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JP7150446B2 - Work device using parallel link mechanism - Google Patents
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JP7150446B2 JP2018031796A JP2018031796A JP7150446B2 JP 7150446 B2 JP7150446 B2 JP 7150446B2 JP 2018031796 A JP2018031796 A JP 2018031796A JP 2018031796 A JP2018031796 A JP 2018031796A JP 7150446 B2 JP7150446 B2 JP 7150446B2
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Description

この発明は、産業機器等の精密で広範な作動範囲を必要とする機器等に用いられるパラレルリンク機構を用いた作業装置に関する。 The present invention relates to a work device using a parallel link mechanism, which is used for equipment such as industrial equipment that requires a precise and wide operating range.

コンパクトな構成でありながら、精密で広範な作動範囲の動作が可能なリンク作動装置として、例えば、特許文献1に示されるような構成が提案されている。
このようなリンク作動装置の先端にエンドエフェクタを搭載し、エンドエフェクタが作業を行う作業空間上の複数の作業点を連続的に移動させる際の制御方法として、特許文献2に示される構成が提案されている。
また、特許文献2に示されるようなリンク作動装置と直動機構を組み合わせた特許文献3に示される構成が提案されている。
As a link actuating device that has a compact configuration and is capable of precise and wide operation range, for example, a configuration as shown in Patent Literature 1 has been proposed.
The configuration shown in Patent Document 2 is proposed as a control method when an end effector is mounted at the tip of such a link actuating device and a plurality of work points on the work space where the end effector works are continuously moved. It is
Further, a configuration disclosed in Patent Document 3 is proposed in which a link actuating device as disclosed in Patent Document 2 and a direct acting mechanism are combined.

この他に、特許文献4に、多関節のロボットの制御装置として、監視点情報を記憶するパラメータ記憶部と、移動指令に基づいて支柱や各関節点等の動作を生成する軌跡生成部と、支柱や各関節点等の制御点の速度を求める制御点速度制御部と、制御点の動作速度から発生する監視点の速度を求める監視点速度制御部と、制御点の速度と監視点の速度から最大速度を選択し、指令速度と比較して、最大速度が指令速度を超えた場合に、制御点の速度を指令速度に変更制御する動作指令部とを備えた構成が提案されている。 In addition, Patent Document 4 discloses a multi-joint robot control device that includes a parameter storage unit that stores monitoring point information, a trajectory generation unit that generates motions of columns and joint points based on movement commands, A control point speed control unit that obtains the speed of control points such as struts and each joint point, a monitoring point speed control unit that obtains the speed of monitoring points generated from the operating speed of control points, the speed of control points and the speed of monitoring points A configuration comprising an operation command unit that selects the maximum speed from and compares it with the command speed, and changes and controls the speed of the control point to the command speed when the maximum speed exceeds the command speed.

特許5785055号公報Japanese Patent No. 5785055 特開2015-155124号公報JP 2015-155124 A 特開2015-188945号公報JP 2015-188945 A 国際公開WO02/066210International publication WO02/066210

特許文献3で示されるような、リンク作動装置と1軸以上のアクチュエータを組み合わせたパラレルリンク機構を用いた作業装置では、エンドエフェクタの作業点が移動せず、エンドエフェクタの姿勢のみが変更される場合がある。しかし、特許文献2で示されている制御方法は、複数のエンドエフェクタの作業点を連続的に等速で移動させるものであり、エンドエフェクタ6の作業点が移動せず、エンドエフェクタの姿勢のみが変更される場合には適用できない。
また、複数のエンドエフェクタの作業点を連続的に等速で移動させていく場合に、経路の途中に、先端位置の移動量が微小で姿勢だけを大きく変更する区間が存在する場合があるが、このような場合に、先端位置の速度を指令するのでは、その区間では移動時間が短くなることで、多関節ロボットの特異姿勢のように作業装置全体が急に高速で動きだし、モータが破損するだけでなく、作業者に危害を与える可能性がある。
In a work device using a parallel link mechanism combining a link actuator and an actuator of one or more axes, as disclosed in Patent Document 3, only the posture of the end effector is changed without moving the working point of the end effector. Sometimes. However, in the control method disclosed in Patent Document 2, the working points of a plurality of end effectors are moved continuously at a constant speed, and the working point of the end effector 6 does not move, only the posture of the end effector is changed. not applicable if changes are made to
Also, when moving the working points of a plurality of end effectors continuously at a constant speed, there may be a section in the middle of the path where the amount of movement of the tip position is very small and only the posture is greatly changed. In such a case, if the speed of the tip position is commanded, the movement time will be shortened in that section, and the entire work device will suddenly start moving at high speed like a singular posture of an articulated robot, and the motor will be damaged. Not only that, but it can also pose a hazard to workers.

この発明の目的は、エンドエフェクタの作業点が移動せず、エンドエフェクタの姿勢のみが変更される場合や、エンドエフェクタの作業点の移動が微小で、かつエンドエフェクタの姿勢を大きく変更する場合に、そのことをオペレータが知ることができて、作業装置全体が不測に急に高速で動くことを防止できるパラレルリンク機構を用いた作業装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the following problems: when the working point of the end effector does not move and only the posture of the end effector changes, or when the movement of the working point of the end effector is very small and the posture of the end effector changes greatly. To provide a working device using a parallel link mechanism which enables an operator to know that, and prevents the whole working device from unexpectedly moving at a high speed.

この発明のパラレルリンク機構10を用いた作業装置1は、基端側のリンクハブ12に対し先端側のリンクハブ13が3組以上のリンク機構14を介して姿勢を変更可能に連結され、前記各リンク機構14は、それぞれ前記基端側のリンクハブ12および前記先端側のリンクハブ13に一端が回転可能に連結された基端側および先端側の端部リンク部材と、これら基端側および先端側の端部リンク部材の他端に両端がそれぞれ回転可能に連結された中央リンク部材とを有し、前記3組以上のリンク機構14のうち2組以上のリンク機構14に、前記基端側のリンクハブ12に対する前記先端側のリンクハブ13の姿勢を変更させる姿勢制御用のアクチュエータ11(11,11,11)が設けられたリンク作動装置7と、
前記先端側のリンクハブ13に取付けられたエンドエフェクタ6と、
前記リンク作動装置7と組み合わせられて前記エンドエフェクタ6の作業点Pと前記リンク作動装置7の基準位置とを相対的に変更する1軸以上の組み合わせ側のアクチュエータ71~73,85~87,95~97と、
前記姿勢制御用のアクチュエータ11および前記組み合わせ側のアクチュエータ71~73,85~87,95~97を制御する制御装置2とを備えたパラレルリンク機構10を用いた作業装置であって、
前記制御装置2は、
前記エンドエフェクタ6が作業する作業空間上の各作業点P(i=0,1,2,…)の座標である複数の作業座標(XPi,YPi,ZPi)を記憶しておく記憶部3と、
この記憶部3に記憶された前記作業座標(XPi,YPi,ZPi)から、前記各アクチュエータ11,71~73,85~87,95~97の移動量および作業座標((XPi,YPi,ZPi)間の距離を計算し、さらに前記エンドエフェクタ6の所定の目標速度を用いて前記各アクチュエータ11,71~73,85~87,95~97の移動速度を計算し、計算された前記各アクチュエータ11,71~73,85~87,95~97の移動量および移動速度で前記各アクチュエータ11,71~73,85~87,95~97を動作させる制御部4とを有し、
前記制御部4は、前記目標速度から計算された前記各アクチュエータ11,71~73,85~87,95~97の移動速度を用いて動作可能か否かを判定する判定部4aを有し、
前記制御装置2は、前記判定部4aの判定結果に基づいて動作可能か否かを表示する表示部5を有する。
In the working device 1 using the parallel link mechanism 10 of the present invention, the link hub 13 on the front end side is connected to the link hub 12 on the base end side through three or more sets of link mechanisms 14 so that the posture can be changed. Each link mechanism 14 includes end link members on the proximal side and the distal side, one ends of which are rotatably connected to the link hub 12 on the proximal side and the link hub 13 on the distal side, respectively; and a center link member whose both ends are rotatably connected to the other end of the end link member on the distal side, and two or more of the three or more link mechanisms 14 have the base end a link actuating device 7 provided with an actuator 11 (11 1 , 11 2 , 11 3 ) for attitude control for changing the attitude of the link hub 13 on the tip side with respect to the link hub 12 on the side;
an end effector 6 attached to the link hub 13 on the tip side;
Combined actuators 71 to 73, 85 to 87, 95 of one or more axes that are combined with the link actuating device 7 to relatively change the working point P of the end effector 6 and the reference position of the link actuating device 7 ~97 and
A working device using a parallel link mechanism 10, which includes the attitude control actuator 11 and a control device 2 for controlling the combined actuators 71 to 73, 85 to 87, 95 to 97,
The control device 2 is
A plurality of work coordinates (X Pi , Y Pi , Z Pi ), which are the coordinates of each work point Pi ( i =0, 1, 2, . . . ) on the work space where the end effector 6 works are stored. a storage unit 3;
From the work coordinates (X Pi , Y Pi , Z Pi ) stored in the storage unit 3, the movement amounts and work coordinates ((X Pi , Y Pi , Z Pi ) are calculated, and the moving speeds of the actuators 11, 71 to 73, 85 to 87, 95 to 97 are calculated using the predetermined target speed of the end effector 6, and and a control unit 4 for operating the actuators 11, 71 to 73, 85 to 87, 95 to 97 at the respective moving amounts and moving speeds of the respective actuators 11, 71 to 73, 85 to 87, 95 to 97. death,
The control unit 4 has a determination unit 4a that determines whether or not the actuators 11, 71 to 73, 85 to 87, 95 to 97 are operable using the moving speeds calculated from the target speeds,
The control device 2 has a display section 5 for displaying whether or not it is operable based on the determination result of the determination section 4a.

複数のエンドエフェクタ6の作業点Pを連続的に等速で移動させていく場合、経路の途中に、先端位置の移動量が微小で、姿勢だけを大きく変更する区間が存在すると、先端位置の速度を指令するため、その区間では移動時間が短くなることで、多関節ロボットの特異姿勢のように作業装置の全体が急に高速で動きだし、モータ等のアクチュエータ11(11,11,11)が過負荷となるだけでなく、作業者の安全上も好ましくない。しかし、前記制御部4は、前記目標速度から計算された前記各アクチュエータ11,71~73,85~87,95~97の移動速度を用いて動作可能か否かを判定する判定部4aを有し、この判定部4aの判定結果に基づいて動作可能か否かが表示部5に表示され、動作不可である場合、オペレータに警告表示されることになる。この警告表示をオペレータが見て、目標速度を遅い値に変更したり、作業点Pを調整したりするなどの適宜の操作を行うことで、エンドエフェクタ6の作業点Pが移動せず、エンドエフェクタ6の姿勢のみが変更され、作業装置1の全体が急に高速で動くことを防止することができる。
なお、前記組み合わせ側のアクチュエータ71~73,85~87,95~97は、リンク作動装置7のベースに接続され、リンク作動装置7の位置を変更するものでもよく、リンク作動装置7の先端に接続され、その先にエンドエフェクタ6を搭載するものでもよく、作業空間の原点を移動させるものでもよい。前記「前記エンドエフェクタ6の所定の目標速度」は、エンドエフェクタ6が作業する作業空間上の前記座標を連続的に等速で移動するために設定する目標速度であり、任意の値に設定される。
When the working points P of a plurality of end effectors 6 are continuously moved at a constant speed, if there is a section along the path in which the amount of movement of the tip position is minute and only the attitude is greatly changed, the tip position may change. Since the speed is commanded, the movement time is shortened in that section, so that the entire working device suddenly starts moving at high speed like a singular posture of an articulated robot, and actuators 11 (11 1 , 11 2 , 11 ) such as motors 3 ) not only causes an overload, but is also unfavorable in terms of worker safety. However, the control unit 4 has a determination unit 4a that determines whether or not the actuators 11, 71 to 73, 85 to 87, and 95 to 97 are operable using the moving speeds of the actuators 11, 71 to 73, 85 to 87, and 95 to 97 calculated from the target speeds. Then, based on the determination result of the determination unit 4a, whether or not the operation is possible is displayed on the display unit 5, and if the operation is impossible, a warning is displayed to the operator. When the operator sees this warning display and performs appropriate operations such as changing the target speed to a lower value or adjusting the working point P, the working point P of the end effector 6 does not move and the end Only the attitude of the effector 6 is changed, and it is possible to prevent the entire working device 1 from suddenly moving at high speed.
The combined actuators 71-73, 85-87, 95-97 may be connected to the base of the link actuating device 7 to change the position of the link actuating device 7. It may be connected and the end effector 6 may be mounted thereon, or the origin of the working space may be moved. The "predetermined target speed of the end effector 6" is a target speed set to continuously move the coordinates on the work space where the end effector 6 works at a constant speed, and is set to an arbitrary value. be.

この発明において、前記判定部4aは、前記目標速度から計算された前記全アクチュエータの移動速度が所定の速度以下であるか否かを判定し、条件を満たす場合は動作可能であると判定し、条件を満たさない場合は動作不可と判定するようにしてもよい。前記「所定の速度」は、試験などで任意に設定される閾値である。
全アクチュエータ11,71~73,85~87,95~97の移動速度から動作可能か不可かを判定することで、作業装置1の全体の動作が可能か否かの確実な判定が行える。
In the present invention, the determination unit 4a determines whether or not the moving speed of all the actuators calculated from the target speed is equal to or less than a predetermined speed, and determines that the operation is possible when the condition is satisfied, If the conditions are not satisfied, it may be determined that the operation is impossible. The "predetermined speed" is a threshold arbitrarily set in a test or the like.
By determining whether or not operation is possible from the moving speeds of all actuators 11, 71 to 73, 85 to 87, and 95 to 97, it is possible to reliably determine whether or not the entire working device 1 is operable.

この発明において、前記記憶部3に、前記目標速度として、前記作業座標(XPi,YPi,ZPi)間を連続的に等速で移動するために設定する所定の作業点移動速度と、前記エンドエフェクタ6の姿勢を所定の角速度で変更するために設定する姿勢変更速度とを記憶し、前記制御部4は、前記目標速度を、前記作業点移動速度と前記姿勢変更速度とに切り替える切替機能部4bを有するようにしてもよい。 In the present invention, a predetermined work point movement speed set as the target speed in the storage unit 3 for continuously moving between the work coordinates (X Pi , Y Pi , Z Pi ) at a constant speed; A posture change speed set to change the posture of the end effector 6 at a predetermined angular speed is stored, and the control unit 4 switches the target speed between the working point movement speed and the posture change speed. You may make it have the function part 4b.

前記切替機能部4bによる目標速度の切替え機能を設けることでエンドエフェクタ6の作業点Pが移動せず、エンドエフェクタ6の姿勢のみが変更される際に、各アクチュエータ11,71~73,85~87,95~97を安全に制御でき、かつオペレータは警告表示により目標速度が切り替わることを知ることができる。
なお、前記「作業点移動速度」および「姿勢変更速度」は、任意に定められる値である。
By providing the switching function of the target speed by the switching function unit 4b, when only the attitude of the end effector 6 is changed without moving the working point P of the end effector 6, each actuator 11, 71 to 73, 85 to 87, 95-97 can be safely controlled, and the operator can know that the target speed will be switched by the warning display.
The "working point moving speed" and the "attitude changing speed" are values determined arbitrarily.

前記切替機能部4bを有する場合に、前記判定部4aは、前記エンドエフェクタ6の移動距離が移動距離閾値を上回るか否かによって移動速度の切替えが必要か否かを判断し、前記切替機能部4bは、前記判定部4aで切替えの必要がないと判断された場合は前記作業点移動速度とし、切替えの必要があると判断された場合は前記姿勢変更速度に切り替えるようにしてもよい。
上回るか下回るかは、「以上,未満」で判断しても、また「超える,以下」で判断してもよい。また、エンドエフェクタ6の作業点Pが移動しないもしくは移動が微小であるとは、エンドエフェクタ6の作業点Pの移動距離が、予め規定しておいた前記「移動距離閾値」の範囲内であるかどうかで判断する。
エンドエフェクタ6の作業点Pの移動が微小で、かつエンドエフェクタ6の姿勢を大きく変更する場合、エンドエフェクタ6の作業点Pを連続的に移動する際の所定の目標速度(前記「作業点移動速度」)で動作させようとすると、エンドエフェクタ6の姿勢を変更するための速度が過大となってしまい、作業装置全体が急に高速で動く恐れがある。しかし、この移動距離閾値を用いて作業点移動速度から姿勢変更速度に自動で切り替えることで、経験が浅い作業者でも作業装置1の全体が急に高速で動くことを防止できる。
When the switching function unit 4b is provided, the determination unit 4a determines whether switching of the moving speed is necessary depending on whether the moving distance of the end effector 6 exceeds a moving distance threshold. 4b may switch to the working point moving speed when the determining unit 4a determines that switching is not necessary, and may switch to the posture changing speed when it is determined that switching is necessary.
Whether it is higher or lower may be judged by "greater than or equal to or less than" or by "greater than or equal to or less than". Further, when the working point P of the end effector 6 does not move or moves slightly, the moving distance of the working point P of the end effector 6 is within the range of the previously defined "movement distance threshold". determine whether or not
When the movement of the working point P of the end effector 6 is very small and the posture of the end effector 6 is greatly changed, a predetermined target speed (the "working point movement speed”), the speed for changing the posture of the end effector 6 becomes excessively high, and there is a risk that the entire working device will suddenly move at high speed. However, by automatically switching from the working point moving speed to the attitude changing speed using this movement distance threshold, even an inexperienced worker can prevent the entire work apparatus 1 from suddenly moving at high speed.

前記切替機能部4bを有する場合に、前記判定部4aは、前記目標速度を前記作業点移動速度から計算した各アクチュエータ11,71~73,85~87,95~97の移動速度のうち、少なくとも1つが所定の速度閾値を上回るか否かを判断し、条件を満たすと判断された場合に、前記切替機能部4bは前記各アクチュエータ11,71~73,85~87,95~97の移動速度を計算する目標速度を前記姿勢変更速度に切替えるようにしてもよい。
例えば、作業点移動速度から姿勢変更速度に自動で切り替える方法として、作業点移動速度から計算した各アクチュエータ11,71~73,85~87,95~97の移動速度が各アクチュエータ11,71~73,85~87,95~97の定格速度を超えてしまう場合に、自動で切り替えるようにしてもよい。
これにより、作業装置1の全体が急に高速で動くことを防止するだけでなく、各アクチュエータ11,71~73,85~87,95~97が破損することを防止できる。
When the switching function unit 4b is provided, the determination unit 4a selects at least one of the movement speeds of the actuators 11, 71 to 73, 85 to 87, and 95 to 97 calculated from the work point movement speed as the target speed. It is determined whether or not one of the actuators 11, 71 to 73, 85 to 87, 95 to 97 moves at a moving speed when it is determined that the condition is satisfied. may be switched to the attitude change speed.
For example, as a method of automatically switching from the work point movement speed to the attitude change speed, the movement speed of each actuator 11, 71 to 73, 85 to 87, 95 to 97 calculated from the work point movement speed is , 85 to 87, and 95 to 97, the switching may be performed automatically.
As a result, it is possible not only to prevent the entire working device 1 from suddenly moving at a high speed, but also to prevent the actuators 11, 71-73, 85-87, 95-97 from being damaged.

これらの構成の場合に、パラメータの設定完了時に、前記判定部4aによる切替えが必要か否かの判断、および必要であると判断された場合の前記切替機能部による目標速度の切替えを行うようにしてもよい。前記パラメータは、この作業装置1を実動作させる前に設定しておく各種の値であって、この例えば、前記目標速度、作業点移動速度、姿勢変更速度、前記所定の速度、移動距離閾値、作業座標等であり、前記記憶部3に記憶されている。
判定部4aでの判定と切替機能部4bでの目標速度の切替えを行うタイミングを、プログラム運転中ではなく、パラメータ設定完了時に限定することで、プログラム運転前にオペレータに通知することができると言う利点が得られる。これにより、プログラム運転中に判定を実施し、動作不可となった場合に装置が停止してしまうことが防止される。
In the case of these configurations, when the parameter setting is completed, the judgment unit 4a judges whether or not switching is necessary, and if it is judged necessary, the switching function unit switches the target speed. may The parameters are various values that are set before actually operating the working device 1, and include, for example, the target speed, the work point moving speed, the attitude change speed, the predetermined speed, the movement distance threshold value, These are working coordinates and the like, which are stored in the storage unit 3 .
By limiting the timing of switching between the determination by the determination unit 4a and the target speed by the switching function unit 4b, not during the program operation but at the completion of parameter setting, the operator can be notified before the program operation. You get the advantage. As a result, it is possible to prevent the apparatus from stopping when the determination is made during the program operation and the operation becomes impossible.

この発明において、前記切替機能部4bを有する場合に、前記目標速度として前記作業点移動速度と前記姿勢変更速度とをオペレータの操作で任意に切り替え可能とする切替スイッチ8を有するようにしてもよい。
制御装置2の中に目標速度を切り替えるための切替スイッチ8を設け、外部からオペレータがその切替スイッチ8を操作できるようにすることで、エンドエフェクタ6の作業点Pの移動距離が移動距離閾値の範囲外であった場合でも、オペレータが任意に姿勢変更速度へ変更することが可能となる。
In the present invention, when the switching function unit 4b is provided, a switching switch 8 may be provided which enables an operator to arbitrarily switch between the working point moving speed and the posture changing speed as the target speed. .
A changeover switch 8 for switching the target speed is provided in the control device 2, and an operator can operate the changeover switch 8 from the outside. Even if it is out of range, the operator can arbitrarily change the attitude change speed.

この発明のパラレルリンク機構を用いた作業装置は、基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブが3組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結され、前記各リンク機構は、それぞれ前記基端側のリンクハブおよび前記先端側のリンクハブに一端が回転可能に連結された基端側および先端側の端部リンク部材と、これら基端側および先端側の端部リンク部材の他端に両端がそれぞれ回転可能に連結された中央リンク部材とを有し、前記3組以上のリンク機構のうち2組以上のリンク機構に、前記基端側のリンクハブに対する前記先端側のリンクハブの姿勢を変更させる姿勢制御用のアクチュエータが設けられたリンク作動装置と、前記先端側のリンクハブに取付けられたエンドエフェクタと、前記リンク作動装置と組み合わせられて前記エンドエフェクタの作業点と前記リンク作動装置の基準位置とを相対的に変更する1軸以上の組み合わせ側のアクチュエータと、前記姿勢制御用のアクチュエータおよび前記組み合わせ側のアクチュエータを制御する制御装置とを備えたリンク作動装置を用いた作業装置であって、前記制御装置は、前記エンドエフェクタが作業する作業空間上の各作業点の座標である複数の作業座標を記憶しておく記憶部と、この記憶部に記憶された前記作業座標から、前記各アクチュエータの移動量および作業座標間の距離を計算し、さらに前記エンドエフェクタ6の所定の目標速度を用いて前記各アクチュエータの移動速度を計算し、計算された前記各アクチュエータの移動量および移動速度で前記各アクチュエータを動作させる制御部とを有し、前記制御部は、前記目標速度から計算された前記各アクチュエータの移動速度を用いて動作可能か否かを判定する判定部を有し、前記制御装置は、前記判定部の判定結果に基づいて動作可能か否かを表示する表示部を有するため、エンドエフェクタの作業点が移動せず、エンドエフェクタの姿勢のみが変更される場合や、エンドエフェクタの作業点の移動が微小で、かつエンドエフェクタの姿勢を大きく変更する場合に、オペレータが知ることができて、作業装置全体が不測に急に高速で動くことを防止できる。 In the working device using the parallel link mechanism of the present invention, the link hub on the distal end side is connected to the link hub on the proximal end side through three or more sets of link mechanisms so that the posture can be changed, and each of the link mechanisms comprises: End link members on the proximal side and the distal side whose ends are rotatably connected to the link hub on the proximal side and the link hub on the distal side respectively, and end link members on the proximal side and the distal side and a central link member having both ends rotatably connected to the other end, and two or more sets of the link mechanisms out of the three or more sets of link mechanisms are connected to the link hub on the base end side with respect to the link hub on the base end side. A link actuating device provided with an attitude control actuator for changing the attitude of the hub, an end effector attached to the link hub on the tip side, a working point of the end effector combined with the link actuating device, and A link actuating device comprising a combination side actuator of one or more axes that relatively changes the reference position of the link actuating device and a control device that controls the attitude control actuator and the combination side actuator is used. A work device, wherein the control device includes a storage unit for storing a plurality of work coordinates, which are coordinates of each work point on a work space where the end effector works; Calculate the movement amount of each actuator and the distance between the work coordinates from the coordinates, calculate the movement speed of each actuator using the predetermined target speed of the end effector 6, and calculate the calculated movement of each actuator a control unit for operating each of the actuators by the amount and the moving speed, and the control unit includes a determining unit for determining whether or not the actuator is operable using the moving speed of each of the actuators calculated from the target speed. Since the control device has a display unit that displays whether or not it is operable based on the determination result of the determination unit, the working point of the end effector does not move, and only the posture of the end effector is changed. When the movement of the working point of the end effector is minute and the posture of the end effector is greatly changed, the operator can be notified, and the entire work apparatus can be prevented from unexpectedly moving at high speed.

この発明の第1の実施形態に係るパラレルリンク機構を用いた作業装置の斜視図に制御装置のブロック図を組み合わせた説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory view combining a block diagram of a control device with a perspective view of a working device using a parallel link mechanism according to a first embodiment of the present invention; 同作業装置の動作の説明図である。It is explanatory drawing of operation|movement of the same working apparatus. 同作業装置の他の動作の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of another operation of the working device; (A)は同作業装置における制御装置が行う制御の一例を示すフロー図、(B)は同図(A)の判断ステップの詳細を示すフロー図である。(A) is a flow chart showing an example of control performed by a control device in the working device, and (B) is a flow chart showing the details of a determination step in (A) of the same figure. 第2の実施形態に係るパラレルリンク機構を用いた作業装置の斜視図に制御装置のブロック図を組み合わせた説明図である。FIG. 11 is an explanatory view combining a block diagram of a control device with a perspective view of a working device using a parallel link mechanism according to a second embodiment; 第2の実施形態に係る作業装置における制御装置が行う制御例を示すフロー図である。FIG. 11 is a flowchart showing an example of control performed by a control device in the working device according to the second embodiment; 第2の実施形態に係る作業装置における制御装置が行う制御の他の例を示すフロー図である。FIG. 11 is a flowchart showing another example of control performed by the control device in the working device according to the second embodiment; 第2の実施形態に係る作業装置における制御装置が行う制御のさらに他の例を示すフロー図である。FIG. 11 is a flowchart showing still another example of control performed by the control device in the working device according to the second embodiment; 第3の実施形態に係るパラレルリンク機構を用いた作業装置の斜視図に制御装置のブロック図を組み合わせた説明図である。FIG. 11 is an explanatory view combining a block diagram of a control device with a perspective view of a working device using a parallel link mechanism according to a third embodiment; 第3の実施形態に係る作業装置における制御装置が行う制御の例を示すフロー図である。FIG. 11 is a flow chart showing an example of control performed by a control device in the working device according to the third embodiment; さらに他の実施形態に係るパラレルリンク機構を用いた作業装置の斜視図である。FIG. 11 is a perspective view of a working device using a parallel link mechanism according to still another embodiment; さらに他の実施形態に係るパラレルリンク機構を用いた作業装置の斜視図である。FIG. 11 is a perspective view of a working device using a parallel link mechanism according to still another embodiment; さらに他の実施形態に係るパラレルリンク機構を用いた作業装置の斜視図である。FIG. 11 is a perspective view of a working device using a parallel link mechanism according to still another embodiment; さらに他の実施形態に係るパラレルリンク機構を用いた作業装置の斜視図である。FIG. 11 is a perspective view of a working device using a parallel link mechanism according to still another embodiment; さらに他の実施形態に係るパラレルリンク機構を用いた作業装置の斜視図である。FIG. 11 is a perspective view of a working device using a parallel link mechanism according to still another embodiment; さらに他の実施形態に係るパラレルリンク機構を用いた作業装置の斜視図である。FIG. 11 is a perspective view of a working device using a parallel link mechanism according to still another embodiment; 第1の実施形態に係る作業装置におけるリンク作動装置の一部を示す正面図である。It is a front view showing a part of the link actuating device in the working device according to the first embodiment. 同リンク作動装置の一つの動作状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one operating state of the same link actuating device. 同リンク作動装置の他の動作状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the other operating state of the same link actuating device. 図14のXX-XX線断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line XX-XX of FIG. 14; 同リンク作動装置を直線で示すモデル図である。It is a model diagram which shows the same link actuation device in a straight line.

この発明の実施形態を図面と共に説明する。
<第1の実施形態>
図1~図4、および図17~図21は、この発明の第1の実施形態を示す。このパラレルリンク機構を用いた作業装置1は、パラレルリンク機構10およびその姿勢制御用のアクチュエータ11(11,11,11)により構成されるリンク作動装置7と、このリンク作動装置7と組み合わせられる組み合わせ機構70を構成する1軸の組み合わせ側のアクチュエータ71と、エンドエフェクタ6と、制御装置2とを備える。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First embodiment>
1-4 and 17-21 show a first embodiment of the invention. The work device 1 using this parallel link mechanism includes a link actuation device 7 composed of a parallel link mechanism 10 and its attitude control actuators 11 (11 1 , 11 2 , 11 3 ), and the link actuation device 7. It comprises a one-axis combination actuator 71 , an end effector 6 , and a control device 2 , which constitute a combination mechanism 70 to be combined.

前記組み合わせ側のアクチュエータ71は、単独で前記組み合わせ機構70を構成する1軸の直動アクチュエータであり、架設されたレール71bに沿って左右方向(X軸方向)に移動台71cを進退自在に設置し、この移動台71cを駆動源となるモータ71aで進退させる。モータ71aの回転は、ボールねじまたはラック・ピニオン機構等の回転・直線運動変換機構(図示せず)を介して、前記移動台71cとレール71b間に伝達される。モータ71aは、移動台71cに搭載されていても、レール71に設置されていてもよい。前記移動台71cの下面に、前記リンク作動装置7がその基端側リンクハブ12を固定して設置されている。 The actuator 71 on the combination side is a single-axis linear motion actuator that independently constitutes the combination mechanism 70, and a movable base 71c is installed so as to move forward and backward in the left-right direction (X-axis direction) along a rail 71b that is installed. Then, the moving table 71c is advanced and retracted by a motor 71a serving as a driving source. The rotation of the motor 71a is transmitted between the moving base 71c and the rail 71b via a rotation/linear motion conversion mechanism (not shown) such as a ball screw or rack and pinion mechanism. The motor 71 a may be mounted on the moving base 71 c or may be installed on the rail 71 . The base end side link hub 12 of the link actuating device 7 is fixed to the lower surface of the moving table 71c.

リンク作動装置7について詳しく説明する。リンク作動装置7のパラレルリンク機構10は、図18,19に示すように、基端側のリンクハブ12に対し先端側のリンクハブ13を、3組のリンク機構14を介して姿勢変更可能に連結してなる。リンク機構14の数は、4組以上であってもよい。 The link actuating device 7 will be described in detail. As shown in FIGS. 18 and 19, the parallel link mechanism 10 of the link actuating device 7 can change the posture of the link hub 13 on the distal side with respect to the link hub 12 on the proximal side via three sets of link mechanisms 14. It becomes connected. The number of link mechanisms 14 may be four or more.

各リンク機構14は、その一つを図17に示すように、基端側の端部リンク部材15、先端側の端部リンク部材16、および中央リンク部材17で構成され、4つの回転対偶からなる4節連鎖のリンク機構をなす。基端側および先端側の端部リンク部材15,16はL字状をなし、一端がそれぞれ基端側のリンクハブ12および先端側のリンクハブ13に回転自在に連結されている。中央リンク部材17は、両端に基端側および先端側の端部リンク部材15,16の他端がそれぞれ回転自在に連結されている。 Each link mechanism 14, one of which is shown in FIG. form a four-bar link mechanism. The end link members 15 and 16 on the proximal side and the distal side are L-shaped, and one end thereof is rotatably connected to the link hub 12 on the proximal side and the link hub 13 on the distal side, respectively. The central link member 17 is rotatably connected to the other ends of the proximal and distal end link members 15 and 16, respectively.

パラレルリンク機構10は、2つの球面リンク機構を組み合わせた構造であって、リンクハブ12,13と端部リンク部材15,16の各回転対偶、および端部リンク部材15,16と中央リンク部材17の各回転対偶の中心軸が、基端側と先端側においてそれぞれの球面リンク中心PA,PBで交差している。また、基端側と先端側において、リンクハブ12,13と端部リンク部材15,16の各回転対偶とそれぞれの球面リンク中心PA,PBからの距離も同じであり、端部リンク部材15,16と中央リンク部材17の各回転対偶とそれぞれの球面リンク中心PA,PBからの距離も同じである。端部リンク部材15,16と中央リンク部材17との各回転対偶の中心軸は、ある交差角γを持っていてもよいし、平行であってもよい。 The parallel link mechanism 10 has a structure in which two spherical link mechanisms are combined. intersect at the respective spherical link centers PA and PB on the proximal side and the distal side. Further, on the base end side and the tip end side, the distances from the rotational pairs of the link hubs 12, 13 and the end link members 15, 16 and the respective spherical link centers PA, PB are the same. 16 and the center link member 17 are the same as each rotational pair and the distance from each spherical link center PA, PB. The central axes of each rotational pair of the end link members 15, 16 and the central link member 17 may have a crossing angle γ or may be parallel.

図20は図17のXX-XX断面図であって、同図に、基端側のリンクハブ12と基端側の端部リンク部材15の各回転対偶の中心軸O1と、中央リンク部材17と基端側の端部リンク部材15の各回転対偶の中心軸O2と、基端側の球面リンク中心PAとの関係が示されている。つまり、中心軸O1と中心軸O2とが交差する点が球面リンク中心PAである。先端側のリンクハブ13および先端側の端部リンク部材16の形状ならびに位置関係も図18と同様である(図示せず)。図の例では、リンクハブ12(13)と端部リンク部材15(16)との各回転対偶の中心軸O1と、端部リンク部材15(16)と中央リンク部材17との各回転対偶の中心軸O2とが成す角度αが90°とされているが、前記角度αは90°以外であってもよい。 FIG. 20 is a cross-sectional view taken along the line XX-XX of FIG. and the center axis O2 of each rotational pair of the end link member 15 on the proximal side and the spherical link center PA on the proximal side. That is, the point where the central axis O1 and the central axis O2 intersect is the spherical link center PA. The shape and positional relationship of the link hub 13 on the tip side and the end link member 16 on the tip side are also the same as in FIG. 18 (not shown). In the illustrated example, the center axis O1 of each rotational pair between the link hub 12 (13) and the end link member 15 (16) and the rotational pair between the end link member 15 (16) and the central link member 17 Although the angle α formed with the central axis O2 is set to 90°, the angle α may be other than 90°.

3組のリンク機構14は、如何なる姿勢においても幾何学的に同一形状をなす。幾何学的に同一形状とは、図21に示すように、各リンク部材15,16,17を直線で表現した幾何学モデル、すなわち各回転対偶と、これら回転対偶間を結ぶ直線とで表現したモデルが、中央リンク部材17の中央部に対する基端側部分と先端側部分が対称を成す形状であることを言う。図21は、一組のリンク機構14を直線で表現した図である。この実施形態のパラレルリンク機構10は回転対称タイプで、基端側のリンクハブ12および基端側の端部リンク部材15と、先端側のリンクハブ13および先端側の端部リンク部材16との位置関係が、中央リンク部材17の中心線Cに対して回転対称となる位置構成になっている。各中央リンク部材17の中央部は、共通の軌道円上に位置している。 The three sets of link mechanisms 14 are geometrically identical in any posture. The geometrically identical shape is represented by a geometric model in which the link members 15, 16, and 17 are represented by straight lines as shown in FIG. It means that the model has a shape in which the proximal side portion and the distal side portion with respect to the central portion of the central link member 17 are symmetrical. FIG. 21 is a diagram representing a set of link mechanisms 14 in straight lines. The parallel link mechanism 10 of this embodiment is of a rotationally symmetrical type, and consists of a proximal link hub 12 and a proximal end link member 15, and a distal link hub 13 and a distal end link member 16. The positional relationship is rotationally symmetrical with respect to the center line C of the central link member 17 . A central portion of each central link member 17 is positioned on a common orbital circle.

基端側のリンクハブ12と先端側のリンクハブ13と3組のリンク機構14とで、基端側のリンクハブ12に対し先端側のリンクハブ13が直交2軸回りに回転自在な2自由度機構が構成される。言い換えると、基端側のリンクハブ12に対して先端側のリンクハブ13を、回転が2自由度で姿勢変更自在な機構である。この2自由度機構は、コンパクトでありながら、基端側のリンクハブ12に対する先端側のリンクハブ13の可動範囲を広くとれる。 A link hub 12 on the proximal side, a link hub 13 on the distal side, and three sets of link mechanisms 14 provide 2 freedoms in which the link hub 13 on the distal side is rotatable about two orthogonal axes with respect to the link hub 12 on the proximal side. A degree mechanism is constructed. In other words, the link hub 13 on the distal end side can be rotated with two degrees of freedom and the posture can be freely changed with respect to the link hub 12 on the proximal end side. This two-degrees-of-freedom mechanism is compact, but allows a wide movable range of the link hub 13 on the distal side with respect to the link hub 12 on the proximal side.

例えば、球面リンク中心PA,PBを通り、リンクハブ12,13と端部リンク部材15,16の各回転対偶の中心軸O1(図21)と直角に交わる直線をリンクハブ12,13の中心軸QA,QBとした場合、基端側のリンクハブ12の中心軸QAと先端側のリンクハブ13の中心軸QBとの折れ角θの最大値を約±90°とすることができる。また、基端側のリンクハブ12に対する先端側のリンクハブ13の旋回角φを0°~360°の範囲に設定できる。折れ角θは、基端側のリンクハブ12の中心軸QAに対して先端側のリンクハブ13の中心軸QBが傾斜した垂直角度のことであり、旋回角φは、基端側のリンクハブ12の中心軸QAに対して先端側のリンクハブ13の中心軸QBが傾斜した水平角度のことである。 For example, the central axis of the link hubs 12 and 13 is a straight line that passes through the spherical link centers PA and PB and perpendicularly intersects the central axis O1 (FIG. 21) of each rotational pair of the link hubs 12 and 13 and the end link members 15 and 16. In the case of QA and QB, the maximum value of the bending angle .theta. Further, the turning angle φ of the link hub 13 on the distal side with respect to the link hub 12 on the proximal side can be set within a range of 0° to 360°. The bending angle θ is a vertical angle at which the central axis QB of the link hub 13 on the distal side is inclined with respect to the central axis QA of the link hub 12 on the proximal side. It is the horizontal angle at which the central axis QB of the link hub 13 on the tip side is inclined with respect to the central axis QA of the link hub 12 .

基端側のリンクハブ12に対する先端側のリンクハブ13の姿勢変更は、基端側のリンクハブ12の中心軸QAと先端側のリンクハブ13の中心軸QBとの交点Oを回転中心として行われる。基端側のリンクハブ12の中心軸QAと先端側のリンクハブ13の中心軸QBが同一線上にある原点位置の状態(図18)では、先端側のリンクハブ13は真下を向く。図1,図19は、基端側のリンクハブ12の中心軸QAに対して先端側のリンクハブ13の中心軸QBが或る作動角をとった状態を示す。姿勢が変化しても、基端側と先端側の球面リンク中心PA,PB間の距離L(図21)は変化しない。 The posture of the link hub 13 on the front end side relative to the link hub 12 on the base end side is changed with the intersection point O of the center axis QA of the link hub 12 on the base end side and the center axis QB of the link hub 13 on the front end side as the center of rotation. will be In the origin position state (FIG. 18) where the center axis QA of the link hub 12 on the base end side and the center axis QB of the link hub 13 on the tip end side are on the same line, the link hub 13 on the tip end side faces straight down. 1 and 19 show a state in which the central axis QB of the link hub 13 on the distal end side is at a certain operating angle with respect to the central axis QA of the link hub 12 on the proximal side. Even if the attitude changes, the distance L (FIG. 21) between the spherical link centers PA and PB on the proximal side and the distal side does not change.

各リンク機構14が次の各条件を満たす場合、幾何学的対称性から基端側のリンクハブ12および基端側の端部リンク部材15と、先端側のリンクハブ13および先端側の端部リンク部材16とは同じに動く。よって、パラレルリンク機構10は、基端側から先端側へ回転伝達を行う場合、基端側と先端側は同じ回転角になって等速で回転する等速自在継手として機能する。
条件1:各リンク機構14におけるリンクハブ12,13と端部リンク部材15,16との回転対偶の中心軸O1の角度および長さが互いに等しい。
条件2:リンクハブ12,13と端部リンク部材15,16との回転対偶の中心軸O1および端部リンク部材15,16と中央リンク部材17との回転対偶の中心軸O2が、基端側および先端側において球面リンク中心PA,PBで交差する。
条件3:基端側の端部リンク部材15と先端側の端部リンク部材16の幾何学的形状が等しい。
条件4:中央リンク部材17における基端側部分と先端側部分の幾何学的形状が等しい。
条件5:中央リンク部材17の対称面に対して、中央リンク部材17と端部リンク部材15,16との角度位置関係が基端側と先端側とで同じである。
If each link mechanism 14 satisfies the following conditions, from geometric symmetry, the proximal side link hub 12 and the proximal side end link member 15, the distal side link hub 13 and the distal side end portion. The link member 16 moves in the same way. Therefore, when the rotation is transmitted from the proximal side to the distal side, the parallel link mechanism 10 functions as a constant velocity universal joint in which the proximal side and the distal side have the same rotation angle and rotate at a constant speed.
Condition 1: The angles and lengths of the central axes O1 of the rotational pairs of the link hubs 12, 13 and the end link members 15, 16 in each link mechanism 14 are equal.
Condition 2: The central axis O1 of the rotational pair between the link hubs 12, 13 and the end link members 15, 16 and the central axis O2 of the rotational pair between the end link members 15, 16 and the central link member 17 are on the proximal side. and intersect at the spherical link centers PA, PB on the tip end side.
Condition 3: The geometric shapes of the proximal end link member 15 and the distal end link member 16 are the same.
Condition 4: The geometric shapes of the proximal side portion and the distal side portion of the central link member 17 are the same.
Condition 5: The angular positional relationship between the central link member 17 and the end link members 15 and 16 with respect to the plane of symmetry of the central link member 17 is the same on the proximal side and the distal side.

図18に示すように、基端側のリンクハブ12は、基端部材20と、この基端部材20と一体に設けられた3個の回転軸連結部材21とで構成される。基端部材20は中央部に円形の貫通孔20a(図20参照)を有し、この貫通孔20aの周囲に3個の回転軸連結部材21が円周方向に等間隔で配置されている。貫通孔20aの中心は、基端側のリンクハブ12の中心軸QA(図17)上に位置する。各回転軸連結部材21には、軸心が基端側のリンクハブ12の中心軸QAと交差する回転軸22が回転自在に連結されている。この回転軸22に、基端側の端部リンク部材15の一端が連結される。 As shown in FIG. 18 , the link hub 12 on the base end side is composed of a base end member 20 and three rotating shaft connecting members 21 provided integrally with the base end member 20 . The base end member 20 has a circular through-hole 20a (see FIG. 20) in its central portion, and three rotating shaft connecting members 21 are arranged around the through-hole 20a at equal intervals in the circumferential direction. The center of the through-hole 20a is located on the central axis QA (FIG. 17) of the link hub 12 on the base end side. A rotating shaft 22 whose axis intersects the central axis QA of the link hub 12 on the base end side is rotatably connected to each of the rotating shaft connecting members 21 . One end of the end link member 15 on the base end side is connected to the rotating shaft 22 .

図18に示すように、先端側のリンクハブ13は、平板状の先端部材50と、この先端部材50の内面に円周方向等配で設けられた3個の回転軸連結部材51とで構成される。3個の回転軸連結部材51が配置される円周の中心は、先端側のリンクハブ13の中心軸QB上に位置する。各回転軸連結部材51は、軸心が先端側のリンクハブ13の中心軸QBと交差する回転軸52が回転自在に連結されている。この先端側のリンクハブ13の回転軸52に、先端側の端部リンク部材16の一端が連結される。先端側の端部リンク部材16の他端には、中央リンク部材17の他端に回転自在に連結された回転軸55が連結される。先端側のリンクハブ13の回転軸52および中央リンク部材17の回転軸55も、前記回転軸35と同じ形状であり、かつ2個の軸受(図示せず)を介して回転軸連結部材51および中央リンク部材17の他端にそれぞれ回転自在に連結されている。 As shown in FIG. 18, the link hub 13 on the front end side is composed of a flat tip member 50 and three rotating shaft connecting members 51 provided on the inner surface of the tip member 50 at equal intervals in the circumferential direction. be done. The center of the circumference where the three rotating shaft connecting members 51 are arranged is located on the central axis QB of the link hub 13 on the tip side. Each rotating shaft connecting member 51 is rotatably connected to a rotating shaft 52 whose axis intersects the central axis QB of the link hub 13 on the tip end side. One end of the end link member 16 on the tip side is connected to the rotating shaft 52 of the link hub 13 on the tip side. A rotary shaft 55 rotatably connected to the other end of the central link member 17 is connected to the other end of the end link member 16 on the tip side. The rotating shaft 52 of the link hub 13 on the tip side and the rotating shaft 55 of the central link member 17 are also of the same shape as the rotating shaft 35, and are connected to the rotating shaft connecting member 51 and the rotating shaft connecting member 51 via two bearings (not shown). They are rotatably connected to the other ends of the central link members 17, respectively.

リンク作動装置7の姿勢制御用のアクチュエータ11は、減速機構62を備えたロータリアクチュエータであり、基端側のリンクハブ12の基端部材20の下面に、前記回転軸22と同軸上に設置されている。姿勢制御用アクチュエータ11と減速機構62は一体に設けられ、モータ固定部材63により減速機構62が基端部材20に固定されている。この例では、3組のリンク機構14の全てに姿勢制御用アクチュエータ11が設けられているが、3組のリンク機構14のうち少なくとも2組に姿勢制御用アクチュエータ11を設ければ、基端側のリンクハブ12に対する先端側のリンクハブ13の姿勢を確定することができる。 The attitude control actuator 11 of the link actuating device 7 is a rotary actuator provided with a deceleration mechanism 62, and is installed coaxially with the rotating shaft 22 on the lower surface of the base end member 20 of the link hub 12 on the base end side. ing. The attitude control actuator 11 and the speed reduction mechanism 62 are provided integrally, and the speed reduction mechanism 62 is fixed to the base end member 20 by a motor fixing member 63 . In this example, all the three link mechanisms 14 are provided with the attitude control actuators 11, but if at least two of the three link mechanisms 14 are provided with the attitude control actuators 11, the base end side The posture of the link hub 13 on the tip side with respect to the link hub 12 can be determined.

リンク作動装置7は、各姿勢制御用アクチュエータ11を回転駆動することで、パラレルリンク機構10が作動する。詳しくは、姿勢制御用アクチュエータ11を回転駆動すると、その回転が減速機構62を介して減速して回転軸22に伝達される。それにより、基端側のリンクハブ12に対する基端側の端部リンク部材15の角度が変わり、基端側のリンクハブ2に対する先端側のリンクハブ3の姿勢が変更される。 The link actuating device 7 actuates the parallel link mechanism 10 by rotationally driving the attitude control actuators 11 . Specifically, when the attitude control actuator 11 is rotationally driven, the rotation is decelerated through the deceleration mechanism 62 and transmitted to the rotating shaft 22 . As a result, the angle of the end link member 15 on the proximal side with respect to the link hub 12 on the proximal side is changed, and the attitude of the link hub 3 on the distal side with respect to the link hub 2 on the proximal side is changed.

図1において、エンドエフェクタ6は、この作業装置1により対象物(図示せず)に対して作業を行う装置であって、例えば、塗布ノズル、エアーノズル、溶接トーチ、カメラ、把持機構等とされる。
エンドエフェクタ6は、同図の例では、先端側のリンクハブ13に中心軸QBに沿って突出して設けられ、先端が作業点Pとなる装置、例えば塗布ノズルとされている。エンドエフェクタ6は、作業点Pがこのエンドエフェクタ6の先端から中心軸QBの延長方向に離れていてもよい。
In FIG. 1, an end effector 6 is a device for performing work on an object (not shown) by the working device 1, and may be, for example, a coating nozzle, an air nozzle, a welding torch, a camera, a gripping mechanism, or the like. be.
The end effector 6 is provided on the link hub 13 on the front end side so as to protrude along the central axis QB in the example shown in FIG. The end effector 6 may have the working point P separated from the tip of the end effector 6 in the extending direction of the central axis QB.

制御装置2は、前記姿勢制御用のアクチュエータ11(11~11)および前記組み合わせ側のアクチュエータ71を制御する装置であって、コンピュータおよびこれに実行されるプログラム、並びに電子回路等からなり、記憶部3、制御部4、表示部5、および入力手段(図示せず)を有する。制御部4は判定部4aを有する。前記入力手段は、記憶部3に記憶内容の設定や更新等の入力を行う手段であり、前記キーボードや表示部5上のタッチネルなどのオペレータの操作によって入力を行うものであっても、また記憶媒体の読み込みや、データ通信で入力を行う手段であってもよい。 The control device 2 is a device for controlling the attitude control actuators 11 (11 1 to 11 3 ) and the combined actuator 71, and is composed of a computer, a program executed by the computer, an electronic circuit, etc. It has a storage unit 3, a control unit 4, a display unit 5, and input means (not shown). The control unit 4 has a determination unit 4a. The input means is means for inputting settings, updates, etc., of stored contents in the storage section 3. Even if input is performed by an operator's operation of the keyboard or a touch panel on the display section 5, the input means can also be stored. It may be a means for reading a medium or performing input by data communication.

記憶部3は、エンドエフェクタ6が作業する作業空間S上の作業点P(i=0,1,2,3,…)の座標である複数の作業座標(XPi,YPi,ZPi)を記憶しておく手段であり、これに加えて作業点移動速度および姿勢変更速度を記憶する。
作業点移動速度は、エンドエフェクタ6が作業する作業空間S上の前記座標(XPi,YPi,ZPi)を連続的に等速で移動するために設定する所定の目標速度であり、任意の値に設定される。
姿勢変更速度は、前記エンドエフェクタ6の姿勢を所定の速度で変更するために設定する所定の目標角速度であり、任意の値に設定される。
The storage unit 3 stores a plurality of working coordinates (X Pi , Y Pi , Z Pi ), and in addition, the working point movement speed and the attitude change speed are stored.
The work point movement speed is a predetermined target speed set to continuously move the coordinates (X Pi , Y Pi , Z Pi ) on the work space S where the end effector 6 works at a constant speed. is set to the value of
The posture change speed is a predetermined target angular speed set to change the posture of the end effector 6 at a predetermined speed, and is set to an arbitrary value.

制御部4は、記憶部3に記憶された作業座標から、各姿勢制御用のアクチュエータ11および前記組み合わせ側のアクチュエータ71の移動量および作業座標間の距離を計算し、かつ所定の目標速度から前記各アクチュエータ11,71の移動速度を計算し、計算された前記各アクチュエータ11,71の移動量および移動速度で前記各アクチュエータ11,71を動作させる。 From the work coordinates stored in the storage unit 3, the control unit 4 calculates the movement amount of each attitude control actuator 11 and the combined actuator 71 and the distance between the work coordinates, and calculates the distance between the work coordinates from the predetermined target speed. The moving speed of each actuator 11, 71 is calculated, and each actuator 11, 71 is operated by the calculated moving amount and moving speed of each actuator 11, 71.

判定部4aは、前記目標速度から計算された前記各アクチュエータ11,71~73,85~87,95~97の移動速度を用いて動作可能か否かを判定する。判定部4aは、具体的には、前記目標速度から計算された前記全アクチュエータ11,71~73,85~87,95~97の移動速度が所定の速度以下であるか否かを判定し、条件を満たす場合は動作可能であると判定し、条件が満たさない場合は動作不可と判定する。前記「所定の速度」は、設計により適宜の値とされる。
表示部5は、判定部4aの判定結果に基づいて動作可能か否かを表示する手段である。表示部5は、例えば表示内容を画面に表示する液晶表示装置などからなり、文字やマーク等の画像で表示を行う。
なお、制御装置2は、表示部5に加え、判定部4aの判定結果に基づいて動作可能か否かを音声等で報知する報知手段(図示せず)を有していてもよい。
The determination unit 4a determines whether the actuators 11, 71 to 73, 85 to 87, and 95 to 97 are operable using the moving speeds calculated from the target speeds. Specifically, the determination unit 4a determines whether or not the movement speeds of all the actuators 11, 71 to 73, 85 to 87, and 95 to 97 calculated from the target speeds are equal to or less than a predetermined speed, If the conditions are met, it is determined to be operable, and if the conditions are not met, it is determined to be non-operable. The "predetermined speed" is set to an appropriate value according to design.
The display unit 5 is means for displaying whether or not the device is operable based on the determination result of the determination unit 4a. The display unit 5 is composed of, for example, a liquid crystal display device for displaying display contents on a screen, and displays images such as characters and marks.
In addition to the display unit 5, the control device 2 may have notification means (not shown) for notifying by voice or the like whether or not it is operable based on the determination result of the determination unit 4a.

上記構成の動作例、および構成の補足説明を行う。
図1は、リンク作動装置7と前記他の直動1軸のアクチュエータ71とを組み合わせたときの構成例である。この構成において、リンク作動装置7の姿勢A(θa ,φa )のときの姿勢変更用の3つの各アクチュエータ11(11,11,11)の位置を(β1a,β2a,β3a)とする。また、前記組み合わせ側のアクチュエータ71の位置C(図2参照)における移動量をMcとする。このとき、リンク作動装置7の先端に配置したエンドエフェクタ6の作業点Pの作業空間Sにおける座標を(Xp,Yp,Zp)とする。
なお、説明の簡明のために、前記作業点Pのうちの任意の一つを「P」と称し、他の一つを「Q」と称して図上に示している。また、特にどの作業点Pであるかを特定しない場合において、単に「作業点P」と称することがある。
An operation example of the above configuration and a supplementary explanation of the configuration will be given.
FIG. 1 shows an example of a configuration in which the link actuating device 7 is combined with the other direct-acting single-axis actuator 71 . In this configuration, the positions of the three actuators 11 (11 1 , 11 2 , 11 3 ) for changing the attitude when the link actuating device 7 is in the attitude A (θa, φa) are (β1a, β2a, β3a). . Also, let Mc be the amount of movement of the combined actuator 71 at position C (see FIG. 2). At this time, the coordinates in the work space S of the work point P of the end effector 6 arranged at the tip of the link actuating device 7 are (Xp, Yp, Zp).
For the sake of simplicity of explanation, an arbitrary one of the working points Pi is designated as "P", and the other one is designated as "Q". Moreover, when the working point P i is not particularly specified, it may simply be referred to as "working point P".

図2にリンク作動装置7の姿勢を姿勢A(θa,φa)から姿勢B(θb,φb)へ変更し、他の直動1軸のアクチュエータ71位置を位置C(Mc)から位置D(Md)へ変更したとき、エンドエフェクタ6の作業点Pが座標(X,Y,Z)から(X,Y,Z)に移動する場合を示す。
このときの座標移動距離L、所定の作業点移動速度をV1とすると、移動する際にかかる時間T1は次の(式1)で表せる。
2, the posture of the link actuating device 7 is changed from posture A (.theta.a, .phi.a) to posture B (.theta.b, .phi.b), and the position of the actuator 71 of the other linear motion axis is changed from position C (Mc) to position D (Md). ), the work point P of the end effector 6 moves from coordinates ( Xp , Yp, Zp ) to ( Xq , Yq , Zq ).
Assuming that the coordinate moving distance at this time is L and the predetermined working point moving speed is V1, the time T1 required for movement can be expressed by the following (Equation 1).

Figure 0007150446000001
Figure 0007150446000001

よって、各アクチュエータ11,11,11,71の移動量を、Δβ1、Δβ2 、Δβ3 、ΔMとすると、各アクチュエータ11,11,11,71の移動速度は以下の(式2)で表せる。

Figure 0007150446000002
Therefore, when the movement amounts of the actuators 11 1 , 11 2 , 11 3 and 71 are Δβ1, Δβ2, Δβ3 and ΔM, the movement speeds of the actuators 11 1 , 11 2 , 11 3 and 71 are given by the following equation (2). ).
Figure 0007150446000002

図3に、リンク作動装置7の姿勢を姿勢A(θa,φa)から姿勢B(θb,φb)へ変更し、他の直動1軸のアクチュエータ71の位置を位置C(Mc)から位置D(Md)へ変更したとき、エンドエフェクタ6の作業点がPのまま移動しなかった(PとQが一致する)場合を示す。このときの姿勢Aと姿勢Bがなす角度をγ、所定の姿勢変更速度をV2とすると、移動する際にかかる時間T2は次の(式3)で表せる。 3, the posture of the link actuating device 7 is changed from posture A (.theta.a, .phi.a) to posture B (.theta.b, .phi.b), and the position of the actuator 71 of the other linear motion 1 axis is changed from position C (Mc) to position D This shows a case where the working point of the end effector 6 remains at P when changed to (Md) and does not move (P and Q match). Assuming that the angle formed by the attitudes A and B at this time is γ, and the predetermined attitude change speed is V2, the time T2 required for movement can be expressed by the following (Equation 3).

Figure 0007150446000003
Figure 0007150446000003

よって、各アクチュエータ11,11,11,71の移動量を、Δβ1、Δβ2 、Δβ3 、ΔMとすると、各アクチュエータ11,11,11,71の移動速度は以下の(式4)で表せる。 Therefore, when the movement amounts of the actuators 11 1 , 11 2 , 11 3 and 71 are Δβ1, Δβ2, Δβ3 and ΔM, the movement speeds of the actuators 11 1 , 11 2 , 11 3 and 71 are given by the following equation (4 ).

Figure 0007150446000004
Figure 0007150446000004

(式1)、(式2)と(式3)、(式4)とを切り替えることで、エンドエフェクタ6の作業点Pを所定の作業点移動速度で移動させる動作と、エンドエフェクタ6の姿勢を所定の姿勢変更速度で変更する動作を連続的な動作の中で切り替えることができる。 By switching between (Equation 1), (Equation 2) and (Equation 3), (Equation 4), the operation of moving the work point P of the end effector 6 at a predetermined work point movement speed and the posture of the end effector 6 at a predetermined posture change speed can be switched in a continuous motion.

ここで、図1に示すように、ティーチング時などオペレータがエンドエフェクタ6の
作業点P、リンク作動装置7の姿勢、および作業点移動速度を設定した際に、所定の目標
速度で動作可能か判断する判定部4aと、判定部で所定の目標速度で動作不可であると判定された場合に警告を表示する表示部4bとが制御装置2に設けられ、所定の目標速度では動作不可のときにオペレータに通知する機能が設けられている。これにより、オペレータがティーチング時やパラメータ設定時に作業点、リンクの姿勢、目標速度を調整することで、作業装置全体が急に高速で動くことを防止することができる。
Here, as shown in FIG. 1, when the operator sets the working point P of the end effector 6, the attitude of the link actuating device 7, and the working point movement speed during teaching, it is determined whether the operation can be performed at a predetermined target speed. and a display unit 4b for displaying a warning when the determination unit determines that the operation is impossible at the predetermined target speed. A function is provided to notify the operator. As a result, the operator can prevent the entire working device from suddenly moving at high speed by adjusting the working point, link posture, and target speed during teaching or parameter setting.

図4に、制御部4の判定部4aが行う判定、および表示部5の表示の流れを示す。
判定部4aは、この作業装置1が所定の速度で作業点Pを移動可能か否か、すなわち前記目標速度から計算された前記各アクチュエータ11,71~73,85~87,95~97の移動速度を用いて動作可能か否かを判定する(ステップM1)。
動作可能である場合は、表示部5による警告の表示は行わない(ステップM2)。動作可能でない場合は、表示部5による警告の表示を行う(ステップM3)。
FIG. 4 shows the flow of judgment performed by the judgment section 4a of the control section 4 and the display of the display section 5. As shown in FIG.
The determination unit 4a determines whether or not the working device 1 can move the work point P at a predetermined speed, that is, whether or not the actuators 11, 71 to 73, 85 to 87, 95 to 97 are moved based on the target speed. The velocity is used to determine whether or not operation is possible (step M1).
If it is operable, no warning is displayed by the display unit 5 (step M2). If it is not operable, a warning is displayed by the display unit 5 (step M3).

前記判定ステップM1の詳細を、同図(B)に示す。まず動作開始前に、オペレータが前記入力手段(図示せず)に入力を行うことで、作業点移動速度を所定の目標速度として記憶部3に設定しておく(ステップQ1)。動作開始後、制御部4は、設定された作業点移動速度から、次の作業点Pに到達するまでの移動時間を求め(ステップQ2)、各アクチュエータ11,11,11,71の移動速度を求める(ステップQ3)。
判定部4aは、全アクチュエータ11,11,11,71において、移動速度が所定の速度以下であるか否かを判定する(ステップQ4)。なお、姿勢変更用のアクチュエータ11,11,11のみの移動速度が所定の速度以下であるか否かを判定するようにしてもよい。前記「所定の速度」は、各アクチュエータ11,11,11,71毎に任意に設定される閾値である。所定の速度以下である場合は、動作可能、つまり所定の速度で作業点作業点移動が可能と判定する(ステップQ5)。所定の速度以下でない場合は、動作不可能、つまり所定の速度で作業点作業点移動が不可能と判定する(ステップQ6)。
Details of the determination step M1 are shown in FIG. First, before the operation is started, the operator inputs to the input means (not shown) to set the working point moving speed as a predetermined target speed in the storage unit 3 (step Q1). After starting the operation , the control unit 4 obtains the movement time until reaching the next work point P from the set work point movement speed (step Q2). A moving speed is obtained (step Q3).
The determination unit 4a determines whether or not the moving speeds of all the actuators 11 1 , 11 2 , 11 3 , 71 are equal to or less than a predetermined speed (step Q4). It should be noted that it may be determined whether or not the movement speed of only the actuators 11 1 , 11 2 , 11 3 for attitude change is equal to or less than a predetermined speed. The "predetermined speed" is a threshold arbitrarily set for each actuator 11 1 , 11 2 , 11 3 , 71 . If the speed is equal to or less than the predetermined speed, it is determined that the work point can be moved at the predetermined speed (step Q5). If the speed is not equal to or less than the predetermined speed, it is determined that the operation is impossible, that is, the working point cannot be moved at the predetermined speed (step Q6).

このように動作可能か否かの判定を行い、判定結果に応じて表示部5に警告の表示を行う。そのため、オペレータが表示内容に応じて、目標速度を遅い値に変更したり作業点Pを調整したりするなどの適宜の操作を行うことで、エンドエフェクタ6の作業点Pが移動せず、エンドエフェクタ6の姿勢のみが変更され、作業装置1の全体が急に高速で動くことを防止することができる。 In this way, it is determined whether or not the device is operable, and a warning is displayed on the display unit 5 according to the determination result. Therefore, if the operator performs appropriate operations such as changing the target speed to a lower value or adjusting the working point P according to the content of the display, the working point P of the end effector 6 does not move and the end Only the attitude of the effector 6 is changed, and it is possible to prevent the entire working device 1 from suddenly moving at high speed.

すなわち、複数のエンドエフェクタの作業点を連続的に等速で移動させていく場合、経路の途中に、先端位置の移動量が微小で、姿勢だけを大きく変更する区間が存在すると、先端位置の速度を指令するため、その区間では移動時間が短くなることで、多関節ロボットの特異姿勢のように作業装置の全体が急に高速で動きだし、モータが過負荷となるだけでなく、作業者の安全上も好ましくない。しかし、前記制御部4は、前記目標速度から計算された前記各アクチュエータ11,71~73,85~87,95~97の移動速度を用いて動作可能か否かを判定する判定部4aを有し、この判定部4aの判定結果に基づいて動作可能か否かが表示部5に表示され、動作不可である場合、オペレータに警告表示されることになる。このため、警告表示をオペレータが見て適宜の操作を行うことで作業装置の全体が急に高速で動くことを防止することができる。 That is, when moving the working points of a plurality of end effectors continuously at a constant speed, if there is a section in the path where the amount of movement of the tip position is minute and only the posture changes greatly, the tip position Since the speed is commanded, the movement time is shortened in that section, and the entire work device suddenly starts moving at high speed like a unique posture of an articulated robot, not only overloading the motor but also Not good for safety. However, the control unit 4 has a determination unit 4a that determines whether or not the actuators 11, 71 to 73, 85 to 87, and 95 to 97 are operable using the moving speeds of the actuators 11, 71 to 73, 85 to 87, and 95 to 97 calculated from the target speeds. Then, based on the determination result of the determination unit 4a, whether or not the operation is possible is displayed on the display unit 5, and if the operation is impossible, a warning is displayed to the operator. Therefore, when the operator sees the warning display and performs an appropriate operation, it is possible to prevent the entire working device from suddenly moving at high speed.

<第2実施形態>
図5ないし図8は、第2の実施形態を示す。第2の実施形態は、第1の実施形態において、制御部4に切替機能部4aを付加したものであり、特に説明する事項の他は、第1の実施形態と同様である。
切替機能部4bは、前記目標速度を、前記作業点移動速度と前記姿勢変更速度とに切り替える手段である。前述のように、前記作業点移動速度は、前記作業座標(XPi,YPi,ZPi)間を連続的に等速で移動するために設定する速度、姿勢変更速度は、前記エンドエフェクタ6の姿勢を所定の角速度で変更するために設定する速度であり、いずれも前記記憶部3に記憶された値である。
<Second embodiment>
5 to 8 show a second embodiment. The second embodiment is obtained by adding a switching function unit 4a to the control unit 4 in the first embodiment, and is the same as the first embodiment except for matters to be particularly described.
The switching function unit 4b is means for switching the target speed between the working point moving speed and the posture changing speed. As described above, the work point movement speed is the speed set for continuously moving between the work coordinates (X Pi , Y Pi , Z Pi ) at a constant speed, and the attitude change speed is the end effector 6 , which are values stored in the storage unit 3 .

切替機能部4aは、例えば、前記目標速度を、エンドエフェクタ6の移動距離が、判断基準距離として定められた移動距離閾値を上回る場合は前記作業点移動速度とし、前記移動距離閾値を下回る場合は前記姿勢変更速度とするようにしてもよい。
また、切替機能部4aは、前記目標速度を、前記作業点移動速度から計算した前記各アクチュエータ11,71の移動速度のうちの少なくとも一つが判断基準速度として定められた速度閾値を上回ると言う速度条件を満足する場合は前記姿勢変更速度とし、前記速度条件を満足しない場合は前記作業点移動速度とするようにしてもよい。
For example, the switching function unit 4a sets the target speed to the working point moving speed when the moving distance of the end effector 6 exceeds a moving distance threshold defined as a judgment reference distance, and sets it to the working point moving speed when the moving distance falls below the moving distance threshold. The attitude change speed may be used.
Further, the switching function unit 4a sets the target speed to a speed at which at least one of the moving speeds of the actuators 11 and 71 calculated from the working point moving speed exceeds a speed threshold set as a judgment reference speed. The attitude change speed may be used when the conditions are satisfied, and the working point movement speed may be used when the speed conditions are not satisfied.

図6~図8に、図1の制御部4が切替機能部4aを用いて各アクチュエータ11,11,11,71の移動速度を切り替えるフローの各例を示す。
<<図6の処理例>>
図6において、判断基準となる所定の速度、つまり速度閾値を上回る速度で作業点を移動させるか否かを判断し(ステップR1)、条件を満足する場合は作業点移動速度を目標速度(ステップR2)とする。
この後、制御部4は、作業点移動距離から前記作業点移動速度で移動させる場合の時間を求め(ステップR3)、各アクチュエータ11,11,11,71の移動速度を計算する(ステップR4)。
6 to 8 show examples of flows in which the control unit 4 in FIG. 1 switches the moving speeds of the actuators 11 1 , 11 2 , 11 3 and 71 using the switching function unit 4a.
<<Example of processing in FIG. 6>>
In FIG. 6, it is determined whether or not the work point is to be moved at a predetermined speed, which is a judgment criterion, that is, at a speed exceeding the speed threshold (step R1). R2).
Thereafter, the control unit 4 obtains the time required for movement at the working point moving speed from the working point moving distance (step R3), and calculates the moving speeds of the actuators 11 1 , 11 2 , 11 3 and 71 ( step R4).

ステップR1の判断時に、速度閾値を上回る速度で作業点Pを移動させない場合は、姿勢変更速度を目標速度とする(ステップR5)。姿勢変更角度から前記姿勢変更速度で姿勢変更した場合の時間を求め(ステップR6)、各アクチュエータ11,11,11,71の移動速度を計算する(ステップR4)。 At the time of determination in step R1, if the working point P is not moved at a speed exceeding the speed threshold, the attitude change speed is set as the target speed (step R5). From the attitude change angle, the time required for the attitude change at the attitude change speed is obtained (step R6), and the movement speed of each actuator 11 1 , 11 2 , 11 3 , 71 is calculated (step R4).

<<図7の処理例>>
ここで、厳密には作業点Pと作業点Qが一致していなくても、(式1)に示す作業点Pと作業点Qの間の座標移動距離Lが所定の移動距離閾値Th_pos の範囲内にある場合、すなわち(式5)を満たす場合には、エンドエフェクタ6の作業点がPから移動しないとみなし、姿勢変更速度で各アクチュエータ11,11,11,71の速度を計算する。
L≦Th_pos ・・・(式5)
<<Example of processing in FIG. 7>>
Strictly speaking, even if the working point P and the working point Q do not match, the coordinate moving distance L between the working point P and the working point Q shown in (Equation 1) is within the range of the predetermined moving distance threshold Th_pos. , i.e., when (Equation 5) is satisfied, it is assumed that the working point of the end effector 6 does not move from P, and the velocity of each actuator 11 1 , 11 2 , 11 3 , 71 is calculated at the attitude change velocity do.
L≦Th_pos (Formula 5)

エンドエフェクタ6の作業点Pの移動が微小で、かつエンドエフェクタ6の姿勢を大きく変更する場合、エンドエフェクタ6の作業点Pを連続的に移動する際の所定の作業点移動速度で動作させようとすると、エンドエフェクタ6の姿勢を変更するための速度が過大となってしまい、作業装置1の全体が急に高速で動く恐れがある。しかし、この移動距離閾値を設けることで作業点移動速度から姿勢変更速度に自動で切り替えることができ、作業装置1の全体が急に高速で動くことを防止できる。 When the movement of the working point P of the end effector 6 is very small and the attitude of the end effector 6 is greatly changed, the working point P of the end effector 6 should be operated at a predetermined working point movement speed when continuously moving the working point P. As a result, the speed for changing the posture of the end effector 6 becomes excessive, and there is a risk that the entire working device 1 will suddenly move at high speed. However, by providing this movement distance threshold, it is possible to automatically switch from the working point movement speed to the attitude change speed, and it is possible to prevent the entire work device 1 from suddenly moving at high speed.

図7に、移動距離閾値Th_pos を用いて各アクチュエータ11,11,11,71の移動速度を切り替えるフローを示す。
作業点移動距離Lを計算し(ステップU1)、作業点移動距離Lが移動距離閾値Th_pos 以下であるかを判断し(ステップU2)、条件満足の場合は姿勢変更速度を目標速度とする(ステップ3)。姿勢変更角度から、前記姿勢変更速度で動作させた場合の時間を求め(ステップU4)、各アクチュエータ11,11,11,71の移動速度を計算する(ステップU5)。
FIG. 7 shows a flow for switching the movement speed of each actuator 11 1 , 11 2 , 11 3 , 71 using the movement distance threshold Th_pos.
Calculate the working point movement distance L (step U1), judge whether the working point movement distance L is equal to or less than the movement distance threshold Th_pos (step U2), and if the condition is satisfied, set the attitude change speed as the target speed (step 3). From the attitude change angle, the time required to operate at the attitude change speed is obtained (step U4), and the movement speed of each actuator 11 1 , 11 2 , 11 3 , 71 is calculated (step U5).

ステップU2の判断で条件を満足しない場合は、ステップU6に進んで作業点移動速度を目標速度とする。この後、作業点移動距離から、前記作業点移動速度で動作させた場合の時間を求め(ステップU7)、各アクチュエータ11,11,11,71の移動速度を計算する(ステップU5)。 If the condition is not satisfied in step U2, the process proceeds to step U6 to set the working point movement speed as the target speed. After that, from the working point moving distance, the time required to operate at the working point moving speed is obtained (step U7), and the moving speed of each actuator 11 1 , 11 2 , 11 3 , 71 is calculated (step U5). .

<<図8の処理例>>
作業点Pと作業点Qの間の座標移動距離L、所定の作業点移動速度V1、および各アクチュエータ11,11,11,71の移動量から計算された各アクチュエータ11,11,11,71のうちのいずれかのアクチュエータ11,11,11,71の移動速度が所定の速度閾値Th_vel を超える場合に、姿勢変更速度から各アクチュエータ11,11,11,71の速度を計算する。これにより、作業点Pと作業点Qの間の座標移動距離Lが所定の移動距離閾値Th_pos の範囲外であっても、各アクチュエータ11,11,11,71の移動速度が過大となることを防止することができる。仮に所定の速度閾値を各アクチュエータ11,11,11,71の定格速度とすれば、作業装置全体が急に高速で動くことを防止するだけでなく、アクチュエータの破損も防止できる。
<<Example of processing in FIG. 8>>
Each actuator 11 1 , 11 2 calculated from the coordinate movement distance L between the work point P and the work point Q, the predetermined work point movement speed V1, and the movement amount of each actuator 11 1 , 11 2 , 11 3 , 71 , 11 3 , 11 3 , 71 when the moving speed of any one of the actuators 11 1 , 11 2 , 11 3 , 71 exceeds a predetermined speed threshold Th_vel, each actuator 11 1 , 11 2 , 11 3 , 71 are calculated. As a result, even if the coordinate movement distance L between the work point P and the work point Q is outside the range of the predetermined movement distance threshold value Th_pos, the movement speed of each actuator 11 1 , 11 2 , 11 3 , 71 is excessively high. can be prevented from becoming If the predetermined speed threshold is the rated speed of each actuator 11 1 , 11 2 , 11 3 , 71, it is possible not only to prevent the entire working device from suddenly moving at high speed, but also to prevent damage to the actuators.

図8に、上記のように速度閾値Th_vel を用いて各アクチュエータ11,11,11,71の移動速度を切り替えるフローを示す。
作業点移動速度V1を目標速度とし(ステップW1)、作業点移動距離(座標移動距離L)から、前記作業点移動速度V1で動作した場合の時間を求め(ステップW2)、各アクチュエータ11,11,11,71の移動速度Vact を計算する(ステップW3)。
FIG. 8 shows a flow for switching the moving speed of each actuator 11 1 , 11 2 , 11 3 , 71 using the speed threshold Th_vel as described above.
The work point movement speed V1 is set as a target speed (step W1), and the time required to operate at the work point movement speed V1 is obtained from the work point movement distance (coordinate movement distance L) (step W2). A moving speed Vact of 11 2 , 11 3 and 71 is calculated (step W3).

全アクチュエータ11,11,11,71において、移動速度Vact ≦Th_vel を満たすかを判断し(ステップW4)、満たす場合は前記移動速度Vact で各アクチュエータ11,11,11,71を動作させる。 In all the actuators 11 1 , 11 2 , 11 3 , 71, it is judged whether or not the moving speed Vact≦Th_vel is satisfied (step W4). to operate.

前記判断ステップW4で条件を満たさない場合は、ステップW5に進んで姿勢変更速度を目標速度とする。姿勢変更角度から前記姿勢変更速度で動作させた場合の時間を求め(W6)、各アクチュエータ11,11,11,71の移動速度を計算する(ステップW7)。 If the condition is not satisfied in the determination step W4, the process proceeds to step W5, where the attitude change speed is set as the target speed. From the attitude change angle, the time required to operate at the attitude change speed is obtained (W6), and the movement speed of each actuator 11 1 , 11 2 , 11 3 , 71 is calculated (step W7).

<第3の実施形態>
図9、図10は、第3の実施形態を示す。第3の実施形態は、第2の実施形態において制御装置2に切替スイッチ8を設けたものであり、特に説明する事項の他は、第1の実施形態および第2の実施形態と同様である。
<Third Embodiment>
9 and 10 show a third embodiment. In the third embodiment, the changeover switch 8 is provided in the control device 2 in the second embodiment, and is the same as the first and second embodiments except for the items to be particularly described. .

切替スイッチ8は、目標速度として前記作業点移動速度と前記姿勢変更速度とをオペレータの操作で任意に切り替え可能とするための入力操作手段である。
切替機能部4aは、前記各姿勢制御用のアクチュエータ11の移動速度および前記組み合わせ側のアクチュエータ71の移動速度を計算するときに用いる前記所定の目標速度を、前記作業点移動速度と前記姿勢変更速度とに、定められた条件に応じて自動で切り替える手段である。
この場合に、作業点Pごとに切替スイッチ8による切り替えを可能として各作業点Pにおける切り替え結果を記憶するようにしてもよい。
これにより、作業点Pを連続的に移動する途中の区間でエンドエフェクタ6の姿勢を所定の角速度で変更したい場合にも、容易に変更できる。
The changeover switch 8 is input operation means for allowing an operator to arbitrarily switch between the working point moving speed and the posture changing speed as a target speed.
The switching function unit 4a converts the predetermined target speed used when calculating the movement speed of each of the attitude control actuators 11 and the movement speed of the combined actuator 71 into the working point movement speed and the attitude change speed. It is a means for automatically switching to and from according to specified conditions.
In this case, the changeover switch 8 may be used to enable switching for each work point Pi , and the result of switching at each work point Pi may be stored.
Thereby, even when it is desired to change the posture of the end effector 6 at a predetermined angular velocity in a section in which the work point Pi is continuously moved, the change can be easily performed.

図10に、切替スイッチ8を用いて各アクチュエータ11,11,11,71の移動速度を切り替えるフローを示す。
ステップN1では所定の角速度で姿勢を変更させることが選択されているか、つまり切替スイッチ8で姿勢変更速度とすることが選択された切替状態となっているかを判断し、条件満足の場合は姿勢変更速度を目標速度とする(ステップN2)。姿勢変更角度から、姿勢変更速度で動作させた場合の時間を求め(ステップN3)、各アクチュエータ11,11,11,71の移動速度を計算する(ステップN4)。
ステップN1で姿勢変更速度とすることが選択されていないと判断された場合は、ステップN5に進み、作業点移動速度を目標速度とする。作業点移動距離から前記目標速度で動作させた場合の時間を求め(ステップN6)、各アクチュエータ11,11,11,71の移動速度を計算する(ステップN4)。
FIG. 10 shows a flow of switching the moving speed of each actuator 11 1 , 11 2 , 11 3 , 71 using the changeover switch 8 .
In step N1, it is determined whether or not changing the attitude at a predetermined angular velocity is selected, that is, whether or not the changeover switch 8 is in a switching state in which the attitude changing speed is selected, and if the condition is satisfied, the attitude is changed. The speed is set as the target speed (step N2). From the attitude change angle, the time required for operation at the attitude change speed is obtained (step N3), and the movement speed of each actuator 11 1 , 11 2 , 11 3 , 71 is calculated (step N4).
If it is determined in step N1 that the attitude change speed is not selected, the process proceeds to step N5 to set the working point movement speed as the target speed. The time required to operate at the target speed is obtained from the work point movement distance (step N6), and the movement speed of each actuator 11 1 , 11 2 , 11 3 , 71 is calculated (step N4).

<実施形態2、3の作用、効果>
実施形態1の作業装置1の作用効果は前述したが、実施形態2、3の作業装置1によると、次の作用、効果が得られる。
制御部4が、各姿勢制御用のアクチュエータ11,11,11の移動速度および前記組み合わせ側のアクチュエータ71の移動速度を計算するときに用いる目標速度を、作業点移動速度と姿勢変更速度とに切り替える切替機能部4aを有するため、エンドエフェクタ6の作業点Pが移動せず、エンドエフェクタ6の姿勢のみが変更される場合でも各アクチュエータ11,11,11,71の移動速度を制御できる。
フロー図7の例のように予め移動距離閾値を規定しておき、作業点Pの移動距離が移動距離閾値の範囲内であるときには、作業点移動速度ではなく、姿勢変更速度から各アクチュエータ11,11,11,71の移動速度を求める場合は、エンドエフェクタ6の作業点Pの移動が微小で、かつエンドエフェクタ6の姿勢を大きく変更する場合でも、エンドエフェクタ6の姿勢を変更するための速度が過大とならず、作業装置1の全体が急に高速で動くことを防止できる。そのため、作業経験が少ない作業者でも安心して作業装置1を扱うことができる。
さらに、フロー図8の例のように作業点移動速度から計算した各アクチュエータ11,11,11,71の移動速度がこれらのアクチュエータ11,11,11,71の定格速度を超えてしまう場合に、作業点移動速度からではなく、姿勢変更速度から各アクチュエータ11,11,11,71の移動速度を計算するようにした場合は、作業装置1の全体が急に高速で動くことを防止できるだけでなく、各アクチュエータ11,11,11,71の破損も防止できる。
また、実施形態3のように作業点移動速度から姿勢変更速度に切り替える方法として、オペレータが任意で切り替えることのできる切替スイッチ8を設けることによって、エンドエフェクタ6の作業点Pの移動が移動距離閾値の範囲外であった場合にも姿勢変更速度へ変更可能とすることで、オペレータが任意で作業点移動速度と姿勢変更速度とを切り替えることができるようになり、作業点Pが連続的に移動する場合にも、ある区間において姿勢変更速度を一定として動作させることが可能となる。
<Functions and Effects of Embodiments 2 and 3>
Although the effects of the working device 1 of Embodiment 1 have been described above, according to the working device 1 of Embodiments 2 and 3, the following actions and effects can be obtained.
The target speeds used when the controller 4 calculates the movement speeds of the actuators 11 1 , 11 2 and 11 3 for attitude control and the movement speed of the actuator 71 on the combination side are the working point movement speed and the attitude change speed. , even if only the attitude of the end effector 6 is changed without moving the working point P of the end effector 6, the movement speed of each actuator 11 1 , 11 2 , 11 3 , 71 is can be controlled.
A movement distance threshold is defined in advance as in the example of the flow chart 7, and when the movement distance of the work point P is within the range of the movement distance threshold, each actuator 11-1 is calculated based on the attitude change speed instead of the work point movement speed. , 11 2 , 11 3 , and 71, the posture of the end effector 6 is changed even if the movement of the working point P of the end effector 6 is minute and the posture of the end effector 6 is greatly changed. Therefore, the working device 1 as a whole can be prevented from suddenly moving at a high speed. Therefore, even an inexperienced worker can handle the work device 1 with confidence.
Furthermore, the moving speed of each actuator 11 1 , 11 2 , 11 3 , 71 calculated from the working point moving speed as in the example of flow chart 8 is the rated speed of these actuators 11 1 , 11 2 , 11 3 , 71. If the movement speed of each actuator 11 1 , 11 2 , 11 3 , 71 is calculated not from the work point movement speed but from the attitude change speed when exceeding Not only can it be prevented from moving at high speed, but also damage to each actuator 11 1 , 11 2 , 11 3 , 71 can be prevented.
As a method of switching from the working point moving speed to the attitude changing speed as in the third embodiment, by providing a selector switch 8 that can be switched by the operator at will, the movement of the working point P of the end effector 6 reaches the movement distance threshold. By making it possible to change to the attitude change speed even when it is outside the range of , the operator can arbitrarily switch between the work point movement speed and the attitude change speed, and the work point P moves continuously. In this case, it is also possible to operate with a constant attitude change speed in a certain section.

以下、図11~図16と共に他の各実施形態につき、説明する。これらの実施形態において、特に説明した事項の他は、第1の実施形態と同様である。 Other embodiments will be described below with reference to FIGS. 11 to 16. FIG. These embodiments are the same as the first embodiment except for the particulars described.

<実施形態4>
図11は第4の実施形態を示す。第1の実施形態では、前記組み合わせ機構70が1軸の直動アクチュエータで構成された例につき説明したが、図11に示すように、直動型の2つのアクチュエータ71,72を直交配置した2軸の組み合わせ機構70Aを前記リンク作動装置7と組み合わせてもよい。この構成の作業装置1においても、第1の実施形態と同様に前記制御装置2を構成される。ただし、制御装置2は、組み合わせ機構70Aにおける各アクチュエータ71,72を取り扱う構成とされる。
<Embodiment 4>
FIG. 11 shows a fourth embodiment. In the first embodiment, an example in which the combined mechanism 70 is composed of a single-axis linear actuator has been described. However, as shown in FIG. The shaft combination mechanism 70A may be combined with the link actuating device 7 . In the work device 1 having this configuration, the control device 2 is configured in the same manner as in the first embodiment. However, the controller 2 is configured to handle the actuators 71 and 72 in the combined mechanism 70A.

エンドエフェクタ6の作業点Pの移動が微小で、かつエンドエフェクタ6の姿勢を大きく変更する場合、エンドエフェクタ6の作業点Pを連続的に移動する際の所定の作業点移動速度で動作させようとすると、エンドエフェクタ6の姿勢を変更するための速度が過大となってしまい、作業装置1の全体が急に高速で動く恐れがある。しかし、目標速度を作業点移動速度から姿勢変更速度に切り替えて各アクチュエータ11,11,11,71、72の移動速度を計算することで、この実施形態においても、作業装置1の全体が急に高速で動くことを防止できる。 When the movement of the working point P of the end effector 6 is very small and the attitude of the end effector 6 is greatly changed, the working point P of the end effector 6 should be operated at a predetermined working point movement speed when continuously moving the working point P. As a result, the speed for changing the posture of the end effector 6 becomes excessive, and there is a risk that the entire working device 1 will suddenly move at high speed. However, by switching the target speed from the working point moving speed to the attitude changing speed and calculating the moving speed of each actuator 11 1 , 11 2 , 11 3 , 71, 72, the working device 1 as a whole can be prevented from suddenly moving at high speed.

<実施形態5>
図12はさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、リンク作動装置7と組み合わせる組み合わせ機構80が垂直多関節ロボットである場合の例である。この組み合わせ機構80は、ベースユニット81上に上方へ垂直に延びる第1のアーム82が、垂直軸心回りに回転自在に設置され、第1のアクチュエータ85により回転させられる。第1のアーム82の先端に第2のアーム83が水平軸心回りに回動自在に設置され、第2のアクチュエータ86により回動させられる。第2のアーム83の先端に第3のアーム84が前記水平軸心と平行な水平軸心回りに回動自在に設置され、第3のアクチュエータ87により回動させられる。第3のアーム84の先端に前記リンク作動装置7が設置されている。前記第1ないし第3のアクチュエータ85~87が、特許請求の範囲で言う組み合わせ側のアクチュエータである。
制御装置2は、第1の実施形態に係る作業装置1の制御装置2と同様の構成とされる。ただし、制御装置2は、組み合わせ機構80における各アクチュエータ85~87を取り扱う構成とされる。
<Embodiment 5>
FIG. 12 shows yet another embodiment. This embodiment is an example in which the combination mechanism 80 combined with the link actuator 7 is a vertical articulated robot. In this combination mechanism 80 , a first arm 82 vertically extending upward on a base unit 81 is installed rotatably around a vertical axis and rotated by a first actuator 85 . A second arm 83 is installed at the tip of the first arm 82 so as to be rotatable about the horizontal axis, and is rotated by a second actuator 86 . A third arm 84 is installed at the tip of the second arm 83 so as to be rotatable around a horizontal axis parallel to the horizontal axis, and is rotated by a third actuator 87 . The link actuating device 7 is installed at the tip of the third arm 84 . The first to third actuators 85 to 87 are actuators on the combination side referred to in the scope of claims.
The control device 2 has the same configuration as the control device 2 of the working device 1 according to the first embodiment. However, the controller 2 is configured to handle each actuator 85 to 87 in the combination mechanism 80 .

この構成の場合も、エンドエフェクタ6の作業点Pの移動が微小で、かつエンドエフェクタ6の姿勢を大きく変更する場合、エンドエフェクタ6の作業点Pを連続的に移動する際の所定の作業点移動速度で動作させようとすると、エンドエフェクタ6の姿勢を変更するための速度が過大となってしまい、作業装置1の全体が急に高速で動く恐れがある。しかし目標速度を作業点移動速度から姿勢変更速度に切り替えて各アクチュエータ11,11,11,85~87の移動速度を計算することで、作業装置1の全体が急に高速で動くことを防止できる。 In the case of this configuration as well, when the movement of the working point P of the end effector 6 is minute and the attitude of the end effector 6 is greatly changed, the predetermined working point when continuously moving the working point P of the end effector 6 If an attempt is made to operate at the movement speed, the speed for changing the attitude of the end effector 6 becomes excessive, and there is a risk that the entire working device 1 will suddenly move at high speed. However, by switching the target speed from the working point moving speed to the posture changing speed and calculating the moving speeds of the actuators 11 1 , 11 2 , 11 3 , 85 to 87, the entire working device 1 suddenly moves at a high speed. can be prevented.

<実施形態6>
図13はさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、リンク作動装置7と組み合わせる組み合わせ機構90が水平多関節ロボットである場合の例である。この組み合わせ機構90は、ベースユニット91上に上方へ垂直に延びる第1のアーム92が水平旋回自在に設置されている。第1のアーム92は上端に水平アーム部92aを有していて、その先端に第2のアーム93が垂直軸心回りに回転自在に設置されている。第2のアーム93は上端に水平アーム部93aを有し、先端に第3のアーム94が上下移動自在な直動機構として構成されている。第1のアーム92を旋回駆動するアクチュエータ95、第2のアーム93を旋回駆動するアクチュエータ95、および第3のアーム94を上下動させる直動アクチュエータ97が、それぞれリンク作動装置7に対する組み合わせ側のアクチュエータである。
<Embodiment 6>
FIG. 13 shows yet another embodiment. This embodiment is an example in which the combination mechanism 90 combined with the link actuator 7 is a horizontal articulated robot. In this combination mechanism 90, a first arm 92 vertically extending upward is installed on a base unit 91 so as to be horizontally rotatable. The first arm 92 has a horizontal arm portion 92a at its upper end, and a second arm 93 is rotatably installed at its tip around a vertical axis. The second arm 93 has a horizontal arm portion 93a at its upper end, and a third arm 94 at its tip is configured as a linear motion mechanism capable of vertical movement. Actuator 95 for rotating the first arm 92, actuator 95 for rotating the second arm 93, and direct acting actuator 97 for vertically moving the third arm 94 are actuators on the combination side with respect to the link actuating device 7. is.

制御装置2は、第1の実施形態に係る作業装置1の制御装置2と同様の構成とされる。ただし、制御装置2は、組み合わせ機構90における各アクチュエータ95~97を取り扱う構成とされる。 The control device 2 has the same configuration as the control device 2 of the working device 1 according to the first embodiment. However, the controller 2 is configured to handle each actuator 95 to 97 in the combination mechanism 90 .

この構成の場合においても、エンドエフェクタ6の作業点Pの移動が微小で、かつエンドエフェクタ6の姿勢を大きく変更する場合、エンドエフェクタ6の作業点Pを連続的に移動する際の所定の作業点移動速度で動作させようとすると、エンドエフェクタ6の姿勢を変更するための速度が過大となってしまい、作業装置1の全体が急に高速で動く恐れがある。しかし、目標速度を作業点移動速度から姿勢変更速度に切り替えて各アクチュエータ11,11,11,94~96の移動速度を計算することで、各作業装置1の全体が急に高速で動くことを防止できる。 Even in the case of this configuration, if the movement of the working point P of the end effector 6 is very small and the posture of the end effector 6 is greatly changed, the predetermined work when continuously moving the working point P of the end effector 6 is performed. If an attempt is made to operate at the point moving speed, the speed for changing the posture of the end effector 6 becomes excessive, and there is a risk that the entire working device 1 will suddenly move at high speed. However, by switching the target speed from the working point movement speed to the attitude change speed and calculating the movement speeds of the actuators 11 1 , 11 2 , 11 3 , 94 to 96, the work equipment 1 as a whole suddenly becomes faster. You can prevent it from moving.

<実施形態7>
図14はさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、エンドエフェクタ6としてカメラ6Aおよびレンズ6Bをリンク作動装置7の先端に搭載した外観検査装置に適用した例である。リンク作動装置7は、3つの直動型のアクチュエータ71~73が互いに直交して組み合わされた3次元型の組み合わせ機構70Bにおける第3の直動型のアクチュエータ73に搭載されている。
<Embodiment 7>
FIG. 14 shows yet another embodiment. This embodiment is an example applied to a visual inspection apparatus in which a camera 6A and a lens 6B as an end effector 6 are mounted on the tip of a link actuating device 7. FIG. The link actuating device 7 is mounted on a third linear actuator 73 in a three-dimensional combination mechanism 70B in which three linear actuators 71 to 73 are combined orthogonally.

この実施形態の場合、エンドエフェクタ6の作業点はレンズ6Bの焦点Pとなる。対象物、つまりワークWの外観を連続的に撮影している途中で、検査するポイントが固定であり複数の方向から撮影する場合には、作業点移動速度ではなく姿勢変更速度を用いることで一定の速度での撮影が可能となる。 In this embodiment, the working point of end effector 6 is the focal point PF of lens 6B. In the middle of continuously photographing the appearance of the object, that is, the workpiece W, when the points to be inspected are fixed and photographed from a plurality of directions, the posture change speed is used instead of the work point movement speed to maintain a constant state. It is possible to shoot at a speed of

<実施形態8>
図15はさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、作業装置1が、エンドエフェクタとしてエアーノズル6Cをリンク作動装置の先端に搭載した洗浄装置である場合を示す。リンク作動装置7と組み合わせる組み合わせ機構70Bは、この例では、図14と共に前述した直交する第1ないし第3の直動型のアクチュエータ71,72,73で構成されている。
洗浄装置に適用した場合、作業点は洗浄位置Pであり、エアーノズル6Cのノズル口6Caの軸上の規定の距離だけ離れた点となる。洗浄したいポイントである洗浄位置Pが固定であって複数の方向から洗浄する場合には、作業点移動速度ではなく姿勢変更速度を用いることで一定の速度での洗浄が可能となる。洗浄位置Pが移動する場合は、作業点移動速度とすることで効率的に洗浄できる。
<Embodiment 8>
FIG. 15 shows yet another embodiment. This embodiment shows a case where the working device 1 is a cleaning device having an air nozzle 6C as an end effector mounted at the tip of a link actuating device. In this example, the combination mechanism 70B combined with the link actuating device 7 is composed of the first to third direct-acting actuators 71, 72, 73 that are orthogonal to each other and described above with reference to FIG.
When applied to a cleaning apparatus, the working point is the cleaning position PW , which is a point separated by a specified distance on the axis of the nozzle port 6Ca of the air nozzle 6C. When the cleaning position PW , which is the point to be cleaned, is fixed and the cleaning is performed from a plurality of directions, cleaning can be performed at a constant speed by using the attitude change speed instead of the working point movement speed. When the cleaning position PW moves, efficient cleaning can be achieved by setting the working point moving speed.

<実施形態9>
図16はさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、作業装置1が、エンドエフェクタとして把持機構6Mをリンク作動装置7の先端に搭載したマニピュレータとされた例である。把持機構6Mは、把持機構本体6Maから一対のチャック爪6Mb,6Mbが突出し、これらチャック爪6Mb,6Mbを駆動源(図示せず)の駆動により開閉させる構成である。リンク作動装置7と組み合わせる組み合わせ機構70Bは、この例では、図14と共に前述した直交する第1ないし第3の直動型のアクチュエータ71,72,73で構成されている。
このようなマニピュレータの場合、作業点は把持機構6Mの作用点Pとなる。ワークWを把持した状態で、作用点Pを中心にワークWを回転させる場合には、作業点移動速度ではなく姿勢変更速度を用いることで一定の速度での回転が可能となる。ワークWを移動させる場合は、作業点移動速度とすることで効率的に移動させることができる。
<Embodiment 9>
FIG. 16 shows yet another embodiment. This embodiment is an example in which the working device 1 is a manipulator having a gripping mechanism 6M as an end effector mounted at the tip of the link actuating device 7. As shown in FIG. The gripping mechanism 6M has a structure in which a pair of chuck claws 6Mb, 6Mb protrude from a gripping mechanism main body 6Ma, and these chuck claws 6Mb, 6Mb are opened and closed by being driven by a drive source (not shown). In this example, the combination mechanism 70B combined with the link actuating device 7 is composed of the first to third direct-acting actuators 71, 72, 73 that are orthogonal to each other and described above with reference to FIG.
In the case of such a manipulator, the working point is the action point PM of the gripping mechanism 6M . When rotating the work W around the action point PM while holding the work W, rotation at a constant speed is possible by using the attitude change speed instead of the working point movement speed. When moving the work W, it can be efficiently moved by setting the work point moving speed.

以上、実施形態に基づいて本発明を実施するための形態を説明したが、ここで開示した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated based on embodiment, embodiment disclosed here is an illustration and is not restrictive at all points. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and range of equivalents of the scope of the claims.

1…作業装置
2…制御装置
3…記憶部
4…制御部
4a…判定部
4b…切替機能部
5…表示部6…エンドエフェクタ
6A…カメラ(エンドエフェクタ)
6B…レンズエンドエフェクタ)
6C…エアーノズル(エンドエフェクタ)
6M…把持機構(エンドエフェクタ)
7…リンク作動装置
8…切替スイッチ
10…パラレルリンク機構
11,11,11,11…姿勢制御用アクチュエータ
12…基端側のリンクハブ
13…先端側のリンクハブ
14…リンク機構
15…基端側の端部リンク部材
16…先端側の端部リンク部材
17…中央リンク部材
70,70A,70B…組み合わせ機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Working device 2... Control device 3... Storage part 4... Control part 4a... Determination part 4b... Switching function part 5... Display part 6... End effector 6A... Camera (end effector)
6B...Lens end effector)
6C... Air nozzle (end effector)
6M... Grasping mechanism (end effector)
7 Link actuating device 8 Changeover switch 10 Parallel link mechanism 11, 11 1 , 11 2 , 11 3 Attitude control actuator 12 Base end link hub 13 Tip end link hub 14 Link mechanism 15 End link member 16 on the proximal end side End link member 17 on the distal end side Center link members 70, 70A, 70B Combined mechanism

Claims (6)

基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブが3組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結され、前記各リンク機構は、それぞれ前記基端側のリンクハブおよび前記先端側のリンクハブに一端が回転可能に連結された基端側および先端側の端部リンク部材と、これら基端側および先端側の端部リンク部材の他端に両端がそれぞれ回転可能に連結された中央リンク部材とを有し、前記3組以上のリンク機構のうち2組以上のリンク機構に、前記基端側のリンクハブに対する前記先端側のリンクハブの姿勢を変更させる姿勢制御用のアクチュエータが設けられたリンク作動装置と、
前記先端側のリンクハブに取付けられたエンドエフェクタと、
前記リンク作動装置と組み合わせられて前記エンドエフェクタの作業点と前記リンク作動装置の基準位置とを相対的に変更する1軸以上の組み合わせ側のアクチュエータと、
前記姿勢制御用のアクチュエータおよび前記組み合わせ側のアクチュエータを制御する制御装置とを備えたリンク作動装置を用いた作業装置であって、
前記制御装置は、
前記エンドエフェクタが作業する作業空間上の各作業点の座標である複数の作業座標と、該作業座標に対応する前記姿勢制御用のアクチュエータおよび前記組み合わせ側のアクチュエータの位置を記憶しておく記憶部と、
この記憶部に記憶された前記作業座標、前記姿勢制御用のアクチュエータの位置および前記組み合わせ側のアクチュエータの位置から、前記姿勢制御用のアクチュエータおよび前記組み合わせ側のアクチュエータの移動量および作業座標間の距離を計算し、さらに前記エンドエフェクタの所定の目標速度を用いて前記姿勢制御用のアクチュエータおよび前記組み合わせ側のアクチュエータの移動速度を計算し、計算された前記姿勢制御用のアクチュエータおよび前記組み合わせ側のアクチュエータの移動量および移動速度で前記姿勢制御用のアクチュエータおよび前記組み合わせ側のアクチュエータを動作させる制御部とを有し、
前記記憶部に、前記目標速度として、前記作業座標間を連続的に等速で移動するために設定する所定の作業点移動速度と、前記エンドエフェクタの姿勢を所定の角速度で変更するために設定する姿勢変更速度とを記憶し、前記制御部は、前記目標速度を、前記作業点移動速度と前記姿勢変更速度とに切り替える切替機能部を有し、
前記制御部は、前記目標速度として前記作業点移動速度から計算された前記姿勢制御用のアクチュエータおよび前記組み合わせ側のアクチュエータの移動速度を用いて動作可能か否かを判定する判定部を有し、
前記制御装置は、前記判定部の判定結果に基づいて動作可能か否かを表示する表示部を有するパラレルリンク機構を用いた作業装置。
A tip-side link hub is connected to a base-side link hub via three or more sets of link mechanisms so as to be able to change their attitudes, and each of the link mechanisms is connected to the base-side link hub and the tip-side link hub, respectively. Proximal and distal end link members having one end rotatably connected to the link hub, and a center having both ends rotatably connected to the other ends of the proximal and distal end link members, respectively At least two of the at least three link mechanisms are provided with actuators for attitude control that change the attitude of the link hub on the tip end side with respect to the link hub on the base end side. a mounted link actuator;
an end effector attached to the link hub on the tip side;
a combination side actuator of one or more axes that is combined with the link actuating device to relatively change a working point of the end effector and a reference position of the link actuating device;
A working device using a link operating device including the actuator for attitude control and a control device for controlling the combined actuator,
The control device is
A storage unit that stores a plurality of work coordinates, which are coordinates of each work point on the work space where the end effector works , and the positions of the attitude control actuator and the combined actuator corresponding to the work coordinates. When,
Based on the work coordinates , the position of the attitude control actuator and the position of the combination actuator stored in the storage unit, the amount of movement of the attitude control actuator and the combination actuator and the distance between the work coordinates and calculating the movement speed of the attitude control actuator and the combination actuator using the predetermined target velocity of the end effector, and calculating the calculated attitude control actuator and the combination actuator a control unit that operates the attitude control actuator and the combined actuator at a movement amount and a movement speed of
In the storage unit, as the target speed, a predetermined work point movement speed set for continuously moving between the work coordinates at a constant speed and a predetermined angular speed for changing the posture of the end effector are set. and the control unit has a switching function unit for switching the target speed between the working point movement speed and the posture change speed,
The control unit has a determination unit that determines whether or not it is operable using the movement speed of the actuator for posture control and the combined actuator calculated from the work point movement speed as the target speed,
A working device using a parallel link mechanism, wherein the control device has a display section for displaying whether or not the control device is operable based on the determination result of the determination section.
請求項1に記載のパラレルリンク機構を用いた作業装置において前記判定部は、前記目標速度として前記作業点移動速度から計算された前記姿勢制御用のアクチュエータおよび前記組み合わせ側のアクチュエータの移動速度が所定の速度以下であるという第1条件を満たすか否かを判定し、前記第1条件を満たす場合は動作可能であると判定し、条件を満たさない場合は動作不可と判定するパラレルリンク機構を用いた作業装置。 2. The work apparatus using the parallel link mechanism according to claim 1, wherein the determination unit determines the movement speed of the actuator for posture control and the combined actuator calculated from the work point movement speed as the target speed. A parallel link mechanism is used to determine whether or not a first condition that the speed is equal to or lower than the speed is satisfied, and to determine that it is operable if the first condition is met, and that it is determined that it is not operable if the condition is not met. working equipment. 請求項1または請求項2に記載のパラレルリンク機構を用いた作業装置において、前記判定部は、前記エンドエフェクタの前記作業座標間の距離が移動距離閾値を上回るか否かによって前記目標速度の切替えが必要か否かを判断し、前記切替機能部は、前記判定部で切替えの必要がないと判断された場合は前記作業点移動速度を前記目標速度とし、切替えの必要があると判断された場合は前記姿勢変更速度を前記目標速度に切り替えるパラレルリンク機構を用いた作業装置。 3. The work apparatus using the parallel link mechanism according to claim 1 , wherein the determination unit switches the target speed depending on whether or not the distance between the work coordinates of the end effector exceeds a movement distance threshold. If the determination unit determines that switching is unnecessary, the switching function unit sets the work point movement speed to the target speed , and determines that switching is necessary. A working device using a parallel link mechanism for switching the attitude change speed to the target speed when the case is the case. 請求項1または請求項2に記載のパラレルリンク機構を用いた作業装置において、前記判定部は、前記作業点移動速度を前記目標速度とし、前記作業座標間の距離から計算した前記姿勢制御用のアクチュエータおよび前記組み合わせ側のアクチュエータの移動速度のうち、少なくとも1つが所定の速度閾値を上回るという第2条件を満たすか否かを判断し、前記第2条件を満たすと判断された場合に、前記切替機能部は前記姿勢制御用のアクチュエータおよび前記組み合わせ側のアクチュエータの移動速度を計算する目標速度を前記姿勢変更速度に切替えるパラレルリンク機構を用いた作業装置。 3. The work apparatus using the parallel link mechanism according to claim 1 , wherein the determination unit sets the work point movement speed as the target speed , and determines the attitude control position calculated from the distance between the work coordinates . It is determined whether or not a second condition that at least one of the moving speeds of the actuator and the combined actuator exceeds a predetermined speed threshold satisfies a second condition, and if it is determined that the second condition is satisfied, the switching is performed. The functional unit uses a parallel link mechanism for switching a target speed for calculating the movement speed of the actuator for attitude control and the actuator on the combined side to the attitude change speed. 請求項3または請求項4に記載のパラレルリンク機構を用いた作業装置において、パラメータの設定完了時に、前記判定部による切替えが必要か否かの判断、および必要であると判断された場合の前記切替機能部による目標速度の切替えを行うパラレルリンク機構を用いた作業装置。 5. In the working device using the parallel link mechanism according to claim 3 or 4 , when the parameter setting is completed, the judgment unit judges whether or not the switching is necessary, and if it is judged that the switching is necessary, the A working device using a parallel link mechanism that switches the target speed by a switching function unit. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のパラレルリンク機構を用いた作業装置において、前記目標速度として前記作業点移動速度と前記姿勢変更速度とをオペレータの操作で任意に切り替え可能とする切替スイッチを有するパラレルリンク機構を用いた作業装置。 6. A working device using a parallel link mechanism according to any one of claims 1 to 5 , wherein the target speed can be arbitrarily switched between the working point movement speed and the attitude change speed by an operator's operation. A working device using a parallel link mechanism having a changeover switch.
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