特許 6335943 電動グリッパの駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6335943

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年5月30日

(54)【発明の名称】電動グリッパの駆動装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/08 20060101AFI20180521BHJP

【ＦＩ】

   B25J15/08 U

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2016-10594(P2016-10594)

(22)【出願日】2016年1月22日

(65)【公開番号】特開2017-127948(P2017-127948A)

(43)【公開日】2017年7月27日

【審査請求日】2016年1月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】596016557

【氏名又は名称】上銀科技股▲分▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100082418

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 朔生

(72)【発明者】

【氏名】翁振民

(72)【発明者】

【氏名】陳惟紹

【審査官】 藤井 浩介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１８７６４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０２７７９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０６９７０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０１０１７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ １／００−２１／０２

Ｇ０５Ｂ １／００−７／０４；９／００−９／０５；

１１／００−１３／０４；１７／００−１７／０２；

２１／００−２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

論理ユニットおよびプロセッサを備え、
前記論理ユニットは、三つの入力端、および出力端としての論理出力端を含み、前記論理ユニットの第一の前記入力端が状態検知端に接続され、前記論理ユニットの第二の前記入力端が指令入力端に接続され、前記論理ユニットの第三の前記入力端がフィードバック端に接続され、
前記論理ユニットのそれぞれの前記入力端には、前記状態検知端から電動グリッパの作動状態に基づいて状態信号が入力され、前記指令入力端から作動指令が入力され、前記フィードバック端から前記電動グリッパの一つの作動に対し一つのフィードバック信号が入力され、
前記プロセッサは、二つの入力端および一つの出力端を含み、前記プロセッサは一つの前記入力端が前記指令入力端に接続され、別の一つの前記入力端が前記論理ユニットの前記論理出力端に別々に接続され、前記出力端が前記フィードバック端及び前記電動グリッパに接続され、
前記状態信号が前記電動グリッパの待機状態を表示する場合、前記フィードバック信号および前記作動指令にそれぞれ対応する前記電動グリッパの作動が一致しないことを前記論理ユニットが判断すると、前記論理出力端から前記プロセッサに信号が出力され、
前記プロセッサは、入力された前記作動指令と前記信号とに基づき作動指令を出力し、
前記フィードバック端は、前記プロセッサが出力する作動指令に基づく前記電動グリッパの一つの作動に対し、一つのフィードバック信号が入力されることを特徴とする、
電動グリッパ駆動装置。

【請求項2】

前記論理ユニットは、ＡＮＤゲートおよびＸＯＲゲートを含み、前記ＡＮＤゲートは出力端が前記論理ユニットの前記論理出力端となり、一つの入力端が前記ＸＯＲゲートの出力端に接続され、別の一つの入力端が前記状態検知端に接続され、前記ＸＯＲゲートは前記指令入力端および前記フィードバック端から入力される前記フィードバック信号および前記作動指令にそれぞれ対応する前記電動グリッパの作動が一致するか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の電動グリッパ駆動装置。

【請求項3】

前記プロセッサは、タイマーおよびフリップフロップを含み、前記タイマーは、前記論理ユニットの前記論理出力端に接続され、前記フリップフロップは、一つの入力端が前記タイマーに接続され、一つの入力端が前記指令入力端に接続され、出力端が前記フィードバック端および前記電動グリッパに接続されて作動指令を出力し、前記フリップフロップは、前記タイマーによって作動指令の出力を遅延させ、前記タイマーは、ＡＮＤゲート、計時ユニット、比較ユニット、レジスタユニット、第一ラッチおよび第二ラッチを有し、前記ＡＮＤゲートは、前記論理ユニットからの計時始動信号をキャッチし、前記計時ユニットを始動し、前記計時ユニットに累積計時をスタートさせ、前記比較ユニットは、前記計時ユニットの累積計時に伴って生じた累積数値と、前記レジスタユニット内に保存された所定値とを比較し、前記累積数値と前記所定値とが一致する場合、前記比較ユニットは前記第一ラッチおよび前記第二ラッチに信号を出力し、前記第一ラッチは前記計時ユニットの数値をリセットし、前記第二ラッチは前記フリップフロップを始動することを特徴とする請求項１に記載の電動グリッパ駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動グリッパの駆動技術に関し、詳しくは作動信号を発信する必要なく、電動グリッパに新たな作動指示を実行させる電動グリッパの駆動装置および駆動方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

工業の自動化に伴い、電動グリッパの応用性及び需要性が日増しに高まる。従来の電動グリッパの駆動方式は作業者の予め設定または入力した指令を駆動装置によって受信し、作動指令を実行する際、駆動装置が作動信号をキャッチし、そののち電動グリッパに作動指令を出力し、電動グリッパの作動方向を変えていた。

【0003】

しかしながら、上述した方式は駆動装置の配線が複雑であるため、電動グリッパの誤作動、例えば作動中の電動グリッパが新たな作動指令を受信したり、開放進行状態または閉合進行状態の電動グリッパが再び開放作動または閉合作動を行うことが起こりやすかった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、上述した欠点に鑑み、作動指令を発信する必要なく、電動グリッパに作動指令を実行させる電動グリッパの駆動装置および駆動方法を提供することを主な目的とする。
本発明の電動グリッパの駆動装置および駆動方法は、実際の電動グリッパの作動状態を表示する状態信号、作動指令およびフィードバック信号を総合的かつ論理的に判断することによって電動グリッパの待機状態と、新たな作動指令および現在の電動グリッパの作動状態との違いを確認し、電動グリッパに新たな作動を実行させるため、駆動装置に電動グリッパの作動回路を配置する必要がない。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上述した課題を解決するための電動グリッパの駆動方法は、電動グリッパの駆動装置に適用され、次のステップを含む。
まず状態信号を発信する。状態信号は電動グリッパの作動状態によって生じる。続いて、状態信号が待機状態を表示する場合、作動指令を受信し、電動グリッパの作動に対応するフィードバック信号を検出する。続いて、作動指令およびフィードバック信号にそれぞれ対応する電動グリッパの作動が一致しない場合、作動指令を出力する。

【0006】

上述した課題を解決するための電動グリッパ駆動装置は、論理ユニットおよびプロセッサを備える。
論理ユニットは、三つの入力端、および出力端としての論理出力端を含み、論理ユニットの第一の入力端が状態検知端に接続され、論理ユニットの第二の入力端が指令入力端に接続され、論理ユニットの第三の入力端がフィードバック端に接続される。
論理ユニットのそれぞれの入力端には、状態検知端から電動グリッパの作動状態に基づいて状態信号が入力され、指令入力端から作動指令が入力され、フィードバック端から電動グリッパの一つの作動に対し一つのフィードバック信号が入力される。
プロセッサは二つの入力端および一つの出力端を含む。プロセッサは一つの入力端が指令入力端に接続され、別の一つの入力端が論理出力端に別々に接続され、出力端がフィードバック端に接続される。フィードバック端は電動グリッパの一つの作動に対し、一つのフィードバック信号を生じる。状態信号が電動グリッパの待機状態を表示する場合、フィードバック信号および作動指令にそれぞれ対応する電動グリッパの作動が一致しないことを論理ユニットが判断すると、プロセッサが作動指令を出力する。

【0007】

上述したとおり、本発明による電動グリッパの駆動装置および駆動方法には作動信号に関連する回路および論理が必要ではない。

【0008】

本発明による電動グリッパの駆動装置および駆動方法の構成、ステップ、特徴または稼働方法は、以下の実施形態の詳細な説明を通して明確にする。また、以下の詳細な説明および本発明により提示された実施形態は本発明を説明するための一例に過ぎず、本発明の請求範囲を限定できないことは、本発明にかかわる領域において常識がある人ならば理解できるはずである。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態による電動グリッパと駆動装置の組合せを示す模式図である。

【図2】本発明の一実施形態による電動グリッパ、フリップフロップおよび駆動装置の組合せを示す模式図である。

【図3】図１中の駆動装置のタイマーの仕組みを示す模式図である。

【図4】本発明の一実施形態による駆動装置の状態信号、作動指令およびフィードバック信号の電圧レベルのタイミングを示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明による電動グリッパの駆動装置および駆動方法の構成、ステップおよび達成した効果を図面および実施形態に基づいて説明する。
なお、図に示した電動グリッパの駆動装置および駆動方法の構成、ステップの順および外観は、本発明を限定するものでなく、本発明の技術特徴を説明するために掲示される。

【0011】

（一実施形態）
図１に示すように、本発明による電動グリッパ２０の駆動装置１０は、論理ユニット１１およびプロセッサ１３を備える。本実施形態において、プロセッサ１３はタイマー１５およびフリップフロップ１７を含む。

【0012】

論理ユニット１１は、三つの入力端、および出力端としての論理出力端１１４を含み、論理ユニット１１の第一の入力端が状態検知端１１１に接続され、論理ユニット１１の第二の入力端が指令入力端１１２に接続され、論理ユニット１１の第三の入力端がフィードバック端１１３に接続され、状態検知端１１１は電動グリッパ２０の作動状態に基づいて状態信号Ｓｓを生じる。
図２に示すように、状態検知端１１１はフリップフロップ２１によって電動グリッパ２０の作動状態をキャッチし、状態信号Ｓｓを生じることができる。状態信号Ｓｓの生成方法は図２の表示に限られないことが業界において熟知される。電動グリッパ２０の作動状態は進行状態および待機状態を指す。進行状態とは電動グリッパ２０が作動指令および計画に基づいて作動する最中を表示する。待機状態とは電動グリッパ２０が作動を停止するか、作動指令を完了したことを表示する。指令入力端１１２は作動指令Ｓｎを受信する。作動指令Ｓｎは駆動装置１０によって予め計画した作動または作業員の駆動装置１０に入力した作動、即ち電動グリッパ２０に一つの作動を実行させる。

【0013】

図１に示すように、タイマー１５は入力端および出力端を有する。タイマー１５の入力端は論理ユニット１１の論理出力端１１４に接続される。

【0014】

フリップフロップ１７は、二つの入力端および指令出力端１７１を有する。フリップフロップ１７は一つの入力端が指令入力端１１２に接続され、もう一つの入力端がタイマー１５の出力端に別々に接続される。フリップフロップ１７の出力端１７１はフィードバック端１１３に接続される。フィードバック端１１３は電動グリッパ２０の一つの作動に対し、一つのフィードバック信号Ｓｃを生じる。

【0015】

状態信号Ｓｓが電動グリッパ２０の待機状態を表示する場合、論理ユニット１１はフィードバック信号Ｓｃおよび作動指令Ｓｎにそれぞれ対応する電動グリッパ２０の作動が一致するか否かを比較および判断する。
フィードバック信号Ｓｃに対応する電動グリッパ２０の作動が開放（閉合）であるのに対し、作動指令Ｓｎに対応する電動グリッパ２０の作動が閉合（開放）である場合、作動は一致しないと判断される。フィードバック信号Ｓｃに対応する電動グリッパ２０の作動および作動指令Ｓｎに対応する電動グリッパ２０の作動が両方ども開放または閉合である場合、作動は一致すると判断される。

【0016】

作動が一致する場合、論理ユニット１１はプロセッサ１３のタイマー１５およびフリップフロップ１７を作動することがない。言い換えれば、プロセッサ１３は作動指令Ｓｏを出力することがない。

【0017】

作動が一致しない場合、論理ユニット１１の論理出力端１１４はタイマー１５に計時作動信号Ｓｔを出力し、計時をスタートさせる。計時が終了するとタイマー１５がフリップフロップ１７を作動する際、フリップフロップ１７は指令入力端１１２からの新たな作動指令Ｓｎを受信し、新たな作動指令Ｓｏを指令出力端１７１に出力する。電動グリッパ２０は新たな作動指令Ｓｏに基づいて作動方向を変更する。

【0018】

本実施形態において、論理ユニット１１はＡＮＤゲート１１５およびＸＯＲゲート１１６を含む。ＡＮＤゲート１１５は出力端が論理ユニット１１の論理出力端１１４となり、一つの入力端がＸＯＲゲート１１６の出力端に接続され、別の一つの入力端が状態検知端１１１に接続される。
本実施形態において、ＡＮＤゲート１１５は別の一つの出力端にインバータを有する。インバータは状態信号Ｓｓにレベル反転処理を行う。論理的判断方式が変わればインバータを省略してもよいため、ＡＮＤゲート１１５は他端にインバータを有するとは限らない。ＸＯＲゲート１１６は二つの入力端、即ち指令入力端１１２およびフィードバック端１１３からの信号によってフィードバック信号Ｓｃおよび作動指令Ｓｎにそれぞれ対応する電動グリッパ２０の作動が一致するか否かを判断する。

【0019】

本実施形態において、論理ユニット１１はＡＮＤゲート１１５とＸＯＲゲート１１６の組合せを採用するが、これに限らず、さらに多くの論理ユニット（ＯＲゲート、ＡＮＤゲート、ＮＡＮＤゲートおよびＸＯＲゲート）の組合せによって同じ論理的判断を行うことができる。従って、論理ユニット１１は本実施形態の記述に限定されるものではない。

【0020】

図３に示すように、タイマー１５はＡＮＤゲート１５１、計時ユニット１５２、比較ユニット１５３、レジスタユニット１５４、第一ラッチ１５５および第二ラッチ１５６を有する。タイマー１５のＡＮＤゲート１５１は論理ユニット１１からの計時作動信号をキャッチし、計時ユニット１５２を作動し、計時ユニット１５２に累積計時をスタートさせる。実際に、計時ユニット１５２はレジスタとされてもよい。
続いて、比較ユニット１５３は計時ユニット１５２の累積計時に伴って生じた累積数値と、レジスタユニット１５４内に保存された所定値とを比較する。累積数値と所定値とが一致する場合、比較ユニット１５３は第一ラッチ１５５および第二ラッチ１５６に信号を出力する。続いて、計時ユニット１５２の累積数値がリセットされ、ゼロになるのに関わらず、第一ラッチ１５５は計時ユニット１５２の数値をリセットする。第二ラッチ１５６はフリップフロップ１７を作動する。
本実施形態により掲示されたユニットは複数の論理ユニットからなるか、複数の主動ユニットおよび受動ユニットからなるか、ソフト方式によって構成されることが業界において熟知されるため、詳細な説明を省略する。

【0021】

上述したとおり、本発明による電動グリッパ駆動装置１０は論理ユニット１１によって電動グリッパ２０の状態を把握し、現在の電動グリッパ２０の状態に基づいて新たな作動指令を出力するか否かを判断するため、別の作動回路（論理）信号を配置し、タイミングによって論理を計画し、電動グリッパを駆動する必要がない。

【0022】

プロセッサ１３のタイマー１５は新たな作動指令の出力を遅延させ、二つの作動指令の切り替えに伴って生じたノイズが原因で電動グリッパ２０の誤作動が起こることを抑制するものであるため、フィルターとされてもよい。二つの作動指令を切り替えてもノイズが発生しない場合、プロセッサ１３は一つのフリップフロップ１７からなってもよい。タイマー１５（フィルター）は省略されてもよい。
論理ユニット１１は直接プロセッサ１３のフリップフロップ１７を作動し、作動指令を出力する。従って、プロセッサ１３は本実施形態に限定されず、別の論理ユニットによって作動されて出力できるユニットからなってもよい。

【0023】

図４に示したのは信号状態Ｓｓ、フィードバック信号Ｓｃおよび作動指令Ｓｎの電圧レベルである。
電動グリッパ２０が待機状態であれば状態信号Ｓｓが低レベルである。電動グリッパ２０が待機状態でなければ状態信号Ｓｓが高レベルである。電動グリッパ２０を開放する指令が高レベルであるのに対し、電動グリッパ２０を閉合する指令が低レベルである。本実施形態において、状態信号Ｓｓが低レベルである場合、電動グリッパ２０は待機状態である。状態信号Ｓｓが高レベルである場合、電動グリッパ２０は待機状態ではない。

【0024】

電動グリッパ２０の状態信号Ｓｓが低レベル（待機状態）である場合、論理ユニット１１は電動グリッパ２０を閉合する作動指令Ｓｎ（低レベル）をキャッチし、作動指令Ｓｎを高レベルから低レベルに変更する。このときフィードバック信号Ｓｃ（高レベル）は電動グリッパ２０の開放進行状態を表示し、作動指令Ｓｎに対応する作動とフィードバック信号Ｓｃに対応する作動とは一致しないため、論理ユニット１１はプロセッサ１３を作動し、作動指令の出力を遅延させる。
フィードバック信号Ｓｃは高レベルから低レベルに変わるとともに電動グリッパ２０は方向を変更する。状態信号Ｓｓは低レベルから高レベルに変わり、作動指令を実行する。作動指令が完了すると、状態信号Ｓｓが待機状態に変わる。

【0025】

信号状態Ｓｓ、フィードバック信号Ｓｃおよび作動指令Ｓｎは、図４に示したタイミングのほかに三つのタイミングを有する。この三つのタイミングは後ほど説明する。
電動グリッパ２０の状態信号Ｓｓが低レベル（待機状態）である場合、論理ユニット１１が電動グリッパ２０を開放する作動指令（高レベル）と、電動グリッパ２０の閉合進行状態に対応するフィードバック信号Ｓｃ（低レベル）とをキャッチすれば、作動指令に対応する作動とフィードバック信号Ｓｃに対応する作動とが一致しない。このとき論理ユニット１１はプロセッサ１３を作動し、作動指令の出力を遅延させる。

【0026】

電動グリッパ２０の状態信号Ｓｓが低レベル（待機状態）である場合、論理ユニット１１が電動グリッパ２０を開放する作動指令（高レベル）と、電動グリッパ２０の開放進行状態に対応するフィードバック信号Ｓｃ（高レベル）とをキャッチすれば、プロセッサ１３は論理ユニット１１に作動され、作動指令を出力することがない。

【0027】

電動グリッパ２０の状態信号Ｓｓが低レベル（待機状態）である場合、論理ユニット１１が電動グリッパ２０を閉合する作動指令（低レベル）と、電動グリッパ２０の閉合進行状態に対応するフィードバック信号Ｓｃ（低レベル）とをキャッチすれば、プロセッサ１３は論理ユニット１１に作動され、作動指令を出力することがない。

【0028】

本実施形態において、電動グリッパ２０が待機状態であり、フィードバック信号Ｓｃおよび作動指令にそれぞれ対応する電動グリッパ２０の作動が一致しない場合、論理ユニット１１はプロセッサ１３を作動し、作動指令を出力する。論理ユニットは上述に限らず、別の論理ユニットから構成されてもよい。論理ユニットの数と、信号および指令の電圧レベルを判断する論理ユニットの論理とは本実施形態の記載に限らない。

【0029】

電動グリッパ２０のフィードバック信号Ｓｃを検知する際、検知を持続させる方式、または新たな作動指令が生じると検知を行う方式によって進める。

【0030】

フィードバック信号Ｓｃは電動グリッパ２０の作動状態に関わる。作動指令は電動グリッパ２０の開放（ｏｐｅｎ）作動および閉合（ｃｌｏｓｅ）作動を含む。フィードバック信号Ｓｃは電動グリッパ２０の作動方向をフィードバックする。電動グリッパ２０は作動方向が二つである。二つの作動方向は開放作動および閉合作動に対応する。

【0031】

作動が一致すると判断される場合、作動指令に対応する電動グリッパ２０の作動およびフィードバック信号Ｓｃに対応する電動グリッパ２０の作動は両方とも開放または閉合である。作動が一致しないと判断される場合、作動指令に対応する電動グリッパ２０の作動およびフィードバック信号Ｓｃに対応する電動グリッパ２０の作動は異なるか、程度が異なる。例えば、フィードバック信号Ｓｃは電動グリッパ２０の開放進行状態を表示する。作動指令は電動グリッパ２０を開放することであり、開放程度がフィードバック信号Ｓｃの対応する程度より大きい。

【0032】

作動が一致すると判断される場合、フィードバック信号Ｓｃに対応する電動グリッパ２０の作動方向と新たな作動指令に対応する電動グリッパ２０の作動方向とは同じである。
例えば、新たな作動指令は電動グリッパ２０に開放（または閉合）作動を行うことであるのに対し、フィードバック信号Ｓｃは電動グリッパ２０の開放（閉合）状態を表示する場合、作動指令を出力しない。

【0033】

以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

【符号の説明】

【0034】

１０ 駆動装置
１１ 論理ユニット
１１１ 状態検知端
１１２ 指令入力端
１１３ フィードバック端
１１４ 論理出力端
１１５ ＡＮＤゲート
１１６ ＸＯＲゲート
１３ プロセッサ
１５ タイマー
１５１ ＡＮＤゲート
１５２ 計時ユニット
１５３ 比較ユニット
１５４ レジスタユニット
１５５ 第一ラッチ
１５６ 第二ラッチ
１７ フリップフロップ
１７１ 指令出力端
２０ 電動グリッパ
Ｓｓ 状態信号
Ｓｎ、Ｓｏ 作動指令
Ｓｃ フィードバック信号
Ｓｔ 作動信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】