車両内装部品用のレーザー加飾装置及び方法
【課題】車両内装部品の表面に、位置ズレがなく正確に絵柄を描画することができる車両内装部品用のレーザー加飾装置を提供すること。
【解決手段】レーザー加飾装置１において、ＣＣＤカメラ６は、部品設置用治具の認識マーク９を撮影してその位置を検出する。形状センサ７は、受け治具４に設置されている車両内装部品２の形状を検出する。ＣＰＵ１１は、ＣＣＤカメラ６による認識マーク９の検出結果に基づいて受け治具４に設置されている車両内装部品２の仮想形状を算出し、その仮想形状と形状センサ７による検出形状とのズレ量を求める。ＣＰＵ１１は、ズレ量に基づいてロボット５を駆動し、仮想形状と検出形状とが一致するよう受け治具４を移動させる。ＣＰＵ１１はレーザーマーカー３を駆動して車両内装部品２にレーザーを照射し、その表面２ａに絵柄を描画する。
【解決手段】レーザー加飾装置１において、ＣＣＤカメラ６は、部品設置用治具の認識マーク９を撮影してその位置を検出する。形状センサ７は、受け治具４に設置されている車両内装部品２の形状を検出する。ＣＰＵ１１は、ＣＣＤカメラ６による認識マーク９の検出結果に基づいて受け治具４に設置されている車両内装部品２の仮想形状を算出し、その仮想形状と形状センサ７による検出形状とのズレ量を求める。ＣＰＵ１１は、ズレ量に基づいてロボット５を駆動し、仮想形状と検出形状とが一致するよう受け治具４を移動させる。ＣＰＵ１１はレーザーマーカー３を駆動して車両内装部品２にレーザーを照射し、その表面２ａに絵柄を描画する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体的な形状を有する車両内装部品の表面に、レーザーを照射して絵柄を描く車両内装部品用のレーザー加飾装置及びレーザー加飾方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両内装部品などでは、デザイン性や品質を高めるために樹脂成形体の表面に装飾を加えるようにした加飾部品（例えば、コンソールボックス、インストルメントパネル、アームレストなど）が多く実用化されている。このような加飾部品に装飾を加える従来の加飾方法としては、水圧転写が一般的に用いられている。水圧転写とは、水面上に特殊フィルムを浮かべ、そのフィルムに印刷された所定の絵柄（木目模様や幾何学模様などの絵柄）を水圧によって樹脂成形体の表面に転写する技術である。この技術によれば、三次元曲面への印刷を行うことができる。
【０００３】
ところが、水圧転写を行う場合、樹脂成形体への絵柄の転写時に、絵柄が伸びたり歪んだりすることが多い。この結果、絵柄を正確に付加することができず、絵柄のバラツキが生じてしまうため、製品の歩留まりが悪化して製造コストが嵩んでしまう。従って、水圧転写とは異なる手法で樹脂成形体の表面上に絵柄を付加して装飾する新たな技術の開発が望まれている。
【０００４】
そこで、本発明者らは、車両内装部品の加飾方法として、レーザー描画によって部品表面に絵柄を描画する方法を検討している。レーザー描画は、部品表面にレーザーを照射し、レーザーによって与えられた熱により部品表面の状態を変化させて、絵柄を描くようにした加飾方法である。
【０００５】
車両内装部品は、立体的な形状を有する部品であり、その表面にレーザー描画を行う場合、レーザーの焦点距離がずれると、描画不良（意匠のかすれや継ぎ目のずれ等）が生じる。このため、部品表面の三次元的な位置を正確に把握する必要がある。従来、位置センサと距離センサとを利用して三次元位置を検出する検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
図５には、その三次元位置検出装置を用いて構成したレーザー加飾装置２１の具体例を示している。図５に示されるように、レーザー加飾装置２１は、車両内装部品２２の表面にレーザーを照射するためのレーザーマーカー２３と、レーザーマーカー２３の位置を移動させるロボット２４と、部品表面の位置を検出する位置センサ２５と、部品表面の距離を測定する距離センサ２６とを備えている。
【０００７】
レーザーマーカー２３は、レーザー出力部２３ａが車両内装部品２２と対向するように配置されている。そのレーザーマーカー２３において、レーザー出力部２３ａの近傍の異なる位置に位置センサ２５と距離センサ２６とが配置されている。そして、位置センサ２５と距離センサ２６とが検出した情報に基づいて、部品表面の三次元形状を把握し、レーザーマーカー２３により、部品表面にレーザーを照射することで部品表面に絵柄が描画される。
【０００８】
現在、一般的に使用されるレーザーマーカー２３では、レーザーの走査が可能な照射領域は３０ｃｍ角程度の比較的小さな領域となっている。従って、車両内装部品２２のサイズが大きく、部品表面に絵柄を描く描画領域がレーザーの照射領域よりも大きくなる場合がある。この場合、図６に示されるように、ロボット２４によってレーザーマーカー２３の姿勢を変更した後に、レーザー描画が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３５１５６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、レーザーマーカー２３の姿勢を変更すると、位置センサ２５の検出結果と距離センサ２６の検出結果とが一致しない状況になる。この場合、部品表面の三次元形状を正確に測定することができず、レーザーの焦点距離にズレが生じ、正確な絵柄を部品表面に描画できなくなる。車両内装部品２２の表面に描画される絵柄は、比較的微細な模様（例えば、幾何学模様や木目模様など）であり、模様の位置ズレが１００μｍ程度生じた場合でも、その位置ズレが目視で認識されてしまう。このため、車両内装部品２２に要求される描画意匠性を十分に確保することができなくなる。
【００１１】
この問題を回避するために、図７に示されるように、距離センサ２６の個数を増やして部品表面の正確な距離を把握する手法が考えられる。しかしながら、距離センサ２６を増やす場合でも、車両内装部品２２の大きさに応じて、距離センサ２６の間隔や取り付け位置等を調整しないと、部品表面の正確な距離を把握することが困難となる。この場合、距離センサ２６の部品コストが増大することに加え、部品変更時等の作業が煩雑となりコストアップの要因となってしまう。
【００１２】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両内装部品の表面に、位置ズレがなく正確に絵柄を描画することができる車両内装部品用のレーザー加飾装置及びレーザー加飾方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、手段１に記載の発明は、立体的な形状を有する車両内装部品の表面に、レーザーを照射して絵柄を描くレーザー加飾装置であって、前記レーザーの照射点を走査して前記絵柄を描くためのレーザー照射手段と、前記レーザー照射手段と対向する位置に配置される治具であって、前記車両内装部品が設置可能であるとともに、位置検出用の認識部を有する部品設置用治具と、前記部品設置用治具を移動させる治具移動手段と、前記認識部の位置を検出する位置検出手段と、前記部品設置用治具に設置されている前記車両内装部品の形状を検出する形状検出手段と、前記位置検出手段の検出結果に基づいて、前記部品設置用治具に設置されている前記車両内装部品の仮想形状を算出し、その仮想形状と前記形状検出手段が検出した検出形状とのズレ量を求めるとともにそのズレ量を補正して前記絵柄を描くための処理を行う補正手段とを備えることを特徴とする車両内装部品用のレーザー加飾装置をその要旨とする。
【００１４】
手段１に記載の発明によると、部品設置用治具における車両内装部品の設置ズレや部品設置用治具の位置ズレが生じた場合、位置検出手段や形状検出手段を利用して、そのズレ量を正確に求めることができる。そして、補正手段によってズレ量に応じた補正を行うことにより、車両内装部品の表面に絵柄を正確に描画することができる。
【００１５】
手段２に記載の発明は、手段１において、前記補正手段は、前記ズレ量に基づいて前記治具移動手段を駆動し、前記仮想形状と前記検出形状とが一致するよう前記部品設置用治具を移動させることをその要旨とする。
【００１６】
手段２に記載の発明によると、部品設置用治具における車両内装部品の設置ズレや部品設置用治具の位置ズレが生じている場合、補正手段によって治具移動手段が駆動され、レーザー照射手段の照射領域に対応した所定の位置に車両内装部品を移動させることができる。この結果、レーザー照射手段によって、車両内装部品の表面に絵柄を効率よく正確に描画することができる。
【００１７】
手段３に記載の発明は、手段１において、前記補正手段は、前記ズレ量に基づいて前記レーザー照射手段によるレーザーの照射領域を補正することをその要旨とする。
【００１８】
手段３に記載の発明によると、部品設置用治具における車両内装部品の設置ズレや部品設置用治具の位置ズレが生じている場合、そのズレ量に基づいてレーザー照射手段によるレーザーの照射領域が補正されるので、車両内装部品の表面に絵柄を正確に描画することができる。またこの場合、治具移動手段によって部品設置用治具を移動させる必要がないため、ズレ量に応じた補正を迅速に行うことができる。
【００１９】
手段４に記載の発明は、手段１乃至３のいずれかにおいて、前記治具移動手段は、前記部品設置用治具を上下方向、左右方向及び回転方向に移動可能なロボットであることをその要旨とする。
【００２０】
手段４に記載の発明によると、治具移動手段としてロボットを使用することにより、部品設置用治具の姿勢を自由に調整することができる。このため、補正手段が求めたズレ量に応じて、部品設置用治具を迅速かつ正確に移動させることができる。
【００２１】
手段５に記載の発明は、手段１乃至４のいずれかにおいて、前記認識部は、前記部品設置用治具において、前記車両内装部品の設置面に対して反対側となる裏面側に設けられた認識マークであることをその要旨とする。
【００２２】
手段５に記載の発明によると、部品設置用治具の裏面側に認識部としての認識マークが設けられているので、レーザー照射手段の反対側に設置した位置検出手段によって、部品設置用治具の認識マークの位置を確実に検出することができる。具体的には、車両内装部品のサイズや形状によって、異なる種類の部品設置用治具が用いられた場合でも、各部品設置用治具の裏面側の所定位置に認識マークを設けることにより、車両内装部品が邪魔になることがなく、部品設置用治具の位置を正確に検出することができる。従って、車両内装部品のサイズや形状が異なる場合でも、ズレ量に応じた補正を確実に行うことができ、車両内装部品の表面に絵柄を正確に描画することができる。
【００２３】
手段６に記載の発明は、立体的な形状を有する車両内装部品の表面に、レーザーを照射して絵柄を描くレーザー加飾方法であって、前記車両内装部品を設置している部品設置用治具に設けられた認識部の位置を検出する位置検出ステップと、前記部品設置用治具に設置されている前記車両内装部品の形状を検出する形状検出ステップと、前記認識部の検出結果に基づいて、前記部品設置用治具に設置されている前記車両内装部品の仮想形状を算出し、その仮想形状と前記形状検出ステップで検出した検出形状とのズレ量を求めるとともにそのズレ量を補正して前記絵柄を描くための処理を行う補正ステップとを含むことを特徴とする車両内装部品用のレーザー加飾方法をその要旨とする。
【００２４】
手段６に記載の発明によると、部品設置用治具における車両内装部品の設置ズレや部品設置用治具の位置ズレが生じた場合、そのズレ量を正確に求めることができる。そして、ズレ量に応じた補正を行うことにより、車両内装部品の表面に絵柄を正確に描画することができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上詳述したように、手段１〜６に記載の発明によると、車両内装部品の表面に、位置ズレがなく正確に絵柄を描画することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】一実施の形態のレーザー加飾装置を示す概略構成図。
【図２】形状センサのラインビームを示す斜視図。
【図３】受け治具の移動方向を示す斜視図。
【図４】レーザー加飾方法を示す説明図。
【図５】従来のレーザー加飾装置を示す概略構成図。
【図６】従来のレーザー加飾装置を示す概略構成図。
【図７】従来のレーザー加飾装置を示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を車両内装部品用のレーザー加飾装置に具体化した一実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２８】
図１に示されるように、レーザー加飾装置１は、立体的な形状を有する車両内装部品２の表面に、レーザーを照射して絵柄を描く装置である。本実施の形態の車両内装部品２は、例えばＡＢＳ樹脂を用いて略半円柱形状に成形された樹脂成形品であり、幅６０ｃｍ×長さ１００ｃｍ程度のサイズを有している。また、車両内装部品２における湾曲した外側の表面２ａに塗装膜が形成されており、レーザー加飾装置によって、その表面２ａの塗装膜上に所定の絵柄（例えば、幾何学模様の絵柄）が描画される。
【００２９】
本実施の形態のレーザー加飾装置１は、レーザーを照射するレーザーマーカー３、車両内装部品２が設置可能な受け治具４、受け治具４を移動させるためのロボット５、受け治具４の位置を検出するためのＣＣＤカメラ６、車両内装部品２の形状を検出するための形状センサ７、及び制御装置８等を備えている。
【００３０】
レーザーマーカー３は、高さ方向であるＺ方向の焦点を調整しつつ、水平方向であるＸ−Ｙ方向にレーザーの焦点を走査して、車両内装部品２の表面２ａに絵柄を描くためのレーザー照射手段である。本実施の形態におけるレーザーマーカー３は、装置上部に移動不能に固定されている。また、レーザーマーカー３の走査可能なレーザーの照射領域は、例えば、Ｘ方向３０ｃｍ、Ｙ方向３０ｃｍの領域である。
【００３１】
受け治具４は、レーザーマーカー３と対向する位置に配置された部品設置用治具であり、その上面４ａの中央部に車両内装部品２を設置している。受け治具４において、車両内装部品２の設置面４ａ（図１では上面）の反対側となる裏面４ｂ（図１では下面）側に、認識マーク９（認識部）が設けられている。本実施の形態の認識マーク９としては、受け治具４の位置検出用のマーク（例えば、トンボのマーク）や受け治具４の傾き角度に対応したマークが設けられている。
【００３２】
ＣＣＤカメラ６は、受け治具４の下方に設けられた位置検出手段であり、受け治具４の下方側から認識マーク９の画像を撮影する。そして、ＣＣＤカメラ６が撮影した画像に基づいて、認識マーク９の位置、すなわち受け治具４の位置が検出される。
【００３３】
形状センサ７は、レーザー照射によって部品形状を非接触で測定する形状検出手段であり、レーザーマーカー３におけるレーザー出力部３ａの近傍に設けられている。本実施の形態の形状センサ７には、図２に示されるように、Ｘ方向及びＹ方向に幅広のラインビームを照射する２つの測定センサ７ａ，７ｂが設けられており、これらセンサ７ａ，７ｂの検出結果に基づいて、受け治具４に設置されている車両内装部品２の形状を検出する。
【００３４】
ロボット５は、受け治具４に接続されたアーム５ａを駆動することで、受け治具４を上下方向、左右方向及び回転方向に移動させる。具体的には、本実施の形態のロボット５は、図３に示されるように、車両内装部品２を設置した受け治具４を、水平方向であるＸ方向及びＹ方向、高さ方向であるＺ方向に移動させる機構を備えている。また、このロボット５は、受け治具４をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向を軸として回転させる機構を備えている。
【００３５】
制御装置８は、ＣＰＵ１１、ＨＤＤ１２（ハードディスクドライブ）、ＲＡＭ１３等からなる周知のコンピュータにより構成されている。制御装置８は、レーザーマーカー３、ロボット５、ＣＣＤカメラ６及び形状センサ７に電気的に接続されており、各種の駆動信号によってそれらを制御する。
【００３６】
ＨＤＤ１２には、車両内装部品２の三次元形状を示す形状データ、車両内装部品２に描画する絵柄に応じた柄データなどのデータ、レーザーマーカー３及びロボット５を制御するための制御プログラムなどが記憶されている。ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１１のワークエリアとして使用されるメモリである。ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３を利用して制御プログラムを実行し、装置全体を統括的に制御する。
【００３７】
次に、本実施の形態のレーザー加飾装置１を用いた車両内装部品２の加飾方法について説明する。
【００３８】
先ず、作業者によって車両内装部品２が受け治具４に設置された後、制御装置８に設けられている処理開始ボタン（図示略）が操作されることにより、レーザー加飾装置１による処理が開始される。
【００３９】
具体的には、制御装置８のＣＰＵ１１は、ＣＣＤカメラ６を駆動して、受け治具４の認識マーク９を撮影する。そして、ＣＰＵ１１は、認識マーク９の画像データをＣＣＤカメラ６から受け取り、その画像データに基づいて認識マーク９の位置、すなわち受け治具４の位置を検出する（位置検出ステップ）。その後、ＣＰＵ１１は、形状センサ７を駆動し、受け治具４に設置されている車両内装部品２の形状を検出する（形状検出ステップ）。
【００４０】
また、補正手段としてのＣＰＵ１１は、車両内装部品２２の形状データをＨＤＤ１２からＲＡＭ１３に読み出し、その形状データと認識マーク９の位置検出結果とに基づいて、受け治具４に設置されている車両内装部品２の仮想形状を算出する。さらに、ＣＰＵ１１は、その仮想形状と形状検出ステップで検出した検出形状とのズレ量を求め、ズレ量を補正するための処理を行う。具体的には、ＣＰＵ１１は、ズレ量に基づいてロボット５を駆動し、仮想形状と検出形状とが一致するよう受け治具４を移動させる（補正ステップ）。
【００４１】
その後、ＣＰＵ１１は、絵柄に応じた柄データをＨＤＤ１２からＲＡＭ１３に読み出し、その柄データに基づいてレーザーマーカー３を駆動する（レーザー描画ステップ）。この結果、柄データに応じてレーザーの照射点が走査され、車両内装部品２の表面２ａに絵柄が描画される。
【００４２】
本実施の形態では、レーザーマーカー３が走査可能なレーザーの照射領域は、車両内装部品２の表面２ａに絵柄を描く描画領域よりも小さい領域である。つまり、車両内装部品２の表面２ａの描画領域は複数の照射領域からなり、照射領域毎に分割してレーザーマーカー３による描画処理が行われる。具体的には、レーザーマーカー３による所定の照射領域へのレーザー照射を終了した後、別の照射領域へのレーザー照射の移行時に、ＣＰＵ１１は、ロボット５を駆動して受け治具４を移動させる（図４参照）。なお、図４の具体例では、ロボット５によって受け治具４を回転させて、車両内装部品２の側面（図４では左側面）をレーザーマーカー３に対向させる。
【００４３】
ここで、ＣＰＵ１１は、上述したＣＣＤカメラ６による位置検出ステップ、形状センサ７による形状検出ステップ、及び補正ステップを行い、車両内装部品２の仮想形状と検出形状とのズレ量を求める。そして、位置ズレがある場合には、ＣＰＵ１１はロボット５を駆動して、仮想形状と検出形状とが一致するよう受け治具４を移動させる。
【００４４】
その後、ＣＰＵ１１は、レーザーマーカー３を駆動し、側面側の照射領域へのレーザー照射を行って、車両内装部品２に絵柄を描画する。そして、照射領域毎に上述した位置検出ステップ、形状検出ステップ、補正ステップ及びレーザー描画ステップを繰り返し行い、全ての照射領域に対するレーザー照射の終了後に、本実施の形態の処理を終了する。この結果、車両内装部品２の表面２ａに絵柄が描かれ、意匠性に優れた車両内装部品２が製造される。
【００４５】
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００４６】
（１）本実施の形態のレーザー加飾装置１では、受け治具４における車両内装部品２の設置ズレ（着荷ミス）や受け治具４の位置ズレ等が生じた場合、そのズレ量を正確に検出することができる。また、ズレ量に応じてロボット５が駆動されることで位置ズレが補正され、ロボット５の座標系とレーザーマーカー３の座標系とを一致させることができる。そして、ロボット５による位置ズレの補正後に、レーザーマーカー３によってレーザー照射を行うことで、車両内装部品２の表面２ａに絵柄を正確に描画することができる。
【００４７】
（２）本実施の形態のレーザー加飾装置１では、治具移動手段としてロボット５を使用しているため、受け治具４の姿勢を自由に調整することができる。このため、ズレ量に応じて、受け治具４を迅速かつ正確に移動させることができる。
【００４８】
（３）本実施の形態のレーザー加飾装置１では、受け治具４において車両内装部品２の設置面４ａに対して反対側となる裏面４ｂ側に認識マーク９が設けられている。この場合、レーザーマーカー３の反対側に設置したＣＣＤカメラ６によって、受け治具４の認識マーク９の位置を確実に検出することができる。具体的には、車両内装部品２のサイズや形状によって、異なる種類の受け治具４が用いられた場合でも、各受け治具４の裏面４ｂ側の所定位置（本実施の形態では中央位置）に認識マーク９を設けることにより、車両内装部品２が邪魔になることがなく、受け治具４の位置を正確に検出することができる。従って、車両内装部品２のサイズや形状が異なる場合でも、ズレ量に応じた補正を確実に行うことができ、車両内装部品２の表面２ａに絵柄を正確に描画することができる。
【００４９】
（４）本実施の形態のレーザー加飾装置１では、車両内装部品２の表面２ａの描画領域が複数の照射領域に分割され、照射領域毎にロボット５を駆動して受け治具４を移動させている。そして、照射領域毎に車両内装部品２の仮想形状と検出形状との位置ズレが検出され、ロボット５を駆動してその位置ズレが補正される。このようにすれば、各照射領域間の継ぎ目のズレを確実に防止することができるため、車両内装部品２に要求される描画意匠性を十分に確保することができる。
【００５０】
（５）本実施の形態のレーザー加飾装置１では、従来技術のように比較的重いレーザーマーカー３を移動させるのではなく、受け治具４側をロボット５で移動させている。この場合、可搬重量の小さなロボット５を使用することができるため、装置コストを低く抑えることができる。
【００５１】
（６）本実施の形態のレーザー加飾装置１では、微細な位置精度が要求されるレーザーマーカー３を固定しているので、レーザー描画時の位置ズレを確実に防止することができる。
【００５２】
（７）本実施の形態のレーザー加飾装置１では、レーザー照射によって部品形状を非接触で測定する形状センサ７を用いているので、形状測定時に部品表面に傷を付けることがなく、車両内装部品２の外観品質を良好に保つことができる。
【００５３】
なお、本発明の各実施の形態は以下のように変更してもよい。
【００５４】
・上記実施の形態のレーザー加飾装置１では、仮想形状と検出形状とで位置ズレが生じていた場合、ロボット５を駆動して受け治具４を移動させていたが、これに限定されるものではない。例えば、仮想形状と検出形状とのズレ量が所定値（例えば、１ｍｍ）より小さい場合には、レーザーマーカー３によるレーザーの照射領域を補正するように構成してもよい。この場合、ロボット５によって受け治具４を移動させる必要がないため、ズレ量に応じた補正を迅速に行うことができる。因みに、ズレ量が大きい場合に照射領域を補正すると、レーザーマーカー３の照射領域を有効に利用できなくなるため、描画効率が低下してしまう。従って、ズレ量が大きい場合には、上記実施の形態のように、ロボット５を駆動して受け治具４を移動させる。この場合、レーザーマーカー３の照射領域を最大限利用することができ、絵柄を効率よく描画することができる。
【００５５】
・上記実施の形態のレーザー加飾装置１では、固定式のレーザーマーカー３を使用したが、平面方向や高さ方向に移動可能な可動式のレーザーマーカー３を使用してもよい。この場合、レーザー加飾装置１において、仮想形状と検出形状とのズレ量に応じて、レーザーマーカー３の位置を調整する補正を行うように構成してもよい。
【００５６】
・上記実施の形態のレーザー加飾装置１において、受け治具４には、位置検出用の認識部として認識マーク９が設けられていたが、マークのほか凸部や穴部のように必ずしもマークでないもの（平面的でないもの）を認識部として設けてもよい。
【００５７】
・上記実施の形態のレーザー加飾装置１では、形状検出手段として形状センサ７を用いて車両内装部品２の形状を検出していたが、ＣＣＤカメラなどの他の形状検出手段を用いて車両内装部品２の形状を検出してもよい。
【００５８】
・上記実施の形態のレーザー加飾装置１では、受け治具４の裏面４ｂに認識マーク９を設け、受け治具４の裏面４ｂ側からＣＣＤカメラ６を用いて認識マーク９の位置を検出していたが、これに限定されるものではない。例えば、受け治具４の上面４ａや側面に認識マーク９を設けて、受け治具４の上面４ａ側や側面側からＣＣＤカメラ６を用いて認識マーク９の位置を検出するように構成してもよい。
【００５９】
・上記実施の形態のレーザー加飾装置１では、治具移動手段としてロボット５を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、水平方向に二次元的に移動させるＸ−Ｙテーブルや、Ｚ方向の高さ調整機構などを組み合わせた治具移動手段を使用してもよい。
【００６０】
・上記実施の形態では、車両内装部品２の描画領域が複数の照射領域に分割され、照射領域毎に位置ズレの補正を行うように構成していたが、これに限定されるものではない。例えば、別の照射領域への移行時に、ロボット５によって受け治具４を正確に移動できる場合、ロボット５の座標系とレーザーマーカー３の座標系との位置ズレが生じることがない。この場合には、処理開始時の初期設定として位置ズレの補正を１回のみ行うように構成してもよい。
【００６１】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００６２】
（１）手段１乃至５のいずれか１項において、前記レーザー照射手段が走査可能な前記レーザーの照射領域が、前記車両内装部品の表面に絵柄を描く描画領域よりも小さい領域であることを特徴とする車両内装部品用のレーザー加飾装置。
【００６３】
（２）手段１乃至５のいずれか１項において、前記車両内装部品の表面に絵柄を描く描画領域は、前記レーザー照射手段によってレーザー照射が行われる複数の照射領域からなり、前記レーザー照射手段による所定の照射領域へのレーザー照射を終了した後に、別の照射領域へのレーザー照射の移行時には、前記治具移動手段が前記部品設置用治具を移動させるとともに、前記補正手段が前記ズレ量を補正する処理を行うようにしたことを特徴とする車両内装部品用のレーザー加飾装置。
【００６４】
（３）手段１乃至５のいずれか１項において、前記形状検出手段は、レーザー照射によって部品形状を非接触で測定する形状センサであることを特徴とする車両内装部品用のレーザー加飾装置。
【００６５】
（４）手段１乃至５のいずれか１項において、前記位置検出手段は、前記認識マークの画像を撮像し、その画像に基づいて前記認識マークの位置を検出するためのＣＣＤカメラであることを特徴とする車両内装部品用のレーザー加飾装置。
【００６６】
（５）手段１乃至５のいずれか１項において、前記形状検出手段は、前記レーザー照射手段におけるレーザー出力部の近傍に設けられていることを特徴とする車両内装部品用のレーザー加飾装置。
【００６７】
（６）手段１乃至５のいずれか１項において、前記認識部は、前記部品設置用治具の傾き角に対応した認識マークであることを特徴とする車両内装部品用のレーザー加飾装置。
【００６８】
（７）手段１乃至５のいずれか１項において、前記レーザー照射手段は、固定式のレーザーマーカーであることを特徴とする車両内装部品用のレーザー加飾装置。
【００６９】
（８）手段１において、前記補正手段は、前記ズレ量が所定値よりも大きい場合、前記ズレ量に基づいて前記治具移動手段を駆動し、前記仮想形状と前記検出形状とが一致するよう前記部品設置用治具を移動させ、前記ズレ量が所定値よりも小さい場合、前記ズレ量に基づいて前記レーザー照射手段によるレーザーの照射領域を補正するようにしたことを特徴とする車両内装部品用のレーザー加飾装置。
【符号の説明】
【００７０】
１…レーザー加飾装置
２…車両内装部品
２ａ…車両内装部品の表面
３…レーザー照射手段としてのレーザーマーカー
４…部品設置用治具としての受け治具
４ａ…設置面としての上面
４ｂ…裏面
５…治具移動手段としてのロボット
６…位置検出手段としてのＣＣＤカメラ
７…形状検出手段としての形状センサ
１１…補正手段としてのＣＰＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体的な形状を有する車両内装部品の表面に、レーザーを照射して絵柄を描く車両内装部品用のレーザー加飾装置及びレーザー加飾方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両内装部品などでは、デザイン性や品質を高めるために樹脂成形体の表面に装飾を加えるようにした加飾部品（例えば、コンソールボックス、インストルメントパネル、アームレストなど）が多く実用化されている。このような加飾部品に装飾を加える従来の加飾方法としては、水圧転写が一般的に用いられている。水圧転写とは、水面上に特殊フィルムを浮かべ、そのフィルムに印刷された所定の絵柄（木目模様や幾何学模様などの絵柄）を水圧によって樹脂成形体の表面に転写する技術である。この技術によれば、三次元曲面への印刷を行うことができる。
【０００３】
ところが、水圧転写を行う場合、樹脂成形体への絵柄の転写時に、絵柄が伸びたり歪んだりすることが多い。この結果、絵柄を正確に付加することができず、絵柄のバラツキが生じてしまうため、製品の歩留まりが悪化して製造コストが嵩んでしまう。従って、水圧転写とは異なる手法で樹脂成形体の表面上に絵柄を付加して装飾する新たな技術の開発が望まれている。
【０００４】
そこで、本発明者らは、車両内装部品の加飾方法として、レーザー描画によって部品表面に絵柄を描画する方法を検討している。レーザー描画は、部品表面にレーザーを照射し、レーザーによって与えられた熱により部品表面の状態を変化させて、絵柄を描くようにした加飾方法である。
【０００５】
車両内装部品は、立体的な形状を有する部品であり、その表面にレーザー描画を行う場合、レーザーの焦点距離がずれると、描画不良（意匠のかすれや継ぎ目のずれ等）が生じる。このため、部品表面の三次元的な位置を正確に把握する必要がある。従来、位置センサと距離センサとを利用して三次元位置を検出する検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
図５には、その三次元位置検出装置を用いて構成したレーザー加飾装置２１の具体例を示している。図５に示されるように、レーザー加飾装置２１は、車両内装部品２２の表面にレーザーを照射するためのレーザーマーカー２３と、レーザーマーカー２３の位置を移動させるロボット２４と、部品表面の位置を検出する位置センサ２５と、部品表面の距離を測定する距離センサ２６とを備えている。
【０００７】
レーザーマーカー２３は、レーザー出力部２３ａが車両内装部品２２と対向するように配置されている。そのレーザーマーカー２３において、レーザー出力部２３ａの近傍の異なる位置に位置センサ２５と距離センサ２６とが配置されている。そして、位置センサ２５と距離センサ２６とが検出した情報に基づいて、部品表面の三次元形状を把握し、レーザーマーカー２３により、部品表面にレーザーを照射することで部品表面に絵柄が描画される。
【０００８】
現在、一般的に使用されるレーザーマーカー２３では、レーザーの走査が可能な照射領域は３０ｃｍ角程度の比較的小さな領域となっている。従って、車両内装部品２２のサイズが大きく、部品表面に絵柄を描く描画領域がレーザーの照射領域よりも大きくなる場合がある。この場合、図６に示されるように、ロボット２４によってレーザーマーカー２３の姿勢を変更した後に、レーザー描画が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３５１５６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、レーザーマーカー２３の姿勢を変更すると、位置センサ２５の検出結果と距離センサ２６の検出結果とが一致しない状況になる。この場合、部品表面の三次元形状を正確に測定することができず、レーザーの焦点距離にズレが生じ、正確な絵柄を部品表面に描画できなくなる。車両内装部品２２の表面に描画される絵柄は、比較的微細な模様（例えば、幾何学模様や木目模様など）であり、模様の位置ズレが１００μｍ程度生じた場合でも、その位置ズレが目視で認識されてしまう。このため、車両内装部品２２に要求される描画意匠性を十分に確保することができなくなる。
【００１１】
この問題を回避するために、図７に示されるように、距離センサ２６の個数を増やして部品表面の正確な距離を把握する手法が考えられる。しかしながら、距離センサ２６を増やす場合でも、車両内装部品２２の大きさに応じて、距離センサ２６の間隔や取り付け位置等を調整しないと、部品表面の正確な距離を把握することが困難となる。この場合、距離センサ２６の部品コストが増大することに加え、部品変更時等の作業が煩雑となりコストアップの要因となってしまう。
【００１２】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両内装部品の表面に、位置ズレがなく正確に絵柄を描画することができる車両内装部品用のレーザー加飾装置及びレーザー加飾方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、手段１に記載の発明は、立体的な形状を有する車両内装部品の表面に、レーザーを照射して絵柄を描くレーザー加飾装置であって、前記レーザーの照射点を走査して前記絵柄を描くためのレーザー照射手段と、前記レーザー照射手段と対向する位置に配置される治具であって、前記車両内装部品が設置可能であるとともに、位置検出用の認識部を有する部品設置用治具と、前記部品設置用治具を移動させる治具移動手段と、前記認識部の位置を検出する位置検出手段と、前記部品設置用治具に設置されている前記車両内装部品の形状を検出する形状検出手段と、前記位置検出手段の検出結果に基づいて、前記部品設置用治具に設置されている前記車両内装部品の仮想形状を算出し、その仮想形状と前記形状検出手段が検出した検出形状とのズレ量を求めるとともにそのズレ量を補正して前記絵柄を描くための処理を行う補正手段とを備えることを特徴とする車両内装部品用のレーザー加飾装置をその要旨とする。
【００１４】
手段１に記載の発明によると、部品設置用治具における車両内装部品の設置ズレや部品設置用治具の位置ズレが生じた場合、位置検出手段や形状検出手段を利用して、そのズレ量を正確に求めることができる。そして、補正手段によってズレ量に応じた補正を行うことにより、車両内装部品の表面に絵柄を正確に描画することができる。
【００１５】
手段２に記載の発明は、手段１において、前記補正手段は、前記ズレ量に基づいて前記治具移動手段を駆動し、前記仮想形状と前記検出形状とが一致するよう前記部品設置用治具を移動させることをその要旨とする。
【００１６】
手段２に記載の発明によると、部品設置用治具における車両内装部品の設置ズレや部品設置用治具の位置ズレが生じている場合、補正手段によって治具移動手段が駆動され、レーザー照射手段の照射領域に対応した所定の位置に車両内装部品を移動させることができる。この結果、レーザー照射手段によって、車両内装部品の表面に絵柄を効率よく正確に描画することができる。
【００１７】
手段３に記載の発明は、手段１において、前記補正手段は、前記ズレ量に基づいて前記レーザー照射手段によるレーザーの照射領域を補正することをその要旨とする。
【００１８】
手段３に記載の発明によると、部品設置用治具における車両内装部品の設置ズレや部品設置用治具の位置ズレが生じている場合、そのズレ量に基づいてレーザー照射手段によるレーザーの照射領域が補正されるので、車両内装部品の表面に絵柄を正確に描画することができる。またこの場合、治具移動手段によって部品設置用治具を移動させる必要がないため、ズレ量に応じた補正を迅速に行うことができる。
【００１９】
手段４に記載の発明は、手段１乃至３のいずれかにおいて、前記治具移動手段は、前記部品設置用治具を上下方向、左右方向及び回転方向に移動可能なロボットであることをその要旨とする。
【００２０】
手段４に記載の発明によると、治具移動手段としてロボットを使用することにより、部品設置用治具の姿勢を自由に調整することができる。このため、補正手段が求めたズレ量に応じて、部品設置用治具を迅速かつ正確に移動させることができる。
【００２１】
手段５に記載の発明は、手段１乃至４のいずれかにおいて、前記認識部は、前記部品設置用治具において、前記車両内装部品の設置面に対して反対側となる裏面側に設けられた認識マークであることをその要旨とする。
【００２２】
手段５に記載の発明によると、部品設置用治具の裏面側に認識部としての認識マークが設けられているので、レーザー照射手段の反対側に設置した位置検出手段によって、部品設置用治具の認識マークの位置を確実に検出することができる。具体的には、車両内装部品のサイズや形状によって、異なる種類の部品設置用治具が用いられた場合でも、各部品設置用治具の裏面側の所定位置に認識マークを設けることにより、車両内装部品が邪魔になることがなく、部品設置用治具の位置を正確に検出することができる。従って、車両内装部品のサイズや形状が異なる場合でも、ズレ量に応じた補正を確実に行うことができ、車両内装部品の表面に絵柄を正確に描画することができる。
【００２３】
手段６に記載の発明は、立体的な形状を有する車両内装部品の表面に、レーザーを照射して絵柄を描くレーザー加飾方法であって、前記車両内装部品を設置している部品設置用治具に設けられた認識部の位置を検出する位置検出ステップと、前記部品設置用治具に設置されている前記車両内装部品の形状を検出する形状検出ステップと、前記認識部の検出結果に基づいて、前記部品設置用治具に設置されている前記車両内装部品の仮想形状を算出し、その仮想形状と前記形状検出ステップで検出した検出形状とのズレ量を求めるとともにそのズレ量を補正して前記絵柄を描くための処理を行う補正ステップとを含むことを特徴とする車両内装部品用のレーザー加飾方法をその要旨とする。
【００２４】
手段６に記載の発明によると、部品設置用治具における車両内装部品の設置ズレや部品設置用治具の位置ズレが生じた場合、そのズレ量を正確に求めることができる。そして、ズレ量に応じた補正を行うことにより、車両内装部品の表面に絵柄を正確に描画することができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上詳述したように、手段１〜６に記載の発明によると、車両内装部品の表面に、位置ズレがなく正確に絵柄を描画することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】一実施の形態のレーザー加飾装置を示す概略構成図。
【図２】形状センサのラインビームを示す斜視図。
【図３】受け治具の移動方向を示す斜視図。
【図４】レーザー加飾方法を示す説明図。
【図５】従来のレーザー加飾装置を示す概略構成図。
【図６】従来のレーザー加飾装置を示す概略構成図。
【図７】従来のレーザー加飾装置を示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を車両内装部品用のレーザー加飾装置に具体化した一実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２８】
図１に示されるように、レーザー加飾装置１は、立体的な形状を有する車両内装部品２の表面に、レーザーを照射して絵柄を描く装置である。本実施の形態の車両内装部品２は、例えばＡＢＳ樹脂を用いて略半円柱形状に成形された樹脂成形品であり、幅６０ｃｍ×長さ１００ｃｍ程度のサイズを有している。また、車両内装部品２における湾曲した外側の表面２ａに塗装膜が形成されており、レーザー加飾装置によって、その表面２ａの塗装膜上に所定の絵柄（例えば、幾何学模様の絵柄）が描画される。
【００２９】
本実施の形態のレーザー加飾装置１は、レーザーを照射するレーザーマーカー３、車両内装部品２が設置可能な受け治具４、受け治具４を移動させるためのロボット５、受け治具４の位置を検出するためのＣＣＤカメラ６、車両内装部品２の形状を検出するための形状センサ７、及び制御装置８等を備えている。
【００３０】
レーザーマーカー３は、高さ方向であるＺ方向の焦点を調整しつつ、水平方向であるＸ−Ｙ方向にレーザーの焦点を走査して、車両内装部品２の表面２ａに絵柄を描くためのレーザー照射手段である。本実施の形態におけるレーザーマーカー３は、装置上部に移動不能に固定されている。また、レーザーマーカー３の走査可能なレーザーの照射領域は、例えば、Ｘ方向３０ｃｍ、Ｙ方向３０ｃｍの領域である。
【００３１】
受け治具４は、レーザーマーカー３と対向する位置に配置された部品設置用治具であり、その上面４ａの中央部に車両内装部品２を設置している。受け治具４において、車両内装部品２の設置面４ａ（図１では上面）の反対側となる裏面４ｂ（図１では下面）側に、認識マーク９（認識部）が設けられている。本実施の形態の認識マーク９としては、受け治具４の位置検出用のマーク（例えば、トンボのマーク）や受け治具４の傾き角度に対応したマークが設けられている。
【００３２】
ＣＣＤカメラ６は、受け治具４の下方に設けられた位置検出手段であり、受け治具４の下方側から認識マーク９の画像を撮影する。そして、ＣＣＤカメラ６が撮影した画像に基づいて、認識マーク９の位置、すなわち受け治具４の位置が検出される。
【００３３】
形状センサ７は、レーザー照射によって部品形状を非接触で測定する形状検出手段であり、レーザーマーカー３におけるレーザー出力部３ａの近傍に設けられている。本実施の形態の形状センサ７には、図２に示されるように、Ｘ方向及びＹ方向に幅広のラインビームを照射する２つの測定センサ７ａ，７ｂが設けられており、これらセンサ７ａ，７ｂの検出結果に基づいて、受け治具４に設置されている車両内装部品２の形状を検出する。
【００３４】
ロボット５は、受け治具４に接続されたアーム５ａを駆動することで、受け治具４を上下方向、左右方向及び回転方向に移動させる。具体的には、本実施の形態のロボット５は、図３に示されるように、車両内装部品２を設置した受け治具４を、水平方向であるＸ方向及びＹ方向、高さ方向であるＺ方向に移動させる機構を備えている。また、このロボット５は、受け治具４をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向を軸として回転させる機構を備えている。
【００３５】
制御装置８は、ＣＰＵ１１、ＨＤＤ１２（ハードディスクドライブ）、ＲＡＭ１３等からなる周知のコンピュータにより構成されている。制御装置８は、レーザーマーカー３、ロボット５、ＣＣＤカメラ６及び形状センサ７に電気的に接続されており、各種の駆動信号によってそれらを制御する。
【００３６】
ＨＤＤ１２には、車両内装部品２の三次元形状を示す形状データ、車両内装部品２に描画する絵柄に応じた柄データなどのデータ、レーザーマーカー３及びロボット５を制御するための制御プログラムなどが記憶されている。ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１１のワークエリアとして使用されるメモリである。ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３を利用して制御プログラムを実行し、装置全体を統括的に制御する。
【００３７】
次に、本実施の形態のレーザー加飾装置１を用いた車両内装部品２の加飾方法について説明する。
【００３８】
先ず、作業者によって車両内装部品２が受け治具４に設置された後、制御装置８に設けられている処理開始ボタン（図示略）が操作されることにより、レーザー加飾装置１による処理が開始される。
【００３９】
具体的には、制御装置８のＣＰＵ１１は、ＣＣＤカメラ６を駆動して、受け治具４の認識マーク９を撮影する。そして、ＣＰＵ１１は、認識マーク９の画像データをＣＣＤカメラ６から受け取り、その画像データに基づいて認識マーク９の位置、すなわち受け治具４の位置を検出する（位置検出ステップ）。その後、ＣＰＵ１１は、形状センサ７を駆動し、受け治具４に設置されている車両内装部品２の形状を検出する（形状検出ステップ）。
【００４０】
また、補正手段としてのＣＰＵ１１は、車両内装部品２２の形状データをＨＤＤ１２からＲＡＭ１３に読み出し、その形状データと認識マーク９の位置検出結果とに基づいて、受け治具４に設置されている車両内装部品２の仮想形状を算出する。さらに、ＣＰＵ１１は、その仮想形状と形状検出ステップで検出した検出形状とのズレ量を求め、ズレ量を補正するための処理を行う。具体的には、ＣＰＵ１１は、ズレ量に基づいてロボット５を駆動し、仮想形状と検出形状とが一致するよう受け治具４を移動させる（補正ステップ）。
【００４１】
その後、ＣＰＵ１１は、絵柄に応じた柄データをＨＤＤ１２からＲＡＭ１３に読み出し、その柄データに基づいてレーザーマーカー３を駆動する（レーザー描画ステップ）。この結果、柄データに応じてレーザーの照射点が走査され、車両内装部品２の表面２ａに絵柄が描画される。
【００４２】
本実施の形態では、レーザーマーカー３が走査可能なレーザーの照射領域は、車両内装部品２の表面２ａに絵柄を描く描画領域よりも小さい領域である。つまり、車両内装部品２の表面２ａの描画領域は複数の照射領域からなり、照射領域毎に分割してレーザーマーカー３による描画処理が行われる。具体的には、レーザーマーカー３による所定の照射領域へのレーザー照射を終了した後、別の照射領域へのレーザー照射の移行時に、ＣＰＵ１１は、ロボット５を駆動して受け治具４を移動させる（図４参照）。なお、図４の具体例では、ロボット５によって受け治具４を回転させて、車両内装部品２の側面（図４では左側面）をレーザーマーカー３に対向させる。
【００４３】
ここで、ＣＰＵ１１は、上述したＣＣＤカメラ６による位置検出ステップ、形状センサ７による形状検出ステップ、及び補正ステップを行い、車両内装部品２の仮想形状と検出形状とのズレ量を求める。そして、位置ズレがある場合には、ＣＰＵ１１はロボット５を駆動して、仮想形状と検出形状とが一致するよう受け治具４を移動させる。
【００４４】
その後、ＣＰＵ１１は、レーザーマーカー３を駆動し、側面側の照射領域へのレーザー照射を行って、車両内装部品２に絵柄を描画する。そして、照射領域毎に上述した位置検出ステップ、形状検出ステップ、補正ステップ及びレーザー描画ステップを繰り返し行い、全ての照射領域に対するレーザー照射の終了後に、本実施の形態の処理を終了する。この結果、車両内装部品２の表面２ａに絵柄が描かれ、意匠性に優れた車両内装部品２が製造される。
【００４５】
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００４６】
（１）本実施の形態のレーザー加飾装置１では、受け治具４における車両内装部品２の設置ズレ（着荷ミス）や受け治具４の位置ズレ等が生じた場合、そのズレ量を正確に検出することができる。また、ズレ量に応じてロボット５が駆動されることで位置ズレが補正され、ロボット５の座標系とレーザーマーカー３の座標系とを一致させることができる。そして、ロボット５による位置ズレの補正後に、レーザーマーカー３によってレーザー照射を行うことで、車両内装部品２の表面２ａに絵柄を正確に描画することができる。
【００４７】
（２）本実施の形態のレーザー加飾装置１では、治具移動手段としてロボット５を使用しているため、受け治具４の姿勢を自由に調整することができる。このため、ズレ量に応じて、受け治具４を迅速かつ正確に移動させることができる。
【００４８】
（３）本実施の形態のレーザー加飾装置１では、受け治具４において車両内装部品２の設置面４ａに対して反対側となる裏面４ｂ側に認識マーク９が設けられている。この場合、レーザーマーカー３の反対側に設置したＣＣＤカメラ６によって、受け治具４の認識マーク９の位置を確実に検出することができる。具体的には、車両内装部品２のサイズや形状によって、異なる種類の受け治具４が用いられた場合でも、各受け治具４の裏面４ｂ側の所定位置（本実施の形態では中央位置）に認識マーク９を設けることにより、車両内装部品２が邪魔になることがなく、受け治具４の位置を正確に検出することができる。従って、車両内装部品２のサイズや形状が異なる場合でも、ズレ量に応じた補正を確実に行うことができ、車両内装部品２の表面２ａに絵柄を正確に描画することができる。
【００４９】
（４）本実施の形態のレーザー加飾装置１では、車両内装部品２の表面２ａの描画領域が複数の照射領域に分割され、照射領域毎にロボット５を駆動して受け治具４を移動させている。そして、照射領域毎に車両内装部品２の仮想形状と検出形状との位置ズレが検出され、ロボット５を駆動してその位置ズレが補正される。このようにすれば、各照射領域間の継ぎ目のズレを確実に防止することができるため、車両内装部品２に要求される描画意匠性を十分に確保することができる。
【００５０】
（５）本実施の形態のレーザー加飾装置１では、従来技術のように比較的重いレーザーマーカー３を移動させるのではなく、受け治具４側をロボット５で移動させている。この場合、可搬重量の小さなロボット５を使用することができるため、装置コストを低く抑えることができる。
【００５１】
（６）本実施の形態のレーザー加飾装置１では、微細な位置精度が要求されるレーザーマーカー３を固定しているので、レーザー描画時の位置ズレを確実に防止することができる。
【００５２】
（７）本実施の形態のレーザー加飾装置１では、レーザー照射によって部品形状を非接触で測定する形状センサ７を用いているので、形状測定時に部品表面に傷を付けることがなく、車両内装部品２の外観品質を良好に保つことができる。
【００５３】
なお、本発明の各実施の形態は以下のように変更してもよい。
【００５４】
・上記実施の形態のレーザー加飾装置１では、仮想形状と検出形状とで位置ズレが生じていた場合、ロボット５を駆動して受け治具４を移動させていたが、これに限定されるものではない。例えば、仮想形状と検出形状とのズレ量が所定値（例えば、１ｍｍ）より小さい場合には、レーザーマーカー３によるレーザーの照射領域を補正するように構成してもよい。この場合、ロボット５によって受け治具４を移動させる必要がないため、ズレ量に応じた補正を迅速に行うことができる。因みに、ズレ量が大きい場合に照射領域を補正すると、レーザーマーカー３の照射領域を有効に利用できなくなるため、描画効率が低下してしまう。従って、ズレ量が大きい場合には、上記実施の形態のように、ロボット５を駆動して受け治具４を移動させる。この場合、レーザーマーカー３の照射領域を最大限利用することができ、絵柄を効率よく描画することができる。
【００５５】
・上記実施の形態のレーザー加飾装置１では、固定式のレーザーマーカー３を使用したが、平面方向や高さ方向に移動可能な可動式のレーザーマーカー３を使用してもよい。この場合、レーザー加飾装置１において、仮想形状と検出形状とのズレ量に応じて、レーザーマーカー３の位置を調整する補正を行うように構成してもよい。
【００５６】
・上記実施の形態のレーザー加飾装置１において、受け治具４には、位置検出用の認識部として認識マーク９が設けられていたが、マークのほか凸部や穴部のように必ずしもマークでないもの（平面的でないもの）を認識部として設けてもよい。
【００５７】
・上記実施の形態のレーザー加飾装置１では、形状検出手段として形状センサ７を用いて車両内装部品２の形状を検出していたが、ＣＣＤカメラなどの他の形状検出手段を用いて車両内装部品２の形状を検出してもよい。
【００５８】
・上記実施の形態のレーザー加飾装置１では、受け治具４の裏面４ｂに認識マーク９を設け、受け治具４の裏面４ｂ側からＣＣＤカメラ６を用いて認識マーク９の位置を検出していたが、これに限定されるものではない。例えば、受け治具４の上面４ａや側面に認識マーク９を設けて、受け治具４の上面４ａ側や側面側からＣＣＤカメラ６を用いて認識マーク９の位置を検出するように構成してもよい。
【００５９】
・上記実施の形態のレーザー加飾装置１では、治具移動手段としてロボット５を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、水平方向に二次元的に移動させるＸ−Ｙテーブルや、Ｚ方向の高さ調整機構などを組み合わせた治具移動手段を使用してもよい。
【００６０】
・上記実施の形態では、車両内装部品２の描画領域が複数の照射領域に分割され、照射領域毎に位置ズレの補正を行うように構成していたが、これに限定されるものではない。例えば、別の照射領域への移行時に、ロボット５によって受け治具４を正確に移動できる場合、ロボット５の座標系とレーザーマーカー３の座標系との位置ズレが生じることがない。この場合には、処理開始時の初期設定として位置ズレの補正を１回のみ行うように構成してもよい。
【００６１】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００６２】
（１）手段１乃至５のいずれか１項において、前記レーザー照射手段が走査可能な前記レーザーの照射領域が、前記車両内装部品の表面に絵柄を描く描画領域よりも小さい領域であることを特徴とする車両内装部品用のレーザー加飾装置。
【００６３】
（２）手段１乃至５のいずれか１項において、前記車両内装部品の表面に絵柄を描く描画領域は、前記レーザー照射手段によってレーザー照射が行われる複数の照射領域からなり、前記レーザー照射手段による所定の照射領域へのレーザー照射を終了した後に、別の照射領域へのレーザー照射の移行時には、前記治具移動手段が前記部品設置用治具を移動させるとともに、前記補正手段が前記ズレ量を補正する処理を行うようにしたことを特徴とする車両内装部品用のレーザー加飾装置。
【００６４】
（３）手段１乃至５のいずれか１項において、前記形状検出手段は、レーザー照射によって部品形状を非接触で測定する形状センサであることを特徴とする車両内装部品用のレーザー加飾装置。
【００６５】
（４）手段１乃至５のいずれか１項において、前記位置検出手段は、前記認識マークの画像を撮像し、その画像に基づいて前記認識マークの位置を検出するためのＣＣＤカメラであることを特徴とする車両内装部品用のレーザー加飾装置。
【００６６】
（５）手段１乃至５のいずれか１項において、前記形状検出手段は、前記レーザー照射手段におけるレーザー出力部の近傍に設けられていることを特徴とする車両内装部品用のレーザー加飾装置。
【００６７】
（６）手段１乃至５のいずれか１項において、前記認識部は、前記部品設置用治具の傾き角に対応した認識マークであることを特徴とする車両内装部品用のレーザー加飾装置。
【００６８】
（７）手段１乃至５のいずれか１項において、前記レーザー照射手段は、固定式のレーザーマーカーであることを特徴とする車両内装部品用のレーザー加飾装置。
【００６９】
（８）手段１において、前記補正手段は、前記ズレ量が所定値よりも大きい場合、前記ズレ量に基づいて前記治具移動手段を駆動し、前記仮想形状と前記検出形状とが一致するよう前記部品設置用治具を移動させ、前記ズレ量が所定値よりも小さい場合、前記ズレ量に基づいて前記レーザー照射手段によるレーザーの照射領域を補正するようにしたことを特徴とする車両内装部品用のレーザー加飾装置。
【符号の説明】
【００７０】
１…レーザー加飾装置
２…車両内装部品
２ａ…車両内装部品の表面
３…レーザー照射手段としてのレーザーマーカー
４…部品設置用治具としての受け治具
４ａ…設置面としての上面
４ｂ…裏面
５…治具移動手段としてのロボット
６…位置検出手段としてのＣＣＤカメラ
７…形状検出手段としての形状センサ
１１…補正手段としてのＣＰＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体的な形状を有する車両内装部品の表面に、レーザーを照射して絵柄を描くレーザー加飾装置であって、
前記レーザーの照射点を走査して前記絵柄を描くためのレーザー照射手段と、
前記レーザー照射手段と対向する位置に配置される治具であって、前記車両内装部品が設置可能であるとともに、位置検出用の認識部を有する部品設置用治具と、
前記部品設置用治具を移動させる治具移動手段と、
前記認識部の位置を検出する位置検出手段と、
前記部品設置用治具に設置されている前記車両内装部品の形状を検出する形状検出手段と、
前記位置検出手段の検出結果に基づいて、前記部品設置用治具に設置されている前記車両内装部品の仮想形状を算出し、その仮想形状と前記形状検出手段が検出した検出形状とのズレ量を求めるとともにそのズレ量を補正して前記絵柄を描くための処理を行う補正手段と
を備えることを特徴とする車両内装部品用のレーザー加飾装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記ズレ量に基づいて前記治具移動手段を駆動し、前記仮想形状と前記検出形状とが一致するよう前記部品設置用治具を移動させることを特徴とする請求項１に記載の車両内装部品用のレーザー加飾装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記ズレ量に基づいて前記レーザー照射手段によるレーザーの照射領域を補正することを特徴とする請求項１に記載の車両内装部品用のレーザー加飾装置。
【請求項４】
前記治具移動手段は、前記部品設置用治具を上下方向、左右方向及び回転方向に移動可能なロボットであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両内装部品用のレーザー加飾装置。
【請求項５】
前記認識部は、前記部品設置用治具において、前記車両内装部品の設置面に対して反対側となる裏面側に設けられた認識マークであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両内装部品用のレーザー加飾装置。
【請求項６】
立体的な形状を有する車両内装部品の表面に、レーザーを照射して絵柄を描くレーザー加飾方法であって、
前記車両内装部品を設置している部品設置用治具に設けられた認識部の位置を検出する位置検出ステップと、
前記部品設置用治具に設置されている前記車両内装部品の形状を検出する形状検出ステップと、
前記認識部の検出結果に基づいて、前記部品設置用治具に設置されている前記車両内装部品の仮想形状を算出し、その仮想形状と前記形状検出ステップで検出した検出形状とのズレ量を求めるとともにそのズレ量を補正して前記絵柄を描くための処理を行う補正ステップと
を含むことを特徴とする車両内装部品用のレーザー加飾方法。
【請求項１】
立体的な形状を有する車両内装部品の表面に、レーザーを照射して絵柄を描くレーザー加飾装置であって、
前記レーザーの照射点を走査して前記絵柄を描くためのレーザー照射手段と、
前記レーザー照射手段と対向する位置に配置される治具であって、前記車両内装部品が設置可能であるとともに、位置検出用の認識部を有する部品設置用治具と、
前記部品設置用治具を移動させる治具移動手段と、
前記認識部の位置を検出する位置検出手段と、
前記部品設置用治具に設置されている前記車両内装部品の形状を検出する形状検出手段と、
前記位置検出手段の検出結果に基づいて、前記部品設置用治具に設置されている前記車両内装部品の仮想形状を算出し、その仮想形状と前記形状検出手段が検出した検出形状とのズレ量を求めるとともにそのズレ量を補正して前記絵柄を描くための処理を行う補正手段と
を備えることを特徴とする車両内装部品用のレーザー加飾装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記ズレ量に基づいて前記治具移動手段を駆動し、前記仮想形状と前記検出形状とが一致するよう前記部品設置用治具を移動させることを特徴とする請求項１に記載の車両内装部品用のレーザー加飾装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記ズレ量に基づいて前記レーザー照射手段によるレーザーの照射領域を補正することを特徴とする請求項１に記載の車両内装部品用のレーザー加飾装置。
【請求項４】
前記治具移動手段は、前記部品設置用治具を上下方向、左右方向及び回転方向に移動可能なロボットであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両内装部品用のレーザー加飾装置。
【請求項５】
前記認識部は、前記部品設置用治具において、前記車両内装部品の設置面に対して反対側となる裏面側に設けられた認識マークであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両内装部品用のレーザー加飾装置。
【請求項６】
立体的な形状を有する車両内装部品の表面に、レーザーを照射して絵柄を描くレーザー加飾方法であって、
前記車両内装部品を設置している部品設置用治具に設けられた認識部の位置を検出する位置検出ステップと、
前記部品設置用治具に設置されている前記車両内装部品の形状を検出する形状検出ステップと、
前記認識部の検出結果に基づいて、前記部品設置用治具に設置されている前記車両内装部品の仮想形状を算出し、その仮想形状と前記形状検出ステップで検出した検出形状とのズレ量を求めるとともにそのズレ量を補正して前記絵柄を描くための処理を行う補正ステップと
を含むことを特徴とする車両内装部品用のレーザー加飾方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１１１６３５（Ｐ２０１３−１１１６３５Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６１９０４（Ｐ２０１１−２６１９０４）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００１１０３４３）トリニティ工業株式会社 (147)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００１１０３４３）トリニティ工業株式会社 (147)
【Ｆターム（参考）】
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