JP2014057998A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被加工物の搬送及び加工を行うことができる加工装置において、全体としてコンパクト化を図って設置に要するスペースを縮小する。
【解決手段】加工装置１は、フレーム状に構成したヘムパンチと下型１１とを備え、ヘムパンチと下型１１との間に被加工物Ａを配置し、下型１１に複数配置した駆動装置１３により、ヘムパンチと下型とを互いに接近させることによって被加工物Ａを加工するように構成されている。加工装置１は、被加工物Ａを搬送するための搬送装置Ｒを備えている。搬送装置Ｒには、ヘムパンチが取り付けられる。ヘムパンチには、被加工物Ａを保持するための吸着装置が一体化されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、被加工物を加工する際に用いられる加工装置に関するものである。

従来より、例えば、自動車用ドアの製造現場では、インナパネルとアウタパネルとをヘミング加工するための加工装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の加工装置は、固定された下型と、下型に対し接離する方向に移動する上型と、インナパネル及びアウタパネルからなるドア（被加工物）を搬送するためのロボットとを備えている。ロボットには、被加工物を保持するための保持ハンドが取り付けられている。

上記加工装置を用いて被加工物を加工する場合には、まず、ロボットが保持ハンドを移動させて、置き台に置いてある加工前の被加工物を保持ハンドで保持する。その後、ロボットは被加工物を下型まで搬送して下型にセットする。しかる後、上型を下降させて上型と下型とで被加工物に所定の加工を施す。加工工程の後、ロボットは保持ハンドを被加工物の保持が可能な位置まで移動させて被加工物を保持し、搬出する。

特開２００１−２８６９５３号公報

ところで、特許文献１では、保持ハンドは被加工物を保持する機能のみを有しており、また、下型及び上型は成形機能のみを有している。つまり、保持ハンドと、下型及び上型とは、各々が独立しているので、加工装置を全体として見たときには大型化し、設置に要するスペースが大きくなってしまうとともにコストアップとなるという問題がある。

また、保持ハンドは保持機能のみを有しているので、被加工物を搬送した後、被加工物の加工工程に移る前に、加工動作を阻害しない位置まで保持ハンドを退避させておき、その後、上型を下降させる加工工程に移る必要がある。そして、被加工物の加工工程が終わったら、被加工物の搬出工程に移るのであるが、今度は、退避位置にある保持ハンドを被加工物の保持のために保持位置まで移動させなければならない。従って、被加工物の搬入、加工、搬出の一連の工程で保持ハンドを移動させる際の待ち時間が長く、この時間をいかにして短縮するかが問題となっている。
そこで、この問題を解決するために、被加工物の搬送及び加工を行えるよう、被加工物を搬送するための搬送装置に加工用の型を取り付けるようにし、この型で被加工物を保持できるようにすると、搬送装置で搬送する加工用の型の重量により搬送装置の要求動力が大きくなり、搬送装置の大型化を招き、また加工装置全体が大型化するという問題が生じる。そのため、加工用の型を軽量化しようとすると、被加工物に作用させる十分な加工力が得られないという問題が生じてしまう。

本発明の目的とするところは、被加工物の搬送及び加工を行うことができる加工装置において、全体としてコンパクト化を図って設置に要するスペースを縮小するとともに、コストを削減し、搬送及び加工に要するトータルの時間を短縮して生産効率を向上させることにある。

上記目的を達成するために、本発明では、被加工物を搬送するための搬送装置に加工用の型を取り付けてこの型で被加工物を保持できるようにし、加工用の型を被加工物の被加工部分に対応した枠状の型とフレーム状の連結部とにより軽量に形成し、互いに間隔をあけて複数配置した型駆動装置により被加工物に必要な加工力を作用させるようにした。

第１の発明では、鋼鈑からなる被加工物の周縁部を折り曲げるヘミング加工を該被加工物に施すための第１型と、上記第１型に対向するように配置される第２型とを備え、上記第１型と上記第２型の間に被加工物を配置し、該第１型と第２型を互いに接近させることによって被加工物をヘミング加工するように構成された加工装置において、上記第１型を搬送するための搬送装置を備えており、上記第１型には、被加工物を保持するための保持部が一体化され、上記第１型は、被加工物の被加工部分に対応した枠状に形成されており、相互に離間した当該枠状型部同士を連結するよう延びるフレーム状の連結部を有する形状であり、上記第２型には、上記第１型に係合して該第１型を上記第２型に接近する方向に駆動し、被加工物に加工力を作用させる型駆動装置を備えていることを特徴とするものである。

この構成によれば、第１型を搬送装置により移動させ、被加工物を第１型の保持部で保持することが可能になる。そして、被加工物が搬送装置により加工場所まで搬送されて第１型及び第２型により加工される。第１型が成形機能だけでなく、保持機能も持っているので、従来例のように型とは別に保持ハンドを設ける場合に比べて加工装置がコンパクトにまとまる。また第２型自体にコンパクトな型駆動装置を２以上設置し、多点で効率よく加圧するようにしたので、プレス装置に型を設置して加工圧力を発生させる必要がなく、小型・コンパクト・安価な装置が実現できる。

第２の発明では、請求項１に記載の発明において、型駆動装置は、被加工物に必要な加工力を作用させるのに複数の駆動装置が互いに間隔をあけて配置されたことを特徴とするものである。

この構成によれば、加工用の型を軽量化してフレーム状に構成した場合であっても、十分な加工力を発生することができる。

第３の発明では、請求項１または２に記載の発明において、型駆動装置は、第１型と第２型とを結合する結合状態と、該第１型と該第２型とを互いに離脱可能にする非結合状態とに切り替えられることを特徴とするものである。

この構成によれば、被加工物のセット等を容易に行えるようにしながら、被加工物の加工時に加工力を確実に作用させることができ、高精度な加工を確実に施すことができる。

第４の発明では 請求項１から３のいずれか１つに記載の発明において、第１型を第２型の上方に配置し、型駆動装置または該第１型の自重によって被加工物に予備加工を施すように構成し、前記型駆動装置は、予備加工が施された被加工物に、本加工を施す際の加工力を作用させるようにしたものである。

この構成によれば、第１型の自重によって被加工物に予備加工を施すことができる構成にしたので、加工装置の構造を簡素化して低コスト化を図ることができる。

第１の発明によれば、第１型を搬送装置により移動させ、被加工物を第１型の保持部で保持することが可能になる。そして、被加工物が搬送装置により加工場所まで搬送されて第１型及び第２型により加工される。第１型が成形機能だけでなく、保持機能も持っているので、従来例のように型とは別に保持ハンドを設ける場合に比べて加工装置がコンパクトにまとまる。また第１型が軽量なフレーム状に構成したので、搬送装置の要求動力が小さくでき、搬送装置が小型・コンパクト・安価なもので構成できる。また第２型自体にコンパクトな型駆動装置を２以上設置し、多点で効率よく加圧するようにしたので、大きく高価なプレス装置が不要で、小型・コンパクト・安価な装置が実現できる。

第２の発明によれば、加工用の型を軽量化してフレーム状に構成した場合であっても、十分な加工力を発生することができる。

第３の発明によれば、被加工物のセット等を容易に行えるようにしながら、被加工物の加工時に加工力を確実に作用させることができ、高精度な加工を確実に施すことができる。

第４の発明によれば、第１型の自重によって被加工物に予備加工を施すことができる構成にしたので、加工装置の構造を簡素化して低コスト化を図ることができる。

実施形態１にかかる加工装置の斜視図である。 予備曲げ装置をドアに重ねた状態の図１相当図である。 予備曲げ加工状態を示す図１相当図である。 予備曲げ装置を元の場所に戻した状態の図１相当図である。 予備曲げ装置及び下型の部分断面図である。 予備曲げ加工を施す場合の図５相当図である。 予備曲げ装置及び下型の一部を拡大して示す斜視図である。 本曲げ装置及び下型の部分断面図である。 本曲げ加工を施す場合の図８相当図である。 本曲げ加工状態を示す図１相当図である。 実施形態１の変形例１にかかる図１相当図である。 実施形態１の変形例２にかかる加工装置を側方から見た部分断面図である。 実施形態１の変形例３にかかる予備曲げパンチを示す断面図である。 実施形態２にかかる加工装置の部分断面図である。 本曲げ加工状態を示す図１６相当図である。 実施形態２の変形例にかかり、予備曲げ状態の上板及びロッドの断面図である。 本曲げ状態の図１４相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１にかかる加工装置１を示すものである。この加工装置１は、自動車のドアＡを製造する際に用いられるものである。

加工装置１で加工されるドア（被加工物）Ａは、車室側に位置するインナパネルＰ１と、車外側に位置するアウタパネルＰ２とを備えている。インナパネルＰ１及びアウタパネルＰ２は、それぞれ、鋼板をプレス加工してなるものである。インナパネルＰ１及びアウタパネルＰ２にはサッシュ部分を形成するための枠部が設けられている。また、インナパネルＰ１の周縁部は、アウタパネルＰ２の周縁部近傍に板厚方向に重ね合わされている。この状態で、アウタパネルＰ２の周縁部は、インナパネルＰ１の周縁部を挟持するようにインナパネルＰ１側へ折り曲げられ、ヘミング加工が施されている。このヘミング加工を施す際に本発明の加工装置１が用いられる。また、詳細は後述するが、アウタパネルＰ２の周縁部は、予備曲げ加工（予備加工）と、予備曲げ加工後の本曲げ加工（本加工）とを施して最終形状となる。

加工装置１は、上記ヘミング加工を施すためのヘミング加工装置である。加工装置１は、工場の床面に固定される固定型としての下型（第２型）１１と、本曲げ装置５０と、予備曲げ装置５１と、ロボット（搬送装置）Ｒとを備えている。ロボットＲにより、本曲げ装置５０及び予備曲げ装置５１の搬送と、ドアＡの搬送とが行えるようになっている。また、本曲げ装置５０と下型１１とでドアＡに本曲げ加工を施し、また、予備曲げ装置５１と下型１１とでドアＡに予備曲げ加工を施すことができるようになっている。

下型１１は枠状に形成されている。下型１１の周囲には、脚２１，２１，…が設けられている。各脚２１は、上下方向に延びている。下型１１は、ドアＡを成形するための成形面が上に向くように配置されている。この成形面にドアＡのアウタパネルＰ２が載置されて支持されるようになっている。

下型１１の上面の周縁部近傍には、本曲げ装置５０及び予備曲げ装置５１を位置決めするための複数のガイドピン１１ａ，１１ａ，…が設けられている。ガイドピン１１ａ，１１ａ，…は、本曲げ装置５０及び予備曲げ装置５１を案内して下型１１の所定位置に導くためのものであり、下型１１の周方向に間隔をあけて配置されている。各ガイドピン１１ａは上方へ突出しており、上部は先細形状となっている。

下型１１の周縁部近傍には、上下方向に貫通する複数の貫通孔１１ｂ，１１ｂ，…が設けられている。貫通孔１１ｂ，１１ｂ，…は、下型１１の周方向に間隔をあけて配置されている。

下型１１には、複数の型駆動装置１３，１３，…が設けられている。型駆動装置１３は、油圧シリンダ装置で構成されており、ロッド１３ａと、シリンダ１３ｂと、ロッド１３ａを中心軸周りに回動させる回動装置１３ｃとを備えている。型駆動装置１３のロッド１３ａのストローク量は例えば５ｍｍ〜１０ｍｍ程度あればよいので、ストローク量の少ないタイプの油圧シリンダ装置が用いられている。型駆動装置１３，１３，…は、下型１１の周縁部に、下型１１の周方向に互いに間隔をあけて、かつ、貫通孔１１ｂに対応するように配置されている。尚、型駆動装置１３は、小型であるため、下型１１の中央部にも配設することも可能である。

型駆動装置１３は、ロッド１３ａが略鉛直に延びるように、かつ、シリンダ１３ｂがロッド１３ａの下に位置するように配置されている。シリンダ１３ｂは、下型１１の下面において下方へ突出するように固定されている。

ロッド１３ａは、下型１１の貫通孔１１ｂに挿通され、貫通孔１１ｂ内を上下方向に移動するようになっている。ロッド１３ａの先端部（上端部）には、係合部材１３ｄが固定されている。この係合部材１３ｄは、ロッド１３ａの径方向に延びる略矩形板状に形成されている。係合部材１３ｄの長手方向両端部は、ロッド１３ａの外周面よりも径方向両側にそれぞれ突出している。

本曲げ装置５０は、ドアＡを保持することができるように構成されており、全体として、アウタパネルＰ２の被加工部分に対応した枠状に形成されている。本曲げ装置５０には、互いに離れた部位同士を連結するように延びるフレーム部５４が設けられている。フレーム部５４には、本曲げ装置５０の中心部近傍に、ロボットＲのアームが着脱される着脱部５５が設けられている。着脱部５５は、周知のオートツールチェンジャである。着脱部５５とロボットＲのアームとは、図示しないアクチュエータによって装着状態と離脱可能状態とに自動的に切り替えられるようになっている。

本曲げ装置５０は、図９及び図１０に示すように、下型１１の上面に載置可能となっている。本曲げ装置５０には、型駆動装置１３のロッド１３ａと対向する部分に、ロッド１３ａが挿通するロッド挿通孔５０ａ，５０ａ，…が形成されている。ロッド挿通孔５０ａは、係合部材１３ｄが挿通可能な略矩形状とされている。ロッド挿通孔５０ａの長手方向の内寸は、係合部材１３ｄの長手方向の寸法よりも若干長めに設定されている。ロッド挿通孔５０ａの短径方向の内寸は、平面視における係合部材１３ｄの長手方向に直交する方向の寸法よりも若干長く、かつ、係合部材１３ｄの長手方向の寸法よりも短く設定されている。

従って、係合部材１３ｄの長手方向とロッド挿通孔５０ａの長手方向とを略一致させるように、ロッド１３ａを回動装置１３ｃで回動させると、係合部材１３ｄがロッド挿通孔５０ａを通過可能となる。一方、係合部材１３ｄの長手方向とロッド挿通孔５０ａの長手方向とが交差するように、ロッド１３ａを回動装置１３ｃで回動させると、係合部材１３ｄがロッド挿通孔５０ａの周縁部に接触して係合する。

係合部材１３ｄをロッド挿通孔５０ａに挿通して上板１５の上方へ突出させた状態で、ロッド挿通孔５０ａの周縁部に係合させると、型駆動装置１３によって、下型１１と本曲げ装置５０とが互いに離脱不能に結合される。一方、係合部材１３ｄをロッド挿通孔５０ａの周縁部に係合させない状態では、下型１１と本曲げ装置５０とが互いに離脱可能な非結合状態とされる。

型駆動装置１３，１３，…には、図示しない油圧回路から延びる油圧配管が接続されている。油圧回路には制御装置が接続されており、この制御装置により、型駆動装置１３の動作タイミングやストローク量が制御されるようになっている。

また、型駆動装置１３の回動装置１３ｃは、電動モーター等で構成されている。回動装置１３ｃも制御装置によって制御される。

図１に示すように、本曲げ装置５０には、ガイドピン１１ａが挿通するガイドピン挿通孔５０ｂが形成されている。

さらに、図８に示すように、本曲げ装置５０は、ドアＡを吸着するための複数の吸着装置（保持部）５６，５６と、プレッサー装置５７，５７と、本曲げパンチ（第１型）５８，５８と、位置決めピン５９，５９とを備えている。これら吸着装置５６，５６と、プレッサー装置５７，５７と、本曲げパンチ５８，５８とは本曲げ装置５０の本体部分に固定されて一体化されている。尚、プレッサー装置５７は、別体としてもよい。

吸着装置５６には、負圧配管が弁装置（共に図示せず）を介して接続されている。吸着装置５６は、弁装置の開閉動作により、ドアＡとの接触部分に負圧力を作用させる状態と作用させない状態とに切替可能となっている。吸着装置５６のドアＡとの接触部分に負圧力を作用させると、ドアＡを吸着して保持し、一方、負圧力を作用させないと、ドアＡが吸着装置５６から離脱可能となる。

プレッサー装置５７は、ドアＡのインナパネルＰ１を上方から押さえてアウタパネルＰ２に押し付け、固定しておくためのものである。プレッサー装置５７は、インナパネルＰ１に接するパッド５７ａを備えている。プレッサー装置５７は、パッド５７ａを下方へ付勢するためのバネ等からなる付勢部を備えている。この付勢部によってパッド５７ａをインナパネルＰ１に所定の力で押し付けることができるようになっている。

本曲げパンチ５８は、ドアＡの被加工部分に本曲げ加工を施すためのものである。本曲げ加工とは、後述する予備曲げ加工が施された被加工部分に施して該被加工部分を最終形状に仕上げるための加工である。本曲げパンチ５８は、ドアＡの被加工部分に対応して、平面視で環状に配置されている。

また、位置決めピン５９は、下方へ突出している。位置決めピン５９は、ドアＡの所定部位に形成された孔部（図示せず）に挿入され、ドアＡの位置を本曲げ装置５０に対し所定位置とするためのものである。

上記のように本曲げ装置５０は、ドアＡを保持する機能と、ドアＡを成形する機能とを有している。

図１に示すように、本曲げ装置５０は、ブロックＢ１上に載置されている。このブロックＢ１上に載置された状態が加工準備状態である。

予備曲げ装置５１も、ドアＡを保持することができるように構成されており、基本的な構造は、本曲げ装置５０と同じである。すなわち、図５及び図６に示すように、予備曲げ装置５１は、フレーム部６０及び着脱部６１を備えている。予備曲げ装置５１には、ロッド挿通孔５１ａ及びガイドピン挿通孔５１ｂ（図１に示す）が形成されている。また、予備曲げ装置５１には、予備曲げパンチ７０が設けられている。予備曲げパンチ７０は、予備曲げ専用の形状となっている。本曲げ装置５０のものと同様な吸着装置５６、プレッサー装置５７及び位置決めピン５９が予備曲げ装置５１にも設けられている。

予備曲げ装置５１は、ブロックＢ２上に載置されている。この予備曲げ装置５１も、ドアＡを保持する機能と、ドアＡを成形する機能とを有している。

予備曲げとは、アウタパネルＰ２の被加工部分を倒すように曲げることであり、完全なヘミング加工を施す前工程である。

尚、図 中の符号Ｃは、加工前のドアＡを載置しておくための載置台である。ドアＡは、インナパネルＰ１側が上となる姿勢で載置台Ｃに載置されている。

次に、上記のように構成された加工装置１を用いてドアＡのアウタパネルＰ２にヘミング加工を施す場合について説明する。

尚、型駆動装置１３のロッド１３ａの係合部材１３ｄは、予備曲げ装置５１のロッド挿通孔５１ａ及び本曲げ装置５０のロッド挿通孔５０ａの周縁部と係合しないように、回動装置１３ｃにより回動させておく。

まず、ロボットＲが予備曲げ装置５１を取る。すなわち、ロボットＲがアームを動かして、アームの先端に設けられた固定部Ｒ１を予備曲げ装置５１の着脱部６１に重ね、着脱部６１を固定部Ｒ１に装着する。

その後、ロボットＲが予備曲げ装置５１を動かして載置台Ｃに載置されているドアＡを保持する。このとき、図２に示すように、予備曲げ装置５１をドアＡに上方から重ね、図５に示すように、位置決めピン５９をドアＡの位置決め孔に挿入し、さらに吸着装置５６を作動させてドアＡを吸着し、保持する。尚、図２では、便宜上、ロボットＲを静止した状態としているが、実際にはアームが動いている。

そして、図３に示すように、ロボットＲは、ドアＡを保持した予備曲げ装置５１を下型１１の上に載置する。予備曲げ装置５１を下型１１の上に載置する際、ガイドピン１１ａが予備曲げ装置５１のガイドピン挿通孔５１ｂに挿通し、予備曲げ装置５１がガイドピン１１ａによって案内されて下型１１の所定位置に載置される。また、図６に示すように、型駆動装置１３のロッド１３ａが予備曲げ装置５１のロッド挿通孔５１ａに挿通して係合部材１３ｄがロッド挿通孔５１ａから上方へ突出する。

係合部材１３ｄがロッド挿通孔５１ａから上方へ突出した状態で、型駆動装置１３の回動装置１３ｃを作動させてロッド１３ａを回動させ、図７に示すように係合部材１３ｄの長手方向をロッド挿通孔５１ａの長手方向と交差させる。これにより、係合部材１３ｄが予備曲げ装置５１のロッド挿通孔５１ａの周縁部に係合して、下型１１と予備曲げ装置５１とが結合する。

しかる後、型駆動装置１３のロッド１３ａを縮めると、予備曲げ装置５１の予備曲げパンチ７０が下型１１に接近する方向に駆動される。予備曲げ装置５１の予備曲げパンチ７０が駆動されると、アウタパネルＰ２の被加工部分に、予備曲げ加工が施される。

つまり、ドアＡを搬送した予備曲げ装置５１を用いて被加工部分に直ちに予備曲げ加工を施すことが可能になる。

アウタパネルＰ２の被加工部分の予備曲げが完了すると、型駆動装置１３の回動装置１３ｃを作動させてロッド１３ａを回動させ、係合部材１３ｄの長手方向を予備曲げ装置５１のロッド挿通孔５１ｂの長手方向と一致させる。

次いで、予備曲げ装置５１の吸着装置５６に吸着力が発生しないようにし、ドアＡを下型１１に残したまま、予備曲げ装置５１のみをロボットＲにより保持して台Ｂ２まで搬送し、台Ｂ２に置く（図４に示す）。

予備曲げ装置５１を台Ｂ２に置いた後、ロボットＲは、本曲げ装置５０を取る。すなわち、図８に示すように、ロボットＲがアームを動かして、アームの固定部Ｒ１を本曲げ装置５０の着脱部５５に重ね、着脱部５５を固定部Ｒ１に装着する。

そして、図９及び図１０に示すように、ロボットＲは、本曲げ装置５０を下型１１の上に載置する。本曲げ装置５０を下型１１の上に載置する際、ガイドピン１１ａが本曲げ装置５０のガイドピン挿通孔５０ｂに挿通し、本曲げ装置５０がガイドピン１１ａによって案内されて下型１１の所定位置に載置される。また、型駆動装置１３のロッド１３ａが本曲げ装置５０のロッド挿通孔５０ａに挿通して係合部材１３ｄがロッド挿通孔５０ａから上方へ突出する。

係合部材１３ｄがロッド挿通孔５０ａから上方へ突出した状態で、型駆動装置１３の回動装置１３ｃを作動させてロッド１３ａを回動させ、係合部材１３ｄの長手方向をロッド挿通孔５０ａの長手方向と交差させる。これにより、係合部材１３ｄが本曲げ装置５０のロッド挿通孔５０ａの周縁部に係合して、下型１１と本曲げ装置５０とが結合する。

しかる後、型駆動装置１３のロッド１３ａを縮めると、本曲げ装置５０の本曲げパンチ５８が下型１１に接近する方向に駆動される。本曲げ装置５０の本曲げパンチ５８が駆動されると、アウタパネルＰ２の被加工部分に、本曲げ加工が施される。これにより、アウタパネルＰ２の被加工部分が最終形状となる。

アウタパネルＰ２の被加工部分の本曲げ加工が完了すると、型駆動装置１３の回動装置１３ｃを作動させてロッド１３ａを回動させ、係合部材１３ｄの長手方向を本曲げ装置５０のロッド挿通孔５０ａの長手方向と一致させる。

そして、本曲げ装置５０の吸着装置５６を作動させて吸着装置５６にドアＡを吸着させ、ドアＡを本曲げ装置５０に保持する。この本曲げ装置５０をロボットＲで保持し、ドアＡと共に持ち上げてドアＡを所定場所まで搬送する。

つまり、ドアＡの被加工部分に本曲げ加工を施した本曲げ装置５０を用いてドアＡを直ちに搬送することが可能になる。

ドアＡを搬送した後、ロボットＲは、本曲げ装置５０を台Ｂ１まで搬送し、台Ｂ１に置く。

以上説明したように、この実施形態１にかかる加工装置１によれば、予備曲げ装置５１に予備曲げパンチ５８及び吸着装置５６を設けたので、予備曲げ装置５１に成形機能だけでなく、保持機能も持たせることができる。本曲げ装置５０も同様である。これにより、従来例のように型とは別に保持ハンドを設ける場合に比べて加工装置１がコンパクトにまとまり、設置に要するスペースを縮小できる。

また、加工前のドアＡを加工場所にある下型１１まで搬送した後、ドアＡの加工工程に移る場合には、ドアＡを搬送してきた予備曲げ装置５１の予備曲げパンチ５８を用いてドアＡの加工が直ちに行える。また、ドアＡの加工工程の後、加工後のドアＡを搬送する場合には、加工後、直ちに本曲げ装置５０の吸着装置５６によりドアＡを保持して搬送することができる。よって、ドアＡの搬入、加工、搬出の一連の工程で待ち時間を短縮して製造工数を削減でき、生産効率を向上できる。

特に、本実施形態では、本曲げ装置５０及び予備曲げ装置５１のそれぞれに吸着装置５６を設けているので、これら本曲げ装置５０及び予備曲げ装置５１を用いてドアＡを搬送できる。よって、予備曲げ加工と本曲げ加工とを施す場合に製造工数を削減できる。

また、本曲げ装置５０及び予備曲げ装置５１にプレッサー装置５７を設けたので、プレッサー装置５７を含む加工装置１をより一層コンパクトにできる。

また、本曲げパンチ５８を有する本曲げ装置５０をロボットＲにより移動させて下型１１上に置き、この状態にある本曲げ装置５０を型駆動装置１３により駆動してアウタパネルＰ２に加工力を作用させるようにしたので、型駆動装置１３をストローク量の少ない小型なものとすることができ、これにより、加工装置１を小型化することができる。

尚、図１１に示す実施形態１の変形例１のように、加工装置１は、下型１１、本曲げ装置５０及び予備曲げ装置５１の他に、第１ロボットＲａと第２ロボットＲｂとを備えたものであってもよい。

以下、この変形例１にかかる加工装置１を用いてドアＡを加工する場合について説明する。

第１ロボットＲａは、本曲げ装置５０を取り、本曲げ装置５０を動かして載置台Ｃに載置されているドアＡを保持する。そして、ドアＡを保持した本曲げ装置５０を下型１１の上に置き、吸着装置５６に吸着力を発生させないようにして、ドアＡを下型１１に残したまま、本曲げ装置５０のみを第１ロボットＲａにより保持させて待機させる。

次いで、第２ロボットＲｂが予備曲げ装置５１を取り、下型１１上に置く。そして、上述のようにして型駆動装置１３により予備曲げ加工を施す。このとき、予備曲げ装置５１の自重を利用して予備曲げを行ってもよいし、第２ロボットＲｂによって予備曲げ装置５１を下方へ押さえることによって予備曲げを行ってもよい。

予備曲げが終了すると、第２ロボットＲｂが下型１１上の予備曲げ装置５１を取り、下型１１から外す。

しかる後、第１ロボットＲａが保持している本曲げ装置５０を下型１１上に置く。そして、上述のようして型駆動装置１３により本曲げ加工を施す。

本曲げが終了すると、本曲げ装置５０にドアＡを吸着させ、第１ロボットＲａが本曲げ装置５０とドアＡを下型１１から外し、ドアＡを所定場所まで搬送する。

変形例１において、第１ロボットＲａに予備曲げ装置５１を保持させて待機させるようにしてもよい。この場合は、載置台Ｃに置いてあるドアＡを予備曲げ装置５１によって取り、下型１１上に置くようにする。また、本曲げ加工後のドアは、予備曲げ装置５１で搬送する。

上記実施形態１では、予備曲げ加工を行う際に型駆動装置１３の動力を利用しているが、これに限らず、予備曲げ装置５１の重さを、該予備曲げ装置５１をドアＡに置くだけで予備曲げ加工を施すことができるように、予備曲げ加工可能な重さとして、予備曲げ装置５１の重量で予備曲げ加工を行うようにしてもよい。

また、ロボットＲによって予備曲げ装置５１を下型１１に押し付けて予備曲げを行ってもよい。

また、予備曲げ加工中にロボットＲのアームを予備曲げ装置５１から離してもよいし、装着したままにしておいてもよい。また、本曲げ中にロボットＲのアームを本曲げ装置５０から離してもよいし、装着したままにしてもおいてもよい。

また、上記実施形態１では、下型１１を床面に固定しているが、これに限らず、例えば、下型１１を別のロボット（図示せず）に持たせるようにしてもよい。これにより、下型１１を任意の場所に移動することができ、予備曲げ加工及び本曲げ加工を施すのに要する時間を短縮することができる。

すなわち、図１２に示す変形例２のように、予備曲げ装置５１を第１ロボットＲａで移動させ、下型１１を第２ロボットＲｂで移動させる。下型１１には、フレーム１００が設けられている。フレーム１００には、第２ロボットＲｂのアームが着脱される着脱部１０１が設けられている。着脱部１０１は、周知のオートツールチェンジャである。

また、第１ロボットＲａには、予備曲げ装置５１の代わりに、本曲げ装置５０を装着することも可能となっている。

この変形例２にかかる加工装置１を使用する場合には、まず、第１ロボットＲａのアームに予備曲げ装置５１を装着する。一方、第２ロボットＲｂのアームには、下型１１を装着する。そして、予備曲げ装置５１の吸着装置５７にドアＡを吸着させて保持した後、同図に示すように、第１及び第２ロボットＲａ，Ｒｂによって予備曲げ装置５１と下型１１とを水平方向に対向させ、そのまま水平方向に移動させて接近させ、型駆動装置１３のロッド１３ａを予備曲げ装置５１のロッド挿通孔５１ａに挿通する。

その後、ロッド１３ａを回動させて予備曲げ装置５１と下型１１とを結合し、型駆動装置１３を作動させて予備曲げ装置５１と下型１１をお互いに引き付ける。このとき、予備曲げ装置５１と下型１１がお互いに接近する方向に移動していくことになるが、この移動力を第１ロボットＲａあるいは第２ロボットＲｂが検出すると、第１ロボットＲａあるいは第２ロボットＲｂはその移動力に抗しないように、予備曲げ装置５１と下型１１をお互いに接近する方向に移動させる。これにより、２台のロボットＲａ，Ｒｂを用いても予備曲げが行える。また、予備曲げが終わると、第１ロボットＲａのアームから予備曲げ装置５１を外し、該アームに本曲げ装置５０を装着する。そして、同様にして本曲げ加工を施す。２台のロボットＲａ，Ｒｂを用いる場合に、ロボットＲａ，Ｒｂの力によって予備曲げ加工や本曲げ加工を施すようにしてもよい。

また、図１３に示す変形例３のように、加工装置１には、第１〜３予備曲げパンチ１１１〜１１３を設けるようにしてもよい。すなわち、加工装置１は、第１予備曲げパンチ１１１を有する第１予備曲げ装置（図示せず）、第２予備曲げパンチ１１２を有する第２予備曲げ装置（図示せず）、及び第３予備曲げパンチ１１３を有する第３予備曲げ装置（図示せず）を備えている。図１３における（ａ）及び（ｂ）は、第１予備曲げパンチ１１１による予備曲げ加工を説明するものである。第１予備曲げパンチ１１１は、最初に使用されるものであり、アウタパネルＰ２の被加工部分をドアＡ内方へ少し折り曲げるためのものである。図１３における（ｃ）及び（ｄ）は、第２予備曲げパンチ１１２による予備曲げ加工を説明するものである。第２予備曲げパンチ１１２は、第１予備曲げパンチ１１１による予備曲げ後に使用されるものであり、アウタパネルＰ２をドアＡ内方へ折り曲げるためのものである。図１３における（ｅ）及び（ｆ）は、第３予備曲げパンチ１１３による予備曲げ加工を説明するものである。第３予備曲げパンチ１１３は、第２予備曲げパンチ１１２による予備曲げ後に使用されるものであり、アウタパネルＰ２をドアＡ内方へさらに折り曲げるためのものである。このように、予備曲げを複数工程に分けることで、同図（ａ）に示すように、アウタパネルＰ２の被加工部分が型の移動方向に延びるような形状であっても、予備曲げ加工を施すことが可能になる。第１〜３予備曲げ装置の交換はロボットで行うことが可能である。

（実施形態２）
図１４及び図１５は、本発明の実施形態２にかかる加工装置１を示すものである。この実施形態２では、予備曲げパンチ８１を可動タイプにした点と、ドアＡの保持装置（保持部）９２を可動タイプにした点とで実施形態１のものと異なっており、以下、実施形態１と異なる部分について詳細に説明する。

実施形態２の加工装置１は、本曲げパンチ（第２型）８０及び予備曲げパンチ８１が取り付けられる基板２０を備えている。基板２０は、略水平に延びており、周縁部に脚２１，２１，…が設けられている。

基板２０には、実施形態１と同様の型駆動装置１３が取り付けられている。基板２０の型駆動装置１３に対応する部位には、ロッド１３ａが挿通する貫通孔２０ａが形成されている。

予備曲げパンチ８１は、可動機構８２に支持されている。可動機構８２は、予備曲げパンチ８１の位置を、予備曲げ加工を行う加工位置と、予備曲げ加工を行わない退避位置とに切り替えるためのものである。可動機構８２は、予備曲げパンチ８１が固定されたパンチ取付板８３と、パンチ取付板８３を水平軸周りに回動可能に支持するブラケット８４と、パンチ取付板８３を回動させるためのシリンダ装置８５とを備えている。図１４に示すように、シリンダ装置８５のロッドを伸ばすと、予備曲げパンチ８１が基板２０の内方へ移動して加工位置となる。一方、図１５に示すように、シリンダ装置８５のロッドを縮めると、予備曲げパンチ８１が基板２０の外方へ移動して退避位置となる。

また、この加工装置１には、プレッサー装置８９が下側に設けられている。プレッサー装置８９は、インナパネルＰ１に接触するパッド８９ａと、パッド８９ａを下方から支持するガスシリンダ８９ｂとを備えている。ガスシリンダ８９ｂは、上下方向に伸縮するようになっている。

また、基板２０には、パネルプッシャー１０３が設けられている。パネルプッシャー１０３は、揺動部材９３がドアＡを保持しない姿勢となったときに、インナパネルＰ１を上方へ押し、これによってインナパネルＰ１及びアウタパネルＰ２を上型１２に押し付けて落下を防止するためのものである。パネルプッシャー１０３は、基板２０に固定されたエアシリンダ等からなるシリンダ装置１０３ａと、シリンダ装置１０３ａのロッドの先端に設けられた当接部材１０３ｂとを備えている。シリンダ装置１０３ａは、ロッドが上方へ突出するように配置されている。当接部材１０３ｂには、インナパネルＰ１が当接するようになっている。

加工装置１は、上型（第１型）１２が取り付けられるフレーム部材９０を備えている。フレーム部材９０には、ロボットＲのアームの固定部Ｒ１が着脱される着脱部９１が設けられている。また、フレーム部材９０の着脱部９１が設けられた側と反対側には、上記上型１２が下方へ突出するように取り付けられている。この上型１２の下面に、ドアＡのアウタパネルＰ２が接するようになっている。

フレーム部材９０には、型駆動装置１３のロッド１３ａと対向する部分に、ロッド１３ａが挿通するロッド挿通孔９０ａが形成されている。このロッド挿通孔９０ａは、実施形態１のロッド挿通孔５０ａと同様な形状である。

フレーム部材９０の周縁部近傍には、ドアＡを保持するための保持装置９２が設けられている。保持装置９２は、揺動部材９３と、揺動部材９３を揺動させるシリンダ装置９４とを備えている。符号９５は、揺動部材９３の揺動軸である。シリンダ装置９４のロッドを伸ばすと、揺動部材９３がドアＡを保持する姿勢となり（図１４に示す姿勢）、一方、シリンダ装置９４のロッドを縮めると、揺動部材９３がドアＡを保持しない姿勢（図１４の下へ揺動した姿勢）となる。尚、フレーム部材９０は、図示しない台上に置かれるようになっている。

また、この実施形態２では、ドアＡをフレーム部材９０に保持する際には、アウタパネルＰ２が上に向いた状態で保持する。

次に、上記のように構成された加工装置１を用いてドアＡを加工する場合について説明する。予備曲げパンチ８１は加工位置としておく。

まず、ロボットＲの固定部Ｒ１に、フレーム部材９０に設けられた着脱部９１を装着し、フレーム部材９０をロボットＲに固定する。その後、フレーム部材９０を移動させて、所定場所に載置してあるドアＡを保持する。すなわち、シリンダ装置９４のロッドを伸ばして揺動部材９３を下方へ揺動させた状態でフレーム部材９０をドアＡに重ねていき、ドアＡに重なったときに、シリンダ装置９４のロッドを縮めて揺動部材９３を図１４に示すように揺動させ、ドアＡを保持する姿勢とする。

ドアＡを保持したフレーム部材９０をロボットＲにより動かして基板２０上に載置する。その際、揺動部材９３がドアＡを保持した姿勢のままでは、予備曲げパンチ８１或いは下型１１に干渉するため、揺動部材９３がそれらに干渉しないように揺動させて、ドアＡを保持しない姿勢とし、回避させる必要がある。揺動部材９３を揺動させて回避させると、インナパネルＰ１及びアウタパネルＰ２が落下することになるが、基板２０には、上記したパネルプッシャー１０３が設けられており、このパネルプッシャー１０３によりインナパネルＰ１及びアウタパネルＰ２の落下が防止され、インナパネルＰ１及びアウタパネルＰ２を上型１２に押し付けたまま、下型１１に載置することが可能になる。

インナパネルＰ１及びアウタパネルＰ２を下型１１に載置すると、型駆動装置１３のロッド１３ａがフレーム部材９０のロッド挿通孔９０ａに挿通する。

その後、型駆動装置１３のロッド１３ａを回動させて、係合部材１３ｄの長手方向をフレーム部材９０のロッド挿通孔９０ａの長手方向と交差させる。これにより、係合部材１３ｄがフレーム部材９０のロッド挿通孔９０ａの周縁部に係合して、フレーム部材９０と基板２０とが結合する。

しかる後、型駆動装置１３のロッド１３ａを縮めると、フレーム部材９０が基板２０に接近する方向に駆動される。このとき、プレッサー装置８９のパッド８９ａがインナパネルＰ１に押し付けられ、これにより、ドアＡが固定される。

フレーム部材９０が型駆動装置１３により駆動されると、予備曲げパンチ８１が加工位置にあるので、上型１２と予備曲げパンチ８１とでアウタパネルＰ２の被加工部分に予備曲げ加工が施される。

アウタパネルＰ２の被加工部分の予備曲げ加工が完了すると、型駆動装置１３の回動装置１３ｃを作動させてロッド１３ａを回動させ、係合部材１３ｄの長手方向をフレーム部材９０のロッド挿通孔９０ｂの長手方向と一致させる。

そして、ドアＡを保持装置９２によりフレーム部材９０に保持した状態でロボットＲにより持ち上げ、予備曲げパンチ８１を退避位置に切り替える。

その後、図１５に示すように、ドアＡを保持したフレーム部材９０をロボットＲにより動かして再び基板２０に載置し、型駆動装置１３のロッド１３ａをフレーム部材９０のロッド挿通孔９０ａに挿通する。型駆動装置１３のロッド１３ａを回動させて、係合部材１３ｄの長手方向をフレーム部材９０のロッド挿通孔９０ａの長手方向と交差させる。

次いで、型駆動装置１３のロッド１３ａを縮めると、上型１２と本曲げパンチ８０とでアウタパネルＰ２の被加工部分に本曲げ加工が施される。

アウタパネルＰ２の被加工部分の本曲げ加工が完了すると、型駆動装置１３の回動装置１３ｃを作動させてロッド１３ａを回動させ、係合部材１３ｄの長手方向をフレーム部材９０のロッド挿通孔９０ｂの長手方向と一致させる。

そして、フレーム部材９０をロボットＲで保持し、ドアＡと共に持ち上げてドアＡを所定場所まで搬送する。

以上説明したように、この実施形態２にかかる加工装置１によれば、上型１２と保持装置９２とをフレーム部材９０に組み付けて一体化したので、フレーム部材９０に、成形機能だけでなく、保持機能も持たせることができる。これにより、従来例のように型とは別に保持ハンドを設ける場合に比べて加工装置１がコンパクトにまとまり、設置に要するスペースを縮小できる。

また、加工前のドアＡを加工場所にある基板２０まで搬送した後、ドアＡの加工工程に移る場合には、ドアＡを搬送してきた上型１２を用いてドアＡの加工が直ちに行える。また、ドアＡの加工工程の後、加工後のドアＡを搬送する場合には、加工後、直ちに保持装置９２によりドアＡを保持して搬送することができる。よって、ドアＡの搬入、加工、搬出の一連の工程で待ち時間を短縮して製造工数を削減でき、生産効率を向上できる。

また、この実施形態２では、予備曲げパンチ８１の位置を変えるだけで、予備曲げ加工と本曲げ加工を行うことができるので、実施形態１のものに比べて加工装置１をより一層コンパクトなものにできる。

尚、図示しないが、上型１２に保持装置９２を直接取り付けて一体化してもよい。

また、上記実施形態２では、予備曲げ加工を行う際に型駆動装置１３の動力を利用しているが、これに限らず、フレーム部材９０の重さを、該フレーム部材９０をドアＡに置くだけで予備曲げ加工を施すことができるように、予備曲げ加工可能な重さとして、フレーム部材９０の重量で予備曲げ加工を行うようにしてもよい。

また、実施形態２において、型駆動装置１３をフレーム部材９０側に設けてもよい。この場合、ロッド挿通孔を基板２０に形成すればよい。

また、実施形態２において、予備曲げ加工中や本曲げ加工中にロボットＲのアームをフレーム装置９０から離してもよいし、装着したままにしてもおいてもよい。

図１６及び図１７に示す変形例１のように、加工装置１のフレーム部材９０には、予備曲げ時にロッド１３ａの係合部材１３ｄを係合させるための下側部材１２０を設けてもよい。この下側部材１２０は、フレーム部材９０の下面に、ロッド挿通孔９０ａの形成部位に対応するように、かつ、下方（駆動装置１３に接近する方向）へ突出するように取り付けられている。下側部材１２０の内部は中空状に形成されている。下側部材１２０の底部には、フレーム部材９０のロッド挿通孔９０ａと同形状のロッド挿通孔１２０ａが、ロッド挿通孔９０ａに対応するように形成されている。２つのロッド挿通孔９０ａ、１２０ａの長手方向は一致しており、上方から見ると、２つのロッド挿通孔９０ａ、１２０ａの周縁部は互いに重なる位置関係にある。

そして、この変形例では、予備曲げ時には、本曲げ時に比べてフレーム部材９０が上方に位置しているので、このときロッド１３ａの係合部材１３ｄが下側部材１２０の内部に位置することになる。この状態で、図１６に示すように、係合部材１３ｄの長手方向とロッド挿通孔１２０ａの長手方向とが交差するように、ロッド１３ａを回動させると、係合部材１３ｄがロッド挿通孔１２０ａの周縁部に接触して係合する。よって、型駆動装置１３により予備曲げが可能となる。

一方、予備曲げが終わって本曲げ加工を施す際には、まず、ロッド１３ａを回動させて係合部材１３ｄの長手方向とロッド挿通孔９０ａの長手方向とを一致させる。そして、フレーム部材９０を下降させ、ロッド１３ａをフレーム部材９０のロッド挿通孔９０ａに挿通させる。この状態で、図１７に示すように、係合部材１３ｄの長手方向とロッド挿通孔９０ａの長手方向とが交差するように、ロッド１３ａを回動させると、係合部材１３ｄがロッド挿通孔９０ａの周縁部に接触して係合する。よって、型駆動装置１３により本曲げが可能となる。つまり、この変形例１では、予備曲げ時にロッド１３ａの係合部材１３ｄが係合する部分と、本曲げ時にロッド１３ａの係合部材１３ｄが係合する部分とがロッド１３ａの移動方向に離れており、予備曲げ時に係合する部分の方がロッド１３ａの基端に近い側に位置している。従って、駆動装置１３のロッド１３ａのストローク量が少なくても、予備曲げ及び本曲げの両方でフレーム部材９０を駆動することができる。尚、型を水平方向に移動させる場合にも本変形例の構造を適用することが可能である。

また、上記実施形態２では、本曲げパンチ８０及び予備曲げパンチ８１を床面から動かないようにしているが、これに限らず、例えば、本曲げパンチ８０及び予備曲げパンチ８１を別のロボット（図示せず）に持たせるようにしてもよい。これにより、本曲げパンチ８０及び予備曲げパンチ８１を任意の場所に移動することができ、予備曲げ加工及び本曲げ加工を施すのに要する時間を短縮することができる。

また、上記実施形態１、２では、搬送装置としてロボットＲを用いた場合について説明したが、搬送装置はロボットＲに限られるものではなく、例えば、クレーン、ホイスト等のように、物を搬送できる装置であればよく、例えばチェーンブロックと、クレーンやホイストとを組み合わせて搬送装置としてもよい。

また、上記各実施形態では、型駆動装置１３を油圧シリンダ装置で構成しているが、これに限らず、例えば、空気圧シリンダ装置で構成してもよいし、電磁石を用いて構成してもよい。実施形態１で電磁石を用いる場合には、本曲げ装置５０及び予備曲げ装置５１と、下型１１との一方に電磁石を固定し、他方を磁性体で構成する。そして、電磁石に通電することで、磁力による吸引力を発生させ、ヘミング加工を施すことができる。実施形態２で電磁石を用いる場合には、フレーム部材９０と基板２０との一方に電磁石を固定し、他方を磁性体で構成すればよい。

また、実施形態１において、真空圧を利用して本曲げ装置５０及び予備曲げ装置５１を駆動し、下型１１に吸着させるようにしてもよい。また、実施形態２において、真空圧を利用してフレーム部材９０を基板２０に吸着させるようにしてもよい。

また、型駆動装置１３のロッド１３ａを回動させることによって結合状態と非結合状態とを切り替えるようにしているが、これに限らず、例えば、型駆動装置１３の全体を移動させて結合状態と非結合状態とを切り替えるようにしてもよい。

また、予備加工と本加工とに分かれていない加工を施す場合には、実施形態１では予備曲げ装置５１を省略し、実施形態２では予備曲げパンチ８１を省略すればよい。

また、本発明は、ヘミング加工以外にも、例えば、トリム加工、ピアス加工、バーリング加工等の各種プレス加工を施す場合に適用することができ、また、プレス加工以外にも、拡管加工、ベローズ加工等、被加工物に加工力を作用させて加工する場合に広く適用できる。

以上説明したように、本発明にかかる加工装置は、例えば、自動車用ドア等を製造する際に用いることができる。

１ 加工装置
５０ 本曲げ装置
５１ 予備曲げ装置
５５ 着脱部
５６ 吸着装置（保持部）
５７ プレッサー装置
５８ 本曲げパンチ（第１型、本加工型）
６１ 着脱部
７０ 予備曲げパンチ（第１型、予備加工型）
Ａ ドア（被加工物）
Ｒ ロボット（搬送装置）
Ｒａ 第１ロボット（本加工型搬送装置）
Ｒｂ 第２ロボット（予備加工型搬送装置）

Claims (4)

1. 鋼鈑からなる被加工物の周縁部を折り曲げるヘミング加工を該被加工物に施すための第１型と、
   上記第１型に対向するように配置される第２型とを備え、
   上記第１型と上記第２型の間に被加工物を配置し、該第１型と第２型を互いに接近させることによって被加工物をヘミング加工するように構成された加工装置において、
   上記第１型を搬送するための搬送装置を備えており、
   上記第１型には、被加工物を保持するための保持部が一体化され、
   上記第１型は、被加工物の被加工部分に対応した枠状に形成されており、相互に離間した当該枠状型部同士を連結するよう延びるフレーム状の連結部を有する形状であり、
   上記第２型には、上記第１型に係合して該第１型を上記第２型に接近する方向に駆動し、被加工物に加工力を作用させる２以上の型駆動装置を備えていることを特徴とする加工装置。
2. 請求項１に記載の加工装置において、
   型駆動装置は、被加工物に必要な加工力を作用させるのに複数の駆動装置が互いに間隔をあけて配置されたことを特徴とする加工装置。
3. 請求項１または２に記載の加工装置において、
   型駆動装置は、第１型と第２型とを結合する結合状態と、該第１型と該第２型とを互いに離脱可能にする非結合状態とに切り替えられることを特徴とする加工装置。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の加工装置において、
   第１型は、第２型の上方に配置され、型駆動装置または該第１型の自重によって被加工物に予備加工を施すように構成され、
   前記型駆動装置は、予備加工が施された被加工物に、本加工を施す際の加工力を作用させることを特徴とする加工装置。

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