JPH11287304A - 運動機構およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】移動部材の移動時と停止時において、その都度
該移動部材に負荷を与えることができる運動機構および
制御方法を提供する。 【解決手段】所定間隔で平行に設けた複数列の案内部材
１へ、駆動手段６により任意に進退する移動部材２を直
交するように係合させ、この移動部材２に、該移動部材
２における両側部の移動量を同期させる同期手段３を接
続させて、この同期手段３には移動部材の走行負荷を減
増させる調整手段４を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動部材の加速時の移
動高速性と、移動部材の減速，停止時の応動性および停
止位置精度とを良好にすることができる運動機構および
その制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図９に示すような、一対のレール
５０，５０に懸架させた移動体５１を進退自在に走行さ
せる運動機構５２においては、移動体５１がレール５０
に対して直交した状態で、常に平行移動することが必須
の要素である。

【０００３】そのための手段として、レール５０，５０
と平行する歯付きのタイミングベルト５３，５３を左右
一対に所定緊張力で張設してあって、このタイミングベ
ルト５３，５３へ、移動体５１の連結軸５４に支承させ
た歯付プーリ５５，５５をそれぞれ内接状に噛合させて
ある。

【０００４】また、タイミングベルト５３と歯付プーリ
５５との噛み合いを良好とさせるために、該歯付プーリ
５５を挟んでその両側から、アイドラプーリ５６，５６
をタイミングベルト５３へ外接状に係合させて、歯付プ
ーリ５５の外周により多くのタイミングベルト５３が噛
合するように配設されている。

【０００５】この機構５２において、タイミングベルト
５３の緊張力は、ベルト張力調整ネジ５７により移動体
５１が稼働する前に、あらかじめ調整してあって、この
ネジ５７は妄動しないように固定されていて、稼働中は
一切調整しない。

【０００６】このタイミングベルト５３の緊張力を強く
すると、アイドラプーリ５６，５６がタイミングベルト
５３を歯付プーリ５５へ強く押し付ける作用を行なうた
め、移動体５１の走行負荷が大きく掛かり、ブレーキが
掛かった状態となって走行スピードは抑えられるが、移
動体５１を停止しようとしたときは、この大きな走行負
荷によりその停止時間はわずかとなる。

【０００７】一方、タイミングベルト５３の緊張力を弱
くすると、アイドラプーリ５６，５６はタイミングベル
ト５３の歯付プーリ５５への押付力は弱くなって、移動
体５１には前記緊張力による走行負荷はあまり掛から
ず、移動体５１の高い走行スピードが得られるが、移動
体５１を停止しようとしたときは、この走行負荷が小さ
くなり、その停止時間は長くなる。

【０００８】このように、移動体５１の作動に対して、
それぞれに相反する問題点を有するものであった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記した問題
点を解決するためになされたもので、所定間隔で平行に
設けた複数列の案内部材へ、駆動手段により任意に進退
する移動部材を直交するように係合させ、この移動部材
に該移動部材における両側部の移動量を同期させる同期
手段を接続させて、該同期手段には移動部材の走行負荷
を減増させる調整手段を設けることにより、移動部材の
加速時と減速時において、その都度、該移動部材に負荷
を与えることができる運動機構および制御方法を提供す
ることを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ための本発明の手段は、機体へ所定間隔で平行に設けた
複数列の案内部材と、これら案内部材へ直交するように
係合させ、該案内部材に沿って駆動手段により任意に進
退する移動部材と、この移動部材に接続させて該移動部
材における両側部の移動量を同期させる同期手段と、該
同期手段に設けて前記移動部材の走行負荷を減増させる
調整手段と、を備えさせた運動機構の構成にある。

【００１１】また、同期手段は、移動部材の進退動限付
近において、その一端部を機体に固着し、他端部を機体
に設けた調整手段に取り付けた伝動部材と、前記移動部
材に設けて前記伝動部材に係合する回転体と、前記移動
部材の移動方向において前記回転体の前後にそれぞれ一
対設けた緊張体とを備えさせる。

【００１２】更に、同期手段は、移動部材の進退動限付
近において、その一端部を機体に固着し、他端部を機体
に設けた調整手段に取り付けた歯付である伝動部材と、
前記移動部材に設けて前記伝動部材に噛合する歯付輪で
ある回転体と、前記移動部材の移動方向において前記回
転体の前後にそれぞれ一対設けて、回転体への伝動部材
の噛合を確実にさせる緊張体とを備えさせる。

【００１３】更にまた、調整手段は、ピエゾアクチュエ
ータや流体シリンダ，サーボモータのうちの一つであっ
て、該調整手段は、制御手段によって電子制御される。

【００１４】そして、機体へ所定間隔で平行に設けた複
数列の案内部材と、これら案内部材へ直交するように係
合させ、該案内部材に沿って駆動手段により任意に進退
する移動部材と、この移動部材に接続させて該移動部材
における両側部の移動量を同期させる同期手段と、該同
期手段に設けて前記移動部材の走行負荷を減増させる調
整手段とを備えさせた運動機構にあって、前記移動部材
の進退移動に対して、前記調整手段により、該移動部材
が加速時はこの移動部材の走行負荷を軽減させ、前記移
動部材が減速時はこの移動部材の走行負荷を増大させる
運動機構の制御方法にある。

【００１５】また、機体へ所定間隔で平行に設けた複数
列の案内部材と、これら案内部材へ直交するように係合
させ、該案内部材に沿って駆動手段により任意に進退す
る移動部材と、この移動部材に接続させて該移動部材に
おける両側部の移動量を同期させる同期手段と、該同期
手段に設けて前記移動部材の走行負荷を減増させる調整
手段とを備えさせた運動機構にあって、前記移動部材の
進退移動に対して、前記移動している移動部材が減速ま
たは停止するように操作されたとき、前記調整手段によ
り、前記移動部材の走行負荷を増大させる運動機構の制
御方法にある。

【００１６】更に、機体へ所定間隔で平行に設けた複数
列の案内部材と、これら案内部材へ直交するように係合
させ、該案内部材に沿って駆動手段により任意に進退す
る移動部材と、この移動部材に接続させて該移動部材に
おける両側部の移動量を同期させる同期手段と、該同期
手段に設けて前記移動部材の走行負荷を減増させる調整
手段とを有し、前記同期手段は、移動部材の進退動限付
近において、その一端部を機体に固着し、他端部を機体
に設けた調整手段に取り付けた歯付である伝動部材と、
前記移動部材に設けて前記伝動部材に噛合する歯付輪で
ある回転体と、前記移動部材の移動方向において前記回
転体の前後にそれぞれ一対設けて、回転体への伝動部材
の噛合を確実にさせる緊張体とを備えさせた運動機構に
あって、前記移動部材の進退移動に対して、前記調整手
段により、該移動部材の加速に応じて前記伝動部材の張
力を減少させ、前記移動部材の減速に応じて前記伝動部
材の張力を増大させる運動機構の制御方法にある。

【００１７】

【実施例】次に、本発明に関する運動機構およびその制
御方法の実施の一例を図面に基づいて説明する。

【００１８】図１においてＡは運動機構で、物品の搬送
等の各種産業機械に採用されるもので、案内部材１と、
移動部材２と、同期手段３と、調整手段４と、駆動手段
６とにより基本的に構成される。

【００１９】そして、前記した案内部材１は、機体５へ
所定間隔で平行に複数列を設けて、後記する移動部材２
の所定の進退ストロークが得られるようにしてあるもの
で、慣用なレール状のものが用いられるものであって、
図２（ａ）に示す一対のレールからなる使用例が一般的
であるが、図２（ｂ），（ｃ）に示すように、複数条に
設けて高い走行精度，安定性等を得る構成にする場合も
ある。

【００２０】前記した移動部材２は、案内部材１へ直交
するように係合させ、該案内部材１に沿って駆動手段６
により任意に進退するもので、その摺動体７を案内部材
１へ係合させ、該摺動体７を伝達部材８により連結して
一体的に走行し得るように形成してある。

【００２１】なお、駆動手段６は、移動部材２の一側部
において、案内部材１と平行させて機体５に横架させた
螺軸１０へ、移動部材２に設けためねじ体９を螺合さ
せ、この螺軸１０の一端部にサーボモータ等の数値制御
可能な駆動部材１１を接続してあるもので、この駆動部
材１１の正逆回転により移動部材２が進退する。

【００２２】前記した同期手段３は、移動部材２に接続
させてあって、該移動部材２における両側部の走行移動
量を同期させて、常に平行移動させるもので、それぞれ
の案内部材１と平行させ、かつ、その近傍において配設
させ、伝動部材１２と、回転体１３と、緊張体１４とに
よりそれぞれなる。

【００２３】このうち、伝動部材１２は、移動部材２の
進退動限付近において、その一端部１２ａを機体５に固
着し、他端部１２ｂを機体５に設けた調整手段４に取り
付けてあり、歯付状のタイミングベルトを用いる。

【００２４】前記した回転体１３は、移動部材２に設け
た取付部材１９により回転自在に支承されていて、伝動
部材１２に係合するもので、歯付状のタイミングプーリ
ーを用いる。

【００２５】そして、この一対の回転体１３は、連結軸
１５により連結されていて一体的に回転されるように構
成されている。

【００２６】前記した緊張体１４は、移動部材２の移動
方向において回転体１３の前後にそれぞれ一対設けてあ
って、伝動部材１２と回転体１３との噛み合いを良好か
つ確実にさせるもので、該回転体１３を挟んでその両側
から、伝動部材１２へ外接状に係合させて、回転体１３
の外周により多くの伝動部材１２が噛合するように配設
されているものであり、これにより、伝動部材１２は緊
張体１４，回転体１３，緊張体１４と蛇行状に巻設され
る。

【００２７】前記した調整手段４は、同期手段３に設け
て移動部材２の走行負荷を減増させるもので、同期手段
３における伝動部材１２の他端部１２ｂにおいて、ピエ
ゾ素子を利用したアクチュエータや流体シリンダ，サー
ボモータ等の調整部材１６を用いて、その操作部材１７
を固着してある。

【００２８】これらの調整部材１６によれば、制御手段
２０による電子制御が可能となり、伝動部材１２の緊張
あるいは緊張解除の動作の応動性や俊敏性が良好となる
と共に、その作動も高い精度が得られる。

【００２９】この調整手段４にあって、該操作部材１７
の進退により、伝動部材１２の緊張の実行および解除が
なされる。

【００３０】更に、この調整手段４は、少なくとも移動
部材２の両側部にそれぞれ設けることが好ましいもので
あるが、それぞれの配設状態は、図４に示すように、各
種の例が挙げられるものであって、通常は、図４
（ａ），（ｂ）に示される例が一般的である。

【００３１】なお、調整手段４および駆動手段６には、
コンピュータ等からなる制御手段２０が接続されている
もので、該制御手段２０にあらかじめ定められた値が入
力され、かつ記憶されている。

【００３２】したがって、前記のように構成される本発
明実施例の運動機構Ａは、以下に述べる作用を奏する。

【００３３】互いに平行な案内部材１，１に係合した移
動部材２の一側部に片寄せて設けられた駆動手段６によ
って移動するもので、これに伴って、同期手段３におけ
る回転体１３，１３および緊張体１４，１４が、伝動部
材１２に沿って噛合および係合しつつ同様に移動する。

【００３４】これにより、移動部材２は該移動部材２の
移動幅方向において、同一の移動量により案内部材１，
１に沿って進退可能に走行する。

【００３５】この走行時にあって、その発進位置から到
達位置までの移動部材２の移動速度は、できるだけ速け
れば速いほど、その運動機構Ａの処理効率は向上するも
のであるから、該移動部材２はより高速に移動すること
が求められる。

【００３６】また、移動部材２の停止時は、制御手段２
０からの駆動手段６に対する信号によって直ちに停止す
ることで、前記同様に、その運動機構Ａの処理効率を向
上させる。

【００３７】したがって、図５の動作シーケンス図に示
すように、駆動手段６の作動による移動部材２の移動あ
るいは加速時は、制御手段２０からの指令に基づいて調
整手段４の操作により、その操作部材１７があらかじめ
定められた値で作動して、伝動部材１２の張力を弱め、
同期手段３における伝動部材１２と回転体１３，１３お
よび緊張体１４，１４とによる走行負荷を軽減させて、
移動部材２の円滑な走行を計ることができる。

【００３８】なお、この場合、あらかじめ、伝動部材１
２の張力を弱めた後、移動部材２を駆動することが好ま
しい。

【００３９】また、走行している移動部材２の減速ある
いは停止時は、制御手段２０からの指令に基づいて駆動
手段６が調整され、調整手段４の操作により、その操作
部材１７があらかじめ定められた値で作動して、伝動部
材１２の張力を強め、同期手段３における伝動部材１２
と回転体１３，１３および緊張体１４，１４とによる走
行負荷を増大させて、移動部材２の迅速な走行停止を計
ることができる。

【００４０】更に、調整手段４を制御手段２０と接続さ
せることにより、該制御手段２０における設定に基づい
て、同期手段３への走行負荷の自動調整が行なえ、その
操作も円滑に行なえる。

【００４１】次に、本発明実施例の運動機構Ａを、電子
部品装着装置Ｆに採用した一実施例を図６および図７に
基づいて説明する。

【００４２】この電子部品装着装置Ｆは、チップ部品や
ＩＣ部品等の電子部品ｂを、機体５の適所に設けた供給
部ｍより受け取って実装部ｎへ移送し、プリント基板ｃ
上の所定位置へ装着するものであり、プリント基板ｃに
は、多数品種で複数個の電子部品ｂが吸着ノズル３０に
よって装着される。

【００４３】また、この電子部品装着装置Ｆの概略の構
成は、駆動手段６により駆動されてＹ軸方向（前後方
向）へ移動する移動部材２と、該移動部材２に設けて移
動手段３１により駆動されてＸ軸方向（左右方向）へ移
動する可動体３２と、この可動体３２へ一個または複数
個を取り付けた装着ヘッド３３とにより基本的に構成さ
れる。

【００４４】そして、この装着ヘッド３３には、電子部
品ｂの上面を吸着保持する吸着ノズル３０を昇降手段
（図示せず）により昇降自在に係合させ、かつ、回転手
段（図示せず）によりＺ軸（縦軸）方向を中心として回
転自在としてあるもので、前記した駆動手段６や移動手
段３１，昇降手段（図示せず）および回転手段（図示せ
ず）は、制御手段２０と接続した数値制御可能なサーボ
モータ等により高精度で位置決め等がなされるように作
動される。

【００４５】なお、この電子部品装着装置Ｆに採用した
運動機構Ａは、前述した運動機構Ａと同様の構成による
もので、その詳細な説明は省略し、同一部材には同一符
号を付して示す。

【００４６】この例によれば、供給部ｍにおいて装着ヘ
ッド３３が、先端の吸着ノズル３０により電子部品ｂを
吸着保持すると、図８において動作シーケンス図に示す
ように、制御手段２０からの移動開始指令が駆動手段６
へ与えられると同時に、調整手段４の操作により、その
操作部材１７があらかじめ定められた値で作動して、伝
動部材１２の張力を弱め、同期手段３における伝動部材
１２と回転体１３，１３および緊張体１４，１４とによ
る走行負荷が軽減されるので、装着ヘッド３３を取り付
けた移動部材２は、その移動あるいは加速時は、移動部
材２の円滑な走行を計ることができ、その装着ヘッド３
３は装着点へ高速で移動する。

【００４７】また、装着ヘッド３３が装着点へ近づく、
制御手段２０からの指令に基づいて駆動手段６が調整さ
れると同時に、調整手段４の操作により、その操作部材
１７があらかじめ定められた値で作動して、伝動部材１
２の張力を強め、同期手段３における伝動部材１２と回
転体１３，１３および緊張体１４，１４とによる走行負
荷を増大させて、移動部材２、すなわち、装着ヘッド３
３が迅速に走行を停止する。

【００４８】

【発明の効果】前述したように本発明の運動機構は、同
期手段を調整手段により、移送部材が移動，加速すると
きは、この移動部材の走行負荷を軽減させ、前記移動部
材が減速、停止するときは、この移動部材の走行負荷を
増大させることにより、移動部材に対して、その都度最
適な走行負荷を与えることができて、駆動力の低減を計
ることができ、しかも、移動部材の停止時間を短縮させ
ることができる格別な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関する運動機構を示す概略的な斜視図
である。

【図２】図１における運動機構の移動部材と案内部材と
の関係を示す説明図である。

【図３】図１における運動機構の要部の側面図である。

【図４】図１における運動機構の伝動部材と調整手段と
の関係を示す説明図である。

【図５】図１における運動機構の動作シーケンス図であ
る。

【図６】本発明に関する運動機構を採用した電子部品装
着装置を示す概略的な平面図である。

【図７】図６における装置の概略を示す側面図である。

【図８】図６における電子部品装着装置の運動機構の動
作シーケンス図である。

【図９】従来の運動機構を示す斜視図である。

【符号の説明】

Ａ 運動機構 １ 案内部材 ２ 移動部材 ３ 同期手段 ４ 調整手段 ５ 機体 ６ 駆動手段 １２ 伝動部材 １２ａ 一端部 １２ｂ 他端部 １３ 回転体 １４ 緊張体 ２０ 制御手段

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機体へ所定間隔で平行に設けた複数列の
   案内部材と、これら案内部材へ直交するように係合さ
   せ、該案内部材に沿って駆動手段により任意に進退する
   移動部材と、この移動部材に接続させて該移動部材にお
   ける両側部の移動量を同期させる同期手段と、該同期手
   段に設けて前記移動部材の走行負荷を減増させる調整手
   段とを備えさせたことを特徴とする運動機構。
2. 【請求項２】 同期手段は、移動部材の進退動限付近に
   おいて、その一端部を機体に固着し、他端部を機体に設
   けた調整手段に取り付けた伝動部材と、前記移動部材に
   設けて前記伝動部材に係合する回転体と、前記移動部材
   の移動方向において前記回転体の前後にそれぞれ一対設
   けた緊張体とを備えさせたことを特徴とする請求項１記
   載の運動機構。
3. 【請求項３】 同期手段は、移動部材の進退動限付近に
   おいて、その一端部を機体に固着し、他端部を機体に設
   けた調整手段に取り付けた歯付である伝動部材と、前記
   移動部材に設けて前記伝動部材に噛合する歯付輪である
   回転体と、前記移動部材の移動方向において前記回転体
   の前後にそれぞれ一対設けて、回転体への伝動部材の噛
   合を確実にさせる緊張体とを備えさせたことを特徴とす
   る請求項１記載の運動機構。
4. 【請求項４】 調整手段は、ピエゾアクチュエータや流
   体シリンダ，サーボモータのうちの一つであって、該調
   整手段は、制御手段によって電子制御されることを特徴
   とする請求項１記載の運動機構。
5. 【請求項５】 機体へ所定間隔で平行に設けた複数列の
   案内部材と、これら案内部材へ直交するように係合さ
   せ、該案内部材に沿って駆動手段により任意に進退する
   移動部材と、この移動部材に接続させて該移動部材にお
   ける両側部の移動量を同期させる同期手段と、該同期手
   段に設けて前記移動部材の走行負荷を減増させる調整手
   段とを備えさせた運動機構にあって、 前記移動部材の進退移動に対して、前記調整手段によ
   り、該移動部材が加速時はこの移動部材の走行負荷を軽
   減させ、前記移動部材が減速時はこの移動部材の走行負
   荷を増大させることを特徴とする運動機構の制御方法。
6. 【請求項６】 機体へ所定間隔で平行に設けた複数列の
   案内部材と、これら案内部材へ直交するように係合さ
   せ、該案内部材に沿って駆動手段により任意に進退する
   移動部材と、この移動部材に接続させて該移動部材にお
   ける両側部の移動量を同期させる同期手段と、該同期手
   段に設けて前記移動部材の走行負荷を減増させる調整手
   段とを備えさせた運動機構にあって、 前記移動部材の進退移動に対して、前記移動している移
   動部材が減速または停止するように操作されたとき、前
   記調整手段により、前記移動部材の走行負荷を増大させ
   ることを特徴とする運動機構の制御方法。
7. 【請求項７】 機体へ所定間隔で平行に設けた複数列の
   案内部材と、これら案内部材へ直交するように係合さ
   せ、該案内部材に沿って駆動手段により任意に進退する
   移動部材と、この移動部材に接続させて該移動部材にお
   ける両側部の移動量を同期させる同期手段と、該同期手
   段に設けて前記移動部材の走行負荷を減増させる調整手
   段とを有し、前記同期手段は、移動部材の進退動限付近
   において、その一端部を機体に固着し、他端部を機体に
   設けた調整手段に取り付けた歯付である伝動部材と、前
   記移動部材に設けて前記伝動部材に噛合する歯付輪であ
   る回転体と、前記移動部材の移動方向において前記回転
   体の前後にそれぞれ一対設けて、回転体への伝動部材の
   噛合を確実にさせる緊張体とを備えさせた運動機構にあ
   って、 前記移動部材の進退移動に対して、前記調整手段によ
   り、該移動部材の加速に応じて前記伝動部材の張力を減
   少させ、前記移動部材の減速に応じて前記伝動部材の張
   力を増大させることを特徴とする運動機構の制御方法。