JPH1063316A - 駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置を大型化することなく、複数の移動部を
制御する。 【解決手段】 作業ユニット１０は第１移動路１２、第
２移動路４２及び第３移動路５２とそれぞれ相対移動可
能に軸駆動機構部としての１軸移動部２４、２軸移動部
３４及び３軸移動部４４が組付けられている。各移動部
に備えられたモータ３０、３８、４８は制御装置６３に
よって制御されて所定の位置に移動する。これによっ
て、作業部が設けられた４軸移動部５４が位置決めされ
る。制御装置６３内には主制御装置６４と副制御装置６
６が備えられており、統括制御手段としての機能を持つ
主制御装置６４が副制御装置６６を一括して制御するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、それぞれが異なる
方向に延出する軸に沿って往復移動可能とされる複数の
軸駆動機構部を位置決め制御する駆動制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、工場などで行われる簡単な繰り返
し作業（例えば、自動車組立工程におけるスポット溶接
やボルトの絞め付けなど）を行う場合には、作業者に代
わって作業装置を利用している。

【０００３】作業装置には、装置本体に複数の移動部が
連結されて構成される移動機構が備えられている。移動
機構は、それぞれ異なる方向に延出される軸を有し、こ
の軸に沿って往復移動可能とされ、所定の位置で位置決
めされる構造になっている。このため、例えば互いに直
交する３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）を持つことにより、三
次元的な位置決めが可能となる。

【０００４】ここで、各移動部の移動を制御するには、
例えば図５に示される単軸制御装置５００が用いられ
る。単軸制御装置５００は、一つの装置で一つのモータ
５０２の駆動を制御するようになっており、このモータ
５０２に接続される図示しない移動部の移動を制御す
る。なお、複数のモータを予め定めた順序に従い、ある
いは複数のモータを同時に駆動させることによって複数
の移動部を移動可能にする、２軸用制御装置が用いられ
る場合もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単軸制
御装置５００を用いた場合には一台の装置で基本的に一
つのモータ５０２を制御するため、複数のモータを制御
するためにはモータの数と同数の単軸制御装置５００を
配設しなければならない。この場合、装置本体が大型化
し、コストが高くなるという問題が生じている。

【０００６】また、複数の単軸制御装置５００はそれぞ
れ独立して制御されるため、作業部を位置決めするため
のデータを個々に入力しなければならず、頻繁にデータ
変更が発生した場合などには困難を要することがある。

【０００７】本発明は上記事実を考慮して、装置を大型
化することなく、簡単な制御機構で複数の移動部を制御
する駆動制御装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明は、それぞれが異なる方向に延
出する軸に沿って往復移動可能とされる複数の軸駆動機
構部を位置決め制御する駆動制御装置であって、前記複
数の軸駆動機構部を分担して受け持ち、受け持った軸駆
動制御部を予め定めた順序に従って駆動させ位置決めす
るための制御プログラムが記憶された複数の制御装置
と、前記複数の制御装置による位置決めの為のデータを
一括して認識し、それぞれ対応する制御装置へ前記デー
タを送信すると共に各制御装置の動作状態を制御する統
括制御手段と、を有している。

【０００９】請求項１に記載の発明によれば、それぞれ
が互いに異なる方向に延出する軸には往復移動可能に複
数の軸駆動機構部が組付けられている。この複数の軸駆
動機構部の移動を制御することによって、予め定められ
た位置に位置決めすることができる。軸駆動機構部は、
制御プログラムが記憶された複数の制御装置によって制
御されるようになっている。また、位置決めを行うため
のデータを一括して認識すると共に、他の制御装置にデ
ータを送信する一つの統括制御手段が備えられている。
この統括制御手段は複数の制御装置の動作状態を制御す
ることができる。

【００１０】このように、単軸制御装置を組み合わせた
場合に、これらを制御する複数の制御装置の作業を統括
する統括制御手段を設けることによって簡単な制御機構
で複数の軸駆動機構部を制御することができる。

【００１１】請求項２に記載の発明は、前記統括制御手
段が前記複数の制御装置の一つに含まれていることを特
徴としている。

【００１２】請求項２に記載の発明によれば、複数の軸
駆動機構部を制御する複数の制御装置の一つが統括制御
手段としての機能を持つ。これによって、この統括制御
手段としての機能を持つ制御装置が親機（主制御装置）
となり、他の子機（副制御装置）を一括して制御するこ
とができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１には、本発明の実施の形態に
係る作業ユニット１０が示されている。

【００１４】作業ユニット１０には、図１に示されるよ
うに矢印ｘ方向を長手方向とする矩形状の２枚の板材が
貼り合わされて構成された第１移動路１２が備えられて
いる。第１移動路１２の端部には一対の支柱１４Ａ、１
４Ｂの一端が連結されている。

【００１５】第１移動路１２には長手方向に移動可能な
１軸移動部２４が配設されている。１軸移動部２４は、
ｚ方向に延設された取付部２６が一体形成された略コ字
型形状の保持部２８と駆動源であるモータ３０、及び位
置検出センサ３２から構成されている。

【００１６】保持部２８のコ字型部分で第１移動路１２
を挟持し、移動可能に保持するようになっている。この
保持部２８の平面部分、すなわち第１移動路１２を挟持
しているコ字型の部分と反対側には、前述したモータ３
０が備えられている。本実施の形態において、このモー
タ３０の出力は８０Ｗ以下である。モータ３０の図示し
ない回転軸は、第１移動路１２に向かって突設してお
り、先端部に図示しないピニオンが取り付けられてい
る。さらに、第１移動路１２におけるピニオンと対向す
る面には、長手方向に沿って図示しないラックが設けら
れており、モータ３０の回転軸に取り付けられた図示し
ないピニオンと噛み合うようになっている。これによ
り、モータ３０の回転駆動によって１軸移動部２４が第
１移動路１２に沿って移動する（ラック・ピニオン機
構）。

【００１７】モータ３０には、位置検出センサ３２が取
り付けられている。位置検出センサ３２はエンコーダに
よって構成されており、１軸移動部２４が移動する際に
パルス信号を出力するようになっている。このパルス信
号をカウントすることによって、１軸移動部２４の移動
量を認識することができるようになっている。

【００１８】１軸移動部２４の保持部２８に一体形成さ
れた取付部２６には、１軸移動部２４の移動方向（ｘ方
向）、すなわち第１移動路１２の長手方向と直交（ｙ方
向）するように第２移動路４２が配設され、この第２移
動路４２に２軸移動部３４が取り付けられている。２軸
移動部３４は前述した１軸移動部２４とほぼ同様の構成
となっており、保持部３６、モータ３８及び位置検出セ
ンサ４０から構成されている。保持部３６は、第２移動
路４２を挟持すると共にこの第２移動路４２を移動す
る。この移動は、前述のラック・ピニオン機構によって
モータ３８の駆動力でなされる。

【００１９】第２移動路４２の一端には３軸移動部４４
の保持部４６が図示しない固着手段を介して固着されて
いる。

【００２０】保持部４６はコ字型形状となっており、コ
字型部分で第３移動路５２を挟持し、保持するようにな
っている。第３移動路５２は、前記ｘ方向、ｙ方向にそ
れぞれ直交するＺ方向を長手方向としている。

【００２１】なお、第３移動路５２に備えられたラック
及び３軸移動部４４におけるモータ４８の回転軸とピニ
オンの構成などについては、前述したとおりであるので
説明を省略する。

【００２２】さらに、第３移動路５２の一端には４軸移
動部５４が保持部５５を介して固着されている。４軸移
動部５４は、モータ５６、位置検出センサ５８、減速機
６０及び作業部材取付部６１によって構成されている。
作業部材取付部６１にはスポット溶接機、絞め付け工具
などを着脱可能に取り付けることができるようになって
いる。本実施の形態においては、ボルトなどを絞め付け
るための回転部材である絞め付け工具６２が取り付けら
れている。モータ５６の回転軸が回転することによっ
て、絞め付け工具６２が回転し、所望の作業を行うこと
ができるようになっている。このとき、絞め付け工具６
２の回転位置はモータ５６の端部に設けられた位置検出
センサ５８から出力されるパルス信号をカウントするこ
とによって認識することができる。この回転位置は、後
述する制御装置６３によって制御される。

【００２３】ここで、支柱１４Ａには１軸移動部２４、
２軸移動部３４、３軸移動部４４及び４軸移動部５４の
移動を制御する制御装置６３が取り付けられている。こ
の制御装置６３は図示しない固着手段によって取り付け
られている。

【００２４】制御装置６３には、単軸制御装置である主
制御装置６４と副制御装置６６が備えられており、これ
らは通信ケーブル６８によって接続され、この通信ケー
ブル６８を介して相互間のデータのやりとりが可能とな
っている。主制御装置６４は、データ（各移動部の移動
路上での停止位置データ）の記録を行う（ティーチン
グ）と共に１軸移動部２４のモータ３０と３軸移動部４
４のモータ４８の駆動を制御している。また、この主制
御装置６４は２軸移動部３４のモータ３８と４軸移動部
５４のモータ５６の駆動を制御する副制御装置６６を指
示するようになっている。

【００２５】さらに、主制御装置６４は副制御装置６６
に対して移動を開始するための指示を送信するようにな
っており、副制御装置６６はこの送信情報を認識すると
各移動部の移動を実行するようになっている。また、副
制御装置６６は主制御装置６４に移動が完了したことを
連絡するようになっている。

【００２６】制御装置６３にはそれぞれの移動部におけ
る移動の切替えを行う軸切替え回路が備えられており、
必要に応じて軸の切替えを実行する。また、制御装置６
３には位置記録スイッチ７２が備えられており、主制御
装置６４及び副制御装置６６に接続されている。この位
置記録スイッチ７２は、ティーチング処理の実行を促す
役目を有している。

【００２７】次に本実施の形態の作用を説明する。本実
施の形態に係る作業ユニット１０では、１軸移動部２
４、３軸移動部４４のモータ３０、４８が主制御装置６
４からの指示によって、また、２軸移動部３４のモータ
３８が副制御装置６６からの指示に基づいて駆動する。
モータ３０、３８、４８が駆動することによって、各回
転軸に連結された図示しないピニオンが回動し、１軸移
動部２４と第１移動路１２はｘ方向に、２軸移動部３４
と第２移動路４２はｙ方向に、３軸移動部４４と第３移
動路５２はｚ方向に相対移動する。

【００２８】一方、４軸移動部５４の端部には作業部材
取付部６１が設けられており、絞め付け工具６２が取り
付けられている。４軸移動部５４は、それぞれの移動部
を予め定められた位置に移動させることによって、所定
の位置に位置決めされ、ボルトの絞め付け作業などを行
う。この絞め付け作業は主制御装置６４によって制御さ
れる。

【００２９】図２には、ティーチング処理が示されてい
る。これは、４軸移動部５４における絞め付け作業が行
われる位置、すなわち各移動路の移動路上での停止位置
データを記録する。

【００３０】まず、ステップ１００において制御装置６
３に設けられた位置記録スイッチ７２がオンにされたか
否かを判定する。

【００３１】ここで、位置記録スイッチ７２がオンであ
ると判定されると、主制御装置６４はステップ１０２に
おいて１軸位置データ、ステップ１０４において３軸デ
ータを記録する。

【００３２】さらに、ステップ１０６では副制御装置６
６にデータ送信を指示したか否かを判定する。副制御装
置６６には２軸移動部３４及び４軸移動部５４に対する
データが記録されており、このデータを通信ケーブル６
８を介して主制御装置６４に送信する。

【００３３】従って、ステップ１０８において副制御装
置６６から２軸データ、ステップ１１０において４軸デ
ータが主制御装置６４に送信され、記録される。

【００３４】以上の処理を行うことにより、ティーチン
グ処理が終了する。次に、図３及び図４に示されたフロ
ーチャートに従ってティーチングされた位置への移動を
実行するプレイバック処理について説明する。

【００３５】図３は主制御装置６４、図４は副制御装置
６６における処理の流れを示している。なお、主制御装
置６４と副制御装置６６は通信ケーブル６８を介して相
互にデータのやりとりが行われながら同時に実行され
る。このプレイバック処理は、図示しないスイッチを操
作すること、又は外部からのスタート信号によって実行
される。

【００３６】まず、図３のフローチャートに基づいて主
制御装置６４における処理を詳細に説明する。

【００３７】図示しないスイッチがオンにされたことが
認識されると、主制御装置６４はステップ２００におい
て２軸データ、ステップ２０２において４軸データを副
制御装置６６に送信する。

【００３８】続いて、ステップ２０４では主制御装置６
４内に予め記録されている１軸データに基づいた１軸移
動部２４の移動が開始され、ステップ２０６において１
軸移動部２４の移動が完了したか否かを判定する。

【００３９】ここで、１軸の移動が完了したと判定され
ると、ステップ２０８において副制御装置６６のフラグ
Ｆ１に１が代入されているか否かを判定する。すなわ
ち、これは副制御装置６６による２軸の移動が完了して
いるか否かを判定する。

【００４０】フラグＦ１に１が代入されていると判定さ
れた場合には、ステップ２１０に移行して３軸データに
基づいた３軸の移動を開始し、ステップ２１２において
３軸の移動が完了したか否かを判定する。

【００４１】３軸の移動が完了したと判定されると、続
いてステップ２１４に移行し、副制御装置６６に対して
４軸の移動を指示する。すなわち、４軸の移動を指示す
ることによって所定位置での作業（ボルトの絞め付け作
業）が実行される。

【００４２】さらに、ステップ２１６ではフラグＦ２に
１が代入されているか否かを判定する。すなわち、４軸
移動部５４の移動が終了したか否かを判定する。

【００４３】移動が終了したと判定された場合には、ス
テップ２１８において作業部による作業を実行する。

【００４４】一方、図４に示されるように副制御装置６
６では、まず、ステップ３００においてフラグＦ１及び
Ｆ２に０を代入する。

【００４５】ステップ３０２では主制御装置６４から送
信された２軸データ、ステップ３０４では４軸データを
受信し、格納する。

【００４６】続いて、ステップ３０６ではステップ３０
２において受信された２軸データに基づいて２軸の移動
を開始し、ステップ３０８ではこの２軸の移動が完了し
たか否かを判定する。

【００４７】ここで、２軸の移動が完了したと判定され
た場合には、ステップ３１０においてフラグＦに１を代
入する。

【００４８】さらに、ステップ３１２では主制御装置６
４から４軸を移動する旨の指示が送信されたか否かを判
定する。従って、副制御装置６６は２軸の移動が完了し
た後、主制御装置６４から４軸移動に関する指示が送信
されるまで待機する。すなわち、１軸、２軸及び３軸が
予め定められた位置に移動した後に４軸移動部５４に移
動の開始を指示する。

【００４９】ステップ３１２において４軸の移動が指示
されると、ステップ３１４に移行して４軸の移動を開始
し、ステップ３１６において４軸の移動が完了したか否
かを判定する。

【００５０】ここで、４軸の移動が完了したと判定され
ると、ステップ３１６においてフラグＦ２に１を代入す
る。

【００５１】また、ステップ３１８ではフラグＦ１及び
Ｆ２をリセットして、各処理を終了する。

【００５２】以上の工程を経ることにより、所定位置で
ボルトの絞め付け作業などが確実に行われる。

【００５３】従って、単軸制御装置の一台を主制御装置
とし、他の単軸制御装置を副制御部と設定して、複数の
単軸制御装置を組み合わせることによって、装置を大型
化することなく、複数の移動部を制御することができ
る。

【００５４】なお、本実施の形態においては４軸移動部
５４の作業部材取付部６１にボルトなどを絞め付けるた
めの絞め付け工具を取り付けた場合を例として説明した
が、これに限るものではない。例えば、スポット溶接を
行うためのスポット溶接機などを取り付けるようにして
もよい。

【００５５】また、本実施の形態では各移動部の駆動源
をモータとしたが、エアシリンダや油圧シリンダを用い
てもよい。

【００５６】さらに、本実施の形態における制御装置６
３は主制御装置６４と副制御装置６６に分けたが、この
構成に限定されるものではない。例えば、複数の単軸制
御装置間の作業状況を確認して次の指令を出す指令コン
トローラを設けた構成としてもよい。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の駆動制御装
置は、装置を装置を大型化することなく、簡易な構成で
複数の移動部を制御することができるという優れた効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る作業補助装置の概略斜視図
である。

【図２】本実施の形態に係る作業補助装置に備えられた
移動制御部におけるティーチング処理を示す制御ルーチ
ンである。

【図３】作業補助装置の制御装置における主制御装置の
制御ルーチンである。

【図４】作業補助装置の制御装置における副制御装置の
制御ルーチンである。

【図５】従来の単軸制御装置を示す概略図である。

【符号の説明】

１０ 作業ユニット １２ 第１移動路（軸） ２４ １軸移動部（軸駆動機構部） ３４ ２軸移動部（軸駆動機構部） ４２ 第２移動路（軸） ４４ ３軸移動部（軸駆動機構部） ５２ 第３移動路（軸） ５４ ４軸移動部（軸駆動機構部） ３０、３８、４８、５６ モータ ３２、４０、５０、５８ 位置検出センサ ６２ 絞め付け工具 ６３ 制御装置（制御装置） ６４ 主制御装置（制御装置、統括制御手段） ６６ 副制御装置（制御装置）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれが異なる方向に延出する軸に沿
   って往復移動可能とされる複数の軸駆動機構部を位置決
   め制御する駆動制御装置であって、 前記複数の軸駆動機構部を分担して受け持ち、受け持っ
   た軸駆動制御部を予め定めた順序に従って駆動させ位置
   決めするための制御プログラムが記憶された複数の制御
   装置と、 前記複数の制御装置による位置決めの為のデータを一括
   して認識し、それぞれ対応する制御装置へ前記データを
   送信すると共に各制御装置の動作状態を制御する統括制
   御手段と、 を有する駆動制御装置。
2. 【請求項２】 前記統括制御手段が前記複数の制御装置
   の一つに含まれていることを特徴とする請求項１記載の
   駆動制御装置。