JPH0899285A - ロボットの衝突防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ロボットとその周辺の構造物との衝突を確実
に防止することができるロボットの衝突防止装置を提供
する。 【構成】 アーム１の突出部である関節６に取付けた非
接触距離センサ１４ａ，１４ｂ，１４ｃと、これらの検
出信号ａ，ｂ，ｃをＡ／Ｄ変換部１５ａを介して入力し
検出信号ａ，ｂ，ｃに基づいて関節６が周辺の構造物に
近接したか否かを確認する近接チェック部１５ｂと、こ
の近接チェック部１５ｂの確認結果を表す信号に基づい
てＬＥＤを発光し音を発生して操作者に関節６が周辺の
構造物に近接したことを知らせる表示部１６ａ及び警報
部１６ｂとを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はロボットの衝突防止装置
に関し、ロボットとその周辺の構造物（周辺装置等）と
の接触や衝突（以下単にこれらを衝突という）を未前に
防止する場合に適用して有用なものである。

【０００２】

【従来の技術】ロボットとその周辺の構造物との衝突に
対処する従来の手段としては、ロボットのアームにゴム
製のストッパーを設けてアームどうしやアームとロボッ
ト本体とが衝突した際の衝撃を緩和する構造的な対処手
段や、ロボットコントローラにおいてロボットの移動距
離と指令パルスとの偏差からロボットの衝突を検出する
手段、即ちロボットの各軸（を動かすサーボモータ）は
移動を指示する指令パルスによって動作するため正常に
動作したとき（即ち指令パルス分動作したとき）にはロ
ボットの移動距離（実移動パルス数）と指令パルスが一
致する一方、ロボットが衝突しているときにはいくら指
令パルスが出力されていてもロボットの移動が伴わない
ためにロボットの移動距離と指令パルスとの偏差が蓄積
されることから、この偏差によってロボットの衝突を検
出してロボットを停止（サーボモータをＯＦＦ）する手
段が採られている。またソフトウェアでロボットの各軸
の動作範囲を制限してロボットの衝突を未前に防止する
手段も採られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術のうち、構造的な手段や移動距離と指令パルスとの
偏差からロボットの衝突を検出する手段ではロボットの
衝突を未前に防ぐことはできない。従って操作者はロボ
ットの教示作業等を行う場合、絶えずロボットの周辺を
直接目視しながらロボットのインチング操作を行ってロ
ボットの衝突を防止する必要がある。また目視をするた
めに作業者が場所を移動しなければならないような場合
もある。このため作業者の負担が大きく、また見落とし
（見落としがちな部分としてロボットアームの突出部分
が挙げられる）によってロボットを衝突させてしまうこ
ともある。

【０００４】またソフトウェアによってロボットの衝突
を防止する手段においても上記と同様の問題点を有す
る。即ちソフトウェアによって制限した動作範囲内で全
ての作業を行うことができればよいが、１台のロボット
で数種の工程をこなすためには前記動作範囲がこの全工
程を考慮した範囲となってしまい、特定の場合には動作
範囲が広いため動作範囲の制限を広く取らざるを得ない
ことから、ソフトウェアによる動作範囲の制限だけでは
充分にロボットの衝突（特に周辺装置との衝突）を防止
することができず、やはり上記と同様の問題点を有す
る。

【０００５】従って本発明は上記従来技術に鑑み、ロボ
ットとその周辺の構造物との衝突を確実に防止すること
ができるロボットの衝突防止装置を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の第１の構成は、周辺の構造物との衝突の可能性を有
するロボットの１箇所又は２箇所以上の所定部に、この
所定部と前記構造物との距離を検出可能に取付けた１つ
又は２つ以上の距離センサと、この距離センサの検出信
号に基づいて前記所定部が前記構造物に近接したか否か
を確認する近接チェック手段と、この近接チェック手段
の確認結果に基づいて前記所定部が前記構造物に近接し
たことを作業者に知らせる警報手段とを有することを特
徴とする。

【０００７】また上記目的を達成する本発明の第２の構
成は、上記第１の構成において、警報手段が、ロボット
の所定部が何れの方向において周辺の構造物に近接した
かを表示する表示画面を備えたものであること特徴とす
る。

【０００８】

【作用】上記第１及び第２の構成の本発明によれば、ロ
ボットの所定部が周辺の構造物に近接すると、近接チェ
ック手段がこのときの距離センサの検出信号に基づいて
前記所定部が前記構造物に近接したことを確認し、警報
手段がこのときの近接チェック手段の確認結果に基づい
て作業者に前記所定部が前記構造物に近接したことを知
らせる。また警報手段に表示画面を備えることにより、
この表示画面の表示によって作業者はロボットの何れの
所定部が何れの方向において周辺の構造物に近接したか
を容易に知ることができる。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。

【００１０】図１は本発明の実施例に係るロボットの衝
突防止装置の構成を示すブロック図、図２は図１に示す
距離センサの詳細な取付け位置を示す図であって、
（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図（後
方より見た図）である。

【００１１】図１に示すように本実施例に係るロボット
の衝突防止装置は、ロボットのアーム１の衝突を防止す
るものであって、アーム１の関節６に設けられた近接セ
ンサタイプ等の非接触距離センサ１４ａ，１４ｂ，１４
ｃと、ロボットのコントローラ１５に設けられたＡ／Ｄ
変換部１５ａ及び近接チェック部１５ｂと、操作箱１６
に設けられた警報手段である表示部１６ａ及び警報部１
６ｂとを有している。

【００１２】アーム１は、１軸３、２軸５、３軸７、４
軸９、５軸１１及び６軸１３と、これらの各軸を順に連
結すると共にこれらの各軸を駆動する関節２，４，６，
８，１０，１２とを有して構成されている。距離センサ
１４ａ，１４ｂ，１４ｃは、前述の如く、上記構成のア
ーム１における３軸７の関節６に取付けられている。詳
細には図２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、関節６の
左右に距離センサ１４ｂ，１４ｃが取付けられ、関節６
の後端に距離センサ１４ａが取付けられている。従って
距離センサ１４ａは関節６の後方の占位する構造物との
距離を検出し、距離センサ１４ｂ，１４ｃは関節６の左
右方向に占位する構造物との距離を各々検出する。

【００１３】Ａ／Ｄ変換部１５ａでは、距離センサ１４
ａ，１４ｂ，１４ｃの各検出信号ａ，ｂ，ｃを入力し、
これらをＡ／Ｄ変換して近接チェック部１５ｂへ出力す
る。近接チェック部１５ｂでは、Ａ／Ｄ変換部１５ａを
介して入力した距離センサ１４ａ，１４ｂ，１４ｃの各
検出信号ａ，ｂ，ｃに基づいて関節６が周辺の構造物に
近接したか否かを確認すると共に、近接したことを確認
したときにはこの確認結果を表す信号を表示部１６ａ及
び警報部１６ｂへ出力する。

【００１４】表示部１６ａ及び警報部１６ｂでは、近接
チェック部１５ｂから確認結果を表す信号を入力する
と、この信号に応じてＬＥＤを発光すると共に音を発生
して、操作者に関節６が周辺の構造物に近接したことを
知らせる。なお図１中の１６ｃはインチング操作等を行
う操作部である。

【００１５】従って上記構成のロボットの衝突防止装置
によれば、関節６が後方にまたは左右方向に移動（図１
及び図２参照）して後方又は左右方向に占位する構造物
に近接すると、近接チェック部１５ｂにおいてこのとき
の距離センサ１４ａの検出信号ａ又は距離センサ１４
ｂ，１４ｃの検出信号ｂ，ｃ基づき関節６が前記の構造
物に近接したことが確認され、この確認結果に応じて表
示部１６ａではＬＥＤが発光され警報部１６ｂでは音が
発せられる。かくして操作者に関節６が前記構造物に近
接したことを確実に知らせることができ、関節６が前記
構造物に衝突するのを確実に防止することができる。

【００１６】また関節６を目視することなく関節６が周
辺の構造物に近接したことを知ることができるため、作
業者による目視確認箇所が減少しインチング操作等をよ
り安全により素早い判断で行うことができ、目視確認の
ために作業者が立ち位置を移動しなければならない回数
が減少して作業効率が向上し、更に作業者は手先部分の
インチング操作に集中することができる。また衝突を未
前に防止することができるため、従来のように衝突後の
復帰に時間を要するということがない。

【００１７】なお上記実施例では表示部１６ａにおける
ＬＥＤの発光と警報部１６ｂにおける音の発生のみによ
って関節６が周辺の構造物に近接したことを操作者に知
らせるが、関節６が何れの方向において周辺の構造物に
近接しているかがわかるよう操作部１６ｃ等の表示画面
に表示してもよい。例えば図３に示すように表示画面１
７に、関節６及び距離センサ１４ａ，１４ｂ，１４ｃの
絵６′，１４ａ′，１４ｂ′，１４ｃ′を表示すると共
に、距離センサ１４ａの検出信号ａに基づいて関節６の
近接が確認されたときには距離センサ１４ａの絵１４
ａ′を指示する矢印１８ａを表示し、同様に距離センサ
１４ｂ又は１４ｃの検出信号ｂ又はｃに基づいて関節６
の近接が確認されたときには距離センサ１４ｂ又は１４
ｃの絵１４ｂ′又は１４ｃ′を指示する矢印１８ｂ又１
８ｃを表示する。これにより操作者は関節６を目視する
ことなく関節６が何れの方向において構造物に近接して
いるかを容易に知ることができる。

【００１８】また上記実施例では関節６に３つの距離セ
ンサ１４ａ，１４ｂ，１４ｃを取付けたが、これは２軸
５の回転による関節６と後方の構造物との衝突を防止す
ることに重点をおいたためである。従ってこれに限定す
るものではなく必要に応じて適宜取付ける距離センサの
個数や向き（上向き等）を決定すればよい。また上記実
施例ではアーム１の構造から関節６が突出部となるた
め、この関節６に距離センサ１４ａ，１４ｂ，１４ｃを
取付けたが、アームの構造によって複数の突出部がある
場合には各々の突出部に距離センサを設けてもよく、更
には必要に応じてかかる突出部以外の部分にも距離セン
サを取付けてもよい。なお複数部に距離センサを取付け
る場合には、各部毎のＬＥＤを表示部１６ａに設けた
り、各部毎の絵を表示画面１７に表示することにより、
操作者はロボットの何れの部分が何れの方向において周
辺の構造物に近接しているかを当該部分を目視すること
なく容易に知ることができる。

【００１９】また上記実施例では表示部１６ａ、警報部
１６ｂ及び表示画面１７を操作箱１６に設けているが、
必ずしもこれに限定するものではなく、これらは操作者
が容易に確認できるよう操作者の近傍に設けられていれ
ばよい。

【００２０】

【発明の効果】以上実施例と共に具体的に説明したよう
に本発明によれば、ロボットの所定部が周辺の構造物に
近接したことを確実に操作者に知らせることができるた
め、前記所定部が前記構造物に衝突するのを確実に防止
することができる。また前記所定部を目視することなく
前記所定部が前記構造物に近接したことを知ることがで
きるため、作業者による目視確認箇所が減少しインチン
グ操作等をより安全により素早い判断で行うことがで
き、目視確認のために作業者が立ち位置を移動しなけれ
ばならない回数が減少して作業効率が向上し、更に作業
者は前記所定部以外の部分に集中してインチング操作等
を行うことができる。また表示画面の表示によって作業
者はロボットの何れの所定部が何れの方向において周辺
の構造物に近接したかを容易に知ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るロボットの衝突防止装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示す距離センサの詳細な取付け位置を示
す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、
（ｃ）は側面図（後方より見た図）である。

【図３】表示画面の表示内容を示す説明図である。

【符号の説明】

１ アーム ２，４，６，８，１０，１２ 関節 ３ １軸 ５ ２軸 ７ ３軸 ９ ４軸 １１ ５軸 １３ ６軸 １４ａ，１４ｂ，１４ｃ 非接触距離センサ １５ ロボットコントローラ １５ａ Ａ／Ｄ変換部 １５ｂ 近接チェック部 １６ 操作箱 １６ａ 表示部 １６ｂ 警報部 １６ｃ 操作部 １７ 表示画面 ６′ 関節６の絵 １４ａ′ 非接触距離センサ１４ａの絵 １４ｂ′ 非接触距離センサ１４ｂの絵 １４ｃ′ 非接触距離センサ１４ｃの絵 １８ａ，１８ｂ，１８ｃ 矢印 ａ，ｂ，ｃ 検出信号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周辺の構造物との衝突の可能性を有する
   ロボットの１箇所又は２箇所以上の所定部に、この所定
   部と前記構造物との距離を検出可能に取付けた１つ又は
   ２つ以上の距離センサと、 この距離センサの検出信号に基づいて前記所定部が前記
   構造物に近接したか否かを確認する近接チェック手段
   と、 この近接チェック手段の確認結果に基づいて前記所定部
   が前記構造物に近接したことを作業者に知らせる警報手
   段とを有することを特徴とするロボットの衝突防止装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載するロボットの衝突防止
   装置において、 警報手段が、ロボットの所定部が何れの方向において周
   辺の構造物に近接したかを表示する表示画面を備えたも
   のであること特徴とするロボットの衝突防止装置。