(57)【要約】【課題】ワークと接触させることなく設定操作が可能であるとともに、簡易な構成で安価なロボットアームの位置設定補助装置を提供する。【解決手段】移動自在なロボットアーム１の作業部５に取り付けて該作業部５とワークＷとの所定距離位置Ｐを設定するための設定補助装置１０であって、前記ロボットアーム１の作業部５先端の中心軸Ｍに対して左右対称位置に配置される第１レーザー光投光部２０と第２レーザー光投光部３０を備え、前記第１レーザー光投光部２０から投光される第１レーザー光線Ｌ１と第２レーザー光投光部３０から投光される第２レーザー光線Ｌ２は前記作業部５の中心軸Ｍ線上の前記所定距離位置Ｐで交差するように設定されていることを特徴とする。【選択図】図１
0003177737.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
移動自在なロボットアームの作業部に取り付けて該作業部とワークとの所定距離位置を設定するための設定補助装置であって、
前記ロボットアームの作業部先端の中心軸に対して左右対称位置に配置される第１レーザー光投光部と第２レーザー光投光部を備え、前記第１レーザー光投光部から投光される第１レーザー光線と第２レーザー光投光部から投光される第２レーザー光線は前記作業部の中心軸線上の前記所定距離位置で交差するように設定されていることを特徴とするロボットアームの位置設定補助装置。
【請求項２】
前記第１レーザー光投光部と前記第２レーザー光投光部が取付部材を介して水平方向に角度調節可能に取り付けられている請求項１に記載のロボットアームの設定補助装置。
【請求項３】
前記取付部材に前記第１レーザー光投光部及び第２レーザー光投光部の角度を示す目盛り部が設けられている請求項２に記載のロボットアームの設定補助装置。
【請求項４】
前記第１レーザー光投光部及び第２レーザー光投光部を同期させて対称的に同一角度位置に回転させるための同期作動部材が設けられている請求項２又は３に記載のロボットアームの設定補助装置。
【請求項５】
前記第１レーザー光投光部及び第２レーザー光投光部から投光される各レーザー光線が互いに波長の異なるレーザー光である請求項１ないし４のいずれかに記載のロボットアームの設定補助装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、移動自在なロボットアームの作業部とワークとの所定距離位置を設定するためのロボットアームの位置設定補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の製造ライン等において塗装等の工程を実施する際には、先端に塗装機等の各種処理機が取り付けられた移動自在なロボットアームを用いてワークの所定部分に適宜の処理が施される。これらの処理では、予め塗装機の噴射ノズル等の作業部とワークとの適正な距離が設定される。
【０００３】
ロボットアームの作業部とワークとの所定距離位置を設定する場合、例えば、ロボットアームの作業部に代えて装着されるティーチング治具に、作業部とワークとの距離を検出するレーザー変位計等の距離計測器または作業部からワークまでの距離に相当する長さを有してワークとの接触を検出する接触部材と、ティーチング治具の三次元方向の角度を検出する三軸加速度変換器等からなる三次元角度計測器と、ワーク近傍を撮影する撮像装置とを取り付け、撮像装置によって表示される映像を確認しながら、距離計測器によって測定された距離データまたは接触部材からの検出データや、三次元角度計測器によって計測された傾斜角度に基づいてロボットアームを遠隔操作して所定距離位置の位置情報を制御装置に記憶させる位置設定補助装置が用いられる（例えば、特許文献１参照。）。この位置設定補助装置では、ワークを直接目視せずに所定距離位置を設定することができる。
【０００４】
しかしながら、従来のロボットアームの位置設定補助装置は、部品点数が多く、特に、距離や角度を測定するための各種測定器、あるいは、ワーク近傍を撮影する撮像装置等の高価な機材を必要とするため、経済的に不利である。また、接触部材を用いると、ワークに対して不要な傷を付けてしまうことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１１４５５７号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
本考案は前記の点に鑑みなされたものであり、ワークと接触させることなく設定操作が可能であるとともに、簡易な構成で安価なロボットアームの位置設定補助装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、請求項１の考案は、移動自在なロボットアームの作業部に取り付けて該作業部とワークとの所定距離位置を設定するための設定補助装置であって、前記ロボットアームの作業部先端の中心軸に対して左右対称位置に配置される第１レーザー光投光部と第２レーザー光投光部を備え、前記第１レーザー光投光部から投光される第１レーザー光線と第２レーザー光投光部から投光される第２レーザー光線は前記作業部の中心軸線上の前記所定距離位置で交差するように設定されていることを特徴とするロボットアームの位置設定補助装置に係る。
【０００８】
請求項２の考案は、前記第１レーザー光投光部と前記第２レーザー光投光部が取付部材を介して水平方向に角度調節可能に取り付けられている請求項１に記載のロボットアームの設定補助装置に係る。
【０００９】
請求項３の考案は、前記取付部材に前記第１レーザー光投光部及び第２レーザー光投光部の角度を示す目盛り部が設けられている請求項２に記載のロボットアームの設定補助装置に係る。
【００１０】
請求項４の考案は、前記第１レーザー光投光部及び第２レーザー光投光部を同期させて対称的に同一角度位置に回転させるための同期作動部材が設けられている請求項２又は３に記載のロボットアームの設定補助装置に係る。
【００１１】
請求項５の考案は、前記第１レーザー光投光部及び第２レーザー光投光部から投光される各レーザー光線が互いに波長の異なるレーザー光である請求項１ないし４のいずれかに記載のロボットアームの設定補助装置に係る。
【考案の効果】
【００１２】
請求項１の考案に係るロボットアームの位置設定補助装置は、移動自在なロボットアームの作業部に取り付けて該作業部とワークとの所定距離位置を設定するための設定補助装置であって、前記ロボットアームの作業部先端の中心軸に対して左右対称位置に配置される第１レーザー光投光部と第２レーザー光投光部を備え、前記第１レーザー光投光部から投光される第１レーザー光線と第２レーザー光投光部から投光される第２レーザー光線は前記作業部の中心軸線上の前記所定距離位置で交差するように設定されているため、構成が極めて簡易で安価な位置設定補助装置を提供することができるとともに、ワークに対して非接触状態かつ容易に設定操作することができる。
【００１３】
請求項２の考案は、請求項１において、前記第１レーザー光投光部と前記第２レーザー光投光部が取付部材を介して水平方向に角度調節可能に取り付けられているため、所定距離位置が自在に設定可能となる。
【００１４】
請求項３の考案は、請求項２において、前記取付部材に前記第１レーザー光投光部及び第２レーザー光投光部の角度を示す目盛り部が設けられているため、第１レーザー光投光部及び第２レーザー光投光部の角度を容易に調節することができる。
【００１５】
請求項４の考案は、請求項２又は３において、前記第１レーザー光投光部及び第２レーザー光投光部を同期させて対称的に同一角度位置に回転させるための同期作動部材が設けられているため、第１レーザー光投光部と第２レーザー光投光部の角度調節を行う際に、個別に調節する必要がなくなり、作業性が向上する。
【００１６】
請求項５の考案は、請求項１ないし４において、前記第１レーザー光投光部及び第２レーザー光投光部から投光される各レーザー光線が互いに波長の異なるレーザー光であるため、作業部とワークとの距離が適正な所定距離と異なる場合に、所定距離より近い距離であるか遠い距離であるかを容易に判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本考案の一実施例に係るロボットアームの位置設定補助装置の平面図である。
【図２】図１の位置設定補助装置の側面図である。
【図３】図１の位置設定補助装置の正面図である。
【図４】レーザー光投光部の平面図である。
【図５】図１の位置設定補助装置の使用例を表した模式図である。
【図６】同期作動部材が設けられた位置設定補助装置の第１平面図である。
【図７】同期作動部材が設けられた位置設定補助装置の第２平面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１８】
図１〜３に示す本考案の一実施例に係るロボットアームの位置設定補助装置１０は、移動自在なロボットアーム１の作業部５に取り付けて該作業部５とワークＷとの所定距離位置Ｐを設定するためのものである。ロボットアーム１は、自動車の製造ライン等において、塗装等を実施する際に、ワークＷに対して前後方向あるいは上下左右方向等に自動、手動、遠隔操作等により自在に移動可能に構成される。また、作業部５は、ロボットアーム１の先端部に取り付けられる塗装機の噴射ノズル等である。図１，２において、符号２はロボットアーム１のロッド部である。
【００１９】
位置設定補助装置１０は、図１〜３に示すように、ロボットアーム１の作業部５先端の中心軸Ｍに対して左右対称位置に配置される第１レーザー光投光部２０と第２レーザー光投光部３０とを備える。図において、符号１１はロボットアーム１の作業部５に取り付けられる位置設定補助装置１０の基盤部材、１２は基盤部材１１に形成されロッド部２が嵌挿されることによって取り付けられる取付穴部、１３は後述する第１及び第２レーザー光投光部２０，３０の電力を供給するための電池等からなる電力供給部、２１は第１レーザー光投光部２０を保持するための保持部材、２５は保持部材２１を介して第１レーザー光投光部２０が取り付けられる側面視略倒Ｌ字状の取付部材、３１は第１レーザー光投光部３０を保持するための保持部材、３５は保持部材３１を介して第２レーザー光投光部３０が取り付けられる側面視略倒Ｌ字状の取付部材である。
【００２０】
第１レーザー光投光部２０及び第２レーザー光投光部３０は、それぞれ第１レーザー光線Ｌ１及び第２レーザー光線Ｌ２が投光可能な適宜の装置からなり、公知のレーザーポインタ等が好適に使用される。第１レーザー光投光部２０及び第２レーザー光投光部３０から投光される各レーザー光線Ｌ１，Ｌ２は、同一の波長（色）のレーザー光、あるいは、互いに波長（色）の異なるレーザー光とされる。例えば、第１レーザー光投光部２０の第１レーザー光線Ｌ１を６３５〜６９０ｎｍ（赤色）とした場合、第２レーザー光投光部３０の第２レーザー光線Ｌ２は、６３５〜６９０ｎｍ（赤色）あるいは５３２ｎｍ（緑色）である。
【００２１】
当該位置設定補助装置１０では、図１に示すように、第１レーザー光投光部２０から投光される第１レーザー光線Ｌ１と第２レーザー光投光部３０から投光される第２レーザー光線Ｌ２は作業部５の中心軸線Ｍ上の所定距離位置Ｐで交差するように設定されている。所定距離位置Ｐは、作業部５とワークＷとの適正な所定距離Ｄに相当する位置であって、塗装等の作業内容に応じて適宜決定され、第１レーザー光投光部２０及び第２レーザー光投光部３０を所定の投光角度α傾斜させて投光させた際の交点である。
【００２２】
また、この位置設定補助装置１０にあっては、所定距離位置Ｐを自在に設定可能とするために、図４に示すように、第１レーザー光投光部２０と第２レーザー光投光部３０が取付部材２５，３５を介して水平方向に角度調節可能に取り付けられている。特に、図１，４に示すように、第１レーザー光投光部２０及び第２レーザー光投光部３０の投光角度αを容易に設定可能とするために、取付部材２５，３５には、第１レーザー光投光部２０及び第２レーザー光投光部３０の角度αを示す目盛り部２６，３６が設けられる。実施例では、コスト軽減のために保持部材２１，３１を手動で回転させて第１レーザー光投光部２０及び第２レーザー光投光部３０の角度調節が可能とされている。図において、符号２２は第１レーザー光投光部２０を角度調節するための回転軸、２３は保持部材２１先端に設けられた目盛り部２６を指し示す指針、３２は第２レーザー光投光部３０を角度調節するための回転軸、３３は保持部材３１先端に設けられた目盛り部３６を指し示す指針である。
【００２３】
自在に調節される投光角度αは、図１に示すように、作業部５とワークＷとの適正な所定距離Ｄ、回転軸２２と中心軸Ｍとの垂線距離ｄ１、回転軸２２から中心軸Ｍまでの距離ｄ２、回転軸２２から第１レーザー光投光部２０の中心軸ｍ１までの距離ｄ３等に基づいて、三角法によって求められる。
【００２４】
さらに、当該位置設定補助装置１０では、必要に応じて、図６，７に示すように、第１レーザー光投光部２０及び第２レーザー光投光部３０を同期させて対称的に同一角度位置に回転させるための同期作動部材４０を設けてもよい。同期作動部材４０としては、第１レーザー光投光部２０と第２レーザー光投光部３０とを同期させて対称的に同一角度位置に回転可能な形状であれば特に限定されるものではないが、実施例では、第１レーザー光投光部２０及び第２レーザー光投光部３０に架設される板状の本体部材４１と、本体部材４１の第１レーザー光投光部２０側近傍の端部に形成された第１スライド穴部４２と、本体部材４１の第２レーザー光投光部３０側近傍の端部に形成された第２スライド穴部４３と、第１レーザー光投光部２０の保持部材２１に設けられ第１スライド穴部４２内を摺動可能な第１摺動突部４４と、第２レーザー光投光部３０の保持部材３１に設けられ第２スライド穴部４３内を摺動可能な第２摺動突部４５とからなる。
【００２５】
この同期作動部材４０では、図６に示すように、前方（ワークＷ側）に移動させることにより、第１摺動突部４４と第２摺動突部４５とがそれぞれ第１スライド穴部４２内と第２スライド穴部４３内を外側へ摺動して、第１レーザー光投光部２０及び第２レーザー光投光部３０を後方（ロボットアーム１側）へ同期させて回転させることができる。その際、所定距離位置Ｐは、作業部５から遠ざかる方向に設定可能とされる。一方、図７に示すように、同期作動部材４０を後方（ロボットアーム１側）に移動させることにより、第１摺動突部４４と第２摺動突部４５とがそれぞれ第１スライド穴部４２内と第２スライド穴部４３内を内側へ摺動して、第１レーザー光投光部２０及び第２レーザー光投光部３０を前方（ワークＷ側）へ同期させて回転させることができる。その際、所定距離位置Ｐは、作業部５へ近付く方向に設定可能とされる。このように、第１レーザー光投光部２０及び第２レーザー光投光部３０に同期作動部材４０を設けることにより、第１レーザー光投光部２０と第２レーザー光投光部３０の角度調節を行う際に、個別に調節する必要がなくなり、作業性が向上する。
【００２６】
次に、当該位置設定補助装置１０の使用例について説明する。この実施例では、第１レーザー光投光部２０の第１レーザー光線Ｌ１が赤色（６３５ｎｍ）のレーザーポインタ、第２レーザー光投光部３０の第２レーザー光線Ｌ２が緑色（５３２ｎｍ）のレーザーポインタである。
【００２７】
まず、作業部５とワークＷとの適正な所定距離Ｄに対応する投光角度αを予め算出し、回転軸２２，３２をそれぞれ中心軸として第１レーザー光投光部２０及び第２レーザー光投光部３０の各保持部材２１，３１を回転させて、第１レーザー光投光部２０及び第２レーザー光投光部３０の角度調節を行い、第１レーザー光投光部２０及び第２レーザー光投光部３０からそれぞれ第１レーザー光線Ｌ１及び第２レーザー光線Ｌ２を投光させる。この時、投光された各レーザー光線Ｌ１，Ｌ２は、所定距離位置Ｐで交差した状態となる。
【００２８】
次に、ロボットアーム１を移動させ、所定距離位置Ｐで交差した第１レーザー光線Ｌ１及び第２レーザー光線Ｌ２をワークＷに照射して、ロボットアーム１の位置決めが行われる。ここで、作業部５とワークＷとが適正な所定距離Ｄである場合、図５に示すように、ワークＷ表面に第１レーザー光線Ｌ１の照射点Ｌ１ａと第２レーザー光線Ｌ２の照射点Ｌ２ａが重なった状態で視認することができる。
【００２９】
一方、作業部５とワークＷ１とが適正な所定距離Ｄより近い距離Ｄ１である場合、ワークＷ１表面には、第１レーザー光線Ｌ１の照射点Ｌ１ｂが中心軸Ｍに対して第１レーザー光投光部２０側に照射されるとともに、第２レーザー光線Ｌ２の照射点Ｌ２ｂが中心軸Ｍに対して第２レーザー光投光部３０側に照射される。また、作業部５とワークＷ２とが適正な所定距離Ｄより遠い距離Ｄ２である場合、ワークＷ２表面には、第１レーザー光線Ｌ１の照射点Ｌ１ｃが中心軸Ｍに対して第２レーザー光投光部３０側に照射されるとともに、第２レーザー光線Ｌ２の照射点Ｌ２ｃが中心軸Ｍに対して第１レーザー光投光部２０側に照射される。
【００３０】
ここで、第１レーザー光線Ｌ１を赤色、第２レーザー光線Ｌ２を緑色というように、互いに波長（色）の異なるレーザー光とすることにより、作業部５とワークＷとの距離が適正な所定距離Ｄと異なる場合に、所定距離Ｄより近い距離Ｄ１であるか遠い距離Ｄ２であるかを容易に判別することができる。すなわち、作業部５とワークＷとが近い距離Ｄ１である場合、第１レーザー光線Ｌ１の赤色の照射点Ｌ１ｂが第１レーザー光投光部２０側に照射され、第２レーザー光線Ｌ２の緑色の照射点Ｌ２ｂが第２レーザー光投光部３０側に照射されていることを視認することができる。そのため、ロボットアーム１をワークＷ１から遠ざかる方向へ移動させることで、容易に適正な所定距離Ｄに設定することができる。一方、作業部５とワークＷとが遠い距離Ｄ２である場合は、第１レーザー光線Ｌ１の赤色の照射点Ｌ１ｃが第２レーザー光投光部３０側に照射され、第２レーザー光線Ｌ２の緑色の照射点Ｌ２ｃが第１レーザー光投光部２０側に照射されていることを視認することができ、ロボットアーム１をワークＷ２へ近づける方向へ移動させることで、容易に適正な所定距離Ｄに設定することができる。
【００３１】
以上図示し説明したように、本考案のロボットアーム１の位置設定補助装置１０では、ロボットアーム１の作業部５先端の中心軸Ｍに対して左右対称位置に配置される第１レーザー光投光部２０と第２レーザー光投光部３０とを備え、従来のような距離や角度を測定するための各種測定器やワーク近傍を撮影する撮像装置等の高価で繁雑な機材が不要であるため、構成が極めて簡易で安価な位置設定補助装置を提供することができる。
【００３２】
また、設定操作の際には、第１レーザー光投光部２０から投光される第１レーザー光線Ｌ１と第２レーザー光投光部３０から投光される第２レーザー光線Ｌ２とを作業部５の中心軸Ｍ線上の所定距離位置Ｐで交差させ、各レーザー光線Ｌ１，Ｌ２をワークＷに照射することにって作業部とワークとの所定距離位置を設定するものであるため、ワークＷに対して非接触状態かつ容易に設定操作することができる。
【００３３】
さらに、位置設定補助装置１０では、第１レーザー光投光部２０と第２レーザー光投光部３０を、取付部材２５，３５を介して水平方向に角度調節可能とすることにより、所定距離位置Ｐを自在に設定可能とすることができる。特に、取付部材２５，３５に、第１レーザー光投光部２０及び第２レーザー光投光部３０の角度αを示す目盛り部２６，３６を設ければ、第１レーザー光投光部２０と第２レーザー光投光部３０を水平方向に移動させる際の投光角度αを容易に調節することが可能となる。
【００３４】
加えて、第１レーザー光投光部及び第２レーザー光投光部から投光される各レーザー光線を互いに波長（色）の異なるレーザー光とすれば、ワークに照射された各レーザー光線の照射点の位置関係を容易に把握することができるため、作業部とワークとの距離が適正な所定距離と異なる場合に、所定距離より近い距離であるか遠い距離であるかを容易に判別することができる。
【００３５】
また、第１レーザー光投光部２０及び第２レーザー光投光部３０を同期させて対称的に同一角度位置に回転させるための同期作動部材４０を設ければ、第１レーザー光投光部２０と第２レーザー光投光部３０の角度調節を行う際に、個別に調節する必要がなくなるため、作業性が向上する。
【００３６】
なお、本考案のロボットアームの位置設定補助装置は、前述の実施例のみに限定されるものではなく、考案の趣旨を逸脱しない範囲において構成の一部を適宜に変更して実施することができる。例えば、実施例では、第１レーザー光投光部及び第２レーザー光投光部から投光される各レーザー光線の波長（色）を６３５〜６９０ｎｍ（赤色）あるいは５３２ｎｍ（緑色）としたが、これのみに限定されるものではなく、７００ｎｍ以上（赤外）、５９３．５ｎｍ（黄色）、４７３ｎｍ（青色）等の適宜のレーザー光とすることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１      ロボットアーム
５      作業部
１０    ロボットアームの位置設定補助装置
２０    第１レーザー光投光部
２５    取付部材
２６    目盛り部
３０    第２レーザー光投光部
３５    取付部材
３６    目盛り部
Ｌ１    第１レーザー光線
Ｌ２    第２レーザー光線
Ｍ      中心軸
Ｐ      所定距離位置
Ｗ      ワーク
【図１】
0003177737.tif 000003
【図２】
0003177737.tif 000004
【図３】
0003177737.tif 000005
【図４】
0003177737.tif 000006
【図５】
0003177737.tif 000007
【図６】
0003177737.tif 000008
【図７】
0003177737.tif 000009