(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業ステージ側の下型にワークを位置決め保持してワーク周縁部をロボットアーム先端の加工ユニットでヘミング加工するシステムであって、
ロボットアームの駆動を制御するロボット制御系に、作業ステージ側の所望位置に配置された確認対象物にロボットアームで加工ユニットを接触させることにより加工ユニットと確認対象物との間で通電させ、その通電の有無を検知する導通検知装置を配設し、
前記確認対象物は、作業ステージ側の下型に位置決め保持される導電性のワークと、作業ステージ側の下型又は下型上のワークの種類を取付位置で表示する導電性の種類表示手段を位置移動可能に有する種類設定表示部と、作業ステージ側の下型に位置決めされたワークの周辺部を下型へと押圧してワークを下型上に位置決め保持する複数の上下開閉式クランプ機構とを含み、
前記ロボットアームの加工ユニット及び前記作業ステージは、それぞれ、前記導通検知装置に電気的に接続されていると共に、前記ワーク、前記種類設定表示部、及び前記クランプ機構は、それぞれ、前記作業ステージに対して通電可能に配置されており、
前記ワークと前記加工ユニットとの間の通電の有無を前記導通検知装置で検知して前記ワークの有無を検知するワーク確認動作と、前記種類設定表示部と前記加工ユニットとの間の通電の有無を前記導通検知装置で検知して前記ワークの種類を検知するワーク種類確認動作と、前記クランプ機構と前記加工ユニットとの間の通電の有無を前記導通検知装置で検知して前記ワークのクランプを確認するクランプ位置確認動作とを行うことを特徴とするヘミング加工システム。
【請求項２】
前記クランプ位置確認動作において、前記加工ユニットは、前記クランプ機構が閉動作して下型上のワーク周辺部を押圧する閉時と、開動作して下型上のワーク周辺部から離脱する開時で位置移動する前記クランプ機構の一部に接触する請求項１記載のヘミング加工システム。
【請求項３】
前記ワークが、自動車ドアのアウタパネルとインナパネルである請求項１又は２記載のヘミング加工システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車ドアのアウタパネルとインナパネル等の板金製ワーク用のヘミング加工システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車ドアのアウタパネルとインナパネルのヘミング加工は、定位置の作業ステージに位置決めされた下型上にアウタパネルを位置決め載置し、このアウタパネル上にインナパネルを位置決め載置して、アウタパネルの周縁部をロボットアーム先端の加工ユニットでインナパネルの周縁部上に折り曲げることで行われる。ロボットアームの加工ユニットは、アーム先端に設けたヘム刃でアウタパネルの周縁部に振動を加えながら順に折り曲げていくヘム刃構造と、アーム先端のローラーでアウタパネルの周縁部を順に押圧しながら折り曲げていくローラー構造がある。
【０００３】
自動車ドアのアウタパネルとインナパネルは車種によって形状寸法が異なることから、ヘミング加工に使用される下型は車種毎のワーク（アウタパネル）に合わせた特定ワーク専用型が使用される。そこで、ヘミング加工動作が開始される前に、必要に応じて作業ステージ上の下型又は下型上のワークの種類や、下型上のワークの有無確認等の各種の確認動作が行われる。例えば、下型上のワーク有無確認は、下型上に位置決め載置されたワークに接触するとオン動作する検知ピンやリミットスイッチを使って行われており、或いは、下型上のワークの有無を光学的に検知する光学センサーを作業ステージ側に設置することで行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
下型上のワークの有無を確認するための検知ピンやリミットスイッチ、光学センサー等を作業ステージ側に取り付けたヘミング加工システムは、作業ステージ側がワーク有無確認のための回路部品や配線コード等で構造複雑となる。特に多品種少量生産の自動車ドア等のワークをヘミング加工するシステムにおける作業ステージは、多品種のワークの種類毎に形状寸法の異なる多種類の下型を位置決めすることから構造複雑となり、この作業ステージにワーク有無確認等の回路部品類を取り付けるとなると、作業ステージ側が尚更に構造複雑となって設備投資費が高く付き、多品種少量生産のワークには甚だ不適当である。
【０００５】
また、ワークのヘミング加工動作の前に必要に応じて行われる各種の確認動作、例えば下型上のワークの有無確認、作業ステージ上の下型とワークの種類確認、他の特定構造物の有無確認の動作を、それぞれに独立した確認装置を使って独自に行うことが可能であるが、構造や機能が相違する複数の独立した確認装置がヘミング加工システムを複雑にしてコスト高にすると共に、複数の各確認装置の保守管理が面倒である。
【０００６】
本発明の目的とするところは、ヘミング加工動作の前に必要に応じて行われるワーク有無確認等の各種の確認動作が設備投資的有利に行えるようにしたヘミング加工システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的を達成する技術的手段は、作業ステージ側の下型にワークを位置決め保持してワーク周縁部をロボットアーム先端の加工ユニットでヘミング加工するシステムであって、ロボットアームの駆動を制御するロボット制御系に、作業ステージ側の所望位置に配置された確認対象物にロボットアームで加工ユニットを接触させることにより加工ユニットと確認対象物との間で通電させ、その通電の有無を検知する導通検知装置を配設し、確認対象物は、作業ステージ側の下型に位置決め保持される導電性のワークと、作業ステージ側の下型又は下型上のワークの種類を取付位置で表示する導電性の種類表示手段を位置移動可能に有する種類設定表示部と、作業ステージ側の下型に位置決めされたワークの周辺部を下型へと押圧してワークを下型上に位置決め保持する複数の上下開閉式クランプ機構とを含み、ロボットアームの加工ユニット及び作業ステージは、それぞれ、導通検知装置に電気的に接続されていると共に、ワーク、種類設定表示部、及びクランプ機構は、それぞれ、作業ステージに対して通電可能に配置されており、ワークと加工ユニットとの間の通電の有無を導通検知装置で検知してワークの有無を検知するワーク確認動作と、種類設定表示部と加工ユニットとの間の通電の有無を導通検知装置で検知してワークの種類を検知するワーク種類確認動作と、クランプ機構と加工ユニットとの間の通電の有無を導通検知装置で検知してワークのクランプを確認するクランプ位置確認動作とを行うことを特徴とする。
【０００８】
ここで、作業ステージ側の下型とは、定位置の作業ステージ上に直接に、或いは、特別な治具を介して位置決め保持された下型のことである。また、ロボットアームは多関節ロボットアームであり、このロボットアームでヘミング加工されるワークは自動車ドアのアウタパネルとインナパネル等の板金である。ロボットアームの加工ユニットは、導電性のヘム刃を有するヘム刃構造、又は、導電性のローラーを有するローラー構造が適切であるが、これら構造に限定されない。加工ユニットのヘム刃やローラー等がロボットアームを介して、又は、絶縁電線等で直接にロボット制御系の導通検知装置に電気的に接続される。導通検知装置は作業ステージ側にも電気的に接続されて、作業ステージ側の導電性の下型や他の特定の導電性の確認対象物（種類設定表示部、クランプ機構）に接続される。導通検知装置が配置されるロボットアームのロボット制御系は、既存のヘミング加工システムにおけるロボット制御盤、制御ボックス等に組み込まれるコンピューターシステムで、この既存のロボット制御系に内蔵されるように導通検知装置が配置され、或いは、ロボット制御系と配線されてロボット制御系と離れた適当な場所に導通検知装置が配置される。
【０００９】
導通検知装置はロボットアームの加工ユニットと作業ステージ側の確認対象物とが接触すると両者間で通電させる直流又は交流の通電機能と、この通電の有無を検知する導通検知機能と、導通検知の結果と予め決められたプログラムから確認対象物の有無等の確認動作をする機能を有する。このような簡単で明確な機能、少ない機能を有する導通検知装置は、構造簡単な小形で安価な電気回路構成とすることができ、この導通検知装置をロポット制御系に配設することで、作業ステージ側を各種の確認動作のための電気機器類や配線類を組み込まない構造簡単で設備投資的に有利な構造とすることができる。
【００１０】
作業ステージ上の所定位置に配置される確認対象物（下型に位置決め保持されるワーク、種類設定表示部、クランプ機構）の数は限定されない。
【００１１】
ワーク確認動作において、作業ステージ側の下型に位置決め載置されたワークの所定箇所にロボットアームで加工ユニットの所定箇所を接触させると、この接触点を通して加工ユニットとワークとの間で通電し、この通電の有無を導通検知装置が検知する。導通検知装置は、加工ユニットとワークとの間で通電有りを検知すると下型上にワーク有りを検知し、通電無しを検知すると下型上にワーク無しを検知する。例えばワークが自動車ドアのアウタパネルとインナパネルの場合、下型上にアウタパネルとインナパネルが正常に重ねて位置決めされている場合は、インナパネルに加工ユニットが接触して通電有りが確認される。また、下型上にアウタパネルとインナパネルの両方が無い場合や、アウタパネルとインナパネルの一方だけがある場合は、通電無しが確認されて、下型上にワークが無いか、下型上にワークがあっても正常でない状態（ヘミング加工に不適当な状態）にワークがあると判定される。
【００１２】
ワーク種類確認で用いる種類設定表示部は、作業ステージ側の下型又は下型上のワークの種類を取付位置で表示する導電性の種類表示手段を位置移動可能に有する構造で、作業ステージ側の定位置に設置される。ワーク種類確認動作で、下型上のワークの種類とロボットアームがヘミング加工するワークの種類とが一致しているか否かが確認される。かかる種類設定表示部の種類表示手段は金属製のボルトやピン等で、これを種類設定表示部の例えば水平な上面の複数箇所に位置移動可能に取り付ける。種類設定表示部上面における種類表示手段の複数の取付位置と、下型又は下型上のワークの複数の種類を１対１の関係で決めておいて、ロボットアームの加工ユニットと種類表示手段の接触の有無を導通検知装置で検知して、種類設定表示部上での種類表示手段の取付位置の正誤を確認し、作業ステージ側の下型又は下型上のワークの種類の正誤を確認する。
【００１３】
また、ワークを下型上に位置決め保持するクランプ機構は、上下左右に開閉動作する開閉レバーや、この開閉レバーを開閉操作する操作レバーを有するトグルクランプ等であって、開成時と閉成時で異なる位置、姿勢にある操作レバーや開閉レバー等の一部の導電部分がロボットアームの加工ユニットと接触する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面を参照して説明する。
【００１５】
図１及び図２に示されるヘミング加工システムは、定位置に水平に固定された金属製の作業ステージ２０側に位置決めされた下型１０上にワーク１を位置決め保持して、ワーク１の周縁部をロボットアーム３０でヘミング加工する。作業ステージ２０上に下型１０を直接に位置決めしてもよいが、本実施形態では図１と図２に示すように作業ステージ２０上に金属プレートの汎用治具４０を介して下型１０を位置決め保持する。下型１０は複数種類のワーク１の種類毎に用意される特定ワーク専用型であり、汎用治具４０は複数種類の下型１０のいずれにも共用される汎用治具であって、いずれも通電可能な金属製である。下型１０を搭載した汎用治具４０が例えばフォークリフト（図示せず）で作業ステージ２０上に運搬されて位置決め保持された後、汎用治具４０の下型１０上にワーク１が位置決め載置される。
【００１６】
作業ステージ２０の上面にはフォークリフトの２本の昇降爪が挿入される平行な２条の溝２３が形成され、作業ステージ２０の周縁の複数箇所には汎用治具４０の上下動をガイドするガイド部材２１が突設される。溝２３を利用してフォークリフトで汎用治具４０と下型１０の一式が作業ステージ２０に搬入され、作業ステージ２０から搬出される。この搬入搬出の各動作はガイド部材２１で汎用治具４０をガイドすることで円滑かつ迅速に行われる。ガイド部材２１はガイドローラーを内蔵したもので、汎用治具４０をガイド部材２１とガイドローラーとで２段階的にガイドする。
【００１７】
作業ステージ２０側にロボット本体３１が設置され、このロボット本体３１の上端から任意方向に延びるロボットアーム３０の先端に加工ユニット３２が連結される。加工ユニット３２は、ワーク１の周縁部を順にヘミング加工する機能と、後述する各種の確認対象物を確認するための動作をする機能を備える。図１に示される加工ユニット３２は、ヘム刃３３とヘム刃３３を軸方向に振動させるエアーシリンダ３４を具えたハンマリングヘム構造であるが、図示しないローラー構造のものでもよい。ロボットアーム３０の駆動を制御するロボット制御系３５が、作業ステージ２０とロボット本体３１を囲む安全柵５の外の制御ボックス３６に収納される。
【００１８】
安全柵５はアルミ枠に透明樹脂板等を取付けた矩形の柵であって、図３の見取図のように部分的にシャッター５ａや安全柵扉５ｂ、…を有する。ロボットアーム３０にヘミング加工のための起動が自動でかかった場合、シャッター５ａで作業員の安全柵５内への進入を防ぎ、作業員が進入しようとした場合は安全マット５ｃのオン動作で一時停止となり、作業員が進入した場合は安全柵５の内部に設置されたエリアセンサー５ｄのオン動作で非常停止がかかる。安全柵扉５ｂは安全柵５の内部の作業ステージ２０からワークや下型、汎用治具を取り出す用途と、安全柵５の外部から作業ステージ２０に汎用治具と下型の一式を搬入する用途に使用される。また、安全柵５の近くの床上に上下複数段ラック構造の下型置台７０が設置され、下型置台７０に保管された汎用治具と下型の一式がフォークリフトで取り出されて作業ステージ２０へと搬入される。下型置台７０に下型搭載の汎用治具を上下複数段に保管することで、省スペースでの下型保管が可能になり、また、下型の保管や運搬時に下型が汎用治具で保護されて、下型の保管時や運搬時の取り扱いが容易になる。
【００１９】
本発明の特徴は、ロボット制御系３５に導通検知装置３７を配設したことである。導通検知装置３７は、ヘミング加工動作の前に必要に応じて作業ステージ２０側の所定位置に設置された特定の確認対象物の有無を導通チェックにて検知する電気回路で、作業ステージ２０側とロボット本体３１側に絶縁電線３８、３９で配線される。確認対象物は、作業ステージ２０側に位置決めされた下型１０上のワーク１であり、必要に応じて作業ステージ２０側の所定位置に配置された種類設定表示部６０と、汎用治具４０上に設置された複数のワーク押圧用クランプ機構５０である。導通検知装置３７は、ロボットアーム３０の加工ユニット３２とワーク１等の確認対象物が接触すると、その両者間で通電させる機能と、この通電の有無から確認対象物の各種状況を確認する機能を備える。
【００２０】
確認対象物のワーク１は、例えば自動車ドアのアウタパネルとインナパネルであり、種類設定表示部６０は例えば自動車ドアの車種を設定する車種設定スタンドであり、クランプ機構５０はヘミング加工されるワーク１の周辺部をクランプする上下開閉式の例えばトグルクランプである。種類設定表示部６０は汎用治具４０上の定個所に固定され、クランプ機構５０は汎用治具４０上の所望の複数箇所に位置移動可能に設置される。これら確認対象物の導通検知装置３７による確認動作説明の前に、図４に示される加工ユニット３２の具体的構造と、図５と図６に示されるワーク１とクランプ機構５０の関係と、図７と図８に示される種類設定表示部６０の具体的構造を順に説明する。
【００２１】
図４（Ａ）、（Ｂ）に示される加工ユニット３２のヘム刃３３は導電性鋼板で、板厚方向に作業穴３３ａを貫通させている。作業穴３３ａは２箇所で、１箇所が後述するクランプ機構５０の導通チェックに利用され、他の１箇所の穴はヘム刃軽量化のために形成される。ヘム刃３３の先端は平坦面であり、その両端はアール面に仕上られて、ワーク周縁部のヘミング加工に使用される。導電性のヘム刃３３は、他の加工ユニット３２やロボットアーム３０の導電部と絶縁電線３９を介して導通検知装置３７に、又は、絶縁電線３９で直接に導通検知装置３７に接続される。
【００２２】
図５は汎用治具４０上に設置された開状態のクランプ機構５０と下型１０とワーク１が示される。ワーク１は自動車ドアのアウタパネル２とインナパネル３で、１車種のアウタパネル専用の下型１０上にアウタパネル２が位置決め載置され、このアウタパネル２上にインナパネル３が載置される。アウタパネル２の周縁には予め略垂直に折曲されたフランジ部２ａが形成され、このフランジ部２ａの内側の周縁部上にインナパネル３の周縁部が載置されて、最終的にフランジ部２ａがロボットアーム先端のヘム刃３３でインナパネル３の周縁部上へと折り曲げられる（図１８参照）。インナパネル３はアウタパネル２を介して下型１０に通電可能に接続された状態にあり、下型１０は汎用治具４０と作業ステージ２０を介して導通検知装置３７に電気的に接続された状態にあって、後で導通検知装置３７で下型１０上でのワーク１の有無検知ができるようにしてある。
【００２３】
クランプ機構５０は汎用治具４０上に位置移動可能に設置される上下開閉式のトグルクランプで、汎用治具４０上の下型１０に位置決め載置されたワーク１の周辺部の任意の複数箇所を押圧して、下型１０にワーク１を仮固定する。クランプ機構５０は、汎用治具４０上に突設された支柱５１の上端部に設置したトグル機構５２から開閉レバー５３と操作レバー５４を突出させている。支柱５１の上端部で開閉レバー５３と操作レバー５４が下型１０に対して接近及び離反する上下左右方向に開閉動作する。図５の開状態のときの開閉レパー５３と操作レバー５４は下型１０から離れた定位置に保持され、図６の閉状態のときに開閉レバー５３はその先端部が下型１０上のワーク１の周辺部上まで延在して、開閉レバー先端部に固定したワーク位置決め押圧用パッド５６，５７をワーク１の周辺部に押圧してワーク１を下型１０に位置決め保持する。クランプ機構５０の図５の開状態と図６の閉状態は、いずれもトグル機構５２の作用でロック状態にあって安定している。
【００２４】
操作レバー５４の開閉は作業員による手動で、又は、各クランプ機構５０に装備させたエアーシリンダー等の専用のレバー駆動源で自動的に、或いは、ロボットアーム３０を使って自動的に行われる。操作レバー５４の開閉を手動かロボットアーム３０を使って自動で行う場合は、操作レバー５４の先端に屈曲させた操作ロッド５５を使って行われる。操作レバー５４をロポットアーム３０で自動開閉するときに操作ロッド５５の有無確認動作がロボットアーム３０と導通検知装置３７で行われる。従って、操作ロッド５５は導電部材で構成されて、導電性の操作レバー５４等を介することによって導通検知装置３７に電気的に接続される。
【００２５】
以上のクランプ機構５０が汎用治具４０上の複数箇所に設置されて、複数のクランプ機構５０を閉動作させることで下型１０上のワーク１の周辺部が各クランプ機構５０の開閉レバー５３で押圧されて下型１０に仮固定され、ワーク周縁部のヘミング加工が可能な状態に保持される。このように下型１０上にワーク１の周辺部だけをクランプ機構５０でクランプして位置決め保持することで、図示しないが下型の上方で上下動させて下型上のワークの中央部を下方に押圧して下型と共にワークを位置決め保持する上型や、他のワーク位置決め用押圧部材が不要となり、かつ、これら上型や押圧部材を上下動させる昇降設備も不要となって、ヘミング加工システムを設置スペースの小さな設備投資的有利な構造にすることができる。
【００２６】
汎用治具４０上にクランプ機構５０と共に設置される種類設定表示部６０は、汎用治具４０上に位置決め載置される特定ワーク専用の下型１０の種類、又は、この下型１０上に位置決めされるワーク１の種類が手動で設定でき、設定された種類がロボットアーム３０で検知できるようにする構造物で、その具体例を図７及び図８に示す。同図の種類設定表示部６０は、ヘミング加工されるワーク１の種類、このワーク専用の下型１０の種類である自動車ドアの車種を設定する車種設定スタンドで、汎用治具４０上の定位置に固定された筒状のスタンド６１と、スタンド６１の上端に水平に固定された１枚の設定板６２を有する。設定板６２の上面には複数の車種と同じ数のネジ穴６３が形成され、このネジ穴６３の内の選択されたいずれか１つに導電性の種類表示手段であるボルト６４が着脱自在に螺装される。複数のネジ穴６３の座標と複数の車種の関係が１対１で決められ、汎用治具４０上に位置決め載置される下型１０に載置されるワーク１の車種で決まる所定座標の１箇所のネジ穴６３だけにボルト６４が設置される。ボルト６４は同じ金属製の設定板６２やスタンド６１、汎用治具４０、作業ステージ２０を介して導通検知装置３７に接続される。
【００２７】
種類設定表示部６０とクランプ機構５０、下型１０上のワーク１の各確認対象物に対するロボットアーム３０による確認動作は、次のヘム刃位置検知動作の後で実施される。このヘム刃位置検知動作は、図１及び図２に示す作業ステージ２０上の定位置に設置されたアーム位置検知装置８０とヘム刃位置検知装置９０で実施される。この両検知装置８０，９０の具体的構造が図９に示される。
【００２８】
ヘミング加工の作業開始前にロボットアーム３０はその先端のヘム刃３３をアーム位置検知装置８０からヘム刃位置検知装置９０へと移動させる。アーム位置検知装置８０は上端にリミットスイッチ８１を有し、ロボットアーム３０はヘム刃３３でリミットスイッチ８１を押してオンさせる定位置（原点位置）に静止している。リミットスイッチ８１がオン状態にある間に作業員による設備の点検や、下型１０へのワークセットの各作業が行われる。この作業中にロボットアーム３０が誤って起動してヘム刃３３を動かすと、リミットスイッチ８１がオフになって非常停止が自動で掛けられる。
【００２９】
アーム位置検知装置８０でロボットアーム３０が正常な原点位置に在ると確認された後、必要時にロボットアーム３０が起動してヘム刃３３をヘム刃位置検知装置９０へと移動させる。ヘム刃位置検知装置９０は、ヘム刃３３の摩耗量や位置ズレ量を検知する。例えば図１０に示すようなレーザーセンサー９１でヘム刃３３の先端中央の平坦面と、先端と側面の間のアール部を含む複数箇所の摩耗量を検出する。ヘム刃３３は先端中央の平坦面やその両端のアール部を使ってヘミング加工するため、先端の平坦面やアール部の摩耗量が許容値を超えるとヘミング加工精度が低下する。そこで、ヘム刃位置検知装置９０で検出された摩耗量が許容値の例えば０．５ｍｍ未満であれば次のヘミング加工の動作に移り、０．５ｍｍ以上であればヘム刃３３の交換が行われる。
【００３０】
ヘム刃位置検知装置９０でヘム刃３３の摩耗量等が検査された後、ロボットアーム３０は導通検知装置３７と協働でヘミング加工前に必要とされる各種の確認動作を行う。この確認動作は、図１１に示す［車種確認動作］、図１２及び図１３で示す［クランプ位置確認動作］、図１４乃至図１６に示す［ワーク確認動作］である。これら各確認動作の順番は限定されないが、次の順に行われる。
【００３１】
［車種確認動作］
【００３２】
作業ステージ２０上に下型搭載の汎用治具４０がフオークリフトで搬入されると、ロボットアーム３０がロポット制御系３５からの指令で起動して加工ユニット３２のヘム刃３３を汎用治具４０上の種類設定表示部（車種設定スタンド）６０の真上に移動させ、ヘム刃３３を図１１（Ａ）に示すように設定板６２上の所定高さ位置ＰＩに静止させる。この静止位置ＰＩは、ロボット制御系３５に予め設定された１車種のワークによって決められた位置である。−方、種類設定表示部６０の設定板６２上には、特定ワーク専用の下型１０又はワークの１車種に対応する１つの座標のネジ穴６３だけにボルト６４が予め設置される。
【００３３】
図１１（Ａ）のヘム刃３３の静止位置ＰＩと、設定板６２上のボルト６４の座標位置が合致していると、ボルト６４の真上にヘム刃３３の先端の平坦面中央部が対向し、この時点でヘム刃３３とボルト６４の間の通電の有無チェックが導通検知装置３７で行われ、このときは通電無しでチェックＯＫと判断されて次のステップに移る。次のステップではロボットアーム３０がヘム刃３３を真下に所定ストロークだけ下降させて、図１１（Ｂ）に示すようにヘム刃３３の先端の平坦面中央部をボルト６４の上面に接触させる。この時点でヘム刃３３とボルト６４との間で通電が開始され、この通電有りで車種チェックＯＫと判断される。つまり、ロボットアーム３０がヘミング加工するワークの車種と、種類設定表示部６０にボルト６４の位置で設定された車種とが一致していると判断されて、ワークのヘミング加工ＯＫと判断される。図１１（Ｂ）の時点で通電無しと判断された場合は、設定板６２上のボルト６４の座標位置と、ロボットアーム３０がロボット制御系３５からの指令に基づいてヘム刃３３を移動させる静止位置とが相違している場合で、このときはヘミング加工ＮＯと判断されてロボットアーム３０の駆動に一時停止がかけられる。
【００３４】
以上のような種類設定表示部６０とロボットアーム３０による車種の確認動作は、ロボットアーム３０がロボット制御系３５からの駆動制御信号で正確かつ高速で駆動することから短時間で行われる。また、車種の確認が導通検知装置３７で直接に行えるので、特別な車種確認センサーやこのセンサーからの信号を処理して車種を判別する車種判別回路が不要となる。従って、既存のロボットアームやそのロボット制御系を有効利用することで設備投資的有利に車種確認のシステムが実現される。
【００３５】
［クランプ位置確認動作］
【００３６】
作業ステージ２０側の下型１０上にワーク１が位置決めされると、開状態にあるクランプ機構５０がロボットアーム３０で閉じられてワーク周辺部が下型１０にクランプされる。ロボットアーム３０がクランプ機構５０を閉じる前後にクランプ機構５０の操作ロッド５５の有無が導通検知装置３７で確認される。
【００３７】
下型１０上にワーク１を位置決めするとき、各クランプ機構５０は開状態にあってロボットアーム３０が各クランプ機構５０が開状態にあるか否かの確認動作をしてから、各クランプ機構５０を順に閉じる。つまり、ロボットアーム３０が開状態にあるクランプ機構５０を閉状態に切り替える場合、クランプ機構５０が既に閉状態にあるときにこれを閉じるようにロボットアーム３０が動作すると閉状態のクランプ機構５０の一部にロボットアーム３０の先端部が衝突することがあるので、これを回避するためにロボットアーム３０はまず各クランプ機構５０が開状態にあるか否かの確認動作をする。この確認動作は図１２（Ａ）→（Ｂ）→（Ａ）の動作で行われる。
【００３８】
図１２（Ａ）は図５の開状態のクランプ機構５０における略水平な操作レバー５４と操作ロッド５５が示される。この操作ロッド５５の先端近くの定位置Ｐ２にヘム刃３３をロボットアーム３０で移動させて静止させる。このとき、図１３（Ａ）に示すようにヘム刃３３の１つの作業穴３３ａのほぼ中心位置に操作ロッド５５の先端が対向する。この時点で導通検知装置３７がヘム刃３３と操作ロッド５５の間の通電の有無を検知し、通電無しでチェックＯＫとなって次のステップに移る。次のステップでは、図１２（Ｂ）のようにロボットアーム３０がヘム刃３３を定ストロークだけ前進させて１つの作業穴３３ａの中心付近に操作ロッド５５を遊嵌した後、ヘム刃３３を少しだけ上下或いは左右移動させて作業穴３３ａの内面を操作ロッド５５に接触させる。この状態が図１３（Ｂ）に示され、この時点で導通検知装置３７がヘム刃３３と操作ロッド５５の間の通電の有無を検知し、このときは通電有りでチェックＯＫとなる。この２回のチェックＯＫでクランプ機構５０が図６の開状態にあることが正確に確認される。
【００３９】
全てのクランプ機構５０が開状態にあると確認されると、ロボットアーム３０は開状態の各クランプ機構５０を順に閉じる。その要領を図１２（Ａ）〜（Ｄ）に示すと、まずロボットアーム３０がヘム刃３３を図１２（Ａ）から（Ｂ）の位置に移動させた後、ヘム刃３３を図１２（Ｃ）の上限位置まで上昇移動させ、この上昇移動で操作ロッド５５を介して操作レバー５４を略垂直な姿勢まで開く。その後、図１２（Ｄ）に示すようにヘム刃３３を後退させて操作ロッド５５から離脱させ、次の開状態にあるクランプ機構５０を閉じるための動作に移行する。図１２の（Ｂ）から（Ｃ）、（Ｄ）の各段階で導通検知装置３７で何回も導通チェックを行うようにすると、操作レバー５４を監視しながら開くことができて、レバー閉成動作の信頼性を上げることができる。また、操作レバー５４を閉じるときは図１２の（Ｄ）→（Ｃ）→（Ｂ）→（Ａ）の順序で行われ、このときも導通検知装置３７で導通チェックを行うようにすれば、レバー開成動作の信頼性を上げることができる。
【００４０】
［ワーク確認動作］
【００４１】
図１４（Ａ）に示すように、作業ステージ側の下型１０上にアウタパネル２とインナパネル３が位置決め載置されると、ロボットアーム３０がロボット制御系３５からの指令で起動して加工ユニット３２のヘム刃３３をインナパネル３の真上の所定高さ位置Ｐ３に静止させる。この静止位置Ｐ３はインナパネル３の比較的強度の高い所定箇所の真上に設定される。図１４（Ａ）のヘム刃静止の時点でヘム刃３３とインナパネル３の間の通電の有無チェックが導通検知装置３７で行われ、このときは通電無しでチェックＯＫと判断される。次にロボットアーム３０がヘム刃３３を真下に所定ストロークだけ下降させて、図１４（Ｂ）に示すようにヘム刃３３の先端の平坦面中央部をインナパネル３の上面に若干の押圧力で接触させる。この時点でヘム刃３３とインナパネル３との間で通電が開始され、この通電有りでワーク有りと判断される。図１４（Ｂ）の時点で通電無しと判断された場合は、下型１０上にインナパネルとアウタパネルの両方が無い場合か、インナパネルだけが無い場合か、図１５に示すようにインナパネル３はあるがアウタパネルが無い場合のいずれかと判断されて、ロボットアーム３０の駆動に一時停止がかけられる。
【００４２】
図１５は下型１０上にインナパネル３だけがある場合で、このときロボットアーム３０でヘム刃３３を図１４（Ａ）の静止位置Ｐ３から定ストローク下降させると、ヘム刃３３がインナパネル３にパネル板厚程度の小さな隙間で接近するために、インナパネル３に予期せぬ歪が発生しているとヘム刃３３がインナパネル３に不測に接触する可能性がある。そこで、ワーク有無確認をより確実に行うために、自動車ドアのワーク１においては上記のインナパネル３の所定箇所にヘム刃３３を接触させる確認動作と共に、例えば図１６に示すようにワーク１の別の１箇所であるアウタパネル２のフランジ部２ａにヘム刃３３を接触させるようにしてアウタパネル２の有無確認も行うようにする。アウタパネル２のフランジ部２ａは後でヘミング加工されるところで、下型１０から真上に起立していることから、このフランジ部２ａの上端の定箇所にヘム刃３３の先端平坦面中央を接触させるようにして、両者間の通電の有無を導通検知装置３７で検知する。そして、インナパネル３の有無検知の結果とアウタパネル２の有無検知の結果でもってワーク有無の確認を行うようにすれば、図１５のような場合であっても常に正確なワーク有無確認が行えるようになる。
【００４３】
以上のような下型１０上のワーク１の有無確認の動作は、車種確認の動作と同様に正確かつ短時間で行うことができる。また、作業ステージ側にワーク検知のための検知ピンやセンサー類を配設する必要が無くて、ほとんど既存のロボットアームやそのロボット制御系を有効利用することでワーク有無検知が実行できて、へミング加工システムの省スペース化と設備投資費の削減が可能となる。
【００４４】
以上のような全ての各種確認動作が実施されてから行われるワーク１のヘミング加工の具体的動作例を、図１７と図１８を参照して説明する。
【００４５】
ロボットアーム３０は全てのクランプ機構５０を閉じた後、下型１０上のワーク１のヘミング加工の動作に移行する。例えば、自動車ドアのワーク１のヘミング加工される周縁部が図１７で示す連続した第１周縁部ＡＢ、第２周縁部ＢＣ、第３周縁部ＣＤとすると、ロボットアーム３０はヘム刃３３を図１７の矢印で示すステップ▲１▼〜▲９▼の順でヘミング加工する。なお、ステップ▲１▼、▲２▼では端処理加工が行われ、ステップ▲３▼、▲５▼、▲６▼、▲８▼ではプリヘム加工が、ステップ▲４▼、▲７▼、▲９▼では本ヘム加工が行われる。
【００４６】
ステップ▲１▼とステップ▲２▼の端処理加工は、第１周縁部ＡＢと第２周縁部ＢＣのコーナ部と、第２周縁部ＢＣと第３周縁部ＣＤのコーナ部に順にヘム刃３３を移動させて、コーナ部をプリヘム加工し易いように曲げ加工する。
【００４７】
ステップ▲２▼の後、ステップ▲３▼によって第１周縁部ＡＢがプリヘム加工される。つまり、図１８（Ａ）に示すように、アウタパネル２の周縁のフランジ部２ａをヘム刃３３の先端面で約４５゜折り曲げるプリヘム加工が行われる。この第１周縁部ＡＢのプリヘム加工は、第１周縁部ＡＢをクランプしているクランプ機構だけをロボットアームで一時的に開状態にして行われる。ステップ▲３▼のプリヘム加工が終了すると、ステップ▲４▼に移行して同じ第１周縁部ＡＢの本ヘム加工が行われる。この本ヘム加工は図１８（Ｂ）に示すようにプリヘム加工されたフランジ部２ａをヘム刃３３の先端面で押圧してインナパネル３の周縁部上に重合させる加工で、ステップ▲４▼終了で第１周縁部ＡＢのヘミング加工が終了する。
【００４８】
第１周縁部ＡＢのヘミング加工が終了すると、ロボットアーム３０は第１周縁部ＡＢのクランプ機構を閉じ、次の加工対象である第２周縁部ＢＣのクランプ機構だけを開く動作をしてから、第２周縁部ＢＣをステップ▲５▼とステップ▲６▼で２回に分けてプリヘム加工をしてから、ステップ▲７▼で本ヘム加工する。
【００４９】
ステップ▲７▼で第２周縁部ＢＣのヘミング加工が終了すると、ロボットアーム３０は第２周縁部ＢＣのクランプ機構を閉じ、次の加工対象である第３周縁部ＣＤのクランプ機構だけを開いてから、第３周縁部ＣＤをステップ▲８▼でプリヘム加工してから、ステップ▲９▼で本ヘム加工する。
【００５０】
図１８（Ａ）のプリヘム加工及び図１８（Ｂ）の本ヘム加工の段階で、ヘム刃３３とフランジ部２ａの間の通電の有無を導通検知装置３７で監視することができ、このように監視することでプリヘム加工と本ヘム加工の進行上の詳細な監視と制御が可能となり、ヘミング加工の信頼度の改善が図れる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、ワークをヘミング加工するロボットアームのロボット制御系に、作業ステージ側に設置されたワークの有無や種類等をロボットアームの加工ユニットとの接触による通電の有無検知で確認する導通検知装置を設置したので、作業ステージ側をワーク有無や種類を検知する電気機器類や配線類を組み込まないシンプルな構造にすることができる。また、既存のロボットアームとそのロボット制御系を利用してワーク有無等を検知する導通検知装置は、加工ユニットと確認対象物の接触による通電の有無を検知する構造簡単で小形、安価な電気回路構成とすることができて、設備投資的有利に実施できるヘミング加工システムが提供できる。
【００５２】
ワーク確認動作では、ロボットアームで加工ユニットとワークの任意の１箇所又は複数箇所での通電の有無を検知させることで、下型上でのワークの有無が正確に確認でき、また、下型上にあるワークが正常な姿勢であるか否かも正確に確認できて、ロボットアームによるワークのヘミング加工動作の信頼性を向上させることができる。
【００５３】
また、ワーク種類確認動作では、ヘミング加工するワークと異なる種類のワークが下型上にあると、この種類の相違がロボット制御系の導通検知装置で検知されて、ワークの種類の相違に伴うトラブル発生を簡単な導通検知装置で回避できる効果がある。
【００５４】
また、クランプ位置確認動作では、ロボットアームの加工ユニットでクランプ機構を開閉する際に、加工ユニットとクランプ機構の一部の接触の有無を導通検知装置で監視させることで、クランプ機構を開閉させるロボットアームの複雑な駆動制御が容易になり、ロボットアームによるクランプ機構開閉動作の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すヘミング加工システムの側面図である。
【図２】図１のヘミング加工システムの平面図である。
【図３】図１のヘミング加工システムとその周辺の見取り図である。
【図４】（Ａ）はロボットアーム先端の加工ユニットの正面図、
（Ｂ）は加工ユニットにおけるヘム刃の側面図である。
【図５】作業ステージ側のクランプ機構の開状態時の側面図である。
【図６】作業ステージ側のクランプ機構の閉状態時の側面図である。
【図７】作業ステージ側の種類設定表示部の平面図である。
【図８】図７の種類設定表示部の正面図である。
【図９】作業ステージ側のアーム位置検知装置とヘム刃位置検知装置の正面図である。
【図１０】図９のヘム刃位置検知装置のレーザーセンサーの正面図である。
【図１１】（Ａ）は種類設定表示部と加工ユニットの導通チェック前の概要を示す側面図、
（Ｂ）は導通チェック時の側面図である。
【図１２】（Ａ）〜（Ｄ）はヘム刃とクランプ機構の一部の関係を示す部分斜視図である。
【図１３】（Ａ）はクランプ機構と加工ユニットの導通チェック前の概要を示す側面図、
（Ｂ）は導通チェック時の側面図である。
【図１４】（Ａ）はワークと加工ユニットの導通チェック前の概要を示す側面図、
（Ｂ）は導通チェック時の側面図である。
【図１５】非正常時のワークと加工ユニットの導通チェック時の概要を示す側面図である。
【図１６】ワークの別の箇所と加工ユニットの導通チェック時の概要を示す側面図である。
【図１７】ヘミング加工されるワークの概要を示す平面図である。
【図１８】（Ａ）はプリヘム加工時のワークの部分断面図、
（Ｂ）は本ヘム加工時のワークの部分断面図である。
【符号の説明】
１      ワーク
２    アウタパネル
２ａ  フランジ部
３    インナパネル
５    安全柵
５ａ      シャッター
５ｂ    安全柵扉
５ｃ    安全マット
５ｄ    エリアセンサー
１０    下型
２０    作業ステージ
２１    ガイド部材
２３    溝
３０    ロボットアーム
３１    ロボット本体
３２    加工ユニット
３３    ヘム刃
３３ａ  作業穴
３４    エアーシリンダ
３５    ロボット制御系
３６    制御ボックス
３７    導通検知装置
３８    絶縁電線
３９    絶縁電線
４０    汎用治具
５０    ワーク押圧用クランプ機構（確認対象物）
５１    支柱
５２    トグル機構
５３    開閉レバー
５４    操作レバー
５５    操作ロッド
５６，５７  押圧用パッド
６０    種類設定表示部（確認対象物）
６１    スタンド
６２    設定板
６３    ネジ穴
６４    ボルト（種類表示手段）
７０    下型置台
８０    アーム位置検知装置
８１      リミットスイッチ
９０    ヘム刃位置検知装置
９１    レーザーセンサー
ＡＢ    周縁部
ＢＣ    周縁部
ＣＤ    周縁部
ＰＩ    所定高さ位置
ＰＩ    静止位置
Ｐ２    定位置
Ｐ３    所定高さ位置
Ｐ３    静止位置
【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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【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】
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【図１７】
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【図１８】
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