JP2019084666A - Automatic tool changing device - Google Patents

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淳之 平井
Atsuyuki Hirai
淳之 平井
藤枝 俊二
Shunji Fujieda
俊二 藤枝
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Kondo Seisakusho KK
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Abstract

To provide an automatic tool changing device in which a size of a non-contact unit can be reduced even when much electric power and many electric signals are used, and which can be used in common even if fluid and electric power to be used and the number of electric signals vary.SOLUTION: The automatic tool changing device is constituted of a robot-side unit, a non-contact unit A provided in the robot-side unit, a tool-side unit and a non-contact unit B provided in the tool-side unit, where the robot-side unit and the tool-side unit are connected separatably from each other. With the non-contact unit A and the non-contact unit B opposing to each other, electric power and electric signals are transmitted between the non-contact unit A and the non-contact unit B by electromagnetic induction action. The robot-side unit is provided with a wiring saving system, and the tool-side unit is provided with a wiring saving system and a valve.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、各種産業用ロボットハンドに適用されるツールをロボットに交換可能に取り付ける自動工具交換装置に関する。  BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an automatic tool changer which removably attaches a tool applied to various industrial robot hands to a robot.

工場の工作機械に取り付けられ、ロボットを用いた搬送工程や溶接工程などでは、エアシリンダを使ったハンドや、モーターを制御して作業を行う電動ハンドや、サーボガンを使用するものがあり、多品種少量生産と設備費低減のため、複数の作業を1台のロボットで行う必要があり、そのための方法として、ハンドなどの工具を交換する自動工具交換装置が使われている。  There are many types of machines that are attached to machine tools in factories and use a robot with an air cylinder, a hand using an air cylinder, an electric hand that controls a motor and a servo gun, and a servo gun. In order to reduce the amount of production and reduce the cost of equipment, it is necessary to carry out a plurality of operations with one robot, and as a method therefor, an automatic tool changer which changes tools such as a hand is used.

例えば、特許文献1と特許文献2には、自動工具交換装置として、ロボット側に取り付けられる連結部材とツール側に取り付けられる連結部材とが、互いに連結と分離とが可能な構造をした自動工具交換装置が提案されている。  For example, in Patent Document 1 and Patent Document 2, as an automatic tool changer, an automatic tool change having a structure in which a connection member attached to the robot side and a connection member attached to the tool side can be mutually connected and separated. An apparatus has been proposed.

かかる自動工具交換装置には、使用する工具に応じて、ロボット側とツール側の連結部材間で、気体や液体の供給を可能にし、電力や電気信号の伝送を可能とする各種の接続部を設けている。ここにおいて、電力や電気信号の伝送は、ロボット側の接続部とツール側の接続部の一方から突出したピンが他方に設けられた端子に接触するピン接点によって行われている。  In such an automatic tool changer, various connection parts that enable the supply of gas or liquid between the robot side and the connection member on the tool side according to the tool to be used and enable the transmission of electric power or electric signal are included. It is provided. Here, the transmission of the power and the electric signal is performed by a pin contact in which a pin protruding from one of the connection portion on the robot side and the connection portion on the tool side contacts a terminal provided on the other.

しかしながら、生産工場内では、多数のロボットなどの作業機械が稼動すると共に溶接、塗装、洗浄などの作業が行なわれることから、高温高湿環境となり易くなる。かかる高温高湿環境下では電力や電気信号の伝送に用いるピン接点は、接触不良を起こし易く、更に、ピンと端子との間に粉塵やスラグなどが入り込んだ場合、繰り返しの接続に起因する磨耗、変態、皮膜の発生など接続部の接触不良を起こしやすくなる。このためピン接点には頻繁に定期的な検査や洗浄などのメンテナンスに多大な時間と費用を要するという問題がある。さらに、ピンが突出していることから損傷し易く、ロボット側の接続部とツール側の接続部とを連結する際にもピンを折損しないように両部材を精度良く位置合わせしなければならず、工具の交換作業にも時間を要するという問題がある。  However, in a production plant, work machines such as a large number of robots are operated and work such as welding, painting, and cleaning is performed, which tends to result in a high temperature and high humidity environment. Under such high temperature and high humidity environment, pin contacts used for transmission of power and electrical signals are prone to contact failure, and further, if dust or slag gets in between the pins and terminals, wear due to repeated connection, It becomes easy to cause the contact failure of a connection part, such as transformation and generation of a film. For this reason, there is a problem that the pin contact frequently requires much time and money for maintenance such as regular inspection and cleaning. Furthermore, since the pins protrude, they are easily damaged, and even when connecting the robot side connection part and the tool side connection part, the two members must be precisely aligned so as not to break the pins. There is a problem that it takes time to change tools.

前記の問題を回避するために、例えば、特許文献3には、一対のコイルユニットに設けられた伝送面を互いに対向位置せしめることによって、ロボット側とツール側を互いに非接触とした状態で電気的に接続することができる構造を提案している。しかしながら、かかる構造では、電力や電気信号の本数が多くなるにつれて、接続部の大きさが大きくなり、機械装置の価格が上昇してしまうという問題がある。さらに、ツールを交換することにより、使用する流体や電力や電気信号の本数が変化した場合、回路の個数が多すぎる又は少なすぎるといったように、ツールの交換に対応することができない問題がある。  In order to avoid the above-mentioned problems, for example, Patent Document 3 discloses that the robot side and the tool side are not in contact with each other electrically by positioning transmission surfaces provided in a pair of coil units to be opposed to each other. We propose a structure that can be connected to However, in such a structure, there is a problem that as the number of power and electric signals increases, the size of the connection increases and the price of the mechanical device increases. Furthermore, there is a problem that it is not possible to cope with the exchange of tools, such as the number of circuits being too large or too small, when the number of fluid or electric power or electric signals used changes by exchanging the tools.

特開2004−1177Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-1177 特開2008−207294Patent Document 1: Japanese Patent Application Publication No. 2008-207294 特開2010−36286JP 2010-36286 A

本発明は、非接触ユニットの大きさを、電力や電気信号の本数が多くなっても小型にし、使用する流体や電力や電気信号の本数が変化しても、共通で使用することができる自動工具交換装置を提供することである。  The present invention makes the size of the non-contact unit smaller even if the number of electric power and electric signals increases, and can be used commonly even if the number of fluids and electric power and electric signals used changes. It is providing a tool changer.

本発明の自動工具交換装置の第一の態様は、上記課題を解決するための手段として、ロボットの本体側に取り付けられるロボット側ユニットと該ロボット側ユニットに設けられる非接触ユニットAと、別々のツールが固定される複数のツール側ユニットと該ツール側ユニットに設けられる非接触ユニットBとからなる自動工具交換装置であって、該ロボット側ユニットと該ツール側ユニットを互いに分離可能に、且つ、相対回転不能に連結する自動工具交換装置において、該非接触ユニットAと該非接触ユニットBとが相互に対向している状態で、該非接触ユニットAと該非接触ユニットBとの間で、電磁誘導作用により電気信号を伝送し、該ロボット側ユニットに省配線システムを設け、且つ、該ツール側ユニットに省配線システムとバルブとを設けてなることを特徴とする。  In a first aspect of the automatic tool changer according to the present invention, as means for solving the above problems, a robot side unit attached to the main body side of the robot and a noncontact unit A provided to the robot side unit are separately provided. An automatic tool changer comprising a plurality of tool side units to which a tool is fixed and a noncontact unit B provided on the tool side unit, wherein the robot side unit and the tool side unit can be separated from each other, and In an automatic tool changer connected non-rotatably relative to each other, the noncontacting unit A and the noncontacting unit B are opposed to each other by electromagnetic induction between the noncontacting unit A and the noncontacting unit B. An electrical signal is transmitted, the robot side unit is provided with a wire saving system, and the tool side unit is provided with a wire saving system and a valve. Characterized by comprising providing and.

本態様によれば、前記ツール側ユニットに取り付けるツールの交換によって使用する流体や電気信号の本数が変化しても、回路の個数に左右されることなく、どのようなツールにも対応することができる。  According to this aspect, even if the number of fluid and electric signals used changes by changing the tool attached to the tool side unit, any tool can be supported regardless of the number of circuits. it can.

本発明の自動工具交換装置の第二の態様は、前記第一の態様の自動工具交換装置において、前記非接触ユニットAが、電力の伝送を可能にする電力用コイルAと電気信号の伝送を可能にする電気信号用コイルAとを含んで構成され、且つ、前記非接触ユニットBが、電力の伝送を可能にする電力用コイルBと電気信号の伝送を可能にする電気信号用コイルBとを含んで構成されていることを特徴とする。  According to a second aspect of the automatic tool changer of the present invention, in the automatic tool changer according to the first aspect, the non-contact unit A transmits a power coil A enabling transmission of power and transmission of an electric signal. And a coil A for electric signal, and the non-contact unit B includes a coil B for power which enables transmission of electric power, and a coil B for electric signal which enables transmission of an electric signal. It is characterized by including.

本態様によれば、前記ロボット側ユニットと前記ツール側ユニットとの間で、電気信号に加えて電力の伝送を行うことができる。これにより、例えば、モーターなどの電力で駆動する機器の駆動電力を供給することができ、ケーブルの本数を削減することができる。  According to this aspect, it is possible to transmit power in addition to the electrical signal between the robot side unit and the tool side unit. As a result, for example, drive power of an apparatus driven by power such as a motor can be supplied, and the number of cables can be reduced.

本発明の自動工具交換装置の第三の態様は、前記第二の態様の自動工具交換装置において、前記電力用コイルAと前記電力用コイルBとの電磁誘導による発生電磁磁界と、前記電気信号用コイルAと前記電気信号用コイルBとの電磁誘導による発生電磁磁界とが90度ずれてなることを特徴とする。  According to a third aspect of the automatic tool changer of the present invention, in the automatic tool changer according to the second aspect, an electromagnetic field generated by electromagnetic induction of the power coil A and the power coil B, and the electric signal An electromagnetic field generated by electromagnetic induction of the coil A for the electric signal and the coil B for the electric signal is characterized by being shifted by 90 degrees.

本態様によれば、電力用コイルの発生電磁磁界と電気信号用コイルの発生電磁磁界との方向がずれていない並行に並べているものに比べて、電力用コイルの発生電磁磁界と電気信号用コイルの発生電磁磁界との方向が90度ずれることによって、電力用コイルと電気信号用コイルとの間に、電磁遮蔽部材としてシールド効果を有する部材が必要なくなるので、非接触ユニットの大きさを小型化、安価で製作することができる。  According to this aspect, the generated electromagnetic field of the power coil and the coil for the electric signal are compared with those in which the directions of the generated electromagnetic field of the coil for the power and the generated electromagnetic field of the coil for the electric signal are not parallel. The size of the non-contact unit is reduced because a member having a shielding effect is not required as an electromagnetic shielding member between the power coil and the electric signal coil because the direction of the generated electromagnetic field deviates by 90 degrees. It can be manufactured inexpensively.

本発明の自動工具交換装置の第四の態様は、前記第二又は第三の態様の自動工具交換装置において、前記非接触ユニットAと前記非接触ユニットBとの間で、非接触伝送により、前記ロボット側ユニットと前記ツール側ユニットとの間で、電気的に非接触で電力と電気信号の伝送を行うにあたり、該電力の伝送に該電気信号の伝送を重畳させてなることを特徴とする。  According to a fourth aspect of the automatic tool changer of the present invention, in the automatic tool changer according to the second or third aspect, noncontact transmission is performed between the noncontact unit A and the noncontact unit B. In electrically transmitting the electric power and the electric signal between the robot side unit and the tool side unit in a noncontact manner, transmission of the electric signal is superimposed on transmission of the electric power. .

本態様によれば、電力用コイルと電気信号用コイルの2種類が必要であったものが、電力用コイルの1種類だけでよくなることにより、非接触ユニットの小型化、重量軽減をすることができ、ロボットにかかる荷重や荷重モーメントが軽減されることにより、ロボットの運搬速度を従来よりも早くさせることができる。さらに、コントローラとツールは、電力線でつながっており、電力線のある場所ならどこからでも電気信号を送受信できるため、コントローラは必ずしもロボットの近くにある必要はなく、任意の場所に設置できるので管理がしやすくなる。  According to this aspect, only one type of the power coil is required to reduce the size and weight of the non-contact unit by requiring only two types of the power coil and the electric signal coil. By reducing the load and load moment applied to the robot, the robot can be transported faster than before. Furthermore, since the controller and tools are connected by power lines and can transmit and receive electrical signals from any location where the power lines are located, the controller does not have to be close to the robot and can be installed anywhere, making it easy to manage Become.

本発明の自動工具交換装置の第五の態様は、前記第二又は第三の態様の自動工具交換装置において、前記非接触ユニットAと前記非接触ユニットBとの間で、非接触伝送により、前記ロボット側ユニットと前記ツール側ユニットとの間で、電気的に非接触で電力の伝送を行うにあたり、電力を該ロボット側ユニットから該ツール側ユニットへの伝送と、該ツール側ユニットから該ロボット側ユニットへの伝送とを可能とする。該ロボット側ユニットと該ツール側ユニットの電力変換部を双方向電力変換機とすることを特徴とする。  According to a fifth aspect of the automatic tool changer of the present invention, in the automatic tool changer according to the second or third aspect, noncontact transmission is performed between the noncontact unit A and the noncontact unit B. In electrically transmitting power without contact between the robot side unit and the tool side unit, transmission of power from the robot side unit to the tool side unit and the robot from the tool side unit Enable transmission to the side unit. The robot-side unit and the power converter of the tool-side unit may be a bidirectional power converter.

本態様によれば、前記ツール側ユニットに取り付けるツールがブレーキなどにより減速することによって減少する運動エネルギーを電力に変換して回収することで、エネルギーの利用効率を向上させることができる。  According to this aspect, it is possible to improve energy utilization efficiency by converting kinetic energy, which is reduced when the tool attached to the tool side unit is decelerated by a brake or the like, into electric power and recovering it.

上述したように、本発明の自動工具交換装置によれば、各産業用ロボットに適用されるツールをロボットに交換可能に取り付けられる自動工具交換装置において、ロボット側ユニットとツール側ユニットの間で、電気信号の伝送に非接触ユニットを使用することにより、従来のピン接点での電気信号の伝送に比べて、ごみや埃などの粉塵などの付着や、繰り返しの接続に起因する磨耗や、変態や被膜の発生などによる接触不良を起こすことがなくなり、定期的なメンテナンスや洗浄の手間をなくすことができる。さらに、ピンが突出していることから損傷をし易く、ロボット側ユニットとツール側ユニットとの接続部を連結する際にピンを折損させないように精度良く位置合わせしなければならなかった問題も解決している。また、耐水性を持ち、外部からのノイズに対して従来品よりも耐性を持つことができる。  As described above, according to the automatic tool changer of the present invention, in the automatic tool changer in which the tool applied to each industrial robot can be exchangeably attached to the robot, between the robot side unit and the tool side unit, By using a non-contact unit for the transmission of electrical signals, compared to the transmission of electrical signals at the conventional pin contacts, wear due to adhesion of dust such as dust or dirt, repeated connection, transformation, etc. There is no contact failure caused by the occurrence of a film, etc., and it is possible to eliminate the need for periodic maintenance and cleaning. In addition, the problem of the pin being easily damaged due to the protruding pin, and the problem of having to be precisely aligned so as not to break the pin when connecting the connection part between the robot side unit and the tool side unit, is solved. ing. In addition, it has water resistance and can be more resistant to external noise than conventional products.

従来では、ツールを交換することにより、使用する流体や電気信号が変化するので、使用するツールの最大での回路量の大きさの自動工具交換装置を使用しなければならず、もし、さらに多い回路が必要になった場合は対応することができなかった。しかし、本発明の自動工具交換装置は、ロボット側ユニットに省配線システムを、ツール側ユニットに省配線システムとバルブを設けることにより、使用する流体や電気信号が変化したとしても、省配線システムのプログラムとバルブの数を変化させることによって、柔軟に対応することができる。また、本発明の自動工具交換装置は、自動工具交換装置自体の流体経路と電気信号の配線を1本ずつにすることができるので、自動工具交換装置の小型化をすることができる。  In the past, changing tools has changed the fluid and electrical signals used, so it is necessary to use an automatic tool changer with the size of the maximum circuit size of the tools used, and more When the circuit became necessary, it could not respond. However, according to the automatic tool changer of the present invention, by providing the wire saving system in the robot side unit and the wire saving system and the valve in the tool side unit, even if the fluid or electric signal to be used is changed, By changing the program and the number of valves, it is possible to respond flexibly. Further, the automatic tool changer according to the present invention can reduce the size of the automatic tool changer because the fluid path of the automatic tool changer itself and the wiring of the electrical signal can be made one by one.

さらに、本発明の自動工具交換装置は、非接触ユニットが、電力の伝送を可能にする電力用コイルと電気信号の伝送を可能にする電気信号用コイルとを含んで構成されることにより、モーターなどの電力で駆動する機器の駆動電力を供給することができ、ケーブルの本数を削減することができる。  Furthermore, in the automatic tool changer according to the present invention, the non-contact unit comprises a power coil that enables transmission of electric power and an electric signal coil that enables transmission of an electrical signal. The drive power of the device driven by the power can be supplied, and the number of cables can be reduced.

さらに、本発明の自動工具交換装置は、電力用コイルの発生電磁磁界と電気信号用コイル発生電磁磁界との方向が90度ずれることにより、電力用コイルの発生電磁磁界と電気信号用コイルの発生電磁磁界との方向がずれていない並行に並べているものに比べて、電力用コイルと電気信号用コイルの間に、電磁遮蔽部材としてシールド効果を有する部材が必要なくなるので、非接触ユニットの小型化、安価で製作することができる。  Furthermore, in the automatic tool changer according to the present invention, when the directions of the generated electromagnetic field of the power coil and the coil generated electromagnetic field of the electric signal deviate by 90 degrees, the generated electromagnetic magnetic field of the power coil and the generated electric signal coil Since a member having a shielding effect is not required as an electromagnetic shielding member between the power coil and the electric signal coil as compared with the parallel arrangement in which the direction of the electromagnetic magnetic field is not deviated, the noncontact unit can be miniaturized. It can be manufactured inexpensively.

さらに、本発明の自動工具交換装置は、ロボット側ユニットとツール側ユニットとの間で、電気的に非接触で電力と電気信号の伝送を行うにあたり、電気信号の伝送を電力の伝送に重畳させることにより、電力用コイルと電気信号用コイルの2種類が必要だったものが、電力用コイルの1種類でよくなることにより、非接触ユニットの小型化、重量軽減をすることができ、ロボットにかかる荷重や荷重モーメントが軽減されることにより、ロボットの運搬速度を従来よりも早くすることができる。さらに、コントローラとツールは、電力線でつながっており、電力線のある場所ならどこからでも電気信号を送受信できるため、コントローラは必ずしもロボットの近くにある必要はなく、任意の場所に設置できるので管理がしやすくなる。  Furthermore, the automatic tool changer according to the present invention superimposes the transmission of the electrical signal on the transmission of the electric power in order to electrically transmit the electric power and the electric signal between the robot side unit and the tool side unit in a noncontact manner. As a result, it becomes possible to reduce the size and weight of the non-contact unit by improving the power coil and the coil for electric signal by using only one type of coil for electric power. By reducing the load and load moment, the robot can be transported faster than before. Furthermore, since the controller and tools are connected by power lines and can transmit and receive electrical signals from any location where the power lines are located, the controller does not have to be close to the robot and can be installed anywhere, making it easy to manage Become.

さらに、本発明の自動工具交換装置は、ロボット側ユニットとツール側ユニットとの間で、電気的に非接触で電力の伝送を行うにあたり、電力を該ロボット側ユニットから該ツール側ユニットへの伝送と、該ツール側ユニットから該ロボット側ユニットへの伝送とを可能とする。該ロボット側ユニットと該ツール側ユニットの電力変換部を双方向電力変換機とすることにより、該ツール側ユニットに取り付けるツールがブレーキなどによって減速することによって減少する運動エネルギーを電力に変換して回収することで、ツールで利用されるエネルギーの利用効率を向上することができる。  Furthermore, the automatic tool changer according to the present invention transmits power from the robot-side unit to the tool-side unit when electrically transmitting power without contact between the robot-side unit and the tool-side unit. And transmission from the tool side unit to the robot side unit. By using the robot-side unit and the power conversion unit of the tool-side unit as a bidirectional power converter, the tool attached to the tool-side unit converts kinetic energy, which is reduced due to deceleration by a brake, etc. By doing this, it is possible to improve the utilization efficiency of energy used by the tool.

本実施例の構成を説明する説明図Explanatory drawing explaining the structure of a present Example 本実施例のロボット側ユニットの構造を示す平面図Top view showing the structure of the robot side unit of this embodiment 本実施例のツール側ユニットの構造を示す平面図Top view showing the structure of the tool side unit of this embodiment 本実施例の連結前のA−A断面図AA cross section before connection of a present Example 本実施例の連結前のB−B断面図B-B cross-sectional view before connection of this embodiment 本実施例の連結後のB−B断面図B-B cross-sectional view after connection of this embodiment 本実施例の非接触ユニットの構造を示す説明図Explanatory drawing which shows the structure of the non-contact unit of a present Example 従来例の非接触ユニットの構造を示す説明図Explanatory drawing which shows the structure of the non-contact unit of a prior art example 本実施例のバルブを用いる場合の配線を説明する説明図Explanatory drawing explaining wiring in the case of using the valve | bulb of a present Example 本実施例のモーターを用いる場合の配線を説明する説明図Explanatory drawing explaining the wiring in the case of using the motor of a present Example 本実施例の重畳時の配線を説明する説明図Explanatory drawing explaining the wiring at the time of superposition of a present Example 本実施例の電力の双方向通信時の配線を説明する説明図Explanatory drawing explaining the wiring at the time of the bidirectional communication of the electric power of a present Example

以下、本発明の自動工具交換装置の形態を図1から図12に基づいて説明する。  Hereinafter, the form of the automatic tool changer of the present invention will be described based on FIG. 1 to FIG.

図1において、本実施形態に係る自動工具交換装置(1)(カッコ内の数字は、図面の符号、以下同様とする)を備えたロボット装置(2)の構成を示す。ロボット装置(2)は、複数の関節を供えたアーム部材(3)の先端にツールA(4)が設けられる構造をしている。かかる構造において、ツールA(4)としては、例えば、エアシリンダを使ったハンドや、モーターを制御して作業を行う電動ハンド、サーボガンなどが用いられる。  FIG. 1 shows the configuration of a robot apparatus (2) provided with an automatic tool changer (1) according to the present embodiment (numbers in parentheses are symbols of the drawings, hereinafter the same). The robot apparatus (2) has a structure in which a tool A (4) is provided at the tip of an arm member (3) provided with a plurality of joints. In such a structure, as the tool A (4), for example, a hand using an air cylinder, an electric hand performing control by controlling a motor, a servo gun or the like is used.

図1において、自動工具交換装置(1)は、ロボット装置(2)に取り付けられるロボット側ユニット(5)とツールA(4)が取り付けられるツール側ユニット(6)を互いに分離可能に、且つ、相対回転不能に連結されており、必要に応じてロボット側ユニット(5)とツール側ユニットA(6)とを分離し、別のツールB(7)が固定されている複数のツール側ユニットB(8)と交換することができる。  In FIG. 1, the automatic tool changer (1) can separate the robot side unit (5) attached to the robot apparatus (2) and the tool side unit (6) to which the tool A (4) is attached, and A plurality of tool side units B which are connected non-rotatably, separate the robot side unit (5) and the tool side unit A (6) as needed, and to which another tool B (7) is fixed It can be exchanged for (8).

図1において、例えば、エアシリンダを使ったハンドなどの複数本の流体を必要とするツールA(4)を用いる場合、ツール側ユニットA(6)にバルブ(9)を取り付けることで、ツール用の流体を複数本に分岐することができ、バルブ(9)の個数を変えることで、流体の本数が変化しても対応することができる。このとき、バルブ(9)の制御を行うために、コントローラ(10)からバルブ(9)制御用の複数本の電気信号を省配線システムA(11)によって、1本の電気信号に統合して、ツール側ユニットA(6)に取り付けている省配線システムB(12)により、統合されている電気信号を各々の電気信号に再変換することで、バルブ(9)の制御を行う。そして、自動工具交換装置(1)を介すことで、電源(13)をバルブ(9)につなぐことでバルブ(9)が駆動する。  In FIG. 1, for example, when using a tool A (4) that requires a plurality of fluids, such as a hand using an air cylinder, by attaching a valve (9) to the tool side unit A (6) Can be branched into a plurality of lines, and by changing the number of valves (9), it is possible to cope with changes in the number of fluids. At this time, in order to control the valve (9), the controller (10) integrates a plurality of electric signals for controlling the valve (9) into one electric signal by the wiring saving system A (11). The wire saving system B (12) attached to the tool side unit A (6) controls the valve (9) by reconverting the integrated electrical signals into respective electrical signals. And a valve (9) drives by connecting a power supply (13) to a valve (9) via an automatic tool changer (1).

図1において、例えば、モーターを制御して作業を行う電動ハンドなどの電気信号の送受信をする必要のあるツールB(7)を用いる場合、コントローラ(10)からツールB(7)への複数本の電気信号を省配線システムA(11)によって、1本の電気信号に統合して、ツールB(7)に内蔵している省配線システムC(14)より、統合されている電気信号を各々の電気信号に再変換することで、ツールB(7)とコントローラ(10)間の電気信号の送受信を行い、そして、自動工具交換装置(1)を介すことで、電源(13)をツールB(7)につなぐことでツールB(7)が駆動する。  In FIG. 1, for example, when using a tool B (7) that needs to transmit and receive electrical signals such as an electric hand that controls a motor to perform work, a plurality of lines from the controller (10) to the tool B (7) Are integrated into a single electrical signal by the wiring saving system A (11), and the integrated electrical signals are respectively transmitted from the wiring saving system C (14) contained in the tool B (7). To convert the electrical signal between the tool B (7) and the controller (10) by reconverting to the electrical signal of the power source, and the tool (13) of the power supply via the automatic tool changer (1) The tool B (7) is driven by connecting to B (7).

以下に説明する図2から図12において、図2から図6は、図1の自動工具交換装置(1)を更に説明するものである。また、図7は本実施例の非接触ユニットを説明するものであり、図8は従来例の非接触ユニットを説明するものである。また、図9から図12は、各実施例の配線を説明するものである。  2 to 12 described below, FIGS. 2 to 6 further explain the automatic tool changer (1) of FIG. Further, FIG. 7 illustrates the non-contact unit of the present embodiment, and FIG. 8 illustrates the non-contact unit of the conventional example. 9 to 12 illustrate the wiring of each embodiment.

図2から図6において、図2は、ロボット側ユニット(5)の説明図であり、図3は、ツール側ユニットA(6)とツール側ユニットB(8)の説明図である。図4と図5は連結前の自動工具交換装置(1)の断面図であり、図6は、連結後の断面図である。  2 to 6, FIG. 2 is an explanatory view of the robot side unit (5), and FIG. 3 is an explanatory view of a tool side unit A (6) and a tool side unit B (8). 4 and 5 are sectional views of the automatic tool changer (1) before connection, and FIG. 6 is a sectional view after connection.

図2から図6は本実施形態の図1に記載の自動工具交換装置(1)の構造の平面図と断面図を示す。図2から図6において、図1に記載のロボット側ユニット(5)は、中心にシリンダ(100)を持ち、複数個所の位置決め部(101)を持つロボット側ボディ(102)とシリンダ(100)内を流体圧により往復運動可能に収容されたピストン(103)とピストン(103)に連結され軸心方向に往復動作を行うカム(104)とボディ中心に配置されたボールホルダー(105)と非接触ユニットA(106)と流体経路A(107)によって構成される。  2 to 6 show a plan view and a sectional view of the structure of the automatic tool changer (1) shown in FIG. 1 of this embodiment. In FIG. 2 to FIG. 6, the robot side unit (5) shown in FIG. 1 has a cylinder (100) at the center and a robot side body (102) and a cylinder (100) having positioning portions (101) at a plurality of locations. A piston (103) housed reciprocally movably by fluid pressure inside and a cam (104) connected to the piston (103) to reciprocate in the axial direction and a ball holder (105) disposed at the center of the body It comprises a contact unit A (106) and a fluid path A (107).

図2から図6において、図1に記載のロボット側ユニット(5)は、ボールホルダー(105)内部にピストン(103)を挿し込み、カム(104)をボルト(108)で連結し、ピストン(103)の円形溝部分にピストンシール(109)、ピストン(103)とボールホルダー(105)の接触部分の溝にロッドシール(110)、ロボット側ボディ(102)とボールホルダー(105)の接触部分にシリンダシール(111)を取り付けることによって、流体圧を加えたときのエアー漏れ対策を行いつつ、ピストン(103)を軸心方向に往復運動させるための圧力室A(112)と、圧力室B(113)を形成している。  In FIG. 2 to FIG. 6, the robot side unit (5) shown in FIG. 1 inserts the piston (103) inside the ball holder (105), connects the cam (104) with the bolt (108), 103) in the circular groove portion of the piston seal (109), in the groove of the contact portion between the piston (103) and the ball holder (105), the rod seal (110), the contact portion of the robot side body (102) and the ball holder (105) The pressure chamber A (112) for reciprocating the piston (103) in the axial direction, and the pressure chamber B, while taking measures against air leakage when fluid pressure is applied by attaching the cylinder seal (111) to the (113) is formed.

図2から図6において、図1に記載のロボット側ユニット(5)は、圧力室A(112)に流体圧を加えることによって、ピストン(103)がボールホルダー(105)側(以下、第一方向とする)に向けて移動し、圧力室B(112)に流体圧を加えることのよって、軸心方向における第一方向とは逆向き(以下、第二方向とする)に向けて移動することで、ピストン(103)は軸心方向に往復運動を行う。  In FIGS. 2 to 6, in the robot side unit (5) shown in FIG. 1, by applying fluid pressure to the pressure chamber A (112), the piston (103) is on the ball holder (105) side. Move in the opposite direction to the first direction in the axial direction (hereinafter referred to as the second direction) by applying fluid pressure to the pressure chamber B (112). Thus, the piston (103) reciprocates in the axial direction.

図2から図6において、図1に記載のツール側ユニットA(6)とツール側ユニットB(8)は、外面上で開放した凹状又は穴状の空洞部(114)を持つツール側ボディ(115)と複数個所の被位置決め部(116)外面上で開放した穴状の空洞部を持つロックプレート(117)と非接触ユニットB(118)と流体経路B(119)によって構成されており、ツール側ボディ(115)に各種ツールを固定し、ロックプレート(117)にロボット側ユニット(5)が取り付けられる。  In FIGS. 2 to 6, the tool side unit A (6) and the tool side unit B (8) shown in FIG. 1 have a tool side body (concave or hole-like hollow portion (114)) opened on the outer surface 115) and a lock plate (117) having a hole-like hollow portion opened on the outer surface of a plurality of positioned portions (116), a noncontact unit B (118), and a fluid path B (119), Various tools are fixed to the tool side body (115), and the robot side unit (5) is attached to the lock plate (117).

図2から図6において、ロックプレート(117)の空洞部の内径は、ツール側ボディ(115)の取り付けられている端面からロボット側ユニット(5)が取り付けられる端面に向かうにつれて内径が小さくなるようテーパー状の形状に設定しており、それにより係止部(120)がツール側ユニットA(6)とツール側ユニットB(8)の内周部に構成されている。  In FIGS. 2 to 6, the inner diameter of the hollow portion of the lock plate (117) decreases from the end face where the tool side body (115) is attached toward the end face where the robot side unit (5) is attached It is set in a tapered shape, whereby the locking portion (120) is formed on the inner peripheral portion of the tool side unit A (6) and the tool side unit B (8).

図2から図6において、図1に記載のロボット側ユニット(5)とツール側ユニットA(6)又はツール側ユニットB(8)との連結方法は、ボールホルダー(105)を空洞部(114)に挿し込んだ時に、圧力室A(112)に流体圧を加えて、ピストン(103)を第一方向に向けて移動させると、同時に、ピストン(103)にボルト(107)で連結されているカム(104)を移動させることで、ボールホルダー(105)に周方向で間隔をあけて形成される複数個の貫通穴に嵌め込まれているボール部材(121)の一部を、カム(104)で押し出すことにより、ボールホルダー(105)の外部に突出させて、係止部(120)に係止可能にした状態と、圧力室B(113)に流体圧を加えて、ピストン(103)を第二方向に向けて移動させて、前述と同様にカム(104)も移動させることにより、ボール部材(121)の一部をボールホルダー(105)の内部に退避させて、係止部(120)に係止不能にした状態を切り替えることにより、ロボット側ユニット(5)とツール側ユニットA(6)又はツール側ユニットB(8)との連結と分離を可能にしている。  In FIGS. 2 to 6, the method of connecting the robot side unit (5) and the tool side unit A (6) or the tool side unit B (8) shown in FIG. Fluid pressure is applied to the pressure chamber A (112) to move the piston (103) in the first direction, and at the same time, it is connected to the piston (103) by the bolt (107). By moving the cam (104), a portion of the ball member (121) fitted in the plurality of through holes formed at intervals in the circumferential direction in the ball holder (105) And push it out of the ball holder (105) to make it lockable to the locking portion (120), and apply fluid pressure to the pressure chamber B (113) to move the piston (103). The second By moving toward the direction and moving the cam (104) in the same manner as described above, a part of the ball member (121) is retracted into the inside of the ball holder (105), and the locking portion (120) By switching the locked state, it is possible to connect and disconnect the robot side unit (5) and the tool side unit A (6) or the tool side unit B (8).

図2から図6において、図1に記載の自動工具交換装置(1)が連結時に、非接触ユニットA(106)と非接触ユニットB(118)は、相互に対向している状態になるように、ロボット側ユニット(5)とツール側ユニットA(6)とツール側ユニットB(8)にそれぞれ設けられている。  In FIGS. 2 to 6, when the automatic tool changer (1) shown in FIG. 1 is connected, the non-contact unit A (106) and the non-contact unit B (118) are opposed to each other And the robot side unit (5), the tool side unit A (6) and the tool side unit B (8).

図7は本実施例の自動工具交換装置(1)の内部の非接触ユニットの構造を示す。図7に示すように、非接触ユニットA(122)は、電力の伝送を可能にする電力用コイルA(123)と電気信号の伝送を可能にする電気信号用コイルユニットA(124)と電力用コイルA(123)と電気信号用コイルA(124)を覆うフェライトコアA(125)と、電力用コイルA(123)と電気信号用コイルA(124)とフェライトコアA(125)とを含む全体を覆うケースA(126)により構成され、且つ、非接触ユニットB(127)は、電力の伝送を可能にする電力用コイルB(128)と電気信号の伝送を可能にする電気信号用コイルB(129)と電力用コイルB(128)と電気信号用コイルB(129)を覆うフェライトコアB(130)と、電力用コイルB(128)と電気信号用コイルB(129)とフェライトコアB(130)とを含む全体を覆うケースB(131)により構成される。  FIG. 7 shows the structure of the non-contact unit inside the automatic tool changer (1) of this embodiment. As shown in FIG. 7, the non-contact unit A (122) comprises a power coil A (123) that enables transmission of power and a coil unit A (124) for electrical signal that enables transmission of electrical signals. Ferrite core A (125) covering coil A (123) and coil A (124) for electric signal, coil A (123) for power, coil A (124) for electric signal, and ferrite core A (125) The contactless unit B (127) is composed of the case A (126) covering the whole including, and the electric coil B (128) for enabling transmission of electric power and for electric signals for enabling transmission of electric signals. Ferrite core B (130) covering coil B (129), power coil B (128) and electric signal coil B (129), power coil B (128) and electric signal coil B (129) Constituted by a case B (131) covering the whole including a ferrite core B and (130).

図8は従来例の非接触ユニットの構造を示す。図8に示すように、従来の非接触ユニットa(200)は、電力の伝送を可能にする電力用コイルa(201)と電気信号の伝送を可能にする電気信号用コイルユニットa(202)と電力用コイルa(201)と電気信号用コイルa(202)を覆うフェライトコアa(203)と電力用コイルa(201)と電気信号用コイルa(202)の干渉を防ぐための電磁遮蔽部材a(204)と、電力用コイルa(201)と電気信号用コイルa(202)とフェライトコアa(203)と電磁遮蔽部材a(204)とを含む全体を覆うケースa(205)により構成されており、従来の非接触ユニットb(206)は、電力の伝送を可能にする電力用コイルb(207)と電気信号の伝送を可能にする電気信号用コイルユニットb(208)と電力用コイルb(207)と電気信号用コイルb(208)を覆うフェライトコアb(209)と電力用コイルb(207)と電気信号用コイルb(208)の干渉を防ぐための電磁遮蔽部材b(210)と、電力用コイルb(207)と電気信号用コイルb(208)とフェライトコアb(209)と電磁遮蔽部材b(210)とを含む全体を覆うケースb(211)により構成されている。  FIG. 8 shows the structure of the non-contact unit of the prior art. As shown in FIG. 8, a conventional non-contact unit a (200) comprises a power coil a (201) that enables transmission of power and a coil unit a (202) that enables transmission of electrical signals. , Electromagnetic shielding for preventing interference between ferrite core a (203) covering power coil a (201) and electric signal coil a (202), power coil a (201) and electric signal coil a (202) The case a (205) covers the whole including the member a (204), the power coil a (201), the electric signal coil a (202), the ferrite core a (203), and the electromagnetic shielding member a (204) The conventional non-contact unit b (206) is composed of a power coil b (207) which enables transmission of electric power and a coil unit b (208) of electric signal which enables transmission of an electric signal. An electromagnetic shielding member for preventing interference between the ferrite coil b (209) covering the power coil b (207) and the electric signal coil b (208), the power coil b (207) and the electric signal coil b (208) The case b (211) covers the whole including b (210), power coil b (207), electric signal coil b (208), ferrite core b (209), and electromagnetic shielding member b (210). It is done.

本実施例の非接触ユニットの構造を説明する図7と、従来例の付接触ユニットの構造を説明する図8とを比較すると、電力用コイルA(123)と電力用コイルB(128)の電磁誘導により発生する電磁磁界の方向と、電気信号用コイルA(124)と電気信号用コイルB(129)の電磁誘導により発生する電磁磁界の方向が90度ずれるように配置されることにより、電力の伝送と電気信号の伝送の相互干渉を軽減し、且つ、従来では必要であった図8に示される電磁遮蔽物a(204)と電磁遮蔽部材b(210)が必要なくなるので、自動工具交換装置が小型で安価に製作することができる。本実施例では、電気信号用コイルA(124)と電気信号用コイルB(129)とを二つずつある場合を示したが、電気信号用コイルA(124)と電気信号用コイルB(129)がひとつずつであってもよい。  Comparing FIG. 7 for explaining the structure of the non-contact unit of this embodiment with FIG. 8 for explaining the structure of the conventional contact unit, the power coil A (123) and the power coil B (128) By arranging so that the direction of the electromagnetic field generated by electromagnetic induction and the direction of the electromagnetic field generated by electromagnetic induction of coil A (124) for electric signal and coil B (129 for electric signal) deviate by 90 degrees, It reduces the mutual interference between the transmission of power and transmission of electrical signals, and eliminates the need for the electromagnetic shield a (204) and the electromagnetic shielding member b (210) shown in FIG. The replacement device can be made small and inexpensive. In the present embodiment, the case where the electric signal coil A (124) and the electric signal coil B (129) are provided two by two is shown, but the electric signal coil A (124) and the electric signal coil B (129) ) May be one by one.

次に図9を説明する。図9は本実施例であるエアシリンダを使ったハンドなどの複数本の流体を必要とする図1に記載のツールA(4)を用いる場合の配線の構成図を示すものである。図9において、図1に記載のロボット側ユニット(5)に設けられる非接触ユニットA(300)と、図1に記載のツール側ユニットA(6)に設けられる非接触ユニットB(301)は、相互に対向している状態である。  Next, FIG. 9 will be described. FIG. 9 is a schematic view of a wiring in the case of using the tool A (4) shown in FIG. 1 which requires a plurality of fluids such as a hand using an air cylinder according to the present embodiment. In FIG. 9, the non-contact unit A (300) provided in the robot-side unit (5) shown in FIG. 1 and the non-contact unit B (301) provided in the tool-side unit A (6) shown in FIG. , Are facing each other.

図9において、電気信号の伝送は、コントローラ(302)から送信する複数本の電気信号を、コントローラ(302)に内蔵されている省配線システムA(303)により、1本の電気信号に統合し、非接触ユニットA(300)に電気信号を伝送し、非接触ユニットA(300)から非接触ユニットB(301)に電磁誘導を用いて、非接触伝送が行われる。  In FIG. 9, transmission of electrical signals is performed by integrating a plurality of electrical signals transmitted from the controller (302) into one electrical signal by the wire-saving system A (303) incorporated in the controller (302). The electric signal is transmitted to the noncontact unit A (300), and the noncontact transmission is performed from the noncontact unit A (300) to the noncontact unit B (301) using electromagnetic induction.

図9において、電気信号の伝送は、非接触ユニットB(301)から省配線システムB(304)に伝わり、1本に統合されていた電気信号を、各々の電気信号に再変換して、ツール側ユニットに取り付けられているバルブ(305)に電気信号が受信されて、ツールが動く。  In FIG. 9, the transmission of the electrical signal is transmitted from the non-contact unit B (301) to the wire-saving system B (304), and the electrical signal integrated into one is reconverted into each electrical signal to be a tool. An electrical signal is received at a valve (305) attached to the side unit to move the tool.

図9において、ツールが動くことで、センサー(306)によるエアハンドの開閉確認の信号は、省配線システムB(304)に伝送され、受信時とは反対の順番で、非接触ユニットB(301)に送信され、非接触ユニットA(300)に非接触伝送されて、省配線システムA(303)に伝送され、コントローラ(302)にエアハンドの開閉確認の信号が受信されることで、電気信号の送受信が行われて、制御を行うことできるようになる。  In FIG. 9, when the tool moves, the signal of the open / close confirmation of the air hand by the sensor (306) is transmitted to the wiring saving system B (304), and in the order opposite to the reception time, the noncontact unit B (301). Signal transmitted to the non-contact unit A (300), transmitted to the wire-saving system A (303), and received by the controller (302) a signal of confirmation of opening and closing of the air hand. Transmission and reception are performed, and control can be performed.

図9において、ツールに外部センサーなどの外付け周辺I/O(307)を取り付けている場合でも、周辺I/O(307)からの信号は、省配線システムB(304)に接続することにより、ロボットとツール間の電気信号の送受信を可能にする。  In FIG. 9, even when an external peripheral I / O (307) such as an external sensor is attached to the tool, the signal from the peripheral I / O (307) is connected to the reduced wiring system B (304). Enables transmission and reception of electrical signals between the robot and the tool.

図9において、電力の伝送は、電源のオン/オフの信号をコントローラ(302)に送り、インバータ(308)を用いて、直流電流から交流電流に変換し、非接触ユニットA(300)から非接触ユニットB(301)に電磁誘導を用いて、非接触伝送が行われる。  In FIG. 9, the power transmission sends a power on / off signal to the controller (302), converts the direct current into an alternating current using the inverter (308), and transfers the non-contact unit A (300) to the non-contact. Contactless transmission is performed using electromagnetic induction in the contact unit B (301).

図9において、電力の伝送は、非接触ユニットB(301)から、コンバータ(309)に電力を伝送し、交流電流から直流電流に変換して、バルブ(305)に電力の伝送が行われる。  In FIG. 9, the transmission of electric power is performed by transmitting electric power from the non-contact unit B (301) to the converter (309), converting it from alternating current to direct current, and transmitting electric power to the valve (305).

次に図10を説明する。図10は本実施例であるモーターを制御して作業を行う電動ハンドなどの電気信号の送受信をする必要のある図1に記載のツールB(7)を用いる場合の配線の構成図を示すものである。図10において、図1に記載のロボット側ユニット(5)に設けられる非接触ユニットA(300)と図1に記載のツール側ユニットB(6)に設けられる非接触ユニットB(301)は、相互に対向している状態である。  Next, FIG. 10 will be described. FIG. 10 shows a configuration diagram of wiring in the case of using the tool B (7) shown in FIG. 1 which needs to transmit and receive electric signals such as an electric hand that controls and operates a motor according to this embodiment. It is. In FIG. 10, the non-contact unit A (300) provided in the robot-side unit (5) shown in FIG. 1 and the non-contact unit B (301) provided in the tool-side unit B (6) shown in FIG. They are in a state of facing each other.

図10において、電気信号の伝送は、コントローラ(302)から送信する複数本の電気信号を、コントローラ(302)に内蔵されている省配線システムA(303)により、1本の電気信号に統合し、非接触ユニットA(300)に電気信号を伝送し、非接触ユニットA(300)から非接触ユニットB(301)に電磁誘導を用いて、非接触伝送が行われる。  In FIG. 10, transmission of electrical signals is performed by integrating a plurality of electrical signals transmitted from the controller (302) into one electrical signal by the wire-saving system A (303) incorporated in the controller (302). The electric signal is transmitted to the noncontact unit A (300), and the noncontact transmission is performed from the noncontact unit A (300) to the noncontact unit B (301) using electromagnetic induction.

図10において、電気信号の伝送は、非接触ユニットB(301)から、サーボドライブ(310)に内蔵してある省配線システムC(311)に電気信号が伝わり、1本に統合されていた電気信号を、各々の電気信号に再変換して、電動ハンドの場合は、電動ハンドに内蔵されているモーター(312)に電気信号が受信されて、ツールが動く。  In FIG. 10, in the transmission of electrical signals, the electrical signals are transmitted from the non-contact unit B (301) to the wire-saving system C (311) incorporated in the servo drive (310), and the electricals are integrated into one. The signals are reconverted into respective electrical signals, and in the case of an electrically powered hand, the electrical signals are received by a motor (312) built into the electrically powered hand to move the tool.

図10において、ツールが動くことにより、回転方向、回転位置、回転速度などの情報が、エンコーダ(313)から省配線システムC(311)に伝送され、受信時とは反対の順番で、非接触ユニットB(301)に送信され、非接触ユニットA(300)に非接触伝送されて、省配線システムA(303)に伝送され、コントローラ(302)に情報が受信されることで、電気信号の送受信が行われて、フィードバック制御を行うことができるようになる。  In FIG. 10, when the tool moves, information such as the rotational direction, rotational position, rotational speed, etc. is transmitted from the encoder (313) to the wire-saving system C (311), and in the reverse order of reception, non-contact. It is transmitted to the unit B (301), transmitted to the contactless unit A (300) without contact, transmitted to the wire-saving system A (303), and received by the controller (302). Transmission and reception are performed, and feedback control can be performed.

図10において、ツールに外部センサーなどの外付け周辺I/O(307)を取り付けている場合でも、周辺I/O(307)からの信号は、省配線システムC(311)に接続することにより、ロボットとツール間の電気信号の送受信を可能にする。  In FIG. 10, even when the external peripheral I / O (307) such as an external sensor is attached to the tool, the signal from the peripheral I / O (307) is connected to the reduced wiring system C (311) Enables transmission and reception of electrical signals between the robot and the tool.

図10において、電力の伝送は、電源のオン/オフの信号をコントローラ(302)に送り、インバータ(308)を用いて、直流電流から交流電流に変換し、非接触ユニットA(300)から非接触ユニットB(301)に電磁誘導を用いて、非接触伝送が行われる。  In FIG. 10, power transmission sends a power on / off signal to the controller (302), converts the direct current into an alternating current using the inverter (308), and transfers the non-contact unit A (300) to the non-contact unit. Contactless transmission is performed using electromagnetic induction in the contact unit B (301).

図10において、電力の伝送は、非接触ユニットB(301)から、コンバータ(309)に電力を伝送し、交流電流から直流電流に変換して、サーボドライブ(310)に電力が伝送され、モーター(312)に電力の伝送が行われる。  In FIG. 10, in the transmission of electric power, the electric power is transmitted from the non-contact unit B (301) to the converter (309), converted from an alternating current to a direct current, and transmitted to the servo drive (310). Power is transmitted at (312).

次に図11を説明する。図11は本実施例である電気信号の伝送を電力の伝送に重畳させた場合の配線の構成図を示すものである。図11において、電気信号の伝送は、コントローラ(302)から重畳・分離回路A(314)に伝送し、電気信号の伝送を電力の伝送に重畳させることによって、非接触ユニットA(300)に伝送されるものが1本になり、非接触ユニットB(301)に非接触伝送されるものも1本になる。  Next, FIG. 11 will be described. FIG. 11 shows a configuration diagram of wiring in the case where transmission of an electric signal according to the present embodiment is superimposed on transmission of power. In FIG. 11, the transmission of the electric signal is transmitted from the controller (302) to the superposition / separation circuit A (314), and is transmitted to the non-contact unit A (300) by superimposing the transmission of the electric signal on the transmission of power. In this case, the number of devices to be transmitted to the noncontact unit B (301) is also one.

図11において、電気信号の伝送は、非接触ユニットB(301)に、重畳されて伝送されたものは、重畳・分離回路B(315)により、電気信号の伝送と電力の伝送に分離され、それぞれ、前述した経路に沿って送信が行われる。  In FIG. 11, the transmission of the electrical signal is separated into the transmission of the electrical signal and the transmission of the power by the superposition / separation circuit B (315) when the superposition and transmission to the non-contact unit B (301) is performed, Each transmission is performed along the aforementioned path.

図11において、センサー(305)による電気信号の伝送は、コントローラ(302)からの送信と同様に、省配線システムB(304)に伝送し、重畳・分離回路B(315)により、電気信号の伝送を電力の伝送に重畳させ、非接触ユニットB(301)から非接触ユニットA(300)に非接触伝送された後、重畳・分離回路A(314)により、電気信号の伝送と電量の伝送に分離されて、送受信されることになる。  In FIG. 11, the transmission of the electrical signal by the sensor (305) is transmitted to the wire-saving system B (304) in the same manner as the transmission from the controller (302), and the superposition / separation circuit B (315) The transmission is superimposed on the transmission of power, and after being transmitted from the noncontact unit B (301) to the noncontact unit A (300) contactlessly, the superposition / separation circuit A (314) transmits the electric signal and the amount of electricity. Are separated and sent and received.

図11において、非接触ユニットA(300)と非接触ユニットB(301)は、非接触伝送に必要なコイルが1種類になることにより、ユニット自体の小型化、軽量化を行うことができる。  In FIG. 11, the non-contact unit A (300) and the non-contact unit B (301) can miniaturize and reduce the weight of the unit itself, as one type of coil is required for non-contact transmission.

次に図12を説明する。図12は本実施例である電力変換部を整流回路から双方向電力変換機に変えた場合の配線の構成図を示すものである。図12において、基本的な仕組みは、前述の電動ハンドを用いたとき(図10参照)と同様で、電力変換機であるインバータ(308)とコンバータ(309)の内部回路を変えることによって、双方向回生インバータ(316)と双方向回生コンバータ(317)に変更することで、電力をロボット側ユニットからツール側ユニットに力行させていただけのものが、ツール側ユニットからロボット側ユニットに回生することができるようになる。  Next, FIG. 12 will be described. FIG. 12 shows a configuration diagram of wiring when the power conversion unit according to the present embodiment is changed from a rectifier circuit to a bidirectional power converter. In FIG. 12, the basic mechanism is the same as when using the above-mentioned electric hand (see FIG. 10), and both are changed by changing the internal circuit of the inverter (308) and the converter (309) which are power converters. By changing the direction regeneration inverter (316) and the bidirectional regeneration converter (317), it is possible that only the thing that causes the power to run from the robot unit to the tool unit regenerates the tool unit to the robot unit become able to.

図12において、例えば、電力の伝送が回生をすることができることにより、ツール側ユニットに取り付けるツールに搭載されているモーターがブレーキなどで減速することによって減少する運動エネルギーを電力に変換して回収することができる。よって、モーターを発電機として動作させることができるので、エネルギーの利用効率を向上させることができる。  In FIG. 12, for example, the transmission of electric power can be regenerated to convert kinetic energy, which is reduced when the motor mounted on the tool attached to the tool unit is decelerated by a brake or the like, into electric power and recover it. be able to. Therefore, since the motor can be operated as a generator, the energy utilization efficiency can be improved.

1 自動工具交換装置
2 ロボット装置
3 アーム部材
4 ツールA
5 ロボット側ユニット
6 ツール側ユニットA
7 ツールB
8 ツール側ユニットB
9 バルブ
10 コントローラ
11 省配線システムA
12 省配線システムB
13 電源
14 省配線システムC
100 シリンダ
101 位置決め部
102 ロボット側ボディ
103 ピストン
104 カム
105 ボールホルダー
106 非接触ユニットA
107 流体経路A
108 ボルト
109 ピストンシール
110 ロッドシール
111 シリンダシール
112 圧力室A
113 圧力室B
114 空洞部
115 ツール側ボディ
116 被位置決め部
117 ロックプレート
118 非接触ユニットB
119 流体経路B
120 係止部
121 ボール部材
122 非接触ユニットA
123 電力用コイルA
124 電気信号用コイルA
125 フェライトコアA
126 ケースA
127 非接触ユニットB
128 電力用コイルB
129 電気信号用コイルB
130 フェライトコアB
131 ケースB
200 非接触ユニットa
201 電力用コイルa
202 電気信号用コイルa
203 フェライトコアa
204 電磁遮蔽部材a
205 ケースa
206 非接触ユニットb
207 電力用コイルb
208 電気信号用コイルb
209 フェライトコアb
210 電磁遮蔽部材b
211 ケースb
300 非接触ユニットA
301 非接触ユニットB
302 コントローラ
303 省配線システムA
304 省配線システムB
305 バルブ
306 センサー
307 周辺I/O
308 インバータ
309 コンバータ
310 サーボドライブ
311 省配線システムC
312 モーター
313 エンコーダ
314 重畳・分離回路A
315 重畳・分離回路B
316 双方向回生インバータ
317 双方向回生コンバータ
1 Automatic Tool Changer 2 Robotic Device 3 Arm Member 4 Tool A
5 Robot side unit 6 Tool side unit A
7 Tool B
8 Tool side unit B
9 Valve 10 Controller 11 Reduced wiring system A
12 Wire-saving system B
13 Power supply 14 Reduced wiring system C
100 cylinder 101 positioning unit 102 robot side body 103 piston 104 cam 105 ball holder 106 non-contact unit A
107 fluid path A
108 bolt 109 piston seal 110 rod seal 111 cylinder seal 112 pressure chamber A
113 Pressure chamber B
114 hollow portion 115 tool side body 116 positioned portion 117 lock plate 118 non-contact unit B
119 fluid path B
120 locking portion 121 ball member 122 non-contact unit A
123 Power coil A
124 Electric Signal Coil A
125 Ferrite core A
126 Case A
127 Non-contact unit B
128 Power coil B
129 Electric signal coil B
130 Ferrite core B
131 Case B
200 non-contact unit a
201 Power coil a
202 Electric signal coil a
203 ferrite core a
204 Electromagnetic shielding member a
205 Case a
206 Non-contact unit b
207 Power coil b
208 Electric signal coil b
209 ferrite core b
210 electromagnetic shielding member b
211 case b
300 Non-contact unit A
301 Non-contact unit B
302 Controller 303 Wire-saving system A
304 Wire-saving system B
305 Valve 306 Sensor 307 Peripheral I / O
308 Inverter 309 Converter 310 Servo drive 311 Reduced wiring system C
312 motor 313 encoder 314 superposition / separation circuit A
315 Superimposition / separation circuit B
316 Bidirectional regenerative inverter 317 Bidirectional regenerative converter

Claims (5)

ロボットの本体側に取り付けられるロボット側ユニットと該ロボット側ユニットに設けられる非接触ユニットAと、複数のツールが固定される複数のツール側ユニットと該ツール側ユニットに設けられる非接触ユニットBとからなる自動工具交換装置であって、該ロボット側ユニットと該ツール側ユニットを互いに分離可能に、且つ、相対回転不能に連結する自動工具交換装置において、該非接触ユニットAと該非接触ユニットBが相互に対抗している状態で、該非接触ユニットAと該非接触ユニットBとの間で、電磁誘導作用により電気信号を伝送し、該ロボット側ユニットに省配線システムを設け、且つ、該ツール側ユニットに省配線システムとバルブとを設けてなることを特徴とする自動工具交換装置。  A robot side unit attached to the main body of the robot, a noncontact unit A provided to the robot side unit, a plurality of tool side units to which a plurality of tools are fixed, and a noncontact unit B provided to the tool side unit An automatic tool changer, wherein the noncontact unit A and the noncontact unit B mutually connect the robot side unit and the tool side unit so as to be separably and non-rotatably connected to each other. In the opposing state, an electric signal is transmitted between the non-contact unit A and the non-contact unit B by electromagnetic induction, and the robot-side unit is provided with a wire-saving system, and the tool-side unit is saved. An automatic tool changer comprising a wiring system and a valve. 前記非接触ユニットAが、電力の伝送を可能にする電力用コイルAと電気信号の伝送を可能にする電気信号用コイルAとを含んで構成され、且つ、前記非接触ユニットBが、電力の伝送を可能にする電力用コイルBと電気信号の伝送を可能にする電気信号用コイルBとを含んで構成されている請求項1記載の自動工具交換装置。  The non-contact unit A includes a power coil A that enables transmission of power and an electrical signal coil A that enables transmission of an electrical signal, and the non-contact unit B includes power 2. The automatic tool changer according to claim 1, comprising a power coil B for enabling transmission and an electrical signal coil B for enabling transmission of an electrical signal. 前記電力用コイルAと前記電力用コイルBとの電磁誘導による発生電磁磁界と、前記電気信号用コイルAと前記電気信号用コイルBとの電磁誘導による発生電磁磁界とが90度ずれてなる請求項2記載の自動工具交換装置。  The generated electromagnetic field by electromagnetic induction of the power coil A and the power coil B, and the generated electromagnetic field by electromagnetic induction of the electric signal coil A and the electric signal coil B are deviated by 90 degrees. The automatic tool changer according to claim 2. 前記非接触ユニットAと前記非接触ユニットBとの間で、非接触伝送により、前記ロボット側ユニットと前記ツール側ユニットとの間で、電気的に非接触で電力の伝送と電気信号の伝送を行うにあたり、該電力の伝送に該電気信号の伝送を重畳させてなる請求項2又は3記載の自動工具交換装置。  Non-contact transmission between the non-contact unit A and the non-contact unit B causes non-contact electrical transmission of power and transmission of electrical signals between the robot-side unit and the tool-side unit. 4. The automatic tool changer according to claim 2, wherein the transmission of the electrical signal is superimposed on the transmission of the electric power. 前記非接触ユニットAと前記非接触ユニットBとの間で、非接触伝送により、前記ロボット側ユニットと前記ツール側ユニットとの間で、電気的に非接触で電力の伝送を行うにあたり、電力を該ロボット側ユニットから該ツール側ユニットへの伝送と、該ツール側ユニットから該ロボット側ユニットへの伝送とを可能とする、該ロボット側ユニットと該ツール側ユニットの電力変換部を双方向電力変換機とする請求項2から4記載の自動工具交換装置。  In order to perform electric contactless transmission of power between the robot side unit and the tool side unit by contactless transmission between the contactless unit A and the contactless unit B, electric power can be transmitted. Bidirectional power conversion between the robot side unit and the power conversion unit of the tool side unit that enables transmission from the robot side unit to the tool side unit and transmission from the tool side unit to the robot side unit The automatic tool changer according to claim 2, wherein the machine is a machine.
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