JP3103768B2 - 鋏加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鋏加工装置に係り、
詳しくは、鋏の刃付け装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、鋏は、設計→金属板からの鋏身
のプレス打ち抜き→熱処理→側面研磨→柄付け→裏すき
→粗刃付け→本刃付け→かえり取り→仕組み→そり付け
→仕上げ・検査の各工程を経て製造される。そのため、
最初の設計段階で用途に合った最適な切れ味をもった鋏
を設計したとしても、その設計通りの切れ味を具現化す
るためには、設計通りの刃を、実際にどの程度まで精度
良く加工できるかが問題となる。

【０００３】従来は、上記の工程のうち「プレス打ち抜
き」から「柄付け」までを半自動的に行い、「裏すき」
から「仕上げ・検査」までをほとんど手作業で行ってい
た。このうち、「粗刃付け」および「本刃付け」は鋏の
切れ味を決定する特に重要な工程であるが、現在のよう
な職人の経験と勘に頼る手作業では、設計通りの加工を
行うことが困難であった。加えて、近年、熟練職人の高
齢化や後継者不足により、経験と勘に頼る手作業を維持
することさえも難しくなりつつある。

【０００４】そこで、鋏の刃付け工程を自動化すること
により、設計通りの鋏を安定生産することが求められて
いる。また、鋏だけでなく、各種の刃物（包丁、ナイ
フ、食品スライサーや稲刈り機などに用いられる工業用
刃物）についても、刃付け工程を自動化することによ
り、設計通りの刃を安定生産することが求められてい
る。

【０００５】さらに、研磨加工を利用することにより、
所望の立体形状を自動的に加工することが求められてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記要求を満
足するためになされたものであって、以下の目的を有す
るものである。

【０００７】設計通りの研磨加工を行うことが可能な鋏
加工装置を提供する。

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【課題を解決するための手段】 請求項１に記載の発明
は、鋏身を把持するロボットハンドを有し、そのロボッ
トハンドを３次元移動させるロボットと、鋏身の研磨加
工を行う研磨機と、鋏身の形状に関する各データを入力
するデータ入力手段と、データ入力手段により入力され
た各データに基づき、研磨機に対するロボットハンドの
移動経路を算出する移動経路算出手段と、移動経路算出
手段により算出された移動経路に従ってロボットハンド
を移動させ、研磨機によって鋏身の研磨加工を行わせる
移動制御手段とを備えた鋏加工装置において、前記鋏身
は円形の指孔を備え、前記ロボットハンドは、ロボット
ハンドに固定された位置決めピンと、ロボットハンドに
固定され、鋏身の指孔と嵌合する指孔コマと、位置決め
ピンおよび指孔コマと三角形を成すように配置され、鋏
身を押圧する可動ツメとを備え、可動ツメを鋏身側へ移
動させることで鋏身を押圧し、その押圧された鋏身を、
指孔を中心として位置決めピン側へ回動させ、位置決め
ピンと可動ツメとの間で鋏身を挟圧的に保持させること
により、ロボットハンドに対する鋏身の位置決めを行う
ことをその要旨とする。

【００１７】請求項１に記載の発明は、請求項２に記載
の鋏加工装置において、前記鋏身の形状に関するデータ
は、前記鋏身の厚みを示すデータ、鋏身の刃先の断面角
度を示すデータ、刃先の長さを示すデータ、刃先の曲線
を特定する関数の係数を示すデータ、刃先の曲線を特定
する関数の切片を示すデータ、前記ロボットと研磨機の
位置関係によって規定される３次元座標における刃先の
末端の点の座標を示すデータ、ロボットと研磨機の位置
関係によって規定される３次元座標における鋏身のカシ
メ軸の座標を示すデータ、ロボットと研磨機の位置関係
によって規定される３次元座標におけるロボットハンド
の移動中心の座標を示すデータのうち少なくともいずれ
か一つを含むことをその要旨とする。

【００１８】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の鋏加工装置において、前記研磨機は研
磨部材を備え、前記移動経路算出手段は、前記鋏身の刃
先の曲線上の各位置に相当する任意の点における法線方
向のベクトルと、研磨機の研磨部材の表面の加工点にお
ける法線方向のベクトルとが常に一致するように、前記
ロボットハンドの移動中心の移動経路を算出することを
その要旨とする。

【００１９】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれか１項に記載の鋏加工装置において、前記移動経
路算出手段は、前記鋏身の刃先の任意の点における断面
角度が設定値と常に一致するように、前記ロボットハン
ドの移動中心の移動経路を算出することをその要旨とす
る。

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図面に従って説明する。図１は、本実施形態の鋏
の刃付け装置の概略構成図である。

【００２７】鋏の刃付け装置１は、ロボット２、ロボッ
ト２の制御装置３、砥石研磨機４、据え付け台５から構
成されている。ロボット２は、スカラ型６軸動作のロボ
ットであり、人の腕と同様の動きが可能なロボットアー
ム２ａと、人の手首と同様の動きが可能なロボットハン
ド２ｂとを備えている。後記するように、ロボットハン
ド２ｂは鋏身Ａを把持する。

【００２８】砥石研磨機４は、電動機４ａを用いて円筒
形の砥石４ｂを回転させる乾式の研磨機であり、鋏身Ａ
と砥石４ｂとの押しつけ力を、電動機４ａの電流の変化
に対応した負荷フィードバックに基づいて検出する。
尚、鋏身Ａと砥石４ｂとの押しつけ力については、押圧
方向へ移動可能に取り付けられた砥石４ｂの移動量（押
し込み量）に基づいて検出してもよい。

【００２９】ロボット２および砥石研磨機４は、据え付
け台５上に載置固定されている。図２は、鋏身Ａを把持
した状態のロボットハンド２ｂの要部斜視図であり、図
３は、その上面図、図４は、その正面図である。

【００３０】ロボットハンド２ｂは、各腕分１１，１２
および把持部１３から構成されている。腕部１１は断面
矩形状を成し、ロボットアーム２ａに対して回動可能に
取り付けられている。腕部１２は断面円柱状を成し、腕
部１１に対して垂直に立設されている。把持部１３は鋏
保持部１４および鋏押し用ブロック１５から構成され、
腕部１２に取り付けられている。

【００３１】鋏保持部１４は対向する壁部１６，１７を
有した断面コの字状を成し、壁部１６は腕部１２に固定
されている。各壁部１６，１７間の凹部１４ａには、直
方体状の鋏押し用ブロック１５が配置されている。

【００３２】腕部１２内には空圧シリンダ１８が設けら
れている。空圧シリンダ１８のピストン軸１８ａは、壁
部１６に形成された透孔１６ａを挿通して、鋏押し用ブ
ロック１５に固定されている。そのため、ピストン軸１
８ａが図３および図４の矢印Ｃ方向に伸長すると、鋏押
し用ブロック１５は壁部１７側へ移動する。尚、空圧シ
リンダ１８の制御は制御装置３によって行われる。

【００３３】図５は、図２〜図４におけるＢ−Ｂ線断面
図である。壁部１７の凹部１４ａ側には、位置決めピン
１９、指孔コマ２０、可動ツメ２１が設けられている。

【００３４】位置決めピン１９は円柱状を成し、壁部１
７の凹部１４ａ側の所定の位置に立設されている。指孔
コマ２０は円柱状を成し、壁部１７の凹部１４ａ側にお
いて、位置決めピン１９の左側のやや下方の位置に立設
されている。指孔コマ２０の寸法形状は、後記する鋏身
Ａの円形の指孔４１に対して確実に嵌合するように設定
されている。

【００３５】可動ツメ２１は円柱状を成し、壁部１７の
凹部１４ａ側において、位置決めピン１９の右側のやや
下方に配置されている。つまり、可動ツメ２１は、位置
決めピン１９および指孔コマ２０と三角形を成す位置に
取り付けられている。可動ツメ２１の周囲の壁部１７は
くり抜かれており、透孔１７ｂが形成されている。

【００３６】壁部１７には空圧シリンダ２２が取り付け
られている。空圧シリンダ２２のピストン軸２２ａは、
壁部１７に形成された透孔１７ａを挿通して、可動ツメ
２１に固定されている。そのため、ピストン軸２２ａが
図４および図５の矢印Ｄ方向に縮小すると、可動ツメ２
１は透孔１７ｂ内を矢印Ｄ方向に移動する。尚、空圧シ
リンダ１８の制御は制御装置３によって行われる。

【００３７】鋏身Ａは、指を挿通するための円形の指孔
４１、凸状の曲面の刃先４２、指孔４１と刃先４２の間
に配置されたカシメ軸４３を備えている。尚、鋏身Ａ
は、厚みの均一な金属板をプレス打ち抜きすることによ
って形成される。そのため、鋏身Ａの厚みＴは、材料の
金属板の厚みと同じになる。

【００３８】そして、鋏身Ａは、指孔４１を指孔コマ２
０を嵌合し、刃先４２を下側（可動ツメ２１側）に向け
た状態で、位置決めピン１９と可動ツメ２１との間にセ
ットされる。

【００３９】従って、図５に示すように、空圧シリンダ
２２のピストン軸２２ａが矢印Ｄ方向に縮小すると、可
動ツメ２１は透孔１７ｂ内を矢印Ｄ方向に移動し、その
可動ツメ２１によって鋏身Ａが押圧される。すると、鋏
身Ａは、指孔４１を中心として矢印Ｅ方向に回動し、壁
部１７に固定された位置決めピン１９と可動ツメ２１と
の間で挟圧的に保持される。その結果、壁部１７に対す
る鋏身Ａの位置決めがなされる。

【００４０】この状態で、ピストン軸１８ａが図３およ
び図４の矢印Ｃ方向に伸長すると、鋏押し用ブロック１
５が壁部１７側へ移動し、鋏身Ａは、鋏押し用ブロック
１５と壁部１７との間で挟圧的に保持される。その結
果、鋏身Ａは、把持部１３に対して位置決めがなされた
状態で把持される。

【００４１】図６は、制御装置３の内部構成を示すブロ
ック回路図である。制御装置３は、入力装置５１、マイ
クロコンピュータ５２、記憶装置５３、記憶媒体５４か
ら構成されている。

【００４２】入力装置５１は、ディスプレイ，キーボー
ド，ポインティングデバイス（図示略）などから構成さ
れている。鋏の刃付け装置１の使用者は、入力装置５１
を用いて後記する各データを入力する。

【００４３】マイクロコンピュータ５２は、入力装置５
１から入力された各データを記憶装置５３に一旦記憶さ
せ、その各データに基づいて後記する各演算処理を行
い、その演算結果を記憶装置５３に再び記憶させる。そ
して、マイクロコンピュータ５２は、記憶装置５３に記
憶させた演算結果に従って、ロボット２のロボットアー
ム２ａおよびロボットハンド２ｂの動作を制御する。

【００４４】記憶装置５３内には、読み出し専用の記憶
媒体５４が備えられている。記憶媒体５４は、マイクロ
コンピュータ５２において実行される演算処理ルーチン
のソフトウェアを記憶している。尚、記憶媒体５４は、
半導体記憶装置、磁気記憶装置の記憶媒体、光磁気記憶
装置の記憶媒体など、コンピュータのソフトウェアを記
憶できるものならどのようなものでもよく、具体的に
は、半導体ＲＯＭ、フロッピーディスク、ハードディス
ク、光ディスク、光磁気ディスク、相変化ディスク、磁
気テープなどから構成される。

【００４５】図７および図８は、マイクロコンピュータ
５２において実行される演算処理ルーチンを示すフロー
チャートである。まず、ステップ１０１において、入力
装置５１から各データ（Ｔ，ＱＸ，ＱＧ０，ＡＡ，Ｂ
Ｂ，ＣＣ，ＤＤ，ＸＸ，ＫＸ，ＫＹ，ＫＺ，ＤＵＸ，Ｄ
ＵＹ，ＤＵＺ）が入力される。

【００４６】データＴは、鋏身Ａの厚みＴを示すデータ
である。データＱＸは、刃先４２の断面角度を示すデー
タである。図９に示すように、鋏身Ａの刃先４２は、断
面角度θ１の本刃４２ａおよび断面角度θ２の粗刃４２
ｂから構成されている。従って、鋏の刃付け装置１を使
用して、前記した「粗刃付け」を行う場合にはデータＱ
Ｘとして断面角度θ２を用い、「本刃付け」を行う場合
にはデータＱＸとして断面角度θ１を用いる。

【００４７】図１０は、鋏身Ａの設計図である。図１０
では、カシメ軸４３の中心を２次元座標の原点（０，
０）におき、鋏を構成する２つの鋏身Ａ１，Ａ２の各指
孔４１の中間点とカシメ軸４３の中心とを結んだ線をＸ
軸に、Ｘ軸と直交してカシメ軸４３の中心を通る線をＹ
軸にしてある。

【００４８】データＱＧ０は、刃先４２の長さを示すデ
ータである。図１０に示すように、本刃４２ａの長さＱ
Ｇ０１は、粗刃４２ｂの長さＱＧ０２よりも長く設定さ
れている。従って、鋏の刃付け装置１を使用して「粗刃
付け」を行う場合にはデータＱＧ０として長さＱＧ０２
を用い、「本刃付け」を行う場合にはデータＱＧ０とし
て長さＱＧ０１を用いる。

【００４９】データＡＡは、刃先４２の曲線を特定する
３次曲線の３次係数のデータである。データＢＢは、刃
先４２の曲線を特定する３次曲線の２次係数のデータで
ある。データＣＣは、刃先４２の曲線を特定する３次曲
線の１次係数のデータである。データＤＤは、刃先４２
の曲線を特定する３次曲線の切片のデータである。

【００５０】各データＡＡ，ＢＢ，ＣＣ，ＤＤを求める
には、まず、図１０に示す設計図において、刃先４２の
先端から末端までの多数点（本実施形態では５０点）の
座標を測定する。次に、測定した各点Ｐ1,Ｐ2 …Ｐn …
Ｐ50をつなぎ合わせることで、式に示す３次関数式と
して表現される刃先４２の曲線４２Ｙを求め、その曲線
４２Ｙから各データＡＡ，ＢＢ，ＣＣ，ＤＤの値を求め
る。

【００５１】 ４２Ｙ＝ＡＡ・Ｘ³ ＋ＢＢ・Ｘ² ＋ＣＣ・Ｘ＋ＤＤ ……… 尚、本実施形態では、刃先４２の先端を点Ｐ1 とし、刃
先４２の末端（カシメ軸４３側）を点Ｐ50とする。ま
た、説明および図面を簡略化するため、本刃４２ａの末
端の点Ｐ50だけを記載する。

【００５２】図１１は、刃付けを行う前の状態における
ロボットハンド２ｂと砥石４ｂとの位置関係を示す斜視
図である。図１２は、刃付けを開始した時点におけるロ
ボットハンド２ｂと砥石４ｂとの位置関係を示す右側面
図であり、図１３は、その正面図である。

【００５３】鋏の刃付け装置１における３次元座標原点
Ｏ（０，０，０）は、砥石４ｂの表面上の適宜な位置に
設定されている。そして、Ｘ軸は、砥石４ｂの回転軸４
ｃと平行になるように設定されている。また、Ｚ軸は、
砥石４ｂの表面の法線と合致するように設定されてい
る。

【００５４】把持部１３は、本刃４２ａおよび粗刃４２
ｂの面が凹部１４ａの反対側（Ｙ軸の負側）を向くよう
に、鋏身Ａを把持する。そして、鋏の刃付け装置１は、
刃先４２の先端の点Ｐ1 から刃付けを開始し、各点Ｐ1,
Ｐ2 …Ｐn,Ｐn+1 …の刃付けを順次行って、最後に刃先
４２の末端の点Ｐ50の刃付けを行う。

【００５５】各データＸＸ，ＫＸ，ＫＹ，ＫＺ，ＤＵ
Ｘ，ＤＵＹ，ＤＵＺについては、刃先４２の先端の点Ｐ
1 の刃付けを開始した状態における鋏の刃付け装置１の
実測値（デフォルト値）から求める。尚、各データＸ
Ｘ，ＫＸ，ＫＹ，ＫＺ，ＤＵＸ，ＤＵＹ，ＤＵＺについ
ても、図面上から求めるようにしてもよい。

【００５６】データＸＸは、図１２に示すように、刃先
４２の末端の点Ｐ50のＸ座標（Ｐ50ｘ）のデータであ
る。各データＫＸ，ＫＹ，ＫＺはそれぞれ、図１２に示
すように、カシメ軸４３の中心のＸ，Ｙ，Ｚ座標（４３
ｘ，４３ｙ，４３ｚ）を示すデータである。

【００５７】各データＤＵＸ，ＤＵＹ，ＤＵＺはそれぞ
れ、３次元座標原点Ｏに対するロボットハンド２ｂの移
動中心αのＸ，Ｙ，Ｚ座標を示すデータである。尚、本
実施形態では、図１１および図１３に示すように、ロボ
ットハンド２ｂの移動中心αは腕部１１内に位置する。

【００５８】次に、ステップ１０２において、上記の各
データ（Ｔ，ＱＸ，ＱＧ０，ＡＡ，ＢＢ，ＣＣ，ＤＤ，
ＸＸ，ＫＸ，ＫＹ，ＫＺ，ＤＵＸ，ＤＵＹ，ＤＵＺ）が
全て入力されたかどうかが判定され、全データの入力が
完了されると、次のステップ１０３へ移行する。

【００５９】ステップ１０３においては、式に示す刃
先４２の曲線４２Ｙに従って、刃先４２の任意の点Ｐn
の座標が算出され、次のステップ１０４へ移行する。
尚、最初のルーチンにおいては、刃先４２の先端の点Ｐ
1 を点Ｐn とする。

【００６０】但し、前記したように、式は図１０に示
す設計図に基づいて求められたものである。従って、こ
のステップ１０３では、設計図上における点Ｐn の座標
が、鋏の刃付け装置１における座標に対応するように、
式による算出結果を変換する必要がある。この際に、
式の各データＡＡ，ＢＢ，ＣＣ，ＤＤの値はそれぞ
れ、鋏の刃付け装置１における座標に対応した値（Ａ
Ａ′，ＢＢ′，ＣＣ′，ＤＤ′）に変換される（ＡＡ→
ＡＡ′，ＢＢ→ＢＢ′，ＣＣ→ＣＣ′，ＤＤ→Ｄ
Ｄ′）。

【００６１】ステップ１０４においては、点Ｐ1 （＝Ｐ
n ）の座標が、データＱＧ０およびデータＸＸによって
規定される刃先４２の長さの範囲内にあるかどうかが判
定される。そして、点Ｐ1 の座標が刃先４２の長さの範
囲内にある場合は、次のステップ１０５へ移行する。ま
た、点Ｐ1 の座標が刃先４２の長さの範囲内にない場合
は、ルーチンを終了する。

【００６２】ステップ１０５においては、公知のＹ軸回
転の座標変換と原点移動変換の計算式に基づいてＹ軸回
転が行われ、点Ｐ1 における刃先４２の接線がＸ軸と平
行になるように（すなわち、点Ｐ1 における刃先４２の
法線がＺ軸と平行になるように）、ＸＺ平面の傾きが設
定される。そして、次のステップ１０６へ移行する。

【００６３】ステップ１０６においては、ステップ１０
５においてＸＺ平面の傾きが設定された状態で、点Ｐ1
が３次元座標原点Ｏと合致するように移動され、次のス
テップ１０７へ移行する。

【００６４】ステップ１０７においては、各ステップ１
０５，１０６の処理が行われた状態（すなわち、ＸＺ平
面の傾きが設定され、点Ｐ1 が３次元座標原点Ｏと合致
するように移動された状態）で、公知のＸ軸回転の座標
変換と原点移動変換の計算式に基づいてＸ軸回転が行わ
れ、点Ｐ1 における刃先４２の断面角度がデータＱＸに
よって規定される状態になるように、ＹＺ平面の傾きが
設定される。そして、次のステップ１０８へ移行する。

【００６５】ところで、Ｙ軸回転およびＸ軸回転の座標
変換と原点移動変換の計算式については、「ロボット工
学とその応用」（電子通信学会編）などの各種文献に詳
述されているため、ここでは説明を省略する。

【００６６】ステップ１０８においては、各ステップ１
０５〜１０７の処理済の状態（すなわち、ＸＺ平面の傾
きが設定され、点Ｐ1 が３次元座標原点Ｏと合致するよ
うに移動され、ＹＺ平面の傾きが設定された状態）にお
いて、３次元座標原点Ｏに対するロボットハンド２ｂの
移動中心αの座標が算出される。そして、次のステップ
１０９へ移行する。

【００６７】ステップ１０９においては、各ステップ１
０３〜１０８にて処理された点Ｐnが、刃先４２の末端
の点Ｐ50であるかどうかが判定される。そして、点Ｐn
が点Ｐ50でない場合はステップ１０３へ戻り、点Ｐn が
点Ｐ50である場合はルーチンを終了する。尚、前記した
ように、最初のルーチンにおいては点Ｐn ＝Ｐ1 である
ため、ステップ１０３へ戻る。

【００６８】そして、ステップ１０３においては、式
に示す刃先４２の曲線４２Ｙに従って、刃先４２の先端
の点Ｐ1 の次の点Ｐ2 の座標が算出され、ステップ１０
４へ移行する。すなわち、ステップ１０３においては、
刃先４２の任意の点Ｐn について、ルーチンが繰り返さ
れる度にｎの値が「１」から「５０」まで順次インクリ
メントされ、その点Ｐn の座標が算出される。

【００６９】このようにして、各ステップ１０３〜１０
８を繰り返すことにより、刃先４２の各点Ｐ1 〜Ｐ50毎
に、ロボットハンド２ｂの移動中心αの座標が算出され
る。マイクロコンピュータ５２は、算出した各点Ｐ1 〜
Ｐ50に対応する移動中心αの座標を記憶装置５３に記憶
させ、その各点Ｐ1 〜Ｐ50に対応する移動中心αの座標
に従って、ロボット２のロボットアーム２ａおよびロボ
ットハンド２ｂの動作を制御する。つまり、ロボットハ
ンド２ｂの実際の移動中心αの座標と、算出した各点Ｐ
1 〜Ｐ50に対応する移動中心αの座標とが合致するよう
に、ロボットハンド２ｂの移動経路を設定して動かすよ
うにする。その結果、鋏身Ａの刃先４２の各点Ｐ1 〜Ｐ
50が、順次、回転する砥石４ｂによって研磨され、各点
Ｐ1 〜Ｐ50毎に刃付けが行われる。このとき、刃先４２
の各点Ｐ1 〜Ｐ50は、砥石４ｂの表面における３次元座
標原点Ｏと接触して研磨される。つまり、３次元座標原
点Ｏは、刃先４２の各点Ｐ1 〜Ｐ50の加工点になる。

【００７０】尚、前記したように、「粗刃付け」の後に
「本刃付け」が行われるため、上記の演算処理ルーチン
は「粗刃付け」と「本刃付け」で別々に実行する必要が
ある。ところで、上記の演算処理ルーチンにおいて、
「粗刃付け」と「本刃付け」で異なるのは、各データＱ
Ｘ，ＱＧ０および刃先４２の末端の点Ｐ50の座標だけで
ある。但し、本刃４２ａの長さＱＧ０１と粗刃４２ｂの
長さＱＧ０２とが同じ場合、「粗刃付け」と「本刃付
け」で異なるのは、データＱＸだけとなる。

【００７１】以上詳述したように、本実施形態によれ
ば、以下の作用および効果を得ることができる。 （１）円形の指孔コマ２０の寸法形状は、鋏身Ａの円形
の指孔４１に対して確実に嵌合するように設定されてお
り、指孔４１は指孔コマ２０に嵌合した状態で回動可能
になっている。また、可動ツメ２１は、壁部１７に固定
された位置決めピン１９および指孔コマ２０と三角形を
成す位置に取り付けられている。そのため、可動ツメ２
１を鋏身側（矢印Ｄ方向）へ移動させると、その可動ツ
メ２１によって押圧された鋏身Ａは、指孔４１を中心と
して位置決めピン１９側（矢印Ｅ方向）へ回動する。そ
の結果、鋏身Ａは、壁部１７に固定された位置決めピン
１９と可動ツメ２１との間で挟圧的に保持され、壁部１
７に対して正確に位置決めがなされる。

【００７２】この状態で、鋏押し用ブロック１５を壁部
１７側へ移動させると、鋏身Ａは、鋏押し用ブロック１
５と壁部１７との間で挟圧的に保持され、把持部１３に
対して位置決めがなされた状態で把持される。

【００７３】従って、把持部１３は鋏身Ａを常に同じ位
置状態で精度良く把持することができる。そこで、据え
付け台５上に設けられたシュータ（図示略）に、プレス
打ち抜き済みの鋏身Ａを予め多数個積載格納しておき、
その鋏身Ａをシュータから順次押し出すようにする。そ
して、シュータから押し出された鋏身Ａを、ロボットハ
ンド２ｂの把持部１３によって把持し、上記したように
刃付けを行う。このようにすれば、設計通りの刃付けが
なされた鋏身Ａを大量に安定生産することができる。

【００７４】（２）上記のステップ１０５においては、
刃先４２の任意の点Ｐn における刃先４２の接線がＸ軸
と平行になるように（すなわち、点Ｐn における刃先４
２の法線がＺ軸と平行になるように）、ＸＺ平面の傾き
が設定される。

【００７５】ここで、鋏の刃付け装置１における３次元
座標原点Ｏは砥石４ｂの表面上に設定され、Ｘ軸は砥石
４ｂの回転軸４ｃと平行になるように設定されている。
つまり、Ｘ軸は、砥石４ｂの表面の接線と合致するよう
に設定されている。そして、３次元座標原点Ｏが、刃先
の任意の点Ｐn の加工点になる。

【００７６】そのため、刃先４２の任意の点Ｐn の法線
は、砥石４ｂの表面の加工点（３次元座標原点Ｏ）の接
線と直交することになる。従って、上記の演算処理ルー
チンによれば、鋏身Ａの刃先４２の曲線上の各位置に相
当する任意の点Ｐn における法線方向のベクトルと、砥
石４ｂの表面の加工点（３次元座標原点Ｏ）の法線方向
のベクトルとが常に一致するように、ロボットハンド２
ｂの移動中心αの移動経路を計算することができる。

【００７７】図１４は、刃先４２の任意の点Ｐn の刃付
けを行っている状態のロボットハンド２ｂと砥石４ｂと
の位置関係を示す右側面図である。図１５は、刃先４２
の末端の点Ｐ50の刃付けを行っている状態（刃付けが終
了した状態）のロボットハンド２ｂと砥石４ｂとの位置
関係を示す右側面図である。

【００７８】図１２，図１４，図１５に示すように、刃
付けを行っている状態において、刃先４２の各点Ｐ1,Ｐ
n,Ｐ50は３次元座標原点Ｏと合致し、各点Ｐ1,Ｐn,Ｐ50
の法線はＺ軸（砥石４ｂの表面の法線）と合致し、各点
Ｐ1,Ｐn,Ｐ50の接線はＸ軸（砥石４ｂの表面の接線）と
合致する。このことは、各点Ｐ1,Ｐn,Ｐ50だけでなく、
それ以外の点Ｐ2 …Ｐn-1,Ｐn,Ｐn+1 …Ｐ49についても
同様にいえる。このように、本実施形態によれば、図１
０に示した設計図における刃先４２の曲線に対応した刃
付けを行うことができる。

【００７９】（３）上記のステップ１０７においては、
刃先４２の任意のＰn における断面角度がデータＱＸに
よって規定される状態になるように、ＹＺ平面の傾きが
設定される。

【００８０】従って、上記の演算処理ルーチンによれ
ば、鋏身Ａの刃先４２の任意のＰn における断面角度が
データＱＸによる規定と常に一致するように、ロボット
ハンド２ｂの移動中心αの移動経路を計算することがで
きる。その結果、本実施形態によれば、図９に示した刃
先４２の断面角度θ１，θ２に対応した刃付けを行うこ
とができる。

【００８１】（４）上記（２）（３）により、本実施形
態によれば、鋏身Ａの刃先４２に対して、設計通りの刃
付けを行うことができる。尚、上記実施形態は以下のよ
うに変更してもよく、その場合でも同様の作用および効
果を得ることができる。

【００８２】（１）刃先４２の先端からではなく、末端
から刃付けを行うようにする。つまり、刃先４２の末端
の点Ｐ50から刃付けを開始し、各点Ｐ50, Ｐ49…Ｐn+1,
Ｐn…の刃付けを順次行って、最後に刃先４２の先端の
点Ｐ1 の刃付けを行うようにする。

【００８３】この場合、各データＸＸ，ＫＸ，ＫＹ，Ｋ
Ｚ，ＤＵＸ，ＤＵＹ，ＤＵＺについては、刃先４２の末
端の点Ｐ50の刃付けを開始した状態（図１５参照）にお
ける鋏の刃付け装置１の実測値から求める。そして、上
記の演算処理ルーチンにおいて、各ステップ１０３〜１
０８を繰り返すことにより、刃先４２の末端の点Ｐ50か
ら順次各点Ｐ50〜Ｐ1 毎に、ロボットハンド２ｂの移動
中心αの座標を算出する。

【００８４】（２）鋏の刃付け装置１の３次元座標原点
Ｏは、砥石４ｂの表面に設定されている。そのため、刃
先４２の各点Ｐ1 〜Ｐ50の刃付けを行う際に、ロボット
ハンド２ｂを動かしたとき、刃先４２が砥石４ｂの表面
に衝突する恐れがある。

【００８５】この問題を回避するには、予め３次元座標
原点Ｏを砥石４ｂの表面からある程度（例えば、４〜６
mm程度）上の位置に設定しておく。つまり、Ｘ軸をＺ軸
の正方向に所定の距離（＝４〜６mm程度）だけ平行移動
させる。そして、刃付けを行う際に、前記した鋏身Ａと
砥石４ｂとの押しつけ力が一定値になるまで刃先４２を
Ｚ軸の負方向へ移動させ、刃先４２と砥石４ｂとを緩や
かに接触させる。尚、３次元座標原点Ｏの設定位置につ
いては、上記のステップ１０１におけるデータ入力時に
設定できるようにしてもよい。

【００８６】（３）上記の演算処理ルーチンにより、刃
先４２の各点Ｐ1 〜Ｐ50毎にロボットハンド２ｂの移動
中心αの座標を算出したら、その算出した各座標をプリ
ンタ（図示略）を用いてプリントアウトする。そして、
プリント結果を見ながら、ロボット動作言語を利用して
ロボット２を動作させるためのソフトウェアを作成す
る。そのソフトウェアに従って、ロボット２に上記実施
形態と同様の動作を行わせるようにする。

【００８７】（４）上記実施形態では、２つの鋏身Ａの
刃先４２が共に凸状の曲面に形成された対称形状の鋏に
ついて具体化したが、一方の鋏身の刃先が凸状の曲面に
形成され、他方の鋏身の刃先が凹状の曲面に形成された
非対称形状の鋏について具体化してもよい。

【００８８】（５）砥石研磨機４を乾式のベルト研磨機
に置き代える。この場合、上記実施形態における砥石４
ｂの表面はベルト面に対応する。また、乾式の砥石研磨
機４を湿式の砥石研磨機またはベルト研磨機に置き代え
る。このようにすれば、刃付け工程で起こりやすい「焼
き付け」を回避することができる。

【００８９】（６）「粗刃付け」や「本刃付け」だけで
なく、前記した「裏すき」や「かえり取り」の工程に適
用してもよい。 （７）図１６に示すように、ロボット２をスカラ型６軸
動作のロボット６１に置き代える。そして、据え付け台
５上に、「粗刃付け」および「裏すき」用の砥石研磨機
６２、「本刃付け」用のベルト研磨機６３、「かえり取
り」用のバフ研磨機６４を載置し、ロボット６１に対し
て各研磨機６２〜６４を放射状に配置する。

【００９０】この場合には、各研磨機６２〜６４毎に、
上記の演算処理ルーチンにて求めたロボット６１のロボ
ットハンド２ｂの移動中心αの座標を求め、それをロー
カル座標（ＲＸ，ＲＹ，ＲＺ）とする。また、ロボット
６１の３次元座標をワールド座標（ＷＸ，ＷＹ，ＷＺ）
とする。そして、ローカル座標に対応したワールド座標
を求め、その求めたワールド座標に従ってロボット６１
の動作を制御することで、各研磨機６２〜６４毎に上記
の各工程を行わせる。

【００９１】このようにすれば、１台のロボット６１を
用いるだけで、複数の研磨機６２〜６４に別々の研磨動
作を実行させることができる。 （８）空圧シリンダ１８を腕部１２の内部ではなく外側
に設ける。

【００９２】（９）鋏だけでなく、各種の刃物（包丁、
ナイフ、食品スライサーや稲刈り機などに用いられる工
業用刃物）の刃付けに適用してもよい。 （１０）上記実施形態では、刃先４２の全ての点Ｐ1 〜
Ｐ50についてロボットハンド２ｂの移動中心αの座標を
算出した後にロボット２を動作させるようにしたが、刃
先４２の各点Ｐ1 〜Ｐ50について移動中心αの座標を算
出する度に、ロボット２を動作させるようにしてもよ
い。つまり、刃先４２の先端の点Ｐ1 に対応する移動中
心αの座標を算出したら、ロボット２を動かして点Ｐ1
の刃付けを行い、次に、刃先４２の点Ｐ2 に対応する移
動中心αの座標を算出したら、ロボット２を動かして点
Ｐ2 の刃付けを行うようにする。

【００９３】（１１）上記実施形態の刃付け加工を研磨
加工として利用することにより、所望の立体形状を自動
的に加工する。例えば、図１７に示すような形状の物体
７１を研磨加工によって形成する。この場合は、物体７
１を一定の厚みｔで輪切りにし、その輪切りにされた各
部分７１ａ毎に、その各部分７１ａの外周の曲線を特定
する３次曲線を求め、その各部分７１ａの外周の各点Ｐ
1,Ｐ2 …Ｐn …Ｐm の座標を測定する。

【００９４】次に、上記実施形態の鋏身Ａを各部分７１
ａに、刃先４２を各部分７１ａの外周に、鋏身Ａの厚み
Ｔを各部分７１ａの厚みｔに、刃先４２の断面角度を各
部分７１ａの外周の断面角度に、式に示す刃先４２の
曲線４２Ｙを各部分７１ａの外形の曲線を特定する３次
曲線に、それぞれ置き代える。

【００９５】そして、上記実施形態と同様に、任意の部
分７１ａの外周の各点Ｐ1 〜Ｐm を、順次、回転する砥
石４ｂによって研磨することで、その部分７１ａの外周
を所望の形状に加工する。この加工を全ての部分７１ａ
について行うことにより、物体７１の外形を所望の形状
に削り出す。

【００９６】このように、各部分７１ａの外周の曲線を
３次曲線で表すことが可能な物体７１であれば、研磨加
工によって形成することができる。また、各部分７１ａ
の厚みｔを小さく設定すれば、複雑な形状の物体７１で
も正確に加工することができる。

【００９７】（１２）スカラ型６軸動作のロボット２
を、多関節型のロボットに置き代える。以上、各実施形
態について説明したが、各実施形態から把握できる請求
項以外の技術的思想について、以下にそれらの効果と共
に記載する。

【００９８】

【００９９】請求項１〜４のいずれか１項に記載の鋏加
工装置において、前記データ入力手段（５１）により入
力された各データを一時記憶する記憶手段（５３）を備
えた鋏加工装置。

【０１００】上記のようにすれば、移動経路算出手段に
おける処理が済むまで各データを確実に保持しておくこ
とができる。

【０１０１】ところで、本明細書において、記憶媒体と
は、半導体記憶装置、磁気記憶装置の記憶媒体、光磁気
記憶装置の記憶媒体など、コンピュータのソフトウェア
を記憶できるものならどのようなものでもよく、具体的
には、半導体ＲＯＭ、フロッピーディスク、ハードディ
スク、光ディスク、光磁気ディスク、相変化ディスク、
磁気テープなどから構成される。

【０１０２】

【０１０３】

【０１０４】

【０１０５】

【発明の効果】 請求項１〜４のいずれか１項に記載の発
明によれば、設計通りの研磨加工を行うことが可能な鋏
加工装置を提供することができる。又、ロボットハンド
において鋏身を常に同じ位置状態で精度良く把持するこ
とができる。

【０１０６】

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態の概略構成図。

【図２】一実施形態の要部斜視図。

【図３】一実施形態の要部上面図。

【図４】一実施形態の要部正面図。

【図５】図２〜図４におけるＡ−Ａ線断面図。

【図６】制御装置のブロック回路図。

【図７】マイクロコンピュータの動作を示すフローチャ
ート。

【図８】マイクロコンピュータの動作を示すフローチャ
ート。

【図９】鋏身の要部断面図。

【図１０】鋏身の設計図。

【図１１】一実施形態の動作を説明するための要部斜視
図。

【図１２】一実施形態の動作を説明するための要部側面
図。

【図１３】一実施形態の動作を説明するための要部正面
図。

【図１４】一実施形態の動作を説明するための要部側面
図。

【図１５】一実施形態の動作を説明するための要部側面
図。

【図１６】別の実施形態の概略構成図。

【図１７】別の実施形態を説明するための斜視図。

【符号の説明】

１…鋏の刃付け装置、２…ロボット、２ｂ…ロボットハ
ンド、４…研磨機、４ｂ…研磨部材としての砥石、１９
…位置決めピン、２０…指孔コマ、２１…可動ツメ、４
１…指孔、５１…データ入力手段としての入力装置、５
２…移動経路算出手段および移動制御手段としてのマイ
クロコンピュータ、７１ａ…被加工物としての物体の部
分、Ａ…鋏身、Ｐn …任意の点、α…移動中心、Ｔ，Ｑ
Ｘ，ＱＧ０，ＡＡ，ＢＢ，ＣＣ，ＤＤ，ＸＸ，ＫＸ，Ｋ
Ｙ，ＫＺ，ＤＵＸ，ＤＵＹ，ＤＵＺ…データ、Ｏ…加工
点としての３次元座標原点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 市橋 庄太郎 岐阜県関市小瀬1288 岐阜県金属試験場 内 (72)発明者 吉田 一正 岐阜県関市下有知3846番地の１ 有限会 社 エドランド工業 内 (72)発明者 山田 裕二 岐阜県関市下有知3846番地の１ 有限会 社 エドランド工業 内 (56)参考文献 実開 平６−11956（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24B 3/52,27/00,41/06 B25J 15/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋏身（Ａ）を把持するロボットハンド
   （２ｂ）を有し、そのロボットハンドを３次元移動させ
   るロボット（２）と、 鋏身の研磨加工を行う研磨機（４）と、 鋏身の形状に関する各データを入力するデータ入力手段
   （５１）と、 データ入力手段により入力された各データに基づき、研
   磨機に対するロボットハンドの移動経路を算出する移動
   経路算出手段（５２）と、 移動経路算出手段により算出された移動経路に従ってロ
   ボットハンドを移動させ、研磨機によって鋏身の研磨加
   工を行わせる移動制御手段（５２）とを備えた鋏加工装
   置であって、 前記鋏身（Ａ）は円形の指孔（４１）を備え、 前記ロボットハンド（２ｂ）は、 ロボットハンドに固定された位置決めピン（１９）と、 ロボットハンドに固定され、鋏身の指孔と嵌合する指孔
   コマ（２０）と、 位置決めピンおよび指孔コマと三角形を成すように配置
   され、鋏身を押圧する可動ツメ（２１）とを備え、 可動ツメを鋏身側へ移動させることで鋏身を押圧し、そ
   の押圧された鋏身を、指孔を中心として位置決めピン側
   へ回動させ、位置決めピンと可動ツメとの間で鋏身を挟
   圧的に保持させることにより、ロボットハンドに対する
   鋏身の位置決めを行う鋏加工装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の鋏加工装置において、
   前記鋏身の形状に関するデータは、 前記鋏身（Ａ）の厚み（Ｔ）を示すデータ（Ｔ）、 鋏身の刃先（４２）の断面角度を示すデータ（ＱＸ）、 刃先の長さを示すデータ（ＱＧ０）、 刃先の曲線を特定する関数の係数を示すデータ（ＡＡ，
   ＢＢ，ＣＣ，ＤＤ）、 刃先の曲線を特定する関数の切片を示すデータ（Ｄ
   Ｄ）、 前記ロボット（２）と研磨機（４）の位置関係によって
   規定される３次元座標における刃先の末端の点（Ｐ50）
   の座標（Ｐ50ｘ）を示すデータ（ＸＸ）、 ロボットと研磨機の位置関係によって規定される３次元
   座標における鋏身のカシメ軸（４３）の座標（４３ｘ，
   ４３ｙ，４３ｚ）を示すデータ（ＫＸ，ＫＹ，ＫＺ）、 ロボットと研磨機の位置関係によって規定される３次元
   座標におけるロボットハンド（２ｂ）の移動中心（α）
   の座標を示すデータ（ＤＵＸ，ＤＵＹ，ＤＵＺ）のうち
   少なくともいずれか一つを含む鋏加工装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の鋏加工
   装置において、 前記研磨機（４）は研磨部材（４ｂ）を備え、 前記移動経路算出手段（５２）は、前記鋏身（Ａ）の刃
   先（４２）の曲線上の各位置に相当する任意の点（Ｐn
   ）における法線方向のベクトルと、研磨機（４）の研
   磨部材（４ｂ）の表面の加工点（Ｏ）における法線方向
   のベクトルとが常に一致するように、前記ロボットハン
   ド（２ｂ）の移動中心（α）の移動経路を算出する鋏加
   工装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋏
   加工装置において、 前記移動経路算出手段（５２）は、前記鋏身（Ａ）の刃
   先（４２）の任意の点（Ｐn ）における断面角度が設定
   値と常に一致するように、前記ロボットハンド（２ｂ）
   の移動中心（α）の移動経路を算出する鋏加工装置。