JP5293207B2 - ロボットの安全監視装置 - Google Patents
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Description
通常、人等への接触を防止するために、ロボットの周囲にはロボットが作動可能な空間領域が設定され、ロボット(の関節アーム)は当該空間内での作動のみが許容されている。ロボットが移動指令によって作動した場合に、作動可能な空間領域外に移動すると判断されるときには、移動前にロボットの作動を停止させて事前に危険を回避している。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、安全に作動させることができるロボットの安全監視装置を提供することにある。
関節により複数のリンクが直列に連結されるとともに、先端の前記リンクに対し複数のフィンガーが互いに並列に接続され、ワークに対して処理を施すために、前記フィンガーのうち少なくとも1個が先端の前記リンクに対し移動可能に形成されている関節アームと、
各々の前記リンクを、隣接する前記リンクに対して前記関節の回転軸を中心に旋回させるとともに、前記フィンガーを先端の前記リンクに対して移動させる駆動モーターと、
電力を供給して前記駆動モーターを作動させるモーター駆動手段と、
前記関節アームに含まれる各々の前記リンクおよび前記フィンガーの目標位置を算出し、算出された前記リンクおよび前記フィンガーの目標位置に基づき、前記モーター駆動手段の作動を制御する制御手段と、
を備えたロボットの安全監視装置であって、
空間上において、前記関節アームが作動可能な安全作動領域を設定する作動領域設定手段と、
前記制御手段により算出された前記リンクおよび前記フィンガーの目標位置に基づいて前記関節アームの目標位置を算出し、算出した前記関節アームの目標位置が前記安全作動領域内にあるか否かを判定する安全判定手段と、
前記関節アームの目標位置が、前記安全作動領域外にあると判定された場合に、前記駆動モーターの作動を停止させる作動停止手段と、
を備え、
前記安全判定手段は、
複数の前記フィンガーごとに、各々複数の前記リンクと前記フィンガーとが直列に接続された複数のリンク列を設定し、
各々の前記リンク列に含まれる各々の前記リンクおよび前記フィンガーの目標位置に基づいて、それぞれの前記リンク列ごとに前記関節アームの目標位置を算出し、算出した前記リンク列ごとの前記関節アームの目標位置が、前記安全作動領域内にあるか否かを判定することである。
前記安全判定手段は、
複数の前記リンク列のうちの一つに含まれる前記リンクの目標位置を、その他の前記リンク列において共通に使用される前記リンクの目標位置として、前記関節アームの目標位置を算出することである。
前記リンクおよび前記フィンガーの現在位置を検出する現在位置検出手段を備え、
前記安全判定手段は、
検出された前記リンクおよび前記フィンガーの現在位置に基づいて、それぞれの前記リンク列ごとに前記関節アームの現在位置を算出し、算出した前記リンク列ごとの前記関節アームの現在位置が前記安全作動領域内にあるか否かを判定し、
前記作動停止手段は、
それぞれの前記リンク列ごとに算出された前記関節アームの目標位置が、前記安全作動領域外にあると判定され、または、それぞれの前記リンク列ごとに算出された前記関節アームの現在位置が、前記安全作動領域外にあると判定された場合に、前記駆動モーターの作動を停止させることである。
また、フィンガーが交換された場合にも、安全監視のために関節アームの目標位置を算出する場合、演算のための行列式を変更するのみで、容易に算出することができる。
関節アーム50は、7個のリンク51a〜51g(本発明のリンクに該当する)が6個の関節52a〜52f(本発明の関節に該当する)により直列に連結されて形成されている。本実施形態によるロボット装置の関節アーム50は、6個の関節52a〜52fにおいてリンク51a〜51gが旋回することのできる、6自由度を有するロボットであるが、これに限られるものではない。
以下、同様に、第3関節52c、第4関節52d、第5関節52e、第6関節52fにはそれぞれサーボモーター53c、53d、53e、53f(サーボモーター53a〜53fは、本発明の駆動モーターに該当する)が取り付けられており、電力が供給されることにより、各々リンク51d、51e、51f、51gを旋回させる。
ツール識別信号発生部8は、第7リンク51gに実際に取り付けられているツール54に設けられており、これに限定されるものではないが、例えば、ICタグ等が使用される。ツール識別信号発生部8からは、第7リンク51gに取り付けられているツール54を特定することができる信号が発信され、作動コントローラー2が受信する。
安全停止部11は、領域判定部10により算出された関節アーム50の現在位置:Tnowが、作動可能な空間領域外にあると判定された場合に、スイッチ群13に含まれる各電源スイッチを開放し、サーボモーター53a〜53f、54f、54gの作動を停止させる。ロボットの安全監視装置1の信頼性を向上させて、高い安全性を確保するために、安全停止部11とスイッチ群13との間の配線は二重化されている。
関節アーム50が現在位置:Tnowにある場合に、いずれのリンク列についても、関節アーム50と他部材との干渉がないと判定された場合、制御フローの最初に戻る。
また、狭持片54a、54bが交換された場合にも、安全監視のために関節アーム50の現在位置を算出する場合、演算のための行列式を変更するのみで、容易に算出することができる。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
ツール54において、狭持片の数は3個以上であってもよく、また狭持片は任意の形状が適用可能である。
第7リンク51gに対して、狭持片54a、54bのうちの一方のみを移動可能にしてもよい。
上述した実施形態においては、関節アーム50の現在位置が安全な空間領域内にあることを監視するようにしたが、現在位置に代えて、関節アーム50の目標位置が安全な空間領域内にあることを監視するようにしてもよい。
Claims (3)
- 関節により複数のリンクが直列に連結されるとともに、先端の前記リンクに対し複数のフィンガーが互いに並列に接続され、ワークに対して処理を施すために、前記フィンガーのうち少なくとも1個が先端の前記リンクに対し移動可能に形成されている関節アームと、
各々の前記リンクを、隣接する前記リンクに対して前記関節の回転軸を中心に旋回させるとともに、前記フィンガーを先端の前記リンクに対して移動させる駆動モーターと、
電力を供給して前記駆動モーターを作動させるモーター駆動手段と、
前記関節アームに含まれる各々の前記リンクおよび前記フィンガーの目標位置を算出し、算出された前記リンクおよび前記フィンガーの目標位置に基づき、前記モーター駆動手段の作動を制御する制御手段と、
を備えたロボットの安全監視装置であって、
空間上において、前記関節アームが作動可能な安全作動領域を設定する作動領域設定手段と、
前記制御手段により算出された前記リンクおよび前記フィンガーの目標位置に基づいて前記関節アームの目標位置を算出し、算出した前記関節アームの目標位置が前記安全作動領域内にあるか否かを判定する安全判定手段と、
前記関節アームの目標位置が、前記安全作動領域外にあると判定された場合に、前記駆動モーターの作動を停止させる作動停止手段と、
を備え、
前記安全判定手段は、
複数の前記フィンガーごとに、各々複数の前記リンクと前記フィンガーとが直列に接続された複数のリンク列を設定し、
各々の前記リンク列に含まれる各々の前記リンクおよび前記フィンガーの目標位置に基づいて、それぞれの前記リンク列ごとに前記関節アームの目標位置を算出し、算出した前記リンク列ごとの前記関節アームの目標位置が、前記安全作動領域内にあるか否かを判定することを特徴とするロボットの安全監視装置。 - 前記安全判定手段は、
複数の前記リンク列のうちの一つに含まれる前記リンクの目標位置を、その他の前記リンク列において共通に使用される前記リンクの目標位置として、前記関節アームの目標位置を算出することを特徴とする請求項1記載のロボットの安全監視装置。 - 前記リンクおよび前記フィンガーの現在位置を検出する現在位置検出手段を備え、
前記安全判定手段は、
検出された前記リンクおよび前記フィンガーの現在位置に基づいて、それぞれの前記リンク列ごとに前記関節アームの現在位置を算出し、算出した前記リンク列ごとの前記関節アームの現在位置が前記安全作動領域内にあるか否かを判定し、
前記作動停止手段は、
それぞれの前記リンク列ごとに算出された前記関節アームの目標位置が、前記安全作動領域外にあると判定され、または、それぞれの前記リンク列ごとに算出された前記関節アームの現在位置が、前記安全作動領域外にあると判定された場合に、前記駆動モーターの作動を停止させることを特徴とする請求項1または2に記載のロボットの安全監視装置。
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JP2009004895A JP5293207B2 (ja) | 2009-01-13 | 2009-01-13 | ロボットの安全監視装置 |
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