JPS63298110A - タツチセンサ - 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） 本発明は直接教示形産業用ロボットにおける教示の際等
に使用するのに適したタッチセンサに関する。

（従来技術） この種のタッチセンサには、ハウジングと、基端部が前
記ハウジング内の所定位置に弾性的に付勢されて位置決
め支持されると共に先端部が同ハウジングより突出する
細長いスタイラスと、前記ハウジングとスタイラスの間
の微小な相対変位を検出する検出器を備えたものがある
。このようなタッチセンサは、作業動作の教示の際にレ
ーザトーチ等の加工ヘッドの代りに産業用ロボットのリ
スト部に取り付け、スタイラスの先端を工作物表面の所
定の位置に順次当接させてその位置をロボット制御装置
に記憶させるのに使用される。この教示に際しては、教
示操作盤により産業用ロボットを操作して、先ずスタイ
ラスを工作物の表面と直角にして教示位置付近にう７に
位置決めし、同操作盤のアプローチボタンによりリスト
部をスタイラスの軸線方向に移動させ、スタイラスの先
端を工作物の表面に接近させて一旦停止させる。次いで
教示操作盤のボタン操作によりリスト部をスタイラスと
直交するＸ方向に往復動させ、これをＹ方向から目視し
てスタイラス先端のＸ方向位置を教示位置と一致させ、
引続き同様にしてスタイラス先端のＹ方向位置を教示位
置と一致させた後、再びアプローチボタンによりスタイ
ラスを軸線方向に移動させ、その先端が工作物表面の教
示位置に当接してこれを検出器が検出した位置でリスト
部を停止させ、その位置をロボット制御装置に記憶させ
ている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしなから、このような従来技術においては、スタイ
ラス先端を工作物表面の所定の教示位置に正確に当接さ
せるために、スタイラス先端を工作物表面に接近させて
一旦停止した後、直交するＸ。

Ｙの２方向からの目視によりＸＹ方向におけるスタイラ
スの位置決めを行っているので作業に手間がかかり、ま
た僅かなから離れた教示位置とスタイラス先端位置が一
致するようにしなければならないので作業に熟練を要す
ると共に必ずしも充分な一致精度が得られないという問
題があった。本発明はタッチセンサの改良によりこのよ
うな問題を解決しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） このために、本発明によるタッチセンサは、第１図及び
第２図に例示する如く、ハウジング３１と、基端部が前
記ハウジング３１内の所定位置に弾性的に付勢されて位
置決め支持されると共に先端部が同ハウジングより突出
する細長いスタイラス３６と、前記ハウジング３１とス
タイラス３６の間の微小な相対変位を検出する検出器３
４を備えてなるタッチセンサにおいて、前記ハウジング
３１は可視光の光源３９を内蔵し、前記スタイラス３６
は貫通孔３６ｃを有する管状に形成し、前記光源３９か
らの可視光りを前記貫通孔３６ｅを通して前記スタイラ
ス３６の先端から軸線方向に放射したことを特徴とする
ものである。

（作用） 本発明によるタッチセンサは、産業用ロボットに作業動
作を教示する際等に、レーザトーチ等の加工ヘッドの代
りにリスト部に取り付けて使用され、この使用状態にお
いて、光源３９からの可視光りはスタイラス３６の先端
から軸線方向に放射されている。教示操作盤により産業
用ロボットを操作し、リスト部を移動させてスタイラス
３６を工作物の表面に直角にして近付ければ、スタイラ
ス３６から放射される可視光りは工作物の表面上に光ス
ポットを形成する。この光スポットを視認しなから、ス
タイラス３５をその軸線と直角なＸ。

Ｙ方向に移動させて、光スポットを工作物の表面上に記
された教示位置と一致させれば、教示位置はスタイラス
３６の軸線の延長上に位置するようになる。このように
位置決めした後、教示操作盤によりリスト部をスタイラ
ス３６の軸線方向に移動させれば、スタイラス３６の先
端は工作物表面の教示位置に正確に当接し、この当接は
検出器３４により検出される。

（発明の効果） 上述の如く、本発明によれば、スタイラスの先端から軸
線方向に放射される可視光により教示位置が記された工
作物表面上に光スポットを形成し、この光スポットを教
示位置と一致させることにより軸線と直角方向における
スタイラスの位置決めを行うことができる。しかして、
光スポットと教示位置は同一面上にあると共にこの両者
を一致させるための視認は斜め方向一箇所から行えば充
分であるので、スタイラスの位置決めの精度を向上させ
ることができかつその位置決めに要する手間を減少させ
ることができる。

（実施例） 以下に、添付図面に示す実施例により本発明の説明をす
る。

第１図及び第２図に示す如く、タッチセンサ３０のハウ
ジング３１は有底筒状をなし、その底部３１ａには放射
状に突出する３本のロンド３４ｂを有する円形の可動基
板３５がスプリング３８により付勢されて同軸的に位置
決め支持されでいる。

ハウジング３１と同軸的に設けられた細長い管状のスタ
イラス３６は、その基端部３６ｂが底部３１ａの中央に
設けた挿入孔３１ｂよりハウジング３１内に入り込んで
可動基板３５の中心に固定され、その先端部３６ａは底
部３１ａから下方に突出している。挿入孔３１ｂの径は
スタイラス３６の外径よりも多少大径である。前記可動
基板３５は絶縁材料よりなると共に、円周方向等間隔で
突出する３本の金属材料よりなるロッド３４ｂが一体的
に設けられている。また、ハウジング３１の底部３１ａ
の内面には絶縁材料よりなる大径の環状部材３３が固定
され、この環状部材３３の上面には、主として第２図に
示す如く、円周方向の３等分位置に３対のボール状接点
３４ａが固定され、この３対のボール状接点３４ａは３
本のロッド３４ｂと共に３組のスイッチ３４を形成する
ものである。可動基板３５がハウジング３１の中間部に
固定された支持板３２との間に介装されたスプリング３
８により可動基板３５が底部３１ａに向けて付勢された
状態においては、各ロッド３４ｂが各一対のボール状接
点３４ａの間に位置して可動基板３５はハウジング３１
内に位置決め支持され、これと同時に各ロッド３４ｂは
各一対のボール状接点３４ａを短絡して各スイッチ３４
を閉としている。しかしなから、スタイラス３６の先端
が他の物体に当接してスタイラス３６がハウジング３１
に対し僅かでも変位すれば可動基板３５も変位するので
、３本のロッド３４ｂのうち少なくとも１本は対応する
一対のボール状接点３４ａの間の短絡を開き、これによ
り対応するスイッチ３４を開くようになっている。第２
図に示す如く、３組のスイッチ３４は互いに直列接続さ
れてハウジング３１とスタイラス３６の間の微小な変位
を検出する検出器を形成している。

支持板３２の中心には小孔３２ａが形成され、その上面
には光センサ用の光源３９が固定されている。また、管
状のスタイラス３６中心の貫通孔３６ｃ内には光ファイ
バ３７が設けられ、その先端はスタイラス３６の先端と
一致しており、基端側はスタイラス３６の基端よりも突
出して支持板３２の手前まで延びている。光源３９から
の可視光りは小孔３２ａを通って下方に放射され、更に
光ファイバ３７からスタイラス３６の貫通孔３６ａ内を
通り、ビーム状となってスタイラス３６の先端から軸線
方向に放射される。

第３図は産業用ロボットを用いた薄板切断用のレーザ加
工装置で、作業動作を教示するためにレーザトーチの代
りに本発明によるタッチセンサ３０をレーザトーチと同
軸となる位置に取り付けた状態を示し、直列接続された
３組のスイッチ３４はロボット制御装置２５に接続され
ている。産業用ロボット１０は支柱１２．案内部材１３
．第１直動部材１４．第２直動部材１５及び昇降部材１
６を介して、縦、横及び昇降の３方向に移動可能にベッ
ド１１上に案内支持されたリスト部２０を有し、各移動
はサーボモータ１７，１８．１９を介してロボット制御
装置２５により制御されている。リスト部２０は昇降部
材１６に対し鉛直及び水平の２軸線回りに回動可能であ
り、この回動もロボット制御装置２５により制御されて
いる。この産業用ロボット１０は、ロボット制御装置２
５の教示操作盤２６の操作により、任意の位置及び角度
においてリスト部２０を、スタイラス３６の軸線方向及
びこれと直交するＸ、Ｙ方向に移動させることができる
。ベッド１０上には取付治具を介して工作物Ｗが支持さ
れている。なお、２１は一８＝ レーザ発振器、２２は光学案内路である。

本実施例のタッチセンサ３０を前述の如〈産業用ロボッ
ト１０のリスト部２０に取り付け、光源３９からの可視
光りをスタイラス３６の先端から放射させた状態におい
て教示操作盤２６を操作し、スタイラス３６を工作物Ｗ
の表面に直角にして接近させれば、スタイラス３６から
軸線方向に放射されるビーム状の可視光りは工作物Ｗの
上に光スポラ）Ｌａを形成する。この光スポラ）Ｌａが
充分に小さくなり、かつ斜上方から容易に視認できる程
度にまでスタイラス３６の先端を工作物Ｗの表面に近付
け、教示操作盤２６を操作してスタイラスをその軸線と
直角なＸ、Ｙ方向に移動させで、工作物Ｗの表面に投射
された光スポラ）Ｌａを同表面に予め記された教示位置
と一致させれば、スタイラス３６の軸線は教示位置と一
致する。この状態においで教示操作盤２６の操作により
リスト部２０をスタイラス３６の軸線方向に前進させれ
ばスタイラス３６の先端は工作物Ｗ表面の教示位置に正
確に当接する。この当接は３組のスイッチ３４の少なく
とも何れか１組やｆ開となることにより検出され、この
検出結果を受けてロボット制御装置２５はリスト部２０
の移動を停止させ、この状態におけるリスト部２０の位
置を教示操作盤２６の操作によりロボット制御装置２５
に記憶させる。以上の操作を繰り返して工作物Ｗ表面に
記された全ての教示位置をロボット制御装置２５に記憶
させれば作業動作のための位置の教示は終了する。

上記実施例においては管状のスタイラス３６の貫通孔３
６ｃ内に設けた光ファイバ３７を通して、可視光りをス
タイラス３６の先端から軸線方向に放射したが、ステン
レス鋼等よりなる管状のスタイラス３６を使用すれば、
貫通孔３６ｃ内面の光反射率が発銹等により低下するこ
とがないので、光ファイバ３７を省略することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明によるタッチセンサの一実施
例を示し、第１図は取付状態における縦断面図、第２図
は第１図のＩＩ−ＩＩ断面図及びスイッチ等の接続状態
を示す図、第３図は本発明によるタッチセンサを取り付
けた産業用ロボットを用いたレーザ加工装置の側面図で
ある。 符号の説明 ３１・・・ハウジング、３４・・・検出器（スイッチ）
、３６・・・スタイラス、３６ｃ・・・貫通孔、３９・
・・光源、Ｌ・・・可視光。 ＵＳ人　　豊田工機株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ハウジングと、基端部が前記ハウジング内の所定位置に
   弾性的に付勢されて位置決め支持されると共に先端部が
   同ハウジングより突出する細長いスタイラスと、前記ハ
   ウジングとスタイラスの間の微小な相対変位を検出する
   検出器を備えてなるタッチセンサにおいて、前記ハウジ
   ングは可視光の光源を内蔵し、前記スタイラスは貫通孔
   を有する管状に形成し、前記光源からの可視光を前記貫
   通孔を通して前記スタイラスの先端から軸線方向に放射
   したことを特徴とするタッチセンサ。