JPH0714594B2 - 産業用ロボットの作業具保護装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶接ロボットにおける
溶接トーチ、あるいは、塗装ロボットにおける塗料噴射
ガンなどの産業用ロボットの作業具を外部衝撃から保護
するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業用ロボットのマニプレータの先端に
設けられた作業具(溶接トーチ，塗料噴射ガン等)を、教
示作業中もしくは再生動作による作業中に、誤ってワー
ク等の障害物に衝突させてしまうと、作業具や、さらに
はマニプレータ本体までも破損してしまう場合がある。

【０００３】そこで、このような場合に、作業具やマニ
プレータの破損を防止すべく、衝撃を吸収する保護装置
(以下、ショックセンサという)が従来より種々提案され
ているが、このようなショックセンサでは、該ショック
センサが衝撃吸収動作を行なった後には、以降の再生動
作を正確に行なわせるべく、作業具をその原位置(教示
作業時の姿勢位置)へ正確に復帰させなければならな
い。

【０００４】そのようなショックセンサとして、例え
ば、特開昭５８−１７１２７９号公報に記載されたもの
がある。この従来技術では、ショックセンサ本体側に設
けられる復帰原位置規制部材と、この復帰原位置規制部
材に嵌合する外力検知部材とがそなえられており、作業
具が障害物等により外力を受けると、外力検知部材が復
帰原位置規制部材に対して移動し衝撃を吸収する一方、
外力の作用が除去されると、復帰原位置規制部材によ
り、外力検知部材を介して作業具は原位置に復帰するよ
うになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の産業用ロボットの作業具保護装置では、作業
具が衝撃を受けた際に外力検知部材を作動(復帰原位置
規制部材に対する移動)させるために、外力検知部材と
復帰原位置規制部材との間にクリアランスが必要となっ
てガタが生じるので、外力検知部材つまりは作業具を原
位置へ正確に復帰させることができないという課題があ
る。

【０００６】そこで、産業用ロボットの作業具を原位置
へ規制すべく凸部を形成された原位置規制部材と、作業
具を取り付けられ原位置規制部材の凸部形状に合致する
凹部を形成された外力検知部材と、この外力検知部材の
凹部を原位置規制部材の凸部に合致させる方向へ付勢力
を作用させる復帰手段(バネ)とをそなえてなる作業具保
護装置が、特願平２−２５７１４２号にて提案されてい
る。

【０００７】この作業具保護装置では、作業具に外部衝
撃が作用すると、復帰手段の付勢力に対抗しながら、外
力検知部材が原位置規制部材に対して移動し、その外部
衝撃が吸収された後、外部衝撃の要因を除去すると、復
帰手段の付勢力により、外力検知部材の凹部と原位置規
制部材の凸部とが合致する。このとき、外力検知部材の
凹部と原位置規制部材の凸部との間には、クリアランス
は全くなくガタが生じることもないので、作業具は原位
置へ極めて正確に復帰することになる。

【０００８】しかし、特願平２−２５７１４２号にて開
示された作業具保護装置では、作動検知手段(マイクロ
スイッチ)を装置本体内に設けているので、コンパクト
化が難しい。また、前記作動検知手段が、外力検知部材
の移動に伴って揺動する揺動部材(球面継手)に近い位置
に配置されているため、外力検知動作が微妙な挙動で不
明確であり、作動検知手段による検知の正確性が確保で
きないという課題もあった。

【０００９】本発明は、このような課題を解決しようと
するもので、衝撃吸収動作後に作業具を原位置へ確実に
復帰させ、以後の再生動作を精度よく行なえるととも
に、外力検知動作をコンパクトな構成で正確に検知でき
るようにした産業用ロボットの作業具保護装置を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の産業用ロボットの作業具保護装置は、産
業用ロボットの最終構成軸先端に設けられる傾斜周面を
有する中空の台座と、この台座の傾斜周面と合致する
形状の受け座を有し、該受け座から所定長さだけ延在す
る先端部分に作業具を保持する中空の外力検知部材と、
前記台座の中空部内で揺動する揺動部材と、前記の
外力検知部材および台座の中空部内に連通して配置さ
れ、前記揺動部材に基端部を固着された作動部材と、
この作動部材の前記台座との位置関係を維持する維持手
段と、前記作動部材の先端部により作動する検知手段
とをそなえたことを特徴としている。

【００１１】

【作用】上述した本発明の産業用ロボットの作業具保護
装置では、作業具に外部衝撃が作用すると、外力検知部
材が台座に対して傾動し、その外部衝撃が吸収される。
このような衝撃吸収動作の後、外部衝撃の要因を除去す
ると、維持手段により、外力検知部材の受け座と台座の
傾斜周面とが合致する。このとき、外力検知部材の受け
座と台座の傾斜周面との間には、クリアランスがなくガ
タを生じることもないので、作業具は原位置へ極めて正
確に復帰することになる。

【００１２】また、外力検知部材が外部衝撃により傾動
すると、作動部材が揺動部材まわりに揺動し、その先端
側に設けられた検知手段を作動させて、外力検知動作が
検知手段により検知される。このとき、検知手段の作動
位置は、揺動部材から離れているので、外力検知動作に
伴う作動部材の先端部の挙動は明確なものとなり、検知
手段の動作の正確性が確保される。

【００１３】さらに、検知手段が作動部材の先端側に配
置される構成であり、従来のごとく装置本体内に検知手
段をそなえる形態ではないので、装置本体をコンパクト
に構成できる。

【００１４】

【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
産業用ロボットの作業具保護装置について説明すると、
図１はその断面図であり、この図１において、１は産業
用ロボットのマニプレータ先端(最終構成軸先端)に設け
られ円錐台形状の傾斜周面１ａおよび中空部１ｂを有す
る台座、２はこの台座１の傾斜周面１ａと合致する形状
の受け座２ａを有するとともにこの受け座２ａから所定
長さだけ延在する作業具取付部(先端部分)２ｂに作業具
(図示せず)を保持する外力検知部材である。

【００１５】この外力検知部材２には中空部２ｃが形成
されるとともに、受け座２ａの台座１側縁部には、切欠
き部２ｄが形成され、この切欠き部２ｄに台座１側に設
けたトガリ先ボルト３の先端が噛み合うことによって、
外力検知部材２が、原位置規制状態(第１図に示す状態)
でその軸まわりに回転するのを規制できるようになって
いる。さらに、中空部２ｃ内には、段状のバネ受け部２
ｅが形成されており、このバネ受け部２ｅに、後述する
圧縮バネ９の一端側が当接するようになっている。

【００１６】また、４は台座１の中空部１ａ内で揺動す
る球面軸受(揺動部材)、５は外力検知部材２の中空部２
ｃおよび台座１の中空部１ｂ内に連通して配置されるボ
ルト(作動部材)で、このボルト５の基端部(ねじ側)５ａ
は、スペーサ６を介してＵナット７を螺合させることに
より、球面軸受４に固着されている。

【００１７】そして、ボルト５の先端部５ｂ側にはワッ
シャー８が嵌め込まれており、このワッシャー８と外力
検知部材２の中空部２ｃ内のバネ受け部２ｅとの間に、
ボルト５の台座１との位置関係を維持するための圧縮バ
ネ(維持手段)９が介装されている。ここで、Ｕナット７
のボルト５に対する螺合位置を調整することで圧縮バネ
９の付勢力(維持力)を調整できるようになっている。

【００１８】さらに、外力検知部材２の中空部２ｃ内に
おいて、ボルト５の先端部５ｂよりも先端側には、この
ボルト５の先端部５ｂが当接することにより作動するマ
イクロスイッチ(検知手段)１０が配置されている。

【００１９】このマイクロスイッチ１０は、取付台座１
１に固定されていて、取付台座１１を中空部２ｃ内に螺
合させその螺合位置を調整することにより、ボルト５の
先端部５ｂに対して所定の位置に配置される。

【００２０】また、マイクロスイッチ１０は、通常、図
１に示すような位置で、ボルト５の先端部５ｂが当接し
てオン状態になっているもので、外力を受けて外力検知
部材２が傾動した場合には、マイクロスイッチ１０から
ボルト５の先端部５ｂが離隔してオフ状態になるもので
ある。マイクロスイッチ１０は、オフ状態になると、産
業用ロボットの停止信号を出力するものである。

【００２１】上述の構成により、作業具に外部衝撃が作
用すると、圧縮バネ９の付勢力に対抗しながら、外力検
知部材２は、その受け座２ａの縁部と台座１との接触点
を支点として、台座１に対して傾動し、外部衝撃が吸収
される。

【００２２】このとき、ボルト５は、その基端部５ａ側
が球面軸受４に固着されているので、この球面軸受４の
揺動中心まわりに揺動する。これに伴って、ボルト５の
先端部５ｂがマイクロスイッチ１０から離隔し、このマ
イクロスイッチ１０がオフ状態となって産業用ロボット
は停止される。

【００２３】このような衝撃吸収／作業具保護動作の
後、外部衝撃の要因を除去すると、圧縮バネ９の付勢力
により、外力検知部材２は、図１に示す状態に戻り、外
力検知部材２の受け座２ａと台座１の傾斜周面１ａとが
合致し、所定の原位置に復帰する。このとき、外力検知
部材２の受け座２ａと台座１の傾斜周面１ａとの間に
は、クリアランスは全くなく、ガタが生じることもない
ので、作業具は原位置へ極めて正確に復帰し、以後の再
生動作を精度よく行なえるのである。

【００２４】同様に、外力検知部材２が台座１に対し
て、回転する外力を受けた場合は、受け座２ａの切欠き
部２ｄとトガリ先ボルト３の噛み合いが外れて乗り上が
り、外力検知部材２が傾いた状態となる。この時も、マ
イクロスイッチ１０が作動してロボットに停止信号を出
力する。

【００２５】また、本実施例では、前述のように、マイ
クロスイッチ１０が、ボルト５の先端側に設けられてお
り、その作動位置が、球面軸受４の揺動中心から十分に
離れているため、外力検知動作に伴うボルト５の先端部
５ｂの挙動は明確なものとなり、揺動中心に近い位置に
検知手段を配置していた従来装置と比べて、作動／無作
動がより明確になり、マイクロスイッチ１０の動作の正
確性が確保される。

【００２６】さらに、マイクロスイッチ１０を外力検知
部材２の中空部２ｃ内においてボルト５の先端側に配置
したので、装置本体内に検知手段(マイクロスイッチ１
０)を配置した従来装置に比べ、装置本体を大幅にコン
パクトに構成できる。

【００２７】なお、上記実施例では、台座１の傾斜周面
１ａの形状を円錐台とした場合について説明したが、本
発明は、これに限定されるものではなく、角錐台(三角
錐台，四角錐台等)形状のものとしてもよく、この場
合、当然、外力検知部材２側の受け座２ａは、その形状
に合致するように形成する。また、このように角錐台形
状とすることで、図１に示すような切欠き部２ｄやトガ
リ先ボルト３を設けることなく、外力検知部材２が、軸
まわりに回転するのを規制することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の産業用ロ
ボットの作業具保護装置によれば、産業用ロボットの最
終構成軸先端に設けられる傾斜周面を有する中空の台座
と、この台座の傾斜周面と合致する形状の受け座を有し
該受け座から所定長さだけ延在する先端部分に作業具を
保持する中空の外力検知部材と、前記台座の中空部内で
揺動する揺動部材と、前記の外力検知部材および台座の
中空部内に連通して配置され前記揺動部材に基端部を固
着された作動部材と、この作動部材の前記台座との位置
関係を維持する維持手段と、前記作動部材の先端部によ
り作動する検知手段とをそなえるという極めて簡素な構
成により、衝撃吸収動作後、外部衝撃の要因を除去する
と、維持手段の維持力により外力検知部材の受け座と台
座の傾斜周面とを合致させることができ、作業具を原位
置へ極めて正確に復帰させることができ、以後の再生動
作を精度よく行なえるほか、検知手段を作動部材の先端
側に設けたことにより、外力検知動作をコンパクトな構
成で極めて正確に検知できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての産業用ロボットの作
業具保護装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 台座 １ａ 傾斜周面 １ｂ 中空部 ２ 外力検知部材 ２ａ 受け座 ２ｂ 作業具取付部(先端部分) ２ｃ 中空部 ２ｄ 切欠き部 ２ｅ バネ受け部 ３ トガリ先ボルト ４ 球面軸受(揺動部材) ５ ボルト(作動部材) ５ａ 基端部 ５ｂ 先端部 ６ スペーサ ７ Ｕナット ８ ワッシャー ９ 圧縮バネ(維持手段) １０ マイクロスイッチ(検知手段) １１ 取付台座

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】産業用ロボットの最終構成軸先端に設けら
   れる傾斜周面を有する中空の台座と、この台座の傾斜周
   面と合致する形状の受け座を有し、該受け座から所定長
   さだけ延在する先端部分に作業具を保持する中空の外力
   検知部材と、前記台座の中空部内で揺動する揺動部材
   と、前記の外力検知部材および台座の中空部内に連通し
   て配置され、前記揺動部材に基端部を固着された作動部
   材と、この作動部材の前記台座との位置関係を維持する
   維持手段と、前記作動部材の先端部により作動する検知
   手段とがそなえられたことを特徴とする産業用ロボット
   の作業具保護装置。