JPS5859779A - 荷役機械 - 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】 本発明は荷投機械、特に、グリッパ、Ｘ空カップ、電磁
パッドのような荷役装置に連行するよ５になった可動ア
ームに関する。

現今の組立ラインを使用する業界では、普通「ロボット
」と呼ばれる荷投機械によってきまりきった作業ン行う
ことについての要求がある。

おそらく、最も簡単な形態の荷投機械はただ１つり平面
乞移動し、可動アームの一端に数句は１こ荷役装置ン有
する。このような可動アームは静止７リンダ円に装着し
た可動ピストンを包含し、空気圧で可動アームの方向、
移動距離を決定することができる。第１のアームをそれ
に直角に配置し１こ別のアームに連結することによって
２つの平面を移動できる荷投機械を作ることができ、１
ことえば、第１アームを７Ｘ平、丁なわちＸ方向に動か
しＴこならば、第２アーム乞垂直丁なわちＹ方向に動か
丁というようにできることは明らかであろう。第３の、
丁なわちＺ方向に荷投機械７動か丁ことができるように
するには、最初の２つのアームに類似し１こさらに別の
可動アームを第２の可動アームにラック・ピニオンを介
して連結し、ピストンの直線運動を回転運動に変換して
第２の垂直配置のアームを回転させる。これらのアーム
はその運動に関する一連の指令を保持しているプログラ
ミング源に接続してあり、これらの指令に従ってそれぞ
れの動き欠行うことができろ。

公知の荷投機械では、アームの運動速度は遅い。これは
、アーム馨正確な地点で止めなければならず、アームの
速度が大き丁ぎると、行き過ぎが生じるからである。

本発明はある地点から別の地点ずで比較的速く移動し、
しかも高度の位置精度を持つ荷投機械ン提供することン
目的とする。

この目的は、次のような地点間移動の荷投機械を提供す
ることによって達成される。丁なわち、この荷投機械は
利用部旧に連結した少なくとも１つのアーム装置と、利
用部側を所定の地点に同って駆動するアクチュエータと
、アーム装置の運動を選択的に阻止するよ５になってい
るブレーキ機構と、基準点に対する利用部材の位置を検
出する位置検出装置とを包含し、この位置検出装置が制
御装置に接続してあり、この制御装置が利用部材の地点
間移動指令ケ定める、Ｊ：うになっているものであって
、ブレーキが所定範囲にわたってステップモータによっ
て駆動されるＪ５に連結してあり、位置検出装置が基準
点に対１−るブレーキの位置も検出するよ５になってお
り、制御装置が必要に応じて順次アクチュエータ乞付勢
し、利用部材を所定地点に向ってステップモータの範囲
内で駆動し、ブレーキを作動させてアーム装置の運動を
阻止し、ステップモータを駆動して利用部材を所定地点
まで持って行くようになっていることケ特徴とする。

本発明の荷投機械では、アクチュエータによって利用部
材をほぼ望みの停止地点ずで急速に駆動し、次にステッ
プモータによって正確に位置決めすることができ、その
結果、高速と高精歴の両利点が得られる。

好丁しくハ、アクチュエータはンリングとそれに組込ん
だ可動ピストンとを包含し、このピストンがアーム装置
に連結してあり、圧力源および弁装置が配置してあって
ピストンをそれが制御装置からの信号によって作動させ
られるまで圧力源からの力の付与によってほぼ力の平衡
した状態に維持する。

好ましくは、アーム装置はピストンに連結してあってそ
れと共に動くことのできる荷重ビームラ包含し、この荷
重ビームが軸受によって支持されている。

通常、制御装置は前記地点間移動の指令、座標２含む記
憶装置ケ包含１°る。

好ｆＬ＜は、圧力源は圧縮空気源であり、アクチュエー
タカで空気圧式であり、弁装置カマ圧力源とシリンダ内
のピストンの片側との間に接続した少なくとも１つのソ
レノイド作動式空気弁を包含し、ラインの１つにレギュ
レータが設けてあってピストンの両側に差圧７生じさせ
、それによって、ピストンケそれ力す作動させられるま
でほぼ力の平衡した状態に維持する。

便利のためには、弁装置の空気弁は圧力源に接続した通
常開のポートと、ピストンのハ側に接続した共通ポート
と、ピストン速度制御装置を介しヤ排出口に接続し二連
常閉のポートとを有する。

好ましくは、圧力源はブレーキの動作を決定する空気弁
の通常開のポートにも接続される。

好ましい実施例では、ピストン速度制御装置は複数のソ
レノイド作動式空気弁を包含し、これらの空気弁のうち
任意の１つま１こはその組合わせがシリンダ内のピスト
ンの位置によって決定される量の空気ぞ弁装置から逃が
し、それにＪつで、ピストン乞そのシリンダ円位置とは
無関係にほぼ一定の速度で駆動するようになっている。

有利には、ピストン速度制御装置のそれぞれの弁の通気
ボーＩ・は異なった横断面積を持っていて異なった横断
面積の通気開口の数を最大限にし、ピストンのほぼ一定
の速度２与える。Ｊ：うになっている。

有利には、荷重ビームはその両側にレールを持ち、谷し
−・ルが軸受によって案内されるようになっており、こ
れらの軸受が谷レールごとに一対の長手方向に配置しｙ
、１　ローラを包含する。

荷重ビーム＆Ｘ　Ｕ字形の横断面ン持っていると便利で
ある。

好ましくは、ブレーキは２つのアーム馨有するキャリパ
を包含し、これらのアームは一端乞枢着されており、そ
の自由端の外面に摩擦材料馨支持しており、これが°作
動装置の位置に応じてＵ字形荷重ビームの内向と係合す
るようになっている。

便利の定めには、作動装置はピボットと摩擦材料の中間
で谷アームの外面に形成したシリンダと、キャリパのピ
ボット軸線ケ横切って延び、その中央部を通って各シリ
ンダ内に延びる圧力均等化チャンネル２有するダンベル
形ピストンと、シリンダの１１つに空気圧力７入れるポ
ートと、ブレーキの不作動状態乞維持し、作動時にピス
トンを静止させ、キャリパＹ移動させる圧縮ばねと乞包
含する。

普遍的に好ましい実施例では、ブレーキは軸線方向に配
置しＬ循環ポールナラトン弁して親ねじ上を動かされる
。

ステップモータと親ねじとの間には可撓性のある継手が
設けである。

位置検出装置は所定の反復率で電気ランチパルス乞発生
するパルス源乞一端に有するロッドおよびねじりトラン
スジューサを包含する絶対変位トランスジューサであり
、ロッド欠周方向に囲みかつその長手方向に隔たって一
対のマグネット装置力であり、１つは荷重ビームと共に
移動できるように連結してあり、他方のマグネット装置
はブレーキと共に移動できるように連結してあり、さら
に、ランチパルスがねじりトランスジューサへのねじり
パルスとしてマグネット装置のそれぞれからもどされる
のにかがる時間乞決定し、この時間によってそれぞれの
マグネット装置の位置を決定する距離決定装置が設けで
ある。

通常、谷マグネット装置は４つの周方向に等間隔７置い
Ｔこマグネットによって構成される。

好ましくは、制御装置は、さらに、記憶装置および位置
検出装置へ入力を与える。Ｊ：５に接続した電子マイク
ログロセソブ乞包含し、それに従って弁装置、ピストン
速度制御装置、動作を制御する弁、ブレーキおよびステ
ップモータｅこ指令２伝えるようになっている。

記憶装置はデータ記憶の１こめのＣＭＯＳランダムアク
セスメモリ（ＣＭＯ８ＲＡＮ　）と、一時データ記憶の
ためのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）とを包含する
と便利である。

利用都拐の移動が最終点に達するごとにＣＭＯ８ＲＡＭ
がＲＡＭにおけろ情報乞更新し、ステップモータ親ねじ
に沿つ１こブレーキの移動量を最小限に抑える。Ｊ：’
）Ｋするとよい。

有利には、記憶装置は利用部材の通過できない通行不可
区域を定めろ空間的パラメータに関する情報を含み、利
用部材をこのような通行不可区域をよけて動けるように
指令を与えろ。

便利には、記憶装置は検数の異なった組の戦略情報ン備
えており、各組が利用部拐の行う動きのタイプを定める
Ｊ５になっており、利用部材のとる出発、最終座標と組
合っに特定の戦略を選び、この選んだ戦略によって出発
、最終座標間の利用部拐の動きン決定する選定装置が設
けである。

本発明の特徴によれば、次の、Ｊ：うな方法を得ること
ができる。丁なわち、利用部拐に連結し１こ少なくとも
１つのアーム装置と、利用部材を所定の地点に向−って
駆動するアクチュエータと、アーム装置の動きを選択的
に阻止するブレーキ機構と、基準点に対する利用部材の
位置ン検出する位置検出装置とを有し、位置検出装置か
制御装置に接続してあり、この制御装置が利用部材の地
点間移動指令を定めるよ５になっている、地点間移動に
用いる荷投機械を作動させる方法であって、ブレーキ欠
ステップモータにまっで所定の範囲にわたって駆動し、
位置検出装置が基準点に対するブレーキの位置も検出し
、制御装置が必要に応じて順次アクチュエータに句勢し
、利用部材ケステップモータの範囲内で所足り地点に向
って駆動し、次にブレーキぞ作動させてアーム装置の動
きを阻止し、ステップモータ乞駆動して利用部拐乞所定
の地点まで持って行くことを特徴とする方法が提供され
る。

以下、添付図面ぞ参照しながら本発明を実施例に１こっ
て説明する。

第１図に示す荷投機械はそれぞれＸ、ｙ、ｚ方向に動く
３つの互に直角のアームｌ、２．３ヲ有する。Ｘ方向ア
ーム１はブラットボーム４に装着してあり、このアーム
ｌの延長部はベローズ５に囲まれている。同様にして、
アーム２゜３の延長部もそれぞれベローズ６．７円に納
められている。アーム２のアーム３から遠い力の端はフ
ィンガ・グリッパ８に連結してあり、このフィンガ・グ
リッパは任意公知の便利な形態乞とることができかつ公
知の要領で作動することができろものである。アーム１
，２．．３の各々はそれぞれ電気ケーブル９，１０．１
１によって制御装置１２に接続してあり、この制御ｆＩ
装置はＢｕｒｒ　Ｂｒｏｗｎ　Ｍｏｄｅｌ　ＡＴＭ７１
によって作られたと同様のキーバッド１４．運動制御器
１５およびスクラツテパツドホ定はコーディングリスト
１６Ｙ包含するスイッチングステーション１３ン有する
。制御装置は作業ステーションの近くにいるオペレータ
によってアームを作動させる定めの局部制御器１７も有
する。

各アームは同じなので、以下の説明は−・方向に移動１
−る定だ１つのアームについて行なうが、適当な向き、
連結のアームン用いることによって任意の方向の動きを
達することができろことは了解されｋい。

第２図を参照して、空気圧アクチュエータ２０は固定シ
リンダ２１と、シリンダの内壁面と密封係合する可動ピ
ストン２２とを有する。ピストン２２は利用装置を支え
ているアーム２４に連結し１こロッド２３ン有する。利
用装置は一対の空気圧フィンガ２５として説明しである
が、真空カップ、電磁パッド等の任意の装置でありうる
。アーム２４はピストン２２の移動力向に平行な方向に
延びる荷重ビーム２６に連結しである。荷重ビームはそ
の両側に長手方向のレール２７乞有し、谷レール２７は
長手方向に配置し１こローラ２８によって案内される。

レール２７は部品番号Ｓ−８？ｏ−１，Ｓ−！５ｔＯ−
１ま７ｊ＆ＸＭ　−７８０−３の下にＨｅｐｃｏ　５ｌ
ｉｄｅ　Ｓｙｓｔｅｍｓｆ、１ｍ１ｔｅｄの市販してい
るものでよ（、後者の部品番号はバックプレー１−　Ｂ
Ｐ−１０５０−３を有する。ローラの部品番号はＪＡ−
７−Ｅ／ＣまにはＪＡ−１０−Ｅ／Ｃである。荷重ビー
ム２６は逆Ｕ字形断面を有し、Ｕ字の内面とブレーキ機
構２９が係合しており、ブレーキ機構は固定ローラ２８
の間に位置している。

第３図にブレーキ機構が特に示してあり、これはアーム
３０．３１Ｙ有するキャリパの形馨してあり、これはア
ームは一端乞ピボット３２に装着してあり、アーム３０
の自由端は荷重ビーム２７のＵ字形部分の内面と係合す
る摩擦ブレーキ材料３３Ｙ支えている。シリンダ３４゜
３５が各アーム３０．３１のピボット３２と摩擦拐料３
３のある端との間でアーム外面に設けてあり、ダンベル
形ピストン３６はシリンダ３４゜３５内のシールリング
３７．３８と、ピボット３２の軸線ぞ横切って延びろ軸
３９とを有′ｆる。

シリンダ３４．３５Ｙ相互接続するチャンネル４０が軸
３９に設けてあり、シリンダ３４に空気圧７入れるポー
ト４１がシリンダ３４の側壁に設けである。軸３９上に
は圧縮ばね４２が装着してあり、摩擦側斜３３を通常荷
重ビーム２６と係合させている。

ピボット３２と同じ軸線上に、親ねじ４６にブレーキ機
構２９馨取句ける一対の長手方向に隔Ｔこつに循環ボー
ルナツト４５が装着しである。

親ねじり軸線は親ねじ２６の軸線に対してほぼ平行であ
り、親ねじり両端は軸受４７内に取付けである。親ねじ
４６の一端は可撓性のある継手４８によって直流可変磁
気抵抗式ステップモータ４９に接続してあり、ステップ
モータとブレーキ機構の連結はバックラッシュをほぼゼ
ロにするようにしである。可撓性継手４８はステップモ
ータ４９との不整合を補正する定めのものである。ブレ
ーキ機構２９はアーム５０乞有し、このアームにはマグ
ネット組立体５１が数個けである。このマグネット組立
体はＴｅｍｐｏ　−５ｏｎｉｃ　５ｅｖｉｅｓ　ＤＣＴ
Ｍとして知られる絶対変位］・ランスジユーザ５３のロ
ッド５２を囲む４っの等］〜く周方向に隔ｐツ１こマグ
ネットからなる。

トランスジューサ５３はロッド５２を電気パルス源兼ね
じりトランスジユーザ５４に接続している。マグネット
組立体５１に類似しに別のマグネット組立体５５がロッ
ド５２２周方向に囲んでおり、マグネッｌ−５１、、５
５はブレーキ機構２９および荷重ビーム２６と共に動く
ことができるが、ロッド５２とねじりトランスジユーザ
５４は動７１１１）ない、Ｊ：うになっている。トラン
スジューサ５３は公知要領で作動して約１キロヘルツの
反復周波数で電気ランチパルスを発生′ｆるようになっ
ており、マグネット５１．５５によって発生する磁場と
出会ったときにねじりがロッド５２に発生させられ、音
波ねじりパルスをねじりトランスジューサ５４にもど丁
。公知の、Ｊ：５に、各ランチパルスの始めに、石英結
晶クロツクオミレータ（図示せず）によって発生したパ
ルスがカウンタ（図示せず）に送られ、トランスジユー
ザ５４かもの音波ねじりパルスが検出されたときにクロ
ックオミレータパルスはカットオフされる。カウントさ
れたパルスの数７知ることにより、マグネット５１また
は５５のパルス源ねじつｊ・ランスジューサ５４がらの
距離ケ決定することかできる。ドラススジューサ、５３
を作動させ、使用する要領がこの分野で公知であること
をここで強調したい。

ピストン２２は源６ｏによって発生した７５ｐ、ｓ、ｉ
、の圧力の圧縮空気によってほぼ刀の平衡した状態に維
持される。源６ｏからの空気圧ラインはビート６１．６
２”４経てピストン２２の上下に接続され、ボート６１
へはソレノイド作動式空気弁６３を経て、ポート６２へ
は別のソレノイド作動式空気弁６５を経て接続してあり
、ピストン下の圧力＆Ｘ６３ｐ、ｓ、ｉ、で、ピストン
上の圧力は７５　ｐ、ｓ、ｉ、である。この、Ｊ：５に
して、アーム１，２についてカの平衡がもｋらせる。し
かしながら、アーム３については、それがアーム２と利
用部材８の重量ン支えなけレバならないので、ボート６
１へのラインにレギュレータ６４が設けてあり、ピスト
ン２２土下の圧力が逆転される。

ここに述べ定ソレノイド作動式空気弁は丁べて同じ形式
のものであり、図面を簡単にするｋめに弁のシール部材
６６のみがその休止位置、丁なわち非作動位置で示しで
ある。符号Ｎｏは通常開のボートン示しており、ＮＣは
通常開リポート’ａ？示し、Ｃは常時開の共通ポー）Ｙ
示している。このようにして、弁６３．６５は圧力源６
０かものラインに接続し互違常開のボート７持ち、共通
ポートはポー）６１．６２にそれぞれ接続され、通常閉
のボートは相互に接続されている。弁６３．６５の通常
閉のボートの接続部Ｑ工別の３つのフレノイド作動式空
気弁７０゜’７１．’１２０通常閉のボートに接続され
ており、これらの空気弁の通常開のボートは塞いである
。

谷空気弁ＴＯ，７１，７２の共通ボートは空気絞り７３
，７４．７５（それぞれ異なつに直径を持つ）ン経て共
通の排出ロアロに接続している。空気弁７０，７１．７
２および絞り７３゜７４．７５の目的は、シリンダ２１
に沿っにピストン２２の位置とは無関係にピストン２２
がほぼ一定の速度で動くようにビス１−　ｙ　２２の速
度を制御することにある。異なった絞り７３゜７４．７
５を持つ弁７０＋　７ｉ、７２を用いることによって、
弁？０，７１．７２の任意の１つ牙１こは組合わぜ７開
いて異なつ１こ横断面の通気口の数を最大限に利用し、
ピストンにほぼ一定の速度ン与えることができる。別の
フレノイド作動式空気弁７７が、圧縮空気源６０に接続
しＬ通常開のボートと、ブレーキ機構２９のボート４１
に接続した共通ボートと７有する〇第４図を参照して、
制御装置１２はＴｅｘａｓ丁ｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ　Ｔ
ＭＳ　２１１４／４５ＮＬのよ５　ｒｘ、スクラッチパ
ッド読取／書込ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８１
に接続しｒｓ　Ｔｅｘａｓ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ９
９００のＪ５なマイクロプロセッサ８０を包含し、この
ランダムアクセスメモリ８１はアームのとるべきステッ
プのンーケンスについてマイクロプロセッサ８０によっ
て割算作業に用いられる。マイクロプロセッサ８０は二
方向ハイウェイ母線によってＴｏｓｈｉｂａ　５ｅｒｉ
ａｌ　Ｎｏ　ＴＣ５５０４ＰＩのようなＣＭＯ８ＲＡＭ
である記憶プログラミングモジュール８２に接続しであ
る。このモジュール８２は待機バッテリ電源（図示せず
）乞有し、停電のときにモジュール内の情報な保護する
ようになっている。モジュール８２は少なくとも次のプ
ログラミング・ディティルを含んでいる。

１　位置情報 ２　要求位置への移動力法（戦略） ３　利用部材作動時間 ４　他の入力部についてのテスト、Ｔことえばプレスが
作動したかどうかを決定するテスト５　他の出力の発生
、ｋとえばプレスへの作動指令 ６　利用部拐が通過できない通行不可区域を定めル空間
的パラメータおよび利用部材がこの、丁５な通行不可区
域を迂回できるようにする指令 ７　編集情報 モジュール８２は二方向母線７通してこのモジュール８
２に指令を入力するよ５になっているティーチモジュー
ル８３にも接続しである。

これに関連して、アームの地点間情報は、たとえば、モ
ジュール８２に記憶されるべき種々の地点を通して手動
で利用部材を導びくか、アーム乞その種々の地点間位置
に切換えるか、あるい（′＠定数項に予め地点間位置を
足義しておくかすることによってティーチモジュール８
３によってモジュール８２に入力しりろ。利用部材が行
うべき仕事の教示済のシーケンスン人力する別の技術と
しては、予め足義した戦略Ｚ用いることがある。この場
合、種々の戦略を用いて利用部拐ＹＸ点からｙ点に動か
丁ことができる。

たとえば、利用部材は、 ａ）まつ丁ぐに、 ｂ）正確にＺ軸線に沿って、次に正確にＸ軸線に沿って
、最後に正確にｙ軸線に沿って、Ｃ）正確にｙ軸線に沿
って、次に正確にＸ軸線に沿って、最後に正確に２軸線
に沿ってｄ）正確にＸ軸線に沿って、次に同時にｙ。

Ｚ　Ｉ’４１］線によって形成された斜線に沿って、ｅ
）大まかな量だけＺ軸の近くまで上昇させ、次に所定の
基準点の近くの位置まで、次にｘ、ｙ軸の斜＃Ｉ！に正
確に沿って、次にＺＩ■相線に正確に沿って 動くことができろ。

戦略をモジュール８２円にプログラミングすること技術
７用いることによって、利用部材にそれが通ることにな
っている各地点７教えろ必要がな（なろ０たとえば、上
記戦略の（ｅ）　ｗ選び、利用部材の出発、最終座標の
み７プログラミング′１−ることによって、容器のふ１
こぞあけるのに必要かも知れないＺ土での上昇をプログ
ラミングする必要がなくなる。し１こがって、必要なプ
ログラミングの量はこの技術によって減ぜられろ。

オペレータパネルを包含するスイッテング・ステーショ
ン１３はマイクロプロセッサ８０へ通じる出力部乞有し
、（１）装置馨はんのｌステラ（３１） ブ一度に動か丁、１ことえばアームヲ伸ハ丁かあるいは
引込め、次のステップでグリッパを作動させる、（２）
完全に１サイクルを行なうが、（３）緊急停止するか、
（４）グリッパの休止／運動を行うか、（５）連続運転
するか乞マイクロプロセッサに指令する。ｌ：５に作動
する。

マイクロプロセッサ８０は弁６３．６５．７０゜７１．
７２．’ｌ’７のソレノイドに接続してあり、まＴこ、
オフ／オンリンク８４および方向（時計／反時計）リン
ク８５暑介してステップモータ駆動制御ユニット８６に
接続しである。絶対変位トランスジューサ５３は二方向
ハイウェイによって駆動インタフェース回路８７に接続
させてあり、この回路は二方向リンクによってマイクロ
プロセッサ８０に接続させである。

第４図において、わかりゃ丁（するｋめに電源接続がな
んら示してないが、実際にはこれが行なわれていること
乞了解されたい。さらに、装置の用途によって変わるの
で、特定のプログラム２示さないが、このようなプログ
ラムは当（３２） 業者にとって自明のことである。

第２−４図に示すアームを用いるに際して、トランスジ
ユーザ５３はフィンガ２５の所望の動きが親ねじ４６の
有効範囲内にあるかどうかを決定する。もしそうである
とマイクロプロセッサ８０によって決定されたならば、
ステップモータ駆動制御器がリンク８４乞経て作動させ
られ、親ねじがリンク８５７：ｌ−らの指令によって回
転させられろ。これは、ブレーキ摩擦材料３３が荷重ビ
ーム２６の下面およびレールを締伺けており、ローラ２
８を介して動かされるからである。トランスジューサ５
３によって決定された所望の位置に達し１ことさ、マイ
クロプロセッサ８０はステップモータ駆動制御ユニット
８６にメツ指令？発し、まｒｓ　ＩＪンク（図ボせず）
を介してフィンガ２５に指令Ｚ送ってその所望の機能を
果させる。

いま、アームの質屋の移動が親ねじり範囲から外れると
仮定すると、次のステップシーケンスがとられる。

１　はぼ同時に； ａ、トランスジューサ５３がマグネット５５の位置を検
出し、マイクロプロセッサ８０が荷重ビーム２６カで移
動子べき方向を決定する。したがって、マイクロプロセ
ッサは弁６３，６５の１つ馨セッ［する。アームを伸ば
す（丁なわち、ピストン２２を駆動し、荷重ビーム２６
を第２図で見て左へ駆動する）ことを望む場合には弁６
３を作動させ、アームを引込めたい場合には弁６５ン作
動させる。

ｂ、シリンダ２１に沿ったピストン２２の位置Ｖこ従っ
て弁ＴＯ，７１，７２のいずれが１つぽＴこはその組合
わせケ作動させる。

ｃ、フレーキ弁７７乞作動させる。

ｄ、マイクロプロセッサがステップモータ４９を駆動し
て、マグネット５１の位置に従ってブレーキ２親ねじの
中央に持って行（。

このようにして、各方向における親ねじに沿ったブレー
キの最大移動量が与えられる。

たとエバ弁６３を作動させろときには、シール部材６６
が持ち上げられて弁６３の通常閉のホートラ開き、ピス
トン２２の頂にρ・力・る圧力を感じる。し定かつ−（
、ピストン２２が７リンダ２■から伸ばされる。

弁６３かも排出されろ空気圧は弁ＴＯ，Ｔｌ。

７２のいずれか１つまＴこは組合わぜン通つで逃げ、シ
リンダ２１円でピストン２２がどんな出発位置にあって
も、ピストン２２はほぼ一定の速度で移行する。

弁７７を作動させた場合には、その弁のシール部制が通
常閉のボー　ト乞開け、シ１こがって、空気圧力がブレ
ーキ機構２９のシリンダ３４にポート４１’ｉ経て与え
られる。

ピストン３６のシールリング３７が軸３９に固定さ′Ｊ
ｔでいるので、アーム３０．３１がピボット３２０丁わ
りに回転し、はね４２を圧縮し、摩擦・材料３３を荷重
ビーム２６かも離丁。

２　こうして荷重ビーム２６が加速し始め、ビ（３５） 一ムの刃口速度はトランスジューサ５３がも導びかれた
マグネット５５の位置情報に基いてマイクロプロセッサ
８０によって決定される。

３　次に、マイクロプロセッサは最良の制動点を予報し
て所望位置でフィン力２５を停止させる。この数学的計
算はそれ自体公知の要領で行なわれる。

４　所望の制動点で、マイクロプロセッサ８０ＧＸ方向
弁６３！ｒ、−＋Ｘ６４．弁Ｔｏ、７１．７２およびブ
レーキ；ｌ′Ｐ７７に悟号ン送り、作動していＴこ弁が
消勢される。荷重ビーム２６およびフィンガ２５はこう
して停止させられる。

５　次に、マイクロプロセッサはマグネット５５０位ｉ
ｔを読み、５回の読取りが丁べて同じ結果であれば、ビ
ームが実際に停止したものと判断する。マグネット５５
の位置情報は所望値と比較され、次にマイクロプロセッ
サがリンク８４．８５Ｙセツトしてステップモータ４９
ケ駆動し、これは順次親ねじ４６を回転させる。ブレー
キが荷重ビームと係合してい（３６） るので、荷重ビーム、シフこがってフィンガ２５が所望
位置に動かされろ。ビームの位置情報が再びマグネット
５５から決定され、パルス源兼ねじりトランスジューサ
５４が測定を行う一定の基準点を表わしている。マイク
ロプロセッサ８０がフィンガ２５が所望位置にあると判
断すると、リンク８５上の方向信号が取消され、オフ信
号がリンク８４ケ通してステップモータ４９に送られる
。

フィンガ２５は所望点にあり、公知要領で作動させられ
り〇 本発明のマイクロプロセッサを用いることによって、谷
移動の終点に達するごとに、プログラミングモジュール
８２内の情報ヶ更新し、親ねじ４６に沿ったブレーキ機
構の移動量が最小で丁み、地点間移動の速度が増大され
ろ。

以上のことがられρ・Ｚ）Ｊ：　５に、本発明の装置に
より、アームケはぼ望みの停止地点まで急速に駆動し、
次にステップモータによってアームを正確に位置決めす
ることができ、その結果、空気アクチュエー・夕２０か
も導き出されろ高い速度およびステップモータ４９゜親
ねじ４６によって導き出される精度という利点を得るこ
とができる。

本発明の実際の具体例では、次のようなパラメータが与
えられ１こ。

アームの最大荷重：５キログラム Ｘ、ｙ軸線の最大移動量：６１０ミＩＪメートル２軸線
の最大移動量：　３０５　ミＩＪメートル（６ＩＯミ　
リ　メ　−　ト　ル 馨随意に用いうろ） 全軸線上の位置精度；士ｏ、　０５２　ミＩＪメートル
（分解能の反復 率５パーセン）） 記憶された位置；最高１０００ アームの速度；最低０３メ一トル／秒 地点間移動時間；最長２秒 ３軸線移動速度；最低０５２メートル／秒ｚ！Ｉ！ＩＩ
Ｉｍ下向き力；最太３１ＯＮ電源；　２２０−２４０ボ
ルト交流 空気供給量；５６リツトル／分 寸法；ｙＮ線−縮み時１１６８ミリメートル伸び時２０
０７ミリメードル Ｘ軸線−縮み時１０４１ミリメートル 伸び時１７５３ミリメートル ２軸線−縮み時　９７８ミリメートル 伸び時１２８３ミリメートル

【図面の簡単な説明】

第１図は３つの互に直角のＸ、　ｙ、ｚ平面円で移動す
る、本発明による装置の斜視図、第２図は１つの方向に
動（アームの１つを示す概略図、 第３図はブレーキ２通る垂直横断面図、第４図は制御１
接続配線ケ示すブロック図である。 １．２．３・・・アーム、８・・グリッパ、１２・・制
御装置、２０゛・窒気圧アクチュエータ、２１゛°°シ
リンダ、２２・・・ピストン、２３・・・ロッド、２４
・・アーム、２５・・・フィンガ、２６・・・荷重ビ（
３９） 一ム、２７　レール、２８・・ローラ、３０．３１・・
・アーム、３２・・ピボット、３３・・・摩擦材料、３
４．３５・・・シリンダ、３６・ピストン、３７゜３８
・・シールリング、４０・・・チャンネル、４２・・・
圧縮ばね、４５・・・循環ポールナツト、４６゛・・親
ねじ、４９・・ステップモータ、５０・・・アーム、５
１．５５・・・マグネット、５２　ロッド、５３トラン
スジユーザ、５４・・・トランスジューサ、６０・・圧
縮空気源、６３・・・空気弁、６４・・レギュレータ、
６５・・空気弁、７０，７１．７２・・・空気弁、？３
，７４．７５・・絞り、８０・・・マイクロプロセッサ
。 代理人　弁理士　　河　野　　　昭 （４０）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）地点間移動の１こめの荷惟機械であって、利用部
   材に連結した少なくとも１つのアーム装置と、利用部材
   乞所定の地点に向って駆動するアクチュエータと、アー
   ム装置の動きを選択的に阻止するように配置したブレー
   キ機構と、基準点に対する利用部材の位置を検出するよ
   うに配置した位置検出装置と乞包含し、この位置検出装
   置が制御装置に接続してあり、この制御装置が利用部材
   の地点間移動指令ン与えるようになって（・る荷投機械
   において、ブレーキ２９が所定の範囲にわたってステッ
   プモータ４９によって駆動されるように連結してあり、
   位置検出装置５３が基準点に対するブレーキ２９の位置
   も検出するように配置してあり、制御装置８０．ｇｌ、
   ８２，８３゜８６が必要に応じて順次、アクチュエータ
   ２０を伺勢して利用部材２５乞ステツプモータ４９の範
   囲内で所定点に向って駆動し、ブレーキ２９を作動させ
   てアーム装置２４．２６．２７゜２８の動きを阻止し、
   ステップモータ４９Ｙ駆動して利用部材２５を所定点に
   持って行くようになっていること乞特徴とする荷投機械
   。 （２、特許請求の範囲第１項記載の荷投機械において、
   アクチュエータ２ｏがシリンダ２１とアーム装置に連結
   した可動ピストン２２とを包含し、圧力源６ｏと弁装置
   ６３．６５が設けてあって制御装置８０，８１，８２，
   ８３゜８６からの信号によって作動させられるまで圧力
   源６０かものカの付与によってピストンをほぼ力の平衡
   した状態に維持する。Ｊ：うになっていることを特徴と
   する荷投機械。 （３）　　特許請求の範囲第２項記載の荷投機械におい
   て、アーム装置がピストン２２に連結してあってそれと
   いっしょに動く荷重ビーム２６馨包含し、この荷重ビー
   ムが軸受２８によって支えられていることを特徴とする
   荷投機械〇（／Ｉ）特許請求の範囲第２項ま１こは第３
   項記載の荷投機械において、制御装置が地点間移動の指
   令および座標乞食む記憶装置８１．８２’ｉ包含するこ
   と馨特徴とする荷投機械。 （５）特許請求の範囲第２．３．４項のうち（・ずれか
   に記載の荷投機械において、圧力源６０が圧縮空気源で
   あり、アクチュエータ２０が空気圧式であり、弁装置６
   ３．６５が圧力源６０とシリンダ２１内のピストン２２
   の片側との間に接続した少なくとも１つのソレノイド作
   動式空気弁ゲ包含し、ラインの１つにレギュレータ６４
   が設けてあってピストンの両側に差圧ケ生ぜしめ、ピス
   トンを作動時＝土でほぼ力の平衡した状態に維持１〜ろ
   ことを特徴とする荷投機械。 （６）特許請求の範囲第５項記載の荷投機械において、
   弁装置６３．６５の空気弁が圧力源６０に接続した通常
   開ポートＮＯと、ピストン２２の片側に接続し１こ共通
   ポー１−　Ｃと、ピストン速度制御装置？０，７１．７
   ２’７介して排出ロアロに接続しＴこ通常開ボート（Ｎ
   Ｃ）とを有することを特徴とする荷投機械。 （７）特許請求の範囲第６項記載の荷投機械において、
   ブレーキ２９の動作を決定する空気弁７７の通常開ポー
   トＮＣにも接続しであること乞特徴とする荷投機械。 （８）特許請求の範囲第６項ま７こは第７項記載の荷投
   機械において、ピストン速度制御装置が複数のソレノイ
   ド作動式空気弁？０，７１゜７２を包含し、これら空気
   弁の任意の１つまたは組合わせでシリンダ２１円のピス
   トン２２の位置によって決定される量の空気を弁装置６
   ３．６５から逃がし、ピストン乞シリンダ内のその位置
   とは無関係にほぼ一定の速度で駆動するようにし１ここ
   とを特徴とする荷投機械。 （９）％許請求の範囲第８項記載の荷投機械において、
   ピストン速度制御装置のそれぞれの弁７０．７１．７２
   の通気ポート７３，７４゜７５が異なつ１こ横断面積を
   有し、異なった通気横断面開口の数を最大にしてピスト
   ンのほぼ一定の速度を与えるようになっていることを特
   徴とする荷投機械。 （１０）特許請求の範囲第３項ないし第９項のうちいず
   れかに記載の荷投機械において、荷重ビーム２６がその
   両・１ｔ１１１にレール２７を有し、谷レール２７が軸
   受２８によって案内されろようになっており、これらの
   軸受が各レールごとに一対の長手方向ローラン包含する
   ことン特徴とする荷投機械。 （１υ　特許請求の範囲第１０項記載の荷投機械におい
   て、荷重ビーム２６が逆Ｕ字形の横断面２有することを
   特徴とする荷投機械。 圓　特許請求の範囲第１１項記載の荷投機械において、
   ブレーキが２つのアーム３０．３１を有するキャリパＹ
   包含し、これらのアームが一端な枢着３２され、自由端
   の外面に摩擦材料３３を支えていて作動装’１１３４＋
   　３”＋３６．４０の位置に依存してＵ字形荷重ビーム
   ２６の内面と係合する。！：うになっていることを特徴
   とする荷投機械。 （１３）特許請求の範囲ｍ１２項記載の荷投機械におい
   て、作動装置がピボット３２と摩擦材料３３との中間で
   各アーム３０．３１の外面に形成し１こシリンダＪ３４
   ．３５と、キャリパのピボット軸線を横切って延びるダ
   ンベル形ピストン３６と、ダンベルの中央部７通して各
   シリンダに延びる圧力均等化チャンネル４゜と、シリン
   ダ３４０１つに空気圧力を別よるボー１−４９と、ブレ
   ーキの不作動状態を維持して作動時にピストンを静止さ
   せ、キャリパ７動か丁ようになっている圧縮ばね４２と
   ン包含することケ特徴とする荷投機械。 （１４）％許請求の範囲第１３項記載の荷投機械におい
   て、ブレーキが通常荷重ビーム２６と係合され続け、シ
   リンダ３４．３５の１つに空気圧力を入れたときに解放
   されろこと乞特徴とする荷投機械。 （１５）　　特許請求の範囲第３項ないし第１４項のう
   ちいずれかに記載の荷投機械において、ステツブモータ
   ４９が親ねじ４６に連結してあり、この親ねじにブレー
   キ２９がほぼバックラツンユのないように設置してあり
   、親ねじの軸線が荷重ビーム２６の軸線とほぼ平行であ
   ることを特徴とする荷投機械。 （１６）特許請求の範囲第１５項記載の荷投機械におい
   て、ブレーキ２９が軸線力向に配置した循環ポールナツ
   ト４５を介して親ねじ４６に装着しであることン特徴と
   する荷投機械。 （１７）特許請求の範囲第１６項記載の荷投機械におい
   て、ステップモータ４９と親ねじ４６との間に可撓性の
   継手４８が設けであることを特徴とする荷投機械。 （１８）特許請求の範囲前項のいずれかに記載の荷投機
   械において、位置検出装置がロッド５２乞包含する絶対
   変位トランスジューサ５３であり、このロッドの一端に
   所定の反復率で電気ランチパルス乞発生するパルス源５
   ４とねじり］・ランスジューサ５４とが設けてあり、ロ
   ッド５２乞囲みかつその長手方向に隔たつて一対のマグ
   ネット装置５１．５５が設けてあり、一方のマグネット
   装置５５が荷重ビーム２６と共に移動するように連結し
   てあり、他方のマグネット装置５１がブレーキ２９と共
   に移動できるように連結してあり、さらに、ランチパル
   スがそれぞれのマグネット装置ノ位置乞決定できるねじ
   りトランスジューサへのねじりパルスとしてマグネット
   装置の１つからもどされる時間を決定１−る距離決定装
   置が設けであること？特徴とする荷投機械。 ０９）特許請求の範囲第１８項記載の荷投機械において
   、各マグネット装置５１．５５が４つの周方向に等しく
   隔たったマグネットからなることを特徴とする荷投機械
   。 （２、特許請求の範囲第７項記載の荷投機械において、
   制御装置が、さらに、記憶装置８１゜８２および位置検
   出装置５３へ入力を与え、ま１こ、それに依存して弁装
   置６３，６５．　ピストン速度制御装置７０，７１，７
   ２、動作を制御する弁７７、ブレーキ２９およびステッ
   プモータ４９へ指令？伝えるように接続し１こマイクロ
   プロセッサ８０馨包含することを特徴とする荷投機械〇 （２、特許請求の範囲第２０項記載の荷投機械において
   、記憶装置がデータ記憶の１こめのＣＭＯ８う／ダムア
   クセスメモリ（ＣＭＯ８ＲＡＭ）　８２と一時データ記
   憶の定めのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８１とを
   包含すること乞特徴とする荷投機械。 （２、特許請求の範囲第２１項記載の荷投機械において
   、ＣＭＯ８ＲＡＭ８２が、利用部材２５が移動終点に達
   するごとにＲＡＭ８１内の情報を更新し、ステップモー
   タ親ねじ４６に沿ったブレーキ２９の移動量を最低限に
   するように配置しであること乞特徴とする荷投機械。 （２、特許請求の範囲第４項記載の荷投機械において、
   記憶装置８１．８２が利用部材２５の通過できない通行
   不可区域２定める空間的パラソータに関する情報を含ん
   でおり、利用部拐がこの通行不可区域をまわって動ける
   ように指令が与えられることを特徴とする荷投機械。 （２、特許請求の範囲第４項記載の荷投機械において、
   記憶装置８１．８２が複数の異なった組の戦略情報７備
   えており、各組が利用部材２５のとるべき動きのタイプ
   を定め、利用部材２５のとるべき出発、最終座標との組
   合わせにおいて特定の戦略７選び、この選んだ戦略によ
   って出発、最終座標間の利用部材の動きを決定するよう
   Ｋなっている選定装置１６が設けであることを特徴とす
   る荷投機械。 （２５）利用部材に連結しに少な（とも１つのアーム装
   置と、この利用部材を所定の地点に向って駆動するアク
   チュエータと、アーム装置の動きヶ選択的に阻止するブ
   レーキ機構と、利用部材の基準点に対する位置乞検出′
   １′″る位置検出装置と乞有し、この位置検出装置が制
   御装置に接続してあり、この制御装置が利用部材の地点
   間移動指令を定める、地点間移動の定めに用いる荷投機
   械乞作動させる方法において、ブレーキ２９”％所定の
   範囲にわたってステップモータ４９によって駆動し、位
   置検出装置５３が基準点に対するブレーキ２９の位置も
   検出するよ５にし、制御装置８０．８１゜８２．８３．
   ８６が、順次、所望に応じて、アクチュエータ２０馨伺
   勢し、利用部材２５ケＦｆＪＴ足点に向ってステップモ
   ータ４９の範囲内で駆動し、次にブレーキ２９を作動さ
   せてアーム装置の動き乞阻止し、ステップモータ４９欠
   駆動して利用部材２５を所定点に持って行くようにした
   ことを特徴とする方法。