WO2022138596A1 - ロボット用操作装置およびロボット - Google Patents

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WO2022138596A1
WO2022138596A1 PCT/JP2021/047153 JP2021047153W WO2022138596A1 WO 2022138596 A1 WO2022138596 A1 WO 2022138596A1 JP 2021047153 W JP2021047153 W JP 2021047153W WO 2022138596 A1 WO2022138596 A1 WO 2022138596A1
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WO
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robot
handle
switch
tool
bracket
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/047153
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English (en)
French (fr)
Inventor
俊彦 井上
智之 本門
盛生 大脇
Original Assignee
ファナック株式会社
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Publication date
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Priority to JP2022571472A priority patent/JP7481501B2/ja
Priority to US18/037,477 priority patent/US20240009858A1/en
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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/02—Hand grip control means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/085—Force or torque sensors
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
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    • G05B19/409—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by using manual data input [MDI] or by using control panel, e.g. controlling functions with the panel; characterised by control panel details or by setting parameters
    • G—PHYSICS
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/42—Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine
    • G05B19/423—Teaching successive positions by walk-through, i.e. the tool head or end effector being grasped and guided directly, with or without servo-assistance, to follow a path
    • G—PHYSICS
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/36—Nc in input of data, input key till input tape
    • G05B2219/36162—Pendant control box
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39427—Panel on arm, hand of robot, controlled axis

Definitions

  • This disclosure relates to a robot operating device and a robot.
  • a robot operating device in which an operator applies force to a robot to operate the robot by read-through control (see, for example, Patent Document 1).
  • This robot operating device includes two handles that the operator holds with both hands, and operates the robot by the resultant force applied to both handles.
  • Tools such as the hand part are fixed to the flange provided at the cutting edge of the robot along the rotation axis of the flange, and the two handles are the center surface of the hand part (the center of the two fingers of the hand part). It extends to both sides of the plane that extends in the direction orthogonal to the opening and closing direction of the finger. As a result, the operator standing in front of the hand portion can grasp the two handles with both hands.
  • One aspect of the present disclosure is a robot operating device mounted on a robot, which is a lead-through control in which the robot detects a force applied by an operator and changes a position and an attitude according to the detected force.
  • a bracket that is fixed to the flange at the tip of the robot and attaches a long tool along the plane including the rotation axis at a position eccentric to the rotation axis of the robot, and the bracket. It comprises two handles that are fixed to and gripped by both hands of the operator, one of which is arranged on the plane so as to extend along the longitudinal axis of the tool and the other.
  • the handle of the robot is arranged in the vicinity of the tool so as to extend in a direction intersecting the plane.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view showing a state in which the robot operating device of FIG. 7 is changed for left-handed use. It is an exploded perspective view which shows the operation device for a robot which concerns on 4th modification.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view showing a state in which the robot operating device of FIG. 9 is changed for left-handed use. It is an exploded perspective view which shows the operation device for a robot which concerns on 5th modification. It is a perspective view which shows the robot which attached the hand as a tool. It is a side view which shows the robot which concerns on the 2nd Embodiment of this disclosure, and which attached the welding torch to the flange. It is a front view which shows the robot of FIG.
  • FIG. 8 is a perspective view illustrating a procedure for attaching a first handle and a second handle of the robot operating device of FIG. 18. It is a perspective view which shows the modification of the robot operation apparatus of FIG.
  • the robot operating device 1 and the robot 100 according to the first embodiment of the present disclosure will be described below with reference to the drawings.
  • the robot 100 according to the present embodiment has a built-in sensor that detects a force applied by an operator, and by read-through control that changes the position and posture of the robot 100 according to the magnitude and direction of the force detected by the sensor. It is a movable robot.
  • the robot 100 is a vertical 6-axis articulated robot, and has a base 110 installed on an installed surface such as a floor surface and a first axis line with respect to the base 110. It is equipped with a swivel cylinder 120 that is rotatably supported around A. Further, the robot 100 includes a first arm 130 rotatably supported by the swivel cylinder 120 around the second axis B, and a second arm 140 rotatably supported by the first arm 130 around the third axis C. , A 3-axis wrist unit 150 supported by the tip of the second arm 140 is provided.
  • the wrist unit 150 is equipped with a flange 160 that can rotate around the most advanced rotation axis (sixth axis) X.
  • the robot 100 according to the present embodiment includes a robot operating device 1 fixed to a flange 160.
  • the robot operating device 1 includes a bracket 2 fixed to the flange 160 and two handles 3 and 4 fixed to the bracket 2.
  • the bracket 2 is a member for fixing a long tool such as a welding torch 170 to the flange 160, and is a bracket body 5 fixed to the flange 160 and a fixing block 6 for fixing the welding torch 170 to the bracket body 5. And have.
  • the welding torch 170 includes a tubular torch body 171 curved in one direction, a substantially columnar neck holder 172 connected to the base end of the torch body 171 and a guide tube 173 connected to the base end of the neck holder 172. It is equipped with.
  • the guide tube 173, the neck holder 172, and the torch body 171 are provided with an inner hole (not shown) through which the welding wire 180 is passed in the longitudinal direction.
  • the welding torch 170 welds the work by projecting the welding wire 180 penetrating the inner hole from the tip of the torch body 171 and generating an arc between the torch and the torch 170.
  • the fixed block 6 includes a pair of half-split block members 7 and 8 that grip the cylindrical body portion 171a of the torch body 171 from the radial direction.
  • Each of the half-split block members 7 and 8 includes recesses 7a and 8a having a substantially semi-circular cross-sectional shape that form through holes having a substantially circular cross-sectional shape that can penetrate the body portion 171a when combined.
  • the welding torch 170 Since the welding torch 170 has a long shape as described above, it cannot penetrate the inside of the wrist unit 150 and is supported by the bracket 2 at a position eccentric with respect to the rotation axis X of the flange 160. Torch. Then, the torch body 171 is curved from a position fixed to the bracket 2 along a plane (hereinafter referred to as a tool plane) P including the rotation axis X of the flange 160, and the welding wire 180 is formed on the rotation axis X of the flange 160. It is arranged so as to project at the crossing position. The intersection of the rotation axis X of the flange 160 and the welding wire 180 is generally set as the tool tip point.
  • One half-split block member 8 is provided with two handle fixing portions 9 and 10 for fixing the two handles 3 and 4.
  • the handles 3 and 4 are oriented in a direction orthogonal to the tool plane P at a position close to the longitudinal axis Y of the first handle (one handle) 3 arranged along the tool plane P and the welding torch 170 which is a tool.
  • the first handle 3 is a straight rod-shaped member that the operator can grasp with his right hand.
  • One handle fixing portion 9 extends in a cantilever shape along the tool plane P in a direction away from the rotation axis X of the flange 160.
  • the first handle 3 is fixed to the tip of the handle fixing portion 9, and has a gap between the first handle 3 and the welding torch 170 so that four fingers other than the thumb of the right hand can be inserted, and is attached to the longitudinal axis Y of the welding torch 170. Arranged in parallel.
  • the first handle 3 is arranged on the tool plane P in a form extending in the direction along the longitudinal axis Y of the welding torch 170.
  • a lead-through switch 11 that can be operated by the thumb of the right hand while holding the first handle 3 is provided at the tip of the first handle 3.
  • the lead-through switch 11 functions to enable the lead-through control when the pressing force by the thumb is applied, and to disable the lead-through control when the pressing force is released.
  • the second handle 4 is a straight rod-shaped member arranged at a position where an operator who holds the first handle 3 with his right hand can hold it with his left hand.
  • the other handle fixing portion (mounting portion) 10 is provided with two push button switches (operation switches) 12 and 13 at positions that can be operated by the thumb of the left hand while holding the second handle 4 in the forward hand. ..
  • One push button switch 12 is a teaching button (operation switch, position teaching switch) that stores the angle of each axis of the robot 100 at the time of being pushed when the push button switch 12 is pushed.
  • the other push button switch 13 is a mode switching button (operation switch, operation mode change switch) that switches the operation mode of the robot 100 between orthogonal operation and each axis operation each time the robot 100 is pressed.
  • the operator grips the first handle 3 with the right hand and the second handle 4 with the left hand.
  • the lead-through switch 11 provided on the first handle 3 is pressed.
  • the read-through control becomes effective, so that the force applied by the operator to the first handle 3 and the second handle 4 is detected by the sensor built in the robot 100, and the position and posture corresponding to the detected force are detected.
  • the robot 100 is operated. Then, at a desired position, the operator presses the teaching button 12 provided on the other handle fixing portion 10 of the second handle 4, and the angle of each axis of the robot 100 at the time of pressing is stored. .. By repeating this operation, the operation program of the robot 100 can be taught.
  • the first handle 3 gripped by the right hand is on the rotation axis X of the flange 160 and the tool plane P on which the torch body 171 is arranged. It is arranged along. As a result, the first handle 3 does not protrude significantly from the tool plane P, so that the possibility of interference between the peripheral member and the first handle 3 can be reduced.
  • the operator who grips the first handle 3 with his right hand can hold the torch body 171.
  • the torch body 171 can be moved with the same feeling as when it is directly grasped and operated. This makes it easy for the operator to intuitively control the position and posture of the torch body 171 so that the tip of the welding wire 180 arranged at the tip point of the tool can be accurately arranged at the position intended by the operator. can.
  • the first handle 3 is gripped by the right hand and the second handle 4 is gripped by the left hand, it is possible to further facilitate the control of the position and posture of the welding torch 170 when the dominant hand is the right hand. can.
  • the second handle 4 projects and extends only to one side of the tool plane P and does not project to both sides of the tool plane P, the possibility of interference with peripheral members can be sufficiently suppressed.
  • the second handle 4 is arranged at a position close to the longitudinal axis Y of the torch main body 171, the force applied by the operator to the second handle 4 can be directly transmitted to the torch main body 171 and is intuitive to the operator. Operation is possible.
  • the force applied to the second handle 4 is assisted in an operation that is difficult only with the first handle 3, for example, in an operation of rotating the welding torch 170 around the longitudinal axis of the first handle 3. It has the advantage that it can be easily operated.
  • a teaching button 12 and an operation mode switching button 13 are arranged on the other handle fixing portion 10 that attaches the second handle 4 to the bracket 2. As a result, the operator can operate the teaching button 12 and the operation mode switching button 13 with the thumb of the left hand while holding the second handle 4 with the left hand.
  • the teaching button 12 and the operation mode switching button 13 are provided on the other handle fixing portion 10 for fixing the second handle 4.
  • the teaching button 12 or the operation mode switching button 13 functions as the teaching button 12 or the operation mode switching button 13 by a short press operation, and for example, a tool operation for teaching a tool operation command by a long press operation. The function may be changed to a teaching switch or the like.
  • the teaching button 12 or the operation mode switching button 13 may be provided with an LED lamp (notification function) that informs the state by turning on or off. By turning on or off the LED lamp, the operator can easily visually recognize the current state of the teaching button 12 or the operation mode switching button 13.
  • LED lamp notification function
  • the case where the first handle 3 is gripped with the right hand and the second handle 4 is gripped with the left hand has been described. Instead of this, by projecting the second handle 4 to the opposite side of the tool plane P from FIG. 3, the first handle 3 is gripped with the left hand and the second handle 4 is gripped with the right hand for operation. You may do it. By doing so, the position and posture of the welding torch 170 can be easily operated when the dominant hand is the left hand.
  • the teaching button 12 and the operation mode switching button 13 can be provided on the other handle fixing portion 10 for fixing the second handle 4, as shown in FIG. 4, as shown in the bracket main body 5 or FIG. May be provided on the wrist unit 150. Even with these, the teaching button 12 and the operation mode switching can be performed at a position where the operator holding the first handle 3 with his right hand can operate it with his left hand released from the second handle 4 (the hand holding the other handle 4). Button 13 can be arranged.
  • first handle 3 and the second handle 4 may be detachably provided on the bracket 2.
  • first handle 3 can be attached to and detached from one half block member 8 together with the one handle fixing portion 9 by a bolt 14.
  • second handle 4 can be attached to and detached from the other handle fixing portion 10 by the bolt 15.
  • the first handle 3 and the second handle 4 By removing the first handle 3 and the second handle 4 from the bracket 2 after the teaching operation by the lead-through control is completed, it is possible to significantly reduce the interference with the peripheral members during the execution of the taught operation program. There is. By providing the relay connector 17 on the cable 16 connected to the lead-through switch 11 provided on the first handle 3, the first handle 3 can be easily attached and detached.
  • the first handle 3 is removed from one half-split block member 8 together with one handle fixing portion 9, and as shown in FIG. 8, the one half-split block member 8 is inverted.
  • the first handle 3 and one handle fixing portion 9 may be fixed to the surface. As a result, it is possible to standardize the parts without providing parts for each dominant hand.
  • the first handle 3 since the first handle 3 is arranged on the tool plane P, it is not necessary to change the position of the first handle 3 according to the operator having a different dominant hand. Therefore, it can be used as a robot operating device 1 for workers with different dominant hands by simply changing the position of the second handle 4 without preparing separate parts.
  • the cable (not shown) connected to the teaching button 12 and the operation mode switching button 13 provided on one of the half-split block members 8 is attached to and detached from the connector (not shown) provided on the wrist unit 150. Thereby, it is possible to easily attach / detach one half-split block member 8.
  • the teaching button 12 or the like is arranged on the half-split block member 8 for fixing the first handle 3, instead of this, it is fixed to the bracket main body 5 as shown in FIG.
  • the other handle fixing portion 10, the teaching button 12, and the like may be arranged on the other half-split block member 7.
  • one half is attached to one half block member 8 for fixing the first handle 3 while allowing the position of the second handle 4 to be reversed in response to the case where the dominant hand is different.
  • the handle fixing portion 9 can be integrated, and the number of parts can be reduced.
  • the switch box 20 provided with the other handle fixing portion 10 and the teaching button 12 and the like may be fixed to the bracket main body 5 separately from the half-split block members 7 and 8. ..
  • the welding torch 170 is exemplified as a tool fixed to the flange 160 by the bracket 2, but instead, the length is arranged at a position offset with respect to the rotation axis X of the flange 160.
  • Any other tool may be used as long as it is a scale tool.
  • an optical fiber cable that guides a laser beam is connected to the base end side, and a nozzle for laser welding or laser processing that emits the laser beam from the tip may be adopted.
  • a tool in which a power cable is connected to the base end side and the work is machined by a tool arranged at the tip may be adopted.
  • a nozzle in which a fluid tube is connected to the base end side and the fluid is discharged from the tip end may be adopted.
  • first handle 3 and the second handle 4 are fixed to the fixing block 6 for fixing the welding torch 170 to the bracket main body 5 .
  • the first handle 3 and the second handle 4 may be fixed to the bracket 2.
  • the positions of the second handle 4 may be interchangeably configured. good.
  • screw holes (not shown) to which the bolts 15 for fixing the second handle 4 can be fastened may be provided on both sides of the tool plane P of the fixing block 6.
  • the handles 3 and 4 can be arranged so as to be compatible with both right-handed and left-handed people by simply changing the position of the second handle 4 while the welding torch 170 is fixed to the bracket 2.
  • the robot 100 according to the present embodiment also includes a robot operating device 300 fixed to the flange 160.
  • the robot operating device 300 according to the present embodiment includes a bracket 310 fixed to the flange 160.
  • the bracket 310 is a member for fixing a long tool such as a welding torch 170 to the flange 160.
  • the bracket 310 includes a bracket body 5, an adapter (first handle portion) 311 for fixing the bracket body 5 to the flange 160, and a fixing block (second handle portion) 6 for fixing the welding torch 170 to the bracket body 5. ing.
  • the adapter 311 is a columnar member arranged coaxially with the rotation axis X of the flange 160. As shown in FIG. 16, the adapter 311 is gripped by one of the operator's hands (here, the left hand) in a form that wraps around the outer peripheral surface over a range wider than half a circumference, and is held in various directions with respect to the flange 160. It has an outer diameter that allows force to be applied.
  • a lead-through switch 11 that can be operated by the thumb of the left hand while holding the adapter 311 is provided on the outer peripheral surface of the adapter 311 at a position on the tool plane P on the torch body 171 side.
  • the lead-through switch 11 is a push button type switch, and the first cable 320 is connected to it.
  • a connector (first connector) 321 is attached to the end of the first cable 320.
  • the main body cable 330 connected to the control device (not shown) is wired from the control device along the outer surface of the guide tube 173 to the vicinity of the neck holder 172, and the connector 321 of the first cable 320 is connected. It is provided with a relay connector 331 to which the cable can be connected.
  • the adapter 311 is provided with a through hole (passage portion) 312 penetrating in the radial direction, and a female screw (not shown) is formed in the vicinity of the opening at one end of the through hole 312.
  • the lead-through switch 11 is provided with a male screw (not shown), and is fixed to the adapter 311 in a state where the button portion to be operated is exposed to the outside by fastening the male screw to the female screw of the through hole 312.
  • the bracket main body 5 is provided with a through hole 5a that penetrates in the direction along the tool plane P and allows the first cable 320 to pass through.
  • the first cable 320 connected to the lead-through switch 11 is taken out from an opening located on the back surface of the lead-through switch 11 through the through hole 312 of the adapter 311 and is curved toward the tip end side of the welding torch 170. .. Then, the first cable 320 is pulled out to the welding torch 170 side through the through hole 5a of the bracket main body 5.
  • reference numeral 350 is a hook-and-loop fastener for fixing the connectors 321 and 331 of the main body cable 330 and the first cable 320 in a connected state to the welding torch 170.
  • the fixing block 6 is fixed to the bracket main body 5 in a state where the body portion 171a of the torch main body 171 is sandwiched between the pair of half-split block members 7 and 8.
  • the fixed block 6 can be gripped by the right hand of the operator so as to wrap the longitudinal axis Y of the torch body 171 and has a size sufficient to apply force to the torch body 171 in various directions.
  • the fixed block 6 is provided with two pushbutton switches 12 and 13.
  • the push button switches 12 and 13 are arranged at positions that can be operated by the thumb of the right hand while holding the fixed block 6.
  • One push button switch 12 is a teaching button (operation switch, position teaching switch) that stores the angle of each axis of the robot 100 at the time of being pushed when the push button switch 12 is pushed.
  • the other push button switch 13 is a mode switching button (operation switch, operation mode change switch) that switches the operation mode of the robot 100 between orthogonal operation and each axis operation each time the robot 100 is pressed.
  • the second cable 340 is connected to the push button switches 12 and 13.
  • a connector (not shown) is attached to the end of the second cable 340.
  • a connector connected to a cable (not shown) that has been wired inside the robot 100 is fixed to the outer surface of the wrist unit 150 of the robot 100.
  • the second cable 340 connected to the push button switches 12 and 13 has a hook-and-loop fastener 360 in the middle position in the length direction at a position extended from the push button switches 12 and 13 along the neck holder 172 of the welding torch 170. It is fixed to the neck holder 172 by. From that position, the second cable 340 is connected to the connector (second connector) 341 of the wrist unit 150 across the space on the flange 160 side of the adapter 311.
  • the first cable 320 and the second cable 340 are arranged in the above-described manner so as to avoid the outer peripheral surface of the adapter 311 and the outer surface of the fixed block 6 located in the area gripped by the operator. .. This makes it possible to prevent the first cable 320 and the second cable 340 from interfering with the operation by the operator when the operator teaches the robot 100 while controlling the read-through.
  • the operator grasps the adapter 311 with the left hand, the fixed block 6 with the right hand, and attaches the adapter 311 to the adapter 311.
  • the provided lead-through switch 11 is pressed with the thumb of the left hand.
  • the read-through control becomes effective, so that the force applied by the operator to the adapter 311 and the fixed block 6 is detected by the sensor built in the robot 100, and the robot 100 is set to the position and posture according to the detected force. Is activated. Then, at a desired position, the operator presses the teaching button 12 provided on the fixed block 6, and the angle of each axis of the robot 100 at the time of pressing is stored. By repeating this operation, the operation program of the robot 100 can be taught.
  • the robot uses the adapter 311 as the first handle while enabling read-through control. Force can be applied to 100. Further, by providing the operation switches 12 and 13 on the fixed block 6 for fixing the torch main body 171 to the bracket main body 5, teaching or the like is performed while applying force to the torch main body 171 with the fixed block 6 as the second handle portion. Can be done.
  • the first handle portion and the second handle portion composed of the adapter 311 and the fixing block 6 have a rotation axis X of the flange 160 and a length of the welding torch 170 more than the first handle 3 and the second handle 4 in the first embodiment. Does not protrude significantly from the axis Y. Therefore, it is possible to suppress interference with peripheral members and facilitate teaching. Further, there is an advantage that interference with peripheral members can be significantly reduced even when the instructional operation program is executed without removing the handles 3 and 4 after the instruction.
  • the operator who grips the fixed block 6 with his right hand can move the torch body 171 with the same feeling as directly gripping and operating the torch body 171. Can be done. This makes it easy for the operator to intuitively control the position and posture of the torch body 171 so that the tip of the welding wire 180 arranged at the tip point of the tool can be accurately arranged at the position intended by the operator. can.
  • the adapter 311 is gripped by the left hand and the fixed block 6 is gripped by the right hand, the position and posture of the welding torch 170 can be further easily controlled when the dominant hand is the right hand.
  • the force applied to the adapter 311 is supplemented in operations that are difficult to perform with the adapter 311 alone, for example, in an operation of rotating the welding torch 170 around the rotation axis X of the flange 160. It has the advantage that it can be easily operated.
  • the operator can switch the teaching button 12 and the operation mode with the thumb of the right hand while holding the fixed block 6 with the right hand.
  • Button 13 can be operated.
  • the first cable 320 and the second cable 340 are wired so as to avoid the area gripped by the operator on the outer peripheral surface of the adapter 311 with the left hand and the area gripped by the worker on the outer surface of the fixed block 6 with the right hand. Therefore, the first cable 320 and the second cable 340 do not interfere with the operation.
  • the teaching button 12 or the operation mode switching button 13 functions as the teaching button 12 or the operation mode switching button 13 by a short press operation, and for example, a tool operation command is taught by a long press operation.
  • the function may be changed to a tool operation teaching switch or the like.
  • the adapter 311 is gripped with the left hand and the fixed block 6 is gripped with the right hand has been described.
  • the adapter 311 may be gripped with the right hand and the fixing block 6 may be gripped with the left hand for operation. This makes it possible to easily operate the position and posture of the welding torch 170 when the dominant hand is the left hand.
  • the lead-through switch 11 is arranged on the tool plane on the outer peripheral surface of the adapter 311, the dominant hand can be replaced without changing the position of the lead-through switch 11. Further, even if the wiring routes of the first cable 320 and the second cable 340 are maintained as described above, the first cable 320 and the second cable 340 do not interfere with the operator. That is, it is possible to facilitate changes when operated by workers with different dominant hands.
  • the fixed block 6 which is the second handle portion has the same first handle (first detachable handle) 3 and second handle as the robot operating device 1 according to the first embodiment.
  • (Second detachable handle) 4 may be provided with removable screw holes 18, 361 and pin holes 4a.
  • the first handle 3 has a hollow structure having an inner hole 3a, and a female screw (not shown) capable of fastening a male screw (not shown) of the lead-through switch 11 to the inner surface of the tip (not shown). May be provided.
  • reference numeral 360 is a screw for fixing the first handle 3 to the fixing block 6.
  • the first handle 3 and the second handle 4 are fixed to the fixing block 6, and the connector 321 and the first cable 320 are passed through the inner hole 3a of the first handle 3.
  • the male screw of the lead-through switch 11 is fastened to the female screw, and the connector 321 of the first cable 320 is connected to the connector 331 of the main body cable 330.
  • the first cable 320 can be wired without running along the outer surface of the first handle 3.
  • the bracket 310 is provided with a separate adapter 311 to be assembled to each other, a bracket main body 5, and a fixed block 6.
  • the adapter 311 and the bracket main body 5, the bracket main body 5 and the half-split block member 7 of the fixed block 6, or the adapter 311 and the bracket main body 5 and the half-split block member 7 may be integrally configured. ..
  • the first cable 320 after passing through the inner hole 3a of the first handle 3, the first cable 320 connects the connector 321 to the connector 331 of the main body cable 330 along the outer surface of the neck holder 172. You may. As a result, the range of external interference caused by the first cable 320 can be minimized.
  • the adapter 311 is provided with a through hole 312 penetrating in the radial direction as a passage portion for arranging the first cable 320, but the adapter 311 is not limited to this.
  • the opening for taking out the first cable 320 may be arranged not on the outer peripheral surface of the adapter 311 but on the mounting surface on which the bracket main body 5 is attached. According to this, since the first cable 320 does not pass through the outer peripheral surface of the adapter 311, there is an advantage that it does not get in the way when gripping the adapter 311. Further, instead of forming the passage portion by the through hole 312, it may be configured by a groove capable of accommodating the first cable 320.

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Abstract

ロボット（１００）に装着されるロボット用操作装置（１）であって、ロボット（１００）が、作業者により加えられる力を検出し、検出された力に応じて位置および姿勢を変更するリードスルー制御により動作可能であり、ロボット（１００）の先端のフランジ（１６０）に固定され、フランジ（１６０）の回転軸線に対して偏心した位置に、回転軸線を含む平面に沿う形態で長尺のツール（１７０）を取り付けるブラケット（２）と、ブラケット（２）に対して固定され、作業者の両手によってそれぞれ把持される２つのハンドル（３，４）とを備え、一方のハンドル（３）が、平面上に、ツール（１７０）の長手軸に沿う方向に延びる形態で配置され、他方のハンドル（４）が、ツール（１７０）の近傍において、平面に交差する方向に延びる形態で配置されるロボット用操作装置（１）である。

Description

ロボット用操作装置およびロボット
　本開示は、ロボット用操作装置およびロボットに関するものである。
　リードスルー制御によってロボットを動作させるために、作業者がロボットに力を加えて操作するロボット用操作装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
　このロボット用操作装置は、作業者が両手でそれぞれ把持する２つのハンドルを備え、両ハンドルに加える合力によってロボットを動作させる。
　ロボットの最先端に備えられたフランジには、フランジの回転軸線に沿ってハンド部等のツールが固定されており、２つのハンドルは、ハンド部の中心面（ハンド部の２本の指の中心を指の開閉方向に直交する方向に延びる平面）を挟んだ両側に延びている。これにより、ハンド部の正面に立った作業者が、両手で２つのハンドルをそれぞれ握ることができる。
特開２０１９－３４４１２号公報
　ハンド部の中心面を挟んだ両側に２つのハンドルを突出させたのでは、中心面からの突出量が大きくなるので、ハンドルを把持して行う教示操作等において、周辺部材とハンドルとの干渉する可能性が高くなる。したがって、周辺部材との干渉を極力低減しつつ、ツール先端点を所望の位置に精度よく配置することができるロボット用操作装置およびロボットが望まれている。
　本開示の一態様は、ロボットに装着されるロボット用操作装置であって、前記ロボットが、作業者により加えられる力を検出し、検出された力に応じて位置および姿勢を変更するリードスルー制御により動作可能であり、前記ロボットの先端のフランジに固定され、該フランジの回転軸線に対して偏心した位置に、該回転軸線を含む平面に沿う形態で長尺のツールを取り付けるブラケットと、該ブラケットに対して固定され、前記作業者の両手によってそれぞれ把持される２つのハンドルとを備え、一方の前記ハンドルが、前記平面上に、前記ツールの長手軸に沿う方向に延びる形態で配置され、他方の前記ハンドルが、前記ツールの近傍において、前記平面に交差する方向に延びる形態で配置されるロボット用操作装置である。
本開示の第１の実施形態に係るロボットであって、フランジに溶接トーチを装着したロボットを示す側面図である。 図１のロボットを示す正面図である。 図１のロボットに備えられた本開示の第１の実施形態に係るロボット用操作装置を示す斜視図である。 第１の変形例に係るロボット用操作装置を示す斜視図である。 第２の変形例に係るロボット用操作装置を示す斜視図である。 第３の変形例に係るロボット用操作装置を示す斜視図である。 図６のロボット用操作装置を示す分解斜視図である。 図７のロボット用操作装置を左利き用に変更した状態を示す分解斜視図である。 第４の変形例に係るロボット用操作装置を示す分解斜視図である。 図９のロボット用操作装置を左利き用に変更した状態を示す分解斜視図である。 第５の変形例に係るロボット用操作装置を示す分解斜視図である。 ツールとしてハンドを装着したロボットを示す斜視図である。 本開示の第２の実施形態に係るロボットであって、フランジに溶接トーチを装着したロボットを示す側面図である。 図１３のロボットを示す正面図である。 図１３のロボットに備えられた本開示の第２の実施形態に係るロボット用操作装置を示す斜視図である。 図１５のロボット用操作装置を把持する作業者の手とともに示す斜視図である。 図１５のロボット用操作装置における第１ケーブルおよび第２ケーブルの配線ルートを示す斜視図である。 図１５のロボット用操作装置の変形例を示す分解斜視図である。 図１８のロボット用操作装置の第１ハンドルおよび第２ハンドルを取り付ける手順を説明する斜視図である。 図１９のロボット用操作装置の変形例を示す斜視図である。
　本開示の第１の実施形態に係るロボット用操作装置１およびロボット１００について、図面を参照して以下に説明する。
　本実施形態に係るロボット１００は、作業者により加えられる力を検出するセンサを内蔵し、センサにより検出された力の大きさおよび方向に応じてロボット１００の位置および姿勢を変更するリードスルー制御により動作可能なロボットである。
　ロボット１００は、例えば、図１および図２に示されるように、垂直６軸多関節型ロボットであり、床面等の被設置面に設置されるベース１１０と、ベース１１０に対して第１軸線Ａ回りに回転可能に支持された旋回胴１２０とを備えている。
　また、ロボット１００は、旋回胴１２０に第２軸線Ｂ回りに回転可能に支持された第１アーム１３０と、第１アーム１３０に第３軸線Ｃ回りに回転可能に支持された第２アーム１４０と、第２アーム１４０の先端に支持された３軸の手首ユニット１５０とを備えている。
　手首ユニット１５０には最先端の回転軸線（第６軸）Ｘ回りに回転可能なフランジ１６０が備えられている。本実施形態に係るロボット１００は、フランジ１６０に固定されたロボット用操作装置１を備えている。
　本実施形態に係るロボット用操作装置１は、図３に示されるように、フランジ１６０に固定されるブラケット２と、ブラケット２に固定された２つのハンドル３，４とを備えている。
　ブラケット２は、例えば、溶接トーチ１７０のような長尺のツールをフランジ１６０に固定する部材であり、フランジ１６０に固定されるブラケット本体５と、ブラケット本体５に溶接トーチ１７０を固定する固定ブロック６とを備えている。
　溶接トーチ１７０は、一方向に湾曲した管状のトーチ本体１７１と、トーチ本体１７１の基端に接続された略円柱状のネックホルダ１７２と、ネックホルダ１７２の基端に接続されたガイドチューブ１７３とを備えている。ガイドチューブ１７３、ネックホルダ１７２およびトーチ本体１７１は、溶接ワイヤ１８０を長手方向に貫通させる内孔（図示略）を備えている。溶接トーチ１７０は、内孔内を貫通してきた溶接ワイヤ１８０をトーチ本体１７１の先端から突出させて、ワークとの間にアークを発生させることによりワークを溶接する。
　固定ブロック６は、トーチ本体１７１の円筒状の胴部１７１ａを径方向から挟んで把持する一対の半割ブロック部材７，８を備えている。各半割ブロック部材７，８は、組み合わせられることにより胴部１７１ａを貫通可能な略円形の横断面形状の貫通孔を構成する略半円形の横断面形状の凹部７ａ，８ａを備えている。一対の半割ブロック部材７，８の凹部７ａ，８ａ間にトーチ本体１７１の胴部１７１ａを配置し、図示しないボルトによってブラケット本体５と共締めすることにより、トーチ本体１７１の胴部１７１ａを一対の半割ブロック部材７，８間に挟んだ状態でブラケット本体５に固定することができる。
　溶接トーチ１７０は、上述したように長尺の形態を有しているので、手首ユニット１５０内部を貫通させることができず、フランジ１６０の回転軸線Ｘに対して偏心した位置にブラケット２によって支持される。そして、トーチ本体１７１は、ブラケット２に固定された位置からフランジ１６０の回転軸線Ｘを含む平面（以下、ツール平面という。）Ｐに沿って湾曲し、溶接ワイヤ１８０をフランジ１６０の回転軸線Ｘに交差させる位置に突出させる形態に配置される。フランジ１６０の回転軸線Ｘと溶接ワイヤ１８０との交差点が、一般にツール先端点として設定される。
　一方の半割ブロック部材８には、２つのハンドル３，４を固定する２つのハンドル固定部９，１０が設けられている。
　ハンドル３，４は、ツール平面Ｐに沿って配置された第１ハンドル（一方のハンドル）３およびツールである溶接トーチ１７０の長手軸Ｙに近接する位置において、ツール平面Ｐに対して直交する方向に延びて配置された第２ハンドル（他方のハンドル）４の２つのみである。
　第１ハンドル３は、作業者が右手で握ることができる直棒状の部材である。一方のハンドル固定部９は、ツール平面Ｐに沿って、フランジ１６０の回転軸線Ｘから離れる方向に片持ち梁状に延びている。第１ハンドル３は、このハンドル固定部９の先端に固定され、溶接トーチ１７０との間に右手の親指以外の４本の指が入る程度の隙間をあけて、溶接トーチ１７０の長手軸Ｙに平行に配置される。これにより、第１ハンドル３は、ツール平面Ｐ上に溶接トーチ１７０の長手軸Ｙに沿う方向に延びる形態で配置される。
　第１ハンドル３の先端には、第１ハンドル３を把持した状態の右手の親指によって操作可能なリードスルースイッチ１１が設けられている。
　リードスルースイッチ１１は、親指による押圧力が付与された状態でリードスルー制御を有効にし、押圧力が解除された状態でリードスルー制御を無効にするよう機能する。
　第２ハンドル４は、第１ハンドル３を右手で握った作業者が左手で握ることができる位置に配置された直棒状の部材である。他方のハンドル固定部（取付部）１０には、第２ハンドル４を順手で握った状態の左手の親指によって操作可能な位置に２つの押しボタンスイッチ（操作スイッチ）１２，１３が設けられている。
　一方の押しボタンスイッチ１２は、押されることにより、押された時点におけるロボット１００の各軸の角度を記憶する教示ボタン（操作スイッチ、位置教示スイッチ）である。また、他方の押しボタンスイッチ１３は、押される都度にロボット１００の動作モードを直交動作と各軸動作とで切り替えるモード切替ボタン（操作スイッチ、動作モード変更スイッチ）である。
　このように構成された本実施形態に係るロボット用操作装置１およびロボット１００の作用について、以下に説明する。
　本実施形態に係るロボット用操作装置１を用いて、ロボット１００をリードスルー制御しながら教示を行うには、作業者は、第１ハンドル３を右手で握り、第２ハンドル４を左手で握り、第１ハンドル３に設けられたリードスルースイッチ１１を押下する。
　これにより、リードスルー制御が有効となるので、作業者が第１ハンドル３および第２ハンドル４に加えた力がロボット１００に内蔵されたセンサにより検出され、検出された力に応じた位置および姿勢にロボット１００が動作させられる。そして、所望の位置において、作業者が第２ハンドル４の他方のハンドル固定部１０に設けられた教示ボタン１２を押下することにより、押下された時点におけるロボット１００の各軸の角度が記憶される。この動作を繰り返すことにより、ロボット１００の動作プログラムを教示することができる。
　この場合において、本実施形態に係るロボット用操作装置１およびロボット１００によれば、右手で把持する第１ハンドル３が、フランジ１６０の回転軸線Ｘおよびトーチ本体１７１が配置されているツール平面Ｐに沿って配置されている。これにより、第１ハンドル３がツール平面Ｐから大きく突出しないので、周辺部材と第１ハンドル３が干渉する可能性を低減することができる。
　また、第１ハンドル３をトーチ本体１７１の胴部１７１ａの近くに、胴部１７１ａの長手軸Ｙに平行に配置することにより、第１ハンドル３を右手で把持する作業者は、トーチ本体１７１を直接把持して操作するのと同等の感覚でトーチ本体１７１を移動させることができる。これにより、作業者が、トーチ本体１７１の位置および姿勢を直感的にコントロールし易く、ツール先端点に配置されている溶接ワイヤ１８０の先端を、作業者の意図した位置に精度よく配置することができる。
　また、本実施形態においては、第１ハンドル３を右手で、第２ハンドル４を左手で握るので、利き手が右手である場合に、溶接トーチ１７０の位置および姿勢のコントロールをさらに容易にすることができる。
　第２ハンドル４は、ツール平面Ｐの片側のみに突出して延びており、ツール平面Ｐを挟んだ両側に突出していないので、周辺部材との干渉の可能性を十分に低く抑えることができる。第２ハンドル４は、トーチ本体１７１の長手軸Ｙに近接する位置に配置されているので、作業者が第２ハンドル４に加える力を直接トーチ本体１７１に伝えることができ、作業者の直感的な操作が可能となる。
　第２ハンドル４を備えることにより、第１ハンドル３のみでは困難な操作、例えば、第１ハンドル３の長手軸回りに溶接トーチ１７０を回転させる動作等において、第２ハンドル４に加える力を補助的に利用して、容易に操作することができるという利点がある。
　また、第２ハンドル４をブラケット２に取り付ける他方のハンドル固定部１０に、教示ボタン１２および動作モード切替ボタン１３が配置されている。これにより、作業者は、第２ハンドル４を左手で握った状態のままで、左手の親指によって教示ボタン１２および動作モード切替ボタン１３を操作できる。
　なお、本実施形態においては、第２ハンドル４を固定する他方のハンドル固定部１０に教示ボタン１２および動作モード切替ボタン１３を設けた。これに加えて、教示ボタン１２または動作モード切替ボタン１３は、短く押す操作によって、教示ボタン１２あるいは動作モード切替ボタン１３として機能させ、例えば、長押し操作によってツール動作指令を教示するためのツール動作教示スイッチ等に機能変更可能であってもよい。
　これにより、ツールが溶接トーチ１７０である場合のアーク発生開始指令あるいは終了指令の教示、あるいはツールがハンドである場合の開閉指令も容易に教示することができるという利点がある。また、教示ボタン１２あるいは動作モード切替ボタン１３に複数の機能を備えることにより、作業者が操作するスイッチの数を低減し、使い易さを向上することができる。
　この場合に、教示ボタン１２あるいは動作モード切替ボタン１３に、点灯または消灯によって状態を知らせるＬＥＤランプ（報知機能）が備えられていてもよい。ＬＥＤランプの点灯または消灯によって作業者が現状の教示ボタン１２あるいは動作モード切替ボタン１３の状態を視覚的に容易に認識することができる。
　また、本実施形態においては、第１ハンドル３を右手で握り、第２ハンドル４を左手で握る場合を説明した。これに代えて、第２ハンドル４を、図３とはツール平面Ｐを挟んで反対側に突出させることにより、第１ハンドル３を左手で握り、第２ハンドル４を右手で握って操作することにしてもよい。このようにすることにより、利き手が左手である場合に溶接トーチ１７０の位置および姿勢を容易に操作することができる。
　また、第２ハンドル４を固定する他方のハンドル固定部１０に教示ボタン１２および動作モード切替ボタン１３を設けることに代えて、図４に示されるように、ブラケット本体５あるいは図５に示されるように手首ユニット１５０に設けてもよい。これらによっても、第１ハンドル３を右手で把持した状態の作業者が、第２ハンドル４から放した左手（他方のハンドル４を把持する手）によって操作可能な位置に教示ボタン１２および動作モード切替ボタン１３を配置することができる。
　また、本実施形態においては、第１ハンドル３および第２ハンドル４をブラケット２に着脱可能に設けてもよい。例えば、図６に示される例では、第１ハンドル３は一方の半割ブロック部材８に、ボルト１４によって一方のハンドル固定部９ごと着脱可能である。また、第２ハンドル４は、ボルト１５によって他方のハンドル固定部１０に着脱可能である。
　リードスルー制御による教示操作の終了後に第１ハンドル３および第２ハンドル４をブラケット２から取り外すことにより、教示された動作プログラムの実行時における周辺部材との干渉を大幅に低減することができるという利点がある。
　第１ハンドル３に設けられたリードスルースイッチ１１に接続するケーブル１６に中継コネクタ１７を設けることにより、第１ハンドル３の着脱を容易にすることができる。
　また、図４および図５に示されるロボット用操作装置１において、第２ハンドル４を他方のハンドル固定部１０に着脱可能に取り付ける場合に、他方のハンドル固定部１０には、ツール平面Ｐを挟んだ両側に、第２ハンドル４を択一的に取付可能にするネジ孔（図６参照）１８を設けてもよい。
　また、図７に示されるように、一方の半割ブロック部材８から一方のハンドル固定部９ごと第１ハンドル３を取り外し、図８に示されるように、反転させた一方の半割ブロック部材８に、第１ハンドル３および一方のハンドル固定部９を固定してもよい。これにより、利き手毎に部品を設けることなく、共通化することができる。
　すなわち、第１ハンドル３をツール平面Ｐ上に配置しているので、利き手が異なる作業者に応じて第１ハンドル３の位置を変更する必要がない。したがって、第２ハンドル４の位置を変更するだけで、別個の部品を用意することなく、利き手が異なる作業者用のロボット用操作装置１としても利用することができる。
　この場合には、一方の半割ブロック部材８に設けられている教示ボタン１２および動作モード切替ボタン１３に接続するケーブル（図示略）を、手首ユニット１５０に設けたコネクタ（図示略）に着脱することにより、一方の半割ブロック部材８の着脱を容易にすることができる。
　また、第１ハンドル３を固定する一方の半割ブロック部材８に教示ボタン１２等が配置されている場合を例示したが、これに代えて、図９に示されるように、ブラケット本体５に固定される他方の半割ブロック部材７に他方のハンドル固定部１０および教示ボタン１２等が配置されていてもよい。これにより、利き手が異なる場合に対応して、図１０に示されるように、第２ハンドル４の位置の反転を可能にしつつ、第１ハンドル３を固定する一方の半割ブロック部材８に一方のハンドル固定部９を一体化することができ、部品点数を少なくすることができる。
　また、図１１に示されるように、他方のハンドル固定部１０および教示ボタン１２等が設けられるスイッチボックス２０を半割ブロック部材７，８とは別個にブラケット本体５に固定することにしてもよい。
　また、本実施形態においては、ブラケット２によってフランジ１６０に固定されるツールとして、溶接トーチ１７０を例示したが、これに代えて、フランジ１６０の回転軸線Ｘに対してオフセットした位置に配置される長尺のツールであれば、他の任意のツールを採用してもよい。例えば、基端側にレーザ光を導く光ファイバケーブルが接続され、先端からレーザ光を射出するレーザ溶接用あるいはレーザ加工用のノズルを採用してもよい。
　また、基端側に動力ケーブルが接続され、先端に配置された工具によりワークを加工するツールを採用してもよい。また、基端側に流体用チューブが接続され、先端から流体を吐出させるノズルを採用してもよい。
　また、図１２に示されるように、基端側に接続された動力ケーブルあるいは流体用チューブにより供給される電力あるいは加圧流体によって、先端に配置された指を開閉するハンド２００を採用してもよい。
　また、本実施形態においては、ブラケット本体５に溶接トーチ１７０を固定する固定ブロック６に第１ハンドル３および第２ハンドル４を固定する場合を例示した。これに代えて、固定ブロック６によってブラケット本体５に固定された溶接トーチ１７０に、第１ハンドル３および第２ハンドル４を固定することにより、溶接トーチ１７０を経由して間接的に第１ハンドル３および第２ハンドル４をブラケット２に固定してもよい。
　また、図４あるいは図５に示されるように、教示ボタン１２および動作モード切替ボタン１３を固定ブロック６とは異なる位置に配置する場合において、第２ハンドル４の位置を入替可能に構成してもよい。この場合には、固定ブロック６のツール平面Ｐを挟んだ両側に、第２ハンドル４を固定するボルト１５を締結可能なネジ孔（図示略）を設けておけばよい。これにより、溶接トーチ１７０をブラケット２に固定したままの状態で、第２ハンドル４の位置を入れ替えるだけで、右利きおよび左利きの両方に対応可能にハンドル３，４を配置することができる。
　次に、本開示の第２の実施形態に係るロボット用操作装置３００およびロボット１００について図面を参照して説明する。
　本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係るロボット用操作装置１およびロボット１００と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
　本実施形態に係るロボット１００も、図１３および図１４に示されるように、フランジ１６０に固定されたロボット用操作装置３００を備えている。
　本実施形態に係るロボット用操作装置３００は、図１５に示されるように、フランジ１６０に固定されるブラケット３１０を備えている。
　ブラケット３１０は、例えば、溶接トーチ１７０のような長尺のツールをフランジ１６０に固定する部材である。ブラケット３１０は、ブラケット本体５と、ブラケット本体５をフランジ１６０に固定するアダプタ（第１ハンドル部）３１１と、ブラケット本体５に溶接トーチ１７０を固定する固定ブロック（第２ハンドル部）６とを備えている。
　アダプタ３１１は、フランジ１６０の回転軸線Ｘと同軸に配置される円柱状の部材である。アダプタ３１１は、図１６に示されるように、作業者の一方の手（ここでは左手）によって、半周よりも広い範囲にわたる外周面を包み込む形態で把持して、フランジ１６０に対して種々の方向の力を加えることができる程度の外径寸法を有している。アダプタ３１１の外周面には、ツール平面Ｐ上のトーチ本体１７１側の位置に、アダプタ３１１を把持した状態の左手の親指によって操作可能なリードスルースイッチ１１が設けられている。
　リードスルースイッチ１１には、押しボタン式のスイッチであり、第１ケーブル３２０が接続されている。第１ケーブル３２０の端部にはコネクタ（第１コネクタ）３２１が取り付けられている。制御装置（図示略）に接続された本体ケーブル３３０は、図１７に示されるように、制御装置からガイドチューブ１７３の外面に沿ってネックホルダ１７２の近傍まで配線され、第１ケーブル３２０のコネクタ３２１を接続可能な中継コネクタ３３１を備えている。
　アダプタ３１１には、直径方向に貫通する貫通孔（通路部）３１２が設けられ、貫通孔３１２の一端の開口近傍には雌ねじ（図示略）が形成されている。リードスルースイッチ１１は、図示しない雄ねじを備え、雄ねじを貫通孔３１２の雌ねじに締結することにより、操作されるボタン部分を外部に露出させた状態でアダプタ３１１に固定されている。
　また、ブラケット本体５には、ツール平面Ｐに沿う方向に貫通し、第１ケーブル３２０を通すことができる貫通孔５ａが設けられている。
　リードスルースイッチ１１に接続された第１ケーブル３２０は、アダプタ３１１の貫通孔３１２を通って、リードスルースイッチ１１に対して背面に位置する開口から取り出され、溶接トーチ１７０の先端側に湾曲させられる。そして、第１ケーブル３２０は、ブラケット本体５の貫通孔５ａを通して、溶接トーチ１７０側に引き出される。
　これにより、ブラケット本体５よりも溶接トーチ１７０側に引き出された第１ケーブル３２０のコネクタ３２１は、ネックホルダ１７２近傍において本体ケーブル３３０のコネクタ３３１に接続される。図中、符号３５０は、本体ケーブル３３０および第１ケーブル３２０の接続された状態のコネクタ３２１，３３１を溶接トーチ１７０に固定する面ファスナである。
　固定ブロック６は、第１の実施形態と同様に、トーチ本体１７１の胴部１７１ａを一対の半割ブロック部材７，８に挟んだ状態でブラケット本体５に固定している。固定ブロック６は、作業者の右手によってトーチ本体１７１の長手軸Ｙを包み込む形態で把持可能であり、トーチ本体１７１に対して種々の方向に力を加えることができる程度の大きさを有している。固定ブロック６には、２つの押しボタンスイッチ１２，１３が設けられている。押しボタンスイッチ１２，１３は、固定ブロック６を握った状態の右手の親指によって操作可能な位置に配置されている。
　一方の押しボタンスイッチ１２は、押されることにより、押された時点におけるロボット１００の各軸の角度を記憶する教示ボタン（操作スイッチ、位置教示スイッチ）である。また、他方の押しボタンスイッチ１３は、押される都度にロボット１００の動作モードを直交動作と各軸動作とで切り替えるモード切替ボタン（操作スイッチ、動作モード変更スイッチ）である。
　押しボタンスイッチ１２，１３には第２ケーブル３４０が接続されている。第２ケーブル３４０の端部には、コネクタ（図示略）が取り付けられている。ロボット１００の手首ユニット１５０の外面には、ロボット１００の内部を配線されてきた図示しないケーブルに接続されたコネクタが固定されている。
　押しボタンスイッチ１２，１３に接続された第２ケーブル３４０は、押しボタンスイッチ１２，１３から溶接トーチ１７０のネックホルダ１７２に沿って延ばされた位置において、長さ方向の途中位置が面ファスナ３６０によってネックホルダ１７２に固定されている。第２ケーブル３４０は、その位置から、アダプタ３１１よりもフランジ１６０側の空間を横切って、手首ユニット１５０のコネクタ（第２コネクタ）３４１に接続されている。
　第１ケーブル３２０および第２ケーブル３４０は、上記の形態で配線されることにより、作業者により把持される領域に位置するアダプタ３１１の外周面および固定ブロック６の外面を避けた位置に配置される。これにより、作業者がロボット１００をリードスルー制御しながら教示する際に、第１ケーブル３２０および第２ケーブル３４０が、作業者による操作の邪魔になることを防止できる。
　このように構成された本実施形態に係るロボット用操作装置３００およびロボット１００の作用につて、以下に説明する。
　本実施形態に係るロボット用操作装置３００を用いて、ロボット１００をリードスルー制御しながら教示を行うには、作業者は、アダプタ３１１を左手で握り、固定ブロック６を右手で握り、アダプタ３１１に設けられたリードスルースイッチ１１を左手の親指で押下する。
　これにより、リードスルー制御が有効となるので、作業者がアダプタ３１１および固定ブロック６に加えた力がロボット１００に内蔵されたセンサにより検出され、検出された力に応じた位置および姿勢にロボット１００が動作させられる。そして、所望の位置において、作業者が固定ブロック６に設けられた教示ボタン１２を押下することにより、押下された時点におけるロボット１００の各軸の角度が記憶される。この動作を繰り返すことにより、ロボット１００の動作プログラムを教示することができる。
　この場合において、フランジ１６０に同軸に固定され、作業者によって把持し易い円柱状のアダプタ３１１にリードスルースイッチ１１を設けることにより、アダプタ３１１を第１ハンドル部として、リードスルー制御を有効にしながらロボット１００に力を加えることができる。また、トーチ本体１７１をブラケット本体５に固定する固定ブロック６に操作スイッチ１２，１３を設けることにより、固定ブロック６を第２ハンドル部として、トーチ本体１７１に力を加えつつ、教示等を行うことができる。
　アダプタ３１１および固定ブロック６によって構成された第１ハンドル部および第２ハンドル部は、第１の実施形態における第１ハンドル３および第２ハンドル４よりもフランジ１６０の回転軸線Ｘおよび溶接トーチ１７０の長手軸Ｙから大きく突出しない。したがって、周辺部材との干渉を抑えて、教示を容易にすることができる。また、教示後にハンドル３，４を取り外さなくても教示された動作プログラムの実行時においても、周辺部材との干渉を大幅に低減することができるという利点がある。
　また、固定ブロック６を第２ハンドル部とすることにより、固定ブロック６を右手で把持する作業者は、トーチ本体１７１を直接把持して操作するのと同等の感覚でトーチ本体１７１を移動させることができる。これにより、作業者が、トーチ本体１７１の位置および姿勢を直感的にコントロールし易く、ツール先端点に配置されている溶接ワイヤ１８０の先端を、作業者の意図した位置に精度よく配置することができる。
　また、本実施形態においては、アダプタ３１１を左手で、固定ブロック６を右手で握るので、利き手が右手である場合に、溶接トーチ１７０の位置および姿勢のコントロールをさらに容易にすることができる。
　アダプタ３１１に加えて固定ブロック６を把持することにより、アダプタ３１１のみでは困難な操作、例えば、フランジ１６０の回転軸線Ｘ回りに溶接トーチ１７０を回転させる動作等において、アダプタ３１１に加える力を補助的に利用して、容易に操作することができるという利点がある。
　また、固定ブロック６に、教示ボタン１２および動作モード切替ボタン１３を配置することにより、作業者は、固定ブロック６を右手で握った状態のままで、右手の親指によって教示ボタン１２および動作モード切替ボタン１３を操作できる。
　また、アダプタ３１１の外周面の内の作業者が左手で把持する領域および固定ブロック６の外面の内の作業者が右手で把持する領域を避けて第１ケーブル３２０および第２ケーブル３４０が配線されているので、第１ケーブル３２０および第２ケーブル３４０が操作の邪魔にならない。
　なお、本実施形態においても、教示ボタン１２または動作モード切替ボタン１３は、短く押す操作によって、教示ボタン１２あるいは動作モード切替ボタン１３として機能させ、例えば、長押し操作によってツール動作指令を教示するためのツール動作教示スイッチ等に機能変更可能であってもよい。
　また、本実施形態においては、アダプタ３１１を左手で握り、固定ブロック６を右手で握る場合を説明した。これに代えて、例えば、図８と同様にして、固定ブロック６を左右逆に取り付けることにより、アダプタ３１１を右手で握り、固定ブロック６を左手で握って操作することにしてもよい。これにより、利き手が左手である場合に溶接トーチ１７０の位置および姿勢を容易に操作することができる。
　この場合に、リードスルースイッチ１１をアダプタ３１１の外周面のツール平面上に配置しているので、リードスルースイッチ１１の位置を変更することなく、利き手を入れ替えることができる。また、第１ケーブル３２０および第２ケーブル３４０の配線ルートを上記のまま維持しても、第１ケーブル３２０および第２ケーブル３４０が作業者の邪魔にならない。すなわち、利き手の異なる作業者が操作する場合の変更を容易にすることができる。
　また、図１８に示されるように、第２ハンドル部である固定ブロック６に、第１の実施形態に係るロボット用操作装置１と同様の第１ハンドル（第１着脱ハンドル）３および第２ハンドル（第２着脱ハンドル）４を着脱可能なネジ孔１８，３６１およびピン孔４ａを設けてもよい。この場合に、図１８に示されるように、第１ハンドル３を、内孔３ａを有する中空構造とし、先端内面に、リードスルースイッチ１１の雄ねじ（図示略）を締結可能な雌ねじ（図示略）を設けてもよい。図１８中、符号３６０は第１ハンドル３を固定ブロック６に固定するためのネジである。
　図１７に示されるように、アダプタ３１１にリードスルースイッチ１１が取り付けられている状態から、図１９に示されるように第１ハンドル３および第２ハンドル４を取り付ける場合について説明する。まず、図１７に示される状態から、第１ケーブル３２０と本体ケーブル３３０とのコネクタ接続を切り離し、アダプタ３１１の貫通孔３１２からリードスルースイッチ１１、第１ケーブル３２０およびコネクタ３２１を抜き出す。
　次いで、図１８に示されるように、固定ブロック６に第１ハンドル３および第２ハンドル４を固定し、第１ハンドル３の内孔３ａに、コネクタ３２１および第１ケーブル３２０を通す。そして、図１９に示されるように、リードスルースイッチ１１の雄ねじを雌ねじに締結し、第１ケーブル３２０のコネクタ３２１を本体ケーブル３３０のコネクタ３３１に接続する。これにより、第１ハンドル３の外面に第１ケーブル３２０を沿わせることなく配線することができる。
　また、本実施形態においては、ブラケット３１０が、相互に組み付けられる別個のアダプタ３１１と、ブラケット本体５と、固定ブロック６とを備えることとした。これに代えて、アダプタ３１１とブラケット本体５、ブラケット本体５と固定ブロック６の半割ブロック部材７あるいは、アダプタ３１１、ブラケット本体５および半割ブロック部材７は、一体的に構成されていてもよい。
　また、第１ケーブル３２０は、図２０に示されるように、第１ハンドル３の内孔３ａを通過した後、ネックホルダ１７２の外面に沿わせて本体ケーブル３３０のコネクタ３３１にコネクタ３２１を接続してもよい。
　これにより、第１ケーブル３２０による外部への干渉範囲を最小限に抑えることができる。
　また、アダプタ３１１に、第１ケーブル３２０を配置する通路部として、直径方向に貫通する貫通孔３１２を設けたが、これに限定されるものではない。第１ケーブル３２０を取り出す開口は、アダプタ３１１の外周面ではなく、ブラケット本体５を取り付ける取付面に配置されていてもよい。これによれば、第１ケーブル３２０がアダプタ３１１の外周面を通過しないので、アダプタ３１１を把持する際の邪魔にならないという利点がある。
　また、通路部を貫通孔３１２によって構成することに代えて、第１ケーブル３２０を収容可能な溝により構成してもよい。
　１，３００　ロボット用操作装置
　２，３１０　ブラケット
　３　第１ハンドル（ハンドル、一方のハンドル、第１着脱ハンドル）
　４　第２ハンドル（ハンドル、他方のハンドル、第２着脱ハンドル）
　５　ブラケット本体
　６　固定ブロック（第２ハンドル部）
　１１　リードスルースイッチ
　１２　教示ボタン（操作スイッチ、位置教示スイッチ）
　１３　モード切替ボタン（操作スイッチ、動作モード変更スイッチ）
　１０　他方のハンドル固定部（取付部）
　１００　ロボット
　１６０　フランジ
　１７０　溶接トーチ（ツール）
　２００　ハンド（ツール）
　３１１　アダプタ（第１ハンドル部）
　３１２　貫通孔（通路部）
　３２０　第１ケーブル
　３２１　コネクタ（第１コネクタ）
　３３０　本体ケーブル
　３４０　第２ケーブル
　３４１　コネクタ（第２コネクタ）
　Ｐ　平面（ツール平面）
　Ｘ　回転軸線
　Ｙ　長手軸
 

Claims (18)

  1. 　ロボットに装着されるロボット用操作装置であって、
    　前記ロボットが、作業者により加えられる力を検出し、検出された力に応じて位置および姿勢を変更するリードスルー制御により動作可能であり、
    　前記ロボットの先端のフランジに固定され、該フランジの回転軸線に対して偏心した位置に、該回転軸線を含む平面に沿う形態で長尺のツールを取り付けるブラケットと、
    　該ブラケットに対して固定され、前記作業者の両手によってそれぞれ把持される２つのハンドルとを備え、
    　一方の前記ハンドルが、前記平面上に、前記ツールの長手軸に沿う方向に延びる形態で配置され、
    　他方の前記ハンドルが、前記ツールの近傍において、前記平面に交差する方向に延びる形態で配置されるロボット用操作装置。
  2. 　一方の前記ハンドルに、一方の前記ハンドルを把持した状態の前記作業者の手によって操作され、前記リードスルー制御を有効または無効に切り替えるリードスルースイッチが設けられている請求項１に記載のロボット用操作装置。
  3. 　一方の前記ハンドルを把持した状態の前記作業者の、他方の前記ハンドルを把持する手の届く範囲に、位置教示スイッチおよび動作モード変更スイッチの少なくとも１つの操作スイッチが配置されている請求項２に記載のロボット用操作装置。
  4. 　前記操作スイッチの少なくとも１つが、他方の前記ハンドルを把持した状態の前記作業者の手によって操作可能な位置に配置されている請求項３に記載のロボット用操作装置。
  5. 　他方の前記ハンドルが、前記ブラケットに対して取り外し可能に固定されている請求項１から請求項４のいずれかに記載のロボット用操作装置。
  6. 　前記ブラケットの前記平面を挟んだ両側に、他方の前記ハンドルを択一的に取付可能な取付部が設けられている請求項５に記載のロボット用操作装置。
  7. 　一方の前記ハンドルが、前記ブラケットに対して取り外し可能に固定されている請求項１から請求項６のいずれかに記載のロボット用操作装置。
  8. 　ロボットに装着されるロボット用操作装置であって、
    　前記ロボットが、作業者により加えられる力を検出し、検出された力に応じて位置および姿勢を変更するリードスルー制御により動作可能であり、
    　前記ロボットの先端のフランジに固定され、該フランジの回転軸線に対して偏心した位置に、該回転軸線を含む平面に沿う形態で長尺のツールを取り付けるブラケットを備え、
    　該ブラケットの前記フランジへの固定位置近傍に、前記作業者の一方の手によって前記回転軸線を包み込む形態で把持可能な第１ハンドル部が設けられ、前記ツールの前記ブラケットへの取付位置近傍に、前記作業者の他方の手によって前記ツールの長手軸を包み込む形態で把持可能な第２ハンドル部が設けられているロボット用操作装置。
  9. 　前記第１ハンドル部に、該第１ハンドル部を把持した状態の前記一方の手によって操作され、前記リードスルー制御を有効または無効に切り替えるリードスルースイッチが設けられている請求項８に記載のロボット用操作装置。
  10. 　前記ブラケットが、前記ツールを取り付けるブラケット本体と、該ブラケット本体を前記フランジに固定する柱状のアダプタとを備え、
    　該アダプタが前記第１ハンドル部を構成する請求項９に記載のロボット用操作装置。
  11. 　前記リードスルースイッチに一端が接続された第１ケーブルを備え、
    　該第１ケーブルと、前記ロボットを制御する制御装置に接続され、前記ツールに沿って配線された本体ケーブルとが、前記第１ケーブルの他端に取り付けられた第１コネクタにより着脱可能に接続されている請求項１０に記載のロボット用操作装置。
  12. 　前記アダプタの外周面に、前記リードスルースイッチが取り付けられる開口が設けられ、
    　前記アダプタに、前記開口に連絡し前記第１ケーブルの一部を収容状態に配置する通路部が設けられ、
    　該通路部が、前記アダプタの外面の内、前記一方の手により把持される領域以外の位置から前記第１コネクタ側の前記第１ケーブルを前記アダプタの外方に露出させる請求項１１に記載のロボット用操作装置。
  13. 　前記第２ハンドル部に、前記平面上に、前記ツールの前記長手軸に沿う方向に延びる形態で着脱可能に取り付けられる第１着脱ハンドルおよび、前記平面に交差する方向に延びる形態で着脱可能に取り付けられる第２着脱ハンドルを備え、
    　前記リードスルースイッチが、前記アダプタに着脱可能に取り付けられ、
    　前記第１着脱ハンドルに、前記アダプタから取り外された前記リードスルースイッチを取付可能である請求項１０から請求項１２に記載のロボット用操作装置。
  14. 　前記第２ハンドル部に、該第２ハンドル部を把持した状態の前記他方の手によって操作される、位置教示スイッチおよび動作モード変更スイッチの少なくとも１つの操作スイッチが設けられている請求項８から請求項１３のいずれかに記載のロボット用操作装置。
  15. 　前記操作スイッチに一端が接続された第２ケーブルを備え、
    　該第２ケーブルが、前記操作スイッチから前記ツールに沿って延ばされた後、前記アダプタよりも前記フランジ側を通って、前記ロボットの先端に設けられた第２コネクタに接続されている請求項１４に記載のロボット用操作装置。
  16. 　前記操作スイッチの少なくとも１つが、長押し操作によってツール動作指令を教示するためのツール動作教示スイッチに機能変更可能である請求項３から請求項７または請求項１５のいずれかに記載のロボット用操作装置。
  17. 　前記操作スイッチが、機能変更を報知する報知機能を備える請求項１６に記載のロボット用操作装置。
  18. 　請求項１から請求項１７のいずれかに記載のロボット用操作装置を備えるロボット。
     
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