JPS6161791A - 衝突検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は，例えばアーク溶接ロボット（今後ロボット
と称する。）の手首先端に取付の溶接トーチが仙の物体
に干渉したことを検出してロボットの動作を停止させる
衝突検出装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第１図は，衝突検出装置を装着した外観を示す外形図で
あり．（１）は衝突検出装置本体，（２Ｉは衝突検出装
置本体＋Ｉ＋に固定されたホルダー，（３）はホルダー
（２）に固定の溶接トーチ，（４）はロボット手首先端
でその先に衝突検出装置本体（１）が保持されている。

第２図は従来の衝突検出装置を示す断面図でろ９図にお
いて，（５）はプラタン）、＋６１は取付金，（７ａ）
〜（７ｃ）　ｉｄ取付金（６）の円周上に固着されたボ
ール。

（８）は取付金（６）の中にあり球面支持された球面プ
ッシュ，（９）は球面プッシュ（８）を貫通したシャフ
ト。

Ｑ（１１″１フラケツト（５）に固定され，シャフト（
９）を球面プッシュ（８）と反対側の部分で回転自在に
支承している球面軸受、ａｌｌはシャフト（９）に固定
されたリング、αａｈブラケット（５）内にあり、リン
グａυおよびシャフト９）を介して取付金（６１をブラ
ケット５（側に押しあてる圧縮コイルバネ、ａ３はブラ
ケット（５）に固定されたリミットスイッチであるが、
動作片はシャフト（９）によって押圧された状態に保持
されて（・る。

第３図は第２図の断面Ａ−Ａ、第４図は第３図の断面Ｂ
−Ｂの拡大図である。ブラケット（５）とボール（７ａ
）〜（７Ｃ）との接触部は、ブラケット（５）側に第４
図に示す９０°の■溝が３箇所設けてア９．ここに取付
金（６）に固着されたボール（７ａ）〜（７Ｃ）を係合
させることにより取付金（６）のブラケット（５）に対
する位置が決められる。又、ブラケット（５）に設けら
れたＶ溝は第３図のように逆Ｙ字状に配置されており、
下部の二つの溝は９０°離れて位置している。

次に動作について説明する。溶接トーチ（３）がホルダ
ー（２）を介して固定されている取付金（６；は、第２
図に示すように、圧縮コイルバネα２の張力によってブ
ラケット（５）に圧接されて（・るが、この場合ブラケ
ット（５）と取付金（６；の間には、取付金（６）に固
着された各ボール（７ａ）〜（７Ｃ）の径が、ブラケッ
ト（５）に設けられたＶ溝の深さよりも若干大きいだめ
。

この差の分だけ隙間が生じている。父、取付金（６）は
、取付金（６１に固着された各々のボール（７ａ）〜（
７Ｃ）がブラケット（５）に設けられたＶ溝にそれぞれ
係合してはまり込むことにより、ブラケット（５）に対
する位置が正常に保たれている。そして、溶接トーチ（
３）が他の物体に干渉することによって溶接トーチ（３
）の先端には第１図に示すような、左右（Ｘ）２前後（
Ｙ）又は上下（Ｚ）方向のいづれかの外力が作用するが
、この時取付金（６）は外力の方向に応じてそれぞれ次
のような動作をする。前後方向（Ｙ）の外力に対しては
回転動作をし、左右方向（Ｘ）の外力には１例えば第１
図に示すように取付金（６）のいづれか一方が持ち上が
り、又、上下方向の外力につい１はブラケット面に対し
て取付金（６）が上下いづれかの方向に摺動する。

以上のように、取付金＋６１が動作することによってリ
ミットスイッチα３の動作片を押圧していたシャフトｆ
９１Ｕ、圧縮コイルバネｆｉＸ５の張力に抗してリミッ
トスイッチ０と反対の方向へ移動しシャフト（９）の先
端が、押圧していたリミットスイッチαＪの動作片から
離れる。この時リミットスイッチ０Ｊの接点が開放され
てロボットの動作を停止させるのである。更に、溶接ト
ーチ（３）の先端に第１図に示した各々の方向、つまり
Ｘ、　　Ｙ、　　Ｚ方向の複合の外力が作用しても、上
記と同じ動作又はこれらの併合動作によってロボットを
停止させるように構成されている。

以上、説明したように従来の衝突検出装置は。

溶接トーチが他の物体に干渉した時の検出方法として、
取付金の動作によってシャフトを移動させ。

これによりリミットスイッチの接点を開放して。

ロボットの動作を停止させるように構成されている。し
たがって取付金の動作は溶接トーチ先端に如何なる方向
の外力が作用しても円滑に動作することが必要である。

しかし、溶接トーチ先端に作用する外力の方向、特に第
１図に示す上下方向（Ｚ）の外力が作用した場合には、
ブラケットに設けられた逆Ｙ字状のＶ溝の下部側二つが
「ノ・」の字状に構成されていること、又ｖ溝の角度が
小さいこと、更には取付金が圧縮コイルバネによってブ
ラケットに圧接されていることなどから、■溝に係合し
又いるボールがＶ溝を乗り越えることは非常に大きな力
を必要とし困難であった。このため取付金が円滑に動作
せず溶接トーチやホルダーが破損する欠点があった。

〔発明の概要〕

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、ブラケットに設けられた左右方向
に案内するＶ溝を、上下方向に案内する■溝に対して直
角方向に艮け、かつＶ溝の角度を上下方向に案内する■
溝の角度よりも太き（形成することで、溶接トーチ先端
に如何なる方向の外力が作用しても取付金が円滑に動作
し、溶接トーチが他の物体に干渉した時の検出が確実に
行える衝突検出装置を提供するものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第５
図は第２図に示す断面Ａ−Ａの拡大図。

第６図は第５図に示す断面Ｃ−Ｃの拡大図、第７図は溶
接トーチ（３）先端に矢印の方向の外力が作用した時の
状態図である。図にオｄいて、　（１４ａ）〜（１４ｄ
）は取付金（６）に固着されたボールであり、互（・に
９０゜ずらして配置されている。（１５ａ）〜（１５ｃ
）はボール（１４ａ）〜（１４ｃ）に相対してブラケッ
ト（５）に設けられたＶ溝である。ただし、横方向のＶ
溝（ｉｓｂ）の第６図に示す角度θは、上下方向のＶ溝
（１５ａ）　、　（１５ｃ）の角度θよりも大すく、か
つ従来のＶ溝（９０°）よりも大さく形成されている。

又、ボール（１４ｄ）に相対するＶ溝は設けられてなく
ブラケット（５）側は平面である。これは、取付金＋６
１のブラケット（５）に対する位置決めのための調整用
として設けられたものである。なお、第１図および第５
図におけるＸ、Ｙ、Ｚの矢印は溶接トーチ（３）先端に
作用する外力の方向を示し、第１図の紙面に向って又は
左右方向、Ｙは前後方向、２は上下方向で、■印は紙面
を垂直ＶＣ貫通する方向。

■印は紙面に垂直に立上る方向に表わす。

次Ｖ（動作について説明する。ブラケット（５）に対す
る取付金（６）の位置ハ、ブラケットク５）の上下方向
の一直線上に設けられたＶ溝（１５ａ）　、　（１５ｃ
）によって左右方向が決まり、上記Ｖ溝（１５ａ）　、
　（１５ｃ）と直角方向に設けられたｖ隣（１ｓｂ）Ｋ
よって上下方向が決定される。次に、溶接トーチ（３１
の先端に第１図に示すそれぞれの方向（紙面に向って）
の外力が作用した場合について述べる。まず、上下方向
（Ｚ）の外力が作用した場合は、取付金（６１の上下方
向の位置を決めるＶ溝（１５ｂ）の角度θが左右方向の
位置を決定するＶ溝（１５ａ）　、　（１５ｃ）の角度
θよりも大きく形成されているので、横方向のＶ溝（１
５ｂ）に係合している取付金（６）ニ固着されたボール
（１４ｂ）は、■溝（１５ｂ）の斜面を滑′つて乗り越
えシャフト（９）を移動づせる。

この時一方のボール（１４ａ）　、（１４ｃ）は夕１力
と同方向に設けられたＶ溝（１５ａ）　、（１５ｃ）に
摺動しながら移動する。次に、前体方向（Ｙ）の外力が
作用した場合には。

取付金（６）が回転するため各々のボール（１４ａ）〜
（１４ｃ）は各Ｖｔｊ４（１５ａ）〜（１５ｃ）を乗り
越えてシャフト（９）を移動させる。又左右方向（Ｘ）
の外力が作用した場合は。

例えば右方向の外力でめれば第７図に示すよ５に。

上部側のボール（１４ａ）を支点として取付金（６）の
下部側が持ち上がり、これによってシャフト（９）が引
っ張られて移動する。又、左方向の外力であれば取付金
（６」が上記と逆の作用をしてシャフト（９）を移動さ
せる。

以上のように、横方向のＶ溝（１５ｂ）の角度θを上下
方向のＶ溝（１５ａ）、（１５ｃ）の角度θよりも大き
くすることで、上下方向（Ｚ）の外力に対しては動作し
易くなるが１前後方向（Ｙ）の外力にはＶ溝（１５ａ）
　、　（１５ｃ）が小さいため衝突などの外力以外では
容易に動作しない。つまり、これはロゼツトの通常の動
作中において、溶接トーチ（３）があらかじめ設定され
た位置で停止した時の惰性によって、検出装置が誤動作
するのを防止するためである。即ち、溶接トーチ（３）
の先端に衝突などによる外力が作用した場・　合は、上
述したように、取付金１６＋の回転動作又はいずれかの
ボール（１４ａ）〜（１４ｄ）を支点として取付金（６
１の一方が持ち上がる動作によって、シャフト（９１が
圧縮コイルバネａ艷の張力に抗してリミットスイッチＱ
３と反対の方向へ引っ張られ、これによりシャフト１９
）が動作片から離れリミットスイッチαＪの接点を開放
する。この時点で溶接トーチ（３）の衝突が検出６れ、
ロボットの動作全停止させるのである。なお、上記では
溶接トーチ（３）先端に作用する外力の方向は、それぞ
れ単一の方向の場合について説明したが、それぞれの外
力が複合作用しても。

取付金＋６１の回転および持ち上がりの併合動作によっ
て所期の目的を達成し得る。又、上記実施例ではアーク
溶接ロボットの溶接トーチの衝突検出に用いた場合を示
したが、一般産業用ロボットなどの工具の衝突検出に用
いても同様の効果を奏することは−・５までもない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によればブラケットに設けられ
た左右方向に案内するＶ溝を、上下方向に案内するＶ溝
に対して直角方向に設け、更にＶ商の角度も上下方向に
案内するＶ溝の角度よりも太さく形成したので、溶接ト
ーチがホルダーを介して固定された取付金の動作が円滑
となり、溶接トーチ先端に他の物体との干渉による如何
なる方向の外力が作用しても、溶接トーチおよびホルダ
ーなどを破損することな（確実に干渉したことを検出し
、ロボットの動作を停止させる装置が得られるすぐれた
効果がある。又、ロボットの通常動作中における。溶接
トーチの停止によって生じる装置の誤動作を防止する効
果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は衝突検出装置を装着した外観図、第２図は従来
の衝突検出装置本体の断面図、第３図は第２図における
断面Ａ−Ａの拡大図、第４図は第３図における断面Ｂ−
Ｂの拡大図、第５図はこの発明の一実施例を示す第２図
における断面Ａ−Ａの拡大図、第６図は第５図における
断面Ｃ−Ｃの拡大図、第７図は溶接トーチ先端に右方向
の外力が作用した時の状態図である。 図において、（５］はプラタン）、＋６１は取付金、（
９１はシャフト、　ｏａｔ：を圧縮コイルバネ、　（１
４ａ）〜（１４ｄ）はボール、　（１５ａ）　〜（１５
ｃ）ｌｉ　Ｖｆｇである。 なお１図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）上下方向に案内する溝と左右方向に案内する溝を
   有したブラケットと、このブラケットの溝に係合すべき
   複数のボールが固着された取付金と、この取付金に固着
   されたボールが、シャフトを介し圧縮コイルバネで上記
   各々の溝に押圧されることにより取付金がブラケットに
   位置決めされる衝突検出装置において、上記左右方向に
   案内する溝を、上下方向に案内する溝に対して直角方向
   に設け、かつ、溝の角度を上下方向に案内する溝の角度
   よりも大きく形成したことを特徴とする衝突検出装置。
2. （２）ブラケットに設けられた上下方向に案内する溝と
   左右方向に案内する溝は、Ｖ溝であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の衝突検出装置。