JPS60241502A - 空圧作動アクチユエ−タ−の制御方式 - Google Patents

空圧作動アクチユエ−タ−の制御方式

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JPS60241502A
JPS60241502A JP9783984A JP9783984A JPS60241502A JP S60241502 A JPS60241502 A JP S60241502A JP 9783984 A JP9783984 A JP 9783984A JP 9783984 A JP9783984 A JP 9783984A JP S60241502 A JPS60241502 A JP S60241502A
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JP
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actuator
driven member
swinging arm
pneumatic
target position
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JP9783984A
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Yoji Shirai
白井　洋二
Yoshitaka Watanabe
義孝 渡辺
Yasuyuki Nakajima
康之 中島
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Daifuku Co Ltd
Daifuku Machinery Works Ltd
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Daifuku Co Ltd
Daifuku Machinery Works Ltd
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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】 （産業上の利用分野） 本発明は、各種産業用ロボット、特に被動部材にバラン
スモーメントを与えるバランサー用空圧作動アクチュエ
ーター又は、前記被動部材を駆動する駆動用空圧作動ア
クチュエーターを備えた産業用ロボットに活用し得る、
空圧作動アクチュエーターの制御方式に関するものであ
る。
（従来の技術及びその問題点） 前記のような空圧作動アクチュエーターを利用した空圧
ロボットは、電動モーターを利用したロボットと比較し
て非常に安価に実施し得るが、高精度な位置制御が困難
であるため実用化されるに至っていない。特に空圧作動
アクチュエーターによって駆動される被動部材を所定中
間位置で停止させる場合、当該被動部材が停止位置直前
に到達したときアクチュエーターに於ける空圧供給ボー
トを切り換え、被動部材に一時的に逆方向の駆動力を作
用させて当該被動部材を急速に制動させ、最終的には前
記アクチュエーターの両方の空圧供給ポートに空圧を供
給して被動部材を停止させる制御が考えられているが、
このような制御を行っても被動部材を振動させることな
く所定の停止位置へ円滑且つ急速に到達させることは困
難であった。本発明はこのような問題点を解決せんとす
るものである。
（問題点を解決するための手段） 即ち本発明の制御方式は、被動部材が目標位置に接近し
たとき、当該被動部材にバランスモーメントを与えるバ
ランサー用空圧作動アクチュエーターの排気路又は、前
記被動部材を駆動する駆動用空圧作動アクチュエーター
の排気路を絞り、被動部材に制動をかけることを特徴と
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とを連結する前１１ｔｔ
！動アーム、６は中間部材５と先端部材７とを連結する
上下揺動アームである。
前記前後揺動アーム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る。
前記上下揺動アーム６は上下一対の平行揺動リンク９ａ
、９ｂから成り、先端部材７を姿勢一定にした状態で中
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ーを介して取り付けられる。１０
は基台１に対して回転台２を所定範囲内で回動させる空
圧作動アクチュエーターであって、基台１に取り付けら
れている。１１は回転台２に取り付けられた前後揺動ア
ーム駆動用空圧作動アクチュエーターであって、リンク
８ａを回転台２例の駆動軸１２を介して所定範囲内で揺
動させる。１３は中間部材５に取り付けられた上下揺動
アーム駆動用空圧作動アクチュエーターであって、リン
ク９ｂを中間部材５例の駆動軸１４を介して所定範囲内
で揺動させる。又、１５は上下揺動アーム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ーであって
、前記上下揺動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に取り付けられて
おり、上下揺動アーム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は前後揺動アーム
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。１８は上下揺
動アーム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。
上記の空圧制御ロボットによれば、各アクチュエーター
１０．１１．１３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に対する前後揺動アーム４の前後
方向揺動、及び中間部材５に対する上下揺動アーム６の
９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に取り付け
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、所期の作業を自動的に行わゼることが出
来る。一方、前記バランサー用空圧作動アクチュエータ
ー１５には、上下揺動アーム６に作用する下向きモーメ
ントの変化に対応するように圧力調節された圧力空気を
供給し、上下揺動アーム６に上向きのバランスモーメン
トを付与する。
次に第３図乃至第５図に基づいて上記アクチュエーター
１３．１５の制御方式を具体的に説明す第３図に於いて
、１９〜２２は電磁切り換え弁、２３〜２５は圧力調整
弁、２６は逆止弁、２７〜２９は可変絞り弁、３０〜３
２は消音器である。この空圧制御系によれば、電磁切り
換え弁１９をＯＮ（アクチュエーター１３へ空圧を供給
する状態）とし、電磁切り換え弁２０をＯＦＦ　（アク
チュエーター１３内から空気が絞り弁２８を介して流出
し得る状態）とすることにより、圧力調整弁２３によっ
て一定圧に調整された空圧がアクチュエーター１３の正
転駆動側ポートに供給され、アクチュエーター１３が正
転方向に回動して上下揺動アーム６が上動することにな
る。
そして第４図及び第５図に示すように、上下揺動アーム
６が目標位１ｉＰ３に対して一定距離手前の設定位置Ｐ
１に到達したとき、電磁切り換え弁１９をＯＦＦ、電磁
切り換え弁２０をＯＮ状態に反転させ、適当時間もたけ
アクチュエーター１３の逆転駆動側ボートに所定圧力の
空圧を供給して当該アクチュエーター１３に制動力を作
用させた後、再び′ｒ！ＬＶＡ切す換ｔ［１９，２０の
ＯＮ、ＯＦＦ状態を元に戻す。この動作を所定の時間間
隔Ｔ１、Ｔ２．Ｔ３・・・・・・で繰り返し行わせるの
であるが、目標位置Ｐ３に接近するに従って前記時間間
隔Ｔｌ、Ｔ２．Ｔ３・・・・・・を順次早めてゆく。こ
の結果、アクチュエーター１３によって駆動される上下
揺動アーム６の上動運動速度Ｖは、設定位置Ｐ１を通過
した後、急速に減速される。
一方、前記圧力調整弁２３によって調整された空圧は、
電磁切り換え弁２１の切り換えにより圧力調整弁２４．
２５の何れかを経由してバランサー用空圧作動アクチュ
エーター１５に供給され、上下揺動アーム６に上向きの
バランスモーメントを付与する。電磁切り換え弁２１の
切り換えは上下揺動アーム６の角度に応して行われ、水
平面に対する角度が一定範囲内にあるときには、圧力調
整弁２４によって調整された高圧がアクチュエーター１
５に供給されて大きなバランスモーメントが上下揺動ア
ーム６に与えられ、そして上下ｔＳＳファームの水平面
に対する角度が一定範囲を越えるときには、圧力調整弁
２５によって調整された低圧がアクチュエーター１５に
供給されて上下揺動アーム６に与えられるバランスモー
メントが減少するように、電磁切り換え弁２１が自動的
に切り換えられる。
このバランサー用空圧作動アクチュエーター１５による
バランスモーメント付加作用状態社於いて、上下揺動ア
ーム６が前記駆動用アクチュエーター１３により上動ゼ
しめられるときには、当該アクチュエータ−１５の大気
開放側ボートから押し出される排気は、′Ｔ！ｉ、磁切
り換え弁２２がＯＦＦ状態にある限り、絞り弁２９を通
らない排気路を経由するので特別な抵抗を受けない。し
かし前記上下揺動アーム６が設定値ｉＰ］から目標位置
Ｐ３に至る過程に於いて、当該目標位置Ｐ３の直前に設
定した設定値ＷＰ２に到達したとき前記電磁切り換え弁
２２をＯＮさせることにより、前記アクチュエータ−１
５の大気開放側ボートから押し出される排気は、絞り弁
２９を通る排気路を経由するので大きな抵抗を受ける。
従って上下揺動アーム６に制動力が作用することになり
、第５図に示すように上下揺動アーム６は目標位置Ｐ３
の直前設定位置Ｐ２に於いて更に急速に減速される。
このようにして目標位置Ｐ３に上下揺動アーム６が到達
すれば、電磁切り換え弁１９．２０を両方共ＯＮ状態と
してアクチュエーター１３の両ボートに同一圧力の空圧
を供給することにより、上下揺動アーム６を目標位置Ｐ
３で位置決めした状態で、この上下揺動アーム６を中間
部材５に対して揺動不能にロックするブレーキ手段（図
示省略）を作動せしめ、上下揺動アーム６を設定位置に
固定する。
上下揺動アーム６を下動させるときは、電磁切り換え弁
１９．２０を上記とは逆の順序で切り換え、アクチュエ
ーター１３を逆方向に回動させれば良い。この場合にも
バランサー用空圧作動アクヂュエータ−１５は同様に作
動して上下揺動アーム６に上向きのバランスモーメント
を付与するが、当該アクチュエーター１５には大気開放
側ボートを通じて外気が吸引されるので、前記のように
設定位置Ｐ２に於いて電磁切り換え弁２２がＯＮするこ
とにより当該吸気が絞り弁２９により抵抗を受け、この
結果、下動する」二下揺動アーム６に制動力が作用して
減速せしめられる。
尚、上下揺動アーム６が下動しているときはアクチュエ
ーター１５からの排気が圧力調整弁２４２５から行われ
るので、圧力調整弁２４．２５の排気ボートにも、絞り
弁を備えた排気路と開放排気路とを、前記電磁切り換え
弁２２と同時期に作動する電磁切り換え弁を介して連設
し、下動している上下揺動アーム６が設定値ＷＰ２に到
達した以後の一アクチュエーター１５からの排気を、上
動時と同様に絞り弁を経由さセることにより、制動効果
を高めることが出来る。
前記各電磁切り換え弁１９〜２２の作動時期は、前記パ
ルスエンコーダー１８を利用して検出される上下揺動ア
ーム６の現在位置（揺動角度）と゛設定された目標位置
との比較演算によって決定されるが、前記パルスエンコ
ーダー１８を利用して上下揺動アーム６の単位時間当た
りの揺動量から当該アーム６の揺動速度を検出し得るの
で、揺動速度が早ければ作動時期を早めるように、揺動
速度に応して電磁切り換え弁１９，２０．及び２２の作
動時期を自動的に調節することが望ましい。
他のアクチュエーター、即ち回転台駆動用空圧作動アク
チュエーター１０や前後揺動アーム駆動用空圧作動アク
チュエーター１１も上記アクチュエーター１３と同様の
制御系によって同様に空圧駆動され、目標位置に到達し
た回転台２及び前後揺動アーム４は前記のようにブレー
キ手段により固定される。又、前後揺動アーム４を垂直
起立姿勢に付勢するバランサー用空圧作動アクチュエー
ターが使用されるときは、前記上下揺動アーム６に適用
した本発明実施例と同様にこの前後揺動アーム４に対し
ても本発明方式を実施することが出来る。
上記実施例ではバランサー用空圧作動アクチュエーター
を利用して本発明方式を実施したが、バランサー用空圧
作動アクチュエーターを利用しないで本発明方式を実施
することも可能である。例えば第３図の空圧制御系に於
いて、電磁切り換え弁２２と絞り弁２９とをバランサー
用空圧作動アクチュエーター１５の排気路に介装する代
わりに、駆動用空圧作動アクチュエータ−１３の両ボー
トに電磁切り換え弁１９．２０を介して接続されている
排気路の絞り弁２７．２８と消音器３０゜３１との間に
夫々前記電磁切り換え弁２２と絞り弁２９とを介装し、
当該電磁切り換え弁２２を前記実施例と同様に作動させ
るようにすることも出来る。更に、電磁切り換え弁２２
と絞り弁２９とを別に付加する代わりに、前記絞り弁２
７．２８の絞り率を所定時期に自動的に変えることによ
って所期の目的を達成することも可能である。
（発明の作用及び効果） 上記実施例のように本発明の空圧作動アクチュエーター
の制御方式によれば、被動部材（実施例では上下揺動ア
ーム６）が目標位置に接近したとき、当該被動部材にバ
ランスモーメントを与えるバランサー用空圧作動アクチ
ュエーターの排気路又は、前記被動部材を駆動する駆動
用空圧作動アクチュエーターの排気路を絞るだけの極め
て簡単な方法であり、且つ非常に安価に実施し得る方法
でありながら、前記排気路の絞りにより被動部材の運動
に対し大きな抵抗を与えて急速且つ円滑に制動すること
が出来、被動部材の停止位置精度を高めるために駆動用
空圧作動アクチュエーターを目標位置手前で正逆交番的
に作動させた場合でも、本発明方式を併用することによ
り被動部材が停止前に振動することがなくなり、無振動
状態で精度良く所定の目標位置に停止させることが出来
る。この結果、被動部ｙの駆動速度そのものを落とす必
要がなくなり、目標位置手前までは高速で駆動させてサ
イクルタイムを短縮し、全体の作業能率を向上させるこ
とが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は側面図、第２図は基台下部を省略した背面図、
第３図は上下揺動アームの空圧制御系を示す説明図、第
４図は電磁切り換え弁の制御を説明する図、第５図は上
下揺動アームが目標位置に到達する過程での速度変化を
説明する図である。 １・・・基台、２・・・回転台、４・・・前後揺動アー
ム、５・・・中間部材、６・・・上下揺動アーム、７・
・・先端部材、＋０．１１．１３・・・空圧作動アクチ
ュエーター、１５・・・バランサー用空圧作動アクチュ
エーター、１９〜２２・・・電磁切り換え弁、２３〜２
５・・・圧力調整弁、２７〜２９・・・可変絞り弁、３
０〜３２・・・消音器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 被動部材が目標位置に接近したとき、当該被動部材にバ
    ランスモーメントを与えるバランサー用空圧作動アクチ
    ュエーターの排気路又は、前記被動部材を駆動する駆動
    用空圧作動アクチュエーターの排気路を絞り、被動部材
    に制動をかけることを特徴とする空圧作動アクチュエー
    ターの制御方式。
JP9783984A 1984-05-15 1984-05-15 空圧作動アクチユエ−タ−の制御方式 Pending JPS60241502A (ja)

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JP9783984A JPS60241502A (ja) 1984-05-15 1984-05-15 空圧作動アクチユエ−タ−の制御方式

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019020617A1 (de) * 2017-07-27 2019-01-31 Schunk Gmbh & Co. Kg Spann- Und Greiftechnik Schwenkeinheit

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WO2019020617A1 (de) * 2017-07-27 2019-01-31 Schunk Gmbh & Co. Kg Spann- Und Greiftechnik Schwenkeinheit

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