JP4960850B2 - クリーニング装置 - Google Patents

Description

本発明は、ヘミングローラの付着物を除去するクリーニング装置に関する。

自動車のドアパネルやフードパネル等を製造する際には、アウタパネルにインナパネルを組み付けた後に、インナパネルを挟み込むようにアウタパネルの縁部が折り返される。このようなヘミング加工を行うための加工装置として、アウタパネルの縁部に沿ってヘミングローラを移動させるようにしたヘミング装置が提案されている(例えば、特許文献１参照)。このヘミング装置は、ロボットアームの先端に回転自在に装着されたヘミングローラを有しており、このヘミングローラをアウタパネルの縁部に押し付けながら移動させるようにしている。

また、特許文献１に記載されるように、パネル間の接合強度や防水性を高めるため、アウタパネルやインナパネルにはシーリング剤が塗布されている。しかしながら、アウタパネルを折り返すヘミング加工時に、パネル間からはみ出したシーリング剤がヘミングローラに付着してしまう場合がある。このようにヘミングローラにシーリング剤が付着することは、パネル表面に対するシーリング剤の付着を招くことになり、ヘミング加工の品質を低下させる要因となっていた。このため、ヘミングローラにシーリング剤が付着した場合には、作業者によってヘミングローラからシーリング剤が拭き取られていた。
特開平７−１２４６５３号公報

しかしながら、ヘミングローラに付着したシーリング剤を拭き取る際には、ヘミング装置を停止させる必要があるため、ドアパネルやフードパネル等の生産性を大幅に低下させる要因となっていた。また、ロボットアームに取り付けられるヘミングローラを作業者が清掃することは、作業工数を増大させるだけでなく作業者に対して大きな負担を強いるものであった。さらに、これらの問題を解決するために大掛りなクリーニング装置を導入することは、ヘミング加工の加工コストを増大させる要因となるため、簡単な構成でヘミングローラを清掃することが可能なクリーニング装置が所望されていた。

本発明の目的は、簡単な構成によってヘミングローラを自動的に清掃することが可能なクリーニング装置を提供することにある。

本発明のクリーニング装置は、ワークの縁部を折り曲げ加工するヘミングローラの付着物を除去するクリーニング装置であって、ロボットアームに回転自在に支持される前記ヘミングローラに係合し、前記ヘミングローラの回転を制止する回転制止部材と、前記ワークの縁部を押圧する前記ヘミングローラの外周面に接触し、前記外周面の付着物を除去するローラ清掃手段と、前記ローラ清掃手段に連結され、前記ローラ清掃手段を回転駆動する駆動手段と、を有し、前記ローラ清掃手段の回転駆動により前記ヘミングローラの外周面から付着物を除去可能となる位置であるクリーニング位置に前記ヘミングローラがあるときに、前記ヘミングローラと前記回転制止部材が係合することを特徴とする。

上記のクリーニング装置において、前記回転制止部材は、前記ローラ清掃手段を収容するボックスに設けられており、前記ボックスに形成された挿入口から前記ヘミングローラをボックス内に挿入し、前記クリーニング位置に位置させることにより、前記ヘミングローラに固定された部材と前記回転制止部材が係合してヘミングローラの回転を制止するものとすることができる。

上記のクリーニング装置において、前記駆動手段の回転駆動を制御するスイッチ機構を有し、前記スイッチ機構は、前記ヘミングローラが前記クリーニング位置にあるときに、ロボットアームにより操作可能に配置されているものとすることができる。

上記のクリーニング装置において、前記スイッチ機構は、前記駆動手段を正転方向に駆動させる正転スイッチと、前記駆動手段を逆転方向に駆動させる逆転スイッチとを備え、正転スイッチと逆転スイッチは、前記クリーニング位置にあるヘミングローラを変位させることなくロボットアームを動かし操作可能となるよう配置するものとすることができる。

なお、上記のクリーニング装置において、前記ロボットアームを駆動制御する制御手段からの信号に基づいて前記駆動手段を駆動させるものとすることもできる。

本発明によれば、ヘミングローラの回転を制止する回転制止部材と、ヘミングローラの外周面に接触するローラ清掃手段と、ローラ清掃手段を回転駆動する駆動手段とを有するようにしたので、簡単な構成によってヘミングローラを自動的に清掃することが可能となる。

図１はワークＷの縁部を折り曲げ加工するヘミング装置１０を示す概略図である。また、図２(Ａ)〜(Ｃ)はヘミング装置１０によるヘミング加工の手順を示す説明図である。まず、図１に示すように、ヘミング装置１０は、ワークＷが搭載される加工テーブル１１と、ヘミングローラ１２を操作する作業ロボット１３とを有している。この作業ロボット１３は複数のロボットアーム１４〜１６を備える多関節型ロボットであり、ロボットアーム１６の先端にはヘミングローラ１２が回転自在に装着されている。関節部１７〜１９を介して連結されるロボットアーム１４〜１６は、図示しないアクチュエータによって自在に駆動される構造となっている。このような作業ロボット１３を駆動制御するため、作業ロボット１３には動作プログラムが格納された制御盤(制御手段)２０が接続されている。そして、制御盤２０内の動作プログラムを実行することにより、作業ロボット１３は予め教示(ティーチング)された手順に従って後述するヘミング加工を実施することになる。

図２(Ａ)に示すように、加工テーブル１１には自動車用フードパネル等のワークＷが搭載されており、このワークＷはアウタパネルＷｏとインナパネルＷｉとによって構成されている。アウタパネルＷｏの縁部にはほぼ直角に折り曲げられたフランジ部２１が形成されており、このアウタパネルＷｏに対してインナパネルＷｉが組み付けられている。また、シーリング剤の塗布ガンを備えた図示しない作業ロボットにより、予めアウタパネルＷｏにパネル間の接合強度や防水性を高めるためのシーリング剤２２が塗布されている。

続いて、図２(Ｂ)に示すように、アウタパネルＷｏのフランジ部２１を所定角度で内側に折り曲げるように、作業ロボット１３はヘミングローラ１２の外周面１２ａをフランジ部２１に対して斜めに押し当てる。そして、作業ロボット１３は、ヘミングローラ１２をアウタパネルＷｏのフランジ部２１に沿って転がしながら移動させ、アウタパネルＷｏのフランジ部２１を内側に折り曲げるプレヘミング加工を実施する。次いで、図２(Ｃ)に示すように、アウタパネルＷｏのフランジ部２１をインナパネルＷｉの縁部に密着させるように、作業ロボット１３はヘミングローラ１２の外周面１２ａをフランジ部２１に対して更に傾斜させて押し当てる。そして、作業ロボット１３は、ヘミングローラ１２をアウタパネルＷｏのフランジ部２１に沿って転がしながら移動させ、アウタパネルＷｏのフランジ部２１をインナパネルＷｉに密着させるヘミング加工を実施する。これにより、アウタパネルＷｏによってインナパネルＷｉが挟み込まれ、アウタパネルＷｏとインナパネルＷｉとが一体に固定されることになる。

ここで、図２(Ｂ)および(Ｃ)に示すように、アウタパネルＷｏとインナパネルＷｉとを密着させる際に、パネル間のシーリング剤２２が外側に押し出されるとともに、このシーリング剤２２がヘミングローラ１２の外周面１２ａに付着してしまう場合がある。このように、ヘミングローラ１２にシーリング剤(付着物)２２が付着すると、ヘミング加工時にワークＷを汚してしまうおそれがある。このため、図示するヘミング装置１０にはヘミングローラ１２からシーリング剤２２を除去するクリーニング装置３０が取り付けられている。以下、クリーニング装置３０について詳細に説明する。

図３は本発明の一実施の形態であるクリーニング装置３０を示す概略図である。また、図４(Ａ)および(Ｂ)はクリーニング装置３０の内部構造を示す断面図である。まず、図３に示すように、作業ロボット１３の作動範囲内にクリーニング装置３０が設置されている。なお、作業ロボット１３は、１つのワークＷをヘミング加工する毎に、ヘミングローラ１２をクリーニング装置３０に案内し、ヘミングローラ１２からシーリング剤２２を除去するように教示されている。

図４(Ａ)に示すように、クリーニング装置３０は、ヘミングローラ１２の挿入口３１ａを備えたボックス３１を有している。このボックス３１内には駆動手段としての電動モータ３２が取り付けられており、電動モータ３２の出力軸３３にはローラ清掃手段としての回転ブラシ３４が連結されている。この回転ブラシ３４は、出力軸３３に固定される底付き円筒状のロータ３４ａと、このロータ３４ａから径方向内方に向けて伸びるブラシ部３４ｂとによって構成されている。また、ボックス３１には電動モータ３２への供給電流を生成する電流制御部３５が設けられている。この電流制御部３５には、図示しない電源からの電力を供給する通電ライン３６と、制御盤２０からの制御信号を送信する通信ライン３７とが接続されている。そして、電流制御部３５は、制御盤２０からの制御信号に基づいて電動モータ３２に対する供給電流を生成することになる。

ここで、図５はヘミング加工後に実施されるクリーニング制御の手順を示すフローチャートである。図５に示すように、ステップＳ１では、ヘミングローラ１２が図４(Ｂ)に示すクリーニング位置に配置されているか否かが判定される。ステップＳ１において、ヘミングローラ１２がボックス３１内に収容されていないと判定された場合には、ヘミングローラ１２のクリーニング処理を実行せずにルーチンを抜ける。一方、ステップＳ１において、ヘミングローラ１２がボックス３１内に収容されていると判定された場合には、ステップＳ２に進み、ヘミングローラ１２のクリーニング処理が開始される。

ステップＳ２では、制御盤２０から電流制御部３５に対してモータ正転信号が出力され、電流制御部３５から電動モータ３２に対して正転方向に駆動する為の電流が供給される。続くステップＳ３では回転時間Ｔがリセットされ、ステップＳ４では回転時間Ｔのカウント処理が実行される。次いで、ステップＳ５では、カウントされた回転時間Ｔが所定時間Ｔ１を上回るか否かが判定される。ステップＳ５において、回転時間Ｔが所定時間Ｔ１を下回ると判定された場合には、再びステップＳ４において回転時間Ｔのカウント処理が実行される。一方、ステップＳ５において、回転時間Ｔが所定時間Ｔ１を上回ると判定された場合には、ステップＳ６に進むことになる。

ステップＳ６では、制御盤２０から電流制御部３５に対してモータ逆転信号が出力され、電流制御部３５から電動モータ３２に対して逆転方向に駆動する為の電流が供給される。続くステップＳ７では回転時間Ｔがリセットされ、ステップＳ８では回転時間Ｔのカウント処理が実行される。次いで、ステップＳ９では、カウントされた回転時間Ｔが所定時間Ｔ１を上回るか否かが判定される。ステップＳ９において、回転時間Ｔが所定時間Ｔ１を下回ると判定された場合には、再びステップＳ８において回転時間Ｔのカウント処理が実行される。一方、ステップＳ９において、回転時間Ｔが所定時間Ｔ１を上回ると判定された場合には、ステップＳ１０に進み、制御盤２０から電流制御部３５に対してモータ停止信号が出力される。このステップＳ１０において、電流制御部３５にモータ停止信号を出力することにより、電流制御部３５から電動モータ３２に対する供給電流が遮断されることになる。

このように、ヘミングローラ１２がボックス３１内に収容されると、ヘミングローラ１２の外周面１２ａに接触する回転ブラシ３４が、所定時間Ｔ１に渡って正転方向に回転した後に、所定時間Ｔ１に渡って逆転方向に回転することになる。このようなクリーニング処理を実行することにより、ヘミングローラ１２の外周面１２ａに付着していたシーリング剤２２は掻き落とされるため、清掃されたヘミングローラ１２を用いて次のヘミング加工に移ることが可能となる。これにより、ワークＷに対する不要なシーリング剤２２の付着を防止することができ、ヘミング加工の品質を向上させることが可能となる。また、自動的にヘミングローラ１２を清掃することができるため、作業者に負担を強いることが無いだけでなく、ヘミング加工されるワークＷの生産性を低下させることもない。さらに、ボックス３１内でヘミングローラ１２が清掃されることから、シーリング剤２２が飛散することはなく加工ラインを清潔に保つことが可能となる。しかも、簡単な構成によってクリーニング装置３０を形成することができ、ヘミングローラ１２の清掃コストを抑制することが可能である。

ところで、ヘミングローラ１２を回転自在に保ったまま回転ブラシ３４を回転させてしまうと、回転ブラシ３４とヘミングローラ１２とが共に回転することになるため、ヘミングローラ１２を充分に清掃することが困難となる。そこで、本発明のクリーニング装置３０には、ヘミングローラ１２の回り止め機構が設けられている。ここで、図６(Ａ)はクリーニング装置３０を部分的に拡大して示す断面図であり、図６(Ｂ)は図６(Ａ)のＩ−Ｉ線に沿ってクリーニング装置３０の構造を示す断面図である。

図６(Ａ)および(Ｂ)に示すように、ヘミングローラ１２には多角形断面を有する回り止め板４０が固定されており、ボックス３１にはＶ字状の切り欠きを備えた回転制止部材４１が固定されている。ヘミングローラ１２をクリーニング位置に移動させることにより、ヘミングローラ１２の回り止め板４０とボックス３１の回転制止部材４１とを係合させることができ、ヘミングローラ１２の回転を制止させることが可能となっている。このように、ヘミングローラ１２を制止状態とすることにより、ヘミングローラ１２の外周面１２ａに付着したシーリング剤２２を回転ブラシ３４によって効果的に掻き落とすことが可能となる。しかも、簡単な構成によってヘミングローラ１２の回転を制止することができるため、クリーニング装置３０の高コスト化を招くこともない。

また、図７はヘミングローラ１２の挿入側からクリーニング装置３０を示す正面図である。図７に示すように、ボックス３１に形成される挿入口３１ａは長穴形状に設定されている。このように挿入口３１ａを長穴形状に設定することにより、図４(Ａ)に矢印Ｘで示すように、ボックス３１内にヘミングローラ１２を挿入した後にヘミングローラ１２を下降させることが可能となる。このように、ヘミングローラ１２を案内することにより、ヘミングローラ１２の回り止め板４０とボックス３１の回転制止部材４１とを無理なく係合させることが可能となっている。

前述の説明では、制御盤２０から出力される信号に基づいてクリーニング装置３０を制御しているが、これに限られることはなく、制御盤２０とクリーニング装置３０との制御系統を切り離すようにしても良い。図８(Ａ)および(Ｂ)は本発明の他の実施の形態であるクリーニング装置５０の内部構造を示す断面図である。なお、図４に示す部材と同様の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図８(Ａ)に示すように、クリーニング装置５０のボックス５１内には駆動手段としての電動モータ５２が取り付けられている。また、電動モータ５２には電流制御部５３が組み付けられており、この電流制御部５３によって電動モータ５２への供給電流が生成されている。さらに、ボックス５１の外側にはスイッチ機構として操作スイッチ５４が設けられており、操作スイッチ５４と電流制御部５３とは通信ライン５５を介して接続されている。これにより、電流制御部５３は、操作スイッチ５４からの信号に基づいて電動モータ５２に対する供給電流を生成することが可能となっている。

また、ボックス５１の外側には操作スイッチ５４が配置されるため、操作スイッチ５４をロボットアーム１６によって操作することが可能である。すなわち、図８(Ｂ)に示すように、ヘミングローラ１２をボックス５１内に収容する際に、ロボットアーム１６によって操作スイッチ５４を押すことができるため、このスイッチ操作に基づいて回転ブラシ３４を作動させることが可能となっている。このような制御構成を採用することにより、制御盤２０の動作プログラムからクリーニング装置５０の制御情報を削減することができるため、動作プログラムを簡単に構築することが可能となる。また、制御盤２０の動作プログラムにヘミングローラ１２の移動経路を追加するだけで良いため、既存のヘミング装置１０に対してクリーニング装置５０を容易に増設することも可能となる。

また、図８に示すクリーニング装置５０においては１つの操作スイッチ５４を設けるようにしているが、複数の操作スイッチを設けるようにしても良い。ここで、図９(Ａ)は本発明の他の実施の形態であるクリーニング装置６０の内部構造を示す断面図であり、図９(Ｂ)はヘミングローラ１２の挿入側からクリーニング装置６０を示す正面図である。なお、図８に示す部材と同様の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図９(Ａ)および(Ｂ)に示すように、電動モータ５２には電流制御部６１が組み付けられており、この電流制御部６１によって電動モータ５２への供給電流が生成されている。また、ボックス５１の外側にはスイッチ機構として正転スイッチ６２と逆転スイッチ６３とが設けられている。これら正転スイッチ６２と逆転スイッチ６３とは通信ライン６４，６５を介して電流制御部６１に接続されている。これにより、電流制御部６１は、正転スイッチ６２からの信号に基づいて電動モータ５２を正転方向に駆動する為の電流を制御することが可能となり、逆転スイッチ６３からの信号に基づいて電動モータ５２を逆転方向に駆動する為の電流を制御することが可能となる。

また、ボックス５１の外側に正転スイッチ６２と逆転スイッチ６３とが配置されるため、これらのスイッチ６２，６３をロボットアーム１６によって適宜操作することが可能となる。すなわち、図９(Ｂ)に示すように、ヘミングローラ１２をボックス５１内に収容した状態のもとで、ロボットアーム１６を傾動させてスイッチ６２，６３を切り換えて操作することができ、回転ブラシ３４の回転方向を切り換えることが可能となる。これにより、前述したクリーニング装置５０と同様の効果が得られるだけでなく、ヘミングローラ１２の汚れをより効果的に除去することが可能となる。

なお、クリーニング装置５０，６０においては、ロボットアーム１６のスイッチ操作によって回転ブラシ３４を作動させているが、スイッチ５４，６２，６３が押されている間だけ電動モータ５２を駆動しても良く、スイッチ５４，６２，６３が押されてから所定時間に渡って電動モータ５２を駆動しても良い。また、クリーニング装置５０においては、操作スイッチ５４が押されてから所定時間に渡って電動モータ５２を正転方向に回転させた後に、所定時間に渡って電動モータ５２を逆転方向に回転させるようにしても良い。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、駆動手段として電動モータ３２，５２が設けられているが、これに限られることはなく、圧縮空気を動力源としたエアモータを駆動手段として設けるようにしても良い。また、ローラ清掃手段として回転ブラシ３４が設けられているが、この回転ブラシ３４のブラシ部３４ｂを環状に設ける必要はなく、回転ブラシ３４からブラシ部３４ｂを所定間隔で間引くようにしても良い。さらに、ブラシ部３４ｂによってシーリング剤２２を掻き落とすようにした回転ブラシ３４を採用するだけでなく、布等によってシーリング剤２２を拭き取るようにしたローラ清掃手段を採用しても良い。

また、図示する場合には、ヘミングローラ１２の回り止め板４０は多角形断面に形成され、これに係合する回転制止部材４１にはＶ字状の切り欠きが形成されているが、互いに係合することが可能な形状であれば、回り止め板４０や回転制止部材４１を他の形状に形成しても良い。さらに、図示する場合には、ボックス３１，５１内に回転ブラシ３４と電動モータ３２，５２とを収容しているが、これに限られることはなく、ボックス３１，５１内に回転ブラシ３４だけを収容するようにしても良い。なお、図示するヘミングローラ１２はテーパ状の外周面１２ａを備えているが、これに限られることはなく、円筒状の外周面であっても良いことはいうまでもない。

なお、前述の説明では、１枚のワークＷをヘミング加工する毎に、ヘミングローラ１２を清掃しているが、これに限られることはなく、複数枚のワークＷをヘミング加工する毎にヘミングローラ１２を清掃しても良く、ヘミングローラ１２の汚れを検出する毎にヘミングローラ１２を清掃しても良い。

ワークの縁部を折り曲げ加工するヘミング装置を示す概略図である。 (Ａ)〜(Ｃ)はヘミング装置によるヘミング加工の手順を示す説明図である。 本発明の一実施の形態であるクリーニング装置を示す概略図である。 (Ａ)および(Ｂ)はクリーニング装置の内部構造を示す断面図である。 ヘミング加工後に実施されるクリーニング制御の手順を示すフローチャートである。 (Ａ)はクリーニング装置を部分的に拡大して示す断面図であり、(Ｂ)は(Ａ)のＩ−Ｉ線に沿ってクリーニング装置の構造を示す断面図である。 ヘミングローラの挿入側からクリーニング装置を示す正面図である。 (Ａ)および(Ｂ)は本発明の他の実施の形態であるクリーニング装置の内部構造を示す断面図である。 (Ａ)は本発明の他の実施の形態であるクリーニング装置の内部構造を示す断面図であり、(Ｂ)はヘミングローラの挿入側からクリーニング装置を示す正面図である。

符号の説明

１２ ヘミングローラ
１２ａ 外周面
１６ ロボットアーム
２０ 制御盤(制御手段)
２２ シーリング剤(付着物)
３０ クリーニング装置
３１ ボックス
３２ 電動モータ(駆動手段)
３４ 回転ブラシ(ローラ清掃手段)
４１ 回転制止部材
５０ クリーニング装置
５１ ボックス
５２ 電動モータ(駆動手段)
５４ 操作スイッチ(スイッチ機構)
６０ クリーニング装置
６２ 正転スイッチ(スイッチ機構)
６３ 逆転スイッチ(スイッチ機構)
Ｗ ワーク

Claims (4)

1. ワークの縁部を折り曲げ加工するヘミングローラの付着物を除去するクリーニング装置であって、
   ロボットアームに回転自在に支持される前記ヘミングローラに係合し、前記ヘミングローラの回転を制止する回転制止部材と、
   前記ワークの縁部を押圧する前記ヘミングローラの外周面に接触し、前記外周面の付着物を除去するローラ清掃手段と、
   前記ローラ清掃手段に連結され、前記ローラ清掃手段を回転駆動する駆動手段と、
   を有し、
   前記ローラ清掃手段の回転駆動により前記ヘミングローラの外周面から付着物を除去可能となる位置であるクリーニング位置に前記ヘミングローラがあるときに、前記ヘミングローラと前記回転制止部材が係合する
   ことを特徴とするクリーニング装置。
2. 請求項１に記載のクリーニング装置において、
   前記回転制止部材は、ローラ清掃手段を収容するボックスに設けられており、
   前記ボックスに形成された挿入口から前記ヘミングローラをボックス内に挿入し、前記クリーニング位置に位置させることにより、前記ヘミングローラに固定された部材と前記回転制止部材が係合してヘミングローラの回転を制止する
   クリーニング装置。
3. 請求項１または２に記載のクリーニング装置において、
   前記駆動手段の回転駆動を制御するスイッチ機構を有し、
   前記スイッチ機構は、前記ヘミングローラが前記クリーニング位置にあるときに、ロボットアームにより操作可能に配置されている
   クリーニング装置。
4. 請求項３に記載のクリーニング装置において、
   前記スイッチ機構は、前記駆動手段を正転方向に駆動させる正転スイッチと、前記駆動手段を逆転方向に駆動させる逆転スイッチとを備え、
   正転スイッチと逆転スイッチは、前記クリーニング位置にある前記ヘミングローラを変位させることなくロボットアームを動かし操作可能となるよう配置する
   クリーニング装置。

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