特開 2024-84269 摺動抵抗調整方法及びロボットシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024084269

(43)【公開日】2024-06-25

(54)【発明の名称】摺動抵抗調整方法及びロボットシステム

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/00 20060101AFI20240618BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20240618BHJP

   B05C 5/00 20060101ALI20240618BHJP

   B05C 11/10 20060101ALI20240618BHJP

   B05B 12/00 20180101ALI20240618BHJP

【ＦＩ】

B25J15/00 F

B41J2/01 401

B41J2/01 451

B05C5/00 101

B05C11/10

B05B12/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022198442

(22)【出願日】2022-12-13

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】岡前 雄大

【テーマコード（参考）】

2C056

3C707

4F035

4F041

4F042

【Ｆターム（参考）】

2C056EA07

2C056EB06

2C056EB37

2C056EC06

2C056EC28

2C056FA09

3C707AS13

3C707BS10

3C707HS29

3C707KS17

3C707KS29

3C707KV01

3C707KW06

3C707KX06

4F035AA03

4F035BC02

4F041AA01

4F041AB01

4F041BA01

4F041BA10

4F041BA23

4F042AA01

4F042AB00

4F042BA08

(57)【要約】

【課題】印刷品質に優れた摺動抵抗調整方法及びロボットシステムを提供する。
【解決手段】摺動抵抗調整方法は、ロボット２００に取り付けられていて、アクチュエーター１５で駆動し、摺動抵抗を調整する抵抗調整部１４を有する移動ステージ１１の摺動抵抗を調整する方法であって、アクチュエーター１５を停止した状態で、ロボット２００を動作させ、移動ステージ１１の被駆動部としてのテーブル部１３の移動量を検出する第１検出ステップＳ１と、ロボットの動作を停止した状態で、アクチュエーター１５を駆動して、被駆動部としてのテーブル部１３の移動量を検出する第２検出ステップＳ３と、第１検出ステップＳ１と第２検出ステップＳ３との結果に基づいて、摺動抵抗を調整する調整ステップＳ６と、を含む。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットに取り付けられていて、アクチュエーターで駆動し、摺動抵抗を調整する抵抗調整部を有する移動ステージの前記摺動抵抗を調整する方法であって、
前記アクチュエーターを停止した状態で、前記ロボットを動作させ、前記移動ステージの被駆動部の移動量を検出する第１検出ステップと、
前記ロボットの動作を停止した状態で、前記アクチュエーターを駆動して、前記被駆動部の移動量を検出する第２検出ステップと、
前記第１検出ステップと前記第２検出ステップとの結果に基づいて、前記摺動抵抗を調整する調整ステップと、を含む、
摺動抵抗調整方法。

【請求項2】

前記第１検出ステップで、検出した前記被駆動部の移動量があらかじめ定めた値より大きかった場合には、前記調整ステップに進んで前記摺動抵抗を大きくする、
請求項１に記載の摺動抵抗調整方法。

【請求項3】

前記第１検出ステップで、検出した前記被駆動部の移動量があらかじめ定めた値より小さかった場合には、前記第２検出ステップへ進む、
請求項１に記載の摺動抵抗調整方法。

【請求項4】

前記第２検出ステップで、検出した前記被駆動部の移動量があらかじめ定めた値より小さかった場合には、前記調整ステップへ進んで前記摺動抵抗を小さくする、
請求項１に記載の摺動抵抗調整方法。

【請求項5】

前記アクチュエーターは、圧電モーターである、
請求項１に記載の摺動抵抗調整方法。

【請求項6】

前記抵抗調整部は、ネジの締め付けにより前記摺動抵抗が変化する、
請求項１に記載の摺動抵抗調整方法。

【請求項7】

前記抵抗調整部は、前記ネジの回転を抑制するバネを有する、
請求項６に記載の摺動抵抗調整方法。

【請求項8】

前記移動ステージにインクジェットヘッドが備えられ、印刷を行う印刷ステップを含む、
請求項１に記載の摺動抵抗調整方法。

【請求項9】

ロボットと、
前記ロボットに取り付けられていて、アクチュエーターで駆動し、摺動抵抗を調整する抵抗調整部を有する移動ステージと、
前記移動ステージの前記ロボットとは反対側に取り付けられている工具と、を備える、
ロボットシステム。

【請求項10】

前記工具は、インクジェットヘッドである、
請求項９に記載のロボットシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、摺動抵抗調整方法及びロボットシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１にロボットのアーム部にインクジェット印刷ヘッドを装着し、対象物に印刷するロボットシステムが記載されている。このロボットシステムは、印刷軌道と直交方向に移動できるピエゾステージと検出器を有し、１行印刷してその印刷点を測定し、ステージ移動をして２行目の印刷時に１行目との隙間や重なりがないように印刷している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－２０２７８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載のロボットシステムは、インクジェット印刷ヘッドをロボットにより印刷軌道に沿って移動させる際、印刷速度に応じた加減速で生じる慣性力や姿勢による重力によって印刷軌道と同じ方向に移動するノズルシフト軸にズレが生じ、高画質な印刷ができないという課題があった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

摺動抵抗調整方法は、ロボットに取り付けられていて、アクチュエーターで駆動し、摺動抵抗を調整する抵抗調整部を有する移動ステージの前記摺動抵抗を調整する方法であって、前記アクチュエーターを停止した状態で、前記ロボットを動作させ、前記移動ステージの被駆動部の移動量を検出する第１検出ステップと、前記ロボットの動作を停止した状態で、前記アクチュエーターを駆動して、前記被駆動部の移動量を検出する第２検出ステップと、前記第１検出ステップと前記第２検出ステップとの結果に基づいて、前記摺動抵抗を調整する調整ステップと、を含む。

【0006】

ロボットシステムは、ロボットと、前記ロボットに取り付けられていて、アクチュエーターで駆動し、摺動抵抗を調整する抵抗調整部を有する移動ステージと、前記移動ステージの前記ロボットとは反対側に取り付けられている工具と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本実施形態に係るロボットシステムの全体構成を示す斜視図。

【図2】ロボットシステムが備えるエンドエフェクターの構成を示す斜視図。

【図3】移動ステージの構成を示す平面図。

【図4】図３中のＡ１－Ａ１線断面図。

【図5】図３中のＡ２－Ａ２線断面図。

【図6】図５中のＢ部拡大図。

【図7】本実施形態に係る摺動抵抗調整方法を示すフローチャート図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

１．ロボットシステム
先ず、本実施形態に係るロボットシステム１００について、工具としてのインクジェットヘッド４０を備えた印刷用ロボット装置を一例として挙げ、図１～図６を参照して説明する。
尚、説明の便宜上、以降の図２～図６には、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を図示している。また、Ｘ軸に沿った方向を「Ｘ方向」、Ｙ軸に沿った方向を「Ｙ方向」、Ｚ軸に沿った方向を「Ｚ方向」と言う。また、各軸の矢印側を「プラス側」、矢印と反対側を「マイナス側」とも言う。また、Ｚ方向プラス側を「上」、Ｚ方向マイナス側を「下」とも言う。

【0009】

本実施形態のロボットシステム１００は、図１に示すように、対象物に印刷を行うエンドエフェクター１０と、エンドエフェクター１０を保持し、エンドエフェクター１０を印刷方向へ移動させるロボット２００と、ロボット２００の駆動を制御するロボット制御装置９００と、を有する。

【0010】

ロボット２００は、６つの駆動軸を有する６軸ロボットである。ロボット２００は、床に固定された基台２１０と、基台２１０に接続されたロボットアーム２２０と、ロボットアーム２２０に接続されたエンドエフェクター１０と、を有する。

【0011】

また、ロボットアーム２２０は、複数のアーム２２１，２２２，２２３，２２４，２２５，２２６が回動自在に連結されたロボティックアームであり、６つの関節Ｊ１～Ｊ６を備えている。このうち、関節Ｊ２，Ｊ３，Ｊ５は、曲げ関節であり、関節Ｊ１，Ｊ４，Ｊ６は、ねじり関節である。また、関節Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６には、それぞれ、駆動源であるモーターＭと、モーターＭの回転量又はアームの回動角を検出するエンコーダーＥと、が設置されている。

【0012】

エンドエフェクター１０は、ロボットアーム２２０に接続されており、より具体的には、ロボットアーム２２０の先端部のアーム２２６に接続されている。エンドエフェクター１０は、図２に示すように、アーム２２６に接続し、ノズルシフト軸となる矢印Ａ方向に被駆動部としてのテーブル部１３を移動する移動ステージ１１と、手振れ補正軸となる矢印Ｂ方向にテーブル部３３を移動する移動ステージ３１と、移動ステージ３１のテーブル部３３に搭載され、対象物に印刷を行う工具としてのインクジェットヘッド４０と、を有する。尚、インクジェットヘッド４０は、移動ステージ１１のロボット２００とは反対側に取り付けられている。

【0013】

移動ステージ１１は、図３、図４、及び図５に示すように、ロボット２００に取り付けられていて、ベース部１２、テーブル部１３、及び抵抗調整部１４を有し、インクジェットヘッド４０が搭載された移動ステージ３１を印刷方向であるノズルシフト軸に沿う方向に移動させることができる。ベース部１２は、アーム２２６に接続され、内部に配置されたアクチュエーター１５によってテーブル部１３を矢印Ａ方向であるＸ方向に移動させる。移動ステージ１１のベース部１２は、アーム２２６に連結している台座１８と固定ネジ１９により連結されている。テーブル部１３は、インクジェットヘッド４０が搭載された移動ステージ３１のベース部３２と固定ネジ１９により連結されている。

【0014】

ベース部１２は、テーブル部１３側である上面に、複数の固定部１２ｂと、固定部１２ｂを挟みＹ方向の両側にＸ方向に延在するガイドレール１２ａと、が設けられており、固定部１２ｂ上にアクチュエーター１５が固定されている。尚、本実施形態では、アクチュエーター１５が圧電モーターであり、突起部１５ａがテーブル部１３の凹部１３ｂの受圧面１３ｃに押圧された状態で固定されている。また、ベース部１２の上面の中央部には、テーブル部１３の移動量を検出するエンコーダー１６が配置されている。また、ベース部１２のＹ方向両端部には、ベース部１２をアーム２２６に連結している台座１８と連結するための複数のネジ穴１９ａが設けられている。

【0015】

テーブル部１３は、ベース部１２側である下面に、ベース部１２側に開口する凹部１３ｂと、凹部１３ｂを挟みＹ方向の両側にＸ方向に延在するガイドレール１３ａと、が設けられている。ガイドレール１３ａは、ベース部１２に設けられたガイドレール１２ａと対向する位置に配置され、ガイドレール１２ａとガイドレール１３ａとの間にＸ方向に並んで複数のボール２０を配置することで、テーブル部１３を正確且つ滑らかにノズルシフト軸となるＸ方向へ移動させることができる。また、テーブル部１３の凹部１３ｂの中央部には、ベース部１２に配置されたエンコーダー１６と対向する位置にＸ方向に延在するエンコーダースケール１７が配置されている。そのため、テーブル部１３の移動量を正確に検出することができる。また、テーブル部１３のＸ方向両端部には、移動ステージ３１のテーブル部３３と連結するための複数のネジ穴１９ｂが設けられている。

【0016】

抵抗調整部１４は、テーブル部１３のノズルシフト軸となるＸ方向の摺動抵抗を調整するものであり、図６に示すように、ネジ２１、バネ２２、及び摺動部材２３で構成されている。尚、ベース部１２の抵抗調整部１４が配置される位置には、ネジ２１が貫通する貫通部１４ａが設けられており、抵抗調整部１４と連結したテーブル部１３をノズルシフト軸となるＸ方向へ移動させることができる。抵抗調整部１４は、ネジ２１をテーブル部１３に設けられたネジ山が切られたネジ穴１４ｂに入れ摺動部材２３を締め付けることで、テーブル部１３の摺動抵抗を変化させることができる。また、バネ２２は、摺動抵抗を調整しやすくすることができる。更に、バネ２２は、ネジ２１の回転を抑制する効果もある。つまり、ネジ２１の締め付けが緩むのを抑制している。

【0017】

移動ステージ３１は、基本構造が移動ステージ１１と同様であり、移動ステージ１１を９０度回転した構成となっており、インクジェットヘッド４０が搭載されたテーブル部３３を印刷方向である矢印Ａ方向と直交する矢印Ｂ方向に移動させ、手振れ補正を行うことができる。移動ステージ３１は、ベース部３２及びテーブル部３３を有し、ベース部３２のＸ方向両端部において固定ネジ１９によって移動ステージ１１のテーブル部１３に連結している。

【0018】

テーブル部３３は、Ｙ方向を長手方向とする矩形であり、Ｙ方向プラス側の上面にインクジェットヘッド４０が配置されている。また、インクジェットヘッド４０のノズルと対向する位置には、インクジェットヘッド４０のノズルから吐出されたインクが対象物に印刷できるように開口部が設けられている。

【0019】

インクジェットヘッド４０は、上面側にインクタンク４１を備え、下面側にインクタンク４１に対応した数のノズルを備えており、ノズルからインクを吐出しながら矢印Ａ方向であるＸ方向に移動し、対象物に印刷を行う。

【0020】

尚、本実施形態のロボットシステム１００では、工具としてインクジェットヘッド４０を挙げ説明したが、これに限定する必要はなく、工具として対象物を挟持するハンドや対象物を吸着するハンド等でも構わない。

【0021】

以上で述べたように、本実施形態のロボットシステム１００は、ロボット２００と、アクチュエーター１５で駆動し、摺動抵抗を調整する抵抗調整部１４を有する移動ステージ１１と、工具としてのインクジェットヘッド４０と、を備えている。そのため、ロボット２００により印刷方向にインクジェットヘッド４０を移動させた際に生じる印刷速度に応じた加減速による慣性力や姿勢による重力によって印刷方向であるノズルシフト軸のズレを抵抗調整部１４の摺動抵抗を調整することで抑制することができ、高画質な印刷が可能となる。

【0022】

次に、本実施形態に係るロボットシステム１００の摺動抵抗調整方法について、図７を参照して説明する。

【0023】

本実施形態のロボットシステム１００における摺動抵抗調整方法は、図７に示すように、先ず、ステップＳ１の第１検出ステップにおいて、アクチュエーター１５を停止した状態で、ロボット２００を動作させ、移動ステージ１１の被駆動部としてのテーブル部１３の移動量を検出する。

【0024】

次に、ステップＳ２において、ノズルシフト軸のエンコーダー値が変化したかを確認する。つまり、ステップＳ１で検出したテーブル部１３の移動量があらかじめ定めた値より大きかった場合には、「ＹＥＳ」として、ステップＳ６の調整ステップに進み、抵抗調整部１４のネジ２１を締め上げて摺動抵抗を大きくする。その後、ステップＳ１へ進み、再び第１検出ステップを行う。

【0025】

また、ステップＳ２において、ステップＳ１で検出したテーブル部１３の移動量があらかじめ定めた値より小さかった場合又は零であった場合には、「ＮＯ」として、ステップＳ３の第２検出ステップへ進む。

【0026】

次に、ステップＳ３の第２検出ステップにおいて、ロボット２００の動作を停止した状態で、アクチュエーター１５を駆動して、テーブル部１３の移動量を検出する。

【0027】

次に、ステップＳ４において、ノズルシフト軸のエンコーダー値が目標値に到達したかを確認する。つまり、ステップＳ３で検出したテーブル部１３の移動量があらかじめ定めた値より小さかった場合又は零であった場合には、「ＮＯ」として、ステップＳ６の調整ステップに進み、抵抗調整部１４のネジ２１を緩めて摺動抵抗を小さくする。その後、ステップＳ１へ進み、再び第１検出ステップを行う。

【0028】

また、ステップＳ４において、ステップＳ３で検出したテーブル部１３の移動量があらかじめ定めた値より大きかった場合には、「ＹＥＳ」として、ステップＳ５の印刷ステップへ進む。

【0029】

次に、ステップＳ５の印刷ステップにおいて、インクジェットヘッド４０のノズルからインクを吐出しながら矢印Ａ方向であるＸ方向に移動し、対象物に印刷を行う。

【0030】

以上述べたように本実施形態のロボットシステム１００による摺動抵抗調整方法は、第１検出ステップでアクチュエーター１５を停止した状態で、ロボット２００を動作させ、移動ステージ１１のテーブル部１３の移動量を検出し、第２検出ステップでロボット２００の動作を停止した状態で、アクチュエーター１５を駆動して、テーブル部１３の移動量を検出し、調整ステップで第１検出ステップと第２検出ステップとの結果に基づいて、摺動抵抗を調整する。そのため、ロボット２００により印刷方向にインクジェットヘッド４０を移動させた際に生じる印刷速度に応じた加減速による慣性力や姿勢による重力によって印刷方向であるノズルシフト軸のズレを抑制することができ、高画質な印刷が可能となる。

【符号の説明】

【0031】

１０…エンドエフェクター、１１…移動ステージ、１２…ベース部、１２ａ…ガイドレール、１２ｂ…固定部、１３…被駆動部としてのテーブル部、１３ａ…ガイドレール、１３ｂ…凹部、１３ｃ…受圧面、１４…抵抗調整部、１４ａ…貫通部、１４ｂ…ネジ穴、１５…アクチュエーター、１５ａ…突起部、１６…エンコーダー、１７…エンコーダースケール、１８…台座、１９…固定ネジ、１９ａ，１９ｂ…ネジ穴、２０…ボール、２１…ネジ、２２…バネ、２３…摺動部材、３１…移動ステージ、３２…ベース部、３３…テーブル部、４０…工具としてのインクジェットヘッド、４１…インクタンク、１００…ロボットシステム、２００…ロボット、２１０…基台、２２０…ロボットアーム、２２１，２２２，２２３，２２４，２２５，２２６…アーム、９００…ロボット制御装置、Ａ，Ｂ…矢印、Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６…関節、Ｍ…モーター。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】