JPH04300147A - 力受取り装置を正確に位置決めするための空気圧式回転駆動装置 - Google Patents

力受取り装置を正確に位置決めするための空気圧式回転駆動装置

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JPH04300147A
JPH04300147A JP28084191A JP28084191A JPH04300147A JP H04300147 A JPH04300147 A JP H04300147A JP 28084191 A JP28084191 A JP 28084191A JP 28084191 A JP28084191 A JP 28084191A JP H04300147 A JPH04300147 A JP H04300147A
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JP
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shaft
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force
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position sensor
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JP28084191A
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Ralf Huber
ラルフ・フーバー
Wolf-Dieter Goedecke
ヴォルフ‐ディーター・ゲーデッケ
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Mannesmann AG
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    • F15B15/262—Locking mechanisms using friction, e.g. brake pads
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧縮空気源に接続可能
なケーシングから成り、ケーシングの中にはシャフトが
支承され、シャフトは少なくとも１つの回転翼を担持し
、シャフトは回転力を力受取り装置に伝達し、回転翼に
サーボ空圧式に制御可能な連続弁を介して圧縮空気が当
り、正確な位置決めは回転翼における２つの互いに背を
向けている表面に作用する圧縮空気による力をクロック
制御で達成できる力平衡状態により設定可能である、力
受取り装置を正確に位置決めするための空気圧式回転駆
動装置に関する。
【０００２】代替的に本発明は、ケーシングの中にシャ
フトが支承されており、シャフトはピニオンを担持し、
ピニオンはラックと噛合い、ラックは２重ピストンに固
定され、２重ピストンはシリンダケーシングの中で圧縮
空気に当り往復運動することが可能であるケーシングを
有する空気圧式回転駆動装置に関する。
【従来の技術】
【０００３】公知の技術では、終位置だけを設定して回
転する空気圧式回転駆動装置が使用される。このために
用いられる回転翼はある一定の距離を往復する、すなわ
ち一方の終位置から他方の終位置へ往復運動する。この
ような回転翼を有する２位置空気圧式回転駆動装置は、
直接に作用する駆動装置と見なされる。位置は機械的制
限により定められる。終位置で減衰手段を配置すること
も可能である。このような２位置空気圧式回転駆動装置
の回転角は約２８０°が限界である。残りの部分周縁は
ストッパ手段、減衰手段等のために必要である。
【０００４】ロボット技術ではこれらの特性はしばしば
不十分である。空圧式ロボットシステムは、Ｚ軸の周り
で回転翼を自在に位置決めすることが可能であることを
要求する。更に、高いクロック周波数が要求される。こ
れらの要求は公知の圧縮空気円板形モータも、公知の圧
縮空気歯車モータも、前述の回転翼形駆動装置も満足し
ない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、小型
であり効率の高い（漏洩の欠点がない）という長所を有
する回転翼形から出発して、実際の上で有利な構成、特
にはコンパクトな構成でありながら、任意の大きさの回
転角とすること、高いクロック周波数とすること、力受
取り装置の正確な位置決めをすること、及び設定するこ
とが可能な回転トルクとすることを可能とすることにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明により
、角度測定装置インターフェースを有する角度位置セン
サーと、角度測定装置インターフェースに接続されてい
るＮＣ制御装置とがシャフトに直接に配置されているこ
とと、力受取り装置から間隔をおいて角度位置センサー
がシャフトの上に配置されていることと、角度位置セン
サーとサーボ空圧式に制御可能な連続弁と回転翼を有す
るシャフトが構造的に閉じた状態にすることができる単
一体を形成していることとにより解決される。
【０００７】このような回転駆動装置は減衰手段もスト
ッパも必要とせず、任意の大きさの回転角、高いクロッ
ク周波数、力受取り装置の非常に正確な位置決め、及び
設定することが可能な回転トルクを可能にする。この場
合に連続弁として、２つの３ポート２位置切換弁、（大
気圧フィードバック又は圧力センサを有する）２つの圧
力弁、１つの３ポート２位置切換弁及び１つの３ポート
２位置圧力弁、又は５ポート２位置切換弁を用いること
が可能である。この解決方法は、僅かな自重で高い駆動
トルクを可能にし、ひいては非常に短いクロック制御時
間を可能にし、従って回転運動は迅速、正確かつ自在に
プログラミング可能に行われることが可能である。精度
は、力受取り装置からの角度位置センサーの好適な間隔
に依存する。通常は精度は、前記の間隔が増加するにつ
れて高まる。本発明の別の実施例では、シャフトの上に
ケーシングの中でパーキングブレーキが配置されている
。この実施例は、駆動装置を絶対静止の状態にしなけれ
ばならない特別の用途に有利である。ブレーキー装置は
、位置決めが位置調整器を介して行われると動作する。 パーキングブレーキは有利には角度位置センサーの上（
後ろ）又は下（前）に又は伝動装置の前に位置する。
【０００８】別の１つの有利な実施例では、シャフト及
び力受取り装置が、遊びの小さい伝動装置により互いに
接続されている。これによりより大きい角度が実現され
ることが可能である。
【０００９】更に、角度位置センサーが、３６０°の周
縁当り２０００より大きい増分の分解能を有する角度／
デジタル信号エンコーダから成ると有利である。エンコ
ーダを用いると１００００までの分解能が使用可能であ
る。目標とする精度はロボット技術の要求に対応する。
【００１０】空気圧式回転駆動装置は、シャフトがピニ
オンを担持し、ピニオンはラックと噛合い、ラックは２
重ピストンに固定され、２重ピストンはシリンダケーシ
ングの中で圧縮空気に当ることが可能で往復運動するこ
とが可能であるシャフトにより実現されることも可能で
ある。
【００１１】本発明のこの代替は、上記課題を解決する
ために、シャフトに直接に、角度測定装置インターフェ
ースと、角度測定装置インターフェースに接続されてい
るＮＣ制御装置と、それぞれのピストン端面室に設けら
れているサーボ空圧式で制御可能な連続弁とを有する２
つの角度位置センサーが対応配置され、正確な位置決め
は、２つのピストン端面室の中の圧縮空気による力を短
時間に形成可能な力平衡状態にすることにより設定可能
であり、２つの単一ピストンを連結する棒がラックを有
し、シャフトの上に配置されているピニオンがラックと
ほぼ遊びなしに噛合っていることとにより構成されてい
る。この解決方法においては、２７０°より大きい回転
角を、採用可能な重量とこれに対応する回転トルクとで
実現することができる。
【００１２】
【実施例】次に本発明を実施例に基づき図を用いて詳し
く説明する。図１において、力受取り装置１を位置決め
するための空気圧式回転駆動装置はケーシング２を有し
、ケーシング２は圧縮空気源３に接続されている。ケー
シング２の中にシャフト４が支承され、シャフト４は半
径方向で対称にシャフト４の上に配置されている回転翼
５を担持している。
【００１３】シャフト４には直接に駆動装置側６に角度
位置センサー７が配置され、角度位置センサー７は本実
施例では角度／デジタル信号エンコーダ７ａから成り、
スリットディスク７ｂには光学装置７ｃが軸方向で対向
して位置する。角度位置センサー７は、例えば導電性プ
ラスチックポテンショメータ又は磁力型角度／デジタル
信号エンコーダ等の別の機能原理を有することもある。 角度位置センサー７には角度測定装置インターフェース
８が接続され、角度測定装置インターフェース８には、
ＣＰＵを有する対応する調整器の形のＮＣ制御装置９が
接続されている。
【００１４】回転翼５には少なくとも１つの連続弁１０
が対応配置され、連続弁１０として２つの３ポート２位
置切換弁、又は２つの圧力弁、又は１つの３ポート２位
置切換弁と１つの３ポート２位置圧力弁、又は１つの５
ポート２位置切換弁を使用することが可能である。力受
取り装置１の正確な位置決めは、２つの互いに背を向け
ている表面５ａ及び５ｂへの圧縮空気による力を短時間
で形成可能な力均衡状態することにより行われる。これ
により設定された位置は、シャフト４の上にケーシング
２の中で配置されているパーキングブレーキ１１により
固定される。シャフト４の上と、力受取り装置１のシャ
フト端部１２の上とには、遊びが非常に小さい伝動装置
１３が配置されている。被駆動装置側１４に対向して位
置する駆動装置側６に角度位置センサー７が配置され、
従って正確な閉ループ制御を行うことができる。角度位
置センサー７は、３６０°当り２０００の最小分解能を
有する角度／デジタル信号エンコーダ７ａから成る。
【００１５】図２において、力受取り装置１を正確に位
置決めするための代替の空気圧式回転駆動装置が示され
ている。この空気圧式回転駆動装置は、同様に所定の回
転トルクで所与の角度だけ駆動する。ケーシング２は圧
縮空気源３に前記の２ポート２位置切換弁１０ａ及び１
０ｂを介して接続されている。この場合にシャフト４は
ピニオン１５を担持し、ピニオン１５はラック１６と噛
合い、ラック１６は２重ピストン１７に固定されている
。２重ピストン１７はシリンダケーシング１８の中で圧
縮空気に当たることが可能であり、矢印１９の方向で往
復運動することができる。
【００１６】前述の第１の代替方法におけるようにシャ
フト４には直接に、角度測定装置インターフェース８を
有する角度位置センサー７と、角度測定装置インターフ
ェース８に接続されているＮＣ制御装置９とが対応配置
されている。各ピストン端面室２０及び２１には、例え
ば３ポート２位置切換弁（１０ａ及び１０ｂ）等のサー
ボ空圧式連続弁１０が、例えばそれぞれ連続切換弁１０
ａ、１０ｂのためには部分室２２及び部分室２３が形成
され角度位置センサー７のためには中間室２４が形成さ
れているというように対応配置されており、これにより
駆動装置を非常にコンパクトに構成することが可能であ
る。２つの単一ピストン１７ａ及び１７ｂは棒２５によ
り連結され、棒２５の上にはラック１６が固定され、ラ
ック１６にはピニオン１５が噛合っている。ラック１６
とピニオン１５とはほとんど遊びなしに形成されている
。ラック１６／ピニオン１５と力受取り装置１との間に
はパーキングブレーキ１１が設けられている。
【図面の簡単な説明】
【図１】直接駆動形のサーボ形可動翼式駆動装置の横断
面図である。
【図２】間接駆動形の駆動装置の横断面図である。
【符号の説明】
１　　力受取り装置 ２　　ケーシング ３　　圧縮空気源 ４　　シャフト ５　　回転翼 ５ａ、５ｂ　　回転翼の表面 ６　　駆動装置側 ７　　角度位置センサー ７ａ　　角度／デジタル信号エンコーダ８　　角度測定
装置インターフェース ９　　ＮＣ制御装置 １０　　連続弁 １１　　パーキングブレーキ １２　　シャフト端部 １３　　伝動装置 １４　　被駆動装置側 １５　　ピニオン １６　　ラック １７ａ、１７ｂ　　単一ピストン １８　　シリンダケーシング １９　　矢印 ２０、２１　　ピストン端面室 ２４　　中間室 ２５　　連結棒

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　圧縮空気源に接続可能なケーシングか
    ら成り、ケーシングの中にはシャフトが支承され、シャ
    フトは少なくとも１つの回転翼を担持し、シャフトは回
    転力を力受取り装置に伝達し、回転翼にサーボ空圧式に
    制御可能な連続弁を介して圧縮空気が当り、正確な位置
    決めは回転翼（５）における２つの互いに背を向けてい
    る表面（５ａ，５ｂ）に作用する圧縮空気による力をク
    ロック制御で達成できる力平衡状態により設定可能であ
    る、力受取り装置を正確に位置決めするための空気圧式
    回転駆動装置において、角度測定装置インターフェース
    （８）を有する角度位置センサー（７）と、角度測定装
    置インターフェース（８）に接続されているＮＣ制御装
    置（９）とがシャフト（４）に直接に配置されているこ
    とと、角度位置センサー（７）が力受取り装置（１）か
    ら間隔をおいてシャフト（４）の上に配置されているこ
    とと、角度位置センサー（７）とサーボ空圧式に制御可
    能な連続弁（１０）と回転翼（５）を有するシャフト（
    ４）が構造的に閉じた状態にすることができる単一体を
    形成していることとを特徴とする力受取り装置を正確に
    位置決めするための空気圧式回転駆動装置。
  2. 【請求項２】　　ケーシング（２）の中でシャフト（４
    ）にパーキングブレーキ（１１）が配置されていること
    を特徴とする請求項１から請求項５のうちの１つの請求
    項に記載の力受取り装置を正確に位置決めするための空
    気圧式回転駆動装置。
  3. 【請求項３】　　シャフト（４）と力受取り装置（１）
    とが、遊びの小さい伝動装置（１３）により互いに接続
    されていることを特徴とする請求項１又は請求項２又は
    請求項５に記載の力受取り装置を正確に位置決めするた
    めの空気圧式回転駆動装置。
  4. 【請求項４】　　角度位置センサー（７）が、３６０°
    当り２０００から１００００の分解能を有する角度／デ
    ジタル信号エンコーダ（７ａ）、デジタル絶対位置信号
    発生又はポテンショメータから成ることを特徴とする請
    求項１から請求項３のうちの１つ請求項又は請求項５に
    記載の力受取り装置を正確に位置決めするための空気圧
    式回転駆動装置。
  5. 【請求項５】　　圧縮空気源に接続可能なケーシングか
    ら成り、ケーシングの中にシャフトが支承されおり、シ
    ャフトはピニオンを担持し、ピニオンはラックと噛合い
    、ラックは２重ピストンに固定され、２重ピストンはシ
    リンダケーシングの中で圧縮空気に当たり往復運動する
    ことが可能である、所定の回転トルクと関連して所与の
    角度で力受取り装置を正確に位置決めするための空気圧
    式回転駆動装置において、シャフト（４）に直接に、角
    度測定装置インターフェース（８）と、角度測定装置イ
    ンターフェース（８）に接続されているＮＣ制御装置（
    ９）と、それぞれのピストン端面室（２０、２１）に設
    けられているサーボ空圧式で制御可能な連続弁（１０）
    とを有する２つの角度位置センサー（７）が対応配置さ
    れ、正確な位置決めは、２つのピストン端面室（２０、
    ２１）の中の圧縮空気による力を短時間で形成可能な力
    平衡状態にするにより設定可能であり、２つの単一ピス
    トン（１７ａ，１７ｂ）を連結する棒（２５）がラック
    （１６）を有し、シャフト（４）の上に配置されている
    ピニオン（１５）がラック（１６）とほぼ遊びなしに噛
    合っていることを特徴とする所定の回転トルクと関連し
    て所与の角度で力受取り装置を正確に位置決めするため
    の空気圧式回転駆動装置。
JP28084191A 1990-10-01 1991-10-01 力受取り装置を正確に位置決めするための空気圧式回転駆動装置 Pending JPH04300147A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4031185.6 1990-10-01
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Publications (1)

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JPH04300147A true JPH04300147A (ja) 1992-10-23

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