JP2015226966A - 溶接部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】第１のワークを第２のワークに溶接して形成される溶接部品において、溶接の際に固定治具を使用せずに第１のワークの第２のワークに対するずれを抑制する溶接部品の製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る溶接部品およびその製造方法において、あらかじめ教示されたデータに基づいてロボット２１０を動作させて、オーディオブラケット１０ｂ等の第１のワークをステアリングメンバ本体２０（第２のワーク）に溶接して形成されるステアリングメンバ１００（溶接部品）の製造方法であって、ハンドロボットは把持した第１のワークを第２のワークに溶接する位置に接近させながら第１のワークに設けられ第２のワークに向って延びる延在部１２を第２のワークの外表面に当接させ、延在部を第２のワークの外表面に当接させた際に延在部はステアリングメンバ本体を挟持することによって第２のワークに対する第１のワークの位置ずれを抑制しながら第１のワークを前記第２のワークに溶接する。【選択図】図３

Description

本発明は、溶接部品の製造方法に関する。

第１のワークを第２のワークに溶接して形成される溶接部品として、例えば自動車等に用いる溶接部品を例示することができる。自動車は何万点にもおよぶ部品をボルト締結、接着、または溶接等によって接合し、組み立てることで製造される。例えば、車室前部に配置されるステアリングメンバについても特許文献１に記載されているようにステアリングコラムやサイドブラケット等の数種類の部品が接合されている。また、溶接される部品は特許文献２のようにロボットハンドによって把持される場合がある。

特開２０００−２１８１７１号公報 特開２００７−０６９３３３号公報

ステアリングメンバ（溶接部品）は、パイプ形状のステアリングメンバ本体（第２のワーク）の長手方向の左右両端部にそれぞれサイドブラケットを取り付け、その後に、ステアリングメンバ本体の長手方向中央付近に左右のオーディオブラケット、その他にもステアリングコラム、インストステイ等、数多くの部品（第１のワーク）が取り付けられて形成される。

部品をステアリングメンバ本体に溶接する際には、一般的に部品の溶接位置を保持するために固定治具を使用する。しかし、固定治具は溶接される部品の形状や取り付け位置ごとに形状や構造が異なる。そのため、部品ごとに専用の治具を設ける必要があるのでコストが高くなる。また、固定治具の設備のために大掛かりな設備が必要となる、といった問題がある。そこで、特許文献２のようにロボットハンドを移動させて、固定冶具の廃止を狙った技術があるが、ロボットハンドの移動位置に高精度が要求されるため、ばらつき管理が大変であった。

そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、第１のワークを第２のワークに溶接して形成される溶接部品において、溶接の際に固定治具を使用せずに第１のワークの第２のワークに対するずれを抑制する溶接部品の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明は、あらかじめ教示されたデータに基づいてロボットを動作させて、第１のワークを第２のワークに溶接して形成される溶接部品の製造方法であって、ロボットは、把持した第１のワークを第２のワークの溶接する位置に接近させながら第１のワークに設けられ第２のワークに向って延びる延在部を第２のワークの外表面に当接させ、延在部を第２のワークの外表面に当接させた際に、延在部は第２のワークを挟持することによって第２のワークに対する第１のワークの位置ずれを抑制しながら前記第１のワークを前記第２のワークに溶接することを特徴とする。

本発明に係る溶接部品の製造方法によれば、あらかじめ教示されたデータに基づいてロボットを動作させて第１のワークに設けられた延在部を第２のワークの外表面に当接させて第２のワークに対する第１のワークの位置ズレを、延在部が第２のワークを挟持することによって抑制しながら溶接を行っている。そのため、固定治具が無くても第１のワークの第２のワークに対する相対的な位置のずれを抑制した溶接部品を製造することができる。

本発明の一実施形態に係る溶接部品を示す斜視図である。 溶接される部品付近を示す拡大した図であり、図２（Ａ）は斜視図、図２（Ｂ）は平面図である。 図２（Ｂ）の３−３線の位置での断面図である。 同実施形態に係る溶接部品の製造装置を示す斜視図である。 図５（Ａ）、（Ｂ）は同製造装置を構成する固定式のポジショナー（支持具）を示す斜視図及び正面図である。 図６（Ａ）、（Ｂ）は同製造装置を構成する可動式のポジショナー（支持具）を示す斜視図及び正面図である。 図７（Ａ）〜図７（Ｄ）は同製造装置を構成するハンドロボットを示す斜視図、正面図、平面図、及び先端のハンドを示す拡大図である。 図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は同製造装置を構成する溶接ロボットを示す斜視図、正面図、及び平面図である。 同実施形態に係る溶接部品の製造方法を示すフローチャートである。 図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は同製造方法の中でサイドブラケットを配置する様子を示す斜視図、平面図である。 図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）は、ステアリングメンバ本体をサイドブラケットに溶接する様子を示す斜視図、平面図である。 図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）は、ステアリングメンバ本体にサイドブラケットを溶接する様子を示す斜視図、平面図である。 図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）は、ステアリングメンバ本体にブラケットエアバッグを溶接する様子を示す斜視図、平面図である。 図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）は、ステアリングメンバ本体にオーディオブラケットを溶接する様子を示す斜視図、平面図である。 図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）は、ステアリングメンバ本体にオーディオブラケットを溶接する様子を示す斜視図、平面図である。 図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）は、ステアリングメンバ本体にブラケットインパクトを溶接する様子を示す斜視図、平面図である。 図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）は、ステアリングメンバ本体にインストステイを溶接する様子を示す斜視図、平面図である。

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、以下の記載は特許請求の範囲に記載される技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

図１は、本発明の実施形態に係る溶接部品を示す斜視図である。図２（Ａ）は、溶接される部品付近を示す拡大した斜視図であり、図２（Ｂ）は平面図、図３は図２（Ｂ）の３−３線に沿う断面図である。図４（Ａ）、図４（Ｂ）は同実施形態に係る溶接部品の製造装置を示す斜視図、正面図である。図５（Ａ）、（Ｂ）は同製造装置を構成する固定式のポジショナーを示す斜視図及び正面図、図６（Ａ）、（Ｂ）は同製造装置を構成する可動式のポジショナーを示す斜視図及び正面図である。図７（Ａ）〜図７（Ｄ）は同製造装置を構成するハンドロボットを示す斜視図、正面図、平面図、及び先端のハンドを示す拡大図、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は同製造装置を構成する溶接ロボットを示す斜視図、正面図、及び平面図である。

図９は同実施形態に係る溶接部品の製造方法を示すフローチャート、図１０（Ａ）、１０（Ｂ）から図１７（Ａ）、１７（Ｂ）は溶接部品の製造工程を示す斜視図、平面図である。

（ステアリングメンバ）
本実施形態では、溶接部品１００が自動車等の車両用のステアリングメンバ１００である場合を例に説明を行う。ステアリングメンバ１００（溶接部品に相当）は、部品１０（第１のワークに相当）と、サイドブラケット１０ｆ、１０ｇと、ステアリングメンバ本体２０（第２のワークに相当）と、を有する。ステアリングメンバ本体２０には、部品１０とサイドブラケット１０ｆ、１０ｇ（図１を参照）が接合される。部品１０は、サイドブラケット１０ｆ、１０ｇ以外でステアリングメンバ本体２０に接合される部品であり、本実施形態において、ブラケットエアバッグ１０ａと、一対のオーディオブラケット１０ｂ、１０ｃと、インストステイ１０ｄと、ブラケットインパクト１０ｅと、を有する。図３に示すように、部品１０の中でもオーディオブラケット１０ｂは、ステアリングメンバ本体２０に対して位置決めして溶接する際にステアリングメンバ本体２０に向って延在する延在部１２を有する。延在部１２は、部品１０をステアリングメンバ本体２０に対して溶接する際に、部品１０のステアリングメンバ本体２０に対する相対的な位置のずれを抑制する。

ステアリングメンバ本体２０は、長尺状のパイプ形状を有し、車体前方に車幅方向へ延在するように取り付けられている。図１に示すように、ステアリングメンバ本体２０の中間部には、ブラケットエアバッグ１０ａ、一対のオーディオブラケット１０ｂ、１０ｃ、インストステイ１０ｄ、およびブラケットインパクト１０ｅが溶接により固定される。これらの部品１０ａ〜１０ｅは、直接またはステアリングメンバ本体２０とは異なる部品を介して車体に固定される。ステアリングメンバ本体２０の両端部には、車体側面のサイドパネル（不図示）に取り付けるためのサイドブラケット１０ｆ、１０ｇが接合される。

ここではステアリングメンバ本体２０に溶接される部品１０の一例としてオーディオブラケット１０ｂについて説明する。オーディオブラケット１０ｂは、本体部１１と延在部１２とを有する。本体部１１は、オーディオブラケット１０ｂの中で体積の大部分を占め、本実施形態では端部が折り曲げられているが、もちろん折り曲げられていなくてもよい。

延在部１２は、図３に示すように、オーディオブラケット１０ｂをステアリングメンバ本体２０に位置決めした際にステアリングメンバ本体２０に向って延在する。延在部１２は、ステアリングメンバ本体２０に点接触または面接触し、ステアリングメンバ本体２０に向って部品１０を設置する設置方向Ｄ１およびステアリングメンバ本体２０の長手方向Ｄ２に交差する交差方向Ｄ３、Ｄ４からステアリングメンバ本体２０に当接する当接部１３を有する。当接部１３は、図３に示すように当接部１３がステアリングメンバ本体２０を挟むように一対に形成された挟持部１４ａと挟持部１４ｂとから成る挟持部１４をさらに有する。本実施形態において、設置方向Ｄ１とは、部品１０をステアリングメンバ本体２０に設置する方向であり、外方からステアリングメンバ本体２０の中心に放射状に向かっている。交差方向Ｄ３、Ｄ４とは、当接部１３によってステアリングメンバ本体２０が押しつけられる方向である。交差方向Ｄ３と交差方向Ｄ４とはステアリングメンバ本体２０を挟んで向かい合って構成され、このように構成されることによって挟持部１４ａと挟持部１４ｂとがステアリングメンバ本体２０を挟持する。挟持部１４は、ステアリングメンバ本体２０を方向Ｄ３、Ｄ４から挟持することで、部品１０をステアリングメンバ本体２０に溶接する際に位置を固定する固定治具の役割を果たしている。本実施形態では、交差する方向Ｄ３、Ｄ４は、ほぼ水平方向に向かい合っているが、後述するように仮にオーディオブラケット１０ｂに外力が加えられたとしても外力に対する位置ずれを抑制できる力を生じさせることができればよく、これに限定されない。

当接部１３は、仮溶接部３１（仮止め溶接箇所に相当）と、本溶接部３２（本溶接箇所に相当）と、を有する。本実施形態においてステアリングメンバの製造方法は、後述するように仮溶接工程と、本溶接工程と、を有し、仮溶接部３１は仮溶接工程の際に形成され、本溶接部３２は本溶接工程の際に形成される。

仮溶接部３１は、本溶接に先立って、部品１０をステアリングメンバ本体２０に仮付けしてステアリングメンバ本体２０に対する位置を保持するために形成される。本実施形態では、溶接箇所は断続的に形成しているが、これに限定されるものではなく連続的に形成してもよい。また、溶接箇所は部品１０がステアリングメンバ本体２０に固定されるように例えば２箇所、３箇所程度形成されるが、これに限定されない。

本溶接部３２は、仮溶接部３１以外の当接部１３に形成される。本溶接部３２は、本実施形態において、溶接箇所を連続的に形成しているが、これに限定されず断続的に形成してもよい。また、オーディオブラケット１０ｂ以外にもオーディオブラケット１０ｃ、インストステイ１０ｄはオーディオブラケット１０ｂと同様に延在部１２、当接部１３、挟持部１４、仮溶接部３１、及び本溶接部３２を有する。

（ステアリングメンバの製造装置）
次に本実施形態に係る接合部品の製造装置について説明する。接合部品の製造装置２００は、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すように、ハンドロボット２１０（ロボットに相当）と、溶接ロボット２２０と、ロケーター２３０と、ポジショナー２４０ａ、２４０ｂと、制御部２６０と、カメラ２６５と、部品収集部２７０と、を有する。

ハンドロボット２１０は、胴体部２１１と、アーム２１２、２１３、２１４と、ハンド２１５と、を有する。胴体部２１１は、装置の地面に載置される箇所で、回転部２１１ａを有する。胴体部２１１は、回転部２１１ａによって地面に対して鉛直方向を回転軸として回転できるように構成されている。アーム２１２は、回転部２１２ａを有し、回転部２１２ａによって胴体部２１１に回転可能に取り付けられている。アーム２１３は、回転部２１３ａを有し、回転部２１３ａによってアーム２１２に対して回転可能に取り付けられている。アーム２１４は回転部２１４ａを有し、回転部２１４ａによってアーム２１３に対して回転可能に取り付けられている。

ハンド２１５は、固定部２１５ａと、可動部２１５ｂと、レール２１５ｃと、回転部２１５ｄと、カメラ２１６と、を有する。固定部２１５ａは、レール２１５ｃに固定した状態で取り付けられている。可動部２１５ｂは、レール２１５ｃにおいてレール２１５ｃの伸びる方向（図７（Ｄ）の横方向）に移動可能に取り付けられている。回転部２１５ｄは、固定部２１５ａと、可動部２１５ｂと、レール２１５ｃと、を固定部２１５ａや可動部２１５ｂの伸びる方向を回転軸として回転可能にしている。このように、ハンドロボット２１０は、回転軸が多数設けられた多関節のロボットであり、上記のように構成することによって、ワークとなる部品を様々な状態で把持する等、様々な軌跡から接合される他の部品にアプローチすることができる。

カメラ２１６は、レール２１５ｃに内蔵されており、ハンド２１５が部品を把持する際に当該部品を撮影して把持した部品の向きや大きさを把握するために使用される。

カメラ２１６と異なり、カメラ２６５は、この製造装置の作業範囲内を広角に撮影できるように設置されている。カメラ２６５は、ハンド２１５によって把持された部品がどのような向きで把持されているのかを確認したり、ハンドロボット２１５によって位置決めされ、接合された部品を撮影して所定の位置に位置決めされているか等を確認したりするために用いられる。そのため、カメラ２６５は、ハンドロボット２１０、溶接ロボット２２０、ポジショナー２４０ａ、２４０ｂまで含めて広範囲に撮影することもできる。

ハンドロボット２１０は、部品を部品収集部２７０から取り出した後、カメラ２６５に向かって部品をかざすように動作する。これによってハンド２１５に把持された部品をカメラ２６５が撮影し、画像処理によって部品がハンド２１５にどのような向きや位置で把持されているのかをカメラ２１６以外の手段で確認する。また、ハンドロボット２１０は、カメラ２１６やカメラ２６５によって得られた情報から把持する部品の向きを補正することができる。なお、把持した部品の向き等を補正する動作は一般的なハンドロボットの動作と同様であるため、説明を省略する。

溶接ロボット２２０は、胴体部２２１と、アーム２２２、２２３、２２４と、溶接トーチ２２５と、カメラ２２６と、ワイヤ２２７と、ワイヤ送給部２２８と、を有する。胴体部２２１は、装置の地面に載置される箇所で、回転部２２１ａを有する。胴体部２２１ａは、回転部２２１ａによって地面に対して鉛直方向を回転軸として回転できるように構成されている。アーム２２２は、回転部２２２ａを有し、回転部２２２ａによって胴体部２２１に回転可能に取り付けられている。アーム２２３は、回転部２２３ａを有し、回転部２２３ａによってアーム２２２に対して回転可能に取り付けられている。アーム２２４は回転部２２４ａを有し、回転部２２４ａによってアーム２２３に対して回転可能に取り付けられている。

溶接トーチ２２５は、アーム２２４の先端に取り付けられている。溶接トーチ２２５の先端は、ステアリングメンバ本体２０上に位置決めされた部品の位置を基準にして、その部品が溶接できる位置に位置決めされる。このため溶接トーチ２２５先端の位置は、ハンドロボット２１０に教示された部品位置を基準として教示されている。ハンドロボット２１０による部品位置が補正された場合はそれに合わせて溶接トーチ２２５先端の位置も補正される。

溶接トーチ２２５は、回転部２２５ａを有する。回転部２２５ａは、アーム２２４の伸びる方向を回転軸として回転できるように構成されている。このように溶接ロボット２２０についてもハンドロボット２１０と同様に多関節に構成され、ステアリングメンバ１００に対して様々な向きや方向から溶接トーチ２２５をアプローチさせて溶接を行うことができる。ワイヤ２２７は、ワイヤ送給部２２８から溶接トーチ２２５の内部まで伸びている。ワイヤ送給部２２８は、溶接トーチ２２５に向けてワイヤ２２７を供給する。

また、回転部２２５ａにはカメラ２２６が内蔵されている。カメラ２２６は、ハンド２１５によって位置決め保持されている部品を撮影する。そして、撮影された画像から部品の位置（及び／又は傾き）を計測する。そのため、カメラ２２６は、撮影された画像内における物体の大きさや物体間の距離を計測する機能（画像内距離測定機能という）を有する。画像内距離測定機能としては、例えば予め画像内で距離を割り出すための基準となる物（基準スケール）を撮影して、その基準スケールの実物の大きさと画像内での大きさとの対応関係を求めておく。そして、記憶した基準スケールにおける実物と画像との対応関係を用いて、計測するために撮影した物体の画像内での大きさや物体間の距離及び傾きを求める。このような画像内距離測定機能は周知のものを用いればよく、特に限定されない。

また、カメラ２２６は、カメラ２２６の現在位置から撮影物までの距離を測る測距機能を備えていてもよい。測距機能としては、カメラ２２６の焦点合わせに用いるパッシブ型測距、レーザー光や超音波を用いるアクティブ型測距機能等を用いることが出来る。当該測距機能も周知のものを用いればよく、特に限定されない。このような測距機能と画像内距離測定機能を用いれば、カメラ２２６によって測定された部品位置が溶接ロボット２２０の動作座標系内の位置として算出することが出来る。

なお、上記の画像内距離測定機能及び測距機能はカメラ２６５も有していてもよい。また、画像内距離測定、必要により行われる測距等における画像処理およびそれらの算出処理は制御部２６０によって行われる。

ロケーター２３０は、ロケーター２３１とロケーター２３２と、から構成されるが、台数はこれに限定されない。ロケーター２３１は、ステアリングメンバ本体２０を把持するか、又は把持を解除した状態にする。ロケーター２３２は、ステアリングメンバ本体２０の長手方向において異なる位置でロケーター２３１と同様にステアリングメンバ本体２０を把持するか、又は把持を解除した状態にする。

そのため、ロケーター２３０によるステアリングメンバ本体２０の保持には、ロケーター２３１、２３２による保持か、ロケーター２３１、２３２のいずれかによる保持が挙げられる。ロケーター２３１、２３２は、ステアリングメンバ本体２０を把持しない際には、ロケーター２３２の上部がスライドベース２４３から長手方向に交差する方向（図４（Ｂ）の紙面奥行き方向）に離間する。これによって、溶接ロボット２２０やハンドロボット２１０が動作する際のエリアに侵入しないようにしている。ロケーター２３１、２３２は、後述するポジショナー２４０ａ、２４０ｂのスライド部２４２と同様の構成を有する。これによって、スライドベース２４３の長手方向に対して接近離間することができる。

ポジショナー２４０ａ、２４０ｂは、ステアリングメンバ本体２０の両端を把持して保持する。ポジショナー２４０ａ、２４０ｂは、図５、図６に示すように、ポジショナー２４０ａ、２４０ｂの支柱となる支持台２４１と、ステアリングメンバ本体２０を把持する把持部２４４と、を有する。把持部２４４は、クランパ２４５，２４６と、クランパ２４５、２４６を動作させるための動力機構を有する動力部２４７と、ステアリングメンバ本体２０の両端に取付けられる部材を位置決めする位置決めピン２４８、２４９と、を有する。また、ポジショナー２４０ｂは、図６（Ａ）に示すように、上記構成に加えてポジショナー２４０ａをステアリングメンバ本体２０の長手方向にスライド自在に移動可能とするスライド部２４２、をも有する。スライド部２４２は、スライドベース２４３と連携している。

支持台２４１は、ステアリングメンバ本体２０を支持する支柱に当たり、ステアリングメンバ本体２０を把持する側の側面において把持部２４４と接続する。また、ポジショナー２４０ａにおいて、支持台２４１の下方は装置２００に固定されており、ポジショナー２４０ｂにおいて支持台２４１の下方はスライド部２４２と接続している。支持台２４１は本実施形態において一部材から構成され、所定の高さで構成しているが、これ以外にも例えば２以上の部材から構成し、高さ調整機構を備えるように構成してもよい。また、支持台２４１は、図５（Ａ）に示すように把持部２４４と回転軸２５３を介して接続され、支持台２４１はモーターとギヤ対等を有する回転機構を備える。支持台２４１に上記回転機構が設けられることによって、把持部２４４はステアリングメンバ本体２０を把持した状態で回転軸２５３の軸周りに回転することができる。

スライド部２４２は、スライドベース２４３と連携し、ポジショナー２４０ｂをステアリングメンバ本体２０の長手方向に移動可能にする。スライド部２４２とスライドベース２４３には、ギヤ対を設けることによって、スライド部２４２を移動可能に構成しているが、これに限定されない。

クランパー２４５、２４６は、ステアリングメンバ本体２０を両端部において把持するための構成であり、本実施形態では動力部２４７の一部に回転軸２５１、２５２が設けられ、回転軸２５１、２５２にクランパー２４５、２４６が回転可能に取り付けられている。

動力部２４７は、クランパー２４５、２４６を動作させるためのモーターとギヤ対等のクランパー２４５，２４６のための回転機構を内蔵している。クランパー２４５，２４６を回転軸２５１、２５２の軸周りに回転させ、クランパー２４５、２４６がなす開き角を調整することによってステアリングメンバ１００の把持及び把持の解除が実現される。

位置決めピン２４８、２４９は、動力部２４７の外側面に設けられている。上記のように、ステアリングメンバ１００の中でも長手方向両端に配置されるサイドブラケット１０ｆ，１０ｇには位置決めピン２４８，２４９を挿通させるための位置決め穴が設けられている。サイドブラケット１０ｆ，１０ｇの位置決め穴を位置決めピン２４８，２４９に挿通させることによってサイドブラケット１０ｆ、１０ｇがポジショナー２４０ａ、２４０ｂに取り付けられ、位置決めされる。サイドブラケット１０ｆ、１０ｇがポジショナー２４０ａ、２４０ｂの位置決めピン２４８，２４９に挿通した状態でステアリングメンバ本体２０に接合された後は、サイドブラケット１０ｆ、１０ｇをクランパー２４５，２４６によって把持することでステアリングメンバ本体２０もサイドブラケット１０ｆ、１０ｇと共に支持される。

制御部２６０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＬＡＮ等から構成され、ハンドロボット２１０や溶接ロボット２２０、ロケーター２３０、ポジショナー２４０ａ、２４０ｂ等の構成の動作を制御する。制御部２６０には、ハンドロボット２１０が部品１０、サイドブラケット１０ｆ、１０ｇ、およびステアリングメンバ本体２０を把持する際の把持方向および把持位置、搬送して位置決めする際の部品１０のステアリングメンバ本体２０に対する位置および姿勢等の教示データが予め記憶されている。

部品収集部２７０は、ステアリングメンバ本体２０にブラケット１０ａ〜１０ｇを接合する前の段階においてハンドロボット２１０が搬送し易いようにステアリングメンバ本体２０とブラケット１０ａ〜１０ｇを収集させておくスペースである。部品収集部２７０は、２枚のプレート２７１と、２７２とによって構成しているが、あくまで例示であって、その他にも複数段からなる棚等で構成してもよい。

（ステアリングメンバの製造方法）
次に、本実施形態に係るステアリングメンバ１００の製造方法について説明する。本実施形態に係るステアリングメンバ１００の製造方法は、図９に示すように、概説すればサイドブラケット１０ｆ、１０ｇ及びステアリングメンバ本体２０のセット、溶接（ステップＳＴ１）と、部品１０の把持（ステップＳＴ２）と、位置決め（ステップＳＴ４ａ、Ｓ４ｂ）と、仮溶接（ステップＳＴ５）と、本溶接（ステップＳＴ６）と、次工程への搬送（ステップＳＴ８）と、を有する。また、本実施形態では、ステアリングメンバ本体２０にサイドブラケット１０ｆ、１０ｇが接合された状態からブラケットエアバッグ１０ａ、オーディオブラケット１０ｃ、１０ｂ、ブラケットインパクト１０ｅ、インストステイ１０ｄの順番で溶接が行われるが、例示であってこれに限定されない。

まず、図１０に示すように、ハンドロボット２１０によりサイドブラケット１０ｆを把持してポジショナー２４０ａに向けて搬送し、セットする。そして、次に図１１に示すように、ステアリングメンバ本体２０をサイドブラケット１０ｆに位置決めするようにセットし、その状態で溶接ロボット２２０によって溶接する。次に図１２に示すように、サイドブラケット１０ｇを把持してポジショナー２４０ｂまで搬送してセットし、溶接ロボット２２０によってステアリングメンバ本体２０に溶接する（ステップＳＴ１）。

次に、あらかじめ教示されたデータに基づいてハンドロボット２１０を動作させて、部品収集部２７０からブラケットエアバッグ１０ａを把持して（ステップＳＴ２）位置決めする。ブラケットエアバッグ１０ａは本実施形態において延在部を有さない（ステップＳＴ３：ＮＯ）。そのため、ハンドロボット２１０は、教示された位置に位置決めして溶接まで保持する（ステップＳＴ４ｂ）。

次に溶接ロボット２２０は、教示された溶接箇所まで接近し、仮溶接を行い（ステップＳＴ５）、本溶接を行う（ステップＳＴ６）。ステアリングメンバ本体２０にはまだ溶接されていない部品があるため（ステップＳＴ７：ＮＯ）、ハンドロボット２１０は新たに別の部品を部品収集部２７０から取得する（ステップＳＴ２）。

本実施形態において残りの部品であるオーディオブラケット１０ｂ、１０ｃとインストステイ１０ｄは延在部１２を有し、ブラケットインパクト１０ｅは延在部１２を有さない。延在部１２を有さない場合（ステップＳＴ３：ＮＯ）については、ブラケットエアバッグ１０ａと同様に予め教示された位置に位置決め（ステップＳＴ４ｂ）した上で仮溶接（ステップＳＴ５）、本溶接（ステップＳＴ６）を行う。

これとは対照的にステアリングメンバ本体２０に溶接される部品が延在部１２を有する場合（ステップＳＴ３：ＹＥＳ）には、図３に示すように、あらかじめ教示されたデータに基づいて、延在部１２をステアリングメンバ本体２０に当接するように位置決めして保持する（ステップＳＴ４ａ）。その後、延在部１２によってステアリングメンバ本体２０に対する位置ズレを抑制しながら仮溶接（ステップＳＴ５）を行い、本溶接（ステップＳＴ６）を行う。このようにして、図１４から図１７に示すように、オーディオブラケット１０ｃ、１０ｂ、ブラケットインパクト１０ｅ、インストステイ１０ｄがステアリングメンバ本体２０に溶接される。

インストステイ１０ｄの溶接が終われば本実施形態では全ての部品がステアリングメンバ本体２０に溶接されたことになる（ステップＳＴ７：ＹＥＳ）。そして、ハンドロボット２１０は、ステアリングメンバ１００を把持して次工程へと搬送する（ステップＳＴ８）。

次に本実施形態のステアリングメンバ１００の製造方法による作用効果について説明する。ステアリングメンバのような溶接部品を製造する際には部品の固定に治具が用いられることがある。しかし、治具は、取り付けられる部品の形状に応じて形状や構造が異なる。そのため、ステアリングメンバのようにステアリングメンバ本体に複数の部品を溶接するためには個々の部品に応じた治具を用意しなければならず、コストアップにつながってしまうといった問題がある。

これに対し本実施形態に係るステアリングメンバ１００およびその製造方法において、ステアリングメンバ１００を構成するオーディオブラケット１０ｂ等の部品１０は、ステアリングメンバ本体２０に向って延在する延在部１２を有する。部品１０をステアリングメンバ本体２０に溶接する際には、あらかじめ教示されたデータに基づいてハンドロボット２１０を動作させて部品１０を把持させる。そして、把持した部品１０をステアリングメンバ本体２０に溶接する位置に接近させながら延在部１２をステアリングメンバ本体２０の外表面に当接させ、延在部１２にステアリングメンバ本体２０を挟持させることによって部品１０のステアリングメンバ本体２０に対する位置ズレを抑制しながら溶接を行っている。

そのため、延在部１２をステアリングメンバ本体２０に当接させることによって固定治具が無くても部品１０のステアリングメンバ本体２０に対する相対的な位置のずれを抑制したステアリングメンバ１００を製造することができる。また、部品１０を固定するための固定治具が不要になるので、固定治具にかかる費用を無くすことができ、コスト削減が可能となる。さらに、固定治具が不要にできるので製造装置の小型化や製造ラインの省スペース化が可能になり、固定治具の取り付けおよび解除作業が不要になるので生産タクトを短縮することができる。また、ステアリングメンバ１００の製造の際に溶接ロボット１００の溶接ワイヤ２７が当たる等して部品１０に外力が加えられたとしても、延在部１２がステアリングメンバ本体２０と当接していることによって、上記外力に対抗し、位置ズレを防止又は抑制することができる。

また、延在部１２は、部品１０とステアリングメンバ本体２０との当接部１３において、部品１０がステアリングメンバ本体２０に対して溶接されている。そのため、当接部１３を溶接することにより、溶接中に生じうる位置ずれをさらに防止することができる。

また、当接部１３において部品１０はステアリングメンバ本体２０に仮溶接を行って形成された仮溶接部３１と、仮溶接部３１以外の当接部１３において本溶接を行って形成された本溶接部３２とをさらに有する。仮溶接後に仮溶接部３１は固定治具としての役割を果たすことができるため、部品１０をハンドロボット２１０により把持しなくても位置ずれを防止できる。よって、ハンドロボット２１０に別の作業を行わせることができ、ステアリングメンバ１００を製造する作業を迅速に行うことができる。

また、本実施形態に係る溶接部品のワークは、具体的にパイプ状のステアリングメンバ本体２０とステアリングメンバ本体２０に接合されるブラケット１０ａ〜１０ｅによって構成することができる。

その他、本発明は、特許請求の範囲に記載された構成に基づき様々な改変が可能であり、それらについても本発明の範疇である。上記では、部品１０をステアリングメンバ本体２０に溶接する際に、本溶接に加えて仮溶接を行うとしたが、仮溶接を行わなくてもよい。また、当接部１３は、仮溶接部３１と本溶接部３２を有する、と記載したが、これに限定されない。当接部１３は、仮溶接部３１又は本溶接部３２のいずれか一方のみを有する構成であってもよく、言い換えれば部品１０においてステアリングメンバ本体２０と接触していない状態で溶接される箇所があってもよい。更に、ステアリングメンバ本体２０の断面形状は円形に限らず多角形であってもよい。

また、上記ではオーディオブラケット１０ｂ、１０ｃやインストステイ１０ｄに延在部が設けられ、ブラケットインパクト１０ｅやブラケットエアバッグ１０ａには延在部が設けられない実施形態について説明したが、これに限定されず、ブラケットインパクト１０ｅやブラケットエアバッグ１０ａについても延在部を設けるように構成してもよい。

また、ステアリングメンバ本体２０にはオーディオブラケットやインストステイのような複数の部品１０が溶接される実施形態について説明したが、例示的に列挙したものであり、これに限定されない。ステアリングメンバ本体２０のような被溶接部材に一つの部材を溶接して溶接部品とするような場合にも、本発明に係る溶接部品１００および溶接方法を適用できる。

また、本実施形態では、溶接部品としてステアリングメンバ１００を例示したが、これに限ることなく、例えば他の車両部品であってもよく、車両部品でなくてもよい。また、上記実施形態においてステアリングメンバ本体２０に当たる第２のワークは長尺でなくてもよい。

１０ 部品（第１のワーク）、
１０ａ 部品（ブラケットエアバッグ）、
１０ｂ、１０ｃ 部品（一対のオーディオブラケット）、
１０ｄ 部品（インストステイ）、
１０ｅ 部品（ブラケットインパクト）、
１０ｆ、１０ｇ サイドブラケット、
１１ 本体部、
１２ 延在部、
１３ 当接部（当接箇所）、
１４、１４ａ、１４ｂ 挟持部
２０ ステアリングメンバ本体（第２のワーク）、
３１ 仮溶接部、
３２ 本溶接部、
１００ ステアリングメンバ（溶接部品）、
２００ 溶接装置、
２１０ ハンドロボット、
２２０ 溶接ロボット、
２３０ ロケーター、
２４０ａ、２４０ｂ ポジショナー、
２６０ 制御部、
２７０ 部品収集部。

Claims (4)

1. あらかじめ教示されたデータに基づいてロボットを動作させて、第１のワークを第２のワークに溶接して形成される溶接部品の製造方法であって、
   前記ロボットは、把持した前記第１のワークを前記第２のワークの溶接する位置に接近させながら前記第１のワークに設けられ前記第２のワークに向って延びる延在部を前記第２のワークの外表面に当接させ、
   前記延在部を前記第２のワークの外表面に当接させた際に、前記延在部は前記第２のワークを挟持することによって前記第２のワークに対する前記第１のワークの位置ずれを抑制しながら前記第１のワークを前記第２のワークに溶接する、溶接部品の製造方法。
2. 前記第１のワークを前記第２のワークに溶接する際には、前記延在部が前記第２のワークに当接した当接箇所を溶接する、請求項１に記載の溶接部品の製造方法。
3. 前記当接箇所を溶接する際には、前記第１のワークを前記第２のワークに仮止めする仮止め溶接を行い、前記仮止め溶接を行った箇所以外の箇所において本溶接を行い、前記当接箇所は少なくとも前記仮止め溶接の溶接箇所又は前記本溶接の溶接箇所を含む請求項２に記載の溶接部品の製造方法。
4. 前記第２のワークは、パイプ状のステアリングメンバ本体であり、前記第１のワークは前記ステアリングメンバ本体に溶接されるブラケットである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の溶接部品の製造方法。