JPH0790495B2 - 外部接触検知装置 - Google Patents
外部接触検知装置Info
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- JPH0790495B2 JPH0790495B2 JP63183875A JP18387588A JPH0790495B2 JP H0790495 B2 JPH0790495 B2 JP H0790495B2 JP 63183875 A JP63183875 A JP 63183875A JP 18387588 A JP18387588 A JP 18387588A JP H0790495 B2 JPH0790495 B2 JP H0790495B2
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- Japan
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/02—Sensing devices
- B25J19/026—Acoustical sensing devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q16/00—Equipment for precise positioning of tool or work into particular locations not otherwise provided for
- B23Q16/02—Indexing equipment
- B23Q16/021—Indexing equipment in which only the positioning elements are of importance
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
- B23Q5/54—Arrangements or details not restricted to group B23Q5/02 or group B23Q5/22 respectively, e.g. control handles
- B23Q5/58—Safety devices
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Robotics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、可動物体が外部と接触し外力を受けたとき
に、それを検知し、動作を停止させるための外部接触検
知装置に関する。
に、それを検知し、動作を停止させるための外部接触検
知装置に関する。
可動する生産機械たとえば産業用ロボットにおいて、外
部の固定物との接触事故はどうしても避けることができ
ず、接触時にそれを検知してロボットをいち早く停止さ
せることで、ロボッドおよびワークの損傷を防いでいる
のが現状である。
部の固定物との接触事故はどうしても避けることができ
ず、接触時にそれを検知してロボットをいち早く停止さ
せることで、ロボッドおよびワークの損傷を防いでいる
のが現状である。
重量物をワークとして使用する産業用ロボットの外観を
表わす側面図を第３図に示す。
表わす側面図を第３図に示す。
産業用ロボット20はアーム21から旋回部22を経て外部接
触検知装置23を介して把持部24により、ワークのスポッ
トガン26を装着しチップ27において溶接作業が行なわれ
る。
触検知装置23を介して把持部24により、ワークのスポッ
トガン26を装着しチップ27において溶接作業が行なわれ
る。
第４図は出願人が先に提案した外部接触検知装置23を示
す（実開昭62−61492号）。ボルト15によってロボット
の手首フランジに取り付けられる部材１に、部材２がボ
ルト14によって接続されている。これら部材1,2はロボ
ット側に取り付けられる部材であり、部材２側にはワー
クを装着する側の部材３が連結されている。部材３の取
り付けは同部材３に球面軸受４が組み込まれ、この球面
軸受４にシャフト５が挿入され、シャフト５と部材２と
の間に皿ばねからなる弾性体６が介挿されることで行わ
れ、さらに、シャフト５の先端部にナット７が螺合され
ることで行われる。このロボット側の部材２およびワー
ク側の部材３にはそれぞれブッシュ８が組み込まれてお
り、これらブッシュ８間に鋼球９が挟み込まれている。
なお、鋼球９はリテーナ10に保持された状態でブッシュ
８に挟み込まれ、ナット７の締め付けによって取り付け
が行われる。また、11は部材１に取り付けられたスイッ
チであり、シャフト５内に挿入されシャフト５の変位を
検出してON状態となるようにセットされている。この場
合、スイッチ11の先端面には動作距離調整用ボルト12が
対向している。なお、図中11aは二重ナットの役目をし
ているスイッチ11固定用のナット、11bはスイッチ11の
リード線、11cはリード線11bを貫通させる孔、12aは調
整用ボルト12の緩み止め用の皿ばねである。
す（実開昭62−61492号）。ボルト15によってロボット
の手首フランジに取り付けられる部材１に、部材２がボ
ルト14によって接続されている。これら部材1,2はロボ
ット側に取り付けられる部材であり、部材２側にはワー
クを装着する側の部材３が連結されている。部材３の取
り付けは同部材３に球面軸受４が組み込まれ、この球面
軸受４にシャフト５が挿入され、シャフト５と部材２と
の間に皿ばねからなる弾性体６が介挿されることで行わ
れ、さらに、シャフト５の先端部にナット７が螺合され
ることで行われる。このロボット側の部材２およびワー
ク側の部材３にはそれぞれブッシュ８が組み込まれてお
り、これらブッシュ８間に鋼球９が挟み込まれている。
なお、鋼球９はリテーナ10に保持された状態でブッシュ
８に挟み込まれ、ナット７の締め付けによって取り付け
が行われる。また、11は部材１に取り付けられたスイッ
チであり、シャフト５内に挿入されシャフト５の変位を
検出してON状態となるようにセットされている。この場
合、スイッチ11の先端面には動作距離調整用ボルト12が
対向している。なお、図中11aは二重ナットの役目をし
ているスイッチ11固定用のナット、11bはスイッチ11の
リード線、11cはリード線11bを貫通させる孔、12aは調
整用ボルト12の緩み止め用の皿ばねである。
次に上記構成の作動を説明する。
部材３に矢印方向のモーメントM1が加わると、部材３が
鋼球９を支点として皿バネ６に抗して部材３の他方の肩
を上昇させ、シャフト５もそれと同時に変位して、スイ
ッチ11の接点が開き、ON信号が送出される。
鋼球９を支点として皿バネ６に抗して部材３の他方の肩
を上昇させ、シャフト５もそれと同時に変位して、スイ
ッチ11の接点が開き、ON信号が送出される。
また、捻り外力M2が加わったときには、鋼球９が部材２
のブッシュ８から抜け出し、同じくシャフト５がスイッ
チ11の開く方向に変位して、ON信号を出す。
のブッシュ８から抜け出し、同じくシャフト５がスイッ
チ11の開く方向に変位して、ON信号を出す。
引張力ｆおよびＦが加わっても同じことで、部材３が鋼
球９を支点として皿バネ６に抗して部材３の他方の肩を
上昇させ、シャフト５をスイッチ11が開く方向に変位さ
せて、ON信号を出す。
球９を支点として皿バネ６に抗して部材３の他方の肩を
上昇させ、シャフト５をスイッチ11が開く方向に変位さ
せて、ON信号を出す。
以上のようにこの装置は、ワーク側部材３に外力が加わ
ったとき、スイッチ11から外部接触信号が送出されるの
で、この信号でロボットを停止させるようにすれば、ロ
ボットの接触事故による被害を防止できる。
ったとき、スイッチ11から外部接触信号が送出されるの
で、この信号でロボットを停止させるようにすれば、ロ
ボットの接触事故による被害を防止できる。
そして、修復は接触物を取り除けば、自動復帰ができる
構造であり、再現性も確保されているため、短時間で修
復が可能である。
構造であり、再現性も確保されているため、短時間で修
復が可能である。
しかし従来装置では、ブッシュ８の硬度が低く、このブ
ッシュ８の鋼球９に対して外力が作用したときにブッシ
ュ８の接触面が変形することがある。第５図は部材３に
捻り外力M2が作用した場合を示し、鋼球９には弾性体６
による圧接力Ｐが作用しており（同図（ａ））、この状
態で捻り外力M2が作用すると鋼球９はロボット側部材２
のブッシュ８（同図の左側のブッシュ）のショルダ部分
に乗り上がろうとし強固に接触する。この接触によって
同ブッシュ８の接触面が凹むなどの変形Ｃが生じる（同
図（ｂ））。このような変形Ｃにより、最初に設定した
検出精度が変化するため、検出精度を恒久的に維持する
ことができない。また、鋼球９はブッシュ８間に単に挟
まれた状態で保持されており、ブッシュ８との間にクリ
アランスが生じ易く、このクリアランスによってロボッ
トの作業先端の位置決め精度が低下する。
ッシュ８の鋼球９に対して外力が作用したときにブッシ
ュ８の接触面が変形することがある。第５図は部材３に
捻り外力M2が作用した場合を示し、鋼球９には弾性体６
による圧接力Ｐが作用しており（同図（ａ））、この状
態で捻り外力M2が作用すると鋼球９はロボット側部材２
のブッシュ８（同図の左側のブッシュ）のショルダ部分
に乗り上がろうとし強固に接触する。この接触によって
同ブッシュ８の接触面が凹むなどの変形Ｃが生じる（同
図（ｂ））。このような変形Ｃにより、最初に設定した
検出精度が変化するため、検出精度を恒久的に維持する
ことができない。また、鋼球９はブッシュ８間に単に挟
まれた状態で保持されており、ブッシュ８との間にクリ
アランスが生じ易く、このクリアランスによってロボッ
トの作業先端の位置決め精度が低下する。
ここにおいて本発明は、鋼球による変形やクリアランス
の発生がなく、長期の間、高精度で作動することができ
る外部接触検知装置を提供するものである。
の発生がなく、長期の間、高精度で作動することができ
る外部接触検知装置を提供するものである。
本発明は、鋼球を２つの部材に挟んだ状態でプレスなど
で加圧して２部材間に嵌め込むようにしたものである。
このため本発明に係る外部接触検知装置は、２つの部材
に挟まれ、２つの部材を加圧することによって形成され
る凹部内に嵌め込まれる複数の鋼球と、一方の部材と鋼
球を他方の部材に圧接させる弾性体と、一方の部材また
は鋼球が他方の部材に対して相対的に変位したときに作
動するスイッチとを有するものである。
で加圧して２部材間に嵌め込むようにしたものである。
このため本発明に係る外部接触検知装置は、２つの部材
に挟まれ、２つの部材を加圧することによって形成され
る凹部内に嵌め込まれる複数の鋼球と、一方の部材と鋼
球を他方の部材に圧接させる弾性体と、一方の部材また
は鋼球が他方の部材に対して相対的に変位したときに作
動するスイッチとを有するものである。
２つの部材間に挟まれた鋼球に対して２つの部材から加
圧力を作用させると、両部材の鋼球との接触面が凹むと
同時に加工硬化層が形成される。鋼球はこの加工硬化層
の凹部内に嵌め込まれ、部材との間にクリアランスがな
い状態で密着保持されると共に、部材と強固に接触する
ように相対変位しても部材の変形がない。
圧力を作用させると、両部材の鋼球との接触面が凹むと
同時に加工硬化層が形成される。鋼球はこの加工硬化層
の凹部内に嵌め込まれ、部材との間にクリアランスがな
い状態で密着保持されると共に、部材と強固に接触する
ように相対変位しても部材の変形がない。
本発明の一実施例における構造図を第１図に表わす。
第１図（ａ）はロボット側からみた底面図、第１図
（ｂ）は側断面図、第１図（ｃ）はワーク側からみた上
面図である。ボルト50によってロボットの手首フランジ
に装着される部材31と、この部材31にボルト47によって
取り付けられる部材32と、ボルト49によってこの部材32
のワーク側に取り付けられる部材33と、部材32の一部を
覆うカバー48と、部材33の軸方向端面の一部を覆うカバ
ー51とによってロボット側の部材が構成されている。一
方、ワークが装着されるアーム34と、アーム34が取り付
けられるシャフト35とによってワーク側の部材が構成さ
れている。ここで、アーム34はキー42によって位置決め
された状態でボルト43を締め付けることによりシャフト
35に取り付けられるようになっている。またシャフト35
は空洞部44が軸方向に形成され、この空洞部44にボルト
45を螺合することで空洞部44の閉鎖が行われている。
（ｂ）は側断面図、第１図（ｃ）はワーク側からみた上
面図である。ボルト50によってロボットの手首フランジ
に装着される部材31と、この部材31にボルト47によって
取り付けられる部材32と、ボルト49によってこの部材32
のワーク側に取り付けられる部材33と、部材32の一部を
覆うカバー48と、部材33の軸方向端面の一部を覆うカバ
ー51とによってロボット側の部材が構成されている。一
方、ワークが装着されるアーム34と、アーム34が取り付
けられるシャフト35とによってワーク側の部材が構成さ
れている。ここで、アーム34はキー42によって位置決め
された状態でボルト43を締め付けることによりシャフト
35に取り付けられるようになっている。またシャフト35
は空洞部44が軸方向に形成され、この空洞部44にボルト
45を螺合することで空洞部44の閉鎖が行われている。
このような本実施例において、ロボット側の部材の一部
をなす部材33およびワーク側の部材の一部をなすシャフ
ト35は対向する２つの部材を構成するものであり、これ
ら部材33,35間に複数の鋼球36が嵌め込まれている。ま
た、部材32内には三次元方向に変位可能な筒状のガイド
37がシャフト35に当接するように設けられると共に、ガ
イド37と部材31との間にコイルばねからなる弾性体38が
挿入されている。この構成では弾性体38がガイド37を介
してシャフト35および鋼球36を部材33方向に圧接してお
り、この圧接力に抗してシャフト35が変位すると、ガイ
ド37が同方向および同量変化するようになっている。そ
して、ガイド37にはドグ41が取り付けられており、この
ドグ41と対向するようにスイッチ40が部材32に取り付け
られている。スイッチ40はドグ41の変位、すなわちシャ
フト35の変位を検出してON作動するように設定されるも
のである。図中、39はシャフト35および部材33間に鋼球
36を押え込むリテーナである。また46はスイッチ40から
引き出されるリード線である。
をなす部材33およびワーク側の部材の一部をなすシャフ
ト35は対向する２つの部材を構成するものであり、これ
ら部材33,35間に複数の鋼球36が嵌め込まれている。ま
た、部材32内には三次元方向に変位可能な筒状のガイド
37がシャフト35に当接するように設けられると共に、ガ
イド37と部材31との間にコイルばねからなる弾性体38が
挿入されている。この構成では弾性体38がガイド37を介
してシャフト35および鋼球36を部材33方向に圧接してお
り、この圧接力に抗してシャフト35が変位すると、ガイ
ド37が同方向および同量変化するようになっている。そ
して、ガイド37にはドグ41が取り付けられており、この
ドグ41と対向するようにスイッチ40が部材32に取り付け
られている。スイッチ40はドグ41の変位、すなわちシャ
フト35の変位を検出してON作動するように設定されるも
のである。図中、39はシャフト35および部材33間に鋼球
36を押え込むリテーナである。また46はスイッチ40から
引き出されるリード線である。
このような構成において、鋼球36はシャフト35および部
材33の間に挟まれ、挟まれた状態でシャフト35または部
材33を加圧することによってこれらの間に嵌め込まれる
ものである。第２図はこの作業工程を示し、シャフト35
と部材33の間に鋼球36をセットして（同図（ａ））、鋼
球36をこれらの間に挟み込む。そして、部材33を加圧装
置などで加圧すると（同図（ｂ））、この加圧力Ｑによ
って部材33およびシャフト35は鋼球36との接触部分が凹
んで鋼球36はこの凹部内に嵌め込まれる。かかる加圧
は、いわゆる冷間鋳造であり、この加圧により部材33お
よびシャフト35の鋼球36との接触部分には加工硬化層33
a、35aが形成される。この加工硬化層33a,35aは硬度が
高くなり、乗り上げなどの変位により鋼球36が強固に接
触しても何ら変形することがない。従って設定当初の検
出精度を維持でき、恒久的な精度での検出が可能とな
る。また、鋼球36と加工硬化層33a,35aとが確実に密着
して、これらの間にクリアランスを生じないため、高精
度の位置決めが可能となる。
材33の間に挟まれ、挟まれた状態でシャフト35または部
材33を加圧することによってこれらの間に嵌め込まれる
ものである。第２図はこの作業工程を示し、シャフト35
と部材33の間に鋼球36をセットして（同図（ａ））、鋼
球36をこれらの間に挟み込む。そして、部材33を加圧装
置などで加圧すると（同図（ｂ））、この加圧力Ｑによ
って部材33およびシャフト35は鋼球36との接触部分が凹
んで鋼球36はこの凹部内に嵌め込まれる。かかる加圧
は、いわゆる冷間鋳造であり、この加圧により部材33お
よびシャフト35の鋼球36との接触部分には加工硬化層33
a、35aが形成される。この加工硬化層33a,35aは硬度が
高くなり、乗り上げなどの変位により鋼球36が強固に接
触しても何ら変形することがない。従って設定当初の検
出精度を維持でき、恒久的な精度での検出が可能とな
る。また、鋼球36と加工硬化層33a,35aとが確実に密着
して、これらの間にクリアランスを生じないため、高精
度の位置決めが可能となる。
次に作動を説明する。
シャフト35にモーメントM1が加わると、シャフト35が鋼
球36を支点として弾性体38に抗してシャフト35の他方の
ショルダ部分が上昇し、ガイド37も同期変位するためス
イッチ40が作動する。捻り外力M2が加わると、鋼球36が
部材33またはシャフト35から抜け出し、これによりガイ
ド37が変位してスイッチ40が作動する。圧縮力Ｆが加わ
っても同様で、ガイド37が弾性体38の圧接力に抗して変
位するため、スイッチ40が作動する。従って、外力の検
知が確実で接触事故などの損傷を防止できるが、シャフ
ト35および部材33は鋼球36との接触部分が加工硬化層と
なっているため、変形がなく高精度の検出を恒久的に維
持することができる。
球36を支点として弾性体38に抗してシャフト35の他方の
ショルダ部分が上昇し、ガイド37も同期変位するためス
イッチ40が作動する。捻り外力M2が加わると、鋼球36が
部材33またはシャフト35から抜け出し、これによりガイ
ド37が変位してスイッチ40が作動する。圧縮力Ｆが加わ
っても同様で、ガイド37が弾性体38の圧接力に抗して変
位するため、スイッチ40が作動する。従って、外力の検
知が確実で接触事故などの損傷を防止できるが、シャフ
ト35および部材33は鋼球36との接触部分が加工硬化層と
なっているため、変形がなく高精度の検出を恒久的に維
持することができる。
以上説明したように本発明は、鋼球を２つの部材間に挟
んだ状態で加圧することで２部材間に嵌め込む構造であ
り、２部材には加工硬化層が形成されるため変形がな
く、検出精度を維持することができると共に、２部材と
鋼球とが密着してクリアランスを生じないため、位置決
め精度も向上する。
んだ状態で加圧することで２部材間に嵌め込む構造であ
り、２部材には加工硬化層が形成されるため変形がな
く、検出精度を維持することができると共に、２部材と
鋼球とが密着してクリアランスを生じないため、位置決
め精度も向上する。
第１図は本発明の一実施例を示す底面図、側断面図、上
面図、第２図は部材33およびシャフト35に加工硬化層を
形成する手段を示す断面図、第３図は産業用ロボットの
側面図、第４図は従来例を示す底面図、側断面図、上面
図、第５図はその鋼球の影響を示す断面図である。 33……部材、35……シャフト（部材）、36……鋼球、38
……弾性体、40……スイッチ。
面図、第２図は部材33およびシャフト35に加工硬化層を
形成する手段を示す断面図、第３図は産業用ロボットの
側面図、第４図は従来例を示す底面図、側断面図、上面
図、第５図はその鋼球の影響を示す断面図である。 33……部材、35……シャフト（部材）、36……鋼球、38
……弾性体、40……スイッチ。
Claims (1)
- 【請求項１】２つの部材間に挟まれ、２つの部材を加圧
することによって形成される凹部内に嵌め込まれる複数
の鋼球と、 一方の部材と鋼球を他方の部材に圧接させる弾性体と、 一方の部材または鋼球が他方の部材に対して相対的に変
位したときに作動するスイッチと、 を備えていることを特徴とする外部接触検知装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63183875A JPH0790495B2 (ja) | 1988-07-23 | 1988-07-23 | 外部接触検知装置 |
| US07/382,471 US4950849A (en) | 1988-07-23 | 1989-07-19 | Contact detector for movable objects |
| EP89113429A EP0352653B1 (en) | 1988-07-23 | 1989-07-21 | Contact detector for movable objects |
| DE68911408T DE68911408T2 (de) | 1988-07-23 | 1989-07-21 | Kontaktschalter für bewegliche Gegenstände. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63183875A JPH0790495B2 (ja) | 1988-07-23 | 1988-07-23 | 外部接触検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0236090A JPH0236090A (ja) | 1990-02-06 |
| JPH0790495B2 true JPH0790495B2 (ja) | 1995-10-04 |
Family
ID=16143359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63183875A Expired - Fee Related JPH0790495B2 (ja) | 1988-07-23 | 1988-07-23 | 外部接触検知装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4950849A (ja) |
| EP (1) | EP0352653B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0790495B2 (ja) |
| DE (1) | DE68911408T2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3929311A1 (de) * | 1989-09-04 | 1991-03-07 | Hilti Ag | Fraesvorrichtung zum entgraten |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2861483A (en) * | 1953-01-12 | 1958-11-25 | Olaf C Dosen | Method and apparatus for finishing mold grooves |
| BE754653A (fr) * | 1969-08-14 | 1971-02-10 | Minsky Opytny Zavod Spetsialno | Diviseur pour la graduation angulaire |
| JPS55144950A (en) * | 1979-04-19 | 1980-11-12 | Toyota Motor Corp | Manufacture of index board |
| JPS58105877A (ja) * | 1981-12-21 | 1983-06-23 | Nissan Motor Co Ltd | 操舵力検出装置 |
| JPH058067Y2 (ja) * | 1985-10-03 | 1993-03-01 |
-
1988
- 1988-07-23 JP JP63183875A patent/JPH0790495B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-07-19 US US07/382,471 patent/US4950849A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-07-21 EP EP89113429A patent/EP0352653B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-07-21 DE DE68911408T patent/DE68911408T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0352653A1 (en) | 1990-01-31 |
| US4950849A (en) | 1990-08-21 |
| EP0352653B1 (en) | 1993-12-15 |
| DE68911408D1 (de) | 1994-01-27 |
| DE68911408T2 (de) | 1994-06-16 |
| JPH0236090A (ja) | 1990-02-06 |
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