JP2823313B2 - ６軸姿勢制御装置 - Google Patents
６軸姿勢制御装置Info
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- JP2823313B2 JP2823313B2 JP9871990A JP9871990A JP2823313B2 JP 2823313 B2 JP2823313 B2 JP 2823313B2 JP 9871990 A JP9871990 A JP 9871990A JP 9871990 A JP9871990 A JP 9871990A JP 2823313 B2 JP2823313 B2 JP 2823313B2
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- Japan
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- movable
- movable body
- coil
- control device
- coils
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子部品や異形部品などの方向性のある部
品の挿着、部品同士の位置合わせ、組み立てなどを行う
自動組み立て装置や、精密位置決めテーブルに用いられ
る６軸姿勢制御装置に関するものである。
品の挿着、部品同士の位置合わせ、組み立てなどを行う
自動組み立て装置や、精密位置決めテーブルに用いられ
る６軸姿勢制御装置に関するものである。
［従来の技術］ 従来、直流アクチュエータを用いたこの種の６軸位置
制御装置として、第５図に示すように、６角筒状の可動
体21の各面に、それぞれ永久磁石22a,22bとロ字状の可
動コイル23とで形成される直流アクチュエータを配置
し、各可動コイル23に流す電流を制御することにより、
可動体21の姿勢を６自由度制御自在にしたものがあっ
た。
制御装置として、第５図に示すように、６角筒状の可動
体21の各面に、それぞれ永久磁石22a,22bとロ字状の可
動コイル23とで形成される直流アクチュエータを配置
し、各可動コイル23に流す電流を制御することにより、
可動体21の姿勢を６自由度制御自在にしたものがあっ
た。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述の従来例にあっては、可動体21の
内外に多数の永久磁石22a,22bを配置しなければなら
ず、構成が複雑になるとともに、大型化するという問題
があった。
内外に多数の永久磁石22a,22bを配置しなければなら
ず、構成が複雑になるとともに、大型化するという問題
があった。
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その
目的とするところは、構成するが簡単で、小型の６軸姿
勢制御装置を提供することにある。
目的とするところは、構成するが簡単で、小型の６軸姿
勢制御装置を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明の６軸姿勢制御装置は、Ｅ字型の永久磁石の中
央脚に筒状の可動コイルを外挿して形成された６個のリ
ニア直流アクチュエータと、円筒状に形成された可動体
と、該可動体の位置を検出する位置検出センサと、該位
置検出センサの検出出力に基づいて上記可動コイルに流
れる電流をフィードバック制御する制御手段とを備え、
コイル軸が垂直方向に一致した３個の上記可動コイルと
コイル軸が水平方向に一致した他の３個の上記可動コイ
ルとを上記可動体の軸方向に沿って且つ可動体の外周面
の周方向に沿って千鳥状に配置したことにより、可動体
の姿勢を６自由度制御自在にしたものである。
央脚に筒状の可動コイルを外挿して形成された６個のリ
ニア直流アクチュエータと、円筒状に形成された可動体
と、該可動体の位置を検出する位置検出センサと、該位
置検出センサの検出出力に基づいて上記可動コイルに流
れる電流をフィードバック制御する制御手段とを備え、
コイル軸が垂直方向に一致した３個の上記可動コイルと
コイル軸が水平方向に一致した他の３個の上記可動コイ
ルとを上記可動体の軸方向に沿って且つ可動体の外周面
の周方向に沿って千鳥状に配置したことにより、可動体
の姿勢を６自由度制御自在にしたものである。
［作 用］ 本発明は上述のように構成されており、Ｅ字型の永久
磁石の中央脚に筒状の可動コイルを外挿して形成された
６個のリニア直流アクチュエータと、円筒状に形成され
た可動体と、該可動体の位置を検出する位置検出センサ
と、該位置検出センサの検出出力に基づいて上記可動コ
イルに流れる電流をフィードバック制御する制御手段と
を備え、コイル軸が垂直方向に一致した３個の上記可動
コイルとコイル軸が水平方向に一致した他の３個の上記
可動コイルとを上記可動体の軸方向に沿って且つ可動体
の外周面の周方向に沿って千鳥状に配置したことによ
り、可動体の姿勢を６自由度制御自在にしたものであ
り、従来例に比べて構成を簡略化でき、小型化が図れる
ようになっている。
磁石の中央脚に筒状の可動コイルを外挿して形成された
６個のリニア直流アクチュエータと、円筒状に形成され
た可動体と、該可動体の位置を検出する位置検出センサ
と、該位置検出センサの検出出力に基づいて上記可動コ
イルに流れる電流をフィードバック制御する制御手段と
を備え、コイル軸が垂直方向に一致した３個の上記可動
コイルとコイル軸が水平方向に一致した他の３個の上記
可動コイルとを上記可動体の軸方向に沿って且つ可動体
の外周面の周方向に沿って千鳥状に配置したことによ
り、可動体の姿勢を６自由度制御自在にしたものであ
り、従来例に比べて構成を簡略化でき、小型化が図れる
ようになっている。
［実施例］ 第１図ないし第４図は本発明一実施例を示すもので、
円筒状の可動体１の外周面の適所に、ロボットアーム６
先端の外枠５に固定されたＥ字型の永久磁石2aの中央脚
に筒状の可動コイル2bを外挿して形成された６個のリニ
ア直流アクチュエータ２を配置（コイル軸を垂直方向と
した上部の３個の可動コイル2bと、コイル軸を水平方向
とした下部の３個の可動コイル2bを千鳥状に配置）する
とともに、上記可動体１の位置を検出する６個の位置検
出センサ3a…を設け、各リニア直流アクチュエータ２の
可動コイル2bに流れる電流を制御手段４にて上記位置検
出センサ3a…の出力に基づいてフィードバック制御する
ことにより、可動体の姿勢を６自由度制御自在にしたも
のである。ここに、実施例では、制御手段４は、６個の
可動コイル2bに作用するローレンツ力の相互作用を考慮
してフィードバック制御の演算を行う必要があるため、
行列演算を高速処理できるマイクロコンピュータ4aを用
いて形成され、各位置検出センサ3a…の出力は、インタ
フェース4bを介してマイクロコンピュータ4aに入力さ
れ、マイクロコンピュータ4aから出力される制御出力
は、アンプ4cを介して各可動コイルに印加されるように
なっている。また、可動体１の下端には、部品Ｘを把持
するグリッパ1cが設けられており、図示例では、部品Ｘ
を部品Ｙの穴ｙに挿入する自動組み立て装置として使用
している。尚電源4dは可動コイル2bに流す電流の電源で
ある。
円筒状の可動体１の外周面の適所に、ロボットアーム６
先端の外枠５に固定されたＥ字型の永久磁石2aの中央脚
に筒状の可動コイル2bを外挿して形成された６個のリニ
ア直流アクチュエータ２を配置（コイル軸を垂直方向と
した上部の３個の可動コイル2bと、コイル軸を水平方向
とした下部の３個の可動コイル2bを千鳥状に配置）する
とともに、上記可動体１の位置を検出する６個の位置検
出センサ3a…を設け、各リニア直流アクチュエータ２の
可動コイル2bに流れる電流を制御手段４にて上記位置検
出センサ3a…の出力に基づいてフィードバック制御する
ことにより、可動体の姿勢を６自由度制御自在にしたも
のである。ここに、実施例では、制御手段４は、６個の
可動コイル2bに作用するローレンツ力の相互作用を考慮
してフィードバック制御の演算を行う必要があるため、
行列演算を高速処理できるマイクロコンピュータ4aを用
いて形成され、各位置検出センサ3a…の出力は、インタ
フェース4bを介してマイクロコンピュータ4aに入力さ
れ、マイクロコンピュータ4aから出力される制御出力
は、アンプ4cを介して各可動コイルに印加されるように
なっている。また、可動体１の下端には、部品Ｘを把持
するグリッパ1cが設けられており、図示例では、部品Ｘ
を部品Ｙの穴ｙに挿入する自動組み立て装置として使用
している。尚電源4dは可動コイル2bに流す電流の電源で
ある。
以下、実施例の動作について説明する。いま、各リニ
ア直流アクチュエータ２の可動コイルｂに電流を流す
と、永久磁石2aの磁界中に配置されている可動コイル2b
にローレンツ力が発生し、可動体１が所定方向に駆動さ
れる。このとき、可動体１に作用するローレンツ力Ｆ
は、可動コイル2bの巻数をｎ、可動コイル2bに流す電流
をＩ、永久磁石2aによる磁束密度をＢ、磁界中の可動コ
イル2bの長さをＬとすれば、 Ｆ＝ｎ・Ｉ・Ｂ・Ｌ となる。ここに、各リニア直流アクチュエータ２の可動
コイル2b、可動体１を６軸制御できるように配置してあ
り、可動体１に作用する駆動力は、各リニア直流アクチ
ュエータ２によるローレンツ力F1、F2、F3、F4、F5、F6
の合力となる。この場合、可動コイル2bに流す電流は、
制御手段４により６個の位置検出センサ3a…の出力に基
づいてフィードバック制御され、可動体１の姿勢を６自
由度をもって制御できる上、電気−磁気相互作用による
コンプライアンス制御も行うことができる。また、所定
範囲（永久磁石2aの磁束内に可動コイル2bが存在する範
囲）内において、可動コイル2bに流れる電流と、可動コ
イル2bに発生するローレンツ力とが比例するリニア直流
アクチュエータ２を用いているので、駆動量を考慮する
ことなく可動コイル2bの電流制御が行え、制御手段４に
おける電流制御用演算が容易に行える。
ア直流アクチュエータ２の可動コイルｂに電流を流す
と、永久磁石2aの磁界中に配置されている可動コイル2b
にローレンツ力が発生し、可動体１が所定方向に駆動さ
れる。このとき、可動体１に作用するローレンツ力Ｆ
は、可動コイル2bの巻数をｎ、可動コイル2bに流す電流
をＩ、永久磁石2aによる磁束密度をＢ、磁界中の可動コ
イル2bの長さをＬとすれば、 Ｆ＝ｎ・Ｉ・Ｂ・Ｌ となる。ここに、各リニア直流アクチュエータ２の可動
コイル2b、可動体１を６軸制御できるように配置してあ
り、可動体１に作用する駆動力は、各リニア直流アクチ
ュエータ２によるローレンツ力F1、F2、F3、F4、F5、F6
の合力となる。この場合、可動コイル2bに流す電流は、
制御手段４により６個の位置検出センサ3a…の出力に基
づいてフィードバック制御され、可動体１の姿勢を６自
由度をもって制御できる上、電気−磁気相互作用による
コンプライアンス制御も行うことができる。また、所定
範囲（永久磁石2aの磁束内に可動コイル2bが存在する範
囲）内において、可動コイル2bに流れる電流と、可動コ
イル2bに発生するローレンツ力とが比例するリニア直流
アクチュエータ２を用いているので、駆動量を考慮する
ことなく可動コイル2bの電流制御が行え、制御手段４に
おける電流制御用演算が容易に行える。
以上のようにして構成された６軸姿勢制御装置の可動
体１に、第１図のように、部品Ｘを把持するグリッパ1c
を設ければ、方向性のある部品Ｘを部品Ｙの穴ｙに対し
て位置決めし、自動挿着する自動組み立て装置を実現で
きる。
体１に、第１図のように、部品Ｘを把持するグリッパ1c
を設ければ、方向性のある部品Ｘを部品Ｙの穴ｙに対し
て位置決めし、自動挿着する自動組み立て装置を実現で
きる。
［発明の効果］ 本発明は上述のように構成されており、Ｅ字型の永久
磁石の中央脚に筒状の可動コイルを外挿して形成された
６個のリニア直流アクチュエータと、円筒状に形成され
た可動体と、該可動体の位置を検出する位置検出センサ
と、該位置検出センサの検出出力に基づいて上記可動コ
イルに流れる電流をフィードバック制御する制御手段と
を備え、コイル軸が垂直方向に一致した３個の上記可動
コイルとコイル軸が水平方向に一致した他の３個の上記
可動コイルとを上記可動体の軸方向に沿って且つ可動体
の外周面の周方向に沿って千鳥状に配置したことによ
り、可動体の姿勢を６自由度制御自在にしたものであ
り、従来例に比べて構成を簡略化でき、小型化が図れる
という効果がある。
磁石の中央脚に筒状の可動コイルを外挿して形成された
６個のリニア直流アクチュエータと、円筒状に形成され
た可動体と、該可動体の位置を検出する位置検出センサ
と、該位置検出センサの検出出力に基づいて上記可動コ
イルに流れる電流をフィードバック制御する制御手段と
を備え、コイル軸が垂直方向に一致した３個の上記可動
コイルとコイル軸が水平方向に一致した他の３個の上記
可動コイルとを上記可動体の軸方向に沿って且つ可動体
の外周面の周方向に沿って千鳥状に配置したことによ
り、可動体の姿勢を６自由度制御自在にしたものであ
り、従来例に比べて構成を簡略化でき、小型化が図れる
という効果がある。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明一実施例の概略構成図、第２図は同上の
要部分解斜視図、第３図および第４図は同上の動作説明
図、第５図は従来例の概略構成図である。 １は可動体、２はリニア直流アクチュエータ、2aは永久
磁石、2b可動コイル、3a…は位置検出センサ、４は制御
手段である。
要部分解斜視図、第３図および第４図は同上の動作説明
図、第５図は従来例の概略構成図である。 １は可動体、２はリニア直流アクチュエータ、2aは永久
磁石、2b可動コイル、3a…は位置検出センサ、４は制御
手段である。
Claims (1)
- 【請求項１】Ｅ字型の永久磁石の中央脚に筒状の可動コ
イルを外挿して形成された６個のリニア直流アクチュエ
ータと、円筒状に形成された可動体と、該可動体の位置
を検出する位置検出センサと、該位置検出センサの検出
出力に基づいて上記可動コイルに流れる電流をフィード
バック制御する制御手段とを備え、コイル軸が垂直方向
に一致した３個の上記可動コイルとコイル軸が水平方向
に一致した他の３個の上記可動コイルとを上記可動体の
軸方向に沿って且つ可動体の外周面の周方向に沿って千
鳥状に配置して成ることを特徴とする６軸姿勢制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9871990A JP2823313B2 (ja) | 1990-04-14 | 1990-04-14 | ６軸姿勢制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9871990A JP2823313B2 (ja) | 1990-04-14 | 1990-04-14 | ６軸姿勢制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04253A JPH04253A (ja) | 1992-01-06 |
| JP2823313B2 true JP2823313B2 (ja) | 1998-11-11 |
Family
ID=14227331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9871990A Expired - Lifetime JP2823313B2 (ja) | 1990-04-14 | 1990-04-14 | ６軸姿勢制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2823313B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100901592B1 (ko) | 2007-12-13 | 2009-06-08 | 현대자동차주식회사 | 엔진조립라인의 피스톤 핀 위치보정 압입장치 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102015219332A1 (de) * | 2015-10-07 | 2017-04-13 | Robert Bosch Gmbh | Sensorvorrichtung sowie Roboteranordnung mit der Sensorvorrichtung |
-
1990
- 1990-04-14 JP JP9871990A patent/JP2823313B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100901592B1 (ko) | 2007-12-13 | 2009-06-08 | 현대자동차주식회사 | 엔진조립라인의 피스톤 핀 위치보정 압입장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04253A (ja) | 1992-01-06 |
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Legal Events
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