CN109414748B - 折边加工装置及折边加工方法 - Google Patents

Abstract

一种折边加工装置和折边加工方法。折边加工装置包括：砧座，其对工件进行载置；压料处理机，其对工件进行保持；搬运机器人，其将压料处理机抓紧、搬运并将工件相对于砧座搬入、搬出；以及辊子折边加工机器人，砧座包括：砧座主体部；定位装置；将外面板吸引抓紧的抓紧装置；以及用于与搬运机器人侧ATC装置进行装拆的装置侧ATC装置，压料处理机包括：与工件的形状对应的框架部；定位装置；穿过内面板的开口部以将外面板吸引抓紧的抓紧装置；为对内面板进行加压而设置在与最终形状不发生干涉的位置的加压器；以及用于与搬运机器人侧ATC装置进行装拆的装置侧ATC装置。利用所述结构，能缩短加工时间、简化砧座的更换作业，提高生产性。

Description

折边加工装置及折边加工方法

技术领域

本发明涉及一种加工工件时使用的折边加工装置，尤其涉及包括有对工件进行保持并与砧座彼此卡合的压手的折边加工装置及折边加工方法。

背景技术

以往，在汽车用车门的制造现场，采用一种用于对外面板和内面板进行折边加工的加工装置。作为上述装置，例如已知加工方法是一边使辊子向工件进行按压一边进行折边加工的辊子式的折边加工装置(例如，参照专利文献1)。

如图11所示，专利文献1所公开的折边加工装置包括：供工件W载置的砧座2；对工件W进行保持的压手4；对上述压手4进行搬运并将工件W相对于砧座2搬入、搬出的搬运装置5；以及使载置于砧座2的工件W向砧座2进行按压并限制的限制元件6。上述限制元件6包括：对压手4与砧座2一体地进行限制的ATC装置61；以及将工件W向砧座2进行按压并限制的压垫62。

在使用上述折边加工装置进行加工的情况下，首先搬运装置5对压手4进行保持，利用压手4对外面板W1与内面板W2组合而成的工件W进行保持。然后，搬运装置5将保持有工件W的压手4搬运至砧座2并将工件W载置于砧座2上，对载置于砧座2的工件W进行按压。接着，利用ATC装置61将压手4和砧座2连结，使压垫62与工件W的外缘部的内侧抵接，从而将工件W限制于砧座2。在利用上述限制元件6将工件W以没有偏移的方式限制于砧座2的状态下，通过辊子对工件W进行规定的加工。加工完成后，将ATC装置61的连结解除，搬运装置5对压手4进行保持并将工件W搬出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO2016/152968号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

根据专利文献1所记载的辊子折边加工装置，在砧座2的外侧设有对压手4与砧座2一体地进行限制的ATC装置61。因此，在对工件W的外缘部进行折边加工时，对配设于砧座2的外周部的ATC装置61进行支承的限制元件6和辊子11会发生干涉。因此，存在必须一边避免与辊子干涉一边进行加工、加工路径变得复杂且加工时间增加这样的问题。

此外，在专利文献1所记载的折边加工装置中，由于在机型切换时，是利用连结装置将压手与砧座连结成一体之后，将机器人与设于压手上部的连结装置连结并利用机器人将装置整体移动，因而必须专门设置搬运能力大的机器人。因此，存在设备费用增加、切换机型时的更换作业时间增加、设置场地增大这样的问题。

本发明鉴于上述背景而作，其目的在于提供一种折边加工装置，上述折边加工装置能够将加工时间缩短，应对较短的生产节拍，并且能够将砧座等每一种机型的独特的生产设备轻量化，并能简化加快更换作业，提高生产性。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述技术问题，技术方案1的发明是一种折边加工装置，包括：砧座，上述砧座对由第一板构件和第二板构件构成的工件进行载置；压料处理机，上述压料处理机对上述工件进行保持；搬运机器人，上述搬运机器人包括机器人侧ATC装置，上述机器人侧ATC装置将上述压料处理机抓紧、搬运并将上述工件相对于上述砧座搬入、搬出；以及辊子折边加工机器人，上述辊子折边加工机器人一边使辊子头的折边辊子向载置于上述砧座的上述工件的加工部位进行按压，一边将第一板构件的周缘部折边加工成与第二板构件的周缘部重合的最终形状，从而将上述第一板构件与上述第二板构件一体化，其特征在于，上述砧座包括：砧座主体部；位于与工件开口部对应的部位的定位装置1和将所述第一板构件吸引抓紧的抓紧装置1；以及用于与所述机器人侧ATC装置进行装拆的装置侧ATC装置，上述压料处理机包括：与上述工件的形状对应的框架部；配置于与上述定位装置1对应的部位并与上述定位装置1卡合的定位装置2；穿过上述第二板构件的开口部以将上述第一板构件吸引抓紧的抓紧装置2；在与上述最终形状不发生干涉的位置对第二板构件进行加压而设置的加压器；以及用于与上述机器人侧ATC装置进行装拆的装置侧ATC装置。

根据上述结构，无需像现有例那样，将工件定位元件、工件限制元件设置成横穿辊子头的加工路径，也能够将工件限制于砧座并对工件进行折边加工。因此，在利用辊子折边加工机器人进行加工时，即使辊子从砧座的外侧靠近，由于在砧座的外侧没有干涉物，因此不需要设定复杂的加工路径，能够缩短加工时间。此外，由于不需要在砧座的外侧设置ATC装置等限制元件，因此能够利用简单的结构来实现砧座的轻量化、小型化。

此外，由于砧座和压料处理机分别包括有用于与搬运机器人的ATC装置进行装拆的ATC装置，因此在切换车型时，能够分别对砧座和压料处理机进行搬运、更换。因此，能够使用较小的搬运机器人，能够节约设备费用、设置空间。

技术方案2的发明是在技术方案1所述的折边加工装置的基础上，其特征在于，上述加压器的加压利用上述压料处理机的自重，或者除了利用上述压料处理机的自重以外，还使用了抓紧装置1和抓紧装置2的吸引力的协同作用。

根据上述结构，即使不像现有例那样将工件限制元件、工件定位元件设置成横穿辊子头的加工路径，也能够利用加压器的自重或者除了利用加压器的自重以外还使用抓紧装置1和抓紧装置2的吸引力的协同作用，对工件进行加压。因此，辊子头与限制元件等之间不会发生干涉，因而能够缩短加工时间。此外，能够利用简单的结构来实现加工装置整体的轻量化、紧凑化。

技术方案3的发明是在技术方案2所述的折边加工装置的基础上，其特征在于，具有辊子头，上述辊子头包括能够与上述机器人侧ATC装置进行装拆的装置侧ATC装置，上述搬运机器人能够在将上述压料处理机分离之后，安装上述辊子头以作为辊子折边加工机器人来进行运转。

根据所述结构，搬运机器人通过将压料处理机与辊子头进行更换，从而能够在不进行搬运时进行折边加工。藉此，能够使搬运机器人高效地进行运转并提高生产性。

技术方案4的发明是在技术方案2或3所述的折边加工装置的基础上，其特征在于，上述辊子头是回旋式辊子头，辊子加压轴安装成相对于机器人的手腕部端面倾斜30度～60度，并且加压轴构成为能旋转。

根据上述结构，首先是能够扩大辊子折边加工机器人的加工范围。藉此，能够减少机器人的台数并且能够减少折边加工中的机器人之间的相互干涉以进一步提高加工速度。此外，不用改变臂部的姿势就能自由地改变辊子的角度，因此能够大幅提高对弯曲路径的追随性。因此，不使用角冲头就能够对角落部分进行高速且高品质的折边加工。

技术方案5的发明是在技术方案3所述的折边加工装置的基础上，其特征在于，上述砧座能够由搬运能力为270Kg以下的机器人进行搬运，将上述搬运机器人的机器人侧ATC装置与上述砧座的上述装置侧ATC装置连结以利用上述搬运机器人进行砧座更换。

根据上述结构，不需要为了搬运砧座而设置搬运能力大的机器人，因而能够利用与辊子折边加工机器人相同的机器人在更换机型时对砧座进行更换，能够减少设备费用、节省空间。此外，通过与技术方案3的结构组合，能够使一台机器人执行夹具的搬运和辊子折边加工这两件事，因此能够减少机器人的台数并提高生产效率。

技术方案6的发明是一种折边加工方法，将具有开口部的第一板构件的周缘部弯曲成与第二板构件的周缘部重合的最终形状，从而将上述第一板构件与上述第二板构件一体化，包括：载置工序，在上述载置工序中，利用压料处理机，穿过上述第二板构件的开口部以将上述第一板构件吸引抓紧，将搬运机器人的机器人侧ATC装置与上述压料处理机的装置侧ATC装置连结以对压料处理机进行搬运，并以与上述砧座上部对应的姿势进行定位载置，且利用加压器进行加压支承；外周折边加工工序，在上述外周折边加工工序中，利用一个或两个以上的辊子折边加工机器人对工件外周进行折边加工；内周折边加工工序，在上述内周折边加工工序中，利用搬运机器人使压料处理机暂时从工件上退开，然后利用辊子折边加工机器人对上述工件开口部内周进行折边加工；以及搬出工序，在上述搬出工序中，利用搬运机器人将完成折边加工的工件搬出。

根据上述结构，由于是在工件外周的折边加工完成之后，利用搬运机器人使压料处理机暂时从工件上退开，因此在对工件开口部内周进行折边加工时，辊子与压料处理机不会发生干涉。因此，不需要对辊子折边加工机器人设定复杂的路径，能够缩短加工时间。

发明效果

根据本发明的折边加工装置，由于没有设置横穿加工路径的夹持装置等，因而能够设定单纯的加工路径，能够将高速辊子折边的加工时间缩短。并且，通过将砧座轻量化，从而能够实现搬运机器人的小型化，能够减少设备费用、设置空间。另外，能够缩短砧座的更换时间，提高生产性。藉此，能够适用于对各种各样的工件进行切换并生产的生产线。

附图说明

图1是表示本发明的折边加工装置的整体结构的立体图。

图2是表示本发明的砧座和压料处理机的结构的主要部分侧视图。

图3是表示本发明的砧座的结构的立体图。

图4是从下表面方向观察本发明的压料处理机的结构的立体图。

图5是表示本发明的辊头的结构的立体图。

图6是表示本发明的引导装置的结构的立体图。

图7是表示本发明的折边加工装置的动作的、与图2对应的主要部分侧视图，表示通过搬运机器人将抓紧有工件的压料处理机搬入搬出至砧座的状态。

图8是表示本发明的折边加工装置的动作的、与图2对应的主要部分侧视图，表示将搬入的工件固定于砧座的状态。

图9是表示本发明的折边加工装置的动作的、与图2对应的主要部分侧视图，表示通过辊子对工件进行折边加工的状态。

图10是从侧方观察对本发明的工件开口部内周进行折边加工的状态的俯视图。

图11是表示现有技术的砧座和压料处理机的结构的主要部分分解主视图。

具体实施方式

参照附图，对本发明实施方式的折边加工装置1进行详细说明。折边加工装置1是制造汽车车门时所使用的装置。由折边加工装置1加工的工件W由位于车外侧的外面板W1和位于车厢侧的内面板W2构成，具有收容有车窗的主体部和形成有车窗开口部的窗框部。

如图1所示，折边加工装置1包括：砧座2，上述砧座2供由外面板W1和内面板W2构成的工件W载置；压料处理机3，上述压料处理机3对工件W进行保持；搬运机器人5(在本实施方式中为两台)，上述搬运机器人5将压料处理机3抓紧、搬运，以将工件W搬入至砧座2或从砧座2搬出；以及辊子折边加工机器人6(在本实施方式中为两台)，折边加工装置1一边向载置于砧座2的工件W的加工部位进行辊子按压一边进行折边加工，从而将外面板W1与内面板W2一体化。

砧座2、压料处理机3的外形形状根据工件W的形状而决定。

折边加工装置1的加工工序具有：预弯曲工序，在上述预弯曲工序中，在内面板W2的周缘部与外面板W1的周缘部附近沿厚度方向重合的状态下，将预先经过凸缘加工的外面板W1的凸缘部弯曲加工成规定的角度；以及正式弯曲工序，在上述正式弯曲工序中，将预先经过弯曲的外面板W1的外缘部向内面板W2按压以进行进一步弯曲加工，直至以将内面板W2卷入的方式与内面板W2的周缘部重合。

(砧座)

如图2所示，砧座2载置于对砧座2进行支承的砧座支承台4。如图3所示，砧座2包括：砧座主体部21，上述砧座主体部21对工件W进行支承；支承支架28，上述支承支架28配置于砧座主体部21的角落部，对砧座主体部21进行支承、固定；辅助支承件29，上述辅助支承件29配置于砧座2的中间部位，能对高度进行调节，对砧座2进行支承；抓紧装置22，上述抓紧装置22将外面板W1吸引抓紧；ATC装置23，上述ATC装置23用于与搬运机器人5的ATC装置51进行装拆；两个定位装置24，上述定位装置24与压料处理机3的定位装置36彼此卡合以进行相对的定位；以及引导装置25，上述引导装置25对经过凸缘加工的工件W的外缘部进行限制并定位。

砧座主体部21是供工件W载置并对工件W进行支承的部位，为了能从背面对工件W的折边加工部位进行支承，成形为与工件W的形状准确地对应的形状。此外，砧座主体部21包括：对外面板W1的主体部进行支承的前部21a和后部21b、下部21c和上部21d；以及对窗框部进行支承的前部21e、后部21f和上部21g。此外，具有与窗框部的形状对应的开口部21h。此外，砧座2主体部包括多个框架26，上述框架26用于确保刚性并对砧座主体部21进行加强。如图3所示，在本实施方式中，砧座主体部21下部中央配接有轮毂状的框架，辐条状的多个框架配置成从上述轮毂状的框架向砧座连接以确保所需的强度。

在制作砧座主体部21时，在制作之前使用结构分析程序对强度进行充分地分析，在确保所需强度的前提下，将重量设计为最轻。尤其，由于进行折边加工时直接作用有负载的砧座部分存在重量会变重的倾向，因此将砧座的宽度等各项要素缩小至极限来实现轻量化。此外，不采用在现有的辊子折边装置中较多使用的角冲头等多余的装置，从而能进一步减轻重量，本实施方式的砧座主体部21(轿车用后门)的重量控制为140Kg。藉此，假使在安装有其它的零件、工件W的状态下，也能够由搬运能力为270Kg以下的机器人进行搬运。

支承支架28配置于包括砧座2的四个角落的、负载集中的部位，具有在垂直方向对砧座进行支承并且在水平方向对砧座进行定位的作用。在至少为两个的支承支架28的座面上，设有定位用的砧座侧基准销27，将砧座支承台4的基准孔(未图示)插通以进行水平方向的定位。

如图2所示，辅助支承件29配设于支承支架28的中间部位，以对砧座主体部21进行支承。辅助支承件29包括：具有阳螺纹部的柱状部；以及具有相对应的阴螺纹部的基座状部，并且能对阳螺纹部的突出长度进行调节从而对高度进行调节。通过强度分析来确定辅助支承件29的个数和配置，并且通过在最合适的位置对砧座进行支承，从而实现砧座结构的进一步精简化、轻量化。

抓紧装置22是用于将构成被载置的工件W的外面板W1吸引抓紧的构件，并没有特别限定，可以采用利用负压来进行吸引抓紧的真空杯。抓紧装置22在砧座主体部21的前部21a和后部21b、下部21c和上部21d的内侧设有规定个数。负压配管经由阀门装置(负压配管和阀门装置均未图示)与抓紧装置22连接。负压配管经由ATC装置的连接部，从搬运机器人5侧处连接。抓紧装置22利用阀门装置的打开关闭动作，能够在对与工件W接触的部分施加负压力的状态和不施加负压力的状态之间进行切换。当抓紧装置22对与工件W接触的部分施加负压力时，抓紧装置22从下方对工件W进行吸引抓紧。此外，当抓紧装置22对与工件W接触的部分不施加负压力时，工件W能够从抓紧装置22脱离。为了充分对工件W施加均匀的抓紧力，通过计算来确定抓紧装置22的合适配置。

此外，在本实施例中，采用利用负压来进行吸引抓紧的结构，也可以采用使用了磁力等的其它结构。

ATC装置23是众所周知的自动工具更换装置，是用于与搬运机器人5的ATC装置51进行装拆的构件。ATC装置23以不与工件W干涉的方式设于轮毂状的框架部的上侧(上表面)。具体的动作是：在未载置有工件W的状态下，将设于搬运机器人5的ATC装置51的卡合凸部与配设于相对的砧座2的ATC装置23的卡合凹部进行定位并卡合，从而能够使搬运机器人5与砧座2连结。砧座2的ATC装置23与搬运机器人5的ATC装置51通过未图示的致动器来对安装状态与脱离状态进行自动切换。

定位装置24是与定位装置36彼此卡合以进行定位的构件，上述定位装置36设于与上述定位装置24对应的压料处理机3的部位，定位装置24设于与工件W的窗框部对应的、砧座主体部21的开口部。在本实施方式中，砧座2的定位装置24包括定位孔，压料处理机3的定位装置36包括定位销。根据上述结构，不需要配置将折边加工路径横穿的定位装置，因此容易设定加工路径并且能够进行高速折边加工。

在将砧座2与压料处理机3进行定位并卡合时，首先，利用搬运机器人5将压料处理机3的定位装置36移动至相对的砧座2的定位装置24的上方。接着，利用搬运机器人5使压料处理机3朝下方移动并将定位销***定位孔以进行卡合，从而对砧座2和压料处理机3进行定位。由于销的前端被加工成前端细的形状，因此能够一边对位置的误差进行吸收一边顺畅地进行卡合。

引导装置25是通过对预先形成有凸缘部的外面板W1的外缘部进行约束，从而对工件W相对于砧座2的位置进行限制并定位的装置。如图6所示，引导装置25包括：主体部，上述主体部包括外引导部25a和支承部25b，其中，在一方的端部，上述外引导部25a与工件W的外缘部抵接并对工件W进行限制，在另一方的端部，上述支承部25b被支承成相对于砧座2能旋转；以及施力部25c，上述施力部25c以使外引导部25a的上端部从砧座2的外缘突出的方式对主体部进行施力。如图3所示，为了一边对工件W的位置进行限制一边进行折边加工，沿砧座2的外缘配设有足够数量的多个上述引导装置25。由于引导装置主体部是埋入至砧座2的外缘而配设的，因此在进行折边加工时，即使辊子62从砧座2的外侧靠近也不会与辊子62发生干涉，能够可靠地对工件W的位置进行限制并定位。

此外，在对工件W进行折边加工时，为了不使引导装置的施力部25c与辊子62发生干涉而妨碍加工，当辊子62施加加压力时，施力部25c进行下沉动作。具体而言，当辊子62与外引导部25a的端部抵接并对外引导部25a施加加压力时，由于外引导部25a被支承成能绕支承部25b旋转，因此外引导部25a以支承部25b为中心，克服施力部25c的施力而进行下沉动作。当辊子62从外引导部25a的上方通过而不再施加加压力时，利用施力部25c的施力从而使外引导部25a回到初始位置，恢复到工件W的定位状态。

(砧座支承台)

砧座支承台4是砧座2的底座构件，由于是固定于地面而使用的，因而被制作的很牢固，具有加强砧座2来抑制变形、弯曲从而提高刚性的功能，并且具有一边调节砧座2的高度一边进行定位的功能。采用上述通用的、固定的砧座支承台4，能够将砧座2紧凑化、轻量化，并且当机型改变时，能够利用机器人对砧座2进行更换。作为砧座2和砧座支承台4的定位方法，砧座2的支承支架28的两个以上的座面包括砧座侧基准销27，砧座支承台4包括未图示的基准孔，将砧座侧基准销27与基准孔卡合从而使砧座2定位于砧座支承台4。在与砧座侧基准销27对应的位置处，考虑砧座2的形状、刚性等而设置规定个数的砧座支承台4的基准孔。

如上所述，通过分离成固定部分的砧座支承台4、每种机型的变动部分的砧座2的结构以及将上述砧座2设计得极轻量化、极小型化的效果，从而砧座2能够由搬运能力为270Kg以下的机器人进行搬运。

(压料处理机)

如图4所示，压料处理机3包括：框架部31，上述框架部31的形状与工件W的形状对应；两个基准销32，上述基准销32与内面板W2的定位孔(未图示)卡合以对内面板W2进行定位；抓紧装置33，上述抓紧装置33穿过内面板W2的开口部以将外面板W1吸引抓紧；加压器34，上述加压器34为了对内面板W2进行加压而设置于不与外面板W1的最终形状发生干涉的位置；ATC装置35，上述ATC装置35用于与搬运机器人5的ATC装置51进行装拆；以及定位装置36，上述定位装置36与砧座2的定位装置24卡合以进行定位。

框架部31是具有如下功能的构件：在将上述装置配置于适当的位置并通过抓紧装置33将工件W吸引抓紧的状态下，利用搬运机器人5对工件W进行搬运，经由定位装置36对砧座2进行定位，使加压器34对工件W进行加压以将工件W固定于砧座的功能。

基准销32与内面板W2的定位孔对应地在框架部31的下侧(下表面)设有两处，基准销32与上述定位孔卡合，在压料处理机3对工件W进行保持时进行定位。

抓紧装置33在框架部31的下侧(下表面)设有四处，穿过内面板W2的开口部以直接将外面板W1吸引抓紧。在本实施方式中，采用利用负压来进行吸引抓紧的真空杯，也可以采用使用了磁力等的其它结构。由于抓紧装置33的结构与砧座2的抓紧装置22相同，因此省略说明。

如图4所示，加压器34配设于框架部31的下侧(下表面)，是L字形、I字形的棒状构件。以规定的间隔设置有适当个数的加压器34，使得加压器34的前端部在不与外面板W1的折边加工后的最终形状发生干涉的位置处对内面板W2进行加压。加压力基本上是由加压器34的自重所产生的，在工件W载置于砧座2的状态下进行加压，以使外面板W1和内面板W2不会错位。在加压力不足、位置存在偏差的情况下，能够通过将重物配置于框架部31来进行调节。

根据上述结构，能够避免折边加工时辊子62与加压器34之间的干涉，因此能够在利用加压器34将工件W可靠地抓紧的状态下，移动辊子62以进行折边加工。

ATC装置35设于框架部31的上侧(上表面)。由于ATC装置35的结构与砧座2的ATC装置23相同，因此省略说明。

定位装置36设于与砧座2的定位装置24对应的部位，与砧座2的定位装置24彼此卡合以进行相对的定位。由于定位装置36的结构在对砧座2的定位装置24的说明中已经说明了，因此省略详细说明。

(搬运机器人)

搬运机器人5是多关节机器人，为了将压料处理机3抓紧、搬运以将工件W相对于砧座2搬入、搬出，在机器人臂的前端部包括有ATC装置51。如图7所示，在将工件W搬入、搬出时，能够使搬运机器人5的ATC装置51与压料处理机3的ATC装置35连结来进行。此外，在对砧座进行更换时，能够使搬运机器人5的ATC装置51与砧座2的ATC装置23连结来进行。

(辊子折边加工机器人)

辊子折边加工机器人6是在机器人臂的前端部安装有辊子头61的多关节机器人，一边使辊子头61的辊子62向载置于砧座2的工件W的折边加工部位进行按压，一边将外面板W1的周缘部折边加工成与内面板W2的周缘部重合的最终形状。

如图5所示，本实施方式的辊子头61采用回旋式辊子头61，辊子62的加压轴A-A安装成相对于与机器人的前端部之间的接合部倾斜30度～60度，并且辊子62的加压轴A-A构成为能旋转。藉此，能够扩大辊子62的可加工范围，能够减少折边加工中的机器人之间彼此发生干涉。此外，在工件W的角落部，不需要使臂部大幅移动就能够变换辊子62的角度，因此加工速度显著提高。因此，不需要特别设置角冲头，也能够缩短角落部的加工时间。在本实施方式中，与现有的辊子头相比，角落部的加工速度能够实现四倍以上的加工速度。此外，这样就不需要花费角冲头等以往所必须的工具费。

由于搬运机器人5安装有ATC装置51，因此只要将与压料处理机3之间的连结解除，将辊子头61安装，就能够作为辊子折边加工机器人来进行运转。利用上述结构，搬运机器人5例如在将工件W相对于砧座2搬入、搬出时，将ATC装置51与压料处理机3连结。由于在对工件W进行折边加工时，能够将ATC装置51与压料处理机3之间的连结解除并将辊子头61安装，因此能够使机器人高效地进行运转从而提高生产性。

在本实施方式中，折边加工装置1由两台搬运机器人5和两台辊子折边加工机器人构成，其中上述搬运机器人5安装有ATC装置51，且能够选择安装压料处理机3和辊子头61中的任意一个，上述辊子折边加工机器人是辊子头61直接安装于机器人前端部的、专用的辊子折边加工机器人。能够根据工件W的形状、加工时间的要求等对上述机器人的台数进行调节。

对采用如上所述结构的折边加工装置1的动作进行说明。搬运机器人5利用ATC装置51对压料处理机3进行抓紧。接着，利用压料处理机3的抓紧装置33，穿过内面板W2的开口部以将工件W吸引抓紧，上述工件W由放置于工件放置台7的、预先经过凸缘加工的外面板W1和载置于外面板W1上的内面板W2构成。如图7所示，搬运机器人5将保持有工件W的压料处理机3移动至砧座2的上部。接着，搬运机器人5使压料处理机3与砧座2的定位装置36、24卡合以进行定位从而将工件W载置于砧座2，如图8所示，利用加压器对工件W进行加压支承。

当搬运机器人5完成将工件W搬入至砧座2后，将与压料处理机3之间的连结解除。在本实施方式中，搬运机器人5与压料处理机3之间的连结被解除后，负压配管被切断，因此压料处理机3的抓紧装置33的吸引抓紧被解除。如上所述，载置于砧座2的工件W通过加压器34的自重和砧座的抓紧装置22的吸引力而固定于砧座2。

另外，当压料处理机3的加压力不足时，也可以通过维持搬运机器人5与压料处理机3之间的连结等方法来使抓紧装置33继续对工件W进行吸引抓紧，利用与砧座的抓紧装置22的吸引力的共同作用来对工件W进行加压。

如图9所示，辊子折边加工机器人6会对载置于砧座2的工件W进行预弯曲加工和正式弯曲加工，在上述预弯曲加工中，一边使辊子62向外面板W1的加工部位进行按压，一边弯曲加工成规定的角度，在上述正式弯曲加工中，将经过预弯曲加工的外面板W1的周缘部按压加工成与内面板W2的周缘部重合的最终形状。但是，存在由于工件W的形状导致通过预弯曲加工和正式弯曲加工这二次加工难以进行高品质的折边加工的情况，在这种情况下，能够通过设定三次工序以上的加工路径等来确保品质。

搬运机器人5在将与载置于砧座2的压料处理机3之间的连结解除之后，不进行待机，而是移动至辊子头放置台8以更换成辊子头61，然后与其它的辊子头加工机器人6进行同样的折边加工。

在工件外周的折边加工完成后，对工件开口部内周W3进行折边加工。在本实施方式中，在车门的窗框部形成有很大的开口，在窗框内周部也设定有折边加工部。在工件外周的加工完成后，搬运机器人5将辊子头61放置于辊子头放置台8，将与辊子头61之间的连结解除，移动至压料处理机3上并与压料处理机3连结。接着，搬运机器人5在压料处理机3的抓紧装置33的吸引抓紧解除了的状态下，经由ATC装置仅将压料处理机3抓紧。搬运机器人5在工件W载置于砧座2的状态下，仅将压料处理机3退避至不与辊子折边加工机器人6发生干涉的位置。如图10所示，辊子折边加工机器人6在搬运机器人5将压料处理机3抓紧并待机的期间，对载置于砧座2的工件W的工件开口部内周W3进行折边加工。此时，由于工件外周的加工已完成，使得外面板W1和内面板W2被牢固地接合，因此不需要压料处理机3的加压力。

在对工件开口部内周W3的折边加工完成之后，搬运机器人5再次将压料处理机3向工件W上部载置。使压料处理机3的抓紧载置33运转并且将砧座2的抓紧装置22解除，将工件W吸引抓紧并搬运至工件放置台7，将工件W放置于工件放置台7，从而完成一系列的折边加工。工件开口部内周W3的折边加工也可以不由辊子62来进行加工，而是在砧座2的开口部21h设置未图示的折边头来进行折边加工。

在本发明的实施方式中，当工件外周的折边加工完成后，搬运机器人5使压料处理机3暂时从工件W上退开。藉此，在对工件开口部内周W3进行折边加工时，能够使辊子折边加工机器人6与压料处理机3完全不干涉地、顺畅地进行加工，能够大幅缩短加工时间。

在将量产零件作为前提的本实施方式的生产线结构中，在一个生产节拍时间内包括将工件W设置于砧座、辊子折边加工、将工件W退回至工件放置台7。此外，在维修零部件的生产线等应对机型多、生产量少的需求的生产线中，利用回旋式辊子头，只要是通常的车窗，使用一台辊子折边机器人就能够对工件W整周进行折边加工，因此能够减少机器人、转台的台数。

接着，对进行更换砧座2作业时的动作进行说明。将工件W搬运至工件放置台7并完成一系列的折边加工的搬运机器人5经由ATC装置将压料处理机3抓紧并待机。作为辊子折边加工机器人运转的另一台搬运机器人5将辊子头61放置于放置台8，将与辊子头61之间的连结解除，并移动至砧座支承台4上，经由ATC装置将砧座2抓紧。抓紧有砧座2的搬运机器人5将砧座2搬运至图1所示的砧座放置台9a并将砧座2放置于放置台9a。抓紧有压料处理机3并处于待机中的搬运机器人5将压料处理机3搬运至砧座放置台9a，并将压料处理机3载置于被搬运至砧座放置台9a的砧座2上。搬运机器人5将与压料处理机3之间的连结解除后，移动至载置有下一工序使用的砧座2的砧座载置台9b，然后经由ATC装置将砧座2抓紧。接着，抓紧有砧座2的搬运机器人5将砧座2搬运至砧座支承台4，并以砧座侧基准销27将基准孔插通的方式放置于砧座支承台4，从而完成砧座2的更换作业。藉此，当前的砧座更换时间为45秒。

此外，藉此不需要现有的砧座更换作业所必须的专用导轨等大规模的更换装置、转台。此外，以往由于轨道的配置等原因，切换的机型数量被限制在几种机型，在本折边加工装置中，只要预先通过外部设置将需要的机型的砧座、压料处理机等配置于搬运机器人的周围，就能够应对更多种类的机型。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限于上述实施方式，能恰当地变形来实施。在本实施方式中，本发明的加工装置适用于车门面板的折边加工装置，但并不限定于此，工件W不仅可以是车门面板，也可以是具有开口部的后车门等。

符号说明

1 折边加工装置

2 砧座

3 压料处理机

4 砧座支承台

5 搬运机器人

6 辊子折边加工机器人

W 工件

W1 外面板

W2 内面板

W3 工件开口部内周

Claims (5)

1.一种折边加工装置，包括：

砧座，所述砧座对由第一板构件和第二板构件构成的工件进行载置；

压料处理机，所述压料处理机对所述工件进行保持；

搬运机器人，所述搬运机器人包括机器人侧ATC装置，所述机器人侧ATC装置将所述压料处理机抓紧、搬运，并将所述工件相对于所述砧座搬入、搬出；以及

辊子折边加工机器人，所述辊子折边加工机器人一边使辊子头的折边辊子对载置于所述砧座的所述工件的加工部位进行按压，一边将第一板构件的周缘部折边加工成与第二板构件的周缘部重合的最终形状，从而将所述第一板构件与所述第二板构件一体化，

其特征在于，

所述砧座包括：砧座主体部；位于与工件开口部对应的部位的第一定位装置；将所述第一板构件吸引抓紧的第一抓紧装置；用于与所述机器人侧ATC装置进行装拆的第一装置侧ATC装置；以及引导装置，所述引导装置对所述第一板构件的外缘部进行约束，所述引导装置与所述砧座主体部连接，且构成为相对于所述砧座主体部在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置处，所述引导装置从所述砧座主体部向上方突出，在所述第二位置处，所述引导装置因从所述折边辊子接受压力而下沉，

所述压料处理机包括：与所述工件的形状对应的框架部；与所述第一定位装置卡合的第二定位装置；穿过所述第二板构件的开口部以将所述第一板构件吸引抓紧的第二抓紧装置；为对第二板构件进行加压而设置在与所述最终形状不发生干涉的位置的加压器；以及用于与所述机器人侧ATC装置进行装拆的第二装置侧ATC装置，

所述加压器的加压利用所述压料处理机的自重，或者除了利用所述压料处理机的自重以外，还利用第一抓紧装置和第二抓紧装置的吸引力的协同作用。

2.如权利要求1所述的折边加工装置，其特征在于，

所述辊子头包括能够与所述机器人侧ATC装置进行装拆的第三装置侧ATC装置，所述搬运机器人能够在将所述压料处理机分离之后，安装所述辊子头，以作为辊子折边加工机器人来进行运转。

3.如权利要求1或2所述的折边加工装置，其特征在于，

所述辊子头是回旋式辊子头，所述折边辊子的加压轴安装成相对于机器人的手腕部端面倾斜30度～60度，并且加压轴构成为能旋转。

4.如权利要求2所述的折边加工装置，其特征在于，

所述砧座能够由搬运能力为270Kg以下的机器人进行搬运，将所述搬运机器人的机器人侧ATC装置与所述砧座的所述第一装置侧ATC装置连结，以利用所述搬运机器人进行砧座更换。

5.一种折边加工方法，将具有开口部的第一板构件的周缘部弯曲成与第二板构件的周缘部重合的最终形状，从而将所述第一板构件与所述第二板构件一体化，其特征在于，包括：

载置工序，在所述载置工序中，利用压料处理机，穿过所述第二板构件的开口部以将所述第一板构件吸引抓紧，将搬运机器人的机器人侧ATC装置与所述压料处理机的第二装置侧ATC装置连结，以对压料处理机进行搬运，并以与砧座上部对应的姿势进行定位载置，且利用加压器进行加压支承；

外周折边加工工序，在所述外周折边加工工序中，利用一个或两个以上的辊子折边加工机器人对工件(W)外周进行折边加工；

内周折边加工工序，在所述内周折边加工工序中，利用搬运机器人使压料处理机暂时从工件上退开，然后利用辊子折边加工机器人对所述工件(W)的开口部内周进行折边加工；以及

搬出工序，在所述搬出工序中，利用搬运机器人将完成折边加工的工件搬出。

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