JP2019181588A - Manufacturing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、製造に使用する電動駆動式のデバイスを移動可能に支持する製造装置に関するものである。 The present invention relates to a manufacturing apparatus that movably supports an electrically driven device used for manufacturing.
従来、部品を移設するようなデバイスとして、関節部を介して複数のアームを屈曲自在に連結させ、各アームをサーボモータにより移動させる多関節型ロボットが知られている(例えば、特許文献1参照。)。そして、近年では、この多関節型ロボットのような電動駆動式のデバイスを移動させて製造に使用する場合も要求されるに至った。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a device for moving parts, a multi-joint robot is known in which a plurality of arms are flexibly connected via joint portions and each arm is moved by a servo motor (see, for example, Patent Document 1). .) In recent years, there has been a demand for a case where an electrically driven device such as this articulated robot is moved for use in manufacturing.
図10に示すように、このようなデバイス2を水平方向へ直線移動させる場合、水平基台3に長手方向に移動可能に取付けられた水平移動台4に電動駆動式のデバイス2を取付けることが行われる。そして、このような製造装置1では、直線移動するデバイス2に電力を供給するために、一端が電源6に接続された耐屈曲性のある動力線5をU字状に折り返して水平基台3に配策し、その動力線5の他端をデバイス2に接続することが知られている。
As shown in FIG. 10, when such a device 2 is linearly moved in the horizontal direction, the electrically driven device 2 can be attached to the horizontal moving table 4 that is mounted on the horizontal base 3 so as to be movable in the longitudinal direction. Done. And in such a
このように動力線5をU字状に折り返して配策することにより、デバイス2が水平基台3上を実線矢印で示す様に移動しても、その折り返し点5aも水平基台3上を破線矢印で示すように移動するので、動力線5をデバイス2の動きに追従させることができ、デバイス2に確実に電力を供給しうるものとして、知られている。
In this way, by arranging the
しかし、電源6からの電力供給を行うための動力線5をU字状に折り返して配策する製造装置では、折り返し点5aからデバイス2に延びる動力線5が必要以上に長いと、水平移動台4が水平基台3上を移動する際に、折り返し点5aからデバイス2に延びる動力線5bが水平基台3の上において引きずられる場合が生じる。このように、水平移動台4が動力線5bを引きずって往復運動をすると、動力線5bの断線や、ごみの発生といった不具合が生じる。
However, in the manufacturing apparatus in which the
また、動力線5をU字状に折り返して配策する為の空間も必要となり、その動力線5の可動範囲に他の部材を配置することができず、配線やデバイス2の動きを熟知している作業者が、その配線作業を行う必要が生じ、作業者が限定されるような不具合も生じさせる。
In addition, a space for folding the
更に、配索される動力線5として耐屈曲性のあるものを使用したとしても、耐屈曲回数は有限であるために、定期的に動力線5を点検し必要に応じて交換をする必要が生じ、そのメンテナンスをなくすことはできなかった。
Furthermore, even if the
本発明の目的は、動力線の断線やそれに伴うごみの発生を抑えて、メンテナンスフリーを実現し得る製造装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a manufacturing apparatus capable of realizing maintenance-free by suppressing disconnection of a power line and generation of dust associated therewith.
本発明は、水平方向に延びて設けられた水平基台と、水平基台に長手方向に移動可能に取付けられた水平移動台と、水平移動台を移動させる移動手段と、水平移動台に設けられた電動駆動式のデバイスと、デバイスに給電する給電手段とを備えた製造装置である。 The present invention provides a horizontal base provided extending in the horizontal direction, a horizontal moving base attached to the horizontal base so as to be movable in the longitudinal direction, a moving means for moving the horizontal moving base, and a horizontal moving base. And a power supply means for supplying power to the device.
その特徴ある構成は、給電手段が、水平基板に沿って設けられた給電側コイルと、水平移動台に設けられた受電側コイルと、水平移動台に設けられ給電側コイルで発生した磁束を受電側コイルに伝達するための負荷整合を行う整合コイルとを備えたところにある。 The characteristic configuration is that the power supply means receives the power supply side coil provided along the horizontal substrate, the power reception side coil provided on the horizontal movement table, and the magnetic flux generated by the power supply side coil provided on the horizontal movement table. And a matching coil that performs load matching for transmission to the side coil.
この場合、給電側コイルが平行部を有する長円状コイルであって、平行部が水平基台の長手方向に延びるように給電側コイルが水平基台に配索されたことが好ましく、水平移動台が非磁性体から成る場合、整合コイルが渦巻き状に形成されて水平移動台の水平基台に対向する対向部位に取付けられ、受電側コイルが整合コイルを包囲可能な渦巻き状に形成されて対向部位に整合コイルを包囲するように取付けられることが好ましい。また、整合コイル及び受電側コイルと水平移動台の間に軟磁性材料から成る遮蔽板を介装することもできる。 In this case, it is preferable that the power supply side coil is an oval coil having a parallel part, and the power supply side coil is preferably arranged on the horizontal base so that the parallel part extends in the longitudinal direction of the horizontal base. When the table is made of a non-magnetic material, the matching coil is formed in a spiral shape and attached to the opposite part of the horizontal moving table facing the horizontal base, and the power receiving side coil is formed in a spiral shape that can surround the matching coil. It is preferable to attach so that a matching coil may be enclosed in an opposing site | part. Further, a shielding plate made of a soft magnetic material can be interposed between the matching coil and the power receiving side coil and the horizontal moving table.
一方、移動手段が、水平基台に長手方向に延びて設けられたボールネジと、ボールネジを回転させるサーボモータと、水平移動台に設けられボールネジに螺合する雌ねじ部材とを備えることができる。 On the other hand, the moving means may include a ball screw provided on the horizontal base so as to extend in the longitudinal direction, a servo motor that rotates the ball screw, and a female screw member that is provided on the horizontal moving table and is screwed to the ball screw.
また、移動手段が、水平移動台に設けられ給電手段により供給される電力により駆動して水平移動台を自走させる駆動モータを備えることもできる。その場合、水平移動台に設けられ給電手段により供給される電力により駆動して電動モータを制御するモータコントローラと、コントローラに制御信号を無線にて発する操作装置とを更に備えることが好ましい。 In addition, the moving unit may include a drive motor that is provided on the horizontal moving table and is driven by electric power supplied from the power supply unit to cause the horizontal moving table to self-run. In that case, it is preferable to further include a motor controller that is provided on the horizontal moving table and is driven by electric power supplied from the power supply means to control the electric motor, and an operating device that issues a control signal to the controller wirelessly.
本発明の製造装置では、デバイスに電力を供給する給電手段が、給電側コイルと受電側コイルとを備えるいわゆる非接触給電手段であるので、従来から用いられている動力線を不要にすることができる。このため、動力線が劣化して断線するような事態を想定する必要は無く、それに起因するごみの発生も無いので、デバイスへの給電に関する限り、その点検及び修理が不要ないわゆるメンテナンスフリーとなる。 In the manufacturing apparatus of the present invention, the power feeding means for supplying power to the device is a so-called non-contact power feeding means including a power feeding side coil and a power receiving side coil. it can. For this reason, it is not necessary to assume a situation in which the power line deteriorates and breaks, and there is no generation of dust resulting from this, so as long as power supply to the device is concerned, so-called maintenance-free operation that does not require inspection and repair is made. .
一方、給電側コイルと受電側コイルから成る非接触給電手段にあっては、給電側コイルと受電側コイルとの間の距離が離れた場合や、それらの位置がずれた場合など、十分な給電が困難となる。けれども、本発明の製造装置における給電手段は、給電側コイルで発生した磁束を受電側コイルに伝達するための負荷整合を行う整合コイルを備える。このため、給電側コイルと受電側コイルの距離及び位置ずれによって発生する結合係数の低下と負荷整合のずれにより伝送効率が悪化することは防止される。 On the other hand, in a non-contact power supply means consisting of a power supply side coil and a power reception side coil, sufficient power supply is possible, such as when the distance between the power supply side coil and the power reception side coil is long or their positions are shifted. It becomes difficult. However, the power feeding means in the manufacturing apparatus of the present invention includes a matching coil that performs load matching for transmitting the magnetic flux generated in the power feeding side coil to the power receiving side coil. For this reason, it is possible to prevent the transmission efficiency from being deteriorated due to a decrease in coupling coefficient and load matching caused by a distance and positional deviation between the power feeding side coil and the power receiving side coil.
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図3に、本発明の製造装置10を示す。この実施の形態では、互いに直交するX、Y、Zの3軸を設定し、X軸が水平横方向、Y軸が水平前後方向、Z軸が垂直方向に延びるものとして説明する。
1 to 3 show a
本発明の製造装置10は、水平方向に延びて設けられた水平基台11を備える。この水平基台11は直接的に又は支持脚12を介して設置場所に設置されるものとし、この実施の形態における水平基台11は両端に支持脚12がそれぞれ設けられ、X軸方向に水平に伸びて設置場所に設置されるものとする。このように、一対の支持脚12の上部に架設された水平基台11は厚肉の平板状部材であって、空中において水平に真っ直ぐに伸びる部材となる。
The
また、本発明の製造装置10は、水平基台11に長手方向である水平方向に移動可能に取付けられた水平移動台13と、その水平移動台13を水平基台11の上面において水平方向に移動させる移動手段14とを備える。
Further, the
具体的に、水平基台11の上面には、Y軸方向に離間する一対のレール15,15が、水平基台11の長手方向であるX軸方向に延びて設けられ、水平移動台13には、このレール15,15に長手方向に移動可能な直線運動ブロック16(図1及び図4)が,その下面に設けられる。
Specifically, on the upper surface of the
また、水平移動台13を移動させる移動手段14は、一対のレール15,15の間においてX軸方向に延びて設けられたボールネジ14aと、水平基台11の端部に取付けられてボールネジ14aを回転させる駆動モータ14b(図2及び図3)とを備える。そして、そのボールネジ14aに螺合する雌ねじ部材14c(図1及び図4)が水平移動台13に取付けられる。
Further, the moving means 14 for moving the horizontal moving table 13 includes a
従って、この移動手段14では、駆動モータ14bがボールネジ14aを正回転又は逆回転させると、ボールネジ14aに螺合する雌ねじ部材14cが取付けられた水平移動台13が、一対のレール15,15に沿ってX軸方向に往復移動可能に構成される。
Therefore, in this moving means 14, when the
また、図1に示す様に、本発明の製造装置10は、その水平移動台13に設けられた電動駆動式のデバイス20と、そのデバイス20に給電する給電手段30とを備える。
As shown in FIG. 1, the
この実施の形態におけるデバイスは多関節型ロボット20であって、この多関節型ロボット20は、水平移動台13に固定された固定ベース21と、その固定ベース21に旋回可能に取り付けられた旋回ヘッド22と、その旋回ヘッド22に第一関節部23aを介して回動可能に取り付けられた下部アーム23と、その下部アーム23の先端に第2関節部24aを介して回動可能に取り付けられた上部アーム24と、その上部アーム24の先端に第3関節部25aを介して設けられた先端アーム25と、その先端アーム25に取付けられた部品を把持するような操作治具27と、を備えている。
The device in this embodiment is an
固定ベース21及び第1ないし第3関節部23a,24a,25a及び操作治具27には、旋回ヘッド22や各種アーム22,23,24や操作治具27を回転させ又は動作させるために、図示しない電動駆動式のサーボモータがそれぞれ設けられ、水平移動台13には、各サーボモータを制御するデバイスコントローラ28が設けられる。このデバイスコントローラ28は、後述する操作装置41からの指令により、図示しない各サーボモータを駆動させて、デバイスである多関節型ロボット20に要求される動作を行わせる様に構成される。
The fixed
一方、このデバイスである多関節型ロボット20が動作するために必要な電力を供給する給電手段30は、水平基台11に沿って設けられた給電側コイル31と、水平移動台13に設けられた受電側コイル32と、水平移動台13に設けられ給電側コイル31で発生した磁束を受電側コイル32に伝達するための負荷整合を行う整合コイル33とを備えており、給電側コイル31に電流を流して発生した磁束B(図5)を媒介として受電側コイル32に電力を伝送する、いわゆる非接触給電手段である。
On the other hand, power supply means 30 for supplying power necessary for the operation of the articulated
即ち、本実施の形態における給電手段30は、図5に示すように、給電側コイル31に高周波電源装置34より電力を供給し、その給電側コイル31に磁束Bを生じさせ、その磁束Bにより受電側コイル32に生じる電磁誘導を利用して非接触にて電力を供給するものである。そして、給電側コイル31や受電側コイル32及び整合コイル33は、それぞれ単線やリッツ線などによる巻き線により作成されていてもよいし、フレキシブル基板(FPC)やプリント基板(FR−4基板)等の平面基板上に作製することとしてもよい。
That is, as shown in FIG. 5, the power feeding means 30 in the present embodiment supplies power to the power
図3及び図5に示す様に、この実施の形態における給電側コイル31は単線やリッツ線などによる巻き線により、平行部31b,31cと、その平行部31b,31cの両側を円弧状に連結する連結部31d,31eとを有する長円状に作成される。そして、この平行部31b,31cの長さは、水平移動台13の移動経路の全長に略等しくなるように形成される。
As shown in FIGS. 3 and 5, the power
図1〜図3に示すように、水平基台11には、非磁性材料から成る側壁17がその全長に亘って併設される。そして、長円状を成す給電側コイル31は、側壁17に、長手方向に延びて、その全長に亘って平行部31b,31cが所定の幅寸法Lを保った状態で配索される(図3)。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
一方、図1,図4及び図5に示すように、受電側コイル32は単線やリッツ線を渦巻き状に巻回することにより形成され、水平移動台13には、側壁17に所定の間隔を開けて対向する対向板18が取付けられる。そして、受電側コイル32は、この対向板18に取付けられる。また、整合コイル33にあっても、単線やリッツ線を渦巻き状に巻回することにより形成されて、側壁17に対向する水平移動台13に固定された対向板18に取付けられる。
On the other hand, as shown in FIGS. 1, 4 and 5, the power receiving
対向板18には軟磁性材料から成る遮蔽板36(図1)が添着される。軟磁性材料としては、例えば、アモルファス合金、パーマロイ、珪素鋼、センダスト合金及び軟磁性フェライト等の軟磁性体であって、一種類もしくは、複数の異なる透磁率を持った磁性材料を組み合わせた複合材を使用することもできる。整合コイル33及び受電側コイル32は、この遮蔽板36に添着される。
A shield plate 36 (FIG. 1) made of a soft magnetic material is attached to the
このようにして、整合コイル33及び受電側コイル32と対向板18との間に軟磁性材料から成る遮蔽板36が介装され、対向板18のデバイス20に臨む側にデバイスコントローラ28が設けられるものとする。従って、整合コイル33及び受電側コイル32と対向板18との間に遮蔽板36を介装させることにより、その遮蔽板36は、側壁17で生じる磁束B(図5)が対向板18を挟んで設けられたデバイスコントローラ28に影響を与えることを回避するものである。
In this way, the shielding
また、本実施の形態による受電側コイル32は、整合コイル33を包囲可能な渦巻き状に形成されて、対向板18に整合コイル33を包囲するように取付けられる。そして、水平移動台13が水平基台11上を移動した場合に生じる給電側コイル31と受電側コイル32及び整合コイル33との間の隙間は、給電側コイル31において発生した磁束Bを媒介として受電側コイル32に電力を伝送可能とする範囲となるように、側壁17の取付位置が選定されるものとする。
The power receiving
ここで、図5に示すように、受電側コイル32は、給電側コイル31に所定の周波数の交流を流した場合に発生する磁束Bにより交流を生じさせるものであり、この電力によりデバイスである多関節型ロボット20を制御するデバイスコントローラ28を駆動させるために、この受電側コイル32には整流回路37が接続される。そして、図4に示すように、この実施の形態では、整流回路37は対向板18に設けられるものとする。
Here, as shown in FIG. 5, the power receiving
図5に戻って、整合コイル33は、所定周波数で共振することにより負荷整合を行い、給電側コイル31で発生した磁束Bを集めて受電側コイル32に効率よく受け渡すためのものである。このため、この整合コイル33は、所定周波数を共振周波数とするように、コンデンサ38が直列的に又は並列的に付加されて調整される。
Returning to FIG. 5, the matching
この所定周波数とは、高周波電源装置34から磁束Bを発生させるために給電側コイル31に流す電流の周波数である。そして、整合コイル33の共振周波数は、付加されたコンデンサ38の容量や、整合コイル33自体の自己共振やこの整合コイル33が設けられる遮蔽板36(図1)との重なりによって生じた容量成分を利用することによって調整される。
The predetermined frequency is a frequency of a current that flows through the power
例えば、図5に示すように、整合コイル33がコンデンサ38と直列共振回路を構成した場合は低負荷で高効率となり、図示しないが、整合コイル33がコンデンサ38と並列共振回路を構成した場合は高負荷で高効率となる。従って、整合コイル33を配置した構成では、広い負荷範囲で高効率を得ることが可能となるのである。
For example, as shown in FIG. 5, when the matching
また、図3に示すように、水平基台11の外部には、移動手段14を構成する駆動モータ14bを駆動させて、水平移動台13を移動させる操作装置41が設けられ、この操作装置41と駆動モータ14bは動力線41aにおいて連結される。
As shown in FIG. 3, an operating
一方、図4に示すように、デバイスである多関節型ロボット20を制御するデバイスコントローラ28は、整流回路37により変換されたDC電力により駆動して、多関節型ロボット20を実際に駆動させるデバイス制御回路28aと、そのデバイス制御回路28aに連結された無線通信ユニット28bとを備える。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the
そして、図3に示す操作装置41には、水平移動台13に設けられたデバイスコントローラ28の無線通信ユニット28bに制御信号を無線にて発する無線発信手段41bが設けられ、デバイスコントローラ28は、この操作装置41が発して無線通信ユニット28bが受信した制御信号により、その制御信号に基づいて多関節型ロボット20に所望の動きをさせるように構成される。
The operating
次に、このような製造装置の動作を説明する。 Next, the operation of such a manufacturing apparatus will be described.
このような製造装置10では、電動駆動式のデバイス20を移動させて製造に使用する。例えば、図示しないベルトコンベアに搭載されて長手方向に搬送される部品を、その脇に設置された容器に、デバイス20が移動しながら移設するようなことが挙げられる。
In such a
この実施の形態におけるデバイス20の移動は、そのデバイス20が搭載された水平移動台13をデバイス20と共に移動させることにより行われる。
The movement of the
具体的に、操作装置41から動力線41aを介して連結された駆動モータ14bを駆動させて、水平基台11に設けられたボールネジ14aを正回転又は逆回転させることにより、そのボールネジ14aに螺合する雌ねじ部材14cが取付けられた水平移動台13を、一対のレール15,15に沿って移動させる。
Specifically, the
ここで、操作装置41から駆動モータ14bまで配索された動力線41aは、デバイス20に連結されていないので、デバイス20が移動しても引きずられるようなことはない。このため、デバイス20の移動に起因してその動力線41aが劣化して断線するような事はなく、それに起因してごみの発生するようなこともない。
Here, since the
一方、移動する水平移動台13に設けられた電動駆動式のデバイス20は、給電手段30により給電される電力により稼動したデバイスコントローラ28により駆動される。そのデバイスコントローラ28を稼動させるために、高周波電源装置34により、給電側コイル31に所定周波数の電流を流し、図5に示すように、その給電側コイル31に磁束Bを発生させる。すると、水平移動台13に設けられた受電側コイル32では、その磁束Bの電磁誘導により電力が生じ、その電力によりデバイスコントローラ28(図3)が稼動されることになる。
On the other hand, the electrically driven
このように、本発明の製造装置10では、給電手段30が、給電側コイル31と、水平移動台13に設けられた受電側コイル32とを備えるいわゆる非接触給電手段30であるので、従来から用いられている動力線を不要にすることができる。このため、動力線が劣化して断線するような事態を想定する必要は無く、それに起因するごみの発生も無いので、デバイス20への給電に関する限り、その点検及び修理が不要ないわゆるメンテナンスフリーとなる。
Thus, in the
一方、給電側コイル31と受電側コイル32のみから成るような非接触給電手段30にあっては、給電側コイル31と受電側コイル32との間の距離(Gap)が離れた場合や、それらの位置がずれた場合など、十分な給電が困難となるけれども、本発明の製造装置10では、給電手段30が、給電側コイル31と受電側コイル32のみならず、給電側コイル31で発生した磁束Bを受電側コイル32に伝達するための負荷整合を行う整合コイル33を備える。
On the other hand, in the non-contact power feeding means 30 including only the power
この整合コイル33には、給電側コイル31に流れる電流の駆動周波数に同調するように共振コンデンサ38が付加されて、LCブースト回路を構成するものであって、給電側コイル31に磁束Bが発生すると、受電側コイル32と同軸に設けられた整合コイル33は、所定周波数で共振することになる。そして、その共振により整合コイル33は、給電側コイル31で発生した磁束Bを集めて受電側コイル32に効率よく受け渡す。これにより、給電側コイル31と受電側コイル32の距離及び位置ずれによって発生する結合係数の低下と負荷整合のずれにより伝送効率が悪化することは防止され、伝達効率は最大化することになる。
A
このように、給電側コイル31で発生した磁束Bを整合コイル33にて集めて効率よく受電側コイル32に受け渡すこととしたため、給電側コイル31が受電側コイル32に比べて大きい場合でも適切な電力伝送を行うことができる。よって、水平基台11に沿って、デバイス20が走行すべき経路の全長に亘って給電側コイル31を設けることにより、その水平基台11のいずれの箇所に水平移動台13がデバイス20とともに停止又は走行していても、デバイス20への給電が可能になる。
As described above, since the magnetic flux B generated in the power
このように、デバイス20の走行中における常時給電が可能となる本発明に依れば、この給電手段30により給電される電力によりデバイス20である多関節型ロボット20を駆動させることが可能となるので、多関節型ロボット20を駆動させるバッテリ等の蓄電手段を水平移動台13に搭載することが不要になり、デバイス20が搭載された水平移動台13の重量を軽減させることが可能となる。このように、水平方向に移動する水平移動台13の重量が軽減されると、水平移動台13の移動時における加速度及び減速度を向上させることが可能となり、速やかにデバイス20を移動させ得る製造装置10となる。
Thus, according to the present invention in which power can be constantly supplied while the
そして、その作業範囲が上面視において円形を成すデバイス20を水平基台11の長手方向に移動させるので、実質的に、そのデバイス20の作業範囲は長円となり、作業範囲を円形以外に拡大させることが可能となる。
Then, since the
また、図4に示すように、水平移動台13には無線通信ユニット28bが設けられているので、給電手段30により供給される電力によりデバイスコントローラ28が駆動すると、水平基台11の外部に設置された操作装置41(図3)により、デバイスコントローラ28に制御信号を無線にて発することが可能となる。そして、操作装置41が制御信号を発すると、無線通信ユニット28bがそれを受信して、デバイス制御回路28aは、その制御信号に基づいて多関節型ロボット20に所望の動作をさせることになる。
Further, as shown in FIG. 4, since the horizontal moving
よって、デバイス20の制御においても動力線を不要にすることができ、動力線の劣化による断線やごみの発生をも無くすことが可能となる。
Therefore, it is possible to eliminate the need for the power line in the control of the
図6〜図9に本発明の別の実施の形態を示す。この図6〜図9において、上述したものと同一部品は同一符号を示し、繰り返しての説明を省略する。 6 to 9 show another embodiment of the present invention. 6 to 9, the same components as those described above are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof is omitted.
この別の実施の形態における製造装置50の移動手段51は、デバイス20が設けられた水平移動台13に設けられて、給電手段30により供給される電力により駆動する電動モータ52を備える。図では、単一の水平移動台13に一対の電動モータ52が設けられる場合を示し、それら電動モータ52の回転軸52aにはピニオンギヤ53がそれぞれ設けられる。
The moving means 51 of the
一方、水平基台11にはそのピニオンギヤ53が歯合するラックギヤ54が長手方向の全長に亘って取付けられる。従って、この移動手段51を構成する電動モータ52が駆動してピニオンギヤ53を回転させると、水平基台11に設けられたラックギヤ54上をピニオンギヤ53が転動することになり、これにより電動モータ52が設けられた水平移動台13を自走させるように構成される。
On the other hand, a
図8に示すように、水平移動台13には、給電手段30により供給される電力により駆動して電動モータ52を制御するモータコントローラ56がデバイスコントローラ28と別に設けられる。図におけるモータコントローラ56は、整流回路37により変換されたDC電力により駆動して、電動モータ52を駆動させるモータ制御回路56aと、そのモータ制御回路56aに連結された無線通信ユニット56bとを備える。そして、図7に示す操作装置41は、デバイス20を制御する制御信号とともに、電動モータ52を制御する制御信号の双方を無線にて発するように構成される。
As shown in FIG. 8, the horizontal moving table 13 is provided with a
この別の実施の形態では、前述の実施の形態において説明したボールネジ14aを水平基台11に設けていないので、給電手段30を構成する給電側コイル31が、上記ボールネジ14aに変えて水平基台11に取付けられる。図7におけるこの別の実施の形態における給電側コイル31にあっても、単線やリッツ線などによる巻き線により作られ、平行部31b,31cと、その平行部31b,31cの両側を円弧状に連結する連結部31d,31eとを有する長円状に作成される。
In this other embodiment, since the
水平基台11の一対のレール15,15の間には、遮蔽板36と同様に、軟磁性材料から成る長尺の台板39が長手方向に延びて、その全長に亘って設けられ、この台板39に給電側コイル31が設けられる。具体的に、この給電側コイル31において、その平行部31b,31cの長さは、水平移動台13の移動経路の全長に略等しくなるように形成され、このように長円状を成す給電側コイル31は、水平基台11の一対のレール15,15の間に、長手方向に延びて、その全長に亘って平行部31b,31cが所定の幅寸法Lを保った状態で配索される。
A
図6,図8及び図9に示すように、受電側コイル32にあっては、単線やリッツ線を渦巻き状に巻回することにより形成され、水平移動台13の水平基台11に対向する下面に取付けられる。また、整合コイル33にあっても、単線やリッツ線を渦巻き状に巻回することにより形成されて、水平移動台13の水平基台11に対向する下面に取付けられる。
As shown in FIGS. 6, 8, and 9, the power receiving
図6に示す様に、水平移動台13の下面に遮蔽板36が添着され、この遮蔽板36を介して整合コイル33及び受電側コイル32が更に添着されるものとする。従って、整合コイル33及び受電側コイル32と水平移動台13の下面との間に軟磁性材料から成る遮蔽板36が介装される。このように、遮蔽板36を介装させることにより、その遮蔽板36は、その下方の給電側コイル31で生じる磁束B(図9)が水平移動台13の上方に設けられる各回路に影響を与えることを回避するものである。
As shown in FIG. 6, a shielding
この別の実施の形態における製造装置50にあっても、多関節型ロボット20のような電動駆動式のデバイス20を移動させて製造に使用する。そして、このデバイス20の移動は、そのデバイス20が搭載された水平移動台13をデバイス20と共に移動させることにより行われる。
Even in the
具体的には、先ず、給電手段30を稼動させて、水平移動台13に設けられたモータコントローラ56を稼動させる。そのために、図7に示す高周波電源装置34により、給電側コイル31に所定周波数の電流を流し、図9に示すように、その給電側コイル31に磁束Bを発生させる。すると、デバイス20に設けられた受電側コイル32では、その磁束Bの電磁誘導により電力が生じ、受電側コイル32に接続された整流回路37により整流された電力が供給されてモータコントローラ56(図8)が始動することになる。
Specifically, first, the power supply means 30 is operated, and the
モータコントローラ56が始動すると、図7に示す操作装置41は、電動モータ52を制御する制御信号を無線にて発し、モータコントローラ56(図8)を介して移動手段14を構成する電動モータ52を駆動させる。これによりその回転軸52aに設けられたピニオンギヤ53が回転し、水平基台11に設けられたラックギヤ54上をピニオンギヤ53が転動することになり、電動モータ52が設けられた水平移動台13を一対のレール15,15に沿って自走させることになる。
When the
このように、この別の実施の形態における移動手段51が、水平移動台13を自走させるような電動モータ52を備えるようなものであっても、その電動モータ52を非接触給電手段30により供給される電力により駆動するようにしているので、従来から用いられている動力線を不要にすることができる。このため、この別の実施の形態にあっても、動力線が劣化して断線するような事態を想定する必要は無く、それに起因するごみの発生も無いので、その点検及び修理が不要な、いわゆるメンテナンスフリーとなる。
Thus, even if the moving means 51 in this other embodiment includes an
一方、この別に実施の形態では、デバイス20への給電にあっても、給電手段30により行われる。即ち、上述したように、給電手段30を稼動させてモータコントローラ56を稼動させると、デバイスコントローラ28も同時に稼動することになる。そして、給電手段30により供給される電力によりデバイスコントローラ28が駆動すると、水平基台11の外部に設置された操作装置41により、デバイスコントローラ28に制御信号を無線にて発することが可能となる。
On the other hand, in another embodiment, even when power is supplied to the
よって、操作装置41が制御信号を発すると、無線通信ユニット28bがそれを受信して、その制御信号により、デバイス制御回路28aが多関節型ロボット20の図示しない各サーボモータに電力を供給して、その制御信号に基づいて多関節型ロボット20に所望の動作をさせることが可能になるのである。
Therefore, when the operating
また、移動手段51が、水平移動台13を自走させる電動モータ52を備える場合、その電動モータ52を無線により制御可能なモータコントローラ56を備えることにより、その自走の程度は操作装置41からの指令に基づくものとなる。このため、図7に示すように、給電側コイル31が水平基台11の長手方向に延びて、その全長に亘って設けられた長円状コイルであれば、受電側コイル32を有する水平移動台13をその水平基台11に複数搭載し、その複数の水平移動台13をそれぞれ別に独立して走行させることも可能となる。
Further, when the moving
そして、デバイス20がそれぞれに搭載された複数台の水平移動台13を水平基台11に沿って走行させることになるけれども、各水平移動台13のモータコントローラ56やデバイスコントローラ28に制御信号を無線にて別々に発する操作装置41を備えることにより、その複数台の水平移動台13を別々に走行させつつ、各水平移動台13に搭載されたデバイス20を別々に操作することも可能となり、製造形態の多様性を図ることが可能になるのである。
Then, although a plurality of horizontal moving
また、この別の製造装置50にあっても、その作業範囲が上面視において円形を成すデバイス20を水平基台11の長手方向に移動させるので、実質的に、そのデバイス20の作業範囲は長円となり、作業範囲を円形以外に拡大させることが可能となる。
Even in this
なお、上述した別の実施の形態では、単一の水平移動台13に一対の電動モータ52が設けられる場合を示し、電動モータ52を駆動させて、ラックギヤ54上をピニオンギヤ53が転動することにより、水平移動台13を自走させる場合を説明したが、水平移動台13を自走させ得る限り、単一の水平移動台13に単一の電動モータ52を設けるようにしても良い。また、ラックギヤ54を用いることに限られずに、例えば、ラックギヤ54に代えてピニオンギヤ53が転動可能なベルトを設けるようにしても良い。
In addition, in another embodiment mentioned above, the case where a pair of
また、上述した実施の形態では、水平基台11上に一対のレール15,15を設け、その一対のレール15,15上を水平移動台13が移動可能に搭載される場合を説明した。けれども、水平移動台13が水平基台11の長手方向に移動可能である限り、必ずしも一対のレール15,15を必要としない。例えば、水平移動台13に図示しないタイヤを設け、このタイヤを回転させて水平移動台を走行させるようにしても良い。
In the above-described embodiment, the case where the pair of
また、上述した実施の形態では、単線やリッツ線などを渦巻き状に巻回した給電側コイル31や受電側コイル32及び整合コイル33を説明したが、給電可能である限り、渦巻き状に限らず、給電側コイル31や受電側コイル32及び整合コイル33は螺旋状に巻回されたものであっても良く、渦巻きと螺旋が組み合わされたもの、例えば、α巻き等から成るものであっても良い。
In the above-described embodiment, the power
更に、上述した実施の形態では、デバイスが多関節型ロボット20である場合を説明した。けれども、このデバイスは、電動駆動式であって、給電手段30により給電可能なものである限り、多関節型ロボット20に限られない。例えば、関節を有しない電動駆動式のロボットであっても良い。
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the device is the articulated
10 製造装置
11 水平基台
13 水平移動台
14 移動手段
14a ボールネジ
14b 駆動モータ
14c 雌ねじ部材
20 デバイス
30 給電手段
31 給電側コイル
31b,31c 平行部
32 受電側コイル
33 整合コイル
36 遮蔽板
41 操作装置
51 移動手段
52 電動モータ
56 モータコントローラ
B 磁束
DESCRIPTION OF
Claims (7)
給電手段(30)が、前記水平基台(11)に沿って設けられた給電側コイル(31)と、前記水平移動台(13)に設けられた受電側コイル(32)と、前記水平移動台(13)に設けられ前記給電側コイル(31)で発生した磁束(B)を前記受電側コイル(32)に伝達するための負荷整合を行う整合コイル(33)とを備えた
ことを特徴とする製造装置。 A horizontal base (11) extending in the horizontal direction, a horizontal movement base (13) attached to the horizontal base (11) so as to be movable in the longitudinal direction, and the horizontal movement base (13) are moved. Manufacturing apparatus comprising: moving means (14, 51) for driving; electrically driven device (20) provided on the horizontal moving table (13); and power feeding means (30) for feeding power to the device (20) In
The power feeding means (30) includes a power feeding side coil (31) provided along the horizontal base (11), a power receiving side coil (32) provided on the horizontal moving base (13), and the horizontal movement. And a matching coil (33) for load matching for transmitting the magnetic flux (B) generated in the power supply side coil (31) to the power reception side coil (32), provided on the base (13). Manufacturing equipment.
前記平行部(31b,31c)が前記水平基台(11)の長手方向に延びるように前記給電側コイル(31)が前記水平基台(11)に配索された
請求項1記載の製造装置。 The feeding coil (31) is an oval coil having parallel portions (31b, 31c),
The manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the feeding coil (31) is routed on the horizontal base (11) so that the parallel portion (31b, 31c) extends in a longitudinal direction of the horizontal base (11). .
整合コイル(33)が渦巻き状に形成されて前記水平移動台(13)の水平基台(11)に対向する対向部位に取付けられ、
受電側コイル(32)が前記整合コイル(33)を包囲可能な渦巻き状に形成されて前記対向部位に前記整合コイル(33)を包囲するように取付けられた
請求項2記載の製造装置。 The horizontal moving table (13) is made of non-magnetic material,
The matching coil (33) is formed in a spiral shape and is attached to a facing portion facing the horizontal base (11) of the horizontal moving base (13),
The manufacturing apparatus according to claim 2, wherein the power receiving coil (32) is formed in a spiral shape that can surround the matching coil (33), and is attached to the facing portion so as to surround the matching coil (33).
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