(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周フランジを起立せしめたアウタパネルにインナパネルを重ねた状態で両パネルを下型上に位置決め載置し、アウタパネルの外周フランジをロボットアームに回転自在に支持させたローラにより押圧してインナパネル側に折り曲げることにより、アウタパネルとインナパネルとを一体化するロールヘミング加工方法において、
ロボットアームにアウタパネルの外周フランジを予備曲げする予備曲げローラと、該予備曲げローラの後段に位置して予備曲げローラにより予備曲げされた外周フランジを本曲げする本曲げローラとを取り付け、ロボットアームでこれら両ローラを下型上に位置決めされたアウタパネルの外周フランジに沿って移動させ、両ローラで外周フランジの予備曲げと本曲げを連続して行うとともに、
曲率半径の小さい円弧状のコーナ部は、本曲げローラを外周フランジから離して予備曲げローラによる予備曲げのみを行い、その後、本曲げローラをコーナ部に案内して本曲げを行うことを特徴とするロールヘミング加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載のロールヘミング加工方法において、
本曲げローラに対する予備曲げローラの相対角度を可変とし、ヘミング加工部位に応じて予備曲げ角度を変化させながらヘミング加工することを特徴とするロールヘミング加工方法。
【請求項３】
外周フランジを起立せしめたアウタパネルにインナパネルを重ねた状態で両パネルを下型上に位置決め載置し、アウタパネルの外周フランジをロボットアームに回転自在に支持させたローラにより押圧してインナパネル側に折り曲げることにより、アウタパネルとインナパネルとを一体化するロールヘミング装置において、
ロボットアームに、下型に設けたガイド面を転動して下型上に位置決めされたアウタパネルの外周フランジを予備曲げする予備曲げローラと、該予備曲げローラの後段に位置して予備曲げローラにより予備曲げされた外周フランジを連続して本曲げする本曲げローラとを取り付けるとともに、
曲率半径の小さい円弧状のコーナ部は、本曲げローラを外周フランジから離して予備曲げローラによる予備曲げのみを行い、その後、本曲げローラをコーナ部に案内して本曲げを行うようにティーチングしたことを特徴とするロールヘミング装置。
【請求項４】
請求項３に記載のロールヘミング装置において、
両ローラの進行方向正面視において、予備曲げローラが本曲げローラに対して傾斜する姿勢で支持されるように、ブラケットを介して両ローラをロボットアームに取り付けたことを特徴とするロールヘミング装置。
【請求項５】
請求項４に記載のロールヘミング装置において、
前記ブラケットと予備曲げローラ間に、本曲げローラに対する予備曲げローラの相対角度を可変させる可変機構を介在させたことを特徴とするロールヘミング装置。
【請求項６】
請求項５に記載のロールヘミング装置において、
前記可変機構が、
前記ブラケットに固定され、予備曲げローラの先端を中心とする円弧状のガイドブロックと、
該ガイドブロックに案内されて摺動し、下端で予備曲げローラを支持するスライドブロックと、
スライドブロックの上端に固着され、前記ガイドブロックと同心の円弧状のラックと、
ラックに噛み合うピニオンおよび該ピニオンを回転駆動するブラケット側に固定のサーボモータと
からなることを特徴とするロールヘミング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アウタパネルの起立フランジをローラにより押圧してインナパネル側に折り曲げることにより、アウタパネルとインナパネルとを一体化するロールヘミング加工方法及びその装置に関し、特に前記ローラを予備曲げローラと本曲げローラとで構成して、ロボットアームにこれらローラを支持させてローラの持ち替えをすることなく、予備曲げと本曲げを連続して行うようにしたロールヘミング加工方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のロールヘミング加工方法及びその装置１００は、図１５に示すように、外周フランジＰｆを起立せしめたアウタパネルＰｏを下型１５０に載置し、その上にインナパネルＰｉを、該インナパネルＰｉの外周縁Ｐｇが前記アウタパネルＰｏの外周フランジＰｆの内側に位置するように載置し、ロボット１１０の三次元移動自在のロボットアーム１１１の先端に設けられたローラ支持部１２０に取り付けたローラ１３０の押圧力により、前記アウタパネルＰｏの外周フランジＰｆをインナパンネルＰｉ側に折り曲げることにより、被ヘミング材ＷであるアウタパネルＰｏとインナパネルＰｉとを一体化するロールヘミング加工の技術が提案されている。
【０００３】
また、このアウタパネルＰｏの外周フランジＰｆをインナパネルＰｉ側に折り曲げるために、図１６に示すように、下型１５０にローラ１３０をガイドするガイド面１５１を設けて、このローラ１３０が被ヘミング材Ｗを一周することにより外周フランジＰｆをある角度折り曲げる所謂予備曲げを行って、その後、ローラ１３０を略直立させて被ヘミング材Ｗを一周することにより本曲げを行うことにより、外周フランジＰｆをインナパネルＰｉ側に折り曲げることが行われる。
したがって、ロボットアーム１１１に取り付けたローラ１３０は、被ヘミング材Ｗの周囲を予備曲げと本曲げの２回周回することとなり、ヘミング加工に長時間を要していた。
【０００４】
このヘミング加工時間を短縮するために、特許第２６８２９５２号公報に記載されているように、被ヘミング材Ｗを載置する下型１５０をベース１９０上の回転装置１６０に載置して、被ヘミング材Ｗを回転させるとともにロボットアーム１１１を下型１５０の回転方向と逆方向に移動させて、結果的に被ヘミング材Ｗの外周フランジＰｆとローラ１３０との相対速度を大きくすることにより、ヘミング加工時間の短縮を図る方法が採用されていた。
【０００５】
すなわち、この回転装置１６０は、図１５に示すように、下型１５０を載置する回転テーブル１６１を軸受部１６２で回転可能に支持し、軸受部１６２に取り付けたサーボモータ１６３の出力軸に設けたピニオンギア１６４により、回転テーブル１６１の下面に一体に取り付けられた従動ギア１６５を駆動することにより、下型１５０をロボットアーム１１１の動作に同期するように数値制御装置を介して回転させることができるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この被ヘミング材Ｗとローラ１３０の相対速度を高める方法では、回転装置１６０とロボットアーム１１１の同期をとることが困難であり、相対速度をあまり高めるとローラ１３０が被ヘミング材Ｗから外れることがあり、円滑にヘミング加工が行われない問題がある。
たとえ相対速度を落として円滑なヘミング加工を行うことができたとしても、相変わらず、ロボットアーム１１１は被ヘミング材Ｗの周囲を予備曲げと本曲げの二周しなければならず、これによる時間短縮はできないという問題が生じていた。
【０００７】
また、下型１５０を載置する複雑な回転装置１６０を設ける必要から、装置が複雑となり、設備コストが高価なものとならざるを得なかった。さらに、ロボット１１０と回転装置１６０の動作を同期させるためのティーチングも細かいものとなり、このティーチングの時間に多大な工数を要するものであった。
【０００８】
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、ローラを予備曲げローラと本曲げローラで構成して、ロボットにこれらローラを支持させてローラの持ち替えをすることなく、予備曲げと本曲げを連続して行うことを可能にしたロールヘミング加工方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る請求項１に記載のロールヘミング加工方法は、外周フランジを起立せしめたアウタパネルにインナパネルを重ねた状態で両パネルを下型上に位置決め載置し、アウタパネルの外周フランジをロボットアームに回転自在に支持させたローラにより押圧してインナパネル側に折り曲げることにより、アウタパネルとインナパネルとを一体化するロールヘミング加工方法であって、ロボットアームにアウタパネルの外周フランジを予備曲げする予備曲げローラと、該予備曲げローラの後段に位置して予備曲げローラにより予備曲げされた外周フランジを本曲げする本曲げローラとを取り付け、ロボットアームでこれら両ローラを下型上に位置決めされたアウタパネルの外周フランジに沿って移動させ、両ローラで外周フランジの予備曲げと本曲げを連続して行うとともに、
曲率半径の小さい円弧状のコーナ部は、本曲げローラを外周フランジから離して予備曲げローラによる予備曲げのみを行い、その後、本曲げローラをコーナ部に案内して本曲げを行うことを特徴とする。
【００１０】
よって、先行する予備曲げローラがまずアウタパネルの外周フランジをインナパネル側に予備曲げし、連続して予備曲げローラの後段に位置する本曲げローラが予備曲げされた外周フランジを本曲げしながら、両ローラが被ヘミング材の周囲を一周することによりヘミング加工が完了するので、二周する必要のある従来のヘミング加工方法より加工時間が略２分の１になり、加工効率を向上することができる。
また、予備曲げローラと本曲げローラとで予備曲げと本曲げを連続して行うことが困難な曲率半径の小さい円弧状のコーナ部においては、本曲げローラを外周フランジから離して予備曲げローラのみで予備曲げを行い、その後、本曲げローラを各コーナ部に案内して本曲げするようにしたので、曲率半径の小さい円弧状のコーナ部を有する被ヘミング材のロールヘミング加工にも対応できる。
【００１１】
また、本発明に係る請求項２に記載のロールヘミング加工方法は、請求項１に記載のロールヘミング加工方法において、本曲げローラに対する予備曲げローラの相対角度を可変とし、ヘミング加工部位に応じて予備曲げ角度を変化させながらヘミング加工することを特徴とする。
よって、ヘミング加工する被ヘミング材の外周フランジに伸びフランジあるいは縮みフランジが混在するような場合に、予備曲げローラによる予備曲げ角度を伸びフランジあるいは縮みフランジに対応して変化させることにより、予備曲げ時におけるフランジの波打ちを防止して精度の高いヘミング加工を行うことができる。
【００１２】
また、本発明に係る請求項３に記載のロールヘミング装置は、外周フランジを起立せしめたアウタパネルにインナパネルを重ねた状態で両パネルを下型上に位置決め載置し、アウタパネルの外周フランジをロボットアームに回転自在に支持させたローラにより押圧してインナパネル側に折り曲げることにより、アウタパネルとインナパネルとを一体化するロールヘミング装置において、ロボットアームに、下型に設けたガイド面を転動して下型上に位置決めされたアウタパネルの外周フランジを予備曲げする予備曲げローラと、該予備曲げローラの後段に位置して予備曲げローラにより予備曲げされた外周フランジを連続して本曲げする本曲げローラとを取り付けるとともに、曲率半径の小さい円弧状のコーナ部は、本曲げローラを外周フランジから離して予備曲げローラによる予備曲げのみを行い、その後、本曲げローラをコーナ部に案内して本曲げを行うようにティーチングしたことを特徴とする。
よって、ロボットアームに予備曲げローラと本曲げローラの両ローラを支持させて、予備曲げローラで予備曲げし、連続して本曲げローラにより本曲げすることにより、予備曲げと本曲げがほぼ同時に行われつつヘミング加工が進行するので、ロボットのティーチングは一周分でよく、ヘミング加工時間も短縮できる。
【００１３】
また、本発明に係る請求項４に記載のロールヘミング装置は、請求項４に記載のロールヘミング装置において、両ローラの進行方向正面視において、予備曲げローラが本曲げローラに対して傾斜する姿勢で支持されるように、ブラケットを介して両ローラをロボットアームに取り付けたことを特徴とする。
よって、予備曲げローラを下型のガイド面に沿って移動させるだけで、本曲げローラが略面直に外周フランジを押圧する姿勢で追従することができ、しかも、両ローラの相対的な取付角度が常に一定に保たれるので、両ローラが被ヘミング材の外周フランジに当接する条件や、折り曲げる条件もほとんど変化しないため、ヘミング加工の品質を向上することができる。
【００１４】
また、本発明に係る請求項５に記載のロールヘミング装置は、請求項５に記載のロールヘミング装置において、前記ブラケットと予備曲げローラ間に、本曲げローラに対する予備曲げローラの相対角度を可変させる可変機構を介在させたことを特徴とする。
よって、ヘミング加工する被ヘミング材の外周フランジに伸びフランジあるいは縮みフランジが混在する場合でも、それらに対応して予備曲げローラによる予備曲げ角度を補正することができるので、予備曲げ時におけるフランジの波打ちを防止して精度の高いヘミング加工ができ、ヘミング部の見栄えが向上する。
【００１５】
また、本発明に係る請求項６に記載のロールヘミング装置は、請求項６に記載のロールヘミング装置において、前記可変機構が、前記ブラケットに固定され、予備曲げローラの先端を中心とする円弧状のガイドブロックと、該ガイドブロックに案内されて摺動し、下端で予備曲げローラを支持するスライドブロックと、スライドブロックの上端に固着され、前記ガイドブロックと同心の円弧状のラックと、ラックに噛み合うピニオンおよび該ピニオンを回転駆動するブラケット側に固定のサーボモータとからなることを特徴とする。
よって、サーボモータによりピニオンを回転させ、これに噛み合うラックおよびラックと一体のスライドブロックをガイドブロックに沿って摺動させることにより、本曲げローラに対する予備曲げローラの相対角度を変化させることができる。本構成によれば、ヘミング加工時に予備曲げローラが受ける反力をガイドブロックが面で受けるのでガタが発生しにくいとともに、ヘミング加工中における予備曲げ角度の補正が可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るロールヘミング加工方法およびロールヘミング装置の実施の形態について図面を参照して以下に説明する。
ここで、図１は、本発明のロールヘミング装置の全体を示す側面図である。図２から図７は本発明の第１の実施の形態を示す図である。図８から図１３は本発明の第２の実施の形態を示す図である。
【００１７】
（第１の実施の形態の構成）
本発明に係るロールヘミング装置の第１の実施の形態の構成について説明する。ロールヘミング装置１０は、図１に示すように、従来と同様に外周フランジＰｆを起立せしめたアウタパネルＰｏを下型５０に載置し、その上にインナパネルＰｉを、該インナパネルＰｉの外周縁Ｐｇが前記アウタパネルＰｏの外周フランジＰｆの内側に位置するように載置し、ロボット１０１のロボットアーム１１の先端に設けられたローラ支持部１２に取り付けた２つのローラ２０、３０の押圧力により、前記アウタパネルＰｏの外周フランジＰｆをインナパンネルＰｉ側に折り曲げることにより、被ヘミング材ＷであるアウタパネルＰｏとインナパネルＰｉとを一体化するものである。
【００１８】
本発明は、このアウタパネルＰｏの外周フランジＰｆをインナパネルＰｉ側に折り曲げるために、ロボットアーム１１の先端に設けられたローラ支持部１２に２つのローラ２０、３０を取り付けた構造に特徴を有し、第１の実施の形態では図２に示すように、１つのローラ３０は略垂直に起立している本曲げローラであり、他の１つのローラ２０は予備曲げローラで、正面視で本曲げローラ３０に対して略４５°の相対角度を持って固定的に取り付けられている。
なお、ローラ２０、３０は、図２の正面図で紙面に直角の方向がローラ２０、３０の進行方向であり、図３の側面図で左方を前方として移動する。また、図４は、図２の矢印IVから見た予備曲げローラ２０のみを記載したものである。
また、図３に示すように、両ローラの支持軸２０１、３０１は、側面視においては平行である。
【００１９】
この２つのローラ２０、３０の取付構造をさらに詳細に説明すると、ロボットアーム１１のローラ支持部１２に、図５に示すようなローラ取付板１３が４つのねじ孔で構成されるねじ孔群Ｄにボルトを挿通することにより、ねじ止めされる。
このローラ取付板１３は、厚板鋼板を削りだしたもので、図５の右側半分の手前側に本曲げローラ３０を取り付けるための横方向の２つのねじ孔で構成される上部ねじ孔群Ａと、縦方向の３つのねじ孔で構成される下部ねじ孔群Ｂが設けられている。
また、左側半分の裏面に予備曲げローラ２０取付用のブラケット１４をボルト締めするための４つのねじ孔で構成されるねじ孔群Ｃが設けられている。なお、ローラ取付板１３の本曲げローラ３０を取り付けるためのねじ孔群Ｂの範囲と、ブラケット１４を取り付けるためのねじ孔群Ｃの範囲は、取付ガタをなくすために僅かな深さで板厚方向に削り込んである。
【００２０】
次に、予備曲げローラ２０取付用のブラケット１４は、図６に示すように、ローラ取付板１３のねじ孔群Ｃでローラ取付板１３に取り付けられる垂直板１４１と、この垂直板１４１に対して略４５°の傾斜で垂直板１４１の下端と溶接された傾斜板１４２と、これら垂直板１４１と傾斜板１４２との間に橋架された略三角形の補強リブ板１４３とから構成されている。
そして、傾斜板１４２には、図６の傾斜板１４２の裏側に予備曲げローラ２０を取り付けるための横方向の２つのねじ孔からなるねじ孔群Ｅと、縦方向の３つのねじ孔からなるねじ孔群Ｆが設けられている。このねじ孔群Ｅ、Ｆはローラ取付板１３のねじ孔群Ａ、Ｂと同一の関係に設定されている。
【００２１】
つぎに、上述したローラ取付板１３およびブラケット１４への２つのローラ２０、３０の取付構造を図２、図３、図４に基づき説明する。なお、ローラ取付板１３の右半分への本曲げローラ３０の取付構造と、ブラケット１４の傾斜板１４２の裏面への予備曲げローラ２０の取付構造とは全く同一である。
すなわち、ローラ取付板１３の上方のねじ孔群Ａは、水平に２つ並んだねじ孔であり、このねじ孔に、本曲げローラ３０を常時下方に押圧するガススプリング３１をローラ取付板１３に固定するための固定金具３２をボルト締めする。
なお、このねじ孔群Ａの周囲に４つのねじ孔で構成するねじ孔群Ｄは、前述したように、このローラ取付板１３をロボットアーム１１の先端に設けられたローラ支持部１２に固定するためのねじ孔である。
【００２２】
ガススプリング３１の下方に突出したピストンロッドの先端には、凸断面の接続金具３１１が取り付けられており、一方、上端に表裏のコ字を対向させたような凹断面の接続部３３１を有し、下端に本曲げローラ３０の支持軸３０１を挿通するローラ保持孔３３２を設けたスライド板３３が、上端の接続部３３１において接続金具３１１と接続されている。
【００２３】
スライド板３３は、略矩形断面で、その周囲をガイド３４で上下にスライド可能に保持されている。ガイド３４は、凹断面のベース３４１とその開口部を閉鎖するヘッド３４２とから構成され、ベース３４１の底部でねじ孔群Ｂの縦に並んだ３つのねじ孔でローラ取付板１３の下方にねじ止めされ、ローラ取付板１３に固定される。ベース３４１の側面開口部からスライド板３３を挿入し、ヘッド３４２を被せてヘッド３４２をベース３４１にねじ止めして、スライド板３３を上下に摺動可能に保持する。
【００２４】
スライド板３３の下端に設けられたローラ保持孔３３２に本曲げローラ３０の支持軸３０１を挿通して、ナット３０２により支持軸３０１を締め付けることにより、本曲げローラ３０を回転自在に、かつスライド板３３を介してローラ取付板１３に上下スライド可能に取り付けている。
【００２５】
次に、予備曲げローラ２０のブラケット１４の傾斜板１４２への取付構造は、前述したように本曲げローラ３０のローラ取付板１３への取付構造と同様に、傾斜板１４２のねじ孔群Ｅに固定金具３２をねじ止めしてガススプリング３１を固定し、ねじ孔群Ｆにガイド３４のベース３４１をねじ止めしてスライド板３３を挿入してヘッド３４２を被せ、ベース３４１にヘッド３４２をねじ止めするとともに、スライド板３３の上端の接続部３３１とガススプリング３１の接続金具３１１とを接続し、スライド板３３の下端のローラ保持孔３３２に予備曲げローラ２０の支持軸２０１を挿入してナット２０２で締め付けることにより、予備曲げローラ２０を保持する。
【００２６】
このように予備曲げローラ２０を取り付けたブラケット１４のローラ取付板１３への取り付けは、ローラ取付板１３の本曲げローラ３０の取付面と反対側の面に、ブラケット１４の垂直板１４１がねじ孔群Ｃの４つのねじ孔に挿通されるボルトにより固定されることで行われる。
したがって、ローラ取付板１３に対してブラケット１４の傾斜板１４２が略４５°の角度で取り付けられることとなり、両ローラの進行方向正面視において、予備曲げローラ２０が本曲げローラ３０に対して略４５°の相対角度を有して取り付けられることとなる。
また、両ローラ２０、３０の進行方向側面視においては、図３で明らかなように、両ローラの支持軸２０１、３０１は平行で、両ローラが相互に干渉しない距離だけ離間している。
【００２７】
（第１の実施の形態の作用）
次に、以上のように構成した第１の実施の形態のロールヘミング装置１０を用いて行うロールヘミング加工方法について、図７の断面図に基づき、説明する。
まず、ヘミング加工のはじめは、ロボットアーム１１の先端に取り付けた２つのローラ２０、３０を被ヘミング材Ｗの一般の（コーナ部ではない）外周フランジＰｆに当接するところから始める。
すなわち、２つのローラ２０、３０を前進させながら予備曲げローラ２０を被ヘミング材Ｗの適所の外周フランジＰｆに斜め外側から当接して、ガススプリング３１の押圧力で、外周フランジＰｆをインナパネルＰｉ側に折り曲げながら下型５０のガイド面５１上に沿わせる。このとき、後方の本曲げローラ３０は予備曲げローラ２０より上方に持ち上げて、まだ予備曲げされていない外周フランジＰｆに当接しないようにロボット１０１をティーチングする。
【００２８】
この状態で２つのローラをさらに前進させて、後方の本曲げローラ３０が予備曲げされた外周フランジＰｆの領域に到達したときに、持ち上がっていた本曲げローラ３０を予備曲げされている外周フランジＰｆに当接するまで下げて、さらに外周フランジＰｆをガススプリング３１の押圧力で押圧し、外周フランジＰｆを本曲げする。
この定常状態では、前方の予備曲げローラ２０が下型５０のガイド面５１に案内されて外周フランジＰｆを矢印Ａの位置まで予備曲げしつつ、後方の本曲げローラ３０で外周フランジＰｆを矢印Ｂの位置まで本曲げしながら被ヘミング材Ｗの周囲を一周することにより、ヘミング加工を完了する。
【００２９】
つぎに、被ヘミング材Ｗのコーナ部は曲率半径が小さいため、２つのローラは予備曲げと本曲げをしながらではコーナ部を曲がることはできない。すなわち、図１４に示すように、両ローラの中心位置がイの状態から、先行する予備曲げローラ２０による予備曲げを行ってコーナ部を曲がるロの状態になると、追従する本曲げローラ３０が外周フランジＰｆからはずれ、本曲げができない。この本曲げができない状態は、両ローラ２０、３０がコーナ部を曲がりきってさらに暫く進み、本曲げローラ３０が外周フランジＰｆに当接できる直前まで続く。
したがって、この間は予備曲げローラ２０による予備曲げのみを行う。すなわち、予備曲げは被ヘミング材Ｗの略全周を予備曲げローラ２０が離れることなく連続して行うようにロボット１０１をティーチングする。
【００３０】
このような状態で一周のヘミング加工を行い、その後、ロボットアーム１１を各コーナ部に順次案内し、本曲げローラ３０をすでに予備曲げされている外周フランジＰｆに当接してコーナ部の本曲げを行う。これをコーナの箇所数だけ行って、ヘミング加工を終了する。コーナ部のヘミング加工を、上記のような方法で行うことにより、本発明のロールヘミング装置により被ヘミング材Ｗのヘミング加工を行うことができる。
【００３１】
このように、本発明に係るロールヘミング装置１０が、ローラを、下型５０に設けたガイド面５１を転動して外周フランジＰｆを予備曲げする予備曲げローラ２０と、予備曲げされた外周フランジＰｆをインナパネルＰｉ上に本曲げする本曲げローラ３０とで構成し、両ローラ２０、３０をロボットアーム１１に取り付けた構成としたので、ローラが被ヘミング材Ｗの外周を一周するだけでヘミング加工が完了でき、加工時間の短縮が可能となった。
【００３２】
（第２の実施の形態の構成）
次に、本発明に係るロールヘミング装置の第２の実施の形態の構成について説明する。この第２の実施の形態は、前述の第１の実施の形態の予備曲げローラ２０と本曲げローラ３０の進行方向正面視における相対角度を変化させることができるようにしたものである。
【００３３】
第２の実施の形態の構成を説明する前に、この相対角度を変化させる必要性を説明すると、図１７に示すような車両の蓋物の被ヘミング材Ｗの多くは、外形線が三次元の曲線で、被ヘミング材Ｗを下型５０に載置した状態で下型５０に接する面が凸面となる形状が多い。
【００３４】
一般的に、図１８（Ａ）に示すように、金属板の曲げ加工において、平面視で凸形状部分のフランジＨｃは、フランジＨｃが元の展開形状より短くなるので縮みフランジとなる。
これに対して、図１８（Ｂ）に示すように、平面視で凹形状部分のフランジＨｔは、フランジＨｔが元の展開形状より長くなるので伸びフランジとなる。そして、図１８（Ａ）、（Ｂ）に示す金属板が下方に湾曲する場合は、縮みの度合いがさらに強くなる。この場合、フランジＨｃ、Ｈｔが平面視で直線であっても、下方に湾曲する場合は、縮みフランジとなる。
【００３５】
このことを図１７の被ヘミング材Ｗに当てはめて考えると、辺Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうち、辺Ａは、下方への湾曲は顕著ではなく略平板状で、平面視で凹形状であり伸びフランジである。辺Ｂは、平面視で直線形状であるが下方へ湾曲しており、この点で縮みフランジである。また、辺Ｃ、Ｄはいずれも平面視で凸形状をしているので縮みフランジであるが、特に辺Ｃは下方へ大きく湾曲し、縮みの度合いが大きい。
【００３６】
これらの各辺を予備曲げする場合、辺Ａのフランジを予備曲げローラ２０により予備曲げすると、外周フランジＰｆが伸びフランジであるため、スプリングバック量が大きい。したがって、伸びフランジの場合は、予備曲げ角度を標準の４５°よりきつくして３０°程度にするのがよい。
【００３７】
しかし、辺Ｂ、Ｃのフランジは縮みの度合いが大きいため、予備曲げローラ２０で予備曲げすると、外周フランジＰｆの材料が余り気味になるため、外周フランジＰｆが波を打つという問題が生じる。そして、この状態で外周フランジＰｆを本曲げすると、ヘミング部にしわが発生し、見苦しいものとなる。したがって、縮みフランジの場合は、予備曲げ角度を標準の４５°より甘くして６０°程度とすることが望ましい。
【００３８】
そこでこの第２の実施の形態は、両ローラ２０、３０の進行方向正面視において、予備曲げローラ２０が本曲げローラ３０に対して傾斜する姿勢で支持されるようにブラケット５１４を介して両ローラ２０、３０をロボットアーム１１に取り付けるとともに、本曲げローラ３０に対する予備曲げローラ２０の相対角度を可変させる可変機構をブラケット５１４と予備曲げローラ２０間に介在させたものである。
なお、この第２の実施の形態では、両ローラ２０、３０による被ヘミング材の外周フランジの押圧方向をロボットアーム１１の手首部１１ａの軸線と一致させて、手首部１１ａに曲げモーメントによる過大な負荷がかからないようにしている。
【００３９】
詳細には、図８に示すように、ロボットアーム１１の手首部１１ａのローラ支持部１２にブラケット５１４の天板５１４５をボルト締めして両ローラ２０、３０をロボットアーム１１に取り付けている。
ブラケット５１４は、前述の天板５１４５から垂直に、図９に示す両ローラ２０、３０の進行方向に対する側面で、予備曲げローラ２０を左右で支持する右縦板５１４２、左縦板５１４３、および該右縦板５１４２とで本曲げローラ３０を支持する垂直板５１４１が溶接により取り付けられている。
なお、図８ならびに図１２（Ａ）、（Ｂ）では左縦板５１４３の一部を欠載し、二点鎖線で表示してある。
【００４０】
垂直板５１４１と右縦板５１４２の間の本曲げローラ３０の後側には、この垂直板５１４１と右縦板５１４２とを結ぶ後板５１４４が、天板５１４５に対して垂直に溶接されて、これら垂直板５１４１と右縦板５１４２と後板５１４４とで側面に開口するコ字形を呈している。このコ字形断面の上下方向の途中で、天板５１４５と平行な上蓋５１４６が三方を溶接されて取り付けられ、この上蓋５１４６の下面に後述するエアシリンダ５３１が取り付けられている。
【００４１】
この後板５１４４の下端に、本曲げローラ３０のスライド板５３３を上下にスライド可能に支持するガイド５３４の凹断面のベース５３４１が、その底部でボルト締めされ、該スライド板５３３をベース５３４１に挿入した状態でヘッド５３４２を被せてガイド５３４を形成している。
【００４２】
このガイド５３４の上方の前述した上蓋５１４６の下面に、エアシリンダ５３１がそのピストンヘッド５３１１を下側に向けて取り付けられ、該ピストンヘッド５３１１は前記スライド板５３３の上端がピストンヘッド５３１１の下端に当接するまで上昇したときにスライド板５３３を下方へ押圧するように配置されている。
スライド板５３３の下端に設けたローラ保持孔５３３２に、そのスライド方向に対して直角方向に挿通した支持軸５３０１とナット５３０２により本曲げローラ３０を回転自在に支持している。
【００４３】
一方、予備曲げローラ２０は、図８に示すように、本曲げローラ３０に対して４５゜の相対角度を基準に±２０゜、即ち、本曲げローラ３０に対する相対角度を２５゜から６５゜の範囲で変化できるように支持されている。
【００４４】
すなわち、予備曲げローラ２０と、予備曲げローラ２０をその支持軸６２０１とナット６２０２により支持するスライド板６３３を予備曲げローラ２０の押圧方向と同一方向にスライド支持するガイド６３４と、スライド板６３３の上端を押圧するエアシリンダ６３１との取付関係は、本曲げローラ３０の取付関係と略同一であり、これらを収納するように、ブラケット５１４の右縦板５１４２と左縦板５１４３との間に、スライド板６３３を上下にスライド可能に挿入した状態でガイド６３４のヘッド６３４２を被せて支持する凹断面のベース６３４１を、その底部でボルト締めして支持する後板６１４４と、後板６１４４の左右に溶接される右縦板６１４２、左縦板６１４３とにより、予備曲げローラ２０の進行方向に直角な方向に開口するコ字型の箱状の予備曲げローラ２０用のブラケット６１４が収容されている。
【００４５】
ブラケット６１４の上端は、上蓋６１４６により塞がれ、この上蓋６１４６の下面にエアシリンダ６３１がそのピストンヘッド６３１１を下側に向けて取り付けられる。該ピストンヘッド６３１１は前記スライド板６３３の上端がピストンヘッド６３１１の下端に当接するまで上昇したときにスライド板６３３を下方へ押圧するように配置されている。
【００４６】
エアシリンダ６３１の左右の側面に対応する左右の縦板６１４２、６１４３の外側に、図１０の斜視図及び図１１の断面図に示すように、後述する凸断面で湾曲するガイドブロック６４０に上下で摺動可能に嵌合するスライドブロック６４５１、６４５２がボルト締めされている。
なお、図１０の斜視図は、ブラケット５１４の天板５１４５や左縦板５１４３を省略して描いてある。
【００４７】
この凸断面のガイドブロック６４０は、ブラケット５１４の左右の縦板５１４２、５１４３の対向する内側の面に、凸断面の凸部を当接してボルト締めされている。したがって、ガイドブロック６４０と左右の縦板５１４２、５１４３とにより、上下のガイド溝６４５３を形成する。このガイド溝６４５３に、スライドブロック６４５１、６４５２の上下端の半凸断面部が係合する。
ガイドブロック６４０の湾曲は、予備曲げローラ２０の先端を中心とする半径Ｒ１で描かれる円弧状であり、ガイドブロック６４０の長さは、予備曲げローラ２０の本曲げローラ３０に対する相対角度を４５゜±２０゜の範囲で変化させることが可能な長さとなっている。
【００４８】
エアシリンダ６３１の上方の上蓋６１４６の上面には、ガイドブロック６４０と同心円の半径Ｒ２の歯部を有するラック６６４が取り付けられている。ラック６６４の歯部は、ブラケット５１４の側面後方に支持したサーボモータ６６３の回転軸に取り付けたピニオン６６５と噛み合っている。
【００４９】
（第２の実施の形態の作用）
次に、前述のように構成した第２の実施の形態のロールヘミング装置５１０を用いて行うロールヘミング加工方法について説明する。なお、本第２の実施の形態のロールヘミング装置５１０は、前述したように、予備曲げローラ２０の本曲げローラ３０に対する相対角度を変化させて予備曲げ角度をヘミング加工部位に応じて補正できるようにした点に特徴を有するので、この点を主体に図１７に示した被ヘミング材Ｗをヘミング加工する例で説明する。
【００５０】
被ヘミング材ＷのＢ部とＣ部の間の角（イ）をスタートして図で反時計回りにヘミング加工しようとする場合、先に説明したようにＣ、Ｄ部は縮みフランジのため、予備曲げローラ２０は外周フランジＰｆに対して、図１２（Ａ）と図１３（Ａ）に示すように、本曲げローラ３０に対する相対角度が６０゜の甘い角度で当接するように、サーボモータ６６３によりピニオン６６５を回転させ、ラック６６４およびこれと一体のスライドブロック６４５１、６４５２をガイドブロック６４０に沿って移動させる。この状態でロボットアーム１１をヘミング方向に移動させると、まず予備曲げローラ２０により外周フランジＰｆを約６０゜の角度まで予備曲げし、続いて本曲げローラ３０で本曲げしながらヘミング加工を行っていく。
【００５１】
そして、角（ロ）を通ってＤ部に入るが、ここも縮みフランジであるので、本曲げローラ３０に対する予備曲げローラ２０の相対角度はそのままの６０°で進行する。角（ハ）（ニ）（ホ）間はＣ部、Ｄ部と対称であり、同じく縮みフランジであるので、本曲げローラ３０に対する予備曲げローラ２０の相対角度はそのままで進行する。
角（ホ）（ヘ）間、即ち対称のＢ部は、縮みフランジであるが、縮みの度合いは弱いので、本曲げローラ３０に対する予備曲げローラ２０の相対角度は標準の４５゜に戻してヘミング加工を行う。（図７、図８の状態）
角（ヘ）（ト）（チ）間は伸びフランジであるので、本曲げローラ３０に対する予備曲げローラ２０の相対角度を図１２（Ｂ）、図１３（Ｂ）に示すように、約３０゜のきつい角度に変更して予備曲げし、続いて本曲げローラ３０で本曲げしながらヘミング加工を行う。
【００５２】
上記のような、本曲げローラ３０に対する予備曲げローラ２０の相対角度をヘミング加工部位に応じて変化させながらヘミング加工を行うことは、ロボット１０１の外部軸としてサーボモータ６６３を回転させることで可能になる。
【００５３】
このように、予備曲げローラ２０の本曲げローラ３０に対する相対角度を変化可能に、両ローラ２０、３０をロボットアーム１１に取り付ける構成とすれば、被ヘミング材Ｗの外周フランジＰｆに縮みフランジと伸びフランジが混在していても、上記相対角度を変化させて予備曲げ角度を補正しながら精度の高いヘミング加工ができ、ヘミング品質の向上が図れる。
【００５４】
なお、本発明は前記実施の形態のものに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施の形態では、下型を固定したもので説明したが、これに限られず、下型も回動する構成にして、常にロボットの手前側半分でヘミング加工するようにすれば、ロボットアームの長さが短いものでよく、設備費が低減できる。
また、予備曲げローラと本曲げローラとの相対角度を４５°に固定あるいは±２０°の範囲で変化可能のもので説明したが、これに限られず、要するに、予備曲げローラが本曲げローラに対して両ローラの進行方向正面視において傾斜する姿勢で支持されるようにしたものであればよい。
また、コーナ部のヘミング加工方法において、コーナ部が円弧状の場合で説明したが、コーナ部が２本の線が交差した角で構成されている場合は、一辺の予備曲げ、本曲げを終了し、改めて他辺の予備曲げ、本曲げを開始するようにロボットをティーチングすればよい。
【００５５】
【発明の効果】
本発明は、外周フランジを起立せしめたアウタパネルにインナパネルを重ねた状態で両パネルを下型上に位置決め載置し、アウタパネルの外周フランジをロボットアームに回転自在に支持させたローラにより押圧してインナパネル側に折り曲げることにより、アウタパネルとインナパネルとを一体化するロールヘミング加工方法において、ロボットアームにアウタパネルの外周フランジを予備曲げする予備曲げローラと、該予備曲げローラの後段に位置して予備曲げローラにより予備曲げされた外周フランジを本曲げする本曲げローラとを取り付け、ロボットアームでこれら両ローラを下型上に位置決めされたアウタパネルの外周フランジに沿って移動させ、両ローラで外周フランジの予備曲げと本曲げを連続して行うようにしたので、下型を回転させる複雑な機構を採用することなく、安価な構成でヘミング加工の時間を短縮することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一の実施の形態に係るロールヘミング装置の全体を示す側面図である。
【図２】本発明の第一の実施の形態に係るロールヘミング装置のローラ支持部の拡大正面図である。
【図３】本発明の第一の実施の形態に係るロールヘミング装置のローラ支持部の拡大側面図である。
【図４】図２の矢印IVに沿う矢視図である。
【図５】本発明の第一の実施の形態に係るロールヘミング装置のローラ取付板の斜視図である。
【図６】本発明の第一の実施の形態に係るロールヘミング装置の予備曲げローラを取り付けるブラケットの斜視図である。
【図７】本発明の第一の実施の形態に係るロールヘミング装置を用いてヘミング加工する状態を示した正面断面図である。
【図８】本発明の第二の実施の形態に係るロールヘミング装置のローラ支持部の正面図である。
【図９】本発明の第二の実施の形態に係るロールヘミング装置のローラ支持部の側面図である。
【図１０】本発明の第二の実施の形態に係るロールヘミング装置のローラ支持部の一部省略斜視図である。
【図１１】図８の矢印XI−XI線に沿う断面図である。
【図１２】本発明の第二の実施の形態に係るロールヘミング装置の本曲げローラに対する予備曲げローラの相対角度が、（Ａ）は６０°の場合、（Ｂ）は３０°の場合の正面図である。
【図１３】本発明の第二の実施の形態に係るロールヘミング装置を用いて、本曲げローラに対する予備曲げローラの相対角度が、（Ａ）は６０°の場合、（Ｂ）は３０°の場合でヘミング加工する状態を示した正面断面図である。
【図１４】本発明の一の実施の形態に係るロールヘミング装置によるコーナ部のヘミング加工方法を示す概略平面図である。
【図１５】従来のロールヘミング装置の全体を示す側面図である。
【図１６】従来のロールヘミング装置のローラ支持部を示す側面図である。
【図１７】被ヘミング材の一例を示す平面図である。
【図１８】（Ａ）は一般的な縮みフランジを説明する斜視図であり、（Ｂ）は一般的な伸びフランジを説明する斜視図である。
【符号の説明】
１０、５１０          ロールヘミング装置
１１                  ロボットアーム
１２                  ローラ支持部
１３                  ローラ取付板
１４、５１４          ブラケット
２０                  予備曲げローラ
３０                  本曲げローラ
３１                  ガススプリング
３３、５３３，６３３  スライド板
３４、５３４，６３４  ガイド
５０                  下型
５１                  ガイド面
５３１、６３１        エアシリンダ
６４０                ガイドブロック
６４５１，６４５２    スライドブロック
６６３                サーボモータ
６６４                ラック
６６５                ピニオン
Ｗ                    被ヘミング材
Ｐｆ                  外周フランジ
Ｐｇ                  外周縁
【図１】
0003664085.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003664085.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
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