JP6629145B2 - Working device, working device system - Google Patents

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Description

本発明は、作業対象に対して各種作業をなす作業装置に関する。   The present invention relates to a work device that performs various works on a work target.

台盤に関節を介して枢着されるアームの先端にハンドを設け、組立、溶接等の各種作業を自動的になす装置が知られている。この一例として、特許文献１には、台盤を中心とした前後荷重モーメントを平衡させる自動バランス装置を具備する多関節ロボット装置が開示されている。   2. Description of the Related Art There is known a device in which a hand is provided at the tip of an arm pivotally connected to a base via a joint, and various operations such as assembly and welding are automatically performed. As an example of this, Patent Literature 1 discloses an articulated robot device including an automatic balancing device that balances a longitudinal load moment about a base.

特開昭６１−１５２３８９号公報JP-A-61-152389

このような装置については、生産性向上のため動作の高速化が求められている。発明者が検討したところによると、装置のアームの先端に設けられたハンドを高速で動作させると、その装置はハンドの動作の反力によって振動やアームの撓みを生じ、作業精度が低下するケースがあるとの知見を得た。すなわち発明者は、特許文献１の構造では、アーム自身の前後荷重モーメントを静的に平衡させ得るとしても、ハンドを高速で動作させた場合の作業精度の低下を抑制する観点からは改善の余地があることを認識した。   Such devices are required to operate at high speed in order to improve productivity. According to studies by the inventor, when a hand provided at the tip of an arm of a device is operated at high speed, the device causes vibration or bending of the arm due to a reaction force of the operation of the hand, resulting in a case where the working accuracy is reduced. There is a knowledge that there is. That is, the inventor of the present invention has a room for improvement from the viewpoint of suppressing a decrease in work accuracy when the hand is operated at high speed, even though the longitudinal load moment of the arm itself can be statically balanced in the structure of Patent Document 1. Realized that there is.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的は、高速化しても作業精度の低下を抑制しうる作業装置の技術を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a technique of a working device that can suppress a decrease in working accuracy even when the speed is increased.

上記課題を解決するために、本発明のある態様の作業装置は、支持機構に支持される作業装置であって、作業対象に対して作業をなすための作業モジュールと、作業モジュールを第１方向に移動させる駆動機構と、作業モジュールの移動反力の少なくとも一部を打ち消すように錘体を移動させる錘体駆動部と、を備える。第１方向に延びる直線と直交する平面に投影したとき、作業モジュールの重心は錘体の錘重心の近傍に位置するように配置され、前記平面に投影したとき、前記重心は前記作業モジュールの外部に位置するように配置される。 In order to solve the above-mentioned problem, a working device according to an aspect of the present invention is a working device supported by a support mechanism, and includes a working module for performing work on a work target and a working module in a first direction. And a weight drive unit that moves the weight so as to cancel at least a part of the movement reaction force of the working module. When projected on a plane orthogonal to a straight line extending in the first direction, the center of gravity of the work module is arranged so as to be located near the center of gravity of the weight , and when projected on the plane, the center of gravity is outside the work module. Ru is arranged to be positioned.

この態様によると、作業モジュールの重心が錘体の重心の近傍に位置するように配置されるから、駆動時に発生するモーメントが小さくなり、作業モジュール装置を支持する支持機構への影響が抑制される。   According to this aspect, since the center of gravity of the work module is located near the center of gravity of the weight body, the moment generated at the time of driving is reduced, and the influence on the support mechanism that supports the work module device is suppressed. .

本発明の別の態様は、上記した作業装置と、この作業装置を支持する多関節型ロボットまたは直交座標型ロボットと、を備える。   Another embodiment of the present invention includes the working device described above, and an articulated robot or an orthogonal coordinate robot that supports the working device.

本発明によれば、高速化しても加工精度の低下を抑制しうる作業装置の技術を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the technique of the working device which can suppress the fall of processing accuracy even if it speeds up can be provided.

本実施の形態に係る作業装置を含む作業装置システムを示す平面図である。1 is a plan view showing a working device system including a working device according to the present embodiment. 本実施の形態に係る作業装置を含む作業装置システムを示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing a working device system including the working device according to the present embodiment. 本実施の形態に係る作業装置を示す側面図である。It is a side view which shows the working device which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る作業装置を示す正面図である。It is a front view showing the working device concerning this embodiment. 図３の作業装置の重心の運動を説明する説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a motion of a center of gravity of the working device in FIG. 3. 第２実施形態に係る作業装置を示す側面図である。It is a side view showing the working device concerning a 2nd embodiment. 図６の作業装置の重心の位置を示す正面図である。It is a front view which shows the position of the center of gravity of the working device of FIG. 図６の作業装置の重心の運動を説明する説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a motion of the center of gravity of the working device in FIG. 6. 参考例に係る作業装置システムを示す平面図である。It is a top view showing the working device system concerning a reference example. 参考例に係る作業装置システムを示す側面図である。It is a side view which shows the working apparatus system which concerns on a reference example.

まず、本発明に至った経緯を説明する。図９は参考例に係る作業装置システム３００を示す平面図である。図１０は作業装置システム３００を示す側面図である。作業装置システム３００は、アーム機構１０２と、アーム機構１０２によって支持される作業装置３１０とを備える。アーム機構１０２は、作業装置３１０を支持する支持機構であって、いわゆる産業用の多関節型ロボットの可動アームである。アーム機構１０２は、関節１０２ｆ、関節１０２ｃ、関節１０２ｅ、関節１０２ｇ、関節１０２ｈ、関節１０２ｊ、アーム１０２ｄ、アーム１０２ｋおよびアーム１０２ａを含む。特に、関節１０２ｆ、関節１０２ｇおよび関節１０２ｊは入力側に対して出力側を回転駆動する。関節１０２ｃ、関節１０２ｅおよび関節１０２ｈは入力側に対して出力側を曲げ駆動する。アーム１０２ｄは関節１０２ｆおよび関節１０２ｃを介して基台１０２ｂに支持される。アーム１０２ｋは関節１０２ｅを介してアーム１０２ｄに支持される。アーム１０２ａは関節１０２ｇ、関節１０２ｈおよび関節１０２ｊを介してアーム１０２ｋに支持される。作業装置３１０はアーム１０２ａの先端に固定される。作業装置３１０は、作業モジュール３１２と、作業モジュール３１２を矢印Ｐの方向に沿って任意の位置に移動させる駆動機構３１４とを含む。作業モジュール３１２は、作業対象であるワーク１０８に対して例えばレーザ加工や計測などの各種の作業をなすように構成される。作業装置システム３００は、アーム機構１０２によって作業モジュール３１２を粗動させると共に、駆動機構３１４によって作業モジュール３１２を微動させることで、作業モジュール３１２をワーク１０８上の所望の軌跡に沿って移動しながら所定の作業（例えばレーザ加工）をすることができる。   First, the circumstances that led to the present invention will be described. FIG. 9 is a plan view showing a working device system 300 according to the reference example. FIG. 10 is a side view showing the working device system 300. The working device system 300 includes the arm mechanism 102 and a working device 310 supported by the arm mechanism 102. The arm mechanism 102 is a support mechanism that supports the working device 310, and is a movable arm of a so-called industrial articulated robot. The arm mechanism 102 includes a joint 102f, a joint 102c, a joint 102e, a joint 102g, a joint 102h, a joint 102j, an arm 102d, an arm 102k, and an arm 102a. In particular, the joints 102f, 102g, and 102j rotate the output side with respect to the input side. The joints 102c, 102e and 102h bend and drive the output side with respect to the input side. The arm 102d is supported on the base 102b via the joint 102f and the joint 102c. The arm 102k is supported by the arm 102d via the joint 102e. The arm 102a is supported by the arm 102k via a joint 102g, a joint 102h, and a joint 102j. The working device 310 is fixed to the tip of the arm 102a. The work device 310 includes a work module 312 and a drive mechanism 314 that moves the work module 312 to an arbitrary position in the direction of arrow P. The operation module 312 is configured to perform various operations such as laser processing and measurement on the work 108 to be operated. The work apparatus system 300 moves the work module 312 along a desired trajectory on the work 108 by moving the work module 312 along a desired trajectory on the work 108 by coarsely moving the work module 312 by the arm mechanism 102 and finely moving the work module 312 by the drive mechanism 314. (For example, laser processing).

発明者は、参考例の作業装置システム３００について作業を高速化する検討を行い、以下のような知見を得た。駆動機構３１４によって作業モジュール３１２を移動させると、その移動反力が駆動機構３１４に入力される。その移動反力によって駆動機構３１４が振動することで作業モジュール３１２の軌跡が乱れ、作業精度が低下することがある。作業モジュール３１２の移動を高速化すると作業精度は一層低下する。作業精度を維持するために、作業モジュール３１２を移動させた後、振動が収まるまで待って作業を開始することも考えられるが、この場合にはトータルの作業時間が永くなり高速化に逆行する。つまり、発明者は高速化と作業精度の維持とは二律背反の関係にあることを認識した。   The inventor studied to speed up the operation of the operation device system 300 of the reference example, and obtained the following knowledge. When the operation module 312 is moved by the drive mechanism 314, the reaction force is input to the drive mechanism 314. When the drive mechanism 314 vibrates due to the movement reaction force, the trajectory of the work module 312 is disturbed, and the work accuracy may be reduced. When the movement of the work module 312 is accelerated, the work accuracy is further reduced. In order to maintain the work accuracy, it is conceivable to start the work after the work module 312 is moved and then wait until the vibration stops, but in this case, the total work time becomes longer and the speed goes up. That is, the inventor has recognized that there is a trade-off between speeding up and maintaining work accuracy.

また、作業モジュール３１２の移動反力の影響はアーム機構１０２にも及び、関節やアームに撓みを生じさせ、作業精度を一層低下させることがある。アーム機構１０２の各部の撓みを抑制するため、アーム機構１０２の剛性を高くすることが考えられるが、このためにアーム機構１０２が大型化して重量も増加する。例えば、作業精度を維持しながら所望の高速化を実現するために、質量が２０ｋｇの作業装置３１０を可搬推力が１５０ｋｇの大型のアーム機構１０２によって支持するべきとの知見を得ている。つまり発明者は、作業を高速化するとアーム機構１０２が大型化して空間効率が低下し投資負担が増大する可能性が高いことを認識した。
本発明はこのような知見に基づき移動反力の影響を緩和するためになされた。 Further, the effect of the movement reaction force of the work module 312 also extends to the arm mechanism 102, causing the joints and the arms to bend, which may further reduce the work accuracy. In order to suppress the bending of each part of the arm mechanism 102, it is conceivable to increase the rigidity of the arm mechanism 102. However, the arm mechanism 102 is increased in size and weight. For example, it has been found that the working device 310 having a mass of 20 kg should be supported by the large arm mechanism 102 having a portable thrust of 150 kg in order to realize a desired high speed while maintaining the working accuracy. In other words, the inventor has recognized that when the work is performed at high speed, the arm mechanism 102 is likely to be large, space efficiency is reduced, and the investment burden is likely to increase.
The present invention has been made to alleviate the influence of the moving reaction force based on such knowledge.

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに各図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
また、第１、第２などの用語は多様な構成要素を説明するために用いることができるが、前記構成要素は前記用語によって限定されるものではない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられる。 Hereinafter, the present invention will be described based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components and members shown in each drawing are denoted by the same reference numerals, and repeated description will be omitted as appropriate. In addition, the dimensions of the members in each drawing are appropriately enlarged or reduced for easy understanding. In each drawing, some members that are not important for describing the embodiments are omitted.
Also, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The above terms are only used to distinguish one element from another.

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る作業装置１０を含む作業装置システム１００を示す平面図である。図２は、作業装置システム１００を示す側面図である。以下、ＸＹＺ直交座標系をもとに説明する。Ｘ軸方向は水平な左右方向に対応し、Ｙ軸方向は水平な前後方向に対応し、Ｚ軸方向は鉛直な上下方向に対応する。Ｙ軸方向およびＺ軸方向はそれぞれＸ軸方向に直交する。Ｘ軸方向は左方向、右方向あるいは横方向と、Ｙ軸方向は前方向あるいは後方向と、Ｚ軸方向は上方向、下方向あるいは縦方向と表記することがある。
図１において作業装置システム１００を矢印Ｑの方向から視て向かって右側を右と、左側を左という。 (First Embodiment)
FIG. 1 is a plan view showing a working device system 100 including a working device 10 according to the first embodiment. FIG. 2 is a side view showing the working device system 100. Hereinafter, a description will be given based on the XYZ orthogonal coordinate system. The X-axis direction corresponds to a horizontal left-right direction, the Y-axis direction corresponds to a horizontal front-back direction, and the Z-axis direction corresponds to a vertical up-down direction. The Y-axis direction and the Z-axis direction are each orthogonal to the X-axis direction. The X-axis direction may be described as a left direction, a right direction or a horizontal direction, the Y-axis direction may be described as a forward direction or a backward direction, and the Z-axis direction may be described as an upward direction, a downward direction or a vertical direction.
In FIG. 1, the right side and the left side are referred to as right and left, respectively, when viewing the working device system 100 from the direction of arrow Q.

（作業装置システム）
図１および図２に示すように、作業装置システム１００は、アーム機構１０２と、アーム機構１０２によって支持される作業装置１０を備える。アーム機構１０２は、いわゆる産業用の多関節型ロボットの可動アームである。アーム機構１０２は、関節１０２ｆ、関節１０２ｃ、関節１０２ｅ、関節１０２ｇ、関節１０２ｈおよび関節１０２ｊの６個の関節によって、アーム１０２ｄ、アーム１０２ｋおよびアーム１０２ａを支持する。特に、関節１０２ｆ、関節１０２ｇおよび関節１０２ｊは入力側に対して出力側を回転駆動する。関節１０２ｃ、関節１０２ｅおよび関節１０２ｈは入力側に対して出力側を曲げ駆動する。アーム１０２ｄは関節１０２ｆおよび関節１０２ｃを介して基台１０２ｂに支持される。アーム１０２ｋは関節１０２ｅを介してアーム１０２ｄに支持される。アーム１０２ａは関節１０２ｇ、関節１０２ｈおよび関節１０２ｊを介してアーム１０２ｋに支持される。作業装置１０はアーム１０２ａの先端に固定される。 (Work equipment system)
As shown in FIGS. 1 and 2, the working device system 100 includes an arm mechanism 102 and a working device 10 supported by the arm mechanism 102. The arm mechanism 102 is a movable arm of a so-called industrial articulated robot. The arm mechanism 102 supports the arm 102d, the arm 102k, and the arm 102a by six joints of a joint 102f, a joint 102c, a joint 102e, a joint 102g, a joint 102h, and a joint 102j. In particular, the joints 102f, 102g, and 102j rotate the output side with respect to the input side. The joints 102c, 102e and 102h bend and drive the output side with respect to the input side. The arm 102d is supported on the base 102b via the joint 102f and the joint 102c. The arm 102k is supported by the arm 102d via the joint 102e. The arm 102a is supported by the arm 102k via a joint 102g, a joint 102h, and a joint 102j. The working device 10 is fixed to the tip of the arm 102a.

（作業装置）
次に、作業装置１０について説明する。図３は第１の実施の形態に係る作業装置１０を示す側面図である。図４は作業装置１０を示す正面図である。作業装置１０は、作業モジュール１２と、駆動機構１４と、錘体駆動機構１６と、支持フレーム１８とを主に含む。作業装置１０は、駆動機構１４によって作業モジュール１２を駆動してワーク１０８上の所望の軌跡に沿って移動させながら予め定めた作業をなす。支持フレーム１８は、作業モジュール１２と、駆動機構１４と、錘体駆動機構１６とが搭載される台状のベース部材で、アーム１０２ａの先端に固定される。 (Work equipment)
Next, the working device 10 will be described. FIG. 3 is a side view showing the working device 10 according to the first embodiment. FIG. 4 is a front view showing the working device 10. The working device 10 mainly includes a working module 12, a driving mechanism 14, a weight driving mechanism 16, and a support frame 18. The work device 10 performs a predetermined work while driving the work module 12 by the drive mechanism 14 and moving the work module 12 along a desired trajectory on the work 108. The support frame 18 is a trapezoidal base member on which the working module 12, the drive mechanism 14, and the weight drive mechanism 16 are mounted, and is fixed to the tip of the arm 102a.

（作業モジュール）
作業モジュール１２はワーク１０８に対して例えば加工や計測などの各種の作業をなす装置である。作業装置１０では、作業モジュール１２はレーザ光１２ｒを出力可能に構成され、レーザ光１２ｒによってワーク１０８に対して切断や溶接などの加工をなす。作業モジュール１２は、モジュール本体１２ｂと、延伸部１２ｃと、ウエイト部材１２ｅとを主に含む。モジュール本体１２ｂは上下方向（Ｚ軸方向）に延在する略円筒形状を有し、その下端からワーク１０８に向けてレーザ光１２ｒを出力する。レーザ光１２ｒは図示しない光ケーブルを用いて外部から導入されてもよい。延伸部１２ｃはモジュール本体１２ｂの側部または上部からＹ軸方向で後側である錘体駆動機構１６側に張出す。特に、延伸部１２ｃは錘重心１５ｇおよび錘体駆動機構１６を覆うように設けられる。延伸部１２ｃは、例えば棒状に形成されてもよい。作業モジュール１２はモジュール本体１２ｂと延伸部１２ｃを含むことでＸ軸方向に視て屈曲するくの字状を有する。ウエイト部材１２ｅは、延伸部１２ｃの端部１２ｄに取付けられる例えば円筒状やリング状の部材である。ウエイト部材１２ｅの質量や位置を変更することで、作業モジュール１２の重心の位置を変更することができる。作業モジュール１２がくの字状を有することで、モジュール本体１２ｂのＹ軸方向で前側（負方向側）は開放されて遮る物がない。このため、例えばワーク１０８が立体的で上向きの突出部がある場合にも、この突出部の干渉を受けにくい。 (Work module)
The work module 12 is a device that performs various works on the work 108 such as processing and measurement. In the working device 10, the working module 12 is configured to be capable of outputting a laser beam 12r, and performs processing such as cutting or welding on the work 108 by the laser beam 12r. The working module 12 mainly includes a module main body 12b, an extending portion 12c, and a weight member 12e. The module body 12b has a substantially cylindrical shape extending in the up-down direction (Z-axis direction), and outputs the laser beam 12r from the lower end thereof toward the work. The laser beam 12r may be introduced from outside using an optical cable (not shown). The extending portion 12c extends from the side or upper portion of the module body 12b toward the weight driving mechanism 16 which is the rear side in the Y-axis direction. In particular, the extension portion 12c is provided so as to cover the weight center of gravity 15g and the weight body driving mechanism 16. The extending portion 12c may be formed, for example, in a rod shape. The work module 12 includes a module main body 12b and an extension portion 12c, and has a V shape that bends when viewed in the X-axis direction. The weight member 12e is, for example, a cylindrical or ring-shaped member attached to the end 12d of the extension 12c. By changing the mass and position of the weight member 12e, the position of the center of gravity of the working module 12 can be changed. Since the work module 12 has a V-shape, the front side (negative side) of the module body 12b in the Y-axis direction is open and there is no obstruction. Therefore, for example, even when the work 108 is three-dimensional and has an upward protrusion, the work 108 is less likely to be interfered by the protrusion.

（駆動機構）
駆動機構１４は、作業モジュール１２をその可動方向であるＸ軸方向の任意の位置に移動させる。駆動機構１４は、駆動源であるモータ（不図示）と、モータの回転運動を直線運動に変換するボールねじ機構１４ｂと、モータを駆動する駆動回路（不図示）と、作業モジュール１２を支持するスライダ機構１４ｃとを主に含む。モータと、ボールねじ機構１４ｂと、スライダ機構１４ｃとは支持フレーム１８に支持される。ボールねじ機構１４ｂは、回転軸の外周にらせん状のリード溝を有しＸ軸方向に延伸する回転軸（不図示）と、リード溝上においてボールを介して移動可能に設けられるナット（不図示）と、回転軸の両端を回転自在に支持する軸受（不図示）とを含む。回転軸の一端は軸受から突出しており、その突出部にモータの出力軸が結合される。例えば、モータを正方向に回転させることで、ナットがリード溝の回転に沿ってＸ軸で正方向に移動し、モータを逆方向に回転させることで、ボールがＸ軸で負方向に移動する。作業モジュール１２はナットの移動に同期してＸ軸で正方向および負方向に移動する。 (Drive mechanism)
The drive mechanism 14 moves the work module 12 to an arbitrary position in the X-axis direction that is the movable direction thereof. The drive mechanism 14 supports a motor (not shown) that is a drive source, a ball screw mechanism 14 b that converts the rotational motion of the motor into a linear motion, a drive circuit (not shown) that drives the motor, and the work module 12. It mainly includes a slider mechanism 14c. The motor, the ball screw mechanism 14b, and the slider mechanism 14c are supported by the support frame 18. The ball screw mechanism 14b includes a rotary shaft (not shown) having a spiral lead groove on the outer periphery of the rotary shaft and extending in the X-axis direction, and a nut (not shown) movably provided on the lead groove via a ball. And a bearing (not shown) that rotatably supports both ends of the rotating shaft. One end of the rotating shaft projects from the bearing, and the output shaft of the motor is coupled to the projecting portion. For example, by rotating the motor in the forward direction, the nut moves in the positive direction on the X axis along with the rotation of the lead groove, and by rotating the motor in the reverse direction, the ball moves in the negative direction on the X axis. . The work module 12 moves in the positive and negative directions on the X axis in synchronization with the movement of the nut.

（錘体駆動部）
錘体駆動機構１６は、駆動源であるモータ（不図示）と、モータの回転運動を直線運動に変換する運動変換機構であるボールねじ機構１６ｂと、モータを駆動する駆動回路（不図示）と、錘体１５と、スライダ機構１６ｃとを主に含む。モータと、ボールねじ機構１６ｂと、錘体１５とは支持フレーム１８に支持される。ボールねじ機構１６ｂはボールねじ機構１４ｂと同様に構成されており、重複する説明は省く。錘体１５はボールねじ機構１６ｂのスライダ機構１６ｃ上に配設されており、モータを正方向に回転させることでＸ軸で正方向に移動し、モータを逆方向に回転させることで、Ｘ軸で負方向に移動する。錘体１５の移動軌跡は作業モジュール１２の移動軌跡と平行に設けられる。 (Plummet driver)
The weight driving mechanism 16 includes a motor (not shown) that is a driving source, a ball screw mechanism 16b that is a motion conversion mechanism that converts a rotational motion of the motor into a linear motion, and a driving circuit (not shown) that drives the motor. , The weight body 15 and the slider mechanism 16c. The motor, the ball screw mechanism 16b, and the weight 15 are supported by the support frame 18. The ball screw mechanism 16b has the same configuration as the ball screw mechanism 14b, and a duplicate description will be omitted. The weight 15 is disposed on the slider mechanism 16c of the ball screw mechanism 16b. The weight body 15 moves in the positive direction by rotating the motor in the forward direction, and moves in the reverse direction by rotating the motor in the reverse direction. To move in the negative direction. The movement locus of the weight 15 is provided in parallel with the movement locus of the work module 12.

錘体駆動機構１６は、作業モジュール１２の移動反力の少なくとも一部を打ち消すように錘体１５を移動させる。例えば、錘体１５を作業モジュール１２の移動方向と反対の方向に作業モジュール１２と同じ速度で移動させるようにしてもよい。この場合、錘体１５が駆動機構１４に与える移動反力は作業モジュール１２が駆動機構１４に与える移動反力と逆方向になるから、これらの反力は少なくとも一部で打ち消し合う。また、錘体１５の質量を作業モジュール１２の質量と実質的に一致させるようにしてもよい。この場合、これらの反力は打ち消し合う。   The weight driving mechanism 16 moves the weight 15 so as to cancel at least a part of the movement reaction force of the working module 12. For example, the weight 15 may be moved at the same speed as the working module 12 in a direction opposite to the moving direction of the working module 12. In this case, since the movement reaction force given to the drive mechanism 14 by the weight 15 is in the opposite direction to the movement reaction force given to the drive mechanism 14 by the work module 12, these reaction forces cancel out at least partially. Further, the mass of the weight 15 may be made to substantially match the mass of the working module 12. In this case, these reaction forces cancel each other out.

駆動機構１４および錘体駆動機構１６のモータとしては、ステッピングモータやＤＣモータなど各種原理に基づくモータを使用してもよい。本実施の形態における作業装置１０ではＡＣサーボモータを使用している。   As the motors of the driving mechanism 14 and the weight driving mechanism 16, motors based on various principles, such as a stepping motor and a DC motor, may be used. The working device 10 according to the present embodiment uses an AC servomotor.

次に、作業モジュール１２の重心１２ｇと錘体１５の錘重心１５ｇについて説明する。作業モジュール１２の重心１２ｇが錘体１５の錘重心１５ｇから離れている場合、作業モジュール１２の反力と錘体１５の反力とで駆動機構１４に回転モーメントを入力し、作業装置１０や作業装置システム１００に振動を与えるおそれがある。そこで、本実施の形態では、作業装置１０を可動方向であるＸ軸方向に垂直な平面（ＹＺ平面という）に投影したとき、作業モジュール１２の重心１２ｇは錘体１５の錘重心１５ｇの近傍に位置するように配置される。回転モーメントを低減する観点から、ＹＺ平面に投影したとき、重心１２ｇは、錘体１５の内部に位置するように配置されてもよく、錘体駆動機構１６の内部に位置するように配置されてもよく、錘重心１５ｇと重なるように配置されてもよい。   Next, the center of gravity 12g of the working module 12 and the center of gravity 15g of the weight body 15 will be described. When the center of gravity 12g of the working module 12 is separated from the center of gravity 15g of the weight 15, the rotational moment is input to the drive mechanism 14 by the reaction force of the working module 12 and the reaction force of the weight 15, and the working device 10 and the work There is a possibility that the device system 100 may be vibrated. Therefore, in the present embodiment, when the working device 10 is projected on a plane perpendicular to the X-axis direction, which is a movable direction (referred to as a YZ plane), the center of gravity 12g of the working module 12 is located near the center of gravity 15g of the weight body 15. It is arranged to be located. From the viewpoint of reducing the rotational moment, when projected on the YZ plane, the center of gravity 12g may be arranged so as to be located inside the weight body 15, and may be arranged so as to be located inside the weight body driving mechanism 16. And may be arranged so as to overlap with the weight center of gravity 15g.

図５は作業装置１０の重心の運動を説明する説明図である。図５を参照して重心１２ｇと錘重心１５ｇの運動を説明する。図５において線Ｘは重心１２ｇを通りＸ軸に平行な直線である。重心１２ｇと錘重心１５ｇがＸ軸方向に視て重なる位置にある場合、これらの重心は線Ｘに沿って運動する。この場合に、重心１２ｇが矢印１２ｐの方向に運動し、錘重心１５ｇが矢印１２ｐと逆の矢印１５ｐの方向に運動するように制御することで、これらの移動反力は打ち消しあって小さくなる。また、これらの重心のＸ軸方向に視たずれが小さい場合は、これらの移動反力による回転モーメントも小さくなり、これらの重心が重なる場合に回転モーメントも最小となる。作業装置１０は、この動作原理に基づき、移動反力と回転モーメントを小さくするように、これらの重心の質量、位置、移動速度、移動方向などが設定される。   FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating the movement of the center of gravity of the working device 10. The movement of the center of gravity 12g and the center of gravity 15g will be described with reference to FIG. In FIG. 5, a line X is a straight line that passes through the center of gravity 12g and is parallel to the X axis. When the center of gravity 12g and the center of gravity 15g overlap each other when viewed in the X-axis direction, these centers of gravity move along the line X. In this case, by controlling the center of gravity 12g to move in the direction of the arrow 12p and the center of gravity 15g to move in the direction of the arrow 15p opposite to the arrow 12p, these movement reaction forces cancel each other and become small. In addition, when the displacement of these centers of gravity in the X-axis direction is small, the rotational moment due to the movement reaction force also becomes small, and when these centers of gravity overlap, the rotational moment also becomes minimum. Based on this operation principle, the working device 10 sets the mass, the position, the moving speed, the moving direction, and the like of the center of gravity so as to reduce the reaction force and the rotational moment.

駆動源や運動変換機構が大きいとスペースが狭くなり重心１２ｇと錘重心１５ｇの配置の自由度が損なわれることがある。作業装置１０では、ＡＣサーボモータでボールねじ機構を駆動する構成を採用したことで、スペースが拡がり、重心１２ｇと錘重心１５ｇの配置の自由度を拡げることができる。   If the driving source or the motion conversion mechanism is large, the space becomes narrow, and the degree of freedom in the arrangement of the center of gravity 12g and the center of gravity 15g may be impaired. In the working device 10, by employing a configuration in which the ball screw mechanism is driven by the AC servomotor, the space is expanded, and the degree of freedom in the arrangement of the center of gravity 12g and the weight center of gravity 15g can be increased.

作業モジュール１２の重心１２ｇが作業モジュール１２の内部に位置する場合、重心１２ｇを錘重心１５ｇに接近させることが難しい。そこで、本実施の形態における作業モジュール１２では、図３に示すように、ＹＺ平面に投影したとき、重心１２ｇは作業モジュール１２の外部に位置するように配置される。つまり、作業モジュール１２はモジュール本体１２ｂと延伸部１２ｃとにより屈曲形状を有することで、重心１２ｇは作業モジュール１２外の空間に形成される。   When the center of gravity 12g of the working module 12 is located inside the working module 12, it is difficult to bring the center of gravity 12g closer to the center of gravity 15g of the weight. Therefore, in the working module 12 according to the present embodiment, as shown in FIG. 3, when projected on the YZ plane, the center of gravity 12 g is arranged so as to be located outside the working module 12. That is, since the working module 12 has a bent shape by the module main body 12b and the extending portion 12c, the center of gravity 12g is formed in a space outside the working module 12.

作業モジュール１２の重心１２ｇは、モジュール本体１２ｂと延伸部１２ｃの中間に形成される。特に、重心１２ｇは、ＹＺ平面に投影したとき、延伸部１２ｃの延伸端１２ｈと、モジュール本体１２ｂの作業対象であるワーク１０８側の端部１２ｋとを結ぶ直線Ｌよりモジュール本体１２ｂ側に位置する場合が多い。このため、錘重心１５ｇも直線Ｌよりモジュール本体１２ｂ側に位置するように配置される。重心１２ｇを錘重心１５ｇに寄せ易くする観点で有利になる。   The center of gravity 12g of the working module 12 is formed between the module body 12b and the extension 12c. In particular, when projected on the YZ plane, the center of gravity 12g is located closer to the module main body 12b than the straight line L connecting the extended end 12h of the extended portion 12c and the end portion 12k of the module main body 12b on the work 108 side to be worked. Often. Therefore, the weight center of gravity 15g is also arranged so as to be located on the module main body 12b side with respect to the straight line L. This is advantageous in that the center of gravity 12g is easily brought closer to the weight center of gravity 15g.

作業モジュール１２は、目的の作業に応じてモジュール本体１２ｂを異なるアタッチメントに交換することがある。形状や質量が異なるアタッチメントに交換すると、作業モジュール１２の重心１２ｇの位置が変化することが考えられる。そこで、本実施の形態における作業モジュール１２は、図３に示すように、着脱可能に装着されるウエイト部材１２ｅを含む。一例として、モジュール本体１２ｂの延伸部１２ｃの先端に設けた雄ねじ１２ｍに、ウエイト部材１２ｅに設けた雌ねじ１２ｆをねじ込むように構成してもよい。ウエイト部材１２ｅは雌ねじ１２ｆを緩めることで取り外すことができ、雌ねじ１２ｆをねじ込むことで装着できる。   The work module 12 may replace the module main body 12b with a different attachment depending on the intended work. When the attachment is replaced with an attachment having a different shape or mass, the position of the center of gravity 12g of the working module 12 may change. Thus, as shown in FIG. 3, the working module 12 in the present embodiment includes a weight member 12e that is detachably mounted. As an example, the female screw 12f provided on the weight member 12e may be screwed into the male screw 12m provided at the tip of the extension portion 12c of the module body 12b. The weight member 12e can be removed by loosening the female screw 12f, and can be mounted by screwing the female screw 12f.

作業モジュール１２の重心１２ｇの位置は容易に調整できることが望ましい。そこで、本実施の形態における作業モジュール１２は、ウエイト部材１２ｅを装着したままで、重心１２ｇの位置を調整可能な調整機構１２ｊを含む。一例として、雌ねじ１２ｆの雄ねじ１２ｍに対するねじ込み深さを変更可能に構成してもよい。雌ねじ１２ｆのねじ込み深さを変更することで重心１２ｇの位置を変更することができる。また別の一例として、延伸部１２ｃのモジュール本体１２ｂに対する角度θｍを変更可能に構成してもよい。角度θｍを変更することで重心１２ｇの位置を変更することができる。例えば、延伸部１２ｃとモジュール本体１２ｂの接続部分に可撓性を有する可撓部１２ｎを設けるようにしてもよい。   It is desirable that the position of the center of gravity 12g of the working module 12 can be easily adjusted. Therefore, the working module 12 according to the present embodiment includes an adjusting mechanism 12j that can adjust the position of the center of gravity 12g with the weight member 12e mounted. As an example, the screwing depth of the female screw 12f with respect to the male screw 12m may be configured to be changeable. The position of the center of gravity 12g can be changed by changing the screwing depth of the female screw 12f. As another example, the angle θm of the extension portion 12c with respect to the module main body 12b may be configured to be changeable. By changing the angle θm, the position of the center of gravity 12g can be changed. For example, a flexible portion 12n having flexibility may be provided at a connection portion between the extension portion 12c and the module main body 12b.

錘重心１５ｇは錘体駆動機構１６のボールねじ機構１６ｂ上を移動する。このため、錘重心１５ｇを重心１２ｇに寄せやすくする観点から、ＹＺ平面に投影したとき、錘体駆動機構１６のボールねじ機構１６ｂは重心１２ｇの近傍に位置するように設けられる。特に、ＹＺ平面に投影したとき、ボールねじ機構１６ｂは重心１２ｇを含むように設けられる。ボールねじ機構１６ｂが重心１２ｇから離れて配置される場合に比べて、錘重心１５ｇを重心１２ｇに接近させ易くなる。   The weight center of gravity 15 g moves on the ball screw mechanism 16 b of the weight driving mechanism 16. For this reason, from the viewpoint of facilitating the weight center of gravity 15g to the center of gravity 12g, the ball screw mechanism 16b of the weight body driving mechanism 16 is provided so as to be located near the center of gravity 12g when projected on the YZ plane. In particular, when projected on the YZ plane, the ball screw mechanism 16b is provided so as to include the center of gravity 12g. In comparison with the case where the ball screw mechanism 16b is arranged away from the center of gravity 12g, the weight center of gravity 15g is easily approached to the center of gravity 12g.

次に、このように構成された作業装置１０の利点、効果を説明する。
作業装置１０では、作業モジュール１２の移動反力の少なくとも一部を打ち消すように錘体１５を移動させる錘体駆動機構１６を備え、ＹＺ平面に投影したとき、作業モジュール１２の重心１２ｇは錘体１５の錘重心１５ｇの近傍に位置するように配置される。この構成によれば、錘体駆動機構１６を備えるから作業モジュール１２の移動反力の影響が緩和される。また、重心１２ｇが錘重心１５ｇから離れている場合に比べて、これらの反力に起因する回転モーメントを小さくすることができる。この結果、作業装置１０や作業装置システム１００に与える振動を小さくして作業精度の低下を抑制することができる。 Next, advantages and effects of the working device 10 configured as described above will be described.
The working device 10 includes a weight driving mechanism 16 that moves the weight 15 so as to cancel at least a part of the movement reaction force of the working module 12, and when projected onto the YZ plane, the center of gravity 12g of the working module 12 is The 15 weights 15g are arranged in the vicinity of the center of gravity 15g. According to this configuration, since the weight driving mechanism 16 is provided, the influence of the reaction force of the movement of the working module 12 is reduced. In addition, as compared with the case where the center of gravity 12g is separated from the center of gravity 15g, the rotational moment caused by these reaction forces can be reduced. As a result, it is possible to reduce the vibration applied to the working device 10 and the working device system 100 and suppress a decrease in work accuracy.

作業装置１０では、ＹＺ平面に投影したとき、重心１２ｇは作業モジュール１２の外部に位置するように配置される。この構成によれば、重心１２ｇが作業モジュール１２の内部に位置する場合と比べて、重心１２ｇを錘重心１５ｇに寄せて近づけることができる。   In the working device 10, the center of gravity 12 g is arranged outside the working module 12 when projected on the YZ plane. According to this configuration, the center of gravity 12g can be brought closer to the center of gravity 15g of the weight as compared with the case where the center of gravity 12g is located inside the work module 12.

作業装置１０では、作業モジュール１２は、作業対象であるワーク１０８に作業をなすためのモジュール本体１２ｂと、モジュール本体１２ｂから錘体駆動機構１６側に延伸する延伸部１２ｃと、を有し、ＹＺ平面に投影したとき、錘重心１５ｇは、延伸部１２ｃの延伸端１２ｈとモジュール本体１２ｂのワーク１０８側の端部ｋとを結ぶ直線Ｌよりモジュール本体１２ｂ側に位置するように配置される。この構成によれば、錘重心１５ｇが直線Ｌの外側に配置される場合に比べて、重心１２ｇを錘重心１５ｇの近傍に寄せ易くなる。   In the working device 10, the working module 12 includes a module main body 12b for performing work on the work 108 to be worked, and an extending portion 12c extending from the module main body 12b to the weight driving mechanism 16 side. When projected onto a plane, the weight center of gravity 15g is arranged on the module body 12b side with respect to a straight line L connecting the extension end 12h of the extension portion 12c and the end k of the module body 12b on the workpiece 108 side. According to this configuration, the center of gravity 12g is more easily brought closer to the center of gravity 15g of the weight than when the center of gravity 15g is arranged outside the straight line L.

作業装置１０では、作業モジュール１２は、着脱可能に装着されるウエイト部材１２ｅを含む。この構成によれば、着脱可能なウエイト部材１２ｅを含むから、作業モジュール１２の形状や質量に対応してより適した質量のウエイト部材１２ｅに取り換えることができる。   In the working device 10, the working module 12 includes a weight member 12e that is detachably mounted. According to this configuration, since the detachable weight member 12e is included, it is possible to replace the weight member 12e with a more suitable mass according to the shape and mass of the work module 12.

作業装置１０では、作業モジュール１２は、ウエイト部材１２ｅを装着したままで、重心１２ｇの位置を調整可能な調整機構１２ｊを含む。この構成によれば、調整機構１２ｊを含むから、ウエイト部材を脱着する場合に比べて、重心１２ｇの位置を微調整することができる。   In the working device 10, the working module 12 includes an adjusting mechanism 12j that can adjust the position of the center of gravity 12g while the weight member 12e is mounted. According to this configuration, since the adjusting mechanism 12j is included, the position of the center of gravity 12g can be finely adjusted as compared with the case where the weight member is detached.

作業装置１０では、錘体駆動機構１６はボールねじ機構１６ｂを含み、ＹＺ平面に投影したとき、ボールねじ機構１６ｂは重心１２ｇの近傍に位置するように設けられる。この構成によれば、錘体１５をボールねじ機構１６ｂの直上に配置することが可能になり、錘体１５がボールねじ機構１６ｂから離れている場合に比べて、これらを結ぶ部材が小型化される。また、ボールねじ機構１６ｂは比較的小型であるため、延伸部１２ｃと支持フレーム１８の間に容易に配置できる。   In the working device 10, the weight driving mechanism 16 includes a ball screw mechanism 16b, and the ball screw mechanism 16b is provided so as to be located near the center of gravity 12g when projected onto the YZ plane. According to this configuration, it is possible to dispose the weight 15 directly above the ball screw mechanism 16b, and to reduce the size of the member connecting these members as compared with the case where the weight 15 is separated from the ball screw mechanism 16b. You. Further, since the ball screw mechanism 16b is relatively small, it can be easily arranged between the extending portion 12c and the support frame 18.

以上、本発明の第１の実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求の範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。   The above has been described based on the first embodiment of the present invention. These embodiments are exemplifications, and it is obvious to those skilled in the art that various modifications and changes are possible within the scope of the claims of the present invention, and such modifications and changes are also within the scope of the claims of the present invention. It is understood. Accordingly, the description and drawings in this specification should be treated as illustrative rather than limiting.

（第１変形例）
次に、変形例について説明する。第１の実施の形態の説明では、作業モジュール１２が錘体１５または錘体駆動機構１６にオーバーハングする部分を有することで、重心１２ｇを錘重心１５ｇに近づける例について説明したがこれに限られない。錘体と錘体駆動機構の少なくとも一方に、作業モジュールにオーバーハングする部分を設けるようにしてもよい。 (First Modification)
Next, a modified example will be described. In the description of the first embodiment, an example has been described in which the working module 12 has a portion that overhangs the weight body 15 or the weight body driving mechanism 16 so that the center of gravity 12g approaches the weight center of gravity 15g. Absent. At least one of the weight and the weight driving mechanism may be provided with a portion that overhangs the work module.

（第２変形例）
第１の実施の形態の説明では、重心１２ｇの位置を調整する例について説明したがこれに限られない。錘重心１５ｇの位置を調整可能な機構を設け、錘重心１５ｇの位置を調整することで錘重心１５ｇを重心１２ｇに近づけるように構成してもよい。 (Second Modification)
In the description of the first embodiment, an example in which the position of the center of gravity 12g is adjusted has been described, but the present invention is not limited to this. A mechanism that can adjust the position of the center of gravity 15g may be provided, and the position of the center of gravity 15g may be adjusted so that the center of gravity 15g approaches the center of gravity 12g.

（第３変形例）
第１の実施の形態の説明では、作業装置１０が、支持機構として多関節ロボットの可動アームであるアーム機構１０２に支持される例について説明したがこれに限られない。作業装置１０を支持する支持機構としてはガントリー型機構やカンチレバー型機構などの直交座標型機構であってもよい。 (Third Modification)
In the description of the first embodiment, an example in which the working device 10 is supported by the arm mechanism 102 that is a movable arm of the articulated robot as a support mechanism has been described, but the embodiment is not limited thereto. The support mechanism for supporting the working device 10 may be a rectangular coordinate type mechanism such as a gantry type mechanism or a cantilever type mechanism.

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る作業装置１１０について説明する。図６は、第２の実施の形態に係る作業装置１１０を示す側面図である。図７は作業装置１１０の重心の位置を示す正面図である。図８は作業装置１１０の重心の運動を説明する説明図である。図６から図８の説明では、第１の実施の形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。第１の実施の形態と重複する説明を適宜省略し、第１の実施の形態と相違する構成について重点的に説明する。 (Second embodiment)
Next, a working device 110 according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a side view showing a working device 110 according to the second embodiment. FIG. 7 is a front view showing the position of the center of gravity of the working device 110. FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the movement of the center of gravity of the working device 110. In the description of FIGS. 6 to 8, the same reference numerals are given to the same or equivalent components and members as in the first embodiment. A description overlapping with the first embodiment will be omitted as appropriate, and a description will be given mainly of a configuration different from the first embodiment.

作業装置１１０はアーム機構１０２に支持される。作業装置１１０は作業モジュール１２をＸ軸方向に加えてＹ軸方向にも移動させる。このため、支持機構であるアーム機構１０２によって作業モジュール１２をＸ軸、Ｙ軸方向に粗動させると共に、駆動機構１４と第２駆動機構１１４とによって作業モジュール１２をＸ軸、Ｙ軸方向に微動させることができる。   The working device 110 is supported by the arm mechanism 102. The work device 110 moves the work module 12 in the X-axis direction and also in the Y-axis direction. Therefore, the work module 12 is coarsely moved in the X-axis and Y-axis directions by the arm mechanism 102 as a support mechanism, and the work module 12 is finely moved in the X-axis and Y-axis directions by the drive mechanism 14 and the second drive mechanism 114. Can be done.

作業装置１１０は作業装置１０に対して、第２駆動機構１１４と、第２錘体駆動部１１６と、第２支持フレーム１１８と、をさらに備える点で相違し他の構成は同様である。第２駆動機構１１４は、駆動機構１４と、錘体駆動機構１６と、作業モジュール１２とを搭載した状態の支持フレーム１８（以下、第２方向移動体という。）を、Ｘ軸方向と垂直なＹ軸方向に移動させるように構成される。つまり、第２方向移動体に重心は第２駆動機構１１４によってＹ軸方向に移動させられる部分の重心である。第２錘体駆動部１１６は、第２駆動機構１１４の駆動による第２方向移動体の移動反力の少なくとも一部を打ち消すように第２錘体１１５を移動させるように構成される。作業装置１１０をＹ軸方向に視た重心の位置を図７に示す。図７に示すように、Ｙ軸方向に垂直なＸＺ平面に投影したとき、第２駆動機構１１４によってＹ軸方向に移動させられる質量の重心１０ｇは第２錘体１１５の錘重心１１５ｇの近傍に位置するように配置される。重心１０ｇは、ＸＺ平面に投影したとき、第２錘体１１５の内部に位置するように配置されてもよく、第２錘体駆動部１１６の内部に位置するように配置されてもよく、錘重心１１５ｇと重なるように配置されてもよい。   The working device 110 is different from the working device 10 in that the working device 110 further includes a second drive mechanism 114, a second weight driving unit 116, and a second support frame 118, and the other configurations are the same. The second drive mechanism 114 moves the support frame 18 (hereinafter, referred to as a second direction moving body) on which the drive mechanism 14, the weight drive mechanism 16, and the work module 12 are mounted, in a direction perpendicular to the X-axis direction. It is configured to move in the Y-axis direction. That is, the center of gravity of the second-direction moving body is the center of gravity of the portion moved in the Y-axis direction by the second drive mechanism 114. The second weight driving unit 116 is configured to move the second weight 115 so as to cancel at least a part of the reaction force of the second direction moving body driven by the second driving mechanism 114. FIG. 7 shows the position of the center of gravity when the work apparatus 110 is viewed in the Y-axis direction. As shown in FIG. 7, when projected on the XZ plane perpendicular to the Y-axis direction, the center of gravity 10g of the mass moved in the Y-axis direction by the second driving mechanism 114 is located near the center of gravity 115g of the second weight body 115. It is arranged to be located. When projected on the XZ plane, the center of gravity 10g may be arranged so as to be located inside the second weight body 115, or may be arranged so as to be located inside the second weight body driving unit 116. It may be arranged so as to overlap with the center of gravity 115g.

図８を参照して重心１０ｇと錘重心１１５ｇの運動を説明する。図８において線Ｙは重心１０ｇを通りＹ軸に平行な直線である。重心１０ｇと錘重心１１５ｇがＹ軸方向に視て重なる位置にある場合、これらの重心は線Ｙに沿って運動する。この場合に、重心１０ｇが矢印１０ｐの方向に運動し、錘重心１１５ｇが矢印１０ｐと逆の矢印１１５ｐの方向に運動するように制御することで、これらの移動反力は打ち消しあって小さくなる。これらの重心のＹ軸方向に視たずれが小さい場合は、これらの移動反力による回転モーメントも小さくなり、これらの重心が重なる場合に回転モーメントも最小となる。作業装置１１０は、この動作原理に基づき、移動反力と回転モーメントを小さくするように、これらの重心の質量、位置、移動速度、移動方向などが設定される。   The movement of the center of gravity 10g and the center of gravity 115g will be described with reference to FIG. In FIG. 8, a line Y is a straight line that passes through the center of gravity 10g and is parallel to the Y axis. When the center of gravity 10g and the center of gravity 115g overlap each other when viewed in the Y-axis direction, these centers of gravity move along the line Y. In this case, by controlling the center of gravity 10g to move in the direction of the arrow 10p and the weight center of gravity 115g to move in the direction of the arrow 115p opposite to the arrow 10p, these movement reaction forces cancel each other and become small. When the displacement of these centers of gravity in the Y-axis direction is small, the rotational moment due to the movement reaction force also becomes small, and when these centers of gravity overlap, the rotational moment also becomes minimum. Based on this operation principle, the working device 110 sets the mass, the position, the moving speed, the moving direction, and the like of the center of gravity so as to reduce the reaction force and the rotational moment.

以上説明したように、作業装置１１０は、作業装置１０のＸ軸方向の動作について前述した利点や効果を、Ｙ軸方向の動作についても得ることができる。したがって、作業装置１１０はワーク１０８に対して作業モジュール１２をＸ軸、Ｙ軸方向に細かく移動させる作業において、移動反力や回転モーメントの影響を緩和して、高速で精度の高い作業を実現することができる。   As described above, the working device 110 can obtain the advantages and effects described above for the operation of the working device 10 in the X-axis direction also for the operation in the Y-axis direction. Accordingly, the work device 110 reduces the influence of the movement reaction force and the rotational moment in the work of finely moving the work module 12 with respect to the work 108 in the X-axis and Y-axis directions, thereby realizing high-speed and high-precision work. be able to.

説明に使用した図面では、部材の関係を明瞭にするために一部の部材にハッチングを施しているが、当該ハッチングはこれらの部材の素材や材質を制限するものではない。   In the drawings used in the description, some members are hatched in order to clarify the relationship between the members, but the hatching does not limit the materials or materials of these members.

１０・・作業装置、 １０ｇ・・重心、 １２・・作業モジュール、 １２ｂ・・モジュール本体、 １２ｃ・・延伸部、 １２ｄ・・端部、 １２ｅ・・ウエイト部材、 １２ｆ・・雌ねじ、 １２ｇ・・重心、 １２ｈ・・延伸端、 １２ｊ・・調整機構、 １２ｋ・・端部、 １２ｍ・・雄ねじ、 １２ｎ・・可撓部、 １２ｒ・・レーザ光、 １４・・駆動機構、 １４ｂ・・ボールねじ機構、 １４ｃ・・スライダ機構、 １５・・錘体、 １５ｇ・・錘重心、 １６・・錘体駆動機構、 １８・・支持フレーム、 １００・・作業装置システム、 １０２・・アーム機構、 １０８・・ワーク、 １１０・・作業装置、 １１４・・第２駆動機構、 １１５・・第２錘体、 １１５ｇ・・錘重心、 １１６・・第２錘体駆動部、 １１８・・第２支持フレーム。   10 working device, 10g center of gravity, 12 working module, 12b module body, 12c extension part, 12d end part, 12e weight member, 12f female screw, 12g center of gravity 12h ··· Extended end, 12j ··· Adjustment mechanism, 12k ··· End, 12m ·· Male screw, 12n ·· Flexible part, 12r ·· Laser light, 14 ··· Drive mechanism, 14b ·· Ball screw mechanism, 14c-slider mechanism, 15-weight, 15g-weight center of gravity, 16-weight drive mechanism, 18-support frame, 100-work equipment system, 102-arm mechanism, 108-work, 110 working device, 114 second driving mechanism, 115 second weight, 115 g weight center of gravity, 116 second weight driving unit, 118 second support Frame.

Claims (8)

支持機構に支持される作業装置であって、
作業対象に対して作業をなすための作業モジュールと、
前記作業モジュールを第１方向に移動させる駆動機構と、
前記作業モジュールの移動反力の少なくとも一部を打ち消すように錘体を移動させる錘体駆動部と、
を備え、
前記第１方向に延びる直線と直交する平面に投影したとき、前記作業モジュールの重心は前記錘体の錘重心の近傍に位置するように配置され、
前記平面に投影したとき、前記重心は前記作業モジュールの外部に位置するように配置されることを特徴とする作業装置。 A working device supported by the support mechanism,
A work module for performing work on the work target;
A drive mechanism for moving the work module in a first direction;
A weight driving unit that moves the weight so as to cancel at least a part of the movement reaction force of the working module,
With
When projected on a plane orthogonal to a straight line extending in the first direction, the center of gravity of the work module is arranged to be located near the center of gravity of the weight body ,
When projected to the plane, the center of gravity is working device, characterized in Rukoto is arranged to be positioned outside of the work module. 支持機構に支持される作業装置であって、
作業対象に対して作業をなすための作業モジュールと、
前記作業モジュールを第１方向に移動させる駆動機構と、
前記作業モジュールの移動反力の少なくとも一部を打ち消すように錘体を移動させる錘体駆動部と、
を備え、
前記第１方向に延びる直線と直交する平面に投影したとき、前記作業モジュールの重心は前記錘体の錘重心の近傍に位置するように配置され、
前記作業モジュールは、前記作業対象に作業をなすためのモジュール本体と、前記モジュール本体から前記錘体駆動部側に延伸する延伸部と、を有し、
前記平面に投影したとき、前記錘重心は、前記延伸部の延伸端と前記モジュール本体の前記作業対象側の端部とを結ぶ直線より前記モジュール本体側に位置するように配置されることを特徴とする作業装置。 A working device supported by the support mechanism,
A work module for performing work on the work target;
A drive mechanism for moving the work module in a first direction;
A weight driving unit that moves the weight so as to cancel at least a part of the movement reaction force of the working module,
With
When projected on a plane orthogonal to a straight line extending in the first direction, the center of gravity of the work module is arranged to be located near the center of gravity of the weight body,
The work module has a module main body for performing work on the work target, and an extending portion extending from the module main body to the weight body driving unit side,
When projected on the plane, the center of gravity of the weight is disposed so as to be located on the module main body side with respect to a straight line connecting an extended end of the extended portion and an end of the module main body on the work target side. and to that work equipment. 前記作業モジュールは、着脱可能に取付けられるウエイト部材を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の作業装置。 The working module is working apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a weight member attached detachably. 前記作業モジュールは、前記ウエイト部材を装着したままで、前記重心の位置を調整可能な調整機構を含むことを特徴とする請求項３に記載の作業装置。 The work apparatus according to claim 3 , wherein the work module includes an adjustment mechanism that can adjust the position of the center of gravity while the weight member is mounted. 前記錘体駆動部はボールねじ機構を含み、
前記平面に投影したとき、前記ボールねじ機構は前記重心の近傍に位置するように設けられることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の作業装置。 The weight driver includes a ball screw mechanism,
The working device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the ball screw mechanism is provided near the center of gravity when projected onto the plane. 前記作業モジュールはレーザ光を出力可能に構成されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の作業装置。 The working module working apparatus according to any one of claims 1, characterized in that it is configured to output laser light 5. 前記駆動機構を前記第１方向に垂直な第２方向に移動させる第２駆動機構と、
前記駆動機構の移動反力の少なくとも一部を打ち消すように第２錘体を移動させる第２錘体駆動部と、
をさらに備え、
前記第２方向に延びる直線と直交する平面に投影したとき、前記第２駆動機構によって前記第２方向に移動させられる質量の重心は前記第２錘体の重心の近傍に位置するように配置されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の作業装置。 A second drive mechanism for moving the drive mechanism in a second direction perpendicular to the first direction;
A second weight driving unit that moves the second weight so as to cancel at least a part of the movement reaction force of the driving mechanism;
Further comprising
When projected on a plane orthogonal to the straight line extending in the second direction, the center of gravity of the mass moved in the second direction by the second drive mechanism is arranged so as to be located near the center of gravity of the second weight body. working apparatus according to claim 1, characterized in Rukoto 6. 請求項１から７のいずれかに記載の作業装置と、
前記作業装置を支持する多関節型ロボットまたは直交座標型ロボットと、
を備えることを特徴とする作業装置システム。 A working device according to any one of claims 1 to 7 ,
An articulated robot or a rectangular coordinate robot supporting the working device,
A working device system comprising:
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