KR101742454B1 - Double end supported positioner and method of monitoring the driving thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는 한쌍의 승강 프레임을 승강 구동할 때에, 내부의 케이블, 프레임이나 워크의 손상을 미연에 방지하여, 워크를 고정밀도로 위치결정 가능하게 하는 양단 지지 포지셔너, 및 그 구동 감시 방법을 제공한다. 해결수단으로서, 양단 지지 포지셔너(100)는 베이스 상에 입설된 제 1 부재(13)와 제 2 부재(15) 사이에 워크(W)를 지지한다. 제 1 부재와 제 2 부재는 각각 승강 기구(33, 45)와 서보 모터(29, 31)와 위치 검출부(43, 55)를 구비한다. 제 1 부재의 위치 검출부에 의해 검출된 실위치와, 제 2 부재의 위치 검출부에 의해 검출된 실위치의 차이가 사전결정된 문턱값을 초과한 경우에, 각 서보 모터를 정지시키는 승강 구동 감시부를 구비한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a both-end positioner for preventing a cable, a frame or a workpiece from being damaged in advance when a pair of lifting frames are lifted and lowered, do. As a solution, the both end support positioner 100 supports the work W between the first member 13 and the second member 15 placed on the base. The first member and the second member are provided with elevating mechanisms (33, 45), servomotors (29, 31) and position detecting portions (43, 55), respectively. When the difference between the actual position detected by the position detecting section of the first member and the actual position detected by the position detecting section of the second member exceeds a predetermined threshold value, do.
Figure R1020170009296

Description

양단 지지 포지셔너 및 그 구동 감시 방법{DOUBLE END SUPPORTED POSITIONER AND METHOD OF MONITORING THE DRIVING THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a position-
본 발명은 양단 지지 포지셔너 및 그 구동 감시 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a both-end support positioner and a drive monitoring method thereof.
아크 용접 로봇 등의 산업용 로봇에 사용되고, 워크를 위치결정 제어하는 양단 지지 포지셔너가 종래부터 이용되고 있다. 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 포지셔너는, 한쌍의 지지 프레임[지지 가구(架構)]에, 워크를 탑재하는 경사 프레임(다이 프레임)의 양단이 회전 가능하게 지지된 양단 지지 포지셔너이다. 양단 지지 포지셔너의 경사 프레임에는, 워크를 경사 프레임 상에서 회전시키기 위한 워크 테이블이 설치되어 있다. 상기 구성의 양단 지지 포지셔너는, 경사 프레임과 워크 테이블의 각 회전을 제어함으로써, 경사 프레임에 탑재된 워크의 자세가 변경 가능하게 된다. 따라서, 용접 로봇의 아암 선단에 고정한 토치와 워크 사이에서 아크를 발생시켜서, 용접이 실행된다.BACKGROUND ART [0002] Both-end support positioners used for industrial robots such as arc welding robots and the like for positioning and controlling a work are conventionally used. For example, the positioner disclosed in Patent Document 1 is a both-end support positioner in which both ends of an inclined frame (die frame) on which a work is mounted are rotatably supported on a pair of support frames (support furniture (frame)). In the inclined frame of the both end support positioner, a work table for rotating the work on the inclined frame is provided. The both end support positioner having the above-described configuration can control the rotation of the inclined frame and the work table, thereby changing the attitude of the work mounted on the inclined frame. Therefore, an arc is generated between the torch fixed to the arm tip of the welding robot and the work, and welding is performed.
일본 특허 공개 제 2010-264568 호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-264568
특허문헌 1의 양단 지지 포지셔너는, 워크를 경사, 회전시켜 자세를 변경하는 것이지만, 그 이외에, 워크를 승강 방향으로 위치 제어하는 승강 기구를 추가로 구비한 것이 있다. 승강 기구를 구비한 양단 지지 포지셔너는, 예를 들면 대중량인 대형 워크의 자세를 제어하는 대형 포지셔너의 경우, 승강 동작을 위한 모터가 단일의 모터이면, 워크의 중량에 의해서 편하중이 발생하기 쉬워진다. 즉, 경사 프레임의 편측 단부만을 구동하여 워크를 승강시키는 경우, 경사 프레임의 구동측의 단부에 굽힘력을 따르는 큰 부하가 작용하며, 이것이 경사 프레임의 승강 동작의 저항이 된다. 또한, 대중량의 워크를 1개의 모터로 구동하기 때문에, 강력한 모터가 필요하게 되어 고비용이 된다. 그래서, 한쌍의 지지 프레임의 쌍방에 승강 동작용의 모터를 설치하면, 워크 승강을 위한 구동력을 지지 프레임의 양단에서 밸런스를 잡게 할 수 있어서, 편하중의 발생이 억제된다. 또한, 지지 프레임의 양측을 구동하는 것에 의해서, 모터 1개당 필요한 토크를 저감시킬 수 있기 때문에, 염가의 모터를 선정할 수 있다.The both-end support positioner of Patent Document 1 changes the posture by tilting and rotating the work. In addition, there is a further elevation mechanism for controlling the position of the work in the lifting direction. In the case of a large positioner for controlling the posture of a large workpiece with a large weight, for example, both end support positioners having a lifting mechanism are susceptible to offset load due to the weight of the workpiece if the motor for the lifting operation is a single motor Loses. That is, when only one end of the inclined frame is driven to lift the work, a large load along the bending force is applied to the end on the drive side of the inclined frame, which becomes the resistance of the elevating operation of the inclined frame. In addition, since a heavy-weight workpiece is driven by a single motor, a powerful motor is required, resulting in high costs. Therefore, by providing a motor for lifting and lowering operation on both of the pair of support frames, the driving force for lifting and lowering the work can be balanced at both ends of the support frame, and the occurrence of offset loads is suppressed. In addition, by driving both sides of the support frame, it is possible to reduce the torque required per one motor, and hence an inexpensive motor can be selected.
그러나, 그러한 경우에는 각 모터의 정확한 동기 제어가 필요하게 된다. 경사 프레임은, 한쌍의 지지 프레임에 높은 강성으로 접속되어 있기 때문에, 동기 편차 등에 의해서 경사 프레임의 일단측과 타단측의 높이 위치에 차이가 발생하면 뒤틀어져 버린다. 이 때의 변형량이 경사 프레임의 탄성 변형역을 초과하는 경우, 각 프레임에 소성 변형을 일으키게 된다. 그래서, 지지 프레임과 경사 프레임 사이에, 경사 프레임 양단의 높이 위치의 편차를 흡수하는 틸트 기구를 마련하는 것도 고려된다. 그렇지만, 틸트 기구는, 발생한 높이 위치의 차이에 따라서 수동적으로 워크를 경사지게 하기 때문에, 포지셔너의 본래의 목적인 워크를 지정의 위치, 자세로 맞추는 것을 곤란하게 한다. 그 결과, 예를 들어 포지셔너가 용접용인 경우는, 사전에 교시한 용접선으로부터 벗어난 3차원 위치에 토치가 위치결정되게 되어, 용접 품질이 저하된다.However, in such a case, accurate synchronous control of each motor is required. Since the inclined frame is connected to the pair of support frames with high rigidity, if the difference in height positions between the one end side and the other end side of the inclined frame due to a synchronous deviation or the like occurs, the inclined frame is twisted. When the deformation amount at this time exceeds the elastic deformation range of the oblique frame, plastic deformation occurs in each frame. Therefore, it is also considered to provide a tilt mechanism between the support frame and the oblique frame to absorb the deviation of the height position of the both ends of the oblique frame. However, since the tilting mechanism manually tilts the work according to the difference in the height position where the tilting occurs, it is difficult to adjust the work, which is the original purpose of the positioner, to the specified position and posture. As a result, when the positioner is for welding, for example, the torch is positioned at a three-dimensional position deviating from the previously welded line, and the welding quality is deteriorated.
또한, 포지셔너에는, 경사 프레임을 구비하지 않고, 한쌍의 지지 프레임에 각각 승강 가능하게 마련한 승강 프레임에 워크를 현가시키는 타입도 있다. 그러한 경우에도 상기와 마찬가지로, 각 지지 프레임의 승강 프레임의 높이 위치가 상이하면, 승강 프레임과 워크의 접속 부위의 변형이나 파손의 문제나, 정확한 워크 위치, 자세 제어가 곤란하게 된다는 문제를 발생시킨다.In the positioner, there is a type in which the workpiece is suspended in a lift frame provided so as to be able to move up and down on a pair of support frames without an inclined frame. Even in such a case, if the height positions of the lift frames of the respective support frames are different from each other, there arises a problem that deformation or breakage of the connection portion between the lift frame and the workpiece, and precise work position and posture control become difficult.
그래서 본 발명은 한쌍의 승강 프레임을 승강 구동할 때에, 내부의 케이블, 프레임이나 워크의 손상을 미연에 방지하여, 워크를 고정밀도로 위치결정 가능하게 하는 양단 지지 포지셔너, 및 그 구동 감시 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides a both-end support positioner that prevents damage to cables, frames, and workpieces inside a pair of lifting and lowering frames when the lifting frame is lifted and lowered, .
본 발명은 하기 구성으로 이루어진다The present invention has the following configuration
(1) 베이스 상에 입설(立設)된 제 1 부재 및 제 2 부재를 갖고, 상기 제 1 부재에 제 1 승강 프레임이 승강 가능하게 마련되고, 상기 제 2 부재에 제 2 승강 프레임이 승강 가능하게 마련되며, 상기 제 1 승강 프레임과 상기 제 2 승강 프레임 사이에 워크를 지지하는 양단 지지 포지셔너에 있어서,(1) A structure for supporting a first member and a second member standing upright on a base, wherein a first lift frame is provided on the first member such that the second lift frame can be raised and lowered And both end support positioners for supporting the work between the first lift frame and the second lift frame,
상기 제 1 승강 프레임을 승강시키는 제 1 승강 기구와,A first lifting mechanism for lifting the first lifting frame,
상기 제 1 승강 기구를 구동하여, 상기 제 1 승강 프레임을 소정의 높이에 위치결정하는 제 1 서보 모터와,A first servo motor for driving the first lifting mechanism to position the first lifting frame at a predetermined height,
상기 제 2 승강 프레임을 승강시키는 제 2 승강 기구와,A second lifting mechanism for lifting and lowering the second lifting frame,
상기 제 2 승강 기구를 구동하여, 상기 제 2 승강 프레임을 상기 소정의 높이에 위치결정하는 제 2 서보 모터와,A second servo motor for driving the second lifting mechanism to position the second lifting frame at the predetermined height,
상기 제 1 승강 프레임의 실위치를 검출하는 제 1 위치 검출부와,A first position detecting unit for detecting the actual position of the first lift frame,
상기 제 2 승강 프레임의 실위치를 검출하는 제 2 위치 검출부와,A second position detecting unit for detecting the actual position of the second lift frame,
상기 제 1 위치 검출부에 의해 검출된 실위치와 상기 제 2 위치 검출부에 의해 검출된 실위치의 차이가 사전결정된 문턱값을 초과한 경우에, 상기 제 1 서보 모터 및 상기 제 2 서보 모터를 정지시키는 승강 구동 감시부를 구비하는 것을 특징으로 하는 양단 지지 포지셔너.When the difference between the actual position detected by the first position detector and the actual position detected by the second position detector exceeds a predetermined threshold value, the first servo motor and the second servo motor are stopped And a lift-up drive monitoring unit.
(2) 상기 제 1 승강 기구 및 상기 제 2 승강 기구는, 상기 제 1 서보 모터 및 상기 제 2 서보 모터에 의해 구동되는 나사축, 및 상기 제 1 승강 프레임 및 상기 제 2 승강 프레임에 마련된 상기 나사축에 나사 결합하는 볼 너트에 의해, 상기 제 1 승강 프레임 및 상기 제 2 승강 프레임을 승강시키는 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 양단 지지 포지셔너.(2) The first elevating mechanism and the second elevating mechanism may include a screw shaft driven by the first servomotor and the second servomotor, and a screw shaft provided on the first elevating frame and the second elevating frame, The both-end support positioner according to (1), wherein the first lift frame and the second lift frame are raised and lowered by a ball nut screwed to the shaft.
(3) 상기 제 1 위치 검출부 및 상기 제 2 위치 검출부는, 상기 나사축의 회전을 검출하는 인코더에 의해 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 (2)에 기재된 양단 지지 포지셔너.(3) The both end support positioner according to (2), wherein the first position detecting portion and the second position detecting portion detect the position by an encoder which detects the rotation of the screw shaft.
(4) 상기 제 1 승강 프레임과 상기 제 2 승강 프레임 사이에 수평으로 현가되고, 수평 방향 중간부에 워크 탑재대가 마련된 경사 프레임을 구비하고,(4) a slant frame suspended horizontally between the first lift frame and the second lift frame, the slant frame being provided with a work mount in the middle in the horizontal direction,
상기 경사 프레임은, 수평 방향 양단이 상기 제 1 승강 프레임과 상기 제 2 승강 프레임에 각각 회전 구동 가능하게 축지되어 있는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 양단 지지 포지셔너.The both-end support positioner according to any one of (1) to (3), wherein the inclined frame is rotatably supported on the first lift frame and the second lift frame such that both ends in the horizontal direction are rotatably driven.
(5) 상기 워크 탑재대는 회전 구동 가능하게 상기 경사 프레임에 축지되어 있는 것을 특징으로 하는 (4)에 기재된 양단 지지 포지셔너.(5) The both end support positioner according to (4), wherein the workpiece support is supported on the inclined frame so as to be rotatably driven.
(6) 상기 제 1 서보 모터를 주동측의 모터, 상기 제 2 서보 모터를 종동측의 모터로 하여, 상기 제 1 서보 모터에 의해 위치결정된 높이와 동일한 높이가 되도록, 상기 제 2 서보 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 양단 지지 포지셔너.(6) The second servomotor is controlled to be the same as the height positioned by the first servomotor, with the first servomotor as the main servomotor and the second servomotor as the servomotor, (1) to (5).
(7) 베이스 상에 입설된 제 1 부재 및 제 2 부재를 갖고, 상기 제 1 부재에 제 1 승강 프레임이 승강 가능하게 마련되고, 상기 제 2 부재에 제 2 승강 프레임이 승강 가능하게 마련되며, 상기 제 1 승강 프레임과 상기 제 2 승강 프레임 사이에 워크를 지지하는 양단 지지 포지셔너의 구동 감시 방법에 있어서,(7) A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a first member and a second member disposed on a base, wherein a first lift frame is provided on the first member so as to be able to move up and down; A drive monitoring method of a both-end support positioner for supporting a work between the first lift frame and the second lift frame,
상기 양단 지지 포지셔너는,The both-end support positioner
상기 제 1 승강 프레임을 승강시키는 제 1 승강 기구와,A first lifting mechanism for lifting the first lifting frame,
상기 제 1 승강 기구를 구동하여, 상기 제 1 승강 프레임을 소정의 높이에 위치결정하는 제 1 서보 모터와,A first servo motor for driving the first lifting mechanism to position the first lifting frame at a predetermined height,
상기 제 2 승강 프레임을 승강시키는 제 2 승강 기구와,A second lifting mechanism for lifting and lowering the second lifting frame,
상기 제 2 승강 기구를 구동하여, 상기 제 2 승강 프레임을 상기 소정의 높이에 위치결정하는 제 2 서보 모터를 구비하며,And a second servo motor for driving the second lifting mechanism to position the second lifting frame at the predetermined height,
상기 제 1 승강 프레임의 실위치 및 상기 제 2 승강 프레임의 실위치를 각각 검출하고, 검출된 상기 실위치의 차이가 사전결정된 문턱값을 초과한 경우에, 상기 제 1 서보 모터 및 상기 제 2 서보 모터를 정지시키는 것을 특징으로 하는 양단 지지 포지셔너의 구동 감시 방법.Wherein the control unit detects the actual position of the first lift frame and the actual position of the second lift frame, and when the detected difference of the actual positions exceeds a predetermined threshold value, the first servo motor and the second servo And stops the motor.
본 발명의 양단 지지 포지셔너에 의하면, 제 1 위치 검출부에 의해 제 1 승강 프레임의 높이의 실위치를 검출하고, 제 2 위치 검출부에 의해 제 2 승강 프레임의 높이의 실위치를 검출하며, 각 승강 프레임의 높이의 실위치의 차이가 사전결정된 문턱값을 초과한 경우에, 제 1 서보 모터, 제 2 서보 모터를 정지시킨다. 이것에 의해, 제 1 서보 모터, 제 2 서보 모터의 동기 편차나 고장의 발생 상황을 감시할 수 있어, 이상 발생시에는 모터 구동을 즉시 정지시킬 수 있다. 따라서, 이러한 양단 지지 포지셔너를 이용하는 것에 의해, 내부의 케이블, 포지셔너의 프레임이나 워크의 손상을 미연에 방지할 수 있다.According to the both-end positioner of the present invention, the actual position of the height of the first lift frame is detected by the first position detector, the actual position of the height of the second lift frame is detected by the second position detector, Stops the first servo motor and the second servo motor when the difference between the actual positions of the first servo motor and the second servo motor exceeds a predetermined threshold value. As a result, it is possible to monitor the occurrence of a synchronization deviation and a failure of the first servo motor and the second servo motor, and to immediately stop the motor drive in the event of an abnormality. Therefore, by using such a both-end positioner, it is possible to prevent damage to the frame and the work of the cable and the positioner inside.
또한, 본 발명의 양단 지지 포지셔너에 의하면, 볼 나사 기구에 의해 제 1 승강 프레임 및 제 2 승강 프레임을 구동함으로써, 저저항으로 원활한 승강 동작이 가능해진다.Further, according to the both-end positioner of the present invention, the first lift frame and the second lift frame are driven by the ball screw mechanism, so that a smooth elevation operation can be performed with low resistance.
또한, 본 발명의 양단 지지 포지셔너에 의하면, 나사축의 회전을 인코더에 의해 검출하는 것에 의해 제 1 승강 프레임과 제 2 승강 프레임의 정확한 실위치를 검출할 수 있다.Further, according to the both-end positioner of the present invention, accurate rotation of the first lift frame and the second lift frame can be detected by detecting the rotation of the screw shaft by the encoder.
또한, 본 발명의 양단 지지 포지셔너에 의하면, 워크를 경사 프레임의 회전축 주위로 경사지게 할 수 있어, 워크 자세의 자유도를 향상시킬 수 있다.Further, according to the both-end positioner of the present invention, the work can be inclined around the rotation axis of the inclined frame, and the degree of freedom of the work posture can be improved.
또한, 본 발명의 양단 지지 포지셔너에 의하면, 워크를 워크 탑재대 상에서 선회시킬 수 있어, 워크 자세의 자유도를 향상시킬 수 있다.In addition, according to the both-end positioner of the present invention, the work can be pivoted on the workpiece table, and the degree of freedom of the work posture can be improved.
또한, 본 발명의 양단 지지 포지셔너에 의하면, 주동측의 제 1 서보 모터에 의해 위치결정된 제 1 승강 프레임의 높이와 동일한 높이가 되도록, 제 2 승강 프레임의 높이를 종동측의 제 2 서보 모터로 제어하기 때문에, 고정밀의 위치결정 정밀도가 얻어진다.In addition, according to the both-end positioner of the present invention, the height of the second lift frame is controlled by the second servomotor on the servomotor so as to be the same height as the height of the first lift frame positioned by the first servo motor on the main- Precision positioning accuracy can be obtained.
또한, 본 발명의 양단 지지 포지셔너의 구동 감시 방법에 의하면, 제 1 위치 검출부에 의해 제 1 승강 프레임의 높이의 실위치를 검출하고, 제 2 위치 검출부에 의해 제 2 승강 프레임의 높이의 실위치를 검출하고, 각 승강 프레임의 높이의 실위치의 차이가 사전결정된 문턱값을 초과한 경우에, 제 1 서보 모터, 제 2 서보 모터를 정지시킨다. 이것에 의해, 제 1 서보 모터, 제 2 서보 모터의 동기 편차나 고장의 발생 상황을 감시할 수 있어, 이상 발생시에는 모터 구동을 강제 정지할 수 있다. 따라서, 내부의 케이블, 포지셔너의 프레임이나 워크의 손상을 미연에 방지할 수 있다.According to the drive monitoring method for the both end support positioner of the present invention, the actual position of the height of the first lift frame is detected by the first position detector, and the actual position of the height of the second lift frame is detected by the second position detector And stops the first servo motor and the second servo motor when the difference in the actual position of the height of each of the lift frames exceeds a predetermined threshold value. This makes it possible to monitor the occurrence of a synchronization deviation or a failure of the first servo motor and the second servo motor and to forcibly stop the motor drive when an abnormality occurs. Therefore, it is possible to prevent damage of the frame and the work of the cable and the positioner inside.
도 1은 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 도면으로서, 양단 지지 포지셔너의 개략적인 외관을 도시하는 사시도,
도 2는 도 1에 도시하는 양단 지지 포지셔너의 A 방향에서 본 측면도,
도 3은 도 1에 도시하는 양단 지지 포지셔너의 B 방향에서 본 측면도,
도 4는 지지 프레임에 탑재되는 주동측의 승강 기구를 도시하는 주요부 사시도,
도 5는 양단 지지 포지셔너의 정면도,
도 6은 도 4의 C 방향에서 본 양단 지지 포지셔너의 주요부 사시도,
도 7은 양단 지지 포지셔너의 구동 동작을 설명하기 위한 양단 지지 포지셔너의 모식적인 구성도,
도 8은 양단 지지 포지셔너의 승강 동작의 제어 블록도,
도 9는 승강 구동 동작과 이상 발생시의 구동 예를 (A) 내지 (E)로 나타내는 타이밍 차트.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view for explaining an embodiment of the present invention, which is a perspective view showing a schematic appearance of both end support positioners,
Fig. 2 is a side view of the both-end support positioner shown in Fig. 1 viewed from direction A,
Fig. 3 is a side view of the both-end support positioner shown in Fig. 1 viewed in the direction B,
Fig. 4 is a perspective view of a main part showing a lifting mechanism on the main shaft side mounted on the support frame, Fig.
5 is a front view of the both end support positioner,
6 is a main part perspective view of the both end support positioner viewed in the direction of C in Fig. 4,
Fig. 7 is a schematic structural view of a both-end positioner for explaining a driving operation of the both-end supporting positioner,
8 is a control block diagram of the lifting operation of both end support positioner,
FIG. 9 is a timing chart showing the examples of the elevation driving operation and the driving example at the time of occurrence of an abnormality, in (A) to (E).
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 명세서에 있어서는, 서보 모터끼리의 높이 위치의 편차를 「동기 편차」, 승강 프레임에 의한 프레임 양단의 높이 위치의 편차를 「프레임 양단의 높이 위치의 편차」라고 호칭하여 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this specification, the deviation of the height position between the servomotors is referred to as a "synchronization deviation", and the deviation of the height position of the both ends of the frame by the lift frame is referred to as "deviation of height positions of the frames."
도 1은 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 도면으로서, 양단 지지 포지셔너의 개략적인 외관을 도시하는 사시도, 도 2는 도 1에 도시하는 양단 지지 포지셔너의 A 방향에서 본 측면도, 도 3은 도 1에 도시하는 양단 지지 포지셔너의 B 방향에서 본 측면도이다.Fig. 2 is a side view of the both-end support positioner shown in Fig. 1 viewed from the direction A, Fig. 3 is a side view of the support positioner shown in Fig. 1 Side supporting positioner shown in Fig.
우선, 양단 지지 포지셔너(100)의 전체 구성과 승강 기구를 설명한다.First, the overall structure of the both-end supported positioner 100 and the lifting mechanism will be described.
도 1에 도시하는 바와 같이, 양단 지지 포지셔너(100)는 베이스(11) 상에 입설된 지지 프레임(제 1 부재)(13) 및 지지 프레임(제 2 부재)(15)을 갖는다. 지지 프레임(13)에는 주동측 승강 프레임(제 1 승강 프레임)(17)이 승강 가능하게 마련되며, 지지 프레임(15)에는 종동측 승강 프레임(제 2 승강 프레임)(19)이 승강 가능하게 마련되어 있다.As shown in Fig. 1, the both end support positioner 100 has a support frame (first member) 13 and a support frame (second member) 15 which are arranged on the base 11. A main frame side elevating frame (first lifting frame) 17 is elevatably provided on the supporting frame 13 and a lifting frame (second lifting frame) 19 is vertically movable on the supporting frame 15 have.
주동측 승강 프레임(17)과 종동측 승강 프레임(19) 사이에는, 경사 프레임(21)이 수평으로 현가되어 있다. 이러한 경사 프레임(21)의 수평 방향 중간부에는, 워크를 지지하는 워크 탑재대(23)가 마련되어 있다. 경사 프레임(21)은, 그 수평 방향 양단이 주동측 승강 프레임(17)과 종동측 승강 프레임(19)에 각각 회전 구동 가능하게 축지되며, 주동측 승강 프레임(17) 및 종동측 승강 프레임(19)과 일체로 승강 구동된다.Between the main frame side lift frame 17 and the driven side frame 19, the slope frame 21 is suspended horizontally. In the middle of the inclined frame 21 in the horizontal direction, a workpiece table 23 for supporting the workpiece is provided. The inclined frame 21 has its both ends horizontally axially rotatably mounted on the main moving side lift frame 17 and the driven side lift frame 19 so that the main moving side lift frame 17 and the driven side lift frame 19 As shown in Fig.
도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 지지 프레임(13, 15)은, 각각 베이스(11) 상에 간격을 두고 입설된 한쌍의 지주(25, 25)와, 한쌍의 지주(25, 25)의 상부를 연결하는 연결 부재(27)가 접합된 강성이 높은 구조체이다. 도 2에 도시하는 지지 프레임(13)에는, 주동측 승강 프레임(17)을 승강 구동하는 주동측 서보 모터(제 1 서보 모터)(29)가 배치되어 있다. 도 3에 도시하는 지지 프레임(15)에는, 종동측 승강 프레임(19)을 승강 구동하는 종동측 서보 모터(제 2 서보 모터)(31)가 배치되어 있다.2 and 3, the support frames 13 and 15 each have a pair of pillars 25 and 25 and a pair of pillars 25 and 25, And a connecting member 27 for connecting the upper portion of the connecting member 27 to the connecting member 27. A main frame side servomotor (first servomotor) 29 for moving up and down the main frame side lift frame 17 is disposed in the support frame 13 shown in Fig. 3, a servomotor (second servomotor) 31 for raising and lowering the servomotor-side lifting frame 19 is disposed.
도 4는 지지 프레임(13)에 탑재되는 주동측의 승강 기구(제 1 승강 기구)(33)를 도시하는 주요부 사시도이다. 승강 기구(33)는, 주동측 서보 모터(29)로부터의 회전이 전달되는 구동 기어(35)와, 구동 기어(35)에 맞물리는 종동 기어(37)와, 종동 기어(37)와 일체로 회전하는 볼 나사 기구의 나사축(39)과, 나사축(39)에 나사 결합되는 볼 너트를 포함하는 슬라이더(41)를 포함하여 구성된다.4 is a perspective view of a main part showing a lifting mechanism (first lifting mechanism) 33 on the main shaft side mounted on the supporting frame 13. As shown in Fig. The lifting mechanism 33 includes a drive gear 35 to which rotation from the main drive servomotor 29 is transmitted, a driven gear 37 to be engaged with the drive gear 35, And a slider 41 including a screw shaft 39 of a rotating ball screw mechanism and a ball nut screwed to the screw shaft 39.
나사축(39)은 지지 프레임(13)의 지주(25)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 슬라이더(41)는 나사축(39)의 회전을 슬라이더(41)의 상하 방향 이동으로 변환한다. 슬라이더(41)에는 주동측 승강 프레임(17)이 고정된다. 이러한 주동측 승강 프레임(17)은 주동측 서보 모터(29)에 의한 나사축(39)의 회전에 의해서 저저항으로 원활하게 승강 동작한다. 본 구성에서는, 주동측 서보 모터(29)와 나사축(39) 사이에, 구동 기어(35) 및 종동 기어(37)를 개재하고 있다. 이것에 의해, 주동측 서보 모터(29)를 나사축(39) 상으로부터 대피시키고, 나사축(39)을 지주(25)를 따라서 연장시켜, 슬라이더(41)의 가동 범위를 확대하고 있다.The screw shaft 39 is rotatably supported by the strut 25 of the support frame 13. The slider 41 converts the rotation of the screw shaft 39 into the movement of the slider 41 in the vertical direction. The main shaft side lift frame 17 is fixed to the slider 41. The main moving-side lifting frame 17 smoothly moves up and down with a low resistance by the rotation of the main shaft 39 by the main driving servomotor 29. In this configuration, the drive gear 35 and the driven gear 37 are interposed between the main drive servomotor 29 and the screw shaft 39. Thus the main moving servo motor 29 is retracted from the screw shaft 39 and the screw shaft 39 is extended along the support 25 to expand the movable range of the slider 41. [
나사축(39)의 일부에는, 나사축(39)의 회전을 검출하는 위치 센서(제 1 위치 검출부)(43)가 배치되어 있다. 위치 센서(43)는, 예를 들어 로터리 인코더를 이용할 수 있다. 본 구성에서는 나사축(39)의 종동 기어(37)와는 반대측의 단부인, 주동측 서보 모터(29)로부터 가장 먼 단부에 위치 센서(43)를 마련하고 있다.A position sensor (first position detecting section) 43 for detecting the rotation of the screw shaft 39 is disposed in a part of the screw shaft 39. The position sensor 43 can use, for example, a rotary encoder. In this configuration, the position sensor 43 is provided at the end farthest from the main moving-side servomotor 29, which is the end of the screw shaft 39 on the side opposite to the driven gear 37.
한편, 도 1 및 도 3에 도시하는 종동측의 승강 기구(제 2 승강 기구)(45)는 주동측의 승강 기구(33)와 동일한 구성을 갖는다. 즉, 승강 기구(45)는, 종동측 서보 모터(31)와, 구동 기어(47)와, 종동 기어(49)와, 나사축(51)과, 볼 너트를 포함하는 슬라이더(53)를 포함하여 구성된다.On the other hand, the follower-side elevating mechanism (second elevating mechanism) 45 shown in Figs. 1 and 3 has the same configuration as that of the elevating mechanism 33 on the main moving side. That is, the lifting mechanism 45 includes a driven side servomotor 31, a drive gear 47, a driven gear 49, a screw shaft 51, and a slider 53 including a ball nut .
나사축(51)은 지지 프레임(15)의 지주(25)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 슬라이더(53)는 나사축(51)의 회전을 슬라이더(53)의 상하 방향 이동으로 변환한다. 슬라이더(53)에는 종동측 승강 프레임(19)이 고정된다. 이러한 종동측 승강 프레임(19)은 종동측 서보 모터(31)에 의한 나사축(51)의 회전에 의해서 저저항으로 원활하게 승강 동작한다.The screw shaft 51 is rotatably supported by the strut 25 of the support frame 15. The slider 53 converts the rotation of the screw shaft 51 into the movement of the slider 53 in the up and down direction. The follower side lift frame 19 is fixed to the slider 53. The driven-side lifting frame 19 is smoothly lifted and lowered with low resistance by the rotation of the screw shaft 51 by the driven-side servomotor 31.
또한, 나사축(51)의 일부에는, 나사축(51)의 회전을 검출하는 위치 센서(제 2 위치 검출부)(55)가 배치되어 있다. 위치 센서(55)는, 예를 들어 로터리 인코더를 이용할 수 있다. 본 구성에서는, 나사축(51)의 종동 기어(49)와는 반대측의 단부인, 종동측 서보 모터(31)로부터 가장 먼 단부에 위치 센서(55)를 마련하고 있다.A position sensor (second position detecting portion) 55 for detecting the rotation of the screw shaft 51 is disposed in a part of the screw shaft 51. [ The position sensor 55 can use, for example, a rotary encoder. In this configuration, the position sensor 55 is provided at the end farthest from the servomotor 31, which is the end of the screw shaft 51 on the side opposite to the driven gear 49.
상기 구성의 승강 기구(33, 45)에 의해서, 주동측 승강 프레임(17)과 종동측 승강 프레임(19)에 지지된 경사 프레임(21)은 도 5에 도시하는 승강 동작이 가능하게 된다.The elevating mechanisms 33 and 45 constituted as described above enable the elevating and lowering operation shown in Fig. 5 to be performed on the inclined frame 21 supported by the main moving side lift frame 17 and the driven side lift frame 19.
또한, 도 2 및 도 3에 도시하는 나사축(39, 51)은 볼 나사에 한정되지 않고 사다리꼴 나사라도 좋다. 또한, 승강 기구(33, 45)는 체인을 거쳐서 모터 동력을 전달하는 기구라도 좋다. 위치 센서(43, 55)는 나사축(39, 51)의 회전을 검출하는 것이지만, 각 서보 모터(29, 31)에 의한 부재의 실동작이 검출 가능하면 좋다. 예를 들면, 슬라이더(41, 53)의 상하 방향의 위치를 검출하는 위치 센서(43, 55)라도 좋다. 또한, 센서로서는, 인코더 이외에, 포텐쇼미터(potentiometer) 등의 접촉식의 센서나, 초음파 센서, 자기 센서, 정전 용량 센서, 레이저 측거(測距) 장치와 같은 광학식 센서 등의 비접촉식의 센서를 이용할 수도 있다.Further, the screw shafts 39 and 51 shown in Figs. 2 and 3 are not limited to the ball screw but may be a trapezoidal screw. Further, the elevating mechanisms 33 and 45 may be mechanisms for transmitting the motor power through the chain. The position sensors 43 and 55 detect the rotation of the screw shafts 39 and 51 but it is sufficient that the actual operation of the member by the servo motors 29 and 31 can be detected. For example, the position sensors 43 and 55 may be used to detect the position of the sliders 41 and 53 in the vertical direction. In addition to the encoder, a contactless sensor such as a potentiometer or an optical sensor such as an ultrasonic sensor, a magnetic sensor, a capacitance sensor, or a laser rangefinder may be used as the sensor .
다음에, 경사 프레임(21)을 경사지게 하는 회전 기구와 워크 탑재대(23)를 선회시키는 선회 기구에 대하여 설명한다.Next, a rotating mechanism for tilting the oblique frame 21 and a turning mechanism for turning the workpiece table 23 will be described.
도 4에 도시하는 주동측 승강 프레임(17)에는, 경사 프레임(21)을 경사 구동하기 위한 경사 구동용 모터(61)가 장착되어 있다. 도 6에 도 4의 C 방향에서 본 양단 지지 포지셔너의 주요부 사시도를 도시한다. 주동측 승강 프레임(17)에 있어서의 경사 구동용 모터(61)의 장착측과 반대측의 면에는, 원환상 지지 부재(65)가 고정 설치되어 있다. 원환상 지지 부재(65)는, 매끄러운 원환상의 내주면을 갖고, 이 내주면의 내측에 원환상 구동 부재(67)가 회전 가능하게 배치된다. 원환상 구동 부재(67)는, 내주면에 구동용의 내치차(67a)가 전체 둘레에 걸쳐서 형성되고, 외주면에 원환상 지지 부재(65)의 내주면과 미끄럼 접촉하는 매끄러운 면이 형성되어 있다.In the main moving-side lifting frame 17 shown in Fig. 4, a tilting drive motor 61 for tilting the tilting frame 21 is mounted. Fig. 6 shows a main part perspective view of the both-end support positioner viewed in the direction C in Fig. An annular support member 65 is fixedly mounted on a surface of the main bearing side lifting frame 17 opposite to the mounting side of the tilting drive motor 61. The annular support member 65 has a smooth annular inner circumferential surface, and an annular drive member 67 is rotatably disposed inside the inner circumferential surface. The ring-shaped driving member 67 is formed with an internal gear 67a for driving around its entire periphery on its inner circumferential surface, and has a smooth surface formed on the outer circumferential surface thereof for sliding contact with the inner circumferential surface of the ring-
원환상 구동 부재(67)는 경사 구동용 모터(61)의 주축에 장착된 피니언(69)에 내치차(67a)가 맞물려서, 경사 구동용 모터(61)에 의해서 회전 구동된다. 이러한 원환상 구동 부재(67)의 주동측 승강 프레임(17)과는 반대측의 단부면에는, 도 1에 도시하는 경사 프레임(21)의 단부 지지부(71)가 고정된다.The annular drive member 67 is rotatably driven by the inclined drive motor 61 with the internal gear 67a engaged with the pinion 69 mounted on the main shaft of the tilting drive motor 61. [ An end supporting portion 71 of the oblique frame 21 shown in Fig. 1 is fixed to the end surface of the annular driving member 67 on the opposite side to the main moving side lifting frame 17. As shown in Fig.
따라서, 경사 구동용 모터(61)를 구동하면, 피니언(69)과 원환상 구동 부재(67)의 내치차(67a)의 맞물림에 의해서, 고정측의 원환상 지지 부재(65)의 내주면을 따라서 원환상 구동 부재(67)가 회전 이동한다. 이것에 의해 원환상 구동 부재(67)와 일체가 된 경사 프레임(21)이 경사진다.Therefore, when the tilting drive motor 61 is driven, the inner teeth 67a of the pinion 69 and the annular drive member 67 are engaged with each other along the inner peripheral surface of the ring- The annular driving member 67 rotates. As a result, the inclined frame 21 integral with the annular driving member 67 is inclined.
도 5에 도시하는 바와 같이, 워크 탑재대(23)는 경사 프레임(21)에 회전 가능하게 축지되고, 이러한 워크 탑재대(23)를 선회시키는 선회 구동용 모터(73)가 경사 프레임(21)에 배치되어 있다. 선회 구동용 모터(73)의 주축에는, 워크 탑재대(23)에 형성된 환상 내치차에 맞물리는 피니언이 장착되며, 선회 구동용 모터(73)의 구동에 의해서 워크 탑재대(23)가 선회한다.5, the workpiece table 23 is rotatably supported by the inclined frame 21. A swivel drive motor 73 for swinging the workpiece table 23 is mounted on the inclined frame 21, Respectively. A pinion meshing with an annular internal gear formed on the workpiece table 23 is mounted on the main shaft of the swivel drive motor 73 and the workpiece table 23 is pivoted by driving the swivel drive motor 73 .
이상 설명한 구성에 의해, 본 구성의 양단 지지 포지셔너(100)는, 경사 프레임(21)의 승강 동작과 경사 동작, 및 워크 탑재대(23)의 선회 동작을 맞춰서, 워크의 위치와 자세를 3축 제어할 수 있다. 상기의 각 동작은 도시하지 않는 상세를 후술하는 제어부에 의해서 제어된다.With the above-described configuration, the both-end support positioner 100 of the present construction aligns the upward and downward movement of the warp frame 21 and the warp operation and the pivotal movement of the workpiece table 23, Can be controlled. Each of the above operations is controlled by a control unit, which will be described later in detail.
다음에, 상기 구성의 양단 지지 포지셔너(100)의 승강 구동 제어와, 승강 구동 감시 방법의 내용에 대하여 설명한다.Next, a description will be given of the contents of the lifting drive control and the lifting drive monitoring method of the both-end supported positioner 100 having the above-described structure.
도 7은 양단 지지 포지셔너(100)의 구동 동작을 설명하기 위한 양단 지지 포지셔너(100)의 모식적인 구성도이다. 양단 지지 포지셔너(100)는 제어부(81)에 의해서 워크(W)의 자세가 제어된다. 즉, 전술한 주동측 서보 모터(29), 종동측 서보 모터(31)에 의한 승강 동작, 경사 구동용 모터(61)(도 2 참조)에 의한 경사 프레임(21)의 축(Ax1)을 중심으로 하는 경사 동작, 선회 구동용 모터(73)(도 5 참조)에 의한 워크 탑재대(23)의 축(Ax2)을 중심으로 하는 선회 동작이 실행된다. 여기에서는, 상기 동작 중 승강 동작에 대하여 상세하게 설명한다.FIG. 7 is a schematic structural view of a both-end support positioner 100 for explaining the driving operation of the both-end support positioner 100. As shown in FIG. The posture of the work W is controlled by the control unit 81 of the both end support positioner 100. That is, the vertical movement of the main shaft side servomotor 29, the servomotor side servomotor 31 and the axis Ax1 of the tilted frame 21 by the tilting drive motor 61 (see Fig. 2) And the pivoting operation is performed around the axis Ax2 of the workpiece table 23 by the swing drive motor 73 (see Fig. 5). Here, the elevating operation during the above operation will be described in detail.
제어부(81)는, 예를 들면 퍼스널 컴퓨터나 프로그래머블 컨트롤러(PLC) 등의 컴퓨터 장치로 이루어진다. 제어부(81)는, 사전에 프로그램된 순서에 따라서, 또는 도시하지 않는 제어반이나 키보드 등으로부터 조작자가 입력하는 것에 의해, 경사 프레임(21)의 목표 위치를 설정한다. 그리고, 이러한 목표 위치에 대응하는 높이 위치로 각 슬라이더(41, 53)를 이동시키기 위해, 주동측 서보 모터(29), 종동측 서보 모터(31)를 서보 제어에 의해서 회전 구동한다.The control unit 81 comprises a computer device such as a personal computer or a programmable controller (PLC), for example. The control unit 81 sets a target position of the oblique frame 21 in accordance with a sequence programmed in advance, or inputted by an operator from a control panel or a keyboard (not shown). In order to move the sliders 41 and 53 to the height positions corresponding to the target positions, the master-side servo motor 29 and the slave-side servo motors 31 are rotationally driven by servo control.
제어부(81)의 기본 동작으로서는, 우선, 주동측 서보 모터(29)에 위치 지령 신호를 출력하여, 경사 프레임(21)을 목표 위치에 대응하는 높이 위치를 향하여 피드백 제어하면서 구동한다. 또한, 종동측 서보 모터(31)를 주동측 서보 모터(29)에 추종시켜서 구동한다. 이러한 주동-종동 제어에 의해, 주동측 서보 모터(29)에 의해 위치결정되는 슬라이더(41)의 높이와 동일한 높이가 되도록, 종동측 서보 모터(31)가 종동 제어된다. 이것에 의해, 슬라이더(41)와 슬라이더(53)의 높이를 소정의 목표 높이에 일치시킨다.As a basic operation of the control unit 81, first, a position command signal is outputted to the master-sided servo motor 29 to drive the oblique frame 21 while controlling the feedback toward the height position corresponding to the target position. Further, the servomotor 31 is driven in accordance with the servomotor 29. The driven-side servomotor 31 is controlled so as to have the same height as the height of the slider 41 positioned by the main-servomotor 29 by this main-driven control. Thereby, the height of the slider 41 and the slider 53 is made to coincide with a predetermined target height.
그리고, 제어부(81)는, 위치 센서(43, 55)로부터의 검출 신호를 이용하여, 슬라이더(41, 53)의 실위치를 검출하고, 각 서보 모터(29, 31)의 동기 편차를 감시한다. 또한, 슬라이더(41, 53)의 실위치란, 각 슬라이더의 실제의 높이 위치를 나타낸다.The control unit 81 detects the actual position of the sliders 41 and 53 and monitors the synchronization deviation of the servo motors 29 and 31 using the detection signals from the position sensors 43 and 55 . The actual position of the sliders 41 and 53 indicates the actual height position of each slider.
각 서보 모터(29, 31)가 정상 동작하고 있으면, 슬라이더(41, 53)의 실위치는 동일, 또는 제어 지연분의 근소한 차이를 갖는 위치가 된다. 그러나, 동기 편차가 발생하면, 슬라이더(41, 53)의 실위치가 일치하지 않게 된다. 제어부(81)는, 위치 센서(43, 55)가 검출한 실위치의 정보로부터 이상을 검지한 경우에, 각 서보 모터(29, 31)에 정지 신호를 출력하여, 경사 프레임(21)의 승강 동작을 강제 정지시킨다. 이와 같이 제어부(81)는 각 서보 모터(29, 31)의 동기 편차를 감시하여, 이상 발생 시에 모터 구동을 강제 정지시키는 승강 구동 감시부로서도 기능한다.When the servomotors 29 and 31 are operating normally, the actual positions of the sliders 41 and 53 are the same or a position having a slight difference in control delay. However, when a synchronization deviation occurs, the actual positions of the sliders 41 and 53 do not coincide with each other. The control unit 81 outputs a stop signal to each of the servomotors 29 and 31 to stop the raising and lowering of the oblique frame 21 when the abnormality is detected from the information of the actual position detected by the position sensors 43 and 55 Forcibly stops the operation. In this way, the control section 81 also functions as a lift drive monitoring section for monitoring the synchronization deviation of the servomotors 29 and 31 and forcibly stopping the motor drive in the event of an error.
상기 제어부(81)에 의한 승강 구동 동작의 감시의 구체적인 수법을 이하에 설명한다.A specific method of monitoring the elevation drive operation by the control unit 81 will be described below.
도 8에 양단 지지 포지셔너(100)의 승강 동작의 제어 블록도를 나타낸다. 제어부(81)는, 경사 프레임(21)의 목표 위치를 설정하고, 그 설정된 목표 위치에 근거하는 위치 지령 신호를 출력하는 목표 위치 설정부(83)와, 위치 지령 신호에 근거하여 주동측 서보 모터(29)와 종동측 서보 모터(31)를 서보 제어하는 서보 컨트롤러(85)와, 위치 센서(43, 55)로부터의 검출 신호로부터 각 슬라이더(41, 53)의 실위치를 검출하는 실위치 감시부(87)를 구비한다.8 is a control block diagram of the lifting operation of the both-end support positioner 100. As shown in Fig. The control unit 81 includes a target position setting unit 83 for setting a target position of the oblique frame 21 and outputting a position command signal based on the set target position, A servo controller 85 for servo-controlling the servomotor 31 and the servomotor 31 for detecting the actual position of the sliders 41 and 53 from detection signals from the position sensors 43 and 55, (87).
서보 컨트롤러(85)는, 각 서보 모터(29, 31)를 구동하는 일반적인 서보 제어 회로이며, 주동측 서보 모터(29)를 구동하여, 종동측 서보 모터(31)를 주동측 서보 모터(29)의 동작에 추종시켜서 구동하는 동기 제어를 실행한다.Servo controller 85 is a general servo control circuit for driving servomotors 29 and 31 and drives servomotor servomotor 29 to control servomotor 31 to be servomotor 29, So as to execute synchronous control for driving.
서보 컨트롤러(85)는, 입력된 위치 지령 신호에 따라서 주동측 서보 모터(29)의 모터(91)를 구동하고, 주동측 서보 모터(29)에 부속되는 인코더(93)로부터의 출력을 검출한다. 그리고, 인코더(93)로부터 출력된 모터 회전 신호와, 입력된 위치 지령 신호의 지연 성분인 편차에 근거하여 주동측 서보 모터(29)를 피드백 제어한다.The servo controller 85 drives the motor 91 of the master servo motor 29 in accordance with the input position command signal and detects the output from the encoder 93 attached to the master servo motor 29 . Then, the master-slave servo motor 29 is feedback-controlled based on the deviation between the motor rotation signal output from the encoder 93 and the delay component of the input position command signal.
그리고, 서보 컨트롤러(85)는, 주동측 서보 모터(29)의 인코더(93)로부터의 출력 정보를 종동측 서보 모터(31)의 위치 지령 신호로서 사용하여, 종동측 서보 모터(31)의 모터(95)를 구동한다. 종동측 서보 모터(31)도, 종동측 서보 모터(31)에 부속되는 인코더(97)로부터 출력된 모터 회전 신호와, 주동측 서보 모터(29)측으로부터 입력된 위치 지령 신호의 편차에 근거하여 종동측 서보 모터(31)를 피드백 제어한다.The servo controller 85 uses the output information from the encoder 93 of the main servomotor 29 as the position command signal of the servomotor 31 to control the motor of the servomotor 31 (95). The servomotor 31 is also controlled based on the deviation between the motor rotation signal output from the encoder 97 attached to the servomotor 31 and the position command signal input from the servomotor 29 side And the servomotor 31 is feedback-controlled.
상기 피드백 제어는, 도 8에 도시하는 게인(K1, K2)에 의한 비례(P) 제어에 한정되지 않으며, 적분(I) 제어, 미분(D) 제어, 또는 이들을 조합한 PI 제어, PDI 제어를 비롯한 각종의 제어 방법을 이용할 수 있다. 또한, 피드 포워드 제어를 부가하는 것도 가능하다.The feedback control is not limited to the proportional (P) control by the gains K1 and K2 shown in Fig. 8, and may be an integral (I) control, a differential control (D) control, And various control methods can be used. It is also possible to add feedforward control.
실위치 감시부(87)는 위치 센서(43, 55)가 출력하는 나사축(39, 51)의 회전의 검출 신호를 입력하여, 각 서보 모터(29, 31)의 실동(實動) 결과로서의 슬라이더(41, 53)의 실위치를 구한다. 그리고, 슬라이더(41, 53)끼리 실위치의 차이와, 사전결정된 문턱값을 비교하여, 실위치의 차이가 문턱값을 초과하는지의 여부를 판정한다. 실위치의 차이가 문턱값을 초과하는 경우에는, 주동측 서보 모터(29)와 종동측 서보 모터(31)에 정지 신호를 출력한다. 또한, 문턱값을 초과하지 않는 경우는 그대로 서보 제어를 속행한다.The actual position monitoring unit 87 receives the detection signals of the rotation of the screw shafts 39 and 51 output from the position sensors 43 and 55 and outputs the result of the actual operation of the servo motors 29 and 31 The actual positions of the sliders 41 and 53 are obtained. Then, the difference between the actual positions of the sliders 41 and 53 is compared with a predetermined threshold value, and it is determined whether or not the difference between the actual positions exceeds the threshold value. When the difference between the actual positions exceeds the threshold value, a stop signal is output to the master-side servo motor 29 and the servo-side servomotor 31. [ If the threshold value is not exceeded, the servo control continues as is.
실위치 감시부(87)가 정지 신호를 출력한 경우, 주동측 서보 모터(29)와 종동측 서보 모터(31)는, 서보 컨트롤러(85)로부터의 구동 펄스가 입력된 타이밍이 모터 구동 중이라도, 정지 신호가 입력된 타이밍에 모터 구동을 강제 정지한다.When the actual position monitoring section 87 outputs a stop signal, the master-slave servomotor 29 and the servomotor-side servomotor 31, even if the timing at which the drive pulses from the servo controller 85 are inputted, Forcibly stops the motor drive at the timing when the stop signal is input.
상기의 사전결정된 문턱값은 경사 프레임(21)의 강성값을 기초로 사전에 계산하여 구한 허용 변위차의 문턱값이며, 사용하는 경사 프레임의 종류나 워크 중량이나 형상에 의해서 적절한 값으로 설정할 수 있다. 이러한 문턱값은, 사전에 테이블 정보로서 제어부(81)에 다수 기억시켜두고, 적절히 참조하여 설정해도 좋다. 또한, 양단 지지 포지셔너(100)의 조작자가 테이블 정보를 참조하여 선택적으로 설정해도 좋다. 또한, 조작자가 직접 문턱값을 입력하여 설정해도 좋다.The predetermined threshold value is a threshold value of the allowable displacement difference calculated in advance on the basis of the stiffness value of the oblique frame 21 and can be set to an appropriate value depending on the type of the oblique frame to be used and the workpiece weight or shape . A plurality of such threshold values may be previously stored in the control unit 81 as table information, and may be appropriately referred to and set. Further, the operator of the both-end support positioner 100 may selectively set the table information with reference to the table information. Alternatively, the operator may directly input and set the threshold value.
상기 승강 구동 동작과 이상 발생 시의 구동 예를 도 9의 (A) 내지 (E)의 타이밍 차트와 도 8을 이용하여 설명한다.The above-described lift driving operation and driving example upon occurrence of an abnormality will be described with reference to timing charts of (A) to (E) of Fig. 9 and Fig.
양단 지지 포지셔너(100)의 경사 프레임(21)을 승강 구동시키는 경우, 제어부(81)는 주동측 서보 모터(29)에 위치 지령 신호를 출력하여 구동을 개시시킨다. 도 9의 (A)는 각 서보 모터(29, 31)에 부속되는 인코더(93, 97)로부터의 검출 신호가 나타내는 위치의 시간 변화, 도 9의 (B)는 주동측 서보 모터(29)로 출력하는 구동 펄스, 도 9의 (C)는 종동측 서보 모터(31)로 출력하는 구동 펄스를 나타낸다.When the oblique frame 21 of the both-end support positioner 100 is moved up and down, the control unit 81 outputs a position command signal to the master-side servo motor 29 to start driving. 9A is a diagram showing a change with time in the position indicated by the detection signal from the encoders 93 and 97 attached to the servomotors 29 and 31 and Fig. 9 (C) shows a drive pulse to be outputted to the servomotor 31. As shown in Fig.
시각(t1)에서 주동측 서보 모터(29)에 위치 지령 신호에 근거하는 구동 펄스(P1)가 입력되면, 주동측 서보 모터(29)의 인코더(93)로부터의 검출 신호(S93)가 나타내는 위치가 점증된다. 시각(t2)에서, 추종 제어되는 종동측 서보 모터(31)에 구동 펄스(P2)가 입력되면, 인코더(97)로부터의 검출 신호(S97)가 나타내는 위치가 점증된다. 이 때의 구동 펄스(P2)는 주동측 서보 모터(29)와, 종동측 서보 모터(31)에 의한 위치 변화의 편차(δ)가 작아지도록 피드백 제어되어, 구동 펄스(P1)보다 출력이 높아지고 있다. 또한, 도면 중의 시각(t1과 t2)의 차이나 인코더(93과 97)의 차이는 알아보기 쉽도록 실제보다 과장되게 기재하고 있다.When at time (t1) the main motor side the drive pulse (P1) based on the position command signal to the servo motor 29 input, state indicated by the detection signal (S 93) from the encoder 93 of the driving side servo motor 29 The position is increased. When at time (t2), the tracking control species of the drive pulse (P2) on the motor side servo motor 31 is input, and the position represented by the detection signal (S 97) from the encoder (97) is increasing. At this time, the drive pulse P2 is feedback-controlled such that the deviation? Of the positional change caused by the main-servomotor servo motor 29 and the servomotor 31 becomes smaller and the output becomes higher than the drive pulse P1 have. In addition, the difference between the time (t1 and t2) and the difference between the encoders 93 and 97 in the figure is exaggerated to make it easy to understand.
상기 제어에 의해, 시각(t3)에서 종동측의 인코더(97)의 검출 신호(S97)가 나타내는 위치는 주동측의 인코더(93)의 검출 신호(S93)가 나타내는 위치를 추종하고, 시각(t4)에서 각 슬라이더(41, 53)(도 9 참조)가 소망의 목표 위치에 도달한다. 이 때, 주동측 서보 모터(29) 및 종동측 서보 모터(31)의 구동을 정지한다.By the control, the detection signal (S 97) that indicates the location in time (t3), the driven-side of the encoder 97 is to follow the position indicated by the detected signal (S 93) of the main motor side of the encoder 93, time the sliders 41 and 53 (see Fig. 9) reach the desired target position at time t4. At this time, the drive of the master-side servo motor 29 and the servo-side servomotor 31 is stopped.
상기의 위치 센서(43, 55)로부터의 검출 신호가 나타내는 위치의 시간 변화를 도 9의 (D)에 나타낸다. 주동측의 위치 센서(43)의 검출 신호(S43)와 종동측의 위치 센서(55)의 검출 신호(S55)가 나타내는 위치 변화는 도 9의 (A)에 나타내는 인코더(93, 97)의 검출 신호(S93, S97)가 나타내는 위치 변화와 등가가 된다. 이러한 경우, 모터의 동기 편차는 없다는 것을 알 수 있다. 또한, 도 9의 (E)에 도시하는 바와 같이, 위치 센서(43)와 위치 센서(55)의 검출 신호의 차이(D)는 사전결정된 문턱값(T)보다 작다.FIG. 9D shows the change with time in the position indicated by the detection signal from the position sensors 43 and 55. FIG. State detection signal (S 43) and the bell detection signal (S 55) represents change in position encoder (93, 97) shown in FIG. 9 (A) of the driving side of the position sensor 55 of the driving side of the position sensor 43, (S 93 , S 97 ) of the detection signal (S 93 , S 97 ). In this case, it can be seen that there is no synchronization deviation of the motor. 9 (E), the difference D between the detection signals of the position sensor 43 and the position sensor 55 is smaller than the predetermined threshold value T. As shown in Fig.
상기가 통상의 서보 제어의 기본 동작이고, 각 슬라이더(41, 53)를 높은 위치결정 정밀도로 목표 위치로 이동시킬 수 있다. 따라서, 경사 프레임(21)에 장착한 워크(W)를 정확하게 소망한 위치, 자세로 할 수 있다.This is the basic operation of the normal servo control, and each slider 41, 53 can be moved to the target position with high positioning accuracy. Therefore, the work W mounted on the oblique frame 21 can be accurately positioned and attained at a desired position.
다음에, 모터의 동기 편차나 모터의 고장이 발생한 이상 시의 경우의 동작을 설명한다.Next, the operation in the case of abnormalities in which a synchronous deviation of the motor or a failure of the motor occurs is explained.
전술과 마찬가지로 하여, 제어부(81)가, 도 9의 (B)에 나타내는 시각(t5)에서, 다음의 위치 지령 신호에 근거하는 구동 펄스(P3)를 주동측 서보 모터(29)에 입력했다고 한다. 그러면, 도 9의 (A)에 도시하는 바와 같이 인코더(93)의 검출 신호(S93)가 나타내는 위치가 점증된다. 그리고, 검출 신호(S93)가 나타나는 위치에 근접하도록, 시각(t6)으로부터 종동측 서보 모터(31)에 피드백 제어된 구동 펄스(P4)가 입력된다.It is assumed that the control unit 81 inputs the drive pulse P3 based on the next position command signal to the master servo motor 29 at the time t5 shown in Fig. . Then, the location indicated by the detection signal (S 93) of the encoder 93 is increasing, as shown in (A) of Fig. Then, the position detection signal that appears to be closer to (S 93), from the time (t6), the feedback control on the driven-side servo motor 31 driving pulse (P4) is input.
그런데, 도 9의 (D)에 나타내는 바와 같이, 시각(t6) 이후의 위치 센서(55)로부터의 검출 신호(S55)가 나타내는 위치 변화는, 인코더(97)의 검출 신호(S97)가 나타내는 위치 변화와 등가가 되지 않고, 검출 신호(S43)와의 차이가 시간 경과와 함께 커지고 있다. 이것은, 서보 컨트롤러(85)에 의해 관리되는 슬라이더의 위치 정보가 실제로 모터 제어에 의해 변경된 슬라이더의 실위치와 일치하지 않고 있다는 것을 의미한다.By the way, as shown in (D) of Fig. 9, the time (t6) indicates the location change detection signal (S 55) from the position sensor 55 of the subsequent detection signal (S 97) of the encoder (97) is does not represent a change in position and equivalent, there is a difference between the detection signal (S 43) increases with time. This means that the position information of the slider managed by the servo controller 85 does not coincide with the actual position of the slider actually changed by the motor control.
이러한 상황인 상태로 서보 컨트롤러(85)가 모터 구동을 계속하면, 각 슬라이더(41, 53)의 높이 위치의 차이, 즉 프레임 양단의 높이 위치의 편차가 확대되고, 경사 프레임(21)과 그 지지 부분에 큰 뒤틀림이 생겨 버린다. 그래서, 실위치 감시부(87)는, 위치 센서(43, 55)의 검출 신호의 차이를 사전결정된 문턱값(T)과 비교하여, 검출 신호의 차이가 문턱값(T)을 초과했을 때에[도 9의 (E)의 시각(t7)], 정지 신호를 주동측 서보 모터(29)와 종동측 서보 모터(31)에 출력하고, 각 서보 모터(29, 31)의 구동을 자동적으로 강제 정지한다.If the servo controller 85 continues to drive the motor in such a state, the difference in the height positions of the sliders 41 and 53, that is, the deviation of the height positions of both ends of the frame is increased, There is a big distortion in the part. The actual position monitoring unit 87 compares the difference of the detection signals of the position sensors 43 and 55 with the predetermined threshold value T and when the difference of the detection signals exceeds the threshold value T, (T7) of Fig. 9 (E)), a stop signal is outputted to the master-side servo motor 29 and the slave-side servo motor 31, and the drive of each servo motor 29, do.
또한, 제어부(81)는, 필요에 따라서 각 서보 모터(29, 31)의 구동을 강제 정지한 것을 주위에 알릴 수도 있다. 예를 들면, 양단 지지 포지셔너(100)에 이상이 발생한 것을 도시하지 않는 조작반에 점등 표시시키거나 버저나 음성에 의한 알림 장치를 작동시켜 알린다. 또한, 양단 지지 포지셔너(100)가 도시하지 않는 용접 로봇 등의 다른 기기에 접속되어 연동하고 있는 경우에는, 제어부(81)는 접속된 기기에 이상 신호를 출력한다. 이 때, 접속된 기기에서는, 이상 신호의 입력을 검지하여, 예를 들어 용접 작업을 실행하는 구동부를 정지시키는 등의 조치를 실행한다.Further, the control unit 81 may inform the surroundings that the forced stopping of the driving of the servomotors 29, 31, if necessary. For example, it is displayed on the operation panel not shown that an abnormality has occurred in the both-end support positioner 100, or a buzzer or voice notification device is operated to inform the operator. In addition, when the both-end support positioner 100 is connected to another apparatus such as a welding robot (not shown) and interlocked with each other, the control unit 81 outputs an abnormal signal to the connected apparatus. At this time, the connected apparatus detects the input of the abnormal signal and executes measures such as stopping the driving unit for executing the welding operation, for example.
상기의 구동 제어의 패턴은 일 예로서, 그 이외에도 각종의 패턴이 고려된다. 예를 들면, 어느 하나의 모터가 탈조(脫調)된 경우에는, 탈조의 발생 시마다 도 9의 (E)에 도시하는 검출 신호의 차이가 축적된다. 그 경우, 프레임 양단의 높이 위치의 편차가 허용할 수 없는 편차량에 도달한 시점에서 서보 모터가 강제 정지된다. 또한, 어느 하나의 모터가 고장나서, 구동 중에 정지된 경우에는, 위치 센서(43, 55)의 검출 신호의 차이가 급격하게 증대되어 문턱값(T)에 도달하고, 서보 모터가 대략 고장 발생과 동시에 강제 정지된다.The above-described pattern of the drive control is one example, and various patterns are considered in addition to the above. For example, when one of the motors is detuned, a difference in detection signals shown in (E) of FIG. 9 is accumulated each time the demolding occurs. In this case, the servo motor is forcibly stopped at a time point when the deviation of the height position on both ends of the frame reaches a permissible deviation amount. When any one of the motors fails and is stopped during driving, the difference between the detection signals of the position sensors 43 and 55 sharply increases to reach the threshold value T, At the same time, forced stop.
이상, 서보 모터의 고장에 의해 위치 센서(43, 55)의 검출 신호의 차이가 증대하는 경우에 대하여 설명했지만, 본 발명은 그것에 한정되는 일 없이, 기계적인 고장에 의해 위치 센서(43, 55)의 검출 신호가 증대하는 경우에도, 서보 모터가 강제 정지되는 것은 말할 필요도 없다. 즉, 본 발명에 있어서는, 예를 들어 구동 기어(35), 종동 기어(37)의 불량에 의해 주동측 서보 모터(29)의 동력이 주동측 승강 프레임(17)에 정상적으로 전달될 수 없는 경우나, 종동측 승강 프레임(19)에 과대한 하중이 가해져 움직이기 어려워진 경우 등의 기계적인 상해가 생긴 경우에도, 위치 센서(43, 55)의 검출 신호의 차이가 증대하는 것에 의해, 서보 모터가 강제 정지된다.Although the description has been given of the case where the difference between the detection signals of the position sensors 43 and 55 increases due to the failure of the servo motor, the present invention is not limited thereto, It is needless to say that the servo motor is forcibly stopped even when the detection signal of the servo motor increases. That is, in the present invention, for example, when the power of the main drive servomotor 29 can not normally be transmitted to the main drive-side lift frame 17 due to the failure of the drive gear 35 and the driven gear 37 Even when a mechanical load such as an excessive load is applied to the driven side lifting frame 19 and it is difficult to move, the difference in the detection signals of the position sensors 43 and 55 increases, Stopped.
또한, 위치 센서(43, 55)의 검출 신호의 차이에 근거하여 이상을 검지하는 이외에도, 검출 신호의 변화의 유무에 근거하여 이상을 검지할 수도 있다. 예를 들면, 주동측 서보 모터(29), 종동측 서보 모터(31)에 구동 펄스를 출력한 경우, 모터가 정상적이면, 위치 센서(43, 55)의 검출 신호는 변화한다. 그러나, 주동측 서보 모터(29)와 종동측 서보 모터(31)가 고장나서, 어느 모터도 움직이지 않을 때는, 위치 센서(43, 55)의 검출 신호에 변화는 생기지 않는다. 그래서, 위치 지령 신호를 출력한 후, 위치 센서(43, 55)의 검출 신호의 변화를 검출하고, 검출 신호에 변화가 없는 경우에는, 이상이 생겼다고 판단한다. 이러한 방식에 의하면, 주동측 서보 모터(29)와 종동측 서보 모터(31)의 쌍방이 고장나서 움직이지 않는 경우에도, 이상을 검지할 수 있다.In addition to detecting the abnormality based on the difference of the detection signals of the position sensors 43 and 55, it is also possible to detect an abnormality based on the presence or absence of a change in the detection signal. For example, when the drive pulse is outputted to the main-side servo motor 29 and the subordinate side servo motor 31, if the motor is normal, the detection signals of the position sensors 43 and 55 change. However, when the master-side servo motor 29 and the servomotor-side servomotor 31 are faulty and no motor is moving, the detection signals of the position sensors 43 and 55 are not changed. Thus, after outputting the position command signal, a change in the detection signal of the position sensors 43 and 55 is detected. When there is no change in the detection signal, it is determined that an abnormality has occurred. According to this method, even when both of the master-side servo motor 29 and the servomotor-side servomotor 31 fail and can not move, an abnormality can be detected.
다음에, 상기 구성의 양단 지지 포지셔너(100)에 의한 효과에 대하여 설명한다.Next, the effect of the both-end support positioner 100 having the above-described structure will be described.
본 구성의 양단 지지 포지셔너(100)에 의하면, 도 9에 도시하는 바와 같이, 한쌍의 지지 프레임(13, 15)에 승강 기구(33, 45)를 배치하고, 각 승강 기구(33, 45)를 각 서보 모터(29, 31)로 구동하고 있다. 이 때문에, 각 서보 모터(29, 31)로 경사 프레임(21)의 높이 위치가 제어되고, 서보 제어에 의한 고정밀의 위치결정을 실현할 수 있다. 또한, 복수의 서보 모터(29, 31)가 협동하여 경사 프레임(21)을 승강 구동하기 때문에, 단일의 모터로 구동하는 경우보다 염가의 모터를 채용할 수 있어, 저비용화가 도모된다. 또한, 경사 프레임(21)에 편하중이 발생하기 어려워져, 밸런스가 양호하고 부드러운 승강 동작이 가능해진다.9, the elevating mechanisms 33 and 45 are disposed on the pair of supporting frames 13 and 15, and the elevating mechanisms 33 and 45 are disposed on the pair of supporting frames 13 and 15, respectively, And is driven by the respective servo motors 29 and 31. Therefore, the height position of the oblique frame 21 is controlled by the servo motors 29 and 31, and high-precision positioning by servo control can be realized. In addition, since the plurality of servomotors 29, 31 cooperate to move the oblique frame 21 up and down, an inexpensive motor can be employed, and the cost can be reduced. Further, it becomes difficult for the deflected frame 21 to generate an offset load, so that a good balance and smooth elevating operation becomes possible.
또한, 양단 지지 포지셔너(100)는, 각 서보 모터(29, 31)에 부속되는 인코더와는 별도로, 위치 센서(43, 55)를 승강 기구(33, 45)에 각각 마련하고 있다. 그 때문에, 각 서보 모터(29, 31)의 구동에 의한 슬라이더(41, 53)의 승강 동작의 움직임의 차이는, 서보 컨트롤러(85)에 의해 관리되는 위치 정보와, 위치 센서(43, 55)로부터의 검출 신호의 정보의 2계통의 정보로 관리된다.The both end support positioner 100 is provided with the position sensors 43 and 55 on the elevating mechanisms 33 and 45 separately from the encoder attached to the servomotors 29 and 31. Therefore, the difference in the movement of the lifting operation of the sliders 41 and 53 due to the driving of the servomotors 29 and 31 is detected by the positional information managed by the servo controller 85 and the positional information managed by the position sensors 43 and 55, The information of the detection signal from the information processing apparatus 10 is managed.
이것에 의해, 각 서보 모터(29, 31)에 의한 경사 프레임(21)의 승강 동작이 슬라이더(41, 53)의 실위치의 감시하에서 실행되고, 서보 모터(29, 31)간의 동기 제어의 신뢰성이 높아진다. 그리고, 양단 지지 포지셔너(100)가 구비하는 실위치 감시부(87)는, 승강 구동 후의 각 슬라이더(41, 53)의 높이 위치(실위치)의 차이가 문턱값 이상이 된 것을 검출하면, 각 서보 모터(29, 31)의 구동을 자동적으로 정지한다. 그 때문에, 프레임 양단의 높이 위치의 편차에 의해서 각 프레임이나 워크에 무리한 부하가 생기는 것을 미연에 저지할 수 있다.Thus, the ascending and descending operations of the oblique frame 21 by the servomotors 29 and 31 are executed under the monitoring of the actual positions of the sliders 41 and 53 and the reliability of the synchronous control between the servomotors 29 and 31 . When the actual position monitoring unit 87 provided in the both end support positioner 100 detects that the difference in height position (actual position) of each of the sliders 41, 53 after the ascending and descending operation is equal to or larger than the threshold value, The driving of the servomotors 29 and 31 is automatically stopped. Therefore, it is possible to prevent an unreasonable load from being generated in each frame or the work due to the deviation of the height position of both ends of the frame.
특히, 대중량의 워크(W)를 탑재하여 자세 제어하는 경우나, 경사 프레임(21)이 도 5에 도시하는 선회 구동 기구를 갖는 워크 탑재대(23)가 탑재되는 중량이 커지는 경사 프레임(21)인 경우는, 내하중성을 높여, 워크(W)의 위치 정밀도를 높게 유지하는 것이 중요해진다. 그 때문에, 경사 프레임(21)의 강성을 높여, 지지 프레임(13, 15)과 경사 프레임(21)을 강성 접합에 근접한 상태에서 연결하는 것이 바람직하다. 그러나, 그 경우, 경사 프레임 양단부의 높이 위치에 편차가 있으면, 지지 프레임(13, 15)과 경사 프레임(21)의 접합부에 큰 항력이 발생한다. 또한, 도 6에 도시하는 바와 같이, 경사 프레임(21)은 원환상 구동 부재(67)에 의해서 회전 가능하게 지지 프레임(13, 15)에 지지되어 있다. 그 때문에, 지지 프레임(13, 15)에 의한 승강 이동의 방향과 경사 프레임(21)의 회전축의 직교도가 저하되면, 치차의 맞물림이 나빠져, 회전 저항이 증대되고, 마모도 증대된다.Particularly when the posture is controlled by mounting the workpiece W having a large weight or when the inclined frame 21 is mounted on the workpiece table 23 having the swing drive mechanism shown in Fig. ), It is important to increase the load-carrying property and to maintain the position accuracy of the work W high. Therefore, it is preferable to increase the rigidity of the oblique frame 21 and to connect the support frames 13, 15 and the oblique frame 21 in a state close to the rigid bonding. However, in this case, if there is a deviation in the height position of both ends of the oblique frame, a large drag force is generated at the joining portions of the support frames 13, 15 and the oblique frame 21. [ 6, the oblique frame 21 is supported by the support frames 13, 15 so as to be rotatable by the annular drive member 67. As shown in Fig. Therefore, if the direction of the elevation movement by the support frames 13 and 15 and the degree of orthogonality between the rotation shaft of the oblique frame 21 are reduced, the engagement of the gears is deteriorated, the rotational resistance is increased, and the abrasion is also increased.
지지 프레임(13, 15)이나 경사 프레임(21)은 탄성 변형값을 갖기 때문에, 어느 정도는 경사 프레임(21) 양단의 높이 위치의 편차를 허용할 수 있다. 그러나, 탄성 변형값을 초과하는 상기 높이 위치의 편차가 생기면, 프레임에 항구적인 뒤틀림이 남아, 포지셔너로서의 워크 위치 정밀도가 저하되어 버린다. 또한, 탄성 변형역이어도 장시간 상기 높이 위치의 편차가 생긴 상태로 유지되면, 크리프 현상이 발생하여, 소성 변형을 일으킬 가능성도 있다. 그 때문에, 경사 프레임(21) 양단의 높이 위치의 편차가 생긴 경우에는, 재빠르게 편차의 증가를 저지하여, 원래의 상태로 되돌리는 것이 중요하게 된다.Since the support frames 13 and 15 and the inclined frame 21 have elastic deformation values, it is possible to allow the deviation of the height position at both ends of the inclined frame 21 to some extent. However, if there is a deviation of the height position exceeding the elastic deformation value, the frame is permanently distorted, and the accuracy of the work position as a positioner is lowered. Also, even if the elastic deformation is maintained for a long time in a state where the height position is varied, a creep phenomenon may occur and plastic deformation may occur. Therefore, when the height position of the both ends of the oblique frame 21 is varied, it is important to quickly stop the increase of the deviation and restore the original state.
그 점, 본 구성의 양단 지지 포지셔너(100)가 구비하는 실위치 감시부(87)는, 각 지지 프레임(13, 15)에 마련한 위치 센서(43, 55)에 의해 경사 프레임(21)의 양단의 실위치를 검출하여, 경사 프레임(21) 양단의 높이 위치의 편차를 상시 감시하고 있다. 이 때문에, 사전결정된 문턱값 이상의 높이 위치의 편차가 생겼을 때에, 즉시 각 서보 모터(29, 31)의 구동을 강제 정지할 수 있어, 상기 위치 편차가 그 이상 증가하는 것을 조기에 저지할 수 있다.In this respect, the actual position monitoring unit 87 provided in the both-end support positioner 100 of the present construction is provided with the position sensors 43 and 55 provided on the support frames 13 and 15, And the deviation of the height position at both ends of the oblique frame 21 is monitored at all times. Therefore, when the height position deviates more than the predetermined threshold value, the driving of each of the servomotors 29, 31 can be forcibly stopped immediately, and it is possible to prevent the position deviation from increasing more quickly.
또한, 본 구성의 양단 지지 포지셔너(100)는, 축 방향으로의 벗어남 또는 충격 완화를 위한 틸트 기구나 링크 기구 등을 마련할 필요가 없다. 따라서, 본 구성의 양단 지지 포지셔너(100)는, 축 방향의 벗어남 또는 충격 완화에 의해서 발생하는 높이 위치 편차가 생기지 않으므로, 워크(W)의 높은 위치결정 정밀도가 얻어진다. 그리고, 이러한 양단 지지 포지셔너(100)를 용접 로봇에 사용하는 경우에는, 용접 위치의 위치 편차를 생기게 하지 않아, 고정밀의 용접 처리를 실행할 수 있다.In addition, the both-end positioner 100 of the present configuration does not need to be provided with a tilting mechanism, a link mechanism, or the like for off-axis or shock-reduction. Therefore, in the both-end positioner 100 of the present construction, there is no height position deviation caused by deviation in the axial direction or by shock reduction, and thus high positioning accuracy of the work W can be obtained. When the both-end support positioner 100 is used in a welding robot, it is possible to perform a high-precision welding process without causing a positional deviation of the welding position.
이상, 본 발명은 상기의 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 실시형태의 각 구성을 서로 조합하는 것이나, 명세서의 기재, 및 주지된 기술에 근거하여, 당업자가 변경, 응용하는 것도 본 발명이 예정하는 점이며, 보호를 요구하는 범위에 포함된다.The present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications and applications by those skilled in the art based on the combination of the configurations of the embodiments, the description of the specification, and the well- Point, and is included in the range requiring protection.
예를 들면, 서보 컨트롤러(85)(도 8 참조)는, 상기의 실시형태에서는 제어부(81)에 포함되는 구성으로 하여 설명했지만, 이것에 한정되지 않고 제어부(81)와는 분리하여 배치된 구성이어도 좋고, 예를 들어 각 서보 모터(29, 31)에 탑재되어 있어도 좋다.For example, although the servo controller 85 (see FIG. 8) has been described as being included in the control unit 81 in the above-described embodiment, the present invention is not limited to this and may be configured separately from the control unit 81 It may be mounted on each servo motor 29, 31, for example.
또한, 상기의 실시형태에서는 경사 프레임(21)에 워크(W)를 탑재하는 구성이지만, 주동측 승강 프레임(17)과 종동측 승강 프레임(19) 사이에 워크(W)를 직접 지지시키는 구성으로 해도 좋다. 그 경우, 주동측 승강 프레임(17)과 종동측 승강 프레임(19)에, 각각 워크 지지부를 마련하고, 워크를 워크 지지부에 의해 척킹하거나, 또는 볼트 등으로 체결하는 등, 각 승강 프레임(17, 19)에 직접 워크를 장착한다.Although the workpiece W is mounted on the inclined frame 21 in the above embodiment, the workpiece W is directly supported between the main moving side lift frame 17 and the driven side lift frame 19 Maybe. In this case, a work supporting portion is provided on each of the main moving side lift frame 17 and the driven side lift frame 19, and the work is supported by the work supporting portion, 19).
또한, 상기의 구동 감시 방법은, 경사 프레임의 승강 동작에 관한 구동 감시에 한정되지 않으며, 복수의 모터를 동기 제어하는 것이면 다른 동작에 관한 구동에도 적용 가능하다.Further, the drive monitoring method is not limited to the drive surveillance relating to the ascending and descending operations of the inclined frame, and can be applied to driving related to other operations as long as the plurality of motors are synchronously controlled.
11 : 베이스 13 : 지지 프레임
15 : 지지 프레임
17 : 주동측 승강 프레임(제 1 승강 프레임)
19 : 종동측 승강 프레임(제 2 승강 프레임)
21 : 경사 프레임 23 : 워크 탑재대
29 : 주동측 서보 모터(제 1 서보 모터)
31 : 종동측 서보 모터(제 2 서보 모터)
33 : 승강 기구(제 1 승강 기구) 39 : 나사축
41 : 슬라이더 43 : 위치 센서(제 1 위치 검출부)
45 : 승강 기구(제 2 승강 기구) 51 : 나사 축
53 : 슬라이더 55 : 위치 센서(제 2 위치 검출부)
81 : 제어부(승강 구동 감시부) 100 : 양단 지지 포지셔너
11: base 13: support frame
15: Support frame
17: Main-side lift frame (first lift frame)
19: Dependent side lift frame (second lift frame)
21: oblique frame 23: workpiece mount
29: Main Servo Motor (1st Servo Motor)
31: Servomotor Servo Motor (Second Servo Motor)
33: lifting mechanism (first lifting mechanism) 39: screw shaft
41: Slider 43: Position sensor (first position detecting section)
45: lifting mechanism (second lifting mechanism) 51: screw shaft
53: slider 55: position sensor (second position detecting section)
81: Control section (lift-up drive monitoring section) 100: Support positioner

Claims (10)

  1. 베이스 상에 입설된 제 1 부재 및 제 2 부재를 갖고, 상기 제 1 부재에 제 1 승강 프레임이 승강 가능하게 마련되고, 상기 제 2 부재에 제 2 승강 프레임이 승강 가능하게 마련되며, 상기 제 1 승강 프레임과 상기 제 2 승강 프레임 사이에 워크를 지지하는 양단 지지 포지셔너에 있어서,
    상기 제 1 승강 프레임을 승강시키는 제 1 승강 기구와,
    상기 제 1 승강 기구를 구동하여, 상기 제 1 승강 프레임을 소정의 높이에 위치결정하는 제 1 서보 모터와,
    상기 제 2 승강 프레임을 승강시키는 제 2 승강 기구와,
    상기 제 2 승강 기구를 구동하여, 상기 제 2 승강 프레임을 상기 소정의 높이에 위치결정하는 제 2 서보 모터와,
    상기 소정의 높이에 근거하는 위치 지령 신호에 따라서 상기 제 1 서보 모터를 구동하고, 상기 제 1 서보 모터에 부속되는 제 1 인코더로부터 출력된 제 1 모터 회전 신호에 근거하여 상기 제 1 서보 모터를 피드백 제어하고, 또한 상기 제 1 인코더로부터 출력된 상기 제 1 모터 회전 신호를 위치 지령 신호로서 사용하여, 상기 제 2 서보 모터를 구동하고, 상기 제 2 서보 모터에 부속되는 제 2 인코더로부터 출력된 제 2 모터 회전 신호에 근거하여 상기 제 2 서보 모터를 피드백 제어하는 것에 의해, 상기 제 1 서보 모터에 의해 위치결정된 높이와 동일한 높이가 되도록 상기 제 2 서보 모터를 제어하는 서보 컨트롤러와,
    상기 제 1 승강 프레임의 실위치를 검출하는 제 1 위치 검출부와,
    상기 제 2 승강 프레임의 실위치를 검출하는 제 2 위치 검출부와,
    상기 제 1 및 제 2 서보 모터에 의해 상기 제 1 및 제 2 승강 프레임을 상기 소정의 높이까지 각각 승강 구동하는 도중에, 상기 제 1 위치 검출부에 의해 검출된 실위치와 상기 제 2 위치 검출부에 의해 검출된 실위치의 차이가 사전결정된 문턱값을 초과한 경우에, 상기 제 1 서보 모터 및 상기 제 2 서보 모터를 정지시키는 승강 구동 감시부를 구비하는 것을 특징으로 하는
    양단 지지 포지셔너.
    A first member having a first member and a second member disposed on a base, wherein a first lift frame is provided on the first member such that the first lift frame can be raised and lowered, a second lift frame is provided on the second member so as to be able to move up and down, A both-end support positioner for supporting a work between a lift frame and the second lift frame,
    A first lifting mechanism for lifting the first lifting frame,
    A first servo motor for driving the first lifting mechanism to position the first lifting frame at a predetermined height,
    A second lifting mechanism for lifting and lowering the second lifting frame,
    A second servo motor for driving the second lifting mechanism to position the second lifting frame at the predetermined height,
    The first servo motor is driven in accordance with a position command signal based on the predetermined height, and the first servo motor is feedbacked based on a first motor rotation signal output from a first encoder attached to the first servo motor, And drives the second servo motor by using the first motor rotation signal outputted from the first encoder as a position command signal and drives the second servo motor by using the second encoder output from the second encoder A servo controller for controlling the second servo motor so as to be equal in height to a height positioned by the first servo motor by feedback-controlling the second servo motor based on a motor rotation signal,
    A first position detecting unit for detecting the actual position of the first lift frame,
    A second position detecting unit for detecting the actual position of the second lift frame,
    The first and second servomotors are driven to move up and down the first and second lift frames to the predetermined height, and the actual position detected by the first position detector and the detected position detected by the second position detector And an elevation drive monitoring unit for stopping the first servo motor and the second servo motor when the difference between the actual positions of the first and second servomotors exceeds a predetermined threshold value
    Both end support positioner.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 승강 기구 및 상기 제 2 승강 기구는, 상기 제 1 서보 모터 및 상기 제 2 서보 모터에 의해 구동되는 나사축, 및 상기 제 1 승강 프레임 및 상기 제 2 승강 프레임에 마련된 상기 나사 축에 나사 결합하는 볼 너트에 의해, 상기 제 1 승강 프레임 및 상기 제 2 승강 프레임을 승강시키는 것을 특징으로 하는
    양단 지지 포지셔너.
    The method according to claim 1,
    Wherein the first lifting mechanism and the second lifting mechanism are provided with a screw shaft driven by the first servomotor and the second servomotor and a screw shaft provided on the first lifting frame and the second lifting frame, And the first lift frame and the second lift frame are moved up and down by a ball nut which is engaged
    Both end support positioner.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 위치 검출부 및 상기 제 2 위치 검출부는 상기 나사축의 회전을 검출하는 인코더에 의해 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는
    양단 지지 포지셔너.
    3. The method of claim 2,
    Wherein the first position detecting section and the second position detecting section detect the position by an encoder which detects the rotation of the screw shaft
    Both end support positioner.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 승강 프레임과 상기 제 2 승강 프레임 사이에 수평으로 현가되고, 수평 방향 중간부에 워크 탑재대가 마련된 경사 프레임을 구비하며,
    상기 경사 프레임은, 수평 방향 양단이 상기 제 1 승강 프레임과 상기 제 2 승강 프레임에 각각 회전 구동 가능하게 축지되어 있는 것을 특징으로 하는
    양단 지지 포지셔너.
    The method according to claim 1,
    And an inclined frame suspended horizontally between the first lift frame and the second lift frame and provided with a work mount in the middle in the horizontal direction,
    Characterized in that the inclined frame is horizontally pivoted such that both ends thereof are rotatably driven by the first lift frame and the second lift frame, respectively
    Both end support positioner.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 승강 프레임과 상기 제 2 승강 프레임 사이에 수평으로 현가되고, 수평 방향 중간부에 워크 탑재대가 마련된 경사 프레임을 구비하며,
    상기 경사 프레임은, 수평 방향 양단이 상기 제 1 승강 프레임과 상기 제 2 승강 프레임에 각각 회전 구동 가능하게 축지되어 있는 것을 특징으로 하는
    양단 지지 포지셔너.
    3. The method of claim 2,
    And an inclined frame suspended horizontally between the first lift frame and the second lift frame and provided with a work mount in the middle in the horizontal direction,
    Characterized in that the inclined frame is horizontally pivoted such that both ends thereof are rotatably driven by the first lift frame and the second lift frame, respectively
    Both end support positioner.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 승강 프레임과 상기 제 2 승강 프레임 사이에 수평으로 현가되고, 수평 방향 중간부에 워크 탑재대가 마련된 경사 프레임을 구비하며,
    상기 경사 프레임은, 수평 방향 양단이 상기 제 1 승강 프레임과 상기 제 2 승강 프레임에 각각 회전 구동 가능하게 축지되어 있는 것을 특징으로 하는
    양단 지지 포지셔너.
    The method of claim 3,
    And an inclined frame suspended horizontally between the first lift frame and the second lift frame and provided with a work mount in the middle in the horizontal direction,
    Characterized in that the inclined frame is horizontally pivoted such that both ends thereof are rotatably driven by the first lift frame and the second lift frame, respectively
    Both end support positioner.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 워크 탑재대는 회전 구동 가능하게 상기 경사 프레임에 축지되어 있는 것을 특징으로 하는
    양단 지지 포지셔너.
    5. The method of claim 4,
    Characterized in that the workpiece table is pivoted on the inclined frame so as to be rotatably driven
    Both end support positioner.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 워크 탑재대는 회전 구동 가능하게 상기 경사 프레임에 축지되어 있는 것을 특징으로 하는
    양단 지지 포지셔너
    6. The method of claim 5,
    Characterized in that the workpiece table is pivoted on the inclined frame so as to be rotatably driven
    Both End Support Positioner
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 워크 탑재대는 회전 구동 가능하게 상기 경사 프레임에 축지되어 있는 것을 특징으로 하는
    양단 지지 포지셔너.
    The method according to claim 6,
    Characterized in that the workpiece table is pivoted on the inclined frame so as to be rotatably driven
    Both end support positioner.
  10. 베이스 상에 입설된 제 1 부재 및 제 2 부재를 갖고, 상기 제 1 부재에 제 1 승강 프레임이 승강 가능하게 마련되고, 상기 제 2 부재에 제 2 승강 프레임이 승강 가능하게 마련되며, 상기 제 1 승강 프레임과 상기 제 2 승강 프레임 사이에 워크를 지지하는 양단 지지 포지셔너의 구동 감시 방법에 있어서,
    상기 양단 지지 포지셔너는,
    상기 제 1 승강 프레임을 승강시키는 제 1 승강 기구와,
    상기 제 1 승강 기구를 구동하여, 상기 제 1 승강 프레임을 소정의 높이에 위치결정하는 제 1 서보 모터와,
    상기 제 2 승강 프레임을 승강시키는 제 2 승강 기구와,
    상기 제 2 승강 기구를 구동하여, 상기 제 2 승강 프레임을 상기 소정의 높이에 위치결정하는 제 2 서보 모터를 구비하며,
    상기 소정의 높이에 근거하는 위치 지령 신호에 따라서 상기 제 1 서보 모터를 구동하고, 상기 제 1 서보 모터에 부속되는 제 1 인코더로부터 출력된 제 1 모터 회전 신호에 근거하여 상기 제 1 서보 모터를 피드백 제어하고, 또한 상기 제 1 인코더로부터 출력된 상기 제 1 모터 회전 신호를 위치 지령 신호로서 사용하여, 상기 제 2 서보 모터를 구동하고, 상기 제 2 서보 모터에 부속되는 제 2 인코더로부터 출력된 제 2 모터 회전 신호에 근거하여 상기 제 2 서보 모터를 피드백 제어하는 것에 의해, 상기 제 1 서보 모터에 의해 위치결정된 높이와 동일한 높이가 되도록 상기 제 2 서보 모터를 제어하고,
    상기 제 1 및 제 2 서보 모터에 의해 상기 제 1 및 제 2 승강 프레임을 상기 소정의 높이까지 각각 승강 구동하는 도중에, 상기 제 1 승강 프레임의 실위치 및 상기 제 2 승강 프레임의 실위치를 각각 검출하고, 검출된 상기 실위치의 차이가 사전결정된 문턱값을 초과한 경우에, 상기 제 1 서보 모터 및 상기 제 2 서보 모터를 정지시키는 것을 특징으로 하는
    양단 지지 포지셔너의 구동 감시 방법.
    A first member having a first member and a second member disposed on a base, wherein a first lift frame is provided on the first member such that the first lift frame can be raised and lowered, a second lift frame is provided on the second member so as to be able to move up and down, A drive monitoring method for a both-end support positioner for supporting a work between a lift frame and a second lift frame,
    The both-end support positioner
    A first lifting mechanism for lifting the first lifting frame,
    A first servo motor for driving the first lifting mechanism to position the first lifting frame at a predetermined height,
    A second lifting mechanism for lifting and lowering the second lifting frame,
    And a second servo motor for driving the second lifting mechanism to position the second lifting frame at the predetermined height,
    The first servo motor is driven in accordance with a position command signal based on the predetermined height, and the first servo motor is feedbacked based on a first motor rotation signal output from a first encoder attached to the first servo motor, And drives the second servo motor by using the first motor rotation signal outputted from the first encoder as a position command signal and drives the second servo motor by using the second encoder output from the second encoder The second servo motor is controlled so as to be equal in height to the height positioned by the first servo motor by feedback-controlling the second servo motor based on the motor rotation signal,
    The actual position of the first lift frame and the actual position of the second lift frame are respectively detected during the elevation drive of the first and second lift frames to the predetermined height by the first and second servomotors, And stops the first servo motor and the second servo motor when the detected difference of the actual positions exceeds a predetermined threshold value.
    Drive monitoring method of both end support positioner.
KR1020170009296A 2014-09-09 2017-01-19 Double end supported positioner and method of monitoring the driving thereof KR101742454B1 (en)

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