WO1982002019A1 - Safety mechanism for industrial robot - Google Patents

Description

明 細 書

発明の名称

工業用 _Π ^ ッ ト の安全機構 技術分野

本発明は工業用 α ッ ト の安全機構に関する 。 背景技術

工業用 π ツ ト は工作機械等の各種機核 と組合せ て物品を一定の位置から機械にまたその逆に 自'動搬 送する 目 的で用 いられる 。 例えば工業用 ロ ボ ッ ト を

1 0 工作機械 と組合せて用いる場合には未加工の被加工 物を被加工物載台か ら工作機械に無人で^入 した ] 3、 加工済の ワ ーク を工作機械か ら被加工物载台に戾 し た J? する こと に用いる 。 この よ う 工業用 ロ ッ ト は物品の搬送を含む全ゆ る α # V ト 動作 制御装置

1 5 によ って発せられる動作指令に従 って遂行する も の で、 制御装量には ッ ト 動作の遂行前に予め動作 指令が教示.記憶されている 。 然 し ながら この よ う ¾ 工業用 口 ッ ト も誤動作が行 う 場合があ ]？'、 工作機 械の周辺に置かれた配置物や ロ ボ ッ ト 自侔に作業腕

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20 先端の ワ ー ク把持用ハ ン ドが千渉 して衝突事故を起 す場合が発生する 。 従来、 こ の よ う る衝突事故の発 生に対する安全対策 と しては ワ ー ク ¾持 ハ ン を 作業腕に取付ける取付位置に ¾弱箇所を設け、 ハ ン

24 ドが配置物に打 ち当 っ た と き に直ちに ¾ ^が生ずる よ う に し、 その脆弱箇所における破断を検知する こ と によ って ロ ^ ツ ト 動作を停止させ工業用 ロ ^ ツ ト の本体部を保護する構成が採 られている 。

然 し、 この よ う 従来の安全対策 よ る と、 機械 的破断箇所の修復に よ っ て工業用 ロ ッ ト の動作機 能を復旧 させる には比較的手間取 ]) 、 しかも復旧後 に工業用 口ポ ッ ト の動作を再開させる には作業腕や ヮ ー ク把持用ハ ン ドの位置を破新前と一致させ，てか らで と 口 ポ ッ ト 動作に教示内容と食違いを生 じ て所望の ロ ッ ト 動作を完全に達成で き い事態が 生じて来る にも かかわ らず、 その位置合わせが極め て困難であ る. という 不都合を生 じていた。

発明の開示

依って本発明の 目 的は工業用 ロ ^ ツ ト の一.部に脆 弱部を意図的に形成 した上述の従来の機構とは全 く 異る.新規 ¾工業用 口 ッ ト の安全機構を提供する こ と にあ る 。

本発明の他の 目的は ロ ボ ッ ト ハ ン ドが何 らかの配 蘆物に打ち 当って衝擊を受けた際にはその衝撃を検 知 して信号を発生させ、 その信号に よ って直ちに 口 ^ ッ ト 動作を停止させる よ う に した工業用 ロ ヅ ト の安全機構を提供 し、 以つて工業用 α ッ ト の損蕩 を 回避する と 同時に ロ ボ ッ ト ハ ン ド の調整を行わな く て も ロ ッ ト 動作を再開させる よ う にする こ と に

C.MFT ある 。

図面の簡単 説明

第 1 図は本発明に よ る安全機構が組み込 ま れるェ 業用 n rfi ヅ ト の全体構成を示す斜視図、 第 2 図は本 発明 係る安全機構の一部破断斜視図、 第 3 図は同 安全機構の側断面図、 第 4 図 ， 第 5 図は本発明に係 る安全機構のそれぞれ他の実施例を示す一部破断斜 視図。

発明を実施するための最良の態様

さて、 第 1 図は本発明に よ る安全機構が組み込ま れる工業用 ロ ッ ト の全体構成の図であ 、 同図に いて、 工業用 ロ ボ ッ ト 1 0 は下方に床面に固定さ れる基部 1 2 を 有し、 その基部 1 2 か ら上方に向け て コ ラ ム 1 4が立設され、 ま た、 .この コ ラ ム 1 4 の 側部には 自軸まわ ]? に回転する送 ]? ね じ 1 6 と案内 椁 1 8 とが立設され、 コ ラ ム 1 4 ， 送 ]? ね じ 1 6 , 案内椁 1 8 は一体 と る って基部 1 2 に対 して矢印 ^w A "の方向に旋回可能に形成されている 。 送 ね じ 1 6 の上記 自軸まわ の回耘は基部 1 2 の内部に 収納された適宜のモー タに よ っ 制御される 。 上記 の送 ]? ね じ 1 6 と案内桿 1 8 には ロ ボ ッ ト 胴部 2 0 . が装着されてお ]? 、 即 ち、 ロ ボ ジ ト 胴部 2 0 の内部 に設け られた雌ね じ部が送 ]? ね じ 1 6 と ね じ係合 レ また同 じ く π ボ ジ ト ^部 2 0 の内部に設け られた ¾ 受部が案内择 1 8 に揷嵌されて る 。 従って ロ ^ ッ ト胴部 2 0 は送 ね じ 1 6 の回転に従っ て案内捍 1 8 に沿い矢印 " B "で示す h · 下方向に移動する。 また口 ^ ッ ト 部 2 0 には 2 本の水平る伸縮桿 2 4 と 同 じ く 水平方向に ロ # ト 胴部内に配設された送 ]? ね じ择 〔 図示な し ） とか ら る作業腕 2 2 が組み 込まれて ]? 、 その先端にはブラケ ッ ト 2 8 が設け られている 。 作業腕 2 2 はその送 ]) ね じ捍が自，軸ま わ ]? に回転作動される こ とに って ロ ッ ト 胴部 2 0 に対し、 矢印 "で示す水平方向に伸縮動作 が可能に設け られている 。 るおロ 'ッ ト基部 1 2 の 側.面には制御箱 3 0 が取付けられ工業用 口 ポ ッ ト 1 0 と ロ #ッ ト 制御装置 （ 図示 し ） との接続部を 形成 して る。 さて、 作業腕 2 2 のブ ラ ケ ッ ト 2 8 には手首部 3 2 が矢印 ^Λ D " て示す方向に旋回可能 に取付け られ、 この手首部 3 2 の最先端にワ ー ク把 持用ハ ン ド 3 4 が矢印 Ε "の方向に旋回可能に設 け られている 。 上述の よ う に工業用 ロ 'ッ ト 1 0 は 矢印 * Α "〜矢印 * E "の ロ ^ ツ ト 動作を行 ¾ う 機 能を有する こと によ って ワ ー ク挹持用ハ ン ド 3 4 に よ ]) ワ ー ク 〔 図示な し ） を把持し、 その把持した ヮ ー ク を機械に向け、 または檨铵か ら殺送する こ と が でき るのである 。 この よ う ¾工業用 ロ ポ ッ ト 1 0 に お ては、 その動作部の最先 ¾分を形成する ヮ ー

-- ク把持用ハ ン ド 3. 4 が ロ ボ ジ ト 動作中に周辺の機械 等の配置物 と誤 って干渉 し、 衝突事故を起すこ と に 逮みて、 本発明によ る以下に説明する安全機構が組 み込まれる のである 。

第 2 図は本発明によ る安全機構の一部破靳斜視図、 第 3 図はその略示断面図てあ ]? 、 工業用 ロ ボ ッ ト の 手首部と ワーク把持用ハ ン ド と の間に組み込まれた 状態を示 したも のであ る。

さて、 本発明による安全機構は、 一般には箱形に 形成されたブ ラ ケ ト 4 0 を具傭 し、 この箱形ブ ラ ケ ッ ト 4 0 は工業用 ロ ッ ト 1 0 の手首部 3 2 と結 合.される後面板 4 0 b 、 同 じ く ワ ー ク把持用ハ ン ド 3 4 が結合される前面板 4 0 a ， 底板 4 0 c を有 し て る 。 箱形ブ ラ ケ ッ ト 4 0 の内部には前面板 40 a と後面板 4 0 b とのそれぞれの内面間に コ イ ルばね 等の 1 対の弾性体 4 2 , 4 ' 4 に よ っ てス ィ ツ チ了 ク チュ エ ータ 4 6 が安定に保持されている 。 そ してそ の ス ィ ッ チア ク チ ユ エー タ 4 6 は弾性体 4 2 のパ ネ 力が弾性体 4 4 のばね力 と平衡する位置に保持され ている 。

—方、 箱形ブ ラ ケ ッ ト 4 0 の底板 4 0 _C 上には リ ミ ッ ト ス ィ ッ チ 4 8 が固定されてお ]) 、 こ の リ ミ ツ ト ス ィ ツ チ 4 8 の作動子 4 8 a は、 平衡位置に保持 されたス ィ ッ チ ア ク チ ユ エータ 4 6 と係合 し、 係合 ο · :π 時には リ ミ ツ ト ス ィ ツ チ 4 8 が閉成状態に維持され ている 。 お、 上述の構成か ら る本発 ¾の安全機 構において、 弾性体 4 2 , 4 4 は第 2 図に図示のコ ィ ルばねか ら成る構造に替えて 1 対の板ばね又は適 宜のコ *ム弹性体によ つて形成する構造にして も よ C ま た ドグ構造のス ィ ツ チ了 ク チ ユ エー タ 6 はその 平衡位置でリ ミ ッ ト ス ィ ツ チ 4 8 の作動子 4 8 a に 係合し、 平衡位 *から弾性体 4 2 , 4 4 の変位に よ つてずれを生じたと きには作動子 4 8 a との係合が 解除される形状であれば、 第 2 図に図示の形状に限 定される も のではな ぐ、 例えば球体形状に形成して も よ い。 さて、 リ ミ V ト ス ィ 'ク チ 4 8 の一方の電気 線 5 0 は工業用 口 ッ ト 1 0 の制瑯箱 3 0 を経て例 えば + 2 4 V の電源に接铳され、 他方の電気鎳 5 2 は制御箱 3 0 を経て 口 ッ ト 制御装置 （ 第 1 図 ） の 非常停止ラ ィ ンに接続されている。 お、 箱形ブ ラ ケ ッ ト 4 0 の前面板 4 0 a と ワ ー ク把持后ハ ン ド 3 との接合 よび後面板 4 0 b と手首部 3 2 との 接合は従来、 手首部 3 2 と ワ ー ク把持用ハ ン ド 3 4 と の接合に用いられていた機械的接合方法をそのま ま利用すれば よ い。

さて上述の構成を有 した安全機構を工業用 ボ ッ ト に組み込んだ場合の作用を以下に説明する 。

工業用 ロ ボ ッ ト 1 0 の ロ ボ、 ッ ト 動作中（こその ヮ ー ク把持用ハ ン ド 3 4 が周囲の機械等の配置物と千渉 する と、 その衝肇が ワー ク把持用ハ ン 3 4 か ら安 全機構のブ ラケ ッ ト 箱 4 0 'に伝達される 。 従ってブ ラケ ツ ト 箱 4 0 の内部においては、 彈性侔 4 2 , 4 4 に よ って保持されたス ィ ッ チ ア ク チ ユ エー タ 4 6 力 左 * 右又は上 · 下方向に該弾性体 4 2 , 4 4 の変位に伴 って移動 し、 リ ミ 'ク ト ス ィ ツ チ 4 8 の作 動子 4 8 a との係合が^離される 。 こ の繪杲、 ，リ ミ y ト ス ィ ツ チ 4 8 の閉成状態が-解除されて鬨離状態 と な ]? 、 電気線 5 0 , 5 2 はオ ア状態に る 。 こ の と き 、 工業用 .ロ ^ ツ ト 1 0 の ッ ト 制 装置にお ける非常停止ラ イ ン では リ ミ ッ ト ス ィ ツ 4 8 の ォ フを検知 して非常停止信号が発せられ、 ' <= ： ト 動 作は瞬時に禁止されて停動状態に なる 。 ¾：に工業用 π ッ ト 1 0 の 作業跪 2 2 ( 第 1 図 ） 、 手首部 3 2 よび ワー ク把持用ハ ン ド 3 4 の全動作が停-止され るのであ る 。 次いで干歩原因が解消される 間にス ィ ： y チア ク チ ユ エー タ 4 6 も再び平衡位置に復旧 し、 リ ミ ッ ト ス ィ ツ チ 4 8 の作動子 4 8 a に 、合する の で α ッ ト 制御装置の非常停止 ラ イ ンに ける非常 停止信号は解涂されて工業用 ロ ボ ツ ト の ボ ッ ト 動 作が可能 な状態に復旧する 。

上述の よ うに本癸玥 よ る安全' 養が Sみ込 まれ た工業用 π ボ ッ ト ては衝擎を検知 して薛 W的に ロ 、-

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ト 勲作が停止されるが、 従来の安全対策のよ う に 故意に破断が生ずる よ う こ とはないので、 衝簞原 因が解消される と、 工業用 = # ジ ト の ロ # ッ ト動作 も 自動的に再開されるのである 。 つま j？、 本発明に よれば、 誤動作に よ って工業用 ロ ッ ト の衝突事故 が癸生しても ロ ^ ツ ト 自体に何ら損蕩を受ける こ と が く、 衝突原因さえ霹消すれば容易に ッ ト 動

'作を再開で き る と い う頹著 効杲を有する ので，ある。

本説明は一対の彈性侔を使用 した場合について行 な っているが 2 対あ るいは複数個の彈性侔を使用 し て ス ィ ツ チナク チ ュエ ータ 4 6 を译持している場合 も 同様でぁ 第 4 図 ，.第 5 図にそれ らの liを示す。 も ち ろん、 第 4 図 ， 第 5 図に示す安全機赛も ロ ッ ト ハ ン ド と ロ ボ ッ ト 手首との間に配設される 。

Claims

請 求 の 範 囲

1. ッ ト 胴部に可動に取付けられた ッ ト 腕 とその ロ ^ ツ ト 腕に結合されて ワーク等の物品を把 持する ロ ッ ト ハ ン ド とを有 した工業用 ロ ッ ト に 対 して前記 ロ ^ ツ ト 腕 と ロ ボ ッ ト ハ ン ド と の間に設 けられる安全機構であ っ て、 前記 ロ ボ ッ ト 腕又は前 記 口 ッ ト ハ ン ド.に機械的衝擎が加.わ つえ'と き に こ れを感知する第一の手段 と、 その第一の手段力 機械 的衝皋を感知する と前記工業用 ロ . ッ ト の全動作を 停止する信号を発する第二の手段 と を具備 して構成 される こ とを特徵 とする工業用 ロ ツ ト の安全機構。

2. 請求の範囲第 1 項に記載の安全機構に いて 、 前記第一手段は前記 ロ ッ ト ^と 前記 ロ ポ ッ ト ハン ド と の間に固.定配置される ブ ラ ケ ッ ト と、 該プ ラ グ y ト 内において彈性手段の一定平衡位置に該弹性手 段に よ って保持される ス ィ ッ チ ア ク チ ユ エ ー タ とか ら構成され、 ま た前 1£第二手段は前記ブ ラ ケ ッ ト 部 材に固定され、 前記スィ ッ チア ク チ ユ エー タ が前記 一定平衡位置に保持されている 間に該 ス ィ ツ チァ ク チ ユ エ 一タ に よ って閉成された リ ミ ッ ト ス ィ ツ チか ら ¾ る こ と を.特铵とする安全機構。

3. 請求の範囲第 2 項に記載の安全機構に いて、 前記ブ ラ ケ ッ ト 部材は前記 ロ ッ ト 腕 に結合された 後面板 と 、 前記 π ッ ト ハ ン ド に結合された前面板 ο;·π と、 前記 リ ミ ツ ト ス イ ッチが固定される底板とか ら 成 ]) 、 前記弾性手段は前記前面钣と後面板との間で 前記一定平衡位置で前記ス ィ ッチア クチ ユ エータ を 保持する少 く と も一対の コ イ ルパネか ら成る こ とを 特徵とする安全機構。

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