加工余留厚度的测定方法

专利名称：加工余留厚度的测定方法
技术领域：
本发明涉及具有侧面彼此接近到几乎相互接触的程度、且该侧面彼此并没有接合那样的撕开线的气囊装置用的树脂部件，特别是涉及用超声波来测定其撕开线形成后的余留的树脂部件的厚度的测定方法。
背景技术：
在为了覆盖汽车用的气囊装置而设置的仪表板等树脂部件上，有必要以在气囊展开时易于撕破的方式在其背面设置被称为撕开线(破裂线)的槽。撕开线，通过在成形工序中，在不贯通成形模具内的树脂材料的范围内将刀(槽成形部件)插入，在树脂材料的冷却过程中将刀抽出的方式形成。但是，在该以往的技术中，出现了在树脂部件的没有形成槽的一面的对应形成槽的部分上产生了隆起，从而破坏了外观的问题。于是，为了减小该隆起的程度，开发出了将插入的槽成形部件在比冷却工序更早的阶段的保压工序中抽出那样的技术(专利文献1)。其结果，能够形成侧面彼此接近到几乎相互接触的程度，且该侧面没有相互接合的槽(撕开线)，且没有在树脂部件表面产生隆起，从而消除了有损外观的问题。
在撕开线的成形方法中除上述的方法以外，还提出了各种方法的方案，已知例如有在树脂部件的背侧用激光设置凹部的方法(专利文献2)，或者呈线状地穿设多个微小的贯通孔的方法(专利文献3)等。
将这样形成的撕开线的加工余留厚度保证在一定厚度是极其重要的课题，对其测定时进行了各种各样的研究开发。
对于图12所示那样的形状的撕开线，已知有例如将针测头插入撕开线的空间W内再用深度测量仪表等测定撕开线的深度的方法，从撕开线的开口端侧照射激光而用激光位移仪测定撕开线的深度的方法，或者使红外线透过，再用其透过量来测定加工余留厚度的方法等。另外，对于专利文献3所记载的用微细的贯通孔形成的撕开线来说，还公开了使用透过光来检测贯通孔的形状的方法等。
专利文献1特愿2002-341731号公报专利文献2特开平8-282420号公报专利文献3特开2000-238603号公报但是这些之中的任何一种方法都是因撕开线是以具有可插入针测头或可照射激光的空间(以下称测定空间)的方式形成而才成为可能的。但是，不适用于侧面彼此接近到几乎相互接触的程度、且该侧面没有相互接合的、即没有测定空间的撕开线的加工余留厚度的测定。另外，目前这样的没有测定空间的撕开线的加工余留厚度的测定方法还没有被公众所知。

发明内容
本发明鉴于上述的问题而完成的，其的目的在于提供容易且准确地测定具有没有测定空间的撕开线的树脂部件的加工余留厚度的方法。
本发明的加工余留厚度的测定方法，是在为了覆盖气囊装置而设置的树脂部件上形成可借助膨胀的气囊的压力撕开的撕开线，对在该撕开线的形成后所余留的前述树脂部件的厚度、即加工余留厚度进行测定的方法，其特征在于，利用超声波，测定具有侧面彼此接近到几乎相互接触的程度、且该侧面彼此没有相接合的撕开线的前述树脂部件的前述加工余留厚度。
这样的利用超声波的本发明的加工余留厚度的测定方法，具有将接收发射超声波的探头在前述树脂部件的表面上进行扫描而录入声波数据并保存在数据文件中的数据采样工序；将该采样的声波数据根据声波的波形与检测位置来进行解析、并仅将满足第1要件的数据保存在数据文件中的解析工序；从该保存的数据中选择满足第2要件的数据的数据选择工序；以及判定该被选择的数据的加工余留厚度的合格与否的合格与否判定工序。
在此，声波数据，最好是在树脂部件的没有撕开线的开口的一侧的表面上使探头沿树脂部件表面以与撕开线成正交的方式移动。并且，最好是在探头的移动过程中发出超声波时，连续地对声波数据进行采样。
数据解析工序中的第1要件，优选为指的是在采样的声波数据中，在检查判定加工余留厚度的检查范围内检测到波形，且该波形具有规定的标准或其以上的波高值，并且，在检测树脂部件的板厚的板厚检查范围内没有超过规定的标准的波高值的波形，在解析工序中，最好是仅将满足这样的要件的声波数据保存在数据文件中。
另外，数据选择工序的第2要件是指，最好是在解析工序中所保存的数据中，波形的检测位置位于距树脂部件的表面最浅的位置。根据该要件所选择的声波数据的波形的峰值检测位置可设为作为被测体的树脂部件的加工余留厚度。
再者，对于波形的峰值位置的检测方法有两种方法，最好是在初期条件输入之际预先选择好。一个是将在声波数据检查范围内超过规定的标准的最初的峰值位置设为检测位置的方法。第二个是将在声波数据检查范围内超过规定的标准的显示最高波高值的峰值位置作为检测位置的方法。


图1是示意性地展示本发明的由超声波进行的撕开线的加工余留厚度的测定方法和所得到的超声波数据的说明图。
图2是表示判定本发明的撕开线回波、测定加工余留厚度的顺序的流程图。
图3是展示撕开线的测定点的一例的图。
图4是展示在实施例中所得到的声波数据的采样位置的图。
图5是没有看到撕开线回波的部分的声波数据。
图6是在检查范围外检测到撕开线回波的声波数据。
图7是在检查范围内检测到撕开线回波的声波数据。
图8是在合格范围内检测到撕开线回波的声波数据。
图9是偏移到检查范围内而检测到表面回波的声波数据。
图10是展示成为本发明的对象的具有没有测定空间的撕开线的树脂部件的制造装置的主要部分剖面图。
图11是对没有测定空间的撕开线进行说明的剖面图。
图12是以往技术中的撕开线的剖面示意图。
标号说明10树脂部件 15 表面回波17底面回波 20 树脂部件制造装置21第1成形模具 22 第2成形模具23液压缸 25 轴27内腔 30、32、34 刀45隆起(在此看不见) D 声波数据P 探头 T 撕开线回波TL撕开线 W 测定空间t 加工余留厚度具体实施方式
形成了本发明的加工余留厚度的测定方法所涉及的没有测定空间的撕开线的树脂部件，按以下的方式形成。
图10是用主要部分的剖面来表示树脂部件制造装置的一例的图。
制造装置20具备位于左侧的第1成形模具21、位于右侧的第2成形模具22、收纳在第1成形模具内的液压缸23、驱动该液压缸23的控制装置24、与液压缸23连接在一起的轴25、和设在轴25的前端上的刀30、32、34(以下，简称刀30)等。另外，在第1成形模具21与第2成形模具22之间形成有与树脂部件的形状相对应的内腔27。
首先，由射出机向内腔27注入具有流动性的树脂。在该射出工序，注入作为完成品的树脂部件的全树脂量中的约95％，剩下的5％左右的树脂在其次的保压工序中注入。
在保压工序，一点一点地将树脂注入内腔27内。由此，就给内腔27内的树脂施加了压力，从而抑制了固化下去的树脂表面的变形。在保压工序中，将树脂部件的全树脂量中的大约5％的树脂在3～7秒内注入。
在保压工序中，液压缸23被接通，轴25就向D1方向移动，从而将刀30插入树脂(即，使刀30侵入到内腔27内)。然后，将刀30在树脂中保持规定时间，但在保压工序即将完成之前从树脂中拔出，进而在将刀30拔出之后不久的期间对树脂施加保压。由于刀30被拔出，因此就在树脂上形成了与刀30相同宽度的槽。但是，由于在将刀30拔出后进一步对树脂施加保压，因而形成在树脂上的槽的宽度变窄，也会有界定该槽的侧面彼此接触的情况。由于刀30是被冷却的，因而树脂的与刀30接触的部分(界定槽的侧面)很快固化。因此即便通过施加保压，界定槽的侧面彼此接触，也不会导致它们接合在一起。
通过在完成保压工序之后将树脂在内腔27内放置一段时间，从而使树脂冷却固化。在冷却工序后，打开第2成形模具22将内腔27内的树脂部件取出。由此，在插入刀30的部分形成了槽(撕开线)的树脂部件就完成了。图11中展示了剖面。
在图11中，撕开线TL以在树脂部件的底面12侧开口，且侧面几乎相互接触在一起的方式形成，在树脂部件的表面11的撕开线的部分45处，隆起不会被看出来。
通过以上的方法能够得到外观完美、品质也非常好的具有撕开线的树脂部件。
本发明是涉及这样形成的在撕开线上没有测定空间的树脂部件的加工余留厚度的测定方法的发明。
撕开线，界定该线的侧面彼此接近到几乎接触在一起的程度，且其侧面彼此并没有接合在一起。因而，不能通过插入针测头或使用激光来直接测定撕开线的槽部深度。因此，在本发明中使用超声波。即，通过从没有形成撕开线的一侧的树脂部件表面照射超声波，检测由撕开线形成的反射波，由此来测定树脂部件的加工余留厚度。
在图1中示意性地展示了本发明的加工余留厚度的超声波测定法和所得到的声波数据。
本发明，是通过用超声波发射头(以下称探头P)从树脂部件10的表面11侧沿树脂部件10的板厚方向入射超声波，然后再解析所得到的反射波的声波数据，从而测定具有撕开线TL的树脂部件10的加工余留厚度t，并判定对与否的方法。
当由探头P发出的超声波遇到树脂部件10时，超声波由其表面11反射而返回到探头P(以下，来自于该表面的反射波成为表面回波)。另一方面，与此同时，在超声波入射的表面上产生了超声波振动，该振动向树脂部件10内传播。如果在树脂部件10的超声波入射的位置(虚线L上)上没有撕开线，传播的超声波振动在传到树脂部件10的底面12后，会由底面12反射而再次在树脂部件10内反向传播，并向树脂部件10的表面11返回，再度返回到探头P(以下，将该反射波称为底面回波)。
在树脂部件10内形成有撕开线TL的部分，入射到树脂部件10上的超声波回由该撕开线TL反射，然后向树脂部件10的表面11返回，并再度返回到探头P(以下，称为撕开线回波)。
在图1的右侧示意性地展示了对应于树脂部件10的剖面所得到的反射波的声波数据D。在声波数据D中，纵轴表示的是时间，横轴表示的是波高值。15是由树脂部件10的表面11反射的表面回波，T是由撕开线TL反射的撕开线回波，17是由树脂部件10的底面12反射的底面回波。再者，纵轴的时间，是从超声波被从探头发出直到在树脂部件中传播、由撕开线或底面反射而再度到达作为超声波发射器的探头为止的时间。因而，在该时间上乘以超声波在树脂部件中传播的速度再取1/2，就能够求得超声波的反射对象的距离。因而，也可将纵轴设为距离(深度)。
参照作为本发明的实施形态的一个实施例的图2的流程图来详细地说明。
首先，为了解析声波数据而输入必要的初期条件(步骤S10)。输入的初期条件，是检查判定加工余留厚度的检查范围、在该检查范围内判别超过一定的强度的声波的判定标准、检测树脂部件的板厚的板厚检查范围、板厚检查范围中的判定底面回波的有无的板厚判定标准、进而判定加工余留厚度的对与否的合格范围等。
其次，在步骤S11中一面按下测定开始开关一面使探头扫描大约5mm而录入声波数据，并保存在数据文件D1中。再者，声波数据的采样经由S00的测定准备步骤而实施。在测定准备步骤S00中，首先，将作为最初的被测体的树脂部件放在测定台上。这时，将树脂部件的撕开线的开口的一面向下侧放置。其次，向树脂部件的测定部位喷洒水等接触介质，再用笔或吸液玻璃管等进行涂布，经过该接触介质使探头触接在树脂部件表面上以免发生浮起。再者，为了尽快正确地找出测定部位，也可以使用预先界定测定位置的模板等。到步骤S00、S11以及到数据文件D1为止，是本发明的数据采样工序。
步骤S12～S14，是对被保存在D1中的声波数据依次进行解析的步骤。首先从数据文件D1内的声波数据No.1开始解析(步骤S12)。步骤S13，是判定在初期输入的检查范围内超过规定的判定标准的撕开线回波的有无的步骤。判定的结果，在发现有超过规定的判定标准的撕开线回波(是)的情况下，前进到其次的步骤S14继续解析。但是，在没有发现超过规定的判定标准的撕开线回波(否)的情况下，就中止声波数据No.1的解析，返回到步骤S12，从数据文件D1取出声波数据No.2，开始声波数据No.2的解析。
步骤S14，是判定在树脂部件的板厚检查范围内超过规定的标准的底面回波的有无的步骤。在此，在没有发现底面回波(否)的情况下，就暂时将该数据保存到数据文件D2中。再者，在发现有超过规定的标准的底面回波(是)的情况下，则在此中止该数据的解析，返回到步骤S12，从数据文件D1中取出下一个声波数据，开始新的声波数据的解析。
步骤S13与步骤S14是本发明的第1要件。该第1要件的目的在于，要防止在由于某种原因比规定的判定标准高的标准的表面回波偏移进入到检查范围内的情况下，将该表面回波误检为撕开线回波。即，在仅在检查范围内的声波的解析(步骤S13)中，不能够区别偏移进入的表面回波与撕开线回波。因此，在步骤S14确认了底面回波的有无，在即便在检查范围内检测到超过规定标准的波形、但在板厚检查范围内发现了底面回波的情况下，也判断为该波形是由表面回波产生的而不是撕开线回波。再者，作为表面回波偏移进入到检查范围内的原因，可以认为是由于探头的触压不良、树脂部件表面的凹凸、扭曲或异物的附着等，而使探头处于从树脂部件表面浮起的状态，即，在探头与树脂部件表面的接触较弱的情况下，不灵敏区的范围被延长，表面回波就会偏移进入到检查范围内。
在步骤S15中，确认对保存在数据文件D1中的所有的声波数据完成了上述的解析。如果有解析遗漏的数据(否)，就返回到步骤S12，对解析遗漏的数据继续进行解析。步骤S12～S15与数据文件D2的作成相当于本发明的数据解析工序。
以上的解析的结果，仅将在检查范围内检测到具有规定的判定标准或其以上的波高值的撕开线回波、并且看不到底面回波，即满足第1要件的声波数据，保存在数据文件D2内。在步骤S16中，从这些声波数据中选择作为树脂部件的加工余留厚度最适合的数据。即，在该步骤中，在被保存在数据文件D2中的声波之中，选择撕开线回波的峰值检测位置位于距树脂部件表面最浅的位置的，即满足第2要件的数据。步骤S16是本发明的数据选择工序。
步骤S17是判定在步骤S16选择出的撕开线回波的检测位置是否进入预先设定的加工余留厚度的合格范围内的步骤。如果进入合格范围内就与加工余留厚度的测定值(撕开线回波的检测位置)一起在显示器等显示装置上显示为“合格”(步骤S18)。另外，如果测定值没进入合格范围内，就与加工余留厚度的测定值一起在显示器等显示装置上显示为“不合格”(步骤S19)。步骤S17～S19是合格与否判定工序。
以上，显然是测定一个部位的撕开线的加工余留厚度而判定合格与否的示例，而实际上，对于一个树脂部件测定撕开线的加工余留厚度的部位不限于1个，通常为多个部位。例如，在形成有图3所示那样的“日”字形的撕开线的树脂部件上，最好是至少对图中的e、f、g、h、i的各边的1个部位、共计5个部位测定加工余留厚度。这样，在对多个部位的撕开线测定加工余留厚度的情况下，如果不是在全部的部位测定值都合格的话，就不能保证该树脂部件的撕开线的品质。因而，树脂部件的合格与否的判定，也可以是在形成于其树脂部件上的全部的撕开线的加工余留厚度都判定为合格时，才开始判定为合格。但是，在发现即使是一个部位不合格的情况下，当然该树脂部件对于撕开线的加工余留厚度而言是不合格的。在这样检测到不合格品的情况下，重要的是直接停止树脂部件的制造线，察明其原因。
实施例将如图4的那样具有相对于树脂部件表面倾斜地形成的撕开线TL的树脂部件的加工余留厚度t的测定作为一例，进一步详细地说明本发明。
树脂部件表面的A～E的箭头表示的是用超声波探头进行的各个测定位置。在图5～图9中表示的是在各测定位置所得到的各个声波数据。
首先，参照图5对声波数据进行说明。图5是在树脂部件表面的A的位置处的声波数据。纵轴表示声波(回波)的强度，横轴表示距离(时间)。在此，15是表面回波。另外，I是树脂部件的表面，能够看到表面回波的I-II的范围，是在其间即使混在有撕开线回波也不能够判别的表面正下不灵敏区。该表面正下不灵敏区在本实施例中设为距树脂部件表面为0.2mm。II-IV间是解析撕开线回波的检查范围，仅对在其间被检测出的撕开线回波进行解析。在本实施例中，将检查范围设为在表面回波衰减后0.8μsec或其以内，这相当于距树脂部件的表面0.3～0.8mm的深度的范围。
G1是用波形的强度来判定在检查范围内所检测到的波形是否为撕开线回波的判定标准。即，该波形的最高部分如果比判定标准G1高，就判断为是撕开线回波，在比G1低的情况下，就判断为不是撕开线回波。再者，在此，III-III’是加工余留厚度的检查合格范围，在本实施例中设定为0.3～0.6mm。
另外，考虑到树脂部件的厚度的参差不齐，将底面回波的出现范围定义为V-VI的板厚检查范围，设定判定标准G2，将具有比该G2高的强度的波形判定为底面回波。在本实施例中，板厚检查范围设为2.4～2.6mm。
在测定位置A处，由于从树脂部件的表面到底面没有看到撕开线或其他的内部缺陷等异常，因此声波数据就如图5所示，只有I-II之间的表面回波15与V-VI之间的底面回波17。因而，不将该声波数据a保存在数据文件D2中。
图6是在测定位置B处所得到的声波数据b。在此，在检查范围以及板厚检查范围以外的IV-V之间看到有测定声波T。这是由撕开线TL反射的声波，表示在距表面Tb的深度处有撕开线。但是，由于IV-V的范围不是检查范围，因此即便在此看到撕开线回波，也在解析工序判断为没有撕开线回波，中断解析，从而也不将本波形数据b保存在数据文件D2中。另外，这样，由于当在到树脂部件的底面的途中存在撕开线时，声波被撕开线妨碍而不会到达树脂部件的底面，因此看不到图5所示那样的底面回波17。
图7是在测定位置C处所得到的声波数据c。在此，在检查范围内(II-IV之间)看到了测定声波T。T是由撕开线TL反射的撕开线回波，表示在距表面Tc的深度处有撕开线。由于撕开线回波在检查范围内，且强度标准显示为比判定标准G1高的值，进而在板厚检查范围内(V-VI之间)没有看到底面回波，因此将该声波数据c保存在数据文件D2中。
图8是在测定位置D处所得到的声波数据d。在此，在III-III’之间看到了测定声波T。T是由撕开线TL的底部(图4的H)反射的撕开线回波，表示距表面Td的深度处有撕开线。III-III’在检查范围内并且在合格范围内。另外，由于T显示了比G1高的值，且没有看到底面回波，因此将该声波数据d保存在数据文件D2中。
图9是在测定位置E处所得到的声波数据e。由于在树脂部件的该位置没有看到撕开线也没有看到其他的内部缺陷，因此声波数据只有表面回波15与底面回波17。因而，解析可以在确认在检查范围(II-III之间)内没有测定声波之后结束。
但是，在声波数据e中，表面回波15的衰减延迟，因而表面回波15的一部分S偏移进入到检查范围内。进而，由于该表面回波S的强度显示为比判定标准G1高的值，因此在这样的状态下不能直接进行表面回波与撕开线回波的区别。
可是，在本发明中，在此，进行在板厚检查范围(V-VI之间)内有没有看到底面回波的检查(在图2的流程图中的步骤S14)，在看到了底面回波17的情况下，即便在检查范围内检测到波形S也判断为不是撕开线回波。因而，不将该声波数据e保存在数据文件D2中。
对于以上的a～e的5个声波数据，实施解析的结果是将声波数据c与d保存在数据文件D2中。虽然在这2个数据中撕开线回波的高度(强度)相同，但撕开线回波的检测位置不同，声波数据d表示距树脂部件表面较浅(较小)的值。因而，在本实施例中，作为加工余留厚度的数据选择声波数据d。
在合格范围内(III-III’之间)看到声波数据d的撕开线回波T，并在距树脂部件的表面Td(实际上为0.5mm)的位置上检测到波形的峰值T。因而，该树脂部件的撕开线的加工余留厚度是0.5mm，相对于检查规格(0.3～0.6mm)可以判定为“合格”。但是，对于实际的树脂部件，需要像前述那样多个部位的测定，为了保证树脂部件的加工余留厚度，显然对于其全部必须都是“合格”。
再者，本发明的加工余留厚度的测定方法，利用机器人来用超声波探头进行扫描，通过使机器人的控制和超声波发射装置与合格与否的判定等的控制连动，能够实现无人化的加工余留厚度的检查判定操作。
另外，在以往技术的具有测定空间的撕开线的形成后的加工余留厚度的测定中，也可以应用本发明的测定方法。
根据本发明的加工余留厚度的测定方法，由于用超声波来测定，因此不会破坏树脂部件，能够迅速且正确地测定加工余留厚度，并对照基准值判定合格与否，能够以非破坏性的方式实现全数制品保证。在本发明中，对于所得到的声波数据，由于是确认了底面回波的存在的有无之后进行判断的，因此能够防止将表面回波作为撕开线回波而误检。
另外，本发明的加工余留厚度的测定方法能够通过将超声波测定装置等与机器人连动来实现检查判定操作的无人化，能够期望更大地提高检查判定操作的生产性。
不仅是汽车的仪表板，在被使用在转向装置、装饰物或弯处气囊等上的树脂部件的撕开线形成后的加工余留厚度的非破坏性的检查中也可以利用本发明的加工余留厚度的测定方法。
权利要求
1.一种加工余留厚度的测定方法，它是在为了覆盖气囊装置而设置的树脂部件上形成可借助膨胀的气囊的压力撕开的撕开线，对在该撕开线的形成后所余留的前述树脂部件的厚度、即加工余留厚度进行测定的方法，其特征在于，利用超声波，测定具有侧面彼此接近到几乎相互接触的程度、且该侧面彼此没有相接合的撕开线的前述树脂部件的前述加工余留厚度。
2.如权利要求1所述的加工余留厚度的测定方法，其中具有将接收发射超声波的探头在前述树脂部件的表面上进行扫描而录入声波数据并保存在数据文件中的数据采样工序；将该采样的声波数据根据声波的波形与检测位置来进行解析、并仅将满足第1要件的数据保存在数据文件中的解析工序；从该保存的数据中选择满足第2要件的数据的数据选择工序；以及判定该被选择的数据的加工余留厚度的合格与否的合格与否判定工序。
3.如权利要求2所述的加工余留厚度的测定方法，其中前述数据采样工序是在前述树脂部件的没有撕开线的开口的一侧的表面上以与该撕开线成正交的方式使前述探头移动，并连续地对声波数据采样的工序。
4.如权利要求2所述的加工余留厚度的测定方法，其中前述第1要件是指，在检查判定前述加工余留厚度的检查范围内检测到前述波形并具有规定的标准或其以上的波高值，并且在检测前述树脂部件的板厚的板厚检查范围内没有超过规定的标准的波高值的波形。
5.如权利要求2所述的加工余留厚度的测定方法，其中前述第2要件是指，在前述所保存的数据中，前述波形的检测位置是位于距前述树脂部件的表面最浅的位置。
全文摘要
本发明提供一种容易且正确地测定具有侧面彼此接近到几乎相互接触的程度且该侧面彼此没有相接合的撕开线的树脂部件的加工余留厚度的方法。本发明的特征在于，从树脂部件的没有撕开线的开口的一侧的表面照射超声波。更详细地说，是具有将收发超声波的探头在树脂部件的表面进行扫描而录入声波数据并将其保存在数据文件中的数据采样工序、将所采样的声波数据根据声波的波形与检测位置来解析并仅将满足第1要件的数据保存在数据文件中的解析工序、从所保存的数据中选择满足第2要件的数据的数据选择工序、以及判定所选择的数据的加工余留厚度的合格与否的合格与否判定工序的测定方法。
文档编号B60R21/20GK1766523SQ20041008845
公开日2006年5月3日 申请日期2004年10月29日 优先权日2004年10月29日
发明者原弘树, 永井辰之 申请人:丰田自动车株式会社