JP5212590B2 - ヘム加工装置およびヘム加工方法 - Google Patents

Description

この発明は、二つのワークのうち一方の板状のワークを折り曲げることで二つのワーク同士を固着するヘム加工装置および加工方法に関するものである。

車両の組み立て工程などにおいては、例えば、キャブのアンダーフロアとボディサイドのドアフレームとフロントパネルとをタブ折り曲げにより押圧して互いに仮固定するヘム加工が通常行われる。このヘム加工においては、搬送装置（例えば搬送ロボット）によってワークを加工位置にまで搬送し、その後、治具に固定された曲げ装置（例えば加工ロボット）にて曲げ加工を行っている。上記ワークの搬送、加工は、一般にそれぞれの機能を有する別個のロボットを用いることによって行っている（例えば、特許文献１、２参照）。
また、上記のヘム加工では、一般には、ワークの端部（タブなど）を曲げた予備曲げ加工を予備加工装置など行っておき、この予備加工をされた端部を折り返す本曲げ加工を本曲げ加工装置によって行って折り曲げ加工を完了している（例えば特許文献１、３参照）。
特開２００５−１４０６９号公報 特許第３５６３３４９号明細書 特開平７−４７４２９号公報

しかしながら、従来の装置では、搬送装置と曲げ加工装置（さらには予備曲げ加工用と本曲げ加工用の装置）とを別々に備えることにより装置が大型化し、多品種生産への適応も困難になる。また、搬送されたワークを曲げ装置にセットする際に人手にて行う必要があり、さらに上記のように予備曲げ加工と本曲げ加工の工程が必要になり、生産効率が悪いという問題がある。なお、特許文献２では、予備曲げ加工用ローラと本曲げ加工用ローラとをそれぞれ異なるロボットアームに備えることにより、一つの装置で曲げ加工を行うことを可能にしているが、装置が複雑になり、装置コストが増大するという問題がある。

本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、装置を複雑にすることなく、複数種のロボットハンドによって効率よくワークの搬送やヘム加工を行うことが可能となるヘム加工装置および加工方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明のヘム加工装置のうち請求項１記載の発明は、ワークの折り曲げ加工により２つのワークを固着させるヘム加工装置において、ロボットアームと、該ロボットアームに取り付けられたフレームと、該フレームに設けられたワークの搬送用クランプ機構ハンドと、２つのワークを位置決め固定するクランプ機構ハンドと、一方のワークの端部を折り曲げ、他方のワークと一体化させるヘム加工機構ハンドとを備え、前記ヘム加工機構ハンドは、前記フレームに固定されている一つのアクチュエータと、前記ワーク端部の折り曲げを行う加工部と、前記アクチュエータの駆動力を前記加工部に伝達するとともに前記アクチュエータの作動ロッドが移動するだけの一動作により前記ワーク端部の折り曲げを完了可能とするリンク機構とを備え、前記リンク機構は、前記フレーム側に基端が回動可能に枢止された第１のリンクと、該第１のリンクの他方端に一端側が回動可能に枢止された第２のリンクとを備え、該第２のリンクの他端側に前記アクチュエータの駆動側が係止され、前記第２のリンクに前記加工部としてヘム加工用ヘッドが一体化されていることを特徴とする。

上記発明によれば、ロボットアームに取り付けられた共通のフレームに複数種機能を有するハンドが備えられていることにより、複雑な装置構造を要することなく複数の作業工程を行うことができる。ハンドの数は、本発明としては特定されるものではなく、作業内容により適宜の数のハンドをフレームに備えることができる。また、ハンドの機能もヘム加工を行うために必要とされる機能を果たすものを複数備えるものであればよく、本発明としては特に限定をされない。

また、上記発明によれば、共通するフレームに備えるハンドのうち、ワークの搬送用クランプ機構ハンドによってワーク搬送に際しワークをクランプすることができ、ワークの位置決め固定用クランプ機構ハンドにより、二つのクランプをヘム加工に備えて位置決め固定することができ、前記ワークの搬送用クランプ機構ハンドによってクランプされて搬送され、前記ワーク位置決め固定用クランプ機構ハンドによりクランプされて位置決め固定された二つのワークのうち一方のワークの端部を、ヘム加工機構ハンドによって折り曲げ加工してワーク同士を効率よく固着することができる。

また、上記発明によれば、フレームに固定されているアクチュエータの駆動力がリンク機構によって加工部に伝達され、この加工部の動作によって前記ワークの端部が折り曲げ加工されてヘム加工がアクチュエータの作動ロッドが移動するだけの一動作によって完了される。リンク機構は種々の構成が考えられるが、アクチュエータの動作の当初では、前記加工部を前記ワークの端部面に向けて押し進めてワーク端部を曲げ、その後は、加工部が上記ワーク端部面の反対面側から内側に回転することでワーク端部を折り曲げ加工するものが挙げられる。これによりアクチュエータの作動ロッドが移動するだけの一動作によってワーク端部の折り曲げ加工を良好に完了することができる。

また、上記発明によれば、アクチュエータによって移動される第２のリンクは、第１のリンクで基端側が回動可能に枢止され、第１のリンクが基端側でフレーム側に回動可能に枢止されていることによって、第２のリンクが回転を伴いつつ横方向にも移動し、第２のリンクに一体化されているヘム加工用ヘッドが同じく移動してワークの端部をヘム加工用ヘッドの前進方向に曲げる。さらにヘム加工用ヘッドが前進することでワークの端部を折り返す。これによりアクチュエータの一動作によってワーク端部が折り曲げられる。なお、第２のリンクへのヘム加工用ヘッドの一体化は、第２のリンクとヘム加工用ヘッドを一体に成形するものであってもよく、また、第２のリンクにヘム加工用ヘッドを適宜の方法によって固定して一体化したものであってもよい。

請求項２記載のヘム加工装置の発明は、請求項１記載の発明において、前記リンク機構は、前記第１のリンクの回転移動を所定回転位置で規制するストッパを備えることを特徴とする。

上記発明によれば、第１のリンクの回転が許容される範囲では、第２のリンクは回転を伴いながら横方向に移動し、第１のリンクの回転がストッパで規制されることにより第２のリンクは回転移動する。このストッパによる第１のリンクの回転規制位置を定めることで、アクチュエータの駆動の当初では、加工用ヘッドを主として横方向に移動させ、その後、ストッパの作用によって加工用ヘッドを回転移動させることでワークの端部を円滑かつ一動作で良好に折り曲げ加工（例えば１８０度）することができる。

請求項３記載のヘム加工方法の発明は、ワークの折り曲げ加工により２つのワークを固着させるヘム加工方法において、加工装置の一つのフレームに設けられた複数のハンドで二つのワークをクランプおよび位置決めしておき、前記フレーム側に基端が回動可能に枢止されたリンク機構を介して前記ワークのうちの一方における端部の折り曲げを行う加工部に前記フレームに固定されたアクチュエータの駆動力を伝達して前記ワーク端部に加工力を加えて、前記アクチュエータの作動ロッドを移動させるだけの一動作により前記ワーク端部を折り曲げ完了に至るまで加工し、前記リンク機構は、前記フレーム側に基端が回動可能に枢止された第１のリンクと、該第１のリンクの他方端に一端側が回動可能に枢止された第２のリンクとを備えており、前記第２のリンクの他端側に前記アクチュエータの駆動力を与えて前記第１のリンクと第２のリンクとを移動させ、該駆動力により移動する第２のリンクを介して前記ワークのうちの一方における端部に加工力を加えることを特徴とする。

上記発明によれば、一つのフレームに設けられた複数のハンドで、二つのワークのクランプおよび位置決めがなされ、さらに、前記二つのワークのうちの一方のワークの端部をリンク機構を介して前記アクチュエータの作動ロッドを移動させるだけの一動作で折り曲げ加工することができる。

また、上記発明によれば、フレームに回転可能に枢止された第１のリンクに対し、回転可能に枢止された第２のリンクを介して回転力がワーク端部に加えられ、回転を伴いつつ横方向に移動する第２のリンクを介してワーク端部が曲げられ、その後、折り返されて、一動作でワーク端部の折り曲げ加工が行われる。

請求項４記載のヘム加工方法の発明は、請求項３に記載の発明において、前記リンク機構により、加工力付与の当初では、加工力を前記ワーク端部に略向けて該ワーク端部を曲げ、その後、前記ワーク端部に回転力を加えてワーク端部を折り返して折り曲げ加工を行うことを特徴とする。

上記発明によれば、加工力付与の当初では、ワーク端部を主として横方向に曲げ、その後、ワーク端部に回転力を加えて折り返すことで、ワーク端部を一動作で円滑に折り曲げ加工することができる。

以上説明したように、本発明のヘム加工装置によれば、ワークの折り曲げ加工により２つのワークを固着させるヘム加工装置において、ロボットアームと、該ロボットアームに取り付けられたフレームと、該フレームに設けられたワークの搬送用クランプ機構ハンドと、２つのワークを位置決め固定するクランプ機構ハンドと、一方のワークの端部を折り曲げ、他方のワークと一体化させるヘム加工機構ハンドとを備え、前記ヘム加工機構ハンドは、前記フレームに固定されている一つのアクチュエータと、前記ワーク端部の折り曲げを行う加工部と、前記アクチュエータの駆動力を前記加工部に伝達するとともに前記アクチュエータの作動ロッドが移動するだけの一動作により前記ワーク端部の折り曲げを完了可能とするリンク機構とを備え、前記リンク機構は、前記フレーム側に基端が回動可能に枢止された第１のリンクと、該第１のリンクの他方端に一端側が回動可能に枢止された第２のリンクとを備え、該第２のリンクの他端側に前記アクチュエータの駆動側が係止され、前記第２のリンクに前記加工部としてヘム加工用ヘッドが一体化されているので、共通するフレームに備えられた複数種機能のハンドによって、ワークの搬送、位置決め固定などを行うことができ、ワークセットによって搬送、位置決め、ヘム加工などの作業を同時期に一つの装置で行うことができ、別々の装置、ロボットを備える必要がなく、多品種生産にもクランプ位置の変更などにより容易に対応可能であるとともに、効率的な加工作業を行うことを可能にする。
また、ヘム加工時に加工反力を、クランプしている同一フレームにて受けることができ、ロボットアームには反力が掛からないので、ロボットの小型、軽量化ができ、更には加工精度への悪影響も排除できる。

また、ハンドの一つであるヘム加工機構ハンドにおいて、前記フレームに固定されている一つのアクチュエータと、前記ワーク端部の折り曲げを行う加工部と、前記アクチュエータの駆動力を前記加工部に伝達するとともに前記アクチュエータの作動ロッドが移動するだけの一動作により前記ワーク端部の折り曲げを完了可能とするリンク機構とを備えるので、前記同時期の作業に際し、ワーク端部を予備曲げ加工を要することなく一動作で折り曲げ完了にまで至らせることができ、作業効率をさらに向上させる効果がある。

さらに、本発明のヘム加工方法によれば、ワークの折り曲げ加工により２つのワークを固着させるヘム加工方法において、加工装置の一つのフレームに設けられた複数のハンドで二つのワークをクランプおよび位置決めしておき、前記フレーム側に基端が回動可能に枢止されたリンク機構を介して前記ワークのうちの一方における端部の折り曲げを行う加工部に前記フレームに固定されたアクチュエータの駆動力を伝達して前記ワーク端部に加工力を加えて、前記アクチュエータの作動ロッドを移動させるだけの一動作により前記ワーク端部を折り曲げ完了に至るまで加工し、前記リンク機構は、前記フレーム側に基端が回動可能に枢止された第１のリンクと、該第１のリンクの他方端に一端側が回動可能に枢止された第２のリンクとを備えており、前記第２のリンクの他端側に前記アクチュエータの駆動力を与えて前記第１のリンクと第２のリンクとを移動させ、該駆動力により移動する第２のリンクを介して前記ワークのうちの一方における端部に加工力を加えるので、ワークの搬送、位置決め固定、ヘム加工の作業を同時期に一つの装置で行うことができ、効率的な加工作業を可能にする。

以下に、本発明の一実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。
ヘム加工装置１は、図１に示すように、ロボット（図示しない）のロボットアーム２に取り付けられたフレーム３を有しており、該フレーム３は、ヘム加工装置１によってクランプしてヘム加工されるワーク（この形態ではボディサイドドアフレーム１００）の形状に沿った形状を有している。すなわち、水平片と傾斜片とから成る逆へ字形状の上フレーム３ａと、水平片からなる下フレーム３ｂと両端および中央に位置する縦フレーム３ｃ、３ｄ、３ｅを有している。また、上フレーム３ａの水平片側は、端部の縦フレーム３ｃを僅かに超えて伸張し、端部側の縦フレーム３ｃは、上フレーム３ａを僅かに超えて伸張して、ボディサイドドアフレーム１００に対するクランプ位置等に合わせている。また、上フレーム３ａと中央の縦フレーム３ｄの交差部において前記アーム２に取り付けがなされている。

上記フレーム３では、上記ボディサイドドアフレーム１００の一部をクランプできるように、上フレーム３ａを超えた縦フレーム３ｃの上端部にワーク搬送用クランプ機構ハンド１０が取り付けられ、上フレーム３ａと縦フレーム３ｅの交差部にワーク搬送用クランプ機構ハンド１０ａが取り付けられ、上フレーム３ａのやや下方位置の縦フレーム３ｃ中央部にワーク搬送用クランプ機構ハンド１０ｂが取り付けられ、縦フレーム３ｅの中央部やや上方位置にワーク搬送用クランプ機構ハンド１０ｃが取り付けられている。
上記ワーク搬送用クランプ機構ハンド１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、クランプ位置が異なるため姿勢が異なり、また、フレーム３への固定方法が僅かに異なるが、構成は異なるところがない。

さらに、上記フレーム３では、縦フレーム３ｃを超えた上フレーム３ａの端部に、ワーク位置決め固定クランプ・ヘム加工機構ハンド３０が取り付けられ、縦フレーム３ｃ下端部にワーク位置決め固定クランプ・ヘム加工機構ハンド３０ａが取り付けられ、縦フレーム３ｅの中央部やや下方にワーク位置決め固定クランプ・ヘム加工機構ハンド３０ｂが取り付けられ、縦フレーム３ｅ下端部にワーク位置決め固定クランプ・ヘム加工機構ハンド３０ｃが取り付けられている。
上記ワーク位置決め固定クランプ・ヘム加工機構ハンド３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、クランプ位置およびヘム加工位置が異なるため姿勢が異なり、また、フレーム３への固定方法が僅かに異なるが、構成そのものは異なるところがない。

以下にワーク搬送用クランプ機構ハンド１０の詳細な構成について図２に基づいて説明をする。なお、ワーク搬送用クランプ機構ハンド１０ａ〜１０ｃは、ワーク搬送用クランプ機構ハンド１０と同様の構成を有しているので、その説明は省略する。

ワーク搬送用クランプ機構ハンド１０は、固定部１１を介してフレーム３に固定されており、該固定部１１に流体シリンダからなるアクチュエータ１２が固定されている。また固定部１１には、前記アクチュエータ１２の作動ロッド１２ａに沿うように、固定クランプ本体部１３が立設されている。上記作動ロッド１２ａの先端には、連結部１４が固定されており、該連結部１４には、上記固定クランプ本体部１３の上方側に位置するように横方向に伸びるクランプ部材１５の一端が回転可能に枢止されている。該クランプ部材１５の中央部は、上記固定クランプ本体部１３の上面側で該固定クランプ本体部１３に設けた軸受け部１６に回転可能に枢止されている。またクランプ部材１５の先端側には、固定クランプ本体部１３側に向けたクランプ部１５ａが設けられ、該クランプ部１５ａに対向するように、固定クランプ本体部１３にクランプ部１３ａが設けられている。上記構成によりワーク搬送用クランプ機構が構成されている。

上記ワーク搬送用クランプ機構ハンド１０では、アクチュエータ１２の動作によって作動ロッド１２ａが後退すると、連結部１４が作動ロッド１２ａに連れて後退し、該連結部１４に軸止されたクランプ部材１５は、前記軸受け部１６による軸止部分を中心にして図示反時計回りに回転し、クランプ部材１５の先端にあるクランプ部１５ａを固定クランプ本体部１３のクランプ部１３ａから遠ざける（図２（ｂ））。

一方、クランプ部１５ａをクランプ部１３ａから離した状態でクランプ部１３ａとクランプ１５ａとの間にワーク（例えばボディサイドドアフレーム１００）の一部を位置させ、前記アクチュエータ１２の動作によって作動ロッド１２ａを前進させると、クランプ動作がなされる。すなわち、作動ロッド１２ａの前進に伴って連結部１４が前進し、クランプ部材１５を上記軸受け部１６による軸止部を中心として図示時計回りに回転させる。この回転によって、クランプ部材１５のクランプ部１５ａは、固定クランプ本体部１３のクランプ部１３ａ側に近接するように移動し、遂にはワークを確実にクランプすることができる。

次に、ワーク位置決め固定クランプ・ヘム加工機構ハンド３０の詳細な構成について図３、４に基づいて以下に説明をする。なお、ワーク位置決め固定クランプ・ヘム加工機構ハンド３０ａ〜３０ｃは、ワーク位置決め固定クランプ・ヘム加工機構ハンド３０と同様の構成を有しているので、その説明は省略する。

ワーク位置決め固定クランプ・ヘム加工機構ハンド３０は、フレーム３に固定する基台３１を有し、該基台３１が横方向に伸びる一端側先端に、固定側クランプ部３２が横方向に突出するように設けられている。該基台３１には、図示上方に伸びる支持柱部３３が固定されており、該支持柱部３３の図示上方側に直角に屈曲した屈曲リンク３４の一端が回転可能に枢止されている。また、支持柱部３３は、一部で図示横方向に伸張する横支持杆３３ａを有し、該横支持杆３３ａに流体シリンダからなるアクチュエータ３５の本体が固定されている。アクチュエータ３５は、その作動ロッド３５ａを上記屈曲リンク３４側に向け、作動ロッド３５ａの先端に上記屈曲リンク３４の他端側が回転可能に枢止されている。

また、屈曲リンク３４の中央の屈曲部分には、短尺リンク３６の一端が回転可能に枢止され、該短尺リンク３６は、図示前方（作動ロッド３５ａの前進方向、以下同じ）方向に伸張して、その先端に、クランプ部材３７の基端が回転可能に枢止されている。クランプ部材３７は、基台３１の基部側に伸張するとともに、前記基端のやや先端側で、基台３１の軸止部３３ｂに回転可能に枢止されている。クランプ部材３７の先端側は、基台３１に設けた固定側クランプ部３２付近にまで伸張し、該固定側クランプ部３２と対向する側に、クランプ部３７ａが突部状に設けられている。上記によりワーク位置決め固定クランプ機構が構成されている。

また、基台３１には、前記固定側クランプ部３２のやや後方（前記作動ロッド３５ａの後退側）であって、支持柱部３３のやや前方で、コ字形状の第１リンク４０が開放側を前方に向けて配置され、その基端が基台３１に回転可能に枢止されている。なお、該第１リンク４０が直立した状態では、その前面に当接するストッパ４６が基台３１に設けられている。
上記第１リンク４０の他端側には、第２リンク４１の基端が回転可能に枢止されており、該第２リンク４１は、図示上方に伸張して、その他端が流体シリンダからなるアクチュエータ４５の作動ロッド４５ａに回転可能に枢止されている。アクチュエータ４５の本体は後方に位置して、上記作動ロッド４５ａが前方に伸張するように配置されており、アクチュエータ４５の本体は基台３１に固定されている。

また、第２リンク４１の前方側には、ヘム加工用ヘッド４２が一体化されており、該ヘム加工用ヘッド４２は、基台３１の基部側に伸張して、その先端内面側に加工用突部４２ａが設けられている。上記によりヘム加工機構におけるリンク機構が構成されている。
なお、ヘム加工用ヘッド４２と前記したクランプ部材３７とは、互いに干渉をしないように、横方向（リンクの軸方向に沿った方向）において位置をずらして配置されており、この形態では、２枚のヘム加工用ヘッド４２が、クランプ部材３７を挟むように両側に位置している。上記のようにクランプ部材３７に近接してヘム加工用ヘッド４２を配置したことにより、ヘム加工時のタブ部等の折れ曲がりを精度良く容易に加工できる。

次に、上記ワーク位置決め固定クランプ・ヘム加工機構ハンド３０の動作のうち、ワークの位置決め固定クランプ動作について図５に基づいて説明をする。
アクチュエータ３５では、作動ロッド３５ａを後退させると、これに連れて屈曲リンク３４が支持柱部３３に対する軸止部分を中心にして図示時計回りに回転する。この屈曲リンク３４の回転に伴って、短尺リンク３６が後方に向けて斜め上方に移動する。短尺リンク３６の移動に伴ってクランプ部材３７が軸止部３３ｂを中心にして図示時計回りに回転し、その結果、クランプ部３７ａは、固定側クランプ部３２から遠ざかるように移動する（図５（ａ））。

位置あわせされたワークのクランプでは、先ず、クランプ部３７ａと固定側クランプ部３２とが離隔した状態で、両者間にヘム加工を行う二つのワーク（例えばボディサイドドアフレーム１００、フロントパネル２００）が位置するようにする。次いで、アクチュエータ３５を動作させて作動ロッド３５ａを前進させる。すると屈曲リンク３４が支持柱部３３との軸止部を中心にして図示反時計回りに回転し、これに連れて短尺リンク３６が前方に押し出される。短尺リンク３６の移動により、クランプ部材３７が支持柱部３３との軸止部３３ｂを中心にして図示反時計回りに回転し、クランプ部３７ａが次第に固定側クランプ部３２に近接する。クランプ部３７ａがさらに移動すると、該クランプ部３７ａは固定側クランプ部３２と協働して、ワーク２００、１００を挟持するに至り、ワーク２００、１００を所定の位置合わせ位置でクランプして固定する（図５（ｂ））。

次に、上記ワーク位置決め固定クランプ・ヘム加工機構ハンド３０の動作のうち、ヘム加工の動作について図６に基づいて説明をする。
なお、上記のようにして二つのワークを位置決め固定クランプする際には、アクチュエータ４５の作動ロッド４５ａを後退させておく。該作動ロッドの後退により第２リンク４１の一端が後方に引かれ、その結果、第２リンク４１の基端は、第１リンク４０の軸止部を中心にして回転する。また、作動ロッド４５ａの後退駆動力は、第２リンク４１を介して第１リンク４０にも伝達され、第１リンク４０も図示時計回りに回転する。これらの移動において、第２リンク４１に一体化されているヘム加工用ヘッド４２も図示時計方向に回転しつつ後退する。この結果、ヘム加工用ヘッド４２の加工用突部４２ａは、最終的には固定側クランプ部３２のほぼ後方側に位置している。

上記のように二つのワークがワーク位置決め固定クランプ機構により固定された後、ヘム加工を行う際には、アクチュエータ４５を動作させて、後退している作動ロッド４５ａを前進させる。この前進に伴って第２リンク４１が前方に押し出され、これに連れて第１リンク４０が基台３１との軸止部を中心にして僅かに回転する。これらの動作により、第２リンク４１は、回転を伴うものの、主として前方に移動する（図６工程１）。

さらに、アクチュエータ４５による作動ロッド４５ａの前進が進むと、ヘム加工用ヘッド４２は、さらに前進および回転をし、先端内側にある加工用突部４２ａがフロントパネル２００の端部２００ａに押し当たり、該端部２００ａを前方に押し曲げる（工程２）。さらに、作動ロッド４５ａの前進によってヘム加工用ヘッド４２が前進および回転をすると、フロントパネル２００の端部２００ａは、ボディサイドドアフレーム１００との重なり端縁を境にして折り曲がり始め、ほぼ９０度の曲がり角度になる（工程３〜５）。
すると、第１リンク４０は、ほぼ直立した状態になり、その前面側がストッパ４６に当たり、それ以上の回転が阻止される。この結果、作動ロッド４５ａの前進に伴い、第２リンク４１は、第１リンク４０との軸止部を中心にして回転のみがなされ、第２リンク４１と一体化されているヘム加工用ヘッド４２も図示反時計回りの回転のみの移動となり、フロントパネル２００の端部２００ａを内側へと円滑に折り曲げて、ワーク１００とワーク２００との固着がなされる（工程６〜８）。

上記動作では、曲げの初動では、シリンダの軸線と略平行（水平）にリンクが移動し、ワーク端部を曲げていく。第１リンク４０が所定角度回動後、ストッパ４６に当接し回動が阻止されると、第２リンク４１が、第１リンク４０との軸止部を支点として回動するので、ヘム加工用ヘッド４２が円弧を書くように作動し、ワーク両者を強く押圧し固着させることができる。上記のように、本実施形態では、アクチュエータの一動作によってワークの端部が円滑に折り曲げ（１８０度）加工されてヘム加工が完了されている。
従来のヘミング加工においては、一旦９０°に曲げて置いたものを、１乃至２工程でヘム加工しているが、加工硬化が大きく、曲げた先端のＲが大きくなる。これに対し、本発明のように１度に１８０度を一気に曲げることにより、加工硬化が少なく、先端Ｒを小さくすることができる。
ヘム加工後は、各クランプ機構によるクランプを開放してロボット動作により各ハンドは原位置に戻して、次のワークの組み立てを行うことができる。

上記ヘム加工装置を、製造ラインで用いる際の使用例を図７に基づいて説明する。
この例では、トラック用のキャブの組み立てラインにおいて、ワークとしてアンダーフロアー３００を供給するキャブメインラインと、ワークとして右サイドのボディサイドドアフレーム１００を供給する右ボディサイドサブラインと、ワークとして左サイドのボディサイドドアフレーム１０１を供給する左ボディサイドサブラインと、ワークとしてフロントパネル２００を供給するフロントパネルサブラインとを備えている。各ラインによりワークが集合する地点には、それぞれのラインを供給されるワークの形状等に合わせて、ヘム加工装置１、１ａ、１ｂが設置されている。

各ヘム加工装置は、それぞれ共通するフレームに、ワーク搬送用クランプ機構ハンド、ワーク位置決め固定クランプ機構ハンド、ヘム加工機構ハンドを備えており、各ハンドで、複数の機構を有するものであっても良い。また、前記ヘム加工装置１ｂにはヘム加工機構ハンドを設けず搬送用クランプ機構のみとし、その分を前記ヘム加工装置１、１ａに分担させても良い。
各ラインを供給されるワークは、それぞれのヘム加工装置のワーク搬送用クランプ機構ハンドによって上記で説明したようにクランプされて、組み立て用の位置に搬送されて位置決めされる。ヘム加工を行うワーク同士では、上記したようにワーク位置決め固定クランプ機構ハンドによってワーク同士がクランプされる。このクランプされたワークに対し、同じフレームに備えるヘム加工機構ハンドによって上記で説明したようにヘム加工を行う。なお、ヘム加工を行う際の反力は、ワークをクランプしている共通するフレームで受けるため、ロボットアームに加わることはなく、したがって、ロボットに必要以上の高剛性化を求めることがなく、ロボットの小型軽量化が可能になり、さらに反力による加工精度への悪影響も排除できる。

上記実施形態では、自動車用キャブの組み立てに際し、本発明のヘム加工装置を用いるものとして説明をしたが、本発明の用途がこれに限定をされるものではなく、ヘム加工を行う種々の用途への適用が可能である。また、ワークとしては、少なくともヘム加工部が板状であれば良い。

以上、本発明について、上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の説明の内容に限定されるものではなく、本発明の範囲内で適宜の変更が可能である。

本発明の一実施形態のヘム加工装置を示す斜視図である。 同じく、ワーク搬送用クランプ機構ハンドを示す図である。 同じく、ワーク位置決め固定クランプ・ヘム加工機構ハンドを示す図である。 同じく、図３におけるヘム加工機構を示す拡大図である。 同じく、ワーク位置決め固定クランプ・ヘム加工機構ハンドにおけるワーク位置決め固定クランプの動作を説明する図である。 同じく、ワーク位置決め固定クランプ・ヘム加工機構ハンドにおけるヘム加工の動作を説明する図である。 同じく、製造ラインにおける使用例を示す図である。

符号の説明

１ ヘム加工装置
２ ロボットアーム
３ フレーム
１０ ワーク搬送用クランプ機構ハンド
１０ａ ワーク搬送用クランプ機構ハンド
１０ｂ ワーク搬送用クランプ機構ハンド
１０ｃ ワーク搬送用クランプ機構ハンド
１２ アクチュエータ
１２ａ 作動ロッド
１３ 固定クランプ本体部
１３ａ クランプ部
１５ クランプ部材
１５ａ クランプ部
３０ ワーク位置決め固定クランプ・ヘム加工機構ハンド
３０ａ ワーク位置決め固定クランプ・ヘム加工機構ハンド
３０ｂ ワーク位置決め固定クランプ・ヘム加工機構ハンド
３０ｃ ワーク位置決め固定クランプ・ヘム加工機構ハンド
３２ 固定側クランプ部
３３ 支持柱部
３４ 屈曲リンク
３５ アクチュエータ
３５ａ 作動ロッド
３６ 短尺リンク
３７ クランプ部材
３７ａ クランプ部
４０ 第１リンク
４１ 第２リンク
４２ ヘム加工用ヘッド
４２ａ 加工用突部
４５ アクチュエータ
４５ａ 作動ロッド
４６ ストッパ
１００ ボディサイドドアフレーム
２００ フロントパネル
３００ アンダーフロアー

Claims (4)

1. ワークの折り曲げ加工により２つのワークを固着させるヘム加工装置において、ロボットアームと、該ロボットアームに取り付けられたフレームと、該フレームに設けられたワークの搬送用クランプ機構ハンドと、２つのワークを位置決め固定するクランプ機構ハンドと、一方のワークの端部を折り曲げ、他方のワークと一体化させるヘム加工機構ハンドとを備え、前記ヘム加工機構ハンドは、前記フレームに固定されている一つのアクチュエータと、前記ワーク端部の折り曲げを行う加工部と、前記アクチュエータの駆動力を前記加工部に伝達するとともに前記アクチュエータの作動ロッドが移動するだけの一動作により前記ワーク端部の折り曲げを完了可能とするリンク機構とを備え、前記リンク機構は、前記フレーム側に基端が回動可能に枢止された第１のリンクと、該第１のリンクの他方端に一端側が回動可能に枢止された第２のリンクとを備え、該第２のリンクの他端側に前記アクチュエータの駆動側が係止され、前記第２のリンクに前記加工部としてヘム加工用ヘッドが一体化されていることを特徴とするヘム加工装置。
2. 前記リンク機構は、前記第１のリンクの回転移動を所定回転位置で規制するストッパを備えることを特徴とする請求項１記載のヘム加工装置。
3. ワークの折り曲げ加工により２つのワークを固着させるヘム加工方法において、加工装置の一つのフレームに設けられた複数のハンドで二つのワークをクランプおよび位置決めしておき、前記フレーム側に基端が回動可能に枢止されたリンク機構を介して前記ワークのうちの一方における端部の折り曲げを行う加工部に前記フレームに固定されたアクチュエータの駆動力を伝達して前記ワーク端部に加工力を加えて、前記アクチュエータの作動ロッドを移動させるだけの一動作により前記ワーク端部を折り曲げ完了に至るまで加工し、前記リンク機構は、前記フレーム側に基端が回動可能に枢止された第１のリンクと、該第１のリンクの他方端に一端側が回動可能に枢止された第２のリンクとを備えており、前記第２のリンクの他端側に前記アクチュエータの駆動力を与えて前記第１のリンクと第２のリンクとを移動させ、該駆動力により移動する第２のリンクを介して前記ワークのうちの一方における端部に加工力を加えることを特徴とするヘム加工方法。
4. 前記リンク機構により、加工力付与の当初では、加工力を前記ワーク端部に略向けて該ワーク端部を曲げ、その後、前記ワーク端部に回転力を加えてワーク端部を折り返して折り曲げ加工を行うことを特徴とする請求項３に記載のヘム加工方法。

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