JP5170664B2 - エアバック用ティアラインのパネル残厚測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、車輌のパネル裏面に形成されたエアバック用ティアラインを構成する間欠溝におけるパネル残厚測定方法に関する。

自動車等の車輌には、車輌に既定値以上の衝撃が作用した際に、パネルの内部に装着されたエアバックに対して気体を急激に供給することによりパネルの一部を開裂して車内に飛び出させて乗員を保護するエアバック装置が装着されている。そしてエアバックの膨張時にパネルの開裂を容易化するため、エアバック装着箇所に応じたパネルの裏面に、エアバッグが突出可能な大きさの横長角形状及び該角形状の中央部左右方向に延びる間欠溝を切削してティアライン（開裂線）を形成している。

本出願人は、パネルにティアラインを形成する装置として、特許文献１に示すように、裏面にティアラインが形成されるパネルがセットされ、装置の前後方向（Ｙ軸方向）へ移動する加工テーブル、加工テーブルの上方にて水平方向（Ｘ軸方向）へ移動するスライダー及び該スライダーに対し、スピンドルに取付けられた切削具としてのエンドミルを上下方向（Ｚ軸方向）へ移動する上下動プレートを備えたエアバックティアライン形成装置を提案した。

上記ティアラインを形成する際、エアバックの非膨張時には、パネルの表面側に作用する外力によるパネルが容易に開裂するのを防止する一方、エアバックの膨張時には、パネルの開裂を確実化する必要から、形成する間欠溝の深さ、従ってパネル残厚が一定になるように高い精度で間欠溝を形成する必要がある。

このため、例えば検知子の移動ストロークを検知する変位センサー等の残厚検知手段により形成されたティアラインの間欠溝の内、サンプリングされた複数個の間欠溝の深さ、従ってパネル残厚を測定し、その測定値に基づいてティアラインの良否を選別している。

しかし、加工テーブルに取付けられる加工冶具に対し、例えば吸引装置等によりパネルを吸着して密着するようにセットされるが、パネルの湾曲状態やエンドミルにより間欠溝の切削する際の振動等により、加工冶具の保持面とパネル表面との間に隙間ができる恐れがある。このような状態で間欠溝の深さ、従ってパネル残厚を測定しても、その測定値に上記した隙間分の誤差が発生するため、間欠溝の深さ、従ってパネル残厚を正確に測定できない問題を有している。
特開２００５−９６７０５号公報 特開２００６−３６１４８号公報 特開２００１−３００７４８号公報 特開２００５−２２４５２号公報

解決しようとする問題点は、形成されたティアラインの間欠溝の深さを測定する際に、加工冶具の上面とパネルの表面の間に隙間ができ易く、間欠溝の深さ、従ってパネル残厚を正確に測定できない点にある。

本発明の請求項１は、加工冶具にセットされたパネルをＹ軸方向へ移動すると共に切削具をＸ軸方向及びＺ軸方向へ移動してパネルの裏面に間欠溝を切削してエアバック用ティアラインを形成するエアバックティアライン形成方法において、検知子の変位量を検知する残厚検知用変位センサーにより間欠溝のパネル残厚を測定する際に、加工治具上方の所定位置に設定された測定基準位置から間欠溝内に向かって残厚検知用変位センサーを移動して間欠溝内に進入して底面に当接する検知子の変位量に基づいて測定された残厚検知用変位センサーの移動量及び加工治具から上記測定基準位置までの距離により算出されるパネル残厚値を、検知子の変位量を検知するパネル検知用変位センサーにより検知される加工冶具とパネル表面の間隙データにより補正することを最も主要な特徴とする。

本発明は、パネルに形成されたティアラインにおける間欠溝の深さを測定する際に、加工冶具の上面とパネルの表面の間に隙間があっても、間欠溝の深さ、従ってパネル残厚を正確に測定することができる。

本発明に係るエアバック用ティアラインのパネル残厚測定方法は、残厚検知手段により間欠溝のパネル残厚を測定する際に、残厚検知手段により測定されたパネル残厚値を、パネル検知手段により検知される加工冶具とパネル表面の間隙データにより補正することを最良の形態とする。

以下に実施形態を示す図に従って本発明方法を説明する。
先ず、本発明方法が適用されるエアバックティアライン形成装置１の概略に付いて説明すると、図１乃至図４に示すように、エアバックティアライン形成装置１における本体フレーム３の前方（手前側）には、前後方向（Ｙ軸方向）に延びるＹ軸フレーム５が固定され、該Ｙ軸フレーム５には、Ｙ軸可動体７がＹ軸方向へ移動するように支持される。また、Ｙ軸可動体７には、冶具テーブル９が固定され、該冶具テーブル９には、ティアライン加工されるパネル１１がセットされる加工冶具１３が交換可能に取付けられる。該加工冶具１３は、ティアライン加工されるパネル１１の種類に応じて予め、複数種類、用意され、ティアライン加工されるパネル１１に応じて適宜、交換される。

該加工冶具１３のティアライン加工箇所には、パネル保持部材１５が設けられる。パネル保持部材１５の載置板１５ａには、図示しない吸引装置に接続される複数の吸引口１５ｂが形成され、該載置板１５ａ上に載置されたパネル１１のティアライン加工面を吸着して保持する。また、載置板１５ａには、パネル検知手段を構成し、検知子１７ａの変位量を検知する、例えば磁気スケール等の変位センサーからなる複数個のパネル変位センサー１７が、予め設定された複数の測定箇所にそれぞれ取付けられる。各パネル変位センサー１７の検知子１７ａは、パネル１１の非検知時に載置板１５ａに形成された透孔１５ｃを挿通して上方へ所定の長さで突出している。

加工位置側へ移動した加工冶具１３の上方に応じた本体フレーム３には、Ｙ軸フレーム５の長手方向と直交して水平方向（Ｘ軸方向）に延びるＸ軸フレーム１９が取付けられる。該Ｘ軸フレーム１９には、Ｘ軸可動体２１が水平方向へ移動可能に支持され、該Ｘ軸可動体２１には、Ｘ軸フレーム１９の長手方向と直交する上下方向（Ｚ軸方向）に延びるＺ軸フレーム２３が固定される。該Ｚ軸フレーム２３には、Ｚ軸可動体２５が上下方向へ移動可能に支持され、該Ｚ軸可動体２５には、下方向に垂下する取付け板２７が固定される。

該取付け板２７の下部には、上下方向に軸線を有した切削具としてのエンドミル２９が交換可能に取付けられる電動モータ３１が固定される。また、電動モータ３１の側方に位置する取付け板２７には、エアーシリンダーや電磁ソレノイド等の上下動部材３３に連結されて一定のストロークで昇降する可動板３５が支持される。

該可動板３５には、残厚検知手段を構成し、エンドミル２９と平行な軸線を有した検知子３７ａの変位量を検知する、例えば磁気スケール等の変位センサーからなる残厚変位センサー３７が取付けられる。該残厚変位センサー３７の検知子３７ａは、可動板３５が上方へ移動したとき、その先端がエンドミル２９の刃先より上方へ所定の間隔をおいた位置に、また可動板３５が下方へ移動したとき、その先端がエンドミル２９の刃先より下方へ所定の間隔をおいた位置にそれぞれ移動される。

上記Ｙ軸可動体７、Ｘ軸可動体２１及びＺ軸可動体２５は、それぞれに連結されるサーボモータ３９，４１，４３の駆動に伴って所定の方向へ往復移動される。そしてＹ軸可動体７、Ｘ軸可動体２１及びＺ軸可動体２５の移動位置及び移動量は、それぞれのサーボモータ３９，４１，４３に設けられたロータリーエンコーダ等の位置検出部材（図示せず）により検知される。

尚、Ｙ軸可動体７、Ｘ軸可動体２１及びＺ軸可動体２５の駆動部材としては、リニアモータ（図示せず）であってもよい。Ｙ軸可動体７、Ｘ軸可動体２１及びＺ軸可動体２５の駆動部材をリニアモータとする場合にあっては、例えばそれぞれのフレーム５，１９，２３に対して長手方向に沿って取付けられ、長手方向に対して多数のスリットが所定の位置検知分解能に応じた間隔をおいて形成される図示しないタイミングフェンスと、それぞれの可動体７，２１，２５に対し、タイミングフェンスを挟んで相対するように取付けられるレーザダイオード、ＬＥＤ等の発光素子及びフォトダイオード等の受光素子から構成される光学位置検知部材を設け、各可動体７，２１，２５の移動に伴って対応する受光素子から出力される電気信号に基づいて移動位置及び移動量を検知する。

また、位置検知部材としては、各フレーム５，１９，２３の長手方向に沿って取付けられ、所定の検出分解能に応じた間隔で異なる磁極が交互に着磁された図示しない磁気部材と、上記磁気部材に相対して各可動体７，２１，２５にそれぞれ取付けられ、磁界の変化に基づいて電気信号を出力するホール素子等の図示しない磁気検知器とから構成される磁気位置検知部材とし、各可動体７，２１，２５の移動に伴って対応する磁気検知器から出力される電気信号に基づいて移動位置及び移動量を検知してもよい。

先ず、上記のように構成されたエアバックティアライン形成装置１によるティアライン形成方法の概略を説明する。
図５乃至図７に示すように、先ず、ステップ５１によりパネル保持部材１５の載置板１５ａ上にパネル１１を吸着保持させた後、ステップ５３によりパネル１１が正規状態でセットされたか否かを判定する。この判定は、各パネル変位センサー１７からの信号に基づいて検知される。即ち、載置板１５ａ上に載置されたパネル１１が吸着されると、この吸着に伴ってパネル１１の表面（下面）に当接する各検知子１７ａが押下げられて変位する。そして各検知子１７ａの変位量が、予め設定された所定量になった際に、パネル保持部材１５に対してパネル１１が正規状態でセットされたと判断する。反対に、複数のパネル変位センサー１７の内、少なくとも１個の検知子１７ａの変位量が所定量に達しないときには、パネル保持部材１５に対してパネル１１が正規状態でセットされていないと判断し、上記ステップ５１に戻る。

一方、上記ステップがＹＥＳのとき、ステップ５５により図示しない加工開始スイッチがＯＮされたか否かを判定する。今、該ステップ５５の判定がＮＯの場合には、ステップ５１に戻る。反対に、ステップ５５の判定がＹＥＳのときには、ステップ５７によりティアライン加工が初回であるか、又はティアライン加工回数が所定回数に達したか否かを判定する。

ティアライン加工が初回、又はティアライン加工回数が所定数に達してステップ５７の判定がＹＥＳのとき、ステップ５９により図示しない刃先検知手段によりエンドミル２９の刃長を測定した後、ステップ６１によりエンドミル２９の刃長が所定の長さであるか否かを判定する。ステップ６１の判定がＮＯのとき、ステップ６３により各可動体７，２１，２５をそれぞれの原点位置に戻して停止制御すると共にアラーム処理する。

一方、上記ステップ５７の判定がＮＯのとき、又はステップ６１の判定がＹＥＳのとき、ステップ６５により制御手段の記憶手段（いずれも図示せず）に予め記憶されたティアラインの間欠溝に関する位置データ、深さデータや電動モータ２９の駆動データ、加工冶具１３の高さ基準データ、エンドミル２７の加工基準データ等に基づいて各可動体７，２１，２５を移動制御してパネル１１の裏面に間欠溝を切削してティアラインを形成する。

次に、ティアライン形成後、ステップ６７により上下動部材３３を作動して残厚変位センサー３７を下方へ移動して検知子３７ａの先端をエンドミル２９の刃先より下方に位置させた状態でＺ軸可動体２５を移動制御し、検知子３７ａをサンプリングされた複数個の間欠溝内にそれぞれ進入してパネル残厚を測定する。

そしてステップ６９によりパネル残厚が所定値内であるか否かを判定し、該ステップ６９の判定がＮＯの場合には、ステップ６３に移り、形成されたティアラインが不良品であると判断して各可動体７，２１，２５をそれぞれの原点位置に戻すと共にアラーム処理する。反対に、ステップ６９の判定がＹＥＳの場合には、ステップ７１によりエンドミル２９の刃先に圧縮空気を噴射したりして付着した切削屑を除去した後、ステップ７３により上記ステップ５９と同様にエンドミル２９の刃長を測定して所定値内であるか否かを判定する。

上記ステップ７３の判定がＹＥＳの場合、ステップ７５によりパネル１１に形成されたティアラインが規格品であることを示すための刻印処理を行った後、ステップ７７によりティアラインが形成されたパネル１１の取出し処理を行ってステップ５１に戻る。

一方、ステップ７３の判定がＮＯで、エンドミル２９の刃長が所定値外の場合には、形成されたティアラインにおける間欠溝が所定の深さに形成されていない可能性があるため、ステップ７９により各可動体７，２１，２５をそれぞれの原点位置に戻した後、ステップ８１により上記ステップ６５と同様にして間欠溝におけるパネル残厚を再測定し、該パネル残厚が所定値内であるか否かを判定する。

今、再測定されたパネル残厚が所定値内で、ステップ８１がＹＥＳの場合には、ステップ７５に移って刻印処理を行う。反対に、再測定されるパネル残厚が所定値外で、ステップ８１がＮＯの場合には、ステップ７７に移り、不良のティアラインが形成されたパネル１１の取出し処理を行う。

次に、上記したステップ６７による残厚測定値補正処理方法を説明する。
図８乃至図１５に示すように、ステップ９１により残厚変位センサー３７が上方に移動しているか否かを判定し、該ステップ９１がＹＥＳのとき、ステップ９３によりＺ軸可動体２５をＺ軸の原点位置に戻すと共に上下作動部材３３を作動して残厚変位センサー３７を下方位置に移動させた後、ステップ９５により残厚変位センサー３７が下方位置に移動していることを確認する。尚、上記ステップ９１がＮＯのときには、ステップ９５に移る。

次に、ステップ９７によりＸ軸可動体２１及びＹ軸可動体７をそれぞれ移動制御して予め設定された測定箇所の上方へ残厚変位センサー３７を相対させた後、ステップ９９により測定箇所の上方に残厚変位センサー３７が位置しているか否かを判定する。今、上記ステップ９９がＹＥＳのとき、ステップ１０１によりＺ軸可動体２５を下方に向かって高速度で移動制御した後、ステップ１０３によりＺ軸可動体２５が、予め登録された測定基準位置に達したか否かを判定する。尚、上記ステップ９９がＮＯのときには、ステップ９７に戻る。

上記ステップ１０３がＹＥＳのとき、ステップ１０５によりＺ軸可動体２５の移動速度を微速度に切換え制御し、次にステップ１０７により残厚変位センサー３７の検知子３７ａ先端が形成されたティアラインの間欠溝内に進入して溝底面に当接したか否かを判定する。この判定は、検知子３７ａの先端が溝底面に当接して変位し始めると、残厚変位センサー３７から出力される変位量の電気信号に基づいて行う。尚、ステップ１０３がＮＯのときには、ステップ１０１に戻る。また、上記ステップ１０７がＮＯのときには、ステップ１０５に戻る。（図１０及び図１１参照）

上記ステップ１０７がＹＥＳのとき、ステップ１０９によりＺ軸可動体２５の移動に伴って変位する検知子３７ａの変位量を読み取り、ステップ１１１により検知子３７ａの変位量が予め設定された所定値であるか否かを判定する。今、検知子３７ａの変位量が所定値になってステップ１１１がＹＥＳのとき、ステップ１１３によりＺ軸可動体２５の移動方向を上方に切換えて微速度で上昇させた後、ステップ１１５によりＺ軸可動体２５の上昇に伴う検知子３７ａの戻し変位量を検知する。尚、ステップ１１１がＮＯのときには、ステップ１０９に戻る。（図１２参照）

次に、ステップ１１７により検知子３７ａの戻し変位量が所定値であるか否かを判定し、該ステップ１１７がＹＥＳのとき、ステップ１１９により検知子３７ａの戻し変位量が所定値になったタイミングでＺ軸可動体２５の移動位置を読込んで記憶させると共にステップ１２１によりＺ軸可動体２５の移動速度を高速度に切換えてＺ軸原点位置に戻す。尚、上記ステップ１１７がＮＯのときには、ステップ１１５に戻る。（図１３参照）

次に、ステップ１２３によりパネル変位センサー１７により検知される検知子１７ａの変位量に基づいて載置板１５ａ上面とパネル１１の表面との隙間幅を検知して記憶させた後、ステップ１２５により予め登録されたパネル１１の板厚データｔ、載置板１５ａから上方に所定の距離Ｄ１をおいた距離測定基準位置データと上記ステップ１１９により記憶された測定データＤ２及びステップ１２３により測定された間隔データＧ１とに基づいて測定箇所における間欠溝のパネル残厚Ｔを演算して記憶させる。（図１４参照）

次に、ステップ１２７により予め登録されたすべての測定箇所におけるパネル残厚の測定が終了したか否かを判定し、該ステップ１２７がＹＥＳのときには、上記ステップ６９に移る。反対に上記ステップ１２７がＮＯのとき、ステップ１２９により予め登録された次の測定箇所に関するＸ軸及びＹ軸の位置データを読込んで上記ステップ９７に移る。

本実施例は、ティアラインの間欠溝内に進入する残厚変位センサー３７による測定値を、パネル変位センサー１７により検知される載置板１５ａとパネル１１表面の隙間幅に基づいて修正することにより間欠溝におけるパネル残厚を正確に測定することができる。

エアバックティアライン形成装置の概略を示す正面図である。 図１の平面図である。 エンドミル及び残厚変位センサーの箇所を拡大して示す部分斜視図である。 パネル保持部材箇所を示す一部破断説明図である。 ティアライン加工方法の一部を示すフローチャートである。 ティアライン加工方法の一部を示すフローチャートである。 形成されたティアラインを示す説明図である。 パネル残厚の測定方法の一部を示すフローチャートである。 パネル残厚の測定方法の一部を示すフローチャートである。 下方向に対するＺ軸可動体の移動速度切換え状態を示す説明図である。 検知子先端が間欠溝の底面に当接した状態を示す説明図である。 検知子の変位量が所定量に達した際の状態を示す説明図である。 上方向に対するＺ軸可動体の移動状態を示す説明図である。 パネル残厚測定を示す説明図である。

符号の説明

１ エアバックティアライン形成装置
３ 本体フレーム
５ Ｙ軸フレーム
７ Ｙ軸可動体
９ 冶具テーブル
１１ パネル
１３ 加工冶具
１５ パネル保持部材
１５ａ 載置板
１７ パネル検知手段としてのパネル変位センサー
１７ａ 検知子
１９ Ｘ軸フレーム
２１ Ｘ軸可動体
２３ Ｚ軸フレーム
２５ Ｚ軸可動体
２７ 取付け板
２９ 切削具としてのエンドミル
３１ 電動モータ
３３ 上下動部材
３５ 可動板
３７ 残厚検知手段としての残厚変位センサー
３７ａ 検知子
３９・４１・４３ サーボモータ

Claims (2)

1. 加工冶具にセットされたパネルをＹ軸方向へ移動すると共に切削具をＸ軸方向及びＺ軸方向へ移動してパネルの裏面に間欠溝を切削してエアバック用ティアラインを形成するエアバックティアライン形成方法において、
   検知子の変位量を検知する残厚検知用変位センサーにより間欠溝のパネル残厚を測定する際に、加工治具上方の所定位置に設定された測定基準位置から間欠溝内に向かって残厚検知用変位センサーを移動して間欠溝内に進入して底面に当接する検知子の変位量に基づいて測定された残厚検知用変位センサーの移動量及び加工治具から上記測定基準位置までの距離により算出されるパネル残厚値を、検知子の変位量を検知するパネル検知用変位センサーにより検知される加工冶具とパネル表面の間隙データにより補正する残厚測定方法。
2. 請求項1において、
   残厚検知用変位センサーは、間欠溝内に進入する検知子が溝底面に当接して所定量の変位量になった後に検知子を進入方向と反対方向に移動して戻り量が上記所定量になったタイミングで残厚検知用変位センサーの移動量を測定するエアバック用ティアラインのパネル残厚測定方法。

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