JPH06155185A - 姿勢倣い制御装置 - Google Patents

姿勢倣い制御装置

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JPH06155185A
JPH06155185A JP33215992A JP33215992A JPH06155185A JP H06155185 A JPH06155185 A JP H06155185A JP 33215992 A JP33215992 A JP 33215992A JP 33215992 A JP33215992 A JP 33215992A JP H06155185 A JPH06155185 A JP H06155185A
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一雄 今中
Yukihiro Takano
幸弘 鷹野
Koji Fujii
浩二 藤井
Kiyoshi Shirokuni
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来のピンをガイド孔に挿入するRCC機構
における力センサー等の電気制御を介さない受動的たわ
み制御において、従来機構に比べ簡易な構成で軽荷重か
ら重荷重まで適用でき、かつ、高精度で部品の互換性が
あり安価でメンテナンスの良好な姿勢倣い制御装置を提
供することを目的とする。 【構成】 移動体4,7と基部1とを3点以上の支持点
を有するフリーベアリング2と平面座3で構成する平面
位置修正機構と、3点以上の支持点を有するフリーベア
リング5と球面座6で構成する方向位置修正機構とを積
層構造とした。また、基部1と移動体4,7間に原姿勢
を維持又は原姿勢に復帰する機構を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ピンをガイド孔に挿入
する遠隔芯だし(以下『RCC』と略す)機構における
力センサー等の電気制御を介さない受動的RCC制御に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ピンをガイド孔に挿入するRCC
機構における力センサー等の電気制御を介さない受動的
RCC制御の代表的例としては、図5に示すものがあ
る。この機構は、基枠21とその内部に修正体22と基
枠21の上面の開口内に設けられている移動体23より
なり、基枠21と修正体22は平行リンク24,25で
接続され、他方基枠21と移動体23は傾斜リンク2
6,27で接続されている。
【0003】この従来機構の移動体23上に設けている
ピン28がガイド29に挿入する場合、ピン28の位置
がx軸或いはy軸方向の平面位置の修正が必要な場合、
ピン28がガイドに案内され移動体23が平行に移動し
ようとすると、この移動は平行リンク24,25の作動
により吸収され、平面位置の修正が可能となる。
【0004】他方ピン28の位置が角度の位置ずれ、即
ち方向ずれの修正が必要な場合、ピン28がガイドに案
内され移動体23が平行に移動しようとすると、この移
動は傾斜リンク26,27の作動により吸収される。例
えばピン28の先端位置が図の左方向の場合、傾斜リン
ク26,27の上方が右方向に作動し、ピン28の角度
ずれを吸収し、方向位置の修正が可能となる。
【0005】また、従来機構では、原姿勢を維持又は原
姿勢に復帰する機構として基枠21と修正体22、基枠
21と移動体23間にそれぞれバネ30を介在させる構
成としている。この従来機構では、RCC機構の変位が
大きくなるとバネ30の変位が大きくなり、原姿勢に復
帰する場合に復元力の変位が大きくなり、一種の振動現
象が生じ、振動による機器への悪影響が生じる場合があ
った。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のピン
をガイド孔に挿入するRCC機構における力センサー等
の電気制御を介さない受動的たわみ制御において、従来
機構に比べ簡易な構成で軽荷重から重荷重まで適用で
き、かつ、高精度で部品の互換性があり安価でメンテナ
ンスの良好な姿勢倣い制御装置を提供することにある。
さらに、従来機構での、原姿勢に復帰する場合に復元力
の変位にかかわらず、復元力の変動を小さく抑える機器
への悪影響を防止する姿勢倣い制御装置を提供すること
にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、ピンをガイド
孔に挿入するRCC機構における力センサー等の電気制
御を介さない受動的たわみ制御において、移動体と基部
とを3点以上の支持点を有するフリーベアリングと平面
座で構成する平面位置修正機構と、3点以上の支持点を
有するフリーベアリングと球面座で構成する方向位置修
正機構とを積層構造としたことを特徴とする姿勢倣い制
御装置にある。
【0008】また、前記姿勢倣い制御装置おいて、基部
と移動体間に原姿勢を維持又は原姿勢に復帰する機構を
設けたことを特徴とする姿勢倣い制御装置であり、原姿
勢を維持又は原姿勢に復帰する機構として、移動体と鋭
角的に先端が摺接する作動杆を、移動体の移動に伴って
摺接する角度を減じる方向に回動可能に軸支すると共
に、移動体の移動を制限する方向に作動杆に復帰バネを
接続することを特徴とする姿勢倣い制御装置である。
【0009】更に原姿勢を維持又は原姿勢に復帰する機
構として、移動体の移動に伴ってこれに先端を摺接する
作動杆を回動可能に軸支し、移動体の移動を制限する方
向に作動杆に復帰バネを接続すると共に、復帰バネの取
付け角度を移動体の移動に伴って、復帰バネと作動杆の
角度を直角以下の範囲で減じるように構成したことを特
徴とする姿勢倣い制御装置である。
【0010】原姿勢を維持又は原姿勢に復帰する機構と
して、移動体と鋭角的に先端が摺接する作動杆を、移動
体の移動に伴って摺接する角度を減じる方向に回動可能
に軸支し前記移動体の移動を制限する方向に作動杆に復
帰バネを接続すると共に、復帰バネの取付け角度を移動
体の移動に伴って、復帰バネと作動杆の角度を直角以下
の範囲で減じるように構成したことを特徴とする姿勢倣
い制御装置。
【0011】
【作用】本発明は、平面位置修正の機構においては、3
点以上の支持点で平面座と接触した組合せであることよ
り、安定した状態で支持可能である。そして、前記支持
点は移動が容易なフリーベアリングで構成されており、
平滑な平面とフリーベアリングが接触しつつ移動する
為、スムーズな平面位置修正が可能となる。
【0012】また、方向位置修正の機構においては、前
記平面位置修正の機構と同様に、3点以上の支持点と球
面座と接触した組合せであることより、安定した状態で
支持可能である。そして、前記支持点は移動が容易なフ
リーベアリングで構成されており、平滑な球面とフリー
ベアリングが接触しつつ移動する為、何れの方向への修
正もスムーズに位置修正が可能となる。
【0013】更に平面位置修正と方向位置修正の制御機
構を積層する構成となっており、ピンをガイド孔に挿入
する際にピンとガイドの位置が平面的かつ方向的にずれ
が生じていても、ピンに加わる作動力は、そのまま積層
されている前記フリーベアリングと平面座及びフリーベ
アリングと球面座とのそれぞれの接触位置を、作動力の
加わらない平面位置及び方向位置まで、両者の並行した
修正で行い、受動的な姿勢倣い制御を完了する。
【0014】なお、フリーベアリングと平面座或いは球
面座は積層構造であり、重荷重であっても、垂直方向に
荷重が、平面座或いは球面座で支持する構造であり、リ
ンク機構、或いはバネ等を介し支持する場合と異なり安
定的に支持出来、信頼性の高い支持が可能となる。
【0015】一方、請求項2記載の発明により、姿勢倣
い装置の待機中には移動体と基部間の相対位置を維持
し、又は姿勢倣い装置の作動後の場合には、原姿勢に復
帰するのが可能となり、姿勢倣い装置の繰り返し使用が
可能になっている。
【0016】また、原姿勢を維持又は原姿勢に復帰する
機構として、請求項3記載の発明では、作動杆に作用す
る押圧力F0 は、作動杆と垂直方向成分F01=F0 co
sαと水平方向成分F02=F0 sinαに分解できる
が、移動体と鋭角的に先端が摺接する作動杆が移動体の
移動に伴って摺接する角度を減じる方向に回動可能に軸
支されている。従って作動杆に作用する押圧力の垂直方
向成分はαが零に近づく為、F01はF0 の値に近づきα
=0°でF01=F0 となり、移動体の移動量が大きくな
るほど作動杆を回動させる押圧力を増大させるように作
用する。よって、移動体を原姿勢に復帰させる復帰バネ
の変位量に応じて比例して復帰力F1 が増大しても、そ
の増大量の軽減が図れる。
【0017】請求項4記載の発明によれば、作動杆に設
けられている、移動体を原姿勢に復帰させる復帰バネは
作動杆の角度を直角以下の範囲で減じるように構成して
いる為、移動体の移動に伴って、復帰バネによる復帰力
1 の無効成分F12が増大する。従って移動体を原姿勢
に復帰させる復帰バネの変位量に応じて比例して増大し
ても、その増大量を軽減するように作用する。
【0018】請求項5記載の発明によれば、移動体の移
動に伴って、移動体を原姿勢に復帰させる、復帰バネの
変位量に応じて比例して復帰力F1 が増大しても、作動
杆を回動させる押圧力F01が増大し、また復帰バネによ
る復帰力F1 の無効成分F12も増大する。従って移動体
を原姿勢に復帰させる復帰バネの変位量に応じて比例し
て増大しても、その増大量を軽減するように作用する。
【0019】
【実施例】以下に、本発明の実施例に基づいて説明す
る。図1は本発明の倣い装置の概略平面図であり、図2
は本発明の概略側面図である。板状等適宜形状よりなる
基部1の正方形の位置の4箇所に平面位置修正用フリー
ベアリング2を設け、そのフリーベアリング2と対にな
る平面座3を下面に有する平面位置修正用の移動体4を
基部1上に載置している。
【0020】平面位置修正用テーブル4上の中心から同
一距離で120°間隔の3点の方向に位置修正用フリー
ベアリング5を設け、そのフリーベアリング5と対にな
る球面座6を下面に有する方向位置修正用の移動体7を
平面位置修正用の移動体4上に載置している。
【0021】なお実施例では、球面座6の同一曲面の円
弧面を方向位置修正用の移動体7の下面に設けている。
これは球面座6を方向位置修正用の移動体7の下面に球
面全体に設けるべきであるが、方向位置修正の範囲が限
定されていること、及び材料の低減等の理由により、一
部に限定して設けている。
【0022】上述実施例の倣い装置の方向位置修正用の
移動体7の上面に設けているピン12をガイド13の装
入する場合を図3で説明する。ガイド13とピン12の
当初の位置が図3の点線で、この状態からピン12をガ
イド13に装入すると、方向位置修正用の移動体7と平
面位置修正用の移動体4はそれぞれ図3の矢印の方向に
移動し、ピン12がガイド13に装入される。
【0023】基部1と平面位置修正用の移動体4、或い
は平面位置修正用の移動体4と方向位置修正用の移動体
7の四辺にはそれぞれ、基部と移動体間に原姿勢を維持
又は原姿勢に復帰する機構が設けられている。なお、図
1のごとく上記機構は、4か所設けるものであるが、図
2では左右の2か所のみの記載とし、簡略化した図で示
している。
【0024】この機構を例えば図3に示す如く、基部1
と平面位置修正用の移動体4との間に設けている例で説
明する。移動体4の側面自体或いは側面に形成した板体
15と鋭角的に図に示す実施例では45°の角度で先端
が摺接するく字形状の作動杆8の折曲部を支持板9上の
軸11で回動可能に軸支している。また、作動杆8の後
端部に取りつけた復帰バネ10の後端は、復帰バネ10
が作動杆8に対し直角となる角度で支持板9に取りつけ
ている。なお、上述実施例では、作動杆8の先端は移動
体4の側面に形成した板体15に摺接しているがこれに
限るものではなく、移動体4の側面に直接摺接させても
良い。図中14は作動杆8の先端に設けられているスト
ッパーである。
【0025】作動杆8に作用する移動体4の押圧力をF
0 とし、復帰バネ10による張力をF1 (復帰バネ10
による初期張力をF10)、作動杆8の軸11と先端摺接
部、及び復帰バネ10との夫々の距離をLとする。いま
移動体4が移動し作動杆8がθだけ回動したとき、作動
杆8に及ぼす垂直方向成分F01は、F01=F0 cosα
であるので、移動体による作動杆8の回転モーメントM
0 は(1)式となる。 M0 =F01×L×cos(45−θ) ・・・・・・・・(1) (1)式より作動杆8は、回転と共に、M0 は増大し、
θ=45°で最大値で、原姿勢時に比べ約1.4倍のと
なる。
【0026】一方作動杆8の後端の復帰バネ10によ
る、張力F1 は、復帰バネ10が初期張力時のF10の長
さに比べ、(L×sinθ)だけ伸びている。ここで、
Kは復帰バネ10のバネ定数とし、と張力F1 の垂直成
分F11はF11=F1 cosであることより、復帰バネ1
0による作動杆8の回転モーメントM1 は、(2)式と
なる。 M1 =〔F10+K(L×sinθ)〕×L×cosθ・・・(2) この(2)式より、作動杆8の回動により、復帰バネ1
0が伸長し、復帰バネ10自体の張力が漸増するが、回
転モーメントM1 に作用する張力F1 の無効成分F12
増大する。従って、Kのバネ定数を適切に選定すること
により、復帰バネ10が初期張力時のF10から変動を極
力小さくすることが出来る。即ち、K=0.8、L=1
とした場合には、M1 は原姿勢時に比べ最大で、約1.
24倍の増大に留まる。従ってM0 とM1 の最大値が異
り、一定の回転モーメントをえることが出来ないが、バ
ネ定数K、各回転モーメントの足の長さL等を適宜に選
定すれば、ほぼ初期張力F10からの変動を極力少なくす
ることが出来る。
【0027】なお上述実施例では、作動杆8の中程に軸
11を設け先端に先端摺接部を後端に復帰バネ10を設
ける構成としたが、これに限るものではない。即ち復帰
バネ10を作動杆8に作用させる位置関係を維持出来れ
ば良く、作動杆8の後端に軸を設け先端摺接部との間に
復帰バネ10を設ける構成であってもよい。
【0028】
【発明の効果】本発明は上述のように構成することよ
り、RCC機構にフリーベアリングと平面座、或いは球
面座を用いていることより、従来機構に比べコンパクト
に製作でき、かつ簡易な構成でありながら軽荷重から重
荷重まで適用でき、かつ、高精度で部品の互換性があり
安価でメンテナンスの良好に姿勢倣い制御装置とするこ
とが出来る。また、原姿勢に復帰する場合に復元力の変
位にかかわらず、復元力の変動を小さく抑えることが出
来る為、機器への悪影響を防止することが出来る他、特
に初期セット位置のバラツキの変動を最小限に抑えるこ
とが出来る等優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の平面図である。
【図2】図1の正面図である。
【図3】本発明の使用状態を示す正面図である。
【図4】本発明の原姿勢維持或いは復元の為に原理説明
図である。
【図5】従来の遠隔芯だし機構の1例を示す説明図であ
る。
【符号の説明】
1 基部 2,5 フリーベアリング2 3 平面座 4,7 移動体 6 球面座 8 作動杆 9 支持体 10 復帰バネ 11 軸 12 ピン 13 ガイド
フロントページの続き (72)発明者 藤井 浩二 兵庫県姫路市広畑区富士町1番地 新日本 製鐵株式会社広畑製鐵所内 (72)発明者 白國 潔 兵庫県姫路市広畑区鶴町2−1 太平工業 株式会社広畑支店内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ピンをガイド孔に挿入する遠隔芯だし(R
    CC)機構における力センサー等の電気制御を介さない
    受動的たわみ制御において、 移動体と基部とを3点以上の支持点を有するフリーベア
    リングと平面座で構成する平面位置修正機構と、3点以
    上の支持点を有するフリーベアリングと球面座で構成す
    る方向位置修正機構とを積層構造としたことを特徴とす
    る姿勢倣い制御装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の姿勢倣い制御装置におい
    て、基部と移動体間に原姿勢を維持又は原姿勢に復帰す
    る機構を設けたことを特徴とする姿勢倣い制御装置。
  3. 【請求項3】請求項2記載の姿勢倣い制御装置におい
    て、 原姿勢を維持又は原姿勢に復帰する機構として、移動体
    と鋭角的に先端が摺接する作動杆を、移動体の移動に伴
    って摺接する角度を減じる方向に回動可能に軸支すると
    共に、移動体の移動を制限する方向に作動杆に復帰バネ
    を接続することを特徴とする姿勢倣い制御装置。
  4. 【請求項4】請求項2記載の姿勢倣い制御装置におい
    て、 原姿勢を維持又は原姿勢に復帰する機構として、移動体
    の移動に伴ってこれに先端を摺接する作動杆を回動可能
    に軸支し、移動体の移動を制限する方向に作動杆に復帰
    バネを接続すると共に、復帰バネの取付け角度を移動体
    の移動に伴って、復帰バネと作動杆との角度を直角以下
    の範囲で減じるように構成したことを特徴とする姿勢倣
    い制御装置。
  5. 【請求項5】原姿勢を維持又は原姿勢に復帰する機構と
    して、移動体と鋭角的に先端が摺接する作動杆を、移動
    体の移動に伴って摺接する角度を減じる方向に回動可能
    に軸支し前記移動体の移動を制限する方向に作動杆に復
    帰バネを接続すると共に、復帰バネの取付け角度を移動
    体の移動に伴って、復帰バネと作動杆の角度を直角以下
    の範囲で減じるように構成したことを特徴とする姿勢倣
    い制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105499963A (zh) * 2016-02-19 2016-04-20 苏州天准科技股份有限公司 一种用于对位压入的自回中偏摆机构和压装装置

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JPS57168840A (en) * 1981-04-07 1982-10-18 Sony Corp Alignment device

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