(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボット（１）に取り付けた加圧ローラ（２ｂ，２ｃ）をアンビル（８）に載置したワーク（Ｗ）に押圧しながら、ワーク（Ｗ）をヘミング加工するように構成されたヘミング装置（１０）であって、
ワーク（Ｗ）を溶接する可動電極（６４）を有する溶接部（６０）と、
上記加圧ローラ（２ｂ，２ｃ）を回転自在に支持するとともに、上記可動電極（６４）を支持する支持部材（３）と、
上記ロボット（１）に取り付けられ、上記支持部材（３）を回動させる駆動装置（４）とを備え、
上記支持部材（３）における加圧ローラ（２ｂ，２ｃ）及び可動電極（６４）の両支持部位から離れた部位が上記駆動装置（４）の回動軸に固定され、
上記駆動装置（４）の発生するトルクによって上記支持部材（３）を回動させ、上記加圧ローラ（２ｂ，２ｃ）及び上記可動電極（６４）をそれぞれ異なるタイミングで上記ワーク（Ｗ）に押圧するように構成され、
上記溶接部（６０）は、上記アンビル（８）に接続されるアース線（６５）を備え、上記可動電極（６４）によりインダイレクトスポット溶接を行うように構成されていることを特徴とするヘミング装置（１０）。
【請求項２】
請求項１に記載のヘミング装置（１０）において、
上記可動電極（６４）は、上記加圧ローラ（２ｂ，２ｃ）から上記支持部材（３）の回動方向に離れて配置されていることを特徴とするヘミング装置（１０）。
【請求項３】
請求項１または２に記載のヘミング装置（１０）において、
上記駆動装置（４）はサーボモータ（４ａ）を備えており、
上記サーボモータ（４ａ）は、上記加圧ローラ（２ｂ，２ｃ）及び上記可動電極（６４）を使用可能位置に割り出す割り出し制御を行うことを特徴とするヘミング装置（１０）。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載のヘミング装置（１０）において、
上記支持部材（３）には、複数の加圧ローラ（２ｂ，２ｃ）が該支持部材（３）の回動中心線の周方向に互いに間隔をあけて配設されていることを特徴とするヘミング装置（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧ローラをワークに押圧しながら加工するヘミング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１は、従来のローラ式ヘミング装置の全体図である。図１１に示すように、従来のローラ式ヘミング装置７０は、所定の動きをするように予めティーチングされた多軸制御可能なロボットハンド７２と、このロボットハンド７２の先端部に装着された加圧ローラ支持部７３と、この加圧ローラ支持部７３に変位可能に支持されてワークＷに押圧される加圧ローラ７４とを有している。ワークＷは、例えば、アウタパネルＷｏとインナパネルＷｉとによって構成される車両用ドア等である。
【０００３】
図１２の（ａ）は、加圧ローラ支持部７３の従来例１を示す縦断面図である。ロボットハンド７２の先端部には、支持ブラケット４１がボルト１２…によって固定されている。この支持ブラケット４１は、所定形状のブロック体にスライド孔４１ｃ及びスプリング孔４１ｂが同心上に形成されている。スライド孔４１ｃは、断面が正方形の角孔である。
【０００４】
スプリング孔４１ｂには、スプリング１０ａが挿入されている。スプリング１０ａは、スライドブロック１３を下方に押圧するものである。スライドブロック１３は、スライド孔４１ｃ内を中心線Ｙ方向に変位可能となっている。
【０００５】
加圧ローラ７４は、スライドブロック１３に取り付けられている。加圧ローラ７４の回転軸の中心線Ｘと、スライドブロック１３の変位方向に延びる中心線Ｙとは略直交している。そして、加圧ローラ７４は、その外周面がスライドブロック１３の変位方向に延びる中心線Ｙに対して径方向にオフセットして配置されている。
【０００６】
図１２の（ｂ）は、加圧ローラ支持部７３の従来例２を示す縦断面図である。この従来例２の加圧ローラ支持部７３は、サーボモータ方式である。
【０００７】
支持ブラケット５１の上面には、ロータリエンコーダ５２を有するサーボモータ５０が取り付けられている。このサーボモータ５０の出力軸５０ａには、カップリング５３を介してボールネジ機構のネジ軸５４ａが連結されている。スライドブロック５５には、上面から下面に亘って摺動孔５５ａが形成されている。この摺動孔５５ａにはナット５４ｂが軸方向に摺動可能に嵌め込まれている。また、このナット５４ｂは、キー５７によってスライドブロック５５に対して回り止めがなされている。
【０００８】
このようにして、ナット５４ｂは摺動孔５５ａ内を摺動可能となっている。摺動可能な範囲は、ナット５４ｂの鍔５４ｃが摺動孔５５ａの底面とリテーナ５６との間で変位可能な範囲である。さらに、ナット５４ｂの下端と摺動孔５５ａの底面との間には、荷重測定用のロードセル５８が取り付けられている。
【０００９】
エンコーダ５２及びロードセル５８は、サーボ増幅器を経て、例えば、シーケンサ等の外部制御装置に接続されている。また、サーボモータ５０はモータドライバに接続され、このモータドライバも外部制御装置に接続されている。
【００１０】
そして、加圧ローラ７４がワークＷの折り曲げ部に押圧されてヘミング加工が行われる際、ロボットハンド７２がたわむと、加圧ローラ７４の押圧力は不十分なものとなってしまう。これを回避するため、ロードセル５８によって検出される荷重が所定の値となるまでサーボモータ５０を回転させて加圧ローラ７４の位置を修正する。これにより加圧ローラ７４による適正な押圧力が常時確保される。
【００１１】
また、従来例２のものも、従来例１のものと同様に、加圧ローラ７４の回転軸の中心線Ｘと、スライドブロック５５の変位方向に延びる中心線Ｙとは略直交しており、その加圧ローラ７４は、スライドブロック５５の変位方向に延びる中心線Ｙに対して径方向にオフセットして配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第２６９３２８２号公報（段落００１４〜００２８、図２、図１２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、図１２の（ａ）に示すような従来例１では、支持ブラケット４１のスライド孔４１ｃの内周面に沿って加圧ローラ７４を変位させるようにしている。このスライド孔４１ｃの加工精度が低いと高精度なヘミング加工が困難になる。ところが、スライド孔４１ｃは断面が正方形の角孔であることから、内面の加工精度を高めるには特別な仕上げ加工が必要であり、コストの問題がある。
【００１４】
また、図１２の（ｂ）に示す従来例２では、ボールネジ５４の下部にロードセル５８が取り付けられ、このロードセル５８に接続された電線が引き回されている。この電線がワークＷの加工中にワークＷのエッジ等に干渉して切断してしまうというトラブルが発生する恐れがあった。
【００１５】
さらに、従来例１、２では、加圧ローラ７４がスライドブロック１３，５５の変位方向に延びる中心線Ｙに対して径方向にオフセットしている。このため、加工中、加圧ローラ７４にワークＷから反力が作用すると、その反力はスライドブロック１３，５５に対し、偏荷重となって加わり、スライドブロック１３，５５を中心線Ｙに対し傾ける方向に作用することになる。スライドブロック１３，５５がこのような反力を受けると、摺動面に対しこすりによる摺動抵抗が発生し、スムーズな動きが阻害され、ひいては、加圧ローラ７４のワークＷへの追従性が悪化するという問題があった。
【００１６】
また、ワークＷに対しては、ヘミング加工の他に、溶接を行う場合がある。この場合、従来例のヘミング装置では、ヘミング加工しか行えないので、別の溶接装置を設けなければならず、設備費が高騰するとともに、製造ラインの短縮が困難であり、製品のコスト高を招いていた。
【００１７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ヘミング加工の精度を向上させるとともに、トラブルの発生を抑制し、さらに、ヘミング加工と溶接とを単一の装置によって行うことができるようにして設備費の低廉化、工数の削減及び製造ラインの短縮化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明では、加圧ローラ及び溶接用の可動電極を駆動装置によって回動する支持部材に取り付け、駆動装置のトルクを利用して加圧ローラ及び可動電極を支持部材によってワークに押し付けるようにした。
【００１９】
第１の発明は、ロボット（１）に取り付けた加圧ローラ（２ｂ，２ｃ）をアンビル（８）に載置したワーク（Ｗ）に押圧しながら、ワーク（Ｗ）をヘミング加工するように構成されたヘミング装置（１０）であって、ワーク（Ｗ）を溶接する可動電極（６４）を有する溶接部（６０）と、上記加圧ローラ（２ｂ，２ｃ）を回転自在に支持するとともに、上記可動電極（６４）を支持する支持部材（３）と、上記ロボット（１）に取り付けられ、上記支持部材（３）を回動させる駆動装置（４）とを備え、上記支持部材（３）における加圧ローラ（２ｂ，２ｃ）及び可動電極（６４）の両支持部位から離れた部位が上記駆動装置（４）の回動軸に固定され、上記駆動装置（４）の発生するトルクによって上記支持部材（３）を回動させ、上記加圧ローラ（２ｂ，２ｃ）及び上記可動電極（６４）をそれぞれ異なるタイミングで上記ワーク（Ｗ）に押圧するように構成され、上記溶接部（６０）は、上記アンビル（８）に接続されるアース線（６５）を備え、上記可動電極（６４）によりインダイレクトスポット溶接を行うように構成されていることを特徴とするものである。
【００２０】
この構成によれば、溶接部を備えていることで、ヘミング加工と溶接とが単一の装置で行える。これにより、ヘミング装置とは別の溶接用の装置が不要になるので、設備費の低廉化及び製造ラインの短縮化を図ることが可能になる。また、ヘミング加工後のワークを別の溶接用の装置まで搬送することなく、本装置上で溶接が行えるので、工数が削減される。
【００２１】
また、ヘミング加工時や溶接時には、駆動装置のトルクによって加圧ローラや可動電極がワークに押し付けられる。これにより、従来例のようにスライドブロックをスライド孔内で移動させる構造が不要になるので、特別に高精度な仕上げ加工を施さずに済む。
【００２２】
また、トルクによって加圧ローラや可動電極をワークに押し付けるようにしているので従来例２のようなロードセルを用いることなく、適正な押圧力を得ることが可能になる。これにより、加圧ローラや可動電極周りにロードセル用の電線を取り回さずに済み、トラブルの発生が未然に防止される。
【００２３】
さらに、支持部材の回動によって加圧ローラ及び可動電極を動かすことが可能になるので、従来例のような偏荷重に起因したこすりによる摺動抵抗の発生の問題がなく、ワークへの追従性は良好である。
【００２４】
また、スポット溶接の可動電極のみをロボットで動かすことで、ワークの溶接が行える。
【００２５】
第２の発明は、第１の発明において、上記可動電極（６４）は、上記加圧ローラ（２ｂ，２ｃ）から上記支持部材（３）の回動方向に離れて配置されていることを特徴とするものである。
【００２６】
この構成によれば、支持部材を回動させるだけで、加圧ローラと可動電極との位置を変更して両者を切り替えて使用することが可能になる。
【００２７】
第３の発明は、第１または２の発明において、上記駆動装置（４）はサーボモータ（４ａ）を備えており、上記サーボモータ（４ａ）は、上記加圧ローラ（２ｂ，２ｃ）及び上記可動電極（６４）を使用可能位置に割り出す割り出し制御を行うことを特徴とするものである。
【００２８】
この構成によれば、加圧ローラと可動電極を割り出し制御によって簡単に、かつ、確実に切り替えて使用することが可能になる。また、サーボモータを用いることで、トルクの増減が容易に行えることから、加圧ローラと可動電極の各々に適した押圧力を簡単な制御で発生させることが可能になる。
【００２９】
第４の発明は、第１から３のいずれか１つの発明において、上記支持部材（３）には、複数の加圧ローラ（２ｂ，２ｃ）が該支持部材（３）の回動中心線の周方向に互いに間隔をあけて配設されていることを特徴とするものである。
【００３０】
この構成によれば、例えば種類の異なる加圧ローラを支持部材に配設しておくことで、支持部材を回動させるだけで、加圧ローラの種類の切替、及び、加圧ローラと可動電極との切替が簡単に行える。
【発明の効果】
【００３１】
第１の発明によれば、溶接部を備えているので、ヘミング加工と溶接とを単一の装置によって行うことができるようにして設備費の低廉化、工数の削減及び製造ラインの短縮化を図ることができ、これにより、製品のコストを低減できる。また、駆動装置のトルクによって加圧ローラ及び可動電極をワークに押し付けるようにしたことで、特別に高精度な仕上げ加工が不要になってより一層コストを低減できるとともに、特に加圧ローラのワークへの追従性を良好にして高品質なヘミング加工を行うことができる。さらに、ロードセルが不要になり、トラブルの発生を未然に防止できる。
【００３２】
また、インダイレクトスポット溶接を行うようにしたので、溶接部のうち、ロボットで動かすのは可動電極だけで済み、小型にすることができる。これにより、溶接部を備えたヘミング装置の小型化を図ることができる。
【００３３】
第２の発明によれば、支持部材を回動させることによって加圧ローラと可動電極とをスピーディに切り替えて使用することができる。
【００３４】
第３の発明によれば、加圧ローラと可動電極とをサーボモータで割り出し制御するようにしたことで、加圧ローラと可動電極とを、簡単な構造で確実に切り替えることができるとともに、加圧ローラ及び可動電極の各々に適した押圧力を簡単に得ることができ、製品の品質を高めることができる。
【００３５】
第４の発明によれば、複数の加圧ローラを支持部材の回動中心線の周方向に互いに間隔をあけて配設したので、加圧ローラの種類の切替と可動電極の切替との両方を簡単に行うことができる。これにより、複数種の加圧ローラを有するヘミング装置を用いてスピーディにヘミング加工を行いながら、溶接も行うことができ、工数を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態に係るヘミング装置の全体を示す斜視図である。
【図２】ローラヘッドの側面図である。
【図３】ローラヘッドの断面図である。
【図４】ローラヘッドの斜視図である。
【図５】（ａ）は本曲げ用加圧ローラによる本曲げ加工状態を示す側面図であり、（ｂ）は同加工状態を示す断面図である。
【図６】断続機構の斜視図である。
【図７】小段差用加圧ローラによる加工状態を示す図５相当図である。
【図８】アンビルのコーナー部の予備曲げ装置を示し、（ａ）は側面から見た部分断面図、（ｂ）は（ａ）に示すＣ矢視拡大図である。
【図９】予備曲げパンチの３面図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は正面図である。
【図１０】予備曲げ加工後のワークの折り曲げ部を示す斜視図である。
【図１１】従来のヘミング装置の全体図である。
【図１２】従来のローラ支持部の構成を示し、（ａ）はスプリング方式の断面図、（ｂ）はサーボモータ方式の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００３８】
図１は、本発明の実施形態に係るヘミング装置１０を示すものである。このヘミング装置１０を用いてヘミング加工を行うワークＷとしては、例えば、自動車のドア、ボンネットフード、トランクリッド等の蓋体が挙げられるが、パネル材を組み合わせてなるものであれば特に限定されない。
【００３９】
ヘミング装置１０は、ロボット１と、このロボット１が有するロボットハンド１ａの先端部に装着されたローラヘッド６と、ワークＷを載置するためのアンビル８と、インダイレクト溶接装置（溶接部）６０とを備えており、ヘミング加工と溶接とが単一の装置で行えるように構成されている。
【００４０】
図１に示すように、ロボット１は、本実施形態では、基本３軸と手首３軸の計６軸が制御される多関節の汎用ロボットである。ロボット１は、地面に固定されるベース１ｆと、ベース１ｆ上に旋回可能に設けられた下腕１ｄと、下腕１ｄの先端部に連結された上腕１ｃと、上腕１ｃの先端部に設けられたロボットハンド１ａと、バランサ１ｅとを備えている。上腕１ｃの先端部には、屈曲自在の関節部１ｂが設けられている。この関節部１ｂを介してロボットハンド１ａが上腕１ｃに取り付けられている。
【００４１】
ロボット１の基本３軸は、ロボット１の本体部分をベース１ｆ上で旋回させる際の旋回中心となる軸（旋回方向を矢印Ｓで示す）と、下腕１ｄの回動中心となる軸（回動方向を矢印Ｌで示す）、上腕１ｃの回動中心となる軸（回動方向を矢印Ｕで示す）である。
【００４２】
これら基本３軸の制御を行うことで、ロボットハンド１ａの空間内での位置が決定される。
【００４３】
また、手首３軸は、上腕１ｃに対しロボットハンド１ａを旋回させる旋回中心となる軸（旋回方向を矢印Ｒで示す）、ロボットハンド１ａを揺動させる揺動中心となる軸（揺動方向を矢印Ｂで示す）と、ロボットハンド１ａの回転中心となる軸（回転方向を矢印Ｔで示す）である。
【００４４】
尚、ロボット１は、例えば、ＭＯＴＯＭＡＮ（登録商標）ＥＳ１６５Ｎが好適であるがこれに限られるものではない。
【００４５】
図１に示すように、アンビル８は、ロボット１の近傍に配置されている。アンビル８は、ヘミング加工時の金床となるものである。アンビル８は、ワークＷの形状に合致した曲面を有するフレーム８ａを備えており、このフレーム８ａ上にワークＷが載置されるようになっている。
【００４６】
アンビル８のフレーム８ａは、ワークＷが例えば車両のドアである場合には、ドアのアウタパネルＷｏ（図５に示す）の外形に合わせた曲面を有するように構成される。アンビル８の横幅は、ワークＷの形状に合わせて設定され、ワークＷが車両のドアの場合には、例えば、１．１ｍ程度である。また、ロット番号の変更やメンテナンスの際には、アンビル８が交換可能となっている。
【００４７】
尚、図５（ｂ）に示すように、ワークＷは、アウタパネルＷｏの他に、インナパネルＷｉを備えている。インナパネルＷｉは、アウタパネルＷｏの車室内側の面に配置されるものである。アウタパネルＷｏの周縁部に設けられた折り曲げ部を、インナパネルＷｉの周縁部を挟むように折り曲げ加工することによってアウタパネルＷｏ及びインナパネルＷｉが接合されるようになっている。このアウタパネルＷｏの周縁部の折り曲げ部を折り曲げてインナパネルＷｉの周縁部を挟む加工がヘミング加工である。このヘミング加工は、詳細は後述するが、予備曲げ加工と本曲げ加工とに分けられ、予備曲げ加工とは、アウタパネルＷｏの周縁部から立ち上がる形状の折り曲げ部を最終形状となる前の状態となるまで倒す加工であり、本曲げ加工とは、予備曲げ加工後に折り曲げ部を最終形状とする加工である。
【００４８】
上記アンビル８のフレーム８ａは、ワークＷの外形に合うように平面視で略四辺形をなしている。図１に示すように、フレーム８ａの４箇所のコーナー部には、ワークＷに予備曲げ加工をするための予備曲げ装置９がそれぞれ設けられている。
【００４９】
各予備曲げ装置９は、予備曲げパンチ９ｄと、この予備曲げパンチ９ｄを動作させるエアアクチュエータ９ａとを備えている。
【００５０】
また、アンビル８のフレーム８ａの各辺には、ワークＷをアンビル８に固定するためのクランパ７ａ〜７ｈが１個、または、２個ずつ配置されている。これらクランパ７ａ〜７ｈも、動作用のエアアクチュエータを備えている。
【００５１】
ローラヘッド６は、図２に示すように、加圧ローラ２ｂ，２ｃを回転自在に支持するとともに、溶接部６０の可動電極６４を支持する支持部材３と、支持部材３を回動させる駆動装置４（図３参照）と、駆動装置４をロボット１に固定する支持ヘッド５とを備えている。ローラヘッド６は、ロボットハンド１ａの接続部に１つのユニットとして接続される。
【００５２】
支持ヘッド５は、ロボットハンド１ａの先端部に設けられたフランジに締結される円盤状のフランジ部５ｂと、フランジ部５ｂから直交する方向に突出して板状に延びる駆動装置取付部５ａとを備えており、全体として、図３に示すように、断面Ｔ字状に形成された部材である。
【００５３】
支持ヘッド５のフランジ部５ｂは、ロボットハンド１ａのフランジに沿うように構成されている。支持ヘッド５のフランジ部５ｂの中央には、凸形状が設けられている。この凸形状をロボットハンド１ａの接続部に形成された穴に挿入することで、支持ヘッド５の芯出しが行われるようになっている。支持ヘッド５は、複数のボルトによってロボットハンド１ａのフランジに締結されている。
【００５４】
図３に示すように、支持ヘッド５の駆動装置取付部５ａには、厚み方向に貫通する貫通孔５ｃが形成されている。この貫通孔５ｃには、駆動装置４が挿入されている。駆動装置４には、取付用フランジ４ｂが設けられている。取付用フランジ４ｂにはボルトが挿通する挿通孔が複数形成されており、これら挿通孔に挿通されたボルトによって駆動装置４が支持ヘッド５に締結されている。
【００５５】
駆動装置４は、サーボモータ４ａを備えており、図示しない制御装置によって制御されている。このサーボモータ４ａには、減速比が１／９０の減速機が内蔵されている。サーボモータ４ａの出力は減速機を経て出力軸（回動軸）４ｃに伝達される。
【００５６】
尚、サーボモータ４ａの定格回転速度は、３．３７ｍｉｎ−１である。
【００５７】
また、このサーボモータ４ａには、ロータリエンコーダと電磁ブレーキ（図示せず）が内蔵されている。このロータリエンコーダは、サーボモータ４ａの回転量を電気信号に変換するものである。ロータリエンコーダから出力される電気信号を処理することで、回転角度（位置）及び回転速度などを検出することが可能になっている。電磁ブレーキは、駆動装置４の停止位置を保持するためのものである。
【００５８】
サーボモータ４ａに対しては、トルク制御と、速度制御と、位置制御との３つの制御が行われる。
【００５９】
トルク制御とは、サーボモータ４ａに流す電流を制御してサーボモータ４ａの発生トルクを変化させる制御である。つまり、トルクの指令信号に応じてサーボモータ４ａの発生トルクが任意のトルクとなるように制御できる。トルク制御モードでは、回転速度に関係なく一定のトルクでサーボモータ４ａを回転させることが可能になる。
【００６０】
速度制御とは、サーボモータ４ａの回転速度を無段階に変化させる制御である。つまり、速度の指令信号に応じてサーボモータ４ａの回転速度を制御できる。速度制御モードでは、負荷に関係なく一定の回転速度でサーボモータ４ａを回転させることが可能になる。
【００６１】
位置制御では、サーボモータ４ａの回転角度（位置）と回転速度とを制御する。位置制御は、指令された回転角度となるようにサーボモータ４ａを動かし、その回転角度で保持する。
【００６２】
図１に示すように、インダイレクト溶接装置６０は、溶接制御装置６１と、アース線６２と、可動電極６４（図２に示す）と、可動電極６４に接続される接続線６５と、接続線６５の中途部を断続させる断続機構６６とを備えている。アース線６２は、アンビル８のフレーム８ａに接続されている。
【００６３】
また、図２及び図３に示すように、支持部材３は、板材で構成されており、中心部には、駆動装置４の出力軸４ｃが嵌入する軸嵌入孔３ａが形成されている。図２に示すように、支持部材３は、軸嵌入孔３ａから径方向に放射状に延びる第１〜第３アーム部３ｂ，３ｃ，３ｄを備えている。第１〜第３アーム部３ｂ，３ｃ，３ｄは、１２０゜おきに等間隔に形成されている。支持部材３は出力軸４ｃと一体に回転する。
【００６４】
支持部材３は、本曲げ用加圧ローラ２ｂ及び小段差用加圧ローラ２ｃと、可動電極６４とを支持するものである。
【００６５】
支持部材３に支持される可動電極６４は、支持部材３の第１アーム部３ｂに取り付けられている。可動電極６４は、棒状に形成されている。支持部材３の第１アーム部３ｂの先端側には、電極ホルダ６７が設けられている。電極ホルダ６７は、可動電極６４が駆動装置４の出力軸４ｃの接線方向に突出するように、該可動電極６４を保持している。
【００６６】
電極ホルダ６７には、接続線６５を接続するためのコネクタ部６８が設けられている。接続線６５は、コネクタ部６８及び電極ホルダ６７を介して可動電極６４と電気的に接続されている。
【００６７】
可動電極６４は、駆動装置４により支持部材３を回動させることによって出力軸４ｃ周りに動かすことができる。図４では、可動電極６４が使用可能位置にある状態を示しており、図２では、可動電極６４が不使用位置にある状態を示している。可動電極６４を使用しない位置では、本曲げ用加圧ローラ２ｂまたは小段差用加圧ローラ２ｃを使用することができる。
【００６８】
また、可動電極６４をワークＷに押し付ける押し付け力は、駆動装置４のトルクにより得られる。すなわち、可動電極６４を図４に示す使用可能位置にし、ロボット１によりワークＷの溶接部位まで移動させて可動電極６４の先端をワークＷに当てる。このとき、駆動装置４のトルクによって支持部材３を、可動電極６４がワークＷに押し付けられる方向に回動させることで、可動電極６４がワークＷに押し付けられることになる。可動電極６４の押し付け力は、サーボモータ４ａのトルク制御によって調節することが可能である。
【００６９】
一方、図６に示すように、断続機構６６は、ロボット１の鉛直軸周りに旋回動する部分に取り付けられた導体板８０と、金属棒８１と、金属棒８１を導体板８０に接離する方向に動かすアクチュエータ８２とを備えている。
【００７０】
導体板８０は、電気を通す部材で構成され、ロボット１の旋回動する部分において旋回方向に延びる円弧状に形成されており、ロボット１の旋回動する部分と一緒に水平方向に動くようになっている。この導体板８０には、可動電極６４から延びる接続線６５（図１、図２及び図４参照）が接続されている。
【００７１】
アクチュエータ８２は、地面に固定された支柱８４に取り付けられており、導体板８０の下方に配置されている。アクチュエータ８２の動作方向は図６に矢印で示すように上下方向である。
【００７２】
金属棒８１は、電気を通すものであり、アクチュエータ８２に対し、導体板８０の下方で上下方向に延びるように支持されている。金属棒８１の上端部は導体板８０の下面に対向するようになっている。金属棒８１には、溶接制御装置６１から延びる接続線６５が接続されている。
【００７３】
金属棒８１は、アクチュエータ８２によって上昇端まで駆動されると、その上端部が導体板８０の下面に当接して導通状態となり、一方、アクチュエータ８２によって下降端まで駆動されると、導体板８０の下面から離れて非導通状態となる。
【００７４】
また、図２に示すように、支持部材３の第２アーム部３ｃには、本曲げ用加圧ローラ２ｂが回転可能に取り付けられている。
【００７５】
本曲げ用加圧ローラ２ｂは、転動しながらワークＷを押圧し、ヘミング加工を行うためのローラである。本曲げ用加圧ローラ２ｂの外周面（ワークＷとの接触面）には、耐摩耗性を高めるための熱処理が施されている。
【００７６】
図２に示すように、本曲げ用加圧ローラ２ｂの中心部には、貫通穴２ｍが設けられている。貫通穴２ｍの内側には、ベアリング２ｅが装着されている。このベアリング２ｅは、スナップリング２ｆによって貫通穴２ｍから抜けないように保持されている。
【００７７】
ベアリング２ｅの内輪の穴にはシャフト２ｄが挿通されている。シャフト２ｄの端部には大径の頭部が形成されており、この頭部がベアリング２ｅの内輪の穴の周縁部に外方から係合するようになっている。
【００７８】
シャフト２ｄは、本曲げ用加圧ローラ２ｂの支持部材３側の面から突出している。シャフト２ｄの本曲げ用加圧ローラ２ｂから突出した部分は、支持部材３の取付孔３ｇに挿入されている。そして、シャフト２ｄの端部には、ナット２ｎが螺合している。このナット２ｎによって本曲げ用加圧ローラ２ｂが支持部材３に取り付けられる。これにより、本曲げ用加圧ローラ２ｂはシャフト２ｄの中心線回りに回転可能に支持部材３に支持された状態となる。
【００７９】
本曲げ用加圧ローラ２ｂは交換可能となっている。交換の際には、シャフト２ｄの頭部に設けられた六角穴（図示せず）に六角棒レンチ（図示せず）を差し込み、ナット回し工具（図示せず）でナットを緩めればよい。
【００８０】
図２、図４及び図７に示すように、支持部材３の第３アーム部３ｄの先端部には、小段差用加圧ローラ２ｃが上記本曲げ用加圧ローラ２ｂと同様に回転可能に支持されている。従って、本曲げ用加圧ローラ２ｂ、小段差用加圧ローラ２ｃ及び可動電極６４は、駆動装置４の出力軸４ｃの周方向に互いに間隔をあけて配置されることになる。
【００８１】
小段差用加圧ローラ２ｃは、ドアのキャラクターライン等の小さい段差部分をヘミング加工するためのものである。この小段差用加圧ローラ２ｃは、本曲げ用加圧ローラ２ｂよりも小径のローラである。
【００８２】
本曲げ用加圧ローラ２ｂ、小段差用加圧ローラ２ｃ及び可動電極６４は、支持部材３の回動によって位置を変え、使用可能位置に切り替えることができるようになっている。
【００８３】
詳しくは、駆動装置４は、本曲げ用加圧ローラ２ｂ、小段差用加圧ローラ２ｃ及び可動電極６４を使用可能位置に割り出す割り出し制御を行うように構成されている。この割り出し制御は、駆動装置４を制御する制御装置（図示せず）によって行われる。割り出し制御とは、ヘミング加工時には、本曲げ用加圧ローラ２ｂ及び小段差用加圧ローラ２ｃのうち、使用するローラが使用可能位置に来るようにサーボモータ４ａを回転させ、また、溶接時には、可動電極６４が使用可能位置に来るようにサーボモータ４ａを回転させる制御である。
【００８４】
次に、アンビル８のコーナー部に設けられている予備曲げ装置９について図８に基づいて説明する。
【００８５】
図８の（ａ）に示すように、アンビル８のフレーム８ａの下面にはステー８ｂがボルトによって固定されている。ステー８ｂの下面には、Ｌ形のプレート８ｃがボルトによって固定されている。
【００８６】
Ｌ形のプレート８ｃの側面には、くの字形に屈曲したサポート９ｆが固定されている。このサポート９ｆの下端部にはピンＰ１が設けられている。サポート９ｆの屈曲した部分には、ピンＰ３が設けられている。
【００８７】
サポート９ｆには、タンブラ９ｇが取り付けられている。タンブラ９ｇはＬ字状に形成されている。タンブラ９ｇの中間部には、ピンＰ３が貫通しており、このピンＰ３によってサポート９ｆに対し回動自在に保持されている。タンブラ９ｇの上端部には、予備曲げパンチ９ｄがボルトによって固定されている。
【００８８】
予備曲げ装置９は、アクチュエータ９ａを備えている。アクチュエータ９ａは、ロッド９ｃを備えたロッド側トラニオン形になっている。シリンダ部分は、上記ピンＰ１によってサポート９ｆの下端部に回動自在に保持されている。
【００８９】
また、ロッド９ｃの端部は２山クレビス形になっており、上記したタンブラ９ｇの端部とはピンＰ２によって回動自在に連結されている。
【００９０】
この結果、アクチュエータ９ａのシリンダ部分の一方に高圧エアが供給されてロッド９ｃが縮むと、アクチュエータ９ａがピンＰ１を支点にして２点鎖線に示すように右の位置へ回動する。また、タンブラ９ｇはピンＰ３を支点にして回動し、予備曲げパンチ９ｄがワークＷから離れた待機位置に移動する。
【００９１】
一方、シリンダ部分の他方に高圧エアが供給されてロッド９ｃが突出すると、予備曲げパンチ９ｄは実線に示す位置に素早く移動し、予備曲げ位置となる。
【００９２】
図９は、予備曲げパンチ９ｄの３面図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は正面図である。図９の（ｂ）、（ｃ）に示すように、予備曲げパンチ９ｄの先端部の下面は切り欠かれており、この切り欠かれた部分には、ワークＷに波型形状を成形するための複数の突起９ｅが設けられ、これにより波型の成形面が構成されている。
【００９３】
次に、上記のように構成された実施形態のヘミング装置１０の動作について説明する。
【００９４】
まず、ロボット１のティーチングを行う。ロボット１のティーチングとは、リモコン操作でプログラムを作成する方法をいう。
【００９５】
ロボット１のような多関節ロボットに代表される産業用ロボットは、ＮＣ工作機械と同様にプログラムにより動作する。したがって、多関節ロボットを動作させて作業させるにはＮＣ工作機械と同様にプログラムを作成する必要がある。しかしながら、多関節ロボットは、６軸の制御軸を有していてプログラムの作成は複雑で難解になるため、多関節ロボット１のロボットハンド１ａに取り付けられた加圧ローラ２ｂ，２ｃをアンビル８の上面に押し付けながら機体をリモコンで操作し、その姿勢を記憶させる方法が採用されている。つまり、所定の軌跡を加圧ローラ２ｂ，２ｃでなぞり、その動作を記憶させることでプログラムを作成する。
【００９６】
ロボット１のティーチング作業は終了したものとし、その後の動作を説明する。
【００９７】
図示しない起動釦を押すと、ヘミング装置１０の動作が開始する。ロボット１のロボットハンド１ａは図示しない後方の待機位置に移動している。図示しない隣接したワーク搬送ロボットがアウタパネルＷｏをアンビル８の上面に載置する。続いて、同じワーク搬送ロボットがアウタパネルＷｏの上にインナパネルＷｉを載置する。
【００９８】
その後、ワーク固定用のクランパ７ａ〜７ｈが一斉に作動し、ワークＷをアンビル８の上面に固定する。これにより、ワークＷのセットが完了する。
【００９９】
ワークＷをセットした後、はじめにヘミング加工を施す。ヘミング加工中は、インダイレクト溶接装置６０は使用しないので、断続機構６６の金属棒８１を下降させて非導通状態としておく。
【０１００】
ヘミング加工では、まず、アンビル８の４隅のコーナー部の予備曲げパンチ９ｄ，９ｄ…を一斉に作動させる。図９の（ｂ），（ｃ）に示すように、予備曲げパンチ９ｄ，９ｄ…の成形面には、波型をなすように突起９ｅ…が形成されているので、この成形面によってワークＷが波型に形成されるとともに、倒れ変形する。その様子を図１０に示す。予備曲げが終了すると、予備曲げパンチ９ｄ，９ｄ…を退避位置に切り替える。
【０１０１】
尚、ワークＷのコーナー部以外の部分の予備曲げについては、図示しないが、別の予備曲げパンチ及びアクチュエータを用いて行うことが可能である。
【０１０２】
予備曲げ終了後、ロボット１を用いた本曲げ加工を行う。ロボット１は、ティーチングされたとおりに本曲げ用加圧ローラ２ｂを動かしていく。このとき、駆動装置４は、本曲げ用加圧ローラ２ｂがワークＷに押し付けられるように支持部材３に回転力を加え、本曲げ用加圧ローラ２ｂによるワークＷへの押圧力が所定の力となるように、駆動装置４の発生トルクを調節する。これはサーボモータ４ａのトルク制御により行われる。これにより、本曲げ用加圧ローラ２ｂがワークＷに押し付けられて、図５に示すように、本曲げ加工用ローラ２ｂによってアウタパネルＷｏの折り曲げ部が押圧され、最終形状となる。
【０１０３】
本曲げ加工時には、本曲げ用加圧ローラ２ｂがクランパ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…に順に接近することになる。クランパ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…は、本曲げ用加圧ローラ２ｂが接近してきたら非固定位置に切り替えられ、本曲げ用加圧ローラ２ｂとの干渉が回避されるようになっている。本曲げ用加圧ローラ２ｂが遠ざかると、クランパ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…は固定位置に戻る。
【０１０４】
本曲げ加工時には、駆動装置４のトルクによって本曲げ用加圧ローラ２ｂがワークＷに押し付けられるので、従来例のようにスライドブロックをスライド孔内で移動させる構造が不要になり、ヘミング装置１０に、特別に高精度な仕上げ加工を施さずに済む。
【０１０５】
また、駆動装置４のトルクによって本曲げ用加圧ローラ２ｂをワークＷに押し付けるようにしているので従来例２のようなロードセルを用いることなく、サーボモータ４ａのトルク制御によって適正な押圧力を得ることが可能になる。これにより、本曲げ用加圧ローラ２ｂ周りにロードセル用の電線を取り回さずに済み、トラブルの発生が未然に防止される。
【０１０６】
さらに、支持部材３の回動によって本曲げ用加圧ローラ２ｂを動かすことが可能になるので、従来例のような偏荷重に起因したこすりによる摺動抵抗の発生の問題がなく、加圧ローラ２のワークＷへの追従性は良好である。
【０１０７】
また、ワークＷに小さい段差部分がある場合には、駆動装置４の割り出し制御により、支持部材３を回動させて小段差用加圧ローラ２ｃが加工位置に来るようにする。
【０１０８】
その後、ロボット１により小段差用加圧ローラ２ｃを動かしていく。これにより、小段差用加圧ローラ２ｃにより、ワークＷの小さな段差を構成する部分が押圧され、最終形状となる。
【０１０９】
上記のようにしてヘミング加工が終了すると、溶接工程を行う。はじめに、図４に示すように、駆動装置４によって支持部材３を回動させて可動電極６４を使用可能位置にする。そして、可動電極６４をロボット１によりワークＷの溶接部位に当て、駆動装置４のトルクによって可動電極６４を溶接部位に押圧する。このときのトルクは、ヘミング加工時のトルクよりも低くてもよい。
【０１１０】
また、ロボット１の旋回動作が終了したら、図６に示すように、アクチュエータ８２により金属棒８１を上昇端まで駆動して導体板８０と導通状態にする。その後、制御装置６１から電流が供給されてインダイレクトスポット溶接が行われる。
【０１１１】
１箇所のスポット溶接が終了すると、アクチュエータ８２により金属棒８１を下降端まで駆動して非導通状態にする。次いで、ロボット１を旋回させて可動電極６４を次の溶接部位まで移動させる。そして、上記のようにしてスポット溶接を行う。
【０１１２】
可動電極６４は、駆動装置４のトルクによってワークＷに確実に押し付けることが可能になる。このとき、従来例のスライド構造の場合のような偏荷重が発生せず、可動電極６４を設定荷重でワークＷに押し付けて確実に溶接することができる。
【０１１３】
以上説明したように、この実施形態に係るヘミング装置１０によれば、駆動装置４のトルクによって加圧ローラ２をワークＷに押し付けるようにしたことで、特別に高精度な仕上げ加工が不要になってコストを低減できるとともに、加圧ローラ２のワークＷへの追従性を良好にして高品質なヘミング加工を行うことができる。さらに、ロードセルが不要になり、トラブルの発生を未然に防止できる。
【０１１４】
また、ワークＷをアンビル８に固定したまま、ヘミング工程と溶接工程とを単一の装置１０で行うことが可能になる。これにより、溶接専用の別の治具が不要になるとともに、工数の削減が可能になり、さらに、製造ラインの短縮も可能になる。これにより、製品のコストを低減できる。
【０１１５】
また、可動電極６４のみをロボット１で動かすことで、ワークＷの溶接が行える。これにより、溶接装置６０を備えたヘミング装置１０の小型化を図ることができる。
【０１１６】
また、駆動装置４のトルクによって可動電極６４をワークＷに確実に押し付けることが可能になる。このとき、従来例のスライド構造の場合のような偏荷重が発生せず、可動電極６４を設定荷重でワークＷに押し付けて確実に溶接することができる。
【０１１７】
また、可動電極６４を加圧ローラ２から支持部材３の回動方向に離して配置している。これにより、支持部材３を回動させるだけで、可動電極６４と加圧ローラ２とを切り替えて使用することができる。また、可動電極６４と加圧ローラ２との切替を駆動装置４を利用してスピーディに行うことができる。
【０１１８】
また、本曲げ用加圧ローラ２ｂ、小段差用加圧ローラ２ｃ及び可動電極６４の切替を支持部材３を回動させるだけで切り替えて使用することができる。これにより、本曲げ用加圧ローラ２ｂ、小段差用加圧ローラ２ｃ及び可動電極６４の切替を駆動装置４を利用してスピーディに行うことができる。このとき、サーボモータ４ａの割り出し制御で行うようにしたので、簡単な構造で確実に切り替えることができる。
【０１１９】
尚、上記実施形態では、支持部材３に２つの加圧ローラ２ｂ，２ｃを取り付けているが、これに限らず、加圧ローラは１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また、加圧ローラの種類としては、予備曲げ用加圧ローラであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
以上説明したように、本発明に係るヘミング装置は、例えば、車両用ドアを加工する際に用いることができる。
【符号の説明】
【０１２１】
１          ロボット
２ｂ        本曲げ用加圧ローラ
２ｃ        小段差用加圧ローラ
４          駆動装置
４ａ        サーボモータ
４ｃ        出力軸（回動軸）
８          アンビル
１０        ヘミング装置
６０        インダイレクト溶接装置（溶接部）
６２        アース線
６４        可動電極
Ｗ          ワーク
Ｗｉ        インナパネル
Ｗｏ        アウタパネル
【図１】
0005580682.tif 000002
【図２】
0005580682.tif 000003
【図３】
0005580682.tif 000004
【図４】
0005580682.tif 000005
【図５】
0005580682.tif 000006
【図６】
0005580682.tif 000007
【図７】
0005580682.tif 000008
【図８】
0005580682.tif 000009
【図９】
0005580682.tif 000010
【図１０】
0005580682.tif 000011
【図１１】
0005580682.tif 000012
【図１２】
0005580682.tif 000013