(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板状部材に所定の肉厚を残して切り裂き加工を施す切裂加工装置であって、
前記薄板状部材を保持する保持台と、
円板状で回転により切り裂き加工が可能な回転加工刃と、
該回転加工刃の前記保持台に対する回転中心位置と前記回転加工刃の回転半径とを検出する位置半径検出手段と、
該検出された前記回転加工刃の前記保持台に対する回転中心位置と前記回転加工刃の回転半径とに基づいて前記薄板状部材の切り裂き加工を制御する切裂制御手段と
を備える切裂加工装置。
【請求項２】
前記位置半径検出手段は、前記回転加工刃の少なくとも異なる３つの外周縁の位置を検出する外周縁検出手段と、前記回転加工刃の回転中心位置と一定の関係をもって前記保持台との位置関係を検出する位置関係検出手段とを備え、該検出された前記保持台との位置関係と前記検出された少なくとも異なる３つの外周縁の位置とに基づいて前記回転加工刃の前記保持台に対する回転中心位置と前記回転加工刃の回転半径とを検出する手段である請求項１記載の切裂加工装置。
【請求項３】
前記切裂制御手段は、前記回転加工刃の前記保持台に対する回転中心位置と前記回転加工刃の回転半径とに基づいて前記薄板状部材の切り裂き加工の深さの適正を判定する手段である請求項１または２記載の切裂加工装置。
【請求項４】
前記切裂制御手段は、前記回転加工刃の前記保持台に対する回転中心位置と前記加工刃の回転半径とに基づいて前記所定の肉厚を残して切り裂き加工するよう前記回転加工刃の回転中心位置を駆動制御する手段である請求項１または２記載の切裂加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切裂加工装置に関し、詳しくは、薄板状部材に所定の肉厚を残して切り裂き加工を施す切裂加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の切裂加工装置としては、レーザビームを用いて平坦な材料に線状のウィーク部を形成するものが提案されている（例えば、特開平１０−８５９６６号公報など）。この装置では、平坦な材料に所定の深さの線状の切り裂きを形成するために予め設定した基準値に達するまでレーザ放射を行なうことにより所定の深さの切り裂きを形成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした切裂加工装置では、レーザビーム放射装置が必要なために装置が高額化すると共に切裂加工のコストも高くなってしまう。また、装置そのものが複雑なものとなり、大型化してしまう。
【０００４】
本発明の切裂加工装置は、簡易な構成で薄板状部材に所定の肉厚を残して切り裂き加工を施すことを目的の一つとする。また、本発明の切裂加工装置は、切り裂き加工の精度を向上させることを目的の一つとする。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の切裂加工装置は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の切裂加工装置は、
薄板状部材に所定の肉厚を残して切り裂き加工を施す切裂加工装置であって、
前記薄板状部材を保持する保持台と、
円板状で回転により切り裂き加工が可能な回転加工刃と、
該回転加工刃の前記保持台に対する回転中心位置と前記回転加工刃の回転半径とを検出する位置半径検出手段と、
該検出された前記回転加工刃の前記保持台に対する回転中心位置と前記回転加工刃の回転半径とに基づいて前記薄板状部材の切り裂き加工を制御する切裂制御手段と
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の切裂加工装置では、回転加工刃の保持台に対する回転中心位置と回転加工刃の回転半径とを検出し、この検出した回転中心位置と回転半径とに基づいて薄板状部材の切り裂き加工を制御する。回転加工刃の保持台に対する回転中心位置と回転加工刃の回転半径とに基づいて薄板状部材の切り裂き加工における切り裂き深さを演算することができるから、この切り裂き深さを制御することができる。即ち、簡易な構成で薄板状部材の切り裂き加工を精度よく行なうことができる。
【０００８】
こうした本発明の切裂加工装置において、前記位置半径検出手段は、前記回転加工刃の少なくとも異なる３つの外周縁の位置を検出する外周縁検出手段と、前記回転加工刃の回転中心位置と一定の関係をもって前記保持台との位置関係を検出する位置関係検出手段とを備え、該検出された前記保持台との位置関係と前記検出された少なくとも異なる３つの外周縁の位置とに基づいて前記回転加工刃の前記保持台に対する回転中心位置と前記回転加工刃の回転半径とを検出する手段であるものとすることもできる。
【０００９】
また、本発明の切裂加工装置において、前記切裂制御手段は、前記回転加工刃の前記保持台に対する回転中心位置と前記回転加工刃の回転半径とに基づいて前記薄板状部材の切り裂き加工の深さの適正を判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、薄板状部材への切り裂き加工をより適正なものとすることができると共に回転加工刃の取り替えの判定も行なうことができる。
【００１０】
さらに、本発明の切裂加工装置において、前記切裂制御手段は、前記回転加工刃の前記保持台に対する回転中心位置と前記加工刃の回転半径とに基づいて前記所定の肉厚を残して切り裂き加工するよう前記回転加工刃の回転中心位置を駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、薄板状部材により適正な切り裂き加工を行なうことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は本発明の一実施例である切裂加工装置２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は図１に例示する実施例の切裂加工装置２０のＡ−Ａ面から見た構成の概略を示す構成図である。なお、図１は、図２に例示する実施例の切裂加工装置２０のＢ−Ｂ面から見た構成図となっている。実施例の切裂加工装置２０は、図示するように、ワーク１０を載置する表面がスチールなどの導電性材料により形成された載置台２２と、円板状の回転加工刃２４と、回転加工刃２４の回転軸を軸支すると共に回転加工刃２４を図中上下方向に移動可能なアクチュエータ２６と、回転加工刃２４の二つ一組の外周縁を検出する二組の外周縁検出器３０ａ，３０ｂと、外周縁検出器３０ａ，３０ｂの載置台２２に対する位置を検出する位置検出センサ３８と、装置全体をコントロールする電子制御ユニット４０とを備える。
【００１２】
外周縁検出器３０ａ，３０ｂは、レーザ光を照射するスリット３４ａ，３４ｂを有するレーザ照射部３１ａ，３１ｂと、このレーザ照射部３１ａ，３１ｂからのレーザ光を受光するレーザ受光面３６ａ，３６ｂを有するレーザ受光部３２ａ，３２ｂとを備え、スリット３４ａ，３４ｂから直線状に照射されたレーザ光のうちレーザ受光面３６ａ，３６ｂで受光したレーザ光の端部を回転加工刃２４の外周縁ｒａ，ｒｂ，ｒｃ，ｒｄとして検出する。
【００１３】
位置検出センサ３８は、例えば渦電流式の変位センサとして構成されており、導電性材料により形成された載置台２２の表面との間隔が検出できるようになっている。
【００１４】
電子制御ユニット４０は、ＣＰＵ４２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶したＲＯＭ４４と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ４６と、入出力ポート（図示せず）とを備える。この電子制御ユニット４０には、外周縁検出器３０ａ，３０ｂのレーザ受光部３２ａ，３２ｂからの外周縁ｒａ，ｒｂ，ｒｃ，ｒｄの位置や位置検出センサ３８からの載置台２２の表面との間隔などが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット４０からは、アクチュエータ２６への駆動信号や外周縁検出器３０ａ，３０ｂのレーザ照射部３１ａ，３１ｂへの駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。
【００１５】
次に、こうして構成された実施例の切裂加工装置２０の動作、特に回転加工刃２４の位置の設定動作について説明する。図３は、実施例の切裂加工装置２０の電子制御ユニット４０により実行される加工刃位置制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、回転加工刃２４による切り裂き加工が開始されたときから所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００１６】
加工刃位置制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット４０のＣＰＵ４２は、まず、外周縁検出器３０ａ，３０ｂにより検出される回転加工刃２４の外周縁ｒａ，ｒｂ，ｒｃ，ｒｄの位置を入力すると共に位置検出センサ３８により検出される載置台２２との間隔を入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。
続いて、入力した外周縁ｒａ，ｒｂ，ｒｃ，ｒｄに基づいて回転加工刃２４の回転軸の位置と半径とを計算すると共に計算した回転加工刃２４の回転軸の位置と入力した載置台２２との間隔とに基づいて載置台２２に対する回転加工刃２４の回転軸の位置を計算する（ステップＳ１０２）。即ち、外周縁ｒａ，ｒｂ，ｒｃ，ｒｄから外周縁検出器３０ａ，３０ｂに対する回転加工刃２４の回転軸の位置を計算し、位置検出センサ３８により検出される外周縁検出器３０ａ，３０ｂと載置台２２との間隔から載置台２２に対する回転加工刃２４の回転軸の位置を計算するのである。なお、回転加工刃２４の回転軸の位置と半径の計算は、回転加工刃２４の異なる三つの外周縁の位置により計算できるから、外周縁ｒａ，ｒｂ，ｒｃ，ｒｄのうちいずれか一つは不要な計測点として扱うことができる。
【００１７】
次に、計算した載置台２２に対する回転加工刃２４の回転軸の位置から回転加工刃２４の半径を減じて切り裂き加工における切り残し部の肉厚Ｔを計算すると共に（ステップＳ１０４）、計算した肉厚Ｔとその目標値Ｔ＊との偏差ΔＴを計算する（ステップＳ１０６）。そして、計算した偏差ΔＴの絶対値が許容誤差Ｔｒを超えているかを判定し（ステップＳ１０８）、許容誤差Ｔｒを超えているときには、回転加工刃２４を偏差ΔＴだけ上方に移動するようアクチュエータ２６を駆動制御して（ステップＳ１１０）、本ルーチンを終了する。ここで回転加工刃２４を偏差ΔＴだけ上方に移動するのは、偏差ΔＴをΔＴ＝Ｔ＊−Ｔによって計算したことに基づく。なお、偏差ΔＴの絶対値が許容誤差Ｔｒ以下のときには、回転加工刃２４の移動を行なわずに本ルーチンを終了する。
【００１８】
以上説明した実施例の切裂加工装置２０によれば、回転加工刃２４の外周縁ｒａ，ｒｂ，ｒｃ，ｒｄと載置台２２との間隔とに基づいて載置台２２に対する回転加工刃２４の回転軸の位置と回転加工刃２４の半径とを計算し、これに基づいて切り裂き加工の肉厚Ｔが目標値Ｔ＊の許容誤差Ｔｒの範囲内となるよう制御することができる。この結果、切り裂き加工の精度を向上させることができる。したがって、例えば、実施例の切裂加工装置２０を車両室内に取り付けられるインナーパネルの一部にエアバックを展開するための開口部を加工する場合、０．８〜２ｍｍの樹脂製のインナーパネルとしてのワーク１０に切り裂き深さが０．５〜１．０ｍｍの切り裂きを精度よく加工することができる。
【００１９】
実施例の切裂加工装置２０の外周縁検出器３０ａ，３０ｂでは、レーザ光を用いて回転加工刃２４の外周縁ｒａ，ｒｂ，ｒｃ，ｒｄを検出するものとしたが、赤外線などのレーザ光以外の光を用いて回転加工刃２４の外周縁ｒａ，ｒｂ，ｒｃ，ｒｄを検出するものとしてもよい。また、実施例の切裂加工装置２０では、位置検出センサ３８を渦電流式の変位センサとして構成したが、レーザ光を用いて変位を検出するレーザ光変位センサなど種々のセンサとして構成してもよい。
【００２０】
また、実施例の切裂加工装置２０では、外周縁検出器３０ａ，３０ｂと位置検出センサ３８とを用いて載置台２２に対する回転加工刃２４の回転軸の位置を検出するものとしたが、載置台２２に対する回転加工刃２４の回転軸の位置を直接検出するものとしてもよい。
【００２１】
さらに、実施例の切裂加工装置２０では、回転加工刃２４を図１中上下方向に移動可能なアクチュエータ２６を設けたが、回転加工刃２４を上下方向に固定するものとしてもよい。この場合、載置台２２に対する回転加工刃２４の回転軸の位置と回転加工刃２４の半径とから、回転加工刃２４の摩耗を判定するものとしてもよい。また、載置台２２に対して回転加工刃２４の回転軸の位置が予め固定されているものとすれば、回転加工刃２４の半径だけを計算し、肉厚Ｔの制御に用いたり、回転加工刃２４の摩耗の判定に用いることもできる。
【００２２】
実施例の切裂加工装置２０では、偏差ΔＴの絶対値が許容誤差Ｔｒを超えているときだけ回転加工刃２４を移動し、許容誤差Ｔｒ以下のときには回転加工刃２４を移動しないものとしたが、偏差ΔＴの絶対値が許容誤差Ｔｒ以下のときでも回転加工刃２４を偏差ΔＴだけ上方に移動するものとしてもよい。
【００２３】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例である切裂加工装置２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】  図１に例示する実施例の切裂加工装置２０のＡ−Ａ面から見た構成の概略を示す構成図である。
【図３】  実施例の切裂加工装置２０の電子制御ユニット４０により実行される加工刃位置制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  ワーク、２０  切裂加工装置、２２  載置台、２４  回転加工刃、２６アクチュエータ、３０ａ，３０ｂ  外周縁検出器、３１ａ，３１ｂ  レーザ照射部、３２ａ，３２ｂ  レーザ受光部、３４ａ，３４ｂ  スリット、３６ａ，３６ｂ  レーザ受光面、３８  位置検出センサ、４０  電子制御ユニット、４２  ＣＰＵ、４４  ＲＯＭ、４６  ＲＡＭ。
【図１】
0004560942.tif 000002
【図２】
0004560942.tif 000003
【図３】
0004560942.tif 000004