JPH0444317Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、工業ロボツトにより溶接作業等を
行う際、ロボツトに加わつた作業上の過負荷を検
出して非常停止させ、事故を未然に防止するため
に用いられる過負荷検出装置に関する。

［従来の技術］ 一般に溶接作業等に用いられる工業用の溶接ロ
ボツトは、第８図に示す特開昭60−118391号公報
に記載されたように構成するのを普通とする。

すなわち、この溶接作業に用いられる溶接ロボ
ツト５は、ベース８に矢印Ａで示す方向に回動可
能に縦に装着された旋回ポスト９の上端部に矢印
Ｂで示す方向に揺動可能に揺動アーム６を装着す
る。この揺動アーム６の自由端部には、矢印Ｃま
たは矢印Ｄで示す方向に回動可能な傾斜軸６ａを
介して、給電トランス７ｂおよび溶接チツプ７ａ
を有する溶接ガン７を装着してなる。

なお、１０は吊下げ具、１１はチヤツキング機
構、１２はフローテイングユニツト、１３はフレ
ーム、２はワーク受台である。

［考案が解決しようとする問題点］ このような構成の溶接ロボツト５により溶接作
業を行う際には、溶接チツプ７ａと被溶接物であ
るワークとの間の溶接条件が悪い時、またはワー
クの溶接面間に異物が介在している状態でスポツ
ト溶接作業を行つた時、溶接チツプ７ａがワーク
に溶着してしまうことがある。また、ワークの一
部が変形していると溶接チツプ７ａに引つ掛かつ
てしまうことがある。このような場合に、ロボツ
トがプログラム通りに次の溶接個所に溶接ガン７
を強力な力で移動しようとすると、溶接ガン７に
過剰な負荷がかかる。このような場合には、溶接
ロボツト５の電動機の負荷から異常を検出し、ロ
ボツトを停止する安全手段が講じられていた。し
かし、この安全手段も常に確実に動作することを
期待できず、しかもロボツト自体に過負荷から逃
げられるようにするための、即ち溶接ガン７に過
剰な負荷が作用した際溶接ガン７とロボツト５の
揺動アーム６との間における相対的な変形を許容
するいわゆる変形代を設定する構成を具備しない
ので、ロボツトを動作させるための強力な駆動力
によつて、溶接ガン７の溶接チツプ７ａが折曲、
折損したり、溶接ガン７のアームが変形してしま
う、又はロボツトの駆動軸装置部が損傷を受ける
という問題があつた。

本考案は、上述の点に鑑みロボツトによる作業
時に過負荷が加わつた場合、これを直ちに検知し
てロボツトの作業動作を停止し、さらにその過負
荷を除去するための変形代を設定するよう構成す
るとともに、過負荷の原因を除去した後その変形
を容易に元の所定位置に復帰させることを可能と
した、工業ロボツトの過負荷検出装置を新たに提
供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本考案の工業ロボツトの過負荷検出装置は、ロ
ボツトの手首先端軸と溶接機等の作業機との間に
設置されるもので、常時はロボツトの手首先端軸
に対し作業機を所定位置に保持するとともに、作
業機に外力による過負荷が加わつた時に弾性変位
して元の所定位置に復帰可能な範囲で変形するよ
うにし、この過負荷による変形状態を検知し得る
ように構成したことを特徴とする。

［作用］ 上述のように構成することにより、作業機に外
力による過負荷が加わつた時、過負荷状態を電気
的に検知し、この信号により自動的にロボツトの
作業動作を停止させることを可能とするともに、
この工業ロボツトの過負荷検出装置部分で弾性的
に変形して過負荷による部材が変形してしまう等
の故障が生じるのを防止でき、しかも過負荷の原
因を除去した後、作業機の元の所定位置に復帰せ
しめ作業を再開せしめ得るという作用を奏する。

［実施例］ 以下、本考案の工業ロボツトの過負荷検出装置
の実施例を第１図ないし第７図によつて説明す
る。なお、この第１図ないし第７図において、第
８図に対応する部分には同一符号を付すことと
し、その詳細な説明を省略する。

第２図は、本考案の第一実施例を示す工業ロボ
ツトの過負荷検出装置を取り付けた溶接ロボツト
の全体斜視図で、５は溶接ロボツトの本体であ
る。この溶接ロボツト５は、ベース８の上に旋回
ポスト９を装着し、この上部に揺動アーム６を設
置し、さらに揺動アーム６の自由端部にロボツト
手首先端軸１５を設置する。

そして、このロボツト手首先端軸１５には過負
荷検出装置２０を介して、作業機であるスポツト
溶接ガン２１を取り付けるものである。

この過負荷検出装置２０は、第１図の縦断面に
示すように、ロボツト手首先端軸１５に上固定プ
レート２２をボルト２３で固締して取り付ける。
この上固定プレート２２は、第３図に示すように
円板状に形成し、その中央には円形透穴２４を開
口する。

さらに、この上固定プレート２２の下面中央部
には矩形枠を柱状に形成して成る固定ブラケツト
２５の上端を固着し、その固定ブラケツト２５の
下端に固定プレート２６の中央部を固着する。

そして、固定プレート２６の中央には、円形挿
通開口２７を設ける。

さらに位置決め変位手段を構成するものとし
て、固定プレート２６の下面の六等分された所要
箇所には、それぞれ鋼球３１を回動自由に納める
ための円柱状な穴である保持穴２８を設ける。ま
た固定プレート２６の下部には、可動プレート２
９を装着するもので、この可動プレート２９は固
定プレート２６と同形の円板であり、その上面に
おける固定プレート２６の６個の保持穴２８に対
応する六等分された所要箇所には、それぞれ鋼球
３１を位置決めするためのすりばち状の穴である
位置決穴３０を設ける。なお、この位置決穴３０
は可動プレート２９の放射線方向に延びる断面Ｖ
字状の溝で置き換えてもよいものである。さら
に、この保持穴２８とこれに対応する位置決穴３
０とは、３組づつ以上設けるように構成してもよ
い。また、固定プレート２６に位置決穴３０を設
け、可動プレート２９に保持穴２８を設け鋼球３
１を設置してもよい。

また、この可動プレート２９の中央にはボルト
を通すための挿通孔４３を設ける。

そして、互いに合致した状態の各保持穴２８と
位置決穴３０との空間内部にそれぞれ鋼球３１を
設置する。

なお、鋼球３１の代わりに半球面状等の凸部を
固定プレート２６と一体的に構成するようにして
も良い。

このように構成された位置決め変位手段に対し
て、プレート付勢手段を設ける。

このため固定プレート２６と可動プレート２９
とが合致した状態で連通する円形挿通開口２７と
挿通孔４３とに支持体となる支持ボルト３２を挿
通し、その先端部から圧縮コイルスプリング３３
を挿通する。さらに、支持ボルト３２の先端部に
圧縮コイルスプリング３３の端部を押さえる。ワ
ツシヤ３４をはめてから、係止部材である緩み止
め付きナツト３５をねじはめし、この緩み止め付
きナツト３５の緩み止め３６で締め付けて固定す
る。

なお、支持ボルト３２の頭部には、支持ボルト
３２の先端部にはめたナツト３５の緩み止め３６
が回動して固定ブラケツト２５の方向に向かない
ように、回り止めストツパ金具を設けても良い。

これにより、可動プレート２９は固定プレート
２６に対し、鋼球３１を介して所要の付勢力で押
し付けられることになるため、鋼球３１の球面と
位置決穴３０の円錐斜面との作用で、所定位置に
位置決めされるものである。

また、変位検知手段として、前述した固定ブラ
ケツト２５の上固定プレート２２近部には、支板
３７を横に突設し、これにマイクロスイツチ３８
を設置する。このマイクロスイツチ３８のスイツ
チレバー３９は、平常状態で支持ボルト３２の頭
部に当接しマイクロスイツチ３８をオン状態にす
るようにする。

このマイクロスイツチ３８から引き出されたリ
ード線４０は、固定ブラケツト２５に開けた透孔
から外部に引き出され、図示しない制御装置に接
続される。

この過負荷検出装置２０の可動プレート２９底
面には、スポツト溶接ガン２１をそのガンブラケ
ツト部４１を固定ボルト４２，４２で固定して取
り付ける。

次に、上述のように構成した本例の過負荷検出
装置２０の動作を説明する。

まず、溶接ロボツト５のスポツト溶接ガン２１
に過負荷が加わつていない平常状態では、過負荷
検出装置２０は第１図に示すように、ロボツト手
首先端軸１５に対しスポツト溶接ガン２１が過負
荷検出装置２０を介して適正位置に位置決めされ
て保持され、またマイクロスイツチ３８もオン状
態にあり、この状態で溶接作業を実行するもので
ある。

この溶接作業中にスポツト溶接ガン２１に過負
荷がかかつた場合には、第４図及び第５Ａ図に示
すような状態となつて、圧縮コイルスプリング３
３の付勢力に抗して可動プレート２９と支持ボル
ト３２とが動き、固定プレート２６と可動プレー
ト２９との間隔が広がる。すなわち、スポツト溶
接ガン２１が第４図に矢印Ｅで示す方向の外力を
受けた場合には、可動プレート２９は固定プレー
ト２６に対して、鋼球３１ａを支点として、矢印
Ｆ方向に回動する。したがつて、支持ボルト３２
の先端部はマイクロスイツチ３８から離れること
になり、スイツチレバー３９は開く。このため、
マイクロスイツチ３８はオフ状態の信号を図示し
ない制御装置に送り、これを受けた制御装置は、
信号を送つて、溶接ロボツト５の溶接作業動作を
停止するものである。

なお、鋼球３１と、その保持穴２８と、位置決
穴３０とを３組設けた場合に比べて、これらを６
組設けたものは、可動プレート２９を傾動する支
点となる鋼球３１の位置が平均して遠ざかること
となるので、可動プレート２９の傾動にともなう
支持ボルト３２の変移距離を拡大でき、マイクロ
スイツチ３８をオフにする動作の確実性を向上す
ることができるものである。

また、過負荷検出装置２０が第５Ａ図に矢印Ｇ
で示す回転方向の外力を受けた場合には第５Ａ図
および第５Ｂ図に示すように、鋼球３１が位置決
穴３０の斜面を登ることになり固定プレート２６
から可動プレート２９が引き離されることにな
る。よつて、前述した場合と同様に、支持ボルト
３２の先端部がマイクロスイツチ３８から引き離
され、マイクロスイツチ３８がオフ状態となり、
制御装置によつて溶接ロボツト５が停止される。

このようにして、スポツト溶接ガン２１に過負
荷が加わつた場合に溶接ロボツト５を速やかにを
停止させることができ、しかもスポツト溶接ガン
２１に対する所要の変形代をとれるので、過負荷
が加わつた時の衝撃を和らげ、スポツト溶接ガン
２１のアームの変形や電極の曲がり、折損、また
溶接ロボツト５の故障といつたトラブルを回避で
きるものである。

また、過負荷の原因を除去した後、圧縮コイル
スプリング３３の付勢力でスポツト溶接ガン２１
を適正位置に復帰させることができるので、修理
をすることなく速やかに溶接作業を再開できるも
のである。

次に、本考案の工業ロボツトの過負荷検出装置
の第二実施例を第６図及び第７図によつて説明す
る。

本例装置は、上述した第一実施例の装置におい
て、プレート付勢手段における、支持ボルト３２
部分に貫挿設置されるスプリング３３と、固定プ
レート２６部分の構成と、その固定プレート２６
の保持穴２８の構成を改良したものである。

すなわち、第６図に示すように、支持ボルト３
２部分に貫挿設置されるスプリング３３の代わり
に所要枚数のさらばね５０を図示するように凸方
向が互い違いとなるように積み重ねて使用する。

または、溶接ロボツト５に装着するスポツト溶
接ガン２１の重さ、大きさ等による種類に応じ
て、さらばねの弾力を所要の強さに調整するた
め、第７図に例示するようにさらばね５０を２枚
づつ凸方向が同じ向きとなるように重ね合わせた
もの一組を単位体として凸方向が互い違いとなる
ように積み重ねて使用する等、種々の組合せに変
更使用できるものである。

さらに種々のスポツト溶接ガン２１に対応し
て、支持ボルト３２に積み重ねて設置されるさら
ばねの枚数を加減することにより、支持ボルト３
２がらばねを弾性変形させて固定プレート２６か
ら下方に延出する変位量を調整することができ、
有利である。

また本例装置では、位置決め変位手段におい
て、固定ブラケツト２５に直接固定プレート２６
を取り付けるのではなく、まず固定ブラケツト２
５の下端に平厚板状の固定台板５１を溶接等の手
段で固着し、その所要箇所にそれぞれ固定ねじを
挿通する透孔である挿通孔５２を穿設する。

また、別体として構成した肉厚円板状の固定プ
レート２６を用意し、これに上述した固定台板５
１の各挿通孔５２に対応する各ねじ孔５３を穿設
しておく。

そして、固定プレート２６を固定ブラケツト２
５の下端に固着した固定台板５１の底面に位置決
めして合わせ、それぞれ固定ボルト５４を、挿通
孔５２を通しねじ孔５３にねじ込んで、固定する
ようにする。

このように構成することにより、固定プレート
２６を交換可能な独立した部品とできるととも
に、固定プレート２６自体を焼き入れする等の加
工を施し易くできるものである。

また、この固定プレート２６には前述した円柱
状な穴である保持穴２８の代わりに、鋼球３１の
球面に対応した半球面の底面を持つ保持穴２８ａ
を穿設し、保持穴２８ａに入れた鋼球３１を球面
で支受するようにする。このように構成すること
により、鋼球３１の強大な力が加わつた場合でも
保持穴２８の底面がくぼんでしまい位置合わせが
狂うといつたことを防止できるものである。

なお、以上詳述した以外の本第二実施例の構
成、作用等は前述した第一実施例と同等であるの
でその説明を省略する。

［考案の効果］ 以上詳述したように、本考案の工業ロボツトの
過負荷検出装置によれば、位置決め変位手段を設
け、さらに固定プレートと可動プレートとが平常
時適正位置にある状態にあるよう付勢するプレー
ト付勢手段を設け、また過負荷が加わつた時、固
定プレートと可動プレートとの間がこのプレート
付勢手段の付勢力に抗して開くように変形しその
過負荷を緩和して装置類を保護するようにし、か
つ変位検知手段によつて過負荷による変位を電気
的に検知するように構成したので、スポツト溶接
ガンに過負荷が加わつた時、確実かつ速やかに溶
接ロボツトの動作を停止させることを可能とす
る。また、過負荷検出装置部分に所要の変形代を
設定できるので、機械、器具類の損傷を未然に防
止できる。しかも、プレート付勢手段の付勢力
と、位置決め変位手段による位置決め作用によ
り、過負荷除去後、作業状態に速やかに復帰させ
作業を再開できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の工業ロボツトの過負荷検出装
置の第一実施例を示す縦断面図、第２図はこの工
業ロボツトの過負荷検出装置を装着した溶接ロボ
ツトの斜視図、第３図は第１図の−線矢視
図、第４図はその過負荷検出装置が横方向の外力
を受けたときの状態を示す縦断面図、第５Ａ図は
その過負荷検出装置が回動方向の外力を受けたと
きの状態を示す縦断面図、第５Ｂ図は鋼球と位置
決穴部分を取り出して示す断面図、第６図は本考
案の第二実施例を示す縦断面図、第７図はそのさ
らばね部分を取り出して示す縦断面図、第８図は
従来の溶接ロボツトの一例を示す側面図である。 ５……溶接ロボツト、２０……過負荷検出装
置、２１……スポツト溶接ガン、２２……上固定
プレート、２５……固定ブラケツト、２６……固
定プレート、２８……保持穴、２９……可動プレ
ート、３０……位置決穴、３１……鋼球、３２…
…支持ボルト、３３……圧縮コイルスプリング、
３５……緩み止め付きナツト、３８……マイクロ
スイツチ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 工業ロボツトの手首先端軸１５と作業機との間
   に設置される過負荷検出装置において、固定プレ
   ート２６に対し可動プレート２９を位置決めする
   とともに過負荷が加わると前記固定プレート２６
   と前記可動プレート２９との相対的位置が変位す
   るようにした位置決め変位手段と、前記固定プレ
   ート２６と前記可動プレート２９とが互いに接近
   するように付勢するプレート付勢手段と、前記可
   動プレート２９の変位を電気的に検知する変位検
   知手段とを有することを特徴とする工業ロボツト
   の過負荷検出装置。