JP2002113626A - 治具装置およびワークの加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロボットハンド等の加工装置に併設され、ワ
ークを位置決め固定するための治具装置において、従来
は治具装置の全体を複数種類用意し、ワークの種別に合
わせて治具装置の全体を交換していたので、手間および
コストがかかるとともに複数種類の治具装置の保管スペ
ースを確保することが困難であった。本発明では、保管
スペースを少なくすることができる治具装置を提供す
る。 【解決手段】 ワークの種別に応じて交換する専用部
と、ワークの種別に関係なく共用する汎用部に区分け
し、ワーク受け型２０と、クランプ装置５０のクランプ
爪５１と、位置決め装置４０の位置決めピン４１を専用
部とし、受け型支持台３０と、クランプ装置５０の本体
部５３と、位置決め装置４０の本体部４３と、エジェク
タ装置６０と、制御装置７０を汎用部とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば自動車の
ドアパネルやフードパネル等（以下、単にワークとい
う）の周縁部をヘミング加工する場合等において、加工
装置に対してワークを位置決め固定するための治具装置
および該ワークの加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばドアパネルにヘミング加工
をするための装置として、ロボットハンドに曲げローラ
ーを装着し、この曲げローラーをロボットハンドの動作
によりワークの周縁部に沿って転圧させて該周縁部を曲
げ加工する構成としたローラー転圧式のロボットヘミン
グ加工装置が提供されている（例えば、特許第１８４４
２８２号）。このヘミング加工装置によれば、ロボット
ハンドを所定の動作プログラムに従って動作させること
により、曲げローラーを任意の軌跡に沿って転圧させる
ことができるので、曲線形状に沿った滑らかな曲げ加工
をすることができ、従って高品質のヘミング加工を行う
ことができる。また、ロボットハンドの動作プログラム
を変更することにより曲げ加工経路の変更にも容易に対
応することができるので、従来のプレス型による曲げ加
工とは異なって高い汎用性を発揮させることができた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のローラー転圧式の曲げ加工装置には、該装置に対し
てワークを位置決め固定するための治具装置が併設され
るのであるが、従来の治具装置では、ワークに合わせて
治具装置全体を交換しなければならず、このため多数種
類の治具装置を保管するための広いスペースが必要にな
り、実質的に従来の治具装置では近年特に顕著になって
いる多品種少量生産に対応できなくなる問題があった。
例えば、自動車用ドアパネルを交換部品（補修用パー
ツ）として例えば１５年間提供できる体制をとる場合に
は、各車種ごとに異なる多数種類の治具装置を長期間保
管しておかなければならず、従って保管のための膨大な
スペースを必要とする。また、補修用パーツの生産に用
いる治具装置は、その性格上、モデルの量産が終了して
直ちに必要とされるため、短期間での製作（生産の準
備）が求められている。本発明は、この問題を解消する
ためになされたものであり、主としてローラー転圧式の
曲げ加工装置に併設して用いる治具装置であって、高い
汎用性を有する治具装置およびワークの加工方法を提供
することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このため、本発明は、前
記各請求項に記載した構成の加工用治具装置および加工
方法とした。請求項１記載の治具装置によれば、ワーク
の種別に関係なく汎用部を共用することができるので、
ワークの種別に応じて専用部のみを複数種類用意すれば
よく、従ってこの複数種類の専用部のみを保管すれば足
りる。このことから、従来ワークの種別に応じて治具装
置全体を変更し、従ってワークの種別ごとに用意した複
数種類の治具装置全体を保管する場合に比して、大幅に
保管スペースを小さくすることができる。また、汎用部
を共用し、専用部のみをワークの種別に応じて用意すれ
ば足りるので、当該治具装置の製作日数を大幅に短縮す
ることができ、モデル量産後極めて短期間のうちに補修
用パーツの生産体制を整えることができる。また、ワー
クの種別が変更になった場合に、専用部のみを交換すれ
ば足りるので、治具装置のセッティングを短時間で行う
ことができ、これにより加工装置の稼働率を高めること
ができる。さらに、汎用部は各種別のワークについて共
用されるので、従来のように治具装置の全体をワークの
種別ごとに用意する場合に比して当該治具装置のコスト
低減を図ることができる。請求項１記載の治具装置は、
主として自動車用パネル部品の例えばヘミング加工、曲
げ加工、絞り加工、溶接、研削加工等の各種加工を行う
場合に適用することができる。

【０００５】請求項２記載の治具装置によれば、ワーク
受け型と、クランプ爪と、位置決めピンについてのみ、
複数種類のものを用意して保管すれば足りるので、治具
装置の全体をワークの種別ごとに用意して保管する場合
に比して保管スペースを大幅に小さくすることができ
る。

【０００６】請求項３記載の治具装置によれば、ワーク
の種別が変更になった場合には、専用部のみを汎用部か
ら取り外して適合する専用部に交換し、これを汎用部に
組付けることにより該ワークに適合した治具装置を準備
することができ、これに該ワークを位置決め固定して加
工装置により該ワークを加工することができる。このこ
とから、治具装置については、専用部のみがワークの種
別ごとに用意され、該専用部のみを保管しておけば足り
るので、治具装置の全体をワークの種別ごとに用意して
これを保管する場合に比して保管スペースを大幅に小さ
くすることができる。また、請求項１記載の治具装置に
よる場合と同様、当該治具装置のセッティング時間を短
縮することができ、さらに治具装置のコスト低減を図る
ことができる。

【０００７】

【発明の実施形態】次に、本発明の実施形態を図１〜図
４に基づいて説明する。図１は、基台５上に配置した本
実施形態の治具装置１０および加工装置１を示してい
る。この加工装置１は、ロボットハンド２（極座標型の
多関節ロボット）を主体とするもので、このロボットハ
ンド２の先端には転圧ローラー３が回転可能に装着され
ている。ロボットハンド２は、予めティーチングにより
記憶されたプログラムに基づいて動作して、上記転圧ロ
ーラー３をワークＷの加工部位（主として端縁）に沿っ
て転圧させ、これによりワークＷの加工部位が曲げ加工
される。本実施形態では、この加工装置１により、ヘミ
ング加工を行う場合を例示する。従って、上記治具装置
１０により、自動車用ドアのアウタパネルＷｏとインナ
パネルＷｉ（以下、これらを総称してワークＷともい
う）が上記加工装置１に対して所定の位置に位置決めさ
れる。上記加工装置１については、本願出願人の出願に
係る特許第１８４４２８２号公報、特許第２６８２９５
２号公報等に開示したものと同様であり、本実施形態に
おいて特に変更を要しない。

【０００８】次に、治具装置１０は、ワークＷを載置す
るためのワーク受け型２０と、このワーク受け型２０を
支持する受け型支持台３０と、ワークＷをワーク受け型
の上面に位置決めするための位置決め装置４０と、固定
するためのクランプ装置５０と、ワークＷをワーク受け
型２０から離脱させるためのエジェクタ装置６０と、位
置決め装置４０およびクランプ装置５０の動作を制御す
る制御装置７０を備えている。図２に示すように本実施
形態では、上記したワーク受け型２０と、位置決め装置
４０に取り付けた位置決めピン４１と、クランプ装置５
０に取り付けたクランプ爪５１と受け爪５２が、ワーク
Ｗの種別に合わせて交換される専用部とされ、受け型支
持台３０と、位置決め装置４０の本体部４３と、クラン
プ装置５０の本体部５３と、エジェクタ装置６０と、制
御装置７０はワークＷの種別に関係なく共用して用いら
れる汎用部とされている。

【０００９】ワーク受け型２０は、受け型支持台３０の
上面に着脱可能に取り付けられている。このワーク受け
型２０は、載置するワークの種別に適合したものに交換
される。このワーク受け型２０に位置決め装置４０とク
ランプ装置５０が取り付けられている。

【００１０】位置決め装置４０は、ワーク受け型２０の
主として側部に適宜間隔をいて着雑可能に取り付けられ
る。各位置決め装置４０は同様に構成されている。この
位置決め装置４０は、ワーク受け型２０の側部に着脱可
能に取り付けたブラケット４５と、このブラケット４５
に上下に傾動可能に取り付けたシリンダ４４とリンクア
ーム４６と、このシリンダ４４のロッド先端とリンクア
ーム４６の先端部との間に跨って取り付けた位置決めア
ーム４７を備えている。ブラケット４５とシリンダ４４
とリンクアーム４６と位置決めアーム４７により四節リ
ンク機構が構成され、これらが位置決め装置４０の本体
部４３を構成している。位置決めアーム４７の先端に、
上記位置決めピン４１が着脱可能に取り付けられてい
る。この位置決めピン４１は、ワークの種別に適合した
ものが選択されて取り付けられている。シリンダ４４が
突き出し方向に作動すると、位置決めアーム４７が回動
して位置決めピン４１が、ワークＷの位置決め孔に挿入
されて該ワークＷがワーク受け型２０上に位置決めされ
る。

【００１１】クランプ装置５０〜５０は、ワーク受け型
２０の側部に適宜間隔をおいて着脱可能に取り付けられ
る。各クランプ装置５０は同様に構成されている。この
クランプ装置５０は、ワーク受け型２０の側部に着脱可
能に取り付けたブラケット５５と、このブラケット５５
に上下に傾動可能に取り付けたシリンダ５４とリンクア
ーム５６と、このシリンダ５４のロッド先端とリンクア
ーム５６の先端部との間に跨って取り付けたクランプア
ーム５７を備えている。ブラケット５５とシリンダ５４
とリンクアーム５６とクランプアーム５７により四節リ
ンク機構が構成され、これらがクランプ装置５０の本体
部５３を構成している。このクランプ装置５０は、シリ
ンダ５４が突き出し方向に作動すると、クランプアーム
５７の先端側に取り付けたクランプ爪５１と受け爪５２
がワークＷの端縁に押し付けられる。ワークＷの端縁に
対して受け爪５２が下方からあてがわれ、クランプ爪５
１が上方から押し付けられ、これにより該端縁がクラン
プ爪５１と受け爪５２との間に挟み込まれる。上記クラ
ンプ爪５１と受け爪５２は、クランプアーム５７に対し
て着脱可能に取り付けられており、ワークＷの種別に合
わせて別のものに交換される。

【００１２】受け型支持台３０は、基台５上に固定され
ており、ワークＷの種別に関係なく共用される。この受
け型支持台３０にはエジェクタ装置６０が内装されてい
る。このエジェクタ装置６０はシリンダ６１により上下
動するエジェクタプレート６２を備えている。このエジ
ェクタプレート６２には、多数のフリーローラーが取り
付けられている。このエジェクタプレート６２が上動す
ることによりワークＷがワーク受け型２０上から持ち上
げられ、これにより該ワークＷが作業者によりあるいは
取り出しロボットにより治具装置１０から取り出され
る。制御装置７０は、位置決め装置４０のシリンダ４
４、クランプ装置５０のシリンダ５４およびエジェクタ
装置６０のシリンダ６１等の作動を制御するもので、ワ
ークＷの種別に関係なく共用される。

【００１３】以上のように構成した治具装置１０によれ
ば、ワークＷの種別が変更になった場合には、先ずワー
ク受け型２０を受け型支持台３０から取り外し、次に位
置決め装置４０〜４０およびクランプ装置５０〜５０を
ワーク受け型２０から取り外す。次に、取り外した各位
置決め装置４０の位置決めピン４１を位置決めアーム４
７から取り外すとともに、各クランプ装置５０のクラン
プ爪５１と受け爪５２を取り外す。このようにして取り
外したワーク受け型２０、位置決めピン４１、クランプ
爪５１および受け爪５２を、変更になったワークＷの種
別に適合したものを用意する。位置決めピン４１につい
ては、図３に示すように主としてその径および位置決め
アーム４７からの位置について複数種類のものが予め用
意されており、これらのうちからワークＷの種別に適合
したものが選択される。ワークＷの種別に合わせて選択
された新しい位置決めピン４１′〜４１′はそれぞれ位
置決めアーム４７の先端に取り付けられる。また、クラ
ンプ爪５１および受け爪５２についても、図４に示すよ
うに主としてその寸法について複数種類のものが予め用
意されており、これらのうちからワークＷの種別に適合
したものが選択される。ワークＷの種別に合わせて選択
された新しいクランプ爪５１′〜５１′および受け爪５
２′〜５２′は、それぞれクランプアーム５７、リンク
アーム５６に取り付ける。これにより位置決め装置４０
〜４０およびクランプ装置５０〜５０については、種別
の異なる新しいワークＷに対応できる状態となる。

【００１４】次に、ワーク受け型２０についても、主と
してその寸法および受け面の形状等について複数種類の
ものが予め用意されており、これらのうちからワークの
種別に適合したものが選択される。変更になったワーク
Ｗの種別に合わせて選択した新しいワーク受け型２０′
を共用する受け型支持台３０に搭載し、固定する。然る
後、この新しいワーク受け型２０′の所定の位置に上記
新しい位置決めピン４１′を取り付けた位置決め装置４
０〜４０を取り付け、また新しいクランプ爪５１′およ
び受け爪５２′を取り付けたクランプ装置５０〜５０を
取り付け、さらに、制御装置７０への配線および配管を
コネクタ等で接続する。以上により当該治具装置１０を
異なる種別のワークＷに対応させることができる。

【００１５】このように、本実施形態の治具装置１０に
よれば、ワークＷの種別に関係なくワーク受け型２０、
位置決め装置４０の本体部４３、クランプ装置５０の本
体部５３、エジェクタ装置６０および制御装置７０（以
上汎用部）が共用されるので、ワーク受け型２０、位置
決め装置４０の位置決めピン４１、クランプ装置５０の
クランプ爪５１と受け爪５２（以上専用部）のみについ
てワークＷの種別に合わせて複数種類用意すればよく、
従ってこれらの専用部のみを保管しておけば足りる。こ
のことから、従来ワークＷの種別に応じて治具装置全体
を変更し、従ってワークＷの種別ごとに用意した複数種
類の治具装置全体を保管する場合に比して、大幅に保管
スペースを小さくすることができる。

【００１６】以上説明した実施形態には種々変更を加え
ることができる。例えば、ロボットハンド２の先端に転
圧ローラー３を装着し、この転圧ローラー３をワークＷ
の端縁に沿って転圧してヘミング加工を行う場合に用い
る治具装置１０を例示したが、その他の一般的な曲げ加
工、絞り加工をする場合にも同様に適用することができ
る。また、例示した実施形態では、位置決め装置４０、
エジェクタ装置６０を備えた治具装置１０を例示した
が、本願発明はこれらを備えない治具装置についても同
様に適用することができる。さらに、専用部としてワー
ク受け型２０、クランプ装置５０のクランプ爪５１、受
け爪５２、位置決め装置４０の位置決めピン４１を例示
したが、その他ワークＷの種別に関係なく汎用化するこ
とが困難な部材（主としてワークＷに接する部材）を専
用部に追加して設定することができる。要は、ワークＷ
の種別に関係なく共用する部分（汎用部）を多く設定し
て、ワークＷの種別ごとに設定する専用部を極力少なく
することにより、専用部の保管スペースを最小限に留め
ることができる。

【００１７】このことは、例えば自動車の交換部品（補
修用パーツ）について長期間サポート体制を取る場合
に、従来であれば治具装置の全体を各部品ごとに用意し
て保管していたため、膨大な保管スペースを確保する必
要があったが、以上説明した本発明に係る治具装置およ
びワークの加工方法を採用することにより、最小限の保
管スペースを用意すれば足りる。また、治具装置の製作
時間の短縮を図ることができるとともに、治具装置使用
時（例えば補修用パーツの生産時）における当該治具装
置の交換時間を短縮することができ、さらに汎用部をワ
ークＷの種別に関係なく共用できるので、当該治具装置
のコスト（設備コスト）を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す図であり、ロボットハ
ンドに治具装置を併設した加工装置の全体側面図であ
る。

【図２】本発明に係る治具装置を示す側面図である。本
図は、ワーク受け型、位置決め装置、クランプ装置を取
り外した状態を示している。

【図３】位置決め装置の先端部の側面図であり、位置決
めピンをワークの種別に合わせて交換する様子を示す図
である。

【図４】クランプ装置の先端部の側面図であり、クラン
プ爪と受け爪をワークの種別に合わせて交換する様子を
示す図である。

【符号の説明】

Ｗ…ワーク １０…治具装置 ２０…ワーク受け型 ３０…受け型支持台 ４０…位置決め装置 ４１…位置決めピン ４３…本体部 ５０…クランプ装置 ５１…クランプ爪 ５２…受け爪 ５３…本体部 ６０…エジェクタ装置 ７０…制御装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットハンドを主体とするワークの加
   工装置に併設され、前記ワークを前記ロボットハンドに
   対して位置決め固定するための治具装置であって、前記
   ワークの種別に応じて交換する専用部と、前記ワークの
   種別に関係なく共用する汎用部に区分けし、前記ワーク
   の種別に応じて前記専用部を交換して前記汎用部に組み
   付けて用いる構成とした治具装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の治具装置であって、ワー
   クを載置するワーク受け型と、該ワーク受け型を載置す
   る受け型支持台と、前記ワーク受け型に取り付けられ、
   前記ワークを前記ワーク受け型の上面に位置決めするた
   めの位置決め装置と固定するためのクランプ装置と、前
   記ワークを前記ワーク受け型から離脱させるためのエジ
   ェクタ装置と、前記位置決め装置およびクランプ装置の
   動作を制御する制御装置を備え、 前記ワーク受け型と、前記クランプ装置のクランプ爪
   と、前記位置決め装置の位置決めピンを専用部とし、前
   記受け型支持台と、前記クランプ装置の本体部と、前記
   位置決め装置の本体部と、前記エジェクタ装置と、前記
   制御装置を汎用部とする構成とした治具装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の治具装置を用いて行うワ
   ークの加工方法であって、前記治具装置の専用部につい
   てワークの種別に適合した複数種類を用意し、種別の異
   なるワークを加工するときに、前記治具装置の専用部を
   汎用部から取り外し、前記ワークに適合した専用部を選
   択して前記汎用部に組付けた後、当該治具装置に前記種
   別の異なるワークを位置決め固定して、該ワークを加工
   装置により加工する方法。