JPH0780142B2

JPH0780142B2 - 直交２軸移動装置

Info

Publication number: JPH0780142B2
Application number: JP1188913A
Authority: JP
Inventors: 博之木上; 雄策我妻; 武雄谷田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-07-24
Filing date: 1989-07-24
Publication date: 1995-08-30
Anticipated expiration: 2010-08-30
Also published as: JPH0355177A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、例えば、アームの一端部を、このアームが
延出する一方の軸と、この一方の軸に直交する他方の軸
の２軸を有する平面内で任意の位置に移動させることの
出来る直交２軸移動装置に関する。

［従来の技術］従来より、アームの一端部を、このアームが延出する一
方向と、この一方向に直交する他方向の２軸を有する平
面内で任意の位置に移動させることの出来る直交２軸移
動装置は種々知られており、例えば、第８図に示すよう
に、スライドブロツクａは、互いに直交する第１及び第
２のガイドロツドb,cにより夫々のガイドロツドb,cに沿
つて摺動自在に支持されている。また、このスライドブ
ロツクａには、互いに直交する２本のボールねじ軸d,e
が夫々螺合した状態で貫通しており、第１のボールねじ
軸ｄは、第１のガイドロツドｂの一端に取り付けられた
第１の駆動モータｆにより回転駆動され、第２のボール
ねじ軸ｅは、第２のガイドロツドｃの一端に取り付けら
れた第２の駆動モータｇにより回転駆動されるように構
成されている。

このように構成された従来の直交２軸移動装置にでは、
第２のガイドロツドｃの他端に注目すれば、これを、第
１及び第２の駆動モータf,gを選択的に駆動制御するこ
とにより、第１及び第２のガイドロツドb,cを含む平面
内において、任意の位置に移動させることが出来ること
になる。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、このような従来の直交２軸移動装置にお
いては、高価なボールねじ軸を２本も使用しているた
め、装置が高価になり問題である。また、第１の駆動モ
ータｆに注目すれば、これの駆動負荷となる重量は、ス
ライドブロツクａと共に、第２の駆動モータの重量もが
付加されることになり、かなり大きな値となる。この結
果、第１の駆動モータｆには、大きな容量のモータを用
いなければならず、これによりコスト高をもたらすこと
となると共に、移動部分の重量が増すことにより運動性
能が低下する問題点も指摘されている。

この発明は上述した課題に鑑みなされたもので、この発
明の目的は、低コストで、運動性能の良い直交２軸移動
装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明
に係わる直交２軸移動装置は、一方向に沿つて延出し、
固定された位置に取り付けられた第１のガイド部材と、
この第１のガイド部材に摺動自在に支持され、一方向に
沿つて移動可能なスライドブロツクと、前記一方向と直
交する他方向に沿つて延出し、このスライドブロツクに
他方向に沿つて移動可能に支持された第２のガイド部材
と、前記第１のガイド部材の両端に回動自在に支持され
た第１及び第２のローラと、前記第１のガイド部材の両
端に夫々取り付けられ、前記第１及び第２のローラを夫
々回転駆動するための第１及び第２の駆動モータと、前
記第２のガイド部材の一端に回動自在に支持された第３
のローラと、前記スライドブロツクの４隅に回動自在に
支持された中間ローラと、前記第２のガイド部材の他端
に両端を固定され、前記第１乃至第３のローラと、４本
の中間ローラとに十文字状に掛け渡された連結ベルトと
を具備する事を特徴としている。

また、この発明に係わる直交２軸移動装置において、前
記第１及び第２の駆動モータは、電源の停止により、対
応する駆動軸の回転を係止するブレーキ機構を夫々備え
ている事を特徴としている。

また、この発明に係わる直交２軸移動装置において、前
記第３のローラには、第１及び第２の駆動モータへの電
源の停止により、第３のローラの回転を係止するように
作動するブレーキ機構が取り付けられている事を特徴と
している。

また、この発明に係わる直交２軸移動装置において、前
記第１乃至第３のローラは、歯付きプーリから夫々構成
され、前記連結ベルトは、内側面に歯が形成されたタイ
ミングベルトから構成され、前記４本の中間ローラは、
前記タイミングベルトの平坦な外側面をガイドするアイ
ドルローラから夫々構成されている事を特徴としてい
る。

また、この発明に係わる直交２軸移動装置は、一方向に
沿つて延出し、固定された位置に取り付けられた第１の
ガイド部材と、この第１のガイド部材に摺動自在に支持
され、一方向に沿つて移動可能なスライドブロツクと、
前記一方向と直交する他方向に沿つて延出し、このスラ
イドブロツクに他方向に沿つて移動可能に支持された第
２のガイド部材と、前記第１のガイド部材の一端に回動
自在に支持された第１のローラと、前記第１のガイド部
材の一端に取り付けられ、前記第１のローラを回転駆動
するための駆動モータと、前記第２のガイド部材の両端
に夫々回動自在に支持された第２及び第３のローラと、
前記第２のガイド部材に設けられ、前記第２及び第３の
ローラの夫々に選択的にブレーキをかけるためのブレー
キ機構と、前記スライドブロツクの４隅に回動自在に支
持された中間ローラと、前記第１のガイド部材の他端に
両端を固定され、前記第１乃至第３のローラと、４本の
中間ローラとに十文字状に掛け渡された連結ベルトとを
具備する事を特徴としている。

［実施例］以下に、この発明に係わる直交２軸移動装置の第１の実
施例の構成を、組立ロボツトに適用した場合につき、添
付図面の第１図乃至第4D図を参照して、詳細に説明す
る。

第１図に示すように、この組立ロボツト10は、図示しな
い土台上に設置された主モータ12と、この主モータ12の
上部に接続され、垂直軸線回りに回転駆動される駆動軸
14aを上方に向けて突出した状態で備える減速機構14
と、この減速機構14aの駆動軸14aにより垂直軸線回りに
回転駆動される所の、この発明の特徴を成す直交２軸移
動装置（以下、単に、移動装置と呼ぶ。）16と、この移
動装置16の図中左端に取り付けられたフインガ取付板18
と、このフインガ取付板18に取着されたフインガ装置20
とから、主として構成されている。

次に、第２図を参照して、移動装置16の構成を詳細に説
明する。

この移動装置16は、上述した減速機構14の駆動軸14aの
上端に固定される基台22と、この基台22上に立設（Ｚ軸
方向に沿つて延出）された２本の第１のガイドシヤフト
24a,24bと、これら第１のガイドシヤフト24a,24bの上端
に固定された上固定ブロツク26とを備えている。そし
て、これら第１のガイドシヤフト24a,24bが第１のスラ
イドブツシユ28a,28bを夫々介して貫通した状態で、ス
ライドブロツク30がＺ軸方向に沿い摺動自在に支持され
ている。換言すれば、スライドブロツク30が一対の第１
のガイドシヤフト24a,24bにより、上下方向に沿つて摺
動自在に支持されている。

このスライドブロツク30には、第２のスライドブツシユ
32a,32bを夫々介して貫通した状態で、一対の第２のガ
イドシヤフト34a,34bが、水平方向（Ｒ軸方向）に沿つ
て摺動自在に支持されている。ここで、これら第２のガ
イドシヤフト34a,34bの一端、即ち、図中右端には、右
移動ブロツク36が取り付けられており、他端、即ち、図
中左端には、左移動ブロツク38が取り付けられている。
尚、上述したフインガ取付板18は、この左移動ブロツク
38の下面に固定されている。

このような構成により、このフインガ取付板18は、互い
に直交するＲ軸及びＺ軸の２軸を含む垂直面内におい
て、任意の位置に移動することが出来ることになる。特
に、この移動装置16は、第１図に示すように、垂直軸回
りに回動駆動される駆動軸14aに取り付けられているの
で、最終的に、このフインガ取付板18、従つて、このフ
インガ取付板18に取り付けられたフインガ装置20は、主
モータ12を中心として所定半径（即ち、Ｒ軸方向ストロ
ーク）内の任意の位置に移動することが出来ることにな
る。

次に、上述した構成において、フインガ取付板18を垂直
面内において任意の位置に移動させるための駆動機構に
ついて説明する。

この駆動機構においては、上述した基台22に取付ステイ
40を介して、上述した垂直面に直交する軸線回りに回動
自在に第１の駆動ローラ42が軸支されており、また、上
述した上固定ブロツク26には、同様な状態で回転自在に
第２の駆動ローラ44が軸支されている。一方、右移動ブ
ロツク36には、同様な状態で回転自在に従動ローラ46が
軸支されている。

また、上述したスライドブロツク30は、正面略正方形状
に形成され、これの４隅には、上述した第１及び第２の
駆動ローラ42,44と同様な状態で、４本の中間ローラ48,
50,52,54が回転自在に軸支されている。ここで、第１の
中間ローラ48は図中左上に、第２の中間ローラ50は図中
右上に、第３の中間ローラ52は図中右下に、そして、第
４の中間ローラ54は図中左下に、夫々位置している。

尚、上述した第１及び第２の駆動ローラ42,44と、従動
ローラ46とは、夫々の外周面に歯が形成された歯付きロ
ーラから構成されており、第１乃至第４の中間ローラ48
〜54は、夫々の外周面を平坦に形成され、所謂アイドル
ローラとして構成されている。

一方、これら第１及び第２の駆動ローラ42,44、従動ロ
ーラ46、第１乃至第４の中間ローラ48〜54には、十文字
状に、連結ベルト56が捲回されている。ここで、この連
結ベルト56は、歯付きタイミングベルトから構成されて
おり、この第１の実施例においては、この連結ベルト56
は、歯が形成された面を内側面となるようにして捲回さ
れている。

即ち、詳細には、この連結ベルト56は、左移動ブロツク
38に一体的に形成された係止部58の上面に一端を係止さ
れた状態で、先ず、第１の中間ローラ48の内側の外周面
に捲回され、この後、第２の駆動ローラ44の外側の外周
面、従動ローラ46の外側の外周面、第３の中間ローラ52
の内側の外周面、第１の駆動ローラ42の外側の外周面、
そして、第４の中間ローラ54の内側の外周面に、順次捲
回され、他端を上述した係止部58の下面に係止されるよ
うにして、張設されている。

ここで、第１の駆動ローラ42には、これと同軸に大径の
従動プーリ60が固定されており、この従動プーリ60の回
転軸線と平行な回転軸線回りに回転駆動される駆動軸を
可逆転可能に有した第１の駆動モータ62が、上述した基
台22上に載置されている。そして、この第１の駆動モー
タ62の駆動軸には、駆動プーリ64が同軸に固定されてお
り、この駆動プーリ64と従動プーリ60とには、エンドレ
スベルト66が捲回されている。このような構成により、
第１の駆動モータ62が起動することにより、第１の駆動
ローラ42は時計方向、反時計方向の何れの方向に沿つて
も回転駆動されることになる。

一方、第２の駆動ローラ44には、これと同軸に大径の従
動プーリ68が固定されており、この従動プーリ68の回転
軸線と平行な回転軸線回りに回転駆動される駆動軸を可
逆転可能に有した第２の駆動モータ72が、取付ステイ70
を介して、上述した上固定ブロツク26に載置されてい
る。そして、この第２の駆動モータ72の駆動軸には、駆
動プーリ74が同軸に固定されており、この駆動プーリ74
と従動プーリ68とには、エンドレスベルト76が捲回され
ている。このような構成により、第２の駆動モータ72が
起動することにより、第２の駆動ローラ44は時計方向、
反時計方向の何れの方向に沿つても回転駆動されること
になる。

ここで、第１及び第２の駆動モータ62,72としては、対
応する駆動軸に、電源の供給停止に伴ないブレーキを作
用させるブレーキ機構を内蔵したタイプが採用されてい
る。尚、このブレーキ機構は、モータのサーボが入る事
に伴ない、ブレーキ作用を即座に解除するよう構成され
ている。このようなブレーキ機構を備えることにより、
例えば、一日の作業を終了して電源を切る場合におい
て、スライドブロツク30が自重により落下する事が確実
に防止されることになる。

特に、停電等により作業途中において不意に電源が切ら
れた場合に、このブレーキ機構がブレーキを作用させな
いとなると、フインガ装置20に把持されていた物品が、
スライドブロツク30の下降に伴ない、例えば床等に衝突
して破損すると共に、フインガ装置20自身も破損するこ
とになるが、この第１の実施例においては、電源の供給
停止に伴ない上述したブレーキ機構が作用して、各駆動
モータ62,72の駆動軸の回転を停止することになるの
で、このような物品の破損が確実に回避されることにな
る。

また、これら第１及び第２の駆動モータ62,72は、第３
図に示すように、対応するドライバ78,80を夫々介し
て、制御ユニツト82に接続されている。この制御ユニツ
ト82は、予め内蔵した制御プログラムに基づき、フイン
ガ装置20で把持された物品を、開始点から終了点まで移
動するように構成されている。ここで、この制御ユニツ
ト82には、この開始点や終了点、その他、必要な情報を
教示するための教示ユニツト84が接続されている。

また、この制御ユニツト82には、移動対象としての取付
板18の中心位置が、現在どの位置にあるのかを検出する
ために、Ｒ軸ホームポジシヨンセンサ86と、Ｚ軸ホーム
ポジシヨンセンサ88と、Ｒ軸移動量センサ90と、Ｚ軸移
動量センサ92とが接続されている。

ここで、Ｒ軸ホームポジシヨンセンサ86とＺ軸ホームポ
ジシヨンセンサ88とは、第１図に示すように、左移動ブ
ロツク38の上面右端部と上固定ブロツク26の右側面下端
部とに夫々取り付けられている。そして、スライドブロ
ツク30の上面左端部には、第２のガイドシヤフト34a,34
bが図中右方に最大に偏倚した場合に、換言すれば、取
付板18が最も引き込まれた場合に、Ｒ軸ホームポジシヨ
ンセンサ86に対向し、これをオンさせるＲ軸センサドグ
94が取り付けられている。また、スライドブロツク30の
右側面上端部には、スライドブロツク30が上方に最大に
変位した場合に、Ｚ軸ホームポジシヨンセンサ88に対向
し、これをオンさせるＺ軸センサドグ96が取り付けられ
ている。

このようにＲ軸ホームポジシヨンセンサ86とＺ軸ホーム
ポジシヨンセンサ88とは取り付けられているので、この
第１の実施例においては、制御ユニツト82は、取付板18
が最もスライドブロツク30側に引き込まれ、且つ、最も
上方に変位した位置を、移動垂直面内における基準位置
としての原点として認識することになる。

一方、Ｒ軸移動量センサ90とＺ軸移動量センサ92とは、
各々、一対の発光素子と受光素子からなるフオトカプラ
から構成され、これらは、共に、スライドブロツク30内
において、対応するリニヤスケール98,100に夫々対向す
る位置に配設されている。ここで、Ｒ軸リニヤスケール
98は、第２図に示すように、上方の第２のガイドシヤフ
ト34aの外周面上において、Ｒ軸に沿つて延出するよう
に形成されている。また、Ｚ軸リニヤスケール100は、
左方の第１のガイドシヤフト24aの外周面上において、
Ｚ軸に沿つて延出するように形成されている。

このようにして、Ｒ軸移動量センサ90とＲ軸リニヤスケ
ール98とにより、Ｒ軸リニヤエンコーダが構成され、Ｚ
軸移動量センサ92とＺ軸リニヤスケール100とにより、
Ｚ軸リニヤエンコーダが構成されることになる。

このようにＲ軸リニヤエンコーダとＺ軸リニヤエンコー
ダとが夫々構成されているので、取付板38のＲ軸方向に
沿う移動量及びＺ軸方向に沿う移動量は、夫々絶対値と
して測定されることになり、極めて正確に検出されるこ
とになる。即ち、駆動源としての第１及び第２の駆動モ
ータ62,72の夫々の駆動軸の回転量をロータリエンコー
ダを介して検出することにより、被移動部としての取付
板38のＲ軸方向及びＺ軸方向に沿う移動量を演算により
求めることも出来るが、この場合には、演算処理におけ
る演算誤差が存在すると共に、例えば、タイミングベル
ト56の伸び等により、駆動軸の回転量がそのまま正確に
移動量に変換されない場合が生じ、その検出値の精度
は、この第１の実施例におけるリニヤエンコーダを利用
した場合と比較して低いものとなるものである。

次に、以上のように構成される移動装置16において、制
御ユニツト82における移動動作の制御手順について説明
する。

先ず、この制御ユニツト82は、取付板18をＺ軸に沿つて
下降させる場合には、第１の駆動モータ62と第２の駆動
モータ72とを、共に反時計方向に沿つて互いに同期した
状態で回転駆動する。

ここで、第１の駆動モータ62の反時計方向の回転に伴な
い、タイミングベルト56の両端は、左移動ブロツク38に
固定されているので、左移動ブロツク38と第４の中間ロ
ーラ54との間のタイミングベルト56の長さは変化せず、
第１の駆動ローラ42と第４の中間ローラ54との間のタイ
ミングベルト56の長さが短くなり、一方、第２の駆動モ
ータ72の反時計方向の回転に伴ない、左移動ブロツク38
と第１の中間ローラ48との間のタイミングベルト56の長
さは変化せず、第２の駆動ローラ44と第１の中間ローラ
48との間のタイミングベルト56の長さが長くなる。

また、第１の駆動ローラ42と第３の中間ローラ52との間
のタイミングベルト56の部分は、第３の中間ローラ52と
従動ローラ46との間に向けて送られ、第３の中間ローラ
52と従動ローラ46との間のタイミングベルト56の部分
は、従動ローラ46と第２の中間ローラ50との間に向けて
送られ、従動ローラ46と第２の中間ローラ56との間のタ
イミングベルト56の部分は、第２の駆動ローラ44と第２
の中間ローラ50との間に向けて送られ、第２の駆動ロー
ラ44と第２の中間ローラ50との間のタイミングベルト56
の部分は、第２の駆動ローラ44と第１の中間ローラ48と
の間に向けて送られることになる。

尚、第１及び第２の駆動モータ62,72の駆動量は、互い
に同期しているので、同一に設定されているので、これ
ら送り量は同一となる。

このようにして、第１及び第４の中間ローラ48,54と左
移動ブロツク38との間のタイミングベルト56の部分の長
さと、従動ローラ46と第２及び第３の中間ローラ50,52
との間のタイミングベルト56の部分の長さとは、同様に
変化無く、第１の駆動ローラ42と第３及び第４の中間ロ
ーラ52,54との間のタイミングベルト56の部分の長さは
同様に短くなり、また、第２の駆動ローラ44と第１及び
第２の中間ローラ48,50との間のタイミングベルト56の
部分の長さは同様に長くなり、この結果、第4A図に示す
ように、スライドブロツク30は、垂直下方に移動、即
ち、取付板18はＺ軸に沿い下降することになる。

一方、取付板18をＺ軸に沿い上昇させる場合には、制御
ユニツト82は、第１及び第２の駆動モータ62,72を、共
に、時計方向に沿つて、互いに同期した状態で回転駆動
する。この結果、上述した反時計方向に回転駆動する場
合とは全く逆転した状態で、第１の駆動ローラ42と第３
及び第４の中間ローラ52,54との間のタイミングベルト5
6の部分の長さは同様に長くなり、また、第２の駆動ロ
ーラ44と第１及び第２の中間ローラ48,50との間のタイ
ミングベルト56の部分の長さは同様に短くなり、この結
果、スライドブロツク30は、第4B図に示すように、垂直
上方に移動、即ち、取付板18はＺ軸に沿い上昇すること
になる。

また、取付板18をＲ軸に沿い左方に突出させる場合に
は、制御ユニツト82は、第１の駆動モータ62を時計方向
に、また、第２の駆動モータ72を反時計方向に、互いに
同期した状態で回転駆動する。

ここで、第１の駆動モータ62の時計方向の回転に伴な
い、従動ローラ46と第３の中間ローラ52との間のタイミ
ングベルト56の部分は、第３の中間ローラ52と第１の駆
動ローラ42との間に向けて送られ、第３の中間ローラ52
と第１の駆動ローラ42との間のタイミングベルト56の部
分は、第１の駆動ローラ42と第４の中間ローラ54との間
に向けて送られ、第１の駆動ローラ42と第４の中間ロー
ラ54との間のタイミングベルト56の部分は、第４の中間
ローラ54と左移動ブロツク38との間に向けて送られるこ
とになる。このようにして、第４の中間ローラ54と左移
動ブロツク38との間のタイミングベルト56の部分の長さ
が長くなる。

一方、第２の駆動モータ72の反時計方向の回転に伴な
い、従動ローラ46と第２の中間ローラ50との間のタイミ
ングベルト56の部分は、第２の中間ローラ50と第２の駆
動ローラ44との間に向けて送られ、第２の中間ローラと
第２の駆動ローラ44との間にタイミングベルト56の部分
は、第２の駆動ローラ44と第１の中間ローラ48との間に
向けて送られ、第２の駆動ローラ44と第１の中間ローラ
48との間のタイミングベルト56の部分は、第１の中間ロ
ーラ48と左移動ブロツク38との間に向けて送られること
になる。このようにして、第１の中間ローラ48と左移動
ブロツク38との間のタイミングベルト56の部分の長さが
長くなる。

このようにして、第１の駆動ローラ42と第３及び第４の
中間ローラ52,54との間のタイミングベルト56の部分の
長さと、第２の駆動ローラ44と第１及び第２の中間ロー
ラ48,50との間のタイミングベルト56の部分の長さとは
同様に変化無く、第１及び第４の中間ローラ48,54と左
移動ブロツク38との間のタイミングベルト56の部分の長
さは同様に長くなり、また、従動ローラ46と第２及び第
３の中間ローラ50,52との間のタイミングベルト56の部
分の長さは同様に短くなり、この結果、第２のガイドシ
ヤフト34a,34bは、第4C図に示すように、スライドブロ
ツク30に対して左方に移動、即ち、取付板18はＲ軸に沿
い左方に突出することになる。

一方、取付板18をＲ軸に沿い右方に引き込ませる場合に
は、制御ユニツト82は、第１駆動モータ62を反時計方向
に、また、第２の駆動モータ62を時計方向に沿つて、互
いに同期した状態で回転駆動する。この結果、上述した
左方に突出させる場合とは全く逆転した状態で、第１及
び第４の中間ローラ48,54と左移動ブロツク38との間の
タイミングベルト56の部分の長さは同様に短くなり、ま
た、従動ローラ46と第２及び第３の中間ローラ50,52と
の間のタイミングベルト56の部分の長さは同様に長くな
り、この結果、第２のガイドシヤフト34a,34bは、第4D
図に示すように、スライドブロツク30に対して右方に移
動、即ち、取付板18はＲ軸に沿い右方に引き込まれるこ
とになる。

ここで、取付板18を右下方に斜めに移動させる場合に
は、制御ユニツト82は、第２の駆動モータ72を停止した
状態で、第１の駆動モータ62のみを、反時計方向に回転
駆動する。この結果、スライドブロツク30は下降され、
また、第２のガイドシヤフト34a,34bは右方に引き込ま
れることになる。このようにして、取付板18は、右下方
に45度の傾斜角度で移動することになる。

また、取付板18を左上方に斜めに移動させる場合には、
制御ユニツト82は、第２の駆動モータ72を停止した状態
で、第１の駆動モータ62のみを、時計方向に回転駆動す
る。この結果、スライドブロツク30は上昇され、また、
第２のガイドシヤフト34a,34bは左方に突出されること
になる。このようにして、取付板18は、左上方に45度の
傾斜角度で移動することになる。

また、取付板18を左下方に斜めに移動させる場合には、
制御ユニツト82は、第１の駆動モータ62を停止した状態
で、第２の駆動モータ72のみを、反時計方向に回転駆動
する。この結果、スライドブロツク30は下降され、ま
た、第２のガイドシヤフト34a,34bは左方に突出される
ことになる。このようにして、取付板18は、左下方に45
度の傾斜角度で移動することになる。

また、取付板18を右上方に斜めに移動させる場合には、
制御ユニツト82は、第１の駆動モータ62を停止した状態
で、第２の駆動モータ72のみを、時計方向に回転駆動す
る。この結果、スライドブロツク30は上昇され、また、
第２のガイドシヤフト34a,34bは右方に引き込まれるこ
とになる。このようにして、取付板18は、右上方に45度
の傾斜角度で移動することになる。

尚、取付板18を右下方に任意の傾斜角度（例えば、水平
線に対し45度よりも小さい角度）で移動させる場合に
は、制御ユニツト82は、第２の駆動モータ72を時計方向
に回転駆動しつつ、第１の駆動モータ62を、反時計方向
に回転駆動するが、第２の駆動モータ72の駆動量を第１
の駆動モータ62の駆動量よりも小さく設定している。こ
の結果、スライドブロツク30は、第１及び第２の駆動モ
ータ62,72の駆動量に比に基づき規定される傾斜角度
で、右下方に移動することになる。

同様にして、取付板18を所定の方向に任意の傾斜角度で
移動させる場合には、制御ユニツト82は、第１及び第２
の駆動モータ62,72の回転方向、及び、回転量を適宜設
定することにより、上述した移動動作を達成することに
なる。

以上のような制御ユニツト82における第１及び第２の駆
動モータ62,72の駆動制御態様と、この駆動制御に基づ
く取付板18の移動動作とをまとめると、以下の表に示す
如くなる。

即ち、以上のように構成される移動装置16においては、
従来、Ｒ軸及びＺ軸方向に夫々移動駆動するための駆動
モータが、Ｒ軸及びＺ軸に対して、夫々専用に設けられ
ていたことと比較して、この第１の実施例においては、
Ｒ軸及びＺ軸に対して共通な状態で、第１及び第２の駆
動モータ62,72が配設されることになる。そして、この
第１の実施例においては、両駆動モータ62,72の回転方
向及び回転量を、適宜選択することにより、上記した表
に示すように、被移動部としての取付板18は、任意な位
置に任意な経路で移動されることになる。

特に、この第１の実施例においては、従来のように、高
価なボールねじ軸を用いることなく、タイミングベルト
を介して、第１及び第２の駆動モータ62,72の駆動力を
伝達するように構成されているため、全体としての費用
は低廉化が図られることになる。

また、この第１の実施例においては、これら第１及び第
２の駆動モータ62,72は、基台22と上固定ブロツク26と
に取り付けられており、これら第１及び第２の駆動モー
タ62,72の重量が、移動負荷として作用することがなく
なり、実際に移動される部分は、スライドブロツク30
と、左移動ブロツク58と、この左移動ブロツク58に取り
付けられた取付板18及びフインガ装置20のみとなる。こ
のようにして、第１及び第２の駆動モータ62,72におけ
る駆動容量は小さくて済むこととなる。また、Ｒ軸方
向、Ｚ軸方向に夫々移動させる場合に、２個のモータで
協同した状態で駆動させるため、従来の１個のモータで
一方向に沿つて移動させる場合と比較して、１個のモー
タ当たりの駆動容量が小さくて済むことになる。このよ
うにして、この第１の実施例においては、モータとその
制御部にかかる費用が安く済むことになる。

また、上述したように移動部分の重量が軽減されるた
め、駆動の応答性が速くなり、運動性能が向上して、動
作時間が短くて済む効果を奏することが出来ることにな
る。

この発明は、上述した第１の実施例の構成に限定される
ことなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形
可能であることは言うまでもない。

例えば、上述した第１の実施例においては、被移動部と
しての取付板18を垂直面内で移動するように説明した
が、この発明は、このような構成に限定されることな
く、水平面内で移動するように構成することも可能であ
る。この場合において、第１のガイドシヤフト24a,24b
は、Ｘ軸にそっって延出するように配設し、第２のガイ
ドシヤフト34a,34bは、Ｙ軸に沿つて延出するように配
設することとなる。

このように、取付板18を水平面内において移動する場合
においても、この発明は、垂直面内で移動させる第１の
実施例の場合と全く同様に作動することになる。尚、こ
のように水平面内で移動させる場合においては、電源の
供給停止に伴ない、スライドブロツク30が自重により落
下する可能性が無くなるので、上述したようにブレーキ
機構は不要となる。

また、上述した第１の実施例においては、第１及び第２
の駆動モータ62、72への電源の供給停止に伴ない、スラ
イドブロツク30が自重により下方に移動、即ち、落下す
ることを防止するため、これら第１及び第２の駆動モー
タ62,72は、対応する駆動軸の回転を停止させるブレー
キ機構を内蔵するように説明したが、この発明は、この
ような構成に限定されることなく、例えば、第１及び第
２の駆動モータ62,72の駆動軸に接続された第１及び第
２の駆動ローラ42,44にブレーキ機構を備えるように構
成しても良いし、第５図に変形例として示すように、従
動ローラ46を軸支する軸部分46aにブレーキ機構102を取
り付けるように構成しても良い。

即ち、第５図に示す変形例においては、従動ローラ46
は、軸部分46aと、この軸部分46aの先端にキー46bを介
して一体回転するように同軸に固定されたローラ本体46
cとから構成されており、この軸部分46aは、右移動ブロ
ツク36に形成された透孔36a内に貫通した状態で、ベア
リング104を介して回転自在に支持されている。ここ
で、この軸部分46aは、右移動ブロツク36の裏面から更
に外方にまで突出しており、この突出端は、ステイ106
を介して右移動ブロツク36の裏面に取り付けられたブレ
ーキ機構102内に入り込んでいる。

ここで、このブレーキ機構102は、上述した制御ユニツ
ト82に接続されており、この制御ユニツト82は、電源が
投入され、且つ、モータのサーボが入つている場合に
は、ブレーキ機構102にブレーキを非作動状態とするオ
フ信号を出力し、電源の投入が停止されている場合に
は、ブレーキ機構102にブレーキを作動状態とするオン
信号を出力するように構成されている。

このように変形例を構成することにより、第１及び第２
の駆動ローラ42,44の駆動軸に夫々ブレーキ機構を配設
する場合と比較して、ブレーキ機構の配設数が１台で済
み、コストの低廉化を促進することが出来ることにな
る。また、ブレーキ機構を各々内蔵した第１及び第２の
駆動モータ62,72を用いる場合と比較しても、このよう
なブレーキ機構内蔵タイプの駆動モータは高価であるた
め、変形例において示すように、従動ローラ46にブレー
キ機構102を取り付ける構成の方が、より安価に製造す
ることが出来ることになる。

また、上述した第１の実施例においては、駆動源とし
て、第１及び第２の２台の駆動モータ62,72を備えるよ
うに説明したが、この発明は、このような構成に限定さ
れることなく、１台の駆動モータを備える構成にも適用
することが出来ることは言うまでもない。

以下に、駆動源として１台の駆動モータのみを備える第
２の実施例の構成を、第６図乃至第7C図を参照して説明
する。尚、以下の説明においては、上述した第１の実施
例と同様な部分には、同様な符号を付して、その説明を
省略する。

この第２の実施例の移動装置16′においては、上述した
第１の実施例の移動装置16とは異なり、取付板18は水平
面内において移動されるように設定されている。即ち、
第１のガイドシヤフト24a,24bは、Ｘ軸方向に沿つて延
出し、第２のガイドシヤフト34a,34bは、Ｙ軸方向に沿
つて延出するように設定されている。

また、第１の実施例において第１及び第２の駆動ローラ
42,44として機能していたローラは、この第２の実施例
においては、第１及び第２の従動ローラ108,110として
機能し、第１の駆動ローラ42が回転自在に支持されてい
た基台22は、第１の従動ローラ108を回転自在に支持す
る第１の移動ブロツク112として、また、第２の駆動ロ
ーラ44が回転自在に支持されていた上固定ブロツク26
は、第２の従動ローラ110を回転自在に支持する第２の
移動ブロツク114として、夫々機能することになる。そ
して、この第２の実施例においては、フインガ装置20を
取り付けるための取付板18は、第２の移動ブロツク114
に取着されている。

また、第１の実施例においてタイミングベルト56の両端
が固定された係止部58を備えた左移動ブロツク38は、第
２の実施例においては、第１の固定ブロツク116として
図示しない土台上に固定される。更に、第１の実施例に
おける従動ローラ46は、第２の実施例においては、唯一
の駆動ローラ118として機能し、第１の実施例での従動
ローラ46が回動自在に支持されていた右移動ブロツク36
は、第２の実施例では、第２の固定ブロツク120とし
て、上述した土台上に固定されるよう設定されている。

そして、この第２の実施例においては、第２の固定ブロ
ツク120上に、駆動ローラ118を回転駆動するための駆動
モータ122が載置されている。

ここで、この第２の実施例においては、移動範囲は、水
平面内に規制されているので、駆動モータ122への電源
の供給停止に伴ない、スライドブロツク30が自重により
落下することは無いので、上述した第１の実施例の場合
と同様な意味におけるブレーキ機構は不要である。しか
しながら、この第２の実施例においては、取付板18の移
動方向を選択的に切り換えるための手段として、第１及
び第２の従動ローラ108,110の夫々の回転軸には、第１
及び第２のブレーキ機構124,126が必要となるものであ
る。

尚、これらブレーキ機構124,126の構成は、上述した変
形例において説明したとブレーキ機構102同様な構成が
採用されるものである。

以上のように構成される第２の実施例における移動装置
16′において、以下に、第7A図乃至第7C図を参照して、
制御ユニツト82における移動制御動作を説明する。

先ず、この制御ユニツト82は、取付板18をＸ軸に沿つて
矢印Ａで示すように、スライドブロツク30から突出する
ように移動させる場合には、第7A図に示すように、第１
及び第２のブレーキ機構124,126を夫々フリーな状態、
即ち、ブレーキを作動させない状態とし、駆動モータ12
2を反時計方向に回転駆動する。また、取付板18をＸ軸
に沿つて矢印Ｂで示すように、スライドブロツク30に引
き込むように移動させる場合には、同様なブレーキ非作
動状態において、駆動モータ122を時計方向に回転駆動
する。

このように、第１及び第２のブレーキ機構124,126を夫
々フリーな状態、即ち、ブレーキを作動させない状態に
おいて、駆動モータ122の回転方向を選択することによ
り、取付板18は第7A図に示すように、矢印A,Bで示す方
向に沿つて上下方向に移動駆動されることになる。

一方、制御ユニツト82は、取付板18を矢印Ｃで示すよう
に、左下方に斜めに移動させる場合には、第7B図に示す
ように、第１のブレーキ機構124をブレーキ作動状態
に、また、第２のブレーキ機構126をフリーな状態に夫
々設定し、駆動モータ122を反時計方向に回転駆動す
る。また、取付板18を矢印Ｄで示すように、右上方に斜
めに移動させる場合には、同様なブレーキ設定状態にお
いて、駆動モータ122を時計方向に回転駆動する。

このように、第１のブレーキ機構124をブレーキ作動状
態に、また、第２のブレーキ機構126をフリーな状態に
夫々設定した状態において、駆動モータ122の回転方向
を選択することにより、取付板18は第7B図に示すよう
に、矢印C,Dで示す方向に沿つて斜め45度に移動駆動さ
れることになる。

また、制御ユニツト82は、取付板18を矢印Ｅで示すよう
に、右下方に斜めに移動させる場合には、第7C図に示す
ように、第１のブレーキ機構124をフリーな状態に、ま
た、第２のブレーキ機構126をブレーキ作動状態に夫々
設定し、駆動モータ122を反時計方向に回転駆動する。
また、取付板18を矢印Ｆで示すように、左上方に斜めに
移動させる場合には、同様なブレーキ設定状態におい
て、駆動モータ122を時計方向に回転駆動する。

このように、第１のブレーキ機構124をフリーな状態
に、また、第２のブレーキ機構126をブレーキ作動状態
に夫々設定した状態において、駆動モータ122の回転方
向を選択することにより、取付板18は第7C図に示すよう
に、矢印E,Fで示す方向に沿つて斜め45度に移動駆動さ
れることになる。

以上詳述したように、この第２の実施例においては、そ
の移動方向を若干規制されるものの、詳細には、取付板
18を第２のガイドシヤフト34a,34bの延出方向のみに沿
つて移動させることは不可能であり、また、斜め方向へ
の移動の際の傾斜角度は45度に限定されるものの、この
ような取付板18の移動態様で済む場合には、用いる駆動
モータは符号122で示すように１台で済み、コストダウ
ンが確実に達成されることになる。

［発明の効果］以上詳述したように、この発明に係わる直交２軸移動装
置は、一方向に沿つて延出し、固定された位置に取り付
けられた第１のガイド部材と、この第１のガイド部材に
摺動自在に支持され、一方向に沿つて移動可能なスライ
ドブロツクと、前記一方向と直交する他方向に沿つて延
出し、このスライドブロツクに他方向に沿つて移動可能
に支持された第２のガイド部材と、前記第１のガイド部
材の両端に回動自在に支持された第１及び第２のローラ
と、前記第１のガイド部材の両端に夫々取り付けられ、
前記第１及び第２のローラを夫々回転駆動するための第
１及び第２の駆動モータと、前記第２のガイド部材の一
端に回動自在に支持された第３のローラと、前記スライ
ドブロツクの４隅に回動自在に支持された中間ローラ
と、前記第２のガイド部材の他端に両端を固定され、前
記第１乃至第３のローラと、４本の中間ローラとに十文
字状に掛け渡された連結ベルトとを具備する事を特徴と
している。

また、この発明に係わる直交２軸移動装置は、一方向に
沿つて延出し、固定された位置に取り付けられた第１の
ガイド部材と、この第１のガイド部材に摺動自在に支持
され、一方向に沿つて移動可能なスライドブロツクと、
前記一方向と直交する他方向に沿つて延出し、このスラ
イドブロツクに他方向に沿つて移動可能に支持された第
２のガイド部材と、前記第１のガイド部材の一端に回動
自在に支持された第１のローラと、前記第１のガイド部
材の一端に取り付けられ、前記第１のローラを回転駆動
するための駆動モータと、前記第２のガイド部材の両端
に夫々回動自在に支持された第２及び第３のローラと、
前記第２のガイド部材に設けられ、前記第２及び第３の
ローラの夫々に選択的にブレーキをかけるためのブレー
キ機構と、前記スライトブロツクの４隅に回動自在に支
持された中間ローラと、前記第１のガイド部材の他端に
両端を固定され、前記第１乃至第３のローラと、４本の
中間ローラとに十文字状に掛け渡された連結ベルトとを
具備する事を特徴としている。

従つて、この発明によれば、低コストで、運動性能の良
い直交２軸移動装置が提供されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係わる直交２軸移動装置の一実施例
が設けられた組立ロボツトの構成を概略的に示す正面
図；第２図は第１図に示す直交２軸移動装置の構成を取り出
して示す斜視図；第３図は直交２軸移動装置における制御系の構成を示す
ブロツク図第4A図乃至第4D図は、第１及び第２の駆動モータの異な
る駆動状態により、取付板の４つの移動状態を夫々概略
的に示す正面図；第５図はこの発明に係わる移動装置の第１の実施例にお
けるブレーキ機構の変形例を示す断面図；第６図はこの発明に係わる直交２軸移動装置の第２の実
施例の構成を示す斜視図；第7A図乃至第7C図は、駆動モータと第１及び第２のブレ
ーキ機構の異なる動作状態により、取付板の６つの移動
状態を夫々概略的に示す平面図；そして、第８図は、従来の直交２軸移動装置の構成を概略的に示
す正面図である。図中、10…組立ロボツト、12…主モータ、14…減速機
構、14a…駆動軸、16…直交２軸移動装置、18…フイン
ガ取付板、20…フインガ装置、22…基台、24a;24b…第
１のガイドシヤフト、26…上固定ブロツク、28a;28b…
第１のスライドブツシユ、30…スライドブロツク、32a;
32b…第２のスライドブツシユ、34a;34b…第２のガイド
シヤフト、36…右移動ブロツク、36a…透孔、38…左移
動ブロツク、40…取付ステイ、42…第１の駆動ローラ、
44…第２の駆動ローラ、46…従動ローラ、46a…軸部
分、46b…キー、46c…ローラ本体、48;50;52;54…中間
ローラ、56…連結ベルト、58…係止部、60…従動プー
リ、62…第１の駆動モータ、64…駆動プーリ、66…エン
ドレスベルト、68…従動プーリ、70…取付ステイ、72…
第２の駆動モータ、74…駆動プーリ、76…エンドレスベ
ルト、78;80…ドライバ、82…制御ユニツト、84…教示
ユニツト、86…Ｒ軸ホームポジシヨンセンサ、88…Ｚ軸
ホームポジシヨンセンサ、90…Ｒ軸移動量センサ、92…
Ｚ軸移動量センサ、94…Ｒ軸センサドグ、96…Ｚ軸セン
サドグ、98…Ｒ軸リニヤスケール、100…Ｚ軸リニヤス
ケール、102…ブレーキ機構、104…ベアリング、106…
ステイ、16′…移動装置、108…第１の従動ローラ、110
…第２の従動ローラ、112…第１の移動ブロツク、114…
第２の移動ブロツク、116…第１の固定ブロツク、118…
駆動ローラ、120…第２の固定ブロツク、122…駆動モー
タ、124;126…ブレーキ機構である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一方向に沿つて延出し、固定された位置に
取り付けられた第１のガイド部材と、この第１のガイド部材に摺動自在に支持され、一方向に
沿つて移動可能なスライドブロツクと、前記一方向と直交する他方向に沿つて延出し、このスラ
イドブロツクに他方向に沿つて移動可能に支持された第
２のガイド部材と、前記第１のガイド部材の両端に回動自在に支持された第
１及び第２のローラと、前記第１のガイド部材の両端に夫々取り付けられ、前記
第１及び第２のローラを夫々回転駆動するための第１及
び第２の駆動モータと、前記第２のガイド部材の一端に回動自在に支持された第
３のローラと、前記スライドブロツクの４隅に回動自在に支持された中
間ローラと、前記第２のガイド部材の他端に両端を固定され、前記第
１乃至第３のローラと、４本の中間ローラとに十文字状
に掛け渡された連結ベルトとを具備する事を特徴とする
直交２軸移動装置。
【請求項２】前記第１及び第２の駆動モータは、電源の
停止により、対応する駆動軸の回転を係止するブレーキ
機構を夫々備えている事を特徴とする請求項第１項に記
載の直交２軸移動装置。
【請求項３】前記第３のローラには、第１及び第２の駆
動モータへの電源の停止により、第３のローラの回転を
係止するように作動するブレーキ機構が取り付けられて
いる事を特徴とする請求項第１項に記載の直交２軸移動
装置。
【請求項４】前記第１乃至第３のローラは、歯付きプー
リから夫々構成され、前記連結ベルトは、内側面に歯が形成されたタイミング
ベルトから構成され、前記４本の中間ローラは、前記タイミングベルトの平坦
な外側面をガイドするアイドルローラから夫々構成され
ている事を特徴とする請求項第１項乃至第３項の何れか
１項に記載の直交２軸移動装置。
【請求項５】一方向に沿つて延出し、固定された位置に
取り付けられた第１のガイド部材と、この第１のガイド部材に摺動自在に支持され、一方向に
沿つて移動可能なスライドブロツクと、前記一方向と直交する他方向に沿つて延出し、このスラ
イドブロツクに他方向に沿つて移動可能に支持された第
２のガイド部材と、前記第１のガイド部材の一端に回動自在に支持された第
１のローラと、前記第１のガイド部材の一端に取り付けられ、前記第１
のローラを回転駆動するための駆動モータと、前記第２のガイド部材の両端に夫々回動自在に支持され
た第２及び第３のローラと、前記第２のガイド部材に設けられ、前記第２及び第３の
ローラの夫々に選択的にブレーキをかけるためのブレー
キ機構と、前記スライドブロツクの４隅に回動自在に支持された中
間ローラと、前記第１のガイド部材の他端に両端を固定され、前記第
１乃至第３のローラと、４本の中間ローラとに十文字状
に掛け渡された連結ベルトとを具備する事を特徴とする
直交２軸移動装置。