专利名称：控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在由自动组装装置、例如焊接机器人进行焊接时，可利用空气压控制用于变更被焊接物等的姿势的动作设备的控制装置。
背景技术：
一般地，在自动组装装置、例如自动焊接装置中，通过保持装置保持作为被焊接物的工件，由焊接机器人自动进行规定部位的焊接。在该焊接中，例如在有必要焊接工件周围的规定部位的情况下，设置在保持装置侧的保持工件的回转工作台被旋转规定的角度，例如，为能够进行平焊，焊接部位通常被定位在上侧。
此种保持装置被配置成与焊接机器人连动地进行动作，具体地，在焊接机器人的动作程序中输入了保持装置侧的回转工作台的控制数据。因此，焊接机器人侧和保持装置侧通过多条控制线相互连接。
因此，有必要在焊接机器人侧和保持装置侧之间铺设多条控制线，然而本发明提出了可以不需要这样麻烦的铺设作业的工件保持装置。
该工件保持装置具有使工件的保持体旋转的电动机，以及设置有多个可插入焊接机器人的焊炬的孔部的箱体，并且在这些各个孔部的内部配置有可检测出焊炬的光传感器，通过将焊炬插入规定的孔部使规定的光传感器动作，控制电动机使工件的保持体以规定角度旋转(例如，参照特开2000-288786公报)。
根据上述结构，对应于焊炬被插入的孔部的位置而使工件的保持体以规定角度旋转，然而由于在焊炬检测中使用了光传感器，因此存在着将在焊接时飞入孔部内的飞溅物误检测成焊炬进行误操作的危险，而且由于有必要控制由电动机驱动的回转工作台，因此存在着作为控制机构不仅变得复杂而且花费增加的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供不会因为焊接时产生的飞溅物而进行误动作的、可实现控制机构的简约化的控制装置。
本发明的控制装置通过自动组装装置的操作部件可控制其它的动作设备，其构成为在装置主体侧，在多个部位设置有可检测出操作部件的检测部件，设置有一端侧与空气源连接且在另一端侧具有向上述其他动作设备供给动作用空气的空气供给口的多条空气供给管路，在这些各个空气供给管路中分别设置有电磁开关阀，并且设置有输入来自上述各检测部件的检测信号、向设置在上述各空气供给管路中的电磁开关阀输出控制信号的控制部分，并且上述各检测部件由可检测出操作部件的至少2个不同部位的多个非接触式检测器构成，并且上述控制部分构成为仅在同时得到来自上述检测部件中的各检测器的检测信号的情况下输出规定的控制信号。
并且，同时得到来自上述检测部件中的各检测器的检测信号的时间至少大于或等于0.5秒。
并且，在上述控制部分内设置有时间设定部分，该时间设定部分可设定同时得到在输出控制信号时的检测信号的时间。
并且，由上述时间设定部分设定的时间至少大于或等于0.5秒。
并且，上述各检测部件中的各检测器配置在孔部的内部。
并且，作为上述各检测器使用光传感器。
按照上述控制装置的结构，可由操作部件通过设置在装置主体侧的检测部件进行动作设备的操作，例如可防止将焊接时产生的飞溅物误检测成操作部件。并且，对于动作设备，由于使用动作用空气动作，例如在使用气压缸的情况下，在其驱动部件的活塞的行程末端进行定位(控制)，与例如通过电动机等控制其回转角度的情况相比，可实现控制部分结构的简约化，因而降低花费。
图1为示出了本发明实施方式的焊接机器人和工件的姿势变更装置以及其控制装置的概略结构的斜视图。
图2为示出了同一工件的姿势变更装置的保持工作台的构造的水平截面图。
图3为示出了同一控制装置的概略结构的方框图。
图4为示出了同一控制装置中的安全装置的概略结构的局部切口侧面图。
图5为示出了同一控制装置中的检测部件的结构的斜视图。
具体实施例方式
下面基于图1～图5详细说明本发明实施方式的控制装置。
并且，在本实施方式中，作为对可用自动组装装置例如由焊接机器人变更作为被焊接物的工件的姿势的姿势变更装置进行控制的控制装置来进行说明。
如图1所示，焊接机器人1具有例如多关节型的机械手2，在机械手2的前端安装有焊炬(操作部件的一例)3。并且，在与该焊接机器人1对应的位置上具有用于保持作为被焊接物的工件W并且变更其姿势的姿势变更装置(动作设备的一例)4、用于安装另一零件W’的零件安装装置(动作设备的一例)5以及通过该焊接机器人1的焊炬3来控制上述姿势变更装置4和零件安装装置5的控制装置6。
上述姿势变更装置4由具有通过空气压被回转驱动的回转轴部的回转执行器11以及安装在该回转执行器11的回转轴部上的用于保持工件W的保持工作台12构成。
上述回转执行器11如图2所示，其构成包括在规定方向上拉长的2个空气用气缸室21(21A，21B)相互平行地形成的箱体22，在该两气缸室之间并且在长度方向(行程)的中间位置上设置成通过轴承回转自如、并且在其外周面上形成有小齿轮牙23a的回转输出轴(回转轴部)23，以及在上述各气缸室21内设置成在其长度方向上可自由移动、并且形成有与上述回转输出轴23的小齿轮牙23a啮合的齿条牙24a的一对活塞24。并且，在与上述各气缸室21的一端侧相对应的箱体22上形成有空气出入口25，并且在上述回转输出轴23的上端部分固定有保持工作台12。
因此，通过从各空气出入口25供给或排出空气(空气压)使两个活塞24在相互相反的方向上移动，可使回转输出轴23即保持工作台12在正反方向上旋转。
如图1所示，作为上述零件安装装置5使用通常的单杆式气压缸26，例如在工件W上安装零件W’时，使该零件W’移动进行相对工件W的定位。并且，在该气压缸26的气缸室27内设置有用于检测该活塞杆28的活塞部分28a位于行程末端的第一和第二位置检测器(例如，使用磁传感器)29(29A，29B)。
并且，由于上述回转执行器11和气压缸26利用空气压进行动作，因此分别在活塞(驱动部件)的行程末端进行定位(控制)，与例如通过电动机等控制该旋转角度的情况相比，可实现控制部分结构的简约化。
并且，上述控制装置6如图1和图3所示，其构成包括在作为装置主体的立式箱状的箱部31的上部上的多个部位、例如6个部位形成的孔部32(32A～32F)内分别配置的多个(与孔部相同个数)检测部件33，设置在同一箱体31内、一端侧与连接到空气源(例如，空气压缩机等)34的集合管部36相连接的同时另一端侧与在箱体31外面的设置为多个、例如6个的空气供给口(具体地，为连接器等)35相连的多条、例如6条的空气供给管(空气供给管路的一例)37，设置在这些各空气供给管37的途中的电磁开关阀38，输入来自上述检测部件33的检测信号、向各电磁开关阀38输出开关信号(也称作动作信号，是规定的控制信号)的控制电路部分(控制部分的一例)39。并且，集合管部36的另一端侧连接在连接器等的连接口40上，空气源34通过空气连接管41连接到该连接口40上。
然而，上述各空气供给口35(35A～35F)例如以2个为一组连接到各动作设备上，在本实施方式中，分别通过空气连接管42、43连接到姿势变更装置4的回转执行器11的2个空气出入口25和零件安装装置5的气压缸26上。当然，可在剩余的一组空气供给口35(35E，35F)上连接其他的气压式动作设备。
并且，在该控制装置6中具备安全装置51，在从上述连接口40(或者空气供给口35)供给的气压因为某种原因下降的情况下，或者在某一个动作设备上、例如零件安装装置5侧上产生故障等的麻烦、动作中途停止的情况下，或者在停止了控制装置1侧的电源供给的情况下，该安全装置用于中止焊接机器人1中的焊接作业。
如图1、图3和图4所示，该安全装置51的构成包括在箱体31的上面位置上水平部分52a被配置成可升降自如、其垂直部分52b被配置成沿着箱体31的侧面、截面呈倒L字形状的升降体52，使该升降体52以规定高度升降的升降装置、例如升降用的气压缸53，使该气压缸53动作的动作电路部分54。另外，在上述升降体52的水平部分52a上形成有与箱体31上所形成的孔部32在同一位置、并且孔径相同的孔部55。
作为上述气压缸53例如使用弹簧内置式的单杆式气缸，该气缸的活塞杆的杆部伸出使上述升降体52上升，通过在其孔部55内干扰焊炬3在水平方向上的移动，使设置在焊接机器人1侧的安全开关(例如，使用可检测出在焊炬上产生振动的传感器)动作、使焊机自动装置1停止。并且，该升降体52的上升量被设置成高于焊炬3前端的移动路径，因此在升降体52被提升的情况下、转移到下一个动作时，焊炬3一定抵接在升降体52侧。
如图4所示，上述气压缸53的构成包括具有气缸室61的筒状的气缸主体62，配置在该气缸室61内、且杆部63a向外伸出的活塞杆63，配置在气缸室61的活塞侧气缸室61a内、用于使活塞杆63向外顶出的弹簧体(使用螺旋弹簧，例如如果空气压漏掉，利用其弹簧力活塞杆伸出)64。另外，通过空气导入管66连接有向该气缸室61的杆侧的气缸室61b的空气供给口65和集合管部36的途中部分。
因此，在从空气源34正常供给空气的状态下，向杆侧气缸室61b内提供空气压、抵抗弹簧体64使活塞杆63退入，在来自空气源34的大气压消失的情况下，由于弹簧力活塞杆63的杆部63a伸出、使升降体52上升。在该状态下，焊接机器人1的机械手2移动、焊炬3接触(抵接)于升降体52的孔部55的周边，因此焊接机器人1侧的安全装置动作、机器人本身停止。
下面说明动作电路部分54。
当在动作设备上、例如零件安装装置5侧出现问题的情况下，或者在空气压减低的情况下，或者控制装置1侧的电源供给停止了的情况下，该动作电路部分54使上述安全装置51动作，基于来自设置在该气压缸26中的检测活塞杆28的行程末端的2个第一和第二位置检测器29A、29B的信号，或者检测出空气压的减低或者由于停电而使安全装置51动作。
因此，在上述空气导入管66的途中设置有将空气放到大气中的开放管67，且在该开放管67的连接部分设置有电磁操作式的三通切换阀68。并且，该三通切换阀68的构成为在电源提供给该控制装置1的情况下向气压缸26提供空气压，但如上所述例如在动作设备上出现问题的情况下，或者空气压漏掉的情况下或者不提供电源停电时的情况下，将气压缸26侧连接到开放管67上。
在用于控制上述三通切换阀68的电气控制电路(未图示)中，在气压缸26的活塞杆28动作中途停止的情况下，由于来自两位置检测器29A，29B的检测信号持续大于或等于规定时间后中断，安全装置51通过检测到该情况而动作。
即，在来自两位置检测器29A，29B的检测信号未被检测出的时间超出定时器设定的时间的情况下，将三通切换阀68连接在开放管67侧(换句话说，去掉对三通切换阀的指令)，从升降用的气压缸53放掉空气压。
并且，在上述电气控制电路中，例如在输入了来自设置在集合管部36的中途的压力开关(例如，设置成达到小于或等于0.3MPa时输出检测信号)69的检测信号的情况下，以及向控制装置1侧停止供给电源的情况下，向三通切换阀68的指示消失，气压缸26侧自动地连接到开放管67侧，空气压自动地降低到大气压。
这样，在动作设备侧或空气配管系统侧产生问题的情况下，或者在电气系统中产生故障、进入停电状态的情况下，安全装置51动作，焊接机器人1的动作被停止。
并且，上述各检测部件33如图5(对于升降体、未图示)所示，由在孔部32的轴心方向上以规定高度h相离的位置(例如，离开数厘米左右的位置)上设置的2组(2个)(也可配置大于或等于3组)光传感器(检测器的一例)71A、71B构成。当然，各光传感器71A、71B在孔部32的内壁表面上分别安装有投光部分72和受光部分73。
并且，在各检测部件33中，在通过各2组光传感器71A、71B同时检测出焊炬3的时间、换句话说来自2组光传感器71A、71B的检测信号重叠的时间为规定的设定时间(例如，0.5秒～数秒左右)的情况下，配置成可得到确认检测出了焊炬的确认信号、并且可调节该设定时间。
即，在上述控制装置6中具有时间检测部分81、控制信号输出部分82以及设定时间调节部分(时间设定部分)83，该时间检测部分81输入由各检测部件33中的两个光传感器71A、71B检测出的检测信号、检测两检测信号被检测出的时间是否大于或等于规定的设定时间，且在大于或等于设定时间的情况下输出确认为焊炬的确认信号，该控制信号输出部分82输入该确认信号、将显示与该确认信号相关的检测部件33相对应的角度的动作信号(规定的控制信号)输出给使回转执行器11动作的电磁开关阀38，该设定时间调节部分83可从外部调节由上述时间检测部分81同时检测的设定时间。并且在上述时间检测部分81判断是来自哪一个检测部件33的检测信号。
概略地说，控制装置6具备根据来自上述各检测部件33的检测信号、向回转执行器11输出回转动作信号、变更(控制)保持在保持工作台12上的工件W的姿势的功能，同时具有控制零件安装装置5的气压缸26的功能。
在上述构成中，对于装载在保持工作台12上的工件W，在进行规定的焊接作业的时候，例如在使该工件W的姿势变更的情况下，将焊接机器人1的焊炬3插入配置有发出使该姿势向规定方向变更的指示的第一检测部件33A的孔部32(32A)内。
于是，通过配置在孔部32A内的第一检测部件33A的两光传感器71A、71B进行的焊炬3的检测信号被输入控制电路部分39。
然后，在该控制电路部分39内，来自两光传感器71A、71B的检测信号被输入时间检测部分81，此处，仅在大于或等于设定时间、两检测信号同时被检测出的情况下，确认为焊炬3的确认信号被输出到控制信号输出部分82，与该检测部件33的位置相对应的信号、即使保持工作台12以规定的角度回转的动作信号(规定的控制信号)从该控制信号输出部分82被输出到回转执行器11。
但是，在飞溅物飞入上述孔部32内、碰巧通过孔部32的中心被2个光传感器71A、71B检测出的情况下，由于2个传感器71A、71B相离，来自两光传感器71A、71B的检测信号不能被同时检测到。因此，由于不从控制电路部分39的时间检测部分81输出确认信号，没有因飞溅物而引起误动作的危心。
这样，仅仅在箱体31上所形成的孔部32内插入焊炬3，通过检测部件33，工件W的姿势自动被变更。即，在有必要变更工件W的作业姿势的时刻，通过焊接机器人侧的操作作业，可向姿势变更装置4或零件安装装置5提供该指示，并且可防止将焊接时产生的飞溅物误检测成焊炬3。
并且，由于上述回转执行器11以及气压缸26通过空气压(动作用空气)进行动作，因此分别在活塞的行程末端进行定位(控制)，从而与例如通过电动机等控制其回转角度的情况相比，可实现控制部分的结构的简约化，当然也可降低花费。
并且，由于具备安全装置51，即使在控制装置6侧产生问题的情况下，因为焊接机器人1的焊接作业(操作作业)被停止，也能确保作业的安全性。
并且，在通过上述检测部件33较准确地进行确认为焊炬3的确认时，也可由控制装置6的设定时间调节部分83加长同时检测到两检测信号的时间。
可是，在上述实施方式中，作为检测焊炬的检测部件使用了光传感器，然而还可使用例如近距离传感器等，并且除了将传感器配置在孔部以外，也可不设置孔部，在箱形容器内的合适位置上不设隔板地分别配置检测部件。
并且，在上述实施方式中，说明了适用于焊接机器人的焊接作业的情况，当然也可适用于焊接以外的其他的组装作业。
并且，在上述实施方式中，说明了配置有6个检测部件的情况，然而根据例如对于工件的作业的增减，可适当增减检测部件的配置个数。
并且，在上述实施方式中，说明了保持工作台的回转轴心配置在铅直方向上的情况，然而不限于铅直、根据焊接位置可适宜地配置成相对铅直面倾斜，当然也可配置在水平方向上。
如上所述，本发明的控制装置适用于通过焊接用机器人装置中的焊炬控制工件的姿势变更装置的情况，另外，也可适用于对通过零件的安装用机器人装置中的作业用机械手变更零件的姿势、或使其移动等时的操作装置进行控制的情况。
权利要求
1.一种通过自动组装装置的操作部件可控制其他的动作设备的控制装置，其特征在于在装置主体侧，在多个部位设置有可检测出操作部件的检测部件，并且设置有一端侧与空气源连接且在另一端侧具有向上述其他动作设备供给动作用空气的空气供给口的多条空气供给管路，在各空气供给管路的途中分别设置有电磁开关阀，并且设置有控制部分，该控制部分输入来自上述各检测部件的检测信号，向设置在上述各空气供给管路中的电磁开关阀输出控制信号，进而上述各检测部件由可检测出操作部件的至少2个不同部位的多个非接触式检测器构成，并且上述控制部分构成为仅在同时得到来自上述检测部件中的各检测器的检测信号的情况下输出规定的控制信号。
2.如权利要求1记载的控制装置，其特征在于同时得到来自检测部件中的各检测器的检测信号的时间至少大于或等于0.5秒。
3.如权利要求1记载的控制装置，其特征在于在控制部分设置有可设定同时得到在输出控制信号时的检测信号的时间的时间设定部分。
4.如权利要求3记载的控制装置，其特征在于由时间设定部分设定的时间至少大于或等于0.5秒。
5.如权利要求1记载的控制装置，其特征在于各检测部件中的各检测器配置在孔部内。
6.如权利要求1记载的控制装置，其特征在于作为各检测器使用光传感器。
全文摘要
一种通过焊接机器人的焊炬可控制工件的姿势变更装置(5)等的动作设备的控制装置(6)，其构成为在箱体(31)上，在多个部位设置有可检测出焊炬的检测部件(33)，设置有一端侧与空气源(34)连接且在另一端侧上具有向动作设备供给动作用空气的空气供给口的空气供给管(37)，在这些各空气供给管中设置有电磁开关阀(38)，设置有输入来自上述各检测部件的检测信号、向规定的电磁开关阀输出控制信号的控制电路部分(39)，上述各检测部件由可检测出焊炬的2个部位的多组光传感器构成，上述控制电路部分在同时得到来自各传感器的检测信号的情况下输出规定的控制信号。
文档编号B25J13/06GK1780712SQ20058000033
公开日2006年5月31日 申请日期2005年6月6日 优先权日2004年6月16日
发明者菅英治 申请人:菅机械产业株式会社