JP2013233645A - ロボット装置の位置監視用モニタ装置及びこのモニタ装置を具える生産システム - Google Patents

ロボット装置の位置監視用モニタ装置及びこのモニタ装置を具える生産システム Download PDF

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Abstract

【課題】ロボット装置及びロボットアームの特定の位置の能動的な検出及び監視の双方又は何れか一方を達成しうるようにする。
【解決手段】少なくとも2つの運動軸を有するロボット装置の所定位置の監視及び検出の双方又は何れか一方を行うモニタ装置を提供する。
このモニタ装置は、少なくとも2つのセンサ(15、16)を有し、これらのセンサのうちの第1のセンサ(15)は、主支持体(9)の水平方向位置及び回転位置の双方又は何れか一方を検出するように規定されており、第2のセンサ(16)はロボットアーム(11)の規定の水平方向位置を検出するように規定されている。モニタ装置は更に、ロボット装置(5)の水平運動範囲及び旋回範囲の双方又は何れか一方の範囲内に配置された第1のセンサ(15)に対し選択的に配置したセンサ能動面(17a、18a、18b)を有している。
【選択図】図2

Description

本発明は、少なくとも2つの運動軸(軸線)を有するロボット装置であって、垂直軸(Z軸)を中心として回転しうる主支持体とこの主支持体により支持されたロボットアームとを具える当該ロボット装置の所定の位置の監視及び検出の双方又は何れか一方を行うモニタ装置に関するものである。本発明は更に、このようなモニタ装置の1つを有する生産システムにも関するものである。
例えば、生産システムにおけるロボット装置を安全に操作させるには、ロボット装置の運動(動き)による操作人への如何なる傷害をも安全に排除するように予防処置を講じる必要がある。これらの予防処置には、殆どの場合、光バリア、リミットスイッチ等のようなアクティブシステムに加えて、セーフティフェンス(安全上の囲い)の形態のある種のバリアも含まれる。このバリアが、対応するロボット装置の運動領域内に配置されている場合、ロボットアームが故障により又はロボットアームのプログラミングエラー或いは動作エラーによりバリアを突き抜けるおそれが生じないようにするのに必要とするように、ロボット装置、すなわちロボットアーム又はグリッパ或いはワークピースがこのバリアを突き抜けることができないように、バリアを充分丈夫にする必要がある。勿論、極めて大きな移動運動が含まれるこのようなバリアにある複雑性は膨大であること明らかである。その理由は特に、一般的なロボット装置によっては工具や特に100kg以上にもなる重量のワークピースを輸送する必要があるのが通常である為である。バリアをロボット装置の運動領域の外部に位置させることができること勿論であるが、このことは、特に機械工具や、クリブ(crib)等に整然としたアクセスを行う占有領域(設置面積)を最小にする必要がある場合の生産管理にとって許容しがたいものである。
320°の回転軸と放射軸とを有し、ロボットアームが回転しうるとともに放射方向に移動しうるようにした工業用ロボット装置は、欧州特許出願公開第0122147号明細書(特許文献1)に開示されており既知である。この特許文献1の図1〜5に示されているような放射軸アセンブリRには、可動式キャリッジ22と、レール62及び64を有する二重レール案内システムと、ボールねじ駆動システム30と、駆動モータ42、タコメータ44及びレゾルバ46を有するDCサーボ駆動装置40とを支持している水平アーム構造体20を具えている。この水平アーム構造体20はグリッパGで終端している。可動式キャリッジ22には、移動式プロキシミティ(近接)スイッチ24の一端が固定されているとともに、この一端は可動式キャリッジ22の所定の移動距離に亘って延在している連続プロキシミティターゲットプレート25と整列されている。プロキシミティターゲットプレート25の端部28及び29は可動式キャリッジ22の移動制限端部を規定している。プロキシミティスイッチ24がプロキシミティターゲットプレート25を越えて移動すると、プロキシミティスイッチ信号が制御コンソールRCに戻るように送信され、この制御コンソールRCが工業用ロボット装置の駆動モータを不作動状態にする。この不作動状態は、プロキシミティスイッチ24に対する配線が破断又は損傷した場合にも生じる。可動式キャリッジ22にはホーム位置プロキシミティスイッチ26も固着されており、このプロキシミティスイッチ26は、制御コンソールRCがホーム探求命令を発生した場合に可動式キャリッジ22に対するホーム位置を指示すのに用いられる。放射軸アセンブリRは、プロキシミティスイッチ26がプロキシミティターゲットプレート27を検出するまで可動式キャリッジ22をシータ軸アセンブリTの方向に移動させることにより、ホーム探求命令に応答している。するとプロキシミティスイッチ26が信号を制御コンソールRCに送信し、この制御コンソールRCがレゾルバ45のゼロ位置を探求する。これにより最終的に可動式キャリッジ22をそのホーム位置に位置させる。このホーム位置は、制御コンソールRCのメモリ内に記憶された全てのプログラム情報の開始位置に対する基準として作用する。放射軸アセンブリRに取り付けられた移動式プロキシミティスイッチ110の一端はシータ軸アセンブリTのハウジング82に固着されたターゲットプレート112を追跡する。図8から明らかなように、ターゲットプレート112は約320°の角度を覆っている。他のリミットスイッチ110は、制御コンソールRCに信号伝達することにより移動(回転運動)の範囲の移動限界113及び115の端部を検出して駆動モータを不作動状態にする。従って、このロボット装置の場合でも、放射軸、回転軸及びキャリッジの端部位置を検出する。
米国特許第4,795,957号明細書(特許文献2)には、X及びY方向にシフト及び回転させるためのテーブル14が設けられた従来のロボット装置10が開示されている。この特許文献2の図1及び2から明らかなように、ロボットアーム20が2本の経路56によりAC電源に電気接続されており、これらの経路のうちの1本の経路には、直列接続された3つのスイッチS1、S2、S3が設けられている。これら3つのスイッチS1、S2、S3の各々は、ロボットアームが所定の位置を逸脱すると直ちに機械的に動作されて閉成位置から開放位置に移され、その結果、電源が遮断状態となる。
欧州特許出願公開第0122147号明細書 米国特許第4,795,957号明細書
従って、本発明の目的は、上述した技術分野に対するモニタ装置であって、特に如何なる安全バリアに対してもアクセス及びピッキングを安全に行なうように簡単に構成する必要があるこの必要性を簡単にするように、ロボット装置及びロボットアームの特定の位置の能動的な検出及び監視の双方又は何れか一方を達成しうるようにする当該モニタ装置を提供することにある。
この目的は、請求項1に記載の特徴事項により達成される。本発明のこの請求項1に記載してあるように、モニタ装置は、少なくとも2つのセンサとこれらのセンサに割り当てられたセンサ能動面とを有しており、このモニタ装置はロボット装置に、所定の移動を実行させるイネーブル信号を1つのセンサと他の1つのセンサとの双方又は何れか一方に得られる信号の関数として送給するようになっており、第1のセンサは主支持体の水平方向位置及び回転位置の双方又は何れか一方を検出するように規定されており、第2のセンサは、特にロボットアームの引っ込んだ休止位置におけるこのロボットアームの所定の水平方向位置を検出するように規定されており、この第2のセンサに対するセンサ能動面は、第1のセンサに対するロボット装置の選択能動面とは独立させて、ロボット装置の水平運動区域及び旋回区域の双方又は何れか一方の中に配置させる。
この設計によれば、一方では、少なくとも2つの運動軸を有するロボット装置の特定位置を能動的に監視又は検出するか、或いはこれらの双方を行うようにする基本的な要件が達成され、他方では、所定の範囲内でのみ規定の移動を実行しうるようにロボット装置が起動(能動化)されるようになる。
本発明の要点には、一方では、第1のセンサに対するセンサ能動面をロボット装置の許容移動区域内にロボット装置とは独立させて選択的に配置しうるようにすることが含まれるものであり、従って、第1のセンサが起動されると、ロボット装置自体とロボットアームとの双方を移動させうる、特に延長させることができるようになる。これに加え、第2のセンサによれば、ロボットアームの規定の水平方向位置、特にその引っ込んだ休止位置を検出することができる。2つのセンサ信号を評価することにより、ロボット装置自体とロボットアームとの双方又は何れか一方を移動させる必要があるかに関し、又はロボット装置の如何なる移動をも一般に禁止して最終的に操作人に損傷が及ばないようにするかどうかに関し、区別することができる。
ロボットアームの水平移動によりこのロボットアームが臨界域に入るのを阻止するのに、例えば光バリアが用いられ、この光バリアが遮られると直ちにロボット装置又はロボットアームの如何なる運動も停止されるようにされた従来のシステムと相違して、本発明によれば、特定の区域、すなわち安全区域内でのみ、ロボット装置又はロボットアームが如何なる水平移動をも実行しうるようにしてあり、しかも例えば、モニタ装置の構成素子が故障したことによりロボットアームが延長した場合でも、ロボットアームが侵入禁止区域に入らないようにされている為、当事者の如何なる人も又は操作人が遭遇する如何なる危険状態をも回避するようになる。
ロボット装置又はその主支持体の水平方向位置は直接監視する必要はなく、その代り、少なくとも1つの素子を介し、位置に関して、例えば、ロボット装置の底板又はフーチングとしうる主支持体の水平方向位置の表示を与えることもできることを理解すべきである。
本発明の特に好適な例では、第1のセンサに割り当てられた対応のセンサ能動面を位置的に固定配置し、ロボット装置がある種の移動を実行しうるようになっている区域を規定するようにする。
本発明の他の例では、第1のセンサに割り当てられたセンサ能動面を1つの軸に沿って移動しうるように配置し、これによりある種の素子、例えば、ドアの位置を検出しうるようにする。
本発明のモニタ装置の他の1つの好適例では、少なくとも個々のセンサをデジタルプロキシミティスイッチとして構成し、これらのスイッチは、起動されると1の出力信号が得られるようにし、このことが全体で特に簡単で低価格の解決策を表すようにすることを提案する。
本発明のモニタ装置の他の例では、少なくとも1つのセンサを光センサとし、この光センサによりロボット装置の所定の位置を検出しうるようにすることを提案する。光センサの場合、この光センサとこれに割り当てられたセンサ能動面との間に大きな間隔を形成しうるという利点が得られる。
本発明の他の好適例では、センサに接続された検出コントローラであって、ロボット装置を制御する検出コントローラをモニタ装置に設け、この検出コントローラが、第1のセンサ及び第2のセンサの双方又は何れか一方が起動された場合のみロボット装置を自由に移動しうることを示すようにする。このような検出コントローラはセンサ信号を評価してロボット装置の運動を直接制御する。
検出コントローラは、第1のセンサが起動され、従って、ロボットアームが基本的に延長される区域を決定しうるまで、ロボットアームの如何なる運動をも可能化されないように、ロボット装置を制御するようにするのが好ましい。
更に、検出コントローラは、第2のセンサが起動され、従って、ロボットアームが引き込まれた際にのみロボット装置を移動させうる場合のみ、ロボット装置を全体として水平方向に移動させうるように、ロボット装置を制御するようにするのが好ましい。
第1のセンサに割り当てられたセンサ能動面は、ロボットアームの許容された運動の区域内、特にフロアの領域や、特に機械工具及びこれらのクリブの双方又は何れか一方の領域内に配置し、これによりロボット装置が機械工具及びこれらのクリブの双方又は何れか一方を組み立てできるようにするのが好ましい。
ロボット装置が移動せずに旋回しうるように配置されている場合には、ロボット装置の旋回区域内に配置され且つ第1のセンサに割り当てられた湾曲状態のセンサ能動面をモニタ装置が有し、これによりロボットアームが基本的に延長しうるロボット装置の旋回範囲内の特定の部分を選択しうるようにするのが好ましい。
第2のセンサは、この第2のセンサに割り当てられたセンサ能動面が配置されているロボットアームを支持している垂直スライド部材上に配置し、ロボットアームがその引っ込んだ休止位置になると直ちに第2のセンサに1の信号を出力し、従って、ロボットアームの引っ込んだ休止位置を監視する特に簡単な解決策が得られるようにするのが好ましい。
一方向(Y方向)に移動するように配置されたロボット装置の水平方向位置を監視する本発明のモニタ装置の他の例では、このモニタ装置が、Y方向に対し平行な方向に又は横方向に或いはこれらの双方の方向に延在し且つ第1のセンサに割り当てられたセンサ能動面を有し、これによりセンサ能動面を迅速且つ簡単に取り付けるための簡単且つ費用効率の良い設計を可能にする。
本発明のモニタ装置の他の好適例は、ロボット装置の所定の位置の監視及び検出の双方又は何れか一方を行うのに役立つものであり、ロボット装置の主支持体は、底板上の回転自在のフーチングにより支持されており、底板上には少なくとも2つのセンサが互いにある角度で配置されており、主支持体の所定の回転位置においてこれらセンサの1つが起動されるようにこれらのセンサと協働するセンサ能動面が配置されているようにする。この変形例は、ロボット装置が極めて少ない位置のみをアクセスする必要がある場合の状態において特に適している。
ロボット装置の主支持体が底板上の回転自在のフーチングにより支持されており、一方向(Y方向)で移動するこのロボット装置を監視する場合には、モニタ装置は、ロボット装置の底板上で互いにある角度で配置されている少なくとも2つのセンサを有し、Y方向におけるロボット装置の所定のシフト位置でこれらセンサの1つが起動されるようにするのが好ましい。この例は、ロボット装置が極めて少ない位置のみをアクセスする必要がある場合の更に簡単な変形例である。
特に好ましくは、ロボット装置のロボットアームが水平方向にシフトでき且つ主支持体に関しては1つの軸に沿ってのみシフトしうるようにしたこのロボット装置を監視するのにモニタ装置が役立つようにする。このようなロボット装置の場合、第2のセンサによりロボットアームの引っ込んだ水平位置を監視するのが特に簡単となる。更に、主支持体に関するロボットアームの水平方向移動は、バリアに向かう方向、従って、操作人を危険にさらす方向としうる動きである。
本発明の更なる目的には、ロボット装置により、特にロボットアームによりクリブや機械工具から離れる方向の禁止された如何なる水平方向移動をも実行されるのを信頼的に回避することにより、生産システムのロボット装置を安全に動作させうるようにするモニタ装置を提供することを含める。
この目的は、少なくとも2つのセンサを有するモニタ装置が設けられた生産システムであって、ロボット装置により組み立てられるクリブ又は機械工具の区域内にセンサ能動面が配置され、ロボット装置が対応するクリブ又は対応する機械工具の装填(ローディング)区域又は取り外し(アンローディング)区域内に入ると第1のセンサが起動され、第2のセンサは、ロボットアームの規定の水平位置、特にロボットアームの引っ込んだ休止位置を検出しうるようにロボット装置上に配置され、これによりロボット装置が、機械工具又はクリブの区域内のみにおいてある種の移動を実行しうるようになっている生産システムにより達成される。
生産システムの1つの好適例においては、センサが起動された際に、ロボット装置を所定量だけ移動させうるか又は所定角に亘って旋回させうるか、或いはこれらの移動及び旋回の双方を達成しうるように、各センサ能動面の水平方向範囲を選択し、これにより基本的に、組み立てるべきクリブ又は機械工具の全ての区域をロボット装置がアクセスしうる距離だけこのロボット装置を移動させうるようにする。
生産システムの他の好適例では、ロボットアームが引っ込んだ休止位置になると第2のセンサが起動され、これにより生産システムの安全性の確実性を高めるようにする。
生産システムの他の有利な例では、2つのセンサのうちの少なくとも1つが起動状態に入った場合のみ、検出コントローラがロボット装置に運動許可を与え、これによっても生産システムの安全性の確実性を高めるようにするのが好ましい。
生産システムの他の好適例では、2つのセンサの何れも起動状態にない場合に、検出コントローラによりロボット装置へ運動許可を与えるのを即座に否定し、これにより、ロボット装置が既に移動している場合もこのロボット装置を即座に停止させ、操作人に対する如何なる危険も排除するようにする。この予防措置によれば、モニタ装置の構成素子の1つに欠陥がある場合にロボット装置の如何なる移動をも禁止させ、この場合も同様に、最終的に生産システムの安全性の確実性に寄与するものである。
本発明の更なる有利な実施例や特徴事項の組み合わせを以下に詳細に説明するとともに、特許請求の範囲に全体的に開示する。
図1は、従来技術として構成した生産システムを示す頂面図である。 図2は、図1に示す生産システムを、本発明によるモニタ装置の第1の実施例と共に示す頂面図である。 図3は、図2に示す生産システムの更なる頂面図である。 図4は、図2に示す生産システムの第1の側面図である。 図5は、図2に示す生産システムの他の側面図である。 図6は、他の生産システムを、本発明によるモニタ装置の他の実施例と共に示す頂面図である。 図7は、本発明によるモニタ装置の他の例と共に示すロボット装置の斜視図である。 図7aは、図7に示すロボット装置の一部を示す拡大図である。 図7bは、図7に示すロボット装置の他の一部を示す拡大図である。 図8は、本発明の生産システムの他の実施例を示す斜視図である。
図面間で全ての同じ部分には同じ符号を付してあることを理解すべきである。
図1を参照するに、この図1には従来技術として構成した生産システム1を線図的に頂面図で示してある。この生産システム1は例えば、機械工具2aと、2つのクリブ3a及び3bと、フェンスである囲い4と、ロボット装置5とを具えている。ロボット装置の用語は、各々の場合において、あらゆる実施例としてのマニピュレータを表すものとして用いることを理解すべきである。
クリブ3a及び3bは工具及びワークピースの双方又は何れか一方を収容する作用をする。含めることのできる機械は、確定的に記載するものではないが、例えば、浸食機械、フライス盤、研削盤、検量機械又は旋盤とすることができる。適切なロボット装置の一例は、4つの軸を有するロボット装置、すなわち3つの平行移動軸X、Y及びZと回転軸Cとにおいて移動しうる結合素子(グリッパ装置)である。ロボット装置5は底板6を有し、この上には主支持体9がフーチング7により垂直に直立させられている。垂直軸を中心として回転しうるこの主支持体上には、垂直方向に移動しうる垂直スライド部材(図示せず)が装着されている。この垂直スライド部材上には、水平に移動する片持ち梁のロボットアーム11が装着されており、このロボットアームは、線図的に示す工具及びワークピースの双方又は何れか一方(以後簡単化のためにワークピースと称する)13を把持及び保持する作用をするグリッパ12で終端している。更に、ロボットアーム11a、グリッパ12a及びワークピース13aと一緒にした主支持体9の回転状態を破線で示してある。特に囲い4に向かう方向における、主支持体9に対するロボットアーム11aの如何なる水平方向の運動も単一の軸で、すなわち直線状の水平軸に沿ってのみ行うことができるものである。このようなロボット装置を構成する基本は既知である為、更なる詳細な説明は省略する。
囲い4内に配置されたロボット装置5は特に、ワークピース13を機械工具2aに送給したり機械工具2aから取り出したりするとともに、これらワークピース13をクリブ3a及び3bから取り出したりクリブ3a及び3bに送給したりする作用をする。
占有領域(設置面積)を考慮すると、囲い4は通常、ロボット装置が届く範囲内でできる限りロボット装置から離して配置する。その理由は、このような囲い4は安全フェンスとして構成する必要があり、操作人による如何なる危険なアクセスをも阻止するも、ロボットアーム11又はそのグリッパ12がある種の工具又はワークピースとともに囲い4を突き抜けることができないようにする必要がある為である。このようにすることが必要なのは、ロボットアーム11aを延長させた状態でロボット装置5を回転させた場合に、囲い4がこれに対応して丈夫に構成されていないと、グリッパ12a又は何らかのワークピース13aが囲い4を突き抜けて操作人の生命や手足に危険を及ぼすおそれを生ぜしめる為である。移動に際しての工具又はワークピースの重量が重いことを考慮すると、このような囲い4を設ける場合の複雑性は多大なものである。その理由は特に、100kg以上の重量にもなる工具、特にワークピースを一般的なロボット装置により操作する必要がある為である。
次に図2を参照するに、この図2は、図1に示すような生産システムを本発明によるモニタ装置の第1の実施例と共に線図的に示す頂面図である。このモニタ装置は、第1のセンサ15と、第2のセンサ16と、水平配置の3つのセンサ能動面17a、18a、18bと、垂直配置のセンサ能動面19と、接続ライン22により示してあるようにセンサ15、16とロボット装置5との双方に接続した検出コントローラ21とを具えている。第1のセンサ15はロボット装置5の底板6の上に配置されているとともに、第2のセンサ16は垂直スライド部材(図示せず)に固定されている。
水平配置の3つのセンサ能動面17a、18a、18bはフロアの領域内に固定されたロボット装置とは独立して配置され、第1のセンサ15がロボット装置5の回転時に対応するセンサ能動面17a、18a、18bにほぼ沿って、すなわちその上方を移動し、この第1のセンサ15が対応するセンサ能動面17a、18a、18bと協働するようになっている。ロボット装置とは独立してとは、センサ能動面17a、18a、18bがロボット装置自体の上に配置されておらず、従って、ロボット装置の移動にも含まれないことを意味している。
2つのセンサ15、16はデジタルプロキシミティスイッチとして構成されており、これらがセンサ能動面の付近にない限り信号UA0が出力端に得られるようになっている。第1のセンサ15と、関連のセンサ能動面17a、18a、18bとの間が臨界的な最小間隔を越えると直ちに、信号UA1が第1のセンサ15の出力端に得られる。この状態は、第2のセンサ16とロボットアームの端部に垂直配置されたセンサ能動面19との間の状態と同様である。ロボットアーム11が引っ込んだ休止位置にとどまると、すなわち後方に引っ込まれると直ちに、信号1が第2のセンサ16の出力端に得られる。しかしこの状態において、前述したセンサ能動面19のみが第2のセンサ16と協働するようになりうる。第1のセンサ能動面17aは、ロボット装置5が機械工具2aと対面すると第1のセンサ15が起動されるように構成されているとともに機械工具2aの前に配置されている。第1のセンサ15が起動されると直ちに、ロボット装置5が検出コントローラ21により使用可能化され、ロボットアーム11は特に水平方向の移動で機械工具2aを装填したり取り外したりするように移動しうるようになる。ロボットアーム11が引っ込み位置にあると、すなわち第2のセンサ16が、割り当てられたセンサ能動面19により起動されると、ロボット装置5は全体として一方向(Y方向)で水平に移動できるとともに、垂直軸(Z軸)を中心として回転しうる。
第1のセンサ能動面17aは、第1のセンサ15が起動された際にロボット装置が機械工具2aに面する所定の角度に亘って旋回し、従って、機械工具2aの全ての領域に安全にアクセスしうるような長さを有している。このことは、クリブ3a、3bに面するように配置されているとともに所定の角度に亘ってロボット装置5を回転/旋回させるように屈曲/湾曲させて構成した2つのセンサ能動面18a、18bにも同様に適用する。
センサは、センサ能動面により、すなわち導電性金属の形態のダンピング材料により影響されうる電磁界を発生させることにより、誘導性に基づいて機能するようにするのが好ましい。センサとこのセンサ能動面(金属)との間の規定の最小間隔が実現されると直ちに、センサ15、16の出力信号UAが0から1に変化する。プロキシミティスイッチとして作用するようなセンサには多くの異なる例があり、しかもセンサにより放出される電磁界に影響を及ぼすその形状及び材料にも多くの異なるものがある為、ここでの説明はセンサ及びセンサ能動面にのみ関するものであり、この説明にはあらゆる例のプロキシミティスイッチ等を含むものであることを理解すべきである。
センサ能動面は、対応して配置するも如何なる場合にも受動的に構成するのが好ましい金属のシート又は被膜により構成するのが好ましい。
第1のセンサ15と第2のセンサ16との双方がセンサ能動面17a、19の能動化領域内に位置している図2に示すような状態では、これらの双方のセンサの出力端に1の信号UAが得られる。ロボット装置5を回転させることを許可されたか又はロボットアーム11を水平方向に延長させることを許可されたかを、或いはこれらの双方が許可されたかを決定するために、検出コントローラ21により、2つのセンサの一方に1の信号UAが得られたか否かを検査する。この状態が(第1のセンサの信号UA+第2のセンサの信号UA≧1)であると、ロボット装置5を移動させることができる。しかし、第1のセンサと第2のセンサとの双方又は何れか一方が起動状態にある場合のみ、常に如何なる移動も可能化されるが、この状態は動作中に生じるべきでない状態である。
第2のセンサ16と関連するセンサ能動面は、設けるセンサに応じては必ずしも“面”に限定する必要はなく、第2のセンサがプロキシミティ状態になった際に応答する物体、本体、スポット領域等が提供されれば十分であることを理解すべきである。しかし、第1のセンサ15に関しては、ある表面積、従って、ある範囲を有するセンサ能動面が必要である。しかし、このような面は複数の小さな面積又は複数のスポットから形成しうること勿論であることを理解すべきである。又、誘導センサに加えて、容量、磁気、光又は超音波に基づくセンサを用いることができることも理解すべきである。
検出コントローラ21は必ずしも個別のユニットとして構成する必要はなく、機械式コントローラの構成素子とすることができることを理解すべきである。
図3を参照するに、この図3はモニタ装置と一緒の図2に示す生産システムを示しているが、この場合、ロボット装置5は、ロボットアーム11を部分的に延長させた状態で回転位置に示してある。第1のセンサ15はセンサ能動面17a、18a、18bの能動範囲内にない為、ロボット装置5は旋回することを許容されているだけであるが、これはロボットアーム11が引っ込み状態にあり、第2のセンサ16がセンサ能動面19により起動されている場合のみである。しかし、図3に示す状態では、ロボットアーム11は部分的に延長しており、その結果第2のセンサ16はもはやセンサ能動面19の能動範囲内にない。ロボットアーム11を更に延長させると、これが囲い4を突き抜けるおそれがあり、このことはあらゆる場合に確実に禁止させる必要がある。その理由で、図3に示す状態のロボット装置を即座にスイッチオフさせる。スイッチオフされる理由は、2つのセンサの出力信号を加えることにより0(第1のセンサの信号UA+第2のセンサの信号UA=0)が得られ、従ってもはや条件(第1のセンサの信号UA+第2のセンサの信号UA≧1)を満足しない為である。2つのセンサの出力信号を加えることにより0が得られると、このことにより直ちに、エラー信号により示されるようにロボット装置を停止させる。
従って、この場合モニタ装置は本質的に常に安全なものとなる。その理由は、ロボット装置の如何なる運動をも完全に許容するにはセンサ15、16の少なくとも1つが1の出力信号UAを有する必要がある為である。これにより、センサが故障したり、接続リード線が開路状態になったり、ソフトウェアが機能不良になったり、等した場合でも、ロボット装置は、禁止動作状態になったり、操作人にとって危険な状態になったりするのを常に回避しうるようにする。
しかし、センサ信号を判断することにより、ロボット装置の所定の位置を検出することができる。
上述したようなクリブ及び機械工具に加えて、一般的なロボット装置も、装填及び取り外しの双方又は何れか一方を行う装備ステーションや、装填ステーションや、インフィード及びアウトフィード個所に適しているが、これらに限定されるものではない。
次に図4を参照するに、この図4は、ロボット装置をモニタ装置の主たる構成素子と一緒に示す側面図である。この図4からは、主支持体9に加えて、ロボット装置5の垂直スライド部材10があり、特にセンサ15、16の配置及びこれらのセンサ15、16に対するセンサ能動面17a、18bの割り当てが明らかとなる。第1のセンサ15は機械的な接続ライン22によりロボット装置5のフーチング7に固定されている。ロボット装置5を旋回させると、第1のセンサ15がフーチング7と一緒に回転する。センサ能動面17a、18bはほぼ水平に、すなわちこれらが支持体により固定されているフロアに対しほぼ平行に向いており、センサ能動面17a、18bと第1のセンサ15との間に垂直方向で特定の間隔が存在している。第2のセンサ16はほぼ垂直に向けてロボットアーム11の後側に固定されている。第2のセンサ16に割り当てられたセンサ能動面19は垂直スライド部材10に固定連結されている。本例では、第1のセンサ15はセンサ能動面17aにより起動され、第2のセンサ16はセンサ能動面19により起動される。このことが双方のセンサ15、16の出力端に1の信号UAが得られる理由である。
次に図5を参照するに、この図5には図4に示す生産システムを示しているが、この場合、第1のセンサ15がセンサ能動面17aにより起動されるが、対応のセンサ能動面19が離れすぎている為に第2のセンサ16が起動されない前方延長位置にあるロボットアーム11を表している。このことが、1の信号UAが第1のセンサ15の出力端に生じるとともに、0の信号UAが第2のセンサ16の出力端に生じる理由である。
基本的には、センサを、特に第1のセンサをロボット装置の側部上に配置することができ、センサのセンサ能動面も必要に応じ垂直に或いは傾斜させて配置することができる。
次に図6を参照するに、この図6には本発明の他の実施例を生産システムと共に示している。本例では、生産システムがロボット装置5の6つのクリブ3a〜3fと、2つの機械工具2a、2bと、囲い4とを具えている。ロボット装置5は、底板6によりこのロボット装置を水平方向のY方向に移動させるために主スライド部材(図示せず)上に配置されており、主支持体9はこの底板6上に回転自在に支持されている。Y方向は双方向矢印23により示してあり、Z軸を中心とする回転方向は他の双方向矢印24により示してある。モニタ装置は、ロボットアーム11の後方端部に配置され垂直方向に向いたセンサ能動面19に加えて、合計で8個の他のセンサ能動面17a、17b、18a〜18fを有しており、これらは機械工具2a、2b、クリブ3a〜3fにそれぞれ割り当てられている。モニタ装置は、上述したセンサ能動面に加えて、2つのセンサ15、16と、検出コントローラ(図示せず)とを有している。第1のセンサ15はロボット装置5のフーチング7に配置されており、第2のセンサ16は垂直スライド部材(図示せず)に固定されている。ロボット装置5は2つの異なる位置に示してある。左側の位置では、第1のセンサ15がセンサ能動面18bの上方に位置している。この位置では、ロボットアーム11はワークピースを取り出すか又は配置するために対応のクリブ3bにアクセスする。ロボット装置5の右側の位置は、ロボットアーム11が引っ込み位置にあり、第2のセンサ16が起動されるも、第1のセンサ15はセンサ能動面17a、17b、18a〜18fの外部に位置する為に起動されない。従って、0の信号UAが第1のセンサに得られ、1の信号UAが第2のセンサに得られる。2つの出力信号1を加算することにより(第1のセンサの信号UA+第2のセンサの信号UA=1)が得られる為、この状態でロボット装置の水平移動及び旋回の双方又は何れか一方を達成することができる。
センサ能動面17a、17b、18a〜18fは、第1のセンサ15が起動された際にロボット装置5がY方向で対応するセンサ能動面に沿って移動又は旋回できる程度まで水平方向に延在させ、ロボット装置5が対応する機械工具2a、2b又は対応するクリブ3a〜3fに対するアクセスを規制しないようにするとともに、各機械工具2a、2b及び各クリブ3a〜13fがロボット装置5により安全に装填されたり取り外されたりしうるようにする。
水平方向に向いたセンサ能動面は、ロボット装置又はロボットアームの特定移動が基本的に許容される領域内にのみ配置する。本例に関連するに、水平方向に向いたセンサ能動面は、ロボット装置が機械工具又はクリブの1つに対面して位置した際に第1のセンサが起動されるように、クリブ及び機械工具の領域内に配置する。
水平方向に向いたセンサ能動面は、ロボット装置がそのロボットアームを水平方向に延長させうる範囲を具体的に規定する作用をする。センサとセンサ能動面とを協働させる場合、1又は0の形態のデジタル応答が充分なものであり、この場合1の信号はロボット装置の移動を許容していることを(確実な安全性)表し、0の信号が得られるとロボット装置の移動は許容されていない。
次に図7を参照するに、この図7にはロボット装置5をモニタ装置の他の例と共に示してあり、図7aは図7の一部の拡大図を示し、図7bは図7の他の一部の拡大図を示している。この場合も、ロボット装置5は主スライド部材として作用する底板6によりY方向に延在しているレール14に沿って移動するように配置されており、主支持体9はフーチング7により底板6上に回転自在に配置されている。ここではロボットアーム11は延長させた状態で示されている。モニタ装置は、ロボットアーム11の水平方向位置を監視するために垂直スライド部材10の後側に配置された第2のセンサ16に加えて、他の4つのセンサ26、27、28、29と、数個のセンサ能動面19、30、31a、31bとを有している。垂直スライド部材10の後側に配置されたセンサ16は、ロボットアーム11の後端部に配置されたセンサ能動面19と協働するように設計されている。本例でも、モニタ装置は検出コントローラ(図面の明瞭を妨害しないために図示していない)を有している。
2つのセンサ26、28;27、29の各々は、ロボット装置5のフーチング7に直径的に対向して互いに180°だけオフセットさせて配置されている。4つのセンサ26、27、28、29はフーチング7と一緒に回転しないように底板6に固定的に結合されている。これらの4つのセンサ26、27、28、29はブラケットにより底板に連結されており、そのうちの1つのブラケット、すなわちフロントブラケット32のみが図7aから明らかである。フーチング7に面する双方のセンサ26、27の電界は上方に指向し、フーチング7から離れて対向する2つのセンサ28、29の電界はフロアに被着されているセンサ能動面31a、31bに向かう方向で下方に指向する。フーチング7上にはこのフーチング7から離れて対向する2つのセンサ26、27と協働するように設計された他のセンサ能動面30が配置されている。主支持体9が回転すると、フーチング7がセンサ能動面30と共に回転する。ロボット装置が図7に示す位置から180°回転すると、センサ能動面30が同様に180°回転する為、センサ能動面30は図7aに示すように第2のセンサ27の上方に位置する。従って、本例では、互いに180°回転したロボット装置5の2か所の位置を検出することができる。必要に応じ1つ以上のセンサを追加して対応配置することにより、例えば90°に亘って回転したロボット装置5の他の位置をも検出することができることを理解すべきである。下方に面する2つのセンサ28、29は、主スライド部材を沿うように移動させうるフロア又はレール(図示せず)上に配置したセンサ能動面31a、31bに割り当てるのが好ましい。
図示の実施例では、ロボットアーム11が水平方向に延長しうるようにする為には、一方の側に配置された2つのセンサ26及び28か、又は他方の側に配置された2つのセンサ27及び29が1の出力信号を有するようにする必要がある。ロボット装置がY方向に移動しうるようにするには、ロボットアーム11の後側における第2のセンサ16が1の出力信号を有する必要がある。この第2のセンサ16が1の出力信号を生じると直ちに、ロボットアーム11はその引っ込み状態となる。何れのセンサも1の出力信号を生じないと、ロボット装置の電源が即座にオフ状態になり、警報信号が発せられる。
フーチング7から離れて対向する2つのセンサ28、29に対しては、センサ能動面31a、31bがフロアの上に配置されるように設けられている。この場合一例としてこれらの2つのみを図示していることを理解すべきである。ロボット装置がY軸に沿って軸移動すると、底板6上に配置されたセンサ26〜29及びセンサ能動面30もこの移動に含まれ、一方、センサ能動面31a、31bはフロアに固定配置されている。
固定配置するセンサ能動面の個数及び位置は、ロボット装置により装填又は取り外しする必要のあるクリブ又は機械工具が幾つであるかに依存する。又、例えば、機械工具及びクリブの双方又は何れか一方がロボット装置5の移動方向に対し横方向に又はある角度に配置されている場合には、他のセンサ(図示せず)又は他のセンサ能動面(図示せず)を図示のセンサ又はセンサ能動面から例えば、45°又は90°の所定の角度だけオフセット配置して設けることができる。このような実施例は特に、数か所のみをアクセスする必要がある場合に好ましいものである。
次に図8を参照して、本発明の他の実施例を説明する。本例の場合、図8は本発明の他の実施例を包含する例として他の生産システムを示している。この生産システムは、図6に示す実施例と同様に、ロボット装置5を有しており、このロボット装置の主支持体9は底板6上に回転自在に支持されている。この底板6は、レール20に沿って水平方向(Y方向)に移動させるための主スライド部材39上に配置されている。この生産システムは、ロボット装置5に加えて、機械工具2c及びクリブ32を有している。この場合、前述した実施例との1つの主たる相違は、第1のセンサがプロキシミティスイッチとして構成されてなく、しかもフロアの近くに配置されておらず、その代り主支持体9に載せて固定させるとともに光センサ装置(以後光センサ33と称する)として構成したことである。この光センサ33は、光を放出する光モジュールと、光を受ける検出器モジュールとを有している(光モジュールも検出器モジュールも図示していない)。機械工具2c上には、光センサ33に割り当てられた第1のセンサ能動面34が配置されており、クリブ32には例えば、同様に光センサ33に割り当てられた3つの他のセンサ能動面36a、36b、36cが設けられている。センサ能動面36a、36b、36cとしては、センサ33又はその光モジュールにより放出された光ビーム38aをこのセンサ33又はその光モジュールの方向に反射する光反射器を採用する。各光反射器と検出器モジュールとは互いに同調されている為、検出器モジュールは、センサ33又はその光モジュールから放出されて光反射器により反射された光のみに応答するか又はこの光を検出し、この光をフィルタリングするとともに評価する。センサ能動面36a、36b、36cは、到来する光ビームをセンサ33に向かう方向で約180°に亘って反射する領域をカバーする。一般的なセンサ装置は既知である為、更なる詳細な説明は省略する。このようなセンサ装置の一例は、ロイツェ‐エレクトロニック社製の安全反射光バリア“SRK96”である。
第1のセンサ能動面34は垂直方向に移動しうるドア35上に配置されており、このドアは機械工具2cの構成素子を成すものである。3つの他のセンサ能動面36a、36b、36cはクリブ32の各プッシュバック個所32a、32b、32cの上方位置に固定配置されている。
センサ及び各反射器は、有効なアクセス区域の上方に、すなわちフロアよりも約2m上方に配置し、操作人が光ビームを妨害することなくこの光ビームの下側を移動しうるようにする。
モニタ装置は、光センサ33に加えて少なくとも1つの他のセンサを有する。プロキシミティスイッチの形態のセンサ16aは、前述したように他の(第2の)センサとして用いうるようにしうる。本例では、第2のセンサ16aを主支持体9に固着し、一方、関連のセンサ能動面19aは、ロボットアーム11が引っ込んだ休止位置に入ると直ちに1の出力信号が第2のセンサ16aに得られるようにするロボットアーム11の後側に配置する。
更に、他のセンサ及びこれらに対応するセンサ能動面は、図示するようにフーチング上に配置したセンサ15a及び2つのセンサ能動面18g、18hにより構成することができる。しかし、如何なる場合にも、光センサ33を他のセンサと組み合わせて各適用分野の場合に最適な解決策を見いだし得るようにしうること勿論である。
次に、ロボット装置5の機能を特に光センサ33と関連させて更に詳細に説明する。信号UA=1により知らされるように、ロボットアーム11が後方休止位置、すなわち引っ込んだ休止位置にある限り、ロボット装置5はレール20に沿って移動しうる。ロボット装置5が機械工具2cを装填又は取り外しするためのイネーブル信号を受けるためには、センサ33が放出した光ビーム38を光センサ33の検出器モジュールが検出する必要がある。この検出器モジュールは、ロボット装置5が機械工具2cに対面する所定の位置にある際に光ビームを検出する為、放出された光ビーム38aはセンサ能動面34から検出器モジュールに向かう方向に反射される。しかし、このようにするには、図8に示すように、ドア35がアップ(上昇)イネーブリング位置にある必要がある。図8にドア35´として破線で示すように、ドア35がダウン(降下)閉成位置にある場合には、ロボット装置5が正確に機械工具2cに対面する位置にある場合でも、光ビームはセンサ能動面34´から検出器モジュールに向かう方向に反射しない。このことは、センサ33の追加の利点となり、ドアが開放している、すなわちアップ位置にある場合のみ機械工具2cにアクセスしうるというロボット装置5による追加の安全手段が得られる。
ロボット装置5がクリブ32に対処しうるようにするためには、このロボット装置5がクリブ32の3つのプッシュバック個所32a、32b、32cの1つに対面する必要がある。ロボット装置5の正しい装填又は取り外し位置を検出するには、3つのプッシュバック個所32a、32b、32cの各々をセンサ能動面36a、36b、36cに割り当てる。ロボット装置がこれら3つのプッシュバック個所32a、32b、32cの1つに対面すると直ちに、センサから放出された光が検出器モジュールに向かう方向に反射され、ロボット装置5は対応するプッシュバック個所32a、32b、32cに対処しうるように可能化される。
センサ能動面34、36a、36b、36cはある範囲をカバーしている為、センサにより放出された光が依然として検出器モジュールに向かう方向に反射される所定の区域が水平方向及び垂直方向の双方で実現される。クリブ32のプッシュバック個所32a、32b、32cの各々に対面する又は機械工具2cに対面する所定の区域内でロボット装置を水平方向に位置させ、モニタ装置がセンサ33からイネーブル信号を受けて機械工具又はクリブに対処するようにする必要があるのを達成するのは、特に各センサ能動面34、36a、36b、36cの水平方向範囲である。従って、上述した区域は、各センサ能動面34、36a、36b、36cの幅に亘るように決定する又は変えることができる。
主支持体に固着させたセンサ33の高さは固定されている為、特にロボット装置の何らかの機械的遊びや、材料の熱膨張等のようなトレランスが、各センサ能動面34、36a、36b、36cの垂直範囲において補償されるようにする必要がある。
例えば、センサ33を機械工具上の所望の高さに装着し得ない場合には、センサ15aを用いることができる。必要に応じ、垂直方向に移動しうるセンサ33を設けることができる。
以上要するに当然のことながら、本発明により構成したモニタ装置によれば、安全フェンスは操作人に対するアクセス保護手段として作用させるだけである為にこれを簡単化できるのと同時に、安全性の高い処理を達成しうる。従って、安全フェンスはもはや、最悪の状態の場合でも、すなわちロボット装置の速度が速く且つ移動時の重量が重い場合でもロボット装置又はロボットアームの突き抜けを常に回避しうるようにする必要があるように丈夫に設計する必要はない。これに加え、安全フェンスをより低く且つより接近するように保つことができ、結局低価格で製造しうるようになる。前述したようにセンサ信号とロボット装置のコントローラとを関連付けることにより、ロボット装置又はロボットアームが安全フェンスのすぐ近くに到達してこの安全フェンスを突き抜けるおそれが生じないようにしうる。従って、安全フェンスを現存の安全フェンスに比べて簡単、軽量及び廉価に設計しうる。
本発明により構成したモニタ装置は、ロボットアームを1つの移動軸のみで、特に水平直線軸で水平に移動させうるようにしたロボット装置に対して特に適している。
センサ能動面という用語は、センサが近づいた際にこのセンサの能動化(スイッチング作用)を促すあらゆる手段を含む目的で用いているものである。例えば、誘導センサに適合しうる種々の金属に加えて、いくつか挙げると例えば、光、磁気、音波式のような他のセンサ能動面も本発明に適合しうる。
1 生産システム
2 機械工具
3 クリブ
4 フェンスである囲い
5 ロボット装置
6 底板
7 フーチング
9 主支持体
10 垂直スライド部材
11 ロボットアーム
12 グリッパ
13 ワークピース
14 レール
15 センサ
16 センサ
17 センサ能動面
18 センサ能動面
19 センサ能動面
20 レール
21 検出コントローラ
22 接続ライン
23 矢印(Y方向)
24 双方向矢印(回転軸C)
26 センサ
27 センサ
28 センサ
29 センサ
30 センサ能動面
31 センサ能動面
32 クリブ
33 センサ
34 センサ能動面
35 ドア
36a〜36c センサ能動面
38 光ビーム
39 スライド部材
次に図4を参照するに、この図4は、ロボット装置をモニタ装置の主たる構成素子と一緒に示す側面図である。この図4からは、主支持体9に加えて、ロボット装置5の垂直スライド部材10があり、特にセンサ15、16の配置及びこれらのセンサ15、16に対するセンサ能動面17a、18bの割り当てが明らかとなる。第1のセンサ15は機械的な接続ライン25によりロボット装置5のフーチング7に固定されている。ロボット装置5を旋回させると、第1のセンサ15がフーチング7と一緒に回転する。センサ能動面17a、18bはほぼ水平に、すなわちこれらが支持体により固定されているフロアに対しほぼ平行に向いており、センサ能動面17a、18bと第1のセンサ15との間に垂直方向で特定の間隔が存在している。第2のセンサ16はほぼ垂直に向けてロボットアーム11の後側に固定されている。第2のセンサ16に割り当てられたセンサ能動面19は垂直スライド部材10に固定連結されている。本例では、第1のセンサ15はセンサ能動面17aにより起動され、第2のセンサ16はセンサ能動面19により起動される。このことが双方のセンサ15、16の出力端に1の信号UAが得られる理由である。
1 生産システム
2 機械工具
3 クリブ
4 フェンスである囲い
5 ロボット装置
6 底板
7 フーチング
9 主支持体
10 垂直スライド部材
11 ロボットアーム
12 グリッパ
13 ワークピース
14 レール
15 センサ
16 センサ
17 センサ能動面
18 センサ能動面
19 センサ能動面
20 レール
21 検出コントローラ
22 接続ライン
23 矢印(Y方向)
24 双方向矢印(回転軸C)
25 機械的な接続ライン
26 センサ
27 センサ
28 センサ
29 センサ
30 センサ能動面
31 センサ能動面
32 クリブ
33 センサ
34 センサ能動面
35 ドア
36a〜36c センサ能動面
38 光ビーム
39 スライド部材

Claims (20)

  1. 少なくとも2つの運動軸を有するロボット装置の所定位置の監視及び検出の双方又は何れか一方を行うモニタ装置であって、
    このモニタ装置は、
    Z軸を中心に回転しうる主支持体(9)と、
    この主支持体により支持されたロボットアーム(11)と、少なくとも2つのセンサ(15、16、33)と、
    これらのセンサに割り当てられたセンサ能動面(17a、17b、18a〜18f、34、36a、36b、36c)と
    を有しているとともに、
    イネーブル信号を1つのセンサ及び他の1つのセンサ(15、16、33)の双方又は何れか一方に得られる信号の関数としてロボット装置に送給して所定の移動を実行するようにした当該モニタ装置において、
    前記少なくとも2つのセンサのうちの第1のセンサ(15、33)は前記主支持体(9)の水平方向位置及び回転位置の双方又は何れか一方を検出するように規定されており、
    第2のセンサ(16)は前記ロボットアーム(11)の、特にその引っ込んだ位置における所定の水平方向位置を検出するように規定されており、
    選択的なセンサ能動面(17a、17b、18a〜18f、34、36a、36b、36c)は、前記第1のセンサ(15、33)に対して前記ロボット装置(5)とは独立させてこのロボット装置(5)の水平運動区域及び旋回区域の双方又は何れか一方の区域内に配置されていることを特徴とするモニタ装置。
  2. 請求項1に記載のモニタ装置において、
    前記第1のセンサ(15)に割り当てられた前記センサ能動面(17a、17b、18a〜18f)は位置的に固定配置されていることを特徴とするモニタ装置。
  3. 請求項1に記載のモニタ装置において、
    前記第1のセンサ(15)に割り当てられた少なくとも1つのセンサ能動面(34)は、ロボット装置とは独立させて1つの軸で移動しうるように配置されていることを特徴とするモニタ装置。
  4. 請求項1に記載のモニタ装置において、
    前記センサ(15、16)のうちの少なくとも幾つかは、起動された際に1の出力信号が得られるデジタルプロキシミティスイッチとして構成されていることを特徴とするモニタ装置。
  5. 請求項1に記載のモニタ装置において、
    少なくとも1つのセンサを光センサ(33)とし、この光センサにより前記ロボット装置(5)の所定の位置を検出しうるようにしたモニタ装置。
  6. 請求項1又は2に記載のモニタ装置において、
    このモニタ装置が、前記センサ(15、16)に接続されて前記ロボット装置(5)を制御する検出コントローラ(21)を具えており、前記第1のセンサ(15)及び第2のセンサ(16)の双方又は何れか一方が起動された際にのみ前記モニタ装置が自由に移動しうることをこの検出コントローラが示すようになっていることを特徴とするモニタ装置。
  7. 請求項5に記載のモニタ装置において、
    前記検出コントローラ(21)は、前記第1のセンサ(15)が起動されるまで前記ロボットアーム(11)の移動を可能化し得ないように前記ロボット装置(5)を制御するようになっていることを特徴とするモニタ装置。
  8. 請求項5又は6に記載のモニタ装置において、
    前記検出コントローラ(21)は、前記第2のセンサ(16)が起動された際にのみ、前記ロボット装置(5)を全体として水平移動しうるようにこのロボット装置(5)を制御するようになっていることを特徴とするモニタ装置。
  9. 請求項1又は2に記載のモニタ装置において、
    前記第1のセンサ(15)に割り当てられた前記センサ能動面(17a、17b、18a〜18f、34、36a、36b、36c)は、前記ロボットアーム(11)の許容運動区域内にのみ、特に機械工具(2a、2b、2c)とクリブ(3a〜3f、32)との双方又は何れか一方の領域内にのみ配置されていることを特徴とするモニタ装置。
  10. 固定配置されているが旋回しうるロボット装置(5)の位置を監視するための請求項1〜9の何れか一項に記載のモニタ装置において、
    前記ロボット装置(5)の旋回区域内に、湾曲させた前記センサ能動面(18a、18b)が配置され、これらセンサ能動面が前記第1のセンサ(15)に割り当てられていることを特徴とするモニタ装置。
  11. 請求項1〜10の何れか一項に記載のモニタ装置において、
    前記第2のセンサ(16)は、前記ロボットアーム(11)を支持している垂直スライド部材(10)上に配置されており、前記ロボットアーム(11)には、前記第2のセンサ(16)に割り当てられたセンサ能動面(19)が配置され、このロボットアーム(11)がその引っ込んだ休止位置になると直ちに1の出力信号が前記第2のセンサ(16)に出力されるようになっていることを特徴とするモニタ装置。
  12. Y方向(23)に移動するように配置されたロボット装置(5)の水平方向位置を監視するための請求項1〜11の何れか一項に記載のモニタ装置において、
    このモニタ装置はセンサ能動面(17a、17b、18a〜18f、34、36a、36b、36c)を有しており、これら能動面は前記Y方向(23)に対し平行又は交差する方向に、或いはこれらの双方の方向に延在して前記第1のセンサ(15、33)に割り当てられていることを特徴とするモニタ装置。
  13. ロボット装置(5)の主支持体(9)が底板(6)上の回転自在のフーチング(7)により支持されている当該ロボット装置(5)を監視するための請求項11に記載のモニタ装置において、
    このモニタ装置が、前記ロボット装置(5)の前記底板(6)上で互いにある角度で配置されている少なくとも2つのセンサ(26、27)を有するとともに、回転自在のフーチング(7)上に配置され且つ前記センサ(26、27)と協働して、前記主支持体(9)が所定の回転位置になるとこれらセンサ(26、27)の1つが起動されるように配置されたセンサ能動面(30)を有していることを特徴とするモニタ装置。
  14. ロボット装置(5)の主支持体(9)が底板(6)上の回転自在のフーチング(7)により支持されている当該ロボット装置(5)を監視するための請求項12に記載のモニタ装置において、
    このモニタ装置が、前記ロボット装置(5)の前記底板(6)上で互いにある角度で配置されている少なくとも2つのセンサ(28、29)を有しており、これらセンサはフロアの領域内に配置されたセンサ能動面(30)と協働し、前記ロボット装置(5)の所定のシフト位置でこれらセンサ(28、29)の1つが起動されるようになっていることを特徴とするモニタ装置。
  15. ロボット装置(5)のロボットアーム(11)が前記主支持体(9)に対し1つの軸に沿ってのみ水平方向にシフトしうるようになっている当該ロボット装置(5)を監視するための請求項1〜14の何れか一項に記載のモニタ装置において、
    前記第2のセンサ(16)は前記ロボットアーム(11)の引っ込んだ水平方向位置をモニタするように構成されていることを特徴とするモニタ装置。
  16. 請求項1〜15の何れか一項に記載のモニタ装置を有している生産システム(1)であって、
    この生産システム(1)は少なくとも1つのロボット装置(5)を有しているとともに、このロボット装置(5)により組み立てできる機械工具(2a、2b)及びクリブ(3a〜3f)の双方又は何れか一方を有している当該生産システム(1)において、
    前記ロボット装置(5)により組み立てるクリブ(3a〜3f)又は機械工具(2a、2b)の区域内にセンサ能動面(17a、17b、18a〜18f)が配置され、
    前記第1のセンサ(15)は、前記ロボット装置(5)が対応するクリブ(3a〜3f)又は対応する機械工具(2a、2b)の装填区域又は取り出し区域内に入ると各センサ能動面(17a、17b、18a〜18f)により起動され、
    前記第2のセンサ(16)は、前記ロボットアーム(11)の規定の水平方向位置、特にこのロボットアームの引っ込んだ位置を検出しうるように前記ロボット装置(5)上に配置されていることを特徴とする生産システム。
  17. 請求項15に記載の生産システムにおいて、
    各センサ能動面(17a、17b、18a〜18f)の水平方向範囲は、センサ(15、16)が起動された際に、前記ロボット装置(5)を所定量だけ移動させうるか又は所定角に亘って回転させうるか、或いはこれらの移動及び回転の双方を達成しうるように選択されていることを特徴とする生産システム。
  18. 請求項15又は16に記載の生産システムにおいて、
    前記第2のセンサ(16)は、前記ロボットアーム(11)が引っ込んだ休止位置に入ると起動されるようになっていることを特徴とする生産システム。
  19. 請求項15〜17の何れか一項に記載の生産システムにおいて、
    前記少なくとも2つのセンサ(15、16)のうちの少なくとも1つのセンサが起動状態になった場合のみ、検出コントローラ(21)により前記ロボット装置(5)に運動許可を与えるようになっていることを特徴とする生産システム。
  20. 請求項15〜18の何れか一項に記載の生産システムにおいて、前記少なくとも2つのセンサ(15、16)の何れも起動状態にない場合には、検出コントローラ(21)による前記ロボット装置(5)への運動許可が否定されるようになっていることを特徴とする生産システム。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016002649A (ja) * 2014-06-16 2016-01-12 ロボスター・カンパニー・リミテッド 搬送ロボット
WO2016178351A1 (ja) * 2015-05-07 2016-11-10 ヤマト科学株式会社 検体処理システム

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5863857B2 (ja) * 2014-03-07 2016-02-17 ファナック株式会社 ワークの供給と排出を行うロボットを制御するロボット制御装置
CN204689095U (zh) * 2015-03-24 2015-10-07 富泰华工业(深圳)有限公司 移载装置
TWI595988B (zh) * 2015-12-29 2017-08-21 Hiwin Tech Corp Robot safety guard
WO2018051349A1 (en) * 2016-09-15 2018-03-22 R.A.S Robotics Artificial Intelligence Ltd. Facility monitoring by a distributed robotic system
CN107363176B (zh) * 2017-08-31 2024-01-26 厦门理工学院 一种高效率led灯自动铆接设备及其控制方法
US10889449B2 (en) 2017-09-25 2021-01-12 Canon Kabushiki Kaisha Transport system and manufacturing method of article
DE102018200060B4 (de) * 2018-01-04 2024-05-08 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer mobilen Arbeitsmaschine und mobile Arbeitsmaschine
JP6985242B2 (ja) * 2018-11-30 2021-12-22 ファナック株式会社 ロボットの監視システムおよびロボットシステム
JP7194069B2 (ja) * 2019-04-18 2022-12-21 株式会社日立産機システム 監視装置、および監視方法
CN113102295A (zh) * 2021-04-09 2021-07-13 山西科为感控技术有限公司 一种金属定位装置、金属分离系统及金属分离方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5025707B1 (ja) * 1970-03-14 1975-08-26
US3935950A (en) * 1973-09-04 1976-02-03 Quality Steel Fabricators, Inc. Industrial robot
JPS5957906U (ja) * 1982-10-13 1984-04-16 株式会社町田製作所 内視鏡挿入管の彎曲制御装置
JPS60157609A (ja) * 1984-01-27 1985-08-17 Toyota Motor Corp テイ−チングプレイバツクロボツト
JPS6161195U (ja) * 1984-09-27 1986-04-24
JPS61111892A (ja) * 1984-11-06 1986-05-29 株式会社 関電工 天井作業用ロボツト
JPS6254563A (ja) * 1985-09-02 1987-03-10 Toshiba Mach Co Ltd ダイカスト鋳造用制御システム
JPH05104391A (ja) * 1991-10-18 1993-04-27 Brother Ind Ltd ロボツトを用いた扉開閉制御装置
JPH0737874U (ja) * 1991-01-19 1995-07-14 株式会社神戸製鋼所 開閉装置
JPH1029187A (ja) * 1996-07-12 1998-02-03 Kubota Corp 物品の送り込み装置
JP2005175083A (ja) * 2003-12-09 2005-06-30 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置および基板処理方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3851769A (en) * 1971-04-09 1974-12-03 Seiko Instr & Electronics Industrial robot
US3760956A (en) * 1971-08-23 1973-09-25 Burch Controls Inc Industrial robot
JPS5973298A (ja) * 1982-10-20 1984-04-25 ファナック株式会社 工業用ロボツトの手首機構
CA1229636A (en) * 1983-04-14 1987-11-24 Richard S. Antoszewski Radial-theta manipulator apparatus
US4835711A (en) 1986-05-30 1989-05-30 Zymark Corporation Quickly reconfigurable robotic system
EP0251441B1 (en) * 1986-05-30 1993-12-29 Zymark Corporation An automated processing system
DE3703725A1 (de) * 1987-02-05 1988-08-18 Mannesmann Ag Transportsystem
US4795957A (en) * 1987-09-03 1989-01-03 Polaroid Corporation, Patent Department Robot arm having motion-limiting tether
DE3740070A1 (de) * 1987-11-26 1989-06-08 Zeiss Carl Fa Dreh-schwenk-einrichtung fuer tastkoepfe von koordinatenmessgeraeten
US5189806A (en) * 1988-12-19 1993-03-02 Renishaw Plc Method of and apparatus for scanning the surface of a workpiece
GB9612383D0 (en) * 1995-12-07 1996-08-14 Rank Taylor Hobson Ltd Surface form measurement
US6577923B1 (en) * 1999-12-23 2003-06-10 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for robotic alignment of substrates
JP5146641B2 (ja) * 2007-06-06 2013-02-20 株式会社安川電機 基板搬送ロボットおよび基板搬送ロボットの制御方法
US7712224B2 (en) * 2007-10-03 2010-05-11 Hexagon Metrology Ab Validating the error map of CMM using calibrated probe
CN201329582Y (zh) * 2008-07-17 2009-10-21 浙江天煌科技实业有限公司 一种四自由度机械手
US7905027B2 (en) * 2009-07-01 2011-03-15 Hexagon Metrology, Inc. Method and apparatus for probe tip diameter calibration

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5025707B1 (ja) * 1970-03-14 1975-08-26
US3935950A (en) * 1973-09-04 1976-02-03 Quality Steel Fabricators, Inc. Industrial robot
JPS5957906U (ja) * 1982-10-13 1984-04-16 株式会社町田製作所 内視鏡挿入管の彎曲制御装置
JPS60157609A (ja) * 1984-01-27 1985-08-17 Toyota Motor Corp テイ−チングプレイバツクロボツト
JPS6161195U (ja) * 1984-09-27 1986-04-24
JPS61111892A (ja) * 1984-11-06 1986-05-29 株式会社 関電工 天井作業用ロボツト
JPS6254563A (ja) * 1985-09-02 1987-03-10 Toshiba Mach Co Ltd ダイカスト鋳造用制御システム
JPH0737874U (ja) * 1991-01-19 1995-07-14 株式会社神戸製鋼所 開閉装置
JPH05104391A (ja) * 1991-10-18 1993-04-27 Brother Ind Ltd ロボツトを用いた扉開閉制御装置
JPH1029187A (ja) * 1996-07-12 1998-02-03 Kubota Corp 物品の送り込み装置
JP2005175083A (ja) * 2003-12-09 2005-06-30 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置および基板処理方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016002649A (ja) * 2014-06-16 2016-01-12 ロボスター・カンパニー・リミテッド 搬送ロボット
WO2016178351A1 (ja) * 2015-05-07 2016-11-10 ヤマト科学株式会社 検体処理システム
JP2016209949A (ja) * 2015-05-07 2016-12-15 ヤマト科学株式会社 検体処理システム

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