JPS6048277A - 空圧作動ロボットの制御方法 - Google Patents

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、空圧作動ロボットの制御方式に関するもので
ある。

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。本発明はこのよう
な問題点を解消ｕしめることを目的とするものであって
、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（ロボットアーム等）の作動を円滑に行わＵると
共に設定位置に正確に停止させることが出来、しかもエ
ネルギー効率の高い制ｍｌ方式を１に仇するものである
。

以下、例示図に基づいて説明すると、第１図及び第２図
に於て、１は基台、２は当該基台１１−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１とを連結する第二アームである。前記第一
アーム４はＭｉ＋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、前記第ニ
ア−ムロは」二下一対の平行揺動リンク９ａ、９ｂから
成り、先端部材７を姿勢一定に保持した状態で中間部材
５に対して」−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ｊ−１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ゼる空圧作
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。１５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）４５側の
駆動軸１４を介して所定範囲内で１ｉｆｉ　ｌＪ＋させ
る。又、１５は第ニア−ムロに対し゛（作用するバラン
」Ｊ−用空圧作動アクチュエータであっ−（、Ａｉｌ記
第ニ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Ｌ）す、第ニア
−ムロのリンク９ｂを前記駆動軸１４を介して−に方へ
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は第ニア−ムロの揺動に連動する
パルスエンコーダであって、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ソ１によれば、各アクチュエータ１
０，１１．１′５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に対する第ニア−ムロの上下方向
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ζ、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「
、所期通りの作業を行わせることカ月１）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１
０，１１．１５に供給する圧力媒体としてパルスエアー
を使用する点にある。

第３図は、第二アーム駆動用空１に作動アクチュエータ
１５の空圧制御系を示し、同図に於て、１９．２０は電
磁切り（負え弁、２１は圧力調整弁、２２は逆止弁、２
ｉ５，２４は可変絞り弁、２５゜２６は消音器、２７は
開閉連袂繰り返し回転弁、２８は前記回転弁２７を駆動
するモーターである。この空圧制御系によれば、圧力調
整弁２１によっ“ζ一定圧力にｍ整された圧力空気を前
記アクチュエータ１２５の正転駆動側ボート又は逆転駆
動側ボー１に供給させるべく電磁切り換え弁１９，２０
を択一的に切り換えると共に、モーター２８により回転
弁２７を所定速度で回動させて開閉連袂繰り返し動作を
行わ・Ｕることにより、第４図に示ずようなパルスエア
ー２９が前記アクチュエータ１３に供給され、当該アク
チュエータ１２５を正転又は逆転させることが出来る。

このときアクチュエータ１５が実質的には連続回転する
ように、前記パルスエアー２９の周期は極く単時間（例
えば数μ３〜１０数ｐｓ程度）に設定される。上記のよ
うにしてアクチュエータ１５が回転せしめられることに
より第ニア−ムロが中間部材５に対して上動、又は下動
する。そして第ニア−ムロが設定位置に到達すると、前
記アクチュエータ１５の正転駆動側ボーＩ及び逆転駆動
側ボートの両方に前記パルスエアー２９を供給すべく電
磁切り換え弁１９゜２０を切り換えて第ニア−ムロを設
定位置に位置決めした状態で、この第ニア−ムロを回転
台２に対して回転不能にロックするブレーキ手段（図示
省略）を作動せしめ、第ニア−ムロを設定位置に固定す
る。他のアクチュエータ、即ち回転台駆動用空圧作動ア
クチュエータ１０、及び第一アーム駆動用空圧作動アク
チュエータ１１も上記アクチェエータ１５と同様の制御
系によってパルスエアー２９により空圧駆動され、設定
位置に到達した回転台２及び第一アーム４は前記のよう
にブレーキ手段により固定される。

前記各パルスエンコーダ１６〜１８のパルス信号は、回
転台２、第一アーム４、及び第ニア−ムロの現在位置検
出のために従来周知の方法によって利用され、検出され
た現在位置値が設定値となったときに前記電磁切り換え
弁１９．２０及び他のアクチュエータ１０．１１の空圧
制御系に使用されている電磁切り換え弁が自動的に切り
換えられる。

第５図は本発明の別の実施例を示し、パルスエアーを得
るための開閉連続繰り返し回転弁３０゜３１を、電磁切
り換え弁１９．２０を介装した並列空圧経ｖｈ中に各別
に介装すると共に、これ等回転弁′５０．ろ１を駆動す
るモーター３２．ｉ５５を設け、史に前記回転弁５０．
ろ１が作動すると可逆的に励磁作動して閉路状態に切り
換わる常開電磁開閉弁３４．５５を各回転弁ｉ５０，５
１に対して並列に接続している。

この実施例によれば、例えば第ニア−ムロを上動さｌる
場合、回転弁５０をモーター５２により定常速度で駆動
する（従って電磁開閉弁５４は閉路状態に切り換わる）
と共に電磁切り換え弁１９を開ｖｈ状態とし、所定圧力
で定常周期のパルスエアー２９ａ（ｆｆ１６図参照）を
電磁切り換え弁１９を介し“（γクチュエータ１５の正
転駆動側ボートに供給し、当該アクチュエータ１１を正
転駆動さυるのであるが、第ニア−ムロが設定位置の一
定距離手前に到達すると、回転弁５０の回転速度よりも
若干低速で回転弁５１をモーター５５により駆動する（
従って電磁開閉弁′６５は閉路状態に切り換わる）と共
に電磁切り換え弁２０をも開路状態に切り換え、第６図
に示すようにアクチュエータ１５の正転駆動側ボートに
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８ｐｓに対し９ｐｓ程度）パルスエアー２９
ｂを電磁切り換え弁２０を介してが１記アクチユエータ
１５の逆転駆動側ボートに同時に供給することが出来る
この結果、アクチュエータ１５は両側ボー１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、第ニア−ムロ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。第ニア−ム
ロが設定位置に到達すれば、回転弁５０．３１を停止さ
Ｕｏ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５４．５５及び両電磁切り換え弁１９
゜２０を介してアクチュエータ１６の両ボートに一定圧
力の空圧が連続的に供給され、当該アクチュエータ１２
！Ｉが停止し、第ニア−ムロが設定位置で正確に停止す
ることになる。設定位置で第ニア−ムロが停止すれば、
先に説明したようにブレーキ手段が作動し、当該第ニア
−ムロは設定位置でロックされる。

第ニア−ムロを下動させるときは、電磁切り換え弁１９
．２０及び回転弁ｉ５０．：５１を前記の第ニアーＡ　
、、ｌＺ動時とは逆の手順で制御し、アクチュエータ１
６を逆転方向に作動させるのであるが、この場合には、
回転弁ろ１は定常速度で駆動され、回転弁５０が行程終
盤に減速駆動される。

第二アーム駆動用空圧作動アクチュエータ１２５の制御
力法を説明したが、他のアクチュエータ１０．１１も同
様の制御方法をもって制御することが出来る。又、十記
実施例では電磁開閉弁３４゜５５を併用して、第ニア−
ムロが設定位置に到達したときにアクチュエータ１３の
両ボートに一定圧力の圧力空気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
駆動されている第ニア−ムロ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ニア−ムロを強制的に
ロックしてしまうことにより、電磁開閉弁５４，５５を
省くことも出来る。

本発明は以上のように実施し得るものであっζ、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（
実施Ｖ１では回転台２、第一アーム４、及び第ニア−ム
ロ）を備えたロボットに於て、前記空圧作動アクチュエ
ータに供給する圧力媒体をパルスエアーとすることを特
徴とするものであるから、単に一定圧力の工γ−を連続
的に供給してアクチュエータを作動させる場合と比較し
て、アクチュエータの作動が円滑に行わわ、しかも供給
空圧の駆動実効値を高めることが出来る。従ってロボッ
トの方向別作動要素をスムーズに運動させることが出来
、しかもエネルギー効率の高い経済的なロボットとして
活用し得る。

又、少なくとも行程終盤に於て、前記空圧作動アクチュ
エータの両側ボートに互いに異なる周ル１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によって、ロボットの方向別作動要
素を設定位置直前から容易に微速移動させ、設定位置に
て正確に停止させることが出来る。

０

【図面の簡単な説明】

第１図は１１ポット全体を示す側面図、第２図は同背面
図、第３図は空圧作動アクチュエータに於りる制御系の
一部分を示す説明図、第４図はバルスエ゛Ｙ−を説明す
る図、第５図は別の実施例を示す空月−制御系説明図、
第６図は第５図実施例で使用される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、８ｂ、９ａ、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・−夕、１６・・・
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、２７．
　ｉ５０゜′５１・・・開閉連続繰り返し回転弁、２Ｂ
、ｉ５２，３６・・・回転弁駆動用モーター、ｉ５４，
５５・・・常開電磁＋１＋１閉弁。 １

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■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て、前記空圧作動アクチュ
   エータに供給する圧力媒体をパルスエアーとすることを
   特徴とする空圧作動ロボットの制御方式。 ■前記空圧作動アクチュエータの両側ボートに互いに異
   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
   特許請求の範囲第０項記載の制御方式。