JPS6141099A

JPS6141099A - 操作機械の安全装置

Info

Publication number: JPS6141099A
Application number: JP10623785A
Authority: JP
Inventors: クルト・ヴイーデマン; ヴエルナー・シユヴアルツ
Original assignee: KUKA Schweissanlagen und Roboter GmbH
Current assignee: KUKA Systems GmbH
Priority date: 1984-05-19
Filing date: 1985-05-20
Publication date: 1986-02-27
Also published as: SU1409124A3; DE3418720A1; GB2158806A; GB2158806B; JPH0240160B2; DE3418720C2; FR2564365B1; FR2564365A1; GB8512114D0; US4648784A

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】産業上の利用分野本発明は衝突発生時に操作機械のモータ駆動装置を切断
するための安全装置であって、伝力接続的に相互結合さ
れかつ所定の中央位置から三次元的にずれ動き可能に配
置された２つの構成部材と、そのずす１−動きに反応し
て駆動装置を切換えるための１つの切換え器とから成る
形式のものに関する。。

従来の技術　　− 一ヒ記形式の安全装置はドイツ連邦共和国特許第２７１
７８７１号明細書及びドイツ連邦共和国特許出ｒｇｆｊ
公告第２７４９６０６号明細Ｗから公知である。

本発明の原理は、マニプレータの１　：１゛’？成部材
が不本意に抵抗物に衝突した場合に、そのマニプレータ
の自動制御運動を、迅速に止めることである。これは大
抵は、マニプレータの工具が加工されるべきワークの１
部分に不本意に衝突したような場合である。この自動制
御運動のストップによって破損が回避されなければなら
ない。

公知の安全装置は有利にはマニア°レータのアーム端部
において、その最端のボス軸と工具との間の交差個所に
配置されている。前記の両公知例においては互いに結合
された各構成部材が、１つの伝力接続的に負荷されるガ
イド内で互いに配属されている。単数又は複数のばねに
よって規定形成されるこの伝力接続の強度は、互いに結
合された各構成部材が平常運転時には不動の相互結合を
有するように設計されている。しかしマーク０レータの
工具又は他の部分が不本意に抵抗物に衝突すると、画構
成部材ノ）相対的なずれ動きが反応すべきＶＪ侠え器に
よって検知され、駆動装置の切１ｔｊ［のために用いら
れる。

公知の安全装置１土、その伝力接続を行なう中央位置の
三次元的な変化に対応するように形成さ几ている。この
７・］応は、両方の構成部材が同軸方向で互いに接１斤
するか又は周方向で相対的に相互回転した時にはスムー
ズに行なわれる。

しかし実際のｆｔ、察においては、各衝突はあらゆる任
意の方向からの力作用に基づいて生じ、この場合公知の
安全装置は１）」述のような離線に漕った又は軸線に対
して直角方向の負荷発生の場合のように確実には反応し
ない。

発明の課題従って不発明の課題は、冒頭に述べた形式の安全装置を
改良し、て、衝突時の応力衝撃がどの方向から作用する
かに関係なく常にスムーズかつ確実に反応可能なものを
提供することである。

課題を解決するための手段上記の課題は本発明によれば、安全装置が、距離を置い
て保持されかつ互いに伝力接続的に緊定された２つの切
換え部材を有し、該切換え部材の相互距離の変化がｇ動
装置の切１φのための手段として用いられ、しかも各切
快え部材の間に距離を形成するための部材の位置が面突
発生時に変化せしめられることによって解決さ几た。

本発明の原理的出発点は、２つの切換え部材を、スペー
スを形成すべき手段を以って所定の相互間隔を置いて保
持することである。そして衝突が発生すると、互いに伝
力接続的に結合された各構成部材の間に生じる相対運動
が前記のスペース形成手段に直接に作用し、それによっ
て各切換え部材の間りが変化せしめられる。この間隔変
化は切換え器によって検知さ几、駆動装置の切断のため
に用いられる。

この根本的に新しい発想は種々異なる構造上の手段を以
って具体化することが可能である。

従って本発明は、多くの具体的実施例の内の１つに過ぎ
ない図示の実施例に限定されるものではない。切１．シ
１え部桐及びスペーサ部材、更には切換え部材の構造に
は多くの変化形が可能である。

実施態様本発明の有利な実施態様によれば、切・淡え部材として
、互いに同１！ｌｂ的に案内されかつばねによって相互
圧着さＩ’している２つの板部材が配設されており、こ
の両方の板部材の各外周面範囲ノ間エスヘーサポ−ルが
案内されており、該スペーサボールの位置が、衝突発生
時（（は変動可能なストッパによって確保されている。

衝突が発生すると、このストッパが変化する。その結果
、ボールとじｆ形成された前記のスペーサ部材にずれ動
きが生じ、それによって切換え部材として形成された各
、板部材間の距離が変化せしめられる。これらのボール
をスムーズに案内するためには、各版部材の互いに向い
合った縁に面取り部が形成されているとよい。

また別の実施態様によれば、一方の板部材に接近スイッ
チを配設し、他方の板部材に、該接近スイッチと励動す
る調節可能々ストッパ、例えば切換え片を結合しておく
と有利である。この切換え機構の三次元的形状も多様に
形成可能である。

更に本発明によれば、各板部材が自らのスペーサ部材を
介して一方の構成部材内で’ｘ＝内されかつ、付加的な
手段によって回動防止されていると有利であや。これに
よって各板部拐シま、互いに結合された構成部材のセン
タリング位置形成のための正確な位置を有し得る。

また互いに結合された各構成部材の構造も本発明におけ
る要点である。この点に関して本発明の実施態様によれ
ば、各構成部材が複数の、例えば６つのセンタリングボ
ールによって互いに、結合されており、該センタリング
ボールが、内側の構成部材を取り囲む外側の構成部材内
で半径方向案内されかっばね負荷されており、しかも該
センタリングボールが内側の構成部材の球欠状ガイド内
に結合していると有利である。

従って置方（Ｑ構成部材の結合は、特にばねによって伝
力接、ｒ売的′Ｌ頁荷された６つの玉継手において形成
されている。この両方の構成部材のセンタリングさ７′
１．／こ伝力接続的な結合位置に変化が生じると、モー
タ駆動装置の停止のための切換え器が操作される。

更に本発明の別の有利な実施態様によれば、個々の球欠
状ガイドが内・Ｍ１］の構成部材の半径方向の孔を閉じ
ており、しかもこの孔内ではスペーサ部材として形成さ
れた少なくとも１つのボールが案内されており、該ボー
ルがセンタリング７ドールと直接的又は間接的に接触せ
しめられている。

スペーサ部材として形成されたボールとセンタリングボ
ール及び、場合によってその両者間に配置される少なく
とも１つの接続ボールは、互いに結合さｎた各構成部材
の回転ＩａＩＩＩ線に対する１つの半径方向平面内に位
置している。この画構成部材のどちらかに任意の方向か
ら作用する力に裏って、センタリングボールがその所定
σル・ガイドから功き出される。そしてこの結果、スペ
ーサ部材として配置された・ドールは当該センタリング
ボールと伝力接続されていることがら、該スペーサボー
ルには相対運動が生じる。

即ち、センタリングボールのずれ動きにスペーサボール
が従動する。そしてこれによって、有利には板部材とし
て形成された各切換え部材間の距離に変化が生ぜしめら
れ、更てその変化が有利には接近スイッチである切換器
にょっ°Ｃ検出され、駆動装置の遮断のために用いられ
る。

センタリングボールが球欠状のガイド内に緊締されてお
り、従って種々異なる全ての方向からの力作用に対して
一様に反応可能なので、本発明（（よる装置は全ての任
意の方向からの作用力に対応可能である。

更に本発明の１実施態様によれば、外側の構成部材が、
半径方向で延びかつ外から接近可能な室を有しており、
この室の底部にはセンタリング・］ぐ−ルのためのガイ
ドが保持されておりかつ、該室内にはセンタリングボー
ルに作用するばねユニット、列えば皿ばねが所属のプレ
ロード部材を以って配設されていると有利である。

この実施態様によれば、本発明による安全装置の調節が
外部から換めて容易に可能であり、しかもこの際にマニ
ラ０レータのアームから工具を取り外す必要もなく有利
である。

実施例第１図に示された本発明による実施例においては、操作
機械であるマニラ０レータの２つの構成部材に符号１，
２が付されている。この場合有利には一方の構成部材１
が工具３を受容し、他方の構成部材２がマニプレータの
アームの最端のボス軸４に結合されている。両方の構成
部材１．２は平常運転位置では互いに固定的に結合され
ている。しかし衝突、ψ１」えば抵抗物への工具のつき
当たりなどによる衝突が発生すると、この両横成部材１
．２の固定的結合は不動ではなく可変なものとなる。こ
の両方の構成部材１゜２の相対運動によって切換えパル
スが導出され、このパルスはマニラ０レータのモータ□
駆動装置の切１１のためＩＣ用いられる。

第１図に示さ九た実施例では１４ｈ成部材１がフランジ
プレート５を介して、ねじ６によって工具３に取伺けら
れている。

構成部材１ばそのボス形状範囲において構成部材２によ
って取り囲捷れでおり、この際如該構成部材１０当該ボ
ス部分には球状の外ｊ５１而γが形成されており、そノ
ｔによって構成部材２は球面運動の形式を以って構成部
材１の囲りで相対運動可能である。

両方の構成部材１，２０間の神々異なる個所、有利には
互いに同じ距離を置いて位置する６つの個所にセンタリ
ングボール８が配設されており、該センタリングボール
８によって両力の構成部材１，２の伝力接続的な結合が
形成されている。飼々のセンタリングボール８ばガイド
９内で半径方向可動に案内されている。センタリングボ
ール８はその外側面においてばねユニット１２によって
負荷されており、該ばねユニット１２はクーソング付加
部１１内で案内されかつプレロード部月１３によって所
望の程度にプレロードをかけらルでいる。この・１固々
のプレロード部材１３は外部から接近可能であり、それ
によって個々の構成部月を分）弄する必要なしに本発明
による安全装置の調節が可能となっている。

センタリングボール８の内側面（では、内側の構成部材
１内への挿入体として形成された球欠状ガイド１４が配
設されている。この球欠状ガイド１４は内側の構成部材
１内の半径方向の孔１５を閉じており、この孔１５内で
２つのボール２γ、２８が条内されており、この内のボ
ール２γの方はスペーサ部材としてまたボール２８の方
は接続、１クールとして形成されている。

この各５ぜ−ル２７，２Ｂは半径方向平面内で並んで、
センタリングボール８に対して接触している。従っであ
る方向へセンタリングボール８がずれ動くと、ボール２
γ、２８に相対運動が生せしめられる。

個々のスペーサボール２７は、板部材として形成され互
いに距離を置いて配置された２つの切換え部材１６．１
７の面取り部２４と協働する。切換え部材１６、１１は
互い（ζ同軸的にかつ平行に配置され、ねじ山付ピ°ン
１８を介して相互結合されている。個々のねし山（＝１
　＋Ｊ″７１８のねじ山は一方の切換え部Ｕｉ７内に係
合している。捷だ他方の切換え部材１６とねじ山伺ピン
１８のヘッドとの間には、両方の切換え部材１６．１７
を互いに圧着させるために働く圧縮はね１９が配設され
ている。

一方の切換え部材１７には、各切戻え部材１６．１７の
間の距離を監視するための接近スイッチ２０が配設され
ている。即ちその距離が所定の値以−下に減少すると該
接近スイッチ２０によって、その距離減少作用がモータ
駆動装置の切断のだめに変換される。この目的のために
切換え部材１６内には、接近スイッチ２０と協動しかつ
ストッパを形成する切換え片２１を保持する調節ねじ２
２がねじ山を介して配置されている。調節ねじ２２の調
節位置は対応ナツト２３を介して固定される。

平常運１伝時（・′こ（主センタリング４＜−ル８かば
ねユニット１２のばね力、ど介して半径方向内方へポー
ル２７，２ｄＶｃ向って作用し、この際にスペーサポー
ル２ｒｂ′：Ｆ、、両方の切炭え部材１６゜１γを互い
に所定の距離を喧いて位置せしめろだめに働く。切換え
部材１６．１７の回転運動は、切換え部材１６のスリッ
ト２６内に係合したピン２５によつ−Ｃ防がれている。

またねじ山付ピン１８に」：って、切換え部材１６，１
γの間のプレロードカが圧縮ばね１９を介して調節可能
である。

各構成部材１，２０間の相対運動によってセンタリング
ポール８の、その球欠状ガイド１４に対する位置に変化
が発生すると、切ｌ′♂え部材１６．１７の距離に生じ
る変化を介して接近スイッチ２０が作動され、モータ駆
動装置が切断される。また構成部材１，２がその所定の
構造位置から外れ動かないようにするために単数又は複
数の止めぎン２９が一方の構成部材２内に配設されてお
り、この止めピン２９は他方の横溝成部材１の、十分な
許容誤差を以って形成された切欠き３０内に係合し、そ
れによって両方の構成部材１．２の相互解離が防がれて
いる。

更如第２図に示されているように、外側の構成部材２と
マニゾレータアームの最端の・トス・１１１１との結合
のためのねじ部材３１及び、内側の構成部材１と工具３
との結合のためのねじ部材３２が目己設されている。

図示の例では外側の構成部利２の個々のケーン：／　り
付加部１１は、一方で７０レロ一ド部材１３０回転を可
能としかつ他方ではその調節された回転位置を固定する
ように形成されている。

この目的のために１固々のケーシング伺；几Ｈ（Ｓ１１
には第２図に示されたギャップ３３が配置されている。

そしてねじ部材３４によってケーシング付加部１１をプ
レー−ド部材１３に対して緊定し、延いてはその位置を
固定することが可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図は本
発明Ｖこよる安全装置を第２図の１−Ｉ線に沿って示し
た半径方向を、六面図、第２図は第１図の安全装置の側
面図である。、　　１．２・・・構成部制、３・・・工具、４・・・
ボス軸、５・・・フランシフ０レート、６・・・ねじ、
７・・・外周面、８・・・センタリングポール、９・・
・ガイド、１０・・・至、１１・・・ケーシング付加部
、１２・・・ばねユニット、１３・・・プレロード部材
、１４・・・球欠状ガイド、１５・・・半１Ｙ方回の孔
、１６．１７・・・切換え部材、１８・・・ねじ山［月
ビ°ン、１９・・圧縮ばね、２０・・・接近スイッチ、
２１・・・切炭え片、２２・・・調節ねし、２３・・・
対応ナツト、２４・・・面取り部、２５・・・ピン、２
６・・・スリット、２７・・・スペーサポール、２８・
・・接続１ぐ−ル、２９・・・止めピン、３０・・・切
欠き、３１，３２．３４・・・ねじ部材、３３・・・ギ
ャップ

Claims

【特許請求の範囲】１、衝突発生時に操作機械のモータ駆動装置を切断する
ための安全装置であつて、伝力接続的に相互結合されか
つ所定の中央位置から三次元的にずれ動き可能に配置さ
れた２つの構成部材と、そのずれ動きに反応して駆動装
置を切換えるための１つの切換え器とから成る形式のも
のにおいて、安全装置が、距離を置いて保持されかつ互
いに伝力接続的に緊定された２つの切換え部材（１６、
１１）を有し、該切換え部材（１６、１７）の相互距離
の変化が駆動装置の切断のための手段として用いられ、
しかも各切換え部材の間に距離を形成するための部材（
２７）の位置が衝突発生時に変化せしめられることを特
徴とする、衝突発生時に操作機械のモータ駆動装置を切
断するための安全装置。２、切換え部材として、互いに同軸的に案内されかつば
ね（１９）によつて相互圧着されている２つの板部材（
１６、１７）が配設されており、この両方の板部材の各
外周面範囲の間でスペーサボール（２７）が案内されて
おり、該スペーサボール（２７）の位置が、衝突発生時
には変動可能なストッパによつて確保されている、特許
請求の範囲第１項記載の安全装置。３、板部材（１６、１７）の互いに向い合つた縁に面取
り部（２４）が形成されている、特許請求の範囲第２項
記載の安全装置。４、一方の板部材（１７）が接近スイッチ（２０）を受
容し、他方の板部材（１６）が、該接近スイッチ（２０
）と協働する、調節可能なストッパ（２１）を有してい
る、特許請求の範囲第１項記載の安全装置。５、各板部材（１６、１７）が自らのスペーサ部材（２
７）を介して一方の構成部材（１）内で案内されかつ、
付加的な手段によつて回動防止されている、特許請求の
範囲第１項記載の安全装置。６、各構成部材（１、２）が複数のセンタリングボール
（８）によつて互いに結合されており、該センタリング
ボール（８）が、内側の構成部材（１）を取り囲む外側
の構成部材（２）内で半径方向案内されかつはね負荷されており、
しかも該センタリングボール（８）が内側の構成部材（
１）の球欠状ガイド（１４）内に係合している、特許請
求の範囲第１項から第５項までのいずれか１項記載の安
全装置。７、個々の球欠状ガイド（１４）が内側の構成部材（１
）の半径方向の孔（１５）を閉じており、しかもこの孔
（１５）内ではスペーサ部材（２７）として形成された
少なくとも１つのボールが案内されており、該ボールが
センタリングボール（８）と直接的又は間続的に接触せ
しめられている、特許請求の範囲第６項記載の安全装置
。８、外側の構成部材（２）が、半径方向で延びかつ外か
ら接近可能な室（１０）を有しており、この室（１０）
の底部にはセンタリングボール（８）のためのガイド（
９）が保持されておりかつ、該室（１０）内にはセンタ
リングボール（８）に作用するばねユニット（１２）が所属のプレロード部材（１３）を以つて配設
されている、特許請求の範囲第６項又は第７項記載の安
全装置。