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    • 专利摘要:
    本發明提供一種利用氣動平衡進行退避動作的定位裝置，其在因為緊急停止、停電、其他操作而使伺服馬達的激磁解除時，使用空氣供給源所供給之空氣，改變抵銷該伺服馬達所驅動之垂直軸的自重的氣動平衡壓力，使該垂直軸移動。
    公开号:TW201312307A
    申请号:TW101127656
    申请日:2012-07-31
    公开日:2013-03-16
    发明作者:Kenzo Ebihara
    申请人:Fanuc Corp；
    IPC主号:G01B21-00
    专利说明:
    利用氣動平衡進行退避動作的定位裝置
    本發明係關於一種考慮安全性而搭載於工作機械或3維測量裝置等裝置上以進行退避動作的定位裝置。
    工作機械或3維測量裝置可任意定位控制，為了縮短加工時間或測量時間而進行高速驅動的情況也很常見。該等裝置考量到安全性，搭載了即使在驅動中也能夠緊急停止的功能。裝置緊急停止，除了按壓緊急停止開關以手動方式使裝置緊急停止的情況、因為伺服馬達的過載等原因裝置發出警報而自動停止的情況之外，更包含因為停電等原因而失去電源等的情況。一般的緊急停止方法，係使所有的軸作減速動作，進行剎車使其保持位置而停止。
    然而，若在工作機械的各軸正在高速驅動當中實施緊急停止，則到煞車停止為止仍會因為慣性而移動某種程度的距離，故無法保證總是能夠安全地停止。若為加工中的工作機械，則會有工具與工作件碰撞的可能性，若為測量中的3維測量裝置，則會有探針與測量對象碰撞的可能性。為了即使在該等高速驅動的情況下進行緊急停止也能夠使裝置安全地停止，吾人提出一種維持伺服馬達的控制直到各軸完全停止的方法。
    圖24係表示習知技術的緊急停止處理的流程圖。
    判斷是否為停電所導致之緊急停止，當緊急停止時開始從不斷電電源uninterruptible power source(UPS)供給電源，維持各軸的控制並減速停止，退避到安全位置，使所有的軸剎車。之後停止對所有的軸的控制，完成緊急停止。在該技術中，到各軸完全停止為止，以維持伺服馬達的控制的方式，在本來的驅動路徑的途中使各軸的控制停止後，移動到安全位置並使剎車運作。當發生停電等失去電源的情況時，從另外設置的不斷電電源(UPS)以及因為減速動作所得到之回收能源而接受一定時間的電源供給，藉此使各軸的控制安全停止(參照日本特開平8-54914號公報、特開平8-227307號公報)。
    另外，在日本特開2006-177437號公報或特開2006-214536號公報中，揭示一種在精密工作機械或精密測定器等物件中，適用於可補償在垂直軸上移動之可動部的自重的機構的氣動平衡構造的技術。
    如前述之日本特開平8-54914號公報以及特開平8-227307號公報所揭示的，當實施緊急停止時，維持工作機械或3維測量裝置等裝置的各軸的控制，在本來的驅動路徑的途中使各軸停止後，移動到安全位置並使剎車運作。
    當發生停電等失去電源的情況時，從另外設置的電池(無停電電源)以及因為減速動作所得到之回收能源接受一定時間的電源供給，藉此使各軸安全停止。該方法，雖然安全性或通用性較佳，但另一方面，必須另外設置高價的電池或回收電源的電路，為了在之後設置回收電源的電路等，必須大幅變更控制電路或電源電路。另外，例如，當因為加工程式的錯誤導致工具與工作件碰撞而發出過度負荷警報時，由於係維持在錯誤的工具路徑上停止的，故損害程度會變大。再者，當因為地震等情況而從外部施加超過各軸之驅動力的更大的加速度時，也會有無法維持路徑這樣的問題存在。
    有鑑於上述習知技術的問題點，本發明之目的在於提供一種不相依於外部的動力，而可確實地在垂直軸上進行退避動作的定位裝置。
    本發明之定位裝置包含：伺服馬達，其驅動垂直軸；控制裝置，其控制該伺服馬達；以及氣動平衡器，其抵銷該垂直軸的自重。該定位裝置更包含：空氣供給源，其對該氣動平衡器供給空氣；壓力調整裝置，其使用該空氣供給源所供給之空氣以調整該氣動平衡器的壓力；氣動平衡壓力變更部，當該定位裝置因為緊急停止、停電或其他操作而使該伺服馬達的激磁解除時，其改變該氣動平衡器的壓力，使該垂直軸朝避免隨著該垂直軸移動之構造部與其他構造物碰撞或減少碰撞發生之方向移動。
    根據本發明，將本來為了抵銷垂直軸的自重而搭載之氣動平衡器，亦利用在緊急停止時的退避動作上，如是便能夠以低廉的方式提高定位裝置的安全性。
    該氣動平衡壓力變更部，可藉由氣動平衡器的壓力變化產生該伺服馬達的推力以上的力。
    根據該實施態樣，由於氣動平衡器可輕易產生垂直軸的驅動力以上的推力，故比起藉由控制進行退避動作而言，更可實現高速之退避動作，另外，即使在因為地震等因素而受到超過控制驅動力之外力的情況下，能夠進行安全之退避動作的可能性也較高。
    該氣動平衡壓力變更部，可為與氣動平衡器連接之壓力調整裝置。
    根據該實施態樣，可藉由氣動平衡器的壓力變化產生該伺服馬達的推力以上的力。
    該氣動平衡壓力變更部，可由能夠儲存一定量之比氣動平衡器的壓力更高或更低之壓力的空氣的空氣槽與閥門所構成，且該空氣槽透過該閥門與該氣動平衡器以配管連接。
    若持續改變氣動平衡器的壓力，則垂直軸也會無止境地移動，然而若退避動作太大的話，亦有可能會損及安全性，故退避動作宜僅移動可確保安全之必要距離。若根據該實施態樣，在緊急停止時，打開閥門，垂直軸會進行退避動作，直到空氣槽內與氣動平衡器形成相同壓力，之後便不會再移動，亦即，可使退避動作只進行一定之距離。
    該垂直軸，可具備若供給空氣壓力則剎車解除、若空氣壓力釋放則剎車作動的剎車裝置，對該剎車裝置所供給之空氣，可從遠比該氣動平衡器的壓力更高之空氣源透過閥門供給之，該閥門可具備釋放閥門關閉時之殘壓的排氣埠，並具備該閥門關閉時該剎車裝置的殘壓透過閥門的該排氣埠流入該氣動平衡器的管路。
    根據該實施態樣，由於剎車在空氣釋放時作動，故即使在停電中剎車也能保持。亦即，將垂直軸的可動部固定，確保安全是剎車原本的功能，惟亦可兼具前實施態樣之「空氣槽」的功能。空氣驅動的剎車，係在剎車內部或途中的配管累積高壓的空氣(殘壓)，當剎車作動時，該空氣會被排出。由於係利用所排出之空氣，將氣動平衡器的壓力暫時提高以進行垂直軸的退避動作，故能夠以剎車作動之條件確實地(由於無電氣的信號處理故即使停電亦可)使垂直軸進行退避動作。
    具備有別於該垂直軸的至少一個直動軸或旋轉軸，該直動軸或旋轉軸可具備當空氣壓力供給時剎車解除、當空氣壓力釋放時剎車作動的剎車裝置，並具備各個閥門同時開閉，當閥門關閉時各個剎車的殘壓透過該排氣埠流入氣動平衡器的管路。
    根據該實施態樣，當軸為複數時，從各個軸的剎車排出之殘壓空氣全部被引導至氣動平衡器，藉此比剎車作動時更多之空氣被送至氣動平衡器，如是，垂直軸的退避動作可更高速，同時退避時產生之力也會變大。
    將該剎車裝置與該閥門連接之空氣配管的至少一個，可設置能夠在配管內儲存空氣之構造。
    根據該實施態樣，為了使垂直軸的退避動作更快速，必須在剎車作動時使送到氣動平衡器的空氣流量更多。另外，由於剎車與閥門之間的空氣配管所儲存的空氣經由閥門的排氣埠流入氣動平衡器，故該空氣配管越長或越粗空氣量增加越多。在空氣配管的途中連接空氣槽積存空氣也有相同效果。
    該垂直軸的剎車裝置，可在剎車作動時排出空氣的管路上安裝節流閥，限制該排出空氣的流速，使垂直軸的剎車的作動時間延遲。
    根據該實施態樣，當因為停電而使空氣源(壓縮機)停止時，氣動平衡器的壓力變為零。即使在此情況下，支持自重的保持力對垂直軸的剎車而言仍是必要的，且具有非常強的保持力。因此，當垂直軸的剎車的動作較快時，垂直軸的退避動作可能會在不夠充分之位置停止。為了解決此問題，只對垂直軸，在剎車的管路上插入節流閥，使剎車動作延遲，藉此便可獲得垂直軸能夠退避充分距離的時間。另外，若在垂直軸以高速進行退避動作的途中以剎車鎖死的話，可能會對可動部或剎車造成衝撃，進而導致裝置的故障或精度劣化，然而使垂直軸的剎車延遲便可防止此問題。
    該閥門可為電磁閥，當該電磁閥的電源為ON時對剎車裝置供給空氣，剎車解除，當電磁閥為OFF時剎車作動。
    根據該實施態樣，對各軸剎車的空氣供給以電磁閥進行電氣控制，只要是在電源OFF時剎車作動之方式，即使在停電時剎車也會作動，故停電時垂直軸會自動地進行退避動作。
    該氣動平衡器，可與精密減壓閥的2次側連接，調整壓力，使該氣動平衡器的壓力為固定。
    根據該實施態樣，由於當抵銷垂直軸自重的氣動平衡器的壓力改變時，會成為伺服馬達的負擔，故為了經常保持一定壓力，精密減壓閥有其必要，該精密減壓閥，是即使失去電源也能保持相同壓力設定值的裝置，停電時也能發揮功效。而且，相對於垂直軸的退避動作，可迅速地使氣動平衡室的壓力穩定下來。
    本發明之定位裝置具備以上所述之構造，藉此便可提供一種不相依於外部動力，而能夠確實地使垂直軸進行退避動作的定位裝置。
    關於工作機械的加工或3維測量裝置的測量，大多使用工具或測量探針以垂直之態勢固定的裝置。該等裝置，若使垂直軸朝上方向瞬間退避，則安全停止的可能性較高。
    當抵銷垂直軸自重的機構使用氣動平衡時，藉由改變該氣動平衡的壓力，便可在瞬間產生非常大的力量。利用其作為緊急停止時的垂直軸的退避動作。
    關於在緊急停止時改變氣動平衡壓力的方法，就在各軸剎車利用空氣壓的裝置而言，可利用該剎車的排氣空氣。剎車考慮到安全性，即使在無動力狀態下仍會持續運作係一般情況，故空氣壓式的剎車，會形成以下態樣：在剎車解除時受到空氣壓供給，在剎車運作時空氣壓抽除。
    使剎車運作的空氣壓以電磁閥ON/OFF。將在各軸剎車運作瞬間從剎車抽除的空氣壓引導至垂直軸的氣動平衡室，藉此在剎車運作瞬間，氣動平衡室的壓力變高，垂直軸朝上方移動。另外，為了防止垂直軸在充分退避之前垂直軸的剎車本體剎止，亦在垂直軸的剎車配管上安裝節流閥，使剎車的動作(空氣壓釋放時間)比其他軸更慢。若根據此方式，便可不相依於外部的動力，不增設新的控制電路，以剎車動作條件，確實地使垂直軸進行退避動作。另外，由於新增設之零件只有配管與節流閥而已，故非常低廉，同時裝置的後續安裝也很簡單。
    圖1係表示作為定位裝置的一個實施例的工作機械。
    圖1所示之工作機械，係搭載X軸2、Y軸4以及Z軸6的正交3軸的構造。然後，安裝了工具10的主軸8固定在Y軸4上。Z軸6係朝垂直方向延伸的垂直軸。機床1上配置X軸2，在該X軸2之上配置Z軸6。工作件12固定於該Z軸6上。在Y軸4的前端主軸8朝垂直方向向下安裝。利用X軸2與Y軸4便可使工具10相對於工作件12在水平面2軸方向上移動。然後，利用Z軸6使工具10相對於工作件12移動。
    X軸2、Y軸4、Z軸6各自所搭載的剎車(X軸剎車3、Y軸剎車5、Z軸剎車7)，係用來固定裝置的可動部以確保安全的機構。特別是在利用線性馬達使各軸受到驅動的裝置中，由於當該線性馬達的控制停止時會處於各軸可輕易移動之狀態，故在裝置的安全上，剎車是必須的。然而，即使搭載剎車，若在工作機械的各軸正在驅動當中使剎車作動的狀況下，亦未必一定可使裝置的各軸安全停止。當工作機械正在對工作件12進行加工時，可能會發生工具10與工作件12碰觸的情況。根據碰撞的嚴重程度，工具10或工作件12可能會產生損壞，有時甚至主軸8或工作機械本身也會產生損壞。
    即使工作機械的各軸正在驅動當中也能使各軸安全停止的方法之一，係使各軸瞬間退避到不會發生碰撞的位置之後再以剎車使各軸停止。在圖1的工作機械的軸構造中，工具10的態勢經常為垂直(垂直方向向下)而沒有變化。因此，若使作為垂直軸並固定工作件12的Z軸6朝下方退避充分距離的話，則工具10與工作件12之間的間隔距離變大，二者便不會發生碰撞。
    圖2係表示作為定位裝置的一個例子的3維測量裝置。
    圖2的3維測量裝置，係搭載了X軸2、Y軸4、Z軸6的正交3軸的構造。Z軸6係垂直方向的垂直軸，在該Z軸6上測量探針14以朝垂直方向向下的方式安裝。在機床1上配置Y軸4，在該Y軸4之上配置X軸2。測定物16固定於X軸2。以X軸2與Y軸4使測定物16相對於測量探針14在水平面2軸方向上移動。然後，利用Z軸6使測量探針14相對於測定物16在垂直方向上移動。
    X軸2、Y軸4、Z軸6各自搭載的剎車(X軸剎車3、Y軸剎車5、Z軸剎車7)，係用來固定裝置的可動部以確保安全的機構。特別是在利用線性馬達使各軸受到驅動的裝置中，由於當該線性馬達的控制停止時會處於各軸可輕易移動之狀態，故在裝置的安全上，剎車是必須的。
    即使是3維測量裝置，若在測量中使其緊急停止，測量探針14亦有可能與測定物16碰撞而損壞，或因為碰撞而導致3維測量裝置的精度惡化。圖2的3維測量裝置，其垂直軸亦即Z軸6的搭載位置與圖1的工作機械相異，由於可讓該Z軸6朝上方(垂直向上)退避以使測量探針14與測定物16的間隔距離變大，故可使3維測量裝置安全停止。
    在圖1的工作機械或圖2的3維測量裝置中，不僅可任意定位，有時還會形成可利用旋轉軸任意改變角度(態勢)的軸構造。圖3係表示垂直軸的驅動方向無法退避的例子。
    在工具10或測量探針14以正横向態勢對圖3所示之形狀的工作件12或測定物16進行加工或測量的情況下，無論使垂直軸朝上下哪個方向退避都會發生碰撞。因此，在圖3所示之工具10或測量探針14於垂直軸上移動並無法從工作件12或被測定物16退避開的情況下，必須使工具10或測量探針14從工作件12或被測定物16朝水平方向退避開。另外，圖3所示之工作件12或被測定物16，具備工具10或測量探針14在垂直軸上移動也無法退避開的形狀。
    考慮到傾斜的凹狀加工等各種態勢或形狀的組合，為了作出能夠對應所有組合的退避動作，不只是機械構造而已連控制面都會變得非常複雜。然而，實際使用的工作機械或3維測量裝置，大多如圖1或圖2，係工具10或測量探針14的態勢在垂直方向上固定的軸構造。另外，即使可自由改變態勢的軸構造，在實際的加工或測量中，亦多使用垂直態勢。
    因此，本發明之目的在於提供一種定位裝置，其將軸的退避動作限定於垂直方向，特別是搭載了氣動平衡器的垂直軸的退避動作比較容易進行。
    用圖4A(前視圖)以及圖4B(側視圖)來說明本發明之定位裝置的第1實施態樣所搭載的垂直軸的一個例子。
    該定位裝置，係可動部21相對於固定部20在垂直方向(上下方向)移動的構造。壓力調整裝置46與空氣源(壓縮機)44連接，空氣源44的壓縮空氣透過空氣配管60供應至壓力調整裝置46。供應至壓力調整裝置46的壓縮空氣，透過與氣動平衡器連接的配管70供應至氣動平衡器。用圖5說明該氣動平衡器。控制裝置40的指示壓力調整的電氣信號經由壓力調整的信號線80輸入壓力調整裝置46，以控制壓力調整裝置46的動作。緊急停止開關42，係手動緊急停止用開關，按壓該開關時控制裝置40的控制會停止並進入緊急停止狀態。
    再用顯示出圖4B之A-A剖面的圖5說明圖4A以及圖4B所示之定位裝置的第1實施態樣。
    垂直軸的可動部21為升斗形狀，形成長方體形狀的固定部20可插入該可動部21的內面的構造。可動部21與固定部20的接觸面成為軸承面22。該軸承面採用例如空氣軸承，使可動部21相對於固定部20保持數μm的間隔而受到支持(參照圖21)。該空氣軸承的軸承面，亦具有流體密封部的功能，使固定部20與可動部21所圍的空間形成密閉構造。為了將該密閉構造的空間當作氣動平衡器使用，氣動平衡室23透過與氣動平衡器連接的空氣配管70與壓力調整裝置46連接。
    壓力調整裝置46透過空氣配管60與空氣源(壓縮機)44連接，可任意調整氣動平衡室23的壓力(亦即，壓力調整裝置46構成「氣動平衡壓力變更部」)。在該構造中，以氣動平衡室23的壓力與可動部21的重量平衡的方式調整壓力調整裝置46，便可抵銷可動部21的自重。該可動部21，可用線性馬達等的驅動裝置(圖中未顯示)在垂直方向(上下方向)上作定位驅動，並可利用氣動平衡以接近無負荷狀態進行驅動。另外，該等構造，揭示於前述習知技術文獻所提示的日本特開2006-177437號公報以及特開2006-214536號公報。
    在圖4A-圖5所示之定位裝置的第1實施態樣中，「氣動平衡壓力變更部」，如前所述的，由壓力調整裝置46構成。例如，當按壓圖4A的緊急停止開關42時，控制裝置40對壓力調整裝置46傳送改變壓力的信號，使氣動平衡室23內的壓力改變，而垂直軸進行退避動作。如是，在該實施態樣中，垂直軸的退避動作係利用氣動平衡，藉此便可無須另外增設裝置，而能夠以較廉價的方式提高定位裝置的安全性。
    如上所述，垂直軸的退避動作利用氣動平衡的方式，能夠輸出比通常的伺服馬達更大之力，也是優點。若以更大之力進行退避動作，即使是重量(慣性)較大的可動部21，也能夠以更高速進行退避，有助於防止可動部21的碰撞。
    圖6係表示氣動平衡室23內的壓力與氣動平衡器的驅動力的關係的一個例子。
    若垂直軸的可動部的重量為100Kg，氣動平衡室23的剖面積(可動部因空氣壓受上方向之力的面積)為500cm2，則只要氣動平衡室23的壓力(表壓)為0.2Kgf/cm2(=0.02MPa)，將可動部21向上推壓的力便為0.2×500=100(Kgf)，與可動部21的重量平衡。
    在將可動部21向上推壓之力與可動部21的重量平衡的狀態下，氣動平衡器的驅動力為零，通常的伺服馬達所進行的位置控制，在該狀態下進行，使可動部21的自重或氣動平衡器的驅動力不會成為馬達的負擔。該等氣動平衡器，具有只要提高比圖6的大氣壓(絶對壓約1.0Kgf/cm2)更高20%的壓力，便可產生100Kgf這麼大之力的優點。
    若垂直軸所搭載之驅動機構(例如線性馬達)的最大推力為5kgf，則只要氣動平衡器改變0.01Kgf/cm2以上壓力，便可很容易地產生最大推力以上之力。例如，當使靜止的100Kg的可動部退避10mm時，最大推力的5kgf花費0.2秒。另一方面，若以氣動平衡器產生20kgf，則可使上述可動部的10mm退避動作縮短0.1秒。當以氣動平衡器產生20kgf之力時壓力為0.24kgf/cm2，只要對原來的氣動平衡壓力改變僅僅20%的壓力，便可獲得比起控制驅動裝置的情況而言退避時間變成一半這樣的效果。
    另外，當地震等對裝置施加較大之加速度時，很容易施加超過控制的最大推力的力，有時會變得無法以電氣控制可動部的退避動作。此時，只要有能夠以更大之力進行退避動作的氣動平衡器，便可避免可動部的碰撞，或是將碰撞的損害抑制在最小限度內。
    在此，補充說明電氣控制與氣動平衡所致之可動部的退避動作。
    雖然壓力的傳播速度為音速，然而實際上裝置所使用的途中管路也會有阻抗等存在，使流量受到限制，故氣動平衡器的壓力到達最大合計花費0.1秒(若途中的配管非常短的話，會接近音速)。
    另一方面，電氣控制，可在瞬間產生最大推力，故若比較推力的上升時間，確實是電氣控制比氣動平衡器所造成之可動部的退避動作更快。然而，如圖6的說明，退避動作的時間，亦相依於最大推力，故退避距離越長，最大推力較大的氣動平衡器越有利。
    實際上，因為各種條件的關係，一般使用的工作機械或3維測量裝置等裝置，若是在5~10mm以上的可動部的退避距離，氣動平衡器比較快(換言之，退避動作的時間比較短)。
    圖4A-圖5所示之定位裝置的第1實施態樣，在緊急停止時，藉由壓力調整裝置46改變氣動平衡室23的壓力設定，故只要氣動平衡室23的壓力未回到原來的壓力，可動部的退避動作便會持續。因此，改變氣動平衡室23的壓力並進行一定距離的退避動作之後，必定以使氣動平衡室23回到原來的壓力這樣的程序從控制裝置40對壓力調整裝置46輸出信號。因此，控制裝置40的指示壓力調整的電氣信號經由壓力調整的信號線80輸入壓力調整裝置46，以控制壓力調整裝置46的動作。
    用圖7說明本發明之定位裝置的第2實施態樣所搭載的垂直軸的一個例子。該實施態樣會進行一定距離的退避動作。
    壓力調整裝置46與氣動平衡室23透過與氣動平衡器連接的空氣配管70互相連接。壓力調整裝置46透過空氣配管60與空氣源44連接。閥門48透過空氣配管61與空氣源44連接，閥門48與氣動平衡室23透過與該氣動平衡室23連接的空氣配管71互相連接。另外，閥門48透過空氣配管62與空氣槽50連接。控制裝置40進行閥門48的開閉控制與壓力調整裝置46的控制。壓力調整裝置46僅使用於使氣動平衡室23的壓力與可動部21的重量平衡之目的，與緊急停止時的動作無關。
    圖7的閥門48，如圖8所示的，設有止動栓49，並由與空氣源44連接的路徑、與空氣槽50連接的路徑以及與氣動平衡室23連接的路徑這3個路徑所構成。與空氣槽50連接的閥門48，在圖2所示之軸構造的裝置的驅動時，止動栓49位於圖8所示之位置，藉此如圖8所示的使空氣槽50與空氣源44連接，故空氣槽50內會形成高壓。
    若按壓緊急停止開關42，該緊急停止開關42的信號便透過信號線81輸入控制裝置40。然後，接收到該信號的控制裝置40便將指令信號透過信號線82輸入閥門48。根據該指令信號，閥門48之中的止動栓49移動，閥門48遮斷空氣源44的高壓空氣的供給，如圖9所示的空氣槽50與氣動平衡室23連接。空氣槽50內的高壓的空氣經由閥門48、與氣動平衡器連接的空氣配管71流入氣動平衡室23。該流入之空氣，雖使氣動平衡室23的壓力暫時上升，然而氣動平衡室23的壓力會隨著可動部21的退避動作一起回到原來的壓力，可動部21的退避動作在一定距離完成。例如，假設空氣槽50的容量為0.1L(公升)，空氣源44的壓力為0.62Mpa(絶對壓0.72Mpa)，若使用前述的氣動平衡室23的數值，當空氣槽50的空氣膨脹為6倍體積(=0.6L)時，壓力會下降到6分之1，與原來的氣動平衡室23的壓力相同，為0.02MPa(絶對壓0.12MPa)。因此，氣動平衡室23流入膨脹體積量的空氣0.5L(從膨脹後的體積減去原來之槽的體積的體積值)，可動部21因體積增加量上升10mm。
    圖7的實施態樣，係使空氣槽50內的壓力比氣動平衡室23更高，以使可動部21朝垂直方向的向上方向退避，若阻斷閥門48與空氣源44的連接，則驅動時的空氣槽50的壓力為大氣壓。此時，由於比起氣動平衡室23而言空氣槽50的壓力更低，故可使可動部朝垂直向下方向退避(結果，與圖1所示之軸構造的裝置對應)。然而，由於氣動平衡室23與空氣槽50的壓力差較小(約0.2MPa)，故欲使垂直軸因退避動作而下降10mm時的空氣槽50的容量必須為3L。如是，垂直軸的向下方向的退避，會有空氣槽50的容量變大這樣的缺點存在。
    用圖10說明本發明之定位裝置的第3實施態樣所搭載的垂直軸的一個例子。
    剎車裝置25安裝於可動部21側，剎車軌道26安裝於固定部20側。剎車利用空氣壓運作，剎車裝置25透過與剎車連接的空氣配管72與剎車用閥52連接。空氣源44的空氣透過作為分岐配管的空氣配管63供應至壓力調整裝置46與剎車用閥52。另外，剎車用閥52透過與氣動平衡器連接的空氣配管71與氣動平衡室23連接。壓力調整裝置46透過與氣動平衡器連接的配管70與氣動平衡室23連接。控制裝置40進行剎車用閥52的開閉與壓力調整裝置46的壓力控制。從控制裝置40而來的指令信號透過剎車的信號線83輸入剎車用閥52。從控制裝置40而來的壓力調整指令信號透過壓力調整的信號線80輸入壓力調整裝置46。另外，按壓緊急停止開關42使緊急停止信號透過信號線81輸入控制裝置40。另外，針對剎車用閥52的動作以圖12、圖13在文後詳述。
    用圖11A以及圖11B說明圖10的定位裝置的剎車裝置在剎車解除時以及剎車作動時的狀態。
    當從空氣源44而來的充足的高壓空氣透過剎車用閥52供給到剎車裝置25時，如圖11A所示的，對氣缸27內的活塞28施加壓力，彈簧29收縮使剎車解除。相反的，當空氣從氣缸27內排出時，如圖11B所示的，彈簧29的力推出活塞28，活塞28所具備之剎車塊30將剎車軌道26從兩側夾住，剎車作動。
    該方式的優點在於，即使因為停電等而空氣源44的壓縮機停止，也能夠以彈簧29的力保持剎車。另外，如圖11A所示的，在剎車軌道26的左右配置氣缸27、活塞28、彈簧29的組合使剎車裝置25成為左右對稱的構造，是為了從左右以相同的力量夾住剎車軌道26以便在剎車作動時不會對軸承施加太大的力量。尤其參照圖5的前述空氣軸承，是摩擦接近零的理想軸承，且比起滾動軸承等軸承的剛性較低，在剎車作動時不會對軸承造成負擔，故對該剎車裝置而言是較適當之軸承。
    用圖12說明在圖10的定位裝置中的剎車用閥52打開而將工作機械或3維測量裝置驅動之狀態。
    剎車用閥52，具有止動栓53，且由與空氣源44連接的路徑、與剎車裝置25連接的路徑以及與氣動平衡室23連接的路徑這3條路徑所構成，根據該止動栓53的位置，3條路徑之中的2條路徑互相連通。裝置驅動時，閥門處於開啟之狀態，排氣埠59該側被止動栓53塞住，連接空氣源44之路徑與連接剎車裝置25之路徑連通。此時，對剎車裝置25供給空氣源44的高壓空氣，剎車被解除。
    用圖13說明在圖10的定位裝置中剎車用閥關閉而將工作機械或3維測量裝置緊急停止之狀態。
    當緊急停止時，閥門處於關閉狀態，止動栓53位於將空氣源44側塞住之位置，連接剎車裝置25之路徑與連接氣動平衡室23之路徑連通。在該狀態下，剎車裝置25側的殘留壓力從排氣埠釋出，剎車裝置25側所累積之高壓空氣，透過排氣埠59流入壓力較低的氣動平衡室23。最後，對剎車裝置25供給之空氣壓力下降到與氣動平衡器相同，壓力非常低，故剎車作動。
    剎車裝置25內的氣缸27的空間，以及將剎車用閥52與剎車裝置25連接的空氣配管72(參照圖10)，具有可積存空氣的容積，相當於圖7所示之定位裝置(第2實施態樣)的空氣槽50，以相同原理，在緊急停止時垂直軸進行退避動作。亦即，在圖10所示之定位裝置(第3實施態樣)中，該剎車裝置25，除了將垂直軸的可動部21固定這個本來的功能之外，更兼具對氣動平衡室23供給實行退避動作用之空氣的功能。該構造的優點為不用如圖7所示之定位裝置(第2實施態樣)必須另外準備垂直軸的退避動作用的空氣槽50此點。
    本來，剎車裝置25就是作為將可動部21固定之安全裝置所不可欠缺的裝置。除了受到重力影響的垂直軸之外，特別是當驅動裝置為線性馬達時，在無剎車之狀態下若馬達的激磁停止則會輕易地產生運動，故安全上，剎車是必須的。本發明之定位裝置的構造，係以在垂直軸上搭載氣動平衡室23為前提，惟一般而言，使用空氣之裝置所使用的剎車，多採用空氣驅動，亦即如圖11之構造的剎車。因此，本發明之定位裝置的特徵在於：並非係為了可動部(垂直軸)的退避動作而採用空氣驅動剎車，而是在搭載了氣動平衡室23的裝置中，本來就搭載了上述空氣驅動剎車，故將其利用於該退避動作。
    另外，剎車裝置25兼作空氣槽50的另一個優點，是在剎車作動時，垂直軸必定進行退避動作此點。只要是搭載著剎車的垂直軸，若按下緊急停止開關42，就會變成剎車作動的回路。一般而言，剎車考慮到安全，即使在停電等失去電源時亦可使裝置停止，故即使在停電時剎車亦可動作。
    用圖14說明作為本發明之定位裝置的一個例子的搭載了3個直動軸的3維測量裝置的第4的實施態樣。
    3維測量裝置搭載了X軸2、Y軸4、Z軸6這3個直動軸。在作為垂直軸的Z軸6上搭載了與圖5相同的氣動平衡器，另外在X軸2、Y軸4、Z軸6上分別搭載了圖11所示之剎車與圖12、圖13所示之剎車用閥52(X軸剎車用閥52x、Y軸剎車用閥52y、Z軸剎車用閥52z)。然後，該3個剎車用閥52x、52y、52z的排氣埠以共通的空氣配管(與氣動平衡器連接之配管71)與氣動平衡室23連接。在緊急停止時，控制成3個剎車用閥52x、52y、52z全部同時關閉之狀態(圖13)。另外，控制裝置40(參照圖10)，控制X軸剎車用閥52x、Y軸剎車用閥52y、Z軸剎車用閥52z的開閉動作。
    圖14的3維測量裝置，比起只有垂直軸的圖10的定位裝置，其搭載了3個剎車(X軸剎車3、Y軸剎車5、Z軸剎車7)，在緊急停止時各個剎車的排氣壓從排氣埠排出，透過與氣動平衡器連接的空氣配管71流入氣動平衡室23的空氣流量也變成3倍。如針對圖7的定位裝置(第2實施態樣)所作之前述說明，當以氣動平衡器使垂直軸朝上方退避10mm時，需要0.1L的空氣槽，然而如圖10的定位裝置(第3實施態樣)只靠一個剎車與剎車配管要獲得0.1L的容量是很困難的。因此，集合3個軸的分量，1個軸的剎車約為33cc，為可實現之容量。
    另外，圖14的3維測量裝置係對3個剎車(X軸剎車3、Y軸剎車5、Z軸剎車7)使用3個剎車用閥52x、52y、52z，惟若在緊急停止以外的裝置運用上，無須使各個剎車3、5、7獨立作動的話，以單一個閥門使X軸、Y軸、Z軸的剎車同時動作亦無不可。
    用圖15說明作為本發明之定位裝置的一個例子的搭載了3個直動軸的3維測量裝置的第5實施態樣。
    3維測量裝置搭載了X軸2、Y軸4、Z軸6這3個直動軸。定位裝置具備圖2所示之相同構造。在該實施態樣的定位裝置中，亦如前述的，剎車內與剎車配管的容量對於以氣動平衡器進行可動部的退避動作而言是很重要的。空氣驅動式的剎車，若只是為了本來的剎車動作，則無須考慮配管的壓力損失(在剎車解除中、作動中空氣未流動故沒有壓力損失)，故一般會使用內徑比較細的空氣配管。例如，剎車的配管若其內徑為ψ 2.5mm、長度為2m則其容積為10cc。圖11的左右的氣缸27的有效容積兩側合計為3cc的容積。然後，剎車的配管的容積與左右的氣缸27的有效容積合計1個軸為13cc，即使3軸合起來也只有39cc。
    因此，如圖15所示的使X軸2、Y軸4、Z軸6的各軸剎車的配管72x’、72y’、72z’既粗且長，內徑4.0mm，長度2.5m。此時，1個軸為40cc，3軸合計為120cc，超過前述的必要容量0.1L。另外，符號72x’表示與X軸剎車連接的粗長空氣配管，72y’表示與Y軸剎車連接的粗長空氣配管，72z’表示與Z軸剎車連接的粗長空氣配管。
    圖16表示對圖15所示之定位裝置(搭載了3個直動軸的3維測量裝置)不改變配管但增設空氣槽54的第5實施態樣的一變化實施例。
    如圖15所示的將剎車的配管72x’、72y’、72z’改成較粗較長以增加容積的方法，雖然比較便宜，但有時會因為裝置的關係而沒有足以收納配管的空間。因此，亦可更直接地在剎車的配管的途中安裝空氣槽54，使容積增加。圖16係在與Y軸4的剎車連接的空氣配管72y的途中增設80cc的空氣槽54。該空氣槽54的80cc的容量與原來的39cc的容量合計為119cc，超過必要容量的0.1L。
    用圖17的流程圖說明對定位裝置從緊急停止處理開始到剎車為止的必要順序。
    各軸的剎車的閥門同時開閉。因此，各軸的剎車同時作動。在此有問題的是，到垂直軸的剎車作動為止的時間與到垂直軸的退避動作完成為止的時間的關係。如圖17的流程圖所示的，垂直軸的退避動作完成之後，垂直軸的剎車才作動是正確的順序。以下，按照各步驟進行說明。
    [步驟SA100]各軸的控制停止，剎車用閥關閉。
    [步驟SA102]垂直軸以外的剎車作動，剎車的排氣壓流入氣動平衡器。
    [步驟SA104]垂直軸的退避動作完成。
    [步驟SA106]垂直軸的剎車作動。
    然而，若根據前述的退避動作的原理，在剎車閥關閉的同時，垂直軸的退避動作開始，同時剎車也作動，故在退避動作的途中剎車就作動。如圖6所作之說明，氣動平衡器會產生非常大的力量，故若剎車的保持力較弱，氣動平衡器的力量較強，有可能即使剎車作動退避動作仍持續進行。然而，考慮到垂直軸的剎車此等用途，垂直軸的剎車應具有即使在停電時空氣源停止而氣動平衡器完全無效的狀況下，也能支持可動部的重量100Kg的保持力。因此，垂直軸的剎車保持力很強，若垂直軸的剎車作動，垂直軸的退避動作便不可能進行。
    另外，若在可動部的退避動作的途中以強力的剎車鎖定可動部，則急速停止所造成的巨大衝撃會施加於可動部與剎車。此為裝置的精度劣化或剎車的故障的原因之一，故確實地在垂直軸的退避完成之後使垂直軸的剎車作動的機構有其必要。
    圖18表示對圖16所示之定位裝置(搭載了3個直動軸的3維測量裝置)增設節流閥56的第5的實施態樣的另一變化實施例。
    該節流閥56，可用稱為流速控制器的構件，將流速限制在一定速度以下。在此所謂限制流速係指限制每單位時間所流動之空氣的流量。藉由該節流閥56，在垂直軸(Z軸6)的剎車閥(Z軸剎車用閥52z)關閉之後，限制從剎車的氣缸27(參照圖11)流出之空氣的流速。若限制空氣的流速，則氣缸27內的壓力會隨著時間經過慢慢降低，故可使彈簧29推壓活塞28而讓剎車作動的時間延遲。
    由於在作為垂直軸的Z軸6以外的軸亦即X軸2以及Y軸4的剎車用配管上並未設置該等節流閥56，故當剎車用閥(X軸剎車用閥52x、Y軸剎車用閥52y)關閉時，剎車立即作動，同時剎車的排氣壓(排氣)流入氣動平衡室23。若採用此方式，便可確實地在垂直軸(Z軸6)的退避動作完成之後使該垂直軸(Z軸6)的剎車作動，故可實現上述圖17之流程圖的流程。
    另外，若節流閥56的安裝位置如圖18所示的接近垂直軸(Z軸6)的剎車，則剎車配管內的空氣的大部分便可使用於垂直軸的退避動作，而不會造成浪費。
    本發明之定位裝置所使用的剎車用閥52(參照圖12、圖13)以電磁閥構成，用圖19說明該電磁閥開啟之狀態(剎車解除狀態)。
    圖19所示之剎車用電磁閥52a，一般係對內部所搭載之線圈52b通電以進行閥門52c的開閉。當對該線圈52b通電時固定鐵心52d會變成電磁石，而將可動部鐵心52e吸引靠近，閥門52c會偏向圖19之左側，排氣埠52f關閉。同時，空氣源44與剎車裝置25的管路導通，如虛線箭號所示的從空氣源44對剎車供給空氣，使剎車解除。
    圖20係表示圖19的剎車用電磁閥52a關閉而剎車作動之狀態。
    若阻斷線圈52b的電源，則固定鐵心52d失去磁力，故內建之彈簧52g將閥門52c拉回圖20之右側。當閥門52c位於圖20所示之位置時，剎車裝置25的排氣壓透過排氣埠52f流入氣動平衡室23。
    當失去電源時電磁閥52a必定會變成圖20所示之狀態，故停電時的電磁閥52a處於閥門關閉之狀態。因此，即使因為停電等而處於動力或控制裝置等構件之信號全部被阻斷的狀態，電磁閥52a仍會關閉而垂直軸必定進行退避動作。此意味著，圖17之流程圖所示的緊急停止的一連串程序不需要電源就能自動地實行，進而實現可靠度非常高的垂直軸退避動作。
    用圖21說明本發明之定位裝置的第6實施態樣所搭載之垂直軸的一個例子。
    空氣源44透過配管75供給空氣至可動部21所設之配管76。對空氣軸承所供給之空氣排出到氣動平衡室23內。另外，該空氣源44透過空氣配管73對垂直軸的剎車用電磁閥52a供給空氣。該剎車用電磁閥52a透過剎車用空氣配管72與剎車連接。另外，剎車用電磁閥52a的排氣埠透過配管74與氣動平衡室23連接。
    精密減壓閥58的2次側58d透過配管78與氣動平衡室23連接。剎車用電磁閥52a的排氣埠透過配管74與氣動平衡器連接。符號76係空氣軸承的配管。符號77係表示空氣軸承(向氣動平衡室23內)的排氣。符號78係將氣動平衡器與精密減壓閥(58)的2次側(58d)連接的配管。
    關於前述的停電時的垂直軸的退避動作，控制氣動平衡器之壓力的壓力調整裝置46(例如圖10所示之壓力調整裝置46)即使在停電時也能保持氣動平衡器之壓力此一前提有其必要。在停電的同時將氣動平衡室23之空氣排出的壓力調整裝置46，無法進行垂直軸的退避動作。
    具備不使用電力而將壓力保持固定之功能的壓力調整裝置46，設有精密減壓閥58。精密減壓閥58，從1次側58b吸入高壓的空氣，手動旋轉調整鈕58a而從2次側58d輸出經過調壓之空氣，係一般的使用方法。然而，當如圖5所示之定位裝置以空氣軸承將氣動平衡器密封時，由於從密封部分不斷地有空氣(空氣軸承的排氣)供給到氣動平衡室23，故如圖21所示的對精密減壓閥58的1次側58b的空氣供給便不需要。亦即，可將1次側58b塞住。此時的精密減壓閥58，將氣動平衡器的多餘空氣從精密減壓閥58的排氣埠58c排出，以使2次側58d的空氣壓力固定。可精密控制2次側58d的壓力的類型，特別稱為「精密減壓閥」，如氣動平衡器那樣，使用於些許壓力變化亦不允許之用途。另外，在可動部亦即垂直軸的重量會變動的裝置中，於該精密減壓閥58的調整鈕58a上安裝步進馬達(圖中未顯示)，以對應垂直軸的重量的方式自動控制2次側58d的壓力，使垂直軸的馬達負擔為最小。步進馬達，在其解析度的範圍內，即使切斷電源亦可保持位置，故可維持精密減壓閥58的壓力設定。
    當停電時，壓縮機等的空氣源44也停止，但供給壓力不可能馬上變成零，壓縮機本體或途中配管所積存之空氣應該還能供給至少數秒鐘。因此，停電之後的氣動平衡室23，至少在數秒鐘內，仍可藉由精密減壓閥58保持一定之壓力。圖17之流程圖所示的緊急停止時的垂直軸的退避動作的程序在1~2秒內完成，垂直軸的剎車作動以後，即使氣動平衡壓力完全歸零，可動部的位置也不會移動。因此，藉由設置精密減壓閥58，即使從空氣壓力的觀點來考量，亦可在停電時確實地執行垂直軸的退避動作。
    在空氣軸承這種無摩擦之軸承所保持的可動部21中，當瞬間改變形成密閉空間的氣動平衡室23的壓力時，氣動平衡器會進行如空氣彈簧的動作。若垂直軸的可動部21完全沒有衰減的要素，則退避動作的距離、可動部21的速度、氣動平衡器的驅動力以正弦波的方式變化，而形成圖22之曲線所示的相位關係。
    由圖22可知，當退避距離最大時，可動部21的速度為零，故可用圖18的節流閥56延遲剎車的作動時間，使垂直軸的剎車在該瞬間作動。然而，當正弦波的週期為T秒時，實際上T=0.3~0.6秒這麼短的時間，故施加前述之剎車的時點為T/2=0.15~0.3秒後，看準該瞬間使剎車作動並不現實。另外，在T/2秒後的時點，氣動平衡器的驅動力為向下最大值，從此點來看在該狀態下使剎車作動亦不理想。
    如圖21的定位裝置所示的在該精密減壓閥58與氣動平衡室23連接的狀態下，可動部的退避動作的距離、可動部的速度、氣動平衡的驅動力，如圖23之曲線所示。
    如前所述的，精密減壓閥58，總是朝抑制氣動平衡器的壓力變化的方向動作。因此，由於精密減壓閥58發揮著壓力變動之衰減要素的作用，故在T’秒後，垂直軸的退避動作、速度、驅動力也跟著安定(變動較少的穩定值)。由於實際的T’為0.5~2.0秒，故調整圖18的節流閥56使垂直軸的剎車的作動延遲2.0秒以上即可。這樣的調整並不會特別困難。
    由於藉由暫時改變氣動平衡器的壓力而實行的是退避動作，故亦可認為使氣動平衡的壓力保持一定的減壓閥，是可動部的退避動作的阻礙。可動部的退避動作最重要的是氣動平衡的壓力(驅動力)的提升，該壓力(驅動力)的提升，決定退避速度。
    比較圖22之曲線與圖23之曲線可知，緊急停止開始之後的動作完全相同，並未發現減壓閥58的有無造成影響。這是因為，相對於壓力變化，減壓閥58的應答速度略遲，然而很少會因為該應答的延遲而使減壓閥58妨礙到可動部的退避動作。因此，可想見即使減壓閥與氣動平衡器連接，退避動作的進行也不會有問題。
    以上，本發明的定位裝置，藉由限定垂直軸的驅動方向，特別是往上方向的垂直軸的退避動作，不用附加昂貴的裝置，亦可實現簡單且可靠度高的緊急停止時的垂直軸的退避動作。另外，在理論上，可用比馬達的驅動力更大之力進行退避動作此點，亦比習知方式更優異。
    1‧‧‧機床
    2‧‧‧X軸
    3‧‧‧X軸剎車
    4‧‧‧Y軸
    5‧‧‧Y軸剎車
    6‧‧‧Z軸
    7‧‧‧Z軸剎車
    8‧‧‧主軸
    10‧‧‧工具
    12‧‧‧工作件
    14‧‧‧測量探針
    16‧‧‧測定物
    20‧‧‧固定部
    21‧‧‧可動部
    22‧‧‧軸承面
    23‧‧‧氣動平衡室
    24‧‧‧軸承面
    25‧‧‧剎車裝置
    26‧‧‧剎車軌道
    27‧‧‧氣缸
    28‧‧‧活塞
    29‧‧‧彈簧
    30‧‧‧剎車塊
    40‧‧‧控制裝置
    42‧‧‧緊急停止開關
    44‧‧‧空氣源
    46‧‧‧壓力調整裝置
    48‧‧‧閥門
    49‧‧‧止動栓
    50‧‧‧空氣槽
    52‧‧‧剎車用閥
    52a‧‧‧剎車用電磁閥
    52b‧‧‧線圈
    52c‧‧‧閥門
    52d‧‧‧固定鐵心
    52e‧‧‧可動部鐵心
    52f‧‧‧排氣埠
    52g‧‧‧彈簧
    52x‧‧‧X軸剎車用閥
    52y‧‧‧Y軸剎車用閥
    52z‧‧‧Z軸剎車用閥
    53‧‧‧止動栓
    54‧‧‧空氣槽
    56‧‧‧節流閥
    58‧‧‧精密減壓閥
    58a‧‧‧調整鈕
    58b‧‧‧1次側
    58c‧‧‧排氣埠
    58d‧‧‧2次側
    59‧‧‧排氣埠
    60‧‧‧空氣配管
    61‧‧‧空氣配管
    62‧‧‧空氣配管
    63‧‧‧空氣配管
    64‧‧‧空氣配管
    70‧‧‧配管
    71‧‧‧空氣配管
    72‧‧‧空氣配管
    72x、72y、72z‧‧‧空氣配管
    72x’、72y’、72z’‧‧‧空氣配管
    73‧‧‧空氣配管
    74‧‧‧配管
    75‧‧‧配管
    76‧‧‧配管
    77‧‧‧排氣
    78‧‧‧配管
    80‧‧‧信號線
    81‧‧‧信號線
    82‧‧‧信號線
    83‧‧‧信號線
    A-A、B-B‧‧‧剖面線
    SA100、SA102、SA104、SA106、SB01~SB05‧‧‧步驟
    圖1係表示作為本發明之定位裝置的一個實施例的工作機械。
    圖2係表示作為本發明之定位裝置的一個實施例的3維測量裝置。
    圖3係工具或測量探針無法在垂直軸上自工作件或被測定物退避開之態勢的說明圖。
    圖4A以及圖4B係表示本發明之定位裝置的第1實施態樣所搭載之垂直軸的一個實施例的前視圖以及側視圖。
    圖5係表示圖4B之A-A線段的剖面圖。
    圖6係表示氣動平衡室內的壓力與氣動平衡器的驅動力的關係的一個例子。
    圖7係本發明之定位裝置的第2實施態樣的說明圖。
    圖8係在圖7的定位裝置中的閥門，藉由其止動栓的位置，使空氣槽與空氣源連接之狀態的說明圖。
    圖9係在圖7的定位裝置中的閥門，藉由其止動栓的位置，使空氣槽與氣動平衡室連接之狀態的說明圖。
    圖10係本發明之定位裝置的第3實施態樣的說明圖。
    圖11A以及圖11B，係圖10之B-B線段的剖面圖，且係在圖10的定位裝置中的剎車裝置分別處於剎車解除時以及剎車作動時之狀態的說明圖。
    圖12係在圖10的定位裝置中的剎車用閥打開，工作機械或3維測量裝置受到驅動之狀態的說明圖。
    圖13係在圖10的定位裝置中的剎車用閥關閉，使工作機械或3維測量裝置緊急停止之狀態的說明圖。
    圖14係作為本發明之定位裝置的一個實施例的搭載了3個直動軸的3維測量裝置的第4實施態樣的說明圖。
    圖15係作為本發明之定位裝置的一個實施例的搭載了3個直動軸的3維測量裝置的第5實施態樣的說明圖。
    圖16係表示對圖15所記載之定位裝置(搭載了3個直動軸的3維測量裝置)不變更配管但增設空氣槽的第5實施態樣的一個變化實施例。
    圖17係對定位裝置從緊急停止處理開始到施加剎車為止的必要順序的流程說明圖。
    圖18係表示對圖16所示之定位裝置(搭載了3個直動軸的3維測量裝置)增設節流閥門56的第5實施態樣的另一變化實施例。
    圖19，係圖12或圖13所示之剎車用閥以電磁閥構成，而該電磁閥開啟之狀態的說明圖。
    圖20係圖19的剎車用電磁閥關閉而剎車作動之狀態的說明圖。
    圖21係表示本發明之定位裝置的第6實施態樣所搭載之垂直軸的一個實施例的剖面圖。
    圖22係退避動作的距離、可動部的速度、氣動平衡器的驅動力以正弦波形變化的說明圖。
    圖23係在精密減壓閥與氣動平衡器連接之狀態下的退避動作、速度、驅動力的變化的說明圖。
    圖24係習知技術之緊急停止的流程圖。
    20‧‧‧固定部
    21‧‧‧可動部
    40‧‧‧控制裝置
    42‧‧‧緊急停止開關
    44‧‧‧空氣源
    46‧‧‧壓力調整裝置
    60‧‧‧空氣配管
    70‧‧‧配管
    80‧‧‧信號線
    81‧‧‧信號線
    A-A‧‧‧剖面線
    权利要求:
    Claims (10)
    [1] 一種定位裝置，其具備驅動垂直軸的伺服馬達、控制該伺服馬達的控制裝置以及抵銷該垂直軸自重的氣動平衡器，其特徵為更包含：空氣供給源，其對該氣動平衡器供給空氣；壓力調整裝置，其使用該空氣供給源所供給之空氣以調整該氣動平衡器的壓力；以及氣動平衡壓力變更部，當該定位裝置因為緊急停止、停電或其他操作使該伺服馬達的激磁解除時，其改變該氣動平衡器的壓力，使該垂直軸朝避免隨著該垂直軸移動之構造部與其他構造物碰撞或減少碰撞的方向移動。
    [2] 如申請專利範圍第1項之定位裝置，其中，該氣動平衡壓力變更部，藉由氣動平衡器的壓力變化產生該伺服馬達的推力以上的力。
    [3] 如申請專利範圍第1項之定位裝置，其中，該氣動平衡壓力變更部，係與氣動平衡器連接的壓力調整裝置。
    [4] 如申請專利範圍第1項之定位裝置，其中，該氣動平衡壓力變更部係由空氣槽與閥門所構成，該空氣槽可儲存一定量之比氣動平衡器之壓力更高或更低之壓力的空氣，該空氣槽透過該閥門與該氣動平衡器以配管連接。
    [5] 如申請專利範圍第1項之定位裝置，其中，該垂直軸具備當空氣壓力供給時剎車解除、當空氣壓力釋放時剎車作動的剎車裝置，對該剎車裝置所供給之空氣，從遠比該氣動平衡器之壓力更高的空氣源透過閥門供給；該閥門具備釋放閥門關閉時之殘壓的排氣埠，且具備該閥門關閉時該剎車裝置的殘壓透過閥門的該排氣埠流入該氣動平衡器的管路。
    [6] 如申請專利範圍第5項之定位裝置，其中，具備有別於該垂直軸的至少一個的直動軸或旋轉軸，該直動軸或旋轉軸具備當空氣壓力供給時剎車解除、當空氣壓力釋放時剎車作動的剎車裝置，且具備各個閥門同時開閉，當閥關閉時各個剎車的殘壓透過該排氣埠流入氣動平衡器的管路。
    [7] 如申請專利範圍第6項之定位裝置，其中，將該剎車裝置與該閥門連接之空氣配管的至少一個，形成可在配管內儲存空氣的構造。
    [8] 如申請專利範圍第5至7項中任一項之定位裝置，其中，該垂直軸的剎車裝置，在剎車作動時排出空氣之管路上安裝節流閥，限制該排出之空氣的流速，以遲延垂直軸的剎車的作動時間。
    [9] 如申請專利範圍第5至7項中任一項之定位裝置，其中，該閥門係電磁閥，當該電磁閥的電源為ON時對剎車裝置供給空氣，剎車解除，當電磁閥為OFF時剎車作動。
    [10] 如申請專利範圍第1項之定位裝置，其中，該氣動平衡器與精密減壓閥的2次側連接，調整壓力，使該氣動平衡器的壓力為固定。
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