JPH0750404B2 - ロボツト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は，ロボツトが原点復帰可能領域内にあるかど
うかを自動的にチエツクできるロボツトに関するもので
ある。

〔従来の技術〕

第５図は従来の水平２関節ロボツト（22）を示す斜視図
であり，図において（１）は第１アーム，（２）は第２
アーム，（３）は第１駆動部，（４）は第２駆動部であ
る。第６図はこの駆動部（３）の断面図であり，図にお
いて（５）はアーム（１）を駆動させるモータ，（６）
はモータ（５）の動力を伝達する減速機，（７）は駆動
軸，（８）はモータ（５）の回転角度を検出するエンコ
ーダ，（９）は駆動軸（７）を支持する部材（10）に固
定されたリミツトスイツチ，（11）は駆動軸（７）に取
り付けられた信号板である。第７図はこの信号板（11）
とリミツトスイツチ（９）の配置を示す断面図であり，
図において（9a）は原点ドグ用のリミツトスイツチ，
（9b），（9c）は正負両方向のオーバーラン回転防止用
のリミツトスイツチであり，この３つのリミツトスイツ
チは信号板（11）が駆動軸（７）の回転に従つて回転す
ることによりそれぞれONまたはOFFとなる。

次に動作について説明する。上記のロボツトが上記第１
駆動部（３），第２駆動部（４）の順で原点復帰すると
して，第１駆動部（３）を例にとつて説明する。第８図
はアーム（１），（２）が駆動部（３），（４）を中心
として回転したときのロボツトを第５図の上方向から見
た時の移動範囲を示し，第８図の実線で示したアーム位
置をそれぞれ回転角０の位置とし，反時計回りを回転の
正方向，時計回りを回転の負方向とする。第８図（ａ）
の斜線部は第２アーム（２）の先端部の可動範囲，第８
図（ｂ）の斜線部は２本のアーム（１），（２）が通過
する領域をそれぞれ示している。第９図はこの領域内に
おけるアーム（１）及びアーム（２）の位置とそれに対
応する第１駆動部（３）の信号板（11）の回転位置３例
を示し，第９図（ａ）はアーム（１）の原点近傍位置，
第９図（ｂ）はアーム（１）が原点より負方向に回転し
た時の位置，第９図（ｃ）はアーム（１）が原点より正
方向に回転した時の位置を示し，第９図（ｄ），
（ｅ），（ｆ）はそれぞれの場合における信号板（11）
の配置を示す図である。第10図は駆動軸（７）の回転角
度とリミツトスイツチ信号及びエンコーダ信号との関係
を示すもので，第10図（ａ），第10図（ｂ），第10図
（ｃ）はそれぞれ負方向のオーバーラン防止用のリミツ
トスイツチ（9c），原点ドク用のリミツトスイツチ（9
a），正方向のオーバーラン防止用のリミツトスイツチ
（9b）を信号板が通過するときの信号を示し，第10図
（ｄ）はインクリメンタル方式のエンコーダ（８）が１
回転に１個発生する基準ゼロ信号である。

ここで，アームを原点復帰する時には，まず負方向に駆
動軸（７）を回転させ，最初に受ける信号が原点ドグ用
リミツトスイツチ（9a）の信号か負方向オーバーラン用
リミツトスイツチ（9c）の信号かを判断し，負方向オー
バーラン用リミツトスイツチ（9c）の信号である場合に
は直ちに正方向に回転し，原点ドグ用リミツトスイツチ
（9a）の信号がONすれば減速し,OFFした直後に一旦停止
させ，再び負方向に回転させ原点ドグ用リミツトスイツ
チ（9a）の信号を受ける。こうしていずれの場合も，負
方向回転中に原点ドグ用リミツトスイツチ（9a）の信号
を受けるようにし，信号を受けると直ちに減速し，原点
ドグ用リミツトスイツチ（9a）がOFFになつた直後に発
生する最初の基準ゼロ信号（第10図（ｄ））を受けて，
モータ（５）を停止する。

以上のように従来のロボツトはリミツトスイツチによつ
て原点の絶対位置をほぼ検出しエンコーダによつて原点
を正確に求めるという一定のシーケンスによつて可動範
囲の任意の位置からでも一意的に原点が得られるように
なつている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のロボツトは上記のようなシーケンスで原点復帰す
るので，その動作は原点復帰中の通過領域内における障
害物の有無とは無関係に行なわれ，障害物がある場合に
はそれを回避できず，また接触を避けるためにはあらか
じめ障害物を排除しておくことが必要で，作業領域のレ
イアウト構成上制約が多いなどの問題点があつた。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので，アームが障害物と接触しないで原点復帰でき
る領域にあるかどうかを自動的にチエツクして，アーム
と障害物との接触を防ぐことの出来るロボツトを得るこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るロボツトは，定められたシーケンスに従
つて原点復帰する際に，アームが障害物に接触しないで
原点復帰可能な領域内にあるかどうかを判断する原点復
帰可能領域判断用リミツトスイッチと，上記アームに連
動し前記原点復帰可能領域用リミットスイッチを開閉
し，開閉にともない上記アームを原点復帰させるかある
いは停止させる突出体を，モータによって駆動される駆
動軸と駆動時を支持する支持部材のどちらか一方にそれ
ぞれ設ける。

〔作用〕

この発明においては，アームの原点復帰のシーケンスが
始まると，アームが障害物と接触しないで原点復帰でき
る位置にある時，駆動部に設けられた原点復帰可能領域
判断用リミツトスイツチが発する信号により原点復帰可
能領域にあることを判断しアームの原点復帰が開始され
る。

〔実施例〕

以下，この発明の一実施例を図によつて説明する。第１
図において，（13）は駆動軸（７）の支持部材（10）に
取り付けられた原点復帰可能領域判断用リミツトスイツ
チ，（14）は駆動軸（７）に取り付けられ，上記リミツ
トスイツチ（13）を通過する突出体であり，この断面図
を第２図に示す。

第３図は，上記のように構成されたロボツトの動作領域
内に障害物がある場合の第１アーム（１）及び第２アー
ム（２）の位置と，それに対応する第１駆動部（３）の
突出体（14）の回転位置と原点復帰可能領域判断用リミ
ツトスイツチ（13）との関係を３例示す。なお，この実
施例において突出体の一端面（20）は第１アーム（１）
と同位置にあるものとする。図においてロボツトが第２
アーム（２）の回転角にかかわらず障害物（15）と接触
せずに原点復帰できる領域は，第１アーム（１）の位置
が正方向には第３図（ｂ）を限界とし，負方向には第３
図（ｃ）を限界とする範囲であり，それぞれの限度にお
ける突出体（14）の位置は夫々第３図（ｅ），第３図
（ｆ）で示され，突出体の形状は一端面（20）と他端面
（21）で規定でき，この領域内では第１駆動軸（７）の
回転に伴なつて突出体（14）はリミツトスイツチ（13）
を通過するが，そのときの信号は第10図（ｅ）で示され
る。次に，第１アーム（１）が第３図（ａ）に示すよう
な位置から原点復帰する場合，上記の第３図（ｂ），第
３図（ｃ）を限界とする原点復帰可能領域内ではないの
で，突出体（14）はリミツトスイツチ（13）を通過しな
い。この様な場合第１アーム（１）は例えばインターロ
ツクがかかり静止している。その後障害物（15）を回避
しながら手動で原点復帰可能領域内まで第１アーム
（１）を移動させ原点復帰を再開すると従来のシーケン
スに従つて原点復帰する。

なお，突出体（14）の形状すなわち障害物と接触しない
で原点復帰できる領域の設定は，利用者が障害物の位置
等により行なうものである。

なお，上記実施例では第１駆動部（３）に取り付けた原
点復帰可能領域判断用リミツトスイツチ（13）によつ
て，第２アーム（２）の位置にかかわらずロボツトが原
点復帰できる領域を設定したが，第２駆動部（４）に同
様のリミツトスイツチと突出体を取り付けることによつ
て第１アーム（１）の位置にかかわらず原点復帰できる
領域を設定することができる。第２アーム（２）が第４
図に示すような位置にあるとき，障害物（15）と接触せ
ずに原点復帰することが可能であり，そのような第２ア
ーム（２）の回転角の範囲からあらかじめわかるので，
それを第２駆動部に取り付けるリミツトスイツチと突出
体により検出可能にすればよい。また両駆動部（３），
（４）に同時にこのようなリミツトスイツチを取り付け
れば原点復帰可能領域は，それぞれのリミツトスイツチ
によつて検出される第１アーム（１），第２アーム
（２）の回転角の範囲から決まる単独の領域を加え合せ
たものとなり，より広く設定することができる。

また上記実施例においては，アームが原点復帰可能領域
にない時，インターロツクがかかるものとしたが，これ
にこだわるものでは無く，ロボツトの利用方法によつて
例えばブザーを鳴らすなどでも良い。

また上記実施例では障害物（15）の位置を限定したが，
障害物が原点復帰の可能な作業領域内のいかなる位置に
あつても，それに応じた原点復帰可能領域はあらかじめ
わかるので，この領域を規定する突出体（14）の形状を
決めることができる。また，突出体（14）の形状は，原
点復帰可能領域を規定するものであれば良く，この実施
例にこだわるものでは無い。

また，原点復帰可能領域判断用リミツトスイツチと突出
体の位置関係は逆でも良い。

また上記実施例では水平２関節ロボツトについて説明し
たが，水平多関節ロボツトや垂直多関節ロボツト，その
他のロボツトについても，上記実施例と同様に少なくと
も１つの駆動部にリミツトスイツチと突出体を新たに設
けることにより簡単に原点復帰可能領域を設定すること
ができる。

〔発明の効果〕

以上のように，この発明によれば駆動軸の支持部材と駆
動軸のどちらか一方にアームが障害物に接触しないで原
点復帰可能な領域内にあるかどうかを判断する原点復帰
可能領域判断用リミットスイッチを設けるとともに，他
方にアームに連動し原点復帰可能領域用リミットスイッ
チを開閉し，この開閉にともない上記アームを原点復帰
させるかあるいは停止させる突出体を設けたので，アー
ムと障害物との接触を避けることが出来，また障害物を
動作領域から排除するというレイアウト上の複雑な手間
を省けるロボツトが得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図はこの発明の一実施例に係る図で，第１
図はロボツトの駆動部の断面図，第２図はリミツトスイ
ツチと突出体の配置図，第３図（ａ），（ｂ），（ｃ）
はアームと障害物の関係を示す説明図，第３図（ｄ），
（ｅ），（ｆ）はそれぞれ第３図（ａ），（ｂ），
（ｃ）に対応した原点復帰可能領域判断用リミツトスイ
ツチと突出体の位置関係を示す説明図，第４図は第１ア
ームの位置にかかわらず原点復帰できるアーム位置の説
明図である。 第５図〜第10図（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は従来
のロボツトに係る図で，第５図はロボツトの概観を示す
斜視図，第６図はロボツトの駆動部の断面図，第７図は
リミツトスイツチと信号板の配置図，第８図（ａ）は第
１アームの動作領域図，第８図（ｂ）は第２アームも含
む動作領域図，第９図（ａ）〜（ｃ）はアームの位置を
示す図，第９図（ｄ）〜（ｆ）はそれぞれ第９図（ａ）
〜（ｃ）に対応した信号板の位置を示す説明図，第10図
（ａ）〜（ｃ）は３個のリミツトスイツチの信号図，第
10図（ｄ）はエンコーダの基準ゼロ信号を示す信号図で
ある。 第10図（ｅ）はこの発明の一実施例に係り，原点復帰可
能領域を示す信号図である。 （１）……第１アーム，（２）……第２アーム，（３）
……第１駆動部，（５）……モータ，（７）……駆動
軸，（10）……支持部材，（13）……原点復帰可能領域
判断用リミツトスイツチ，（14）……突出体，（22）…
…ロボツト。 なお，図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アーム及びこのアームを駆動するためのモ
   ータとこのモータの動力を上記アームに伝達する駆動軸
   とこの駆動軸を支持する支持部材とを備えた上記アーム
   の駆動部を有し，一定のシーケンスにしたがって自動的
   に上記アームの原点復帰を行うロボットにおいて，上記
   支持部材と駆動軸のどちらか一方に上記アームが障害物
   に接触しないで原点復帰可能な領域内にあるかどうかを
   判断する原点復帰可能領域判断用リミットスイッチを設
   けるととともに，他方に上記アームに連動し前記原点復
   帰可能領域用リミットスイッチを開閉し，この開閉にと
   もない上記アームを原点復帰させるかあるいは停止させ
   る突出体を設けたことを特徴とするロボット。