JPH0562811U - 回転位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検出手段を速やかに復帰させる。 【構成】 回転駆動される回転体１６と、回転体に対し
て相対回転自在に装着された受動リング１７とを備え
る。受動リングと回転体との相対回転面に面して、回転
体の回転を吸収する差動機構を有する。差動機構は、回
転体１６の回転方向に沿う円弧溝２３と、円弧溝２３と
係合するピン２４とで構成する。受動リングの外面に設
けた検出体１８を介して、回転体１６の始終端をセンサ
で検出する。少なくとも前記ピン２４が円弧溝２３の一
端から他端に達するまでの間、受動リング１７をブレ−
キ２１を制動してその回転を阻止する。センサが受動リ
ングの検出体を検出した位置において、受動リングを反
ストロ−クエンド側へ常時付勢する弾発部材３１Ａ，３
１Ｂを設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、回転体の始端および終端を検出する回転位置検知装置に関し、例え ば、産業用ロボットにおいて、１回転以上回転する旋回腕の位置検出装置に関す るものである。

【０００２】

【従来の技術】

この種の始終端の回転位置検出装置として、例えば実開昭６０−１０９００７ 号公報に記載の装置が知られている。これは、図５に示すように、回転軸ａの周 面一個所にフォトセンサｂを配置し、フォトセンサｂを作動させる始端用の検出 片ｃと終端用の検出片ｄのそれぞれを、部分円弧状の板ばねｅ，ｆを介して回転 軸ａに取付けたものである。各板ばねｅ，ｆは一端のみが固定されて片持ち支持 されており、それぞれの板面が回転軸ａの周面に沿って逆方向へ延びる状態で取 付けてある。フォトセンサｂの下部には、各板ばねｅ，ｆに対応して一対のピン ｇ，ｈが対向して設けられている。

【０００３】 この回転軸ａが一方向へ回転するとき、上記の各ピンｇ，ｈは、遊端側から接 近する板ばねｅ，ｆとは接触しないが、回転軸ａへの取付端側から接近する板ば ねｅ，ｆに対しては、その上周面に当接して全体を押し下げる。ピンｇ，ｈと接 触しない板ばねｅ，ｆに設けた検出片ｃ，ｄはフォトセンサｂの光路を遮るが、 ピンｇ，ｈで押し下げられた板ばねｅ，ｆの検出片ｃ，ｄは、前記光路より下方 を素通りする。したがって、一方の検出片ｃが光路を遮っている状態を始端とす ると、回転軸ａが１回転し、さらに両検出片ｃ，ｄで挾む劣弧側の角度分だけ回 転したとき、他方の検出片ｄが光路を遮って終端を規定する。つまり、１回転を 越えて回転する回転軸ａの始終端を検知でき、この検知信号に基づいて回転軸ａ の駆動を停止できることになる。

【０００４】 上記の位置検出装置は、回転軸ａを駆動するモータ等の制御に適用されるが、 回転軸ａの始終端を特定し、あるいは上記検知装置で設定された始終端を越える 暴走に備えて、回転軸ａの回転範囲を機械的に制限する始終端用のストッパ装置 も公知である（実公昭６２−３２７９４号公報）。そこでは、１回転以上の回転 を円弧溝を用いて実現している。

【０００５】 上記の位置検出装置は、片持ち支持された板ばねｅ，ｆで検知片ｃ，ｄを支え ている。そのため、板ばねｅ，ｆの設定張力にもよるが、回転軸ａが急に回転あ るいは停止するとき、遠心力や運動慣性力を受けて板ばねｅ，ｆの遊端が跳ね上 がり、フォトセンサｂの光路を遮るおそれがある。また、回転軸ａの周面に沿っ て板ばねｅ，ｆを配置するので、その周方向長さに限度があり、始終端間の回転 角度が一定値を越えると適用が困難となる。

【０００６】 そこで、上記の問題点を解消するものであって、特に、１回転以上の回転を許 す差動機構を改良することによって、検知機構の誤動作を解消し、その信頼性を 向上すると共に、始終端間の全回転角を拡大して回転体の自由度を向上させるこ とを目的として、回転駆動される回転体と、該回転体に対して相対回転自在に装 着され、外面に検出体が設けられた受動リングと、上記回転体と受動リングとの 相対回転面に面して設けられ、上記回転体と受動リングのいずれか一方に設けら れて上記回転体の回転方向に沿う円弧溝と、他方に固定されて該円弧溝と係合す るピンとで構成され上記回転体の回転を吸収する差動機構と、上記受動リングの 検出体の回転軌跡に臨んで、上記回転体の始終端を検出する検出手段と、少なく とも上記ピンが円弧溝の一端から他端に達するまでの間、上記受動リングを制動 してその回転を阻止する制動手段とを備える回転体の位置検出装置を先に出願し ている（実願平３−１４３９０号参照）。

【０００７】 ところで、その装置においては、検出手段が受動リングの外面に設けた検出体 を検出したとき、回転体を回転駆動する例えばモ−タへの通電を停止し、暴走原 因を調べるようになっている。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、そのような装置では、暴走原因を調べて修理した後、回転体を逆転 させ、かつ、検出体を検出手段から退避させる必要があるが、このとき、回転体 を単に逆転させても、受動リングは制動手段によりその回転を阻止されており、 回転しない。すなわち、検出体は検出手段から退避できず、検出手段が復帰でき ないことになる。そのため、作業者の人手によって受動リングを逆転させなけれ ばならず、その退避作業に手間がかかり、作業能率が悪い。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上述した如き装置において、暴走原因を調べて修理した後、回転体 を逆転させ、かつ、検出体を検出手段から作業者の人手によらず退避させるため に、上記検出手段が受動リングの検出体を検出した位置において、受動リングを 反ストロ−クエンド側へ常時付勢する弾発部材を設けたものである。

【００１０】

【作用】

上記の構成により、検出手段が受動リングの外面に設けた検出体を検出したと き、回転体が停止される。そして、暴走原因を調べ、修理した後、回転体を少し 逆転させると、受動リングが弾発部材によって反ストロ−クエンド側に常時付勢 されているので、回転体を少し逆転させるだけで、受動リングが弾発部材によっ て反ストロ−クエンド側に回転せしめられ、検出体が検出手段から退避され、検 出手段が直ちに復帰する。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

【００１２】 図１は本考案装置の適用対象例である溶接ロボットを示し、図２ないし図４は 本考案に係る回転位置検出装置の実施例を示している。

【００１３】 図１において、１は溶接用ロボットで、ベース２と、該ベ−ス２の上面に沿っ て紙面と直交方向へ駆動される支柱３と、支柱３と交差する横腕４、及び横腕４ の先端に横旋回軸５と縦旋回軸６を介して支持されたトーチ７等からなる。横腕 ４は、支柱３の上部の軸８及び支持枠９を介して上下方向へ揺動操作され、さら に支持枠９に対して長手方向へ往復駆動される。上記の横旋回軸５及び縦旋回軸 ６は、それぞれ１回転以上２回転未満の範囲内で回転され、こうした回転体の始 終端を検知するために本案装置を適用する。

【００１４】 図２において、１１はステップモータ１０の出力軸で、出力軸１１には駆動ギ ヤ１２が外嵌され、沈みキー１３及び座金１４を介して固定されている。ステッ プモータ１０の動力は、駆動ギヤ１２を介して前述の横旋回軸５及び縦旋回軸６ に伝動される。出力軸１１の回転角度と前記両旋回軸５，６の回転角度とは一致 しており、出力軸１１の回転角度を位置検出装置で検知し、この検知信号に基づ いてステップモータ１０を非常停止させるべくしている。

【００１５】 この位置検出装置は、駆動ギヤ１２のボス部を利用した回転体１６と、回転体 １６に相対回転自在に外嵌装着した受動リング１７と、これら両部材１６，１７ の相対回転面に面して設けた差動機構と、受動リング１７の外面に設けた検出体 １８の回転軌跡に臨んで設けられた検出手段である２個のセンサ１９，２０（図 ３及び図４参照）、及び筒状の受動リング１７の外周面に摩擦接触する制動手段 であるブレーキ２１等で構成されている。

【００１６】 受動リング１７は、その外周面一個所に平板状の検出体１８が突設され、筒壁 に回転体１６の回転方向に沿う長孔状の円弧溝２３が設けられている。検出体１ ８と円弧溝２３は軸方向へずれた位置に設けてある。受動リング１７は前述の座 金１４を利用して抜止め状に保持されている。

【００１７】 回転体１６を余裕を持って１回転以上させるために上記差動機構が設けられて いる。この機構は上記円弧溝２３と、回転体１６に固定されて円弧溝２３と係合 するピン２４とからなる。ピン２４は円弧溝２３と相対回転自在な寸法関係にあ り、後述するブレーキ２１との干渉を避けるために、その外端面が円弧溝２３の 開口面より僅かに沈んだ位置にある。図３は回転体１６が回転始端位置にある状 態を示しているが、この状態から回転体１６が反時計回りに回転すると、ピン２ ４は円弧溝２３を実線で示す位置から想像線で示す位置へ向って回転し、この間 受動リング１７は動かず回転体１６のみが単独回転する。図３では、円弧溝２３ の両端が挾む角度を１６５度としている。

【００１８】 センサ１９，２０はいずれも透過形のフォトセンサからなり、前記検出体１８ がセンサの光路を遮るとき、検知信号を図外の制御装置へ出力する。２個のセン サ１９，２０のうち、一方のセンサ１９は回転体１６の全回転角の始端を検知す るために、他方のセンサ２０は終端を検知するためにそれぞれ設けられており、 それぞれの検知部が検出体１８の回転軌跡を内外に挾む状態で上下に配置する。 図２に示すように、各センサ１９，２０は、モータ１０のハウジング外面に固定 したブラケット２６Ａ，２６Ｂで固定支持されている。図４において、両センサ １９，２０が挾む優弧側の角度（矢印線の範囲）は３００度であり、この角度範 囲を受動リング１７が回転体１６に同行して回転する。

【００１９】 先に説明したように、受動リング１７は回転体１６に相対回転自在に支持され ており、そのため、回転体１６が単独で回転するとき、連れ回りするおそれがあ る。この連れ回りを防ぐためにブレーキ２１を設けている。ブレーキ２１は摩擦 ブロック２７と、これを支持するアーム２８とからなり、アーム２８の基端をブ ラケット２６Ａで上下揺動自在に支持し、図外のばねでアーム２８を常時押し下 げ付勢する。このばねの押圧力によって摩擦ブロック２７は受動リング１７の周 面に圧接して、受動リング１７をその位置に停止保持する。しかし、ピン２４が 円弧溝２３の一端に接当して回転体１６の回転力が受動リング１７に伝わると、 受動リング１７はブレーキ２１の制動力に打勝って回転移動する。

【００２０】 上記各ブラケット２６Ａ，２６Ｂには、センサ１９，２０が受動リング１７の 検出体１８を検出した位置において、受動リング１７を反ストロ−クエンド側へ 常時付勢するように該受動リング１７の検出体１８に一端（自由端）が接触する スプリング部材３１Ａ，３１Ｂの他端が固設されている。

【００２１】 以上のように構成した位置検出装置によれば、図３の状態から、回転体１６が 回転を反時計方向に開始すると、スプリング部材３１Ａの付勢力によって検出体 １８を介して受動リング１７が回転せしめられ、直ちに検出体１８がセンサ１９ より退避し、センサ１９が復帰する。そして、矢印線で示す範囲は回転体１６の みが単独で回転し、それから受動リング１７が同行する。

【００２２】 そして図４に示すように、検出体１８が終端用のセンサ２０の光路を遮ると、 暴走に対する安全のため、センサ２０がそれを検出して、センサ２０から制御装 置へ検知信号が出力され、モータ１０の駆動が停止される。このとき、回転体１ ６は４６５度回転したことになる。

【００２３】 暴走原因を除去した後の復帰のためには、回転体１６を差動角だけ回転させた 後、運転を再開させる。この際、回転体１６を逆方向に回転させると、スプリン グ部材３１Ｂによって直ちに受動リング１７が回転せしめら、検出体１８がセン サ２０より退避するので、センサ２０は直ちに復帰する。

【００２４】 逆に終端側から始端側へ回転体１６が時計回りに回転するときも、上記と同様 に回転体１６のみが単独回転し、次いで受動リング１７が回転体１６と同行回転 する。従って、確実に始終端を検知できるのは勿論、回転途中にセンサ１９，２ ０が誤作動する余地がなく、センサ１９，２０の復帰も速やかに行われる。

【００２５】 尚、上記実施例におけるセンサ１９，２０及び検出体１８は、検出方式によっ て変更することができ、光学的な検知方式には限定しない。例えば磁気センサや 近接スイッチ等をセンサとして適用することもできる。また、センサは必ずしも ２個設ける必要はなく、１個のセンサだけで始端および終端の検知を行ってもよ い。また、ブレーキ２１は、ディスクブレーキの形態をとることもでき、電磁ブ レーキ等の摩擦ブレーキ以外の形態とすることもできる。要するに、少なくとも ピンが円弧溝の一端から他端に移行する間だけ、受動リング１７を制動できるも のであればよい。

【００２６】

【考案の効果】

本考案は、上記のように、検出手段が受動リングの検出体を検出した位置にお いて、受動リングを反ストロ−クエンド側へ常時付勢する弾発部材を設けたので 検出手段が受動リングの外面に設けた検出体を検出し回転体が停止されたとき、 暴走原因を調べ修理した後、回転体を少し逆転させるだけで、受動リングが弾発 部材によって反ストロ−クエンド側に回転せしめられ、検出体が検出手段から退 避されるようになっている。よって、従来作業者の人手により受動リング（検出 体）を逆転させるのに要していた時間を節約することができ、作業能率が向上す る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の適用対象例である溶接ロボットの側面
図である。

【図２】位置検出装置の縦断側面図である。

【図３】検出体が始端位置にある状態を示す断面図であ
る。

【図４】図３と同等の断面図であり、検出体が終端位置
にある状態を示している。

【図５】従来の位置検出装置を示す概略斜視図である。

【符号の説明】

16 回転体 17 受動リング 18 検出体 19,20 センサ（検出手段） 21 ブレーキ（制動手段） 21 円弧溝 24 ピン 31A,31B スプリング部材（弾発部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 小林 正和 兵庫県西宮市田近野町６番107号 新明和 工業株式会社開発技術本部内 (72)考案者 武内 清 兵庫県西宮市田近野町６番107号 新明和 工業株式会社開発技術本部内 (72)考案者 黒田 俊英 兵庫県西宮市田近野町６番107号 新明和 工業株式会社開発技術本部内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動される回転体と、 該回転体に対して相対回転自在に装着され、外面に検出
   体が設けられた受動リングと、 上記回転体と受動リングとの相対回転面に面して設けら
   れ、上記回転体と受動リングのいずれか一方に設けられ
   て上記回転体の回転方向に沿う円弧溝と、 他方に固定されて該円弧溝と係合するピンとで構成され
   上記回転体の回転を吸収する差動機構と、 上記受動リングの検出体の回転軌跡に臨んで、上記回転
   体の始終端を検出する検出手段と、 少なくとも上記ピンが円弧溝の一端から他端に達するま
   での間、上記受動リングを制動してその回転を阻止する
   制動手段と、 上記検出手段が受動リングの検出体を検出した位置にお
   いて、受動リングを反ストロ−クエンド側へ常時付勢す
   る弾発部材とを備えることを特徴とする回転位置検出装
   置。