JP2008264881A - Working device - Google Patents

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亮 二瓶
Shunichi Otaka
俊一 尾高
Isao Kariya
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a working device structured simply and suitable to assembling work of a small-sized electronic appliance. <P>SOLUTION: A movable part 10 is driven through a parallel link mechanism 11 by three actuators 6 installed on the base 5 of a parallel link type mechanism part 1, and a rotary shaft 16 installed in the movable part 10 is driven through a telescopic transmitting shaft 17 by another actuator 7 of rotary type installed on the base 5. A base table 3 has a biaxial tilting table part 2 to rotate round two shafts intersecting orthogonally and admitting mounting of a work, and an end effector 19 is mounted on the rotary shaft 16. The position of the movable part 10 is controlled by the parallel link type mechanism part 1, while the position and attitude of the end effector with respect to the work are controlled by changing the work attitude by the biaxial tilting table part 2. The movable part is embodied light. As the end effector can be changed in its attitude largely with respect to the work and can rotate, it is possible also to make twisting, which facilitates the assembling operation of the small-sized electronic appliance. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、パラレルリンク型機構部と２軸傾斜テーブル部からなる作業装置に関する。   The present invention relates to a working device including a parallel link type mechanism unit and a biaxial tilting table unit.

ベースとなる固定部材に複数のアクチュエータを取り付け、該アクチュエータの出力軸に連結されたリンクをそれぞれ駆動して、各リンクの先端に取り付けた可動部の位置、姿勢を制御するようにしたパラレルリンク型機構部で構成されたパラレルリンク型ロボットは、種々の形態のものが開発されている。このパラレルリンク型ロボットには、構造がシンプルである、可動部が軽量であるために高加速度を得ることができる、可動部の支持剛性が高い、モータの動力を効率よく使用することができる、などのメリットがある。一方、動作範囲が狭い、姿勢の変化量が小さい、というデメリットがある。しかし、例えば、小型電子機器の組み立て作業のような、狭エリア内で小さな部品を扱う組み立て作業のロボット化に対しては、姿勢の変化量についての問題を何らかの方法で解決すれば、パラレルリンク型ロボットは前記メリットにより好適である。   A parallel link type in which a plurality of actuators are attached to the base fixed member, and the links connected to the output shafts of the actuators are driven to control the position and orientation of the movable part attached to the tip of each link. Various types of parallel link robots composed of a mechanism have been developed. In this parallel link type robot, the structure is simple, the movable part is lightweight, so high acceleration can be obtained, the support rigidity of the movable part is high, and the power of the motor can be used efficiently. There are merits such as. On the other hand, there is a demerit that the movement range is narrow and the amount of change in posture is small. However, for example, for robotization of assembly work that handles small parts in a narrow area such as assembly work of small electronic devices, if the problem about the amount of change in posture is solved in some way, the parallel link type A robot is preferable due to the above-mentioned merit.

パラレルリンク型ロボットの代表的な形態として、
ａ．アクチュエータと可動部間を２つの平行するリンクで平行四辺形を構成した平行リンク機構で連結し、可動部の姿勢は固定で、位置のみ変化させるようにした３自由度のタイプ、
ｂ．「ａ」の３自由度のパラレルリンク型ロボットの可動部上に固定された回転軸を１軸追加し４自由度としたタイプ（特許文献１参照）、
ｃ．可動部の位置と姿勢を変化させる６自由度のタイプ（特許文献２、３参照）がある。また、パラレルリンク機構の可動部にシリアルリンク機構を搭載したハイブリッドタイプと呼ばれる形態も公知である（特許文献４参照）。
上述した「ａ」、「ｂ」のタイプのパラレルリンク型ロボットの構造はシンプルなため、安価に作ることができ、また保守性にも優れる反面、自由度が３または４なのでアプリケーションは限定され、主にピックアンドプレースのような搬送用途に用いられる。「ｃ」のタイプのパラレルリンク型ロボットは６自由度を有しており、可動部の位置と共に姿勢も変化させることができるが、姿勢の変化量はあまり大きくない。主にマシニングセンタなどの工作機械やフライトシミュレータ等に用いられている。 As a typical form of parallel link type robot,
a. A three-degree-of-freedom type in which the actuator and the movable part are connected by a parallel link mechanism that forms a parallelogram with two parallel links, the posture of the movable part is fixed, and only the position is changed.
b. A type in which one rotation axis fixed on the movable part of the parallel link type robot with three degrees of freedom “a” is added to have four degrees of freedom (see Patent Document 1),
c. There is a six-degree-of-freedom type (see Patent Documents 2 and 3) that changes the position and orientation of the movable part. A form called a hybrid type in which a serial link mechanism is mounted on a movable part of a parallel link mechanism is also known (see Patent Document 4).
Since the structure of the above-mentioned “a” and “b” type parallel link robots is simple, it can be made inexpensively and is excellent in maintainability, but the degree of freedom is 3 or 4, so the application is limited. Mainly used for transportation such as pick and place. The “c” type parallel link robot has six degrees of freedom and can change the posture along with the position of the movable part, but the amount of change in posture is not so large. Mainly used for machine tools such as machining centers and flight simulators.

又、ワークに対して加工を行う作業機にパラレルリンク型機構部を適用したものにおいて、パラレルリンク型機構部の可動部にツールを取り付け、鉛直軸回りに回転すると共に水平軸回りに回転するテーブルにワークを取り付け、パラレルリンク型機構部の姿勢の変化量が小さいことを、テーブルの回転によって補うようにした発明も知られている（特許文献５参照）。   In addition, when a parallel link type mechanism is applied to a work machine that processes a workpiece, a tool is attached to the movable part of the parallel link type mechanism, and the table rotates around the vertical axis and rotates around the horizontal axis. There is also known an invention in which a workpiece is attached to the table to compensate for the small change in the posture of the parallel link mechanism by rotating the table (see Patent Document 5).

特表昭６３−５０１８６０号公報JP-T63-501860 特開平６−２７００７７号公報JP-A-6-270077 特開平１０−２８６７８８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-286788 特開平７−１４８６７９号公報JP-A-7-148679 特開２０００−９４２４５号公報JP 2000-94245 A

小型電子機器などの組立作業では、機器内部で使用されているケーブルを捩る動作が不可欠である。小型電子機器では、複数の基板が積層されて配設される場合が多く、これら基板間を電気的に接続するフラットケーブルを折り返し、基板を配設する等の必要性がある。上述した「ｃ」のタイプのパラレルリンク型ロボットを用い可動部に作業ツールを取り付けてこの組立作業を行わせるには、捩る動作に対して可動部の姿勢の変化量が不足するという問題があった。例えば、フラットケーブルで接続された２枚の基板の一方をエンドエフェクタで把持して、フラットケーブルをねじりながら該一方の基板を他方の基板に対して所定角度、又は積層して配設するような場合、エンドエフェクタが取り付けられた可動部の姿勢の変化だけで、この作業を達成させることは難しい。また、前述のハイブリッドタイプのパラレルリンク型ロボットにおいては、可動部にねじり用の回転機構を付加すれば対応できるが、可動部が大型化する、可動部の重量が増加するといった問題があった。   In assembling work of a small electronic device or the like, an operation of twisting a cable used inside the device is indispensable. In a small electronic device, a plurality of substrates are often stacked and disposed, and there is a need to fold a flat cable that electrically connects these substrates and dispose the substrate. In order to perform this assembling work by attaching the work tool to the movable part using the above-mentioned “c” type parallel link robot, there is a problem that the amount of change in the posture of the movable part is insufficient with respect to the twisting operation. It was. For example, one of two substrates connected by a flat cable is gripped by an end effector, and the one substrate is disposed at a predetermined angle or stacked with respect to the other substrate while twisting the flat cable. In this case, it is difficult to achieve this operation only by changing the posture of the movable part to which the end effector is attached. Further, the hybrid type parallel link robot described above can be dealt with by adding a rotating mechanism for torsion to the movable part, but there are problems that the movable part becomes larger and the weight of the movable part increases.

又、特許文献５に記載された回転可能なテーブルを用いて、パラレルリンク型ロボットの可動部の姿勢変化の不足を補う方法では、作業を行うツールは回転せず固定されているものであり、作業対象のワークに対するツールの回転位置はテーブルを回転することによって制御し、ワークに対するツールの姿勢については、ツールの軸方向に対して直交する１方向に対してはテーブルの揺動によって、及びパラレルリンク型機構部の可動部の姿勢変化によって制御されるが、ツールの軸方向に対して直交する他方の向きに対しては、可動部の姿勢によってのみ対応させることから、小型電子機器などの組立作業を行うのには十分ではないという問題がある。又、ツールとテーブルに取り付けられるワークとの間の相対的な姿勢を得るために、この特許文献５に記載された発明では、ツールもテーブルもその姿勢を変えるものであり、姿勢制御機構が重畳し、かつ、パラレルリンク型ロボットが可動部（ツール）の位置も姿勢も制御することになるから、その機構が複雑になるという問題がある。
そこで、本発明では前述の問題を解決し、簡潔な機構で小型電子機器などの組立作業を行うことのできる作業装置を提供することにある。 Moreover, in the method of compensating for the lack of change in the posture of the movable part of the parallel link robot using the rotatable table described in Patent Document 5, the tool for performing the work is fixed without rotating, The rotational position of the tool with respect to the work to be worked is controlled by rotating the table, and the posture of the tool with respect to the work is determined by swinging the table in one direction orthogonal to the axial direction of the tool and in parallel. Although controlled by the attitude change of the movable part of the link type mechanism part, the other direction orthogonal to the axial direction of the tool can be handled only by the attitude of the movable part. There is a problem that it is not enough to do the work. In order to obtain a relative posture between the tool and the work attached to the table, in the invention described in Patent Document 5, the posture of the tool and the table is changed, and the posture control mechanism is superimposed. In addition, since the parallel link robot controls both the position and the posture of the movable part (tool), there is a problem that the mechanism becomes complicated.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention is to solve the above-described problems and to provide a working device that can perform assembly work of a small electronic device or the like with a simple mechanism.

本発明は、４自由度のパラレルリンク型機構部と２自由度の２軸傾斜テーブル部からなる６自由度の作業装置であって、前記パラレルリンク型機構部は、ベースと、該ベースに対して所定の位置に固定される３つのアクチュエータと、各アクチュエータの出力部とそれぞれの平行リンク機構を介して連結された可動部と、該可動部に設けられ、エンドエフェクタが取り付けられる回転機構と、前記ベースに固定された回転型アクチュエータと、該回転型アクチュエータの動力を前記回転機構に伝達する動力伝達手段とを備え、前記２自由度の傾斜テーブルは、前記回転機構の出力軸の中心線と平行でない２軸まわりに揺動可能であって、前記パラレルリンク型機構部の動作範囲内の所定位置に、前記回転機構と対向して配置されていることを特徴とするものである。   The present invention is a 6-DOF working device comprising a 4-DOF parallel link mechanism and a 2-DOF biaxial tilting table, wherein the parallel link mechanism is Three actuators fixed at a predetermined position, a movable part connected to the output part of each actuator via a respective parallel link mechanism, a rotation mechanism provided on the movable part, to which an end effector is attached, A rotary actuator fixed to the base; and a power transmission means for transmitting the power of the rotary actuator to the rotation mechanism. The two-degree-of-freedom tilt table includes a center line of an output shaft of the rotation mechanism, It can be swung around two axes that are not parallel, and is disposed at a predetermined position within the operating range of the parallel link type mechanism portion so as to face the rotating mechanism. It is an butterfly.

前記平行リンク機構は、前記アクチュエータの出力部と一体的に運動するリンクと、２本のロッドと、該各ロッドを前記リンク及び前記可動部とを接続するジョイントとを備え、前記リンクと前記ロッド及び前記可動部で平行リンクを構成する。前記パラレルリンク型機構部は、前記３つのアクチュエータが等間隔に前記ベースに対して配置、固定されている。
前記動力伝達手段は、伸縮して全長が変化するように複数の部材から構成され、その両端に２自由度のジョイントを有するものとする。前記２自由度傾斜テーブル部は、テーブルに載置される作業対象のワークを固定する手段を備える。さらに、前記２自由度傾斜テーブル部にワークを供給するワーク供給機構と、前記２自由度傾斜テーブルからワークを取り出し搬送するワーク搬送機構を備え、前記２自由度傾斜テーブル部のテーブルを所定の姿勢に保持して、ワークを該２自由度傾斜テーブル部への搬入、搬出を行うようにした。 The parallel link mechanism includes a link that moves integrally with the output part of the actuator, two rods, and a joint that connects the rods to the link and the movable part. And a parallel link is comprised by the said movable part. In the parallel link mechanism, the three actuators are arranged and fixed to the base at equal intervals.
The power transmission means is composed of a plurality of members so as to expand and contract and change its overall length, and has joints with two degrees of freedom at both ends thereof. The two-degree-of-freedom inclined table section includes means for fixing a work target workpiece placed on the table. And a workpiece supply mechanism for supplying a workpiece to the two-degree-of-freedom tilting table portion and a workpiece transfer mechanism for taking out and transporting the workpiece from the two-degree-of-freedom tilting table, The workpiece is carried into and out of the inclined table part with two degrees of freedom.

パラレルリンク型機構部を用いた作業装置において、構造がシンプルで可動部が軽量というメリットを損なうことなく、エンドエフェクタと作業対象物のワークとの相対姿勢変化量を大きくすることが可能になり、ねじる作業を必要とする小型電子機器などの組立作業を可能にした。   In a working device using a parallel link type mechanism, it is possible to increase the amount of relative posture change between the end effector and the workpiece of the work object without losing the advantages of simple structure and lightweight movable part, Assembling work for small electronic devices that require twisting work is now possible.

本発明は、パラレルリンク型機構部と２軸傾斜テーブル部を用いて、作業対象のワークに対して作業を行うエンドエフェクタのワークに対する位置の制御と姿勢の制御を分離して行うようにすることによって、装置の構成を簡潔で、かつ、ねじる動作も実施できるようにしたことを特徴とするものである。   According to the present invention, the position control and the posture control of the end effector for working on the work to be worked are separately performed by using the parallel link type mechanism portion and the biaxial tilting table portion. Thus, the configuration of the apparatus is simple and the twisting operation can be performed.

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の概要図である。図２は、図１においてベースを取り除いて、図１の上方から見た図である。図３は位置制御用アクチュエータに結合された平行リンク機構の説明図である。
この第１の実施形態の作業装置は、４自由度を有するパラレルリンク型機構部１と、２自由度を有する傾斜テーブル２との組み合わせて構成されている。パラレルリンク型機構部１のベース５は、一端が基台３に固定された複数の支柱４により支持されている。２軸傾斜テーブル部２は基台３におけるパラレルリンク型機構部の動作範囲内の所定位置（略中心位置）に固定されており、ベース５と２軸傾斜テーブル部２に挟まれた空間がこの作業装置の主なる作業空間となる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram of a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view from above of FIG. 1 with the base removed in FIG. FIG. 3 is an explanatory view of the parallel link mechanism coupled to the position control actuator.
The working device according to the first embodiment is configured by combining a parallel link mechanism 1 having 4 degrees of freedom and an inclined table 2 having 2 degrees of freedom. The base 5 of the parallel link type mechanism unit 1 is supported by a plurality of columns 4 having one end fixed to the base 3. The biaxial tilting table unit 2 is fixed at a predetermined position (substantially central position) within the operation range of the parallel link type mechanism unit in the base 3, and a space sandwiched between the base 5 and the biaxial tilting table unit 2 is this. It becomes the main work space of the work device.

パラレルリンク型機構部１は、３つの位置制御用アクチュエータ６と１つのエンドエフェクタ用の回転型アクチュエータ７の、合計４つのアクチュエータを備えている。各位置制御用アクチュエータ６はベース５から垂下したそれぞれのアクチュエータ固定部材８に固定されており、該位置制御用アクチュエータ６は、図２に示すように、図１において上方から見たとき、三角形の一辺を形成するように配設されている。   The parallel link type mechanism unit 1 includes a total of four actuators including three position control actuators 6 and one end effector rotary actuator 7. Each position control actuator 6 is fixed to a respective actuator fixing member 8 suspended from the base 5, and the position control actuator 6 has a triangular shape when viewed from above in FIG. 1, as shown in FIG. It arrange | positions so that one side may be formed.

可動部１０は、各位置制御用アクチュエータ６とそれぞれの平行リンク機構１１を介して連結されている。平行リンク機構１１は、位置制御用アクチュエータ６の出力シャフト９に固定され該出力シャフト９と共に回転するリンク１２と、該リンク１２にジョイント１３を介して一端が連結された２本のロッド１４と、さらに、該２本のロッド１４の他端はジョイント１３に連結された可動部１０で構成され、２本のロッド１４は平行に配置されている。リンク１２とロッド１４との連結に使用するジョイント１３は、ユニバーサルジョイント等の２自由度のジョイントでよく、可動部１０とロッド１４との連結に使用するジョイントは２以上の自由度のジョイントでもよい。   The movable part 10 is connected to each position control actuator 6 via each parallel link mechanism 11. The parallel link mechanism 11 includes a link 12 fixed to the output shaft 9 of the position control actuator 6 and rotating together with the output shaft 9, two rods 14 having one end connected to the link 12 via a joint 13, and Further, the other end of the two rods 14 is constituted by a movable portion 10 connected to the joint 13, and the two rods 14 are arranged in parallel. The joint 13 used for connecting the link 12 and the rod 14 may be a joint with two degrees of freedom such as a universal joint, and the joint used for connecting the movable portion 10 and the rod 14 may be a joint having two or more degrees of freedom. .

３つの位置制御用アクチュエータ６の回転位置を制御することによって、各位置制御用アクチュエータ６の出力シャフト９に結合された各平行リンク機構１１により、可動部１０は常にベース５に対して水平を保って、その位置が制御されることになる。   By controlling the rotational positions of the three position control actuators 6, the movable portion 10 is always kept level with respect to the base 5 by the parallel link mechanisms 11 coupled to the output shafts 9 of the position control actuators 6. Thus, the position is controlled.

ベース５の中心部には、エンドエフェクタ回転用アクチュエータ７が取り付けられている。可動部１０上には回転機構１５が固定されており、前記回転機構１５の回転軸１６の一端には、エンドエフェクタ用の回転型アクチュエータ７の動力を伝達する伝達シャフト１７を接続するジョイント１８が設けられており、回転軸１６の他端には可動部１０の反対面側（伝達シャフト１７が取り付けられる面とは反対側の面）に突出するようにエンドエフェクタ１９が接続されている。伝達シャフト１７は、スプライン継手等で構成された伸縮自在なシャフトであり、伝達シャフト１７の両端に取り付けられているジョイント１８には、例えばユニバーサルジョイント等の２自由度のジョイントで構成されている。   An end effector rotating actuator 7 is attached to the center of the base 5. A rotating mechanism 15 is fixed on the movable portion 10, and a joint 18 for connecting a transmission shaft 17 for transmitting the power of the rotary actuator 7 for an end effector is connected to one end of the rotating shaft 16 of the rotating mechanism 15. The end effector 19 is connected to the other end of the rotating shaft 16 so as to protrude to the opposite surface side of the movable portion 10 (the surface opposite to the surface to which the transmission shaft 17 is attached). The transmission shaft 17 is a telescopic shaft constituted by a spline joint or the like, and the joint 18 attached to both ends of the transmission shaft 17 is constituted by a joint with two degrees of freedom such as a universal joint, for example.

この図１に示す例では、可動部１０に固定された回転軸１６は、可動部１０に対して垂直に設置されているが、ジョイント１８の動きを妨げない範囲で回転軸１６を可動部１０に対して傾斜して取り付けることもできる。   In the example shown in FIG. 1, the rotation shaft 16 fixed to the movable portion 10 is installed perpendicular to the movable portion 10, but the rotation shaft 16 is moved to the movable portion 10 as long as the movement of the joint 18 is not hindered. It is also possible to mount it with an inclination.

２軸傾斜テーブル部２は、パラレルリンク型機構部１の動作範囲内に配置され、基台３に固定されている。２軸傾斜テーブル部２は、パラレルリンク型機構部１の可動部１０上に固定された回転軸１６と平行でなく、互いに直交する２軸のまわりに揺動可能なテーブル２ｂを備えている。この図１で示す例では、回転軸１６が鉛直軸方向を向き、２軸傾斜テーブル部２はこの回転軸１６と直交する水平軸（第１の軸）回りに揺動するテーブル基台２ａと、該テーブル基台２ａ上で、水平軸（第１の軸）と直交する第２の軸回りに揺動するテーブル２ｂを備えるものであり、テーブル基台２ａを水平に保持した状態では、回転軸１６の回転中心軸と第１の軸、第２の軸は互いに直交する状態となる。この２軸傾斜テーブル部２は図示していないアクチュエータ（モータ等）によって駆動され、テーブル２ｂの傾きが制御される。
テーブル２ｂ上にワーク（図示せず）が載置されるものであるが、テーブル２ｂの揺動の際にテーブル２ｂ上に置かれたワークが移動してしまう可能性があるので、ワーク保持手段が設けられるが、このワーク保持手段としては真空チャックなどが適している。 The biaxial tilting table unit 2 is disposed within the operating range of the parallel link type mechanism unit 1 and is fixed to the base 3. The biaxial tilting table unit 2 includes a table 2b that is not parallel to the rotary shaft 16 fixed on the movable unit 10 of the parallel link type mechanism unit 1 but can swing around two axes that are orthogonal to each other. In the example shown in FIG. 1, the rotary shaft 16 is oriented in the vertical axis direction, and the biaxial tilting table portion 2 has a table base 2 a that swings about a horizontal axis (first axis) orthogonal to the rotary shaft 16. The table base 2a is provided with a table 2b that swings around a second axis orthogonal to the horizontal axis (first axis). When the table base 2a is held horizontally, the table base 2a is rotated. The rotation center axis of the shaft 16, the first axis, and the second axis are in a state of being orthogonal to each other. The biaxial tilting table unit 2 is driven by an actuator (motor or the like) (not shown) to control the tilt of the table 2b.
A workpiece (not shown) is placed on the table 2b, but the workpiece placed on the table 2b may move when the table 2b swings, so that the workpiece holding means However, a vacuum chuck or the like is suitable as the work holding means.

可動部１０上の回転機構１５の回転軸１６にエンドエフェクタ１９を取り付け、２軸傾斜テーブル部２のテーブル２ｂにワークを取り付け保持し、各位置制御用アクチュエータ６を駆動することによって、平行リンク機構１１を介して、可動部１０をその姿勢を変えずに保持したまま、３次元空間上の位置（直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸上の位置）を制御し、又、２軸傾斜テーブル部２のテーブル２ｂの傾きを制御し、かつ、エンドエフェクタ用の回転型アクチュエータ７を駆動し伝達シャフト１７を介して回転機構１５の回転軸１６の回転位置を制御して、エンドエフェクタ１９の回転位置を制御することによって、各種作業を実施する。   The end effector 19 is attached to the rotating shaft 16 of the rotating mechanism 15 on the movable unit 10, the work is attached to and held on the table 2 b of the biaxial tilting table unit 2, and each position control actuator 6 is driven, thereby providing a parallel link mechanism. 11 is used to control the position in the three-dimensional space (position on the orthogonal X, Y, and Z axes) while holding the movable unit 10 without changing its posture, and the two-axis tilting table unit 2 The rotational position of the end effector 19 is controlled by controlling the inclination of the table 2b and driving the rotary actuator 7 for the end effector and controlling the rotational position of the rotary shaft 16 of the rotary mechanism 15 via the transmission shaft 17. Various operations are performed by controlling.

この第１の実施形態では、ワークに対するエンドエフェクタ１９の位置は、パラレルリンク型機構部１で制御し、ワークに対するエンドエフェクタ１９の姿勢は２軸傾斜テーブル部２のテーブル２ｂの傾斜によって制御し、ワークに対するエンドエフェクタ１９の位置の制御と姿勢の制御を分けて、異なった手段で制御するようにしている。これによって、作業装置全体をコンパクトでシンプルな構造の装置を得ることができるものである。
又、パラレルリンク型機構部１の可動部１０に設けた回転機構はベース５に設けたエンドエフェクタ用の回転型アクチュエータ７で駆動するようにしていることから、可動部１０が軽くなり、その位置の制御が容易となっている。 In the first embodiment, the position of the end effector 19 with respect to the workpiece is controlled by the parallel link type mechanism unit 1, and the attitude of the end effector 19 with respect to the workpiece is controlled by the inclination of the table 2b of the biaxial tilting table unit 2, The control of the position of the end effector 19 with respect to the workpiece and the control of the posture are separately performed and controlled by different means. As a result, it is possible to obtain an apparatus having a compact and simple structure for the entire working apparatus.
Further, since the rotation mechanism provided in the movable part 10 of the parallel link type mechanism part 1 is driven by the rotary actuator 7 for the end effector provided in the base 5, the movable part 10 becomes lighter and its position It is easy to control.

図４は、本発明の第２の実施形態の概要図である。この第２の実施形態は、図１〜図３に示した第１の実施形態にワーク供給手段、搬出手段を付加したものである。他の構成は第１の実施形態と同じである。
この第２の実施形態では、２軸傾斜テーブル部２の一方の側にワーク供給機構３０が配設され、反対側にワーク搬送機構３１が配設されている。そして、２軸傾斜テーブル部２のテーブル２ｂには真空チャック等のワーク固定機構３２が配置されている。このワーク固定機構３２の面を水平としたとき、該ワーク固定機構３２の面とワーク供給機構３０のワーク供給面及びワーク搬送機構３１のワーク搬送面とが略同一面となるように構成されている。 FIG. 4 is a schematic diagram of the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, work supply means and carry-out means are added to the first embodiment shown in FIGS. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
In the second embodiment, a work supply mechanism 30 is disposed on one side of the biaxial tilting table unit 2, and a work transport mechanism 31 is disposed on the opposite side. A work fixing mechanism 32 such as a vacuum chuck is disposed on the table 2b of the biaxial tilting table section 2. When the surface of the workpiece fixing mechanism 32 is horizontal, the surface of the workpiece fixing mechanism 32, the workpiece supply surface of the workpiece supply mechanism 30, and the workpiece conveyance surface of the workpiece conveyance mechanism 31 are configured to be substantially the same plane. Yes.

又、ワーク（図示せず）をワーク供給機構３０からワーク固定機構３２に移動させるワーク供給手段（図示せず）と、ワークをワーク固定機構３２からワーク搬送機構３１に移動させるワーク搬送手段（図示せず）を備え、ワークの２軸傾斜テーブル部２への供給と該２軸傾斜テーブル部２からの搬送ができるように構成されている。ワーク固定機構３２として、この第２の実施形態では真空チャックを使用している。ワークは、ワーク供給手段により所定の姿勢でワーク固定機構３２上の所定の位置に置かれ、その後真空チャックを動作させることでワーク固定機構３２上に固定される。   Also, a work supply means (not shown) for moving a work (not shown) from the work supply mechanism 30 to the work fixing mechanism 32 and a work transfer means (shown for moving the work from the work fixing mechanism 32 to the work transfer mechanism 31). (Not shown) and configured so that the workpiece can be supplied to the biaxial tilting table unit 2 and transported from the biaxial tilting table unit 2. As the work fixing mechanism 32, a vacuum chuck is used in the second embodiment. The workpiece is placed at a predetermined position on the workpiece fixing mechanism 32 in a predetermined posture by the workpiece supply means, and then fixed on the workpiece fixing mechanism 32 by operating the vacuum chuck.

以上のように、本発明の各実施形態では、パラレルリンク型機構部の可動部に設けられた回転機構にエンドエフェクタが取り付けられ、該可動部及びエンドエフェクタはその姿勢が保持され位置のみが制御される。そして、作業対象のワークは、２軸傾斜テーブル部のテーブルに取り付けられ、エンドエフェクタに対して直交する２軸方向に傾けられその傾き角度が制御されることによって、ワークに対するエンドエフェクタの姿勢が制御されるようになっており、ワークに対するエンドエフェクタの位置と姿勢の制御がパラレルリンク型機構部と２軸傾斜テーブル部によって分担して制御されることになる。このパラレルリンク型機構部と２軸傾斜テーブル部を制御装置により統一的に制御することによって、ケーブル等を捩る等の作業を伴う小型電子機器などの組立作業を実施可能にしたものである。
しかも、パラレルリンク型機構部の可動部に取り付けられた回転機構の駆動源は、可動部には取り付けられず、可動部外のベース等の固定部に取り付けられ、該駆動源から回転機構に動力を伝達するようにしていることから、可動部の大型化、重量増を回避し、可動部の重量は軽いものとなり可動部の移動、位置の制御が正確にかつ容易となり、小型電子機器などの組立作業に適したものとなる。 As described above, in each embodiment of the present invention, the end effector is attached to the rotation mechanism provided in the movable part of the parallel link mechanism part, and the movable part and the end effector are maintained in their postures and only the position is controlled. Is done. The work target work is attached to the table of the biaxial tilting table section, tilted in the biaxial direction orthogonal to the end effector, and the tilt angle is controlled, thereby controlling the attitude of the end effector relative to the work. Thus, the position and orientation of the end effector with respect to the work are controlled by the parallel link mechanism and the biaxial tilting table. The parallel link mechanism and the biaxial tilting table are uniformly controlled by a control device, thereby making it possible to perform assembling work such as a small electronic device that involves twisting a cable or the like.
In addition, the drive source of the rotating mechanism attached to the movable part of the parallel link type mechanism part is not attached to the movable part, but is attached to a fixed part such as a base outside the movable part, and power is supplied from the drive source to the rotating mechanism. Therefore, it is possible to avoid the increase in size and weight of the movable part, the weight of the movable part is light, and the movement and position of the movable part can be controlled accurately and easily. It is suitable for assembly work.

本発明の第１の実施形態の概要図である。1 is a schematic diagram of a first embodiment of the present invention. 同第１の実施形態において、ベースを取り除いて、図１の上方から見た図である。FIG. 2 is a view from above of FIG. 1 with the base removed in the first embodiment. 同第１の実施形態における位置制御用アクチュエータに結合された平行リンク機構の説明図である。It is explanatory drawing of the parallel link mechanism couple | bonded with the actuator for position control in the same 1st Embodiment. 本発明の第２の実施形態の作業装置の概要図である。It is a schematic diagram of the working device of the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ パラレルリンク型機構部
２ ２軸傾斜テーブル部
３ 基台
４ 支柱
５ ベース
６ 位置制御用アクチュエータ
７ 回転型アクチュエータ
８ アクチュエータ固定部材
９ 出力シャフト
１０ 可動部
１１ 平行リンク機構
１２ リンク
１３ ジョイント
１４ ロッド
１５ 回転機構
１６ 回転軸
１７ 伝達シャフト
１８ ジョイント
１９ エンドエフェクタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Parallel link type mechanism part 2 2 axis | shaft tilting table part 3 Base 4 Support | pillar 5 Base 6 Actuator for position control 7 Rotary actuator 8 Actuator fixing member 9 Output shaft 10 Movable part 11 Parallel link mechanism 12 Link 13 Joint 14 Rod 15 Rotation Mechanism 16 Rotating shaft 17 Transmission shaft 18 Joint 19 End effector

Claims (5)

４自由度のパラレルリンク型機構部と２自由度の２軸傾斜テーブル部からなる６自由度の作業装置であって、
前記パラレルリンク型機構部は、
ベースと、該ベースに対して所定の位置に固定される３つのアクチュエータと、各アクチュエータの出力部とそれぞれの平行リンク機構を介して連結された可動部と、該可動部に設けられ、エンドエフェクタが取り付けられる回転機構と、前記ベースに固定された回転型アクチュエータと、該回転型アクチュエータの動力を前記回転機構に伝達する動力伝達手段とを備え、
前記２自由度の傾斜テーブルは、
前記回転機構の出力軸の中心線と平行でない２軸まわりに揺動可能であって、前記パラレルリンク型機構部の動作範囲内の所定位置に、前記回転機構と対向して配置されていることを特徴とする作業装置。 A 6-DOF working device comprising a 4-DOF parallel link mechanism and a 2-DOF biaxial tilting table;
The parallel link mechanism is
A base, three actuators fixed to the base at a predetermined position, a movable part connected to the output part of each actuator via a respective parallel link mechanism, and an end effector provided in the movable part A rotary mechanism to which the rotary actuator is fixed, a rotary actuator fixed to the base, and power transmission means for transmitting the power of the rotary actuator to the rotary mechanism,
The two-degree-of-freedom tilt table is:
It is swingable about two axes that are not parallel to the center line of the output shaft of the rotation mechanism, and is disposed at a predetermined position within the operating range of the parallel link type mechanism portion so as to face the rotation mechanism. A working device characterized by. 前記平行リンク機構は、前記アクチュエータの出力部と一体的に運動するリンクと、２本のロッドと、該各ロッドを前記リンク及び前記可動部とを接続するジョイントとを備え、前記リンクと前記ロッド及び前記可動部で平行リンクを構成する請求項１に記載の作業装置。   The parallel link mechanism includes a link that moves integrally with the output part of the actuator, two rods, and a joint that connects the rods to the link and the movable part. The working device according to claim 1, wherein the movable part forms a parallel link. 前記動力伝達手段は、伸縮して全長が変化するように複数の部材から構成され、その両端に２自由度のジョイントを有している請求項１又は請求項２に記載の作業装置。   The working device according to claim 1 or 2, wherein the power transmission means is composed of a plurality of members so as to expand and contract and change its overall length, and has joints with two degrees of freedom at both ends thereof. 前記２自由度傾斜テーブル部は、テーブルに載置される作業対象のワークを固定する手段を備える請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の作業装置。   The work apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the two-degree-of-freedom tilting table unit includes means for fixing a work target work placed on the table. 前記２自由度傾斜テーブル部にワークを供給するワーク供給機構と、前記２自由度傾斜テーブルからワークを取り出し搬送するワーク搬送機構を備え、前記２自由度傾斜テーブル部のテーブルを所定の姿勢に保持して、ワークを該２自由度傾斜テーブル部への搬入、搬出を行うようにした請求項４に記載の作業装置。   A work supply mechanism for supplying a work to the 2-degree-of-freedom tilting table section and a work transport mechanism for taking out and transporting the work from the 2-degree-of-freedom tilting table, and holding the table of the 2-degree-of-freedom tilting table section in a predetermined posture The work apparatus according to claim 4, wherein the work is carried into and out of the two-degree-of-freedom inclined table portion.
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