JP3705054B2 - Hemming processing apparatus and hemming processing method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はヘミング加工装置およびヘミング加工方法に関し、例えば自動車のドアパネルを形成するドアアウタパネルとドアインナパネルとをその周縁部にてヘミング結合するにあたり、ヘミングフランジ部の予備曲げ加工(プリヘミング)とそれに続く本曲げ加工(ヘミング)もしくはそれらのうちいずれか一方の加工を行ういわゆるテーブルトップタイプのヘミング加工装置とその装置を用いたヘミング加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種のヘミング加工装置として例えば米国特許第5150508号明細書に記載されているものがある。
【0003】
図6はその概略を示したもので、ワーク搬出入位置100にてリフタ51のクレイドル52の上にパネルPa,Pbをセットした上でそのクレイドル52を下降させ、パネルPa.Pbをベース54とネストブロック55とからなる下型53の上に移載する。次いで、リフトシリンダ56を伸長動作させることによりパネルPa,Pbを下型53ごと上昇させてそのパネルPa,Pbをプリヘミング加工位置200に待機させ、その状態にてプリヘミングダイ57をシリンダ58により前進作動させる。そして、その前進位置にあるプリヘミングダイ57に対してパネルPa,Pbをネストブロック55ごとプレスシリンダ59にてわずかに押し上げることにより、一方のパネルPaの周縁部に予め直立形成されているヘミングフランジ部Fに予備曲げ加工を施す。
【0004】
その後、プレスシリンダ59の逆動作によりパネルPa,Pbを一旦下降させるとともにシリンダ58の逆動作によりプリヘミングダイ57も後退させ、さらにリフトシリンダ56にてパネルPa,Pbを下型53ごとヘミング加工位置300まで下降させる。この状態でヘミングダイ60を前進動作させ、この前進位置にあるヘミングダイ60に対してパネルPa,Pbをネストブロック55ごとプレスシリンダ59にてわずかに押し上げることにより、先に予備曲げ加工が施されているヘミングフランジ部Fに本曲げ加工を施す。
【0005】
こうしてヘミング加工が施されたパネルPa,Pbは、ヘミングダイ60およびネストブロック55が初期状態に復帰するのを待って再びリフタ51のクレイドル52によってワーク搬出入位置100まで押し上げられることになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の構造では、相互に独立したプリヘミングダイ57とヘミングダイ60とが上下方向で互いに重なり合うようにして配置されているため、高さ方向での占有スペースが大きくなるほか、パネルPa,Pbを昇降動作させるためのシリンダもリフタ51とは別にさらにリフトシリンダ56とプレスシリンダ59とに別れているためにシリンダ数が多く構造が複雑化することとなって好ましくない。また、パネルPa,Pbの昇降動作が予備曲げ加工時および本曲げ加工時ごとにリフトシリンダ56による動作とプレスシリンダ59による動作とでその都度二段階に分けて行われるため、サイクルタイムが長くなるばかりでなく、下型53上でパネルPa,Pbが位置ずれを生じやすくなり、また上記のように昇降ストロークが大きくなることによって特に装置全体の高さ寸法が大きくなり、装置全体の大型化が余儀なくされる結果となる。
【0007】
本発明は以上のような課題に着目してなされたもので、とりわけ簡単な構成で所期の目的を達成できるようにしたヘミング加工装置およびヘミング加工方法を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、互いに重ね合わせた少なくとも二枚のパネル同士をヘミング結合するヘミング加工装置であって、ベース部材と、このベース部材上に上下動可能に設けられて上面にヘミング加工対象となるパネルが位置決め載置される下型と、上記ベース部材に回転軸を介して支持されるとともに下型よりも上方に位置する部分にヘミング加工刃が設けられ、このヘミング加工刃が下型と正対する加工位置とヘミング加工刃が下型上方から退避した退避位置との間で上記回転軸を回転中心として揺動するスイングフレームと、上記スイングフレームのうち下型よりも下方位置に一端部が連結されるとともに他端部が上記下型に連結された直動型アクチュエータとを備えている。
【0009】
そして、前記直動型アクチュエータの作動によりスイングフレームが下型の上昇動作を伴うことなく退避位置から加工位置へと揺動移動し、このスイングフレームが加工位置に位置決めされた後に直動型アクチュエータがさらに作動を続けることで下型が上昇動作して前記ヘミング加工刃と下型との協働によりヘミング加工が施されるようになっていることを特徴としている。
【0010】
ここに言うヘミング加工とは先に述べた予備曲げ加工および本曲げ加工のうちのいずれか一方を指すことから、予備曲げ加工の場合にはヘミング加工刃は予備曲げ刃となり、逆に本曲げ加工の場合にはヘミング加工刃は本曲げ刃となる。
【0011】
また、退避位置から加工位置へのスイングフレームの揺動動作と下型の上昇動作とが同時並行的に行われることはなく、常に下型の上昇動作に先行して加工位置にスイングフレームが位置決めされているものとする。
【0012】
上記の直動型アクチュエータとしては、例えばトラニオン型の油圧シリンダもしくはエアシリンダを用いる。
【0013】
したがって、この請求項1に記載の発明では、下型上にヘミング結合されるべきパネルが位置決めされている状態で、直動型アクチュエータの作動によりスイングフレームを下型の上昇動作を伴うことなく退避位置から加工位まで揺動変位させてその位置に位置決めする。この状態ではヘミング加工刃が下型と正対するようになる。そして、上記のようにスイングフレームが加工位置に位置決めされた以降もなおも直動型アクチュエータを継続動作させて、下型正対位置にあるヘミング加工刃に対してパネルを下型ごと上昇動作させることにより、ヘミングフランジ部が折り曲げられてヘミング加工が施される。
【0014】
すなわち、この請求項1に記載の発明では、退避位置から加工位置へのスイングフレームの揺動移動と、それに続く加工位置での下型の上昇動作たるヘミング加工動作とが、単一の直動型アクチュエータの連続作動に基づいてなされることになる。
【0015】
請求項2に記載の発明は、互いに重ね合わせた少なくとも二枚のパネル同士をヘミング結合するにあたり、いずれかのパネルの端部に予め直立形成されているヘミングフランジ部が所定の傾斜角になるまで予備曲げ加工を施すとともにその予備曲げ加工に続いて本曲げ加工を施すヘミング加工装置であって、ベース部材と、このベース部材上に上下動可能に設けられて上面にヘミング加工対象となるパネルが位置決め載置される下型と、上記ベース部材に回転軸を介して揺動可能に支持されたスイングフレームと、このスイングフレームのうち下型よりも上方に位置する部分にスライド可能に設けられ、水平方向および高さ方向で相互に位置を異ならしめた予備曲げ刃と本曲げ刃とを互いに近接するように一体的に形成してなる加工刃ユニットと、上記スイングフレームのうち下型よりも下方位置に一端部が連結されるとともに他端部が上記下型に連結され、前記加工刃ユニットが下型と正対する加工位置と加工刃ユニットが下型上方から退避した退避位置との間で上記回転軸を回転中心としてスイングフレームを揺動動作させる直動型アクチュエータと、前記予備曲げ加工時と本曲げ加工時とで下型と正対する位置に割り出される予備曲げ刃もしくは本曲げ刃の位置を選択的に切り換えるべく所定のスライドストロークのもとで上記加工刃ユニットをスイングフレームに対しスライド移動させるスライド駆動手段とを備えている。
【0016】
そして、前記直動型アクチュエータの作動によりスイングフレームが下型の上昇動作を伴うことなく退避位置から加工位置へと揺動移動し、このスイングフレームが加工位置に位置決めされた後に直動型アクチュエータがさらに作動を続けることで下型が上昇動作して前記正対位置にある予備曲げ刃と下型との協働により予備曲げ加工が施され、さらにこの予備曲げ加工に続いて下型を一旦下降させた後に、正対位置に割り出された本曲げ刃に対して下型を再度上昇動作させることで前記本曲げ刃と下型との協働により本曲げ加工が施されるようになっていることを特徴としている。
【0017】
この請求項2に記載の発明においても、退避位置から加工位置へのスイングフレームの揺動動作と下型の上昇動作とが同時並行的に行われることはなく、常に下型の上昇動作に先行して加工位置にスイングフレームが位置決めされているものとする。また、直動型アクチュエータとしては、例えばトラニオン型の油圧シリンダもしくはエアシリンダを用いる。
【0018】
したがって、この請求項2に記載の発明では、下型上にヘミング結合されるべきパネルが位置決めされている状態で、スイングフレームを下型の上昇動作を伴うことなく退避位置から加工位置まで揺動変位させてその位置に位置決めするとともに、予備曲げ刃が下型と正対するように加工刃ユニット全体をスライドフレームに対してスライド移動させる。そして、この下型正対位置にある予備曲げ刃に対してパネルを下型ごと上昇動作させることにより、それまで直立状態にあったヘミングフランジ部が45度程度まで折り曲げられて予備曲げ加工が施される。この場合、加工刃ユニットのスライド移動によって予備曲げ刃だけでなく本曲げ刃までもスライド移動するが、互いに一体に形成されている予備曲げ刃と本曲げ刃とは水平方向および上下方向で相互に位置をずらしてあるため、本曲げ刃は予備曲げ加工時にヘミングフランジ部に当接することはなく何ら機能しない。
【0019】
この予備曲げ加工完了後、パネルを下型ごと一旦下降させた上で本曲げ刃が下型と正対するように加工刃ユニットをスライド移動させ、この下型正対位置にある本曲げ刃に対して再度パネルを下型ごと上昇させることにより、先に予備曲げ加工が施されたヘミングフランジ部に本曲げ加工が施されて、パネル同士がヘミング結合されることになる。この場合にも、加工刃ユニットのスライド移動によって本曲げ刃だけでなく予備曲げ刃までもスライド移動するが、先に述べたように互いに一体に形成されている予備曲げ刃と本曲げ刃とは水平方向および上下方向で相互に位置をずらしてあるため、予備曲げ刃は本曲げ加工時にヘミングフランジ部に当接することはなく何ら機能しない。
【0020】
すなわち、この請求項2に記載の発明では、予備曲げ加工および本曲げ加工のいずれの場合にも、加工位置に位置決めされているスイングフレームに対して下型をその都度一往復だけ昇降動作させることで加工が行われる。
【0021】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明におけるスイングフレームが加工位置にある状態で下型を上昇動作させたときに、その下型もしくは下型以外の上昇動作する部分の一部とスイングフレームの一部とが相互に係合してスイングフレームを揺動不能に拘束するようになっていることを特徴としている。
【0022】
したがって、この請求項3に記載の発明では、加工位置にあるスイングフレームに対して下型が上昇動作すると、両者の機械的係合をもって上下方向以外での相対位置決めがなされることになり、ヘミング加工時すなわち予備曲げ加工時または本曲げ加工時にスイングフレームが加工反力を受けたとしても該スイングフレームが揺動することはなくその加工位置に確実に位置決め保持され、上記正対位置での加工刃ユニットたる予備曲げ刃もしくは本曲げ刃と下型との相対位置決め状態を補償する。
【0023】
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の発明における直動型アクチュエータとは別に補助アクチュエータが設けられていて、この補助アクチュエータは前記直動型アクチュエータの作動によりスイングフレームを退避位置から加工位置に揺動させる際には下型の上昇動作を阻止する一方で、スイングフレームが加工位置に位置決めされた以降に下型を上昇動作させる際には直動型アクチュエータとともに積極的に該下型を上昇動作させるようになっていることを特徴としている。
【0024】
この請求項4に記載の発明の補助アクチュエータとしては、上記と同様に油圧シリンダもしくはエアシリンダを用いる。
【0025】
したがって、この請求項4に記載の発明では、請求項1〜3のいずれかに記載の発明のように常に下型の上昇動作に先行して加工位置にスイングフレームが位置決めされているものとすると、そのスイングフレームの揺動動作の際に補助アクチュエータは下型の同時上昇を阻止するロックアクチュエータ(ロックシリンダ)としてのはたらきをし、これをもって下型の上昇動作に先行して確実にスイングフレームが加工位置に位置決めされるように補償する。その一方、ヘミング加工たる予備曲げ加工もしくは本曲げ加工に際して下型を上昇動作させる際には、補助アクチュエータはあたかもアシストアクチュエータ(アシストシリンダ)として機能して、直動型アクチュエータとともに積極的に該下型を上昇動作させることになる。
【0026】
請求項5に記載の発明は、互いに重ね合わせた少なくとも二枚のパネル同士をヘミング加工装置によりヘミング結合する方法であって、前記ヘミング加工装置は、ベース部材上に上下動可能に設けられて上面にヘミング加工対象となるパネルが位置決め載置される下型と、上記ベース部材に回転軸を介して支持されるとともに下型よりも上方に位置する部分にヘミング加工刃が設けられ、このヘミング加工刃が下型と正対する加工位置とヘミング加工刃が下型上方から退避した退避位置との間で上記回転軸を回転中心として揺動するスイングフレームと、上記スイングフレームのうち下型よりも下方位置に一端部が連結されるとともに他端部が上記下型に連結された直動型アクチュエータとを備えていることを前提としている。
【0027】
その上で、前記直動型アクチュエータの作動によりスイングフレームを下型の上昇動作を伴うことなく退避位置から加工位置へと揺動移動させ、次いでこのスイングフレームが加工位置に位置決めされた以降も直動型アクチュエータをさらに継続作動させることで下型を上昇動作させ、前記正対位置にて互いに対向するヘミング加工刃と下型との協働によりヘミング加工を施すことを特徴としている。
【0028】
したがって、この請求項5に記載の発明では、請求項1に記載の発明と同様に、下型上にヘミング結合されるべきパネルが位置決めされている状態で、直動型アクチュエータの作動によりスイングフレームを下型の上昇動作を伴うことなく退避位置から加工位まで揺動変位させてその位置に位置決めする。この状態ではヘミング加工刃が下型と正対するようになり、上記のようにスイングフレームが加工位置に位置決めされた以降もなおも直動型アクチュエータを継続動作させて、下型正対位置にあるヘミング加工刃に対してパネルを下型ごと上昇動作させることにより、ヘミングフランジ部が折り曲げられてヘミング加工が施される。
【0029】
【発明の効果】
請求項1,5に記載の発明によれば、スイングフレームの揺動動作と下型の上昇動作とを単一の直動型アクチュエータの連続作動に基づいて行うことを前提としつつも、スイングフレームを加工位置に位置決めした後に初めて下型を上昇動作させてヘミング加工を施すようにしたため、下型の昇降ストロークを縮小化できるのと相まって装置全体を小型化できるとともに特にその高さ寸法を小さくすることができるほか、必要とされるアクチュエータの数を減らして装置全体の構造をも簡素化でき、さらには上記下型の昇降ストロークの縮小化によってサイクルタイムの短縮化を図りつつパネルの位置ずれによる加工精度の低下を未然に防止できる効果がある。
【0030】
特に請求項2に記載の発明によれば、スイングフレームを加工位置に位置決めしたならば、加工刃ユニットのスライド動作により予備曲げ刃と本曲げ刃とを選択的に切り換えながらそれぞれ下型を一往復ずつ昇降動作させるだけで予備曲げ加工とそれに続く本曲げ加工とが行われ、しかも予備曲げ刃と本曲げ刃とは加工刃ユニットとして互いに一体に形成されながらも水平方向および高さ方向でその位置をずらしてあるため、下型の昇降ストロークを一段と縮小化できるとともに装置全体も大幅に小型化でき、さらには予備曲げ加工と本曲げ加工とを連続的に行いながらそのサイクルタイムの一段と短縮化できる効果がある。
【0031】
また、請求項3に記載の発明によれば、加工位置にあるスイングフレームに対して下型が上昇動作すると両者が係合してスイングフレームが揺動不能に拘束されるようになっているため、請求項1または2に記載の発明と同様の効果に加えて、その両者の相対位置精度を高めることができる効果がある。
【0032】
請求項4に記載の発明によれば、スイングフレームを加工位置まで揺動させる際には、直動型アクチュエータとは別に設けられた補助アクチュエータが下型の同時並行的な動きを阻止するロックアクチュエータとしての機能を発揮する一方で、下型の上昇動作時には逆にアシストアクチュエータとして機能してその下型の上昇動作を積極的に補助することから、特にスイングフレームや下型の動きがスムーズ且つ迅速に行われるとともに、直動型アクチュエータの能力を相対的に小さくできる効果がある。
【0033】
【発明の実施の形態】
図1〜5は本発明に係るヘミング加工装置の好ましい実施の形態を示す図であって、図1はヘミング加工対象となるパネルの投入時および取り出し時の状態を、図2は予備曲げ加工の開始直前の状態を、図3は本曲げ加工の開始直前の状態を、また図5は予備曲げ加工および本曲げ加工に伴うヘミングフランジ部の形状変化を拡大した図をそれぞれ示している。なお、本実施の形態では、自動車のドアパネルDを形成するドアアウタパネルPaとドアインナパネルPbとをヘミング結合するためのヘミング加工装置の例を示している。
【0034】
図1に示すように、ヘミング加工装置は大別して、ベース部材としての架台1上に設置されたリフタ2と、同じく架台1上にあってそのリフタ2のまわりに設置されたスイングフレーム3とから構成されている。
【0035】
リフタ2は、上面に下型4が固定された水平なリフタテーブル5を中心として形成されていて、下型4の上にはドアアウタパネルPaとドアインナパネルPbとが重ね合わされたヘミング結合前のドアパネルDが図5の(A)に示す形態で図示外のハンドリングロボット等により投入されて位置決めされる。リフタテーブル5の下方には、鉛直なガイドロッド6とこのガイドロッド6がガイドブッシュ7を介してスライド可能に内挿されたガイドスリーブ8とからなるガイド機構9が設けられていて、ガイドロッド6の上端にリフタテーブル5が連結されている。
【0036】
また、上記ガイド機構9と隣接するようにリフタ昇降動作用の直動型アクチュエータとしてトラニオン型のスイングシリンダ(油圧シリンダ)10が設けられていて、このスイングシリンダ10のピストンロッド11はピン12を介してリフタテーブル5の下面に連結されている。つまり、リフタ2はリフタテーブル5のほかガイド機構9およびスイングシリンダ10等により構成されていて、スイングシリンダ10が所定ストロークのもとで伸縮作動することにより、リフタテーブル5はガイド機構9に案内されながら水平状態を保ったままで昇降動作することになる。なお、上記スイングシリンダ10は後述するようにスイングフレーム3を揺動動作させるためのアクチュエータを兼ねている。
【0037】
また、上記スイングシリンダ10とは別にガイド機構9と隣接するように補助アクチュエータとしてアシストシリンダ(油圧シリンダ)13が架台1上に立設されていて、このアシストシリンダ13のピストンロッド14はリフタテーブル5に連結されている。そして、アシストシリンダ13は、後述するようにスイングシリンダ10の伸長動作によりスイングフレーム3を揺動動作させる際には、そのスイングシリンダ10の伸長に伴うリフタテーブル5の上昇を一時的に阻止するロックシリンダとしての機能を有する一方で、同じくスイングシリンダ10の伸長動作によりリフタテーブル5を単独で上昇させる際には逆にアシストシリンダ13はスイングシリンダ10とともに積極的にリフタテーブル5を押し上げる機能を有している。
【0038】
さらに、上記リフタテーブル5のうち下型4の外側にはスイングフレーム3側の位置決めピン15と係合することになる凹溝ブロック16とともにストッパガイド17が設けられていて、このストッパガイド17は後述するスイングフレーム3側のストッパ25と係合して、ヘミング加工に直接関与することになる下型4と後述する予備曲げ刃26もしくは本曲げ刃27との相対位置決めを司ることになる。
【0039】
上記スイングフレーム3は略C字状のフレーム構造をなしていて、そのC字状空間にリフタテーブル5の周縁部を受容するように、架台1上に設けられたヒンジブラケット18に対し水平な回転軸たるヒンジピン19を介して揺動可能に支持されている。なお、上記ヒンジピン19の位置は最下降位置にあるリフタテーブル5よりの下方位置に設定されている。そして、このスイングフレーム3の下端部には、該スイングフレーム3の揺動用アクチュエータと先に述べたリフタ2の昇降用アクチュエータとを兼ねたトラニオン型のスイングシリンダ10がピン10aを介して揺動可能に支持されていて、このスイングシリンダ10の伸縮作動に応じてスイングフレーム3が退避位置である傾斜姿勢位置P1と図2に示す加工位置としての直立姿勢位置P2との間で揺動動作するようになっているとともに、スイングフレーム3がストッパ20と架台1側のストッパブラケット21との当接により上記直立姿勢位置P2に位置決めされたときには、スイングシリンダ10もまた直立姿勢となるように設定されている。
【0040】
上記スイングフレーム3の上端部にはスライドガイド22を介してスライダ23が取り付けられていて、このスライダ23は同じくスイングフレーム3に設けられたスライド駆動手段としてのスライドシリンダ(油圧シリンダ)34の伸縮作動に応じてスライド動作するようになっている。そして、このスライダ23には加工刃ユニット24とストッパ25とが互いに隣接するように固定されている。
【0041】
上記加工刃ユニット24には、図4にも示すように45度程度に傾斜した成形面であるところのヘミング加工刃としての予備曲げ刃26とほぼフラットな成形面をもつ同じくヘミング加工刃としての本曲げ刃27とが互いに隣接するように一体的に形成されている。そして、これら予備曲げ刃26と本曲げ刃27とは互いに隣接しつつも水平方向および上下方向にてそれぞれその位置を互いにずらして形成してある。
【0042】
また、上記スライダ23に固定されたストッパ25には下方に向けてストッパ凸部28が一体に形成されている。他方、リフタテーブル5にはストッパガイド17が取り付けられていて、このストッパガイド17には上記ストッパ凸部28に対応する二つのストッパ凹部29,30が隣接形成されている。そして、後述するように予備曲げ加工時には上記ストッパ凸部28と一方のストッパ凹部29とが噛み合うことで予備曲げ刃26と下型4との相対位置決めがなされ、また本曲げ加工時にはストッパ凸部28と他方のストッパ凹部30とが噛み合うことで本曲げ刃27と下型4との相対位置決めがなされるようになっている。
【0043】
したがって、このように形成されたヘミング加工装置によれば、図1に示すようにスイングフレーム3が傾斜姿勢位置(退避位置)P1にあって且つリフタ2のリフタテーブル5がガイド機構9側のエンドプレート31に当接する最下降位置にある状態で、図示外のハンドリングロボット等によりアウタパネルPaとインナパネルPbとが重ね合わされたドアパネルDが下型4上に投入されて位置決めされる。なお、下型4上のドアパネルDは図示しないパッドあるいはクランパ等にて押圧固定もしくはクランプされる。また、アウタパネルPaの周縁部には図5の(A)に示すように予めヘミングフランジ部Fが直立形成されている。
【0044】
下型4上にドアパネルDが位置決めされると、図2に示すようにスイングシリンダ10が伸長動作してスイングフレーム3を加工位置である直立姿勢位置P2まで揺動動作させる。この時、スイングシリンダ10の伸長変位に伴って同時にリフタテーブル5を押し上げようとするものの、上記スイングシリンダ10の伸長動作時にはアシストシリンダ13に積極的にこれを収縮動作させるような油圧を作用させておくことでリフタテーブル5の上昇を阻止することができ、結果としてアシストシリンダ13はスイングフレーム3の揺動動作に伴うリフタテーブル5の上昇動作を阻止するロックシリンダとして機能することになる。なお、上記スイングフレーム3の直立姿勢位置P2はスイングフレーム3側のストッパ20と架台1側のストッパブラケット21との当接によって規制される。これにより予備曲げ刃26が下型4とほぼ正対するように位置決めされ、同時に、スイングフレーム3側の位置決めピン15と凹溝ブロック16とが上下方向で互いに合致することになる。
【0045】
この状態で、スイングシリンダ10がなおも伸長動作してリフタテーブル5を所定ストロークS1だけ押し上げ、図5の(B)に示すようにアウタパネルPaの周縁部のヘミングフランジ部Fを下型4でバックアップしつつ予備曲げ刃26に押し付けて、ヘミングフランジ部Fが45度程度の傾斜角になるまでその根元部から折り曲げて予備曲げ加工を施す。
【0046】
この時には、スイングシリンダ10のみならずそれまでロックシリンダとして機能していたアシストシリンダ13も伸長動作して、リフタテーブル5の上昇動作を積極的にアシストする。また、リフタテーブル5の上昇に伴ってリフタテーブル5側の凹溝ブロック16とスイングフレーム3側の位置決めピン15とが相互に係合して、スイングフレーム3の傾斜姿勢位置P1側への戻り現象を阻止する一方、ストッパ凸部28と一方のストッパ凹部29とが互いに底付き状態となるように相互に噛み合って、予備曲げ刃26と下型4との間の上下および左右方向の相対位置決めを行う。これにより、予備曲げ刃26と下型4との直接接触が回避されるとともに、予備曲げ加工に伴うドアパネルDからの加工反力のうち特に横方向の分力をストッパ25およびストッパガイド17にて受け止める。そして、予備曲げ加工が終了すると、スイングシリンダ10およびアシストシリンダ13の収縮作動に基づき再びストロークS1だけリフタテーブル5が下降して、図2に示す最下降位置に復帰する。
【0047】
上記のようにリフタテーブル5が一旦最下降位置に戻ると、図3に示すようにスライドシリンダ24の伸長作動によりスライダ23がストロークS3だけさらに右方向にスライドする。これにより、本曲げ刃27が下型4と正対するように位置決めされる。この状態で再びスイングシリンダ10とアシストシリンダ13とが伸長動作してリフタテーブル5を所定ストロークS2だけ押し上げ、図5の(C)に示すように先に予備曲げ加工が施されているヘミングフランジ部Fをフラットになるまで押し潰して本曲げ加工を施す。
【0048】
この時にもスイングフレーム3側の位置決めピン15とリフタテーブル5側の凹溝ブロック16とが相互に係合するとともに、ストッパ凸部28と他方のストッパ凹部30とが相互に噛み合い、本曲げ刃27と下型4との間の左右方向のみの相対位置決めを行う。これにより、本曲げ刃27と下型4とがヘミング加工部位を介して間接的に接触するのを積極的に許容して、ヘミングフランジ部Fについての本曲げ加工をより確実なものとする。
【0049】
こうして本曲げ加工が終了すると、スイングシリンダ10およびアシストシリンダ13の収縮作動に基づき再びストロークS2だけリフタテーブル5が下降して図3の状態に復帰する一方、スライドシリンダ34の逆動作により加工刃ユニット24も元の状態に復帰し、さらにリフタテーブル5が最下降位置にて停止した以降のさらなるスイングシリンダ10の収縮動作によりスイングフレーム3が図1に示す傾斜姿勢位置P1に復帰する。そして、ヘミング加工完了後のドアパネルDが図示しないハンドリングロボット等により取り出されて、ヘミング加工のための1サイクルが完了する。
【0050】
このように本実施の形態によれば、スイングフレーム3が加工位置である直立姿勢位置P2にある状態での加工刃ユニット24のスライド動作(シフト動作)と、予備曲げ加工および曲げ加工ごとの一往復のリフタテーブル5のアップダウン動作というきわめて単純な動きの組み合わせにより、ヘミング加工のための予備曲げ加工とそれに続く本曲げ加工とを短いサイクルタイムでスムーズに行うことができることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るヘミング加工装置の好ましい実施の形態を示す図で、ヘミング加工対象となるドアパネルが投入された状態を示す構成説明図。
【図2】図1の状態からスイングフレームが直立姿勢位置まで揺動動作した時の構成説明図。
【図3】図2の状態から加工刃ユニットがストロークS3だけスライドした時の構成説明図。
【図4】図1の要部拡大図。
【図5】ヘミングフランジ部の形状変化を示す拡大説明図。
【図6】従来のヘミング加工装置の一例を示す構成説明図。
【符号の説明】
1…架台(ベース部材)
2…リフタ
3…スイングフレーム
4…下型
5…リフタテーブル
10…スイングシリンダ(直動型アクチュエータ)
13…アシストシリンダ(補助アクチュエータ)
15…位置決めピン
16…凹溝ブロック
17…ストッパガイド
19…ヒンジピン(回転軸)
23…スライダ
24…加工刃ユニット
25…ストッパ
26…予備曲げ刃
27…本曲げ刃
28…ストッパ凸部
29,30…ストッパ凹部
34…スライドシリンダ(スライド駆動手段)
D…ドアパネル
F…ヘミングフランジ部
P1…傾斜姿勢位置(退避位置)
P2…直立姿勢位置(加工位置)
Pa…ドアアウタパネル
Pb…ドアインナパネル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hemming processing apparatus and a hemming processing method. For example, when hemming a door outer panel and a door inner panel forming a door panel of an automobile at the peripheral portion thereof, The present invention relates to a subsequent table bending type (hemming) or a so-called table top type hemming apparatus for performing any one of them and a hemming method using the apparatus.
[0002]
[Prior art]
An example of this type of hemming apparatus is described in US Pat. No. 5,150,508.
[0003]
FIG. 6 shows an outline of this. In the work loading /
[0004]
Thereafter, the panels Pa and Pb are once lowered by the reverse operation of the
[0005]
The panels Pa and Pb that have been subjected to hemming are pushed up to the workpiece loading /
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In such a conventional structure, the pre-hemming die 57 and the hemming die 60 which are independent from each other are arranged so as to overlap each other in the vertical direction, so that the occupied space in the height direction becomes large and the panel Pa , Pb ascending / descending operation is also separated into a
[0007]
The present invention has been made paying attention to the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a hemming processing apparatus and a hemming processing method capable of achieving the intended object with a particularly simple configuration.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0009]
The swing frame is moved by the operation of the linear actuator. Without the lower mold ascending After the swing frame is moved from the retracted position to the machining position and the swing frame is positioned at the machining position, the linear motion type actuator continues to operate so that the lower mold moves up and the hemming machining blade and the lower mold are moved. It is characterized in that hemming is performed by cooperation.
[0010]
The hemming process mentioned here refers to either the pre-bending process or the main bending process described above. Therefore, in the pre-bending process, the hemming blade becomes a pre-bending blade, and conversely the main bending process. In this case, the hemming blade is a main bending blade.
[0011]
In addition, the swing motion of the swing frame from the retracted position to the machining position and the lower die lifting operation are not performed in parallel, and the swing frame is always positioned at the machining position prior to the lower die lifting operation. It is assumed that
[0012]
As the direct acting actuator, for example, a trunnion type hydraulic cylinder or air cylinder is used.
[0013]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, the swing frame is moved by the operation of the linear actuator while the panel to be hemmed is positioned on the lower mold. Without the lower mold ascending It swings and displaces from the retracted position to the machining position and is positioned at that position. In this state, the hemming blade comes to face the lower mold. Then, even after the swing frame is positioned at the machining position as described above, the linear motion type actuator is continuously operated, and the panel is raised together with the lower mold with respect to the hemming machining blade at the lower mold facing position. As a result, the hemming flange is bent and hemming is performed.
[0014]
That is, according to the first aspect of the present invention, the swinging movement of the swing frame from the retracted position to the machining position and the hemming machining operation, which is the lower die raising operation at the machining position, are performed in a single linear motion. This is done based on the continuous operation of the mold actuator.
[0015]
In the invention according to
[0016]
The swing frame is moved by the operation of the linear actuator. Without the lower mold ascending The pre-bending blade that swings and moves from the retracted position to the machining position, and after the swing frame is positioned at the machining position, the linear motion type actuator continues to operate so that the lower mold moves up and is in the directly facing position. Pre-bending is performed in cooperation with the lower die, and after lowering the lower die once following this pre-bending, the lower die is again attached to the main bending blade indexed to the facing position. It is characterized in that the main bending process is performed by the cooperation of the main bending blade and the lower die by the upward movement.
[0017]
Also in the invention according to the second aspect, the swing motion of the swing frame from the retracted position to the machining position and the lower mold lifting operation are not performed simultaneously and always precede the lower mold lifting operation. It is assumed that the swing frame is positioned at the processing position. As the direct acting actuator, for example, a trunnion type hydraulic cylinder or air cylinder is used.
[0018]
Therefore, in the invention according to the second aspect, the swing frame is mounted in a state where the panel to be hemmed is positioned on the lower mold. Without the lower mold ascending The entire processing blade unit is slid relative to the slide frame so that the pre-bending blade faces the lower mold while swinging and displacing from the retracted position to the processing position. Then, by raising the panel together with the lower die with respect to the preliminary bending blade in the lower die facing position, the hemming flange portion that has been in an upright state is bent up to about 45 degrees and preliminarily bent. Is done. In this case, the sliding movement of the processing blade unit slides not only to the pre-bending blade but also to the main bending blade, but the pre-bending blade and the main bending blade that are integrally formed with each other are mutually in the horizontal and vertical directions. Since the position is shifted, the bending blade does not contact the hemming flange portion at the time of preliminary bending and does not function at all.
[0019]
After this preliminary bending process is completed, the panel is lowered once with the lower mold, and then the processing blade unit is slid so that the main bending blade faces the lower mold. By raising the panel together with the lower mold again, the main bending process is performed on the hemming flange part that has been subjected to the preliminary bending process, and the panels are hemmed. Also in this case, the sliding movement of the machining blade unit slides not only to the main bending blade but also to the pre-bending blade. As described above, the pre-bending blade and the main bending blade formed integrally with each other are Since the positions are shifted from each other in the horizontal direction and the vertical direction, the preliminary bending blade does not contact the hemming flange portion at the time of the final bending process and does not function at all.
[0020]
That is, in the invention according to the second aspect, in both the preliminary bending process and the main bending process, the lower mold is moved up and down by one reciprocation each time with respect to the swing frame positioned at the processing position. Processing is performed at.
[0021]
According to a third aspect of the present invention, when the lower mold is lifted while the swing frame in the invention of the first or second aspect is in the processing position, the lower mold or a portion that moves up other than the lower mold And a part of the swing frame are engaged with each other to restrain the swing frame so as not to swing.
[0022]
Therefore, in the invention according to the third aspect, when the lower mold moves upward with respect to the swing frame at the processing position, relative positioning in a direction other than the vertical direction is performed by mechanical engagement of the two, and hemming Even if the swing frame receives a processing reaction force during processing, that is, during pre-bending processing or main bending processing, the swing frame does not oscillate and is securely positioned and held at the processing position. Compensates the relative positioning of the pre-bending blade or the main bending blade as the blade unit and the lower die.
[0023]
According to a fourth aspect of the invention, an auxiliary actuator is provided separately from the direct acting actuator according to any of the first to third aspects of the invention, and the auxiliary actuator swings by the operation of the direct acting actuator. When the frame is swung from the retracted position to the machining position, the lower mold is prevented from moving up, while when the lower frame is moved up after the swing frame is positioned at the machining position, the direct acting actuator is used. It is characterized in that the lower mold is positively moved up.
[0024]
As the auxiliary actuator according to the fourth aspect of the present invention, a hydraulic cylinder or an air cylinder is used as described above.
[0025]
Therefore, in the invention described in
[0026]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of hemming and coupling at least two panels that are overlapped with each other by a hemming apparatus, the hemming apparatus being provided on a base member so as to be movable up and down. The lower die on which the panel to be hemmed is positioned and mounted, and the hemming blade is provided in a portion that is supported by the base member via the rotating shaft and positioned above the lower die. A swing frame that swings about the rotation axis between the machining position where the blade faces the lower mold and the retreat position where the hemming blade is retracted from above the lower mold; and below the lower mold of the swing frames It is assumed that a linear motion actuator having one end connected to the position and the other end connected to the lower mold is provided.
[0027]
Then, the swing frame is moved by the operation of the direct acting actuator. Without the lower mold ascending After the swing frame is moved from the retracted position to the machining position and then the swing frame is positioned at the machining position, the linear motion type actuator is further operated to move the lower mold upward and It is characterized in that hemming is performed by the cooperation of the opposing hemming blade and the lower die.
[0028]
Therefore, in the invention described in
[0029]
【The invention's effect】
According to the first and fifth aspects of the present invention, it is assumed that the swinging motion of the swing frame and the lower die lifting operation are performed based on the continuous operation of a single direct acting actuator. Since the lower die is lifted for the first time after the position is positioned at the machining position, hemming is performed, so that the overall lifting and lowering stroke of the lower die can be reduced, and the entire apparatus can be reduced in size and particularly its height dimension can be reduced. In addition, the number of required actuators can be reduced to simplify the overall structure of the device, and the cycle time can be shortened by reducing the lifting stroke of the lower mold, resulting in panel misalignment. There is an effect of preventing the processing accuracy from being lowered.
[0030]
In particular, according to the second aspect of the invention, when the swing frame is positioned at the machining position, the lower die is reciprocated once while selectively switching between the pre-bending blade and the main bending blade by the sliding operation of the machining blade unit. Pre-bending and subsequent main bending are performed simply by raising and lowering each step, and the pre-bending blade and the main bending blade are integrally formed as a processing blade unit, but their positions in the horizontal direction and the height direction are also formed. Since the vertical movement of the lower mold can be further reduced, the entire apparatus can be greatly reduced in size, and the cycle time can be further shortened while the preliminary bending process and the main bending process are continuously performed. effective.
[0031]
According to the third aspect of the present invention, when the lower mold moves upward with respect to the swing frame at the processing position, both engage with each other so that the swing frame is restrained from swinging. In addition to the same effect as that of the first or second aspect of the invention, there is an effect that the relative positional accuracy of the both can be increased.
[0032]
According to the fourth aspect of the present invention, when the swing frame is swung to the machining position, the auxiliary actuator provided separately from the direct acting actuator prevents the lower mold from moving in parallel. On the other hand, when the lower mold moves up, it functions as an assist actuator and actively assists the lower mold ascending, so the swing frame and lower mold move smoothly and quickly. And the effect of relatively reducing the capacity of the direct acting actuator.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIGS. 1 to 5 are views showing a preferred embodiment of a hemming apparatus according to the present invention. FIG. 1 shows a state when a panel to be hemmed is inserted and removed, and FIG. FIG. 3 shows a state immediately before the start, FIG. 3 shows a state immediately before the start of the main bending process, and FIG. 5 shows an enlarged view of the shape change of the hemming flange portion accompanying the preliminary bending process and the main bending process. In the present embodiment, an example of a hemming apparatus for hemming the door outer panel Pa and the door inner panel Pb forming the door panel D of the automobile is shown.
[0034]
As shown in FIG. 1, the hemming apparatus is roughly divided into a
[0035]
The
[0036]
Further, a trunnion type swing cylinder (hydraulic cylinder) 10 is provided as a linear actuator for lifting and lowering operation so as to be adjacent to the
[0037]
An assist cylinder (hydraulic cylinder) 13 is erected on the
[0038]
Further, a
[0039]
The
[0040]
A
[0041]
As shown in FIG. 4, the
[0042]
Further, a
[0043]
Therefore, according to the hemming apparatus thus formed, as shown in FIG. 1, the
[0044]
When the door panel D is positioned on the
[0045]
In this state, the
[0046]
At this time, not only the
[0047]
When the lifter table 5 once returns to the lowest position as described above, the
[0048]
Also at this time, the
[0049]
When the main bending process is thus completed, the lifter table 5 is lowered again by the stroke S2 based on the contraction operation of the
[0050]
As described above, according to the present embodiment, the slide operation (shift operation) of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a preferred embodiment of a hemming apparatus according to the present invention, and is a configuration explanatory diagram illustrating a state in which a door panel to be hemmed is inserted.
2 is an explanatory diagram of the configuration when the swing frame swings from the state of FIG. 1 to an upright posture position. FIG.
3 is an explanatory diagram of the configuration when the machining blade unit is slid by a stroke S3 from the state of FIG. 2. FIG.
4 is an enlarged view of a main part of FIG.
FIG. 5 is an enlarged explanatory view showing a shape change of a hemming flange portion.
FIG. 6 is a configuration explanatory view showing an example of a conventional hemming apparatus.
[Explanation of symbols]
1 ... Stand (base member)
2 ... Lifter
3 ... Swing frame
4 ... Lower mold
5 ... Lifter table
10 ... Swing cylinder (Direct acting actuator)
13 ... Assist cylinder (auxiliary actuator)
15 ... Positioning pin
16 ... Dove groove block
17 ... Stopper guide
19 ... Hinge pin (rotating shaft)
23 ... Slider
24 ... Processing blade unit
25 ... Stopper
26 ... Preliminary bending blade
27 ... This bending blade
28: Stopper convex part
29, 30 ... Stopper recess
34 ... Slide cylinder (slide drive means)
D ... Door panel
F ... Hemming flange
P1: Inclined posture position (retracted position)
P2: Upright posture position (processing position)
Pa ... Door outer panel
Pb ... Door inner panel
Claims (5)
ベース部材と、
このベース部材上に上下動可能に設けられて上面にヘミング加工対象となるパネルが位置決め載置される下型と、
上記ベース部材に回転軸を介して支持されるとともに下型よりも上方に位置する部分にヘミング加工刃が設けられ、このヘミング加工刃が下型と正対する加工位置とヘミング加工刃が下型上方から退避した退避位置との間で上記回転軸を回転中心として揺動するスイングフレームと、
上記スイングフレームのうち下型よりも下方位置に一端部が連結されるとともに他端部が上記下型に連結された直動型アクチュエータと、
を備えていて、
前記直動型アクチュエータの作動によりスイングフレームが下型の上昇動作を伴うことなく退避位置から加工位置へと揺動移動し、このスイングフレームが加工位置に位置決めされた後に直動型アクチュエータがさらに作動を続けることで下型が上昇動作して前記ヘミング加工刃と下型との協働によりヘミング加工が施されるようになっていることを特徴とするヘミング加工装置。A hemming processing apparatus for hemming and bonding at least two panels superposed on each other,
A base member;
A lower mold that is provided on the base member so as to be movable up and down and on which the panel to be hemmed is positioned and placed;
A hemming blade is provided at a portion that is supported by the base member via a rotating shaft and is positioned above the lower die, and a processing position where the hemming blade faces the lower die and the hemming blade is located above the lower die. A swing frame that swings about the rotation axis between the retraction position and the retraction position retracted from
A linear motion actuator having one end connected to a position below the lower mold of the swing frame and the other end connected to the lower mold;
With
By operating the linear actuator, the swing frame swings from the retracted position to the machining position without causing the lower mold to move up. After the swing frame is positioned at the machining position, the linear actuator further operates. The hemming processing apparatus is characterized in that the lower die is moved upward by continuing to perform hemming by the cooperation of the hemming blade and the lower die.
ベース部材と、
このベース部材上に上下動可能に設けられて上面にヘミング加工対象となるパネルが位置決め載置される下型と、
上記ベース部材に回転軸を介して揺動可能に支持されたスイングフレームと、
このスイングフレームのうち下型よりも上方に位置する部分にスライド可能に設けられ、水平方向および高さ方向で相互に位置を異ならしめた予備曲げ刃と本曲げ刃とを互いに近接するように一体的に形成してなる加工刃ユニットと、
上記スイングフレームのうち下型よりも下方位置に一端部が連結されるとともに他端部が上記下型に連結され、前記加工刃ユニットが下型と正対する加工位置と加工刃ユニットが下型上方から退避した退避位置との間で上記回転軸を回転中心としてスイングフレームを揺動動作させる直動型アクチュエータと、
前記予備曲げ加工時と本曲げ加工時とで下型と正対する位置に割り出される予備曲げ刃もしくは本曲げ刃の位置を選択的に切り換えるべく所定のスライドストロークのもとで上記加工刃ユニットをスイングフレームに対しスライド移動させるスライド駆動手段と、
を備えていて、
前記直動型アクチュエータの作動によりスイングフレームが下型の上昇動作を伴うことなく退避位置から加工位置へと揺動移動し、このスイングフレームが加工位置に位置決めされた後に直動型アクチュエータがさらに作動を続けることで下型が上昇動作して前記正対位置にある予備曲げ刃と下型との協働により予備曲げ加工が施され、
さらにこの予備曲げ加工に続いて下型を一旦下降させた後に、正対位置に割り出された本曲げ刃に対して下型を再度上昇動作させることで前記本曲げ刃と下型との協働により本曲げ加工が施されるようになっていることを特徴とするヘミング加工装置。When hemming at least two panels that are overlapped with each other, pre-bending is performed until the hemming flange portion, which is formed upright at the end of one of the panels in advance, has a predetermined inclination angle. A hemming processing device that performs a main bending process following the processing,
A base member;
A lower mold that is provided on the base member so as to be movable up and down and on which the panel to be hemmed is positioned and placed;
A swing frame supported on the base member so as to be swingable via a rotation shaft;
The swing frame is slidably provided in the upper part of the lower mold, and the pre-bending blade and the main bending blade, which are located in different positions in the horizontal and height directions, are integrated so as to be close to each other. A processing blade unit that is formed automatically,
One end of the swing frame is connected to a position below the lower die and the other end is connected to the lower die. The machining blade unit faces the lower die and the machining blade unit is located above the lower die. A direct acting actuator that swings the swing frame around the rotation axis between the retraction position and the retraction position retracted from
In order to selectively switch the position of the pre-bending blade or the main bending blade that is indexed to the position facing the lower mold during the pre-bending process and the main bending process, the processing blade unit is moved under a predetermined slide stroke. Slide drive means for sliding relative to the swing frame;
With
By operating the linear actuator, the swing frame swings from the retracted position to the machining position without causing the lower mold to move up. After the swing frame is positioned at the machining position, the linear actuator further operates. The lower mold is moved up by continuing the pre-bending process by the cooperation of the preliminary bending blade and the lower mold at the above-mentioned facing position,
Further, following the preliminary bending, the lower die is once lowered, and then the lower die is raised again with respect to the main bending blade indexed at the directly facing position, whereby the cooperation between the main bending blade and the lower die is achieved. A hemming apparatus characterized in that the main bending process is performed by operation.
前記ヘミング加工装置は、
ベース部材上に上下動可能に設けられて上面にヘミング加工対象となるパネルが位置決め載置される下型と、
上記ベース部材に回転軸を介して支持されるとともに下型よりも上方に位置する部分にヘミング加工刃が設けられ、このヘミング加工刃が下型と正対する加工位置とヘミング加工刃が下型上方から退避した退避位置との間で上記回転軸を回転中心として揺動するスイングフレームと、
上記スイングフレームのうち下型よりも下方位置に一端部が連結されるとともに他端部が上記下型に連結された直動型アクチュエータと、
を備えていて、
前記直動型アクチュエータの作動によりスイングフレームを下型の上昇動作を伴うことなく退避位置から加工位置へと揺動移動させ、
次いでこのスイングフレームが加工位置に位置決めされた以降も直動型アクチュエータをさらに継続作動させることで下型を上昇動作させ、
前記正対位置にて互いに対向するヘミング加工刃と下型との協働によりヘミング加工を施すことを特徴とするヘミング加工方法。A method of hemming at least two panels stacked on each other with a hemming processing apparatus,
The hemming apparatus is
A lower mold that is provided on the base member so as to be movable up and down and on which the panel to be hemmed is positioned and placed;
A hemming blade is provided at a portion that is supported by the base member via a rotating shaft and is positioned above the lower die, and a processing position where the hemming blade faces the lower die and the hemming blade is located above the lower die. A swing frame that swings about the rotation axis between the retraction position and the retraction position retracted from
A linear motion actuator having one end connected to a position below the lower mold of the swing frame and the other end connected to the lower mold;
With
By swinging the swing frame from the retracted position to the machining position without the lower mold ascending by the operation of the direct acting actuator,
Next, even after the swing frame is positioned at the machining position, the lower die is moved upward by further operating the linear actuator.
A hemming method, wherein hemming is performed by cooperation of a hemming blade and a lower die facing each other at the facing position.
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