(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘム刃に振動を付与して鋼板等のヘミング加工を行う形式のヘミング用起振装置において、ヘム刃の上方に回転駆動手段を有し、この回転駆動手段の回転運動を直線方向の進退運動に変換してヘム刃を振動させるものであって、上記回転駆動手段は、上記直線方向に対して垂直方向の回転軸を有する２つの回転装置を、各々の回転軸が平行で、かつ同じ高さ位置で、さらに左右対称の状態で設けたものであり、各々の回転軸には偏心ウエイトを取り付け、両偏心ウエイトは相対向した位相関係にして、回転軸に対して一方が時計方向に、他方が反時計方向に回転するようにし、両偏心ウエイトによって得られる分力でヘム刃を振動させるように構成したことを特徴とするヘミング用起振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
ヘム刃を振動させて鋼板等にヘミング加工を施すことが行われている。ヘミング加工では、そのための起振装置に種々な改善が必要とされ、本発明はこのような技術分野に属している。
【０００２】
【従来の技術】
本発明に関する従来技術としては、特開平１０−２４９４５５号公報があげられる。ここに開示されている起振装置は、ロボット装置の先端部に結合されているもので、エアシリンダの往復出力が起振源とされている。そして、ロボット装置、すなわち多数の関節構造（一般的には６軸が多い）を有するアーム系に起振装置の振動が伝達され、その振動数とアーム系の固有振動数との共振を避けるために、調整ウエイトを取り付けると共に、エアシリンダの振幅方向に緩衝材を介挿している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような技術には、次のような問題がある。起振源がエアシリンダであると、振動数をワークの特質に応じて自由に選定することが困難となる。これは、エアシリンダのピストンの両側に交互に空気圧を作用させるものであるために、空気給排時の流路抵抗や空気自体が圧縮性であること等が原因になって、振動制御に制約が生じ、とくに振動数を高めるときに問題となる。
【０００４】
さらに、上述の共振を避けるために調整ウエイトを設置すると、起振装置の質量が大きくなって、ロボット装置の荷重負担が過大になり、そのためにアーム系を十分に強化する必要がでてくる。エアシリンダを採用している場合、ヘム刃乃至はそれと一体の部材の運動エネルギ−を高めるためには、振動数増大に限界があるので、振動する部材の質量を大きくすることしか方法がなく、この点においても質量が過大にならざるを得ない。このような事情で起振装置の質量が大きくなると、ロボットのアーム系に撓み現象が発生するので、ティーチングの際にはこの撓み量を見込んで挙動軌跡を設定する必要がある。このようなティーチング調整は何度も繰り返す必要があり、初期設定に著しく時間がかかってしまう。
【０００５】
【課題を解決するための手段とその作用】
本発明は、以上に述べた問題点を解決するために提供されたもので、請求項１の発明は、ヘム刃に振動を付与して鋼板等のヘミング加工を行う形式のものにおいて、回転駆動手段の回転運動を直線方向の進退運動に変換してヘム刃を振動させるように構成したことを特徴としている。したがって、回転数を選定することによって、高い振動数も自由に設定できてワークの性質に応じた作動が可能となる。
【０００６】
さらに、請求項１の発明は、回転駆動手段には回転軸に偏心ウエイトを取り付けた機構が含まれており、この偏心ウエイトによって得られる分力でヘム刃を振動させるように構成したことを特徴としている。したがって、偏心ウエイトの回転によって合成された往復成分によって、ヘム刃の振動がなされる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施形態にしたがって本発明をくわしく説明する。まず、図１から図３のものについて説明すると、符号１は６軸式ロボット装置のアームであり、その先端にヘミングユニット２が結合されている。アーム１には弾性体３が結合され、それと一体の支持板４に基板５が上下方向に固定されている。基板５の下部に軸受け支持板６が水平方向に結合され、２本の軸受け７、７がこの支持板６を貫通した状態で軸受け支持板６にしっかりと固定されている。
【０００９】
ヘム刃８は支持ロッド９に固定されており、支持ロッド９にはガイドロッド１０が固定されていて、このロッド１０、１０が軸受け７、７を貫通している。ガイドロッド１０、１０の上下にはそれぞれフランジ１１、１２が結合されており、フランジ１１と軸受け支持板６との間に緩衝ばね１３が、また、フランジ１２と軸受け支持板６との間に緩衝ばね１４が配置されている。軸受け７、７は円筒状の形であり、図示していないが、実際には多数の鋼球を配列したボウル式軸受けで支持されて、摩擦抵抗を低くして、しかも曲げモーメントに強い構造とされている。また、緩衝ばね１３、１４は図示のようなコイルスプリングでもよいが、ウレタンゴムであってもよい。また、前述の弾性体３もコイルスプリングあるいは図示のようなウレタンゴムであればよい。これらの弾性体３やコイルスプリング１３、１４は、ヘム刃８の衝撃反力がアーム１に伝達されるのを緩和しているのである。
【００１０】
回転駆動手段１５としては、電動モータや圧縮空気駆動式の回転装置など種々なものが採用できるが、ここでは電動モータの方式を採用している。電動モータ１６、１６が基板５の両側に左右対称の状態で結合され、その回転軸１７、１７に偏心ウエイト１８、１８が固定されている。図１から明らかなように電動モータ１６に隣接させて収容ボックス１８ａ、１８ａが配置され、その中に偏心ウエイト１８、１８が入っている。そして、図１と図２から理解できるように、偏心ウエイト１８はガイドロッド１０、１０の真上に位置させてあり、こうすることによって軸受け７、７に作用する曲げ荷重を少なくしている。
【００１１】
回転軸１７、１７は、一方が時計方向に、他方が反時計方向に回転するもので、偏心ウエイト１８、１８は図３のように相対向した位相関係にしてある。したがって、両偏心ウエイトの上下方向の成分は「和」として取り出されるが、他の方向の成分は打ち消されることになる。このような起振現象によって、上下方向の振動が基板５から軸受け支持板６、緩衝ばね１３、１４、フランジ１１、１２を経てヘム刃８に伝達されるのである。符号１９は、自動車のドア周辺部を示しており、内板２０に対して外板２１が折り曲げられている。なお、図２のようにヘム刃８、８がタンデム型になっているが、これをシングル式にしてもよいことは勿論である。
【００１２】
この実施形態によれば、偏心ウエイト１８、１８の合成振動を利用するものであるから、振動数を電動モータ１６、１６のの回転数設定によって自由に、しかも高い振動数を選ぶことが容易に可能となる。さらに、ここでは図示していないが、両偏心ウエイト１８、１８の位相をずらして振幅を変えることも可能となる。これらによって、ヘミング箇所の状態、たとえば伸びフランジ、縮みフランジ、曲げ剛性等に適応したヘム刃振動が得られる。
【００１３】
以上のような特質によって、振動数を高めてアーム系との共振現象が完全に防止でき、前述の調整ウエイトを省くことが可能となる。したがって、ヘミングユニット２の質量を軽くすることができて、アーム系を強化したりティ−チング時に手間取るようなことが回避できる。
【００１４】
上述の実施形態では、電動モータが２個装着されているものを示したが、これを電動モータ１個のタイプにしてもよい。こうするためには、電動モータの回転を２個のギヤに伝達し、このギヤの軸に偏心ウエイトを取り付ければよいのである。
【００１５】
図４、図５の他の実施形態について説明する。先の実施形態における部材と同じ機能を果たすものについては、同符号を図中に記載して詳細な説明は省略してある。支持板４の下面に電動モータ１６が固定され、その端部にギヤ変換機２２が結合してある。ギヤ変換機２２の出力軸２３は、図５に示した円周２４上を周回するもので、この円周２４の直径は必要とする振幅に合わせて設定してある。出力軸２３には自在継ぎ手２５が取り付けられ、これにエアダンパ２６が結合され、該ダンパ２６はボールジョイント２７を介してガイドロッド１０に結合してある。なお、このエアダンパ２６はテレスコピックな構造のものである。また、図４の二点鎖線図示の部材は、支持板４と基板５との結合剛性を高めるための補強用三角板である。
【００１６】
電動モータ１６の回転によって出力軸２３が円周運動をすると、その変位はエアダンパ２６、ボールジョイント２７、ガイドロッド１０を経てヘム刃８に伝えられ、ヘム刃振動が得られる。エアダンパ２６は揺動するのでこれを許容するためにボールジョイント２７が配置してある。
【００１７】
この実施形態も電動モータ１６の回転数を選ぶことによって、ヘム刃８の振動数を自由に選定でき、先の実施形態と同じ作用効果が得られる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、従来技術のようなエアシリンダではなく、電動モータに代表されるような回転駆動手段の運動を、直線方向の進退運動に変換してヘム刃を振動させるものであるから、振動数を自由に選ぶことができてロボットのアーム系との共振を避けることができる。したがって、調整ウエイトを省くことができてヘミングユニットの軽量化が可能となり、アーム系の強化を最小限もしくは止めることができて、設備費用の削減に有効となる。
【００１９】
さらに、ヘム刃の運動エネルギ−向上をヘム刃の高速化によって達成できるので、アーム系に伝達される振動の振幅が小さくなり、したがって、アーム系が受ける衝撃が微細化されて、アーム系に及ぼされる振動的影響を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す側面図である。
【図２】図１のものの正面図である。
【図３】偏心ウエイトの部分を示す正面図である。
【図４】他の実施形態を示す側面図である。
【図５】出力軸の箇所を示す部分的な正面図である。
【符号の説明】
８          ヘム刃
１５        回転駆動手段
１７、１７  回転軸
１８、１８  偏心ウエイト
２３        出力軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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