JP2017019004A - ヘミング加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設備費用を低減しながら、予備曲げ加工から本曲げ加工に至る間に板材が浮くのを抑制して狙い通りの最終形状にすることができるようにして品質を良好にする。【解決手段】ヘミング加工装置１は、移動型１０と、固定型３０と、予備曲げローラー６１を有する予備曲げ装置６０とを備えている。板材Ｐ１、Ｐ２を保持した移動型１０をロボット５０により固定型３０に対向する位置まで搬送し、板材Ｐ１、Ｐ２を固定して相互に押圧する。ロボット７０により予備曲げ装置６０の予備曲げローラー６１を移動させることによって板材Ｐ２の周縁部を予備曲げしてから本曲げパンチ１２により板材Ｐ２の周縁部を本曲げする。【選択図】図７

Description

本発明は、板材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行うヘミング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ヘミング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のヘミング加工装置は、アウタパネルとインナパネルとを重ねた状態で、アウタパネルの周縁部を最終形状となる前の形状となるまで折り曲げる予備曲げ加工と、予備曲げ加工の後、最終形状となるまで折り曲げる本曲げ加工とを順に行うことができるように構成されている。

すなわち、ヘミング加工装置は、固定型と、予備曲げ型と、本曲げ型と、予備曲げ型及び本曲げ型を搬送するロボットとを備えている。そして、まず、ロボットにより予備曲げ型を固定型と対向する位置まで搬送し、予備曲げ型と固定型との間に配置したアウタパネルとインナパネルのうち、アウタパネルの周縁部を予備曲げ型で予備曲げ加工する。その後、ロボットにより予備曲げ型を元の位置まで搬送してから、ロボットにより本曲げ型を固定型と対向する位置まで搬送し、アウタパネルの周縁部を本曲げ加工する。

特許第５４６２９３８号公報

ところが、特許文献１のヘミング加工装置では、固定型と、予備曲げ型と、本曲げ型が必要な上、予備曲げ型及び本曲げ型を入れ替えるので、これら型を一旦置いておくための載置台のようなものも２台必要になり、設備費用が高くなると共に広い設備スペースが必要となる。

また、予備曲げ型から本曲げ型に入れ替える際には予備曲げ型をアウタパネルから離すことになるが、この状態ではアウタパネルをインナパネルに押圧する押圧力が無くなるのでアウタパネルとインナパネルの間に微小な浮きが発生する場合がある。こうなると、防水の目的で両パネル間にシーラーを塗布している場合にシーラーの内部に空気が混入し通路を形成することにより、完成後のドアの防水性能に悪影響を及ぼす場合がある。またアウタパネルとインナパネルの拘束が無い状態でも両パネルにズレが発生しないようにするため装置の調整に多くの工数を必要とする場合がある。

また、予備曲げ型により予備曲げを行う場合、アウタパネルのフランジ角度が９０度を超えて大きく開いている場合は、予備曲げ時にフランジ部が外側へ曲がるという不具合が発生し易くなる。これを避けるためアウタパネルのフランジ角度を小さくしようとすると、アウタパネル成型の金型構造が複雑になる、アウタパネルとインナパネルの合体が難しくなるといった問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、設備費用を低減しながら、予備曲げ加工から本曲げ加工に至る間に板材間に微小な浮きが発生するのを抑制するとともに、少ない調整工数で品質を良好にすることにある。

上記目的を達成するために、本発明では、本曲げを行う第１型と、第１型に対向する第２型とを設け、さらに、予備曲げを予備曲げローラーで行うこととし、予備曲げから本曲げの間は、第１板材及び第２板材を第１型と第２型との間の所定の位置に固定して相互に押圧することで微小な浮きも発生しないようにした。

第１の発明は、
第１板材の周縁部を第２板材の周縁部に重なる最終形状となるまで折り曲げて該第１板材及び該第２板材を一体化するヘミング加工装置において、
上記第１板材及び上記第２板材を保持する保持装置と、上記第１板材の周縁部を最終形状となるまで折り曲げるための本曲げパンチとが設けられた第１型と、
上記第１型と対向するように配置され、上記本曲げパンチの加圧装置を備えた第２型と、
上記第１型を搬送する搬送装置と、
上記第１板材の周縁部を最終形状となる前の形状となるまで折り曲げるための予備曲げローラーを有するとともに、ロボットのアームに取り付けられる予備曲げ装置とを備え、
上記第１板材及び上記第２板材を上記保持装置で保持した上記第１型を、上記搬送装置により上記第２型に対向する位置まで搬送して上記第１板材及び上記第２板材を上記第１型と上記第２型との間の所定の位置に固定して該第１板材と該第２板材を相互に押圧し、上記ロボットにより上記予備曲げ装置の上記予備曲げローラーによって上記第１板材の周縁部を予備曲げしてから、上記本曲げパンチにより上記第１板材の周縁部を本曲げするように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、第１板材及び第２板材を第１型で保持し、この第１型を搬送装置で第２型に対向する位置まで搬送して第１板材及び第２板材を第１型と第２型との間の所定の位置に固定する。このとき、第１板材と第２板材を相互に押圧しているので、浮きは発生しない。この状態でロボットにより予備曲げ装置の予備曲げローラーを操作して第１板材の周縁部を予備曲げする。その後、第１板材と第２板材を相互に押圧したまま、第１型の本曲げパンチにより第１板材の周縁部を本曲げすることが可能になる。

したがって、予備曲げから本曲げまでの間、第１板材及び第２板材を第１型と第２型との間の所定の位置に固定して第１板材と第２板材を相互に押圧したままにすることができるので、一方の板材と他方の板材との間に微小な浮きが発生するのが抑制される。よって少ない調整工数で高品質の最終形状とすることが可能になる。

また、ヘミング加工装置の構成としては、従来例のような予備曲げ型と本曲げ型とを入れ替える構成に比べて設備点数を削減することが可能になる。

第２の発明は、第１の発明において、
上記第１型は、上記第１板材に対して上記第２板材を押圧するためのプレッサーを備えていることを特徴とする。

この構成によれば、予備曲げから本曲げまでの間、第１型のプレッサーによって第２板材を第１板材に確実に押圧することが可能になる。

第３の発明は、第１または２の発明において、
上記本曲げパンチの加圧装置は２以上の加圧力発生装置により構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、本曲げ加工時に第１型の複数箇所に分散して加工力が作用することになるので、ヘミング加工領域が広範囲に亘る場合に、その領域全体に加工力を略均一に作用させて狙い通りの最終形状とすることが可能になる。また、第１型に局所的に加わる大きな負荷を減らすことも可能になる。

第４の発明は、第１から３のいずれか１つの発明において、
さらに上記本曲げパンチの加圧装置を移動させる移動機構とを備え、
上記移動機構は、上記予備曲げ装置の上記予備曲げローラーによる予備曲げ加工時には、上記加圧装置が上記予備曲げローラーと干渉しない非干渉位置まで該加圧装置を移動させることを特徴とする。

この構成によれば、予備曲げ加工時に、加圧装置が予備曲げローラーと干渉しない非干渉位置まで移動するので、加圧装置によって予備曲げローラーの動きが妨げられることはなく、予備曲げ加工が円滑に行えるようになる。

第５の発明は、第１から４のいずれか１つの発明において、
上記第１型には、上記本曲げパンチを、上記第１板材の周縁部に対して離れた位置から上記第１板材の周縁部に接する位置まで案内する案内部材と、上記本曲げパンチを上記第１板材の周縁部に対して離れた位置に固定するストッパ装置とが設けられ、
上記ストッパ装置は、上記予備曲げ装置の上記予備曲げローラーによる予備曲げ加工時には、上記本曲げパンチを上記第１板材の周縁部に対して離れた位置に固定することを特徴とする。

この構成によれば、予備曲げ加工時に、本曲げパンチが第１板材の周縁部から離れた位置に固定されるので、予備曲げローラーと干渉しなくなる。これにより、本曲げパンチによって予備曲げローラーの動きが妨げられることはなく、予備曲げ加工が円滑に行えるようになる。

第１の発明によれば、本曲げを行う第１型と、第１型に対向する第２型とを設け、さらに、予備曲げを予備曲げローラーで行うこととし、予備曲げから本曲げの間は、第１板材及び第２板材を第１型と第２型との間の所定の位置に固定して相互に押圧することで浮きが発生しないようにすることができる。これにより、設備費用を低減しながら、少ない調整工数で高品質の最終形状に仕上げることができ、品質を良好にすることができる。

第２の発明によれば、第１型のプレッサーを使用することで、押圧力を確実に作用させることができる。

第３の発明によれば、本曲げパンチの加圧装置が２以上の加圧力発生装置により構成されているので、ヘミング加工領域が広範囲に亘る場合に狙い通りの最終形状とすることができ、品質を良好にすることができる。また、第１型に局所的に加わる大きな負荷を減らすことができ、耐久性を高めることができる。

第４の発明によれば、加圧装置を予備曲げ加工時に予備曲げローラーと干渉しない非干渉位置まで移動させることができる。これにより、予備曲げ加工を円滑に行うことができる。

第５の発明によれば、本曲げパンチを、予備曲げ加工時に予備曲げローラーと干渉しない位置まで移動させることができる。これにより、予備曲げ加工を円滑に行うことができる。

実施形態１に係るヘミング加工装置の全体構成を示す斜視図である。 固定型の部分断面図である。 移動型を搬送して固定型に対向させた状態の部分断面図である。 移動型を下降させた状態の図３相当図である。 クランプ装置により移動型をクランプした状態の図３相当図である。 型搬送用ロボットのＡＴＣを離脱状態にしてアームを上方に移動させた図３相当図である。 予備曲げローラーによる予備曲げ工程を示す図３相当図である。 予備曲げが完了した状態の図３相当図である。 型搬送用ロボットのＡＴＣを再び装着状態にした図３相当図である。 ストッパ装置のロッドを後退させた状態の図３相当図である。 パンチ支持部材を下降させた状態の図３相当図である。 加圧シリンダを上昇させた状態の図３相当図である。 加圧シリンダのロッドを回動させた状態の図３相当図である。 加圧シリンダのロッドを後退させて本曲げ加工を行った状態の図３相当図である。 加圧シリンダのロッドを進出させた状態の図３相当図である。 加圧シリンダのロッドを回動させて係合部材の長手方向と係合孔の長径方向とを一致させた状態の図３相当図である。 加圧シリンダを下降させた状態の図３相当図である。 パンチ支持部材を上昇させた状態の図３相当図である。 ストッパ装置のロッドを進出させた状態の図３相当図である。 クランプ装置をアンクランプ状態にした図３相当図である。 移動型を上昇させた状態の図３相当図である。 実施形態２に係るヘミング加工装置の全体構成を示す斜視図である。 実施形態２に係る図３相当図である。 実施形態２に係る図１２相当図である。 実施形態２に係る図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に係るヘミング加工装置１の全体構成を示す上方から見た斜視図である。このヘミング加工装置１は、自動車用ドアを製造する際に用いられるものである。

図３に断面で示すように、自動車用ドアは、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。アウタパネルＰ２が第１板材であり、インナパネルＰ１が第２板材である。

インナパネルＰ１の周縁部は、アウタパネルＰ２の周縁部近傍に対して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の周縁部を厚み方向に挟持するように折り曲げられてヘミング加工が施されている。ヘミング加工によってインナパネルＰ１及びアウタパネルＰ２が一体化する。尚、インナパネルＰ１及びアウタパネルＰ２の接合部分にはシーラーが塗布されている。

ヘミング加工を施す際に本発明のヘミング加工装置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、予備曲げ加工と、予備曲げ加工後の本曲げ加工とを施して最終形状となる。

（ヘミング加工装置の概略構成）
図１に示すように、ヘミング加工装置１は、移動型（第１型）１０と、固定型（第２型）３０と、移動型１０を搬送する型搬送用ロボット（搬送装置）５０と、予備曲げ装置６０と、予備曲げ装置６０を移動させる予備曲げ用ロボット７０と、制御装置８０とを備えている。尚、図１では、固定型３０と移動型１０と対向させた状態を示しているが、移動型１０は型搬送用ロボット５０によって任意の位置に移動させることができる。

移動型１０は、固定型３０と協働してアウタパネルＰ２の周縁部に本曲げ加工を行うためのものであり、固定型３０から離れた所に設けられた載置台（図示せず）に載置しておくことができるようになっている。一方、固定型３０は、製造現場となる工場等の床面に固定されて使用されるものであり、予備曲げ加工開始から本曲げ加工が終了するまでインナパネルＰ１及びアウタパネルＰ２が載置されるようになっている。

一方、予備曲げ装置６０は、アウタパネルＰ２の周縁部に対して予備曲げ加工、即ち、アウタパネルＰ２の周縁部を最終形状となる前の形状となるまで折り曲げる加工を行うためのものである。

また、型搬送用ロボット５０及び予備曲げ用ロボット７０は、周知の産業用ロボットで構成されており、制御装置８０によって制御される。型搬送用ロボット５０及び予備曲げ用ロボット７０の詳細な構成は一般的なものであるため説明を省略するが、図３に示すように、型搬送用ロボット５０のアーム５１の先端部には、ＡＴＣ（Auto Tool Changer）５２が取り付けられている。このＡＴＣ５２も従来から周知のものであり、アーム側着脱部５２ａと、移動型側着脱部５２ｂとを有している。また、図７に示すように、予備曲げ用ロボット７０のアーム７１の先端部にも同様なＡＴＣ７２が取り付けられている。このＡＴＣ７２はアーム側着脱部７２ａと、予備曲げ装置側着脱部７２ｂとを有している。

（移動型の構成）
次に、移動型１０の構成について説明する。図３に示すように、移動型１０は、ベース材１１と、本曲げパンチ１２と、パンチ支持部材１３と、支持部材案内レール（案内部材）１４と、プレッサー１５と、吸引装置（保持装置）１６とを備えている。ベース材１１は、使用状態において水平方向に延びる部材で構成されている。ベース材１１の周縁部には、上下方向に貫通する複数の位置決め孔１１ｅが形成されている。

本曲げパンチ１２は、アウタパネルＰ２の周縁部を最終形状となるまで折り曲げるためのものであり、従って、アウタパネルＰ２の周縁部のヘミング加工する部分に対応するようにリング状に形成されている。

パンチ支持部材１３は、ベース１１の下方に配置された枠状の部材である。このパンチ支持部材１３の下面に本曲げパンチ１２が固定されている。パンチ支持部材１３の外形は、本曲げパンチ１２の外形よりも大きく設定されており、パンチ支持部材１３が本曲げパンチ１２の周縁部から外方へ延出している。

パンチ支持部材１３における本曲げパンチ１２よりも外方部分には、詳細は後述する固定型３０の加圧シリンダ（加圧力発生装置）３５のロッド３５ａに設けられた係合部材３５ｂが係合する複数の係合孔１３ａが上下方向に貫通するように形成されている。係合孔１３ａは、パンチ支持部材１３の周方向に互いに間隔をあけて形成されており、この係合孔１３ａの周縁部に対して加圧シリンダ３５の力が本曲げ加工時の加圧力として作用することになる。つまり、この実施形態では、本曲げ加工時の加圧力がパンチ支持部材１３の複数箇所に作用するように構成されている。また、パンチ支持部材１３の係合孔１３ａは長孔となっている。

パンチ支持部材１３における中央部近傍には、上記型搬送用ロボット５０のアーム５１のＡＴＣ５２を構成する移動型側着脱部５２ｂが固定されている。よって、移動型３０のパンチ支持部材１３が型搬送用ロボット５０のアーム５１に直接結合されることになる。

支持部材案内レール１４は、ベース材１１の下面から下方へ突出するように設けられた複数のレール取付部材１１ａにそれぞれ取り付けられている。支持部材案内レール１４の延びる方向は鉛直方向である。支持部材案内レール１４には、パンチ支持部材１３の周縁部が係合するようになっており、パンチ支持部材１３、即ち本曲げパンチ１２は、支持部材案内レール１４によって鉛直方向に案内される。

具体的には、支持部材案内レール１４は、本曲げパンチ１２を、アウタパネルＰ２の周縁部から上方へ離れた位置（図３に示す）からアウタパネルＰ２の周縁部に接する位置（図１１に示す）まで案内することができるようになっている。

プレッサー１５は、インナパネルＰ１の周縁部をアウタパネルＰ２に押圧するためのものであり、例えば金属などの剛性部材で構成され、押圧時に発生するプレッサー１５の微小な変形により一定の押圧力を発生するように構成されている。また、プレッサー１５の一部に上下方向に伸縮するスプリング等の弾性部材を追加し、一定の押圧力を発生させるように構成することも可能である。プレッサー１５は、ベース材１１の下面から下方へ突出するように配置され、プレッサー１５の上部は該ベース材１１に取り付けられている。プレッサー１５の下部の先端は、ヘミング加工後のアウタパネルＰ２の端部との干渉を避けるように、アウタパネルＰ２の内外方向に向かって薄いヘラ状に加工され、インナパネルＰ１の周縁部にアウタパネルＰ２を避けるよう当接して押圧力を作用させるように構成されている。プレッサー１５は、インナパネルＰ１の周縁部の複数箇所を押圧することができるように、複数設けられている。

吸引装置１６は、周知の構成のものであり、インナパネルＰ１の下側に位置することになるアウタパネルＰ２の裏面を吸引することによって、インナパネルＰ１及びアウタパネルＰ２を保持することができるように構成されている。吸引装置１６は、例えばインナパネルＰ１に形成された開口部（図示せず）から挿入されてアウタパネルＰ２を吸引することが可能になっている。吸引装置１６は、例えば制御装置８０によって制御することができ、負圧力や磁力等によってアウタパネルＰ２の吸引力を発生させた状態と、吸引力を発生させない状態とに切り替えられる。

ベース材１１には、複数の位置決めピン１１ｂが下方へ突出するように設けられている。位置決めピン１１ｂは、例えばインナパネルＰ１に形成された位置決め孔（図示せず）に挿入されて当該インナパネルＰ１をベース材１１に対して位置決めするためのものである。

また、移動型１０には、本曲げパンチ１２をアウタパネルＰ２の周縁部から上方に離れた位置に固定するためのストッパ装置１８が設けられている。すなわち、ストッパ装置１８は、例えば流体圧シリンダ装置等で構成されたものであり、ロッド１８ａが水平方向に進退するように配置されて、パンチ支持部材１３の上部に固定されている。ストッパ装置１８は制御装置８０に接続されており、この制御装置８０によってロッド１８ａを進出させた状態（図３に示す）と、ロッド１８ａを後退させた状態（図１０に示す）とに、任意のタイミングで切り替えられるようになっている。尚、ストッパ装置１８は、例えば電磁アクチュエータ等で構成することも可能である。

ベース材１１の上部には、ストッパ装置１８の近傍に配置されるようにロック用部材１１ｃが設けられている。ロック用部材１１ｃには、進出状態にあるストッパ装置１８のロッド１８ａが挿通するロッド挿通孔１１ｄが当該ロック用部材１１ｃを水平方向に貫通するように形成されている。従って、ストッパ装置１８のロッド１８ａがロッド挿通孔１１ｄに挿通した状態では、ベース材１１とパンチ支持部材１３（本曲げパンチ１２）とが一体化し、ベース材１１とパンチ支持部材１３との相対的な移動が阻止される一方、ストッパ装置１８のロッド１８ａを後退させてロッド挿通孔１１ｄから抜くと、ベース材１１とパンチ支持部材１３との相対的な移動、即ち、パンチ支持部材１３がベース材１１に対して上下方向に移動することが許容される。この構成により、ストッパ装置１８は、任意のタイミングで、本曲げパンチ１２をアウタパネルＰ２の周縁部から上方に離れた位置に固定することが可能になる。

（固定型の構成）
次に、固定型３０の構成について説明する。図２にも示すように、固定型３０は、上下方向に延びる支柱３１と、基板３２と、アンビル３３と、クランプ装置３４と、加圧シリンダ３５と、加圧シリンダ昇降装置３６と有している。支柱３１の下端部が床面等に固定されている。支柱３１の上端部には、移動型１０のベース材１１に設けられた位置決め孔１１ｅ（図３に示す）に挿入される位置決めピン３１ａが上方へ突出するように設けられている。

基板３２は、水平に配置される部材からなり、支柱３１の上下方向中間部に固定されている。基板３２には、加圧シリンダ３５のロッド３５ａが挿通する挿通孔３２ａが上下方向に貫通するように形成されている。挿通孔３２ａは、図３に示す移動型１０の係合孔１３ａの形成位置に対応するように複数形成されている。

アンビル３３は、基板３２の上面に固定されている。アンビル３３は、アウタパネルＰ２の周縁部を下から支持するためのものであり、アウタパネルＰ２の周縁部の形状に対応した形状に加工されている。アンビル３３と移動型１０の本曲げパンチ１２とは上下方向に対向するようになっている。

クランプ装置３４は、ヘミング加工を行っている間に移動型１０が固定型３０から離脱するのを防止するためのものであり、固定型３０のベース材１１をクランプするように構成されている。すなわち、クランプ装置３４は、支柱３１の上部に固定された固定部材３４ａと、固定部材３４ａに対して水平軸周りに揺動可能に支持された揺動部材３４ｂと、揺動部材３４ｂを揺動させる流体圧シリンダ装置３４ｃとを有している。図５に示すように、揺動部材３４ｂの先端部がベース材１１を上方から押さえることによってベース材１１をクランプする。流体圧シリンダ装置３４ｃは上下方向に伸縮するように配置されて、揺動部材３４ｂの基端部に対して上下方向に力を作用させる。流体圧シリンダ装置３４ｃは制御装置８０に接続され、制御装置８０によって任意のタイミングで作動するように制御される。

加圧シリンダ３５は周知の流体圧シリンダ装置で構成されていて複数設けられており、本発明の加圧装置を構成するものである。２以上の加圧シリンダ３５によって加圧装置を構成するのが好ましい。加圧シリンダ３５の配設位置は、基板３２の下方であり、かつ、該基板３２の挿通孔３２ａの直下方である。また、加圧シリンダ３５は、ロッド３５ａが上方へ進出する姿勢で取り付けられている。ロッド３５ａの上端部には、図１４に示すように、移動型１０のパンチ支持部材１３の係合孔１３ａの周縁部に対して上方から係合する係合部材３５ｂが設けられている。係合部材３５ｂは、図１４に示すようにロッド３５ａの軸線と直交する方向に延びる部材で構成されており、その長手方向中央部がロッド３５ａの先端部に固定されている。係合部材３５ｂの長手方向の寸法は、パンチ支持部材１３の係合孔１３ａの長径方向の寸法よりも短く、かつ、係合孔１３ａの短径方向の寸法よりも長く設定されている。尚、係合部材３５ｂは、基板３２の挿通孔３２ａを通過できる大きさとなっている。

本曲げパンチ１２、パンチ支持部材１３の形状及び係合孔１３ａの位置、個数の決定に当たっては、ＣＡＤを用いてパンチ全域均等に高品質な本曲げ加工を行うのに必要な加圧力が発生するように設計することが望ましい。また、移動型１０は軽量化すれば搬送能力の小さなロボットでの搬送が可能となる。そのため同様にＣＡＤを用いて本曲げパンチ１２、パンチ支持部材１３に作用する応力を確認しながら、極力スリムに設計していくことが望ましい。

また、加圧シリンダ３５には、ロッド３５ａを軸線周りに回動させる回動機構３５ｃが設けられている。そして、加圧シリンダ３５は、制御装置８０に接続されて、任意のタイミングでロッド３５ａを伸縮させたり、回動させることができるようになっている。また加圧シリンダ３５としては、安価な汎用のダイクランプ装置などが適用可能である。

加圧シリンダ昇降装置３６は、加圧シリンダ３５を上下方向に移動させるための移動機構であり、図７に示す予備曲げ加工時には、加圧シリンダ３５が予備曲げローラー６１と干渉しない非干渉位置まで加圧シリンダ３５を移動させるためのものである。すなわち、加圧シリンダ昇降装置３６は、加圧シリンダ３５が取り付けられるシリンダ取付部材３７と、基板３２の下面に固定された支持部材３７ｂと、膨張部材３８とを備えている。

シリンダ取付部材３７は水平方向に延びており、複数の加圧シリンダ３５が取り付けられている。支持部材３７ｂは、基板３２の下面から下方へ突出するように設けられており、その側面には、スライドレール３７ａが上下方向に延びるように設けられている。スライドレール３７ａには、シリンダ取付部材３７が係合しており、スライドレール３７ａによってシリンダ取付部材３７が上下方向に案内される。膨張部材３８は、シリンダ取付部材３７の下面と、支持部材３７ｂの下部における水平部分との間に配置されている。

膨張部材３８は、図示しない流体給排装置に接続されている。流体給排装置は、制御装置８０に接続されており、任意のタイミングで膨張部材３８に流体を給排することができるようになっている。膨張部材３８に流体を供給すると、膨張部材３８がシリンダ取付部材３７と支持部材３７ｂの水平部分との間で膨張し、シリンダ取付部材３７（加圧シリンダ３５）を上方へ移動させる。加圧シリンダ３５の上方への移動量は、図１２に示すように、加圧シリンダ３５の係合部材３５ｂが、パンチ支持部材１３の係合孔１３ａよりも上方に位置するように設定する。一方、膨張部材３８から流体を排出すると、図２に示すように加圧シリンダ３５が下降端位置、即ち、図７に示す予備曲げ時において予備曲げローラー６１と加圧シリンダ３５とが干渉しない非干渉位置まで加圧シリンダ３５が下降する。

尚、膨張部材３８には、気体及び液体のいずれを供給してもよい。また、膨張部材３８の代わりに、例えば、上下方向に伸縮する流体圧シリンダ装置や、直動モータ等を使用することもできる。

（予備曲げ装置の構成）
次に、予備曲げ装置６０の構造について説明する。予備曲げ装置６０は、図７にも示すように、予備曲げローラー６１と、予備曲げローラー６１を回転可能に支持するローラー支持部材６２とを備えている。ローラー支持部材６２の基端部には、予備曲げ用ロボット７０のＡＴＣ７２の予備曲げ装置側着脱部７２ｂが固定されている。ローラー支持部材６２の先端部に、予備曲げローラー６１が支持されている。予備曲げローラー６１は、アウタパネルＰ２の周縁部を最終形状となる前の形状となるまで折り曲げるためのものであり、従来から周知の構造となっている。予備曲げ装置６０は予備曲げ用ロボット７０によって任意のスピードで移動させることができるようになっており、このときに、予備曲げローラー６１をアウタパネルＰ２の周縁部に押し当てることによって当該周縁部を曲げることができるようになっている。

また、予備曲げ型による場合と異なり、予備曲げローラー６１で予備曲げを行う場合は、アウタパネルＰ２のフランジ角度が９０度を超えて開いている場合でも、予備曲げローラー６１の当接角度を調整することにより狙いの方向に確実に予備曲げを行うことが可能である。これにより、アウタパネルＰ２のフランジ角度の自由度が大きくなるため、アウタパネルＰ２を成型するための金型構造が複雑になる問題や、アウタパネルＰ２とインナパネルＰ１の合体が難しくなるといった問題を回避することができる。

この予備曲げ時には、予備曲げローラー６１の押し当て角度や移動スピードを調整することで、アウタパネルＰ２の周縁部に発生するウェーブが殆ど無くなるようにする。具体的には、ウェーブが最小となるような予備曲げ角度や移動スピードで予備曲げローラー６１による予備曲げ加工を１又は複数回行い、本曲げパンチ１２による加工が可能な状態まで加工を行う。尚、ウェーブとは、ヘミング加工部分が波打つように変形する現象であり、このウェーブを無くすことで、最終形状にしたときの見栄えが良好になる。

（ヘミング加工方法）
次に、上記のように構成されたヘミング加工装置１を使用してヘミング加工を行う方法について説明する。以下に述べるヘミング加工装置１の動作は制御装置８０に記憶されたプログラムやシーケンス制御によってなされるものである。制御装置８０は従来から周知のものであり、また、プログラムやシーケンス制御も周知の手法に基づいて構築されたものである。

まず、図３に示すように、型搬送用ロボット５０により移動型１０を搬送して、固定型３０の上方に配置し、移動型１０と移動型３０とを対向させる。このとき、移動型１０の吸引装置１６にアウタパネルＰ２を吸着させ、インナパネルＰ１及びアウタパネルＰ２を移動型１０に保持しておく。また、ストッパ装置１８のロッド１８ａを進出させてベース材１１のロッド挿通孔１１ｄに挿通させ、これにより、本曲げパンチ１２をアウタパネルＰ２の周縁部から上方に離れた位置に固定しておく。また、クランプ装置３４はアンクランプ状態としておく。さらに、膨張部材３８へは流体を供給しない状態にしておく。

その後、図４に示すように、型搬送用ロボット５０により移動型１０を下降させて移動型１０のベース材１１の位置決め孔１１ｅに、固定型３０の位置決めピン３１ａを挿通させ、ベース材１１を固定型３０の支柱３１の上端部に載置する。これにより、インナパネルＰ１及びアウタパネルＰ２を移動型１０と固定型３０との間の所定の位置に固定することができ、このときに、プレッサー１５の押圧力が作用するので、アウタパネルＰ２がインナパネルＰ１を介してアンビル３３の上面に押し付けられる。この状態で、インナパネルＰ１とアウタパネルＰ２を相互に押圧することが可能になる。

次いで、図５に示すように、クランプ装置３４をクランプ状態に切り替える。これにより、移動型１０が固定型３０に固定される。

しかる後、図６に示すように、型搬送用ロボット５０のＡＴＣ５２を離脱状態にしてアーム５１を上方に移動させる。

その後、図７に示すように、予備曲げ用ロボット７０により予備曲げ装置６０を移動させて予備曲げ工程を行う。この予備曲げ工程では、予備曲げ装置６０の予備曲げローラー６１をアウタパネルＰ２の周縁部に押し当てる。この図７では、２台の予備曲げ用ロボット７０及び予備曲げ装置６０を用いる場合について説明しているが、これに限らず、予備曲げ用ロボット７０及び予備曲げ装置６０は１台であってもよいし、３台以上であってもよい。また、予備曲げ装置６０は、例えば、型搬送用ロボット５０のＡＴＣ５２に装着し、型搬送用ロボット５０によって移動させるようにしてもよい。

また、予備曲げローラー６１を用いていることから、アウタパネルＰ２の周縁部のフランジ開き角が大きくても予備曲げすることができるという利点もある。

予備曲げ工程では、予備曲げ装置６０をアウタパネルＰ２の周縁部に沿って移動させることになるが、支柱３１が邪魔になる箇所では、予備曲げ装置６０を、一旦、アウタパネルＰ２の周縁部から離して別の部位からアウタパネルＰ２の周縁部に近づけるように移動させればよい。また、本曲げパンチ１２がアウタパネルＰ２の周縁部から上方へ離れているので、予備曲げ装置６０が本曲げパンチ１２に干渉することはなく、予備曲げを円滑に行うことができる。さらに、加圧シリンダ３５が降下状態とされて予備曲げローラー６１と干渉しない非干渉位置にあるので、予備曲げ装置６０が加圧シリンダ３５のロッド３５ａや係合部材３５ｂに干渉することはなく、このことによっても、予備曲げを円滑に行うことができる。そして、図８に示すように予備曲げが完了する。

その後、図９に示すように、型搬送用ロボット５０のＡＴＣ５２を再び装着状態にする。

そして、図１０に示すように、ストッパ装置１８のロッド１８ａを後退させてベース材１１のロッド挿通孔１１ｄから抜く。これにより、ベース材１１とパンチ支持部材１３との相対的な移動が許容される。

次いで、図１１に示すように、型搬送用ロボット５０によってパンチ支持部材１３（本曲げパンチ１２）を下降させる。このとき、本曲げパンチ１２をアウタパネルＰ２の周縁部に接触させてもよいし、接触させなくてもよい。また、パンチ支持部材１３は自重によって下降させてもよい。

パンチ支持部材１３を下降させた後、図１２に示すように、膨張部材３８に流体を供給して膨張部材３８を膨張させ、加圧シリンダ３５を上昇させる。これにより、係合部材３５ｂを基材３２の挿通孔３２ａに挿通させるとともに、パンチ支持部材１３の係合孔１３ａにも挿通させて、該係合孔１３ａの上縁部よりも上方に配置する。

その後、図１３に示すように、加圧シリンダ３５のロッド３５ａを回動させて係合部材３５ｂの長手方向と係合孔１３ａの長径方向とが直交する関係となるようにする。

ロッド３５ａを回動させた後、図１４に示すように、加圧シリンダ３５のロッド３５ａを後退させて係合部材３５ｂを係合孔１３ａの周縁部に上方から係合させてパンチ支持部材１３を下方へ移動させる。これにより、本曲げパンチ１２が下方へ移動してアウタパネルＰ２の周縁部が本曲げ加工される。

本曲げ加工工程が完了すると、図１５に示すように加圧シリンダ３５のロッド３５ａを進出させてから、図１６に示すように加圧シリンダ３５のロッド３５ａを回動させて係合部材３５ｂの長手方向と係合孔１３ａの長径方向とが一致する関係となるようにする。

ロッド３５ａを回動させた後、図１７に示すように、膨張部材３８から流体を排出して加圧シリンダ３５を下降させる。そして、図１８に示すように、型搬送用ロボット５０によりパンチ支持部材１３（本曲げパンチ１２）を上昇させる。尚、加圧シリンダ３５を下降させるタイミングと、パンチ支持部材１３を上昇させるタイミングとは、同じであってもよいし、どちらかが早くてもよい。

パンチ支持部材１３を上昇させた後、図１９に示すように、ストッパ装置１８のロッド１８ａを進出させてベース材１１のロッド挿通孔１１ｄに挿通する。これにより、ベース材１１とパンチ支持部材１３との相対的な移動が阻止される。

その後、図２０に示すように、クランプ装置３４をアンクランプ状態にしてから、図２１に示すように、移動型１０を型搬送用ロボット５０により上昇させてインナパネルＰ１及びアウタパネルＰ２と共に搬送する。インナパネルＰ１及びアウタパネルＰ２は、完成品置き場等に載置して移動型１０から離脱させる。その後、移動型１０には、次のインナパネルＰ１及びアウタパネルＰ２を保持させて上記した工程を行う。

（作用効果）
以上説明したように、この実施形態１に係るヘミング加工装置１によれば、本曲げを行う移動型１０と、移動型１０に対向する固定型３０とを設け、さらに、予備曲げを予備曲げローラー６１で行うこととし、予備曲げから本曲げの間は、インナパネルＰ１及びアウタパネルＰ２を移動型１０と固定型３０との間の所定の位置に固定して相互に押圧することで浮きが発生しないようにすることができる。これにより、設備費用及び必要な設備スペースを低減しながら、狙い通りの最終形状に仕上げることができ、品質を良好にすることができる。このとき、移動型１０のプレッサー１５を使用することで、押圧力を確実に作用させることができる。

また、本曲げ時に、移動型１０の複数箇所に対して加圧シリンダ３５の加圧力を作用させるようにしたので、ヘミング加工領域が広範囲に亘る場合に狙い通りの最終形状とすることができ、品質を良好にすることができる。また、移動型１０に加わる負荷を分散して局所的な大きな負荷を減らすことができ、耐久性を高めることができる。

また、加圧シリンダ３５を、予備曲げ加工時に予備曲げローラー６１と干渉しない非干渉位置まで移動させることができる。これにより、予備曲げ加工を円滑に行うことができる。

また、本曲げパンチ１２を、予備曲げ加工時に予備曲げローラー６１と干渉しない非干渉位置まで移動させることができる。このことによっても予備曲げ加工を円滑に行うことができる。

（実施形態２）
図２２〜図２５は、本発明の実施形態２に係るヘミング加工装置１を示すものである。この実施形態２のヘミング加工装置１は、本曲げパンチ１２に本曲げ加工時の加圧力を作用させる加圧力発生装置３９の構成が実施形態１のものと異なっており、この相違により、実施形態１の加圧シリンダ昇降装置３６が省略されている。他の部分は実施形態１と同じであるため、以下、実施形態１と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。

加圧力発生装置３９は、流体圧シリンダ装置で構成されており、基板３２に固定されている。加圧力発生装置３９のロッド３９ａの先端部には係合部材３９ｂが取り付けられている。また、ロッド３９ａの基端部は、水平方向に延びる回動軸３９ｃによって回動自在に支持されている。加圧力発生装置３９には、ロッド３９ａを回動軸３９ｃ周りに回動させるためのアクチュエータ（図示せず）が内蔵されており、このアクチュエータによってロッド３９ａを回動軸３９ｃ周りに回動させて、図２３に示す非係合位置と、図２４に示す係合位置とに切り替えることができるようになっている。

図２３に示すように、ロッド３９ａが非係合位置にあるときには、ロッド３９ａ及び係合部材３９ｂは、予備曲げローラー６１との干渉を回避することができる位置に配置される。一方、図２４に示すように、ロッド３９ａを係合位置に切り替えると、ロッド３９ａの上部がパンチ支持部材１３の側部に形成された切欠部１３ｃ内に、側方から振り込まれるように移動する。この状態で、図２５に示すように、ロッド３９ａを後退させると、係合部材３９ｂがパンチ支持部材１３の切欠部１３ｃの周縁部に上方から係合して本曲げ加工力を作用させることができる。

この実施形態２のヘミング加工装置１によれば、実施形態１のものと同様な作用効果を奏することができる。

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明に係るヘミング加工装置は、例えば自動車用ドアのインナパネル及びアウタパネルをヘミング加工する場合に適用することができる。

１ ヘミング加工装置
１０ 移動型（第１型）
１２ 本曲げパンチ
１８ ストッパ装置
３０ 固定型（第２型）
３５ 加圧シリンダ（加圧力発生装置、加圧装置）
３６ 加圧シリンダ昇降装置（移動機構）
５０ 型搬送用ロボット（搬送装置）
６０ 予備曲げ装置
７０ 予備曲げ用ロボット
８０ 制御装置
Ｐ１ インナパネル（第２板材）
Ｐ２ アウタパネル（第１板材）

Claims (5)

1. 第１板材の周縁部を第２板材の周縁部に重なる最終形状となるまで折り曲げて該第１板材及び該第２板材を一体化するヘミング加工装置において、
   上記第１板材及び上記第２板材を保持する保持装置と、上記第１板材の周縁部を最終形状となるまで折り曲げるための本曲げパンチとが設けられた第１型と、
   上記第１型と対向するように配置され、上記本曲げパンチの加圧装置を備えた第２型と、
   上記第１型を搬送する搬送装置と、
   上記第１板材の周縁部を最終形状となる前の形状となるまで折り曲げるための予備曲げローラーを有するとともに、ロボットのアームに取り付けられる予備曲げ装置とを備え、
   上記第１板材及び上記第２板材を上記保持装置で保持した上記第１型を、上記搬送装置により上記第２型に対向する位置まで搬送して上記第１板材及び上記第２板材を上記第１型と上記第２型との間の所定の位置に固定して該第１板材と該第２板材を相互に押圧し、上記ロボットにより上記予備曲げ装置の上記予備曲げローラーによって上記第１板材の周縁部を予備曲げしてから、上記本曲げパンチにより上記第１板材の周縁部を本曲げするように構成されていることを特徴とするヘミング加工装置。
2. 請求項１に記載のヘミング加工装置において、
   上記第１型は、上記第１板材に対して上記第２板材を押圧するためのプレッサーを備えていることを特徴とするヘミング加工装置。
3. 請求項１または２に記載のヘミング加工装置において、
   上記本曲げパンチの加圧装置は２以上の加圧力発生装置により構成されていることを特徴とするヘミング加工装置。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載のヘミング加工装置において、
   さらに上記本曲げパンチの加圧装置を移動させる移動機構とを備え、
   上記移動機構は、上記予備曲げ装置の上記予備曲げローラーによる予備曲げ加工時には、上記加圧装置が上記予備曲げローラーと干渉しない非干渉位置まで該加圧装置を移動させることを特徴とするヘミング加工装置。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載のヘミング加工装置において、
   上記第１型には、上記本曲げパンチを、上記第１板材の周縁部に対して離れた位置から上記第１板材の周縁部に接する位置まで案内する案内部材と、上記本曲げパンチを上記第１板材の周縁部に対して離れた位置に固定するストッパ装置とが設けられ、
   上記ストッパ装置は、上記予備曲げ装置の上記予備曲げローラーによる予備曲げ加工時には、上記本曲げパンチを上記第１板材の周縁部に対して離れた位置に固定することを特徴とするヘミング加工装置。
   

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