JPH03276314A - 姿勢制御装置 - Google Patents

姿勢制御装置

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Publication number
JPH03276314A
JPH03276314A JP7753390A JP7753390A JPH03276314A JP H03276314 A JPH03276314 A JP H03276314A JP 7753390 A JP7753390 A JP 7753390A JP 7753390 A JP7753390 A JP 7753390A JP H03276314 A JPH03276314 A JP H03276314A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
movable body
electromagnet
magnetic
main axis
axis
Prior art date
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Pending
Application number
JP7753390A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeki Fujiwara
茂喜 藤原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP7753390A priority Critical patent/JPH03276314A/ja
Publication of JPH03276314A publication Critical patent/JPH03276314A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/18Machines moving with multiple degrees of freedom

Landscapes

  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
  • Linear Motors (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

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】 [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
の挿着や、部品同士の位置合わせや組み立てを行う自動
組み立て工程に用いられたり、精密位置決めテーブルと
して用いられ、複数の自由度をもち、コンプライアンス
制御可能な姿勢制御装置に間するものである。
[従来の技術] 従来、自動組み立て工程に用いられるこの種の姿勢制御
装置として、例えば、特開昭63−318283号公報
があり、第6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20a、20bと口字状コイル
22とで形成される直流アクチュエータDAを配置し、
可動体21の位置を検出する位置検出センサ出力に基づ
いて各コイル22に流す電流をフィードバック制御する
ことにより可動体2■の各コイル22にローレンツ力を
発生させ、可動体21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N] しかしながら、上述の従来例にあっては、6角筒状の可
動体21に取着された口字状のコイル22を12個の永
久磁石20a、20bで形成される磁気回路中に配置し
てローレンツ力を得るようにしており、多くの永久磁石
20a、20bを必要とするので、構成が複雑になり、
また、6角筒状の可動体21を用い、その周りに永久磁
石20a、20bを配置しているので、全体形状が大型
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、構成が簡単で、全体形状を小型化で
きる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] 本発明の請求項1記載の姿勢制御装置は、円筒状磁性体
よりなる可動体の周囲に電磁石を配置し、可動体の位置
を検出する位置検出センサ出力に基づいて電磁石に流す
電流を制御することにより可動体の位置およびコンプラ
イアンス制御を行うようにした姿勢制御装置において、
上記可動体および電磁石の吸引力が作用している面に段
差を設けたものである。
また、請求項2のものは、可動体の周面にリング状の凸
条を設けて主軸に平行な方向にのみ段差を設けるととも
に、電磁石の可動体の周面に対向する面に上記段差に対
応する段差を設け、可動体の主軸回りの回転を自由とし
たものである。
さらにまた、請求項3のものは、4角形の平板状磁性体
の片面の4隅に板厚方向(Z軸方向)に着磁された永久
磁石を磁極が交互に形成されるように配置した2個の磁
石ブロックを、異なる磁極が対向するように適当な間隙
をもって配置した磁気回路ブロックと、磁気ギャップ中
に配置され可動体の主軸方向の端部に突設された軸に固
定された4個の口字状コイルよりなり、各口字状コイル
が2カ所の磁気ギャップを通過するようにした可動コイ
ルブロックとよりなる駆動手段を設けたものである。
[作 用コ 本発明は上述のように構成されており、円筒状磁性体よ
りなる可動体の周囲に電磁石を配置し。
可動体の位置を検出する位置検出センサ出力に基づいて
電磁石に流す電流を制御することにより可動体の位置お
よびコンプライアンス制御を行うようにした姿勢制御装
置において、上記可動体および電磁石の吸引力が作用し
ている面に段差を設けたものであり、2軸位置および4
軸コンプライアンス制御を行うことができ、構成が簡単
で小型の姿勢制御装置を提供することができる。
また、可動体の周面にリング状の凸条を設けて主軸に平
行な方向にのみ段差を設けるとともに、電磁石の可動体
の周面に対向する面に上記段差に対応する段差を設け、
可動体の主軸回りの回転を自由とすれば、主軸方向のコ
ンプライアンス制御を簡単に行うことができる。
さらにまた、4角形の平板状磁性体の片面の4隅に板厚
方向(Z軸方向〉に着磁された永久磁石を磁極が交互に
形成されるように配置した2個の磁石ブロックを、異な
る磁極が対向するように適当な間隙をもって配置した磁
気回路ブロックと、磁気ギャップ中に配置され可動体の
主軸方向の端部に突設された軸に固定された4個の口字
状コイルよりなり、各口字状コイルが2カ所の磁気ギャ
ップを通過するようにした可動コイルブロックとよりな
る駆動手段を設ければ、主軸と直交する同一面方向の2
自由度および主軸回りの回転の1自由度をもった3軸姿
勢および3軸コンプライアンス制御を付加することがで
き、5軸姿勢制御と、6軸コンプライアンス制御を容易
に行える。
[実施例] 第1図は、本発明一実施例を示すもので、円筒状磁性体
よりなる可動体1の周囲に電磁石2a〜2Cを配置し、
可動体lの位置を検出する位置検出センサ3a、3b出
力に基づいて電磁石ヒi〜2Cに流す電流を制御するこ
とにより可動体lの位置およびコンプライアンス制御を
行うようにした姿勢制御装置において、上記可動体1お
よび電磁石2a〜2cの吸引力が作用している面に段差
を設けたものである。ここに、実施例にあっては。
可動#1の周面に、四角柱状の多数の突起8aを突設し
て段差を形成しており、一方、可動体1の周面に吸引力
を作用させる電磁石2a〜2cは、その端面に多数の四
角柱状の突起8bよりなる段差が形成されたC字状のヨ
ークにコイルを巻装して構成されている。
以下、実施例の動作について説明する。いま、電磁石2
a、〜2cに流す電流は、位置センサ3a、3b出力に
基づいて制御手段によってフィードバック制御されるよ
うになっており、電磁石2a〜2cによる可動体1に対
する吸引力を適当に設定することにより、5軸姿勢およ
びコンプライアンス制御を行うことができる。また、吸
引力による復元力は、段差が合致する方向(突起8a8
b同士が対向する方向)に作用するので、理想的なコン
プライアンス制御が行えることになる。
第2図乃至第5図は他の実施例を示すもので、自動組み
立て装置(例えば、部品Aの孔aに部品Bを挿入する装
置)として利用したものであり、可動体1aの周面にリ
ング状の凸条8cを設けて主軸に平行な方向にのみ段差
を設けるとともに、電磁石6a〜6dの可動体1a周面
に対向する面に上記突起8cに対応する突起8dよりな
る段差を設け、可動体1aの主軸回りの回転を自由とし
ている。
また、実施例では、可動体1aを駆動する別の駆動手段
を設けており、この別のm動手段は、4角形の平板状磁
性体10の片面の4隅に板厚方向(Z軸方向)に着磁さ
れた永久磁石11を磁極が交互に形成されるように配置
した2個の磁石ブロック5a、5bを、異なる磁極が対
向するように適当な間隙をもって配置した磁気回路ブロ
ック5と、磁気ギャップG中に配置され可動体1aの主
軸方向の端部に突設された軸1bに固定されfS4個の
口字状コイルX、、x、、y、、Y2よりなり、&ロ字
状コイルX、、X、、Y、、Y2が2カ所の磁気ギャッ
プGを通過するようにした可動コイルブロック4とより
なるリニア直流アクチュエータにて形成されている。ま
た、可動体1aの下端に突設された軸tbには、部品保
持用のグリッパ】Cが取り付けられており、電磁石2a
〜2dおよび磁気回路ブロック5は、組み立てロボット
のアームC先端取り付けられている。なお、本発明は、
上述のような自動組み立て装置の姿勢制御に限定される
ものではなく、各種姿勢制御に適用できることは言うま
でもない、また、電磁石6a〜6dおよびリニア直流ア
クチュエータの可動コイルブロック4に流す電流を、位
置センサ3a−3f出力に基づいてフィードバック##
する制御手段7は、磁気センサよりなる位置センサ3a
〜3fから構成される装置情報をインターフェース7b
を介して取り込んでフィードバック制御用データを演算
するマイクロコンピュータ7aと、電磁石2a〜2dお
よび可動コイルブロック4の各コイルXX2.Y1.Y
2に流す所定電流をマイクロコンピュータ7aからの指
令によって供給するアンプ7cと、駆動用電源7dとで
構成されている。
以下、実施例の動作について説明する。いま、本実施例
の可動体1aの周面には、リング状の凸条8aが設けら
れ、主軸に平行な方向にのみ段差が形成されており、こ
の段差に対応する段差(突条8d)が電磁石6a〜6d
の可動体1a周面の対向面に設けられているので、主軸
(2軸)回りの回転が自由となっており、電磁石6a〜
6dに流すt流を適当に設定することにより、ラジアル
方向(X、Y)の位置およびコンプライアンス制御が行
えるようになっている。
一方、別の駆動手段の各可動コイルX、X、。
Yl、Y2に流す電流は、制御手段7により位置センサ
3a〜3f出力に基づいてフィードバック制御されてお
り、これらの可動コイルx、、x、、y6、Y2に発生
するローレンツ力の合力が可動体1aの軸1bに作用し
、3軸(X、Y、θ7)の付置制御およびコンプライア
ンス制御が行えるようになっている。したがって、本実
施例においては、電磁石6a〜6dおよび可動コイルX
、、 X2. YY2に流す電流を制御することにより
、5軸位置制御および6軸コンプライアンス制御を容易
に行うことができる。
なお、制御手段7では、4個の可動コイルX、。
X ? 、 ’Y 、Y 2に作用するローレンツ力と
、電磁石6a〜6dによる吸引力の相互作用を考慮して
位置センサ3a〜3f出力に基づいたフィードバック制
御の演算を行う必要があるため、高速処理が可能なマイ
クロコンビヱータ7aを用いて形成されている。
[発明の効果コ 本発明は上述のように構成されており、円筒状磁性体よ
りなる可動体の周囲に電磁石を配置し、可動体の位置を
検出する位置検出センサ出力に基づいて電磁石に流す電
流を制御することにより可動体の位置およびコンプライ
アンス制御を行うようにした姿勢制御装置において、上
記可動体および電磁石の吸引力が作用している面に段差
を設けたものであり、2軸位置および4軸コンプライア
ンス制御を行うことができ、槽底が簡単で不望の姿勢制
御装置を提供することができるという効果がある。
また、可動体の周面にリング状のへ条を設けて主軸に平
行な方向にのみ段差を設けるとともに、電磁石の可動体
の周面に対向する面に上記段差に対応する段差を設け、
可動体の主軸回りの回転を自由とすれば、主軸方向のコ
ンプライアンス制御を簡単に行うことができる。
さらにまた、4角形の平板状磁性体の片面の4隅に板厚
方向(Z軸方向)に着磁された永久磁石を磁極が交互に
形成されるように配置した2個の磁石ブロックを、異な
る磁極が対向するように適当な間隙をもって配置した磁
気回路ブロックと、磁気ギャップ中に配置され可動体の
主軸方向の端部に突設された軸に固定された4個の口字
状コイルよりなり、各口字状コイルが2カ所の磁気ギャ
ップを通過するようにした可動コイルプロ・ツクとより
なる駆動手段を設ければ、主軸と直交する同一面方向の
2自由度および主軸回りの回転の1自由度をもった3軸
姿勢および3軸コンブライア〉ス制御を付加することが
でき、5軸姿勢制御と、6軸コンプライアンス制御を容
易に行え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分解斜視図、第2図は他の実
施例の斜視図、第3図は同上の要部断面図、第4図は同
上の要部分解斜視図、第5図は同上の要部斜視図、第6
図は従来例の概略構成図である。 1、laは可動体、1bは軸、2 a〜2 C、5a〜
6dは電磁石、3a〜3fは位置センサ、4は可動コイ
ルブロック、5は磁気回路ブロック、7は制御手段、8
a、8bは突起、8c、8dは突条、10は磁性体板、
11は永久磁石、X。 X2.Yl、Y2は可動コイルである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)円筒状磁性体よりなる可動体の周囲に電磁石を配
    置し、可動体の位置を検出する位置検出センサ出力に基
    づいて電磁石に流す電流を制御することにより可動体の
    位置およびコンプライアンス制御を行うようにした姿勢
    制御装置において、上記可動体および電磁石の吸引力が
    作用している面に段差を設けたことを特徴とする姿勢制
    御装置。
  2. (2)可動体の周面にリング状の凸条を設けて主軸に平
    行な方向にのみ段差を設けるとともに、電磁石の可動体
    の周面に対向する面に上記段差に対応する段差を設け、
    可動体の主軸回りの回転を自由としたことを特徴とする
    請求項1記載の姿勢制御装置。
  3. (3)4角形の平板状磁性体の片面の4隅に板厚方向(
    Z軸方向)に着磁された永久磁石を磁極が交互に形成さ
    れるように配置した2個の磁石ブロックを、異なる磁極
    が対向するように適当な間隙をもって配置した磁気回路
    ブロックと、磁気ギャップ中に配置され可動体の主軸方
    向の端部に突設された軸に固定された4個のロ字状コイ
    ルよりなり、各ロ字状コイルが2カ所の磁気ギャップを
    通過するようにした可動コイルブロックとよりなる駆動
    手段を設けたことを特徴とする請求項2記載の姿勢制御
    装置。
JP7753390A 1990-03-27 1990-03-27 姿勢制御装置 Pending JPH03276314A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6369400B2 (en) 1998-10-30 2002-04-09 International Business Machines Corporation Magnetic scanning or positioning system with at least two degrees of freedom
KR100536816B1 (ko) * 2002-09-19 2005-12-14 후지제롯쿠스 가부시끼가이샤 자속 누설을 저감한 자기 액추에이터
JP2009123245A (ja) * 2009-03-10 2009-06-04 Fujitsu Component Ltd 入力装置および電子機器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS546445B2 (ja) * 1975-05-20 1979-03-28
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