JP2016016423A - Manufacturing method for decorative component - Google Patents

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征弘 後藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method for a decorative component which enables an intermediate surface to be set surely by a simple treatment and a distortion-free pattern to be drawn accurately on a decoration object curved face of a component material shaped in three dimensions.SOLUTION: A plurality of pattern data set points are set with equal intervals on a pattern data plane, and a plurality of guide points are set with equal intervals on a decoration object curved face in accordance with the pattern data set points (S111, S112). Projection lines extending from respective guide points in directions of normal vectors are set (S113). Auxiliary lines extending from respective guide points in directions of normal vectors are set (S114). An auxiliary circle with a larger radius than a distance between an intersection of the auxiliary line and the projection line and the guide point is set at each guide point (115). A curved face is so set as to come in contact with the auxiliary circle at an intersection of the auxiliary line and the projection line (116). The normal vector is extended from a pattern on the pattern data plane to the curved face to project the pattern on the curved face, thereby setting an intermediate surface.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、立体形状をなす部品素材の被加飾曲面上にレーザを照射することにより、被加飾曲面に柄を描く加飾部品の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a decorative part that draws a pattern on a curved surface to be decorated by irradiating a laser onto the curved surface to be decorated of the part material having a three-dimensional shape.

自動車の内装部品などでは、デザイン性や品質を高めるために樹脂成形体の表面に装飾を加えるようにした加飾部品(例えば、コンソールボックス、インストルメントパネル、アームレストなど)が実用化されている。このような加飾部品に装飾を加える加飾方法として、レーザ描画が提案されている。レーザ描画は、部品表面の被加飾領域にレーザを照射し、レーザによって与えられた熱により部品表面の状態を変化させて、絵柄を描くようにした加飾方法である。   In automobile interior parts and the like, decorative parts (for example, console boxes, instrument panels, armrests, etc.) in which decorations are added to the surface of a resin molded body in order to improve design and quality have been put into practical use. Laser drawing has been proposed as a decoration method for adding decoration to such decorative parts. Laser drawing is a decoration method in which a pattern is drawn by irradiating a decorated area on the surface of a component with a laser and changing the state of the surface of the component with heat applied by the laser.

具体的には、樹脂成形体の表面上に設定された被加飾領域に、ガルバノミラーを備えるガルバノヘッド(レーザ偏向部)を駆動させてレーザ照射をすることにより、柄を形成して装飾を加えるレーザ加飾装置が提案されている。このレーザ加飾装置では、描画可能なレーザの照射範囲が設定されている。従って、樹脂成形体の立体形状が複雑になったり樹脂成形体が大型化したりすると、レーザの照射範囲外となる領域が発生しやすくなり、樹脂成形体の表面全体にレーザが確実に到達しにくくなる。このため、例えば、レーザの照射範囲である被加飾領域を複数のレーザ照射領域に分割し、この状態で樹脂成形体あるいはガルバノヘッドを適切な位置に移動させてレーザ照射領域ごとにレーザを照射している(例えば、特許文献1参照)。   Specifically, the decorative region set on the surface of the resin molded body is driven by a galvano head (laser deflection unit) equipped with a galvano mirror to irradiate the laser, thereby forming a pattern and decorating. Additional laser decoration devices have been proposed. In this laser decoration device, a laser irradiation range that can be drawn is set. Therefore, when the three-dimensional shape of the resin molded body becomes complicated or the resin molded body becomes larger, a region outside the laser irradiation range is likely to occur, and the laser does not easily reach the entire surface of the resin molded body. Become. For this reason, for example, the decorated area, which is the laser irradiation range, is divided into a plurality of laser irradiation areas, and in this state, the resin molding or the galvano head is moved to an appropriate position to irradiate the laser for each laser irradiation area. (For example, refer to Patent Document 1).

ところで、特許文献1に開示されているような従来のレーザ加飾装置を用い、図15に示される加飾部品50の表面51にレーザ描画を行う場合、平面52上の柄53を、立体的な部品表面51に投影し、画像データを作成している。なお、図15の加飾部品50では、部品サイズが大きいため、上面側と側面側とでレーザ照射領域を分割してレーザ描画が行われる。この場合、各レーザ照射領域同士の継ぎ目の部分55では、柄53の描画位置がずれてしまう。また、形状変化が大きい部品表面51にレーザ描画を行う場合、その形状変化に応じて柄53に歪みが生じ、柄53の間隔がばらつくことがある。この結果、部品表面51の意匠性が悪化するため、品質の高い加飾部品50が得られなくなる。   By the way, when laser drawing is performed on the surface 51 of the decorative component 50 shown in FIG. 15 using a conventional laser decoration device as disclosed in Patent Document 1, the pattern 53 on the plane 52 is three-dimensional. The image data is created by projecting onto the component surface 51. In addition, since the component size is large in the decorative component 50 of FIG. 15, laser drawing is performed by dividing the laser irradiation region on the upper surface side and the side surface side. In this case, the drawing position of the pattern 53 is shifted at the joint portion 55 between the laser irradiation regions. In addition, when laser drawing is performed on the component surface 51 having a large shape change, the pattern 53 may be distorted in accordance with the shape change, and the interval between the patterns 53 may vary. As a result, the design of the component surface 51 is deteriorated, so that a high-quality decorative component 50 cannot be obtained.

そこで、本願発明者は、図16に示されるように、平面52上の柄53と部品表面51(被加飾曲面)との間に中間サーフェス60を設定し、中間サーフェス60を利用して曲面形状に対応したレーザ描画を行う手法を提案している(特許文献2参照)。詳しくは、中間サーフェス60は、被加飾曲面51よりも曲りの程度が小さい曲面を想定し、かつ平面52上の柄53から曲面に向けて法線ベクトルを延長して当該曲面上に柄を投影することにより、中間サーフェス60を設定する。さらに、中間サーフェス60上の柄から被加飾曲面51に向けて法線ベクトルを延長して被加飾曲面51上に柄を投影することにより、立体描画データを作成している。この立体描画データに基づいてレーザ描画を行うことで、加飾部品50の被加飾曲面51上に歪みのない柄を描くことが可能となる。   Therefore, the inventor of the present application sets an intermediate surface 60 between the handle 53 on the plane 52 and the component surface 51 (decorated curved surface) as shown in FIG. A method of performing laser drawing corresponding to the shape has been proposed (see Patent Document 2). Specifically, the intermediate surface 60 is assumed to be a curved surface whose degree of bending is smaller than that of the decorated curved surface 51, and a normal vector is extended from the handle 53 on the plane 52 toward the curved surface, and the handle is placed on the curved surface. The intermediate surface 60 is set by projecting. Further, the normal vector is extended from the pattern on the intermediate surface 60 toward the decorated curved surface 51 to project the pattern onto the decorated curved surface 51, thereby creating three-dimensional drawing data. By performing laser drawing based on the three-dimensional drawing data, it is possible to draw a pattern without distortion on the decorated curved surface 51 of the decorative component 50.

特開2011−110570号公報JP 2011-110570 A 特開2014−101090号公報JP 2014-101090 A

ところで、中間サーフェス60は、被加飾曲面51の曲面形状やサイズに応じて異なるため、その曲面形状やサイズが異なる加飾部品50にレーザ描画を行う場合には、曲面形状やサイズに応じた最適な中間サーフェス60をその都度設定する必要がある。しかしながら、従来では、被加飾曲面51の形状変更に応じて試行錯誤して中間サーフェス60を設定していたため、手間がかかってしまう。特に、被加飾曲面51における曲面形状の変化が大きい場合、平面52上の柄53と被加飾曲面51との間に、複数の中間サーフェスを設定する必要があり、立体描画データを作成するために作業時間が長くなってしまう。   By the way, the intermediate surface 60 differs depending on the curved surface shape and size of the decorated curved surface 51. Therefore, when laser drawing is performed on the decorative component 50 having a different curved surface shape and size, the intermediate surface 60 corresponds to the curved surface shape and size. It is necessary to set the optimum intermediate surface 60 each time. However, conventionally, since the intermediate surface 60 is set by trial and error in accordance with the shape change of the decorated curved surface 51, it takes time and effort. In particular, when the change in the curved surface shape on the decorated curved surface 51 is large, it is necessary to set a plurality of intermediate surfaces between the handle 53 on the plane 52 and the decorated curved surface 51, and three-dimensional drawing data is created. As a result, the work time becomes longer.

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、中間サーフェスを簡単な処理で確実に設定し、立体形状をなす部品素材の被加飾曲面上に歪みのない柄を正確に描くことができる加飾部品の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to reliably set the intermediate surface with a simple process, and to accurately place a pattern without distortion on the decorated curved surface of a three-dimensional component material. It is in providing the manufacturing method of the decorative component which can be drawn in.

そして上記課題を解決するための手段(手段1)としては、仮想三次元空間内の所定位置に立体形状をなす部品素材の被加飾曲面を設定し、前記被加飾曲面の上方となる位置に、曲りのない平面上にレーザ描画用の柄を付した柄データ平面を設定する柄データ平面設定ステップと、前記被加飾曲面と前記柄データ平面との間に、前記被加飾曲面よりも曲りの程度が小さい曲面を想定し、かつ前記柄データ平面上の前記柄から前記曲面に向けて法線ベクトルを延長して当該曲面上に前記柄を投影することにより、中間サーフェスを設定する中間サーフェス設定ステップと、前記中間サーフェス上の前記柄から前記被加飾曲面に向けて法線ベクトルを延長して前記被加飾曲面上に前記柄を投影することにより、立体描画データを作成する立体描画データ作成ステップとを行った後に、前記立体描画データに基づいて前記部品素材の被加飾曲面上にレーザを照射することにより、前記部品素材の被加飾曲面に柄を描く加飾部品の製造方法であって、前記中間サーフェス設定ステップは、前記柄データ平面上において複数の柄データ設定点を等間隔に設定するデータ設定ステップと、前記被加飾曲面上において複数の目安点を前記柄データ設定点に対応して等間隔に設定する目安点設定ステップと、前記複数の柄データ設定点を起点とし、そこから前記被加飾曲面側かつ前記柄データ平面の法線ベクトルの方向に延びる投影線を各々設定する投影線設定ステップと、前記被加飾曲面上の前記複数の目安点ごとに法線ベクトルを想定し、前記複数の目安点から法線ベクトルの方向に延びる補助線を各々設定する補助線設定ステップと、前記被加飾曲面上の前記複数の目安点を中心とした円であって、前記柄データ設定点に対応する前記補助線と前記投影線とが交差する交点と前記目安点との間の距離よりも半径が大きな補助円を各々設定する補助円設定ステップと、前記補助円と前記投影線との交点において前記補助円に接するように前記曲面を設定する曲面設定ステップとを含むことを特徴とする加飾部品の製造方法がある。   And as a means (means 1) for solving the above-mentioned problem, a decorated surface of a part material having a three-dimensional shape is set at a predetermined position in a virtual three-dimensional space, and the position is above the decorated curved surface. A pattern data plane setting step for setting a pattern data plane with a pattern for laser drawing on an unbent plane, and between the surface to be decorated and the pattern data plane, An intermediate surface is set by assuming a curved surface with a small degree of bending and extending a normal vector from the handle on the handle data plane toward the curved surface and projecting the handle onto the curved surface. An intermediate surface setting step and creating a three-dimensional drawing data by projecting the pattern onto the surface to be decorated by extending a normal vector from the pattern on the intermediate surface toward the surface to be decorated 3D drawing And performing a data creation step, and by irradiating a laser on the decorated curved surface of the component material based on the three-dimensional drawing data, the decorative component drawing the pattern on the decorated curved surface of the component material In the manufacturing method, the intermediate surface setting step includes a data setting step of setting a plurality of pattern data setting points at equal intervals on the pattern data plane, and a plurality of reference points on the decorated curved surface. A guide point setting step for setting at equal intervals corresponding to the data set points, and starting from the plurality of pattern data set points, and extending in the direction of the normal vector of the decorated curved surface side and the pattern data plane A projection line setting step for setting each projection line, and an auxiliary line extending in the direction of the normal vector from the plurality of reference points, assuming a normal vector for each of the plurality of reference points on the decorated curved surface An auxiliary line setting step for setting each of the above-mentioned points, and a circle centered on the plurality of reference points on the decorated curved surface, wherein the auxiliary line corresponding to the pattern data setting point intersects the projection line An auxiliary circle setting step for setting auxiliary circles each having a radius larger than the distance between the intersection point and the reference point, and setting the curved surface so as to contact the auxiliary circle at the intersection point of the auxiliary circle and the projection line There is a method for manufacturing a decorative part including a curved surface setting step.

手段1に記載の発明によると、従来技術のように部品素材の被加飾曲面に応じた中間サーフェスを試行錯誤して設定することなく、比較的簡単な処理で被加飾曲面の形状に応じた狙い通りの中間サーフェスを確実に設定することができる。この結果、中間サーフェスを設定するための作業時間を短縮することができ、加飾部品の製造コストを低く抑えることができる。さらに、中間サーフェスを用いてレーザ描画を行うことで、立体形状をなす部品素材の被加飾曲面上に歪みのない柄を正確に描くことができる。   According to the invention described in the means 1, according to the shape of the surface to be decorated by a relatively simple process without setting an intermediate surface according to the surface to be decorated of the component material by trial and error as in the prior art. It is possible to set the intermediate surface exactly as intended. As a result, the work time for setting the intermediate surface can be shortened, and the manufacturing cost of the decorative part can be kept low. Furthermore, by performing laser drawing using the intermediate surface, it is possible to accurately draw a pattern without distortion on the decorated curved surface of the part material having a three-dimensional shape.

具体的には、複数の目安点を中心とした補助円において、柄データ設定点との距離が最も長い目安点における補助円の半径が最も大きく、かつその半径は、交点と目安点との間の距離の1.1倍以下である。また、複数の目安点を中心とした補助円において、交点と目安点との間の距離に対する半径の比率は、柄データ設定点とその柄データ設定点に対応する目安点との距離が長いものほど小さくなるよう設定される。このようにすると、被加飾曲面の形状に応じて柄データ平面から離間するほど曲率が大きくなる中間サーフェスを確実に設定することができる。   Specifically, in the auxiliary circle centered on multiple reference points, the radius of the auxiliary circle at the reference point with the longest distance from the pattern data setting point is the largest, and the radius is between the intersection and the reference point. The distance is 1.1 times or less. In addition, in the auxiliary circle centered on multiple reference points, the ratio of the radius to the distance between the intersection and the reference point is such that the distance between the pattern data set point and the reference point corresponding to the pattern data set point is long. It is set to become smaller. If it does in this way, according to the shape of a to-be-decorated curved surface, the intermediate | middle surface where a curvature will become so large that it is spaced apart from a pattern data plane can be set reliably.

また、複数の目安点を中心とした補助円において、柄データ設定点とその柄データ設定点に対応する目安点との距離が長いものほど半径が大きくなるように設定されていてもよい。さらに、複数の目安点を中心とした補助円において、柄データ平面に対して目安点での被加飾曲面の傾斜角度が大きいものほど半径が大きくなるように設定されていてもよい。さらには、複数の目安点を中心とした補助円において、目安点が柄データ平面から離れた位置にあるものほど半径が大きくなるように設定されていてもよい。このようにしても、被加飾曲面の形状変化に応じて曲率が大きくなる中間サーフェスを確実に設定することができる。特に目安点が柄データ平面から離れた位置にあり、目安点での被加飾曲面の傾斜角度が大きくなった場合でも、その被加飾曲面に対応した中間サーフェスを確実に設定することができる。   Further, in the auxiliary circle centered on a plurality of guide points, the radius may be set to be larger as the distance between the handle data set point and the guide point corresponding to the handle data set point is longer. Further, in the auxiliary circle centered on a plurality of reference points, the radius may be set such that the larger the inclination angle of the decorated curved surface at the reference point with respect to the pattern data plane, the larger the radius. Further, in the auxiliary circle centered on a plurality of guide points, the radius may be set to be larger as the guide point is located farther from the pattern data plane. Even if it does in this way, the intermediate surface where a curvature becomes large according to the shape change of a to-be-decorated curved surface can be set reliably. In particular, even if the reference point is located away from the pattern data plane and the angle of inclination of the decorated curved surface at the reference point increases, the intermediate surface corresponding to the decorated curved surface can be set reliably. .

柄データ平面における柄データ設定点は、正方形の格子柄に対応して設定される設定点であることが好ましい。また、柄データ平面上における柄データ設定点の間隔と、被加飾曲面上における目安点の間隔とが等しいことがより好ましい。このようにすると、柄データ平面における柄データ設定点が単純なパターン図形となるため、設計しやすくデータの処理負荷が小さくなる。従って、簡単な処理で中間サーフェスを効率よく確実に設定することができる。   The pattern data set point on the pattern data plane is preferably a set point set corresponding to a square lattice pattern. More preferably, the interval between the pattern data set points on the pattern data plane is equal to the interval between the reference points on the surface to be decorated. In this way, since the pattern data set point on the pattern data plane is a simple pattern figure, it is easy to design and the data processing load is reduced. Therefore, the intermediate surface can be set efficiently and reliably with a simple process.

以上詳述したように、手段1に記載の発明によると、中間サーフェスを簡単な処理で確実に設定することができ、立体形状をなす部品素材の被加飾曲面上に歪みのない柄を正確に描くことができる。   As described above in detail, according to the invention described in the means 1, the intermediate surface can be reliably set by a simple process, and the pattern without distortion is accurately placed on the decorated curved surface of the three-dimensional part material. Can be drawn to.

一実施の形態の製造方法により製造される車両用内装部品を示す斜視図。The perspective view which shows the vehicle interior components manufactured with the manufacturing method of one embodiment. 一実施の形態の車両用内装部品を示す拡大断面図。The expanded sectional view showing the interior parts for vehicles of one embodiment. 一実施の形態のレーザ加飾装置を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows the laser decoration apparatus of one Embodiment. 一実施の形態の車両用内装部品の製造方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the manufacturing method of the interior component for vehicles of one Embodiment. 被加飾曲面及び柄データ平面を示す斜視図。The perspective view which shows a to-be-decorated curved surface and a pattern data plane. 中間サーフェスを設定する処理例を示すフローチャート。The flowchart which shows the process example which sets an intermediate | middle surface. データ設定ステップを示す説明図。Explanatory drawing which shows a data setting step. 目安点設定ステップを示す説明図。Explanatory drawing which shows a reference point setting step. 投影線設定ステップを示す説明図。Explanatory drawing which shows a projection line setting step. 補助線設定ステップを示す説明図。Explanatory drawing which shows an auxiliary line setting step. 補助円設定ステップを示す説明図。Explanatory drawing which shows an auxiliary circle setting step. 曲面設定ステップを示す説明図。Explanatory drawing which shows a curved surface setting step. 立体画像データ作成ステップを示す説明図。Explanatory drawing which shows a stereo image data creation step. 柄伸びのある格子柄が描画された車両用内装部品を示す斜視図。The perspective view which shows the vehicle interior components by which the lattice pattern with pattern elongation was drawn. 従来のレーザ描画による加飾方法を示す説明図。Explanatory drawing which shows the decorating method by the conventional laser drawing. 従来のレーザ描画による加飾方法を示す説明図。Explanatory drawing which shows the decorating method by the conventional laser drawing.

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、加飾部品としての車両用内装部品1を示す斜視図であり、図2は、その車両用内装部品1を示す拡大断面図である。図1及び図2に示されるように、この車両用内装部品1は、立体形状をなす部品素材2と、その部品素材2の表面を被覆するように形成された塗装膜3とを有している。本実施の形態の部品素材2は、平坦な形状の主部2aとそれに連続して配置された一対の側部2b,2cとを備える略コ字状を呈するものである。塗装膜3の表面には、例えば長方形の格子柄4が描かれている。本実施形態の車両用内装部品1は、例えば自動車のドアのアームレストを構成する部品である。部品素材2は、ABS樹脂を用いて成形された樹脂成形体であり、全体的に黒色に着色されている。また、部品素材2の表面を覆う塗装膜3は、高光沢黒色(ピアノブラック)の塗料を用いて形成されている。格子柄4は、レーザ描画(具体的には、レーザアブレーション加工)によって塗装膜3上に加飾されている。なお、レーザアブレーション加工とは、レーザを固体に照射し、溶融を経ずに原子、分子、クラスターが直接蒸発して、固体表面が削り取られる現象を利用した非加熱加工のことをいう。   FIG. 1 is a perspective view showing a vehicle interior part 1 as a decorative part, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the vehicle interior part 1. As shown in FIGS. 1 and 2, the vehicle interior part 1 includes a part material 2 having a three-dimensional shape and a coating film 3 formed so as to cover the surface of the part material 2. Yes. The component material 2 of the present embodiment has a substantially U shape including a flat main portion 2a and a pair of side portions 2b and 2c arranged continuously therewith. On the surface of the coating film 3, for example, a rectangular lattice pattern 4 is drawn. The vehicle interior part 1 of the present embodiment is a part that constitutes, for example, an armrest of an automobile door. The component material 2 is a resin molded body molded using an ABS resin, and is colored black as a whole. The coating film 3 covering the surface of the component material 2 is formed using a high gloss black (piano black) paint. The lattice pattern 4 is decorated on the coating film 3 by laser drawing (specifically, laser ablation processing). Laser ablation processing refers to non-heating processing utilizing a phenomenon in which a solid is irradiated by laser irradiation and atoms, molecules, and clusters are directly evaporated without melting and the solid surface is scraped off.

本実施形態の格子柄4は、レーザ照射によって描画された線幅W1が30μm以上110μm以下、深さD1が6μm以上16μm以下のレーザ加工溝M1からなる。その理由は、線幅W1及び深さD1を上記範囲内にて設定することにより、表面の反射状態が好適かつ均一なものとなる結果、反射差異の発生が抑制され、目的とする意匠が実現されやすくなるからである。なお、格子柄4を確実に描画したい場合には、レーザ加工溝M1の線幅W1を、50μm以上90μm以下、深さD1を10μm以上16μm以下に設定することが好適である。   The lattice pattern 4 of the present embodiment is composed of a laser processed groove M1 having a line width W1 drawn by laser irradiation of 30 μm to 110 μm and a depth D1 of 6 μm to 16 μm. The reason is that by setting the line width W1 and the depth D1 within the above ranges, the surface reflection state becomes suitable and uniform, so that the occurrence of reflection differences is suppressed and the target design is realized. It is because it becomes easy to be done. In order to reliably draw the lattice pattern 4, it is preferable to set the line width W1 of the laser processing groove M1 to 50 μm to 90 μm and the depth D1 to 10 μm to 16 μm.

図3には、車両用内装部品1に柄4を加飾するためのレーザ加飾装置11が示されている。本実施形態のレーザ加飾装置11は、車両用内装部品1を支持する支持台12と、支持台12を移動させて車両用内装部品1の姿勢等を変更するワーク変位ロボット13と、車両用内装部品1の部品表面にレーザL1を照射するレーザ照射装置14と、ワーク変位ロボット13及びレーザ照射装置14を制御する制御装置15とを備えている。   FIG. 3 shows a laser decorating device 11 for decorating the handle 4 on the vehicle interior part 1. The laser decoration device 11 of the present embodiment includes a support base 12 that supports the vehicle interior part 1, a workpiece displacement robot 13 that moves the support base 12 to change the posture of the vehicle interior part 1, and the vehicle. A laser irradiation device 14 for irradiating the surface of the interior component 1 with a laser L1 and a control device 15 for controlling the workpiece displacement robot 13 and the laser irradiation device 14 are provided.

ワーク変位ロボット13は、ロボットアーム13aを備え、その先端に支持台12が支持されている。ワーク変位ロボット13は、ロボットアーム13aを駆動することで、支持台12を上下方向、左右方向及び回転方向に移動させ、車両用内装部品1(部品素材2)の位置や姿勢を変更する。その結果、車両用内装部品1(部品素材2)の表面に対するレーザL1の照射位置や照射角度が変更されるようになっている。   The workpiece displacement robot 13 includes a robot arm 13a, and a support base 12 is supported at the tip thereof. The workpiece displacement robot 13 drives the robot arm 13a to move the support base 12 in the vertical direction, the horizontal direction, and the rotation direction, thereby changing the position and posture of the vehicle interior part 1 (part material 2). As a result, the irradiation position and irradiation angle of the laser L1 with respect to the surface of the vehicle interior part 1 (part material 2) are changed.

レーザ照射装置14は、所定波長のレーザL1(例えば波長が1064nmのYVOレーザ)を発生させるレーザ発生部21と、レーザL1を偏向させるレーザ偏向部22と、レーザ発生部21及びレーザ偏向部22を制御するレーザ制御部23とを備えている。レーザ偏向部22は、レンズ24と反射ミラー25とを複合させてなる光学系であり、これらレンズ24及び反射ミラー25の位置を変更することにより、レーザL1の照射位置や焦点位置を調整するようになっている。レーザ制御部23は、レーザ発生部21及びレーザ偏向部22を制御することで、レーザL1の照射強度、レーザL1の走査速度などのレーザ照射条件を調整する。 The laser irradiation device 14 includes a laser generation unit 21 that generates a laser L1 having a predetermined wavelength (for example, a YVO 4 laser having a wavelength of 1064 nm), a laser deflection unit 22 that deflects the laser L1, and the laser generation unit 21 and the laser deflection unit 22. And a laser control unit 23 for controlling. The laser deflection unit 22 is an optical system in which a lens 24 and a reflection mirror 25 are combined. By changing the positions of the lens 24 and the reflection mirror 25, the irradiation position and focal position of the laser L1 are adjusted. It has become. The laser control unit 23 adjusts the laser irradiation conditions such as the irradiation intensity of the laser L1 and the scanning speed of the laser L1 by controlling the laser generation unit 21 and the laser deflection unit 22.

制御装置15は、CPU31、メモリ32及び入出力ポート33等からなる周知のコンピュータにより構成されている。制御装置15は、ワーク変位ロボット13及びレーザ照射装置14に電気的に接続されており、各種の駆動信号によってワーク変位ロボット13及びレーザ照射装置14を制御する。   The control device 15 is configured by a known computer including a CPU 31, a memory 32, an input / output port 33, and the like. The control device 15 is electrically connected to the workpiece displacement robot 13 and the laser irradiation device 14, and controls the workpiece displacement robot 13 and the laser irradiation device 14 by various drive signals.

制御装置15のメモリ32には、部品素材2の表面に柄4を描画するためのプログラムやデータが記憶されている。具体的には、車両用内装部品1の三次元形状を示す形状データ、車両用内装部品1に描画する柄4に応じた柄データなどのデータが記憶されている。また、メモリ32には、ワーク変位ロボット13及びレーザ照射装置14を制御するためのプログラムやデータが記憶されている。   The memory 32 of the control device 15 stores a program and data for drawing the pattern 4 on the surface of the component material 2. Specifically, data such as shape data indicating the three-dimensional shape of the vehicle interior part 1 and pattern data corresponding to the pattern 4 drawn on the vehicle interior part 1 are stored. The memory 32 stores a program and data for controlling the workpiece displacement robot 13 and the laser irradiation device 14.

次に、車両用内装部品1の製造方法を図4のフローチャートに従って説明する。なお、図4の処理を開始する前に、ABS樹脂を用いて成形された部品素材2の表面に塗装膜3を塗布形成したものを準備しておく。ここでは、立体形状をなす部品素材2(主部2a及び側部2b,2c)の表面側全体が被加飾曲面となる。   Next, a method for manufacturing the vehicle interior part 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. In addition, before starting the process of FIG. 4, what prepared by apply | coating and forming the coating film 3 on the surface of the component raw material 2 shape | molded using ABS resin is prepared. Here, the entire surface side of the part material 2 (main part 2a and side parts 2b, 2c) having a three-dimensional shape is a decorated curved surface.

図4の処理が開始されると、CPU31は、図5に示されるように、仮想三次元空間内の所定位置に部品素材2の被加飾曲面41を設定する。また、CPU31は、その被加飾曲面41の上方に、曲りのない平面上にレーザ描画用の柄4aを付した柄データ平面42を設定する(柄データ平面設定ステップとしてのステップS100)。本実施の形態では、部品素材2の主部2aの表面は平坦面であるため、被加飾曲面41においてその平坦面41a(主部)上に接するように柄データ平面42を設定する。この場合、被加飾曲面41における側部41b,41c(部品素材2の側部2b,2cに対応する部位)では、曲面41から離間した位置に柄データ平面42が設定される。なお、柄データ平面42における柄4aは、被加飾曲面41の表面積に対応する領域であってその中心位置を被加飾曲面41の中心位置に合わせた状態で設定される。   When the processing of FIG. 4 is started, the CPU 31 sets the decorated curved surface 41 of the component material 2 at a predetermined position in the virtual three-dimensional space, as shown in FIG. Further, the CPU 31 sets a pattern data plane 42 provided with a pattern 4a for laser drawing on a flat surface above the decorated curved surface 41 (step S100 as a pattern data plane setting step). In the present embodiment, since the surface of the main part 2a of the component material 2 is a flat surface, the pattern data plane 42 is set so that the surface to be decorated 41 is in contact with the flat surface 41a (main part). In this case, the pattern data plane 42 is set at a position away from the curved surface 41 in the side portions 41 b and 41 c (parts corresponding to the side portions 2 b and 2 c of the component material 2) in the decorated curved surface 41. The pattern 4 a in the pattern data plane 42 is an area corresponding to the surface area of the surface to be decorated 41 and is set in a state where the center position thereof is matched with the center position of the surface to be decorated 41.

次に、CPU31は、被加飾曲面41と柄データ平面42との間に、被加飾曲面41よりも曲りの程度が小さい曲面を想定し、かつ柄データ平面42上の柄4aから曲面に向けて法線ベクトルを延長して当該曲面上に柄4aを投影することにより、中間サーフェスを設定する(中間サーフェス設定ステップとしてのステップS110)。   Next, the CPU 31 assumes a curved surface having a smaller degree of bending than the decorated curved surface 41 between the decorated curved surface 41 and the handle data plane 42 and changes from the handle 4a on the patterned data plane 42 to the curved surface. An intermediate surface is set by extending the normal vector and projecting the handle 4a onto the curved surface (step S110 as an intermediate surface setting step).

本実施の形態では、CPU31は、中間サーフェスを設定するために図6に示される各処理(ステップS111〜ステップS116)を実行する。詳述すると、CPU31は、図7に示されるように、柄データ平面42において複数の柄データ設定点PA1,PA2,PA3,…を等間隔に設定する(データ設定ステップとしてのステップS111)。つまり、柄データ設定点PA1,PA2,PA3,…は、長方形の格子柄に対応して設定される設定点である。   In the present embodiment, the CPU 31 executes each process (step S111 to step S116) shown in FIG. 6 in order to set an intermediate surface. More specifically, as shown in FIG. 7, the CPU 31 sets a plurality of pattern data setting points PA1, PA2, PA3,... At equal intervals on the pattern data plane 42 (step S111 as a data setting step). That is, the pattern data set points PA1, PA2, PA3,... Are set points set in correspondence with the rectangular lattice pattern.

また、CPU31は、図8に示されるように、被加飾曲面41上において複数の目安点PB1,PB2,PB3,…を柄データ設定点PA1,PA2,PA3,…に対応して等間隔に設定する(目安点設定ステップとしてのステップS112)。本実施の形態では、柄データ平面42上における柄データ設定点PA1,PA2,PA3,…の間隔と、被加飾曲面41上における目安点PB1,PB2,PB3,…の間隔とが等しくなるように各目安点PB1,PB2,PB3,…を設定している。   Further, as shown in FIG. 8, the CPU 31 sets a plurality of reference points PB1, PB2, PB3,... On the decorated curved surface 41 at equal intervals corresponding to the pattern data set points PA1, PA2, PA3,. Set (step S112 as a reference point setting step). In the present embodiment, the intervals between the pattern data set points PA1, PA2, PA3,... On the pattern data plane 42 and the intervals between the reference points PB1, PB2, PB3,. Are set with reference points PB1, PB2, PB3,.

次いで、CPU31は、図9に示されるように、複数の柄データ設定点PA1,PA2,PA3,…を起点とし、そこから被加飾曲面41側かつ柄データ平面42の法線ベクトルの方向に延びる投影線LA1,LA2,LA3,…を各々設定する(投影線設定ステップとしてのステップS113)。また、CPU31は、図10に示されるように、被加飾曲面41上の複数の目安点PB1,PB2,PB3,…ごとに法線ベクトルを想定し、複数の目安点PB1,PB2,PB3,…から法線ベクトルの方向に延びる補助線LB1,LB2,LB3,…を各々設定する(補助線設定ステップとしてのステップS114)。   Next, as shown in FIG. 9, the CPU 31 starts from a plurality of pattern data set points PA1, PA2, PA3,..., And from there to the direction of the normal vector on the decorated curved surface 41 side and the pattern data plane 42. The extended projection lines LA1, LA2, LA3,... Are set (step S113 as a projection line setting step). Further, as shown in FIG. 10, the CPU 31 assumes a normal vector for each of the plurality of reference points PB1, PB2, PB3,... On the decorated curved surface 41, and a plurality of reference points PB1, PB2, PB3,. Auxiliary lines LB1, LB2, LB3,... Extending in the direction of the normal vector from each are set (step S114 as an auxiliary line setting step).

さらに、CPU31は、図11に示されるように、被加飾曲面41上の複数の目安点PB1,PB2,PB3,…を中心とした円であって、柄データ設定点PA1,PA2,PA3,…に対応する補助線LB1,LB2,LB3,…と投影線LA1,LA2,LA3,…とが交差する交点PC1,PC2,PC3,…と目安点PB1,PB2,PB3,…との間の距離よりも半径が大きな補助円CA1,CA2,CA3,…を各々設定する(補助円設定ステップとしてのステップS115)。ここでは、中間サーフェスの形状が滑らかに変化するように各補助円CA1,CA2,CA3,…の大きさを調整する。   Further, as shown in FIG. 11, the CPU 31 is a circle centered on a plurality of reference points PB1, PB2, PB3,... On the decorated curved surface 41, and the pattern data set points PA1, PA2, PA3. The distance between the intersection points PC1, PC2, PC3,... Where the auxiliary lines LB1, LB2, LB3,... And the projection lines LA1, LA2, LA3,. Each of the auxiliary circles CA1, CA2, CA3,... Having a larger radius is set (step S115 as an auxiliary circle setting step). Here, the size of each auxiliary circle CA1, CA2, CA3,... Is adjusted so that the shape of the intermediate surface changes smoothly.

具体的には、各補助円CA1,CA2,CA3,…において、柄データ設定点PA1,PA2,PA3,…との距離が最も長い目安点PB1における補助円CA1の半径が最も大きくなり、その補助円CA1の半径は、交点PC1と目安点PB1との間の距離の1.1倍以下(本実施の形態ではほぼ1倍)である。また、各補助円CA1,CA2,CA3,…において、交点PC1,PC2,PC3,…と目安点PB1,PB2,PB3,…との間の距離に対する半径の比率は、柄データ設定点PA1,PA2,PA3,…とその柄データ設定点PA1,PA2,PA3,…に対応する目安点PB1,PB2,PB3,…との距離が長いものほど小さくなるよう設定される。具体的には、交点PC5と目安点PB5との距離が短い補助円CA5における半径の比率は3.2倍程度であり、補助円CA4における半径の比率は2.5倍程度である。また、補助円CA3における半径の比率は2.0倍程度であり、補助円CA2における半径の比率は1.5倍程度である。さらに、交点PC1と目安点PB1との距離が最も大きな補助円CA1における半径の比率は1倍程度である。   Specifically, in each of the auxiliary circles CA1, CA2, CA3,..., The radius of the auxiliary circle CA1 at the reference point PB1 having the longest distance from the pattern data set points PA1, PA2, PA3,. The radius of the circle CA1 is not more than 1.1 times the distance between the intersection point PC1 and the reference point PB1 (almost 1 time in the present embodiment). In each of the auxiliary circles CA1, CA2, CA3,..., The ratio of the radius to the distance between the intersection points PC1, PC2, PC3,... And the reference points PB1, PB2, PB3,. , PA3,... And the design point PB1, PB2, PB3,... Corresponding to the pattern data set points PA1, PA2, PA3,. Specifically, the radius ratio in the auxiliary circle CA5 where the distance between the intersection point PC5 and the reference point PB5 is short is about 3.2 times, and the radius ratio in the auxiliary circle CA4 is about 2.5 times. The radius ratio in the auxiliary circle CA3 is about 2.0 times, and the radius ratio in the auxiliary circle CA2 is about 1.5 times. Further, the radius ratio in the auxiliary circle CA1 having the longest distance between the intersection point PC1 and the reference point PB1 is about 1 time.

また、本実施の形態では、柄データ設定点PA1,PA2,PA3,…とその柄データ設定点PA1,PA2,PA3,…に対応する目安点PB1,PB2,PB3,…との距離が長いものほど半径が大きくなるように各補助円CA1,CA2,CA3,…が設定されている。つまり、目安点PB1,PB2,PB3,…が柄データ平面42から離れた位置にあるものほど半径が大きくなるように各補助円CA1,CA2,CA3,…が設定される。さらに、柄データ平面42に対して目安点PB1,PB2,PB3,…での被加飾曲面41の傾斜角度が大きいものほど半径が大きくなるように各補助円CA1,CA2,CA3,…が設定されている。   In the present embodiment, the pattern data set points PA1, PA2, PA3,... And the reference points PB1, PB2, PB3,... Corresponding to the pattern data set points PA1, PA2, PA3,. Each of the auxiliary circles CA1, CA2, CA3,... Is set so that the radius becomes larger. In other words, the auxiliary circles CA1, CA2, CA3,... Are set so that the radius becomes larger as the reference points PB1, PB2, PB3,. Further, the auxiliary circles CA1, CA2, CA3,... Are set so that the radius becomes larger as the inclination angle of the decorated curved surface 41 at the reference points PB1, PB2, PB3,. Has been.

その後、CPU31は、図12に示されるように、設定した各補助円CA1,CA2,CA3,…と投影線LA1,LA2,LA3,…との交点PD1,PD2,PD3,…において補助円CA1,CA2,CA3に接するように曲面44を設定する(曲面設定ステップとしてのステップS116)。   Thereafter, as shown in FIG. 12, the CPU 31 sets the auxiliary circles CA1, CA1, CA2, CA3,... And the projection lines LA1, LA2, LA3,. The curved surface 44 is set so as to be in contact with CA2 and CA3 (step S116 as a curved surface setting step).

図13に示されるように、CPU31は、柄データ平面42上の柄4aから曲面44に向けて法線ベクトルV1を延長して当該曲面44上に柄4aを投影することにより、中間サーフェス45を設定する。中間サーフェス45は、被加飾曲面41と柄データ平面42との略中間位置に配置され、被加飾曲面41全体に覆いかぶさるような面として設定される。   As shown in FIG. 13, the CPU 31 extends the normal vector V <b> 1 from the handle 4 a on the handle data plane 42 toward the curved surface 44 and projects the handle 4 a onto the curved surface 44. Set. The intermediate surface 45 is disposed at a substantially intermediate position between the decorated curved surface 41 and the pattern data plane 42, and is set as a surface that covers the entire decorated curved surface 41.

さらに、CPU31は、中間サーフェス45上の柄4aから被加飾曲面41に向けて法線ベクトルV2を延長して被加飾曲面41上に柄4aを投影することにより、立体描画データを作成する(立体描画データ作成ステップとしてのステップS120)。なお、図13において、説明の便宜上、柄4aの間隔はステップS111で設定した設定点PA1,PA2,PA3,…の間隔とほぼ等しくしているが、実際の柄4aは、設定点PA1,PA2,PA3,…の間隔よりも狭く設定されている。また、被加飾曲面41において平坦な主部41aには、柄データ平面42上の柄4aが投影されることで立体描画データが作成される。つまり、主部41aにおいては柄データ平面42上の柄4aと立体描画データが一致する。   Further, the CPU 31 creates the three-dimensional drawing data by projecting the pattern 4a onto the decorated curved surface 41 by extending the normal vector V2 from the handle 4a on the intermediate surface 45 toward the decorated curved surface 41. (Step S120 as a three-dimensional drawing data creation step). In FIG. 13, for convenience of explanation, the interval between the patterns 4a is substantially equal to the interval between the set points PA1, PA2, PA3,... Set in step S111, but the actual pattern 4a is set at the set points PA1, PA2. , PA3,... Further, the 3D drawing data is created by projecting the pattern 4a on the pattern data plane 42 onto the flat main portion 41a of the decorated curved surface 41. That is, in the main part 41a, the pattern 4a on the pattern data plane 42 and the three-dimensional drawing data match.

次に、CPU31は、レーザ照射範囲を考慮して立体描画データを複数の照射領域に分割する(立体描画データ分割ステップ)。具体的には、CPU31は、被加飾曲面41に関する形状データに基づいて被加飾曲面41の大きさを求め、その被加飾曲面41とレーザ照射範囲とを比較する(ステップS130)。なお、レーザ照射範囲とは、上述した線幅W1が50μm以上90μm以下、深さD1が10μm以上16μm以下のレーザ加工溝M1を形成可能な照射範囲であって、水平方向の幅及び長さに加えて、垂直方向の高さの範囲を含む。   Next, the CPU 31 divides the three-dimensional drawing data into a plurality of irradiation regions in consideration of the laser irradiation range (three-dimensional drawing data dividing step). Specifically, the CPU 31 obtains the size of the decorated curved surface 41 based on the shape data related to the decorated curved surface 41, and compares the decorated curved surface 41 with the laser irradiation range (step S130). The laser irradiation range is an irradiation range in which the laser processing groove M1 having the above-described line width W1 of 50 μm to 90 μm and the depth D1 of 10 μm to 16 μm can be formed, and has a horizontal width and length. In addition, it includes a range of vertical heights.

そして、CPU31は、被加飾曲面41のほうが大きいと判断したときには、立体描画データを複数の照射領域に分割する分割処理を行う(ステップS140)。ここでは、水平方向の幅及び長さの照射範囲よりも被加飾曲面41の幅及び長さが大きい場合に、被加飾曲面41の立体描画データを分割する。さらに、被加飾曲面41において幅又は長さに対する高さの形状変化が所定値よりも大きくなった場合に、被加飾曲面41の立体描画データを分割する。本実施の形態における部品素材2の場合、幅に対する高さの形状変化が所定値よりも大きいため、被加飾曲面41の主部41aと左右の側部41b,41cとの3つの照射領域に立体描画データを分割する。さらに、CPU31は、部品素材2のレーザ照射時の姿勢を複数の照射領域ごとに決定する(ステップS150)。   When the CPU 31 determines that the decorated curved surface 41 is larger, the CPU 31 performs a dividing process for dividing the three-dimensional drawing data into a plurality of irradiation areas (step S140). Here, when the width and length of the surface to be decorated 41 are larger than the irradiation range of the width and length in the horizontal direction, the three-dimensional drawing data of the surface to be decorated 41 is divided. Furthermore, when the shape change of the height with respect to the width or the length is larger than a predetermined value on the decorated curved surface 41, the three-dimensional drawing data of the decorated curved surface 41 is divided. In the case of the component material 2 in the present embodiment, since the shape change of the height with respect to the width is larger than a predetermined value, the three irradiation areas of the main part 41a of the decorated curved surface 41 and the left and right side parts 41b and 41c Divide the 3D rendering data. Furthermore, CPU31 determines the attitude | position at the time of laser irradiation of the component raw material 2 for every some irradiation area | region (step S150).

その後、CPU31は、その姿勢のデータに基づいてワーク変位ロボット13を制御し、ロボットアーム13aを駆動することで照射領域に応じて部品素材2の姿勢を変更する。またこのとき、CPU31は、分割した立体描画データに基づいてレーザ照射装置14を制御し、レーザ偏向部22の位置及び角度を適宜変更してレーザ発生部21からレーザL1を出力させる(レーザ描画工程としてのステップS160)。この結果、部品素材2の被加飾曲面41上にレーザL1が照射されて被加飾曲面41に柄4が描画される。   Thereafter, the CPU 31 controls the workpiece displacement robot 13 based on the posture data, and drives the robot arm 13a to change the posture of the component material 2 according to the irradiation area. At this time, the CPU 31 controls the laser irradiation device 14 based on the divided three-dimensional drawing data, changes the position and angle of the laser deflection unit 22 as appropriate, and outputs the laser L1 from the laser generation unit 21 (laser drawing process). Step S160). As a result, the laser beam L1 is irradiated on the decorated curved surface 41 of the component material 2, and the pattern 4 is drawn on the decorated curved surface 41.

一方、ステップS130において、CPU31は、被加飾曲面41よりもレーザ照射範囲のほうが大きいと判断したときには、ステップS140の分割処理を行わずにステップS150に移行して、部品素材2のレーザ照射時の姿勢を決定する。その後、CPU31は、その姿勢のデータと立体描画データとに基づいて、部品素材2に対してレーザ描画工程(ステップS160)を行う。そして、CPU31は、ステップS160のレーザ描画工程を行った後、図4の処理を終了する。   On the other hand, in step S130, when the CPU 31 determines that the laser irradiation range is larger than the decorated curved surface 41, the CPU 31 proceeds to step S150 without performing the division processing in step S140, and at the time of laser irradiation of the component material 2 Determine the posture. Thereafter, the CPU 31 performs a laser drawing process (step S160) on the component material 2 based on the attitude data and the three-dimensional drawing data. And CPU31 complete | finishes the process of FIG. 4, after performing the laser drawing process of step S160.

上記のようなレーザ描画工程を行うことにより、図1示されるように、部品素材2の側部2b,2cにおいて柄伸び(図14参照)のない格子柄4を正確に描画することができ、意匠性に優れた車両用内装部品1が製造される。なお、図14は、中間サーフェス45を用いずにレーザ描画を行った場合の格子柄4を比較例として示すものであり、平坦な主部2aに比べて側部2b,2cの格子柄4が伸びた状態で描画されている。   By performing the laser drawing process as described above, as shown in FIG. 1, the lattice pattern 4 having no pattern elongation (see FIG. 14) can be accurately drawn on the side portions 2b and 2c of the component material 2, The interior part 1 for a vehicle excellent in design is manufactured. FIG. 14 shows a lattice pattern 4 when laser drawing is performed without using the intermediate surface 45 as a comparative example, and the lattice patterns 4 on the side portions 2b and 2c are compared to the flat main portion 2a. It is drawn in a stretched state.

従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。   Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.

(1)本実施の形態では、従来技術のように部品素材2の被加飾曲面41に応じた中間サーフェス45を試行錯誤して設定することなく、図6に示されるような比較的簡単な処理(ステップS111〜S116)で被加飾曲面41の形状に応じた狙い通りの中間サーフェス45を確実に設定することができる。この結果、中間サーフェス45を設定するための作業時間を短縮することができ、車両用内装部品1の製造コストを低く抑えることができる。さらに、中間サーフェス45を用いてレーザ描画を行うことで、立体形状をなす部品素材2の被加飾曲面41上に歪みのない柄4を正確に描くことができる。   (1) In this embodiment, it is relatively simple as shown in FIG. 6 without setting the intermediate surface 45 corresponding to the decorated curved surface 41 of the component material 2 by trial and error as in the prior art. In the process (steps S111 to S116), the intended intermediate surface 45 according to the shape of the decorated curved surface 41 can be set reliably. As a result, the work time for setting the intermediate surface 45 can be shortened, and the manufacturing cost of the vehicle interior part 1 can be kept low. Furthermore, by performing laser drawing using the intermediate surface 45, the pattern 4 without distortion can be accurately drawn on the decorated curved surface 41 of the part material 2 having a three-dimensional shape.

(2)本実施の形態では、複数の補助円CA1,CA2,CA3,…において、柄データ設定点PA1,PA2,PA3,…との距離が最も長い目安点PB1における補助円CA1の半径が最も大きく、かつ補助円CA1の半径は、交点PC1と目安点PB1との間の距離の1.1倍以下としている。また、交点PC1,PC2,PC3,…と目安点PB1,PB2,PB3,…との間の距離に対する半径の比率は、柄データ設定点PA1,PA2,PA3,…とその柄データ設定点PA1,PA2,PA3,…に対応する目安点PB1,PB2,PB3,…との距離が長いものほど小さくなるよう設定される。このようにすると、被加飾曲面41の形状変化に応じて、柄データ平面42から離間するほど曲率が大きくなるような中間サーフェス45を確実に設定することができる。   (2) In the present embodiment, in the plurality of auxiliary circles CA1, CA2, CA3,..., The radius of the auxiliary circle CA1 at the reference point PB1 having the longest distance from the pattern data set points PA1, PA2, PA3,. The radius of the auxiliary circle CA1 is set to be 1.1 times or less of the distance between the intersection PC1 and the reference point PB1. Further, the ratio of the radius to the distance between the intersection points PC1, PC2, PC3,... And the reference points PB1, PB2, PB3,... Is the pattern data set points PA1, PA2, PA3,. Are set such that the longer the distance from the reference points PB1, PB2, PB3,... Corresponding to PA2, PA3,. In this way, according to the shape change of the decorated curved surface 41, the intermediate surface 45 can be reliably set such that the curvature increases as the distance from the pattern data plane 42 increases.

(3)本実施の形態において、柄データ平面42における柄データ設定点PA1,PA2,PA3,…は、長方形の格子柄に対応して設定される設定点である。また、柄データ平面42上における柄データ設定点PA1,PA2,PA3,…の間隔と、被加飾曲面41上における目安点PB1,PB2,PB3,…の間隔とが等しくなっている。このようにすると、簡単な処理で中間サーフェス45を効率よく確実に設定することができる。なお、長方形の格子柄を例えば正方形の格子柄とすれば、処理がより簡単になり、中間サーフェス45の設定をさらに効率的に行うことが可能となる。   (3) In the present embodiment, the pattern data set points PA1, PA2, PA3,... On the pattern data plane 42 are set points set in correspondence with rectangular lattice patterns. Further, the intervals between the pattern data set points PA1, PA2, PA3,... On the pattern data plane 42 and the intervals between the reference points PB1, PB2, PB3,. In this way, the intermediate surface 45 can be set efficiently and reliably with a simple process. If the rectangular lattice pattern is, for example, a square lattice pattern, the process becomes simpler and the intermediate surface 45 can be set more efficiently.

なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。   In addition, you may change embodiment of this invention as follows.

・上記実施の形態では、被加飾曲面41の主部41aに接するように柄データ平面42を設定していたが、これに限定されるものではない。被加飾曲面41の主部41aの上方に離間する位置に、柄データ平面42を設定してもよい。このようにしても、図6の処理を行うことにより、被加飾曲面41と柄データ平面42との間に、中間サーフェス45を設定することができる。   In the above embodiment, the pattern data plane 42 is set so as to be in contact with the main portion 41a of the decorated curved surface 41, but the present invention is not limited to this. The pattern data plane 42 may be set at a position spaced above the main portion 41 a of the decorated curved surface 41. Even in this case, the intermediate surface 45 can be set between the decorated curved surface 41 and the pattern data plane 42 by performing the processing of FIG.

・上記実施の形態の車両用内装部品1において、被加飾曲面41に描画される柄が格子柄4であったがこれに限定されるものではなく、カーボン調の絵柄などの複雑な絵柄を描画するよう構成してもよい。なお、被加飾曲面41の形状が上記実施の形態と同じ形状の部品素材2に、カーボン調の絵柄を描画する場合、図6の各処理で求めた曲面44のデータを利用して中間サーフェス45を設定する。そして、その中間サーフェス45を用いてレーザ描画を行うことにより、部品素材2の被加飾曲面41上に歪みのないカーボン調の絵柄を正確に描くことができる。また、被加飾曲面の形状が上記実施の形態と異なる部品素材に、カーボン調の絵柄を描画する場合でも、図6の処理を行うことで、被加飾曲面の形状に対応した中間サーフェスを容易に設定することができる。つまり、等間隔に設定された柄データ設定点PA1,PA2,PA3,…や目安点PB1,PB2,PB3,…に基づいて、被加飾曲面の形状に応じた曲面を設定し、その曲面にカーボン調の絵柄を投影することで中間サーフェスを容易に設定する。そして、その中間サーフェスを用いてレーザ描画を行うことにより、部品素材の被加飾曲面上に歪みのないカーボン調の絵柄を正確に描くことができる。   In the vehicle interior part 1 of the above embodiment, the pattern drawn on the decorated curved surface 41 is the lattice pattern 4, but the pattern is not limited to this, and a complicated pattern such as a carbon-like pattern is used. You may comprise so that it may draw. When a carbon-like pattern is drawn on the part material 2 having the same shape as the above-described embodiment, the surface to be decorated 41 is an intermediate surface using the data of the curved surface 44 obtained in each process of FIG. 45 is set. Then, by performing laser drawing using the intermediate surface 45, a carbon-like pattern without distortion can be accurately drawn on the decorated curved surface 41 of the component material 2. In addition, even when a carbon-like pattern is drawn on a part material having a different shape of the decorated curved surface from the above embodiment, an intermediate surface corresponding to the shape of the decorated curved surface can be obtained by performing the process of FIG. It can be set easily. That is, a curved surface corresponding to the shape of the surface to be decorated is set based on the pattern data setting points PA1, PA2, PA3,... And the reference points PB1, PB2, PB3,. Easily set up the intermediate surface by projecting a carbon-like pattern. Then, by performing laser drawing using the intermediate surface, a carbon-like pattern without distortion can be accurately drawn on the decorated curved surface of the component material.

・上記各実施の形態では、ワーク変位ロボット13によって部品素材2の姿勢を変更して各照射領域のレーザ描画を行うものであったが、レーザ照射装置14側を移動させて各照射領域のレーザ描画を行ってもよい。具体的には、レーザ照射装置14におけるレーザ偏向部22をロボットアーム13aの先端に支持固定する。そして、ロボットアーム13aの駆動によって、レーザ偏向部22の位置及び角度を適宜変更することにより、部品素材2の表面に対するレーザL1の照射位置や照射角度を変更する。このように構成しても、部品素材2の被加飾曲面41において、複数の照射領域に分割してレーザ描画を行うことができ、柄4を確実に描画することができる。   In each of the above embodiments, the workpiece displacement robot 13 changes the posture of the component material 2 to perform laser drawing of each irradiation region. However, the laser irradiation device 14 side is moved to move the laser of each irradiation region. Drawing may be performed. Specifically, the laser deflection unit 22 in the laser irradiation device 14 is supported and fixed to the tip of the robot arm 13a. And the irradiation position and irradiation angle of the laser L1 with respect to the surface of the component raw material 2 are changed by changing the position and angle of the laser deflection | deviation part 22 suitably by the drive of the robot arm 13a. Even if comprised in this way, in the to-be-decorated curved surface 41 of the component raw material 2, it can divide | segment into a some irradiation area | region and can perform laser drawing, and the pattern 4 can be drawn reliably.

・上記実施の形態の柄4は、黒色の塗装膜3に描画されていたが、描画する絵柄の種類に応じて他の有色の塗装膜の表面に描画されるものであってもよい。また、塗装によって形成される塗装膜3以外に、めっきによって形成される皮膜や蒸着によって形成される皮膜に絵柄を形成してもよい。さらに、樹脂成形体2の表面を被覆する塗装膜3を省略し、樹脂成形体2の表面に柄4を直接描画してもよい。   The pattern 4 in the above embodiment is drawn on the black paint film 3, but may be drawn on the surface of another colored paint film depending on the type of picture to be drawn. In addition to the coating film 3 formed by painting, a pattern may be formed on a film formed by plating or a film formed by vapor deposition. Furthermore, the coating film 3 that covers the surface of the resin molded body 2 may be omitted, and the handle 4 may be directly drawn on the surface of the resin molded body 2.

・上記実施の形態は、車両用内装部品1であるドアのアームレストに具体化するものであったが、これ以外に、コンソールボックス、インストルメントパネルなどの加飾部品に具体化してもよい。勿論、車両用内装部品1以外に、家具や家電などの化粧パネルなどの加飾部品に本発明を具体化してもよい。   -Although the said embodiment was concretely embodied in the door armrest which is the vehicle interior part 1, you may materialize in decorative parts, such as a console box and an instrument panel, in addition to this. Of course, in addition to the vehicle interior part 1, the present invention may be embodied in decorative parts such as decorative panels for furniture and home appliances.

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。   Next, in addition to the technical ideas described in the claims, the technical ideas grasped by the embodiments described above are listed below.

(1)手段1において、前記複数の目安点を中心とした補助円において、前記目安点が前記柄データ平面から離れた位置にあるものほど半径が大きくなるように設定されることを特徴とする加飾部品の製造方法。   (1) The means 1 is characterized in that, in the auxiliary circle centered on the plurality of reference points, the radius is set to be larger as the reference point is located farther from the pattern data plane. Manufacturing method of decorative parts.

(2)手段1において、前記柄データ平面上における前記柄データ設定点の間隔と、前記被加飾曲面上における前記目安点の間隔とが等しいことを特徴とする加飾部品の製造方法。   (2) A method for producing a decorative part, characterized in that, in the means 1, the interval between the pattern data set points on the pattern data plane is equal to the interval between the reference points on the surface to be decorated.

(3)手段1において、レーザ照射範囲を考慮して前記立体描画データを複数の照射領域に分割する立体描画データ分割ステップをさらに備えることを特徴とする加飾部品の製造方法。   (3) The method for manufacturing a decorative part, characterized in that the means 1 further comprises a three-dimensional drawing data dividing step for dividing the three-dimensional drawing data into a plurality of irradiation regions in consideration of the laser irradiation range.

(4)手段1において、前記加飾部品は、車両用内装部品であることを特徴とする加飾部品の製造方法。   (4) The method of manufacturing a decorative part according to means 1, wherein the decorative part is an interior part for a vehicle.

1…加飾部品としての車両用内装部品
2…部品素材
4a…レーザ描画用の柄
41…被加飾曲面
42…柄データ平面
44…曲面
45…中間サーフェス
CA1〜CA3…補助円
L1…レーザ
LA1〜LA3…投影線
LB1〜LB3…補助線
PA1〜PA3…柄データ設定点
PB1〜PB3…目安点
PC1〜PC3…補助線と投影線との交点
PD1〜PD3…補助円と投影線との交点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Interior part for vehicles as decoration part 2 ... Parts material 4a ... Pattern for laser drawing 41 ... Decorated curved surface 42 ... Pattern data plane 44 ... Curved surface 45 ... Intermediate surface CA1-CA3 ... Auxiliary circle L1 ... Laser LA1 -LA3 ... projection line LB1-LB3 ... auxiliary line PA1-PA3 ... pattern data setting point PB1-PB3 ... reference point PC1-PC3 ... intersection of auxiliary line and projection line PD1-PD3 ... intersection of auxiliary circle and projection line

Claims (6)

仮想三次元空間内の所定位置に立体形状をなす部品素材の被加飾曲面を設定し、前記被加飾曲面の上方となる位置に、曲りのない平面上にレーザ描画用の柄を付した柄データ平面を設定する柄データ平面設定ステップと、
前記被加飾曲面と前記柄データ平面との間に、前記被加飾曲面よりも曲りの程度が小さい曲面を想定し、かつ前記柄データ平面上の前記柄から前記曲面に向けて法線ベクトルを延長して当該曲面上に前記柄を投影することにより、中間サーフェスを設定する中間サーフェス設定ステップと、
前記中間サーフェス上の前記柄から前記被加飾曲面に向けて法線ベクトルを延長して前記被加飾曲面上に前記柄を投影することにより、立体描画データを作成する立体描画データ作成ステップと
を行った後に、前記立体描画データに基づいて前記部品素材の被加飾曲面上にレーザを照射することにより、前記部品素材の被加飾曲面に柄を描く加飾部品の製造方法であって、
前記中間サーフェス設定ステップは、
前記柄データ平面上において複数の柄データ設定点を等間隔に設定するデータ設定ステップと、
前記被加飾曲面上において複数の目安点を前記柄データ設定点に対応して等間隔に設定する目安点設定ステップと、
前記複数の柄データ設定点を起点とし、そこから前記被加飾曲面側かつ前記柄データ平面の法線ベクトルの方向に延びる投影線を各々設定する投影線設定ステップと、
前記被加飾曲面上の前記複数の目安点ごとに法線ベクトルを想定し、前記複数の目安点から法線ベクトルの方向に延びる補助線を各々設定する補助線設定ステップと、
前記被加飾曲面上の前記複数の目安点を中心とした円であって、前記柄データ設定点に対応する前記補助線と前記投影線とが交差する交点と前記目安点との間の距離よりも半径が大きな補助円を各々設定する補助円設定ステップと、
前記補助円と前記投影線との交点において前記補助円に接するように前記曲面を設定する曲面設定ステップと
を含むことを特徴とする加飾部品の製造方法。
A decorated curved surface of a part material having a three-dimensional shape is set at a predetermined position in a virtual three-dimensional space, and a pattern for laser drawing is attached to a position above the decorated curved surface on an unbent plane. A pattern data plane setting step for setting a pattern data plane;
Assuming a curved surface between the decorated curved surface and the pattern data plane that is less curved than the decorated curved surface, and a normal vector from the pattern on the patterned data plane toward the curved surface An intermediate surface setting step of setting an intermediate surface by projecting the pattern onto the curved surface by extending
A three-dimensional drawing data creation step of creating three-dimensional drawing data by projecting the pattern onto the decorated curved surface by extending a normal vector from the handle on the intermediate surface toward the decorated curved surface; After performing the above, a method of manufacturing a decorative part that draws a pattern on the decorated curved surface of the component material by irradiating a laser on the decorated curved surface of the component material based on the three-dimensional drawing data, ,
The intermediate surface setting step includes
A data setting step for setting a plurality of pattern data setting points at equal intervals on the pattern data plane;
A guide point setting step for setting a plurality of guide points on the decorated curved surface at equal intervals corresponding to the pattern data set points;
A projection line setting step for setting each of projection lines starting from the plurality of pattern data setting points and extending in the direction of a normal vector of the surface to be decorated and the pattern data plane;
Auxiliary line setting step that assumes a normal vector for each of the plurality of reference points on the decorated curved surface, and sets each auxiliary line extending in the direction of the normal vector from the plurality of reference points;
A distance between the reference point and the intersection point of the auxiliary line corresponding to the pattern data setting point and the projection line, which is a circle centered on the plurality of reference points on the decorated curved surface An auxiliary circle setting step for setting each auxiliary circle having a larger radius than
And a curved surface setting step of setting the curved surface so as to contact the auxiliary circle at an intersection of the auxiliary circle and the projection line.
前記複数の目安点を中心とした前記補助円において、前記柄データ設定点との距離が最も長い前記目安点における前記補助円の半径が最も大きく、かつその半径は、前記交点と前記目安点との間の距離の1.1倍以下であることを特徴とする請求項1に記載の加飾部品の製造方法。   In the auxiliary circle centering on the plurality of reference points, the radius of the auxiliary circle at the reference point having the longest distance from the pattern data setting point is the largest, and the radius is the intersection point and the reference point. It is 1.1 times or less of the distance between these, The manufacturing method of the decorative component of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 前記複数の目安点を中心とした前記補助円において、前記交点と前記目安点との間の距離に対する半径の比率は、前記柄データ設定点とその柄データ設定点に対応する前記目安点との距離が長いものほど小さくなるよう設定されることを特徴とする請求項1または2に記載の加飾部品の製造方法。   In the auxiliary circle centered on the plurality of reference points, the ratio of the radius to the distance between the intersection and the reference point is the pattern data set point and the reference point corresponding to the pattern data set point. The method for producing a decorative part according to claim 1, wherein the longer the distance is set, the smaller the distance is set. 前記複数の目安点を中心とした前記補助円において、前記柄データ設定点とその柄データ設定点に対応する前記目安点との距離が長いものほど半径が大きくなるように設定されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の加飾部品の製造方法。   In the auxiliary circle centered on the plurality of reference points, the radius is set to be larger as the distance between the pattern data setting point and the reference point corresponding to the pattern data setting point is longer. The manufacturing method of the decorative component of any one of Claim 1 thru | or 3. 前記複数の目安点を中心とした前記補助円において、前記柄データ平面に対して前記目安点での前記被加飾曲面の傾斜角度が大きいものほど半径が大きくなるように設定されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の加飾部品の製造方法。   In the auxiliary circle centered on the plurality of reference points, the radius is set to be larger as the inclination angle of the decorated curved surface at the reference point is larger with respect to the pattern data plane. The manufacturing method of the decorative component of any one of Claim 1 thru | or 4. 前記柄データ設定点は、正方形の格子柄に対応して設定される設定点であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の加飾部品の製造方法。   The method for manufacturing a decorative part according to any one of claims 1 to 5, wherein the pattern data set point is a set point set corresponding to a square lattice pattern.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105855697A (en) * 2016-04-10 2016-08-17 北京工业大学 Three-dimensional laser precise curved surface milling method

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