JPS5834210A

JPS5834210A - 油圧アクチュエ−タの駆動制御装置

Info

Publication number: JPS5834210A
Application number: JP13286581A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Okumura; 寛奥村; Masahiro Machida; 昌弘町田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-08-25
Filing date: 1981-08-25
Publication date: 1983-02-28

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】本発明は作業用ロボット等に使用される油圧アクチュエ
ータの駆動装置に関する。

近時、製造現場に作業用ロボットの導入が盛んに行われ
ているのは周知の通りである。

これらの作業用ロボットは、アームを伸ばしてワークを
つかみ、持ち上げ、移動し、下ろす轡の複雑な作業を行
っており、それらの作業は主として油圧アクチュエータ
によりなされている。今、その代表的な一例を第１図お
よび第２図について説明する。

第１図において、１は左端部に図示しない作業部材を備
えアクチュエータ本体２の両端部に支持されて摺動およ
び回転が自在な作動軸、３および４はそれぞれアクチュ
エータのシリンダ５に収装される回転用ピストンおよび
前進用ピストンである。

この直進用ピストン４は、作動軸ｌに固定され第１図に
示すように作動軸１が最も左方へ前進した位置で左端が
シリンダ５に図示しない方法で係止されている。また、
回転用ピストン３は、シリンダ５に対し回転方向に図示
されない方法で係止されるとともに、軸方向には摺動自
在である一方、作動軸１にインボリュートスプライン６
により係合している。

これらピストン３および４により、シリンダ５には第１
〜３の油室７，８．９が画成され、それぞれ第１〜３の
ボー）１０，１１，１２により外部に連通されている。

第２図において、１３，１４．１５は第１〜３のエアハ
イドロコンバータ、１６，１７．１８は第１〜３の三方
電磁弁であって、空気源１９がら空気圧調整ユニット２
０を通った圧縮空気は、第〜３のエアハイドロコンバー
タ１３〜１５の空気室に導かれ、油室の作動油をスピー
ドコントローラ２１〜２１を介してそれぞれ第１〜３の
ボート１０〜１２に圧送するようになっている。なお、
２２．２２はそれぞれの作動油の油量調整用パルプであ
る。

これら三方電磁弁１６〜１８は、それぞれ電気制御部２
３に接続され、その電気制御部２３は、組み込まれたシ
ーケンスと、油圧アクチュエータの作動軸１の右端に取
付けられたカム２４の変位を検出するリミットスイッチ
２５とＫより、第１〜３の電磁弁１６〜１８を切換え、
圧縮空気を第１〜３のエアハイドロマスタ１３〜ｘｓＫ
導＜ようになっている。

以上のように構成され、例えば第１および第２のボート
１０および１１に圧油を導くと、第１および第２の油室
７および８は等圧となり、従って回転用ピストン３は作
動軸１と相対変位することなく、直進用ピストン４が押
圧されて後退し、その結果、作動軸１は回転用ピストン
３と一体に後退する。また、その位置から作動軸１を前
進させるには、第２および第３のボート１１および１２
に圧油を導けばよい。

一方、第１および第３のボー）１０および１２に圧油を
導くと、直進用ピストン４は第３の油室９の油圧に押圧
されてシリンダ５に係止されるので、作動軸１は軸方向
に変位しないが、回転用ピストン３は第１の油室７の油
室に押圧されて後退する。その結果、直進用ピストン４
に係止されている作動軸１は、後退する回転用ピストン
３によりインボリュートスプライン６を介して矢印方向
に回転させられる。

また、作動軸１を上記と逆方向に回転させるには、第２
および第３のボート１１および１２に圧油を導けばよい
。

ところで、この油圧アクチュエータは上述のように、作
動軸１の前後進と回転はそれぞれ単独に行われ、同時に
は行うことはできない。したがって作業時間を短縮する
には、作動油の供給速度を増すことによらざるを得ない
が、それにも限度があって、満足し得るものではない。

本発明は上記した問題を解決するためのもので、油圧ア
クチュエータを同時に少くとも二方向に駆動し得るよう
にして、作業用ロボットに使用して作業時間を短縮可能
にする油圧アクチュエータの駆動制御装置を提供するこ
とを目的とする。

以下本発明の実ｉ例を図面を参照して説明する。

第３図において、３０は油圧アクチュエータ、３１はシ
リンダ本体、３２は作動軸、３３および３４は作動軸３
２に固定されたピストン３５により画成される第１およ
び第２の油室であって、それぞれ第１および第２のボー
ト３６および３７により外部に連通される。

上記作動軸３２の一端には、ピニオン３８が取付けられ
、そのピらオン３８と係合するラック３９は、ラックア
クチュエータ４０のラック作動軸４１に結合されている
。

４２はラックシリンダ４３に収装されラック作動軸４１
に固定されたラツークピストン、４４および４５はラッ
クピストン４２に上り画成され、第１および第２のボー
ト４６および４７により外部に連通される第１および第
２の油室であって、チャック作動軸４１は前後進して油
圧アクチュエータ３０の作動軸３２を正逆回転し得るよ
うになっている。

一方、作動軸３２の他端には、作業アーム４８が固設さ
れ、その先端にはチャック４９が備えられている。５０
は作業アーム４８に形成されたチャックアクチュエータ
、５１はそのチャックシリンダ５２に収装される　チャ
ックピストン、５３および５４はチャックピストン５１
により画成され、第１および第２のボート５５および５
６を介し外部に連通される第１および第２の油室、５７
はチャック作動軸であって、その一端はチャックピスト
ン５１に固定され、他端はチャック４９に連結されてお
り、チャックピストン５１の前後進によりチャック４９
を開閉し得るようＫなっている。

これらの油圧アクチュエータ３０，４０．５０第４図も
参照して説明する。６ｏは装置本体、６１゜６２．６３
′ｉま駆動軸６４に固設された第１〜３の溝カム、６５
，６４．６７はそれぞれ前記溝カム６１〜６３に係合し
、一端が装置本体６ｏに軸支されて揺動可能な第１〜３
のレバー、６８，６９゜７０は第１〜３のマスクシリン
ダであって、そのマスタ作動軸７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ
の一端はそ、れぞれ第１〜３のレバー６５，６６．６７
に形成された長溝６５Ａ、６６Ａ、６７Ａに係合し、溝
カム６１〜６３の回転に係合して揺動する第１〜３のＬ
／バー５５〜６７により軸方向に前後進されるようにな
っている。

これらのマスクシリンダ６８〜７ｏには、それぞれシリ
ンダ７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃに収装されマスタ作動軸７
１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃに固定されたマスクピストン７３
Ａ、７３Ｂ、７３Ｃにより第１および第２の油室７４Ａ
、７４Ｂ、７４Ｃおよび７５Ａ、７５Ｂ、７５Ｃが画成
されている。

それらの油室は、それぞれラックアクチュエータ４０、
油圧アクチュエータ３０．チャックアクチュエータ５０
の第１および第２のボート４６，４７；３６．３７；５
５，５６に連通されており、マスクピストン７３Ａ〜７
３Ｃの変位により対応するボートに作動油を吐出、吸込
み、ラック３９を介して作動軸３２を正逆転し、またピ
ストン３５を介して作動軸３２を前後進し、さらにチャ
ックピストン５１を介してチャック４９を開閉し得るよ
うになっている。

前記第１〜３の溝カム６１〜６３のプロフィルは、例え
ば第３図に示す原位置から、作動軸３２を矢印Ｆ方向に
前進させつつ作業アーム４８を矢印Ｒ方向に正回転し、
一旦停止してチャック４９を閉じて所定位置の図示され
ないワークをつ力・み、その後、作動軸３２を矢印Ｒ方
向に後退させ、チャック４９を開いてワークを所定位置
に置き、次に作業アーム４８を若干矢印り方向に逆転し
てチャック４９をワークより離脱させた後、作業軸３２
を矢印Ｒ方向に後退させつつ、作業アームを矢印り方向
に逆回転して原位置に復帰させると〜・う１サイクルを
連続して行い得るように形成されている。

この装置には、マスクシリンダ６８〜７０のストローク
と初期位置を調整し得る手段が備えられている。その手
段は、マスクシリンダ６８〜７０の一方の端部を装置本
体６０に揺動自在に支持するブラケット７６と、他方の
端部を受はスれるレバー６５，６６．６７の長溝６５Ａ
、６６Ａ。

６７Ａとよりなっている。

そのブラケット７６は、装置本体６０に形成された長孔
７７にボルト７８により取付けられるとともに、土壁か
ら挿通されたボルト７９により上下方向の位置を調整し
得るようになっている。

さらに、この装置には、洩れた作動油を補給して、各ア
クチュエータ４０．３０および５０の初期位置を調整し
得る作動油補給器８０が備えられている。

この作動油補給器８０を第５図について説明する。図に
おいて、８１は補給器本体、８２は加圧通路、８３Ａ、
８３Ｂ、８３Ｃおよび８４Ａ。

８４Ｂ、８４Ｃは、それぞれ加圧通路８２をはさんでそ
れに直交する方向に対をなして設けられ、第１〜３のマ
スクシリンダ６８〜７（ｌ各アクチュエータ４０，３０
．５０とを連通ずる管路８５Ａ、８５Ｂ、８５Ｃおよび
Ｂ６Ａ、８６Ｂ。

８６Ｃの途中を接続する通路であって、加圧通路８２に
連通通路８７Ａ、８７Ｂ、８７Ｃおよび８８Ａ、８８Ｂ
、８８Ｃを介し連通されており、ボール弁８９のボルト
９０に押圧されるボール９１により通常は閉じられてい
る。

なお、加圧通路８２には、ハイドロコンバータ９２から
の一定の油圧が導かれている。

この作動油補給器８０において、ボルト９０を緩めると
、ボール９１は加圧通路８２の油圧に押圧されて開弁し
、連通通路８７あるいは８８に連通する管路８５あるい
は８６を介して、アクチュエータ４０，３０．５０の対
応する油室にハイドロコンバータ９２の油圧が導かれる
ようになっている。

次に作用について説明する。

を介して回転されると、第１〜３の溝カム６１〜６３は
初期位置から同時に等速で回転する。したがって係合し
ている第１〜３のレバー６５〜６７はプロフィルに案内
されて揺動し、マスク作動軸７１人〜７１Ｃを前後進さ
せる。その結果、第１〜３のマスクシリンダ６８〜７０
は各アクチュエータ４０．３０および５０に対して作動
油の吐出吸込を行い、それぞれのピストン４２．３５お
よび５１を前後進させる。これにより作動軸３２の正逆
回転、前後進およびチャック４９の開閉が、カム６１〜
６３のプロフィルに対応して同時に、あるいは任意に行
われ、カム６１〜６３の１回転により元位置へと復帰す
るのである。

この結果、従来装置のように各作業動作が単独に行われ
るのにくらべて、作業時間は約５０％も大巾に短縮され
るのである。

また、例えば油圧アクチュエータ３００ストロークや容
量が変った場合は、次のようにして対応する。

すなわち、第２のマスクシリンダ６９を第４図（ｂ）に
おいて時計方向に回動し、同時に第２の溝カム６２の位
相を同方向に若干づらして、マスク作動軸７１Ｂが第２
のレバー６６の長溝６６Ａに係合する位置を外方に移動
させる。これにより、第２の溝カム６２のプロフィルは
移動量に応じて拡大され、マスク作動軸７１Ｂのストロ
ークが増大し、その結果、第２のマスクシリンダ６９の
油圧アクチュエータ３０に対する作動油の吐出排出量が
増大して、油圧アクチュエータ３０のストローク、ある
いは容量の増加に対応できるのである。

さらに、経時的に例えば第２のマスクシリンダ６９と油
圧アクチュエータ３０の作動油が洩れて、油圧アクチュ
エータ３０の初期位置がづれた場合は、作動油補給器８
０によって初期位置の調整を行う。

すなわち、作動軸３２および７１Ｂを初期位置に固定し
、先ず作動油補給器８０の通路８４Ｂ側のボール弁８９
を開いて、ノ１イドロコンパータ９２の圧油を加圧通路
８２、連通通路８８Ｂ１通路８４Ｂおよび管路８６Ｂを
介して、それぞれの第１の油室３３および７４Ｂに導い
て充満させ、ボール弁８９を閉じる。次いで同様にして
、第２の油室３４および７５Ｂに充満させる。最後に、
作動軸３２および７１Ｈの固定を解除すれば、油圧シリ
ンダ３０を初期位置に確実に調整し得るのである。

第６図は本発明の別の実施例を示すもので、第３図と異
なるのは、油圧アクチュエータ３０の形式を第１図と同
形式にし、第１および第２のマスクシリンダ６Ｂおよび
６９との管路の接続を図示のようにしたものである。

本実施例によれば第３区と同一の作用効果がある。

以上説明したように本発明によれば、同一軸に駆動され
る少（とも２個のカムに従動するマスクシリンダによっ
て、少くとも二方向に作動し得る油圧アクチュエータの
作動を同時に行い得るようにしたので、油圧アクチュエ
ータを作業用ロボット属使用して作業時間を大巾に短縮
し得る効果がある。

また、調整装置により油圧アクチュエータの容量やスト
ロークの変更に簡単に対応させることができる。

さらに、油圧シリンダの油洩れなども定期的に補償でき
るので、常に良好な制御精度が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来装置を示すもので、第１図は
油圧アクチュエータの断面図、第２図は全体の模式構成
図、第３図〜５図は本発明の実施例を示すもので、第３
図（５）の）は全体の模式構成図、第４図（ａ）は装置
の正面図、同図（ｂ）は側面図、第５図（ａ）は作動油
補給器の側面図、同図（ｂ）はそのＡ　−Ａ断面図、第
６図は本発明の別の実施例を示す全体の模式構成図であ
る。１・・・作動軸、３・・・回転用ピストン、４・・・直
進用ピストン、３０・・・油圧アクチュエータ、３２・
・・作動軸、３−５・・・ピストン、３８・・・ピニオ
ン、３９・・・ラック、４０・・・ラックアクチュエー
タ、４１・・・ラック作動軸、４２・・・ラックピスト
ン、４８・・・作業ユエータ、５１・・・チャックピス
トン、５７・・・チャック作動軸、６ｏ・・・装置本体
、６１〜６３・・・第１〜３の溝カム、６４・・・本動
軸、６５〜６７・・・第１〜３のレバー、６８〜７ｏ・
・・第１〜３のマスクシリンダ、７１・・・マスタ作動
軸、７３・・・マスクピストン、７６・・・プラケット
、８ｏ・・・作動油補給装置、８２・・・加圧通路、８
９・・・ホール弁、９２・・・ハイドロコンバータ特許出願人　　奥　　村　　　寛第４図（ｂ）第５図（ａ）「Ａ第５図（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】１、少くとも二方向に作動し得る油圧アクチュエータの
駆動装置において、同一駆動軸に取付けられた少くとも
２個のカムと、それぞれのカムに従動して前記油圧アク
チュエータに対する作動油の吐出、吸込を行うマスクシ
リンダとを備えたことを特徴とする油圧シリンダの駆動
制御装置。２、少くとも二方向に作動し得る油圧アクチュエータの
駆動装置において、同一駆動軸に取付けられた少くとも
２個のカムと、それぞれのカムに従動して前記油圧アク
チュエータに対する作動油の吐出、吸込を行うマスクシ
リンダと、該マスクシリンダのストロークおよび初期位
置を調整する手段とを備えたことを特徴とする油圧アク
チュエータの駆動制御装置。３、　少くとも二方向に作動し得る油圧アクチュエ一、
夕の駆動装置において、同一駆動軸に取付けられた少く
とも２個のカムと、それぞれのカムに従動して前記油圧
アクチュエータに対する作動油の吐出、吸込を行うマス
クシリンダと、作動油の洩れ分を補給し前記アクチュエ
ータの初期位置を調整する手段とを備えたことを特徴と
する油圧アクチュエータの駆動制御装置。