多関節ロボットの駆動制御方法及び多関節ロボットの配線配管保護装置
【課題】配線・配管の機能に支障を来すような大きな張力が加わった場合に有効に対処すること。
【解決手段】ロボットの多関節型アームの第１乃至第４の各アーム部に対してクランプ部によりそれぞれクランプされたケーブル２１の、隣り合うクランプ部の間の箇所に、ケーブル保護装置２３を適宜介設する。そして、ケーブル保護装置２３のハウジング２３ｃ内においてケーブル２１を、一対のコネクタ２３ａ，２３ｂによって接触離間可能に構成する。さらに、コネクタ２３ａ，２３ｂの接触離間の状態を、ケーブル２１のエア配管２１ａの空気圧や信号線２１ｄの電位によって検出し、コネクタ２３ａ，２３ｂの離間を検出した場合は、ロボットの動作を停止して、直前に通過した通過点に逆転動作させる。コネクタ２３ａ，２３ｂが接触状態に復帰したら、逆転動作前の動作パターンでロボットを動作させる。
【解決手段】ロボットの多関節型アームの第１乃至第４の各アーム部に対してクランプ部によりそれぞれクランプされたケーブル２１の、隣り合うクランプ部の間の箇所に、ケーブル保護装置２３を適宜介設する。そして、ケーブル保護装置２３のハウジング２３ｃ内においてケーブル２１を、一対のコネクタ２３ａ，２３ｂによって接触離間可能に構成する。さらに、コネクタ２３ａ，２３ｂの接触離間の状態を、ケーブル２１のエア配管２１ａの空気圧や信号線２１ｄの電位によって検出し、コネクタ２３ａ，２３ｂの離間を検出した場合は、ロボットの動作を停止して、直前に通過した通過点に逆転動作させる。コネクタ２３ａ，２３ｂが接触状態に復帰したら、逆転動作前の動作パターンでロボットを動作させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多関節ロボットの配線配管を保護する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多関節ロボットは、その手先部にエンドエフェクタを取り付けて使用される。エンドエフェクタには、例えば、ワークをピッキングするためのハンドや、ワークを溶接するためのトーチ等、使用目的に応じて種々のものがある。このようなエンドエフェクタには、エンドエフェクタを動かすために必要な電力や圧縮空気等を供給する必要があり、また、必要に応じて、動作制御用の電気信号を供給する必要がある。さらに、ワークの位置や姿勢を検出するハンドアイセンサを手先部に取り付ける場合には、ハンドアイセンサからその出力信号を取り込む必要がある。このような目的で、多関節ロボットには電気ケーブルの配線や流体チューブの配管が必要になることがある。
【０００３】
ところで、多関節ロボットは、複数の関節を利用して様々な姿勢で動作を行うことができる。特に、ビンピッキングロボットのような多関節ロボットでは、取り扱うワークの位置に応じて姿勢がランダムに変化する。このように、多関節ロボットの動作パターンは必ずしも定型化されないので、上述した電気ケーブルや流体チューブの配線・配管には、多関節ロボットの動作次第で予期しない張力が加わる可能性がある。配線・配管に張力が加わるのは、エンドエフェクタ等の正常な動作を保証する上で好ましいこととは言えない。
【０００４】
そこで、多関節ロボットの関節部分に大径のフランジを設けて配線の巻き付きを防止する技術（例えば、特許文献１）や、多関節ロボットのクランプ部で配線・配管を摺動可能にクランプし配線・配管に加わる張力を吸収する技術（例えば、特許文献２）等が、従来から提案されている。また、配線内に追加した検出線の電気的導通度を監視することで、配線の経年劣化を予測し断線前に交換可能とする技術も提案されている（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２０８１９４号公報
【特許文献２】特開２００１−１５０３８２号公報
【特許文献３】特開２００２−５６７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、大径のフランジ部を用いる従来技術では、多関節ロボットのあらゆる姿勢に対して関節部分における配線巻き付きを防止するには、フランジ部を相当の大径としなければならず、多関節ロボットとしての動作に支障を来しかねない。言い換えると、多関節ロボットとしての動作に支障を来さない程度にフランジ部の径を抑えると、関節部分における配線巻き付きを防止できる多関節ロボットの姿勢に、制約が生じてしまう。
【０００７】
また、配線・配管をクランプ部で摺動可能にクランプする従来技術では、多関節ロボットの複雑な動作によってクランプ部にこじれが発生すると、張力吸収機能が阻害されてしまう恐れがある。しかも、クランプ部が摺動範囲を超えて摺動するような大きな張力が配線・配管に加わった場合には、根本的に対処することができない。
【０００８】
さらに、配線の経年劣化を予測する従来技術についても、配線の状態が急激に変化するような大きな張力が配線に加わった場合に、有効に対処できる類のものではない。
【０００９】
このように、上述した従来技術はいずれも配線・配管に加わる張力により配線・配管に支障が生じるのを予防又は予測するものであり、配線・配管の機能に支障を来すような大きな張力が加わった場合に何ら対処できるものではない。
【００１０】
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、配線・配管の機能に支障を来すような大きな張力が加わった場合に有効に対処することができる多関節ロボットの駆動制御方法と、この方法を実施する際に用いて好適な多関節ロボットの配線配管保護装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法は、
多関節ロボットの関節部を跨いでその両側のアーム部にそれぞれクランプされる配線又は配管を、隣り合う２つのクランプ部にそれぞれクランプされた部分の間において、互いに接離可能な一対のコネクタにより接続し、
前記一対のコネクタをハウジングの内部において互いに接近離間する方向に案内し、
前記ハウジング内において離間した前記一対のコネクタが接近する方向に、該一対のコネクタの一方又は両方を付勢し、
前記一対のコネクタにおける前記配線又は配管の導通、非導通の状態を監視し、
前記多関節ロボットの駆動指令に基づく駆動中に前記監視の結果が導通状態から非導通状態に変化したときに、前記駆動指令による駆動パターンとは逆の駆動パターンで前記多関節ロボットを逆転駆動させるようにした、
ことを特徴とする。
【００１２】
請求項１に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法によれば、多関節ロボットの関節部の両側のアーム部にそれぞれクランプされた配線又は配管の２つの部分の間には、多関節ロボットの姿勢次第で張力が加わることがある。この張力が、一対のコネクタの一方又は両方に作用する付勢力を上回ると、接触していた一対のコネクタが離間する。一対のコネクタが離間すると、配線又は配管の２つの部分が導通状態から非導通状態に変化する。
【００１３】
駆動指令に基づく多関節ロボットの駆動中に、配線又は配管の２つの部分が導通状態から非導通状態に変化すると、それまでの駆動の元となった駆動指令による駆動パターンとは逆の駆動パターンで多関節ロボットが一定量逆転駆動される。多関節ロボットの逆転駆動により、配線又は配管の２つの部分の間に加わる張力が解消される。
【００１４】
したがって、多関節ロボットの駆動中の姿勢に起因して配線又は配管に大きな張力が加わっても、一対のコネクタを積極的に離間させて配線又は配管自体の切断を防止し、また、配線又は配管に加わる張力を解消する状態に多関節ロボットの姿勢を復帰させることができる。
【００１５】
以上のように、請求項１に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法によれば、多関節ロボットが、その関節部を跨いでその両側のアーム部にそれぞれクランプされる配線又は配管の機能に支障を来すような大きな張力が加わる姿勢となっても、配線又は配管自体が切断されるのを防ぐことができる。このため、配線又は配管の機能に支障を来すような大きな張力が加わった場合に有効に対処することができる。
【００１６】
また、請求項２に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法は、請求項１に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法において、前記多関節ロボットの逆転駆動を、少なくとも前記監視の結果が非導通状態から導通状態に復帰するまで行うようにしたことを特徴とする。
【００１７】
請求項２に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法によれば、請求項１に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法において、一対のコネクタの離間後に行われる多関節ロボットの逆転駆動により、離間した一対のコネクタを付勢力により再び接触させて、隣り合う２つのクランプ部にそれぞれクランプされた配線又は配管の２つの部分を導通状態に復帰させることができる。
【００１８】
さらに、請求項３に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法は、請求項２に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法において、前記逆転駆動後の前記多関節ロボットを、前回の前記駆動指令とは駆動パターンが異なる別の駆動指令に基づき駆動させるようにしたことを特徴とする。
【００１９】
請求項３に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法によれば、請求項２に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法において、多関節ロボットの逆転駆動により配線又は配管に加わる張力が解消されて、配線又は配管の２つの部分が非導通状態から導通状態に復帰すると、前回の駆動指令とは駆動パターンが異なる別の駆動指令に基づいて、多関節ロボットが逆転駆動前の駆動時とは異なる駆動パターンで駆動される。
【００２０】
したがって、逆転駆動後の多関節ロボットの駆動によって、配線又は配管に大きな張力が加わった姿勢に多関節ロボットが戻ることを、防止することができる。
【００２１】
また、請求項４に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法は、請求項３に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法において、前記多関節ロボットのアプローチ対象である複数のワークの位置及び姿勢に基づき、該複数のワークの中から前記多関節ロボットがアプローチするワークを特定して、該特定したワークに前記多関節ロボットをアプローチさせる駆動パターンで前記駆動指令を生成すると共に、前記逆転駆動後の前記多関節ロボットを駆動させる前記別の駆動指令を、前記特定したワークとは別のワークに前記多関節ロボットをアプローチさせる駆動パターンで生成するようにしたことを特徴とする。
【００２２】
請求項４に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法によれば、請求項３に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法において、多関節ロボットの駆動指令が、複数のワークの中からアプローチする対象として特定されたワークの位置に応じて決定される。このため、多関節ロボットを逆転駆動させた後の別の駆動指令を、別のワークの位置に基づいて容易に決定することができる。
【００２３】
さらに、上記目的を達成するため、請求項５に記載した本発明の多関節ロボットの配線配管保護装置は、
多関節ロボットの関節部を跨いでその両側のアーム部にそれぞれクランプされる配線又は配管の保護装置であって、
前記配線又は配管の隣り合う２つのクランプ部の間に介設され、互いに接触、離間することで前記配線又は配管の前記各クランプ部側の部分どうしを導通、切断させる一対のコネクタと、
前記一対のコネクタを互いに接離可能に収容すると共に、前記配線又は配管の前記各クランプ部側の部分をそれぞれ外部に導出するハウジングと、
前記ハウジング内において離間した前記一対のコネクタが接触する方向に、該一対のコネクタの一方又は両方を付勢する付勢手段と、
を備えることを特徴とする。
【００２４】
請求項５に記載した本発明の多関節ロボットの配線配管保護装置によれば、多関節ロボットの関節部の両側のアーム部にそれぞれクランプされた配線又は配管の２つの部分の間には、多関節ロボットの姿勢次第で張力が加わることがある。この張力が、一対のコネクタの一方又は両方に対する付勢手段による付勢力を上回ると、接触していた一対のコネクタが離間する。一対のコネクタが離間すると、配線又は配管の２つの部分が導通状態から非導通状態に変化する。
【００２５】
また、配線又は配管の２つの部分の間に加わる張力が、付勢手段による付勢力を下回れば、離間した一対のコネクタを付勢手段の付勢力により再び接触させて、配線又は配管の２つの部分を導通状態に復帰させることができる。
【００２６】
このように、請求項５に記載した本発明の多関節ロボットの配線配管保護装置によれば、多関節ロボットの関節部を跨いでその両側のアーム部にそれぞれクランプされる配線又は配管に、その機能に支障を来すような大きな張力が加わっても、配線又は配管自体が切断されるのを防ぐことができる。このため、配線又は配管の機能に支障を来すような大きな張力が加わった場合に有効に対処することができる。
【００２７】
また、請求項６に記載した本発明の多関節ロボットの配線配管保護装置は、請求項３に記載した本発明の多関節ロボットの配線配管保護装置において、前記ハウジングが、前記一対のコネクタどうしの離間長を所定寸法以内に規制するように構成されており、前記付勢手段が、前記所定寸法離間した前記一対のコネクタが接触するのに必要な付勢力を有していることを特徴とする。
【００２８】
請求項６に記載した本発明の多関節ロボットの配線配管保護装置によれば、請求項５に記載した本発明の多関節ロボットの配線配管保護装置において、ハウジングの内部で一対のコネクタがその最大離間長である所定寸法まで離間しても、一対のコネクタを接触させるのに必要な付勢力が付勢手段によって一対のコネクタの一方又は両方に付与される。
【００２９】
したがって、一対のコネクタの接触により接続される配線又は配管の２つの部分に張力が加わって一対のコネクタが離間しても、その張力が付勢手段の付勢力を下回った場合に、一対のコネクタを確実に再び接触させ、配線又は配管の２つの部分を非導通状態から導通状態に復帰させることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の多関節ロボットの駆動制御方法及び多関節ロボットの配線配管保護装置によれば、多関節ロボットの関節部を跨いでその両側のアーム部にそれぞれクランプされる配線又は配管に、その機能に支障を来すような大きな張力が加わった場合に、有効に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る駆動制御方法が適用される多関節ロボットの概略構成を示す説明図である。
【図２】図１の多関節ロボットにおいて使用する本発明の一実施形態に係るケーブル保護装置の内部構成を示す図で、（ａ）はコネクタの接続状態の断面図、（ｂ）は同離間状態の断面図である。
【図３】図１のロボット制御装置が行うワークのピッキング処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】（ａ），（ｂ）は図１のロボット制御装置が行うケーブル保護処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】図１の多関節ロボットにおいて使用する本発明の他の実施形態に係るケーブル保護装置の内部構成を示す図で、（ａ）はコネクタの接続状態の断面図、（ｂ）は同離間状態の断面図である。
【図６】図１の多関節ロボットにおいて使用する本発明のさらに他の実施形態に係るケーブル保護装置の内部構成を示す図で、（ａ）はコネクタの接続状態の断面図、（ｂ）は同離間状態の断面図である。
【図７】図１の多関節ロボットにおいて使用する本発明のさらにまた他の実施形態に係るケーブル保護装置の内部構成を示す図で、（ａ）はコネクタの接続状態の断面図、（ｂ）は同離間状態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００３３】
図１は本発明の一実施形態に係る駆動制御方法が適用される多関節ロボットの概略構成を示す説明図である。
【００３４】
図１中引用符号１で示す本実施形態の多関節ロボット（以下、「ロボット」と略記する。）は、トレー１３内にランダムに積み上げ収容されたワーク１５のビンピッキングを行うものである。そして、ロボット１は、設置面Ａに設置された円柱状の基台３と、この基台３上に設置された多関節型アーム５と、この多関節型アーム５の先端に設けられたフランジ部９とを有している。
【００３５】
前記多関節型アーム５は、基台３側から順に第１乃至第４の４つのアーム部６ａ〜６ｄを有している。基台３と第１アーム部６ａはＡ１軸６ｅで回転可能に連結されている。第１アーム部６ａと第２アーム部６ｂはＡ２軸６ｆで回転可能に連結されている。第２アーム部６ｂと第３アーム部６ｃはＡ３軸６ｇで回転可能に連結されている。第３アーム部６ｃの先端側（第４アーム部６ｄ側）はＡ４軸６ｈにより、基端側（第２アーム部６ｂ側）に対して回転可能とされている。第３アーム部６ｃと第４アーム部６ｄはＡ５軸６ｉで回転可能に連結されている。第４アーム部６ｄの先端には、Ａ６軸６ｊを介してフランジ部９が回転可能に連結されている。Ａ１〜Ａ６の各軸６ｅ〜６ｊは、請求項中の関節部にそれぞれ相当している。
【００３６】
このように構成された本実施形態のロボット１においては、多関節型アーム５に内蔵したＡ１〜Ａ６の各軸６ｅ〜６ｊ用のロータリアクチュエータ（図示せず）に、ロボット制御装置３１から適切な制御値を与えることで、基台３に対して多関節型アーム５を適切な姿勢とする。
【００３７】
なお、フランジ部９にはエンドエフェクタ１７が取り付けられる。本実施形態では、ワーク１５（図３参照）をピッキングするためのグリッパタイプのエンドエフェクタ１７がフランジ部９に取り付けられている。このエンドエフェクタ１７は、２つの爪を開閉することでワーク１５のピッキングを行う。本実施形態では、エンドエフェクタ１７の２つの爪の開閉は、エアシリンダ（図示せず）の両端のいずれかに切替弁（図示せず）を介して圧縮空気を供給することで行うことができるものとする。したがって、エンドエフェクタ１７には、不図示の切替弁に対する電源信号及び切替制御信号と、エアシリンダに対する圧縮空気とが、エンドエフェクタ制御・駆動装置（以下、「制御・駆動装置」と略記する。）３３から供給される。
【００３８】
そして、フランジ部９に取り付けられたエンドエフェクタ１７は、フランジ部９に対するエンドエフェクタ１７の立設方向と平行に延在する回転軸であるＡ６軸６ｊの周りに、Ａ６軸６ｊ用のロータリアクチュエータ（図示せず）によって回転することができる。
【００３９】
上述した制御・駆動装置３３からエンドエフェクタ１７への圧縮空気や制御信号の供給には、ケーブル２１が用いられる。ケーブル２１は、多関節型アーム５の第１乃至第４の各アーム部６ａ〜６ｄに沿って配設されている。ケーブル２１は、クランプ部２０ａ〜２０ｄにおいて、第１乃至第４の各アーム部６ａ〜６ｄにそれぞれクランプされている。
【００４０】
本実施形態では、ケーブル２１の途中の２箇所に、本発明の一実施形態に係る配線配管保護装置としてのケーブル保護装置２３がそれぞれ介設されている。具体的には、ケーブル２１の、Ａ３軸６ｇを跨いでその両側に位置する第２アーム部６ｂと第３アーム部６ｃとにそれぞれクランプされた部分の間に、ケーブル保護装置２３が介設されている。また、Ａ５軸６ｉを跨いでその両側に位置する第３アーム部６ｃと第４アーム部６ｄとにそれぞれクランプされた部分の間にも、ケーブル保護装置２３が介設されている。
【００４１】
なお、ケーブル２１の、Ａ２軸６ｆを跨いでその両側に位置する第１アーム部６ａと第２アーム部６ｂとにそれぞれクランプされた部分の間に、ケーブル保護装置２３を介設するようにしてもよい。また、ケーブル２１がロボット１の基台３にもクランプされる場合は、ケーブル２１の、Ａ１軸６ｅを跨いでその両側に位置する基台３と第１アーム部６ａとにそれぞれクランプされた部分の間に、ケーブル保護装置２３を介設するようにしてもよい。
【００４２】
以下、図２を参照して、ケーブル保護装置２３の内部構成と共にケーブル２１の内部構成を説明する。図２は図１の配線配管保護装置の内部構成を示す断面図であり、（ａ）はコネクタの接続状態、（ｂ）はコネクタの離間状態を示す。図２（ａ），（ｂ）に示すように、ケーブル２１の内部には、エア配管２１ａ（請求項中の配管に相当）と３本の信号線２１ｂ〜２１ｄ（請求項中の配線に相当）とが通されている。エア配管２１ａは、エンドエフェクタ１７の不図示のエアシリンダに対する圧縮空気の供給用に設けられている。３本の信号線２１ｂ〜２１ｄのうち２本の信号線２１ｂ，２１ｃは、エンドエフェクタ１７の不図示の切替弁に対する電源供給用に設けられている。残る１本の信号線２１ｄは、切替弁に対する切替制御信号の供給用に設けられている。
【００４３】
ケーブル保護装置２３は、一対のコネクタ２３ａ，２３ｂと、これらコネクタ２３ａ，２３ｂを収容するハウジング２３ｃとを有している。各コネクタ２３ａ，２３ｂは、互いの接触面２３ｄ，２３ｅが接離する方向に移動できるように、ハウジング２３ｃ内に収容されている。
【００４４】
コネクタ２３ａには、ケーブル２１の第２アーム部６ｂにクランプされた部分（又は、ケーブル２１の第３アーム部６ｃにクランプされた部分）が接続されている。また、コネクタ２３ｂには、ケーブル２１の第３アーム部６ｃにクランプされた部分（又は、ケーブル２１の第４アーム部６ｄにクランプされた部分）が接続されている。各コネクタ２３ａ，２３ｂにそれぞれ接続されたケーブル２１は、ハウジング２３ｃの外部に導出されており、各コネクタ２３ａ，２３ｂの移動に追従してハウジング２３ｃに対して移動できるように構成されている。
【００４５】
各コネクタ２３ａ，２３ｂどうしの接触面２３ｄ，２３ｅの周縁部には、環状の永久磁石２３ｆ，２３ｇ（請求項中の付勢手段に相当）が埋設されている。これらの永久磁石２３ｆ，２３ｇは、互いに逆の極性に着磁されている。したがって、コネクタ２３ａ，２３ｂは永久磁石２３ｆ，２３ｇの磁力により、接触面２３ｄ，２３ｅどうしが接触する図２（ａ）の状態接触となる方向（接近方向）に付勢される。永久磁石２３ｆ，２３ｇの磁力による付勢力を上回る張力が、コネクタ２３ａ，２３ｂにそれぞれ接続されたケーブル２１部分の間に加わると、コネクタ２３ａ，２３ｂは、接触面２３ｄ，２３ｅどうしが離間する図２（ｂ）の離間状態となる。
【００４６】
また、コネクタ２３ａ，２３ｂの最大離間長は、ハウジング２３ｃの内寸Ｌｈからコネクタ２３ａ，２３ｂの厚さＬｃ（×２）を差し引いた寸法（＝Ｌｈ−２Ｌｃ、請求項中の所定寸法に相当）に規制される。そして、コネクタ２３ａ，２３ｂがハウジング２３ｃ内で最も離間した図２（ｂ）の離間状態にあっても、コネクタ２３ａ，２３ｂを離間させる張力がケーブル２１に加わわらなくなれば、永久磁石２３ｆ，２３ｇの磁力により、コネクタ２３ａ，２３ｂは図２（ａ）に示す接触状態に復帰する。
【００４７】
図２（ｂ）に示すように、各コネクタ２３ａ，２３ｂの接触面２３ｄ，２３ｅには、ケーブル２１のエア配管２１ａの開口部２３ｈ，２３ｉと、ケーブル２１の３本の信号線２１ｂ〜２１ｄの接点２３ｊ〜２３ｌ，２３ｍ〜２３ｏとが設けられている。コネクタ２３ａの開口部２３ｈとコネクタ２３ｂの開口部２３ｉは、各コネクタ２３ａ，２３ｂの接触面２３ｄ，２３ｅが図２（ａ）に示すように接触した状態で導通する。同様に、コネクタ２３ａの接点２３ｊ〜２３ｌとコネクタ２３ｂの接点２３ｍ〜２３ｏは、各コネクタ２３ａ，２３ｂの接触面２３ｄ，２３ｅが図２（ａ）に示すように接触した状態で導通する。
【００４８】
図１に示すロボット制御装置３１には、トレー１３の上方に配置したレーザスキャナ４１が接続されている。レーザスキャナ４１は、レーザ光等の測定光をポリゴンミラー及びガルバノミラーによって２次元方向に走査してワーク１５に照射し、その反射光を受光する。ロボット制御装置３１は、レーザスキャナ４１で受光したワーク１５からの反射光を解析することで、ワーク１５の３次元形状（姿勢）や位置を計測する。この計測結果からロボット制御装置３１は、エンドエフェクタ１７で一番容易にピッキングできるワーク１５を特定する。そして、ロボット制御装置３１は、特定したワーク１５をピッキングするのに適した姿勢にロボット１を動かすための駆動パターンを、１又は複数の経由点を含めて決定する。
【００４９】
図３は、ロボット制御装置３１が行うワークのピッキング処理の手順を示すフローチャートである。図３に示すように、ロボット制御装置３１は、まず、レーザスキャナ４１を用いたワーク１５（ピッキング対象物）の計測結果を取得する（ステップＳ１）。そして、取得した計測データに基づいて、ピッキング対象物とするワーク１５を特定し、そのワーク１５の３次元形状（姿勢）と位置を演算する（ステップＳ３）。さらに、演算して得たワーク１５をピッキングするのに適したロボット１のピッキング位置及び姿勢を演算する。そして、演算したピッキング位置及び姿勢にロボット１を動かすための駆動パターンを、１又は複数の経由点を含めて決定する（ステップＳ５）。
【００５０】
続いて、ロボット制御装置３１は、決定した駆動パターンにしたがって、ロボット１を演算したピッキング位置及び姿勢に動かし（ステップＳ７）、エンドエフェクタ１７によってピッキング対象のワーク１５をピッキング（把持）する（ステップＳ９）。さらに、ピッキングしたワーク１５を所定の搬送位置まで搬送するようにロボット１を動かし、エンドエフェクタ１７にワーク１５をリリースさせて、所定の姿勢でワーク１５を搬送位置に置く（ステップＳ１１）。そして、必要とするワーク１５のピッキング（搬送）が全て終了したか否かを確認し（ステップＳ１３）、終了していない場合は（ステップＳ１３でＮＯ）、ステップＳ１にリターンする。終了した場合は、一連の処理を終了する。
【００５１】
図１に示す制御・駆動装置３３は、エアコンプレッサと圧力センサ（いずれも図示せず）を内蔵している。そして、制御・駆動装置３３は、不図示のエアコンプレッサからの圧縮空気を、ケーブル２１のエア配管２１ａを介してエンドエフェクタ１７に供給する。また、制御・駆動装置３３は、不図示の圧力センサが検出するエア配管２１ａの空気圧に基づいて、ケーブル保護装置２３におけるコネクタ２３ａ，２３ｂの接続状態及び離間状態を検出する。さらに、制御・駆動装置３３は、ケーブル２１の切替制御信号用の信号線２１ｄの電位に基づいて、ケーブル保護装置２３におけるコネクタ２３ａ，２３ｂの接続状態及び離間状態を検出する。エア配管２１ａの空気圧に基づいて検出したコネクタ２３ａ，２３ｂの接続状態及び離間状態は、エア圧低下信号によって制御・駆動装置３３からロボット制御装置３１に出力される。また、信号線２１ｄの電位に基づいて検出したコネクタ２３ａ，２３ｂの接続状態及び離間状態は、断線信号によって制御・駆動装置３３からロボット制御装置３１に出力される。
【００５２】
次に、制御・駆動装置３３からのエア圧低下信号に基づいてロボット制御装置３１が行うケーブル保護処理の手順を、図４（ａ）のフローチャートを参照して説明する。ロボット制御装置３１は、まず、図３に示すステップＳ５で決定した１又は複数の経由点をロボット１が通過した後に（ステップＳ２１）、制御・駆動装置３３からのエア圧低下信号に基づいて、エア配管２１ａの空気圧が異常に低下したか否かを確認する（ステップＳ２３）。異常に低下していない場合は（ステップＳ２３でＮＯ）、ステップＳ５で決定した次の経由点をロボット１に通過させる（ステップＳ２５）。その後、一連の処理を終了し、再びステップＳ２１からの処理を繰り返し実行する。
【００５３】
エア配管２１ａの空気圧が異常に低下した場合は（ステップＳ２３でＹＥＳ）、ロボット１を停止させて（ステップＳ２７）、直前にロボット１が通過した一つ前の通過点にロボット１を逆転駆動させる（ステップＳ２９）。そして、制御・駆動装置３３からのエア圧低下信号に基づいて、エア配管２１ａの空気圧が正常な圧に回復したか否かを確認する（ステップＳ３１）。回復していない場合は（ステップＳ３１でＮＯ）、ロボット１を停止させて、システム異常の警報出力を行う（ステップＳ３３）。
【００５４】
エア配管２１ａの空気圧が正常な圧に回復した場合は（ステップＳ３１でＹＥＳ）、別のワーク１５をピッキング対象とするロボット１の新たな駆動パターンを、図３に示すステップＳ５の処理によって決定できるか否かを判定する（ステップＳ３５）。その後、一連の処理を終了する。そして、ステップＳ３５で新たな駆動パターンを決定できると判定した場合には、再びステップＳ２１からの処理を繰り返し実行する。
【００５５】
続いて、制御・駆動装置３３からの断線信号に基づいてロボット制御装置３１が行うケーブル保護処理の手順を、図４（ｂ）のフローチャートを参照して説明する。ロボット制御装置３１は、まず、図３に示すステップＳ５で決定した１又は複数の経由点をロボット１が通過した後に（ステップＳ４１）、制御・駆動装置３３からの断線信号に基づいて、信号線２１ｄが断線したか否かを確認する（ステップＳ４３）。断線していない場合は（ステップＳ４３でＮＯ）、ステップＳ５で決定した次の経由点をロボット１に通過させる（ステップＳ４５）。その後、一連の処理を終了し、再びステップＳ４１からの処理を繰り返し実行する。
【００５６】
信号線２１ｄが断線した場合は（ステップＳ４３でＹＥＳ）、ロボット１を停止させて（ステップＳ４７）、直前にロボット１が通過した一つ前の通過点にロボット１を逆転駆動させる（ステップＳ４９）。そして、制御・駆動装置３３からの断線信号に基づいて、信号線２１ｄが断線から復帰したか否かを確認する（ステップＳ５１）。復帰していない場合は（ステップＳ５１でＮＯ）、ロボット１を停止させて、システム異常の警報出力を行う（ステップＳ５３）。
【００５７】
信号線２１ｄが断線から復帰した場合は（ステップＳ５１でＹＥＳ）、別のワーク１５をピッキング対象とするロボット１の新たな駆動パターンを、図３に示すステップＳ５の処理によって決定できるか否かを判定する（ステップＳ５５）。その後、一連の処理を終了する。そして、ステップＳ５５で新たな駆動パターンを決定できると判定した場合には、再びステップＳ４１からの処理を繰り返し実行する。
【００５８】
上述した本実施形態のロボット１の駆動制御方法によれば、ロボット１の多関節型アーム５の第１乃至第４の各アーム部６ａ〜６ｄに対してクランプ部２０ａ〜２０ｄによりそれぞれクランプされたケーブル２１の、隣り合うクランプ部２０ａ，２０ｂ、２０ｂ，２０ｃ、２０ｃ，２０ｄの間の箇所に、ケーブル保護装置２３を適宜介設する構成とした。そして、ケーブル保護装置２３のハウジング２３ｃ内においてケーブル２１を、一対のコネクタ２３ａ，２３ｂによって接触離間可能に構成した。
【００５９】
さらに、ケーブル保護装置２３のコネクタ２３ａ，２３ｂの接触離間の状態を、ケーブル２１のエア配管２１ａの空気圧や信号線２１ｄの電位によって検出し、コネクタ２３ａ，２３ｂの離間を検出した場合は、ロボット１の動作を停止して、直前に通過した通過点に逆転動作させるようにした。その上で、コネクタ２３ａ，２３ｂが接触状態に復帰したら、逆転動作前の動作パターンでロボット１を動作させるようにした。
【００６０】
このため、ロボット１の動作中に、エア配管２１ａや信号線２１ｂ〜２１ｄの機能に支障を来すような大きな張力がケーブル２１に加わった場合に、ケーブル保護装置２３のコネクタ２３ａ，２３ｂが離間したことを検出してロボット１の動作を停止させることで、ケーブル２１の損傷を防ぐことができる。
【００６１】
また、その後にロボット１を逆転動作させることで、ケーブル２１に大きな張力が加わらない状態にロボット１を戻し、かつ、離間したコネクタ２３ａ，２３ｂを永久磁石２３ｆ，２３ｇの磁力によって再び接触させて、ケーブル２１の機能を復活させることができる。
【００６２】
さらに、その後にロボット１を逆転動作前とは異なる動作パターンで動作させることで、ケーブル２１に大きな張力が加わる姿勢にロボット１が再び戻るのを防止することができる。
【００６３】
なお、上述した実施形態では、ケーブル保護装置２３の各コネクタ２３ａ，２３ｂが、ハウジング２３ｃ内においてそれぞれ移動可能である場合について説明した。しかし、コネクタ２３ａ，２３ｂのうち一方だけをハウジング２３ｃ内で移動可能とし、他方を移動不能としてもよい。そのようにケーブル保護装置２３を構成したのが、図５（ａ），（ｂ）に接続状態及び離間状態をそれぞれ示す断面図である。図５（ａ），（ｂ）では、コネクタ２３ａをハウジング２３ｃ内で固定し、コネクタ２３ｂのみをハウジング２３ｃ内で移動可能としている。
【００６４】
また、コネクタ２３ａ，２３ｂを互いに接触面２３ｄ，２３ｅが接触する接触状態に付勢する要素は、上述した各実施形態のような永久磁石２３ｆ，２３ｇに限定されない。例えば、図６（ａ），（ｂ）に接続状態及び離間状態をそれぞれ示す断面図のように、ハウジング２３ｃ内で移動可能なコネクタ２３ｂとハウジング２３ｃの内壁との間に収縮状態のコイルばね２３ｐ（請求項中の付勢手段に相当）を配設してもよい。あるいは、図７（ａ），（ｂ）に接続状態及び離間状態をそれぞれ示す断面図のように、ハウジング２３ｃ内で移動可能なコネクタ２３ｂとハウジング２３ｃの内壁との間に、圧縮空気２３ｑ（請求項中の付勢手段に相当）を充填してもよい。この場合、コネクタ２３ｂの外周面と、コネクタ２３ｂに接続されたケーブル２１が挿通されるハウジング２３ｃの挿通孔には、それぞれ気密用のシール部材２３ｒ，２３ｓを設けることが好ましい。
【００６５】
図６（ａ），（ｂ）に示すコイルばね２３ｐを用いる場合、ケーブル２１に加わる張力によってコネクタ２３ａ，２３ｂが図６（ｂ）に示す離間状態になると、コイルばね２３ｐが収縮する。したがって、ケーブル２１に加わる張力が加わらなくなると、コイルばね２３ｐの弾発力（復元力）により、コネクタ２３ａ，２３ｂは図６（ａ）に示す接触状態に復帰する。
【００６６】
図７（ａ），（ｂ）に示す圧縮空気２３ｑを用いる場合、ケーブル２１に加わる張力によってコネクタ２３ａ，２３ｂが図７（ｂ）に示す離間状態になると、圧縮空気２３ｑが圧縮される。したがって、ケーブル２１に加わる張力が加わらなくなると、圧縮空気２３ｑの復元力により、コネクタ２３ａ，２３ｂは図７（ａ）に示す接触状態に復帰する。
【００６７】
以上に説明した図５（ａ），（ｂ）乃至図７（ａ），（ｂ）の各実施形態によっても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、図６（ａ），（ｂ）や図７（ａ），（ｂ）の各実施形態におけるコネクタ２３ａを、図２（ａ），（ｂ）に示すコネクタ２３ａと同様にハウジング２３ｃ内で移動可能としてもよい。
【００６８】
図６（ａ），（ｂ）や図７（ａ），（ｂ）の各実施形態におけるコネクタ２３ａハウジング２３ｃ内で移動可能とする場合、図６（ａ），（ｂ）の実施形態では、コネクタ２３ａとハウジング２３ｃの内壁との間にも、コイルばね２３ｐと同様の収縮状態のコイルばねを配設することになる。また、図７（ａ），（ｂ）の実施形態では、コネクタ２３ａとハウジング２３ｃの内壁との間にも、圧縮空気を充填することになる。この場合、コネクタ２３ａの外周面と、コネクタ２３ａに接続されたケーブル２１が挿通されるハウジング２３ｃの挿通孔にも、それぞれ気密用のシール部材を設けることが好ましい。
【００６９】
ちなみに、上述した各実施形態では、ケーブル保護装置２３のコネクタ２３ａ，２３ｂが離間状態になった場合に、直前の経由点までロボット１を逆転動作させるものとした。しかし、コネクタ２３ａ，２３ｂが離間状態から接続状態に復帰するまでロボット１を逆転動作させるようにしてもよい。また、ロボット１の逆転動作によりコネクタ２３ａ，２３ｂが離間状態から接続状態に復帰した後に、逆転動作前とは異なる動作パターンでロボット１を動作させるようにする構成は、省略してもよい。
【００７０】
また、上述した実施形態では、グリッパタイプのエンドエフェクタ１７をフランジ部９に取り付けたロボット１を例に取って説明した。しかし、本発明の駆動制御方法及び配線配管保護装置は、例えば吸着パッドによるエンドエフェクタや、溶接トーチによるエンドエフェクタ等、グリッパタイプ以外のエンドエフェクタをフランジ部９に取り付けたロボット１にも広く適用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１ 多関節ロボット
３ 基台
５ 多関節型アーム
６ａ 第１アーム部
６ｂ 第２アーム部
６ｃ 第３アーム部
６ｄ 第４アーム部
６ｅ Ａ１軸（関節部）
６ｆ Ａ２軸（関節部）
６ｇ Ａ３軸（関節部）
６ｈ Ａ４軸（関節部）
６ｉ Ａ５軸（関節部）
６ｊ Ａ６軸（関節部）
９ フランジ部
１３ トレー
１５ ワーク
１７ エンドエフェクタ
２０ａ クランプ部
２０ｂ クランプ部
２０ｃ クランプ部
２０ｄ クランプ部
２１ ケーブル
２１ａ エア配管（配管）
２１ｂ 信号線（配線）
２１ｃ 信号線（配線）
２１ｄ 信号線（配線）
２３ ケーブル保護装置（配線配管保護装置）
２３ａ コネクタ
２３ｂ コネクタ
２３ｃ ハウジング
２３ｄ 接触面
２３ｅ 接触面
２３ｆ 永久磁石（付勢手段）
２３ｇ 永久磁石（付勢手段）
２３ｈ 開口部
２３ｉ 開口部
２３ｊ 接点
２３ｋ 接点
２３ｌ 接点
２３ｍ 接点
２３ｎ 接点
２３ｏ 接点
２３ｐ コイルばね（付勢手段）
２３ｑ 圧縮空気（付勢手段）
２３ｒ シール部材
２３ｓ シール部材
３１ ロボット制御装置
３３ エンドエフェクタ制御・駆動装置
４１ レーザスキャナ
Ａ 設置面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多関節ロボットの配線配管を保護する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多関節ロボットは、その手先部にエンドエフェクタを取り付けて使用される。エンドエフェクタには、例えば、ワークをピッキングするためのハンドや、ワークを溶接するためのトーチ等、使用目的に応じて種々のものがある。このようなエンドエフェクタには、エンドエフェクタを動かすために必要な電力や圧縮空気等を供給する必要があり、また、必要に応じて、動作制御用の電気信号を供給する必要がある。さらに、ワークの位置や姿勢を検出するハンドアイセンサを手先部に取り付ける場合には、ハンドアイセンサからその出力信号を取り込む必要がある。このような目的で、多関節ロボットには電気ケーブルの配線や流体チューブの配管が必要になることがある。
【０００３】
ところで、多関節ロボットは、複数の関節を利用して様々な姿勢で動作を行うことができる。特に、ビンピッキングロボットのような多関節ロボットでは、取り扱うワークの位置に応じて姿勢がランダムに変化する。このように、多関節ロボットの動作パターンは必ずしも定型化されないので、上述した電気ケーブルや流体チューブの配線・配管には、多関節ロボットの動作次第で予期しない張力が加わる可能性がある。配線・配管に張力が加わるのは、エンドエフェクタ等の正常な動作を保証する上で好ましいこととは言えない。
【０００４】
そこで、多関節ロボットの関節部分に大径のフランジを設けて配線の巻き付きを防止する技術（例えば、特許文献１）や、多関節ロボットのクランプ部で配線・配管を摺動可能にクランプし配線・配管に加わる張力を吸収する技術（例えば、特許文献２）等が、従来から提案されている。また、配線内に追加した検出線の電気的導通度を監視することで、配線の経年劣化を予測し断線前に交換可能とする技術も提案されている（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２０８１９４号公報
【特許文献２】特開２００１−１５０３８２号公報
【特許文献３】特開２００２−５６７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、大径のフランジ部を用いる従来技術では、多関節ロボットのあらゆる姿勢に対して関節部分における配線巻き付きを防止するには、フランジ部を相当の大径としなければならず、多関節ロボットとしての動作に支障を来しかねない。言い換えると、多関節ロボットとしての動作に支障を来さない程度にフランジ部の径を抑えると、関節部分における配線巻き付きを防止できる多関節ロボットの姿勢に、制約が生じてしまう。
【０００７】
また、配線・配管をクランプ部で摺動可能にクランプする従来技術では、多関節ロボットの複雑な動作によってクランプ部にこじれが発生すると、張力吸収機能が阻害されてしまう恐れがある。しかも、クランプ部が摺動範囲を超えて摺動するような大きな張力が配線・配管に加わった場合には、根本的に対処することができない。
【０００８】
さらに、配線の経年劣化を予測する従来技術についても、配線の状態が急激に変化するような大きな張力が配線に加わった場合に、有効に対処できる類のものではない。
【０００９】
このように、上述した従来技術はいずれも配線・配管に加わる張力により配線・配管に支障が生じるのを予防又は予測するものであり、配線・配管の機能に支障を来すような大きな張力が加わった場合に何ら対処できるものではない。
【００１０】
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、配線・配管の機能に支障を来すような大きな張力が加わった場合に有効に対処することができる多関節ロボットの駆動制御方法と、この方法を実施する際に用いて好適な多関節ロボットの配線配管保護装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法は、
多関節ロボットの関節部を跨いでその両側のアーム部にそれぞれクランプされる配線又は配管を、隣り合う２つのクランプ部にそれぞれクランプされた部分の間において、互いに接離可能な一対のコネクタにより接続し、
前記一対のコネクタをハウジングの内部において互いに接近離間する方向に案内し、
前記ハウジング内において離間した前記一対のコネクタが接近する方向に、該一対のコネクタの一方又は両方を付勢し、
前記一対のコネクタにおける前記配線又は配管の導通、非導通の状態を監視し、
前記多関節ロボットの駆動指令に基づく駆動中に前記監視の結果が導通状態から非導通状態に変化したときに、前記駆動指令による駆動パターンとは逆の駆動パターンで前記多関節ロボットを逆転駆動させるようにした、
ことを特徴とする。
【００１２】
請求項１に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法によれば、多関節ロボットの関節部の両側のアーム部にそれぞれクランプされた配線又は配管の２つの部分の間には、多関節ロボットの姿勢次第で張力が加わることがある。この張力が、一対のコネクタの一方又は両方に作用する付勢力を上回ると、接触していた一対のコネクタが離間する。一対のコネクタが離間すると、配線又は配管の２つの部分が導通状態から非導通状態に変化する。
【００１３】
駆動指令に基づく多関節ロボットの駆動中に、配線又は配管の２つの部分が導通状態から非導通状態に変化すると、それまでの駆動の元となった駆動指令による駆動パターンとは逆の駆動パターンで多関節ロボットが一定量逆転駆動される。多関節ロボットの逆転駆動により、配線又は配管の２つの部分の間に加わる張力が解消される。
【００１４】
したがって、多関節ロボットの駆動中の姿勢に起因して配線又は配管に大きな張力が加わっても、一対のコネクタを積極的に離間させて配線又は配管自体の切断を防止し、また、配線又は配管に加わる張力を解消する状態に多関節ロボットの姿勢を復帰させることができる。
【００１５】
以上のように、請求項１に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法によれば、多関節ロボットが、その関節部を跨いでその両側のアーム部にそれぞれクランプされる配線又は配管の機能に支障を来すような大きな張力が加わる姿勢となっても、配線又は配管自体が切断されるのを防ぐことができる。このため、配線又は配管の機能に支障を来すような大きな張力が加わった場合に有効に対処することができる。
【００１６】
また、請求項２に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法は、請求項１に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法において、前記多関節ロボットの逆転駆動を、少なくとも前記監視の結果が非導通状態から導通状態に復帰するまで行うようにしたことを特徴とする。
【００１７】
請求項２に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法によれば、請求項１に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法において、一対のコネクタの離間後に行われる多関節ロボットの逆転駆動により、離間した一対のコネクタを付勢力により再び接触させて、隣り合う２つのクランプ部にそれぞれクランプされた配線又は配管の２つの部分を導通状態に復帰させることができる。
【００１８】
さらに、請求項３に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法は、請求項２に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法において、前記逆転駆動後の前記多関節ロボットを、前回の前記駆動指令とは駆動パターンが異なる別の駆動指令に基づき駆動させるようにしたことを特徴とする。
【００１９】
請求項３に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法によれば、請求項２に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法において、多関節ロボットの逆転駆動により配線又は配管に加わる張力が解消されて、配線又は配管の２つの部分が非導通状態から導通状態に復帰すると、前回の駆動指令とは駆動パターンが異なる別の駆動指令に基づいて、多関節ロボットが逆転駆動前の駆動時とは異なる駆動パターンで駆動される。
【００２０】
したがって、逆転駆動後の多関節ロボットの駆動によって、配線又は配管に大きな張力が加わった姿勢に多関節ロボットが戻ることを、防止することができる。
【００２１】
また、請求項４に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法は、請求項３に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法において、前記多関節ロボットのアプローチ対象である複数のワークの位置及び姿勢に基づき、該複数のワークの中から前記多関節ロボットがアプローチするワークを特定して、該特定したワークに前記多関節ロボットをアプローチさせる駆動パターンで前記駆動指令を生成すると共に、前記逆転駆動後の前記多関節ロボットを駆動させる前記別の駆動指令を、前記特定したワークとは別のワークに前記多関節ロボットをアプローチさせる駆動パターンで生成するようにしたことを特徴とする。
【００２２】
請求項４に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法によれば、請求項３に記載した本発明の多関節ロボットの駆動制御方法において、多関節ロボットの駆動指令が、複数のワークの中からアプローチする対象として特定されたワークの位置に応じて決定される。このため、多関節ロボットを逆転駆動させた後の別の駆動指令を、別のワークの位置に基づいて容易に決定することができる。
【００２３】
さらに、上記目的を達成するため、請求項５に記載した本発明の多関節ロボットの配線配管保護装置は、
多関節ロボットの関節部を跨いでその両側のアーム部にそれぞれクランプされる配線又は配管の保護装置であって、
前記配線又は配管の隣り合う２つのクランプ部の間に介設され、互いに接触、離間することで前記配線又は配管の前記各クランプ部側の部分どうしを導通、切断させる一対のコネクタと、
前記一対のコネクタを互いに接離可能に収容すると共に、前記配線又は配管の前記各クランプ部側の部分をそれぞれ外部に導出するハウジングと、
前記ハウジング内において離間した前記一対のコネクタが接触する方向に、該一対のコネクタの一方又は両方を付勢する付勢手段と、
を備えることを特徴とする。
【００２４】
請求項５に記載した本発明の多関節ロボットの配線配管保護装置によれば、多関節ロボットの関節部の両側のアーム部にそれぞれクランプされた配線又は配管の２つの部分の間には、多関節ロボットの姿勢次第で張力が加わることがある。この張力が、一対のコネクタの一方又は両方に対する付勢手段による付勢力を上回ると、接触していた一対のコネクタが離間する。一対のコネクタが離間すると、配線又は配管の２つの部分が導通状態から非導通状態に変化する。
【００２５】
また、配線又は配管の２つの部分の間に加わる張力が、付勢手段による付勢力を下回れば、離間した一対のコネクタを付勢手段の付勢力により再び接触させて、配線又は配管の２つの部分を導通状態に復帰させることができる。
【００２６】
このように、請求項５に記載した本発明の多関節ロボットの配線配管保護装置によれば、多関節ロボットの関節部を跨いでその両側のアーム部にそれぞれクランプされる配線又は配管に、その機能に支障を来すような大きな張力が加わっても、配線又は配管自体が切断されるのを防ぐことができる。このため、配線又は配管の機能に支障を来すような大きな張力が加わった場合に有効に対処することができる。
【００２７】
また、請求項６に記載した本発明の多関節ロボットの配線配管保護装置は、請求項３に記載した本発明の多関節ロボットの配線配管保護装置において、前記ハウジングが、前記一対のコネクタどうしの離間長を所定寸法以内に規制するように構成されており、前記付勢手段が、前記所定寸法離間した前記一対のコネクタが接触するのに必要な付勢力を有していることを特徴とする。
【００２８】
請求項６に記載した本発明の多関節ロボットの配線配管保護装置によれば、請求項５に記載した本発明の多関節ロボットの配線配管保護装置において、ハウジングの内部で一対のコネクタがその最大離間長である所定寸法まで離間しても、一対のコネクタを接触させるのに必要な付勢力が付勢手段によって一対のコネクタの一方又は両方に付与される。
【００２９】
したがって、一対のコネクタの接触により接続される配線又は配管の２つの部分に張力が加わって一対のコネクタが離間しても、その張力が付勢手段の付勢力を下回った場合に、一対のコネクタを確実に再び接触させ、配線又は配管の２つの部分を非導通状態から導通状態に復帰させることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の多関節ロボットの駆動制御方法及び多関節ロボットの配線配管保護装置によれば、多関節ロボットの関節部を跨いでその両側のアーム部にそれぞれクランプされる配線又は配管に、その機能に支障を来すような大きな張力が加わった場合に、有効に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る駆動制御方法が適用される多関節ロボットの概略構成を示す説明図である。
【図２】図１の多関節ロボットにおいて使用する本発明の一実施形態に係るケーブル保護装置の内部構成を示す図で、（ａ）はコネクタの接続状態の断面図、（ｂ）は同離間状態の断面図である。
【図３】図１のロボット制御装置が行うワークのピッキング処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】（ａ），（ｂ）は図１のロボット制御装置が行うケーブル保護処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】図１の多関節ロボットにおいて使用する本発明の他の実施形態に係るケーブル保護装置の内部構成を示す図で、（ａ）はコネクタの接続状態の断面図、（ｂ）は同離間状態の断面図である。
【図６】図１の多関節ロボットにおいて使用する本発明のさらに他の実施形態に係るケーブル保護装置の内部構成を示す図で、（ａ）はコネクタの接続状態の断面図、（ｂ）は同離間状態の断面図である。
【図７】図１の多関節ロボットにおいて使用する本発明のさらにまた他の実施形態に係るケーブル保護装置の内部構成を示す図で、（ａ）はコネクタの接続状態の断面図、（ｂ）は同離間状態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００３３】
図１は本発明の一実施形態に係る駆動制御方法が適用される多関節ロボットの概略構成を示す説明図である。
【００３４】
図１中引用符号１で示す本実施形態の多関節ロボット（以下、「ロボット」と略記する。）は、トレー１３内にランダムに積み上げ収容されたワーク１５のビンピッキングを行うものである。そして、ロボット１は、設置面Ａに設置された円柱状の基台３と、この基台３上に設置された多関節型アーム５と、この多関節型アーム５の先端に設けられたフランジ部９とを有している。
【００３５】
前記多関節型アーム５は、基台３側から順に第１乃至第４の４つのアーム部６ａ〜６ｄを有している。基台３と第１アーム部６ａはＡ１軸６ｅで回転可能に連結されている。第１アーム部６ａと第２アーム部６ｂはＡ２軸６ｆで回転可能に連結されている。第２アーム部６ｂと第３アーム部６ｃはＡ３軸６ｇで回転可能に連結されている。第３アーム部６ｃの先端側（第４アーム部６ｄ側）はＡ４軸６ｈにより、基端側（第２アーム部６ｂ側）に対して回転可能とされている。第３アーム部６ｃと第４アーム部６ｄはＡ５軸６ｉで回転可能に連結されている。第４アーム部６ｄの先端には、Ａ６軸６ｊを介してフランジ部９が回転可能に連結されている。Ａ１〜Ａ６の各軸６ｅ〜６ｊは、請求項中の関節部にそれぞれ相当している。
【００３６】
このように構成された本実施形態のロボット１においては、多関節型アーム５に内蔵したＡ１〜Ａ６の各軸６ｅ〜６ｊ用のロータリアクチュエータ（図示せず）に、ロボット制御装置３１から適切な制御値を与えることで、基台３に対して多関節型アーム５を適切な姿勢とする。
【００３７】
なお、フランジ部９にはエンドエフェクタ１７が取り付けられる。本実施形態では、ワーク１５（図３参照）をピッキングするためのグリッパタイプのエンドエフェクタ１７がフランジ部９に取り付けられている。このエンドエフェクタ１７は、２つの爪を開閉することでワーク１５のピッキングを行う。本実施形態では、エンドエフェクタ１７の２つの爪の開閉は、エアシリンダ（図示せず）の両端のいずれかに切替弁（図示せず）を介して圧縮空気を供給することで行うことができるものとする。したがって、エンドエフェクタ１７には、不図示の切替弁に対する電源信号及び切替制御信号と、エアシリンダに対する圧縮空気とが、エンドエフェクタ制御・駆動装置（以下、「制御・駆動装置」と略記する。）３３から供給される。
【００３８】
そして、フランジ部９に取り付けられたエンドエフェクタ１７は、フランジ部９に対するエンドエフェクタ１７の立設方向と平行に延在する回転軸であるＡ６軸６ｊの周りに、Ａ６軸６ｊ用のロータリアクチュエータ（図示せず）によって回転することができる。
【００３９】
上述した制御・駆動装置３３からエンドエフェクタ１７への圧縮空気や制御信号の供給には、ケーブル２１が用いられる。ケーブル２１は、多関節型アーム５の第１乃至第４の各アーム部６ａ〜６ｄに沿って配設されている。ケーブル２１は、クランプ部２０ａ〜２０ｄにおいて、第１乃至第４の各アーム部６ａ〜６ｄにそれぞれクランプされている。
【００４０】
本実施形態では、ケーブル２１の途中の２箇所に、本発明の一実施形態に係る配線配管保護装置としてのケーブル保護装置２３がそれぞれ介設されている。具体的には、ケーブル２１の、Ａ３軸６ｇを跨いでその両側に位置する第２アーム部６ｂと第３アーム部６ｃとにそれぞれクランプされた部分の間に、ケーブル保護装置２３が介設されている。また、Ａ５軸６ｉを跨いでその両側に位置する第３アーム部６ｃと第４アーム部６ｄとにそれぞれクランプされた部分の間にも、ケーブル保護装置２３が介設されている。
【００４１】
なお、ケーブル２１の、Ａ２軸６ｆを跨いでその両側に位置する第１アーム部６ａと第２アーム部６ｂとにそれぞれクランプされた部分の間に、ケーブル保護装置２３を介設するようにしてもよい。また、ケーブル２１がロボット１の基台３にもクランプされる場合は、ケーブル２１の、Ａ１軸６ｅを跨いでその両側に位置する基台３と第１アーム部６ａとにそれぞれクランプされた部分の間に、ケーブル保護装置２３を介設するようにしてもよい。
【００４２】
以下、図２を参照して、ケーブル保護装置２３の内部構成と共にケーブル２１の内部構成を説明する。図２は図１の配線配管保護装置の内部構成を示す断面図であり、（ａ）はコネクタの接続状態、（ｂ）はコネクタの離間状態を示す。図２（ａ），（ｂ）に示すように、ケーブル２１の内部には、エア配管２１ａ（請求項中の配管に相当）と３本の信号線２１ｂ〜２１ｄ（請求項中の配線に相当）とが通されている。エア配管２１ａは、エンドエフェクタ１７の不図示のエアシリンダに対する圧縮空気の供給用に設けられている。３本の信号線２１ｂ〜２１ｄのうち２本の信号線２１ｂ，２１ｃは、エンドエフェクタ１７の不図示の切替弁に対する電源供給用に設けられている。残る１本の信号線２１ｄは、切替弁に対する切替制御信号の供給用に設けられている。
【００４３】
ケーブル保護装置２３は、一対のコネクタ２３ａ，２３ｂと、これらコネクタ２３ａ，２３ｂを収容するハウジング２３ｃとを有している。各コネクタ２３ａ，２３ｂは、互いの接触面２３ｄ，２３ｅが接離する方向に移動できるように、ハウジング２３ｃ内に収容されている。
【００４４】
コネクタ２３ａには、ケーブル２１の第２アーム部６ｂにクランプされた部分（又は、ケーブル２１の第３アーム部６ｃにクランプされた部分）が接続されている。また、コネクタ２３ｂには、ケーブル２１の第３アーム部６ｃにクランプされた部分（又は、ケーブル２１の第４アーム部６ｄにクランプされた部分）が接続されている。各コネクタ２３ａ，２３ｂにそれぞれ接続されたケーブル２１は、ハウジング２３ｃの外部に導出されており、各コネクタ２３ａ，２３ｂの移動に追従してハウジング２３ｃに対して移動できるように構成されている。
【００４５】
各コネクタ２３ａ，２３ｂどうしの接触面２３ｄ，２３ｅの周縁部には、環状の永久磁石２３ｆ，２３ｇ（請求項中の付勢手段に相当）が埋設されている。これらの永久磁石２３ｆ，２３ｇは、互いに逆の極性に着磁されている。したがって、コネクタ２３ａ，２３ｂは永久磁石２３ｆ，２３ｇの磁力により、接触面２３ｄ，２３ｅどうしが接触する図２（ａ）の状態接触となる方向（接近方向）に付勢される。永久磁石２３ｆ，２３ｇの磁力による付勢力を上回る張力が、コネクタ２３ａ，２３ｂにそれぞれ接続されたケーブル２１部分の間に加わると、コネクタ２３ａ，２３ｂは、接触面２３ｄ，２３ｅどうしが離間する図２（ｂ）の離間状態となる。
【００４６】
また、コネクタ２３ａ，２３ｂの最大離間長は、ハウジング２３ｃの内寸Ｌｈからコネクタ２３ａ，２３ｂの厚さＬｃ（×２）を差し引いた寸法（＝Ｌｈ−２Ｌｃ、請求項中の所定寸法に相当）に規制される。そして、コネクタ２３ａ，２３ｂがハウジング２３ｃ内で最も離間した図２（ｂ）の離間状態にあっても、コネクタ２３ａ，２３ｂを離間させる張力がケーブル２１に加わわらなくなれば、永久磁石２３ｆ，２３ｇの磁力により、コネクタ２３ａ，２３ｂは図２（ａ）に示す接触状態に復帰する。
【００４７】
図２（ｂ）に示すように、各コネクタ２３ａ，２３ｂの接触面２３ｄ，２３ｅには、ケーブル２１のエア配管２１ａの開口部２３ｈ，２３ｉと、ケーブル２１の３本の信号線２１ｂ〜２１ｄの接点２３ｊ〜２３ｌ，２３ｍ〜２３ｏとが設けられている。コネクタ２３ａの開口部２３ｈとコネクタ２３ｂの開口部２３ｉは、各コネクタ２３ａ，２３ｂの接触面２３ｄ，２３ｅが図２（ａ）に示すように接触した状態で導通する。同様に、コネクタ２３ａの接点２３ｊ〜２３ｌとコネクタ２３ｂの接点２３ｍ〜２３ｏは、各コネクタ２３ａ，２３ｂの接触面２３ｄ，２３ｅが図２（ａ）に示すように接触した状態で導通する。
【００４８】
図１に示すロボット制御装置３１には、トレー１３の上方に配置したレーザスキャナ４１が接続されている。レーザスキャナ４１は、レーザ光等の測定光をポリゴンミラー及びガルバノミラーによって２次元方向に走査してワーク１５に照射し、その反射光を受光する。ロボット制御装置３１は、レーザスキャナ４１で受光したワーク１５からの反射光を解析することで、ワーク１５の３次元形状（姿勢）や位置を計測する。この計測結果からロボット制御装置３１は、エンドエフェクタ１７で一番容易にピッキングできるワーク１５を特定する。そして、ロボット制御装置３１は、特定したワーク１５をピッキングするのに適した姿勢にロボット１を動かすための駆動パターンを、１又は複数の経由点を含めて決定する。
【００４９】
図３は、ロボット制御装置３１が行うワークのピッキング処理の手順を示すフローチャートである。図３に示すように、ロボット制御装置３１は、まず、レーザスキャナ４１を用いたワーク１５（ピッキング対象物）の計測結果を取得する（ステップＳ１）。そして、取得した計測データに基づいて、ピッキング対象物とするワーク１５を特定し、そのワーク１５の３次元形状（姿勢）と位置を演算する（ステップＳ３）。さらに、演算して得たワーク１５をピッキングするのに適したロボット１のピッキング位置及び姿勢を演算する。そして、演算したピッキング位置及び姿勢にロボット１を動かすための駆動パターンを、１又は複数の経由点を含めて決定する（ステップＳ５）。
【００５０】
続いて、ロボット制御装置３１は、決定した駆動パターンにしたがって、ロボット１を演算したピッキング位置及び姿勢に動かし（ステップＳ７）、エンドエフェクタ１７によってピッキング対象のワーク１５をピッキング（把持）する（ステップＳ９）。さらに、ピッキングしたワーク１５を所定の搬送位置まで搬送するようにロボット１を動かし、エンドエフェクタ１７にワーク１５をリリースさせて、所定の姿勢でワーク１５を搬送位置に置く（ステップＳ１１）。そして、必要とするワーク１５のピッキング（搬送）が全て終了したか否かを確認し（ステップＳ１３）、終了していない場合は（ステップＳ１３でＮＯ）、ステップＳ１にリターンする。終了した場合は、一連の処理を終了する。
【００５１】
図１に示す制御・駆動装置３３は、エアコンプレッサと圧力センサ（いずれも図示せず）を内蔵している。そして、制御・駆動装置３３は、不図示のエアコンプレッサからの圧縮空気を、ケーブル２１のエア配管２１ａを介してエンドエフェクタ１７に供給する。また、制御・駆動装置３３は、不図示の圧力センサが検出するエア配管２１ａの空気圧に基づいて、ケーブル保護装置２３におけるコネクタ２３ａ，２３ｂの接続状態及び離間状態を検出する。さらに、制御・駆動装置３３は、ケーブル２１の切替制御信号用の信号線２１ｄの電位に基づいて、ケーブル保護装置２３におけるコネクタ２３ａ，２３ｂの接続状態及び離間状態を検出する。エア配管２１ａの空気圧に基づいて検出したコネクタ２３ａ，２３ｂの接続状態及び離間状態は、エア圧低下信号によって制御・駆動装置３３からロボット制御装置３１に出力される。また、信号線２１ｄの電位に基づいて検出したコネクタ２３ａ，２３ｂの接続状態及び離間状態は、断線信号によって制御・駆動装置３３からロボット制御装置３１に出力される。
【００５２】
次に、制御・駆動装置３３からのエア圧低下信号に基づいてロボット制御装置３１が行うケーブル保護処理の手順を、図４（ａ）のフローチャートを参照して説明する。ロボット制御装置３１は、まず、図３に示すステップＳ５で決定した１又は複数の経由点をロボット１が通過した後に（ステップＳ２１）、制御・駆動装置３３からのエア圧低下信号に基づいて、エア配管２１ａの空気圧が異常に低下したか否かを確認する（ステップＳ２３）。異常に低下していない場合は（ステップＳ２３でＮＯ）、ステップＳ５で決定した次の経由点をロボット１に通過させる（ステップＳ２５）。その後、一連の処理を終了し、再びステップＳ２１からの処理を繰り返し実行する。
【００５３】
エア配管２１ａの空気圧が異常に低下した場合は（ステップＳ２３でＹＥＳ）、ロボット１を停止させて（ステップＳ２７）、直前にロボット１が通過した一つ前の通過点にロボット１を逆転駆動させる（ステップＳ２９）。そして、制御・駆動装置３３からのエア圧低下信号に基づいて、エア配管２１ａの空気圧が正常な圧に回復したか否かを確認する（ステップＳ３１）。回復していない場合は（ステップＳ３１でＮＯ）、ロボット１を停止させて、システム異常の警報出力を行う（ステップＳ３３）。
【００５４】
エア配管２１ａの空気圧が正常な圧に回復した場合は（ステップＳ３１でＹＥＳ）、別のワーク１５をピッキング対象とするロボット１の新たな駆動パターンを、図３に示すステップＳ５の処理によって決定できるか否かを判定する（ステップＳ３５）。その後、一連の処理を終了する。そして、ステップＳ３５で新たな駆動パターンを決定できると判定した場合には、再びステップＳ２１からの処理を繰り返し実行する。
【００５５】
続いて、制御・駆動装置３３からの断線信号に基づいてロボット制御装置３１が行うケーブル保護処理の手順を、図４（ｂ）のフローチャートを参照して説明する。ロボット制御装置３１は、まず、図３に示すステップＳ５で決定した１又は複数の経由点をロボット１が通過した後に（ステップＳ４１）、制御・駆動装置３３からの断線信号に基づいて、信号線２１ｄが断線したか否かを確認する（ステップＳ４３）。断線していない場合は（ステップＳ４３でＮＯ）、ステップＳ５で決定した次の経由点をロボット１に通過させる（ステップＳ４５）。その後、一連の処理を終了し、再びステップＳ４１からの処理を繰り返し実行する。
【００５６】
信号線２１ｄが断線した場合は（ステップＳ４３でＹＥＳ）、ロボット１を停止させて（ステップＳ４７）、直前にロボット１が通過した一つ前の通過点にロボット１を逆転駆動させる（ステップＳ４９）。そして、制御・駆動装置３３からの断線信号に基づいて、信号線２１ｄが断線から復帰したか否かを確認する（ステップＳ５１）。復帰していない場合は（ステップＳ５１でＮＯ）、ロボット１を停止させて、システム異常の警報出力を行う（ステップＳ５３）。
【００５７】
信号線２１ｄが断線から復帰した場合は（ステップＳ５１でＹＥＳ）、別のワーク１５をピッキング対象とするロボット１の新たな駆動パターンを、図３に示すステップＳ５の処理によって決定できるか否かを判定する（ステップＳ５５）。その後、一連の処理を終了する。そして、ステップＳ５５で新たな駆動パターンを決定できると判定した場合には、再びステップＳ４１からの処理を繰り返し実行する。
【００５８】
上述した本実施形態のロボット１の駆動制御方法によれば、ロボット１の多関節型アーム５の第１乃至第４の各アーム部６ａ〜６ｄに対してクランプ部２０ａ〜２０ｄによりそれぞれクランプされたケーブル２１の、隣り合うクランプ部２０ａ，２０ｂ、２０ｂ，２０ｃ、２０ｃ，２０ｄの間の箇所に、ケーブル保護装置２３を適宜介設する構成とした。そして、ケーブル保護装置２３のハウジング２３ｃ内においてケーブル２１を、一対のコネクタ２３ａ，２３ｂによって接触離間可能に構成した。
【００５９】
さらに、ケーブル保護装置２３のコネクタ２３ａ，２３ｂの接触離間の状態を、ケーブル２１のエア配管２１ａの空気圧や信号線２１ｄの電位によって検出し、コネクタ２３ａ，２３ｂの離間を検出した場合は、ロボット１の動作を停止して、直前に通過した通過点に逆転動作させるようにした。その上で、コネクタ２３ａ，２３ｂが接触状態に復帰したら、逆転動作前の動作パターンでロボット１を動作させるようにした。
【００６０】
このため、ロボット１の動作中に、エア配管２１ａや信号線２１ｂ〜２１ｄの機能に支障を来すような大きな張力がケーブル２１に加わった場合に、ケーブル保護装置２３のコネクタ２３ａ，２３ｂが離間したことを検出してロボット１の動作を停止させることで、ケーブル２１の損傷を防ぐことができる。
【００６１】
また、その後にロボット１を逆転動作させることで、ケーブル２１に大きな張力が加わらない状態にロボット１を戻し、かつ、離間したコネクタ２３ａ，２３ｂを永久磁石２３ｆ，２３ｇの磁力によって再び接触させて、ケーブル２１の機能を復活させることができる。
【００６２】
さらに、その後にロボット１を逆転動作前とは異なる動作パターンで動作させることで、ケーブル２１に大きな張力が加わる姿勢にロボット１が再び戻るのを防止することができる。
【００６３】
なお、上述した実施形態では、ケーブル保護装置２３の各コネクタ２３ａ，２３ｂが、ハウジング２３ｃ内においてそれぞれ移動可能である場合について説明した。しかし、コネクタ２３ａ，２３ｂのうち一方だけをハウジング２３ｃ内で移動可能とし、他方を移動不能としてもよい。そのようにケーブル保護装置２３を構成したのが、図５（ａ），（ｂ）に接続状態及び離間状態をそれぞれ示す断面図である。図５（ａ），（ｂ）では、コネクタ２３ａをハウジング２３ｃ内で固定し、コネクタ２３ｂのみをハウジング２３ｃ内で移動可能としている。
【００６４】
また、コネクタ２３ａ，２３ｂを互いに接触面２３ｄ，２３ｅが接触する接触状態に付勢する要素は、上述した各実施形態のような永久磁石２３ｆ，２３ｇに限定されない。例えば、図６（ａ），（ｂ）に接続状態及び離間状態をそれぞれ示す断面図のように、ハウジング２３ｃ内で移動可能なコネクタ２３ｂとハウジング２３ｃの内壁との間に収縮状態のコイルばね２３ｐ（請求項中の付勢手段に相当）を配設してもよい。あるいは、図７（ａ），（ｂ）に接続状態及び離間状態をそれぞれ示す断面図のように、ハウジング２３ｃ内で移動可能なコネクタ２３ｂとハウジング２３ｃの内壁との間に、圧縮空気２３ｑ（請求項中の付勢手段に相当）を充填してもよい。この場合、コネクタ２３ｂの外周面と、コネクタ２３ｂに接続されたケーブル２１が挿通されるハウジング２３ｃの挿通孔には、それぞれ気密用のシール部材２３ｒ，２３ｓを設けることが好ましい。
【００６５】
図６（ａ），（ｂ）に示すコイルばね２３ｐを用いる場合、ケーブル２１に加わる張力によってコネクタ２３ａ，２３ｂが図６（ｂ）に示す離間状態になると、コイルばね２３ｐが収縮する。したがって、ケーブル２１に加わる張力が加わらなくなると、コイルばね２３ｐの弾発力（復元力）により、コネクタ２３ａ，２３ｂは図６（ａ）に示す接触状態に復帰する。
【００６６】
図７（ａ），（ｂ）に示す圧縮空気２３ｑを用いる場合、ケーブル２１に加わる張力によってコネクタ２３ａ，２３ｂが図７（ｂ）に示す離間状態になると、圧縮空気２３ｑが圧縮される。したがって、ケーブル２１に加わる張力が加わらなくなると、圧縮空気２３ｑの復元力により、コネクタ２３ａ，２３ｂは図７（ａ）に示す接触状態に復帰する。
【００６７】
以上に説明した図５（ａ），（ｂ）乃至図７（ａ），（ｂ）の各実施形態によっても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、図６（ａ），（ｂ）や図７（ａ），（ｂ）の各実施形態におけるコネクタ２３ａを、図２（ａ），（ｂ）に示すコネクタ２３ａと同様にハウジング２３ｃ内で移動可能としてもよい。
【００６８】
図６（ａ），（ｂ）や図７（ａ），（ｂ）の各実施形態におけるコネクタ２３ａハウジング２３ｃ内で移動可能とする場合、図６（ａ），（ｂ）の実施形態では、コネクタ２３ａとハウジング２３ｃの内壁との間にも、コイルばね２３ｐと同様の収縮状態のコイルばねを配設することになる。また、図７（ａ），（ｂ）の実施形態では、コネクタ２３ａとハウジング２３ｃの内壁との間にも、圧縮空気を充填することになる。この場合、コネクタ２３ａの外周面と、コネクタ２３ａに接続されたケーブル２１が挿通されるハウジング２３ｃの挿通孔にも、それぞれ気密用のシール部材を設けることが好ましい。
【００６９】
ちなみに、上述した各実施形態では、ケーブル保護装置２３のコネクタ２３ａ，２３ｂが離間状態になった場合に、直前の経由点までロボット１を逆転動作させるものとした。しかし、コネクタ２３ａ，２３ｂが離間状態から接続状態に復帰するまでロボット１を逆転動作させるようにしてもよい。また、ロボット１の逆転動作によりコネクタ２３ａ，２３ｂが離間状態から接続状態に復帰した後に、逆転動作前とは異なる動作パターンでロボット１を動作させるようにする構成は、省略してもよい。
【００７０】
また、上述した実施形態では、グリッパタイプのエンドエフェクタ１７をフランジ部９に取り付けたロボット１を例に取って説明した。しかし、本発明の駆動制御方法及び配線配管保護装置は、例えば吸着パッドによるエンドエフェクタや、溶接トーチによるエンドエフェクタ等、グリッパタイプ以外のエンドエフェクタをフランジ部９に取り付けたロボット１にも広く適用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１ 多関節ロボット
３ 基台
５ 多関節型アーム
６ａ 第１アーム部
６ｂ 第２アーム部
６ｃ 第３アーム部
６ｄ 第４アーム部
６ｅ Ａ１軸（関節部）
６ｆ Ａ２軸（関節部）
６ｇ Ａ３軸（関節部）
６ｈ Ａ４軸（関節部）
６ｉ Ａ５軸（関節部）
６ｊ Ａ６軸（関節部）
９ フランジ部
１３ トレー
１５ ワーク
１７ エンドエフェクタ
２０ａ クランプ部
２０ｂ クランプ部
２０ｃ クランプ部
２０ｄ クランプ部
２１ ケーブル
２１ａ エア配管（配管）
２１ｂ 信号線（配線）
２１ｃ 信号線（配線）
２１ｄ 信号線（配線）
２３ ケーブル保護装置（配線配管保護装置）
２３ａ コネクタ
２３ｂ コネクタ
２３ｃ ハウジング
２３ｄ 接触面
２３ｅ 接触面
２３ｆ 永久磁石（付勢手段）
２３ｇ 永久磁石（付勢手段）
２３ｈ 開口部
２３ｉ 開口部
２３ｊ 接点
２３ｋ 接点
２３ｌ 接点
２３ｍ 接点
２３ｎ 接点
２３ｏ 接点
２３ｐ コイルばね（付勢手段）
２３ｑ 圧縮空気（付勢手段）
２３ｒ シール部材
２３ｓ シール部材
３１ ロボット制御装置
３３ エンドエフェクタ制御・駆動装置
４１ レーザスキャナ
Ａ 設置面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多関節ロボットの関節部を跨いでその両側のアーム部にそれぞれクランプされる配線又は配管を、隣り合う２つのクランプ部にそれぞれクランプされた部分の間において、互いに離間可能な一対のコネクタの接触により接続し、
前記一対のコネクタをハウジングの内部において互いに接離する方向に案内し、
前記ハウジング内において離間した前記一対のコネクタが接触する方向に、該一対のコネクタの一方又は両方を付勢し、
前記一対のコネクタにおける前記配線又は配管の導通、非導通の状態を監視し、
前記多関節ロボットの駆動指令に基づく駆動中に前記監視の結果が導通状態から非導通状態に変化したときに、前記駆動指令による駆動パターンとは逆の駆動パターンで前記多関節ロボットを一定量逆転駆動させるようにした、
ことを特徴とする多関節ロボットの駆動制御方法。
【請求項２】
前記多関節ロボットの逆転駆動を、少なくとも前記監視の結果が非導通状態から導通状態に復帰するまで行うようにしたことを特徴とする請求項１記載の多関節ロボットの駆動制御方法。
【請求項３】
前記逆転駆動後の前記多関節ロボットを、前回の前記駆動指令とは駆動パターンが異なる別の駆動指令に基づき駆動させるようにしたことを特徴とする請求項２記載の多関節ロボットの駆動制御方法。
【請求項４】
前記多関節ロボットのアプローチ対象である複数のワークの位置及び姿勢に基づき、該複数のワークの中から前記多関節ロボットがアプローチするワークを特定して、該特定したワークに前記多関節ロボットをアプローチさせる駆動パターンで前記駆動指令を生成すると共に、前記逆転駆動後の前記多関節ロボットを駆動させる前記別の駆動指令を、前記特定したワークとは別のワークに前記多関節ロボットをアプローチさせる駆動パターンで生成するようにしたことを特徴とする請求項３記載の多関節ロボットの駆動制御方法。
【請求項５】
多関節ロボットの関節部を跨いでその両側のアーム部にそれぞれクランプされる配線又は配管の保護装置であって、
前記配線又は配管の隣り合う２つのクランプ部の間に介設され、互いに接触、離間することで前記配線又は配管の前記各クランプ部側の部分どうしを導通、切断させる一対のコネクタと、
前記一対のコネクタを互いに接離可能に収容すると共に、前記配線又は配管の前記各クランプ部側の部分をそれぞれ外部に導出するハウジングと、
前記ハウジング内において離間した前記一対のコネクタが接触する方向に、該一対のコネクタの一方又は両方を付勢する付勢手段と、
を備えることを特徴とする多関節ロボットの配線配管保護装置。
【請求項６】
前記ハウジングは、前記一対のコネクタどうしの離間長を所定寸法以内に規制するように構成されており、前記付勢手段は、前記所定寸法離間した前記一対のコネクタが接触するのに必要な付勢力を有していることを特徴とする請求項５記載の多関節ロボットの配線配管保護装置。
【請求項１】
多関節ロボットの関節部を跨いでその両側のアーム部にそれぞれクランプされる配線又は配管を、隣り合う２つのクランプ部にそれぞれクランプされた部分の間において、互いに離間可能な一対のコネクタの接触により接続し、
前記一対のコネクタをハウジングの内部において互いに接離する方向に案内し、
前記ハウジング内において離間した前記一対のコネクタが接触する方向に、該一対のコネクタの一方又は両方を付勢し、
前記一対のコネクタにおける前記配線又は配管の導通、非導通の状態を監視し、
前記多関節ロボットの駆動指令に基づく駆動中に前記監視の結果が導通状態から非導通状態に変化したときに、前記駆動指令による駆動パターンとは逆の駆動パターンで前記多関節ロボットを一定量逆転駆動させるようにした、
ことを特徴とする多関節ロボットの駆動制御方法。
【請求項２】
前記多関節ロボットの逆転駆動を、少なくとも前記監視の結果が非導通状態から導通状態に復帰するまで行うようにしたことを特徴とする請求項１記載の多関節ロボットの駆動制御方法。
【請求項３】
前記逆転駆動後の前記多関節ロボットを、前回の前記駆動指令とは駆動パターンが異なる別の駆動指令に基づき駆動させるようにしたことを特徴とする請求項２記載の多関節ロボットの駆動制御方法。
【請求項４】
前記多関節ロボットのアプローチ対象である複数のワークの位置及び姿勢に基づき、該複数のワークの中から前記多関節ロボットがアプローチするワークを特定して、該特定したワークに前記多関節ロボットをアプローチさせる駆動パターンで前記駆動指令を生成すると共に、前記逆転駆動後の前記多関節ロボットを駆動させる前記別の駆動指令を、前記特定したワークとは別のワークに前記多関節ロボットをアプローチさせる駆動パターンで生成するようにしたことを特徴とする請求項３記載の多関節ロボットの駆動制御方法。
【請求項５】
多関節ロボットの関節部を跨いでその両側のアーム部にそれぞれクランプされる配線又は配管の保護装置であって、
前記配線又は配管の隣り合う２つのクランプ部の間に介設され、互いに接触、離間することで前記配線又は配管の前記各クランプ部側の部分どうしを導通、切断させる一対のコネクタと、
前記一対のコネクタを互いに接離可能に収容すると共に、前記配線又は配管の前記各クランプ部側の部分をそれぞれ外部に導出するハウジングと、
前記ハウジング内において離間した前記一対のコネクタが接触する方向に、該一対のコネクタの一方又は両方を付勢する付勢手段と、
を備えることを特徴とする多関節ロボットの配線配管保護装置。
【請求項６】
前記ハウジングは、前記一対のコネクタどうしの離間長を所定寸法以内に規制するように構成されており、前記付勢手段は、前記所定寸法離間した前記一対のコネクタが接触するのに必要な付勢力を有していることを特徴とする請求項５記載の多関節ロボットの配線配管保護装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１７３２１１（Ｐ２０１１−１７３２１１Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３８９２３（Ｐ２０１０−３８９２３）
【出願日】平成２２年２月２４日（２０１０．２．２４）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２４日（２０１０．２．２４）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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