(57)【要約】【課題】装置を小型化すると共に、ラインの稼働率を向上させることができる加工装置を提供する。【解決手段】ワークＷに対してカール成形とシーム成形を同一の方向から行う加工装置１０であって、ワークＷを載置する金型Ｍが設けられる設置台３０と、設置台３０に立設されて一方向に延びた支柱３２と、支柱３２に設けられた加工ヘッド３４と、加工ヘッド３４を昇降する昇降機構３６とを備える。加工ヘッド３４は、ワークＷに対してカール成形を行うカールパンチ５８と、カールパンチ５８よりも上方前方に位置し、且つワークＷに対してシーム成形を行うシームパンチ６２と、カールパンチ５８とシームパンチ６２とが設けられる共通のベース４８とを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに対して２種類の加工を同一の方向から行う加工装置であって、
ワークに対して第１の加工を行う第１加工手段と、
前記第１加工手段よりも上方前方に位置し、且つ前記ワークに対して第２の加工を行う第２加工手段と、
前記第１加工手段と前記第２加工手段とが設けられる共通のベースと、
前記共通のベースを駆動する駆動手段と、を備えることを特徴とする加工装置。
【請求項２】
請求項１記載の加工装置において、
前記第１の加工時に該ワークを押さえる第１パッドと、
前記第１パッドよりも上方前方に位置し、且つ前記第２の加工時に該ワークを押さえる第２パッドと、
前記第１パッドと前記第２パッドが設けられ、且つ前記共通のベースに対して該共通のベースの昇降方向にスライド可能に設けられた共通のスライダと、を備えることを特徴とする加工装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の加工装置において、
前記共通のベースを前後方向に駆動する駆動手段をさらに備えることを特徴とする加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに対して２種類の加工を同一の方向から行う加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数のワークの縁部を締結する方法として、巻きパンチで各ワークの端部を断面略円弧状に成形した（カール成形を行った）後に、本曲げパンチで前記円弧状の部位を扁平に変形させる（シーム成形を行う）方法が知られている（非特許文献１参照）。
【０００３】
そして、非特許文献１の図２及び図４には、先ず、ワークを巻き金型（カール成形用の金型）に載置した状態で巻きパンチにてカール成形を行い、次いで、カール成形が行われたワークを曲げ金型（シーム成形用の金型）に載せ換えて曲げパンチにてシーム成形を行うことにより、カール成形とシーム成形を同一の方向から行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】発明協会公開技報番号２００４−５０２２９６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した非特許文献１は、巻きパンチを駆動するプレスマシン（加圧源）と、曲げパンチを駆動する加圧源とを用意する必要があると共に、巻き金型及び曲げ金型といった２種類の金型を用意する必要があるため、装置が大型化する。
【０００６】
また、ワーク形状が変わる毎に金型交換段取りが必要となるため、ラインの稼働率が低下することがある。
【０００７】
本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、装置を小型化すると共に、ラインの稼働率を向上させることができる加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る加工装置は、ワークに対して２種類の加工を同一の方向から行う加工装置であって、ワークに対して第１の加工を行う第１加工手段と、前記第１加工手段よりも上方前方に位置し、且つ前記ワークに対して第２の加工を行う第２加工手段と、前記第１加工手段と前記第２加工手段とが設けられる共通のベースと、前記共通のベースを昇降する昇降手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
このような構成によれば、ワークを所定位置に設置した状態で、昇降手段にて共通のベースを降下し、第１加工手段にて該ワークに対して第１の加工を行った後に、前記共通のベースと該ワークとの相対位置を調整し、前記昇降手段にて該共通のベースを降下することにより、第２加工手段にて該ワークに対して第２の加工を行うことができる。つまり、１つの昇降手段（加圧源）を用いて２種類の加工を同一の方向から行うことができる。また、前記ワークと前記共通のベースとの相対位置を調整するだけで、第１の加工と第２の加工を切り替えることができるので、前記ワークを載置するための金型を１つにまとめることができる。これにより、２種類の金型と２つの加圧源を用いてワークを加工する場合と比較して加工装置を小型化することができる。さらに、金型を１つにまとめることで、前記ワークを別の金型に載せ換える必要も無いので、ラインの稼働率を向上させることができる。
【００１０】
なお、本願発明に係る加工装置では、第２加工手段を第１加工手段よりも上方前方に位置しているので、ワークに対して第２の加工を行う際に、第１加工手段がワークや金型に当たることはない。
【００１１】
また、前記第１の加工時に該ワークを押さえる第１パッドと、前記第１パッドよりも上方前方に位置し、且つ前記第２の加工時に該ワークを押さえる第２パッドと、前記第１パッドと前記第２パッドが設けられ、且つ前記共通のベースに対して該共通のベースの昇降方向にスライド可能に設けられた共通のスライダと、を備えてもよい。
【００１２】
そうすると、第１パッドと第２パッドとを共通のベースに設けているので、前記第１パッドと前記第２パッドの加圧源として昇降手段を用いることができる。つまり、第１加工手段及び第２加工手段の加圧源と、前記第１パッド及び前記第２パッドの加圧源とを昇降手段で兼用することができる。これにより、加工装置を一層小型化することができる。また、前記第１パッドと前記第２パッドを共通のスライダに設けているので、前記第１パッドと前記第２パッドを別々のスライダに設ける場合と比較して、加工装置が簡易な構成となる。
【００１３】
さらに、前記共通のベースを前後方向に駆動する駆動手段をさらに備えてもよい。これにより、第１の加工を行った後に、駆動手段にて共通のベースを駆動することでワークと共通のベースとの相対位置を簡単に調整することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、第１加工手段と第２加工手段とを共通のベースに設け、該共通のベースを昇降手段にて昇降するので、１つの昇降手段（加圧源）を用いて２種類の加工を同一の方向から行うことができる。また、前記ワークと前記共通のベースとの相対位置を調整するだけで、第１の加工と第２の加工を切り替えることができるので、前記ワークを載置するための金型を１つにまとめることができる。これにより、２種類の金型と２つの加圧源を用いてワークを加工する場合と比較して装置を小型化することができる。さらに、金型を１つにまとめることで、前記ワークを別の金型に載せ換える必要も無いので、ラインの稼働率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係る加工装置の斜視図である。
【図２】加工ヘッドの一部分解斜視図である。
【図３】図２の加工ヘッドを組み立てた状態を示す斜視図である。
【図４】本実施形態に係る加工装置を用いて、ワークの縁部を巻締め加工する手順を示したフローチャートである。
【図５】加工ヘッドを初期位置に停止させた状態を示す側面図である。
【図６】カール成形を行っている状態を示す側面図である。
【図７】前記カール成形を行っている状態を示す拡大断面図である。
【図８】加工装置本体を後退させた状態を示す側面図である。
【図９】シーム成形を行っている状態を示す側面図である。
【図１０】前記シーム成形を行っている状態を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る加工装置について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
本実施形態に係る加工装置は、例えば、自動車のボンネット、トランク、及びドアの縁部に対して巻き締め加工を行うための装置である。
【００１８】
具体的には、前記加工装置は、重ねられた２枚の板部材（ワーク）の縁部を断面略円形状に成形するカール成形と、前記ワークのカール成形された部位を扁平に成形するシーム成形とを同一の方向から行う装置である。
【００１９】
図１に示すように、加工装置１０は、工場等の床面に載置された載置台１２と、載置台１２の上面に設けられた加工装置本体１４と、加工装置本体１４を一方向（Ｘ方向）に移動する移動機構１６と、制御部１８とを備えている。
【００２０】
移動機構１６は、Ｘ方向に延びた一対の第１ガイドレール２０、２０と、第１ガイドレール２０、２０に沿って加工装置本体１４を案内する複数の第１スライダ２２と、第１ガイドレール２０、２０の間に位置してＸ方向に延びた第１ボールねじ軸２４と、加工装置本体１４に設けられて第１ボールねじ軸２４に螺合する第１ナット２６と、第１ボールねじ軸２４を回転する駆動手段としての駆動用モータ２８とを有している。
【００２１】
加工装置本体１４は、ワークＷを載置する金型Ｍ（図５参照）が設けられる設置台３０と、設置台３０に立設されて一方向（Ｙ方向）に延びた支柱３２と、支柱３２に設けられた加工ヘッド３４と、加工ヘッド３４を昇降する昇降手段としての昇降機構３６とを有している。なお、設置台３０には、上述した複数の第１スライダ２２と第１ナット２６が固定されている。
【００２２】
図５に示すように、ワークＷとしては、所定の形状に打ち抜き加工された金属素材のアウタパネル１００及びインナパネル１０２が用いられる。また、ワークＷは、ワークＷの縁部を所定角度に折り曲げることにより形成されるフランジ１０４を有している。フランジ１０４の折り曲げ角度は、任意に設定できるが、本実施形態では９０度に設定されている。
【００２３】
なお、以下の説明において、アウタパネル１００及びインナパネル１０２を併せてワークＷと称することがある。また、金型Ｍは、設置台３０に対して相対移動可能な状態で載置台１２に支持されている。
【００２４】
図１に示すように、昇降機構３６には、支柱３２に設けられてＹ方向に延びた第２ガイドレール３８と、第２ガイドレール３８に沿って加工ヘッド３４を案内する第２スライダ４０と、支柱３２を挟むように加工ヘッド３４の反対側に位置してＹ方向に延びた第２ボールねじ軸４２と、第２ボールねじ軸４２に螺合する第２ナット４４と、第２ボールねじ軸４２を回転する昇降用モータ４６とが設けられている。
【００２５】
なお、以下の説明では、支柱３２から見て、加工ヘッド３４が位置する方向を前方、第２ボールねじ軸４２が位置する方向を後方、設置台３０が位置する方向を下方、下方の反対方向を上方とそれぞれ呼ぶことがある。本実施形態においては、下方が鉛直下方となっている。
【００２６】
図１〜図３に示すように、加工ヘッド３４には、第２スライダ４０と第２ナット４４が固定されるベース４８と、ベース４８に設けられてワークＷを加工するための加工ツール５０と、ベース４８に設けられてワークＷを保持する押さえ機構５２とが設けられている。
【００２７】
図２に示すように、ベース４８は、板状に形成されたベース本体５４と、ベース本体５４の略中央前面から張り出した張出部５６とを含んでいる。
【００２８】
加工ツール５０は、張出部５６の下部前面に設けられてワークＷに対してカール成形可能な第１加工手段としてのカールパンチ５８と、張出部５６の略中央前面に設けられた中間部材６０と、中間部材６０の前面に設けられてワークＷに対してシーム成形可能な第２加工手段としてのシームパンチ６２とを含んでいる。
【００２９】
これにより、シームパンチ６２が、カールパンチ５８よりも上方前方に位置することとなる。また、カールパンチ５８及びシームパンチ６２が共通のベース４８に設けられることとなる。
【００３０】
カールパンチ５８及びシームパンチ６２は、ベース本体５４の幅方向（Ｚ方向）の長さが略一致するように設定されている。また、カールパンチ５８には、ワークＷに接触するカール成形刃５８ａが形成されており、シームパンチ６２には、ワークＷに接触するシーム成形刃６２ａが形成されている。
【００３１】
押さえ機構５２は、カール成形を行うときにワークＷを押さえる第１パッド６４と、シーム成形を行うときにワークＷを押さえる第２パッド６６と、第１パッド６４と第２パッド６６とを連結する一対の連結部材６８、６８と、張出部５６に設けられて連結部材６８、６８をＹ方向にスライド可能に支持するスライド機構７０と、張出部５６の上方に設けられた押圧機構７２とを含んでいる。
【００３２】
第１パッド６４のＺ方向の長さは、カール成形刃５８ａのＺ方向の長さと略一致するように設定されており、第２パッド６６のＺ方向の長さは、シーム成形刃６２ａのＺ方向の長さと略一致するように設定されている。これにより、カールパンチ５８又はシームパンチ６２にてワークＷを加工する際に、ワークＷをバランスよく保持することができる。
【００３３】
連結部材６８、６８は、板状に形成されており、第１パッド６４が取り付けられる下部６８ａと、下部６８ａよりも前方に延在して第２パッド６６が取り付けられる中間部６８ｂと、中間部６８ｂよりも前方に延在する上部６８ｃとを有している。これにより、第２パッド６６は、第１パッド６４よりも上方前方に位置することとなる。
【００３４】
スライド機構７０は、張出部５６の両側面に設けられてＹ方向に延びた第３ガイドレール７４、７４と、第３ガイドレール７４、７４に沿って連結部材６８、６８を案内する第３スライダ７６、７６とを有している。なお、第３スライダ７６、７６は、連結部材６８、６８の内面に固定されている。つまり、図３からも諒解されるように、第１パッド６４及び第２パッド６６は、加工ツール５０を前面から覆うように配置されている。
【００３５】
また、図３に示すように、第１パッド６４は、カール成形刃５８ａの前方に近接配置されており、第２パッド６６は、シーム成形刃６２ａの前方に近接配置されている。
【００３６】
図２及び図３に示すように、押圧機構７２は、ベース本体５４の上部前面に設けられた支持板７８と、支持板７８の上面に設けられ、且つ内部に窒素等のガスが注入された複数（図では４つ）のシリンダ８０と、各シリンダ８０内に摺動自在に挿入されたピストンロッド８２（図２参照）と、連結部材６８、６８の上部上面に設けられてシリンダ８０から突出するピストンロッド８２の先端が当接する複数の当接部材８４とを有する。つまり、押圧機構７２は、所謂ガススプリングを支持板７８に設けた構成を有している。
【００３７】
図１に示すように、制御部１８は、駆動用モータ２８を制御する駆動用モータ制御部８６と、昇降用モータ４６を制御する昇降用モータ制御部８８と、記憶部９０とを有している。
【００３８】
記憶部９０には、前後移動距離データ、カール成形用降下距離データ、及びシーム成形用降下距離データが記憶されている。
【００３９】
前後移動距離データとしては、カール成形刃５８ａとシーム成形刃６２ａのＸ方向のオフセット距離が設定されている。
【００４０】
カール成形用降下距離データとしては、加工ヘッド３４が初期位置に停止している状態（図１に示す状態）において、カール成形刃５８ａとワークＷの間隔に加工代を加算した値が設定されている。
【００４１】
シーム成形用降下距離データとしては、加工ヘッド３４が初期位置に停止している状態において、シーム成形刃６２ａとワークＷの間隔に加工代を加算した値が設定されている。
【００４２】
以上のように構成された加工装置１０を用いて、ワークＷの縁部を巻締め加工する手順について図４〜図１０を参照しながら説明する。
【００４３】
先ず、図５に示すように、図示しないロボットを用いて、設置台３０に設けられた金型Ｍに対してアウタパネル１００の上にインナパネル１０２を重ねて載置する（図４のステップＳ１）。このとき、前記ロボットは、フランジ１０４の折曲部が金型Ｍの端に位置するようにワークＷを載置する。そして、駆動用モータ制御部８６は、駆動用モータ２８を制御して、加工装置本体１４を移動することにより、ワークＷの縁部（フランジ１０４）の上方にカール成形刃５８ａを配置する。
【００４４】
次に、昇降用モータ制御部８８は、昇降用モータ４６を制御してカール成形用降下距離データに基づいて加工ヘッド３４を降下する（ステップＳ２）。このとき、加工ヘッド３４は、第２スライダ４０によって第２ガイドレール３８に沿って案内されるので、スムーズに降下する。
【００４５】
そして、加工ヘッド３４が降下すると、第１パッド６４がインナパネル１０２（インナパネル１０２の平坦部）の上面に接触し、次いで、シリンダ８０内のガスの圧力によりインナパネル１０２が下方に押圧される。その結果、第１パッド６４と金型Ｍに挟み込まれたワークＷが保持される（ステップＳ３）。
【００４６】
続いて、図６に示すように、加工ヘッド３４がカール成形用降下距離データ分だけ降下すると、カールパンチ５８によってワークＷの縁部に対してカール成形が行われる（ステップＳ４）。これにより、ワークＷの縁部が断面略円形状に形成されるに至る（図７参照）。
【００４７】
その後、昇降用モータ制御部８８は、昇降用モータ４６を制御してカール成形用降下距離データに基づいて加工ヘッド３４を上昇して加工ヘッド３４を初期位置に戻す（ステップＳ５）。このとき、第１パッド６４によるワークＷの保持は解除される。
【００４８】
図８に示すように、第１パッド６４によるワークＷの保持が解除された後、駆動用モータ制御部８６は、駆動用モータ２８を制御して前後移動距離データに基づいて加工装置本体１４を後退する（ステップＳ６）。これにより、ワークＷのうちカール成形が行われた部位の上方にシーム成形刃６２ａが位置することとなる。
【００４９】
次に、昇降用モータ制御部８８は、昇降用モータ４６を制御してシーム成形用降下距離データに基づいて加工ヘッド３４を降下する（ステップＳ７）。
【００５０】
そして、加工ヘッド３４が降下すると、第２パッド６６がインナパネル１０２の上面に接触し、次いで、シリンダ８０内のガスの圧力によりインナパネル１０２が下方に押圧される。その結果、第２パッド６６と金型Ｍに挟み込まれたワークＷが保持される（ステップＳ８）。なお、このとき、第１パッド６４及びカールパンチ５８は、シームパンチ６２よりも後方に位置しているので、ワークＷや金型Ｍに当たることはない。
【００５１】
続いて、図９に示すように、加工ヘッド３４がシーム成形降下距離データ分だけ降下すると、シームパンチ６２によってワークＷのうちカール成形が行われた部位に対してシーム成形が行われる（ステップＳ９）。これにより、ワークＷのうちカール成形が行われた部位が扁平に成形されるに至る（図１０参照）。
【００５２】
その後、昇降用モータ制御部８８は、昇降用モータ４６を制御してシーム成形用降下距離データに基づいて加工ヘッド３４を上昇して初期位置に戻す（ステップＳ１０）。このとき、第２パッド６６によるワークＷの保持は解除される。
【００５３】
その後、前記ロボットにて金型ＭからワークＷを取り外す（ステップＳ１１）。この段階で本実施形態に係るワークＷの巻締め加工の手順は終了する。
【００５４】
本実施形態に係る加工装置１０によれば、カールパンチ５８及びシームパンチ６２を共通のベース４８に設けているので、加工ヘッド３４を昇降する昇降用モータ（加圧源）４６を１つ設けるだけでワークＷに対して２種類の加工（カール成形とシーム成形）を同一の方向から行うことができる。
【００５５】
また、本実施形態に係る加工装置１０では、駆動用モータ２８によって加工ヘッド３４をワークＷに対して移動させているので、カールパンチ５８とシームパンチ６２の切り替えを容易に行うことができると共に、金型Ｍを１つにまとめることができる。これにより、２種類の金型と２つの加圧源を用いてワークＷを加工する場合と比較して装置を小型化することができる。さらに、金型Ｍを１つにまとめることで、ワークを別の金型に載せ換える必要も無いので、ラインの稼働率を向上させることができる。
【００５６】
本実施形態に係る加工装置１０は、第１パッド６４と第２パッド６６を共通のベース４８に設けているので、第１パッド６４と第２パッド６６の加圧源として昇降用モータ４６を用いることができる。つまり、カールパンチ５８及びシームパンチ６２の加圧源と、第１パッド６４及び第２パッド６６の加圧源とを昇降用モータ４６で兼用することができる。これにより、加工装置１０を一層小型化することができる。
【００５７】
また、第１パッド６４と第２パッド６６を押圧機構７２が設けられた連結部材６８、６８にて連結し、その連結部材６８、６８を第３スライダ７６、７６に設けているので、押圧機構７２を１つにまとめることができる。つまり、第１パッド６４用の押圧機構と第２パッド６６用の押圧機構を別々に用意する必要がない。これにより、加工装置１０が簡易な構成となる。
【００５８】
本実施形態は、上述した構成に限定されない。例えば、上記の実施形態では、押圧機構として、所謂ガススプリングを用いているが、例えば、支持板と連結部材の間に圧縮ばね等の弾性部材を介在することにより第１パッド及び第２パッドを下方に押圧してもよい。
【００５９】
また、カールパンチとシームパンチとの切り替え機構は、駆動用モータにて加工装置本体を前後方向に移動させる構成に限らない。要は、ワークと加工ヘッドとを相対移動可能にすればよい。そのため、加工装置本体を載置台に対して固定した状態で、金型を前後方向に移動可能としてもよい。
【００６０】
本発明は、上記の実施形態に限定されず、種々の形態で実施することができる。例えば、本発明に係る加工装置は、上記の実施形態の加工装置を前後方向に所定角度（例えば、９０度）傾けた状態で利用してもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１０…加工装置                          １２…載置台
１４…加工装置本体                      １６…移動機構
２８…駆動用モータ                      ３０…設置台
３２…支柱                              ３４…加工ヘッド
３６…昇降機構                          ４６…昇降用モータ
４８…ベース                            ５８…カールパンチ
６２…シームパンチ                      ６４…第１パッド
６６…第２パッド                        ６８…連結部材
７０…スライド機構                      Ｗ…ワーク
Ｍ…金型
【図１】
2011230167.tif 000003
【図２】
2011230167.tif 000004
【図３】
2011230167.tif 000005
【図４】
2011230167.tif 000006
【図５】
2011230167.tif 000007
【図６】
2011230167.tif 000008
【図７】
2011230167.tif 000009
【図８】
2011230167.tif 000010
【図９】
2011230167.tif 000011
【図１０】
2011230167.tif 000012