JP2017013160A - 産業用ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】より安全な構成でアームの連結異常を検知すること。
【解決手段】産業用ロボット１は、アーム駆動モータ３が搭載されたベース部２と、ヘッド４と、３つのアーム６と、第２アーム部１２が外れたことを検知する検知装置とを備える。アーム６は、アーム駆動モータ３に連結される第１アーム部１０、第１アーム部１０とヘッド４とを連結する第２アーム部１２、第１アーム部１０と第２アーム部１２とを連結する第１ボールジョイント１４ａおよび第２アーム部１２とヘッド４とを連結する第２ボールジョイント１４ｂを含む。各ボールジョイントのボールスタッドには、球頭部２２の表面に開口する内部通路２３が形成されている。検知装置は、内部通路２３にエアを供給するコンプレッサ等と、圧力センサ４０ａが検出する内部通路２３の圧力に基づき第２アーム部１２が外れているか否かを判別するコントローラ５０とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、パラレルリンク機構を用いた産業用ロボットに関するものである。

従来から、特許文献１に記載されるような、パラレルリンク機構を用いた産業用ロボット（以下、ロボットと略す）が知られている。

このロボットは、支持基盤であるベースと、このベースに搭載されたモータにより各々駆動される３つのアームと、これらアームの先端に連結されるヘッドとを備えている。各アームは、モータに連結される第１アーム部と、第１アーム部とヘッドとを連結する第２アーム部とから構成されており、各第１アーム部がモータにより駆動されることで、ヘッドの位置および姿勢が変化するように構成されている。

第２アーム部は、一対のロッドから構成されており、ボールジョイント（球継手）を介して第１アーム部およびヘッドに連結されている。詳しくは、各ロッドの両端に、カップ型のソケットが設けられる一方、第１アーム部およびヘッドに、前記ソケットと共にボールジョイントを構成するボールスタッドが固定されている。そして、ボールスタッドの球頭部にソケットが外側から被さるように両ロッドが第１アーム部およびヘッドに組み付けられ、これらロッドに亘って引張ばね等の連結部材が装着されることで、第２アーム部が第１アーム部およびヘッドに連結されている。

この種のロボットでは、急加速動作などにより第２アームが急激な動きをしたり、障害物に衝突するなどすると、前記ロッド同士が意図せず大きく引き離され、最悪の場合には、第２アーム部が第１ヘッド部やヘッドから外れることが考えられる。特に、ロボットが長期的に駆動されて、ボールスタッドの球頭部やソケットが摩耗している場合には、そのようなトラブルが発生し易くなる。

そこで、特許文献１のロボットには、第２アーム部が外れたことを検知するための回路が備えられている。すなわち、第２アーム部を構成する各ロッドそれぞれに、両端のソケット同士を繋ぐ電線が設けられ、さらにソケットとボールスタッドの球頭部とを導通させる導電部材とが設けられている。これにより、第１アーム部から一方側のロッド、ヘッドおよび他方側のロッドを経由して第１アームに繋がる電気的な閉回路（検知回路）が形成されている。つまり、当該検知回路の導通の有無を監視することで、第２アーム部が外れているか否かを検知できるようになっている。

特許第４８５０８６３号公報

上記のようなロボットでは、第２アームの可動域をより広く確保する観点、およびメンテナンス時の第２アーム部やヘッド部の取り外しを容易にする観点から、上記ソケットが比較的浅く形成されており、これにより、ボールスタッドの球頭部が外部に露出している場合が多い。そのため、当該球頭部が上記検知回路の一部（導通部分）を構成する特許文献１の構成では、メンテナンス時などに感電することが懸念される。特に、ロボットが水回りで使用されるような場合には、この種のトラブルが発生し易くなるため、より安全な構成でアームの連結異常を検知できるようにすることが望まれる。

例えば、第２アーム部と第１アーム部等との連結部分をカバーで覆うことも考えられるが、この場合には、ロボットの可動域がカバーで制限されたり、カバーの挟み込み等が発生するといった弊害が考えられ望ましくない。

なお、ロボットの作動中に第２アーム部が外れると、外れた第２アーム部が周辺機器やワークに衝突して当該周辺機器等を損傷する虞がある。そのため、例えば第２アーム部が外れる兆候があるような場合には、そのような状態も含めて第２アーム部の連結異常を検知できれば、第２アーム部が外れることを未然に防止できより望ましい。

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、より安全な構成でアームの連結異常を検知できるようにすることを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、パラレルリンク型の産業用ロボットであって、複数のモータが搭載されたベースと、エンドエフェクタが搭載されるヘッドと、前記モータに連結される第１アーム部と、当該第１アーム部と前記ヘッドとを連結する第２アーム部と、第１アーム部と第２アーム部とを揺動自在に連結する第１ボールジョイントと、第２アーム部と前記ヘッドとを揺動自在に連結する第２ボールジョイントとを各々含む、複数のアームと、前記第２アーム部の連結異常を検知する検知装置と、を備え、前記第１、第２ボールジョイントは、球頭部を備えたボールスタッドと前記球頭部を保持するソケットとを含み、前記第１、第２ボールジョイントのうち、少なくとも一方のボールスタッドに、前記球頭部の表面に開口する内部通路が形成されており、前記検知装置は、前記内部通路へのエアの供給、又は前記内部通路の吸引により当該内部通路に一定の圧力を供給する圧力供給装置と、前記内部通路の圧力を検出することによりその検出値に基づき前記第２アームの連結異常の有無を判別する判別装置と、を含むものである。

すなわち、第２アーム部が正常に第１アーム部（又はヘッド）に連結されている場合には、ボールジョイントの内部通路が前記一定の圧力に保たれる。一方、第２アーム部に連結異常が生じている場合、具体的には、第２アーム部が第１アーム部（又はヘッド）から外れた場合や、球頭部やソケットの摩耗により第２アーム部が外れ易い状態になっている場合には、ボールジョイントの内部通路が開放され、当該内部通路内の圧力が変化する。上記産業用ロボットでは、このような内部通路の圧力の変化に基づき、第２アーム部の上記連結異常が判別装置によって検知される。この構成によれば、ボールジョイント自体に電流を印加することなく第２アーム部の連結異常を検知することができ、より安全な構成でアームの連結異常を検知することが可能となる。

より具体的な構成として、 前記第２アーム部は、互いに平行に延びる一対のロッドから構成され、当該一対のロッドの端部に互いに向かい合わせに前記ソケットが設けられており、前記第１アーム部および前記ヘッドには、互いに反対側を向く一対の球頭部を備えた前記ボールスタッドが設けられ、前記一対のロッドの端部に設けられたソケットによって前記一対の球頭部が保持されることにより、当該第１アームおよび当該ヘッドが前記第２アーム部に連結されており、前記内部通路は、前記一対の球頭部の配列方向に延びて各球頭部の表面にそれぞれ開口している。

この構成によれば、第２アーム部を構成する一対のロッドの何れか一方のみが第１アーム部（又はヘッド）から外れた場合や、外れ易い状態になっている場合にも、当該連結異常を良好に検知することが可能となる。

この場合、特に、前記第２ボールジョイントのボールスタッドに前記内部通路が形成されているものでは、前記ヘッドは、各第２アーム部にそれぞれ対応する第２ボールジョイントのボールスタッドの内部通路を一つに繋ぐ連絡通路を備えており、前記圧力供給装置は、前記ボールスタッドのうち、何れか一つのボールスタッドの内部通路に前記一定の圧力を供給するものであるのが好適である。

この構成によれば、第２ボールジョイントの内部通路に前記一定の圧力を供給するための配管であってヘッド周りの配管のレイアウトを簡素化することが可能となる。

この場合、特に、前記第１、第２ボールジョイントの双方のボールスタッドに前記内部通路が形成されているものでは、前記圧力供給装置は、圧力供給源から前記一定の圧力が供給される第１配管と、この第１配管から分岐して各々第１ボールジョイントのボールスタッドの内部通路に繋がる複数の第２配管と、当該第２配管のうち、一つの第２配管から分岐して前記特定のボールスタッドの内部通路に繋がる第３配管とを含む構成とすることができる。

この構成によれば、簡素な配管構造で、第１、第２ボールジョイントの各ボールスタッドの内部通路に前記一定の圧力を供給することができる。特に、第２ボールジョイントに対して前記一定の圧力を供給するための配管は第３配管一本だけとなるので、配管の配索性（組立性）が良く、また、アーム動作への影響も軽減される。

なお、上記産業用ロボットにおいて、前記判別装置は、前記第２アーム部の連結異常として当該第２アーム部の外れの有無を判別するものであって、前記一定の圧力を基準として前記内部通路の圧力が予め設定された第１変化量以上変化した状態が、予め設定された第１設定時間以上継続した場合に、第２アーム部が外れたと判別するものである。

この構成によれば、第２アーム部が外れたことを良好に検知することが可能となる。

また、上記産業用ロボットにおいて、前記判別装置は、前記第２アーム部の連結異常として当該第２アーム部に外れる兆候があるか否かを判別するものであって、前記一定の圧力を基準として前記内部通路の圧力が予め設定された第２変化量以上瞬時に変化する状態が、予め設定された第２設定時間内に所定回数以上発生した場合に、第２アーム部に外れる兆候があると判別するものであってもよい。

この構成によれば、ボールスタッドの球頭部やソケットの摩耗により第２アーム部が外れ易くなっている状態、すなわち第２アーム部が外れる兆候を良好に検知することが可能となる。

以上のように、本発明の産業用ロボットによれば、ボールジョイント自体に電流を印加することなく、第２アーム部の外れなどのアームの連結異常を検知することができるので、より安全な構成でアームの連結異常を検知することが可能となる。

本発明に係る産業用ロボットの斜視図（斜め下方から見た状態）である。 産業用ロボットの斜視図（斜め上方から見た状態）である。 アームの要部側面図である。 アームの要部正面図（図２のＩＶ矢視図）である。 アームの要部断面図（図３のＶ−Ｖ線断面図）である。 アームの要部正面図（図２のＶＩ矢視図）である。 ヘッドの斜視図（斜め下方から見た状態）である。 ヘッドの側面図（一部断面図）である。 ヘッドの断面図（図８のＩＸ−ＩＸ線断面図）である。 配管構造の説明図（アームおよびヘッドの斜視図）である。 配管構造の説明図（アームおよびヘッドの斜視図）である。 （ａ）は第２アーム部が外れた場合の内部通路の圧力変化（圧力センサの検出値の変化）を示すグラフで、（ｂ）は第２アーム部に外れる兆候がある場合の内部通路の圧力変化（圧力センサの検出値の変化）を示すグラフである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。

図１及び図２は、本発明に係る産業用ロボット１を斜視図で示している。同図に示すように、産業用ロボット１は、パラレルリンク型の産業用ロボットである。

この産業用ロボット１（以下、単にロボット１と称す）は、天井やフレーム部材に固定される支持基盤であるベース部２と、その下方に位置するヘッド４と、当該ヘッド４に連結されて、ベース部２に搭載されたアーム駆動モータ３により各々駆動される３つのアーム６とを備え、各アーム６が個別に、かつ連携して駆動されることにより、ヘッド４の位置や姿勢が変化するように構成されている。

ベース部２には、その中心を通る鉛直軸線周りに等間隔（１２０°間隔）で３つのモータ支持部２ａが設けられている。各モータ支持部２ａにはそれぞれ、アーム駆動モータ３が固定されている。各アーム駆動モータ３は、出力軸が水平に延びる横向きの姿勢でそれぞれモータ支持部２ａに固定されており、前記アーム６がこれらアーム駆動モータ３の出力軸にそれぞれ連結されている。

アーム６は、アーム駆動モータ３の出力軸に連結される第１アーム部１０と、この第１アーム部１０とヘッド４とを連結する第２アーム部１２と、第１アーム部１０と第２アーム部１２とを揺動可能に連結する第１ボールジョイント１４ａと、第２アーム部１２とヘッド４とを揺動可能に連結する第２ボールジョイント１４ｂとを含む。

第１アーム部１０は、図３及び図４に示すように、側面視で基端部から先端部に向かってやや先細りに形成されたアーチ型であり、アーム駆動モータ３の出力軸に基端部が固定されている。なお、第１アーム部１０は、当例では、前記出力軸の軸方向に偏平なプレート状に形成されているが、より強度を高めるために、前記軸方向に厚みを有したボックス型の構造であってもよい。

第２アーム部１２は、図１および図２に示すように、例えばカーボンファイバー等の軽量な材料から形成される円筒状の一対のロッド１３により構成されている。第２アーム部１２は、これら一対のロッド１３が、第１ボールジョイント１４ａを介して第１アーム部１０に連結されるとともに、第２ボールジョイント１４ｂを介してヘッド４に連結されている。これにより、第２アーム部１２が、第１アーム部１０およびヘッド４に対して揺動自在に連結されている。なお、第１、第２ボールジョイント１４ａの構成については後に詳述する。

ヘッド４は、図１、図２および図７に示すように、各アーム６が連結されるブラケット３０と、このブラケット３０上に固定されるノズル駆動モータ３４と、前記ブラケット３０の中心にベアリング等を介して回転自在に保持されて、前記ノズル駆動モータ３４により駆動されるツールホルダ３２と備えている。ツールホルダ３２は、エンドエフェクタが着脱可能に装着されるもので、当例では、エンドエフェクタとして物品吸着用の種々のノズルが着脱自在に装着される。

次に、第１アーム部１０と第２アーム部１２とを連結する前記第１ボールジョイント１４ａ、および第２アーム部１２とヘッド４とを連結する前記第２ボールジョイント１４ｂの構成について説明する。

第１ボールジョイント１４ａは、図３〜図５に示すように、第１アーム部１０に固定されるボールスタッド２０と、上記一対のロッド１３にそれぞれ固定されて、ボールスタッド２０の球頭部２２を保持する一対のソケット２６とを有する。

ボールスタッド２０は、両端に球頭部２２を備えた軸状の形状を有しており、第１アーム部１０の先端に、当該第１アーム部１０を厚み方向に貫通する状態で固定されている。

一方、ソケット２６は、図５に示すように、ロッド１３に固定されるソケット本体部２７と、これに組み込まれて前記球頭部２２を受ける受座部２８と備えている。各ソケット２６は、互いに向かい合う状態で、すなわち各受座部２８が互いに向かい合う状態で各ロッド１３の上端部にそれぞれ固定され、各受座部２８を介してそれぞれ前記球頭部２２を保持している。

第２ボールジョイント１４ｂも、基本的な構成は第１ボールジョイント１４ａと同等であり、図７〜図９に示すように、ヘッド４に設けられるボールスタッド２０と、上記一対のロッド１３の下端部にそれぞれ固定されて、前記ボールスタッド２０の球頭部２２を保持する一対のソケット２６とで構成されている。なお、第２ボールジョイント１４ｂのうち、第１ボールジョイント１４ａと共通する部分については同一の符号を付してその詳細説明を省略する。

第２ボールジョイント１４ｂのボールスタッド２０は、ヘッド４のブラケット３０に一体に設けられている。すなわち、図９に示すように、第２ボールジョイント１４ｂのボールスタッド２０のうち、球頭部２２以外の部分は、ブラケット３０と同一の材料により当該ブラケット３０と一体に成形されており、当該ブラケット３０に球頭部２２が組付けられていることで、第２アーム部１２に対応する３つの第２ボールジョイント１４ｂのボールスタッド２０が当該ブラケット３０に一体に設けられている。

なお、上記各ボールジョイント１４ａ、１４ｂにおいて、ソケット２６の受座部２８は、球頭部２２に対して比較的浅く形成されており、例えば球頭部２２を受ける受座部２８の摺接面の断面形状がちょうど半円となるように形成されている。これは、第１アーム１０およびヘッド４に対する第２アーム１２の揺動範囲をより広く確保するためと、ボールスタッド２０に対するソケット２４の着脱、つまり、第１アーム１０およびヘッド４に対する第２アーム１２の着脱を可能にするためである。このような構成では、ボールスタッド２０からソケット２６が外れ易くなる、つまり、第１アーム１０およびヘッド４から第２アーム部１２が外れ易くなる。そのため、第１ボールジョイント１４ａの各ソケット２６のソケット本体部２７には、図４に示すように、当該ソケット本体部２７に亘って連結部材１６が装着されている。詳しく図示していないが、連結部材１６は、ばねの弾発力によって両ロッド１３を互いに引き寄せるように構成されており、これにより、各ソケット２６による球頭部２２の保持状態、すなわち、第１アーム部１０と第２アーム部１２との連結状態が維持されるようになっている。図７に示すように、第２ボールジョイント１４ｂの各ソケット２６についても同様であり、これにより、ヘッド４と第２アーム部１２との連結状態が維持されるようになっている。

しかし、ロボットの作動中には、何らかの要因によって第２アーム部１２を構成するロッド１３同士が意図せず大きく引き離され、最悪の場合、第１アーム部１０やヘッド４から第２アーム部１２が外れることが考えられる。そこで、そのような場合に速やかにロボット１を停止させ得るように、当該ロボット１には、第２アーム部１２が外れたことを検知するために次のような構成が設けられている。

図５に示すように、各第１ボールジョイント１４ａのボールスタッド２０には、その軸方向に延びて両球頭部２２の表面に開口する内部通路２３が形成されており、両球頭部２２の間に設けられたポート部２０ａを介して、この内部通路２３に一定圧力のエアが供給されている。

各第２ボールジョイント１４ｂについても同様であり、図８及び図９に示すように、ボールスタッド２０には、その軸方向に延びて両球頭部２２の表面に開口する内部通路２３が形成されている。なお、各第２ボールジョイント１４ｂのボールスタッド２０の内部通路２３、すなわち３つの内部通路２３は、ブラケット３０に設けられたブリッジ配管３８によって互いに連通している。詳しくは、図７及び図９に示すように、３つのボールスタッド２０のうち、特定のボールスタッド２０とその両側に位置するボールスタッド２０とに亘ってブリッジ配管３８が設けられ、これにより、３つの内部通路２３が当該ブリッジ配管３８を通じて互いに連通している。すなわち、３つの内部通路２３が一つに繋がっている。そして、上記特定のボールスタッド２０に設けられたポート部２０ａを介して、各ボールスタッド２０の内部通路２３に一定圧力のエアが供給されるようになっている。

各ボールスタッド２０の内部通路２３にエアを供給するための配管構造は次の通りである。図１、図２、図１０及び図１１に示すように、前記ベース部２には、エア分配器４０が装備されている。このエア分配器４０は、流量調整バルブが内蔵された入力ポート部と３つの出力ポート部とを備えており、入力ポート部と図外のコンプレッサとに亘って第１エア配管Ｐ１が接続されるとともに、各出力ポート部それぞれと３つの第１ボールジョイント１４ａの各ボールスタッド２０のポート部２０ａとに亘って第２エア配管Ｐ２ａ〜Ｐ２ｃが接続されている。これら第２エア配管Ｐ２ａ〜Ｐ２ｃはそれぞれ、ベース部２から各第１アーム部１０の側面に沿って配索されている。３つの第１ボールジョイント１４ａのボールスタッド２０のうち、一つのボールスタッド２０のポート部２０ａは、図６に示すように、二股に分岐したポート部であり、当該ポート部２０ａと、第２ボールジョイント１４ｂの前記特定のボールスタッド２０のポート部２０ａとに亘って第３エア配管Ｐ３が接続されている。この第３エア配管Ｐ３は、図１および図６に示すように、ロッド１３に沿って配索されており、当該ロッド１３に結束バンド４２などの固定部材によって固定されている。

前記エア分配器４０には、各ボールジョイント１４ａ、１４ｂの上記内部通路２３の圧力を検出する圧力センサ４０ａが設けられ、この圧力センサ４０ａの検出情報が、ロボット１を統括的に制御するコントローラ５０に入力されている。圧力センサ４０ａは、正確には、第１エア配管Ｐ１（入力ポート部）の圧力を検出するものであるが、当該圧力センサ４０ａから各内部通路２３までの距離は短く、第１エア配管Ｐ１（入力ポート部）の圧力と各内部通路２３の圧力とはほぼ等しいため、当例では、第１エア配管Ｐ１（入力ポート部）に圧力センサ４０ａが設けられている。

なお、図２中において、符号Ｌ２ａ、Ｌ２ｂは、ノズル駆動モータ３４を制御するための電線である。これら電線Ｌ２ａ、Ｌ２ｂは、同図に示すように第２アーム部１２を構成する一対のロッド１３それぞれの内部に挿通されている。そして、各電線Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの一端がロッド１３から導出されて、特定の第１アーム部１０に固定された接続器４４にコネクタで接続される一方、当該電線Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの他端がロッド１３から導出されて、ノズル駆動モータ３４にコネクタで接続されている。前記接続器４４は、詳しく図示していないが、電線Ｌ１を介して前記コントローラ５０に接続されている。

前記コントローラ５０は、周知のマイクロコンピュータをベースとするもので、プログラムを実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、例えばＲＡＭやＲＯＭにより構成された、プログラムおよびデータを格納するメモリと、電気信号の入出力を行う入出力（Ｉ／Ｏ）バスとを備えている。

コントローラ５０は、圧力センサ４０ａから入力される検出情報（検出圧力値）に基づき第２アーム部１２が第１アーム部１０又はヘッド４から外れているか否かを判断し、外れていると判断した場合には、ロボット１を停止させる。

具体的には、コントローラ５０は、図１２（ａ）に示すように、圧力センサ４０ａによる検出圧力値が予め設定された閾値Ｐ未満となり、すなわち、内部通路２３に供給されるエア圧（前記一定の圧力）を基準としてこの圧力よりも所定値以上（本発明の第１変化量に相当する）圧力が低下し、かつその状態が予め設定された設定時間Ｔ１（本発明の第１設定時間に相当する）以上継続した場合に、３つのアーム６のうち何れかの第２アーム部１２が外れたと判断し、ロボット１の動作を直ちに停止させるとともに、当該コントローラ５０に接続された警報装置５２（図１参照）を作動させてオペレータに報知する。

つまり、各ボールジョイント１４ａ、１４ａのボールスタッド２０（内部通路２３）には一定圧力のエアが供給されており、第２アーム部１２が正常に第１アーム部１０およびヘッド４に連結されている場合には、ボールスタッド２０の球頭部２２とソケット２６の受座部２８とが密接しているため内部通路２３の圧力が前記一定圧力に保たれる。しかし、第２アーム部１２が第１アーム部１０又はヘッド４から外れると、ボールスタッド２０（球頭部２２）がヘッド４（受座部２８）から離れて内部通路２３が開放されるため、これにより圧力センサ４０ａの検出圧力値が低下することとなる。従って、上記の通り、圧力センサ４０ａにより内部通路２３の圧力を検出しながらその検出圧力値と閾値Ｐとを比較することで、何れかの第２アーム部１２が外れたことを検知することが可能となる。

なお、当実施形態では、上記コンプレッサ、配管Ｐ１、Ｐ２ａ〜Ｐ２ｃ、Ｐ３およびエア分配器４０等が本発明の圧力供給装置に相当し、圧力センサ４０ａおよびコントローラ５０が本発明の判別装置に相当し、これら各装置と上記各ボールスタッド２０の内部通路２３とが本発明の検知装置に相当する。

以上説明したように、上記のロボット１によれば、各ボールジョイント１４ａ、１４ｂのボールスタッド２０内に形成された内部通路２３に一定圧力のエアを供給し、当該内部通路２３内の圧力の変化に基づき第２アーム部１２が外れたことを検知するので、ボールジョイントに電流を印加することなく第２アーム部１２が外れたことを検知することができる。従って、ボールスタッドとソケットとの導通の有無に基づきアームが外れたことを検知する従来のこの種の産業用ロボットのように、メンテナンス時などに感電を招くといった懸念がなく、よって、より安全な構成で第２アーム部１２が外れたことを検知することができる。

また、上記ロボット１では、第２アーム部１２が一対のロッド１３からなり、各ロッド１３に固定されたソケット２６によってボールスタッド両端の球頭部２２が保持されることで、第２アーム部１２が第１アーム部１０およびヘッド４に連結されているが、上記の通り、内部通路２３は、ボールスタッド２０の軸方向に延びて各球頭部２２の表面にそれぞれ開口するように形成されているので、前記一対のロッド１３の何れか一方が外れた場合でも、圧力センサ４０ａの検出圧力値が低下することとなる。従って、上記ロボット１によれば、第２アーム部１２が第１アーム部１０やヘッド４から完全に外れた場合のみならず、一方のロッド１３のみが第１アーム部１０やヘッド４から外れた場合も当該外れを良好に検知することができる、という利点がある。

また、ヘッド４側の各第２ボールジョイント１４ｂについては、ボールスタッド２０の内部通路２３同士がブリッジ配管３８を介して直列に連通されており、特定の（一つの）ボールスタッド２０に第３エア配管Ｐ３を通じてエアが供給されることで、全ての内部通路２３にエアが供給される構成となっているので、ヘッド４周りの配管レイアウトを簡素化することできる。従って、エア供給用の配管がアーム６やエンドエフェクタの作動の邪魔になるのを回避できるとともに、ロボット１の組立性が向上するという利点もある。

ところで、以上説明したロボット１は、本発明に係る産業用ロボットの好ましい実施形態の例示であって、その具体的な構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

例えば、上記実施形態のロボット１では、コントローラ５０が圧力センサ４０ａの検出圧力値に基づき第２アーム部１２の外れの有無を判別し、外れたと判別した場合にロボット１を停止させるが、さらに、第２アーム部に外れる兆候があるか否かを判別し、外れる兆候があると判別した場合にもロボット１を停止させるようにしてもよい。具体的には、図１２（ｂ）に示すように、上記設定時間Ｔ１に満たない微小時間だけ検出圧力値が閾値Ｐ未満となるような突発的な検出圧力値の低下、すなわち、内部通路２３に供給されるエア圧（前記一定の圧力）を基準として当該内部通路２３の圧力が所定値（本発明の第２変化量に相当する）以上瞬時に変化する状態をコントローラ５０がカウントし、そのカウント数が予め設定された設定時間Ｔ２（本発明の第２設定時間に相当する）内に所定回数以上発生した場合に、コントローラ５０が、第２アーム部１２に外れる兆候があると判断してロボット１を停止するようにしてもよい。すなわち、ロボット１が連続して長期的に作動していると、ボールスタッド２０の球頭部２２やベース部２の受座部２８が摩耗し、ボールスタッド２０がソケット２６から外れ易い状態、つまり第２アーム部１２が外れ易い状態となる。このような状態では、上記摩耗による球頭部２２やソケット２６の変形によって内部通路２３からエアが漏れ易くなり、圧力センサ４０ａの検出圧力値が突発的に閾値Ｐ未満となる現象が繰り返し発生する場合が多い。従って、上記のように、圧力センサ４０ａの検出圧力値が突発的に閾値Ｐ未満となる回数をカウントすることで、第２アーム部１２に外れる兆候があるか否かを判別することが可能となる。なお、第２アーム部１２に外れる兆候があるか否かの判別基準となる上記カウント回数としては、例えば試験的に求めた値を用いるようにすればよい。

このような構成によれば、第２アーム部１２に外れる兆候を検知して、事前に第２アーム部１２のメンテナンスを実施することが可能となるため、第２アーム部１２が外れることを未然に防止することができるという利点がある。なお、ここでは、第２アーム部１２の外れの有無に加えて、第２アーム部１２に外れの兆候が有るか否かをコントローラ５０が判別する場合について説明したが、勿論、コントローラ５０が第２アーム部１２に外れの兆候が有るか否かの判別のみを行うようにしてもよい。

また、上記実施形態のロボット１は、３つの第２アーム部１２のうちの何れかが外れた場合に、これを検知できるものであるが、何れのアーム６の第２アーム部１２が外れたかを特定できるように構成してもよい。この場合には、例えば、各第２ボールジョイント１４ｂのボールスタッド２０の内部通路２３を互いに独立した構造とし、同一のアーム６の第１、第２ボールジョイント１４ａ、１４ｂのボールスタッド２０（内部通路２３）同士をエア配管で直列に接続したうえで、各アーム６のエア配管にそれぞれ圧力センサ４０ａを設けるようにすればよい。この構成によれば、各エア分配器４０の検出圧力値に基づき、アーム６毎に第２アーム部１２の外れを検知することができるので、何れのアーム６の第２アーム部１２が外れたかを特定することが可能となる。

また、上記実施形態のロボット１では、第３配管Ｐ３がロッド１３の外周面に沿って配索され、当該ロッド１３に結束バンド４２で固定されているが、当該第３配管Ｐ３は、ノズル駆動モータ３４を制御するための電線Ｌ２ａ、Ｌ２ｂと同様に、ロッド１３の内部に配索されていてもよい。

また、上記実施形態のロボット１は、ボールスタッド２０の各内部通路２３にエアを供給するようにしているが、各内部通路２３内を吸引するように構成してもよい。つまり、内部通路２３に一定圧力の正圧を供給する代わりに、一定圧力の負圧を供給し、圧力センサ４０ａによる検出圧力値が予め設定された閾値を超え、かつその状態が予め設定された設定時間以上継続した場合に、第２アーム部１２が外れたと判別するようにしてもよい。また、圧力センサ４０ａの検出圧力が突発的に閾値を超えた回数に基づき、第２アーム部１２に外れる兆候があるか否かを判別するようにしてもよい。このような構成によっても、上記実施形態と同様の作用効果を享受することができる。

１ 産業用ロボット
３ アーム駆動モータ
４ ヘッド
６ アーム
１０ 第１アーム部
１２ 第２アーム部
１３ ロッド
１４ａ 第１ボールジョイント
１４ｂ 第２ボールジョイント
２０ ボールスタッド
２２ 球頭部
２３ 内部通路
２６ ソケット
２７ ソケット本体部
２８ 受座部
Ｐ１ 第１エア配管
Ｐ２ａ〜Ｐ２ｃ 第２エア配管
Ｐ３ 第３エア配管

Claims (6)

1. パラレルリンク型の産業用ロボットであって、
   複数のモータが搭載されたベースと、
   エンドエフェクタが搭載されるヘッドと、
   前記モータに連結される第１アーム部と、当該第１アーム部と前記ヘッドとを連結する第２アーム部と、第１アーム部と第２アーム部とを揺動自在に連結する第１ボールジョイントと、第２アーム部と前記ヘッドとを揺動自在に連結する第２ボールジョイントとを各々含む、複数のアームと、
   前記第２アーム部の連結異常を検知する検知装置と、を備え、
   前記第１、第２ボールジョイントは、球頭部を備えたボールスタッドと前記球頭部を保持するソケットとを含み、前記第１、第２ボールジョイントのうち、少なくとも一方のボールスタッドに、前記球頭部の表面に開口する内部通路が形成されており、
   前記検知装置は、前記内部通路へのエアの供給、又は前記内部通路の吸引により当該内部通路に一定の圧力を供給する圧力供給装置と、前記内部通路の圧力を検出することによりその検出値に基づき前記第２アームの連結異常の有無を判別する判別装置と、を含むことを特徴とする産業用ロボット。
2. 請求項１に記載の産業用ロボットにおいて、
   前記第２アーム部は、互いに平行に延びる一対のロッドから構成され、当該一対のロッドの端部に互いに向かい合わせに前記ソケットが設けられており、
   前記第１アーム部および前記ヘッドには、互いに反対側を向く一対の球頭部を備えた前記ボールスタッドが設けられ、前記一対のロッドの端部に設けられたソケットによって前記一対の球頭部が保持されることにより、当該第１アームおよび当該ヘッドが前記第２アーム部に連結されており、
   前記内部通路は、前記一対の球頭部の配列方向に延びて各球頭部の表面にそれぞれ開口している、ことを特徴とする産業用ロボット。
3. 請求項１又は２に記載の産業用ロボットにおいて、
   前記第２ボールジョイントのボールスタッドに前記内部通路が形成されているものであって、
   前記ヘッドは、各第２アーム部にそれぞれ対応する第２ボールジョイントのボールスタッドの内部通路を一つに繋ぐ連絡通路を備えており、
   前記圧力供給装置は、前記ボールスタッドのうち、何れか一つのボールスタッドの内部通路に前記一定の圧力を供給する、ことを特徴とする産業用ロボット。
4. 請求項３に記載の産業用ロボットにおいて、
   前記第１、第２ボールジョイントの双方のボールスタッドに前記内部通路が形成されているものであって、
   前記圧力供給装置は、圧力供給源から前記一定の圧力が供給される第１配管と、この第１配管から分岐して各々第１ボールジョイントのボールスタッドの内部通路に繋がる複数の第２配管と、当該第２配管のうち、一つの第２配管から分岐して前記特定のボールスタッドの内部通路に繋がる第３配管とを含む、ことを特徴とする産業用ロボット。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の産業用ロボットにおいて、
   前記判別装置は、前記第２アーム部の連結異常として当該第２アーム部の外れの有無を判別するものであって、前記一定の圧力を基準として前記内部通路の圧力が予め設定された第１変化量以上変化した状態が、予め設定された第１設定時間以上継続した場合に、第２アーム部が外れたと判別する、ことを特徴とする産業用ロボット。
6. 請求項１乃至５の何れか一項に記載の産業用ロボットにおいて、
   前記判別装置は、前記第２アーム部の連結異常として当該第２アーム部に外れる兆候があるか否かを判別するものであって、前記一定の圧力を基準として前記内部通路の圧力が予め設定された第２変化量以上瞬時に変化する状態が、予め設定された第２設定時間内に所定回数以上発生した場合に、第２アーム部に外れる兆候があると判別する、ことを特徴とする産業用ロボット。

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