fixed, making it easier to maintain constant product precision.
アツパチツプ40及びロアチツプ50に大電
流が流れない手段にしていると共に、アツパチ
ツプ40及びロアチツプ50を高硬度金属で形
成しているため、両者は殆ど摩耗することがな
く、耐久性に富む。 Since the upper chip 40 and the lower chip 50 are made of a high-hardness metal, and the upper chip 40 and the lower chip 50 are made of high-hardness metal, they are highly durable with little wear.
溶接時の消費エネルギーは、超音波加振機6
0の作動に使用されるもののみであるので、ス
ポツト溶接の場合に比べ格段に少なくすること
が可能である。 Energy consumption during welding is based on ultrasonic vibrator 6.
Since only those used for the operation of 0 are used, the number of welds can be significantly reduced compared to the case of spot welding.
移動用ロボツト10によつて超音波溶接機6
0を移動させて溶接するようにしたので、短時
間に多くの溶接ができ、また、装置の汎用性を
高めることも可能となる。 Ultrasonic welding machine 6 by mobile robot 10
Since welding is performed by moving the welding point 0, a large number of welds can be performed in a short period of time, and the versatility of the device can also be increased.
以上、本発明の実施例を図面により詳述してき
たが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、例えば、実施例ではエンジンフードの
ヘミング部の溶接に適用した例を示したが、これ
に限られることはなくトランクリツドやまた自動
車以外のものに用いられる部材に形成される折返
し重合部(ヘミング部)の溶接に適用してもよ
い。 Although the embodiments of the present invention have been described above in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to welding of trunk lids and folded overlapping parts (hemming parts) formed in members used for things other than automobiles.
(発明の効果)
以上説明してきたように、本発明の折返し重合
部の溶接装置にあつては、折返し重合部に熱歪が
全く、もしくは、殆ど生じることがないようにで
きるという効果に加えて、次のような効果が合せ
持つている。(Effects of the Invention) As explained above, the welding device for folded overlapping parts of the present invention has the advantage that thermal strain can be prevented from occurring at all or almost no in the folded overlapping parts. , it has the following effects:
即ち、本発明の折返し重合部の溶接装置にあつ
ては、相対距離検出器及びモニタ装置を設けたこ
とにより、正確に常に所定以上の溶接強度で折返
し部を仮止めすることができる手段としたため
に、製品精度を安定させることができるという効
果が得られる。 That is, in the welding device for folded overlapping parts of the present invention, by providing a relative distance detector and a monitoring device, it is possible to accurately temporarily fasten the folded parts with a welding strength higher than a predetermined level at all times. Another advantage is that the product accuracy can be stabilized.
また、アツパチツプ及びロアチツプを高硬度金
属により形成して摩耗を少なくできる手段とした
ために、チツプの耐久性が向上して研磨や交換の
手間が省けるという効果が得られる。 Furthermore, since the upper tip and lower tip are formed of high-hardness metal as a means of reducing wear, the durability of the tip is improved and the effort of polishing and replacement can be saved.
第1図は本発明実施例の折返し重合部の溶接装
置を示す全体斜視図、第2図は実施例装置の要部
を示す斜視図、第3図は実施例装置の要部を示す
断面図、第4図は実施例装置により溶接されるエ
ンジンフードを示す断面図、第5図及び第6図は
従来例を示す斜視図である。
10……移動用ロボツト、20……超音波溶接
機、30……ガンアーム、37……作動トランス
(相互距離検出器)、40……アツパチツプ、50
……ロアチツプ、60……超音波加振機、105
……アウタパネル(金属板)、106……インナ
パネル(金属板)、108……ヘミング部(折返
し重合部)。
Fig. 1 is an overall perspective view showing a welding device for folded overlapping parts according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a perspective view showing main parts of the embodiment equipment, and Fig. 3 is a sectional view showing main parts of the embodiment equipment. , FIG. 4 is a sectional view showing an engine hood welded by the embodiment apparatus, and FIGS. 5 and 6 are perspective views showing a conventional example. 10... Mobile robot, 20... Ultrasonic welding machine, 30... Gun arm, 37... Operating transformer (mutual distance detector), 40... Atsupachip, 50
...Lower tip, 60...Ultrasonic vibrator, 105
... Outer panel (metal plate), 106 ... Inner panel (metal plate), 108 ... Hemming part (folding and overlapping part).
Claims (1)
金属により形成されたアツパチツプとロアチツプ
とが配置されると共に、両チツプの一方に超音波
加振機が取り付けられて超音波溶接機が構成さ
れ、 該超音波溶接機が、移動用ロボツトの先端の支
持部に取り付けられ、 該移動用ロボツトが、モータ駆動に基づき支持
部の超音波溶接機を被溶接物の端縁に沿つて移動
可能に構成され、 前記超音波溶接機のアツパチツプ側の部材とロ
アチツプ側の部材との間には、相対距離検出器が
設けられ、 該相対距離検出器は、加圧シリンダの駆動によ
る両チツプの加圧方向の相対距離を検出可能に形
成されると共に、この検出距離に応じた信号をモ
ニタ装置に出力するよう構成され、 前記モニタ装置は、両チツプの溶接前の前記相
対距離と溶接後の前記相対距離とを比較して、こ
の距離変化が所定以上であるとき正常溶接が成さ
れたと判断し、距離変化が所定未満であるとき溶
接が十分でないと判断することを特徴とする折返
し重合部の溶接装置。[Scope of Claims] 1. An upper chip and a lower chip formed of high-hardness metal are arranged facing each other so as to be able to clamp the edges of the workpiece, and an ultrasonic vibrator is attached to one of the chips. An ultrasonic welding machine is configured, the ultrasonic welding machine is attached to a supporting part at the tip of a mobile robot, and the mobile robot is driven by a motor to move the ultrasonic welding machine on the supporting part to the object to be welded. A relative distance detector is configured to be movable along an edge, and is provided between an upper tip side member and a lower tip side member of the ultrasonic welding machine, and the relative distance detector is configured to be movable along an edge of the ultrasonic welding machine. is configured to be able to detect the relative distance in the pressurizing direction of both chips due to the drive of the chip, and is configured to output a signal corresponding to this detected distance to a monitor device, and the monitor device is configured to detect the relative distance between the chips before welding the chips. Compare the relative distance with the above-mentioned relative distance after welding, and when this distance change is a predetermined value or more, it is determined that normal welding has been completed, and when the distance change is less than a predetermined value, it is determined that welding is insufficient. Features: Welding equipment for folded overlapping parts.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28849786A JPS63140784A (en) | 1986-12-03 | 1986-12-03 | Method for welding folded overlap and its device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28849786A JPS63140784A (en) | 1986-12-03 | 1986-12-03 | Method for welding folded overlap and its device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63140784A JPS63140784A (en) | 1988-06-13 |
| JPH0260436B2 true JPH0260436B2 (en) | 1990-12-17 |
Family
ID=17730980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28849786A Granted JPS63140784A (en) | 1986-12-03 | 1986-12-03 | Method for welding folded overlap and its device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63140784A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6691909B2 (en) | 2001-10-10 | 2004-02-17 | Ford Global Technologies, Llc | Sonotrode for ultrasonic welding apparatus |
| US6612479B2 (en) | 2001-10-10 | 2003-09-02 | Ford Global Technologies, Llc | Apparatus and method for joining layers of materials |
| KR100647350B1 (en) | 2006-04-03 | 2006-11-23 | 김상민 | Seaming |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57204887U (en) * | 1981-06-18 | 1982-12-27 | ||
| JPH0245545B2 (en) * | 1983-06-10 | 1990-10-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ROZUKEMENSETSU GOHOHO |
-
1986
- 1986-12-03 JP JP28849786A patent/JPS63140784A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63140784A (en) | 1988-06-13 |
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