JP7104782B2 - Conveyor device and work equipment equipped with it - Google Patents
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Description
本明細書は、搬送装置およびそれを備える作業機に関する技術を開示する。 The present specification discloses a technique relating to a transfer device and a working machine provided with the transfer device.
特許文献1に記載の電子部品装着装置は、エンコーダ、記憶装置および制御装置を備えている。エンコーダは、電源が遮断されたときのユニットベースの位置を検出する。記憶装置は、エンコーダの検出位置と原点位置とのずれ量を格納する。制御装置は、記憶装置に格納されたずれ量を加味した位置にユニットベースが停止するように制御する。これらにより、特許文献1に記載の電子部品装着装置は、電源が遮断されたときに、装置本体側仕切部材とベース側仕切部材とを合致させて、作業者の安全を確保しようとしている。 The electronic component mounting device described in Patent Document 1 includes an encoder, a storage device, and a control device. The encoder detects the position of the unit base when the power is cut off. The storage device stores the amount of deviation between the detection position of the encoder and the origin position. The control device controls the unit base to stop at a position that takes into account the amount of deviation stored in the storage device. As a result, the electronic component mounting device described in Patent Document 1 attempts to ensure the safety of the operator by matching the partition member on the main body side of the device with the partition member on the base side when the power supply is cut off.
また、特許文献2に記載のリニアコンベアは、複数のスライダの各々にRFタグを備えている。RFタグには、スライダのID情報(識別データ)と、当該スライダが有する固有の移動誤差を補正するための位置補正用データとが記憶されている。移動誤差は、固定部側のユニット部材と同等のマスタユニット部材と、レーザ測長器とを備える測定用治具を用いて測定される。具体的には、マスタユニット部材上の所定の移動起点からスライダを移動させたときに、センサによって検出されるスライダの検出位置と、レーザ測長器によって測定されるスライダの位置との一制御区間における誤差を移動誤差としている。これらにより、特許文献2に記載のリニアコンベアは、スライダ間の移動誤差を低減して搬送台車の位置決め精度を確保しようとしている。 Further, the linear conveyor described in Patent Document 2 includes an RF tag on each of the plurality of sliders. The RF tag stores ID information (identification data) of the slider and position correction data for correcting an inherent movement error of the slider. The movement error is measured by using a measuring jig provided with a master unit member equivalent to the unit member on the fixed portion side and a laser length measuring device. Specifically, one control section between the slider detection position detected by the sensor and the slider position measured by the laser length measuring device when the slider is moved from a predetermined movement starting point on the master unit member. The error in is taken as the movement error. As a result, the linear conveyor described in Patent Document 2 is trying to reduce the movement error between the sliders and secure the positioning accuracy of the transport carriage.
搬送装置では、可動部の基準位置と位置検出器の検出基準位置との可動部側誤差が可動部の位置決め精度に悪影響を与える場合がある。また、固定部の基準位置と位置検出器の検出基準位置との固定部側誤差が可動部の位置決め精度に悪影響を与える場合もある。さらに、可動部側誤差および固定部側誤差の両方が可動部の位置決め精度に悪影響を与える場合もある。しかしながら、特許文献1および特許文献2に記載の発明では、これらの誤差を補正する手段を備えていないので、必ずしも可動部の位置決め精度が確保されているとは言えない。 In the transport device, the error on the movable part side between the reference position of the movable part and the detection reference position of the position detector may adversely affect the positioning accuracy of the movable part. Further, the error on the fixed portion side between the reference position of the fixed portion and the detection reference position of the position detector may adversely affect the positioning accuracy of the movable portion. Further, both the movable portion side error and the fixed portion side error may adversely affect the positioning accuracy of the movable portion. However, in the inventions described in Patent Document 1 and Patent Document 2, since the means for correcting these errors is not provided, it cannot be said that the positioning accuracy of the movable portion is necessarily ensured.
このような事情に鑑みて、本明細書は、可動部の位置決め精度を確保することが可能な搬送装置およびそれを備える作業機を開示する。 In view of such circumstances, the present specification discloses a transfer device capable of ensuring the positioning accuracy of the movable portion and a working machine provided with the transfer device.
本明細書は、少なくとも一つの可動部と、少なくとも一つの固定部と、駆動部と、位置検出部と、第一記憶部および第二記憶部のうちの少なくとも一方と、移動制御部と、を具備する搬送装置を開示する。前記可動部は、作業対象物を搬送する。前記固定部は、前記可動部の移動を案内する軌道部を備える。前記駆動部は、リニアモータまたは回転型モータを備え前記軌道部に沿って前記可動部を移動させる。前記可動部および前記固定部のうちの一方を第一部位とし、前記可動部および前記固定部のうちの他方を第二部位とする。前記位置検出部は、前記第一部位に設けられる検出部と前記第二部位において前記可動部の移動方向に沿って設けられる被検出部とを備え前記固定部における前記可動部の位置を検出する。前記第一記憶部は、前記第一部位に設けられ前記第一部位の第一基準位置と前記検出部の検出基準位置との誤差である第一誤差を相殺するオフセット量である第一オフセット量を記憶する。前記第二記憶部は、前記第二部位に設けられ前記第二部位の第二基準位置と前記被検出部の被検出基準位置との誤差である第二誤差を相殺するオフセット量である第二オフセット量を記憶する。前記移動制御部は、前記第一記憶部に記憶されている前記第一オフセット量、および、前記第二記憶部に記憶されている前記第二オフセット量のうちの少なくとも一方を用いて前記可動部の位置指令を生成する。前記移動制御部は、前記第一誤差を相殺する場合に、前記検出部の前記検出基準位置が、前記可動部の移動方向のうちの前記第一誤差を相殺する方向の所定の位置であって前記被検出基準位置から前記第一オフセット量ずれた位置に一致するように、前記可動部の前記位置指令を生成する。前記移動制御部は、前記第二誤差を相殺する場合に、前記検出部の前記検出基準位置が、前記可動部の移動方向のうちの前記第二誤差を相殺する方向の所定の位置であって前記被検出基準位置から前記第二オフセット量ずれた位置に一致するように、前記可動部の前記位置指令を生成する。前記移動制御部は、前記第一誤差および前記第二誤差の両方を相殺する場合に、前記検出部の前記検出基準位置が、前記可動部の移動方向のうちの前記第一誤差および前記第二誤差の両方を相殺する方向の所定の位置であって前記第一オフセット量および前記第二オフセット量の両方を用いて表され前記第一誤差および前記第二誤差の両方を相殺する所定量、前記被検出基準位置からずれた位置に一致するように、前記可動部の前記位置指令を生成する。 In the present specification, at least one movable unit, at least one fixed unit, a driving unit, a position detecting unit, at least one of the first storage unit and the second storage unit, and a movement control unit are included. Disclose the transport device provided. The movable part conveys a work object. The fixed portion includes a track portion that guides the movement of the movable portion. The drive unit includes a linear motor or a rotary motor, and moves the movable unit along the track unit. One of the movable portion and the fixed portion is designated as a first portion, and the other of the movable portion and the fixed portion is designated as a second portion. The position detection unit includes a detection unit provided in the first portion and a detected portion provided in the second portion along the moving direction of the movable portion, and detects the position of the movable portion in the fixed portion. .. The first storage unit is an offset amount that is provided in the first portion and is an offset amount that cancels the first error that is an error between the first reference position of the first portion and the detection reference position of the detection unit. Remember. The second storage unit is an offset amount that is provided in the second portion and cancels out a second error that is an error between the second reference position of the second portion and the detected reference position of the detected portion. Store the offset amount. The movement control unit uses at least one of the first offset amount stored in the first storage unit and the second offset amount stored in the second storage unit to move the movable unit. Generate a position command for. In the movement control unit, when the first error is offset , the detection reference position of the detection unit is a predetermined position in the moving direction of the movable unit in the direction of offsetting the first error. The position command of the movable portion is generated so as to coincide with a position deviated from the detection reference position by the first offset amount. In the movement control unit, when the second error is offset , the detection reference position of the detection unit is a predetermined position in the moving direction of the movable unit in the direction of offsetting the second error. The position command of the movable portion is generated so as to coincide with a position deviated from the detection reference position by the second offset amount. When the movement control unit cancels both the first error and the second error, the detection reference position of the detection unit is the first error and the second error in the movement direction of the movable unit. A predetermined amount that is a predetermined position in a direction that offsets both errors and is expressed using both the first offset amount and the second offset amount, and that offsets both the first error and the second error. The position command of the movable portion is generated so as to match a position deviated from the detection reference position.
上記の搬送装置によれば、移動制御部は、第一記憶部に記憶されている第一オフセット量、および、第二記憶部に記憶されている第二オフセット量のうちの少なくとも一方を用いて、可動部の位置指令を生成する。よって、上記の搬送装置は、第一部位の第一基準位置と検出部の検出基準位置との第一誤差、および、第二部位の第二基準位置と被検出部の被検出基準位置との第二誤差のうちの少なくとも一方を補正することができ、可動部の位置決め精度を確保することができる。 According to the above-mentioned transfer device, the movement control unit uses at least one of the first offset amount stored in the first storage unit and the second offset amount stored in the second storage unit. , Generates a position command for moving parts. Therefore, in the above-mentioned transport device, the first error between the first reference position of the first part and the detection reference position of the detection unit, and the second reference position of the second part and the detection reference position of the detection part At least one of the second errors can be corrected, and the positioning accuracy of the movable portion can be ensured.
1.搬送装置10の構成例
図1に示すように、本実施形態の搬送装置10は、可動部20と、固定部30と、駆動部40と、位置検出部50と、第一記憶部61および第二記憶部62の両方と、移動制御部70とを具備している。1. 1. Configuration Example of the
可動部20は、作業対象物W1を搬送する。可動部20は、一つであっても良く、複数(図1では、図示の便宜上、2つ)であっても良い。可動部20は、種々の作業対象物W1を搬送することができる。可動部20は、例えば、生産ラインで使用する機材、生産ラインで加工する加工対象物などを搬送することができる。また、可動部20は、例えば、後述する作業ロボット80の作業対象物W1を搬送することもできる。なお、同図では、複数の可動部20の各々において、作業対象物W1が搭載されているが、複数の可動部20が協働して一つの作業対象物W1を搬送することもできる。
The
固定部30は、可動部20の移動を案内する軌道部3Lを備えている。固定部30は、一つであっても良く、複数(図1では、図示の便宜上、2つ)であっても良い。同図に示すように、搬送装置10が複数の固定部30を具備する場合、複数の固定部30は、可動部20の移動方向(矢印X方向)に沿って連結され、可動部20が複数の固定部30を順に移動可能に軌道部3Lが形成される。
The fixed
駆動部40は、回転型モータ40Rまたはリニアモータ40Lを備え、軌道部3Lに沿って可動部20を移動させる。本実施形態の駆動部40は、回転型モータ40Rと、回転型モータ40Rを駆動制御するモータ制御装置41とを備えている。また、本実施形態では、搬送装置10が複数の可動部20を具備しており、回転型モータ40Rおよびモータ制御装置41は、複数の可動部20の各々に設けられている。回転型モータ40Rは、回転子が固定子に対して回転することにより、減速機を介して接続されている車輪を回転させて(いずれも図示略)、軌道部3Lに沿って可動部20を移動させる。
The
回転型モータ40Rは、種々のモータを用いることができるが、サーボモータまたはステッピングモータであると好適である。回転型モータ40Rがサーボモータの場合、モータ制御装置41は、公知のサーボアンプを用いることができる。回転型モータ40Rがステッピングモータの場合、モータ制御装置41は、公知の駆動用ドライバを用いることができる。いずれの場合も、モータ制御装置41は、後述する移動制御部70から送信される位置指令に基づいて、回転型モータ40Rを駆動制御する。これにより、可動部20は、固定部30に対して移動することができ、固定部30の所定位置に位置決めされる。
As the
ここで、可動部20および固定部30のうちの一方を第一部位M1とし、可動部20および固定部30のうちの他方を第二部位M2とする。位置検出部50は、検出部51と被検出部52とを備え、固定部30における可動部20の位置を検出する。検出部51は、第一部位M1に設けられる。被検出部52は、第二部位M2において、可動部20の移動方向(矢印X方向)に沿って設けられる。
Here, one of the
位置検出部50は、公知の位置検出器を用いることができる。位置検出部50は、例えば、光学式位置検出器、磁気式位置検出器などを用いることができる。光学式位置検出器の場合、位置検出部50は、例えば、照射した光を被検出部52で反射させ、被検出部52に予め設定されているパターン(目盛)を検出部51が検出することにより、被検出部52における検出部51の位置を検出する。磁気式位置検出器の場合、位置検出部50は、検出部51が被検出部52の磁束(例えば、磁束密度など)の変動を検出することにより、被検出部52における検出部51の位置を検出する。いずれの場合も、モータ制御装置41は、検出部51を制御することができ、検出結果は、モータ制御装置41に送信される。
As the
なお、図1に示すように、本実施形態では、第一部位M1は、可動部20であり、第二部位M2は、固定部30である。また、搬送装置10は、複数の可動部20と、複数の固定部30とを具備している。よって、本実施形態では、検出部51は、複数の可動部20の各々に設けられ、被検出部52は、複数の固定部30の各々に設けられている。位置検出部50は、複数の固定部30の各々に検出部51を備え、複数の可動部20の各々に被検出部52を備えることもできる。
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the first portion M1 is the
第一記憶部61は、第一部位M1に設けられ、第一部位M1の第一基準位置M10と検出部51の検出基準位置510とのオフセット量である第一オフセット量E1を記憶する。第一基準位置M10は、例えば、可動部20の移動方向(矢印X方向)における第一部位M1の中心に設定することができる。検出基準位置510は、例えば、可動部20の移動方向(矢印X方向)における検出部51の中心に設定することができる。
The
第二記憶部62は、第二部位M2に設けられ、第二部位M2の第二基準位置M20と被検出部52の被検出基準位置520とのオフセット量である第二オフセット量E2を記憶する。第二基準位置M20は、例えば、可動部20の移動方向(矢印X方向)における第二部位M2の中心に設定することができる。被検出基準位置520は、例えば、可動部20の移動方向(矢印X方向)における被検出部52の中心に設定することができる。
The
第一記憶部61および第二記憶部62は、不揮発性記憶装置(ROM:Read Only Memory)に設けられると好適である。不揮発性記憶装置(ROM)は、電力が供給されていない状態においても、種々のデータを記憶しておくことができる。不揮発性記憶装置(ROM)は、例えば、記憶されているデータを書き換え不可能なマスクROMを用いることができる。また、不揮発性記憶装置(ROM)は、例えば、フラッシュメモリ、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)などの記憶されているデータを書き換え可能な記憶装置を用いることもできる。この場合、作業者は、第一オフセット量E1および第二オフセット量E2を必要に応じて書き換えることができ、例えば、位置検出部50の交換などの際に容易に対応することができる。
The
搬送装置10では、第一部位M1の第一基準位置M10と検出部51の検出基準位置510との第一誤差が、可動部20の位置決め精度に悪影響を与える場合がある。第一誤差は、例えば、第一部位M1を構成する機械部品の製造精度のばらつき、検出部51の組み付け精度のばらつきなどによって生じる可能性がある。第一オフセット量E1は、第一誤差を相殺する。また、第二部位M2の第二基準位置M20と被検出部52の被検出基準位置520との第二誤差が、可動部20の位置決め精度に悪影響を与える場合もある。第二誤差は、例えば、第二部位M2を構成する機械部品の製造精度のばらつき、被検出部52の組み付け精度のばらつきなどによって生じる可能性がある。第二オフセット量E2は、第二誤差を相殺する。さらに、第一誤差および第二誤差の両方が可動部20の位置決め精度に悪影響を与える場合もある。この場合、第一オフセット量E1および第二オフセット量E2の両方を用いて、第一誤差および第二誤差が相殺される。
In the
したがって、搬送装置10は、可動部20の位置決め精度に悪影響を与える誤差を補正可能(相殺可能)に、第一記憶部61および第二記憶部62のうちの少なくとも一方を具備すると好適である。具体的には、作業者は、予め、レーザ測長器、ゲージなどの公知の測定器によって、第一誤差および第二誤差を測定しておくと良い。作業者は、例えば、第一誤差が所定閾値を超えているときに、第一誤差が可動部20の位置決め精度に悪影響を与えると判断することができる。上述したことは、第二誤差が所定閾値を超えている場合についても同様に言え、第一誤差および第二誤差の両方が所定閾値を超えている場合についても同様に言える。作業者は、所定閾値を超えている誤差に応じて、第一記憶部61および第二記憶部62のうちの少なくとも一方を、搬送装置10に設けることができる。
Therefore, it is preferable that the
なお、作業者が行う上述した作業は、測定装置、ロボットなどを用いて自動化することができる。この場合、第一記憶部61および第二記憶部62のうちの少なくとも一方の増加に伴う作業量の増加を軽減することができる。また、図1に示す第一誤差および第二誤差は、誤差を分かり易くするために誇張して図示されているが、実際の誤差は、僅少である。さらに、実際の被検出部52は、第二部位M2において、可動部20の移動方向(矢印X方向)の全体に亘って設けられており、位置検出部50は、可動部20の移動方向(矢印X方向)の全体に亘って、固定部30における可動部20の位置を検出することができる。
The above-mentioned work performed by the operator can be automated by using a measuring device, a robot, or the like. In this case, it is possible to reduce the increase in the amount of work accompanying the increase in at least one of the
移動制御部70は、第一記憶部61に記憶されている第一オフセット量E1、および、第二記憶部62に記憶されている第二オフセット量E2のうちの少なくとも一方を用いて、可動部20の位置指令を生成する。本実施形態の搬送装置10は、第一記憶部61および第二記憶部62の両方を具備しており、移動制御部70は、第一記憶部61に記憶されている第一オフセット量E1、および、第二記憶部62に記憶されている第二オフセット量E2の両方を用いて、可動部20の位置指令を生成することができる。
The
具体的には、本実施形態の移動制御部70は、モータ制御装置41と通信可能に設けられており、移動制御部70は、モータ制御装置41を介して、第一記憶部61から第一オフセット量E1を読み出すことができる。また、移動制御部70は、第二記憶部62と通信可能に設けられており、移動制御部70は、第二記憶部62から第二オフセット量E2を読み出すことができる。さらに、移動制御部70は、モータ制御装置41に対して、生成した可動部20の位置指令を送信する。なお、移動制御部70は、第一記憶部61から第一オフセット量E1を直接読み出すこともできる。また、上述した通信は、有線であっても良く、無線であっても良い。
Specifically, the
例えば、図1の紙面左の第一部位M1の第一基準位置M10を、同図の紙面左の第二部位M2の第二基準位置M20に位置決めする場合を想定する。まず、図2Aに示すように、第二誤差が所定閾値以内(説明の便宜上、誤差ゼロとする。)であり、第一誤差が所定閾値を超えている場合を想定する。なお、検出部51の検出基準位置510は、第一部位M1の第一基準位置M10に対して、可動部20の移動方向(矢印X方向)において紙面左方向に第一誤差分ずれており、被検出部52の被検出基準位置520を原点位置とする。この場合、移動制御部70は、第一オフセット量E1を用いて、可動部20の位置指令を生成する。具体的には、移動制御部70は、検出部51の検出基準位置510が、可動部20の移動方向(矢印X方向)において原点位置から紙面左方向に第一オフセット量E1ずれた位置に移動するように、可動部20の位置指令を生成する。これにより、第一部位M1の第一基準位置M10は、第二部位M2の第二基準位置M20に位置決めされる。
For example, it is assumed that the first reference position M10 of the first portion M1 on the left side of the paper in FIG. 1 is positioned at the second reference position M20 of the second part M2 on the left side of the paper in the figure. First, as shown in FIG. 2A, it is assumed that the second error is within a predetermined threshold value (for convenience of explanation, the error is set to zero) and the first error exceeds the predetermined threshold value. The
逆に、図2Bに示すように、第一誤差が所定閾値以内(説明の便宜上、誤差ゼロとする。)であり、第二誤差が所定閾値を超えている場合を想定する。なお、被検出部52の被検出基準位置520は、第二部位M2の第二基準位置M20に対して、可動部20の移動方向(矢印X方向)において紙面左方向に第二誤差分ずれており、被検出部52の被検出基準位置520を原点位置とする。この場合、移動制御部70は、第二オフセット量E2を用いて、可動部20の位置指令を生成する。具体的には、移動制御部70は、検出部51の検出基準位置510が、可動部20の移動方向(矢印X方向)において原点位置から紙面右方向に第二オフセット量E2ずれた位置に移動するように、可動部20の位置指令を生成する。これにより、第一部位M1の第一基準位置M10は、第二部位M2の第二基準位置M20に位置決めされる。
On the contrary, as shown in FIG. 2B, it is assumed that the first error is within the predetermined threshold value (for convenience of explanation, the error is set to zero) and the second error exceeds the predetermined threshold value. The detected
最後に、図2Cに示すように、第一誤差および第二誤差の両方が所定閾値を超えている場合を想定する。この場合、想定する形態は、上述した図2Aに示す形態と、図2Bに示す形態とを組み合わせた形態になる。つまり、移動制御部70は、第一オフセット量E1および第二オフセット量E2の両方を用いて、可動部20の位置指令を生成する。具体的には、移動制御部70は、検出部51の検出基準位置510が、可動部20の移動方向(矢印X方向)において原点位置から所定量(第二オフセット量E2から第一オフセット量E1を減じた量)ずれた位置に移動するように、可動部20の位置指令を生成する。これにより、第一部位M1の第一基準位置M10は、第二部位M2の第二基準位置M20に位置決めされる。
Finally, as shown in FIG. 2C, it is assumed that both the first error and the second error exceed a predetermined threshold value. In this case, the assumed form is a combination of the above-mentioned form shown in FIG. 2A and the form shown in FIG. 2B. That is, the
なお、第一オフセット量E1が第二オフセット量E2と比べて大きい場合、検出部51の検出基準位置510は、原点位置(被検出部52の被検出基準位置520)に対して、可動部20の移動方向(矢印X方向)において紙面左方向に移動する。第一オフセット量E1が第二オフセット量E2と比べて小さい場合、検出部51の検出基準位置510は、原点位置に対して、可動部20の移動方向(矢印X方向)において紙面右方向に移動する。第一オフセット量E1と第二オフセット量E2とが同じ大きさの場合、検出部51の検出基準位置510は、可動部20の移動方向(矢印X方向)において原点位置と同じ位置に移動する。
When the first offset amount E1 is larger than the second offset amount E2, the
また、検出部51の検出基準位置510が、第一部位M1の第一基準位置M10に対して、可動部20の移動方向(矢印X方向)において紙面右方向に第一誤差分ずれている場合も、移動制御部70は、同様にして、可動部20の位置指令を生成することができる。さらに、被検出部52の被検出基準位置520が、第二部位M2の第二基準位置M20に対して、可動部20の移動方向(矢印X方向)において紙面右方向に第二誤差分ずれている場合も、移動制御部70は、同様にして、可動部20の位置指令を生成することができる。また、既述した形態を組み合わせた形態についても、移動制御部70は、同様にして、可動部20の位置指令を生成することができる。
Further, when the
このようにして、移動制御部70は、複数の可動部20の各々の位置指令を生成することができる。また、一の可動部20が隣接する固定部30に移動する場合、移動制御部70は、隣接する固定部30の第二記憶部62から第二オフセット量E2を読み出して、可動部20の位置指令を生成することができる。移動制御部70がこれを繰り返すことにより、可動部20は、複数の固定部30を順に移動して、所定の固定部30において位置決めされる。なお、移動制御部70は、予め、複数の固定部30の各々の第二記憶部62から第二オフセット量E2を読み出しておくこともできる。また、移動制御部70は、複数の固定部30の各々に設けることもできる。
In this way, the
2.駆動部40の変形形態
駆動部40は、リニアモータ40Lを備えることもできる。リニアモータ40Lは、可動子である可動部20を、固定子である固定部30に対して直線状に移動させることにより、軌道部3Lに沿って可動部20を移動させる。また、リニアモータ40Lは、第一部位M1である可動部20に設けられる永久磁石43と、第二部位M2である固定部30に設けられる電磁石42とを備えることができる。しかしながら、リニアモータ40Lは、第一部位M1である可動部20に設けられる電磁石42と、第二部位M2である固定部30に設けられる永久磁石43とを備えると好適である。2. Deformation of
図3に示すように、本変形形態の駆動部40は、リニアモータ40Lと、リニアモータ40Lを駆動制御するモータ制御装置41とを備えている。本変形形態においても、搬送装置10は、複数の可動部20および複数の固定部30を具備している。電磁石42およびモータ制御装置41は、複数の可動部20の各々に設けられ、永久磁石43は、複数の固定部30の各々に設けられている。なお、同図では、図示の便宜上、一つの可動部20が図示されている。
As shown in FIG. 3, the
また、複数の固定部30の各々は、N極の永久磁石43およびS極の永久磁石43を一対として、所定磁極対数分の永久磁石43を備えている。所定磁極対数分の永久磁石43は、軌道部3Lに沿って配置されている。なお、同図では、図示の便宜上、複数の固定部30の各々について、一磁極対分の永久磁石43が図示されている。また、実施形態および変形形態のいずれの形態においても、軌道部3Lは、可動部20の移動方向(矢印X方向)において湾曲させることもできる。
Further, each of the plurality of fixing
本変形形態のモータ制御装置41は、電磁石42に対して交流電力を供給し、交番磁界を発生させる。また、既述したように、モータ制御装置41は、検出部51を制御することができ、検出結果は、モータ制御装置41に送信される。モータ制御装置41は、移動制御部70から送信される位置指令に基づいて、電磁石42に供給する交流電力の大きさ、電流方向などを制御する。具体的には、モータ制御装置41は、移動制御部70から送信される位置指令と、位置検出部50によって検出された検出位置との偏差に基づいて、電磁石42に供給する交流電力の大きさ、電流方向などを制御することができる。これにより、可動部20は、固定部30に対して移動することができ、固定部30の所定位置に位置決めされる。
The
本変形形態の搬送装置10によれば、駆動部40は、リニアモータ40Lを備える。また、リニアモータ40Lは、第一部位M1である可動部20に設けられる電磁石42と、第二部位M2である固定部30に設けられる永久磁石43とを備える。既述したように、第一部位M1には、検出部51が設けられる。よって、駆動部40は、可動部20側に設けられる制御装置(本変形形態では、モータ制御装置41)によって、検出部51の制御と、リニアモータ40Lの制御とを併せて行うことができ、これらの制御を簡素化することができる。
According to the
3.可動部20の電力供給形態
既述した実施形態および変形形態のいずれの形態においても、可動部20には、駆動電力が供給可能になっている。可動部20に電力を供給する電力供給形態は、種々の形態をとり得る。可動部20には、例えば、バッテリなどの電源装置、架線などの接触給電装置、非接触給電装置などによって、電力を供給することができる。本形態では、非接触給電装置によって、可動部20に電力を供給する。この場合、第二部位M2である固定部30は、交流電力を給電する給電素子32を備え、第一部位M1である可動部20は、給電素子32から非接触で交流電力を受電する受電素子21を備えると好適である。3. 3. Power supply form of the
図4および図5に示すように、第二部位M2である固定部30は、交流電力を給電する給電素子32を備えている。給電素子32は、例えば、コイルを用いることができる。給電素子32は、固定部30において、可動部20と対向可能な部位に設けられている。給電素子32には、交流電源31および給電側共振用素子31Cが直列接続されている。具体的には、交流電源31の出力端子の一端側は、給電素子32の一端側に接続されている。交流電源31の出力端子の他端側は、給電側共振用素子31Cを介して、給電素子32の他端側に接続されている。給電側共振用素子31Cは、例えば、コンデンサを用いることができ、給電側共振回路を形成する。
As shown in FIGS. 4 and 5, the fixed
交流電源31は、例えば、直流電力を供給する直流電源部と、直流電力を交流電力に変換する電力変換部(いずれも図示略)とを備え、給電素子32に対して交流電力を供給する。交流電源31の出力周波数は、限定されないが、給電側共振回路および受電側共振回路の共振周波数に基づいて設定されていると好適である。具体的には、交流電源31の出力周波数は、給電側共振回路の共振周波数と、受電側共振回路の共振周波数との間に設定することができる。また、固定部30には、可動部20の接近を検出する近接センサを設けることもできる。この場合、交流電源31は、近接センサが可動部20の接近を検出しているときに、給電素子32に対して交流電力を供給することができ、常に交流電力を供給する場合と比べて、省電力化を図ることができる。
The
図4および図5に示すように、第一部位M1である可動部20は、給電素子32から非接触で交流電力を受電する受電素子21を備えている。受電素子21は、例えば、コイルを用いることができる。受電素子21は、可動部20において、固定部30と対向可能な部位に設けられている。受電素子21には、受電側共振用素子21Cが並列接続されており、整流回路22と接続されている。受電側共振用素子21Cは、例えば、コンデンサを用いることができ、受電側共振回路を形成する。整流回路22は、複数(4つ)のダイオード22Dがブリッジ接続されているダイオードブリッジと、平滑コンデンサ22Cとを備え、受電素子21が受電した交流電力を整流(全波整流)および平滑して、直流電力を生成する。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
具体的には、受電素子21の一端側は、受電側共振用素子21Cの一端側と接続され、ダイオードブリッジの第一入力側端子22i1と接続されている。受電素子21の他端側は、受電側共振用素子21Cの他端側と接続され、ダイオードブリッジの第二入力側端子22i2と接続されている。また、ダイオードブリッジの第一出力側端子22o1は、平滑コンデンサ22Cの一端側と接続され、整流回路22の第一出力側端子DC1と接続されている。ダイオードブリッジの第二出力側端子22o2は、平滑コンデンサ22Cの他端側と接続され、整流回路22の第二出力側端子DC2と接続されている。
Specifically, one end side of the
給電素子32および受電素子21が対向すると、図5に示す回路が形成され、受電素子21は、給電素子32から非接触で交流電力を受電することが可能になる。受電素子21が給電素子32から受電した交流電力は、整流回路22によって整流(全波整流)および平滑され、直流電力(同図では、直流電圧Vdcが図示されている。)に変換される。変換された直流電力は、既述したモータ制御装置41、検出部51、第一記憶部61などの負荷に供給される。このように、本形態では、例えば、給電素子32および受電素子21にコイルを用いる電磁結合方式によって非接触給電を行うことができる。また、本形態では、給電側共振回路および受電側共振回路による共振によって、給電効率が向上されている。
When the
なお、搬送装置10は、静電結合、磁界共鳴、電磁誘導などによって、非接触給電を行うこともできる。また、可動部20は、複数の受電素子21を備えることもできる。この場合、整流回路22は、複数の受電素子21が受電した交流電力を集約して、集約した交流電力を整流(全波整流)および平滑して直流電力を生成することができる。さらに、交流電源31は、複数の固定部30の複数の給電素子32に対して、交流電力を供給することもできる。例えば、一つの交流電源31が、複数の固定部30に設けられる複数の給電素子32の各々に対して、交流電力を供給することもできる。この場合、交流電源31は、既述した近接センサが可動部20の接近を検出しているときに、当該可動部20に対向する固定部30に設けられている給電素子32に対して、交流電力を供給すると好適である。
The
本形態の搬送装置10によれば、第二部位M2である固定部30は、交流電力を給電する給電素子32を備え、第一部位M1である可動部20は、給電素子32から非接触で交流電力を受電する受電素子21を備える。これにより、搬送装置10は、第二部位M2である固定部30から、第一部位M1である可動部20に対して、電力供給を行うことができる。よって、可動部20にバッテリなどの電源装置を搭載する場合と比べて、可動部20を小型化および軽量化し易い。
According to the
4.作業機90の構成例
作業機90は、搬送装置10と、作業ロボット80とを具備する。搬送装置10は、既述した形態のうちのいずれの形態であっても良い。作業ロボット80は、搬送装置10によって搬送され位置決めされた作業対象物W1に対して、所定の作業を行う。4. Configuration example of the
図6に示すように、作業ロボット80は、アーム822を備えている。アーム822は、複数軸(例えば、5軸)の垂直多関節アームであり、複数(例えば、6つ)のリンク(第一リンク831~第六リンク836)と、各リンクを回転または旋回可能に連結する複数(例えば、5つ)の関節(第一関節841~第五関節845)とを備えている。各関節には、対応する関節を駆動するモータ(図示略)と、対応するモータの回転位置を検出するエンコーダ(図示略)とが設けられている。モータは、例えば、サーボモータを用いることができる。エンコーダは、例えば、ロータリエンコーダを用いることができる。
As shown in FIG. 6, the working robot 80 includes an
アーム822の先端リンク(第六リンク836)には、エンドエフェクタである作業ツールが着脱可能に設けられている。作業ツールは、例えば、電磁チャック、メカニカルチャック、吸着ノズルなどを用いることができる。先端リンク(第六リンク836)に装着する作業ツールは、作業対象物W1の形状、素材に合わせて適宜選択される。また、アーム822の先端部(第五リンク835)には、カメラ824が取り付けられている。カメラ824は、作業対象物W1を撮像することができる。
A work tool, which is an end effector, is detachably provided on the tip link (sixth link 836) of the
作業ロボット80は、制御装置(図示略)によって駆動制御される。制御装置には、エンコーダなどのセンサから検出信号が入力される。また、制御装置は、モータなどのアクチュエータに対して、駆動信号を出力する。作業ロボット80は、搬送装置10と協働して、所定の作業を行うことができる。既述したように、作業対象物W1は、搬送装置10によって搬送され、所定位置に位置決めされる。制御装置は、作業ロボット80のモータを駆動制御することにより、アーム822の先端リンク(第六リンク836)に装着された作業ルーツを、作業対象物W1に向けて移動させる。作業ロボット80は、作業ツールを用いて、作業対象物W1に対して所定の作業を行う。
The working robot 80 is driven and controlled by a control device (not shown). A detection signal is input to the control device from a sensor such as an encoder. Further, the control device outputs a drive signal to an actuator such as a motor. The work robot 80 can perform a predetermined work in cooperation with the
具体的には、制御装置は、カメラ824によって作業対象物W1を撮像し、撮像画像を画像処理して、作業対象物W1の位置および姿勢を認識する。制御装置は、作業対象物W1の位置および姿勢に基づいて、作業ツールの目標位置(X座標、Y座標およびZ座標)並びに目標姿勢(回転角度)を算出する。制御装置は、算出した作業ツールの目標位置(X座標、Y座標およびZ座標)並びに目標姿勢(回転角度)に基づいて、アーム822の各関節(第一関節841~第五関節845)の目標位置および目標角度を設定する。制御装置は、各関節(第一関節841~第五関節845)の位置および角度が、目標位置および目標角度と一致するように、対応するモータを駆動制御すると共に、作業対象物W1に対して所定の作業が行なわれるように、作業ツールを駆動制御する。
Specifically, the control device captures the work object W1 with the
所定の作業は、作業対象物W1をピックアップするピックアップ作業、作業対象物W1を収納ケースC1の所定位置AR1に配置する配置作業、および、作業対象物W1を被組み付け部AM1の所定部位AP1に組み付ける組み付け作業のうちの少なくともピックアップ作業であると好適である。 The predetermined work includes a pick-up work for picking up the work object W1, an arrangement work for arranging the work object W1 at a predetermined position AR1 of the storage case C1, and assembling the work object W1 to a predetermined portion AP1 of the assembly portion AM1. It is preferable that at least the pick-up work is performed in the assembly work.
図6に示す作業ロボット80は、例えば、既述した作業ツールを用いて、搬送装置10によって搬送され位置決めされた作業対象物W1をピックアップすることができる。また、作業ロボット80は、例えば、図7Aに示す収納ケースC1の所定位置AR1に作業対象物W1を配置することができる。同図は、収納ケースC1の所定位置AR1に作業対象物W1が配置されている状態の一例を示している。収納ケースC1は、複数の領域に区分されており、所定位置AR1は、複数の領域のうちの少なくとも一つの領域(同図では、一つの領域)を示している。例えば、作業対象物W1が複数の部品の集合物である場合、作業ロボット80は、収納ケースC1において、作業対象物W1を部品の種類毎に配置することができる。また、作業ロボット80は、例えば、収納ケースC1において、作業対象物W1を部品の外形寸法に応じて配置することもできる。さらに、作業ロボット80は、例えば、作業対象物W1を作業工程順に配置することもできる。
The work robot 80 shown in FIG. 6 can pick up the work object W1 transported and positioned by the
さらに、作業ロボット80は、図7Bに示す被組み付け部AM1の所定部位AP1に作業対象物W1を組み付けることもできる。この場合、作業ロボット80は、収納ケースC1に配置されている作業対象物W1をピックアップして、被組み付け部AM1の所定部位AP1に作業対象物W1を組み付けることができる。また、作業ロボット80は、ピックアップした作業対象物W1を収納ケースC1に配置することなく、被組み付け部AM1の所定部位AP1に組み付けることもできる。同図は、作業対象物W1が被組み付け部AM1の所定部位AP1に組み付けられている状態の一例を示している。作業ロボット80は、例えば、被組み付け部AM1である所定の装置に対して、作業対象物W1である所定の構成機器を組み付けることができる。また、複数の作業ロボット80が協働して、被組み付け部AM1の所定部位AP1に作業対象物W1を組み付けることもできる。 Further, the work robot 80 can also assemble the work object W1 to the predetermined portion AP1 of the assembly portion AM1 shown in FIG. 7B. In this case, the work robot 80 can pick up the work object W1 arranged in the storage case C1 and assemble the work object W1 to the predetermined portion AP1 of the assembled portion AM1. Further, the work robot 80 can also assemble the picked-up work object W1 to the predetermined portion AP1 of the assembly portion AM1 without arranging the picked-up work object W1 in the storage case C1. The figure shows an example of a state in which the work object W1 is assembled to a predetermined portion AP1 of the assembled portion AM1. The work robot 80 can, for example, assemble a predetermined component device which is a work object W1 to a predetermined device which is an assembly unit AM1. Further, a plurality of work robots 80 can cooperate with each other to assemble the work object W1 to the predetermined portion AP1 of the assembled portion AM1.
本形態の作業機90によれば、搬送装置10と作業ロボット80とを具備している。作業ロボット80は、搬送装置10によって搬送され位置決めされた作業対象物W1に対して、所定の作業を行う。これにより、作業機90は、搬送装置10および作業ロボット80が協働して、所定の作業を行うことができ、作業効率が向上する。
According to the
また、所定の作業は、作業対象物W1をピックアップするピックアップ作業、作業対象物W1を収納ケースC1の所定位置AR1に配置する配置作業、および、作業対象物W1を被組み付け部AM1の所定部位AP1に組み付ける組み付け作業のうちの少なくともピックアップ作業である。これにより、作業機90は、搬送装置10によって搬送され位置決めされた作業対象物W1に対して、少なくともピックアップ作業を行うことができる。既述したように、移動制御部70は、第一記憶部61に記憶されている第一オフセット量E1、および、第二記憶部62に記憶されている第二オフセット量E2のうちの少なくとも一方を用いて、可動部20の位置指令を生成することにより、可動部20の位置決め精度を確保する。よって、作業機90は、可動部20の位置決め精度の低下に起因するピックアップ作業の失敗などを軽減することができる。
Further, the predetermined work includes a pick-up work for picking up the work object W1, an arrangement work for arranging the work object W1 at the predetermined position AR1 of the storage case C1, and a predetermined portion AP1 of the assembled portion AM1 for arranging the work object W1. It is at least the pick-up work of the assembly work to be assembled in. As a result, the
なお、作業ロボット80は、多関節アームを備える形態に限定されない。作業ロボット80は、例えば、既述した作業ツールが、可動部20の移動方向(矢印X方向)に垂直な平面上を移動可能な直交ロボットであっても良い。この場合、作業ロボット80は、可動部20の移動方向(矢印X方向)に垂直な平面において、作業ツールを移動させる移載装置を備える。搬送装置10は、作業ツールが到達可能な位置に可動部20を位置決めする。移載装置は、作業ツールを移動させて、所定の作業を行わせる。所定の作業が完了すると、搬送装置10は、可動部20を搬出する。このようにして、作業ロボット80は、所定の作業を行うこともできる。
The working robot 80 is not limited to the form provided with the articulated arm. The work robot 80 may be, for example, an orthogonal robot in which the above-mentioned work tool can move on a plane perpendicular to the moving direction (arrow X direction) of the
5.実施形態の効果の一例
搬送装置10によれば、移動制御部70は、第一記憶部61に記憶されている第一オフセット量E1、および、第二記憶部62に記憶されている第二オフセット量E2のうちの少なくとも一方を用いて、可動部20の位置指令を生成する。よって、搬送装置10は、第一部位M1の第一基準位置M10と検出部51の検出基準位置510との誤差、および、第二部位M2の第二基準位置M20と被検出部52の被検出基準位置520との誤差のうちの少なくとも一方を補正することができ、可動部20の位置決め精度を確保することができる。5. An example of the effect of the embodiment According to the
10:搬送装置、
20:可動部、21:受電素子、
30:固定部、3L:軌道部、32:給電素子、
40:駆動部、40L:リニアモータ、40R:回転型モータ、
42:電磁石、43:永久磁石、
50:位置検出部、
51:検出部、510:検出基準位置、
52:被検出部、520:被検出基準位置、
61:第一記憶部、62:第二記憶部、70:移動制御部、
80:作業ロボット、90:作業機、
M1:第一部位、M10:第一基準位置、
M2:第二部位、M20:第二基準位置、
E1:第一オフセット量、E2:第二オフセット量、
W1:作業対象物、
AM1:被組み付け部、AP1:所定部位、
C1:収納ケース、AR1:所定位置、
矢印X方向:可動部20の移動方向。10: Conveyor,
20: Moving part, 21: Power receiving element,
30: Fixed part, 3L: Track part, 32: Power feeding element,
40: Drive unit, 40L: Linear motor, 40R: Rotary motor,
42: Electromagnet, 43: Permanent magnet,
50: Position detector,
51: Detection unit 510: Detection reference position,
52: Detected part, 520: Detected reference position,
61: 1st storage unit, 62: 2nd storage unit, 70: movement control unit,
80: Work robot, 90: Work machine,
M1: First part, M10: First reference position,
M2: second part, M20: second reference position,
E1: First offset amount, E2: Second offset amount,
W1: Work object,
AM1: Assembled part, AP1: Predetermined part,
C1: Storage case, AR1: Predetermined position,
Arrow X direction: The moving direction of the
Claims (7)
前記可動部の移動を案内する軌道部を備える少なくとも一つの固定部と、
リニアモータまたは回転型モータを備え前記軌道部に沿って前記可動部を移動させる駆動部と、
前記可動部および前記固定部のうちの一方である第一部位に設けられる検出部と前記可動部および前記固定部のうちの他方である第二部位において前記可動部の移動方向に沿って設けられる被検出部とを備え前記固定部における前記可動部の位置を検出する位置検出部と、
前記第一部位に設けられ前記第一部位の第一基準位置と前記検出部の検出基準位置との誤差である第一誤差を相殺するオフセット量である第一オフセット量を記憶する第一記憶部、および、前記第二部位に設けられ前記第二部位の第二基準位置と前記被検出部の被検出基準位置との誤差である第二誤差を相殺するオフセット量である第二オフセット量を記憶する第二記憶部のうちの少なくとも一方と、
前記第一記憶部に記憶されている前記第一オフセット量、および、前記第二記憶部に記憶されている前記第二オフセット量のうちの少なくとも一方を用いて前記可動部の位置指令を生成する移動制御部と、
を具備し、
前記移動制御部は、
前記第一誤差を相殺する場合に、前記検出部の前記検出基準位置が、前記可動部の移動方向のうちの前記第一誤差を相殺する方向の所定の位置であって前記被検出基準位置から前記第一オフセット量ずれた位置に一致するように、前記可動部の前記位置指令を生成し、
前記第二誤差を相殺する場合に、前記検出部の前記検出基準位置が、前記可動部の移動方向のうちの前記第二誤差を相殺する方向の所定の位置であって前記被検出基準位置から前記第二オフセット量ずれた位置に一致するように、前記可動部の前記位置指令を生成し、
前記第一誤差および前記第二誤差の両方を相殺する場合に、前記検出部の前記検出基準位置が、前記可動部の移動方向のうちの前記第一誤差および前記第二誤差の両方を相殺する方向の所定の位置であって前記第一オフセット量および前記第二オフセット量の両方を用いて表され前記第一誤差および前記第二誤差の両方を相殺する所定量、前記被検出基準位置からずれた位置に一致するように、前記可動部の前記位置指令を生成する搬送装置。 At least one moving part that transports the work object,
At least one fixed portion having a track portion for guiding the movement of the movable portion, and
A drive unit provided with a linear motor or a rotary motor to move the movable portion along the track portion, and a drive unit.
It is provided along the moving direction of the movable portion in the detection portion provided in the first portion of one of the movable portion and the fixed portion and in the second portion of the movable portion and the other of the fixed portions. A position detecting unit provided with a detected unit and detecting the position of the movable portion in the fixed portion, and a position detecting unit.
A first storage unit provided in the first portion and storing a first offset amount which is an offset amount for canceling the first error which is an error between the first reference position of the first portion and the detection reference position of the detection unit. , And a second offset amount which is an offset amount which is provided in the second part and cancels the second error which is an error between the second reference position of the second part and the detected reference position of the detected part is stored. With at least one of the second storage units
A position command for the movable portion is generated using at least one of the first offset amount stored in the first storage unit and the second offset amount stored in the second storage unit. Movement control unit and
Equipped with
The movement control unit
When canceling the first error, the detection reference position of the detection unit is a predetermined position in the moving direction of the movable portion in the direction of offsetting the first error, and is from the detection reference position. The position command of the movable part is generated so as to match the position deviated by the first offset amount.
When canceling the second error, the detection reference position of the detection unit is a predetermined position in the moving direction of the movable portion in the direction of offsetting the second error, and is from the detection reference position. The position command of the movable part is generated so as to match the position deviated by the second offset amount.
When both the first error and the second error are offset , the detection reference position of the detection unit cancels both the first error and the second error in the moving direction of the movable part. A predetermined amount in the direction, which is expressed using both the first offset amount and the second offset amount and offsets both the first error and the second error, deviates from the detected reference position. A transport device that generates the position command of the movable part so as to match the position.
前記リニアモータは、前記第一部位である前記可動部に設けられる電磁石と、前記第二部位である前記固定部に設けられる永久磁石とを備える請求項1に記載の搬送装置。 The drive unit includes the linear motor.
The transfer device according to claim 1, wherein the linear motor includes an electromagnet provided in the movable portion, which is the first portion, and a permanent magnet provided in the fixed portion, which is the second portion.
前記第一部位である前記可動部は、前記給電素子から非接触で前記交流電力を受電する受電素子を備える請求項1または請求項2に記載の搬送装置。 The fixed portion, which is the second portion, includes a power feeding element that supplies AC power.
The transport device according to claim 1 or 2, wherein the movable portion, which is the first portion, includes a power receiving element that receives the AC power from the power feeding element in a non-contact manner.
複数の前記固定部は、複数の前記可動部の移動方向に沿って連結されている請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の搬送装置。 The transport device according to any one of claims 1 to 4, wherein the plurality of fixed portions are connected along a moving direction of the plurality of movable portions.
前記搬送装置によって搬送され位置決めされた前記作業対象物に対して、所定の作業を行う作業ロボットと、
を具備する作業機。 The transport device according to any one of claims 1 to 5 .
A work robot that performs a predetermined work on the work object that is conveyed and positioned by the transfer device, and
A working machine equipped with.
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