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JP2000047731A - スカラロボット - Google Patents

スカラロボット

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Publication number
JP2000047731A
JP2000047731A JP10228618A JP22861898A JP2000047731A JP 2000047731 A JP2000047731 A JP 2000047731A JP 10228618 A JP10228618 A JP 10228618A JP 22861898 A JP22861898 A JP 22861898A JP 2000047731 A JP2000047731 A JP 2000047731A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arm
stepping motor
axis
base
driving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10228618A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichiro Hiruma
留 間 健 一 郎 比
Shinji Suzuki
木 伸 司 鈴
Rika Miyazawa
澤 里 香 宮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Janome Corp
Original Assignee
Janome Sewing Machine Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Janome Sewing Machine Co Ltd filed Critical Janome Sewing Machine Co Ltd
Priority to JP10228618A priority Critical patent/JP2000047731A/ja
Priority to US09/353,730 priority patent/US6212968B1/en
Priority to DE19934973A priority patent/DE19934973B4/de
Priority to TW089212852U priority patent/TW454612U/zh
Publication of JP2000047731A publication Critical patent/JP2000047731A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Manipulator (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で高精度のスカラロボットを提供する。 【解決手段】 駆動系にステッピングモータ12、2
2、32、42を採用し、ここにエンコーダ13、2
3、33、43を設け、実働パルス数をカントしてCP
U1にフィードバックする。脱調等により要求ステップ
数と一致しない場合、差分を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、スカラロボット
に関する。
【0002】
【従来の技術】スカラロボットは水平多関節ロボットで
あって、基台に指示される第1アームと該第1アームに
支持される第2アームとを備え、該第2アームの先端に
R軸を有して作業を行わせるようになっている。上記3
軸に加えてZ軸を設け昇降可能とした構成のものもあ
り、合計で3軸又は4軸とするのが普通である。このよ
うなスカラロボットにおいて、各軸の駆動源とし、従来
はサーボモータ系を用いていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、サーボモータ
系はモータ及びその制御装置が大型であり、消費電力も
大きい問題があった。装置が大型であることから、モー
タ等はアーム側に取り付けるのが普通であり、そのため
モータの重量を支えるための構造の強化とこれに伴うモ
ータのパワーの増大が必要であり、更に装置全体として
大型化する問題があった。サーボモータ系を用いずにス
テッピングモータを用いると、小型化が可能であるが、
位置認識機能を備えていないため、移動量の制御のため
に常に最初のステップで初期設定を行い、基準位置から
の移動量に基づいて制御する必要があった。本発明は上
記従来技術の欠点を改善することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、基台と該基台に設けられた第1アームと
該第1アームの先端に設けられた第2アームと該第2ア
ームの先端に設けられたR軸とを有するスカラロボット
において、前記基台側に設けられた第1アーム駆動用の
第1アームステッピングモータと、前記基台側に設けら
れた第2アーム駆動用の第2アームステッピングモータ
と、前記各ステッピングモータの駆動系に設けられた位
置検出センサと、前記位置検出センサからの信号を入力
して前記駆動系の位置を検出する手段と、を備えたこと
を特徴とする。第1アームステッピングモータは比較的
小型である上、大きな制御装置を必要としないため装置
の小型化が可能である。また第1アームステッピングモ
ータを基台側に設置可能であるため、第1アームや第2
アームにモータを設置する必要がなく、機械的な負担が
減少し、これによっても更に小型化が促進される。ま
た、ステッピングモータの駆動系に位置検出センサを設
け、駆動系の位置検出を行うようにしているため、常に
最初のステップで初期設定を行う必要がなくなる。ま
た、外力が加わり、脱調を生じた時に、これを認識する
ことも可能になる。なお、前記基台に設けられたR軸駆
動用のR軸ステッピングモータ及びこのR軸ステッピン
グモータの駆動系に設けられた位置検出センサを更に備
えることも可能である。また、前記第1アームを昇降さ
せるための昇降基台と、該昇降基台昇降用のZ軸ステッ
ピングモータ及びZ軸ステッピングモータの駆動系に設
けられた位置検出センサを更に基台側に備えることも可
能である。また前記位置検出センサは駆動系の何処に設
けることも可能であり、例えばステッピングモータに連
結して設けること等が可能である。
【0005】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて説明する。図1は機械的な構成を示す斜視図、
図2は機能ブロック図である。本体60は上下方向昇降
可能に装着された昇降基台53を有し、この本体60と
昇降基台53とで基台を形成している。該昇降基台53
に第1アーム50が回動可能に装着され、この第1アー
ム50の先端に第2アーム51が回動可能に装着されて
いる。第2アーム51の先端に更にR軸52が装着さ
れ、具体的な作業を行うようになっている。自在ケーシ
ング61は本体60から昇降基台53へ延びるケーブル
類を格納するためのものである。
【0006】基台側の本体60内にはZ軸ステッピング
モータ42が格納され、所定の機構により昇降基台53
の昇降を行わせるようになっている。また、基台側の昇
降基台53には第1アームステッピングモータ12が格
納され、減速機15を介して第1アーム50を回動駆動
するように構成されている。また昇降基台53には第2
アームステッピングモータ22とR軸ステッピングモー
タ32も格納されており、第2アームステッピングモー
タ22は駆動ベルト等の所定の動力伝達機構を介して第
2アーム51を回動させるようになっている。また、R
軸ステッピングモータ32は駆動ベルト等を介してR軸
52を回転させるように構成されている。
【0007】上記機械的構造を有するスカラロボット
は、図2に示すようにCPU1を備え、このCPU1に
より種々の制御が行われるようになっている。CPU1
はRAM2、ROM3、或いはメモリカード4、更には
操作装置(図示せず)からの情報や指令に応じて制御を
行うようになっている。
【0008】CPU1は第1アーム駆動機構10、第2
アーム駆動機構20、R軸駆動機構30、Z軸駆動機構
40の駆動系を制御するようになっており、各駆動系は
同一の構成を有している。第1アーム駆動機構10にお
いて、モータ駆動制御装置11はCPU1からの指令を
受けて第1アームステッピングモータ12を駆動し、第
1アーム50を所定量移動するようになっている。該第
1アームステッピングモータ12の移動量はエンコーダ
13により検出され、CPU1にフィードバックされる
ように構成されている。初期セットセンサ14は第1ア
ームステッピングモータ12を初期位置にセットされた
か否かを検出するためのものである。
【0009】第2アーム駆動機構20も同様にモータ駆
動制御装置21と第2アームステッピングモータ22と
エンコーダ23及び初期セットセンサ24を備えてい
る。またR軸駆動機構30も同様にモータ駆動制御装置
31とR軸ステッピングモータ32とエンコーダ33及
び初期セットセンサ34を備えている。更にZ軸駆動機
構40も同様にモータ駆動制御装置41とZ軸ステッピ
ングモータ42とエンコーダ43及び初期セットセンサ
44を備えている。
【0010】図3により動作を説明する。最初にステッ
ピングモータを初期設定し(ステップS1)、作業者に
より移動点のティーチングを実行する(ステップS
2)。そして、運転スタートを指示する(ステップS
3)。CPU1はステッピングモータへの要求移動ステ
ップ量を計算し、第1アームステッピングモータ12、
第2アームステッピングモータ22、R軸ステッピング
モータ32、Z軸ステッピングモータ42等へ指令を出
力する(ステップS4)。該指令に応じて各ステッピン
グモータ12、22、32、42は駆動し(ステップS
5)、この駆動に応じてエンコーダ13、23、33、
43において実働パルス数が計数されCPU1にフィー
ドバックされる(ステップS6)。CPU1において、
要求移動量ステップと実働パルス数が比較され(ステッ
プS7)、一致していなければ差分について補正移動量
を計算し(ステップS8)、ステップS5に戻る。一致
していれば次の移動点を指定し(ステップS9)、最終
点になるまで上記動作を繰り返す(ステップS10)。
【0011】以上説明した通り、動作中に脱調があって
も、ステップS7で検出され、ステップS8で補正され
るから、高精度の駆動制御を行える。また、エンコーダ
13、23、33、43からの信号によりCPU1にお
いて、絶対位置を計算して記憶するようにしておけば、
動作の都度初期位置に戻る必要がないなどの効果があ
る。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように本発明のスカラロボ
ットによれば、小型化が可能な上、高精度の動作制御を
行える効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す外観斜視図。
【図2】本発明の一実施形態を示す機能ブロック図。
【図3】本発明の一実施形態の動作を示すフローチャー
ト図。
【符号の説明】
1:CPU、2:RAM、3:ROM、4:メモリカー
ド、10:第1アーム駆動機構、11:モータ駆動制御
装置、12:第1アームステッピングモータ、13:エ
ンコーダ、14:初期セットセンサ、15:減速機、2
0:第2アーム駆動機構、21:モータ駆動制御装置、
22:第2アームステッピングモータ、23:エンコー
ダ、24:初期セットセンサ、30:R軸駆動機構、3
1:モータ駆動制御装置、32:R軸ステッピングモー
タ、33:エンコーダ、34:初期セットセンサ、4
0:Z軸駆動機構、41:モータ駆動制御装置、42:
Z軸ステッピングモータ、43:エンコーダ、44:初
期セットセンサ、50:第1アーム、51:第2アー
ム、52:R軸、53:昇降基台、60:本体、61:
自在ケーシング。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02P 8/14 H02P 8/00 304A (72)発明者 宮 澤 里 香 東京都八王子市狭間町1463番地 蛇の目ミ シン工業株式会社内 Fターム(参考) 3F059 BA04 DD01 FB15 3F060 BA00 CA00 DA09 EB12 EC12 FA03 GA13 GD07 GD14 5H303 AA10 BB03 BB09 BB15 CC01 DD03 DD28 FF09 HH05 HH07 QQ09 5H580 AA03 BB06 BB09 BB10 FA04 FB05 HH02 HH39 KK10

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基台と該基台に設けられた第1アームと
    該第1アームの先端に設けられた第2アームと該第2ア
    ームの先端に設けられたR軸とを有するスカラロボット
    において、 前記基台側に設けられた第1アーム駆動用の第1アーム
    ステッピングモータと、 前記基台側に設けられた第2アーム駆動用の第2アーム
    ステッピングモータと、 前記各ステッピングモータの駆動系に設けられた位置検
    出センサと、 前記位置検出センサからの信号を入力して前記駆動系の
    位置を検出する手段と、 を備えたことを特徴とするスカラロボット。
  2. 【請求項2】 前記基台に設けられたR軸駆動用のR軸
    ステッピングモータ及びR軸ステッピングモータの駆動
    系に設けられた位置検出センサを更に備えた、 請求項1に記載のスカラロボット。
  3. 【請求項3】 前記第1アームを昇降させるための昇降
    基台と、 該昇降基台昇降用のZ軸ステッピングモータ及び該Z軸
    ステッピングモータの駆動系に設けられた位置検出セン
    サを更に基台側に備えた、 請求項1又は2に記載のスカラロボット。
  4. 【請求項4】前記位置検出センサがステッピングモータ
    に連結して設けられた、 請求項1又は2又は3に記載のスカラロボット。
JP10228618A 1998-07-29 1998-07-29 スカラロボット Pending JP2000047731A (ja)

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JP10228618A JP2000047731A (ja) 1998-07-29 1998-07-29 スカラロボット
US09/353,730 US6212968B1 (en) 1998-07-29 1999-07-14 SCARA robot
DE19934973A DE19934973B4 (de) 1998-07-29 1999-07-26 SCARA-Roboter
TW089212852U TW454612U (en) 1998-07-29 1999-07-28 Selective compliance assembly robot arm (SCARA) robot

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