(57)【要約】【課題】材料の無駄を出すことなくカッター刃の交換タイミングを判断できるカッター刃管理装置を提供する。【解決手段】シート状部材にハーフカット加工を施すためのカッター刃３０管理装置１であって、カッター刃３０を撮像する撮像手段１０と、撮像手段１０からの画像情報に基づいてカッター刃３０の刃先角度と刃先の幅の情報を取得する刃先情報取得手段２１と、刃先情報取得手段２１からの情報に基づいてシート状部材に形成する切れ込み残厚の予測値を算出する予測残厚算出手段２２と、予測残厚算出手段２２からの予測値ｔを基準値Ｒと比較して、カッター刃３０の交換タイミングを判断する判定手段２４と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状部材にハーフカット加工を施すためのカッター刃を管理する装置であって、
上記カッター刃の刃先角度と刃先の幅の情報に基づいて上記シート状部材に形成する切れ込み残厚の予測値を算出する予測残厚算出手段と、
上記予測残厚算出手段からの予測値を基準値と比較して上記カッター刃の交換タイミングを判断する判定手段と、を備えたことを特徴とする、カッター刃管理装置。
【請求項２】
シート状部材にハーフカット加工を施すためのカッター刃を管理する装置であって、
上記カッター刃を撮像する撮像手段と、
上記撮像手段からの画像情報に基づいて上記カッター刃の刃先角度と刃先の幅の情報を取得する刃先情報取得手段と、
上記刃先情報取得手段からの情報に基づいて上記シート状部材に形成する切れ込み残厚の予測値を算出する予測残厚算出手段と、
上記予測残厚算出手段からの予測値を基準値と比較して上記カッター刃の交換タイミングを判断する判定手段と、を備えたことを特徴とする、カッター刃管理装置。
【請求項３】
前記残厚算出手段が、所定の式に基づいて前記予測値を算出することを特徴とする、請求項１又は２に記載のカッター刃管理装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記予測値が前記基準値より大きいときに前記カッター刃の交換タイミングであると判断することを特徴とする、請求項１又は２に記載のカッター刃管理装置。
【請求項５】
前記刃先情報取得手段と前記予測残厚算出手段と前記判定手段とが、コンピュータによって構成されていることを特徴とする、請求項２に記載のカッター刃管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のインストルメントパネル等を構成するシート状部材にハーフカット加工を施すためのカッター刃を管理する装置に係り、特に刃先形状からカッター刃の交換タイミングを判断する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の車両には、助手席用のエアバッグ装置も搭載されている。この助手席用エアバッグ装置は、助手席の前方においてインストルメントパネルの内側に配置されている。このインストルメントパネルにはエアバッグドアが設けられており、エアバッグ展開時にインフレータによって膨張するエアバッグがエアバッグドアを室内側へ押圧してエアバッグドアを開かせ、エアバッグがその開口から助手席の乗員の前方に展開する。
【０００３】
インストルメントパネルの裏面には、エアバッグ展開時にエアバッグドアが確実に開くようにするために、シート側からはインビジブルな筋状，点線或いは間欠状のハーフカットの切れ込みが入れられている。以下、この種の切れ込みのラインを総称して、破断用ラインと称す。このインビジブルな破断用ラインは、エアバッグの膨張圧力で容易に開裂されるようにＨ字状又はＵ字状の脆弱部として形成される。
【０００４】
基材と中間層（ポリウレタンフォーム）と表皮で構成されるソフトインストルメントパネルにあっては、基材に形成されたエアバッグドアの開口ラインに沿って表皮にハーフカットのインビジブル破断用ラインが施されている。
【０００５】
従来のインビジブル破断用ラインを形成する方法では、産業用ロボットがロボットコントローラから入力する速度指令信号に基づいてロボットハンドに保持したカッター刃を、シート状部材としてのインストルメントパネル表皮に突き立てて移動して切開することにより形成している。
【０００６】
このような破断用ラインの形成に用いるカッター刃は使用回数を重ねるうちに刃先が摩耗して、ハーフカット加工によってシート状部材１００に残す厚み、即ち図３に示す残厚ｔ１が予め設定した厚み範囲から外れてしまう場合がある。このように刃先が摩耗した場合には、カッター刃を交換する必要がある。なお、図３の符号１１０がカッター刃である。
【０００７】
従来、図４に示すように、ステップＳ１でシート状部材にハーフカットのシート加工を施した後に、ステップＳ２で加工品を検査してハーフカット箇所の残厚ｔ１を測定する。その際、測定値が予め設定された範囲内にあれば、その加工品を良品と判断して次の工程へ搬送するが、測定値が所定の数値でない場合にはその加工品を不良品として廃棄する。このような測定によって加工品に不良が検出された場合に、ステップＳ３でカッター刃の交換タイミングと判断してカッター刃を交換している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、図４に示すようなカッター刃の交換方法ではカッター刃交換前に不良品が出てしまうので、材料を無駄に消費してしまう。また、交換周期算出による方法のため、カッター刃自体のばらつきによる加工性能差に対応して、個々のカッター刃の適正な交換タイミングを見出すことが困難であった。
【０００９】
本発明は、以上の点に鑑み創作されたものであり、材料の無駄を出すことなくカッター刃の交換タイミングを判断できるカッター刃管理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の第１の構成は、シート状部材にハーフカット加工を施すためのカッター刃を管理する装置であって、カッター刃の刃先角度と刃先の幅の情報に基づいてシート状部材に形成する切れ込み残厚の予測値を算出する予測残厚算出手段と、予測残厚算出手段からの予測値を基準値と比較してカッター刃の交換タイミングを判断する判定手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の第２の構成は、シート状部材にハーフカット加工を施すためのカッター刃を管理する装置であって、カッター刃を撮像する撮像手段と、撮像手段からの画像情報に基づいてカッター刃の刃先角度と刃先の幅の情報を取得する刃先情報取得手段と、刃先情報取得手段からの情報に基づいてシート状部材に形成する切れ込み残厚の予測値を算出する予測残厚算出手段と、予測残厚算出手段からの予測値を基準値と比較してカッター刃の交換タイミングを判断する判定手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
本発明のカッター刃管理装置において、好ましくは、残厚算出手段は所定の式に基づいて予測値を算出する。判定手段は、予測値が基準値より大きいときに、カッター刃の交換タイミングであると判断する。なお、本発明において、刃先情報取得手段と予測残厚算出手段と判定手段とは、コンピュータ等によって構成されている。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成によれば、カッター刃管理装置はカッター刃の形状から残厚を予測し、それが予め容認される残厚数値の範囲内に入るか比較することで、カッター刃の交換時期を管理する。即ち、摩耗したカッター刃をシート加工に用いる前にカッター刃の形状の適否を判断する。よって、材料の無駄を出すことを防止できる。
【００１４】
カッター刃管理装置は、カッター刃の形状を取得することでそのカッター刃の耐久性、加工精度を判断できるので、摩耗の程度にばらつきのある複数のカッター刃にも対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明の実施形態に係るカッター刃管理装置１の機能ブロック図である。  カッター刃管理装置１は、撮像手段１０と、情報処理手段２０と、から構成されている。
【００１６】
撮像手段１０は、カッター刃３０を撮像するものであり、撮像した情報をJPEC,GIFなどの電子画像ファイルとして情報処理手段２０に送出する。なお、撮像手段１０は、図２（Ａ）に示すようにカッター刃先端３１の刃先角度θがわかるカッター刃側面と、図２（Ｂ）に示すようにカッター刃先端３１の幅Ｗがわかるカッター刃正面とをそれぞれ撮像する。カッター刃先端３１の側面と正面とは、二つの撮像手段１０によって別々に撮像されてもよいし、カッター刃の向きをモータ等備えた駆動機構によって回転させて一つの撮像手段によって撮像するようにしてもよい。この種の撮像手段１０として、例えばデジタルカメラを利用することができる。
【００１７】
情報処理手段２０は、撮像手段１０からのデジタルデータに基づいてカッター刃１０の交換タイミングを判断するものである。この情報処理手段２０は、図１に示すように、刃先情報取得手段２１と、予測残厚算出手段２２と、記憶手段２３と、判定手段２４とから構成されている。
【００１８】
刃先情報取得手段２１は、撮像手段１０からの電子ファイルに基づいて、カッター刃３０の刃先角度θと刃先の幅Ｗを求めるものである。刃先情報取得手段２１は、例えば、電子ファイルの画像を処理して、図２（Ａ）に示すカッター刃先端３１の垂直辺３１Ａと傾斜辺３１Ｂの座標を取得し、それらの情報から両辺３１Ａ，３１Ｂが成す角度を刃先角度θとして算出する。また、刃先情報取得手段２１は、画像処理によって、例えば図２（Ｂ）に示すカッター刃先端３１の底辺３１Ｃの座標を取得し、その長さを幅Ｗとして算出する。
【００１９】
予測残厚算出手段２２は、カッター刃３０の形状の情報、即ち、刃先角度θと刃先の幅Ｗとに基づいて、当該カッター刃３０によってシート状部材にハーフカット加工を施したならば形成されるであろうと予測されるハーフカットの切れ込み箇所の残りの厚み、即ち残厚を求めるものである。以下、この値を予測残厚値と言う。
【００２０】
予測残厚算出手段２２は、上記刃先角度θ，刃先の幅Ｗと以下の式（１）から、予測残厚値ｔ〔ｍｍ〕を算出する。
【数１】
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【００２１】
上記式（１）は、管理対象のカッター刃３０と同じものを用いて、同型のカッター刃が使用によって摩耗する過程での刃先形状の変化とその刃先でシート状部材に施したハーフカットの残厚との関係を調べ、その結果から求めた関係式である。即ち、式（１）は、カッター刃３０の刃形状とハーフカットの残厚との関係式である。なお、カッター刃３０が摩耗すると、刃先角度θ，刃先の幅Ｗが大きくなることに対応して、残厚を大きくなる。
【００２２】
記憶手段２３は、カッター刃３０の交換タイミングを判断する際に用いる情報を保持するものである。即ち、記憶手段２３は、カッター刃３０の交換タイミングの基準となる基準値Ｒを保持する。この基準値Ｒは、シート状部材に施すハーフカットの残厚であって、シート状部材の残厚として容認できる限界値或いはその値より若干小さい値である。基準値は、製品仕様のシート状部材のハーフカット残厚として認められる上限値である。
【００２３】
判定手段２４は、予測残厚値ｔを基準値Ｒと比較して、カッター刃３０の交換タイミングを判断する。即ち、判定手段２４は、カッター刃３０の刃先形状から予測される残厚が容認できる範囲内にあるかどうかの比較処理を行う。そして、判定手段２４は、予測残厚値ｔが基準値Ｒより大きいときに、カッター刃３０の交換タイミングであると判断する。これは、カッター刃３０が摩耗すると、それによってシート状部材に形成されるハーフカットの切れ込みが浅く、残厚が厚くなることに基づいている。
【００２４】
上記刃先情報取得手段２１と予測残厚算出手段２２と記憶手段２３と判定手段２４とを備えた情報処理手段２０は、例えば、１台のパーソナルコンピュータとして構成されており、このパーソナルコンピュータは前もってインストールされたアプリケーションを実行することで、上記各手段２１〜２４の動作を行う。なお、複数のパーソナルコンピュータがＬＡＮによって繋がっており、上記各手段２１〜２４の動作を複数のパーソナルコンピュータによって分散処理させてもよい。パーソナルコンピュータは、従来公知の構成のものを使用することができ、ＲＡＭ，ＲＯＭ，ハードディスクなどの記憶装置と、キーボード，ポインティングデバイスなどの操作装置と、操作装置等からの指示により記憶装置に格納されたデータやソフトウェアを処理する中央処理装置（ＣＰＵ）と，処理結果等を表示するディスプレイなどを備えている。
【００２５】
上記各手段２１〜２４の動作を行う装置は、パーソナルコンピュータに限らず、ＰＤＡのような情報端末機器やカッター刃管理専用の装置として組み立てられた電子計算機等の電子応用機械器具であってもよい。
【００２６】
以上の構成のカッター刃管理装置１によれば、ハーフカット加工に使用しているカッター刃３０をその使用途中で使用を停止させて撮像手段１０によって撮像する。そして、情報処理手段２０が、カッター刃３０の撮像画像に基づいてカッター刃３０の形状情報θ，Ｗを取得し、これらの形状情報θ，Ｗからシート状部材に形成するハーフカットの残厚を予測する。さらに、情報処理手段２０は、算出した予測残厚値ｔを基準値Ｒと比較する。そして、予測残厚値ｔが基準値Ｒより大きい場合には、カッター刃３０の交換タイミングに至ったと判断する。なお、交換タイミングであると判断した場合に、情報処理手段２０は、例えば、ディスプレイにその旨を表示させたり、オペレータに音声情報によって報知したり、或いは、他のコンピュータにメールを送信するようにして、カッター刃３０が交換時期にあることを知らせる。
【００２７】
このように、カッター刃管理装置１によるカッター刃３０の管理手法は、従来における不良品が出現することによってカッター刃の交換時期を知る手法と異なる。即ち、カッター刃管理装置１はカッター刃３０の形状から残厚を予測し、それが予め容認される残厚数値の範囲内に入るか比較することで、カッター刃３０の交換時期を管理できる。即ち、摩耗したカッター刃をシート加工に用いる前にカッター刃の形状の適否を判断する。よって、材料の無駄を出すことを防止できる。また、カッター刃管理装置１は、カッター刃の形状を取得することでそのカッター刃の耐久性、加工精度を判断できるので、摩耗の程度にばらつきのある複数のカッター刃３０にも対応することができる。
【００２８】
以上説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施をすることができる。例えば、本発明は、撮像手段１０からの撮像画像によらないで、別途検査器具などによって測定したカッター刃形状情報θ，Ｗをコンピュータ等に入力させて、予測残厚値ｔを算出してもよい。また、本発明のカッター刃管理装置におけるカッター刃は、自動車部品のインストルメントパネル等に限らず、日用品や工業製品などのシート状部材にハーフカット加工を施す場合に用いるカッター刃の管理にも適用できる。数値は上記説明に開示のものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態に係るカッター刃管理装置の機能ブロック図である。
【図２】本実施形態におけるカッター刃先を示すもので、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図である。
【図３】従来のハーフカット加工を示す斜視図である。
【図４】従来のカッター刃の交換方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３０】
１  カッター刃管理装置
１０  撮像手段
２０  情報処理手段
２１  刃先情報取得手段
２２  予測残厚算出手段
２３  記憶手段
２４  判定手段
３０  カッター刃
３１  カッター刃先端
３１Ａ  垂直辺
３１Ｂ  傾斜辺
３１Ｃ  底辺
ｔ  予測残厚値
Ｒ  基準値
θ  刃先角度
Ｗ  カッター刃先端の幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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