JP2009255197A - パラレルメカニズムにおける原点較正方法、および原点較正用の較正治具 - Google Patents

Abstract

【課題】理論上の原点位置と実際の原点位置のずれを較正して、操作ヘッドを常に的確に作動できるパラレルメカニズムの原点較正方法と較正治具を提供する。
【解決手段】操作ヘッド５を較正治具４５で仮基準位置に位置決めし、そのときの駆動アーム１２の位置情報を１次位置信号として制御回路６３に受け渡す。次に較正治具を取り外して駆動アームのひとつを原点復帰操作し、そのときの駆動アームの位置情報を２次位置信号として制御回路に受け渡す。両位置信号から原点ピンの位置のばらつきに起因する駆動アームのオフセット量を特定して制御回路に反映させ、駆動アームの原点を較正する。較正治具は、棒状の治具主体と、治具主体に対して着脱可能に連結される上下の連結体とで棒状に構成する。以て、較正治具のベース側接合部とヘッド側接合部とを、ベース側基準面とヘッド側基準面とで挟持して、操作ヘッドを３次元空間上の仮基準位置に位置決めする。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば産業用ロボットとして使用されるパラレルメカニズムにおける原点較正方法と、原点較正用の較正治具に関する。本発明は、パラレルメカニズムのなかでも操作ヘッドが複数対のアームユニットで支持してある回転型のパラレルメカニズムに適用される。

この種のパラレルメカニズムの基本構造は、例えば特許文献１に公知である。そこでは、ベースと、ベースの下面に均等配置される３個のサーボモーターと、サーボモーターで駆動操作される３個のアームユニットと、３個のアームユニットで支持される操作ヘッドなどでパラレルメカニズムを構成している。必要に応じて、ベースと操作ヘッドとの間に伸縮しながら回転動力を伝動する駆動軸が付加される。操作ヘッドの下面側には、処理対象を捕捉するハンドなどが設けてあり、操作ヘッドの動作空間の上方に先のベースフレームが配置してある。

各アームユニットは、サーボモーターで上下に旋回駆動される駆動アームと、駆動アームの旋回動作を操作ヘッドに伝えるロッドで構成してあり、ロッドは駆動アームおよび操作ヘッドに対してボール継手で連結してある。各駆動アームの駆動方向と駆動量を変更することにより、操作ヘッドを所定の３次元空間内で自由に変位できる。駆動軸は伸縮自在に連結される駆動筒と受動筒とからなり、駆動軸の上下両端がカルダン継手を介して、モーターの出力軸と操作ヘッドに組み込んだ操作軸とに連結してある。この種のパラレルメカニズムは特許文献２にも見ることができる。

特開２００１−２７７１６４号公報（段落番号００１０、図２） 特表２００５−５２８９９３号公報（段落番号００１９、図１）

本発明のパラレルメカニズムでは、所定の使用時間が経過したとき、メンテナンスの後、あるいは駆動アームの位置情報が消失したときなどに原点復帰作業を行なって操作ヘッドに集積する誤差を修正する。詳しくは、各駆動アームに設けた基準ピンを、駆動アームの通常動作範囲の外に設けた原点ピンに当接させて、その状態における駆動モーターのエンコーダー信号から原点を規定し直す。

しかし、先の基準ピンや原点ピンの位置精度は絶対的なものではなく、組立が完了した個々のパラレルメカニズムごとに、両ピンの位置がごく僅かにばらつくのを避けられない。また、個々のパラレルメカニズムをオーバーホールする際にも同様のばらつきがみられる。このように駆動アームの原点位置にばらつきがあると、理論上の操作ヘッドの位置や姿勢と、実際の操作ヘッドの位置や姿勢とにずれが生じ、操作ヘッドを適正に作動できなくなる。とくに、回転型のパラレルメカニズムにおいては、駆動モーターの回転動作が駆動アームとロッドで増幅して操作ヘッドに伝動されるため操作ヘッドの位置や姿勢が大きくずれやすい。

本発明の目的は、理論上の原点位置と実際の原点位置のずれを較正するパラレルメカニズムの原点較正方法と、原点較正用の較正治具を提供することにある。本発明の目的は、パラレルメカニズムの原点較正作業を厳密にしかもより簡単に行なうことができるパラレルメカニズムの原点較正方法と、原点較正用の較正治具を提供することにある。

本発明のパラレルメカニズムの原点較正方法は、ベースに配置される複数個の駆動モーターと、駆動モーターで駆動操作される駆動アームおよびロッドと、ロッドで支持される１個の操作ヘッドと、ベースに設けたモーターの回転動力を、操作ヘッドに設けた操作軸に伝動する駆動軸とを有するパラレルメカニズムを適用対象とする。原点較正方法は、ベースと前記操作ヘッドとの間に較正治具を配置して、操作ヘッドを較正治具で仮基準位置に位置決めし、位置決め状態において駆動モーターの位置検出器で検出される１次位置信号を制御回路に受け渡す第１過程と、較正治具を取り外したのち、駆動アームのひとつを原点復帰操作する第２過程と、原点復帰された駆動モーターの位置検出器で検出される２次位置信号を制御回路に受け渡して、１次位置信号と２次位置信号との差から駆動アームの実際の作動角度を演算し、さらに演算結果を理論値と比較して、仮基準位置を真としたときの原点復帰状態における駆動アームの補正値を特定する第３過程と、第３過程で特定された補正値を制御回路に反映させて、駆動アームの原点を較正する第４過程とを含み、残る駆動アームについて第２過程から第４過程を行なって、全ての駆動アームの原点位置を較正する。

較正治具は、棒状の治具主体と、治具主体に対して連結されるベース側連結体およびヘッド側連結体とで構成する。以て、第１過程において、モーターと、駆動軸と、操作軸を取り外したのち、ベースに設けたモーターの取付座と、操作ヘッドに設けた取付座とに較正治具の両端を装着して、操作ヘッドを較正治具で仮基準位置に位置決め保持する。

ベースと操作ヘッドの対向面に、ベース側基準面とヘッド側基準面とが形成してあるパラレルメカニズムにおいては、第１過程において、ベース側基準面とヘッド側基準面とで較正治具の両端を挟持して、操作ヘッドを較正治具で仮基準位置に位置決め保持することができる。

第２過程においては、駆動アームに設けた基準ピンをモーターブラケットに設けた原点ピンに当接して、駆動アームを原点復帰操作する。

本発明における原点較正用の較正治具は、ベースに配置される複数個の駆動モーターと、駆動モーターで駆動操作される駆動アームおよびロッドと、前記ロッドで支持される１個の操作ヘッドと、ベースに設けたモーターの回転動力を、操作ヘッドに設けた操作軸に伝動する駆動軸とを有するパラレルメカニズムを適用対象とする。較正治具は、ベースに設けたべース側基準位置で位置決めされるベース側接合部と、操作ヘッドに設けたヘッド側基準位置で位置決めされるヘッド側接合部とを備えた棒状体で構成する。以て、較正治具のベース側接合部とヘッド側接合部とを、ベース側基準位置とヘッド側基準位置とに固定した状態において、操作ヘッドを３次元空間上の仮基準位置に位置決めする。

較正治具は、棒状の治具主体と、治具主体に対して着脱可能に連結されるベース側連結体およびヘッド側連結体とで構成する。ベース側連結体およびヘッド側連結体のそれぞれは、嵌合部と平坦部とを一体に備えている。ベース側連結体に形成した嵌合部と平坦部、およびヘッド側連結体に形成した嵌合部と平坦部とによって、操作ヘッドを仮基準位置に位置決めする。

ベースと操作ヘッドの対向面に、ベース側基準面とヘッド側基準面とが形成してある場合には、棒状に形成した較正治具の両端に、べース側基準面で位置決めされるベース側接合部と、ヘッド側基準面で位置決めされるヘッド側接合部とを一体に設けることができる。

本発明の原点較正方法においては、操作ヘッドを較正治具で仮基準位置に位置決めして、そのときの駆動アームの位置情報を１次位置信号として制御回路に受け渡す。この後、較正治具を取り外して駆動アームのうちのひとつを原点復帰操作し、駆動アームの基準ピンが原点ピンに当接したときの駆動アームの位置情報を２次位置信号として制御回路に受け渡す。さらに両位置信号から原点ピンの位置のばらつきに起因する駆動アームの補正値を特定して制御回路に反映させ、駆動アームの原点を較正する。したがって、本発明の原点較正方法によれば、各駆動アームを先の手順に従って較正することにより、理論上の原点位置と実際の原点位置を一致させることができ、これにより操作ヘッドを常に的確に作動できることとなる。駆動モーターの位置検出器によって検出される１次位置信号と２次位置信号とから駆動アームのずれを特定し、このずれを制御回路に反映させて原点較正を行なうので、駆動アームの原点較正を厳密にしかも簡単に行なうことができる。

モーターと駆動軸と操作軸を取り外したのち、ベースに設けたモーターの取付座と操作ヘッドに設けた取付座とに較正治具の両端を装着して原点較正を行なうと、既存の取付座に較正治具を装着して操作ヘッドを仮基準位置に位置決めできる。したがって、原点較正のためにのみ使用される基準面を別途設ける必要がなく、その分だけベースや操作ヘッドの加工の手間を軽減してコスト削減に寄与できる。

ベースと操作ヘッドの対向面に、ベース側基準面とヘッド側基準面とが形成してあるパラレルメカニズムにおいては、ベース側基準面とヘッド側基準面とで較正治具の両端を挟持するだけで、操作ヘッドを仮基準位置に位置決め保持することができる。したがって、較正治具を用いて操作ヘッドを仮基準位置に位置決めするための作業を、迅速にしかも容易に行なうことができる。また、較正治具をベース側基準面とヘッド側基準面に接合した状態において、モーターの出力軸や操作ヘッドに設けた操作軸と較正治具とが機械的に干渉しない場合には、一連の原点較正作業をさらに少ない手間で簡便に行なえる。例えば図７に示すように、モーターや操作軸を装着した状態のままで較正治具をベースと操作ヘッドとの間に挟持して、操作ヘッドを仮基準位置に位置決めできる。

駆動アームに設けた基準ピンを、モーターブラケットに設けた原点ピンに当接して原点復帰を行なうと、駆動モーター位置検出器によって検出される位置信号を利用して、１次位置信号と原点復帰時の２次位置信号とを得ることができる。したがって、１次位置信号と２次位置信号を個別に設けたセンサーで検知する場合に比べて、駆動アームの補正値を器差のない状態でより厳密に特定して、原点較正を適正に行なうことができる。

本発明における原点較正用の較正治具は、ベース側接合部とヘッド側接合部とを備えた棒状体で構成した。そのうえで、ベース側およびヘッド側の両接合部をベース側基準位置とヘッド側基準位置とで挟持し、操作ヘッドを仮基準位置に位置決めして、原点較正を行なうのに不可欠な駆動アームの１次位置信号を制御回路に受け渡す。原点較正時には、駆動アームが仮基準位置からどれだけ変位したかを知ることができ、そのとき得られる２次位置信号と１次位置信号とから、理論上の原点位置と実際の原点位置の補正値を特定し、これを制御回路に反映させて駆動アームの原点を適確に較正できる。また、ベース側接合部とヘッド側接合部とを備えた棒状体で較正治具を構成するので、較正治具の全体構造を簡素化でき、その分だけ低コストで較正治具を提供できる。

棒状の治具主体と、治具主体に対して着脱可能に連結されるベース側連結体およびヘッド側連結体とで構成した較正治具によれば、両連結体に対する治具主体の連結および分離を簡便に行なえる。具体的には、治具主体の両端に設けた連結軸部をそれぞれ連結体のボスに差し込み係合するだけで、治具主体と各連結体を簡単に一体化して、操作ヘッドを仮基準位置に迅速に位置決めできる。さらに、操作ヘッドを較正治具で仮基準位置に位置決めしたのちは、治具主体を各連結体から速やかに分離して原点復帰作業を行なうことができる。

ベースと操作ヘッドの対向面にベース側基準面とヘッド側基準面とが形成してあると、両基準面で較正治具の両端を挟持するだけで、操作ヘッドを仮基準位置に位置決め保持することができる。その場合の較正治具は、棒状に形成した治具主体の両端にベース側接合部とヘッド側接合部とを一体に設けて単独部品として構成することができ、したがって、複数個の部品を連結する較正治具に比べて、較正治具の構造を簡素化して低コスト化できる。さらに、ベースおよび操作ヘッドに対する較正治具の取り付けの手間を省いて、全体として一連の原点較正作業をより簡便に行なうことができる。

（実施例） 図１から図６は本発明に係るパラレルメカニズムを搬送ロボットに適用した実施例を示す。図２に示すように、パラレルメカニズムは、テーブルやコンベアーを跨ぐ状態で設置される高剛性の架台１を基体にして構成する。詳しくは、図２および図３に示すように、架台１の上壁に固定されるベース２と、ベース２の下面に配置される３個の駆動モーター３と、駆動モーター３で駆動される３個のアームユニット４と、各アームユニット４で支持される操作ヘッド５と、中央部に配置される駆動軸６などで構成する。ベース２は、操作ヘッド５の動作空間の上方に位置しており、その上面には駆動軸６を回転駆動するモーター７が設けてある。

ベース２の下面には３個のモーターブラケット８が均等な間隔をあけて設けてあり、これらのモーターブラケット８に駆動モーター３が組み付けてある。駆動モーター３はサーボモータと減速機とを一体に備えており、減速機で減速された往復旋回動力を出力する。図３に示すように３個の駆動モーター３は、その中心軸線が正三角形の各辺を構成する状態でベース２に配置してあり、先の正三角形の図形中心は駆動軸６の軸中心位置に一致させてある。モーター７は駆動モーター３と同じ構造のサーボモーターからなり、その減速機部分の下端のフランジがベース２の上面に設けた取付座９にボルト１０で締結してある（図４参照）。モーター７を取付座９に締結した状態において、減速機部分の下端のフランジに設けたボス部は取付座９に連続する出力軸開口６０と内嵌係合する。これにより、モーター７はベース２に対して全方位方向に位置決めされ、その出力軸１１はベース２の下面に突出する。取付座９はベース側基準面（ベース側基準位置）を兼ねている。

図２においてアームユニット４は、駆動モーター３で上下に旋回駆動される駆動アーム１２と、駆動アーム１２の旋回動作を操作ヘッド５に伝えるロッド１３とで構成する。駆動アーム１２の基端にはアームボス１４が固定してあり、このアームボス１４が駆動モーター３の出力軸に固定してある。図３に示すようにロッド１３は、平行に配置される一対のリンク棒１５と、リンク棒１５の上下端寄りに設けられて、両リンク棒１５を引き寄せ付勢するばねユニット１６とで構成してある。

ロッド１３の上下両端は、駆動アーム１２および操作ヘッド５に対して、それぞれボール継手１７で連結する。このように、ボール継手１７を介して連結されたアームユニット４によれば、駆動アーム１２を駆動モーター３で上下に往復旋回駆動することにより、操作ヘッド５を所定の３次元空間内で自由に変位できる。操作ヘッド５が３次元変位できる空間のうち、基準平面上の直径１０４０ｍｍ、高さ２００ｍｍの作動範囲が操作ヘッド５の作業領域となる。なお、対向するボール継手１７のボール中心どうしを結ぶ線は、駆動モーター３の中心軸線と平行になっている。

操作ヘッド５は、三角形状の板状ブロックからなり、その中央部分に駆動軸６の回転動力を受け継ぐ操作軸２０が回転自在に軸支してある。図４に示すように、操作軸２０は、クロスローラーベアリング２１で回転自在に軸支され、クロスローラーベアリング２１を間に挟んで設けたナット２２で締結固定してある。操作軸２０を抜け止め保持するために、ベアリング穴５７の開口周縁に取付座２３を形成し、取付座２３にボルトで締結した保持リング２４で先のベアリング２１の外輪を押さえ固定している。操作軸２０の下端に設けられるフランジ２５を利用して、吸着具やハンドなどの捕捉構造が装着される。取付座２３はヘッド側基準面（ヘッド側基準位置）を兼ねている。

駆動軸６は、モーター７の回転動力を伸縮しながら伝動する。伸縮伝動時の摩擦抵抗を減少し、さらに操作ヘッド５の高速移動に円滑に追随させるために、駆動軸６はボールスプライン軸と、ボールスプライン軸の上下端に連結されるユニバーサルジョイント２７とで構成する。図２に示すように、ボールスプライン軸は、上半側の駆動スプライン軸２８と、下半側の受動スプライン軸２９とで構成する。駆動軸６のメンテナンスや交換を簡便に行なうために、駆動軸６の入力端および出力端をモーター７の出力軸１１および先の操作軸２０に対してそれぞれ摩擦締結具３１・３２を介して着脱可能に連結している。

図４に示すようにモーター７の出力軸１１に連結される摩擦締結具３１は、出力軸１１に外嵌する連結穴を備えた継手本体３３と、継手本体３３の周囲壁を縮径操作する六角穴付ボルト３４とで構成してある。継手本体３３の周囲壁の一部にはスリット３５が形成してあり、このスリット３５と直交する状態で先のボルト３４がねじ込んである。継手本体３３は、ユニバーサルジョイント２７の駆動側の継手体に連結固定してある。六角穴付ボルト３４を緩めると、モーター７の出力軸１１とユニバーサルジョイント２７との連結状態を解除できる。

図４に示すように、操作軸２０に連結される摩擦締結具３２は市販されている摩擦ロック型の締結具（商品名メカロック）からなる。摩擦締結具３２は、テーパー面を介して内外に嵌合する内輪、および外輪３７と、内輪を引き寄せ操作するナット３８などで構成してある。内輪の連結穴に操作軸２０の軸部の上端を内嵌し、さらに外輪３７をユニバーサルジョイント２７の受動側の継手体に嵌め込んだ状態でナット３８をねじ込むことにより、操作軸２０とユニバーサルジョイント２７とを同時に締結固定できる。逆に、ナット３８を緩めると、操作軸２０とユニバーサルジョイント２７との連結状態を解除できる。

各駆動アーム１２の原点復帰を行なうために、アームボス１４の周面に、基準ピン４０をそのピン軸心が駆動モーター３の回転軸と直交するように固定している（図５参照）。さらに、モーターブラケット８の側端面に、基準ピン４０を受け止める丸軸状の原点ピン４１を固定している。なお、原点ピン４１および基準ピン４０は、通常動作範囲で接触しない位置に設置されている。このように、原点ピン４１を基準ピン４０の旋回軌跡と交差する状態で配置することにより、駆動アーム１２を原点位置へ復帰操作したとき、基準ピン４０を原点ピン４１で受け止めて、駆動アーム１２の原点位置を特定できる。

上記の基準ピン４０や原点ピン４１の位置精度は絶対的なものではなく、組立が完了した個々のパラレルメカニズムごとに、両ピン４０・４１の位置がごく僅かにばらつくのを避けられない。また、個々のパラレルメカニズムをオーバーホールした場合にも、同様のばらつきが発生する。こうした原点位置のばらつきを修正するために、較正治具４５を使用して原点較正を行なう。

図１および図６において較正治具４５は、棒状の治具主体４６と、治具主体４６に対して着脱可能に連結されるベース側連結体（ベース側接合部）４７およびヘッド側連結体（ヘッド側接合部）４８とで構成する。治具主体４６は、上下に長い鋼棒からなり、その上下両端のそれぞれにベース側連結体４７およびヘッド側連結体４８に着脱可能に嵌合する連結軸部４９・５０が形成してある。上下の連結軸部４９・５０の基端間の上下寸法、および同心度は厳密に規定してある。

ベース側連結体４７は、ボス５２と、ボス５２の上部に設けられる嵌合軸部（嵌合部）６８と、嵌合軸部６８の上端に張り出し形成されるフランジ５３とで構成する。ボス５２の下端面（平坦部）６９とフランジ５３の下面（平坦部）７０、および嵌合軸部６８の周面は、それぞれ仕上げ加工が施されて、ボス５２の下端面からフランジ５３の下面までの高さ寸法、およびボス５２と嵌合軸部６８の同心度が厳密に規定してある。ボス５２の下端面（平坦部）６９とフランジ５３の下面（平坦部）７０、および嵌合軸部６８の周面と連結軸部４９との嵌合穴部の内面とは、それぞれ仕上げ加工が施されて、ボス５２の下端面６９からフランジ５３の下面７０までの高さ寸法、および嵌合軸部６８と嵌合穴部の同心度が厳密に規定してある。

ヘッド側連結体４８は、ボス５４と、ボス５４の下端寄りに張り出し形成されるフランジ５５と、フランジ５５の下面に設けた嵌合軸部（嵌合部）５６とで構成する。ボス５４の上端面（平坦部）７２とフランジ５５の下面（平坦部）７３はそれぞれ仕上げ加工が施されて、ボス５４の上端面からフランジ５５の下面までの高さ寸法、および嵌合軸部５６と連結軸部５０との嵌合穴部の同心度が厳密に規定してある。また、嵌合軸部５６の周面と嵌合穴部の内面にも仕上げ加工が施してあり、これにより嵌合軸部５６をクロスローラーベアリング２１のベアリング穴５７に嵌合して、ヘッド側連結体４８を操作ヘッド５と同心状に位置決めできるようにしている。要するに、ベース側連結体４７およびヘッド側連結体４８において、嵌合する軸部と穴、あるいは上下寸法を規定する接合面については、全て所定の寸法公差に収まるように寸法管理され、表面には仕上げ加工が施してある。

駆動アーム１２の原点位置の較正作業は、上下の摩擦締結具３１・３２のボルト３４およびナット３８を緩めて駆動軸６を取り外し、さらにモーター７および操作軸２０を、ベース２および操作ヘッド５から取り外した状態で行なう。較正作業は、取付座９をベース側基準面に利用し、さらに取付座２３をヘッド側基準面に利用して、以下の第１過程から第４過程に従って行なう。

第１過程では、ベース２と操作ヘッド５との間に較正治具４５を配置して、操作ヘッド５を較正治具４５で仮基準位置に位置決めする。具体的には、図６に示すようにベース２に設けたモーター７の取付座９にベース側連結体４７のフランジ５３を接合し、モーター７の締結用ねじ穴を利用してボルト５９で締結固定する。これによりベース側連結体４７の嵌合軸部６８が出力軸開口６０でＸ軸、Ｙ軸方向に位置決めされ、フランジ５３の下端面７０によってＺ軸方に位置決めされて、ベース側連結体４７を全方位方向に位置決めできる。この状態のボス５２は、出力軸開口６０を縦通してベース２の下面側へ突出する。また、ヘッド側連結体４８の嵌合軸部５６をベアリング穴５７に嵌め込み、操作ヘッド５に設けた取付座２３にヘッド側連結体４８のフランジ５５を接合したのち、保持リング２４の締結用ねじ穴を利用してボルト６１で締結固定する。これによりヘッド側連結体４８の嵌合軸部５６がベアリング穴５７でＸ軸、Ｙ軸方向に位置決めされ、フランジ５５の下端面７３によってＺ軸方に位置決めされて、ヘッド側連結体４８を全方位方向に位置決めできる。

次に、駆動モータ３に設けられたブレーキを解除して操作ヘッド５を下方へ移動操作し、治具主体４６の上側の連結軸部４９をベース側連結体４７のボス５２の内面に差し込み係合する。操作ヘッド５を再び移動操作して、ヘッド側連結体４８のボス５４を治具主体４６の下側の連結軸部５０に外嵌係合する。この状態で操作ヘッド５を上向きに押し付けて治具主体４６と上下の連結体４７・４８とを密着させ、駆動モータ３に設けられたブレーキを作動させて、操作ヘッド５を仮基準位置（図１に示す位置）に位置決め保持する。このときの較正治具４５の中心はベース２の中心を通る垂直線上にあり、操作ヘッド５は水平姿勢に支持されている。また、駆動アーム１２は、図５に示すようにアーム中心軸線が駆動モーター３の中心を通る水平線から角度θ１だけ上方へ変位した位置にある。この状態で駆動モーター３のエンコーダー（位置検出器）で検出される１次位置信号を制御回路６３に受け渡す。

第２過程では、駆動モータ３に設けられたブレーキを解除して、駆動アーム１２を下方移動させ、ベース２と操作ヘッド５の上下間隔を拡げて治具主体４６を上下の連結体４７・４８から取り外す。この状態で、駆動アーム１２のひとつを先端が上方へ旋回操作して、図５に示すように基準ピン４０を原点ピン４１に当接させ、原点位置へ復帰させる。原点復帰動作によって、駆動アーム１２は仮基準位置を越えて角度θ２だけ変位する。

第３過程では、基準ピン４０が原点ピン４１に当接した状態の駆動モーター３のエンコーダーで検出される２次位置信号を制御回路６３へ受け渡す。制御回路６３は、先の１次位置信号と２次位置信号との差から駆動アーム１２の実際の作動角度を演算し、さらに演算結果を理論値と比較して、第１過程で特定した仮基準位置を真としたときの、原点復帰状態における駆動アーム１２の理論値からの補正値を特定する。

第４過程では、第３過程で特定された補正値を制御回路６３に反映させて、駆動アーム１２の原点位置を較正する。具体的には、補正値を手動で入力するか、補正値が確定した時点で、図示していない入力装置のリセットボタンをオン操作するか、あるいは制御装置６３内で自動的に書き換えるか、いずれかの方法により補正値を制御回路６３に反映させることができる。このように、原点位置を較正することにより、理論上の原点位置と実際の原点位置とを一致させることができ、その結果、操作ヘッド５を誤差のない状態で適正に変位操作できる。残る２個の駆動アーム１２についても、第２過程から第４過程を繰返し行なうことにより、全ての駆動アーム１２の原点位置を較正する。一連の較正作業が終了した時点で、上下の両連結体４７・４８をベース２および操作ヘッド５から取り外し、モーター７および操作軸２０を組み付けたのち駆動軸６を組み付ける。

上記の実施例では、取付座９をベース側基準面に利用し、さらに取付座２３をヘッド側基準面に利用して較正治具４５を取り付けるようにした。そのため、較正治具４５を治具主体４６と上下の連結体４７・４８との三者に分割して構成し、これら三者を順次連結する必要があった。しかし、図７に示すようにベース２の下面側にヘッド側基準面６５を設ける場合には、較正治具４５を１個の部品として構成することができる。詳しくは、筒状の治具主体４６の上下に上フランジ（ベース側接合部）６６と下フランジ（ヘッド側接合部）６７をそれぞれ固定して較正治具４５とすることができる。

上記の較正治具４５は、ベース２と操作ヘッド５との間に配置されて操作ヘッド５を仮基準位置に位置決めする。このとき、モーター７および操作軸２０は装着した状態のままでよく、したがって、モーター７および操作軸２０を取り外すための手間を省くことができる。また、治具主体４６と上下のフランジ６６・６７を順次連結するための手間も省けるので、一連の原点較正作業をより迅速に、しかも簡便に行なうことができる。

上記の実施例における較正治具４５の上下長さは、操作ヘッド５の作動範囲内である限り自由に選定できる。例えば操作ヘッド５を較正治具４５で仮基準位置に位置決めした状態において、駆動アーム１２の中心軸線が、駆動モーター３の中心を通る水平線上に位置するように、較正治具４５の上下長さを設定することができる。

較正治具４５は直線棒状に較正する必要はない。例えば、３個の棒状体をヘッド側連結体に折り畳み可能に連結して三脚状に構成することができる。その場合には、ヘッド側連結体を操作ヘッド５の取付座２３に固定し、開脚した３個のアームの先端のそれぞれを、ベース２の下面３箇所に設けた基準面に当接係合して、操作ヘッド５を仮基準位置に位置決めすることができる。ベース２の下面３箇所に基準穴を形成しておき、３個のアームの先端のそれぞれを基準穴に差し込み係合して、操作ヘッド５を仮基準位置に位置決めしてもよい。

較正治具を装着した状態のパラレルメカニズムの一部破断正面図である。 パラレルメカニズムの正面図である。 パラレルメカニズムの平面図である。 駆動軸の連結構造を示す一部破断正面図である。 駆動アームを原点復帰した状態の正面図である。 較正治具の断面図である。 較正治具の別の実施例を示す断面図である。

符号の説明

２ ベース
３ 駆動モーター
５ 操作ヘッド
６ 駆動軸
７ モーター
１２ 駆動アーム
１３ ロッド
２０ 操作軸
４０ 基準ピン
４１ 原点ピン
４５ 較正治具
４６ 治具主体
４７ ベース側接合部（ベース側連結体）
４８ ヘッド側接合部（ヘッド側連結体）
６３ 制御回路

Claims (7)

1. ベースに配置される複数個の駆動モーターと、前記駆動モーターで駆動操作される駆動アームおよびロッドと、前記ロッドで支持される１個の操作ヘッドと、前記ベースに設けたモーターの回転動力を、前記操作ヘッドに設けた操作軸に伝動する駆動軸とを有するパラレルメカニズムの原点較正方法であって、
   前記ベースと前記操作ヘッドとの間に較正治具を配置して、前記操作ヘッドを前記較正治具で仮基準位置に位置決めし、位置決め状態において前記駆動モーターの位置検出器で検出される１次位置信号を制御回路に受け渡す第１過程と、
   前記較正治具を取り外したのち、前記駆動アームのひとつを原点復帰操作する第２過程と、
   原点復帰時に前記駆動モーターの位置検出器で検出される２次位置信号を制御回路に受け渡して、前記１次位置信号と前記２次位置信号との差から前記駆動アームの実際の作動角度を演算し、さらに演算結果を理論値と比較して、仮基準位置を真としたときの原点復帰状態における前記駆動アームの補正値を特定する第３過程と、
   前記第３過程で特定された補正値を制御回路に反映させて、駆動アームの原点を較正する第４過程とを含み、
   残る駆動アームについて前記第２過程から前記第４過程を行なって、全ての駆動アームの原点位置を較正するパラレルメカニズムの原点較正方法。
2. 前記較正治具が、棒状の治具主体と、前記治具主体に連結されるベース側連結体およびヘッド側連結体とで構成されており、
   前記第１過程において、前記モーターと、前記駆動軸と、前記操作軸を取り外したのち、前記ベースに設けた前記モーターの取付座と、前記操作ヘッドに設けた取付座とに前記較正治具の両端を装着して、前記操作ヘッドを前記較正治具で仮基準位置に位置決め保持する請求項１記載のパラレルメカニズムの原点較正方法。
3. 前記ベースと前記操作ヘッドの対向面に、ベース側基準面とヘッド側基準面とが形成してあるパラレルメカニズムにおいて、
   前記第１過程において、前記ベース側基準面と前記ヘッド側基準面とで前記較正治具の両端を挟持して、前記操作ヘッドを前記較正治具で仮基準位置に位置決め保持する請求項１記載のパラレルメカニズムの原点較正方法。
4. 前記第２過程において、前記駆動アームに設けた基準ピンをモーターブラケットに設けた原点ピンに当接して、前記駆動アームを原点復帰操作する請求項１ないし３記載のパラレルメカニズムの原点較正方法。
5. ベースに配置される複数個の駆動モーターと、前記駆動モーターで駆動操作される駆動アームおよびロッドと、前記ロッドで支持される１個の操作ヘッドと、前記ベースに設けたモーターの回転動力を、前記操作ヘッドに設けた操作軸に伝動する駆動軸とを有するパラレルメカニズムに適用される原点較正用の較正治具であって、
   前記較正治具が、前記ベースに設けたべース側基準位置で位置決めされるベース側接合部と、前記操作ヘッドに設けたヘッド側基準位置で位置決めされるヘッド側接合部とを備えた棒状体で構成されており、
   前記較正治具のベース側接合部とヘッド側接合部とを、前記ベース側基準位置と前記ヘッド側基準位置に固定した状態において、操作ヘッドを３次元空間上の仮基準位置に位置決めするパラレルメカニズムにおける原点較正用の較正治具。
6. 前記較正治具が、棒状の治具主体と、前記治具主体に対して着脱可能に連結されるベース側連結体およびヘッド側連結体とで構成されており、
   前記ベース側連結体およびヘッド側連結体のそれぞれが、嵌合部と平坦部とを一体に備えており、
   前記ベース側連結体に形成した前記嵌合部と前記平坦部、および前記ヘッド側連結体に形成した前記嵌合部と前記平坦部とによって、前記操作ヘッドを前記仮基準位置に位置決めできる請求項５記載のパラレルメカニズムにおける原点較正用の較正治具。
7. 前記ベースと前記操作ヘッドの対向面に、前記ベース側基準面と前記ヘッド側基準面とが形成されており、
   棒状に形成した前記較正治具の両端に、前記べース側基準面で位置決めされるベース側接合部と、前記ヘッド側基準面で位置決めされるヘッド側接合部とが一体に設けてある請求項５記載のパラレルメカニズムにおける原点較正用の較正治具。

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