JP2000354989A - 自動刃具交換装置 - Google Patents
自動刃具交換装置Info
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- B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
- B23Q5/02—Driving main working members
- B23Q5/04—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
- B23Q5/20—Adjusting or stopping working-spindles in a predetermined position
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
- B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
- B23Q3/157—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools
- B23Q3/15706—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools a single tool being inserted in a spindle directly from a storage device, i.e. without using transfer devices
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- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
- B25J15/04—Gripping heads and other end effectors with provision for the remote detachment or exchange of the head or parts thereof
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- Y10T483/17—Tool changing including machine tool or component
- Y10T483/1733—Rotary spindle machine tool [e.g., milling machine, boring, machine, grinding machine, etc.]
- Y10T483/179—Direct tool exchange between spindle and matrix
- Y10T483/1793—Spindle comprises tool changer
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低コストで、ロボットアーム先端に取り付け
られた回転ツールに刃具を自動的に交換できる自動刃具
交換装置を得る。 【解決手段】 ロボットアーム先端のフランジＲＢ１に
取付体１７を介してフローティングシリンダ１２及び回
転軸固定用シリンダ１１を取り付ける。フローティング
シリンダ１２に回転ツール１０を取り付ける。コレット
チャック１３への刃具の着脱は、回転軸固定用シリンダ
１１を作動させてストッパ１５を前進させて回転ツール
の回転軸１４をロックする。そして、刃具の格納又は格
納されているコレット固定溝にコレット１３を挿入し固
定する。ロボットを作動させ、フランジＲＢ１を回転さ
せることにより、回転軸１４とコレット１３を相対回転
させコレット内の刃具の締め付け、緩めを行う。１台の
回転ツール１０ですみ、ＡＴＣを必要とせず、刃具の追
加工も必要としない。
られた回転ツールに刃具を自動的に交換できる自動刃具
交換装置を得る。 【解決手段】 ロボットアーム先端のフランジＲＢ１に
取付体１７を介してフローティングシリンダ１２及び回
転軸固定用シリンダ１１を取り付ける。フローティング
シリンダ１２に回転ツール１０を取り付ける。コレット
チャック１３への刃具の着脱は、回転軸固定用シリンダ
１１を作動させてストッパ１５を前進させて回転ツール
の回転軸１４をロックする。そして、刃具の格納又は格
納されているコレット固定溝にコレット１３を挿入し固
定する。ロボットを作動させ、フランジＲＢ１を回転さ
せることにより、回転軸１４とコレット１３を相対回転
させコレット内の刃具の締め付け、緩めを行う。１台の
回転ツール１０ですみ、ＡＴＣを必要とせず、刃具の追
加工も必要としない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】自動工具交換装置に関する。
特にロボットアーム先端に取り付けられる工具の交換装
置に関する。
特にロボットアーム先端に取り付けられる工具の交換装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ロボットに取り付けられたバリ取り等の
加工用刃具を自動交換するには、従来は、刃具１本毎に
１台の回転ツールと１台の自動ツール交換装置（ＡＴ
Ｃ）を取り付けツール自体の交換を行っている。この場
合、ツール置き台には、ＡＴＣ着脱面の防塵保護が必要
であった。
加工用刃具を自動交換するには、従来は、刃具１本毎に
１台の回転ツールと１台の自動ツール交換装置（ＡＴ
Ｃ）を取り付けツール自体の交換を行っている。この場
合、ツール置き台には、ＡＴＣ着脱面の防塵保護が必要
であった。
【０００３】又、特開平８−５７７３０号公報に記載さ
れているように、ロボット以外の周辺装置側に、ナット
ランナー等の締め付け及び緩め機構を設けることによっ
て、刃具の自動交換を行うものも公知である。又、更
に、回転ツールへの着脱する際には、回転ツールの回転
位置と刃具との位相を合わせるために、角度検出装置等
を用いて回転ツールの回転角を検出し、刃具との位相を
合わせて回転ツールの回転軸を固定した後、回転ツール
への刃具の着脱を行っている。更に、刃具自体に追加工
して、又はアダプターを取り付ける等の改造をして、回
転ツールへの刃具の着脱を容易にしてその着脱を行うよ
うにしている。他の方法としては、作業者が専用交換治
具を用いて、刃具の交換を行うという方法が取られてい
る。
れているように、ロボット以外の周辺装置側に、ナット
ランナー等の締め付け及び緩め機構を設けることによっ
て、刃具の自動交換を行うものも公知である。又、更
に、回転ツールへの着脱する際には、回転ツールの回転
位置と刃具との位相を合わせるために、角度検出装置等
を用いて回転ツールの回転角を検出し、刃具との位相を
合わせて回転ツールの回転軸を固定した後、回転ツール
への刃具の着脱を行っている。更に、刃具自体に追加工
して、又はアダプターを取り付ける等の改造をして、回
転ツールへの刃具の着脱を容易にしてその着脱を行うよ
うにしている。他の方法としては、作業者が専用交換治
具を用いて、刃具の交換を行うという方法が取られてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の刃具交
換において、ＡＴＣを使用する場合には、刃具の種類分
の回転ツールとＡＴＣが必要となる。このため、使用す
るツールの数が増え、価格が増大するという欠点があ
る。又、ＡＴＣ使用時には、ＡＴＣ置き台にも防塵対
策、着脱装置等の複雑な機構が必要となり、これも又価
格増加の原因となる。さらに、設置スペースも大きくな
るため刃具種類数が制限されるという欠点がある。その
上、場合によっては、ロボット動作領域の制約から複数
工程に作業分担せざるを得ない状況が発生していた。
換において、ＡＴＣを使用する場合には、刃具の種類分
の回転ツールとＡＴＣが必要となる。このため、使用す
るツールの数が増え、価格が増大するという欠点があ
る。又、ＡＴＣ使用時には、ＡＴＣ置き台にも防塵対
策、着脱装置等の複雑な機構が必要となり、これも又価
格増加の原因となる。さらに、設置スペースも大きくな
るため刃具種類数が制限されるという欠点がある。その
上、場合によっては、ロボット動作領域の制約から複数
工程に作業分担せざるを得ない状況が発生していた。
【０００５】刃具交換専用の周辺装置を設ける場合に
は、その分価格増加を招き、かつ大きな設置スペースが
必要になるという問題がある。更に、回転ツールへの着
脱のために角度検出装置等を用いると、その分価格増加
となり好ましくない。
は、その分価格増加を招き、かつ大きな設置スペースが
必要になるという問題がある。更に、回転ツールへの着
脱のために角度検出装置等を用いると、その分価格増加
となり好ましくない。
【０００６】又、市販の回転ツールの改造、刃具の追加
工、専用アダプタの付加等で刃具の着脱を容易にする方
法では、この装置改造に伴う価格が増大するという問題
がある。
工、専用アダプタの付加等で刃具の着脱を容易にする方
法では、この装置改造に伴う価格が増大するという問題
がある。
【０００７】作業者による刃具交換作業では、刃具の締
め忘れ、締め込み不足、刃具突き出し量のバラツキ等が
発生し、該刃具による加工作業の不良が発生する原因と
なる。特に、作業者により刃具交換作業を行う場合に
は、刃具突き出し量を管理するために専用の治具が必要
であり、この点においてもコストを増大させ、かつ作業
を自動化することもできないという欠点がある。
め忘れ、締め込み不足、刃具突き出し量のバラツキ等が
発生し、該刃具による加工作業の不良が発生する原因と
なる。特に、作業者により刃具交換作業を行う場合に
は、刃具突き出し量を管理するために専用の治具が必要
であり、この点においてもコストを増大させ、かつ作業
を自動化することもできないという欠点がある。
【０００８】そこで、本発明の課題は、上述した各種問
題、欠点を改善し、低コストで、ロボットアーム先端に
取り付けられた回転ツールに刃具を自動的に交換できる
自動刃具交換装置を得ることにある。
題、欠点を改善し、低コストで、ロボットアーム先端に
取り付けられた回転ツールに刃具を自動的に交換できる
自動刃具交換装置を得ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本願請求項１に係わる発
明は、ロボットアーム先端のフランジに取り付けられた
コレットチャックを備えた回転ツールに刃具を自動的に
着脱する自動刃具交換装置であって、制御手段によりプ
ログラムに従ってロボットを制御して、コレットチャッ
クを開閉させて回転ツールの刃具の着脱を行うようにし
たものである。又、請求項２に係わる発明は、ロボット
アーム先端のフランジには、回転ツールの回転軸を固定
する回転軸ロック手段が取り付けられ、制御手段により
プログラムに従ってロボット及び回転軸ロック手段を動
作させ、刃具が格納される刃具格納手段に設けられたコ
レットナット固定手段でコレットナットを固定すると共
に、回転軸ロック手段で回転ツールの回転軸を固定し
て、コレットナットと回転軸を相対回転させて前記コレ
ットチャックを開閉させて回転ツールの刃具の着脱を行
うようにした。
明は、ロボットアーム先端のフランジに取り付けられた
コレットチャックを備えた回転ツールに刃具を自動的に
着脱する自動刃具交換装置であって、制御手段によりプ
ログラムに従ってロボットを制御して、コレットチャッ
クを開閉させて回転ツールの刃具の着脱を行うようにし
たものである。又、請求項２に係わる発明は、ロボット
アーム先端のフランジには、回転ツールの回転軸を固定
する回転軸ロック手段が取り付けられ、制御手段により
プログラムに従ってロボット及び回転軸ロック手段を動
作させ、刃具が格納される刃具格納手段に設けられたコ
レットナット固定手段でコレットナットを固定すると共
に、回転軸ロック手段で回転ツールの回転軸を固定し
て、コレットナットと回転軸を相対回転させて前記コレ
ットチャックを開閉させて回転ツールの刃具の着脱を行
うようにした。
【００１０】請求項３に係わる発明は、制御手段にロボ
ット動作によるコレットチャックの刃具締め付けを、ロ
ボットに設定した所定のトルクリミット値を用いて行う
手段を備えるようにした。又、請求項４に係わる発明
は、制御手段に、ロボット動作によるコレットチャック
の刃具締め付けを行う際に、オブザーバにより締め付け
軸の外乱トルクを推定し、該推定値が所定のしきい値を
越えたら締め付け完了したと判断する手段を設けた。請
求項５に係わる発明は、回転軸ロック手段として、回転
軸と係合し該回転軸をロックするストッパを往復動させ
るシリンダを設け、該シリンダを反復駆動してストッパ
をコレットに押し当て、かつ、回転軸を微小回転させ
て、ストッパが回転軸と嵌合し固定できる回転位相まで
追い込み、かつシリンダのストロークを監視して、回転
軸がストッパに固定されたことを検出してロック完了と
してこの位置に固定するようにした。
ット動作によるコレットチャックの刃具締め付けを、ロ
ボットに設定した所定のトルクリミット値を用いて行う
手段を備えるようにした。又、請求項４に係わる発明
は、制御手段に、ロボット動作によるコレットチャック
の刃具締め付けを行う際に、オブザーバにより締め付け
軸の外乱トルクを推定し、該推定値が所定のしきい値を
越えたら締め付け完了したと判断する手段を設けた。請
求項５に係わる発明は、回転軸ロック手段として、回転
軸と係合し該回転軸をロックするストッパを往復動させ
るシリンダを設け、該シリンダを反復駆動してストッパ
をコレットに押し当て、かつ、回転軸を微小回転させ
て、ストッパが回転軸と嵌合し固定できる回転位相まで
追い込み、かつシリンダのストロークを監視して、回転
軸がストッパに固定されたことを検出してロック完了と
してこの位置に固定するようにした。
【００１１】又請求項６に係わる発明は、更に、制御手
段によりロボットを動作させて、刃具を刃具位置決めス
トッパに押し当てることにより、刃具の突き出し量を所
定の量に設定するようにした。請求項７に係わる発明
は、更に、ロボット動作により刃具をコレットチャック
で締め付けて把持した後、この把持位置又は該把持位置
から所定の回転角度戻した位置を記憶手段に記憶し、刃
具をコレットチャックから取り外す際に、記憶した位置
を刃具の取り外し動作の開始位置として使用するように
した。又、請求項８に係わる発明は、この自動刃具交換
装置の制御手段をロボット制御装置で兼ねさせるように
した。
段によりロボットを動作させて、刃具を刃具位置決めス
トッパに押し当てることにより、刃具の突き出し量を所
定の量に設定するようにした。請求項７に係わる発明
は、更に、ロボット動作により刃具をコレットチャック
で締め付けて把持した後、この把持位置又は該把持位置
から所定の回転角度戻した位置を記憶手段に記憶し、刃
具をコレットチャックから取り外す際に、記憶した位置
を刃具の取り外し動作の開始位置として使用するように
した。又、請求項８に係わる発明は、この自動刃具交換
装置の制御手段をロボット制御装置で兼ねさせるように
した。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は本発明の概要図である。ロ
ボットＲＢのアーム先端の手首のフランジＲＢ１には、
エアーで駆動されるフローティングシリンダ１２、及び
回転ツール１０の回転軸を固定するためのエアーで駆動
される回転軸固定用シリンダ１１が取り付けられ、該フ
ローティングシリンダ１２には回転ツール１０が取り付
けられている。ロボットＲＢとしては、どのようなタイ
プのものでもよく、ロボット先端手首が所定空間内を移
動でき、少なくともこのロボットアーム先端のフランジ
が該フランジ平面に対して垂直軸周りに回転できるもの
である必要がある。即ち、アーム先端の手首のフランジ
ＲＢ１に取り付けた回転ツール１０や回転軸固定用シリ
ンダ１１を共に回転させることができることが必要であ
る。通常のロボットはこのようなフランジＲＢ１を備え
ていることから、通常のロボットを使用できるものであ
る。
ボットＲＢのアーム先端の手首のフランジＲＢ１には、
エアーで駆動されるフローティングシリンダ１２、及び
回転ツール１０の回転軸を固定するためのエアーで駆動
される回転軸固定用シリンダ１１が取り付けられ、該フ
ローティングシリンダ１２には回転ツール１０が取り付
けられている。ロボットＲＢとしては、どのようなタイ
プのものでもよく、ロボット先端手首が所定空間内を移
動でき、少なくともこのロボットアーム先端のフランジ
が該フランジ平面に対して垂直軸周りに回転できるもの
である必要がある。即ち、アーム先端の手首のフランジ
ＲＢ１に取り付けた回転ツール１０や回転軸固定用シリ
ンダ１１を共に回転させることができることが必要であ
る。通常のロボットはこのようなフランジＲＢ１を備え
ていることから、通常のロボットを使用できるものであ
る。
【００１３】図１において、符号２０は刃具格納装置
で、各刃具格納装置２０には、それぞれ各種刃具が格納
されており、この刃具格納装置２０に格納された刃具を
ロボットＲＢのアーム先端に取り付けられた回転ツール
１０のコレットチャックに自動的に装着し、又は、自動
的に取り外しこの刃具格納装置２０に格納するものであ
る。
で、各刃具格納装置２０には、それぞれ各種刃具が格納
されており、この刃具格納装置２０に格納された刃具を
ロボットＲＢのアーム先端に取り付けられた回転ツール
１０のコレットチャックに自動的に装着し、又は、自動
的に取り外しこの刃具格納装置２０に格納するものであ
る。
【００１４】図２は、本発明の自動刃具交換装置を構成
する各要素のロボットアーム先端のフランジＲＢ１への
取り付け構造を示す図である。ロボットアーム先端フラ
ンジＲＢ１には取付体１７が固着され、該取付体１７に
は、フローティングシリンダ１２の固定部側か可動部側
の一方、及び回転軸固定用シリンダ１１が取り付けられ
ている。そして、フローティングシリンダ１２の固定部
側か可動部側の他方には、回転ツール１０が固着されて
いる。回転シリンダ１０の回転軸１４の先端には、コレ
ットチャック１３が固着されている。フランジＲＢ１の
回転軸心と回転ツール１０の回転軸心は同一線上に配置
されている。
する各要素のロボットアーム先端のフランジＲＢ１への
取り付け構造を示す図である。ロボットアーム先端フラ
ンジＲＢ１には取付体１７が固着され、該取付体１７に
は、フローティングシリンダ１２の固定部側か可動部側
の一方、及び回転軸固定用シリンダ１１が取り付けられ
ている。そして、フローティングシリンダ１２の固定部
側か可動部側の他方には、回転ツール１０が固着されて
いる。回転シリンダ１０の回転軸１４の先端には、コレ
ットチャック１３が固着されている。フランジＲＢ１の
回転軸心と回転ツール１０の回転軸心は同一線上に配置
されている。
【００１５】回転軸固定用シリンダ１１の可動部には、
回転軸１４の外形と嵌合するような形状を先端に備える
ストッパ１５が取り付けられている。この実施形態で
は、少なくとも、ストッパ１５と係合する回転軸１４の
部位は、対向する２面が平面で他方の対向する円弧形状
面で形成されている。そして、ストッパ１５の先端は、
回転軸１４の対向する平面を挟むようにホーク状に形成
されている。又、ストッパ１５の先端が回転軸１４と嵌
合したとき、該ストッパ１５は最大の突出量となるが、
この最大突出位置を検出するリミットスイッチ等のセン
サ（図示せず）が設けられており、このセンサによって
ストッパ１５が回転軸１４と嵌合し、この回転軸１４の
回転を阻止しロックしたことを検出するようにしてい
る。
回転軸１４の外形と嵌合するような形状を先端に備える
ストッパ１５が取り付けられている。この実施形態で
は、少なくとも、ストッパ１５と係合する回転軸１４の
部位は、対向する２面が平面で他方の対向する円弧形状
面で形成されている。そして、ストッパ１５の先端は、
回転軸１４の対向する平面を挟むようにホーク状に形成
されている。又、ストッパ１５の先端が回転軸１４と嵌
合したとき、該ストッパ１５は最大の突出量となるが、
この最大突出位置を検出するリミットスイッチ等のセン
サ（図示せず）が設けられており、このセンサによって
ストッパ１５が回転軸１４と嵌合し、この回転軸１４の
回転を阻止しロックしたことを検出するようにしてい
る。
【００１６】又、図示はしていないが、後述するように
コレット１３の先端を刃具格納装置２０のコレット溝に
押しつけたとき、コレット１３とコレット溝が嵌合しな
いとき、フローティングシリンダ１２の作用によって回
転ツール１０が押しつけ方向とは反対方向の図２におい
て上方向に移動するがこの移動により設定した位置に達
したことを検出するセンサが設けられている。
コレット１３の先端を刃具格納装置２０のコレット溝に
押しつけたとき、コレット１３とコレット溝が嵌合しな
いとき、フローティングシリンダ１２の作用によって回
転ツール１０が押しつけ方向とは反対方向の図２におい
て上方向に移動するがこの移動により設定した位置に達
したことを検出するセンサが設けられている。
【００１７】図３は、刃具格納装置２０の説明図で、図
３（ａ）は、正面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の上方か
ら見た平面図、図３（ｃ）は図３（ａ）を側方から見た
側面図である。該刃具格納装置２０の上端部には刃具固
定ブロック２０ｂが設けられ、該刃具固定ブロック２０
ｂの中央には刃具Ｔが挿入され保持すると共に挿入され
るコレット１３と嵌合するＴ字形のコレット固定溝２０
ａが設けられている。又、刃具固定ブロック２０ｂの下
方には刃具位置決めストッパ２０ｃが設けられている。
刃具位置決めストッパ２０ｃは、保持ピン２０ｅと係合
するガイド溝２０ｄを備えている。この刃具位置決めス
トッパ２０ｃは保持ピン２０ｅによってガイド溝２０ｄ
に沿ってガイドされ、図３において上下に移動移動可能
に保持されている。この刃具格納装置２０に刃具Ｔが収
納される場合には、コレット固定溝２０ａを通り該刃具
Ｔの先端が刃具位置決めストッパ２０ｃで支えられて保
持されることになる。なお、符号２０ｆは、刃具固定用
ボールプランジャである。又、図３（ｃ）では、コレッ
ト１３がコレット固定溝２０ａに嵌合され、刃具Ｔを把
持若しくは刃具Ｔを開放しようとする状態を示してい
る。
３（ａ）は、正面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の上方か
ら見た平面図、図３（ｃ）は図３（ａ）を側方から見た
側面図である。該刃具格納装置２０の上端部には刃具固
定ブロック２０ｂが設けられ、該刃具固定ブロック２０
ｂの中央には刃具Ｔが挿入され保持すると共に挿入され
るコレット１３と嵌合するＴ字形のコレット固定溝２０
ａが設けられている。又、刃具固定ブロック２０ｂの下
方には刃具位置決めストッパ２０ｃが設けられている。
刃具位置決めストッパ２０ｃは、保持ピン２０ｅと係合
するガイド溝２０ｄを備えている。この刃具位置決めス
トッパ２０ｃは保持ピン２０ｅによってガイド溝２０ｄ
に沿ってガイドされ、図３において上下に移動移動可能
に保持されている。この刃具格納装置２０に刃具Ｔが収
納される場合には、コレット固定溝２０ａを通り該刃具
Ｔの先端が刃具位置決めストッパ２０ｃで支えられて保
持されることになる。なお、符号２０ｆは、刃具固定用
ボールプランジャである。又、図３（ｃ）では、コレッ
ト１３がコレット固定溝２０ａに嵌合され、刃具Ｔを把
持若しくは刃具Ｔを開放しようとする状態を示してい
る。
【００１８】図４は、本発明の自動刃具交換装置の制御
部をも構成するロボット制御装置の要部ブロック図であ
る。従来のロボット制御装置とほぼ同一構成である。符
号７で示されるバスに、メインプロセッサ（以下単にプ
ロセッサという。）１、ＲＡＭ、ＲＯＭ、不揮発性メモ
リ（ＥＥＰＲＯＭなど）からなるメモリ２、教示操作盤
用インターフェイス３，外部装置用のインターフェイス
６及びサーボ制御部５が接続されている。又、教示操作
盤用インターフェイス３には教示操作盤４が接続されて
いる。
部をも構成するロボット制御装置の要部ブロック図であ
る。従来のロボット制御装置とほぼ同一構成である。符
号７で示されるバスに、メインプロセッサ（以下単にプ
ロセッサという。）１、ＲＡＭ、ＲＯＭ、不揮発性メモ
リ（ＥＥＰＲＯＭなど）からなるメモリ２、教示操作盤
用インターフェイス３，外部装置用のインターフェイス
６及びサーボ制御部５が接続されている。又、教示操作
盤用インターフェイス３には教示操作盤４が接続されて
いる。
【００１９】ロボット及びロボット制御装置の基本機能
を支えるシステムプログラムは、メモリ２のＲＯＭに格
納されている。又、アプリケーションに応じて教示され
るロボットの動作プログラム並びに関連設定データは、
メモリ２の不揮発性メモリに格納される。そして、メモ
リ２のＲＡＭは、プロセッサ１が行う各種演算処理にお
けるデータの一時記憶の記憶領域として使用される。
を支えるシステムプログラムは、メモリ２のＲＯＭに格
納されている。又、アプリケーションに応じて教示され
るロボットの動作プログラム並びに関連設定データは、
メモリ２の不揮発性メモリに格納される。そして、メモ
リ２のＲＡＭは、プロセッサ１が行う各種演算処理にお
けるデータの一時記憶の記憶領域として使用される。
【００２０】サーボ制御部５は、ロボットＲＢの可動軸
の軸数に応じたサーボ制御器５a1〜５anを備えており、
各サーボ制御器５a1〜５anは、プロセッサ、ＲＯＭ、Ｒ
ＡＭ等で構成され、各軸を駆動するサーボモータの位置
・速度のループ制御、さらには電流ループ制御を行って
いる。いわゆる、ソフトウエアで位置、速度、電流のル
ープ制御を行うデジタルサーボ制御器を構成している。
サーボ制御器５a1〜５anの出力は各サーボアンプ５b1〜
５bnを介して各軸サーボモータＭ１〜Ｍｎを駆動制御す
る。なお、図示はしていないが、各サーボモータＭ１〜
Ｍｎには位置・速度検出器が取り付けられており、該位
置・速度検出器で検出した各サーボモータの位置、速度
は各サーボ制御器５a1〜５anにフィードバックされるよ
うになっている。又、入出力インターフェイス６には、
本発明に関係して、回転ツール１０を駆動制御する回転
ツール駆動装置１０ａ、回転軸固定用シリンダ１１を駆
動制御する回転軸固定用シリンダ駆動装置１１ａ、フロ
ーティングシリンダ１２を駆動するフローティングシリ
ンダ駆動装置１２ａが接続されている。更に、上述した
ストッパ１５の最大突出位置を検出するセンサ、回転ツ
ール１０の上昇位置を検出するセンサ、そのほかロボッ
トに設けられたセンサや周辺機器のアクチュエータやセ
ンサが接続されている。
の軸数に応じたサーボ制御器５a1〜５anを備えており、
各サーボ制御器５a1〜５anは、プロセッサ、ＲＯＭ、Ｒ
ＡＭ等で構成され、各軸を駆動するサーボモータの位置
・速度のループ制御、さらには電流ループ制御を行って
いる。いわゆる、ソフトウエアで位置、速度、電流のル
ープ制御を行うデジタルサーボ制御器を構成している。
サーボ制御器５a1〜５anの出力は各サーボアンプ５b1〜
５bnを介して各軸サーボモータＭ１〜Ｍｎを駆動制御す
る。なお、図示はしていないが、各サーボモータＭ１〜
Ｍｎには位置・速度検出器が取り付けられており、該位
置・速度検出器で検出した各サーボモータの位置、速度
は各サーボ制御器５a1〜５anにフィードバックされるよ
うになっている。又、入出力インターフェイス６には、
本発明に関係して、回転ツール１０を駆動制御する回転
ツール駆動装置１０ａ、回転軸固定用シリンダ１１を駆
動制御する回転軸固定用シリンダ駆動装置１１ａ、フロ
ーティングシリンダ１２を駆動するフローティングシリ
ンダ駆動装置１２ａが接続されている。更に、上述した
ストッパ１５の最大突出位置を検出するセンサ、回転ツ
ール１０の上昇位置を検出するセンサ、そのほかロボッ
トに設けられたセンサや周辺機器のアクチュエータやセ
ンサが接続されている。
【００２１】上述したロボット制御装置の構成は、従来
のロボット制御装置の構成と何等変わりはない。本発明
は、このロボット制御装置を本発明の自動刃具交換装置
の制御手段として利用している。そのために、次に示
す、自動刃具交換のための制御プログラムが予めメモリ
２内に格納されている。
のロボット制御装置の構成と何等変わりはない。本発明
は、このロボット制御装置を本発明の自動刃具交換装置
の制御手段として利用している。そのために、次に示
す、自動刃具交換のための制御プログラムが予めメモリ
２内に格納されている。
【００２２】図５は、刃具取付処理を示すフローチャー
トである。教示された加工プログラムにより、又は教示
操作盤４若しくは図示しない操作盤等から刃具を指定し
て刃具取付指令が入力されると、ロボット制御装置（自
動刃具交換装置の制御手段）のプロセッサ１は、回転軸
固定用シリンダ１１によるストッパ１５の往復動動作と
回転ツール１０に対し設定所定量の回転動作を行わせる
と共に、トッパ１５がの最大突出位置を検出するセンサ
から検出信号が出力されたかを判断する（ステップ１０
０，１０１）。即ち、外部入出力インターフェース６、
回転軸固定用シリンダ駆動装置１１ａを介して、回転軸
固定用シリンダ１１を駆動してストッパ１５を突出さ
せ、前記センサから検出信号が出力されなければ、スト
ッパ１５を後退させ、回転ツール駆動装置１０ａを介し
て回転ツール１０を駆動し回転軸１４を設定所定量回転
させ、再びストッパ１５を突出させる。以下、ストッパ
１５の最大突出位置を検出するセンサから検出信号が出
力されるまで、上述した動作を繰り返し実行する。その
結果、回転軸１４が順次回転し、その各回転位置に対し
てストッパ１５が突出し嵌合しようとする。回転軸１４
がストッパ１５のホーク状先端に対して嵌合される位置
まで回転し嵌合すると、ストッパ１５の突出量は最大と
なる。これをセンサで検出してストッパ１５と回転軸１
４の嵌合を検出する（ステップ１０１）。
トである。教示された加工プログラムにより、又は教示
操作盤４若しくは図示しない操作盤等から刃具を指定し
て刃具取付指令が入力されると、ロボット制御装置（自
動刃具交換装置の制御手段）のプロセッサ１は、回転軸
固定用シリンダ１１によるストッパ１５の往復動動作と
回転ツール１０に対し設定所定量の回転動作を行わせる
と共に、トッパ１５がの最大突出位置を検出するセンサ
から検出信号が出力されたかを判断する（ステップ１０
０，１０１）。即ち、外部入出力インターフェース６、
回転軸固定用シリンダ駆動装置１１ａを介して、回転軸
固定用シリンダ１１を駆動してストッパ１５を突出さ
せ、前記センサから検出信号が出力されなければ、スト
ッパ１５を後退させ、回転ツール駆動装置１０ａを介し
て回転ツール１０を駆動し回転軸１４を設定所定量回転
させ、再びストッパ１５を突出させる。以下、ストッパ
１５の最大突出位置を検出するセンサから検出信号が出
力されるまで、上述した動作を繰り返し実行する。その
結果、回転軸１４が順次回転し、その各回転位置に対し
てストッパ１５が突出し嵌合しようとする。回転軸１４
がストッパ１５のホーク状先端に対して嵌合される位置
まで回転し嵌合すると、ストッパ１５の突出量は最大と
なる。これをセンサで検出してストッパ１５と回転軸１
４の嵌合を検出する（ステップ１０１）。
【００２３】なお、上述の回転軸１４とストッパ１５の
嵌合動作において、回転ツール１０を駆動し設定微小量
回転させたが、回転ツール１０自体は駆動せずフリーの
状態に保持し、ストッパ１５を往復動させて回転軸１４
に押しつけ、この押しつけ力により回転軸１４を微小回
転させ、ストッパ１５と回転軸１４が嵌合する位置まで
回転軸１４を回転させるようにしてもよい。
嵌合動作において、回転ツール１０を駆動し設定微小量
回転させたが、回転ツール１０自体は駆動せずフリーの
状態に保持し、ストッパ１５を往復動させて回転軸１４
に押しつけ、この押しつけ力により回転軸１４を微小回
転させ、ストッパ１５と回転軸１４が嵌合する位置まで
回転軸１４を回転させるようにしてもよい。
【００２４】以上のようにして。ストッパ１５で回転軸
１４の回転がロックされるとステップ１０２に進む。ス
テップ１０２では、ロボットを動作させ、指令された刃
具Ｔが格納されている刃具格納装置２０の上部位置に、
ロボットアーム先端に取り付けられた回転ツール１０の
コレットチャック１３を位置決めする。そして、Ｚ軸
（図１において上方向の軸）の所定位置までの移動指令
を出力し、この回転ツール１０先端のコレットチャック
１３で刃具格納装置２０に格納されている刃具Ｔを押圧
し、刃具Ｔを刃具位置決めストッパ２０ｃに押し当て、
刃具Ｔの高さをそろえる。
１４の回転がロックされるとステップ１０２に進む。ス
テップ１０２では、ロボットを動作させ、指令された刃
具Ｔが格納されている刃具格納装置２０の上部位置に、
ロボットアーム先端に取り付けられた回転ツール１０の
コレットチャック１３を位置決めする。そして、Ｚ軸
（図１において上方向の軸）の所定位置までの移動指令
を出力し、この回転ツール１０先端のコレットチャック
１３で刃具格納装置２０に格納されている刃具Ｔを押圧
し、刃具Ｔを刃具位置決めストッパ２０ｃに押し当て、
刃具Ｔの高さをそろえる。
【００２５】次に、刃具格納装置２０の刃具固定ブロッ
ク２０ｂの側面にコレット１３を這わせるように移動さ
せ、これによりコレット１３を回転させて、コレット１
３とコレット固定溝２０ａが嵌合できるようにその位相
を合わせる（ステップ１０３）。その後、ロボットアー
ム先端をＺ軸の所定位置まで移動させ、フローティング
シリンダ１２を駆動しながら、刃具格納装置２０のコレ
ット固定溝２０ａにコレット（コレットナット）１３を
押し込み、コレット１３に刃具を挿入する（ステップ１
０４）。このとき、コレット固定溝２０ａとコレットの
位相が合致していなければ、コレット固定溝２０ａにコ
レット（コレットナット）１３は嵌合できず、コレット
先端が受ける反力により、回転ツール１０は取付体１７
に対して相対的に上昇する。この上昇をセンサにより検
出すると（ステップ１０５）、ステップ１０３に戻り、
コレット１３の位相を変え、再度コレット固定溝２０ａ
へのコレット１３の挿入を試みる。以下、このコレット
挿入動作において、ロボットアーム先端がＺ軸の所定位
置まで移動しても、センサでフローティングシリンダ１
２の上端が検出されない場合には、コレット（コレット
ナット）１３がコレット固定溝２０ａに嵌合したことを
意味する。この場合にはステップ１０６に移行し、ロボ
ットを動作させこのフランジＲＢ１の面に垂直なフラン
ジ中心軸周りにフランジＲＢ１を回転させる軸（以下こ
の軸をフランジ軸という）を刃具締め付け方向に回転さ
せる。
ク２０ｂの側面にコレット１３を這わせるように移動さ
せ、これによりコレット１３を回転させて、コレット１
３とコレット固定溝２０ａが嵌合できるようにその位相
を合わせる（ステップ１０３）。その後、ロボットアー
ム先端をＺ軸の所定位置まで移動させ、フローティング
シリンダ１２を駆動しながら、刃具格納装置２０のコレ
ット固定溝２０ａにコレット（コレットナット）１３を
押し込み、コレット１３に刃具を挿入する（ステップ１
０４）。このとき、コレット固定溝２０ａとコレットの
位相が合致していなければ、コレット固定溝２０ａにコ
レット（コレットナット）１３は嵌合できず、コレット
先端が受ける反力により、回転ツール１０は取付体１７
に対して相対的に上昇する。この上昇をセンサにより検
出すると（ステップ１０５）、ステップ１０３に戻り、
コレット１３の位相を変え、再度コレット固定溝２０ａ
へのコレット１３の挿入を試みる。以下、このコレット
挿入動作において、ロボットアーム先端がＺ軸の所定位
置まで移動しても、センサでフローティングシリンダ１
２の上端が検出されない場合には、コレット（コレット
ナット）１３がコレット固定溝２０ａに嵌合したことを
意味する。この場合にはステップ１０６に移行し、ロボ
ットを動作させこのフランジＲＢ１の面に垂直なフラン
ジ中心軸周りにフランジＲＢ１を回転させる軸（以下こ
の軸をフランジ軸という）を刃具締め付け方向に回転さ
せる。
【００２６】コレット（コレットナット）１３は刃具格
納装置２０のコレット溝２０ａに嵌合しているから回転
せず、回転ツール１０の回転軸１４はストッパ１５によ
って把持され、回転軸１４は回転ツール１０本体との相
対回転はできない。この状態で、フランジ軸が回転する
と、回転軸１４はフランジＲＢ１に取り付けられた取付
体１７及びフローティングシリンダ１２，回転ツール１
０、回転軸固定用シリンダ１１と共に回転することにな
る。その結果、コレット（コレットナット）１３が固定
されているからコレット（コレットナット）１３と回転
軸１４は相対回転し、刃具Ｔはコレット１３によって締
め付けられることになる。
納装置２０のコレット溝２０ａに嵌合しているから回転
せず、回転ツール１０の回転軸１４はストッパ１５によ
って把持され、回転軸１４は回転ツール１０本体との相
対回転はできない。この状態で、フランジ軸が回転する
と、回転軸１４はフランジＲＢ１に取り付けられた取付
体１７及びフローティングシリンダ１２，回転ツール１
０、回転軸固定用シリンダ１１と共に回転することにな
る。その結果、コレット（コレットナット）１３が固定
されているからコレット（コレットナット）１３と回転
軸１４は相対回転し、刃具Ｔはコレット１３によって締
め付けられることになる。
【００２７】コレット１３による刃具締め付けが進行す
るにつれて、フランジ軸を駆動するサーボモータの駆動
電流は増大する。この駆動電流を検出し、設定トルクに
対応する設定電流値に達したとき、設定締め付けトルク
が得られたとしてこのフランジ軸の駆動を停止する（ス
テップ１０７，１０８）。
るにつれて、フランジ軸を駆動するサーボモータの駆動
電流は増大する。この駆動電流を検出し、設定トルクに
対応する設定電流値に達したとき、設定締め付けトルク
が得られたとしてこのフランジ軸の駆動を停止する（ス
テップ１０７，１０８）。
【００２８】この点、この駆動電流により締め付けトル
クを検出する変わりに、従来から公知の外乱推定オブザ
ーバをこのフランジ軸を駆動制御するサーボ制御器に組
み込んでおき、この外乱推定オブザーバで推定される外
乱推定値が設定トルクになったとき、設定締め付けトル
クが得られたとしてもよい。
クを検出する変わりに、従来から公知の外乱推定オブザ
ーバをこのフランジ軸を駆動制御するサーボ制御器に組
み込んでおき、この外乱推定オブザーバで推定される外
乱推定値が設定トルクになったとき、設定締め付けトル
クが得られたとしてもよい。
【００２９】こうして、刃具の締め付けが完了すると、
この完了したときのフランジ軸の回転位置を取り込む。
即ち、フランジ軸を駆動するサーボモータには前述した
ように位置検出器が取り付けられており、この位置検出
器からの信号によってフランジ軸の回転角度が読みとら
れる（ステップ１０９）。そして、この取り込んだ角度
から設定された一定微小角度フランジ軸を逆転し（緩め
る方向）、刃具締め付けときに生じたコレットナットの
コレット固定溝２０ａへの噛み込みを逃し（ステップ１
１０）、コレット位相調整位置としてこのときのロボッ
ト各軸の回転角度をメモリ２に格納する（ステップ１１
１）。その後、ロボットＲＢを動作させロボットアーム
先端をＺ軸上方向に所定量移動させて、刃具格納装置２
０の刃具固定ブロック２０ｂのコレット固定溝２０ａか
らコレット１３を引き抜き（ステップ１１２）、回転軸
固定用シリンダ１１を駆動して、ストッパ１５を後退さ
せ、回転軸１４との嵌合を解き（ステップ１１３）、回
転軸１４を回転可能状態、即ちコレット１３に取り付け
た刃具Ｔによる加工可能状態として、この刃具取付動作
処理を終了する。
この完了したときのフランジ軸の回転位置を取り込む。
即ち、フランジ軸を駆動するサーボモータには前述した
ように位置検出器が取り付けられており、この位置検出
器からの信号によってフランジ軸の回転角度が読みとら
れる（ステップ１０９）。そして、この取り込んだ角度
から設定された一定微小角度フランジ軸を逆転し（緩め
る方向）、刃具締め付けときに生じたコレットナットの
コレット固定溝２０ａへの噛み込みを逃し（ステップ１
１０）、コレット位相調整位置としてこのときのロボッ
ト各軸の回転角度をメモリ２に格納する（ステップ１１
１）。その後、ロボットＲＢを動作させロボットアーム
先端をＺ軸上方向に所定量移動させて、刃具格納装置２
０の刃具固定ブロック２０ｂのコレット固定溝２０ａか
らコレット１３を引き抜き（ステップ１１２）、回転軸
固定用シリンダ１１を駆動して、ストッパ１５を後退さ
せ、回転軸１４との嵌合を解き（ステップ１１３）、回
転軸１４を回転可能状態、即ちコレット１３に取り付け
た刃具Ｔによる加工可能状態として、この刃具取付動作
処理を終了する。
【００３０】図６は、刃具取り外しの動作処理フローチ
ャートである。加工プログラムから刃具取り外し指令が
読み込まれたとき、若しくは、教示操作盤４等から刃具
取り外し指令が入力されたとき、ロボット制御装置のプ
ロセッサ１は、前述したステップ１００，１０１と同一
の処理を行い、回転ツール１０の回転軸１４を回転軸固
定ストッパ１５で把持しその回転をロックする動作を行
う（ステップ２００，２０１）。回転ツール１０の回転
軸１４がロックされると、フランジ軸の回転角度をステ
ップ１１１でコレット位相調整位置としてメモの２に格
納したフランジ軸の角度に合わせ（ステップ２０２）、
ロボットアーム先端を刃具を格納しようとする刃具格納
装置２０の上方位置に位置決めする（この位置は、コレ
ットチャック１３に取り付けられた刃具が刃具格納装置
２０の上部位置に来るように予め刃具収納開始位置とし
て設定されている）。次に、Ｚ軸方向に設定所定位置ま
で下降させて刃具格納装置２０の刃具固定ブロック２０
ｂ内のコレット固定溝２０ａ内に刃具Ｔ及びコレット１
３を挿入する（ステップ２０３）。
ャートである。加工プログラムから刃具取り外し指令が
読み込まれたとき、若しくは、教示操作盤４等から刃具
取り外し指令が入力されたとき、ロボット制御装置のプ
ロセッサ１は、前述したステップ１００，１０１と同一
の処理を行い、回転ツール１０の回転軸１４を回転軸固
定ストッパ１５で把持しその回転をロックする動作を行
う（ステップ２００，２０１）。回転ツール１０の回転
軸１４がロックされると、フランジ軸の回転角度をステ
ップ１１１でコレット位相調整位置としてメモの２に格
納したフランジ軸の角度に合わせ（ステップ２０２）、
ロボットアーム先端を刃具を格納しようとする刃具格納
装置２０の上方位置に位置決めする（この位置は、コレ
ットチャック１３に取り付けられた刃具が刃具格納装置
２０の上部位置に来るように予め刃具収納開始位置とし
て設定されている）。次に、Ｚ軸方向に設定所定位置ま
で下降させて刃具格納装置２０の刃具固定ブロック２０
ｂ内のコレット固定溝２０ａ内に刃具Ｔ及びコレット１
３を挿入する（ステップ２０３）。
【００３１】これにより、コレット（コレットナット）
１３はコレット固定溝２０ａと嵌合しその回転がロック
される。又回転ツール１０の回転軸１４はストッパ１５
によってその回転がロックされている。そこで、ロボッ
トＲＢのフランジ軸を駆動するサーボモータを駆動して
設定所定角度だけフランジＲＢ１を回転させることによ
り、コレット１３を緩める方向に回転させる。その結
果、コレット（コレットナット）１３は固定されてお
り、回転ツール１０の回転軸１４はフランジＲＢ１の回
転と共に回転するから、コレット１３はゆるみ保持して
いた刃具Ｔを開放する（ステップ２０４）。その後、Ｚ
軸上方向にロボットアーム先端を設定位置まで移動さ
せ、コレットチャック１３を刃具格納装置２０の固定ブ
ロックより引き抜き（ステップ２０６）、回転軸固定用
シリンダ１１を作動させストッパ１５を後退させ、回転
軸との嵌合をとき（ステップ２０６）、この刃具取り外
し処理は終了する。
１３はコレット固定溝２０ａと嵌合しその回転がロック
される。又回転ツール１０の回転軸１４はストッパ１５
によってその回転がロックされている。そこで、ロボッ
トＲＢのフランジ軸を駆動するサーボモータを駆動して
設定所定角度だけフランジＲＢ１を回転させることによ
り、コレット１３を緩める方向に回転させる。その結
果、コレット（コレットナット）１３は固定されてお
り、回転ツール１０の回転軸１４はフランジＲＢ１の回
転と共に回転するから、コレット１３はゆるみ保持して
いた刃具Ｔを開放する（ステップ２０４）。その後、Ｚ
軸上方向にロボットアーム先端を設定位置まで移動さ
せ、コレットチャック１３を刃具格納装置２０の固定ブ
ロックより引き抜き（ステップ２０６）、回転軸固定用
シリンダ１１を作動させストッパ１５を後退させ、回転
軸との嵌合をとき（ステップ２０６）、この刃具取り外
し処理は終了する。
【００３２】なお、加工プログラム等から刃具交換指令
が指令されると、図６に示す刃具取り外し動作処理を行
った後、図５に示す刃具取付動作処理を行うものであ
る。
が指令されると、図６に示す刃具取り外し動作処理を行
った後、図５に示す刃具取付動作処理を行うものであ
る。
【００３３】以上のように、本発明は、自動刃具交換装
置の制御手段をロボットの制御装置で兼ねさせることが
でき、その結果、本発明の自動刃具交換装置は、ハード
ウエアとして最小限必要なものは、回転ツールの回転軸
の回転をロックする回転軸ロック手段としてのストッパ
とその駆動手段のみでよい。又、自動刃具交換装置の制
御手段をロボット制御装置で兼ねさせない場合には、こ
の自動刃具交換装置の制御手段とロボット制御装置を接
続し、ロボット動作につては自動刃具交換装置からロボ
ット制御装置に指令を出し、自動刃具交換装置の制御手
段は回転ツール１０、回転軸固定用シリンダ１１、フロ
ーティングシリンダ１２等の制御を行うようにすればよ
い。
置の制御手段をロボットの制御装置で兼ねさせることが
でき、その結果、本発明の自動刃具交換装置は、ハード
ウエアとして最小限必要なものは、回転ツールの回転軸
の回転をロックする回転軸ロック手段としてのストッパ
とその駆動手段のみでよい。又、自動刃具交換装置の制
御手段をロボット制御装置で兼ねさせない場合には、こ
の自動刃具交換装置の制御手段とロボット制御装置を接
続し、ロボット動作につては自動刃具交換装置からロボ
ット制御装置に指令を出し、自動刃具交換装置の制御手
段は回転ツール１０、回転軸固定用シリンダ１１、フロ
ーティングシリンダ１２等の制御を行うようにすればよ
い。
【００３４】
【発明の効果】本発明は、ロボットに取り付けた回転ツ
ールへの刃具着脱が容易にできる。特に制御手段をロボ
ット制御装置で兼ねさせることにより、格別なるハード
ウエアの付加を必要とせず、安価に構成することができ
る。しかも、使用する刃具が増加した場合でも、刃具格
納装置を増設するのみでよいから、設置場所の省スペー
ス化がはかれる。
ールへの刃具着脱が容易にできる。特に制御手段をロボ
ット制御装置で兼ねさせることにより、格別なるハード
ウエアの付加を必要とせず、安価に構成することができ
る。しかも、使用する刃具が増加した場合でも、刃具格
納装置を増設するのみでよいから、設置場所の省スペー
ス化がはかれる。
【００３５】ロボットにより、刃具の締め付けトルクの
設定、管理及び刃具の突き出し量の制御が可能であるか
ら、人手による管理の手間や専用治具が不要となり、コ
ストの低減と共に、このロボットと回転ツールによる加
工作業（バリ取り等の作業）の品質を向上させることが
できる。
設定、管理及び刃具の突き出し量の制御が可能であるか
ら、人手による管理の手間や専用治具が不要となり、コ
ストの低減と共に、このロボットと回転ツールによる加
工作業（バリ取り等の作業）の品質を向上させることが
できる。
【００３６】市販の刃具及び回転ツールを使用できるた
め、刃具又は回転ツールの追加工が不要となりコスト低
減になる。更に、複数の刃具に対して回転ツールが１台
ですむため、従来複数台必要であった回転ツールやＡＴ
Ｃを必要とせずその分価格を低減できる。又、ＡＴＣを
不要とするため、ツール置き場の防塵対策機構を必要と
せず、スペース及びコストの低減が図られる。
め、刃具又は回転ツールの追加工が不要となりコスト低
減になる。更に、複数の刃具に対して回転ツールが１台
ですむため、従来複数台必要であった回転ツールやＡＴ
Ｃを必要とせずその分価格を低減できる。又、ＡＴＣを
不要とするため、ツール置き場の防塵対策機構を必要と
せず、スペース及びコストの低減が図られる。
【図１】本発明の一実施形態の概要図である。
【図２】同実施形態の自動刃具交換装置を構成する各要
素のロボットアーム先端のフランジへの取り付け構造を
示す図である。
素のロボットアーム先端のフランジへの取り付け構造を
示す図である。
【図３】同実施形態における刃具格納装置の説明図であ
る。
る。
【図４】同実施形態の自動刃具交換装置の制御手段を構
成するロボット制御装置の要部ブロック図である。
成するロボット制御装置の要部ブロック図である。
【図５】同実施形態における刃具取付動作のフローチャ
ートである。
ートである。
【図６】同実施形態における刃具取り外し動作のフロー
チャートである。
チャートである。
１０ 回転ツール １１ 回転軸固定用シリンダ １２ フローティングシリンダ １３ コレットチャック １４ 回転軸 １５ ストッパ １６ １７ 取付体 ２０ 刃具格納装置 ２０ａ コレット固定溝 ２０ｂ 刃具固定ブロック ２０ｃ 刃具位置決めストッパ ＲＢ ロボット ＲＢ１ フランジ Ｔ 刃具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 健二 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内 Ｆターム(参考） 3C002 GG03 KK04 LL00 3F059 AA06 BA10 FB24 FC03 FC08
Claims (8)
- 【請求項１】 ロボットアーム先端のフランジに取り付
けられたコレットチャックを備えた回転ツールに刃具を
自動的に着脱する自動刃具交換装置であって、制御手段
によりプログラムに従ってロボットを制御して、前記コ
レットチャックを開閉させて回転ツールの刃具の着脱を
行うようにした自動刃具交換装置。 - 【請求項２】 ロボットアーム先端のフランジに取り付
けられたコレットチャックを備えた回転ツールに刃具を
自動的に着脱する自動刃具交換装置であって、前記フラ
ンジには、前記回転ツールの回転軸を固定する回転軸ロ
ック手段が取り付けられ、制御手段によりプログラムに
従ってロボット及び前記回転軸ロック手段を動作させ、
刃具が格納される刃具格納手段に設けられたコレットナ
ット固定手段でコレットナットを固定すると共に前記回
転軸ロック手段で前記回転ツールの回転軸を固定して、
コレットナットと回転軸を相対回転させて前記コレット
チャックを開閉させて回転ツールの刃具の着脱を行うよ
うにした自動刃具交換装置。 - 【請求項３】 前記制御手段は、前記ロボット動作によ
るコレットチャックの刃具締め付けを、ロボットに設定
した所定のトルクリミット値を用いて行う手段を備える
請求項１又は請求項２記載の自動刃具交換装置。 - 【請求項４】 前記制御手段は、前記ロボット動作によ
るコレットチャックの刃具締め付けを行う際に、オブザ
ーバにより締め付け軸の外乱トルクを推定し、該推定値
が所定のしきい値を越えたら締め付け完了したと判断す
る手段を備える請求項１又は請求項２記載の自動刃具交
換装置。 - 【請求項５】 前記回転軸ロック手段は、前記回転軸と
係合し該回転軸をロックするストッパを往復動させるシ
リンダを備え、該シリンダを反復駆動してストッパをコ
レットに押し当て、かつ、前記回転軸を微小回転させ
て、ストッパが回転軸と嵌合し固定できる回転位相まで
追い込み、前記シリンダのストロークを監視して、回転
軸がストッパに固定されたことを検出してロック完了と
してこの位置に固定する請求項１乃至４項の内１項記載
の自動刃具交換装置。 - 【請求項６】 前記制御手段はロボットを動作させて、
前記刃具を刃具位置決めストッパに押し当てることによ
り、刃具の突き出し量を所定の量に設定する請求項１乃
至５項の内１項記載の自動刃具交換装置。 - 【請求項７】 前記制御装置は、ロボット動作により刃
具をコレットチャックで締め付けて把持した後、この把
持位置又は該把持位置から所定の回転角度戻した位置を
記憶手段に記憶し、前記刃具をコレットチャックから取
り外す際に、前記記憶した位置を、刃具の取り外し動作
の開始位置として使用する請求項１乃至６項の内１項記
載の自動刃具交換装置。 - 【請求項８】 前記制御装置はロボット制御装置である
請求項１乃至７項の内１項記載の自動刃具交換装置。
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| JP11169219A JP2000354989A (ja) | 1999-06-16 | 1999-06-16 | 自動刃具交換装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005103642A (ja) * | 2003-09-23 | 2005-04-21 | Como Spa | 複数のシートメタルを折り返すための方法および装置 |
| JP4990784B2 (ja) * | 2005-10-04 | 2012-08-01 | 日本省力機械株式会社 | 超音波トリム装置 |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10323593A1 (de) * | 2003-05-16 | 2004-12-09 | Chiron-Werke Gmbh & Co Kg | Werkzeugmaschine |
| FR2863519B1 (fr) * | 2003-12-11 | 2006-01-21 | Snecma Moteurs | Dispositif de montage et de demontage automatiques d'outils sur un automate |
| JP4699111B2 (ja) * | 2005-06-30 | 2011-06-08 | 有限会社ニューリー研究所 | 自動工具交換装置および加工機械 |
| ES2335352T3 (es) * | 2005-09-16 | 2010-03-25 | Abb Ab | Un robot industrial con medios detectores en la region de una brida de herramienta. |
| JP4962488B2 (ja) * | 2006-03-01 | 2012-06-27 | 富士通株式会社 | トルク測定装置 |
| US20100184575A1 (en) * | 2009-01-21 | 2010-07-22 | Applied Robotics, Inc. | Methods and systems for monitoring the operation of a robotic actuator |
| US8769786B1 (en) | 2009-03-24 | 2014-07-08 | Honda Motor Co., Ltd. | Trim and flame robot end effector with optional automatic blade change feature |
| DE102010035551B4 (de) | 2010-08-27 | 2023-09-21 | Mercedes-Benz Group AG | Werkzeug für einen Roboter sowie Verfahren zum Herstellen einer Schraubverbindung |
| CN103600238A (zh) * | 2013-10-25 | 2014-02-26 | 上海淳瑞机械科技有限公司 | 一种转杯纺纱机腔体结合件的加工工装和加工方法 |
| DE202014100334U1 (de) * | 2014-01-27 | 2015-05-08 | Kuka Systems Gmbh | Roboterwerkzeug |
| DE102014105744A1 (de) * | 2014-03-19 | 2015-09-24 | Gebr. Heller Maschinenfabrik Gmbh | Verfahren zum Werkzeugwechsel |
| US10120364B2 (en) * | 2015-03-27 | 2018-11-06 | GM Global Technology Operations LLC | Self-corrective nut running for robotic applications |
| JP6122065B2 (ja) * | 2015-05-29 | 2017-04-26 | ファナック株式会社 | 搬送物を吊り下げて搬送するロボットシステム |
| CN107186398B (zh) * | 2017-06-27 | 2023-02-17 | 天津福臻工业装备有限公司 | 汽车焊接机器人工具存放站 |
| WO2019096625A1 (de) * | 2017-11-17 | 2019-05-23 | Oerlikon Textile Gmbh & Co. Kg | Schmelzspinnvorrichtung |
| JP6882234B2 (ja) * | 2018-07-13 | 2021-06-02 | ファナック株式会社 | 工作機械 |
| CN110919681B (zh) * | 2019-12-23 | 2023-09-22 | 南华大学 | 机器人末端工具快速接换装置及接换方法 |
| CN111098125B (zh) * | 2020-02-27 | 2021-05-18 | 力锋精密工具（浙江）有限公司 | 一种硬质合金车刀刀头更换装置 |
| KR102454770B1 (ko) * | 2020-12-01 | 2022-10-14 | 주식회사 에이치비테크놀러지 | 연마용 테이프 케이스 교체장치 |
| CN114596973A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-06-07 | 核动力运行研究所 | 一种压力容器用多工位库位存储结构 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1227136A (ja) * | 1967-05-31 | 1971-04-07 | ||
| DE3208621C2 (de) * | 1982-03-10 | 1986-06-19 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München | Werkzeugwechselvorrichtung zum Auswechseln von Werkzeugen zwischen einem Werkzeugmagazin und einer Arbeitsstation |
| US4583894A (en) * | 1984-07-02 | 1986-04-22 | Ex-Cell-O Corporation | High speed motorized spindle with tool clamping/unclamping mechanism |
| JPS6144547A (ja) * | 1984-08-06 | 1986-03-04 | Daikin Ind Ltd | 工具の自動交換装置 |
| GB8427853D0 (en) * | 1984-11-03 | 1984-12-12 | British Aerospace | Automatic drill bit |
| JPS6239146A (ja) * | 1985-08-09 | 1987-02-20 | Honda Motor Co Ltd | 工具交換装置 |
| US4655630A (en) * | 1985-12-31 | 1987-04-07 | Dana Corporation | Robot arm end adapter |
| US4784421A (en) * | 1986-04-18 | 1988-11-15 | Mecanotron Corporation | Interchangeable tool mounting mechanism for robots |
| DE3634018A1 (de) | 1986-10-06 | 1988-04-14 | Siemens Ag | Werkzeugwechselsystem fuer einen industrieroboter |
| US4777715A (en) * | 1986-10-31 | 1988-10-18 | Roberts William C | Tool shank retention mechanism with machine tool therefor |
| JPH0683941B2 (ja) * | 1988-04-15 | 1994-10-26 | 株式会社森精機製作所 | 工作機械の自動工具交換装置 |
| DE4007072A1 (de) | 1990-03-07 | 1991-09-12 | Bosch Gmbh Robert | Anordnung zum wechseln von werkzeugen oder werkzeughaltern an nc-gesteuerten werkzeugmaschinen |
| US4993139A (en) * | 1990-04-02 | 1991-02-19 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | System for exchanging tools and end effectors on a robot |
| EP0559424B1 (en) * | 1992-03-04 | 1997-05-14 | Kuroda Seiko Company Limited | Tool clamping/unclamping device |
| US5277688A (en) * | 1992-08-03 | 1994-01-11 | Robotics And Automation Corporation | Automated robotic quick change force controlled arbor device |
| FI932943A (fi) | 1993-06-24 | 1994-12-25 | Irri Oy | Automaattinen työkalunvaihto |
-
1999
- 1999-06-16 JP JP11169219A patent/JP2000354989A/ja active Pending
-
2000
- 2000-06-13 US US09/592,867 patent/US6332861B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-06-14 EP EP00305034A patent/EP1060847A3/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005103642A (ja) * | 2003-09-23 | 2005-04-21 | Como Spa | 複数のシートメタルを折り返すための方法および装置 |
| JP4990784B2 (ja) * | 2005-10-04 | 2012-08-01 | 日本省力機械株式会社 | 超音波トリム装置 |
| JP2012143864A (ja) * | 2005-10-04 | 2012-08-02 | Nippon Shoryoku Kikai Kk | 超音波トリム方法 |
| US8277282B2 (en) | 2005-10-04 | 2012-10-02 | Nihon Shoryoku Kikai Co., Ltd. | Ultrasonic trimming apparatus and ultrasonic trimming method |
| US8591285B2 (en) | 2005-10-04 | 2013-11-26 | Nihon Shoryoku Kikai Co., Ltd. | Ultrasonic trimming apparatus |
| US8632377B2 (en) | 2005-10-04 | 2014-01-21 | Nihon Shoryoku Kikai Co., Ltd. | Ultrasonic trimming method |
Also Published As
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