JPH07314054A - 多目的ローラーヘミング方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 設備費低減と設置スペースの削減。 【構成】 予め教示された軌跡に沿って移動可能なロボ
ット１の先端に回転自在なヘミングローラー１２を保持
させ、このヘミングローラー１２にて加工台５上に載置
されたパネルのフランジを転圧することにより、プレス
パネルにヘミング加工を行うローラーヘミング方法にお
いて、工具交換装置２により工具をとり換えて１台のロ
ボット１でヘミング加工とその他の作業を行うようにし
た多目的ローラヘミング加工方法およびその装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ヘミング加工のみでな
く他の目的、たとえばパネルの搬送やシーラ塗布等、に
も用いることのできる多目的ローラーヘミング方法、お
よび該方法を実施する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のシエルボデーなどでは、アウタ
パネルとインナパネルを組付けてヘミング加工が行われ
ている。加工法としては、上型と下型とで押圧する方法
があるが、専用の押圧する装置が必要なため、設備費が
高くなる。設備費を低減するために、産業用ロボットの
先端にヘミングローラーを装着し、ヘミングローラーを
転動させながらワークを押圧することによりヘミング加
工を汎用的に行えるようにしたローラーヘミング装置が
開発されている。たとえば特公平５−３４１０１号公報
は、予め教示された軌跡に沿って移動可能なロボットの
先端に回転自在にローラーを装着し、このローラーにて
パネルのフランジを転圧することにより、パネルにヘミ
ング加工を施すローラーヘミング装置を開示している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来ヘミング
加工には次の問題がある。ヘミングローラーを装着した
ロボットは、ヘミング加工のみを行うので、他の目的、
たとえばワークの搬入、搬出やシーラの塗布などを自動
化、省人化のために別の装置またはロボットで行うよう
にすると、各工程毎にロボットまたは装置が必要にな
り、設備費が高くなる。また、それぞれに設置スペース
が必要であるため、広大なスペースを要する。本発明の
目的は、設備費低減と設置スペースの削減が可能な多目
的ローラーヘミング方法および装置を提供することにあ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の方法および装置は、次の通りである。 （１）ロボットの先端に工具交換装置を用いてパネル搬
送用のハンドリングアタッチメントを装着し、該ハンド
リングアタッチメントにてアウタパネルを加工台に搬入
する第１の工程と、ロボットの先端に装着した工具を前
記工具交換装置を用いて前記ハンドリングアタッチメン
トからシーラ塗布装置にとり換え、該シーラ塗布装置に
て前記アウタパネルにシーラを塗布する第２の工程と、
ロボットの先端に装着した工具を前記工具交換装置を用
いて前記シーラ塗布装置からハンドリングアタッチメン
トにとり換え、インナパネルを前記アウタパネル上に搬
送、位置決めする第３の工程と、ロボットの先端に装着
した工具を前記工具交換装置を用いて前記ハンドリング
アタッチメントからヘミングローラーにとり換え、前記
アウタパネルにプリヘム加工と本ヘム加工とからなるヘ
ミング加工を行う第４の工程と、から成る多目的ローラ
ーヘミング方法。 （２）前記第４の工程において、プリヘム加工と本ヘム
加工におけるヘミングローラーの送り方向を互いに逆と
した（１）記載の多目的ローラーヘミング方法。 （３）教示した軌跡に沿って移動可能な先端を有するロ
ボットと、前記ロボットの先端に交換可能に装着され
る、ヘミングローラーを含む２種以上の工具と、前記ヘ
ミングローラーによってヘミング加工が施されるパネル
を含むワークが載置される加工台と、前記ロボットの先
端に装着される工具を前記ヘミングローラーを含む２種
以上の工具のうちの一の工具から別の工具にとり換える
工具交換装置と、を備えた多目的ローラーヘミング装
置。 （４）前記２種以上の工具が、パネル搬送用のハンドリ
ングアタッチメントを含む（３）記載の多目的ローラー
ヘミング装置。 （５）前記２種以上の工具がパネルにシーラを塗布する
シーラ塗布装置を含む（３）記載の多目的ローラーヘミ
ング装置。 （６）前記加工台を回転可能とした（３）記載の多目的
ローラーヘミング装置。

【０００５】

【作用】上記（１）の方法では、１つのローラヘミング
装置を、ロボット先端に装着する工具をとり換えて多目
的に使うので、各目的にロボットを設ける場合にくらべ
て、設備費が低減され、設置スペースが削減される。上
記（２）の方法では、プリヘム加工と本ヘム加工とで、
パネルに生じる応力、変形の方向が逆になって互いに相
殺する方向に働くので、ローラをプリヘム加工と本ヘム
加工で同じ方向に送っていた従来ヘミング加工で生じて
いたパネル一端部のもち上り変形が抑制される。上記
（３）の装置では、工具交換装置を設けたので、ロボッ
ト先端に装着する工具をとり換えることにより、１つの
ロボットを多目的に使用でき、各目的にロボットを設け
る場合にくらべて、設備費が低減され、設置スペースが
削減される。上記（４）の装置では、工具にハンドリン
グアタッチメントが含まれるので、パネルの搬入等も行
うことができる。上記（５）の装置では、工具にシーラ
塗布装置が含まれるので、パネル周縁部にシーラを塗布
するにも本装置を利用することができる。上記（６）の
装置では、加工台を回転可能としたので、加工台を回転
させることによって加工台に載置されたワークの加工位
置を、ロボットに近づけることができ、ヘミング加工可
能範囲を実質的に拡大することができる。

【０００６】

【実施例】図１〜図１４は本発明の一実施例に係る方法
および装置を示している。まず、図１〜図３を参照して
本発明実施例の方法を説明する。本発明実施例の多目的
ローラーヘミング加工方法は、第１、第２、第３、第
４、第５の工程を、第１、第２、第３、第４、第５の工
程の順で実施する方法から成り、そのうち第５の工程は
必要に応じて実施されればよい工程である。第１の工程
は、産業用汎用ロボット１の先端に工具交換装置２を用
いてパネル搬送用のハンドリングアタッチメント３（図
１３参照）を装着し、ハンドリングアタッチメント３に
てアウタパネル４を加工台５に搬入する工程である。ア
ウタパネル４は、たとえば自動車用シエルボデーのアウ
タパネルから成る。ハンドリングアタッチメント３は、
たとえば吸盤式のものを用い、吸盤をパネル上に押しつ
けてパネルをパネル置台６からもち上げ、ロボット１を
駆動してパネルを加工台５上に置く。加工台５に置かれ
たパネル４は位置決めシリンダ７で位置決めされ、つい
で板押えクランプ８によってクランプされる。

【０００７】第２の工程では、ロボット１の先端に装着
した工具を工具交換装置２を用いてハンドリングアタッ
チメント３からシーラ塗布装置９（シーラガンともい
う，図１４参照）にとり換え、シーラガン９にてアウタ
パネル４にシーラ（シール剤）を塗布する。シーラガン
９はホースを介してシール剤源に接続され、ホースの途
中にシール剤を送るポンプおよび送給をオンオフするバ
ルブが設けられる。シール剤は、アウタパネル４のヘミ
ング部とインナパネルとの間をシールする。第３の工程
では、ロボット１の先端に装着した工具を工具交換装置
２を用いてシーラ塗布装置９からハンドリングアタッチ
メント３にとり換え、インナパネル１０をパネル置台１
１から加工台５上のアウタパネル４上に載置、位置決め
する。ハンドリングアタッチメントにはアウタパネル用
のものと同じものを用いてもよく、あるいは別のものを
用いてもよい。

【０００８】第４の工程では、ロボット１の先端に装着
した工具を工具交換装置２を用いてハンドリングアタッ
チメント３からヘミングローラー１２にとり換え、アウ
タパネル４に、プリヘム加工（予備曲げ加工）と本ヘム
加工（本曲げ加工）とからなるヘミング加工を行う。プ
リヘム加工される前はアウタパネル４は縁部が縁部以外
の部分に対して直角に立ち上った形状にされており、プ
リヘム加工において、立ち上った縁部が斜めに縁部以外
の部分側にヘミングローラー１２によって曲げられ、本
ヘム加工において、斜めに曲げられていた縁部が縁部以
外の部分と平行になるようにヘミングローラー１２によ
って押し曲げられる。インナパネル１０の縁部はアウタ
パネル４の折り曲げられた縁部と折り曲げられなかった
部分との間に挾持される。シール剤はアウタパネル４の
ヘミング部とインナパネル１０の縁部との間をシールす
る。

【０００９】図３に示すように、ヘミングローラー１２
の送り方向（ロボット１による移動方向）は、プリヘム
加工と本ヘム加工とで、互いに逆とされる。従来のヘミ
ング加工では、ヘミングローラーの送りの方向はプリヘ
ム加工と本ヘム加工とで同じであり、そのためプリヘム
加工においてアウタパネルに生じる応力、変形の方向
と、本ヘム加工においてアウタパネルに生じる応力、変
形の方向とが、それぞれ同じとなって、それらが合算さ
れ、視認できる程度の大きさの変形が、ヘミング加工に
おいて、ヘミング部の長手方向の一端と他端との間に生
じていた。しかし、図３に示すように、ヘミングローラ
ー１２の送りの方向をプリヘム加工と本ヘム加工とで逆
にすることにより、プリヘム加工においてアウタパネル
４に生じる応力、変形の方向と、本ヘム加工においてア
ウタパネル４に生じる応力、変形の方向とが互いに逆に
なって相殺する方向に働き、応力、変形が小さくなる。
これによって、製品の形状精度、品質が向上する。

【００１０】第５の工程では、ロボット１の先端に装着
した工具を工具交換装置２を用いてヘミングローラー１
２からハンドリングアタッチメント３（第１、第３工程
のハンドリングアタッチメントと同じものでも、別物で
もよい）にとり換え、ヘミング加工された、アウタパネ
ルとインナパネルとから成るパネルアッセンブリを、加
工台５から搬出し、パネル置台１３上に置く。

【００１１】上記ローラーヘミング方法の作用について
は、１台のロボット１を用いて、ロボット先端に装着す
る工具を、工具交換装置２を用いてとり換えて、ヘミン
グ加工や、その他の作業、たとえばワークの搬入、搬
出、シーラ塗布等を直列の工程で行うようにしたので、
各目的のためにロボットを設ける場合に比べて、設備費
を低減でき、設置スペースを削減することができる。ま
た、ロボット１と、他の装置やロボットとの干渉は無
く、ヘミング加工時のロボット先端の動きが他の装置や
ロボットによって制限されない。したがって、ヘミング
加工可能な範囲が拡げられる。また、ヘミング加工にお
いて、ヘミングローラ１２の送り方向をプリヘム加工と
本ヘム加工とで逆にすることにより、ヘミング加工にお
いて生じるパネルの変形を抑制でき、製品精度を向上で
きる。

【００１２】つぎに、本発明実施例の装置を図１〜図１
４を参照して説明する。本発明実施例の多目的ローラー
ヘミング装置は、図１に示すように、教示した軌跡に沿
って移動可能な先端を有するロボット１と、ロボット１
の先端に交換可能に装着される、ヘミングローラー１２
を含む２種以上の工具と、ヘミングローラー１２によっ
てヘミング加工が施されるパネルを含むワークが載置さ
れる加工台５と、ロボット１の先端に装着される工具を
一の工具から別の工具にとり換える工具交換装置２と、
を備えている。

【００１３】２種以上の工具のうちには、ヘミングロー
ラー１２、ワークを搬入、搬出するハンドリングアタッ
チメント３、シーラ塗布装置９（シーラガン）のうち２
以上が含まれる。上記の装置では、工具交換装置２を設
けたので、ロボット先端に装着する工具をとり換えるこ
とにより、１つのロボット１を多目的に使用でき、各目
的にロボットを設ける場合にくらべて、設備費が低減さ
れ、設置スペースが削減される。また、１つのロボット
１を多目的に用いるので、別々にロボットを設けた場合
に生じるかもしれないロボット同志の干渉も無く、１つ
のロボット１の作動範囲を大きくとることができる。ヘ
ミングローラー１２は、図１４に示されており、プリヘ
ム加工時にアウタパネルのフランジを転動しながら押圧
するプリヘム加工面１４と、本ヘム加工時にアウタパネ
ルのフランシを転動しながら押圧する本ヘム加工面１５
と、ロボット１のアーム先端に装着された工具を保持す
るための保持部１６に着脱自在に保持される取付部１７
と、を有する。

【００１４】ハンドリングアタッチメント３は、図１３
に示すように、アタッチメント本体１８と、吸盤１９
と、ホース２０と、取付部２１と、を有する。吸盤１９
でワークを吸着し、ホース２０から吸盤内にエアを送る
とワークが吸盤１９から外れる。取付部２１は、ヘミン
グローラー１２の取付部１７と同構造で、取付部２１で
ロボット１の保持部１６に着脱自在に取付けられる。シ
ーラガン９は、図１４に示すように、シーラガン本体２
２と、シーラポンプ、バルブへのホース２３と、取付部
２４とを有する。取付部２４は、ヘミングローラー１２
の取付部１７と同構造で、取付部２１でロボット１の保
持部１６に着脱自在に取付けられる。

【００１５】加工台５は、アウタパネル４、インナパネ
ル１０を載せる台である。図２に示すように、加工台５
に対して、ワークを位置決めするための位置決めシリン
ダ７、位置決めされたワークを加工台５に固定する板押
えクランプ８が設けられる。ヘミングローラー１２は、
その基準面を加工台５の側面上部のガイド面に押しつけ
られ、加工台５に対して正確に位置決めされながら、プ
リヘム加工面１４、本ヘム加工面１５でワークを押して
ヘミング加工を行う。

【００１６】工具交換装置２は、図４〜図１０に示すよ
うな構造、機能を有する。工具置台２５には、ヘミング
ローラー１２、シーラーガン９、ハンドリングアタッチ
メント３等の工具が置かれる。図４〜図１０では、工具
としてヘミングローラー１２の場合を示してあるが、他
の場合もこれに準じる。ロボット１のアーム先端には保
持部１６が装着され、保持部１６に工具の取付部１７、
２１、２４が着脱自在に取付けられる。ロボット１は、
図４に示すように、工具取換え時に、保持部１６を工具
に対向した位置にもってきて停止する。保持部１６の中
には、図５〜図８に示すように、上下に可動なストッパ
２６がスプリング２７にて下側に押された状態で止まっ
ている。ストッパ２６の下方にはストッパ持上げ爪２８
が設けられていて、シリンダ２９にて上昇されるように
なっている。ストッパ持上げ爪２８が上昇されると、ス
トッパ２６がもち上げられる。工具置台２５はシリンダ
３０にて前進、後退可能となっている。ストッパ２６が
もち上げられている状態でシリンダ３０により工具置台
２５がロボット保持部１６に向って前進され、工具の取
付部１７、２１、２４がロボット１の保持部１６に入れ
られる。この状態が図５の状態である。ついで、ストッ
パ持上げ爪２８がシリンダ２９により下降されると、ス
トッパ２６も下降し、工具取付部１７、２１、２４の切
欠部３１にストッパ２６の平行辺部３２が係合して、工
具取付部１７、２１、２４がロボット１の保持部１６か
ら抜けないように固定する。この状態が図９の状態であ
る。ついで、ロボット１は、プリヘム動作へと入ってい
く。この状態が図１０の状態である。

【００１７】加工台５は、図１１、図１２に示すよう
に、鉛直軸芯まわりに回転可能な構造とされてもよい。
たとえば、加工台５であるヘム型をターンテーブル３３
に固定し、ターンテーブル３３をベアリング３４で回転
自在に支持し、モータ３５の回転をピニオンギヤ３６と
ギヤ３７の噛合でターンテーブル３３に伝えるようにし
てもよい。３８はターンテーブル３３が傾かないように
するための受けで、３９は、ターンテーブル３３を所定
の位置に回転を停止させるためのストッパである。加工
台５を回転可能構造とすることにより、図３のワークの
ヘミング加工部をロボット１に近い側にもってくること
ができ、ロボット１のヘミング可能範囲を実質的に拡大
することができる。上記装置の作用については、前述し
た本発明の方法と同じかそれに準じる。

【００１８】

【発明の効果】請求項１によれば、１つのローラヘミン
グ装置をロボット先端に装着される工具をとり換えて多
目的に使うので、各目的にロボットを設置する場合にく
らべて、設備費を低減でき、設置スペースを削減するこ
とができる。請求項２によれば、プリヘム加工と本へむ
加工とで、パネルに生じる応力、変形の方向が逆になっ
て互いに相殺するので、ヘミング加工で生じるパネルの
変形が抑制される。請求項３によれば、工具交換装置を
設けたので、ロボット先端に装着される工具をとり換え
て１つのロボットを多目的に使用でき、各目的にロボッ
トを設置する場合にくらべて、設備費を低減でき、設置
スペースを削減することができる。請求項４によれば、
工具にハンドリングアタッチメントが含まれるので、パ
ネルの搬入を機械化できる。請求項５によれば、工具に
シーラ塗布装置が含まれるので、パネルへのシーラの塗
布を機械化できる。請求項６によれば、加工台を回転可
能としたので、ヘミング加工可能範囲を拡大できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る多目的ローラヘミング
方法を実施する装置の斜視図である。

【図２】図１のうち加工台とその近傍の斜視図である。

【図３】図１のうちプリヘム加工と本ヘム加工における
ヘミングローラーの送り方向を示すワークの平面図であ
る。

【図４】図１のうち工具交換装置の、ロボットへの工具
装着前の、側面図である。

【図５】図４の工具交換装置の、ロボットへの工具装着
中の、側面図である。

【図６】図５のうち工具を装着する保持部とその近傍の
詳細図である。

【図７】図６の正面図である。

【図８】工具の取付部の拡大斜視図である。

【図９】図４の工具交換装置の、ロボットへの工具装着
後の、側面図である。

【図１０】図４の工具交換装置の、ロボットが離れた状
態の、側面図である。

【図１１】加工台が回転可能構造である場合の加工台の
断面図である。

【図１２】図１１の加工台の平面図である。

【図１３】ハンドリングアタッチメントの斜視図であ
る。

【図１４】シーラ塗布装置の斜視図である。

【符号の説明】

１ ロボット ２ 工具交換装置 ３ ハンドリングアタッチメント ４ アウタパネル ５ 加工台 ６ パネル置台 ７ シリンダ ８ 板押えクランプ ９ シーラ塗布装置 １０ インナパネル １１ パネル置台 １２ ヘミングローラー １３ パネル置台 １４ プリヘム加工面 １５ 本ヘム加工面 １６ 保持部 １７ 取付部 １８ アタッチメント本体 １９ 吸盤 ２１ 取付部 ２２ シーラガン本体 ２３ ホース ２４ 取付部 ２５ 工具置台 ２６ ストッパ ２７ スプリング ２８ ストッパ持上げ爪 ２９ シリンダ ３０ シリンダ ３１ 切欠部 ３２ 平行辺部 ３３ ターンテーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒川 秀義 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットの先端に工具交換装置を用いて
   パネル搬送用のハンドリングアタッチメントを装着し、
   該ハンドリングアタッチメントにてアウタパネルを加工
   台に搬入する第１の工程と、 ロボットの先端に装着した工具を前記工具交換装置を用
   いて前記ハンドリングアタッチメントからシーラ塗布装
   置にとり換え、該シーラ塗布装置にて前記アウタパネル
   にシーラを塗布する第２の工程と、 ロボットの先端に装着した工具を前記工具交換装置を用
   いて前記シーラ塗布装置からハンドリングアタッチメン
   トにとり換え、インナパネルを前記アウタパネル上に搬
   送、位置決めする第３の工程と、 ロボットの先端に装着した工具を前記工具交換装置を用
   いて前記ハンドリングアタッチメントからヘミングロー
   ラーにとり換え、前記アウタパネルにプリヘム加工と本
   ヘム加工とからなるヘミング加工を行う第４の工程と、
   から成ることを特徴とする多目的ローラーヘミング方
   法。
2. 【請求項２】 前記第４の工程において、プリヘム加工
   と本ヘム加工におけるヘミングローラーの送り方向を互
   いに逆とした請求項１記載の多目的ローラーヘミング方
   法。
3. 【請求項３】 教示した軌跡に沿って移動可能な先端を
   有するロボットと、前記ロボットの先端に交換可能に装
   着される、ヘミングローラーを含む２種以上の工具と、 前記ヘミングローラーによってヘミング加工が施される
   パネルを含むワークが載置される加工台と、 前記ロボットの先端に装着される工具を前記ヘミングロ
   ーラーを含む２種以上の工具のうちの一の工具から別の
   工具にとり換える工具交換装置と、を備えたことを特徴
   とする多目的ローラーヘミング装置。
4. 【請求項４】 前記２種以上の工具がパネル搬送用のハ
   ンドリングアタッチメントを含む請求項３記載の多目的
   ローラーヘミング装置。
5. 【請求項５】 前記２種以上の工具がパネルにシーラを
   塗布するシーラ塗布装置を含む請求項３記載の多目的ロ
   ーラーヘミング装置。
6. 【請求項６】 前記加工台を回転可能とした請求項３記
   載の多目的ローラーヘミング装置。