JP5976609B2 - Electric gripper device and origin return method of electric gripper - Google Patents
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Description
本発明は、例えばワークを把持する把持部材がモータにより開閉する電動グリッパに関し、電源投入時等のタイミングで当該把持部材を原点に正確かつ短時間のうちに復帰させる場合に適用して好適なものである。 The present invention relates to, for example, an electric gripper in which a gripping member that grips a workpiece is opened and closed by a motor, and is suitable for application in a case where the gripping member is returned to the origin accurately and in a short time at power-on timing. It is.
従来、国内生産設備ではグローバル化による国際競争力の激化が一層増しており、また携帯端末では世界的EMS(Electronics Manufacturing Service)が台頭し、集約的手作業における変動原因を避ける必要が迫っている。自動化の電動化においては、ラインの設計、立上時間短縮とその信頼性が要望されている。 In the past, the global competitiveness of domestic production facilities has been intensifying, and the global EMS (Electronics Manufacturing Service) has emerged in mobile terminals, and there is an urgent need to avoid the causes of fluctuations in intensive manual operations. . In the electrification of automation, line design, shortening of start-up time and reliability are demanded.
自動化製造分野においてロボットの手となる電動グリッパは、多関節ロボットの軸先端やX、Y、Z軸電動テーブルに装着され、ワークの組み立て、搬送等に使用されている。このような電動グリッパにおいては、ライン稼働時にワークの突き当てが起きたり、ワークの取付異常が発生することがある。 In the automated manufacturing field, an electric gripper that becomes a hand of a robot is mounted on the shaft tip of an articulated robot or an X, Y, Z axis electric table, and is used for assembling or conveying a workpiece. In such an electric gripper, a workpiece may be abutted during line operation, or a workpiece mounting abnormality may occur.
このため電動グリッパでは、ワークを把持する爪等の把持部材を電源投入時等に原点位置に復帰させることが要求されており、例えば、モータエンコーダがモータ1回転毎にZ相信号を出力するので、そのZ相信号に基づいて把持部材に連結されたモータのモータ軸を当該把持部材の原点位置に復帰させるギア付きモータが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 For this reason, the electric gripper is required to return the gripping member such as a claw for gripping the workpiece to the origin position when the power is turned on, for example, because the motor encoder outputs a Z-phase signal every rotation of the motor. A geared motor that returns the motor shaft of a motor connected to a gripping member to the origin position of the gripping member based on the Z-phase signal has been proposed (for example, see Patent Document 1).
一般的に、電動グリッパには把持部材の開閉を制御するコントローラが設けられており、当該コントローラがロータリエンコーダによりモータ1回転毎に1回検出される機械的原点を表すZ相信号に基づいて把持部材を原点位置に復帰させる原点復帰方式と、当該コントローラがZ相信号を用いることなく把持部材を原点位置に復帰させる原点復帰方式とが有る。ここでは、Z相信号に基づいて把持部材を原点位置に復帰させる原点復帰方式について以下説明する。 Generally, an electric gripper is provided with a controller for controlling opening and closing of a gripping member, and the controller grips based on a Z-phase signal representing a mechanical origin detected once for each motor rotation by a rotary encoder. There are an origin return method in which the member is returned to the origin position, and an origin return method in which the controller returns the gripping member to the origin position without using a Z-phase signal. Here, an origin return method for returning the gripping member to the origin position based on the Z-phase signal will be described below.
なお、Z相信号に基づく原点復帰方式には、把持部材の全ストローク中にZ相信号が1回のみ検出される場合と、把持部材の全ストローク中にZ相信号が複数回検出される場合とがある。次の図6および図7においては、把持部材(この場合は片側一方の爪の把持部材)の全ストローク中にZ相信号が1回のみ検出される場合(把持部材の全ストロークでモータが1回転し、Z相信号の検出が1回のみとなる例えばシングルカム方式の場合等)の原点復帰方式について説明する。 Note that in the origin return method based on the Z-phase signal, the Z-phase signal is detected only once during the entire stroke of the gripping member, and the Z-phase signal is detected multiple times during the entire stroke of the gripping member. There is. 6 and 7, when the Z-phase signal is detected only once during the entire stroke of the gripping member (in this case, the gripping member of one claw on one side) (the motor is 1 in the entire stroke of the gripping member). An origin return method that rotates and detects the Z-phase signal only once (for example, in the case of a single cam method) will be described.
図6において、電動グリッパの電源オフによる把持部材の停止位置を原点復帰開始位置S1として、電動グリッパの電源オンによりコントローラが原点復帰動作をスタートさせる。このときコントローラは、電源投入後、原点復帰開始位置S1の近傍に存在するA相0%、B相100%の励磁電流となる位置まで把持部材を移動させ、そのときロータリエンコーダのカウンタ値を「0」にリセットしておく。
In FIG. 6, the stop position of the gripping member when the power of the electric gripper is turned off is set as the origin return start position S1, and the controller starts the origin return operation when the power of the electric gripper is turned on. At this time, after the power is turned on, the controller moves the gripping member to a position where the excitation currents of the A phase 0% and the
そして、(1)第1段階として、コントローラがモータのA相コイル、B相コイルに対する励磁の順番を逆にすることにより、把持部材をグリッパ閉方向からグリッパ開方向へ移動させ、当該把持部材をストローク端StENDに突き当てた後に停止させる。 (1) As a first step, the controller moves the gripping member from the gripper closing direction to the gripper opening direction by reversing the excitation order of the A-phase coil and B-phase coil of the motor. Stop after hitting the stroke end StEND.
(2)第2段階として、コントローラは図中示される励磁パターンの励磁電流をモータのA相コイル、B相コイルに対して順番に流す。これによりコントローラは、電動グリッパの把持部材をストローク端StENDからグリッパ閉方向へ移動させて機械的原点であるZ相信号がロータリエンコーダにより検出されるZ相位置SZまで動かし、ストローク端StENDからZ相位置SZまで把持部材が移動したときのZ相移動距離Lmpに相当するロータリエンコーダのカウンタ値(パルス数)を実測する。 (2) As the second stage, the controller sequentially applies the excitation current of the excitation pattern shown in the figure to the A-phase coil and B-phase coil of the motor. As a result, the controller moves the gripping member of the electric gripper from the stroke end StEND to the gripper closing direction to move the Z-phase signal, which is the mechanical origin, to the Z-phase position SZ detected by the rotary encoder, and from the stroke end StEND to the Z-phase. The counter value (number of pulses) of the rotary encoder corresponding to the Z-phase moving distance Lmp when the gripping member moves to the position SZ is actually measured.
ここで、ストローク端StENDから所定の設定距離Lop(既定値)だけ離れた位置が目標原点位置TG1として予め設定されているとともに、この目標原点位置TG1からグリッパ開方向へ向かって最初にA相0%、B相100%の励磁電流となる位置が把持部材の最終的な原点位置G1として設定されている。 Here, a position that is separated from the stroke end StEND by a predetermined set distance Lop (predetermined value) is preset as a target origin position TG1, and from the target origin position TG1 toward the gripper opening direction, the A phase 0 is initially set. %, The position where the B phase is 100% is set as the final origin position G1 of the gripping member.
ところで、モータ1回転に1回検出されるZ相信号と、次の1回転で検出される次のZ相信号との間には、A相0%、B相100%の励磁電流となる位置が例えば50回も存在するので、この場合は、目標原点位置TG1からグリッパ開方向へ向かって最初にA相0%、B相100%の励磁電流となる位置が原点位置G1として設定されているのである。
By the way, between the Z-phase signal detected once in one motor rotation and the next Z-phase signal detected in the next one rotation, the position where the excitation current of the A phase is 0% and the B phase is 100%. In this case, for example, the position where the excitation current of the A phase 0% and the
(3)第3段階として、コントローラがモータのA相コイル、B相コイルに対する励磁の順番を逆にして、Z相位置SZから目標原点位置TG1に移動させるための目標原点復帰距離Lz2p(=Lmp−Lop)を算出し、その目標原点復帰距離Lz2pに相当するパルス数を指令値として当該モータに出力することにより、モータを指令値のパルス数分だけ逆回転させ、目標原点位置TG1まで把持部材を移動させる。 (3) As a third step, the controller returns the target origin return distance Lz2p (= Lmp) for moving from the Z phase position SZ to the target origin position TG1 by reversing the excitation order for the A phase coil and B phase coil of the motor. -Lop) is calculated, and the number of pulses corresponding to the target home position return distance Lz2p is output to the motor as a command value, so that the motor rotates backward by the number of pulses of the command value and the gripping member reaches the target home position TG1. Move.
その後、(4)第4段階として、コントローラが目標原点位置TG1からグリッパ開方向へ向かって把持部材を移動させ、最初にA相0%、B相100%の励磁電流となる位置で励磁を停止することにより、当該把持部材を目標原点位置TG1から最終的な原点位置G1まで移動して原点復帰させる。なお、この原点位置G1は、把持部材が設定上、移動を開始していない移動距離0mmの位置である。 After that, (4) As the fourth stage, the controller moves the gripping member from the target origin position TG1 in the gripper opening direction, and stops excitation at the position where the excitation current of the A phase is 0% and the B phase is 100% first. As a result, the gripping member is moved from the target origin position TG1 to the final origin position G1 to return to the origin. The origin position G1 is a position with a moving distance of 0 mm where the gripping member has not started moving because of the setting.
ところで、図6に示された電動グリッパとは別の図7に示された電動グリッパにおいては、モータ軸と把持部材のカム部材との取付位置がばらつく等の個体差によって、A相0%、B相100%の励磁電流となる位置すなわち把持部材の原点位置G1が異なっている。このため、上述したような第1段階から第4段階のような手順で原点復帰動作を行った場合であっても、電動グリッパ毎に原点位置G1にずれが生じてしまう。 By the way, in the electric gripper shown in FIG. 7 different from the electric gripper shown in FIG. 6, the A phase is 0% due to individual differences such as variation in the mounting position of the motor shaft and the cam member of the gripping member. The position where the excitation current of the B phase is 100%, that is, the origin position G1 of the gripping member is different. For this reason, even when the origin return operation is performed in the procedure from the first stage to the fourth stage as described above, the origin position G1 is shifted for each electric gripper.
このように電動グリッパにおいては、個々の電動グリッパ毎に把持部材の原点位置G1や把持有効範囲が個体差により異なっているため、複数の電動グリッパを新たに取り付けたり、電動グリッパを交換したときには、運転稼働時に実機にて個別に調整したり、個々の電動グリッパの把持部材に取り付けられた爪の形状を設計変更する等、運転開始までに多大な時間を要していた。 In this way, in the electric gripper, since the origin position G1 of the gripping member and the gripping effective range differ for each individual electric gripper due to individual differences, when a plurality of electric grippers are newly attached or the electric grippers are replaced, It took a lot of time to start operation, such as making individual adjustments with actual machines during operation and changing the design of the shape of the claws attached to the gripping members of the individual electric grippers.
次に、把持部材の全ストローク中にZ相信号が複数回検出される場合(把持部材の全ストロークでモータが多回転し、Z相信号の検出が複数ある例えばダブルカム方式やボールねじの場合等)の原点復帰方式について説明する。 Next, when the Z-phase signal is detected multiple times during the entire stroke of the gripping member (the motor rotates multiple times during the entire stroke of the gripping member and there are multiple detections of the Z-phase signal, for example, in the case of a double cam system or ball screw) ) Will be described.
なお、把持部材の全ストローク中にZ相信号が2回以上検出される場合において、Z相位置SZとZ相検出開始位置ZSS1(後述する)とが離れている場合と、Z相位置SZとZ相検出開始位置ZSS1とが近接している場合とがあり、それぞれについて説明する。 When the Z-phase signal is detected twice or more during the entire stroke of the gripping member, the Z-phase position SZ and the Z-phase detection start position ZSS1 (described later) are separated, and the Z-phase position SZ There are cases where the Z-phase detection start position ZSS1 is close to each other, and each will be described.
図8において、Z相位置SZとZ相検出開始位置ZSS1(後述する)とが離れている場合、コントローラは、電源投入後、原点復帰開始位置S1の近傍に存在するA相0%、B相100%の励磁電流となる位置まで把持部材を移動させ、そのときロータリエンコーダのカウンタ値を「0」にリセットしておく。 In FIG. 8, when the Z-phase position SZ and the Z-phase detection start position ZSS1 (described later) are separated, the controller turns on the A phase 0% and B-phase existing in the vicinity of the origin return start position S1 after the power is turned on. The gripping member is moved to a position where the excitation current is 100%, and the counter value of the rotary encoder is reset to “0” at that time.
そして、(1)第1段階として、電動グリッパの電源オンによりコントローラが原点復帰動作をスタートしたとき、コントローラは把持部材をグリッパ閉方向からグリッパ開方向へ移動させ、当該把持部材をストローク端StENDに突き当てた後に停止させる。 Then, (1) as the first stage, when the controller starts the home return operation by turning on the electric gripper, the controller moves the gripping member from the gripper closing direction to the gripper opening direction, and moves the gripping member to the stroke end StEND. Stop after hitting.
(2)第2段階として、コントローラは図6中に示される励磁パターンと同様に励磁電流をモータのA相コイル、B相コイルに対して順番に流し、電動グリッパの把持部材を移動させるが、この場合、原点位置EG1を越えたZ相検出開始位置ZSS1まで把持部材を移動させる。つまり、Z相検出動作を行うことなく把持部材をZ相検出開始位置ZSS1まで速やかに移動させる。ここでZ相検出開始位置ZSS1は、目標原点位置TG1と同じであり、ストローク端StENDから所定の設定距離Lop(既定値)だけ離れた位置となっている。 (2) As the second stage, the controller sequentially applies an excitation current to the A phase coil and B phase coil of the motor in the same manner as the excitation pattern shown in FIG. In this case, the gripping member is moved to the Z-phase detection start position ZSS1 beyond the origin position EG1. That is, the gripping member is quickly moved to the Z-phase detection start position ZSS1 without performing the Z-phase detection operation. Here, the Z-phase detection start position ZSS1 is the same as the target origin position TG1, and is a position away from the stroke end StEND by a predetermined set distance Lop (default value).
原点位置EG1を越えたZ相検出開始位置ZSS1まで把持部材を移動させる理由は、把持部材の全ストローク中にZ相信号が複数回検出されるため、ストローク端StENDから最終的な原点位置EG1までの間にZ相信号が存在した場合に、そのZ相信号が検出されてしまうと、この方法では本来の原点位置EG1を見つけることができなくなり、当該原点位置EG1に把持部材を原点復帰させることができなくなるからである。 The reason for moving the gripping member to the Z-phase detection start position ZSS1 beyond the origin position EG1 is that the Z-phase signal is detected multiple times during the entire stroke of the gripping member, so the stroke end StEND to the final origin position EG1 If a Z-phase signal is detected during this period and the Z-phase signal is detected, the original origin position EG1 cannot be found with this method, and the gripping member is returned to the origin at the origin position EG1. It is because it becomes impossible.
(3)第3段階として、コントローラはZ相検出開始位置ZSS1(目標原点位置TG1)からZ相信号がロータリエンコーダにより検出されるZ相位置SZまでZ相検出動作を行いながら把持部材を動かす。これによりコントローラは、ストローク端StEND側から原点位置EG1を越えて存在する最初のZ相信号を検出することができ、このとき、ストローク端StENDからZ相位置SZまで把持部材が移動したZ相移動距離Lmpに相当するロータリエンコーダのカウンタ値(パルス数)を実測する。 (3) As a third stage, the controller moves the gripping member while performing the Z-phase detection operation from the Z-phase detection start position ZSS1 (target origin position TG1) to the Z-phase position SZ where the Z-phase signal is detected by the rotary encoder. As a result, the controller can detect the first Z-phase signal that exists beyond the origin position EG1 from the stroke end StEND side. At this time, the gripping member has moved from the stroke end StEND to the Z-phase position SZ. Measure the counter value (number of pulses) of the rotary encoder corresponding to the distance Lmp.
(4)第4段階として、コントローラがモータのA相コイル、B相コイルに対する励磁の順番を逆にして、Z相位置SZからZ相検出開始位置ZSS1(目標原点位置TG1)まで移動するための目標原点復帰距離Lz2p(=Lmp−Lop)を算出し、その目標原点復帰距離Lz2pに相当するパルス数を指令値として当該モータに出力することにより、当該指令値のパルス数分だけモータを逆回転させ、目標原点位置TG1まで把持部材を移動させる。 (4) As the fourth stage, the controller reverses the excitation order for the A-phase coil and B-phase coil of the motor and moves from the Z-phase position SZ to the Z-phase detection start position ZSS1 (target origin position TG1). By calculating the target home position return distance Lz2p (= Lmp-Lop) and outputting the number of pulses corresponding to the target home position return distance Lz2p as a command value to the motor, the motor rotates backward by the number of pulses of the command value. The gripping member is moved to the target origin position TG1.
その後、(5)第5段階として、コントローラが目標原点位置TG1からグリッパ開方向へ向かって把持部材を移動させ、最初にA相0%、B相100%の励磁電流となる位置で励磁を停止することにより、当該把持部材を目標原点位置TG1から最終的な原点位置EG1まで移動して原点復帰させることができる。 After that, (5) As the fifth stage, the controller moves the gripping member from the target origin position TG1 in the gripper opening direction, and stops the excitation at the position where the excitation current of the A phase is 0% and the B phase is 100% first. As a result, the gripping member can be moved from the target origin position TG1 to the final origin position EG1 to return to the origin.
これに対して、図9において、原点位置EG1を越えた最初のZ相位置SZ1とZ相検出開始位置ZSS1とが近接している場合の原点復帰動作について説明する。この場合も、図8に示されたようにZ相位置SZとZ相検出開始位置ZSS1とが離れている場合と同様であり、コントローラは、電源投入後、原点復帰開始位置S1の近傍に存在するA相0%、B相100%の励磁電流となる位置まで把持部材を移動させ、そのときロータリエンコーダのカウンタ値を「0」にリセットしておく。 On the other hand, referring to FIG. 9, the origin return operation when the first Z-phase position SZ1 beyond the origin position EG1 and the Z-phase detection start position ZSS1 are close to each other will be described. In this case, as shown in FIG. 8, the Z-phase position SZ and the Z-phase detection start position ZSS1 are similar to each other, and the controller exists in the vicinity of the origin return start position S1 after the power is turned on. The gripping member is moved to a position where the excitation current of the A phase is 0% and the B phase is 100%. At that time, the counter value of the rotary encoder is reset to “0”.
そして、(1)第1段階として、コントローラが原点復帰開始位置S1から原点復帰動作をスタートしたとき、把持部材をグリッパ閉方向からグリッパ開方向へ移動させ、当該把持部材をストローク端StENDに突き当てた後に停止させる。 (1) As the first stage, when the controller starts the home position return operation from the home position return start position S1, the gripping member is moved from the gripper closing direction to the gripper opening direction, and the gripping member is abutted against the stroke end StEND. Stop after.
(2)第2段階として、コントローラは把持部材をストローク端StENDから所定の設定距離Lop1(既定値)だけ動かすことにより、原点位置EG1を越えたZ相検出開始位置ZSS1(目標原点位置TG1)まで把持部材を移動させる。 (2) As the second step, the controller moves the gripping member from the stroke end StEND by a predetermined set distance Lop1 (default value) to the Z-phase detection start position ZSS1 (target origin position TG1) beyond the origin position EG1. The gripping member is moved.
(3)第3段階として、コントローラはZ相検出開始位置ZSS1(目標原点位置TG1)から最初のZ相信号がロータリエンコーダにより検出される1回目のZ相位置SZ1まで動かす。このとき、Z相検出開始位置ZSS1(目標原点位置TG1)と1回目のZ相位置SZ1との間隔は非常に近接している。 (3) As a third stage, the controller moves from the Z-phase detection start position ZSS1 (target origin position TG1) to the first Z-phase position SZ1 where the first Z-phase signal is detected by the rotary encoder. At this time, the interval between the Z phase detection start position ZSS1 (target origin position TG1) and the first Z phase position SZ1 is very close.
コントローラは、ストローク端StENDから1回目のZ相位置SZ1まで把持部材が移動したときのZ相移動距離Lmp1に相当するロータリエンコーダのカウンタ値(パルス数)を実測する。 The controller measures the counter value (number of pulses) of the rotary encoder corresponding to the Z-phase moving distance Lmp1 when the gripping member moves from the stroke end StEND to the first Z-phase position SZ1.
(4)第4段階として、コントローラがモータのA相コイル、B相コイルに対する励磁の順番を逆にして、1回目のZ相位置SZ1から目標原点位置TG1(Z相検出開始位置ZSS1)に移動させるための目標原点復帰距離Lz2p(=Lmp1−Lop1)に相当するパルス数を指令値として当該モータに出力することにより、モータを指令値のパルス数分だけ逆回転させ、目標原点位置TG1まで把持部材を移動させる。 (4) As the fourth stage, the controller reverses the excitation order for the A-phase coil and B-phase coil of the motor and moves from the first Z-phase position SZ1 to the target origin position TG1 (Z-phase detection start position ZSS1). Output the number of pulses corresponding to the target home position return distance Lz2p (= Lmp1-Lop1) to the motor as a command value, so that the motor rotates backward by the number of pulses of the command value and grips to the target home position TG1 Move the member.
その後、(5)第5段階として、コントローラが目標原点位置TG1からグリッパ開方向へ向かって把持部材を移動させ、最初にA相0%、B相100%の励磁電流となる位置で励磁を停止することにより、当該把持部材を目標原点位置TG1から最終的な原点位置EG1まで移動して原点復帰させる。 After that, (5) As the fifth stage, the controller moves the gripping member from the target origin position TG1 in the gripper opening direction, and stops the excitation at the position where the excitation current of the A phase is 0% and the B phase is 100% first. As a result, the gripping member is moved from the target origin position TG1 to the final origin position EG1 to return to the origin.
しかしながら、2回目の原点復帰動作において、(6)第6段階として、コントローラが原点復帰開始位置S1から把持部材をグリッパ開方向へ移動させ、当該把持部材をストローク端StENDに突き当てる際にストローク端StENDと把持部材との間に異物が挟まった場合、(7)第7段階として、その誤ったストローク端bからZ相検出開始位置ZSS1(目標原点位置TG1)までの距離Lop1′(Lop1=Lop1′)だけ移動させると、当初想定していたZ相検出開始位置ZSS1(目標原点位置TG1)とは異なる誤った誤Z相検出開始位置ZX1に把持部材が移動してしまう。 However, in the second home position return operation, (6) as the sixth stage, the controller moves the gripping member from the home position return start position S1 in the gripper opening direction and hits the gripping member against the stroke end StEND. When a foreign object is caught between StEND and the gripping member, (7) As a seventh step, the distance Lop1 ′ (Lop1 = Lop1) from the erroneous stroke end b to the Z-phase detection start position ZSS1 (target origin position TG1) If only ') is moved, the gripping member moves to an erroneous erroneous Z-phase detection start position ZX1 different from the initially assumed Z-phase detection start position ZSS1 (target origin position TG1).
(8)第8段階として、その誤Z相検出開始位置ZX1からZ相信号検出動作が開始されると、コントローラは1回目で検出したZ相位置SZ1とは異なる2番目のZ相位置SZ2を検出してしまうことになり、ストローク端bから2番目のZ相位置SZ2までのZ相移動距離Lmp2を実測することになる。このZ相移動距離Lmp2に基づいて、Z相位置SZ2からZ相検出開始位置ZSS1(目標原点位置TG1)に移動させるための目標原点復帰距離Lz2p(=Lmp2−Lop1′)を算出しても、1回目のZ相検出開始位置ZSS1(目標原点位置TG1)に到達することはできず、正確な原点復帰を行うことができなかった。 (8) As the eighth stage, when the Z-phase signal detection operation is started from the erroneous Z-phase detection start position ZX1, the controller sets the second Z-phase position SZ2 different from the Z-phase position SZ1 detected in the first time. Thus, the Z-phase moving distance Lmp2 from the stroke end b to the second Z-phase position SZ2 is actually measured. Based on this Z-phase movement distance Lmp2, even if the target origin return distance Lz2p (= Lmp2-Lop1 ') for moving from the Z-phase position SZ2 to the Z-phase detection start position ZSS1 (target origin position TG1) is calculated, The first Z-phase detection start position ZSS1 (target origin position TG1) could not be reached, and accurate origin return could not be performed.
このように、従来の方法では、電動グリッパの個体差により把持部材の原点位置を揃えられなかったり(図6、図7)、ストローク端StENDと把持部材との間の異物等の影響により当該把持部材を正確に原点復帰することができないうえ(図9)、原点復帰動作が煩雑であるため、多くの生産ライン立上時間やライン再稼働時間を要するという問題があった。 As described above, in the conventional method, the origin position of the gripping member cannot be aligned due to individual differences of the electric grippers (FIGS. 6 and 7), or the gripping is caused by the influence of foreign matter between the stroke end StEND and the gripping member. The member cannot be accurately returned to the origin (FIG. 9), and the origin return operation is complicated, so that many production line start-up times and line restart times are required.
本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、把持部材を正確に原点復帰させることができると共に、生産ライン立上時間やライン再稼働時間を短縮することのできる電動グリッパ装置および電動グリッパの原点復帰方法を提案しようとするものである。 The present invention has been made to solve such a problem. An electric gripper device and an electric motor capable of accurately returning the gripping member to the origin and reducing the production line start-up time and the line reactivation time. It is intended to propose a gripper origin return method.
かかる課題を解決するため請求項1の発明においては、モータのモータ軸の回転に伴ってA相信号、B相信号およびZ相信号を出力するエンコーダと、前記モータ軸と機械的に接続され一定のストローク範囲で移動自在に支持された把持部材と、前記エンコーダから出力される前記Z相信号に基づいて前記把持部材を原点復帰させる制御部とを備え、前記制御部は、前記把持部材におけるグリッパ開方向のストローク端から一定の設定距離だけ離れた位置を原点位置として設定し、電源投入後、原点復帰の指令時に前記把持部材の現在位置を原点復帰開始位置として、そこから前記把持部材を前記ストローク端まで移動させ、当該ストローク端から前記Z相信号が検出されるZ相位置まで前記把持部材を移動させたときのZ相移動距離を検出し、当該Z相移動距離から前記設定距離を減算することにより原点復帰移動距離を求め、当該原点復帰移動距離に従って前記把持部材を移動させることにより前記原点位置に原点復帰させるようにする。 In order to solve this problem, in the first aspect of the present invention, an encoder that outputs an A-phase signal, a B-phase signal, and a Z-phase signal as the motor shaft of the motor rotates, and the motor shaft are mechanically connected and fixed A gripping member that is movably supported within a stroke range, and a control unit that returns the gripping member to the origin based on the Z-phase signal output from the encoder, and the control unit includes a gripper in the gripping member. A position that is a predetermined set distance away from the stroke end in the opening direction is set as the origin position, and after turning on the power, when the origin return command is given, the current position of the gripping member is set as the origin return start position. Moves to the stroke end and detects the Z-phase movement distance when the gripping member is moved from the stroke end to the Z-phase position where the Z-phase signal is detected , Determine the homing travel by subtracting the set distance from the Z-phase moving distance, so as to homing to the original position by moving the gripping member in accordance with the homing travel distance.
請求項2の本発明において、前記制御部は、前記把持部材の移動可能な全ストロークが前記モータのモータ1回転当たりの前記把持部材の移動量よりも小さい場合、前記把持部材の全ストローク中に前記Z相信号が1回のみ検出される機種であると判別するようにする。
In this invention of
請求項3の発明において、前記Z相位置が前記把持部材の全ストロークの中心になるように組み立てるため、前記把持部材の全ストロークの中心となる位置に前記モータのモータ軸を予め固定した状態で、前記Z相位置に合わせた状態の前記エンコーダが前記モータに取り付けられているようにする。
In the invention of
請求項4の発明において、前記制御部は、前記把持部材の前記ストローク端から前記Z相信号が検出される前記Z相位置までの移動距離が前記把持部材の全ストロークにおける一定の中心範囲に含まれるか否かを判定することにより前記Z相位置が前記把持部材の全ストロークの中心範囲にあることを確認するようにする。
In the invention according to
請求項5の発明において、モータのモータ軸の回転に伴ってA相信号、B相信号およびZ相信号を出力するエンコーダと、前記モータ軸と機械的に接続され一定のストローク範囲で移動自在に支持された把持部材と、前記エンコーダから出力される前記Z相信号に基づいて前記把持部材を原点復帰させる制御部とを備え、前記制御部は、前記把持部材におけるグリッパ開方向のストローク端から一定の設定距離だけ離れた位置を原点位置として設定し、電源投入後、原点復帰の指令時に前記把持部材の現在位置を原点復帰開始位置として、そこから前記把持部材を前記ストローク端まで移動させ、当該ストローク端から前記原点位置を越えた1回目Z相検出開始位置まで移動させ、当該1回目Z相検出開始位置から前記Z相信号の検出を開始し、当該Z相信号が検出されたときの前記ストローク端から前記Z相位置までのZ相移動距離を検出し、当該Z相移動距離から前記設定距離を減算することにより原点復帰移動距離を求め、当該原点復帰移動距離に従って前記把持部材を移動させることにより前記原点位置に原点復帰させるようにする。 According to a fifth aspect of the invention, an encoder that outputs an A-phase signal, a B-phase signal, and a Z-phase signal as the motor shaft of the motor rotates, is mechanically connected to the motor shaft, and is movable within a certain stroke range. A gripping member that is supported, and a control unit that returns the gripping member to the origin based on the Z-phase signal output from the encoder, the control unit being fixed from a stroke end of the gripping member in the gripper opening direction. A position separated by the set distance is set as the origin position, and after turning on the power, when the origin return command is given, the current position of the gripping member is set as the origin return start position, and the gripping member is moved from there to the stroke end. Move from the stroke end to the first Z-phase detection start position beyond the origin position, and start detecting the Z-phase signal from the first Z-phase detection start position , Detecting the Z-phase movement distance from the stroke end to the Z-phase position when the Z-phase signal is detected, and subtracting the set distance from the Z-phase movement distance to obtain the origin return movement distance, The origin is returned to the origin position by moving the gripping member according to the origin return movement distance.
請求項6の発明において、前記制御部は、2度目以降の原点復帰動作において、前記1回目Z相検出開始位置よりもグリッパ閉方向であり、前記Z相位置よりも一定量だけ前記ストローク端側へ戻った2回目Z相検出開始位置まで前記ストローク端から前記把持部材を移動させ、当該2回目Z相検出開始位置から前記Z相信号の検出を開始し、当該Z相信号が検出されたときの前記ストローク端から前記Z相位置までの前記Z相移動距離を検出し、当該Z相移動距離から前記設定距離を減算することにより原点復帰移動距離を求め、当該原点復帰移動距離に従って前記把持部材を移動させることにより前記原点位置に原点復帰させるようにする。
In the invention of
請求項7の発明において、前記制御部は、前記把持部材の移動可能な全ストロークが前記モータのモータ1回転当たりの前記把持部材の移動量以上の場合、前記把持部材の全ストローク中に前記Z相信号が複数回検出される機種であると判別するようにする。
In the invention according to
請求項8の発明では、モータのモータ軸の回転に伴ってA相信号、B相信号およびZ相信号を出力するエンコーダと、前記モータ軸と機械的に接続され一定のストローク範囲で移動自在に支持された把持部材と、前記エンコーダから出力される前記Z相信号に基づいて前記把持部材を原点復帰させる制御部とを備えた電動グリッパ装置の原点復帰方法において、前記制御部は、前記把持部材におけるグリッパ開方向のストローク端から一定の設定距離だけ離れた位置を原点位置として設定する原点位置設定ステップと、電源投入後、原点復帰の指令時に前記把持部材の現在位置を原点復帰開始位置として、そこから前記把持部材を前記ストローク端まで移動させるストローク端移動ステップと、前記ストローク端から前記Z相信号が検出されるZ相位置まで前記把持部材を移動させたときのZ相移動距離を検出するZ相移動距離検出ステップと、前記Z相移動距離から前記原点設定距離を減算することにより原点復帰移動距離を求める原点復帰移動距離算出ステップと、前記原点復帰移動距離に従って前記把持部材を移動させることにより前記原点位置に原点復帰させる原点復帰ステップとを有するようにする。
In the invention of
請求項9の発明では、モータのモータ軸の回転に伴ってA相信号、B相信号およびZ相信号を出力するエンコーダと、前記モータ軸と機械的に接続され一定のストローク範囲で移動自在に支持された把持部材と、前記エンコーダから出力される前記Z相信号に基づいて前記把持部材を原点復帰させる制御部とを備えた電動グリッパ装置の原点復帰方法において、前記制御部は、前記把持部材におけるグリッパ開方向のストローク端から一定の設定距離だけ離れた位置を原点位置として設定する原点位置設定ステップと、電源投入後、原点復帰の指令時に前記把持部材の現在位置を原点復帰開始位置として、そこから前記把持部材を前記ストローク端まで移動させるストローク端移動ステップと、前記ストローク端から前記原点位置を越えた1回目Z相検出開始位置まで移動させる1回目Z相検出開始位置移動ステップと、前記1回目Z相検出開始位置から前記Z相信号の検出を開始し、当該Z相信号が検出されたときの前記ストローク端から前記Z相位置までのZ相移動距離を検出するZ相移動距離検出ステップと、前記Z相移動距離から前記原点設定距離を減算することにより原点復帰移動距離を求める原点復帰移動距離算出ステップと、前記原点復帰移動距離に従って前記把持部材を移動させることにより前記原点位置に原点復帰させる原点復帰ステップとを有するようにする。 According to the ninth aspect of the present invention, an encoder that outputs an A-phase signal, a B-phase signal, and a Z-phase signal as the motor shaft of the motor rotates, and mechanically connected to the motor shaft and movable within a certain stroke range. In the origin return method of the electric gripper device, comprising: a supported grip member; and a control unit for returning the grip member to the origin based on the Z-phase signal output from the encoder. The origin position setting step for setting the position away from the stroke end in the gripper opening direction as the origin position at the origin position, the current position of the gripping member as the origin return start position at the time of origin return command after power-on, A stroke end moving step for moving the gripping member from there to the stroke end, and 1 exceeding the origin position from the stroke end. The first Z-phase detection start position moving step for moving to the first Z-phase detection start position, and the detection of the Z-phase signal from the first Z-phase detection start position, and when the Z-phase signal is detected A Z-phase movement distance detection step for detecting a Z-phase movement distance from the stroke end to the Z-phase position, and an origin return movement distance calculation for obtaining an origin return movement distance by subtracting the origin setting distance from the Z-phase movement distance. And an origin return step for returning the origin to the origin position by moving the gripping member according to the origin return movement distance.
請求項1の発明によれば、把持部材におけるグリッパ開方向のストローク端から一定の設定距離だけ離れた位置を原点位置として設定し、ストローク端からZ相位置までのZ相移動距離から設定距離を減算することにより求めた原点復帰移動距離に従って把持部材を原点復帰させるので、原点復帰までの時間を短縮しながら複数の電動グリッパ間の個体差を無くした原点位置に把持部材を原点復帰させることができる。 According to the first aspect of the present invention, a position that is a fixed set distance away from the stroke end in the gripper opening direction of the gripping member is set as the origin position, and the set distance is determined from the Z-phase moving distance from the stroke end to the Z-phase position. Since the gripping member is returned to the home position according to the home position return movement distance obtained by subtraction, the gripping member can be returned to the home position at which the individual difference between the plurality of electric grippers is eliminated while shortening the time to return to the home position. it can.
請求項2の発明によれば、制御部は、把持部材の移動可能な全ストロークがモータのモータ1回転当たりの把持部材の移動量よりも小さい場合、把持部材の全ストローク中にZ相信号が1回のみ検出される機種であると判別することができる。 According to the second aspect of the present invention, when the entire stroke of the gripping member that can be moved is smaller than the movement amount of the gripping member per one rotation of the motor, the control unit generates a Z-phase signal during the entire stroke of the gripping member. It can be determined that the model is detected only once.
請求項3の発明によれば、把持部材の全ストロークの中心となる位置にモータのモータ軸を予め固定した状態で、Z相位置に合わせた状態のエンコーダがモータに取り付けられているため、Z相位置が把持部材の全ストロークの中心に位置付けられる。 According to the third aspect of the invention, since the motor shaft of the motor is fixed in advance at a position that becomes the center of the entire stroke of the gripping member and the encoder in the state adjusted to the Z-phase position is attached to the motor, Z The phase position is positioned at the center of the full stroke of the gripping member.
請求項4の発明によれば、制御部は、把持部材のストローク端からZ相位置までのZ相移動距離が把持部材の全ストロークにおける一定の中心範囲に含まれるか否かを判定することによりZ相位置が把持部材の全ストロークの中心範囲にあることを確認することができる。
According to the invention of
請求項5の発明によれば、把持部材におけるグリッパ開方向のストローク端から一定の設定距離だけ離れた位置を原点位置として設定し、ストローク端から原点位置を越えた1回目Z相検出開始位置まで移動させ、当該1回目Z相検出開始位置からZ相位置までのZ相移動距離から設定距離を減算することにより求めた原点復帰移動距離に従って把持部材を原点復帰させるので、把持部材の全ストローク中にZ相信号が複数回検出される場合であっても、原点復帰までの時間を短縮しながら複数の電動グリッパ間の個体差を無くした原点位置に把持部材を原点復帰させることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, a position that is a predetermined set distance away from the stroke end in the gripper opening direction of the gripping member is set as the origin position, and from the stroke end to the first Z-phase detection start position that exceeds the origin position. The gripping member is returned to the origin according to the origin return movement distance obtained by subtracting the set distance from the Z-phase movement distance from the first Z-phase detection start position to the Z-phase position. Even when the Z-phase signal is detected a plurality of times, it is possible to return the gripping member to the origin at the origin position that eliminates the individual difference between the plurality of electric grippers while shortening the time until the origin return.
請求項6の発明によれば、2度目以降の原点復帰動作において、1回目Z相検出開始位置よりもグリッパ閉方向であり、Z相位置よりも一定量だけストローク端側へ戻った2回目Z相検出開始位置までストローク端から把持部材を移動させ、当該2回目Z相検出開始位置からZ相位置までのZ相移動距離を検出し、当該Z相移動距離から設定距離を減算することにより求めた原点復帰移動距離に従って把持部材を原点復帰させるので、2度目以降の原点復帰までの時間を更に短縮することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, in the second and subsequent home-return operations, the second Z that is in the gripper closing direction from the first Z-phase detection start position and returns to the stroke end side by a certain amount from the Z-phase position. Obtained by moving the gripping member from the stroke end to the phase detection start position, detecting the Z phase movement distance from the second Z phase detection start position to the Z phase position, and subtracting the set distance from the Z phase movement distance Since the gripping member is returned to the origin according to the origin return movement distance, the time until the origin return after the second time can be further shortened.
請求項7の発明によれば、把持部材の移動可能な全ストロークがモータのモータ1回転当たりの把持部材の移動量以上の場合、把持部材の全ストローク中にZ相信号が複数回検出される機種であると判別することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, when the total movable stroke of the gripping member is equal to or greater than the movement amount of the gripping member per one rotation of the motor, the Z-phase signal is detected a plurality of times during the entire stroke of the gripping member. It can be determined that it is a model.
請求項8の発明によれば、把持部材におけるグリッパ開方向のストローク端から一定の設定距離だけ離れた位置を原点位置として設定し、ストローク端からZ相位置までのZ相移動距離から設定距離を減算することにより求めた原点復帰移動距離に従って把持部材を原点復帰させるので、原点復帰までの時間を短縮しながら複数の電動グリッパ間の個体差を無くした原点位置に把持部材を原点復帰させることができる。
According to the invention of
請求項9の発明によれば、把持部材におけるグリッパ開方向のストローク端から一定の設定距離だけ離れた位置を原点位置として設定し、ストローク端から原点位置を越えた1回目Z相検出開始位置まで移動させ、当該1回目Z相検出開始位置からZ相位置までのZ相移動距離から設定距離を減算することにより求めた原点復帰移動距離に従って把持部材を原点復帰させるので、把持部材の全ストローク中にZ相信号が複数回検出される場合であっても、原点復帰までの時間を短縮しながら複数の電動グリッパ間の個体差を無くした原点位置に把持部材を原点復帰させることができる。 According to the ninth aspect of the present invention, a position that is a predetermined set distance away from the stroke end in the gripper opening direction of the gripping member is set as the origin position, and from the stroke end to the first Z-phase detection start position that exceeds the origin position. The gripping member is returned to the origin according to the origin return movement distance obtained by subtracting the set distance from the Z-phase movement distance from the first Z-phase detection start position to the Z-phase position. Even when the Z-phase signal is detected a plurality of times, it is possible to return the gripping member to the origin at the origin position that eliminates the individual difference between the plurality of electric grippers while shortening the time until the origin return.
次に、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
<電動グリッパ装置の全体構成>
図1においては、本発明に係る電動グリッパ装置100を示し、電動グリッパ101、当該電動グリッパ101を制御する電動グリッパ用制御装置104によって構成されている。
<Overall configuration of electric gripper device>
FIG. 1 shows an
電動グリッパ101は、電動アクチュエータ102およびグリッパ部103により構成されている。電動グリッパ用制御装置104は、制御装置用電源106、電動アクチュエータ動力用電源107およびPLC(programmable logic controller)またはパーソナルコンピュータ108と接続されている。
The
電動グリッパ用制御装置104は、制御装置用電源106から電力供給を受けることにより動作し、電動アクチュエータ動力用電源107からの電力を電動アクチュエータ102に供給することにより当該電動アクチュエータ102を駆動させる。
The electric
<電動グリッパ用制御装置およびグリッパ部の構成>
図2に示すように、電動グリッパ用制御装置104は全体を統括制御する制御部としてのCPU(Central Processing Unit)110を有し、当該CPU110にはROM(Read Only Memory)111、RAM(Random Access Memory)112、不揮発性メモリであるEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)113およびステッピングモータ116を動作させるドライバ114、およびインターフェース119を介してPLCまたはパーソナルコンピュータ108が接続されている。
<Configuration of Electric Gripper Control Device and Gripper Unit>
As shown in FIG. 2, the
CPU110は、ROM(Read Only Memory)111に記憶されている基本プログラムおよび原点復帰プログラム等のアプリケーションプログラムをワークエリアとして用いられるRAM(Random Access Memory)112に展開し、後述する本発明の原点復帰動作等を実行する。
The
電動グリッパ101の電動アクチュエータ102は、モータとしてのステッピングモータ116および当該ステッピングモータ116に組み込まれるエンコーダとしてのロータリエンコーダ115によって構成されている。ロータリエンコーダ115は、ステッピングモータ116のモータ軸116aの回転に伴って90度位相の異なるA相信号、B相信号が電動グリッパ用制御装置104のCPU110へ出力されるとともに、モータ1回転毎に1回検出される機械的原点を表すZ相信号がCPU110へ出力される。
The
グリッパ部103は、ステッピングモータ116のモータ軸116aに機械的に接続されて正逆回転するカム部材117と、当該カム部材117に機械的に接続され、そのカム部材117を介してワークを挟み付けたり開放するグリッパ開閉のための把持部材(この場合は片側一方の爪の把持部材)118とによって構成されている。
The
電動グリッパ用制御装置104のCPU110は、原点復帰プログラムに従って電動グリッパ101の電動アクチュエータ102のステッピングモータ116を制御することにより当該ステッピングモータ116のモータ軸116aを介してグリッパ部103の把持部材に対する原点復帰動作および開閉動作等を実行させるように構成されている。
The
<把持部材の全ストローク中にZ相信号が1回のみ検出される機種の原点復帰動作>
電動グリッパ装置100では、原点復帰動作を始める前に、把持部材118の全ストローク中にZ相信号が1回のみ検出される機種であるか、2回以上検出される機種であるかを最初に判別する必要がある。
<Home return operation for models in which the Z-phase signal is detected only once during the entire stroke of the gripping member>
In the
電動グリッパ用制御装置104のCPU110は、原点復帰プログラムに従って把持部材118の移動可能なストロークStがステッピングモータ116のモータ1回転当たりの把持部材118の移動量Ldよりも小さいという第1関係式St<Ldを満たすか否かを判別し、その第1関係式St<Ldを満たす場合には、把持部材118の全ストローク中にZ相信号が1回のみ検出される機種であると自動的に判別する。
The
この場合、図3に示すように、電動グリッパ用制御装置104のCPU110は、原点復帰プログラムに従って原点復帰開始位置S1から把持部材118の原点復帰動作をスタートさせる。
In this case, as shown in FIG. 3, the
このときCPU110は電源投入後、原点復帰開始位置S1の近傍に存在するA相0%、B相100%の励磁電流となる位置まで把持部材を移動させ、そのときロータリエンコーダ115のカウンタ値を「0」にリセットしておく。
At this time, after the power is turned on, the
(1)第1段階として、PLCまたはパーソナルコンピュータ108からの指令に基づいてCPU110は、ステッピングモータ116のA相コイル、B相コイルに対する励磁の順番を逆にして図中示される励磁パターンの励磁電流をA相コイルおよびB相コイルに流すことにより、ステッピングモータ116のモータ軸116aおよびカム部材117を介して把持部材118をグリッパ閉方向からグリッパ開方向へ移動させ、当該把持部材118をストローク端StENDに突き当てさせた後に停止させる。
(1) As a first step, based on a command from the PLC or
(2)第2段階として、CPU110はステッピングモータ116のA相コイル、B相コイルに対して図中示される励磁パターンの励磁電流をA相コイル、B相コイルの順番に流す。これによりCPU110は、電動グリッパ101の把持部材118をストローク端StENDから移動させてZ相信号がロータリエンコーダ115により検出されるZ相位置SZまで動かし、ストローク端StENDからZ相位置SZまで把持部材118が移動したZ相移動距離Lmpに相当するロータリエンコーダ115のカウンタ値(パルス数)を実測し、このZ相移動距離Lmp(パルス数)を各種パラメータの初期化されたEEPROM113に記憶する。
(2) As a second stage, the
ここでは、ストローク端StENDから所定の設定距離Lop(既定値)だけ離れた位置が最終的な原点位置EG1として設定されている。この原点位置EG1は従来の目標原点位置TG1(図6)と同じであり、本発明では従来の目標原点位置TG1が最終的な原点位置EG1として設定されているのである。なお、この原点位置EG1は、ストローク端StENDから所定の設定距離Lop(既定値)だけ離れており、複数の電動グリッパ101のそれぞれにおいて共通な個体差の無い位置である。
Here, a position that is separated from the stroke end StEND by a predetermined set distance Lop (default value) is set as the final origin position EG1. This origin position EG1 is the same as the conventional target origin position TG1 (FIG. 6). In the present invention, the conventional target origin position TG1 is set as the final origin position EG1. The origin position EG1 is a predetermined set distance Lop (predetermined value) from the stroke end StEND, and is a position having no individual difference common to each of the plurality of
(3)第3段階として、CPU110はステッピングモータ116のA相コイル、B相コイルに対する励磁の順番を逆にして、Z相位置SZから最終的な原点位置EG1へ把持部材118を移動させるための原点復帰移動距離Lz2p(=Lmp−Lop)を算出し、その原点復帰移動距離Lz2pに相当するパルス数を指令値としてドライバ114からステッピングモータ116へ出力することにより、Z相位置SZから把持部材118を最終的な原点位置EG1に原点復帰させる。
(3) As a third stage, the
このようにCPU110は、ストローク端StENDから所定の設定距離Lop(既定値)だけ離れた従来の目標原点位置TG1を本発明の最終的な原点位置EG1として設定し、Z相位置SZから原点位置EG1に把持部材118を移動させることにより原点復帰させることができるので、従来の原点復帰動作と比べて、個体差の有るA相0%、B相100%の励磁電流となる位置への移動が不要となる分だけ原点復帰動作時間を短縮することができる。
In this way, the
そのうえ、ストローク端StENDから所定の設定距離Lop(既定値)だけ離れた最終的な原点位置EG1には電動グリッパ101毎の個体差が無いので、複数の電動グリッパ101の把持部材118の原点位置を全て揃えることができる。
In addition, since there is no individual difference for each
続いて、2回目以降の原点復帰動作では、1回目の原点復帰動作時にEEPROM113に記憶しておいたストローク端StENDからZ相位置SZまでのZ相移動距離Lmpと、2回目の原点復帰動作時に実測したストローク端StENDからZ相位置SZまでのZ相移動距離Lmpとを比較する。
Subsequently, in the second and subsequent home-return operations, the Z-phase movement distance Lmp from the stroke end StEND to the Z-phase position SZ stored in the
その結果、CPU110は1回目のZ相移動距離Lmpと2回目のZ相移動距離Lmpとが一致しているか、或いはその差が所定の閾値以下であれば機械的なズレは何ら発生しておらず、2回目の原点復帰動作についても正常に行われていると認識し、1回目に記憶しておいたZ相移動距離Lmp(若しくは2回目の移動距離Lmp)を用いて2回目の原点復帰移動距離Lz2pを算出した後、1回目の原点復帰動作と同様に把持部材118を原点復帰移動距離Lz2pに従い最終的な原点位置EG1に移動させることにより原点復帰を行う。
As a result, if the first Z-phase movement distance Lmp matches the second Z-phase movement distance Lmp, or if the difference is equal to or less than a predetermined threshold, no mechanical deviation has occurred. In addition, the second home position return operation is recognized as being performed normally, and the second home position return operation is performed using the Z-phase moving distance Lmp (or the second moving distance Lmp) stored in the first time. After the movement distance Lz2p is calculated, the origin return is performed by moving the gripping
これに対して、CPU110は1回目のZ相移動距離Lmpと2回目のZ相移動距離Lmpとの比較結果が所定の閾値以下ではない場合、例えばストローク端StENDと把持部材との間に異物等が挟まる等の障害が発生していると認識する。
On the other hand, when the comparison result between the first Z-phase movement distance Lmp and the second Z-phase movement distance Lmp is not less than a predetermined threshold, the
そして、この場合、CPU110は2回目のZ相移動距離Lmpを用いることなく、1回目に記憶しておいたZ相移動距離Lmpを用いて原点復帰移動距離Lz2pを算出し、当該原点復帰移動距離Lz2pに基づいてZ相位置SZから最終的な原点位置EG1まで把持部材118を移動させることにより原点復帰を行う。
In this case, the
これにより、例えストローク端StENDと把持部材118との間に異物等が挟まる等の障害が発生している場合であっても、CPU110は把持部材118を確実に原点復帰させることができるのである。
As a result, even when a failure such as a foreign object is caught between the stroke end StEND and the gripping
なおCPU110は、1回目の原点復帰動作時に記憶しておいたZ相移動距離Lmpと、2回目の原点復帰動作において実測したZ相移動距離Lmp2との比較結果が所定の閾値以下ではない場合、アラーム等により警告することによりストローク端SeENDと把持部材との間に異物が挿入した等の異常をユーザに認識させることができる。
The
さらにCPU110は、原点位置EG1におけるロータリエンコーダ115のカウンタ値Ce0を記憶しておき、原点位置EG1から把持部材118を移動させたときの現在位置Cpにおけるロータリエンコーダ115のカウンタ値Ceを実測する。これによりCPU110は、原点位置EG1からの把持部材118の現在位置Cp(=Ce−Ce0)を算出し、この現在位置Cpの値をユーザに提示することができる。
Further, the
<Z相位置が把持部材のストロークの中心付近となるように取り付ける方法>
把持部材118の全ストローク中にZ相信号が1回のみ検出される電動グリッパ101の機種では、Z相位置SZが把持部材118の全ストロークの中心となるように組み立てるための治具を作成し、Z相位置SZを把持部材118の全ストロークの中心に位置させるため、先に組み付けられたステッピングモータ116のモータ軸を把持部材118の全ストロークの中心となるような位置に固定した状態で、Z相位置SZに合わせた状態のロータリエンコーダ115がステッピングモータ116に取り付けられるようにすればよい。
<Attaching method so that the Z-phase position is near the center of the stroke of the gripping member>
In the model of the
これにより電動グリッパ装置100では、Z相位置SZが把持部材118の全ストロークの中心になるように組み立てることができるので、Z相位置SZをステッピングモータ116のモータ回転角の一定角度範囲内に治めることができる。かくして、把持部材118のストローク中心でZ相信号が必ず検出されるようになり、確実に原点復帰動作を実行させることができるようになる。
As a result, the
<Z相位置の確認動作>
このようにして把持部材118がステッピングモータ116のモータ軸116aに固定されたが、実際にZ相位置SZが把持部材118の全ストロークの中心範囲にあるかを確認する場合の処理手順について次に説明する。
<Checking operation of Z phase position>
In this way, the gripping
図4に示すように、電動グリッパ用制御装置104のCPU110は、ルーチンRT1の開始ステップから入り、次のステップSP1へ移って、上述したように把持部材118のストローク端StENDからZ相信号が検出されるZ相位置SZまでのZ相移動距離Lmpを実測し、そのときのロータリエンコーダ115のカウンタ値を取得した後、次のステップSP2へ移る。
As shown in FIG. 4, the
ステップSP2においてCPU110は、ステップSP1で取得したZ相移動距離Lmpのカウンタ値をEEPROM113に記憶し、次のステップSP3へ移る。ステップSP3においてCPU110は、Z相移動距離Lmpのカウンタ値が把持部材118の全ストロークにおける中心範囲(例えばカウンタ値L〜M)に含まれるか否かを判別する。
In step SP2, the
ステップSP3において肯定結果が得られると、これはZ相位置SZが把持部材118の全ストロークの中心範囲に存在することを表しており、このときCPU110は次のステップSP4へ移り、PLCまたはパーソナルコンピュータ108のモニタに「出荷OK」の表示を行い、次のステップSP6へ移って処理を終了する。
If an affirmative result is obtained in step SP3, this indicates that the Z-phase position SZ is in the center range of the entire stroke of the gripping
これに対してステップSP3において否定結果が得られると、これはZ相位置SZが把持部材118の全ストロークの中心範囲に存在していないことを表しており、このときCPU110は次のステップSP5へ移り、PLCまたはパーソナルコンピュータ108のモニタに「出荷NG」の表示を行い、次のステップSP6へ移って処理を終了する。
On the other hand, if a negative result is obtained in step SP3, this indicates that the Z-phase position SZ does not exist in the center range of the entire stroke of the gripping
<把持部材の全ストローク中にZ相信号が複数回検出される機種の原点復帰動作>
電動グリッパ装置100では、この場合も、原点復帰動作を始める前に、把持部材118の全ストローク中にZ相信号が1回のみ検出される機種であるか、複数回検出される機種であるかを最初に判別する。
<Home return operation for models in which the Z-phase signal is detected multiple times during the entire stroke of the gripping member>
In this case, the
電動グリッパ用制御装置104のCPU110は、把持部材118の移動可能なストロークStがステッピングモータ116のモータ1回転当たりの把持部材118の移動量Ld以上であるという第2関係式St≧Ldを満たすか否かを判別し、その第2関係式St≧Ldを満たす場合には、把持部材118の全ストローク中にZ相信号が複数回検出される機種であると自動的に判別する。
Does the
この場合、図5に示すように、電動グリッパ用制御装置104のCPU110は、原点復帰プログラムに従って原点復帰開始位置S1から把持部材118の原点復帰動作をスタートさせる。
In this case, as shown in FIG. 5, the
このときCPU110は電源投入後、原点復帰開始位置S1の近傍に存在するA相0%、B相100%の励磁電流となる位置まで把持部材を移動させ、そのときロータリエンコーダ115のカウンタ値を「0」にリセットしておく。
At this time, after the power is turned on, the
(1)第1段階として、PLCまたはパーソナルコンピュータ108からの指令に基づいてCPU110は、ステッピングモータ116のA相コイル、B相コイルに対する励磁の順番を逆にすることにより把持部材118をグリッパ閉方向からグリッパ開方向へ移動させ、当該把持部材118をストローク端StENDに突き当てさせた後に停止させる。
(1) As a first step, based on a command from the PLC or the
この場合も、ストローク端StENDから所定の設定距離Lop(既定値)だけ離れた位置が最終的な原点位置EG1として設定されている。この原点位置EG1は従来の目標原点位置TG1(図6)と同じであり、本発明では従来の目標原点位置TG1が最終的な原点位置EG1として設定されているのである。この原点位置EG1は、ストローク端StENDから所定の設定距離Lop(既定値)だけ離れており、複数の電動グリッパ101のそれぞれにおいて共通な個体差の無い位置である。
Also in this case, a position that is separated from the stroke end StEND by a predetermined set distance Lop (default value) is set as the final origin position EG1. This origin position EG1 is the same as the conventional target origin position TG1 (FIG. 6). In the present invention, the conventional target origin position TG1 is set as the final origin position EG1. The origin position EG1 is separated from the stroke end StEND by a predetermined set distance Lop (predetermined value), and is a position having no individual difference common to each of the plurality of
(2)第2段階として、CPU110はステッピングモータ116のA相コイル、B相コイルに対して図6中に示される励磁パターンと同様の励磁電流をA相コイル、B相コイルの順番に流し、電動グリッパ101の把持部材118を移動させるが、この場合、原点位置EG1を越えた1回目Z相検出開始位置ZSS1まで把持部材118を移動させる。
(2) As the second stage, the
ここで、1回目Z相検出開始位置ZSS1は、ストローク端StENDから原点位置EG1を必ず越えた任意の位置であり、ストローク端StENDから移動距離Lzs1(=Lop+En/2)として設定されている。 Here, the first Z-phase detection start position ZSS1 is an arbitrary position that always exceeds the origin position EG1 from the stroke end StEND, and is set as the movement distance Lzs1 (= Lop + En / 2) from the stroke end StEND. .
ここでEnとは、ロータリエンコーダ115の1回転分の距離であり、ストローク端StENDから原点位置EG1を必ず越えた任意の位置に1回目Z相検出開始位置ZSS1が設定できるのであれば、ストローク端StENDから原点位置EG1までの設定距離Lop(既定値)に加算すべき加算距離En/2は、En/3、3En/4等のその他の加算距離であっても良い。但し、把持部材118の全ストローク中にZ相信号が複数回検出される電動グリッパ101の機種では、把持部材118の全ストロークStが第3関係式St>Lop+(加算距離)+Enを満たす必要がある。この第3関係式が満たされない場合には、Z相信号の検出が出来ないおそれがあるからである。
Here, En is a distance for one rotation of the
この場合の1回目Z相検出開始位置ZSS1は、原点位置EG1の最も近傍にある1回目のZ相信号のZ相位置SZ1を越えた位置となっているが、原点位置EG1を越えてさえいれば、当該原点位置EG1と1回目のZ相信号のZ相位置SZ1との間に1回目Z相検出開始位置ZSS1が設定されていても良い。 The first Z-phase detection start position ZSS1 in this case is a position that exceeds the Z-phase position SZ1 of the first Z-phase signal that is closest to the origin position EG1, but it may even exceed the origin position EG1. For example, the first Z-phase detection start position ZSS1 may be set between the origin position EG1 and the Z-phase position SZ1 of the first Z-phase signal.
このように、1回目Z相検出開始位置ZSS1が原点位置EG1を越えて設定される理由は、把持部材118の全ストローク中にZ相信号が複数回検出されるため、ストローク端StENDから原点位置EG1までの間に存在するZ相信号を検出した場合、この原点復帰方式ではストローク端StENDから設定距離Lopだけ離れた位置に設定された原点位置EG1を見つけることが出来なくなるからである。
Thus, the reason why the first Z-phase detection start position ZSS1 is set beyond the origin position EG1 is that the Z-phase signal is detected a plurality of times during the entire stroke of the gripping
(3)第3段階として、CPU110は1回目Z相検出開始位置ZSS1からZ相信号の検出動作を開始し、2番目のZ相信号がロータリエンコーダ115により検出されるZ相位置SZ2まで把持部材118を移動させる。
(3) As a third stage, the
これによりCPU110は、ストローク端StEND側から原点位置G1を越えて存在する2番目のZ相信号を検出することができ、このとき、ストローク端StENDから2番目のZ相位置SZ2まで把持部材118が移動したZ移動距離Lmp1に相当するロータリエンコーダ115のカウンタ値(パルス数)を実測し、このZ相移動距離Lmp1(パルス数)を各種パラメータの初期化されたEPPROM113に記憶する。
As a result, the
(4)第4段階として、CPU110はステッピングモータ116のA相コイル、B相コイルに対する励磁の順番を逆にして、2番目のZ相位置SZ2から原点位置EG1に移動するための原点復帰移動距離Lz2p(=Lmp−Lop)を算出し、その原点復帰移動距離Lz2pに相当するパルス数を指令値として当該ステッピングモータ116に出力することにより、当該指令値のパルス数分だけステッピングモータ116を逆回転させ、最終的な原点位置EG1まで把持部材118を移動させることにより原点復帰を行う。
(4) As a fourth step, the
続いて、2回目以降の原点復帰動作では、(5)第5段階として、CPU110は第1段階と同様に、ステッピングモータ116のA相コイル、B相コイルに対する励磁の順番を逆にすることにより把持部材118をグリッパ閉方向からグリッパ開方向へ移動させ、当該把持部材118をストローク端StENDに突き当てさせた後に停止させる。
Subsequently, in the second and subsequent home-return operations, (5) as a fifth step, the
その後、(6)第6段階として、CPU110は原点位置を越えた2回目Z相検出開始位置ZSS2まで電動グリッパ101の把持部材118を移動させる。ここで、2回目Z相検出開始位置ZSS2は、1回目Z相検出開始位置ZSS1よりもグリッパ閉方向であり、2番目のZ相位置SZ2よりも一定量の距離En/4だけストローク端StEND側へ戻った位置であり、すなわち2回目Z相検出開始位置ZSS2は、ストローク端StENDから距離Lzs2(=Lmp−En/4)だけ離れた位置である。CPU110は2回目以降の原点復帰動作において2回目Z相検出開始位置ZSS2から2番目のZ相信号の検出を開始する。
Thereafter, (6) as a sixth stage, the
この理由は、検出すべき2番目のZ相信号のZ相位置SZ2が1回目の段階で既に分かっているので、1回目Z相検出開始位置ZSS1から2番目のZ相信号の検出を開始したのでは、Z相位置SZ2を検出するまでに無駄な時間を要するので、2番目のZ相位置SZ2の検出に際しては、2番目のZ相位置SZ2から僅かに減算距離En/4だけ戻った位置からZ相信号検出動作を開始するためである。因みに、1回目Z相検出開始位置ZSS1で設定された加算距離En/2と、2回目Z相検出開始位置ZSS2で設定された減算距離En/4との大小関係は、次の第3関係式En/2>En/4((加算距離)>(減算距離))を満たす必要がある。 This is because the Z-phase position SZ2 of the second Z-phase signal to be detected is already known at the first stage, so detection of the second Z-phase signal is started from the first Z-phase detection start position ZSS1. In this case, since it takes time to detect the Z-phase position SZ2, when the second Z-phase position SZ2 is detected, the position slightly returned from the second Z-phase position SZ2 by the subtraction distance En / 4. This is to start the Z-phase signal detection operation from the beginning. Incidentally, the magnitude relationship between the addition distance En / 2 set at the first Z-phase detection start position ZSS1 and the subtraction distance En / 4 set at the second Z-phase detection start position ZSS2 is the following third relational expression: It is necessary to satisfy En / 2> En / 4 ((addition distance)> (subtraction distance)).
ここで、減算距離En/4を小さくすればするほど、2番目のZ相位置SZ2を検出するまでの検出時間を短縮することができるものの、あまり小さくしてしまうと、(1)第1段階でストローク端StENDと把持部材118との間に異物が挟まり、ストローク端がグリッパ開方向にずれが生じた場合、2回目Z相検出開始位置ZSS2(Lzs2=Lmp−En/4)が2番目のZ相位置SZ2を越えてしまい、正確に原点復帰動作を行うことができなくなる。
Here, as the subtraction distance En / 4 is reduced, the detection time until the second Z-phase position SZ2 is detected can be shortened, but if it is reduced too much, (1) the first stage If a foreign object is caught between the stroke end StEND and the gripping
従って、この減算距離En/4は、Z相位置検出時間の短縮を優先するか、原点復帰の正確性を優先するかのトレードオフにより任意に設定可能であり、Z相位置検出時間の短縮を優先するのであれば、減算距離En/4よりも短い減算距離En/5等に設定することができ、原点復帰の正確性を優先するのであれば、減算距離En/4よりも長い減算距離En/3等に設定することができる。 Therefore, this subtraction distance En / 4 can be set arbitrarily according to the trade-off between giving priority to shortening the Z-phase position detection time or prioritizing the accuracy of return to origin, and reducing the Z-phase position detection time. If priority is given, it can be set to a subtraction distance En / 5 or the like shorter than the subtraction distance En / 4, and if priority is given to the accuracy of return to origin, a subtraction distance En longer than the subtraction distance En / 4. Can be set to / 3 etc.
(7)第7段階として、CPU110は2回目Z相検出開始位置ZSS2から2番目のZ相信号の検出動作を開始し、2番目のZ相信号がロータリエンコーダ115により検出されるZ相位置SZ2まで把持部材118を移動させる。これによりCPU110は、2回目Z相検出開始位置ZSS2から2番目のZ相信号を短時間のうちに検出することができ、このとき、ストローク端StENDから2番目のZ相位置SZ2まで把持部材118が移動したZ相移動距離Lmp2に相当するロータリエンコーダ115のカウンタ値(パルス数)を実測し、このZ相移動距離Lmp2(パルス数)をEPPROM113に記憶する。
(7) As the seventh stage, the
CPU110は、1回目の原点復帰動作時に記憶しておいたストローク端StENDから2番目のZ相位置SZ2までのZ相移動距離Lmp1と、2回目の原点復帰動作において実測したストローク端StENDから2番目のZ相位置SZ2までのZ相移動距離Lmp2とを比較する。
The
CPU110は、その比較結果の差が所定の閾値以下であれば機械的なズレは何ら発生しておらず、2回目の原点復帰動作についても正常に行われていると認識し、1回目に記憶しておいたZ相移動距離Lmp1(若しくは2回目のZ相移動距離Lmp2)を用いて2回目の原点復帰移動距離Lz2p(=Lmp1 or Lmp2−Lop)を算出した後、1回目の原点復帰動作と同様に把持部材118を原点復帰移動距離Lz2pに従い最終的な原点位置EG1まで移動して原点復帰させる。
If the difference between the comparison results is equal to or less than a predetermined threshold value, the
これに対してCPU110は、1回目のZ相移動距離Lmp1と2回目のZ相移動距離Lmp2との比較結果が所定の閾値以下ではない場合、例えばストローク端StENDと把持部材118との間に異物等が挟まる等の障害が発生していると認識するので、2回目のZ相移動距離Lmp2を用いることなく、1回目に記憶しておいたZ相移動距離Lmp1を用いて原点復帰移動距離Lz2pを算出し、その原点復帰移動距離Lz2pに基づいて2番目のZ相位置SZ2から最終的な原点位置EG1まで把持部材118を移動させることにより原点復帰を行う。これにより、例えストローク端StENDと把持部材118との間に異物等が挟まる等の障害が発生している場合であっても、CPU110は把持部材118を確実に原点復帰させることができる。
On the other hand, when the comparison result between the first Z-phase movement distance Lmp1 and the second Z-phase movement distance Lmp2 is not less than a predetermined threshold, the
<他の実施の形態>
なお、上述した実施の形態においては、把持部材118の全ストローク中にZ相信号が1回のみ検出される機種の原点復帰動作時にストローク端StENDから設定距離Lopだけ離れた物理的な位置を最終的な原点位置EG1として設定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ストローク端StENDから所定の設定距離だけ離れた位置であり、複数の電動グリッパ101間で個体差の無い物理的な他の位置を最終的な原点位置EG1として設定するようにしても良い。
<Other embodiments>
In the above-described embodiment, the physical position separated from the stroke end StEND by the set distance Lop at the time of home return operation of the model in which the Z-phase signal is detected only once during the entire stroke of the gripping
また、上述した実施の形態においては、把持部材118の全ストローク中にZ相信号が複数回検出される機種の原点復帰動作時に2番目のZ相信号を検出するように1回目Z相検出開始位置ZSS1や2回目Z相検出開始位置ZSS2を設定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、1回目のZ相信号や、3回目のZ相信号を検出するように1回目Z相検出開始位置ZSS1や2回目Z相検出開始位置ZSS2を設定するようにしても良い。
In the above-described embodiment, the first Z-phase detection is started so that the second Z-phase signal is detected during the origin return operation of the model in which the Z-phase signal is detected a plurality of times during the entire stroke of the gripping
さらに、上述した実施の形態においては、Z相位置SZからグリッパ開方向に原点位置EG1が設定されている場合について説明したが、本発明はこれに限らず、Z相位置SZからグリッパ閉方向に原点位置EG1が設定されている場合であっても良い。 Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the origin position EG1 is set in the gripper opening direction from the Z phase position SZ has been described. However, the present invention is not limited to this, and the Z phase position SZ is extended in the gripper closing direction. The origin position EG1 may be set.
100…電動グリッパ装置、101…電動グリッパ、102…電動アクチュエータ、103…グリッパ部、104…電動グリッパ用制御装置、106…制御装置用電源、107…電動アクチュエータ動力用電源、108…PLCまたはパーソナルコンピュータ、110…CPU(制御部)、111…ROM、112…RAM、113…EEPROM、114…ドライバ、115…ロータリエンコーダ(エンコーダ)、116…ステッピングモータ(モータ)、117…カム部材、118…把持部材、119…インタフェース。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記モータ軸と機械的に接続され一定のストローク範囲で移動自在に支持された把持部材と、
前記エンコーダから出力される前記Z相信号に基づいて前記把持部材を原点復帰させる制御部と
を備え、
前記制御部は、前記把持部材におけるグリッパ開方向のストローク端から一定の設定距離だけ離れた位置を原点位置として設定し、電源投入後、原点復帰の指令時に前記把持部材の現在位置を原点復帰開始位置として、そこから前記把持部材を前記ストローク端まで移動させ、当該ストローク端から前記Z相信号が検出されるZ相位置まで前記把持部材を移動させたときのZ相移動距離を検出し、当該Z相移動距離から前記設定距離を減算することにより原点復帰移動距離を求め、当該原点復帰移動距離に従って前記把持部材を移動させることにより前記原点位置に原点復帰させる
ことを特徴とする電動グリッパ装置。 An encoder that outputs an A-phase signal, a B-phase signal, and a Z-phase signal as the motor shaft of the motor rotates.
A gripping member mechanically connected to the motor shaft and supported so as to be movable within a certain stroke range;
A control unit for returning the gripping member to the origin based on the Z-phase signal output from the encoder,
The control unit sets a position that is a fixed distance away from the stroke end in the gripper opening direction of the gripping member as an origin position, and starts to return to the current position of the gripping member when an origin return command is issued after power-on. As the position, the gripping member is moved from there to the stroke end, and the Z-phase moving distance when the gripping member is moved from the stroke end to the Z-phase position where the Z-phase signal is detected is detected. An electric gripper device, wherein an origin return movement distance is obtained by subtracting the set distance from a Z-phase movement distance, and the origin is returned to the origin position by moving the gripping member according to the origin return movement distance.
ことを特徴とする請求項1に記載の電動グリッパ装置。 When the entire stroke of the gripping member that can be moved is smaller than the amount of movement of the gripping member per one rotation of the motor, the control unit outputs the Z-phase signal only once during the entire stroke of the gripping member. It discriminate | determines that it is a model detected. The electric gripper apparatus of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項2に記載の電動グリッパ装置。 In order to assemble so that the Z-phase position is at the center of the full stroke of the gripping member, the motor shaft of the motor is fixed in advance to the position at the center of the full stroke of the gripping member, and aligned with the Z-phase position. The electric gripper device according to claim 2, wherein the encoder in a state of being attached is attached to the motor.
ことを特徴とする請求項3に記載の電動グリッパ装置。 The control unit determines whether or not a Z-phase movement distance from the stroke end of the gripping member to the Z-phase position where the Z-phase signal is detected is included in a constant central range in the entire stroke of the gripping member. The electric gripper device according to claim 3, wherein the Z-phase position is confirmed to be within a center range of the entire stroke of the gripping member by determining.
前記モータ軸と機械的に接続され一定のストローク範囲で移動自在に支持された把持部材と、
前記エンコーダから出力される前記Z相信号に基づいて前記把持部材を原点復帰させる制御部と
を備え、
前記制御部は、前記把持部材におけるグリッパ開方向のストローク端から一定の設定距離だけ離れた位置を原点位置として設定し、電源投入後、原点復帰の指令時に前記把持部材の現在位置を原点復帰開始位置として、そこから前記把持部材を前記ストローク端まで移動させ、当該ストローク端から前記原点位置を越えた1回目Z相検出開始位置まで移動させ、当該1回目Z相検出開始位置から前記Z相信号の検出を開始し、当該Z相信号が検出されたときの前記ストローク端から前記Z相位置までのZ相移動距離を検出し、当該Z相移動距離から前記設定距離を減算することにより原点復帰移動距離を求め、当該原点復帰移動距離に従って前記把持部材を移動させることにより前記原点位置に原点復帰させる
ことを特徴とする電動グリッパ装置。 An encoder that outputs an A-phase signal, a B-phase signal, and a Z-phase signal as the motor shaft of the motor rotates.
A gripping member mechanically connected to the motor shaft and supported so as to be movable within a certain stroke range;
A control unit for returning the gripping member to the origin based on the Z-phase signal output from the encoder,
The control unit sets a position that is a fixed distance away from the stroke end in the gripper opening direction of the gripping member as an origin position, and starts to return to the current position of the gripping member when an origin return command is issued after power-on. As the position, the gripping member is moved from there to the stroke end, moved from the stroke end to the first Z-phase detection start position beyond the origin position, and from the first Z-phase detection start position to the Z-phase signal. Is detected, the Z-phase movement distance from the stroke end to the Z-phase position when the Z-phase signal is detected is detected, and the origin return is performed by subtracting the set distance from the Z-phase movement distance. An electric gripper characterized by obtaining a movement distance and returning the origin to the origin position by moving the gripping member according to the origin return movement distance. apparatus.
ことを特徴とする請求項5に記載の電動グリッパ装置。 In the second and subsequent home-return operations, the control unit is in the gripper closing direction from the first Z-phase detection start position, and returns to the stroke end side by a certain amount from the Z-phase position. The gripping member is moved from the stroke end to the detection start position, the detection of the Z-phase signal is started from the second Z-phase detection start position, and the Z-phase signal is detected from the stroke end when the Z-phase signal is detected. Detecting the Z-phase movement distance to the phase position, subtracting the set distance from the Z-phase movement distance to obtain an origin return movement distance, and moving the gripping member according to the origin return movement distance 6. The electric gripper device according to claim 5, wherein the origin is returned to the position.
ことを特徴とする請求項6に記載の電動グリッパ装置。 The control unit detects the Z-phase signal a plurality of times during the entire stroke of the gripping member when the total movable stroke of the gripping member is equal to or greater than the movement amount of the gripping member per one motor rotation of the motor. The electric gripper device according to claim 6, wherein the electric gripper device is determined to be a model.
前記制御部は、
前記把持部材におけるグリッパ開方向のストローク端から一定の設定距離だけ離れた位置を原点位置として設定する原点位置設定ステップと、
電源投入後、原点復帰の指令時に前記把持部材の現在位置を原点復帰開始位置として、そこから前記把持部材を前記ストローク端まで移動させるストローク端移動ステップと、
前記ストローク端から前記Z相信号が検出されるZ相位置まで前記把持部材を移動させたときのZ相移動距離を検出するZ相移動距離検出ステップと、
前記Z相移動距離から前記原点設定距離を減算することにより原点復帰移動距離を求める原点復帰移動距離算出ステップと、
前記原点復帰移動距離に従って前記把持部材を移動させることにより前記原点位置に原点復帰させる原点復帰ステップと
を有することを特徴とする電動グリッパ装置の原点復帰方法。 An encoder that outputs an A-phase signal, a B-phase signal, and a Z-phase signal as the motor shaft of the motor rotates, and a gripping member that is mechanically connected to the motor shaft and is movably supported within a certain stroke range; In the origin return method of the electric gripper device, comprising a control unit for returning the grip member to the origin based on the Z-phase signal output from the encoder,
The controller is
An origin position setting step for setting a position away from the stroke end of the gripper in the gripper opening direction by a predetermined set distance as an origin position;
After the power is turned on, a stroke end moving step for moving the gripping member to the stroke end from the current position of the gripping member as an origin return start position at the time of an origin return command;
A Z-phase movement distance detection step for detecting a Z-phase movement distance when the gripping member is moved from the stroke end to a Z-phase position where the Z-phase signal is detected;
Origin return movement distance calculation step for obtaining an origin return movement distance by subtracting the origin setting distance from the Z phase movement distance;
An origin return step of returning the origin to the origin position by moving the gripping member according to the origin return movement distance.
前記制御部は、
前記把持部材におけるグリッパ開方向のストローク端から一定の設定距離だけ離れた位置を原点位置として設定する原点位置設定ステップと、
電源投入後、原点復帰の指令時に前記把持部材の現在位置を原点復帰開始位置として、そこから前記把持部材を前記ストローク端まで移動させるストローク端移動ステップと、
前記ストローク端から前記原点位置を越えた1回目Z相検出開始位置まで移動させる1回目Z相検出開始位置移動ステップと、
前記1回目Z相検出開始位置から前記Z相信号の検出を開始し、当該Z相信号が検出されたときの前記ストローク端から前記Z相位置までのZ相移動距離を検出するZ相移動距離検出ステップと、
前記Z相移動距離から前記原点設定距離を減算することにより原点復帰移動距離を求める原点復帰移動距離算出ステップと、
前記原点復帰移動距離に従って前記把持部材を移動させることにより前記原点位置に原点復帰させる原点復帰ステップと
を有することを特徴とする電動グリッパ装置の原点復帰方法。 An encoder that outputs an A-phase signal, a B-phase signal, and a Z-phase signal as the motor shaft of the motor rotates, and a gripping member that is mechanically connected to the motor shaft and is movably supported within a certain stroke range; In the origin return method of the electric gripper device, comprising a control unit for returning the grip member to the origin based on the Z-phase signal output from the encoder,
The controller is
An origin position setting step for setting a position away from the stroke end of the gripper in the gripper opening direction by a predetermined set distance as an origin position;
After the power is turned on, a stroke end moving step for moving the gripping member to the stroke end from the current position of the gripping member as an origin return start position at the time of an origin return command;
A first Z-phase detection start position moving step for moving from the stroke end to a first Z-phase detection start position exceeding the origin position;
The detection of the Z-phase signal is started from the first Z-phase detection start position, and the Z-phase movement distance is detected from the stroke end to the Z-phase position when the Z-phase signal is detected. A detection step;
Origin return movement distance calculation step for obtaining an origin return movement distance by subtracting the origin setting distance from the Z phase movement distance;
An origin return step of returning the origin to the origin position by moving the gripping member according to the origin return movement distance.
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JP2013171970A JP5976609B2 (en) | 2013-08-22 | 2013-08-22 | Electric gripper device and origin return method of electric gripper |
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