JP5787579B2

JP5787579B2 - 把持装置

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Description

本発明は、コントローラからの指令（制御信号）に応じて電動モータを回転駆動し、把持対象物（以下「ワーク」と記載）を把持および解放する把持装置に関する。

従来、産業用ロボットや工作機械等の機械装置においては、ワークを把持するハンド等の一対のグリッパを電動モータにより作動させている。一対のグリッパを所望の開閉位置に制御するためには、電動モータの駆動軸に、電動モータの所定回転角度毎に回転パルスを発生するエンコーダを設ける。そして、所望の開閉位置に相当する原点からの回転パルス数を設定し、エンコーダからの回転パルスを原点からカウントして、設定された目標パルス数と比較して一致した位置で電動モータを停止させるように構成している。この方法は、エンコーダの分解能を高くすることが可能なため、位置の制御を高精度に行なうことができる。

一方、グリッパの基準位置である原点を基準として回転パルスをカウントするため、原点の検出精度により位置の制御精度が左右されるものである。この原点検出の方式は、大別するとセンサ方式とメカ突き当て方式に分けられるが、コストおよびスペース効率はセンサを使用することのないメカ突き当て方式が有利である。

このような突き当て方式として、従来、アームの軸がメカエンドに達して更に動こうとする時に電動モータに流れる増加電流を検出することにより、原点位置を決定するものが知られている（特許文献１参照）。この特許文献１の発明は、一対のグリッパを有する把持装置を対象としたものではないものの、把持装置においても適用することが考えられる。具体的には、一対のグリッパを電動モータにより移動させて互いに当接させ、停止した位置を原点として検出することが考えられる。

特開昭６２−２３９２０４号公報

ところで、突き当て方式として、一対のグリッパを電動モータにより移動させて相互に当接させ、停止した位置を原点として検出する方式では、当接前に一対のグリッパが停止しないように確実に当接させる必要がある。そのためには、当接位置で一対のグリッパにある程度の速度を維持する必要があり、当接後も一対のグリッパには駆動力が残ることになる。なお、一対のグリッパに駆動力を残さないと、振動あるいは衝撃を受けた場合、突き当てが不安定になる。

しかしながら、一対のグリッパに駆動力が残っていると各グリッパが弾性変形する。これにより電動モータは、各グリッパが弾性変形した分余計に回転することになる。この電動モータに接続されたエンコーダにより位置を検出するものでは、この回転により余計なパルスが発生し、本来の原点の位置から発生パルス分ずれた位置を原点として検出することになる。このずれた位置から駆動パルスを目標パルス数発生させて一対のグリッパを所定の開閉位置に移動させようとしても、一対のグリッパは、所定の開閉位置からずれた位置で止まることになり、位置制御の精度が低いものであった。

この問題については、事前にグリッパ先端が当接する位置、及び駆動力と弾性変形による力とがバランスする位置を計測し、ずれのデータを採取して補正する方法が考えられる。しかし、この計測方法として光学顕微鏡による方法等いろいろ考えられるが、グリッパ先端の当接する位置を正確に判定すること自体難しく、補正データの精度が低くなり、高精度の補正を行なうことができない。また、正確に判定するためには、グリッパや可動体本体の機構部品を高精度に加工する必要があり、コストアップを招くことになる。

そこで、本発明は、一対のグリッパの弾性変形の影響を受けない、高精度な原点検出を行える把持装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、回転する駆動軸を有する電動モータと、前記駆動軸の回転運動を直線運動に変換する回転直動変換機構と、前記回転直動変換機構により開閉動作する一対のグリッパと、前記駆動軸の回転位置に応じてパルスを発生するエンコーダと、を備えた把持装置において、前記一対のグリッパが閉動作するように指令する閉動作指令手段と、前記閉動作指令手段によって、前記一対のグリッパが、弾性変形した後停止したときに、前記電動モータへの電流の供給を停止させる電流供給停止手段と、前記電流供給停止手段により前記電動モータへの電流の供給を停止させてから前記一対のグリッパの前記弾性変形が解消するのに要する時間が経過した時点で前記エンコーダに発生したパルスを、原点パルスとして検出する原点パルス検出手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、一対のグリッパを当接させた際に、電動モータへの電流の供給を停止することで、一対のグリッパに作用していた電動モータによる駆動力がなくなり、一対のグリッパの弾性変形が解消される。これにより、一対のグリッパの弾性変形が解消した状態で原点パルスを検出することができるので、原点パルスの検出精度が向上する。

本発明の第１実施形態に係る把持装置の概略構成を示す斜視図である。エンコーダを説明するための図であり、（ａ）はエンコーダの構造を示す模式図、（ｂ）はエンコーダの出力信号を示す図である。駆動制御回路を説明するための図であり、（ａ）は駆動制御回路の構成図、（ｂ）は駆動制御回路を示す機能ブロック図である。原点パルスを検出する際のコントローラの制御動作を示すフローチャートである。図４の各ステップのグリッパの状態を示す模式図である。図４の各ステップのグリッパの状態を示す模式図である。本発明の第２実施形態に係る把持装置のコントローラの機能ブロック図である。原点パルスを検出する際のコントローラの制御動作を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る把持装置の概略構成を示す斜視図である。図１に示す把持装置１００は、ハンド１０１と、駆動制御回路１０２とを備えて構成される。

まず、ハンド１０１の構成について説明する。ハンド１０１は、平板状の基台１と、不図示の固定子と回転子とを有し、基台１の一方の面に固定された電動モータ２と、電動モータ２に接続されたエンコーダ３とを備えている。また、ハンド１０１は、基台１の他方の面に配置され、電動モータ２の駆動軸２ａの回転運動を直線運動に変換する回転直動変換機構４と、回転直動変換機構４により開閉動作して把持対象物であるワークＷを把持する一対のグリッパ５，５とを備えている。

電動モータ２は、例えばＡＣサーボモータである。電動モータ２の回転子の一部である駆動軸２ａは、基台１を貫通して基台１の他方の面側に突出している。この電動モータ２の不図示の巻線に電流を供給することにより、回転子（駆動軸２ａ）を回転させることができる。電動モータ２の回転子は、正回転方向及び逆回転方向に回転可能となっており、電動モータ２の巻線に通電する通電パターンを変更することにより、回転子の回転方向を変更することができる。エンコーダ３は、電動モータ２の回転子（駆動軸２ａ）の回転方向及び回転角度に同期したパルスを発生して出力するロータリエンコーダである。回転直動変換機構４は、ラックアンドピニオン機構で構成され、電動モータ２の駆動軸２ａに設けられたピニオン６と、ピニオン６を間に挟んでピニオン６に噛み合い、ピニオン６の回転運動を直線運動に変換する一対のラック７，７とを備えている。

また、ハンド１０１は、基台１の他方の面に互いに平行な状態で固定された一対のリニアガイドレール８，８を備えている。また、ハンド１０１は、リニアガイドレール８に嵌合するガイド溝９ａを有し、各ラック７に固定され、リニアガイドレール８に移動可能に支持された一対のリニアガイド９，９を備えている。

各グリッパ５は、ラック７に固定された基端部５ａと、基端部５ａから互いに平行に延び、弾性変形（撓み変形）可能な直線部５ｂと、直線部５ｂの先端から互いに向かい合う方向に突出してワークＷに当接させる把持部５ｃとを有している。

以上の構成で、電動モータ２の回転駆動によってピニオン６が正回転及び逆回転することにより、一対のラック７，７が一対のリニアガイドレール８，８に沿って互いに反対方向に直動駆動され、グリッパ５，５が開閉動作を行う。

次に、エンコーダ３について図２を参照しながら詳細に説明する。図２（ａ）はエンコーダ３の構造を示すもので、エンコーダ３は、電動モータ２の回転軸２ａに固定された回転板１３と、回転板１３を挟んで対向して配置された、ＬＥＤ１４及び２個のフォトダイオード（ＰＤ）１５，１６とを有して構成される。

回転板１３には、電動モータ２の回転軸２ａと同心円上に多数のスリット１３ａ，１３ｂが形成されている。スリット１３ａ，１３ｂは、互いにスリット幅の１／２ずれて形成されている。ＬＥＤ１４はスリット１３ａ，１３ｂの両方を照明し、ＰＤ１５，１６は各々のスリット１３ａ，１３ｂに対向して配置され、スリット１３ａを透過した光束をＰＤ１５が受光し、スリット１３ｂを透過した光束をＰＤ１６が受光する。

図２（ｂ）は、ＰＤ１５，１６からの信号を二値化処理したパルス出力を示したものである。このパルス出力は電動モータ２の回転子の回転角に対応するので、電動モータ２の回転子の回転位置を検出することができる。また、スリット１３ａ，１３ｂは、スリット幅の１／２ずれて形成されているので、各々のパルス出力は１／４位相ずれる。したがって、パルスの立ち上がり、立下りのタイミングから電動モータ２の回転子の正回転、逆回転を検出できる。

図３（ａ）は、電動モータ２の駆動制御回路１０２を示すもので、コントローラ１１と、駆動部としての駆動回路１２とを有して構成される。コントローラ１１は、ＣＰＵ１１ａ、ＲＯＭ１１ｂ、ＲＡＭ１１ｃ、入力部１１ｄ及び出力部１１ｅを有するマイクロコンピュータと、不図示の周辺機器とで構成され、駆動回路１２に電流指令を示す制御信号を出力する。コントローラ１１の出力部１１ｅから制御信号が駆動回路１２へ出力されると、駆動回路１２は、電動モータ２に制御信号に応じた電流を供給する。これにより、コントローラ１１は、電動モータ２の位置制御（正転及び逆転駆動）及びトルク制御を行う。電動モータ２の作動は、エンコーダ３のパルス出力として検出され、コントローラ１１へフィードバックされる。

コントローラ１１のＲＯＭ１１ｂには、予めＣＰＵ１１ａに動作させる制御プログラムが格納されており、ＣＰＵ１１ａがＲＯＭ１１ｂから制御プログラムを読み出して制御プログラムを実行することにより、以下に示す各部として機能する。なお、ＲＯＭ１１ｂは書き換え可能な不揮発性メモリであり、各種設定値を変更することが可能となっている。

図３（ｂ）は、コントローラ１１を有する駆動制御回路１０２の機能ブロック図を示している。コントローラ１１は、カウント手段としての第１のカウント部２１、目標パルス数設定手段としての目標パルス数設定部２２及び指令手段としての第１の指令部２３を有している。

第１のカウント部２１は、エンコーダ３にて発生したパルスの数をアップダウンカウントするものであり、駆動軸２ａが正回転したときにはパルス数をカウントアップし、駆動軸２ａが逆回転したときにはパルス数をカウントダウンする。この第１のカウント部２１は、一対のグリッパ５，５が閉状態（一対のグリッパ５，５の把持部５ｃが互いに当接している状態）のときにエンコーダ３に発生する原点パルスを基準にカウントするものである。ここで、本第１実施形態では、一対のグリッパ５，５を閉動作する方向に回転軸２ａが回転する場合を正回転とし、一対のグリッパ５，５を開動作する方向に回転軸２ａが回転する場合を逆回転とする。つまり、一対のグリッパ５，５が閉じるように回転軸２ａが回転するときには、パルス数がカウントアップされ、一対のグリッパ５，５が開くように回転軸２ａが回転するときには、パルス数がカウントダウンされるように構成されている。

目標パルス数設定部２２は、一対のグリッパ５，５を目標開閉位置にするための目標パルス数を設定する。ここで、目標パルス数を設定するとは、目標パルス数を示すデータ信号を、入力部１１ｄで入力し、ＣＰＵ１１ａが目標パルス数として読み出し可能な状態でＲＯＭ１１ｂ（又はＲＡＭ１１ｃ）等の記憶部に記憶させることである。

第１の指令部２３は、第１のカウント部２１によりカウントされたパルス数が、設定された目標パルス数となるように、駆動回路１２に電動モータ２への電流の供給を指令する制御信号を出力する。この制御信号はコントローラ１１の出力部１１ｅから出力される。

ところで、コントローラ１１のＣＰＵ１１ａは、エンコーダ３が出力するパルスのうち、何れのパルスが原点パルスであるかを予め認識しておく必要がある。本第１実施形態では、コントローラ１１は、目標パルス数に基づく第１の指令部２３の動作に先立って、予め原点パルスを検出する動作を行う。具体的にはコントローラ１１は、第２のカウント部２４、閉動作指令手段及び電流供給停止手段としての第２の指令部２５、時間設定手段としての時間設定部２６、タイマ手段としてのタイマ部２７及び原点パルス検出手段としての原点パルス検出部２８を有する。

図４は、原点パルスを検出する際のコントローラ１１の制御動作を示すフローチャートであり、図５及び図６は、図４の各ステップのグリッパ５，５の状態を示す模式図である。以下、各部２４〜２８の制御動作について、図３〜図６を参照しながら詳細に説明する。

まず、コントローラ１１は、原点検出ルーチンのスタートする（Ｓ１）。このとき、一対のグリッパ５，５は、図５（ａ）に示すように、一定の距離開いた開閉位置にある。次に、第２の指令部２５は、開状態の一対のグリッパ５，５が一定の速度で閉動作するように駆動回路１２に電動モータ２への電流の供給を指令する制御信号を出力する（Ｓ２：閉動作指令手段）。

これにより、図５（ｂ）に示すように一対のグリッパ５，５が閉動作を行い、図５（ｃ）に示すようにグリッパ５，５の先端の把持部５ｃが互いに突き当たる。この当接状態で一対のグリッパ５，５の閉動作を継続すると、一対のグリッパ５，５が弾性変形（撓み変形）する。本実施形態では、グリッパ５の直線部５ｂが主に弾性変形する。そして、図６（ａ）に示すように一対のグリッパ５，５の弾性変形力と電動モータ２の駆動力とが釣り合う点で、一対のグリッパ５，５の閉動作が停止する。

この間、第２のカウント部２４は、エンコーダ３により発生して出力されたパルスをカウントしており、第２の指令部２５は、図４に示すエンコーダ出力チェック（Ｓ３）により、第２のカウント部２４のカウントをモニタしている。そして、第２の指令部２５は、一対のグリッパ５，５の閉動作が停止してエンコーダ３の出力が停止し、第２のカウント部２４によるカウントが停止したとき、電動モータ２への通電を停止させる（Ｓ４：電流供給停止手段）。つまり、第２の指令部２５は、駆動回路１２に電動モータ２への電流の供給を停止させる指令を示す制御信号を出力する。この通電停止により、一対のグリッパ５，５に作用していた電動モータ２による駆動力がなくなるので、弾性変形していた一対のグリッパ５，５が、図６（ｂ）に示すように弾性変形力により、開方向に移動し始める。

このとき、第２の指令部２５は、電動モータ２への通電を停止させると同時に、タイマ部２７に計時を開始させる。従って、タイマ部２７は、第２の指令部２５により電動モータ２への電流の供給を停止させた時点から計時を開始する（Ｓ５：タイマ手段）。

ここで、時間設定部２６は、予め、タイマ部２７に計時させる設定時間Ｔを設定する。設定時間Ｔを設定するとは、設定時間Ｔを示すデータ信号を、入力部１１ｄで外部機器（不図示）から入力し、ＣＰＵ１１ａが計時する際に設定時間Ｔの情報として読み出し可能な状態でＲＯＭ１１ｂ（又はＲＡＭ１１ｃ）等の記憶部に記憶させることである。つまり、タイマ部２７は、電動モータ２を停止させた時点から設定された設定時間Ｔだけ計時する。なお、設定時間Ｔは、一対のグリッパ５，５の弾性変形が解消するのに要する時間であって、予め実験により求めた時間である。

タイマ部２７は、設定時間Ｔが経過していなければ（Ｓ６：Ｎｏ）、計時を続行し、設定時間Ｔが経過した場合（Ｓ６：Ｙｅｓ）、計時をストップする（Ｓ７）。このとき、一対のグリッパ５，５は、蓄勢された弾性変形力による開き作動が終了すると、図６（ｃ）に示すようにグリッパ５，５は先端が互いに当接した状態で停止する。そして、タイマ部２７による計時がストップされたのを受けて、原点パルス検出部２８は、タイマ部２７による計時終了の時点でエンコーダ３に発生したパルスを、原点パルスとして検出する（Ｓ８：原点パルス検出手段）。この原点パルス位置は、例えばコントローラ１１のＲＡＭ１１ｃに記憶される。以上の動作で、原点検出ルーチンが終了する（Ｓ９）。

タイマ手段は必ずしも必須ではないが、タイマ手段を備えておけばグリッパ５の撓みが解消される前に誤って原点パルスが検出されることを防止することができる。以上の構成により、一対のグリッパ５，５を当接させた際に、電動モータ２への電流の供給を停止することで、一対のグリッパ５，５に作用していた電動モータ２による駆動力がなくなり、一対のグリッパ５，５の弾性変形が解消される。そして、グリッパ５，５に突き当て力が働かず、グリッパ５，５の直線部５ｂの撓みが解消した状態で原点パルスを検出することができる。したがって、一対のグリッパ５，５の撓みによる位置ずれを解消することができ、高精度な原点パルスの検出が可能となる。

また、一対のグリッパ５，５が相互に当接して電動モータ２が回転駆動を停止したことを、エンコーダ３のパルスより検出して電動モータ２への通電を停止するので、グリッパ５，５の突き当て状態を保持するために電動モータ２に電流を流し続ける必要がない。したがって、突き当てによる電動モータ２の発熱の防止することになり、耐久性および信頼性の向上、さらに省電力化を図ることを可能とする。

さらに、本第１実施形態では、電動モータ２が停止した後、通電を停止し、グリッパ５，５に生じた撓みが解消されるまでの解放時間のデータを取り、データより求めた解放時間を、設定時間Ｔとしている。そして、この設定時間Ｔの経過後にエンコーダ３から出力されるパルス出力を原点パルスとして検出するようにしている。したがって、グリッパ５，５に生じた撓みが解消される前に誤って原点パルスが検出されることを防止し、信頼性の高い原点検出が可能となる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る把持装置について説明する。図７は、本発明の第２実施形態に係る把持装置のコントローラ１１Ａの機能ブロック図を示している。なお、本第２実施形態において、上記第１実施形態と同様の構成については同一符号を付して説明を省略する。

本第２実施形態では、コントローラ１１Ａにおける原点パルスの検出動作が、上記第１実施形態のコントローラ１１における原点パルスの検出動作と異なるものである。なお、コントローラ１１Ａにおけるハードウェアの構成は、上記第１実施形態のコントローラ１１と同様であり、異なるのは、ＲＯＭ１１ｂに記憶されている制御プログラムである。

本第２実施形態のコントローラ１１Ａは、図７に示すように、上記第１実施形態と同様、カウント手段としての第１のカウント部２１、目標パルス数設定手段としての目標パルス数設定部２２及び指令手段としての第１の指令部２３を有している。またコントローラ１１Ａは、第２のカウント部２４、閉動作指令手段及び電流供給停止手段としての第２の指令部２５Ａ、時間設定手段としての時間設定部２６、タイマ手段としてのタイマ部２７を有している。またコントローラ１１Ａは、電流停止時カウント手段としての第３のカウント部２９、パルス数上下限値設定手段としてのパルス数上下限値設定部３０、比較手段としての比較部３１及び原点パルス検出手段としての原点パルス検出部２８Ａを有している。

図８は、原点パルスを検出する際のコントローラ１１Ａの制御動作を示すフローチャートである。以下、コントローラの各機能部の制御動作について、図７及び図８を参照しながら詳細に説明する。

まず、コントローラ１１Ａは、原点検出ルーチンのスタートする（Ｓ１１）。このとき、一対のグリッパ５，５は、一定の距離開いた開閉位置にある。次に、第２の指令部２５Ａは、開状態の一対のグリッパ５，５が一定の速度で閉動作するように駆動回路１２に電動モータ２への電流の供給を指令する制御信号を出力する（Ｓ１２：閉動作指令手段）。

これにより、一対のグリッパ５，５が閉動作を行い、グリッパ５，５の先端の把持部５ｃが互いに当接し、さらに弾性変形（撓み変形）しつつ、グリッパ５，５が閉動作を継続する。そして、一対のグリッパ５，５の弾性変形力と電動モータ２の駆動力とが釣り合う点で、一対のグリッパ５，５の閉動作が停止する。

この間、第２のカウント部２４は、エンコーダ３により発生して出力されたパルスをカウントしており、第２の指令部２５Ａは、エンコーダ出力チェック（Ｓ１３）により、第２のカウント部２４のカウントをモニタしている。そして、第２の指令部２５Ａは、一対のグリッパ５，５の閉動作が停止してエンコーダ３の出力が停止し、第２のカウント部２４によるカウントが停止したとき、電動モータ２への通電を停止させる（Ｓ１４：電流供給停止手段）。つまり、第２の指令部２５Ａは、駆動回路１２に電動モータ２への電流の供給を停止させる指令を示す制御信号を出力する。

そして、第２の指令部２５Ａは、電動モータ２への通電を停止させると同時に、タイマ部２７に計時を開始させる。従って、タイマ部２７は、第２の指令部２５Ａにより電動モータ２への電流の供給を停止させた時点から計時を開始する（Ｓ１５：タイマ手段）。

更に、本第２実施形態では、第２の指令部２５Ａは、第３のカウント部２９にエンコーダ３に発生したパルスの数をカウント開始させるためのトリガを第３のカウント部２９に出力する。これにより、第３のカウント部２９は、タイマ部２７による計時開始の時点からエンコーダ３に発生したパルスの数をカウントする（Ｓ１６）。

次に、タイマ部２７は、設定時間Ｔが経過していなければ（Ｓ１７：Ｎｏ）、計時を続行し、設定時間Ｔが経過した場合（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、計時をストップする（Ｓ１８）。また、タイマ部２７は、計時をストップすると同時に、第３のカウント部２９に、パルス数のカウントを停止させるためのトリガを第３のカウント部２９に出力する。これにより、第３のカウント部２９は、エンコーダ３に発生したパルスの数のカウントを終了する（Ｓ１９）。つまり、第３のカウント部２９は、タイマ部２７による計時開始の時点から計時終了の時点までの間にエンコーダ３に発生したパルスの数をカウントする。

パルス数上下限値設定部３０は、比較部３１にて、カウントしたパルス数と比較するためのパルス数の上限値Ａ及び下限値Ｂを設定している。

ここで、本第２実施形態では、上記第１実施形態と同様に、一対のグリッパ５，５が閉じるように回転軸２ａが回転するときを正回転としてパルス数がカウントアップされるように構成されている。また、一対のグリッパ５，５が開くように回転軸２ａが回転するときを逆回転としてパルス数がカウントダウンされるように構成されている。したがって、タイマ部２７に計時されている間は、一対のグリッパ５，５は開く方向に移動するので、回転軸２ａは逆回転し、第３のカウント部２９は、負の方向に増加するパルス数をカウントすることとなる。したがって、設定される上限値Ａ及び下限値Ｂは、負の値である。そして、大きさ（絶対値）では、下限値Ｂの方が上限値Ａよりも大きい。ここで上限値Ａ及び下限値Ｂを設定するとは、外部機器からの上限値Ａ及び下限値Ｂを示すデータ信号を入力部１１ｄで入力し、ＣＰＵ１１ａが上限値Ａ及び下限値Ｂとして読み出し可能な状態でＲＯＭ１１ｂ（又はＲＡＭ１１ｃ）等の記憶部に記憶させることである。

次に、比較部３１は、第３のカウント部２９によりカウントされたパルス数と上限値Ａ及び下限値Ｂとを比較する（Ｓ２０）。具体的には、比較部３１は、第３のカウント部２９によりカウントされたパルス数が、下限値Ｂと上限値Ａとの間の数値範囲以内であるか否かを判断する。

ここで、上限値Ａ及び下限値Ｂは、第３のカウント部２９によりカウントされたパルス数が一対のグリッパ５，５の弾性変形が解消する際にカウントされると想定される値の上限値及び下限値であり、実験により予め求められた結果が反映された値である。

比較部３１は、比較処理の結果、第３のカウント部２９によりカウントされたパルス数が上限値Ａと下限値Ｂとの間の範囲内である場合（Ｓ２０：Ｙｅｓ）、原点パルス検出部２８Ａに原点パルスを検出させる。つまり、原点パルス検出部２８Ａは、タイマ部２７による計時終了の時点でエンコーダ３に発生したパルスを、原点パルスとして検出する（Ｓ２１）。この原点パルス位置は、例えばコントローラ１１のＲＡＭ１１ｃに記憶される。以上の動作で、原点検出ルーチンが終了する（Ｓ２２）。

また、比較部３１は、比較処理の結果、第３のカウント部２９によりカウントされたパルス数が上限値Ａと下限値Ｂとの間の範囲外である場合（Ｓ２０：Ｎｏ）、第２の指令部２５Ａに再度、原点検出ルーチンを行うように指示する。これを受けた第２の指令部２５Ａは、一対のグリッパ５，５を一定幅に一定の速度で開動作させる指令を示す制御信号を駆動回路１２に出力する（Ｓ２３）。そして、原点検出ルーチンのスタートの処理（Ｓ１１）に戻り、再度、原点検出ルーチンをスタートさせる。

つまり、第３のカウント部２９によりカウントされたパルス数が上限値Ａを上回った場合、一対のグリッパ５，５に過大な負荷が作用したと考えられる。また、第３のカウント部２９によりカウントされたパルス数が下限値Ｂを下回った場合、一対のグリッパ５，５に振動や衝撃が作用したと考えられる。このような場合には、そのときのパルスを原点パルスとして検出せずに、再度原点検出ルーチンを実行するのがよく、更に信頼性の高い原点検出が可能となる。

以上、本第２実施形態では、一対のグリッパ５，５を当接させた際に、電動モータ２への電流の供給を停止することで、一対のグリッパ５，５に作用していた電動モータ２による駆動力がなくなり、一対のグリッパ５，５の弾性変形が解消される。そして、グリッパ５，５に突き当て力が働かず、グリッパ５，５の直線部５ｂの撓みが解消した状態で原点パルスを検出することができる。したがって、一対のグリッパ５，５の撓みによる位置ずれを解消することができ、高精度な原点パルスの検出が可能となる。

さらに、本第２実施形態では、電動モータ２が停止した後、通電を停止し、グリッパ５，５に生じた撓みが解消されるまでの解放時間のデータを取り、データより求めた解放時間を、設定時間Ｔとしている。そして、この設定時間Ｔの経過後にエンコーダ３から出力されるパルス出力を原点パルスとして検出するようにしている。したがって、グリッパ５，５に生じた撓みが解消される前に誤って原点パルスが検出されることを防止し、信頼性の高い原点検出が可能となる。

なお、上記実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。上記第２実施形態では、第３のカウント部２９によりカウントされたパルス数が上限値Ａと下限値Ｂとの間の範囲外である場合には、再度、原点検出ルーチンを実行するようにしたがこれに限定するものではない。再度、原点検出ルーチンを実行せずに、作業者において確認できるように、エラー情報を報知するようにしてもよい。

また、上記第２実施形態では、一対のグリッパ５，５が閉じるように回転軸２ａが回転するときを正回転としてパルス数がカウントアップされる場合について説明した。また、一対のグリッパ５，５が開くように回転軸２ａが回転するときを逆回転としてパルス数がカウントダウンされる場合について説明した。しかし、これに限定するものではなく、一対のグリッパ５，５が開くように回転軸２ａが回転するときを正回転としてパルス数がカウントアップされるように構成してもよい。そして、一対のグリッパ５，５が閉じるように回転軸２ａが回転するときを逆回転としてパルス数がカウントダウンされるように構成されていてもよい。この場合、タイマ部２７に計時されている間は、一対のグリッパ５，５は開く方向に移動するので、回転軸２ａは正回転し、第３のカウント部２９は、正の方向に増加するパルス数をカウントすることとなる。したがって、設定される上限値Ａ及び下限値Ｂは、正の値である。そして、大きさ（絶対値）では、上限値Ａの方が下限値Ｂよりも大きい。

同様に、上記第１実施形態において、一対のグリッパ５，５が開くように回転軸２ａが回転するときを正回転としてパルス数がカウントアップされるように構成してもよい。そして、一対のグリッパ５，５が閉じるように回転軸２ａが回転するときを逆回転としてパルス数がカウントダウンされるように構成されていてもよい。

２…電動モータ、２ａ…駆動軸、３…エンコーダ、４…回転直動変換機構、５…グリッパ、１２…駆動回路、２１…第１のカウント部、２２…目標パルス数設定部、２３…第１の指令部、２４…第２のカウント部、２５…第２の指令部、２５Ａ…第２の指令部、２６…時間設定部、２７…タイマ部、２８…原点パルス検出部、２８Ａ…原点パルス検出部、２９…第３のカウント部、３０…パルス数上下限値設定部、３１…比較部、１００…把持装置

Claims

回転する駆動軸を有する電動モータと、
前記駆動軸の回転運動を直線運動に変換する回転直動変換機構と、
前記回転直動変換機構により開閉動作する一対のグリッパと、
前記駆動軸の回転位置に応じてパルスを発生するエンコーダと、を備えた把持装置において、
前記一対のグリッパが閉動作するように指令する閉動作指令手段と、
前記閉動作指令手段によって、前記一対のグリッパが、弾性変形した後停止したときに、前記電動モータへの電流の供給を停止させる電流供給停止手段と、
前記電流供給停止手段により前記電動モータへの電流の供給を停止させてから前記一対のグリッパの前記弾性変形が解消するのに要する時間が経過した時点で前記エンコーダに発生したパルスを、原点パルスとして検出する原点パルス検出手段と、を備えたことを特徴とする把持装置。
前記電流供給停止手段により前記電動モータへの電流の供給を停止させた時点から計時を開始するタイマ手段と、
前記タイマ手段に計時させる時間を設定する時間設定手段と、を更に有し、
前記原点パルス検出手段は、前記タイマ手段による計時を終了した時点で前記エンコーダに発生したパルスを、前記原点パルスとして検出することを特徴とする請求項１記載の把持装置。
前記タイマ手段による計時を開始した時点から計時を終了した時点までの間に前記エンコーダに発生したパルスの数をカウントする電流停止時カウント手段と、
パルス数の上限値及び下限値を設定するパルス数上下限値設定手段と、
前記電流停止時カウント手段によりカウントされたパルス数と前記上限値及び前記下限値とを比較する比較手段と、を更に有し、
前記原点パルス検出手段は、前記比較手段による比較の結果、前記電流停止時カウント手段によりカウントされたパルス数が前記上限値と前記下限値との間の範囲内である場合に限り、前記タイマ手段による計時を終了した時点で前記エンコーダに発生したパルスを、前記原点パルスとして検出し、
前記電流停止時カウント手段によりカウントされたパルス数が前記上限値と前記下限値との間の範囲内でない場合は、前記タイマ手段による計時を終了した時点で前記エンコーダに発生したパルスを、前記原点パルスとして検出しないことを特徴とする請求項２記載の把持装置。