JP5472323B2 - ロボットシステム - Google Patents
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Description
1)ISO13849-1、またはそれから派生する、またこの規格を参照する規格を満たし、将来この規格を引き継ぐ新規格の同要求部分への対応を容易にすること。
2)省スペースを満たすこと。
3)設置スペースのフレキシビリティを提供すること。
4)低コストを実現すること。
1)任意の複数の動作軸を有するロボットを備えたロボットにおいて、
その一部軸、または複数の動作軸にISO13849-1に規定するカテゴリ3以上を満たす個別軸検出用外部センサーを配し、
またそのセンサーが動作軸の動作位置によりON/OFF可能となるように動作軸の相手側に(センサーが動作軸に対して固定側に配された場合、移動側に、またセンサーが動作軸の移動側に配された場合、固定側に)接触、または非接触のドグを配してドグの相対位置によりセンサーがON/OFFできるように配置し、
それらのセンサー出力は、ロボットとは電源が異なりロボットの状態に左右されない、ISO13849-1のカテゴリ3に合致する外部設置の安全PLCに接続され、安全PLCがそれらの出力のON/OFFの組み合わせにより、場合によっては、ロボットの主電源を遮断し、場合によってはロボットの主電源を保持できるように準備され、ON/OFFの状態によって、安全PLCが常にロボットの電源をON状態に保つ状態で動作可能なロボット最大動作位置、または搬送部品、エンドエフェクター等を含む最大動作可能位置より外側にロボットの安全防護柵を配置し、センサーのON/OFFの制御による動作範囲制限のない状態に比べて、動作範囲をコンパクトにできるように構成したロボット。
1軸、または複数の動作軸にその動作位置により、上記基準を満たすセンサーを配し、
またそのセンサーが動作軸の動作位置によりON/OFF可能となるように動作軸の相手側に(センサーが動作軸に対して固定側に配された場合、移動側に、またセンサーが動作軸の移動側に配された場合、固定側に)接触、または非接触のドグを配してドグの相対位置によりセンサーがON/OFFできるように配置し、
さらに、上記センサーを配していない軸のすべてまたは一部に対して、カテゴリ3のスルービームタイプのセンサーを配し、その対象となる複数の動作軸の合成動作で規定できるアーム先端・中間、またはエンドエフェクター等ロボット先端のツールの任意の1点又は複数点に対応できる位置に反射鏡を配し、所定の位置にロボットのセンシング対称軸が位置したときのみその反射鏡によって、センサーの出力が入力センサーに入ってON状態となるようにセンサー、および反射鏡を配置し、
それらのセンサー出力は、ロボットとは電源が異なりロボットの状態に左右されない、ISO13849-1のカテゴリ3に合致する外部設置の安全PLCに接続され、安全PLCがそれらの出力のON/OFFの組み合わせにより、場合によっては、ロボットの主電源を遮断し、場合によってはロボットの主電源を保持できるように準備され、ON/OFFの状態によって、安全PLCが常にロボットの電源をON状態に保つ状態で動作可能なロボット最大動作位置、または搬送部品、エンドエフェクター等を含む最大動作可能位置より外側にロボットの安全防護柵を配置し、センサーのON/OFFの制御による動作範囲制限のない状態に比べて、動作範囲をコンパクトにできるように構成したロボット。
1軸、または複数の動作軸にその動作位置により、上記基準を満たすセンサーを配し、
またそのセンサーが動作軸の動作位置によりON/OFF可能となるように動作軸の相手側に(センサーが動作軸に対して固定側に配された場合、移動側に、またセンサーが動作軸の移動側に配された場合、固定側に)接触、または非接触のドグを配してドグの相対位置によりセンサーがON/OFFできるように配置し、
さらに、上記センサーを配していない軸のすべてまたは一部に対して、カテゴリ3の接触型、または非接触反射型のセンサーを配し、その対象となる複数の動作軸の合成動作で規定できるアーム先端・中間、またはエンドエフェクター等ロボット先端のツールの任意の1点又は複数点に対応できる位置にドグを配し、所定の位置にロボットのセンシング対称軸が位置したときのみそのドグによって、センサーの出力がON状態となるようにセンサー、およびドグを配置し、
それらのセンサー出力は、ロボットとは電源が異なりロボットの状態に左右されない、ISO13849-1のカテゴリ3に合致する外部設置の安全PLCに接続され、安全PLCがそれらの出力のON/OFFの組み合わせにより、場合によっては、ロボットの主電源を遮断し、場合によってはロボットの主電源を保持できるように準備され、ON/OFFの状態によって、安全PLCが常にロボットの電源をON状態に保つ状態で動作可能なロボット最大動作位置、または搬送部品、エンドエフェクター等を含む最大動作可能位置より外側にロボットの安全防護柵を配置し、センサーのON/OFFの制御による動作範囲制限のない状態に比べて、動作範囲をコンパクトにできるように構成したロボット。
A)個別軸検出用外部センサーを用いた電気式動作範囲制限機構。
B1)6軸のうち1〜4軸目にそれぞれセンサーを取り付け、各軸毎に動作制限する。
B2)そのセンサー信号がONのときは、その軸は可動(ゾーンチェック)。センサーは透過型で、各軸に備えられた円板に開けられたスリットを検出する。
B3)安全性を高めるため、センサーを2重系とする。
B4)各軸は完全に独立に制限されるのではなく、ロボットの位置・姿勢に応じて総合的に(複合条件/ロジックにより)動作が制限される。ロボットの動作範囲を、必要以外のところに及ばないように極小化する。
C)エンドエフェクターにミラーを、ロボット基台近くに反射型センサを設け、主に手首軸をチェックする。
D)以上のチェックを外部装置のPLCで制御する。
Claims (14)
- 複数の動作軸を有するロボットと、前記ロボットの制御系とは別個に設けられ、前記ロボットの動作可能範囲を制限する安全防護装置と、を備えたロボットシステムであって、
前記安全防護装置は、前記ロボットの前記複数の動作軸のうちの少なくとも2つの動作軸のそれぞれの回転位置又は移動位置に応じてON/OFFがそれぞれ切り替わる少なくとも2つの個別軸検出用外部センサーと、前記少なくとも2つの個別軸検出用外部センサーからの少なくとも2つの出力信号のON/OFFの組み合わせ条件に基づいて前記ロボットの動作を制限する装置本体と、を有する、ロボットシステム。 - 前記個別軸検出用外部センサーは、前記ロボットの1つの動作軸に対して少なくとも2つ設けられている、請求項1記載のロボットシステム。
- 前記個別軸検出用外部センサーは、接触又は非接触のドグと、前記ドグを検出するドグ検出部と、を有し、前記動作軸の回転位置又は移動位置に応じて前記ドグと前記ドグ検出部との相対位置が変化する、請求項1又は2に記載のロボットシステム。
- 前記複数の動作軸は、少なくとも3つの動作軸を含み、
前記安全防護装置は、さらに、前記ロボットの前記複数の動作軸のうちの少なくとも2つの動作軸の合成動作によって規定される前記ロボットの所定の動作位置を検出する合成動作検出用外部センサーを有する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のロボットシステム。 - 複数の動作軸を有するロボットと、前記ロボットの制御系とは別個に設けられ、前記ロボットの動作可能範囲を制限する安全防護装置と、を備えたロボットシステムであって、
前記安全防護装置は、前記ロボットの前記複数の動作軸のうちの少なくとも2つの動作軸の合成動作によって規定される前記ロボットの所定の動作位置を検出する合成動作検出用外部センサーと、前記合成動作検出用外部センサーからの出力信号に基づいて前記ロボットの動作を制限する装置本体と、を有し、
前記複数の動作軸は3つ以上の動作軸を含み、
前記ロボットは、前記複数の動作軸のうちの1つである第1軸周りに回転可能な又は第1軸に沿って走行可能なアームを有し、
前記合成動作検出用外部センサーは、前記複数の動作軸のうちの前記第1軸以外の少なくとも2つの動作軸の合成動作によって規定される前記所定の動作位置を検出し、
前記所定の動作位置は、前記アームを引っ込めた状態に対応する、ロボットシステム。 - 前記アームの先端には、前記複数の動作軸のうちの1つである手首軸周りに回転可能なエンドエフェクターが設けられており、
前記合成動作検出用外部センサーによって検出される前記所定の動作位置は、前記エンドエフェクターの位置である、請求項5記載のロボットシステム。 - 前記合成動作検出用外部センサーは、前記第1軸周りの前記アームの回転と一緒に回転し又は前記第1軸に沿った前記アームの走行と一緒に走行する第1ユニットと、前記エンドエフェクターと共に移動する第2ユニットと、を有し、前記第1ユニットと前記第2ユニットとが所定の位置関係になったことを検出することにより前記所定の動作位置を検出する、請求項6記載のロボットシステム。
- 前記第1ユニットは、検出用ビームを発する発光部と、前記検出用ビームを受ける受光部と、を含み、前記第2ユニットは、前記ロボットが前記所定の動作位置にあるときに、前記発光部から発射された前記検出用ビームを前記受光部に向けて反射する反射体を含む、請求項7記載のロボットシステム。
- 前記安全防護装置は、前記ロボットが前記所定の動作位置にある場合以外は、前記ロボットの前記第1軸周りの回転動作又は第1軸に沿った走行動作を禁止する、請求項5乃至8のいずれか一項に記載のロボットシステム。
- 前記合成動作検出用外部センサーは、接触又は非接触のドグと、前記ドグを検出するドグ検出部と、を有し、前記ロボットの動作位置に応じて前記ドグと前記ドグ検出部との相対位置が変化する、請求項4乃至9のいずれか一項に記載のロボットシステム。
- 前記合成動作検出用外部センサーは、1つの前記所定の動作位置に対して少なくとも2つ設けられている、請求項4乃至10のいずれか一項に記載のロボットシステム。
- 前記装置本体は、前記ロボットの電源とは異なる電源を有する外部設置の安全PLCを含む、請求項1乃至11のいずれか一項に記載のロボットシステム。
- 前記安全防護装置は、前記ロボットの電源とは異なる電源を備えており、前記ロボットが安全作業領域を逸脱した場合には前記ロボットの電源を遮断する、請求項1乃至12のいずれか一項に記載のロボットシステム。
- 前記安全防護装置は、前記ロボットのアーム、前記アームの先端に設けられたエンドエフェクター、及び前記エンドエフェクターに保持された搬送物のそれぞれの移動範囲が、安全作業領域から逸脱しないように前記ロボットの動作を制限する、請求項1乃至13のいずれか一項に記載のロボットシステム。
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