JP2009255196A - Parallel mechanism - Google Patents

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Tatsuhiko Nishida
達彦 西田
Manabu Yamashita
学 山下
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Murata Machinery Ltd
Kyoto Seisakusho Co Ltd
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Kyoto Seisakusho Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a parallel mechanism resolving damage to an origin body when returning to the origin and always appropriately performing operation for returning to the origin by avoiding application of a severe load on a drive motor. <P>SOLUTION: This rotary parallel mechanism includes a plurality of drive arms and rods, and an operating head. A reference protrusion is formed on the outer surface of each drive arm, and the origin body catching the reference protrusion of the drive arm operated to be returned to the origin is provided on the outer surface of a base facing outside of the normal operating range of the drive arm. With the drive arm operated to be returned to the origin and the reference protrusion brought into contact with the origin body, it is determined by a control circuit that the output torque of the drive motor reaches a set value, and at the same time, the control circuit specifies an origin position based on a position signal fed back from the drive motor. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば産業用ロボットとして使用されるパラレルメカニズム、なかでも操作ヘッドが複数対のアームユニットで支持してある回転型のパラレルメカニズムに関する。   The present invention relates to a parallel mechanism used as, for example, an industrial robot, and more particularly to a rotary parallel mechanism in which an operation head is supported by a plurality of pairs of arm units.

この種のパラレルメカニズムの基本構造は、例えば特許文献１に公知である。そこでは、ベースと、ベースの下面に均等配置される３個のサーボモーターと、サーボモーターで駆動操作される３個のアームユニットと、３個のアームユニットで支持される操作ヘッドなどでパラレルメカニズムを構成している。必要に応じて、ベースと操作ヘッドとの間に伸縮しながら回転動力を伝動するボールスプライン軸が付加される。操作ヘッドの下面側には、処理対象を捕捉するハンドなどが設けてあり、操作ヘッドの動作空間の上方に先のベースフレームが配置してある。   The basic structure of this type of parallel mechanism is known, for example, from Patent Document 1. There, a parallel mechanism with a base, three servo motors arranged evenly on the lower surface of the base, three arm units driven by the servo motors, and an operation head supported by the three arm units, etc. Is configured. If necessary, a ball spline shaft that transmits rotational power while expanding and contracting between the base and the operation head is added. On the lower surface side of the operation head, a hand for capturing a processing target is provided, and the base frame is disposed above the operation space of the operation head.

各アームユニットは、サーボモーターで上下に旋回駆動される駆動アームと、駆動アームの旋回動作を操作ヘッドに伝えるロッドで構成してあり、ロッドは駆動アームおよび操作ヘッドに対してボール継手で連結してある。ボールスプライン軸は、伸縮自在に連結される駆動軸と受動軸とからなり、上下両端がユニバーサルジョイントを介して連結してある。各駆動アームの駆動方向と駆動量を変更することにより、操作ヘッドを所定の３次元空間内で自由に変位できる。この種のパラレルメカニズムは特許文献２にも見ることができる。   Each arm unit is composed of a drive arm that is swiveled up and down by a servo motor and a rod that transmits the swivel motion of the drive arm to the operation head. The rod is connected to the drive arm and the operation head by a ball joint. It is. The ball spline shaft is composed of a drive shaft and a passive shaft that are connected in a telescopic manner, and upper and lower ends are connected via a universal joint. By changing the drive direction and drive amount of each drive arm, the operation head can be freely displaced in a predetermined three-dimensional space. This type of parallel mechanism can also be seen in US Pat.

特開２００１−２７７１６４号公報（段落番号０００６〜７、図１）JP 2001-277164 A (paragraph numbers 0006 to 7, FIG. 1) 特表２００５−５２８９９３号公報（段落番号００１９、図１）JP 2005-528993 A (paragraph number 0019, FIG. 1)

この種のパラレルメカニズムにおいては、作業時間の経過や、メンテナンス時の駆動モーターや減速機の交換に伴なって、駆動モーターの旋回位置にずれを生じ、このずれによって誤差が生じる。このような誤差を修正するために原点復帰作業を行なう必要がある。制御盤の電源を再投入するなど、駆動モーターの位置情報が消失した場合にも、同様に原点復帰作業を行なう必要がある。原点復帰を行なう際には、駆動アームの通常動作範囲の外に原点ピンを設けておき、駆動アームに設けた基準ピンを原点ピンに接当させて原点復帰を行なうが、次のような問題を生じる。   In this type of parallel mechanism, as the working time elapses and the drive motor and reduction gear are replaced during maintenance, a deviation occurs in the turning position of the drive motor, and an error occurs due to this deviation. In order to correct such an error, it is necessary to perform an origin return operation. When the position information of the drive motor is lost, such as when the control panel is turned on again, it is necessary to perform the return to origin operation in the same manner. When performing home position return, set the home position pin outside the normal operating range of the drive arm and make the home position return by touching the reference pin provided on the drive arm to the home position pin. Produce.

駆動アームを旋回駆動する駆動モーター（サーボモーター）には減速比の大きな減速機が組み込まれており、そのため駆動アームを原点位置へ旋回移動させて基準ピンを原点ピンに接当させたとき、原点ピンに過大な力が掛かる。例えば、駆動モーターの減速機の出力トルクが３００Ｎｍであり、基準ピンのモーメントアームが８０ｍｍであるときには、原点ピンに３７５０Ｎもの大きな力が作用する。こうした場合には駆動モーターは過負荷状態に陥り、過負荷を検知した時点で自動停止するが、自動停止するまでの間に原点ピンの全体が変形し、あるいは原点ピンの一部が破損するため、原点復帰を適正に行なえない。   The drive motor (servo motor) that rotates the drive arm incorporates a reducer with a large reduction ratio. Therefore, when the drive arm is swung to the origin position and the reference pin is brought into contact with the origin pin, the origin Excessive force is applied to the pin. For example, when the output torque of the reduction gear of the drive motor is 300 Nm and the moment arm of the reference pin is 80 mm, a large force of 3750 N acts on the origin pin. In such a case, the drive motor falls into an overload state and automatically stops when an overload is detected. However, the entire origin pin is deformed or a part of the origin pin is damaged before the automatic stop. Return to origin cannot be performed properly.

原点ピンや基準ピンの機械的な強度を向上して、先のようなピンの損傷を避けることは不可能ではない。しかし、その場合には、高価な駆動モーターに過酷な負荷を繰り返し掛けることとなり、駆動モーターの耐久性が損なわれる。さらに、原点ピンや基準ピンを強化する場合には、各ピンが装着される構造体の機械的強度をも同時に強化する必要があり、パラレルメカニズムの全体コストや重量が嵩む。   It is not impossible to improve the mechanical strength of the origin pin and the reference pin to avoid damage to the pin as described above. However, in that case, a severe load is repeatedly applied to the expensive drive motor, and the durability of the drive motor is impaired. Further, when strengthening the origin pin and the reference pin, it is necessary to simultaneously strengthen the mechanical strength of the structure to which each pin is mounted, increasing the overall cost and weight of the parallel mechanism.

本発明の目的は、原点復帰時の駆動モーターの駆動状態を制御回路で好適化して、原点体が損傷するのを解消でき、しかも駆動モーターに過酷な負荷が掛かるのを避けて、常に適正に原点復帰作業を行なうことができるパラレルメカニズムを提供することにある。   The purpose of the present invention is to optimize the drive state of the drive motor at the time of return to origin by using a control circuit, so that the origin body can be prevented from being damaged, and the drive motor is prevented from being subjected to a severe load, so that it is always appropriate. An object of the present invention is to provide a parallel mechanism capable of performing an origin return operation.

本発明のパラレルメカニズムは、操作ヘッドの作業領域の上方に配置されるベースと、ベースに配置される複数個の駆動モーターと、駆動モーターで上下に旋回駆動される駆動アームと、駆動アームの旋回動作を操作ヘッドに伝えるロッドと、駆動モーターの作動状態を制御する制御回路を有する。駆動アームの外面には基準突起を設け、駆動アームの通常動作範囲の外に臨むベースの外面に、原点復帰操作された駆動アームの基準突起を受け止める原点体を設ける。以て、駆動アームを原点復帰操作して、基準突起が原点体に接当する状態において、駆動モーターの出力トルクが設定値に達したことを制御回路で判定して前記駆動モーターを停止し、同時に駆動モーターからフィードバックされる位置信号に基づき制御回路で原点位置を特定する。   The parallel mechanism of the present invention includes a base disposed above the work area of the operation head, a plurality of drive motors disposed on the base, a drive arm that is swiveled up and down by the drive motor, and a swivel of the drive arm A rod for transmitting the operation to the operation head and a control circuit for controlling the operating state of the drive motor are provided. A reference projection is provided on the outer surface of the drive arm, and an origin body is provided on the outer surface of the base that faces the outside of the normal operation range of the drive arm to receive the reference projection of the drive arm that has undergone the origin return operation. Thus, when the drive arm is operated to return to the origin, the control circuit determines that the output torque of the drive motor has reached the set value in a state where the reference projection contacts the origin body, and stops the drive motor, At the same time, the origin position is specified by the control circuit based on the position signal fed back from the drive motor.

駆動モーターはベースに固定したモーターブラケットで支持する。駆動アームの基端に設けたアームボスは、駆動モーターの出力軸に固定する。基準突起はアームボスの周面に固定し、原点体はモーターブラケットに固定する。   The drive motor is supported by a motor bracket fixed to the base. An arm boss provided at the base end of the drive arm is fixed to the output shaft of the drive motor. The reference protrusion is fixed to the peripheral surface of the arm boss, and the origin is fixed to the motor bracket.

駆動アームが原点復帰前の初期位置に位置していることを示す一対の合マークを、モーターブラケットとアームボスとに設ける。   A pair of alignment marks indicating that the drive arm is located at the initial position before the return to origin is provided on the motor bracket and the arm boss.

本発明のパラレルメカニズムでは、駆動アームを原点復帰操作して、基準突起が原点体に接当する状態において、駆動モーターの出力トルクが設定値に達したことを制御回路で判定して前記駆動モーターを停止する。このように、原点復帰時の駆動モーターの出力トルクを制御回路で設定値以下に制限すると、原点体や基準突起に過剰な力が作用するを防止でき、したがって原点体や基準突起が損傷するのを確実に解消して、原点復帰作業を適正に行なえる。また、駆動モーターの出力トルクを設定値以下に制限することにより、駆動モーターに過酷な負荷が掛かるのを避けて、駆動モーターを長期にわたって良好な状態に維持し続けることができる。   In the parallel mechanism of the present invention, when the drive arm is operated to return to the origin, the control circuit determines that the output torque of the drive motor has reached the set value in a state where the reference protrusion is in contact with the origin, and the drive motor To stop. In this way, if the output torque of the drive motor at the time of return to origin is limited to a setting value or less by the control circuit, it is possible to prevent excessive force from acting on the origin body and the reference projection, and therefore the origin body and the reference projection are damaged. Can be eliminated reliably and the return-to-origin operation can be performed properly. In addition, by limiting the output torque of the drive motor to a set value or less, it is possible to avoid applying a severe load to the drive motor and to keep the drive motor in a good state for a long period of time.

基準突起を駆動アームの基端のアームボスの周面に固定し、原点体を駆動モーターのモーターブラケットに固定すると、より厳密に駆動アームを原点復帰させることができる。それは、厳密に位置決めされたモーターブラケットおよびアームボスに原点体および基準突起を固定することにより、原点体と基準突起の相対的な位置関係を高精度化できるからである。   If the reference projection is fixed to the peripheral surface of the arm boss at the base end of the drive arm and the origin body is fixed to the motor bracket of the drive motor, the drive arm can be returned to the origin more precisely. This is because the relative positional relationship between the origin body and the reference projection can be improved by fixing the origin body and the reference projection to the motor bracket and the arm boss that are positioned precisely.

一対の合マークを、モーターブラケットとアームボスとに設けるパラレルメカニズムによれば、各駆動アームを変位させて一対の合マークを合致させるだけで、操作ヘッドをベースから充分に離れた適正な初期位置に位置させることができる。したがって、個々の駆動アームを通常使用範囲を越えて原点復帰操作する際に、受動スプライン軸の上端がユニバーサルジョイントに接当干渉したり、ロッドのばねユニットと駆動アームとが接当干渉するのを確実に防止できる。これにより、駆動アームの原点復帰作業を誰もが常に適正に行なえることとなる。   According to the parallel mechanism in which a pair of alignment marks are provided on the motor bracket and arm boss, each operating arm is displaced to match the pair of alignment marks. Can be positioned. Therefore, when operating the individual drive arms beyond the normal operating range, the upper end of the passive spline shaft will contact and interfere with the universal joint, or the rod spring unit and drive arm will interfere with each other. It can be surely prevented. Thereby, anyone can always perform the origin return operation of the drive arm properly.

（実施例） 図１から図６は本発明に係るパラレルメカニズムを搬送ロボットに適用した実施例を示す。図２および図３に示すように、パラレルメカニズムは、テーブルやコンベアーを跨ぐ状態で設置される高剛性の架台１を基体にして構成する。詳しくは、架台１の上壁に固定されるベース２と、ベース２の下面に配置される３個の駆動モーター３と、駆動モーター３で駆動される３個のアームユニット４と、各アームユニット４で支持される操作ヘッド５と、中央部に配置される駆動軸６などで構成する。ベース２は、操作ヘッド５の動作空間の上方に位置することになり、その上面には、駆動軸６を回転駆動するモーター７が設けてある。 (Example) FIGS. 1-6 shows the Example which applied the parallel mechanism based on this invention to the conveyance robot. As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the parallel mechanism is configured with a high-rigidity base 1 installed in a state straddling a table or a conveyor as a base. Specifically, a base 2 fixed to the upper wall of the gantry 1, three drive motors 3 disposed on the lower surface of the base 2, three arm units 4 driven by the drive motor 3, and each arm unit 4 comprises an operation head 5 supported by 4 and a drive shaft 6 arranged at the center. The base 2 is positioned above the operation space of the operation head 5, and a motor 7 that rotationally drives the drive shaft 6 is provided on the upper surface thereof.

ベース２の下面には３個のモーターブラケット１０が均等な間隔をあけて設けてあり、これらのモーターブラケット１０に駆動モーター３が組み付けてある。駆動モーター３はサーボモータと減速機とを一体に備えており、減速機で減速された往復旋回動力を出力する。さらにサーボモータに内蔵された回転エンコーダーによって、フィードバック信号を制御回路１１へ出力する。駆動モーター３は、制御回路１１からの指令信号によってその駆動方向と駆動量および駆動速度が制御される。３個の駆動モーター３は、その中心軸線が正三角形の各辺を構成する状態でベース２に配置してあり、先の正三角形の中心は駆動軸６の軸中心位置に一致させてある。   Three motor brackets 10 are provided at equal intervals on the lower surface of the base 2, and the drive motor 3 is assembled to these motor brackets 10. The drive motor 3 integrally includes a servo motor and a speed reducer, and outputs reciprocating turning power decelerated by the speed reducer. Further, a feedback signal is output to the control circuit 11 by a rotary encoder built in the servo motor. The driving motor 3 is controlled in its driving direction, driving amount and driving speed by a command signal from the control circuit 11. The three drive motors 3 are arranged on the base 2 with their central axes constituting each side of an equilateral triangle, and the center of the equilateral triangle is aligned with the axial center position of the drive shaft 6.

アームユニット４は、駆動モーター３で上下に旋回駆動される駆動アーム１４と、駆動アーム１４の旋回動作を操作ヘッド５に伝えるロッド１５とで構成してある。駆動アーム１４の基端にはアームボス１６が固定してあり、このアームボス１６が駆動モーター３の出力軸に固定してある。図３に示すようにロッド１５は、平行に配置される一対のリンク棒１７と、リンク棒１７の上下端寄りに設けられて、両リンク棒１７を引き寄せ付勢するばねユニット１８とで構成してある。駆動アーム１４および操作ヘッド５とロッド１５とは、それぞれボール継手１９で連結してある。このように、ボール継手１９を介して連結されたアームユニット４によれば、駆動アーム１４を駆動モーター３で上下に往復旋回操作することにより、操作ヘッド５を所定の３次元空間内で自由に変位できる。操作ヘッド５が３次元変位できる空間のうち、基準平面上の直径１０４０ｍｍ、高さ２００ｍｍの作動範囲が操作ヘッド５の作業領域となる。なお、対向するボール継手１９のボール中心どうしを結ぶ線は、先の駆動モーター３の中心軸線と平行になっている。   The arm unit 4 includes a drive arm 14 that is swiveled up and down by the drive motor 3 and a rod 15 that transmits a swiveling operation of the drive arm 14 to the operation head 5. An arm boss 16 is fixed to the base end of the drive arm 14, and this arm boss 16 is fixed to the output shaft of the drive motor 3. As shown in FIG. 3, the rod 15 includes a pair of link rods 17 arranged in parallel and a spring unit 18 provided near the upper and lower ends of the link rods 17 and pulling and urging the link rods 17. It is. The drive arm 14, the operation head 5 and the rod 15 are connected by ball joints 19, respectively. As described above, according to the arm unit 4 connected via the ball joint 19, the operation arm 5 can be freely moved in a predetermined three-dimensional space by reciprocating the drive arm 14 up and down with the drive motor 3. Can be displaced. Of the space in which the operating head 5 can be displaced three-dimensionally, an operating range having a diameter of 1040 mm and a height of 200 mm on the reference plane is the working area of the operating head 5. A line connecting the ball centers of the opposing ball joints 19 is parallel to the central axis of the previous drive motor 3.

操作ヘッド５は、三角形状の板状ブロックからなり、その中央部分に駆動軸６の回転動力を受け継ぐ操作軸２１が回転自在に軸支してある。駆動軸６は、上半側の駆動スプライン軸２２と、下半側の受動スプライン軸２３とを備えたボールスプライン軸からなる。両スプライン軸２２・２３の上下端は、それぞれユニバーサルジョイント２４を介して、モーター７の出力軸、および先の操作軸２１に連結してある。操作軸２１の下端のフランジ部分に、搬送対象を捕捉する捕捉体（図示していない）が装着される。   The operation head 5 is composed of a triangular plate-like block, and an operation shaft 21 that inherits the rotational power of the drive shaft 6 is rotatably supported at the center thereof. The drive shaft 6 includes a ball spline shaft including an upper half drive spline shaft 22 and a lower half passive spline shaft 23. The upper and lower ends of the spline shafts 22 and 23 are connected to the output shaft of the motor 7 and the previous operation shaft 21 via universal joints 24, respectively. A capturing body (not shown) that captures a conveyance target is attached to the flange portion at the lower end of the operation shaft 21.

上記構成のパラレルメカニズムの原点復帰を行なうために、駆動アーム１４の外面に丸軸状の基準ピン（基準突起）２６を設けている。さらに、駆動アーム１４の通常動作範囲の外に臨むベース２の外面に、原点復帰操作された駆動アーム１４の基準ピン２６を受け止める丸軸状の原点ピン（原点体）２７を設けている。詳しくは、図１に示すようにアームボス１６の周面に、基準ピン２６をピン軸心が放射方向に沿う状態で固定し、モーターブラケット１０の側端面に、原点ピン２７をピン軸心が駆動モーター３の中心軸線と平行になる状態で固定している。図４に示すように原点ピン２７は、その基端部に研削仕上げされた軸基部２８を備えており、軸基部２８に連続するねじ軸にナット２９をねじ込むことにより、モーターブラケット１０に締結固定される。   In order to perform the origin return of the parallel mechanism having the above-described configuration, a round shaft-shaped reference pin (reference protrusion) 26 is provided on the outer surface of the drive arm 14. Further, a round-axis origin pin (origin body) 27 is provided on the outer surface of the base 2 facing outside the normal operation range of the drive arm 14 to receive the reference pin 26 of the drive arm 14 that has been operated to return to the origin. Specifically, as shown in FIG. 1, the reference pin 26 is fixed to the peripheral surface of the arm boss 16 in a state where the pin axis is along the radial direction, and the origin pin 27 is driven by the pin axis on the side end surface of the motor bracket 10. The motor 3 is fixed in parallel with the central axis of the motor 3. As shown in FIG. 4, the origin pin 27 has a shaft base portion 28 that is ground at its base end portion, and is fastened and fixed to the motor bracket 10 by screwing a nut 29 into a screw shaft continuous to the shaft base portion 28. Is done.

このように、原点ピン２７を基準ピン２６の旋回軌跡と交差する状態で配置することにより、駆動アーム１４を原点位置へ復帰操作したとき、基準ピン２６を原点ピン２７で受け止めて、それ以上駆動アーム１４が旋回移動するのを阻止して原点位置を特定できる。なお、先に説明した駆動アーム１４の通常動作範囲とは、操作ヘッド５が規定された作業領域を変位するときの駆動アーム１４の動作範囲を意味している。この実施例では、駆動アーム１４が通常動作範囲を越えて上方へ旋回移動する側に原点ピン２７を設けるようにした。   Thus, by arranging the origin pin 27 in a state intersecting with the turning locus of the reference pin 26, when the drive arm 14 is returned to the origin position, the reference pin 26 is received by the origin pin 27 and driven further. The origin position can be specified by preventing the arm 14 from turning. The normal operation range of the drive arm 14 described above means the operation range of the drive arm 14 when the operation head 5 is displaced in the specified work area. In this embodiment, the origin pin 27 is provided on the side where the drive arm 14 pivots upward beyond the normal operating range.

以上のように構成したパラレルメカニズムは、後述する要領で原点復帰作業を行なうが、原点復帰を行なう直前の操作ヘッド５の位置が不適切であると、原点復帰作業を行なうことで機械的な干渉を起こすおそれがある。例えば、操作ヘッド５が規定された作業領域から上方へ遠く離れた位置にある状態で原点復帰作業を行なうと、例えば受動スプライン軸２２の上端がユニバーサルジョイント２４に干渉してしまう。こうした不具合を防ぐために、駆動アーム１４のすべてを初期位置に変位操作してから、原点復帰作業を行なう。また、駆動アーム１４を初期位置へ確実に変位操作するために、一対の合マーク３０・３１をモーターブラケット１０の側端面と、アームボス１６の側端面とに設けている。   The parallel mechanism configured as described above performs the home position return operation in the manner described later. However, if the position of the operation head 5 immediately before the home position return is inappropriate, the home position return operation performs mechanical interference. There is a risk of causing. For example, when the origin return operation is performed in a state where the operation head 5 is far away from the defined work area, the upper end of the passive spline shaft 22 interferes with the universal joint 24, for example. In order to prevent such a problem, the origin return operation is performed after all the drive arms 14 are displaced to the initial positions. A pair of alignment marks 30 and 31 are provided on the side end surface of the motor bracket 10 and the side end surface of the arm boss 16 in order to reliably move the drive arm 14 to the initial position.

合マーク３０・３１はラベルを貼り付けて形成でき、あるいは刻印部分に塗料を塗布して形成できる。３個の駆動アーム１４を個別に作動させて、全ての駆動アーム１４の合マーク３１をモーターブラケット１０に設けた合マーク３０に一致させた状態では、操作ヘッド５をベース２から充分に離れた位置に位置させることができる。多くの場合は、操作ヘッド５が規定された作業領域の範囲内に位置する状態を初期位置とする。   The alignment marks 30 and 31 can be formed by attaching a label, or can be formed by applying a paint to the stamped portion. When the three drive arms 14 are individually operated and the alignment marks 31 of all the drive arms 14 are aligned with the alignment marks 30 provided on the motor bracket 10, the operation head 5 is sufficiently separated from the base 2. Can be positioned. In many cases, the initial position is a state in which the operation head 5 is located within a defined work area.

原点復帰作業は、以下の手順に従って行なう。まず、先に説明した要領で駆動アーム１４のすべてを原点復帰前の初期位置に変位操作する（第１過程）。次に図１および図４に示すように、駆動アーム１４の任意のひとつを初期位置から原点復帰操作して、基準ピン２６を原点ピン２７に接当させる。この状態で、駆動モーター３からフィードバックされる位置信号を制御回路１１で受け取って駆動アーム１４の原点位置を特定する（第２過程）。この後、原点復帰操作された駆動アーム１４を初期位置へ戻す（第３過程）。ふたつめの駆動アーム１４について、上記の第２過程と前記第３過程を行なって、ふたつめの駆動アーム１４の原点位置を特定する。残る駆動アーム１４について、第２過程と前記第３過程を行なって、最後の駆動アーム１４の原点位置を特定する。以上の手順を図５にまとめて表示しており、一連の手順を全ての駆動アーム１４について行なうことにより、パラレルメカニズムの原点復帰作業を完了できる。   The home return operation is performed according to the following procedure. First, all the drive arms 14 are displaced to the initial positions before returning to the origin in the manner described above (first process). Next, as shown in FIGS. 1 and 4, any one of the drive arms 14 is operated to return to the origin from the initial position, and the reference pin 26 is brought into contact with the origin pin 27. In this state, the position signal fed back from the drive motor 3 is received by the control circuit 11, and the origin position of the drive arm 14 is specified (second process). Thereafter, the drive arm 14 that has been operated to return to the original position is returned to the initial position (third process). With respect to the second drive arm 14, the second process and the third process are performed, and the origin position of the second drive arm 14 is specified. The remaining drive arm 14 is subjected to the second process and the third process, and the origin position of the last drive arm 14 is specified. The above procedure is collectively shown in FIG. 5, and the home return operation of the parallel mechanism can be completed by performing a series of procedures for all the drive arms 14.

基準ピン２６を原点ピン２７に接当する第２過程において、原点ピン２７が損傷し、あるいは駆動モーター３に過酷な負荷が掛かるのを避けるために、駆動モーター３の駆動状態を制御回路１１で次のように制御する。駆動アーム１４を原点復帰操作して基準ピン２６が原点ピン２７に接当する状態において、図６に示すように、駆動モーター３の出力トルクが原点復帰操作中の状態（Ｔ１の状態）から、設定値に達した（Ｔ２の状態）ことを制御回路１１で判定して駆動モーター３を停止する。同時に駆動モーター３からフィードバックされる位置信号に基づき制御回路１１で原点位置を特定する。この後、原点復帰操作された駆動アーム１４を初期位置へ戻す。駆動モーター３の出力トルクとは、減速機の出力軸部分での出力トルクを意味する。また、前記設定値は、例えば駆動モーター３の定格トルクを１００％とするとき、出力トルクが１５％に達した状態とする。   In the second process in which the reference pin 26 is brought into contact with the origin pin 27, the drive state of the drive motor 3 is controlled by the control circuit 11 in order to avoid damaging the origin pin 27 or applying a severe load to the drive motor 3. Control as follows. In the state where the drive arm 14 is operated to return to the origin and the reference pin 26 contacts the origin pin 27, as shown in FIG. 6, the output torque of the drive motor 3 is changed from the state during the origin return operation (state T1). The control circuit 11 determines that the set value has been reached (state T2), and the drive motor 3 is stopped. At the same time, the control circuit 11 specifies the origin position based on the position signal fed back from the drive motor 3. Thereafter, the drive arm 14 that has been subjected to the origin return operation is returned to the initial position. The output torque of the drive motor 3 means the output torque at the output shaft portion of the speed reducer. The set value is set such that the output torque reaches 15% when the rated torque of the drive motor 3 is 100%, for example.

以上のように、基準ピン２６を原点ピン２７で受け止めた状態において、駆動モーター３の出力トルクが設定値に達した状態で駆動モーター３を停止すると、基準ピン２６および原点ピン２７に過剰な力が作用するのを防止できる。したがって、原点復帰時に原点ピン２７が損傷するのを解消でき、しかも駆動モーター３に過酷な負荷が掛かるのを避けて常に適正に原点復帰作業を行なうことができることとなる。   As described above, in a state where the reference pin 26 is received by the origin pin 27, if the drive motor 3 is stopped in a state where the output torque of the drive motor 3 has reached the set value, excessive force is applied to the reference pin 26 and the origin pin 27. Can be prevented from acting. Therefore, the origin pin 27 can be prevented from being damaged during the return to origin, and the origin return operation can always be properly performed while avoiding a severe load on the drive motor 3.

上記の実施例では、駆動モーター３の出力トルクが定格トルクの１５％に達した時点を閾値としたが、その必要はない。要は、基準ピン２６および原点ピン２７の機械的な強度との関係で、両ピン２６・２７が塑性変形せず、弾性変形の範囲内でその変形量が極力小さいことと、駆動モーター３に過負荷が作用しないことを満たす値であれば、先の閾値は一定の範囲内で選択することができる。   In the above embodiment, the threshold value is the time when the output torque of the drive motor 3 reaches 15% of the rated torque, but this is not necessary. In short, due to the mechanical strength of the reference pin 26 and the origin pin 27, both the pins 26 and 27 are not plastically deformed, and the amount of deformation is as small as possible within the range of elastic deformation. If the value satisfies that the overload does not act, the previous threshold value can be selected within a certain range.

上記の実施例以外に、基準ピン２６はアームボス１６に設ける必要はなく、駆動アーム１４の任意位置に設けることができる。同様に、原点ピン２７は駆動アーム１４の旋回軌跡に臨むベース２の外面に設けることができる。原点体２７は、ピンや軸などの突起である必要はなく、駆動アーム１４の外面を直接受け止める凹部や切欠であってもよい。その場合の基準突起２６は駆動アーム１４が兼ねることになる。駆動モーター３、および駆動アーム１４の配置個数は３個以上であってもよい。パラレルメカニズムは、駆動軸６を省略した状態で使用することができる。操作ヘッド５を初期位置に位置させる手段としては、操作ヘッド５を水平姿勢でテーブルやコンベア上に直接押し当て、あるいはこれらの上面に載置した治具に操作ヘッド５を押し当てた状態を初期位置とすることができる。   In addition to the above embodiment, the reference pin 26 does not need to be provided on the arm boss 16 and can be provided at an arbitrary position of the drive arm 14. Similarly, the origin pin 27 can be provided on the outer surface of the base 2 facing the turning trajectory of the drive arm 14. The origin body 27 does not need to be a protrusion such as a pin or a shaft, and may be a recess or a notch that directly receives the outer surface of the drive arm 14. In this case, the reference projection 26 is also used by the drive arm 14. The number of drive motors 3 and drive arms 14 may be three or more. The parallel mechanism can be used with the drive shaft 6 omitted. As a means for positioning the operation head 5 in the initial position, the operation head 5 is pressed directly on a table or a conveyor in a horizontal posture, or the operation head 5 is pressed against a jig placed on the upper surface of the operation head 5 in an initial state. It can be a position.

原点復帰時のパラレルメカニズムの正面図である。It is a front view of the parallel mechanism at the time of origin return. 駆動アームを原点復帰前の初期位置に作動させた状態の正面図である。It is a front view of the state which actuated the drive arm to the initial position before origin return. パラレルメカニズムの平面図である。It is a top view of a parallel mechanism. 図１におけるＡ−Ａ線断面図である。It is the sectional view on the AA line in FIG. 原点復帰作業の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of an origin return operation | work. 原点復帰時の駆動モーターの出力トルクの変動を示す図表である。It is a graph which shows the fluctuation | variation of the output torque of the drive motor at the time of origin return.

符号の説明Explanation of symbols

２ ベース
３ 駆動モーター
５ 操作ヘッド
１０ モーターブラケット
１１ 制御回路
１４ 駆動アーム
１５ ロッド
１６ アームボス
２６ 基準突起（基準ピン）
２７ 原点体（原点ピン）
３０・３１ 合マーク 2 Base 3 Drive motor 5 Operation head 10 Motor bracket 11 Control circuit 14 Drive arm 15 Rod 16 Arm boss 26 Reference protrusion (reference pin)
27 Origin (origin pin)
30 ・ 31 Go mark

Claims (3)

操作ヘッドの作業領域の上方に配置されるベースと、前記ベースに配置される複数個の駆動モーターと、前記駆動モーターで上下に旋回駆動される駆動アームと、前記駆動アームの旋回動作を前記操作ヘッドに伝えるロッドと、前記駆動モーターの作動状態を制御する制御回路を有するパラレルメカニズムであって、
前記駆動アームの外面に基準突起が設けられ、前記駆動アームの通常動作範囲の外に臨む前記ベースの外面に、原点復帰操作された前記駆動アームの前記基準突起を受け止める原点体が設けられており、
前記駆動アームを原点復帰操作して、前記基準突起が前記原点体に接当する状態において、前記駆動モーターの出力トルクが設定値に達したことを前記制御回路で判定して前記駆動モーターを停止し、同時に前記駆動モーターからフィードバックされる位置信号に基づき前記制御回路で原点位置を特定するパラレルメカニズム。 A base disposed above the working area of the operation head, a plurality of drive motors disposed on the base, a drive arm that is swiveled up and down by the drive motor, and a swiveling operation of the drive arm. A parallel mechanism having a rod for transmitting to the head and a control circuit for controlling the operating state of the drive motor,
A reference projection is provided on the outer surface of the drive arm, and an origin body is provided on the outer surface of the base that faces outside the normal operating range of the drive arm to receive the reference projection of the drive arm that has been operated to return to the origin. ,
The drive arm is operated to return to the origin, and the control circuit determines that the output torque of the drive motor has reached a set value in a state where the reference protrusion is in contact with the origin body and stops the drive motor. And a parallel mechanism for specifying an origin position by the control circuit based on a position signal fed back from the drive motor at the same time. 前記駆動モーターが前記ベースに固定したモーターブラケットで支持されており、
前記駆動アームの基端に設けたアームボスが、前記駆動モーターの出力軸に固定されており、
前記基準突起が前記アームボスの周面に固定され、前記原点体が前記モーターブラケットに固定してある請求項１記載のパラレルメカニズム。 The drive motor is supported by a motor bracket fixed to the base,
An arm boss provided at the base end of the drive arm is fixed to the output shaft of the drive motor,
The parallel mechanism according to claim 1, wherein the reference protrusion is fixed to a peripheral surface of the arm boss, and the origin body is fixed to the motor bracket. 前記駆動アームが原点復帰前の初期位置に位置していることを示す一対の合マークが、前記モーターブラケットと前記アームボスとに設けてある請求項１または２記載のパラレルメカニズム。   The parallel mechanism according to claim 1 or 2, wherein a pair of alignment marks indicating that the drive arm is located at an initial position before returning to the origin is provided on the motor bracket and the arm boss.
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