JPH02124286A - 組立ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は組立ロボットの改良に係わり、特に電子部品組
立に使用される、直交座標移動型組立ロボットに関する
。

従来技術 従来組立ロボットとして、スカラ型、直交座標型等のも
のが利用されていた。これらの方式で位置決め精度を上
げ、且つ高速移動を望むとどうしても現在使用されてい
る通常のモータでは限界があり、例えば分解能数ミクロ
ンで移動速度１メートルのロボットは殆ど不可能に近か
った。この限界を打開するために回転型ダイレクトドラ
イブモータを使用し、その高い分解能を利用して高分解
能と高速性を両立させる試みがなされたが、ダイレクト
ドライブモータの欠点である動作特性の負荷による依存
度の高とから系の異状発振を生じ、使用に耐えられなか
った。これらの欠点を除去するため、駆動回路にフィル
タを入れたり、メカニカルダンパを使用する等の手段に
より、使用に耐えるものが実現できて来たが、まだ高度
な技術的調整を要する欠点があった。

本発明はこれらの問題がダイレクトドライブモータと負
荷との結合のコンプライアンスに依存することに着目し
、結合のコンプライアンスを小きくし、負荷の共振周波
数がモータ動作範囲外の高域に来るようにして、高度な
調整を要せずに安定なロボットを構成するものである。

実施例 図−１は、ダイレクトドライブモータの閉ループ特性を
ループゲインとの関係で示したものである。　図に於て
、ループゲインを増加して行くとモータの動作周波数帯
域は高域へ伸びて来るが、フィードバック信号の位相が
９０度以上遅れる領域でゲインが充分に高いと正のフィ
ードバックがかかり高域にピークが発生し、更にゲイン
を上げるとやがて発振が始まる。これは、モータのドラ
イバ及びエンコーダ回路の位相遅れが、モータの慣性に
よる遅れに加えられるからである。閉ループの位相が９
０度遅れる周波数を限界周波数とする。

安定で且つ整定時間の短かい系を構成するには、なるべ
く帯域が広くなるようにゲインを上げ、且つピークが２
〜３ｄｂとなる点に止めるのが良い。このモータに例え
ば１５倍の慣性負荷を結合すると、元来ダイレクトドラ
イブモータのロータは殆ど慣性負荷であるので、デイケ
ード当り一２０ｄｂ減の直線を２３．５ｄｂ　（１５倍
）下に平行に引いたＢを特徴とする特性となる。この負
荷がモータにどの様な構造で結合しているかにより、合
成された動特性は大差を生じる。

前途のように、この負荷がベルト等により結合している
とベルトの縦弾性と負荷により共振回路が形成きれ、急
激な位相変化及び負荷変化を生じ、その周波数が前途の
ドライバエンコーダによる限界周波数附近にあると容易
に正のフィードバックがかかり、発振を起こし易くなる
。

効果 本発明はこれらの共振周波数を上げ、負荷の影響がモー
タ単体の特性を悪化させぬようにした。

即ち図−２に於て、２本の平行に配置された滑動軸１．
１′上の移動台２に第１のダイレクトドライブモータ３
を取り付け、それに第１の回転アーム４が取り付けられ
ている。回転アーム４の先端には、ハンド５が取り付け
られている。

移動台２は、第２のダイレクトドライブモータ６とそれ
に取り付けられた第２の回転アーム７により、滑動軸１
，１°上を移動可能としである。

第２の回転アーム７の先端には、回転自在で且つ滑動可
能な図−３に示すような結合構造の部材があり、ガタな
く且つ負荷を増加させることなく、回転運動を直線運動
に変換するようにしである。

図−３で回転アーム７に圧入されている結合軸８はロー
ラベアリングを介して、直Ｉ！滑動スライダ９に結合し
、移動台２に固定された滑動軸１０とローラベアリング
を介して結合されている。このように構成することによ
り、加速時にも結合部の耐応力を充分に大きくでき、且
つ摩擦負荷の小ざい構造とすることができた。

このように構成すると、第１のダイレクトドライブモー
タ３によるハンド５の駆動及び第２のダイレクトドライ
ブモータ６による移動台２の駆動時にコンプライアンス
の大きい弾性結合部がないので、系の共振周波数を充分
に大きくできるので負荷による補正手段を必要としない
簡単な構造のロボットを構成することができた。

ハンドは回転アーム４の回転に従って、回転するからそ
れが不具合な場合は、図−４のようにハンドを回転自在
とし、ダイレクトドライブモータ３中心部に固定された
プーリ１１を取り付け、ハンドに取り付げられたプーリ
１２とをベルト１３で結合し、回転アーム４の回転に無
関係にハンド位置が固定するようにしても良い。又、プ
ーリ１１を第３のモータ１４で回転可能とし、任意の回
転をハンドに与えるようにすることもできる。

【図面の簡単な説明】

図−１はダイレクトドライブモータの閉ループ周波数特
性である。 図−２は本発明の装置の構成図である。 ３．６　ダイレクトドライブモータ ４．７　回転アーム ５　　　ハンド 図−３は回転アーム７と移動台の断面図である８　　　
結合軸 ９　　　滑動スライダ 図−４はハンド回転機構の概念図である。 １１．１２　　プーリ １３　　　　ベルト １４　　　　　モータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）平行に配置された滑動軸上に取り付けられた移動台
   上の第１の回転型ダイレクトドライブモータに第１の回
   転アームを取り付け、その先端に取り付けられたハンド
   部と、上記移動台を滑動軸上で移動させる第２の回転型
   ダイレクトドライブモータと第２の回転アームを有する
   組立ロボット２）１）に於て、第１のダイレクトドライ
   ブモータと第１の回転アームとハンド部及び第２のダイ
   レクトドライブモータと第２の回転アームと移動台等の
   ダイレクトドライブモータの結合負荷の共振周波数がモ
   ータ単体の閉ループ特性の限界周波数以上となるように
   、回転アーム及び負荷の剛性を定めた組立ロボット。 ３）１）に於て、ハンドを回転自在とし、プーリにより
   第１のアームの回転中心にある固定されたプーリを第３
   のモータにより回転可能とし、ハンド部を回転可能とし
   た組立ロボット。