JPH04189488A

JPH04189488A - ロボットの安全装置

Info

Publication number: JPH04189488A
Application number: JP31976690A
Authority: JP
Inventors: Toshio Nakagawa; 中川　俊男; Yoshiharu Iwata; 吉晴岩田; Masaru Oda; 勝小田
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1990-11-22
Filing date: 1990-11-22
Publication date: 1992-07-07

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〕本発明はロボットの安全装置に関し、特に産業用ロボッ
ト等の教示中の誤動作を防止するためのロボットの安全
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、産業用ロボット等の誤動作による暴走を防止する
方法としては、ロボットを動かすサーボモータの電流値
や電圧値を検出し、これらの値が上限値に達した場合に
、サーボモータへの指令信号の供給を停止するものがあ
った。

また、他の方法として、サーボモータの回転数を検出し
、この値が上限値に達した場合に、上記同様サーボモー
タへの指令信号の供給を停止するものがあった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述の方法は、ロボット制御装置内のＣＰＵに
よって行われているので、ロボットの誤動作がＣＰＴＪ
自身の故障による場合には、それを止める平文てとはな
らなかった。

また、これらの方法は何れもロボットのモータ出力を検
出しているので、ロボットの姿勢により変動するもので
、十分に対応できなかった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、Ｃ
ＰＵ自身の故障によりロボットの誤動作が起こった場合
でもロボットの動きを停止させるこトノできるロボット
の安全装置を提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、ロボットの急激な動きにも
十分に対応するこきのできるロボットの安全装置を提供
することと、ロボット教示中に誤操作による急激な動き
を制御できるロボットの安全装置を提供することである
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では上記課題を解決するために、産業用ロボット
等の暴走を防止するためのロボットの安全装置において
、前記ロボットの動作部に配置され、前記動作部の加速
度が所定値以上となったとき加速度検出信号を出力する
加速度検出装置と、前記ロボットの動作用電源および前
記加速度検出装置に接続され、前記加速度検出信号が人
力されると前記ロボットの動作用電源を切断するリレー
回路と、を有することを特徴とするロボットの安全装置
が提供される。

〔作用〕

ロボットの動作部の加速度が所定値以上となった場合、
加速度検出装置は加速度検出信号を出力する。この加速
度検出信号を受けたリレー回路は、直ちにロボットの動
作用電源を切断する。

〔実施例コ以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明のロボットの安全装置が適用されるロボ
ット制御システムの概略構成を示す図である。図中１は
ロボット制御装置であり、ロボット２を自動制御する。

ロボット制御装置１は、ＣＰＵ３、サーボアンプ４、リ
レー回路５および図示されていない他の回路等からなる
。

サーボアンプ４は、ＣＰＵ３からの制御信号に応じてロ
ボット２の各サーボモータを駆動する。

このサーボアンプ４は、リレー回路５を介してロボット
の動作用電源に接続されている。

ロボット２の各回転軸２ａ、２ｂおよび２ｃには、これ
ら回転軸の回転加速度を検出する回転加速度検出装置６
ａ、６ｂおよび６ｃが配置されている。回転加速度検出
装置６ａ〜６ｃは、各回転軸の回転加速度が所定値以上
になると加速度検出信号をリレー回路５に出力する。リ
レー回路５はこの加速度検出信号の入力とともに、サー
ボアンプ４への電源の供給を停止する。

第２図は回転加速度検出装置の具体的な構成を示す図で
ある。ここで、回転加速度検出装置６ａ〜６ｃは全て同
一の構成であるので、第２図では回転加速度検出装置６
ａのみを示す。この回転加速度検出装置６ａ内には、２
つのスイッチ機構６１．６２が互いに対称となるように
やや傾けて設けられている。スイッチ機構６１．６２は
同一の構成であるので、ここではスイッチ機構６１につ
いてのみ説明する。

スイッチ機構６１は、主に回転加速度検出装置６ａ内に
形成されたガイド孔６１ａと、ガイド孔り１ａ内を摺動
するシャフト６１ｂと、磁力スイッチ６１ｃとからなる
。磁力スイッチ６１ｃは、自ら磁力を発生し、さらにそ
の磁力の外部からの影響による変化を検出するものであ
る。磁力スイッチ６１ｃは、磁力の変化を検出すると、
後述する加速度検出信号を出力する。シャツ）６１ｂの
一端には、回転軸２ａの表面と接してその回転軸２ａと
ともに回転する回転体６１ｄが、他端には金属体６１ｅ
が設けられている。また、シャフト６１ｂには、回転体
６１ｄを回転軸２ａの表面に押圧するスプリング６１ｆ
が設けられている。なお、回転軸２ａの表面には、滑り
止めのシール材２１ａが貼着されている。また、スイッ
チ機構６２の各部６２ａ〜６２ｆは、それぞれ上述した
スイッチ機構６１の各部６１ａ〜６１ｆに対応する。

このような構成を有する回転加速度検出装置６ａは、そ
の回転体６１ｄおよび６２ｄがシール材２１ａの表面と
接するように機体に取り付けられる。そして、回転軸２
ａの回転に応じて回転体６１ｄ、６２ｄが回転する。回
転軸２ａが正常な動きの時、例えば等速回転または緩や
かな加速度回転の時は、第２図のように、回転体６１ｄ
、６２ｄはシール材２１ａにほとんど接した状態で回転
する。これは、回転軸２ａが図中の矢印ＡＳＢ何れの向
きに回転している場合でも同じである。

ところが、回転軸２ａが急激な加速をした場合には、回
転体６１ｄ、６２ｄはシール材２１ａとの摩擦により、
チャタリングを起こす。例えば、回転軸２ａが矢印への
向きに回転している場合には、回転体６１ｄが、一方、
矢印Ｂの向きに回転している場合には、回転体６２ｄが
より大きなチャタリングを起こす。

第３図は回転体６２がこのチャタリングを起こしている
時のスイッチ機構６２の状態を示す図である。回転軸２
ａが矢印Ｂの向きに急激な加速を起こすと、回転体６２
ｄはシール材２１ａとの摩擦により、図中矢印Ｃの向き
に跳ね上げられる。

この力が大きいと、シャフト６２ｂはスプリング６２ｆ
の弾性力に抗して上昇する。すると、シャツ）６２ｂの
他端に設けられた金属体６２ｅが、磁力スイッチ６２ｃ
に接近し、磁力スイッチ６２Ｃが発生させている磁力に
変化を生じさせる。磁力スイッチ６２ｃはこの変化を感
知して、加速度検出信号をリレー回路５に出力する。

リレー回路５は、この加速度検出信号を受けると、直ち
にサーボアンプ４への電源供給を断つ。

これにより、サーボモータへの電流が遮断され、ロボッ
ト２の暴走を止めることができる。また、ロボット２の
動きの検出および停止をＣＰＵ３と独立して行うので、
ＣＰＵ３の故障によりロボット２が誤操作した場合でも
、その動きを停止させることができる。さらには、ロボ
ット２の動作部である回転軸２ａの動きを回転加速度検
出装置６ａにより直接監視するので、急激な動きにも十
分に対応できる。

なお、上記では回転加速度検出装置６ａのみの説明を行
ったが、回転加速度検出装置６ｂ、６ｃについても全く
同様の作用効果を得る。リレー回路５は、これら回転加
速度検出装置６３〜６ｃのうち何れか一つからでも感知
信号が出力されれば、直ちにサーボアンプ４への電源供
給を断つ。

次に、本発明の他の実施例を説明する。

第４図は本発明の他の実施例の加速度検出部の構成を示
す図である。この加速度検出部以外の構成は、前述の実
施例と同じである。図中４１はロボットの先端のアーム
であり、その先端部にはフランジ４２を介してツール４
３が取り付けられている。フランジ４２には、３つの加
速度検出素子４４ａ、４４ｂ＃よび４４ｃが取り付けら
れている。これら加速度検出素子４４ａ〜４４ｃは、−
般に市販されているものであり、重力や遠心力等の加速
度が加わると、その加速度に応じた大きさの電流を出力
する素子である。加速度検出素子４４ａ〜４４ｃは、そ
れぞれ−軸方向の加速度しか検出できないので、互いに
直交する方向に取り付けられている。また、加速度検出
素子４４ａ〜４４ｃは、制御アンプ４５に電気的に接続
されている。

制御アンプ４５は、加速度検出素子４４ａ〜４４Ｃから
それぞれ出力される微弱電流を監視する装置である。制
御アンプ４５は、これらの電流値の何れかが所定値以上
になった場合に、アーム４１が暴走を起こしたと判断す
る。あるいは、３つの電流値で総合的に判断しても良い
。この判断と同時に、制御アンプ４５は加速度検出信号
をリレー回路５に出力する。

このような構成を有する本実施例では、アーム４１が暴
走した場合には、その移動方向の加速度を加速度検出素
子４４ａ〜４４ｃの何れかが検出し、その加速度の大き
さに応じた電流を制御アンプ４５に出力する。制御アン
プ４５は、この電流値が所定値以上になった場合には、
アーム４１が暴走したものと判断し、加速度検出信号を
リレー回路５に出力する。この加速度検出信号を受けた
リレー回路５は、直ちにサーボアンプ４への電源供給を
断つ。これにより、前述の実施例同様の効果を得ること
ができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明では、ロボットの動作部の加
速度が所定値以上となった場合、加速度検出装置が加速
度検出信号を出力し、この加速度検出信号を受けたリレ
ー回路は、直ちにロボットの動作用電源を切断するので
、ロボットの誤動作や教示中の誤操作による急激な動き
を止めることができる。

また、ロボットの動きの検出および停止をロボット制御
用のＣＰＵと独立して行うので、ＣＰＵの故障によりロ
ボットが誤動作した場合でも、その動きを停止させるこ
とができる。

さらに、ロボットの動作部の動きを加速度検出装置によ
り直接監視するので、急激な動きにも十分に対応できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のロボットの安全装置が適用されるロボ
ット制御システムの概略構成を示す図、第２図は回転加
速度検出装置の具体的な構成を示す図、第３図は回転体がチャタリングを起こしている時のスイ
ッチ機構の状態を示す図、第４図は本発明の他の実施例の主要部の構成を示す図で
ある。１　　　　ロボット制御装置２　　　　ロボット２ａ、２ｂ、２ｃ　　　　　回転軸３　　　　　　ＣＰＵ４　　　　サーボアンプ５　　　　リレー回路６ａ、６ｂ、６ｃ　　　　　回転加速度検出装置６１ｂ
、６２ｂ　　　　　シャフト６１ｃ、６２ｃ　　　　　磁力スイッチ６１ｄ、６２ｄ
　　　　回転体６１ｅ、６２ｅ　　　　　金属体４１　　　　アーム４２　　　　フランジ４３　　　　ツール４４　ａ、　４４　ｂ、　４４　ｃ　　　　　加速度検
出素子４５　　　　制御アンプ特許出願人　　　ファナック株式会社代理人　　　　　弁理士　　服部毅巖第４図 −７０６一

Claims

【特許請求の範囲】

（１）産業用ロボット等の誤動作や教示中の誤操作によ
る思わぬ動作を防止するためのロボットの安全装置にお
いて、前記ロボットの動作部に配置され、前記動作部の加速度
が所定値以上となったとき加速度検出信号を出力する加
速度検出装置と、前記ロボットの動作用電源および前記加速度検出装置に
接続され、前記加速度検出信号が入力されると前記ロボ
ットの動作用電源を切断するリレー回路と、を有することを特徴とするロボットの安全装置。
（２）前記加速度検出装置は、前記ロボットの軸の回転
加速度を検出することを特徴とする請求項１記載のロボ
ットの安全装置。
（３）前記加速度検出装置は、前記ロボットの軸の外周
面と適度な摩擦力を持って接触する接触体と、前記接触
体の上下振動の振幅が所定値以上になったとき前記加速
度検出信号を出力する信号発生体とからなることを特徴
とする請求項１および２記載のロボットの安全装置。
（４）前記接触体は、互いに傾くように２つ設けられ、
それぞれの前記接触体が回転方向に応じて加速度を検出
するようにしたことを特徴とする請求項２記載のロボッ
トの安全装置。
（５）前記加速度検出装置は、前記ロボットのアームの
各動作軸の移動加速度を検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装置。
（６）前記加速度検出装置は、前記ロボットのアームに
取り付けられ、前記アームの移動加速度に応じた電流を
出力する加速度検出素子と、前記加速度検出素子からの
前記電流値が所定値以上になったとき前記加速度検出信
号を出力する出力装置とからなることを特徴とする請求
項１および５記載のロボットの安全装置。
（７）前記加速度検出素子は、互いに直交する方向の前
記移動加速度を検出するように３つ設けられていること
を特徴とする請求項６記載のロボットの安全装置。
（８）前記加速度検出素子は、前記アームの先端に設け
られていることを特徴とする請求項６又は７記載のロボ
ットの安全装置。