JP2015229172A - Hem machining device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属製の板状材料(以下、ワークと呼ぶ。)にヘム加工を施すヘム加工装置に関する。 The present invention relates to a hem processing apparatus that performs hem processing on a metal plate-like material (hereinafter referred to as a workpiece).
従来から、ヘム加工装置では、ワークに加圧力を加えながら転がるローラと、ローラを保持する多関節ロボット(以下、ロボットと略して呼ぶことがある。)と、ローラに加圧力を加えさせる加圧部を備える構成が周知である。そして、ヘム加工装置では、多関節ロボットの動作を制御してローラを3次元的に変位させることで、ローラを介してワークに100kgfを超える加圧力を加えつつ、被加工部分を折り曲げていく。
ところで、ヘム加工装置では、ヘム加工後の周縁の形状(以下、縁形状と呼ぶことがある。)の品質向上、加工サイクルの短縮化、および、装置コスト低減を目的として様々な改良が行われている。
Conventionally, in a hem processing apparatus, a roller that rolls while applying pressure to a workpiece, an articulated robot that holds the roller (hereinafter sometimes referred to as a robot), and a pressure that applies pressure to the roller A configuration including a unit is well known. In the hem processing apparatus, the operation of the articulated robot is controlled to displace the roller in a three-dimensional manner, and the portion to be processed is bent while applying a pressing force exceeding 100 kgf to the workpiece through the roller.
By the way, in the hem processing apparatus, various improvements are made for the purpose of improving the quality of the peripheral shape after hem processing (hereinafter sometimes referred to as edge shape), shortening the processing cycle, and reducing the apparatus cost. ing.
例えば、特許文献1には、ローラを加圧方向に振動させる振動付与手段が開示されている。つまり、特許文献1では、加圧部(文献中、ヘムローラー支持部3、30、40として記載されている。)として、油圧シリンダ機構、ならびに、電動モータおよびボールネジからなる直線運動機構が開示されている。そして、油圧の供給と戻りとを高速で切り替えたり、電動モータの回転方向を正、逆回転間で高速で切り替えたりすることで、ローラを加圧方向に振動させる。これにより、ローラ高速移動時の被加工部分の曲げ抵抗を低減することができ、さらに、ハンマリング効果によって加圧力を増強することができるので、縁形状の品質向上、および、加工サイクルの短縮化を達成することができる。
For example,
また、特許文献2では、ロボットの動作範囲の限界に応じてローラの移動範囲にも限界がある旨記載されており、さらに、特許文献2には、このようなローラの移動範囲の限界により、ヘム加工が滞るのを防止するため、ローラの移動範囲にワークを移動させる移動装置が開示されている。そして、特許文献2では、多関節ロボットと移動装置との協調動作により、例えば、ワークを移動させつつロータによって被加工部分に加圧力を加えることで、ワークを移動させる間のヘム加工待機の時間を省き、更なる加工サイクルの短縮化を達成することができる。
Further, in
近年、ヘム加工装置100では、縁形状の品質を下げることなく加工サイクルの更なる短縮化を達成するため、図6に示すロボット101の機械的な撓みに係わる問題を解消することが検討されている。
つまり、加圧部102からローラ103を介してワーク(図示せず。)に加圧力が加わると、加圧力の反力としてワークからローラ103および加圧部102を介してロボット101に反発力が作用する。
In recent years, in the hem processing
That is, when a pressing force is applied to the work (not shown) from the
これにより、ロボット101に機械的な撓みが発生し、ローラ103が加圧力と反対の方向に逃げてしまい、ヘム加工が不十分になってしまう。このため、ローラ103の移動速度を、機械的な撓みによる品質低下を許容できる速度以下に抑える必要がある(図6において、実線で描いた部分は撓んでいない状態を示すものであり、点線で描いた部分は撓んだ状態を示すものである。)。
As a result, mechanical bending occurs in the
したがって、縁形状の品質を下げることなく加工サイクルの更なる短縮化を達成するため、ロボット101の機械的な撓みに係わる問題を解消する要請が高まっている。
なお、ロボット101の機械的な撓みは、ロボット101の関節が伸びるほど顕著になることから、ロボット101の動作範囲も、ロボット101の機械的な撓みによる品質低下を許容できる範囲に限定する必要がある。
Therefore, in order to achieve further shortening of the machining cycle without lowering the quality of the edge shape, there is an increasing demand for solving the problems related to the mechanical bending of the
Since the mechanical deflection of the
このため、ロボット101の機械的な撓みに係わる問題を解消することで、ロボット101の動作範囲を拡大することができるので、移動装置を廃止することも可能になる。よって、移動装置を廃止して装置コスト低減を達成する観点でも、ロボット101の機械的な撓みに係わる問題を解消する要請が高い。
For this reason, since the operation range of the
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、ヘム加工装置において、多関節ロボットに発生する機械的な撓みに係わる問題を解消することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to eliminate the problems related to mechanical bending generated in an articulated robot in a hem processing apparatus.
〔請求項1の手段〕
請求項1のヘム加工装置は、金属製の板状材料(ワーク)にヘム加工を施すものである。また、ヘム加工装置は、以下のローラ、多関節ロボット、加圧部、電流センサ、制御部および加圧力制御モードを備える。
[Means of Claim 1]
The hem processing apparatus according to
まず、ローラは、ワークに加圧力を加えてヘム加工を施しながら転がるものであり、多関節ロボット(ロボット)は、ローラを保持し、ローラが3次元的に変位するように制御されるものである。また、加圧部は、電動モータが発生するトルクを推力に変換してローラに加えることで、ローラに加圧力を加えさせる。さらに、電流センサは、電動モータに流れる電流を検出するものであり、制御部は、電動モータに流れる電流の指令値を求めるとともに、電流センサで検出された電流の検出値を電流の指令値に一致させる制御を行う。そして、加圧力制御モードは、制御部により実行される制御モードであり、加圧力の目標値に応じて電流の指令値を求める。 First, the roller rolls while applying a pressure to the workpiece while applying hem processing, and the articulated robot (robot) is controlled so that the roller is held and the roller is displaced three-dimensionally. is there. Further, the pressurizing unit converts the torque generated by the electric motor into thrust and applies it to the roller, thereby applying pressure to the roller. Furthermore, the current sensor detects a current flowing through the electric motor, and the control unit obtains a command value of the current flowing through the electric motor, and converts the detected value of the current detected by the current sensor into a current command value. Control to match. The pressurizing force control mode is a control mode executed by the control unit, and obtains a current command value according to the target value of the pressurizing force.
これにより、ヘム加工装置は、次のように作用してロボットの機械的な撓みに係わる問題を解消することができる。
まず、ロボットに反発力が作用すると、ロボットは、加圧力と反対方向に逃げようとするので、ロボットに機械的な撓みが発生し始める。これにより、ワークに加わる加圧力が低下するので、電流センサによる電流の検出値が低下する。これに対し、制御部は、電流の検出値を指令値に一致させるため、直ちに電流の検出値を増加させるように動作するので、加圧力が増強される。
As a result, the hem processing apparatus can solve the problems related to mechanical bending of the robot by acting as follows.
First, when a repulsive force acts on the robot, the robot tries to escape in the direction opposite to the applied pressure, so that mechanical deformation of the robot starts to occur. Thereby, since the pressurizing force applied to the workpiece is lowered, the current detection value by the current sensor is lowered. On the other hand, the control unit operates to immediately increase the detected current value in order to make the detected current value coincide with the command value, so that the pressure is increased.
そして、撓みの発生から加圧力の増強に至る一連のフィードバック動作は、電流センサによる電流の検出値に基づくものであり、極めて応答性が高い。つまり、ロボットにおける撓み量や加圧力を検出してフィードバックする替わりに、電動モータの電流を検出してフィードバックすることで、極めて早期に加圧力を増強するための指令を出力することができる。このため、機械的な撓みは早期に解消され、加圧力は一定に維持される。 A series of feedback operations from the occurrence of bending to the increase of the applied pressure is based on the detected value of the current by the current sensor, and is extremely responsive. That is, instead of detecting and feeding back the amount of bending and the applied pressure in the robot, it is possible to output a command for increasing the applied pressure very quickly by detecting and feeding back the electric motor current. For this reason, mechanical bending is eliminated at an early stage, and the applied pressure is kept constant.
以上により、ヘム加工装置において、ロボットの機械的な撓みに係わる問題を解消することができる。つまり、電流センサの検出値に基づく高速のフィードバックにより、ロボットの機械的な撓みを早期に解消することができるので、縁形状の品質を下げることなく、ローラの移動速度を高めるとともにロボットの動作範囲を拡大することができる。このため、加工サイクルを短縮することができるとともに、移動装置を廃止して装置コストを低減することができる。
なお、加圧力は電流の数値に応じて無段階で操作できることから、加圧力の目標値を変更することで、ヘム加工後の仕上げ状態を自在に変えることもできる。
As described above, in the hem processing apparatus, the problems related to the mechanical bending of the robot can be solved. In other words, the high-speed feedback based on the detection value of the current sensor can eliminate the mechanical bending of the robot at an early stage, so that the moving speed of the roller can be increased and the robot operating range can be improved without deteriorating the edge shape quality. Can be enlarged. For this reason, while being able to shorten a processing cycle, a moving apparatus can be abolished and apparatus cost can be reduced.
In addition, since the applied pressure can be operated in a stepless manner according to the current value, the finishing state after the hem processing can be freely changed by changing the target value of the applied pressure.
〔請求項2の手段〕
請求項2のヘム加工装置によれば、制御部は、ワークの被加工部分が180°折り返される完全ヘム加工を施すときに、加圧力制御モードを実行する。
ロボットの機械的な撓みに係わる問題は、特に、完全ヘム加工を施すときに顕著である。そこで、完全ヘム加工を施すときに加圧力制御モードを実行することで、請求項1の手段の作用効果を効果的に得ることができる。
[Means of claim 2]
According to the hem processing apparatus of the second aspect, the control unit executes the pressure control mode when performing the complete hem processing in which the part to be processed of the workpiece is turned back by 180 °.
The problem related to the mechanical deflection of the robot is particularly noticeable when a complete hemming process is performed. Therefore, the effect of the means of
〔請求項3の手段〕
請求項3のヘム加工装置は、以下の位置センサおよび位置制御モードを備える。まず、位置センサは、電動モータの回転位置を検出するものである。また、位置制御モードは、制御部により実行される制御モードであり、回転位置の目標値を固定するとともに、固定された目標値に位置センサによる検出値が一致するように電流の指令値を求める。
これにより、加圧力の制御よらずにヘム加工後の仕上げ状態を制御することができる。このため、制御モードのバリエーションを追加することで、対応できる仕上げ状態を増やすことができる。
[Means of claim 3]
The hem processing apparatus according to
Thereby, the finishing state after hem processing can be controlled without controlling the pressing force. For this reason, the finishing state which can respond can be increased by adding the variation of control mode.
〔請求項4の手段〕
請求項4のヘム加工装置によれば、制御部は、ワークの被加工部分の折り返される角度幅が5°以上かつ180°未満である非完全ヘム加工を施すときに、位置制御モードを実行する。
非完全ヘム加工を施すときに加圧力制御モードを実行すると、目標とする仕上げ状態(つまり、折り返される角度幅を5°以上かつ180°未満にすること)に係わらず加圧力を保つように制御を行うので、非完全ヘム加工を施すのが困難になる。そこで、非完全ヘム加工を施すときに位置制御モードを実行することで、目標とする仕上げ状態を得ることができる。
[Means of claim 4]
According to the hem processing apparatus of
When the pressure control mode is executed when performing non-complete hem machining, control is performed so as to maintain the pressure regardless of the target finishing state (that is, the folded angle width should be 5 ° or more and less than 180 °). Therefore, it is difficult to perform non-complete hem processing. Therefore, a target finishing state can be obtained by executing the position control mode when performing incomplete hem machining.
〔請求項5の手段〕
請求項5のヘム加工装置によれば、制御部は、ローラの3次元的な位置に応じて加圧力制御モードと位置制御モードとを使い分ける。
これにより、加圧力制御モードが適する部位と、位置制御モードが適する部位とを有するワークに対し、時間的に途切れることなくヘム加工を連続して施すことができる。
[Means of claim 5]
According to the hem processing apparatus of the fifth aspect, the control unit selectively uses the pressure control mode and the position control mode according to the three-dimensional position of the roller.
As a result, hemming can be continuously performed on a workpiece having a part suitable for the pressure control mode and a part suitable for the position control mode without interruption in time.
〔請求項6の手段〕
請求項6のヘム加工装置は、ヘム加工後の縁形状が直線となる直線部に対し、加圧力制御モードによってヘム加工を施し、ヘム加工後の縁形状が曲線となる曲線部に対し、位置制御モードによってヘム加工を施す。
曲線部に対して完全ヘム加工を施すと、金属の圧縮や伸長により、スジや破断が発生する虞がある。そこで、直線部に対し加圧力制御モードを使用するとともに曲線部に対し位置制御モードを使用することで、直線部における高品質を保ちながら曲線部におけるスジや破断の発生を防止することができる。
[Means of claim 6]
The hem processing device according to
When the complete hem processing is performed on the curved portion, there is a risk that streaks or breakage may occur due to metal compression or expansion. Therefore, by using the pressure control mode for the straight line portion and using the position control mode for the curved portion, it is possible to prevent the occurrence of streaks and breaks in the curved portion while maintaining high quality in the straight portion.
〔請求項7の手段〕
請求項7のヘム加工装置によれば、制御部は、ローラの3次元的な位置が直線部から曲線部に移行するときに加圧力制御モードから位置制御モードに切り替え、ローラの3次元的な位置が曲線部から直線部に移行するときに位置制御モードから加圧力制御モードに切り替える。
これにより、直線部と曲線部とが連続するワークに対し、時間的に途切れることなくヘム加工を連続して施すことができる。
[Means of Claim 7]
According to the hem processing apparatus of
Thereby, hemming can be continuously performed on a workpiece in which a straight portion and a curved portion are continuous without interruption in time.
実施形態のヘム加工装置を、以下の実施例に基づき説明する。 The hem processing apparatus of the embodiment will be described based on the following examples.
〔実施例の構成〕
実施例のヘム加工装置1の構成を、図1〜図5を用いて説明する。
ヘム加工装置1は、金属製の板状材料(ワーク)2にヘム加工を施すものであり、例えば、以下に説明するローラ3、多関節ロボット(ロボット)4、加圧部5、電流センサ6、位置センサ7、制御部8、加圧力制御モードおよび位置制御モードを備える。
[Configuration of Example]
The structure of the
The
ローラ3は、ワーク2に加圧力を加えてヘム加工を施しながら転がるものであり、ワーク2に圧接しながら転がる円筒面10を有する。また、ローラ3は、加圧部5とともにロボット4の先端に装着されてロボット4の動作により3次元的に移動する。
ロボット4は、ローラ3を保持し、ローラ3が3次元的に移動するように制御されるものである。そして、ロボット4は、制御部8による動作制御によって3次元的に移動したり、姿勢を変更したりすることで関節を伸縮させ、円筒面10による圧接を維持しながらローラ3を所定の軌跡に沿って移動させ、ワーク2にヘム加工を施す。
The
The
ここで、ワーク2は、例えば、車両のドアパネルやフードパネルであり、図2等に示すように、アウタパネル2aとインナパネル2bとからなる。そして、載置台11上で、アウタパネル2aの上にインナパネル2bを載せ、アウタパネル2aの周縁を被加工部分12としてヘム加工を施す。
Here, the
つまり、アウタパネル2aの周縁をインナパネル2bの周縁の外周側で予め上方に向って立てておき、上方に立てたアウタパネル2aの周縁を被加工部分12として、インナパネル2bの周縁に上側から重ねるように折り曲げる。
なお、ワーク2の周縁には、ヘム加工後の縁形状が直線となる直線部14、および、ヘム加工後の縁形状が曲線となる曲線部15が存在する(図4参照。)。また、曲線部15には、縁形状が外周側に凸をなす凸曲線部15aと、縁形状が内周側に凹をなす凹曲線部15bとが存在する。
That is, the peripheral edge of the
In addition, on the periphery of the
そして、ワーク2は、載置台11上で位置決め体17によって外周側から支持されて位置決めされ、かつ、上方からクランプ18によって固定された状態でヘム加工が施される(図2(b)参照。)。なお、クランプ18は、ワーク2の周縁に沿って複数配置され、それぞれのクランプ18は、ローラ3やロボット4の動作の妨げとならないように、制御部8により動作制御され、適宜、ワーク2に対する固定を解除する。
Then, the
加圧部5は、ロボット4の先端に装着され、ローラ3を回転自在に支持しながら保持し、加圧力を発生するとともにローラ3によりワーク2に対して加圧力を作用させる。
より具体的に、加圧部5は、次の電動モータ20、ボールネジ21およびスライドユニット22等を有する。
まず、電動モータ20は、制御部8により通電制御されるサーボモータであり、例えば、3相のコイルと永久磁石とを具備する周知のブラシレス構造を有する。
The
More specifically, the pressurizing
First, the
また、ボールネジ21は、回転運動を直線運動に変換する周知の機械要素であり、電動モータ20が発生するトルクを推力に変換する。さらに、スライドユニット22は、ローラ3を回転自在に支持しながら保持するとともに、ボールネジ21の動作に応じて直線運動する。
以上により、加圧部5は、電動モータ20が発生するトルクを推力に変換してローラ3に加えることで、ローラ3に加圧力を加えさせる。
The ball screw 21 is a well-known machine element that converts rotational motion into linear motion, and converts torque generated by the
As described above, the pressurizing
電流センサ6は、電動モータ20の3相のコイルに通電される電流を検出するものであり、周知の電流検出抵抗からなる。なお、電流センサ6は、図5に示すように、制御部8とともに所定の制御装置24に設けられている。また、制御装置24には、制御部8からの指令に応じて3相のコイルに電力を供給させるサーボアンプ25が設けられている。
位置センサ7は、電動モータ20の回転子の回転位置(以下、「電動モータ20の回転位置」と呼ぶことがある。)を検出するものであり、電動モータ20に付設されている(図1等参照。)。なお、位置センサ7は、例えば、周知のエンコーダである。
The
The
制御部8は、制御装置24に設けられるマイコン等であり、ヘム加工装置1の各部(つまり、ロボット4、加圧部5およびクランプ18等)を制御するための演算処理等を行う。
そして、制御部8は、電動モータ20の通電制御に関し、電動モータ20に通電される電流の指令値I*を求めるとともに、電流センサ6で検出された電流の検出値Iを指令値I*に一致させるフィードバック制御を行う(図5参照。)。
The
Then, the
つまり、制御部8は、指令値I*を算出する電流指令部26、指令値I*と検出値Iとの差分に応じて電動モータ20のコイルに印加すべき電圧の指令値V*を算出する電圧指令部27の機能を有する。そして、サーボアンプ25は、指令値V*に応じて電源からコイルに電力を供給させる。これにより、制御部8は、指令値I*と検出値Iとの差分を縮小し、検出値Iを指令値I*に一致させる。
That is, the
加圧力制御モードは、制御部8により実行される制御モードであり、図5(a)に示すように、加圧力の目標値F*に応じて指令値I*を求めるものである。
つまり、加圧力制御モードでは、電流指令部26は、目標値F*に応じて指令値I*を求める。また、目標値F*は、例えば、制御装置24とは別体である教示ペンダント29により手入力される。
The pressurizing control mode is a control mode executed by the
That is, in the pressure control mode, the
位置制御モードは、制御部8により実行される制御モードであり、図5(b)に示すように、電動モータ20の回転位置の目標値θ*を一定の数値に固定するとともに、固定された目標値θ*に位置センサ7による検出値θが一致するように指令値I*を求める。つまり、位置制御モードでは、電流指令部26は、固定された目標値θ*に応じて指令値I*を求める。
The position control mode is a control mode executed by the
また、加圧力制御モードおよび位置制御モードは、制御装置24の記憶装置に記憶されており、制御部8は、ワーク2の縁形状に応じていずれか一方のモードを読み出して実行する。
ここで、ヘム加工は、被加工部分12が180°折り返される完全ヘム加工(図2参照。)と、ワーク2の被加工部分12の折り返される角度幅が5°以上かつ180°未満である非完全ヘム加工(図3参照。)とに分けることができる。そして、完全ヘム加工を施す場合には加圧力制御モードにより加圧力を一定に保ってローラ3を移動させるのが好ましく、非完全ヘム加工を施す場合には位置制御モードにより電動モータ20の回転位置を一定に保ってローラ3を移動させるのが好ましい。
Further, the pressure control mode and the position control mode are stored in the storage device of the
Here, in the hem processing, the complete hem processing (see FIG. 2) in which the processed
また、完全ヘム加工は、加工により被加工部分12が周縁に沿い伸縮しない直線部14に施すのが好ましく、非完全ヘム加工は、加工により被加工部分12が周縁の方向に沿い伸縮して仕上げ状態が低下する可能性がある曲線部15に施すのが好ましい(図4参照。)。すなわち、凸曲線部15aに完全ヘム加工を施すと被加工部分12が周縁の方向に圧縮されてスジが発生する可能性があり、凹曲線部15bに完全ヘム加工を施すと被加工部分12が周縁の方向に伸長されて破断が発生する可能性がある。このため、曲線部15には非完全ヘム加工を施すのが好ましい。
Further, it is preferable that the complete hem processing is performed on the
そこで、制御部8は、直線部14にヘム加工を施すときに加圧力制御モードを実行し、曲線部15にヘム加工を施すときに位置制御モードを実行する。そして、制御部8は、ローラ3の3次元的な位置が直線部14から曲線部15に移行するときに加圧力制御モードから位置制御モードに切り替え、ローラ3の3次元的な位置が曲線部15から直線部14に移行するときに位置制御モードから加圧力制御モードに切り替える。
Therefore, the
なお、加圧力制御モードから位置制御モードに制御モードを切り替えるとき、制御部8は様々な手順に基づき、回転位置の目標値θ*を固定する。
例えば、予め、目標値θ*の固定すべき数値を制御部8に記憶させておき、位置制御モードに切り替わるときに、記憶した数値に目標値θ*を固定してもよく、位置制御モードに切り替わる直前の回転位置の検出値θの数値を目標値θ*として固定してもよい。
When the control mode is switched from the pressure control mode to the position control mode, the
For example, a numerical value to be fixed for the target value θ * may be stored in the
〔実施例の作用効果〕
実施例のヘム加工装置1によれば、加圧部5は、電動モータ20が発生するトルクを推力に変換してローラ3に加えることで、ローラ3に加圧力を加えさせる。また、制御部8は、電動モータ20に流れる電流の指令値I*を求めるとともに、電流センサ6で検出された電流の検出値Iを指令値I*に一致させる制御を行う。そして、制御部8は、加圧力の目標値F*に応じて指令値I*を求める加圧力制御モードを実行する。
[Effects of Example]
According to the
これにより、ヘム加工装置1は、次のように作用してロボット4の機械的な撓みに係わる問題を解消することができる。
まず、加圧部5からローラ3を介してワーク2に加圧力が加わると、加圧力の反力としてワーク2からローラ3および加圧部5を介してロボット4に反発力が作用する。これにより、ロボット4は、加圧力と反対方向に逃げようとするので、ロボット4に機械的な撓みが発生し始める。このため、ワーク2に加わる加圧力が低下するので、電流センサ6による電流の検出値Iが低下する。これに対し、制御部8は、検出値Iを指令値I*に一致させるため、直ちに検出値Iを増加させるように動作するので、加圧力が増強される。
Thereby, the
First, when a pressing force is applied from the
そして、撓みの発生から加圧力の増強に至る一連のフィードバック動作は、電流センサ6による電流の検出値Iに基づくものであり、極めて応答性が高い。つまり、ロボット4における撓み量や加圧力を検出してフィードバックする替わりに、電動モータ20の電流を検出してフィードバックすることで、極めて早期に加圧力を増強するための指令を出力することができる。このため、機械的な撓みは早期に解消され、加圧力は一定に維持される。
A series of feedback operations from the occurrence of bending to the increase of the applied pressure is based on the current detection value I by the
以上により、ヘム加工装置1において、ロボット4の機械的な撓みに係わる問題を解消することができる。つまり、電流センサ6の検出値Iに基づく高速のフィードバックにより、ロボット4の機械的な撓みを早期に解消することができるので、縁形状の品質を下げることなく、ローラ3の移動速度を高めるとともにロボット4の動作範囲を拡大することができる。このため、加工サイクルを短縮することができるとともに、従来必要とされていた移動装置を廃止して装置コストを低減することができる。
なお、加圧力は電流の数値に応じて無段階で操作できることから、加圧力の目標値F*を変更することで、ヘム加工後の仕上げ状態を自在に変えることもできる。
As described above, in the
Since the applied pressure can be operated steplessly in accordance with the current value, the finishing state after the hem processing can be freely changed by changing the target value F * of the applied pressure.
また、制御部8は、完全ヘム加工を施すときに加圧力制御モードを実行する。
ロボット4の機械的な撓みに係わる問題は、特に、完全ヘム加工を施すときに顕著である。そこで、完全ヘム加工を施すときに加圧力制御モードを実行することで、ロボット4の機械的な撓みに係わる問題を解消する作用効果を効果的に得ることができる。
Moreover, the
The problem related to the mechanical deflection of the
また、制御部8は、回転位置の目標値θ*を固定するとともに、固定された目標値θ*に位置センサ7による検出値θが一致するように電流の指令値I*を求める位置制御モードを実行する。
これにより、加圧力の制御よらずにヘム加工後の仕上げ状態を制御することができる。このため、制御モードのバリエーションを追加することで、対応できる仕上げ状態を増やすことができる。
Further, the
Thereby, the finishing state after hem processing can be controlled without controlling the pressing force. For this reason, the finishing state which can respond can be increased by adding the variation of control mode.
また、制御部8は、ワーク2の被加工部分12の折り返される角度幅が5°以上かつ180°未満である非完全ヘム加工を施すときに、位置制御モードを実行する。
非完全ヘム加工を施すときに加圧力制御モードを実行すると、目標とする仕上げ状態(つまり、折り返される角度幅を5°以上かつ180°未満にすること)に係わらず加圧力を維持するように制御を行うので、非完全ヘム加工を施すのが困難になる。そこで、非完全ヘム加工を施すときに位置制御モードを実行することで、目標とする仕上げ状態を得ることができる。
Moreover, the
When the pressurization control mode is executed when performing non-complete hem machining, the pressurization is maintained regardless of the target finishing state (that is, the folded angle width is set to 5 ° or more and less than 180 °). Since control is performed, it becomes difficult to perform non-complete hem processing. Therefore, a target finishing state can be obtained by executing the position control mode when performing incomplete hem machining.
また、制御部8は、ローラ3の3次元的な位置に応じて加圧力制御モードと位置制御モードとを使い分ける。
これにより、加圧力制御モードが適する部位と、位置制御モードが適する部位とを有するワーク2に対し、時間的に途切れることなくヘム加工を連続して施すことができる。
Further, the
Thereby, hemming can be continuously performed on the
また、ヘム加工装置1は、ヘム加工後の縁形状が直線となる直線部14に対し、加圧力制御モードによってヘム加工を施し、ヘム加工後の縁形状が曲線となる曲線部15に対し、位置制御モードによってヘム加工を施す。
曲線部15に対して完全ヘム加工を施すと、金属の圧縮や伸長により、スジや破断が発生する虞がある。そこで、直線部14に対し加圧力制御モードを使用するとともに曲線部15に対し位置制御モードを使用することで、直線部14における高品質を保ちながら曲線部15におけるスジや破断の発生を防止することができる。
Further, the
When the complete hem processing is performed on the
さらに、制御部8は、ローラ3の3次元的な位置が直線部14から曲線部15に移行するときに加圧力制御モードから位置制御モードに切り替え、ローラ3の3次元的な位置が曲線部15から直線部14に移行するときに位置制御モードから加圧力制御モードに切り替える。
これにより、直線部14と曲線部15とが連続するワーク2に対し、時間的に途切れることなくヘム加工を連続して施すことができる。
Further, the
Thereby, hemming can be continuously performed on the
なお、実施例は具体的な一例を開示するものであり、本発明が実施例に限定されないことは言うまでもない。
例えば、実施例の電動モータ20は、3相のコイルと永久磁石とを具備する周知のブラシレス構造を有するものであったが、ブラシと整流子とを有する直流モータを電動モータ20として採用してもよい。
In addition, an Example discloses a specific example, and it cannot be overemphasized that this invention is not limited to an Example.
For example, the
1 ヘム加工装置 2 ワーク(板状材料) 3 ローラ 4 ロボット(多関節ロボット) 5 加圧部 6 電流センサ 8 制御部 20 電動モータ F* 目標値(加圧力の目標値)I 検出値(電流の検出値) I* 指令値(電流の指令値)
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記板状材料(2)に加圧力を加えてヘム加工を施しながら転がるローラ(3)と、
このローラ(3)を保持し、前記ローラ(3)が3次元的に変位するように制御される多関節ロボット(4)と、
電動モータ(20)が発生するトルクを推力に変換して前記ローラ(3)に加えることで、前記ローラ(3)に前記加圧力を加えさせる加圧部(5)と、
前記電動モータ(20)に流れる電流を検出する電流センサ(6)と、
前記電動モータ(20)に流れる電流の指令値(I*)を求めるとともに、前記電流センサ(6)で検出された電流の検出値(I)を前記電流の指令値(I*)に一致させる制御を行う制御部(8)と、
この制御部(8)により実行される制御モードであり、前記加圧力の目標値(F*)に応じて前記電流の指令値(I*)を求める加圧力制御モードとを備えるヘム加工装置(1)。 In the hem processing apparatus (1) for performing hem processing on the metal plate-like material (2),
A roller (3) that rolls while applying a pressure to the plate-like material (2) and applying hem processing;
An articulated robot (4) that holds the roller (3) and is controlled so that the roller (3) is displaced three-dimensionally;
A pressure unit (5) that applies torque to the roller (3) by converting the torque generated by the electric motor (20) into thrust and applying it to the roller (3);
A current sensor (6) for detecting a current flowing through the electric motor (20);
The command value (I *) of the current flowing through the electric motor (20) is obtained, and the detected value (I) of the current detected by the current sensor (6) is matched with the command value (I *) of the current. A control unit (8) for controlling,
Hem machining apparatus (a control mode executed by the control unit (8)), and a pressurizing control mode for obtaining a command value (I *) of the current according to the target value (F *) of the pressurizing force ( 1).
前記制御部(8)は、前記板状材料(2)の被加工部分(12)が180°折り返される完全ヘム加工を施すときに、前記加圧力制御モードを実行することを特徴とするヘム加工装置(1)。 In the hem processing device (1) according to claim 1,
The control section (8) executes the pressurizing control mode when performing a complete hemming process in which the processed part (12) of the plate-like material (2) is turned 180 °. Device (1).
前記電動モータ(20)の回転位置を検出する位置センサ(7)と、
前記制御部(8)により実行される制御モードであり、前記回転位置の目標値(θ*)を固定するとともに、固定された目標値(θ*)に前記位置センサ(7)による検出値(θ)が一致するように前記電流の指令値(I*)を求める位置制御モードとを備えることを特徴とするヘム加工装置(1)。 In the hem processing device (1) according to claim 1 or 2,
A position sensor (7) for detecting the rotational position of the electric motor (20);
This is a control mode executed by the control unit (8). The target value (θ *) of the rotational position is fixed, and a detected value (7) by the position sensor (7) is set to the fixed target value (θ *). and a position control mode for obtaining a command value (I *) of the current so that θ) coincides.
前記制御部(8)は、前記板状材料(2)の被加工部分(12)の折り返される角度幅が5°以上かつ180°未満である非完全ヘム加工を施すときに、前記位置制御モードを実行することを特徴とするヘム加工装置(1)。 In the hem processing apparatus (1) according to claim 1 to 3,
The control unit (8) is configured to perform the position control mode when performing non-complete hem processing in which the angle width at which the processed portion (12) of the plate-like material (2) is folded is 5 ° or more and less than 180 °. A hem processing apparatus (1) characterized in that
前記制御部(8)は、前記ローラ(3)の3次元的な位置に応じて前記加圧力制御モードと前記位置制御モードとを使い分けることを特徴とするヘム加工装置(1)。 In the hem processing device (1) according to claim 3 or 4,
The hem processing apparatus (1), wherein the controller (8) selectively uses the pressure control mode and the position control mode according to a three-dimensional position of the roller (3).
ヘム加工後の縁形状が直線となる直線部(14)に対し、前記加圧力制御モードによってヘム加工を施し、
ヘム加工後の縁形状が曲線となる曲線部(15)に対し、前記位置制御モードによってヘム加工を施すことを特徴とするヘム加工装置(1)。 The hem processing device (1) according to claim 5,
For the straight part (14) in which the edge shape after hem processing is a straight line, hem processing is performed by the pressure control mode,
A hem processing apparatus (1) characterized in that hem processing is performed in the position control mode on a curved portion (15) having a curved edge shape after hem processing.
前記制御部(8)は、前記ローラ(3)の3次元的な位置が前記直線部(14)から前記曲線部(15)に移行するときに前記加圧力制御モードから前記位置制御モードに切り替え、前記ローラ(3)の3次元的な位置が前記曲線部(15)から前記直線部(14)に移行するときに前記位置制御モードから前記加圧力制御モードに切り替えることを特徴とするヘム加工装置(1)。 The hem processing device (1) according to claim 6,
The control unit (8) switches from the pressure control mode to the position control mode when the three-dimensional position of the roller (3) shifts from the linear part (14) to the curved part (15). The hem processing is characterized in that the position control mode is switched to the pressure control mode when the three-dimensional position of the roller (3) shifts from the curved portion (15) to the linear portion (14). Device (1).
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