JPS62218888A - センサ装置 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は、塗装用ロボット等に用いて好適なセンサ装置
に関するものである。

「従来の技術」 近年、例えばロッカ等の内部を自動的に塗装する装置と
して、第６図に示すような塗装用ロボットが開発されて
いる。この図において！はロボット本体、２はアームで
あり、このアーム２の先端には塗装ユニット３がフレキ
シブルリスト４を介して回転及び変位自在に取り付けら
れている。塗装ユニット３は同図に示すようにフレキシ
ブルリスト４に取り付けられたベース５と、このベース
５に取り付けられた塗装用スプレーガン６、ロッド支持
部７、このロッド支持部７によりベース５の下方へ突出
した状態で支持される筒状のロッド８及びこのロッド８
の先端内に設けられた発光素子及び受光素子からなるセ
ンサ（図示せず）とから構成されている。

一方、第６図に示す符号９は直立状態のロッカ（ワーク
）であり、１０はロッカ９の扉である。この扉ＩＯには
方形状の窓孔１０ａが形成されており、ごの窓孔１０ａ
の周縁部には窓ガラスを嵌入するための溝１０ａ−３が
窓縁１０ａ−１及び窓縁１０ａ−２によって形成されて
いる。そして、上述した塗装ユニット３を用いてロッカ
９の内部の塗装を行なう場合、ロボット本体１は塗装ユ
ニット３を第２図に示す矢印六方向へ移動しつつ、セン
ザによって溝１０ａ−３を検出する。

次に、溝１０ａ−３ヘロツド８を挿入し、塗装ユニット
３を、第６図に示す矢印Ｂ方向へ移動することにより扉
ＩＯを開く。その後、溝１０ａ−３からロッド８を引き
抜き、塗装ユニット３を、ロッカ９の内部へ移動し、ロ
ッカ９の内部の塗装を塗装用スプレーガン６によって行
っている。

「発明が解決しようとする問題点」 ところが、従来の上述した塗装ユニット３のセンサ装置
にあっては、ロッド８の先端内に発光素子と受光素子と
の画素子が設けられているので、ロッド８が太くなり、
例えば塗装ラインに用いられる場合には、防爆構造にし
なければならないため、ロッド８はさらに太くなる。し
かし、防爆上−大きな発光素子を用いることはできない
ため、光源（発光素子）の光度が限定され、その結果反
射光↑か不足して被検出部の検出ミスを生じ易く、また
、被検出部である１ｌｏａ−３が狭い場合には、このＷ
ｔｌｏａ−３にロッド８が入らなくなるおそれがあった
。

本発明は、従来のものがもつ以上のような問題点を解決
したセンサ装置を提供することを目的とする。

「問題点を解決するための手段」 本発明は、前記目的を達成させるためにっぎのような構
成としている。即ち、ワークを移動させるロッドと、該
ロッドの端部に設けられワークを検出する光電スイッチ
用の受光素子と、前記ロッドの外周に設けられ、該ロッ
ドの外周との間にエア通路を形成する筒体と、前記エア
通路に気体を供給して前記受光素子の検出面へのミスト
の付着を防止する気体供給部とを具備している。

「作用　」 ロッドの先端から噴出する空気によりロッドの先端に設
けられた受光素子のエアパージを行いこの受光素子によ
りワークを検出する。

「実施例」 以下、本考案の一実施例を第１図ないし第３図に基づい
て説明する。なお、本実施例において従来例と同一部分
には同一符号を付してその説明を省略する。第２図中１
１はロボットのアーム先端のフレキシブルリスト４に設
けられた支持部材であり、この支持部材ＩＩには筒体１
２が下垂状に溶接またはねじ込みにより取り付けられて
いる。

筒体１２の下端には空気噴出口１２ａが形成されている
。

また、支持部材２には、筒体１２と同軸的に筒体１２よ
り小径の貫通孔１３が形成され、この貫通孔１３の上部
には、座ぐり穴１４が形成されている。座ぐり穴１４．
貫通孔１３には、フラツジ１５ａを有する内筒形のロッ
ド１５が嵌挿され、支持部材！■及びロッド１５の上に
は、中心孔１６ａを有する固定板Ｉ６が取り付けられ、
支持部材ＩＩにロッド１５が固定されている。このロッ
ド１５は筒体Ｉ２内に同軸的に嵌入され、その下端を筒
体Ｉ２の下端より若干上方に位置させられている。筒体
１２の内周面には、筒体１２の軸線方向に沿う筒体１２
の円周方向８等分位置に第３図（ａ）に示す溝からなる
空気通路１７が形成されている。なお、溝からなる空気
通路！７の代りに第３図（ｂ）に示す長い貫通円孔から
なる空気通路１７−１を用いることもできる。筒体１２
．ロッド１５の各下端外周はそれぞれ丸く形成されてい
る。

ロッド！５の下端内部には、反射型光電スイッチ（非接
触センサ）の受光素子（センサ）１８がロッド１５の中
心線上に位置して取り付けられている。

このセンサ１８のリード線１８ａはロッド１５内及び固
定板１６の中心孔１６ａを通り上方へ引き出されロボッ
トの制御装置１９に接続されている。

ロッド１５内にはコンパウンド絶縁材料２０か充填され
ている。

また、支持部材１１には、ロッド１５を取り巻く環状の
空気室２１が形成されている。この空気室２１は前記筒
体１２．ロッド１５間の空気通路１７または＋７−１に
連通されると共に、支持部材ＩＩに形成された空気供給
口２２に連通されている。この空気供給口２２には継手
接続用のねじ２２ａが形成されている。

空気供給口２２は図示しない継手、ホースを介して圧縮
空気供給源（図示せず）に接続されている。

次に、前記のように構成されたセッサ装置の作用につい
て説明する。まず、ロボット本体１及び制御装置Ｉ９に
通電し、空気供給口２２に圧縮空気を供給する。すると
、この空気は、空気室２１゜空気通路１７または１７−
１を通り空気噴出口１２ａより噴出し、これによりセン
サ（受光素子）Ｉ８の先端のエアパージが行なわれる。

ここで、ロボットの制御装置１９に教示指令を与えると
、制御装置１９はアーム２．フレキシブルリスト４を介
して支持部材１１．筒体１２を、この筒体１２の下端が
扉１０の窓縁１０ａ−１，１０ａ−２に近接するように
第２図に示す矢印Ａ方向へ移動させる。そして、筒体１
２が窓縁１０ａ−１の上方に達すると、センサ１８が窓
縁１０ａ−１に投射した自然光の反射光を受光してこの
窓縁１０ａ−１を検出して検出信号を発し、次に、筒体
１２が窓縁１０ａ−１の上方を通過し終わると、セッサ
Ｉ８の検出信号はＯＦＦとなり、窓縁１Ｏａ−２の上方
に達すると、センサ１８はこの窓縁１０ａ−２を検出し
て検出信号を発し、窓縁１０ａ−２の上方を通過し終わ
ると、センサ１８の検出信号はＯＦＦとなる。制御装置
１９はこの間のセンサ１８の検出信号のＯＮ、ＯＦＦ時
の時間を記憶する。その後、筒体１２の移動を停止し、
次いで、筒体１２を第２図に示す矢印Ｂ方向−・移動さ
Ｕ゛、初期位置へ復帰させ教示が終了する。

次に、制御装置１９に動作指令を与えると、制御装置１
９は支持部材Ｉｔ、筒体１２を第２図に示す矢印六方向
へ移動させる。

すると、制御装置１９は、セッサ１８が窓縁１Ｏａ−１
の上方を通過し終わった時点から所定時間経過後、ロッ
ド１２の移動を停止する。これにより、センサ１８が溝
１０ａ−３の中心位置上方に配置される。

次いで、アーム２．フレキシブルリスト４を介して筒体
１２が下降し１ｌＯａ−３内に挿入される。

次いで、この状態で筒体Ｉ２を第２図に示す矢印ｌコ方
向へ移動させ扉■０を開く。

この後、扉１０が所定位置に達した時点で筒体１２の移
動を停止し、筒体１２を上昇させ、さらにこの筒体１２
を扉ｌＯから離間させた状態で第２図に示す矢印Ａ方向
へ移動させてロッカ９内に仲人し、塗装用スプレーガン
６より塗料を噴出させてロッカ９内の塗装を行う。この
塗装中及び前記動作中においては前述のように空気噴出
孔１２ａがら空気が噴出しセンサ１８のエアパージを行
う。これにより、ダスト、ミストがセンサ１８の検出面
に付着することがなく、従ってセンサＩ８による窓縁１
０ａ　−１，１０ａ−２Ｊ４１０ａ−３の検出を確実に
行うことができる。

セッサ１８による窓縁１０ａ−１，ｌｏｇ−２，溝ＩＱ
ａ−３の検出を確実に行い、かつその検出精度を良くす
るには、（１）受光素子１８への反射光量（受光素子１
８の受光量）の有無を明確にすること、（２）ダスト、
ミストのセッサ１８への付着を防止すること、（３）セ
ンサ１８のリード線またはケーブル線を少なくすること
等が必要であり、そのｆ・、ｆ＋１．−Ｉｆ　　ｒｌ）
宍ｕｌｎ−Ｉ　　ＩＯ，Ｑｍｋｌｒ検出面とセッサ１８
との距離をできるだけ接近させること、（２）渦流を生
じない整流されたエアパージ用エア流をつくること、（
３）センサ１８のエレメント（リード線等）を少なくす
ることであり、本実施例においては、（１）ロッドＩ５
内に受光素子１８のみ（発光素子は省略した）を設け、
窓縁の被検出面とセンサ１８とを近接しうるようにし、
（２）支持部材１１にエア溜りとなる空気室を設け、筒
体１２に細い空気通路１７．１７−１を設けてエア流を
絞り、エアパージ用エア流を整流し、（３）発光素子を
省略してセンサのエレメント量を大幅に少なくした。

また、前記センサＩ８による窓縁１０ａ−１，１０ａ−
２、Ｎ　Ｉ　Ｏａ　−３の検出時において、セッサ１８
は、前述のように窓縁１０ａ　−１，１０ａ　−２の自
然光の反射光を受光して検出信号を発するが、この検出
時においては、窓縁１０ａ　−１，１０ａ　−２とセン
サ１８との距離を極めて接近させるので、セッサ１８の
受光光量が不足することはなく、このことは、ロッドＩ
５内への発光素子の設置を省略させ得て筒体１２を細く
することにつながり、ひいては、検出ミスを防止し、か
つ狭い検出箇所にも本発明を適用することができること
となる。

なお、前記実施例においては、ロッドＩ５の先端に受光
素子１８のみを設け、この受光素子Ｉ８に自然光の反射
光を受光させたが、これにかぎられることなく、第４図
に示すようにロボットの制御装置！９にアクチュエータ
３！を接続し、かつ制御装置Ｉ９に接続された照明電球
等の光源３２を、ロボット本体Ｉ、アーム２等に接続し
、この光源３２を、前記アクチュエータ３１．制御装置
１９を介してセンサ１８の検出動作に連動して点灯させ
、かつその光量をセンサ！８による検出時には明るくな
るようにし、塗装時には暗くなるように調節し、この光
源３２による窓縁１０ａ−１゜１０ａ−２の反射光を受
光素子１８に受光させるようにしてらよい。またこの場
合、光源３２はセンサＩ８による検出部を中心とした照
明必要範囲のみを照明するようにするとよい。このよう
にすれば、照明必要時に照明必要範囲のみ照明すること
ができるので、省エネルギー化がはかられる（第２実施
例）。

また、センサ１８による窓縁１０ａ−１，１Ｏａ−２の
検出においては、少ない消費電力で強い照射光をうろこ
とを要望され、しかも開扉時と閉扉時とでは扉ＩＯに対
する筒体１２の位置も異なるので、光源４１の位置及び
投光方向を可変とすることか望ましい。

第５図は本発明の第３の実施例を示すもので、ロボット
本体１またはアーム２等へ取り付けるための取付板４１
には管４２が回動自在に設けられている。管４２内には
光源４３が設けられ、管４２は取付板４１に回動自在に
取り付けられたシリンダ機構４４のピストンロッドの先
端に回動自在に取り付けられている。なお、４５は電磁
弁、４６はエアデユープ、４７は光源４３１Ｍ磁弁４５
にそれぞれ接続された電線である。

この実施例によれば、電磁弁４５をＯＮ、ＯＦＦさせて
シリンダ機構４４を伸縮作動させ、開扉時の窓縁１０ａ
−１，１０ａ−２，ＷＩｔｌＯａ−３の検出において、
第５図に示す軸線ＣＩ上に管４２を位置さｄ・、閉扉時
における窓縁１０ａ−１，１０ａ−２，′ｌＲ１０ａ−
３の検出においては同図に示す軸線Ｃ３上に管４２を位
置させる。これにより光源４３の位置を軸線Ｃ１，Ｃｔ
間で変化させ、光源４３の入射角度を同図に示すθ度変
化させることができ、従って少ない消費電力で比較的強
い照射光をうろことができる。

「発明の効果」 本発明によれば、ワークを移動させるロッドと、該ロッ
ドの端部に設けられワークを検出する光電スイッヂ用の
受光素子と、前記ロッドの外周に設けられ、該ロッドの
外周との間にエア通路を形成する筒体と、前記エア通路
に気体を供給して前記受光素子の検出面へのミストの付
着を防止する気体供給部とを設けたものであるから、受
光素子のエアパージを確実に行うことができ、受光素子
へのダスト、ミストの付着を防止することができ、また
ワークに受光素子を接近させることができ、しかも、ロ
ッドへの発光素子の設置を省略し得て筒体を細くするこ
とができ、これにより防爆化を容易に行うことができる
と共に適用機器の範囲を大幅に広げることができる。ま
た小形軽量化を図ることができ、さらにエアパージのエ
ア量を減少させて省エネルギー化を図り得て、コストを
著しく減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は一部省略縦断面図、第２図はセンサ装置をロボ
ットに取り付けた場合の動作を説明するための概略側面
図、第３図（ａ）、第３図（ｂ）は筒体の横断平面図、
第４図は本発明の他の実施例を示す電気回路図、第５図
は本発明のさらに他の実施例を示す側面図、第６図は従
来の塗装用ロボットに取り付けられたセンサ装置により
ワークを検出する状態を示す側面図である。 ９・・・・・・ロッカ（ワーク）、１２・・・・・・筒
体、１５・・・、、、　６　　、、、　　Ｑ　　　　ｌ
　　７　　　ｌ　　７　−　　Ｉ−−−・−Ｐ！ｇ＠　
＋Ｍ”ＪＲ−Ｉ　　Ｒ−・・・受光素子（センサ）、２
２・・・・・・空気供給口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ワークを移動させるロッドと、該ロッドの端部に設けら
   れワークを検出する光電スイッチ用の受光素子と、前記
   ロッドの外周に設けられ、該ロッドの外周との間にエア
   通路を形成する筒体と、前記エア通路に気体を供給して
   前記受光素子の検出面へのミストの付着を防止する気体
   供給部とからなるセンサ装置。