JPS58132479A

JPS58132479A - 工業用ロボツト

Info

Publication number: JPS58132479A
Application number: JP1512482A
Authority: JP
Inventors: 武本　義郎; 和一山下; 斎藤　利雄; 松本　賢蔵; 親小西
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1982-02-01
Filing date: 1982-02-01
Publication date: 1983-08-06

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】本発明は、動作部が平面的に、かつ立体的に制御された
移動可能な工業用ロボットに関するものであり、特にユ
ニット毎に簡単に組み立て可能なものを提供することを
目的とする。

従来、この分野における工業用ロボットは、第１図に示
す通り、特公昭４８−３１５９１号公報で公知の通り、
被搬送物１ｏ１を杷持および解放する把持腕装置１０２
と、との把持腕装置１０２を昇降させるレリーフ装置１
０３と、これらレリーフ装置１０３および把持腕装置１
０２を所定方向に水平に移動させる前進後退装置１０４
とから構成されているが、レリーフ装置１ｏ３および前
進後退装置１０４との組み合わせは複雑で、かつ互換性
・が困難であった。

本願発明は、上記問題点を除去するものであり、以下本
発明の一実施例を第２図〜第９図により説明する。

１はＸ軸ユニットであり、第１載置部２を矢印Ｘ方向に
摺動させる。３はＹ軸ユニットであり、前記第１載置部
２に固定されており、第２載置部４を矢印Ｘ方向とは垂
直の矢印Ｙ方向に摺動させる。６はＸ軸ユニットであり
、第２載置部４に固定され、プレート６を矢印Ｘ方向お
よび矢印Ｙ方向とは垂直方向の矢印Ｚ方向に摺動させる
。

次に各Ｘ軸ユニット、Ｙ軸ユニット、Ｘ軸ユニットにつ
いて詳細に説明する。

７は移動ブロックであり、略中央部にボールナツト８を
固定して設けており、このポールナツト８とボールねじ
９とは螺合可能である。１０はボールねじ９の軸方向と
平行に設けられたガイドであり、ボールねじ９の両側に
所定の距離をおいて備え付けられている。１１は移動ブ
ロック支持部であり、移動ブロック７に固定され、ガイ
ド１゜の軸方向に、ボール１２を介して摺動可能に取り
付けられている。１３はモータであシ、ボールねじ９の
先端部１４を、ジヨイント１５を介して回転駆動させる
。

１３ａはロータリーエンコーダーで、モータ１３の後端
部に固定されている。ロータリーエンコーダ１３ａは回
転する円板１３ａとこの円板１３ａの両面に対向した投
光器１３ｂと受光器１３ｃ及び信号の増幅回路（図示せ
ず）を有している。円板１３ａはその中心から外周方向
に放射状にスリットを有し、モータ１３の出力軸と同軸
上に固定され一体的に回転する。投光器１３ｂ及び受光
器１３ｃは前記円板１３ａとは接触せず円板１３ａがそ
の光軸をさえ切る様な位置に固定されている。

１６はボールベアリングであり、ボールねじ９を回転可
能に軸支しており、ボールねじ９の両端に設けられてい
る。１７は磁石であり、移動ブロック７に固定されてい
る。１８はセンサ固定用ブラケットであり、ボールねじ
９の軸方向と平行に設けられ、ホール素子使用のセンサ
１９，２０゜２１、．２２．２３．２４を磁石１７の検
出可能な位置に各々適切な距離をもって固定している。

なお、センサ１９，２０，２１．２２，２３．２４はセ
ンサ固定用ブラケット１８に、ボルトにより移動可能に
取り付けられている。２５．２６は側板であり、センサ
固定用ブラケット１８、ボールベアリング１６およびガ
イド１ｏと固定して設けられている。２６ａはタコジェ
ネレータであり、ボールねじ９の端部に取り付けられ、
タコジェネレータ取付プレート２６ｂに回転可能に設け
られている。２７は平板状の前面取付プレートであり、
移動ブロック７の上端部、下端部に固定され、中央部に
空間を介して設けられている。この空間にカバー２８が
挿入され、両端はそれぞれ側板２５゜２６に固定されて
いる。なお、このＸ軸ユニツト１の周囲には、カバーが
取付けられ、はこり等が入らない機構成されている。

次に、Ｙ軸ユニット３について説明する。Ｙ軸ユニット
３はＸ軸ユニツト１と同様な構成であり、移動ブロック
２９はポールナツト３０．移動ブロック支持部３１を有
し、かつ下端の突出部３２は３３ａ　、３３ｂ　、３３
ｃの３面に取付面を有するプレート３３と固定している
。３６はガイドであり、前記ボールナラ）３０とボール
３４を介して設けられ、移動ブロック支持部３１と螺合
可能なボールねじ３６と平行に設けられている。３了は
石の磁力を検知するセンサ４１，４２，４３を取り付け
ている。

次に、第１載置手段について説明する。４４はＬ型ブラ
ケットであり、載置部４６の長手方向にキー溝４６を有
し、かつボルト４７が挿入可能な長孔４８を複数設けて
いる。４９はキーであり、上部がＹ軸ユニット３のキー
溝３８と嵌合可能で、下部が前記キー溝４６と嵌合可能
な構成である。

又、Ｌ型ブラケット４４の平面部４９にはボルト５ｏが
挿入可能な孔６１を有しており、Ｌ型プラゲット４４は
Ｘ軸ユニツト１の前面プレート２７のＴ溝５２に挿入可
能な角ナツト６３とポル）５０により前面プレート２７
に固定される。

さらにＸ軸ユニツト５について説明する。５４はボール
ねじてあり、両端は各々ポールベアリング５５で回転可
能に支持され、モータ５昨より回転駆動される。６６は
移動ブロックであり、前記ボールねじ６４と螺合可能な
ボールナツト５７を固定し、かつボールねじ６４の軸方
向と平行に配置されたガイド６８を有している。６９は
取付はプレートであり、前記ボールねじ６４の先端およ
びガイド６８に固定され矢印２方向に摺動可能である。

６０，６１，６２はセンサであり、移動ブロック内に埋
設された磁石の磁力を検知するようセンサ固定用ブラケ
ット６３に固定して設けられている。なお２軸ユニツト
の周囲は、□はこり等が入らないようカバーが設けられ
ている。

上記構成において、次に動作を説明する。プレート６を
平面的に所定の位置に配置するには、まント及び移動デ
ータの移動パルス数を記憶させているため、このマイク
ロコンピュータ６４から関数発生用大規模集積回路（以
下ＬＳＩと呼ぶ）６６を介して補間パルスが発生する。

まず、プレート６が矢印Ｘ方向に移動する工程について
説明する。

前記関数発生用ＬＳＩｅｓは一定周期毎に内部演算が行
なわれ、Ｘ軸ユニツト１の位置制御用ＬＳＩ６６に補゛
間パルスが出力される。この補間パルスを受けだ１位置
制御用ＬＳＩが発生する出カバターンはディジタル・ア
ナログコンバータ６７によりアナログ化され、さらにＸ
軸ユニツト１のモータ１３を動かせる程度にサーボアン
プ６８により増巾され、次にモータを動かす。このモー
タ１３の回転によりＹ軸ユニット３に載置されたプレー
ト６は矢印Ｘ方向に移動するものであるが、ボールねじ
９に設けられたエンコーダ１３ａにより発生したフィー
ドバックパルスと設定し・だ補間パルスの累計数との差
が０になるまで位置制御用ＬＳＩ６６は演算し、かつ出
カバターンを発生する。モータ１３の回転駆動力は、ジ
ヨイント１６、ボールねじの先端部１４を介してボール
ねじ９に伝達され、ボールねじ９は回転する。この時、
移動ブロック７に固定されたポールナツト８は、ボール
ねじ９と螺合可能であるが、移動ブロック７がガイド１
ｏにより、ボールねじ９の軸中心に回転不可であるため
、矢印Ｘ方向に摺動する。

次に、プレート６が原点復帰する場合について第９図に
より説明する。まず原点復帰信号が発生すると、プレー
ト６の位置が原点より正か負か記憶したデータより判断
し、正の領域ａであればモータ１３は矢印Ｕ方向の正転
に回転するよう、又、負の領域すであれば矢印Ｖ方向の
逆転に回転するよう信号を送る。ここで、移動ブロック
７が正の領域ａに位置している場合を考えると、前記モ
ータ１３は矢印Ｕ方向に回転するため、移動ブロック７
は矢印Ｉ′力方向移動し、センサ２２により移動ブロッ
ク７の磁石１７が検知される。この信号により、あらか
じめ集製回路メモリー（以下ＩＣメモリと呼ぶ）にスロ
ー速度値が記憶されているため、位置制御用ＬＳＩ６６
からのディジタル・アナログコンバータ用出カバターン
を制御し、モータ１３の回転を遅くする。次に、センサ
２１により、同様に移動ブロック７の磁石１７を検知す
ると、さらに、正確な位置検出のため、エンコーダ１３
ａが零点かどうかを判断し、零点であるならモータ１３
を停止させる信号を送る。また、移動ブロック７が負の
領域に位置している場合も同様であり、まずセンサ２１
により移動ブロックを検知して検知してスローダウンさ
せ、次にセンサ２２により検知し、さらにエンコーダ１
３ａにより零点を検知してモータ１３を停止させる。な
お、磁石１７は矢印Ｘ方向に長さを有しているため、移
動ブロック了が正の領域、負の領域のいずれに位置して
いても原点復帰が可能である。

なお、ＩＣメモリでは移動ブロック７が正の領域で記憶
されているにもかかわらず、例えば、その後、手動で負
の領域に配置した場合等の実際の位置が逆の領域にある
場合、原点復帰させようとした時、移動ブロック７は原
点とは逆の方向に移動するが、センサ２ｏあるいはセン
サ２３により検知される。この時、モータ電圧は瞬時に
逆転し、モータは逆転する。一方、原点復帰時以外では
、例えば暴走等により、センサ２ｏあるいはセンサ２３
が移動ブロック７を検出すると、マイクロコンピュータ
６４は位置制御用Ｌ　　Ｓ　　Ｉ　　ｅ６をリセットし
、モータ電圧はｏｖとしてモータ１３を停止させる。

なお、センサ２０，２３により検出された移動ブロック
７が慣性等によりさらに原点方向とは逆方向に移動して
いる時、センサ１９，２４はこの移動ブロック７を検出
し、リレー回路によりモータは短絡状態となり、強制停
止する。

Ｙ軸ユニットについても、同様な位置決め、原点復帰、
オーバーラン防止がＸ軸ユニットと同時に行なわれる。

次に、第１０図〜第２１図はＸ軸ユニット、Ｙ軸ユニッ
ト、Ｘ軸ユニットの組み合わせにより、各種の動作が可
能であることを示す。なお６９は先端に設けられたプレ
ートが軸方向に回転可能なＸ軸ユニットである。又、制
御もその組み合わせにより選択可能である。

以上、本願発明は、Ｘ軸ユニット、Ｙ軸ユニットを同時
に位置制御し、かつユニット毎に簡単に取り付け、組み
立てが簡単で、互換可能であるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の移載ユニットの斜視図、第２図は本廃゛
明の一実施例における工業用ロボットの斜視図１．第３
図は同Ｘ軸ユニットの一部断面の斜視図、第４図は同Ｘ
軸ユニットのタコジェネレータの断面図、第６図は同Ｘ
軸ユニットの一部断面の斜視図、第６図はＸ軸ユニット
とＹ軸ユニットの組み立て図、第７図は２軸ユニツトの
一部断面の斜視図、第８図は位置決め方法のフローチャ
ート、第９図は原点復帰のフローチャート、第１０図〜
第２１図はＸ軸ユニット、Ｙ軸ユニット、Ｚ軸ユニット
各々の組み合わせによる工業用ロボットの斜視図である
。７・・・・・・移動ブロック、８・・・・・・ポールナ
ツト、９・・・・・・ボールねじ、１０・・・・・・ガ
イド、１１・・・・・・ブロック支持部、１３・・・・
・・モータ、１９，２０，２１゜２２．２３．２４・・
・・・・センサ、２５．２６・・・・・・固定プレー）
、６４・・・・・・マイクロコンピュータ、６５・・・
・・・関数発生用ＬＳＩ、６６・・・・・・位置制御用
ＬＳＩ０代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか
１名第１図第８図１４第９図第１０　！１第１１図７第１２５１ｙ第１３図第１４図第１５５！！第１６図第１７図第１８図第１９図第２０図第２１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転駆動を与えるモータと、とのモータと連結し
、回転可能なボールねじと、このボールねじの軸方向に
平行に設けられたガイドと、このガイドおよび前記ボー
ルねじの両端を支持し、所定の距離を有して設けられた
一対の固定プレートと、前記ボールねじに螺合可能なボ
ールナツトおよび前記ガイドに沿って摺動可能なブロッ
ク支持部を有し、前記ボールねじの軸方向に摺動可能な
移動ブロックと、ボールねじに設けられ、ボールねじの
回転により回転位置を検出可能なエンコーダと、前記ボ
ールねじの軸方向に倍者判４数個設けられ、前記移動ブ
ロックを検知可能なセンサとを一体的に有したユニット
と、設定データにより補間パルスを発生する関数発生用
回路およびこの補間パルスにより前記モータに駆動パル
スを与え、かつ前記エンコーダからのフィードバックパ
ルスを受け、さらに駆動パルスを演算する位置制御用回
路を有しセンサからの信号を受け、モータを制御する演
算装置とからなる工業用ロボット。
（２）前記ユニットは少くとも２個設けられ、第１ユニ
ツトが第２ユニツトの前記移動ブロックに載置部を介し
て設けられた特許請求の範囲第１項記載の工業用ロボッ
ト。