JPH0775990A - Collision protective device - Google Patents

Collision protective device

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Publication number
JPH0775990A
JPH0775990A JP22479593A JP22479593A JPH0775990A JP H0775990 A JPH0775990 A JP H0775990A JP 22479593 A JP22479593 A JP 22479593A JP 22479593 A JP22479593 A JP 22479593A JP H0775990 A JPH0775990 A JP H0775990A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
free piston
cylinder
pressure chamber
ball joint
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP22479593A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Koyama
伸二 小山
Shojiro Goto
庄次郎 後藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GIKEN SYSTEC KK
Toyota Motor Corp
Original Assignee
GIKEN SYSTEC KK
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by GIKEN SYSTEC KK, Toyota Motor Corp filed Critical GIKEN SYSTEC KK
Priority to JP22479593A priority Critical patent/JPH0775990A/en
Publication of JPH0775990A publication Critical patent/JPH0775990A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To shorten response time from the interference time to the pressure release of a pressure chamber by constituting in such a way as to release the pressure of the pressure chamber by mechanical action associated with the receding motion of a free piston at the interference time, not through a detecting sensor or a solenoid changeover valve. CONSTITUTION:A free piston 3 is mounted in the freely reciprocated state in a cylinder 1, and a supporting rod 14 is engagedly fixed into the opening end part of the cylinder 1 through a ball joint unit 10. The free piston 3 and the ball joint unit 10 are provided with a pair of engaging part 17, 18 with the inclined faces brought into contact with them so as to be fitted in uneven form. Air pressure is supplied from an air supply port 6 into a pressure chamber 4 partitioned by the bottom part of the cylinder 1 and the free piston 3. A cylinder wall facing the pressure chamber 4 is provided with exhaust ports 21a, 21b, and these exhaust ports 21 are opened by a valve member 23 moving along with the free piston 3 when the free piston 3 is put in receding motion in the cylinder 1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ロボット等に装備され
る衝突保護装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a collision protection device equipped on a robot or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】ロボットには、通常、これに持たせたた
治工具がワークや障害物に当った時の衝撃からロボット
自体や治工具の保持部(以下、ロボット等という)を保
護するため、衝突保護装置が装備される。従来の衝突保
護装置は、例えば図3に示すものが知られている(実開
昭63−140393号公報)。この衝突保護装置は、
ロボット80とロボット80に持たせる治工具81との
間に装着されるもので、有底筒状のシリンダ82がロボ
ット80側に固定され、シリンダ82に保持された支持
ロッド83の先端に治工具81が装着される。詳しく
は、シリンダ82にフリーピストン84が往復動可能に
内装されるとともに、シリンダ82の開口端部内にボー
ルジョイントユニット85を介して支持ロッド83が係
着されている。フリーピストン84及びボールジョイン
トユニット85のボール部86には、相互に傾斜面を当
接させて凹、凸部嵌合する一対の係合部としてのV溝8
7及びキー部材88がそれぞれ設けられている。
2. Description of the Related Art Usually, a robot protects the robot itself and a jig holding part (hereinafter, referred to as a robot) from an impact when a jig or tool held by the robot hits a work or an obstacle. Equipped with collision protection device. As a conventional collision protection device, for example, one shown in FIG. 3 is known (Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-140393). This collision protection device
It is mounted between the robot 80 and a jig / tool 81 provided to the robot 80. A cylinder 82 having a bottomed cylindrical shape is fixed to the robot 80 side, and a jig / tool is attached to the tip of a support rod 83 held by the cylinder 82. 81 is attached. More specifically, a free piston 84 is reciprocally mounted in the cylinder 82, and a support rod 83 is attached to an opening end of the cylinder 82 via a ball joint unit 85. The free piston 84 and the ball portion 86 of the ball joint unit 85 have a pair of V-grooves 8 as a pair of engaging portions in which inclined surfaces are brought into contact with each other so that concave portions and convex portions are fitted.
7 and a key member 88 are provided respectively.

【0003】そして、シリンダ82の底部とフリーピス
トン84とで画成された圧力室89に臨むシリンダ壁に
は給排気ポート90が設けられ、電磁切換弁91の切り
換えにより圧力室89内にエアが給気、排気可能とされ
ている。また、シリンダ82の一側部には干渉検出セン
サ92が取り付けられている。干渉検出センサ92の先
端部はシリンダ82に開口した孔82aに挿通され、そ
の検出子92aがフリーピストン84の凹部84aに係
合されている。この干渉検出センサ92は、検出子92
aが凹部84aから外れてフリーピストン84の周面に
乗り上げることにより、フリーピストン84の退動を検
出し、この信号をリレー回路を介して電磁切換弁91に
送出する。
An air supply / exhaust port 90 is provided on the cylinder wall, which faces the pressure chamber 89 defined by the bottom of the cylinder 82 and the free piston 84, and air is introduced into the pressure chamber 89 by switching the electromagnetic switching valve 91. Air supply and exhaust are possible. An interference detection sensor 92 is attached to one side of the cylinder 82. The tip of the interference detection sensor 92 is inserted into a hole 82a opened in the cylinder 82, and the detector 92a is engaged with the recess 84a of the free piston 84. The interference detection sensor 92 includes a detector 92
By moving a from the concave portion 84a and riding on the peripheral surface of the free piston 84, the backward movement of the free piston 84 is detected, and this signal is sent to the electromagnetic switching valve 91 via the relay circuit.

【0004】この衝突保護装置では、通常運転時、圧力
室89内へのエア圧の供給により、フリーピストン84
が前進してキー部材88とV溝87とが係合しており、
これによりボールジョイントユニット85を介して支持
ロッド83がシリンダ82に固定状態で保持されてい
る。なお、この時干渉検出センサ92の検出子92aは
フリーピストン84の凹部84aに係合されている。そ
して、支持ロッド83に装着された治工具81がワーク
あるいは障害物に干渉、衝突すると、ボールジョイント
ユニット85のボール部86が回動してフリーピストン
84が後退する。このフリーピストン84の後退は干渉
検出センサ92により検出され、該センサ92からの信
号により電磁切換弁91が排気側に切り換えられる。こ
の結果、圧力室89内のエアが給排気ポート90から外
部へ排出され、フリーピストン84の自由移動が許容さ
れるようになり、干渉、衝突の衝撃が緩和される。
In this collision protection device, during normal operation, the free piston 84 is supplied by supplying air pressure into the pressure chamber 89.
Moves forward and the key member 88 and the V groove 87 are engaged,
Accordingly, the support rod 83 is fixedly held by the cylinder 82 via the ball joint unit 85. At this time, the detector 92a of the interference detection sensor 92 is engaged with the recess 84a of the free piston 84. When the jig 81 attached to the support rod 83 interferes with or collides with the work or the obstacle, the ball portion 86 of the ball joint unit 85 rotates and the free piston 84 retracts. The backward movement of the free piston 84 is detected by the interference detection sensor 92, and the signal from the sensor 92 switches the electromagnetic switching valve 91 to the exhaust side. As a result, the air in the pressure chamber 89 is discharged to the outside from the air supply / exhaust port 90, the free movement of the free piston 84 is allowed, and the impact of interference and collision is mitigated.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このように上記従来の
衝突保護装置では、干渉時における圧力室89内の圧力
開放は、干渉検出センサ92により検出した信号をリレ
ー回路を介して電磁切換弁91に送出し、これに応じた
電磁弁動作により行われる。このため、干渉動作から圧
力室89内の圧力が開放されるまでに約100msかか
り、応答性が悪いという問題がある。詳述すると、上記
リレー回路においてはコントローラ内でのリレーONか
らバルブ励磁信号を出力するまで25msかかり、電磁
弁動作においてはバルブ励磁信号を受けてバルブスプー
ルを移動させるまで45msかかり、バルブスプールの
移動から圧力室89内のエアが実際に排気されて圧力が
開放されるまで数10msかかる。この結果、干渉時か
ら約100msの間圧力室89が圧縮されることとな
り、その反力がロボット80に負荷を与える。そして、
干渉頻度が多いと、ロボット80が損傷し、位置精度や
軌跡精度が低下することとなる。
As described above, in the above-mentioned conventional collision protection device, when the pressure in the pressure chamber 89 is released at the time of interference, the signal detected by the interference detection sensor 92 is transferred to the electromagnetic switching valve 91 via the relay circuit. And the electromagnetic valve operation according to this. Therefore, it takes about 100 ms from the interference operation until the pressure in the pressure chamber 89 is released, which causes a problem of poor responsiveness. More specifically, in the above-mentioned relay circuit, it takes 25 ms from the relay ON in the controller to outputting the valve excitation signal, and in the solenoid valve operation, it takes 45 ms to move the valve spool by receiving the valve excitation signal. It takes several tens of milliseconds until the air in the pressure chamber 89 is actually exhausted and the pressure is released. As a result, the pressure chamber 89 is compressed for about 100 ms from the time of interference, and the reaction force exerts a load on the robot 80. And
If the frequency of interference is high, the robot 80 will be damaged and the position accuracy and trajectory accuracy will be reduced.

【0006】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、検出センサや電磁切換弁を介することなく、フリ
ーピストンの退動に伴う機械的な動作により圧力室の圧
力を開放し得るようにして、干渉時から圧力室の圧力開
放までの応答時間を短縮することを解決すべき技術課題
とするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and enables the pressure in the pressure chamber to be released by a mechanical operation associated with the retreat of the free piston without using a detection sensor or an electromagnetic switching valve. Therefore, shortening the response time from the time of interference to the pressure release of the pressure chamber is a technical problem to be solved.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の衝突保護装置は、有底筒状のシリンダと、該シリン
ダに往復動可能に内装されたフリーピストンと、前記シ
リンダの開口端部内に抜けが規制されたボールジョイン
トユニットを介して係着された支持ロッドと、前記フリ
ーピストン及び前記ボールジョイントにそれぞれ設けら
れ相互に傾斜面を当接させて凹、凸嵌合する一対の係合
部と、前記シリンダの底部と前記フリーピストンとで画
成される圧力室と、該圧力室に臨むシリンダ壁に設けら
れた給気ポートとを備えた衝突保護装置において、前記
シリンダには前記圧力室に臨むシリンダ壁に設けられた
排気ポートと該排気ポートを開閉する弁部材とを備えた
排気用弁機構が付設され、前記フリーピストンが前記圧
力室の容積を縮小する方向に移動する際に、該フリーピ
ストンと共に該弁部材が移動して該排気ポートを開放す
る構成とされていることを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION A collision protection device of the present invention for solving the above problems is a cylinder having a bottomed cylinder, a free piston reciprocally mounted in the cylinder, and an opening end portion of the cylinder. A support rod engaged through a ball joint unit whose removal is restricted to a pair, and a pair of engagements which are provided in the free piston and the ball joint, respectively, in which inclined surfaces are brought into contact with each other to make concave and convex fits. A pressure chamber defined by a bottom portion of the cylinder and the free piston, and an air supply port provided on a cylinder wall facing the pressure chamber, wherein the pressure is applied to the cylinder. An exhaust valve mechanism provided with an exhaust port provided on a cylinder wall facing the chamber and a valve member for opening and closing the exhaust port is attached, and the free piston reduces the volume of the pressure chamber. When moving in the direction that is characterized in that with the free piston valve member is configured to open the exhaust port by moving.

【0008】[0008]

【作用】本発明の衝突保護装置は、例えば、シリンダが
ロボット等に保持され、支持ロッドの先端側に治工具等
が装着されて使用に供される。通常使用状態において
は、給気ポートから圧力室内へのエア圧の供給により、
フリーピストンがシリンダ内を前進してフリーピストン
及びボール部にそれぞれ設けられた一対の係合部が係合
している。これにより、シリンダ開口端部内に抜けが規
制されたボールジョイントユニットを介して支持ロッド
が固定状態で保持されている。
In the collision protection device of the present invention, for example, the cylinder is held by a robot or the like, and a jig or the like is attached to the tip side of the support rod for use. In normal use, by supplying air pressure from the air supply port into the pressure chamber,
The free piston advances in the cylinder, and a pair of engaging portions provided on the free piston and the ball portion are engaged with each other. As a result, the support rod is held in a fixed state through the ball joint unit, which is restricted from falling out in the cylinder opening end.

【0009】そして、支持ロッドに装着された治工具等
がワークあるいは障害物に干渉、衝突すると、ボールジ
ョイントユニットのボール部が回動し、フリーピストン
及び前記ボールジョイントにそれぞれ設けられた一対の
係合部における傾斜面の摺動により、フリーピストンが
後退する。本発明の衝突干渉装置においては、後退する
フリーピストンと共に排気用弁機構の弁部材が移動する
ので、干渉によりフリーピストンが後退すると、即座に
排気ポートが開放される。これにより、圧力室内のエア
が直ちに抜かれてフリーピストンの自由な移動が許容さ
れるようになり、結果として治工具等を持つ支持ロッド
が任意方向に円滑に動き得るようになって、衝突の衝撃
が緩和される。
When a jig or the like mounted on the support rod interferes with or collides with a work or an obstacle, the ball portion of the ball joint unit rotates, and a pair of engaging members respectively provided on the free piston and the ball joint. The free piston moves backward due to the sliding of the inclined surface at the joint. In the collision interference device of the present invention, since the valve member of the exhaust valve mechanism moves together with the retracting free piston, when the free piston retracts due to interference, the exhaust port is immediately opened. As a result, the air in the pressure chamber is immediately evacuated, and the free piston is allowed to move freely.As a result, the support rod with jigs and tools can move smoothly in any direction, and the impact of collision Is alleviated.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面にもとづい
て説明する。図1および図2において、1は有底円筒状
のシリンダで、その後端をロボット2の手首プレ−ト2
aに結合させて開口側を下向きとする態様で該ロボット
2に保持されている。シリンダ1には、フリーピストン
3が摺動可能に内装されており、このフリーピストン3
とシリンダ底部との間に断面円形状の圧力室4が画成さ
れている。圧力室4は、シリンダ1とフリーピストン3
との間に介装したシール部材5によって気密に維持され
ている。また、圧力室4内には、シリンダ1側壁に設け
た給気ポート6を介して、図示を略すエア源に結ぶ配管
20からエア圧が導入されるようになっている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a cylinder having a bottomed cylindrical shape, the rear end of which is a wrist plate 2 of the robot 2.
It is held by the robot 2 in such a manner that it is connected to a and the opening side faces downward. A free piston 3 is slidably installed in the cylinder 1. The free piston 3
A pressure chamber 4 having a circular cross section is defined between the cylinder and the bottom of the cylinder. The pressure chamber 4 includes a cylinder 1 and a free piston 3.
The airtightness is maintained by the seal member 5 interposed between and. Further, air pressure is introduced into the pressure chamber 4 from a pipe 20 connected to an air source (not shown) via an air supply port 6 provided on the side wall of the cylinder 1.

【0011】前記フリーピストン3は有底筒状に形成さ
れており、その下方に延びる側壁の一部にシリンダ1の
軸方向に延びる長穴7が設けられている。この長穴7に
は、シリンダ1に装着したピン8の先端部が摺動可能に
嵌挿されており、これによりフリーピストン3は、シリ
ンダ1に対しその軸線回り方向の回転が規制されてい
る。
The free piston 3 is formed in a cylindrical shape with a bottom, and an elongated hole 7 extending in the axial direction of the cylinder 1 is provided in a part of a side wall extending downward. A tip portion of a pin 8 mounted on the cylinder 1 is slidably fitted into the elongated hole 7, and thereby the free piston 3 is restricted from rotating around the axis of the cylinder 1. .

【0012】一方、シリンダ1の開口端部内には、該シ
リンダ開口端部にボルト止めした蓋体9を用いてボ−ル
ジョイントユニット10が係着されている。ボ−ルジョ
イントユニット10は、球状のボ−ル部11と該ボ−ル
部11を球面12aにて保持する受け部12とから成っ
ており、その受け部12を前記蓋体9に着座させてい
る。蓋体9は前記受け部12を囲む位置に環状突起9a
を有しており、前記受け部12は該環状突起9aに沿っ
て摺動できるようになっている。また前記ボ−ルジョイ
ントユニット10の係着状態において、受け部12の外
面とシリンダ1の内面との間には所定の隙間13が形成
され、この隙間13にフリーピストン3の一部が延在し
ている。
On the other hand, in the opening end of the cylinder 1, a ball joint unit 10 is attached by using a lid 9 bolted to the opening end of the cylinder. The ball joint unit 10 is composed of a spherical ball portion 11 and a receiving portion 12 for holding the ball portion 11 on a spherical surface 12a. The receiving portion 12 is seated on the lid body 9. ing. The lid 9 has an annular projection 9a at a position surrounding the receiving portion 12.
The receiving portion 12 is slidable along the annular projection 9a. Further, in the engaged state of the ball joint unit 10, a predetermined gap 13 is formed between the outer surface of the receiving portion 12 and the inner surface of the cylinder 1, and a part of the free piston 3 extends in this gap 13. is doing.

【0013】14は、上記ボ−ルジョイントユニット1
0のボ−ル部11から前記蓋体9の中央孔9bを挿通し
て下方へ延設された支持ロッドで、該支持ロッド14の
下端には、治工具を保持するチャックユニット15を固
定するための保持プレ−ト16が一体に設けられてい
る。またボ−ルジョイントユニット10のボ−ル部11
の反支持ロッド側にはV溝17が設けられ、一方前記フ
リーピストン3にはV溝17に係合するキー部材18が
取付けられている。キー部材18は、先端部が前記V溝
17の角度(一例として約120度)に合せてVカット
され、これによりキー部材18がV溝17に嵌合した状
態において、ボ−ル部11のピストン軸線回りの回転が
規制されるようになっている。なおシリンダ1内には前
記フリーピストン3を前方へ付勢するばね19が設けら
れているが、そのばね力は、後述するエア排出時におけ
るボ−ルジョイントユニット10のガタを規制する程度
の弱いものである。
Reference numeral 14 is the ball joint unit 1 described above.
A support rod extending downwardly from the ball portion 11 of 0 through the central hole 9b of the lid body 9, and a chuck unit 15 for holding a jig is fixed to the lower end of the support rod 14. A holding plate 16 is integrally provided. In addition, the ball portion 11 of the ball joint unit 10
A V-groove 17 is provided on the side opposite to the support rod, while a key member 18 engaging with the V-groove 17 is attached to the free piston 3. The tip end of the key member 18 is V-cut in accordance with the angle of the V groove 17 (about 120 degrees as an example), so that when the key member 18 is fitted in the V groove 17, Rotation around the piston axis is restricted. A spring 19 for urging the free piston 3 forward is provided in the cylinder 1, but the spring force thereof is weak enough to restrict play of the ball joint unit 10 at the time of air discharge described later. It is a thing.

【0014】前記シリンダ1の底部には、第1連通孔2
1a及び第2連通孔21bを介して、それぞれ圧力室4
及び外部とそれぞれ通じる断面円形状の弁収容室22が
設けられている。なお、第1連通孔21a及び第2連通
孔21bが本発明の排気ポート21を構成する。弁収容
室22内には、円錐状の座面22aに着座して排気ポー
ト21を気密的に閉鎖する弁部材23が摺動可能に収容
されている。なお、弁収容室22の内面と弁部材23の
外面とは、シール部材24によって気密に維持されてい
る。また、弁収容室22内には弁部材23を前方(図1
の下方)へ付勢するばね25が設けられているが、その
ばね力は、圧力室4からの押し上げに耐え得る程度のも
のである。さらに、弁部材23の棒状先端部23aとフ
リーピストン3との間には、可及的に微小とされた隙間
が確保されている。
A first communication hole 2 is provided at the bottom of the cylinder 1.
1a and the 2nd communicating hole 21b through the pressure chamber 4 respectively.
And a valve accommodating chamber 22 having a circular cross section that communicates with the outside. The first communication hole 21a and the second communication hole 21b form the exhaust port 21 of the present invention. A valve member 23, which is seated on a conical seat surface 22a and closes the exhaust port 21 in an airtight manner, is slidably accommodated in the valve accommodating chamber 22. The inner surface of the valve housing chamber 22 and the outer surface of the valve member 23 are kept airtight by the seal member 24. In addition, a valve member 23 is provided in the valve accommodating chamber 22 (see FIG.
A spring 25 for urging the pressure chamber 4 is provided, but the spring force is such that it can withstand the pushing up from the pressure chamber 4. Further, a gap as small as possible is secured between the rod-shaped tip portion 23a of the valve member 23 and the free piston 3.

【0015】なお、シリンダ1の一側部にはブラケット
26を用いて干渉検出センサ27が取付けられている。
この干渉検出センサ27は、シリンダ1に開口した孔1
a内に先端部を臨ませ、その検出子27aをフリーピス
トン3に当接させている。フリーピストン3の周面に
は、その前進端において前記検出子27aの係合を許容
する凹部3aが設けられている。干渉検出センサ27
は、検出子25aが前記凹部3aから外れてフリーピス
トン3の周面に乗上げることにより、該フリーピストン
3の退動を検出する機能を有するもので、この信号は例
えばロボット2を停止させるための信号として用いるこ
とができる。
An interference detection sensor 27 is attached to one side of the cylinder 1 using a bracket 26.
This interference detection sensor 27 has a hole 1 opened in the cylinder 1.
The tip end is exposed inside a and the detector 27a is brought into contact with the free piston 3. On the peripheral surface of the free piston 3, there is provided a recess 3a that allows the detector 27a to be engaged at its forward end. Interference detection sensor 27
Has a function of detecting the retreat of the free piston 3 by moving the detector 25a out of the recess 3a and riding on the peripheral surface of the free piston 3, and this signal is for stopping the robot 2, for example. Can be used as a signal of.

【0016】かかる構成により、シリンダ1内の圧力室
4内にエア圧を供給すると、フリーピストン3が前進
し、フリーピストン3に取付けられたキー部材18がボ
−ル部11のV溝17に嵌合し、該ボ−ル部11は受け
部12に対して固定される(図1の状態)。したがっ
て、この状態のもと、チャックユニット15に持たせた
治工具により安定的にロボット作業を実行できる。
With this configuration, when air pressure is supplied into the pressure chamber 4 in the cylinder 1, the free piston 3 advances and the key member 18 attached to the free piston 3 is inserted into the V groove 17 of the ball portion 11. After fitting, the ball portion 11 is fixed to the receiving portion 12 (state of FIG. 1). Therefore, under this condition, the robot work can be stably executed by the jig / tool provided to the chuck unit 15.

【0017】そして、チャックユニット15の持つ治工
具に横方向からワークあるいは何らかの干渉物が衝突す
ると、ボ−ルジョイントユニット10のボ−ル部11が
受け部12内で回動し、図2に示すように、キー部材1
8がV溝17上を摺動してフリーピストン3がわずかに
退動する。フリーピストン3が退動すると、フリーピス
トン3により持ち上げられるかたちで弁部材23もばね
25に抗して持ち上げられ、排気ポート21が開放され
る。この結果、圧力室4内のエアが排気ポート21を介
して急激に外部へ排出され、フリーピストン3は自由に
移動できる状態となって支持ロッド14の自由な傾動が
保証され、これにより衝突の衝撃が可及的に緩和され
る。なお、支持ロッド14が真上に干渉を受けた場合
は、ボ−ルジョイントユニット10の全体が上動し、前
記と同様に排気ポート21が開放されて圧力室4内が排
気され、前記と同様に衝撃が緩和される。
When a work or some interference interferes with the jig and tool of the chuck unit 15 from the lateral direction, the ball portion 11 of the ball joint unit 10 rotates in the receiving portion 12, and FIG. As shown, the key member 1
8 slides on the V groove 17, and the free piston 3 slightly retracts. When the free piston 3 retracts, the valve member 23 is also lifted by the free piston 3 against the spring 25, and the exhaust port 21 is opened. As a result, the air in the pressure chamber 4 is rapidly exhausted to the outside through the exhaust port 21, and the free piston 3 is allowed to move freely, so that the free tilting of the support rod 14 is ensured, thereby preventing the collision. The shock is reduced as much as possible. When the support rod 14 receives an interference right above, the entire ball joint unit 10 moves upward, the exhaust port 21 is opened and the pressure chamber 4 is exhausted in the same manner as described above. Similarly, the shock is alleviated.

【0018】このように、本実施例の衝突保護装置で
は、干渉時、退動するフリーピストン3と共に弁部材2
3が退動して排気ポート21を開放するので、干渉時か
ら圧力室の圧力開放までの応答時間を、従来の干渉検出
センサや電磁切換弁を用いた場合の1/3以下にするこ
とができた。なお、シリンダ1に付設される排気用弁機
構としての排気ポート21及び弁部材23の形状や位置
等は、上記実施例のものに限定されず、本発明の要旨を
逸脱しない範囲内で種々変更可能であり、例えば弁部材
23をフリーピストン3と一体的に設けることもでき
る。
As described above, in the collision protection device of this embodiment, the valve member 2 together with the free piston 3 that retreats at the time of interference.
Since 3 retreats and opens the exhaust port 21, the response time from the time of interference to the pressure release of the pressure chamber can be set to 1/3 or less of that in the case of using a conventional interference detection sensor or electromagnetic switching valve. did it. The shapes and positions of the exhaust port 21 and the valve member 23 as the exhaust valve mechanism attached to the cylinder 1 are not limited to those in the above-described embodiment, and various changes are made without departing from the scope of the present invention. It is possible, for example, the valve member 23 can be provided integrally with the free piston 3.

【0019】また、上記実施例において、ボ−ル部11
にV溝17を、フリーピストン3にキー部材18をそれ
ぞれ設けるようにしたが、これに代え、ボ−ル部11に
キー部材を、フリーピストン3にV溝を設けるようにし
ても良い。またこれら溝やキーは、その形状を限定する
ものでない。
In the above embodiment, the ball portion 11
Although the V groove 17 and the key member 18 are provided on the free piston 3 respectively, the key member may be provided on the ball portion 11 and the V groove may be provided on the free piston 3 instead. The shape of these grooves and keys is not limited.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
かかる衝突保護装置は、干渉時に退動するフリーピスト
ンと共に移動する弁部材により圧力室の圧力を開放し得
るようにしたものであるから、干渉時から圧力室の圧力
開放までの応答性を、検出センサや電磁切換弁を用いる
従来の装置と比較して極めて良好にすることができる。
したがって、上記応答性の悪化に起因するロボット等の
損傷や、位置精度及び軌跡精度等の低下を防止すること
が可能となる。また、電磁切換弁を不要とすることによ
り、装置の大幅なコンパクト化及び軽量化を図ることが
できる。
As described above in detail, the collision protection device according to the present invention is designed so that the pressure of the pressure chamber can be released by the valve member that moves together with the free piston that recedes at the time of interference. Therefore, the response from the time of interference to the pressure release of the pressure chamber can be made extremely good as compared with the conventional device using the detection sensor and the electromagnetic switching valve.
Therefore, it is possible to prevent the damage of the robot or the like due to the deterioration of the responsiveness and the deterioration of the position accuracy and the trajectory accuracy. Further, since the electromagnetic switching valve is not required, the size and weight of the device can be greatly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本実施例に係るロボット用衝突保護装置の縦断
面図である。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a robot collision protection device according to an embodiment.

【図2】上記衝突保護装置の干渉時の状態を示す断面図
である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state of the collision protection device at the time of interference.

【図3】従来の衝突保護装置の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional collision protection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…シリンダ 2…ロボット 3…
フリーピストン 4…圧力室 6…給気ポート 10…ボ−ルジョイントユニット 11
…ボ−ル部 14…支持ロッド 17…V溝(係合部) 18
…キー部材(係合部) 21a、21b…連通孔(排気ポート) 23
…弁部材
1 ... Cylinder 2 ... Robot 3 ...
Free piston 4 ... Pressure chamber 6 ... Air supply port 10 ... Ball joint unit 11
... Ball part 14 ... Support rod 17 ... V groove (engagement part) 18
... key members (engagement portions) 21a, 21b ... communication hole (exhaust port) 23
... Valve member

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 有底筒状のシリンダと、該シリンダに往
復動可能に内装されたフリーピストンと、前記シリンダ
の開口端部内に抜けが規制されたボールジョイントユニ
ットを介して係着された支持ロッドと、前記フリーピス
トン及び前記ボールジョイントにそれぞれ設けられ相互
に傾斜面を当接させて凹、凸嵌合する一対の係合部と、
前記シリンダの底部と前記フリーピストンとで画成され
る圧力室と、該圧力室に臨むシリンダ壁に設けられた給
気ポートとを備えた衝突保護装置において、 前記シリンダには前記圧力室に臨むシリンダ壁に設けら
れた排気ポートと該排気ポートを開閉する弁部材とを備
えた排気用弁機構が付設され、前記フリーピストンが前
記圧力室の容積を縮小する方向に移動する際に、該フリ
ーピストンと共に該弁部材が移動して該排気ポートを開
放する構成とされていることを特徴とする衝突保護装
置。
1. A cylinder having a bottomed cylindrical shape, a free piston reciprocally mounted in the cylinder, and a support attached via a ball joint unit in which the opening end of the cylinder is restricted from coming off. A rod, and a pair of engaging portions that are respectively provided on the free piston and the ball joint and that are in concave and convex engagement by abutting mutually inclined surfaces.
A collision protection device comprising a pressure chamber defined by the bottom of the cylinder and the free piston, and an air supply port provided on a cylinder wall facing the pressure chamber, wherein the cylinder faces the pressure chamber. An exhaust valve mechanism provided with an exhaust port provided on a cylinder wall and a valve member for opening and closing the exhaust port is additionally provided, and when the free piston moves in a direction of reducing the volume of the pressure chamber, the free piston A collision protection device characterized in that the valve member moves together with a piston to open the exhaust port.
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