JPH0321314B2 - - Google Patents

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JPH0321314B2
JPH0321314B2 JP57080452A JP8045282A JPH0321314B2 JP H0321314 B2 JPH0321314 B2 JP H0321314B2 JP 57080452 A JP57080452 A JP 57080452A JP 8045282 A JP8045282 A JP 8045282A JP H0321314 B2 JPH0321314 B2 JP H0321314B2
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JP
Japan
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moving block
unit
mounting
mounting surface
axis unit
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JP57080452A
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Toshio Saito
Keiichi Jin
Yoshiro Takemoto
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/023—Cartesian coordinate type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
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    • B23Q1/56—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/58—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism a single sliding pair
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T403/00—Joints and connections
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    • Y10T403/7194—Crossed rods

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、直交座標系の工業用ロボツトに係
り、簡易な構成で、高位置精度ならびに高互換性
を確保し、かつ動作範囲の変更の容易な装置を提
供するものである。
従来より直交座標系のロボツトは、多数存在
し、また多く提案がなされている。
しかしながらこれらの装置は、一定目的のため
の専用装置として構成されているため、用途に対
して自由に対応できる柔軟性に欠け、また動作範
囲あるいは動作位置を変更する場合に、ロボツト
本体自体を移動させるか、制御のプログラムを変
更して動作位置を変える等、大掛りな作業あるい
は煩雑な作業を必要としていた。
本願発明は、上記従来の問題点を除去するもの
であり、以下本発明の一実施例を第１図〜第８図
により説明する。
１はＸ軸ユニツトであり、第１載置部２を矢印
Ｘ方向に摺動させる。３はＹ軸ユニツトであり、
前記第１載置手段２に固定されており、第２載置
手段４を矢印Ｘ方向とは垂直の矢印Ｙ方向に摺動
させる。５はＺ軸ユニツトであり、第２載置手段
４に固定され、プレート６を矢印Ｘ方向および矢
印Ｙ方向とは垂直方向の矢印Ｚ方向に摺動させ
る。
次に各Ｘ軸ユニツト、Ｙ軸ユニツト、Ｚ軸ユニ
ツトについて詳細に説明する。
７は移動ブロツクであり、略中央部にボールナ
ツト８を固定して設けており、このボールナツト
８とボールねじ９とは螺合可能である。１０はボ
ールねじ９の軸方向と平行に設けられたガイドで
あり、ボールねじ９の両側に所定の距離をおいて
備え付けられている。１１は移動ブロツク支持部
であり、移動ブロツク７に固定され、ガイド１０
の軸方向に、ボール１２を介して摺動可能に取り
付けられている。１３はモータであり、ボールね
じ９の先端部１４を、ジヨイント１５を介して回
転駆動させる。
１３ａはロータリーエンコーダーで、モータ１
３の後端部に固定されている。ロータリーエンコ
ーダー１３ａは回転する円板１３ｂとこの円板１
３ｂの両面に対向した投光器１３ｃと受光器１３
ｄ及び信号の増幅回路（図示せず）を有してい
る。円板１３ｂはその中心から外周方向に放射状
にスリツトを有し、モータ１３の出力軸と同軸上
に固定され一体的に回転する。投光器１３ｃ及び
受光器１３ｄは前記円板１３ｂとは接触せず円板
１３ｂがその光軸をさえ切る様な位置に固定され
ている。１６はボールベアリングであり、ボール
ねじ９を回転可能に軸支しており、ボールねじ９
の両端に設けられている。１７は磁石であり、移
動ブロツク７に固定されている。１８はセンサ固
定用ブラケツトであり、ボールねじ９の軸方向と
平行に設けられ、ホール素子使用のセンサ１９，
２０，２１，２２，２３，２４を磁石１７の検出
可能な位置に各々適切な距離をもつて固定してい
る。なお、センサ１９，２０，２１，２２，２
３，２４はセンサ固定用ブラケツト１８に、ボル
トにより移動可能に取り付けられている。２５，
２６は側板であり、センサ固定用ブラケツト１
８、ボールベアリング１６およびガイド１０と固
定して設けられている。２６ａはタコジエネレー
タであり、ボールねじ９の端部に取り付けられ、
タコジエネレータ取付プレート２６ｂに回転可能
に設けられている。２７は平板状の前面取付プレ
ートであり、移動ブロツク７の上端部、下端部に
固定され、中央部に空間を介して設けられてい
る。この空間にカバー２８が挿入され、両端はそ
れぞれ側板２５，２６に固定されている。なお、
このＸ軸ユニツト１の周囲には、カバーが取付け
られ、ほこり等が入らない様構成されている。
次に、Ｙ軸ユニツト３について説明する。Ｙ軸
ユニツト３はＸ軸ユニツト１と同様な構成であ
り、移動ブロツク２９はボールナツト３０、移動
ブロツク支持部３１を有し、かつ下端の突出部３
２は３３ａ，３３ｂ，３３ｃの３面に取付面を有
するプレート３３と固定している。３５はガイド
であり、前記ボールナツト３０とボール３４を介
して設けられ、移動ブロツク支持部３１と螺合可
能なボールねじ３６と平行に設けられている。３
７は底板であり、長手方向にキー溝３８を有し、
側部には溝３９，４０を有し、この溝３９，４０
に、プレート３３に固定された磁石の磁力を検知
するセンサ４１，４２，４３を取り付けている。
次に、第１載置手段について説明する。４４は
Ｌ型ブラケツトであり、載置部４５の長手方向に
キー溝４６を有し、かつボルト４７が挿入可能な
長孔４８を複数設けている。４９はキーであり、
上部がＹ軸ユニツト３のキー溝３８と嵌合可能
で、下部が前記キー溝４６と嵌合可能な構成であ
る。又、Ｌ型ブラケツト４４の平面部４９にはボ
ルト５０が挿入可能な孔５１を有しており、Ｌ型
ブラケツト４４はＸ型ユニツト１の前面プレート
２７のＴ溝５２に挿入可能な角ナツト５３とボル
ト５０により前面プレート２７に固定される。
さらにＺ軸ユニツト５について説明する。５４
はボールねじであり、両端は各々ボールベアリン
グ５５で回転可能に支持され、モータ５５ａによ
り回転駆動される。５６は移動ブロツクであり、
前記ボールねじ５４と螺合可能なボールナツト５
７を固定し、かつボールねじ５４の軸方向と平行
に配置されたガイド５８を有している。５９は取
付けプレートであり、前記ボールねじ５４の先端
およびガイド５８に固定され、矢印ｚ方向に摺動
可能である。６０，６１，６２はセンサであり、
移動ブロツク内に埋設された磁石の磁力を検知す
るようセンサ固定用ブラケツト６３に固定して設
けられている。なおＺ軸ユニツトの周囲は、ほこ
り等が入らないようカバーが設けられている。
上記構成において、次に動作を説明する。プレ
ート６を平面的に所定の位置に配置するには、ま
ずキーボード等により、配置先の座標及びポイン
ト・ツー・ポイント、直線補間、円弧補間を選択
して入力する。あらかじめマイクロコンピユータ
６４に直線補間、円弧補間、ポイント・ツー・ポ
イント及び移動データの移動パルス数を記憶させ
ているため、このマイクロコンピユータ６４から
関数発生用大規模集積回路（以下LSIと呼ぶ）６
５を介して補間パルスが発生する。まず、プレー
ト６が矢印ｘ方向に移動する工程について説明す
る。前記関数発生用LSI６５は一定周期毎に内部
演算が行なわれ、Ｘ軸ユニツト１の位置制御用
LSI６６に補間パルスが出力される。この補間パ
ルスを受けた位置制御用LSIが発生する出力信号
はデイジタル・アナログコンバータ６７によりア
ナログ化され、さらにＸ軸ユニツト１のモータ１
３を動かせる程度にサーボアンプ６８により増巾
され、次にモータを動かす。このモータ１３の回
転によりＹ軸ユニツト３に載置されたプレート６
は矢印Ｘ方向に移動するものであるが、ボールね
じ９に設けられたエンコーダ１３ａにより発生し
たフイードバツクパルスと設定した補間パルスの
累計数との差がＯになるまで位置制御用LSI６６
は演算し、かつ出力信号を発生する。モータ１３
の回転駆動力は、ジヨイント１５、ボールねじの
先端部１４を介してボールねじ９に伝達され、ボ
ールねじ９は回転する。この時、移動ブロツク７
に固定されたボールナツト８は、ボールねじ９と
螺合可能であるが、移動ブロツク７がガイド１０
により、ボールねじ９の軸中心に回転不可能であ
るため、矢印ｘ方向に摺動する。
次に、第１載置部２ならびにプレート２７が原
点復帰する場合について第８図により説明する。
まず原点復帰信号が発生すると、第１載置部２な
らびにプレート２７の位置が原点より正か負か記
憶したデータより判断し、正の領域ａであればモ
ータ１３は矢印ｕ方向の正転に回転するよう、
又、負の領域ｂであれば矢印ｖ方向の逆転に回転
するよう信号を送る。ここで、移動ブロツク７が
正の領域ａに位置している場合を考えると、前記
モータ１３は矢印ｕ方向に回転するため、移動ブ
ロツク７は矢印x′方向に移動し、センサ２２によ
り移動ブロツク７の磁石１７が検知される。この
信号により、あらかじめ集積回路メモリ（以下
ICメモリと呼ぶ）にスロー速度値が記憶されて
いるため、位置制御用LSI６６からのデイジタ
ル・アナログコンバータ用出力信号を制御し、モ
ータ１３の回転を遅くする。次に、センサ２１に
より、同様に移動ブロツク７の磁石１７を検知す
ると、さらに、正確な位置検出のため、エンコー
ダ１３ａが零点かどうかを判断し、零点であるな
らモータ１３を停止させる信号を送る。また、移
動ブロツク７が負の領域に位置している場合も同
様であり、まずセンサ２１により移動ブロツクを
検知してスローダウンさせ、次にセンサ２２によ
り検知し、さらにエンコーダ１３ａにより零点を
検知してモータ１３を停止させる。なお、磁石１
７は矢印ｘ方向に長さを有しているため、移動ブ
ロツク７が正の領域、負の領域のいずれに位置し
ていても原点復帰が可能である。
なお、ICメモリでは移動ブロツク７が正の領
域で記憶されているにもかかわらず、例えば、そ
の後、手動で負の領域に配置した場合等の実際の
位置が逆の領域にある場合、原点復帰させようと
した時、移動ブロツク７は原点とは逆の方向に移
動するが、センサ２０あるいはセンサ２３により
検知される。この時、モータ電圧は瞬時に逆転
し、モータは逆転する。一方、原点復帰時以外で
は、例えば暴走等により、センサ１９あるいはセ
ンサ２４が移動ブロツク７を検出すると、マイク
ロコンピユータ６４は位置制御用LSI６６をリセ
ツトし、モータ電圧は0Vとしてモータ１３を停
止させると共にリレー回路によりモータは短絡状
態となり、強制停止する。
Ｙ軸ユニツトについても、同様な位置決め、原
点復帰、オーバーラン防止がＸ軸ユニツトと同様
に行なわれる。
次に、第９図〜第１６図はＸ軸ユニツト、Ｙ軸
ユニツト、Ｚ軸ユニツトの組み合わせにより、各
種の動作が可能であることを示す。なお６９は先
端に設けられたプレートが軸方向に回転可能な回
転ユニツトである。又、制御もその組み合わせに
より選択可能である。
以上、本願発明は、Ｘ軸ユニツト、Ｙ軸ユニツ
トを同時に位置制御し、かつユニツト毎に簡単に
取付け、組立が自在で、互換性を持たせることが
でき、かつ、載置手段への各ユニツトの、載置手
段を介しての取付位置および載置手段の形状の選
定により、移動範囲の設定、変更を容易に行うこ
とが可能である。また、Ｘ軸、Ｙ軸等のユニツト
は、載置手段を取付けるための最小限の移動ブロ
ツクを露出するだけで、移送ユニツトどうしの結
合ができ、精度面、安全面、耐環境性に優れた工
業用ロボツトを提供できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例における工業用ロボ
ツトの斜視図、第２図は同Ｘ軸ユニツトの一部断
面の斜視図、第３図は同Ｘ軸ユニツトのタコジエ
ネレータの断面図、第４図は同Ｙ軸ユニツトの一
部断面の斜視図、第５図はＸ軸ユニツトとＹ軸ユ
ニツトの組立図、第６図はＺ軸ユニツトの一部断
面の斜視図、第７図は位置決め方法のフローチヤ
ート、第８図は原点復帰のフローチヤート、第９
図〜第１６図はＸ軸ユニツト、Ｙ軸ユニツト、Ｚ
軸ユニツト各々の組み合わせによる工業用ロボツ
トの斜視図である。 １，３，５……ユニツト、２……載置手段、７
……移動ブロツク、１０……ガイド、１３……駆
動手段、２５，２６，２８……ユニツト本体、２
７……取付面、２８……側面。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 取付面を有する移動ブロツクと、この移動ブ
    ロツクの取付面と平行で、かつ同取付面が露出す
    るよう位置する側面、この側面に直角な取付底面
    ならびに上記移動ブロツクを、その取付面と平行
    方向に一定範囲直線移動可能に支持するガイドを
    備えたユニツト本体と、このユニツト本体に固定
    され、上記移動ブロツクを駆動する駆動手段と、
    この駆動手段を制御する制御手段とからなる複数
    のユニツトを有した工業用ロボツトにおいて、上
    記一方のユニツトの移動ブロツクの取付面に取付
    けられる第１の取付面と、この第１の取付面と直
    角をなし、他方のユニツトのユニツト本体の取付
    底面を取付ける第２の取付面を有する載置手段を
    介して、上記複数のユニツトを、その各ユニツト
    の移動ブロツクの直線移動方向が直角となるよう
    に結合し、かつ上記載置手段の第１の取付面と一
    方のユニツトの移動ブロツクの取付面とは、同ユ
    ニツトの移動ブロツクの移動方向に直角な方向に
    可動的に取付けられるよう構成し、上記載置手段
    の第２の取付面と他方のユニツトのユニツト本体
    の取付底面とは、同ユニツトの移動ブロツクの移
    動方向と同一方向に可動的に取付けられるよう構
    成した工業用ロボツト。
JP57080452A 1982-05-12 1982-05-12 工業用ロボツト Granted JPS58196984A (ja)

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