JPH0446784A - Work tool positioning device - Google Patents

Work tool positioning device

Info

Publication number
JPH0446784A
JPH0446784A JP15350390A JP15350390A JPH0446784A JP H0446784 A JPH0446784 A JP H0446784A JP 15350390 A JP15350390 A JP 15350390A JP 15350390 A JP15350390 A JP 15350390A JP H0446784 A JPH0446784 A JP H0446784A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
spline
bearing
ball screw
ball
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP15350390A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0811378B2 (en
Inventor
Masashi Yagisawa
八木澤 正史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nittoseiko Co Ltd
Original Assignee
Nittoseiko Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nittoseiko Co Ltd filed Critical Nittoseiko Co Ltd
Priority to JP2153503A priority Critical patent/JPH0811378B2/en
Publication of JPH0446784A publication Critical patent/JPH0446784A/en
Publication of JPH0811378B2 publication Critical patent/JPH0811378B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Manipulator (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、多種少量生産における部品の挿入、取出し、
組立て等に使用する汎用性に富んだ産業用ロボットの先
端部等に取付けられる作業工具の昇降方向あるいは水平
移動方向の位置決めをする作業工具位置決め装置に関す
る。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is applicable to parts insertion, removal, and
The present invention relates to a work tool positioning device that positions a work tool in the vertical direction or in the horizontal movement direction, which is attached to the tip of a versatile industrial robot used for assembly, etc.

[従来技術] 従来、部品の組立て作業の省力化にともない、平面上の
2方向に移動する2台のテーブルを有する直交座標型ロ
ボット、あるいは水平方向に旋回自在な複数のアームを
有する水平多関節型のロボットが数多く利用されている
。この種のロボットでは、その先端が平面上を移動する
に過ぎないため、作業工具を所定位置まで下降させる作
業工具昇降装置が付設されている。この作業工具昇降装
置lは、第6図に示すようにロボット(図示せず)の支
持部に取付けられるハウジング21を有し、このハウジ
ング21にスクリュウシャフト22と下端に作業工具7
が取付けられたスプラインシャフト23とが直立する方
向に並列に配置されている。前記スクリュウシャフト2
2にはボールねじ軸受3が螺合しており、またこのボー
ルねじ軸受3は軸受台24を介してスプラインシャフト
23と一体に昇降するように構成されている。また、前
記スクリュウシャフト22は駆動モータ25の回転を受
けて回転するように構成されており、スクリュウシャフ
ト22の回転によりボールねじ軸受3およびスプライン
シャフト23が昇降してスプラインシャフト23の下端
の作業工具7が昇降するように構成されている。
[Prior Art] Conventionally, with the effort to save labor in assembling parts, robots with orthogonal coordinates have two tables that move in two directions on a plane, or horizontally articulated robots with multiple arms that can freely rotate in the horizontal direction. Many types of robots are in use. Since this type of robot only moves its tip on a flat surface, it is equipped with a work tool lifting device that lowers the work tool to a predetermined position. As shown in FIG. 6, this working tool elevating device l has a housing 21 that is attached to a support part of a robot (not shown), and a screw shaft 22 is attached to the housing 21, and a working tool 7 is attached to the lower end of the housing 21.
The spline shaft 23 to which the spline shaft 23 is attached is arranged in parallel in an upright direction. The screw shaft 2
A ball screw bearing 3 is screwed into the shaft 2, and the ball screw bearing 3 is configured to move up and down together with a spline shaft 23 via a bearing stand 24. Further, the screw shaft 22 is configured to rotate in response to the rotation of a drive motor 25, and the rotation of the screw shaft 22 causes the ball screw bearing 3 and the spline shaft 23 to move up and down, causing the lower end of the spline shaft 23 to be attached to the working tool. 7 is configured to move up and down.

また、前記スプラインシャフト23はロボットの支持部
の上、下部に回転自在に保持されたスプライン軸受5,
5により摺動自在に案内され、このスプライン軸受5の
一方には一体に回転するプーリ26が取付けられている
。前記プーリ26にはベルト伝達機構(図示せず)を介
して別のモータ(図示せず)の回転が伝達されるように
構成されており、スプラインシャフト23をその位置で
回転させて作業工具7を任意の姿勢に保持するように構
成されている。
The spline shaft 23 also includes spline bearings 5 rotatably held at the upper and lower parts of the support part of the robot.
A pulley 26 is attached to one side of the spline bearing 5, and rotates integrally with the spline bearing 5. The pulley 26 is configured to transmit the rotation of another motor (not shown) via a belt transmission mechanism (not shown), and rotates the spline shaft 23 at that position to rotate the power tool 7. It is configured to hold in any position.

[発明が解決しようとする課題] この作業工具位置決め装置では、ロボットの位置決めが
完了すると、駆動モータ25を回転させてスクリュウシ
ャフト22を回転させ、ボールねじ軸受3を所定量下降
させてこれとともにスプラインシャフト23を下降させ
るが、スプラインシャフト23の移動速度はスクリュウ
シャフト22の回転速度により決まり、これを高速で下
降させようとすると、駆動モータ25を高速で回転させ
ねばならず、駆動モータ停止時の慣性の影響で正確な高
さ位置に位置決めすることできない等の欠点が生じてい
る。また、作業工具7を一定速度で下降させる場合には
、駆動モータ25を短時間で所定高速度まで加速しなけ
ればならず、駆動モータ25自体にかなり大きな慣性が
ある関係で、駆動モータ25はスクリュウシャフト22
の加速に必要なトルクに加えて駆動モータ25自体を加
速するためのトルクを発生しなければならず、大きな駆
動モータ25が必要となってその重量が重くなり、ロボ
ットの駆動に必要なトルクが大きくなってロボット駆動
用モータ(図示せず)のトルク不足を招く等の欠点が生
じている。
[Problems to be Solved by the Invention] In this work tool positioning device, when the positioning of the robot is completed, the drive motor 25 is rotated to rotate the screw shaft 22, and the ball screw bearing 3 is lowered by a predetermined amount to lower the spline along with the screw shaft 22. The shaft 23 is lowered, but the moving speed of the spline shaft 23 is determined by the rotational speed of the screw shaft 22, and in order to lower it at high speed, the drive motor 25 must be rotated at high speed, and when the drive motor is stopped, There are drawbacks such as inability to position at an accurate height due to inertia. Further, when lowering the power tool 7 at a constant speed, the drive motor 25 must be accelerated to a predetermined high speed in a short time, and since the drive motor 25 itself has a fairly large inertia, the drive motor 25 screw shaft 22
In addition to the torque required to accelerate the robot, it is necessary to generate torque to accelerate the drive motor 25 itself, which requires a large drive motor 25, which increases its weight and reduces the torque required to drive the robot. This increases the size of the robot drive motor (not shown), resulting in insufficient torque.

本発明は上記欠点の除去を目的とするもので、ロボット
の先端部等に使用可能で作業工具の直線移動用のモータ
のみならず、作業工具の回転用モータによっても作業工
具を移動させて昇降用のモータの速度を上げることなく
作業工具を高速で移動させるとともに、昇降用のモータ
を大きくすることなく作業工具を短時間で高速度まで加
速できるように構成した作業工具位置決め装置を提供し
ようとするものである。
The present invention aims to eliminate the above-mentioned drawbacks, and can be used at the tip of a robot to move the work tool up and down using not only a motor for linear movement of the work tool, but also a motor for rotation of the work tool. An object of the present invention is to provide a work tool positioning device configured to move the work tool at high speed without increasing the speed of the motor used for lifting and lowering, and to accelerate the work tool to high speed in a short time without increasing the size of the motor used for lifting and lowering. It is something to do.

[課題を解決するための手段] 上記課題を解決するため、螺旋溝およびスプライン溝を
有するボールスプラインシャフトを有し、その一端には
これと一体に移動する作業工具が連結されている。前記
ボールスプラインシャフトにはボールねじ軸受、スプラ
イン軸受が嵌合して配置されており、ボールねじ軸受の
回転によりボールスプラインシャフトが直線移動し、ま
たスプライン軸受が回転するとボールスプラインシャフ
トが一体に回転するように構成されている。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, a ball spline shaft having a spiral groove and a spline groove is provided, and a power tool that moves together with the ball spline shaft is connected to one end thereof. A ball screw bearing and a spline bearing are fitted and disposed on the ball spline shaft, and when the ball screw bearing rotates, the ball spline shaft moves linearly, and when the spline bearing rotates, the ball spline shaft rotates as a unit. It is configured as follows.

一方、前記ボールねじ軸受、スプライン軸受に対応して
それぞれボールねじ軸受用モータ、スプライン軸受用モ
ータが設けられており、これらモータの回転にともなっ
てボールねじ軸受、スプライン軸受がそれぞれ回転する
ように構成されている。前記ボールねじ軸受用モータお
よびスプライン軸受用モータの制御部はスプライン軸受
用モータが駆動される時、スプライン軸受用モータをボ
ールねじ軸受用モータの回転方向と逆方向に駆動するよ
うに構成されている。
On the other hand, a ball screw bearing motor and a spline bearing motor are provided corresponding to the ball screw bearing and the spline bearing, respectively, and the ball screw bearing and the spline bearing are configured to rotate as these motors rotate, respectively. has been done. The control unit for the ball screw bearing motor and the spline bearing motor is configured to drive the spline bearing motor in a direction opposite to the rotational direction of the ball screw bearing motor when the spline bearing motor is driven. .

[作用] 上記作業工具位置決め装置では、ボールねじ軸受用モー
タが駆動され、その回転を受けてボールねじ軸受が回転
すると、ボールスプラインシャフトが直線移動する。同
時に、スプライン軸受用モータがボールねじ軸受用モー
タと逆方向に駆動され、スプライン軸受がその回転を受
けて回転し、これと一体に前記ボールスプラインシャフ
トが回転する。このボールスプラインシャフトの回転方
向はボールねじ軸受の回転方向と逆方向となるので、ボ
ールねじ軸受とボールスプラインシャフトとは相対的に
回転し、ボールねじ軸受はボールスプラインシャフトの
速度が加算された速度で回転することとなり、ボールね
じ軸受用モータの回転を上げることなく、ボールスプラ
インシャフトおよび作業工具を高速で所定位置まで移動
させることができる。
[Operation] In the above-mentioned work tool positioning device, the ball screw bearing motor is driven, and when the ball screw bearing rotates in response to the rotation, the ball spline shaft moves linearly. At the same time, the spline bearing motor is driven in the opposite direction to the ball screw bearing motor, the spline bearing rotates in response to the rotation, and the ball spline shaft rotates together with the spline bearing. The rotation direction of this ball spline shaft is opposite to the rotation direction of the ball screw bearing, so the ball screw bearing and the ball spline shaft rotate relative to each other, and the ball screw bearing rotates at a speed that is the sum of the speed of the ball spline shaft. Therefore, the ball spline shaft and the power tool can be moved to a predetermined position at high speed without increasing the rotation of the ball screw bearing motor.

また、ボールねじ軸受用モータによりボールスプライン
シャフトを移動させると同時にスプライン軸受用モータ
によってもボールスプラインシャフトを同方向に移動さ
せることができ、大きなモータを使用することなく、ボ
ールスプラインシャフトを短時間で所定高速まで加速す
ることができ、作業工具をただちに一定速度で移動させ
ることができる。
In addition, when the ball spline shaft is moved by the ball screw bearing motor, the ball spline shaft can also be moved in the same direction by the spline bearing motor at the same time, so the ball spline shaft can be moved in a short time without using a large motor. It can be accelerated to a predetermined high speed and the work tool can be immediately moved at a constant speed.

[実施例] 以下、実施例を多関節型ロボットに付設される作業工具
位置決め装置の一例の作業工具昇降装置について説明す
る。第1図において、■はモータ(図示せず)の回転を
受けて水平面上で旋回する多関節型ロボット(図示せず
)のアーム2の先端に固定される作業工具昇降装置であ
る。前記アーム2の先端部は、作業工具昇降装置1の支
持部をなすとともに、これと交叉する方向で同心上に位
置して2個のモータ収納部2a、 2bが設けられてい
る。
[Example] Hereinafter, an example will be described about a work tool lifting device as an example of a work tool positioning device attached to an articulated robot. In FIG. 1, ``■'' is a power tool lifting device fixed to the tip of an arm 2 of an articulated robot (not shown) that rotates on a horizontal plane in response to rotation of a motor (not shown). The tip of the arm 2 serves as a support for the power tool elevating device 1, and two motor storage portions 2a and 2b are provided concentrically in a direction intersecting this.

このモータ収納部2a、 2bそれぞれには後記するボ
ールねじ軸受3に回転を伝−達するボールねじ軸受用ダ
イレクトドライブモータ4(以下、ボールねじ軸受用モ
ータという)、後記するスプライン軸受5に回転を伝達
するスプライン軸受用ダイレクトドライブモータ6(以
下、スプライン軸受用モータという)が固定されている
。前記ボールねじ軸受用モータ4、スプライン軸受用モ
ータ6は同一構造をしており、前記モータ収納部2a、
2bに嵌合するように取付けられた環状のステータ4a
、 6aと中央部に中空穴を有するロータ4b、 6b
とからなっている。これら2個のロータ4 b 、’6
 bの中空部を貫通するように下端に作業工具7が取付
けられたボールスプラインシャフト8が配置されている
。また、このボールスプラインシャフト8には所定リー
ド角を有する螺旋溝8aと外周を等間隔に3等分する位
置でその軸線に沿って延びるスプライン溝8bとが削設
されており、これら螺旋溝8a、スプライン溝8bそれ
ぞれにボールねじ軸受3、スプライン軸受5内のボール
3a、5aが嵌合するように構成されている。
The motor housings 2a and 2b each include a ball screw bearing direct drive motor 4 (hereinafter referred to as a ball screw bearing motor) that transmits rotation to a ball screw bearing 3 (described later), and a spline bearing 5 (described later). A spline bearing direct drive motor 6 (hereinafter referred to as spline bearing motor) is fixed. The ball screw bearing motor 4 and the spline bearing motor 6 have the same structure, and the motor storage portion 2a,
An annular stator 4a attached to fit into stator 2b
, 6a and a rotor 4b having a hollow hole in the center, 6b
It consists of These two rotors 4 b , '6
A ball spline shaft 8 having a working tool 7 attached to its lower end is arranged so as to pass through the hollow part b. Further, this ball spline shaft 8 is cut with a spiral groove 8a having a predetermined lead angle and a spline groove 8b extending along its axis at positions dividing the outer circumference into three equal intervals. , the balls 3a and 5a in the ball screw bearing 3 and the spline bearing 5 are fitted into the spline grooves 8b, respectively.

前記ボールねじ軸受用モータ4のロータ4bの上部には
ボールねじ軸受3が一体に回転するように連結されてお
り、しかもこのボールねじ軸受3は前記ボールスプライ
ンシャフト8の螺旋溝8aに螺合するように構成されて
いる。また、前記ボールねじ軸受3はアーム2の支持部
に固定されたケーシング9aに案内されて、その位置で
回転可能に構成されている。さらに、前記ボールねじ軸
受用モータ4のロータ4bの下部には第1プーリ10が
一体に回転するように連結されており、この第1プーリ
lOの回転が第1ベルト機構(図示せず)を介してアー
ム2内に取付けられた第1エンコーダ(図示せず)によ
り取出され、ボールねじ軸受用モータ4の回転が制御さ
れるように構成されている。
A ball screw bearing 3 is connected to the upper part of the rotor 4b of the ball screw bearing motor 4 so as to rotate together with the ball screw bearing 3, and this ball screw bearing 3 is screwed into the helical groove 8a of the ball spline shaft 8. It is configured as follows. Further, the ball screw bearing 3 is guided by a casing 9a fixed to the support portion of the arm 2, and is configured to be rotatable at that position. Further, a first pulley 10 is connected to the lower part of the rotor 4b of the ball screw bearing motor 4 so as to rotate together with the rotor 4b, and the rotation of the first pulley 10 causes a first belt mechanism (not shown) to rotate. The rotation of the ball screw bearing motor 4 is controlled by a first encoder (not shown) installed in the arm 2 via the first encoder (not shown).

一方、前記アーム2の他方のモータ収納部2bに位置す
るスプライン軸受用モータ6のロータ6bにはその下部
に位置してスプライン軸受5が一体に回転するように連
結されており、このスプライン軸受5は前記ボールスプ
ラインシャフト8のスプライン溝8bに嵌合するように
構成されている。また、前記スプライン軸受5はアーム
2の支持部に取付けられたケーシング9b内で回転自在
に保持されており、スプライン軸受用モータ6の回転に
より一体に回転するように構成されている。
On the other hand, a spline bearing 5 is connected to the rotor 6b of the spline bearing motor 6 located in the other motor storage portion 2b of the arm 2 so as to rotate together with the spline bearing 5 located below the rotor 6b. is configured to fit into the spline groove 8b of the ball spline shaft 8. The spline bearing 5 is rotatably held within a casing 9b attached to the support portion of the arm 2, and is configured to rotate together with the rotation of the spline bearing motor 6.

さらに、前記スプライン軸受用モータ6のロータ6bの
上部には第2プーリ12が一体に回転するように連結さ
れており、その回転が第2ベルト機構(図示せず)を介
してアーム2内に取付けられた第2エンコーダ(図示せ
ず)により取出され、スプライン軸受用モータ6の回転
が制御されるように構成されている。
Further, a second pulley 12 is connected to the upper part of the rotor 6b of the spline bearing motor 6 so as to rotate together with the rotor 6b, and the rotation is transmitted into the arm 2 via a second belt mechanism (not shown). The rotation of the spline bearing motor 6 is controlled by an attached second encoder (not shown).

前記アーム2の仕切り壁2cには第1プーリ10と第2
プーリ12との間に位置してこれらの回転に制動を加え
るブレーキ手段14が固定されており、ロボットの電源
が遮断されて後作業工具7の自重によるボールスプライ
ンシャフト8の落下を防止するように構成されている。
A first pulley 10 and a second pulley are provided on the partition wall 2c of the arm 2.
A brake means 14 is fixed between the pulley 12 and the pulley 12 to brake the rotation thereof, and the power to the robot is cut off to prevent the ball spline shaft 8 from falling due to the weight of the rear work tool 7. It is configured.

一方、前記ボールねじ軸受用モータ4およびスプライン
軸受用モータ6は第2図に示すように制御装置15に接
続されている。この制御装置15は、あらかじめ記憶さ
れた作業位置を順次呼出してアーム2の位置決めをする
とともにアーム2の位置決め完了後に作業工具7の目標
高さ位置、初期無回転下降距離、停止前無回転下降距離
、回転角および最高速度を後記する位置指令発生部16
に送る主制御部17と、各作業位置に対応した作業工具
7の高さ位置その他必要情報を記憶する記憶部18と、
主制御部17からの指令値を受けて前記ボールねじ軸受
用モータ4、スプライン軸受用モータ6それぞれに対応
して設けられた後記するモータ駆動部19a、 19b
に所定制御サイクルごとに目標位置、目標回転角を指令
する位置指令発生部16と、各制御サイクルごとの目標
位置、目標回転角に応じた電流指令値を後記するパワー
供給部20a、 20bに供給するモータ駆動部19a
、 19bと、電流指令値に応じた電流を各モータ4,
6に供給するパワー供給部20a。
On the other hand, the ball screw bearing motor 4 and the spline bearing motor 6 are connected to a control device 15 as shown in FIG. This control device 15 sequentially calls pre-stored working positions to position the arm 2, and after completing the positioning of the arm 2, the control device 15 determines the target height position of the power tool 7, the initial non-rotation descending distance, and the non-rotation descending distance before stopping. , the rotation angle and the maximum speed will be described later.
a main control unit 17 that sends information to the user; a storage unit 18 that stores the height position of the work tool 7 and other necessary information corresponding to each work position;
Motor drive units 19a and 19b, which will be described later, are provided corresponding to the ball screw bearing motor 4 and the spline bearing motor 6, respectively, in response to command values from the main control unit 17.
A position command generation unit 16 that commands a target position and a target rotation angle for each predetermined control cycle, and a current command value corresponding to the target position and target rotation angle for each control cycle are supplied to power supply units 20a and 20b, which will be described later. Motor drive unit 19a
, 19b and a current according to the current command value to each motor 4,
A power supply unit 20a supplies power to the power supply unit 6.

20bと、パルスエンコーダでなる第1回転検出部11
と、第2回転検出部13とから構成されている。
20b, and a first rotation detection section 11 consisting of a pulse encoder.
and a second rotation detection section 13.

前記位置指令発生部16は、第1回転検出部11と第2
回転検出部13とから作業工具の高さ位置の位置決め完
了を検出する一方7、第3図に示すように、1)作業工
具の目標移動距離、初期無回転下降距離、停止前無回転
下降距離および回転角により、各モータ4,6の目標移
動速度パターンに応じた制御サイクルごとの位置指令値
を算出し、これを制御サイクルごとに記憶する。この時
、作業工具7が初期無回転下降距離移動するまではボー
ルねじ軸受用モータ4のみを、その後停止前無回転下降
距離を残す位置に達するまではボールねじ軸受用モータ
4、スプライン軸受用モータ6を相対向する方向にかつ
スプライン軸受5が(n回転+目標回転角)となるよう
に、さらにその後はボールねじ軸受用モータ4のみを駆
動するように位置指令値が選択される。また作業工具7
の移動速度は最高速度を超えないように位置指令値が選
択される。
The position command generating section 16 has a first rotation detecting section 11 and a second rotation detecting section 11.
While detecting the completion of positioning of the height position of the work tool from the rotation detection unit 13, as shown in FIG. and rotation angle, a position command value is calculated for each control cycle according to the target movement speed pattern of each motor 4, 6, and is stored for each control cycle. At this time, only the ball screw bearing motor 4 is operated until the work tool 7 moves the initial no-rotation descending distance, and then the ball screw bearing motor 4 and the spline bearing motor are operated until the work tool 7 reaches the position where the non-rotation descending distance remains before stopping. The position command value is selected so that the spline bearings 6 and 6 face each other and the spline bearing 5 undergoes (n rotations + target rotation angle), and thereafter only the ball screw bearing motor 4 is driven. Also, work tool 7
The position command value is selected so that the moving speed of does not exceed the maximum speed.

2)制御回数レジスタにOをセットする。2) Set O in the control count register.

3)制御回数に応じた各モータ4,6の目標位置を呼出
してこれを各目標位置レジスタに格納する。
3) Retrieve the target position of each motor 4, 6 according to the number of times of control and store it in each target position register.

4)制御回数レジスタに+1を加算する。4) Add +1 to the control count register.

5)制御回数レジスタの値が総制御回数に達したかを判
断し、これに達してない時、2)に戻る。
5) Determine whether the value of the control count register has reached the total control count, and if it has not reached this, return to 2).

6)最終目標位置を各目標位置レジスタに格納して、1
)に戻る。
6) Store the final target position in each target position register, and
).

ように構成されている。It is configured as follows.

また、前記モータ駆動部19a、 19bは、第4図に
示すように、 1)目標位置レジスタ内の目標位置を読出し、ごれと現
在位置との位置偏差を求める。
Further, as shown in FIG. 4, the motor drive sections 19a and 19b perform the following steps: 1) Read the target position in the target position register and determine the positional deviation between the dirt and the current position.

2)あらかじめ決められた位置偏差と速度との関係式か
ら位置偏差に応じた目標速度を算出する。
2) Calculate the target speed according to the positional deviation from a predetermined relational expression between the positional deviation and the speed.

3)目標速度と現在速度との差から速度偏差を算出する
3) Calculate the speed deviation from the difference between the target speed and the current speed.

4)速度偏差に応じた電流指令値をパワー供給部20a
、 20bに送り、■)に戻る。
4) A current command value corresponding to the speed deviation is sent to the power supply unit 20a.
, send to 20b and return to ■).

ように構成されている。It is configured as follows.

なお、前記位置指令発生部16の制御周期はモータ駆動
部19a、 19bの制御周期の整数倍にしておくこと
が望ましい。
Note that it is desirable that the control cycle of the position command generating section 16 be an integral multiple of the control cycle of the motor drive sections 19a and 19b.

上記作業工具昇降装置では、ロボットのアーム2が所定
作業位置に位置決めされると、主制御部17からその作
業位置に応じた作業工具7の目標高さ位置、初期無回転
下降距離、停止前無回転下降距離および最高速度が指令
される0位置指令発生部16はこれらの値から各制御回
数ごとの目標位置を算出し、これを記憶する。さらに、
位置指令発生部16は順次制御回数ごとの目標位置を呼
出してこれを各モータ4,6それぞれに対応した目標位
置レジスタに記憶する。一方、この目標位置レジスタに
記憶された目標位置はモータ駆動部19a、 19bに
読込まれ、目標位置と現在位置との差から得られる位置
偏差が算出され、さらにこの位置偏差に応じた目標速度
が算出される。この目標速度と現在速度とから速度偏差
が算出され、この速度偏差に応じた電流指令値がパワー
供給部20a、 20bに送られ、パワー供給部20a
、 20bから各モータ4,6にパワーが供給される。
In the work tool lifting device described above, when the arm 2 of the robot is positioned at a predetermined work position, the main control unit 17 outputs the target height position of the work tool 7 corresponding to the work position, the initial non-rotation descending distance, and the no-rotation movement before stopping. The 0-position command generation unit 16, which receives the rotational descent distance and maximum speed, calculates the target position for each control number from these values and stores it. moreover,
The position command generation unit 16 sequentially retrieves the target position for each control count and stores it in the target position register corresponding to each motor 4, 6, respectively. On the other hand, the target position stored in the target position register is read into the motor drive units 19a and 19b, a position deviation obtained from the difference between the target position and the current position is calculated, and a target speed corresponding to this position deviation is calculated. Calculated. A speed deviation is calculated from this target speed and the current speed, and a current command value corresponding to this speed deviation is sent to the power supply sections 20a and 20b.
, 20b supply power to each motor 4, 6.

この時、作業工具7が初期無回転下降距離だけ下降する
までは、ボールねじ軸受3のみが回転し、スプライン軸
受5は回転しないように位置指令値が与えられ、その後
は作業工具が停止前無回転下降距離を残す位置に達する
までボールねじ軸受3、スプライン軸受5が相対向方向
にかつスプライン軸受5が(n回転子目標回転角)とな
るように位置指令値が与えられ、その後ボールねじ軸受
3にのみ位置指令値が与えられる。
At this time, a position command value is given so that only the ball screw bearing 3 rotates and the spline bearing 5 does not rotate until the work tool 7 descends by the initial no-rotation descending distance, and after that, the work tool does not rotate before stopping. A position command value is given so that the ball screw bearing 3 and the spline bearing 5 are in opposite directions until reaching the position where the rotational descent distance remains, and the spline bearing 5 is at (n rotor target rotation angle), and then the ball screw bearing A position command value is given only to 3.

(第5図Aおよび第5図B参照) パワー供給部20a、 20bが前記ボールねじ軸受用
モータ4およびスプライン軸受用モータ6に同時にそれ
ぞれの電流指令値に応じてパワーを出力する場合、ボー
ルねじ軸受用モータ4が所定移動量回転すると、その回
転を受けてボールねじ軸受3が一体に回転し、ボールス
プラインシャフト8が所定量下降するが、同時にスプラ
イン軸受用モータ6にボールねじ軸受用モータ4の回転
方向と相対向する方向に回転するようにパワーが供給さ
れ、スプライン軸受5の回転にともなってボールスプラ
インシャフト8が一体に回転する。この時、ポルスプラ
インシャフト8の回転が前記ボールねじ軸受3の回転方
向と相対向しているため、ボールねじ軸受3とボールス
プラインシャフト8とは相対的に回転し、ボールねじ軸
受3はボールスプラインシャフト8の回転速度だけ加速
されることとなり、ボールスプラインシャフト8はボー
ルねじ軸受用モータ4とスプライン軸受用モータ6との
回転を受けて下降することができる。
(See Figures 5A and 5B) When the power supply units 20a and 20b simultaneously output power to the ball screw bearing motor 4 and the spline bearing motor 6 according to their respective current command values, the ball screw When the bearing motor 4 rotates a predetermined amount of movement, the ball screw bearing 3 rotates as a unit in response to the rotation, and the ball spline shaft 8 descends by a predetermined amount. Power is supplied to rotate the ball spline shaft 8 in a direction opposite to the rotation direction of the ball spline shaft 8, and as the spline bearing 5 rotates, the ball spline shaft 8 rotates together. At this time, since the rotation of the ball spline shaft 8 is opposite to the rotation direction of the ball screw bearing 3, the ball screw bearing 3 and the ball spline shaft 8 rotate relatively, and the ball screw bearing 3 The rotational speed of the shaft 8 is accelerated, and the ball spline shaft 8 can be lowered by the rotation of the ball screw bearing motor 4 and the spline bearing motor 6.

また、前記モータ制御が繰返されて前記作業工具の現在
位置が停止前無回転下降距離を残した位置に達する時、
スプライン軸受用モータ6の現在位置が呼出されてこれ
が主制御部17から与えられた目標回転角に一致するよ
うに位置指令値が与えられるので、作業工具7が所望の
姿勢を保持するように前記モータ制御が繰返される。
Further, when the motor control is repeated and the current position of the power tool reaches a position with a non-rotation descending distance remaining before stopping,
The current position of the spline bearing motor 6 is retrieved and a position command value is given so that this matches the target rotation angle given by the main control unit 17. Motor control is repeated.

前記作業工具7の現在位置が目標高さ位置となり、また
作業工具7の姿勢が所望の姿勢になると、作業工具7の
位置決めが完了し、位置決め完了信号が出力され、次回
の作業に備える。
When the current position of the working tool 7 becomes the target height position and the posture of the working tool 7 becomes the desired posture, the positioning of the working tool 7 is completed, a positioning completion signal is output, and preparations are made for the next work.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明は作業工具が取付けられた
ボールスプラインシャフトにボールねじ軸受およびスプ
ライン軸受を介してそれぞれモータの回転を伝達するよ
うに構成するとともに、作業工具を昇降させる際に前記
モータの回転方向を相対向する方向となるように構成し
ているため、ボールスプラインシャフトはボールねじ軸
受用モータのみならずスプライン軸受用モータの回転を
受けて昇降することができ、作業工具をボールねじ用モ
ータの回転速度を上げることなく、作業工具を高速で移
動させることができるばかりが、各モータの回転が同時
にボールスプラインシャフトに伝達されてボールスプラ
インシャフトが下降するので短時間で所定高速度まで加
速することができ、作業工具をただちに一定速度で移動
させることができる等の利点がある。
[Effects of the Invention] As explained above, the present invention is configured to transmit the rotation of a motor to a ball spline shaft to which a working tool is attached via a ball screw bearing and a spline bearing, respectively, and to raise and lower the working tool. Since the rotation directions of the motors are configured to face each other when the ball spline shaft is rotated, the ball spline shaft can move up and down in response to the rotation of not only the ball screw bearing motor but also the spline bearing motor. Not only can the work tool be moved at high speed without increasing the rotational speed of the ball screw motor, but the rotation of each motor is simultaneously transmitted to the ball spline shaft and the ball spline shaft is lowered, so the work tool can be moved in a short time. It has advantages such as being able to accelerate up to a predetermined high speed and moving the work tool immediately at a constant speed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一例の作業工具昇降装置の要部断面図
、第2図は本発明に係る制御装置の構成を示すブロック
図、第3図は本発明に係る位置指令発生部の要部動作を
説明するフローチャート、第4図は本発明に係るモータ
駆動部の要部の動作を説明するフローチャート、第5図
Aおよび第5図Bは作業工具の移動量および回転角の関
係を示す特性図、第6図は従来の作業工具昇降装置の要
部断面図である。 1 作業工具昇降装置、2 アーム、 2a、 2b  モータ収納部、2c  仕切り壁、3
 ボールねじ軸受、  3a  ボール、4 ボールね
じ軸受用ダイレクトドライブモータ、4a  ステータ
、     4b  ロータ、5 スプライン軸受、 
5a  ボール、6 スプライン軸受用ダイレクトドラ
イブモータ、6a  ステータ、     6b  ロ
ータ、7 作業工具、  8 ボールスプラインシャフ
ト、8a  螺旋溝 、    8b  スプライン溝
、9a、 9b  ケーシング、  IO第1プーリ、
11  第1回転検出部、  12  第2プーリ、1
3  第2回転検出部、  14  ブレーキ手段、1
5  制御装置、     16  位置指令発生部、
17  主制御部、     18  記憶部。
FIG. 1 is a sectional view of essential parts of a working tool lifting device as an example of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a control device according to the present invention, and FIG. 3 is a main part of a position command generating section according to the present invention. FIG. 4 is a flowchart explaining the operation of the main parts of the motor drive unit according to the present invention, and FIGS. 5A and 5B show the relationship between the movement amount and rotation angle of the power tool. The characteristic diagram, FIG. 6, is a sectional view of a main part of a conventional power tool lifting device. 1 Working tool lifting device, 2 Arm, 2a, 2b Motor storage section, 2c Partition wall, 3
Ball screw bearing, 3a ball, 4 direct drive motor for ball screw bearing, 4a stator, 4b rotor, 5 spline bearing,
5a ball, 6 direct drive motor for spline bearing, 6a stator, 6b rotor, 7 work tool, 8 ball spline shaft, 8a spiral groove, 8b spline groove, 9a, 9b casing, IO first pulley,
11 first rotation detection section, 12 second pulley, 1
3 second rotation detection section, 14 brake means, 1
5 control device, 16 position command generation section,
17 main control section, 18 storage section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 螺旋溝およびスプライン溝を有するボールスプラインシ
ャフトを配置し、その一端にこれと一体に回転する作業
工具を連結するとともに、前記ボールスプラインシャフ
トにボールねじ軸受、スプライン軸受を嵌合させて配置
する一方、 前記ボールねじ軸受、スプライン軸受をそれぞれ回転さ
せるボールねじ軸受用モータおよびスプライン軸受用モ
ータを設け、前記各モータにボールねじ軸受用モータを
駆動する時、スプライン軸受用モータをボールねじ軸受
用モータの回転方向と逆方向に駆動する制御装置を接続
したことを特徴とする作業工具位置決め装置。
[Scope of Claims] A ball spline shaft having a spiral groove and a spline groove is arranged, a work tool that rotates together with the shaft is connected to one end thereof, and a ball screw bearing and a spline bearing are fitted to the ball spline shaft. On the other hand, a ball screw bearing motor and a spline bearing motor are provided to rotate the ball screw bearing and the spline bearing, respectively, and when driving the ball screw bearing motor, the spline bearing motor is connected to the ball screw bearing motor. A work tool positioning device characterized by being connected to a control device that drives a screw bearing motor in a direction opposite to the rotational direction.
JP2153503A 1990-06-11 1990-06-11 Work tool positioning device Expired - Lifetime JPH0811378B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2153503A JPH0811378B2 (en) 1990-06-11 1990-06-11 Work tool positioning device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2153503A JPH0811378B2 (en) 1990-06-11 1990-06-11 Work tool positioning device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0446784A true JPH0446784A (en) 1992-02-17
JPH0811378B2 JPH0811378B2 (en) 1996-02-07

Family

ID=15563983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2153503A Expired - Lifetime JPH0811378B2 (en) 1990-06-11 1990-06-11 Work tool positioning device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0811378B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023105931A (en) * 2022-01-20 2023-08-01 セイコーエプソン株式会社 robot

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2987575B1 (en) * 2012-03-02 2014-04-18 Staubli Sa Ets ARTICULATED MULTI-AXIS ROBOT STRUCTURE AND ROBOT COMPRISING SUCH A STRUCTURE

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6377675A (en) * 1986-09-22 1988-04-07 フアナツク株式会社 Arm structure of industrial robot

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6377675A (en) * 1986-09-22 1988-04-07 フアナツク株式会社 Arm structure of industrial robot

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023105931A (en) * 2022-01-20 2023-08-01 セイコーエプソン株式会社 robot

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0811378B2 (en) 1996-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR840002421B1 (en) Industrial robot
JPS6186191A (en) Industrial robot
EP0066394A2 (en) Pick and place robot
US4916636A (en) System for controlling acceleration and deceleration of horizontally articulated robot
CN106182080B (en) It is a kind of can all-direction rotation rotary extension type mechanical arm
JPH0446784A (en) Work tool positioning device
CN214558741U (en) Three-axis horizontal rotary positioner
JPH0970778A (en) Pendulum robot
JPH03251384A (en) Working tool raising/lowering device and working tool rotatively driving device
JPS61241081A (en) Industrial robot
JPS60161038A (en) Assembling device employing robot
JPH039998Y2 (en)
JPH0314308Y2 (en)
JPH04176526A (en) Automatic screw tightening device
JPH087987Y2 (en) Work positioning positioner
JPS60193B2 (en) industrial robot
JPH0570161B2 (en)
JPS6377676A (en) Industrial uniaxial robot
JPH04365580A (en) Industrial robot
JPH0463695A (en) Scalar type robot
JP2985266B2 (en) Linear Trajectory Control Method for Twin Drive Robot
JPS61221803A (en) Robot controller
JPH0557640A (en) Robot arm
JPH0557660A (en) Robot arm
CN120170792A (en) Robot and robot system