JP3003768B2 - 多関節形ロボットの関節の拘束を解除する方法と装置 - Google Patents

多関節形ロボットの関節の拘束を解除する方法と装置

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多関節形ロボットの関
節の拘束を解除し、保守・点検をし易くする方法と装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、多関節形ロボットの関節回動用に
用いるブレーキ付モータのブレーキは、フェールセーフ
になるよう、無励磁作動形を用いる。正常動作時は、ロ
ボットの制御回路からの起動によりONする主スイッチ
と、この主スイッチに直列に接続した整流器を直列に接
続した主ループを、ブレーキ励磁コイルの端子に接続
し、ブレーキの励磁コイルに励磁電流を供給し、ブレー
キを解除し、停止時は、ブレーキの励磁コイルへの励磁
電流を遮断し、ブレーキを拘束しており、解除はブレー
キに装着した機械式のブレーキ解除機構により拘束を解
除するのが一般的である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、故障等で緊
急停止を掛けた場合、ブレーキが掛かりっぱなしにな
り、各アームが拘束され、人間の力では動かせなくな
り、故障箇所の点検・修理がし難いとともに、現場で修
理できず工場に持ち帰る場合は、アームが故障時の姿勢
のままなので、かさばり運搬に不便である。拘束を解除
するため、機械式のブレーキ解除機構を用いると、各関
節ごとに操作せねばならず、面倒な上、解除された途端
アームが回動し危険であった。そこで、本発明は、簡単
・安全にブレーキによるアームの拘束を解除し、アーム
を自由に回動できるようにする、多関節形ロボットの関
節の拘束を解除する方法と装置を提供することを目的と
する。
【0004】
【課題を解決するための手段】その方法は、各関節駆動
に無励磁作動形ブレーキ付モータを用い、ブレーキの励
磁コイルに電流を供給する主ループによりブレーキの拘
束を解除する、多関節形ロボットの関節の拘束を解除す
る方法において、前記主ループによりブレーキが拘束さ
れているとき、オペレータが拘束を解除したい関節の回
動用モータを選択し、選択された関節の回動用モータの
ブレーキの励磁コイルに、前記励磁コイルに並列接続し
たブレーキ解除専用の補助ループから解除電流を供給し
多関節形ロボットの関節の拘束を解除する。その装置
は、各関節駆動に無励磁作動形ブレーキ付モータを用
い、ロボット制御回路からの停止指令によりOFFする
主スイッチと整流器をブレーキの励磁コイルに直列に接
続した主ループより解除電流を供給する多関節形ロボッ
トの関節の拘束を解除する装置において、励磁電流を供
給する電源となるバッテリと前記励磁電流を制御する印
加電流制御器とオペレータが操作するON−OFF機構
を直列に接続したブレーキ解除専用の補助ループを、前
記主ループの励磁コイルに付加的に接続し、多関節形ロ
ボットの関節の拘束を解除するものである。
【0005】
【作用】上記手段により、オペレータの指示する関節の
回動用モータのブレーキ励磁コイルにブレーキ解除電流
が供給され、該当する回動用モータのブレーキの拘束が
解除される。さらに、励磁コイルに印加する励磁電流を
調節し、拘束力を調整することにより、関節の急激な回
動が防止できる。
【0006】
【実施例】図面にもとずき、本発明の実施例を説明す
る。図1は、本案を適用する多関節形ロボットの側面図
である。固定ベース1には、無励磁作動形のブレーキ・
モータよりなる回動用モータ21により垂直軸回りに回
転する、第1アーム2を回転自在に設けてある。第1ア
ーム2の先端には、フォーク状の第1関節11を設けて
ある。第1関節11の外側面には、無励磁作動形のブレ
ーキ・モータよりなる回動用モータ31を固定してあ
り、第1関節11の内側面間には、第1アーム2と直交
させて軸受で支持された回転軸を設けてある。回転軸に
は、回動用モータ31により前後に回動するI字状をし
た第2アーム3の一端を設けてある。第2アーム3の他
端には、フォーク状をした第2関節12を設けてある。
第2関節12の側面には、無励磁作動形のブレーキ・モ
ータよりなる回動用モータ41を固定してあり、第2関
節12の内側面間には、第2アーム3と直交させて軸受
で支持された回転軸を設けてある。回動軸には、回動用
モータ41により前後回動するI字状をした第3アーム
4の一端を回動自在に設けてある。第3ーム4の他端に
は、フォーク状をした第3関節13を設けてある。第3
関節13の側面には、無励磁作動形のブレーキ・モータ
よりなる回動用モータ51を固定してあり、第3関節1
3の内側面間には、第3アーム4と直交させて軸受で支
持された回転軸を設けてある。回動軸には、軸回動用モ
ータ51により前後に回動するI字状をした手首5の一
端を回動自在に設けてある。
【0007】図2に、本案の多関節形ロボットの関節の
拘束解除装置の制御回路を示す。各回動用モータ用の制
御回路は同じ構成のものを併設してあるので、回動用モ
ータ21の制御回路を例にとり説明する。主ループMB
Lは、ロボットの駆動電源と共通の交流電源に接続した
整流器100とロボツト制御回路の停止指令によりOF
Fする主スイッチMSWを無励磁作動形ブレーキの励磁
コイル21Eに直列に接続してある。補助ループSBL
は、バッテリーB、印加電流制御器として働く可変抵抗
器V21(図示はしないが、各回動用モータの制御回路
では、V31、V41、V51)とオペレータが操作す
るON−OFF機構として働く補助スイッチ21S(図
示はしないが、各回動用モータの制御回路では、31
S、41S、51S)を、前記主ループMBLの無励磁
作動形ブレーキの励磁コイル21Eの端子に並列接続し
てある。ロボットが作動中は、主スイッチMSWがON
しており、主ループMBLを介し、励磁コイル21E
(図示はしないが、各回動用モータでは、31E、41
E、51E)に励磁電流が供給されており、ブレーキを
解除している。この状態では、補助ループSBLの補助
スイッチ21SはOFFしている。ロボットが停止する
と、主スイッチMSWがOFFし、励磁コイル21Eへ
の励磁電流の供給が無くなり、無励磁作動形ブレーキが
作動し、回動用モータ21を拘束する。オペレータが、
回動用モータ21のブレーキを解除したいときは、補助
スイッチ21SをONし、補助ループSBLにはバッテ
リーBから励磁コイル21Eに励磁電流が供給されブレ
ーキが解除される。しかし、突然ブレーキを解除する
と、ロボツトのアームが重力により落下し、危険である
ので、可変抵抗器V21により徐々に励磁電流を上げて
ゆき、人力でアームを回動できる励磁電流に設定する。
同様に、回動用モータ51を解除したい場合は、補助ス
イッチ51SをONし、可変抵抗器V51により徐々に
励磁電流を上げてゆき、人力でアームを回動できる励磁
電流に設定する。
【0008】図3は、第2の実施例の補助ループを示
し、図では1回路分のみ示してあるが他の回路も同一構
成である。実施例の可変抵抗器V21を、補助スイッチ
21SがONしたとき、パルス発生器PGによりON−
OFFする、印加電流制御器として働く第2補助スイッ
チ21SS(図示はしていないが、各回動用モータの制
御回路では、31SS、41SS、51SS)に変え、
励磁コイル21Eへ印加電流を無励磁作動形ブレーキが
ばたつかない頻度でON−OFFし、アームを重力によ
り、インチングしながら下げるようにする。なお、アー
ムを上げたいときは、重力に対抗する人力もしくはウイ
ンチ力を加え続けるとよい。
【0009】図4は、第3の実施例を補助ループを示
し、図では1回路分のみ示してあるが他の回路も同一構
成である。実施例の補助スイッチ21S(図示はしてい
ないが、各回動用モータの制御回路では、31S、41
S、51S)を、ON−OFF機構として働くプラグイ
ン式のコネクタ21C(図示はしないが、31C、41
C、51C)に変え、バッテリBの−端子とブレーキの
励磁コイル端子間を結ぶケーブルの途中にコネクタ21
Cを設け、励磁電流のON−OFFをコネクタの接・断
によりおこなう。なお、コネクタ21Cの一方を励磁コ
イル端子側に残し、もう一方を補助ループSBL側に残
し、補助ループSBLを接・断可能にしてもよい。この
場合、補助ループSBLを非常用のポータブル形にで
き、解除したい状況が生じたときのみ、励磁コイルの端
子に接続する。
【0010】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、オ
ペレータが、補助ループSBLに設けた補助スイッチの
ONやコネクタの接のみで、関節回動用モータの拘束が
解除されので解除操作が簡単になるとともに、拘束力を
調整できるようにしたので、アームが急激に回動するこ
とがなく安全に、停止時のアームの姿勢を任意に設定で
きる。さらに、補助ループSBLをポータフル形にする
と、必要なときのみ接続できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例を適用する多関節形ロボット
の側面図。
【図2】 本発明の実施例を示す、制御回路。
【図3】 本発明の第2の実施例を示す、補助ループの
回路図。
【図4】 本発明の第3の実施例を示す、補助ループの
回路図。
【符号の説明】
1 固定ベース 11 第1関節 12 第2関節 13 第3関節 21、31、41、51 回動用モータ 21E、31E、41E、51E 励磁コイル 5 手首 100 整流器 MBL 主ループ MSW 主スイッチ B バッテリー SBL、SBL1 補助ループ 21C、31C、41C、51C コネクタ 21S、31S、41S、51S 補助スイッチ 21SS、31SS、41SS、51SS 第2補助ス
イッチ V21、V31、V41、V51 可変抵抗器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 佐々木 正章 (56)参考文献 特開 平3−161295(JP,A) 特開 平3−221394(JP,A) 特開 平3−92288(JP,A) 実開 平5−74791(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B25J 19/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各関節駆動に無励磁作動形ブレーキ付モ
    ータを用い、ブレーキの励磁コイルに電流を供給する主
    ループによりブレーキの拘束を解除する、多関節形ロボ
    ットの関節の拘束を解除する方法において、 前記主ループによりブレーキが拘束されているとき、オ
    ペレータが拘束を解除したい関節の回動用モータを選択
    し、選択された関節の回動用モータのブレーキの励磁コ
    イルに、前記励磁コイルに接続したブレーキ解除専用の
    補助ループからブレーキ解除電流を供給し、前記ブレー
    キ解除電流を、電流レベルを調節するかもしくは所定の
    頻度でON−OFFすることを特徴とする多関節形ロボ
    ットの関節の拘束を解除する方法。
  2. 【請求項2】 各関節駆動に無励磁作動形ブレーキ付モ
    ータを用い、ロボット制御回路からの停止指令によりO
    FFする主スイッチと整流器をブレーキの励磁コイルに
    直列に接続した主ループよりブレーキ解除電流を供給す
    る多関節形ロボットの関節の拘束を解除する装置におい
    て、 前記励磁コイルに、バッテリと、前記ブレーキ解除電流
    の電流レベルを調節する可変抵抗器と、オペレータが操
    作するON−OFF機構を直列に接続したブレーキ解除
    専用の補助ループを並列接続したことを特徴とする多関
    節形ロボットの関節の拘束を解除する装置。
  3. 【請求項3】 各関節駆動に無励磁作動形ブレーキ付モ
    ータを用い、ロボット制御回路からの停止指令によりO
    FFする主スイッチと整流器をブレーキの励磁コイルに
    直列に接続した主ループよりブレーキ解除電流を供給す
    る多関節形ロボットの関節の拘束を解除する装置におい
    て、 前記励磁コイルに、バッテリと、パルス発生器により所
    定の頻度で前記ブレーキ解除電流をON−OFFする補
    助スイッチと、オペレータが操作するON−OFF機構
    を直列に接続したブレーキ解除専用の補助ループを並列
    接続したことを特徴とする多関節形ロボットの関節の拘
    束を解除する装置。
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