JPS5981090A - ロボットの可動部に対する異物近接検知方式 - 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】

（１）技術分野 本発明は、所定のシーケンスに従って動作する１、１ボ
ット等の機械の可動部に、本来は近接することが予定さ
れ−（いない人間や、人間以外の物体（これらを、本川
ＩＩＩ　Ｆｌ　ｅは、異物と言うものとする）が近接す
ると、それを検知りる異物近接検知方式に関づる。 〔２〕従来技術 静電容量型の近接レンジ（心棒によって描成され、大地
との間の静電容ωの変化により物体の近接を検知りる形
式の近接レン゛す）を、機械の周囲の危険な区域、ある
い番、Ｌ保護しｌ（い区域に固定設置づることににす、
前記区域に異物が近接りると、前記レンジがそれを検知
しで、自動的に前記機械を停止さぜたり、警報を発生さ
ｔ！　ｋ　Ｖ）するように−４る異物検知方式は、従来
より知られでいる。 しかし、このような方式にａ３い”（−は、ＬＪボッＩ
・等のにうに可動部の移！ＰＩｌ範囲が大きい（幾械に
対しては非常に広い範囲に前記レンジを設置しな（］れ
ばむらず、（幾械を休止して、作業の変更や保守点検等
を行う揚台に、前記レンジが邪麿になる等の欠点があっ
に０ 一方、最近、０ボッ１−の腕に静電容量型の近接［ン→
）を取りｊ＝Ｊす、異物が前記鋺に一定以上近接Ｊるど
、前記ｐンν゛がイれを検知して、Ｉ」ボッ１−を自動
的に１９・止さｌｐ８にうにづる異物検知方式が１ｉ！
案され（おり、この方式によれば、最初に述べたツノ式
にｉｌｊりるよう４Ｔ欠点は生じない。 しかし、この方式にＡ３いでは、正常時において０、ｕ
ボットの腕が他の物体や、Ｕボット自体の他の部分に対
して、近イ」いたり、遠ざかったりづるのＣ゛、それに
従って近接レンツの出力し変化りる。この１．：め、従
来は、 （ａ）＋−＋ボッ］・の作業種類および作業環境等にＪ
、っ°（は、全くこのｈ式を適用できない。 （’ＩＪ）この方式を一応適用できる場合も、異物を検
出しＩことするか否かの閾値を高くとる必要があるため
（ｂい換えれば、近接ヒンジの出力が非常に人きく　＜
’に−）／＝場合にのみ、異物を検出しＩこちのど判定
りる必要があるため）、異物の近接を高感１真に検知で
きないので、異物とロボットの腕、手等どの接触事故を
完全に防ＩＦできない虞がある。 という問題があった。 〔３〕発明の目的 本発明は、前記従来の欠点を解消するＩこめなされたも
ので、所定のシークンス士、機械の可動部に近接される
ことが予定され−Ｃいる物体の影響は完全に取り除いて
、前記可動部に対りる異物の近接を高感疫に検ｆ）４１
りることができる異物近接検知方式を提供りることをＣ
ｌ的とりる。 〔４〕発明の構成 本発明による機械の可動部に対りる異物近接検知方式は
、物体が近接覆ると出力が変化りる近接レンツを機械の
可動部に取り付

【ノ、前記機械を所定のシーケンスに従
って動作さけている間、その助の前記はンリの出力と、
あらかじめ調べＣＡ３い！こところの、前記レンジ゛に
異物が近接することなしに前記機械が前記所定のシーケ
ンスに従って動作し！、：場合の前記レンジの出力とを
逐次比較し、両川ツノ間に一定以上の差が生じ／ｊとき
に異物を検出しＩこものとりることを特徴と覆るしのぐ
ある。 〔５〕実施例 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいてさらに詳細
に説明づる。 第１図にＡ３い−（−１１は極座標型のプレイバック１
−１ボツ１へであり１．に下運動（紙面に垂直な方向）
、ｈｉｔ回運動（矢印へ方向）、および前後運動（矢印
１３１ｊ向）を１７う腕２と、ひねり動作（矢印り方向
）Ａ３　Ｊ、び把持動作を行う手３とを右している。 前記ロボット１の鋺２には、棒状の導体からなる静電容
量型近接ヒンジ・４が、絶縁相５を介して取すイζ１り
られ−（いる、、なお、前記レンす４の配謂および形状
は、図のにうなものに限られることはなく、用例ｙ３る
範囲において異物検知が必’Ｊｒｔ　ｒあるかに応じ′
Ｃ任意に選択づることができる。 ６．７はそれぞれ一１ンへア、８はプレスであり、本実
施例′Ｃは、　Ｃｌボッ：・１が、所定のシーケンスに
従つ°（次のようなブレス作業を行うものとりる。 （１）　コンベア６に、Ｊ：　＝）で次々と送られて来
るｈｌｌ　：＋、物９を、同コンベアＧ上のイザｌ置イ
にＡ３いて、丁３】ぐ把持し、経路■によってプレス８
へ移送し、１１１ルス８にレッｌ−する（１−１はその
レフ１〜位置を承り）。 （２）加］■−物９から千３を離（）、経路ＩＩによっ
（手３を位置ハまで待避させる。 （３）プレス８が加工物９をプレス加］：後、経路■を
逆戻りし、プレス８の位ｉＱ、　ＩＩ＋においτ加工物
９を手３ｅ把持する。 （４）加工物９をプレス８から経路１１ににつてコンベ
ア７上の位置二へ移ｙ５する。 （５）千〇をコンベア７から経路ＩＶにＪ二つＣコンベ
ア６に戻し、同コンベア６ににり搬送され°Ｃき／ｊ新
たな加工物９を把持し、以後、上述の動作を繰り返−４
，。 ！！２図は、本実施例に、１月ノる異物近接検知回路を
示り。 同図において、１０は第１図のレンジ４と大地との間の
静電容量を検出する容量検出回路であり、ｎ振器１１と
周波数検出回路１２とから構成されている。前記発振器
１１はヒンジ４に接続されており、その発振周波数を前
記静電容ｆｆ１ｃに応じで変化するようになっている。 前記周波数検出回路１２は、発振器１１の発振周波数を
適当なリンブリング周期で検出し、その検出周波数に対
応する値を符号化して容昂検ｊ１１伯月ａとし−Ｃ出力
りる。 １、　／ｊがつＣ古い換えれは゛、前記容部検出信号ａ
は静電容量ＣＯ）値を符号化し１＝情弓となっ１いる。 １３は記憶装置であり、第３図に示されるにうな、セン
サ４に異物が近接覆ることなしに［１ボット１が所定の
シーケンスに従っ−【動作を打つ７ｊ場合の静電容量Ｃ
の変化（実際には、容量検出信号ａの変化）をあらかじ
め記憶さけられており、この記憶内容を、後述づる制御
装＠１４の制御下で、基準容量化ｆＪ　１１とし【出力
りる。 ここで、前記第３図についＣ説明覆ると、横軸にはＩＩ
；’ｊ間＋　（シー））ンスの進行段階）、縦軸には静
電容ｆｉｌ　Ｇがとられ〔いる。ぞ１ノエ、位置イにお
い（は、センサ−４にはコンベア６ど加工物９が近接し
くおり、静電容ｆｆ１ｃはそれに応じ１．ｌ：値となつ
（いる。次に、ロボッ１へ１が加工物９を位置イから位
置ｌ」へ移送し′Ｃ行くと、センサ４からコンベア′６
が１１間し、センサ゛４には加工物９のみが近接しくい
ることになるのぐ、静電容量Ｃは一旦減少りる。しかし
、手３が位置Ｄｋｍ近接するに従って、センサ４には加
工物９の他にブレス８も近接Ｊることになるので、静電
容量０はｉＱび大きくなる。 次に、手３がブレス８の位置１」から位置へへ待避され
るど、セン→Ｊ４にはロボツ１〜１以外の物体が近接し
ていない状態となるので、静電容量Ｃは最低値どなる。 ぞして、ブレス８が加工物９のブレス加工を終了し／ｊ
後、加工物９を取り出りために千３がブレス８に近接し
て行くと、センサ４にはｆｌｉびブレス８および加」置
物９が近接し、静電容ｆｆ１Ｃは再び大きくなる。 次に、ブレス８から加］置物９を取り出し、コンベア７
に移送して行くと、センサ゛４には加工物９のみが近接
していることになるのｒ１静電容吊Ｃは低下する。しか
し、手３がコンベア７に近接覆るにつれ、セン°す４に
は加工物９のみならり゛コンベア７も近接するので、静
電容量Ｃは増大ダる。 次に、コンベア７への加」置物９の移送終了後、手３が
コンベア６の方へ戻されＣ行くと、一旦、１」ボッ１〜
１以外の物体がＬ＞ν４に３１ｉ接しでいない状態とな
って、静電容量Ｃは最低値となり、その後、手３がコン
ベア６に近接づると、静電容量ＣはＪ：だ増入りる。 前記制御装置１４は、ロボット１を前記所定のシーケン
スに従つ【動作するように制１１１ｔｌると同時に、イ
のシーケンスの進行に対応して、記憶装置゛１３に藁１
％ｌｉ容吊信号１）を出力さける。１５は比較回路Ｃあ
り、容量検出（ａ号ａど基ｔ１（容量信号すどを比較し
、両者の値に一定以上の差が生じ／ｊならば、置物を検
知したものとして、停止信号（１を制御装置′１４へ送
出りる。制御Ｓ！同１４は、前記１￥’　ＩＩ　ｆｌｉ
号（１を受番ノ取ると、即座にＩＪボッ；〜１を停止さ
ける。 木実施例は以上のようＩＪ４Ｍ成となっているので、ｌ
１％！　２に異物が３１ｉ接しない限り、容量検出信号
ａと１ｊロ１１容７′ｉ１伯弓１）の値は一伐しでａメ
リ、両者の差はないＩこめ、比較回路１５は停止信号ｄ
を出ノノリ゛ること番、Ｌ　１．ｒい。したがっ−’Ｃ
１制御Ｉ装置１４は、Ｉ」ボッＩパｌに−てのまＪ：所
定のシーケンスに従っＩ動作を続ＩＪさＵる。 しかし、腕２に異物が近接りると、静電容ＷｉＣが、異
物が近接していない場合より増大し、容量検出信号ａど
基準容量信号すとの差が一定以上になるので、比較回路
１５は停止信号ず１を制御！！ｉ同１４へ送出し、制９
１１装置１４は１」ボッｌ−１を即ＰＩＧに停止１−さ
ける。 ここＣ１木ｌｊ式では、前記のように容１１）検出信号
ａと括準容量信号すとを比較し、両者の餡に二定以上の
差が生じたときに異物を検知しｌこシのと−４るので２
、前記所定のシーケンス上、センサ４に近接されること
が元々予定されている物体、りなわらコンベア７６，７
、ブレス８Ｌ１３よび加Ｊ：物９の影響を完全に除去し
て、異物の近接を高感庶に検知することができる。 これ故、人間等の異物とＩ］ボット１の腕２や丁３との
接触事故を確実に防止することがＣきる。 なお、本発明におｉ）で用いられる近接センサどしては
、前記実施例に用いられηいる静電容量型のみ′ならず
、超音波型、電波型、空気圧型、高電圧型、高周波発振
型、磁気型、レーザーＪＩ＋を等の他の種の近接センサ
をも用いることが可能ｒある。 ｌ（だし、静電容量型、超音波型、空気庁型等のしンリ
を用いる場合は、金属体のみなら°す゛、大同、木、紙
、プラスチック等の非金属体からなる異物し検知可能（
”　１５るが、高周波梵振型、磁気型等のセンリを用い
る場合は、金属体からなる異物のみしか検出（°きない
こととなる。 まｌこ、前記実施例は、本発明をＵボッ１−に対づる異
物近接の検知に適用し／ｊ例であるが、本発明ｔｊ１、
所定のシーケンスに従って動作りる機械であれば、Ｌｌ
ボッ；〜以外の機械に対しても適用できるｂ　（７，）
ぐある。 （６）発明の効果 以上のように、本発明ににる機械の可動部に対りる異物
近接検知方式は、所定のシーケンス上、）成域の可動部
に近接されることが予定され【いる物体の形管を完全に
取り除い（異物の近接を検知ｅさるので、 （イ）可動部に対りる異物の近接を高感１真に検知りる
ことが（゛きる。 （１１〉機械の作業種類や、作業環境ににつて支１埠を
生じることが少く、極めて広範囲の状況において実施可
能ぐある。 等の擾れｌＳ効果を１′′７られるしのであり、１−１
ボツ１〜等の；成域による事故防止に極ヴ）Ｃ石川なも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による機械の可動部に対りる異物近接検
知方式の一実施例を承り平面図、第２図は前記実施例に
おｉノる異物近接検知回路を示づ１０７９図、第３四口
上前記実施例においで異物の近接がない場合の近接セン
リと大地との間の静電容邑の変化を示１図である。 １・・・Ｏボット、２・・・腕、３・・・手、４・・・
近接ｐンザ、１０・・・容量検出回路、１３・・・記憶
装同、′１５・・・比較回路、ａ・・・容…検Ｉｌｌ　
４Ｒ月、１）・・・基準容量信号。 特りｌ出願人　　　労働省産業安全１σ１究所艮川　　
１」　　邦　　供

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 物体が近接するど出力が変化゛りる近接Ｕンリ−を；幾
   械のｉｌｌ動部に取りイ１け、前記機械を所定のシーケ
   ンスに従って動作さけ（′いる間、での時の前記Ｕンリ
   の出力と、あらかじめ調べてＪ３いたところの、前記レ
   ンジ−に異物が近接Ｊることなしに前記機械がｎζ１記
   所定のシーケンスに従って動作した場合の前記レンジの
   出力とを逐次比較し、両出力間に一定以、１ニの差が生
   じたときに異物を検出したものどりることを特徴とする
   機械の可動部に対り−る異物近接検知方式。