JP2000094245A - パラレルリンク機構を具備する作業装置 - Google Patents
パラレルリンク機構を具備する作業装置Info
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- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J17/00—Joints
- B25J17/02—Wrist joints
- B25J17/0258—Two-dimensional joints
- B25J17/0266—Two-dimensional joints comprising more than two actuating or connecting rods
Abstract
(57)【要約】
【課題】 十分な剛性を有し、3次元空間における複雑
な加工や物品の取り回し等の作業を高速かつ精密に実施
することのできる作業装置を提供すること。 【解決手段】 ツール9を取り付けて加工を行うための
パラレルリンク機構1とワークを保持するためのワーク
保持部2によって作業装置を構成する。ワークを保持す
るテーブル10を床面に平行なJ1軸と床面に垂直なJ2軸の
周りに回転可能とすることにより、テーブル10上のワー
クに対するツール9の位置および姿勢を自由に変えられ
るようにすることで、ツール9による3次元空間内での複
雑な加工や物品の取り回しを可能とする。
な加工や物品の取り回し等の作業を高速かつ精密に実施
することのできる作業装置を提供すること。 【解決手段】 ツール9を取り付けて加工を行うための
パラレルリンク機構1とワークを保持するためのワーク
保持部2によって作業装置を構成する。ワークを保持す
るテーブル10を床面に平行なJ1軸と床面に垂直なJ2軸の
周りに回転可能とすることにより、テーブル10上のワー
クに対するツール9の位置および姿勢を自由に変えられ
るようにすることで、ツール9による3次元空間内での複
雑な加工や物品の取り回しを可能とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パラレルリンク機
構を具備する作業装置の改良に関する。
構を具備する作業装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】ベースプレートとトラベリングプレート
との間を接続する複数のリンクを協調させて伸縮させる
ことでベースプレートに対するトラべリングプレートの
位置および姿勢を変化させるようにしたパラレルリンク
機構が公知である。パラレルリンク機構は、シリアル式
のリンク機構に比べて剛性が高い、トラべリングプレー
トの動作の高速化が容易である、動作精度が高い、モー
タの小型化や省電力化が可能である、全体的な構造が簡
略化される、規格化された同一パーツの使用が可能とな
るので設計や製造およびメンテナンス等の手間が簡略化
される等のメリットがあり、各種の工作機械やハンドリ
ングロボット等を始めとする様々な分野の作業装置に利
用されている。このようなパラレルリンク機構を採用し
た作業装置では、トラべリングプレートの先端に各種の
ツール、例えば、バリ取り用のルータや各種のエンドミ
ルおよびドリルまたは溶接ガンやYAGレーザー等を取り
付けて、テーブル等のワーク保持部に取り付けたワーク
に対して加工を行うのが一般的である。
との間を接続する複数のリンクを協調させて伸縮させる
ことでベースプレートに対するトラべリングプレートの
位置および姿勢を変化させるようにしたパラレルリンク
機構が公知である。パラレルリンク機構は、シリアル式
のリンク機構に比べて剛性が高い、トラべリングプレー
トの動作の高速化が容易である、動作精度が高い、モー
タの小型化や省電力化が可能である、全体的な構造が簡
略化される、規格化された同一パーツの使用が可能とな
るので設計や製造およびメンテナンス等の手間が簡略化
される等のメリットがあり、各種の工作機械やハンドリ
ングロボット等を始めとする様々な分野の作業装置に利
用されている。このようなパラレルリンク機構を採用し
た作業装置では、トラべリングプレートの先端に各種の
ツール、例えば、バリ取り用のルータや各種のエンドミ
ルおよびドリルまたは溶接ガンやYAGレーザー等を取り
付けて、テーブル等のワーク保持部に取り付けたワーク
に対して加工を行うのが一般的である。
【０００３】しかし、パラレルリンク機構の構造上、ベ
ースプレートに対するトラべリングプレートの姿勢変化
の量に制限があり、3次元空間における複雑な加工を実
施できなくなる等の点で不都合があった。
ースプレートに対するトラべリングプレートの姿勢変化
の量に制限があり、3次元空間における複雑な加工を実
施できなくなる等の点で不都合があった。
【０００４】このような問題を解消すべく、トラべリン
グプレートとツールとの間に回転や揺動のための複数の
付加軸を配備してツールの姿勢変化の自由度を向上させ
たパラレルリンクマニピュレータが特開平7-116983号と
して提案されているが、付加軸の取り付けに伴うトラべ
リンクプレート周辺の重量増加に耐えるために、リンク
各部の剛性を強化したり、電源および駆動用モータの大
出力化が要求されるといった点で問題がある。また、剛
性の強化や大出力化を計ったとしても、これらの付加軸
がトラべリングプレートとツールとの間にシリアルに接
続される構成であることに変わりはなく、装置全体の剛
性が総じて低下し、付加軸の先端に取り付けたツール、
例えば、ルータやエンドミルまたはドリル等を駆動する
モータの回転によって振動が発生して加工精度が低下す
るといった問題がある。また、トラべリングプレート自
体を高速に移動させても先端のツールの動作がこれに追
従しなくなり、パラレルリンク機構自体の特性を十分に
発揮できなくなってしまう。更に、複雑なリンク機構の
合間を縫って付加軸のための配線等を這い回すのも容易
ではなく、トラべリングプレート周辺の構造が大型化す
るといった問題もある。
グプレートとツールとの間に回転や揺動のための複数の
付加軸を配備してツールの姿勢変化の自由度を向上させ
たパラレルリンクマニピュレータが特開平7-116983号と
して提案されているが、付加軸の取り付けに伴うトラべ
リンクプレート周辺の重量増加に耐えるために、リンク
各部の剛性を強化したり、電源および駆動用モータの大
出力化が要求されるといった点で問題がある。また、剛
性の強化や大出力化を計ったとしても、これらの付加軸
がトラべリングプレートとツールとの間にシリアルに接
続される構成であることに変わりはなく、装置全体の剛
性が総じて低下し、付加軸の先端に取り付けたツール、
例えば、ルータやエンドミルまたはドリル等を駆動する
モータの回転によって振動が発生して加工精度が低下す
るといった問題がある。また、トラべリングプレート自
体を高速に移動させても先端のツールの動作がこれに追
従しなくなり、パラレルリンク機構自体の特性を十分に
発揮できなくなってしまう。更に、複雑なリンク機構の
合間を縫って付加軸のための配線等を這い回すのも容易
ではなく、トラべリングプレート周辺の構造が大型化す
るといった問題もある。
【０００５】一方、パラレルリンク機構のみを使用して
トラべリングプレートの姿勢を大きく変化させられるよ
うにした工作機械が特開平9-234638号として提案されて
いるが、このものはトラべリングプレートの傾斜角を大
きくする際にテレスコピック構造のリンクを極端に伸長
させる必要があり、やはり、リンク自体の剛性の低下や
構造の複雑化の面で問題が残る。
トラべリングプレートの姿勢を大きく変化させられるよ
うにした工作機械が特開平9-234638号として提案されて
いるが、このものはトラべリングプレートの傾斜角を大
きくする際にテレスコピック構造のリンクを極端に伸長
させる必要があり、やはり、リンク自体の剛性の低下や
構造の複雑化の面で問題が残る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の課題
は、十分な剛性を有し、3次元空間における複雑な加工
や物品の取り回し等の作業を高速かつ精密に実施するこ
とのできるパラレルリンク機構を具備する作業装置を提
供することにある。
は、十分な剛性を有し、3次元空間における複雑な加工
や物品の取り回し等の作業を高速かつ精密に実施するこ
とのできるパラレルリンク機構を具備する作業装置を提
供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくともパ
ラレルリンク機構とワーク保持部とによって作業装置を
構成し、前記ワーク保持部はワークを保持し、かつ、該
ワークの姿勢を変化させる手段を有し、前記パラレルリ
ンク機構のトラべリングプレートに取り付けられたツー
ルによってワーク保持部に保持されたワークに対して作
業を行うことを特徴とする構成により前記課題を達成し
た。
ラレルリンク機構とワーク保持部とによって作業装置を
構成し、前記ワーク保持部はワークを保持し、かつ、該
ワークの姿勢を変化させる手段を有し、前記パラレルリ
ンク機構のトラべリングプレートに取り付けられたツー
ルによってワーク保持部に保持されたワークに対して作
業を行うことを特徴とする構成により前記課題を達成し
た。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態について説明する。図1は本発明を適用した一
実施形態の作業装置を簡略化して示す概念図である。作
業装置は、図1に示される通り、概略において、各種ツ
ールを取り付けて加工またはハンドリング作業を行うた
めのパラレルリンク機構1、および、作業対象となるワ
ークを保持するためのワーク保持部2によって構成され
る。
実施形態について説明する。図1は本発明を適用した一
実施形態の作業装置を簡略化して示す概念図である。作
業装置は、図1に示される通り、概略において、各種ツ
ールを取り付けて加工またはハンドリング作業を行うた
めのパラレルリンク機構1、および、作業対象となるワ
ークを保持するためのワーク保持部2によって構成され
る。
【０００９】パラレルリンク機構1は、固定部となるベ
ースプレート3とツールを取り付けるためのトラべリン
グプレート4とを備え、トラべリングプレート4上には、
該プレート4の上面に内接する円の円周に沿って120°の
ピッチで3つの自在継手5が設けられ、また、ベースプレ
ート3の側にも、これと同様にして、トラべリングプレ
ート4のものよりも僅かに大きな直径を有する同心円に
沿って、3つの自在継手6が120°のピッチで取り付けら
れている。そして、パラレルリンクを構成する各リンク
7の下端部先端は自在継手5を介してトラべリングプレー
ト4に対して揺動自在に取り付けられ、また、各リンク7
の上端部は自在継手6を介してベースプレート3に対し揺
動自在に取付けられている。
ースプレート3とツールを取り付けるためのトラべリン
グプレート4とを備え、トラべリングプレート4上には、
該プレート4の上面に内接する円の円周に沿って120°の
ピッチで3つの自在継手5が設けられ、また、ベースプレ
ート3の側にも、これと同様にして、トラべリングプレ
ート4のものよりも僅かに大きな直径を有する同心円に
沿って、3つの自在継手6が120°のピッチで取り付けら
れている。そして、パラレルリンクを構成する各リンク
7の下端部先端は自在継手5を介してトラべリングプレー
ト4に対して揺動自在に取り付けられ、また、各リンク7
の上端部は自在継手6を介してベースプレート3に対し揺
動自在に取付けられている。
【００１０】各リンク7の上端部は、図1に示されるよう
に自在継手6を貫通するかたちで保持され、各リンク7の
上端部に形成されたボールネジ部7aと自在継手6の内周
面との間には、前記ボールネジ部7aと螺合するボールナ
ットが、自在継手6に対して軸方向移動不能かつ回転自
在な状態で取り付けられている。更に、自在継手6の内
周面とボールネジ部7aとが直接嵌合する部分には、自在
継手6に対するリンク7の回転を禁止するためのボス&セ
レーションが設けられ、自在継手6上に一体的に取り付
けられた各々のサーボモータで前述のボールナットを回
転駆動することによってベースプレート3とトラべリン
グプレート4との間の各リンク7の伸縮動作が、構造上、
独立して行われるようになっている。また、制御装置8
によって各自在継手6のサーボモータの回転量を協調さ
せて制御することにより、ベースプレート3に対するト
ラべリングプレート4の離間距離、および、ベースプレ
ート3に対するトラべリングプレート4の姿勢が調整され
る。なお、これらの部分の機械的な構造および制御方法
等に関しては既に公知であるので説明を省略する。符号
9は、トラべリングプレート4の下面に取付けられたツー
ル、例えば、バリ取り用のルータや各種のエンドミル、
または、溶接ガンやYAGレーザー、もしくは、物品取り
回し用のハンド等であり、専用の制御装置もしくは前述
した制御装置8で制御される。
に自在継手6を貫通するかたちで保持され、各リンク7の
上端部に形成されたボールネジ部7aと自在継手6の内周
面との間には、前記ボールネジ部7aと螺合するボールナ
ットが、自在継手6に対して軸方向移動不能かつ回転自
在な状態で取り付けられている。更に、自在継手6の内
周面とボールネジ部7aとが直接嵌合する部分には、自在
継手6に対するリンク7の回転を禁止するためのボス&セ
レーションが設けられ、自在継手6上に一体的に取り付
けられた各々のサーボモータで前述のボールナットを回
転駆動することによってベースプレート3とトラべリン
グプレート4との間の各リンク7の伸縮動作が、構造上、
独立して行われるようになっている。また、制御装置8
によって各自在継手6のサーボモータの回転量を協調さ
せて制御することにより、ベースプレート3に対するト
ラべリングプレート4の離間距離、および、ベースプレ
ート3に対するトラべリングプレート4の姿勢が調整され
る。なお、これらの部分の機械的な構造および制御方法
等に関しては既に公知であるので説明を省略する。符号
9は、トラべリングプレート4の下面に取付けられたツー
ル、例えば、バリ取り用のルータや各種のエンドミル、
または、溶接ガンやYAGレーザー、もしくは、物品取り
回し用のハンド等であり、専用の制御装置もしくは前述
した制御装置8で制御される。
【００１１】作業対象となるワークを保持するためのワ
ーク保持部2は、ワークを取り付けるためのクランプや
磁気チャック等を備えたテーブル10と、該テーブル10を
支持する旋回胴11、および、旋回胴11を支える基台12に
よって構成される。テーブル10は、旋回胴11に設けられ
た回転軸J1(床面に対して平行な回転軸)の周りに揺動可
能に、また、旋回胴11は基台12に垂直に設けられた回転
軸J2(床面に対して垂直な回転軸)の周り旋回可能に取り
付けられている。
ーク保持部2は、ワークを取り付けるためのクランプや
磁気チャック等を備えたテーブル10と、該テーブル10を
支持する旋回胴11、および、旋回胴11を支える基台12に
よって構成される。テーブル10は、旋回胴11に設けられ
た回転軸J1(床面に対して平行な回転軸)の周りに揺動可
能に、また、旋回胴11は基台12に垂直に設けられた回転
軸J2(床面に対して垂直な回転軸)の周り旋回可能に取り
付けられている。
【００１２】回転軸J1周りのテーブル10の揺動動作、お
よび、回転軸J2周りの旋回胴11の旋回動作は、最も簡単
な方法として、例えば、エアシリンダやロータリシリン
ダ等を駆動源とした段階的な姿勢制御によって達成する
ことができる。例えば、テーブル10に関しては、テーブ
ル10を水平に保持した状態と左右の何れかの揺動限界ま
で横転させた2つの状態を停止位置として、エアシリン
ダの直動ロッドによる伸縮動作またはロータリシリンダ
のローターによる回転動作で前述した2態様の姿勢の選
択が可能である。この場合、エアシリンダを使用するの
であれば、回転J1からオフセットしてエアシリンダの両
端部のクレビスをテーブル10および旋回胴11に枢着し、
また、ロータリシリンダを用いるのであれば、テーブル
10と旋回胴11との間にロータリシリンダを組み込んで回
転軸J1を構成することになる。また、回転軸J2周りの旋
回胴11の旋回動作もこれと同様であり、回転J2からオフ
セットしてエアシリンダの両端部のクレビスを旋回胴11
および基台12に枢着するか、または、旋回胴11と基台12
との間にロータリシリンダを組み込んで回転J2を構成す
ることによって達成され得る。
よび、回転軸J2周りの旋回胴11の旋回動作は、最も簡単
な方法として、例えば、エアシリンダやロータリシリン
ダ等を駆動源とした段階的な姿勢制御によって達成する
ことができる。例えば、テーブル10に関しては、テーブ
ル10を水平に保持した状態と左右の何れかの揺動限界ま
で横転させた2つの状態を停止位置として、エアシリン
ダの直動ロッドによる伸縮動作またはロータリシリンダ
のローターによる回転動作で前述した2態様の姿勢の選
択が可能である。この場合、エアシリンダを使用するの
であれば、回転J1からオフセットしてエアシリンダの両
端部のクレビスをテーブル10および旋回胴11に枢着し、
また、ロータリシリンダを用いるのであれば、テーブル
10と旋回胴11との間にロータリシリンダを組み込んで回
転軸J1を構成することになる。また、回転軸J2周りの旋
回胴11の旋回動作もこれと同様であり、回転J2からオフ
セットしてエアシリンダの両端部のクレビスを旋回胴11
および基台12に枢着するか、または、旋回胴11と基台12
との間にロータリシリンダを組み込んで回転J2を構成す
ることによって達成され得る。
【００１３】また、テーブル10や旋回胴11を任意位置で
保持したい場合には、これらの揺動および旋回作業を完
全な手動操作で行い、テーブル10と旋回胴11との間およ
び旋回胴11と基台12との間に設けたロックナット等を締
めつけることによって任意姿勢を維持させることができ
る。テーブル10や旋回胴11の回転位置を測定する指針お
よびダイヤルを配備するようにすれば、所望する姿勢を
とらせることは容易であり、前述したエアシリンダやロ
ータリシリンダ等の構成と併用してこれらの手動操作機
構を配備することも可能である。また、駆動源となるエ
アシリンダやロータリシリンダに換えてサーボモータを
利用し、そのサーボモータを制御装置8によって数値制
御するようにすれば、キーボード等を利用した角度の数
値入力によって、直ちにテーブル10に所望する姿勢をと
らせるようにすることもできる。
保持したい場合には、これらの揺動および旋回作業を完
全な手動操作で行い、テーブル10と旋回胴11との間およ
び旋回胴11と基台12との間に設けたロックナット等を締
めつけることによって任意姿勢を維持させることができ
る。テーブル10や旋回胴11の回転位置を測定する指針お
よびダイヤルを配備するようにすれば、所望する姿勢を
とらせることは容易であり、前述したエアシリンダやロ
ータリシリンダ等の構成と併用してこれらの手動操作機
構を配備することも可能である。また、駆動源となるエ
アシリンダやロータリシリンダに換えてサーボモータを
利用し、そのサーボモータを制御装置8によって数値制
御するようにすれば、キーボード等を利用した角度の数
値入力によって、直ちにテーブル10に所望する姿勢をと
らせるようにすることもできる。
【００１４】ワーク保持部2はテーブル10および旋回胴1
1と基台12からなる極めて単純な構成であるので、機構
部の剛性を確保することは容易であり、また、回転軸J1
周りのテーブル10の揺動量や回転軸J2周りの旋回胴11の
旋回量も十分に大きく確保することができる。トラべリ
ングプレート4に取り付けられたツール9によってテーブ
ル10上のワークに対して十分な加工またはハンドリング
作業を行えるか否かは、飽くまで、ツール9とワークと
の間の相対的な位置および姿勢の関係によって決まるの
で、トラべリングプレート4の姿勢を十分に変えられな
い場合であっても、テーブル10の姿勢を変えてトラべリ
ングプレート4の姿勢変化の不足分を補うことにより、
トラべリングプレート4自体の姿勢の変化量が機構的な
制限を受けている場合であっても、3次元空間内におけ
る複雑な加工や物品のハンドリング作業等を自由に行う
ことができる。例えば、図1の例では、トラべリングプ
レート4にツール9を直付けしたパラレルリンク機構と固
定テーブルからなる従来型の作業装置では不可能であっ
た、テーブル10に載置されたワークの直立面に対する溝
切りや彫刻等の加工、および、テーブル10に載置された
ワークの平行する2つの直立面の双方に対する溝切りや
彫刻等の加工を実施することができる。
1と基台12からなる極めて単純な構成であるので、機構
部の剛性を確保することは容易であり、また、回転軸J1
周りのテーブル10の揺動量や回転軸J2周りの旋回胴11の
旋回量も十分に大きく確保することができる。トラべリ
ングプレート4に取り付けられたツール9によってテーブ
ル10上のワークに対して十分な加工またはハンドリング
作業を行えるか否かは、飽くまで、ツール9とワークと
の間の相対的な位置および姿勢の関係によって決まるの
で、トラべリングプレート4の姿勢を十分に変えられな
い場合であっても、テーブル10の姿勢を変えてトラべリ
ングプレート4の姿勢変化の不足分を補うことにより、
トラべリングプレート4自体の姿勢の変化量が機構的な
制限を受けている場合であっても、3次元空間内におけ
る複雑な加工や物品のハンドリング作業等を自由に行う
ことができる。例えば、図1の例では、トラべリングプ
レート4にツール9を直付けしたパラレルリンク機構と固
定テーブルからなる従来型の作業装置では不可能であっ
た、テーブル10に載置されたワークの直立面に対する溝
切りや彫刻等の加工、および、テーブル10に載置された
ワークの平行する2つの直立面の双方に対する溝切りや
彫刻等の加工を実施することができる。
【００１５】しかも、ツール9はトラべリングプレート4
に直付けして取り付けることができるので、両者間に回
転軸や揺動軸を介在させてツール9の姿勢の自由度を大
きくした従来型の作業装置とは相違し、機構部の剛性の
低下といった問題が生じることはなく、ツール9の駆動
源となるモータ等の回転による不用意な振動の発生やト
ラべリングプレート4に対するツール9先端部の動作遅れ
等の問題も解消される。また、付加軸の追加によってト
ラべリングプレート4の重量が増大することもないの
で、ツール9としてのロボットハンドを用いて物品のハ
ンドリング作業を行うような場合でも、可搬重量の制限
といった問題は発生しない。更に、トラべリングプレー
ト4の周辺構造が複雑となることがないので、径の太い
動力線を必要とするツール9をトラべリングプレート4に
取り付けた場合、または、屈曲が困難なレーザー供給ラ
インを備えたYAGレーザー加工装置等をツール9として取
り付けた場合であっても、動力線や供給ラインの這い回
しに支障を生じることがない。
に直付けして取り付けることができるので、両者間に回
転軸や揺動軸を介在させてツール9の姿勢の自由度を大
きくした従来型の作業装置とは相違し、機構部の剛性の
低下といった問題が生じることはなく、ツール9の駆動
源となるモータ等の回転による不用意な振動の発生やト
ラべリングプレート4に対するツール9先端部の動作遅れ
等の問題も解消される。また、付加軸の追加によってト
ラべリングプレート4の重量が増大することもないの
で、ツール9としてのロボットハンドを用いて物品のハ
ンドリング作業を行うような場合でも、可搬重量の制限
といった問題は発生しない。更に、トラべリングプレー
ト4の周辺構造が複雑となることがないので、径の太い
動力線を必要とするツール9をトラべリングプレート4に
取り付けた場合、または、屈曲が困難なレーザー供給ラ
インを備えたYAGレーザー加工装置等をツール9として取
り付けた場合であっても、動力線や供給ラインの這い回
しに支障を生じることがない。
【００１６】更に、回転軸J2に換えて水平面内で回転軸
J1に直交する回転軸J3を設けて回転軸J1と回転軸J3でテ
ーブル10を保持するようにすれば、テーブル10に載置さ
れた6面体のワークの外周4面やテーブル10に載置された
柱状体のワークの円筒面に対する連続的な加工を行うこ
とも可能となる。但し、この場合は、エアシリンダやロ
ータリシリンダによる2態様からの姿勢選択や手動によ
るテーブル10の揺動操作で作業を行うことは不可能であ
るから、トラべリングプレート4の位置および姿勢を制
御する前記3つのサーボモータとテーブル10の姿勢を制
御するJ1軸およびJ3軸のサーボモータを所定のプログラ
ムに従って同時に協調制御する必要がある。
J1に直交する回転軸J3を設けて回転軸J1と回転軸J3でテ
ーブル10を保持するようにすれば、テーブル10に載置さ
れた6面体のワークの外周4面やテーブル10に載置された
柱状体のワークの円筒面に対する連続的な加工を行うこ
とも可能となる。但し、この場合は、エアシリンダやロ
ータリシリンダによる2態様からの姿勢選択や手動によ
るテーブル10の揺動操作で作業を行うことは不可能であ
るから、トラべリングプレート4の位置および姿勢を制
御する前記3つのサーボモータとテーブル10の姿勢を制
御するJ1軸およびJ3軸のサーボモータを所定のプログラ
ムに従って同時に協調制御する必要がある。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、ツールを取り付けたト
ラべリングプレートの姿勢の変化量がパラレルリンク機
構の構造上の特性によって制約を受ける場合であって
も、ワークを保持するワーク保持部を操作してワークの
姿勢を変化させることでワークに対するツールの姿勢を
自由に選択することができるので、3次元空間における
複雑な加工や物品の取り回し等の作業を確実に実施する
ことができる。しかも、トラべリングプレートとツール
との間に付加軸を介在させる必要がないのでパラレルリ
ンク機構の剛性が確実に保持され、ツールを駆動するモ
ータに起因する振動等によって加工やハンドリング作業
の信頼性が低下することもない。
ラべリングプレートの姿勢の変化量がパラレルリンク機
構の構造上の特性によって制約を受ける場合であって
も、ワークを保持するワーク保持部を操作してワークの
姿勢を変化させることでワークに対するツールの姿勢を
自由に選択することができるので、3次元空間における
複雑な加工や物品の取り回し等の作業を確実に実施する
ことができる。しかも、トラべリングプレートとツール
との間に付加軸を介在させる必要がないのでパラレルリ
ンク機構の剛性が確実に保持され、ツールを駆動するモ
ータに起因する振動等によって加工やハンドリング作業
の信頼性が低下することもない。
【００１８】また、付加軸の追加によってトラべリング
プレート周辺の重量が増加することもないので、ツール
の移動に遅れが生じたり、ハンドリング時における可搬
重量に不必要な制限が生じるといった問題も解消され
る。また、トラべリングプレートの周辺構造が複雑化し
たり肥大化したりすることもないので、屈曲が容易でな
い電力線や供給ラインを備えたツール、例えば、YAGレ
ーザー加工装置等をトラべリングプレートに装着するこ
とも容易であり、電力線や供給ラインの這い回しに支障
を生じるといった問題も解消される。
プレート周辺の重量が増加することもないので、ツール
の移動に遅れが生じたり、ハンドリング時における可搬
重量に不必要な制限が生じるといった問題も解消され
る。また、トラべリングプレートの周辺構造が複雑化し
たり肥大化したりすることもないので、屈曲が容易でな
い電力線や供給ラインを備えたツール、例えば、YAGレ
ーザー加工装置等をトラべリングプレートに装着するこ
とも容易であり、電力線や供給ラインの這い回しに支障
を生じるといった問題も解消される。
【図１】本発明を適用した一実施形態の作業装置を簡略
化して示す概念図である。
化して示す概念図である。
１ パラレルリンク機構 ２ ワーク保持部 ３ ベースプレート ４ トラべリングプレート ５ 自在継手 ６ 自在継手 ７ リンク ７ａ ボールネジ部 ８ 制御装置 ９ ツール １０ テープル １１ 旋回胴 １２ 基台
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年８月４日（１９９９．８．４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、パラレルリン
ク機構と、該パラレルリンク機構とは独立に、作業対象
物を保持したまま該作業対象物の姿勢を変更する対象物
保持手段とを備え、さらに前記対象物保持手段に保持さ
れた対象物に対して作業を行う作業ツールを取り付ける
ためのツール取付け手段を前記移動部材に設けた。
ク機構と、該パラレルリンク機構とは独立に、作業対象
物を保持したまま該作業対象物の姿勢を変更する対象物
保持手段とを備え、さらに前記対象物保持手段に保持さ
れた対象物に対して作業を行う作業ツールを取り付ける
ためのツール取付け手段を前記移動部材に設けた。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態について説明する。図1は本発明を適用した一
実施形態の作業装置を簡略化して示す概念図である。作
業装置は、図1に示される通り、概略において、各種ツ
ールを取り付けて加工またはハンドリング作業を行うた
めのパラレルリンク機構1、および、作業対象となるワ
ークを保持するための対象物保持手段としてのワーク保
持部2によって構成される。
実施形態について説明する。図1は本発明を適用した一
実施形態の作業装置を簡略化して示す概念図である。作
業装置は、図1に示される通り、概略において、各種ツ
ールを取り付けて加工またはハンドリング作業を行うた
めのパラレルリンク機構1、および、作業対象となるワ
ークを保持するための対象物保持手段としてのワーク保
持部2によって構成される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】パラレルリンク機構1は、固定部材となる
ベースプレート3とツールを取り付けるための移動部材
であるトラべリングプレート4とを備え、トラべリング
プレート4上には、該プレート4の上面に内接する円の円
周に沿って120°のピッチで3つの自在継手5が設けら
れ、また、ベースプレート3の側にも、これと同様にし
て、トラべリングプレート4のものよりも僅かに大きな
直径を有する同心円に沿って、3つの自在継手6が120°
のピッチで取り付けられている。そして、パラレルリン
クを構成する各リンク7の下端部先端は自在継手5を介し
てトラべリングプレート4に対して揺動自在に取り付け
られ、また、各リンク7の上端部は自在継手6を介してベ
ースプレート3に対し揺動自在に取付けられている。
ベースプレート3とツールを取り付けるための移動部材
であるトラべリングプレート4とを備え、トラべリング
プレート4上には、該プレート4の上面に内接する円の円
周に沿って120°のピッチで3つの自在継手5が設けら
れ、また、ベースプレート3の側にも、これと同様にし
て、トラべリングプレート4のものよりも僅かに大きな
直径を有する同心円に沿って、3つの自在継手6が120°
のピッチで取り付けられている。そして、パラレルリン
クを構成する各リンク7の下端部先端は自在継手5を介し
てトラべリングプレート4に対して揺動自在に取り付け
られ、また、各リンク7の上端部は自在継手6を介してベ
ースプレート3に対し揺動自在に取付けられている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、ツールを取り付けた移
動部材のトラべリングプレートの姿勢の変化量がパラレ
ルリンク機構の構造上の特性によって制約を受ける場合
であっても、ワークを保持する対象物保持手段（ワーク
保持部）を操作してワークの姿勢を変化させることでワ
ークに対するツールの姿勢を自由に選択することができ
るので、3次元空間における複雑な加工や物品の取り回
し等の作業を確実に実施することができる。しかも、ト
ラべリングプレートとツールとの間に付加軸を介在させ
る必要がないのでパラレルリンク機構の剛性が確実に保
持され、ツールを駆動するモータに起因する振動等によ
って加工やハンドリング作業の信頼性が低下することも
ない。 ─────────────────────────────────────────────────────
動部材のトラべリングプレートの姿勢の変化量がパラレ
ルリンク機構の構造上の特性によって制約を受ける場合
であっても、ワークを保持する対象物保持手段（ワーク
保持部）を操作してワークの姿勢を変化させることでワ
ークに対するツールの姿勢を自由に選択することができ
るので、3次元空間における複雑な加工や物品の取り回
し等の作業を確実に実施することができる。しかも、ト
ラべリングプレートとツールとの間に付加軸を介在させ
る必要がないのでパラレルリンク機構の剛性が確実に保
持され、ツールを駆動するモータに起因する振動等によ
って加工やハンドリング作業の信頼性が低下することも
ない。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年１月５日（２０００．１．５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、パラレルリン
ク機構と、該パラレルリンク機構とは独立に、作業対象
物を保持したまま該作業対象物の姿勢を変更する対象物
保持手段とを備え、さらに前記対象物保持手段に保持さ
れた対象物に対して作業を行うための作業ツールを前記
パラレルリンク機構のトラベリングプレートに設けた。
ク機構と、該パラレルリンク機構とは独立に、作業対象
物を保持したまま該作業対象物の姿勢を変更する対象物
保持手段とを備え、さらに前記対象物保持手段に保持さ
れた対象物に対して作業を行うための作業ツールを前記
パラレルリンク機構のトラベリングプレートに設けた。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】パラレルリンク機構1は、固定部となるベ
ースプレート3とツールを取り付けるためのトラべリン
グプレート4とを備え、トラべリングプレート4上には、
該プレート4の上面に内接する円の円周に沿って120°の
ピッチで3つの自在継手5が設けられ、また、ベースプレ
ート3の側にも、これと同様にして、トラべリングプレ
ート4のものよりも僅かに大きな直径を有する同心円に
沿って、3つの自在継手6が120°のピッチで取り付けら
れている。そして、パラレルリンクを構成する各リンク
7の下端部先端は自在継手5を介してトラべリングプレー
ト4に対して揺動自在に取り付けられ、また、各リンク7
の上端部は自在継手6を介してベースプレート3に対し揺
動自在に取付けられている。
ースプレート3とツールを取り付けるためのトラべリン
グプレート4とを備え、トラべリングプレート4上には、
該プレート4の上面に内接する円の円周に沿って120°の
ピッチで3つの自在継手5が設けられ、また、ベースプレ
ート3の側にも、これと同様にして、トラべリングプレ
ート4のものよりも僅かに大きな直径を有する同心円に
沿って、3つの自在継手6が120°のピッチで取り付けら
れている。そして、パラレルリンクを構成する各リンク
7の下端部先端は自在継手5を介してトラべリングプレー
ト4に対して揺動自在に取り付けられ、また、各リンク7
の上端部は自在継手6を介してベースプレート3に対し揺
動自在に取付けられている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、ツールを取り付けたト
ラべリングプレートの姿勢の変化量がパラレルリンク機
構の構造上の特性によって制約を受ける場合であって
も、ワークを保持する対象物保持手段（ワーク保持部）
を操作してワークの姿勢を変化させることでワークに対
するツールの姿勢を自由に選択することができるので、
3次元空間における複雑な加工や物品の取り回し等の作
業を確実に実施することができる。しかも、トラべリン
グプレートとツールとの間に付加軸を介在させる必要が
ないのでパラレルリンク機構の剛性が確実に保持され、
ツールを駆動するモータに起因する振動等によって加工
やハンドリング作業の信頼性が低下することもない。
ラべリングプレートの姿勢の変化量がパラレルリンク機
構の構造上の特性によって制約を受ける場合であって
も、ワークを保持する対象物保持手段（ワーク保持部）
を操作してワークの姿勢を変化させることでワークに対
するツールの姿勢を自由に選択することができるので、
3次元空間における複雑な加工や物品の取り回し等の作
業を確実に実施することができる。しかも、トラべリン
グプレートとツールとの間に付加軸を介在させる必要が
ないのでパラレルリンク機構の剛性が確実に保持され、
ツールを駆動するモータに起因する振動等によって加工
やハンドリング作業の信頼性が低下することもない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 邦保 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内 (72)発明者 安部 健一郎 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内 Ｆターム(参考） 3C048 BC01 BC03 CC14 CC17 CC20 EE07 EE10
Claims (1)
- 【請求項１】 ベースプレートとトラベリングプレート
とを有し、両者の間を複数のリンクで結合し、これらの
リンクを協調動作させることによりトラべリングプレー
トを移動させるパラレルリンク機構によって所定の作業
を行う作業装置であって、該作業装置は少なくとも前記
パラレルリンク機構とワーク保持部とからなり、前記ワ
ーク保持部はワークを保持し、かつ、該ワークの姿勢を
変化させる手段を有し、前記パラレルリンク機構のトラ
べリングプレートに取り付けられたツールによってワー
ク保持部に保持されたワークに対して作業を行うことを
特徴とするパラレルリンク機構を具備する作業装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10280486A JP2000094245A (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | パラレルリンク機構を具備する作業装置 |
| EP99307207A EP0987087A3 (en) | 1998-09-17 | 1999-09-13 | Working apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10280486A JP2000094245A (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | パラレルリンク機構を具備する作業装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000094245A true JP2000094245A (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=17625757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10280486A Pending JP2000094245A (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | パラレルリンク機構を具備する作業装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0987087A3 (ja) |
| JP (1) | JP2000094245A (ja) |
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| WO2013141138A1 (ja) | 2012-03-23 | 2013-09-26 | Ntn株式会社 | リンク作動装置 |
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| WO2015076201A1 (ja) | 2013-11-22 | 2015-05-28 | Ntn株式会社 | リンク作動装置 |
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| WO2017110739A1 (ja) | 2015-12-24 | 2017-06-29 | Ntn株式会社 | リンク作動装置 |
| WO2017208903A1 (ja) | 2016-05-30 | 2017-12-07 | Ntn株式会社 | パラレルリンク機構を用いた作業装置 |
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| WO2020067060A1 (ja) | 2018-09-28 | 2020-04-02 | Ntn株式会社 | リンク作動装置 |
| WO2020075779A1 (ja) | 2018-10-10 | 2020-04-16 | 国立大学法人九州工業大学 | パラレルリンク機構およびリンク作動装置 |
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- 1999-09-13 EP EP99307207A patent/EP0987087A3/en not_active Withdrawn
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