JP3641995B2 - ロールヘミング加工方法及びロールヘミング装置 - Google Patents

Description

【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インナパネル側に折り曲げて、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、特に前記ローラを大径部と小径部を有する２段ローラで構成して、ロボットによるローラの持ち替えをすることなく、曲率半径の小さいキャラクタライン部の加工を効率よく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として、図５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に当接するように載置し、特許第２６９３２８２号公報他に記載されたように、ロボット１１０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に三次元移動自在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、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をインナパンネPi側に折り曲げるために、まず、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、その後に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。この予備曲げを行うために、従来は、特公平７−９０２９９号公報に記載されたように、下型１５０にローラ１３０をガイドするガイド面１５１を設けたロールヘミング加工装置が提案されている。
【０００４】
そして、ロールヘミング加工の品質及び加工速度などの観点から、ロールヘミング加工の予備曲げ及び本曲げは、大径ローラ１３０を使用して行われることが多い。
すなわち、図６に示すように、ロボットアーム１１１の先端に取り付けられたローラ支持部１２０に回転自在に支持された大径ローラ１３０を下型１５０のガイド面１５１上を転動させることにより、アウタパネルPoの外周フランジPfをインナパネルPi側に押圧して予備曲げを全周行い、その後、図７に示すように、大径ローラ１３０を起立させて傾斜状の外周フランジPfをインナパネルPiの外周縁Pg上に本曲げすることによりロールヘミング加工がなされる。
【０００５】
ところで、ロールヘミング加工が行われる自動車の蓋物パネル、すなわち、側面前後のドアパネルやバックドアパネル及びフードパネルやトランクリッドなどは、自動車のデザインによって決められるキャラクタラインが設けられるものが多い。
具体的には、図９に示すドアパネルＤの例で説明すると、アウタパネルPoの上下略中央の位置に略水平のキャラクタラインClが設けられており、ロールヘミング加工されるドアパネルＤの前後端部まで到達し、キャラクタライン部２００を呈している。このキャラクタライン部２００の拡大断面図を図１０に示す。
【０００６】
すなわち、ドアパネルＤの前後のキャラクタライン部２００は、上部一般部２１０から５〜６mm段差を設けて下部一般部２２０に約４５°の傾斜部２３０で接続している。したがって、上部一般部２１０と傾斜部２３０とにより内側に曲率半径の小さい凸の角部２３１が形成され、下部一般部２２０と傾斜部２３０とにより内側に曲率半径の小さい凹の角部２３２が形成され、これら角部２３１、２３２がキャラクタラインClに連続する。
【０００７】
ところが、この大径ローラ１３０の径は約１００φのものが用いられるので、この大径ローラ１３０により、キャラクタライン部２００をロールヘミング加工しようとすると、本曲げにおいて、図１０（Ａ）に示すように、大径ローラ１３０の外周面が角部２３２にまで届かず、したがって、外周フランジPfが角部２３２の近傍では十分に曲げられず、浮いた状態のままになるという問題が生じる。
【０００８】
このため、従来のロールヘミング加工では、予備曲げは大径ローラ１３０を用いて被ヘミング材Ｗの全周にわたって行い、本曲げ時に、加工距離の長い上下の一般部２１０、２２０は大径ローラ１３０を用いて行い、キャラクタライン部２００では、ロボットアーム１１１は大径ローラ１３０をローラ待機部１８０に一旦置き、隣の小径ローラ１４０に持ち替えて、図８に示すように、小径ローラ１４０によりこのキャラクタライン部２００のみを本曲げするということが行われている。
【０００９】
キャラクタライン部２００の本曲げを小径ローラ１４０により行うと、図１０（Ｂ）に示すように、小径ローラ１４０の外径は大径ローラ１３０の約１／３の３０φと小さいため、大径ローラ１３０の場合より角部２３２に近いところまで外周フランジPfの本曲げが行われ、外周フランジPfの浮いた状態は極力減少する。
【００１０】
したがって、図９に示すような、前後にキャラクタラインClが通っているドアパネルＤのような場合のローラの持ち替えは、大径ローラ１３０による上部一般部２１０、一方のキャラクタライン部２００、下部一般部２２０および他方のキャラクタライン部２００の予備曲げ、すなわち、全周の予備曲げを行った後、小径ローラ１４０に持ち替えて、図８に示すように、小径ローラ１４０による一方のキャラクタライン部２００および他方のキャラクタライン部２００の本曲げを行い、再度大径ローラ１３０に持ち替えて、大径ローラ１３０による上部一般部２１０、および下部一般部２２０の本曲げを行うための最低２回が必要である。
【００１１】
ただし、この方法では、大径ローラ１３０により全周が予備曲げされた状態の外周フランジPfの、キャラクタライン部２００の近傍の外周フランジPfを小径ローラ１４０により本曲げして、その後、大径ローラ１３０に持ち替えて予備曲げされている上下の一般面２１０、２２０の外周フランジPfを本曲げするため、キャラクタライン部２００の近傍の外周フランジPfの伸びを長さの長い上下の一般部２１０、２２０の外周フランジPfで容易に吸収できる。
【００１２】
この持ち替えの回数を減らして、ロスタイムを少なくするための他の方法として、まず、大径ローラ１３０による全周の予備曲げを行った後、大径ローラ１３０を把持したまま両側のキャラクタライン部２００を除く上部一般部２１０と下部一般部２２０の本曲げを行い、その後、小径ローラ１４０に持ち替えて、一方のキャラクタライン部２００の本曲げと他方のキャラクタライン部２００の本曲げを行うという手順を採用することもできる。
【００１３】
しかし、この方法では、本曲げされた上下の一般部２１０、２２０の外周フランジPfは、まだ本曲げされていないキャラクタライン部２００の外周フランジPfに対して延びた状態となり、その後、このキャラクタライン部２００の外周フランジPfを本曲げすると、外周フランジPfは圧縮されるが、元の状態までには圧縮されず、余った部分が襞となって角部２３２に発生する。
したがって、この後者の方法は好ましい加工方法とはいえないので、前者の方法が一般的に行われており、この前者の方法では少なくとも２回の持ち替えが必要となる。
この持ち替えの度にロボット１１０は、アウタパネルPoの外周フランジPfとローラ待機部１８０との間を往復してロボットアーム１１１を動かさなければならず、この往復の時間はロスタイムとなっていた。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、ロボットによる大径ローラと小径ローラの持ち替えをすることなく、キャラクタライン部のロールヘミング加工を行うことにより、効率よくロールヘミング加工を行えるよう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。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るロールヘミング加工方法は、中間にキャラクタライン部を有し、かつ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載置し、該アウタパネルの外周フランジをローラにより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、前記ローラを大径部と小径部を有する２段ローラで構成して、アウタパネルの外周フランジを前記ローラの大径部で、下型の周縁に形成されたガイド面に沿って予備曲げする予備曲げ工程と、前記キャラクタライン部を除く曲率半径の大きい一般部は前記ローラの大径部で本曲げする第１本曲げ工程と、曲率半径の小さい前記キャラクタライン部は、下型に前記ローラの大径部との干渉を防止するための凹部が形成されており、前記ローラの小径部により本曲げする第２本曲げ工程と、を有することを特徴とする。
よって、大径ローラで全周の予備曲げを行い（予備曲げ工程）、ローラを持ち替えることなく連続して小径ローラで曲率半径の小さいキャラクタライン部を本曲げし（第２本曲げ工程）、再びローラを持ち替えることなく連続して大径ローラで曲率半径の大きい一般部の本曲げをする（第１本曲げ工程）ことによりロールヘミング加工を行なうことができるので、作業効率を向上することができる。
【００１６】
また、本発明に係るロールヘミング装置は、請求項１に記載するロールヘミング加工方法を行うためのロールヘミング加工装置であって、ロボットアームの先端に取り付けられたローラと、ヘミング加工されるパネルを載置した下型とからなるロールヘミング装置において、大径部と小径部を有する２段ローラで構成したローラと、予備曲げ工程でローラの大径部を案内し、アウタパネルの載置面周縁から下向きに傾斜するガイド面と、前記曲率半径の小さいキャラクタライン部に対応する下型部分には、前記ガイド面から前記下型の下方に向かって垂直面より内側に向かって凹む凹部とを形成した下型と、を有することを特徴とする。
よって、曲率半径の小さいキャラクタライン部に対応する下型部分に凹部を形成したので、ローラの小径部でキャラクタライン部を本曲げするときに、ローラの大径部と下型の干渉を防止し、ローラの移動を許容することができる。したがって、ローラの大径部から小径部への切り替えが何らの障害もなくスムースに行うことができ、ロールヘミング加工を効率よく行うことができる。
また、ローラを大径部と小径部を一体的に有する２段ローラとしたので、小径ローラと大径ローラを別体で構成する場合に比較して、ローラの待機場所が不要となり、かつ、ローラをその待機場所まで把持しに行くためのロボットのアームの作動範囲も小さくなるので、設備コストが低減でき、設備の設置スペースも小さくすることができる。
【００１７】
【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及び装置の一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使用状況を示す側面断面図、図２はローラの小径部による本曲げ開始時の側面断面図、図３は同じく大径部による予備曲げ時の側面断面図である。また、図４は、ローラの小径部によるキャラクタライン部の本曲げ動作を示す部分斜視図で、ローラの大径部を省略した図である。
なお、従来と変更のない構成要素は同一番号を付して説明する。
【００１８】
まず、図５により従来の技術で説明したように、本発明に係るロールヘミング加工方法及び装置は、ベース１９０に固定され、ロボットアーム１１１の先端に取り付けられたローラ支持部１２０を有するロボット１１０と、同じくベース１９０に固定され、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とを載置した下型５０とから構成されている。そして、ローラ支持部１２０に本発明特有のローラ１２が支持されている。
【００１９】
まず、ローラ１２の支持構造について説明する。ローラ１２は大径部１３と小径部１４とを一体的に形成して２段ローラを呈しており、該ローラ１２は、支持軸１２４によりローラ支持部１２０に回転自在に支持されている。
すなわち、図１に示すように、支持軸１２４の頭部側にブッシュ１２３を介してローラ１２を支持し、ブッシュ１２３とローラ支持部１２０との間にカラー１２２を介在させて支持軸１２４を挿通し、さらにこの支持軸１２４をローラ支持部１２０に設けたローラ支持孔１２１に挿通して、その突出した部分をナットにより締め付けて固定する。
すなわち、本実施の形態のローラ１２は、大小２種類の別個のローラではなく、径の異なるローラを２段ローラとして一体に形成したものであり、このローラ１２を使用した本実施の形態のロールヘミング装置１０は、別々の大径ローラと小径ローラを持ち替えることなく、単一のローラの大径部と小径部の適用を切り替えるのみで同一の機能を果たすようにしたものである。
なお、本実施の形態のローラ１２の径は、従来と同じく、大径部１３は１００φ、小径部１４は３０φである。
【００２０】
次に、下型５０の構造について図１乃至図４に基づいて説明する。下型５０の外周にはアウタパネルPoの外周フランジPfをローラ１２により予備曲げするための傾斜状のガイド面５１が形成されている。この予備曲げは、図３に示すように、アウタパネルPoの外周フランジPfの全周、すなわち、図９に示す被ヘミング材ＷであるドアパネルＤの例で示すと、上下の一般部２１０、２２０および前後のキャラクタライン部２００を含む全周をローラ１２の大径部１３により行なう。すなわち、ローラ１２は、大径部１３の外周面が下型５０のガイド面５１に接して傾斜状に傾き、この大径部１３の先端でフランジPfを傾斜状に折り曲げながらガイド面５１に沿って移動する。
【００２１】
全周の予備曲げが終了すると、ロボット１１０はローラ１２をキャラクタライン部２００に移動させ、小径部１４によりキャラクタライン部２００の予備曲げされた外周フランジPfの本曲げを行う。すなわち、図２及び図４に示すように、キャラクタライン部２００近傍の予備曲げされた外周フランジPfとガイド面５１に傾斜状で小径部１４を当接させ、その後、ローラ１２を起立させて、外周フランジPfを本曲げする。このようにローラ１２が傾斜し、小径部１４がガイド面５１に接するとき、大径部１３がガイド面５１の下方に入り込む状態となる。
【００２２】
したがって、下型５０にはこの大径部１３との干渉を防止するために凹部５２が設けられる。すなわち、ガイド面５１から下方内側に９０°よりわずか大きい角度で傾斜面５２１を設け、ローラ１２の大径部１３が干渉しない程度の深さで縦面５２２を作り、さらに水平面５２３に続けることにより、凹部５２を形成する。
よって、本実施の形態のロールヘミング装置１０は、その下型５０に凹部５２を設けたので、キャラクタライン部２００をローラ１２の小径部１４で本曲げする場合でも大径部１３と下型５０が干渉することがないようにしたものである。
【００２３】
次に、本実施の形態のロールヘミング装置を用いたロールヘミング加工方法について説明する。
本実施の形態のロールヘミング装置に用いるロボット１１０は従来のものと同一でよいが、ロールヘミング加工をするためのロボット１１０へのティーチングは従来のものとは異なっている。
すなわち、従来のロールヘミング加工のためのロボット１１０へのティーチングは、概略、まず、全周を大径ローラ１３０により予備曲げを行い、次いで大径ローラ１３０から小径ローラ１４０に持ち替えるために、大径ローラ１３０をローラ待機部１８０に一旦保持させ、隣にある小径ローラ１４０を把持して、２カ所のキャラクタライン部の本曲げを行い、再び小径ローラ１４０から大径ローラ１３０に持ち替えるために、小径ローラ１４０をローラ待機部１８０に一旦保持させ、隣に待機している大径ローラ１３０を再度把持して、キャラクタライン部を除く全周を本曲げしてロールヘミング加工をするようにプログラムされる。
しかし、本発明によるロールヘミング加工では、ローラを待機させたり、持ち替えることなく、ローラの大径部と小径部とを使い分けるのみのティーチングで足りる。
【００２４】
すなわち、ロボットアーム１１１の先端に取り付けたローラ支持部１２０に支持されたローラ１２の大径部１３が、図３に示すように、下型５０のガイド面５１上を転動しながら被ヘミング材ＷのアウタパネルPoの全周を予備曲げするようにロボットアーム１１１を移動させる。すると、アウタパネルPoの外周フランジPfは、ローラ１２の大径部１３によりガイド面５１の延長線上に傾斜状に押圧されて、予備曲げがなされる。これはキャラクタライン部２００であっても同一の予備曲げがなされる。
【００２５】
ローラ１２の大径部１３により全周の予備曲げが完了すると、ロボット１１０の予めのティーチングにより、ロボット１１０はロボットアーム１１１を下部一般部２２０から連続するキャラクタライン部２００に移動され、この部位でローラ１２の小径部１４をガイド面５１と予備曲げされている外周フランジPfに当接させた状態でローラ１２を起立させて、図４の矢印で示すようにローラ１２をキャラクタライン部２００に沿って移動させながらキャラクタライン部２００の外周フランジPfを本曲げする。
この一方のキャラクタライン部２００の本曲げが完了すると、ロボット１１０はロボットアーム１１１を下部一般面２２０から連続する他方のキャラクタライン部２００に移動させ、同様にローラ１２の小径部１４によりこのキャラクタライン部２００の外周フランジPfを本曲げする。
【００２６】
ローラ１２の大径部１３による外周フランジPf全周の予備曲げおよび小径部１４による前後のキャラクタライン部２００の外周フランジPfの本曲げが完了すると、ロボット１１０の予めのティーチングにより、ロボット１１０はロボットアーム１１１を前後いずれかのキャラクタライン部２００の近傍に移動させ、その位置からローラ１２の大径部１３をすでに本曲げされた外周フランジPf上に起立状に当接させて、例えば、上部一般部２１０上を押圧・移動させて外周フランジPfを本曲げする。ローラ１２が他方のキャラクタライン部２００に到達すると、ロボットアーム１１１はローラ１２を一旦被ヘミング材Ｗから離し、そのキャラクタライン部２００を越えた下部一般部２２０の始点で、再び被ヘミング材Ｗの外周フランジPfに接触・押圧させて、反対側のキャラクタライン部２００の近傍まで本曲げを行う。
以上のようにして、被ヘミング材の全周のロールヘミング加工が完了する。
【００２７】
このように、本実施の形態に係るロールヘミング加工方法は、ロボット１１０のロボットアーム１１１の先端に取り付けたローラ支持部１２０に支持されたローラ１２を大径部１３と小径部１４とからなる２段ローラで構成するとともに、被ヘミング材Ｗの全周の予備曲げ時は、その大径部１３を充当し、キャラクタライン部２００の本曲げ時においては小径ローラに持ち替える必要はなく、単にローラ１２の小径部１４を充当し、その後、上下の一般部２１０、２２０の本曲げでは大径部１３を充当してアウタパネルPoの外周フランジPfをインナパネルPi側に折り曲げるので、ローラを持ち替えるためのロスタイムが不要となり、効率のよいロールヘミング加工が可能となった。
【００２８】
また、本実施の形態に係るロールヘミング装置１０は、キャラクタライン部２００における外周フランジPfの本曲げ開始時に、ローラ１２の小径部１４が当接するガイド面５１と、該ガイド面５１に略直角にローラ１２の大径部１３を逃がす凹部５２を、下型５０に設けたので、ローラ１２の小径部１４がガイド面５１に当接して傾斜したときに、大径部１３が下型５０と干渉することを防止できる。
【００２９】
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、ローラ１２を大径部１３と小径部１４が一体となったもので示したが、これに限られず、大径部１３と小径部１４を別体として同一軸で支持することも可能である。
また、下型５０に設けた凹部５２をキャラクタライン部の近傍に設けた例で示したが、ガイド面５１の下部全周に設けてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、中間にキャラクタライン部を有し、かつ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載置し、該アウタパネルの外周フランジをローラにより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、前記ローラを大径部と小径部を有する２段ローラで構成して、アウタパネルの外周フランジを前記ローラの大径部で、下型の周縁に形成されたガイド面に沿って予備曲げする予備曲げ工程と、前記キャラクタライン部を除く曲率半径の大きい一般部は前記ローラの大径部で本曲げする第１本曲げ工程と、曲率半径の小さい前記キャラクタライン部は、下型に前記ローラの大径部との干渉を防止するための凹部が形成されており、前記ローラの小径部により本曲げする第２本曲げ工程と、を有する構成としたので、ローラの交換作業が不要となり、ロスタイムを削除することにより効率よいロールヘミング加工をすることが可能となった。
また、大径部と小径部を有する２段ローラで構成したローラと、予備曲げ工程でローラの大径部を案内し、アウタパネルの載置面周縁から下向きに傾斜するガイド面と、前記曲率半径の小さいキャラクタライン部に対応する下型部分には、前記ガイド面から前記下型の下方に向かって垂直面より内側に向かって凹む凹部とを形成した下型と、を有する構成としたので、ローラの小径部でキャラクタライン部を本曲げするときに、ローラの大径部と下型の干渉を防止し、ローラの移動を許容することが可能となり、ローラの大径部から小径部への切り替えが何らの障害もなくスムースに行う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使用状況を示す側面断面図である。
【図２】本発明の一の実施の形態に係るローラの小径部による本曲げに移行する直前の側面断面図である。
【図３】同じくローラの大径部による予備曲げ時の側面断面図である。
【図４】本発明の一の実施の形態に係るローラの小径部によるキャラクタライン部の本曲げ時の部分斜視図である。
【図５】従来のロールヘミング装置の全体側面図である。
【図６】従来の大径ローラによる予備曲げ時の側面断面図である。
【図７】従来の大径ローラによる本曲げ時の側面断面図である。
【図８】従来の小径ローラによる本曲げ時の側面断面図である。
【図９】被ヘミング材の例としてのドアパネルの斜視図である。
【図１０】キャラクタライン部の断面図である。
【符号の説明】
１０、１００ ロールヘミング装置
１２ ローラ
１３ 大径部
１４ 小径部
５０，１５０ 下型
５１，１５１ ガイド面
５２ 凹部
１２０ ローラ支持部
１２４ 支持軸
１３０ 大径ローラ
１４０ 小径ローラ
２００ キャラクタライン部

Claims (2)

1. 中間にキャラクタライン部を有し、かつ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載置し、該アウタパネルの外周フランジをローラにより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、
   前記ローラを大径部と小径部を有する２段ローラで構成して、アウタパネルの外周フランジを前記ローラの大径部で、下型の周縁に形成されたガイド面に沿って予備曲げする予備曲げ工程と、
   前記キャラクタライン部を除く曲率半径の大きい一般部は前記ローラの大径部で本曲げする第１本曲げ工程と、
   曲率半径の小さい前記キャラクタライン部は、下型に前記ローラの大径部との干渉を防止するための凹部が形成されており、前記ローラの小径部により本曲げする第２本曲げ工程と、
   を有することを特徴とするロールヘミング加工方法。
2. 請求項１に記載するロールヘミング加工方法を行うためのロールヘミング加工装置であって、ロボットアームの先端に取り付けられたローラと、ヘミング加工されるパネルを載置した下型とからなるロールヘミング装置において、
   大径部と小径部を有する２段ローラで構成したローラと、
   予備曲げ工程でローラの大径部を案内し、アウタパネルの載置面周縁から下向きに傾斜するガイド面と、前記曲率半径の小さいキャラクタライン部に対応する下型部分には、前記ガイド面から前記下型の下方に向かって垂直面より内側に向かって凹む凹部とを形成した下型と、
   を有することを特徴とするロールヘミング装置。

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