(57)【要約】【課題】  パーツに過剰な大きさのフランジ部を形成しなくてもパーツの位置決めや固定作業を確実に行うことができる組立体の製造方法および組立補助装置を提供すること。【解決手段】  パーツ１，２を組み合わせて吸引機１０を作動させ、燃料タンク３内の圧力を大気圧よりも低くしてパーツ１，２の合わせ部を密着させた状態でレーザー溶接ガン６を作動させて溶接作業を開始する。クランプやバイス等の組立補助装置が不要となるため、フランジ１ａ，２ａの過剰な張り出しが解消され、パーツ１，２の挾持に伴う表面の傷付きの発生や変形も防止される。【選択図】図１
2006205275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパーツを組み合わせて固着することにより内部が中空の組立体を形成する組立体の製造方法において、
前記複数のパーツを組み合わせて密閉した状態で、前記組立体内の圧力を外部の圧力よりも低くすることにより、前記複数のパーツの合わせ部を密着させ、その後に、前記合わせ部を固着することを特徴とした組立体の製造方法。
【請求項２】
前記組立体内の圧力を測定し、該測定値に基き、前記組立体内の圧力を、前記組立体に圧壊が生じない範囲の略一定の圧力に制御することを特徴とした請求項１記載の組立体の製造方法。
【請求項３】
前記組立体の前記合わせ部を固着した後、該組立体内部の圧力値の時系列的な変化の有無あるいは変化の程度に基いて、固着の状況を判断することを特徴とした請求項２記載の組立体の製造方法。
【請求項４】
前記組立体に開口部を設け、前記複数のパーツを組み合わせて密閉した状態で、前記開口部から前記組立体内部を満たす流体を吸引することにより、前記組立体内の圧力を外部の圧力よりも低くすることを特徴とした請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の組立体の製造方法。
【請求項５】
前記複数のパーツの合わせ部にそれぞれフランジを形成し、該フランジを互いに重ね合わせて固着することを特徴とした請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の組立体の製造方法。
【請求項６】
前記フランジを前記組立体の外側に向けて形成し、前記フランジの合わせ面を固着することを特徴とした請求項５記載の組立体の製造方法。
【請求項７】
前記フランジを前記組立体の内側に向けて形成し、前記フランジを合わせた後、前記組立体の外側から前記複数のパーツの合わせ部を固着することを特徴とした請求項５記載の組立体の製造方法。
【請求項８】
前記複数のパーツが溶接可能な材質から成り、前記固着の手段が溶接であることを特徴とした請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の組立体の製造方法。
【請求項９】
前記組立体の合わせ部の溶接中に、前記組立体内の流体を吸引し続けることを特徴とした請求項８記載の組立体の製造方法。
【請求項１０】
前記組立体が燃料タンクであり、前記開口部が燃料ポンプ取付口であることを特徴とした請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の組立体の製造方法。
【請求項１１】
複数のパーツを組み合わせて固着することにより内部が中空の組立体を形成する組立体の製造に用いられる組立補助装置であって、
前記複数のパーツを組み合わせて密閉された前記組立体内の流体を吸引する吸引機と、前記組立体内部の圧力を測定する圧力測定器と、前記組立体に形成された開口部と前記吸引機をつなぐ管路上に設けられた吸引調整バルブと、前記組立体に形成された開口部に接続されたリリーフバルブと、前記圧力測定器の測定結果に基き、前記組立体内部の圧力が予め設定された範囲内の圧力となるように前記吸引調整バルブおよび前記リリーフバルブを駆動制御するバルブコントローラとを備えたことを特徴とする組立補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組立体の製造方法および組立補助装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
内部が中空の組立体を形成する組立体の製造方法としては一般に溶接等が公知である。また、溶接等による固着作業が行われる間、複数のパーツを組み合わせて位置決めした状態を保持するための技術としては、クランプやバイス等の組立補助装置によりパーツのフランジ部を挾持してパーツを固定する方法が一般的である。しかし、クランプやバイス等が溶接ガン等を始めとする固着手段のエンドエフェクタに干渉するのを防止する必要上、エンドエフェクタの移動経路が複雑となり、移動経路の教示操作やＮＣプログラムの編集作業が煩雑化する等の欠点がある。しかも、クランプやバイス等でパーツのフランジ部を確実に挾持する必要上、フランジ部の張り出しを大き目にしなければならず、燃料タンク等の組立体が全体として嵩張ってしまうといった弊害も生じる。
【０００３】
そこで、このような弊害を軽減するための位置決め方法や固定方法が既に幾つか提案されている。
【０００４】
例えば、燃料タンクを形成すべく二分割して形成された半容器状のパーツの開口部の内外に凹凸を形成し、これらの凹凸を嵌合させて位置決め状態を確保しつつ溶接作業を行うようにした燃料タンクの製造方法が特許文献１として開示されている。しかしながら、このような製造方法を適用した場合、開口部の内外に凹凸を形成するための格別の加工工程が必要であり、また、パーツの組み合わせに際しては開口部を弾性変形させる必要があるため、溶接等の対象が弾性変形容易なものに限定される欠点がある。
【０００５】
また、二分割構成の半容器状のパーツの片方の開口部にだけテーパ状の溶接継手を設け、この継手のテーパ面を利用して二つの半容器状のパーツの位置決めをしてから溶接作業を行うようにしたものが特許文献２として提案されているが、継手の突入量が部位によって異なる場合があるため、最終的な組立精度に誤差を生じる可能性があり、しかも、アンダーカットを形成するテーパ状の溶接継手を開口部に設けなければならないので、前記と同様、屈折部を形成するための格別の加工工程が必要となる不都合がある。
【０００６】
特に、固着手段として溶接を利用する場合には、パーツの表面に錆止めとして施された低融点の亜鉛メッキ等が瞬間的に蒸発して接合面にブローホールを形成することがあるため、これを防止する必要上、例えば、特許文献３に開示されるように、接合対象となるフランジ部に特別な形状の逃がしやガスベントを設けなければならず、フランジ部の加工が複雑となる弊害も生じる。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−３２３４８７号公報（段落番号００２０）
【特許文献２】特開平５−２７３号公報（段落番号０００９）
【特許文献３】特開平９−１５５５７５号公報（図３，図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の課題は、前記従来技術の不都合を改善し、クランプやバイス等の組立補助装置が固着手段のエンドエフェクタに干渉する心配がなく、また、パーツに過剰な大きさのフランジ部を形成したり格別な凹凸加工や屈折加工を施したりしなくてもパーツの位置決めや固定作業を確実に行うことができ、しかも、固着手段として溶接を利用するような場合であっても接合面にブローホールの発生しにくい組立体の製造方法および組立補助装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による組立体の製造方法は、複数のパーツを組み合わせて固着することにより内部が中空の組立体を形成する組立体の製造方法であり、前記課題を達成するため、特に、
前記複数のパーツを組み合わせて密閉した状態で、前記組立体内の圧力を外部の圧力よりも低くすることにより、前記複数のパーツの合わせ部を密着させ、その後に、前記合わせ部を固着することを特徴とした構成を有する。
【００１０】
パーツを組み合わせて密閉した状態で組立体内の圧力を外部の圧力よりも低くすることでパーツの合わせ部を密着させてパーツ同士の位置決めと固定を行ってから合わせ部を固着するようにしているので、クランプやバイス等の組立補助装置が不要となる。
従って、クランプやバイス等が溶接ガン等を始めとする固着手段のエンドエフェクタに干渉する心配はなく、エンドエフェクタの移動経路をパーツの合わせ部つまりパーツの輪郭形状に一致させることができるので、エンドエフェクタの移動経路の教示操作やＮＣプログラムの編集作業が容易化される。
また、クランプやバイス等で外側からパーツを挾持する必要が全くないので、パーツの合わせ部に位置決めや固定のための格別なフランジ部を形成する必要もなく、フランジ部の過剰な張り出しが解消され、更には、パーツの挾持に伴うパーツ表面の傷付きの発生や変形、および、クランプやバイス等の着脱作業の煩わしさも解消され、通常のクランプやバイス等による挾持操作が困難な複雑な形状のパーツの固着にも対処し得る。
更に、パーツの合わせ部を均一な力で圧接して固定することができるため、溶接や溶着あるいは接着等の固着手段により合わせ部の全体に亘って万遍なく均一な固着結果を得ることが可能となる。
また、凹凸嵌合による位置決めや固定とは相違し、凹凸や屈折部をパーツに形成するための格別の加工工程は不要であり、弾性変形が困難なパーツであっても確実に位置決めや固定を行うことができる。
この発明は、特に、複数のパーツを組み合わせた状態で実質的な密閉容器となる組立体、例えば、自動車の燃料タンクを始めとする容器類等に適するが、複数のパーツを組み合わせた状態で開口が形成される組立体であっても、その開口を他の密閉用の部材で封止することによって容易に適用され得る。
【００１１】
また、より望ましくは、組立体内の圧力を測定し、この測定値に基き、組立体内の圧力を、組立体に圧壊が生じない範囲の略一定の圧力に制御するとよい。
【００１２】
溶接や溶着あるいは接着等の固着手段によりパーツの合わせ部の全てが瞬時にして固着されるとは限らないが、固着作業が完了するまでの間、組立体内の圧力を外部の圧力よりも低い略一定の圧力に保持することで、固着作業開始後の時系列上のどの時点でも、言い換えれば、どの固着箇所においても、合わせ部の圧着力を一定とすることができ、一定の条件下で均一な固着結果を得ることができる。
特に、合わせ部の経路に沿って連続的に溶接等の固着作業を行うような場合、固着作業開始の初期段階では合わせ部の密閉性が低く、固着作業が進むにつれて合わせ部の密閉性が高くなるので、吸引機等を利用して組立体内部の圧力を低下させると、固着作業が進むにつれて組立体内部の圧力が過剰に低くなる可能性があるため、組立体に圧壊が生じない範囲の略一定の圧力となるように組立体内の圧力を制御することが望ましい。
【００１３】
更に、前記組立体の前記合わせ部を固着した後、該組立体内部の圧力値の時系列的な変化の有無あるいは変化の程度に基いて、固着の状況を判断するように構成することができる。
【００１４】
合わせ部の固着が完了した段階では組立体の密閉が完全もしくは概ね完全な状態となる筈であるので、組立体内部の圧力値の時系列的な変化の有無あるいは変化の程度に基いて、圧力漏れの有無、より具体的には、固着作業が適切に完了したのか固着不良の箇所を残して固着作業が完了したのかを容易に識別することができる。
従って、目視確認が困難な固着不良を確実に検出することができ、しかも、格別な検査工程を設ける必要もなくなるので、全体としての作業工程の簡略化が可能である。
【００１５】
より具体的には、組立体に開口部を設け、前記複数のパーツを組み合わせて密閉した状態で、前記開口部から前記組立体内部を満たす流体を吸引することにより、前記組立体内の圧力を外部の圧力よりも低くすることが望ましい。
【００１６】
組立体自体を圧力容器として利用して組立体内の圧力を減圧することにより組立体内の圧力を外部の圧力よりも低くするようにしたので、格別な予圧室を設ける必要がなく、簡単な構造と僅かなスペースで的確にパーツの位置決めや固定を行うことができる。なお、対費用効果を度外視した技術的な観点からすれば、大気圧中で組み合わせて密閉された組立体を予圧室内に入れることによっても同様の作用を得ることが可能である。
【００１７】
また、前記複数のパーツの合わせ部にそれぞれフランジを形成し、該フランジを互いに重ね合わせて固着するようにしてもよい。
【００１８】
フランジを設けることにより、合わせ部の接合面積を大きくして合わせ部の密着度を高めることができる。
但し、このフランジは、位置決めやクランプによる挾持を目的としたものではないので、張り出しの大きさに関しては、密着度の確保や固着強度の確保の観点から必要とされる範囲に納めるものとする。
【００１９】
更に、このフランジを前記組立体の外側に向けて形成し、前記フランジの合わせ面を固着することが可能である。
【００２０】
合わせ部となるフランジの面を積極的に利用して溶接等の固着作業を行うことができるので固着強度が向上し、また、パーツ同士の位置合わせも容易となる。
【００２１】
あるいは、フランジを組立体の内側に向けて形成し、前記フランジを合わせた後、前記組立体の外側から前記複数のパーツの合わせ部を固着するようにしてもよい。
【００２２】
組立体の外側にフランジが突出することがないので、組立体が嵩張るといった問題が解消される。また、組立体を取り付ける取り付けスペースに制限がある場合においては、同一制限下において、フランジを組立体の外側に向けて形成した場合に比べ、機能部品である組立体の本体部分の大型化が可能である。
【００２３】
特に、パーツが溶接可能な材質から成る場合においては、固着のための手段として溶接を利用することが望ましい。
【００２４】
接着等を始めとする他の固着手段に比べ、養生を含む固着作業の全体的な所要時間の短縮化が可能である。
【００２５】
また、固着手段として溶接を利用する場合においては、組立体の合わせ部の溶接中に、前記組立体内の流体を吸引し続けることが望ましい。
【００２６】
パーツの表面から蒸発した低融点の亜鉛メッキが流体と共に吸引されるので、格別な逃がしやガスベント等をパーツに形成しなくてもブローホールの発生を防止することができる。
【００２７】
また、組立体が燃料タンクである場合においては、構造上、燃料ポンプ取付口を設けることが必須の要件となるので、この燃料ポンプ取付口を、流体を吸引するための開口部として利用するようにする。
【００２８】
この結果、流体を吸引するための開口部を設ける格別の加工工程が不要となり、生産性が向上する。
前述した通り、この発明は、特に、複数のパーツを組み合わせた状態で実質的な密閉容器となる組立体、例えば、自動車の燃料タンクを始めとする容器類等に適するが、複数のパーツを組み合わせた状態で開口が形成される組立体であっても、その開口を他の密閉用の部材で封止することによって容易に適用され得る。流体を吸引するための開口部を組立体それ自体に追加工によって形成すると、組立体本来の機能が低下したり開口部を埋めるための後加工が必要となったりする場合があるので、複数のパーツを組み合わせた状態で開口が形成される組立体の場合においては、その開口を封止する他の密閉用の部材に開口部を設けて流体の吸引を行うようにするとよい。
【００２９】
本発明の組立補助装置は、複数のパーツを組み合わせて固着することにより内部が中空の組立体を形成する組立体の製造に用いられる組立補助装置であり、前記と同様の課題を達成するため、特に、
前記複数のパーツを組み合わせて密閉された前記組立体内の流体を吸引する吸引機と、前記組立体内部の圧力を測定する圧力測定器と、前記組立体に形成された開口部と前記吸引機をつなぐ管路上に設けられた吸引調整バルブと、前記組立体に形成された開口部に接続されたリリーフバルブと、前記圧力測定器の測定結果に基き、前記組立体内部の圧力が予め設定された範囲内の圧力となるように前記吸引調整バルブおよび前記リリーフバルブを駆動制御するバルブコントローラとを備えたことを特徴とする構成を有する。
【００３０】
この組立補助装置は、複数のパーツを組み合わせて固着する際にパーツ同士の位置決めと固定に利用される組立補助装置である。
その使用に際しては、まず、複数のパーツを組み合わせた状態とした上で、吸引調整バルブおよびリリーフバルブを駆動制御するバルブコントローラと、組立体内の流体を吸引する吸引機とを作動させる。
すると、吸引機が組立体内の流体を吸引して組立体内部の圧力を徐々に低下させ、組立体を構成する複数のパーツの相互位置を適切に保持したまま、各パーツを相互に圧接して固定する。
この間、バルブコントローラは、組立体内部の圧力を測定する圧力測定器によって検出される測定結果を逐次読み込み、組立体内部の圧力が予め設定された範囲内の圧力となっているか否かを判定し、組立体内部の圧力が予め設定された範囲内の圧力となるように吸引調整バルブとリリーフバルブの開閉状態あるいは開度等を調整する。
具体的な制御態様としては、例えば、圧力測定器による測定結果と予め設定された目標圧力との偏差に基くＰＩＤ制御（比例動作，積分動作，微分動作）によって吸引調整バルブの操作量を調整し、何らかの理由で組立体内部の圧力が瞬間的に激減したような場合に限り、リリーフバルブを開放して外部の流体を組立体内部に導入し、組立体の圧壊を防止するといったものが望ましい。
既に述べた通り、パーツを組み合わせて密閉した状態で組立体内の圧力を外部の圧力よりも低くすることでパーツの合わせ部を密着させてパーツ同士の位置決めと固定を行うようにしているので、クランプやバイス等の組立補助装置が不要となり、クランプやバイス等が溶接ガン等を始めとする固着手段のエンドエフェクタに干渉する心配がないので、エンドエフェクタの移動経路をパーツの合わせ部つまりパーツの輪郭形状に一致させることができ、エンドエフェクタの移動経路の教示操作やＮＣプログラムの編集作業が容易化される。
また、クランプやバイス等で外側からパーツを挾持する必要が全くないので、パーツの合わせ部に位置決めや固定のための格別なフランジ部を形成する必要がなく、フランジ部の過剰な張り出しが解消され、更には、パーツの挾持に伴うパーツ表面の傷付きの発生や変形、および、クランプやバイス等の着脱作業の煩わしさも解消され、通常のクランプやバイス等による挾持操作が困難な複雑な形状のパーツの固着にも対処し得る。
更に、パーツの合わせ部を均一な力で圧接して固定することができるため、組立補助装置が作動している間に溶接や溶着あるいは接着等の固着作業を行うことで、合わせ部の全体に亘って万遍なく均一な固着結果を得ることが可能となる。
また、凹凸嵌合による位置決めや固定とは相違し、凹凸や屈折部を形成するための格別の加工工程が不要であり、弾性変形が困難なパーツであっても確実に位置決めや固定を行うことができる。
しかも、固着作業が完了するまでの間、組立体内の圧力が外部の圧力よりも低い略一定の圧力に保持されるので、固着作業開始後の時系列上のどの時点でも、言い換えれば、どの固着箇所においても合わせ部の圧着力を一定とすることができ、一定の条件下で均一な固着結果を得ることができる。
また、組立体自体を圧力容器として利用して組立体内の圧力を減圧することにより組立体内の圧力を外部の圧力よりも低くする構成であるため、格別な予圧室を設ける必要がなく、簡単な構造と僅かなスペースで的確にパーツの位置決めや固定を行うことができる。
更に、固着手段として溶接を利用するような場合には、パーツの表面から蒸発した低融点の亜鉛メッキが流体と共に吸引されるので、格別な逃がしやガスベントを形成しなくてもブローホールの発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明による組立体の製造方法および組立補助装置は、パーツを組み合わせて密閉した状態で組立体内の圧力を外部の圧力よりも低くすることでパーツの合わせ部を密着させてパーツ同士の位置決めと固定を行うようにしているので、クランプやバイス等の組立補助装置が不要であり、クランプやバイス等が溶接ガン等を始めとする固着手段のエンドエフェクタに干渉する心配がないので、エンドエフェクタの移動経路をパーツの合わせ部つまりパーツの輪郭形状に一致させることができ、エンドエフェクタの移動経路の教示操作やＮＣプログラムの編集作業が容易化される。
また、クランプやバイス等で外側からパーツを挾持する必要が全くないので、パーツの合わせ部に位置決めや固定のための格別なフランジ部を形成する必要がなく、フランジ部の過剰な張り出しが解消され、更には、パーツの挾持に伴うパーツ表面の傷付きの発生や変形、および、クランプやバイス等の着脱作業の煩わしさも解消され、通常のクランプやバイス等による挾持操作が困難な複雑な形状のパーツの固着にも対処し得る。
更に、パーツの合わせ部を均一な力で圧接して固定することができるため、溶接や溶着あるいは接着等の固着作業を行うことで、合わせ部の全体に亘って万遍なく均一な固着結果を得ることができる。
また、凹凸嵌合による位置決めや固定とは相違し、凹凸や屈折部を形成するための格別の加工工程が不要であり、弾性変形が困難なパーツであっても確実に位置決めや固定を行うことができる。
【００３２】
更に、固着作業が完了するまでの間、組立体内の圧力が外部の圧力よりも低い略一定の圧力に保持されるようにしているので、固着作業開始後の時系列上のどの時点でも、言い換えれば、どの固着箇所においても、合わせ部の圧着力を一定とすることができ、一定の条件下で均一な固着結果を得ることができる。
【００３３】
また、組立体の合わせ部を固着した後、組立体内部の圧力値の時系列的な変化の有無あるいは変化の程度に基いて、固着の状況を判断するようにしたため、目視確認が困難な固着不良を確実に検出することができ、格別な検査工程を設ける必要もなくなるので、全体としての作業工程の簡略化が可能である。
【００３４】
しかも、組立体自体を圧力容器として利用して組立体内の圧力を減圧することで組立体内の圧力を外部の圧力よりも低くする構成であるため、格別な予圧室を設ける必要がなく、簡単な構造と僅かなスペースで的確にパーツの位置決めや固定を行うことができる。
【００３５】
更に、複数のパーツの合わせ部にそれぞれフランジを形成し、このフランジを互いに重ね合わせて固着することで、合わせ部の接合面積を大きくして合わせ部の密着度を高めることができる。
【００３６】
特に、フランジを組立体の外側に向けて形成し、フランジの合わせ面を固着するようにすることで固着強度が向上し、また、パーツ同士の位置合わせも容易となる。
【００３７】
また、フランジを組立体の内側に向けて形成し、フランジを合わせて組立体の外側からパーツの合わせ部を固着するようにすれば、組立体の外側にフランジが突出することがないので、組立体が嵩張るといった問題が解消される。また、組立体を取り付ける取り付けスペースに制限がある場合においては、フランジを組立体の外側に向けて形成した場合に比べ、機能部品である組立体の本体部分の大型化が可能である。
【００３８】
パーツが溶接可能な材質から成る場合においては、固着のための手段として溶接を利用することが望ましく、接着等を始めとする他の固着手段に比べ、養生を含む固着作業の全体的な所要時間の短縮化が可能である。
【００３９】
更に、合わせ部の溶接中に組立体内の流体を吸引し続けることにより、パーツの表面から蒸発した低融点の亜鉛メッキを流体と共に吸引することができるので、格別な逃がしやガスベント等をパーツに形成しなくてもブローホールの発生を防止することができる。
【００４０】
また、組立体が燃料タンクである場合においては、構造上、燃料ポンプ取付口を設けることが必須の要件となるので、この燃料ポンプ取付口を、流体を吸引するための開口部として利用することで、流体を吸引するための開口部を設ける格別の加工工程が不要となって生産性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明による組立体の製造方法を実施する際に利用される組立補助装置と、組立体の製造に必要とされる全体的なシステムについて簡略化して示した概念図である。
【００４２】
この実施形態では二分割構成の半容器状のパーツ１，２を組み合わせてレーザー溶接で固着し、組立体である自動車の燃料タンク３を製造することを前提としている。図１では死角となって見えないが、下方に位置するパーツ２の下面側には、車両の燃料ポンプと接続するための開口部である燃料ポンプ取付口４が、例えば、図２（ａ）に示されるようにしてパーツ２と一体に設けられている。
【００４３】
半容器状のパーツ１，２の各々の合わせ部には外側に向けて一体に形成されたフランジ１ａ，２ａが一体に備えられ、フランジ１ａ，２ａの四隅には、燃料タンク３を車両に実装する際に必要となるボルト通し穴５が予め穿設されている。但し、この実施形態ではフランジ１ａ，２ａは固着のための溶接面として利用されるのみであり、フランジ１ａ，２ａをクランプによって挾持してパーツ１，２を固定する必要はないので、ボルト通し穴５の部分を除けば、其の張り出し量は僅かなものでよい。
【００４４】
半容器状のパーツ１，２はレーザー溶接が可能な金属材料によって形成され、その表面には、低融点の亜鉛メッキ等が錆止めのために施されている。
【００４５】
溶接に利用されるレーザー溶接ガン６は、数値制御装置７で駆動制御される多関節型の産業ロボット８の先端にエンドエフェクタとして装着され、数値制御装置７からの指令で溶接作業のためのレーザー出力のＯＮ／ＯＦＦやアシストガスの噴出のＯＮ／ＯＦＦを制御されるようになっている。
【００４６】
産業ロボット８は、従来と同様に、数値制御装置７に格納された加工プログラムに従って駆動制御されるようになっており、教示操作やＣＡＤデータ等に基いて生成された溶接経路に沿って、アーム先端に装着されたレーザー溶接ガン６を移動させる。
【００４７】
この実施形態における組立補助装置９の主要部は、半容器状のパーツ１，２を組み合わせて密閉した状態で燃料タンク３内の流体すなわち空気を吸引する吸引機１０と、燃料タンク３に形成された燃料ポンプ取付口４および吸引機１０をつなぐ管路１１上に設けられた吸引調整バルブ１２と、燃料タンク３に形成された燃料ポンプ取付口４に接続された外気流入管路１３上に設けられたリリーフバルブ１４と、燃料タンク３内の圧力が予め設定された範囲内の圧力となるように吸引調整バルブ１２およびリリーフバルブ１４の開閉を制御するバルブコントローラ１５によって構成される。
【００４８】
図２（ｂ）は、燃料タンク３に形成された燃料ポンプ取付口４に管路１１や外気流入管路１３および圧力検出用の延長管１７を接続するために使用されるアタッチメント１６の外観を示した斜視図、また、図２（ｃ）は其の断面図である。アタッチメント１６は、管路１１や外気流入管路１３および延長管１７を接続するためのニップル１８，１９，２０を備えたアタッチメント本体１６ａと、アタッチメント本体１６ａを燃料ポンプ取付口４に取り付けるための接続リング１６ｂとによって構成され、アタッチメント本体１６ａの外周フランジと接続リング１６ｂの内周フランジとの間に挟まれるＯリング２１により、燃料ポンプ取付口４にアタッチメント１６を取り付けた際の空気の漏れが防止されるようになっている。
【００４９】
アタッチメント１６は、接続リング１６ｂを燃料タンク３の燃料ポンプ取付口４に螺合することで燃料タンク３に取り付けられるようになっており、接続リング１６ｂは、組立補助の対象となる燃料タンク３の仕様、具体的には、燃料ポンプ取付口４の直径の仕様に応じて何種類かの内径のものが予め準備されており、燃料ポンプ取付口４の仕様に応じて接続リング１６ｂを自由に交換できるようになっている。
【００５０】
ニップル２０に接続された延長管１７の他端は圧力測定器を兼ねるバルブコントローラ１５に接続され、バルブコントローラ１５に内蔵された圧力測定器である圧力センサ２２（図４参照）により、延長管１７の内部圧力すなわち燃料タンク３の内部圧力が検出されるようになっている。
【００５１】
半容器状のパーツ１，２を組み合わせて位置決め状態を保持するためのワーク置き台２３は脚付きのテーブルであり、其の上面には、パーツ１，２のフランジ１ａ，２ａに穿設されたボルト通し穴５に突入してパーツ１，２の位置ズレを防止するための位置決めピン２４を取り付けるためのネジ穴２５が図３（ａ）に示されるようにしてマトリクス状に併設されている。位置決めピン２４は図３（ｂ）に示されるように円錐状のテーパ２４ａを先端に備えた円柱体であり、ワーク置き台２３の上面からパーツ１，２のフランジ１ａ，２ａに至る高さを規制するための大径部２４ｂと、ネジ穴２５に螺合する雄ネジ部２４ｃを有する。ワーク置き台２３の上面には多数のネジ穴２５が設けられているので、位置決めピン２４を螺合するネジ穴２５を燃料タンク３の寸法に応じて選択することによって様々な仕様の燃料タンク３に対処することができる。ワーク置き台２３の中央部に穿設された孔２６は燃料ポンプ取付口４に接続されたアタッチメント１６から延出する管路１１や外気流入管路１３および延長管１７を通すためのものである。また、位置決めピン２４の大径部２４ｂを長めに形成してワーク置き台２３の上面と半容器状のパーツ２の下面との間に十分な大きさの間隙を形成するようにすれば、この間隙を通して側方に管路１１や外気流入管路１３および延長管１７を逃がすことも可能である。
【００５２】
バルブコントローラ１５の主要部は、図４に示すように、演算手段としてのマイクロプロセッサ２７（以下、単にＣＰＵ２７という）と、ＣＰＵ２７の制御プログラムを格納したＲＯＭ２８、および、演算データの一時記憶等に利用されるＲＡＭ２９によって構成され、バルブコントローラ１５の正面パネルに配備された起動スイッチ３０および非常停止スイッチ３１からの信号が入出力回路３２を介してＣＰＵ２７に読み込まれる一方、表示器３３には、ＣＰＵ２７からの指令に応じて各種のメッセージが表示されるようになっている。
【００５３】
また、圧力測定器である圧力センサ２２によって測定される延長管１７の内部圧力すなわち燃料タンク３の内部圧力は、ＡＤ変換器３４と入出力インターフェイス３５を介してＣＰＵ２７に読み込まれ、吸引機１０のＯＮ／ＯＦＦと吸引調整バルブ１２の開度ならびにリリーフバルブ１４の開閉は各々のドライバ３６，３７，３８と入出力インターフェイス３５を介してＣＰＵ２７によって制御されるようになっている。
【００５４】
産業ロボット８を駆動制御する数値制御装置７は、入出力インターフェイス３５を介してＣＰＵ２７との間の情報伝達が可能である。
【００５５】
図５および図６はバルブコントローラ１５の主要部を構成するＣＰＵ２７によって実行される圧力制御処理の概略を示したフローチャートである。
【００５６】
次に、図５および図６を参照して本実施形態における組立体の製造手順と組立補助装置９の全体的な動作について具体的に説明する。
【００５７】
まず、作業者は、燃料タンク３の製造のための前作業として、ワーク置き台２３上の多数のネジ穴２５の中から、半容器状のパーツ１，２の形状および寸法に見合った位置にあるネジ穴２５を選択し、これらのネジ穴２５に位置決めピン２４の雄ネジ部２４ｃを螺合させて取り付けておく。
【００５８】
次いで、作業者は、燃料タンク３の一部を構成する半容器状のパーツ２を搬入し、フランジ２ａの四隅に穿設されているボルト通し穴５の各々を位置決めピン２４の先端に通し、位置決めピン２４における大径部２４ｂの段差部でフランジ２ａの四隅を支えるようにしてワーク置き台２３上にパーツ２を載置する。
更に、これと同様にして半容器状のパーツ１を搬入し、フランジ１ａの四隅に穿設されているボルト通し穴５の各々を位置決めピン２４の先端に通し、フランジ１ａをフランジ２ａに重ね合わせてパーツ２上にパーツ１を載置することで半容器状のパーツ１と同パーツ２を組み合わせて両者間の相対的な位置決めを行い、パーツ１とパーツ２を実質的な密閉状態とする。
【００５９】
そして、ワーク置き台２３の下面側から孔２６を潜らせて接続用のアタッチメント１６をパーツ２の燃料ポンプ取付口４に螺合することにより、仮組み状態にあるパーツ１，２から成る燃料タンク３に吸引機１０およびバルブコントローラ１５を接続する。
【００６０】
ここで、パーツ１もしくはパーツ２に燃料ポンプ取付口４以外の開口、例えば、燃料投入口等が既に穿設されている場合には、この開口に密閉用の部材、例えば、燃料キャップ等を取り付けて封止し、燃料タンク３を実質的な密閉状態とする必要がある。
【００６１】
次いで、作業者がバルブコントローラ１５の起動スイッチ３０を操作すると、バルブコントローラ１５のＣＰＵ２７が図５におけるステップＳ１の判定処理で起動スイッチ３０の操作を検知し、図５および図６に示される圧力制御の自動処理を開始する。
【００６２】
起動指令の入力を検知したＣＰＵ２７は、まず、減圧完了フラグＦと偏差値記憶レジスタＲ１〜Ｒｎおよびレジスタ検索指標ｉの値を共に０に初期化し（ステップＳ２〜ステップＳ４）、リリーフバルブ開度調整レジスタＤＬに初期値０（％）をセットしてリリーフバルブ１４を全閉状態とし（ステップＳ５）、吸引機１０の作動を開始させる（ステップＳ６）。
【００６３】
減圧完了フラグＦは、組立体である燃料タンク３の内圧が外部の圧力である大気圧よりも低下し、溶接作業に適した圧接力でパーツ１，２のフランジ１ａ，２ａを密着させられる程度に低下した際にセットされるフラグである。
この実施形態においては、組立体である燃料タンク３の圧壊を防止し、かつ、パーツ１のフランジ１ａとパーツ２のフランジ２ａの圧接力を溶接に適した状態に確保する必要上、Ｐ０（例えば−８Ｋｐａ＜大気圧）を圧力制御の目標値とし、上限の設定圧力Ｐｍａｘ（例えば−７Ｋｐａ＜大気圧）と下限の設定圧力Ｐｍｉｎ（例えば−９Ｋｐａ＜大気圧）を予め設定された範囲内の圧力として、Ｐｍｉｎ〜Ｐｍａｘの範囲内に燃料タンク３内の実圧力Ｐを収めるべく吸引調整バルブ１２の操作量である開度を制御すると共に、燃料タンク３内の実圧力Ｐが何らかの理由で急激に減少して燃料タンク３が圧壊する手前の限界値Ｐｌｉｍ（例えば−１２Ｋｐａ）を下回った場合には、リリーフバルブ１４を完全に開放して燃料タンク３内に外気を取り入れることによって燃料タンク３内の実圧力Ｐが其れ以上に低下することを防止するようにしている。
偏差値記憶レジスタＲ１〜Ｒｎは、圧力のＰＩＤ制御に際して積分項の算出に用いられるレジスタである。これらのレジスタＲ１〜Ｒｎには、圧力センサ２２によって測定された燃料タンク３内の実圧力Ｐと予め設定された圧力制御の目標値Ｐ０との偏差Ｐ０−Ｐの値が、最近のｎ回分の測定周期に亘って記憶されるようになっている。
レジスタ検索指標ｉは、新たな測定周期において求められた偏差Ｐ０−Ｐの値をストアする偏差値記憶レジスタＲｉを特定するための指標である。
【００６４】
前述のようにして吸引機１０の作動を開始させたＣＰＵ２７は、次いで、圧力センサ２２を介して燃料タンク３内の実圧力Ｐを読み込み（ステップＳ７）、この値を最終実圧力記憶レジスタＲＬに記憶した後（ステップＳ８）、レジスタ検索指標ｉの値を１インクリメントし（ステップＳ９）、該指標ｉの現在値が偏差値記憶レジスタの総数ｎを超えているか否かを判定し（ステップＳ１０）、超えていなければ、指標ｉの値を其のまま保持する一方、越えている場合には、指標ｉに改めて値１をセットする（ステップＳ１１）。
偏差Ｐ０−Ｐの値を記憶させることのできる偏差値記憶レジスタはＲ１〜Ｒｎのｎ個であるから、新たな測定周期において求められた偏差Ｐ０−Ｐの値をストアすべき偏差値記憶レジスタＲｉを特定する指標ｉの値も１〜ｎの範囲の整数に制限する必要がある。
【００６５】
次いで、ＣＰＵ２７は、レジスタ検索指標ｉの現在値が１であるか否かを判定し（ステップＳ１２）、指標ｉの現在値が１であれば、１周期前の測定周期における偏差Ｐ０−Ｐの値を記憶した偏差値記憶レジスタを特定するレジスタ検索指標ｊにｎをセットし（ステップＳ１３）、また、指標ｉの現在値が１以外の値すなわち２〜ｎの何れかであれば、１周期前の測定周期における偏差Ｐ０−Ｐの値を記憶した偏差値記憶レジスタを特定するレジスタ検索指標ｊにｉ−１に相当する値をセットする（ステップＳ１４）。
これは、圧力のＰＩＤ制御に際して微分項の算出を実現するための前処理である。本実施形態では、測定周期を微分時間とし、現測定周期における偏差Ｐ０−Ｐから１周期前の測定周期における偏差Ｐ０−Ｐの値を減じることによって微分項を求めるようにしているので、指標ｉの現在値が２〜ｎの範囲にある場合には偏差値記憶レジスタＲｉから偏差値記憶レジスタＲｊの値つまり偏差値記憶レジスタＲｉ−１の値を減じることで微分項が求められ、また、指標ｉの現在値が１である場合には、偏差値記憶レジスタＲｉ＝１から偏差値記憶レジスタＲｊの値つまり偏差値記憶レジスタＲｎの値を減じることにより微分項が求められる。
【００６６】
次いで、ＣＰＵ２７は、予め設定された圧力制御の目標値Ｐ０の値と現測定周期におけるステップＳ７の処理で読み込まれた実圧力Ｐの値とに基いて現測定周期における偏差Ｐ０−Ｐを求め、この値をレジスタ検索指標ｉの現在値で特定される偏差値記憶レジスタＲｉに記憶する（ステップＳ１５）。
また、ｉ＝１〜ｎの偏差値記憶レジスタＲｉの値を全て加算することによって実質的な積分処理を行い、ＰＩＤ制御における積分項ΣＰを求める（ステップＳ１６）。
【００６７】
そして、ＣＰＵ２７は、レジスタ検索指標ｉで特定される偏差値記憶レジスタＲｉの値からレジスタ検索指標ｊで特定される偏差値記憶レジスタＲｊの値を減じて微分項となる１測定周期分の偏差の変動量（Ｒｉ−Ｒｊ）を求め、当該微分項の値とステップＳ１６の処理で求められた積分項の値ΣＰおよびステップＳ１５の処理で求められた現測定周期の偏差Ｒｉ、更には、積分時間に相当する測定回数ｎと予め設定された比例ゲインＫＰとに基いて、ｙ＝ＫＰ・Ｒｉ＋（ＫＰ／ｎ）・ΣＰ＋ＫＰ・（Ｒｉ−Ｒｊ）の演算式を実行し、ＰＩＤ制御の操作量に相当する吸引調整バルブ１２の開度ｙ（％）を求める（ステップＳ１７）。
なお、実圧力Ｐの読み込み（ステップＳ７）と偏差Ｐ０−Ｐの算出および偏差値記憶レジスタへの記憶（ステップＳ１５）に関わる処理がｎ回以上繰り返し実行されて積分時間に達するまでの間は、偏差を記憶していない偏差値記憶レジスタが存在することになり、積分項である（ＫＰ／ｎ）・ΣＰが操作量ｙ（％）に与える影響が少なめとなるが、処理の繰り返し時間が十分に速いため、この点は実際の問題とはならない。
【００６８】
次いで、ＣＰＵ２７は、吸引調整バルブ１２の開度ｙ（％）が１００（％）を超えているか否かを判定し（ステップＳ１８）、超えていなければｙ（％）の値を其のまま吸引調整バルブ開度調整レジスタＤＶにセットして吸引調整バルブ１２の開度をｙ（％）とする一方（ステップＳ２０）、超えている場合には、ｙ（％）の値を１００（％）に規制して吸引調整バルブ開度調整レジスタＤＶにセットし、吸引調整バルブ１２を全開状態とする（ステップＳ１９）。
組立補助装置９の起動直後の段階では目標値Ｐ０と実圧力Ｐの偏差が大きいので、吸引調整バルブ１２を全開の状態として吸引機１０による吸引作業が行われることになる。
【００６９】
そして、ＣＰＵ２７は、現測定周期におけるステップＳ７の処理で読み込まれた燃料タンク３内の実圧力Ｐの値が予め設定された範囲内の圧力であるＰｍｉｎ〜Ｐｍａｘの範囲内に収まっているか否かを判定し（ステップＳ２１）、この範囲内になければ、更に、実圧力Ｐの値が、タンク３の圧壊の恐れがある限界値Ｐｌｉｍを下回っているか否かを判定する（ステップＳ２５）。
【００７０】
吸引機１０の作動を開始した瞬間に実圧力ＰがＰｍａｘ（例えば−７Ｋｐａ）やＰｌｉｍ（例えば−１２Ｋｐａ）を下回ることはないので、少なくとも、組立補助装置９の起動直後の段階では、ステップＳ２１およびステップＳ２５の判定結果は共に偽となり、結果的に、リリーフバルブ開度調整レジスタＤＬの値は０に保持され、リリーフバルブ１４の全閉状態が維持される（ステップＳ２６）。
【００７１】
次いで、ＣＰＵ２７は、数値制御装置７から溶接完了信号が入力されているか否かを判定するが（ステップＳ２８）、この時点では未だ数値制御装置７による産業ロボット８およびレーザー溶接ガン６の駆動制御は開始されておらず、数値制御装置７から溶接完了信号が入力されることもないので、ステップＳ２８の判定結果は必然的に偽となる。
【００７２】
従って、ＣＰＵ２７は、バルブコントローラ１５の正面パネルに配備された非常停止スイッチ３１からの信号が入力されているか否かを判定し（ステップＳ３７）、非常停止スイッチ３１の操作が検知されなければ、再びステップＳ７の処理に復帰して、前記と同様の処理を繰り返し実行する。
【００７３】
このようにして、リリーフバルブ１４の全閉状態を保持したままステップＳ７〜ステップＳ２１，ステップＳ２５〜ステップＳ２６，ステップＳ２８，ステップＳ３７の処理が繰り返し実行されることにより、最近のｎ回分の測定周期で求められた偏差Ｐ０−Ｐの値を利用したＰＩＤ制御による吸引調整バルブ１２の開度調整が自動的に行われる。そして、燃料タンク３内の実圧力Ｐが、初期値である大気圧から圧力制御の目標値Ｐ０（例えば−８Ｋｐａ＜大気圧）に向けて徐々に低下していく。
【００７４】
また、この間に何らかのトラブルで実圧力Ｐの値がタンク３の圧壊の恐れがある限界値Ｐｌｉｍを下回った場合には、リリーフバルブ開度調整レジスタＤＬにリリーフバルブ１４の全開を意味する１００（％）がセットされて自動的にリリーフバルブ１４が開放されるので（ステップＳ２５，ステップＳ２７）、どのような状況下においても、燃料タンク３の圧壊は確実に防止される。
また、溶接作業の開始前であるか溶接作業の実行中であるかを問わず、作業者の意思で非常停止スイッチ３１を操作して強制的に組立補助装置９の作動を停止させることが可能である（ステップＳ３７）。其の場合は、ＣＰＵ２７がリリーフバルブ開度調整レジスタＤＬに１００（％）をセットしてリリーフバルブ１４を開放すると共に、吸引調整バルブ開度調整レジスタＤＶに０（％）をセットして吸引調整バルブ１２を閉鎖し（ステップＳ３８，ステップＳ３９）、更に、吸引機１０の作動を停止させて数値制御装置７に異常検出信号を出力する（ステップＳ４０，ステップＳ４１）。吸引機１０の停止に先駆けて吸引調整バルブ１２を閉鎖しているため、仮に、吸引機１０が慣性で運動を続けたとしても燃料タンク３の内圧が其れ以上に低下することはない。
【００７５】
また、ステップＳ７〜ステップＳ２１，ステップＳ２５〜ステップＳ２６，ステップＳ２８，ステップＳ３７の処理が繰り返し実行される間に、燃料タンク３内の実圧力Ｐが初期値である大気圧から圧力制御の目標値Ｐ０（例えば−８Ｋｐａ＜大気圧）に向けて順調に低下し、実圧力Ｐが予め設定された範囲内の圧力であるＰｍｉｎ（例えば−９Ｋｐａ＜大気圧）〜Ｐｍａｘ（例えば−７Ｋｐａ＜大気圧）の範囲内に入った場合には、ステップＳ２１の判定結果が真となり、パーツ１のフランジ１ａがパーツ２のフランジ２ａに適切な力で圧接されたことがＣＰＵ２７によって確認される。
【００７６】
この場合、ＣＰＵ２７は、減圧完了フラグＦがセットされているか否かを判定するが（ステップＳ２２）、この時点では減圧完了フラグＦはセットされておらず、ステップＳ２２の判定結果が偽となる。
【００７７】
従って、ＣＰＵ２７は、数値制御装置７に準備完了信号を出力し、該数値制御装置７による産業ロボット８およびレーザー溶接ガン６の駆動制御つまり溶接作業を開始させ（ステップＳ２３）、更に、減圧完了フラグＦに１をセットすることにより、溶接作業が開始されたことを自ら記憶する（ステップＳ２４）。
【００７８】
次いで、ＣＰＵ２７は、数値制御装置７から溶接完了信号が入力されているか否かを判定するが（ステップＳ２８）、この時点では未だ産業ロボット８およびレーザー溶接ガン６による溶接作業は完了しておらず、数値制御装置７から溶接完了信号が入力されることもないので、ステップＳ２８の判定結果は必然的に偽となる。
よって、ＣＰＵ２７は、更に、非常停止スイッチ３１からの信号が入力されているか否かを判定し（ステップＳ３７）、非常停止スイッチ３１の操作が検知されなければ、再びステップＳ７の処理に復帰して、前記と同様の処理操作を繰り返し実行する。
【００７９】
このようにして、ステップＳ７〜ステップＳ２２，ステップＳ２８，ステップＳ３７の処理が繰り返し実行されることにより、最近のｎ回分の測定周期で求めた偏差Ｐ０−Ｐの値を利用したＰＩＤ制御による吸引調整バルブ１２の開度調整が自動的に行われ、溶接作業の実行中における燃料タンク３内の実圧力Ｐが圧力制御の目標値Ｐ０（例えば−８Ｋｐａ＜大気圧）の近傍に自動的に保持される。
【００８０】
この間、ＣＰＵ２７からの準備完了信号を受信した数値制御装置７が産業ロボット８を駆動制御し、エンドエフェクタであるレーザー溶接ガン６を待機位置から溶接開始位置に移動させてレーザー溶接ガン６を作動させ、フランジ１ａの上面に沿ってレーザー溶接ガン６の先端を移動させながら溶接作業を実行する。
【００８１】
溶接作業中に燃料タンク３内の空気の吸引が継続して行われるため、パーツ１，２の表面から蒸発した低融点の亜鉛メッキ等を空気と共に吸引することができ、格別な逃がしやガスベント等をパーツ１，２に形成しなくてもブローホールの発生を防止することができる。
【００８２】
このようにして溶接作業が進み、パーツ１，２の合わせ面であるフランジ１ａ，２ａが徐々に固着されていくと、この合わせ面から燃料タンク３内に侵入する外気の量が徐々に減少するが、ＰＩＤ制御を利用して吸引調整バルブ１２の開度を自動調整しているので、溶接が完了した部分の長短つまり燃料タンク３の密閉度に関わりなく、燃料タンク３内の圧力を圧力制御の目標値Ｐ０の近傍に的確に保持して溶接作業を継続することができる。これにより、実際にレーザーが照射されて溶接が行われる部分のフランジ１ａ，２ａの圧接力が常に略一定となり、溶接作業開始後の時系列上のどの時点でも、言い換えれば、どの溶接箇所においても、一定の条件下で均一な溶接結果を得ることができるようになる。
【００８３】
また、溶接作業中に何らかのトラブルで実圧力Ｐの値がタンク３の圧壊の恐れがある限界値Ｐｌｉｍを下回った場合には、リリーフバルブ開度調整レジスタＤＬにリリーフバルブ１４の全開を意味する１００（％）がセットされて直ちにリリーフバルブ１４が開放されるので（ステップＳ２５，ステップＳ２７）、溶接作業中に何らかのトラブルが発生した場合であっても、燃料タンク３の圧壊は確実に防止される。
【００８４】
また、何らかの理由で作業の緊急停止が必要となった場合には、作業者が非常停止スイッチ３１を操作して強制的に組立補助装置９の作動を停止させることになる（ステップＳ３７〜ステップＳ４０）。この場合、ＣＰＵ２７から数値制御装置７に異常検出信号が出力され（ステップＳ４１）、数値制御装置７側の処理でレーザー溶接ガン６による溶接作業も自動的に停止されるので、吸引機１０の作動停止によってフランジ１ａ，２ａの圧接力が不十分となったまま不用意に溶接作業が継続されるといった問題が解消され、製品の歩留まりを改善することができる。
【００８５】
最終的に、産業ロボット８およびレーザー溶接ガン６による１サイクルの動作が完了し、フランジ１ａ，２ａを一巡する溶接作業が完了すると、数値制御装置７の駆動制御の下でレーザー溶接ガン６の作動が停止され、エンドエフェクタであるレーザー溶接ガン６が再び待機位置に戻され、数値制御装置７からバルブコントローラ１５に溶接完了信号が出力される。
【００８６】
バルブコントローラ１５のＣＰＵ２７はステップＳ２８の判定処理で溶接完了信号の入力を検知し、リリーフバルブ開度調整レジスタＤＬおよび吸引調整バルブ開度調整レジスタＤＶに共に０（％）をセットしてリリーフバルブ１４および吸引調整バルブ１２を全閉状態とし、燃料タンク３の密閉状態を確保してから（ステップＳ２９）、吸引機１０の作動を停止させて（ステップＳ３０）、予め設定された待機時間をタイマＴにセットし、溶接作業完了後の経過時間の計測を開始する（ステップＳ３１）。
【００８７】
そして、溶接作業完了後の経過時間が設定待機時間に達したことが確認されると（ステップＳ３２）、ＣＰＵ２７は、圧力センサ２２を介して燃料タンク３内の実圧力Ｐを改めて読み込み（ステップＳ３３）、最終実圧力記憶レジスタＲＬに記憶されている圧力の値すなわち溶接作業の完了時点で検出されていた燃料タンク３内の実圧力ＲＬと設定待機時間経過後の実圧力Ｐとの偏差を求め、この偏差が予め設定された圧力変動許容値εの範囲内に収まっているか否かを判定する（ステップＳ３４）。
【００８８】
ここで、偏差がεの範囲内にあれば、ＣＰＵ２７は、溶接完了後の燃料タンク３内部の圧力の時系列的な変化つまり燃料タンク３における空気漏れがなく、フランジ１ａ，２ａを一巡する溶接作業が適切に行われているものと見做し、表示器３３に溶接の正常終了を意味するメッセージを表示し（ステップＳ３５）、また、偏差がεの範囲を超えてしまった場合には、溶接完了後の燃料タンク３内部の圧力の時系列的な変化つまり燃料タンク３における空気漏れがあり、フランジ１ａ，２ａを一巡する溶接に不良箇所があるものと見做し、表示器３３に溶接の異常終了を意味するメッセージを表示して（ステップＳ３６）、一連の圧力制御処理を終了する。
【００８９】
従って、目視確認が困難な溶接不良を自動処理によって確実に検出することができ、しかも、格別な検査工程を設ける必要もなくなるので、全体としての作業工程の簡略化が可能である。
【００９０】
溶接の適否判定に用いる圧力変動許容値εは、溶接作業完了後の燃料タンク３の温度変化や吸引調整バルブ１２およびリリーフバルブ１４等における微妙な空気漏れ等を考慮し、実験的に求めておくことが望ましい。
【００９１】
溶接作業の完了時点ではレーザー溶接ガン６の位置を含め数値制御装置７や産業ロボット８および組立補助装置９の状態が全て初期状態に復帰しているので、溶接の完了した燃料タンク３をワーク置き台２３から取り外して新たなパーツ２，１を取り付けてからバルブコントローラ１５の起動スイッチ３０を操作することで、前記と同様の溶接作業を繰り返し実行することができる。
【００９２】
この実施形態ではバルブコントローラ１５を数値制御装置７と独立させて設けているが、一般に、数値制御装置７は、加工径路の直線補間や円弧補間あるいはエンドエフェクタの姿勢制御等に必要とされる前処理やパルス分配処理を始めとする各軸の駆動制御をマルチタスク処理として実行しているので、マルチタスク処理の１つとして図５および図６のような処理を実行させるようにすれば、数値制御装置７にバルブコントローラ１５の機能を持たせることも可能である。その場合、圧力センサ２２，吸引機１０，吸引調整バルブ１２，リリーフバルブ１４は数値制御装置７の入出力インターフェイスに接続して駆動制御されることになる。
【００９３】
また、産業用ロボット８や数値制御装置７を使用せずにマニュアル操作で溶接を行うとした場合には、図５および図６に示される処理において、ステップＳ２３の処理で表示器３３に準備完了のメッセージを所定時間に亘って表示するようにする。
また、バルブコントローラ１５の正面パネルに終了スイッチを併設すると共に、ステップＳ２８の処理に代えて前記終了スイッチの操作の有無を検知する処理を行うようにし、終了スイッチの操作が検知された場合にはステップＳ２９へ、また、操作が検知されなかった場合にはステップＳ３７に進むようにする。
【００９４】
以上、一例としてパーツ１，２に外向きのフランジ１ａ，２ａを設けてレーザー溶接を行う場合について示したが、図７（ａ）に示されるようにしてパーツ１，２に内向きのフランジ１ａ，２ａを設け、フランジ１ａ，２ａを重ねた状態で燃料タンク３の外側からフランジ１ａ，２ａの合わせ部をレーザー溶接するようにしてもよいし、更には、図７（ｂ）に示されるように、レーザー溶接による深融け込みとロウ材３９とを併用して溶接作業を行うようにしてもよい。燃料タンク３の外側にフランジが突出することがないので、燃料タンク３の外形が必要以上に嵩張るといった問題を解消することができる。
【００９５】
また、圧力制御に関してはＰＩＤ制御の他に比例制御や比例積分制御を始めとする任意の制御方式を適用することが可能であり、また、吸引調整バルブ１２の全開時間と全閉時間のデューティ比を単純に調整するといったことも可能である。全開時間と全閉時間のデューティ比を調整する場合には、吸引機１０の過負荷を防止するための圧力制御弁等を吸引機１０に併設することが望ましい。
【００９６】
以上に述べた通り、この実施形態では、パーツ１，２を組み合わせて密閉した状態で燃料タンク３内の圧力を外部の圧力である大気圧よりも低くすることによってパーツ１，２の合わせ部となるフランジ１ａ，２ａを密着させてパーツ同士の位置決めと固定を行い、フランジ１ａ，２ａの合わせ面をフランジ１ａの上面側からレーザー溶接で溶接するようにしているので、クランプやバイス等の組立補助装置は不要である。
従って、クランプやバイス等がエンドエフェクタであるレーザー溶接ガン６に干渉する心配はなく、レーザー溶接ガン６の移動経路をパーツ１，２の合わせ部つまりパーツ１，２の輪郭形状に一致させることができ、レーザー溶接ガン６の移動経路の教示操作や数値制御装置７におけるＮＣプログラムの編集作業も容易化される。
【００９７】
また、クランプやバイス等で外側からパーツ１，２を挾持する必要が全くないので、パーツ１，２の合わせ部に位置決めや固定のための大きなフランジを形成する必要がなく、フランジ１ａ，２ａの過剰な張り出しが解消され、更には、パーツ１，２の挾持に伴うフランジ１ａ，２ａの傷付きの発生や変形、および、クランプやバイス等の着脱作業の煩わしさも解消され、通常のクランプやバイス等による挾持操作が困難な複雑な形状のパーツ１，２の固着にも対処し得る。
【００９８】
更に、パーツ１，２の合わせ部であるフランジ１ａ，２ａを均一な力で圧接して固定することができるため、フランジ１ａ，２ａの全周に亘って万遍なく均一な溶接結果を得ることができる。
【００９９】
また、凹凸嵌合による位置決めや固定とは相違し、凹凸や屈折部をパーツ１，２に形成するための格別の加工工程は不要であり、弾性変形が困難なパーツであっても確実に位置決めや固定を行うことができる。
【０１００】
この実施形態は、特に、パーツを組み合わせた状態で実質的な密閉容器となる組立体、例えば、自動車の燃料タンク３を始めとする容器類等に適するが、複数のパーツを組み合わせた状態で開口が形成される組立体であっても、その開口を他の密閉用の部材で封止することによって前述した技術思想を容易に適用することが可能である。
例えば、燃料タンク３を構成するパーツ１もしくはパーツ２に燃料ポンプ取付口４以外の開口、例えば、燃料投入口等が既に穿設されている場合であっても、この開口に密閉用の部材、例えば、燃料キャップ等を取り付けて封止することにより燃料タンク３を実質的な密閉状態とできる点については既に述べた通りである。
また、複数のパーツを組み合わせた状態で開口が形成される組立体としては、例えば、アウターパネルとインナーパネルを固着して製造する自動車のドア構造等がある。このようなドアの製造に際しては、内外のドアパネルの間隙（ガラスを入れる隙間等）を塞ぐ着脱容易な密閉用の部材を設け、この部材に開口部を設けて管路１１，外気流入管路１３，延長管１７を接続することで、図１の実施形態と同様の組立補助装置９を利用することが可能である（ワーク置き台２３は除く）。この種のドア構造に関しては必ずしも内外のドアパネルの接合部の密閉性は要求されないので、合わせ部の全体を連続的に溶接するレーザー溶接や抵抗溶接等に代えてスポット溶接等を利用することも可能である。スポット溶接を利用した場合、溶接完了後の内外のドアパネルの密閉状態は必ずしも保証されないが、空気漏れの程度に応じて溶接の適否を判定する圧力変動許容値εの値やタイマＴの設定時間は飽くまでも設定値であるから、圧力変動許容値εの値を大きめに設定したりタイマＴの設定時間を短めに設定したりすることによって、或る程度の精度で溶接の適否を判定することが可能である。
【０１０１】
また、溶接が不能な組立体については接着剤等を利用した固着作業を利用することも考えられる。
其の場合、パーツの合わせ部に接着剤を塗布した後にパーツの合わせ部を密着させることになるが、接着剤による実質的な固着効果が発生するのはパーツの合わせ部を密着させた後であるから（そもそも、パーツを密着させる前に接着剤が完全硬化してしまったのでは接着剤として機能しない）、パーツの合わせ部に接着剤を塗布した後にパーツの合わせ部を密着させるとした行為も、「パーツの合わせ部を密着させ、その後に、パーツの合わせ部を固着する」とした本発明の要旨から外れるものではない。
固着手段として接着剤を利用する場合には、吸引機１０の吸引作用によってパーツの外側に接着剤が垂れるのを防止する効果が生じるので、特に、見栄えが気になる外装品等の製造に好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明による組立体の製造方法を実施する際に利用される組立補助装置と組立体の製造に必要とされる全体的なシステムの一例について簡略化して示した斜視図である。
【図２】組立体である燃料タンクと組立補助装置との接続に利用されるアタッチメントの具体的な構成の一例について示した図で、図２（ａ）は燃料ポンプ取付口の構造について示した断面図、図２（ｂ）はアタッチメントの外観について示した斜視図、図２（ｃ）はアタッチメントの構造について示した断面図である。
【図３】組立体である燃料タンクの載置および位置決めに利用されるワーク置き台の主要部を示した図で、図３（ａ）はワーク置き台の平面図、図３（ｂ）はワーク置き台に取り付けられる位置決めピンの構造を示した斜視図である。
【図４】バルブコントローラの構成の概略を示した機能ブロック図である。
【図５】バルブコントローラの主要部を構成するＣＰＵによって実行される圧力制御処理の概略を示したフローチャートである。
【図６】圧力制御処理の概略を示したフローチャートの続きである。
【図７】パーツに内向きのフランジを設けた場合の溶接の態様について示した断面図で、図７（ａ）はレーザー溶接のみを利用した固着方法について、また、図７（ｂ）はレーザー溶接とロウ材を併用した固着方法について示している。
【符号の説明】
【０１０３】
１，２  パーツ
１ａ，２ａ  フランジ
３  燃料タンク（組立体）
４  燃料ポンプ取付口（開口部）
５  ボルト通し穴
６  レーザー溶接ガン（エンドエフェクタ）
７  数値制御装置
８  産業ロボット
９  組立補助装置
１０  吸引機
１１  管路
１２  吸引調整バルブ
１３  外気流入管路
１４  リリーフバルブ
１５  バルブコントローラ
１６  アタッチメント
１６ａ  アタッチメント本体
１６ｂ  接続リング
１７  延長管
１８，１９，２０  ニップル
２１  Ｏリング
２２  圧力センサ（圧力測定器）
２３  ワーク置き台
２４  位置決めピン
２４ａ  テーパ
２４ｂ  大径部
２４ｃ  雄ネジ部
２５  ネジ穴
２６  孔
２７  マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）
２８  ＲＯＭ
２９  ＲＡＭ
３０  起動スイッチ
３１  非常停止スイッチ
３２  入出力回路
３３  表示器
３４  ＡＤ変換器
３５  入出力インターフェイス
３６，３７，３８  ドライバ
３９  ロウ材
【図１】
2006205275.tif 000003
【図２】
2006205275.tif 000004
【図３】
2006205275.tif 000005
【図４】
2006205275.tif 000006
【図５】
2006205275.tif 000007
【図６】
2006205275.tif 000008
【図７】
2006205275.tif 000009