接合装置及び接合方法

【課題】自動車ボディ外縁のアウタパネルの曲げ加工と同時に、アウタパネル及びインナパネルのレーザ溶接作業ができ、かつ、アウタパネルやインナパネルのめっきを除去するための作業時間の短縮をできる接合装置及び接合方法を提供する。
【解決手段】接合装置１は、ヘムローラ１４を有し、ヘムローラ１４をアウタパネル２及びインナパネル３に対して相対的に移動して、ヘムローラ１４によりアウタパネル２を折り曲げて折り曲げ部２ｄを形成し、折り曲げ部２ｄにインナパネル３の挿入部３ｄを挿入する曲げ加工部１０と、アウタパネル２及びインナパネル３に対してヘムローラ１４と一体でヘム移動方向Ｙに移動するように設けられ、ヘムローラ１４のヘム移動方向Ｙの後側Ｙ２に配置され、レーザ光２１ａを発光するレーザヘッド２１と、レーザヘッド２１を、ヘム移動方向Ｙとは直交する直交方向Ｘに移動可能に支持するレーザ直交方向移動部２５Ｘとを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘム加工治具を利用した接合装置及び接合方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車ボディ外縁のアウタパネルの曲げ加工と同時に、アウタパネル及びインナパネルのレーザ溶接作業ができる自動車ボディ外縁折曲部接着システムがあった（例えば特許文献１）。
しかし、アウタパネル及びインナパネルに亜鉛めっき鋼板等のめっき材を用いる場合には、アウタパネル及びインナパネルのうち溶接する領域のめっきを除去しなければならない。このため、従来の自動車ボディ外縁折曲部接着システムでは、めっきを除去するための別の工程が必要になり、作業時間の短縮が十分ではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２７６２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、自動車ボディ外縁のアウタパネルの曲げ加工と同時に、アウタパネル及びインナパネルのレーザ溶接作業ができ、かつ、アウタパネルやインナパネルのめっきを除去するための作業時間の短縮をできる接合装置及び接合方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）アウタパネル（例えば、後述のアウタパネル２）の折り曲げ部（例えば、後述の折り曲げ部２ｄ）と、インナパネル（例えば、後述のインナパネル３）の挿入部（例えば、後述の挿入部３ｄ）とを接合する接合装置（例えば、後述の接合装置１，２０１，３０１，４０１Ａ，４０１Ｂ）であって、加工用ヘム治具（例えば、後述のヘムローラ１４）を有し、前記加工用ヘム治具を前記アウタパネル及び前記インナパネルに対して相対的に移動して、前記加工用ヘム治具により前記アウタパネルを折り曲げて前記折り曲げ部を形成し、前記折り曲げ部に前記インナパネルの前記挿入部を挿入する曲げ加工部（例えば、後述の曲げ加工部１０）と、前記アウタパネル及び前記インナパネルに対して前記加工用ヘム治具と一体で前記加工用ヘム治具の移動方向（例えば、後述のヘム移動方向Ｙ）に移動するように設けられ、前記加工用ヘム治具の前記移動方向の後側（例えば、後述の後側Ｙ１）に配置され、レーザ光を発光するレーザ照射部（例えば、後述のレーザヘッド２１,２２１）と、前記レーザ照射部を、前記移動方向とは直交する方向である直交方向（例えば、後述の直交方向Ｘ）に移動可能に支持するレーザ移動部（例えば、後述のレーザ直交方向移動部２５Ｘ）とを備えること、を特徴とする接合装置。
【０００６】
（１）の発明によれば、レーザ照射部が、加工用ヘム治具の移動方向とは直交する方向である直交方向に移動可能なので、インナパネル及びアウタパネルのうち少なくとも１つのめっき除去領域にレーザ照射するようにレーザ照射部を配置して、めっきを除去できる。また、インナパネル及びアウタパネルの溶接位置にレーザ照射するようにレーザ照射部を配置して、インナパネル及びアウタパネルを溶接できる。さらに、レーザ照射部が加工用ヘム治具の移動方向後側に配置されているので、アウタパネルの曲げ加工を進めると同時に、インナパネルやアウタパネルのめっきを除去でき、製造時間を短縮できる。
【０００７】
（２）前記レーザ照射部は、途中まで曲げ加工された前記アウタパネルと、前記インナパネルとの少なくとも一方のめっきを除去し、前記アウタパネルの前記折り曲げ部に前記インナパネルの前記挿入部が挿入された状態で、前記アウタパネル及び前記インナパネルを溶接すること、を特徴とする（１）に記載の接合装置。
【０００８】
（２）の発明によれば、レーザ照射部が、途中まで曲げ加工されたアウタパネルと、インナパネルとの少なくとも一方のめっきを除去するので、ヘミング加工の前側のパスにおいて、アウタパネルの曲げ加工をしながら、これらめっきを除去できる。また、その後側のパスにおいて、アウタパネルの折り曲げ部にインナパネルの挿入部が挿入された状態で、レーザ照射部がアウタパネル及びインナパネルを溶接できるので、レーザ照射部をめっき除去と溶接とに兼用して利用できる。
【０００９】
（３）前記レーザ照射部（例えば、後述のレーザヘッド２２１）は、前記移動方向に平行な軸（例えば、後述の軸Ｙ３）回りに回転可能に設けられ、前記アウタパネルのめっき除去領域と、前記インナパネルのめっき除去領域とに同時にレーザ照射すること、を特徴とする（１）又は（２）に記載の接合装置。
【００１０】
（３）の発明によれば、レーザ照射部が、移動方向に平行な軸回りに回転可能に設けられているので、アウタパネルのめっき除去領域と、インナパネルのめっき除去領域とに同時にレーザ照射できるため、アウタパネル及びインナパネルを同時にめっき除去できる。
【００１１】
（４）前記曲げ加工部と、前記レーザ移動部と、前記レーザ照射部とを制御する制御部（例えば、後述の制御部３５２）と、前記移動方向において前記加工用ヘム治具及び前記レーザ照射部の間に配置され前記アウタパネルの端部（例えば、後述の２ｃ）に接触する接触子（例えば、後述の接触子３３１）を有し、その端部の前記直交方向の位置を検出する接触検出部（例えば、後述の接触子位置センサ３３２）とを備え、前記制御部は、前記接触検出部の出力に基づいて、前記端部の前記直交方向の位置を判定し、前記接触子及び前記レーザ照射部の距離（例えば、後述の距離Ｌ）と、前記移動方向の移動速度（例えば、後述の移動速度ｖ）とに基づいて、前記端部に対応した前記直交方向のレーザ照射領域が、前記移動方向の位置に到達する時間を求め、前記レーザ移動部を制御して、前記端部に対応した前記レーザ照射領域が、前記移動方向の位置に到達する時間（例えば、後述の時間ｔ）に合わせて前記レーザ照射部を前記直交方向の位置に配置してレーザ照射すること、を特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の接合装置。
【００１２】
（４）の発明によれば、アウタパネルの端部を検出し、その端部に対応したレーザ照射領域が到達する時間に合わせてレーザ照射部を直交方向の位置に配置するので、端部を基準にして、正確な照射領域にレーザを照射できる。また、接触子を利用するので、光学センサ等のような反射光に起因する検出エラーがなく、端部を正確に検出できる。
【００１３】
（５）前記曲げ加工部と、前記レーザ移動部と、前記レーザ照射部とを制御する制御部（例えば、後述の制御部５２，２５２，３５２）を備え、前記制御部は、前記曲げ加工部を制御して、先曲げ工程において、前記加工用ヘム治具を前記アウタパネル及び前記インナパネルに対して相対的に移動して、前記アウタパネルの折り曲げ加工を途中まで施し、前記レーザ移動部を制御して、前記先曲げ工程と同じパスにおいて、加工された前記アウタパネルと、前記インナパネルとの少なく一方のめっきを、そのめっきを除去する領域にレーザ照射するように前記レーザ照射部を前記直交方向に配置して、前記レーザ照射部により除去し、前記曲げ加工部を制御して、後曲げ工程と同じパスにおいて、前記めっき除去工程よりも後側のパスにおいて、前記加工用ヘム治具を前記アウタパネル及び前記インナパネルに対して相対的に移動して、前記アウタパネルに折り曲げ加工を施して前記折り曲げ部を形成し、前記折り曲げ部に前記インナパネルの前記挿入部を挿入し、前記レーザ移動部を制御して、前記アウタパネル及び前記インナパネルを溶接する領域にレーザ照射するように前記レーザ照射部を前記直交方向に配置して、前記後曲げ工程で加工された前記アウタパネル及び前記インナパネルを、前記レーザ照射部により溶接すること、を特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の接合装置。
【００１４】
（５）の発明によれば、制御部が、先曲げ工程のパスにおいて、アウタパネルの折り曲げ加工を途中まで施し、めっきをレーザ照射部により除去し、後曲げ工程のパスにおいて、アウタパネルに折り曲げ部を形成し、インナパネルの挿入部を挿入し、アウタパネル及びインナパネルを溶接するので、制御部が各部を制御することにより、上記（１）から（４）と同様にアウタパネル及びインナパネルを加工できる。
【００１５】
（６）めっきされたアウタパネルの折り曲げ部と、めっきされたインナパネルの挿入部とを接合する接合方法であって、曲げ加工部が、前記アウタパネル及び前記インナパネルに対して相対的に移動をして、前記アウタパネルの折り曲げ加工を途中まで施す先曲げ工程と、レーザ移動部が、前記先曲げ工程と同じパスにおいて、前記アウタパネルと、前記インナパネルとの少なく一方のめっきを、そのめっきを除去する領域にレーザ照射するようにレーザ照射部を前記相対的に移動をする移動方向とは直交する方向である直交方向に配置して、前記レーザ照射部により除去するめっき除去工程と、前記曲げ加工部が、前記めっき除去工程よりも後側のパスにおいて、加工用ヘム治具を前記アウタパネル及び前記インナパネルに対して相対的に移動して、前記アウタパネルに折り曲げ加工を施して前記折り曲げ部を形成し、前記折り曲げ部に前記インナパネルの前記挿入部を挿入する後曲げ工程と、前記レーザ移動部が、前記後曲げ工程と同じパスにおいて、前記アウタパネル及び前記インナパネルを溶接する領域にレーザ照射するように前記レーザ照射部を前記直交方向に配置して、前記後曲げ工程で加工された前記アウタパネル及び前記インナパネルを、前記レーザ照射部により溶接する溶接工程とを備えること、を特徴とする接合方法。
【００１６】
（６）の発明によれば、アウタパネルの折り曲げ加工を途中まで施す先曲げ工程と、パネルのめっきを、レーザ照射部により除去するインナパネルめっき除去工程と、アウタパネルに折り曲げ加工をして折り曲げ部を形成し、インナパネルの挿入部を挿入する後曲げ工程と、アウタパネル及びインナパネルをレーザ照射部により溶接する溶接工程とを備えるので、接合装置を利用して、上記（１）から（５）と同様にアウタパネル及びインナパネルを加工できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、自動車ボディ外縁のアウタパネルの曲げ加工と同時に、アウタパネル及びインナパネルのレーザ溶接作業ができ、かつ、アウタパネルやインナパネルのめっきを除去するための作業時間の短縮をできる接合装置及び接合方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る接合装置の構成を示す概要図である。
【図２】前記接合装置の制御手段の構成を示すブロック図である。
【図３】前記接合装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】前記接合装置の一連の動作、アウタパネル及びインナパネルのレーザ照射領域の加工状態に関する一連の推移を説明する図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るレーザヘッドの拡大図、接合装置の動作、アウタパネル及びインナパネルのレーザ照射領域の加工状態に関する一連の推移を説明する図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る接合装置の構成を示す概要図である。
【図７】前記接合装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】前記接合装置の一連の動作を説明する図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る接合装置の構成を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る接合装置１の構成を示す概要図である。
図１（ａ）は、接合装置１をヘム移動方向Ｙに直交する方向である直交方向Ｘから見た図である。
図１（ｂ）は、接合装置１をヘム移動方向Ｙから見た図である。
なお、接合装置１の構成を分かりやすく説明するために、図１（ａ）に示すように、アウタパネル２及びインナパネル３の表面の法線方向を鉛直方向上側に向けた状態における鉛直方向をＺ、ヘム移動方向をＹとし、また鉛直方向Ｚ及びヘム移動方向Ｙに直交する方向を直交方向Ｘとする。ヘム移動方向Ｙ及び直交方向Ｘは、水平面内の方向である。
【００２０】
接合装置１は、例えばロボットアーム等のヘム移動方向移動部１５Ｙの先端に設けられている。接合装置１は、このヘム移動方向移動部１５Ｙにより、ヘムローラ１４（加工用ヘム治具）が自動車ボディ（ワーク）外縁のアウタパネル２及びインナパネル３に対してヘム移動方向Ｙに相対的に移動するように駆動されて、アウタパネル２をヘミング加工し、またアウタパネル２及びインナパネル３を溶接して接合する。
アウタパネル２及びインナパネル３は、亜鉛めっき鋼板である。後述するように、接合装置１は、ヘミング加工、溶接加工と同時に並行して、これらのめっきを除去できる。
【００２１】
以下、接合装置１の構成等を詳細に説明する。
接合装置１は、曲げ加工部１０と、レーザ照射装置２０とを備えている。
曲げ加工部１０は、台座１１と、支柱１２と、ローラ１３と、ヘムローラ１４（加工用ヘム治具）と、ヘム直交方向移動部１５Ｘと、ヘム移動方向移動部１５Ｙとを備えている。
台座１１は、アウタパネル２、インナパネル３を載置するテーブル状の部材である。台座１１は、加工時において、接合装置１の設置面に対して固定される。
支柱１２は、ローラ１３、ヘムローラ１４、レーザ照射装置２０等を支持するための部材であり、長手方向が鉛直方向Ｚになるように、配置されている。支柱１２は、ヘム移動方向移動部１５Ｙにより、台座１１に対してヘム移動方向Ｙに駆動される。支柱１２の台座１１に対する位置は、光学センサ等の検出部（図示せず）が検出して、その出力に基づいて、制御部５２が判定できるようになっている。
【００２２】
ローラ１３は、台座１１の下面に当接しながら回転する従動ローラである。ローラ１３は、回転軸が直交方向Ｘになるように、配置されている。
ヘムローラ１４は、アウタパネル２を折り曲げるために、アウタパネル２に当接しながら回転するローラである。ヘムローラ１４は、回転軸が直交方向Ｘになるように、配置されている。ヘムローラ１４は、外周面にテーパ面１４ａ及び円筒面１４ｂを有している。
ヘムローラ１４は、直交方向Ｘの複数の位置に配置される。これにより、テーパ面１４ａ及び円筒面１４ｂがアウタパネル２に当接する位置が調節され（図４（ａ）参照）、アウタパネル２の押し付け量を調節して、アウタパネル２を複数の曲げ角度で折り曲げ加工できる。
【００２３】
ヘム直交方向移動部１５Ｘは、直交方向Ｘに伸縮する軸を備え、ヘムローラ１４を直交方向Ｘに駆動して、直交方向Ｘの複数の位置に配置する駆動装置である。
ヘム移動方向移動部１５Ｙは、支柱１２を台座１１に対してヘム移動方向Ｙに駆動する駆動装置であり、例えばロボットアーム等である。これによって、支柱１２に設けられたヘムローラ１４及びレーザヘッド２１は、台座１１に載置されたアウタパネル２及びインナパネル３に対して、一体でヘム移動方向Ｙに移動する。
【００２４】
レーザ照射装置２０は、支柱１２のヘム移動方向Ｙの後側Ｙ２に延びるように配置されたアーム１２ａに取り付けられている。レーザ照射装置２０は、レーザヘッド２１（レーザ照射部）と、レーザ直交方向移動部２５Ｘ（レーザ移動部）と、レーザ鉛直方向移動部２５Ｚとを備えている。
【００２５】
レーザヘッド２１は、レーザ光２１ａを発光する素子を有する装置である。レーザヘッド２１は、アーム１２ａに設けられたレーザ直交方向移動部２５Ｘ及びレーザ鉛直方向移動部２５Ｚに取り付けられている。このため、レーザヘッド２１は、台座１１に載置されたアウタパネル２及びインナパネル３に対して、ヘムローラ１４と一体でヘム移動方向Ｙに移動可能であり、またヘムローラ１４よりもヘム移動方向Ｙの後側Ｙ２の範囲で、直交方向Ｘに移動可能である。レーザヘッド２１は、ケーブル２１ｂを介して電力を供給される。
【００２６】
レーザ直交方向移動部２５Ｘは、台座１１に対して、レーザヘッド２１を直交方向Ｘに平行移動（オフセット）するための移動機構である。レーザヘッド２１の直交方向Ｘの位置は、検出部（図示せず）により検出され、その出力に基づいて、制御部５２（図２参照）がレーザ照射領域を判定できるようになっている。
レーザ鉛直方向移動部２５Ｚは、台座１１に対して、レーザヘッド２１を鉛直方向Ｚに移動するための移動機構である。レーザ鉛直方向移動部２５Ｚは、レーザヘッド２１を鉛直方向Ｚに移動して、レーザ光２１ａをフォーカス調整する。
これらの各移動部は、移動機構として、例えば、ボールねじ、スライダ機構等を用いることができる。
【００２７】
図２は、接合装置１の制御手段の構成を示すブロック図である。
接合装置１は、操作部５０と、記憶部５１と、制御部５２とを備えている。
操作部５０は、加工形状、加工条件等の加工情報等を入力したり、加工を開始、停止等する操作情報等を入力する部材である。操作部５０は、キーボード、ボタン等を有している。操作部５０に入力された情報は、制御部５２に出力される。
【００２８】
記憶部５１は、接合装置１の動作に必要なプログラム、情報等を記憶するためのハードディスク、半導体メモリ素子等の記憶装置である。記憶部５１は、加工形状、加工条件等の加工情報等を記憶している。
制御部５２は、接合装置１を統括的に制御するための制御装置であり、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）等から構成される。制御部５２は、記憶部５１に記憶された各種プログラムを適宜読み出して実行することにより、前述したハードウェアと協働し、本発明に係る各種機能を実現している。制御部５２は、操作部５０から入力された情報を、記憶部５１に記憶したり、操作部５０や各検出部の出力に基づいて、各駆動装置を制御して加工を行う。
【００２９】
次に、接合装置１の動作を説明する。
図３は、接合装置１の動作を示すフローチャートである。
図４は、接合装置１の一連の動作、アウタパネル２及びインナパネル３のレーザ照射領域の加工状態に関する一連の推移を説明する図である。
図４（ａ−１）から図４（ａ−３）は、それぞれ、第１パスから第３パスにおいて、接合装置１をヘム移動方向Ｙから見た図である。
図４（ｂ−１）から図４（ｂ−３）は、それぞれ、第１パスから第３パスにおけるアウタパネル２及びインナパネル３のレーザ照射領域の加工状態を説明する図である。
【００３０】
接合装置１は、第１パスから第３パスの３回のパスを経て、アウタパネル２及びインナパネル３を接合する。
最初にステップＳ（以下、単に「Ｓ」という）１において、操作部５０から加工開始の情報が出力されると、制御部５２は、記憶部５１から加工条件等の情報を読み出して、処理を開始する。
【００３１】
（第１パス）
ステップＳ１０において、制御部５２は、第１パスの処理を開始する。
Ｓ１１において、制御部５２は、ヘムローラ１４を直交方向Ｘに移動して、アウタパネル２の第１曲げ角度に対応する位置（図４（ａ−１）参照）に配置する。第１曲げ角度は、一連のヘミング曲げ工程のなかで最初の曲げ角度であり、最も曲げ量が少ない角度である。
Ｓ１２において、制御部５２は、レーザ直交方向移動部２５Ｘを駆動して、第１曲げ角度におけるアウタパネル２の端部２ｃよりも、直交方向Ｘの左側Ｘ１（ワーク内側）の領域であって、インナパネル３のレーザ照射領域に対応した位置Ｐ１（図４（ａ−１）参照）に、レーザヘッド２１を配置する。
Ｓ１３において、制御部５２は、インナパネル３に対してレーザ光２１ａがデフォーカス状態になるように、レーザヘッド２１を鉛直方向Ｚに駆動してレーザ照射する。
【００３２】
Ｓ１４において、制御部５２は、台座１１に対して、支柱１２をヘム移動方向Ｙの前側Ｙ１（図４の紙面奥側）に移動する。
図４（ａ−１）に示すように、第１パスでは、アウタパネル２は、ヘムローラ１４によって第１曲げ角度でヘミング曲げが施される（先曲げ工程）。
また、図４（ｂ−１）に示すように、第１パスでは、レーザ光２１ａがインナパネル３に対してデフォーカス状態であるので、インナパネル３の表面のめっき３ａのみを除去できる（めっき除去工程）。
つまり、レーザヘッド２１は、デフォーカス状態かつ設定されているヘムローラ１４の移動速度では、レーザ照射される対象の温度が、鋼材（鉄）の融点（１５３５℃）よりも低く、亜鉛の沸点（９０７℃）よりも高くなるようになっている。これにより、接合装置１は、インナパネル３の表面のめっき３ａのみを蒸発させて除去できる。
【００３３】
第１パスのようなヘミング曲げの一連の工程における前側の工程では、直交方向Ｘにおいて、アウタパネル２の端部２ｃよりも直交方向Ｘの左側Ｘ１の領域に、インナパネル３のめっき３ａの除去領域が位置する。接合装置１は、この位置関係を利用して、アウタパネル２の曲げ加工をしながら、レーザ照射してインナパネル３の表面のめっき３ａを除去できる。
【００３４】
また、接合装置１は、レーザ照射領域の上側Ｚ２が開空間になっているので、蒸発した亜鉛がこもってしまうことがなく、蒸発した亜鉛を加工領域の外部に逃がすことができる。例えば、レーザ照射領域がパネル等に密閉されて閉空間になっていると、蒸発した亜鉛がこもってしまい内部圧力が上昇して破裂しまう可能性がある。この場合には、溶接部分が剥離してしまう可能性があるが、接合装置１は、このような剥離を防止できる。
図３に戻りＳ１５において、制御部５２は、第１パスの移動動作が終了すると、支柱１２を基準位置に戻す。
【００３５】
（第２パス）
Ｓ２０において、制御部５２は、第２パスの処理を開始する。
Ｓ２１において、制御部５２は、ヘムローラ１４を直交方向Ｘに移動して、アウタパネル２の第２曲げ角度に対応する位置（図４（ａ−２）に示す位置）に、ヘムローラ１４を配置する。第２曲げ角度は、第１曲げ角度及び第３曲げ角度（図４（ａ−３）に示す角度）との間の曲げ角度である。アウタパネル２は、第１パスと同様に、ヘムローラ１４によって第２曲げ角度で、ヘミング曲げが施される（先曲げ工程）。
Ｓ２２において、制御部５２は、レーザ直交方向移動部２５Ｘを駆動して、アウタパネル２のレーザ照射領域に対応した位置Ｐ２（図４（ａ−２）参照）に、レーザヘッド２１を配置する。
Ｓ２３において、制御部５２は、レーザヘッド２１を鉛直方向Ｚに駆動して、第２曲げ角度で曲げ加工されたアウタパネル２に対して、デフォーカス状態になるようにレーザ照射を開始する。
【００３６】
Ｓ２４において、制御部５２は、台座１１に対して、支柱１２をヘム移動方向Ｙの前側Ｙ１に移動する。
図４（ａ−２）に示すように、第２パスでは、アウタパネル２は、ヘムローラ１４によって第２曲げ角度でヘミング曲げされる（先曲げ工程）。
そして、図４（ｂ−２）に示すように、第１パスと同様に、レーザヘッド２１は、レーザ照射して、第２曲げ角度で曲げ加工されたアウタパネル２の表面及び裏面の亜鉛めっき２ａ，２ｂを蒸発させて除去する（めっき除去工程）。
図３に戻りＳ２５において、制御部５２は、第２パスの移動動作が終了すると、支柱１２を基準位置に戻す。
【００３７】
接合装置１は、これにまでの第１パス及び第２パスにより、インナパネル３及びアウタパネル２の亜鉛めっきのうち、後述する第３パスで溶接する領域のめっきを予め除去できる。
【００３８】
（第３パス）
Ｓ３０において、制御部５２は、第３パスの処理を開始する。
Ｓ３１において、制御部５２は、ヘムローラ１４を直交方向Ｘに移動して、アウタパネル２の第３曲げ角度に対応する位置（図４（ａ−３）に示す位置）に、ヘムローラ１４を配置する。第３曲げ角度は、一連のヘミング曲げ工程の最終の曲げ角度である。
Ｓ３２において、制御部５２は、レーザ直交方向移動部２５Ｘを駆動して、アウタパネル２及びインナパネル３を溶接するレーザ照射領域に対応した位置Ｐ３（図４（ａ−３）参照）に、レーザヘッド２１を配置する。なお、この第３パスでのレーザヘッド２１の直交方向Ｘの位置は、第１パスにおける位置と同一である。
Ｓ３３において、制御部５２は、レーザヘッド２１のレーザ光２１ａが第３曲げされたアウタパネル２に対してフォーカス状態、つまり合焦状態になるように、レーザヘッド２１を鉛直方向Ｚに駆動してレーザ照射を開始する。
【００３９】
Ｓ３４において、制御部５２は、台座１１に対して、支柱１２をヘム移動方向Ｙの前側Ｙ１に移動する。
図４（ａ−３）に示すように、第３パスの動作により、アウタパネル２は、ヘムローラ１４によって第３曲げ角度でヘミング曲げされ、折り曲げ部２ｄが形成され、インナパネル３の挿入部３ｄが、この折り曲げ部２ｄに挟み込まれるように挿入される（後曲げ工程）。
そして、図４（ｂ−３）に示すように、レーザヘッド２１は、レーザ照射して、折り曲げ部２ｄに挿入部３ｄが挿入された状態で、アウタパネル２及びインナパネル３を溶接する（溶接工程）。
接合装置１は、インナパネル３の表面うち第１パスでめっき除去された領域と、アウタパネル２の裏面のうち第２パスでめっき除去された領域とを接合することにより溶接する。
【００４０】
レーザヘッド２１は、フォーカス状態にされることにより、設定されているヘムローラ１４の移動速度でレーザ照射される対象の温度が、鋼材を溶解できるようになっている。このため、接合装置１は、インナパネル３の表面及びアウタパネル２の裏面をその温度まで上昇させて、アウタパネル２及びインナパネル３を溶接して接合できる。
Ｓ３５において、制御部５２は、第３パスの移動動作が終了すると、支柱１２を基準位置に戻し、Ｓ３６に進み、一連の処理を終了する。
【００４１】
以上説明したように、接合装置１は、曲げ工程を進行しながら、アウタパネル２及びインナパネル３の亜鉛めっき２ａ，３ａ，３ｂを除去できるので、製造時間を短縮できる。また、アウタパネル２及びインナパネル３を溶接するレーザ照射装置２０を、めっき除去に兼用できるので、装置のコストアップを軽減できる。
【００４２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
なお、以下の各実施形態の説明及び図面において、前述した第１の実施形態と同様の機能、処理を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
図５は、本発明の第２の実施形態に係るレーザヘッド２２１の拡大図、接合装置２０１の動作、アウタパネル２及びインナパネル３のレーザ照射領域の加工状態に関する一連の推移を説明する図である。
図５（ａ）は、ヘム移動方向Ｙから見たときのレーザヘッド２２１の拡大図である。
図５（ｂ）は、ヘム移動方向Ｙから見たときの接合装置２０１の動作を説明する図である。
図５（ｃ）は、アウタパネル２及びインナパネル３のレーザ照射領域の加工状態に関する一連の推移を説明する図である。
【００４３】
図５（ａ−１）、図５（ａ−２）に示すように、レーザヘッド２２１は、ヘム移動方向Ｙに平行な軸Ｙ３の回りに回転可能に設けられている。レーザヘッド２２１は、駆動装置２２２により、この軸Ｙ３の回りに回転駆動される（回転方向θ参照）。
【００４４】
接合装置２０１の動作を説明する。
（第１パス）
図５（ｂ−１）に示すように、第１パスにおいて、制御部２５２は、第２曲げ角度の途中の曲げ角度である第１曲げ角度でアウタパネル２をヘミング曲げする（先曲げ工程）。
また、制御部２５２は、レーザ光２２１ａの光軸２２１ｂが第１曲げ角度で折り曲げられたアウタパネル２に対してほぼ垂直になるように、レーザヘッド２２１を回転駆動する。制御部２５２は、レーザヘッド２２１が発光するレーザ光２２１ａが、アウタパネル２及びインナパネル３に対してデフォーカス状態になるように、レーザヘッド２２１を光軸２２１ｂの方向に駆動してレーザ照射をする。また、インナパネルの３の表面には、アウタパネル２の裏面の熱が空気を介して伝わる。
これにより、図５（ｃ−１）に示すように、アウタパネル２の表面及び裏面のめっきと、インナパネル３の表面のめっきとが除去される（めっき除去工程）。
【００４５】
（第２パス）
第２パスは、第１の実施形態の第３パスとほぼ同様である。すなわち、制御部２５２は、一連の曲げ工程の最終の曲げ角度である第２曲げ角度で、アウタパネル２をヘミング曲げする。
これにより、アウタパネル２に折り曲げ部２ｄが形成され、この折り曲げ部２ｄにインナパネル３の挿入部３ｄが挿入される（後曲げ工程）。
【００４６】
また、制御部２５２は、レーザ光２２１ａの光軸２２１ｂが第２曲げ角度で折り曲げられたアウタパネル２及びインナパネル３に対してほぼ垂直になるように、レーザヘッド２２１を回転駆動する。そして、制御部２５２は、アウタパネル２及びインナパネル３の溶接領域にレーザ照射するようにレーザヘッド２２１を直交方向Ｘに配置して、かつ、レーザ光２２１ａがアウタパネル２及びインナパネル３に対してフォーカス状態になるように、レーザヘッド２２１を光軸２２１ｂの方向に駆動してレーザ照射をする。
これにより、図５（ｃ−２）に示すように、アウタパネル２及びインナパネル３が溶接される（溶接工程）。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態の接合装置２０１は、アウタパネル２及びインナパネル３を同時にめっき除去できるので、製造時間をより短縮できる。
【００４８】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図６は、第３の実施形態に係る接合装置３０１の構成を示す概要図である。
図６（ａ）は、接合装置３０１を直交方向Ｘから見た図である。
図６（ｂ）は、接合装置３０１をヘム移動方向Ｙから見た図である。
なお、図６（ｂ）は、接触検出部３３０の構成を分かりやすく示すため、その他の一部の構成を２点鎖線で示す。
【００４９】
接合装置３０１は、接触検出部３３０を備えている。
接触検出部３３０は、曲げ加工されたアウタパネル２の端部２ｃの直交方向Ｘの位置を検出する検出部である。接触検出部３３０は、接触子３３１と、接触子位置センサ３３２とを備えている。
接触子３３１は、ヘム移動方向Ｙにおいて、ヘムローラ１４及びレーザヘッド２１の間に配置されている。ヘム移動方向Ｙにおいて、接触子３３１及びレーザヘッド２１の距離は、距離Ｌである。接触子３３１は、エアスライダ等の支持機構３３１ａにより、直交方向Ｘに低摩擦で移動可能に、支柱１２に支持されている。一方、接触子３３１は、ヘム移動方向Ｙへは、ヘムローラ１４及びレーザヘッド２１と一体で移動可能に、支柱１２に支持されている。
接触子３３１は、直交方向Ｘの右側Ｘ２（ワーク外側）にバネ３３３により付勢されている。これにより、接触子３３１は、曲げ加工された、アウタパネル２の端部２ｃに常に接触できる。
【００５０】
接触子位置センサ３３２は、接触子３３１の支持機構３３１ａに設けられた光学センサ等である。接触子位置センサ３３２は、接触子３３１の取り付け部３３１ｂの位置を検出する。接触子位置センサ３３２は、検出信号を制御部３５２に出力する。
これにより、制御部３５２は、アウタパネル２の端部２ｃの直交方向Ｘの位置を判定できる。
【００５１】
図７は、接合装置３０１の動作を示すフローチャートである。
図８は、接合装置３０１の一連の動作を説明する図である。
Ｓ３１０において、制御部３５２は、第１パスの処理を開始する。
Ｓ１１、Ｓ１３の処理は、第１の実施形態と同様である。
Ｓ３１４において、制御部３５２が支柱１２を駆動することにより、Ｓ３１５において、アウタパネル２は、ヘムローラ１４により第１曲げ角度で曲げ加工される。
Ｓ３１６において、接触子３３１がアウタパネル２の端部２ｃに接触すると、接触子位置センサ３３２が端部２ｃの情報を制御部３５２に出力する。
【００５２】
Ｓ３１８において、制御部３５２は、接触検出部３３０の出力に基づいて、アウタパネル２の端部２ｃの位置を判定する。そして、制御部３５２は、端部２ｃに対応したレーザ照射領域、つまり、ヘム移動方向Ｙにおいてインナパネル３のうちが端部２ｃと同一の位置にあるレーザ照射領域が、レーザヘッド２１が配置されているヘム移動方向Ｙの位置に到達する時間ｔを求める。制御部３５２は、以下のように時間ｔを求める。
支柱１２のヘム移動方向Ｙへの移動速度が移動速度ｖとすれば、レーザヘッド２１は、ヘム移動方向Ｙにおいて、接触子３３１がアウタパネル２の端部２ｃに接触してから、その端部２ｃに対応したインナパネル３のレーザ照射領域に到達するまで、
ｔ＝Ｌ／ｖ・・・式（１）
を要する。制御部３５２は、この式（１）によって、時間ｔ＝Ｌ／ｖを算出する。式（１）と、移動速度ｖ等の加工条件とは、記憶部３５１が記憶している。
【００５３】
Ｓ３１７において、制御部３５２は、レーザ直交方向移動部２５Ｘを制御して、接触検出部３３０の出力時から時間ｔだけ遅らせて、レーザヘッド２１を直交方向Ｘに移動する。つまり、制御部３５２は、端部２ｃに対応したレーザ照射領域が到達する時間に合わせて、レーザヘッド２１を直交方向Ｘの位置に配置する。
【００５４】
図８（ａ）に示すように、レーザ照射領域がアウタパネル２の端部２ｃから左側Ｘ１に距離ｄ１の位置に設定されている場合には、制御部３５２は、時間ｔだけ遅らせて、レーザヘッド２１をこの位置に配置する。
そして、制御部３５２は、レーザヘッド２１がインナパネル３の照射領域に、デフォーカス状態でレーザ照射して、インナパネル３の表面のめっきを除去する。
【００５５】
Ｓ３２０から第２パスにおいて、図８（ｂ）に示すように、第１パスと同様に、制御部３５２は、接触検出部３３０の出力に基づいて、端部２ｃに対応したアウタパネル２のレーザ照射領域の到達時間ｔを算出する（Ｓ３２６，Ｓ３２７）。そして、制御部３５２は、時間ｔだけ遅らせて、レーザヘッド２１を端部２ｃから右側Ｘ２に距離ｄ２の位置に配置して、レーザヘッド２１を制御してデフォーカス状態でレーザ照射して、アウタパネル２の表面及び裏面のめっきを除去する（Ｓ３２８）。
【００５６】
Ｓ３３０からの第３パスにおいて、図８（ｃ）に示すように、第１パスと同様に、制御部３５２は、接触検出部３３０の出力に基づいて、端部２ｃに対応したアウタパネル２のレーザ照射領域の到達時間ｔを算出する（Ｓ３３６，Ｓ３３７）。そして、制御部３５２は、時間ｔだけ遅らせて、レーザヘッド２１を端部２ｃから左側Ｘ１に距離ｄ３の位置に配置して、レーザヘッド２１を制御してフォーカス状態でレーザ照射して、インナパネル３及びアウタパネル２を溶接する（Ｓ３３８）。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態の接合装置３０１は、アウタパネル２の端部２ｃを検出し、その端部２ｃに対応したレーザ照射領域が到達する時間に合わせて、レーザヘッド２１を配置するので、端部２ｃを基準にして、正確な照射領域にレーザ照射できる。
また、接合装置３０１は、接触子３３１をアウタパネル２の端部２ｃに機械的に接触させるので、光学センサ等のような反射光の影響に起因する検出エラーがなく、端部２ｃを正確に検出できる。
【００５８】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
図９は、本発明の第４の実施形態に係る接合装置４０１Ａ，４０１Ｂの構成を示す概要図である。
図９（ａ）は、接合装置４０１Ａを直交方向Ｘから見た図である。
図９（ｂ）は、接合装置をヘム移動方向Ｙから見た図である。
接合装置４０１Ａは、吸入部４４０を備えている。
吸入部４４０は、吸引装置（図示せず）に接続されたホース４４１の先端に設けられている。吸入部４４０は、レーザ照射領域の近傍に配置され、蒸発して気体になった亜鉛を吸引する。これにより、接合装置４０１Ａは、蒸発して気体になった亜鉛が、インナパネル３、アウタパネル２等に付着したり、接合装置４０１Ａに付着することを防止できる。
なお、接合装置４０１Ａは、吸入部４４０の代わりに、空気を吹き出す吹き出し部を設けて、蒸発して気体になった亜鉛を、加工領域の外部に排出するようにしてもよい。
【００５９】
図９（ｂ）は、接合装置４０１Ｂを直交方向Ｘから見た図である。
接合装置４０１Ｂは、レーザヘッド２１が照射したレーザ光２１ａの漏光を防止するシールド４４２と、このシールド４４２内の空気を吸引する吸入部４４３とを備えている。これにより、接合装置４０１Ｂは、レーザ光２１ａの漏光を防止し、かつ、接合装置４０１Ａと同様に、気体になった亜鉛の各部への付着を防止できる。
【００６０】
（変形形態）
（１）実施形態において、接合装置は、インナパネル及びアウタパネルの両方のめっきを除去する例を示したが、これに限定されない。例えば、インナパネル及びアウタパネルのいずれか１つにめっき材を利用する場合には、そのパネルのめっき除去領域のみにレーザ照射して、そのめっきを除去してもよい。この場合には、めっき材ではないパネルのめっき除去工程を省略できるので、工程を簡単にできる。
【００６１】
（２）実施形態において、レーザヘッドは、鉛直方向に移動してデフォーカスする例を示したが、これに限定されない。レーザヘッドは、内部のミラー構造等を移動させて、デフォーカスしてもよい。
【００６２】
（３）実施形態において、レーザヘッドは、デフォーカスすることにより、レーザ照射される対象の温度を低くする例を示したが、これに限定されない。例えば、レーザヘッドは、レーザ照射される対象にフォーカス（合焦）させた状態でレーザ光の出力を下げることにより、この温度を低くしてもよい。
【００６３】
（４）実施形態において、接合装置は、アウタパネル及びインナパネルを載置して台座に対してヘム等を備える支柱が移動する例を示したが、これに限定されない。例えば、接合装置は、支柱に対して台座が移動するようにしてもよいし、また、支柱及び台座が移動してもよい。
【００６４】
以上、本発明の実施形態、変形形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、実施形態及び変形形態に記載の範囲には限定されない。実施形態及び変形形態には、多様な変更又は改良を加えることができ、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得る。なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。
【符号の説明】
【００６５】
１，２０１，３０１，４０１Ａ，４０１Ｂ接合装置
２アウタパネル
３インナパネル
１０曲げ加工部
１１台座
１２支柱
１３ローラ
１４ヘムローラ
１５Ｘヘム直交方向移動部
１５Ｙヘム移動方向移動部
２０レーザ照射装置
２１，２２１レーザヘッド
２５Ｘレーザ直交方向移動部
５２，２５２，３５２制御部
３３０接触検出部
３３１接触子
３３２接触子位置センサ
４４０吸入部
４４１ホース
４４２シールド
４４３吸引部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
アウタパネルの折り曲げ部と、インナパネルの挿入部とを接合する接合装置であって、
加工用ヘム治具を有し、前記加工用ヘム治具を前記アウタパネル及び前記インナパネルに対して相対的に移動して、前記加工用ヘム治具により前記アウタパネルを折り曲げて前記折り曲げ部を形成し、前記折り曲げ部に前記インナパネルの前記挿入部を挿入する曲げ加工部と、
前記アウタパネル及び前記インナパネルに対して前記加工用ヘム治具と一体で前記加工用ヘム治具の移動方向に移動するように設けられ、前記加工用ヘム治具の前記移動方向の後側に配置され、レーザ光を発光するレーザ照射部と、
前記レーザ照射部を、前記移動方向とは直交する方向である直交方向に移動可能に支持するレーザ移動部とを備えること、
を特徴とする接合装置。
【請求項２】
めっきされたアウタパネルの折り曲げ部と、めっきされたインナパネルの挿入部とを接合する接合方法であって、
曲げ加工部が、前記アウタパネル及び前記インナパネルに対して相対的に移動をして、前記アウタパネルの折り曲げ加工を途中まで施す先曲げ工程と、
レーザ移動部が、前記先曲げ工程と同じパスにおいて、前記アウタパネルと、前記インナパネルとの少なく一方のめっきを、そのめっきを除去する領域にレーザ照射するようにレーザ照射部を前記相対的に移動をする移動方向とは直交する方向である直交方向に配置して、前記レーザ照射部により除去するめっき除去工程と、
前記曲げ加工部が、前記めっき除去工程よりも後側のパスにおいて、加工用ヘム治具を前記アウタパネル及び前記インナパネルに対して相対的に移動して、前記アウタパネルに折り曲げ加工を施して前記折り曲げ部を形成し、前記折り曲げ部に前記インナパネルの前記挿入部を挿入する後曲げ工程と、
前記レーザ移動部が、前記後曲げ工程と同じパスにおいて、前記アウタパネル及び前記インナパネルを溶接する領域にレーザ照射するように前記レーザ照射部を前記直交方向に配置して、前記後曲げ工程で加工された前記アウタパネル及び前記インナパネルを、前記レーザ照射部により溶接する溶接工程とを備えること、
を特徴とする接合方法。

【図１】