JP7236066B2 - パネル成形体のスプリングバック修正装置 - Google Patents
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Description
本発明はパネル成形体の試作段階又は量産初期段階において前記スプリングバックしたパネル成形体を正規の形状へ戻して自動車等の試作に利用することに関する。
特許文献1のものは金属材料の実際のプレス加工においてスプリングバック量を測定することにより、金型の形状とスプリングバック量の関係を求め、求める形状の即ち正規の形状のパネル成形体をプレス加工で得られるようにスプリングバック量を考慮に入れて金型の形状を決定するものである。
従ってこのやり方では自動車等の試作品を作るのにコストがかかりすぎる。試作品を作る段階では金型に多大なコストをかけることができないのでとても不便である。
又、次々に出現する新材料もあり、シミュレーションも容易ではない場合もある。
パネル成形体を押圧部材によって押圧すると共に加熱用電極を使って加熱する。
この提案では種々の形状のパネル成形体ごとにパネル受け押圧部材を設ける必要があり更に加熱装置も必要になり極めて大掛かりな装置になる。
従って自動車等の試作品作りにコストがかかりすぎる。
しかし、スプリングバックを加味した金型の形状を決めるためには正規形状のパネル成形体が得られるまで何回か形状の異なった金型を製作し試行錯誤により最終形状の金型を得るといういわゆる金型の育成が必要になり、長時間を要すると共に金型の育成に大きなコストを要する。
この場合、熟練工による手作業は重労働になり、労働環境が良くないし、手作業による部品製作にも長時間を要しまたパネル成形体の品質にばらつきが生じる。
また熟練工がいなくてもスプリングバックの修正ができるようにしようとするものである。
大きく曲がった曲面に生じたスプリングバックの修正とは設計上大きく曲がった曲面に生じたスプリングバックの修正ということである。
本発明では熟練工の手直し作業を参考にして垂直多関節型ロボットの手首にパネル成形体修正用ツールを取り付けてロボットの動作及びパネル成形体修正用ツールに取り付けたサーボモーターの動作で修正作業を行わせるようにした。
従って熟練工の熟練技術がなくても修正作業ができ、また労働環境の改善になり、スプリングバックの修正時間も短縮でき更に品質のばらつきのないパネル成形体の製品ができるようになった。
このため曲げの中心がパネル成形体の曲がりのセンター以外になる場合でも曲げることができる。
以下のものに限定されるものではなく発明の範囲内で適宜変更し得る。
又、スプリングバックにそれ以外の原因も加わってパネル成形体が正規形状か
らずれたときでも修正できる場合もある。
ングバックの修正の説明図である。即ちプレス成型したフランジ8がスプリン
グバック等で適正な角度でない場合の修正のやり方の説明図である。
修正したいパネル成形体8の折れ曲がっているポイントPへコントローラー1
1から指示することにより垂直多関節型ロボット1の動作で即ち関節1(A)の
動作等によってパネル成形体修正用ツール2とその先端に取り付けられている
一対のパネル成形体保持具5、6を移動させる。
なお、本図における垂直多関節ロボット1は簡略化しているがより詳しくは図9
に示す。図2~図6においても同様である。
-7を動作させて矢印Bの方向へ移動させ、一対のパネル成形体保持具5、6の
間隔が適正になるようにする。
サーボモーターの制御は動作制御回路12への指示によって行われる。
一般的には前記間隔はパネル成形体8の板厚から板厚の1.5倍位の間の適当
な間隔ににする。
動作させて適正な曲がりの角度になるように矢印Aの向きまたはその反対向き
にパネル成形体修正用ツール2を回動させる。
角度を小さくする場合は矢印Aの方向、角度を大きくする場合はその反対の方
向である。
この場合、パネル成形体8のうち、固定面8(A)を治具で固定して行う。
なお、サーボモーター7の動作によって一対のパネル成形体保持具5、6のうち
上側フィンガー3に取り付けた5を矢印Bの方向へ移動させる場合のサーボモ
ーター7からパネル成形体保持具5への動力伝達はギヤ機構等で行う。
パネル成形体8にスプリングバック等による反りが発生している場合、垂直多
関節型ロボット1の手首1(B)を移動させてそれに取り付けてあるパネル成形
体修正用ツール2をパネル成形体8の反りが生じている面(8B)の反りを修正
したいポイントPまで移動させる。次にサーボモーター7を動作させて下部フ
ィンガー4に取り付けたパネル成形体保持具6を移動矢印Bのように上側の向
きに移動させて反りが生じている面8(B)が適正な状態になるまでパネル成形
体保持具5へ押し付ける。
が適正な状態になるまで連続して行う。
なおサーボモーター7により下部フィンガー4を移動矢印Bの方向へ移動させ
る際には上下フィンガー接合支点9を中心に動作する。
以上のことをパネル成形体8のうち固定面8(A)を治具で固定して行う。
してある。
又、下部フィンガー4の先端に取り付けられたパネル成形体保持具6は凸型の
形状にしてある。
なお、凹型の部分と凸型の部分がパネル成形体8の反り面8(B)を挟んで押し
付けられる際に反り面8(B)に無理な力がかかって破損しないように凹型の部
分は保持具5内の可動支点Qを中心に可動になっている。
サーボモーター7からの動力伝達は図1で説明したのと同様である。以下の図
においても当該動力伝達は同様である。
る。
プレス成型したパネルの設計上大きく曲がった曲面がスプリングバック等で適
正な形状又は曲がりでない場合、垂直多関節型ロボット1の手首1(B)に取り
付けたパネル成形体修正用ツール2の先端の一対のパネル成形体保持具5、6
をパネル成形体9の修正したいポイントPまで前記ロボット1の動作で移動さ
せる。
置関係が適正になるようにパネル成形体保持具5をサーボモーター7によって
移動矢印Bの方向へ移動させる。
ネル成形体ツール2を曲げのポイントPを中心に回動させてパネル成形体8の
スプリングバック等による曲がりを修正する。
この場合パネル成形体8のうち固定面8(A)の端部8(C)の部分を治具で固
定して行う。
なお、一対のパネル成形体保持具5,6はそれぞれ当該保持具に設けた可動支点
Qを中心にしてパネル成形体8の形状に合わせて動くようになっている。パネ
ル成形体8に無理な力がかかって破損することを防止するためである。
パネル成形体8の一方の端部8(A)を治具で固定し、他方の端部8(C)を形
状に合わせて複数のピン5(A)、6(A)より成り、パネル成形体8の形状に
従ってそれらを出し入れすることによって構成するパネル成形体保持具5、6
により固定する。なお、この図におけるパネル成形体保持具5は複数のピン5
(A)の集合したもの、6は複数のピン6(A)の集合したものである。
なお、この際上部フィンガー3の端部の前記保持具5を移動矢印Bのようにサ
ーボモーターで移動する。
そして曲げの中心Pを軸にして垂直型関節ロボット1を矢印Aのように動作さ
せてパネル成形体9のねじれを修正する。
る説明図である。
即ち、プレス成形したパネル成形体8の曲げの部分の角度がスプリングバック
等により不足している場合の修正の説明図である。
垂直多関節型ロボット1の手首1(B)に取り付けたパネル成形体修正用ツール
2を前記ロボット1によって動作させてパネル成形体8の曲げポイントPへ移
動させる。
そして、サーボモーター7を動作させて下部フィンガー4を移動矢印Bのよう
に移動させ、一対のパネル成形体保持具5、6でパネル成形体8を曲げのポイン
トPの位置で押さえつける。
即ち、曲げ込みを行う。
なお、下部フィンガー4に取り付けたパネル成形体保持具6の先端の凹型の部
分は可動支点Qを中心にして可動になっている。パネル成形体8に無理な力が
かかって破損するのを防ぐためである。
なお、この曲げ込みの場合上部フィンガー3に凸型の保持具5を下部フィンガ
ーには凹型の保持具6を取り付ける。
前記のことはパネル成形体8のうち、固定面8(A)を治具で固定して行う。
必要に応じて曲げのポイントPの位置を変えて前記の作業を連続的に行う。
る説明図である。
即ち、パネル成形体8がスプリングバック等により曲がりすぎている場合に曲
げ戻す修正の説明図である。
この場合には上部フィンガー3に凸型のパネル成形体保持具5を取り付け、下
部フィンガー4に取り付けたパネル成形体保持具6を上下フィンガー接合支点
9の回りに移動矢印Bの方向へサーボモーター7の動作によって移動させて凸
型保持体5へ押し付ける。この場合パネル成形体8のうち固定面8(A)を治具
で固定する。
状に合わせて動くようになっている。
パネル成形体8に無理な力が作用して破損することを防止するためである。
必要に応じてポイントPの位置を変えて前記の作業を連続的に行う。
パネル成形体8を凸型(又は矢型)保持具5と下部のパネル成形体保持具で圧す
る場合、凹型のパネル成形体保持具部分6Bとそのベースの6Cで構成される
下部のパネル成形体保持具のうち凹型のパネル成形体保持具6Bの部分が可動
支点Qを中心にして可動になっている。
の部分が動き、パネル成形体8の6Bとの二つの接触のポイントPにおける接
触のタイミングが同時期になる。
これによりパネル成形体8には無理な力がかからず破損の恐れがなくなる。ま
たこれにより、曲げポイントRがパネル成形体8の曲がりのセンター以外でも
曲げることができる。
なお、他の実施例でも説明したように凸型のパネル成形体保持具5の方が可動
になっていて同様の作用効果を生じる場合もある。
即ち、垂直多関節型ロボットの手首1(B)に取り付けるパネル成形体修正用ツ
ール2の外観斜視図である。
上部フィンガー3に凸型のパネル成形体保持具5が下部フィンガー4に凹型の
パネル成形体保持具6が取り付けられており、前記保持具5,6はサーボモータ
ー7によって動作する。前記保持具5,6が一対のパネル成形体保持具である。
パネル成形体修正用ツール2の接合部2(A)で垂直多関節ロボット1の手首1
(B)に取り付けられる。
きく曲がった曲面のスプリングバックの修正、ねじることによる修正、フランジ
形状の修正等の作業の種類に応じてあらかじめ製作し準備しておく。
図8に示したものはパネル成形体8の角度修正の作業等に使用される。
垂直多関節型ロボット1はロボット下腕13とロボット上腕14を有する。
そして回動矢印Aのように回動する複数の関節1(A)を有する。更に旋回矢印
Cのように旋回する旋回部1(C)を有すると共にロボット手首1(B)も旋回
矢印Cのように旋回する。
パネル成形体修正用ツール2は接合部2(A)で前記ロボット手首1(B)の取
り付けられる。ロボット手首1(B)は旋回部1(C)と同様に旋回する。
試作段階においてはスプリングバックしたパネル成形体の取り扱いが問題にな
る。従来熟練工が手作業で正規形状に直して使用していたが、品質が一定せず又
手直しに時間がかかる等の問題があった。
本発明においてはその手作業をロボットに行わせるようにしたので前記のよう
な問題は生じない。従って産業上の利用可能性は極めて高い。
1(A)ロボット関節
1(B)ロボット手首
1(C)旋回部
2 パネル成形体修正用ツール
2(A)パネル成形体修正用ツールのロボットへの接合部
3 上部フィンガー
4 下部フィンガー
5 上部パネル成形体保持具
5(A)複数のピンによって構成される上部パネル構成体保持具
6 下部パネル成形体保持具
6(A)複数のピンによって構成される下部パネル構成体保持具
7 サーボモーター
8 パネル成形体
8(A)固定面
8(B)反り面
8(C)ねじれが生じているパネル成形体の治具で固定する端部
9 上下フィンガー接合支点
10 ロボットのコントローラー
11 サーボモーターの動作制御回路
12 ロボット下腕
13 ロボット上腕
A 回動矢印
B 移動矢印
C 旋回矢印
Q 可動支点
P ポイント
Claims (4)
- 先端に取り付けた一対のパネル成形体保持具のうち少なくとも一方が動作制御回路を有するサーボモーターによって移動可能であるパネル成形体修正用ツールをコントローラーを有する垂直多関節ロボットの手首に取り付け、プレス加工によりスプリングバックが生じたパネル成形体を正規形状に修正するために前記動作制御回路及び前記コントローラーに動作の指示を与えるようにしたことを特徴とするパネル成形体のスプリングバック修正装置
- 前記パネル成形体修正用ツールは前記正規形状へ修正する作業の種類に応じて製作したものである請求項1に記載したパネル成形体のスプリングバック修正装置
- 前記正規形状へ修正する作業の種類には反り取り、角度修正、曲面の修正、ねじることによる修正、フランジ形状の修正を含むものである請求項2に記載したパネル成形体のスプリングバック修正装置
- 前記一対のパネル成形体保持具はその少なくとも一方が当該保持具内の支点を中心にして可動であるようにした請求項1乃至3に記載したパネル成形体スプリングバック修正装置
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