JP4989030B2

JP4989030B2 - 内装材のレーザ加工方法

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Publication number: JP4989030B2
Application number: JP2005062161A
Authority: JP
Inventors: 徳二奥村; 一城若林; 光隆伊賀上; 久増田; 穣江波戸
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-03-07
Filing date: 2005-03-07
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2025-03-07
Also published as: JP2006239765A

Description

本発明は、収縮、収納されたエアバッグを覆うための内装材に対して、エアバッグが膨張する際に破断する脆弱部をレーザにより形成する内装材のレーザ加工方法に関する。

近年、自動車の車両等において、エアバッグシステムが普及するに至り、このエアバッグシステムには、衝撃吸収装置用空気袋として機能するエアバッグが設けられている。前記エアバッグは、折り畳まれて収納容器内に収納され、センサによって車両の衝突が検出されたとき、ガス発生器から供給されるガスによって瞬時に膨張することにより、運転者あるいは乗客の衝撃を吸収するクッションとして機能するものである。

また、前記エアバッグは、例えば、ステアリングホイールカバーまたはインストルメントパネル等の樹脂製の内装材で覆われており、該エアバッグが膨張することによりエアバッグ展開用のドアパネルが強制的に開かれて収納容器の外部に露呈する。

この場合、前記ドアパネルの開放を確実にするために、内装カバーのドアパネルには、例えば、溝、孔部等からなる所定の加工パターンによって脆弱部が形成されている。

この脆弱部を形成する方法としては、加熱刃やレーザを用いる加工方法が知られている。レーザを用いる加工方法では、所定位置に配置された距離センサによって内装材の表面位置を測定し、この測定結果に基づいてレーザの出力を制御しながら所望の深さの溝を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−３００７４８号公報

しかしながら、上記のようにレーザの出力を制御するためには、制御装置の構成が複雑となり製造コストが高騰する。また、レーザの出力を制御するためにはレーザ発振器内の発振部を直接的に操作する必要があり、装置が複雑化するとともに制御手順が煩雑となる。さらに、薄いインストルメントパネルに設けられる脆弱部の溝は極微小な溝にする必要があるが、このような微小溝が適切な形状となるようにレーザの出力を微妙に変化させることは、実際には困難である。

また、脆弱部を連続した微小孔の列として構成する場合には、表面側にできる微小孔の径を視認不能な程度の微小且つ均一にすることが外観品質上好ましい。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、簡便な装置及び手順で内装材に対して適切且つ均一な形状の脆弱部を形成するとともに高い外観品質の維持が可能な内装材のレーザ加工方法を提供することを目的とする。

本発明に係る内装材のレーザ加工方法は、収納されたエアバッグを覆うための内装材に対して、前記エアバッグが膨張する際に破断する脆弱部を形成する内装材のレーザ加工方法であって、前記内装材が車両に搭載されたときに表面となる第１面の位置を計測する第１工程と、前記第１工程で計測された結果に基づいて、前記第１面を基準とした所定深さの位置に対して前記レーザの焦点位置が一致するように調整する第２工程と、前記内装材が車両に搭載されたときに裏面となる第２面に対して前記レーザを照射して前記脆弱部の少なくとも一部を形成する第３工程と、を有することを特徴とする。

このように、焦点位置を調整することにより、レーザのエネルギー源や発振部等を調整する必要がなく、簡便な装置及び手順で内装材に対して適切且つ均一な形状の脆弱部を形成することができる。また、脆弱部は第１面を基準とした均一な形状となり、通常走行時には破壊することなく、且つエアバックの膨張時には確実に破断する適度な脆弱性を持たせることができる。

また、微小孔を内装材に対して連通させる場合において、加工中におけるレーザの焦点が第１面から一定の深さとなるよう位置決めを行うことにより、微小孔の第１面側における開口を微小径で且つ均一に形成することができ、高い外観品質が維持される。

さらに、実際のインストルメントパネルには、板厚のわずかなばらつきがあるが、第１面側から表面距離を計測することにより、板厚のばらつきに影響されずに、焦点を第１面を基準とした所定深さに設定することができる。

前記第２工程では、前記内装材又は前記レーザを照射するレーザ発振器の位置を移動させることにより、内装材とレーザ発振器との相対距離を変化させて前記レーザの焦点を調整することができる。

前記第２工程では、前記レーザを照射するレーザ発振器の光学手段を動かすことにより、前記レーザの焦点を調整するようにしてもよい。

本発明に係る内装材のレーザ加工方法によれば、焦点位置を調整することにより、レーザのエネルギー源や発振部等を調整する必要がなく、簡便な装置及び手順で内装材に対して適切且つ均一な形状の脆弱部を形成することができる。また、脆弱部は第１面を基準とした均一な形状となり、通常走行時には破壊することなく、且つエアバックの膨張時には破断する適度な脆弱性を持たせることができる。

さらに、第１面は車両の搭乗者から視認される面であり、このような第１面を基準とすることにより外観品質を保つことができる。つまり、微小孔を内装材に対して連通させる場合においては、加工中におけるレーザの焦点が第１面から一定の深さとなるよう位置決めを行うことにより、微小孔の第１面側における開口を微小径で且つ均一に形成することができ、高い外観品質が維持される。

以下、本発明に係る内装材のレーザ加工方法について実施の形態を挙げ、添付の図１〜図９Ｂを参照しながら説明する。本実施の形態に係る内装材のレーザ加工方法は、車両のダッシュボード部、ステアリングハンドル中央部又はドア等に収納されたエアバッグを覆う薄い樹脂板であるインストルメントパネル（内装材）１２に対して、エアバッグが膨張する際に破断する脆弱部２００（図５参照）をレーザにより形成するレーザ加工方法であって、図１に示すレーザ加工システム１０が用いられる。

図１に示すように、レーザ加工システム１０は四方を壁で覆われた加工ブース１４に設けられており、エンドエフェクタ１６ａによりインストルメントパネル１２を保持して加工位置Ｐに配置させる多関節型のロボット１６と、加工ブース１４に対してインストルメントパネル１２を供給及び搬出するための搬入ライン１８ａ及び搬出ライン１８ｂと、加工位置Ｐに配置されたインストルメントパネル１２に対してレーザを照射するレーザ発振器２０と、加工位置Ｐを基準としてレーザ発振器２０の側と反対側に配置されてインストルメントパネル１２の表面（第１面）１２ａの位置を検出する非接触距離センサ２２と、多関節のロボット１６の制御を行うロボット制御装置２４と、レーザ発振器２０の制御を行うレーザ制御装置２６とを有する。搬入ライン１８ａにはインストルメントパネル１２を正確に保持する治具が設けられており、ロボット１６は搬入されたインストルメントパネル１２の規定された箇所を正確に保持することができる。

インストルメントパネル１２は、例えば、車両のダッシュボードに用いられる薄い樹脂成型品であり、表面１２ａは車両搭載時に搭乗者から視認される面であり、その反対面である裏面（第２面）１２ｂは、収納されたエアバックに対面する面である。ロボット１６は、プログラム動作が可能な６軸の産業用ロボットであり、保持したインストルメントパネル１２を加工位置Ｐへ移動させる際、表面１２ａが非接触距離センサ２２の側で、裏面１２ｂがレーザ発振器２０の側となるように配置させる。

レーザ発振器２０は角柱形状の本体部２０ａ及び先端に設けられた細い筒状の照射ヘッド２０ｂを有し、支持台２０ｃ上に水平設置されている。本体部２０ａで発生したレーザは照射ヘッド２０ｂに進行し、照射ヘッド２０ｂ先端部に設けられたレンズ（光学手段）２０ｄにより集光され、焦点距離Ｆの焦点ｆで収束する（図２参照）。レーザ発振器２０は、複数のレンズ及びミラー（光学手段）によりレーザを屈折及び反射した後に照射する構成であってもよい。

レーザ発振器２０としては、例えば、ＣＯ₂、エキシマ、半導体、アルゴンガス、ダイオード等のレーザ発振器等を用いるとよい。

図２に示すように、レーザ発振器２０から照射されたレーザは、光軸Ｃに沿って進行し、焦点ｆの位置に収束する。基本的に焦点ｆは、インストルメントパネル１２の厚みｔの幅内であって、表面１２ａからの深さｔ１の位置に設定される。インストルメントパネル１２は裏面１２ｂが光軸Ｃに対して略直角となるように設定される。

非接触距離センサ２２はレーザ式（例えば、半導体式）のセンサであって、インストルメントパネル１２の表面１２ａにおける光軸Ｃ上の近傍点までの表面距離Ｌ２を計測し、レーザ制御装置２６に供給する。非接触距離センサ２２による表面１２ａの計測位置は誤差εを特定できる範囲であれば必ずしも光軸Ｃ上の点である必要はなく、また、計測方向（つまり表面距離Ｌ２が示す方向）は、光軸Ｃ上と非平行であってもよい。

レーザ制御装置２６では、この表面距離Ｌ２に基づいてインストルメントパネル１２の表面１２ａの位置をリアルタイムで認識することができる。なお、非接触距離センサ２２が表面１２ａに照射するレーザはあくまで計測用の微弱エネルギーのレーザであって、レーザ発振器２０が照射するレーザとは異なり、インストルメントパネル１２を加工又は変形させることがないことはもちろんである。

図３に示すように、レーザ制御装置２６は、非接触距離センサ２２の計測結果を読み込むセンサ入力部５０と、インストルメントパネル１２が配置されるべき基準距離Ｌ０（図２参照）を示す焦点位置基準データ５２及びセンサ入力部５０を介して得られる非接触距離センサ２２の計測結果に基づいて焦点位置の誤差εを算出する焦点誤差算出部５４とを有し、算出された誤差εはロボット制御装置２４に供給する。

レーザ制御装置２６は、さらにロボット制御装置２４から得られる指示情報に基づいてレーザの照射開始及び停止の判断を行いレーザ発振器２０の照射を開始、停止させるレーザ照射判断部５６とを有する。レーザ照射判断部５６では、レーザの照射時間及びその間隔についても判断を行い、例えば、パルス状にレーザを照射するようにレーザ照射部に指示を与える。

図４に示すように、ロボット制御装置２４は、搬入ライン１８ａ及び搬出ライン１８ｂと情報交換を行いながらインストルメントパネル１２の搬入及び搬出動作の判断を行う搬入・搬出動作判断部１００と、脆弱部２００における加工区間毎の経路形状等の情報である加工区間データ１０２から加工を行うべき区間を順に選択する加工区間選択部１０４と、各加工区間データ１０２の経路の最初の点である加工開始点Ｂ（図５参照）を特定する基準点特定部１０６と、経路の最後の点である加工終了点Ｅ（図５参照）を特定する動作終了点特定部１０８とを有する。

ロボット制御装置２４は、さらに加工区間選択部１０４で選択された加工区間について加工開始点Ｂ及び加工終了点Ｅを動作の開始及び終了点としてロボット１６を動作させる加工区間動作判断部１１０と、所定の加工区間の加工が終了した後に次の加工区間に対応した加工開始点Ｂに焦点ｆが一致するようにロボット１６を移動させる加工区間遷移動作判断部１１２と、各動作判断部１００、１１０及び１１２の判断結果に基づいてロボット１６を駆動するロボット駆動部１１４とを有する。

また、ロボット制御装置２４は、加工区間動作判断部１１０と協動しながらロボット１６の現在位置に基づいてレーザの照射開始及び停止の判断を行いレーザ制御装置２６に指示を与えるレーザ照射開始終了指示部１１６と、現在のロボット１６の姿勢を認識するとともにレーザ制御装置２６から得られる誤差εに基づいて、ロボット１６の姿勢を補正するロボット位置補正部１１８とを有する。

該ロボット位置補正部１１８により求められた補正姿勢は加工区間動作判断部１１０を介してロボット駆動部１１４に供給され、ロボット１６は補正された姿勢をとる。

レーザ制御装置２６及びロボット制御装置２４は、それぞれ主たる制御部としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）と、記憶部としてのＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）及びドライバ等を有しており、上記の各機能部は、ＣＰＵがプログラムを読み込み、記憶部等と協動しながらソフトウェア処理を実行することにより実現される。また、レーザ制御装置２６とロボット制御装置２４との機能分担は上記の説明と異なっていてもよく、さらに、レーザ制御装置２６とロボット制御装置２４は一体型であってもよい。

次に、レーザ加工システム１０によってインストルメントパネル１２に形成される脆弱部２００について説明する。

図５に示すように、脆弱部２００は、いわゆるミシン目状に整列された複数の微小孔２０２からなり、レーザ加工システム１０ではこれらの微小孔２０２をレーザによる孔あけ加工を行って脆弱部２００を形成する。脆弱部２００は、横長平行に延在する上部線２０４、中央線２０６及び下部線２０８と、左右両端で縦方向に延在する右線２１０及び左線２１２とを有する。右線２１０及び左線２１２の上下端部は、滑らかな円弧形状となって上部線２０４及び下部線２０８と接続されている。

レーザ加工システム１０においては上部線２０４、中央線２０６、下部線２０８、右線２１０及び左線２１２をそれぞれ個別の加工区間として設定しており、その加工区間データ１０２は前記のロボット制御装置２４に格納されている。このうち、例えば上部線２０４については、図５における左側の加工開始点Ｂから加工が開始され、右側の加工終了点Ｅで終了する。

また、脆弱部２００は、加工区間によって微小孔２０２のピッチやレーザの照射時間が異なる。具体的には、中央線２０６においては短いピッチＰ２の間隔で微小孔２０２が設けられていて脆弱性が最も高く（つまり強度が低く）、エアバックが膨張する際に最初に割目が生ずる。

すなわち、車両におけるエアバックは、インストルメントパネル１２の裏面１２ｂにおいて脆弱部２００の近傍に収納されており、膨張する際にインストルメントパネル１２の裏面１２ｂを押圧し、先ず脆弱部２００の中央部に当接して中央線２０６を破断させる。その後エアバックの膨張に伴って微小孔２０２同士がつながるように割目を拡げさせて右線２１０及び左線２１２との接点まで達する。

右線２１０及び左線２１２においては、ピッチＰ２よりも長いピッチＰ１の間隔で微小孔２０２が設けられるとともに、各微小孔２０２の中間部にショートピッチ穴（図示せず）がそれぞれ設けられている。このショートピッチ穴は、レーザ照射時間を短く設定することにより得られる非連通の穴である。右線２１０及び左線２１２はショートピッチ穴が設けられていることから、脆弱性が比較的高く、中央線２０６で発生した割れを上下方向へ継続して進行させることができる。

上部線２０４及び下部線２０８においては、右線２１０及び左線２１２と同様のピッチＰ１の間隔で微小孔２０２が設けられており、且つショートピッチ穴が設けられてなく、比較的小さい適度な脆弱性を有する。したがって、右線２１０及び左線２１２に沿って進行する割れは、上部線２０４及び下部線２０８との接点でその進行が停止するが、適度な脆弱性により折れ曲がる。このようにして、上部線２０４及び中央線２０６に挟まれた上部領域２１４が上方に開くとともに、下部線２０８及び中央線２０６に挟まれた下部領域２１６が下方に開き、エアバックは車室内に膨らんで搭乗者に対するクッションとして機能する。このとき、上部線２０４及び下部線２０８は折れ曲がるだけで破断することがないため、上部領域２１４及び下部領域２１６はインストルメントパネル１２から離間及び飛散することがない。

また、図５では模式的に微小孔２０２を比較的大径に示しているが、実際には視認不能な程度の微小径（例えば、１００μｍ以下）に形成されている。図５における破線は脆弱部２００を容易に把握できるように付加した仮想線である。

次に、レーザ加工システム１０を用いて、インストルメントパネル１２に脆弱部２００を形成するためのレーザ加工方法について図６を参照しながら説明する。以下の説明では、断りのない限り表記したステップ番号順に処理が実行されるものとする。また、レーザ加工システム１０においては、焦点ｆが固定であって、インストルメントパネル１２がロボット１６の作用下に移動するが、以下の説明では、図面と対比して理解が容易なように、インストルメントパネル１２に対して焦点ｆが移動するよう表記する。実際には、焦点ｆとインストルメントパネル１２は相対移動するように構成されていればよいことはもちろんである。

先ず、ステップＳ１において、ロボット１６は搬入・搬出動作判断部１００の作用下に、搬入ライン１８ａによって搬送されたインストルメントパネル１２をエンドエフェクタ１６ａにより保持して、加工位置Ｐまで移動させる。このとき、インストルメントパネル１２の向きは裏面１２ｂがレーザ発振器２０に対向するように移動させる。

ステップＳ２において、加工区間選択部１０４により、その時点で脆弱部２００に未加工の区間があるか否かを確認する。未加工の区間がある場合には、次に加工すべき区間を特定してステップＳ３へ移り、脆弱部２００の全ての加工が終了していると認められるときには、ステップＳ８へ移る。

ステップＳ３において、基準点特定部１０６及び動作終了点特定部１０８により、次に加工すべき区間についての加工開始点Ｂ及び加工終了点Ｅを求める。

ステップＳ４において、加工区間遷移動作判断部１１２により、ロボット１６の動作を規定し、焦点ｆが加工開始点Ｂに一致するようにインストルメントパネル１２を移動させる。

ステップＳ５において、加工区間動作判断部１１０からレーザ照射開始終了指示部１１６を介してレーザ制御装置２６に指示を与え、レーザ発振器２０によるインストルメントパネル１２へのレーザ照射を開始する。前記のとおり、インストルメントパネル１２に対するレーザはパルス状に照射される。

ステップＳ６において、加工区間動作判断部１１０は、ロボット１６の動作を規定してインストルメントパネル１２を所定の移動速度Ｖで移動させることにより、相対的に、加工区間に沿って焦点ｆを加工開始点Ｂから加工終了点Ｅへ移動させる。

ステップＳ７において、焦点ｆが加工終了点Ｅへ達した時点で、加工区間動作判断部１１０からレーザ照射開始終了指示部１１６を介してレーザ制御装置２６に指示を与え、レーザ発振器２０によるインストルメントパネル１２へのレーザ照射を停止する。この後、ステップＳ２へ戻り、未加工の加工区間が残っている場合には、加工を継続する。

一方、ステップＳ８（脆弱部２００の全ての加工が終了している場合）においては、搬入・搬出動作判断部１００の作用下に、ロボット１６を動作させて加工の終了したインストルメントパネル１２を搬出ライン１８ｂ上に配置し、該インストルメントパネル１２を次工程へ搬出する。

この後、ステップＳ９において、未加工のインストルメントパネル１２が搬入ライン１８ａから搬入されるまで待機し、搬入が確認されたときにステップＳ１へ戻る。

次に、前記ステップＳ６におけるインストルメントパネル１２の加工手順について図７を参照しながら説明する。図７に示す処理は、ロボット制御装置２４及びレーザ制御装置２６によって微小時間毎に連続的に行われる。

図７のステップＳ１０１において、レーザ制御装置２６は、センサ入力部５０の作用下に非接触距離センサ２２から計測された表面距離Ｌ２を入力するとともに、該表面距離Ｌ２、非接触距離センサ２２の位置データ及び光軸Ｃに対する傾斜角等のデータに基づいて、レーザ発振器２０からインストルメントパネル１２の表面１２ａまでの計測算出距離Ｌ１を求める。

ステップＳ１０２において、焦点誤差算出部５４により、計測算出距離Ｌ１から基準距離Ｌ０を減算することにより誤差εを求め、該誤差εをロボット制御装置２４へ供給する。

ステップＳ１０３において、ロボット制御装置２４は、誤差εに基づいてロボット位置補正部１１８の作用下に移動すべきエンドエフェクタ１６ａの姿勢を求める。つまり、図２に示すように、インストルメントパネル１２が光軸Ｃの方向に誤差εだけ移動するように、エンドエフェクタ１６ａの移動位置を求める。この移動位置は、エンドエフェクタ１６ａの位置及び姿勢を基準としたツール座標であるＴＣＰ（Tool Center Point、図８参照）で表さる。誤差εだけ光軸Ｃ方向にインストルメントパネル１２を移動する際、この移動が、ツール座標の直交するＸ、Ｙ、Ｚ座標のうち表面１２ａに対する法線方向のＸ座標及び平行方向のＹ座標によって形成される平面内の平行移動である場合に、該移動はＸ座標に関する移動量ΔＸ及びＹ座標に関する移動量ΔＹとして表され、移動元をＴＣＰ₀としたとき、移動先のＴＣＰ₁は、ＴＣＰ₀に対して移動量ΔＸ及びΔＹを加算することによって求められる。移動量ΔＸ及びΔＹは、Ｘ座標と光軸Ｃとのなす角度等に基づいて求められる。

説明の便宜上、図２においてはインストルメントパネル１２における加工点が移動しない静的な状態における移動量ΔＸ、ΔＹを示しているが、実際には、インストルメントパネル１２に対する焦点ｆが相対的に移動する移動速度Ｖを考慮して、移動先のＴＣＰ₁は誤差ε及び移動速度Ｖをベクトル的に加算した位置として求めるとよい。また、移動先のＴＣＰ₁は移動元のＴＣＰ₀に対してＺ座標方向にも変化し、また平行移動に限らず回転移動をともなう場合もあるが、これらの場合にもＺ座標方向の移動量ΔＺや回転による姿勢変化量を考慮することにより移動先のＴＣＰ₁を求めることができる。

また、移動先のＴＣＰ₁を求める方法は、これに限らず、ロボット１６の軸構成等に基づいて種々の方法を採りうることはもちろんである。

ステップＳ１０４において、ロボット位置補正部１１８は、移動先のＴＣＰ₁に基づいて、公知の逆変換行列演算又は所定の収束演算を行い、ロボット１６の各軸角度を求める。

ステップＳ１０５において、加工区間動作判断部１１０は、ロボット位置補正部１１８から供給される補正された姿勢データに基づいて、移動速度Ｖを考慮しながらロボット１６を駆動する。

ステップＳ１０６において、焦点ｆが加工終了点Ｅに達したか否かを確認する。焦点ｆが加工終了点Ｅに達したときは、図６に示す処理を終了し、未達である場合にはステップＳ１０１へ戻り処理を続行する。

このように、本実施の形態に係るレーザ加工方法によれば、非接触距離センサ２２により計測された表面距離Ｌ２に基づいてロボット１６を用いてインストルメントパネル１２を移動させ、該インストルメントパネル１２とレーザ発振器２０との相対距離を変化させる。これにより、表面１２ａを基準とした深さｔ１の位置に対してレーザの焦点ｆの位置が一致するように調整される。したがって、レーザ発振器２０内の本体部２０ａ内におけるエネルギー源や発振部等を調整する必要がなく、簡便な装置及び手順で内装材に対して適切な形状の脆弱部を形成することができるとともに、レーザ発振器２０として汎用品を採用することができる。

また、脆弱部２００を構成する微小孔２０２は表面１２ａを基準とした均一な形状となり、通常走行時には破壊することなく、且つエアバックの膨張時には確実に破断する適度な脆弱性を持たせることができる。さらに、表面１２ａは車両の搭乗者から視認される面であり、このような表面１２ａを基準とすることにより高い外観品質が維持される。

つまり、図９Ａに示すようにインストルメントパネル１２の厚さｔが比較的薄い場合、及び図９Ｂに示すように厚さｔが比較的厚い場合のいずれの場合においても、焦点ｆは深さｔ１の位置に設定されることから、少なくとも表面１２ａから焦点ｆまでの間における微小孔２０２の形状は略同一に形成され、表面１２ａにおける開口部径ａは略等しくなる。また、非連通のショートピッチ穴を形成する際においても、厚さｔの大小に関わらず、表面１２ａの近傍部を均一な形状に形成することができる。

本実施の形態においては、ロボット１６は焦点ｆを加工区間に沿って平面的に相対移動させる平面方向移動手段と、表面１２ａを基準とした深さｔ１の位置に焦点ｆを合わせる光軸方向移動手段として兼用的に作用し、レーザ発振器２０は固定しておけばよい。

また、ロボット１６を平面方向移動手段として作用させるとともに、光軸方向移動手段として、レーザ発振器２０を移動させてもよい。この場合、レーザ発振器２０を光軸Ｃに沿って直線的に誤差εだけ移動させればよく、演算手順及び制御手順が簡便である。さらに、光軸方向移動手段として、レーザ発振器２０のレンズ２０ｄを所定のアクチュエータを用いて光軸Ｃに沿って動かすようにしてもよい。

上記の説明では、誤差εをステップＳ６においてリアルタイムに補正すると説明したが、必ずしもリアルタイム的な処理に限らず、脆弱部２００に対する各加工区間の加工開始時（ステップＳ５）にのみ誤差εを求め、ステップＳ６における加工中には、誤差εに基づいて得られた固定的なオフセット値を用いてインストルメントパネル１２の位置を補正するようにしてもよい。また、誤差εを求めるタイミングは、例えば、レーザ加工システム１０の毎始動時や、インストルメントパネル１２のロット毎に求めるようにしてもよい。

本発明に係る内装材のレーザ加工方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成乃至工程を採り得ることはもちろんである。

レーザ加工システムの斜視図である。非接触距離センサ、レーザ発振器及び加工位置に配置されたインストルメントパネルを示す模式平面図である。レーザ制御装置のブロック構成図である。ロボット制御装置のブロック構成図である。脆弱部の模式図である。レーザ加工方法の手順を示すフローチャートである。焦点を基準点から動作終了位置へ移動させる際のロボットの姿勢を求める手順を示すフローチャートである。エンドエフェクタにより保持されたインストルメントパネルを示す模式斜視図である。図９Ａは、比較的薄いインストルメントパネルに形成された微小孔を示す断面図であり、図９Ｂは、比較的厚いインストルメントパネルに形成された微小孔を示す断面図である。

符号の説明

１０…レーザ加工システム１２…インストルメントパネル
１２ａ…表面１２ｂ…裏面
１６…ロボット１６ａ…エンドエフェクタ
２０…レーザ発振器２２…非接触距離センサ
２４…ロボット制御装置２６…レーザ制御装置
１０６…基準点特定部１０８…動作終了点特定部
１１０…加工区間動作判断部１１６…レーザ照射開始終了指示部
１１８…ロボット位置補正部２００…脆弱部
２０２…微小孔Ｂ…加工開始点
Ｃ…光軸Ｅ…加工終了点
Ｆ…焦点距離ｆ…焦点
Ｌ０…基準距離Ｌ１…計測算出距離
Ｌ２…表面距離Ｖ…移動速度
ａ…開口部径

Claims

収納されたエアバッグを覆うための内装材に対して、前記エアバッグが膨張する際に破断する脆弱部を形成する内装材のレーザ加工方法であって、
前記内装材が車両に搭載されたときに表面となる第１面の位置を計測する第１工程と、
前記第１工程で計測された結果に基づいて、前記第１面を基準とした所定深さの位置に対して前記レーザの焦点位置が一致するように調整する第２工程と、
前記内装材が車両に搭載されたときに裏面となる第２面に対して前記レーザを照射して前記脆弱部の少なくとも一部を形成する第３工程と、
を有し、
前記第２工程は、前記第１工程で計測された結果に基づいて、前記レーザを照射するレーザ発振器から前記第１面までの距離を算出する第１算出工程と、
前記第１算出工程により算出された距離に基づいて、前記レーザ発振器から前記第１面までの基準距離に対する誤差を求める第２算出工程と、を有し、且つ前記誤差に基づいて前記レーザの焦点位置を調整し、
前記第１工程、前記第２工程、及び前記第３工程を行うことにより、前記脆弱部における少なくとも前記第１面から前記レーザの焦点までの部分を均一な形状に形成することを特徴とする内装材のレーザ加工方法。
請求項１記載のレーザ加工方法において、
前記第２工程では、前記内装材又は前記レーザを照射するレーザ発振器の位置を移動させることにより内装材とレーザ発振器との相対距離を変化させて、前記レーザの焦点を調整することを特徴とする内装材のレーザ加工方法。
請求項１記載のレーザ加工方法において、
前記第２工程では、前記第２算出工程で求められた前記誤差に基づいて前記レーザ発振器の集光レンズを前記レーザの光軸に沿って動かすことにより、前記レーザの焦点を調整することを特徴とする内装材のレーザ加工方法。