JPH0413579A - 無反動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、産業用ロボット等の高速に動作する位置決め
装置において、動作時の反動を防ぐ無反動装置に関する
。

〔従来技術〕

近年、工場における各種の製造ラインにおいては、主に
省力化を目的として、産業用ロボットを配設する場合が
多い。

そして　生産性向上のために、上記産業用ロボットを精
度良く作動させると共にその作動を一層高速化すること
が望まれており、その研究が盛んに行われている。

しかし、産業用ロボットなど、高速に動作する位置決め
装置においては、その動作時に大きな反動を生ずる。こ
の反動は、産業用ロボット等の位置決め装置を固定して
いる取付は台を揺動させる。

その結果１位置決め時に振動が発生し、高精度の位置決
めが困難となる。

従来、この種の問題に対しては、取付は台の剛性を高め
ることにより、対策を施していた。

［解決しようとする課題］ しかしながら、従来の産業用ロボント等の高速動作する
位置決め装置においては、更に高速化を推し進めた結果
９反動が大きくなった場合、前記振動について対策不可
能となるおそれがある。これは、剛性の向上には物理的
な限界があるためである。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑み１反動の発生を防
止する無反動装置を提供しようとするものである。

〔課題の解決手段〕

本発明は２位置決めに必要な自由度を有する位置決め部
と、これと同等の自由度を有する反動補償部とからなり
、上記反動補償部のアクチュエータは、上記位置決め部
のアクチュエータの作動方向と逆向きに作動し、システ
ム全体として重心を移動させないように構成したことを
特徴とする無反動装置にある。

本発明において、最も注目すべきことは２反動補償部の
アクチュエータを位置決め部のアクチュエータと逆向き
に作動し、システム全体として重心を移動させないこと
により、外部から見てエネルギーの増減を生しさせない
ように構成したことにある。

本発明において、アクチュエータとしては、電気式、空
気圧式、油圧式のものがある。

また１動作形態としては、直交座標系（第１図）、多関
節形（第３図）、極座標系１円筒座標系などがある。ま
た９本発明にかかる無反動装置は　産業用ロボットの外
、高速動作するアクチュエータを有する一般の高精度位
置決め装置などに利用することができる。

［作　用〕 本発明においては１位置決め部のアクチュエータが位置
決め方向に作動すると、これと同時に反動補償部のアク
チュエータが逆向きの方向に作動する。

この場合２反動補償部のアクチュエータは１位置決め部
のアクチュエータにより住じた反動を打ち消し、システ
ム全体として重心を移動させないように作動する。

［効　果］ 上記のごとく、システム全体として重心の移動がないの
であるから、システム全体を外部から見た場合、エネル
ギーの増減が生しない。

従って１本発明によれば１反動が発生しない無反動装置
を提供することができる。

〔実施例〕

第１実施例 本例の無反動装置につき、第１図及び第２図を用いて説
明する。本例の無反動装置は、直交座標系の産業用ロボ
ットについて適用したものである。

本例の産業用ロボットは、第１図に示すごとく。

位置決めに必要な２自由度を有する位置決め部１と、同
じく２自由度を存する反動補償部２とからなる。

上記位置決め部１は、Ｘ方向に動くテーブル１１と、Ｙ
方向に動くテーブル１２とからなり、該テーブル１１上
にはハンド等（図示路）を載置する。該テーブル１１は
、スクリューシャフト１１１を介して、アクチュエータ
としての駆動モーフ１１０に接続する。また、テーブル
１２も同様に。

スクリューシャフト１２１を介して、アクチュエータと
しての駆動モータ１２０に接続する。

上記反動補償部２は、Ｘ方向に動くテーブル２１と、Ｙ
方向に動くテーブル２２とからなる。両テーブル２１．
２２は、それぞれスクリューシャフト２１１．２２１を
介してアクチュエータとしての駆動モータ２１０．２２
０に接続する。

これらの駆動モータ１１０．１２０　２１０２２０は、
第２図に示すごとく、サーボ駆動回路３０を介してホス
トＣＰＵ３に接続しである。

そして、該ホストＣＰｔＪ３は、上記反動補償部２の駆
動モータ２１０．２２０が、上記位置決め部ｌの駆動モ
ータ１１０．１２０と逆向きに作動し、システム全体と
して重心を移動させないように指令を出す。即ち、各駆
動モータには、その回転方向９回転数等を検出する移動
量センサー（図示路）が取り付けである。そして、この
移動量センサーからの移動量信号に応して　ホス）ＣＰ
Ｕ３がサーボ駆動回路３０を作動させ、上記のごとく重
心の移動が生しないように５各駆動モータ１１０〜２２
０を作動させる。

本例の産業用ロボットは、上記のように構成されている
ので２次の作用効果を呈する。

即ち、まず上記システムで、Ｘ方向の位置決めをする場
合について説明する。

位置決め部１のテーブル１１をＸ方向に＋したけ移動さ
せる場合を考える。

該テーブル１１の質量をＭ、移動時の加速度をαとする
と、テーブル１１が移動した場合、その反動としてαＭ
の力が１反動補償部２のテーブル２１に働く。

ここで１反動補償部２例のテーブル２１の質量をＩＯＭ
とすると、上記位置決め部１側のテーブル１１の移動量
の１／１０．即ち−Ｌ／１０だけ該テーブル２１を反対
方向に常時移動させれば。

システム全体として重心の位置が変わらないこととなる
。システム全体として重心の移動がないということは、
外部から見てエネルギーの増減がないことを意味する。

そのため１反動は発生しない。

上記の場合、絶対座標では、テーブル１１は。

９／ＩＯＬだけ移動したことになる。従って５絶対座標
で、該テーブル１１を＋Ｌだけ移動させたい場合には、
それぞれテーブル１１をｌ　Ｏ／９　Ｌ。

テーブル２１を一１／９Ｌだけ移動させれば良い。

次に、Ｘ方向についても、上記Ｘ方向の場合と同様に動
作させ１重心を移動させないようにする。

それ故、ロボット作業時において、Ｘ、Ｙ両方向への移
動を同時に動作させた場合でも、システム全体としては
重心の移動がなく、ロボット動作に伴う反動は発生しな
い。

このように１本例によれば９反動が発生しない無反動装
置としての産業用ロボットを得ることができる。該産業
用ロボットは、高速動作時に反動が発生しないため、高
精度の位置決めが可能となる。

第２実施例 本例の無反動装置につき、第３図〜第５図を用いて説明
する。本例の無反動装置は、多関節形の産業用ロボット
について適用したものである。

本例の産業用ロボットは、第３図に示すごとく位置決め
に必要な２自由度を有する位置決め部４と、同じく２自
由度を有する反動補償部５とからなる。

上記位置決め部４は、アーム４１．４２及び平行リンク
４３とからなる。図示省略したが１該アーム４２の先端
部には１通常、ハンドを配設する。

また　上記反動補償部５は、リンク５１．５２５３５４
とからなる。

該リンク５１は、第４図、第５図に示すごとく。

アクチュエータとしての駆動モータ５１０により動かす
。

具体的には、駆動モータ５１０の出力は、タイミングヘ
ルド５１１を介してプーリ５１２に伝達される。該プー
リ５１２は、リンク５１に固着しであるため、駆動モー
タ５１０の作動により、リンク５１が水平方向に回動す
る。図示省略したが同様にして駆動モータ５２０の作動
により、リンク５２が水平方向に回動する。

このように両リンク５１．５２を水平方向に回動させる
ことにより、パンタグラフ状に連結したリンク５１．５
２．５３．５４を介して１位置決め部４の支持部Ａが水
平方向に旋回、若しくは移動する。

また、第４図、第５図に示すごとく、駆動モータ４２０
の出力は、タイミングベル）４２１．４２２及びかさ歯
車４２３，４２４を介してシャフト４２５に伝達される
。従って、該駆動モータ４２０により、シャフト４２５
の軸線回りの回動量θをコントロールする。そのため、
前記アーム４２は、平行リンク４３により、上記回動量
θと同調して動く。その結果、該アーム４２の先端部は
水平方向に移動する。

また、一部を図示省略したが、駆動モータ４１０の出力
は、タイミングヘルド４１１を介して前記アーム４１の
ブラケット４１２に伝達される。

従って、該駆動モータ４１０により、前記アーム４１の
水平方向の旋回量φをコントロールする。

上記各駆動モータ４１０，４２０，５１０．５２０の回
転量は、第４図に示すごとく、ポテンショメータ等の位
置検出８！６を介して、前記第１実施例に示したホスト
ＣＰＵ３（第２図）に送られる。そして、該ホストＣＰ
Ｕ３によりその回転量がコントロールされる。

本例の産業用ロボットは、上記のように構成されている
ので　次の作用効果を呈する。

即ち、第３図に示すごとく９位置決め部４において１通
常、ハンドを配設する。アーム４２の先端部をＢとする
。そして、駆動モータ４２０によりアーム４１．４２を
動かして、Ｂ点を水平移動させた場合、駆動モータ５１
０，５２０によりリンク５１〜５４を動かして、Ｂ点と
逆向きにＡ点を水平移動させる。従って、システム全体
として重心の移動はなく、Ｂ点の移動により生した反動
は打ち消される。

また、駆動モータ４１０によりアーム４１のブラケット
４１２を動かしてＢ点を水平方向に旋回させた場合には
、駆動モータ５１０，５２０によりリンク５１〜５４を
動かして、Ｂ点とは逆向きにＡ点を旋回させる。

これにより、システム全体としては１重心の移動がなく
なる。

このように本例によれば、第１実施例と同様に。

無反動装置としての産業用ロボットを得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は第１実施例にかかる無反動装置を示
し、第１図は無反動装置としての産業用ロボットの平面
図、第２図はその制御部の説明図。 第３図〜第５図は第２実施例にかかる無反動装置を示し
、第３図は無反動装置としての産業用ロボットの斜視図
、第４図はその分解斜視図、第５図はその側面断面図で
ある。 １１４０位置決め部。 ２１．４反動補償部。 １１０．１２０，２１０，２２０ １９．駆動モータ ４０９０位置決め部 ４１．４２．、、アーム。 ５１１１反動補償部。 ５１〜５４．、、　　リンク ４１０．４２０，５１０．５２０ ２９．駆動モータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 位置決めに必要な自由度を有する位置決め部と、これと
   同等の自由度を有する反動補償部とからなり、 上記反動補償部のアクチュエータは、上記位置決め部の
   アクチュエータの作動方向と逆向きに作動し、システム
   全体として重心を移動させないように構成したことを特
   徴とする無反動装置。