JPH10180673A - 空間３自由度の位置決め装置および位置決め方法 - Google Patents
空間３自由度の位置決め装置および位置決め方法Info
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- JPH10180673A JPH10180673A JP34994196A JP34994196A JPH10180673A JP H10180673 A JPH10180673 A JP H10180673A JP 34994196 A JP34994196 A JP 34994196A JP 34994196 A JP34994196 A JP 34994196A JP H10180673 A JPH10180673 A JP H10180673A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 空間の所定位置においてワークの位置決めを
行う空間３自由度の位置決め装置のコンパクト化および
低コスト化を実現する。 【解決手段】 ベース２と、３本の伸縮ロッド１０と、
先端に位置決め用球体２９を具備して伸縮する直動アク
チュエータ２０と、直動アクチュエータ２０の位置決め
用球体２９の位置を検出するリニア位置検出器１６を備
え、ベース２上において直動アクチュエータ２０を略中
心にして３本の伸縮ロッド１０を三脚状に配設し、ベー
ス２に対して直動アクチュエータ２０および伸縮ロッド
１０の各基端を球面対偶をなしてそれぞれ連結すると共
に、直動アクチュエータ２０の位置決め用球体２９側と
３本の伸縮ロッド１０の各先端とを球面対偶をなして連
結した。
行う空間３自由度の位置決め装置のコンパクト化および
低コスト化を実現する。 【解決手段】 ベース２と、３本の伸縮ロッド１０と、
先端に位置決め用球体２９を具備して伸縮する直動アク
チュエータ２０と、直動アクチュエータ２０の位置決め
用球体２９の位置を検出するリニア位置検出器１６を備
え、ベース２上において直動アクチュエータ２０を略中
心にして３本の伸縮ロッド１０を三脚状に配設し、ベー
ス２に対して直動アクチュエータ２０および伸縮ロッド
１０の各基端を球面対偶をなしてそれぞれ連結すると共
に、直動アクチュエータ２０の位置決め用球体２９側と
３本の伸縮ロッド１０の各先端とを球面対偶をなして連
結した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空間の所定位置に
おけるワークの位置決めを可能にする空間３自由度の位
置決め装置および位置決め方法に関するものである。
おけるワークの位置決めを可能にする空間３自由度の位
置決め装置および位置決め方法に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】従来、上記したような
空間３自由度を有する装置としては、独立した３本の直
動アクチュエータを備えたものがあるが、この装置にお
いて、３本の直動アクチュエータのほかに、直動アクチ
ュエータ一個々に作動量制御機構が必要であることか
ら、装置が大型でかつ高価なものとなって、位置決め装
置としてレイアウトすることが困難であると共に、設備
コストを低減させることができないという問題を有して
おり、これらの問題を解決することが従来の課題であっ
た。
空間３自由度を有する装置としては、独立した３本の直
動アクチュエータを備えたものがあるが、この装置にお
いて、３本の直動アクチュエータのほかに、直動アクチ
ュエータ一個々に作動量制御機構が必要であることか
ら、装置が大型でかつ高価なものとなって、位置決め装
置としてレイアウトすることが困難であると共に、設備
コストを低減させることができないという問題を有して
おり、これらの問題を解決することが従来の課題であっ
た。
【０００３】
【発明の目的】本発明は、上記した従来の課題に着目し
てなされたもので、コンパクト化および低コスト化を実
現したうえで、空間の所定位置においてワークの位置決
めを行うことができる空間３自由度の位置決め装置およ
び位置決め方法を提供することを目的としている。
てなされたもので、コンパクト化および低コスト化を実
現したうえで、空間の所定位置においてワークの位置決
めを行うことができる空間３自由度の位置決め装置およ
び位置決め方法を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係わ
る空間３自由度の位置決め装置は、ベースと、３本の伸
縮可能なロッド部材と、ロッド状をなしかつ先端にワー
ク当接部を具備して伸縮する伸縮駆動手段と、伸縮駆動
手段におけるワーク当接部の位置を検出する位置検出手
段を備え、前記ベース上において伸縮駆動手段を略中心
にして３本のロッド部材を三脚状に配設し、前記ベース
に対して伸縮駆動手段およびロッド部材の各基端を球面
対偶をなしてそれぞれ連結すると共に、前記伸縮駆動手
段のワーク当接部側と３本のロッド部材の各先端とを球
面対偶をなして連結した構成としており、この空間３自
由度の位置決め装置の構成を従来の課題を解決するため
の手段としている。
る空間３自由度の位置決め装置は、ベースと、３本の伸
縮可能なロッド部材と、ロッド状をなしかつ先端にワー
ク当接部を具備して伸縮する伸縮駆動手段と、伸縮駆動
手段におけるワーク当接部の位置を検出する位置検出手
段を備え、前記ベース上において伸縮駆動手段を略中心
にして３本のロッド部材を三脚状に配設し、前記ベース
に対して伸縮駆動手段およびロッド部材の各基端を球面
対偶をなしてそれぞれ連結すると共に、前記伸縮駆動手
段のワーク当接部側と３本のロッド部材の各先端とを球
面対偶をなして連結した構成としており、この空間３自
由度の位置決め装置の構成を従来の課題を解決するため
の手段としている。
【０００５】本発明の請求項２に係わる空間３自由度の
位置決め装置は、ロッド部材を円筒ケースおよびこの円
筒ケースに摺動可能に嵌合した可動軸部を有する伸縮ロ
ッドとした構成とし、本発明の請求項３に係わる空間３
自由度の位置決め装置は、伸縮駆動手段を直動アクチュ
エータとした構成とし、本発明の請求項４に係わる空間
３自由度の位置決め装置は、位置検出手段を３本のロッ
ド部材に各々設けた伸縮量検出器とした構成としてい
る。
位置決め装置は、ロッド部材を円筒ケースおよびこの円
筒ケースに摺動可能に嵌合した可動軸部を有する伸縮ロ
ッドとした構成とし、本発明の請求項３に係わる空間３
自由度の位置決め装置は、伸縮駆動手段を直動アクチュ
エータとした構成とし、本発明の請求項４に係わる空間
３自由度の位置決め装置は、位置検出手段を３本のロッ
ド部材に各々設けた伸縮量検出器とした構成としてい
る。
【０００６】本発明の請求項５に係わる空間３自由度の
位置決め装置において、ロッド部材に設けた伸縮規制用
のブレーキと、３本のロッド部材に対応してそれぞれ設
けられて伸縮量検出器からフィードバックされるロッド
部材の伸縮量に基づいて伸縮駆動手段の伸縮作動を制御
する位置決めフィードバック回路と、三つの位置決めフ
ィードバック回路から一つの位置決めフィードバック回
路を選択して伸縮駆動手段と接続させる切換スイッチを
備えている構成としている。
位置決め装置において、ロッド部材に設けた伸縮規制用
のブレーキと、３本のロッド部材に対応してそれぞれ設
けられて伸縮量検出器からフィードバックされるロッド
部材の伸縮量に基づいて伸縮駆動手段の伸縮作動を制御
する位置決めフィードバック回路と、三つの位置決めフ
ィードバック回路から一つの位置決めフィードバック回
路を選択して伸縮駆動手段と接続させる切換スイッチを
備えている構成としている。
【０００７】本発明の請求項６に係わる空間３自由度の
位置決め装置は、ワーク当接部が球状をなしている構成
とし、本発明の請求項７に係わる空間３自由度の位置決
め装置において、ワーク当接部がワーク把持部を兼ねて
いる構成としている。
位置決め装置は、ワーク当接部が球状をなしている構成
とし、本発明の請求項７に係わる空間３自由度の位置決
め装置において、ワーク当接部がワーク把持部を兼ねて
いる構成としている。
【０００８】本発明の請求項８に係わる空間３自由度の
位置決め方法において、請求項１ないし７のいずれかに
記載の空間３自由度の位置決め装置によりワークの位置
決めを行うに際して、３本のロッド部材のうちの２本の
ロッド部材の長さを維持した状態で、伸縮駆動手段を伸
縮作動させて残りの１本のロッド部材のみを伸縮させ、
次いで、位置検出手段により検出されるワーク当接部の
位置に基づいて、長さを維持する２本のロッド部材およ
び伸縮駆動手段の伸縮作動に追従して伸縮する１本のロ
ッド部材を順次変更しながら、伸縮駆動手段を繰り返し
て伸縮作動させてワーク当接部を所定部位に移動させ、
前記所定部位に位置したワーク当接部にワークの位置決
め点を当接させる構成としており、この空間３自由度の
位置決め方法の構成を従来の課題を解決するための手段
としている。
位置決め方法において、請求項１ないし７のいずれかに
記載の空間３自由度の位置決め装置によりワークの位置
決めを行うに際して、３本のロッド部材のうちの２本の
ロッド部材の長さを維持した状態で、伸縮駆動手段を伸
縮作動させて残りの１本のロッド部材のみを伸縮させ、
次いで、位置検出手段により検出されるワーク当接部の
位置に基づいて、長さを維持する２本のロッド部材およ
び伸縮駆動手段の伸縮作動に追従して伸縮する１本のロ
ッド部材を順次変更しながら、伸縮駆動手段を繰り返し
て伸縮作動させてワーク当接部を所定部位に移動させ、
前記所定部位に位置したワーク当接部にワークの位置決
め点を当接させる構成としており、この空間３自由度の
位置決め方法の構成を従来の課題を解決するための手段
としている。
【０００９】
【発明の作用】本発明の請求項１〜３に係わる空間３自
由度の位置決め装置では、上記した構成としたから、ワ
ークの位置決めを行うに際して、３本のロッド部材（請
求項２に係わる空間３自由度の位置決め装置では、伸縮
ロッド）のうちの２本のロッド部材の長さを維持した状
態で、伸縮駆動手段（請求項３に係わる空間３自由度の
位置決め装置では、直動アクチュエータ）を伸縮作動さ
せて残りの１本のロッド部材のみを伸縮させると、基端
がベースに球面対偶をなして連結された伸縮駆動手段が
その基端を中心にして回動するので、ワーク当接部は伸
縮が許容されたロッド部材が伸びた方向あるいは縮んだ
方向に移動することとなる。
由度の位置決め装置では、上記した構成としたから、ワ
ークの位置決めを行うに際して、３本のロッド部材（請
求項２に係わる空間３自由度の位置決め装置では、伸縮
ロッド）のうちの２本のロッド部材の長さを維持した状
態で、伸縮駆動手段（請求項３に係わる空間３自由度の
位置決め装置では、直動アクチュエータ）を伸縮作動さ
せて残りの１本のロッド部材のみを伸縮させると、基端
がベースに球面対偶をなして連結された伸縮駆動手段が
その基端を中心にして回動するので、ワーク当接部は伸
縮が許容されたロッド部材が伸びた方向あるいは縮んだ
方向に移動することとなる。
【００１０】次いで、位置検出手段により検出されるワ
ーク当接部の位置に基づいて、長さを維持する２本のロ
ッド部材および伸縮を許す１本のロッド部材を順次変更
して、伸縮駆動手段を繰り返して伸縮作動させると、ワ
ーク当接部は所定部位に移動することとなり、所定部位
に位置したワーク当接部にワークの位置決め点を当接さ
せれば、空間の所定位置におけるワークの位置決めがな
されることとなる。
ーク当接部の位置に基づいて、長さを維持する２本のロ
ッド部材および伸縮を許す１本のロッド部材を順次変更
して、伸縮駆動手段を繰り返して伸縮作動させると、ワ
ーク当接部は所定部位に移動することとなり、所定部位
に位置したワーク当接部にワークの位置決め点を当接さ
せれば、空間の所定位置におけるワークの位置決めがな
されることとなる。
【００１１】つまり、空間３自由度を得るための伸縮駆
動手段が１個だけで良いことから、装置のコンパクト化
および低コスト化が図られることとなる。
動手段が１個だけで良いことから、装置のコンパクト化
および低コスト化が図られることとなる。
【００１２】本発明の請求項４に係わる空間３自由度の
位置決め装置では、３本のロッド部材にそれぞれ設けた
伸縮量検出器でロッド部材の各伸縮量を検出すれば、ワ
ーク当接部の位置は一義的に決定されることとなり、す
なわち、簡単な構造でワーク当接部の位置検出がなされ
ることとなり、本発明の請求項５に係わる空間３自由度
の位置決め装置では、上記した構成としたから、空間３
自由度を得るための伸縮駆動手段が１個だけであるにも
かかわらず、簡単な操作で空間の所定位置におけるワー
クの位置決めがなされることとなる。
位置決め装置では、３本のロッド部材にそれぞれ設けた
伸縮量検出器でロッド部材の各伸縮量を検出すれば、ワ
ーク当接部の位置は一義的に決定されることとなり、す
なわち、簡単な構造でワーク当接部の位置検出がなされ
ることとなり、本発明の請求項５に係わる空間３自由度
の位置決め装置では、上記した構成としたから、空間３
自由度を得るための伸縮駆動手段が１個だけであるにも
かかわらず、簡単な操作で空間の所定位置におけるワー
クの位置決めがなされることとなる。
【００１３】本発明の請求項６に係わる空間３自由度の
位置決め装置では、上記した構成としたから、ワーク当
接部が所定部位に移動した状態における伸縮駆動手段の
姿勢の違いにかかわらず、ワーク当接部とワークの位置
決め点とが点接触して、空間の所定位置におけるワーク
の位置決めがなされることとなり、この際、ワークの位
置決め点が位置決め孔である場合には、球状をなすワー
ク当接部の直径を位置決め孔の口径に合わせておけば、
伸縮駆動手段の姿勢の違いにかかわらず、ワーク当接部
とワークの位置決め孔とが嵌合して、空間の所定位置に
おけるワークの位置決めがなされることとなり、本発明
の請求項７に係わる空間３自由度の位置決め装置では、
空間の所定位置におけるワークの位置決めと同時にワー
クの把持がなされることとなる。
位置決め装置では、上記した構成としたから、ワーク当
接部が所定部位に移動した状態における伸縮駆動手段の
姿勢の違いにかかわらず、ワーク当接部とワークの位置
決め点とが点接触して、空間の所定位置におけるワーク
の位置決めがなされることとなり、この際、ワークの位
置決め点が位置決め孔である場合には、球状をなすワー
ク当接部の直径を位置決め孔の口径に合わせておけば、
伸縮駆動手段の姿勢の違いにかかわらず、ワーク当接部
とワークの位置決め孔とが嵌合して、空間の所定位置に
おけるワークの位置決めがなされることとなり、本発明
の請求項７に係わる空間３自由度の位置決め装置では、
空間の所定位置におけるワークの位置決めと同時にワー
クの把持がなされることとなる。
【００１４】本発明の請求項８に係わる空間３自由度の
位置決め方法では、上記した構成としているので、空間
３自由度を得るための伸縮駆動手段を１個用いるだけ
で、空間の所定位置におけるワークの位置決めがなされ
ることとなる。
位置決め方法では、上記した構成としているので、空間
３自由度を得るための伸縮駆動手段を１個用いるだけ
で、空間の所定位置におけるワークの位置決めがなされ
ることとなる。
【００１５】
【発明の効果】本発明の請求項１〜３に係わる空間３自
由度の位置決め装置では、上記した構成としたから、空
間３自由度を得るための伸縮駆動手段を１個とするこが
でき、したがって、装置のコンパクト化および低コスト
化を実現することが可能であるという非常に優れた効果
がもたらされる。
由度の位置決め装置では、上記した構成としたから、空
間３自由度を得るための伸縮駆動手段を１個とするこが
でき、したがって、装置のコンパクト化および低コスト
化を実現することが可能であるという非常に優れた効果
がもたらされる。
【００１６】本発明の請求項４に係わる空間３自由度の
位置決め装置では、上記した構成としているので、簡単
な構造でワーク当接部の位置検出を行うことができ、本
発明の請求項５に係わる空間３自由度の位置決め装置で
は、上記した構成としたから、空間３自由度を得るため
の伸縮駆動手段が１個だけであるにもかかわらず、簡単
な操作で空間の所定位置におけるワークの位置決めを行
うことが可能であるという非常に優れた効果がもたらさ
れる。
位置決め装置では、上記した構成としているので、簡単
な構造でワーク当接部の位置検出を行うことができ、本
発明の請求項５に係わる空間３自由度の位置決め装置で
は、上記した構成としたから、空間３自由度を得るため
の伸縮駆動手段が１個だけであるにもかかわらず、簡単
な操作で空間の所定位置におけるワークの位置決めを行
うことが可能であるという非常に優れた効果がもたらさ
れる。
【００１７】本発明の請求項６に係わる空間３自由度の
位置決め装置では、上記した構成としたから、ワーク当
接部が所定部位に移動した状態における伸縮駆動手段の
姿勢の違いにかかわらず、空間の所定位置においてワー
クの位置決めを行うことができ、本発明の請求項７に係
わる空間３自由度の位置決め装置では、空間の所定位置
におけるワークの位置決めと同時にワークを把持するこ
とが可能であるという非常に優れた効果がもたらされ
る。
位置決め装置では、上記した構成としたから、ワーク当
接部が所定部位に移動した状態における伸縮駆動手段の
姿勢の違いにかかわらず、空間の所定位置においてワー
クの位置決めを行うことができ、本発明の請求項７に係
わる空間３自由度の位置決め装置では、空間の所定位置
におけるワークの位置決めと同時にワークを把持するこ
とが可能であるという非常に優れた効果がもたらされ
る。
【００１８】本発明の請求項８に係わる空間３自由度の
位置決め方法では、上記した構成としているので、空間
３自由度を得るための伸縮駆動手段を１個用いるだけ
で、空間の所定位置におけるワークの位置決めを行うこ
とが可能であるという非常に優れた効果がもたらされ
る。
位置決め方法では、上記した構成としているので、空間
３自由度を得るための伸縮駆動手段を１個用いるだけ
で、空間の所定位置におけるワークの位置決めを行うこ
とが可能であるという非常に優れた効果がもたらされ
る。
【００１９】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。
【００２０】図１ないし図６は本発明に係わる空間３自
由度の位置決め装置の一実施例を示しており、図１に示
すように、この空間３自由度の位置決め装置１は、略正
三角形状をなす２ベースと、３本の伸縮ロッド（ロッド
部材）１０と、直動アクチュエータ（伸縮駆動手段）２
０を備えている。
由度の位置決め装置の一実施例を示しており、図１に示
すように、この空間３自由度の位置決め装置１は、略正
三角形状をなす２ベースと、３本の伸縮ロッド（ロッド
部材）１０と、直動アクチュエータ（伸縮駆動手段）２
０を備えている。
【００２１】伸縮ロッド１０は、図２に示すように、底
部を有する円筒ケース１１と、この円筒ケース１１に摺
動自在に嵌合した可動軸部１２を備えており、円筒ケー
ス１１の底部から突出する固定軸部１３の下端（ロッド
部材の基端）および可動軸部１２の上端（ロッド部材の
先端）には、球体１４，１５がそれぞれ設けてあると共
に、円筒ケース１１の周壁部には、可動軸部１２の移動
量を検出するリニア位置検出器（伸縮量検出器；位置検
出手段）１６および可動軸部１２を把持解放するブレー
キ１７が設けてある。
部を有する円筒ケース１１と、この円筒ケース１１に摺
動自在に嵌合した可動軸部１２を備えており、円筒ケー
ス１１の底部から突出する固定軸部１３の下端（ロッド
部材の基端）および可動軸部１２の上端（ロッド部材の
先端）には、球体１４，１５がそれぞれ設けてあると共
に、円筒ケース１１の周壁部には、可動軸部１２の移動
量を検出するリニア位置検出器（伸縮量検出器；位置検
出手段）１６および可動軸部１２を把持解放するブレー
キ１７が設けてある。
【００２２】伸縮駆動手段としての直動アクチュエータ
２０は、図３に示すように、サーボモータ２１と、この
サーボモータ２１の上端に固定した円筒ケース２２と、
この円筒ケース２２の内部に位置して軸受２２ａに支持
される下端部をサーボモータ２１の出力軸２１ａの上端
部にカップリング２２ｂを介して連結したボールねじ軸
２３と、円筒ケース２２に摺動可能に嵌合されかつボー
ルねじ軸２３と抜き差し可能に嵌合する中空部分２４ａ
を有する可動軸部２４と、可動軸部２４における中空部
分２４ａの開口に設けられてボールねじ軸２３とねじ対
偶をなすボールねじナット２５と、円筒ケース２２の上
端開口に設けられて可動軸部２４の回転を規制するガイ
ド２６を備えており、サーボモータ２１の下側に設けた
固定軸部２７の下端（伸縮駆動手段の基端）には球体２
８が設けてあると共に、可動軸部２４の上端（伸縮駆動
手段の先端）には位置決め用球体（ワーク当接部）２９
が設けてある。
２０は、図３に示すように、サーボモータ２１と、この
サーボモータ２１の上端に固定した円筒ケース２２と、
この円筒ケース２２の内部に位置して軸受２２ａに支持
される下端部をサーボモータ２１の出力軸２１ａの上端
部にカップリング２２ｂを介して連結したボールねじ軸
２３と、円筒ケース２２に摺動可能に嵌合されかつボー
ルねじ軸２３と抜き差し可能に嵌合する中空部分２４ａ
を有する可動軸部２４と、可動軸部２４における中空部
分２４ａの開口に設けられてボールねじ軸２３とねじ対
偶をなすボールねじナット２５と、円筒ケース２２の上
端開口に設けられて可動軸部２４の回転を規制するガイ
ド２６を備えており、サーボモータ２１の下側に設けた
固定軸部２７の下端（伸縮駆動手段の基端）には球体２
８が設けてあると共に、可動軸部２４の上端（伸縮駆動
手段の先端）には位置決め用球体（ワーク当接部）２９
が設けてある。
【００２３】３本の伸縮ロッド１０は、各々の下端の球
体１４をベース２の三つの角部にそれぞれ位置させて三
脚状に配設してあり、一方、直動アクチュエータ２０
は、三脚状に組まれた３本の伸縮ロッド１０の略中心に
位置するようにして配設してあり、３本の伸縮ロッド１
０および直動アクチュエータ２０の各々の下端の球体１
４，２８は、ベース２に設けた円筒体３の球面溝３ａに
それぞれ嵌合してあると共に、伸縮ロッド１０の各上端
の球体１５は、直動アクチュエータ２０における可動軸
部２４の上端近傍に設けた三又ソケット４の各球面溝４
ａにそれぞれ嵌合してある。
体１４をベース２の三つの角部にそれぞれ位置させて三
脚状に配設してあり、一方、直動アクチュエータ２０
は、三脚状に組まれた３本の伸縮ロッド１０の略中心に
位置するようにして配設してあり、３本の伸縮ロッド１
０および直動アクチュエータ２０の各々の下端の球体１
４，２８は、ベース２に設けた円筒体３の球面溝３ａに
それぞれ嵌合してあると共に、伸縮ロッド１０の各上端
の球体１５は、直動アクチュエータ２０における可動軸
部２４の上端近傍に設けた三又ソケット４の各球面溝４
ａにそれぞれ嵌合してある。
【００２４】また、この空間３自由度の位置決め装置１
は、図４に示すように、伸縮ロッド１０のリニア位置検
出器１６およびブレーキ１７と電気的に接続する位置決
めフィードバック回路５を伸縮ロッド１０の個々に備え
ていると共に、直動アクチュエータ２０を伸縮作動させ
る毎に三つの位置決めフィードバック回路５（５Ａ，５
Ｂ，５Ｃ）から一つの位置決めフィードバック回路５を
選択して機能させる切換スイッチ６を備えており、切換
スイッチ６により選択された位置決めフィードバック回
路５、例えば、位置決めフィードバック回路５Ａでは、
これに対応するブレーキ１７Ａによる可動軸部１２Ａの
拘束を解除すると共に、これにより直動アクチュエータ
２０の伸縮作動に追従して作動する伸縮ロッド１０Ａの
可動軸部１２Ａの移動量をリニア位置検出器１６Ａによ
り検出し、フィードバックされた可動軸部１２Ａの移動
量に基づいて直動アクチュエータ２０の伸縮作動を停止
させるべく機能するようになっている。
は、図４に示すように、伸縮ロッド１０のリニア位置検
出器１６およびブレーキ１７と電気的に接続する位置決
めフィードバック回路５を伸縮ロッド１０の個々に備え
ていると共に、直動アクチュエータ２０を伸縮作動させ
る毎に三つの位置決めフィードバック回路５（５Ａ，５
Ｂ，５Ｃ）から一つの位置決めフィードバック回路５を
選択して機能させる切換スイッチ６を備えており、切換
スイッチ６により選択された位置決めフィードバック回
路５、例えば、位置決めフィードバック回路５Ａでは、
これに対応するブレーキ１７Ａによる可動軸部１２Ａの
拘束を解除すると共に、これにより直動アクチュエータ
２０の伸縮作動に追従して作動する伸縮ロッド１０Ａの
可動軸部１２Ａの移動量をリニア位置検出器１６Ａによ
り検出し、フィードバックされた可動軸部１２Ａの移動
量に基づいて直動アクチュエータ２０の伸縮作動を停止
させるべく機能するようになっている。
【００２５】なお、図４における符号７はサーボアンプ
である。
である。
【００２６】この空間３自由度の位置決め装置１により
ワークの位置決めを行うに際しては、伸縮ロッド１０
（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）の各長さを同じにした初期
状態（図５（ａ）に実線で示す状態）において、まず、
切換スイッチ６により三つの位置決めフィードバック回
路５Ａ，５Ｂ，５Ｃから、例えば、位置決めフィードバ
ック回路５Ａを選択すると、これに対応する伸縮ロッド
１０Ａのブレーキ１７Ａが解除作動して、可動軸部１２
Ａが摺動自在（伸縮ロッド１０Ａが伸縮自在）となり、
他の２本の伸縮ロッド１０Ｂ，１０Ｃは初期長さを維持
することとなる。
ワークの位置決めを行うに際しては、伸縮ロッド１０
（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）の各長さを同じにした初期
状態（図５（ａ）に実線で示す状態）において、まず、
切換スイッチ６により三つの位置決めフィードバック回
路５Ａ，５Ｂ，５Ｃから、例えば、位置決めフィードバ
ック回路５Ａを選択すると、これに対応する伸縮ロッド
１０Ａのブレーキ１７Ａが解除作動して、可動軸部１２
Ａが摺動自在（伸縮ロッド１０Ａが伸縮自在）となり、
他の２本の伸縮ロッド１０Ｂ，１０Ｃは初期長さを維持
することとなる。
【００２７】この状態で直動アクチュエータ２０を伸長
作動させると、図５（ｂ）に示すように、直動アクチュ
エータ２０それ自体が伸びつつベース２に球面対偶をな
して連結した球体２８を中心にして回動すると共に、選
択した伸縮ロッド１０Ａが直動アクチュエータ２０の伸
長作動に追従して伸びつつ左方向により大きく傾斜する
ので、位置決め用球体２９は、直動アクチュエータ２０
および選択した伸縮ロッド１０Ａが倒れた方向（図５
（ｂ）左方向）に移動することとなる。
作動させると、図５（ｂ）に示すように、直動アクチュ
エータ２０それ自体が伸びつつベース２に球面対偶をな
して連結した球体２８を中心にして回動すると共に、選
択した伸縮ロッド１０Ａが直動アクチュエータ２０の伸
長作動に追従して伸びつつ左方向により大きく傾斜する
ので、位置決め用球体２９は、直動アクチュエータ２０
および選択した伸縮ロッド１０Ａが倒れた方向（図５
（ｂ）左方向）に移動することとなる。
【００２８】この間、位置決めフィードバック回路５Ａ
には、伸縮ロッド１０Ａのリニア位置検出器１６Ａから
可動軸部１２Ａの移動量がフィードバックされており、
可動軸部１２Ａの移動量が所定値に達した時点で、直動
アクチュエータ２０はその伸長作動を停止する。
には、伸縮ロッド１０Ａのリニア位置検出器１６Ａから
可動軸部１２Ａの移動量がフィードバックされており、
可動軸部１２Ａの移動量が所定値に達した時点で、直動
アクチュエータ２０はその伸長作動を停止する。
【００２９】次に、伸縮ロッド１０Ａのリニア位置検出
器１６Ａで検出した可動軸部１２Ａの移動量および他の
２本の伸縮ロッド１０Ｂ，１０Ｃが維持している初期長
さから一義的に決定される位置決め用球体２９の位置に
基づいて、切換スイッチ６により上記位置決めフィード
バック回路５Ａ以外の二つの位置決めフィードバック回
路５Ｂ，５Ｃから、例えば、位置決めフィードバック回
路５Ｂを選択すると、これに対応する伸縮ロッド１０Ｂ
の可動軸部１２Ｂが摺動自在（伸縮ロッド１０Ｂが伸縮
自在）となり、伸縮ロッド１０Ａは上記伸長した長さを
維持し、伸縮ロッド１０Ｃは初期長さを維持することと
なる。
器１６Ａで検出した可動軸部１２Ａの移動量および他の
２本の伸縮ロッド１０Ｂ，１０Ｃが維持している初期長
さから一義的に決定される位置決め用球体２９の位置に
基づいて、切換スイッチ６により上記位置決めフィード
バック回路５Ａ以外の二つの位置決めフィードバック回
路５Ｂ，５Ｃから、例えば、位置決めフィードバック回
路５Ｂを選択すると、これに対応する伸縮ロッド１０Ｂ
の可動軸部１２Ｂが摺動自在（伸縮ロッド１０Ｂが伸縮
自在）となり、伸縮ロッド１０Ａは上記伸長した長さを
維持し、伸縮ロッド１０Ｃは初期長さを維持することと
なる。
【００３０】この状態で直動アクチュエータ２０をさら
に伸長作動させると、図５（ｃ）に示すように、直動ア
クチュエータ２０それ自体が伸びつつ回動すると共に、
選択した伸縮ロッド１０Ｂが直動アクチュエータ２０の
伸長作動に追従して伸びつつ右方向に傾斜するので、位
置決め用球体２９は、直動アクチュエータ２０および選
択した伸縮ロッド１０Ｂが倒れた方向（図５（ｃ）右方
向）に移動することとなり、伸縮ロッド１０Ｂのリニア
位置検出器１６Ｂから位置決めフィードバック回路５Ｂ
にフィードバックされた可動軸部１２Ｂの移動量が所定
値に達した時点で、直動アクチュエータ２０はその伸長
作動を停止する。
に伸長作動させると、図５（ｃ）に示すように、直動ア
クチュエータ２０それ自体が伸びつつ回動すると共に、
選択した伸縮ロッド１０Ｂが直動アクチュエータ２０の
伸長作動に追従して伸びつつ右方向に傾斜するので、位
置決め用球体２９は、直動アクチュエータ２０および選
択した伸縮ロッド１０Ｂが倒れた方向（図５（ｃ）右方
向）に移動することとなり、伸縮ロッド１０Ｂのリニア
位置検出器１６Ｂから位置決めフィードバック回路５Ｂ
にフィードバックされた可動軸部１２Ｂの移動量が所定
値に達した時点で、直動アクチュエータ２０はその伸長
作動を停止する。
【００３１】以降、切換スイッチ６により位置決めフィ
ードバック回路５Ａ，５Ｂ，５Ｃを順次選択して、すな
わち、伸縮を許す１本の伸縮ロッド１０（１０Ａ，１０
Ｂ，１０Ｃ）を順次変えて、直動アクチュエータ２０を
繰り返して伸長作動させると、図５（ａ）に仮想線で示
すように、位置決め用球体２９は所定部位に移動するこ
ととなり、所定部位に位置した位置決め用球体２９に対
して、図６（ａ）に示すように、パネル（ワーク）Ｐの
位置決め点Ｓを当接させれば、空間の所定位置における
パネルＰの位置決めがなされることとなる。
ードバック回路５Ａ，５Ｂ，５Ｃを順次選択して、すな
わち、伸縮を許す１本の伸縮ロッド１０（１０Ａ，１０
Ｂ，１０Ｃ）を順次変えて、直動アクチュエータ２０を
繰り返して伸長作動させると、図５（ａ）に仮想線で示
すように、位置決め用球体２９は所定部位に移動するこ
ととなり、所定部位に位置した位置決め用球体２９に対
して、図６（ａ）に示すように、パネル（ワーク）Ｐの
位置決め点Ｓを当接させれば、空間の所定位置における
パネルＰの位置決めがなされることとなる。
【００３２】この際、図６（ｂ）に示すように、パネル
Ｐの位置決め点が位置決め孔Ｈである場合には、位置決
め用球体２９の直径ｄを位置決め孔Ｈの口径Ｄに合わせ
ておけば、位置決め用球体２９と位置決め孔Ｈとが嵌合
して、空間の所定位置におけるパネルＰの位置決めがな
されることとなる。また、図６（ｃ）に示すように、パ
ネルＰの位置決め点Ｓを挟んで位置決め用球体２９と対
向するようにして把持球体３０を設けておけば、パネル
Ｐの位置決めと同時にパネルＰの把持がなされることと
なる。
Ｐの位置決め点が位置決め孔Ｈである場合には、位置決
め用球体２９の直径ｄを位置決め孔Ｈの口径Ｄに合わせ
ておけば、位置決め用球体２９と位置決め孔Ｈとが嵌合
して、空間の所定位置におけるパネルＰの位置決めがな
されることとなる。また、図６（ｃ）に示すように、パ
ネルＰの位置決め点Ｓを挟んで位置決め用球体２９と対
向するようにして把持球体３０を設けておけば、パネル
Ｐの位置決めと同時にパネルＰの把持がなされることと
なる。
【００３３】したがって、上記した空間３自由度の位置
決め装置１では、空間３自由度を得るための直動アクチ
ュエータ２０が１個だけであるにもかかわらず、簡単な
操作で空間の所定位置におけるパネルＰの位置決めがな
されることとなり、直動アクチュエータ２０を１個とし
た分だけ、装置のコンパクト化および低コスト化が図ら
れることとなる。
決め装置１では、空間３自由度を得るための直動アクチ
ュエータ２０が１個だけであるにもかかわらず、簡単な
操作で空間の所定位置におけるパネルＰの位置決めがな
されることとなり、直動アクチュエータ２０を１個とし
た分だけ、装置のコンパクト化および低コスト化が図ら
れることとなる。
【００３４】また、上記した空間３自由度の位置決め装
置１では、３本の伸縮ロッド１０にそれぞれ設けたリニ
ア位置検出器１６で各可動軸部１２の移動量を検出すれ
ば、位置決め用球体２９の位置は一義的に決定されるこ
ととなり、すなわち、簡単な構造で位置決め用球体２９
の位置検出がなされることとなる。
置１では、３本の伸縮ロッド１０にそれぞれ設けたリニ
ア位置検出器１６で各可動軸部１２の移動量を検出すれ
ば、位置決め用球体２９の位置は一義的に決定されるこ
ととなり、すなわち、簡単な構造で位置決め用球体２９
の位置検出がなされることとなる。
【００３５】さらに、この空間３自由度の位置決め装置
１において、ワーク当接部を位置決め用球体２９として
いることから、この位置決め用球体２９が所定部位に移
動した状態において、図６に一点鎖線および二点鎖線で
示すように、直動アクチュエータ２０が規制された範囲
内（この実施例ではベース２に垂直な軸に対する最大傾
斜角略３０゜の範囲内）で大きく傾いていたとしても、
位置決め用球体２９とパネルＰの位置決め点Ｓとが点接
触するので、空間の所定位置におけるパネルＰの位置決
めが確実になされることとなる。
１において、ワーク当接部を位置決め用球体２９として
いることから、この位置決め用球体２９が所定部位に移
動した状態において、図６に一点鎖線および二点鎖線で
示すように、直動アクチュエータ２０が規制された範囲
内（この実施例ではベース２に垂直な軸に対する最大傾
斜角略３０゜の範囲内）で大きく傾いていたとしても、
位置決め用球体２９とパネルＰの位置決め点Ｓとが点接
触するので、空間の所定位置におけるパネルＰの位置決
めが確実になされることとなる。
【００３６】本発明に係わる空間３自由度の位置決め装
置および位置決め方法の詳細な構成は、上記した実施例
に限定されるものではない。
置および位置決め方法の詳細な構成は、上記した実施例
に限定されるものではない。
【図１】本発明に係わる空間３自由度の位置決め装置の
一実施例を示す全体斜視説明図である。
一実施例を示す全体斜視説明図である。
【図２】図１における位置決め装置の伸縮ロッド（ロッ
ド部材）を示す断面説明図である。
ド部材）を示す断面説明図である。
【図３】図１における位置決め装置の直動アクチュエー
タ（伸縮駆動手段）を示す断面説明図である。
タ（伸縮駆動手段）を示す断面説明図である。
【図４】図１における位置決め装置の制御系を説明する
図である。
図である。
【図５】図１に示した位置決め装置の動作説明図
（ａ），（ｂ）および（ｃ）である。
（ａ），（ｂ）および（ｃ）である。
【図６】図１における位置決め装置の位置決め用球体
（ワーク当接部）とパネル（ワーク）の位置決め点とが
当接した状態の部分拡大説明図（ａ），位置決め用球体
とパネルの位置決め孔とが嵌合した状態の部分拡大説明
図（ｂ）および位置決め用球体がパネルの位置決めと同
時にパネルを把持している状態の部分拡大説明図（ｃ）
である。
（ワーク当接部）とパネル（ワーク）の位置決め点とが
当接した状態の部分拡大説明図（ａ），位置決め用球体
とパネルの位置決め孔とが嵌合した状態の部分拡大説明
図（ｂ）および位置決め用球体がパネルの位置決めと同
時にパネルを把持している状態の部分拡大説明図（ｃ）
である。
１ 空間３自由度の位置決め装置 ２ ベース ５ 位置決めフィードバック回路 ６ 切換スイッチ １０ 伸縮ロッド（ロッド部材） １１ 円筒ケース １２ 可動軸部 １６ リニア位置検出器（伸縮量検出器；位置検出手
段） １７ ブレーキ ２０ 直動アクチュエータ（伸縮駆動手段） ２９ 位置決め用球体（ワーク当接部） Ｐ パネル（ワーク）
段） １７ ブレーキ ２０ 直動アクチュエータ（伸縮駆動手段） ２９ 位置決め用球体（ワーク当接部） Ｐ パネル（ワーク）
Claims (8)
- 【請求項１】 ベースと、３本の伸縮可能なロッド部材
と、ロッド状をなしかつ先端にワーク当接部を具備して
伸縮する伸縮駆動手段と、伸縮駆動手段におけるワーク
当接部の位置を検出する位置検出手段を備え、前記ベー
ス上において伸縮駆動手段を略中心にして３本のロッド
部材を三脚状に配設し、前記ベースに対して伸縮駆動手
段およびロッド部材の各基端を球面対偶をなしてそれぞ
れ連結すると共に、前記伸縮駆動手段のワーク当接部側
と３本のロッド部材の各先端とを球面対偶をなして連結
したことを特徴とする空間３自由度の位置決め装置。 - 【請求項２】 ロッド部材を円筒ケースおよびこの円筒
ケースに摺動可能に嵌合した可動軸部を有する伸縮ロッ
ドとした請求項１に記載の空間３自由度の位置決め装
置。 - 【請求項３】 伸縮駆動手段を直動アクチュエータとし
た請求項１または２に記載の空間３自由度の位置決め装
置。 - 【請求項４】 位置検出手段を３本のロッド部材に各々
設けた伸縮量検出器とした請求項１ないし３のいずれか
に記載の空間３自由度の位置決め装置。 - 【請求項５】 ロッド部材に設けた伸縮規制用のブレー
キと、３本のロッド部材に対応してそれぞれ設けられて
伸縮量検出器からフィードバックされるロッド部材の伸
縮量に基づいて伸縮駆動手段の伸縮作動を制御する位置
決めフィードバック回路と、三つの位置決めフィードバ
ック回路から一つの位置決めフィードバック回路を選択
して伸縮駆動手段と接続させる切換スイッチを備えてい
る請求項４に記載の空間３自由度の位置決め装置。 - 【請求項６】 ワーク当接部が球状をなしている請求項
１ないし５のいずれかに記載の空間３自由度の位置決め
装置。 - 【請求項７】 ワーク当接部がワーク把持部を兼ねてい
る請求項１ないし６のいずれかに記載の空間３自由度の
位置決め装置。 - 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれかに記載の空
間３自由度の位置決め装置によりワークの位置決めを行
うに際して、３本のロッド部材のうちの２本のロッド部
材の長さを維持した状態で、伸縮駆動手段を伸縮作動さ
せて残りの１本のロッド部材のみを伸縮させ、次いで、
位置検出手段により検出されるワーク当接部の位置に基
づいて、長さを維持する２本のロッド部材および伸縮駆
動手段の伸縮作動に追従して伸縮する１本のロッド部材
を順次変更しながら、伸縮駆動手段を繰り返して伸縮作
動させてワーク当接部を所定部位に移動させ、前記所定
部位に位置したワーク当接部にワークの位置決め点を当
接させることを特徴とする空間３自由度の位置決め方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34994196A JPH10180673A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 空間３自由度の位置決め装置および位置決め方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34994196A JPH10180673A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 空間３自由度の位置決め装置および位置決め方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10180673A true JPH10180673A (ja) | 1998-07-07 |
Family
ID=18407143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34994196A Pending JPH10180673A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 空間３自由度の位置決め装置および位置決め方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10180673A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001277164A (ja) * | 2000-03-01 | 2001-10-09 | Sig Pack Syst Ag | 三次元空間内で製品を操作するロボット |
| US6336375B1 (en) * | 1994-03-02 | 2002-01-08 | Renishaw, Plc | Coordinate positioning machine |
| JP2004291215A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-10-21 | Rikogaku Shinkokai | 車載型及び走行型作業用腕・ハンド装置 |
| KR100624217B1 (ko) * | 2005-06-27 | 2006-09-15 | (주)스맥 | 로봇의 관절부 구동을 위한 3차원 복합 폐 링크장치 |
| JP2009297793A (ja) * | 2008-06-10 | 2009-12-24 | Murata Mach Ltd | パラレルメカニズム |
| CN102357880A (zh) * | 2011-09-22 | 2012-02-22 | 广西大学 | 一种九活动度机器人机构 |
| JP2012045710A (ja) * | 2011-12-06 | 2012-03-08 | Murata Machinery Ltd | パラレルメカニズム |
| DE102010047356A1 (de) * | 2010-10-05 | 2012-04-05 | Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen | Vorrichtung zur Bewegung eines Objekts |
| EP2133181A3 (en) * | 2008-06-10 | 2013-03-27 | Murata Machinery, Ltd. | Parallel mechanism |
| CN103115120A (zh) * | 2013-02-27 | 2013-05-22 | 北京交通大学 | 一种球面滚动机构 |
| JP2015510456A (ja) * | 2012-02-13 | 2015-04-09 | ツェー・ベー・ウー・チェー・ベー・プラゼ・ファクルタ・ストロイニー | 支持フレームに操作アームの位置を設定する方法、および操作アームを位置決めする支持フレーム |
| CN116512233A (zh) * | 2023-04-11 | 2023-08-01 | 江苏悦川机器人有限公司 | 一种机械臂及机械臂的控制系统 |
-
1996
- 1996-12-27 JP JP34994196A patent/JPH10180673A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6336375B1 (en) * | 1994-03-02 | 2002-01-08 | Renishaw, Plc | Coordinate positioning machine |
| JP4632560B2 (ja) * | 2000-03-01 | 2011-02-16 | シーグ パック システムズ アクチェンゲゼルシャフト | 三次元空間内で製品を操作するロボット |
| JP2001277164A (ja) * | 2000-03-01 | 2001-10-09 | Sig Pack Syst Ag | 三次元空間内で製品を操作するロボット |
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| EP2669064A1 (en) * | 2008-06-10 | 2013-12-04 | Murata Machinery, Ltd. | Parallel mechanism |
| EP2133181A3 (en) * | 2008-06-10 | 2013-03-27 | Murata Machinery, Ltd. | Parallel mechanism |
| US8456124B2 (en) | 2008-06-10 | 2013-06-04 | Murata Machinery, Ltd. | Parallel mechanism |
| JP2009297793A (ja) * | 2008-06-10 | 2009-12-24 | Murata Mach Ltd | パラレルメカニズム |
| DE102010047356A1 (de) * | 2010-10-05 | 2012-04-05 | Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen | Vorrichtung zur Bewegung eines Objekts |
| CN102357880A (zh) * | 2011-09-22 | 2012-02-22 | 广西大学 | 一种九活动度机器人机构 |
| JP2012045710A (ja) * | 2011-12-06 | 2012-03-08 | Murata Machinery Ltd | パラレルメカニズム |
| JP2015510456A (ja) * | 2012-02-13 | 2015-04-09 | ツェー・ベー・ウー・チェー・ベー・プラゼ・ファクルタ・ストロイニー | 支持フレームに操作アームの位置を設定する方法、および操作アームを位置決めする支持フレーム |
| CN103115120A (zh) * | 2013-02-27 | 2013-05-22 | 北京交通大学 | 一种球面滚动机构 |
| CN116512233A (zh) * | 2023-04-11 | 2023-08-01 | 江苏悦川机器人有限公司 | 一种机械臂及机械臂的控制系统 |
| CN116512233B (zh) * | 2023-04-11 | 2024-03-22 | 江苏悦川机器人有限公司 | 一种机械臂及机械臂的控制系统 |
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