JPS58120493A - 動作限界位置の検出機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は動作限界位置の検出機構に係り、特に、動作
範囲が３６０以上許容される軸の動作限界をストライカ
とリミットスイッチによって簡単に検出する機構に関す
る。

正逆回転可能な軸を所定の角度範囲内で制御する場合、
制御範囲から逸脱するときは、制御可能範囲の限界位置
に設けた位置検出器からの信号によって、回転を停止さ
せるように制御するのが一般的である。

第１図に示すような、産業用ロボットと連動運転される
ポジショナ１を例にとる。ポジショナ１は、傾斜軸２と
回転軸３の２軸を備える。傾斜軸２は支持部４で支持さ
れ、駆動部５からの駆動力に基づいて回転テーブル６を
傾けるはたらきをする。回転軸３は駆動部７により駆動
され、回転テーブル６を回転させる。これらの軸２，３
は、産業用ロボットの制御装置より出力される指令信号
に応じて位置制御される。傾斜軸２２回転軸３は、本来
的には、ともに駆動部や支持部等の機構上の制約はない
ものの、位置検出器の使用範囲や２位置制御に必要な記
憶容量、安全面、配線、配管等により制御角度範囲を制
限している。傾斜軸２はその機能Ｌ、１８０程度回転す
れば十分である。一方、回転軸３は、第２図に示すよう
に、軸３又は回転テーブル６あるいは軸とともに回る別
設の円板体の周面に沿うように配設した２個のリミット
スイッチ８，９と、このそれぞれに対応して周面に設け
た２個のストライカ１０．１１（又は１個のストライカ
の場合もある）によって、回動範囲を制限するようにし
ている。第２図の場合、ストライカ１０が、ローラ・レ
バー形のリミットスイッチ８を動作させ、図中反時計方
向の回転動作限界位置としての信号を出力するようにし
ており、一方、ストライカ１１は、リミットスイッチ８
と同じ構造のリミットスイッチ９を動作させ、図中時計
方向の回転動作限界位置としての信号を出力するように
している。すなわち、リミットスイッチ８，９により回
転軸３の動作限界位置を検出しているが、このような検
出機構では動作範囲３４０〜３５０が限界である。しか
し、動作範囲は４００〜５０δある方が使いよいことは
もちろんであるが、反面、３６８以上にすると一般に動
作限界位置の検出機構は複雑化してしまう欠点がある。

そこで、この発明の目的は、３６Ｌ３以上の動作限界を
検出できるとともにこの検出機構を簡単に構成すること
である。

この発明の構成は、回転軸又は回転軸とともに回る円板
の円周軌跡上に設けたストライカによりリミットスイッ
チのアクチュエータを動作させ回転軸の動作範囲の限界
位置を検出する機構であって、２つの動作位置を有する
反面、第１の動作位置では接点が動作せず第２の動作位
置でのみ接点がオンするリミットスイッチと、該リミッ
トスイッチのアクチュエータを動作位置にする突状スト
ライカ領域と、アクチュエータを自由位置と動作位置と
の中間位置に保持しておく中間領域とをひと続きに形成
したストライカとからなり、アクチュエータが２つの中
間位置のうち一方の中間位置にあるとき突状ストライカ
領域が通過すると第１の動作位置に至る一方、他方の中
間位置にあるときさらに前記突状ストライカ領域により
前記第２の動作位置に至ったときその位置を動作限界位
置として検出するようにした検出機構である。

以下、この発明を図示の実施例により説明する。

第３図は一実施例の図解図であり、従来例第２図に対応
する。２０は回転軸又は回転テーブルもしくは回転軸に
固定した円板体（以下では単に「回転軸２０」という）
、２１．２２はローラ・レバー形のリミットスイッチ、
２３は回転軸２゜の局面に設けた。リミットスイッチへ
の作用部である。

ローラ・レバー形のリミットスイッチ２１．２２は、第
４図によく示すように、スイッチ本体部３゜とアクチュ
エータ３１とからなり、アクチュエータ３１は支点３２
を中心に左右の所定範囲だけ回動自在なレバー３３と、
レバー３３の先端部に回転自在に設けたローラ３４とか
らなる。アクチュエータ３１に力が作用しないときは図
示の如く自由位置ＦＰにあり、アクチュエータ３１が回
動して動作位置ＯＰ１又はＯＦ２に至った時にはじめて
スイッチ接点がオンする。

リミットスイッチ２１．２２は動作位置ＯＰ１゜ＯＦ２
が互いに逆のものを用いる。すなわち、第３図に示すよ
うに、リミットスイッチ２１は動作位置ＯＰ１でオンす
るが、自由位置ＦＰから位置ＯＰ２へ行く方向ではオン
しない（スイッチ接点が動作されない）。逆に、リミッ
トスイッチ２２は動作位置ＯＰ２でオンするが、自由位
置ＦＰから位置ＯＰ１へ行く方向ではオンしない。

このように動作に方向性をもったリミットスイッチの配
置について、両リミットスイッチ２１゜２２は、回転軸
２０の軸中心Ｃから放射状に配設され、かつアクチュエ
ータ３１のローラ３４の先端が回転軸２０の周面から一
定距離ｄ１だけ離隔した位置に固定されている。

一方、リミットスイッチへの作用部２３は、全長のほぼ
中央位置に突状ストライカ２４を有するもので、回転軸
２０の局面に、厚さｄ２（ｄ２）ｄｌ）の剛質の帯状材
を中心角でほぼ１０δにわたって固着したものである。

突状ストライカ２４（周面からの高さｄ３＞ｄ２　）は
リミットスイッチ２１．２２のアクチュエータ３１を動
作位置ＯＰ１又はＯＦ２を超える位置まで駆動する。一
方、突状ストライカ２４をはさむ左右の作用部２５．２
６では、ｄ２）ｄｌと設定しているのでアクチュエータ
３１を傾けてそれを保持するだけである。すなわち、第
３図中、２７．２８で示す範囲はアクチュエータ３１の
傾きを保持する領域であり、範囲３５はアクチュエータ
３１を実動作させリミットスイッチ２１゜２２をオンさ
せうる領域である。

作用について、第３図、第５図〜第９図を順次参照して
説明する。

第５図は第３図の状態より、回転軸２０を反時計方向に
回転した状態を示す。リミットスイッチ２１．２２は右
作用部２６により、それぞれそのアクチュエータを右方
向に傾ける。突状ストライカ２４がリミットスイッチ２
１のアクチュエータを右の動作位置にするが、右方向な
のでオンしない。

第６図は第５図の状態より、さらに反時計方向に回転し
た状態を示す。突状ストライカ２４がリミットスイッチ
２２のアクチュエータを右動作位置まで押し、このリミ
ットスイッチ２２をオンさせる。オンすることにより、
リミットスイッチ２２は回転軸２０の反時計方向の動作
限界位置の検出信号を出力する。検出信号は、ポジショ
ナ又はロボットの制御装置（図示せず）に入力され、通
常は回転軸２０を停止するように制御される。なお、第
６図において、リミットスイッチ２１のアクチュエータ
３１は左作用部２５により右側（検知しない方向）に′
傾いたまま保持されている。

第７図は第６図の状態より、時計方向に回転した状態を
示す。リミットスイッチ２２はオンした後も右作用部２
６によりそのアクチュエータは右に傾いたままにされて
いる。また、回転が反転してもリミットスイッチ２１の
アクチュエータは、右作用部２６により左側に傾くこと
ができないため、右に傾いたままとされ、突状ストライ
カ２４がリミットスイッチ２１を通過するときも、アク
チュエータは右動作位置まで移動するが、この方向では
オンしない。

第８図は第７図の状態より、さらに時計方向へ約３００
°回転した状態を示す。この間、リミットスイッチ２２
．２１ともにいったん自由位置に戻るか、左作用部２５
がリミットスイッチ２２の位置に来ると、このアクチュ
エータ３１を左に傾ける。

そして、突状ストライカ２４がリミットスイッチ２２の
アクチュエータをさらに左に押しても、オンすることは
ない。一方、リミットスイッチ２１は、左作用部２５が
進入してくるとアクチュエータのローラ３４がその端部
に乗りあげ左に傾く。

しかし、まだオンするには至らない。

第９図は第８図の状態より、さらに時計方向へ回転した
状態を示す。突状ストライカ２４がリミットスイッチ２
１のアクチュエータを左の動作位置まで押し、このリミ
ットスイッチ２１をオンさせる。リミットスイッチ２１
は回転軸２０の時計方向の動作限界位置の検出信号を出
力する。制御装置は、この検出信号を受信して、回転軸
２０の停止信号を出力する。回転軸２０は図示の位置で
停止することになる。なお、リミットスイッチ２２のア
クチュエータは左作用部２６により左側に傾いたままで
ある。

このように、上記の動作限界位置の検出機構によれば、
はぼ３６δ＋００（θは回転中心Ｃから見た両リミット
スイッチ２１．２２が張る角：第９図参照）の回転が可
能である。なお、アクチュエータの傾きを保持しておく
領域２５．２６のそれぞれは、前記θよりやや大きくと
る必要がある。しかし、θを１８０°とするとこの傾き
保持領域が全周に広がってしまい、アクチュエータを自
由位置にする領域がなくなるので、実用的には前記θは
１６０°未満の成る角度を選ぶようにしている。

次に、他の実施例を示す。第１０図はその平面模式図、
第１１図は概略正面図である。第１１図かられかるよう
に、この例では、リミットスイッチ２１′、２ｉを同一
の円周に沿って設けるのでなく、ヒ下に差をおいて配設
している。

リミットスイッチ２１′は第３図に示したリミットスイ
ッチ２１と同等のもので、図中左側の動作位置において
のみスイッチ接点をオンする。このリミットスイッチ２
１′に対応して、突状ストライカ２４ａと、アクチュエ
ータの傾きを保持する左作用部２５′とをひと続きにし
た作用部を下側の周面に設けている。リミットスイッチ
２２′も第３図に示したリミットスイッチ２２と同等の
もので、図中右側の動作位置においてのみスイッチ接点
をオンする。このリミットスイッチ２２′に対応して、
作用部を局面の上側に設けている。２４ｂは突状ス　゛
トライカ、２ｄはアクチュエータの傾きを保持する右作
用部であり、ひと続きとなった作用部である。第２実施
例の作用部は、第３図のものと比較すれば、突状ストラ
イカに対し、その片側にのみ傾き保持部を設けている点
が相違する。

動作原理は第１の実施例と同じであるが、このように構
成したことで、２回転弱（７２６未満）の回転、実用的
には７０６程度の回転が可能となる。

また、この例では、傾き保持部２５’、２６’を個別に
３００以上延長でき、第９図で説明したθの制限がなく
なる利点もある。

なお、上記実施例では動作の方向性をもったリミットス
イッチをローラ・レバー形のもので示したが、レバーの
長さが可変できるタイプのものも好ましい。また、リミ
ットスイッチ以外に環境条件が許せばマイクロスイッチ
でもよい。

上記実施例では、リミットスイッチを回転軸又は回転軸
とともに回る円板の外周面に対して設けるようにしたが
、円板であれば、円板の下面に対して垂直方向に設置し
てもよい。作用部もこれに対応して円板面内の円周軌跡
上に形成する。

実施例は、産業用ロボットのポジショナを例にしたが、
これに限ることなく、ＮＣ工作機械のポジショナでもよ
い。また、この発明は産業用ロボットの基台に設けられ
る旋回テーブルの軸（Ｓ１軸）についても適用しうるこ
とを指摘しておく。

以上のように、この発明によれば、リミットスイッチを
オンしうる領域と、アクチュエータを自由位置と動作位
置との間に保持する領域とをひと続きにしたストライカ
と、動作に方向性のあるリミットスイッチを用いること
により動作限界位置の検出を行うようにしたので、従来
とほぼ同等の簡単な構成でありながら３６０以上の動作
限界を検出できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は産業用ロボットのポジショナの正面図、第２図
は従来の動作限界位置の検出機構の説明図、第３図は本
発明の一実施例の模式的平面図、第４図はロール・レバ
ー形リミットスイッチの正面図、第５図、第６図、第７
図、第８図、第９図は本発明の一実施例の作用の説明図
、第１０図は本発明の他の実施例の模式的平面図、第１
１図はその概略正面図である。 ２０・・・回転軸又は回転テーブルもしくは“円板、２
１・・・左側でオンするリミットスイッチ、２２・・・
右側でオンするリミットスイッチ、２４・・・突状スト
ライカ、２５・・・左作用部、２６・・・右作用部。 第５図 第８図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転軸又は回転軸とともに回る円板の円周軌跡上
   に設けたストライカによりリミットスイッチのアクチュ
   エータを動作させ回転軸の動作範囲の限界位置を検出す
   る機構であって、前記リミットスイッチは２つの動作位
   置を有する反面、第１の動作位置では接点が作動せず第
   ２の動作位置でのみ接点がオンするようにし、前記スト
   ライカは前記リミットスイッチのアクチュエータを動作
   位置にする突状ストライカ領域と、アクチュエータを自
   由位置と動作位置との中間位置に保持しておく中間保持
   領域とをひと続きに形成するようにし。 かつアクチュエータが２つの中間位置のうち、一方の中
   間位置にあるとき前記突状ストライカ領域が通過すると
   前記第１の動作位置に至る一方、他方の中間位置にある
   とき、さらに、前記突状ストライカ領域により前記第２
   の動作位置に至ったその位置を動作限界位置として検出
   するようにしたことを特徴とする動作限界位置の検出機
   構。