JPS60241110A

JPS60241110A - 位置決め制御方式

Info

Publication number: JPS60241110A
Application number: JP9810084A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Nishiwaki; 西脇　由和
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1984-05-16
Filing date: 1984-05-16
Publication date: 1985-11-30

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】（１）　産業上の利用分野この発明は、産業ロボットアーム、或いは移動テーブル
等に応用し得る位置決め制御方式に関するものである。

（２）従来の技術従来の産業用ロボットアームとしては、種々の型式のも
のがあるが、何れの型式でもアームは−相の位置決め機
構により位置決めするようになっている。

従って、高精度の位置決めを実現するためには、機構部
を精密に製作し、アクチュエータとしては、電動式或い
は油圧式のサーボモータ等を使用して、フィードバック
制御を行なっている。

（３）発明が解決しようとする問題点上記のような従来の方式では、各部の機械加工コストが
高くなり、電動サーボモータも高価である。

また、油圧サーボモータを用いた場合は油圧ユニットが
必要となる。更に、フィードバック制御による高精度の
位置決めは開発コストが轟くなる等の理由で、従来の制
御方式は極めて高価なものとなる等の問題がある。

（４）問題点を解決するための手段この発明は、上記の問題点を解決するために、高精度の
第１位置決め機構と、該第１位置決め機構と同程度或い
は、それ以下の位置決め精度を有し、かつ該第１位置決
め機構と同程度の位置検出精度を有する第２位置決め機
構を組み合わせ、最初に該第２位置決め機構を駆動して
、粗く位置決めを行なった後、その位置を高精度に検出
し、最終目標値までの所要変位を計算し、その変位に対
して、第１位置決め機構を駆動制御することにより、最
終的に、第１位置決め機構と同程度の位置決め精度を実
現するような制御手段を設けたことを特徴とするもので
ある。

（５）　作　用この発明は上記の如き構成であるから、最初に該第２位
置決め機構を駆動して、粗く位置決めを行なう。同時に
、その位置を高精度に検出し、最終目標値までの所要変
位を計算する。

この計算によって得られた変位量に対して、第１位置決
め機構を駆動制御することにより、最終的に、第１位置
決め機構と同程度の位置決め精度を実現することができ
る。

（６）　実　施　例第１図、第２図において、１は支柱２上に垂直の軸の回
りに旋回できるように取り付けたアームである。

このアーム後端は、支柱３上に垂直の軸の回りに旋回で
きるように取り付けた油圧等で作動するシリンダ４から
突出したピストンロッド５に連結して、このロッドの進
退により左右に旋回する。

また、該ロッド５にはブレーキ６を附属させて慣性によ
るロッド５の移動を阻止するようにする。

７は前記アーム１の旋回角度、即ち、位置検出手段とし
てのエンコーダである。また、前記のブレーキ６の１１
１１制御は、第４図の高精度或いはそれ以下の精億を有
する第２位置決め機構８を設ける。

ただし、エンコーダ７による位置の検出は、高精度で行
なえるようにする。

第３図は前記アーム１の先端に設けた第１位置決め機構
１０を示す。１１はアーム１の先端に取り付番プだ支持
枠で、この支持枠の３方に、それぞれ支持具１２が固定
しである。１３は３枚のギヤ取付板で、この各取付板の
両端は、該各文持具１２にＦ軸を中心に回動するように
取り付けである。また、この各取付板１３には、それぞ
れ平ギヤ１４を固定しである。

Ｅは各平ギヤ１４の中心に固定した軸で、この各軸には
、それぞれ２本のリンク　１５．１６を別個に回転でき
るように取り付けである。

該各リンク　１５．１６にはそれぞれモータ　１７，１
８を固定し、この各モータの軸に固定したピニオンギヤ
を前記各平ギヤ１４にかみ合せる。更に、各リンクｉ５
，１６にはそれぞれポテンショメータ　１９．２０を固
定し、この各ポテンショメータの軸に固定したピニオン
ギヤを各平ギヤ１４にかみ合せる。

また、各リンク１５．１６の外端には、それぞれ別の２
本のリンク２１．２２の一端部を軸りにより回動自在に
連結する。

この各リンク２１．２２の他端部は、ジヨイント具２３
に軸Ｃにより連結する。２４は３角形のテーブルで、こ
のテーブルの８角には、コ字形のジヨイント保持具２５
をそれぞれ軸Ａにより回動自在に取り付け、この各ジヨ
イント保持具には、前記各ジヨイント具２３を嵌合し、
軸Ｃにより回動自在に連結して自在継手を形成する。

この構成によって、リンク　１５．１６及びリンク２１
．２２で４辺形のパンタグラフが形成される。

この第１位置決め機構１０の軸Ａはテーブル２４の面に
垂直、軸Ｂはテーブルの面に平行である。

また、軸Ｃは軸Ｂに垂直、軸りは軸Ｃに平行、軸Ｅは軸
Ｃ，Ｄに平行であり、軸Ｆは軸Ｅと直交する。

いま、軸Ｅと軸Ｃを結び、それぞれに垂直な線分の長さ
を対角線の長さ、その線分と軸Ｆとのなす角を対角線の
角度と呼ぶことにする。モータ１７および１８に電流を
流してその軸を回転駆動することにより、平ギヤ１４に
対するリンク１５および１６の角度を変化させ、対角線
の長さと方向をそれぞれ変化させることができる。また
、各リンク１５．１６の平ギヤ１４に対する回転角度は
、ポテンショメータ１９および２０の回転により計測さ
れる。

上記の各ポテンショメータ　１９．２０の計測結果を用
いてフィードバック制御を行なうことにより、対角線の
長さと方向とをそれぞれ自在に自動制御できる。

ところで、テーブル２４の空間内での位置と方向には、
計６個の自由度が存在する。従ってテーブル２４の位置
と方向を固定するためには、６個の自由喰の全てを規定
し、固定する必要があるが上記の機構によって、このよ
うな６個の自由度の全てを規定することができる。

第５図のブロック図において、最初の第１段階イにおい
て、アーム１の先端の移動目標へに対する第１および第
２の位置決め機構の移動指令値８１Ｃを計算する。第２
段階口において、第２位置決め機構に対して指令値Ｃを
与えて第２位置決め機構を制御する。

第３段階ハにおいて、第２位置決め機構が停止した位置
Ｃを高精度で検出し、第４段階二において、偏差ｃ’−
ｃを計算する。

次に第５段階ホでＢｅＣ’−Ｃで補正し、Ｂ′を得る。

最後の第６段階へにおいて、第１位置決め機構に対して
指令Ｂ′を与え、制御することによって、アーム１の先
端を移動目標Ａに正確に位置制御する。

（刀　効　果この発明の制御方式は安価な制御機構と、制御方式によ
って正確に位置決めができるものであるから、全体とし
て極めて安価で、しかも高精度の位置決め機構を実現で
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の位置決め制御方式の一実施例を示す
側面図、第２図は同上の一部横断平面図、第３図は第１
位置決め機構の拡大側面図、第４図および第５図は作用
説明図である。１・・・第１位置決め機構１０・・・第２位置決め機構１２・・・支持具　１３・・・ギヤ取付板１４・・・平
ギヤ　１５，１６，２１．２２・・・リンク１７．１８
・・・モータ１９．２０・・・ポテンショメータ２３・・・ジヨイント具　２４・・・テーブル２５・・
・ジヨイント保持具Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ・・・軸

Claims

【特許請求の範囲】

（１）高精度の第１位置決め機構と、該第１位置決め機
構と同程度或いは、それ以下の位置決め精度を有し、か
つ該第１位置決め機構と同程度の位置検出精度を有する
第２位置決め機構を組み香わせ、最初に該第２位置決め
機構を駆動して、粗く位置決めを行なった後、その位置
を高精度に検出し、最終目標値までの所要変位を計算し
、その変位に対して、第１位置決め機構を駆動制御する
ことにより、最終的に、第１位置決め機構と同程度の位
置決め精度を実現するような制御手段を設けたことを特
徴とする位置決め制御方式。
（２）第１位置決め機構として、第２位置決め機構に設
けた３個所の支持具に、３枚のギヤ取付板の各両端をそ
れぞれ回動自在に支持せしめ、この各ギヤ取付板には、
それぞれ平ギヤを固定し、この平ギヤの軸芯と同芯の中
心軸には２本のリンクをそれぞれ回動自在に装着し、こ
の各リンクには、該平ギヤにかみ合うケスギヤを有する
モータ及びポテンショメータを固定し、該各リンクの外
端には、それぞれ別のリンクの一端部を回動自在に連結
し、この別の各リンクの各他端部は、自在継手によりテ
ーブルの３点に連結することにより３組のパンタグラフ
を構成して、この各パンタグラフの伸縮により、該テー
ブルの位置と角度を制御し得るようにしたことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の位置決め制御方式。