JPH069794B2

JPH069794B2 - 空圧作動ロボットの制御方法

Info

Publication number: JPH069794B2
Application number: JP58158794A
Authority: JP
Inventors: 洋二白井; 義孝渡辺
Original assignee: Daifuku Co Ltd
Current assignee: Daifuku Co Ltd
Priority date: 1983-08-29
Filing date: 1983-08-29
Publication date: 1994-02-09
Anticipated expiration: 2009-02-09
Also published as: JPS6048277A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、空圧作動アクチュエータによって駆動される
方向別作動要素を備えたロボットの制御方法に関するも
のである。

（従来の技術及びその問題点）空圧作動アクチュエータを使用する駆動形式は、高精度
の制御が非常に困難であるから、高級なロボットには余
り用いられていないのが現状である。

即ち、空圧作動アクチュエータに於いて停止位置精度を
向上させるためには、より安定した低速度を実現させる
必要がある。換言すれば、位置決めを行う最終段階で
は、より安定した低速度が精度の決め手となるのであ
る。

然るに、この安定した低速度、つまりクリープ速度を実
現する上で障害となるのは、エアーのクッション性であ
り、動摩擦（抵抗）の変動に起因するステックスリップ
現象による飛び出しである。即ち、低速度で作動させる
ためにエアー圧を下げると、エアーのクッション性が強
くなり、摩擦抵抗の方が大きくなって停止し、エアー圧
が摩擦抵抗より大きくなったときに反動的に飛び出し、
これを繰り返すことになるので、ロボットが定速度で安
定的に作動しなくなる。

（課題を解決するための手段）本発明は上記のような従来の問題点を解決するために、
空圧作動アクチュエータによって駆動される方向別作動
要素を備えたロボットに於いて、前記空圧作動アクチュ
エータの両側ポートに互いに異なる周期のパルスエアー
を供給し、その差圧で前記アクチュエータを所定の方向
に作動させることを特徴とする空圧作動ロボットの制御
方法を提案するものである。

（実施例）以下に本発明の一実施例を添付の例示図に基づいて説明
する。

第１図及び第２図に於いて、１は基台、２は当該基台１
上に垂直軸心３の周りで回転可能に軸支された回転台、
４は当該回転台２と中間部材５とを連結する第一アー
ム、６は中間部材５と先端部材７とを連結する第二アー
ムである。前記第一アーム４は前後一対の平行揺動リン
ク８ａ，８ｂから成り、中間部材５を姿勢一定に保持し
た状態で回転台２に対して前後方向に移動させるもので
あり、前記第二アーム６は上下一対の平行揺動リンク９
ａ，９ｂから成り、先端部材７を姿勢一定に保持した状
態で中間部材５に対して上下方向に移動させるものであ
る。ロボットハンドは図示省略しているが、前記先端部
材７に適当なアクチュエータを介して取付けられる。１
０は基台１に対して回転台２を所定範囲内で回転させる
空圧作動アクチュエータであって、基台１に取付けられ
ている。１１は回転台２に取付けられた第一アーム駆動
用空圧作動アクチュエータであって、リンク８ａを回転
台２側の駆動軸１２を介して所定範囲内で揺動させる。
１３は中間部材５に取付けられた第二アーム駆動用空圧
作動アクチュエータであって、リンク９ｂを中間部材５
側の駆動軸１４を介して所定範囲内で揺動させる。又、
１５は第二アーム６に対して作用するバランサー用空圧
作動アクチュエータであって、前記第二アーム駆動用空
圧作動アクチュエータ１３のある側とは反対側で中間部
材５に取付けられており、第二アーム６のリンク９ｂを
前記駆動軸１４を介して上方へ付勢する。１６は回転台
２の回動に連動するパルスエンコーダーである。１７は
第一アーム４の揺動に連動するパルスエンコーダーであ
って、前記リンク駆動軸１２に連動連結されている。１
８は第二アーム６の揺動に連動するパルスエンコーダー
であって、前記リンク駆動軸１４に連動連結されてい
る。

上記の空圧作動ロボットによれば、各アクチュエータ１
０，１１，１３を空圧作動させ、基台１に対する回転台
２の回動、回転台２に対する第一アーム４の前後方向揺
動、及び中間部材５に対する第二アーム６の上下方向揺
動の組合せから成る所定の運動を先端部材７に行わせる
ことによって、当該先端部材７に取付けられるロボット
ハンドを予め設定されている運動軌跡通りに移動させ、
所期通りの作業を行わせることが出来るのであるが、本
発明の特徴は、前記各空圧作動アクチュエータ１０，１
１，１３の両側ポートに互いに異なる周期のパルスエア
ーを供給し、その差圧で当該アクチュエータを所定の方
向に作動させる点にある。以下にその実施例を説明す
る。

第３図は、第二アーム駆動用空圧作動アクチュエータ１
３の空圧制御系を示し、同図に於いて、１９，２０は電
磁切り換え弁、２１は圧力調整弁、２２は逆止弁、２
３，２４は可変絞り弁、２５，２６は消音器、３０，３
１は開閉連続繰り返し回転弁、３２，３３は前記回転弁
３０，３１を駆動するモーターである。前記各回転弁３
０，３１には、前記モーター３２，３３により回転弁３
０，３１が回転駆動されると、励磁作動して閉路状態に
切り換わる常開電磁開閉弁３４，３５が並列に接続され
ている。

この空圧制御系に於いて、前記アクチュエータ１３を正
転駆動させるときは、正転駆動側の電磁切り換え弁１９
を圧力エアー供給側に切り換えると共に、回転弁３０を
モーター３２に回転駆動させ、以て電磁開閉弁３４を閉
路状態に切り換える。この結果、圧力調整弁２１によっ
て一定圧力に調整された圧力エアーは、前記回転弁３０
によって第４図の２９ａで示すパルスエアーとなってア
クチュエータ１３の正転駆動側ポートに供給され、アク
チュエータ１３が正転方向に回転駆動される。このと
き、アクチュエータ１３が実質的には滑らかに連続回転
するように、前記パルスエアー２９ａの周期は極短時間
（例えば数μｓ〜10数μｍ程度）に設定される。

上記のようにアクチュエータ１３が回転駆動されること
により、第二アーム６が中間部材５に対して上動する。
そして第二アーム６が設定位置の一定距離手前に到達す
ると、回転弁３０の回転速度よりも若干低速度で回転弁
３１をモーター３３により回転駆動させ、電磁開閉弁３
５を閉路状態に切り換えると共に、電磁切り換え弁２０
も圧力エアー供給側に切り換える。この結果、第４図に
示すように、アクチュエータ１３の正転駆動側ポートに
供給されているパルスエアー２９ａよりも若干周期の長
い（例えば８μｓに対し９μｓ程度）パルスエアー２９
ｂが電磁切り換え弁２０を介してアクチュエータ１３の
逆転駆動側ポートに供給される。

従って、アクチュエータ１３は、両側ポートに供給され
るパルスエアー２９ａ，２９ｂの差圧によって正転方向
に微速で回動し、第二アーム６が微速に切り換わった状
態で引続き設定位置に向かって駆動される。第二アーム
６が設定位置に到達すれば、回転弁３０，３１を停止さ
せて電磁開閉弁３４，３５を開路状態に戻すことによ
り、両電磁開閉弁３４，３５及び両電磁切り換え弁１
９，２０を介してアクチュエータ１３の両側ポートに同
一圧力の圧力エアーが連続的に供給され、当該アクチュ
エータ１３が停止し、第二アーム６が設定位置で正確に
停止することになる。設定位置で第二アーム６が停止す
れば、この第二アーム６を中間部材５に対してロックす
るブレーキ手段（図示省略）を作動せしめ、第二アーム
６を設定位置に固定する。

第二アーム６を下動させるときは、電磁切り換え弁１
９，２０及び回転弁３０，３１を前記の第二アーム上動
時とは逆の手順で制御し、アクチュエータ１３を逆転方
向に作動させるのであるが、この場合には、回転弁３１
は全行程に於いて定常速度で回転駆動され、回転弁３１
が行程終盤に於いて減速駆動される。

第二アーム駆動用空圧作動アクチュエータ１３の制御方
法を説明したが、他のアクチュエータ１０，１１も同様
の制御方法を以て制御することが出来る。又、上記実施
例では、電磁開閉弁３４，３５を併用して、第二アーム
６が設定位置に到達したときにアクチュエータ１３の両
側ポートに同一圧力を圧力エアーを連続的に供給し得る
ようにしたが、パルスエアー２９ａ，２９ｂの差圧で微
速駆動されている第二アーム６が設定位置に到達すると
同時にブレーキ手段を作動させて第二アーム６を強制的
にロックしてしまうことにより、電磁開閉弁３４，３５
を省くことも出来る。

又、上記実施例では、アクチュエータの両側ポートに互
いに周期の異なるパルスエアーを供給し、その差圧でア
クチュエータを所定方向に微速駆動させる本発明方法を
行程の終盤に於いてのみ実施したが、状況によっては、
全行程に於いて当該本発明の制御方法を適用することも
出来る。

（発明の作用及び効果）以上のように本発明の制御方法によれば、パルスエアー
を使用してアクチュエータのピストンに常に振動を与え
ることにより、運動時の摩擦抵抗を著しく小さくし得る
ことと、アクチュエータの両側ポートに互いに周期の異
なるパルスエアーを与えてその差圧により当該アクチュ
エータを所定方向に駆動させることにより、配管内圧力
を高くして圧力エアークッション性を著しく弱めること
が出来ることとによって、空圧駆動であるにも拘わらず
微速駆動も安定的に行わせることが出来る。従って、少
なくとも行程の終盤に於いて本発方法を適用することに
より、アクチュエータを安定的に微速駆動して、高精度
の位置決めを行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はロボット全体を示す側面図、第２図は同背面
図、第３図は本発明実施例の空圧制御系を説明する図、
第４図はパルスエアーの説明図である。１…基台、２…回転台、４…第一アーム、５…中間部
材、６…第二アーム、７…先端部材、８ａ〜９ｂ…リン
ク、１０…回転台駆動用空圧作動アクチュエータ、１１
…第一アーム駆動用空圧作動アクチュエータ、１３…第
二アーム駆動用空圧作動アクチュエータ、１９，２０…
電磁切り換え弁、２１…圧力調整弁、３０，３１…開閉
連続繰り返し回転弁、３２，３３…回転弁駆動用モータ
ー、３４，３５…常開電磁開閉弁。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空圧作動アクチュエータによって駆動され
る方向別作動要素を備えたロボットに於いて、前記空圧
作動アクチュエータの両側ポートに互いに異なる周期の
パルスエアーを供給し、その差圧で前記アクチュエータ
を所定の方向に作動させることを特徴とする空圧作動ロ
ボットの制御方法。