JPS6137518Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は工業用ロボツトに関する。

基本アームを関節で連結して曲折自在なアーム
を形成し、このアームの先端に例えば塗料噴射ノ
ズルを取り付け、記憶装置に記憶された位置情報
に基づいてアームの先端を位置決めし、被作業体
に所定の塗装を施すようにした工業用ロボツトで
は、ほとんど人手を介することなく自動的に作業
を行い得る。ところで、このようなロボツトにお
いて、例えば記憶された位置情報の読み出し誤り
等が生じると、噴射ノズルが被作業体又は周囲の
他の装置に衝突する場合がある。この場合、単に
噴射ノズルが被作業体又は周囲の他の装置に接触
する程度の際にはその程問題はないが、接触して
噴射ノズルを移動し得なくなる際には、アームを
移動させるアクチユエータ、例えば油圧シリンダ
には高圧の油圧が順次供給される結果、アームに
は大きな力が付与され、従つて被作業体若しくは
周囲の他の装置又は噴射ノズルを破損せしめる。
加えて、破損により噴射ノズルが再び移動可能と
なると、高圧の油圧シリンダに作動されてアーム
が高速に回動されるため、極めて危険な事態を招
来する。

本考案は前記諸点に鑑みなされたものであり、
その目的とするところは、ロボツト部材の先端に
取り付けられたノズル等の被作業体又は周囲の装
置への当接を検出し得、これにより被作業体の損
傷、周囲の装置或いはノズル、ロボツト部材等の
損傷を防止し得る工業用ロボツトを提供すること
にある。

本考案によれば、前記目的は、第１のロボツト
部材と、該第１のロボツト部材に可動に連結され
た第２のロボツト部材と、該第２のロボツト部材
に可動に連結された第３のロボツト部材と、供給
される第１の電流信号により前記第１のロボツト
部材に対する前記第２のロボツト部材の位置を変
化させるべく設けられた第１のアクチユエータ
と、供給される第２の電流信号により前記第２の
ロボツト部材に対する前記第３のロボツト部材の
位置を変化させるべく設けられた第２のアクチユ
エータと、前記第１のロボツト部材に対する前記
第２のロボツト部材の位置を検出すべく設けられ
た第１の位置検出器と、前記第２のロボツト部材
に対する前記第３のロボツト部材の位置を検出す
べく設けられた第２の位置検出器と、前記第１の
位置検出器からの位置信号に基づいて前記第１の
アクチユエータを作動させる第１の命令信号を出
力する第１の命令装置と、前記第２の位置検出器
からの位置信号に基づいて前記第２のアクチユエ
ータを作動させる第２の命令信号を出力する第２
の命令装置と、前記第１の命令装置から出力され
る前記第１の命令信号を第１の電流信号に変換す
る第１の変換手段と、前記第２の命令装置から出
力される前記第２の命令信号を第２の電流信号に
変換する第２の変換手段と、前記第１の変換手段
から出力される第１の電流信号を前記第１のアク
チユエータに供給するために、前記第１の変換手
段と前記第１のアクチユエータとの間に設けられ
た第１の素子と、前記第２の変換手段から出力さ
れる第２の電流信号を前記第２のアクチユエータ
に供給するために、前記第２の変換手段と前記第
２のアクチユエータとの間に設けられた第２の素
子と、前記第１の素子を流れる第１の電流信号か
ら前記第１の命令信号の持続時間を検出して、第
１の命令信号が所定時間以上持続される際、第１
の信号の出力する第１の信号持続時間検出手段
と、前記第２の素子を流れる第２の電流信号か
ら、前記第２の命令信号の持続時間を検出して、
第２の命令信号が所定時間以上持続される際、第
２の信号を出力する第２の信号持続時間検出手段
と、前記第１の信号持続時間検出手段又は前記第
２の信号持続時間検出手段のいずれかから出力さ
れる信号を受信した際に異常を指示する異常指示
手段とからなる工業用ロボツトにより達成され
る。

次に本考案による好ましい一具体例を図面に基
づいて説明する。

図において、基台１には回転自在に第１のロボ
ツト部材としてのターンテーブル２が設けられて
おり、テーブル２には第２のロボツト部材として
の支柱３が軸４を介して回動自在に連結されてい
る。支柱３の上端には、軸５を介して第３のロボ
ツト部材としてのアーム６が連結されており、ア
ーム６の先端には塗料噴射ノズル７が取り付けら
れている。基台１内にはテーブル２を回転するア
クチユエータ８が設けられており、テーブル２の
回転位置は位置検出器としてのポテンシヨメータ
９により電気的に検出される。テーブル２と支柱
３との間には油圧シリンダ１０が設けられてお
り、テーブル２に対する支柱３の回動位置は位置
検出器としてのポテンシヨメータ１１により検出
される。支柱３とアーム６との間には、油圧シリ
ンダ１２が設けられており、支柱３に対するアー
ム６の回動位置は位置検出器としてのポテンシヨ
メータ１３により検出される。記憶装置１４に
は、テーブル２、支柱３及びアーム６の回動位置
を規定する２進デジタル信号が予め記憶されてお
り、被塗装物体１５に対して塗装を施す際には、
この信号は順次読み出される。記憶装置１４から
の２進デイジタル信号をアナログ信号に変換する
デジタル−アナログ変換器１６は、変換したアナ
ログ信号を比較器１７に供給し、比較器１７はポ
テンシヨメータ、例えばポテンシヨメータ１３か
らの位置信号電圧と変換器１６からの信号電圧と
を比穫較してその差電圧を命令信号としてサーボ
増幅器１８に供給する。記憶装置１４、変換器１
６及び比較器１７により命令装置が構成されてい
る。サーボ増幅器１８は差電圧を所定に増幅して
増幅した差電圧を電圧−電流変換器１９に供給す
る。サーボ増幅器１８と電圧−電流変換器１９は
変換手段を構成する。変換器１９は供給される電
圧に対応して所定の電流を電流信号としてサーボ
弁２０に供給する。サーボ弁２０は、供給される
電流により弁を開閉して、油圧源２１の油圧をシ
リンダ１２に対して給排する。変換器１９からサ
ーボ弁２０への電流供給線には素子としての抵抗
２２が設けられており、抵抗２２での電圧降下は
検出回路２３で検出されている。検出回路２３
は、抵抗２２での電圧降下が一定時間持続する
際、これを検出して異常信号を変換器１９及び異
常指示手段としての表示器２４に供給する。変換
器１９は、検出回路２３からの異常信号を受信す
ると、サーボ弁２０への電流の供給を停止し、表
示器２４は、異常信号を受信すると、ランプ等を
点灯せしめ異常状態を表示する。尚、変換器１
６、比較器１７、増幅器１８、変換器１９、サー
ボ弁２０及び抵抗２２からなる回路と同様の回路
が他のポテンシヨメータ９，１１に対しても設け
られており、検出回路２３は、ポテンシヨメータ
９及び１１に関して設けられた抵抗２２に相当す
る抵抗での電圧降下をも監視し、いずれかに一定
時間以上電圧降下が生じる場合、異常信号を発生
する。

即ち、検出回路２３は、抵抗２２を流れる電流
信号から命令信号の持続時間を検出して、当該命
令信号が所定時間以上持続される際、異常信号を
出力する一の持続時間検出手段と、ポテンシオメ
ータ１１に対応して設けられた抵抗２２に相当す
る抵抗を流れる電流信号から命令信号の持続時間
を検出して、当該命令信号が所定時間以上持続さ
れ際、異常信号を出力する他の一の信号持続時間
検出手段とを構成する。以下説明の簡明化のた
め、ポテンシヨメータ１３に関してのみ述べる。
検出回路２３は、抵抗２２の両端間に生じる電圧
を予め設定された電圧と比較して、抵抗２２で電
圧降下が生じている際にはゲート信号を出力する
比較器２５と、比較器２５からのゲート信号によ
りオン状態に設定されたゲート回路２６と、ゲー
ト回路２６がオン状態の際に電流源２７から供給
される一定電流を積分する積分回路２８と、積分
回路２８から出力される積分信号が一定値以上に
なるとセツトされ異常信号を出力するフリツプフ
ロツプ回路２９とからなる。積分回路２８では、
比較器２５からゲート信号が出力されていない
際、比較器２５から供給される信号により初期状
態、すなわち積分値が零の状態に設定される。

以上のように構成された工業用ロボツトの動作
を説明する。塗装作業に際して、記憶装置１４に
予めプログラムされた位置信号は、ノズル７を物
体１５に対して順次移動せしめるべく、読み出さ
れる。すなわち、支柱３に対するアーム６の第１
の回動位置を規定する信号が記憶装置１４から読
み出されると、この信号は、変換器１６によりア
ナログ信号に変換されて比較器１７に供給され
る。比較器１７は、目標値として与えられた変換
器１６からの信号電圧と、ポテンシヨメータ１３
から現在値として与えられた位置信号電圧とを比
較してその差電圧を増幅器１８に出力する。増幅
器１８は、差電圧を所定に増幅し、変換器１９に
供給し、変換器１９は、供給された電圧に対応し
て電流をサーボ弁２０に供給する。サーボ弁２０
は供給電流により弁を開弁し、油圧源２１の油圧
をシリンダ１２に対して給排する。サーボ弁２
０、油圧弁２１及び油圧シリンダ１２はアクチユ
エータを構成する。シリンダ１２に油圧が給排さ
れると、アーム６は支柱３に対して回動される。
ポテンシヨメータ１３からは順次アーム６の回動
位置が電気信号として出力され、この位置信号は
比較器１７に供給される。これにより、比較器１
７から出力される差電圧は小さくなり、最終的に
変換器１６から出力される信号電圧にポテンシヨ
メータ１３からの信号電圧が等しくなると、ノズ
ル７は記憶装置１４から読み出された信号によつ
て規定される第１の回動位置に設定される。以下
記憶装置１４からアーム６の第２の回動位置を規
定する信号が読み出されると、前記と同様に動作
し、アーム６は第２の回動位置に設定される。
尚、必要な位置でノズル７から塗料が噴射され物
体１５に塗装が施される。ところで、ノズル７が
物体１５又は周囲の装置に当接しない場合には、
アーム６は所定の速度で目標の回動位置に設定さ
れる結果、抵抗２２には所定時間内で電流が流
れ、積分回路２８はフリツプフロツプ回路２９を
セツトする積分信号を出力する前に比較器２５に
より初期状態に設定されフリツプフロツプ回路２
９は異常信号を出力しない。一方、ノズル７が物
体１５又は周囲の装置に当接し、アーム６の回動
が阻止されると、所定時間を経過しても変換器１
６からの信号電圧に等しい信号電圧がポテンシヨ
メータ１３から出力されないため、変換器１９か
らはサーボ弁２０に持続して電流が供給される。
抵抗２２に所定時間以上持続して電流が流れる
と、積分回路２８はフリツプフロツプ回路２９を
セツトする値の積分信号を出力し、フリツプフロ
ツプ回路２９は変換器１９及び表示器２４に異常
信号を出力する変換器１９は異常信号の生起でも
つてサーボ弁２０への電流の供給を停止し、表示
器２４はランプ等を点灯せしめて異常状態の生起
を操作者に知らせる。変換器１９は、物体１５又
は周囲の装置へのノズル７の当接が解除されるま
で、サーボ弁２０への電流の供給を停止する。異
常状態が解除された後、フリツプフロツプ回路２
９を外部よりリセツトすることにより、再びロボ
ツトの動作を通常通り行わせることができる。

前記の如く、本考案によればアーム６、支柱３
等の異常停止を自動的に検出し得、これにより作
動を中断し得るため、被作業体の損傷、周囲の装
置或いはノズル、アーム等の損傷を防止し得、加
えて、損傷後のアームの振り回しを防止し得、異
常事態後の危険なロボツトの動作を防止し得る。

また、本考案工業用ロボツトにおいては、第１
の命令装置、第１の変換手段及び第１の素子が順
次直列に接続され、前記第１の命令装置の入力側
は、第１のロボツト部材に対する第２のロボツト
部材の位置を検出する第１の位置検出器の出力側
に接続されており、前記第１の素子の出力側は、
前記第１のロボツト部材に対する前記第２のロボ
ツト部材の位置を変化させる第１のアクチユエー
タの入力側に接続されている。同様にして第２の
命令装置、第２の変換手段及び第２の素子が順次
直列に接続され、前記第２の命令装置の入力側
は、第２のロボツト部材に対する第３のロボツト
部材の位置を検出する第２の位置検出器の出力側
に接続され、前記第２の素子の出力側は、前記第
２のロボツト部材に対する前記第３のロボツト部
材の位置を変化させる第２のアクチユエータの入
力側に接続されている。また前記第１の素子は、
前記第１の命令装置から出力される第１の命令信
号が所定時間以上持続される際に、第１の信号を
出力する第１の信号接続時間検出手段と接続さ
れ、同様にして前記第２の素子は前記第２の命令
装置から出力される第２の命令信号が所定時間以
上持続される際に、第２の信号を出力する第２の
信号持続時間検出手段と接続されている。更に、
これら第１及び第２の信号持続時間検出手段はそ
れぞれ異常指示手段に接続されており、前記第１
又は第２の信号持続時間検出手段いずれかから出
力される信号に基づいて異常を指示するように構
成されている。

従つて、本考案工業用ロボツトにおいては、ロ
ボツトが作動する際、第１のロボツト部材に対す
る第２のロボツト部材の位置変化及び第２のロボ
ツト部材に対する第３のロボツト部材の位置変化
それぞれについて、位置変化所要時間に相当する
命令信号の所定持続時間が、それぞれの位置検出
器に対応して設けられて各信号持続時間検出手段
に設定されており、第２のロボツト部材の位置変
化が所定時間内に完了せず、なおも第１の命令装
置から命令信号が出力されている場合には第１の
信号持続時間検出手段が信号を出力し、異常指示
手段で異常を指示させる。また、第３のロボツト
部材の位置変化が所定時間内に完了せず、なおも
第２の命令装置から命令信号が出力される場合に
は第２の信号持続時間検出手段が信号を出力し、
異常指示手段で異常が指示される。

このようにして、本考案工業用ロボツトにおい
ては、他物体への当接等に起因して発生される異
常は、第２のロボツト部材の位置変化が所定時間
内で完了しない場合、又は第３のロボツト部材の
位置変化が所定時間内で完了しない場合のいずれ
の場合でも異常指示手段で指示され得るという利
点を有する。

更に、本考案工業用ロボツトにおいては、前記
第１及び第２の素子が第１の変換手段と第１のア
クチユエータとの間及び第２の変換手段と第２の
アクチユエータとの間にそれぞれ設けられ、前記
第１及び第２の素子をそれぞれ流れる第１及び第
２の電流信号が所定時間以上持続して流れる際に
信号をそれぞれ出力する第１及び第２の信号持続
時間検出手段が前記第１及び第２の素子にそれぞ
れ接続されており、これら第１及び第２の信号持
続時間検出手段が異常指示手段に接続されてい
る。

すなわち、本考案によれば、いわゆるセンサー
として働く前記素子が、制御対象であるアクチユ
エータの入力側に直接設けられているため、アク
チユエータに対する誤動作をも確実に検出し得
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による好ましい一具体例の側面
図、第２図は第１図に示す具体例の電気系統のブ
ロツク図、第３図は第２図に示す検出回路の詳細
ブロツク図である。 ２……ターンテーブル、３……支柱、６……ア
ーム、１０，１２……油圧シリンダ、１３……ポ
テンシヨメータ、２３……検出回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 第１のロボツト部材と、該第１のロボツト部材
   に可動に連結された第２のロボツト部材と、該第
   ２のロボツト部材に可動に連結された第３のロボ
   ツト部材と、供給される第１の電流信号により前
   記第１のロボツト部材に対する前記第２のロボツ
   ト部材の位置を変化させるべく設けられた第１の
   アクチユエータと、供給される第２の電流信号に
   より前記第２のロボツト部材に対する前記第３の
   ロボツト部材の位置を変化させるべく設けられた
   第２のアクチユエータと、前記第１のロボツト部
   材に対する前記第２のロボツト部材の位置を検出
   すべく設けられた第１の位置検出器と、前記第２
   のロボツト部材に対する前記第３のロボツト部材
   の位置を検出すべく設けられた第２の位置検出器
   と、前記第１の位置検出器からの位置信号に基づ
   いて前記第１のアクチユエータを作動させる第１
   の命令信号を出力する第１の命令装置と、前記第
   ２の位置検出器からの位置信号に基づいて前記第
   ２のアクチユエータを作動させる第２の命令信号
   を出力する第２の命令装置と、前記第１の命令装
   置から出力される前記第１の命令信号を第１の電
   流信号に変換する第１の変換手段と、前記第２の
   命令装置から出力される前記第２の命令信号を第
   ２の電流信号に変換する第２の変換手段と、前記
   第１の変換手段から出力される第１の電流信号を
   前記第１のアクチユエータに供給するために、前
   記第１の変換手段と前記第１のアクチユエータと
   の間に設けられた第１の素子と、前記第２の変換
   手段から出力される第２の電流信号を前記第２の
   アクチユエータに供給するために、前記第２の変
   換手段と前記第２のアクチユエータとの間に設け
   られた第２の素子と、前記第１の素子を流れる第
   １の電流信号から前記第１の命令信号の持続時間
   を検出して、第１の命令信号が所定時間以上持続
   される際、第１の信号の出力する第１の信号持続
   時間検出手段と、前記第２の素子を流れる第２の
   電流信号から前記第２の命令信号の持続時間を検
   出して、第２の命令信号が所定時間以上持続され
   る際、第２の信号を出力する第２の信号持続時間
   検出手段と、前記第１の信号持続時間検出手段又
   は前記第２の信号持続時間検出手段のいずれかか
   ら出力される信号を受信した際に異常を指示する
   異常指示手段とからなる工業用ロボツト。