JP3664089B2 - ロールヘミング加工方法 - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は、アウタパネルの外周フランジをローラにより押圧してインナパネル側に折り曲げることにより、アウタパネルとインナパネルとを一体化するロールヘミング加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のロールヘミング装置100は、図7の全体図に示すように、外周フランジPfを起立せしめたアウタパネルPoを下型150に載置し、その上にインナパネルPiを、該インナパネルPiの外周縁Pgが前記アウタパネルPoの外周フランジPfの内側に位置するように位置決め載置し、ロボットアーム111の先端に設けられたローラ支持部120に回転自在に取り付けた成形用ローラ130の押圧力により、前記アウタパネルPoの外周フランジPfをインナパンネルPi側に折り曲げることにより、被ヘミング材WであるアウタパネルPoとインナパネルPiとを一体化するものである。
【0003】
ところで、下型150に載置したアウタパネルPoの外周フランジPfは、このアウタパネルPoの外周フランジPfの内側にインナパネルPiの外周縁Pgが位置するように載置するために、アウタパネルPoの一般面から略90°に立ち上がっている。このため、成形用ローラ130により外周フランジPfを一気に約90゜折り曲げてインナパネルPiの外周縁Pg上にロールヘミング加工することは困難なため、外周フランジPfをあらかじめ略45°に折り曲げる所謂「予備曲げ」が行われる。
【0004】
このアウタパネルPoの外周フランジPfをインナパネルPi側に予備曲げするために、図8に示すように、下型150の外周端縁に、被ヘミング材Wが載置される成形面155に対して約45°の傾斜で成形用ローラ130が転動するようにガイドするガイド面151を形成し、このガイド面151に沿って成形用ローラ130を転動させながら、成形用ローラ130が被ヘミング材Wを一周することにより、外周フランジPfをある角度(この場合、45゜)折り曲げる所謂予備曲げを行った後、ロボットアーム111により成形用ローラ130が下型150の成形面155と略平行となるように成形用ローラ130を起立させて、再度、被ヘミング材Wを一周することにより「本曲げ」を行い、外周フランジPfをインナパネルPi側に折り曲げるロールヘミング加工が行われている。
【0005】
そして、成形用ローラ130を前記アウタパネルPoの外周フランジPfに沿って移動させるために、所定のティーチングポイントでロボットアーム111に取り付けた成形用ローラ130を下型150に当接させてロボット110に成形用ローラ130の移動軌跡を記憶させるティーチング操作を行い、そのティーチングデータに基づきロボット110を動作させてヘミング加工している。
すなわち、ロボット110のティーチングにおいて、予備曲げのティーチングは、成形用ローラ130を下型150の成形面155に対して45゜の角度で傾斜するガイド面151に当接させて行う。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、成形用ローラ130の、下型150の成形面155の端部とガイド面151とがなす頂点kから外周フランジPf側への張出量Hは、ヘミング品質に大きく影響することから重要視されているが、従来の予備曲げのティーチングでは作業者の目測でこの張出量Hを設定していたため、張出量Hのばらつきが大きかった。そして、この張出量Hのばらつきを低減するために、ティーチングに多大の工数を要していた。
【0007】
また、下型150がガイド面151を有する場合には問題ないが、下型150がガイド面151を有しない場合には、成形用ローラ130が下型150の成形面に対して45゜の姿勢になるようにロボット110をティーチングすることは容易ではなく、したがって、予備曲げ時における予備曲げ角度のばらつきが大きくなる一方、成形用ローラ130を下型150の端部に当接させてロボット110のティーチングを行うため、予備曲げ時に成形用ローラ130が部位により下型150の端部に強く当たって下型150が摩耗しやすく、下型の修正工数が増加する。
【0008】
本発明は、かかる課題を解決すべくなされたもので、予備曲げにおけるロボットのティーチング工数を低減するとともに、精度の高いヘミング加工ができ、しかも、摩耗による下型の修正工数の低減が可能なロールヘミング加工方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るロールヘミング加工方法は、外周フランジを起立せしめたアウタパネルにインナパネルを重ねた状態で両パネルを下型成形面上に位置決め載置し、該アウタパネルの外周フランジを、ティーチングにより所定の移動軌跡が記憶されたロボットアームに回転自在に支持させた成形用ローラにより押圧してインナパネル側に所定角度予備曲げした後、予備曲げされた外周フランジを再度、成形用ローラにより押圧して略U字状に本曲げすることにより、アウタパネルとインナパネルとを一体化するロールヘミング加工方法において、前記成形用ローラよりやや大径とされ、かつ、片側外周面が予備曲げ角度に相当する角度で拡大傾斜するティーチング用ローラをロボットアームに支持させ、該ティーチング用ローラの拡大傾斜面を前記下型成形面に当接させるとともに、ティーチング用ローラの水平面と拡大傾斜面の境界を下型成形面端部の頂点に合わせてロボットのティーチングを行った後、ティーチング用ローラを成形用ローラに持ち替えて、下型成形面上に載置されたアウタパネルの外周フランジをティーチングされた軌跡上を移動する成形用ローラにより押圧して予備曲げを行うことを特徴とする。
【0010】
よって、ティーチング用ローラの拡大傾斜面を下型の成形面に当接させるとともに、ティーチング用ローラの水平面と拡大傾斜面の境界を下型成形面端部の頂点に合わせてロボットのティーチングを行った後、ティーチング用ローラを成形用ローラに持ち替えるので、下型の成形面に対する成形用ローラの角度と張出量を容易に設定することができ、精度の高いヘミング加工が可能になる。
【0011】
また、ティーチング用ローラは成形用ローラよりやや大径とされているので、ティーチング用ローラを成形用ローラに持ち替えて予備曲げを行う際には、成形用ローラが下型に当接しない状態で予備曲げすることとなり、成形用ローラによる下型の摩耗を防止でき、下型の修正工数を低減することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るロールヘミング加工方法の一の実施の形態について図面を参照して以下に説明する。
ここで、図1は、ロールヘミング装置の全体を示した図である。図2は、ティーチング用ローラの側面図であり、図3はティーチング用ローラを取り付けたローラ保持装置の正面図であり、図4は同じく側面図である。
【0013】
(構成)
ロールヘミング装置10は、図1に示すように、従来と同様に外周フランジPfを起立せしめたアウタパネルPoを下型50に載置し、その上にインナパネルPiを、該インナパネルPiの外周縁Pgが前記アウタパネルPoの外周フランジPfの内側に位置するように位置決め載置し、ロボット101のロボットアーム11の先端に設けられたローラ支持部12に取り付けた成形用ローラ20により、前記アウタパネルPoの外周フランジPfをインナパンネルPi側に折り曲げることにより、被ヘミング材WであるアウタパネルPoとインナパネルPiとを一体化するものである。
【0014】
そして、ロボット101に上記のようなロールヘミング加工を行わせるために、ロボット101のティーチングが必要であるが、本発明では、このティーチング、特に予備曲げのティーチング時に専用のローラを使用する。
【0015】
すなわち、ティーチング用ローラ90は、図2に示すように、後述する成形用ローラ20より外径が1〜2mm大きい外径寸法93を有するとともに、片側外周面が水平面91に対し予備曲げ角度に相当する所定角度(この実施の形態では45°)で拡大傾斜する拡大傾斜面92を有するローラである。
ティーチング用ローラ90の水平面91と拡大傾斜面92との境界95から拡大傾斜面92側におけるローラ端部までの水平距離94は、後述する成形用ローラ20による予備曲げ時の下型50の成形面55の端部からの成形用ローラ20の張出量Hとなる。
なお、このティーチング用ローラ90の全体の幅Tは後述する成形用ローラ20の幅と略同一である。
【0016】
ティーチング用ローラ90の中心には、ベアリングを含めた支持軸901で後述のローラ保持装置13に取り付けるための取付孔96が穿設されている。
すなわち、ティーチング用ローラ90は、図3、図4に示すように、ローラ保持装置13を構成するスライド板33の先端に、支持軸901とナット902により取り付けられている。
なお、このティーチング用ローラ90は、予備曲げのティーチングを行うときのみローラ保持装置13に取り付けられ、実際にロールヘミング加工を行うときは、スライド板33から外して成形用ローラ20に取り替えられるものである。
【0017】
ローラ保持装置13は、ロボットアーム11のローラ支持部12にボルト締めにより取り付けられるブラケット31と、このブラケット31の上方に取り付けられるエアシリンダ32と、このエアシリンダ32に押圧され、上下にスライド可能に支持されるスライド板33とから構成される。
【0018】
すなわち、ブラケット31は、ロボットアーム11のローラ支持部12にボルト締めにより取り付けられる天板311と、該天板311の左右両側に溶接された右縦板312、左縦板313と、その後側を結ぶ後板314とで構成され、これら右縦板312と左縦板313と後板314とが天板311に対して垂直に溶接されて側面に開口するコ字形断面を形成し、この上下方向の途中で、天板311と平行な上蓋315が三方を溶接されて取り付けられている。
【0019】
このブラケット31の上蓋315の下面に、エアシリンダ32が取り付けられるとともに、後板314の下端に、成形用ローラ20を保持するスライド板33を上下にスライド可能に支持するガイド34の凹断面のベース341が、その底部でボルト締めされ、該スライド板33をベース341に挿入した状態でヘッド342を被せて、スライド板33がベース341の凹断面内をスライド可能に案内するガイド34を形成している。
【0020】
このガイド34に上下にスライド可能に支持されたスライド板33の上端331が、エアシリンダ32の下方から突出するピストン321の下端に取り付けられたピストンヘッド322の下面に当接するまで上昇したときに、エアシリンダ32がスライド板33を下方へ押圧するように配置されている。
そして、このライド板33の下端に設けられたローラ保持孔332に支持軸901を挿入し、その軸端をナット902により締め付けてティーチング用ローラ90が取り付けられる。
【0021】
つぎに、成形用ローラ20は、図5に示すように、幅Tはティーチング用ローラ90と同一であり、外径寸法23はティーチング用ローラ90の外形寸法93より1〜2mm小さく形成されている。
【0022】
また、成形用ローラ20の中心には、ベアリングを含めた支持軸201で前述のローラ保持装置13に取り付けるための取付孔206が穿設されている。
すなわち、成形用ローラ20は、図3、図4に示すティーチング用ローラ90と同様に、ローラ保持装置13を構成するスライド板33の先端に、支持軸201とナット202により、ロールヘミング加工を行うときに取り付けられる。
【0023】
(作用)
次に、ティーチング用ローラ90を用いてロボット101をティーチングする方法及び、その後のロールヘミング加工方法について説明する。
まず、ロボットアーム11の先端のローラ支持部12に取り付けられたローラ保持装置13のスライド板33の先端に、図3、図4に示すように、ティーチング用ローラ90を取り付けておく。
そして、ロボットアーム11を下型50の所定のティーチングポイントに移動させ、図6(A)に示すように、ティーチング用ローラ90の拡大傾斜面92が下型50の成形面55に当接し、さらに、ティーチング用ローラ90の水平面91と拡大傾斜面92の境界95が下型50の成形面55の端部の頂点kに合致するようにティーチング用ローラ90の位置を決め、その位置データをロボット101に記憶させる。
【0024】
なお、この図6(A)では下型50はガイド面51を有しておらず、下型50の端部は円弧状に面取りされている。下型50の面取部と成形面55の交点が下型50の成形面55端部の頂点kとなる。
【0025】
次に、ロボットアーム11を下型50の次のティーチングポイントに移動させ、同様にしてそのティーチングポイントでのティーチング用ローラ90の位置データ、その点までの速度データを教示し記憶させる。
このティーチング操作を繰り返しながらティーチング用ローラ90を下型50の端縁に沿って一周させてティーチングを完了する。なお、各ティーチングポイント間は、これらを結ぶ直線に沿う点で補間し、ロボットの各軸に対して時々刻々の位置または移動量を指令する。
【0026】
以上のようにティーチング用ローラ90を利用して予備曲げのティーチングを行えば、成形用ローラ20の下型50の成形面55に対する角度や頂点kからの張出量Hのばらつきがなくなるとともに、ティーチング工数を低減することができる。
【0027】
次に、以上のようにして予備曲げのティーチング操作が完了したなら、ティーチング用ローラ90をローラ保持装置13のスライド板33から取り外して、成形用ローラ20をスライド板33に取り付け、この成形用ローラ20を下型50の成形面55に当接させて、本曲げのティーチングを行う。
【0028】
以上により予備曲げと本曲げのティーチングが完了し、ローラ保持装置13に成形用ローラ20を取り付けた状態で、ティーチングデータに基づき成形用ローラ20により、予備曲げと本曲げのロールヘミング加工を行い、ロールヘミング加工の完了した被ヘミング材Wを得る。
すなわち、予備曲げ時は、成形用ローラ20の外径がティーチング用ローラ90の外径寸法93より1〜2mm小さく設定されているため、図6(B)に示すように、成形用ローラ20は下型50の端部の頂点kから0.5〜1mmだけ離れた状態でアウタパネルPoの外周フランジPfを押圧して外周フランジPfを予備曲げする。
【0029】
上記の状態で被ヘミング材Wを一周して予備曲げが終了すると、今度は本曲げのティーチングデータに基づき、成形用ローラ20を起立させて予備曲げされた外周フランジPfを上方から押圧して外周フランジPfをインナパネルPiの外周縁Pg上にU字上に折り曲げて本曲げを行う。
【0030】
このように、ロールヘミング装置10のロボット101をティーチングするに当たって、特に予備曲げのティーチングにおいて、実際にロールヘミング加工を行う成形用ローラ20の外径寸法23よりやや大きな外径寸法93を有するとともに、片側外周面が水平面91に対し予備曲げ角度に相当する所定角度で拡大傾斜する拡大傾斜面92を有するティーチング用ローラ90を用いて、ロールヘミング加工の予備曲げのティーチングを行い、このティーチング用ローラ90を成形用ローラ20に持ち替えて、成形用ローラ20により予備曲げを行うので、予備曲げのティーチング操作が単にティーチング用ローラ90の拡大傾斜面92を下型50の成形面55に当接させるとともに、ティーチング用ローラ90の水平面91と拡大傾斜面92の境界95を下型50の成形面55の端部の頂点kに合わせるだけで、成形用ローラ20の下型50の成形面55に対する角度及び下型50の成形面55からの張出量Hを正確に設定でき、熟練を要せず短時間で行うことができ、さらにティーチング用ローラ90の外径寸法93が成形用ローラ20の外径寸法23よりやや大きいため、予備曲げ時に成形用ローラ20が下型50の端部に当接せずに予備曲げできるので下型50の摩耗を防止して下型50の修正工数を低減することが可能となった。
【0031】
【発明の効果】
本発明は、外周フランジを起立せしめたアウタパネルにインナパネルを重ねた状態で両パネルを下型上に位置決め載置し、該アウタパネルの外周フランジをティーチングにより所定の移動軌跡が記憶されたロボットアームに回転自在に支持させた成形用ローラにより押圧してインナパネル側に所定角度予備曲げした後、予備曲げされた外周フランジを再度、成形用ローラにより押圧して略U字状に本曲げすることにより、アウタパネルとインナパネルとを一体化するロールヘミング加工方法において、成形用ローラよりやや大径とされ、かつ、片側傾斜面が予備曲げ角度に相当する角度で拡大傾斜するティーチング用ローラをロボットアームに支持させ、該ティーチング用ローラの拡大傾斜面を下型の成形面に当接させるとともに、ティーチング用ローラの水平面と拡大傾斜面の境界を下型成形面端部の頂点に合わせてロボットのティーチングを行った後、ティーチング用ローラを成形用ローラに持ち替えて、下型上に載置されたアウタパネルの外周フランジをティーチングされた軌跡上を移動する成形用ローラにより押圧して予備曲げを行うようにしたので、予備曲げにおけるロボットのティーチング工数を低減できるとともに、精度の高いヘミング加工ができ、しかも摩耗による下型の修正工数をも低減することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一の実施の形態に係るロールヘミング装置の全体を示した図である。
【図2】本発明の一の実施の形態に係る予備曲げのティーチング用ローラの側面図である。
【図3】本発明の一の実施の形態に係る予備曲げのティーチング用ローラを取り付けたローラ保持装置の正面図である。
【図4】本発明の一の実施の形態に係る予備曲げのティーチング用ローラを取り付けたローラ保持装置の側面図である。
【図5】本発明の一の実施の形態に係る成形用ローラの側面図である。
【図6】本発明の一の実施の形態の作用を示す図で、(A)は、予備曲げのティーチング用ローラを下型に当接させてティーチングを行う状態を示し、(B)は成形用ローラにより予備曲げを行う状態を示す一部欠載側面図である。
【図7】従来のロールヘミング装置の全体を示した図である。
【図8】従来の成形用ローラによる予備曲げを行う状態を示す一部欠載側面図である。
【符号の説明】
10 ロールヘミング装置
20 成形用ローラ
32 エアシリンダ
50 下型
55 成形面
90 ティーチング用ローラ
91 水平面
92 拡大傾斜面
H 張出量
Claims (1)
- 外周フランジを起立せしめたアウタパネルにインナパネルを重ねた状態で両パネルを下型成形面上に位置決め載置し、該アウタパネルの外周フランジを、ティーチングにより所定の移動軌跡が記憶されたロボットアームに回転自在に支持させた成形用ローラにより押圧してインナパネル側に所定角度予備曲げした後、予備曲げされた外周フランジを再度、成形用ローラにより押圧して略U字状に本曲げすることにより、アウタパネルとインナパネルとを一体化するロールヘミング加工方法において、
前記成形用ローラよりやや大径とされ、かつ、片側外周面が予備曲げ角度に相当する角度で拡大傾斜するティーチング用ローラをロボットアームに支持させ、該ティーチング用ローラの拡大傾斜面を前記下型成形面に当接させるとともに、
ティーチング用ローラの水平面と拡大傾斜面の境界を下型成形面端部の頂点に合わせてロボットのティーチングを行った後、
ティーチング用ローラを成形用ローラに持ち替えて、下型成形面上に載置されたアウタパネルの外周フランジをティーチングされた軌跡上を移動する成形用ローラにより押圧して予備曲げを行うことを特徴とするロールヘミング加工方法。
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