特許ウォッチ

公開番号2025088085
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-11
出願番号2023202535
出願日2023-11-30
発明の名称検出方法、ロボットシステムおよびプログラム
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B25J 19/06 20060101AFI20250604BHJP(手工具;可搬型動力工具;手工具用の柄;作業場設備;マニプレータ)
要約【課題】シャフトの過負荷状態を検出することができる検出方法、ロボットシステムおよびプログラムを提供すること。
【解決手段】第1アームまたは第2アームの回転動作によりシャフトに作用する第3回転軸と直交する方向の力Fを取得する第1ステップと、第1ステップで取得した力Fに基づいて、シャフトの所定部位にかかる曲げ応力F1を取得する第2ステップと、シャフトの所定部位が許容し得る最大曲げ応力F0と、第2ステップで取得した曲げ応力F1と、を比較する第3ステップと、第3ステップにおける比較結果がF1≧F0である場合、シャフトの過負荷状態を報知する第4ステップと、を含むことを特徴とする検出方法。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
基台と、第１回転軸回りに回転可能に前記基台に接続された第１アームと、前記第１回転軸と平行な第２回転軸回りに回転可能に前記第１アームに接続された第２アームと、前記第１回転軸と平行な第３回転軸回りに回転可能で、かつ前記第３回転軸に沿って移動可能に前記第２アームに接続されたシャフトと、を有するロボットにおける前記シャフトの過負荷状態を検出する検出方法であって、
前記第１アームまたは前記第２アームの回転動作により前記シャフトに作用する前記第３回転軸と直交する方向の力Ｆを取得する第１ステップと、
前記第１ステップで取得した前記力Ｆに基づいて、前記シャフトの所定部位にかかる曲げ応力Ｆ１を取得する第２ステップと、
前記シャフトの前記所定部位が許容し得る最大曲げ応力Ｆ０と、前記第２ステップで取得した前記曲げ応力Ｆ１と、を比較する第３ステップと、
前記第３ステップにおける比較結果がＦ１≧Ｆ０である場合、前記シャフトの過負荷状態を報知する第４ステップと、を含むことを特徴とする検出方法。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記第２ステップでは、前記力Ｆと、前記シャフトの前記所定部位の断面係数とに基づいて前記曲げ応力Ｆ１を算出する請求項１に記載の検出方法。
【請求項３】
前記第１ステップでは、前記シャフトの鉛直方向下端部に設けられた力センサーの検出値に基づいて、前記力Ｆを取得する請求項１または２に記載の検出方法。
【請求項４】
前記第１ステップでは、前記シャフトの鉛直方向下端部に設けられた加速度センサーの検出値と、前記シャフトに装着されたエンドエフェクターの重量と、に基づいて、前記力Ｆを取得する請求項１または２に記載の検出方法。
【請求項５】
前記第２ステップでは、前記エンドエフェクターの重心の位置の前記第３回転軸に対するずれ量をさらに考慮して前記曲げ応力Ｆ１を取得する請求項４に記載の検出方法。
【請求項６】
前記第１ステップでは、算出される前記シャフトの加速度と、前記シャフトに装着されたエンドエフェクターの重量と、に基づいて、前記力Ｆを取得する請求項１または２に記載の検出方法。
【請求項７】
基台と、第１回転軸回りに回転可能に前記基台に接続された第１アームと、前記第１回転軸と平行な第２回転軸回りに回転可能に前記第１アームに接続された第２アームと、前記第１回転軸と平行な第３回転軸回りに回転可能で、かつ前記第３回転軸に沿って移動可能に前記第２アームに接続されたシャフトと、前記シャフトに作用する力または加速度を検出する検出部と、を有するロボットと、
前記ロボットの作動を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記検出部の検出値に基づいて、前記第１アームまたは前記第２アームの回転動作により前記シャフトに作用する前記第３回転軸と直交する方向の力Ｆを取得する第１取得部と、
前記第１取得部が取得した前記力Ｆに基づいて、前記シャフトの所定部位にかかる曲げ応力Ｆ１を取得する第２取得部と、
前記シャフトの前記所定部位が許容し得る最大曲げ応力Ｆ０と、前記第２取得部が取得した前記曲げ応力Ｆ１と、を比較する比較部と、
前記比較部による比較結果がＦ１≧Ｆ０である場合、前記シャフトの過負荷状態を報知する報知信号を生成する報知信号生成部と、を有することを特徴とするロボットシステム。
【請求項８】
基台と、第１回転軸回りに回転可能に前記基台に接続された第１アームと、前記第１回転軸と平行な第２回転軸回りに回転可能に前記第１アームに接続された第２アームと、前記第１回転軸と平行な第３回転軸回りに回転可能で、かつ前記第３回転軸に沿って移動可能に前記第２アームに接続されたシャフトと、を有するロボットにおける前記シャフトの過負荷状態を検出するためのプログラムであって、
前記第１アームまたは前記第２アームの回転動作により前記シャフトに作用する前記第３回転軸と直交する方向の力Ｆを取得する第１ステップと、
前記第１ステップで取得した前記力Ｆに基づいて、前記シャフトの所定部位にかかる曲げ応力Ｆ１を取得する第２ステップと、
前記シャフトの前記所定部位が許容し得る最大曲げ応力Ｆ０と、前記第２ステップで取得した前記曲げ応力Ｆ１と、を比較する第３ステップと、
前記第３ステップにおける比較結果がＦ１≧Ｆ０である場合、前記シャフトの過負荷状態を報知する第４ステップと、を実行するためのプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出方法、ロボットシステムおよびプログラムに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
支持アームと、支持アームに回転可能に連結される第１アームと、第１アームに回転可能に連結される第２アームと、第２アームに回転可能に連結されるとともに第２アームに対して昇降可能な第３アームであるシャフトとを備える水平多関節ロボットが知られている。
【０００３】
また、この水平多関節ロボットは、支持アームに対して第１アームを回転させるためのモーターと、第１アームに対して第２アームを回転させるためのモーターと、第２アームに対して第３アームを回転させるためのモーターと、第２アームに対して第３アームを昇降させるためのモーターとを備えている。
【０００４】
特許文献１では、各モーターに対し、トルク制限値を設定し、各モーターの出力トルクが、トルク制限値を超えないよう制限することにより、各アーム、各モーターへの過負荷を防止し、損傷を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
ＷＯ２０１４／１２６１１２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されている構成では、第３アームへの過負荷、特に、第１アームおよび第２アームが回転することにより第３アームに作用する曲げ応力に起因する過負荷を考慮していない。その結果、第１アーム、第２アームの回転速度が速すぎた場合、第３アームに過負荷が生じるおそれがある。一方、第３アームに過負荷が生じないように第１アームおよび第２アームの回転速度を落とすと、作業効率が低下してしまうおそれがある。そのため、第３アームの損傷を防止しつつ作業効率を高めることが難しかった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の検出方法は、基台と、第１回転軸回りに回転可能に前記基台に接続された第１アームと、前記第１回転軸と平行な第２回転軸回りに回転可能に前記第１アームに接続された第２アームと、前記第１回転軸と平行な第３回転軸回りに回転可能で、かつ前記第３回転軸に沿って移動可能に前記第２アームに接続されたシャフトと、を有するロボットにおける前記シャフトの過負荷状態を検出する検出方法であって、
前記第１アームまたは前記第２アームの回転動作により前記シャフトに作用する前記第３回転軸と直交する方向の力Ｆを取得する第１ステップと、
前記第１ステップで取得した前記力Ｆに基づいて、前記シャフトの所定部位にかかる曲げ応力Ｆ１を取得する第２ステップと、
前記シャフトの前記所定部位が許容し得る最大曲げ応力Ｆ０と、前記第２ステップで取得した前記曲げ応力Ｆ１と、を比較する第３ステップと、
前記第３ステップにおける比較結果がＦ１≧Ｆ０である場合、前記シャフトの過負荷状態を報知する第４ステップと、を含む。
【０００８】
本発明のロボットシステムは、基台と、第１回転軸回りに回転可能に前記基台に接続された第１アームと、前記第１回転軸と平行な第２回転軸回りに回転可能に前記第１アームに接続された第２アームと、前記第１回転軸と平行な第３回転軸回りに回転可能で、かつ前記第３回転軸に沿って移動可能に前記第２アームに接続されたシャフトと、前記シャフトに作用する力または加速度を検出する検出部と、を有するロボットと、
前記ロボットの作動を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記検出部の検出値に基づいて、前記第１アームまたは前記第２アームの回転動作により前記シャフトに作用する前記第３回転軸と直交する方向の力Ｆを取得する第１取得部と、
前記第１取得部が取得した前記力Ｆに基づいて、前記シャフトの所定部位にかかる曲げ応力Ｆ１を取得する第２取得部と、
前記シャフトの前記所定部位が許容し得る最大曲げ応力Ｆ０と、前記第２取得部が取得した前記曲げ応力Ｆ１と、を比較する比較部と、
前記比較部による比較結果がＦ１≧Ｆ０である場合、前記シャフトの過負荷状態を報知する報知信号を生成する報知信号生成部と、を有する。
【０００９】
本発明のプログラムは、基台と、第１回転軸回りに回転可能に前記基台に接続された第１アームと、前記第１回転軸と平行な第２回転軸回りに回転可能に前記第１アームに接続された第２アームと、前記第１回転軸と平行な第３回転軸回りに回転可能で、かつ前記第３回転軸に沿って移動可能に前記第２アームに接続されたシャフトと、を有するロボットにおける前記シャフトの過負荷状態を検出するためのプログラムであって、
前記第１アームまたは前記第２アームの回転動作により前記シャフトに作用する前記第３回転軸と直交する方向の力Ｆを取得する第１ステップと、
前記第１ステップで取得した前記力Ｆに基づいて、前記シャフトの所定部位にかかる曲げ応力Ｆ１を取得する第２ステップと、
前記シャフトの前記所定部位が許容し得る最大曲げ応力Ｆ０と、前記第２ステップで取得した前記曲げ応力Ｆ１と、を比較する第３ステップと、
前記第３ステップにおける比較結果がＦ１≧Ｆ０である場合、前記シャフトの過負荷状態を報知する第４ステップと、を実行するためのものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の第１実施形態に係るロボットシステムの概略構成図である。
図１に示すロボットシステムのブロック図である。
図１に示すロボットが備えるシャフトの横断面図である。
図１に示すロボットが備えるシャフトの下端部の側面図である。
本発明の検出方法の一例を説明するためのフローチャートである。
本発明の第２実施形態に係るロボットシステムのブロック図である。
本発明の第３実施形態に係るロボットシステムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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