JP5499156B2 - 位置決め装置及び加工システムと、熱間加工装置 - Google Patents

位置決め装置及び加工システムと、熱間加工装置 Download PDF

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Description

本発明は、より少ない費用で、且つ、より狭い設置範囲で構成される位置決め装置及び加工システムと、熱間加工装置に関する。
被加工ワーク(以下、単に「ワーク」という。)を保持して、加工作業用のロボットに対してワークの位置や姿勢を最適化するための位置決め装置が、ロボット等を用いて組立や溶接等の加工作業を行なう際に、用いられることがある。
この位置決め装置は、ワークの様々な箇所に対してより小さい作業スペース内で加工作業用のロボットを用いて加工作業を行うことを、可能にする。
ロボットの先端でワークを保持して、加工作業用のロボットに対してワークを位置決めしながら作業を行なうマスター/スレーブ型のロボットシステムが、この位置決め装置の一例として実用されている。
ところが、ワークの重量が大きい場合には、大型で高出力のアクチュエータが位置決め装置に設けられる必要があり、位置決め装置の寸法が大きくなる。
このため、重量が大きいワークを複数のロボットで保持して、複数のロボットを協調制御することでワークを位置決めする技術が、特許文献1に提案されている。複数のロボットが共同して1つのワークを保持するため、各ロボットに求められる出力の低減が可能になる。このため、位置決め装置が、高可搬能力のロボットを単体で用いる場合よりも、低コスト、且つ、省スペース化される。
特開2007−160437号公報
特許文献1により開示されるように、複数のロボットによってワークを支持すると、期待される位置に対してそれぞれのロボットの先端位置の誤差が、各ロボットの機構的な特性の違い等の種々の要因によって生じる。この誤差を完全に解消することは難しい。
また、各ロボットの先端位置の誤差が生じると、意図しない応力が各ロボットで保持するワークに作用し、不良品の発生の一因にもなる。
本発明の目的は、ワークの重量が大きい場合にも、従来よりも、低コスト、省スペースかつ高精度で、ワークを位置決めすることができる位置決め装置及び加工システムと、この位置決め装置を用いた熱間加工装置を提供することである。
本発明に係る位置決め装置は、アームとアームを駆動させるアクチュエータとをそれぞれに有する3台のロボットアームと、3台のロボットアームのそれぞれの先端部で支持される載置台と、載置台に載置されたワークを載置台に固定するための固定具と、アクチュエータそれぞれの動作を制御するコントローラとを有すること
3台のロボットアームは、それぞれ、基台に対して第1アクチュエータを介して回転可能に連結された第1構造材と、第1構造材に対して第2アクチュエータを介して旋回可能に連結された第2構造材と、第2構造材に対して第3アクチュエータを介して旋回可能に連結された第3構造材と、第3構造材に少なくとも1つの回転軸受を介して連結されて載置台に固定される連結部材とを有すること、および
3台のロボットアームのうちの一台のロボットアームの第1構造材および第2構造材の形状が、他の2台のロボットアームの第1構造材および第2構造材の形状を左右反転させた形状である鏡像関係となるように構成されることを特徴とする。
また、アクチュエータは、コントローラからの位置指令に基づいて駆動するサーボモータを有して構成され、コントローラは、下記回転許容機能を有することが好ましい。
回転許容機能:3台のロボットアームのうちの少なくとも1台のアクチュエータに予め教示された負荷量以上の負荷が加わるときは、位置指令に関わらず、サーボモータの回転を許容することによってアクチュエータの過負荷を防止する機能。
3台のロボットアームの内の1台のロボットアームが、その他のロボットアームに対して鏡像関係となるように構成され。ここで、「鏡像関係となる」とは、3台のロボットアームのうちの一台のロボットアームの第1構造材および第2構造材の形状が、他の二台のロボットアームの第1構造材および第2構造材の形状を左右反転させた形状であり、要するに、一台のロボットアームの第1構造材および第2構造材の形状が、他の二台のロボットアームの第1構造材および第2構造材の形状と、「右手」と「左手」の形状の関係にある。さらに換言すると、3台のロボットアームのうちの一台のロボットアームの形状は他の二台のロボットアームを鏡に映したときの形状となる。
例えば、後述する図1では、左下の第3ロボットアーム3だけが、第1構造材11の右側に第2構造材12が連結されるのに対し、第1ロボットアーム1および第2ロボットアーム2は、いずれも、第1構造材11の左側に第2構造材12が連結される。このように、第1ロボットアーム1〜第3ロボットアーム3のうちの第3ロボットアーム3の第1構造材11および第2構造材12の形状が、第1ロボットアーム1および第2ロボットアーム2の第1構造材11および第2構造材12の形状を左右反転させた形状であることによって、第3ロボットアーム3が第1ロボットアーム1および第2ロボットアーム2と接触しない範囲を大きく確保でき、載置台5の動作範囲を大きく確保することができる。
また、本発明に係る加工システムは、上述した本発明にかかる位置決め装置と、位置決め装置により位置決めされたワークに対して加工作業を行う加工機とを有することを特徴とする。
さらに、本発明は、長尺の素材の軸方向へ移動する高温部を部分的に形成するための高温部形成機構と、この高温部を境として素材の一方の端部側を支持しながら移動する可動ローラダイスと、可動ローラダイスを二次元又は三次元の方向へ移動自在に支持する上記の本発明に係る位置決め装置とを備えることを特徴とする熱間加工装置である。
本発明によれば、3台のロボットアームでワークを分担して安定して支持するため、位置決めを行うワークの重量が大きい場合であっても、各ロボットアームのアクチュエータとしてより小型なものを用いることができるようになり、装置をより低コスト化及び省スペース化することができるとともに、3台のロボットアームが載置台を介してワークを位置決めするため、各ロボットアームの位置に誤差が生じた場合でも載置台が各ロボットアームの位置誤差に起因する応力を吸収し、ワークに過剰な応力が加わることを防止してより高い精度でワークの位置決めを行うことができる。
このため、本発明に係る熱間加工装置によれば、可及的簡便かつ安価な位置決め装置によって、後述する可動ローラダイスを高い位置決め精度で位置決めしながら、広い動作範囲で位置決めすることができる。このため、本発明によれば、曲げ加工部材や剪断加工部材を高い寸法精度で、安価にかつ少ない設置スペースで、確実に製造することができる。
図1は、本発明の一実施形態にかかる加工システムの全体構成を模式的に示す上面図である。 図2は、本発明の一実施形態にかかる位置決め装置を模式的に示す側面図である。 図3は、本発明の一実施形態にかかる位置決め装置を一部省略し、一部透視して模式的に示す側面図である。 図4は、本発明の一実施形態にかかるコントローラの機能構成を説明するためのブロック図である。 図5は、国際公開第2006/093006号パンフレットにより開示された熱間加工装置を簡便に示す説明図である。
1 第1ロボットアーム
2 第2ロボットアーム
3 第3ロボットアーム
4 基台
5 載置台
6 固定具
7,8 加工用マニピュレータ(加工機)
9 コントローラ
11 第1構造材
12 第2構造材
13 第3構造材
14 第4構造材
14A 第1回転軸受(回転軸受)
15 第5構造材
15A 第2回転軸受(回転軸受)
16 連結部材
16A 第3回転軸受(回転軸受)
21〜23 アクチュエータ
31 サーボ制御部
32 回転許容制御部(回転許容機能)
33 教示動作記憶部
40 熱間加工装置
41 鋼管
41a 高温部
42 支持機構
43 送り機構
44 可動ローラダイス
45 加熱機構(誘導加熱コイル)
46 水冷装置
47 高温部形成機構
48 曲げ加工部材又は剪断加工部材
100 加工システム
[実施形態1]
以下、図面を参照しながら実施形態を説明する。
図1に示すように、本実施形態の加工システム100は、第1ロボットアーム1、第2ロボットアーム2、第3ロボットアーム3の3台のロボットアームと、基台4と、載置台5と、固定具6と、2台の加工用マニピュレータ7、8(加工機)と、コントローラ9とを有する。
2台の加工用マニピュレータ7、8は、いずれも垂直多関節ロボットである。加工用マニピュレータ7、8は、その先端部に設けられたエンドエフェクタ(図示省略)を用いて、載置台5に固定されたワークWに対して、協調して加工作業(溶接、ボルト締め、または組立等)を行う。
基台4は、平面視で略三角状(あるいは台形状)に形成され、フロア等の設置面に固定される。第1ロボットアーム1,第2ロボットアーム2及び第3ロボットアーム3は、それぞれ、略三角状の基台4の三つの頂点付近に据え付けられる。
載置台5は、金属板で形成される。載置台5は、後述するように、第1〜3ロボットアーム1〜3の先端部材である連結部材16によって、下方から支持される。
ワークWは、載置台5の上面に設けられた固定具6によって載置台5に固定される。固定具6は、ワークWを載置台5に固定可能なものであればよく、特定の固定具には限定されない。
図2に示すように、第1ロボットアーム1、第2ロボットアーム2及び第3ロボットアーム3は、いずれも、第1構造材(アーム)11、第2構造材(アーム)12、第3構造材(アーム)13、第4構造材14、第5構造材15、連結部材16、第1回転軸受14A、第2回転軸受15A及び第3回転軸受16Aを備える。
図3に示すように、第1ロボットアーム1、第2ロボットアーム2及び第3ロボットアーム3は、いずれも、3個のアクチュエータ21〜23を内蔵する。各アクチュエータ21〜23は、中央部にケーブルを挿通可能な中空部を有する減速機一体型のサーボモータによって、構成される。各アクチュエータ21〜23は、それぞれケーブル(図示省略)を介してコントローラ9に接続される。
第4構造材14、第5構造材15は、必ず設ける必要があるものではなく、第3構造材13が連結部材16に直接接続されてもよい。
なお、図3では、第1ロボットアーム1についてのみアクチュエータ21〜23を示し、第2ロボットアーム2、第3ロボットアーム3についてアクチュエータ21〜23は省略しているが、第2ロボットアーム2、第3ロボットアーム3のいずれにも、第1ロボットアーム1と同様にアクチュエータ21〜23が内蔵されている。
第1ロボットアーム1、第2ロボットアーム2、第3ロボットアーム3は、後述するように第3ロボットアーム3が、第1ロボットアーム1及び第2ロボットアーム2に対して鏡像関係となるように構成されていることを除いて、同様に構成される。以降、第1ロボットアーム1の構成についてのみ詳細に説明する。なお、各ロボットアーム1〜3の基台4側を「基端側」と称し、各ロボットアーム1〜3の載置台5側を「先端側」と称する。
第1構造材11は、基台4の上面にアクチュエータ21を介して、上方に延びて設けられる。第1構造材11の延在方向の軸は、アクチュエータ21の駆動により基台4に対して、回転する(いわゆる回転軸である)。第1構造材11の先端側は、アクチュエータ22を介して第2構造材12に連結される。アクチュエータ22はいわゆる旋回軸であり、アクチュエータ22の駆動により、第2構造材12が第1構造材11に対して旋回する。
第2構造材12の先端側は、アクチュエータ23を介して第3構造材13に連結される。アクチュエータ23も旋回軸であり、アクチュエータ23の駆動により、第3構造材13が第2構造材12に対して旋回する。
第3構造材の先端側は、第1回転軸受14Aを介して第4構造材14に連結される。第1回転軸受14Aは、いわゆる回転軸方向の回転を許容するものであり、第1回転軸受14Aの回転により、第4構造材14が第3構造材13に対して、第3構造材13の延在方向に略沿うような軸を中心に回転する。
第4構造材14の先端側は、二股に分岐しており、それぞれ両端に第2回転軸受15Aを介して第5構造材15を回転自在に支持する。そして、第5構造材15は第3回転軸受16Aを介して連結部材16に連結される。なお、第2回転軸受15Aの回転軸と第3回転軸受16Aの回転軸とは互いに直交しており、第2回転軸受15Aは旋回軸として回転を許容し、第3回転軸受16Aは回転軸として回転を許容する。連結部材16は、載置台5の下面にボルト等により固定される。
なお、図1〜図3に示すように、第3ロボットアーム3の第1構造材11及び第2構造材12の形状は、第1ロボットアーム1及び第2ロボットアーム2それぞれの第1構造材11及び第2構造材12の形状に対して左右対称形状となるように、形成される。第1ロボットアーム1及び第2ロボットアーム2を例えば「左手系」とすると、第3ロボットアーム3が「右手系」となるように、鏡像関係となっている。
コントローラ9は、記憶装置、電子演算器及び入力装置(いずれも図示省略)を有するコンピュータにより構成される。コントローラ9は、第1〜第3ロボットアーム1〜3及び2台の加工用マニピュレータ7、8に設けられたアクチュエータとケーブルにより接続される。コントローラ9は各アクチュエータに対してデータ通信可能である。
図4に示すように、コントローラ9は、機能構成としてサーボ制御部31、回転許容制御部(回転許容機能)32及び教示動作記憶部33を有する。
教示動作記憶部33には、図示省略の入力装置により予め入力された教示データ(第1〜第3ロボットアーム1〜3及び2台の加工用マニピュレータ7、8それぞれの動作経路を示す位置データの集合)が入力されている。
サーボ制御部31は、教示動作記憶部33に記憶された教示データと、各アクチュエータのサーボモータから入力される位置信号及び電流信号とに基づいて、位置フィードバックループ、速度フィードバックループ、電流フィードバックループ(トルクループ)を有するフィードバック制御を行い、各アクチュエータのサーボモータに演算周期毎に位置指令を送出する。
回転許容制御部32は、第1〜第3ロボットアーム1〜3の姿勢情報(それぞれのアクチュエータの位置情報)に基づいて第1〜第3ロボットアーム1〜3のうちの1つを選択し、選択された第1〜第3ロボットアーム1〜3の各アクチュエータのサーボモータから入力される電流信号(トルク情報即ち負荷量)が予め設定された値よりも大きい場合には、サーボ制御部31からの出力値に関わらず、各アクチュエータのサーボモータへの指令電流値を制限して、サーボモータの回転を許容することによって選択された第1〜第3ロボットアーム1〜3の各アクチュエータの過負荷を防止する回転許容機能を有する。
加工システム100は、以上のように構成されているため、位置決めを行うワーク3の重量が大きい場合であっても、第1〜第3ロボットアーム1〜3で分担して支持することで各ロボットアームのアクチュエータとしてより小型かつ小出力のものを用いても、十分にワークWの位置決めが可能となる。
これにより、第1〜第3ロボットアーム1〜3をより低コストで小型化することができる。また、第1〜第3ロボットアーム1〜3で直接ワークWを保持することなく、載置台5及び固定具6を介してワークWを位置決めするため、各ロボットアーム1〜3の連結部材16の位置等に誤差(あるいは公差)が生じた場合であっても、小規模な誤差であれば、載置台5自体の変形や第1回転軸受14A、第2回転軸受15A及び第3回転軸受16Aの各ロボットアーム1〜3の先端側のそれぞれ3自由度の回転方向を許容することによって、どのような方向に対する位置の誤差量をある程度吸収できるので、ワークWに位置誤差に起因する応力が加わることを大幅に抑制できる。
また、各ロボットアーム1〜3の連結部材16の位置の誤差が比較的大きい場合であっても、回転許容制御部32が、各ロボットアーム1〜3それぞれの姿勢に応じて選択したロボットアーム1〜3の各アクチュエータにかかる負荷予め教示された負荷量以上の負荷が加わったときには、位置指令に関わらず、サーボモータの回転を許容するので、載置台5や各ロボットアーム1〜3に課題な負荷がかかることが防止され、載置台5の過度な変形やこれによるワークWへの応力負荷等を抑制することができ、より精度良くワークWを位置決めすることができる。また、各ロボットアーム1〜3への過大な負荷を防止することができるので、各ロボットアーム1〜3への予期しない負担を回避することができる。
載置台5及びワークWを3台のロボットアーム1〜3で支持するので、回転許容制御部32により1台のロボットアームの出力が制限された場合であっても、残る2台のロボットアームによりワークWを十分に支持することができる。
また、第1〜第3ロボットアーム1〜3はいずれも3自由度を有するので、例えば、直動式のパラレルリンク機構等と比較すると、載置台5の可動範囲を大きく確保することができる。
さらに、各ロボットアーム1〜3の第1構造材11が三角状の基台4の3つの頂点近傍に設置されるとともに、ロボットアーム1、2とロボットアーム3とが鏡像関係となるように形成されるので、各ロボットアーム1〜3を折りたたんで載置台5を基台4の近傍まで下ろし際に、基台4の三角状の辺に沿って第1構造材11及び第2構造材12が位置することとなり、各ロボットアーム1〜3同士の干渉を回避できるとともに、各ロボットアーム1〜3の外側へのフットプリントを低減することができる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明に係る位置決め装置はこの実施の形態のものに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して適用可能である。
例えば、上述の実施の形態では、第1〜3ロボットアーム及び加工用マニピュレータを一体のコントローラで制御するものとして説明したが、コントローラは適宜別体として構成してもよい。また、例えば、サーボ制御のみを別体のコントローラで制御するなど、1のロボットアームを複数体のコントローラで制御するように構成してもよい。
[実施形態2]
図5は、国際公開第2006/093006号パンフレットにより開示された熱間加工装置40を簡便に示す説明図である。
実施形態2では、熱間加工装置40の可動ローラダイス44を、実施形態1の位置決め装置により、設置位置を可変に支持する。このため、はじめに熱間加工装置40を簡単に説明する。
熱間加工装置40は、支持機構42によりその軸方向へ移動自在に支持される鋼管41を、上流側から下流側へ向けて、例えばボールネジを用いた送り機構43により送る。そして、支持機構42の下流で加熱機構(誘導加熱コイル)45によって鋼管41を部分的に焼入れが可能な温度域(Ac点以上)に急速に加熱するとともに、加熱機構45の下流に配置される水冷装置46から鋼管41に冷却水を吹き付けて鋼管41を急冷することによって、誘導加熱コイル45による鋼管41の加熱位置と冷却水の鋼管41への吹き付け位置との間に、Ac点以上の温度の高温部41aを形成する。さらに、鋼管41を送りながら支持可能であるロール対44aを少なくとも一組有する可動ローラダイス44の位置を二次元又は三次元で変更することによって鋼管41の高温部41aに曲げモーメント又は剪断モーメントを付与する。このようにして、熱間加工装置40は、曲げ加工部材又は剪断加工部材48を製造する。
すなわち、熱間加工装置40は、長尺の素材である鋼管41の軸方向へ移動する高温部41aを部分的に形成するための、支持機構42、送り機構43、加熱機構45及び水冷機構46からなる高温部形成機構47と、高温部41aを境として鋼管41の一方の端部側を支持しながら移動する可動ローラダイス44と、可動ローラダイス44を二次元又は三次元の方向へ移動自在に支持する実施形態1の位置決め装置とを備える。例えば、可動ローラダイス44のケーシング(図示しない)を、実施形態1の位置決め装置の載置台5の上面に搭載し、適宜固定具6により所定の位置に固定設置すればよい。
なお、高温部41aを境として鋼管41の他方の端部側に配置される送り機構43として、例えばボールネジを用いた周知慣用の送り装置や産業用ロボットを用いることが例示される。また、実施の形態1により二次元又は三次元の方向へ移動自在に支持される可動ローラダイス44は、その移動形態に応じて、鋼管41の高温部41aに曲げモーメントや剪断モーメントを与えることができ、これにより、鋼管41に曲げ加工や剪断加工を行うことができる。
熱間加工装置40は、以上のように構成されているため、鋼管41の重量が大きい場合であっても、第1〜第3ロボットアーム1〜3で分担して支持することで各ロボットアームのアクチュエータとしてより小型かつ小出力のものを用いても、十分に鋼管41の位置決めが可能となる。
これにより、第1〜第3ロボットアーム1〜3をより低コストで小型化することができる。また、第1〜第3ロボットアーム1〜3で可動ローラダイス44を保持することなく、載置台5及び固定具6を介して、可動ローラダイス44を位置決めするため、各ロボットアーム1〜3の連結部材16の位置等に誤差(あるいは公差)が生じた場合であっても、小規模な誤差であれば、載置台5自体の変形や第1回転軸受14A、第2回転軸受15A及び第3回転軸受16Aの各ロボットアーム1〜3の先端側のそれぞれ3自由度の回転方向を許容することによって、どのような方向に対する位置の誤差量をある程度吸収できるので、可動ローラダイス44に位置誤差に起因する応力が加わることを大幅に抑制できる。
また、各ロボットアーム1〜3の連結部材16の位置の誤差が比較的大きい場合であっても、回転許容制御部32が、各ロボットアーム1〜3それぞれの姿勢に応じて選択したロボットアーム1〜3の各アクチュエータにかかる負荷予め教示された負荷量以上の負荷が加わったときには、位置指令に関わらず、サーボモータの回転を許容するので、載置台5や各ロボットアーム1〜3に課題な負荷がかかることが防止され、載置台5の過度な変形やこれによる可動ローラダイス44への応力負荷等を抑制することができ、より精度良く可動ローラダイス44を位置決めすることができる。また、各ロボットアーム1〜3への過大な負荷を防止することができるので、各ロボットアーム1〜3への予期しない負担を回避することができる。
載置台5及び可動ローラダイス44を3台のロボットアーム1〜3で支持するので、回転許容制御部32により1台のロボットアームの出力が制限された場合であっても、残る2台のロボットアームにより可動ローラダイス44を十分に支持することができる。
また、第1〜第3ロボットアーム1〜3はいずれも3自由度を有するので、例えば、直動式のパラレルリンク機構等と比較すると、載置台5の可動範囲を大きく確保することができる。
さらに、各ロボットアーム1〜3の第1構造材11が三角状の基台4の3つの頂点近傍に設置されるとともに、ロボットアーム1、2とロボットアーム3とが鏡像関係となるように形成されるので、各ロボットアーム1〜3を折りたたんで載置台5を基台4の近傍まで下ろし際に、基台4の三角状の辺に沿って第1構造材11及び第2構造材12が位置することとなり、各ロボットアーム1〜3同士の干渉を回避できるとともに、各ロボットアーム1〜3の外側へのフットプリントを低減することができる。
このようにして、熱間加工装置40によれば、可及的簡便かつ安価な位置決め装置により可動ローラダイス44を高い位置決め精度で位置決めしながら、広い動作範囲で位置決めすることができるので、曲げ加工部材又は剪断加工部材48を高い寸法精度で、安価にかつ少ない設置スペースで、確実に製造することができる。
なお、鋼管41における、可動ローラダイス44を抜けた部分(以下、「先端側部分」という)の重量は加工の進展に伴って増加することに起因して、鋼管41の高温部41aに曲げモーメントが作用して熱間加工後の鋼管41が変形し、曲げ加工部材又は剪断加工部材48の寸法精度が低下することを防止するために、先端側部分を適宜手段(以下、「変形抑制部材」という)によって支持することによって高温部41aに曲げモーメントが作用することを防止することが好ましい。このような変形抑制部材は、特定の部材に限定されるものではなく、鋼管41の変形を抑制できる部材であれば如何なる部材であってよく、例えば適当な支持台や支持部材を用いればよいが、特に、所定の空間内を移動自在に設置されて鋼管41の先端側部分を支持する汎用の産業用多関節ロボットを用いることが好ましい。

Claims (8)

  1. アームと前記アームを駆動させるアクチュエータとをそれぞれに有する3台のロボットアームと、
    前記3台のロボットアームのそれぞれの先端部で支持される載置台と、
    前記載置台に載置されたワークを前記載置台に固定するための固定具と、
    前記アクチュエータそれぞれの動作を制御するコントローラと
    を有すること
    前記3台のロボットアームは、それぞれ、基台に対して第1アクチュエータを介して回転可能に連結された第1構造材と、前記第1構造材に対して第2アクチュエータを介して旋回可能に連結された第2構造材と、前記第2構造材に対して第3アクチュエータを介して旋回可能に連結された第3構造材と、前記第3構造材に少なくとも1つの回転軸受を介して連結されて前記載置台に固定される連結部材とを有すること、および
    3台のロボットアームのうちの一台のロボットアームの第1構造材および第2構造材の形状が、他の2台のロボットアームの第1構造材および第2構造材の形状を左右反転させた形状である鏡像関係となるように構成されることを特徴とする位置決め装置。
  2. 前記アクチュエータは、前記コントローラからの位置指令に基づいて駆動するサーボモータを有して構成され、
    前記コントローラは、
    前記3台のロボットアームの内の少なくとも1台の前記アクチュエータに予め教示された負荷量以上の負荷が加わるときは、前記位置指令に関わらず、前記サーボモータの回転を許容することによって前記アクチュエータの過負荷を防止する回転許容機能を有すること
    を特徴とする請求項1に記載された位置決め装置。
  3. 前記第3構造材の先端側は、回転軸方向の回転を許容する第1回転軸受を介して、該第3構造材に対して該第3構造材の延在方向に略沿うような軸を中心に回転する第4構造材に連結される請求項1または請求項2に記載された位置決め装置。
  4. 前記第4構造材14の先端側は、二股に分岐し、分岐したそれぞれの両端に第2回転軸受を介して、第5構造材を回転自在に支持する請求項3に記載された位置決め装置。
  5. 前記第5構造材は第3回転軸受を介して前記連結部材に連結される請求項4に記載された位置決め装置。
  6. 前記第2回転軸受の回転軸と第3回転軸受の回転軸とは互いに直交しており、第2回転軸受は旋回軸として回転を許容し、第3回転軸受は回転軸として回転を許容する請求項5に記載された位置決め装置。
  7. 請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載された位置決め装置と、
    前記位置決め装置により位置決めされたワークに対して加工作業を行う加工機と
    を有することを特徴とする加工システム。
  8. 長尺の素材の軸方向へ移動する高温部を部分的に形成するための高温部形成機構と、前記高温部を境として前記素材の一方の端部側を支持しながら移動する可動ローラダイスと、前記可動ローラダイスを二次元又は三次元の方向へ移動自在に支持する請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載された位置決め装置とを備えることを特徴とする熱間加工装置。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9273961B2 (en) * 2012-02-27 2016-03-01 Lit Motors Corporation Dynamically balanced flywheel
US9522469B2 (en) * 2012-03-23 2016-12-20 Ntn Corporation Link actuation device
CZ304673B6 (cs) * 2012-09-10 2014-08-27 ÄŚVUT v Praze, Fakulta strojnĂ­ Způsob a zařízení pro změnu tuhosti sériového nebo paralelního základního pohyblivého mechanismu, zvláště průmyslových robotů a obráběcích strojů
GB201303255D0 (en) * 2013-02-25 2013-04-10 Univ Bristol Collaborating robots
CN108907701A (zh) * 2013-03-26 2018-11-30 株式会社尼康 固定台
JP6101594B2 (ja) * 2013-08-05 2017-03-22 Dmg森精機株式会社 被支持物の再設置方法
US20150251776A1 (en) * 2014-03-05 2015-09-10 Intelliport Corporation Engine installation apparatus
JP6453066B2 (ja) * 2014-12-05 2019-01-16 Ntn株式会社 リンク作動装置の制御方法
DE102015117630B3 (de) * 2015-10-16 2016-09-22 Horst Witte Gerätebau Barskamp KG Vorrichtung und Verfahren zum Positionieren von Werkstücken mittels mehrerer Roboterarme
RU2667236C1 (ru) * 2017-10-11 2018-09-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Пространственный механизм с круговым рычажным основанием
CN108068112A (zh) * 2017-11-02 2018-05-25 中车工业研究院有限公司 一种同一工位加工工件的装置、实现方法及加工方法
CN108393618A (zh) * 2018-03-29 2018-08-14 广州瑞松北斗汽车装备有限公司 汽车柔性主拼***的复式机器人焊接***
FR3082988B1 (fr) * 2018-06-26 2021-09-10 Framatome Sa Dispositif d'intervention sur un assemblage de combustible nucleaire
AT522896B1 (de) * 2019-09-02 2021-12-15 Trumpf Maschinen Austria Gmbh & Co Kg Manipulatoranordnung und Verfahren zum Biegen eines Bauteils
JP2021074789A (ja) 2019-11-05 2021-05-20 株式会社ジェイテクト アシスト装置
CN112849398B (zh) * 2021-02-20 2022-11-15 复旦大学 一种仿生多功能旋翼飞行器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10329078A (ja) * 1997-06-02 1998-12-15 Ricoh Co Ltd パラレルリンクマニプレータ装置
JP2000288853A (ja) * 1999-04-01 2000-10-17 Hiihaisuto Seiko Kk ハイブリッド型多自由度機構

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62181888A (ja) * 1986-02-07 1987-08-10 三菱電機株式会社 産業用ロボツト装置
US5271290A (en) * 1991-10-29 1993-12-21 United Kingdom Atomic Energy Authority Actuator assembly
US5737500A (en) * 1992-03-11 1998-04-07 California Institute Of Technology Mobile dexterous siren degree of freedom robot arm with real-time control system
CN1126959A (zh) * 1993-07-08 1996-07-17 株式会社中田制作所 辊轧成型机机架的支承方法及其装置以及支承承载台位置的测定方法及装置
US5787758A (en) * 1996-09-03 1998-08-04 Sheldon/Van Someren, Inc. Three-axis machine for rapid and rigid manipulation of components
ATE424283T1 (de) * 2002-01-16 2009-03-15 Abb Ab Industrieroboter
JP2005040919A (ja) * 2003-07-24 2005-02-17 Sony Corp モーション・ベース
JP2005144627A (ja) * 2003-11-18 2005-06-09 Ntn Corp リンク作動装置
US20080028881A1 (en) * 2003-12-03 2008-02-07 Keisuke Sone Linkage System
JP4825019B2 (ja) * 2005-03-03 2011-11-30 住友金属工業株式会社 金属材の曲げ加工方法、曲げ加工装置および曲げ加工設備列、並びにそれらを用いた曲げ加工製品
CN101132869B (zh) * 2005-03-03 2012-10-10 住友金属工业株式会社 金属材料的弯曲加工方法、弯曲加工装置及弯曲加工设备列、以及使用它们做成的弯曲加工产品
US7331750B2 (en) * 2005-03-21 2008-02-19 Michael Merz Parallel robot
US7478576B2 (en) * 2005-03-22 2009-01-20 Ross-Hime Designs, Inc. Robotic manipulator
DE102005039817A1 (de) * 2005-08-22 2007-03-22 Brötje-Automation GmbH Schreitanordnung eines Fertigungsroboters
JP4791168B2 (ja) 2005-12-12 2011-10-12 川崎重工業株式会社 位置決めロボット
DE102006011823A1 (de) * 2006-03-13 2007-09-20 Abb Patent Gmbh Positioniereinrichtung
DE102007004166A1 (de) * 2007-01-29 2008-08-14 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zum Bewegen und Positionieren eines Gegenstandes im Raum
CN101414745B (zh) * 2007-10-18 2011-09-21 茂达电子股份有限公司 马达保护装置及其方法
US20100043577A1 (en) * 2008-06-04 2010-02-25 Ross-Hime Designs, Inc. Robotic manipulator
JP5675258B2 (ja) * 2010-10-14 2015-02-25 Ntn株式会社 リンク作動装置
DE102012211190B4 (de) * 2012-06-28 2019-07-18 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Bewegungssimulator

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10329078A (ja) * 1997-06-02 1998-12-15 Ricoh Co Ltd パラレルリンクマニプレータ装置
JP2000288853A (ja) * 1999-04-01 2000-10-17 Hiihaisuto Seiko Kk ハイブリッド型多自由度機構

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