WO2017134970A1 - ワーク曲げ加工方法及びワーク曲げ加工装置 - Google Patents

ワーク曲げ加工方法及びワーク曲げ加工装置 Download PDF

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WO2017134970A1
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processing
angle
trajectory
bending
workpiece
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PCT/JP2016/089057
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陽介 金枝
耕宏 松井
康昭 富永
山下　進
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本田技研工業株式会社
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    • B21D19/02—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by continuously-acting tools moving along the edge
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Definitions

  • the present invention relates to a technique for bending an end portion of a workpiece with a processing tool.
  • Patent Literature 1 discloses this type of technology.
  • Patent Document 1 discloses a technique for learning an angle changing operation or the like between preliminary bending and main bending in a hemming apparatus that performs bending with a hemming roller.
  • the trajectory of the processing tool for performing bending on the workpiece varies depending not only on the shape of the workpiece but also on the state of the workpiece before bending and the state of the workpiece after bending to the target angle. Since the locus of the processing tool is set based on the experience of a skilled engineer or the like, depending on the operator, it takes time to teach the processing apparatus at the site. In this regard, even in the technology disclosed in Patent Document 1 that learns in advance, learning is performed in consideration of the state of the workpiece before bending and the state of the workpiece after bending to a target angle in the trajectory of the processing tool. There is room for improvement in terms of efficiency and reproducibility.
  • An object of the present invention is to provide a workpiece bending method and a workpiece bending apparatus capable of appropriately setting a locus of a processing tool based on a shape of a workpiece before processing and a target shape of a workpiece after processing.
  • the present invention is a workpiece bending method for bending an end portion (for example, a later-described flange WF) of a workpiece (for example, a later-described flange WF) by a processing tool (for example, a later-described processing roller 10).
  • a pre-processing angle of the end portion before processing for example, a pre-processing angle ⁇ 0 described later
  • an end length of a bent portion of the end portion for example, a flange length L described later
  • the processing A trajectory determining step for determining a trajectory (for example, a path to be described later) of the processing tool based on a front angle and a target angle after the processing (for example, a target angle ⁇ described later) and the end length, and the trajectory determination
  • a difference between the pre-machining angle and the target angle (for example, ⁇ 0 - ⁇ described later) or a value obtained by dividing the difference by the end length (for example, ( ⁇ 0 - ⁇ ) / described later) L) or both of them are calculated as trajectory determination values, and the trajectory number indicating the number of times of bending from the pre-processing angle to the target angle in a stepwise manner is determined stepwise according to the size of the trajectory determination value.
  • a determination map for example, a trajectory number determination map shown in FIG. 8 to be described later
  • the calculated trajectory determination value the number of bendings (for example, the number of passes to be described later) and bending angles at each stage (for example, processing to be described later) It is preferable to calculate the midway angle ⁇ n).
  • a first cross section of the end portion viewed in the moving direction of the processing tool A second cross section different from the first cross section of the end portion viewed in the moving direction of the processing tool, and the pre-processing angle, the target angle, and the end length of No. 1 in FIG. It is preferable to determine the locus of the processing tool based on the pre-processing angle, the target angle, and the end length of No. 2 to 15 in FIG.
  • the locus of the processing tool can be determined in consideration of the difference in shape.
  • a difference between the pre-processing angle of the first cross section and the target angle (for example, ⁇ 0 ⁇ described later) or a value obtained by dividing the difference by the end length (for example, ( ⁇ 0 ⁇ ) / described later) L) or both are calculated as a first trajectory determination value, and the difference (for example, ⁇ 0 - ⁇ described later) or the difference between the pre-processing angle and the target angle of the second cross section is the end length.
  • Calculated as a second trajectory determination value based on a value divided by (for example, ( ⁇ 0 ⁇ ) / L described later) or both, and the number of times of bending in a stepwise manner from the pre-processing angle to the target angle is calculated.
  • the trajectory number determination map (the trajectory number determination map shown in FIG. 13) in which the number of trajectories shown is determined stepwise according to the magnitude of the trajectory determination value, the calculated first trajectory determination value, and the second trajectory. Determine the number of folds and the fold angle at each stage from the determined value. It is preferable to leave.
  • a value for determining an upper limit value (for example, 7.0 in one path in the trajectory number determination map described later or 12.0 in two paths or 19.0 in three paths) is determined for each trajectory number.
  • a bias (for example, described later) with respect to the upper limit value in a range (for example, a 1-pass range, 2-pass range, or 3-pass range described later) to which the track determination value plotted in the track number determination map belongs. It is preferable to calculate the bending angle at each stage reflecting the margin M ⁇ or the margin M ⁇ ).
  • the present invention provides a workpiece bending apparatus (for example, bending a workpiece (for example, a workpiece W, which will be described later)) (for example, a flange WF, which will be described later) with a processing tool (for example, a processing roller 10 described later).
  • a workpiece bending apparatus for example, bending a workpiece (for example, a workpiece W, which will be described later)
  • a flange WF which will be described later
  • a processing tool for example, a processing roller 10 described later.
  • a pre-processing angle of the end portion before processing for example, a pre-processing angle ⁇ 0 described later
  • an end length of a bent portion of the end portion for example, a flange described later
  • Length L the trajectory of the processing tool
  • the trajectory of the processing tool for example, a path described later
  • a control unit for example, a control unit 50 to be described later
  • a robot for example, to be described later
  • Robot 0 and relates to workpiece bending apparatus comprising a.
  • the control unit is configured to calculate a difference between the pre-processing angle and the target angle (for example, ⁇ 0 ⁇ described later) or a value obtained by dividing the difference by the end length (for example, ( ⁇ 0 ⁇ ) / L described later). ) Or both are calculated as trajectory determination values, and the trajectory number is determined such that the trajectory number indicating the number of times of bending from the pre-processing angle to the target angle is determined stepwise according to the size of the trajectory determination value. From the map (for example, a trajectory number determination map shown in FIG. 6 to be described later) and the calculated trajectory determination value, the number of bendings (for example, the number of passes to be described later) and the bending angle at each stage (for example, to be described later during processing) It is preferable to calculate the angle ⁇ n).
  • the control unit determines the end of the end viewed in the movement direction of the processing tool in the trajectory determination step.
  • the pre-processing angle of the first cross section, the target angle and the end length, and the pre-processing angle of the second cross section different from the first cross section of the end viewed in the moving direction of the processing tool It is preferable to determine a locus of the processing tool based on a target angle and the end length.
  • the locus of the processing tool can be determined in consideration of the difference in shape.
  • a difference between the pre-processing angle of the first cross section and the target angle (for example, ⁇ 0 ⁇ described later) or a value obtained by dividing the difference by the end length (for example, ( ⁇ 0 ⁇ ) / described later) L) or both are calculated as a first trajectory determination value, and the difference (for example, ⁇ 0 - ⁇ described later) or the difference between the pre-processing angle and the target angle of the second cross section is the end length.
  • Calculated as a second trajectory determination value based on a value divided by (for example, ( ⁇ 0 ⁇ ) / L described later) or both, and the number of times of bending in a stepwise manner from the pre-processing angle to the target angle is calculated.
  • the trajectory number determination map (the trajectory number determination map shown in FIG. 13) in which the number of trajectories shown is determined stepwise according to the magnitude of the trajectory determination value, the calculated first trajectory determination value, and the second trajectory. Determine the number of folds and the fold angle at each stage from the determined value. It is preferable to leave.
  • a value for determining an upper limit value (for example, 7.0 in one path in the trajectory number determination map described later or 12.0 in two paths or 19.0 in three paths) is determined for each trajectory number.
  • a bias (for example, described later) with respect to the upper limit value in a range (for example, a 1-pass range, 2-pass range, or 3-pass range described later) to which the track determination value plotted in the track number determination map belongs. It is preferable to calculate the bending angle at each stage reflecting the margin M ⁇ or the margin M ⁇ ).
  • the present invention it is possible to provide a workpiece bending method and a workpiece bending apparatus that can appropriately set the trajectory of the processing tool based on the shape of the workpiece before processing and the target shape of the workpiece after processing.
  • FIG. 1 is a figure showing the schematic structure of roller hemming device 1 concerning one embodiment of the present invention. It is sectional drawing which shows typically the state which mounted the outer panel W1 and the inner panel W2 in the table part 32 before the preliminary
  • 3 is a cross-sectional perspective view showing an example of a workpiece Wa having the same cross-sectional shape in the moving direction of the processing roller 10.
  • FIG. 3 is a cross-sectional perspective view showing an example of a workpiece Wb having a different cross-sectional shape in the moving direction of the processing roller 10.
  • FIG. 10 It is a flow which shows the flow of movement control of the processing roller 10 when the cross-sectional shape of the workpiece
  • FIG. It is a table
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a roller hemming device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the roller hemming device 1 of the present embodiment includes a processing table 30, a processing roller 10, a robot 40, and a control unit 50.
  • the processing table 30 includes a support base 31 installed on the floor, and a table portion 32 supported by the support base 31.
  • a work W is placed on the table portion 32.
  • the workpiece W is, for example, an automobile door panel or the like, and includes an outer panel W1 and an inner panel W2.
  • the flange WF is bent at approximately 90 ° at the remaining peripheral edge with respect to the portion (main body) where the inner panel W2 is arranged at the center.
  • the outer panel W ⁇ b> 1 is placed on the table portion 32 with the flange WF standing upwards perpendicular to the surface of the table portion 32.
  • the inner panel W2 is disposed so that the flange WF of the outer panel W1 wraps the end portion of the inner panel W2.
  • An adhesive is applied between the outer panel W1 main body and the end of the inner panel W2 and on the folded surface of the flange WF.
  • the adhesive contains a solid material such as glass beads.
  • the processing roller 10 performs bending processing (roller hemming processing) on the flange WF of the outer panel W1 placed on the table portion 32.
  • the processing roller 10 is supported by the arm 42 of the robot 40 so as to be movable in a three-dimensional direction, and is rotatable with respect to the arm 42.
  • the robot 40 includes a base 41 fixed to the floor surface and an arm 42 that supports the processing roller 10 so as to be movable in a three-dimensional direction.
  • the robot 40 moves the arm 42 so that the processing roller 10 moves along a predetermined trajectory.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a state where the outer panel W1 and the inner panel W2 are placed on the table portion 32 before performing the preliminary process.
  • FIG. 2 the vicinity of the flange WF of the outer panel W1 is shown.
  • the outer panel W ⁇ b> 1 is placed on the surface of the table portion 32 with the flange WF located at the end thereof being bent upward.
  • R1 is a portion that becomes the start end of the R-shaped portion that is a bent portion of the flange WF
  • R2 indicates a portion that becomes the end of the R-shaped portion.
  • L has shown the flange length from R2 to an edge part in the outer panel W1.
  • the inner panel W2 is overlaid on the central portion (main body) of the outer panel W1.
  • the end of the inner panel W2 is housed inside the flange WF of the outer panel W1 body.
  • the thickness of the outer panel W1 and T 1 the thickness of the inner panel W2 When T 2, the thickness of a stack of outer panel W1 and the inner panel W2 at this time can be expressed as (T 1 + T 2).
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the outer panel W1 and the inner panel W2 in a state where the flange WF is bent to the target angle ⁇ by the processing roller 10 in the preliminary process.
  • the processing roller 10 of the present embodiment has a substantially cylindrical shape that can rotate around the rotation axis C ⁇ b> 1, and the processing surface includes a circumferential shape portion 11 and an R shape portion 12. A boundary portion 13 is formed between the circumferential shape portion 11 and the R shape portion 12.
  • the circumferentially shaped portion 11 is provided on the support side of the arm 42 of the robot 40 in the processing roller 10, and the R-shaped portion 12 is on the tip side opposite to the support side of the arm 42 of the robot 40 in the processing roller 10.
  • Provided. 3 indicates the horizontal length from the R-shaped start end R1 of the outer panel W1 to the reference position of the processing roller 10.
  • D indicates the horizontal length from the reference position to the processing position at which the processing roller 10 contacts the flange WF, and indicates the amount by which the processing roller 10 is pushed.
  • ⁇ is a target angle ⁇ for performing caulking.
  • the robot 40 performs preliminary bending according to a preset trajectory.
  • preliminary bending is performed a plurality of times stepwise.
  • a method of setting the number of times of preliminary bending and the angle of one preliminary bending will be described later.
  • the pressing of the processing roller 10 to the flange WF is performed by moving the processing roller 10 with respect to the flange WF along a path in which the arm 42 is set parallel to the surface of the table portion 32.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the outer panel W1 and the inner panel W2 that are bent into a predetermined shape in this step of the present embodiment.
  • the flange WF is bent until it comes into contact with the end of the inner panel W2, and the end of the inner panel W2 is sandwiched between the flange WF and the outer panel W1 main body.
  • an adhesive is applied between the outer panel W1 main body and the end of the inner panel W2 or on the folded surface of the flange WF, and the solid material contained in the adhesive is between the outer panel W1 and the inner panel W2.
  • the outer panel W1 and the inner panel W2 are strongly coupled.
  • the thickness h obtained by stacking the outer panel W1 on the inner panel W2 can be expressed as (2T 1 + T 2 ). In this way, in the caulking process, the flange WF bent to the target angle ⁇ by the preliminary process is further pushed in, and the inner panel W2 is sandwiched by the outer panel W1.
  • machining is performed with different calculation methods when the cross-sectional shape of the workpiece W is the same in the moving direction of the processing roller 10 and when the cross-sectional shape of the work W is different in the moving direction of the processing roller 10.
  • the number of times and the processing angle are set, and movement control of the processing roller 10 is performed.
  • FIG. 5 is a cross-sectional perspective view showing an example of a work Wa (work W) having the same cross-sectional shape in the moving direction of the processing roller 10.
  • FIG. 6 is a flow showing a flow of movement control of the processing roller 10 when the cross-sectional shape of the workpiece W is the same in the moving direction of the processing roller 10.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the difference in the number of passes of the processing roller 10 depending on the processing difficulty level.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a trajectory number determination map for determining the number of passes of the processing roller 10 when the cross-sectional shape of the workpiece W is the same in the moving direction of the processing roller 10.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a difference in movement control of the processing roller 10 depending on the flange length L.
  • a workpiece Wa shown in FIG. 5 is a portion corresponding to a side sill of a vehicle door, and a flange WF at an end portion of the workpiece W is bent at a flange length L and a predetermined angle (hereinafter, pre-processing angle ⁇ 0 ). Is placed on the table section 32.
  • the control unit 50 of the roller hemming device 1 acquires the flange length L and the pre-processing angle ⁇ 0 in the flow of movement control of the processing roller 10 (S101).
  • the flange length L and the pre-processing angle ⁇ 0 are set based on preset data such as design data set in the previous process.
  • FIG. 7A schematically shows an example of the workpiece W when the pre-machining angle ⁇ 0 is relatively large
  • FIG. 7B shows the case where the pre-machining angle ⁇ 0 is relatively small.
  • An example of the workpiece W is schematically shown.
  • theta 2 (b), the theta 3 and 7 (a) of FIG. 7 is a target angle for performing caulking, it is assumed that substantially the same angle.
  • the number of passes is set large, and when the pre-machining angle ⁇ 0 is small and the machining difficulty is low, the number of passes is set small. For example, in FIG. 7A where the pre-processing angle ⁇ 0 is large, the preliminary process is performed three times, and in FIG. 7B where the pre-processing angle ⁇ 0 is small, the preliminary process is performed twice. .
  • the range for determining the number of paths based on the value of ( ⁇ 0 ⁇ ) / L calculated in S102, and the number of paths based on the value of ( ⁇ 0 ⁇ ) are determined. And a range to be set in advance.
  • the range for determining the number of paths based on the value of ( ⁇ 0 - ⁇ ) / L is a 1-pass is less than 7.0 the value of ( ⁇ 0 - ⁇ ) / L, 7 .0 or more and less than 12.0 is 2 passes, and 12.0 or more is 3 passes.
  • the range for determining the number of paths based on the value of ⁇ 0 - ⁇ is one path is less than the value of ⁇ 0 - ⁇ is 10 deg
  • a two-pass is less than 60 degrees or more 10 deg
  • the above 60deg is There are 3 passes.
  • the number of paths is calculated based on the value calculated by ( ⁇ 0 ⁇ ) / L expression 1, and the number of paths is calculated based on the value calculated by ⁇ 0 ⁇ expression 2. calculate. Then, the number of passes based on the value of ( ⁇ 0 ⁇ ) / L Formula 1 and the number of passes based on the value of ⁇ 0 ⁇ Formula 2 are compared. Determine as.
  • a machining intermediate angle ⁇ n set for each pass is calculated (S104).
  • the processing intermediate angle ⁇ n is set to an angle obtained by dividing the angle obtained by subtracting the target angle ⁇ from the pre-processing angle ⁇ 0 by the number of passes.
  • ⁇ 0 98.17 deg
  • ⁇ 1 75.4 deg
  • ⁇ 2 52.7 deg
  • the bending process is performed without changing the height of the processing roller 10.
  • the difference in the movement control of the processing roller 10 depending on the flange length L will be described with reference to FIG. 9A shows a case where the flange length L is relatively long, and FIG. 9B shows a case where the flange length L is relatively short.
  • the push amount D set for each pass is set for each intermediate angle of machining set for each pass.
  • ⁇ 0 98.17 deg
  • ⁇ 1 75.4 deg
  • ⁇ 2 52.7 deg
  • the position of the processing roller 10 of the roller hemming device 1 is controlled by the arm 42 of the robot 40, and the actual bending work is performed.
  • the roller hemming device 1 performs caulking on the workpiece W bent to the target angle ⁇ in the preliminary process.
  • the path of the processing roller 10 can be appropriately determined based on the pre-processing angle ⁇ 0 and the target angle ⁇ , the man-hours necessary for setting the path of the processing roller 10 in the teaching work can be effectively reduced. Even when the operator has little experience, an appropriate trajectory is set, so that the machining process can be stabilized.
  • both the difference ( ⁇ 0 ⁇ ) between the pre-machining angle ⁇ 0 and the target angle ⁇ and the value obtained by dividing the difference by the flange length L (( ⁇ 0 ⁇ ) / L) are used as the trajectory determination value.
  • a trajectory number determination map (see FIG. 8) in which the number of passes indicating the number of times of bending to be calculated and bent stepwise from the pre-machining angle ⁇ 0 to the target angle ⁇ is determined stepwise according to the size of the trajectory determination value. Based on the determined trajectory value, the number of passes and the machining intermediate angle ⁇ n at each stage are calculated.
  • the number of bendings can be automatically and appropriately calculated by reflecting the processing difficulty level by the difference between the pre-processing angle ⁇ 0 and the target angle ⁇ .
  • FIG. 10 for explaining the case where the cross-sectional shape of the work W is different in the moving direction of the processing roller 10 is a cross-sectional perspective view showing an example of a work Wb (work W) having a different cross-sectional shape in the moving direction of the processing roller 10.
  • FIG. 11 is a flow showing a flow of movement control of the processing roller 10 when the cross-sectional shape of the workpiece W is different in the moving direction of the processing roller 10.
  • FIG. 12 is a table showing the relationship between the cross-sections at a plurality of locations acquired within the scope of the preliminary process and the processing difficulty level.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a trajectory number determination map for determining the number of passes of the processing roller 10 when the cross-sectional shape of the workpiece W is different in the moving direction of the processing roller 10.
  • the flange WF at the end of the work W has a curved surface.
  • the cross-sectional shape is different in the moving direction of the processing roller 10.
  • each cross section information is created (S201).
  • the cross-sectional shape is acquired at a predetermined interval, for example, about a few mm pitch based on preset data such as design data set in the previous process.
  • 15 cross sections are created.
  • how many cross sections are created can employ
  • the flange length L of each cross section and the pre-processing angle ⁇ 0 are acquired based on the cross section acquired in S201 (S202).
  • the values of ( ⁇ 0 - ⁇ ) / L and ( ⁇ 0 - ⁇ ) are calculated for each cross section. In the example shown in FIG. 12, ( ⁇ 0 - ⁇ ) / L and ( ⁇ 0 - ⁇ ) are calculated for each of the 15 cross sections.
  • the highest value of ( ⁇ 0 - ⁇ ) / L is acquired, and the highest value of ⁇ 0 - ⁇ is acquired.
  • the highest value of ( ⁇ 0 - ⁇ ) / L is 17.79, and the highest value of ⁇ 0 - ⁇ is 62.61.
  • the number of passes is determined by the same method as in the case where the cross-sectional shape of the workpiece W is the same in the moving direction of the processing roller 10.
  • the range for determining the number of paths based on the value of ( ⁇ 0 - ⁇ ) / L is the ( ⁇ 0 - ⁇ ) / L If the value is less than 7.0, there is one pass, 7.0 or more and less than 12.0, two passes, and 12.0 or more and less than 19.0, there are three passes.
  • the range for determining the number of paths based on the value of ⁇ 0 - ⁇ is one path is less than the value of ⁇ 0 - ⁇ is 10 deg
  • a two-pass is less than 60 degrees or more 10 deg, 60 deg or 110deg Less than 3 passes.
  • the highest value of ( ⁇ 0 - ⁇ ) / L is 17.79, so there are 3 paths, and the highest value of ⁇ 0 - ⁇ is 62.61 deg, so there are 3 paths.
  • the number of passes set based on the highest value of ( ⁇ 0 - ⁇ ) / L is compared with the number of passes set based on the highest value of ⁇ 0 - ⁇ , and the degree of processing difficulty is higher
  • the number of passes is determined. In the example shown in FIG. 12, since there are three paths, the number of paths is set to three.
  • the process proceeds to a process of calculating a machining intermediate angle (S205).
  • the highest value among the values of ( ⁇ 0 ⁇ ) / L is acquired and the value of ⁇ 0 ⁇ is obtained as in the determination of the number of passes in S204. Get the highest value of.
  • the machining intermediate angle and the push-in amount in the subsequent processing are set.
  • the machining intermediate angle ⁇ 1 ⁇ is acquired based on the number of passes determined by the value of ( ⁇ 0 ⁇ ) / L, and the machining intermediate angle ⁇ 1 ⁇ is acquired based on the number of passes determined by the value of ( ⁇ 0 ⁇ ). .
  • the machining intermediate angles ⁇ 1 ⁇ and ⁇ 1 ⁇ are obtained by dividing the angle obtained by subtracting the target angle ⁇ from the pre-machining angle ⁇ 0 by the number of passes.
  • ⁇ n 92.61
  • a target angle ⁇ 30 deg.
  • the margin M ⁇ is a dimensionless number calculated based on the upper limit side of the setting range.
  • the margin M ⁇ is set based on a numerical value that determines an upper limit for determining the number of paths in the setting range, a numerical value that has the highest ( ⁇ 0 ⁇ ) / L, and a numerical value that determines the lower limit.
  • the deviation of the value of ⁇ 0 - ⁇ within the setting range is calculated as the margin M ⁇ .
  • the margin M ⁇ is calculated based on the upper limit side of the setting range.
  • the margin M ⁇ is set based on a numerical value that determines the upper limit for determining the number of paths in the setting range, a numerical value that has the highest ⁇ 0 - ⁇ , and a numerical value that determines the lower limit.
  • an intermediate cross section is created on CAD based on the largest angle ⁇ 0 among the cross sections ⁇ 0 (S206).
  • the push amount D1 ⁇ n of the processing roller 10 is calculated (S207).
  • the push-in amount D set for each pass is set for each machining intermediate angle set for each pass.
  • the calculation of the push amount D is the same as in the above embodiment.
  • the pushing amount is set in the third bending process.
  • D3 5.4 mm is set.
  • Data drawn in each cross section is output, and the flow ends (S208).
  • the following effects can be obtained.
  • the locus of the processing roller 10 based on the pre-processing angle ⁇ 0 , the target angle ⁇ , and the flange length L of the second cross section different from the first cross section of the flange WF viewed in the moving direction of the processing roller 10. decide.
  • the locus of the processing roller 10 can be determined in consideration of the difference in shape.
  • Both the difference ( ⁇ 0 ⁇ ) between the pre-processing angle ⁇ 0 and the target angle ⁇ of the first cross section and the value obtained by dividing the difference by the flange length L (( ⁇ 0 ⁇ ) / L) are the first trajectory. Calculate as the decision value. Further, based on both the difference ( ⁇ 0 ⁇ ) between the pre-processing angle ⁇ 0 of the second cross section and the target angle ⁇ ( ⁇ 0 ⁇ ) and the value obtained by dividing the difference by the flange length L (( ⁇ 0 ⁇ ) / L). Calculated as the second locus determination value. In addition, a trajectory number determination map (see FIG.
  • a value for determining an upper limit value (7.0 in 1 pass, 12.0 in 2 passes, 19.0 in 3 passes) is determined for each path, and is plotted in the trajectory number determination map.
  • the bending angle at each stage is calculated by reflecting the margin M ⁇ or the margin M ⁇ with respect to the upper limit value in the range to which the locus determination value belongs (1 pass range, 2 pass range, or 3 pass range).
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified as appropriate.
  • it is not limited to the shape of the processing roller of the above-described embodiment, and can be appropriately changed as long as it can be bent.
  • the trajectory number determination map is not limited to that described in the above embodiment, and the trajectory number indicating the number of times of bending to be performed stepwise from the pre-processing angle to the target angle is stepwise according to the size of the trajectory determination value.
  • the table format may be determined.
  • the trajectory number determination map can be changed as appropriate according to circumstances.
  • Roller hemming device (work bending machine) 10 Processing roller (processing tool) 40 Robot 50 Control part W Work WF Flange ⁇ 0 Pre-machining angle ⁇ n Machining angle ⁇ Target angle

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Abstract

加工前のワークの形状及び目標とする加工後のワークの形状に基づいて加工具の軌跡を適切に設定できるワーク曲げ加工方法及びワーク曲げ加工装置を提供することを目的とする。　加工ローラ１０によってワークＷａのフランジＷＦに対して曲げ加工を行うワーク曲げ加工方法であって、加工前のフランジＷＦの加工前角度θ０及びフランジＷＦの折り曲げ部分のフランジ長さＬを取得する工程と、加工前角度θ０及び加工後の目標角度Ψと、フランジ長さＬと、に基づいて加工ローラ１０のパス（軌跡）を決定する軌跡決定工程と、軌跡決定工程で決定されたパスに基づいて加工ローラ１０を所定方向に移動させ、目標角度ΨまでフランジＷＦを折り曲げる加工工程と、を含む。

Description

ワーク曲げ加工方法及びワーク曲げ加工装置
　本発明は、加工具によってワークの端部に対して曲げ加工を行う技術に関する。
　従来から、ヘミングローラ等の加工具を板材の端部に押し当てながら移動させて板材の端部に曲げ加工を行う技術が知られている。この種の技術を開示するものとして例えば特許文献１がある。特許文献１には、ヘミングローラによって曲げ加工を行うヘミング装置において、予備曲げと本曲げとの角度変更動作等を学習させる技術が開示されている。
特開平２－１９７３３１号公報
　曲げ加工をワークに行うための加工具の軌跡は、ワークの形状だけでなく、曲げ加工を行う前のワークの状態及び目標とする角度まで折り曲げた後のワークの状態によっても変わってくる。加工具の軌跡は、熟練の技術者の経験等により設定しているため、作業者によっては現場での加工装置に対する教示作業に時間が掛かってしまう。この点、事前に学習する特許文献１に開示される技術においても、曲げ加工を行う前のワークの状態及び目標とする角度まで折り曲げた後のワークの状態を加工具の軌跡に考慮して学習させる必要があり、効率性及び再現性の観点から改善の余地があった。
　本発明は、加工前のワークの形状及び目標とする加工後のワークの形状に基づいて加工具の軌跡を適切に設定できるワーク曲げ加工方法及びワーク曲げ加工装置を提供することを目的とする。
　本発明は、加工具（例えば、後述の加工ローラ１０）によってワーク（例えば、後述のワークＷ）の端部（例えば、後述のフランジＷＦ）に対して曲げ加工を行うワーク曲げ加工方法であって、加工前の前記端部の加工前角度（例えば、後述の加工前角度θ０）及び端部の折り曲げ部分の端部長さ（例えば、後述のフランジ長さＬ）を取得する工程と、前記加工前角度及び加工後の目標角度（例えば、後述の目標角度Ψ）と、前記端部長さと、に基づいて前記加工具の軌跡（例えば、後述のパス）を決定する軌跡決定工程と、前記軌跡決定工程で決定された軌跡に基づいて前記加工具を所定方向に移動させ、前記目標角度まで前記端部を折り曲げる加工工程と、を含むワーク曲げ加工方法に関する。
　これにより、加工前角度と目標角度に基づいて加工具の軌跡を適切に決定できるので、教示作業で加工具の軌跡を設定するために必要な工数を効果的に削減できる。作業者の経験が少ない場合であっても、適切な軌跡が設定されるので加工工程を安定化させることができる。
　前記軌跡決定工程では、前記加工前角度と前記目標角度の差分（例えば、後述のθ０－Ψ）又は前記差分を前記端部長さで割った値（例えば、後述の（θ０－Ψ）／Ｌ）又はその両方を軌跡決定値として算出し、前記加工前角度から前記目標角度まで段階的に曲げる折り曲げる回数を示す軌跡数が前記軌跡決定値の大きさに応じて段階的に定められる軌跡数決定マップ（例えば、後述の図８に示す軌跡数決定マップ）と、算出した前記軌跡決定値と、から前記折り曲げ回数（例えば、後述のパス数）及び各段階の折り曲げ角度（例えば、後述の加工途中角度θｎ）を算出することが好ましい。
　これにより、加工前角度と目標角度の差分によって加工難易度を反映して折り曲げ回数を自動的かつ適切に算出できる。
　前記加工具の移動方向で前記ワーク（例えば、後述のワークＷｂ）の前記端部の形状が異なる場合において前記軌跡決定工程では、前記加工具の移動方向で見る前記端部の第１の断面（図１２のＮｏ．１の項目参照）の前記加工前角度、前記目標角度及び前記端部長さと、前記加工具の移動方向で見る前記端部の前記第１の断面とは異なる第２の断面（図１２のＮｏ．２～１５の項目参照）の前記加工前角度、前記目標角度及び前記端部長さと、に基づいて前記加工具の軌跡を決定することが好ましい。
　これにより、断面の形状が異なる場合であっても、形状の違いを考慮して加工具の軌跡を決定することができる。
　前記第１の断面の前記加工前角度と前記目標角度の差分（例えば、後述のθ０－Ψ）又は前記差分を前記端部長さで割った値（例えば、後述の（θ０－Ψ）／Ｌ）又はその両方を第１の軌跡決定値として算出し、前記第２の断面の前記加工前角度と前記目標角度の差分（例えば、後述のθ０－Ψ）又は前記差分を前記端部長さで割った値（例えば、後述の（θ０－Ψ）／Ｌ）又はその両方に基づいて第２の軌跡決定値として算出し、前記加工前角度から前記目標角度まで段階的に曲げる折り曲げる回数を示す軌跡数が前記軌跡決定値の大きさに応じて段階的に定められる軌跡数決定マップ（図１３に示す軌跡数決定マップ）と、算出した前記第１の軌跡決定値及び前記第２の軌跡決定値と、から前記折り曲げ回数及び各段階の折り曲げ角度を算出することが好ましい。
　これにより、移動方向で断面が異なるような場合であっても、加工難易度を反映して折り曲げ回数を自動的かつ適切に算出できる。
　前記軌跡数決定マップでは前記軌跡数ごとに上限値（例えば、後述の軌跡数決定マップにおける１パスにおける７．０又は２パスにおける１２．０又は３パスにおける１９．０）を決定する値が定められており、前記軌跡数決定マップにプロットされた前記軌跡決定値が属する範囲（例えば、後述の１パスの範囲又は２パスの範囲又は３パスの範囲）における前記上限値に対する偏り（例えば、後述のマージンＭα又はマージンＭβ）を反映して各段階における折り曲げ角度を算出することが好ましい。
　これにより、断面の形状が異なる場合における加工難易度を適切に平均化することができ、ワークの曲げ加工をより安定的に行うことができる。
　また、本発明は、加工具（例えば、後述の加工ローラ１０）によってワーク（例えば、後述のワークＷ）の端部（例えば、後述のフランジＷＦ）に対して曲げ加工を行うワーク曲げ加工装置（例えば、後述のローラヘミング装置１）であって、加工前の前記端部の加工前角度（例えば、後述の加工前角度θ０）及び端部の折り曲げ部分の端部長さ（例えば、後述のフランジ長さＬ）を取得し、前記加工前角度及び加工後の目標角度（例えば、後述の目標角度Ψ）と、前記端部長さと、に基づいて前記加工具の軌跡（例えば、後述のパス）を決定する制御部（例えば、後述の制御部５０）と、前記制御部で決定された軌跡に基づいて前記加工具を所定方向に移動させ、前記目標角度まで前記端部を折り曲げるロボット（例えば、後述のロボット４０）と、を備えるワーク曲げ加工装置に関する。
　これにより、加工前角度と目標角度に基づいて加工具の軌跡を適切に決定できるので、教示作業で加工具の軌跡を設定するために必要な工数を効果的に削減できる。作業者の経験が少ない場合であっても、適切な軌跡が設定されるので加工工程を安定化させることができる。
　前記制御部は、前記加工前角度と前記目標角度の差分（例えば、後述のθ０－Ψ）又は前記差分を前記端部長さで割った値（例えば、後述の（θ０－Ψ）／Ｌ）又はその両方を軌跡決定値として算出し、前記加工前角度から前記目標角度まで段階的に曲げる折り曲げる回数を示す軌跡数が前記軌跡決定値の大きさに応じて段階的に定められる軌跡数決定マップ（例えば、後述の図６に示す軌跡数決定マップ）と、算出した前記軌跡決定値と、から前記折り曲げ回数（例えば、後述のパス数）及び各段階の折り曲げ角度（例えば、後述の加工途中角度θｎ）を算出することが好ましい。
　これにより、加工前角度と目標角度の差分によって加工難易度を反映して折り曲げ回数を自動的かつ適切に算出できる。
　前記制御部は、前記加工具の移動方向で前記ワーク（例えば、後述のワークＷｂ）の前記端部の形状が異なる場合において前記軌跡決定工程では、前記加工具の移動方向で見る前記端部の第１の断面の前記加工前角度、前記目標角度及び前記端部長さと、前記加工具の移動方向で見る前記端部の前記第１の断面とは異なる第２の断面の前記加工前角度、前記目標角度及び前記端部長さと、に基づいて前記加工具の軌跡を決定することが好ましい。
　これにより、断面の形状が異なる場合であっても、形状の違いを考慮して加工具の軌跡を決定することができる。
　前記第１の断面の前記加工前角度と前記目標角度の差分（例えば、後述のθ０－Ψ）又は前記差分を前記端部長さで割った値（例えば、後述の（θ０－Ψ）／Ｌ）又はその両方を第１の軌跡決定値として算出し、前記第２の断面の前記加工前角度と前記目標角度の差分（例えば、後述のθ０－Ψ）又は前記差分を前記端部長さで割った値（例えば、後述の（θ０－Ψ）／Ｌ）又はその両方に基づいて第２の軌跡決定値として算出し、前記加工前角度から前記目標角度まで段階的に曲げる折り曲げる回数を示す軌跡数が前記軌跡決定値の大きさに応じて段階的に定められる軌跡数決定マップ（図１３に示す軌跡数決定マップ）と、算出した前記第１の軌跡決定値及び前記第２の軌跡決定値と、から前記折り曲げ回数及び各段階の折り曲げ角度を算出することが好ましい。
　これにより、移動方向で断面が異なるような場合であっても、加工難易度を反映して折り曲げ回数を自動的かつ適切に算出できる。
　前記軌跡数決定マップでは前記軌跡数ごとに上限値（例えば、後述の軌跡数決定マップにおける１パスにおける７．０又は２パスにおける１２．０又は３パスにおける１９．０）を決定する値が定められており、前記軌跡数決定マップにプロットされた前記軌跡決定値が属する範囲（例えば、後述の１パスの範囲又は２パスの範囲又は３パスの範囲）における前記上限値に対する偏り（例えば、後述のマージンＭα又はマージンＭβ）を反映して各段階における折り曲げ角度を算出することが好ましい。
　これにより、断面の形状が異なる場合における加工難易度を適切に平均化することができ、ワークの曲げ加工をより安定的に行うことができる。
　本発明によれば、加工前のワークの形状及び目標とする加工後のワークの形状に基づいて加工具の軌跡を適切に設定できるワーク曲げ加工方法及びワーク曲げ加工装置を提供できる。
本発明の一実施形態に係るローラヘミング装置１の概略構成を示す図である。 本実施形態の予備工程前のアウタパネルＷ１及びインナパネルＷ２をテーブル部３２に載置した状態を模式的に示す断面図である。 本実施形態の予備工程で加工ローラ１０によって目標角度ΨまでフランジＷＦが折り曲げられた状態のアウタパネルＷ１及びインナパネルＷ２を示す断面図である。 本実施形態の本工程で所定形状に折り曲げられたアウタパネルＷ１及びインナパネルＷ２を示す断面図である。 加工ローラ１０の移動方向で断面形状が同じワークＷａの例を示す断面斜視図である。 加工ローラ１０の移動方向でワークＷの断面形状が同じ場合の加工ローラ１０の移動制御の流れを示すフローである。 加工難易度による加工ローラ１０のパス数の違いを説明する図である。 加工ローラ１０の移動方向でワークＷの断面形状が同じ場合の加工ローラ１０のパス数を決定する軌跡数決定マップを示す図である。 フランジ長さＬによる加工ローラ１０の移動制御の違いを説明する図である。 加工ローラ１０の移動方向で断面形状が異なるワークＷｂの例を示す断面斜視図である。 加工ローラ１０の移動方向でワークＷの断面形状が異なる場合の加工ローラ１０の移動制御の流れを示すフローである。 予備工程を行う範囲で取得された複数個所の断面と加工難易度の関係を示す表である。 加工ローラ１０の移動方向でワークＷの断面形状が異なる場合の加工ローラ１０のパス数を決定する軌跡数決定マップを示す図である。
　以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、本実施形態の板材加工方法を適用するローラヘミング装置１の全体構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るローラヘミング装置１の概略構成を示す図である。
　図１に示すように、本実施形態のローラヘミング装置１は、加工用テーブル３０と、加工ローラ１０と、ロボット４０と、制御部５０と、を備える。
　加工用テーブル３０は、床面に設置された支持台３１と、支持台３１に支持されたテーブル部３２と、を備える。テーブル部３２には、ワークＷが載置される。ワークＷは、例えば自動車用ドアパネルなどであり、アウタパネルＷ１及びインナパネルＷ２から構成される。アウタパネルＷ１は、インナパネルＷ２を中央に配置する部分（本体）に対して残りの周縁部にフランジＷＦが略９０°に折り曲げられている。
　テーブル部３２には、フランジＷＦをテーブル部３２の表面に対して垂直な上向きに立てた状態でアウタパネルＷ１が載置される。アウタパネルＷ１上には、アウタパネルＷ１のフランジＷＦがインナパネルＷ２の端部を包み込むようにインナパネルＷ２が配置される。アウタパネルＷ１本体とインナパネルＷ２の端部との間やフランジＷＦの折り返し面には、接着剤が塗布される。接着剤は、ガラスビーズなどの固形材が含まれている。
　加工ローラ１０は、テーブル部３２に載置されたアウタパネルＷ１のフランジＷＦに折り曲げ加工（ローラヘミング加工）を施すものである。加工ローラ１０は、ロボット４０のアーム４２によって３次元方向に移動可能に支持され、アーム４２に対して回転可能である。
　ロボット４０は、床面に固定された基部４１と、加工ローラ１０を３次元方向に移動可能に支持するアーム４２と、を備える。ロボット４０は、加工ローラ１０が所定の軌道に沿って移動するようにアーム４２を可動させる。
　次に、ローラヘミング装置１による曲げ加工の流れについて説明する。本実施形態の曲げ加工では、アウタパネルＷ１のフランジＷＦを目標角度Ψまで段階的に折り曲げる予備工程と、目標角度Ψに曲げられたフランジＷＦをかしめて最終的な折り曲げ形状に加工する本工程と、が行われる。
　図２は、予備工程を行う前のアウタパネルＷ１及びインナパネルＷ２をテーブル部３２に載置した状態を模式的に示す断面図である。図２では、アウタパネルＷ１のフランジＷＦ近傍が示されている。
　図２に示すように、アウタパネルＷ１は、その端部に位置するフランジＷＦが上方に折り曲げられた状態でテーブル部３２の表面に載置される。なお、図中のＲ１は、フランジＷＦの曲げられた部分であるＲ状部分の始端となる部分であり、Ｒ２はＲ状部分の終端となる部分を示している。また、Ｌは、アウタパネルＷ１におけるＲ２から端部までのフランジ長さを示している。次に、アウタパネルＷ１の中央部（本体）上にインナパネルＷ２を重ね合わせる。インナパネルＷ２の端部は、アウタパネルＷ１本体のフランジＷＦ内側に収納される。アウタパネルＷ１の厚みをＴ１とし、インナパネルＷ２の厚みをＴ２とすると、この時点でアウタパネルＷ１とインナパネルＷ２を積み重ねた厚みは（Ｔ１＋Ｔ２）と表現できる。
　図３は、予備工程で加工ローラ１０によって目標角度ΨまでフランジＷＦが折り曲げられた状態のアウタパネルＷ１及びインナパネルＷ２を示す断面図である。
　図３に示すように、本実施形態の加工ローラ１０は、回転軸Ｃ１を中心に回転可能な略円筒状であり、その加工面は、円周形状部１１とＲ形状部１２とを有する。円周形状部１１とＲ形状部１２との間には、境界部１３が形成されている。円周形状部１１は、加工ローラ１０におけるロボット４０のアーム４２の支持側に設けられ、Ｒ形状部１２は、加工ローラ１０におけるロボット４０のアーム４２の支持側とは反対側である先端側に設けられる。なお、図３中のｌは、アウタパネルＷ１のＲ形状の始端部Ｒ１から加工ローラ１０の基準位置までの水平方向の長さを示す。Ｄは、基準位置から加工ローラ１０がフランジＷＦに接触する加工位置までの水平方向の長さを示すものであり、加工ローラ１０の押し込み量を示す。Ψは、かしめ加工を行うための目標角度Ψである。
　ロボット４０は、予め設定される軌跡に従って予備曲げを行う。本実施形態の予備工程では、段階的に予備曲げが複数回行われる。
　本実施形態では、加工ローラ１０の高さは一定であり、押し込み量Ｄの変更によって１回に変更する加工途中角度θｎ（＝１，２，３・・）を調節する。予備曲げの回数や１回の予備曲げの角度の設定方法については後述する。
　加工ローラ１０のフランジＷＦへの押圧は、加工ローラ１０をフランジＷＦに対して、テーブル部３２の表面と平行にアーム４２を設定されるパスに沿って移動させることによって行われる。
　目標角度Ψまで折り曲げられたフランジＷＦに対して本工程によるかしめ加工が行われる。図４は、本実施形態の本工程で所定形状に折り曲げられたアウタパネルＷ１及びインナパネルＷ２を示す断面図である。
　本工程では、フランジＷＦがインナパネルＷ２の端部に接触するまで折り曲げられ、インナパネルＷ２の端部がフランジＷＦとアウタパネルＷ１本体によって挟み込まれた状態となる。本実施形態では、アウタパネルＷ１本体とインナパネルＷ２の端部との間やフランジＷＦの折り返し面に接着剤が塗布されており、接着剤に含まれる固形材がアウタパネルＷ１とインナパネルＷ２との間に食い込み、アウタパネルＷ１とインナパネルＷ２とを強く結合する。インナパネルＷ２にアウタパネルＷ１を積み重ねた厚みｈは（２Ｔ１＋Ｔ２）と表現できる。このように、かしめ加工では、予備加工により目標角度Ψまで折り曲げられたフランジＷＦが更に押し込まれてインナパネルＷ２がアウタパネルＷ１によって挟み込まれた状態となる。
　次に、予備工程における加工回数及び加工角度の設定方法について説明する。本実施形態のローラヘミング装置１では、加工ローラ１０の移動方向でワークＷの断面形状が同じ場合と、加工ローラ１０の移動方向でワークＷの断面形状が異なる場合と、では異なる算出方法で加工回数及び加工角度を設定し、加工ローラ１０の移動制御を行う。
　まず、加工ローラ１０の移動方向でワークＷの断面形状が同じ場合について説明する。図５は、加工ローラ１０の移動方向で断面形状が同じワークＷａ（ワークＷ）の例を示す断面斜視図である。図６は、加工ローラ１０の移動方向でワークＷの断面形状が同じ場合の加工ローラ１０の移動制御の流れを示すフローである。図７は、加工難易度による加工ローラ１０のパス数の違いを説明する図である。図８は、加工ローラ１０の移動方向でワークＷの断面形状が同じ場合の加工ローラ１０のパス数を決定する軌跡数決定マップを示す図である。図９は、フランジ長さＬによる加工ローラ１０の移動制御の違いを説明する図である。
　図５に示すワークＷａは、車両用ドアのサイドシルにあたる部分であり、ワークＷの端部のフランジＷＦが、フランジ長さＬ、所定の角度（以下、加工前角度θ０）で折り曲げられた状態でテーブル部３２に載置される。
　図６に示すように、ローラヘミング装置１の制御部５０は、加工ローラ１０の移動制御のフローでは、フランジ長さＬと加工前角度θ０を取得する（Ｓ１０１）。本実施形態では、前工程で設定されている設計データ等、予め設定されるデータに基づいてフランジ長さＬと、加工前角度θ０を設定する。
　予め設定されるかしめ加工前の目標角度Ψと、Ｓ１０１で取得したフランジ長さＬ及び加工前角度θ０と、に基づいて加工難易度の分析を行うための値を式１、式２より算出する（Ｓ１０２）。（θ０－Ψ）／Ｌ・・・式１
θ０－Ψ・・・式２
　図７を参照して加工難易度について説明する。図７の（ａ）は、加工前角度θ０が比較的大きい場合のワークＷの例を模式的に示しており、図７の（ｂ）は、加工前角度θ０が比較的小さい場合のワークＷの例を模式的に示している。なお、図７の（ａ）のθ３及び図７の（ｂ）のθ２は、かしめ加工を行う目標角度であり、略同じ角度であるものとする。
　加工前角度θ０が大きく加工難易度が高い場合はパス数を大きく設定し、加工前角度θ０が小さく加工難易度が低い場合はパス数を小さく設定している。例えば、加工前角度θ０が大きい図７の（ａ）では３回に分けて予備工程を行っており、加工前角度θ０小さい図７の（ｂ）では２回に分けて予備工程を行う。
　図８に示すように、Ｓ１０２で算出された（θ０－Ψ）／Ｌの値に基づいてパス数を決定するための範囲と、（θ０－Ψ）の値に基づいてパス数を決定するための範囲と、がそれぞれ予め設定される。
　本実施形態では、（θ０－Ψ）／Ｌの値に基づいてパス数を決定するための範囲は、（θ０－Ψ）／Ｌの値が７．０未満では１パスであり、７．０以上１２．０未満では２パスであり、１２．０以上では３パスとなっている。一方、θ０－Ψの値に基づいてパス数を決定するための範囲は、θ０－Ψの値が１０ｄｅｇ未満では１パスであり、１０ｄｅｇ以上６０度未満では２パスであり、６０ｄｅｇ以上では３パスとなっている。
　パス数を決定するステップでは、（θ０－Ψ）／Ｌ式１によって算出された値に基づいてパス数を算出するとともに、θ０－Ψ式２によって算出された値に基づいてパス数を算出する。そして、（θ０－Ψ）／Ｌ式１の値に基づくパス数と、θ０－Ψ式２の値に基づくパス数と、を比較して加工難易度の高い方を予備工程のパス数として決定する。
　式１及び式２に具体的な数値を代入してパス数の決定について説明する。図５に示す加工対象のワークＷが、加工前角度θ０＝９８．１７ｄｅｇ、フランジ長さＬ＝７．５７（ｍｍ）であって、目標角度Ψ＝３０ｄｅｇの場合、以下のような結果となる。
（θ０－Ψ）／Ｌ＝９．００
θ０－Ψ＝６８．１７
　（θ０－Ψ）／Ｌ＝９．００は、２パスが設定される７．０以上１２．０未満の範囲であり、パス数が２となる。θ０－Ψ＝６８．１７ｄｅｇは、３パスが設定される６０ｄｅｇ以上になるので、パス数が３となる。加工難易度が高い方が優先されるので、今回の場合は、パス数は３が設定されることになる。
　パス数が決定されると、パスごとに設定される加工途中角度θｎを計算する（Ｓ１０４）。加工ローラ１０の移動方向でワークＷの断面形状が同じ場合では、加工途中角度θｎは加工前角度θ０から目標角度Ψを差し引いた角度をパス数で分割した角度が設定される。上述の例では、θ０＝９８．１７ｄｅｇ、θ１＝７５．４ｄｅｇ、θ２＝５２．７ｄｅｇ、θ３＝３０ｄｅｇ（＝目標角度Ψ）が加工途中角度θｎとして設定されることになる。
　次に、θ０に基づいてＣＡＤ上で中間断面を作成し（Ｓ１０５）、この中間断面に基づいて加工ローラ１０の押し込み量Ｄ１→ｎを算出する（Ｓ１０６）。
　本実施形態では、加工ローラ１０の高さを変更せずに曲げ工程を行う。図９を参照してフランジ長さＬによる加工ローラ１０の移動制御の違いを説明する。図９中の（ａ）はフランジ長さＬが相対的に長い場合を示し、図９中の（ｂ）はフランジ長さＬが相対的に短い場合を示す。
　図９中の（ａ）に示すように、フランジ長さＬが相対的に長い場合は、加工ローラ１０のＲ形状部１２をフランジＷＦの外側の面に面接触させる。図９中の（ｂ）に示すように、フランジ長さＬが相対的に短い場合は、加工ローラ１０の円周形状部１１をフランジＷＦの端面に線接触させる。
　パスごとに設定される押し込み量Ｄは、各パスで設定される加工途中角度ごとに設定される。例えば、θ０＝９８．１７ｄｅｇ、θ１＝７５．４ｄｅｇ、θ２＝５２．７ｄｅｇ、θ３＝３０ｄｅｇが設定される上述の例では、１回目の曲げ加工では押し込み量Ｄ１＝４．６ｍｍが設定され、２回目の曲げ加工では押し込み量Ｄ２＝７．８ｍｍが設定され、３回目の曲げ加工では押し込み量Ｄ３＝１０．４ｍｍが設定される。
　パスごとに押し込み量が設定されると、ローラヘミング装置１の加工ローラ１０の位置をロボット４０のアーム４２によって制御し、実際の折り曲げ作業を行っていく。ローラヘミング装置１は、予備工程で目標角度Ψまで折り曲げられたワークＷに対してかしめ加工を行う。
　以上説明した実施形態のワーク曲げ加工方法及びローラヘミング装置１によれば、以下のような効果を奏する。
　加工ローラ１０によってワークＷａのフランジＷＦに対して曲げ加工を行うワーク曲げ加工方法であって、加工前のフランジＷＦの加工前角度θ０及びフランジＷＦの折り曲げ部分のフランジ長さＬを取得する工程と、加工前角度θ０及び加工後の目標角度Ψと、フランジ長さＬと、に基づいて加工ローラ１０のパス（軌跡）を決定する軌跡決定工程と、軌跡決定工程で決定されたパスに基づいて加工ローラ１０を所定方向に移動させ、目標角度ΨまでフランジＷＦを折り曲げる加工工程と、を含む。
　これにより、加工前角度θ０と目標角度Ψに基づいて加工ローラ１０のパスを適切に決定できるので、教示作業で加工ローラ１０のパスを設定するために必要な工数を効果的に削減できる。作業者の経験が少ない場合であっても、適切な軌跡が設定されるので加工工程を安定化させることができる。
　軌跡決定工程では、加工前角度θ０と目標角度Ψの差分（θ０－Ψ）及び差分をフランジ長さＬで割った値（（θ０－Ψ）／Ｌ）の両方を軌跡決定値として算出し、加工前角度θ０から目標角度Ψまで段階的に曲げる折り曲げる回数を示すパス数が軌跡決定値の大きさに応じて段階的に定められる軌跡数決定マップ（図８参照）と、算出した軌跡決定値と、からパス数及び各段階の加工途中角度θｎを算出する。
　これにより、加工前角度θ０と目標角度Ψの差分によって加工難易度を反映して折り曲げ回数を自動的かつ適切に算出できる。
　次に、加工ローラ１０の移動方向でワークＷの断面形状が異なる場合について説明する図１０は、加工ローラ１０の移動方向で断面形状が異なるワークＷｂ（ワークＷ）の例を示す断面斜視図である。図１１は、加工ローラ１０の移動方向でワークＷの断面形状が異なる場合の加工ローラ１０の移動制御の流れを示すフローである。図１２は、予備工程を行う範囲で取得された複数個所の断面と加工難易度の関係を示す表である。図１３は、加工ローラ１０の移動方向でワークＷの断面形状が異なる場合の加工ローラ１０のパス数を決定する軌跡数決定マップを示す図である。
　図１０に示すワークＷｂは、車両用ドアのリア側の部分であり、ワークＷの端部のフランジＷＦが曲面を有している。加工ローラ１０の移動方向で断面形状が異なる形状となっている。
　図１１に示すように、まず移動方向で異なる位置の断面を複数（Ｎ個）取得し、それぞれの断面情報を作成する（Ｓ２０１）。本実施形態では、前工程で設定されている設計データ等、予め設定されるデータに基づいて所定の間隔、例えば数ｍｍピッチ程度で断面形状を取得する。図１２に示す例では、１５個の断面が作成されている。なお、断面を何個作成するかは、例えば、予備工程を行う範囲や断面の形状に基づいて設定する等、適宜の方法を採用できる。
　次に、Ｓ２０１で取得した断面に基づいて各断面のフランジ長さＬと、加工前角度θ０を取得する（Ｓ２０２）。次に、断面ごとに（θ０－Ψ）／Ｌ及び（θ０－Ψ）の値を算出する。図１２に示す例では、１５個の断面のそれぞれで（θ０－Ψ）／Ｌ及び（θ０－Ψ）が算出される。
　各断面の（θ０－Ψ）／Ｌの値のうち、最も高い（θ０－Ψ）／Ｌの値を取得するとともに、θ０－Ψの最も高い値を取得する。図１２に示す例では、（θ０－Ψ）／Ｌの最も高い値は１７．７９となり、θ０－Ψの最も高い値は６２．６１となる。パス数の決定は、加工ローラ１０の移動方向でワークＷの断面形状が同じ場合と同様の方法で行う。
　本実施形態においても、図１３の軌跡数決定マップに示すように、（θ０－Ψ）／Ｌの値に基づいてパス数を決定するための範囲は、（θ０－Ψ）／Ｌの値が７．０未満では１パスであり、７．０以上１２．０未満では２パスであり、１２．０以上１９．０未満では３パスとなっている。一方、θ０－Ψの値に基づいてパス数を決定するための範囲は、θ０－Ψの値が１０ｄｅｇ未満では１パスであり、１０ｄｅｇ以上６０度未満では２パスであり、６０ｄｅｇ以上１１０ｄｅｇ未満では３パスとなっている。図１２に示す例では、（θ０－Ψ）／Ｌの最も高い値は１７．７９であるので３パスとなり、θ０－Ψの最も高い値は６２．６１ｄｅｇなので３パスとなる。
　（θ０－Ψ）／Ｌの最も高い値に基づいて設定されたパス数と、θ０－Ψの最も高い値に基づいて設定されたパス数と、を比較し、加工難易度が高い方のパス数に決定される。図１２に示す例では、何れも３パスとなっているのでパス数が３に設定される。
　Ｓ２０４の処理でパス数が決定されると、加工途中角度を計算する処理に移行する（Ｓ２０５）。本実施形態では、Ｓ２０５の加工途中角度の計算においても、Ｓ２０４パス数の決定と同様に、（θ０－Ψ）／Ｌの値のうち最も高い値を取得するとともに、θ０－Ψの値のうち最も高い値を取得する。（θ０－Ψ）／Ｌの最も高い値と、θ０－Ψの最も高い値と、に対して以降の処理における加工途中角度及び押し込み量が設定される。
　加工途中角度の算出方法について説明する。（θ０－Ψ）／Ｌの値によって決定したパス数に基づいて加工途中角度θ１αを取得するとともに、（θ０－Ψ）の値によって決定したパス数に基づいて加工途中角度θ１βを取得する。加工途中角度はθ１α及びθ１βは、加工前角度θ０から目標角度Ψを差し引いた角度をパス数で分割したものである。
　図１２の例で最も加工前角度が大きいＮｏ．１３を加工前角度θｎ＝９２．６１として、目標角度Ψ＝３０ｄｅｇとする。この場合、（θ０－Ψ）／Ｌについても、加工途中角度θ１α＝７１．７４ｄｅｇ、θ２α＝５０．８７ｄｅｇ、θ３α＝３０ｄｅｇとなり、パス数が同じなのでθ０－Ψについても、加工途中角度θ１β＝７１．７４ｄｅｇ、θ２β＝５０．８７ｄｅｇ、θ３β＝３０ｄｅｇとなる。
　また、設定範囲内の（θ０－Ψ）／Ｌの値の偏りをマージンＭαとして算出する。マージンＭαは、設定範囲の上限側を基準に算出される無次元数である。設定範囲におけるパス数が決定される上限を決める数値と、（θ０－Ψ）／Ｌの最も高い数値と、下限を決める数値と、に基づいてマージンＭαが設定される。マージンＭαは、上限を決める数値に対してパス数を決める数値がどの程度離れているかを示すことになる。上述の例では、Ｍα＝（１９－１７．７９）／（１９－１２）となり、Ｍα＝０．１７となる。
　同様に、設定範囲内のθ０－Ψの値の偏りをマージンＭβとして算出する。マージンＭβは、設定範囲の上限側を基準に算出される。設定範囲におけるパス数が決定される上限を決める数値と、θ０－Ψの最も高い数値と、下限を決める数値と、に基づいてマージンＭβが設定される。マージンＭβは、上限を決める数値に対してパス数を決める数値がどの程度離れているかを示すことになる。上述の例では、Ｍβ＝（１１０－６１．９２）／（１１０－６０）となり、Ｍβ＝０．９５となる。
　加工途中角度θ１α、加工途中角度θ１β、マージンＭα及びマージンＭβに基づいて加工途中角度θｎを算出する。図１３に示すように、θｎ＝１／（Ｍα+Ｍβ）×（Ｍβθｎα＋Ｍαθｎβ）式３によって加工途中角度を算出する。なお、図１２の例に、θｎ＝１／（Ｍα+Ｍβ）×（Ｍβθｎα＋Ｍαθｎβ）式３を適用すると、加工途中角度θ１＝７１．７４ｄｅｇ、θ２＝５０．８７ｄｅｇ、θ３＝３０ｄｅｇとなる。
　次に、各断面θ０のうち、最も大きい角度θ０に基づいてＣＡＤ上で中間断面を作成する（Ｓ２０６）。図１２の例では、θ０＝９２．６１ｄｅｇが用いられる。Ｓ２０６で設定された中間断面に基づいて加工ローラ１０の押し込み量Ｄ１→ｎを算出する（Ｓ２０７）。パスごとに設定される押し込み量Ｄは、各パスで設定される加工途中角度ごとに設定される。押し込み量Ｄの算出は、上記実施形態と同様である。なお、図１２の例では、１回目の曲げ加工では押し込み量Ｄ１＝２．９ｍｍが設定され、２回目の曲げ加工では押し込み量Ｄ２＝４．３ｍｍが設定され、３回目の曲げ加工では押し込み量Ｄ３＝５．４ｍｍが設定される。各断面で作図したデータを出力し、当該フローは終了する（Ｓ２０８）。
　以上説明した実施形態の曲げ加工方法及びローラヘミング装置１によれば、以下のような効果を奏する。
　加工ローラ１０の移動方向でワークＷｂの形状が異なる場合において軌跡決定工程では、加工ローラ１０の移動方向で見るフランジＷＦの第１の断面の加工前角度θ０、目標角度Ψ及びフランジ長さＬと、加工ローラ１０の移動方向で見るフランジＷＦの第１の断面とは異なる第２の断面の加工前角度θ０、目標角度Ψ及びフランジ長さＬと、に基づいて加工ローラ１０の軌跡を決定する。
　これにより、断面の形状が異なる場合であっても、形状の違いを考慮して加工ローラ１０の軌跡を決定することができる。
　第１の断面の加工前角度θ０と目標角度Ψの差分（θ０－Ψ）及び差分をフランジ長さＬで割った値（（θ０－Ψ）／Ｌ）の両方を第１の軌跡決定値として算出する。また、第２の断面の加工前角度θ０と目標角度Ψの差分（θ０－Ψ）及び差分をフランジ長さＬで割った値（（θ０－Ψ）／Ｌ）の両方に基づいて第２の軌跡決定値として算出する。おっして、加工前角度θ０から前記目標角度Ψまで段階的に曲げる折り曲げる回数を示すパス数が軌跡決定値の大きさに応じて段階的に定められる軌跡数決定マップ（図１３参照）と、算出した第１の軌跡決定値及び第２の軌跡決定値と、からパス数及び各段階の折り曲げ角度を算出する。
　これにより、移動方向で断面が異なるような場合であっても、加工難易度を反映して折り曲げ回数を自動的かつ適切に算出できる。
　軌跡数決定マップではパスごとに上限値（１パスにおける７．０、２パスにおける１２．０、３パスにおける１９．０）を決定する値が定められており、軌跡数決定マップにプロットされた軌跡決定値が属する範囲（１パスの範囲又は２パスの範囲又は３パスの範囲）における上限値に対するマージンＭα又はマージンＭβを反映して各段階における折り曲げ角度を算出する。
　これにより、断面の形状が異なる場合における加工難易度を適切に平均化することができ、ワークの曲げ加工をより安定的に行うことができる。
　以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。例えば、上記実施形態の加工ローラの形状に限定されず、折り曲げ加工を行うことができる構成であれば、適宜変更することができる。また、軌跡数決定マップは、上記実施形態で説明したものに限定されず、加工前角度から目標角度まで段階的に曲げる折り曲げる回数を示す軌跡数が軌跡決定値の大きさに応じて段階的に定められるテーブル形式としてもよい。このように、軌跡数決定マップは、事情に応じて適宜変更可能である。
　１　ローラヘミング装置（ワーク曲げ加工装置）
　１０　加工ローラ（加工具）
　４０　ロボット
　５０　制御部
　Ｗ　ワーク
　ＷＦ　フランジ
　θ０　加工前角度
　θｎ　加工途中角度
　Ψ　目標角度

Claims (10)

  1. 　加工具によってワークの端部に対して曲げ加工を行うワーク曲げ加工方法であって、
    　加工前の前記端部の加工前角度及び端部の折り曲げ部分の端部長さを取得する工程と、
    　前記加工前角度及び加工後の目標角度と、前記端部長さと、に基づいて前記加工具の軌跡を決定する軌跡決定工程と、
    　前記軌跡決定工程で決定された軌跡に基づいて前記加工具を所定方向に移動させ、前記目標角度まで前記端部を折り曲げる加工工程と、
    を含むワーク曲げ加工方法。
  2. 　前記軌跡決定工程では、
    　前記加工前角度と前記目標角度の差分又は前記差分を前記端部長さで割った値又はその両方を軌跡決定値として算出し、
    　前記加工前角度から前記目標角度まで段階的に曲げる折り曲げる回数を示す軌跡数が前記軌跡決定値の大きさに応じて段階的に定められる軌跡数決定マップと、算出した前記軌跡決定値と、から前記折り曲げ回数及び各段階の折り曲げ角度を算出する請求項１に記載のワーク曲げ加工方法。
  3. 　前記加工具の移動方向で前記ワークの前記端部の形状が異なる場合において前記軌跡決定工程では、
    　前記加工具の移動方向で見る前記端部の第１の断面の前記加工前角度、前記目標角度及び前記端部長さと、
    　前記加工具の移動方向で見る前記端部の前記第１の断面とは異なる第２の断面の前記加工前角度、前記目標角度及び前記端部長さと、
    に基づいて前記加工具の軌跡を決定する請求項１に記載のワーク曲げ加工方法。
  4. 　前記第１の断面の前記加工前角度と前記目標角度の差分又は前記差分を前記端部長さで割った値又はその両方を第１の軌跡決定値として算出し、
    　前記第２の断面の前記加工前角度と前記目標角度の差分又は前記差分を前記端部長さで割った値又はその両方に基づいて第２の軌跡決定値として算出し、
    　前記加工前角度から前記目標角度まで段階的に曲げる折り曲げる回数を示す軌跡数が前記軌跡決定値の大きさに応じて段階的に定められる軌跡数決定マップと、算出した第１の軌跡決定値及び第２の軌跡決定値と、から前記折り曲げ回数及び各段階の折り曲げ角度を算出する請求項３に記載のワーク曲げ加工方法。
  5. 　前記軌跡数決定マップでは前記軌跡数ごとに上限値を決定する値が定められており、
    　前記軌跡数決定マップにプロットされた軌跡決定値が属する範囲における前記上限値に対する偏りを反映して各段階における折り曲げ角度を算出する請求項４に記載のワーク曲げ加工方法。
  6. 　加工具によってワークの端部に対して曲げ加工を行うワーク曲げ加工装置であって、
    　加工前の前記端部の加工前角度及び端部の折り曲げ部分の端部長さを取得し、前記加工前角度及び加工後の目標角度と、前記端部長さと、に基づいて前記加工具の軌跡を決定する制御部と、
    　前記制御部で決定された軌跡に基づいて前記加工具を所定方向に移動させ、前記目標角度まで前記端部を折り曲げるロボットと、
    を備えるワーク曲げ加工装置。
  7. 　前記制御部は、
    　前記加工前角度と前記目標角度の差分又は前記差分を前記端部長さで割った値又はその両方を軌跡決定値として算出し、
    　前記加工前角度から前記目標角度まで段階的に曲げる折り曲げる回数を示す軌跡数が前記軌跡決定値の大きさに応じて段階的に定められる軌跡数決定マップと、算出した前記軌跡決定値と、から前記折り曲げ回数及び各段階の折り曲げ角度を算出する請求項６に記載のワーク曲げ加工装置。
  8. 　前記制御部は、
    　前記加工具の移動方向で前記ワークの前記端部の形状が異なる場合において、
    　前記加工具の移動方向で見る前記端部の第１の断面の前記加工前角度、前記目標角度及び前記端部長さと、
    　前記加工具の移動方向で見る前記端部の前記第１の断面とは異なる第２の断面の前記加工前角度、前記目標角度及び前記端部長さと、
    に基づいて前記加工具の軌跡を決定する請求項６に記載のワーク曲げ加工装置。
  9. 　前記第１の断面の前記加工前角度と前記目標角度の差分又は前記差分を前記端部長さで割った値又はその両方を第１の軌跡決定値として算出し、
    　前記第２の断面の前記加工前角度と前記目標角度の差分又は前記差分を前記端部長さで割った値又はその両方に基づいて第２の軌跡決定値として算出し、
    　前記加工前角度から前記目標角度まで段階的に曲げる折り曲げる回数を示す軌跡数が前記軌跡決定値の大きさに応じて段階的に定められる軌跡数決定マップと、算出した第１の軌跡決定値及び第２の軌跡決定値と、から前記折り曲げ回数及び各段階の折り曲げ角度を算出する請求項８に記載のワーク曲げ加工装置。
  10. 　前記軌跡数決定マップでは前記軌跡数ごとに上限値を決定する値が定められており、
    　前記軌跡数決定マップにプロットされた軌跡決定値が属する範囲における前記上限値に対する偏りを反映して各段階における折り曲げ角度を算出する請求項９に記載のワーク曲げ加工装置。
     
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