JP2003094266A - パラレルロボット - Google Patents
パラレルロボットInfo
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- JP2003094266A JP2003094266A JP2001282932A JP2001282932A JP2003094266A JP 2003094266 A JP2003094266 A JP 2003094266A JP 2001282932 A JP2001282932 A JP 2001282932A JP 2001282932 A JP2001282932 A JP 2001282932A JP 2003094266 A JP2003094266 A JP 2003094266A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 パラレルリンク機構を使用したパラレルリン
クロボットにおいて、トラベリングプレートの振動を抑
制する。 【解決手段】 1対のスライド部材の一方のスライド部
材14に制動面51を設け、他方のスライド部材13に
ブレーキ手段52を設け、振動検知手段により検知され
た信号によりブレーキ手段52を作動させ、ブレーキ手
段52のパッド55を制動面51に押圧し、スライド部
材14,15の振動を抑制し、連結されたトラベリング
プレートの振動を抑制する。
クロボットにおいて、トラベリングプレートの振動を抑
制する。 【解決手段】 1対のスライド部材の一方のスライド部
材14に制動面51を設け、他方のスライド部材13に
ブレーキ手段52を設け、振動検知手段により検知され
た信号によりブレーキ手段52を作動させ、ブレーキ手
段52のパッド55を制動面51に押圧し、スライド部
材14,15の振動を抑制し、連結されたトラベリング
プレートの振動を抑制する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パラレルリンク機
構を用いたパラレルロボットに関する。
構を用いたパラレルロボットに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の技術におけるパラレルロボットに
は、例えば特開平8−150526号公報の第1実施例
に記載されたものが知られている。パラレルロボット
は、ベッド上に設置された門型フレームの天井に支持柱
を介して吊設されている。パラレルロボットのトラベリ
ングプレートにはエンドミルやドリル等の工具が取付け
られており、パラレルロボットを駆動することにより工
具はベッド上に載置された工作物に接近当接し加工を行
う。
は、例えば特開平8−150526号公報の第1実施例
に記載されたものが知られている。パラレルロボット
は、ベッド上に設置された門型フレームの天井に支持柱
を介して吊設されている。パラレルロボットのトラベリ
ングプレートにはエンドミルやドリル等の工具が取付け
られており、パラレルロボットを駆動することにより工
具はベッド上に載置された工作物に接近当接し加工を行
う。
【0003】パラレルロボットは基台と3対のガイドと
3対のスライド部材と駆動装置と3対のロッドとトラベ
リングプレートと制御装置とを備えている。基台には円
周方向の3等分位置に所定角度傾斜して3対のガイドが
固定されている。3対のガイドのそれぞれには3対のス
ライド部材がガイドの長手方向に移動可能なように設け
られている。また、3対のガイドのそれぞれには3対を
構成する6つのスライド部材を別個に独立して移動させ
る駆動装置が設けられている。
3対のスライド部材と駆動装置と3対のロッドとトラベ
リングプレートと制御装置とを備えている。基台には円
周方向の3等分位置に所定角度傾斜して3対のガイドが
固定されている。3対のガイドのそれぞれには3対のス
ライド部材がガイドの長手方向に移動可能なように設け
られている。また、3対のガイドのそれぞれには3対を
構成する6つのスライド部材を別個に独立して移動させ
る駆動装置が設けられている。
【0004】6つのスライド部材のそれぞれにはロッド
の一端がジョイントを介して連結されている。ロッドの
他端は、ジョイントを介してトラベリングプレートに同
一平面上に取付けられている。トラベリングプレートの
下側にはエンドミルやドリル等の工具を取付ける回転主
軸が設けられている。
の一端がジョイントを介して連結されている。ロッドの
他端は、ジョイントを介してトラベリングプレートに同
一平面上に取付けられている。トラベリングプレートの
下側にはエンドミルやドリル等の工具を取付ける回転主
軸が設けられている。
【0005】以上の構成により、制御装置は動作指令を
与えることによって駆動装置を駆動し、スライド部材を
別個に移動させる。6本のロッドはそれぞれ独立して揺
動され、この6本のロッドの揺動の組み合わせによりト
ラベリングプレートは6自由度制御、すなわち位置制御
および姿勢制御される。そして、制御装置は、トラベリ
ングプレートに設けられた回転主軸の回転軸線を所望の
方向に向け、回転主軸を所望の1つの位置から他の位置
に所望の経路で移動させて回転主軸に装着した工具で工
作物の加工を行う。
与えることによって駆動装置を駆動し、スライド部材を
別個に移動させる。6本のロッドはそれぞれ独立して揺
動され、この6本のロッドの揺動の組み合わせによりト
ラベリングプレートは6自由度制御、すなわち位置制御
および姿勢制御される。そして、制御装置は、トラベリ
ングプレートに設けられた回転主軸の回転軸線を所望の
方向に向け、回転主軸を所望の1つの位置から他の位置
に所望の経路で移動させて回転主軸に装着した工具で工
作物の加工を行う。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来技
術のパラレルリンクロボットは、トラベリングプレート
を6自由度(すなわち位置および姿勢)で制御できるの
で、回転主軸に装着した工具、例えばエンドミルを切削
に最適な角度で工作物に当接させて加工できる利点があ
る。また、全ての駆動装置を固定側に配置する構成であ
るので、移動される組付体(トラベリングプレート、回
転主軸と工具を主とした移動部材の組付体)の質量を小
さくすることができ、加速度を高く設定でき、生産性の
向上につながる。
術のパラレルリンクロボットは、トラベリングプレート
を6自由度(すなわち位置および姿勢)で制御できるの
で、回転主軸に装着した工具、例えばエンドミルを切削
に最適な角度で工作物に当接させて加工できる利点があ
る。また、全ての駆動装置を固定側に配置する構成であ
るので、移動される組付体(トラベリングプレート、回
転主軸と工具を主とした移動部材の組付体)の質量を小
さくすることができ、加速度を高く設定でき、生産性の
向上につながる。
【0007】しかし、高加速度でトラベリングプレート
を移動させるとトラベリングプレート(回転主軸と工具
とを含む)が振動することがある。振動の形態(運動方
向、大きさ等)はトラベリングプレートの現在の位置、
移動させる方向、現在の姿勢と変化させる姿勢の向きに
より変化する。
を移動させるとトラベリングプレート(回転主軸と工具
とを含む)が振動することがある。振動の形態(運動方
向、大きさ等)はトラベリングプレートの現在の位置、
移動させる方向、現在の姿勢と変化させる姿勢の向きに
より変化する。
【0008】そして、早送り位置決め時に発生した振動
が継続している状態で加工を行ったり、加工中に振動が
発生すると、例えばエンドミル加工であれば加工面には
うねりが発生し、正常な加工面を得ることができない。
なかでも、トラベリングプレートの振動の運動方向が直
線ではなく回転(以下、回転振動と称す)である場合
に、回転軸から離れたところに位置するエンドミル先端
の変位は拡大される。回転振動は、スライド部材からロ
ッドを介してトラベリングプレートに作用する力のベク
トルが回転モーメントとしてトラベリングプレートに作
用する場合に生ずると考えられる。
が継続している状態で加工を行ったり、加工中に振動が
発生すると、例えばエンドミル加工であれば加工面には
うねりが発生し、正常な加工面を得ることができない。
なかでも、トラベリングプレートの振動の運動方向が直
線ではなく回転(以下、回転振動と称す)である場合
に、回転軸から離れたところに位置するエンドミル先端
の変位は拡大される。回転振動は、スライド部材からロ
ッドを介してトラベリングプレートに作用する力のベク
トルが回転モーメントとしてトラベリングプレートに作
用する場合に生ずると考えられる。
【0009】本発明者はかかる問題を解決すべく研究し
た結果、トラベリングプレートに生じた回転振動はジョ
イントとロッドを介してスライド部材に伝達され、スラ
イド部材の移動方向にスライド部材を振動させることに
着目した。そして、1対のスライド部材の一方のスライ
ド部材と他方のスライド部材の振動の位相が互いに逆の
ときに、トラベリングプレートの回転振動は大きくなる
ことを見出した。
た結果、トラベリングプレートに生じた回転振動はジョ
イントとロッドを介してスライド部材に伝達され、スラ
イド部材の移動方向にスライド部材を振動させることに
着目した。そして、1対のスライド部材の一方のスライ
ド部材と他方のスライド部材の振動の位相が互いに逆の
ときに、トラベリングプレートの回転振動は大きくなる
ことを見出した。
【0010】本発明は、かかる従来の問題を解決するた
めになされたもので、トラベリングプレートの回転振動
を抑制することを目的とする。
めになされたもので、トラベリングプレートの回転振動
を抑制することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、請求項1に記載の発明のパラレルロボットは、基
台の円周方向の3等分位置に3対のガイドを固定し、3
対のガイドのそれぞれに3対のスライド部材をガイドの
長手方向に移動可能なように設け、3対のガイドに3対
を構成する6つのスライド部材を別個に独立して移動さ
せる駆動装置を設け、6つのスライド部材のそれぞれに
ロッドの一端をジョイントを介し連結し、ロッドの他端
をジョイントを介しトラベリングプレートに同一平面上
に取付ける。そして、3対のスライド部材のうち少なく
とも1対のスライド部材の両スライド部材間の相対移動
を選択的に許容または拘束するブレーキ手段を備える。
ため、請求項1に記載の発明のパラレルロボットは、基
台の円周方向の3等分位置に3対のガイドを固定し、3
対のガイドのそれぞれに3対のスライド部材をガイドの
長手方向に移動可能なように設け、3対のガイドに3対
を構成する6つのスライド部材を別個に独立して移動さ
せる駆動装置を設け、6つのスライド部材のそれぞれに
ロッドの一端をジョイントを介し連結し、ロッドの他端
をジョイントを介しトラベリングプレートに同一平面上
に取付ける。そして、3対のスライド部材のうち少なく
とも1対のスライド部材の両スライド部材間の相対移動
を選択的に許容または拘束するブレーキ手段を備える。
【0012】請求項2に係る発明のパラレルロボット
は、スライド部材の振動を検知する検知手段をさらに有
し、検知手段により振動が検知された場合に検知手段に
より振動が検知された場合にブレーキ手段を作動させて
両スライド部材間の相対移動を拘束するようにする。
は、スライド部材の振動を検知する検知手段をさらに有
し、検知手段により振動が検知された場合に検知手段に
より振動が検知された場合にブレーキ手段を作動させて
両スライド部材間の相対移動を拘束するようにする。
【0013】
【発明の作用・効果】上記のように構成した請求項1に
係る発明においては、トラベリングプレートに発生した
回転振動はジョイントを介してロッドに伝達され、さら
にジョイントを介してスライド部材に伝達される。スラ
イド部材は、ガイドの長手方向に移動可能に案内されて
いるため、伝達された振動により長手方向に振動させら
れる。
係る発明においては、トラベリングプレートに発生した
回転振動はジョイントを介してロッドに伝達され、さら
にジョイントを介してスライド部材に伝達される。スラ
イド部材は、ガイドの長手方向に移動可能に案内されて
いるため、伝達された振動により長手方向に振動させら
れる。
【0014】この長手方向の振動の位相が1対のスライ
ド部材の一方のスライド部材と他方のスライド部材とで
互いに逆の場合に、制御手段はブレーキ手段を作動させ
る。ブレーキ手段の摺接面は制動面に適切な荷重でもっ
て押圧または吸引され、互いの面に摩擦力を発生させ
る。この摩擦力は、お互いの長手方向の振動を互いに打
消し合う方向に働く。この結果、スライド部材の振動は
抑制され、ロッドを介して連結されたトラベリングプレ
ートの振動も抑制される。
ド部材の一方のスライド部材と他方のスライド部材とで
互いに逆の場合に、制御手段はブレーキ手段を作動させ
る。ブレーキ手段の摺接面は制動面に適切な荷重でもっ
て押圧または吸引され、互いの面に摩擦力を発生させ
る。この摩擦力は、お互いの長手方向の振動を互いに打
消し合う方向に働く。この結果、スライド部材の振動は
抑制され、ロッドを介して連結されたトラベリングプレ
ートの振動も抑制される。
【0015】上記のように構成した請求項2に係る発明
においては、スライド部材の振動を検知する検知手段を
さらに有しており、検知手段により振動が検知された場
合にブレーキ手段を作動させる。これにより、振動が発
生した時に自動的に振動を抑制することができる。
においては、スライド部材の振動を検知する検知手段を
さらに有しており、検知手段により振動が検知された場
合にブレーキ手段を作動させる。これにより、振動が発
生した時に自動的に振動を抑制することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明における第1の実施の形態
の一例を図1〜図7に従って説明する。以下、工作機械
として利用された場合として説明するが、パラレルロボ
ットの利用分野は工作機械に限られるものではない。図
1に示すように、外部に固定された支持柱Pを介しパラ
レルロボットPRが吊設されている。パラレルロボット
PRのトラベリングプレート2にはエンドミルやドリル
等の工具Tが取付けられている。
の一例を図1〜図7に従って説明する。以下、工作機械
として利用された場合として説明するが、パラレルロボ
ットの利用分野は工作機械に限られるものではない。図
1に示すように、外部に固定された支持柱Pを介しパラ
レルロボットPRが吊設されている。パラレルロボット
PRのトラベリングプレート2にはエンドミルやドリル
等の工具Tが取付けられている。
【0017】パラレルロボットPRは、基台1と3対の
ガイド6,7と3対のスライド部材13,14と駆動装
置(図では6つ)15,16と6つのロッド4,5と制
動面51(図では3つ)とブレーキ手段52(図では3
つ)と制御手段61とを備える。
ガイド6,7と3対のスライド部材13,14と駆動装
置(図では6つ)15,16と6つのロッド4,5と制
動面51(図では3つ)とブレーキ手段52(図では3
つ)と制御手段61とを備える。
【0018】2本1対のガイド6,7は、六角形状部材
である基台1の一つ置きの辺部に設けられ、次のように
構成されている。基台1の辺部に120度円周等配で、
外開きの所定の傾斜角をもって放射状に長手方向に案内
溝が形成された案内枠8,9が平行1対となって設けら
れている。
である基台1の一つ置きの辺部に設けられ、次のように
構成されている。基台1の辺部に120度円周等配で、
外開きの所定の傾斜角をもって放射状に長手方向に案内
溝が形成された案内枠8,9が平行1対となって設けら
れている。
【0019】図2に示すように案内枠8,9の案内溝に
は、溝に沿って滑動自在の夫々のスライド部材13,1
4が取り付けられている。案内枠8,9には、案内枠
8,9の基端部・先端部に亘る送りねじ11,12が回
転自在に架設されている。また、スライド部材13,1
4は各送りねじ11,12に螺合し、各送りねじ11,
12は案内枠8,9の先端部に設けられたサーボモータ
15,16の出力軸に結合されている。サーボモータ1
5,16には、それぞれの回転を検出するエンコーダ1
5a,16aが設けられている。
は、溝に沿って滑動自在の夫々のスライド部材13,1
4が取り付けられている。案内枠8,9には、案内枠
8,9の基端部・先端部に亘る送りねじ11,12が回
転自在に架設されている。また、スライド部材13,1
4は各送りねじ11,12に螺合し、各送りねじ11,
12は案内枠8,9の先端部に設けられたサーボモータ
15,16の出力軸に結合されている。サーボモータ1
5,16には、それぞれの回転を検出するエンコーダ1
5a,16aが設けられている。
【0020】図3に示すように、2本1対のロッド4,
5の夫々は、第1ロッド部21、第2ロッド部22及び
第3ロッド部23並びに第1ロッド部21・第2ロッド
部22間を固定的に連結するフランジ継手24及び第2
ロッド部22・第3ロッド部23間をL1軸線回りに回
転自在に連結する回転軸継手25とから構成されてい
る。
5の夫々は、第1ロッド部21、第2ロッド部22及び
第3ロッド部23並びに第1ロッド部21・第2ロッド
部22間を固定的に連結するフランジ継手24及び第2
ロッド部22・第3ロッド部23間をL1軸線回りに回
転自在に連結する回転軸継手25とから構成されてい
る。
【0021】ロッド4,5の夫々の上端部、即ち第1ロ
ッド部21の上端部は、スライド部材13,14に第1
連結部26を介して直交2軸線回りに回転自在に結合さ
れている。ロッド4,5の夫々の下端部、即ち第3ロッ
ド部23の下端部は、三角形状板材であるトラベリング
プレート2の辺部に適宜の間隔をあけた2点の結合点で
第2連結部27を介して直交2軸線回り回転自在に結合
されている。そこで、ロッド4,5は、第1連結部26
を支点としてスライド部材13,14に対し、第2連結
部27を支点としてトラベリングプレート2に対して夫
々3次元的な方向に揺動することができる。
ッド部21の上端部は、スライド部材13,14に第1
連結部26を介して直交2軸線回りに回転自在に結合さ
れている。ロッド4,5の夫々の下端部、即ち第3ロッ
ド部23の下端部は、三角形状板材であるトラベリング
プレート2の辺部に適宜の間隔をあけた2点の結合点で
第2連結部27を介して直交2軸線回り回転自在に結合
されている。そこで、ロッド4,5は、第1連結部26
を支点としてスライド部材13,14に対し、第2連結
部27を支点としてトラベリングプレート2に対して夫
々3次元的な方向に揺動することができる。
【0022】制御装置61は図1に示すように、中央処
理装置(CPU)62を中核としメモリ63を持つプロ
グラマブルな数値制御装置である。CPU62はインタ
ーフェイス64を介して駆動ユニット(DU)165,
166にサーボモータ15,16の回転量目標値を出力
し、これにもとづいて各駆動ユニット(DU)165,
166はサーボモータ15,16を回転駆動するように
なっている。各サーボモータ15,16の回転はエンコ
ーダ15a,16aにより検出されて各駆動ユニット
(DU)165,166にフィードバックされるように
なっている。CPU62には、インターフェイス66を
介して入出力装置67が、インターフェース64を介し
てシーケンサ69が接続されている。
理装置(CPU)62を中核としメモリ63を持つプロ
グラマブルな数値制御装置である。CPU62はインタ
ーフェイス64を介して駆動ユニット(DU)165,
166にサーボモータ15,16の回転量目標値を出力
し、これにもとづいて各駆動ユニット(DU)165,
166はサーボモータ15,16を回転駆動するように
なっている。各サーボモータ15,16の回転はエンコ
ーダ15a,16aにより検出されて各駆動ユニット
(DU)165,166にフィードバックされるように
なっている。CPU62には、インターフェイス66を
介して入出力装置67が、インターフェース64を介し
てシーケンサ69が接続されている。
【0023】メモリ63には振動検知手段としての振動
検出プログラム70等が記憶されている。振動検出プロ
グラム70は、回転量目標値とエンコーダ15a,16
aにて検出される回転量現在値との差(位置偏差)から
振動数を計測する公知のものであり説明は省略する。
検出プログラム70等が記憶されている。振動検出プロ
グラム70は、回転量目標値とエンコーダ15a,16
aにて検出される回転量現在値との差(位置偏差)から
振動数を計測する公知のものであり説明は省略する。
【0024】次にトラベリングプレート2に生じる回転
振動の抑制手段を図2により説明する。ブレーキ手段は
主にシリンダ52と制動面51とから構成される。
振動の抑制手段を図2により説明する。ブレーキ手段は
主にシリンダ52と制動面51とから構成される。
【0025】平行にならんだスライド部材13,14の
一方のスライド部材13の他方のスライド部材14側の
側面に、シリンダ52が図示しないボルトにより固定さ
れている。シリンダ52は他方のスライド部材14に向
かって前後進可能なピストンロッド53を有している。
ピストンロッド53の前進方向の先端面には円盤状のブ
レーキパッド55が固着されている。
一方のスライド部材13の他方のスライド部材14側の
側面に、シリンダ52が図示しないボルトにより固定さ
れている。シリンダ52は他方のスライド部材14に向
かって前後進可能なピストンロッド53を有している。
ピストンロッド53の前進方向の先端面には円盤状のブ
レーキパッド55が固着されている。
【0026】ブレーキパッド55の固着面の反対側は、
制動面(後述する)に摺接する摺接面となっており、摺
接時のかじりを防ぎ適切な摩擦力が発生する材質、例え
ば強化繊維入りのベークライト樹脂が使用されている。
他方のスライド部材14の一方のスライド部材13側の
側面にはブレーキパッド55の摺接面が摺接可能な制動
面51が形成されている。制動面51の材質は鋳鉄を使
用するが、ブレーキパッド55の摺接面と接触したとき
に適切な摩擦力が発生するものであれば他の金属でもよ
い。
制動面(後述する)に摺接する摺接面となっており、摺
接時のかじりを防ぎ適切な摩擦力が発生する材質、例え
ば強化繊維入りのベークライト樹脂が使用されている。
他方のスライド部材14の一方のスライド部材13側の
側面にはブレーキパッド55の摺接面が摺接可能な制動
面51が形成されている。制動面51の材質は鋳鉄を使
用するが、ブレーキパッド55の摺接面と接触したとき
に適切な摩擦力が発生するものであれば他の金属でもよ
い。
【0027】上記のように構成された本実施の形態のパ
ラレルリンクロボットPRは、次のように作用する。原
位置では全てのスライド部材13,14はスライド原位
置に位置し、ジョイント26,27とロッド4,5にて
連結されたトラベリングプレート2の位置は移動範囲の
最上部となっている。シリンダ52のピストンロッド5
3は後退しており、ブレーキパッド55の摺接面と制動
面51の間には隙間が形成されている(以下、ブレーキ
OFFの状態と記載)。
ラレルリンクロボットPRは、次のように作用する。原
位置では全てのスライド部材13,14はスライド原位
置に位置し、ジョイント26,27とロッド4,5にて
連結されたトラベリングプレート2の位置は移動範囲の
最上部となっている。シリンダ52のピストンロッド5
3は後退しており、ブレーキパッド55の摺接面と制動
面51の間には隙間が形成されている(以下、ブレーキ
OFFの状態と記載)。
【0028】工作物が図示しないベッドに取付けられ、
加工に必要な工具T、例えばエンドミル90がトラベリ
ングプレート2の回転主軸91に取付けられる。制御装
置61は各々のサーボモータ15,16を駆動させて、
スライド部材13,14を各々所要ストロークだけ前進
させる。スライド部材13,14の前進に伴い、ロッド
により接続されたトラベリングプレートは傾きを変えら
れ、エンドミル90の回転軸線は所望の方向に向けられ
る。そして、同時にエンドミル90を加工開始位置に急
速位置決めして、図示しない電動機によりエンドミルが
装着された回転主軸91を回転させ、エンドミル90を
所望の経路で移動させて図示しない工作物の加工を行
う。
加工に必要な工具T、例えばエンドミル90がトラベリ
ングプレート2の回転主軸91に取付けられる。制御装
置61は各々のサーボモータ15,16を駆動させて、
スライド部材13,14を各々所要ストロークだけ前進
させる。スライド部材13,14の前進に伴い、ロッド
により接続されたトラベリングプレートは傾きを変えら
れ、エンドミル90の回転軸線は所望の方向に向けられ
る。そして、同時にエンドミル90を加工開始位置に急
速位置決めして、図示しない電動機によりエンドミルが
装着された回転主軸91を回転させ、エンドミル90を
所望の経路で移動させて図示しない工作物の加工を行
う。
【0029】加工が完了すると制御装置61は、エンド
ミル90が装着された回転主軸91の回転を停止させサ
ーボモータ15,16を駆動しトラベリングプレート2
を原位置に戻す。加工が完了した工作物はベッドから取
外される。
ミル90が装着された回転主軸91の回転を停止させサ
ーボモータ15,16を駆動しトラベリングプレート2
を原位置に戻す。加工が完了した工作物はベッドから取
外される。
【0030】次に、本実施の形態のパラレルリンクロボ
ットPRの振動抑制機能について、図4〜図7に従って
説明する。機械の運転が開始され、サイクルのスタート
信号が与えられると、例えば所定のインターバル毎に図
4のルーチンが実行される。ステップS101では、振
動検出プログラム70を実行させスライド部材13,1
4の振動の振幅・位相を測定する。スライド部材13,
14の振動の振幅・位相はエンコーダ15a,15bの
位置偏差を測定することにより行う。測定結果の例とし
て、図5には振動が発生しない状態を示し、図6には振
動が発生した状態を示す。図5(a)はエンコーダ15
aの位置偏差を示し、図5(b)はエンコーダ16aの
位置偏差を示す。図5(a)(b)中の突出した位置偏
差A,Cは起動時、位置偏差B,Dは停止時に生じたも
ので、スライド部材13,14等に起因するサーボ系の
追従遅れによるものである。この後、位置偏差はほとん
どゼロとなり、位置偏差ゼロの状態が継続する。これに
よりスライド部材13,14に振動は発生していないと
判断される。
ットPRの振動抑制機能について、図4〜図7に従って
説明する。機械の運転が開始され、サイクルのスタート
信号が与えられると、例えば所定のインターバル毎に図
4のルーチンが実行される。ステップS101では、振
動検出プログラム70を実行させスライド部材13,1
4の振動の振幅・位相を測定する。スライド部材13,
14の振動の振幅・位相はエンコーダ15a,15bの
位置偏差を測定することにより行う。測定結果の例とし
て、図5には振動が発生しない状態を示し、図6には振
動が発生した状態を示す。図5(a)はエンコーダ15
aの位置偏差を示し、図5(b)はエンコーダ16aの
位置偏差を示す。図5(a)(b)中の突出した位置偏
差A,Cは起動時、位置偏差B,Dは停止時に生じたも
ので、スライド部材13,14等に起因するサーボ系の
追従遅れによるものである。この後、位置偏差はほとん
どゼロとなり、位置偏差ゼロの状態が継続する。これに
よりスライド部材13,14に振動は発生していないと
判断される。
【0031】図6(a)はエンコーダ15aの位置偏差
を示し、図6(b)はエンコーダ16aの位置偏差を示
す。図(a)のA1は指令値に対しスライド部材の追従
が遅れ、マイナス方向の位置偏差としてあらわれてい
る。この後、位置偏差はゼロに戻り今度はプラス方向に
オーバーシュートしている(A2)。そして位置偏差
は、さらにゼロに戻り今度は再度マイナス方向にオーバ
シュート(A3)し、これが周期的に繰り返されてい
る。
を示し、図6(b)はエンコーダ16aの位置偏差を示
す。図(a)のA1は指令値に対しスライド部材の追従
が遅れ、マイナス方向の位置偏差としてあらわれてい
る。この後、位置偏差はゼロに戻り今度はプラス方向に
オーバーシュートしている(A2)。そして位置偏差
は、さらにゼロに戻り今度は再度マイナス方向にオーバ
シュート(A3)し、これが周期的に繰り返されてい
る。
【0032】この位置偏差の周期的な変動の振動数を検
知することにより、振動が発生していると判断する。B
1,B2…は停止時を示す。これも加速時と同様プラス
方向とマイナス方向に位置偏差が周期的に変動してい
る。図6(b)は図6(a)と振動数が同じであるが、
振動の位相がπラジアンずれている。つまり振動の位相
が互いに逆である。
知することにより、振動が発生していると判断する。B
1,B2…は停止時を示す。これも加速時と同様プラス
方向とマイナス方向に位置偏差が周期的に変動してい
る。図6(b)は図6(a)と振動数が同じであるが、
振動の位相がπラジアンずれている。つまり振動の位相
が互いに逆である。
【0033】ステップS102では、測定した振幅を予
め設定しておいた振幅閾値と比較し、振幅閾値未満であ
ればステップS105に移りブレーキをOFFの状態に
維持する。振幅閾値以上であれば、ステップS103に
移る。ステップS103では、測定した位相差がπラジ
アンであるか否か判定する。NOであればステップS1
05に移りブレーキをOFFの状態に維持する。
め設定しておいた振幅閾値と比較し、振幅閾値未満であ
ればステップS105に移りブレーキをOFFの状態に
維持する。振幅閾値以上であれば、ステップS103に
移る。ステップS103では、測定した位相差がπラジ
アンであるか否か判定する。NOであればステップS1
05に移りブレーキをOFFの状態に維持する。
【0034】YES、つまり位相差がπラジアン(逆位
相)であればステップS104に移り、図示しないソレ
ノイドバルブを切替えて、圧縮空気をシリンダ52へ供
給する。ピストンロッド53は前進させられ、ブレーキ
パッド55の摺接面をスライド部材14の制動面51に
押圧させる(ブレーキONの状態)。摺接面は制動面5
1に所望の荷重でもって押圧されて、互いの面に生じた
摩擦力によりスライド部材13,14の振動は打消し合
う。ブレーキ手段を作動させたときのエンコーダ15
a,16aの位置偏差は図7に示すようになり、周期的
振動が生じていないことを示している。
相)であればステップS104に移り、図示しないソレ
ノイドバルブを切替えて、圧縮空気をシリンダ52へ供
給する。ピストンロッド53は前進させられ、ブレーキ
パッド55の摺接面をスライド部材14の制動面51に
押圧させる(ブレーキONの状態)。摺接面は制動面5
1に所望の荷重でもって押圧されて、互いの面に生じた
摩擦力によりスライド部材13,14の振動は打消し合
う。ブレーキ手段を作動させたときのエンコーダ15
a,16aの位置偏差は図7に示すようになり、周期的
振動が生じていないことを示している。
【0035】このように、スライド部材13,14のス
ライド部材13,14の移動方向の振動が抑制されるの
でロッド4,5を介して連結されたトラベリングプレー
ト2の回転振動も抑制される。そして、回転主軸91に
装着したエンドミル90も振動することは無く、加工面
にうねり等が生ずることは無く、正常な加工面が得られ
る。
ライド部材13,14の移動方向の振動が抑制されるの
でロッド4,5を介して連結されたトラベリングプレー
ト2の回転振動も抑制される。そして、回転主軸91に
装着したエンドミル90も振動することは無く、加工面
にうねり等が生ずることは無く、正常な加工面が得られ
る。
【0036】本発明における第2の実施の形態の例を図
8に従って説明する。これは、第1の実施の形態とブレ
ーキ手段の構成が相違するものであり、この相違部分の
みを説明する。ブレーキ手段は主にシリンダ152とア
ングル部材150とから構成されている。
8に従って説明する。これは、第1の実施の形態とブレ
ーキ手段の構成が相違するものであり、この相違部分の
みを説明する。ブレーキ手段は主にシリンダ152とア
ングル部材150とから構成されている。
【0037】平行にならんだスライド部材13,14の
一方のスライド部材13の側面には、シリンダ152が
図示しないボルトにより固定されている。シリンダ15
2はシリンダ本体153と2つのピストン155とを備
えている。
一方のスライド部材13の側面には、シリンダ152が
図示しないボルトにより固定されている。シリンダ15
2はシリンダ本体153と2つのピストン155とを備
えている。
【0038】シリンダ本体153の断面はコの字形であ
り、2つの対向する部分にはそれぞれピストン155が
互いに対向して同軸的に配設されている。ピストン15
5は図示しない圧油を供給することにより前後進可能と
なっており、ピストン155の先端部にはアングル部材
150の一方の板状部と摺接する摺接面が形成されてい
る。
り、2つの対向する部分にはそれぞれピストン155が
互いに対向して同軸的に配設されている。ピストン15
5は図示しない圧油を供給することにより前後進可能と
なっており、ピストン155の先端部にはアングル部材
150の一方の板状部と摺接する摺接面が形成されてい
る。
【0039】アングル部材150の一方の板状部はシリ
ンダ本体153の開口部分の2つの内側面に互いに隙間
を空けた位置にあり、ピストン155の摺接面が摺接す
るような制動面を両面に形成している。他方の板状部は
スライド部材14の側面にスライド部材13,14の移
動方向に延設固定されている。
ンダ本体153の開口部分の2つの内側面に互いに隙間
を空けた位置にあり、ピストン155の摺接面が摺接す
るような制動面を両面に形成している。他方の板状部は
スライド部材14の側面にスライド部材13,14の移
動方向に延設固定されている。
【0040】ブレーキ手段をONさせると、2つのピス
トン155が互いに前進してアングル部材150の一方
の板状部を両側から挟持する。2つのピストン155の
作用力は互い対向し相等しいので、アングル部材150
を変位させる外力としては働かない。したがってブレー
キ手段をONさせても、スライド部材13,14を相対
変位させず、スライド部材13,14の位置決め精度を
低下させることはない。
トン155が互いに前進してアングル部材150の一方
の板状部を両側から挟持する。2つのピストン155の
作用力は互い対向し相等しいので、アングル部材150
を変位させる外力としては働かない。したがってブレー
キ手段をONさせても、スライド部材13,14を相対
変位させず、スライド部材13,14の位置決め精度を
低下させることはない。
【0041】また、第1と第2の実施の形態ではブレー
キ手段としてシリンダを使用したが、これにかえて電磁
石を使用し制動面に摺接面を吸着させてもよい。
キ手段としてシリンダを使用したが、これにかえて電磁
石を使用し制動面に摺接面を吸着させてもよい。
【図1】本発明の第1の実施の形態におけるパラレルロ
ボットを利用した機械の斜視図である。
ボットを利用した機械の斜視図である。
【図2】図1のH視図である。
【図3】図1のロッド部の詳細図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態における振動抑制機
能を説明するフローチャートである。
能を説明するフローチャートである。
【図5】本発明の第1の実施の形態におけるスライド部
材が振動しない状態のエンコーダの位置偏差を表したグ
ラフである。
材が振動しない状態のエンコーダの位置偏差を表したグ
ラフである。
【図6】本発明の第1の実施の形態におけるスライド部
材が振動した時のエンコーダの位置偏差を表したグラフ
である。
材が振動した時のエンコーダの位置偏差を表したグラフ
である。
【図7】本発明の第1の実施の形態におけるブレーキ手
段を作動させたときのエンコーダの位置偏差を表したグ
ラフである。
段を作動させたときのエンコーダの位置偏差を表したグ
ラフである。
【図8】本発明の第2の実施の形態におけるブレーキ手
段を示す図である。
段を示す図である。
1:基台、2:トラベリングプレート、4,5:ロッ
ド、6,7:ガイド、13,14:スライド部材、1
5,16:駆動装置、51:制動面、52:ブレーキ手
段(シリンダ)、61:制御手段、PR:パラレルロボ
ット、T:工具
ド、6,7:ガイド、13,14:スライド部材、1
5,16:駆動装置、51:制動面、52:ブレーキ手
段(シリンダ)、61:制御手段、PR:パラレルロボ
ット、T:工具
Claims (2)
- 【請求項1】 基台と、各々が対をなして円周方向の3
等分位置で前記基台に固定された3対のガイドと、前記
3対のガイドのそれぞれに設けられ前記ガイドの長手方
向に移動可能な3対のスライド部材と、前記3対を構成
する6つのスライド部材を別個に独立して移動させる駆
動装置と、前記6つのスライド部材のそれぞれに一端が
ジョイントを介し連結された6本のロッドと、前記6本
のロッドのそれぞれの他端がジョイントを介し同一平面
上に取付けられたトラベリングプレートとを備えたパラ
レルロボットにおいて、前記3対のスライド部材のうち
少なくとも1対のスライド部材の両スライド部材間の相
対移動を選択的に許容または拘束するブレーキ手段を備
えたことを特徴とするパラレルロボット。 - 【請求項2】 請求項1のパラレルロボットにおいて、
前記6つのスライド部材のうち少なくとも1つのスライ
ド部材の振動を検知する検知手段をさらに有し、前記検
知手段により振動が検知された場合に前記ブレーキ手段
を作動させて両スライド部材間の相対移動を拘束するよ
うにしたことを特徴とするパラレルロボット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001282932A JP2003094266A (ja) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | パラレルロボット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001282932A JP2003094266A (ja) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | パラレルロボット |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003094266A true JP2003094266A (ja) | 2003-04-03 |
Family
ID=19106509
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001282932A Pending JP2003094266A (ja) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | パラレルロボット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003094266A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106808476A (zh) * | 2015-12-01 | 2017-06-09 | 松下知识产权经营株式会社 | 作业装置以及作业装置中的示教方法 |
-
2001
- 2001-09-18 JP JP2001282932A patent/JP2003094266A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106808476A (zh) * | 2015-12-01 | 2017-06-09 | 松下知识产权经营株式会社 | 作业装置以及作业装置中的示教方法 |
CN106808476B (zh) * | 2015-12-01 | 2021-06-01 | 松下知识产权经营株式会社 | 作业装置以及作业装置中的示教方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20060523 |