CN109153100B - 门式撕裂加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种门式撕裂加工装置，抗振性和尺寸稳定性优异，由此能够稳定地实施规定剩余厚度±5μm级的高精度的撕裂加工，并且能够稳定地维持高精度的撕裂加工精度且容易应对工件的种类变更。该门式撕裂加工装置具有：门式框架，其具有：两根柱部件，它们以规定间隔进行立设；和一根梁部件，其架设固定于该两根柱部件的上端面；导轨部件，其设置于梁部件；移动控制机器人，其能够在该导轨部件上往复移动；和撕裂加工单元，其设置于该移动控制机器人，上述门式撕裂加工装置的特征在于，柱部件和梁部件具有：外壳部分；填充部分，其包含在该外壳部分内；和空洞部分，其沿着柱部件和梁部件的长轴方向贯通该填充部分而成。

Description

门式撕裂加工装置

技术领域

本发明涉及门式撕裂加工装置。

特别涉及如下的门式撕裂加工装置，即、抗振性和尺寸稳定性优异，由此能够稳定地实施规定剩余厚度±5μm级的高精度的撕裂加工，并且能够稳定地维持高精度的撕裂加工精度且容易应对工件的种类变更。

背景技术

以往，作为机械加工装置的一种，提出了气囊断裂槽形成装置(以下，存在称为“撕裂加工装置”的情况)，用于在车辆用内部装饰部件高精度地形成在气囊展开时断裂的气囊断裂槽(例如，参照专利文献1)。

即，如图9所示，在专利文献1中公开了一种气囊断裂槽形成装置1010，用于在车辆用内部装饰部件形成在气囊展开时断裂的气囊断裂槽，上述车辆用内部装饰部件具备硬质的基材层和覆盖基材层的外表面的表皮层，上述气囊断裂槽形成装置1010的特征在于，具备：支承台1011，其用于载置车辆用内部装饰部件；一次断裂线形成单元1031，其用于从支承台1011上的车辆用内部装饰部件的背面侧在基材层形成一次断裂线；二次断裂线形成单元1033，其用于使加工刀1013在一次断裂线内进入形成有一次断裂线的车辆用内部装饰部件，而形成到达表皮层但不贯通表皮层的二次断裂线；第一加工刀检测单元1067，其用于在表皮层中的二次断裂线的形成位置中的第一检测位置确认有无加工刀1013；第二加工刀检测单元1069，其用于在表皮层中的二次断裂线的形成位置中的表皮层的厚度方向的位置比第一检测位置靠基材层侧的第二检测位置确认有无加工刀1013；和刀尖位置判定部，其对是否为第一加工刀检测单元1067未检测到加工刀1013，但第二加工刀检测单元1069检测到加工刀1013这样的情况进行判定。

另外，涉及不是撕裂加工装置，而是用于高精度地切削半导体晶圆等的切削装置，如图10所示，在专利文献2中公开了一种切削装置2000，具备：卡盘工作台2020，其具有保持被加工物的保持面2020a；切削进给单元，其配设于装置基台，并使卡盘工作台2020在与保持面2020a平行的切削进给方向X上移动；门式框架2050，其跨越切削进给单元并立设于装置基台，具备允许卡盘工作台2020移动的开口；切削单元2030，其能够在与保持面2020a正交的切削进给方向Z上移动地固定于门式框架2050，并通过切削刀片2031切削保持于卡盘工作台2020的被加工物；和刀片检测单元2090，其检测切削刀片2031的切削进给方向Z上的位置，刀片检测单元2090由支承部件与刀片检测机构构成，其中，上述支承部件固定于在装置基台立设的门式框架2050的柱部，并向卡盘工作台2020的侧面延伸，上述刀片检测机构安装于支承部件的前端部，并具有发光部和光接收部。

专利文献1：日本特开2009－142916号公报(权利要求书等)

专利文献2：日本特开2015－208783号公报(权利要求书等)

然而，发现了如下的问题：专利文献1所记载的气囊断裂槽形成装置1010由于供移动控制机器人1063载置的六面体框架的尺寸较小，所以在变更作为形成气囊断裂槽的对象的工件的种类的情况下，难以有效地进行应对。

即，在专利文献1所记载的气囊断裂槽形成装置1010中，由于供移动控制机器人1063载置的六面体框架的尺寸较小，所以无法使导轨1064X充分延伸配置，从而移动控制机器人1063的行程较短。

因此，发现了如下的问题：在将作为实施撕裂加工的对象的工件的种类例如从右舵用的仪表板变更为左舵用的仪表板的情况下，必须使移动控制机器人1063连同六面体框架一起移动，重新设置于装置基台，从而作业变得繁琐。

不仅如此，还发现了如下的问题：每当变更工件，为了维持规定剩余厚度±5μm级的撕裂加工精度，必须严格确认设置精度。

另外，发现了如下的问题：为了延长移动控制机器人1063的行程，如果单纯地增大供移动控制机器人1063载置的六面体框架的尺寸，则六面体框架的刚性降低，因此不仅容易受到从在工厂内邻接的其它装置产生的振动、由叉车的行驶引起的振动等的影响，还使尺寸稳定性容易降低，进而难以稳定地实施高精度的撕裂加工。

另一方面，专利文献2所记载的切削装置2000使用相对大尺寸的门式框架2050，因此能够在一定程度内延长分度进给移动基台2061的行程，从而也能够在一定程度内容易应对工件的种类变更。

然而，发现了如下的问题：从抑制由热产生的变形的观点看，使用中空的铸造块等构成门式框架2050，因此不仅刚性不够，还容易产生共振。

因此，发现了如下的问题：在将专利文献2所记载的切削装置2000应用为要求规定剩余厚度±5μm级的精度的撕裂加工装置的情况下，不仅容易受到由外部卡圈境引起的振动的影响，还使尺寸稳定性容易降低，从而难以稳定地确保撕裂加工精度。

发明内容

因此，发明人深入研究的结果，发现通过将立铣刀等的撕裂加工单元搭载为能够相对于具有规定的内部构造的门式框架进行移动，能够发挥优异的抗振性和尺寸稳定性，而稳定地实施高精度的撕裂加工，另外，能够容易应对工件的种类变更，进而完成了本发明。

即，本发明提供一种门式撕裂加工装置，抗振性和尺寸稳定性优异，由此能够稳定地实施规定剩余厚度±5μm级的高精度的撕裂加工，另外，能够稳定地维持高精度的撕裂加工精度，并且容易应对工件的种类变更。

本发明提供一种门式撕裂加工装置，具有：门式框架，上述门式框架具有：两根柱部件，它们以规定间隔进行立设；和一根梁部件，其架设固定于该两根柱部件的上端面；导轨部件，上述导轨部件设置于梁部件；移动控制机器人，上述移动控制机器人能够在该导轨部件上往复移动；和撕裂加工单元，上述撕裂加工单元设置于该移动控制机器人，上述门式撕裂加工装置的特征在于，柱部件和梁部件具有：外壳部分、包含在该外壳部分内的填充部分、和沿着柱部件和梁部件的长轴方向贯通该填充部分而成的空洞部分。根据本发明的门式撕裂加工装置，能够解决上述的问题。

即，本发明的门式撕裂加工装置的门式框架具有规定的内部构造，因此能够发挥优异的刚性。

另外，具有规定的内部构造，因此能够为了抑制振动的影响而将重量增大规定量以上，另一方面，能够为了抑制因自重产生弯曲应力而在规定的范围内实现轻型化。

其结果是，即便在增大了门式框架的尺寸的情况下，也能够发挥优异的抗振性和尺寸稳定性。

因此，能够不依赖于工厂内的卡圈境，而稳定地实施规定剩余厚度±5μm级的高精度的撕裂加工。

另外，通过增大门式框架的尺寸，即便在将作为实施撕裂加工的对象的工件的种类例如从右舵用的仪表板变更为左舵用的仪表板的情况下，也无需重新设置门式框架，因此能够稳定地维持撕裂加工精度，并且容易应对工件变更。

另外，优选在构成本发明的门式撕裂加工装置时，由钢管构成外壳部分，并且由砂浆材料构成填充部分。

通过这样构成，能够提高柱部件和梁部件的刚性并容易调节重量，并且还能够有效地抑制门式框架的热膨胀、热收缩，因此能够进一步有效地提高门式框架的抗振性和尺寸稳定性。

另外，优选在构成本发明的门式撕裂加工装置时，砂浆材料是无收缩砂浆材料。

通过这样构成，能够抑制在外壳部分与填充部件之间产生不规则的空隙，从而能够有效地抑制由这种空隙引起的强度降低、产生共振。

另外，优选在构成本发明的门式撕裂加工装置时，柱部件和梁部件具有多个空洞部分。

通过这样构成，能够进一步有效地提高柱部件和梁部件的刚性，并且容易调节重量，从而能够进一步有效地提高门式框架的抗振性和尺寸稳定性。

另外，优选在构成本发明的门式撕裂加工装置时，使柱部件的长轴方向的长度为90～150cm的范围内的值，使截面的最大直径为28～42cm的范围内的值，并且使重量为130～230kg的范围内的值。

通过这样构成，能够不损害优异的抗振性和尺寸稳定性，而使门式框架的高度为足以对各种工件进行撕裂加工的高度。

此外，在本发明中，所谓“截面”是指通过与柱部件的长轴方向正交的面进行了剖切的情况下的截面，在梁部件中也相同。

另外，优选在构成本发明的门式撕裂加工装置时，使梁部件的长轴方向的长度为280～350cm的范围内的值，使截面的最大直径为26～40cm的范围内的值，并且使重量为350～450kg的范围内的值。

通过这样构成，能够不损害优异的抗振性和尺寸稳定性，而使门式框架的横向宽度为足以对各种工件进行撕裂加工的长度。

另外，优选在构成本发明的门式撕裂加工装置时，使柱部件和梁部件的截面的填充部分的面积与空洞部分的面积之比(填充部分的面积比例:空洞部分的面积比例)为85:15～65:35的范围内的值。

通过这样构成，能够提高柱部件和梁部件的刚性，并且在合适的范围内调节重量，从而进一步有效地提高门式框架的抗振性和尺寸稳定性。

另外，优选在构成本发明的门式撕裂加工装置时，使移动控制机器人的重量为125～145kg的范围内的值。

通过这样构成，能够抑制由外部卡圈境引起的振动的影响，并且还能够有效地抑制因移动控制机器人的运动而产生振动。

另外，优选在构成本发明的门式撕裂加工装置时，撕裂加工单元是从由立铣刀、热熔融刀、超声波切割器、激光切割器和刀型切割器构成的组中选择的至少一种。

通过这样构成，能够更加稳定地实施高精度的撕裂加工。

附图说明

图1中的(a)～(b)是用于说明本发明的门式撕裂加工装置的图。

图2中的(a)～(b)是用于说明门式框架的内部构造的图。

图3中的(a)～(b)是用于说明作为工件的车辆用内部装饰部件的图。

图4中的(a)～(b)是用于说明气囊断裂槽的图。

图5中的(a)～(b)是用于说明气囊断裂槽的深度的测定方法的图。

图6是用于说明门式框架的制造方法的图。

图7是用于说明移动控制机器人和撕裂加工单元的图。

图8中的(a)～(b)是用于说明通过撕裂加工单元形成气囊断裂槽的形成方法的图。

图9是用于说明现有的撕裂加工装置的图。

图10是用于说明现有的切削装置的图。

具体实施方式

如图1中的(a)～(b)所示，本发明的实施方式是一种门式撕裂加工装置1，具有：门式框架100，上述门式框架100具有：两根柱部件10，它们以规定间隔进行立设；和一根梁部件20，其架设固定于该两根柱部件10的上端面；导轨部件210，上述导轨部件210设置于梁部件20；移动控制机器人300，上述移动控制机器人300能够在该导轨部件210上往复移动；和撕裂加工单元400，上述撕裂加工单元400设置于该移动控制机器人300，如图2中的(a)～(b)所示，上述门式撕裂加工装置1的特征在于，柱部件10和梁部件20具有：外壳部分(12、22)、包含在该外壳部分(12、22)内的填充部分(14、24)、和沿着柱部件10和梁部件20的长轴方向(与纸面正交的方向)贯通该填充部分(14、24)而成的空洞部分(16、26)。

以下，基本上参照图1中的(a)～(b)，在首先说明了使用本发明的门式撕裂加工装置1的撕裂加工的概要之后，再具体说明本发明的门式撕裂加工装置1的结构。

此外，图1中的(a)是门式撕裂加工装置1的主视图，图1中的(b)是门式撕裂加工装置1的侧视图。

另外，图2中的(a)～(b)是使构成门式框架100的柱部件10或者梁部件20在与长轴方向正交的面进行了剖切的情况下的剖视图。

更具体而言，图2中的(a)是具有两个空洞部分16(26)，并且这两个空洞部分16(26)的截面形状为圆形的柱部件10或者梁部件20的剖视图，图2中的(b)是具有一个空洞部分16(26)，并且这一个空洞部分16(26)的截面形状为四边形的柱部件10或者梁部件20的剖视图。

1.撕裂加工的概要

使用本发明的门式撕裂加工装置1的撕裂加工通过包含下述工序(a)～(e)的方法来实施。

(a)工序，将工件800载置·固定于固定用夹具500；

(b)工序，使用撕裂加工单元400对工件800实施撕裂加工；

(c)工序，使用传感器测定通过撕裂加工而形成的气囊断裂槽的深度或者剩余厚度；

(d)工序，将被实施了撕裂加工的工件800从固定用夹具500取下并回收；和

(e)工序，根据工件800的种类变更来更换固定用夹具500。

以下，说明各工序的概要。

(1)工序(a)

工序(a)是将工件800载置·固定于固定用夹具500的工序。

首先，在本发明中，成为撕裂加工的对象的工件800是在内侧收容有气囊装置的车辆用内部装饰部件，具体而言，列举图3中的(a)所示的仪表板800、图3中的(b)所示的门面板800。

这些车辆用内部装饰部件是由树脂材料构成的成型品，可以是单层构造，也可以是例如由硬质的基材层、发泡层和表皮层构成的层叠构造。

此外，图3中的(a)是仪表板800的立体图，图3中的(b)是门面板800的立体图。

另外，对通过撕裂加工而形成的气囊断裂槽，要求无法从工件800的表面侧，即从向车辆内露出的一侧进行目视观察确认的性质、所谓隐藏性。

因此，如图4中的(a)～(b)所示，气囊断裂槽820需要从工件800的背面侧被实施为不贯通工件800的表面侧。

因此，将工件800的被实施撕裂加工的背面侧在朝向加工区域侧，即朝向撕裂加工单元400所在的上方的状态下，稳定地载置·固定于固定用夹具500。

另外，工件800相对于固定用夹具500的载置，可以机械进行，也可以手动进行，还可以并用机械与手动。

另外，工件800相对于固定用夹具500的固定，能够通过经由在固定用夹具500设置的多个吸引孔的吸引和利用气缸的来自上方的按压而进行。

此外，图4中的(a)是通过一次撕裂加工形成气囊断裂槽820的状态下的单层构造的工件800的剖视图，图4中的(b)是通过两次撕裂加工形成气囊断裂槽820(820a、820b)的状态下的层叠构造的工件800的剖视图。

另外，在图4的(a)～(b)中，801表示基材层，802表示发泡层，803表示表皮层，900表示气囊装置。

(2)工序(b)

其次，工序(b)是使用撕裂加工单元400对工件800实施撕裂加工的工序。

在该工序中，相对于在使背面侧向上方露出的状态下载置·固定于固定用夹具500的工件800，使位于上方的立铣刀等的撕裂加工单元400三维高精度地移动，来形成气囊断裂槽。

此外，撕裂加工单元400的移动通过根据预先设定的控制信号三维地操作移动控制机器人300而自动地进行。

(3)工序(c)

其次，如图5中的(a)所示，工序(c)是使用传感器600测定通过撕裂加工而形成的气囊断裂槽820的深度Ld或者剩余厚度Lr的工序。

撕裂加工的精度是直接影响气囊展开的因素，是关乎人命的重大事项。

因此，该工序(c)从提高被实施了撕裂加工的工件800的品质保证的观点出发而被实施。

具体而言，能够使用激光测定***等的传感器600进行测定，但特别如图5中的(b)所示，通过在撕裂加工单元400的附近设置传感器600，能够使传感器600与撕裂加工单元400一起移动，从而能够高效地测定刚被形成的气囊断裂槽的深度等。

因此，工序(c)无需在工序(b)的结束后进行，优选边实施工序(b)边同时实施。

此外，无需遍及已形成的气囊断裂槽的全长进行基于传感器600的测定，只要仅在预先决定的规定位置进行检查即可。

此外，图5中的(a)是工件800和传感器600的剖视图，图5中的(b)是表示在撕裂加工单元400的附近设置有传感器600的方式的侧视图。

另外，图5中的(b)的箭头M表示撕裂加工单元400的行进方向。

(4)工序(d)

其次，工序(d)是将被实施了撕裂加工的工件800从固定用夹具500取下并回收的工序。

此外，从固定用夹具500取下工件800，可以机械进行，也可以手动进行，还可以并用机械与手动。

(5)工序(e)

其次，工序(e)是根据工件800的种类变更来更换固定用夹具500的工序。

该工序是仅在变更作为实施撕裂加工的对象的工件800的种类的情况下进行实施的工序，是取下固定于装置基台700的固定用夹具500，而安装另一种工件800用的另外的固定用夹具500的工序。

针对该点，如果是本发明的门式撕裂加工装置1，则如以下具体说明的那样，不必担心由外部卡圈境引起的振动、尺寸变化，由于能够增大门式框架100的尺寸，所以基本上相对于任意种类的工件800，仅通过更换固定用夹具500，便能够应对工件800的种类变更。

因此，无需将门式框架100重新设置于装置基台700，因此能够稳定地维持撕裂加工精度，并且容易应对工件800的种类变更。

2.门式撕裂加工装置

(1)门式框架

本发明的门式撕裂加工装置1的特征在于具备门式框架100，该门式框架100具有以规定间隔进行立设的两根柱部件10、和架设固定于该两根柱部件10的上端面的一根梁部件20。

以下说明构成门式框架100的柱部件和梁部件。

(1)－1柱部件

如图2中的(a)～(b)所示，本发明的柱部件10的特征在于，具有外壳部分12、包含在该外壳部分12内的填充部分14和沿着柱部件10的长轴方向贯通该填充部分14而成的空洞部分16。

该理由是因为，柱部件10包含外壳部分12和填充部分14，由此能够提高柱部件10的刚性，并且对柱部件10赋予规定的重量，因此能够提高抗振性和尺寸稳定性。

另一方面，若柱部件10的重量过大，则容易因自重产生弯曲应力，从而抗振性和尺寸稳定性容易降低。

针对该点，因为本发明的柱部件10具有空洞部分16，所以能够有效地增大截面二次力矩的值，因此能够保持规定的刚性，并且还实现轻型化。

因此，能够将柱部件10的刚性和重量的平衡调节在合适的范围内，其结果是，能够获得优异的抗振性和尺寸稳定性。

另外，优选外壳部分12由钢管构成，并且填充部分14由砂浆材料构成。

该理由是因为，通过这样构成，能够提高柱部件10的刚性且容易调节重量，并且还能够有效地抑制柱部件10的热膨胀、热收缩，因此能够进一步有效地提高门式框架的抗振性和尺寸稳定性。

即，由钢管构成外壳部分12，由此能够确保柱部件10的基本刚性，由砂浆材料构成填充部分14，由此能够有效地加强钢管实现的基本刚性，同时能够对柱部件10赋予规定的重量。

另外，由砂浆材料构成填充部分14，由此能够降低柱部件10的作为整体的导热率，能够抑制柱部件10的作为整体的热膨胀、热收缩。

另外，由砂浆材料构成填充部分14，由此如后所述，在形成空洞部分16时，使用螺旋状管道等的筒状部件18，由此在向钢管内流入、填充砂浆材料后，仅通过固化，便能够容易形成填充部分14和空洞部分16。

另外，作为构成外壳部分12的钢管的种类，不特别限制，但优选使用机械构造用碳钢管、机械构造用高碳钢管、机械构造用高强度钢管、机械构造用合金钢管、不锈钢管、一般构造用碳钢管等。

另外，作为钢管的厚度，通常优选为3～8mm的范围内的值，更加优选为4～5mm的范围内的值。

另外，针对构成外壳部分12的钢管的截面形状，如图2中的(a)～(b)所示，优选为四边形，但不特别限制，也可以为圆形、椭圆形、除四边形以外的多边形。

另外，优选构成填充部分14的砂浆材料为无收缩砂浆材料。

该理由是因为，如果是无收缩砂浆材料，则能够抑制在外壳部分12与填充部分14之间产生不规则的空隙，从而有效地抑制由这种空隙引起的强度降低、产生共振。

即，如果是无收缩砂浆，则流动性优异，因此能够与填充部分14的形状无关地，填充至各个角落，并且不会产生渗色(Bleeding)·凹陷(subsidence)，因此还能够有效地抑制在固化的过程中产生空隙。

此外，作为无收缩砂浆材料的种类，不特别限制，但优选使用水泥类型、矿渣类型、粘土类型、合成树脂类型、水玻璃类型、特殊二氧化硅类型中的任一种。

另外，如图2中的(a)所示，优选柱部件10具有多个空洞部分16。

该理由是因为，设置多个空洞部分16，由此能够进一步有效地提高柱部件10的刚性，并且容易调节重量，而能够进一步有效地提高门式框架的抗振性和尺寸稳定性。

即，如图2中的(a)所示，设置多个空洞部分16，由此虽也取决于空洞部分16的截面形状、配置，但能够有效地增大截面二次力矩的值，因此与如图2中的(b)所示设置单个的空洞部分16的情况相比较，能够保持规定的刚性，并且更加有效地实现轻型化。

另外，作为空洞部分16的数量，不特别限制，但优选根据外壳部分12的截面形状设置2～5个，更加优选设置2～3个。

另外，针对空洞部分16的截面形状，如图2中的(a)所示，优选为圆形，但不特别限制，也可以为椭圆形、多边形。

另外，优选使图1中的(a)所示的柱部件10的长轴方向的长度L1为90～150cm的范围内的值。

该理由是因为，若该长度L1为不足90cm的值，则存在门式框架100的高度不够，难以应对具有高度的工件800的情况。另一方面，若该长度L1为超过150cm的值，则存在柱部件10的刚性过度降低，或者容易因自重产生弯曲应力，由此抗振性和尺寸稳定性容易降低的情况。

因此，更加优选使柱部件10的长轴方向的长度L1的下限值为105cm以上的值，进一步优选为115cm以上的值。

另外，更加优选使柱部件的长轴方向的长度L1的上限值为135cm以下的值，进一步优选为125cm以下的值。

另外，优选使图2中的(a)所示的柱部件10的截面的最大直径L2为28～42cm的范围内的值。

该理由是因为，若该最大直径L2为不足28cm的值，则存在柱部件10的刚性过度降低，或者难以确保足够的重量，由此抗振性和尺寸稳定性容易降低的情况。另一方面，若该最大直径L2为超过42cm的值，则存在柱部件10的重量过大，容易因自重产生弯曲应力，由此抗振性和尺寸稳定性容易降低的情况。

因此，更加优选使柱部件10的截面的最大直径L2的下限值为30cm以上的值，进一步优选为32cm以上的值。

另外，更加优选使柱部件10的截面的最大直径L2的上限值为40cm以下的值，进一步优选为38cm以下的值。

另外，优选使柱部件10的重量为130～230kg的范围内的值。

该理由是因为，若该重量为不足130kg的值，则存在难以充分确保柱部件10的重量，由此抗振性容易降低的情况。另一方面，若该重量为超过230kg的值，则存在柱部件10的重量过大，容易因自重产生弯曲应力，由此抗振性和尺寸稳定性容易降低的情况。

因此，更加优选使柱部件10的重量的下限值为150kg以上的值，进一步优选为170kg以上的值。

另外，更加优选使柱部件10的重量的上限值为210kg以下的值，进一步优选为190kg以下的值。

另外，优选使柱部件10的截面的填充部分14的面积与空洞部分16的面积之比(填充部分的面积比例:空洞部分的面积比例)为85:15～65:35的范围内的值。

该理由是因为，在使填充部分14的面积比例与空洞部分16的面积比例之和为100的情况下，若空洞部分16的面积比例为不足15的值，则存在柱部件10的重量过大，容易因重量产生弯曲应力，由此抗振性和尺寸稳定性容易降低的情况。另一方面，若空洞部分16的面积比例为超过35的值，则存在柱部件10的刚性过度降低，或者难以充分确保重量，由此抗振性和尺寸稳定性容易降低的情况。

因此，更加优选使空洞部分16的面积比例的下限值为18以上的值，进一步优选为22以上的值。

另外，更加优选使空洞部分的面积比的上限值为32以下的值，进一步优选为28以下的值。

此外，如后所述，在形成空洞部分16时，在使用螺旋状管道等的筒状部件18的情况下，该筒状部件18的面积包含于填充部分14的面积之中。

(1)－2梁部件

如图2中的(a)～(b)所示，本发明的梁部件20的特征在于，具有外壳部分22、包含在该外壳部分22内的填充部分24和沿着梁部件20的长轴方向贯通该填充部分24而成的空洞部分26。

该梁部件20除与尺寸有关的点之外，基本上能够构成为与上述柱部件10相同。

因此，针对梁部件20，仅记载与柱部件10不同的点。

首先，优选使图1中的(a)所示的梁部件20的长轴方向的长度L3为280～350cm的范围内的值。

该理由是因为，若该长度L3为不足280cm的值，则存在门式框架100的横向宽度不够，难以应对具有横向宽度的工件800的情况。另一方面，若该长度L3为超过350cm的值，则存在梁部件20的刚性过度降低，或者容易因自重产生弯曲应力，由此抗振性和尺寸稳定性容易降低的情况。

因此，更加优选使梁部件20的长轴方向的长度L3的下限值为295cm以上的值，进一步优选为310cm以上的值。

另外，更加优选使梁部件20的长轴方向的长度L3的上限值为335cm以下的值，进一步优选为320cm以下的值。

另外，优选使图2中的(a)所示的梁部件20的截面的最大直径L4为26～40cm的范围内的值。

该理由是因为，若该最大直径L4为不足26cm的值，则存在梁部件20的刚性过度降低，或者难以确保充分的重量，由此抗振性和尺寸稳定性容易降低的情况。另一方面，若该最大直径L4为超过40cm的值，则存在梁部件20的重量过大，容易因自重产生弯曲应力，由此抗振性和尺寸稳定性容易降低的情况。

因此，更加优选使梁部件20的截面的最大直径L4的下限值为28cm以上的值，进一步优选为32cm以上的值。

另外，更加优选使梁部件20的截面的最大直径L4的上限值为38cm以下的值，进一步优选为36cm以下的值。

另外，优选使梁部件20的重量为350～450kg的范围内的值。

该理由是因为，若该重量为不足350kg的值，则存在难以充分确保梁部件20的重量，由此抗振性容易降低的情况。另一方面，若该重量为超过450kg的值，则存在梁部件20的重量过大，容易因自重产生弯曲应力，由此抗振性和尺寸稳定性容易降低的情况。

因此，更加优选使梁部件20的重量的下限值为370kg以上的值，进一步优选为390kg以上的值。

另外，更加优选使梁部件20的重量的上限值为430kg以下的值，进一步优选为410kg以下的值。

另外，在图1的(a)中，梁部件20的右端向比柱部件10靠右侧延伸，但这是为了确保退避场所，用于在工作人员进入加工区域时，从确保安全性的观点看，使移动控制机器人300向加工区域外退避和停止。

通过这样构成，能够防止两根柱部件10间的距离过长而使梁部件20产生挠曲，并且能够使控制机器人300可靠地向加工区域外退避和停止。

(1)－3制造方法

另外，作为门式框架100的制造方法，不特别限制，但特别地，在使用钢管作为外壳部分12，使用砂浆材料作为填充部分14的情况下，如图6所示，优选通过包含下述工序(A)～(F)的方法来制造。

(A)工序，在向外壳部分12的内部松弛***了筒状部件18的状态下，从外壳部分12的两侧，将板状盖部件11以将板状盖部件11的在内表面侧设置的固定卡圈11a松弛***筒状部件18的圆筒内的方式接合于外壳部分12，而获得柱部件10的骨架部分；

(B)工序，使填充材料从注入孔11b流入，该注入孔11b贯通于柱部件10的骨架部分的作为上端面的板状盖部件11，使填充材料在柱部件10的骨架部分中的外壳部分12的内部的除圆筒部分18所占据的区域以外的部分(以下，存在称为“填充预定部分”的情况)填充·固化后，封堵注入孔11b，获得柱部件10；

(C)工序，通过与(A)～(B)工序相同的工序，获得第二根柱部件10；

(D)工序，在通过与(A)工序相同的工序，获得梁部件20的骨架部分后，将用于将该梁部件20的骨架部分固定于两根柱部件10的架设用板状部件23设置于梁部件20的外侧面的同一侧的两个位置；

(E)工序，使填充材料从注入孔22b流入，该注入孔22b贯通梁部件20的骨架部分中的外壳部分22，使填充材料在梁部件20的骨架部分中的填充预定部分填充·固化后，封堵注入孔22b，获得梁部件20；和

(F)工序，将两根柱部件10的作为上端面的板状盖部件11的面与在梁部件20设置的两个架设用板状部件23的面接合·固定，而获得门式框架100。

即，在工序(A)～(E)中，在预先准备了刚性优异的两根柱部件10和一根梁部件20后，在工序(F)中，将它们组装，由此与在组装后填充了填充材料的情况相比较，能够抑制在高精度组装后产生挠曲，从而能够更有效地提高尺寸稳定性。

此外，图6是制造过程中的门式框架100的立体图。

另外，作为圆筒部件(18、28)，只要为管状，则不特别限制，但优选使用作为排气管道等被使用的螺旋状管道。

该理由是因为，如果是螺旋状管道，则将带钢边呈螺旋状卷绕边将带钢的两端压折重合而被形成，因此能够使填充材料沿着在螺旋状管道的外周面形成的螺旋条稳定地流入。

因此，在所得到的填充部分中，能够有效地抑制流入的不均匀性、因流入的不均匀性引起的气泡的产生等而产生空隙。

另外，如果是螺旋状管道，则通常由1mm以下的较薄的钢材形成，因此即便在无收缩砂浆材料等的填充材料因固化而稍微进行了膨胀的情况下，也能够容易变形而有效地缓和柱部件10、梁部件20的内部应力。

另外，作为板状盖部件(11、21)相对于外壳部分(12、22)的接合方法和架设用板状部件23相对于外壳部分22的接合方法，只要是能够获得充分的固定强度，并且所填充的填充材料不会向外部漏出的接合方法，则不特别限制，但特别地，在外壳部分(12、22)、板状盖部件(11、21)和架设用板状部件23均由钢材构成的情况下，优选通过焊接将它们接合。

另外，板状盖部件11的面与架设用板状部件23的面的接合方法也不特别限制，但在板状盖部件11和架设用板状部件23均由钢材构成的情况下，优选在通过门式铣刀将它们的接合面精密地形成平面后，经由在两部件的缘部设置的多个固定孔通过螺栓和螺母来固定。

另外，注入孔22b和注入孔11b的直径通常优选为25～35mm的范围内的值，优选通过钻头进行贯通。

此外，作为填充材料的固化时间，通常优选为12～20小时的范围内的值。

(2)导轨部件

如图1中的(a)～(b)所示，本发明的门式撕裂加工装置1的特征在于，具有导轨部件210，该导轨部件210设置于上述的门式框架100的梁部件20。

该导轨部件210是用于将后述的移动控制机器人300以能够在沿着梁部件20的方向上往复移动的方式安装于门式框架100的部件。

另外，导轨部件210的方式不被特别限制，但通常，如图1中的(a)～(b)所示，优选为如下的方式：导轨部件210在相对于梁部件20的上表面与梁部件20的长轴方向平行，且收容于梁部件20的内侧的范围内延伸配置，并且供移动控制机器人300稳定地咬合。

另外，作为导轨部件210的构成材料不被特别限制，但从加工性、尺寸稳定性等观点看，例如优选使用一般构造用轧制钢材。

(3)移动控制机器人

本发明的门式撕裂加工装置1的特征在于具备移动控制机器人300，该移动控制机器人300能够在上述导轨部件210上往复移动。

如图7所示，该移动控制机器人300优选构成为包含：X轴方向移动台座310，其在将上述导轨部件210设为X轴方向导轨部件210的情况下能够往复移动地安装于该X轴方向导轨部件210；Y轴方向导轨部件220，其固定于该X轴方向移动台座310；Y轴方向移动台座320，其能够往复移动地安装于该Y轴方向导轨部件220；Z轴方向导轨部件230，其固定于该Y轴方向移动台座320；Z轴方向移动台座330，其能够往复移动地安装于该Z轴方向导轨部件230；和撕裂加工单元固定部340，其设置于该Z轴方向移动台座330的下端。

通过这样构成，能够通过来自移动控制部(未图示)的控制信号使X轴方向移动台座310、Y轴方向移动台座320、Z轴方向移动台座330分别独立地沿着X轴方向导轨部件210、Y轴方向导轨部件220、Z轴方向导轨部件230往复移动，因此能够高精度地控制撕裂加工单元400的前端部的空间上的位置，进而能够实施高精度的撕裂加工。

此外，图7是安装有撕裂加工单元400的状态下的移动控制机器人300的立体图。

另外，优选使移动控制机器人300的重量为125～145kg的范围内的值。

该理由是因为，若移动控制机器人300的重量为不足125kg的值，则存在移动控制机器人300本身容易过度振动的情况。另一方面，若移动控制机器人300的重量为超过145kg的值，则存在在柱部件10、梁部件20中容易产生由移动控制机器人300的重量引起的弯曲应力，从而抗振性和尺寸稳定性容易降低的情况。

因此，更加优选使移动控制机器人300的重量的下限值为130kg以上的值，进一步优选为134kg以上的值。

另外，更加优选使移动控制机器人300的上限值为140kg以下的值，进一步优选为138kg以下的值。

此外，在本发明的门式撕裂加工装置1中，能够增大门式框架100的尺寸，因此移动控制机器人300每次对各工件800进行撕裂加工而往复的在导轨部件210上的规定的撕裂加工位置与退避场所的距离延长。

因此，在本发明的门式撕裂加工装置1中，从维持制造效率的观点看，要求使移动机器人300的移动速度形成快于以往的1m/秒的速度。

因此，作为撕裂加工条件，虽然随着移动控制机器人300的急加速、急减速而容易产生振动，但只要是本发明的门式撕裂加工装置1，则因为具备优异的抗振性，所以能够有效地抑制该振动。

(4)撕裂加工单元

本发明的门式撕裂加工装置1的特征在于具备撕裂加工单元400，该撕裂加工单元400能够通过上述移动控制机器人300进行移动控制。

该撕裂加工单元400只要是能够相对于作为工件800的车辆用内部装饰部件，以从背面侧朝向表面侧且不贯通至表面侧的方式形成断裂槽的加工单元，则不被特别限制，但优选从由立铣刀、热熔融刀、超声波切割器、激光切割器和刀型切割器构成的组中选择的至少一种。

该理由是因为，只要是上述的撕裂加工单元400，则能够更加稳定地实施高精度的撕裂加工。

此外，作为撕裂加工单元400相对于移动控制机器人300的设置方式，不特别限制，但如图7所示，优选撕裂加工单元400固定于移动控制机器人300中的撕裂加工单元固定部340的下端。

另外，如图7所示，优选相对于移动控制机器人300设置两种撕裂加工单元400。

该理由是因为，通过设置两种撕裂加工单元400，特别是如图4中的(b)所示，能够相对于层叠构造的工件800高效地形成第一气囊断裂槽820a和第二气囊断裂槽820b。

以下，如图8所示，举例说明使用立铣刀作为第一撕裂加工单元400a、使用刀型切割器作为第二撕裂加工单元400b的情况。

首先，如图8中的(a)所示，在以使第一气缸臂410a延伸突出，另一方面使第二气缸臂410b退缩，从而仅第一撕裂加工单元400a被用于撕裂加工的方式进行了控制后，形成相对于工件800中的基材层801的全部厚度相对宽幅的第一气囊断裂槽820a。

其次，如图8中的(b)所示，在以使第一气缸臂410a退缩，另一方面使第二气缸臂410b延伸突出，从而仅第二撕裂加工单元400b被用于撕裂加工的方式进行了控制后，形成从所形成的第一气囊断裂槽820a中的发泡层802至表皮层803的一半的相对窄幅的第二气囊断裂槽820b。

此外，以使第一撕裂加工单元400a和第二撕裂加工单元400b与形成气囊断裂槽的预定线平行的方式控制撕裂加工单元固定部340的方向，由此也能够不单独而连续地形成第一气囊断裂槽820a和第二气囊断裂槽820b。

此外，图8中的(a)是表示通过第一撕裂加工单元400a进行撕裂加工的样子的主视图，图8中的(b)是表示通过第二撕裂加工单元400b进行撕裂加工的样子的主视图。

(5)固定用夹具

本发明的门式撕裂加工装置1具备固定用夹具500，用于在对作为工件800的车辆用内部装饰部件实施撕裂加工时，在撕裂加工单元400的下方的加工区域载置·固定工件800。

该理由是因为，在实施高精度的撕裂加工时，需要将作为立体成型而得的工件800的车辆用内部装饰部件的、被实施撕裂加工的背面侧在朝向加工区域侧，即朝向上方的状态下，稳定地载置·固定。

因此，图1中的(a)～(b)所示的固定用夹具500的载置部分510的表面形状构成为与工件800的表面侧的表面形状一致的立体形状。

作为该固定用夹具500的构成材料，不被特别限定，但针对基础部分520，从提高设置稳定性的观点看，优选使用一般构造用轧制钢材，针对载置部分510，从轻型化和加工性的观点看，优选使用铝、工程塑料。

另外，优选设置在固定用夹具500的载置部分510的表面开口而成的多个吸引孔512。

该理由是因为，使用真空泵等吸引装置530从固定用夹具500的背面侧经由吸引孔512进行吸引，由此能够将载置于载置部分510的工件800稳定地固定于载置部分510。

此外，固定用夹具500需要根据工件800的种类来变更，但由于固定用夹具500与门式框架100单独地固定于装置基台700，所以即便在变更了固定用夹具500的情况下，也不会对门式框架100的设置精度造成影响。

(6)传感器

本发明的门式撕裂加工装置1优选具备传感器，该传感器用于测定在工件800形成的气囊断裂槽的深度或者剩余厚度。

该理由是因为，通过与对各个工件800实施撕裂加工的同时，测定气囊断裂槽的深度等，能够最大限度地提高得到的被实施了撕裂加工的工件800的品质保证。

作为该传感器的种类，不被特别限制，例如除了图5中的(a)所示的激光测定***之外，也能够采用红外线测定***或者涡流方式。

另外，特别是，激光测定***设置于撕裂加工单元400的附近，更具体而言，如图5中的(b)所示设置于撕裂加工单元固定部340，由此能够使传感器600与撕裂加工单元400一起移动，从而能够高效地测定刚被形成的气囊断裂槽的深度等。

(7)装置基台

另外，如图1中的(a)～(b)所示，本发明的门式撕裂加工装置1优选具备装置基台700，该装置基台700用于供门式框架100、固定用夹具500等设置。

该理由是因为，通过具备装置基台700，即便在设置场所的地板不是水平的情况下，也能够通过微调多个调节螺钉部件730而将门式撕裂加工装置1设置为水平。

另外，装置基台700在基础部分710上具备夹具工作台720，由此固定用夹具500相对于装置基台700的设置、拆卸作业变得容易，并且工件800相对于固定用夹具500的载置、拆卸作业也变得容易。

此外，装置基台700优选为图1中的(a)～(b)所示的框架构造。

另外，该框架构造也可以为与门式框架100相同的内部构造，但经验证实，即便是中空的钢管，也能够保持优异的抗振性和尺寸稳定性。

工业上的可利用性

根据本发明的门式撕裂加工装置，将立铣刀等的撕裂加工单元能够移动地搭载于具有规定的内部构造的门式框架，因此能够发挥优异的抗振性和尺寸稳定性，而稳定地实施高精度的撕裂加工，并且能够容易应对工件的种类变更。

因此，本发明的门式撕裂加工装置，能够期待显著有助于被要求规定剩余厚度±5μm级的精度，并且频繁进行工件的种类变更的气囊断裂槽形成加工的高品质化和高效化。

附图标记说明：

1…门式撕裂加工装置；10…柱部件；11…柱部件的板状盖部件；11a…固定卡圈；11b…注入孔；12…柱部件的外壳部分；14…柱部件的填充部分；16…柱部件的空洞部分；18…柱部件的筒状部件；20…梁部件；21…梁部件的板状盖部件；22…梁部件的外壳部分；22b…注入孔；23…架设用板状部件；24…梁部件的填充部分；26…梁部件的空洞部分；28…梁部件的筒状部件；100…门式框架；210…X轴方向导轨部件；220…Y轴方向导轨部件；230…Z轴方向导轨部件；300…移动控制机器人；310…X轴方向移动台座；320…Y轴方向移动台座；330…Z轴方向移动台座；340…撕裂加工单元固定部；400…撕裂加工单元；400a…第一撕裂加工单元；400b…第二撕裂加工单元；410a…第一气缸臂；410b…第二气缸臂；500…固定用夹具；510…载置部分；520…固定用夹具的基础部分；512…吸引孔；530…吸引装置；600…传感器；700…装置基台；710…装置基台的基础部分；720…夹具工作台；730…调节螺钉部件；800…工件；801…基材层；802…发泡层；803…表皮层；820…气囊断裂槽；820a…第一气囊断裂槽；820b…第二气囊断裂槽；900…气囊装置。

Claims (6)

1.一种门式撕裂加工装置，具有：

门式框架，所述门式框架具有：两根柱部件，它们以规定间隔进行立设；和一根梁部件，其架设固定于该两根柱部件的上端面；

导轨部件，所述导轨部件设置于所述梁部件；

移动控制机器人，所述移动控制机器人能够在该导轨部件上往复移动；和

撕裂加工单元，所述撕裂加工单元设置于该移动控制机器人，

所述门式撕裂加工装置的特征在于，

所述柱部件和梁部件具有：

外壳部分；

填充部分，所述填充部分包含在该外壳部分内；和

多个空洞部分，所述多个空洞部分沿着所述柱部件和梁部件的长轴方向贯通该填充部分而成，

所述外壳部分由钢管构成，并且所述填充部分由砂浆材料构成，

使所述柱部件和梁部件的截面中的所述填充部分的面积与所述空洞部分的面积之比为85:15～65:35的范围内的值。

2.根据权利要求1所述的门式撕裂加工装置，其特征在于，

所述砂浆材料是无收缩砂浆材料。

3.根据权利要求1或2所述的门式撕裂加工装置，其特征在于，

使所述柱部件的长轴方向的长度为90～150cm的范围内的值，使截面中的最大直径为28～42cm的范围内的值，并且使重量为130～230kg的范围内的值。

4.根据权利要求1或2所述的门式撕裂加工装置，其特征在于，

使所述梁部件的长轴方向的长度为280～350cm的范围内的值，使截面中的最大直径为26～40cm的范围内的值，并且使重量为350～450kg的范围内的值。

5.根据权利要求1或2所述的门式撕裂加工装置，其特征在于，

使所述移动控制机器人的重量为125～145kg的范围内的值。

6.根据权利要求1或2所述的门式撕裂加工装置，其特征在于，

所述撕裂加工单元是从由立铣刀、热熔融刀、超声波切割器、激光切割器和刀型切割器构成的组中选择的至少一种。

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