JP7356331B2 - 複合パッドの製造ライン及び製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、パッド同士を重ね合わせて複合パッドを製造する複合パッドの製造ライン及び製造方法に関する。

この種の複合パッドとして、例えば車両用のシートの表皮を複数に分割してなる表皮用パッドの裏面にウレタンパッドを貼り合わせたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８－３０９０４８号公報（図１～図３，段落［０００８］）

しかしながら、パッドは、機械部品に比べて曲げ変形し易く、パッド同士の位置合わせが困難であるため、貼り合わせ作業に熟練を要した。そこで、熟練を要さずにパッド同士の貼り合わせを行うことが可能な技術の開発が求められている。

上記課題を解決するためになされた請求項１の発明は、シート状の第１パッドと第２パッドとを重ね合わせて複合パッドを製造する製造ラインであって、前記第１パッドが、一枚毎に分離されて重ね合せ面を上に向けられかつ前記重ね合せ面に接着材を塗布された状態で配置される第１撮影部と、前記第２パッドが、一枚毎に分離されて配置される第２撮影部と、前記第１撮影部上の前記第１パッドの第１画像と、前記第２撮影部上の前記第２パッドの第２画像とを撮影する撮像装置と、前記第２パッドを保持可能な組付装置と、前記第１画像及び前記第２画像から前記第１撮影部上の前記第１パッドの位置及び向きと前記第２撮影部上の前記第２パッドの位置及び向きとを演算する画像解析部と、前記第２パッドが前記第２撮影部上から搬送されて、前記第１撮影部上の前記第１パッドに対して予め定められた位置及び向きに重ねられるように、前記画像解析部の演算結果に基づいて前記組付装置を制御する制御部と、を備える複合パッドの製造ラインである。

請求項２の発明は、前記第１パッド及び前記第２パッドの少なくとも一方を搬送するベルトコンベアを備えると共に、前記第１撮影部及び前記第２撮影部の少なくとも一方は、前記ベルトコンベアの一部として備えられ、前記ベルトコンベアのうち前記第１撮影部又は前記第２撮影部となる部分は、透光性を有するベルトと、前記ベルトを下方から照射するバックライトとを有する請求項１に記載の複合パッドの製造ラインである。

請求項３の発明は、前記第１パッドは、前記第１撮影部上で前記第２パッドによって全体を上方から覆い隠される大きさをなしている請求項１又は２に記載の複合パッドの製造ラインである。

請求項４の発明は、前記第１パッドは、軟質ウレタンフォームであり、前記第２パッドは、表皮材である請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載の複合パッドの製造ラインである。

請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れか１の請求項に記載の複合パッドの製造ラインを使用して複合パッドを製造する複合パッドの製造方法である。

請求項１，４及び５の複合パッドの製造ライン及び複合パッドの製造方法では、第１パッドは、一枚毎に分離されて重ね合せ面を上に向けられかつ重ね合せ面に接着材を塗布された状態で第１撮影部に配置される。一方、第２パッドは、一枚毎に分離されて第２撮影部に配置される。そして、第１撮影部上の第１パッドの第１画像と第２撮影部上の第２パッドの第２画像とが撮像装置にて撮影され、それら第１画像及び第２画像に基づいて、画像解析部が、第１撮影部上の第１パッドの位置及び向きと、第２撮影部上の第２パッドの位置及び向きを演算する。そして、その演算結果に基づいて制御部にて制御される組付装置が、第２パッドを吸引して第２撮影部上から搬送し、第１撮影部上の第１パッドに重ねて貼り合わせる。このように本開示の製造ラインでは、第１と第２のパッドを位置決め用の部材に押し付けることなく、組付装置の位置制御によって互いに位置決めして重ね合わせる。また、組付装置は、第２パッドを吸引して搬送するので曲げ変形が防がれる。これらにより本開示の複合パッドの製造ライン及び製造方法では、熟練を要さずに安定した品質で第１と第２のパッドの貼り合わせることができる。特に、請求項３の開示のように、第２パッドが第１パッドより大きく、第１パッドが第２パッドによって全体を上方から覆い隠された状態に貼り合わされる場合は、両パッドを貼り合わせる直前に目視確認を行えないので、人が作業するとパッド同士の位置ずれが生じ得る。

請求項２の複合パッドの製造ラインでは、第１撮影部又は第２撮影部となるベルトコンベアのベルトが透光性を有し、それらベルトがバックライトにて下方から照射されるので、第１と第２の画像において第１と第２の各パッドの外形が明確になる。これにより、画像解析部の演算精度が向上する。

＜付記＞
上記請求項１～４の構成をさらに以下の限定事項１～３にて限定してもよい。
［限定事項１］
途中部分が前記第１撮影部になった第１コンベアラインと、
前記第１コンベアラインの上流側端部に配置され、前記第１パッドが前記重ね合わせ面を上にして１枚毎に分離された状態で載置される第１パッド載置部と、
前記第１コンベアラインのうち前記第１パッド載置部と前記第１撮影部との間に配置されて、前記第１パッドの前記重ね合わせ面に接着材を塗布する接着材塗布装置と、
前記第１コンベアラインのうち前記第１撮影部より下流側に配置され、前記第２パッドを前記第１パッドに押し付ける加圧装置と、を備える。

上記限定事項１の複合パッドの製造ラインは、第１コンベアラインの上流側端部の第１パッド載置部に第１パッドが載置されると、その下流側の接着材塗布装置により第１パッドに接着材が塗布されて第１撮影部まで搬送される。これにより、接着材を塗布された第１パッドを効率よく第１撮影部に配置することができる。また、第１パッド載置部において、第１パッドの上に第２パッドが貼り合わされた後は、加圧装置が第２パッドを第１パッドに押し付けるので、第１パッドと第２パッドとの接着が安定する。

［限定事項２］
上記限定事項１に記載の複合パッドの製造ラインにおいて、
下流側端部が前記第２撮影部になった第２コンベアラインと、
前記第２コンベアラインの上流側端部に設けられ、前記接着材を塗布されていない前記第２パッドが前記重ね合わせ面を下にして１枚毎に分離された状態で載置される第２パッド載置部と、を備える。

限定事項２の複合パッドの製造ラインでは、第２コンベアラインの上流側端部の第２パッド載置部に第２パッドが載置するだけで、組付装置の可動域の第２撮影部に第２パッドを効率よく配置することができる。

［限定事項３］
上記限定事項２に記載の複合パッドの製造ラインにおいて、
前記第１パッド載置部又は前記第２パッド載置部の少なくとも一方のパッド載置部の隣に配置されて、前記第１パッド及び前記第２パッドの一方のパッドが積み上げられるパッド積上部と、
前記パッド積上部の前記パッドを吸引して搬送し、前記パッド載置部に載置する載置装置とを有する。

限定事項３の複合パッドの製造ラインでは、第１パッド載置部又は第２パッド載置部の少なくとも一方のパッド載置部への第１パッド又は第２パッドの載置を載置装置が行うので、人件費の削減が図られる。

本開示の実施形態に係る（Ａ）複合パッド、（Ｂ）表皮パッド、（Ｃ）クッションパッドの各平面図 車両シートの斜視図 複合パッドの製造ラインの平面図 複合パッドの製造ラインの制御部のブロック図 第１画像と第２画像の概念図

以下、図１～図５を参照して複合パッド９３の製造ライン１０（図３参照。以下、単に「製造ライン１０」という）の実施形態について説明する。図１（Ａ）には、本実施形態の製造ライン１０にて製造される複合パッド９３の一例が示されている。

ここで、複合パッドとは、「表皮パッドとウレタンシートからなるウレタンパッドを貼り合せた積層体であって複数分割されているもの」を意味する。そして、本実施形態の複合パッド９３は、図１（Ｂ）に示した表皮パッド９２（特許請求の範囲の「第２パッド」に相当し、車両用シートの表皮であって複数分割されているもの）の裏面に、図１（Ｃ）に示したクッションパッド９１（特許請求の範囲の「第１パッド」に相当し、車両用シートの表皮材の裏面に積層される発泡体（ウレタンフォーム）シートであって複数分割されているもの）を貼り合わせてなる。また、本実施形態の製造ライン１０は、形状が異なる複数種類の複合パッド９３を製造可能であり、それら複数種類の複合パッド９３がパッチワークのように繋ぎ合わされて図２に示した車両用シート９９の表皮９８になる。

各表皮パッド９２は、例えば、人工皮革、天然皮革、織布等のシートから打ち抜かれて製造され、クッションパッド９１は、例えば、軟質ウレタンフォームシートから打ち抜かれて製造される。また、図１（Ｂ）に示すように、表皮パッド９２の外周の複数位置には、複数の切り込み９２Ａが形成されている。さらに、図１（Ａ）に示されているように、クッションパッド９１は表皮パッド９２より小さい略相似形をなしている。そして、設計上、クッションパッド９１の重心と表皮パッド９２の重心とが一致し、クッションパッド９１の輪郭線と表皮パッド９２の輪郭線との間に略一定の間隔があけられ、複数の切り込み９２Ａより内側にクッションパッド９１が配置された状態で貼り合わされて複合パッド９３になる。

図３に示すように、本実施形態の製造ライン１０には、準備工程部１００と、貼合工程部１０１と、仕上工程部１０２とがベルトコンベア１２に沿って備えられている。準備工程部１００では、クッションパッド９１と表皮パッド９２とがベルトコンベア１２上に載置される。その際、クッションパッド９１は、貼り合わせ面に接着剤を塗布されかつその貼り合わせ面を上に向けた状態にしてベルトコンベア１２の幅方向の一方寄り位置に載置される。一方、表皮パッド９２は、貼り合わせ面を下に向けた状態にしベルトコンベア１２の幅方向の他方寄り位置に載置される。そして、クッションパッド９１と表皮パッド９２とが横並びされた状態でベルトコンベア１２によって搬送される。

貼合工程部１０１は、ベルトコンベア１２の近傍に、撮像装置１６と組立装置２０とを備えてなる。また、本実施形態では、貼合工程部１０１に備えたベルトコンベア１２のうち幅方向の一方寄りのクッションパッド９１が配置される部分が、特許請求の範囲の第１撮影部１５に相当し、ベルトコンベア１２の幅方向の他方寄りの表皮パッド９２が配置される部分が、特許請求の範囲の第２撮影部４５に相当する。そして、撮像装置１６は、ベルトコンベア１２が停止した状態で、第１撮影部１５上のクッションパッド９１と第２撮影部４５上の表皮パッド９２とを併せて撮影する。即ち、本実施形態では、撮像装置１６が特許請求の範囲の「第１撮像装置」と「第２撮像装置」とを兼ねている。

組付装置２０は、広く普及している産業用ロボットであって、その先端部には、図示しない吸引ツールが着脱可能に取り付けられている。吸引ツールは、支持フレームから複数の吸引パイプが垂下した構造をなしている。各吸引パイプは、蛇腹構造をなしかつ下端部がテーパー状に拡径した吸引部になっている。そして、吸引パイプ内が負圧状態にされ、組立装置２０がティーチングプレイバックによって動作し、表皮パッド９２を吸引してベルトコンベア１２から持ち上げ、ベルトコンベア１２上のクッションパッド９１に対して貼り合わせる。このティーチングプレイバックの制御で使用される複数のティーチングポイントの一部が、撮像装置１６が撮影した画像から演算される後述の補正データにて補正される。

図４には、製造ライン１０の制御部１０Ａが示されている。制御部１０Ａには、製造ライン１０全体を統括して制御するメインコントローラ８１が備えられ、そのメインコントローラ８１には、組付装置２０のコントローラ８２と、ベルトコンベア１２を駆動制御部８４等が接続されている。

各組付装置２０のコントローラ８２は、特許請求の範囲の「制御部」に相当し、撮像装置制御部８５を備えている。撮像装置制御部８５は、第１撮像装置１６にて撮影された画像を取得してその画像データをデータ記憶部８５Ａに取り込む。

撮像装置制御部８５に備えた画像解析部８５Ｂは、例えば、図５に示すように、データ記憶部８５Ａの画像データによって再現される画像Ｇを、クッションパッド９１全体が含まれる第１画像Ｇ１と、表皮パッド９２の全体が含まれる第２画像Ｇ２とに分割する。そして、第１撮影部１５上におけるクッションパッド９１の位置と向きとを演算すると共に、第２撮影部４５上における表皮パッド９２の位置と向きとを演算する。

具体的には、第１画像Ｇ１には直交２軸の第１座標が設定されると共に、第２画像Ｇ２には、直交２軸の第２座標が設定されている。また、第１画像Ｇ１には、クッションパッド９１が第１撮影部１５の正規の位置に正規の向きで載置された場合のクッションパッド９１の重心の位置データＰ１０（以下、「基準位置データＰ１０」という）と、クッションパッド９１の重心から予め設定されたクッションパッド９１の代表点に向かうベクトルデータＶ１０（以下、「基準ベクトルデータＶ１０」という）とが設定されている。それと同様に、第２画像Ｇ２にも、表皮パッド９２が第２撮影部４５の正規の位置に正規の向きで載置された場合の表皮パッド９２の基準位置データＰ２０と基準ベクトルデータＶ２０とが設定されている。

そして、第１及び第２の画像Ｇ１，Ｇ２には、実際のクッションパッド９１と表皮パッド９２とが、上記した正規の位置及び向きからずれた状態で映り込む。その一例として、図５には上述の基準となる架空のクッションパッド９１及び表皮パッド９２が二点鎖線で示され、実際のクッションパッド９１及び表皮パッド９２が実線で示されている。

画像解析部８５Ｂは、公知な画像処理方法により、第２画像Ｇ２に写り込んでいる表皮パッド９２の重心の位置データＰ２２を演算すると共に、表皮パッド９２の重心から予め設定された表皮パッド９２の代表点に向かうベクトルデータＶ２２とを演算する。そして、画像解析部８５Ｂは、基準位置データＰ２０に対する位置データＰ２２の差分である位置補正データと、基準ベクトルデータＶ２０に対するベクトルデータＶ２２の交差角である向き補正データとを前述の補正データとして求める。

すると、コントローラ８２のデータ補正部８２Ａが、上述した補正データを使用して、組付装置２０の吸引ツールが第２撮影部４５上の表皮パッド９２を吸引するときのティーチングポイントのデータを補正する。これにより、組付装置２０が表皮パッド９２を吸引する度に、第２撮影部４５上の表皮パッド９２の位置及び向きに応じて吸引ツール６０の位置及び向きが微調整され、載置装置４６の吸引ツール６０に吸引されたときのその吸引ツール６０に対する表皮パッド９２の位置及び向きが一定（同じ）になる。

また、画像解析部８５Ｂ及びデータ補正部８２Ａは、上述した各クッションパッド９１に係る補正データも表皮パッド９２に係る補正データと同様にして演算する。そして、その補正データを使用して、組付装置２０が表皮パッド９２を各クッションパッド９１に貼り合わせるときのティーチングポイントのデータも補正する。これにより、組付装置２０が表皮パッド９２を各クッションパッド９１に貼り合わせる度に、第１撮影部１５上のクッションパッド９１の位置及び向きに応じた位置・向きに吸引ツール６０の位置及び向きが微調整されて、クッションパッド９１に対して貼り合わされる表皮パッド９２の位置及び向きが一定（同じ）になる。

以上のようにして、クッションパッド９１と表皮パッド９２とが張り合わされて複合パッド９３となり、貼合工程部１０１から前述の仕上工程部１０２へと搬送される。仕上工程部１０２では、複合パッド９３が上下から加圧される。これにより、クッションパッド９１と表皮パッド９２との接着が強化される。そして、複合パッド９３は。図示しない乾燥用のラックに移動される。そして、複合パッド９３が一定期間乾燥されて完成する。

本実施形態の製造ライン１０の構成に関する説明は以上である。次に、本実施形態の製造ライン１０及び複合パッド９３の製造方法による作用効果について説明する。製造ライン１０及び製造方法では、前述したように第１撮影部１５上のクッションパッド９１の第１画像Ｇ１と第２撮影部４５上の表皮パッド９２の第２画像Ｇ２とが撮像装置１６にて撮影され、それら第１画像Ｇ１及び第２画像Ｇ２に基づいて、画像解析部８５Ｂが、第１撮影部１５上のクッションパッド９１の位置及び向きと、第２撮影部４５上の表皮パッド９２の位置及び向きを演算して補正データを求める。そして、それら補正データを使用してコントローラ８２により制御される組付装置２０が、表皮パッド９２をクッションパッド９１に重ねて貼り合わせる。

このように本実施形態の製造ライン１０では、クッションパッド９１と表皮パッド９２とを位置決め用の部材に押し付けることなく、組付装置２０の位置制御によって互いに位置決めして重ね合わせる。また、組付装置２０は、表皮パッド９２を吸引して搬送するので曲げ変形が防がれる。これらにより本実施形態の複合パッド９３の製造ライン１０及び製造方法では、熟練を要さずに安定した品質でクッションパッド９１と表皮パッド９２（以下、適宜、「両パッド９１，９２」という）パッドの貼り合わせることができる。

特に、本実施形態の複合パッド９３は、表皮パッド９２がクッションパッド９１より大きく、クッションパッド９１が表皮パッド９２によって全体を上方から覆い隠された状態に貼り合わされるので、両パッド９１，９２を貼り合わせる直前の目視確認を行えず、人が貼り合わせ作業すると位置ずれが生じ得る。

また、人が目視確認を行いながら貼り合わせ作業を行うには、パッド９１，９２のうち大きい方の表皮パッド９２を作業台に載置し、その上に小さい方のクッションパッド９１を載置することになる。しかしながら、この場合には、接着剤が塗布されたクッションパッド９１をひっくり返す必要があり、作業者の手が汚れ、ひいてはパッド９１，９２や設備を汚す恐れがある。

これらに対し、本実施形態の製造ライン１０では、コントローラ８２が両パッド９１，９２を貼り合わせる直前の相互の位置を制御データ上で認識しているのでパッド９１，９２同士の位置ずれや汚れが抑えられ、複合パッド９３の品質が向上しかつ安定する。また、人件費が抑えられて、車両用シート９９の製造コストを下げることもできる。

［他の実施形態］
（１）前記実施形態の製造ライン１０は、車両用シート９９の複合パッド９３を製造するためのものであったが、車両用シート９９以外の自動車の内装部品やそれ以外の部品の製造に製造ライン１０を使用してもよい。

（２）前記実施形態の製造ライン１０で張り合わされた両パッド９１，９２は、略相似形をなしていたが、両パッドは全く異なる形状であってもよく、両パッドが互いに部分的に重なった状態で貼り合わされるものであってもよい。

（３）前記実施形態の組付装置２０及び載置装置４６の機構は、上記したものに限定されるものではない。例えば、スカラータイプの産業ロボット（水平多関節ロボット）や直交軸タイプの産業ロボットを使用してもよい。

（４）前記実施形態では、貼り付けられる前のクッションパッド９１と表皮パッド９２とを撮像装置１６により一度に撮影していたが、撮像装置１６をクッションパッド９１用と表皮パッド９２用とに分けて２台設けて、クッションパッド９１と表皮パッド９２とを別々に撮影してもよい。

（５）前記実施形態では、ベルトコンベア１２の上にクッションパッド９１と表皮パッド９２とが横並びに載置されていたが、クッションパッド９１と表皮パッド９２とを別々のベルトコンベアで搬送する構成としてもよい。具体的には、ベルトコンベア１２には、クッションパッド９１のみが載置され、ベルトコンベア１２とは別に設けたベルトコンベアにて表皮パッド９２を組付装置２０の近傍まで搬送してもよい。この場合、ベルトコンベア１２上で撮影したクッションパッド９１の画像と、別のベルトコンベア上で撮影した表皮パッド９２の画像とから上述した補正データを作成すればよい。

１０ 製造ライン
１２ ベルトコンベア
１５ 第１撮影部
１６ 撮像装置（第１撮像装置、第２撮像装置）
２０ 組付装置
４５ 第２撮影部
８２ ロボットコントローラ（制御部）
８２Ａ データ補正部
８４ 駆動制御部
８５ 撮像装置制御部
８５Ａ データ記憶部
８５Ｂ 画像解析部
９１ クッションパッド
９２ 表皮パッド
９３ 複合パッド
９９ 車両用シート（自動車の内装部品）
Ｇ１ 第１画像
Ｇ２ 第２画像

Claims (5)

1. シート状の第１パッドと第２パッドとを重ね合わせて複合パッドを製造する製造ラインであって、
   前記第１パッドが、一枚毎に分離されて重ね合せ面を上に向けられかつ前記重ね合せ面に接着材を塗布された状態で配置される第１撮影部と、
   前記第２パッドが、一枚毎に分離されて配置される第２撮影部と、
   前記第１撮影部上の前記第１パッドの第１画像と、前記第２撮影部上の前記第２パッドの第２画像とを撮影する撮像装置と、
   前記第２パッドを保持可能な組付装置と、
   前記第１画像及び前記第２画像から前記第１撮影部上の前記第１パッドの位置及び向きと前記第２撮影部上の前記第２パッドの位置及び向きとを演算する画像解析部と、
   前記第２パッドが前記第２撮影部上から搬送されて、前記第１撮影部上の前記第１パッドに対して予め定められた位置及び向きに重ねられるように、前記画像解析部の演算結果に基づいて前記組付装置を制御する制御部と、を備える複合パッドの製造ライン。
2. 前記第１パッド及び前記第２パッドの少なくとも一方を搬送するベルトコンベアを備えると共に、前記第１撮影部及び前記第２撮影部の少なくとも一方は、前記ベルトコンベアの一部として備えられ、
   前記ベルトコンベアのうち前記第１撮影部又は前記第２撮影部となる部分は、透光性を有するベルトと、前記ベルトを下方から照射するバックライトとを有する請求項１に記載の複合パッドの製造ライン。
3. 前記第１パッドは、前記第１撮影部上で前記第２パッドによって全体を上方から覆い隠される大きさをなしている請求項１又は２に記載の複合パッドの製造ライン。
4. 前記第１パッドは、軟質ウレタンフォームであり、
   前記第２パッドは、表皮材である請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載の複合パッドの製造ライン。
5. 請求項１乃至４の何れか１の請求項に記載の複合パッドの製造ラインを使用して複合パッドを製造する複合パッドの製造方法。

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