JPH0711901Y2

JPH0711901Y2 - 産業用ロボットの作業域設定装置

Info

Publication number: JPH0711901Y2
Application number: JP8761088U
Authority: JP
Inventors: 一光高井
Original assignee: Pentel Co Ltd
Current assignee: Pentel Co Ltd
Priority date: 1987-06-30
Filing date: 1988-06-30
Publication date: 1995-03-22
Anticipated expiration: 2003-06-30
Also published as: JPH0164392U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は産業用ロボットの作業域設定装置に関する。

（従来の技術）従来産業用ロボットの作業域設定装置としては特公昭61
−19396号が知られている。これはストッパー兼近接ス
イッチターゲット部材を支柱に固定された円板の複数箇
所に形成された切欠き部のうち適宜選択して固定するよ
うにしたもので、ロボットの作業域を可変にできるとい
う効果がある。

（考案が解決しようとする問題点）ところで上記公報に示された方法ではストッパー部材を
設けることができるのは円板に形成された切欠き部のみ
であり、となり合う切欠き部の中間にストッパー部材を
設けることができない。そのためロボットアームと周辺
機器との干渉を防ぐにあたって小さめの作業域の設定せ
ねばならないためロボット作業域をより有効に活用でき
ないという問題点があった。

また通常、ロボットの動作軸は減速機を介してサーボモ
ーターで駆動する場合が多いが、サーボモーターに直結
したロータリーエンコーダー（パルスジェネレーター）
の原点信号と減速機の出力軸（アーム）側に設けられた
原点検出センサーのオン信号との論理和をとることによ
りアーム回動中複数個発生するロータリーエンコーダー
の原点信号のうちの１個を特定し、それをその動作軸の
原点とする場合が一般的であるが、この場合、原点検出
センサーのオン信号の立ち上りとロータリーエンコーダ
ーの原点信号の立ち上りが近すぎると原点検出センサー
の位置繰り返し精度のバラツキによりロボット動作軸の
原点がロータリーエンコーダー１回転分だけズレてしま
う恐れがあるため、原点検出センサーのオン信号発生位
置をロータリーエンコーダーの原点信号から遠ざける
（通常はロータリーエンコーダーの原点から半回転分の
位置にセットする）必要があるため、原点検出センサー
のターゲットはその位置を微調整する必要がある。

しかしながら、上記公報の様な構造だと原点検出センサ
ーの微調整が困難である問題があった。

また、上記公報では回動軸の時計回りと反時計回りのオ
ーバーラン検出センサーを兼用しているが、ロボットの
自己診断機能として時計回りと反時計回りのどちらのオ
ーバーランか区別する必要がある場合、オーバーラン検
出センサーはもう一個追加することで可能であるが、上
記公報でもう一個のオーバーラン検出センサーを原点セ
ンサーをはさんで設けるとロボット原点出しの時、原点
検出センサーがオンになる前にオーバーランを検出して
しまい原点出し不能となってしまう問題があった。

（問題点を解決するための手段）本考案は上述せる問題点を解決するためになされたもの
で、ロボット関節部の相対的に運動する一方の部材の対
向面に運動方向にわたるガイド手段を設けるとともに、
該ガイド手段に複数のターゲット部材を摺動可能な如く
設け、他方の部材に運動方向で直角な方向にオフセット
を有するように複数のセンサーを設けるとともに、前記
複数のターゲット部材のうち一部のターゲット部材が前
記複数のセンサーのうち一部のセンサーにのみ検出され
る如く、ターゲット部材の形状を変えたことを特徴とす
るものである。

以下、図示した実施例に基づいて具体的に説明する。第
１図乃至第３図は第１実施例である。支柱１にフランジ
２が固定されている。フランジ２上端には第１軸３が固
定されている。該第１軸３には軸受4a,4b,4cによって第
１アーム５の基部5aが軸支されている。また、前記第１
軸３上端はハーモニック減速機６を介して第１アーム５
に設けられたモーター７の出力軸7aと連結している。

第１軸３の下端部では鍔3aが形成されていて、この鍔3a
にかぎ状の溝3bが全周に設けられている。この溝に嵌合
する溝を形成した移動ストッパー8a,8bが第１軸３の軸
方向と直角な方向に移動ストッパーにあけられたねじ穴
に螺合したボルト9a（9b）によって溝にはまった状態で
固定されている。移動ストッパー8a,8bの長さは第１ア
ーム５に設けられた固定ストッパー（ゴムダンパー）10
a,10bに当接するのに十分なものとなっている。

また、該移動ストッパー8a,8bと同様な方法で鍔3aには
原点ターゲット11が固定されている。この原点ターゲッ
トは移動ストッパー8a,8bより長が短く、固定ストッパ
ー10a,10bと干渉しないようになっている。12は原点タ
ーゲット11を固定するボルト、13,14,15はそれぞれ原点
検出用、マイナスオーバーラン検出用、プラスオーバー
ラン検出用の近接スイッチ、16はこれらの近接スイッチ
を固定するブラケットてある。

一方、第１アーム５の先端部5bには基部5aに設けられた
ものと同一サイズのモーター17、ハーモニック減速機1
8、軸受19a,19b、第２軸20、移動ストッパー21a,21b、
原点ターゲット22、固定ストッパー23a,23b、第２軸の
原点検出用、マイナスオーバーラン検出用、プラスオー
バーラン検出用の近接スイッチ24,25,26、近接スイッチ
固定用ブラケット27が基部に設けられたものと同じ構造
で設けられている。ただし、第１軸（基部）と第２軸
（先端部）ではハーモニック減速機の減速比が第１軸の
方がトルクが大きくなるように高くなっている。また、
軸受の数も第１軸の方が多くなっている。28は第２軸20
下端部に基部28aを固定された第２アームで、その先端
部28bには作業工具を設けるツール軸29が設けられてい
る。30はツール軸を回転駆動するモーターである。

次に作用について説明する。まずロボット原点出しさせ
る場合、図示省略の制御装置によって第１アーム５を回
転させる。すると原点ターゲット11は固定ストッパー10
a,10bと干渉せずに両固定ストッパー間に設けられた原
点検出用の近接スイッチ13によって検出され、原点出し
が終了する（31は原点出し時の原点ターゲット）。

次にロボットが可動中オーバーランした場合、移動スト
ッパー8a（8b）が固定ストッパー10a（10b）に当接する
ことにより、周辺機器や作業工具を破損することを防ぐ
（32はオーバーラン時の移動ストッパー）とともに、オ
ーバーラン検出近接スイッチ14を作動させ、モーターの
電源を遮断しロボット自体も保護する。

また原点やストッパーの位置を変更する場合はそれぞれ
を締結しているボルトをゆるめ所定位置まで移動させた
後、再びボルトで締結する。

第４図乃至第７図は第２実施例である。

第１アーム101先端にクロスローラー軸受102を介して第
２軸103が軸支されている。104はクロスローラー軸受10
2を押えるためのリングである。第２軸103上部には第２
アーム105の基部が固定されている。

前記リング104には下面に溝を形成したターゲット106,1
07,107′がリング上を摺動可能な如く設けられている。
106a,107a,107′ａはターゲットをリングに固定するセ
ットネジである。

一方、第２アーム105には回転中心ＯよりR₁の距離に原
点検出用の近接センサー108がその検出面を前記リング1
04に対向させて設けられている。また、R₁より小さいR₂
の距離に同様にしてオーバーラン検出用近接センサー10
9,109′が設けられている。

前記ターゲットのうち中間に設けられた106はオーバー
ラン検出用近接センサー109,109′の軌跡109a上の部分
に段があって、オーバーラン検出用近接センサー109,10
9′がターゲット106上に位置してもセンサーがオンにな
らないようになっている。108aは原点検出近接センサー
108の軌跡である。

次に作用について説明する。

第６図において原点検出近接センサー108がターゲット1
06を検出し、これを原点とすると左回りに角度αだけ第
２α105が回転すると、ターゲット107をオーバーラン検
出近接センサー109が検出して左回りオーバーラン検出
をする。また原点位置から右回りに角度βだけ第２α10
9が回転するとオーバーラン検出近接センサー109′がタ
ーゲット107を検出して右回りオーバーランとなる。

この時、オーバーラン検出近接センサー109,109′がタ
ーゲット107,107′を検出する前にターゲット106がオー
バーラン検出近接センサー109,109′の下を通過する
が、ターゲット106のオーバーラン検出近接センサー10
9,109′の軌跡に対向する面がオーバーラン検出近接セ
ンサー109,109′が検出できない距離となるように段が
設けられているので、所定角以外でオーバランを検出す
ることはない。

また、第８図乃至第10図は第３実施例である。ベース20
1に平行に固定された１対のレール202a,202bに直線軸受
203a,203b,203c,（203d）を介してスライダ204が摺動自
在に支持されている。該スライダ204にはレール202a,20
2bを平行に軸支されたボールネジ205に螺合したナット2
06が固定してある。207はボールネジ205と回転連結した
サーボモーターである。

一方、レール202a,202bと平行にレール208がベース201
に設けられている。該レール208にはターゲット209,21
0,210′が摺動自在に設けられている。209a,210a,210′
ａはターゲット209,210,210aをレール208に固定するセ
ットネジである。

また、スライダ204の側面にはブラケット211,212を介し
て原点検出近接センサー213、オーバーラン検出近接セ
ンサー214,214′がその検知面をレール208に対向させて
取付けられている。原点検出近接センサー213とオーバ
ーラン検出近接センサー214（214′）とはレール208方
向と直角方向にｌだけオフセットされている。また、タ
ーゲット210,210′にはさまれた位置に設けられている
ターゲット209はオーバーラン検出近接センサー214の検
知面に対向する面が段付きとなって間隙が大きくなって
いる。

次に作用について説明する。

サーボモーター207によってスライダ204が駆動される
と、原点検出近接センサー213がターゲット209を検出し
て、原点出しが行われる。次になんらかの原因によって
スライダーがオーバーランするとオーバーラン検出近接
センサー214（214′）がターゲット210（210′）を検出
し、サーボモーター207への動力を遮断する。この時、
オーバーラン検出近接センサー214,214′はターゲット2
09上を通過するが検出面とターゲットととの距離が大き
いので所定位置以外でオーバーランを検出することはな
い。

（効果）以上本発明によれば、ロボット関節部の相対的に運動す
る一方の部材の対向面に運動方向にわたるガイド手段を
設けるとともに、該ガイド手段に複数のターゲット部材
を摺動可能な如く設け、他方の部材に運動方向で直角な
方向にオフセットを有するように複数のセンサーを設け
るとともに、前記複数のターゲット部材のうち一部のタ
ーゲット部材が前記複数のセンサーのうち一部のセンサ
ーにのみ検出される如く、ターゲット部材の形状を変え
たことを特徴としたので、ロボットのオーバーラン位置
を連続的に変えることができるので作業域を安全かつ有
効に使用できるとともに、原点位置も微調整を行うこと
ができるので安定した原点出しを行うことができるばか
りか原点位置も自由に設定でき、そのうち、装置のスペ
ースも小さくて済む。

また、実用新案登録請求の範囲第４項のようにすれば、
前述した利点を損なうことなく他にストッパ部材を設け
なくて済むので構造が簡易となるばかりでなく、コスト
も低くすることができる。

更に実用新案登録請求の範囲第５項のようにすればさら
に前述した利点を損なうことなく、ロボット組立後もオ
ーバーラン位置と原点位置を自由に設定できるのでロボ
ットの設置がすこぶる容易となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例要部切断正面図、第２図は
第１図の第１軸支持部の拡大正断面図、第３図は第２図
Ａ−Ａ下面図、第４図は本考案の第２実施例要部切断正
面図、第５図は第４図のＡ−Ａ平断面図、第６図は第４
図のＢ−Ｂ平断面図、第７図は第６図のＣ−Ｃ側断面
図、第８図は本考案の第３実施例斜視図、第９図は第８
図のＣ−Ｃ側断面図、第10図は第８図のＤ−Ｄ側断面図
である。 8a,8b…移動ストッパー 9a,9b…ボルト 10a,10b…固定ストッパー 11…原点ターゲット 13…原点検出用近接スイッチ 14…マイナスオーバーラン検出用近接スイッチ 15…プラスオーバーラン検出用近接スイッチ 106,107,107′…ターゲット 108…原点検出用近接センサー 109,109′…オーバーラン検出用近接センサー 209,210,210′…ターゲット 213…原点検出近接センサー 214,214′…オーバーラン検出近接センサー

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ロボット関節部の相対的に運動する一方の
部材の対向面に運動方向にわたるガイド手段を設けると
ともに、該ガイド手段に複数のターゲット部材を摺動可
能な如く設け、他方の部材に運動方向で直角な方向にオ
フセットを有するように複数のセンサーを設けるととも
に、前記複数のターゲット部材のうち一部のターゲット
部材が前記複数のセンサーのうち一部のセンサーにのみ
検出される如く、ターゲット部材の形状を変えたことを
特徴とする産業用ロボットの作業域設定装置。
【請求項２】ロボット関節が回転関節であることを特徴
とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の産業用ロボ
ットの作業域設定装置。
【請求項３】ロボット関節が直動関節であることを特徴
とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の産業用ロボ
ットの作業域設定装置。
【請求項４】ターゲット部材ストッパーを兼ねるように
することを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記
載の産業用ロボットの作業域設定装置。
【請求項５】ターゲット部材がガイド部材に運動方向に
対して直角方向に締結手段によって締結されるととも
に、締結手段が露出していることを特徴とする実用新案
登録請求の範囲第１項記載の産業用ロボットの作業域設
定装置。