JPH012892A - 産業用ロボットベ−スマウント安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、運転中の産業用ロボットの位置決め精度の劣
化や転倒を防止する産業用ロボットベースマウント安全
装置に関する。

従来の技術 産業用ロボットの設置は、一般に、産業用ロボット本体
の基部を成すベースマウントを床面に設けられたベース
プレートにボルトを用いて締結することによって行われ
る。従って、ボルトには常にロボットアームの水平面及
び垂直面内の回転運動による反動トルクや振動によって
大きな４荷が作用している。特に、近年に於いては、サ
ーボモータの高性能化に伴い、産業用ロボットの大型化
。

高速化が進み、瞬間的な運動量の変化がボルトに与える
衝撃は想像以上に大きい。又、工場に於いては、床面積
を有効に利用するためにも、産業用ロボットの設置スペ
ースは限られたものとなり、必要以上にベースマウント
を大きくしてロボットの安定化を図ることは許されない
。このような環境の中にあって、ベースマウントとベー
スプレートを締結するボルトに対する安全対策はこれま
でのところ、特にとられていない。

従って、ベースマウントとベースプレートを締結するボ
ルトが緩む可能性は常にある訳で、まず、ボルトが緩ん
でベースマウントがベースプレートに対して微小な回転
を伴って水平に変位した場合、その変位、特に回転変位
はロボットアーム先端にて増幅されるのでロボットアー
ム先端の位置決め精度に問題が生ずる。更にボルトが緩
んで、ボルトの軸方向に遊びが生ずると、ロボットアー
ムが垂直１ｍ内で急激な運動を行った場合、ボルトには
ｔ！Ｉｉｊ撃的な力が作用することになり、最悪の場合
は、疲労による破断が生じて産業用ロボットが運転中に
転倒することになる。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、ベースマウントとベースプレート間に
微小な相対的変位が生じた段階でこれを検出して産業用
ロボットの運転を停止し、従来技術の不都合を取り除く
ことにある。

問題点を解決するための手段 非常停止装置を備えた産業用ロボットに於いて、産業用
ロボット本体基部となるベースマウントと該ベースマウ
ント設首面となるベースプレート間の微小な相対的変位
を検知する変位検出手段と、変位検出手段の信号を受け
て産業用ロボットを非常停止させる手段を設ける。

作　　用 変位検出手段がベースマウントとベースプレート間の微
小な相対移動を検知するとスイッチング素子が作動し、
スイッチング素子と産業用ロボットの非常停止装置間を
連絡するケーブルを介して産業用ロボットの非常停止装
置を作動させ産業用ロボットの運転を停止させる。

実施例 第１図に於いて、１は産業用ロボット本体であり、基部
を成すベースマウント２が四隅にＭｎした複数のボルト
３によりベースプレート４に固定されている。ベースマ
ウント２の四隅に設けられたボルト締結部の内、対向す
る二箇所の位置には、変位検出手段を構成するスイッチ
ングユニット５が装着され、各々のスイッチングユニッ
ト５はユニットケーブル６を介して接続されると共にケ
ーブル７によって非常停止装置を備えた産業用ロボット
１の制御装置であるロボット・コントローラ８に接続さ
れている。

各々のスイッチングユニット５は第２図に示されるよう
に、ベースマウント側ユニット５ａとベースプレート側
ユニット５ｂとから成り、ベースマウント側ユニット５
ａは上部ブロック９ど下部ブロック１０によって構成さ
れ、」二部ブロック９には外周部に雄ねじを備え頭部を
回転することにより上下方向に位置調整可能で先端を丸
くした２木のニードル１１及び１２が装着されている。

スイッチング素子を構成するニードル１１及び１２の装
着部は第３図に示されるような同一の構成を有する。第
３図に於いて、１部ブロック９には合成樹脂等から成る
円筒形の絶縁スリーブ１３が圧入され、更にその内側に
は内部に雌ねじを上部外周にＭ［ねじを設けた金属材料
より成る円筒形のメタルスリーブ１４が圧入され、絶縁
スリーブ１３より上部に露出したメタルスリーブ１４の
雄ねじを切られた部分にはターミブル１５（ａ、ｂ）が
ｈ！ｌ！装されてナツト１６により固定されている。

ニードル１１はメタルスリーブ１４に螺合して回転され
ることにより上下方向に位置ｌ！ｌ整される一方、調整
終了時に於いてはナツト１７によって固定されるため不
用意に緩むことはない。

第２図に於いて、下部ブロック１０の一端には先端を丸
くしたピックアップ１８が上下方向に摺動自在に装着さ
れ、つば部１８ａを介してレバー１９を支持体２０に設
けられたビン２１を中心に回転するよう構成されている
。なお、レバー１９の基端及びピックアップ１８はスプ
リング２２の弾力によって常に下方に押圧されて、レバ
ー１９の先端はニードル１１の先端に接触している。

２３は、ニードル１２を下部ブロック１０より電気的に
絶縁する合成樹脂等から成る絶縁スリーブである。

ベースプレート側ユニット５ｂは金属材料より成るプレ
ート２４及びベークライト等から成る絶縁板２５によっ
て構成され、プレート２４の上面にはピックアップ１８
の先端と嵌合するへこみ２６が設けられ、六角穴付きボ
ルト２７によって絶縁板２５に固定されている。

以上のように構成されたスイッチングユニット５は、各
々のニードル１１に設けられたターミナル１５ａと各々
のニードル１２に設けられたターミナル１５ｂをユニッ
トケーブル６によって接続し、ケーブル７を介してロボ
ットコントローラ８の非常停止装置を構成するＯＦＦ作
動非常停止入力端子ＸＩ、Ｘ２　（回路が開かれた時に
産業用ロボット１の運転を停止する）に接続されている
。

この非常停止装置は前記の変位検出手段の信号を受けて
作動する産業用ロボットの非常停止手段である。

次に、ベースマウント２及びベースプレート４へのスイ
ッチングユニット５の装着方法について説明する。

まず、ベースマウント側ユニット５ａの下部ブロック１
０及びベースプレート側ユニット５ｂのプレー１−２４
に第６図に示されるような治具２８を■合して、ベース
マウント側ユニット５ａとベースプレート側ユニット５
ｂの相対的位置決めを予め行い、六角穴付きのセットボ
ルト２９′ｃ確実に固定する。次に、ベースマウント側
ユニット５ａ、ベースプレート側ユニット５ｂ、治具２
８を固定したままの状態で、ワッシャ３０を嵌装した六
角穴付ぎの固定ボルト３１でベースマウント側ユニット
ト５ａをベースマ１クン］〜２の側面に、ベースプレー
ト側ユニット５ｂをベースプレート４の上面に仮イ・１
けし、ベースマウント側ユニット５ａとベースマウント
２の間、或いは、ベースプレート側ユニット５ｂとベー
スプレート４の間に間隙があるか否か確認し、間隙があ
れば銅棒等で軽く衝撃を与えて馴染ませてみる。固定ボ
ルト３１の外形は各ユニット５ａ、５ｂのＬｌ？’型を
したボルト装着部の内径に比べて小なるものを用いてい
るためある程度の位置調整が可能どなる。このようにし
てもなお間隙のある場合はベースマウント２の側面、或
いは、ベースプレート４の上面に形状誤差がある訳であ
るから、ベースプレート４の上面を基準面として装着を
行う。まず、ベースプレート４の上面にベースプレート
側ユニット５ｂの底面を密着させて六角穴付きボルト３
１で固定し、ベースマウント側ユニット５ａとベースマ
ウント２の間に生じた間隙に市販のスペーサ等を挿入し
て間隙を埋め、ベースマウント側ユニット５ａを固定ボ
ルト３１を用いて固定する。次に治具２８を取り外して
ベースマウント側ユニット５ａ並びにベースプレート側
ユニツ（・５ｂを六角穴付きボルト３１で強く締結して
初期設定を終了する。

次に各スイッチングユニット５の調整を行う。

前述したように、ベースマウント側ユニットト５ａとベ
ースプレート側ユニット５ｂは治具２８によって相対的
な位置決めを完了しているが、冶具２８を取り外してか
ら固定ポル１〜３１を強く締め付けたのでスペーサが変
形して、多少の変位が生じている可能性がある。まず、
第２図に示されるようなターミナル５ａとターミナル５
ｂの通電をチエツクするためにこれらのターミナルに導
通テスタ等を接続し、徐々にニードル１２を正回転して
下降させ各ターミナル間の通電を確認する。

通電の確認された状態でニードル１２の先端がプレート
２４の上面に接触したことになる。次にニードル１１を
徐々に逆転して上昇させでゆくと、各ターミナル間の通
電が阻止されるに至る。この時、ニードル１１の先端は
レバー１９先端の上背限界点にある訳で、この状態から
僅かにニードル１１を正回転して通電を回復した後、第
３図に示されるようなプツト１７を締め付けて、ニード
ル１１．１２を確実に固定し各スイッチングユニット５
の調整を終了する。

次にスイッチングユニット５の作用について１′Ｊ１明
する。

まず、ベースプレート４とベースマウント２の間に変位
が生じていない状態にあっては、ベースマウント側ユニ
ット５ａとベースプレート側ユニット５ｂの位置関係は
第４図（ａ）に示されるようにスイッチングユニット調
整終了時と同じ状態にあるので、第２図及び第３図に於
いて、ターミナル１５ａは、ナツト１６．メタルスリー
ブ１４゜ニードル１１．レバー１９．ピックアップ１８
゜プレート２４．ニードル１２．メタルスリーブ１４、
ナツト１６を介してターミＪル１５ｂに電気的に接続さ
れでいる。

次に、スイッチングユニット５の装着位置に於いてベー
スプレート２に対してベースマウント４が相対的に垂直
移動すると、第４図（ｂ）に示されるようにベースマウ
ント側ユニット５ａがベースプレート側ユニット５ｂに
対して相対的に垂直移動して変位Δ２を生じ、ニードル
１２とブレー１−２　／Ｉの電気的接触が断たれるので
ターミナル１５ａとターミナル１５ｂどの間の回路が開
かれる。以下、ニードル１１とプレート２４とから成る
接点をスイッチングユニット５のｂ接点と呼ぶ。

又、スイッチングユニット５の装着位置に於いてベース
プレー１〜２に対してベースマウント４が相対的に水平
移動すると、第４図（Ｃ）に示されるようにベースマウ
ント側ユニット５ａがベースプレート側ユニット５ｂに
対して相対的に水平移動して変位ΔＸ（Δｙ）を生じ、
ピックアップ１８の先端がプレート２４に設けられたへ
こみ２６の表面に沿って垂直上方に押し上げられる。

すると、第２図に於いて、上方に押し上げられたピック
アップ１８のつば部１８ａがスプリング２２の弾力に抗
してレバー１９の基端を押し上げ、レバー１９はビン２
１を中心に時計回りの回転を行いレバー１９の先端が下
方に移行してニードル１１の先端との電気的接触が断た
れターミナル１５ａとターミナル１５ｂとの間の回路が
開かれる。この時、ビン２１からニードル１１の先端に
至るモーメントは、ビン２１からピックアップ１８のっ
ぽ部１８ａに至るモーメントよりも長く構成されている
のでレバー１９の基端に於ける変位は先端部で増幅され
る。以下、レバー１つとニードル１１の先端とから成る
接点をスイッチングユニット５のａ接点と呼ぶ。

第３図は各スイッチングユニット５とユニットケーブル
６及びケーブル７とロボットコントローラ８のＯＦＦ作
動非常停止入力端子ＸＩ、Ｘ２の接続関係を示した回路
図である。ベースマウント２がベースプレート４に対し
て相対的に水平移動すると各スイッチングユニット５の
ｂ接点がこれを検出して接点を開くためロボットコント
ローラ８のＯＦＦ作動非常停止入力喘子Ｘ１．Ｘ２間の
接続が断たれ産業用Ｉ］ボット１の運転が停止される。

但し、一方のスイッチングユニット５のピックアップ１
８の軸を中心としてベースマウント２が水平面内で回転
移動した場合は、そのスイッチングユニットのｂ接点は
動作しない。しかしながら、各スイッチングユニット５
は直列に接続されているため他のスイッチングユニット
５のｂ接点が水平面内の回転移動を検出して接点を聞く
ためロボットコントローラ８のＯＦＦ作動非常停止入力
端子Ｘ１．Ｘ２間の接続が断たれ産業用ロボット１の運
転が停止される。従って、水平面内に於けるいかなるベ
ースマウント２の移動も変位検出手段を構成する２つの
スイッチングユニット５の動きによって検出され、産業
用ロボッｔ−１の運転が停止される。

又、ベースマウント２が垂直方向の移動を伴つてベース
プレート４に対して相対的に移動した場合は、更に、ベ
ースマウント２の四隅に設けられたポル１ル締結部の対
向する三箇所の位置に設けられたスイッチングユニット
５の内、少なくとも、どちらか一方のスイッチングユニ
ット５のａ接点がこれを検出して接点を聞くためロボッ
トコントローラ８のＯＦＦ作動非常停止入力端子ｘｉ、
ｘ２間の接続が断たれ産業用ロボット１の運転が停止さ
れる。

なお、ユニットケーブル６、或いは、ケーブル７に断線
が生じた場合もロボットコントローラ８のＯＦＦ作動非
常停止入力端子Ｘ１．Ｘ２間の接続が断たれるため産業
用ロボット１の運転が停止される。

発明の効果 本発明によれば、ベースプレートとベースマウントとの
間に相対的変位が生ずると自動的に産業用ロボットの運
転が停止される。従って、産業用ロボットの運転中にア
ーム先端の位置決め精度が損われることはなく、ベース
プレートとペースマラン１−を締結するボルトに破断が
生じて産業用ロボットが転倒するような事故も未然に防
止することが出来る。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の外観図、第２図は要部横断
面図、第３図は要部拡大横断面図、第４図は作用説明図
、第５図は電気回路図、第６図は装着説明図である。 １・・・産業用ロボット本体、２・・・ベースマウント
、３・・・ボルト、４・・・ベースプレート、５・・・
スイッチングユニット、６・・・ユニットケーブル、７
・・・ケーブル、８・・・ロボットコントローラ、９・
・・上部ブロック、１０・・・下部ブロック、１１．１
２・・・ニードル、１３・・・絶縁スリーブ、１４・・
・メタルスリーブ１５ａ、１５ｂ・・・ターミナル、１
６．１７・・・ナツト、１８・・・ピックアップ、１８
ａ・・・一つば部、１９・・・レバー、２０・・・支持
体、２１・・・ビン、２２・・・スプリング、２３・・
・絶縁スリーブ、２４・・・プレーｉ〜、２５・・・絶
縁板、２６・・・へこみ、２７・・・六角穴付きボルト
、２８・・・治具、２９・・・六角穴付きのセットボル
ト、３０・・・ワッシャ、３１・・・六角穴イ１きの固
定ボルト。 第１５！！ 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）非常停止装置を備えた産業用ロボットに於いて、
   産業用ロボット本体基部となるベースマウントと該ベー
   スマウント設置面となるベースプレート間の微小な相対
   的変位を検知する変位検出手段と、変位検出手段の信号
   を受けて産業用ロボットを非常停止させる手段とを備え
   たことを特徴とする産業用ロボットベースマウント安全
   装置。
2. （２）変位検出手段を、ベースプレートにベースマウン
   トを固定しているボルトの近傍に配置したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の産業用ロボットベース
   マウント安全装置。