JPS59196179A - ガントリ−型直交軸マニピユレ−タ装置 - Google Patents
ガントリ−型直交軸マニピユレ−タ装置Info
- Publication number
- JPS59196179A JPS59196179A JP59074831A JP7483184A JPS59196179A JP S59196179 A JPS59196179 A JP S59196179A JP 59074831 A JP59074831 A JP 59074831A JP 7483184 A JP7483184 A JP 7483184A JP S59196179 A JPS59196179 A JP S59196179A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- assembly
- carriage
- axis assembly
- drive
- Prior art date
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- Pending
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
- B25J9/023—Cartesian coordinate type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はロボット・マニピュレ−’）装Ｗ、特に汎用直
交軸マニピュレータ装置に係わる。
交軸マニピュレータ装置に係わる。
生産性を高めるための必須条件として工業の自動化が広
く採用されるに伴い、この自動化を達成する機構として
ロボットまたはマニピュレータ装置の採用が増えつつあ
る。、特定の工業的需要、即ち、切削、爆接、組み立て
などの需要を満たすべく種々のロボットか考案されてい
る。市販ロボットの多くはその構成が用途ごとに特殊で
あり、複雑な機械的構成要件と、特定用途に応した複雑
なソフトウェア及び制御機能を採用している。
く採用されるに伴い、この自動化を達成する機構として
ロボットまたはマニピュレータ装置の採用が増えつつあ
る。、特定の工業的需要、即ち、切削、爆接、組み立て
などの需要を満たすべく種々のロボットか考案されてい
る。市販ロボットの多くはその構成が用途ごとに特殊で
あり、複雑な機械的構成要件と、特定用途に応した複雑
なソフトウェア及び制御機能を採用している。
ロボットが有用な工業的“用具′″として採用されるよ
うになった結果として、公知のコンビーータ数値制御、
直接数（ＩＩｔｉｔ御多び自動プログラムド・ツール（
ＡＰＴ）のような言語によるオフライン・プログラミン
グによって制御するのに適した工作機械という簡単な設
計思想に基づくロボット・システムに対する市場需要が
生ずるに至った。
うになった結果として、公知のコンビーータ数値制御、
直接数（ＩＩｔｉｔ御多び自動プログラムド・ツール（
ＡＰＴ）のような言語によるオフライン・プログラミン
グによって制御するのに適した工作機械という簡単な設
計思想に基づくロボット・システムに対する市場需要が
生ずるに至った。
添付図面に従って以下に述べる本発明のガントリー型直
交軸マニピュレータΦシステムへ は従来の゛＃／肘／手首″ロボット・アームにつきもの
の複雑ぎを軽減し、比較的複雑な極座標ではなく直交座
標によるプログラミングを可能にする。本発明の構成は
工作機械の聞 ような補助動作、高い精度及び反復性を可能にしながら
、しかもロボットに要求される速度と器用さを可能にす
る剛性マニピュレータを提供する。
交軸マニピュレータΦシステムへ は従来の゛＃／肘／手首″ロボット・アームにつきもの
の複雑ぎを軽減し、比較的複雑な極座標ではなく直交座
標によるプログラミングを可能にする。本発明の構成は
工作機械の聞 ような補助動作、高い精度及び反復性を可能にしながら
、しかもロボットに要求される速度と器用さを可能にす
る剛性マニピュレータを提供する。
広義において、本発明は、公知の数値制御技術を利用す
る直交座標オフライン・プログラム方式の制御手段を含
むガントリー型直交軸マニピュレータ装置゛であって６
、・それぞれがカイト手段、ガイド手段に結合されたキ
ャリッジ手段、及び前記ガイド手段に沿ったキャリッジ
の移動を制御する駆動手段を含み、全体が作動的に結合
されて直交軸マニピュレータ・システムを形成するＸ、
Ｙ及びＺ軸運動アセブリと、第１作業範囲の上方の高い
位置に前記直交軸マニピュレータ・システムを支持する
手段と、。、・各アセンブリの前記カイト手段がガイド
手段に沿ったキャリッジ手段の移動中、曲げねじりモー
ドに起因する撓みを最少限に抑制しかつ剛性を与える２
本のガイド・レールから成る進路手段を含むことと１．
Ｙ軸アセンブリが前記Ｘ軸キャリッジ手段に結合されく
前記Ｘ軸アセンブリからアーム状に突出し、２軸アセン
ブリが前記Ｙ軸ギヤリッジ手段に結合されていることと
、各アセンブリの前記駆動手段がそれぞれの一ヤリッジ
手段に接続された機械的駆動手段を含むと共に、キャリ
ッジ位置信号に呼応して前記キャリッジ手段を駆動して
それぞれのカイト手段に沿って移動させるため前記機械
的駆動手段４段に結合された閉ループ構成レゾルバ會フ
ィードバックを具備するＤＣサーボ・モータ手段をも含
むことと、前記Ｘ軸アセンブリのガイド手段に沿った前
記Ｘ軸ギヤリッジの移動端において、回転制御駆動信号
に呼応して前記Ｘ軸ギヤリッジを中心に水平に前記Ｙ軸
アセンブリを前記Ｘ軸アセンブリの一方の側の前記第１
作業範囲と連携する第１位置から少なくとも反対側の第
２位置まで回転させる回転割り出し手段と、それぞれの
キャリッジ手段の連動制御のための前記キャリッジ位置
信号を提供するため前記Ｘ、Ｙ及びＹ軸アセンブリの駆
動手段のＤＣサーボ・モータ手段と接続する一方、前記
回転制御駆動信号を提供するため前記回転割り出し手段
とも接続する制御手段とから成ることを特徴とするガン
トリー型直交軸マニピュレータ装置を提案するものであ
る。
る直交座標オフライン・プログラム方式の制御手段を含
むガントリー型直交軸マニピュレータ装置゛であって６
、・それぞれがカイト手段、ガイド手段に結合されたキ
ャリッジ手段、及び前記ガイド手段に沿ったキャリッジ
の移動を制御する駆動手段を含み、全体が作動的に結合
されて直交軸マニピュレータ・システムを形成するＸ、
Ｙ及びＺ軸運動アセブリと、第１作業範囲の上方の高い
位置に前記直交軸マニピュレータ・システムを支持する
手段と、。、・各アセンブリの前記カイト手段がガイド
手段に沿ったキャリッジ手段の移動中、曲げねじりモー
ドに起因する撓みを最少限に抑制しかつ剛性を与える２
本のガイド・レールから成る進路手段を含むことと１．
Ｙ軸アセンブリが前記Ｘ軸キャリッジ手段に結合されく
前記Ｘ軸アセンブリからアーム状に突出し、２軸アセン
ブリが前記Ｙ軸ギヤリッジ手段に結合されていることと
、各アセンブリの前記駆動手段がそれぞれの一ヤリッジ
手段に接続された機械的駆動手段を含むと共に、キャリ
ッジ位置信号に呼応して前記キャリッジ手段を駆動して
それぞれのカイト手段に沿って移動させるため前記機械
的駆動手段４段に結合された閉ループ構成レゾルバ會フ
ィードバックを具備するＤＣサーボ・モータ手段をも含
むことと、前記Ｘ軸アセンブリのガイド手段に沿った前
記Ｘ軸ギヤリッジの移動端において、回転制御駆動信号
に呼応して前記Ｘ軸ギヤリッジを中心に水平に前記Ｙ軸
アセンブリを前記Ｘ軸アセンブリの一方の側の前記第１
作業範囲と連携する第１位置から少なくとも反対側の第
２位置まで回転させる回転割り出し手段と、それぞれの
キャリッジ手段の連動制御のための前記キャリッジ位置
信号を提供するため前記Ｘ、Ｙ及びＹ軸アセンブリの駆
動手段のＤＣサーボ・モータ手段と接続する一方、前記
回転制御駆動信号を提供するため前記回転割り出し手段
とも接続する制御手段とから成ることを特徴とするガン
トリー型直交軸マニピュレータ装置を提案するものであ
る。
ここに述べるガントリー型ロボット・システムの構成は
オーバヘッドＸ軸アセンブリを垂直支持部材によって支
持する構成であり、Ｙ軸アセンブリはＸ軸アセンブリか
らアーム状に突出し、垂直Ｚ軸アセンブリを支持する。
オーバヘッドＸ軸アセンブリを垂直支持部材によって支
持する構成であり、Ｙ軸アセンブリはＸ軸アセンブリか
らアーム状に突出し、垂直Ｚ軸アセンブリを支持する。
直交Ｘ、Ｙ及びＺ軸アセンブリのほかに、多軸回転手首
関節を取付けるための取付は面をＺ軸アセンブリに形成
し、前記手首関節に適当な端部作動体、例えばグリッパ
、爆接トーチなどを装着することができる。
関節を取付けるための取付は面をＺ軸アセンブリに形成
し、前記手首関節に適当な端部作動体、例えばグリッパ
、爆接トーチなどを装着することができる。
カントリー型ロボット・システムを開口構′造として構
成したから、ポジショナ、コンベアなどのような補助装
置を工場の床面配置図に応じてマニピュレーターに垂直
または平行に組み込むことができる。開口構造の他の利
点として、マニピュレータ・システムの手首関節、端部
作動体及び作業範囲に対する接近が容易であるため、工
具の交換、保守が容易である。
成したから、ポジショナ、コンベアなどのような補助装
置を工場の床面配置図に応じてマニピュレーターに垂直
または平行に組み込むことができる。開口構造の他の利
点として、マニピュレータ・システムの手首関節、端部
作動体及び作業範囲に対する接近が容易であるため、工
具の交換、保守が容易である。
Ｘ及びＹ軸アセンブリと連携する機械的駆動手段はパ・
ンクラッシュ・レゾルバを有する５：１キヤホツクスを
介して直接連動するＤＣ駆動モータ・タコメータ・パッ
ケージで駆が好ましい。Ｚ軸アセンブリは固定ナツトを
含むボール・スクリュウ機構を利用する。
ンクラッシュ・レゾルバを有する５：１キヤホツクスを
介して直接連動するＤＣ駆動モータ・タコメータ・パッ
ケージで駆が好ましい。Ｚ軸アセンブリは固定ナツトを
含むボール・スクリュウ機構を利用する。
ボール・スクリュウはＤＣ駆動モータ・タコメータ・パ
ッケージ・とバックラッシュが生じないように直接結合
し、非通電時ブレーキを具備する。進路手段、または２
本レール・ガイド手段を各直交軸アセンブリに採用する
が、この方イド手段は表面硬化レールで構成するのが好
ましい。各軸アセンブリは線形軸りからの速度フィード
バック情報及び各軸アセンブリのレゾルバからの位置フ
ィードバック情報に応答して閉ループ構成で各キャリッ
ジの連動を制御する。ＤＣモータを機械的駆動手段と直
接結合させることでキャリッジの運動を正確かつ積極的
に制御することができる。
ッケージ・とバックラッシュが生じないように直接結合
し、非通電時ブレーキを具備する。進路手段、または２
本レール・ガイド手段を各直交軸アセンブリに採用する
が、この方イド手段は表面硬化レールで構成するのが好
ましい。各軸アセンブリは線形軸りからの速度フィード
バック情報及び各軸アセンブリのレゾルバからの位置フ
ィードバック情報に応答して閉ループ構成で各キャリッ
ジの連動を制御する。ＤＣモータを機械的駆動手段と直
接結合させることでキャリッジの運動を正確かつ積極的
に制御することができる。
本発明のマニピュレータ・システムは数値制御コンソー
ル、指令ペンダントまたはオフライン・コンピュータか
らプログラムすることができる。指令ペンダントでシス
テムをプログラムする場合、制御コンソールにおいて指
令ペンダント機能を選択し、システムを指令モードにし
、プログラム−ナンバーを選択することによって指令が
得られる。この操作でＸ、Ｙ及びＺ軸アセンブリの線形
運動及び多軸回転手首関節の回転運動に対する制御がペ
ンダントに移る。ここでオペレータはマニピュレーター
システムを１サイクルだけ手首操作しながら各ポイント
をプログラムし、高または低指令速度または増分ジョグ
（ｊ。
ル、指令ペンダントまたはオフライン・コンピュータか
らプログラムすることができる。指令ペンダントでシス
テムをプログラムする場合、制御コンソールにおいて指
令ペンダント機能を選択し、システムを指令モードにし
、プログラム−ナンバーを選択することによって指令が
得られる。この操作でＸ、Ｙ及びＺ軸アセンブリの線形
運動及び多軸回転手首関節の回転運動に対する制御がペ
ンダントに移る。ここでオペレータはマニピュレーター
システムを１サイクルだけ手首操作しながら各ポイント
をプログラムし、高または低指令速度または増分ジョグ
（ｊ。
ｇ）を選択することによりプロセス・ポイント、即ち、
爆接、組み立てなどを識別する。
爆接、組み立てなどを識別する。
ペンダントによるポイント・プログラミングが完了した
らオペレータは制御コンソールにおいて、操作内容、例
えば呼出しサブル゛−チン、運転休止、実行速度などを
識別する。次いでプログラムをメモリに記録する。プロ
グラムを実行するには、オペレータは制御コンソールに
おいてプログラムを選択し、システムを“自動モード″
にし、′”サイクル・スタート′”釦を押すだけでよい
。
らオペレータは制御コンソールにおいて、操作内容、例
えば呼出しサブル゛−チン、運転休止、実行速度などを
識別する。次いでプログラムをメモリに記録する。プロ
グラムを実行するには、オペレータは制御コンソールに
おいてプログラムを選択し、システムを“自動モード″
にし、′”サイクル・スタート′”釦を押すだけでよい
。
ム
数値制御されるようにプロゲラ久できるから、このよう
にマニピュレータ・システムを工作機械式に構成したこ
とで自動化に最適な作業能力が得られる。工作機械式の
構成要件として、線形及び回転軸運動、円形及び線形な
らい加工をすべて同時制御すること、ソフトウェア・リ
ミット・スイッチを採用したことなどが挙げられる。本
発明のマニピュレータ・システムは直接数値制御システ
ムとそのまま一体化でき、部品ポジショナ、チェック装
置、コンベア、自動取付は装置、センサ・補助装置と掛
設することができる。
にマニピュレータ・システムを工作機械式に構成したこ
とで自動化に最適な作業能力が得られる。工作機械式の
構成要件として、線形及び回転軸運動、円形及び線形な
らい加工をすべて同時制御すること、ソフトウェア・リ
ミット・スイッチを採用したことなどが挙げられる。本
発明のマニピュレータ・システムは直接数値制御システ
ムとそのまま一体化でき、部品ポジショナ、チェック装
置、コンベア、自動取付は装置、センサ・補助装置と掛
設することができる。
高度のロボ・ント構成と有効な公知の数値制御技術とを
独自の形で組み合わせることによって、ロボット工学と
工作機械工学との間のギャップを埋めるものである。
独自の形で組み合わせることによって、ロボット工学と
工作機械工学との間のギャップを埋めるものである。
以 下 余 白
本発明の詳細は添付図面に基〈好ましい実施例に関する
以下の説明から明らかになるであろう。
以下の説明から明らかになるであろう。
第１図にはＸ軸アセンブリ２０、Ｙ軸アセンブリ４０、
及びＺ軸アセンブリ６０の３直交軸アセンブリから成る
マニピュレータ・システム１０を斜面図で示した。代表
的な例としてグリッパや爆接トーチなどのよう゛な端部
作動体Ｔを装着するため、Ｚ軸アセンブリ６０に任意の
多軸回転手首関節機構８０を機械的に固定する。説明の
便宜上、手首関節機構８０が市販の二軸回転手首関節で
あると想定する。
及びＺ軸アセンブリ６０の３直交軸アセンブリから成る
マニピュレータ・システム１０を斜面図で示した。代表
的な例としてグリッパや爆接トーチなどのよう゛な端部
作動体Ｔを装着するため、Ｚ軸アセンブリ６０に任意の
多軸回転手首関節機構８０を機械的に固定する。説明の
便宜上、手首関節機構８０が市販の二軸回転手首関節で
あると想定する。
Ｘ、Ｙ及びＺ軸アセンブリの動作複合体を工場床面Ｆに
固定された垂直支持部材ＳＭによりガントリ式に支持す
る。マニピュレータ・システム１０の動作に対すや工作
機械式制御はウェスチングハウス・エレクトリック・コ
ーポレーションから販売されているプロデューサＣ，Ｎ
Ｃシステムのような公知の数値〃ノ御コンソールＣ５
によって行なわれる。智！直交軸工作機械のようにＸ、
Ｙ及びＹ軸アセンブリを第１図に示すガントリ式に組み
立てれば直方体で表わされる作業ゾーンＺに相当する広
い作業範囲が得られる。このように直交軸マニピュレー
ターシステムをガントリ式に構成することで所期の作業
プロセスを実施するのに必要な手首関節数を著しく減少
させるだけでなく、補助装置、例えば回転テーブルも少
なくてすむ。各軸アセンブリの閉ループＤＣサーボ・モ
ータ機構に対するパルス幅変調駆動は駆動キャビネッ）
ＤＳ内に配設した公知の駆動回路によって行われる。直
結ＤＣサーボ・モータ機構はモータ・タコメータ・パッ
ケージ及びレゾルバを含む。タコメータは制御コンソー
ルＣ５に速度フィードバック情報を提供し、レゾルバは
制御コンソールＣ８に対して駆動モータから直接的に位
置フィード／ヘッダ情報を供給する。これにより極めて
安定したサーボ・レスポンスが得られる。
固定された垂直支持部材ＳＭによりガントリ式に支持す
る。マニピュレータ・システム１０の動作に対すや工作
機械式制御はウェスチングハウス・エレクトリック・コ
ーポレーションから販売されているプロデューサＣ，Ｎ
Ｃシステムのような公知の数値〃ノ御コンソールＣ５
によって行なわれる。智！直交軸工作機械のようにＸ、
Ｙ及びＹ軸アセンブリを第１図に示すガントリ式に組み
立てれば直方体で表わされる作業ゾーンＺに相当する広
い作業範囲が得られる。このように直交軸マニピュレー
ターシステムをガントリ式に構成することで所期の作業
プロセスを実施するのに必要な手首関節数を著しく減少
させるだけでなく、補助装置、例えば回転テーブルも少
なくてすむ。各軸アセンブリの閉ループＤＣサーボ・モ
ータ機構に対するパルス幅変調駆動は駆動キャビネッ）
ＤＳ内に配設した公知の駆動回路によって行われる。直
結ＤＣサーボ・モータ機構はモータ・タコメータ・パッ
ケージ及びレゾルバを含む。タコメータは制御コンソー
ルＣ５に速度フィードバック情報を提供し、レゾルバは
制御コンソールＣ８に対して駆動モータから直接的に位
置フィード／ヘッダ情報を供給する。これにより極めて
安定したサーボ・レスポンスが得られる。
直交軸マニピュレータ・システムＩＯの汎用性を第２図
、第３図及び第４図に例示した。第２図の実施例ではシ
ステム１０が材料の取扱い及び重い部品の組立に利用さ
れる場合を示した。、 高度の制御能力、高精度の動作及び広い作業範囲がトリ
ンミング、バク加工、穴ぐりを可能にすると共に、第３
図に示すように大きく複雑な外形に対する自動的な試験
、検査を可能にする。
、第３図及び第４図に例示した。第２図の実施例ではシ
ステム１０が材料の取扱い及び重い部品の組立に利用さ
れる場合を示した。、 高度の制御能力、高精度の動作及び広い作業範囲がトリ
ンミング、バク加工、穴ぐりを可能にすると共に、第３
図に示すように大きく複雑な外形に対する自動的な試験
、検査を可能にする。
正確な機械的関節は第４図に示すように爆接は焼き切り
への応用を可能にする。マこピュレータ・システム１０
は開「１構造であるから、いくつかの生産コンベアに対
する修理が容易になる。
への応用を可能にする。マこピュレータ・システム１０
は開「１構造であるから、いくつかの生産コンベアに対
する修理が容易になる。
第１図、第５Ａ図及び第５Ｂ図から明らかなように、Ｘ
軸アセンブリ２０はＸ軸ガイド手段に沿って移動する際
のＸ軸ギヤリッジ２２のねじれ撓みを最少限に抑制する
ことによＣシステムの所期の精度及び反復性を確保する
閉セル構造から成る。Ｘ軸ガイド手段または進路手段は
直径２．３インチの研削されたカイト・レール２３．２
５を含み、これらのカイト・レールは曲げねじりに対し
て最大の剛性及びスティ秦ネスを提供する。部材ＳＭに
よって支持されたこの２本レール進路手段は閉ループＤ
Ｃサーボ制御装置に呼応してＸ輛キャリジ２２が円環に
かつ低摩耗で移動することをも可能にする。
軸アセンブリ２０はＸ軸ガイド手段に沿って移動する際
のＸ軸ギヤリッジ２２のねじれ撓みを最少限に抑制する
ことによＣシステムの所期の精度及び反復性を確保する
閉セル構造から成る。Ｘ軸ガイド手段または進路手段は
直径２．３インチの研削されたカイト・レール２３．２
５を含み、これらのカイト・レールは曲げねじりに対し
て最大の剛性及びスティ秦ネスを提供する。部材ＳＭに
よって支持されたこの２本レール進路手段は閉ループＤ
Ｃサーボ制御装置に呼応してＸ輛キャリジ２２が円環に
かつ低摩耗で移動することをも可能にする。
Ｘ軸ギヤリッジ２２は塵挨から保護するためあらかじめ
ハウジング２７内に装填されかつ密閉された線形軸受２
４を介してガイド・レール２３．２５に結合されている
。軸受とレールは市販されている。カイト・レール２３
．２５はベローズ形カバー２９により塵挨や損傷から保
護する。
ハウジング２７内に装填されかつ密閉された線形軸受２
４を介してガイド・レール２３．２５に結合されている
。軸受とレールは市販されている。カイト・レール２３
．２５はベローズ形カバー２９により塵挨や損傷から保
護する。
Ｘ軸アセンブリ２０の機械的駆動手“段はラック３０と
、バックラッシュ防止レゾルバ３３を装備した５：１ギ
ヤボツクス３２を介してＤＣモータ・タコメータに直接
結合したピニオン・シャフト３１とから成るラック／ピ
ニオン機構である。ギヤボックス３２はギヤボックス３
２の出力シャフトにピニオン命シャフト３１を加工形成
することにより部品のゆるみや位置変化を防止するよう
に構成す低バックラッシュ駆動外ｔを介して各軸アセン
ブリの駆動モータ゛を直接結合することによりから動き
を極力少なくすることかできる。
、バックラッシュ防止レゾルバ３３を装備した５：１ギ
ヤボツクス３２を介してＤＣモータ・タコメータに直接
結合したピニオン・シャフト３１とから成るラック／ピ
ニオン機構である。ギヤボックス３２はギヤボックス３
２の出力シャフトにピニオン命シャフト３１を加工形成
することにより部品のゆるみや位置変化を防止するよう
に構成す低バックラッシュ駆動外ｔを介して各軸アセン
ブリの駆動モータ゛を直接結合することによりから動き
を極力少なくすることかできる。
Ｘ及びＹ軸アセンブリにラック／ピニオン式機械駆動手
段を選んだのはラック部分を補足し、ガイド・レールの
長さを延長することによりＸ及びＹ移動距離を延ばし易
くするためである。
段を選んだのはラック部分を補足し、ガイド・レールの
長さを延長することによりＸ及びＹ移動距離を延ばし易
くするためである。
制御コンソールＣ３のメモリに記憶されているソフトウ
ェア会すミ・ント・スイ・ンチ、及びハードウェア・リ
ミット中スイッチを含む数種類のリミット・ス、イッチ
をＸ軸アセンブリ２０と連携させる。ハードウェア・リ
ミット、スイッチ・パッケージＬＳＩはＸ軸ギヤリッジ
２２の径異端及びＸ軸ギヤリッジ２２の初期位置を感知
するためのものである。
ェア会すミ・ント・スイ・ンチ、及びハードウェア・リ
ミット中スイッチを含む数種類のリミット・ス、イッチ
をＸ軸アセンブリ２０と連携させる。ハードウェア・リ
ミット、スイッチ・パッケージＬＳＩはＸ軸ギヤリッジ
２２の径異端及びＸ軸ギヤリッジ２２の初期位置を感知
するためのものである。
ハードウェア・リミット中スイッチはソフトウェア・リ
ミット中スイッチを補助し、ソフトウェア・リミット・
スイッチが作動しない場合に、移動するキャリッジ２２
の゛／＼−ド゛・ストップ′°を防止する役割を果たす
。
ミット中スイッチを補助し、ソフトウェア・リミット・
スイッチが作動しない場合に、移動するキャリッジ２２
の゛／＼−ド゛・ストップ′°を防止する役割を果たす
。
リミット・スイッチ・パッケージＬＳＩにはシステムｌ
Ｏの作業範囲Ｚを２つの不連続な作業セクタに分割する
安全リミット・スイッチをも設ける。もしシステム１０
が所与のセクタに進入するようにプログラムされていな
いのにＸ軸ギヤリッジ２２が予定に反して前記セクタへ
の移動を試みると、安全リミット・スイッチが作動して
システムを緊急停止させる。ここに述べるリミット・ス
イッチ・パッケージは例えばミクロン・インスツルメン
ト・コーポレーションなどから市販されている。
Ｏの作業範囲Ｚを２つの不連続な作業セクタに分割する
安全リミット・スイッチをも設ける。もしシステム１０
が所与のセクタに進入するようにプログラムされていな
いのにＸ軸ギヤリッジ２２が予定に反して前記セクタへ
の移動を試みると、安全リミット・スイッチが作動して
システムを緊急停止させる。ここに述べるリミット・ス
イッチ・パッケージは例えばミクロン・インスツルメン
ト・コーポレーションなどから市販されている。
キャビネットＣ５及びＤＳからのシステム１０に対する
制御及び駆動は接続箱３６内に至る配線によって電気的
に起動される。
制御及び駆動は接続箱３６内に至る配線によって電気的
に起動される。
第１図、第５Ａ図及び第６Ａ図に示すようなマニピュレ
ータΦシステムｌＯの配線はＸ軸構造２０の端部に位置
する接続箱３６から可撓ケーブル中キャリヤ３７を通っ
て可動Ｘ軸ギヤリッジ２２の接続箱３９に達している。
ータΦシステムｌＯの配線はＸ軸構造２０の端部に位置
する接続箱３６から可撓ケーブル中キャリヤ３７を通っ
て可動Ｘ軸ギヤリッジ２２の接続箱３９に達している。
第５Ａ図及び第６Ａ図に示すように、Ｙ軸アセンブリ４
０はＸ軸アセンブリ２０から直角に延びるアームとして
作用する。このアームはＹ軸支持部材４１と、Ｙ軸ギヤ
リッジ４６がＹ軸移行する間及びＺ軸アセンブリ６０が
作業範囲Ｚ′内に位置する間の応力及びねじれ撓みを最
少限に抑制するためのカイト・レール４２．４４から成
る２本レール進路手段とを含む。ガイド・レール４２．
４４はベローズ形カバー４３によっ、て保護される。
０はＸ軸アセンブリ２０から直角に延びるアームとして
作用する。このアームはＹ軸支持部材４１と、Ｙ軸ギヤ
リッジ４６がＹ軸移行する間及びＺ軸アセンブリ６０が
作業範囲Ｚ′内に位置する間の応力及びねじれ撓みを最
少限に抑制するためのカイト・レール４２．４４から成
る２本レール進路手段とを含む。ガイド・レール４２．
４４はベローズ形カバー４３によっ、て保護される。
特に重要なのはＹ軸支持部材４１とＸ軸アセンブリ２０
との結合点に集中する応力と、手首関節機構８０に伝達
される構造撓みである。Ｙ軸支持部材４１は第６Ｂ図に
示すように、曲げモーメントが最も高い位置、即ち、Ｘ
軸アセンブリ２０との界面に支持部材４１の質量を有効
に集中させると共に、曲げが余り問題とならない端部に
おいて質量を小さくするタプル・テーパＴｌ及びＴ２を
有する独自の構成を具えている。この構成ｔ−ｈ ｙ軸
アセンブリ４０の運動質量を軽減してマニピュレータ・
システムｌＯの全体的精度を高める点で有利である。Ｙ
軸アセンブリ４０の機械的駆動手段はＸ軸アセンブリ２
０に関して上述したものと同様のラック／ピニオン機構
４５から成る。
との結合点に集中する応力と、手首関節機構８０に伝達
される構造撓みである。Ｙ軸支持部材４１は第６Ｂ図に
示すように、曲げモーメントが最も高い位置、即ち、Ｘ
軸アセンブリ２０との界面に支持部材４１の質量を有効
に集中させると共に、曲げが余り問題とならない端部に
おいて質量を小さくするタプル・テーパＴｌ及びＴ２を
有する独自の構成を具えている。この構成ｔ−ｈ ｙ軸
アセンブリ４０の運動質量を軽減してマニピュレータ・
システムｌＯの全体的精度を高める点で有利である。Ｙ
軸アセンブリ４０の機械的駆動手段はＸ軸アセンブリ２
０に関して上述したものと同様のラック／ピニオン機構
４５から成る。
Ｘ軸アセンブリ２０のものと同様のＹ軸アセンブリ４０
のＤＣサーボ駆動手段は駆動、モータ・タコメーターパ
ッケージ５１、ギヤボックス・レゾルバ・パッケージ５
２、及び記憶されているソフトウェア、リミット・スイ
ッチに対する補助手段として移動端及び初期位置の限界
を提供するハードウェア・リミットｅスイッチ・パッケ
ージＬＳ２を含む。
のＤＣサーボ駆動手段は駆動、モータ・タコメーターパ
ッケージ５１、ギヤボックス・レゾルバ・パッケージ５
２、及び記憶されているソフトウェア、リミット・スイ
ッチに対する補助手段として移動端及び初期位置の限界
を提供するハードウェア・リミットｅスイッチ・パッケ
ージＬＳ２を含む。
Ｘ軸及びＹ軸アセンブリ２０．４０にそれぞれ使用され
るハードウェア・リミット・スイッチ・パッケージＬＳ
１．ＬＳ２はそれぞれのＤＣサーボ駆動モータ２６．５
１の後部に取付けられ、それぞれのアセンブリ・キャリ
ッジが初期位置に到達したかまたは移動限界端に到達し
たことを制御コンソールＣ５に通報するためリミット・
スイッチを開放または閉成位置に移動させる前にモータ
、の回転数をカウントする。このリミット−スイ・ンチ
・パッケージは多くの場合軸移動構造の端部に設けられ
る公知のトグル形リミットースイッチと著しく異なる。
るハードウェア・リミット・スイッチ・パッケージＬＳ
１．ＬＳ２はそれぞれのＤＣサーボ駆動モータ２６．５
１の後部に取付けられ、それぞれのアセンブリ・キャリ
ッジが初期位置に到達したかまたは移動限界端に到達し
たことを制御コンソールＣ５に通報するためリミット・
スイッチを開放または閉成位置に移動させる前にモータ
、の回転数をカウントする。このリミット−スイ・ンチ
・パッケージは多くの場合軸移動構造の端部に設けられ
る公知のトグル形リミットースイッチと著しく異なる。
モータに連携させたハードウェア・リミット・スイッチ
・パッケージは公知のトグル形リミット・スイッチにつ
きものであった配線の複雑さを著しく軽減する。
・パッケージは公知のトグル形リミット・スイッチにつ
きものであった配線の複雑さを著しく軽減する。
Ｙ軸アセンブリ４０と連携すると共にＺ軸アセンブリ６
０及び手首間ＷＪ機構８０とも連携する配線はＸ軸ギヤ
リッジ２２の接続箱３９からＹ軸ギヤリッジ４６の接続
箱４９に至るケーブル・キャリヤ４８内に配置される。
０及び手首間ＷＪ機構８０とも連携する配線はＸ軸ギヤ
リッジ２２の接続箱３９からＹ軸ギヤリッジ４６の接続
箱４９に至るケーブル・キャリヤ４８内に配置される。
接続箱４９とＺ軸アセンブリの接続箱５７の間に接続さ
れたケーブル・キャリヤ５０はＺ輛アセンブリ６０及び
手首関節機構８０と連携する。
れたケーブル・キャリヤ５０はＺ輛アセンブリ６０及び
手首関節機構８０と連携する。
第５Ａ図、第７Ａ図及び第７Ｂ図に示すように、垂直な
Ｚ軸アセンブリ６０は駆動モータ・タコメータ・パッケ
ージ６３に呼応してＺ軸ギヤリッジ６５を搬送するため
、ガイド・レール６４．６６から成る進路機構との組み
合わせｆボール・スクリュウ６１及び固定ナツト６２か
ら成るポール・スクリュウ”機構を利用する。２本レー
ル進路機構はＸ軸及びＹ軸アセンブリ２０．４０に関し
て上述したものと同様に作用する。
Ｚ軸アセンブリ６０は駆動モータ・タコメータ・パッケ
ージ６３に呼応してＺ軸ギヤリッジ６５を搬送するため
、ガイド・レール６４．６６から成る進路機構との組み
合わせｆボール・スクリュウ６１及び固定ナツト６２か
ら成るポール・スクリュウ”機構を利用する。２本レー
ル進路機構はＸ軸及びＹ軸アセンブリ２０．４０に関し
て上述したものと同様に作用する。
ポール・スクリュウ機構の取付けは駆動モータ・タコメ
ーターパッケージ６３によるポール・スクリュウ６１の
高速駆動に耐えるのに必要なスティフネスを提供するた
め両端に設けた複式軸受６乙、６８を利用することによ
って達成される。駆動モータ・タコメーターパッケージ
６３は不整列を補正するバックラッシュ防止カプラー６
９を介してポール・スクリュウ６１に連結されている。
ーターパッケージ６３によるポール・スクリュウ６１の
高速駆動に耐えるのに必要なスティフネスを提供するた
め両端に設けた複式軸受６乙、６８を利用することによ
って達成される。駆動モータ・タコメーターパッケージ
６３は不整列を補正するバックラッシュ防止カプラー６
９を介してポール・スクリュウ６１に連結されている。
Ｚ軸アセンブリ６０を独自の態様に構成したから、Ｚ軸
構造６０の重量及び手首関節機構８０に取付けた端部作
動体Ｔによって操作される最終的な有効荷重に対する釣
り合いおもりを必要としない。駆動モータ・タコメータ
・パッケージ６３は通電状態中はＺ軸アセンブリ６０の
位置を維持する。しかし、通電を切られた状態において
、Ｚ軸アセンブリ６０の重量がポール・スクリュウ機構
を逆駆動することができる。そこで、例えばエレクトロ
イド・インコーポレーションから市販されているような
非通電時制動装Ｗ７ｏを設けることによりオフ状態にお
けるＺ軸アセンブリ６０の逆駆動を防止した。
構造６０の重量及び手首関節機構８０に取付けた端部作
動体Ｔによって操作される最終的な有効荷重に対する釣
り合いおもりを必要としない。駆動モータ・タコメータ
・パッケージ６３は通電状態中はＺ軸アセンブリ６０の
位置を維持する。しかし、通電を切られた状態において
、Ｚ軸アセンブリ６０の重量がポール・スクリュウ機構
を逆駆動することができる。そこで、例えばエレクトロ
イド・インコーポレーションから市販されているような
非通電時制動装Ｗ７ｏを設けることによりオフ状態にお
けるＺ軸アセンブリ６０の逆駆動を防止した。
垂直Ｚ軸アセンブリ９０は２木のガイド・レール６４．
６６から成る進路手段と、ポール・スクリュウ機構とが
Ｚ軸アセンブリ６゜の中心線上に位置し、従ってポール
・スクリュウ機構によって支持される垂直負荷がアセン
ブリ６０の中心線に沿って作用するように構成した。
６６から成る進路手段と、ポール・スクリュウ機構とが
Ｚ軸アセンブリ６゜の中心線上に位置し、従ってポール
・スクリュウ機構によって支持される垂直負荷がアセン
ブリ６０の中心線に沿って作用するように構成した。
垂直Ｚ軸アセンブリ６０にはまた、ポール・スクリュウ
機構と進路手段の２本のガイド・レール６．４．６６と
を保護するためのベローズ式カバー７２を設ける。手首
関節機構８０と連携するケーブルは接続箱５７からベロ
ーズ式カバー７２を通っている。
機構と進路手段の２本のガイド・レール６．４．６６と
を保護するためのベローズ式カバー７２を設ける。手首
関節機構８０と連携するケーブルは接続箱５７からベロ
ーズ式カバー７２を通っている。
手首関節機構８０をＺ軸アセンブリ６’０に固定した態
様で図示したが、手首関節機構８０に回転動作能力が要
求されないような用途では手首関節機構８０を取外し、
適当な端部作動体ＴをＺ軸アセンブリ６０の取付は面７
４に直接取付ければよい。上述したものと同様のハード
ウェア・リミット・スイッチ会パッケージＬＳ３が駆動
モータ・タコメータ・パッケージ６３に取付けてあり、
Ｚ軸ギヤリッジ６５の移動限界及び初期位置情報を提供
する。市販のリミット・スイッチ・パッレ ケージＬＳ３はＺ軸アセンブリのサゾルバを含む。
様で図示したが、手首関節機構８０に回転動作能力が要
求されないような用途では手首関節機構８０を取外し、
適当な端部作動体ＴをＺ軸アセンブリ６０の取付は面７
４に直接取付ければよい。上述したものと同様のハード
ウェア・リミット・スイッチ会パッケージＬＳ３が駆動
モータ・タコメータ・パッケージ６３に取付けてあり、
Ｚ軸ギヤリッジ６５の移動限界及び初期位置情報を提供
する。市販のリミット・スイッチ・パッレ ケージＬＳ３はＺ軸アセンブリのサゾルバを含む。
第８Ａ図及び第８Ｂ図に示すような回転割り出し装置９
０はマニピュレータ・システムｉｏの作業範囲を拡大す
る。即ち、装置９０はＸ軸ギヤリッジ２２とＹ軸アセン
ブリ４０との界面に位置してＹ軸アセンブリがＸ軸ギヤ
リッジ２２の移動端において水平に１８００回転するこ
とを可能にし、従ってＸ軸ギヤリッジ２２の戻り行程に
おいて、第１図に示すようにＸ軸アセンブリ２０の反対
側に第２の直方体作業範囲Ｚ′が得られる。
０はマニピュレータ・システムｉｏの作業範囲を拡大す
る。即ち、装置９０はＸ軸ギヤリッジ２２とＹ軸アセン
ブリ４０との界面に位置してＹ軸アセンブリがＸ軸ギヤ
リッジ２２の移動端において水平に１８００回転するこ
とを可能にし、従ってＸ軸ギヤリッジ２２の戻り行程に
おいて、第１図に示すようにＸ軸アセンブリ２０の反対
側に第２の直方体作業範囲Ｚ′が得られる。
あらかじめ装着された大きい軸受９１をボ、ルト９２に
よってＸ軸ギヤリッジ２２に、ボルト９３によってＹ軸
アセンブリ４ｏにそれぞれ固定する。ボルト９５によっ
てＸ軸ギヤリッジ２２に固定されたスプライン・アセン
ブリ９４に駆動シャフト９６のスプライン端を嵌着する
。Ｙ軸アセンブリ４０の水平回転は八・ンクラッシュ・
カプラー９８及び減速歯車装置９９を介して駆動シャフ
ト９６と直接結合した駆動モータ・タコメータ・パッケ
ージ９７から成る駆動系によって行なわれる。
よってＸ軸ギヤリッジ２２に、ボルト９３によってＹ軸
アセンブリ４ｏにそれぞれ固定する。ボルト９５によっ
てＸ軸ギヤリッジ２２に固定されたスプライン・アセン
ブリ９４に駆動シャフト９６のスプライン端を嵌着する
。Ｙ軸アセンブリ４０の水平回転は八・ンクラッシュ・
カプラー９８及び減速歯車装置９９を介して駆動シャフ
ト９６と直接結合した駆動モータ・タコメータ・パッケ
ージ９７から成る駆動系によって行なわれる。
Ｙ軸アセンブリ４０がＸ軸アセンブリ２０と直交する位
置に対応するＯｏ及び１０００動作終点において、第８
Ｂ図に示す機械的ファスナ機構１００がＹ軸アセンブリ
４０を位置固定する。０°及び１８０°回転位置におい
てＹ輌アセンブリ４０のカラー１０６に扁平面１０２．
１０４を加工形成する。それぞれが模受けｌ１２を有す
る機械的アダプタ１０８．１１０を扁平面１０２，１０
４にそれぞれ固定する。Ｘ軸アセンブリ４０がリミット
・スイ・ンチ・パッケージＬＳ４のリミットφスイッチ
の指示通りに００または１８０°回転位置と整列すると
、駆動モータ・タコメータ・パ・ンケージ９７が給電を
断たれ、ソレノイド作動プランジャ装置１２０が給電さ
れ、その結果、楔形プランジャ素子１２２が模受け１１
２に挿入される。この作用によりＸ軸アセンブリ２０に
対してＹ軸アセンブリが位置固定される。プランジャ素
子１２２の楔形は模受け１１２と模素子１２２とのいか
なるささいな不整合をも補正する。
置に対応するＯｏ及び１０００動作終点において、第８
Ｂ図に示す機械的ファスナ機構１００がＹ軸アセンブリ
４０を位置固定する。０°及び１８０°回転位置におい
てＹ輌アセンブリ４０のカラー１０６に扁平面１０２．
１０４を加工形成する。それぞれが模受けｌ１２を有す
る機械的アダプタ１０８．１１０を扁平面１０２，１０
４にそれぞれ固定する。Ｘ軸アセンブリ４０がリミット
・スイ・ンチ・パッケージＬＳ４のリミットφスイッチ
の指示通りに００または１８０°回転位置と整列すると
、駆動モータ・タコメータ・パ・ンケージ９７が給電を
断たれ、ソレノイド作動プランジャ装置１２０が給電さ
れ、その結果、楔形プランジャ素子１２２が模受け１１
２に挿入される。この作用によりＸ軸アセンブリ２０に
対してＹ軸アセンブリが位置固定される。プランジャ素
子１２２の楔形は模受け１１２と模素子１２２とのいか
なるささいな不整合をも補正する。
マニピュレーターシステム１０．／＋’；Ｘ１ｈ７−ｔ
＝ンブリ２０の端部に位置する作業部と接近できるよう
に中間位置、例えば９０°位置を所望ならば、９０°回
転位置においてカラー１０６の面に加工形成した扁平面
１３２に機械的アダプタ１３０を固定すればよい。
＝ンブリ２０の端部に位置する作業部と接近できるよう
に中間位置、例えば９０°位置を所望ならば、９０°回
転位置においてカラー１０６の面に加工形成した扁平面
１３２に機械的アダプタ１３０を固定すればよい。
装置１２０に含まれるリミタ］・・スイッチはプランジ
ャ素子１２２がカラー１０６と咬合しているかどうかを
指示する。ＤＣサーボ・モータ９７及びソレノイド作動
プランジャ装置１２０による回転割り出し作用はパッケ
ージＬＳＩ及びＬＳ４のリミ・ント争スイ・ンチ状態と
装置１２０のリミットφスイッチに呼応して制御コンソ
ールＣ３により制御される。リミット・スイッチの作用
を代行させ、回転割り出し作用をサーボ制御させるには
回転割り出し装置９０の電気的駆動手段にリゾルパを接
続すればよい。
ャ素子１２２がカラー１０６と咬合しているかどうかを
指示する。ＤＣサーボ・モータ９７及びソレノイド作動
プランジャ装置１２０による回転割り出し作用はパッケ
ージＬＳＩ及びＬＳ４のリミ・ント争スイ・ンチ状態と
装置１２０のリミットφスイッチに呼応して制御コンソ
ールＣ３により制御される。リミット・スイッチの作用
を代行させ、回転割り出し作用をサーボ制御させるには
回転割り出し装置９０の電気的駆動手段にリゾルパを接
続すればよい。
マニピュレータ・システムｌＯを、従来の工作機械プロ
グラミング及び制御技術を利用できるように構成する限
り、システム１０と連携する制御動作としていくつかの
方式のうちから任意に選択すればよい。利用可能なプロ
グラミングは技術として、第１図に示すような教示ペン
ダント１００を設け、システム１０を駆動して一連の点
位置を通過させ、各点を制御コンソールＣ８のメモリに
記憶する。第２タイプのプログラミング命令は手動デー
タ入力によって行なわれ、この場合、オペレータは制御
コンソールＣ８のキーボードＫを利用してプログラムを
入力し、これをメモリ中に記憶させることができる。
グラミング及び制御技術を利用できるように構成する限
り、システム１０と連携する制御動作としていくつかの
方式のうちから任意に選択すればよい。利用可能なプロ
グラミングは技術として、第１図に示すような教示ペン
ダント１００を設け、システム１０を駆動して一連の点
位置を通過させ、各点を制御コンソールＣ８のメモリに
記憶する。第２タイプのプログラミング命令は手動デー
タ入力によって行なわれ、この場合、オペレータは制御
コンソールＣ８のキーボードＫを利用してプログラムを
入力し、これをメモリ中に記憶させることができる。
オフライン・プログラミングはポスト拳プが使用する必
要なマシーン・コーディングを発生させるために利用す
ることができる。典型的なポスト・プロセッサ・ソフト
ウェア言語はＡＰＴである。
要なマシーン・コーディングを発生させるために利用す
ることができる。典型的なポスト・プロセッサ・ソフト
ウェア言語はＡＰＴである。
陰極線′管表示装置りはオペレータにマニピュレータ・
システムｌＯの動作に関する情報を提供する。上記ウエ
スチング／＼ウス・システムのような市販システムを採
用すれば、オペレータは端部作動体Ｔの位置、及びメモ
リに記憶されているアクセス・プログラムを表示して、
プログラムを修正し、新プログラムを書き込むことがで
きる。カセ・ント及び紙テープ読み取り装置によるデー
タ入力も利用できる。
システムｌＯの動作に関する情報を提供する。上記ウエ
スチング／＼ウス・システムのような市販システムを採
用すれば、オペレータは端部作動体Ｔの位置、及びメモ
リに記憶されているアクセス・プログラムを表示して、
プログラムを修正し、新プログラムを書き込むことがで
きる。カセ・ント及び紙テープ読み取り装置によるデー
タ入力も利用できる。
・マニピュレータ・システム１０の制御装置の基本サー
ボ・ブロック・ダイヤグラムを第９図に略示した。線形
運動Ｘ、Ｙ及びＺ、及び手首関節機構８０の回転運動軸
を含む各軸アセンブリの閉ループ−サーボ構成を機能に
基づいて第９図に図示した。制御コンソールＣ８はキャ
リッジ指令信号を軸アセンブリ１５４のレゾルバ１５２
実キャリッジ位置信号と比較し、この比較から得たキャ
リッジ位置信号を増幅器１５６を介してキャリッジ速度
コンパレータ１５８に伝達するキャリッジ位置コンパレ
ータ１５０を含む。速度コンパレータ１５８は位置信号
をＤＣ駆動モータ１６２に結合したタコメータ１６０か
らの速度フィードバック信号と比較し、前記ＤＣ駆動モ
ータ１６２はパルス幅被変調駆動回路１６４に呼応して
軸アセンブリ１５４のキャリッジを駆動する。
ボ・ブロック・ダイヤグラムを第９図に略示した。線形
運動Ｘ、Ｙ及びＺ、及び手首関節機構８０の回転運動軸
を含む各軸アセンブリの閉ループ−サーボ構成を機能に
基づいて第９図に図示した。制御コンソールＣ８はキャ
リッジ指令信号を軸アセンブリ１５４のレゾルバ１５２
実キャリッジ位置信号と比較し、この比較から得たキャ
リッジ位置信号を増幅器１５６を介してキャリッジ速度
コンパレータ１５８に伝達するキャリッジ位置コンパレ
ータ１５０を含む。速度コンパレータ１５８は位置信号
をＤＣ駆動モータ１６２に結合したタコメータ１６０か
らの速度フィードバック信号と比較し、前記ＤＣ駆動モ
ータ１６２はパルス幅被変調駆動回路１６４に呼応して
軸アセンブリ１５４のキャリッジを駆動する。
速度コンパレータ１５８によって形成されたキャリッジ
速度信号は増＠器１６６を介して供給されて、駆動キャ
ビネットＤｓのパルス幅被変調駆動回路１６４の動作を
制御する。
速度信号は増＠器１６６を介して供給されて、駆動キャ
ビネットＤｓのパルス幅被変調駆動回路１６４の動作を
制御する。
第１図は、好ましい実施例に基づく直交軸マニピュレー
タやシステムの烏面図。 第２図、第３図及び第４図は、第１図に示したマニピュ
レーターシステムの応用例を示すスケッチ。 ｉ５Ａ図は、第１図に示したマニピュＬ／ −タ・シス
テムの端面図。 第５Ｂ図は、Ｘ軸アセンブリの駆動Ｒ構を示す立面図。 第６Ａ図は、第１図に、示したマニピュレータ・システ
ムの平面図または頂面図。 第６Ｂ図は、Ｙ軸アセンブリ支持構造のダブル・テープ
構成を示す斜面図。 第７Ａ図及び第７Ｂ図は第１図に示したマニピュレータ
ーシステムの２軸アセンブリの断面図− 第８Ａ図及び第８Ｂ図は、第１図に示したマニピュレー
タ・システムの回転割り出し機構を示す断面図。 第９図は第１図に示したマニピュレータ・システムと連
携する制御機能を示す電気的ブロックダイヤグラムであ
る。 ２０・・・・２軸アセンブリ ４０・・・・Ｙ！ｈ１１アセンブリ ４５・・・・ラック／ピニオン機構 ６０・・・・Ｚ軸アセンブリ ６エ・・・・ポール・スクリュウ ６２・・・・固定ナツト ８０・・・・多軸回転手首関節機ｉ
タやシステムの烏面図。 第２図、第３図及び第４図は、第１図に示したマニピュ
レーターシステムの応用例を示すスケッチ。 ｉ５Ａ図は、第１図に示したマニピュＬ／ −タ・シス
テムの端面図。 第５Ｂ図は、Ｘ軸アセンブリの駆動Ｒ構を示す立面図。 第６Ａ図は、第１図に、示したマニピュレータ・システ
ムの平面図または頂面図。 第６Ｂ図は、Ｙ軸アセンブリ支持構造のダブル・テープ
構成を示す斜面図。 第７Ａ図及び第７Ｂ図は第１図に示したマニピュレータ
ーシステムの２軸アセンブリの断面図− 第８Ａ図及び第８Ｂ図は、第１図に示したマニピュレー
タ・システムの回転割り出し機構を示す断面図。 第９図は第１図に示したマニピュレータ・システムと連
携する制御機能を示す電気的ブロックダイヤグラムであ
る。 ２０・・・・２軸アセンブリ ４０・・・・Ｙ！ｈ１１アセンブリ ４５・・・・ラック／ピニオン機構 ６０・・・・Ｚ軸アセンブリ ６エ・・・・ポール・スクリュウ ６２・・・・固定ナツト ８０・・・・多軸回転手首関節機ｉ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、公知の嵌植制御技術を利用する直交座標オフライン
・プログラム方式の制御手段を含むガントリー型直交軸
マニピュレータ装置であって、それぞれがガイド手段、
カイト手段に結合したキャリッジ手段、及び前記ガイド
手段に沿ったキャリッジの移動を制御する駆動手段を含
み、全体が作動的に結合されて直交軸マニピュレータ・
システムを形成、するＸ、Ｙ及びＺ軸運動アセンブリと
、第１作業範囲の上方の高い位置に前記直交軸マニピュ
レータ・システムを支持する手段と、各アセンブリの前
記カイト手段が刀イド手段に沿ったキ・≠１４．．ジ手
段の移動中、曲げねじり・−ドに起因する撓みを最少限
に抑制しかつ剛性を与える２木のガイド争レールから成
る進路手段を含むことと、Ｙ軸アセンブリが前記Ｘ゛軸
キャリッジ手段に結合され前記Ｘ軸アセンブリからアー
ム状に突出し、Ｚ軸アセンブリが前記Ｙ軸ギヤ９フジ手
段に結合されていることと、各アセンブリの前記駆動手
段がそれぞれのキャリッジ手段に接続された機械的駆動
手段を含むと共に、キャリッジ位置信号に呼応して前記
キャリッジ手段を駆動してそれぞれのガイド手段に沿っ
て移動させるため前′記機械的駆動手段に結合゛された
閉ループ構成レゾルバ中フィードバックを具備するＤＣ
サーボ・モータ手段をも含むことと、前記Ｘ軸アセンブ
リのガイド手段に沿った前記Ｘ軸ギヤリッジの移動端に
おいて、回転制御駆動信号に呼応して、前記ｘ！ｋｌ＋
キャリッジを中心に水平に前記Ｙ軸アセンブリを前記Ｘ
軸アセンブリの一方の側の前記第１作業範囲と連携する
第１位置から少なくとも反対側の第２位置まで回転させ
る回転割り出し手段と、′それぞれのキャリッジ手段の
運動制御のための前記キャリッジ位置信号を提供するた
めの前記Ｘ、Ｙ及びＺ！ｋｌｌアセンブリの駆動手段の
ＤＣサーボ・モータ手段に連続する一方、前記回転制御
駆動信号を提供するため前記回転割り出し手段とも接続
する制御手段とから成ることを特徴とするガントリー型
直交軸マニピュレータ装置。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の装置であって、前記
Ｘ及びＹ軸アセンブリのそれぞれと連携する前記機械的
駆動手段がラック／から成ることを特徴とする装置。 ３゜特許請求の範囲第１項に記載の装置であって、前記
ＤＣサーボ・モータ手段の回転数に従ってそれぞれのキ
ャリッジ手段の移動限界端を指示するため各アセンブリ
の前記ＤＣサーボ・モータ手段に連結したリミット・ス
イッチ手段をも含むことを特徴とする装置。 ４、特許請求の範囲第１項に記載の装置であって、前記
Ｙ軸アセンブリが前記色軸キャリッジ手段から突出して
前記Ｙ軸アセンブリのガイド手段及びキャリッジ手段を
支持するＹＭ支持アームを含み、Ｙ軸支持アームの質量
をＸ軸ギヤ９フジ手段に集中させてＹ軸支持アームの連
動質量を軽減し、Ｙ軸ギヤリッジ手段に沿って搬送され
るＺ軸アセンブリの位置ぎめ精度を高めるため、前記Ｙ
軸支持アームの前記Ｘ＃Ｊキャリッジ手段から遠い端部
をテーパさせたことを特徴とする装置。 ５、特許請求の範囲第１項に記載の装置におの線・形動
運動と複合された回転軸運動を制御する多軸回転手首関
節機構をも含むことを特徴とする装置。 ６、特許請求の範囲第１項に記載の装置において、前記
回転割り出し手段が前記Ｘ軸アセンブリのガイド手段端
部の第３作業範囲と連携するため前記第１及び第２位置
の中間点において前記Ｙ軸アセンブリ手段を任意に位置
ぎめすることを特徴とする装置。 ７、特許請求の範囲第２項に記載の装置であって、前記
ＤＣサーボ・モータ手段をそれぞれに前記ラック／ピニ
オン機構のピニオンと結合する歯車装置をも含み、前記
歯車装置の出力シャフトが前記ラック／ピニオン機構の
ピニオンを形成することを特徴とする装置。 ８、特許請求の範囲第２項に記載の装置であって、Ｚ軸
アセンブリの２本ガイド・レール進路手段及びボール・
スクリュウ機構から成る組み合わせをＺ軸アセンブリの
中心線上に配置することにより、ボール・スクリュウ機
構によって支持される垂直負荷がＺ軸アセンブリの中心
線に沿って作用するようにしたことを特徴とする装置。 ９、特許請求の範囲第２項に記載の装置において、非通
電状態中にＺ軸アセンブリが動作するのを防止するため
前記Ｚ軸アセンブリと連携する非通電時制動手段をも含
むことを特徴とする装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/485,076 US4571149A (en) | 1983-04-14 | 1983-04-14 | General purpose orthogonal axes manipulator system |
| US485076 | 1983-04-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59196179A true JPS59196179A (ja) | 1984-11-07 |
Family
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