(57)【要約】【課題】  多軸ロボットに持たせた切削ツールの先端位置精度の確保が困難であり、インパネエアバック開裂線のような厳しい厚さ管理を要するものへの適用は不向きである。この対策として汎用ＮＣ加工機を用いることで解決できるが、位置決めに時間がかかり、溝が連続する開裂線加工を行うと、著しく時間がかかり、不経済である。また、切削工具の先端位置は高い精度での位置確保が困難であり、エアバック開裂線などの薄肉部材の加工を行うための制御は困難である。【解決手段】  エアバックティアライン２２を構成するパネル１１を、裏返してセット可能かつ移動可能なティアライン形成受台４と、直交３軸方向に移動可能で、かつ前記３軸の内少なくとも１軸上に別途所定距離往復運動を可能とする手段であるソレノイド８および前記パネル１１を切削可能な切削工具であるエンドミル１０を設けた切削加工機とを含む、エアバックティアライン形成装置１を構成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアバックティアラインを構成する表皮を、裏返してセット可能かつ移動可能なティアライン形成受台と、直交３軸方向に移動可能で、かつ前記３軸のうち少なくても１軸上に別途所定距離往復運動を可能とする手段および前記表皮を切削可能な切削工具を設けた切削加工機とを含む、エアバックティアライン形成装置。
【請求項２】
前記所定距離往復運動を可能とする手段が、少なくてもティアライン被成形物に対し垂直方向の軸上に設けられていることを特徴とする、請求項１記載のエアバックティアライン形成装置。
【請求項３】
前記所定距離往復運動を可能とする手段が、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍの距離を往復することを特徴とする、請求項１または２記載のエアバックティアライン形成装置。
【請求項４】
前記所定距離往復運動を可能とする手段が、外部信号により運動していることを特徴とする、請求項１、２または３記載のエアバックティアライン形成装置。
【請求項５】
前記外部信号が電磁石であることを特徴とする、請求項１、２、３または４記載のエアバックティアライン形成装置。
【請求項６】
前記所定距離往復運動を可能とする手段が、往復運動と同時に回転させる機構も備えていることを特徴とする、請求項１、２、３、４または５記載のエアバックティアライン形成装置。
【請求項７】
前記回転させる機構が回転数１００００ｒｐｍ〜８００００ｒｐｍであることを特徴とする、請求項１、２、３、４、５または６記載のエアバックティアライン形成装置。
【請求項８】
前記回転させる機構が、回転数４００００ｒｐｍ〜７００００ｒｐｍであることを特徴とする、請求項１、２、３、４、５または６記載のエアバックティアライン形成装置。
【請求項９】
前記切削工具の加工部の径が、０．２ｍｍ〜３．０ｍｍであることを特徴とする、請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載のエアバックティアライン形成装置。
【請求項１０】
前記切削加工機が、予めティーチングされたティアラインの形状に従って各部運動することを特徴とする、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、または９記載のエアバックティアライン形成装置。
【請求項１１】
エアバックティアラインを構成する表皮を、裏返してセット可能かつ移動可能なティアライン形成受台と、直交３軸方向に移動可能で、かつ前記３軸のうち少なくても１軸上に別途所定距離往復運動を可能とする手段および前記表皮を切削可能な切削工具を設けた切削加工機により表皮を切削する、エアバックティアライン形成方法。
【請求項１２】
前記切削加工機が、予めティーチングされたティアラインの形状に従って各部運動することを特徴とする、請求項１１記載のエアバックティアライン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアバック用のティアラインを形成するティアライン形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両には、緊急時の安全手段としてエアバック装置を備えたものがある。エアバック装置は、車体に設定値を超える衝撃が加わったときに、パネルなどの内部に配設されたエアバックが気体の供給により急速に膨張して乗員を保護するものである。
そして、エアバックを内側に配設したパネルにおいては、開裂線が構成されており、エアバックが膨張する際には開裂線よりパネルが開裂してエアバックがパネルより突出するものである。
【０００３】
従来、多軸ロボットアームに切削工具を取付けることにより、インパネエアバック開裂線を形成する方法が知られており、硬質インパネのインビジブルエアバックティアライン加工方法としてインパネ裏面よりエンドミルで切削加工する方法がある。
パネルに開裂線を構成するものとして、エアバックグリッド部を構成する表皮を裏返してセット可能な薄肉加工用受台と、薄肉加工用受台にセットされた表皮の情報に配置されるガイド体と、ガイド体に形成された開裂線用ガイド溝に沿って表皮を切削可能な切削工具とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
さらに、低コストで開裂線を形成するために、ティーチングされたロボットアームに切削工具を取付け、このロボットアームにより切削工具を動かしてパネルを加工する方法も知られている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３５１３５５号公報
【特許文献２】特開２０００−３４３４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、２に記載された技術は、多軸ロボットに持たせた切削ツールの先端位置精度の確保が困難であり、インパネエアバック開裂線のような厳しい厚さ管理を要するものへの適用は不向きである。
この対策として汎用ＮＣ加工機を用いることで解決できるが、位置決めに時間がかかり、溝が連続する開裂線加工を行うと、著しく時間がかかり、不経済である。これは、ＮＣ加工機は上下軸が重く、重切削用の高トルクモータを搭載した剛性の高いガイドレールを動かしているからである。そして、上下軸は任意の位置に設定できるようにＮＣ制御され、ＮＣ動作はプログラム処理速度により制約を受けることとなる。ＮＣ加工機においては、全ての動作において、精度が高く、精度を必要としない移動を行うことが困難であり、全体としての動作速度が低下するものである。
また、切削工具の先端位置は高い精度での位置確保が困難であり、エアバック開裂線などの薄肉部材の加工を行うための制御は困難である。
そして、エンドミルで切削加工する方法は、切削機械の動作速度が遅く生産性に問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、エンドミル切削加工する方法において、直交３軸からなる切削加工機の１軸に所定の微細な距離のみ往復動作する機構を追加し、この機構で切削部を動かすことで切削速度を上げるものである。
本発明は、エアバックティアライン形成装置において、エアバックティアラインを構成する表皮を裏返してセット可能なティアライン形成テーブルと、直交３軸方向に移動可能で、且つその３軸のうちの１軸に所定の微細な距離のみ往復運動を可能とする手段を設けた切削加工機を含むティアライン形成装置である。
また、あらかじめティーチングされたティアライン形成ラインに従って前記切削加工機を動かすティアライン形成装置およびティアライン形成方法である。
【０００７】
すなわち、請求項１に記載のごとく、エアバックティアラインを構成する表皮を、裏返してセット可能かつ移動可能なティアライン形成受台と、直交３軸方向に移動可能で、かつ前記３軸のうちすくなくても１軸上に別途所定距離往復運動を可能とする手段および前記表皮を切削可能な切削工具を設けた切削加工機とを含む、エアバックティアライン形成装置を構成する。
【０００８】
請求項２に記載のごとく、前記所定距離往復運動を可能とする手段を、少なくてもティアライン被成形物に対し垂直方向の軸上に設ける。
【０００９】
請求項３に記載のごとく、前記所定距離往復運動を可能とする手段を、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍの距離を往復させる。
【００１０】
請求項４に記載のごとく、前記所定距離往復運動を可能とする手段を、外部信号により運動させる。
【００１１】
請求項５に記載のごとく、前記外部信号を電磁石とする。
【００１２】
請求項６に記載のごとく、前記所定距離往復運動を可能とする手段が、往復運動と同時に回転させる機構も備える。
【００１３】
請求項７に記載のごとく、前記回転させる機構を回転数１００００ｒｐｍ〜８００００ｒｐｍとする。
【００１４】
請求項８に記載のごとく、前記回転させる機構を、回転数４００００ｒｐｍ〜７００００ｒｐｍとする。
【００１５】
請求項９に記載のごとく、前記切削工具の加工部の径を、０．２ｍｍ〜３．０ｍｍとする。
【００１６】
請求項１０に記載のごとく、前記切削加工機が、予めティーチングされたティアラインの形状に従って各部を運動させる。
【００１７】
請求項１１に記載のごとく、エアバックティアラインを構成する表皮を、裏返してセット可能かつ移動可能なティアライン形成受台と、直交３軸方向に移動可能で、かつ前記３軸のうち少なくても１軸上に別途所定距離往復運動を可能とする手段および前記表皮を切削可能な切削工具を設けた切削加工機により表皮を切削する。
【００１８】
請求項１２に記載のごとく、前記切削加工機が、予めティーチングされたティアラインの形状に従って各部を運動させる。
【発明の効果】
【００１９】
本件発明のティアライン形成装置およびティアライン形成方法により、ティアラインの残厚制御および位置制御の精度が向上する。
請求項１に記載のごとく、エアバックティアラインを構成する表皮を、裏返してセット可能かつ移動可能なティアライン形成受台と、直交３軸方向に移動可能で、かつ前記３軸のうちすくなくても１軸上に別途所定距離往復運動を可能とする手段および前記表皮を切削可能な切削工具を設けた切削加工機とを含む、エアバックティアライン形成装置を構成することにより、簡便な構成によりティアラインを形成可能となるものであり、形成にかかる時間を短縮し、成形精度を向上できる。
【００２０】
請求項２に記載のごとく、前記所定距離往復運動を可能とする手段を、少なくてもティアライン被成形物に対し垂直方向の軸上に設けるので、成形精度の高い切削工具の移動を行うことができる。
【００２１】
請求項３に記載のごとく、前記所定距離往復運動を可能とする手段を、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍの距離を往復させるので、切削工具の往復運動により容易にティアラインを形成でき、ティアライン形成装置の制御構成を簡便にすることができる。
【００２２】
請求項４に記載のごとく、前記所定距離往復運動を可能とする手段を、外部信号により運動させるので、切削工具の往復運動を容易に行うことができ、ティアライン形成装置の制御構成を簡便にすることができる。
【００２３】
請求項５に記載のごとく、前記外部信号を電磁石とするので、制御構成を簡便にするとともに、ティアラインの形成精度を向上できる。
【００２４】
請求項６に記載のごとく、前記所定距離往復運動を可能とする手段が、往復運動と同時に回転させる機構も備えるので、成形を行う機構をコンパクトに構成でき、上下摺動速度を速くするとともに、成形機構の耐久性を向上できる。
【００２５】
請求項７に記載のごとく、前記回転させる機構を回転数１００００ｒｐｍ〜８００００ｒｐｍとするので、成形精度を維持するとともに、被成形物に与える影響を少なくできる。
【００２６】
請求項８に記載のごとく、前記回転させる機構を、回転数４００００ｒｐｍ〜７００００ｒｐｍとするので、成形精度を維持するとともに、被成形物に与える影響を少なくし、切削工具の切損を防止することができる。
【００２７】
請求項９に記載のごとく、前記切削工具の加工部の径を、０．２ｍｍ〜３．０ｍｍとするのおで、成形精度を維持するとともに、被成形物に与える影響を少なくし、切削工具の耐久性を維持できる。
【００２８】
請求項１０に記載のごとく、前記切削加工機が、予めティーチングされたティアラインの形状に従って各部を運動させるので、加工制御を容易にすることが可能となる。
【００２９】
請求項１１に記載のごとく、エアバックティアラインを構成する表皮を、裏返してセット可能かつ移動可能なティアライン形成受台と、直交３軸方向に移動可能で、かつ前記３軸のうち少なくても１軸上に別途所定距離往復運動を可能とする手段および前記表皮を切削可能な切削工具を設けた切削加工機により表皮を切削するので、簡便な構成により精度の高いエアバックティアラインを形成できる。
【００３０】
請求項１２に記載のごとく、前記切削加工機が、予めティーチングされたティアラインの形状に従って各部を運動させる方法をとるので、制御の設定が容易であり、設定者の負担を軽減できる。さらに、段取りの変更に対して容易に対応可能となり、多品種への対応が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明は、エアバックティアライン形成装置において、切削加工機により残厚制御および位置制御の精度向上を実現するものである。
【実施例１】
【００３２】
次に、本発明の実施例について、図を用いて説明する。
図１は自動車の助手席側パネル部分の構成を示す図であり、図２はパネル裏面の構成を示す斜視図である。そして、図３はティアラインの構成例を示す図であり、図３（ａ）は平面視におけるティアラインの構成を示す図であり、図３（ｂ）はティアラインの側面断面図である。
図１に示すごとく、自動車のダッシュボード上面の表皮はパネル１１により構成されるものである。そして、助手席側エアバックはパネル１１の下に配設されるものであり、エアバック配設部のパネル１１にはエアバックティアライン２２が設けられている。エアバックの膨張時にはこのティアライン２２に沿ってパネル１１が開裂し、エアバックがパネル１１より突出するものである。ティアライン２２は、エアバック膨張時にパネル１１の切れ目となるものであり、このティアライン２２により構成される切れ目よりエアバックが突出する構成となっている。
ティアライン２２は、パネル１１裏面において間欠溝により構成されており、図２に示すごとく、直線状に設けられた切削部１２・１２・・を連ねることにより構成されるものである。
【００３３】
図３（ａ）において、ティアライン２２は横長の多角形状および多角形中央部を左右に横断する直線により構成されている。パネル１１において、切削部１２の側面は略垂直に構成されており、底面は略水平に構成されるものである。そして、この切削部１２を一定間隔で並べることにより、ティアライン２２が構成されるものである。
パネル１１の加工例としては、図３（ｂ）に示すように、パネル１１の板厚３ｍｍにおいて深さ２．５ｍｍの切削部１２を構成し、パネル１１における切削部１２形成部の残厚を０．５ｍｍとするものである。これにより、通常使用時におけるパネル１１の強度を維持するとともに、エアバック作動時にエアバックの膨張を妨げないパネルを構成することができる。
【００３４】
次に、ティアライン形成装置の構成について説明する。
図４はティアライン形成装置の全体構成を示す正面図であり、図５はティアライン形成装置のＸ軸方向への移動構成を示す図であり、図６は同じくＺ軸方向への移動構成を示す図であり、図７はソレノイドによるスピンドルの上下動の構成を示す図である。
そして、図８は切削加工の加工部の拡大図であり、図９は加工部の側面断面図である。
ティアライン形成装置１は、Ｘ軸２、Ｚ軸３、Ｙ軸方向に移動する加工テーブル４および加工ブロック５により構成される。図４において、Ｘ軸２は水平方向に配設されており、Ｚ軸３は垂直方向に配設されている。そして、加工テーブル４は水平方向に配設され、上面に被加工物を載置可能に構成している。加工テーブル４はＸ軸２およびＺ軸３の延出方向と直交するＹ軸方向に移動可能に構成さている。
Ｘ軸２はティアライン形成装置１のフレームに固定されている。Ｚ軸３はＸ軸２上に配設されており、Ｘ軸２に沿ってＸ軸方向に移動可能に構成されている。加工ブロック５はＺ軸３に配設されており、Ｚ軸３に沿って上下方向に移動可能に構成されている。
【００３５】
加工ブロック５には上下動プレート７が配設されており、上下動プレート７が加工ブロック５に対して上下動可能に構成されている。上下動プレート７は摺動機構６を介して加工ブロック５に配設されている。加工ブロック５にはソレノイド８・８も配設されており、ソレノイド８・８により上下動プレート７の上下方向の位置調節を行うものである。ソレノイド８は外部信号により制御されるものである。ソレノイド８の電磁石を作動させることにより、上下動プレート７の上下動を制御するものである。
上下動プレート７には切削装置が取付けられており、この切削装置により被加工物であるパネルの加工を行う。
加工ブロック５の位置および加工テーブル４の位置を調節することにより、被加工物に対する切削装置の位置を３次元的に調節するものである。そして、ティアライン形成において、上下動プレート７の上下位置調節により被加工物に対してする切削装置の位置を迅速かつ高精度で調節してティアラインの切削部を加工するものである。
【００３６】
上下動プレート７に取付けられた切削装置は、スピンドル９およびエンドミル１０により構成されている。上下動プレート７にはスピンドル９が取付けられており、スピンドル９の先端にはエンドミル１０が取付けられている。これにより、エンドミル１０を回転させ、切削加工を行うものである。エンドミル１０は被加工物に対して垂直方向の軸上に設けられており、エンドミル１０の被加工物に対する摺動により、容易にティアラインを構成できるものである。切削工具であるエンドミル１０の径は０．２ｍｍ〜３．０ｍｍであり、この範囲の径の切削工具を用いることにより、切削工具の折れを抑制するとともに、成形精度を維持できるものである。
【００３７】
加工ブロック５において、往復運動を行うソレノイド８と、エンドミル１０を回転させるスピンドル９とを備えることにより、ティアラインの加工機をコンパクトに構成するとともに、迅速な摺動を行うことができる。そして、この構成に応じてエンドミル１０の径や回転数を調節することにより安定したティアラインの形成を行うことができる。
上下動プレート７の下方には加工テーブル４が配設されており、加工テーブル４上には被加工物であるパネル１１が載置される。加工テーブル４はＸ軸２およびＺ軸３と直交方向に移動可能に構成されている。
【００３８】
次に、切削装置の移動について説明する。
切削装置のＸ軸方向への移動は、図５に示すごとく、Ｚ軸３をＸ軸２に沿って移動させるものである。そして、Ｙ軸方向への移動は加工テーブル４に移動により行うものであり、Ｚ軸方向への移動は、図６に示すごとく、加工ブロック５をＺ軸３に沿って移動させるものである。さらに、加工ブロック５に配設された上下動プレート７は、図７に示すごとく、加工ブロック５に対してＺ軸方向に一定距離移動可能に構成している。上下動プレート７は被加工物に対して垂直方向に移動するものである。
上下動プレート７の加工ブロック５に対する上下方向へのスライド量は、加工する切削部の深さにあわせて調節されるものである。
【００３９】
上下動プレート７のＺ軸方向への摺動は、加工ブロック５に設けられたソレノイド８により行う。このため、上下方向への摺動速度を速くするとともに、移動の精度を高く維持できる。そして、パネル１１に対してエンドミル１０の高さ調節を、上下動プレート７による上下位置の調節により行うことができ、パネル１１の加工を迅速かつ高精度で行うことが可能である。
エンドミル１０の上下方向の摺動量は、０．５ｍｍから３．０ｍｍであり、この距離を往復させてティアラインを形成するので、エンドミル１０の破損を抑制するとともに、ティアラインを加工することが可能となる。
【００４０】
次に、加工時におけるティアライン形成装置の動作について説明する。
ティアライン成形装置は、予めティーチングされたティアラインの形状に従って各部を制御するものであり、ティアラインの形状に従って切削加工機が移動するものである。これにより、製造効率を向上できるものである。
図９に示すごとく、スピンドル９をＸ軸方向に移動させながらパネル１１を加工する場合を用いて説明する。なお、スピンドル９は切削部１２の長手方向に移動するものであり、切削部１２の始端から終端に向かう方向はＸ軸方向と一致するものとする。そして、加工するパネル１１の厚みはＤ０であり、切削部１２の深さはＤ１である。
Ｚ軸３をＸ軸２に沿って、一定速度で移動させながら、ソレノイド８により上下動プレート７の位置を調節し、エアバック用のティアラインを構成するものである。
加工ブロック５の移動により、エンドミルが切削部１２に相当する位置である始端位置に到達すると、ソレノイド８により上下動プレート７が下方に移動する。加工ブロック５は一定速度で移動しており、エンドミル１０が溝深さ分下方に移動しているので、エンドミル１０がパネル１１を切削して切削部１２が形成される。
【００４１】
エンドミル１０が切削部１２の終了位置に到達すると、ソレノイド８により上下動プレート７が上方に移動する。これにより、エンドミル１０がパネル１１と離れ、切削加工をすることなくエンドミル１０を移動する。この状態で、次の切削部１２の始端位置まで移動する。なお、ソレノイド８による上下動プレート７の移動速度は加工ブロック５の水平方向の移動速度より十分速いものであり、エンドミル１０も十分な回転速度で回転するものである。
エンドミル１０の回転速度が、１００００ｒｐｍ〜８００００ｒｐｍである場合には成形精度に優れ、ティアラインにおける残厚を目標値に近づけるとともに、張りの発生を抑制できる。そして、エンドミル１０の回転速度が、４００００ｒｐｍ〜７００００ｒｐｍである場合にはエンドミル１０の折れを抑制することができるものである。
このように、エンドミル１０の上下位置を、ソレノイド８を利用して調節することにより、ティアラインの加工精度を向上させるとともに加工時間を短縮できるものである。
ティアラインの加工におけるエンドミル１０の上下動の幅をパネル１１の板厚と同じＤ０とすることにより、エンドミル１０の最下端位置を、加工後のパネル１１の残厚と一致させることにより、容易にティアラインを加工可能となるものである。
【００４２】
スピンドル９のＸ軸方向への移動速度は一定速度もしくは間欠的に移動させることが可能である。
スピンドル９を一定速度でＸ軸方向に移動させる場合には、ソレノイド８による上下動プレート７の移動速度は加工ブロック５の水平方向の移動速度より十分速く、エンドミル１０の回転数もこれに応じて十分速い回転速度で回転させるものである。これにより、加工にかかる時間を短くでき、加工精度を維持しながら製造コストを低減できる。
また、スピンドル９を一定速度でＸ軸方向に移動させる場合には、ティアラインの切削部１２の加工精度を高くすることができる。
【実施例２】
【００４３】
次に、エアバックティアライン形成装置の第２の実施例について説明する。
図１０は第二実施例であるティアライン形成装置の構成を示す図であり、図１１は第二実施例における切削具の上下摺動構成を示す図である。
ティアライン形成装置３１は、Ｘ軸２、Ｙ軸方向に移動する加工テーブル４およびＺ軸３５により構成される。図１０において、Ｘ軸２は水平方向に配設されており、加工テーブル４は水平方向に配設されている。Ｘ軸２にはＺ軸３５が垂直方向に配設されており、Ｚ軸３５を移動可能に取付けている。加工テーブル４は上面に被加工物を載置可能に構成しており、Ｘ軸２と直交するＹ軸方向に移動可能に構成さている。
Ｘ軸２はティアライン形成装置３１の図示しないフレームに固定さるものであり、Ｚ軸３５はＸ軸２上に配設されている。そして、Ｚ軸３５がＸ軸２に沿ってＸ軸方向に移動可能に構成されている。
【００４４】
Ｚ軸３５には、スピンドルモータの筐体３６が取付けられており、筐体３６内にはスピンドルモータの回転子３７が配設されている。回転子３７は筐体３６内において回転自在に構成されるとともに、筐体３６内において延出方向に摺動自在に構成されている。回転子３７の先端にはエンドミル１０がドリルチャックなどを介して取付けられる。
スピンドルモータの回転子３７によりエンドミル１０を回転させて、加工テーブル４上のパネル１１を切削加工するものである。
【００４５】
筐体３６内には、回転子３７の摺動機構を設けており、回転子３７の上下摺動を制御可能に構成している。筐体３６は内部に回転子３７を配設するものであり、回転子３７の筐体３６に対する位置制御を行うべく回転用永久磁石３９、上下往復用電磁石４２、戻しバネ４３が配設されている。なお、回転子３７の上限位置および下限位置は、筐体３６により規制されており、筐体３６において回転子３７の上限位置および下限位置に当接部を設け回転子３７の摺動範囲を制限しているものである。
そして、回転子３７には、上下往復用永久電磁石４１、回転用電磁石３９とが配設されている。
図１０において、戻しバネ４３は筐体３６の上部に配設されている。戻しバネ４３は回転子３７と筐体３６とに当接し、回転子３７を下方に付勢するものである。
回転子３７の上下往復用永久磁石４１は筐体３６の上下往復用電磁石４２に対応する位置に配設されており、回転子３７の回転用電磁石３８は筐体３６の回転用永久磁石３９に対応する位置に配設されている。
【００４６】
回転子３７は、回転子３７の上下往復用永久磁石４１と筐体３６の上下往復用電磁石４２とにより筐体３６に対して上下摺動するものである。筐体３６の上下往復用電磁石４２は、回転子３７が上側に摺動状態における上下往復用永久磁石４１の位置にあわせて配設されている。そして、回転子３７が下側に摺動した状態においても、回転子３７の上下往復用永久磁石４１の一部と筐体３６の上下往復用電磁石４２の一部とがオーバーラップする構成となっている。
これにより、筐体３６上下往復用電磁石４２により磁力を発生させると、回転子３７の上下往復用永久磁石４１が引き寄せられ、回転子３７が上方に摺動し、保持される。上下往復用電磁石４２の磁力を解除すると、戻しバネ４３により回転子３７が下方に摺動する。下方に摺動した回転子３７は筐体３６の下部に当接し、下限位置に保持されるものである。
【００４７】
回転子３７は、回転子３７の回転用電磁石３８と筐体３６の回転用永久磁石３９とにより筐体３６に対して回転するものである。回転子３７の回転用電磁石３８と筐体３６の回転用永久磁石３９とは、回転子３７が上限位置および下限位置に位置する場合においても、一部がオーバーラップする構成となっている。
これにより、回転子３７の回転用電磁石３８に電流を供給すると、回転子３７が回転するものである。これにより、回転子３７の上下位置に関係なく駆動することができる。
【００４８】
パネル１１に切削部１２の加工を施す際には、スピンドルモータの筐体３６を水平に移動させながら、上下用電磁石４２によりエンドミル１０を上下させてパネル１１の切削を行うものである。
このように構成したスピンドルを用いることにより、エンドミル１０の上下位置調節機構をコンパクトに構成できるとともに、上下摺動する部位の重量を小さくでき、上下動の制御を容易かつ高い精度で行うことが可能となる。
【００４９】
次に、加工機の制御のための教示方法について説明する。
自動化された加工機等のロボットは、すべての動きをプログラムによって決められている。このプログラムに動作位置と順序を記憶させる作業をティーチングもしくは教示というものである。
加工機を教示する方法として、現在は加工機上で専用のＮＣプログラムを組む方法が一般的である。そして、加工設定および調製、加工物変更時間は加工機を使用することができない。またプログラムの設定、変更のたびに専門プログラマーに委託してＮＣプログラムを変更する必要がある。
そこで、加工機の制御を行う方法として、ティーチングポイント、速度、回転数などの設定パラメータを汎用表計算ソフトに移送して、汎用表計算ソフト上で軌跡などの条件設定と確認を行い、加工機制御部に移送することで、加工機動作条件の設定および変更を行うことができるものである。
これにより、ＮＣプログラミングの専門知識がなくても加工機動作条件の設定および変更ができるものである。
【００５０】
従来、教示作業中においては、加工機およびその制御部を用いて教示の作業をするために、加工機の操作に習熟したと認められたものが加工機を操作する必要がある。また、加工機を用いて教示を行うので、教示中は加工機を使用することができない。このような技術として例えば、特開平８−１９４５１８号に示される技術などが知られている。
【００５１】
加工機内での教示が必要なのはツール加工点と加工物の相対関係の確認以外に、教示点間の加工条件（移動速度、ツール回転数、停止時間、加速度、など）の設定をしている為である。そして、軌跡確認を実行するのに教示速度（作業車の安全を確保できる速度）で行う必要があるため。
このため、設定に時間がかかるとともに、設定作業に加工機を用いる必要がある。
【００５２】
そこで、加工機の制御を行う方法として、ティーチングポイント、速度、回転数などの設定パラメータを汎用表計算ソフトに移送して、汎用表計算ソフト上で軌跡などの条件設定と確認を行うものである。
表計算ソフトは、データを入力して様々な方法で集計させたり、数式を入力して計算させたりすることができるソフトのことであり、現在様々な表計算ソフトが市販されている。
そして、表計算ソフトにより単純な計算から関数計算、さらにデータベースとしての利用やデータからグラフを作成したりすることができるものである。
【００５３】
設定においては、可動ツールまたは可動ステージの可動方向が直交するように構成された加工機で、ツール操作手段で加工位置の少なくとも２軸の位置を任意に設定するものである。そして、残り１軸を操作手段または計測手段を用いて決定し、加工機の制御部に登録する。
全ての座標点について上記の作業を決定し、加工機の制御部に登録し、決定した座標点の位置と順序を制御部から、汎用コンピュータの表計算ソフトに移送する。そして、汎用コンピュータに接続した表示手段により表計算ソフトで決定した座標の位置と順序を表示するものである。これにより、汎用コンピュータにおいて軌跡を出力確認可能となるものである。
【００５４】
汎用コンピュータの表計算ソフトで各座標点に対する速度、回転数などの加工条件を入力することも可能であり、汎用コンピュータの表計算ソフトで加工点を追加してもよく、汎用コンピュータの表計算ソフトで加工点軌跡を確認してもよい。
そして、汎用コンピュータの表計算ソフトから加工機の制御部に加工座標点と加工条件を移送したのちに、加工機で動作を確認するものである。
【００５５】
このような構成において、表計算ソフトを用いることにより、設定値を加工座標のＸ、Ｙ、Ｚや、速度などに分けて表示することができる。これにより、設定状態を容易に理解できるように表示できるものである。このために、教示作業の事前教育が不要になり、教示作業および作業プログラム構成作業が容易になる。
そして、加工条件の設定と確認は加工機以外の場所で実施できるので、加工機では座標点だけを確認すればよく、で加工機を稼動できる時間を増大でき、加工機上では座標点だけを確認すればよいので教示者の作業環境改善につながる。
また、表計算ソフトは汎用性が高いので登録されたデータを変換、またはそのまま用いて、設備動作シミュレーションなどの外部評価に利用が容易となる。
【００５６】
このような表計算ソフトを利用して、ティーチングポイント、速度、回転数などの設定を行うことにより、特殊機器の設定を容易に行うことができるとともに、設定者に対する情報の表示にグラフィックを多用し、大半の基礎的な操作をマウスなどのポインティングデバイスによって行うことができるものである。さらに、日常で使い慣れた汎用コンピュータのオペレーションシステムを利用することができ、設定者の労力を軽減することができる。
【００５７】
図１２は教示方法のフロー前半部を示す図であり、図１３は教示方法のフロー後半部を示す図である。
図１２および１３に基づいて、教示構成について説明する。
教示構成は初期設定、データ入力段階、データ処理段階などにより構成されている。
初期設定は、加工機に加工対象が取付け、ツール保持部に計測器または針を取付け、ツール保持部を制御上の原点へ移動させることにより行われるものである。
【００５８】
データ入力の段階においては、設定者がジョグダイヤルなどで第ｎ番目の加工点または軌跡中間点へツール保持部を移動させるものである。なお、開始点においてはｎ＝１である。
加工点が決定された後に、２座標を制御部に登録する。
そして、残り１軸方向の自動計測を開始して加工物位置を計測する。もしくは、設定者がジョグダイヤルなどで加工物の残り１軸方向位置へツール保持部を移動させる。
このようにして、残り１軸座標を制御部に登録する。
次に、全ての加工軌跡の入力が終わったかの判断をする。終わっていなければ、加工点への移動を行う。終わっていれば、データ入力を終了し、次のステップであるデータ処理に移る。
【００５９】
次に、データ処理段階において、制御部に登録された第ｎ加工点に対するＸ、Ｙ、Ｚの数値を、表計算ソフトを搭載する電子計算機にデータを送信する。そして、電子計算機の表計算ソフトを起動し、予めｎ、Ｘ、Ｙ、Ｚの入力位置を設定した任意のテーブルもしくはシートに制御部に登録されたｎに対するＸ、Ｙ、Ｚの数値を代入する。
必要があるときには、表計算ソフトで加工点データを追加、あるいは表計算ソフトで加工軌跡を確認するものである。
そして、表計算ソフト上で設定点間の移動速度、加速度、減速度、ツール回転数、保持時間などを予め設定した任意の入力位置に代入するものである。
【００６０】
次に、データ処理段階において、全ての加工条件の入力が終わった後には、表計算ソフトから制御部に加工条件を移送するものである。移送されたデータは制御部データを上書きするものである。
この後、ツール保持部を原点に復帰させ、加工を開始するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】自動車の助手席側パネル部分の構成を示す図。
【図２】パネル裏面の構成を示す斜視図。
【図３】ティアラインの構成例を示す図。
【図４】ティアライン形成装置の全体構成を示す正面図。
【図５】ティアライン形成装置のＸ軸方向への移動構成を示す図。
【図６】同じくＺ軸方向への移動構成を示す図。
【図７】ソレノイドによるスピンドルの上下動の構成を示す図。
【図８】切削加工の加工部の拡大図。
【図９】加工部の側面断面図。
【図１０】第二実施例であるティアライン形成装置の構成を示す図。
【図１１】第二実施例における切削具の上下摺動構成を示す図。
【図１２】教示方法のフロー前半部を示す図。
【図１３】教示方法のフロー後半部を示す図。
【符号の説明】
【００６２】
１  ティアライン形成装置
２  Ｘ軸
３  Ｚ軸
４  加工テーブル
５  加工ブロック
６  摺動機構
７  上下動プレート
８  ソレノイド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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