JP2023150024A - パラレルリンク機構の原点位置設定方法およびパラレルリンク機構の原点位置設定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】原点復帰後のパラレルリンク機構の動作を正確に制御することができるパラレルリンク機構の原点位置設定方法およびパラレルリンク機構の原点位置設定装置を提供する。【解決手段】直動シリンダ５４をアクチュエータとして有するパラレルリンク機構５０において、パラレルリンク機構５０により位置調節される被調節部４０を固定治具８０に押し当てた状態で得られた各直動シリンダ５４の位置情報を各直動シリンダ５４の原点位置として設定する。【選択図】図３

Description

本発明はたとえばテープ貼付装置のようなパラレルリンク機構を有する装置におけるパラレルリンク機構を構成する各シリンダの原点位置設定方法に関する。

予め樹脂が含浸された炭素繊維等の繊維束をテープ状に成形したもの（プリプレグテープ、ＵＤテープなどとも呼ぶ）を被貼付面に貼付けてゆくことで、所望の形状をした繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）成形品を製造する方法が知られている。

これらの製法は、ＡＴＬ（Ａｕｔｏ Ｔａｐｅ Ｌａｙｕｐ）、ＡＴＷ（Ａｕｔｏ Ｔａｐｅ Ｗｅｌｄｉｎｇ）、ＡＦＰ（Ａｕｔｏ Ｆｉｂｅｒ Ｐｌａｃｅｍｅｎｔ）など種々の称呼があるが、これらは厳密に区別されているものでない。本明細書に於いては、テープを押圧しながら被貼付面に貼付けていく製法を総称してＡＴＬと呼び、その装置（テープ貼付装置）をＡＴＬ装置と呼ぶこととする。

従来のＡＴＬ装置の一例が下記の特許文献１に開示されている。

特許文献１記載のＡＴＬ装置は、多関節ロボットのアーム先端にＡＴＬヘッドが取り付けられている。前記ＡＴＬヘッドは、テープを保持搬送するフィーダー、テープ及び／又はワークの被貼付面を加熱するヒータ、及びテープを被貼付面に貼り付ける押圧ローラを含んで構成されている。

前記ワークは、例えば、熱可塑性樹脂の射出成型品であって、様々な形状（３次元形状）を有しており、設計上の形状、寸法に対して形状誤差を有していることが多い。

そのため、特許文献１に開示されたような前記多関節ロボットによる前記ＡＴＬヘッドの姿勢制御では、前記押圧ローラによる前記ワークの被貼付面への押圧が不十分な箇所が生じたりして、押圧状態にばらつきが生じることがあり、前記被貼付面に対する押圧ローラの押圧状態を一定に保つことが難しいという課題があった。

係る課題を解決するために本出願人らは、下記の特許文献２に開示されたＡＴＬ装置を提案した。特許文献２記載のＡＴＬ装置は、ＡＴＬヘッドが、押圧部と、パラレルリンク機構とを備えた構成となっている。

特許文献２記載のＡＴＬ装置によれば、前記パラレルリンク機構の動作制御により、ワークの被貼付面にテープを押し付ける前記押圧部の押圧位置及び／又は押圧姿勢を前記被貼付面の形状に倣うように動作させることが可能となり、前記ワークが幾らかの形状誤差を有している場合であっても、前記被貼付面に対する前記押圧部の押圧状態を一定に保つことが可能となり、前記テープの貼付性能を高めることが可能となった。

特開２０１８－１４９７３０号公報 特開２０２０－１４７０３５号公報

上記特許文献２に明示されるパラレルリンク機構を構成するエアシリンダのような直動機器を動作させるにあたり、まず原点復帰が行われる。この原点復帰により得られる原点位置情報をもとに、パラレルリンクを所望の位置および姿勢にするための各エアシリンダの移動量が設定される。

エアシリンダにおける従来の原点復帰方式を図８（ａ）乃至（ｃ）に示す。図８（ａ）は、エアシリンダ１００のピストン１０２の移動によってピストン１０２に固定された当て止め部１０３がシリンダ１０１に当接させる、いわゆる当て止め方式であり、当て止め部１０３がシリンダ１０１に当接した位置を図示しないエンコーダのゼロ位置とすることで原点復帰がなされる。

図８（ｂ）は、ピストン１０２に固定された検出部材１０４をシリンダ１０１に固定されたセンサである検出器１０５が検出する位置を図示しないエンコーダのゼロ位置とする方式である。

図８（ｃ）は、アブソリュート型エンコーダ１０６が用いられる方式であり、あらかじめ登録されているアブソリュート型エンコーダ１０６の座標を機械原点とする方式である。

一方、上記の従来の原点復帰方式には欠点もあった。たとえば図８（ａ）に示した押し当て方式では、図９（ａ）に示すように経年により当て止め部１０３の位置ずれや変形が生じる場合があり、その場合、原点位置が所定位置からずれてしまう。また、図８（ｂ）に示した検出方式では、図９（ｂ）に示すように検出器１０５の検出精度が劣っている場合には検出器１０５が検出部材１０４を検知する位置にばらつきが生じ、原点復帰後のピストン１０２の位置制御精度に悪影響を及ぼす可能性があった。また、図８（ｃ）に示したアブソリュート型エンコーダ１０６を用いた方式では、複数のパルス信号の組み合わせでピストン１０２の現在位置を計算するため、本方式で用いるリニアスケールが大型化し、すなわちパラレルリンク機構が大型化するおそれがあった。

本願発明は、上記問題点を鑑み、原点復帰後のパラレルリンク機構の動作を正確に制御することができるパラレルリンク機構の原点位置設定方法およびパラレルリンク機構の原点位置設定装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明のパラレルリンク機構の原点位置設定方法は、直動シリンダをアクチュエータとして有するパラレルリンク機構において、前記パラレルリンク機構により位置調節される被調節部を固定治具に押し当てた状態で得られた各前記直動シリンダ位置情報を各前記直動シリンダの原点位置として設定することを特徴としている。

本発明のパラレルリンク機構の原点位置設定方法では、パラレルリンク機構と別個に設けられた固定治具を用いて当て決めでパラレルリンク機構の原点位置設定を行うことにより、パラレルリンク機構を大型化させることなく、また、センサを用いた場合のようなばらつきがなく原点位置設定を行うことができる。

また、前記固定治具は、前記パラレルリンク機構の移動自由度のうち一部を拘束するよう前記被調節部と接触する第１の拘束機構と、前記被調節部と第１の拘束機構が接触した状態から残りの移動自由度を拘束することにより前記被調節部を固定する第２の拘束機構と、を有すると良い。

こうすることにより、一度に全ての移動自由度を拘束する方式と比べて容易に被調節部を固定させることができる。

また、前記押し当ては、各前記直動シリンダを動作させ、前記被調節部を前記固定治具方向に移動させるステップと、全ての前記直動シリンダが停止状態となることを監視するステップと、各前記直動シリンダに付随するエンコーダの位置をゼロリセットするステップと、あらかじめ定める目標姿勢から現在のシリンダ長を計算するステップと、計算された前記シリンダ長を、各前記直動シリンダの補正量として登録するステップと、を有すると良い。

また、上記課題を解決するために本発明のパラレルリンク機構の原点位置設定方法は、直動シリンダをアクチュエータとして有するパラレルリンク機構の原点位置設定装置であって、前記パラレルリンク機構により位置調節される被調節部を押し当てた状態で固定する固定治具と、各前記直動シリンダ位置情報を取得する制御部と、を備え、前記制御部は、被調節部を固定治具に押し当てた状態で得られた各前記直動シリンダ位置情報を各前記直動シリンダの原点位置として設定することを特徴としている。

本発明のパラレルリンク機構の原点位置設定装置では、パラレルリンク機構と別個に設けられた固定治具を用いて当て決めでパラレルリンク機構の原点位置設定を行うことにより、パラレルリンク機構を大型化させることなく、また、センサを用いた場合のようなばらつきがなく原点位置設定を行うことができる。

本発明のパラレルリンク機構の原点位置設定方法およびパラレルリンク機構の原点位置設定装置により、原点復帰後のパラレルリンク機構の動作を正確に制御することができる。

本発明のパラレルリンク機構の原点位置設定装置を用いるテープ貼付装置を説明する図である。 本発明の第１実施形態にかかる固定治具を説明する図である。 本発明の第１実施形態にかかる固定治具によるパラレルリンク機構の被調節部の固定方式を説明する図である。 本発明のパラレルリンク機構の原点位置設定方法を説明するフロー図である。 本発明の第２実施形態にかかる固定治具を説明する図である。 本発明の第２実施形態にかかる固定治具によるパラレルリンク機構の被調節部の固定方式を説明する図である。 本発明の第２実施形態にかかる固定治具によるパラレルリンク機構の被調節部の固定方式を説明する図である。 従来のエアシリンダの原点復帰方式を説明する図である。 従来のエアシリンダの原点復帰方式において生じうる問題を説明する図である。

本発明のパラレルリンク機構の原点位置設定装置を用いる装置の一実施形態である、テープ貼付装置（ＡＴＬ装置）について、図１を参照して説明する。図１（ａ）は正面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡＡ矢視図である。なお、以下の説明では、テープ１の貼付方向をＹ軸方向、これと水平面で直交する方向をＸ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸方向の双方に直交する方向をＺ軸方向として説明する。

ＡＴＬ装置１０は、ワーク２の被貼付面２ａ上にテープ１を所定の貼付方向（Ｙ軸方向）に貼り付けることにより、テープ１で補強された成型品を製造するための装置であり、ＡＴＬヘッド２０およびフィーダー３５を含んで構成されている。

テープ１は、例えば、繊維束の少なくとも一部に予め樹脂を含浸させてテープ状にしたものであり、熱可塑性の樹脂が含浸されたもの（ＵＤテープとも呼ばれる）や、熱硬化性の樹脂が含浸されたもの（プリプレグテープとも呼ばれる）などが適用され得る。テープ１は、炭素繊維を含むものでもよいし、樹脂テープに多数の短い繊維が混ぜ込まれたものでもよい。テープ１は、ワーク２の材質などに応じて、その種類が適宜選択され得る。また、テープ１は、複数のテープが並列に配置された形態のものであってもよい。

ワーク２は、例えば、３次元形状を有する成型品であり、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂などの樹脂製の成型品であってもよいし、金属製の成型品などであってもよい。

ＡＴＬヘッド２０は、ハンドリングロボット７０に取り付けられており、このハンドリングロボット７０によってＡＴＬヘッド２０全体をワーク２に離接させる。ハンドリングロボット７０は、少なくとも１軸方向に対象物を移動させる汎用産業用ロボット、例えば、ガントリ構造体（直交座標形機構ともいう）で構成してもよいし、多関節ロボット（シリアル多関節機構ともいう）で構成してもよい。ハンドリングロボット７０は、ＡＴＬヘッド２０を少なくともＸＹＺ軸方向に並進運動可能な機構（３自由度）を備えているものが好ましい。ハンドリングロボット７０の動作制御は、ロボット制御部７０ａにより実行される。

ＡＴＬヘッド２０は、押圧部３０と、エンド部４０と、パラレルリンク機構５０と、ベース部６０とを含んで構成されている。

押圧部３０は、フィーダー３５によって搬送されたテープ１をワーク２の被貼付面２ａとの間に挟持、押圧しつつテープ１を被貼付面２ａに貼り付けるものである。

エンド部４０は、押圧部３０を保持する矩形状の平板であり、エンド部４０のパラレルリンク機構５０が取り付けられた面とは反対側の面に押圧部３０が取り付けられている。

パラレルリンク機構５０は、エンド部４０を変位させ、押圧部３０の押圧位置及び／又は押圧姿勢を被貼付面２ａに倣うように動作するものである。ここで、本説明では、パラレルリンク機構５０により位置調節される上記のエンド部４０および押圧部３０を被調節部とも呼ぶ。

ベース部６０は、パラレルリンク機構５０のエンド部４０側とは反対側を保持するものであり、ベース部６０にハンドリングロボット７０が取り付けられている。

押圧部３０は、テープ１を押圧するローラ３１を有し、さらにローラ３１を回転軸３１ａ周りに回転可能に支持するローラ支持部３２を備えている。ローラ支持部３２は、ローラ３１の長手（回転軸３１ａ）方向両側に配設されている。

ローラ３１は、テープ１の特性、又はワーク２の材質などに応じて、樹脂製ローラ、弾性ローラ、又は金属性ローラなどで構成され得る。ローラ３１のサイズ（直径、幅）は、使用するテープ１の種類やサイズ、ワーク２の種類や形状に応じて適宜選択され得る。なお、別の構成例では、ローラ３１に代えて、押圧シュー等の押圧部材が用いられてもよい。

パラレルリンク機構５０は、ベース部６０とエンド部４０との間に並列に設けられる複数のリンク部５１を備えている。これら各リンク部５１は、両端に自在継手５２、５３と、これら自在継手５２、５３の間に設けられるアクチュエータとしてのエアシリンダ５４とを含んで構成されている。リンク部５１の本数は特に限定されない。例えば、リンク部５１は４本で構成されてもよいし、３本～６本で構成されてもよい。

エアシリンダ５４は、例えば、シリンダ部５４ａと、シリンダ部５４ａ内の圧力に応じて進退するロッド部５４ｂと、シリンダ部５４ａ内の圧力を検出する圧力センサ５４ｃと、ロッド部５４ｂの変位を検出する変位センサ５４ｄとを備えている。

シリンダ部５４ａは、圧力センサ５４ｃを介してサーボバルブ５４ｅに接続されている。サーボバルブ５４ｅは、シリンダ部５４ａ内への空気の流入量や排気量を調整し、シリンダ部５４ａの両室の差圧を制御する。サーボバルブ５４ｅは、コンプレッサなどの圧縮した空気を出力する空気圧供給部５４ｆに接続されている。圧力センサ５４ｃで検出された圧力信号と、変位センサ５４ｄで検出された変位信号とは、それぞれＡＴＬヘッド制御部５４ｇに出力される。

ＡＴＬヘッド制御部５４ｇは本説明における制御部にあたり、ＡＴＬヘッド制御部５４ｇには、ワーク２の被貼付面２ａの３次元座標データの他、これら３次元座標データ、圧力信号、変位信号などに基づいてＡＴＬヘッド２０各部の動作を制御するプログラムなどが記憶されている。ＡＴＬヘッド制御部５４ｇは、汎用のコンピューター装置で構成されてもよい。また、ＡＴＬヘッド制御部５４ｇとロボット制御部７０ａとが１つの制御部で構成されてもよい。

パラレルリンク機構５０は、複数のリンク部５１の各々の長さをエアシリンダ５４でそれぞれ制御することにより、エンド部４０の位置（並進）及び／又は姿勢（回転）を変化させて、ローラ３１の押圧位置及び／又は押圧姿勢を被貼付面２ａの形状に倣うように動作させる機能を備えている。

なお、パラレルリンク機構５０には、エンド部４０を変位させることにより、ローラ３１を少なくともロール（θｙ）方向、及びピッチ（θｘ）方向に回動可能な自由度を有するものを採用することが好ましい。また、パラレルリンク機構５０の自由度は、ハンドリングロボット７０の動作機能（自由度）を考慮して設定してもよい。また、ハンドリングロボット７０の動作機能に関わらずに、パラレルリンク機構５０が、６自由度機構、すなわち、６方向（並進３方向、回転３方向）に運動させる機構を備えてもよい。

ＡＴＬヘッド制御部５４ｇは、各エアシリンダ５４の圧力センサ５４ｃや変位センサ５４ｄから取り込んだ検出信号を用いて、各エアシリンダ５４のサーボバルブ５４ｅの動作（加圧動作又は減圧動作）を制御する。そして、ＡＴＬヘッド制御部５４ｇは、サーボバルブ５４ｅの動作制御により、各エアシリンダ５４のシリンダ部５４ａ内の圧力及び／又はロッド部５４ｂの変位を制御して、ローラ３１の押圧位置及び／又は押圧姿勢が被貼付面２ａの形状に倣うようにエンド部４０の変位を制御する処理を実行する。

ＡＴＬヘッド制御部５４ｇは、エンド部４０の変位制御において、望ましいコンプライアンス特性を得る観点からインピーダンス制御を行うように構成されていることが好ましい。前記インピーダンス制御では、エンド部４０に慣性、粘性、剛性からなる機械的インピーダンスを仮想的に実現させるようアクチュエータ推力が制御される。例えば、前記インピーダンス制御では、目標インピーダンスである慣性、粘性、剛性のパラメータが設定される。そして、エンド部４０の位置及び姿勢の目標値に対するエンド部４０の変位を計測し、エンド部４０の変位とエンド部４０が外部へ与える力との関係が所定の関係（インピーダンス制御則）を満たすようにパラレルリンク機構５０の動作を制御する。

また、ＡＴＬヘッド制御部５４ｇは、エンド部４０の変位を制御する際に、目標とするエンド部４０の位置及び姿勢を実現するための各エアシリンダ５４のロッド部５４ｂの長さ（変位）を計算する。そして、これら計算値が各エアシリンダ５４のロッド部５４ｂの長さの目標値として記憶される。ＡＴＬヘッド制御部５４ｇは、これら記憶された目標値と、貼付動作時における各エアシリンダ５４の変位センサ５４ｄの出力値とを比較して、目標値になるようにフィードバック制御が行ってもよい。なお、前記目標値には、ワーク２の形状誤差が加味された、各エアシリンダ５４のロッド部５４ｂの長さが設定されてもよい。また、目標とするエンド部４０の位置及び姿勢は、ワーク２の３次元座標データに基づく動作軌跡に対し、直交する方向（法線方向）からローラ３１で被貼付面２ａを押圧するためのエンド部４０の位置及び姿勢である。

次に、本発明にかかる固定治具について説明する。

（第１実施形態）
図２は、本発明の第１実施形態にかかる固定治具を説明する図であり、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は下面図である。

固定治具８０は、パラレルリンク機構５０が有する被調節部のうちエンド部４０を押し当てにより固定するものであり、上下に貫通する開口を有する。この開口は、側面接触部８１、底面接触部８２、押圧部逃がし穴８３、およびスロープ８４を有している。また、本実施形態では、この固定治具８０はＡＴＬ装置１０の所定の位置に固定されており、パラレルリンク機構５０の原点復帰が必要な際、ハンドリングロボット７０によってＡＴＬヘッド２０が固定治具８０へ接近する。また、固定治具８０自身も図示しない移動機構を有していても良い。

また、固定治具８０はたとえばステンレスなど硬質の部材で構成されていることが好ましい。これにより、経年のエンド部４０との当接による変形を防ぐことができる。

側面接触部８１は、エンド部４０の外形（図２におけるＸＹ平面上の形状）とほぼ同じ形状である矩形の断面を有する開口である。この側面接触部８１をエンド部４０が通過する際、エンド部４０の移動自由度のうちＺ軸方向を除く５自由度（Ｘ、Ｙ、θｘ、θｙ、θｚ軸方向）が拘束される。

底面接触部８２は、側面接触部８１の下端部に設けられた内向きの段差である。この底面接触部８２にエンド部４０の底面が当接した際、エンド部４０の移動自由度のうちＺ軸方向が拘束される。

押圧部逃がし穴８３は、底面接触部８２とつながってさらに下方に延びる開口であって、その断面積は側面接触部８１の開口面積より小さい。この押圧部逃がし穴８３は、エンド部４０を押し当てる際に押圧部３０が干渉することを防ぐために押圧部３０を収めるスペースである。

スロープ８４は、側面接触部８１の上端部とつながる傾斜面であり、下に行くほど開口面積が小さくなる形状を有する。

次に、この第１実施形態にかかる固定治具によるパラレルリンク機構の被調節部の固定方式を、図３を用いて説明する。

図３に示す実施形態では、図３（ａ）に矢印で示すように、エアシリンダ５４を伸ばすことによりエンド部４０の押し当てを行うため、各エアシリンダ５４は、充分に縮まった状態から押し当てを開始する。一方、この形態とは異なり、固定治具８０を上昇させることによってエンド部４０の押し当てを行うようにしても良い。

なお、図３（ａ）の状態ですでに押圧部３０は押圧部逃がし穴８３に差し掛かっている状態であるが、ハンドリングロボット７０がＡＴＬヘッド２０全体を移動させることにより、この状態を形成させる。

図３（ａ）のように押圧部３０およびエンド部４０が固定治具８０に充分接近した状態が形成された後、各エアシリンダ５４が伸びる方向に動作し、エンド部４０が下方に変位する。エンド部４０の下方への変位にともない、エンド部４０は側面接触部８１に差し掛かり、そこからエンド部４０はＺ軸方向を除く５自由度（Ｘ、Ｙ、θｘ、θｙ、θｚ軸方向）が拘束された状態で変位を続ける。

エンド部４０の変位が続き、図３（ｂ）のようにエンド部４０の底面が底面接触部８２に当接したとき、エンド部４０の移動自由度のうち最後のＺ軸方向の自由度も拘束され、エンド部４０の固定治具８０への押し当てが完了する。このときの各シリンダ５４の位置情報を、制御部（ＡＴＬヘッド制御部５４ｇ）が原点位置として取得し、以降のパラレルリンク機構５０の制御に反映させる。

このようにパラレルリンク機構５０とは別個の固定治具８０を用いてパラレルリンク機構５０の原点復帰が行われることにより、パラレルリンク機構５０を大型化させることなく、また、センサを用いた場合のようなばらつきがなく原点位置設定を行うことができる。

ここで、本実施形態においてエンド部４０が側面接触部８１を通過する際、一気に５自由度が拘束されるが、側面接触部８１の配置位置に対したとえばエンド部４０がＸ軸方向やＹ軸方向にずれていたりθｚ方向に傾いていたりしていれば、エンド部４０は容易に側面接触部８１に突入していけない。

これに対し、本実施形態ではスロープ８４が設けられており、上記のずれや傾きがあった場合、エンド部４０の端部がスロープ８４と接触し、その状態でエンド部４０の下降が継続するのとあわせてエンド部４０が側面接触部８１に突入可能な体勢をとれるよう、スロープ８４がエンド部４０のいくつかの移動自由度を拘束しつつエンド部４０を誘導する。

このスロープ８４が設けられることにより、一度に全ての移動自由度を拘束する方式と比べて容易に被調節部を固定させることができる。なお、本説明では、スロープ８４のように被調節部（エンド部４０）の全ての移動自由度を拘束する前に一部の移動自由度を拘束するものを第１の拘束機構とよび、また、側面接触部８１および底面接触部８２のように被調節部の残りの移動自由度を拘束して被調節部を固定するものを第２の拘束機構と呼ぶ。

次に、本発明のパラレルリンク機構の原点位置設定方法について、図４のフロー図を用いて説明する。

まず、図３（ａ）のように押圧部３０およびエンド部４０が固定治具８０に充分接近した状態が形成された後、各エアシリンダ５４が固定治具８０の方向（伸びる方向）に変位し、エンド部４０が下方に変位する（ステップＳ１）。このとき、最初に仮原点位置として固定治具８０から遠い方向（縮む方向）に各エアシリンダ５４が限界まで変位し、初期体勢をとる制御が入っていても良い。また、各シリンダ５４の変位速度は、等速となるよう制御されることが好ましい。

ステップＳ１が行われている間は、各エアシリンダ５４の圧力センサ５４ｃの値がＡＴＬヘッド制御部５４ｇにより監視され、全てのエアシリンダ５４が停止状態となっているか（これ以上変位することができないか）否かが判断される（ステップＳ２）。全てのエアシリンダ５４が停止状態となるまで、各シリンダ５４の変位が続けられる。

図３（ｂ）に示すようにエンド部４０が底面接触部８２に当接し、全てのエアシリンダ５４が停止状態となった時、各エアシリンダ５４における図示しないエンコーダがゼロリセットされる（ステップＳ３）。なお、このエンコーダはインクリメント型でも良く、アブソリュート型でも良い。

次に、全てのエアシリンダ５４が停止状態となった状態におけるエンド部４０の姿勢から、ＡＴＬヘッド制御部５４ｇによって各エアシリンダ５４の長さが計算される（ステップＳ４）。

最後に、各エアシリンダ５４のシリンダ長さ計算値が補正量としてＡＴＬヘッド制御部５４ｇに認識、設定され、パラレルリンク機構の原点位置設定が完了する（ステップＳ５）。なお、この補正量は、固定治具８０が定める各エアシリンダ５４の先端位置から逆運動学により計算されると良い。

（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態にかかる固定治具を説明する図であり、図５（ａ）は正面図、図２（ｂ）は下面図である。

固定治具９０は、前述の固定治具８０と同様、パラレルリンク機構５０が有する被調節部のうちエンド部４０を押し当てにより固定するものであり、底面接触部９１と、側面接触部９２ａ乃至９２ｄを有する。

また、固定治具９０はたとえばステンレスなど硬質の部材で構成されていることが好ましい。これにより、経年のエンド部４０との当接による変形を防ぐことができる。

底面接触部９１は、エンド部４０の底面の一部と当接可能な当接面を有するブロックであり、中央に押圧部逃がし穴９３を有する。押圧部逃がし穴９３は、エンド部４０を底面接触部９１に押し当てる際に押圧部３０が干渉することを防ぐために押圧部３０を収めるスペースであり、その断面積はエンド部４０の底面接触部９１に対する対向面の面積より小さく、エンド部４０が押圧部逃がし穴９３を貫通することは無い。

側面接触部９２ａ乃至９２ｄは、エンド部４０が底面接触部９１に当接した状態においてエンド部４０の各側面と対向する部材である。これら側面接触部９２ａ乃至９２ｄは、図示しない直動機構により底面接触部９１と連結されており、底面接触部９１のエンド部４０との当接面の面方向（図５（ａ）、（ｂ）におけるＸＹ軸方向）において底面接触部９１と離接可能となっている。

また、本実施形態では、固定治具９０を少なくとも上下方向に移動させる移動機構が設けられている。

次に、この第２実施形態にかかる固定治具によるパラレルリンク機構の被調節部の固定方式を、図６および図７を用いて説明する。

図６に示す実施形態では、図６（ａ）に矢印で示すように、固定治具９０がエンド部４０に向かって移動し、エアシリンダ５４が縮むことによりエンド部４０の押し当てが行われるため、各エアシリンダ５４は、充分に伸びた状態から押し当てを開始する。一方、この形態とは異なり、ハンドリングロボット７０によってパラレルリンク機構５０ごとエンド部４０を固定治具９０へ接近させることによってエンド部４０の押し当てを行うようにしても良い。

図６（ａ）のように固定治具９０がＡＴＬヘッド２０の下方に位置する状態から、まず、図６（ａ）の矢印で示すように固定治具９０全体がＡＴＬヘッド２０のエンド部４０に向かって上昇する。この固定治具９０の上昇は、図６（ｂ）に示すように底面接触部９１がエンド部４０の底面と当接し、さらに各エアシリンダ５４がある程度押し込まれる状態となるまで継続される。この動作により、エンド部４０の移動自由度のうちＺ軸方向、θｘ軸方向、θｙ軸方向の自由度が拘束される。

次に、図６（ｂ）に示すように底面接触部９１がエンド部４０の底面と当接し、さらに各エアシリンダ５４がある程度押し込まれる状態となった後、図６（ｂ）に矢印で示すように側面接触部９２ａ乃至９２ｄが底面接触部９１に接近する方向へ移動し、図７に示すようにエンド部４０の各側面と当接する。これにより、エンド部４０の残りの移動自由度（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、θｚ方向）も拘束され、エンド部４０の全移動自由度が拘束されて固定治具９０に固定される状態が形成され、エンド部４０の固定治具９０への押し当てが完了する。このときの各シリンダ５４の位置情報を、制御部（ＡＴＬヘッド制御部５４ｇ）が原点位置として取得し、以降のパラレルリンク機構５０の制御に反映させる。

このようにパラレルリンク機構５０とは別個の固定治具９０を用いてパラレルリンク機構５０の原点復帰が行われることにより、パラレルリンク機構５０を大型化させることなく、また、センサを用いた場合のようなばらつきがなく原点位置設定を行うことができる。

なお、本実施形態においては、底面接触部９１が本説明の第１の拘束機構であって、側面接触部９２ａ乃至９２ｄが第２の拘束機構であり、容易に被調節部（エンド部４０）を固定させることができる。

以上のパラレルリンク機構の原点位置設定方法およびパラレルリンク機構の原点位置設定装置により、原点復帰後のパラレルリンク機構の動作を正確に制御することが可能である。

ここで、本発明のパラレルリンク機構の原点位置設定方法およびパラレルリンク機構の原点位置設定装置は、以上で説明した形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。たとえば、上記の説明では固定治具はエンド部を押し当てているが、これに限らず、押圧部など、パラレルリンク機構で位置制御されるものであればエンド部以外のもので押し当てが行われても構わない。

１ テープ
２ ワーク
２ａ 被貼付面
１０ ＡＴＬ装置
２０ ＡＴＬヘッド
３０ 押圧部
３１ ローラ
３１ａ 回転軸
３２ ローラ支持部
３５ フィーダー
４０ エンド部
５０ パラレルリンク機構
５１ リンク部
５２ 自在継手
５３ 自在継手
５４ エアシリンダ
５４ａ シリンダ部
５４ｂ ロッド部
５４ｃ 圧力センサ
５４ｄ 変位センサ
５４ｅ サーボバルブ
５４ｆ 空気圧供給部
５４ｇ ＡＴＬヘッド制御部
６０ ベース部
７０ ハンドリングロボット
８０ 固定治具
８１ 側面接触部
８２ 底面接触部
８３ 押圧部逃がし穴
８４ スロープ
９０ 固定治具
９１ 底面接触部
９２ａ 側面接触部
９２ｂ 側面接触部
９２ｃ 側面接触部
９２ｄ 側面接触部
９３ 押圧部逃がし穴
１００ エアシリンダ
１０１ シリンダ
１０２ ピストン
１０３ 当て止め部
１０４ 検出部材
１０５ 検出器
１０６ アブソリュート型エンコーダ

Claims (4)

1. 直動シリンダをアクチュエータとして有するパラレルリンク機構において、前記パラレルリンク機構により位置調節される被調節部を固定治具に押し当てた状態で得られた各前記直動シリンダ位置情報を各前記直動シリンダの原点位置として設定することを特徴とする、パラレルリンク機構の原点位置設定方法。
2. 前記固定治具は、前記パラレルリンク機構の移動自由度のうち一部を拘束するよう前記被調節部と接触する第１の拘束機構と、前記被調節部と第１の拘束機構が接触した状態から残りの移動自由度を拘束することにより前記被調節部を固定する第２の拘束機構と、を有することを特徴とする、請求項１に記載のパラレルリンク機構の原点位置設定方法。
3. 前記押し当ては、各前記直動シリンダを動作させ、前記被調節部を前記固定治具方向に移動させるステップと、全ての前記直動シリンダが停止状態となることを監視するステップと、各前記直動シリンダに付随するエンコーダの位置をゼロリセットするステップと、あらかじめ定める目標姿勢から現在のシリンダ長を計算するステップと、計算された前記シリンダ長を、各前記直動シリンダの補正量として登録するステップと、を有することを特徴とする、請求項１もしくは２に記載のパラレルリンク機構の原点位置設定方法。
4. 直動シリンダをアクチュエータとして有するパラレルリンク機構の原点位置設定装置であって、
   前記パラレルリンク機構により位置調節される被調節部を押し当てた状態で固定する固定治具と、
   各前記直動シリンダ位置情報を取得する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、被調節部を固定治具に押し当てた状態で得られた各前記直動シリンダ位置情報を各前記直動シリンダの原点位置として設定することを特徴とする、パラレルリンク機構の原点位置設定装置。

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