JP2002011525A

JP2002011525A - ローラヘミング方法およびその装置

Info

Publication number: JP2002011525A
Application number: JP2000201466A
Authority: JP
Inventors: Satoru Mitani; 哲三谷; Koichi Kobayakawa; 幸一小早川
Original assignee: Press Kogyo Co Ltd
Current assignee: Press Kogyo Co Ltd
Priority date: 2000-06-29
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2002-01-15
Anticipated expiration: 2020-06-29
Also published as: JP4476447B2

Abstract

(57)【要約】【課題】押当て用の金型を不要として低コスト化を図
ったローラヘミング方法およびその装置を提供する。【解決手段】所定ピッチが隔てられたガイドローラ４
とヘムローラ３との間に、ヘムローラ３側に加工すべき
縁部Ａを有するワークＷをガイドローラ４側にバックプ
レート１３を当てがった状態で通過させ、通過時にガイ
ドローラ４から受ける圧力をバックプレート１３により
分散しつつワークＷの縁部Ａをヘムローラ３に押し当て
て折り曲げ又はカシメ加工するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークの縁部にロ
ーラを押し付けてヘミング加工するローラヘミング方法
およびその装置に係り、特に、押当て用の金型を不要と
して低コスト化を図ったローラヘミング方法およびその
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ローラヘミング方法および装置として、
ロボットのアームの先端部に軸支されたヘミングローラ
を、押当て用の下型に載せられたワークの縁部に押し付
けて縁部に沿って移動させ、ワークの縁部をヘミングロ
ーラと下型との間に挟み込むことで所定の形状に折り曲
げ又はカシメ加工するようにしたものが知られている
（特開平7-290158号公報等）。

【０００３】また、別のローラヘミング方法および装置
として、ロボットのアームの先端部に保持したワークの
縁部を、基台上に設けられた押圧ローラと受けローラと
の間に挟み込み、押圧ローラを受けローラに押圧させつ
つ回転させてローラ間に挟まれたワークの縁部を送り出
し、その送り出しに合わせてワークを保持するアームを
移動させるようにしたものも知られている（特開平7-13
2327号公報等）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前者のタイプにあって
は、ワークの縁部をヘミングするときの押当て型となる
下型が必要となるが、その下型はワークの縁部を正確に
ヘミングするためには完成品の形状に合わせて高い精度
で製造する必要があり、コストアップの原因となる。特
に、近年の多品種小ロット生産においては、かかる下型
を各品種毎に用意する必要があり、金型（下型）代が膨
大となると共に、各品種毎に下型の段取り替えが必要と
なる。また、ヘミングローラの押圧の確保が難しい。

【０００５】他方、後者のタイプにあっては、押圧ロー
ラを所定の力で受けローラに押圧しつつ回転させてワー
クの縁部を送り出すようにしているため、押圧ローラに
回転機構等を設けなければならず、構造が複雑となって
コストアップとなる。また、ワークに皺等を発生させる
ことなくヘミングするには、押圧ローラの押圧力および
回転力とロボットアームの移動速度との同期を取る必要
があるため、それらの同期コントロールが難しい。

【０００６】以上の事情を考慮して創案された本発明の
目的は、押当て用の金型を不要として低コスト化を図っ
たローラヘミング方法およびその装置を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明に係るローラヘミング方法は、所定ピッチが隔てら
れたガイドローラとヘムローラとの間に、ヘムローラ側
に加工すべき縁部を有するワークをガイドローラ側にバ
ックプレートを当てがった状態で通過させ、通過時にガ
イドローラから受ける圧力をバックプレートにより分散
しつつワークの縁部をヘムローラに押し当てて折り曲げ
又はカシメ加工するようにしたものである。

【０００８】また、本発明に係るローラヘミング装置
は、ガイドローラとヘムローラとが所定ピッチで取り付
けられた基台部と、一方の面に加工すべき縁部を有する
ワークをその他方の面にバックプレートを当てがった状
態で保持する保持部と、該保持部と上記基台部とを相対
移動させ、保持部のワークおよびバックプレートを、基
台部のガイドローラとヘムローラとの間に、ガイドロー
ラ側にバックプレートをヘムローラ側にワークを位置さ
せて通過させる相対移動手段とを備えたものである。

【０００９】上記保持部は、バックプレートが取り付け
られたベース体と、該ベース体に設けられ上記ワークを
その他方の面をベース体のバックプレートに押し当てた
状態で保持するクランプとを有し、上記相対移動手段
は、上記保持部を予め教示された軌跡に沿って移動させ
るロボットであってもよい。

【００１０】上記ヘムローラは、ワークの縁部を予備曲
げするための円錐ローラからなり、上記ガイドローラ
は、その円錐ローラの回転軸と平行な回転軸を有してい
てもよい。

【００１１】上記ヘムローラは、ワークの縁部を本曲げ
するための円柱ローラからなり、上記ガイドローラは、
その円柱ローラの回転軸と平行な回転軸を有していても
よい。

【００１２】上記ガイドローラとヘムローラとのピッチ
を多段階に切り換えて固定するピッチ切換手段を有して
いてもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を添付図面に
基いて説明する。

【００１４】図１に示すように、本実施形態に係るロー
ラヘミング方法に用いられるローラヘミング装置１は、
当該装置１が設置される工場等の床面に強固に固定され
た基台部２を有する。基台部２には、第１ヘムローラ３
と第１ガイドローラ４とが所定ピッチで取り付けられて
いると共に、第２ヘムローラ５と第２ガイドローラ６と
が所定ピッチで取り付けられている。

【００１５】第１ヘムローラ３は、図３(a) にも示すよ
うに、ワークＷの縁部Ａを予備曲げすべく所定角度に成
形された当たり面を有する円錐ローラ７からなり、第１
ガイドローラ４は、その円錐ローラ７の回転軸と平行な
回転軸を有する円柱ローラ８からなる。また、第２ヘム
ローラ５は、図３(b) にも示すように、ワークＷの縁部
Ａを本曲げすべく回転軸に平行な当たり面を有する円柱
ローラ９からなり、第２ガイドローラ６は、その円柱ロ
ーラ９の回転軸と平行な回転軸を有する円柱ローラ１０
からなる。

【００１６】各ローラ７〜１０（３〜６）は、ベアリン
グ等によって回転自在に支持されたアイドルローラとな
っている。第１ガイドローラ４は、図３(a) に示すよう
に、ワークＷの縁部Ａを第１ヘムローラ３（円錐ローラ
７）によって折り曲げ加工する際に生じる斜め上方への
反力を受けるため、第１ヘムローラ３より上方に配置さ
れている。他方、第２ヘムローラ５（円柱ローラ９）に
は、ワークＷの縁部Ａを 180度折り曲げたときに形成さ
れる玉縁部１１を収容するための溝１２が、周方向に沿
って成形されている。

【００１７】また、このローラヘミング装置１は、図１
および図２に示すように、一方の面Ｘに加工すべき縁部
Ａを有するワークＷを、その他方の面Ｙにバックプレー
ト１３を当てがった状態で保持する保持部１４を有す
る。ワークＷは、本実施形態では建設機械のキャブのド
アパネルが用いられているが、これに限らず乗用車のド
アパネルやボンネットやトランクリッド等、一方の面Ｘ
にヘミング加工すべき縁部Ａを有するものであればよ
い。

【００１８】バックプレート１３は、図２に示すよう
に、ワークＷ（建機ドアパネル）のドア外側面の周囲に
沿って所定幅で平面的に接するように環状に成形されて
おり、ブラケット１５を介して枠状のベース体１６に固
定されている。ベース体１６には、ワークＷをその他方
の面Ｙ（ヘミング加工すべき縁部Ａがない面：ドアの外
側面）をバックプレート１３に押し当てた状態で保持す
るクランプ１７が設けられている。クランプ１７は、シ
リンダ１８によって開閉される。

【００１９】ベース体１６には、図１にも示すように、
当該ベース体１６を予め教示された軌跡に沿って三次元
的に移動させるロボット１９のアーム２０が連結されて
いる。ロボット１９は、その基礎部２１が工場等の床面
に強固に固定されており、各ローラ７〜１０（３〜６）
が設けられた基台部２に対してベース体１６（保持部１
４）を相対移動させ、ワークＷおよびバックプレート１
３を、ヘムローラ３（５）とガイドローラ４（６）との
間に、ヘムローラ３（５）側にワークＷをガイドローラ
４（６）側にバックプレート１３を位置させて通過させ
る相対移動手段を構成する。

【００２０】以上の構成からなる本実施形態の作用を述
べる。

【００２１】先ず、図１および図２に示すように、ワー
クＷ（建機ドアパネル）を保持部１４のバックプレート
１３に当てがうようにセットし、クランプ１７およびシ
リンダ１８によってワークＷを保持部１４に固定する。
このとき、ワークＷは、ヘミング加工すべき縁部Ａがな
い面Ｙ（ドアの外側面）が、バックプレート１３に当て
がわれた状態となって、保持部１４に固定される。

【００２２】次に、ロボット１９のアーム２０を作動さ
せ、保持部１４に固定されたワークＷおよびバックプレ
ート１３を、第１ヘムローラ３と第１ガイドローラ４と
の間に、第１ヘムローラ３側にワークＷを第１ガイドロ
ーラ４側にバックプレート１３を位置させて差し込む。
ワークＷの挿入方向は、図５に示すように、第１ヘムロ
ーラ３の左右方向からあるいは上方からの差し込みが可
能である。

【００２３】その後、第１ヘムローラ３と第１ガイドロ
ーラ４との間に差し込んだワークＷおよびバックプレー
ト１３を、ロボット１９によって予め教示された軌跡に
沿って移動させる。これにより、図３(a) に示すよう
に、プレス加工等により90度程度に曲げられていたワー
クＷの縁部Ａは、第１ヘムローラ３の形状に合うように
図例では更に45度程度連続的に予備曲げされる。このと
きワークＷがガイドローラ４から受ける圧力は、バック
プレート１３により分散される。

【００２４】予備曲げ後、ワークＷおよびバックプレー
ト１３を、第２ヘムローラ５と第２ガイドローラ６との
間に、第２ヘムローラ５側にワークＷを第２ガイドロー
ラ６側にバックプレート１３を位置させて差し込み、予
め教示された軌跡に沿って移動させ、本曲げを行う。こ
れにより、図３(b) に示すように、 135度程度に予備曲
げされたワークＷの縁部Ａは、第２ヘムローラ５によっ
て 180度まで曲げられる。このときワークＷがガイドロ
ーラ６から受ける圧力は、バックプレート１３により分
散される。

【００２５】本曲げ時、ワークＷの縁部Ａは、図４に示
すように、ワークＷの内側パネル２２を挟持するように
カシメられ、その折曲端が第２ヘムローラ５に成形され
た溝１２に嵌まって玉縁部１１となる。また、図６に示
すように、ワークＷのコーナー部には、ヘミングすべき
縁部Ａが欠落された欠落部Ｃが設けられている。ワーク
Ｗおよびバックプレート１３を欠落部Ｃからローラ間
３、４（５、６）間に差し込み・引き抜くためである。
欠落部Ｃの寸法Ｚは、図７に示すように、第２ヘムロー
ラ５の高さＺに合わせて設定されている。

【００２６】仮に、欠落部Ｃが無いとすると、図６にお
いてワークＷおよびバックプレート１３をコーナー部か
らローラ３、４（５、６）間に差し込むとき、ヘミング
すべき縁部Ａの手前側の直交する縁部Ａがローラ３、４
（５、６）間に挟まれて折り曲げられてしまい、仕上が
りが悪化してしまう。また、欠落部Ｃが無いとすると、
ワークＷおよびバックプレート１３をローラ３、４
（５、６）間からワークＷを引き抜くとき、ヘミングし
終わった縁部Ａと直交するコーナー部の出口側の縁部Ａ
が、ヘミングすべき方向と逆方向に折り曲げられてしま
い、修復が困難となる。かかる問題を解消するために、
ワークＷのコーナー部に縁部Ａの欠落部Ｃを設けている
のである。

【００２７】また、図８に示すように、第２ヘムローラ
５を第２ガイドローラ６に対して近接離間させるシリン
ダ機構２３を設けるとともにストッパ機構２４（出没ピ
ン）を設け、ローラ５、６間の間隔を広げた状態でワー
クＷおよびバックプレート１３を差し込んだ後、ローラ
５、６間の間隔をシリンダ機構２３によって所定の間隔
まで狭めて挟み込んだ後にストッパ機構２４でローラ
５、６間の間隔を固定し、ワークＷおよびバックプレー
ト１３を移動させて本曲げを行い、ワークＷおよびバッ
クプレート１３をローラ５、６間から引き抜くときに
は、ローラ５、６間の間隔をシリンダ機構２３によって
広げた後に引き抜くようにしてもよい。

【００２８】なお、ロック機構がないとすると、ローラ
５、６間にワークＷおよびバックプレート１３を通過さ
せるときに、シリンダ機構２３が微視的に伸縮してロー
ラ５、６間のピッチが変化してしまい、ヘミングが設計
通りに行なえない。また、ストッパ機構２４（出没ピ
ン）を多数設ければ、ローラ５、６間の間隔を多段階で
固定できるため、完成寸法（厚さ）の異なる種々のワー
クＷに対応できる。この場合、各ストッパ機構２４が、
第２ヘムローラ５と第２ガイドローラ６とのピッチを多
段階に切り換えて固定するピッチ切換手段を構成するこ
とになる。

【００２９】以上のヘミング方法および装置によれば、
ヘムローラ３（５）とガイドローラ４（６）との間にワ
ークＷおよびバックプレート１３を挟んで通過させ、ワ
ークＷの縁部Ａをバックプレート１３に押し付けつつヘ
ミング成形しているので、ワークＷを押し付け用の金型
（下型）に押し付けてヘミングしていた従来技術と比べ
ると、大幅なコストダウンとなる。何故なら、バックプ
レート１３は、完成品のうち実質的にローラ３、４
（５、６）間に挟まれる部分のみの形状を成形すればよ
いので低コストで製造できるのに対し、金型（下型）
は、完成品の全ての形状を正確に成形する必要があり製
造コストが高いからである。

【００３０】また、各ローラ３〜６はアイドルローラで
あり、それらアイドルローラの間にロボット１９によっ
てワークＷおよびバックプレート１３を挟んで通過させ
るようにしているので、ローラ３〜６に回転駆動機構を
設ける必要がなく、ワークＷをローラ間に挟み込んでそ
のローラを回転駆動することでワークをヘミングしつつ
送り出すようにしていた従来技術と比べると、装置の機
構が簡潔になって大幅なコストダウンとなる。また、各
ローラの回転駆動機構によるワークＷの送り速度とロボ
ットによるワークの移動速度との同期制御を行なう必要
もない。

【００３１】また、図１に示すようにロボット１９のア
ーム２０にワークＷを把持させてワークＷを移動してい
るので、ワークＷの搬送の一部をロボット１９によって
行うことができ、搬送コストが低減する。すなわち、搬
送設備の投資が低減する。また、ロボットアーム２０の
先端に取り付けられるワーク用の保持部１４を各種ワー
ク毎に予め用意しておき、それらをアーム２０の先端に
着脱自在とすれば、それらを取り換えることにより各種
ワークＷの切り換えに迅速に対応できる。

【００３２】また、バックプレート１３をワークＷ（建
機用ドアパネル）の外側面に押当てているので、例えロ
ボット１９のティーチング精度が多少悪く教示ラインが
最適ラインからズレていても、完成品の外観品質が確保
できる。仮に、図９に示すようにバックプレート１３を
用いることなくヘムローラ５とガイドローラ６との間に
ワークＷを挟んで通過させたとすると、ロボット１９の
ティーチング精度が悪いと、図１０(a) に示すように加
工方向に沿って製品（ヘミング加工後のワークＷ）にう
ねり２５が生じたり、図１０(b) に示すようにヘム面に
折れ２６が生じたり、図１０(c) に示すように最外周に
食み出し２７が生じたりする。

【００３３】また、図１に示す実施形態では、相対移動
手段として、ローラ３〜６側を基台部２に固定しワーク
Ｗおよびバックプレート１３側をロボット１９で移動す
るものを示したが、これとは逆にワークＷおよびバック
プレート１３側を基台部に固定しローラ３〜６側をロボ
ットで移動して、相対移動させるようにしてもよい。ま
た、本実施形態では、予備曲げ用として第１ヘムローラ
３および第１ガイドローラ４の１ユニットを用い、本曲
げ用として第２ヘムローラ５および第２ガイドローラ６
の１ユニットを用いたものを示したが、夫々複数ユニッ
トを用いることも可能である。

【００３４】また、予備曲げ用として第１ヘムローラ３
の角度が１種類のものを説明したが、角度の浅いもの深
いものの複数を用いてもよい。このように予備曲げを多
段階とすれば、ワークＷのヘミングすべき縁部Ａの剛性
が高いものにも対応できる。なお、図１乃至図８に示す
実施形態におけるワークＷは、ヘミングすべき縁部Ａの
板厚が１mm〜１．２mm程度のもの（建機用のドアパネ
ル）が用いられており、１回の予備曲げで済む。

【００３５】また、図１の実施形態では、予備曲げ用の
ローラ３、４対と本曲げ用のローラ５、６対とを並設
し、ワークＷおよびバックプレート１３を予備曲げ用の
ローラ３、４対を通過させた後に、本曲げ用のローラ
５、６対を通過させるようにしたが、予備曲げ用のロー
ラ３、４対と本曲げ用のローラ５、６対とをワークＷの
送り方向に沿って配置し、１回のワーク送りで予備曲げ
と本曲げとを連続して行なうようにしてもよい。

【００３６】この場合、各ローラ３、４（５、６）対を
複数設定してもよい。詳しくは、同じ円錐角度の予備曲
げ用のローラ３、４対を複数配置してもよく、円錐角度
の異なる予備曲げ用のローラ３、４対を複数配置しても
よい。また、各ローラ３、４（５、６）対のユニットを
可動式とすれば、複雑な形状のワークＷにも対応でき
る。

【００３７】また、図１乃至図８に示す実施形態では、
ローラ３〜６を剛体として説明したが、樹脂等の弾性の
ある材質を用いてもよい。樹脂等の弾性のある材質から
なるローラ３〜６であれば、例えばワークＷのヘミング
すべき縁部Ａの近傍に局部的な凹凸形状部があっても、
ローラ３〜６がその凹凸形状部を乗り越えるときにロー
ラ３〜６の表面が凹凸形状部の形状にならって変形しつ
つ通過するので、適正にヘミングできる。また、ワーク
Ｗがローラ３、４（５、６）間を通過するとき、ローラ
３〜６が多少潰れるよう変形することで、ローラ３〜６
の外径以下の曲率にも対応できる。

【００３８】また、各ローラ３、４（５、６）間のピッ
チをシリンダ機構等によって可変とし、ワークＷの形状
変化部または板厚違いのワークＷに対応させるようにし
てもよい。この場合、可変された各ローラ３、４（５、
６）間のピッチはロック機構によって固定する必要があ
る。仮に、ロック機構がないとすると、ローラ３、４
（５、６）間にワークＷおよびバックプレート１３を通
過させるときに、シリンダ機構が微視的に伸縮してロー
ラ３、４（５、６）間のピッチが変化してしまい、ヘミ
ングが設計通りに行なえないからである。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るローラ
ヘミング方法およびその装置によれば、押当て用の金型
が不要となるので低コスト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るローラヘミング方法
に用いられるローラヘミング装置の説明図である。

【図２】上記ローラヘミング装置の保持部の説明図であ
り、(a) は平面図、(b) は側断面図である。

【図３】上記ローラヘミング装置を用いたローラヘミン
グ方法を示す説明図であり。(a) は予備曲げの様子の説
明図、(b) は本曲げの様子の説明図を示す。

【図４】図３(b) の部分拡大図である。

【図５】予備曲げ用のローラ間にワークを挿入する方向
を示す説明図である。

【図６】上記ワークのコーナー部の拡大図である。

【図７】上記ワークのコーナー部をヘミングする様子を
示す説明図である。

【図８】変形例を示す説明図である。

【図９】バックプレートを省略した対比例を示す説明図
である。

【図１０】対比例にて生じる欠陥を示す説明図である。

【符号の説明】

１ローラヘミング装置２基台部３第１ヘムローラ４第１ガイドローラ５第２ヘムローラ６第２ガイドローラ７円錐ローラ８円柱ローラ９円柱ローラ１０円柱ローラ１３バックプレート１４保持部１６ベース体１７クランプ１８シリンダ１９相対移動手段としてのロボットＸ一方の面Ｙ他方の面ＷワークＡ縁部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定ピッチが隔てられたガイドローラと
ヘムローラとの間に、ヘムローラ側に加工すべき縁部を
有するワークをガイドローラ側にバックプレートを当て
がった状態で通過させ、通過時にガイドローラから受け
る圧力をバックプレートにより分散しつつワークの縁部
をヘムローラに押し当てて折り曲げ又はカシメ加工する
ようにしたことを特徴とするローラヘミング方法。
【請求項２】ガイドローラとヘムローラとが所定ピッ
チで取り付けられた基台部と、一方の面に加工すべき縁
部を有するワークをその他方の面にバックプレートを当
てがった状態で保持する保持部と、該保持部と上記基台
部とを相対移動させ、保持部のワークおよびバックプレ
ートを、基台部のガイドローラとヘムローラとの間に、
ガイドローラ側にバックプレートをヘムローラ側にワー
クを位置させて通過させる相対移動手段とを備えたこと
を特徴とするローラヘミング装置。
【請求項３】上記保持部は、バックプレートが取り付
けられたベース体と、該ベース体に設けられ上記ワーク
をその他方の面をバックプレートに押し当てた状態で保
持するクランプとを有し、上記相対移動手段は、上記保
持部を予め教示された軌跡に沿って移動させるロボット
である請求項２記載のローラヘミング装置。
【請求項４】上記ヘムローラは、ワークの縁部を予備
曲げするための円錐ローラからなり、上記ガイドローラ
は、その円錐ローラの回転軸と平行な回転軸を有する請
求項２記載のローラヘミング装置。
【請求項５】上記ヘムローラは、ワークの縁部を本曲
げするための円柱ローラからなり、上記ガイドローラ
は、その円柱ローラの回転軸と平行な回転軸を有する請
求項２記載のローラヘミング装置。
【請求項６】上記ガイドローラとヘムローラとのピッ
チを多段階に切り換えて固定するピッチ切換手段を有す
る請求項２、４又は５記載のローラヘミング装置。