JP2003251584A - Locus control device - Google Patents

Locus control device

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JP2003251584A
JP2003251584A JP2002052687A JP2002052687A JP2003251584A JP 2003251584 A JP2003251584 A JP 2003251584A JP 2002052687 A JP2002052687 A JP 2002052687A JP 2002052687 A JP2002052687 A JP 2002052687A JP 2003251584 A JP2003251584 A JP 2003251584A
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JP
Japan
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control device
trajectory control
drive motor
tool
rotating body
Prior art date
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Application number
JP2002052687A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Nakada
誠 中田
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Nachi Fujikoshi Corp
Original Assignee
Nachi Fujikoshi Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a locus control device which can depict a small circle or the like with high accuracy even by a robot control device without any high accuracy. <P>SOLUTION: The locus control device which is fitted to an arm tip of a robot body having an articulated structure and can move an equipped tool 5 to an arbitrary position with respect to the robot body comprises a first rotating body 12 which can be supported in a rotatable manner to the robot body, and operated by a first axis-drive motor 1, a second rotating body 22 which is supported in a rotating and revolving manner with respect to the first rotating body 12, and operated by a second axis-drive motor 2, a table mechanism 31 connected to the second rotating body 22 via a bearing 23, and a bracket 32 which is connected to the table mechanism 31 and holds a tool 5. The table mechanism 31 has an operational mechanism which is operable in the horizontal direction of two degrees of freedom with respect to a casing of the locus control device. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、産業用ロボットの
手首に取り付けられるとにより、小軌跡加工用ツール等
の軌跡制御を行うようにされた軌跡制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a trajectory control device adapted to control a trajectory of a small trajectory machining tool or the like when attached to the wrist of an industrial robot.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、自動車のボディパネルなどの製
造工程においては、多関節構造を有する産業用ロボット
のアーム先端に軌跡制御装置を装備させ、この軌跡制御
装置にレーザーガン、プラズマガン、ウォータージェッ
トガンなどを取り付けることにより、ボディパネルに対
して丸穴や長穴あるいは多角形の小穴筒を形成するよう
にしている。
2. Description of the Related Art For example, in a manufacturing process of a body panel of an automobile, a locus control device is provided at an arm tip of an industrial robot having an articulated structure, and the locus control device is equipped with a laser gun, a plasma gun, a water jet. By attaching a gun or the like, a round hole, an elongated hole, or a polygonal small hole cylinder is formed in the body panel.

【0003】このような産業用ロボットによる穴加工や
アーク溶接のウィービング軌跡あるいはマーキング作業
などの小軌跡加工では、ツールの軌跡精度が問題とな
る。しかし、産業用ロボットでは、慣性が大きく剛性が
低いロボットアーム先端を制御しなければならないこ
と、複数の関節軸による軌跡補間演算を行うので補間周
期が長く小軌跡では補間間隔が粗くなること、などの理
由から、通常のままでは十分な軌跡精度を確保すること
は困難である。そこで、高い軌跡精度を確保するため
に、例えば特開平7−266296号公報や特開平5−
318347号公報に開示されているように、ロボット
アーム先端に軌跡制御装置を装備させるようにしてい
る。
In the machining of small holes such as weaving trajectories of arc welding and arc welding or marking work by such industrial robots, the trajectory accuracy of the tool becomes a problem. However, for industrial robots, the robot arm tip with large inertia and low rigidity must be controlled, and since the trajectory interpolation calculation is performed by multiple joint axes, the interpolation cycle is long and the interpolation interval becomes coarse for small trajectories. For this reason, it is difficult to secure sufficient trajectory accuracy under normal conditions. Therefore, in order to secure a high trajectory accuracy, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-266296 and Japanese Patent Laid-Open No. 5-266296.
As disclosed in Japanese Patent No. 318347, a tip of the robot arm is equipped with a trajectory control device.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平7−2
66296号公報に開示されている軌跡制御装置では、
例えば当該公報の図10や図14に示すように、ケーブ
ルを通すための大きな中空穴を設ける構造としているた
めに、装置の構造が複雑となったり、ツールや軌跡制御
装置のメンテナンスが難しかったり、中空穴の制約によ
り大きなツールが取り付けられないという問題点があっ
た。また、軌跡制御装置の先端のツール取付部は、ツー
ルが作業するのに必要な軌跡を生成するための公転動作
の他に不必要な自転動作も伴うので、ツールのケーブル
が捻じられることになり、この対策としてツールを軸受
などで支持し自転動作を逃がす工夫を施しているが、こ
のためにツール駆動軸とツールの軸心を精確に一致させ
ておく必要があった。さらに、この軸心を一致させる必
要から、ブラケットなどにより軌跡制御装置の外部に大
きなツールを取り付けることは不可能であった。
However, JP-A-7-2
In the trajectory control device disclosed in Japanese Patent No. 66296,
For example, as shown in FIG. 10 and FIG. 14 of the publication, since the structure has a large hollow hole for passing a cable, the structure of the device is complicated, and maintenance of the tool and the trajectory control device is difficult. There is a problem that a large tool cannot be attached due to the restriction of the hollow hole. In addition, the tool attachment part at the tip of the trajectory control device is accompanied by unnecessary rotation movement in addition to the revolution movement for generating the trajectory required for the tool to work, so the tool cable is twisted. As a countermeasure against this, a tool is supported by bearings to allow the rotation motion to escape, but for this purpose, it was necessary to accurately align the tool drive shaft and the tool axis. Furthermore, since it is necessary to match the axes, it is impossible to attach a large tool to the outside of the trajectory control device with a bracket or the like.

【0005】また、特開平5−318347号公報に開
示されている軌跡制御装置では、例えば当該公報の図1
に示すような構造とすることにより、前述した特開平7
−266296号の問題点は解決されているが、2軸の
モータの等速駆動という簡易な制御により小円が描ける
という特長が損なわれ、同等の精度の軌跡を描くのであ
れば、より高精度なモータの制御装置(ロボット制御装
置)が必要となっていた。
Further, in the trajectory control device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-318347, for example, FIG.
With the structure as shown in FIG.
Although the problem of -266296 has been solved, the advantage of being able to draw a small circle by the simple control of constant speed driving of a biaxial motor is impaired, and if a locus of equivalent accuracy is drawn, higher accuracy is achieved. A motor control device (robot control device) was needed.

【0006】本発明は、これら従来技術の問題点を解決
するためになされたものであり、軌跡制御装置に取り付
けたツールのメンテナンスがし易く、大きなツールも取
り付けることができ、高精度でないロボット制御装置に
おいても高精度に小円等を描けくことが可能な、軌跡制
御装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the problems of these prior arts, and the tool attached to the trajectory control device can be easily maintained, a large tool can be attached, and the robot control is not highly accurate. It is an object of the present invention to provide a trajectory control device capable of drawing a small circle or the like with high accuracy in the device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】係る目的を達成するため
に、請求項1に係る発明では、多関節構造を有するロボ
ット本体のアーム先端に取り付けられるとともに、装備
したツール5をロボット本体に対して任意の位置に移動
させることが可能な軌跡制御装置において、ロボット本
体に対して回転可能に支持されるとともに、第1軸駆動
モータ1により動作される第1回転体12と、第1回転
体12に対して自転および公転可能に支持されるととも
に、第2軸駆動モータ2により動作される第2回転体2
2と、第2回転体22とは軸受23を介して連結された
テーブル機構31と、テーブル機構31に連結されると
ともに、ツール5を保持するようにされたブラケット3
2と、を有し、前記テーブル機構31は軌跡制御装置の
筐体に対して2自由度の水平方向に動作可能にされた動
作機構を有することを特徴とする軌跡制御装置を提供し
た。なお、本発明において「水平方向」とは、第1回転
体12や第2回転体12の回転軸と直交する方向を指
す。
In order to achieve the above object, in the invention according to claim 1, the tool 5 attached to the arm tip of the robot body having an articulated structure and equipped with the tool 5 is attached to the robot body. In a trajectory control device that can be moved to an arbitrary position, a first rotating body 12 that is rotatably supported by a robot body and is operated by a first axis drive motor 1, and a first rotating body 12 A second rotating body 2 which is rotatably and revolvably supported with respect to and is operated by a second shaft drive motor 2.
2 and the second rotating body 22 are connected via a bearing 23 to a table mechanism 31, and a bracket 3 connected to the table mechanism 31 and adapted to hold the tool 5.
2 is provided, and the table mechanism 31 has an operation mechanism that is movable in the horizontal direction of two degrees of freedom with respect to the housing of the trajectory control device. In the present invention, the “horizontal direction” refers to a direction orthogonal to the rotation axes of the first rotating body 12 and the second rotating body 12.

【0008】請求項1に係る構成としたことにより、第
1軸駆動モータ1及び第2軸駆動モータ2を駆動制御す
ることにより、ツール5を把持したブラケット32を水
平動作させたり回転動作させたりすることができ、その
結果、ロボット本体を動作させることなく、ブラケット
32に把持されたツール5を任意の位置に移動させるこ
とが可能になる。また、ツール5はブラケット32を介
して軌跡制御装置の本体に連結されているので、軌跡制
御装置の本体にツール5が直接連結される形態のものに
比して、ツール5の交換やメンテナンスが容易になると
ともに、従来技術の形態のものであれば軌跡制御装置の
本体と干渉するほどの容積の大きなツールも取り付け可
能になる。また、ツール5へ接続するケーブル・ホース
6は、軌跡制御装置の筐体表面や筐体内部に敷設するこ
となく、ツール5へ直接接続することができるので、ケ
ーブル・ホース6の交換やメンテナンスが容易になる。
With the structure according to claim 1, the bracket 32 holding the tool 5 is horizontally or rotationally operated by controlling the drive of the first axis drive motor 1 and the second axis drive motor 2. As a result, the tool 5 gripped by the bracket 32 can be moved to an arbitrary position without operating the robot body. Further, since the tool 5 is connected to the main body of the trajectory control device via the bracket 32, replacement and maintenance of the tool 5 are easier than in the case where the tool 5 is directly connected to the main body of the trajectory control device. In addition to the ease of use, a tool having a volume large enough to interfere with the main body of the trajectory control device can be attached in the conventional art. Further, since the cable / hose 6 connected to the tool 5 can be directly connected to the tool 5 without being laid on the surface of the trajectory control device or on the inside of the housing, the cable / hose 6 can be replaced or maintained. It will be easier.

【0009】軌跡制御装置の筐体に対して2自由度の水
平方向に動作可能にされた動作機構としては、例えば、
軌跡制御装置の筐体に対してそれぞれ異なる水平方向に
動作可能にされた2つのリニアガイド35、36からな
るようにすればよい(請求項2)。この2つのリニアガ
イド35、36は、必ずしも互いに直交関係となるよう
に配置する必要はないが、互いに直交関係となるように
配置すれば、リニアガイド35、36の動作可能範囲に
対するツール5の移動可能範囲が最大になるので、動作
機構をコンパクトにすることが可能となる(請求項
3)。また、別の動作機構としては、軌跡制御装置の筐
体に対して2自由度の水平方向に動作可能にされたリン
ク機構35a、36aからなるものがある(請求項
4)。リンク機構を用いることにより直線ガイド部分を
なくすことが可能になり、さらにリンクの回転部に軸受
等を用いることにより防塵性を向上させることができ
る。
An example of an operating mechanism that can move horizontally in two degrees of freedom with respect to the housing of the trajectory control device is, for example,
It suffices to have two linear guides 35 and 36 that are movable in different horizontal directions with respect to the housing of the trajectory control device (claim 2). The two linear guides 35 and 36 do not necessarily have to be arranged in an orthogonal relationship with each other, but if they are arranged in an orthogonal relationship with each other, movement of the tool 5 with respect to the operable range of the linear guides 35, 36 will be described. Since the possible range is maximized, the operating mechanism can be made compact (claim 3). Further, as another operation mechanism, there is one including link mechanisms 35a and 36a which are horizontally movable with two degrees of freedom with respect to the housing of the trajectory control device (claim 4). By using the link mechanism, it is possible to eliminate the linear guide portion, and by using a bearing or the like in the rotating portion of the link, the dustproof property can be improved.

【0010】第2軸駆動モータ2と第2回転体22と
は、内歯車21を介して連結するようにしてもよい(請
求項5)。駆動力の伝達効率の高い内歯車を用いること
により、回転中心が偏心して配置された回転体に対して
駆動力を効率よく伝達することができる。
The second shaft drive motor 2 and the second rotary body 22 may be connected via an internal gear 21 (claim 5). By using the internal gear having a high transmission efficiency of the driving force, the driving force can be efficiently transmitted to the rotating body arranged such that the center of rotation is eccentric.

【0011】第1回転体12は減速機15を介して第1
軸駆動モータ1により動作されるとともに、第2回転体
22は減速機25を介して第2軸駆動モータ2により動
作されるようにしてもよい(請求項6)。減速機15、
25を用いることにより、減速比が大きく出力の小さい
駆動モータ1、2により回転体12、22を動作させる
ことが可能となる。また、減速機15、25からの出力
はギアなどを介さず回転体12、22のそれぞれに直結
されているため、バックラッシュが小さく剛性が高いと
いう利点がある。そのため、さらに高精度の小軌跡の生
成をすることができる。
The first rotating body 12 is connected to the first rotating body 12 via a speed reducer 15.
The second rotary body 22 may be operated by the second shaft drive motor 2 via the speed reducer 25 while being driven by the shaft drive motor 1. Reducer 15,
By using 25, the rotating bodies 12, 22 can be operated by the drive motors 1, 2 having a large reduction ratio and a small output. Further, since the outputs from the speed reducers 15 and 25 are directly connected to the rotating bodies 12 and 22 without passing through gears or the like, there is an advantage that the backlash is small and the rigidity is high. Therefore, it is possible to generate a small trajectory with higher accuracy.

【0012】第1軸駆動モータ1及び第2軸駆動モータ
2をサーボモータとし、ロボット本体の関節軸駆動モー
タの付加軸として制御されるようにしてもよい(請求項
7)。ロボット本体の関節軸駆動モータは一般にサーボ
モータが使用されているが、第1軸駆動モータ1及び第
2軸駆動モータ2をロボット本体の関節軸駆動モータと
同じくサーボモータとし、第1軸駆動モータ1及び第2
軸駆動モータ2をロボット本体の関節軸駆動モータと同
期制御させることにより、ロボット本体の関節軸を動作
させながら軌跡制御装置も動作させることができるの
で、効率のよい動作制御が可能になる。
The first axis drive motor 1 and the second axis drive motor 2 may be servo motors, and may be controlled as an additional axis of the joint axis drive motor of the robot body (claim 7). A servo motor is generally used as the joint axis drive motor of the robot body, but the first axis drive motor 1 and the second axis drive motor 2 are the same servo motors as the joint axis drive motor of the robot body. 1st and 2nd
By synchronously controlling the axis drive motor 2 with the joint axis drive motor of the robot body, the trajectory control device can be operated while operating the joint axis of the robot body, so that efficient operation control is possible.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施
形態に係る軌跡制御装置の正面断面図及び平面断面図で
ある。この図1に示した軌跡制御装置は、図示しない多
関節構造を有するロボット本体のアーム先端に設けられ
ている。軌跡制御装置は、その駆動機構として第1軸駆
動モータ1及び第2軸駆動モータ2を有している。これ
ら第1軸駆動モータ1及び第2軸駆動モータ2はともに
サーボモータであり、図示しないロボット本体の関節軸
駆動モータの付加軸として、ロボット本体の関節軸駆動
モータと同様に、図示しないロボット制御装置において
同期制御されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a front sectional view and a plan sectional view of a trajectory control device according to an embodiment of the present invention. The trajectory control device shown in FIG. 1 is provided at the arm tip of a robot body having a multi-joint structure (not shown). The trajectory control device has a first axis drive motor 1 and a second axis drive motor 2 as its drive mechanism. Both the first axis drive motor 1 and the second axis drive motor 2 are servo motors, and as an additional axis of the joint axis drive motor of the robot body not shown, like the joint axis drive motor of the robot body, robot control not shown The device is synchronously controlled.

【0014】ここで、ロボット本体の関節軸駆動モータ
の付加軸として制御することとは、例えば、ロボット本
体が6軸の多関節構造である場合、第1軸駆動モータ1
及び第2軸駆動モータ2は、それぞれロボット本体の第
7軸及び第8軸として、ロボット本体の6つの関節軸駆
動モータと同期制御されることを意味する。第1軸駆動
モータ1及び第2軸駆動モータ2をロボット本体の関節
軸駆動モータと同期制御させることにより、ロボット本
体の関節軸を動作させながら軌跡制御装置も動作させる
ことができるので、効率のよい動作制御が可能になる。
Here, controlling as an additional axis of the joint axis drive motor of the robot body means, for example, when the robot body has a multi-joint structure of 6 axes, the first axis drive motor 1
It means that the second axis drive motor 2 is controlled in synchronization with the six joint axis drive motors of the robot body as the seventh axis and the eighth axis of the robot body, respectively. By synchronously controlling the first axis drive motor 1 and the second axis drive motor 2 with the joint axis drive motor of the robot body, the trajectory control device can be operated while operating the joint axis of the robot body. Good motion control is possible.

【0015】第1軸駆動モータ1が駆動することによ
り、その出力軸にあるギヤ3が動作し、ギヤ3が動作す
ることにより第1軸駆動歯車11が動作し、これにより
円筒状の第1回転体12がその回転軸回りに自転する。
第2回転体22は、第1回転体12の先端部に自転およ
び公転可能に支持されるとともに、第1回転体12の回
転軸から所定の距離だけ隔てた位置に、第1回転体12
の回転軸と平行に、その回転軸を有している。この第2
回転体22は回転軸受を介して第1回転体12に連結さ
れているので、第1回転体12がその回転軸回りに動作
することにより、第2回転体22は公転することにな
る。
When the first shaft drive motor 1 is driven, the gear 3 on the output shaft of the first shaft drive motor 1 operates, and when the gear 3 operates, the first shaft drive gear 11 operates. The rotating body 12 rotates about its rotation axis.
The second rotating body 22 is rotatably and revolvably supported by the tip end portion of the first rotating body 12, and is located at a position separated from the rotation axis of the first rotating body 12 by a predetermined distance.
Has its axis of rotation parallel to that of. This second
Since the rotating body 22 is connected to the first rotating body 12 via the rotary bearing, the second rotating body 22 revolves around when the first rotating body 12 operates around its rotation axis.

【0016】一方、第2軸駆動モータ2が駆動すること
により、その出力軸にあるギヤ4が動作し、ギヤ4が動
作することにより第1軸駆動歯車11に対して偏心して
取り付けられた第2軸駆動歯車21が動作し、これによ
り第2回転体22がその回転軸回りに自転する。したが
って、第2回転体22は、第1軸駆動モータ1の駆動に
よる公転動作と、第2軸駆動モータ2の駆動による自転
動作を行うことになる。なお、第2軸駆動歯車21に
は、駆動力の伝達効率を高めるために、内歯車を使用す
ることが望ましい。
On the other hand, when the second shaft drive motor 2 is driven, the gear 4 on the output shaft of the second shaft drive motor 2 operates, and when the gear 4 operates, the first shaft drive gear 11 is eccentrically mounted. The biaxial drive gear 21 operates, whereby the second rotating body 22 rotates about its rotation axis. Therefore, the second rotating body 22 performs the revolution operation by the drive of the first axis drive motor 1 and the rotation operation by the drive of the second axis drive motor 2. In addition, it is desirable to use an internal gear as the second shaft drive gear 21 in order to enhance the transmission efficiency of the drive force.

【0017】31は、ベース40を介して軌跡制御装置
の筐体に取り付けられているテーブル機構である。5
は、テーブル機構31に対してブラケット32を介して
取り付けられているレーザーガン、プラズマガン等のツ
ールである。6は、ツール5へエネルギーを伝達するケ
ーブル・ホースであり、軌跡制御装置の本体外部に敷設
されている。図1に示すように、本発明では、ツール5
は水平方向を長手方向とする板状のブラケット32を介
して軌跡制御装置の本体に取り付けられているので、ツ
ール5の取付位置は軌跡制御装置の本体からは水平方向
に遠隔した位置となっている。そのため、ツール5へ接
続するケーブル・ホース6は、軌跡制御装置の筐体表面
や筐体内部に敷設することなく、ツール5へ直接接続す
ることができる。
Reference numeral 31 is a table mechanism attached to the housing of the trajectory control device via the base 40. 5
Is a tool such as a laser gun or a plasma gun attached to the table mechanism 31 via a bracket 32. Reference numeral 6 denotes a cable / hose that transmits energy to the tool 5, and is laid outside the main body of the trajectory control device. As shown in FIG. 1, in the present invention, the tool 5
Is attached to the main body of the trajectory control device via a plate-shaped bracket 32 having the horizontal direction as the longitudinal direction. Therefore, the attachment position of the tool 5 is a position remote from the main body of the trajectory control device in the horizontal direction. There is. Therefore, the cable / hose 6 connected to the tool 5 can be directly connected to the tool 5 without being laid on the housing surface of the trajectory control device or inside the housing.

【0018】本実施形態に係る構成はコンパス機構と呼
ばれるものである。これを第1アームの先端に第2アー
ムが設けられている多関節ロボットに例えると、第1回
転体12は第1軸駆動モータ1により駆動される第1ア
ームに相当し、第2回転体22は第1回転体12の先端
に取り付けられた第2軸駆動モータ2により駆動される
第2アームに相当する。これらはそれぞれコンパスに相
当する機構を備えており、2本のアームに相当する両回
転体12、22により、平面内でXY方向と自転θの3
自由度を有するものである。
The configuration according to this embodiment is called a compass mechanism. If this is compared to a multi-joint robot in which the second arm is provided at the tip of the first arm, the first rotating body 12 corresponds to the first arm driven by the first axis drive motor 1, and the second rotating body Reference numeral 22 corresponds to a second arm driven by the second shaft drive motor 2 attached to the tip of the first rotating body 12. Each of these is equipped with a mechanism corresponding to a compass, and is rotated by three rotary bodies 12 and 22 corresponding to two arms in the XY direction and rotation θ in a plane.
It has a degree of freedom.

【0019】次に、テーブル機構31の構成について説
明する。図3はテーブル機構31の構造を示す機構図で
ある。テーブル機構31は、軌跡制御装置の筐体に固定
されているベース40に対して水平方向(図3のX方
向)に動作可能にされたリニアガイド35と、このリニ
アガイド35に対してその動作方向とは直交する水平方
向(図3のY方向)に動作可能にされたリニアガイド3
6とから構成されている。すなわち、ツール5が取り付
けられたブラケット32は、このテーブル機構31を介
して軌跡制御装置の筐体に固定されているベース40に
取り付けられていることになる。ところで、ブラケット
32には前述した第2回転体22も軸受23を介して連
結されている。したがって、第1軸駆動モータ1及び第
2軸駆動モータ2を駆動制御することにより、ツール5
を把持したブラケット32を水平動作させたり回転動作
させたりすることができる。そして、その結果、ロボッ
ト本体を動作させることなく、ブラケット32に取り付
けられたツール5は、図3の50に示すように、テーブ
ル機構31の2自由度(X、Y)と自転の自由度θを加
えた平面内の3自由度を持つコンパス機構により、軌跡
制御装置本体に対して動作することになる。
Next, the structure of the table mechanism 31 will be described. FIG. 3 is a mechanism diagram showing the structure of the table mechanism 31. The table mechanism 31 is a linear guide 35 that is movable in a horizontal direction (X direction in FIG. 3) with respect to a base 40 that is fixed to the housing of the trajectory control device, and its operation with respect to the linear guide 35. Linear guide 3 that is operable in the horizontal direction (Y direction in FIG. 3) orthogonal to the direction
6 and 6. That is, the bracket 32 to which the tool 5 is attached is attached to the base 40 fixed to the housing of the trajectory control device via the table mechanism 31. By the way, the second rotating body 22 described above is also connected to the bracket 32 via the bearing 23. Therefore, by controlling the drive of the first axis drive motor 1 and the second axis drive motor 2, the tool 5
It is possible to horizontally or rotationally move the bracket 32 holding the bracket. Then, as a result, the tool 5 attached to the bracket 32 does not operate the robot body, and as shown at 50 in FIG. With the compass mechanism having three degrees of freedom in the plane added with, the locus control device operates.

【0020】なお、前述したように、本実施形態におい
ては2つのリニアガイド35、36は互いに直交関係と
なるように配置されているが、これはリニアガイド3
5、36の動作可能範囲に対するツール5の移動可能範
囲を最大にし、これにより動作機構のコンパクト化を図
ったものである。しかし、2自由度の水平方向に動作可
能にされた動作機構であれば、直交関係とせずとも本発
明は実施可能である。また、本発明は、前述した図3に
示したようなコンパス機構に限定されるものではない。
例えば、図4(a)に示すように、平行リンク等の組み
合わせからなるリンク機構35a、36aを用いてコン
パス構造の自転運動を相殺し、軌跡を生成しようとする
平面のXY等の2つの自由度を取り出すようにしてもよ
い。また、図4(b)に示すように、コンパス機構の動
作量に対してこれに比例する動作量となるリンク機構を
用いるようにしてもよい。すなわち、本発明におけるテ
ーブル機構とは、前述したような3自由度を持つコンパ
ス軸の自転の自由度θを相殺し、小図形の軌跡を形成し
ようとする平面のX、Y方向の2自由度を取り出すこと
ができる機構を指すものである。
As described above, in this embodiment, the two linear guides 35, 36 are arranged so as to be orthogonal to each other, but this is the linear guide 3.
The movable range of the tool 5 with respect to the movable ranges of 5 and 36 is maximized, whereby the operating mechanism is made compact. However, the present invention can be implemented without an orthogonal relationship as long as the operating mechanism has two degrees of freedom and can be operated in the horizontal direction. Further, the present invention is not limited to the compass mechanism as shown in FIG. 3 described above.
For example, as shown in FIG. 4A, by using link mechanisms 35a and 36a composed of a combination of parallel links or the like, two free movements such as XY of a plane to cancel a rotation motion of a compass structure and generate a trajectory. You may take out the degree. Further, as shown in FIG. 4B, a link mechanism having an operation amount proportional to the operation amount of the compass mechanism may be used. That is, the table mechanism according to the present invention has two degrees of freedom in the X and Y directions of a plane that cancels the above-described degree of freedom θ of rotation of the compass axis having three degrees of freedom and forms a locus of a small figure. It refers to the mechanism that can take out.

【0021】図5は、本発明に係る軌跡制御装置により
生成される、小円や小異形形状等の軌跡の例を示したも
のである。これらの小異形形状は、半径、辺の長さ等の
数値情報により生成されるものであり、図5において図
示されている形状に限定されるものではない。具体的に
は、回転体12、22により駆動されるテーブル機構3
1の2つの動作軸(X、Y)を含む平面を座標とし、円
ならびに異形形状の半径、長辺、短辺の数値情報等によ
り、ツール5の先端が所望の軌跡となるように、回転体
12、22を制御すればよい。
FIG. 5 shows an example of a locus such as a small circle or a small irregular shape generated by the locus control device according to the present invention. These small irregular shapes are generated by numerical information such as radius and side length, and are not limited to the shapes shown in FIG. Specifically, the table mechanism 3 driven by the rotating bodies 12 and 22.
The plane including the two operation axes (X, Y) of 1 is used as coordinates, and the tip of the tool 5 is rotated so that the tip of the tool 5 has a desired trajectory according to the radius information of the circle and the irregular shape, the long side, and the short side. The bodies 12 and 22 may be controlled.

【0022】ところで、本発明においては、駆動経路に
減速機を組み込むことも可能である。図2は、前述した
図1に示したものに対して、駆動経路に減速機15、2
5を具備したコンパス機構を有する軌跡制御装置の一例
であり、その正面断面図及び平面断面図を示したもので
ある。この図2に示した軌跡制御装置においては、第1
回転体12は減速機15を介して第1軸駆動モータ1に
より動作され、第2回転体22は減速機25を介して第
2軸駆動モータ2により動作されている。減速機15、
25を用いることにより、減速比が大きく出力の小さい
駆動モータ1、2により、回転体12、22を動作させ
ることが可能となる。また、減速機15、25からの出
力はギアなどを介さず回転体12、22のそれぞれに直
結されているため、バックラッシュが小さく剛性が高い
という利点がある。そのため、さらに高精度の小軌跡の
生成をすることができる。なお、図2においては減速機
15、25以外の構成は前述した図1と同様であるの
で、その詳細な説明は省略する。
By the way, in the present invention, it is possible to incorporate a speed reducer in the drive path. 2 is different from the one shown in FIG. 1 described above in the drive path.
5 is an example of a trajectory control device having a compass mechanism including No. 5, and is a front sectional view and a plan sectional view thereof. In the trajectory control device shown in FIG. 2, the first
The rotating body 12 is operated by the first axis drive motor 1 via the speed reducer 15, and the second rotating body 22 is operated by the second axis drive motor 2 via the speed reducer 25. Reducer 15,
By using 25, the rotating bodies 12 and 22 can be operated by the drive motors 1 and 2 having a large reduction ratio and a small output. Further, since the outputs from the speed reducers 15 and 25 are directly connected to the rotating bodies 12 and 22 without passing through a gear or the like, there is an advantage that the backlash is small and the rigidity is high. Therefore, it is possible to generate a small trajectory with higher accuracy. Note that, in FIG. 2, the configuration other than the speed reducers 15 and 25 is the same as that in FIG. 1 described above, and thus detailed description thereof is omitted.

【0023】以上、本発明の実施形態について説明し
た。本実施形態によれば、コンパス機構により、高精度
でない制御装置でも、駆動モータ1、2を駆動制御する
ことにより、高精度に小円を描くことができるものとな
る。また、ツール5はブラケット32を介して軌跡制御
装置の本体に連結されているので、軌跡制御装置の本体
にツール5が直接連結される形態のものに比して、ツー
ル5の交換やメンテナンスが容易になるとともに、従来
技術の形態のものであれば軌跡制御装置の本体と干渉す
るほどの容積の大きなツールも取り付け可能になる。ま
た、ツール5へ接続するケーブル・ホース6は、軌跡制
御装置の筐体表面や筐体内部に敷設することなく、ツー
ル5へ直接接続することができるので、ケーブル・ホー
ス6の交換やメンテナンスが容易になる。
The embodiments of the present invention have been described above. According to the present embodiment, even if the control device is not highly accurate by the compass mechanism, it is possible to draw a small circle with high accuracy by driving and controlling the drive motors 1 and 2. Further, since the tool 5 is connected to the main body of the trajectory control device via the bracket 32, replacement and maintenance of the tool 5 are easier than in the case where the tool 5 is directly connected to the main body of the trajectory control device. In addition to the ease of use, a tool having a volume large enough to interfere with the main body of the trajectory control device can be attached in the conventional art. Further, since the cable / hose 6 connected to the tool 5 can be directly connected to the tool 5 without being laid on the surface of the trajectory control device or on the inside of the housing, the cable / hose 6 can be replaced or maintained. It will be easier.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明によれば、コンパス機構の出力軸
の自転を含む3自由度から、テーブル機構を用いて、軌
跡を生成しようと所望する2自由度を取り出すことによ
り、ツールの軌跡制御を行うようにしたので、高精度で
ないロボット制御装置でも、駆動モータを駆動制御する
ことにより、高精度に小円を描くことができるものとな
った。また、軌跡制御装置の内部の中空経路にケーブル
やホースを挿通せず、かつツールを軌跡制御装置の外部
に設置できるようにしたため、ツールおよび軌跡制御装
置のメンテナンスが容易となり、例えばツールや軌跡制
御装置が故障し、これらを交換するような事態になった
場合でも、短時間で交換作業を行うことが可能となっ
た。また、外形の大きなツールもアダプターなどを使用
することにより簡単に取り付けることができるものとな
った。
According to the present invention, the trajectory control of the tool is performed by taking out the two degrees of freedom desired to generate the trajectory using the table mechanism from the three degrees of freedom including the rotation of the output shaft of the compass mechanism. Therefore, even if the robot control device is not highly accurate, it is possible to draw a small circle with high accuracy by driving and controlling the drive motor. In addition, since the cable and hose can not be inserted into the hollow path inside the trajectory control device and the tool can be installed outside the trajectory control device, the tool and the trajectory control device can be easily maintained, for example, the tool and the trajectory control device. Even if the device breaks down and these devices are replaced, the replacement work can be performed in a short time. Also, tools with a large outer shape can be easily attached by using an adapter or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る軌跡制御装置の正面
断面図及び平面断面図である。
FIG. 1 is a front sectional view and a plan sectional view of a trajectory control device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施形態に係る、駆動経路に減速
機15、25を具備したコンパス機構を有する軌跡制御
装置の一例であり、その正面断面図及び平面断面図を示
したものである。
FIG. 2 is an example of a trajectory control device having a compass mechanism having reduction gears 15 and 25 in a drive path according to another embodiment of the present invention, showing a front sectional view and a plan sectional view thereof. is there.

【図3】テーブル機構31の構造を示す機構図である。FIG. 3 is a mechanism diagram showing a structure of a table mechanism 31.

【図4】コンパス機構の代わりにリンク機構を用いたテ
ーブル機構31について示した機構図である。
FIG. 4 is a mechanism diagram showing a table mechanism 31 using a link mechanism instead of a compass mechanism.

【図5】本発明に係る軌跡制御装置により生成される、
小円や小異形形状等の軌跡の例を示した説明図である。
FIG. 5 is generated by the trajectory control device according to the present invention,
It is explanatory drawing which showed the example of a locus | trajectory, such as a small circle and a small irregular shape.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1軸駆動モータ 2 第2軸駆動モータ 3 ギヤ 4 ギヤ 5 ツール 6 ケーブル・ホース 11 第1軸駆動歯車 12 第1回転体 15 減速機 21 第2軸駆動歯車(内歯車) 22 第2回転体 23 軸受 25 減速機 31 テーブル機構 32 ブラケット 35 リニアガイド 35a 平行リンク 36 リニアガイド 36a 平行リンク 40 ベース 1st axis drive motor 2 Spindle drive motor 3 gears 4 gears 5 tools 6 Cables and hoses 11 1st axis drive gear 12 First rotating body 15 reducer 21 2nd axis drive gear (internal gear) 22 Second rotating body 23 Bearing 25 reducer 31 table mechanism 32 bracket 35 Linear guide 35a parallel link 36 Linear guide 36a parallel link 40 base

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】多関節構造を有するロボット本体のアーム
先端に取り付けられるとともに、装備したツール5をロ
ボット本体に対して任意の位置に移動させることが可能
な軌跡制御装置において、 ロボット本体に対して回転可能に支持されるとともに、
第1軸駆動モータ1により動作される第1回転体12
と、 前記第1回転体12に対して自転および公転可能に支持
されるとともに、第2軸駆動モータ2により動作される
第2回転体22と、 前記第2回転体22とは軸受23を介して連結されたテ
ーブル機構31と、 前記テーブル機構31に連結されるとともに、前記ツー
ル5を保持するようにされたブラケット32と、を有
し、 前記テーブル機構31は軌跡制御装置の筐体に対して2
自由度の水平方向に動作可能にされた動作機構を有する
ことを特徴とする軌跡制御装置。
1. A trajectory control device which is attached to an arm tip of a robot body having an articulated structure and which can move an equipped tool 5 to an arbitrary position with respect to the robot body. While being rotatably supported,
The first rotating body 12 operated by the first shaft drive motor 1.
The second rotary body 22 supported by the first rotary body 12 so as to be rotatable and revolvable and driven by the second shaft drive motor 2, and the second rotary body 22 via a bearing 23. A table mechanism 31 connected to the table mechanism 31 and a bracket 32 connected to the table mechanism 31 and adapted to hold the tool 5. 2
A trajectory control device having an operation mechanism that is operable in a horizontal direction with a degree of freedom.
【請求項2】前記動作機構は軌跡制御装置の筐体に対し
てそれぞれ異なる水平方向に動作可能にされた2つのリ
ニアガイド35、36からなることを特徴とする請求項
1に記載の軌跡制御装置。
2. The trajectory control according to claim 1, wherein the operating mechanism is composed of two linear guides 35 and 36 which are movable in different horizontal directions with respect to the housing of the trajectory control device. apparatus.
【請求項3】前記2つのリニアガイド35、36は互い
に直交するように配置されていることを特徴とする請求
項2に記載の軌跡制御装置。
3. The trajectory control device according to claim 2, wherein the two linear guides 35, 36 are arranged so as to be orthogonal to each other.
【請求項4】前記動作機構は軌跡制御装置の筐体に対し
て2自由度の水平方向に動作可能にされたリンク機構3
5a、36aからなることを特徴とする請求項1に記載
の軌跡制御装置。
4. The link mechanism 3 is capable of moving horizontally in two degrees of freedom with respect to the housing of the trajectory control device.
The trajectory control device according to claim 1, wherein the trajectory control device comprises 5a and 36a.
【請求項5】前記第2軸駆動モータ2と前記第2回転体
22とは内歯車21を介して連結されていることを特徴
とする請求項1乃至4のいずれかに記載の軌跡制御装
置。
5. The trajectory control device according to claim 1, wherein the second shaft drive motor 2 and the second rotary body 22 are connected via an internal gear 21. .
【請求項6】前記第1回転体12は減速機15を介して
第1軸駆動モータ1により動作されるとともに、前記第
2回転体22は減速機25を介して第2軸駆動モータ2
により動作されていることを特徴とする請求項1乃至5
のいずれかに記載の軌跡制御装置。
6. The first rotating body 12 is operated by a first shaft driving motor 1 via a speed reducer 15, and the second rotating body 22 is driven by a second shaft driving motor 2 via a speed reducer 25.
6. The method according to claim 1, wherein
2. The trajectory control device according to any one of 1.
【請求項7】前記第1軸駆動モータ1及び前記第2軸駆
動モータ2をサーボモータとし、ロボット本体の関節軸
駆動モータの付加軸として制御されるようにしたことを
特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の軌跡制御
装置。
7. The first axis drive motor 1 and the second axis drive motor 2 are servo motors, and are controlled as additional axes of a joint axis drive motor of a robot body. 7. The trajectory control device according to any one of 1 to 6.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015093376A (en) * 2014-04-10 2015-05-18 スターテクノ株式会社 Work-piece processing device
JP2015221480A (en) * 2014-05-23 2015-12-10 スターテクノ株式会社 Industrial robot and workpiece processing device

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