JP2004343874A - Linear motor type uniaxial robot - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアモータを用いた単軸ロボットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば特許文献1に示されるように、永久磁石を軸方向に配列したシャフト状のステータ部と、このステータ部を囲繞するコイルが設けられた可動部材とを備え、上記コイルに対する通電が制御されることにより可動部材がステータ部の軸に沿った方向に直線的に移動するようになっているリニアモータは一般に知られている。このようなリニアモータは各種分野において物品の搬送などに用いられ、単軸ロボットにも適用可能である。
【0003】
この種のリニアモータでは、移動位置や移動速度の制御のため、ステータ部が設けられている本体に取付けられたスケールと、可動部材に装備されて上記スケールを読取るヘッドとで構成される位置検出手段が設けられ、例えば磁気スケールとこれを読取る磁気ヘッドとで位置検出手段が構成されている。
【0004】
【特許文献1】
特公平5−34902号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記磁気スケール及び磁気ヘッドを配備する場合に、磁気ヘッドがステータ部の永久磁石やコイルからの磁気の影響を受けると誤検出を生じるおそれがあり、従来ではこのような事態を避けるため、可動部材の側方に突出させたブラケットに磁気ヘッドを取付ける等、コイルから充分に遠い位置に磁気ヘッドを配置するようにしていたが、このようにすると磁気ヘッド配置部分が余分な場所を取り、コンパクトに磁気ヘッドを組み込むことができない。
【0006】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、磁気ヘッドをコンパクトに可動部材に組み込み得るようにしつつ、磁気ヘッドがコイル等からの磁気の影響を受けることを避け、誤検出を防止することができるリニアモータ式単軸ロボットを提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、永久磁石を軸方向に配列したシャフト状のステータ部を有するロボット本体と、上記ステータ部を囲繞するコイルを有して、上記ロボット本体に対して一定方向に直線的に移動可能となった可動部材とを備え、位置検出のための磁気スケールが上記ロボット本体に設けられるとともに、この磁気スケールを読取る磁気ヘッドが可動部材に設けられているリニアモータ式単軸ロボットにおいて、上記可動部材における磁気ヘッドとコイルとの間の位置に磁気シールドが配置されているものである。
【0008】
この発明によると、動作中に上記磁気ヘッドで磁気スケールが読取られることにより位置の検出が行われ、この検出に基づいて可動部材の位置や移動速度の制御が行われる。
【0009】
この場合、上記磁気シールドにより、ステータ部の永久磁石やコイルからの磁気の影響が磁気ヘッドに及ぶことが抑制され、磁気ヘッドの誤検出が防止される。
【0010】
本発明において、上記ロボット本体に上記可動部材を摺動可能に支持するリニアガイドが設けられ、このリニアガイドの側方に上記磁気スケールが配置され、一方、上記可動部材の側方下端部に、上記磁気スケールに対向するように磁気ヘッドが配置されるとともに、この磁気ヘッドの上方に磁気シールドが配置されていればよい。
【0011】
あるいは、上記ロボット本体のステータ部の下方に、上記可動部材を摺動可能に支持するリニアガイドが設けられ、このリニアガイドの上面部に非磁性体層を介して磁気スケールが設けられる一方、上記可動部材のコイルの下方に、磁気ヘッド及び磁気シールドが配置されているものであってもよい。このようにすると、可動ブロックの傾きが生じても、磁気スケールと磁気ヘッドとの相対位置のずれが極力小さく抑えられて、検出精度が高められる。
【0012】
また、上記磁気シールドは、磁性層と非磁性層とを交互に積層してなるものであることが好ましい。このようにすると、磁気シールド効果が高められる。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【0014】
図1は本発明の一実施形態による単軸ロボットの縦断正面図、図2は同ロボットの横断面図、図3は要部の縦断平面図である。これらの図において、単軸ロボットは、ロボット本体1と、このロボット本体1に対して一定方向に直線的に移動可能な可動部材2とを備えている。
【0015】
上記ロボット本体1は、ベース部3と一対のカバー部材4とからなり、一軸方向に延びる横長枠状に形成されている。上記一対のカバー部材4は、ロボット本体1の両側壁部分を構成するもので、全長にわたって互いに平行に対向し、ベース部3の両側部から上方に突出した状態で、下端部がベース部3にボルトで固着されている。上記両カバー部材4の上端には内方に突出する縁部4aが形成され、この両カバー部材4の上端縁部4aの間に一定幅の開口部6が形成されている。
【0016】
上記ロボット本体1内には、一定幅のガイドレール8がベース部3上に設けられるとともに、その上方にステータ部10が配置されている。このステータ部10は、N,Sの磁極が交互に逆向きに位置するように軸方向に配列された多数個の環状の永久磁石10aを有し、これらの永久磁石10aが中心軸10b上に保持され、非磁性体からなるスリーブ10c内に収容されている。そして、ステータ部10全体が円形断面のシャフト状に形成されており、このステータ部10の両端が、ロボット本体1内の両端部においてベース部3上に立設された支持部材11に、取付け部材12を介して支持されている。ロボット本体1の両端部は端部カバー13で覆われている。
【0017】
上記ガイドレール8の一側方において上記ベース部3の上面には、細長のプレート状の磁気スケール14がベース部3の略全長にわたって設けられている。この磁気スケール14は、後述のMRヘッド21により読取可能なように磁気的に目盛りを記録したものである。
【0018】
また、可動部材2は、上記ステータ部10を挿通させる中空の可動ブロック15を有し、この可動ブロック15の下端に、上記ガイドレール8に係合する被ガイド部16が設けられることにより、上記可動ブロック15がガイドレール8に摺動自在に支持されている。
【0019】
上記可動ブロック15の中空部内周には、電機子を構成するコイル18が固定されている。そして、可動部材2がロボット本体1に組み付けられた状態で、コイル18がステータ部10を囲繞するようになっている。また、上記コイル18の軸方向両側において上記可動ブロック15の内周には、環状の滑り軸受20が設けられ、その内周面がステータ部10に摺接している。
【0020】
上記可動ブロックの一側部下端には、磁気ヘッドとしてのMRヘッド21が設けられている。このMRヘッド21は、上記磁気スケール14に対向し、可動部材2の移動中に上記磁気スケール14を読み取ることにより可動部材2の位置を検出するものである。このMRヘッド21の上方には磁気シールド22が設けられている。この磁気シールド22は、MRヘッド21とコイル12との間に位置して、上記ステータ部10及びコイル12からの磁気的影響がMRヘッド21に及ぶことを防止するものである。
【0021】
上記磁気シールド22の具体的構造の一例を図4に示す。この図のように、磁気シールド22は、磁性層22aと非磁性層22bとを交互に積層させた多層構造となっている。
【0022】
図1及び図2に戻って、可動部材2の上部には作業部材支持用のテーブル24が設けられ、このテーブル24に、用途に応じた各種の作業部材が取付けられるようになっている。上記テーブル24の上面複数箇所には、作業部材をボルト止め等で取付けるための取付け座25が設けられ、この取付け座25を除く部分でテーブル24が上部カバー26により覆われている。
【0023】
このテーブル24は、断熱板27を介して上記可動ブロック15上に載置された状態で、複数箇所においてボルト28により断熱板27と一緒に可動ブロック15に固定されている。上記各ボルト28の頭部とテーブル24との間には断熱ワッシャー29が介装されている。上記断熱板27及び断熱ワッシャー29は、断熱性の高い材料で形成され、コイル18から可動ブロック15に伝わる熱がテーブル24にまで伝達されることを抑制するようになっている。
【0024】
なお、上記可動部材2におけるテーブル24の一側面部にはコネクタ32が設けられ、このコネクタ32に上記コイル18及びMRヘッド21が電線33を介して接続されている。また、ロボット本体1の外部にはケーブル(図示せず)を収容する可撓性ダクト34が配備され、そのケーブルの先端に設けられたコネクタ35が上記コネクタ32に接続されることにより、ケーブルを介して図外の電源及び制御回路に上記コイル18及びMRヘッド21が電気的に接続されるようになっている。36,37は上記可撓性ダクト34を支持するステーである。
【0025】
以上のような当実施形態の単軸ロボットによると、上記可動部材2のコイル18に流れる電流が制御されることにより、その電流とステータ部10の永久磁石10aによる磁界との相互作用によって生じる推力により、可動部材2が軸方向に移動する。
【0026】
また、このような動作中に上記MRヘッド21で磁気スケール14が読取られることにより位置の検出が行われ、この検出に基づいて可動部材2の位置や移動速度の制御が行われる。
【0027】
この場合、MRヘッド21の上方には磁気シールド22が設けられていることにより、ステータ部10の永久磁石10aやコイル18からの磁気の影響がMRヘッド21に及ぶことが抑制され、MRヘッド21の誤検出が防止される。
【0028】
とくに、磁気シールド22が磁性層22aと非磁性層22bとを交互に積層させた多層構造(図4参照)となっていると、各層で多重に磁気シールド作用が得られるため、全体として磁気シールド効果が大幅に高められる。従って、MRヘッド21による検出とそれに基づく制御の精度が高められる。
【0029】
そして、このように磁気シールド22を備えることにより、磁気的影響がMRヘッド21に及ぶことを避けつつ、MRヘッド21をコイル18に対して比較的近い位置に設け、可動部材2にMRヘッド21をコンパクトに組み込むことができる。
【0030】
なお、本発明のリニアモータ式単軸ロボットの具体的構造は上記実施形態に限定されず、種々変更可能である。
【0031】
例えば、図5に示すように、ステータ部10の略直下の位置に磁気スケール42及びMRヘッド43を配置するようにしてもよい。
【0032】
すなわち、この図に示す例では、ステータ部10の略直下の位置においてリニアガイド8に非磁性層41が設けられ、この非磁性層41上に磁気スケール42が設けられる一方、可動部材2における可動ブロック15の下端部の略中央部に、上記磁気スケール42に対向するようにMRヘッド43が取付けられている。また、この実施形態でも、磁気シールド44が、コイル18とMRヘッド43との間に位置するように、MRヘッド43の上方に設けられている。
【0033】
このようにすると、微視的に見てリニアガイド8の弾性変形により可動ブロック15の傾きが生じても、磁気スケール42とMRヘッド43との相対位置のずれが極力小さく抑えられて、検出精度が高められる。そしてこの場合も、磁気シールド44が設けられることにより、MRヘッド43に磁気的な影響が及ぶことが防止される。
【0034】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、位置検出のための磁気スケールがロボット本体に設けられるとともに、この磁気スケールを読取る磁気ヘッドが可動部材に設けられているリニアモータ式単軸ロボットにおいて、上記可動部材における磁気ヘッドとコイルとの間の位置に磁気シールドが配置されているため、磁気ヘッドに磁気的影響が及ぶことを抑制して磁気ヘッドの誤検出を防止することができる。しかも、磁気ヘッドをコイルから遠く離す必要がなく、可動部材に磁気ヘッドをコンパクトに組み込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による単軸ロボットの縦断正面図である。
【図2】上記単軸ロボットの横断側面図である。
【図3】上記単軸ロボットの概略縦断平面図である。
【図4】要部の拡大断面図である。
【図5】別の実施形態を示す単軸ロボットの横断側面図である。
【符号の説明】
1 ロボット本体
2 可動部
8 リニアガイド
10 ステータ部
10a 永久磁石
14,42 磁気スケール
15 可動ブロック
18 コイル
21,43 MRヘッド(磁気ヘッド)
22,44 磁気シールド[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a single-axis robot using a linear motor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in
[0003]
In this type of linear motor, for controlling the moving position and the moving speed, a position detection comprising a scale mounted on a main body provided with a stator portion and a head mounted on a movable member and reading the scale. Means are provided, for example, a magnetic scale and a magnetic head for reading the magnetic scale constitute a position detecting means.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 5-34902
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the above-described magnetic scale and magnetic head are provided, erroneous detection may occur if the magnetic head is affected by magnetism from the permanent magnets and coils of the stator unit. The magnetic head was placed at a position far enough from the coil, such as mounting the magnetic head on a bracket that protruded to the side of the movable member, but in this case the magnetic head arrangement part took extra space, The magnetic head cannot be built compactly.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and it has been made possible to prevent the magnetic head from being affected by magnetism from a coil or the like while allowing the magnetic head to be incorporated in a movable member in a compact manner. It is an object of the present invention to provide a linear motor type single axis robot capable of preventing detection.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has a robot body having a shaft-shaped stator portion in which permanent magnets are arranged in an axial direction, and a coil surrounding the stator portion, and is capable of linearly moving in a fixed direction with respect to the robot body. And a magnetic scale for position detection is provided on the robot body, and a magnetic head for reading the magnetic scale is provided on the movable member. , A magnetic shield is arranged at a position between the magnetic head and the coil.
[0008]
According to the present invention, the position is detected by reading the magnetic scale with the magnetic head during operation, and the position and the moving speed of the movable member are controlled based on the detection.
[0009]
In this case, the magnetic shield suppresses the influence of the magnetism from the permanent magnets and coils of the stator section on the magnetic head, thereby preventing erroneous detection of the magnetic head.
[0010]
In the present invention, a linear guide that slidably supports the movable member is provided on the robot main body, and the magnetic scale is disposed on a side of the linear guide, while a movable lower member has a side lower end portion. It suffices that the magnetic head is disposed so as to face the magnetic scale, and the magnetic shield is disposed above the magnetic head.
[0011]
Alternatively, a linear guide that slidably supports the movable member is provided below a stator portion of the robot main body, and a magnetic scale is provided on a top surface of the linear guide via a non-magnetic material layer. The magnetic head and the magnetic shield may be arranged below the coil of the movable member. With this configuration, even if the movable block is tilted, the deviation of the relative position between the magnetic scale and the magnetic head is suppressed as small as possible, and the detection accuracy is improved.
[0012]
Further, the magnetic shield is preferably formed by alternately stacking magnetic layers and non-magnetic layers. By doing so, the magnetic shielding effect is enhanced.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
FIG. 1 is a longitudinal sectional front view of a single-axis robot according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a transverse sectional view of the robot, and FIG. 3 is a longitudinal sectional plan view of main parts. In these drawings, the single-axis robot includes a
[0015]
The robot
[0016]
In the robot
[0017]
On one side of the
[0018]
In addition, the
[0019]
A
[0020]
An
[0021]
An example of a specific structure of the
[0022]
Returning to FIGS. 1 and 2, a work member support table 24 is provided above the
[0023]
The table 24 is fixed to the
[0024]
A
[0025]
According to the single-axis robot of the present embodiment as described above, by controlling the current flowing through the
[0026]
Further, the position is detected by reading the
[0027]
In this case, since the
[0028]
In particular, if the
[0029]
By providing the
[0030]
The specific structure of the linear motor type single-axis robot of the present invention is not limited to the above embodiment, but can be variously modified.
[0031]
For example, as shown in FIG. 5, the
[0032]
That is, in the example shown in this figure, the
[0033]
In this way, even if the
[0034]
【The invention's effect】
As described above, the present invention relates to a linear motor type single-axis robot in which a magnetic scale for position detection is provided on a robot body and a magnetic head for reading the magnetic scale is provided on a movable member. Since the magnetic shield is arranged at a position between the magnetic head and the coil in the member, it is possible to suppress the magnetic influence on the magnetic head and prevent erroneous detection of the magnetic head. In addition, there is no need to separate the magnetic head from the coil, and the magnetic head can be compactly incorporated into the movable member.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a vertical sectional front view of a single-axis robot according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional side view of the single-axis robot.
FIG. 3 is a schematic vertical sectional plan view of the single-axis robot.
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part.
FIG. 5 is a cross-sectional side view of a single-axis robot showing another embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
22,44 Magnetic shield
Claims (4)
位置検出のための磁気スケールが上記ロボット本体に設けられるとともに、この磁気スケールを読取る磁気ヘッドが可動部材に設けられているリニアモータ式単軸ロボットにおいて、
上記可動部材における磁気ヘッドとコイルとの間の位置に磁気シールドが配置されていることを特徴とするリニアモータ式単軸ロボット。A movable body having a shaft-shaped stator portion in which permanent magnets are arranged in the axial direction, and a coil surrounding the stator portion and capable of linearly moving in a fixed direction with respect to the robot body. With
A magnetic scale for position detection is provided on the robot body, and a magnetic head for reading the magnetic scale is provided on a movable member.
A linear motor-type single-axis robot, wherein a magnetic shield is disposed at a position between the magnetic head and the coil in the movable member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003136335A JP2004343874A (en) | 2003-05-14 | 2003-05-14 | Linear motor type uniaxial robot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003136335A JP2004343874A (en) | 2003-05-14 | 2003-05-14 | Linear motor type uniaxial robot |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=33526339
Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2004343874A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006223091A (en) * | 2005-01-13 | 2006-08-24 | Yamaha Motor Co Ltd | Linear motor type single-shaft robot |
JP2008114328A (en) * | 2006-11-02 | 2008-05-22 | Yamaha Motor Co Ltd | Uniaxial actuator |
-
2003
- 2003-05-14 JP JP2003136335A patent/JP2004343874A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006223091A (en) * | 2005-01-13 | 2006-08-24 | Yamaha Motor Co Ltd | Linear motor type single-shaft robot |
JP4749866B2 (en) * | 2005-01-13 | 2011-08-17 | ヤマハ発動機株式会社 | Linear motor type single axis robot |
JP2008114328A (en) * | 2006-11-02 | 2008-05-22 | Yamaha Motor Co Ltd | Uniaxial actuator |
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