JPH0570097A - 負荷昇降装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 吊り上げたワークを一定の位置で常にとめる
動作の繰り返しがあり、且つその停止点において位置決
め精度の必要な作業のもとで常に安定した位置決めを簡
単に行うことができ、挿入作業や勘合作業等の位置決め
精度が必要な作業を誰でも簡単に扱えるような負荷昇降
装置を提供する。 【構成】 負荷を昇降機構１により吊り上げ停止位置ま
で移動してくると外部に設けられた負荷位置検出器６が
吊られた負荷を検出する。この検出信号を一旦ラッチし
昇降停止信号として出力すると速度指令器から出る速度
指令信号が演算部に伝わらないように回路を遮断する。 【効果】速度指令信号と、昇降駆動用モータに取り付け
られた位置検出器からの位置検出信号の偏差で位置が制
御されていた昇降機構は、速度指令器からの速度指令信
号が遮断されるため常に一定の位置で停止するように制
御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、巻き上げ式あるいは平
行四辺形リンク式などの機構をモータなどのアクチュエ
ータを用いて負荷を昇降し、アクチュエータを駆動する
駆動回路と、作業者が行う速度または位置を指令する指
令器を持ち、指令器を操作することにより負荷を昇降で
きるようにした負荷昇降装置および、負荷の重量を検出
する検出器と記憶部をもち、記憶した負荷の重量と検出
した重量の偏差を指令として動作する制御回路を有する
負荷平衡装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術を図３および図４を用いて説
明する。図３は機構構成図、図４はその制御ブロック図
を示している。

【０００３】図３で昇降機構１は昇降駆動用モータ２で
歯車機構３を介して昇降可能にし、負荷４を吊具５を介
して作業者の操作する指令レバー７にて動作する。また
昇降駆動用モータ２は例えばＡＣサーボモータなどを用
いると共に、速度検出器９および、位置検出器１０が取
り付けてある。

【０００４】図４で昇降駆動用モータ２は駆動装置１１
で駆動される。指令レバー７は位置指令器１２に接続さ
れており指令レバー７の操作角度に伴った速度指令ＳＡ
が発生される。その速度指令ＳＡは、Ｖ／ｆ変換器１３
でデジタル信号に変えられて昇降機構１の昇降位置の目
標位置を設定する目標カウンタ１４へ入力され、目標カ
ウンタ１４の値を連続的に変化させる。昇降駆動用モー
タ２に接続されている位置検出器１０にて検出された昇
降機構１の位置は現在値カウンタ１７入力される。演算
部１５は目標カウンタ１４の値と、現在地カウンタ１７
の値を常時比較し、位置の偏差を求める。その偏差をＤ
／Ａ変換器１６にてアナログ信号に変換し、昇降機構１
を昇降駆動させる駆動信号Ｘとして駆動装置１１に出力
することで、昇降駆動用モータ２を駆動する。また昇降
駆動用モータ２の速度は速度検出器９により速度検出信
号ＳＲとして駆動装置１１へフィードバックされてい
る。この様にして昇降機構１は指令レバー７の操作量に
比例した速度で昇降動作を実行し、吊られた負荷の重さ
に関係無く昇降または停止動作を実施する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この様な昇降装置を生
産ラインなどで用いる場合、吊り上げたワークを一定の
位置で常にとめる動作の繰り返しが発生し、且つ、位置
決め精度の必要な作業（例えばパレットにおいてあるワ
ークを取って、旋盤の狭いチャックへ挿入する作業な
ど）では指令レバーで毎回微妙な操作をする必要があ
り、指令レバーの操作に時間がかかったり、指令レバー
の操作に熟練が必要であった。

【０００６】これは指令レバーで昇降の速度を指令して
いるので、操作の遅れが出て行き過ぎて戻したりするこ
との繰り返しや、動作特性を体得して目標の位置の寸前
から指令レバーを旨くコントロールする必要があるから
である。

【０００７】また熟練した作業者であっても、いつも一
定の位置で停止させることは非常に難しく、何回かの昇
降を繰り返してはじめて定められた位置へ停止させるこ
とができ作業性も悪く時間がかかっていた。

【０００８】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたもので、吊り上げたワークを一定の位置で常にと
める動作の繰り返しがあり、且つその停止点において位
置決め精度の必要な作業のもとで常に安定した位置決め
が簡単に行うことができ、挿入作業や勘合作業等の位置
決め精度が必要な作業に誰でも簡単に扱えるような負荷
昇降装置を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による負荷昇降装
置は、負荷を昇降する昇降機構と、この昇降機構を駆動
する駆動機構と、昇降機構の位置を検出する位置検出器
と、作業者が昇降機構の速度を指令する操作レバーに接
続された速度指令器を供えており、速度指令器からの信
号を位置の変化信号に変換し昇降機構の位置を指令す
る。

【００１０】通常の操作ではこれらの出力信号を用いて
演算をして昇降機構を制御しているが、一定の位置で停
止させる場合には、負荷の停止位置を検出するために外
部に設けた負荷位置検出器からの信号により昇降機構の
目標位置をラッチさせその位置において昇降機構を停止
制御する。

【００１１】

【作用】昇降機構により負荷を吊って昇降動作をさせる
際の昇降速度は作業者による操作レバーの操作量の変化
に対応して速度指令器から速度指令信号として、出力さ
れ位置の変化信号に変換されて演算部へ入力される。ま
た、昇降機構は昇降駆動用モータにより昇降駆動され、
その位置は位置検出器により検出された前記演算部へ現
在位置の演算用として入力される。

【００１２】演算部では昇降機構に対する位置の目標カ
ウンタと昇降機構の現在位置の現在カウンタをもち、常
時この２つのカウント値を比較し偏差を取ることで昇降
機構を常に一定の位置に制御している。

【００１３】負荷を昇降機構により吊り上げ停止位置ま
で移動してくると外部に設けられた負荷位置検出器が吊
られた負荷を検出する。この検出信号を一旦ラッチし昇
降停止信号として出力すると速度指令器から出る速度指
令信号が演算部に伝わらないように回路を遮断する。

【００１４】以上により、今まで速度指令信号と、昇降
駆動用モータに取り付けられた位置検出器からの位置検
出信号の偏差で位置が制御されていた昇降機構は、速度
指令器からの速度指令信号が遮断されるため昇降機構に
対する目標位置の変化がなくなり、常に一定の位置で停
止するように制御されることとなる。この結果、昇降機
構は一定位置で停止し作業者はその位置で作業を行うこ
とができる。この後、再び昇降機構の昇降動作を始める
には、外部から入力されている昇降停止信号をリセット
することで通常の昇降動作を実施するようになる。

【００１５】

【実施例】本発明の一実施例を図１及び図２を用いて説
明する。図１は機構構成図、図２はその制御ブロック図
を示している。

【００１６】図１で昇降機構１は昇降駆動用モータ２で
駆動され、歯車機構３を介して昇降動作を可能とし、負
荷４は吊具５を介して作業者の操作するレバー７の操作
に合わせて昇降作動する。

【００１７】昇降機構１に吊られた負荷４を一定の位置
に停止させるために、外部には負荷４を検出する負荷位
置検出器６が設けてあり、負荷位置検出器６にて昇降機
構１に吊られた負荷４を検出すると昇降機構１を停止さ
せる信号が出力される。また昇降駆動用モータ２は、例
えばＡＣサーボモータなどを用いると共に、速度検出器
９および位置検出器１０が取り付けてある。

【００１８】図２で昇降駆動用モータ２は駆動装置１１
で駆動され、その速度は速度検出器９にて検出され駆動
装置１１にフィードバックされ速度制御される。また、
昇降機構１の位置は位置検出器１０にて検出される。

【００１９】指令レバー７は位置指令器１２を動かし、
指令レバー７の操作に比例した速度指令ＳＡを発生させ
る。その速度指令ＳＡは、Ｖ／ｆ変換器１３でデジタ信
号に変えられて昇降機構１の昇降位置の目標位置を設定
する目標カウンタ１４へ入力され、昇降機構１に対する
目標位置を連続的に変化させてゆく。

【００２０】目標カウンタ１４の入力にはアンド回路１
８が設けており、アンド回路１８の一方の入力はＶ／ｆ
変換器１３の出力が、もう一方には負荷位置検出器６か
らの停止信号が入力されている。 負荷位置検出器６か
らの出力はフリップフロップ２０のセット２０ａへ入力
され、またフリップフロップ２０のセットをリセットす
るリセットボタン２１の信号はフリップフロップ２０の
リセット２０ｂへ入力され、このフリップフロップ２０
の出力はインバータ１９に入力され、インバータ１９の
出力はＶ／ｆ変換器１３から目標カウンタ１４へ出力さ
れる指令信号をＯＮ／ＯＦＦするためにアンド回路１８
へ入力されている。

【００２１】前記２つの信号が入力されたフリップフロ
ップ２０の出力は目標カウンタ１４に入力され、目標カ
ウンタ１４のカウントの変化を制御している。昇降駆動
用モータ２に接続されている位置検出器１０にて検出さ
れた昇降機構１の位置は、現在値カウンタ１７に入力さ
れ昇降機構１の現在位置をカウントし、演算部１５にて
目標カウンタ１４の値と現在値カウンタ１７の値を常時
比較し、位置の偏差が求められる。

【００２２】この偏差をＤ／Ａ変換器１６にてアナログ
信号に変換し、昇降機構１に対する駆動信号Ｘとして駆
動装置１１に入力され昇降駆動用モータ２が駆動され、
昇降機構１を昇降駆動する。次に本発明による負荷昇降
装置の制御回路の動作について説明する。

【００２３】作業者が指令レバー７を操作することによ
り位置指令器１２を動かして昇降機構１に対する速度指
令ＳＡが発生し、その速度指令ＳＡをＶ／ｆ変換器１３
でデジタル信号に変えることで前記昇降機構１の目標位
置を与える目標カウンタ１４のカウント値を変化させ、
昇降機構１はこの目標カウンタ１４のカウント値を目標
として昇降動作を実施する。

【００２４】この時Ｖ／ｆ変換器１３でデジタル信号に
変換された速度指令信号はアンド回路１８に入力される
が、その時、まだ負荷位置検出器６は昇降機構１に吊ら
れた負荷４を検出していないためＯＦＦ状態である。こ
のため、リセットボタン２１もＯＦＦ状態でフリップフ
ロップ２０の出力は「０」となり、その出力はインバー
タ１９にて反転され「１」の出力がアンド回路１８に入
力され、アンド回路１８の出力としてはＶ／ｆ変換器１
３で変換されたデジタル信号が目標カウンタ１４へその
まま入力される。

【００２５】昇降駆動用モータ２に接続されている位置
検出器１０にて検出された信号は、昇降機構１の位置と
して現在値カウンタ１７に入力される。目標カウンタ１
４の値と現在値カウンタ１７の値は演算部１５に入力さ
れ、昇降機構１の位置が常に目標カウンタ１４で示され
る値の位置となるように現在値カウンタ１７の値と常時
比較し、位置の偏差が求められる。

【００２６】その偏差をＤ／Ａ変換器１６にてアナログ
信号に変換し、昇降機構１を昇降駆動させる駆動信号Ｘ
として駆動装置１１に出力することで、昇降駆動用モー
タ２を駆動する。また昇降駆動用モータ２の速度は、速
度検出器９により速度検出信号ＳＲとして駆動装置１１
へフィードバックされることで、昇降機構１は駆動信号
Ｘの値に比例した移動速度で昇降動作を実施する。

【００２７】この時、昇降機構１が負荷４を吊り上げ昇
降動作を開始し、負荷が設定された一定の停止位置に移
動して負荷位置検出器６がＯＮした場合、フリップフロ
ップ２０のセット入力２０ａにセット信号が入力され、
フリップフロップ２０の出力は「１」となり、インバー
タ１９にて反転し「０」の出力がアンド回路１８に入力
される。この結果、アンド回路１８の出力としてはＶ／
ｆ変換器１３で変換されたデジタル信号は遮断され目標
カウンタ１４へ入力はされない。

【００２８】演算部１５は、目標カウンタ１４の値と現
在値カウンタ１７の値を常時比較し位置の偏差を求めて
いるが、昇降機構１を昇降させるために入力されていた
Ｖ／ｆ変換器１３からのデジタル信号が、前記フリップ
フロップ２０の動作により入力されなくなるため、目標
カウンタ１４の値は負荷位置検出器６がＯＮした位置で
固定される。この結果として、演算部１５は昇降機構１
の位置を常に検出器６がＯＮした位置で保持するように
動作をするため、昇降駆動用モータ２をサーボロック状
態にて停止させる。このように負荷位置検出器６がＯＮ
すると瞬時に停止が可能で、繰り返しても負荷位置検出
器６がＯＮする精度以内に停止できる。

【００２９】次に再び作業者が指令レバー７を操作して
昇降機構１を昇降動作させたい場合は、リセットボタン
２１を押すとフリップフロップ２０のリセット入力２０
ｂにリセット信号が入力されフリップフロップ２０の出
力は「０」となり、インバータ１９にて反転された
「１」の出力がアンド回路１８に入力されることで、ア
ンド回路１８の出力としてはＶ／ｆ変換器１３で変換さ
れたデジタル信号が目標カウンタ１４へ再び入力され値
負荷昇降装置は以前と同様の動作をすることができるよ
うになる。

【００３０】以上のように本実施例によれば、吊り上げ
たワークを一定の位置で常にとめる動作の繰り返しがあ
り、かつその停止点において位置決め精度の必要な作業
のもとで常に安定して、位置決が極めて簡単に行なうこ
とができる。 その上、作業中作業者が指令レバーを細
心の注意を持って操作する必要も無くなり、また、一旦
停止動作を実施するとその後は指令レバー等を操作して
も昇降機構は動作しないため、作業に集中できるように
もなり吊り上げ時の安全性も向上する。 （他の実施例）本発明における他の実施例について図５
及び図６を用いて説明する。

【００３１】本発明による第１の実施例の構成に加え、
昇降機構１に吊られた負荷４の重量を検出するために、
昇降機構１の吊り具５を支えるように設けられた荷重検
出器８と、吊られた負荷４の重量を記憶する重量記憶部
２２を持ち、重量記憶部２２で記憶された重量を目標と
して検出重量との偏差をとる偏差検出部２３を持ち、そ
の偏差検出力をＶ／ｆ変換器２４にて目標カウンタ１４
に対する動作指令として動作するように負荷平衡装置を
構成する。

【００３２】以上のように構成することで、吊られた負
荷４の重量を荷重検出器８にて検出し、重量記憶部２２
に目標重量として記憶し、次に作業者が吊られた負荷４
に力を加えると、重量記憶部２２の記憶重量と荷重検出
器８にて検出される重量の値に差が生じ、その差は偏差
検出部２３にて求められ作業者が負荷４の加えた力とし
て検出される、その偏差検出部２３の出力をＶ／ｆ変換
器２４にてデジタル交換し、目標カウンタ１４に入力す
ることで吊られた負荷４は作業者が負荷４にわずかの力
を加えるだけで昇降動作を実施する。

【００３３】この場合においても負荷位置検出器６で負
荷４を検出すると目標カウンタ１４に対する指令はアン
ド回路１８で遮断され昇降機構１を停止制御することが
できる。

【００３４】なお構成の説明では省いたが、スイッチン
グユニット２５にて回路を切換えることで、指令レバー
７の操作で動作するレバーモードでの操作時や、前記の
説明のように記憶重量と検出重量の偏差を偏差検出部２
３で求めて動作する平衡モード時での場合においても、
同様に荷重検出器８からの信号で昇降機構を停止させる
ことができ、一定位置停止が可能となる。また、図面に
は示さないが本発明による一定位置停止の動作を上昇時
または下降時のみ働くように構成することでも同様の効
果を得ることができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明を実施する
ことで、吊り上げたワークを一定の位置で常にとめる動
作の繰り返しがあり、かつその停止点において位置決精
度の必要な作業（例えばパレットに置いてあるワークを
取って、旋盤の狭いチャックへ挿入するような作業な
ど）などにこのような制御回路を持った負荷昇降装置を
用いれば、作業者が行う指令レバーの細心の操作から解
放され作業性の向上がはかれると共に、一旦停止動作を
実施するとその後は指令レバー等を操作しても昇降機構
は動作しないため、作業に集中できるようになり吊り上
げたワークの方へ注意を集中できるため安全性も向上す
る。また指令レバーの操作特性を作業者が覚える必要が
なくなり熟練す必要も無くなり作業の素人化がはかれ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す機構構成図，

【図２】本発明の第１実施例を示す制御ブロック図，

【図３】従来の方法を示す機構構成図，

【図４】従来の方法を示す制御ブロック図，

【図５】本発明の第２の実施例を示す機構構成図，

【図６】本発明の第２の実施例を示す制御ブロック図。

【符号の説明】

１……昇降機構 ２……昇降駆動用モ
ータ ３……歯車機構 ４……負荷 ５……吊り具 ６……負荷位置検出
器 ７……指令レバー ８……荷重検出器 ９……速度検出器 １０……位置検出器 １１……駆動装置 １２……位置指令器 １３……Ｖ／ｆ変換器 １４……目標カウン
タ １５……演算部 １６……Ｄ／Ａ変換
器 １７……現在値カウンタ １８……アンド回路 １９……インバータ ２０……フリップフ
ロック ２１……リセットボタン ２２……重量記憶部 ２３……偏差検出部 ２４……Ｖ／ｆ変換
器 ２５……スイッチングユニット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷を昇降する機構と、この負荷の昇降
   機構を駆動するモータと、昇降機構の昇降速度を検出す
   る手段と、昇降機構の位置を検出する手段と、昇降機構
   の位置を指令する手段と、作業者が行う昇降機構の速度
   を指令する手段を持った負荷昇降機構において、前記の
   モータの位置検出信号と速度指令信号を演算し、昇降機
   構の指令信号を演算する手段を有し、さらにこの演算手
   段に外部入力により位置指令をラッチさせる機能を有し
   て成る制御回路を有することを特徴とする負荷昇降装
   置。
2. 【請求項２】 負荷を昇降する機構と、この負荷の昇降
   機構を駆動するモータと、昇降機構の昇降速度を検出す
   る手段と、昇降機構の位置を検出する手段と、昇降機構
   の位置を指令する手段と、前記昇降機構につられた荷の
   重量を検出する手段と、検出された荷の重量を記憶する
   手段と、荷の記憶重量と検出重量の偏差演算する手段
   と、作業者が行う昇降機構の速度を指令する手段を持っ
   た負荷平衡装置において、前記のモータの位置検出信号
   と速度指令信号と重量の変化の演算信号を演算し、昇降
   機構の指令信号を演算する手段を有し、さらにこの演算
   手段に外部入力により、位置指令をラッチさせる機能を
   有して成る制御回路を有することを特徴とする負荷昇降
   装置。
3. 【請求項３】 制御回路で昇降機構の位置を指令する手
   段を、昇降機構の速度を指令する手段とした請求項１及
   び２記載の負荷昇降装置。