JPH078386B2 - 角度修整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、被修整物の修整軸の角度を修整する角度修整
装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、例えば、ゴルフクラブのヘッド部は、鍛造等
により製作しており、そのゴルフクラブのロフト角やラ
イ角は、クラブNO.やモデルにより多種類のものがあ
る。それに応じた多種類の鍛造の型を用意して、それぞ
れのクラブNO.やモデルのゴルフクラブを製作していた
のでは、型の数が膨大なものとなり、製作コストも割高
なものとなる。その為、一つのあるいは小数の鍛造型で
成形した鍛造素材から、それぞれのロフト角やライ角を
有するゴルフクラブに修整している。修整に当たって
は、ヘッド部を治具で固定し、作業者が一本一本につい
てそのネックを曲げ加工して、ロフト角やライ角を修整
し、許容誤差範囲内となるようにしている。また、溶接
用トーチなどについても同様であり、このように、ネッ
クなどの修整軸を有する、ゴルフクラブや溶接用トーチ
などの被修整物では、その一本一本について作業者が修
整していた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、こうした従来のものでは、前述したゴル
フクラブや溶接用のトーチなどの被修整物の修整軸の角
度を、作業者の経験や勘に頼って修整しており、熟練を
要し、誰でも容易に、簡単に正確な修整できないという
問題があった。

そこで本発明は上記の課題を解決することを目的とし、
被修整物の修整軸の角度を簡単に、しかも正確に修整す
ることができる角度修整装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ かかる目的を達成すべく、本発明は課題を解決するため
の手段として次の構成を取った。即ち、第１図に例示す
る如く、 修整軸を有する被修整物M1の所定基準位置を基準にし、
前記修整軸と所定の基準線とを対応させてクランプする
治具M2と、 該クランプされた前記被修整物M1の修整軸上の所定検出
位置を検出するイメージセンサM3からの検出データに基
づいて、前記基準線からの前記検出位置の変位を測定す
る変位測定手段M4と、 前記修整軸を曲げ修整面に一致させる回転角、及び前記
修整軸を前記基準線に一致させる曲げ角を前記変位から
算出する角度算出手段M5と、 前記回転角に基づいて前記治具を前記基準線を中心にし
て回転させる回転手段M6と、 前記曲げ角に基づいて前記修整軸を前記曲げ修整面内で
曲げ加工する曲げ手段M7と、 を備えたことを特徴とする角度修整装置の構成がそれで
ある。

［作用］ 前記構成を有する角度修整装置は、治具M2が、被修整物
M1の所定基準位置を基準にし、修整軸と所定の基準線と
を対応させて被修整物M1をクランプする。そして、イメ
ージセンサM3が、クランプされた被修整物M1の修整軸上
の所定検出位置を検出し、イメージセンサM3からの検出
データに基づいて、変位測定手段M4が、基準線からの検
出位置の変位を測定する。また、角度算出手段M5が、こ
の変位から、修整軸を曲げ修整面に一致させる回転角、
及び修整軸を基準線に一致させる曲げ角を算出する。そ
して、回転手段M6が、この回転角に基づいて、修整軸を
曲げ修整面内になるように、治具M2を基準線を中心にし
て回転させる。また、曲げ手段M7が、曲げ角に基づい
て、修整軸を基準線に一致させるように、修整軸を曲げ
修整面内で曲げ加工する。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例である角度修整装置の概略構
成を示す斜視図である。１は被修整物であり、本実施例
では、ゴルフクラブのヘッドを被修整物１としたもので
ある。第３図に示すように、ゴルフクラブのヘッドは、
その概略形状を鍛造又は鋳造等によって製作され、図示
しないシャフトが挿入されて一体とされるネックが、修
整軸２に相当する。この修整軸２とフエイス４となすロ
フト角α、及び修整軸２とソール６とのなすライト角β
が、鍛造素材では、ある角度を成しているで、この角度
をクラブNO.やモデルに応じた所定の精度範囲に収まる
ように、修整している。また、本実施例で、修整軸２に
は、その軸方向に収装孔８が穿設されており、この収装
孔８に補助棒10が挿入できるようにされている。そし
て、補助棒10の端面10aには、挿入された際に、修整軸
２の中心延長上となるようにマークＭが付けられて、修
整軸２上の所定検出位置とされている。

本実施例では、前記被修整物１のフエイス４とソール６
とを所定基準位置として、このフエイス４とソール６と
が当接して位置決された際に、所定の基準線12の方向に
修整軸２が向いて、修整軸２と基準線12とを対応させる
治具台14が設けられている。そして、この治具台14は、
第１移動台16上に載置されており、この第１移動台16
は、第２移動台18上を前記基準線12と同方向の、第２図
のＸ方向に摺動可能とされている。また、第２移動台18
は、治具枠20上を基準線12に直交した方向の、第２図の
Ｙ方向に摺動可能とされている。更に、治具枠20は、治
具ベース22にＸ及びＹ方向と直交する方向の、第２図の
Ｚ方向に摺動可能に取り付けられている。

また、治具枠20には、２本のガイドバー24がＺ方向に平
行に取り付けられており、ガイドバー24には、摺動台26
が治具台14に向かって摺動可能に支承されている。そし
て、摺動台26の治具台14側には、クランパー28が取り付
けられており、治具枠20に設けられたシリンダ30を駆動
することにより、摺動台26が摺動されて、クランパー28
が被修整物１を治具台14に押し付けてクランプするよう
にされている。このように本実施例では、前述した治具
台14、第１移動台16、第２移動台18、治具枠20、治具ベ
ース22、ガイドバー24、摺動台26、クランパー28、シリ
ンダ30により治具32を構成している。

この治具32の治具ベース22が、前記基準線12を回転中心
とする回転ユニット34に取り付けられて、基準線12を中
心として回転可能に支承されている。この回転ユニット
34は、モータ36により回転駆動され、その回転角度がエ
ンコーダ38により検出されるように構成されている。

更に、治具32によりクランプされた被修整物１の修整軸
２を、その両側から挟み込むようにして挿入可能な、Ｚ
方向に窪まされたＵ字状の溝40を有する曲げ治具42が設
けられている。尚、この溝40に修整軸２を挿入した際
に、所定の隙間ができるように、溝40が形成されてい
る。この曲げ治具42は、基準線12に直交すると共に交差
するＺ方向の曲げ中心線44の周りに回転する曲げユニッ
ト46に取り付けられて、曲げ修整面であるXY平面内で曲
げ加工できるようにされている。曲げ中心線44は、被修
整物１の修整軸２を曲げ修整する際の、曲げ中心を通る
ようにされている。また、この曲げユニット46は、モー
タ48により回転駆動され、その回転角度がエンコーダ50
により検出されるように構成されている。

そして、前記基準線12の延長上に、前記補助棒10の端部
10aのマークＭの位置を検出するイメージセンサ52が、
台54に載せられている。このイメージセンサ52からの検
出データに基づいて、後述する処理により、マークＭの
位置を、基準線12を原点とするYZ軸の２次元座標（Y,
Z）の変位として測定する構成となっている。そして、
前記マークＭを照らすリング状光源56も、台54に載置さ
れている。

次に、本実施例の電気系統を第４図に示すブロック図に
よって説明する。前記各装置は電子制御回路60によって
駆動・制御されて被修整物１の修整を行う。この電子制
御回路60は、周知のCPU62、ROM64、RAM66を論理演算回
路の中心として構成され、外部のモータ等との入出力を
行う入出力回路68等をコモンバス70を介して相互に接続
されて構成されている。

CPU62は、エンコーダ38,50、イメージセンサ52からの信
号を入出力回路68を介して、各々入力する。一方、これ
らの信号及びROM64、RAM66内のデータに基づいてCPU62
は、入出力回路68を介してシリンダ30の駆動信号を図示
しない制御弁に出力してシリンダ30の動作を制御し、同
じく入出力回路68を介して各モータ36,48を駆動する駆
動信号を出力し、更に、CRT72を駆動する信号を出力し
て、制御している。

次に、本実施例の角度修整装置の作動、前述した電子制
御回路60において行われる処理について、第５図に示す
フローチャートによって説明する。

本実施例では、ゴルフクラブを被修整物１としており、
ゴルフクラブは、そのモデル名やアイアンNO.によっ
て、ロフト角αやライ角βがそれぞれ異なる。そのモデ
ル名やアイアンNO.毎に、被修整物１の基準となる、正
確なロフト角αやライ角βで製作されたマスターワーク
（図示せず）を備えている。また、ヘッドの大きさも異
なり、そのモデル名やアイアンNO.に応じて、それぞれ
治具台14、クランパー28を備えている。

そして、修整しようとするモデル名やアイアンNO.に対
応した治具台14、クランパー28を第１移動台16、摺動台
26の所定位置に取り付ける。そして、治具台14にそのマ
スターワークをそのフエイス４及びソール６を基準位置
として取り付け、シリンダ30を駆動して、摺動台26を治
具台14に向かって摺動させて、治具台14とクランパー28
とによりマスターワークをクランプする。そしてマスタ
ーワークの修整軸２が、基準線12と一致するように、第
１移動台14、第２移動台16、治具枠20が、それぞれXYZ
方向に移動されて、調整される。

こうして、マスターワークにより治具32を調整すると、
回転ユニット34の回転中心、マスターワークの修整軸
２、イメージセンサ52の中心が基準線12上に位置するこ
とになる。よって、被修整物１の修整軸２を基準線12上
にくるように曲げ修整すると、その被修整物１の修整軸
２は、マスターワークと同じ形状に修整されることにな
る。マスターワークによる調整が終了すると、次に、シ
リンダ30を駆動して、クランパー28を治具台14から離間
させて、マスターワークを治具台14から外し、修整しよ
うとする被修整物１を治具台14に取り付ける。取り付け
る際には、マスターワークと同様に、本実施例では、フ
エイス４とソール６とを基準とされるので、修整軸２が
基準線２の方向を向くようにして、修整軸２と基準線12
とが対応させられる。

そして、シリンダ30が駆動されて、クランパー28と治具
台14とにより被修整物１がクランプされる。この時、被
修整物１の収納孔８には、予め補助棒10が挿入される。

次に、角度修整制御処理が実行されて、クランプされた
被修整物１に挿入されている補助棒10の端部10aのマー
クＭの位置が、イメージセンサ52により検出される。こ
のイメージセンサ52からの検出データが、入出力回路68
を介して入力され、マークＭの位置が修整軸２の変位と
して測定される（ステップ100）。このマークＭの位置
は、第６図に示すように、本実施例では、基準線12を原
点とするYZ方向の２次元座標（Y,Z）で測定される。
尚、基準線12を原点とする極座標系により測定しても同
様に実施可能である。

そして、Ｙ軸及び原点とマークＭとを結ぶ線のなす角度
が、回転角αとして、下式により算出される（ステップ
110）。この算出される回転角αは、原点を中心にして
右若しくは左方向に回転して、マークＭをＹ軸上に重ね
るのに、最小の角度として算出され、Ｙ軸となす90度以
下の角度として算出される。また、この時、Ｙ軸と重ね
るのに、右回りなのか、左回りなのかも同時に算出され
る。

α＝tan^-1|Z|/|Y| そして、原点とマークＭとの直線距離ａ及び、第７図に
示すように、曲げ修整面（XY平面）内での、Ｘ軸（＝基
準線12）及び曲げ中心線44（＝Ｚ軸）とマークＭとを結
ぶ線とがなす角度が、曲げ角βとして下式により算出さ
れる（ステップ120）。ここで、ｂは、曲げ中心線44
（＝Ｚ軸）からマークＭまでの直線距離であり、ゴルフ
クラブのネックの長さと、これに補助棒10を挿入したと
きの、マークＭまでの予め装置構成によって定まる既知
の値である。また、この算出される曲げ角βは、マーク
Ｍを、曲げ中心線44を中心にして右若しくは左方向に回
転して、マークＭを基準線12上に重ねるのに、最小の角
度として算出される。また、この時、曲げ中心線44と重
ねるのに、右回りなのか、左回りなのかも同時に算出さ
れる。

ｃ＝a/b 次に、この測定したマークＭの位置が、許容範囲内にあ
るか否かが、判断される（ステップ130）。本実施例で
は、曲げ角βがROM66に記憶された所定値以下であるか
否かにより許容範囲内であるか否かを判断している。ま
た、例えば、第６図に示すように、マークＭが原点を中
心とする二点鎖線で示す円内にあれば、ロフト角α及び
ライ角β共に許容範囲内にあると判断することができ
る。

そして、許容範囲内にないときには、指定回数（本実施
例では５回）以上、後述する処理を実行したか否かを判
断する（ステップ140）。次に、指定回数以上でなけれ
ば、第１回の処理の実行か否かを判断する（ステップ15
0）。第１回の処理の実行であれば、次に、誤差積算値
を０としてから（ステップ160）、曲げ角βに対応した
補正値を、曲げ角βに基づいて図示しない補正テーブル
から読み出す（ステップ170）。

次に、この読み出した補正値に所定の補正係数（＜１）
を乗算して、第１補正値を算出し（ステップ180）、ま
た、誤差積算値に所定の誤差係数（＜１）を乗算して、
第２補正値を算出する（ステップ190）。尚、第１回の
処理では、この第２補正値は０である。第１補正値、第
２補正値を算出すると、この値に基づいて、加工値を算
出する。加工値は、前記曲げ角度β、第１補正値、第２
補正値を加算した値であり、本実施例では、更に、バッ
クラッシュや溝40と修整軸２との間の所定の隙間を考慮
して、バックラッシュ補正値をも加算して算出している
（ステップ200）。

そして、前記ステップ110の処理により算出した回転角
α及び右若しくは左の回転方向に基づいて、モータ36を
回転駆動し、回転ユニット34を介して治具32を基準線12
を中心として回転させる。そして、エンコーダ38によ
り、治具32が回転角αだけ回転したことが検出される
と、モータ36の回転駆動を停止する（ステップ210）。
これにより、マークＭが、Ｙ軸上の曲げ修整面（XY平
面）内に位置するようにされる。

こうして、治具32を回転角αだけ回転させると、曲げ角
βに基づく前記加工値、及び右若しくは左曲げの方向に
応じて、モータ48を回転駆動して、曲げユニット46を介
して、曲げ治具42を曲げ中心線44を中心として回転させ
る。そして、エンコーダ50により、曲げ治具42の回転角
度が加工値になったことが検出されると、次に、モータ
48を加工値に応じて逆回転させて、曲げ治具42を曲げ加
工前の元の状態に戻して、モータ48の回転を停止する
（ステップ220）。この曲げ治具42の曲げ角βに基づい
た回転により、修整軸２は曲げ角βに基づいて、曲げ修
整面（XY平面）内で基準線12に一致するように曲げ加工
されて、その角度が修整される。そして、この時、溝40
から修整軸２を外すことなく、曲げ治具42を元の状態に
戻しても、溝40と修整軸２との間には、所定の隙間があ
るので、修整軸２を元の状態に曲げ戻すことはない。

曲げ治具42を曲げ角βに基づいて回転させ、修整軸２の
曲げ加工を実行すると、前記ステップ100以下の処理を
繰り返し実行する。

前記処理を繰り返し実行して、ステップ150の処理の実
行により、第１回でないと判断されると、符号が変化し
たか否かを判断する（ステップ230）。これは、本実施
例では、第６図に示すように、マークＭの位置が、Ｚ軸
のどちら側にあるかにより、符号を付しており、Ｚ軸の
右側（Ｙ軸のプラス側）にある時には、プラスの符号
を、Ｚ軸の左側（Ｙ軸のマイナス側）にある時には、マ
イナスの符号を付している。そして、ステップ220の処
理の実行により、修整軸２を曲げ加工した際に、マーク
Ｍの位置がＺ軸を横切って移動し、符号が変化した際に
は、加工値の値が適切であったと判断する。次に、ステ
ップ160以下の処理を繰り返し、ステップ110,120の処理
により算出された回転角α、曲げ角βに基づいて、再
び、治具32を基準線12を中心として回転し、曲げ治具42
を曲げ中心線の周りに回転する（ステップ210,220）。
これにより、修整軸２は再度、曲げ加工されて、その角
度が修整される。

一方、ステップ230の処理により、符号の変化がなく、
加工値が不足であると判断されると、誤差積算値に曲げ
角βを加算して、誤差積算値に格納する（ステップ24
0）。そして、前記ステップ190以下の処理を繰り返し、
曲げ角βを第２補正値により補正し（ステップ190）、
回転角α、曲げ角βに基づいて、再び、治具32を基準線
12を中心として回転し、曲げ治具42を曲げ中心線の周り
に回転する（ステップ210,220）。これにより、修整軸
２は再度、曲げ加工されて、その角度が修整される。

こうして、１度の曲げ修整によって、あるいは前述した
処理を繰り返し実行して、ステップ130の処理の実行に
より、許容誤差範囲内になったと判断されたときには、
CRT72に「OK」と表示して（ステップ250）、修整軸２の
修整が終了したことを作業者に知らせる。また、ステッ
プ140の処理の実行により、前述した処理を指定回数繰
り返し実行したが、許容範囲内に入らない場合には、CR
T72に「NG」と表示して（ステップ260）、適正な修整軸
２の修整ができなかったことを作業者に知らせる。

尚、ステップ100〜120の処理の実行が、変位測定手段M4
として働き、回転ユニット34、モータ36、エンコーダ3
8、及びステップ210の処理が実行が、回転手段M6として
働く。また、曲げ治具42、曲げユニット46、モータ48、
エンコーダ50、及び150〜200,220〜240の処理の実行
が、曲げ手段M7として働く。

前述した如く、本実施例の角度矯正装置は、治具32によ
りクランプした被修整物１のマークＭの変位を測定す
る。そして、この変位から、回転角α、曲げ角βを算出
し、回転角αに基づいて、治具32を回転して、マークＭ
を曲げ修整面（XY平面）上に一致させる。また、曲げ治
具42を曲げ角βに基づいて回転して、修整軸２を曲げ修
整面（XY平面）内で曲げ加工して、修整軸２を基準線12
と一致させるように修整する。

このように、修整軸２の変位を測定して、修整軸２を基
準線12と一致するように曲げ加工するので、熟練した作
業者によらなくても簡単に、しかも正確に曲げ修整する
ことができる。

以上本発明はこの様な実施例に何等限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる
態様で実施し得る。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明の角度修整装置は、修整軸の
変位を測定して、修整軸を基準線と一致するように曲げ
加工するので、熟練した作業者によらなくても簡単に、
しかも正確に曲げ修整することができるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成を例示するブロック図、第
２図は本発明の一実施例としての角度修整装置の概略斜
視図、第３図は本実施例の被修整物としてのゴルフクラ
ブの説明図、第４図は本実施例の電気系統の構成を示す
ブロック図、第５図は本実施例の電子制御回路において
行われる制御ルーチンの一例を示すフローチャート、第
６図は本実施例の回転角の説明図、第７図は本実施例の
曲げ角の説明図である。 M1,1……被修整物、M2,32……治具 M3,52……イメージセンサ M4……変位測定手段、M5……角度算出手段 M6……回転手段、M7……曲げ手段 Ｍ……マーク、２……修整軸 12……基準線、34……回転ユニット 40……曲げ治具、44……曲げ中心線 46……曲げユニット、60……電子制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】修整軸を有する被修整物の所定基準位置を
   基準にし、前記修整軸と所定の基準線とを対応させてク
   ランプする治具と、 該クランプされた前記被修整物の修整軸上の所定検出位
   置を検出するイメージセンサからの検出データに基づい
   て、前記基準線からの前記検出位置の変位を測定する変
   位測定手段と、 前記修整軸を曲げ修整面に一致させる回転角、及び前記
   修整軸を前記基準線に一致させる曲げ角を前記変位から
   算出する角度算出手段と、 前記回転角に基づいて前記治具を前記基準線を中心にし
   て回転させる回転手段と、 前記曲げ角に基づいて前記修整軸を前記曲げ修整面内で
   曲げ加工する曲げ手段と、 を備えたことを特徴とする角度修整装置。