JPH062413U

JPH062413U - ロボット走行装置の位置決め装置

Info

Publication number: JPH062413U
Application number: JP3710892U
Authority: JP
Inventors: 一郎落合
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 1992-06-02
Filing date: 1992-06-02
Publication date: 1994-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】走行距離を正確にして位置決め精度を上げ
る。【構成】モータ３の駆動により、ラック５に噛合した
ピニオン６が回転して走行ベース１が走行するととも
に、エンコーダ４からパルスＰが出力される。一方、ラ
ック５の温度は温度センサ２０で検出され、変換器２２
は温度に応じた変換値Ｈを出力する。コントローラ７
は、変換値Ｈに応じて設定パルス数を変換して変換パル
ス数を求め、パルスＰのカウント数が変換パルス数にな
ったらモータ３を停止する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はロボット走行装置の位置決め装置に関し、温度変化があっても正確な位置決めができるよう工夫したものである。

【０００２】

【従来の技術】

ロボット走行装置は各種ロボット（垂直多関節ロボット、水平多関節ロボット、スカラロボット等）を移動させるものである。ここでロボット走行装置を図４及び図５を参照して説明する。

【０００３】図４に示すロボット走行装置では、走行ベース１上にロボット２，モータ３，エンコーダ４を備えている。またラック５が床に固定設置されており、このラック５に噛合するピニオン６が走行ベース１に設置されている。上記ラック５及びピニオン６により走行機構が構成される。そしてモータ３の駆動によりピニオン６が回転して、ロボット２が備えられた走行ベース１が走行する。モータ３の回転量はエンコーダ４により検出され、エンコーダ出力（パルス信号）がコントローラ７に送られる。コントローラ７は、エンコーダ出力であるパルス信号のパルス数をカウントすることにより走行ベース１の位置を判定することができ、モータ３の駆動や停止の制御をして走行ベース１の位置決めをする。なお、コントローラ７によりロボット２の動作制御も行なわれる。またエンコーダ４としてはアブソリュート型やインクリメンタル型のエンコーダ等が用いられている。

【０００４】一方、図５に示すロボット走行装置では、走行ベース１に送りナット１１が備えられており、送りナット１１に螺合するとともに床面に設置した送りネジ１２をモータ１３で回転させることにより走行ベース１が走行する。エンコーダ１４はモータ１３の回転に応じてエンコーダ信号（パルス信号）をコントローラ７に送る。この例では送りナット１１及び送りネジ１２により走行機構が構成される。

【０００５】なお図４及び図５に示す例では、エンコーダ４，１４をモータ３，１３に直結しているが、モータ回転を検出できるようにエンコーダを別置してもよく、更にエンコーダの代りに走行ベース１の位置を直接検出して移動距離に応じてパルスを出力する他種のセンサを用いることもできる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで図４及び図５に示す従来のロボット走行装置は、走行機構での温度変化、即ちラック５や送りネジ１２の温度変化に起因する熱膨脹・熱収縮を考慮しておらず、単にパルス数をカウントして走行距離を求めていた。しかし熱膨脹や熱収縮が生じると、１パルス当りの走行距離が変化するため、温度が変化すると正確な位置決めはできなかった。そこで従来ではティーチィング修正を行なって停止時のバラつきを補正しているが、このような修正作業は面倒でしかも信頼性が低い。

【０００７】ここで従来技術の問題を、図４に示す装置について具体的数値を挙げて説明する。図４の装置において、エンコーダ４は、基準温度（この例では２０℃）のときに、走行ベース１が基準距離（０．１mm）移動す毎に１パルスを出力し、またラック５及びピニオン６は鉄で構成されており、鉄の熱膨脹係数を１１．７×１０^-6〔mm／℃〕とする。

【０００８】例えば走行ベース１を３０ｍ移動させるようコントローラ７に走行距離が設定されると、コントローラ７のメモリには、３０００００「パルス〕が記憶される。このメモリしたパルス数３０００００は、走行距離（３０ｍ＝３００００mm）を基準距離（０．１mm）で除算して求めたものである。そしてコントローラ７は走行ベース１が走行を開始してからエンコーダ４のパルスをカウントし始め、カウント値が、３０００００になったらモータ３を停止させる。

【０００９】温度が２０℃であるときには３０００００パルスカウントしたところで移動を停止させれば移動距離は正確に３０ｍとなる。ところが例えば温度が基準温度よりも高いときには、３０００００パルスカウントするまで移動させると移動距離は３０ｍよりも長くなってしまう。例えばラック５の温度が基準温度よりも２０ ℃高い４０℃であるときには、次式（１）に示すように、移動距離は３０．００７ｍ移動してしまう。

【００１０】

【数１】

【００１１】結局、エンコーダ４の精度がいくら高くても、ラック５の熱伸縮があるため、位置決め精度が悪化していた。この事情は図５に示す従来技術でも同様であり、送りネジ１２の熱伸縮が原因となって位置決め精度が悪化していた。

【００１２】本考案は、上記従来技術に鑑み、温度変化があっても正確な位置決めのできるロボット走行装置の位置決め装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決する本考案の構成は、ロボットが備えられるベースに設けられたベース側走行部材と、このベース側走行部材に係合するとともに床面に設けられた床面側走行部材とでなり、モータの駆動により一方の走行部材が他方の走行部材に対し係合しつつ移動することにより前記ベースを走行させる走行機構と、前記モータの回転を検出し、基準温度において前記ベースが基準距離走行する毎に１つのパルスを発生するパルス発生器と、前記走行機構の温度を検出する温度センサと、この温度センサで検出した温度と前記基準温度との差と、前記走行機構の熱膨脹率と、前記基準距離とを乗算して変換値を得る変換器と、ベースを走行させる要求走行距離が入力されると、この要求走行距離を前記基準距離で除算して設定パルス数を求め、更に基準値と変換値との和の値で基準値を除算した値に、設定パルス数を乗算して変換パルス数を求める一方、モータ駆動によりベースの走行が開始してから前記パルスのカウントを開始しそのカウント数が変換パルス数になったらモータ駆動を停止させるコントローラと、を有することを特徴とする

【００１４】

【作用】

本考案では走行機構の熱伸縮を補償するように、温度に応じて設定パルス数を変更し、ベースが走行した際に生じたパルスのカウントが設定パルス数に達したところでベースを停止させる。

【００１５】

【実施例】

以下に本考案の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

【００１６】図１は本考案の第１実施例を示す。本実施例ではコントローラ７の指令によりモータ３が回転駆動すると、ラック５に噛合したピニオン６が回転し、走行ベース１が走行する。かくてロボット２の位置移動が行なわれる。モータ３の回転に応じてエンコーダ４からはパルスＰが出力され、コントローラ７はパルスＰの数をカウントすることによりベース１の移動距離及び位置を検出する。なおエンコーダ４は、基準温度（例えば２０℃）において走行ベース１が基準距離Ｌ（本例では０．１mm）移動する毎に１パルスを発生する。

【００１７】ラック５にはラック５の温度を検出する温度センサ２０が設置されており、ラック温度を示す温度信号Ｔが出力される。温度信号ＴはＡ／Ｄ変換器２１によりデジタル信号に変換されて変換器２２に入力される。そして変換器２２は温度信号Ｔを基に変換値Ｈを出力する。変換値Ｈは次式（２）で定義した値である。そしてこの変換器２２はコントローラ７と共働して、走行ベース１の位置決め精度を向上させることに寄与する。この詳細は、図２も参照して説明する。

【００１８】

【数２】

【００１９】図２に示すように、コントローラ７は、要求走行距離Ｄ（例えば３０ｍ）が入力されると要求走行距離Ｄに応じた設定パルス数ＳＰ（３０００００）を演算する（ステップ１，２）。設定パルス数ＳＰは次式（３）から求めたものである。

【００２０】

【数３】

【００２１】一方、変換器２２は前述した（２）式を用いて変換値Ｈを求めてメモリする。本例ではＬ＝０．１mm、α＝１１．７×１０^-6、ラック５の検出温度Ｔ＝４０° 、Ｔ−ｔ＝２０°とする。これによりＨ＝０．１×１１．７×１０^-6×２０となる。

【００２２】コントローラ７は変換値Ｈが入力されると（ステップ３）、変換パルス数ＨＰを次式（４）を用いて演算してメモリする（ステップ４）。

【００２３】

【数４】

【００２４】変換パルス数ＨＰを演算した後、コントローラ７は、モータ３を回転駆動させて走行ベース１の走行を開始する（ステップ５）。走行ベース１が走行しだしてから、コントローラ７はパルスＰのカウントを開始する（ステップ６）。そしてパルスＰをカウントした値であるカウントパルス数ＣＰが変換パルス数ＨＰになった時点で（ステップ７）、モータ３の駆動を停止する（ステップ８）。

【００２５】このようにラック温度が４０℃のときにはパルスＰを変換パルス数ＨＰ（つまり２９９９３０）カウントしたところで停止すると、次式（５）に示すように走行距離が３０ｍとなる。ちなみにラック温度が４０℃のときに３０００００パルスカウントしたところで停止すると、次式（６）に示すように、走行距離は３０．００７ｍ移動してしまう。

【００２６】

【数５】

【００２７】

【数６】

【００２８】上述したように設定パルス数ＳＰを、温度に応じて変化する変換値Ｈを利用して変換パルス数ＨＰを求め、パルスＰのカウント数ＣＰが変換パルス数ＨＰとなったところで停止させるようにしたので、走行ベース１は要求した走行距離だけ走行したところで正確に停止し、位置決め精度が向上する。

【００２９】図３は本考案の第２の実施例を示すものである。本例では送りナット１１及び送りネジ１２により走行機構が構成され、モータ１３の駆動により走行ベース１が走行し、走行に応じてエンコーダ１４からパルスＰが出力される。

【００３０】第２実施例では送りネジ１２に温度センサ３０が備えられており、温度信号ＴはＡ／Ｄ変換器２１を介して変換器２２へ送られる。交換器２２及びコントローラ７の機能及び動作は、第１実施例と同じであり、図３に示す第２実施例においても正確な位置決めができる。

【００３１】

【考案の効果】

以上実施例とともに具体的に説明したように本考案によれば、走行機構が熱伸縮してもこの伸縮をおぎなうようにコントローラに設定するパルス数を変換し、走行ベースが走行する際に出力されるパルスの数が変換パルス数になったところで走行ベースを止めるようにしたので、温度変化があっても走行距離が正確になり、位置決め精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例を示す構成図。

【図２】実施例の動作を示すフロー図。

【図３】本考案の第２実施例を示す構成図。

【図４】従来技術を示す構成図。

【図５】従来技術を示す構成図。

【符号の説明】

１走行ベース２ロボット３モータ４エンコーダ５ラック６ピニオン７コントローラ１１送りナット１２送りネジ１３モータ１４エンコーダ２０，３０温度センサ２１Ａ／Ｄ変換器２２変換器

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ロボットが備えられるベースに設けられ
たベース側走行部材と、このベース側走行部材に係合す
るとともに床面に設けられた床面側走行部材とでなり、
モータの駆動により一方の走行部材が他方の走行部材に
対し係合しつつ移動することにより前記ベースを走行さ
せる走行機構と、前記モータの回転を検出し、基準温度において前記ベー
スが基準距離走行する毎に１つのパルスを発生するパル
ス発生器と、前記走行機構の温度を検出する温度センサと、この温度センサで検出した温度と前記基準温度との差
と、前記走行機構の熱膨脹率と、前記基準距離とを乗算
して変換値を得る変換器と、ベースを走行させる要求走行距離が入力されると、この
要求走行距離を前記基準距離で除算して設定パルス数を
求め、更に基準値と変換値との和の値で基準値を除算し
た値に、設定パルス数を乗算して変換パルス数を求める
一方、モータ駆動によりベースの走行が開始してから前
記パルスのカウントを開始しそのカウント数が変換パル
ス数になったらモータ駆動を停止させるコントローラ
と、を有することを特徴とするロボット走行装置の位置決め
装置。