专利名称：滚子卷边装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用滚子对工件进行卷边加工的滚子卷边装置。
背景技术：
以往公知有以下的滚子卷边装置:对汽车的车门组合件等工件中的立起状态的凸缘，使用滚子弯折到预定的角度(预备折弯)，之后弯折到最终的角度(正式折弯)。如图5所示，作为滚子卷边装置的加工对象的工件W是车门组合件，包括由多个板材构成的门板W10、以及从门板WlO向上方突出而构成窗框的门架W20。在对这样的工件W的腰线(门板WlO的上端部分)使用滚子卷边装置进行卷边加工的情况下，由于门架W20有可能与配置在窗框内的滚子卷边装置干涉，因此难以沿工件W的腰线使滚子滚动。另外，如图6所示，门板WlO包括:具有直立状态的凸缘(图6中的右端部分)并被载置在下模B上的外板W11、被设置在外板Wll上并被设置在凸缘的左侧的外加固件W12、与外加固件W12空出预定的间隔并被设置在上方的内加固件W13、以及被设置在内加固件W13上的内板W14。因此，工件W的腰线构成为在外板Wll和外加固件W12与内加固件W13和内板W14之间具有比较窄的间隙，工件W与滚子卷边装置产生干涉，因此难以对这样的工件W的腰线进行卷边加工。此外，图6是图5中的AA线端面图。在对以上那样的工件W的腰线实施卷边加工的情况下，为了避免与工件W的干涉，需要使用具有外径比较小并且轴向的长度比较长的滚子的滚子卷边装置(例如参考专利文献I)。但是，如图7所示，在具有如上所述的外径比较小并且轴向的长度比较长的滚子101的滚子卷边装置100中，由于滚子101中的与外板Wll的凸缘接触来对工件W实施卷边加工的部分和安装滚子101的安装部件102较大地分离，因此在加工时产生挠曲，难以实现适当的折边板厚。并且，由于在加工时在安装部件102上施加大的力矩，因此产生安装部件102变形等问题，其结果是滚子卷边装置100的维护等所需要的时间以及费用增加。另外，由于滚子101的外径小，因此通过滚子101对外板Wll的凸缘的逐次折弯，产生该凸缘的伸长量局部变大、凸缘起伏等问题。在先技术文献专利文献专利文献1:日本专利文献特开2008-100272号公报。
发明内容
发明所要解决的问题本发明的目的在于提供以下的滚子卷边装置:即使在加工对象位于比较狭窄的场所的情况下，也能够良好地进行卷边加工,并能够降低维护频率。用于解决问题的手段
本发明的滚子卷边装置包括:预备折弯滚子，所述预备折弯滚子进行工件的预备折弯；正式折弯滚子，所述正式折弯滚子进行工件的正式折弯；以及臂，所述臂将所述预备折弯滚子和所述正式折弯滚子的姿势设定为希望的位置以及角度，所述预备折弯滚子的轴心相对于水平方向倾斜，并且所述预备折弯滚子被配置在正式折弯时不与所述工件接触的位置，所述正式折弯滚子被形成为圆锥台状，并且所述正式折弯滚子的轴心相对于水平方向倾斜，以在正式折弯时所述正式折弯滚子的大径侧的表面位于所述工件侧且加工面成为水平，并且所述正式折弯滚子被配置在预备折弯时不与所述工件接触的位置，所述预备折弯滚子和所述正式折弯滚子沿上下方向配置，并且被配置为所述预备折弯滚子和所述正式折弯滚子的加工点位于所述臂的轴心附近。优选的是，本发明的滚子卷边装置还包括后备滚子，所述后备滚子随着所述正式折弯滚子的旋转而从动旋转，所述后备滚子被配置为在所述正式折弯滚子的直径方向上与所述正式折弯滚子中的和所述正式折弯滚子的加工面相反的一侧的面接触。优选的是，本发明的滚子卷边装置还包括以下单元，所述单元在所述工件的预备折弯或者正式折弯时，对所述预备折弯滚子和所述正式折弯滚子以一定的压力朝向所述工件施力，并吸收加工反力，由此使加工压力均匀化。发明的效果根据本发明，即使在加工对象位于比较狭窄的场所的情况下，也能够良好地进行卷边加工，并降低维护频率。
图1是示出本发明涉及的滚子卷边装置的图；图2是示出滚子卷边装置对工件的预备折弯的情况的图；图3的(a)和(b)是示出进行多次工件的预备折弯的情况的图；图4是示出滚子卷边装置对工件的正式折弯的情况的图；图5是示出作为工件的车门组合件的图；图6是示出工件的腰线的图，并且是图5中的AA线端面图；图7是示出以往的滚子卷边装置对工件的卷边加工的情况的图。
具体实施例方式下面，参考图1对作为本发明涉及的滚子卷边装置的一个实施方式的滚子卷边装置I进行说明。滚子卷边装置I是对工件W的腰线实施卷边加工的装置。工件W是汽车的制造过程中的车门组合件，包括:具有直立的状态的凸缘(图6中的右端部分)并被设置在下模B上的外板W11、被设置在外板Wll上并被设置在凸缘的左侧的外加固件Wl2、与外加固件Wl2空出预定的间隔并被设置在外加固件Wl2的上方的内加固件Wl3、以及被设置在内加固件W13上的内板W14 (参照图6)。下模B是用于载置工件W的部件，以与外板Wll接触的方式载置工件W。此外，将图1中的上下方向以及左右方向规定为滚子卷边装置I的上下方向以及左右方向。另外，图1中的上下方向设为与铅垂方向一致。
如图1所示，滚子卷边装置I包括:进行工件W的预备折弯的预备折弯滚子10 ;进行工件W的正式折弯的正式折弯滚子20 ;随着正式折弯滚子20的旋转而从动旋转的后备滚子30 ;以能够旋转的方式安装各滚子10、20、30的安装部件40 ;以预定的压力对安装部件40施力的气压缸50 ；以可滑动的方式支承安装部件40并支承气压缸50的支承部件60 ；以及被固定在支承部件60上并能够将预备折弯滚子10和正式折弯滚子20的姿势设定为希望的位置以及角度的臂70。滚子卷边装置I通过臂70使预备折弯滚子10沿工件W的腰线滚动，并进行多次的工件W的预备折弯，之后通过臂70沿工件W的腰线使正式折弯滚子20滚动来进行工件W的正式折弯，由此对工件W实施卷边加工。预备折弯滚子10是进行将工件W中的外板Wll的凸缘弯折到预定的角度的“预备折弯”的滚子。预备折弯滚子10被形成为圆柱状，并以轴心相对于水平方向构成预定的角度的方式可旋转地安装在安装部件40的下端部。预备折弯滚子10被配置在安装部件40的下端部的左侧。正式折弯滚子20是进行将经过了预备折弯的、工件W中的外板Wll的凸缘弯折到最终的角度(凸缘与外加固件W12的上表面接触的角度)的“正式折弯”的滚子。正式折弯滚子20以轴心相对于水平方向构成预定的角度的方式可旋转地被安装在安装部件40的上下方向的中途部。正式折弯滚子20被形成为圆锥台状，并被配置成其大径侧的表面位于右侧。详细而言，正式折弯滚子20在以加工面(位于下端的外周面)成为水平的方式倾斜的状态下被安装在安装部件40上。正式折弯滚子20相对于预备折弯滚子10被配置在安装部件40的左右方向上的相反侧(右侧)。如此，正式折弯滚子20和预备折弯滚子10分别上下配置，并且分别被配置在安装部件40的右侧和左侧。后备滚子30是与正式折弯滚子20的外周面接触并随着正式折弯滚子20的旋转而从动旋转的滚子。后备滚子30被形成为大致圆柱状，并以轴心为水平的方式可旋转地安装在安装部件40。后备滚子30被形成为从其外周面的右端部到中途部沿正式折弯滚子20的外周面倾斜，并被配置成位于该倾斜部分的下端的外周面与正式折弯滚子20的位于上端的外周面接触。即，后备滚子30在正式折弯滚子20的直径方向上以与正式折弯滚子20中的与加工面相反的一侧的面接触的方式被配置在正式折弯滚子20的上侧。由此，在外板Wll的凸缘被正式折弯滚子20正式折弯时，能够对由于加工反力离开凸缘而挠曲的正式折弯滚子20，施加朝向凸缘的力。因此，能够防止卷边加工时的正式折弯滚子20的挠曲，实现适当的折边板厚。此外，后备滚子30在卷边加工时随着正式折弯滚子20的旋转而从动旋转，因此不会阻碍正式折弯滚子20的旋转。另外，在本实施方式中，以轴心为水平的方式配置了后备滚子30，但只要后备滚子30随着正式折弯滚子20的旋转而从动旋转即可，例如也能够以轴心为铅垂的方式配置后备滚子30。安装部件40是在弯曲的情况下向上下方向延伸的部件，并可旋转地安装各滚子10、20、30。安装部件40包括安装预备折弯滚子10的第一弯曲部41、安装正式折弯滚子20的第二弯曲部42、以及安装后备滚子30的直线部43。第一弯曲部41根据预备折弯滚子10的倾斜角度，以相对于铅垂方向构成预定的角度的方式从与第二弯曲部42的连接部朝向左下延伸。在第一弯曲部41的延伸端部的左侧安装预备折弯滚子10，预备折弯滚子10被配置为其加工点位于臂70的轴心(图1中的单点划线C)附近。
这里，所谓的“臂70的轴心”是从支承部件60和臂70的接触面的中心部、即卷边加工时臂70对支承部件60的按压面的中心部在铅垂方向延长的直线。
第二弯曲部42根据正式折弯滚子20的倾斜角度，以相对于铅垂方向构成预定的角度的方式从与直线部43的连接部向右下延伸，该延伸端部和第一弯曲部41的基端部(上端部)结合。第二弯曲部42以通过臂70的轴心的方式延伸。
在第二弯曲部42的右侧安装正式折弯滚子20，正式折弯滚子20被配置为其加工点位于臂70的轴心附近。
直线部43在上下方向以直线状延伸，该下端部和第二弯曲部42的基端部(上端部)结合。
在直线部43的下部安装后备滚子30，后备滚子30以与正式折弯滚子20接触的方式配置在直线部43的右侧。
如此，在安装部件40中，第一弯曲部41和第二弯曲部42分别朝向左下和右下以通过臂70的轴心的方式延伸。
由此，能够以倾斜的状态保持预备折弯滚子10和正式折弯滚子20，并且能够将预备折弯滚子10和正式折弯滚子20的加工点配置在臂70的轴心附近。因此，在卷边加工时，能够防止因产生基于加工反力和从臂70的轴心向水平方向的偏移量的力矩而导致的安装部件40的挠曲，能够实现适当的折边板厚。
此外，这里所说的“臂70的轴心附近”不仅是臂70的轴心上，而且是包含臂70的轴心的周围的范围，是能够抑制在卷边加工时基于加工反力和从臂70的轴心向水平方向的偏移量的力矩的产生，安装部件40不发生挠曲而滚子卷边装置I实现适当的折边板厚的范围。
气压缸50是对安装部件40以预定的压力向下方施力的气压缸，并作为使卷边加工时的加工压力均匀化的单元而发挥作用。气压缸50包括安装在支承部件60上的固定部51、以及能够相对于固定部51在上下方向上移动的可动部52。
固定部51支承可动部52，并通过压缩空气以预定的压力将可动部52向下方施力。固定部51的上端部被固定在支承部件60上。
可动部52由活塞等构成，以能够向上下方向移动的方式被支承在固定部51。可动部52被配置在安装部件40中的直线部43的右侧，并被固定在直线部43的上部。
如此，在气压缸50中，被固定部51支承的可动部52通过压缩空气以预定的压力被向下方施力。伴随于此，经由固定在可动部52的安装部件40，对预备折弯滚子10和正式折弯滚子20以预定的压力向下方施力。另外，在卷边加工时，通过被固定部51支承的可动部52的冲程，加工反力被吸收。
由此，能够以一定的压力进行预备折弯滚子10对工件W的预备折弯、以及正式折弯滚子20对工件W的正式折弯。
这里，臂70对预备折弯滚子10和正式折弯滚子20的移动被控制为直线地到达预先设定的多个点。因此，在滚子卷边装置I的卷边加工的对象不是如本实施方式中的工件W的腰线那样的直线部分、而是曲线部分的情况下，在对预备折弯滚子10和正式折弯滚子20的加工对象的接触面积上会产生偏差。
但是，在卷边加工时，通过气压缸50吸收加工反力，并且预备折弯滚子10和正式折弯滚子20被以一定的压力向下方施力，因此能够实现加工压力的均匀化，即使加工对象是曲线部分，也不会产生加工压力的偏差而能够均等地进行卷边加工。
此外，在本实施方式中，应用气压缸作为均匀化单元用，但并不限于此，也能够应用油压缸或者弹簧等。
支承部件60包括在上下方向延伸的垂直部61以及在左右方向延伸的水平部62，垂直部61的上端部和水平部62的左端部被结合而形成为大致L字状。
垂直部61被配置在安装部件40中的直线部43的左侧，并以可滑动的方式支承直线部43的上部。该滑动机构未被限定，也能够应用已有的线性引导器等。
水平部62被配置在气压缸50的上侧，并支承气压缸50。详细而言，水平部62的下端部和气压缸50中的固定部51的上端部被固定。
另外，水平部62的上端部与臂70的顶端部(下端部)被固定。
如此，在支承部件60中，垂直部61以可滑动的方式支承安装部件40，水平部62支承气压缸50。
由此，根据气压缸50的可动部52的运动，被固定在可动部52上的安装部件40不会左右移动，而仅能够上下移动。
臂70是能够设定为希望的位置以及角度的机器人臂，并被安装在支承部件60中的水平部62的上端部。臂70能够经由支承部件60以及安装部件40将预备折弯滚子10和正式折弯滚子20的姿势设定为希望的位置以及角度。臂70在使预备折弯滚子10或正式折弯滚子20按压工件W中的外板Wll的凸缘的状态下，使预备折弯滚子10或者正式折弯滚子20沿工件W的腰线滚动。如此，进行工件W的卷边加工。
以下，参考图2 图4对由滚子卷边装置I对工件W的卷边加工的方式进行说明。
第一、进行工件W的预备折弯。
如图2所示，在工件W的腰线中的、外板Wll和外加固件W12与内加固件W13和内板W14的间隙中通过臂70插入预备折弯滚子10的下部。预备折弯滚子10按压工件W中的外板Wll的凸缘，并将凸缘弯折到预备折弯滚子10的加工面的角度。然后，预备折弯滚子10在按压凸缘的状态下通过沿工件W的腰线滚动，由此凸缘被整体地预备折弯。
如前所述，安装部件40处于弯曲状态，在凸缘的预备折弯时，安装部件40的第一弯曲部41成为朝向凸缘向左下延伸的形状，并使预备折弯滚子10保持在倾斜的状态。
由此，预备折弯滚子10和第一弯曲部41不会对工件W产生干涉，能够使预备折弯滚子10进入到形成在工件W的腰线的比较狭窄的间隙中，能够良好地进行凸缘的预备折弯。并且，能够缩短预备折弯滚子10的轴心方向上的长度，在卷边加工时，不会对安装部件40中的预备折弯滚子10的安装部分施加大的力矩，因此能够防止安装部件40的变形，能够降低滚子卷边装置I的维护频率。
另外，在凸缘的预备折弯时，安装部件40的第二弯曲部42成为以离开凸缘的方式向右下延伸的形状，在左右方向上的预备折弯滚子10的相反侧保持正式折弯滚子20。
由此，正式折弯滚子20和第二弯曲部42不会对工件W产生干涉，能够良好地进行凸缘的预备折弯。
由预备折弯滚子10对工件W的预备折弯被进行多次。此外，在本实施方式中，设为进行两次工件W的预备折弯。
如图3的(a)所示，在第一次预备折弯中，以预备折弯滚子10的加工面和水平面构成的角度为Θ I的方式通过臂70设定预备折弯滚子10的角度。然后，如上所述进行工件W的预备折弯，由此能够制作预备折弯时的外板Wll中的凸缘与其以外的部分构成的角度(以下，简称为“预备折弯角度”)是Θ I的工件W。
如图3的(b)所示，在第二次预备折弯中，以预备折弯滚子10的加工面和水平面构成的角度为Θ2(Θ2< Θ I)的方式通过臂70设定预备折弯滚子10的角度。然后，如上所述进行工件W的预备折弯，由此能够制作预备折弯角度是Θ 2的工件W。
此外，在图3中，为了便于说明，仅图示了工件W的外板Wl 1、以及滚子卷边装置I的预备折弯滚子10。
在滚子卷边装置I中，正式折弯滚子20和预备折弯滚子10分别被上下配置，并且正式折弯滚子20和预备折弯滚子10的加工点被配置在臂70的轴心附近。
由此，能够抑 制滚子卷边装置I的宽度(左右方向的长度)，在使滚子卷边装置I倾斜来进行工件W的预备折弯时，能够避开门架W20(参照图5)的干涉并在更宽的范围内设定滚子卷边装置I的倾斜角度。此外，预备折弯滚子10由于倾斜，因此能够在更宽的范围内(例如，20度 90度)设定预备折弯角度。因此，如上所述，能够进行多次工件W的预备折弯，与进行一次预备折弯的情况或者不进行预备折弯而仅进行正式折弯的情况比较，能够减小每一次的凸缘的加工量，能够抑制凸缘的局部伸长等质量不良。
此外，在本实施方式中，将预备折弯滚子10形成为圆柱状，但是并不限于此，只要能设定为希望的预备角度即可，也能够与正式折弯滚子20同样地形成为圆锥台状。
此外，预备折弯角度能够如下算出。
首先，基于根据预备折弯滚子10的直径以及预备折弯中的凸缘的加工量算出的凸缘的伸长率，计算预备折弯时的凸缘的伸长量，计算出该伸长量不超过基于经验法则的界限值的凸缘的加工量。
并且，根据所计算出的凸缘的加工量以及卷边加工前的凸缘的角度(在本实施方式中是90度)计算预备折弯的次数，并伴随于此求出预备折弯角度。
第二、进行工件W的正式折弯。
如图4所示，通过臂70水平旋转约180度，由此滚子卷边装置I成为从预备折弯时左右反转的状态。并且，在工件W的腰线中的、外板Wll和外加固件W12与内加固件W13和内板W14的间隙中通过臂70插入正式折弯滚子20的下部。正式折弯滚子20在其加工面为水平的状态下，按压工件W中的外板Wll的凸缘，并使凸缘弯折到成为水平(与外加固件W12的上表面接触)。然后，正式折弯滚子20在按压凸缘的状态下沿工件W的腰线滚动，由此凸缘被整体正式折弯。
此外，在正式折弯时的正式折弯滚子20对工件W的按压力被设定为大于预备折弯时的预备折弯滚子10对工件W的按压力。由此，通过在正式折弯滚子20的上侧配置后备滚子30，来防止正式折弯滚子20的挠曲。
如前所述，正式折弯滚子20被形成为圆锥台状，在正式折弯时，大径侧的表面位于工件W侧。因此，正式折弯滚子20的加工面和大径侧的表面构成的角度为锐角。
由此，正式折弯滚子20不会对工件W产生干涉，能够使正式折弯滚子20插入到形成在工件W的腰线上的比较狭窄的间隙中，能够良好地进行凸缘的正式折弯。并且，由于能够使正式折弯滚子20的外径较大，因此能够抑制凸缘的局部伸长等质量不良，并能够提高正式折弯滚子20的耐久性。并且，能够缩短正式折弯滚子20在轴心方向上的长度，在卷边加工时，不会对安装部件40中的正式折弯滚子20的安装部分施加大的力矩，因此能够防止安装部件40的变形，并能够降低滚子卷边装置I的维护频率。
另外，安装部件40处于弯曲状态，在凸缘的正式折弯时，安装部件40的第二弯曲部42成为朝向凸缘向左下延伸的形状，以倾斜的状态保持正式折弯滚子20。
由此，能够将圆锥台状的正式折弯滚子20的加工面保持为水平的状态，并且正式折弯滚子20和第二弯曲部42不会对工件W产生干涉，而能够良好地进行凸缘的正式折弯。
另外，在凸缘的正式折弯时，安装部件40的第一弯曲部41成为以离开凸缘的方式向右下延伸的形状，在左右方向上的正式折弯滚子20的相反侧保持有预备折弯滚子10。
由此，预备折弯滚子10和第一弯曲部41不会对工件W产生干涉，能够良好地进行凸缘的正式折弯。
产业上的可用性
本发明能够利用于对门板的腰线等狭窄的部分进行卷边加工的滚子卷边装置。
符号说明
I滚子卷边装置
10预备折弯滚子
20正式折弯滚子
30后备滚子
40安装部件
41第一弯曲部
42第二弯曲部
43直线部
50气压缸
51固定部
52可动部
60支承部件
61垂直部
62水平部
70 臂
权利要求
1.一种滚子卷边装置，包括: 预备折弯滚子，所述预备折弯滚子进行工件的预备折弯； 正式折弯滚子，所述正式折弯滚子进行工件的正式折弯；以及 臂，所述臂将所述预备折弯滚子和所述正式折弯滚子的姿势设定为希望的位置以及角度， 所述预备折弯滚子的轴心相对于水平方向倾斜，并且所述预备折弯滚子被配置在正式折弯时不与所述工件接触的位置， 所述正式折弯滚子被形成为圆锥台状，并且所述正式折弯滚子的轴心相对于水平方向倾斜，以在正式折弯时所述正式折弯滚子的大径侧的表面位于所述工件侧且加工面成为水平，并且所述正式折弯滚子被配置在预备折弯时不与所述工件接触的位置， 所述预备折弯滚子和所述正式折弯滚子沿上下方向配置，并且被配置为所述预备折弯滚子和所述正式折弯滚子的加工点位于所述臂的轴心附近。
2.如权利要求1所述的滚子卷边装置，其中， 还包括后备滚子，所述后备滚子随着所述正式折弯滚子的旋转而从动旋转， 所述后备滚子被配置为在所述正式折弯滚子的直径方向上与所述正式折弯滚子中的和所述正式折弯滚子的加工面相反的一侧的面接触。
3.如权利要求1或2所述的滚子卷边装置，其中， 还包括以下单元，所述单元在所述工件的预备折弯或者正式折弯时，对所述预备折弯滚子和所述正式折弯滚子以一定的压力朝向所述工件施力，并吸收加工反力，由此使加工压力均匀化。
全文摘要
提供以下的滚子卷边装置即使在加工对象位于比较狭窄的场所的情况下，也能够良好地进行卷边加工，并降低维护频率。滚子卷边装置(1)包括预备折弯滚子(10)，所述预备折弯滚子进行工件(W)的预备折弯；正式折弯滚子(20)，所述正式折弯滚子进行工件(W)的正式折弯；以及臂(70)，所述臂将预备折弯滚子(10)和正式折弯滚子(20)的姿势设定为希望的位置以及角度，预备折弯滚子(10)的轴心相对于水平方向倾斜，并且所述预备折弯滚子被配置在正式折弯时不与工件(W)接触的位置，正式折弯滚子(20)被形成为圆锥台状，并且所述正式折弯滚子的轴心相对于水平方向倾斜，以在正式折弯时所述正式折弯滚子的大径侧的表面位于工件(W)侧且加工面成为水平，并且所述正式折弯滚子(20)被配置在预备折弯时不与工件(W)接触的位置，预备折弯滚子(10)和正式折弯滚子(20)沿上下方向配置，并且所述预备折弯滚子和所述正式折弯滚子的加工点位于臂(70)的轴心附近。
文档编号B21D39/02GK103221161SQ20108007025
公开日2013年7月24日 申请日期2010年11月22日 优先权日2010年11月22日
发明者津田智司 申请人:丰田自动车株式会社