JPS6171983A - 直交座標系位置決め装置 - 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】 技術分野 本発明は、二次元動作をするロボット等の位置決め装置
に関する。

背景技術 第１図乃至第３図は、ロボットに装着された作業ユニッ
ｌ−（図示せず）を所定位置に位置決めするために、ロ
ボットの動作位置を検出する従来方式の幾つかをＸ軸又
はＹ軸方向のみ例に採って概略的に示している。

第１図の位置検出方式は、駆動源としてパルスモータが
使用されている。動作ストロークＬの往復動作を行なう
ロボット側には被検出板１が取り付られて一体動作する
。該被検出板１が各通過地点に配置された透過又は反射
型のフォトマイクロセンサＳ１〜Ｓ４の各通過時に検出
され、該検出信号に応答して作業ユニットを位置決め又
は動作変更などせしめる。

即ち、検出センサＳ１はロボット動作端（１）を検出し
、順にセンサＳ２は原点面に向かって復帰時のロボット
を原点価の手前にて減速せしめるだめの近点（１１）を
、センサＳ３は原点（ト）を、センサＳ４は原点化通過
後のオーバラン位置■を夫々検出する。

ロボットが原点面に向かって復帰動作する場合は、被検
出板１の位置が検出センサＳ２の図面上の左側であるこ
とが条件とされる。

第２図の位置検出方式は、第１図による場合の検出セン
サＳ２．　Ｓ３．　Ｓ４に替えて個数を減らした検出セ
ンサＳ５．Ｓ、を採用している。被検出板１の移動方向
の巾寸法ｔ＋がセンサＳ５．Ｓ６の軸間距離ｔ２よりも
犬なるｔ２＋αとなされており、これによって動作端（
１）における被検出板１はセンサＳ１　によって検出さ
れ、近点（Ｉ′Ｉ）と原点（ト）及び原点側オー・（ラ
ン位置帖の各検出はセンサＳ５．Ｓ６の２個の組み合わ
せで行なわれる。即ち、センサＳ５のみで検出した場合
それは近点（ＩＤであり、両センサＳ５．　Ｓ６にて検
出された場合それは原点面を、センサＳ６のみにて検出
された場合は原点側オーツ（ラン位置□□□である。

つぎに、第３図の位置検出方式は、通常ＤＣモータを駆
動源とする場合又はロボットの原点復帰時に原点直前付
近にてロボットの動作を減速させる必要がない場合等に
適用される。各検出センサの配置は第１図の方式のもの
から近点（ｎ）の検出用センサＳ２を省略している。

」−紀した従来の各方式においては、何れの場合もＹ軸
及びＹ軸方向に夫々最低３個の位置検出センサを必要と
するだめに製造コストの高騰を招く。

特に、第１図の方式は４個のセンサを必要とする他、原
点［相］復帰動作時の被検出板１が動作端（Ｉ）と近点
■）の各センザＳ、、Ｓ２間を動作開始点にしなければ
ならないなど制限される。又、被検出板１のｒｌ］ｌ、
がセンサＳ２．Ｓ３間の軸間距離ｔ２よりも小なるｉｔ
　＜　ｔ２の時は特に上記の如くにセンサＳ、　、８２
間にて所在しなければならない。

第２図の方式は、第１図の方式に比べてセンサ個数を１
個減少させることが可能であるが、やはり最低３個のセ
ンサが必要である。そして、被検出板１の巾寸法ｔ１が
センサＳ６．Ｓ７の軸間距離ｔ２よりも犬なるｔ、　＞
　ｔｘとする必要性があって、動作端（Ｉ）側と原点側
オーバラン位置−における各センサＳ、　、　Ｓ６を第
１図の場合と同様な機能を得るべく配置した場合に、ロ
ボットの動作範囲を事実上狭くしてし捷う欠点がある。

また、原点［相］と原点側オーバラン位置■がほとんど
同位置の如くに近接しているだめ、原点復帰時に復帰動
作の速度を大きくすると原点価にてオーツくランする可
能性が多い。この防止策としては被検出板１の巾寸法ｔ
、を十分に広くする必要が生ずる。更には、近点Ｇｌ）
と原点価の各位置を以上の理由から自由に設定すること
ができないなどの欠点がある。

つぎに、第３図の方式では、少なくとも動作端（Ｉ）と
原点価と原点側オーバラン位置ωを検出する必要がある
ことから、最低３個のセンサを必要としている。

なお、Ｙ軸及びＹ軸による直交座標系になると上記各方
式ともセンサ個数が倍になることは勿論である。

本発明は、上記した従来例の不具合を解消すべくなされ
たもので、コスト低減を図った直交座標系位置決め装置
の提供を目的としている。

この目的達成のために、本発明の位置決め装置において
は、案内基台に対して第１移動ユニットが往復動し、該
第１移動ユニットに対して第２移動ユニットが交叉する
方向（必らずしも直交に限定されない）に往復動してし
かも該第２移動ユニットには作業ユニットが担持されて
おり、第１移動ユニットに設けられた検出手段によって
案内基台と第２移動ユニットに夫々設けられた複数の被
検出板を検出せしめることで、作業ユニットの位置決め
がなされる構成となっている。

以下、第４図乃至第６図を参照しつつ本発明の実施例で
ある直交座標系位置決め装置について説明する。第４図
において、案内基台２に第１移動ユニット３が担持され
て第１所定方向であるこの場合Ｘ軸方向に往復動自在で
ある。第１移動ユニット３に対しては第２移動ユニット
４が担持された形で第２所定方向であるこの場合Ｙ軸方
向に往復動自在である。第２移動ユニット４の一方端に
は概略示した作業ユニット５が担持結合されて、該作業
ユニット５は第２移動ユニツｌ−４と一体的に少なくと
も直交座標系の運動を行なう。

次に、案内基台２の長手方向に沿って送りネジ棒６が設
けられ、該送りネジ棒６を回転駆動せしめるモータ（図
示せず）は−刃端側の収納ボックス２ａ内に収まってい
る。又、この送りネジ棒６に第１移動ユニット３が内部
で螺合してＸ軸方向への移動がなされる仕組になってい
る。左右のガイド棒７，７は第１移動ユニット３に挿通
して該ユニット３を摺動自在に案内している。

又、案内基台２上においては、その両端数個所にて被検
出板８，９．１０が設けられ、これらに対応して第１移
動ユニット３には２個のフォトマイクロセンサ１１　、
１２　（以下、単にセンサと称する）が設置され、移動
に伴ってセンサ１１　、１２が被検出板８　、９　、１
０の各々に跨座するようにして通過しこれらの位置を検
出するようになっている。

一方、第１移動ユニット３に対し第２移動ユニツ”　’
（ｄＸ該ユニット４の長手方向を形成する部桐でもある
ガイド棒１３　、１４が第１移動ユニット３内に摺動自
在に挿通する形で担持されている。又、送りネジ棒１５
が第１移動ユニット３に挿通して内部で螺合し、この送
りネジ棒１５を回動駆動せしめるモータ（図示せず）が
第２移動ユニット４の一方端側の収納ボックス４ａに収
捷っている。

又、第２移動ユニット４の長手方向を形成する部材とし
ては図示の如き骨格フレーノ、１６　、１６カ設けられ
ていて、該フレーム１６　、１６の所定位置には３個の
被検出板１７　、１８　、１９が設けられている。第１
移動ユニット３にはこれら被検出板１７　、１８　、１
９に対応する位置に上下２個のセンサ２０　、２１が装
着されており、第１移動ユニット３に対して第２移動ユ
ニット４が移動するときに、これに伴って移動する各被
検出板１７　、１８　、１９が対応するセンサ２０゜２
１の何れかを横切るようにして通過し、これら各被検出
板１．７　、１８　、１．９の通過を遮光又は反射作用
によってセンサ２０　、２１が検出する仕組みである。

センサ１１　、１２　（２０、２１）からの検出信号は
図示せぬ制御回路に送られ、該制御回路から所望のタイ
ミングにて作業ユニット５に作業命令を与える。

なお、案内基台２における被検出板８，９並びに第２移
動ユニット４における被検出板１７　、１８は夫々２個
同士が軸方向に移動調整ができるようになされていて、
後述するように送りネジ棒６，１５の駆動源としてパル
スモータとＤＣサーボモータの何れをも用いられ得る構
成に々つている。

か＼る実施例装置の動作並びに作用について次に説明す
る。第５図及び第６図は送りネジ棒６（１５）の駆動源
としてパルスモータ使用時とＤＣサーボモータ使用時に
おける被検出板とセンサの配置平面図であって、案内基
台２における被検出板８゜９．１０及び第２移動ユニッ
ト４における被検出板１７　、１８　、１９ははソ同配
列となされて夫々のセンサ１１　、１２及びセンサ２０
　、２１に対応している。

第５図のパルスモータ使用時において、Ｘ軸方向への第
１移動ユニット３の移動に伴って、一方のセンサ１２が
被検出板１０を検出した時は作業ユニット５が動作端（
Ｉ）に達したことを示し、その時の検出信号に応答して
作業ユニット５が停止或いは反転などする。第１移動ユ
ニット３の原点面に向かっての動作中位くは両センザ１
１　、１２に」：る検出は行なわれない。他方のセンサ
１１が長さａを有する被検出板８の前端部に達して近点
（Ｉｆ）を検出し、該検出信号による減速命令が第１移
動ユニット３に対して発せられて、第１移動ユニット３
を介して作業ユニット５が原点［相］に接近した位置で
減速などせしめられる。

他方の被検出板９が長さ１〕を有して図示の如くに一方
の被検出板８と寸法Ｃだけ重なり合った状態にセットさ
れた場合、センサ１１が被検出板８を検出してａ−ｃの
範囲にある時は、第１移動ユニット３すなわち作業ユニ
ット５が原点面に近接した位置にあって、やがてセンサ
１２が被検出板９を検出した段階で原点面到達を意味す
る。

センサ１２が原点面を経て被検出板９の長さｂの範囲に
ある時に、第１移動ユニット３の原点面側におけるオー
バラン動作が終了し、この間の動作ノ検出信号によって
パルスモータの回転が停止或いは逆転せしめられる。即
ち、原点［相］通過後の被検出板９において長さ距離す
に相当するオーバラン動作区間を設けることによって、
ステップ波形のために急制動できない特性のパルスモー
タに適応させている。

次に、第１移動ユニット３に対する第２移動ユニット４
の即ち作業ユニット５のＸ軸方向への移動によって、セ
ンサ２０　、２１による被検出板１７　、１８　。

１９の検出態様は、これら各々の被検出板１７　、１８
　。

１９に対して両センザ２０　、２１が移動通過して」二
記したＸ軸方向における場合と対応関係が全く共通する
ので説明を省略する。

一方、第６図のＤＣザーボモータ使用時において、Ｘ軸
及びＸ軸方向への作業ユニット５の移動位置の検出態様
は、パルスモータ使用時における被検出板８，９の配置
に対して、該両板８，９の重々り部Ｃを図示の如くに大
きくしだ点が異なる。

即ち、近点（ＩＴ）と原点亜の検出時間差が非常に僅か
でほとんど同時的であり、これに続く原点側オーバラン
位置（ｖ１寸での各検出位置間の応答タイミングがパル
スモータ使用時と比較して短時間である。

なお、か＼る実施例においては検出手段としてフォトマ
イクロ十ンザ１１．１２　（２０、２１）が用いられた
が、これらに替えてリミットスイッチ又はマイクロスイ
ッチなどを用いても良い。

このように、実施例の位置決め装置はロボットの作業ユ
ニットを案内する直交座標軸に適用される他、ボールネ
ジへのグリース塗布作業用としても可能である。又、セ
ンサによる検出信号の制御系が非常にコンパクトで煩雑
とならず、しかも高精度の各検出位置を設定することが
可能である。

更には、上記した如く２２枚の被検出板８．９（１′１
１８）を動作軸方向に移動調整が可能な構成とすること
でパルスモータとＤＣザーボモータの仕様変更作業が容
易に行なえる。

上記したことから理解されるように、本発明の直交座標
系位置決め装置においては、ロボットの作業ユニット笠
の位置決め装置として用いられて、各動作位置の検出手
段であるセンサが僅かな個数で済むからコスト低減が図
られ、しかも制御系が簡素で高精度の位置検出及び位置
決めが行なわれる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は何れも従来の位置検出方式の概略説
明図、第４図は本発明の実施例の直交座標系位置決め装
置の全体斜視図、第５図と第６図は実施例装置における
作業ユニットの動作位置検出のパルスモータ使用時とＤ
Ｃサーボモータ使用時の態様図である。 主要部分の符号の説明 ２　・案内基台　　　　３・・・第１移動ユニット４・
・・第２移動ユニット ５・・・作業ユニット ８．９．１０他・・・被検出板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）案内基台に担持されて第１所定方向に往復動する
   第１移動ユニットと、該第１移動ユニットに担持されて
   該第１移動ユニットに対して前記第１所定方向に交叉す
   る第２所定方向に往復動し且つ作業ユニットを担持する
   第２移動ユニットとを含む直交座標系位置決め装置であ
   って、前記案内基台及び前記第２移動ユニットの各々に
   担持された複数の被検出板と、前記第１移動ユニットに
   設置されて前記案内基台及び前記第２移動ユニットに担
   持された前記被検出板を各々検出する検出手段とを含ん
   でなることを特徴とする直交座標系位置決め装置。
2. （２）前記被検出板は前記第１又は第２所定方向におい
   て前記案内基台又は前記第２移動ユニットに対して移動
   調整であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の直交座標系位置決め装置。