(57)【要約】【課題】より簡単な構成で、ダイレクトティーチング時における作業者の安全を確保できるロボットアームの安全確保用装着物を提供する。【解決手段】安全確保用装着物１４を、ロボットシステムのダイレクトティーチングを行う際にアームの動作速度を低減させるための重量ＷＳを有し、前記アームの先端部に着脱可能となるように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットのダイレクトティーチングを行う際にアームの動作速度を低減させるための重量を有し、前記アームの先端部に着脱可能となるように構成されるロボットアームの安全確保用装着物。
【請求項２】
前記重量が、前記アームの先端部にあるハンドの重量と、このハンドにより把持されるワークの重量とを加えると、前記ロボットの可搬重量となるように設定されている請求項１記載のロボットアームの安全確保用装着物。
【請求項３】
前記重量が、前記アームの先端部にあるハンドの重量と、このハンドにより把持されるワークの重量とを加えると、前記ロボットの可搬重量を超えるように設定されている請求項１記載のロボットアームの安全確保用装着物。
【請求項４】
前記重量が、前記ロボットの可搬重量の２倍以上に設定されている請求項２記載のロボットアームの安全確保用装着物。
【請求項５】
本体が２分割されており、作業者がそれぞれを両手に持った状態で前記アームの先端部に装着するように構成されている請求項１から４の何れか一項に記載のロボットアームの安全確保用装着物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットのダイレクトティーチングを行う際に、作業者の安全を確保するための装着物に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットのダイレクトティーチングを行う際には、作業者がロボットアームに接近する状態となるため、ロボットが暴走すると作業者の安全が確保されない状態にある。例えば特許文献１には、ロボットのアームに取り付けられる操作装置が開示されており、操作装置に設けられたイネーブルスイッチをオンした場合にだけアームの操作を可能とする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１８４５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ダイレクトティーチングを行う際には作業者の頭部がロボットアームに近付くこともあり、ロボットが暴走した際に作業者がアームを避ける余裕がないおそれがある。特許文献１の構成では、作業者がイネーブルスイッチをオフすればロボットの動作を停止できるが、咄嗟の場合にはそのような操作もできなくなる可能性がある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、より簡単な構成で、ダイレクトティーチング時における作業者の安全を確保できるロボットアームの安全確保用装着物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載のロボットアームの安全確保用装着物によれば、ロボットのダイレクトティーチングを行う際にアームの動作速度を低減させるための重量を有し、前記アームの先端部に着脱可能となるように構成される。このように構成すれば、たとえロボットが暴走したとしても、装着物の重量によってアームの動作速度が規制されるので、作業者の安全を確保することができる。例えば、特許文献１に開示されている操作装置も、アームの先端部に着脱可能となるように構成された装着物ではあるが、前記操作装置には、その重量自体によってアームの動作速度を規制するような効果が期待されていない。一般にこのような操作装置は、取扱いの容易性を考慮して軽量に構成されるはずで、敢えて過剰な重量を付与するようには構成されない。したがって、特許文献１の存在によって本発明の進歩性が否定されることはない。
【０００７】
請求項２記載のロボットアームの安全確保用装着物によれば、その重量が、アームの先端部にあるハンドの重量と、このハンドにより把持されるワークの重量とを加えると、ロボットの可搬重量となるように設定される。このように構成すれば、アーム先端部の重量が当該装着物を加えることで可搬重量になり、安全確保用装着物がダイレクトティーチング時において作業者が指示していないアームの高速動作に対して負荷となることで、アームの動作速度を規制できる。
【０００８】
請求項３記載のロボットアームの安全確保用装着物によれば、その重量が、アームの先端部にあるハンドの重量と、このハンドにより把持されるワークの重量とを加えると、ロボットの可搬重量を超えるように設定される。このように構成すれば、アーム先端部の重量が当該装着物を加えることで可搬重量を超えるようになり、アームの動作速度をより確実に規制できる。
【０００９】
請求項４記載のロボットアームの安全確保用装着物によれば、その重量が、ロボットの可搬重量の２倍以上に設定されるので、アームの動作速度を一層確実に規制できる。
【００１０】
請求項５記載のロボットアームの安全確保用装着物によれば、本体が２分割され、作業者がそれぞれを両手に持った状態でアームの先端部に装着するように構成される。このように構成すれば、作業者が当該装着物をアームの先端部に装着する際に、作業者の両手が
先端部の方向に伸びるので、作業者の頭部は先端部から離れることになる。これにより、作業者の安全を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態であり、安全確保用装着物をロボットの第二上アームに装着する前の状態を示す斜視図
【図２】安全確保用装着物を第二上アームに装着した状態を示す斜視図
【図３】ハンド及びワークを含むロボットアームの先端部を示す図
【図４】ロボットシステムの全体構成を示す図
【図５】第２実施形態であり、安全確保用装着物をロボットの第二上アームに装着する前の状態を示す斜視図
【図６】安全確保用装着物を第二上アームに装着した状態を示す斜視図
【図７】第３実施形態であり、安全確保用装着物をロボットの第二上アームに装着する前の状態を示す部分斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図１から図４を参照して説明する。図４に示すように、ロボットシステム１は、垂直多関節型のロボット２、ロボット２を制御するコントローラ３、コントローラ３に接続されたペンダント４を備えている。このロボットシステム１は、一般的な産業用に用いられている。
【００１３】
ロボット２は、いわゆる６軸の垂直多関節型ロボットとして周知の構成を備えており、ベース５上に、Ｚ方向の軸心を持つ第１軸（Ｊ１）を介してショルダ６が水平方向に回転可能に連結されている。ショルダ６には、Ｙ方向の軸心を持つ第２軸（Ｊ２）を介して上方に延びる下アーム７の下端部が垂直方向に回転可能に連結されている。下アーム７の先端部には、Ｙ方向の軸心を持つ第３軸（Ｊ３）を介して第一上アーム８が垂直方向に回転可能に連結されている。
【００１４】
第一上アーム８の先端部には、Ｘ方向の軸心を持つ第４軸（Ｊ４）を介して第二上アーム９が捻り回転可能に連結されている。第二上アーム９の先端部には、Ｙ方向の軸心を持つ第５軸（Ｊ５）を介して手首１０が垂直方向に回転可能に連結されている。手首１０には、Ｘ方向の軸心を持つ第６軸（Ｊ６）を介してフランジ１１が捻り回転可能に連結されている。
【００１５】
ベース５、ショルダ６、下アーム７、第一上アーム８、第二上アーム９、手首１０およびフランジ１１は、ロボット２のアームとして機能し、アームの先端となるフランジ１１には、図３に示すようにハンド１２が取り付けられる。ハンド１２は、ワーク１３を保持する。ロボット２に設けられている各軸（Ｊ１〜Ｊ６）には、それぞれに対応して駆動源となる図示しないモータが設けられている。
【００１６】
コントローラ３は、ロボット２の制御装置であり、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等で構成されたコンピュータからなる制御手段においてコンピュータプログラムを実行することで、ロボット２を制御している。具体的には、コントローラ３は、インバータ回路等から構成された駆動部を備えており、各モータに対応して設けられているエンコーダで検知したモータの回転位置に基づいて例えばフィードバック制御によりそれぞれのモータを駆動する。また、コントローラ３は、ペンダント４から送信されるタッチ操作の操作態様を示す情報に基づいて、ロボット２を動作させるための動作指令を生成する。
【００１７】
ペンダント４は、接続ケーブルを介してコントローラ３に接続されている。ペンダント４は、コントローラ３との間で通信インターフェイスを経由して有線式あるいは無線式でデータ通信を行う。このため、作業者がペンダント４に対して入力した各種の操作は、操作情報としてコントローラ３に送信される。
【００１８】
本実施形態では、ロボットシステム１に対して作業者がダイレクトティーチングを行う際に、ロボット２の動作を規制するために十分な重量を有する安全確保用装着物１４を、第二上アーム９の先端部に装着する。図１及び図２に示すように、安全確保用装着物１４は、左手側装着物１４Ｌ，右手側装着物１４Ｒに２分割されている。図１は、装着物１４を第二上アーム９に装着する前の状態を示し、図２は装着した状態を示している。
【００１９】
左手側装着物１４Ｌ，右手側装着物１４Ｒは、例えば棒状の金属製材料をＵ字状に曲げたもので構成されており、両端部１５は磁化されている。第二上アーム９には、右手側のみ示すが、右手側装着物１４Ｒを装着するための装着穴１６が形成されている。そして、図２に示すように、左手側装着物１４Ｌ，右手側装着物１４Ｒの先端部１５を装着穴１６に挿入した際に、やはり金属製である第二上アーム９に先端部１５が磁力により吸着される。
【００２０】
ある程度の重量を有する装着物１４をロボット２に装着することで、作業者がダイレクトティーチングを行うためロボット２に接近した状態において、仮にロボット２が暴走したとしても、装着物１４の重量によりその動作速度が通常時よりも低くなるように規制される。つまり、装着物１４が、ダイレクトティーチング時において作業者が指示していないアームの高速動作に対して負荷となることで、作業者の安全が確保される。
【００２１】
ここで、ハンド１２の重量をＷＨ，ワーク１３の重量をＷＷ，装着物１４の重量をＷＳとすると、例えばそれらの合計（ＷＨ＋ＷＷ＋ＷＳ）が、ロボット２の可搬重量ＷＬに略等しくなるように設定する。また、可搬重量ＷＬを超えるように、例えば２倍以上となるように設定すれば、より確実にロボット２の動作速度を抑制できる。一例として、可搬重量ＷＬが１ｋｇの場合、装着物１４の重量ＷＳを１０ｋｇ程度に設定する。
【００２２】
また、作業者は、装着物１４をロボット２に装着する際に、左手側装着物１４Ｌを左手で把持し、右手側装着物１４Ｒを右手で把持し、左右両手をある程度伸ばした状態で第二上アーム９に装着することになる。したがって、その際に、作業者の頭部はロボット２のアーム先端部から遠ざかった状態になるため、作業者の安全が一層確実になる。
【００２３】
以上のように本実施形態によれば、安全確保用装着物１４を、ロボットシステムのダイレクトティーチングを行う際にアームの動作速度を低減させるための重量ＷＳを有し、前記アームの先端部に着脱可能となるように構成する。このように構成すれば、たとえロボッ２トが暴走しても装着物１４の重量によりアームの動作速度が規制されるので、作業者の安全を確保できる。
【００２４】
そして、装着物１４の重量ＷＳをアームの先端部にあるハンド１２の重量ＷＨ，と、ハンド１２により把持されるワーク１３の重量ＷＷとを加えると、ロボット２の可搬重量ＷＬとなるように、又は可搬重量ＷＬを超えるように、具体的には可搬重量ＷＬの２倍以上に設定することで、アームの動作速度をより確実に規制できる。
【００２５】
また、装着物１４の本体を、左手側装着物１４Ｌ，右手側装着物１４Ｒに２分割し、作業者がそれぞれを両手に持った状態でアームの先端部に装着するように構成した。これにより、作業者が装着物１４をアームの先端部に装着する際に、作業者の頭部が先端部から離れるようになり、作業者の安全を確保できる。
【００２６】
（第２実施形態）
以下、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。図５及び図６に示す第２実施形態の安全確保用装着物２１はやはり金属製であるが、棒状の基部２２の先端にリング状の先端部２３を備えた構成である。左手側装着物２１Ｌ，右手側装着物２１Ｒは対称な構成である。基部２２のロボット２側である後端部２４は、第１実施形態の装着物１４の先端部１５と同様に磁化されている。
【００２７】
第二上アーム９の先端部には、装着物２１Ｌ，２１Ｒを装着するための装着穴２５が形成されている。そして、図６に示すように、装着物２１Ｌ，２１Ｒの先端部２４を装着穴２５に挿入した際に、先端部２５が磁力により吸着される。装着物２１の重量ＷＳも、やはりロボット２の可搬重量ＷＬの２倍以上に設定されており、例えば可搬重量ＷＬが１ｋｇの場合、重量ＷＳを１０ｋｇ程度に設定する。以上のように構成される第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００２８】
（第３実施形態）
図７に示す第３実施形態の安全確保用装着物３１は、上記実施形態とは異なり本体が分割されていない構成である。ロボット２側では、第二上アーム９の先端部におけるＪ５軸線と同軸状に挿入孔３２が形成されており、Ｊ６軸線と垂直な軸線Ｊ６Ｐと同軸状に挿入孔３３が形成されている。これらの挿入孔３２及び挿入孔３３の一方を省略することもできる。
【００２９】
装着物３１は、本体３４及び挿入部３５を備えている。本体３４は、略矩形の板状に形成されており、作業者の手で把持可能な大きさとなっている。本体３４の表面には、長手方向に所定の間隔をおいて周方向に延びる凹部３４ａが形成されている。この所定の間隔は、作業者の標準的な指の間隔に対応している。これらの凹部３４ａにより、作業者の手で把持される被把持部が構成されている。本体３４の長手方向における一端部３４ｂには、挿入部３５が取り付けられている。挿入部３５は棒状に形成されており、ロボット２の第二上アーム９に形成された挿入孔３２又は３３に挿入される。
【００３０】
装着物３１の重量ＷＳも、やはりロボット２の可搬重量ＷＬの２倍以上に設定されており、例えば可搬重量ＷＬが１ｋｇの場合、重量ＷＳを１０ｋｇ程度に設定する。以上のように第３実施形態によれば、本体が一体に構成された安全確保用装着物３１をロボット２に装着した場合も、アームの動作速度を規制して作業者の安全を確保できる。
【００３１】
本発明は上記した、又は図面に記載した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
安全確保用装着物は金属製である必要は無く、ダイレクトティーチングを行う際にアームの動作速度を低減させるための重量を有していれば、どのような材質で構成しても良い。
各重量の合計（ＷＨ＋ＷＷ＋ＷＳ）は、ロボット２の可搬重量ＷＬに完全に等しく設定する必要は無く、装着物の重量ＷＳによってダイレクトティーチングを行う際のアーム動作速度を低減できれば良い。
【００３２】
例えば第１実施形態の構成において、先端部１５を磁化する代わりに永久磁石を配置しても良い。
磁力を利用して装着物をロボットに装着するものに限らず、第３実施形態のような挿入構造を利用したり、本体の一部をアーム側と嵌合させる構造やねじ止め等により装着しても良い。
安全確保用装着物の形状は、図示したものに限らない。
安全確保用装着物の外部を、例えばポリウレタンのような軟性の材料で覆うようにして、作業者を保護しても良い。
垂直６軸ロボットに適用するものに限らず、７軸以上のロボットや水平４軸，Ｘθ２軸等、その他の構成のロボットに適用しても良い。
【符号の説明】
【００３３】
図面中、１はロボットシステム、２はロボット、９は第二上アーム、１２はハンド、１３はワーク、１４，２１，３１は安全確保用装着物を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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