JPH0923679A - Robot-driving mechanism using linear motor - Google Patents

Robot-driving mechanism using linear motor

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JPH0923679A
JPH0923679A JP7169576A JP16957695A JPH0923679A JP H0923679 A JPH0923679 A JP H0923679A JP 7169576 A JP7169576 A JP 7169576A JP 16957695 A JP16957695 A JP 16957695A JP H0923679 A JPH0923679 A JP H0923679A
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JP
Japan
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traveling
linear motor
robot
linear
rail
Prior art date
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Application number
JP7169576A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Nihei
亮 二瓶
Satoshi Kinoshita
聡 木下
Toshiro Watanabe
敏朗 渡邊
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication date
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Publication of JPH0923679A publication Critical patent/JPH0923679A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a robot-driving mechanism having a high reliability and a low cost, by improving its structure using a linear motor. SOLUTION: A robot-machine 50 traveling drive mechanism 10 using a linear motor and having a traveling rail 20 and traveling table 40, wherein the two elements of the traveling rail 20 and traveling table 40 whereinto permanent magnet pieces 31 and excitation coils 32 of the linear motor, a guide block, a guide path, a mechanical stopping means 33 and the like are integrated in a body are formed previously, and by assembling only the two elements, the robot-driving mechanism 10 can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、リニアモータを用
いたロボットの駆動機構に関し、特に、走行テーブルと
走行レールとを基本構造要素としてロボット機体を直線
走行させるために構成され、走行テーブル、走行レール
の構成部品点数を可及的に低減すると共にロボット機体
を所望の停止位置で確実に、かつ正確に停止させるため
の機械的な停止手段を備えたリニアモータを用いたロボ
ット駆動機構に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving mechanism for a robot using a linear motor, and more particularly, it is configured to linearly move a robot body using a traveling table and a traveling rail as basic structural elements. The present invention relates to a robot drive mechanism using a linear motor having a mechanical stopping means for surely and accurately stopping a robot body at a desired stop position while reducing the number of rail constituent parts as much as possible.

【0002】[0002]

【従来の技術】ロボット機体を直線方向に走行させる走
行装置は、従来より広く用いられており、サーボモータ
とラック・ピニオン機構やボールねじ機構とから成る直
線送り駆動機構を走行駆動手段としたものが汎用されて
いた。然しながら、これらのラック・ピニオン機構やボ
ールねじ機構を伝動機構とした直線駆動機構では、駆動
源を成すサーボモータから被走行体である走行テーブル
との間にラック、ピニオン、ボールねじ、ボールナッ
ト、軸受を始めとする多数種の構造部品が介在すること
となり、製造、組み立てが煩瑣であるばかりでなく、走
行精度上でも更に一段の改善が要請される状況にあっ
た。このために、近年、リニアモータを駆動源として被
走行体との間の伝動機構の介在を削減した構造の直線駆
動機構が提案され、ロボット機体をこのリニアモータを
駆動源として直線案内路に沿って走行させる駆動機構を
成している。
2. Description of the Related Art A traveling device for traveling a robot body in a linear direction has been widely used, and has a linear feed drive mechanism including a servomotor, a rack and pinion mechanism, and a ball screw mechanism as a traveling drive means. Was widely used. However, in the linear drive mechanism using the rack and pinion mechanism and the ball screw mechanism as a transmission mechanism, a rack, a pinion, a ball screw, a ball nut, between the servo motor that constitutes the drive source and the traveling table that is the traveling body, Since many kinds of structural parts such as bearings are interposed, not only is manufacturing and assembling troublesome, but further improvement in running accuracy is required. For this reason, in recent years, a linear drive mechanism has been proposed in which a linear motor is used as a drive source and the interposition of a transmission mechanism between the driven body and the body is reduced, and a robot body is driven by this linear motor along a linear guide path. It constitutes a drive mechanism that drives the vehicle.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】然しながら、既に提案
されたリニアモータを駆動源としたロボットの直線走行
駆動機構によっても直線走行の案内機構における円滑な
案内性能とリニアモータを構成する励磁コイル部と永久
磁石部との間の適正な作用間隙(ギャップ)とを直線走
行駆動機構の全走行距離に渡って正確に設定することは
依然として煩瑣な作業を要し、同じく、直線走行路にお
ける位置検出器を構成するリニアスケールと検出ヘッド
との間の検出間隙を適正量に設定することも煩瑣な作業
を要する。
However, even with the linear traveling drive mechanism of a robot using a linear motor as a drive source, which has already been proposed, smooth guiding performance in the linear traveling guide mechanism and an exciting coil portion constituting the linear motor are provided. Accurate setting of an appropriate working gap with the permanent magnet section over the entire traveling distance of the linear traveling drive mechanism still requires a complicated task, and similarly, a position detector on the linear traveling path is also required. Setting an appropriate amount of the detection gap between the linear scale and the detection head, which constitutes the above, also requires a troublesome work.

【0004】また、上記直線走行駆動機構のリニアモー
タ、走行テーブル、走行レール、走行案内ブロック、案
内路、位置検出器等の個々の部品を寄せ集めた構造を有
しているために、これらの各部品間における調整もロボ
ット製造過程や保守過程でかなりな負担になると言う問
題点を有している。更に、リニアモータを駆動源とする
従来の直線走行駆動機構では、非常停止時やリニアモー
タの駆動電源をオフにした時には、周知の発電制動法を
用いていたため、ロボット機体を搭載して被走行体であ
る走行テーブルが確実に停止するまでには不可避的な惰
性走行が生じ、急停止ができないと言う不利もあった。
Further, since the linear motor of the linear traveling drive mechanism, the traveling table, the traveling rail, the traveling guide block, the guide path, the position detector and the like have a structure in which individual parts are gathered together, There is also a problem in that adjustments between the parts also impose a considerable burden on the robot manufacturing process and maintenance process. Furthermore, in the conventional linear travel drive mechanism that uses a linear motor as a drive source, the well-known dynamic braking method is used at the time of emergency stop or when the drive power supply of the linear motor is turned off. There was also the disadvantage that an inevitable coasting run would occur until the running table, which is the body, would stop, and a sudden stop would not be possible.

【0005】依って、本発明の目的は、上述の問題点を
解決すると共に、改良要請点を充足させ、かつ不利を克
服した新規な構成を有したリニアモータを用いたロボッ
トの駆動機構を提供せんとするものである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a robot drive mechanism using a linear motor having a novel structure that solves the above-mentioned problems, satisfies the demands for improvement, and overcomes the disadvantages. It is something to do.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、上
述の目的に鑑みて、ロボット機体が搭載される走行テー
ブルを直線状の走行レールに沿って制御、走行させるリ
ニアモータを用いたロボット駆動機構において、前記走
行テーブルは、前記リニアモータの励磁コイルと、走行
位置を検出するための位置検出器と、直線走行の案内ブ
ロックと、指令信号に応答して機械的制動を前記走行レ
ールとの間で作動させる機械的停止手段とを一体に組み
込んで具備し、又、前記走行レールは、前記リニアモー
タの磁石部と、走行方向に延設されて前記位置検出器に
走行位置信号を付与する位置検出用スケールと、前記直
線案内ブロックと協動する案内路と、前記機械的停止手
段と協動して機械的制動を発生させる制動面とを一体に
組み込んで具備しているリニアモータを用いたロボット
駆動機構が提供される。
In view of the above object, the present invention provides a robot drive using a linear motor that controls and travels a traveling table on which a robot body is mounted along a linear traveling rail. In the mechanism, the traveling table includes an excitation coil for the linear motor, a position detector for detecting a traveling position, a guide block for linear traveling, and mechanical braking for the traveling rail in response to a command signal. And a mechanical stop means for operating between them, and the traveling rail is extended in the traveling direction together with the magnet portion of the linear motor to give a traveling position signal to the position detector. A position detecting scale, a guide path that cooperates with the linear guide block, and a braking surface that cooperates with the mechanical stopping means to generate mechanical braking are integrally provided. Robot driving mechanism using linear motors have is provided.

【0007】上述の構成によれば、走行テーブルは、励
磁コイル、位置検出器、案内ブロック、機械的停止手段
等を予め一体に組み込んだ状態で形成され、また、走行
レールもリニアモータの磁石部、位置検出用スケール、
案内路、制動面等を予め組み込んだ状態で予め形成され
ているので、走行テーブルと走行レールとの2部品でロ
ボット機体の直線走行駆動機構を構成でき、ロボットの
駆動機構の組み立てが簡略化できる。また、これら両要
素の製造加工精度を管理をすることで、走行テーブル、
走行レール間の空隙をある所定値内に設定可能となり、
リニアモータの励磁コイルと磁石部との間の作用空隙や
位置検出器と位置検出用スケールとの間の検出空隙の調
整を省略でき、ひいては、円滑かつ高精度の直線走行機
構を得ることができる。しかも、機械的停止手段を有す
ることにより、走行テーブルの直線走行時に、非常停止
事態等の急停止を求められる場合はもちろん、所定の停
止位置において正確に停止すると言う場合にも機械的な
制動力又はリニアモータの停止機能と機械的停止手段と
の協動による強力な停止作用で停止させることが可能で
ある。
According to the above construction, the traveling table is formed in a state where the exciting coil, the position detector, the guide block, the mechanical stopping means, etc. are integrally incorporated in advance, and the traveling rail is also the magnet portion of the linear motor. , Position detection scale,
Since the guideway, the braking surface, and the like are formed in advance, the linear traveling drive mechanism of the robot body can be configured with two parts, the traveling table and the traveling rail, and the assembly of the robot drive mechanism can be simplified. . In addition, by managing the manufacturing processing accuracy of both these elements,
It is possible to set the gap between the running rails within a certain predetermined value,
Adjustment of a working gap between the exciting coil of the linear motor and the magnet portion and a detection gap between the position detector and the position detecting scale can be omitted, and a smooth and highly accurate linear traveling mechanism can be obtained. . Moreover, by having the mechanical stopping means, the mechanical braking force can be applied not only when an emergency stop is required during a straight traveling of the traveling table but also when the traveling table is accurately stopped at a predetermined stop position. Alternatively, the stopping function of the linear motor and the mechanical stopping means cooperate to stop the operation by a strong stopping action.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に示す実
施の形態に基づいて、詳細に説明する。図1は、本発明
の実施の形態に係るリニアモータを用いたロボット駆動
機構における要部の平面図、図2は、図1の矢視線2−
2から見た側面図、図3は、図1の3−3線に沿う断面
図であり、リニアモータと位置検出手段の構成を説明す
るための図、図4は、図1の4−4線に沿う断面図であ
り、走行テーブルと走行レールとの間の機械的停止手段
の構成を説明するための図、図5は機械的停止手段にお
けるブレーキ脚の作動機構と構造とを詳示した部分斜視
図であり、図6は、走行テーブルとブレーキ脚との間の
係合構造を詳示した図5の6−6に線による断面図であ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below in detail based on the embodiments shown in the accompanying drawings. FIG. 1 is a plan view of an essential part of a robot drive mechanism using a linear motor according to an embodiment of the present invention, and FIG.
2 is a side view as seen from FIG. 2, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 of FIG. 1, and is a diagram for explaining the configuration of the linear motor and the position detection means, and FIG. 4 is 4-4 of FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line, which is a view for explaining the configuration of a mechanical stop means between the traveling table and the traveling rail, and FIG. 5 shows in detail the operating mechanism and structure of the brake leg in the mechanical stop means. FIG. 6 is a partial perspective view, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line 6-6 in FIG. 5 showing the engagement structure between the traveling table and the brake legs in detail.

【0009】図1、図2を参照すると、本実施形態にお
いて、ロボット駆動機構10は、走行レール20を静止
要素に、走行テーブル40を走行要素にして構成されて
いる。走行レール20は、これに限定されるものではな
いが、水平床面に所望の直線に沿って延設されており、
床面等にはボルト孔20aを介してねじボルト等で固定
される。この走行レール20の表面の略中央域には直線
走行の駆動源を成すリニアモータ30の静止要素である
複数の永久磁石片31が直線路に沿って延設されてい
る。この永久磁石片31は各々が菱形片の両端部を切除
した形状の磁石片から成り、直線走行方向にN極、S極
が交互に埋設、配列されるように設けられている。この
リニアモータ30の永久磁石片31と作用空隙Gを隔て
て設けられることにより協動し、直線駆動力を発生する
励磁コイル32は、後述のように走行テーブル40の内
面、つまり、走行レール20の表面に対向した面側に埋
設された構造で設けられている(図3参照)。
Referring to FIGS. 1 and 2, in the present embodiment, the robot drive mechanism 10 is constructed by using the traveling rail 20 as a stationary element and the traveling table 40 as a traveling element. The traveling rail 20 extends along a desired straight line on the horizontal floor surface, although not limited thereto.
It is fixed to the floor or the like with a screw bolt or the like through the bolt hole 20a. A plurality of permanent magnet pieces 31 which are stationary elements of a linear motor 30 which is a driving source for linear traveling are extended along a linear path in a substantially central region of the surface of the traveling rail 20. Each of the permanent magnet pieces 31 is formed of a magnet piece in which both ends of a rhombus piece are cut off, and N poles and S poles are provided so as to be embedded and arranged alternately in the straight traveling direction. The exciting coil 32, which cooperates with the permanent magnet piece 31 of the linear motor 30 by being provided apart from the working gap G to generate a linear driving force, is an inner surface of the traveling table 40, that is, the traveling rail 20. It is provided with a structure buried in the surface side facing the surface of the (see FIG. 3).

【0010】上述したリニアモータ30の永久磁石片3
1が直線配列された走行レール20の表面の両側部にお
ける一方の側には走行位置の検出手段における位置検出
用リニアスケール21が張付け、埋設等の適宜の方法で
走行レール20の表面と一体化された状態で設けられて
いる。この位置検出用リニアスケール21と協動して直
線走行路における位置検出を行って検出信号を発する位
置検出器22は後述のように走行テーブル40の内面側
に取着されている(図3参照)。
The permanent magnet piece 3 of the linear motor 30 described above
A linear scale 21 for position detection in a traveling position detecting means is attached to one side of both sides of the surface of the traveling rail 20 in which 1s are linearly arranged, and integrated with the surface of the traveling rail 20 by an appropriate method such as embedding. It is provided in the state where it was opened. A position detector 22 that cooperates with the position detecting linear scale 21 to detect a position on a straight traveling road and emits a detection signal is attached to the inner surface side of the traveling table 40 as described later (see FIG. 3). ).

【0011】また、走行テーブル40は、その走行方向
に見た前後両端(又は何れか一方の端)に例えば、電気
的な指令信号に応動して作動する機械的停止手段33を
一体に組み込んだ形態で備えている。この機械的停止手
段33は、左右のL字形ブレーキ脚34,34、これら
両ブレーキ脚34の間に介挿されて両端がブレーキ脚3
4の脚端34a,34aに係止されたコイルばね等から
成り、該両ブレーキ脚34,34を停止状態側へ常時、
付勢するばね35、走行テーブル40に固定された1対
の直列接続された励磁コイル36,36(電磁石機能を
発揮する)、両L字形ブレーキ脚34,34における走
行レール20の側面に対向した脚端34b,34bに取
着されたブレーキパッド37,37等を備えて構成され
ている。
Further, the traveling table 40 integrally incorporates, for example, mechanical stopping means 33, which operates in response to an electrical command signal, at both front and rear ends (or either end) as viewed in the traveling direction. It is provided in the form. The mechanical stopping means 33 is interposed between the left and right L-shaped brake legs 34, 34, and both brake legs 34, and both ends thereof are the brake legs 3.
4 is composed of a coil spring or the like locked to the leg ends 34a, 34a, and the both brake legs 34, 34 are constantly moved to the stop state side.
An urging spring 35, a pair of series-connected exciting coils 36 and 36 (which exert an electromagnet function) fixed to the traveling table 40, and a pair of L-shaped brake legs 34 and 34 facing the side surface of the traveling rail 20. The brake pads 37 and 37 attached to the leg ends 34b and 34b are provided.

【0012】この機械的走行手段33は、上述のように
ばね35の付勢力によって、常時は1対のブレーキ脚3
4,34を走行レール20の2つの側面に設けられた制
動面20b,20bに向けて引きつけ、従ってブレーキ
パッド37,37を同制動面20b,20bに圧接して
摩擦制動力を発生して走行テーブル40を機械的停止す
るもので、このとき、ブレーキ脚34,34の内部に挿
入、配置された上記励磁コイル36,36は非励磁状態
に維持される。他方、両励磁コイル36、36が励磁さ
れると、その磁気吸引力によりばね35の付勢力に抗し
てブレーキ脚34,34を走行レール20の制動面20
b,20bから離間させて摩擦制動力を解除し、走行テ
ーブル40の走行が可能になる構成を有している。
The mechanical traveling means 33 is normally operated by the urging force of the spring 35 as described above, so that the pair of brake legs 3 is normally provided.
4, 34 are attracted toward the braking surfaces 20b, 20b provided on the two side surfaces of the traveling rail 20, and therefore the brake pads 37, 37 are brought into pressure contact with the braking surfaces 20b, 20b to generate a friction braking force and travel. The table 40 is mechanically stopped. At this time, the exciting coils 36, 36 inserted and arranged inside the brake legs 34, 34 are maintained in a non-excited state. On the other hand, when both exciting coils 36, 36 are excited, the magnetic attraction force resists the urging force of the spring 35 and causes the brake legs 34, 34 to move to the braking surface 20 of the traveling rail 20.
The frictional braking force is released by separating them from b and 20b so that the traveling table 40 can travel.

【0013】ここで、図5、図6を参照すると、上記機
械的走行手段33における一方のブレーキ脚34、ばね
35、同ブレーキ脚34の内部孔34c内に挿入、配置
されると共に適宜のホルダ36cによって走行テーブル
40に一体に組み込み、固定された励磁コイル36、上
記ブレーキ脚34の内部孔34cの一端壁に取着された
磁性材料製の吸着板36a、ブレーキ脚34を走行テー
ブル40に対して制動位置と制動解除位置との間を摺動
式に移動可能にすると同時に走行テーブル40に対して
ブレーキ脚34を一体に保持させるスライド機構38が
詳示されている。すなわち、励磁コイル36の非励磁時
には、ばね35の付勢力によってブレーキ脚34は、例
えば、図示の蟻溝係合式のスライド機構38を介して走
行テーブル40に対して制動位置に向かう図5の矢印方
向におけるPa方向に引き付けられる。故にブレーキパ
ッド37が走行テーブル20の制動面20bに圧接さ
れ、走行テーブル40を走行レール20に対して機械的
に停止させる。また、励磁コイル36が励磁されると、
同励磁コイル36とブレーキ脚34の吸着板36aとの
間に作用する磁気吸引力によってブレーキ脚34は矢印
Pbで示す制動解除方向に摺動する。従って、ブレーキ
脚34のブレーキパッド37が走行レール20の制動面
20bから離間して機械的停止が解放されるので、走行
テーブル40は走行レール20に沿って直線走行可能に
なるのである。
Referring to FIGS. 5 and 6, one brake leg 34, the spring 35, and the inner hole 34c of the brake leg 34 in the mechanical traveling means 33 are inserted and arranged and an appropriate holder is provided. The exciting coil 36 fixed integrally with the traveling table 40 by 36c, the magnetic attraction plate 36a attached to one end wall of the inner hole 34c of the brake leg 34, and the brake leg 34 are attached to the traveling table 40. A slide mechanism 38 is shown in detail, which makes it possible to slidably move between the braking position and the braking release position and at the same time holds the brake leg 34 integrally with the traveling table 40. That is, when the exciting coil 36 is not excited, the brake leg 34 is moved toward the braking position with respect to the traveling table 40 by the biasing force of the spring 35, for example, via the dovetail groove-engaging slide mechanism 38 shown in FIG. In the Pa direction. Therefore, the brake pad 37 is pressed against the braking surface 20b of the traveling table 20 to mechanically stop the traveling table 40 with respect to the traveling rail 20. When the exciting coil 36 is excited,
The brake leg 34 slides in the braking release direction indicated by the arrow Pb by the magnetic attraction force acting between the excitation coil 36 and the attraction plate 36a of the brake leg 34. Therefore, since the brake pad 37 of the brake leg 34 is separated from the braking surface 20b of the traveling rail 20 and the mechanical stop is released, the traveling table 40 can travel straight along the traveling rail 20.

【0014】なお、上記のスライド機構38は、ブレー
キ脚34に形成した摺動溝38aと走行テーブル40の
端面に形成された摺動レール38bとが蟻溝係合式に摺
動自在に係合した構造から成り、このような蟻溝係合式
にすることによって、ブレーキ脚34を走行テーブル4
0に対して一体に保持させる構成も得ることができるの
である。
In the sliding mechanism 38, the sliding groove 38a formed on the brake leg 34 and the sliding rail 38b formed on the end surface of the traveling table 40 are slidably engaged in a dovetail groove engagement type. The dovetail groove engaging type is used for the brake legs 34 and the traveling table 4 by the structure.
It is also possible to obtain a structure in which 0 is held integrally.

【0015】なお、代表的に図示した上述のスライド機
構38の態様に代えて両ブレーキ脚34,34を走行テ
ーブル40に対して枢着ピンを介して取着し、同枢着ピ
ン回りに枢動可能に構成して機械的停止手段33を走行
テーブル40に一体に組み込むように構成する態様とす
ることも可能である。その場合には、ばね35の付勢力
によって常時は、ブレーキ脚34,34のブレーキパッ
ド37,37が走行レール20の両制動面20b,20
bに圧接され、摩擦制動力を発揮し、また励磁コイル3
6,36の励磁時にブレーキ脚34,34の枢動に応じ
てブレーキパッド37,37が制動面20b,20bか
ら離間して制動力を解除する構成がとられる。
In place of the representatively illustrated slide mechanism 38 described above, both brake legs 34, 34 are attached to the traveling table 40 via a pivoting pin, and are pivoted around the pivoting pin. It is also possible to adopt a configuration in which the mechanical stop means 33 is movably configured and integrally incorporated in the traveling table 40. In that case, the brake pads 37, 37 of the brake legs 34, 34 are always kept on both braking surfaces 20 b, 20 of the traveling rail 20 by the urging force of the spring 35.
It is pressed against b and exerts frictional braking force, and the exciting coil 3
The brake pads 37, 37 are separated from the braking surfaces 20b, 20b in response to the pivotal movement of the brake legs 34, 34 when the magnets 6, 36 are excited, and the braking force is released.

【0016】なお、走行テーブル40は図3、図4に詳
示するように更に、両側面の顎状部分に左右の案内ブロ
ック部23,23を一体形成で具有し、この案内ブロッ
ク23,23は走行テーブル20の両側の上記制動面2
0b,20bの上方に設けられた直線方向の案内路24
にボールを介して円滑に摺動可能に係合して走行テーブ
ル40の直線走行を安定に案内するようにしている。
Further, as shown in detail in FIGS. 3 and 4, the traveling table 40 further includes left and right guide block portions 23, 23 integrally formed on the jaw-like portions on both side surfaces, and the guide blocks 23, 23 are provided. Is the braking surface 2 on both sides of the traveling table 20.
0b, 20b above the straight guide path 24
The ball is smoothly slidably engaged to guide the straight traveling of the traveling table 40 in a stable manner.

【0017】走行テーブル40の上面は、ロボット機体
50の搭載面として形成され、ロボット機体50はボル
トねじと位置決めピン等の適宜の固定手段によって走行
テーブル40上に固定され、立設されている。さて,図
3、図4は上述した走行レール20及び走行テーブル4
0に一体構造で予め具備された諸要素を更に詳示した断
面図であり、図3がリニアモータ30における励磁コイ
ル32と永久磁石片31とが作用間隙Gを介して互いに
対向配置された状態を示し、この状態で励磁コイル32
が電流の供給により励磁されると永久磁石片31との間
で磁気的吸引作用に基づき直線駆動力を発揮することは
周知のリニアスモータの作動原理と同じである。
The upper surface of the traveling table 40 is formed as a mounting surface of the robot body 50, and the robot body 50 is fixed and erected on the traveling table 40 by appropriate fixing means such as a bolt screw and a positioning pin. 3 and 4 show the traveling rail 20 and traveling table 4 described above.
0 is a cross-sectional view showing in more detail various elements that are integrally provided in advance in FIG. 0. FIG. 3 shows a state in which the exciting coil 32 and the permanent magnet piece 31 in the linear motor 30 are arranged to face each other with a working gap G therebetween. And in this state, the exciting coil 32
It is the same as the well-known principle of operation of a linear motor that a linear driving force is exerted on the basis of a magnetic attraction action with the permanent magnet piece 31 when excited by the supply of electric current.

【0018】また、走行テーブル40の走行時に走行レ
ール20の上面に一体に埋設、設置されたリニアスケー
ル21を走行テーブル40の下面側に設けた走行位置検
出器22によって読取り、検出することにより同位置検
出器22から位置検出信号が送出されるようになってい
る。更に、機械的停止手段33のブレーキ脚34,3
4、ばね35、励磁コイル36,36、ブレーキパッド
37,37、レールの制動面20b,20bとの全体的
な構成が図4に詳示さている。
Further, when the traveling table 40 is traveling, the linear scale 21 integrally embedded and installed on the upper surface of the traveling rail 20 is read and detected by the traveling position detector 22 provided on the lower surface side of the traveling table 40. A position detection signal is transmitted from the position detector 22. Furthermore, the brake legs 34, 3 of the mechanical stop 33
4, the overall structure of the spring 35, the exciting coils 36 and 36, the brake pads 37 and 37, and the rail braking surfaces 20b and 20b is shown in detail in FIG.

【0019】上述した構成を有するリニアモータ30を
用いたロボット機体50の直線駆動機構によれば、走行
レール20に一体に予めリニアモータ30の永久磁石片
31が組込み、配置され、また、走行位置検出用のリニ
アスケール21も予め一体に埋設されている。そして、
機械的停止手段33の制動面20b,20bや案内路2
4,24も走行レールと一体に予め形成される。
According to the linear drive mechanism of the robot body 50 using the linear motor 30 having the above-described structure, the permanent magnet piece 31 of the linear motor 30 is previously incorporated and arranged integrally with the traveling rail 20, and the traveling position is also provided. The linear scale 21 for detection is also embedded in advance in advance. And
The braking surfaces 20b, 20b of the mechanical stopping means 33 and the guideway 2
4, 24 are also preformed integrally with the traveling rail.

【0020】他方、走行テーブル40は、リニアモータ
30の励磁コイル32と、位置検出器22、案内ブロッ
ク部23等を一体に組み込んで具備している。従って、
走行レール20と走行テーブル40とを予め各ユニット
化された要素として形成してあるので、ロボット駆動機
構自体は、これらの2つの要素だけを用いて走行レール
20に対して走行テーブル40を組み立てることにより
形成できる。このことから、ロボットの駆動機構10を
構成する部品点数の削減が可能と成ったのである。
On the other hand, the traveling table 40 is equipped with the exciting coil 32 of the linear motor 30, the position detector 22, the guide block portion 23, etc., which are integrally incorporated. Therefore,
Since the traveling rail 20 and the traveling table 40 are formed in advance as respective unitized elements, the robot drive mechanism itself assembles the traveling table 40 with respect to the traveling rail 20 using only these two elements. Can be formed by. From this, the number of parts constituting the drive mechanism 10 of the robot can be reduced.

【0021】しかも、ロボット駆動機構10の組立てに
当たっては、走行レール20、走行テーブル40の各単
体要素の状態でリニアモータ30の永久磁石片31と励
磁コイル32との間の作用空隙値および位置検出手段の
リニアスケール21と位置検出器22との間の空隙値を
夫々設計、管理して形成されていることから、走行レー
ル20と走行テーブル40との間の間隙Gの寸法管理に
集中することだけで適正な直線走行性能を発揮し、か
つ、高精度の位置検出性能をも発揮することが可能なロ
ボット駆動機構10を形成することができるのである。
Moreover, in assembling the robot drive mechanism 10, the operating air gap value and the position detection between the permanent magnet piece 31 of the linear motor 30 and the exciting coil 32 are detected in the state of each single element of the traveling rail 20 and the traveling table 40. Since the air gap values between the linear scale 21 and the position detector 22 of the means are designed and managed respectively, focus on the dimension management of the gap G between the traveling rail 20 and the traveling table 40. It is possible to form the robot drive mechanism 10 capable of exhibiting proper straight line traveling performance and also exhibiting highly accurate position detection performance.

【0022】また、本発明によるリニアモータを利用し
たロボット駆動機構によれば、機械的停止手段33を具
備し、指令信号として励磁コイル36,36に対する励
磁電流を供給することに応動して、常時はばね付勢力で
制動位置に向けて付勢されているブレーキ脚34,34
のブレーキパッド37,37を走行レール20の制動面
20b,20bから解除し、走行テーブル40を走行自
在な状態に解放でき、他方、励磁コイル36,36の励
磁を非解除にすると直ちにばね付勢力により、ブレーキ
脚34,34のブレーキパッド37,37を制動位置へ
付勢するから、走行テーブル40を機械的に強制停止さ
せることができる。このことから、走行テーブル40と
共に走行するロボット機体に異常を発生した場合等の非
常時や走行路に障害物が介在して緊急停止を要する場合
等には励磁コイル36,36を非励磁にして走行テーブ
ル40と共にロボット機体50の惰性走行を防止して緊
急停止をさせることも可能となる。この結果、ロボット
駆動機構10の安全性能が向上し、ロボット使用現場に
おけるロボットの信頼性の向上に寄与することもできる
のである。
Further, according to the robot driving mechanism using the linear motor of the present invention, the mechanical stopping means 33 is provided, and in response to the supply of the exciting current to the exciting coils 36, 36 as a command signal, Is a brake leg 34, 34 that is urged toward the braking position by a spring urging force.
Can be released from the braking surfaces 20b, 20b of the traveling rail 20 and the traveling table 40 can be freely traveled. On the other hand, when the excitation of the exciting coils 36, 36 is not released, the spring biasing force is immediately released. Thus, the brake pads 37, 37 of the brake legs 34, 34 are urged to the braking position, so that the traveling table 40 can be mechanically stopped. From this fact, the excitation coils 36, 36 are de-excited in an emergency such as when an abnormality occurs in the robot body traveling with the traveling table 40 or when an emergency stop is required due to an obstacle on the traveling path. It is also possible to prevent coasting of the robot body 50 together with the traveling table 40 and to make an emergency stop. As a result, the safety performance of the robot drive mechanism 10 is improved, and it is possible to contribute to the improvement of the reliability of the robot at the site where the robot is used.

【0023】なお、この機械的停止手段33を具備し、
しかも、その停止制動力を十分に大きくすることによ
り、ロボット駆動機構が水平な床面設置で利用される場
合に止まらず、傾斜したり、必要に応じてはロボットの
垂直軸に本発明に係る駆動機構を組み入れた構成として
ロボット機体50を重力作用下で上下に動作させる場合
にも所望の停止位置に確実に停止させることが可能とな
り、ロボット駆動機構10の利用々途が拡大することも
可能となる。
The mechanical stopping means 33 is provided,
Moreover, by sufficiently increasing the stop braking force, the present invention is not stopped when the robot drive mechanism is used on a horizontal floor installation, and is inclined or, if necessary, according to the present invention on the vertical axis of the robot. Even when the robot body 50 is moved up and down under the action of gravity as a configuration incorporating a drive mechanism, it can be reliably stopped at a desired stop position, and the usage of the robot drive mechanism 10 can be expanded. Becomes

【0024】他方、本発明に係る走行レール20は、そ
の長さを所定長に予め設計、設定したレールユニットに
形成し、ロボットの使用現場における実際の必要長さに
従って複数のレールユニットを相互に結合、組み立てす
るように構成することも可能である。依って、走行レー
ル20の長さを徒に長く形成することなく、経済長さの
レールユニットに形成して多数個を組合せ利用すること
から、レールユニットのコスト削減を図ることも可能と
なる。
On the other hand, the traveling rail 20 according to the present invention is formed into a rail unit whose length is previously designed and set to a predetermined length, and a plurality of rail units are mutually connected according to the actual required length at the site where the robot is used. It can also be configured to be combined and assembled. Therefore, the traveling rail 20 is formed into a rail unit having an economical length and a large number of them are used in combination without making the length of the traveling rail 20 unnecessarily long, so that the cost of the rail unit can be reduced.

【0025】なお、本発明は以下のような実施態様とす
ることができる。機械的停止手段は、走行レールの両側
面に形成された制動面に向けて常時、ばね力で付勢され
た1対のブレーキ脚と、該ブレーキ脚の端部に取着され
た1対のブレーキパッドと、上記ブレーキ脚を励磁電流
の印加に応動して制動位置から制動解除位置に向けて上
記ばね力に抗して磁力で引き寄せ、ブレーキパッドを走
行レールの制動面から離間させる1対の励磁コイルとを
具備して構成され、該1対の励磁コイルは走行テーブル
に一体に固定されている構成を有している。
The present invention can be embodied as follows. The mechanical stop means includes a pair of brake legs that are constantly urged by a spring force toward a braking surface formed on both side surfaces of the traveling rail, and a pair of brake legs attached to the ends of the brake legs. A pair of brake pads and a pair of the brake legs are attracted by a magnetic force against the spring force from the braking position to the braking release position in response to the application of the exciting current, and the brake pads are separated from the braking surface of the traveling rail. An exciting coil is provided, and the pair of exciting coils is integrally fixed to the traveling table.

【0026】また、上記の機械的停止手段のブレーキ脚
は、走行テーブルの端面にスライド機構、例えば、蟻溝
係合式のスライド機構を介して摺動可能に係合、保持さ
れた構成を有する。
The brake leg of the mechanical stopping means is slidably engaged with and held on the end face of the traveling table via a slide mechanism, for example, a dovetail groove type slide mechanism.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上の実施態様の説明を介して理解でき
るように、本発明によれば、リニアモータを利用したロ
ボット駆動機構の部品点数の削減による組み立ての簡便
化を図ることによりロボット駆動機構としてのコスト低
減を図ることが可能になり、しかも直線走行性能や所望
走行位置の検出や所望位置における停止性能も向上し、
かつ、ロボットを機械的に急停止させ、惰性走行を防止
できることから、ロボットの直線走行の駆動機構として
の信頼性を著しく向上させることが可能となる。
As can be understood from the above description of the embodiments, according to the present invention, the robot drive mechanism is simplified by simplifying the assembly by reducing the number of parts of the robot drive mechanism using the linear motor. As a result, it is possible to reduce the cost as well as improve the linear traveling performance, the detection of the desired traveling position, and the stopping performance at the desired position.
In addition, since the robot can be mechanically stopped suddenly and coasting can be prevented, the reliability of the robot as a drive mechanism for linear traveling can be significantly improved.

【0028】しかも、走行レールは必要に応じてレール
ユニットを多数個、結合して所望の長さの走行レールを
得るようにすることも可能であることから、ユニット化
によるコスト低減も実現可能となる効果を奏する。
Moreover, since the traveling rail can be combined with a plurality of rail units to obtain a traveling rail having a desired length, cost reduction can be realized by unitizing the traveling rail. Has the effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施態様に係るリニアモータを用いた
ロボット駆動機構における要部の平面図である。
FIG. 1 is a plan view of a main part of a robot drive mechanism using a linear motor according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の矢視線2−2から見た側面図である。FIG. 2 is a side view taken along the line 2-2 of FIG.

【図3】図1の3−3線に沿う断面図であり、リニアモ
ータと位置検出手段の構成を説明するための図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 of FIG. 1, illustrating the configuration of a linear motor and position detecting means.

【図4】図1の4−4線に沿う断面図であり、走行テー
ブルと走行レールとの間の機械的停止手段の構成を説明
するための図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG. 1 and is a diagram for explaining the configuration of a mechanical stop means between the traveling table and the traveling rail.

【図5】機械的停止手段におけるブレーキ脚の作動機構
と構造とを詳示した部分斜視図である。
FIG. 5 is a partial perspective view showing in detail the operating mechanism and structure of the brake leg in the mechanical stopping means.

【図6】走行テーブルとブレーキ脚との間の係合構造を
詳示した図5の6−6に線による断面図である。
6 is a cross-sectional view taken along line 6-6 of FIG. 5 showing the engagement structure between the traveling table and the brake legs in detail.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…ロボット駆動機構 20…走行レール 21…リニアスケール 22…位置検出器 23…案内ブロック部 24…案内レール溝 30…リニアモータ 31…永久磁石片 32…励磁コイル 33…機械的停止手段 34…ブレーキ脚 35…ばね 36…励磁コイル 36a…吸着板 37…ブレーキパッド 38…スライド機構 40…走行テーブル 50…ロボット機体 10 ... Robot drive mechanism 20 ... Traveling rail 21 ... Linear scale 22 ... Position detector 23 ... Guide block part 24 ... Guide rail groove 30 ... Linear motor 31 ... Permanent magnet piece 32 ... Excitation coil 33 ... Mechanical stop means 34 ... Brake Leg 35 ... Spring 36 ... Excitation coil 36a ... Adsorption plate 37 ... Brake pad 38 ... Slide mechanism 40 ... Traveling table 50 ... Robot body

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ロボット機体が搭載される走行テーブル
を直線状の走行レールに沿って制御、走行させるリニア
モータを用いたロボット駆動機構において、 前記走行テーブルは、前記リニアモータの励磁コイル
と、走行位置を検出すための位置検出器と、直線走行の
案内ブロックと、指令信号に応答して機械的制動を前記
走行レールとの間で作動させる機械的停止手段とを一体
に組み込んで具備し、又、 前記走行レールは、前記リニアモータの磁石部と、走行
方向に延設されて前記位置検出器に走行位置信号を付与
する位置検出用スケールと、前記直線案内ブロックと協
動する案内路と、前記機械的停止手段と協動して機械的
制動を発生させる制動面とを一体に組み込んで具備して
いる、ことを特徴とするリニアモータを用いたロボット
駆動機構。
1. A robot drive mechanism using a linear motor for controlling and traveling a traveling table on which a robot body is mounted along a linear traveling rail, wherein the traveling table comprises an exciting coil of the linear motor and a traveling coil. A position detector for detecting a position, a guide block for linear traveling, and a mechanical stopping means for actuating mechanical braking between the traveling rail and the traveling rail in response to a command signal are integrally incorporated and provided. Also, the traveling rail includes a magnet portion of the linear motor, a position detecting scale extending in the traveling direction to give a traveling position signal to the position detector, and a guide path that cooperates with the linear guide block. A robot drive using a linear motor, characterized in that it is integrally provided with a braking surface that cooperates with the mechanical stopping means to generate mechanical braking. Structure.
【請求項2】 前記走行レールは、所定の長さのレール
要素を複数個、分離可能に連結されていることを特徴と
する請求項1に記載のリニアモータを用いたロボット駆
動機構。
2. The robot driving mechanism using a linear motor according to claim 1, wherein the traveling rail is configured to connect a plurality of rail elements having a predetermined length in a separable manner.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001008211A1 (en) * 1999-07-26 2001-02-01 Tokyo Electron Limited Untreated body transfer device and semiconductor manufacturing device with the untreated body transfer device
JP2008114328A (en) * 2006-11-02 2008-05-22 Yamaha Motor Co Ltd Uniaxial actuator
CN103213116A (en) * 2013-05-06 2013-07-24 苏州凯欧机械科技有限公司 Single-shaft high speed linear motor mechanical hand

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001008211A1 (en) * 1999-07-26 2001-02-01 Tokyo Electron Limited Untreated body transfer device and semiconductor manufacturing device with the untreated body transfer device
US7393172B1 (en) 1999-07-26 2008-07-01 Tokyo Electron Limited Untreated body transfer device and semiconductor manufacturing device with the untreated body transfer device
JP2008114328A (en) * 2006-11-02 2008-05-22 Yamaha Motor Co Ltd Uniaxial actuator
CN103213116A (en) * 2013-05-06 2013-07-24 苏州凯欧机械科技有限公司 Single-shaft high speed linear motor mechanical hand

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