JP2010036219A - ヘミング加工装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基台1の上部に固設されたアンビル3と、アンビル3に載置されたワークWにヘミング加工を施す主ヘムパンチ5aおよび予備曲げパンチ5bと、アンビル3に対向して設けられたヘム保持部材5と、を有するヘミング加工装置10であって、基台1に直線移動ガイド6を介して上下方向へ移動自在に配設された往復移動部材7と、往復移動部材7を往復移動させる往復駆動装置4と、往復移動部材7の上部に軸支され、前記往復移動部材7の上部と前記ヘム保持部材5の下部とを連結する第2ピン4gと、往復移動部材7に設けられ、ヘム保持部材5を第1ピン4eの回りに傾動自在に駆動する傾動駆動装置Gと、を備えた。
【選択図】図2
Description
予備曲げリンク56も中間リンク55と同様に、予備曲げリンク56のワークW側の先端には、長穴が設けられ、リンク支持ブロック53の側面に、前記した形状と同様に、くの字状のカム溝穴が形成されている。これにより、予備曲げリンク56は、中間リンク55に平行な関係により、予備曲げパンチ59の姿勢を維持しながら、予備曲げパンチ59をカム溝穴53aに沿ってワークWに向って降下、接近し、さらに、カム溝穴53bに沿って垂直に降下して予備ヘム加工を施し、予備曲げパンチ59をカム溝穴53cに沿って退避させる。
図14(b)に示すように、加圧装置62が下降しはじめると、本曲げパンチ57は、本曲げリンク54と中間リンク55によって同姿勢を維持しながらワークに向って下降する。また、予備曲げパンチ59は、中間リンク55と予備曲げリンク56と連結リンク65によって、下方に移動し、予備曲げパンチ59をカム溝穴53aに沿ってワークに向って降下、接近させ、カム溝穴53bに沿って垂直に降下して予備ヘム加工を施し、予備曲げパンチ59をカム溝穴53cに沿って退避させる。
その後、図14(c)に示すように、本曲げパンチ57によって、予備曲げされたワークは、ヘム加工される。
図1は本発明のヘミング加工装置の正面図、図2は左側面図、図3は右側面図である。
なお、図中に小さく記載したa〜eの意味は、クランク軸の中心線a、第1ピンの中心線b、連結部材の中心線c、第1ピンの中心線d、傾動シャフトの中心線eを示す。
図1、図3に示すように、ヘミング加工装置10は、基台1の正面にプレート2を介して設けられており、下段に往復駆動装置4、中段に往復移動部材7と傾動駆動装置G、上段にヘム保持部材5が配置されている。
図2に示すように、ヘミング加工装置10は、基台1の上部に固設された金床のアンビル3と、アンビル3に対向して設けられ、主ヘムパンチ5aおよび予備曲げパンチ5bが上下に離間して設けられたヘム保持部材5と、ヘム保持部材5の下部に第2ピン4gを設け、ヘム保持部材5を傾動させる傾動駆動装置Gと、ヘム保持部材5を、往復移動部材7を介して上下方向へ移動させるクランク装置4を構えている。
ここで、図1〜図7を使用して、本発明のヘミング加工装置10の主要機構の主要ユニット、主要パーツである前記した基台1、アンビル3、ヘム保持部材5、往復移動部材7、傾動駆動装置G、往復駆動装置4等の構成について、順追って詳細に説明する。
図1、図2に示すように、基台1は、箱形形状の鋳物(FC250)で成形されている。基台1は、鋳物のほかに木型が不要になる鋼板溶接構造としてもよい。箱形形状の中にはリブが配置されて剛性を高めており、質量は1ton以上有する。
図2に示すように、アンビル3は、ヘミング加工の金床であり、基台1の最上部の上面にボルトによって固設されている。アンビル3は、熱処理によりHRc50以上の硬度を有している。
アンビル3の横幅は、例えば、1.1mであり、ワークの形状に合わせた形状に形成されている。また、ロット番号の変更やメンテナンスの際には、アンビル3が交換される。
図2に示すように、ヘム保持部材5は、ヘム保持プレート5eと傾動ベース5cとから構成されている。
ヘム保持プレート5eは、側面視でクランク状であり、図1に示す正面図では矩形の板状になっており、3箇所の大きなリブで補強されている。
図2に示すように、ヘム保持プレート5eの背面(アンビル側)には主ヘムパンチ5aと予備曲げパンチ5bが上下位置で平行に離間して設けられている。また、図示しないが、主ヘムパンチ5aと予備曲げパンチ5bを一体にして1本にしたヘムパンチとしてもよい。この一体形のヘムパンチでは、傾斜面を予備曲げパンチ5b、下部面を主ヘムパンチ5aとして使い分けることで1本にすることができるが、このようにしても構わない。
ヘム保持プレート5eは、傾動自在の傾動ベース5cの上面にボルトによって一体に固定されている。
傾動ベース5cは、傾動ベース5cの下部に延設した延設部と、往復移動部材7の上部の傾動支点となる第2ピン4gに係合しており、また、前端部には連結部材8fと連結するための第4ピン5dを有している。
図7に示すように、ヘム保持部材5は、傾動モータ8の駆動により、後記する減速装置を介在して第2ピン4gを支点に約10度、右(手前方向)へ傾動させてアンビル3との干渉を回避する。さらに、ヘム保持部材5は、傾動した状態で、クランク装置4のクランク機構の働きにより往復移動部材7を上下方向に移動させ、ヘム保持部材5を上下方向に移動させる。なお、ヘミング加工を施す場合は、傾動角は0度となり直立姿勢になる。
図7に示すように、基台1と往復移動部材7との間にはプレート2が配設されており、このプレート2には直線移動ガイド6が配設されている。つまり、基台1の正面のプレート2の上部には、2個ずつの直動ナット6a,6aが左右に固定され、この直動ナット6a,6aには直線移動ガイド(以下、単に直動ガイドという)6がそれぞれ摺動自在に嵌合され、上下方向に設けられている。そして、それぞれの直動ガイド6,6は、往復移動部材7と補助部材7b(図1参照)の背面(基台側)に固定されている。
また、図6に示すように、往復移動部材7と補助部材7b(図1参照)は、角パイプ状の連結部材7cによって連結されて一体になっている。また、この連結部材7cには、傾動モータ8の出力軸に連結された傾動シャフト8dを支持するシャフトホルダ7eが連結部材7cにボルトによって一体に固定されている。さらに、この傾動シャフト8dは、傾動アーム8eを回動自在に支持している。
往復移動部材7の下部には第1ピン4eが軸支されている。また、この第1ピン4eによってクランク装置4(図2参照)の連結アーム4dが連結され、クランク装置4のクランク機構によって、左クランク腕4cおよび右クランク腕4c’の回動によって連結アーム4dが上下動すると、往復移動部材7が上下方向へ往復動する。
さらに、往復移動部材7の上部には第2ピン4gが軸支され、往復移動部材7の上部とヘム保持部材5の下部とが連結されている。
また、往復移動部材7に設けられた傾動駆動装置Gは、ヘム保持部材5を第2ピン4eの回りに傾動自在に駆動する。
傾動駆動装置Gは、図2に示すように、往復移動部材7に設けられた傾動モータ8と、傾動モータ8の出力軸に接続された傾動アーム8eと、傾動アーム8eとヘム保持部材5の傾動ベース5cとを連結した連結部材8fとから構成されている。
<傾動駆動装置のリンク機構>
これは、傾動モータ8と、傾動アーム8eと、連結部材8fと、傾動ベース5cとからなる四節回転機構を形成するリンク機構であり、傾動モータ8の正転、逆転により、傾動ベース5cおよびヘム保持プレート5eのヘム保持部材5が傾動する。
<傾動モータの構成>
傾動モータ8は、図5に示すように、減速装置8b付のサーボモータ8aである。減速装置8bの減速比は例えば、1/160が好適である。減速装置8bの出力軸はアダプタ8cを介して傾動シャフト8dに接続されている。また、図6に示すように、この傾動シャフト8dは、連結部材7cに支持されたシャフトホルダ7eに回動自在に支持されている。
傾動アーム8eは、図5に示すように、断面形状がH形になっており、左右のダブルで、図6に示すように、シャフト8dに支持されて傾動する。
図5に示すように、連結部材8fは、2本から構成され、一種のリンクである。この連結部材8fは長さ調節機能付きで、中央のボルトは右ねじと左ねじとからなり、一方向に回転させると伸張、その反対方向に回転させると短縮する。そして、ゆるみ止めのナットで固定する。連結部材8fの下端部は第3ピン8gにより傾動アーム8eと連結し、上端部は第4ピン5dにより傾動ベース5cと連結している。
したがって、傾動駆動装置Gが駆動すると、図7に示すように、ヘム保持部材5の第2ピン4gを支点にしてヘム保持部材5を、例えば、約10度手前に傾動させて、アンビル3との干渉を回避する。また、段取り替えやメンテナンスの際は、ヘム保持部材5を約50度まで手前に傾動させることができる。
このように、往復移動部材7の上部にヘム保持部材5が傾動する支点の第2ピン4gを設け、往復移動部材7の下部にクランク装置4と連結する第1ピン4eを設けたことにより、アンビル3と、主ヘムパンチ5aおよび予備曲げパンチ5bとの離間、接近が容易にできる。
図4に示すように、往復駆動装置のクランク装置4は、クランク軸モータ18の出力軸に連結された一直線のクランク軸4aと、このクランク軸4aに一端部である上端部が固定された左クランク腕4cおよび右クランク腕4c’と、左クランク腕4cおよび右クランク腕4c’の他端部である下端部が両端支持されたクランクピン4fと、クランクピン4fに回動自在に支持された連結アーム4d(および往復移動部材7)とから主に構成されている。
<クランク機構>
一般に、ピストンの往復運動を回転運動に変換するピストン・クランク機構が知られているが、これらは、クランク(曲)軸と、クランクアームと、クランクピンと、連接棒(およびピストン)から構成されている。本願発明のクランク装置4は、この反対に、回転運動を往復運動に変換するクランク装置であり、クランク(曲)軸の形状が全く異なり、単なる一直線の軸(シャフト)で構成されている。また、ピストン・クランク機構の直線状の連接棒が、ここでは略C字状の連結アーム4dであり、さらに、ピストンは往復移動部材7に相当する構成である。しかしながら、クランク軸が連続回転し、ピストンも連続の往復運動を行うものとは大きく異なり、ここではクランク軸が半回転の正転と逆転を繰り返すため、連続回転が不要になっている。
そこで、クランク装置4を構成する主要部品の、クランク軸モータ、クランク軸、左クランク腕および右クランク腕、連結アーム、左ホルダおよび右ホルダ、プレート等の構成について順追って詳細に説明する。
クランク軸モータ18は、クランク装置4の正面の左側に配置され、ブラケット18cに固定されている。クランク軸モータ18は、減速装置18b付のサーボモータ18aである。減速装置18bの減速比は例えば、1/160が好適である。
図4に示すように、クランク軸4aは、クランク軸モータ18の出力軸に連結継手18dを介して一体に連結されている。クランク軸4aは、左ホルダ4bと右ホルダ4b’によって支持されている。クランク軸4aは、一本のシャフトで構成されている。したがって、クランク軸4aは半回転(180度)以上すると連結アーム4dとクランク軸4aとが干渉するため、クランク軸4aは0〜180度の範囲内で正転と逆転を繰り返して回動することになる。クランク軸4aの0〜180度以内の回動運動であれば、クランク機構による回転運動を往復運動へ変換することに何ら問題はないため、往復移動部材5の上下には全く支障はない。クランク軸4aの曲軸を一本のシャフトにしたことにより、クランク装置4の大幅な原価低減ができる。
図4に示す左クランク腕4cおよび右クランク腕4c’は、図3に示すように、側面視で小判形状をしており、上端部(一端部)が一本のクランク軸4aに嵌合され、図4に示すように、固定手段11のキー11aにより固定されている。また、左クランク腕4cおよび右クランク腕4c’の下端部(他端部)には、クランクピン4fが嵌合され、クランクピン4fは左クランク腕4cおよび右クランク腕4c’によって両端支持されている。
なお、回動自在とするクランクピン4f、第1ピン4e、第2ピン4gには、それぞれに低摩擦部材のブッシュが装着されている。このブッシュはオイル含有のブッシュでもよいし、ボールブッシュ、その他のブッシュであって構わない。
図4に示すように、連結アーム4dは、下端部が前記クランクピン4fに回動自在に支持されている。連結アーム4dの上端部は、第1ピン4eに連結されている。
連結アーム4dの形状は、図6に示すように、クランク軸4aが180度まで回動した時、側面視で略C字状をしてクランク軸4aとの干渉を回避している。
左ホルダ4bおよび右ホルダ4b’は、クランク軸4aを支持する支持部材であり、後記するプレート2に固定されている(図6参照)。図4に示すように、それぞれには回動自在とする低摩擦部材のブッシュが装着されている。
図2に示すように、プレート2は、略四角形の板材のベースであり、部分組み付けの際、平置きにされたプレート2の上面にクランク装置4の装置が組み付けられる。さらに、往復移動部材7と傾動駆動装置Gが組み付けられる。部分組み付けが終了すると、平置きにされたプレート2の一端にワイヤが掛けられ、天井クレーン等によって直立姿勢に姿勢を変え、基台1に搬送されて基台1の正面にボルトによって固定される。したがって、詳細には、往復移動部材7はプレート2を介して基台1に、直線移動ガイドによって上下方向へ移動自在に配設されている。
図7は待機位置を示す左側面の動作図、図8の(a)は第1工程、(b)は第2工程、図9の(a)は第3工程、(b)は第4工程、図10の(a)は第5工程、(b)は第6工程、図11の(a)は第7工程、(b)は第8工程、図12の(a)は第9工程、(b)は第10工程を示す動作図である。また、図13の(a)は予備曲げパンチによる加工を示す拡大図、図13の(b)は主ヘムパンチによる加工を示す拡大図である。
この第1工程から第10工程は、説明の便宜上10分割したものであり、実際は滑らかな連続動作によって、ヘミング加工が行われる。
また、基台1の下面から傾動モータ8までの高さ位置は、L0(図8(a)、(b)参照)になっている。
この待機位置は加工開始のスタート位置でもある。起動釦を押すと、動作が開始する。
図13(a)に示すように、予備曲げパンチ5bは、ワークWの直立のヘムを上からプレスして45度に折り曲げたヘム加工をしている。
傾動モータ8の高さ位置は、l2だけ低いL2をキープする。
クランク軸モータ18の逆転によるクランク機構により、連結アーム4dが上昇すると、往復移動部材7が上降し、ヘム保持部材5もl3だけ上降する。
傾動モータ8の高さ位置は、L2にもどる。
傾動モータ8の高さ位置は、L0にもどる。
なお、本実施形態においては、往復駆動装置をクランク装置で構成したが、これに限定されるものではなく、前記往復移動部材7を上下方向へ自在に移動可能な装置であればよく、例えば、流体圧シリンダ、ボールねじとモータの組み合わせ、またはリンク機構等の駆動装置を適用することができる。
また、副次的な効果として、従来は予備曲げパンチがフランジに対して斜めの47度方向から入っていたため、パネルコーナー部ではフランジ直角方向の予備曲げができなかったので、その対策として、ストレート部とは別にコーナー専用パンチを設けていたが、本願発明の「ヘミング加工装置」により、フランジに対して上部からパンチを入れることから、上から進入することでコーナー部をストレート部の延長として1つのパンチで曲げることができるため、コーナー専用パンチが廃止できる。
2 プレート
3 アンビル
4 往復駆動装置(クランク装置)
4a クランク軸
4b 左ホルダ
4b’ 右ホルダ
4c 左クランク腕
4c’ 右クランク腕
4d 連結アーム
4e 第1ピン
4f クランクピン
4g 第2ピン
4h クランクベース
4m モータケース
5 ヘム保持部材
5a 主ヘムパンチ
5b 予備曲げパンチ
5c 傾動ベース
5d 第4ピン
5e ヘム保持プレート
6 直線移動ガイド(直動ガイド)
6a 直動ナット
7 往復移動部材
7a 突出部
7b 補助部材
7c 連結部材
7d シャフト
7e シャフトホルダ
8 傾動モータ
8a サーボモータ
8b 減速装置
8c アダプタ
8d 傾動シャフト
8e 傾動アーム
8f 連結部材(リンク)
8g 第3ピン
10 ヘミング加工装置
11,11a,11b,11c 固定手段(キー)
18 クランク軸モータ
18a サーボモータ
18b 減速装置
18c ブラケット
18d 連結継手
a クランク軸の中心線
b 第1ピンの中心線
c 連結部材の中心線
d 第1ピンの中心線
e 傾動シャフトの中心線
G 傾動駆動装置
Claims (3)
- 基台(1)の上部に固設されたアンビル(3)と、前記アンビル(3)に載置されたワーク(W)にヘミング加工を施す主ヘムパンチ(5a)および予備曲げパンチ(5b)と、前記アンビル(3)に対向して設けられ、前記主ヘムパンチ(5a)および予備曲げパンチ(5b)が一体に、または、前記主ヘムパンチ(5a)および予備曲げパンチ(5b)が上下に離間して設けられたヘム保持部材(5)と、を有するヘミング加工装置(10)であって、
前記基台(1)に直線移動ガイド(6)を介して上下方向へ移動自在に配設された往復移動部材(7)と、
前記往復移動部材(7)を往復移動させる往復駆動装置(4)と、
前記往復移動部材(7)の上部に軸支され、前記往復移動部材(7)の上部と前記ヘム保持部材(5)の下部とを連結する第2ピン(4g)と、
前記往復移動部材(7)に設けられ、前記ヘム保持部材(5)を前記第2ピン(4e)の回りに傾動自在に駆動する傾動駆動装置(G)と、
を備えたことを特徴とするヘミング加工装置(10)。 - 前記傾動駆動装置(G)は、
前記往復移動部材(7)に設けられた傾動モータ(8)と、
前記傾動モータ(8)の出力軸に接続された傾動アーム(8e)と、
前記傾動アーム(8e)と前記ヘム保持部材(5)とを連結した連結部材(8f)と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載のヘミング加工装置(10)。 - 前記往復駆動装置(4)は、
クランク軸モータ(18)と、
前記クランク軸モータ(18)の出力軸に連結された一直線のクランク軸(4a)と、
前記クランク軸(4a)に一端部が固定された左クランク腕(4c)および右クランク腕(4c’)と、
前記左クランク腕(4c)および前記右クランク腕(4c’)の他端部に嵌合され、両端支持されたクランクピン(4f)と、
前記クランクピン(4f)に一端部が回動自在に支持され、他端部が前記往復移動部材(7)の第1ピン(4e)に連結され、側面視で略C字形状の前記連結アーム(4d)と、
を備えたクランク装置であることを特徴とする請求項1に記載のヘミング加工装置(10)。
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