JPH0747429A - ヘミング加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヘミング加工時にロボットマニュピレータの
手首部に加わる負荷を低減させる。 【構成】 ワーク１の端縁の一部を受止める受け刃２０
と、ワーク１の端縁の一部を受け刃２０との間で挟圧し
て曲げ変形させる曲げ刃２５と、曲げ刃２５を上下動さ
せる加圧シリンダ２１とを備えた第２ロボットハンド９
Ｂをロボットマニュピレータ８の手首部８ａに第１、第
３ロボットハンドと交替して結合する。第２ロボットハ
ンド９Ｂが間欠移動して停止する毎に加圧シリンダ２１
が作動して曲げ刃２５が上下動し、ワーク１の端縁の一
部が受け刃２０と曲げ刃２５との間で順次挟圧されて折
り曲げ縁３が曲げ刃２５の加圧面２５ａの長さに相当す
る長さ分づつ曲げ変形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は自動車用ドアパネルな
どの金属板のワークの端縁を２つ折り状に曲げ変形させ
るヘミング加工に適用されるヘミング加工装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ワークのヘミング加工に際し、従来では
例えば図６に示すように、直角に折り曲げられた折り曲
げ縁５１を有するワーク５０をプレス機の下型５２上に
セットして固定した状態で、斜面状の加圧面５３ａを有
する上型５３を下降させ、折り曲げ縁５１を約４５°折
り曲げてプレヘミング加工し、次に、ワーク５０を他の
プレス機の下型５４上にセットして固定した状態で、下
型５４の受圧面とほぼ平行な加圧面５５ａを有する上型
５５を下降させ、折り曲げ縁５１を２つ折り状に折り曲
げてワーク５０をヘミング加工したり、図７に示すよう
に、ワーク５０を下型５６上にセットして固定した状態
で、ワーク５０の折り曲げ縁５１を軸心が傾斜した状態
でロボットマニュピレータに把持されたローラ５７によ
って斜め下方へ押圧しながらローラ５７をワーク５０の
端縁に沿って移動させ、折り曲げ縁５１を約４５°折り
曲げてプリヘミング加工し、次に、折り曲げ縁５１を軸
心を水平にしたローラ５７によって下方へ押圧しなが
ら、ローラ５７をワーク５０の端縁に沿って移動させ折
り曲げ縁５１を２つ折り状に折り曲げてワーク５０の折
り曲げ縁５１をヘミング加工していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図６に示すヘミング加
工方法では大量生産に適している反面、設備コストが高
くなり、また、設備の製作期間が長くなる問題点や、汎
用性に欠ける問題点がある。また、図７に示すヘミング
加工方法ではローラ５７をワーク５０の折り曲げ縁５１
に押し付けて折り曲げ縁５１を折り曲げるときにロボッ
トマニュピレータが外力を受けてロボットマニュピレー
タの関節部に大きな負荷が加えられるので、関節部の摺
動部材や軸受機構にガタツキが起生し、加工精度が低下
したり、折り曲げ形状が変動し易い問題点がある。本発
明は上記問題点を解消することを課題とするものであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明はヘミング加工装
置において、ワークの端縁に沿って間欠的に移動制御さ
れるロボットマニュピレータの手首部にはワークの端縁
の一部を受け止める受け刃と、前記ロボットハンドの各
回の間欠移動距離とほぼ等しい長さの加圧面を有し、ワ
ークの端縁の一部を前記受け刃との間で挟圧してワーク
の折り曲げ縁の一部を曲げ変形させる曲げ刃と、この曲
げ刃を前記ロボットハンドが間欠移動して停止する毎に
上下動させる加圧シリンダとを結合した構成を有する。

【０００５】

【作用】ロボットマニュピレータがワークの端縁に沿っ
て間欠移動して停止すると、前記ロボットマニュピレー
タの各回の間欠移動距離とほぼ等しい長さの加圧面を有
する曲げ刃が加圧シリンダによって駆動されて上下動
し、ワークの端縁の一部が前記曲げ刃と受け刃との間で
挟圧されてワークの折り曲げ縁の一部が曲げ変形し、前
記曲げ刃の上下動毎にワークの折り曲げ縁のうち前記曲
げ刃と前記受け刃との間に挟み込まれた部位が前記加圧
面の長さだけ順次折り曲げられる。

【０００６】

【発明の効果】本発明は前記したように構成してあるの
で、ワークの折り曲げ縁の折り曲げ加工時にワークの端
縁を受け刃と曲げ刃との間で挟圧して曲げ刃が折り曲げ
縁を曲げ変形させる押圧力を受け刃によって受け止め、
折り曲げ加工を曲げ刃と受け刃との間で遂行することが
でき、折り曲げ縁を曲げ変形させるときにロボットマニ
ュピレータの手首部に対して外力が加えられないので、
ロボットマニュピレータの手首部の軸受け機構や摺動部
材にガタツキが起生して加工精度が低下したり、折り曲
げ形状が変動する不具合を排除することができ、ワーク
の折り曲げ縁のヘミング加工を正確かつ円滑に遂行する
ことができる。

【０００７】

【実施例】次に、本発明の１実施例を図面にしたがって
説明する。アウタパネル１ａと、このアウタパネル１ａ
に端縁２が接合されたインナパネル１ｂとを有するワー
ク１の端縁にはフランジ立て加工、プリヘミング加工お
よびヘミング加工によってインナパネル１ｂの端縁２上
に２つ折り状態で折り重ねられる折り曲げ縁３が形成さ
れている。

【０００８】ワーク１の折り曲げ縁３を第１段階で上方
へ９０°曲げ変形させてフランジ立て加工し、次に、フ
ランジ立て加工済みのワーク１の折り曲げ縁３を第２段
階で内側へ約４５°曲げ変形させてプリヘミング加工
し、次に、プリヘミング加工済みのワーク１の折り曲げ
縁３を第３段階で内側へさらに約４５°曲げ変形させて
ヘミング加工するヘミング加工装置において、台盤５上
にはワーク１が横倒姿勢で位置決めされてセットされる
ワーク受け６が固定状態若しくは水平回動可能に設置さ
れている。ワーク１はその各コーナ部が位置決め部材若
しくはクランプ部材によって拘束された状態でワーク受
け６に固定される。

【０００９】台盤５上にワーク受け６に対向して設置さ
れた多関節ロボット７はワーク１の輪郭形状に合わせて
制御装置に記憶されたプログラムに従って間欠的に移動
制御されるロボットマニュピレータ８を備えている。

【００１０】ロボットマニュピレータ８の手首部８ａに
は未加工のワーク１の折り曲げ縁３を第１段階で９０°
折り曲げてフランジ立て加工する第１ロボットハンド９
Ａと、フランジ立て加工済みのワーク１の折り曲げ縁３
を内側へ約４５°折り曲げてプリヘミング加工する第２
ロボットハンド９Ｂと、プリヘミング加工済みのワーク
１の折り曲げ縁３を内側へさらに約４５°折り曲げてヘ
ミング加工する第３ロボットハンド９Ｃとのうちの何れ
かが交替して結合される。ロボットマニュピレータ８の
手首部８ａに結合された各ロボットハンド９Ａ，９Ｂ，
９Ｃは前記プログラムに従ってワーク１の端縁に沿って
間欠的に移動制御される。

【００１１】但し、折り曲げ縁３が既に９０°折り曲げ
られたフランジ立て加工済みのワーク１の端縁をプリヘ
ミング加工およびヘミング加工する場合には第１ロボッ
トハンド９Ａが不要となり、第２ロボットハンド９Ｂお
よび第３ロボットハンド９Ｃがロボットマニュピレータ
８の手首部８ａに交替して結合される。

【００１２】ロボットマニュピレータ８の手首部８ａに
は各ロボットハンド９Ａ，９Ｂ，９Ｃのベース１０Ａ，
１０Ｂ，１０Ｃのうちの一つがロボットマニュピレータ
８の移動方向と直交する水平軸の回りの回動可能に結合
される。

【００１３】各ロボットハンド９Ａ，９Ｂ，９Ｃのベー
ス１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃには垂直状に設置された基部
１０ａと、この基部１０ａの上下端部にそれぞれ連接さ
れて手首部８ａの反対側へ突出された上下１対の横出部
１０ｂとがそれぞれ形成され、各ベース１０Ａ，１０
Ｂ，１０Ｃの側面形状はそれぞれコ形状に形成されてい
る。

【００１４】図３において、第１ロボットハンド９Ａの
ベース１０Ａの上側の横出部１０ｂには垂直な受圧面１
１ａを有する方形台状の受け刃１１が固定され、下側の
横出部１０ｂには上下方向へ進退動するピストンロッド
１２ａを有する加圧シリンダ（空圧若しくは油圧シリン
ダ）１２が固定されている。加圧シリンダ１２は第１ロ
ボットハンド９Ａが間欠移動して停止する毎に、ピスト
ンロッド１２ａが１回進退動するように作動制御され
る。

【００１５】加圧シリンダ１２のピストンロッド１２ａ
の先端に結合された昇降部材１３には受け刃１１の直下
に配設されてワーク１の端縁の一部を受け刃１１との間
で弾性的にクランプするクランプ部材１４がスプリング
１５を介して結合されている。

【００１６】昇降部材１３には垂直面状の加圧面１６ａ
を有し、上下動可能に支持されて上動時にワーク１の折
り曲げ縁３を受け刃１１との間で挟圧して上方へ９０°
曲げ変形させる曲げ刃１６が固定されている。曲げ刃１
６の加圧面１６ａの長さは第１ロボットハンド９Ａの各
回の間欠移動距離とほぼ等しい長さに設定されている。

【００１７】未加工のワーク１の折り曲げ縁３をフラン
ジ立て加工するに際し、加圧シリンダ１２のピストンロ
ッド１２ａが下方へ退動してクランプ部材１４および曲
げ刃１６が下降し、ワーク１の端縁の一部が受け刃１１
と曲げ刃１６との間に挿入された状態で、加圧シリンダ
１２のピストンロッド１２ａが上方へ進動する。ピスト
ンロッド１２ａが進動すると、ワーク１の端縁の一部が
受け刃１１とクランプ部材１４との間でクランプさ
れ、、また、曲げ刃１６がワーク１の折り曲げ縁３の一
部を押上げて上方へ折り曲げながら上動する。曲げ刃１
６が上昇端へ上動すると、ワーク１の折り曲げ縁３のう
ち受け刃１１と曲げ刃１６との間に挟み込まれた部分が
上方へ９０°折り曲げられる。

【００１８】この状態で曲げ刃１６が下動してから、第
１ロボットハンド９Ａが前記プログラムにしたがって間
欠移動を開始し、第１ロボットハンド９Ａが間欠移動し
て停止する毎に加圧シリンダ１２のピストンロッド１２
ａが１回進退動して曲げ刃１６が１回上下動し、上動時
にワーク１の折り曲げ縁３のうち、受け刃１１と曲げ刃
１６との間に挟み込まれた部位を上方へ押圧して上方へ
９０°曲げ変形させる。

【００１９】曲げ刃１６が上下動する毎にワーク１の折
り曲げ縁３のうち、前回折り曲げられた部位にその先方
で隣接する部位が曲げ刃１６によってその加圧面１６ａ
の長さ分づつ順次上方へ９０°折り曲げられて折り曲げ
られた部位が一連状に連接され、ワーク１の折り曲げ縁
３がその全長にわたって断続的にフランジ立て加工され
る。

【００２０】フランジ立て加工済みのワーク１の折り曲
げ縁３をプリヘミング加工する第２ロボットハンド９Ｂ
において、図４に示すようにベース１０Ｂの下側の横出
部１０ｂ上にはこの横出部１０ｂの上面に固定されてフ
ランジ加工済みのワーク１の端縁の一部を受け止める方
形台状の受け刃２０が設置されている。この受け刃２０
の上面には水平状の受圧面２０ａが形成されている。

【００２１】ベース１０Ｂの上側の横出部１０ｂには下
方および上方へ進退動するピストンロッド２１ａを有す
る加圧シリンダ２１が下向き状に取付けられている。加
圧シリンダ２１は第２ロボットハンド９Ｂが間欠移動し
て停止する毎にピストンロッド２１ａが１回進退動する
ように作動制御される。

【００２２】加圧シリンダ２１のピストンロッド２１ａ
の先端に結合された昇降部材２２にはピストンロッド２
１の進動時にワーク１の端縁の一部を受け刃２０との間
で弾性的にクランプするクランプ部材２３がスプリング
２４を介して結合されている。

【００２３】昇降部材２２には約４５°の傾斜角度で内
方へ先上り状に傾斜した加圧面２５ａを有し、フランジ
立て加工済みのワーク１の端縁の一部を受け刃２０との
間で挟圧して折り曲げ縁３の一部をプリヘミング加工角
度となる約４５°に一定長さづつ曲げ変形させる曲げ刃
２５が共同上下動可能に結合されている。曲げ刃２５の
加圧面２５ａの長さは第２ロボットハンド９Ｂの各回の
間欠移動距離とほぼ等しい長さに設定されている。曲げ
刃２５はベース１０Ｂの基部１０ａの内側面に形成され
たガイド部１０ｄによって案内されて上下動する。

【００２４】フランジ立て加工済みのワーク１の折り曲
げ縁３をプリヘミング加工するに際し、加圧シリンダ２
１のピストンロッド２１ａが上方へ退動して曲げ刃２５
が上昇端へ上動し、ワーク１の端縁の一部が受け刃２０
上に載置された状態で、加圧シリンダ２１のピストンロ
ッド２１ａが下方へ進動して昇降部材２２が下動する。

【００２５】昇降部材２２が下動すると、クランプ部材
２３が下動して受け刃２０との間でワーク１の端縁の一
部をクランプするとともに、曲げ刃２５がワーク１の端
縁の一部を受け刃２０との間で挟圧して折り曲げ縁３の
一部を内側へ曲げ変形させながら下動する。

【００２６】曲げ刃１６が下動端へ下降すると、ワーク
１の折り曲げ縁３のうち、受け刃２０と曲げ刃２５との
間に挟み込まれた部位が曲げ刃２５によって加圧面２５
ａの長さに相当する長さ分だけ斜め下方へ押圧されて内
側へ約４５°折り曲げられ、続いて、加圧シリンダ２１
のピストンロッド２１ａが上方へ退動して曲げ刃２５が
上昇端へ上動する。

【００２７】この状態で、第２ロボットハンド９Ｂが前
記プログラムにしたがって間欠移動を開始し、第２ロボ
ット９Ｂが間欠移動して停止する毎に加圧シリンダ２１
のピストンロッド２１ａが１回進退動して曲げ刃２５が
１回上下動し、下動時にフランジ立て加工済みのワーク
１の折り曲げ縁３のうち、受け刃２０と曲げ刃２５との
間に挟み込まれた部位を曲げ刃２５が斜め下方へ押圧し
て順次内側へ約４５°曲げ変形させる。

【００２８】曲げ刃２５が上下動する毎にワーク１の折
り曲げ縁３のうち前回折り曲げられた部位にその先方で
隣接する部位が加圧面２５ａの長さ分づつ順次内側へ約
４５°折り曲げられて折り曲げられた部位が一連状に連
接され、ワーク１の折り曲げ縁３がその全長にわたって
プリヘミング加工される。

【００２９】プリヘミング加工済みのワーク１の折り曲
げ縁３をヘミング加工する第３ロボットハンド９Ｃにお
いて、図５に示すようにベース１０Ｃの下側の横出部１
０ｂ上にはこの横出部１０ｂの上面に固定されてワーク
１の端縁の一部を受け止める方形台状の受け刃３０が設
置され、この受け刃３０の上面には受圧面３０ａが水平
状に形成されている。

【００３０】ベース１０Ｃの上側の横出部１０ｂには下
方および上方へ進退動するピストンロッド３１ａを有す
る加圧シリンダ３１が受け刃３０の直上で下向き状に取
付けられている。加圧シリンダ３１は第３ロボットハン
ド９Ｃが間欠移動して停止する毎にピストンロッド３１
ａが１回進退動するように作動制御される。

【００３１】加圧シリンダ３１のピストンロッド３１ａ
の先端には水平な加圧面３２ａを有し、プリヘミング加
工済みのワーク１の端縁の一部を受け刃３０との間で挟
圧して折り曲げ縁３の一部を一定長さづつヘミング加工
角度（０°）に曲げ変形させ、インナプレート１ｂの周
縁２を間に挟み込んだ状態で２つ折り状に折り曲げられ
たヘム部４を成形する曲げ刃３２が結合されている。

【００３２】曲げ刃３２はベース１０Ｃの基部１０ａの
内側面に形成されたガイド部１０ｄによって案内されて
上下動する。曲げ刃３２の加圧面３２ａの長さは第３ロ
ボットハンド９Ｃの各回の間欠移動距離とほぼ等しい長
さに設定されている。

【００３３】プリヘミング加工済みのワーク１の折り曲
げ縁３をヘミング加工するに際し、加圧シリンダ３１の
ピストンロッド３１ａが上方へ退動して曲げ刃３２が上
昇端へ上動し、プリヘミング加工済みのワーク１の端縁
の一部が受け刃３０上に載置された状態で、加圧シリン
ダ３１のピストンロッド３１ａが下方へ進動する。

【００３４】加圧シリンダ３１のピストンロッド３１ａ
が下方へ進動すると、曲げ刃３２がワーク１の端縁の一
部を受け刃３０との間で挟圧して折り曲げ縁３を加圧面
３２ａの長さ分だけ内側へ曲げ変形させながら下動す
る。

【００３５】曲げ刃３２が下動端へ下降すると、ワーク
１の折り曲げ縁３のうち、曲げ刃３２の加圧面３２ａの
長さに相当する部位が加圧面３２ａによって下方へ押圧
されてインナプレート１ｂの端縁２上に重ね合わされた
状態となるまで下方へさらに約４５°折り曲げられ、イ
ンナパネル１ｂの周縁２を間に挟み込んで状態で２つ折
り状に折り曲げられたヘム部４がワーク１の端縁の一部
に成形される。

【００３６】この状態で、第３ロボットハンド９Ｃが前
記プログラムにしたがって間欠移動を開始し、第３ロボ
ットハンド９Ｃが間欠移動して停止する毎に加圧シリン
ダ３１のピストンロッド３１ａが１回進退動して曲げ刃
３２が１回上下動し、下動時にプリヘミング加工済みの
ワーク１の折り曲げ縁３のうち、受け刃３０と曲げ刃３
２との間に挟み込まれた部位を曲げ刃３２が下方へ押圧
して順次下方へさらに約４５°曲げ変形させる。

【００３７】曲げ刃３２が上下動する毎にワーク１の折
り曲げ縁３のうち、前回折り曲げられた部位にその先方
で隣接する部位が曲げ刃３２によってその加圧面３２ａ
の長さ分づつ順次下方へ約４５°折り曲げられて折り曲
げられた部位が一連状に連接され、インナパネル１ｂの
端縁２を間に挟んで２つ折り状に折り曲げられたヘム部
４が順次成形されてワーク１の端縁が全長にわたって断
続的にヘミング加工される。

【００３８】続いて、上記した構成をもつ実施例の作用
と効果を説明する。本例ではワークの端縁に沿って水平
方向へ間欠的に移動制御されるロボットマニュピレータ
８の手首部８ａに結合される第２ロボットハンド９Ｂに
はワーク１の端縁の一部を受け止める受け刃２０と、第
２ロボットハンド９Ｂの各回の間欠移動距離とほぼ等し
い長さの加圧面２５ａを有し、ワーク１の端縁の一部を
受け刃２０との間で挟圧してワーク１の折り曲げ縁３の
一部を曲げ変形させる曲げ刃２５と、この曲げ刃２５を
第２ロボットハンド９Ｂが間欠移動して停止する毎に上
下動させる加圧シリンダ２１とを設け、第２ロボットハ
ンド９Ｂに代えてロボットマニュピレータ８の手首部８
ａに結合される第３ロボットハンド９Ｃにはワーク１の
端縁の一部を受け止める受け刃３０と、第３ロボットハ
ンド９Ｃの各回の間欠移動距離とほぼ等しい長さの加圧
面３２ａを有し、ワーク１の端縁の一部を受け刃３０と
の間で挟圧してワーク１の折り曲げ縁３の一部を曲げ変
形させる曲げ刃３２と、この曲げ刃３２を第３ロボット
ハンド９Ｃが間欠移動して停止する毎に上下動させる加
圧シリンダ３１とを設けてある。

【００３９】このため、ワーク１の折り曲げ縁３の折り
曲げ加工時にワーク１の端縁を受け刃２０，３０と曲げ
刃２５，３２との間で挟圧して曲げ刃２５，３２が折り
曲げ縁３を曲げ変形させる押圧力を受け刃２０，３０に
よって受け止め、折り曲げ加工を各ロボットハンド９
Ｂ，９Ｃ内で遂行することができ、折り曲げ縁３を曲げ
変形させるときに各ロボットハンド９Ｂ，９Ｃに対して
外力が加えられないので、ロボットマニュピレータ８の
手首部８ａの軸受け機構や摺動部材にガタツキが起生し
て加工精度が低下したり、折り曲げ形状が変動する不具
合を排除することができ、ロボットハンド９Ｂ，９Ｃに
よるヘミング加工を正確かつ円滑に遂行することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示すヘミング加工装置の側
面図である。

【図２】フランジ立て加工、プリヘミング加工、ヘミン
グ加工した各ワークの要部の断面図である。

【図３】フランジ立て加工工程を説明する第１ロボット
ハンドの側面図である。

【図４】プリヘミング加工工程を説明する第２ロボット
ハンドの側面図である。

【図５】ヘミング加工工程を説明する第３ロボットハン
ドの側面図である。

【図６】従来のヘミング加工方法を説明するプレス機の
正面図である。

【図７】従来のヘミング加工方法を説明する要部の側面
図である。

【符号の説明】

１ ワーク ３ 折り返し縁 ８ ロボットマニュピレータ ８ａ 手首部 ９Ａ，９Ｂ，９Ｃ ロボットハンド １１，２０，３０ 受け刃 １２，２１，３１ 加圧シリンダ １６，２５，３２ 曲げ刃

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークの端縁に沿って間欠的に移動制御
   されるロボットマニュピレータの手首部にはワークの端
   縁の一部を受け止める受け刃と、前記ロボットハンドの
   各回の間欠移動距離とほぼ等しい長さの加圧面を有し、
   ワークの端縁の一部を前記受け刃との間で挟圧してワー
   クの折り曲げ縁の一部を曲げ変形させる曲げ刃と、この
   曲げ刃を前記ロボットマニュピレータが間欠移動して停
   止する毎に上下動させる加圧シリンダとを結合したこと
   を特徴とするヘミング加工装置。