JP2014217909A - Master device for tool replacement device - Google Patents

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英一郎 池田
Eiichiro Ikeda
英一郎 池田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a master device for a tool replacement device which achieves downsizing while preventing the connection with a tool connection device from being released carelessly.SOLUTION: A master device for a tool replacement device which attaches a tool to a robot includes: a device body having a robot connection part that may be connected with the robot; and a connection part connected with the device body. The connection part includes a cylindrical insertion part that may be inserted into a cavity part opening on an outer surface of a tool connection device that is attached to the tool, the cylindrical insertion part having multiple through holes; ball members, each of which is arranged in the through hole and has a part protruding to the exterior of the insertion part; and a switch mechanism which may switch the state of the ball members between a state where the ball members protruding from the insertion part engage with engagement parts of the tool connection device and a state where the ball members engaged with the engagement parts are retreated. In the switching mechanism, a biasing member which biases a reciprocation body in the insertion part is arranged between the reciprocation body and a bottom part of the insertion part.

Description

本発明は、ツールをロボットに交換可能に取り付ける工具交換装置用のマスター装置に関する。   The present invention relates to a master device for a tool changer that attaches a tool to a robot in a replaceable manner.

従来から、ツールをロボットに交換可能に取り付ける工具交換装置が提供されている。かかる工具交換装置は、ロボットに取り付けられるマスター装置と、ツールが取り付けられるツール接続装置とを備える。   2. Description of the Related Art Conventionally, a tool changer that attaches a tool to a robot in a replaceable manner has been provided. Such a tool changer includes a master device attached to a robot and a tool connection device to which a tool is attached.

マスター装置は、ツール接続装置に連結可能に構成されている。より具体的に説明する。マスター装置は、ロボットに連結可能なロボット連結部と、該ロボット連結部に連結されるフレームとを有する装置本体と、装置本体に連設され、当該マスター装置をツール接続装置に連結するための連結部とを備える(例えば、特許文献1参照)。   The master device is configured to be connectable to the tool connection device. This will be described more specifically. The master device includes a device main body having a robot connecting portion connectable to the robot, a frame connected to the robot connecting portion, and a connection for connecting the master device to the tool connecting device. (For example, refer to Patent Document 1).

連結部は、周方向に間隔を空けて設けられた複数の貫通穴を有する筒状の挿込部と、該挿込部の貫通穴内に配置されたボール部材と、該ボール部材の一部を挿込部の外部に突出させた係止状態と、ボール部材の一部を挿込部内に退避させた非係止状態とに切替可能な切替機構とを備える。   The connecting portion includes a cylindrical insertion portion having a plurality of through holes provided at intervals in the circumferential direction, a ball member disposed in the through hole of the insertion portion, and a part of the ball member. A switching mechanism capable of switching between a locked state protruding outside the insertion portion and a non-locking state in which a part of the ball member is retracted into the insertion portion.

これを前提に、ツール接続装置は、外面上で開放した凹状又は穴状の空洞部と、該空洞部の中心回りに配置され、空洞部内に突出した係止部とを備える。   On the premise of this, the tool connecting device includes a concave or hole-like cavity that is open on the outer surface, and a locking part that is disposed around the center of the cavity and protrudes into the cavity.

かかる工具交換装置において、マスター装置の挿込部がツール接続装置の空洞部に挿入された状態で、切替機構がボール部材の一部を挿込部の外部に突出させることで、該ボール部材がツール接続装置の係止部を係止し、切替機構がボール部材の一部を挿込部内に退避させることで、ツール接続装置の係止部に対するボール部材の係止が解除される。これにより、上記構成の工具交換装置のマスター装置は、ツール接続装置に対する連結と解除とが切替可能になる結果、マスター装置の取り付けられたロボットに対し、ツール接続装置に取り付けられたツールを交換可能に取り付けることができるとされている。   In such a tool changer, in a state where the insertion part of the master device is inserted into the cavity of the tool connection device, the switching mechanism causes a part of the ball member to protrude outside the insertion part, so that the ball member The locking portion of the tool connecting device is locked, and the switching mechanism retracts a part of the ball member into the insertion portion, whereby the locking of the ball member with respect to the locking portion of the tool connecting device is released. As a result, the master device of the tool changer configured as described above can be switched between connection and release with respect to the tool connection device. As a result, the tool attached to the tool connection device can be exchanged for the robot to which the master device is attached. It can be attached to.

ところで、上述の工具交換装置用のマスター装置には、ボール部材がツール接続装置の係止部に係止している状態を維持するためのロック機構を備えたものが提供されている(例えば、特許文献2参照)。   By the way, what was provided with the lock mechanism for maintaining the state which the ball member has latched in the latching | locking part of the tool connection apparatus is provided in the master apparatus for the above-mentioned tool change apparatus (for example, Patent Document 2).

この種のマスター装置において、切替機構は、前記挿込部内に配置されるとともに前記挿込部の軸線方向で移動可能なカム部と、カム部に対して同心で配置された軸部であって、カム部に対して軸線方向に移動可能に設けられた軸部とを有する往復動体を備える。これに伴い、ロック機構は、カム部内に配置された付勢部材であって、カム部と軸部との間に配置された付勢部材を備える。より具体的には、カム部は、付勢部材を収容する内部空間と、内部空間に収容された付勢部材の一端を受ける第一受部であって、当該カム部の先端部に設けられた第一受部とを有する。そして、カム部に挿通される軸部には、第一受部と対向する第二受部であって、付勢部材の他端部を受ける第二受部を有する。   In this type of master device, the switching mechanism is a cam portion that is disposed in the insertion portion and is movable in the axial direction of the insertion portion, and a shaft portion that is concentric with the cam portion. And a reciprocating body having a shaft portion movably provided in the axial direction with respect to the cam portion. Accordingly, the lock mechanism includes an urging member disposed in the cam portion and disposed between the cam portion and the shaft portion. More specifically, the cam portion is an internal space that accommodates the biasing member and a first receiving portion that receives one end of the biasing member accommodated in the internal space, and is provided at the tip of the cam portion. And a first receiving part. The shaft portion inserted through the cam portion has a second receiving portion that is a second receiving portion facing the first receiving portion and that receives the other end portion of the biasing member.

これにより、この種のマスター装置は、カム部の内部空間に配置された付勢部材(第一受部と第二受部との間に配置された付勢部材)が挿込部の軸心方向における一方向側にカム部を付勢することで、該カム部が不用意に第二方向に移動してしまうことを防止できるようになっている。すなわち、ツール接続装置の係止部に対するボール部材の係止が不用意に解除されてしまうことを防止することができるとされている。   Thus, in this type of master device, the urging member (the urging member disposed between the first receiving portion and the second receiving portion) disposed in the internal space of the cam portion is the axis of the insertion portion. By urging the cam portion toward one direction in the direction, the cam portion can be prevented from inadvertently moving in the second direction. In other words, it is possible to prevent the ball member from being inadvertently released from the engagement portion of the tool connection device.

特開2000−127072号公報JP 2000-127072 A 特開2012−213847号公報JP 2012-213847 A

しかしながら、上述のマスター装置では、カム部内に付勢部材を配置するスペースを確保しなければならないことから、マスター装置全体の厚み(第一方向におけるマスター装置の寸法)が大きくなる。すなわち、付勢部材を収容するためにカム部の全長が長くなる結果、カム部を収容するスペースを確保する必要があり、マスター装置全体が大型化するといった問題がある。   However, in the above-described master device, a space for arranging the urging member in the cam portion must be secured, so that the thickness of the entire master device (the size of the master device in the first direction) increases. That is, as a result of the total length of the cam portion being increased in order to accommodate the urging member, it is necessary to secure a space for accommodating the cam portion, and there is a problem that the entire master device is increased in size.

特に、工具交換装置用のマスター装置では、マスター装置の厚みが大きくなるにつれて、ツール接続装置の重心が連結部から遠くなり、また、重量が増加する。すなわち、装置が大型になる結果、ロボットを操作する際に生じる慣性が大きくなり、ロボットのパフォーマンスが低下するという問題が新たに生じることになる。   In particular, in the master device for a tool changer, the center of gravity of the tool connection device becomes farther from the coupling portion and the weight increases as the thickness of the master device increases. That is, as a result of an increase in the size of the apparatus, a new problem arises in that the inertia generated when operating the robot is increased and the performance of the robot is reduced.

そこで、本発明は、斯かる実情に鑑み、ツール接続装置への連結が不用意に解除されることを防止しつつ小型化を図ることができる工具交換装置用のマスター装置を提供することを課題とする。   Therefore, in view of such circumstances, the present invention provides a master device for a tool changer that can be reduced in size while preventing the connection to the tool connection device from being inadvertently released. And

本発明の工具交換装置用のマスター装置は、ツールをロボットに交換可能に取り付ける工具交換装置用のマスター装置であって、前記ロボットに連結可能なロボット連結部と、該ロボット連結部に連結されるフレームとを有する装置本体と、該装置本体に連結される連結部とを備え、該連結部は、前記ツールに取り付けられているツール接続装置の外面上で開放した凹状又は穴状の空洞部に挿込可能な筒状の挿込部であって、周方向で間隔を空けて形成される複数の貫通穴を有する挿込部と、該貫通穴内に配置されるボール部材であって、一部が前記挿込部の外部に突出可能なボール部材と、該ボール部材の一部を前記挿込部の外部に突出させて当該ボール部材を前記ツール接続装置の空洞部の中心回りに配置された係止部に係止可能にした係止状態と、前記ボール部材の一部を前記挿込部内に退避させて当該ボール部材を前記係止部に係止不能にした非係止状態とに切替可能な切替機構と、係止状態を維持するためのロック機構とを有し、該切替機構は、前記挿込部内に配置されるとともに前記挿込部の軸線方向で移動可能なカム部を有する往復動体を備え、ロック機構は、前記装置本体内に配置される受部であって、前記挿込部の軸心方向で前記往復動体のカム部と並ぶ受部と、前記往復動体と前記受部との間に配置される付勢部材であって、前記挿込部の軸心方向における一方向側に前記往復動体を付勢する付勢部材とを備え、前記往復動体のカム部は、挿込部の軸線方向における一方向に移動するに伴い前記ボール部材を前記挿込部の外部に押し出し、挿込部の軸線方向における他方向に移動するに伴い前記ボール部材に対する押し出しを解除するように構成されることを特徴とする。   A master device for a tool changer according to the present invention is a master device for a tool changer that attaches a tool to a robot in a replaceable manner, and is connected to the robot connecting portion connectable to the robot and the robot connecting portion. An apparatus main body having a frame, and a connecting portion connected to the apparatus main body, the connecting portion being formed in a concave or hole-shaped cavity that is open on the outer surface of the tool connecting device attached to the tool. It is a cylindrical insertion part that can be inserted, and is an insertion part having a plurality of through holes formed at intervals in the circumferential direction, and a ball member disposed in the through hole, partly Is disposed around the center of the cavity of the tool connecting device by projecting a part of the ball member to the outside of the insertion part. Lockable to the locking part A switching mechanism that can be switched between a stop state and a non-locking state in which a part of the ball member is retracted into the insertion portion and the ball member cannot be locked to the locking portion; A locking mechanism for maintaining the switching mechanism, the switching mechanism includes a reciprocating body that is disposed in the insertion portion and has a cam portion that is movable in an axial direction of the insertion portion. A receiving portion disposed in the apparatus main body, the receiving portion being aligned with the cam portion of the reciprocating body in the axial direction of the insertion portion, and an urging force disposed between the reciprocating body and the receiving portion. A biasing member that biases the reciprocating body on one side in the axial direction of the insertion portion, and the cam portion of the reciprocating body is in one direction in the axial direction of the insertion portion. As it moves, the ball member is pushed out of the insertion portion, in the axial direction of the insertion portion. Kicking, characterized in that it is configured to release the extrusion against the ball member with the movement in the other direction.

上記構成の工具交換装置用のマスター装置によれば、カム部がロック機構の付勢部材によって第一方向に付勢されているため、ボール部材を挿込部の外側に押し出している状態のカム部が第二方向に向けて不用意に移動してしまうことを防止することができる。これにより、ツール接続装置の係止部に対してボール部材が係止された状態が維持され、ツール接続装置がマスター装置から不用意に脱落することが防止される。   According to the master device for the tool changer having the above-described configuration, the cam portion is urged in the first direction by the urging member of the lock mechanism, and thus the cam in a state where the ball member is pushed out of the insertion portion. It is possible to prevent the part from inadvertently moving in the second direction. Thereby, the state in which the ball member is locked to the locking portion of the tool connection device is maintained, and the tool connection device is prevented from being accidentally dropped from the master device.

また、上記構成の工具交換装置用のマスター装置では、装置本体内に配置された受部と往復動体との間に配置されるため、付勢部材を配置するためのスペースが装置本体内に確保されることになる。これにより、上記構成の工具交換装置用のマスター装置では、厚み(挿込部の軸心方向における寸法)を小さくすることができる。   Further, in the master device for the tool changer having the above configuration, since it is arranged between the receiving portion arranged in the apparatus main body and the reciprocating body, a space for arranging the biasing member is secured in the apparatus main body. Will be. Thereby, in the master device for the tool changer having the above configuration, the thickness (the dimension of the insertion portion in the axial direction) can be reduced.

さらに、上記構成の工具交換装置用のマスター装置では、厚みを小さくすることによって、ツール接続装置の重心を連結部に近づけることができるため、ロボットを操作する際に生じる慣性を小さくすることができる。従って、ロボットのパフォーマンスを向上させることもできる。   Furthermore, in the master device for the tool changer having the above-described configuration, the center of gravity of the tool connecting device can be brought close to the connecting portion by reducing the thickness, so that inertia generated when operating the robot can be reduced. . Therefore, the performance of the robot can be improved.

また、本発明の工具交換装置用のマスター装置の一態様として、前記往復動体のカム部は、前記受部と対向する部分に形成される凹状のカム側凹部を有し、前記付勢部材の一部が該カム側凹部内に配置されるようにしてもよい。このようにすれば、カム部内に付勢部材の一部を配置することができるため、厚みをより小さくすることができる。   Moreover, as one aspect | mode of the master apparatus for the tool change apparatus of this invention, the cam part of the said reciprocating body has a concave cam side recessed part formed in the part facing the said receiving part, A part may be arranged in the recess on the cam side. In this way, since a part of the urging member can be arranged in the cam portion, the thickness can be further reduced.

この場合、前記カム側凹部は、前記カム部の中心部周りで環状をなし、前記カム部の中央部側に形成されるようにしてもよい。このようにすれば、カム部におけるカム側凹部よりも外側の部分は、カム部におけるカム側凹部よりも内側の部分に比して厚肉になる。従って、上記構成の工具交換装置用のマスター装置では、厚みを小さくすることができ、また、往復動体の変形を防止することもできる。   In this case, the cam side recess may be formed around the center portion of the cam portion and formed on the center portion side of the cam portion. If it does in this way, the part outside the cam side recessed part in a cam part will become thick compared with the part inside the cam side recessed part in a cam part. Accordingly, in the master device for the tool changer having the above-described configuration, the thickness can be reduced, and deformation of the reciprocating body can be prevented.

また、本発明の工具交換装置用のマスター装置の他態様として、前記受部は、カム部と対向する部分に形成される凹状の受部側凹部を有し、前記付勢部材の一部が該受部側凹部内に配置されるようにしてもよい。このようにすれば、受部内に付勢部材の一部を配置することができるため、工具交換装置用のマスター装置の厚みをさらに小さくすることができる。   As another aspect of the master device for the tool changer of the present invention, the receiving part has a concave receiving part side concave part formed in a part facing the cam part, and a part of the biasing member is You may make it arrange | position in this receiving part side recessed part. In this way, since a part of the urging member can be arranged in the receiving portion, the thickness of the master device for the tool changer can be further reduced.

また、本発明の工具交換装置用のマスター装置の別の態様として、前記往復動体は、前記カム部から延出する軸部を有し、前記受部は、装置本体内における、前記挿込部の軸線方向で前記軸部と並ぶ部分に設けられ、前記付勢部材は、前記往復動体と前記受部との間に配置されていてもよい。   As another aspect of the master device for the tool changer of the present invention, the reciprocating body has a shaft portion extending from the cam portion, and the receiving portion is the insertion portion in the device main body. The urging member may be disposed between the reciprocating body and the receiving portion.

このようにしても、付勢部材が軸部に内装されるため、付勢部材を配置するためのスペースが装置本体内に確保されることになる。これにより、上記構成の工具交換装置用のマスター装置も、厚み(挿込部の軸心方向における寸法)を小さくすることができる。   Even if it does in this way, since an urging member is built in a shaft part, the space for arranging an urging member will be secured in the device main part. Thereby, the master device for the tool changer having the above-described configuration can also reduce the thickness (the dimension of the insertion portion in the axial direction).

また、本発明の工具交換装置用のマスター装置のさらに別の態様として、前記付勢部材は、コイルバネからなり、前記カム部と前記受部とは、前記カム部が前記受部に最も接近している状態において、前記カム側凹部の底部と前記受部側凹部の底部との間隔が付勢部材の自由長の1/3よりも大きくなるように構成されていてもよい。   As still another aspect of the master device for a tool changer according to the present invention, the biasing member is formed of a coil spring, and the cam portion and the receiving portion are such that the cam portion is closest to the receiving portion. In this state, the distance between the bottom of the cam-side recess and the bottom of the receiving-side recess may be greater than 1/3 of the free length of the biasing member.

このようにすれば、往復動体を挿込部の底部に最も接近させた状態にしても、付勢部材が完全に圧縮された状態(縮み代が無くなった状態)にはならず、これにより、付勢部材の線材同士が接触することによる磨耗を防止できることに加え、付勢部材の内部に発生する応力を抑制し、金属疲労による寿命の低下を防ぐことができる。また、往復動体に付勢力を与える為の最小の寸法を設定することにより、工具交換装置用のマスター装置の厚みを抑えることもできる。   In this way, even when the reciprocating body is in the state closest to the bottom of the insertion portion, the urging member is not completely compressed (the state in which the shrinkage allowance has been eliminated). In addition to preventing wear due to contact between the wires of the urging member, the stress generated inside the urging member can be suppressed, and a reduction in life due to metal fatigue can be prevented. Moreover, the thickness of the master device for a tool changer can also be suppressed by setting a minimum dimension for applying an urging force to the reciprocating body.

また、本発明の工具交換装置用のマスター装置のさらに別の態様として、前記カム部と前記受部とは、前記カム部が前記受部から最も離間している状態において、前記カム側凹部の底部と前記受部側凹部の底部との間隔が前記付勢部材の自由長よりも小さくなるように構成されるようにしてもよい。   Further, as still another aspect of the master device for a tool changer according to the present invention, the cam portion and the receiving portion may be configured so that the cam-side recess portion is in a state where the cam portion is farthest from the receiving portion. You may make it comprise so that the space | interval of a bottom part and the bottom part of the said receiving part side recessed part may become smaller than the free length of the said urging | biasing member.

このようにすれば、カム部を受部から最も離間させた状態にしても、付勢部材が完全に伸びた状態(伸び代が無くなった状態)にはならず、付勢部材がカム部に付勢力を作用させている状態になる。これにより、付勢部材が拘束されて、周りの部材と衝突することによる音の発生を抑えることができる。また、カム部が受部側に移動することでツール接続装置の係止部に対するボール部材の係止が不用意に解除されてしまうことを防止することもできる。   In this way, even when the cam portion is farthest away from the receiving portion, the biasing member does not fully extend (the state where the allowance for extension has been eliminated), and the biasing member is not attached to the cam portion. The urging force is applied. Thereby, the urging member is restrained, and the generation of sound due to collision with surrounding members can be suppressed. In addition, it is possible to prevent the ball member from being inadvertently released from being engaged with the engagement portion of the tool connection device by moving the cam portion to the receiving portion side.

また、本発明の工具交換装置用のマスター装置のさらに別の態様として、前記カム部は、前記受部側の第一端と該第一端とは反対側の第二端とを有し、カム部の外周面は、第一端と第二端との間に形成されるフェールセーフ部を含み、該フェールセーフ部は、前記ボール部材のそれぞれと嵌合可能に形成されるようにしてもよい。   As still another aspect of the master device for the tool changer of the present invention, the cam portion has a first end on the receiving portion side and a second end on the opposite side to the first end, The outer peripheral surface of the cam portion includes a fail safe portion formed between the first end and the second end, and the fail safe portion is formed so as to be able to be fitted to each of the ball members. Good.

このようにすれば、カム部を第一方向に移動させてボール部材を係止状態にしている状態において、当該カム部が第二方向に移動したときに、フェールセーフ部とボール部材とを嵌合させることができる。従って、カム部の第二方向への移動を規制することで、マスター装置とツール接続装置との連結が不用意に解除されてしまうことを防止することができる。   In this manner, when the cam portion is moved in the first direction and the ball member is in the locked state by moving the cam portion in the first direction, the fail-safe portion and the ball member are fitted. Can be combined. Therefore, by restricting the movement of the cam portion in the second direction, the connection between the master device and the tool connection device can be prevented from being inadvertently released.

以上のように、本発明の工具交換装置用のマスター装置によれば、ツール接続装置に対する連結が不用意に解除されることを防止しつつ、小型化を図ることができるという優れた効果を奏し得る。   As described above, according to the master device for a tool changer of the present invention, it is possible to achieve downsizing while preventing the connection to the tool connecting device from being inadvertently released. obtain.

図1は、本発明の一実施形態に係る工具交換装置用のマスター装置の上斜視図である。FIG. 1 is a top perspective view of a master device for a tool changer according to an embodiment of the present invention. 図2は、同実施形態に係る工具交換装置用のマスター装置の分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the master device for the tool changer according to the embodiment. 図3は、同実施形態に係る工具交換装置用のマスター装置の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the master device for the tool changer according to the embodiment. 図4は、同実施形態に係る工具交換装置用のマスター装置の断面図であって、図3のA−A線における断面図である。4 is a cross-sectional view of the master device for the tool changer according to the embodiment, which is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 3. 図5は、同実施形態に係る工具交換装置用のマスター装置の下斜視図である。FIG. 5 is a lower perspective view of the master device for the tool changer according to the embodiment. 図6は、同実施形態に係る工具交換装置用のマスター装置の断面図であって、図5におけるB−B線での断面図であるである。FIG. 6 is a cross-sectional view of the master device for the tool changer according to the embodiment, which is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 5. 図7は、同実施形態に係る工具交換装置用のマスター装置の連結構造の斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of the connection structure of the master device for the tool changer according to the embodiment. 図8は、同実施形態に係る工具交換装置用のマスター装置のボール受部材の斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of the ball receiving member of the master device for the tool changer according to the embodiment. 図9は、同実施形態に係る工具交換装置用のマスター装置のボール受部材の天面図である。FIG. 9 is a top view of the ball receiving member of the master device for the tool changer according to the embodiment. 図10は、同実施形態に係る工具交換装置用のマスター装置の説明図であって、ツール接続装置に位置合わせしている状態の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a master device for the tool changer according to the embodiment, and is an explanatory diagram of a state in which the master device is aligned with the tool connection device. 図11は、同実施形態に係る工具交換装置用のマスター装置の説明図であって、ツール接続装置に取り付けた状態の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of the master device for the tool changer according to the embodiment, and is an explanatory diagram of a state where the master device is attached to the tool connection device. 図12は、同実施形態に係る工具交換装置用のマスター装置に取り付けるツール接続装置の斜視図である。FIG. 12 is a perspective view of the tool connection device attached to the master device for the tool changer according to the embodiment. 図13は、同実施形態に係る工具交換装置用のマスター装置に取り付けるツール接続装置の平面図である。FIG. 13 is a plan view of the tool connection device attached to the master device for the tool changer according to the embodiment. 図14は、同実施形態に係る工具交換装置用のマスター装置に取り付けるツール接続装置の断面図であって、図13のC−C線における断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view of the tool connection device attached to the master device for the tool changer according to the embodiment, and is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 図15は、本発明の他実施形態に係る工具交換装置用のマスター装置の説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram of a master device for a tool changer according to another embodiment of the present invention.

以下、本発明の一実施形態に係る工具交換装置用のマスター装置(以下、単にマスター装置とする)について、添付図面を参照しつつ説明を行うこととする。   Hereinafter, a master device for a tool changer according to an embodiment of the present invention (hereinafter simply referred to as a master device) will be described with reference to the accompanying drawings.

本実施形態に係るマスター装置は、ツールをロボットに交換可能に取り付ける工具交換装置用のものである。マスター装置は、ロボットに取り付けられるようになっている。また、マスター装置は、ツールが取り付けられるツール接続装置に連結可能に構成されている。   The master device according to the present embodiment is for a tool changer that attaches a tool to a robot in a replaceable manner. The master device can be attached to the robot. The master device is configured to be connectable to a tool connection device to which a tool is attached.

ここで、マスター装置の説明に先立ち、ツール接続装置の説明を行うこととする。図12及び図13に示すように、ツール接続装置8は、外面上で開放した凹状又は穴状の空洞部80を備えている。また、ツール接続装置8は、図14に示すように、該空洞部80の中心回りに配置され、空洞部80内に突出した係止部81を備えている。そして、ツール接続装置8は、凹状の被位置決部82を備えている。   Here, prior to the description of the master device, the tool connection device will be described. As shown in FIGS. 12 and 13, the tool connection device 8 includes a concave or hole-shaped cavity 80 that is open on the outer surface. Further, as shown in FIG. 14, the tool connection device 8 includes a locking portion 81 that is disposed around the center of the cavity 80 and protrudes into the cavity 80. The tool connection device 8 includes a concave positioned portion 82.

より具体的に説明する。ツール接続装置8は、外観が円環状をなすように形成されている。そのため、空洞部80は、ツール接続装置8の内周部に取り囲まれている空間によって構成されている。   This will be described more specifically. The tool connection device 8 is formed so that its external appearance has an annular shape. Therefore, the cavity 80 is configured by a space surrounded by the inner periphery of the tool connection device 8.

また、ツール接続装置8は、ツールTが取り付けられる側の第一端面と、該第一端面とは反対側の第二端面(すなわち、マスター装置が取り付けられる側の面)とを有する。そして、ツール接続装置8の内径は、中央部側から第二端面側になるにつれて小さくなるように設定されている。そのため、係止部81は、ツール接続装置8の第二端側の内周部によって構成されている。   Further, the tool connection device 8 has a first end surface on the side where the tool T is attached and a second end surface opposite to the first end surface (that is, a surface on the side where the master device is attached). And the internal diameter of the tool connection apparatus 8 is set so that it may become small as it becomes a 2nd end surface side from the center part side. Therefore, the locking portion 81 is configured by an inner peripheral portion on the second end side of the tool connection device 8.

被位置決部82は、ツール接続装置8の第二面側に開放するようになっている。また、被位置決部82は、ツール接続装置8の周方向で間隔をあけて複数(本実施形態では、二つ)設けられている。そして、被位置決部の底部には、後述する位置検知センサが検知可能な被検知体82aが設置されている。   The positioned portion 82 is open to the second surface side of the tool connection device 8. In addition, a plurality (two in this embodiment) of the positioned portions 82 are provided at intervals in the circumferential direction of the tool connection device 8. A detected body 82a that can be detected by a position detection sensor to be described later is installed at the bottom of the position determining section.

なお、図12、図13、図14において図示していないが、ツール接続装置8は、ツールに連結されるモジュールを収容可能な凹状のツール側収容部を有する。ツール側収容部は、ツール接続装置8の第二面側及び外周側面側に開放するように形成されている。これに伴い、ツール接続装置8は、図12に示すように、ツール側収容部の開放部分を覆うツール側カバー83を有する。   Although not shown in FIGS. 12, 13, and 14, the tool connection device 8 has a concave tool-side accommodation portion that can accommodate a module coupled to the tool. The tool side accommodating portion is formed so as to open to the second surface side and the outer peripheral side surface of the tool connection device 8. Accordingly, the tool connection device 8 has a tool side cover 83 that covers the open portion of the tool side accommodating portion, as shown in FIG.

なお、モジュールは、例えば、ツールTへの流体(空気や水等)や、電力の供給等を行うためのものである。また、本実施形態に係るツール接続装置8では、ツール側カバー83を取り付けるための構成(例えば、ツール側カバー83を配置するための切欠きや、ツール側カバー83に挿通させたボルトを螺合させる螺子穴等)を係止部81に形成することで小型化を図っている。   The module is, for example, for supplying fluid (air, water, etc.) to the tool T and supplying power. Further, in the tool connection device 8 according to the present embodiment, a configuration for attaching the tool side cover 83 (for example, a notch for arranging the tool side cover 83 and a bolt inserted through the tool side cover 83 are screwed together. A screw hole or the like to be formed is formed in the locking portion 81 to reduce the size.

図1、図2に示すように、マスター装置1は、ロボットRに連結可能なロボット連結部20と、該ロボット連結部20に連結されるフレーム21であって、少なくとも外周面上で開放する凹状の収容部210を含むフレーム21とを有する装置本体2とを備えている。また、マスター装置1は、収容部210の開放部分を覆うカバー3を備えている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the master device 1 includes a robot connecting portion 20 that can be connected to the robot R, and a frame 21 that is connected to the robot connecting portion 20, and has a concave shape that opens at least on the outer peripheral surface. The apparatus main body 2 having the frame 21 including the housing portion 210 is provided. In addition, the master device 1 includes a cover 3 that covers an open portion of the accommodating portion 210.

そして、マスター装置1は、装置本体2とカバー3との間を塞ぐシール部材4を備えている。さらに、マスター装置1は、装置本体2に連結される連結部5を備えている。さらに、図3に示すように、マスター装置1は、ツール接続装置8に設けられる被位置決部82に嵌合可能な位置決部6と、該位置決部6内に配置される位置検知センサ7とを備えている。   The master device 1 includes a seal member 4 that closes the space between the device main body 2 and the cover 3. Furthermore, the master device 1 includes a connecting portion 5 that is connected to the device main body 2. Further, as shown in FIG. 3, the master device 1 includes a positioning unit 6 that can be fitted into a positioned unit 82 provided in the tool connection device 8, and a position detection sensor disposed in the positioning unit 6. 7.

図2、図4に示すように、ロボット連結部20は、平面視形状が円形状をなす板状に形成されている。そして、ロボット連結部20は、ロボットRと対向する第一面と該第一面とは反対側の第二面とを有する。   As shown in FIGS. 2 and 4, the robot coupling portion 20 is formed in a plate shape in which the planar view shape is a circular shape. And the robot connection part 20 has the 1st surface facing the robot R, and the 2nd surface on the opposite side to this 1st surface.

そして、ロボット連結部20は、図5,6に示すように、中心部周りに間隔をあけて形成される複数の第一挿通穴200a,…と(図6参照)、中心部周りに間隔をあけて形成される複数の第二挿通穴200b,…であって、前記第一挿通穴よりも中心側に形成される複数の第二挿通穴200b,…とが形成されるベースプレート200と、前記複数の第一挿通穴200a,…のそれぞれ又は前記複数の第二挿通穴200b,…のそれぞれに挿通されるとともに第一面から延出する複数の雄螺子部材201,…とを有する。さらに、図6に示すように、ロボット連結部20は、ロボットRに設けられるロボットフランジRfの被嵌合部Rf2に嵌合可能な嵌合部材202を有する。   As shown in FIGS. 5 and 6, the robot connecting portion 20 has a plurality of first insertion holes 200a,... Formed at intervals around the central portion (see FIG. 6), and the intervals around the central portion. A plurality of second insertion holes 200b formed by opening a plurality of second insertion holes 200b formed on the center side with respect to the first insertion hole, and the base plate 200, Are inserted into each of the plurality of first insertion holes 200a, ... or the plurality of second insertion holes 200b, ..., and have a plurality of male screw members 201, ... extending from the first surface. Further, as shown in FIG. 6, the robot coupling portion 20 has a fitting member 202 that can be fitted to a fitted portion Rf2 of a robot flange Rf provided in the robot R.

なお、図6には、一例として、ロボット連結部20の第一挿通穴200aに対応する位置に形成される螺子穴Rf1と、嵌合部材202を嵌め込み可能な凹状の被嵌合部Rf2とを有するロボットフランジRfを介してマスター装置1がロボットRに取り付けられている状態を示している。   In FIG. 6, as an example, a screw hole Rf <b> 1 formed at a position corresponding to the first insertion hole 200 a of the robot coupling portion 20, and a concave fitted portion Rf <b> 2 into which the fitting member 202 can be fitted. The state which the master apparatus 1 is attached to the robot R via the robot flange Rf which has is shown.

第二挿通穴200bは、フレーム21の当該第二挿通穴200bに対応する位置に形成されている連通穴212と連通するようになっている。   The second insertion hole 200b communicates with a communication hole 212 formed at a position corresponding to the second insertion hole 200b of the frame 21.

雄螺子部材201は、第一挿通穴200aに挿し込まれる第一螺子部材201aと、第二挿通穴200bに螺合する第二螺子部材201bとで構成されている。   The male screw member 201 includes a first screw member 201a inserted into the first insertion hole 200a and a second screw member 201b screwed into the second insertion hole 200b.

第一螺子部材201aは、第一挿通穴200aを通じてロボット連結部20の第一面側に延出するようになっている。そして、第二螺子部材201bは、フレーム21の連通穴212に挿通される。さらに、第二挿通穴200bに螺合される。そのため、マスター装置1では、第二螺子部材201bによってロボット連結部20とフレーム21とが連結されている。そして、第二螺子部材201bは、第二挿通穴200bに螺合されている状態において、ロボット連結部20の第一面側に延出しないようになっている。   The first screw member 201a extends to the first surface side of the robot connecting portion 20 through the first insertion hole 200a. The second screw member 201 b is inserted into the communication hole 212 of the frame 21. Further, it is screwed into the second insertion hole 200b. Therefore, in the master device 1, the robot connecting portion 20 and the frame 21 are connected by the second screw member 201b. The second screw member 201b does not extend to the first surface side of the robot connecting portion 20 in a state where the second screw member 201b is screwed into the second insertion hole 200b.

ベースプレート200は、連結部5(後述する切替機構53のシリンダ部531)を嵌め込む嵌込部200cを有する。嵌込部200cは、ロボット連結部20の第二面から第一面側に向けて凹状に形成されている。すなわち、嵌込部200cは、第二面上で開放する凹みによって構成されている。   The base plate 200 has a fitting portion 200c into which the connecting portion 5 (a cylinder portion 531 of the switching mechanism 53 described later) is fitted. The fitting portion 200c is formed in a concave shape from the second surface of the robot coupling portion 20 toward the first surface side. That is, the fitting part 200c is configured by a recess that opens on the second surface.

また、ベースプレート200は、第一面側に外径の異なる嵌合部材202を交換可能に着脱する着脱部200dを有する。なお、着脱部200dは、螺子穴が形成されており、当該螺子穴に嵌合部材202に挿通させた雄螺子を螺合させることでベースプレート200の第一面側に嵌合部材202を装着できるようになっている。   In addition, the base plate 200 has an attaching / detaching portion 200d on the first surface side for attaching and detaching the fitting member 202 having a different outer diameter in a replaceable manner. The attaching / detaching portion 200d has a screw hole, and the fitting member 202 can be attached to the first surface side of the base plate 200 by screwing a male screw inserted into the fitting member 202 into the screw hole. It is like that.

これにより、マスター装置1では、第二螺子部材201bがロボットフランジRfの螺子穴Rf1に螺合され、着脱部203に装着されている嵌合部材202を被嵌合部Rf2に嵌め込むことでロボット連結部20がロボットフランジRfに取り付けられる。従って、マスター装置1がロボットRに連結される。   As a result, in the master device 1, the second screw member 201b is screwed into the screw hole Rf1 of the robot flange Rf, and the fitting member 202 attached to the detachable portion 203 is fitted into the fitted portion Rf2 so as to fit the robot. The connecting part 20 is attached to the robot flange Rf. Therefore, the master device 1 is connected to the robot R.

なお、本実施形態に係るロボット連結部20は、第一螺子部材201aによってロボットフランジRfに連結されるようになっているが、ロボットフランジRfの螺子穴Rf1の位置によっては、第二螺子部材201bをロボット連結部20の第一面側に延出させるようにしてもよい。すなわち、ロボット連結部20は、第二螺子部材201bによってロボットフランジRfに連結されるようになっていてもよい。   In addition, although the robot connection part 20 which concerns on this embodiment is connected with the robot flange Rf by the 1st screw member 201a, depending on the position of the screw hole Rf1 of the robot flange Rf, the 2nd screw member 201b. May be extended to the first surface side of the robot connecting portion 20. That is, the robot connecting part 20 may be connected to the robot flange Rf by the second screw member 201b.

また、本実施形態に係るロボット連結部20では、着脱部203が当該ロボット連結部20の第一面側に外径の異なる嵌合部材202を交換可能に着脱できるようになっているため、ロボットフランジRfの被嵌合部Rf2のサイズに対応する外径の嵌合部材202を選定した上で、着脱部203に装着することができる。   Further, in the robot connecting portion 20 according to the present embodiment, the attaching / detaching portion 203 can attach and detach the fitting member 202 having a different outer diameter to the first surface side of the robot connecting portion 20 in a replaceable manner. The fitting member 202 having an outer diameter corresponding to the size of the fitted portion Rf2 of the flange Rf can be selected and attached to the detachable portion 203.

さらに、嵌合部材202を必要としない場合(例えば、ロボットフランジRfに被嵌合部Rf2が無い場合)、ロボット連結部20は、着脱部203から嵌合部材202を取り外したうえで、ロボットR(ロボットフランジRf)に連結させるようにすることもできる。   Further, when the fitting member 202 is not required (for example, when the robot flange Rf does not have the fitted portion Rf2), the robot connecting unit 20 removes the fitting member 202 from the attaching / detaching portion 203, and then the robot R It can also be connected to (robot flange Rf).

図1、図2に戻り、フレーム21は、ロボット連結部20と並ぶ方向(以下、第一方向とする)で厚みを有する。また、フレーム21は、ロボット連結部20の第二面と対向する第一面と、該第一面とは反対側の第二面とを有する。そして、フレーム21は、第一面と第二面とに繋がる外周面を有する。   Returning to FIG. 1 and FIG. 2, the frame 21 has a thickness in a direction (hereinafter, referred to as a first direction) aligned with the robot coupling unit 20. Further, the frame 21 has a first surface facing the second surface of the robot coupling portion 20 and a second surface opposite to the first surface. The frame 21 has an outer peripheral surface connected to the first surface and the second surface.

さらに、図4に示すように、フレーム21は、当該フレーム21の中央部に形成されるとともに、第一面から第二面に亘って貫通する配置穴211を有する。なお、以下の説明において、フレーム21の第二面には「21a」を付し、フレーム21の外周面には「21b」を付すこととする。   Furthermore, as shown in FIG. 4, the frame 21 has an arrangement hole 211 that is formed at the center of the frame 21 and penetrates from the first surface to the second surface. In the following description, “21a” is attached to the second surface of the frame 21, and “21b” is attached to the outer peripheral surface of the frame 21.

図2に戻り、収容部210は、フレーム21の中心部周りで間隔をあけて複数形成されている。すなわち、フレーム21は、複数(本実施形態では、3つの)の収容部210,…を有する。   Returning to FIG. 2, a plurality of accommodating portions 210 are formed at intervals around the center portion of the frame 21. That is, the frame 21 has a plurality (three in the present embodiment) of accommodating portions 210.

また、複数の収容部210,…のそれぞれは、ツールTに連結される(ツール側収容部に収容されるモジュールを介してツールTに連結される)モジュール(図示しない)を収容可能に形成されている。なお、収容部210に収容されるモジュールも、例えば、ツールTへの流体(空気や水等)や、電力の供給等を行うためのものである。   Further, each of the plurality of accommodating portions 210,... Is formed so as to accommodate a module (not shown) coupled to the tool T (coupled to the tool T via a module accommodated in the tool side accommodating portion). ing. In addition, the module accommodated in the accommodating part 210 is a thing for supplying the fluid (air, water, etc.), the electric power, etc. to the tool T, for example.

収容部210は、第一方向及び第一方向と直交する方向に向けて開放するようになっている。すなわち、収容部210は、フレーム21の第一面上と、フレーム21の第二面21a上と、フレーム21の外周面21b上とに向けて開放するようになっている。   The accommodating part 210 is open | released toward the direction orthogonal to a 1st direction and a 1st direction. That is, the accommodating part 210 is opened toward the first surface of the frame 21, the second surface 21 a of the frame 21, and the outer peripheral surface 21 b of the frame 21.

装置本体2では、フレーム21の第一面は、ロボット連結部20の第二面と対向するようになっているため、収容部210は、フレーム21の第一面上で開放している部分がロボット連結部20によって塞がれている。従って、装置本体2では、収容部210がフレーム21の第二面21a上及びフレーム21の外周面21b上で開放するようになっている。   In the apparatus main body 2, the first surface of the frame 21 is opposed to the second surface of the robot coupling portion 20, so that the accommodating portion 210 has an open portion on the first surface of the frame 21. It is blocked by the robot connecting part 20. Therefore, in the apparatus main body 2, the accommodating portion 210 is opened on the second surface 21 a of the frame 21 and the outer peripheral surface 21 b of the frame 21.

そして、収容部210における、フレーム21の第二面21a側の開放端(以下、第一の開放端210aとする)は、フレーム21の第二面21a側よりもフレーム21の第一面側に位置している。また、収容部210における、フレーム21の外周面21b側の開放端(以下、第二の開放端210bとする)は、フレーム21の外周面21bよりもフレーム21の内側に位置している。   And the open end (henceforth the 1st open end 210a) in the 2nd surface 21a side of the frame 21 in the accommodating part 210 is on the 1st surface side of the frame 21 rather than the 2nd surface 21a side of the frame 21. positioned. In addition, the open end (hereinafter referred to as the second open end 210 b) of the housing portion 210 on the outer peripheral surface 21 b side of the frame 21 is positioned inside the frame 21 relative to the outer peripheral surface 21 b of the frame 21.

配置穴211は、図4に示すように、フレーム21の第一面側の穴径よりも、フレーム21の第二面21a側の穴径の方が小さくなるように形成されている。   As shown in FIG. 4, the arrangement hole 211 is formed so that the hole diameter on the second surface 21 a side of the frame 21 is smaller than the hole diameter on the first surface side of the frame 21.

図2に戻り、カバー3は、収容部210の開放部分を覆った状態で外面がフレーム21の外面(本実施形態では、フレーム21の第二面21a、及びフレーム21の外周面21b)と連続するようになっている。また、カバー3は、収容部210の開放部分を覆った状態で、外縁部が収容部210の第一の開放端210a及び収容部210の第二の開放端210bと当接するようになっている。   Returning to FIG. 2, the cover 3 is continuous with the outer surface of the frame 21 (in this embodiment, the second surface 21 a of the frame 21 and the outer peripheral surface 21 b of the frame 21) in a state in which the cover 3 covers the open portion of the housing portion 210. It is supposed to be. Further, the cover 3 covers the open portion of the housing portion 210 and the outer edge portion comes into contact with the first open end 210 a of the housing portion 210 and the second open end 210 b of the housing portion 210. .

より具体的に説明すると、カバー3は、収容部210の開放部分を覆った状態でフレーム21の外周面21bと連続する外面を有する側面部30と、該側面部30に直交し且つ収容部210の開放部分を覆った状態でフレーム21の第二面21aと連続する外面を有する上面部31とを有する。   More specifically, the cover 3 includes a side surface portion 30 having an outer surface continuous with the outer peripheral surface 21b of the frame 21 in a state of covering the open portion of the storage portion 210, and the storage portion 210 orthogonal to the side surface portion 30. And an upper surface portion 31 having an outer surface continuous with the second surface 21a of the frame 21 in a state of covering the open portion.

側面部30は、円弧状に形成されており、周方向で第一端と該第一端とは反対側の第二端とを有する。また、側面部30は、周方向と直交する方向で上端と該上端とは反対側の下端とを有する。なお、以下の説明において、側面部30の第一端には「30a」を付し、側面部30の第二端には「30b」を付し、側面部30の下端には「30c」を付すこととする。   The side surface portion 30 is formed in an arc shape, and has a first end in the circumferential direction and a second end opposite to the first end. Moreover, the side part 30 has an upper end in the direction orthogonal to the circumferential direction, and a lower end opposite to the upper end. In the following description, “30a” is attached to the first end of the side surface portion 30, “30b” is attached to the second end of the side surface portion 30, and “30c” is attached to the lower end of the side surface portion 30. It will be attached.

そして、側面部30は、第一端30a及び第二端30bのそれぞれがフレーム21の第一の開放端210aに当接するようになっている。さらに、側面部30は、下端30cがロボット連結部20の第二面における外縁部上に配置されるようになっている。   The side surface 30 is configured such that each of the first end 30 a and the second end 30 b abuts on the first open end 210 a of the frame 21. Further, the side surface portion 30 is configured such that the lower end 30 c is disposed on the outer edge portion of the second surface of the robot coupling portion 20.

上面部31は、側面部30の上端に設けられる第一端と、該第一端とは反対側の第二端とを有する。また、上面部31は、当該上面部31の第一端と第二端とが並ぶ方向と直交する方向に一対の側端を有する。なお、以下の説明において、上面部31の第二端には「31a」を付し、上面部31の一方の側端には「31b」を付し、上面部31の他方の側端には「31c」を付すこととする。   The upper surface portion 31 has a first end provided at the upper end of the side surface portion 30 and a second end opposite to the first end. Further, the upper surface portion 31 has a pair of side ends in a direction orthogonal to the direction in which the first end and the second end of the upper surface portion 31 are arranged. In the following description, “31a” is attached to the second end of the upper surface portion 31, “31b” is attached to one side end of the upper surface portion 31, and the other side end of the upper surface portion 31 is attached. “31c” is attached.

そして、上面部31の第二端31aは、収容部210の第一の開放端210aに当接するようになっている。また、上面部31の一方の側端31b及び上面部31の他方の側端31cは、収容部210の第二の開放端210bと当接するようになっている。   The second end 31 a of the upper surface portion 31 comes into contact with the first open end 210 a of the housing portion 210. Further, one side end 31 b of the upper surface portion 31 and the other side end 31 c of the upper surface portion 31 are in contact with the second open end 210 b of the housing portion 210.

シール部材4は、環状に形成されており、ロボット連結部20の第二面上に配置されている。これにより、シール部材4は、ロボット連結部20の第二面上における外周縁部全周に渡って配置されている。   The seal member 4 is formed in an annular shape and is disposed on the second surface of the robot coupling unit 20. Accordingly, the seal member 4 is disposed over the entire outer peripheral edge portion on the second surface of the robot coupling portion 20.

そのため、シール部材4は、カバー3で収容部210を覆ったときに、フレーム21(フレーム21の第二面21a)と、カバー3(カバー3における側面部30の下端30c)とによって挟み込まれるようになっている。従って、シール部材4は、フレーム21(フレーム21の第二面21a)と、カバー3(カバー3における側面部30の下端30c)との間を塞ぐようになっている。   Therefore, the seal member 4 is sandwiched between the frame 21 (the second surface 21a of the frame 21) and the cover 3 (the lower end 30c of the side surface portion 30 of the cover 3) when the housing portion 210 is covered with the cover 3. It has become. Accordingly, the seal member 4 is configured to block between the frame 21 (the second surface 21a of the frame 21) and the cover 3 (the lower end 30c of the side surface portion 30 of the cover 3).

図7に示すように、連結部5は、ツール接続装置8の空洞部80に挿込可能な筒状の挿込部50であって、周方向で間隔を空けて形成される複数の貫通穴500,…を有する挿込部50と、該挿込部50の貫通穴500のそれぞれに嵌め込まれる環状のボール受部材51と、該ボール受部材51のそれぞれに嵌め込まれるボール部材52であって、一部が挿込部50の外部に突出可能なボール部材52,…と、該ボール部材52の一部を挿込部50の外部に突出させて当該ボール部材52をツール接続装置8の係止部81に係止可能にした係止状態と、ボール部材52の一部を挿込部50内に退避させて当該ボール部材52をツール接続装置8の係止部81に係止不能にした非係止状態とに切替可能な切替機構53と、係止状態を維持するためのロック機構54とを有する(図4参照)。   As shown in FIG. 7, the connecting portion 5 is a cylindrical insertion portion 50 that can be inserted into the cavity portion 80 of the tool connection device 8, and has a plurality of through holes formed at intervals in the circumferential direction. 500,..., An annular ball receiving member 51 fitted into each of the through holes 500 of the inserting portion 50, and a ball member 52 fitted into each of the ball receiving members 51, A part of the ball member 52 that can protrude to the outside of the insertion portion 50, and a part of the ball member 52 are protruded to the outside of the insertion portion 50 to lock the ball member 52 to the tool connection device 8. A locking state in which the ball member 52 is locked to the locking portion 81 and a part of the ball member 52 that is retracted into the insertion portion 50 so that the ball member 52 cannot be locked to the locking portion 81 of the tool connection device 8. The switching mechanism 53 that can be switched to the locked state, and to maintain the locked state And a locking mechanism 54 (see FIG. 4).

挿込部50は、軽金属(例えば、アルミ、マグネシウム、チタン等)や、樹脂(例えば、繊維強化プラスチック、エンジニアリングプラスチック(エンプラ)、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、カーボン繊維強化プラスチック等)で構成することができる(本実施形態における挿込部50は、軽金属であるアルミによって構成されている)。   The insertion part 50 is made of light metal (for example, aluminum, magnesium, titanium, etc.) or resin (for example, fiber reinforced plastic, engineering plastic (engineering plastic), thermosetting resin, thermoplastic resin, carbon fiber reinforced plastic, etc.). (The insertion part 50 in this embodiment is comprised with the aluminum which is a light metal).

なお、挿込部50を軽金属で構成する場合、アルミを採用することが好ましい。また、挿込部50を樹脂で構成する場合、繊維強化プラスチックを採用することが好ましく、より好ましくは、カーボン繊維強化プラスチックであり、さらに好ましくは、フェノール系樹脂を含むカーボン繊維強化プラスチックである。   In addition, when comprising the insertion part 50 with a light metal, it is preferable to employ | adopt aluminum. Moreover, when the insertion part 50 is comprised with resin, it is preferable to employ | adopt fiber reinforced plastic, More preferably, it is a carbon fiber reinforced plastic, More preferably, it is a carbon fiber reinforced plastic containing a phenol-type resin.

また、挿込部50は、ロボット連結部20側の第一端と、該第一端とは反対側の第二端とを有する。そして、挿込部50は、前記貫通穴500に連続する凹状の嵌合凹部501を有する。さらに、挿込部50は、第一端から貫通穴500に繋がるように形成される螺子穴502と、該螺子穴502に螺合させる雄螺子部材503とを有する。   Moreover, the insertion part 50 has the 1st end by the side of the robot connection part 20, and the 2nd end on the opposite side to this 1st end. The insertion portion 50 has a concave fitting concave portion 501 continuous with the through hole 500. Further, the insertion portion 50 has a screw hole 502 formed so as to be connected to the through hole 500 from the first end, and a male screw member 503 to be screwed into the screw hole 502.

嵌合凹部501は、挿込部50の第二端側に向けて凹状に形成されている。螺子穴502は、挿込部50の第一端から嵌合凹部501に繋がるように形成されている。   The fitting recess 501 is formed in a concave shape toward the second end side of the insertion portion 50. The screw hole 502 is formed so as to be connected from the first end of the insertion portion 50 to the fitting recess 501.

ボール受部材51は、金属(例えば、焼結金属、ステンレス、鉄系の金属等)で構成されている。なお、ボール受部材51は、焼結金属が採用されることが好ましい。また、本実施形態に係るボール受部材51は、焼結金属で構成されている。   The ball receiving member 51 is made of metal (for example, sintered metal, stainless steel, iron-based metal, etc.). The ball receiving member 51 is preferably made of sintered metal. Moreover, the ball receiving member 51 according to the present embodiment is made of a sintered metal.

ボール受部材51は、図7、図8、図9に示すように、環状のボール受部材本体510と、該ボール受部材本体510の外面から挿込部50の第二端側に向けて突出する突出部511とを有する。   As shown in FIGS. 7, 8, and 9, the ball receiving member 51 protrudes toward the second end side of the insertion portion 50 from the outer surface of the annular ball receiving member main body 510 and the ball receiving member main body 510. Projecting portion 511.

ボール受部材本体510は、軸心方向で第一端と該第一端とは反対側の第二端とを有する。なお、本実施形態に係るボール受部材本体510は、挿込部50の貫通穴540bに嵌め込まれた状態において、第一端が挿込部50の外周面上に位置し、第二端が挿込部50の内周面上に位置するようになっている。また、ボール受部材本体510は、挿込部50の貫通穴500に嵌め込まれた状態において、第一端が挿込部50の外周面と面一となり、第二端が挿込部50の内周面と面一となるように形成されている。   The ball receiving member main body 510 has a first end in the axial direction and a second end opposite to the first end. In the ball receiving member main body 510 according to the present embodiment, the first end is located on the outer peripheral surface of the insertion portion 50 and the second end is inserted in the state where the ball receiving member main body 510 is fitted in the through hole 540b of the insertion portion 50. It is located on the inner peripheral surface of the insertion portion 50. Further, the ball receiving member main body 510 has a first end flush with the outer peripheral surface of the insertion portion 50 and a second end inside the insertion portion 50 when the ball receiving member main body 510 is fitted in the through hole 500 of the insertion portion 50. It is formed so as to be flush with the peripheral surface.

そして、図8に示すように、ボール受部材本体510は、第一端側の内周面から周方向内側に向けて突出する返り部510aを有する。なお、本実施形態に係るボール受部材本体510は、一対の返り部510a,510aを有するようになっている。   And as shown in FIG. 8, the ball | bowl receiving member main body 510 has the return part 510a which protrudes toward the circumferential direction inner side from the internal peripheral surface of the 1st end side. The ball receiving member main body 510 according to the present embodiment has a pair of return portions 510a and 510a.

突出部511は、ボール受部材51を挿込部50の貫通穴500に嵌合させたときに挿込部50の螺子穴502と対応する位置で凹状に形成される螺子止部511aを有する。そのため、連結部5では、挿込部50の貫通穴500にボール受部材51を嵌め込むとともに突出部511を嵌合凹部501に嵌め込み、螺子穴502に螺合させた雄螺子部材503を突出部511の螺子止部511aに当接させることで、挿込部50にボール受部材51を固定することができるようになる。   The protruding portion 511 has a screw stop portion 511 a that is formed in a concave shape at a position corresponding to the screw hole 502 of the insertion portion 50 when the ball receiving member 51 is fitted into the through hole 500 of the insertion portion 50. Therefore, in the connecting portion 5, the ball receiving member 51 is fitted into the through hole 500 of the insertion portion 50, the protruding portion 511 is fitted into the fitting recess 501, and the male screw member 503 screwed into the screw hole 502 is inserted into the protruding portion. The ball receiving member 51 can be fixed to the insertion portion 50 by making contact with the screw stop portion 511a of 511.

切替機構53は、図4に示すように、前記挿込部50内に配置されるとともに前記挿込部50の軸線方向で移動可能なカム部530aを有する往復動体530を備えている。   As shown in FIG. 4, the switching mechanism 53 includes a reciprocating body 530 that is disposed in the insertion portion 50 and has a cam portion 530 a that is movable in the axial direction of the insertion portion 50.

また、切替機構53は、挿込部50の第一端に繋がる筒状のシリンダ部531と、往復動体530に連結される受圧部532と、該受圧部532に外力を作用させて往復動体530を第一方向で移動させる駆動源(図示しない)とを有する。   The switching mechanism 53 includes a cylindrical cylinder portion 531 connected to the first end of the insertion portion 50, a pressure receiving portion 532 connected to the reciprocating body 530, and an external force acting on the pressure receiving portion 532 to reciprocate the moving body 530. And a drive source (not shown) for moving in the first direction.

往復動体530は、カム部530aから延出する軸部530bを有する。そして、往復動体530のカム部530aは、挿込部50の軸心方向における一方向(以下、第一方向とする)に向けて移動するに伴いボール部材52,…を挿込部50の外部に押し出し、前記第一方向とは反対側の第二方向に移動するに伴いボール部材52,…に対する押し出しを解除するように構成されている。   The reciprocating body 530 has a shaft portion 530b extending from the cam portion 530a. And the cam part 530a of the reciprocating body 530 moves the ball members 52,... To the outside of the insertion part 50 as it moves in one direction (hereinafter referred to as the first direction) in the axial direction of the insertion part 50. And the ball member 52,... Is released as it moves in the second direction opposite to the first direction.

より具体的に説明すると、カム部530aは、ロボット連結部20側の第一端と該第一端とは反対側の第二端とを有する。そして、カム部530aは、第一端側(後述する受部540と対向する側)に形成される凹状のカム側凹部530aaを有する。   More specifically, the cam portion 530a has a first end on the robot connecting portion 20 side and a second end opposite to the first end. And the cam part 530a has the concave cam side recessed part 530aa formed in the 1st end side (side facing the receiving part 540 mentioned later).

カム側凹部530aaは、前記カム部530aの中心部周りで環状をなしている。また、カム側凹部530aaは、前記カム部530aの中央部側に形成されている。そのため、カム部530aにおけるカム側凹部530aaよりも外側の部分(カム側凹部530aaから外周部までの寸法)は、カム部530aにおけるカム側凹部530aaよりも内側の部分(カム側凹部530aaから中心部までの寸法)に比して厚肉になっている。   The cam side recess 530aa has an annular shape around the center of the cam portion 530a. The cam-side recess 530aa is formed on the center side of the cam portion 530a. Therefore, a portion outside the cam side recess 530aa in the cam portion 530a (a dimension from the cam side recess 530aa to the outer peripheral portion) is a portion inside the cam side recess 530aa in the cam portion 530a (from the cam side recess 530aa to the center portion). It is thicker than the previous dimension).

カム部530aの外周面530cは、カム部530aの第一端とカム部530aの第二端との間に形成されるフェールセーフ部530ccを含むようになっている。より具体的に説明すると、カム部530aの外周面530cは、カム部530aの第一端側に形成される第一テーパ部530caと、カム部530aの第二端側に形成される第二テーパ部530cbと、前記第一テーパ部530caと前記第二テーパ部530cbとの間に形成されるフェールセーフ部530ccとを含んでいる。   The outer peripheral surface 530c of the cam portion 530a includes a fail-safe portion 530cc formed between the first end of the cam portion 530a and the second end of the cam portion 530a. More specifically, the outer peripheral surface 530c of the cam portion 530a includes a first taper portion 530ca formed on the first end side of the cam portion 530a and a second taper formed on the second end side of the cam portion 530a. Part 530cb and a fail safe part 530cc formed between the first taper part 530ca and the second taper part 530cb.

第一テーパ部530caは、カム部530aの第一端側になるにつれて外形が小さくなるように形成されている。そして、第二テーパ部530cbは、カム部530aの第二端側になるにつれて外形が大きくなるように形成されている。   The first taper portion 530ca is formed so that the outer shape becomes smaller toward the first end side of the cam portion 530a. And the 2nd taper part 530cb is formed so that an external shape may become large as it becomes the 2nd end side of the cam part 530a.

フェールセーフ部530ccは、円筒状に形成することで構成したり、内部に向かって湾曲するとともにカム部530aの周方向全周に亘って形成される凹みによって構成したりすることができる。また、フェールセーフ部530ccは、前記ボール部材52,…のそれぞれと嵌合可能に形成されている。   The fail-safe portion 530cc can be configured by being formed in a cylindrical shape, or can be configured by a dent that is curved toward the inside and formed over the entire circumference of the cam portion 530a. Further, the fail-safe portion 530cc is formed so as to be fitted to each of the ball members 52,.

そのため、カム部530aは、第一方向に向けて移動すると、まず、第一テーパ部530caがボール部材52,…に接触する。これにより、ボール部材52,…が挿込部50の外部に押し出され始める。そして、カム部530aは、第一方向に向けてさらに移動すると、第二テーパ部530cbがボール部材52,…に接触する。これにより、ボール部材52,…のそれぞれの一部が挿込部50から突出し、当該ボール部材52,…のそれぞれが係止部81に係止可能な状態になる。さらに、カム部530aは、第二方向に移動することで複数のボール部材52,…のそれぞれに対する押し出しを解除するようになっている。   Therefore, when the cam portion 530a moves in the first direction, first, the first taper portion 530ca contacts the ball members 52,. Thereby, the ball members 52,... Begin to be pushed out of the insertion portion 50. When the cam portion 530a further moves in the first direction, the second taper portion 530cb comes into contact with the ball members 52,. Thereby, each of the ball members 52,... Protrudes from the insertion portion 50, and each of the ball members 52,. Further, the cam portion 530a moves in the second direction to release the push-out of each of the plurality of ball members 52,.

往復動体530の軸部530bは、後述する受部540に挿通されている。   A shaft portion 530b of the reciprocating body 530 is inserted through a receiving portion 540 described later.

シリンダ部531は、挿込部50と一体的に形成されている。そのため、シリンダ部531も、挿込部50と同様の軽金属又は樹脂によって構成されている。また、シリンダ部531は、外径が挿込部50の外径よりも大きくなるように形成されている。なお、以下の説明において、シリンダ部531と挿込部50とが一体的になっている部材を筒状部とする。   The cylinder portion 531 is formed integrally with the insertion portion 50. Therefore, the cylinder portion 531 is also made of the same light metal or resin as the insertion portion 50. The cylinder portion 531 is formed so that the outer diameter is larger than the outer diameter of the insertion portion 50. In the following description, a member in which the cylinder portion 531 and the insertion portion 50 are integrated is referred to as a cylindrical portion.

そのため、マスター装置1では、ロボット連結部20上に配置した挿込部50にフレーム21を外嵌させると、挿込部50の外面にフレーム21の第一面側の内周面(配置穴211)が当接し、切替機構53のシリンダ部531の外面にフレーム21の第二面21a側の内周面(配置穴211)が当接する。そして、フレーム21をロボット連結部20上に固定することによって、連結部5が装置本体2に連結されるようになっている。   Therefore, in the master device 1, when the frame 21 is externally fitted to the insertion portion 50 disposed on the robot coupling portion 20, the inner peripheral surface (arrangement hole 211 on the first surface side of the frame 21 is fitted to the outer surface of the insertion portion 50. ) And the inner peripheral surface (arrangement hole 211) on the second surface 21 a side of the frame 21 contacts the outer surface of the cylinder portion 531 of the switching mechanism 53. Then, the connecting portion 5 is connected to the apparatus main body 2 by fixing the frame 21 on the robot connecting portion 20.

受圧部532は、厚みを有する板状に形成されており、平面視形状が円形状となっている。そして、受圧部532は、後述する受部540を境とする他方側に配置されている。また、受圧部532の外周面と挿込部50の内周面との間には、環状のシール部材S2が配置されている。   The pressure receiving portion 532 is formed in a plate shape having a thickness, and has a circular shape in plan view. And the pressure receiving part 532 is arrange | positioned at the other side bordering on the receiving part 540 mentioned later. An annular seal member S <b> 2 is disposed between the outer peripheral surface of the pressure receiving portion 532 and the inner peripheral surface of the insertion portion 50.

そのため、切替機構53は、挿込部50の内周面と、後述する受部540と、ロボット連結部20の第二面とによって画定されている内部空間を受圧部532を境とする一方の空間(以下、第一の空間D1とする)と、受圧部532を境とする他方の空間(以下、第二の空間D2とする)とに区画するようになっている。   Therefore, the switching mechanism 53 is one of the internal spaces defined by the inner peripheral surface of the insertion portion 50, the receiving portion 540 described later, and the second surface of the robot connecting portion 20 with the pressure receiving portion 532 as a boundary. It is divided into a space (hereinafter referred to as a first space D1) and another space (hereinafter referred to as a second space D2) with the pressure receiving portion 532 as a boundary.

駆動源は、一方の空間D1に気体を流入させる第一の流路(図示しない)と、他方の空間D2に空気を流入させる第二の流路(図示しない)とに繋がっている。なお、駆動源には、例えば、エアコンプレッサ等を採用することができる。   The drive source is connected to a first flow path (not shown) for flowing gas into one space D1 and a second flow path (not shown) for flowing air into the other space D2. For example, an air compressor or the like can be employed as the drive source.

ロック機構54は、前記装置本体2(筒状部)内に配置される受部540であって、前記挿込部50の軸心方向で前記往復動体530のカム部530aと並ぶ受部540と、前記往復動体530のカム部530aと前記受部540との間に配置される付勢部材541であって、前記挿込部50の軸心方向における一方向側に前記往復動体530を付勢する付勢部材541とを有する。   The lock mechanism 54 is a receiving portion 540 disposed in the apparatus main body 2 (cylindrical portion), and is a receiving portion 540 aligned with the cam portion 530a of the reciprocating body 530 in the axial direction of the insertion portion 50. An urging member 541 disposed between the cam portion 530a of the reciprocating body 530 and the receiving portion 540, and urges the reciprocating body 530 toward one direction side in the axial direction of the insertion portion 50. And an urging member 541.

受部540は、カム部530aと対向する部分に形成される凹状の受部側凹部540aを有する。そして、受部540の中央部には、貫通穴540bが形成されている。   The receiving part 540 has a concave receiving part side recessed part 540a formed in a part facing the cam part 530a. A through hole 540 b is formed at the center of the receiving portion 540.

受部側凹部540aは、貫通穴540bの周りに間隔をあけて複数形成されている。なお、本実施形態では、三つの受部側凹部540aが形成されている(図3参照)。   A plurality of receiving side recesses 540a are formed at intervals around the through hole 540b. In the present embodiment, three receiving side recesses 540a are formed (see FIG. 3).

受部540における貫通穴540bを画定する部分には、環状のシール部材S1が配置されている。そのため、切替機構53では、軸部530bが受部540のシール部材S1に圧接するようになっており、軸部530bと受部540との間の隙間が塞がれるようになっている。   An annular seal member S <b> 1 is disposed in a portion that defines the through hole 540 b in the receiving portion 540. Therefore, in the switching mechanism 53, the shaft portion 530b comes into pressure contact with the seal member S1 of the receiving portion 540, and the gap between the shaft portion 530b and the receiving portion 540 is closed.

付勢部材541は、コイルバネが採用されている。また、切替機構53では、三つのカム側凹部530aaのそれぞれにカム側凹部530aaが配置されている。そのため、切替機構53は、三つの付勢部材541を有するようになっており、各付勢部材541,…は、カム部530a(往復動体530)を受部540から離間する方向に付勢するようになっている。   The urging member 541 employs a coil spring. Moreover, in the switching mechanism 53, the cam side recessed part 530aa is arrange | positioned at each of the three cam side recessed parts 530aa. Therefore, the switching mechanism 53 has three urging members 541, and each urging member 541,... Urges the cam portion 530a (reciprocating body 530) in a direction away from the receiving portion 540. It is like that.

ここで、付勢部材541と、カム部530aと、受部540との関係について説明する。本実施形態において、カム部530aと受部540とは、カム部530aが受部540に最も接近している状態において、カム側凹部530aaの底部と受部側凹部540aの底部との間隔が付勢部材541の自由長の1/3よりも大きくなるように構成されている。   Here, the relationship among the urging member 541, the cam portion 530a, and the receiving portion 540 will be described. In the present embodiment, the cam portion 530a and the receiving portion 540 are spaced apart from the bottom of the cam-side recess 530aa and the bottom of the receiving-side recess 540a when the cam portion 530a is closest to the receiving portion 540. The force member 541 is configured to be larger than 1/3 of the free length.

また、本実施形態において、カム部530aと受部540とは、カム部530aが受部540から最も離間している状態において、カム側凹部530aaの底部と受部側凹部540aの底部との間隔が付勢部材541の自由長よりも小さくなるように構成されている。   Further, in the present embodiment, the cam portion 530a and the receiving portion 540 are the distance between the bottom of the cam-side recess 530aa and the bottom of the receiving-side recess 540a when the cam portion 530a is farthest from the receiving portion 540. Is configured to be smaller than the free length of the biasing member 541.

図4に戻り、位置決部6は、装置本体2(フレーム21の第二面21a)から外方に向けて延出するピン状に形成されている。   Returning to FIG. 4, the positioning portion 6 is formed in a pin shape extending outward from the apparatus main body 2 (the second surface 21 a of the frame 21).

そして、位置決部6は、装置本体2の中心部周りで間隔をあけて複数(本実施形態では、二つ)配置されている。また、一対の位置決部6,6は、装置本体2の中心部を介して対称となる位置から互いにずれた位置に配置されている。   A plurality (two in the present embodiment) of positioning units 6 are arranged around the center of the apparatus main body 2 at intervals. The pair of positioning units 6 and 6 are disposed at positions shifted from each other from a symmetrical position via the central portion of the apparatus main body 2.

位置検知センサ7は、一対の位置決部6,6のそれぞれに内装されている。そのため、本実施形態に係るマスター装置1は、一対の位置検知センサ7を備えるようになっている。また、位置検知センサ7は、位置決部6,6に内装されているため、位置決部6の先端部からツール接続装置8の被位置決部82の底部に設置された被検知体82aまでの距離を検知するようになっている。   The position detection sensor 7 is provided in each of the pair of positioning units 6 and 6. Therefore, the master device 1 according to the present embodiment includes a pair of position detection sensors 7. Further, since the position detection sensor 7 is built in the position determination units 6, 6, from the tip of the position determination unit 6 to the detected object 82 a installed at the bottom of the position determination unit 82 of the tool connection device 8. It is designed to detect the distance.

本実施形態に係るマスター装置1は、以上の通りである。続いて、本実施形態に係るマスター装置1の動作について添付図面を参照しつつ説明を行う。   The master device 1 according to the present embodiment is as described above. Then, operation | movement of the master apparatus 1 which concerns on this embodiment is demonstrated, referring an accompanying drawing.

まず、マスター装置1でツールTをロボットRに取り付けるには、図10に示すように、カム部530aを受部540側に移動させた状態にする。すなわち、ボール部材52の一部を挿込部50内に退避させて当該ボール部材52を前記係止部81に係止不能な状態にする。   First, in order to attach the tool T to the robot R with the master device 1, the cam portion 530a is moved to the receiving portion 540 side as shown in FIG. That is, a part of the ball member 52 is retracted into the insertion portion 50 so that the ball member 52 cannot be locked to the locking portion 81.

そして、マスター装置1の位置決部6の位置をツール接続装置8の被位置決部82の位置に対応させ、さらに、各位置検知センサ7が検知する位置決部6の先端部からツール接続装置8の被位置決部82の底部までの距離を確認しつつ、マスター装置1をツール接続装置8に連結可能な姿勢に調整する。そして、マスター装置1の挿込部50をツール接続装置8の空洞部80に挿し込んだ状態にする。   Then, the position of the positioning unit 6 of the master device 1 is made to correspond to the position of the positioned unit 82 of the tool connection device 8, and further, the tool connection device from the tip of the positioning unit 6 detected by each position detection sensor 7. The master device 1 is adjusted to a posture that can be coupled to the tool connection device 8 while confirming the distance to the bottom of the position-determining portion 82 of FIG. And the insertion part 50 of the master apparatus 1 is made into the state inserted in the cavity 80 of the tool connection apparatus 8. FIG.

そして、図11に示すように、第二の空間D2に空気を送り込むことで、カム部530aを受部540から離間する方向に移動させ、各ボール部材52を該カム部530aによって挿込部50の外部に押し出す。これにより、ボール部材52の一部を挿込部50の外部に突出させ、当該ボール部材52をツール接続装置8の係止部81に係止させる。   Then, as shown in FIG. 11, by sending air into the second space D2, the cam portion 530a is moved away from the receiving portion 540, and each ball member 52 is inserted into the insertion portion 50 by the cam portion 530a. Extrude outside. Thereby, a part of the ball member 52 is protruded to the outside of the insertion portion 50, and the ball member 52 is locked to the locking portion 81 of the tool connection device 8.

そして、ロボットRからツールTを取り外すには、第二の空間D2に空気を送り込み、カム部530aを受部540に接近する方向に移動させる。このようにして、ボール部材52の一部を挿込部50内に退避させ、当該ボール部材52を前記係止部81に係止不能な状態に切り替える。これにより、カム部530aのボール部材52に対する押し出しを解除する。   In order to remove the tool T from the robot R, air is sent into the second space D2, and the cam portion 530a is moved in a direction approaching the receiving portion 540. In this manner, a part of the ball member 52 is retracted into the insertion portion 50, and the ball member 52 is switched to a state in which the ball member 52 cannot be locked to the locking portion 81. Thereby, the pushing of the cam portion 530a to the ball member 52 is released.

そして、マスター装置1の挿込部50をツール接続装置8の空洞部80から引き抜くことで、ロボットRからツールTを取り外すことができる。   The tool T can be removed from the robot R by pulling out the insertion portion 50 of the master device 1 from the cavity 80 of the tool connection device 8.

以上のように、本実施形態に係るマスター装置1によれば、カム部530aが付勢部材541によって第一方向に付勢されているため、ボール部材52を挿込部50の外側に押し出している状態のカム部530aが第二方向に向けて不用意に移動してしまうことを防止することができる。   As described above, according to the master device 1 according to the present embodiment, since the cam portion 530a is biased in the first direction by the biasing member 541, the ball member 52 is pushed out of the insertion portion 50. It is possible to prevent the cam portion 530a in the state of being inadvertently moving in the second direction.

特に、本実施形態に係るマスター装置1では、駆動源から一方の空間D1又は他方の空間D2に気体を流入することでカム部530aを移動させるように構成されているため、駆動源からの流体の供給が停止しても、カム部530aが第二方向に向けて移動してしまうことを防止することができるようになっている。   In particular, the master device 1 according to the present embodiment is configured to move the cam portion 530a by flowing gas from the drive source into the one space D1 or the other space D2, so that the fluid from the drive source Even if the supply of is stopped, the cam portion 530a can be prevented from moving in the second direction.

また、装置本体2内に配置された受部540とカム部530a(往復動体530)との間に配置されるため、付勢部材541を配置するためのスペースが装置本体2内に確保されることになる。これにより、マスター装置1では、厚み(挿込部50の軸心方向における寸法)を小さくすることができる。   In addition, since it is arranged between the receiving part 540 and the cam part 530a (reciprocating body 530) arranged in the apparatus main body 2, a space for arranging the biasing member 541 is secured in the apparatus main body 2. It will be. Thereby, in the master apparatus 1, thickness (dimension in the axial direction of the insertion part 50) can be made small.

また、厚みを小さくすることによって、ツール接続装置8の重心を連結部5に近づけることができるため、ロボットRを操作する際に生じる慣性を小さくすることができる。従って、ロボットRのパフォーマンスを向上させることもできる。   Further, by reducing the thickness, the center of gravity of the tool connection device 8 can be brought closer to the connecting portion 5, so that inertia generated when the robot R is operated can be reduced. Therefore, the performance of the robot R can be improved.

このように、本実施形態に係るマスター装置1は、ツール接続装置8に対する連結が不用意に解除されることを防止しつつ、小型化を図ることができるという優れた効果を奏し得る。   As described above, the master device 1 according to the present embodiment can achieve an excellent effect that the size can be reduced while preventing the connection to the tool connection device 8 from being inadvertently released.

また、前記往復動体530のカム部530aが前記受部540と対向する部分に形成される凹状のカム側凹部530aaを有し、前記付勢部材541の一部が該カム側凹部530aa内に配置されるため、カム部530a内に付勢部材541の一部を配置することができ、第一方向における厚みをさらに抑えることができる。   Further, the cam portion 530a of the reciprocating body 530 has a concave cam-side recess portion 530aa formed at a portion facing the receiving portion 540, and a part of the biasing member 541 is disposed in the cam-side recess portion 530aa. Therefore, a part of the urging member 541 can be disposed in the cam portion 530a, and the thickness in the first direction can be further suppressed.

そして、前記カム側凹部530aaが前記カム部530aの中心部周りで環状をなし、前記カム部530aの中央部側に形成されるようにしているため、カム部530aにおけるカム側凹部530aaよりも外側の部分は、カム部530aにおけるカム側凹部530aaよりも内側の部分に比して厚肉になり、往復動体530の変形を防止することもできる。   Since the cam-side recess 530aa forms an annular shape around the central portion of the cam portion 530a and is formed on the center side of the cam portion 530a, the cam-side recess 530aa is outside the cam-side recess 530aa. This portion is thicker than the portion inside the cam-side recess 530aa in the cam portion 530a, and deformation of the reciprocating body 530 can also be prevented.

さらに、前記受部540がカム部530aと対向する部分に形成される凹状の受部側凹部540aaを有し、前記付勢部材541の一部が該受部側凹部540aa内に配置されるため、受部540内に付勢部材541の一部を配置することができ、マスター装置1の厚みをさらに小さくすることができる。   Further, the receiving portion 540 has a concave receiving portion side recess 540aa formed at a portion facing the cam portion 530a, and a part of the urging member 541 is disposed in the receiving portion side recess 540aa. A part of the urging member 541 can be disposed in the receiving portion 540, and the thickness of the master device 1 can be further reduced.

また、付勢部材541がコイルバネからなり、前記カム部530aと前記受部540とは、前記カム部530aが前記受部540に最も接近している状態において、前記カム側凹部530aaの底部と前記受部側凹部540aaの底部との間隔が付勢部材541の自由長の1/3よりも大きくなるように構成されているため、往復動体530を挿込部50の底部に最も接近させた状態にしても、付勢部材541が完全に圧縮された状態(縮み代が無くなった状態)にはならない。これにより、付勢部材541の線材同士が接触することによる磨耗を防止できることに加え、付勢部材541の内部に発生する応力を抑制し、金属疲労による寿命の低下を防ぐことができる。また、往復動体530に付勢力を与える為の最小の寸法を設定することにより、マスター装置1の厚みを抑えることができる。   Further, the urging member 541 is formed of a coil spring, and the cam portion 530a and the receiving portion 540 are arranged such that the cam portion 530a is closest to the receiving portion 540 and the bottom portion of the cam-side recessed portion 530aa Since the interval with the bottom of the receiving portion side recess 540aa is configured to be larger than 1/3 of the free length of the urging member 541, the reciprocating body 530 is brought closest to the bottom of the insertion portion 50. Even so, the urging member 541 is not completely compressed (the state in which the shrinkage allowance is eliminated). Thereby, in addition to preventing wear due to the wires of the urging member 541 coming into contact with each other, the stress generated inside the urging member 541 can be suppressed, and a reduction in life due to metal fatigue can be prevented. Moreover, the thickness of the master device 1 can be suppressed by setting a minimum dimension for applying a biasing force to the reciprocating body 530.

そして、カム部530aと前記受部540とは、前記カム部530aが前記受部540から最も離間している状態において、前記カム側凹部530aaの底部と前記受部側凹部540aaの底部との間隔が前記付勢部材541の自由長よりも小さくなるように構成されるため、カム部530aを受部540から最も離間させた状態にしても、付勢部材541が完全に伸びた状態(伸び代が無くなった状態)にはならず、付勢部材541がカム部530aに付勢力を作用させている状態になる。これにより、付勢部材541が拘束されて、周りの部材と衝突することによる音の発生を抑えることができ、また、カム部530aが受部540側に移動することでツール接続装置8の係止部に対するボール部材52の係止が不用意に解除されてしまうことを防止することができる。   The cam portion 530a and the receiving portion 540 are spaced apart from the bottom of the cam-side recess 530aa and the bottom of the receiving-side recess 540aa when the cam portion 530a is farthest from the receiving portion 540. Is configured to be smaller than the free length of the urging member 541. Therefore, even when the cam portion 530a is farthest from the receiving portion 540, the urging member 541 is fully extended (elongation allowance). However, the urging member 541 is in a state in which an urging force is applied to the cam portion 530a. As a result, the urging member 541 is restrained and the generation of sound due to collision with surrounding members can be suppressed, and the engagement of the tool connection device 8 can be achieved by the cam portion 530a moving to the receiving portion 540 side. It is possible to prevent the locking of the ball member 52 with respect to the stop portion from being inadvertently released.

さらに、カム部530aは、前記受部540側の第一端と該第一端とは反対側の第二端とを有し、カム部530aの外周面は、第一端と第二端との間に形成されるフェールセーフ部530ccを含み、該フェールセーフ部530ccは、前記ボール部材52のそれぞれと嵌合可能に形成されるため、カム部530aを第一方向に移動させてボール部材52を係止状態にしている状態において、当該カム部530aが第二方向に移動したときに、フェールセーフ部530ccとボール部材52とを嵌合させることができる。従って、カム部530aの第二方向への移動を規制することで、マスター装置1とツール接続装置8との連結が不用意に解除されてしまうことを防止することができる。   Further, the cam portion 530a has a first end on the receiving portion 540 side and a second end opposite to the first end, and an outer peripheral surface of the cam portion 530a has a first end and a second end. Since the fail-safe portion 530cc is formed so as to be able to be fitted to each of the ball members 52, the cam portion 530a is moved in the first direction so that the ball member 52 is formed. When the cam portion 530a is moved in the second direction in the state where is in the locked state, the fail safe portion 530cc and the ball member 52 can be fitted. Therefore, by restricting the movement of the cam portion 530a in the second direction, it is possible to prevent the connection between the master device 1 and the tool connection device 8 from being inadvertently released.

尚、本発明に係る工具交換装置用のマスター装置は、上記一実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。   The master device for the tool changer according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

また、上記実施形態において、特に言及しなかったが、カバー3は、モジュールが収容されていない収容部210の開放部分を覆うことができることはもちろんであるが、モジュールを収容した収容部210の開放部分を覆うこともできる。   Although not particularly mentioned in the above embodiment, the cover 3 can naturally cover the open part of the housing part 210 in which the module is not housed, but the opening of the housing part 210 in which the module is housed. The part can be covered.

このようにする場合、カバー3は、収容部210に収容されているモジュールと協働して収容部210の開放部分を覆うようにしてもよい。より具体的に説明すると、例えば、収容部210に収容されているモジュールが外部の機器との接続を行うためのコネクタを備えている場合、カバー3が当該コネクタと協働して収容部210の開放部分を覆うことができるようにしてもよい。   In this case, the cover 3 may cover the open part of the housing part 210 in cooperation with the module housed in the housing part 210. More specifically, for example, when the module housed in the housing portion 210 includes a connector for connecting to an external device, the cover 3 cooperates with the connector to support the housing 210. The open part may be covered.

また、上記実施形態において、シール部材4は、フレーム21の第二面21aとカバー3における側面部30の下端との間を塞ぐようになっていたが、これに限定されるものではなく、例えば、シール部材4は、フレーム21の第一の開放端210aとカバー3の第二端との間や、フレーム21の第一の開放端210aとカバー3の各側端との間も塞ぐようになっていてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the sealing member 4 closed the space | interval between the 2nd surface 21a of the flame | frame 21, and the lower end of the side part 30 in the cover 3, it is not limited to this, For example, The sealing member 4 also closes between the first open end 210a of the frame 21 and the second end of the cover 3 and between the first open end 210a of the frame 21 and each side end of the cover 3. It may be.

また、上記実施形態において、マスター装置1は、一対の位置決部6を備えるようになっていたが、これに限定されるものではなく、例えば、二つ以上の位置決部6を備えるようにしてもよい。また、このようにする場合、位置検知センサ7は、全ての位置決部6に内装されていてもよいし、一部の位置決部6に内装されていてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the master apparatus 1 was equipped with a pair of position determination part 6, it is not limited to this, For example, it is made to provide two or more position determination parts 6. May be. Moreover, when doing in this way, the position detection sensor 7 may be internally equipped in all the position determination parts 6, and may be included in the one part position determination part 6. FIG.

また、上記実施形態において、位置決部6は、装置本体2(フレーム21の第二面21a)から外方に向けて延出するピン状に形成されていたが、これに限定されるものではなく、例えば、装置本体2の外方(フレーム21の第二面21a上)で開放する凹状になっていてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the positioning part 6 was formed in the pin shape extended toward outward from the apparatus main body 2 (2nd surface 21a of the flame | frame 21), it is not limited to this. For example, it may be a concave shape that opens outside the apparatus body 2 (on the second surface 21a of the frame 21).

このようにする場合、位置決部6の底部に位置検知センサ7を設けるとともに、ツール接続装置8の被位置決部82を位置決部6に嵌合可能なピン状に形成する必要がある。   In this case, it is necessary to provide the position detection sensor 7 at the bottom of the position determination unit 6 and to form the position determination unit 82 of the tool connection device 8 in a pin shape that can be fitted to the position determination unit 6.

また、上記実施形態において、ツール接続装置8の被位置決部82は、非貫通の穴によって構成されていたが、これに限定されるものではなく、例えば、被位置決部82は、ツール接続装置8の第一面からツール接続装置8の第二面に亘って貫通する穴によって構成されていてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the to-be-positioned part 82 of the tool connection apparatus 8 was comprised by the non-penetrating hole, it is not limited to this, For example, the to-be-positioned part 82 is a tool connection. You may be comprised by the hole penetrated from the 1st surface of the apparatus 8 to the 2nd surface of the tool connection apparatus 8. FIG.

このようにする場合、マスター装置1の位置検知センサ7には、位置決部6の先端部からツールT(ツールTにおける貫通穴に取り囲まれている部分)までの距離を検知させることになる。   In this case, the position detection sensor 7 of the master device 1 is caused to detect the distance from the tip of the positioning unit 6 to the tool T (the part surrounded by the through hole in the tool T).

また、上記実施形態において、ボール受部材51は、突出部511を有するようになっていたが、これに限定されるものではなく、ボール受部材51は、突出部511を有しないようにすることもできる。   In the above embodiment, the ball receiving member 51 has the protruding portion 511. However, the present invention is not limited to this, and the ball receiving member 51 does not have the protruding portion 511. You can also.

また、上記実施形態において、受部540は、筒状部内に配置されていたが、これに限定されるものではなく、例えば、図15に示すように、ロボット連結部20の第二面上に設けるとともに、前記付勢部材541を往復動体530と受部540との間に配置するようにしてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the receiving part 540 was arrange | positioned in the cylindrical part, it is not limited to this, For example, as shown in FIG. 15, on the 2nd surface of the robot connection part 20, as shown in FIG. In addition, the biasing member 541 may be disposed between the reciprocating body 530 and the receiving portion 540.

このようにしても、付勢部材541が軸部530bに内装されるため、付勢部材541を配置するためのスペースが装置本体2内に確保されることになり、マスター装置1の厚み(挿込部50の軸心方向における寸法)を小さくすることができる。   Even in this case, since the urging member 541 is housed in the shaft portion 530b, a space for arranging the urging member 541 is secured in the apparatus main body 2, and the thickness (insertion) of the master device 1 is secured. The dimension in the axial direction of the insertion portion 50 can be reduced.

1…マスター装置、2…装置本体、3…カバー、4…シール部材、5…連結部、6…位置決部、7…位置検知センサ、8…ツール接続装置、20…ロボット連結部、21…フレーム、21a…第二面、21b…外周面、30…側面部、30a…第一端、30b…第二端、30c…下端、31…上面部、31a…第二端、31b…側端、31c…側端、50…挿込部、51…ボール受部材、52…ボール部材、53…切替機構、54…ロック機構、80…空洞部、81…係止部、82…被位置決部、82a…被検知体、83…ツール側カバー、200…ベースプレート、200a…第一挿通穴、200b…第二挿通穴、200c…嵌込部、200d…着脱部、201…雄螺子部材、201a…第一螺子部材、201b…第二螺子部材、202…嵌合部材、203…着脱部、210…収容部、210a…開放端、210b…開放端、211…配置穴、212…連通穴、500…貫通穴、501…嵌合凹部、502…螺子穴、503…雄螺子部材、510…ボール受部材本体、510a…返り部、511…突出部、511a…螺子止部、530…往復動体、530a…カム部、530aa…カム側凹部、530b…軸部、530c…外周面、530ca…第一テーパ部、530cb…第二テーパ部、530cc…フェールセーフ部、531…シリンダ部、532…受圧部、540…受部、540a…受部側凹部、540b…貫通穴、541…付勢部材、D1…空間、D2…空間、R…ロボット、Rf…ロボットフランジ、Rf1…螺子穴、Rf2…被嵌合部、S1…シール部材、S2…シール部材、T…ツール   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Master apparatus, 2 ... Apparatus main body, 3 ... Cover, 4 ... Seal member, 5 ... Connection part, 6 ... Positioning part, 7 ... Position detection sensor, 8 ... Tool connection apparatus, 20 ... Robot connection part, 21 ... Frame, 21a ... second surface, 21b ... outer peripheral surface, 30 ... side surface portion, 30a ... first end, 30b ... second end, 30c ... lower end, 31 ... upper surface portion, 31a ... second end, 31b ... side end, 31c ... Side end, 50 ... Insertion part, 51 ... Ball receiving member, 52 ... Ball member, 53 ... Switching mechanism, 54 ... Lock mechanism, 80 ... Cavity part, 81 ... Locking part, 82 ... Positioned part, 82a ... detected object, 83 ... tool side cover, 200 ... base plate, 200a ... first insertion hole, 200b ... second insertion hole, 200c ... insertion part, 200d ... detachable part, 201 ... male screw member, 201a ... first One screw member, 201b ... Second screw member, 202 ... Joint member 203... Detachable part 210... Housing part 210 a. Open end 210 b Open end 211. Arrangement hole 212. Communication hole 500. Through hole 501 Fitting recess 502 502 Screw hole 503 ... male screw member, 510 ... ball receiving member main body, 510a ... return part, 511 ... projecting part, 511a ... screw stop part, 530 ... reciprocating body, 530a ... cam part, 530aa ... cam side recess, 530b ... shaft part, 530c ... outer peripheral surface, 530ca ... first taper portion, 530cb ... second taper portion, 530cc ... fail safe portion, 531 ... cylinder portion, 532 ... pressure receiving portion, 540 ... receiving portion, 540a ... receiving portion side recess, 540b ... through hole 541, biasing member, D1, space, D2, space, R, robot, Rf, robot flange, Rf1, screw hole, Rf2, fitting portion, S1, seal member, S2 Le member, T ... tool

Claims (8)

ツールをロボットに交換可能に取り付ける工具交換装置用のマスター装置であって、前記ロボットに連結可能なロボット連結部と、該ロボット連結部に連結されるフレームとを有する装置本体と、該装置本体に連結される連結部とを備え、該連結部は、前記ツールに取り付けられているツール接続装置の外面上で開放した凹状又は穴状の空洞部に挿込可能な筒状の挿込部であって、周方向で間隔を空けて形成される複数の貫通穴を有する挿込部と、該貫通穴内に配置されるボール部材であって、一部が前記挿込部の外部に突出可能なボール部材と、該ボール部材の一部を前記挿込部の外部に突出させて当該ボール部材を前記ツール接続装置の空洞部の中心回りに配置された係止部に係止可能にした係止状態と、前記ボール部材の一部を前記挿込部内に退避させて当該ボール部材を前記係止部に係止不能にした非係止状態とに切替可能な切替機構と、係止状態を維持するためのロック機構とを有し、該切替機構は、前記挿込部内に配置されるとともに前記挿込部の軸線方向で移動可能なカム部を有する往復動体を備え、ロック機構は、前記装置本体内に配置される受部であって、前記挿込部の軸心方向で前記往復動体のカム部と並ぶ受部と、前記往復動体と前記受部との間に配置される付勢部材であって、前記挿込部の軸心方向における一方向側に前記往復動体を付勢する付勢部材とを備え、前記往復動体のカム部は、挿込部の軸線方向における一方向に移動するに伴い前記ボール部材を前記挿込部の外部に押し出し、挿込部の軸線方向における他方向に移動するに伴い前記ボール部材に対する押し出しを解除するように構成されることを特徴とする工具交換装置用のマスター装置。   A master device for a tool changer that attaches a tool to a robot in a replaceable manner, and includes a device main body having a robot connecting portion connectable to the robot, and a frame connected to the robot connecting portion, and the device main body. A coupling portion to be coupled, and the coupling portion is a cylindrical insertion portion that can be inserted into a concave or hole-shaped cavity portion opened on the outer surface of the tool connection device attached to the tool. An insertion part having a plurality of through holes formed at intervals in the circumferential direction, and a ball member disposed in the through hole, a part of which can protrude outside the insertion part A locking state in which a member and a part of the ball member are protruded to the outside of the insertion portion so that the ball member can be locked to a locking portion arranged around the center of the cavity of the tool connection device A part of the ball member A switching mechanism that can be switched to a non-locking state in which the ball member is retracted into the locking portion and cannot be locked to the locking portion, and a locking mechanism for maintaining the locking state. Comprises a reciprocating body having a cam portion that is arranged in the insertion portion and movable in the axial direction of the insertion portion, and the lock mechanism is a receiving portion that is arranged in the apparatus main body, A receiving portion that is aligned with the cam portion of the reciprocating body in the axial direction of the insertion portion, and a biasing member that is disposed between the reciprocating body and the receiving portion, the axial direction of the insertion portion An urging member that urges the reciprocating body on one side, and the cam portion of the reciprocating body moves the ball member to the outside of the insertion portion as it moves in one direction in the axial direction of the insertion portion. As the ball part moves in the other direction in the axial direction of the insertion part The master device for tool changing apparatus characterized by being configured to release the extruded against. 前記往復動体のカム部は、前記受部と対向する部分に形成される凹状のカム側凹部を有し、前記付勢部材の一部が該カム側凹部内に配置される請求項1に記載の工具交換装置用のマスター装置。   The cam portion of the reciprocating body has a concave cam-side recess formed in a portion facing the receiving portion, and a part of the biasing member is disposed in the cam-side recess. Master device for tool changers. 前記カム側凹部は、前記カム部の中心部周りで環状をなし、前記カム部の中央部側に形成される請求項2に記載の工具交換装置用のマスター装置。   3. The master device for a tool changer according to claim 2, wherein the cam-side recess has an annular shape around a center portion of the cam portion, and is formed on a center portion side of the cam portion. 前記受部は、カム部と対向する部分に形成される凹状の受部側凹部を有し、前記付勢部材の一部が該受部側凹部内に配置される請求項1乃至3の何れか1項に記載の工具交換装置用のマスター装置。   The said receiving part has a concave receiving part side recessed part formed in the part facing a cam part, and a part of said urging member is arrange | positioned in this receiving part side recessed part. A master device for the tool changer according to claim 1. 前記往復動体は、前記カム部から延出する軸部を有し、前記受部は、装置本体内における、前記挿込部の軸線方向で前記軸部と並ぶ部分に設けられ、前記付勢部材は、前記往復動体と前記受部との間に配置される請求項1に記載の工具交換装置用のマスター装置。   The reciprocating body has a shaft portion extending from the cam portion, and the receiving portion is provided in a portion of the apparatus main body aligned with the shaft portion in the axial direction of the insertion portion, and the biasing member Is a master device for a tool changer according to claim 1, which is arranged between the reciprocating body and the receiving portion. 前記付勢部材は、コイルバネからなり、前記カム部と前記受部とは、前記カム部が前記受部に最も接近している状態において、前記カム側凹部の底部と前記受部側凹部の底部との間隔が付勢部材の自由長の1/3よりも大きくなるように構成される請求項4に記載の工具交換装置用のマスター装置。   The biasing member is formed of a coil spring, and the cam portion and the receiving portion include a bottom portion of the cam-side recess portion and a bottom portion of the receiving portion-side recess portion in a state where the cam portion is closest to the receiving portion. The master device for a tool changer according to claim 4, wherein the distance between the boss member and the biasing member is greater than 1/3 of the free length. 前記カム部と前記受部とは、前記カム部が前記受部から最も離間している状態において、前記カム側凹部の底部と前記受部側凹部の底部との間隔が前記付勢部材の自由長よりも小さくなるように構成される請求項6に記載の工具交換装置用のマスター装置。   The cam portion and the receiving portion are configured so that a gap between the bottom portion of the cam-side concave portion and the bottom portion of the receiving-side concave portion is free of the biasing member in a state where the cam portion is farthest from the receiving portion. The master device for a tool changer according to claim 6, wherein the master device is configured to be smaller than the length. 前記カム部は、前記受部側の第一端と該第一端とは反対側の第二端とを有し、カム部の外周面は、第一端と第二端との間に形成されるフェールセーフ部を含み、該フェールセーフ部は、前記ボール部材のそれぞれと嵌合可能に形成される請求項1乃至7に記載の何れか1項に記載の工具交換装置用のマスター装置。   The cam portion has a first end on the receiving portion side and a second end opposite to the first end, and an outer peripheral surface of the cam portion is formed between the first end and the second end. The master device for a tool changer according to any one of claims 1 to 7, wherein the fail-safe portion is formed so as to be fitted to each of the ball members.
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