JPH10329081A - ロボットの動作制限装置及び方法 - Google Patents
ロボットの動作制限装置及び方法Info
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- JPH10329081A JPH10329081A JP13731097A JP13731097A JPH10329081A JP H10329081 A JPH10329081 A JP H10329081A JP 13731097 A JP13731097 A JP 13731097A JP 13731097 A JP13731097 A JP 13731097A JP H10329081 A JPH10329081 A JP H10329081A
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- Japan
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- stopper
- actuator
- robot
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 可動範囲限界にロボットアームが達してもア
クチュエータへの指令を供給し続けるということがな
く、ストッパの取り付け位置を微調整することのないロ
ボットの動作制限装置を提供する。 【解決手段】 ロボットアーム１０３の運動を制限する
ための機械的なストッパ１０２を持つロボットの動作制
限装置において、ストッパ１０２にロボットアーム１０
３が接触したときに感応する感圧センサ１０１を設け、
かつ感圧センサ１０１がロボットアーム１０３の接触を
感知したときにロボットアームのアクチュエータに供給
するトルク指令を切断する手段を備えた。これにより、
可動範囲限界にロボットアーム１０３が達した場合、感
圧センサ１０１が接触を検出するので、感圧センサ１０
１の設置位置の微調整などは不要であり、また接触を検
出した時点でトルク指令を切断でき、無駄な指令を供給
する必要がない。
クチュエータへの指令を供給し続けるということがな
く、ストッパの取り付け位置を微調整することのないロ
ボットの動作制限装置を提供する。 【解決手段】 ロボットアーム１０３の運動を制限する
ための機械的なストッパ１０２を持つロボットの動作制
限装置において、ストッパ１０２にロボットアーム１０
３が接触したときに感応する感圧センサ１０１を設け、
かつ感圧センサ１０１がロボットアーム１０３の接触を
感知したときにロボットアームのアクチュエータに供給
するトルク指令を切断する手段を備えた。これにより、
可動範囲限界にロボットアーム１０３が達した場合、感
圧センサ１０１が接触を検出するので、感圧センサ１０
１の設置位置の微調整などは不要であり、また接触を検
出した時点でトルク指令を切断でき、無駄な指令を供給
する必要がない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マニピュレータ等
の関節駆動に適用して、その可動範囲を機械的に制限す
るロボットの動作制限装置及び方法に関する。
の関節駆動に適用して、その可動範囲を機械的に制限す
るロボットの動作制限装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、アクチュエータの可動範囲限界で
の可動範囲の制限は、図４に示すようになっている。図
において、４０１はリミットスイッチ、４０２は回転
軸、４０３はロボットアーム、４０４は負荷、４０５は
ロボットアームのストッパである。通常、リミットスイ
ッチ４０１及びストッパ４０５の配置は、図４(a)に示
すようになり、回転軸４０２に固定されたロボットアー
ム４０３が可動範囲限界に達した時リミットスイッチ４
０１が作動する。リミットスイッチ４０１の作動信号は
上位制御装置に送られ、リミットスイッチ４０１を越え
てロボットアーム４０３が動作しないように速度指令の
場合には指令を０に、位置指令の場合には指令を固定す
る。ストッパ４０５は、安全対策等のために設けられた
ものであり、何らかの原因でリミットスイッチ４０１が
作動しなかった場合、または、負荷４０４が回転軸４０
２においてアクチュエータの持つ最大定格トルクを越え
る負荷であった場合に対応して最終的にロボットアーム
４０３を停止させるものである。また、図４(b)に示す
ようなリミットスイッチ４０１及びストッパ４０５の配
置も考えられる。
の可動範囲の制限は、図４に示すようになっている。図
において、４０１はリミットスイッチ、４０２は回転
軸、４０３はロボットアーム、４０４は負荷、４０５は
ロボットアームのストッパである。通常、リミットスイ
ッチ４０１及びストッパ４０５の配置は、図４(a)に示
すようになり、回転軸４０２に固定されたロボットアー
ム４０３が可動範囲限界に達した時リミットスイッチ４
０１が作動する。リミットスイッチ４０１の作動信号は
上位制御装置に送られ、リミットスイッチ４０１を越え
てロボットアーム４０３が動作しないように速度指令の
場合には指令を０に、位置指令の場合には指令を固定す
る。ストッパ４０５は、安全対策等のために設けられた
ものであり、何らかの原因でリミットスイッチ４０１が
作動しなかった場合、または、負荷４０４が回転軸４０
２においてアクチュエータの持つ最大定格トルクを越え
る負荷であった場合に対応して最終的にロボットアーム
４０３を停止させるものである。また、図４(b)に示す
ようなリミットスイッチ４０１及びストッパ４０５の配
置も考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術で
は、リミットスイッチ及びストッパの配置が図４(a)に
示すような場合、ロボットアームが可動範囲限界を越え
て動作しないようにするため、アクチュエータへの指令
を供給し続けなければならないという問題があった。ま
た、何らかの原因でリミットスイッチが作動しなかった
場合、または、指令を供給し続けていてもロボットアー
ムに過負荷が発生した場合、ロボットアームが可動範囲
限界を越えて動作してしまうという問題があった。ま
た、リミットスイッチ及びストッパの配置が図４(b)に
示すような場合、ロボットアームがストッパに接触した
時にリミットスイッチが作動できるようにするため、リ
ミットスイッチの取り付け位置を調整しなければなら
ず、その調整作業に手間と時間がかかるという問題があ
った。そこで、本発明は、可動範囲限界にロボットアー
ムが達してもアクチュエータへの指令を供給し続けると
いうことがなく、また、アクチュエータの持つ最大定格
トルクを越えた負荷にも対応できるようにし、さらに、
ストッパの取り付け位置を微調整することのないロボッ
トの動作制限装置及び方法を提供することを目的とす
る。
は、リミットスイッチ及びストッパの配置が図４(a)に
示すような場合、ロボットアームが可動範囲限界を越え
て動作しないようにするため、アクチュエータへの指令
を供給し続けなければならないという問題があった。ま
た、何らかの原因でリミットスイッチが作動しなかった
場合、または、指令を供給し続けていてもロボットアー
ムに過負荷が発生した場合、ロボットアームが可動範囲
限界を越えて動作してしまうという問題があった。ま
た、リミットスイッチ及びストッパの配置が図４(b)に
示すような場合、ロボットアームがストッパに接触した
時にリミットスイッチが作動できるようにするため、リ
ミットスイッチの取り付け位置を調整しなければなら
ず、その調整作業に手間と時間がかかるという問題があ
った。そこで、本発明は、可動範囲限界にロボットアー
ムが達してもアクチュエータへの指令を供給し続けると
いうことがなく、また、アクチュエータの持つ最大定格
トルクを越えた負荷にも対応できるようにし、さらに、
ストッパの取り付け位置を微調整することのないロボッ
トの動作制限装置及び方法を提供することを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明のロボットの動作制限装置は、ロボットアー
ムの運動を制限するための機械的なストッパを持つロボ
ットの動作制限装置において、前記ストッパに前記ロボ
ットアームが接触したときに感応する感圧センサを設
け、かつ前記感圧センサが前記ロボットアームの接触を
感知したときにロボットアームのアクチュエータに供給
するトルク指令を切断する手段を備えたものである。ま
た、本発明のロボットの動作制限方法は、ロボットアー
ムの運動を制限するための機械的なストッパを持ち、前
記ストッパに接触力を検出する機能を備えたロボットの
動作制限方法において、前記ロボットアームが前記スト
ッパに接触した時、接触力を検出し、その接触力に応じ
て前記ロボットアームのアクチュエータに供給するトル
ク指令を切断するようにしたものである。上記手段によ
り、可動範囲限界にロボットアームが達した場合、感圧
センサが接触を検出するので、感圧センサの設置位置の
微調整などは不要であり、また接触を検出した時点でト
ルク指令を切断でき、無駄な指令を供給する必要がな
い。さらに、ストッパによりロボットアームの運動を制
限することができるので、アクチュエータの持つ最大定
格トルクを越える負荷でも支持できる。
め、本発明のロボットの動作制限装置は、ロボットアー
ムの運動を制限するための機械的なストッパを持つロボ
ットの動作制限装置において、前記ストッパに前記ロボ
ットアームが接触したときに感応する感圧センサを設
け、かつ前記感圧センサが前記ロボットアームの接触を
感知したときにロボットアームのアクチュエータに供給
するトルク指令を切断する手段を備えたものである。ま
た、本発明のロボットの動作制限方法は、ロボットアー
ムの運動を制限するための機械的なストッパを持ち、前
記ストッパに接触力を検出する機能を備えたロボットの
動作制限方法において、前記ロボットアームが前記スト
ッパに接触した時、接触力を検出し、その接触力に応じ
て前記ロボットアームのアクチュエータに供給するトル
ク指令を切断するようにしたものである。上記手段によ
り、可動範囲限界にロボットアームが達した場合、感圧
センサが接触を検出するので、感圧センサの設置位置の
微調整などは不要であり、また接触を検出した時点でト
ルク指令を切断でき、無駄な指令を供給する必要がな
い。さらに、ストッパによりロボットアームの運動を制
限することができるので、アクチュエータの持つ最大定
格トルクを越える負荷でも支持できる。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図１は本発明の実施例に係るストッ
パ付きアクチュエータの構造説明図である。図に示すよ
うに、本実施例は、アクチュエータ本体１０５と、スト
ッパ１０２と、ストッパ１０２に固定された感圧センサ
１０１と、回転軸１０４と、回転軸１０４に固定された
ロボットアーム１０３とを備えている。感圧センサ１０
１は、例えば感圧導電ゴム等の周知のセンサを用いるこ
とができる。図１において、アクチュエータにトルク指
令が供給されると回転軸１０４が回転し、ロボットアー
ム１０３が運動する。ロボットアーム１０３の可動範囲
限界にロボットアーム１０３が達すると感圧センサ１０
１に接触する。感圧センサ１０１はその接触情報を出力
することができる。従って、本実施例では、ロボットア
ーム１０３が可動範囲限界に達した場合、ロボットアー
ム１０３と感圧センサ１０１との接触情報を出力するこ
とができる。また、ストッパ１０２によりロボットアー
ム１０３は、負荷１０６が回転軸１０４においてアクチ
ュエータの最大定格トルクを越える負荷であっても可動
範囲を越えずに運動を停止することができる。
基づいて説明する。図１は本発明の実施例に係るストッ
パ付きアクチュエータの構造説明図である。図に示すよ
うに、本実施例は、アクチュエータ本体１０５と、スト
ッパ１０２と、ストッパ１０２に固定された感圧センサ
１０１と、回転軸１０４と、回転軸１０４に固定された
ロボットアーム１０３とを備えている。感圧センサ１０
１は、例えば感圧導電ゴム等の周知のセンサを用いるこ
とができる。図１において、アクチュエータにトルク指
令が供給されると回転軸１０４が回転し、ロボットアー
ム１０３が運動する。ロボットアーム１０３の可動範囲
限界にロボットアーム１０３が達すると感圧センサ１０
１に接触する。感圧センサ１０１はその接触情報を出力
することができる。従って、本実施例では、ロボットア
ーム１０３が可動範囲限界に達した場合、ロボットアー
ム１０３と感圧センサ１０１との接触情報を出力するこ
とができる。また、ストッパ１０２によりロボットアー
ム１０３は、負荷１０６が回転軸１０４においてアクチ
ュエータの最大定格トルクを越える負荷であっても可動
範囲を越えずに運動を停止することができる。
【０００６】図２は本発明の実施例に係るストッパ付き
アクチュエータのブロック図である。図に示すように、
アクチュエータ本体１０５と、回転軸１０４と、感圧セ
ンサ１０１と、ロボットアーム１０３と、速度指令アン
プ２０５と、トルク指令制御部２０４と、トルク指令ア
ンプ２０６とで構成される。通常動作時、アクチュエー
タ本体１０５は速度指令アンプ２０５からのトルク指令
がトルク指令アンプ２０６を介して供給され、回転軸１
０４を回転させる。ロボットアーム１０３が可動範囲限
界に達すると、すなわち、ロボットアーム１０３が感圧
センサ１０１に接触すると、接触情報が感圧センサ１０
１から出力され、トルク指令制御部２０４に入力され
る。トルク指令制御部２０４では、感圧センサ１０１か
らの接触情報が入力された場合、トルク指令を切断し、
その他の場合には切断しない。従って、ロボットアーム
１０３が可動範囲限界に達した場合、トルク指令を切断
することができ、ストッパにより指令を供給することな
くロボットアーム１０３に作用する負荷を支持すること
ができる。
アクチュエータのブロック図である。図に示すように、
アクチュエータ本体１０５と、回転軸１０４と、感圧セ
ンサ１０１と、ロボットアーム１０３と、速度指令アン
プ２０５と、トルク指令制御部２０４と、トルク指令ア
ンプ２０６とで構成される。通常動作時、アクチュエー
タ本体１０５は速度指令アンプ２０５からのトルク指令
がトルク指令アンプ２０６を介して供給され、回転軸１
０４を回転させる。ロボットアーム１０３が可動範囲限
界に達すると、すなわち、ロボットアーム１０３が感圧
センサ１０１に接触すると、接触情報が感圧センサ１０
１から出力され、トルク指令制御部２０４に入力され
る。トルク指令制御部２０４では、感圧センサ１０１か
らの接触情報が入力された場合、トルク指令を切断し、
その他の場合には切断しない。従って、ロボットアーム
１０３が可動範囲限界に達した場合、トルク指令を切断
することができ、ストッパにより指令を供給することな
くロボットアーム１０３に作用する負荷を支持すること
ができる。
【０００７】図３は本発明の実施例に係るストッパ付き
アクチュエータを用いた適用例の構成図である。本実施
例は、マニピュレータベース３０３と第１のアクチュエ
ータ３０４と第２のアクチュエータ３０５と第３のアク
チュエータ３０６とから構成されるマニピュレータ部３
０１と、第３のアクチュエータに接続されたストッパ付
きのアクチュエータ本体１０５で構成されるハンド部３
０２とで構成される。ハンド部３０２のアクチュエータ
本体１０５は、ストッパ１０２と、ストッパ１０２に固
定された感圧センサ１０１と、回転軸１０４と、回転軸
１０４に固定されたロボットアーム１０３とを備えてい
る。図では支持物体３１２をハンド部３０２で、すなわ
ち、アクチュエータ本体１０５のロボットアーム１０３
で支持している。一般にハンド部３０２で使用されるア
クチュエータの定格最大トルクは、マニピュレータ部３
０１で使用されるアクチュエータの定格最大トルクより
も小さい。従ってロボットアーム１０３で支持できる物
体の重量はハンド部３０２で構成されるアクチュエータ
の最大定格トルクで決定される。ところが、本実施例で
は、ハンド部３０２にストッパ付きのアクチュエータ本
体１０５を使用しているため、支持物体３１２の重量が
回転軸１０４においてアクチュエータ本体１０５の持つ
最大定格トルクを越える負荷であっても、ストッパ１０
２によりロボットアーム１０３が支持物体３１２を支持
する。更に、この時、感圧センサ１０１により圧力情報
が検出されるので、アクチュエータ本体１０５にトルク
指令を供給する必要がなく効率的である。なお、マニピ
ュレータ部３０１のアクチュエータも必要に応じてスト
ッパ付きのアクチュエータを使用してもよい。上述した
実施例では、アクチュエータとして回転軸を備えたもの
を使用していたが、本発明はこれに限るものではなく、
直動軸を備えたアクチュエータを使用してもよい。
アクチュエータを用いた適用例の構成図である。本実施
例は、マニピュレータベース３０３と第１のアクチュエ
ータ３０４と第２のアクチュエータ３０５と第３のアク
チュエータ３０６とから構成されるマニピュレータ部３
０１と、第３のアクチュエータに接続されたストッパ付
きのアクチュエータ本体１０５で構成されるハンド部３
０２とで構成される。ハンド部３０２のアクチュエータ
本体１０５は、ストッパ１０２と、ストッパ１０２に固
定された感圧センサ１０１と、回転軸１０４と、回転軸
１０４に固定されたロボットアーム１０３とを備えてい
る。図では支持物体３１２をハンド部３０２で、すなわ
ち、アクチュエータ本体１０５のロボットアーム１０３
で支持している。一般にハンド部３０２で使用されるア
クチュエータの定格最大トルクは、マニピュレータ部３
０１で使用されるアクチュエータの定格最大トルクより
も小さい。従ってロボットアーム１０３で支持できる物
体の重量はハンド部３０２で構成されるアクチュエータ
の最大定格トルクで決定される。ところが、本実施例で
は、ハンド部３０２にストッパ付きのアクチュエータ本
体１０５を使用しているため、支持物体３１２の重量が
回転軸１０４においてアクチュエータ本体１０５の持つ
最大定格トルクを越える負荷であっても、ストッパ１０
２によりロボットアーム１０３が支持物体３１２を支持
する。更に、この時、感圧センサ１０１により圧力情報
が検出されるので、アクチュエータ本体１０５にトルク
指令を供給する必要がなく効率的である。なお、マニピ
ュレータ部３０１のアクチュエータも必要に応じてスト
ッパ付きのアクチュエータを使用してもよい。上述した
実施例では、アクチュエータとして回転軸を備えたもの
を使用していたが、本発明はこれに限るものではなく、
直動軸を備えたアクチュエータを使用してもよい。
【０００８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、可
動範囲を制限することのできるストッパと、ロボットア
ームとストッパとの接触を検出する機能と、感圧センサ
が前記ロボットアームの接触を感知したときにロボット
アームのアクチュエータに供給するトルク指令を切断す
る手段を備えたため、感圧センサをストッパに装着する
だけで位置決めや微調整の問題がなく、またストッパと
の接触を検出した時点で指令を切断でき、無駄な指令を
供給することがないという効果がある。さらに、機械的
なストッパによりロボットアームを支持するため、アク
チュエータの持つ最大定格トルクを越えた負荷でも支持
できるという効果がある。
動範囲を制限することのできるストッパと、ロボットア
ームとストッパとの接触を検出する機能と、感圧センサ
が前記ロボットアームの接触を感知したときにロボット
アームのアクチュエータに供給するトルク指令を切断す
る手段を備えたため、感圧センサをストッパに装着する
だけで位置決めや微調整の問題がなく、またストッパと
の接触を検出した時点で指令を切断でき、無駄な指令を
供給することがないという効果がある。さらに、機械的
なストッパによりロボットアームを支持するため、アク
チュエータの持つ最大定格トルクを越えた負荷でも支持
できるという効果がある。
【図１】 本発明の実施例に係るストッパ付きアクチュ
エータの構造説明図である。
エータの構造説明図である。
【図２】 本発明の実施例に係るストッパ付きアクチュ
エータのブロック図である。
エータのブロック図である。
【図３】 本発明の実施例に係るストッパ付きアクチュ
エータを用いた適用例の構成図である。
エータを用いた適用例の構成図である。
【図４】 従来のアクチュエータの可動範囲限界での可
動範囲制限を示す概念図である。
動範囲制限を示す概念図である。
１０１ 感圧センサ、１０２ ストッパ、１０３ ロボ
ットアーム、１０４ 回転軸、１０５ アクチュエータ
本体、１０６ 負荷、２０４ トルク指令制御部、２０
５ 速度指令アンプ、２０６ トルク指令アンプ、３０
１ マニピュレータ部、３０２ ハンド部、３０３ マ
ニピュレータベース、３０４ 第１のアクチュエータ、
３０５ 第２のアクチュエータ、３０６ 第３のアクチ
ュエータ、３１２ 支持物体、４０１ リミットスイッ
チ、４０２ 回転軸、４０３ ロボットアーム、４０４
負荷、４０５ ストッパ
ットアーム、１０４ 回転軸、１０５ アクチュエータ
本体、１０６ 負荷、２０４ トルク指令制御部、２０
５ 速度指令アンプ、２０６ トルク指令アンプ、３０
１ マニピュレータ部、３０２ ハンド部、３０３ マ
ニピュレータベース、３０４ 第１のアクチュエータ、
３０５ 第２のアクチュエータ、３０６ 第３のアクチ
ュエータ、３１２ 支持物体、４０１ リミットスイッ
チ、４０２ 回転軸、４０３ ロボットアーム、４０４
負荷、４０５ ストッパ
Claims (2)
- 【請求項１】 ロボットアームの運動を制限するための
機械的なストッパを持つロボットの動作制限装置におい
て、前記ストッパに前記ロボットアームが接触したとき
に感応する感圧センサを設け、かつ前記感圧センサが前
記ロボットアームの接触を感知したときにロボットアー
ムのアクチュエータに供給するトルク指令を切断する手
段を備えたことを特徴とするロボットの動作制限装置。 - 【請求項２】 ロボットアームの運動を制限するための
機械的なストッパを持ち、前記ストッパに接触力を検出
する機能を備えたロボットの動作制限方法において、前
記ロボットアームが前記ストッパに接触した時、接触力
を検出し、その接触力に応じて前記ロボットアームのア
クチュエータに供給するトルク指令を切断することを特
徴とするロボットの動作制限方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13731097A JP3841237B2 (ja) | 1997-05-27 | 1997-05-27 | ロボットおよびその負荷支持方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13731097A JP3841237B2 (ja) | 1997-05-27 | 1997-05-27 | ロボットおよびその負荷支持方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10329081A true JPH10329081A (ja) | 1998-12-15 |
| JP3841237B2 JP3841237B2 (ja) | 2006-11-01 |
Family
ID=15195705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13731097A Expired - Fee Related JP3841237B2 (ja) | 1997-05-27 | 1997-05-27 | ロボットおよびその負荷支持方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3841237B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015084801A (ja) * | 2013-10-28 | 2015-05-07 | 俊道 妻木 | 動作補助装置 |
| JP2015186800A (ja) * | 2014-03-26 | 2015-10-29 | 安川（中国）機器人有限公司 | 清掃ロボットシステム、清掃制御方法、塗装ロボットシステム、及び塗装制御方法 |
| JP2017505099A (ja) * | 2014-01-31 | 2017-02-09 | システムズ， マシーンズ， オートメイション コンポーネンツ コーポレイション | ロボットフィンガのための直接駆動モータ |
| US10807248B2 (en) | 2014-01-31 | 2020-10-20 | Systems, Machines, Automation Components Corporation | Direct drive brushless motor for robotic finger |
| CN114347021A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-15 | 中核武汉核电运行技术股份有限公司 | 一种基于多关节机械臂的安全控制系统和方法 |
| US12583105B2 (en) | 2021-10-29 | 2026-03-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Robot, control method therefor, method for manufacturing article using robot, and storage medium |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016130708A (ja) * | 2015-01-15 | 2016-07-21 | 株式会社ジェイテクト | 車両挙動再現システム |
-
1997
- 1997-05-27 JP JP13731097A patent/JP3841237B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2019068737A (ja) * | 2014-01-31 | 2019-04-25 | システムズ， マシーンズ， オートメイション コンポーネンツ コーポレイション | ロボットフィンガのための直接駆動モータ |
| JP2020124106A (ja) * | 2014-01-31 | 2020-08-13 | システムズ， マシーンズ， オートメイション コンポーネンツ コーポレイション | ロボットフィンガのための直接駆動モータ |
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