JPS6137514Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はアーム回動型のロボツトにおいてアー
ムの回動、停止等の手動操作を制御する装置に関
するものである。

ロボツトの一種としてアームの回動によりその
先端部のロボツトハンドで把持したワークを搬送
して例えば自動工作機のチヤツクに対し着脱した
りするアーム回動型のロボツトが知られている。
この種のロボツトのアームは、基端部を駆動軸で
支持されており、コントローラからの指令によつ
て駆動軸を所定のタイミングで回動させることに
よりこれと一体となつて回動するように構成され
ている。ところが、このアームの回動動作は、長
いアームの先端部で重いワークを把持して回動す
るというきわめて大きな慣性負荷を有する動作で
あるために問題が多く、ことに流体シリンダで駆
動する場合には、流体の圧縮性が問題をさらに複
雑にしている。すなわち、アームを急停止させる
と、シリンダ内流体のばね特性とアームの大きな
慣性負荷とによつてアームに回動軸を中心とする
大きな振動が発生し、ワークを把持している場合
これを解放する虞があつてきわめて危険である。

そこで従来、流体シリンダとして、エギゾース
トセンタ型の電磁切換弁を付設した空圧シリンダ
を用い、アームの急停止時にシリンダ両端の空気
圧を同時に大気に放出することによつて振動を防
止することが試みられているが、この場合、再起
動時に手動スイツチで電磁切換弁のソレノイドへ
信号を与えると、アームがハンマを振り回すよう
に急激に回転を開始するので危険であり、また、
アームを手動で寸動させる場合に動作が不安定で
操作性がきわめて悪いという欠点がある。さらに
アームを運転終端で固定するためには、シリンダ
に空気圧が供給されるようにソレノイドに信号を
与え続けなければならないという不具合がある。

本考案は以上のような点に鑑みなされたもの
で、アームを駆動する流体シリンダに、エギゾー
ストセンタ型の電磁切換弁と、これを動作させる
タイムスイツチおよびアームの駆動範囲限界を感
知する検出スイツチとを付設することにより、切
換弁のソレノイドへ印加する電気信号をパルス状
にしてアームの運動をスイツチ操作では不可能な
微小時間間隔の寸動とし、その振動を防止して安
全性の向上を計るとともに、手動操作による安定
した寸動動作と緊急停止動作とを良好な安定性と
操作性のもとで可能ならしめたロボツトの手動制
御装置を提供するものである。以下、本考案の一
実施例を図面に基いおて詳細に説明する。

第１図ないし第３図は本考案に係る手動制御装
置の一実施例を示し、第１図はこれを実施したロ
ボツトの平面図、第２図はアーム駆動装置ともの
空圧回路の概要構成図、第３図は同じく電気回路
図である。本実施例は本考案の旋盤のチヤツクへ
ワークを着脱するダブルハンド型のロボツトに実
施した例を示している。図において、ロボツト１
は、床上の基台に昇降自在に支持されたヘツド２
を備えており、これには後述する空圧回路を有す
る複動型の空圧シリンダ３が固定されている。こ
の空圧シリンダ３のピストンロツド４は、ヘツド
２に軸支された駆動軸５と一体の短いクランクレ
バー６の遊端部に作用端を枢着されており、ピス
トンロツド４の往復動によりクランクレバー６が
第１図に実線と鎖線、第２図に太線と細線とで示
すようにほぼ90゜の範囲で回動するように構成さ
れている。また、ヘツド２には従動リンク軸７
が、駆動軸５と平行して軸支されている。全体を
符号８で示すアームは、駆動軸５に軸着された主
動リンク９と、従動リンク軸７に軸着された従動
リンク１０と、これら両リンク９，１０の遊端部
に回動自在な枢軸で支持されたアームホルダ１１
およびこれに固定支持されたアーム本体１２とで
構成されており、第２図においてはこれを１個の
実線で示している。このアーム８は、空圧シリン
ダ３の伸縮によりクランクレバー６を介し第１図
に実線と鎖線とで示す範囲内でリンク運動して回
動するもので、この場合両リンク９，１０が鎖線
位置で交差するが、これらが上下に位相をずらし
て設けられていることにより互に干渉することが
ない。アーム本体１２の先端部には、図示しない
開閉自在な２組のフインガを備えたハンド１３が
支持されており、その片方のフインガには旋盤１
４のチヤツク１５が把持されて加工された加工済
のワーク１６がチヤツク１５から離脱されて杷持
され、また他方のフインガには、これからチヤツ
ク１５へ装着して加工する未加工ワーク１７が把
持されるように構成されている。こうすることに
より、第１図の鎖線位置でコンベア等で搬送され
たりして静止している未加工ワーク１７はアーム
８の回動で搬送されてチヤツク１５へ装着される
とともに、アーム８の帰路においてチヤツク１５
から離脱した加工済ワーク１６を第１図の鎖線位
置へ搬送する。鎖線１８はハンド１３の回動軌跡
である。

このように構成されたロボツト１のアーム８を
駆動する空圧シリンダ３は、シリンダ１９の両端
部にポート２０，２１を備えた複動型であつて、
これには空圧源２２からの空気圧を空圧シリンダ
３へ送給する電磁切換弁２３が、両ポート２０，
２１との間を配管２４，２５で接続されて付設さ
れており、この電磁切換弁２３には、中立位置に
おいて両ポート２０，２１が排気側へ開放される
エギゾーストセンタ型が用いられている。電磁切
換弁２３は、一対のソレノイドSOL−Ａ，SOL
−Ｂを備えており、ソレノイドSOL−Ａの回路
を閉成することにより空圧源２２からの空気がポ
ート２０側へ送られてピストンロツド４が伸長
し、またソレノイドSOL−Ｂの回路を閉成する
ことにより空圧源２２からの空気圧がポート２１
側へ送られてピストンロツド４が収縮するように
構成されている。また、ソレノイドSOL−Ａに
対する制御回路内には、ピストンロツド４の伸長
限界位置において自らの回路を閉成させる常開接
点のリミツトセンサS₁aと、同時に自らの回路を
開放させる常閉接点のリミツトセンサS₁bとが検
出スイツチとして設けられており、また、ソレノ
イドSOL−Ｂに対する制御回路内にも同様にし
てピストンロツド４の収縮限界位置で開閉する常
開接点および常閉接点のリミツトセンサS₂a，
S₂bが検出スイツチとして設けられている。符号
Tsで示すものは切換スイツチであつて、これに
は、選択的に切換えられるリミツトセンサS₁a側
の接点P₁aとリミツトセンサS₂a側の接点P₂aなら
びに接点P₁aと同時に閉成されるリミツトセンサ
S₁b側の接点P₁b、接点P₁bと同時に閉成されるリ
ミツトセンサS₂b側の接点P₂b、合計４個の接点
が設けられている。さらにソレノイドSOL−
Ａ，SOL−Ｂの制御回路内には、設定時間が例
えば0.1秒というように微小時間のタイマT₁が設
けられており、また、リミツトセンサS₁b，S₂b
の回路内には、タイマT₁がタイムアツプするの
に応じて開放するタイマ接点T₁bが設けられてい
る。符号SWで示すものは、押している間だけ導
通となるモーメンタリ型を用いた手動制御用スイ
ツチである。

以上のように構成されたロボツト１およびその
手動制御装置の動作を説明する。平常時はスイツ
チSWがオフとなつており、ロボツト１はコント
ローラの指令によつて動作する。すなわち、コン
ベアで搬送されたりして第１図の鎖線位置に達し
た未加工ワーク１７は、ハンド１３の片方のフイ
ンガで把持され、空圧シリンダ３の伸長でアーム
８が回動することにより図の実線位置へ搬送され
る。そして、先ずチヤツク１５に把持されている
加工済のワーク１６を他方のフインガで把持させ
たのち、搬送してきた未加工ワーク１７をチヤツ
ク１５に把持させ、アーム８の回動によつて鎖線
位置へ戻つて加工済ワーク１６を解放することに
よつて１サイクルの動作が完了する。

そして、動作中にアーム８の回動を緊急停止す
る場合には、電磁切換弁２３を中立位置にする
と、これがエギゾーストセンタ型であるために、
シリンダ両端の空気圧が同時に大気へ放出される
ので、タイマ８は振動することなく停止する。そ
こでアーム８をこの停止位置から例えば第２図に
実線で示す位置まで手動によつて回動させる場合
には、第３図に示すように切換スイツチTsを接
点P₁b，P₁a側へ切換えたのち、スイツチSWを押
すと、スイツチSW−タイマ接点T₁b−リミツト
センサS₁bの直列回路を介して電源がソレノイド
SOL−Ａへ印加されると共に、スイツチSWを介
してタイマT₁にも電源が印加される。この場
合、例えばタイマT₁にΔＴ＝0.1秒を設定するこ
とにより、第４図の波形図に示すように、タイマ
接点T₁bは、スイツチSWを押すとタイマT₁の動
作開始に応じて閉じ、スイツチSWを押したまゝ
であつても、タイマT₁のタイムアツプに応じス
イツチSWを押してからΔＴ＝0.1秒後に開放する
ので、ソレノイドSOL−Ａの励磁電流切断によ
りシリンダへの空気の送給が停止され、スイツチ
SWを押していてもアーム８は0.1秒後に停止す
る。そこで、スイツチSWの押圧を間欠的に繰返
すいわゆる寸動を行なうと、第５図の波形図に示
すように、スイツチSWを１回押すたびにソレノ
イドSOL−ＡへΔＴ＝0.1秒のパルス信号が送ら
れるので、アーム８は、スイツチSWを押してい
る時間の影響を受けることなく均等な寸動動作を
続ける。すなわち、従来の寸動動作では0.1秒と
いうような微小時間をスイツチSWの手動による
押圧動作で加減することはきわめて困難で再現性
に乏しく、誤動作もあつてアーム８が振り回され
ることが多かつたが、本装置の場合はこれが解消
され、タイマ８の運動が安定する。

こうして寸動を行ないアーム８が第２図の実線
位置に達すると、リミツトセンサS₁bが開くと同
時にリミツトセンサS₁aが閉成し、スイツチSW
およびタイマT₁bとは無関係に、リミツトセンサ
S₁aを介してソレノイドSOL−Ａへ電源が印加さ
れる。したがつて、リミツトセンサS₁aの閉成に
より、ソレノイドSOL−Ａの励磁状況が連続的
となり、アーム８は第２図の実線位置で固定され
る。なお、このときスイツチSWを押しても、リ
ミツトセンサS₁bの回路が開放しており、スイツ
チSWおよびタイマT₁の動作が無関係となる。

以上はソレノイドSOL−Ａ側を例示して説明
したが、ソレノイドSOL−Ｂ側の場合も、切換
スイツチTSを接点P₂a，P₂bへ切換えることによ
り全ふ同様に動作し、リミツトセンサS₂aが閉成
した後も同様となる。

以上の説明により明らかなように、本考案によ
ればアーム回動型のロボツトにおいて、アームを
駆動する流体シリンダに、エギゾーストセンタ型
の電磁切換弁と、これを動作させるタイマスイツ
チおよびアームの駆動範囲限界を感知する検出ス
イツチとを付設し、切換弁のソレノイドへ付与す
る信号をパルス状にすることにより、アームの運
動が、スイツチの操作時間とは無関係に人の操作
では不可能な微小時間間隔の寸動となるので、ア
ームを停止位置から再起動したり寸動によつて移
動させたりする場合にその動作がきわめて安定
し、操作性が向上するとともに、アームの振動に
よる事故発生を防止することができ安全性が向上
する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本考案に係るロボツトの
手動制御装置の一実施例を示し、第１図はこれを
実施例したロボツトの平面図、第２図はアーム駆
動装置とその空圧回路の概要構成図、第３図は同
じく電気回路図、第４図はスイツチの押圧動作と
ソレノイドの応答動作との関係を示すパルス線
図、第５図は第４図の動作を複数回繰返したとこ
ろを示すパルス線図である。 １……ロボツト、３……空圧シリンダ、４……
ピストンロツド、５……駆動軸、６……クランク
レバー、２３……電磁切換弁、T₁……タイマ、
T₁b……タイマ接点、S₁a，S₁b，S₂a，S₂b……リ
ミツトセンサ（検出スイツチ）、SW……スイツ
チ、SOL−Ａ，SOL−Ｂ……ソレノイド。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回動型アームと、このアームをその回動軸心に
   近接する箇所に回動トルクを与えて回動させる直
   動往復型の流体駆動装置とを備えたロボツトにお
   いて、電源の印加に応じ前記駆動装置に流体信号
   を送給するエギゾーストセンタ型の電磁切換弁
   と、前記アームまたは駆動装置の駆動範囲限界を
   感知する検出スイツチと、手動制御用のスイツチ
   と、このスイツチを介して電源の印加されるタイ
   マと、このタイマのタイムアツプに応じて開放す
   るタイマ接点と、前記電磁切換弁のソレノイドに
   対して電源を印加する前記スイツチとタイマ接点
   および前記検出スイツチの常閉接点からなる直列
   回路と、前記ソレノイドに対して電源を印加する
   前記検出スイツチの常開接点とを設けたことを特
   徴とするロボツトの手動制御装置。