JP2011255482A - Tool change mechanism and method of adjusting tool - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized tool change mechanism capable of easily adjusting a gripping force and a separation force according to the weight of a tool and the allowable load capacity of a robot.SOLUTION: A first tool changer 2A has an engagement projection 22. The engagement projection 22 includes the odd number of adjusting holes 22a arranged at equal angular intervals and ball plungers 25 disposed in the adjusting holes 22a, respectively. A second tool changer 2B has an engagement recess 43 into which the engagement projection 22 is inserted. The engagement recess 43 has V-grooves 44a with which the balls 25a of the ball plungers 25 are engaged. The end of each of the adjusting holes 22a at which the ball plunger 25 is not disposed are opened to the outer peripheral surface of the engagement projection 22.

Description

一実施形態はツール交換機構及び調整方法に関する。   One embodiment relates to a tool change mechanism and an adjustment method.

近年、パーソナルコンピュータや携帯電話機等の製造に代表される電子機器の製造分野では、多種多様なユーザのニーズに応えるべく、多種変量生産が主流になってきている。多種変量生産を行なうために考案された組立てのセル生産では、作業者一人が他品種の組立てを行なわなくてはならない。他品種の組立てを自動組立機で行なう場合は、ロボットなどの汎用自動化設備に他品種の組立てを行なうことができる機能を組み込まなければならない。   In recent years, multivariate production has become mainstream in order to meet the needs of a wide variety of users in the field of manufacturing electronic devices represented by the manufacture of personal computers and mobile phones. In assembly cell production designed for multivariate production, one worker must assemble other types. When another type of assembly is performed by an automatic assembly machine, a function capable of assembling other types must be incorporated into a general-purpose automation facility such as a robot.

例えば、品種の異なる製品を組み立てるためには、その製品専用の工具や治具(ツール)を用いるため、マルチツールユニットやツールチェンジユニットをロボットに装着することが一般的である。すなわち、ロボットのアームの先端に取り付けたツールを、これから組立てを行なう製品専用のツールに交換する。   For example, in order to assemble products of different varieties, it is common to mount a multi-tool unit or a tool change unit on a robot because tools and jigs (tools) dedicated to the product are used. That is, the tool attached to the tip of the robot arm is replaced with a tool dedicated to the product to be assembled.

ツールチェンジユニットは、一般的に、ツールの装着・離脱を行なう機構と、その機構を駆動するためのアクチュエータ(モータ、エアシリンダ等)を有している。ロボットにこのような機構を搭載する場合、ロボットアームに対する許容負荷や大きさによる制約条件から、ツールチェンジユニットを小型化・軽量化しなければならない。ツールチェンジユニットを小型化・軽量化するために、アクチュエータを使用しないツールチェンジャが提案されている。   The tool change unit generally has a mechanism for attaching / detaching a tool and an actuator (motor, air cylinder, etc.) for driving the mechanism. When such a mechanism is mounted on a robot, the tool change unit must be reduced in size and weight due to restrictions on the allowable load and size of the robot arm. In order to reduce the size and weight of the tool change unit, a tool changer that does not use an actuator has been proposed.

アクチュエータを使用しないツールチェンジユニットの一例として、ペンプロッタ(XYプロッタ)に使用されているペン交換機構が知られている。ペンプロッタにおいては、ツールの装着・離脱を行なうための機構を駆動するアクチュエータを、ツールの移動・位置決めを行なうXY移動機構が兼ねている。ただし、ペンプロッタにおけるツールはペンであり、ペンは描く線の色や太さが異なるだけで、外形形状や重量は同じである。すなわち、異なるツールに交換はするものの、外形形状や重量が同じツールに限られる。   As an example of a tool change unit that does not use an actuator, a pen replacement mechanism used in a pen plotter (XY plotter) is known. In the pen plotter, an XY movement mechanism that moves and positions the tool also serves as an actuator that drives a mechanism for loading and unloading the tool. However, the tool in the pen plotter is a pen, and the pen has only the same color and thickness, but the outer shape and weight are the same. In other words, although the tools are replaced with different tools, the tools are limited to the same outer shape and weight.

一方、各種製品の自動組立作業では、ツール・ロボットの機能性能に関係無くツール交換ができなければならない。また、ツールチェンジユニット自体の重量・大きさ・形状を共通化も要求されている。上述のペンプロッタと同様に、ロボット自身をツールチェンジユニットのアクチュエータとして用いる場合、ツール重量やロボットの許容負荷能力に合わせて把持力(装着力)・リリース力(離脱力)を可変できる機構が必要となる。   On the other hand, in automatic assembly work of various products, tools must be exchanged regardless of the functional performance of the tool / robot. Also, it is required to share the weight, size and shape of the tool change unit itself. As with the pen plotter described above, when the robot itself is used as an actuator for the tool change unit, a mechanism that can change the gripping force (mounting force) and release force (detachment force) according to the tool weight and the allowable load capacity of the robot is required. It becomes.

一般的に、ツールチェンジユニットでは、ツールが装着される側(例えば、ロボットアームの先端)の係合部をツール側に設けられた係合部に係合させることによりツールを把持する。ツールが装着される側の係合部は例えば円筒状の凸部であり、ツール側の係合部は例えば当該円筒状の凸部が挿入されて嵌合する円筒状の凹部である場合が多い。すなわち、ツール装着側の円筒状の凸部をツールの円筒状の凹部に嵌め込んでツールを把持する機構である。   In general, in a tool change unit, a tool is gripped by engaging an engaging portion on a side on which a tool is mounted (for example, a tip of a robot arm) with an engaging portion provided on the tool side. The engagement portion on the side where the tool is mounted is, for example, a cylindrical convex portion, and the engagement portion on the tool side is, for example, a cylindrical concave portion into which the cylindrical convex portion is inserted and fitted. . That is, this is a mechanism for gripping the tool by fitting the cylindrical convex portion on the tool mounting side into the cylindrical concave portion of the tool.

このようなツール把持機構と同様な機構として、樹脂製チューブの搬送治具において、チューブ挿入孔の外周に3個のボールプランジャを等間隔で設け、3点で樹脂製チューブに係合して把持することが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。また、鋳造金型装置において、ボアピンの外周部に3個のボールプランジャを設け、スリーブの内面にボールプランジャのボールを押し付けることで、ボアピンでスリーブを保持することが提案されている(例えば、特許文献2参照。)。さらに、周囲枠体の円周方向に等間隔で設けられた3本の支持棒材を球体の外周に押し付けて係合させ、球体を3点で保持する球体支持方法が提案されている(例えば、特許文献3参照。)。   As a mechanism similar to such a tool gripping mechanism, in a resin tube transport jig, three ball plungers are provided at equal intervals on the outer periphery of the tube insertion hole and gripped by engaging the resin tube at three points. (For example, refer to Patent Document 1). In addition, in a casting mold apparatus, it has been proposed that three ball plungers are provided on the outer peripheral portion of a bore pin, and the ball pin is held on the inner surface of the sleeve to hold the sleeve with the bore pin (for example, patents). Reference 2). Furthermore, a sphere support method has been proposed in which three support rods provided at equal intervals in the circumferential direction of the peripheral frame are pressed and engaged with the outer periphery of the sphere to hold the sphere at three points (for example, , See Patent Document 3).

特開2004−67338号公報JP 2004-67338 A 特開2009−72817号公報JP 2009-72817 A 特許第3170655号公報Japanese Patent No. 3170655

ツールチェンジユニットにおいて、ロボットアームの先端のツールが装着される側の係合部(凸部)をツール側に設けられた係合部(凹部)に係合させることによりツールを装着・把持する場合がある。このような場合には、ツールの重量やロボットの許容負荷に合わせて、係合力(把持力)や係合させるために加える押圧力を変更するための調整機構を設ける必要がある。このような調整機構を係合部(凹部)を有するツール側に設けた場合、ツール側の大きさが大きくなり、ツール側の重量も増大してしまい、それだけロボットアームへの負荷が大きくなって好ましくない。   In the tool change unit, when the tool is mounted and gripped by engaging the engaging part (convex part) on the tool arm side with the engaging part (concave part) provided on the tool side. There is. In such a case, it is necessary to provide an adjustment mechanism for changing the engagement force (gripping force) and the pressing force applied for engagement in accordance with the weight of the tool and the allowable load of the robot. When such an adjustment mechanism is provided on the tool side having the engaging portion (concave portion), the size on the tool side increases, the weight on the tool side also increases, and the load on the robot arm increases accordingly. It is not preferable.

そこで、ツールの重量やロボットの許容負荷能力に合わせて係合力(把持力)や離脱力(リリース力)を簡単に調節できる小型の調整機構の開発が望まれている。   Therefore, it is desired to develop a small adjustment mechanism that can easily adjust the engagement force (gripping force) and the release force (release force) in accordance with the weight of the tool and the allowable load capability of the robot.

一実施形態によれば、ツール移動装置に装着するツールを交換する際に用いるツール交換機構であって、係合凸部を有し、ツール移動装置に取り付けられる第1のツールチェンジャと、前記係合凸部が挿入される係合凹部を有し、ツールに取り付けられる第2のツールチェンジャと、前記第1のツールチェンジャの前記係合凸部側面に配置された複数のボールプランジャと、前記第1のツールチェンジャの前記係合凸部側面かつ、各々の前記ボールプランジャの対向する位置に配置された、前記ボールプランジャの押圧力の調整に用いられる工具が挿入可能な複数の調整孔と、前記第2のツールチャンジャの前記係合凹部側面に設けられ、前記係合凸部から突出したボールプランジャのボールが係合するV溝と を備えるツール交換機構が提供される。   According to one embodiment, a tool exchanging mechanism used when exchanging a tool attached to a tool moving device, the first tool changer having an engaging convex portion and attached to the tool moving device, and the engagement A second tool changer having an engaging recess into which a mating convex part is inserted and attached to a tool; a plurality of ball plungers arranged on the side of the engaging convex part of the first tool changer; A plurality of adjustment holes into which a tool used for adjusting the pressing force of the ball plunger, which is disposed on the side surface of the engagement convex portion of one tool changer and opposed to each of the ball plungers, can be inserted; There is provided a tool change mechanism provided with a V groove provided on a side surface of the engaging recess of the second tool changer and engaged with a ball of a ball plunger protruding from the engaging protrusion. It is.

ツールの重量やツール移動装置の許容負荷能力に合わせて、ツールの把持力や離脱力(リリース力)を簡単に調節することができる。   In accordance with the weight of the tool and the allowable load capacity of the tool moving device, the gripping force and release force (release force) of the tool can be easily adjusted.

一実施形態によるツール交換機構であるツールチェンジユニットの断面図である。It is sectional drawing of the tool change unit which is a tool exchange mechanism by one Embodiment. 図1に示すツールチェンジユニットの断面図である。It is sectional drawing of the tool change unit shown in FIG. アーム側ツールチェンジャを図1の矢印III方向から見た平面図である。It is the top view which looked at the arm side tool changer from the arrow III direction of FIG. アーム側ツールチェンジャを図1の矢印IV方向から見た側面図である。It is the side view which looked at the arm side tool changer from the arrow IV direction of FIG. ツール側ツールチェンジャを図1の矢印V方向から見た平面図である。It is the top view which looked at the tool side tool changer from the arrow V direction of FIG. ツール側ツールチェンジャを図1の矢印VI方向から見た側面図である。It is the side view which looked at the tool side tool changer from the arrow VI direction of FIG. アーム側ツールチェンジャの係合凸部が、ツール側ツールチェンジャの係合凹部に挿入された状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state by which the engagement convex part of the arm side tool changer was inserted in the engagement recessed part of the tool side tool changer. ボールプランジャのボールがV溝に係合した状態を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing the state where the ball of the ball plunger was engaged with the V groove. アーム側ツールチェンジャをツール側ツールチェンジャ2Bに係合させる前の状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state before engaging an arm side tool changer with the tool side tool changer 2B. ツールホルダを示す図であり、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は側面図である。It is a figure which shows a tool holder, (a) is a top view, (b) is a front view, (c) is a side view. ツール側ツールチェンジャが取り付けられたツールが収納されたツールホルダを示す図であり、(a)は平面図、(b)は正面図である。It is a figure which shows the tool holder in which the tool with which the tool side tool changer was attached was accommodated, (a) is a top view, (b) is a front view. アーム側ツールチェンジャの係合凸部をツール側ツールチェンジャの係合凹部に挿入し係合させた状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state which inserted and engaged the engagement convex part of the arm side tool changer in the engagement recessed part of the tool side tool changer. ツール側ツールチェンジャと共にツールを上方に移動した状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state which moved the tool upwards with the tool side tool changer. ツールをツールホルダから完全に外した状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state which removed the tool completely from the tool holder. ツールをツールホルダのツール支持部材の切欠き部に入れる前の状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state before putting a tool in the notch part of the tool support member of a tool holder. アーム側ツールチェンジャの支持板のブッシュの垂直下方にツールホルダの位置決めピンが位置するようにツールを移動した状態の側面図である。It is a side view of the state which moved the tool so that the positioning pin of a tool holder may be located in the perpendicular downward direction of the bush of the support plate of an arm side tool changer. ツール側ツールチェンジャが取り付けられたツールをツールホルダに収納した状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state which accommodated the tool with which the tool side tool changer was attached in the tool holder. アーム側ツールチェンジャがツール側ツールチェンジャから離脱した状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state which the arm side tool changer removed from the tool side tool changer.

次に、実施形態について図面を参照しながら説明する。   Next, embodiments will be described with reference to the drawings.

図1及び図2は一実施形態によるツール交換機構であるツールチェンジユニット2の断面図である。ツールチェンジユニット2は、アーム側ツールチェンジャ2Aとツール側ツールチェンジャ2Bを含む。図1にはツール側ツールチェンジャ2Bがアーム側ツールチェンジャ2Aから離脱した状態が示されている。ツール側ツールチェンジャ2Bは、図2に示すようにアーム側ツールチェンジャ2Aに装着可能である。   FIG.1 and FIG.2 is sectional drawing of the tool change unit 2 which is a tool exchange mechanism by one Embodiment. The tool change unit 2 includes an arm side tool changer 2A and a tool side tool changer 2B. FIG. 1 shows a state where the tool side tool changer 2B is detached from the arm side tool changer 2A. The tool side tool changer 2B can be attached to the arm side tool changer 2A as shown in FIG.

アーム側ツールチェンジャ2Aは、ダンパ機構4を介してロボットアーム6の先端に取り付けられる。ロボットアーム6を動かすことでアーム側ツールチェンジャ2Aを移動することができる。ダンパ機構4はロボットアーム6に対してアーム側ツールチェンジャ2Aを図2における上方向に弾性的に移動可能するために設けられるものである。本実施形態において、ロボットは、作業を行なう位置までツールを移動するための装置の一例であり、ツール移動装置に相当する。   The arm side tool changer 2 </ b> A is attached to the tip of the robot arm 6 via the damper mechanism 4. By moving the robot arm 6, the arm-side tool changer 2A can be moved. The damper mechanism 4 is provided to move the arm-side tool changer 2 </ b> A elastically upward in FIG. 2 with respect to the robot arm 6. In this embodiment, the robot is an example of an apparatus for moving a tool to a position where work is performed, and corresponds to a tool moving apparatus.

ツール側ツールチェンジャ2Bは、ツール8に固定されてツール8と一体となる。本実施形態ではツール8として吸着ヘッドが用いられおり、ツール8には吸引通路8aが設けられている。ツール側ツールチェンジャ2Bがツール8に取り付けられると、ツール8の吸引通路8aはツール側ツールチェンジャ2Bの吸引プラグ41に接続された状態となる。ツール側ツールチェンジャ2Bがアーム側ツールチェンジャ2Aに装着されると、ツール側ツールチェンジャ2Bの吸引プラグ41はアーム側ツールチェンジャ2Aに設けられたソケット穴21aに挿入された状態となり、ツール8の吸引通路8aはツールチェンジャ2Aの吸引通路21bに接続される。これにより、ツール側ツールチェンジャ2Aの吸引通路21bに負圧を導入することで、吸着ヘッドであるツール8に負圧を導入して吸着動作を行なわせることができる。   The tool side tool changer 2 </ b> B is fixed to the tool 8 and integrated with the tool 8. In the present embodiment, a suction head is used as the tool 8, and the tool 8 is provided with a suction passage 8a. When the tool side tool changer 2B is attached to the tool 8, the suction passage 8a of the tool 8 is connected to the suction plug 41 of the tool side tool changer 2B. When the tool-side tool changer 2B is mounted on the arm-side tool changer 2A, the suction plug 41 of the tool-side tool changer 2B is inserted into the socket hole 21a provided in the arm-side tool changer 2A. The passage 8a is connected to the suction passage 21b of the tool changer 2A. Thereby, by introducing a negative pressure into the suction passage 21b of the tool side tool changer 2A, the suction operation can be performed by introducing a negative pressure into the tool 8 which is the suction head.

ここで、アーム側ツールチェンジャ2Aの構造について詳細に説明する。図3はアーム側ツールチェンジャ2Aを図1の矢印III方向から見た平面図である。図4はアーム側ツールチェンジャ2Aを図1の矢印IV方向から見た側面図である。   Here, the structure of the arm-side tool changer 2A will be described in detail. FIG. 3 is a plan view of the arm-side tool changer 2A viewed from the direction of arrow III in FIG. FIG. 4 is a side view of the arm-side tool changer 2A viewed from the direction of arrow IV in FIG.

アーム側ツールチェンジャ2Aは、平板状の本体20と、本体20の外周の一部から垂直方向に延在するソケット形成部21と、本体20の中央部分から突出した係合凸部22とを有する。本体20はアルミ合金等の比較的軽い金属材料で形成される。係合凸部22の周囲において、2本の位置決めピン23が本体20から突出して設けられている。位置決めピン23は、ステンレス鋼のように比較的硬度の高い金属材料により形成される。   The arm-side tool changer 2 </ b> A includes a flat plate-shaped main body 20, a socket forming portion 21 that extends in a vertical direction from a part of the outer periphery of the main body 20, and an engagement convex portion 22 that protrudes from the central portion of the main body 20. . The main body 20 is made of a relatively light metal material such as an aluminum alloy. Two positioning pins 23 are provided so as to protrude from the main body 20 around the engaging convex portion 22. The positioning pin 23 is formed of a relatively hard metal material such as stainless steel.

ツール側ツールチェンジャ2Bがアーム側ツールチェンジャ2Aに装着される際、係合凸部22は、ツール側ツールチェンジャ2Bの係合凹部に挿入されて嵌合する。これによりツール側ツールチェンジャ2Bは、アーム側ツールチェンジャ2Aに離脱可能に装着される。係合凸部22が係合凹部に挿入される前に、2本の位置決めピン23がツール側ツールチェンジャ2Bの位置決め孔に挿入されて嵌合することで、アーム側ツールチェンジャ2Aはツール側ツールチェンジャ2Bに対して位置決めされる。   When the tool side tool changer 2B is mounted on the arm side tool changer 2A, the engaging convex portion 22 is inserted into and engaged with the engaging concave portion of the tool side tool changer 2B. Thereby, the tool side tool changer 2B is detachably attached to the arm side tool changer 2A. Before the engaging convex portion 22 is inserted into the engaging concave portion, the two positioning pins 23 are inserted and fitted into the positioning holes of the tool side tool changer 2B, so that the arm side tool changer 2A becomes a tool side tool. It is positioned with respect to the changer 2B.

アーム側ツールチェンジャ2Aのソケット形成部21には空気吸引用継ぎ手10が取り付けられ、吸引通路21bに接続される。したがって、空気吸引用継ぎ手10から空気を吸引することで、吸引通路21b及び吸引プラグ41を介してツール8の吸引通路8aに負圧を導入することができる。   An air suction joint 10 is attached to the socket forming portion 21 of the arm side tool changer 2A and connected to the suction passage 21b. Therefore, by sucking air from the air suction joint 10, negative pressure can be introduced into the suction passage 8 a of the tool 8 through the suction passage 21 b and the suction plug 41.

アーム側ツールチェンジャ2Aの本体20の側面からはロッド24が延出している。ダンパ機構4のロッド4aに一端が取り付けられたバネ11の他端がロッド24に取り付けられている。アーム側ツールチェンジャ2Aはダンパ機構4により図4の矢印方向にスライド可能に支持されており、バネ11はアーム側ツールチェンジャ2Aのスライド方向と反対方向に付勢している。   A rod 24 extends from the side surface of the main body 20 of the arm-side tool changer 2A. The other end of the spring 11 having one end attached to the rod 4 a of the damper mechanism 4 is attached to the rod 24. The arm-side tool changer 2A is supported by the damper mechanism 4 so as to be slidable in the direction of the arrow in FIG. 4, and the spring 11 is urged in the direction opposite to the sliding direction of the arm-side tool changer 2A.

本体20から突出している係合凹部22は円柱形状であり、その直径方向に貫通して延在する3本の調整孔22aが形成されている。調整孔22aの内面には、全長さにわたってネジが形成れており、外周にネジが形成されたボールプランジャ25が各調整孔22a内にねじ込まれて配置されている。後述のように、ボールプランジャ25のボールがツール側ツールチェンジャの係合凹部の内面に押し付けられることで、ツール側ツールチェンジャ2Bがアーム側ツールチェンジャ2Aに装着され固定される。   The engaging recess 22 protruding from the main body 20 has a cylindrical shape, and three adjustment holes 22a extending through the diameter direction thereof are formed. A screw is formed on the inner surface of the adjustment hole 22a over its entire length, and a ball plunger 25 having a screw formed on the outer periphery is screwed into each adjustment hole 22a. As will be described later, when the ball of the ball plunger 25 is pressed against the inner surface of the engagement recess of the tool side tool changer, the tool side tool changer 2B is mounted and fixed to the arm side tool changer 2A.

次に、ツール側ツールチェンジャ2Bの構造について詳細に説明する。図5はツール側ツールチェンジャ2Bを図1の矢印V方向から見た平面図である。図6はツール側ツールチェンジャ2Bを図1の矢印VI方向から見た側面図である。   Next, the structure of the tool side tool changer 2B will be described in detail. FIG. 5 is a plan view of the tool-side tool changer 2B as viewed from the direction of the arrow V in FIG. 6 is a side view of the tool-side tool changer 2B as viewed from the direction of the arrow VI in FIG.

上述のように、ツール側ツールチェンジャ2Bの本体40には、吸引プラグ41が取り付けられ、アーム側ツールチェンジャ2Aの吸引ソケット穴21aに嵌合するようになっている。アルミ合金のように比較的軽い金属材料で形成された本体40には、アーム側ツールチェンジャ2Aの位置決めピン23が挿入される位置決め穴42が形成されている。位置決め孔42には、ステンレス鋼のように比較的硬度の高い金属材料で形成されたブッシュ42aが嵌め込まれている。ブッシュ42の内径は位置決めピン23の外径より僅かに大きい程度であり、2箇所のブッシュ42に位置決めピン23が嵌合することで、アーム側ツールチェンジャ2Aをツール側ツールチェンジャ2Bに対して精度よく位置決めすることができる。   As described above, the suction plug 41 is attached to the main body 40 of the tool side tool changer 2B so as to be fitted into the suction socket hole 21a of the arm side tool changer 2A. A positioning hole 42 into which the positioning pin 23 of the arm side tool changer 2A is inserted is formed in the main body 40 formed of a relatively light metal material such as an aluminum alloy. In the positioning hole 42, a bush 42a formed of a metal material having a relatively high hardness such as stainless steel is fitted. The inner diameter of the bush 42 is slightly larger than the outer diameter of the positioning pin 23, and the arm-side tool changer 2A is more accurate than the tool-side tool changer 2B by fitting the positioning pin 23 into the two bushes 42. It can be positioned well.

ツール側ツールチェンジャ2Bの本体40には、アーム側ツールチェンジャ2Aの係合凸部22が挿入される係合凹部43が形成されている。係合凹部43の内面に、円環状のV溝44aを有するテーパリング44が嵌め込まれている。テーパリング44は、ステンレス鋼のように比較的硬度の高い金属材料で形成されている。アーム側ツールチェンジャ2Aの係合凸部22がツール側ツールチェンジャ2Bの係合凹部43に挿入されると、係合凸部22の外周面から突出した3個のボールプランジャ25の先端のボールが、テーパリング44のV溝44aに係合するようになっている。ボールプランジャ25のボールがテーパリング44のV溝44aに係合することで、係合凸部22が係合凹部43に固定される。ボールプランジャ25による固定動作については後述する。   The main body 40 of the tool side tool changer 2B is formed with an engagement concave portion 43 into which the engagement convex portion 22 of the arm side tool changer 2A is inserted. A taper ring 44 having an annular V groove 44 a is fitted into the inner surface of the engagement recess 43. The taper ring 44 is made of a metal material having a relatively high hardness such as stainless steel. When the engaging convex portion 22 of the arm side tool changer 2A is inserted into the engaging concave portion 43 of the tool side tool changer 2B, the balls at the tips of the three ball plungers 25 protruding from the outer peripheral surface of the engaging convex portion 22 are moved. The V-groove 44a of the taper ring 44 is engaged. When the ball of the ball plunger 25 engages with the V groove 44 a of the taper ring 44, the engagement convex portion 22 is fixed to the engagement concave portion 43. The fixing operation by the ball plunger 25 will be described later.

本体40の一端(上側の端部)には、本体の左右方向に延在する支持板45が固定されている。支持板45は後述のようにツール側ツールチェンジャ2Bに取り付けられたツール8をホルダに収納するときにツール側ツールチェンジャ2Bの上部を支持するために設けられる。支持板45の左右両側には、ホルダに設けられた位置決めピンに係合する位置決め孔を有するブッシュ45aが設けられている。本体40の下部の両側面には、先端がテーパ状に形成されたガイド46が取り付けられている。ガイド46は、後述のように、ツール側ツールチェンジャ2Bに取り付けられたツール8をツールホルダに収納する際にツール側ツールチェンジャ2Bが垂直になるようにガイドする機能を果たす。   A support plate 45 extending in the left-right direction of the main body is fixed to one end (upper end portion) of the main body 40. The support plate 45 is provided to support the upper part of the tool side tool changer 2B when the tool 8 attached to the tool side tool changer 2B is housed in the holder as will be described later. On both the left and right sides of the support plate 45, bushes 45a having positioning holes that engage with positioning pins provided in the holder are provided. Guides 46 having tips tapered are attached to both side surfaces of the lower portion of the main body 40. As will be described later, the guide 46 functions to guide the tool side tool changer 2B to be vertical when the tool 8 attached to the tool side tool changer 2B is stored in the tool holder.

ここで、アーム側ツールチェンジャ2Aの3個のボールプランジャ25によるツール側ツールチェンジャ2Bの固定動作について説明する。図7はアーム側ツールチェンジャ2Aの係合凸部22が、ツール側ツールチェンジャ2Bの係合凹部43に挿入された状態を示す平面図である。図8はボールプランジャ25のボールがV溝44aに係合した状態を示す拡大断面図である。   Here, the fixing operation of the tool side tool changer 2B by the three ball plungers 25 of the arm side tool changer 2A will be described. FIG. 7 is a plan view showing a state in which the engaging convex portion 22 of the arm side tool changer 2A is inserted into the engaging concave portion 43 of the tool side tool changer 2B. FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing a state where the ball of the ball plunger 25 is engaged with the V groove 44a.

アーム側ツールチェンジャ2Aの係合凸部22は、ツール側ツールチェンジャ2Bの係合凹部43に嵌め込まれたテーパリング44の内側に挿入される。このとき、係合凸部22の外周面から突出したボールプランジャ25のボール25aは、テーパリング44の上端の縁により押されて内側に移動し、テーパリング44の内側を摺動しながらV溝44aまで移動する。そして、ボールプランジャ25のボール25aは、図8に示すようにV溝44aに入り込み、ボールプランジャ25内に設けられているスプリング25bの弾性力によりV溝44aの内面に押し付けられる。   The engaging convex portion 22 of the arm side tool changer 2A is inserted inside a taper ring 44 fitted in the engaging concave portion 43 of the tool side tool changer 2B. At this time, the ball 25 a of the ball plunger 25 projecting from the outer peripheral surface of the engaging convex portion 22 is pushed by the upper edge of the taper ring 44 and moves inward, and slides on the inner side of the taper ring 44 while V-groove. Move to 44a. Then, the ball 25a of the ball plunger 25 enters the V-groove 44a as shown in FIG. 8, and is pressed against the inner surface of the V-groove 44a by the elastic force of the spring 25b provided in the ball plunger 25.

3個のボールプランジャ25が等角度(120度)で配置されているため、3点でV溝44aに係合して押圧する。このようにボールプランジャ25のボール25aがV溝44aの内面に係合することで、ツール側ツールチェンジャ2Bをアーム側ツールチェンジャ2Aで保持(把持)することができる。アーム側ツールチェンジャ2Aがツール側ツールチェンジャ2Bを把持する把持力は、ボールプランジャ25のボール25aでV溝44aの内面を押圧する押圧力により決まる。   Since the three ball plungers 25 are arranged at an equal angle (120 degrees), they are engaged with the V groove 44a and pressed at three points. Thus, the tool side tool changer 2B can be held (gripped) by the arm side tool changer 2A by engaging the ball 25a of the ball plunger 25 with the inner surface of the V groove 44a. The gripping force with which the arm side tool changer 2A grips the tool side tool changer 2B is determined by the pressing force pressing the inner surface of the V groove 44a with the ball 25a of the ball plunger 25.

ここで、ツール8が重い場合には大きな把持力が必要であり、ツール8が軽い場合には小さな把持力でよい。したがって、ツール8の重量に基づいて把持力を調整する必要がある。把持力はボールプランジャ25のボール25aをスプリング25bで押す力に相当する。したがって、把持力を大きくするにはボールプランジャ25を外側に出して、係合凸部22の外周面からボール25aが大きく突出するようにすればよい。反対に、把持力を小さくするにはボールプランジャ25を内側に入れて、係合凸部22の外周面からのボール25aの突出量小さくすればよい。   Here, when the tool 8 is heavy, a large gripping force is required, and when the tool 8 is light, a small gripping force is sufficient. Therefore, it is necessary to adjust the gripping force based on the weight of the tool 8. The gripping force corresponds to a force for pressing the ball 25a of the ball plunger 25 with the spring 25b. Therefore, in order to increase the gripping force, the ball plunger 25 may be extended outward so that the ball 25 a protrudes greatly from the outer peripheral surface of the engaging convex portion 22. On the other hand, in order to reduce the gripping force, the ball plunger 25 is inserted inside, and the protruding amount of the ball 25a from the outer peripheral surface of the engaging convex portion 22 may be reduced.

ただし、把持力を大きくしようとしてボールプランジャ25を外側に出して係合凸部22の外周面からボール25aが大きく突出させると、係合凸部22を係合凹部43に挿入する際に必要な押圧力も大きくなる。係合凸部22を係合凹部43に挿入するには、係合凸部22の外周面から突出したボール25aをテーパリング44の内周面に突き当てて内側に移動させながら、テーパリング44の内周面を摺動させて、V溝44aまで移動させる。ボール25aをテーパリング44の内周面に突き当てて内側に移動させる力は、係合凹部22を挿入方向に押圧する力を、ボール25aで方向変換した力に相当する。すなわち、ボール25aをスプリング25bの押圧力に逆らって内側に押し込むだけの力が出るように係合凹部22を挿入方向に押圧する必要がある。   However, if the ball plunger 25 is moved outward to increase the gripping force and the ball 25 a protrudes greatly from the outer peripheral surface of the engaging convex portion 22, it is necessary for inserting the engaging convex portion 22 into the engaging concave portion 43. The pressing force also increases. In order to insert the engaging convex portion 22 into the engaging concave portion 43, the ball 25 a protruding from the outer peripheral surface of the engaging convex portion 22 abuts against the inner peripheral surface of the tapered ring 44 and moves inward, while the tapered ring 44. Is moved to the V-groove 44a. The force that moves the ball 25a against the inner peripheral surface of the taper ring 44 and moves inward is equivalent to the force obtained by changing the direction of the force that presses the engagement recess 22 in the insertion direction with the ball 25a. That is, it is necessary to press the engaging recess 22 in the insertion direction so that a force sufficient to push the ball 25a inwardly against the pressing force of the spring 25b is generated.

このように、ボール25aの突出量を大きくすると、それだけボール25aを内側に押し込む距離が大きくなり、スプリング25bの押圧力に抗してボール25aを内側に押し込むための力を大きくしなければならない。換言すれば、把持力を大きくするためにボール25aの突出量を大きくすると、それだけ係合凸部22を挿入方向に押圧する力も大きくしなければならない。   As described above, when the protruding amount of the ball 25a is increased, the distance to push the ball 25a inward is increased accordingly, and the force for pushing the ball 25a inward against the pressing force of the spring 25b must be increased. In other words, if the protruding amount of the ball 25a is increased in order to increase the gripping force, the force that presses the engagement convex portion 22 in the insertion direction must be increased accordingly.

本実施形態のようにロボットアーム6の駆動力によりアーム側ツールチェンジャ2Aをツール側ツールチェンジャ2Bに押し付けて係合凸部22を係合凹部43に挿入する構成の場合、使用するロボットで出すことのできる押圧力はロボットの性能により上限(ロボットの許容負荷能力)がある。小型のロボットなどでは、ボール25aの突出量を大きくすると、係合凸部22を係合凹部43に挿入できるだけの押圧力を出せないおそれがある。   When the arm-side tool changer 2A is pressed against the tool-side tool changer 2B by the driving force of the robot arm 6 as in the present embodiment and the engagement convex portion 22 is inserted into the engagement concave portion 43, the robot is used. There is an upper limit (allowable load capacity of the robot) depending on the performance of the robot. In a small robot or the like, if the protruding amount of the ball 25a is increased, there is a possibility that a pressing force sufficient to insert the engaging convex portion 22 into the engaging concave portion 43 cannot be produced.

そこで、本実施形態では、必要な把持力や、ロボットの性能(アーム側ツールチェンジャ2Aを押圧できる最大力)を考慮して、ボール25aの突出量を調整する機構を設けている。ボール25aの突出量の調整は、ボールプランジャ25の位置を外側又は内側にずらすことで行なう。ボールプランジャ25の外周にはねじが形成されており、ボールプランジャ25は調整孔22a(ネジ孔)にねじ込まれて組み込まれている。調整孔22aは係合凸部22を貫通して延在しており、ボールプランジャ25は調整孔22aの一端側に位置している。ボールプランジャ25の後端には、ドライバビットやレンチを係合させることのできる係合穴25cが設けられている。したがって、調整孔22aの反対側からドライバビット又はレンチを差し込んで、ボールプランジャ25の後端の係合穴25cに係合させることができる。そして、ボールプランジャ25を回転させてボールプランジャ25の位置を移動させることで、ボール25aの突出量を調整することができる。この調整は組立て作業員がドライバやレンチを用いて容易に行なうことができる。   Therefore, in the present embodiment, a mechanism for adjusting the protruding amount of the ball 25a is provided in consideration of necessary gripping force and robot performance (maximum force capable of pressing the arm-side tool changer 2A). The protruding amount of the ball 25a is adjusted by shifting the position of the ball plunger 25 to the outside or the inside. A screw is formed on the outer periphery of the ball plunger 25, and the ball plunger 25 is screwed into the adjustment hole 22a (screw hole) and incorporated. The adjustment hole 22a extends through the engagement convex portion 22, and the ball plunger 25 is located on one end side of the adjustment hole 22a. The rear end of the ball plunger 25 is provided with an engagement hole 25c in which a driver bit or a wrench can be engaged. Therefore, a driver bit or a wrench can be inserted from the opposite side of the adjustment hole 22a to be engaged with the engagement hole 25c at the rear end of the ball plunger 25. And the protrusion amount of the ball | bowl 25a can be adjusted by rotating the ball plunger 25 and moving the position of the ball plunger 25. FIG. This adjustment can be easily performed by an assembly worker using a driver or a wrench.

ここで、図7に示すように、本実施形態では、3本の調整孔22aが等角度(120度間隔)で配列され、その各々にボールプランジャ25が組み込まれている。3本の調整孔22aの中心軸は同一平面内に延在し、係合凸部22の中央で互いに交差している。このように構成することにより、各調整孔22aのボールプランジャ25の反対側が係合凸部22の外周面に開口している状態となり、ドライバビットやレンチを調整孔22aに挿入することができる。また、一つの調整孔22aに配置されたボールプランジャ25は、調整孔22aが交差する部分を塞がないような長さである。   Here, as shown in FIG. 7, in the present embodiment, three adjustment holes 22a are arranged at an equal angle (at intervals of 120 degrees), and a ball plunger 25 is incorporated in each of them. The central axes of the three adjustment holes 22 a extend in the same plane and intersect each other at the center of the engagement convex portion 22. With this configuration, the opposite side of each adjustment hole 22a to the ball plunger 25 is open to the outer peripheral surface of the engagement convex portion 22, and a driver bit or a wrench can be inserted into the adjustment hole 22a. Moreover, the ball plunger 25 arrange | positioned at one adjustment hole 22a is the length which does not block the part which the adjustment hole 22a crosses.

調整孔22aの本数は3本に限ることなく、係合凸部22の大きさで制約されないなら、5本、7本というように奇数本の調整孔22aを設けることとしてもよい。奇数本の調整孔22aを等角度で配置することで、調整孔22aのボールプランジャ25aの反対側を係合凸部22の外周面で開口させておくことができ、ドライバビットやレンチ等の工具を調整孔22aに挿入することができる。   The number of adjustment holes 22a is not limited to three, and if not restricted by the size of the engaging convex portion 22, an odd number of adjustment holes 22a such as five or seven may be provided. By arranging the odd number of adjustment holes 22a at an equal angle, the opposite side of the adjustment hole 22a to the ball plunger 25a can be opened at the outer peripheral surface of the engagement convex portion 22, and a tool such as a driver bit or a wrench can be used. Can be inserted into the adjustment hole 22a.

ここで、例えば、偶数本として4本の調整孔22aを等角度で配置しようとすると、2本の調整孔22aを十字状に配列することとなり、各調整孔22aの両端側にボールプランジャ25を配置しなければならない。調整孔22aの両端側にボールプランジャ25が配置されると、調整孔22aは2つのボールプランジャ25で両端が塞がれてしまい、ドライバビットやレンチを調整孔22aに挿入することができなくなってしまう。したがって、本実施形態では、奇数本の調整孔22aを等角度で配列することとした。   Here, for example, if the four adjustment holes 22a are arranged at an equal angle as an even number, the two adjustment holes 22a are arranged in a cross shape, and the ball plungers 25 are arranged at both ends of each adjustment hole 22a. Must be placed. If the ball plungers 25 are disposed at both ends of the adjustment hole 22a, both ends of the adjustment hole 22a are blocked by the two ball plungers 25, and a driver bit or a wrench cannot be inserted into the adjustment hole 22a. End up. Therefore, in the present embodiment, the odd number of adjustment holes 22a are arranged at an equal angle.

以上のように、組立て作業員は、ツール8の重量やロボットの許容負荷能力に合わせて、適切な把持力が出るように、ボールプランジャ25のボール25aの突出量を予め調整しておくことができる。したがって、本実施形態のツールチェンジユニット2を用いることで、同じロボットに、重量や形状が異なる複数のツールの各々を、ロボットの動作のみで簡単に装着することができる。   As described above, the assembling worker can adjust the protrusion amount of the ball 25a of the ball plunger 25 in advance so that an appropriate gripping force is obtained in accordance with the weight of the tool 8 and the allowable load capacity of the robot. it can. Therefore, by using the tool change unit 2 of the present embodiment, each of a plurality of tools having different weights and shapes can be easily attached to the same robot only by the operation of the robot.

次に、上述のツール交換機構であるツールチェンジユニット2を用いて行なうツール交換動作について説明する。   Next, a tool change operation performed using the tool change unit 2 which is the above-described tool change mechanism will be described.

まず、ツール8をロボットアーム6に装着する動作について説明する。図9に示すように、ツール8に取り付けられたツール側ツールチェンジャ2Bはツールホルダ50に収納されているものとする。ツールホルダ50は、垂直方向に延在するベース板51と、ベース板51から水平方向に延在するツール支持部材52と、ツール支持部材52の下方で水平方向に延在するガイド取付け部材53と、ガイド取り付け部材に設けられた一対のガイド受け54a、54bとを有する。   First, the operation of mounting the tool 8 on the robot arm 6 will be described. As shown in FIG. 9, it is assumed that the tool side tool changer 2 </ b> B attached to the tool 8 is accommodated in the tool holder 50. The tool holder 50 includes a base plate 51 extending in the vertical direction, a tool support member 52 extending in the horizontal direction from the base plate 51, and a guide mounting member 53 extending in the horizontal direction below the tool support member 52. And a pair of guide receivers 54a and 54b provided on the guide mounting member.

図10はツールホルダ50を示す図であり、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は側面図である。ツールホルダ50は、複数のツールを収納するように構成されている。図10に示す例では2個のツールを収納できるように、収納部が2つ形成されている。すなわち、ツール支持部材52には切欠き部56が2箇所設けられ、切欠き部56の各々に上方からツール8を差し込むことでツール8をツールホルダ50に収納することができる。   10A and 10B are views showing the tool holder 50, where FIG. 10A is a plan view, FIG. 10B is a front view, and FIG. 10C is a side view. The tool holder 50 is configured to store a plurality of tools. In the example shown in FIG. 10, two storage portions are formed so that two tools can be stored. That is, the tool support member 52 is provided with two notches 56, and the tool 8 can be accommodated in the tool holder 50 by inserting the tool 8 from above into each of the notches 56.

なお、ベース板51から水平方向に延在するツール支持部材52を補強するために、ベース板51とツール支持部材52とに当接する補強板55Aが取り付けられている。同様に、ベース板51から水平方向に延在するガイド取り付け部材53を補強するために、ベース板51とガイド取り付け部材53とに当接する補強板55Bが取り付けられている。   In order to reinforce the tool support member 52 extending in the horizontal direction from the base plate 51, a reinforcing plate 55A that contacts the base plate 51 and the tool support member 52 is attached. Similarly, in order to reinforce the guide attachment member 53 extending in the horizontal direction from the base plate 51, a reinforcement plate 55B that contacts the base plate 51 and the guide attachment member 53 is attached.

図11はツール側ツールチェンジャ2Bが取り付けられたツール8が収納されたツールホルダ50を示す図であり、(a)は平面図、(b)は正面図である。ツール側ツールチェンジャ2Bの支持板45の左右部分に設けられたブッシュ45aに、ツールホルダ50のツール支持部材52に設けられた位置決めピン52aが嵌合し、支持板45の左右部分がツール支持部材52に載せられて支持される。ツールホルダ50に収納された状態では、ツール側ツールチェンジャ2Bの左右側面に取り付けられたガイド46は、ツールホルダ50のガイド取り付け部材53に設けられた一対のガイド受け54a、54bの間に挿入されている。このように、ツール8がツールホルダ50に収納された状態で、ツール側ツールチェンジャ2Bはツール支持部材52により支持され、水平方向の移動は、位置決めピン52aと、ガイド受け54a、54bとにより規制される。   11A and 11B are views showing a tool holder 50 in which the tool 8 to which the tool side tool changer 2B is attached is housed. FIG. 11A is a plan view and FIG. 11B is a front view. Positioning pins 52a provided on the tool support member 52 of the tool holder 50 are fitted to bushes 45a provided on the left and right portions of the support plate 45 of the tool side tool changer 2B, and the left and right portions of the support plate 45 are the tool support members. 52 to be supported. When housed in the tool holder 50, the guides 46 attached to the left and right side surfaces of the tool side tool changer 2B are inserted between a pair of guide receivers 54a and 54b provided on the guide attachment member 53 of the tool holder 50. ing. As described above, the tool-side tool changer 2B is supported by the tool support member 52 in a state where the tool 8 is stored in the tool holder 50, and the horizontal movement is restricted by the positioning pin 52a and the guide receivers 54a and 54b. Is done.

以上のように、ツール8は、ツール8に取り付けられたツール側ツールチェンジャ2Bの支持板45の両側がツール支持部材52により支持された状態でツールホルダ50に収納される。この状態で、ツール側ツールチェンジャ2Bの側部に取り付けられたガイド46は、ツールホルダ50の一対のガイド受け54a、54bの間に収納されている。   As described above, the tool 8 is stored in the tool holder 50 in a state where both sides of the support plate 45 of the tool side tool changer 2B attached to the tool 8 are supported by the tool support member 52. In this state, the guide 46 attached to the side portion of the tool side tool changer 2B is accommodated between the pair of guide receivers 54a and 54b of the tool holder 50.

ツール8がツールホルダ50に収納された状態で、図12に示すように、ロボットアーム6を移動してアーム側ツールチェンジャ2Aの係合凸部22をツール側ツールチェンジャ2Bの係合凹部43に挿入し係合させる。このとき、アーム側ツールチェンジャ2Aの2本の位置決めピン23がツール側ツールチェンジャ2Bの位置決め孔42に嵌合し、ツール側ツールチェンジャ2Bに対してアーム側ツールチェンジャ2Aが位置決めされる。アーム側ツールチェンジャ2Aの係合凸部22をツール側ツールチェンジャ2Bの係合凹部43に挿入するときに、ボールプランジャ25のボール25aがテーパリング44に当接してツール側ツールチェンジャ2Bが押されることとなる。しかし、ツール側ツールチェンジャ2Bの上部は、ツールホルダ50の位置決めピン52aにより係止され、下部はガイド受け54bにより係止されているので、ツール側ツールチェンジャ2Bは押された方向に移動できず、ロボットアーム6により押圧しながら係合凸部22を係合凹部43に挿入することができる。   In a state where the tool 8 is housed in the tool holder 50, as shown in FIG. 12, the robot arm 6 is moved so that the engagement convex portion 22 of the arm side tool changer 2A becomes the engagement concave portion 43 of the tool side tool changer 2B. Insert and engage. At this time, the two positioning pins 23 of the arm side tool changer 2A are fitted into the positioning holes 42 of the tool side tool changer 2B, and the arm side tool changer 2A is positioned with respect to the tool side tool changer 2B. When the engagement convex portion 22 of the arm side tool changer 2A is inserted into the engagement concave portion 43 of the tool side tool changer 2B, the ball 25a of the ball plunger 25 abuts on the taper ring 44 and the tool side tool changer 2B is pushed. It will be. However, since the upper part of the tool side tool changer 2B is locked by the positioning pin 52a of the tool holder 50 and the lower part is locked by the guide receiver 54b, the tool side tool changer 2B cannot move in the pushed direction. The engaging convex portion 22 can be inserted into the engaging concave portion 43 while being pressed by the robot arm 6.

また、ボールプランジャ25のボール25aを内側に移動させるためには、ロボットアーム6によりアーム側ツールチェンジャ2Aを押圧する力が必要である。この押圧力は、上述のように、調整孔22aを用いてボールプランジャ25の位置を調整しておくことで、ロボットアーム6が出せる力の範囲内(ロボットの許容負荷能力内)に収められているため、アーム側ツールチェンジャ2Aの係合凸部22をツール側ツールチェンジャ2Bの係合凹部43に挿入することができる。   Further, in order to move the ball 25a of the ball plunger 25 inward, a force for pressing the arm side tool changer 2A by the robot arm 6 is required. As described above, this pressing force is stored within the range of the force that the robot arm 6 can output (within the allowable load capacity of the robot) by adjusting the position of the ball plunger 25 using the adjustment hole 22a. Therefore, the engaging convex portion 22 of the arm side tool changer 2A can be inserted into the engaging concave portion 43 of the tool side tool changer 2B.

係合凸部22が係合凹部43に挿入されると、係合凸部22のボールプランジャ25のボール25aが係合凹部43のテーパリング44のV溝44aに係合し、ツール側ツールチェンジャ2Bはアーム側ツールチェンジャ2Aにより把持される。そして、図13に示すように、ロボットアーム6を上方に移動してツール側ツールチェンジャ2Bと共にツール8を上方に移動する。この上方への移動により、ツール側ツールチェンジャ2Bは位置決めピン52aから外れ、且つ、ガイド46はガイド受け54a、54bの間から外れる。   When the engaging convex portion 22 is inserted into the engaging concave portion 43, the ball 25a of the ball plunger 25 of the engaging convex portion 22 engages with the V groove 44a of the taper ring 44 of the engaging concave portion 43, and the tool side tool changer. 2B is gripped by the arm side tool changer 2A. Then, as shown in FIG. 13, the robot arm 6 is moved upward, and the tool 8 is moved upward together with the tool side tool changer 2B. By this upward movement, the tool side tool changer 2B is disengaged from the positioning pin 52a, and the guide 46 is disengaged from between the guide receivers 54a and 54b.

その後、図14に示すように、ロボットアーム6をツールホルダ50から離れる方向に移動することで、ツール8はツールホルダ50から完全に外れて、作業位置に移動できるようになる。   Thereafter, as shown in FIG. 14, by moving the robot arm 6 in a direction away from the tool holder 50, the tool 8 is completely detached from the tool holder 50 and can be moved to the working position.

使用し終わったツール8をツールホルダ50に戻すときは、上述の動作と逆の動作を行なえばよい。すなわち、図15に示すように、ロボットアーム6を移動してツール8をツールホルダ50のツール支持部材52の切欠き部56に入れる。このとき、アーム側ツールチェンジャ20Bの支持板45が、ツールホルダ50の位置決めピン52aより上になるようにツール8の垂直方向の位置を決める。そして、図16に示すように、ロボットアーム6を水平に移動し、アーム側ツールチェンジャ20Bの支持板45のブッシュ45aの垂直下方にツールホルダ50の位置決めピン52aが位置するように、ツール8を移動する。   When the tool 8 that has been used is returned to the tool holder 50, an operation opposite to the above operation may be performed. That is, as shown in FIG. 15, the robot arm 6 is moved to insert the tool 8 into the notch 56 of the tool support member 52 of the tool holder 50. At this time, the vertical position of the tool 8 is determined so that the support plate 45 of the arm-side tool changer 20B is above the positioning pin 52a of the tool holder 50. Then, as shown in FIG. 16, the robot arm 6 is moved horizontally, and the tool 8 is moved so that the positioning pin 52a of the tool holder 50 is positioned vertically below the bush 45a of the support plate 45 of the arm side tool changer 20B. Moving.

その後、ロボットアーム6を垂直下方に移動することで、ツール側ツールチェンジャ20Bの支持板45のブッシュ45aにツールホルダ50の位置決めピン52aが挿入されると共に、ガイド部材54a、54bの間にガイド46が挿入される。これにより、図17に示すようにツール側ツールチェンジャ20Bが取り付けられたツール8をツールホルダ50に収納した状態となる。   Thereafter, by moving the robot arm 6 vertically downward, the positioning pin 52a of the tool holder 50 is inserted into the bush 45a of the support plate 45 of the tool side tool changer 20B, and the guide 46 is interposed between the guide members 54a and 54b. Is inserted. As a result, the tool 8 to which the tool side tool changer 20B is attached is housed in the tool holder 50 as shown in FIG.

続いて、ロボットアーム6をツールホルダ50から離れるように水平方向に移動することで、図18に示すように、アーム側ツールチェンジャ20Aがツール側ツールチェンジャ20Bから離脱する。このとき、アーム側ツールチェンジャ20Aの把持力に抗してアーム側ツールチェンジャ20Aを水平方向に移動させなければならないので、ロボットアーム6に負荷がかかる。しかし、アーム側ツールチェンジャ20Aの把持力は、上述のボールプランジャ25のボール25aの突出量を調整して適切な把持力に設定してあるので、ロボットアーム6が出すことのできる力で、アーム側ツールチェンジャ20Aをツール側ツールチェンジャ20Bから離脱から離脱させることができる。   Subsequently, by moving the robot arm 6 in the horizontal direction away from the tool holder 50, the arm side tool changer 20A is detached from the tool side tool changer 20B as shown in FIG. At this time, since the arm side tool changer 20A must be moved in the horizontal direction against the gripping force of the arm side tool changer 20A, a load is applied to the robot arm 6. However, the gripping force of the arm-side tool changer 20A is set to an appropriate gripping force by adjusting the protruding amount of the ball 25a of the ball plunger 25 described above. The side tool changer 20A can be detached from the tool side tool changer 20B.

以上のような、ツール8のロボットアーム6への装着動作と、ツールホルダ50への収納動作とにより、ロボットアーム6に装着するツール8を簡単に交換することができる。   The tool 8 to be mounted on the robot arm 6 can be easily replaced by the mounting operation of the tool 8 on the robot arm 6 and the storing operation on the tool holder 50 as described above.

2 ツールチェンジユニット
2A アーム側ツールチェンジユニット
2B ツール側ツールチェンジユニット
4 ダンパ機構
6 ロボットアーム
8 ツール
8a 吸引通路
10 吸引継ぎ手
20 本体
21 ソケット形成部
21a ソケット
21b 吸引通路
22a 調整孔
23 位置決めピン
25 ボールプランジャ
25a ボール
25b スプリング
25c 係合穴
40 本体
41 吸引プラグ
42 位置決め孔
42a ブッシュ
43 係合凹部
44 テーパリング
44a V溝
45 支持板
45a ブッシュ
46 ガイド
50 ツールホルダ
51 ベース板
52 ツール支持部材
52a 位置決めピン
53 ガイド取付け部材
54a,54b ガイド受け
2 Tool change unit 2A Arm side tool change unit 2B Tool side tool change unit 4 Damper mechanism 6 Robot arm 8 Tool 8a Suction passage 10 Suction joint 20 Main body 21 Socket forming portion 21a Socket 21b Suction passage 22a Adjustment hole 23 Positioning pin 25 Ball plunger 25a Ball 25b Spring 25c Engagement hole 40 Main body 41 Suction plug 42 Positioning hole 42a Bushing 43 Engaging recess 44 Taper ring 44a V groove 45 Support plate 45a Bush 46 Guide 50 Tool holder 51 Base plate 52 Tool support member 52a Positioning pin 53 Guide Mounting member 54a, 54b Guide receiver

Claims (3)

ツール移動装置に装着するツールを交換する際に用いるツール交換機構であって、
係合凸部を有し、ツール移動装置に取り付けられる第1のツールチェンジャと、
前記係合凸部が挿入される係合凹部を有し、ツールに取り付けられる第2のツールチェンジャと、
前記第1のツールチェンジャの前記係合凸部側面に配置された複数のボールプランジャと、
前記第1のツールチェンジャの前記係合凸部側面かつ、各々の前記ボールプランジャの対向する位置に配置された、前記ボールプランジャの押圧力の調整に用いられる工具が挿入可能な複数の調整孔と、
前記第2のツールチャンジャの前記係合凹部側面に設けられ、前記係合凸部から突出したボールプランジャのボールが係合するV溝と
を備えるツール交換機構。
A tool exchange mechanism used when exchanging a tool attached to a tool moving device,
A first tool changer having an engaging projection and attached to the tool moving device;
A second tool changer that has an engagement recess into which the engagement projection is inserted and is attached to the tool;
A plurality of ball plungers disposed on a side surface of the engagement convex portion of the first tool changer;
A plurality of adjustment holes, which are disposed on the side surfaces of the engagement convex portion of the first tool changer and at positions facing each of the ball plungers and into which a tool used for adjusting the pressing force of the ball plunger can be inserted; ,
A tool exchanging mechanism comprising: a V groove provided on a side surface of the engagement concave portion of the second tool changer and engaged with a ball of a ball plunger protruding from the engagement convex portion.
請求項1記載のツール交換機構であって、
前記ボールプランジャと前記調整孔は、各々3つずつ、係合凸部側面に均等配置されているツール交換機構。
The tool change mechanism according to claim 1,
The ball plunger and the adjustment hole are each a tool change mechanism in which three each are equally arranged on the side surface of the engaging convex portion.
請求項1又は2記載のツール交換機構であって、
前記複数の調整孔は前記係合凸部の中央で互いに交差しており、
前記調整孔の一つに配置されたボールプランジャは、他の調整孔を塞がない長さであるツール交換機構。
The tool change mechanism according to claim 1 or 2,
The plurality of adjustment holes intersect each other at the center of the engagement convex portion,
A tool change mechanism in which a ball plunger arranged in one of the adjustment holes has a length that does not block the other adjustment holes.
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