JP2000246351A - ヘミング加工方法及びそれに用いる装置 - Google Patents

ヘミング加工方法及びそれに用いる装置

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JP2000246351A
JP2000246351A JP11048927A JP4892799A JP2000246351A JP 2000246351 A JP2000246351 A JP 2000246351A JP 11048927 A JP11048927 A JP 11048927A JP 4892799 A JP4892799 A JP 4892799A JP 2000246351 A JP2000246351 A JP 2000246351A
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cam punch
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 部分型等の併用を必要とせずに成形ローラと
ロボットのみによって、複雑な自動車ドア等の折り曲げ
クリンチ部のある部品を製造可能にする。 【解決手段】 回転可能な複数のRを有するカムパンチ
を用い、該カムパンチはロボットに対して周方向に回転
可能かつロボットの動きとは別個の独立した叩き動作を
行うように保持され、ワークに対し、カム叩き動作をし
ながらロボットを移動又は停止、カムパンチ固定でロボ
ットによる押圧、カムパンチを回転させながらロボット
による移動(又は停止状態で)により押圧曲げのいずれか
をワークの必要個所へ任意に行うヘミング加工方法と、
ロボットへの取付可能なツールボデーに対し複数のRを
有するカムパンチ2を進退手段3によりワーク19方向へ
進退可能かつ回転可能に軸支したヘミング加工装置であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットを使用す
るヘミング加工方法とそれに用いる加工装置に関し、特
に、自動車ドア等の加工に際し最適な技術の提供によ
る、製品の高品質化、製造の高能率化、低コスト化等を
可能にすることを目的とするものである。
【0002】
【従来の技術】ロボットを使用し鋼板をヘミング加工方
法によって各種部材を製造する試みはすでに多く提案さ
れ、実施されている。例えば、特開平2−70325号
には予備曲げ成形面と本曲げ成形面とを備えた成形ロー
ラをヘッドに設けた構造がみられ、更に特開平3−20
4122号には複数のヘミング加工面を有する加工ブロ
ックを設ける例がみられる。この他にもロボットに対し
てローラを保持させて加工する例として特公平5−34
101号が存在している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ロボットを使用して鋼
板ワークをヘミング加工する際に、上記の従来のような
ロボットの作用力を成形ローラに伝えて曲げ加工等を行
うと、十分な作用力を加えることができなかったり、設
計仕様を満たさない加工不具合となることが多い。そこ
で、特開平2−70325号にみられるように、曲げ形
状のR大な部分ではロボットで押圧するローラが用いら
れ、コーナやハイライト部では部分型が併用されるよう
になっている。すなわち、曲げ形状のRが多種のものや
曲げ形状によっては、ロボットとそのヘッドに成形ロー
ラを設けた構造ではヘミング加工に限界があった。本発
明は、このような難点を解決して、部分型等の併用を必
要とせずに成形ローラとロボットのみによって、複雑な
自動車ドア等の折り曲げクリンチ部のある部品を製造可
能にしようとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を検討した結
果、本発明では成形ローラを円形から異形形状とすると
共に、成形ローラ自体を進退させて、ロボットの押圧に
よるワークの曲げ以外に成形ローラが独立し打撃するこ
ととした。
【0005】すなわち、回転可能な複数のRを有する
(異形の)カムパンチ(成型ローラ、以下カムパンチと称
す)を用い、該カムパンチはロボットに対して周方向に
回転可能かつロボットの動きとは別個の独立した叩き動
作を行うように保持され、ワークに対し、カム叩き動作
をしながらロボットを移動又は停止、カムパンチ固定で
ロボットによる押圧、カムパンチを回転させながらロボ
ットによる移動(又は停止状態で)により押圧曲げのいず
れかをワークの必要個所へ任意に行うことを特徴とする
ヘミング加工方法とした。
【0006】具体的には、ワークの必要個所に対してヘ
ミング加工を任意に行うに際し、予備曲げ工程におい
て、ワークコーナー部ではカム叩き動作をしながらロボ
ットを移動し、大キャンバー部ではカムRの大な部分を
用いてカムパンチ固定でロボットによる押圧を行うか又
はカムパンチを回転させながらロボットによる移動によ
って押圧曲げを行い、ハイライト部ではカムRの小な部
分を用いてカムパンチによる叩き動作で必要量曲げるこ
とを特徴とするヘミング加工方法である。
【0007】このような加工方法を実施する装置は、ロ
ボットへの取付可能なツールボデーに対し、複数のR
(曲率半径)を有するカムパンチを進退手段によりワーク
方向へ進退可能かつ回転可能に軸支したことを特徴とす
るヘミング加工装置である。
【0008】より詳しくは、ツールボデーにモータで回
転する偏心回転輪を設け、該偏心回転輪に対し先端に複
数のRを有するカムパンチを軸支した上下動ロッドの基
部側リングを外挿し、偏心回転輪を回転させて上下動ロ
ッド先端のカムパンチが上下してワークを叩き動作する
ことを特徴とするヘミング加工装置である。前記カムパ
ンチは同一のツールボデーに複数個設けることもでき
る。
【0009】更に、ツールボデーにカムパンチの衝撃を
吸収する緩衝手段を設けた。加えて、このような装置に
おいて、ロボットとツールボデー間にバックアップアー
ムを介在させ、該バックアップアームをカムパンチとの
間にヘム台又はワークが介在するよう延設し、カムパン
チによる打撃反力をツール内で打ち消すようにしたので
ある。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は本発明のヘミング加工装置
の一部破断正面図であり、図2は図1中A−A断面図で
ある。この装置は、ロボットへの取付可能なツールボデ
ー1に対し複数のRを有するカムパンチ2を進退手段3
によりワーク方向へ進退可能かつ回転可能に軸支してい
る。これを詳細に説明すると、ツールボデー1にモータ
4で回転する偏心回転輪5を設けている。偏心回転輪5
はこの例ではモータ4とベルト6で連結されたプーリ7
を有する回転軸8に取付ている。この偏心回転輪5にリ
ング9が外挿されて進退手段3を構成している。リング
9は上下動ロッド10の上端部に設けられており、偏心回
転輪5の回転に伴う揺動に対して上下動のみならず首振
りもできるように軸11で上下動ロッド10と連結されてい
る。上下動ロッド10の下端にカムパンチ2が設けられて
いる。
【0011】偏心回転輪5を回転させると上下動ロッド
10先端のカムパンチ2が上下してワークを叩くことがで
きる。このとき、カムパンチ2はツールボデー1に対し
て1個でもよいが、同一のツールボデーに複数個設ける
ことによって幅広くワーク形状に対応できる。図1に示
す例ではカムパンチ2を左右に2個設けている。また、
カムパンチ2は複数のRを有するがその一例は図2に見
られる。曲率半径が部分によって異なる。このカムパン
チ2のどの曲率半径部分を用いるかは任意であって、回
転させて選択して用いる。そのためにカムパンチ2の回
転手段としてカムパンチ回転モータ12がツールボデー1
の側面に設けられており、駆動軸13とそれによって回転
するカムパンチ2を軸支している軸14とによってカムパ
ンチ2を任意な位置へと回転させることができる。
【0012】ワークを加工するカムパンチ2の衝撃はロ
ボットへ伝えないようにしている。すなわちツールボデ
ー1の上部にエアシリンダ15を設け、そのシリンダロッ
ドを偏心回転輪5が納められているブロックに連結して
衝撃、振動吸収が行われるようにしている。このような
ツールボデーに設けるカムパンチの衝撃を吸収する緩衝
手段はバネでもよい。
【0013】更に、本発明の装置においては、図3、図
4に示すように、ロボット16とツールボデー1間にバッ
クアップアーム17を介在させることができる。予備曲げ
におては図3のように用い、本曲げに際しては、図4の
ように、このバックアップアーム17をカムパンチ2との
間にヘム台18とワーク19が介在するように用いる。バッ
クアップアーム17はコ字状に形成して下部をヘム台18ま
で延設し、カムパンチ2による打撃反力をツール内で打
ち消すようにしたのである。エアシリンダ15による振動
吸収に加えてバックアップアーム17による打撃反力のツ
ール内打消しによって、ロボットへの衝撃伝達は皆無に
なっている。また、ヘム台18を交換することによって各
種形状の加工が可能である。
【0014】以上のように、成形ローラを円形から異形
形状とすると共に、成形ローラ自体を進退させて、ロボ
ットの押圧によるワークの曲げ以外に成形ローラが独立
して打撃することとしている。実際の作業では、回転可
能な複数のRを有する(異形の)カムパンチが製作する製
品の仕様に従った取替え部品として任意な形状で複数用
意され、ロボットに対して周方向に回転可能かつロボッ
トの動きとは別個の独立した叩き動作を行うように保持
され、ワークに対し、カム叩き動作をしながらロボット
を移動又は停止、カムパンチ固定でロボットによる押
圧、カムパンチを回転させながらロボットによる移動
(又は停止状態で)により押圧曲げのいずれかをワークの
必要個所へ任意に行う。
【0015】具体的に自動車ドアの製作例で示すと、一
般的には本ドア等のヘミング加工はプレスと金型を用い
て行うが、本発明によるとロボットと本発明の装置(ヘ
ミングヘッダー)を用いて行うことができる。ワークの
必要個所に対してヘミング加工を行うに際し、図5(a)
〜(c)に示すように、先ず、ヘミング加工を行う場所へ
カムパンチ2をあてがい(a)、予備曲げ工程(b)において
はカム叩き動作をし、ワークコーナー部ではカム叩き動
作をしながらロボットを移動する。大キャンバー部では
カムRの大な部分を用いてカムパンチ固定でロボットに
よる押圧を行うか又はカムパンチを回転させながらロボ
ットによる移動により押圧曲げを行い、ハイライト部で
はカムRの小な部分を用いてカムパンチによる叩き動作
で必要量本曲げする(c)のである。前記カムパンチ2を
回転させながらロボットによる移動によりワーク17の押
圧曲げを行つている具体的な様子を図6に示す。カムパ
ンチ2を回転させ、徐々にRを大きくして曲げていくこ
とができる。
【0016】
【発明の効果】本発明によって、部分型等の併用を必要
とせずにカムパンチという異形の成形ローラとロボット
のみによって、複雑な自動車ドア等の部品を製造するこ
とができるようになった。本発明のヘミング加工装置に
よると、曲げに使用する先端のカムパンチを任意の位置
で停止させることで、ワークの仕様に合わせたR部分を
選択して使用することができる。カム軸に対して複数個
のカムパンチを取り付ける(通常2個)ことで、カムパン
チの形状の自由度、類別がとれるので、ワーク形状に対
してフレキシブルに対応できる。
【0017】カムパンチが高速叩き動作することで、十
分なヘミング加圧力を出すことができる。本曲げ時の反
力を可動式バックアップアームを用いてツール内で打ち
消すことができる。これにより大荷重に耐え、加工速度
の向上ともなる。叩き方向の位置をラフにできるので、
ロボットの教示では叩き方向をシビアに教える必要がな
くなる。そこで省力化も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明のヘミング加工装置の一部破断正
面図である。
【図2】図2は図1中A−A断面図である。
【図3】バックアップアームを備えた本発明のヘミング
加工装置の正面図である。
【図4】バックアップアームを備えた本発明のヘミング
加工装置の正面図である。
【図5】本発明のヘミング加工装置を用いたヘミング加
工の概略図である。
【図6】ヘミング加工時のカムパンチの使用状態を示す
正面図である。
【符号の説明】
1 ツールボデー 2 カムパンチ 3 進退手段 4 モータ 5 偏心回転輪 6 ベルト 7 プーリ 8 回転軸 9 リング 10 上下動ロッド 11 軸 12 カムパンチ回転モータ 13 駆動軸 14 カムパンチ軸 15 エアシリンダ 16 ロボット 17 バックアップアーム 18 ヘム台 19 ワーク

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転可能な複数のRを有するカムパンチ
    を用い、該カムパンチはロボットに対して周方向に回転
    可能かつロボットの動きとは別個の独立した叩き動作を
    行うように保持され、ワークに対し、カム叩き動作をし
    ながらロボットを移動又は停止、カムパンチ固定でロボ
    ットによる押圧、カムパンチを回転させながらロボット
    による移動(又は停止状態で)により押圧曲げのいずれか
    をワークの必要個所へ任意に行うことを特徴とするヘミ
    ング加工方法。
  2. 【請求項2】 ワークの必要個所へヘミング加工を任意
    に行うに際し、予備曲げ工程において、ワークコーナー
    部ではカム叩き動作をしながらロボットを移動し、大キ
    ャンバー部ではカムRの大な部分を用いてカムパンチ固
    定でロボットによる押圧を行うか又はカムパンチを回転
    させながらロボットによる移動により押圧曲げを行い、
    ハイライト部ではカムRの小な部分を用いてカムパンチ
    によって叩き動作で必要量曲げることを特徴とする請求
    項1記載のヘミング加工方法。
  3. 【請求項3】 ロボットへの取付可能なツールボデーに
    対し複数のRを有するカムパンチを進退手段によりワー
    ク方向へ進退可能かつ回転可能に軸支したことを特徴と
    するヘミング加工装置。
  4. 【請求項4】 ツールボデーにモータで回転する偏心回
    転輪を設け、該偏心回転輪に対し先端に複数のRを有す
    るカムパンチを軸支した上下動ロッドの基部側リングを
    外装配置し、偏心回転輪を回転させて上下動ロッド先端
    のカムパンチが上下してワークを叩き動作することを特
    徴とするヘミング加工装置。
  5. 【請求項5】 カムパンチが複数個設けられたことを特
    徴とする請求項3又は4記載のヘミング加工装置。
  6. 【請求項6】 ツールボデーにカムパンチの衝撃を吸収
    する緩衝手段を設けたことを特徴とする請求項3乃至5
    のいずれかに記載のヘミング加工装置。
  7. 【請求項7】 ロボットとツールボデー間にバックアッ
    プアームを介在させ、該バックアップアームをカムパン
    チとの間にヘム台又はワークが介在するよう延設し、カ
    ムパンチによる打撃反力をツール内で打ち消すようにし
    たことを特徴とする請求項3乃至6のいずれかに記載の
    ヘミング加工装置。
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