JP2021137924A

JP2021137924A - Tool changer and control device of the same

Info

Publication number: JP2021137924A
Application number: JP2020038324A
Authority: JP
Inventors: 尚弥石山; Naoya Ishiyama
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2020-03-06
Filing date: 2020-03-06
Publication date: 2021-09-16

Abstract

To provide a tool changer configured so that failures reduce and a control device of the same.SOLUTION: A tool changer 10 comprises: a cylindrical arm shaft 25; a displaceable shaft part 21, arranged in the cylindrical arm shaft, which can be displaced in a shaft direction thereof; an arm 30, arranged at one end part of the cylindrical arm shaft, which has a gripping part 32 for gripping a tool; a lock member 33 for locking the tool gripped by the gripping part; lock mechanisms (a link 35 and a lock shaft 34) that lock the tool to the lock member in accordance with relative movement of the displaceable shaft part with respect to the arm shaft; and restricting mechanisms (a through-hole 25a and a rod 21b) that restrict a range of the relative movement of the displaceable shaft part.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、工具交換装置およびその制御装置に関する。 The present invention relates to a tool changer and a control device thereof.

工作機械の主軸上の工具を交換する工具交換装置が開発されている。工具交換装置は、工具を把持するアーム、および把持された工具をロック、アンロックするロック機構を備える。このロック機構は、外力によって動作するリンクと、外力の非印加時にリンクを復帰させる弾性部材（例えば、バネ）を有することが多い。 Tool changers have been developed to change tools on the spindle of machine tools. The tool changer includes an arm for gripping the tool and a locking mechanism for locking and unlocking the gripped tool. This locking mechanism often has a link that operates by an external force and an elastic member (for example, a spring) that restores the link when no external force is applied.

しかしながら、多数回のロック、アンロックによって、弾性部材が消耗するなどして、工具交換装置が故障することがある。この結果、工具のロックが不確実になり、工具の交換中に工具がアームから落下などするおそれがある。 However, the tool changing device may break down due to wear of the elastic member due to locking and unlocking many times. As a result, the lock of the tool becomes uncertain, and the tool may fall from the arm during the replacement of the tool.

特開２０１５−０１３３１８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-013318

本発明は、故障の低減を図った工具交換装置およびその制御装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a tool changing device and a control device thereof for reducing failures.

本発明の態様に係る工具交換装置は、筒状のアーム軸と、前記筒状のアーム軸内に配置され、その軸方向に変位可能な、変位軸部と、前記筒状のアーム軸の一端部に配置され、工具を把持するための把持部を有する、アームと、前記把持部に把持される工具をロックするためのロック部材と、前記アーム軸に対する前記変位軸部の相対移動に応じて、前記ロック部材に前記工具をロックさせるロック機構と、前記変位軸部の相対移動の範囲を制限する制限機構と、を備える。 The tool changing device according to the aspect of the present invention includes a tubular arm shaft, a displacement shaft portion that is arranged in the tubular arm shaft and can be displaced in the axial direction, and one end of the tubular arm shaft. According to the relative movement of the arm, the lock member for locking the tool gripped by the grip portion, and the displacement shaft portion relative to the arm shaft, which is arranged in the portion and has a grip portion for gripping the tool. A lock mechanism for locking the tool on the lock member and a limiting mechanism for limiting the range of relative movement of the displacement shaft portion are provided.

本発明によれば、故障の低減を図った工具交換装置およびその制御装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a tool changing device and a control device thereof for reducing failures.

実施形態に係る工具交換装置を表す図である。It is a figure which shows the tool change device which concerns on embodiment. 実施形態に係る工具交換装置を表す図である。It is a figure which shows the tool change device which concerns on embodiment. 変位軸部とアーム軸を側面から見た状態を表す側面図である。It is a side view which shows the state which the displacement shaft part and the arm shaft are seen from the side. 図４Ａ〜図４Ｄは、工具交換装置を表す斜視図である。4A to 4D are perspective views showing a tool changing device.

実施形態に係る工具交換装置１０について、図面を参照しながら以下、詳細に説明する。図１、図２は、実施形態に係る工具交換装置１０を表す。図１、図２の工具交換装置１０はそれぞれ、工具（図示せず）をロックしないアンロック状態、工具をロックするロック状態にある。 The tool changing device 10 according to the embodiment will be described in detail below with reference to the drawings. 1 and 2 show the tool changing device 10 according to the embodiment. The tool changer 10 of FIGS. 1 and 2 is in an unlocked state in which the tool (not shown) is not locked and in a locked state in which the tool is locked, respectively.

工具交換装置１０は、ＮＣ制御装置５０（制御装置）に制御され、変位軸部２１、アーム軸２５、およびアーム３０を昇降および回転させ、工具をロックする。図１、図２に示されるように、工具交換装置１０は、筐体１１、モータ１３、減速機構１４、カム１７、リンク１８、変位軸部２１、筒状体２２、回転係合部２３、アーム軸２５、昇降係合部２６、検出器２７、およびアーム３０を有する。このうち、カム１７、リンク１８、回転係合部２３、昇降係合部２６は、変位軸部２１などを昇降、回転させるカム機構を構成する。 The tool changer 10 is controlled by the NC control device 50 (control device) to move the displacement shaft portion 21, the arm shaft 25, and the arm 30 up and down and rotate to lock the tool. As shown in FIGS. 1 and 2, the tool changing device 10 includes a housing 11, a motor 13, a reduction mechanism 14, a cam 17, a link 18, a displacement shaft portion 21, a tubular body 22, and a rotary engaging portion 23. It has an arm shaft 25, an elevating engagement portion 26, a detector 27, and an arm 30. Of these, the cam 17, the link 18, the rotary engaging portion 23, and the elevating engaging portion 26 constitute a cam mechanism for raising and lowering and rotating the displacement shaft portion 21 and the like.

筐体１１は、内部空間１１ａおよび連通孔１１ｂを有する。カム機構の潤滑性を保持するために、内部空間１１ａは液状の潤滑材Ｌが入っている。この結果、内部空間１１ａは、潤滑材Ｌによって満たされる潤滑材領域と、その上方の大気（気化した潤滑材Ｌの成分を含んでもよい）によって満たされる大気領域に区分できる。但し、これらの領域の境界は、注入あるいは消費した潤滑材Ｌの量によって変動する。連通孔１１ｂは、大気領域に開口し、内部空間１１ａ（大気領域）を外部（大気）と連通させる。 The housing 11 has an internal space 11a and a communication hole 11b. In order to maintain the lubricity of the cam mechanism, the internal space 11a contains a liquid lubricant L. As a result, the internal space 11a can be divided into a lubricating material region filled with the lubricating material L and an atmospheric region filled with the atmosphere above the lubricating material L (which may contain a component of the vaporized lubricating material L). However, the boundaries of these regions vary depending on the amount of lubricant L injected or consumed. The communication hole 11b opens in the atmospheric region and communicates the internal space 11a (atmospheric region) with the outside (atmosphere).

モータ１３は、筐体１１の外部に取り付けられ、筐体１１内に回転力を供給する。後述のように、モータ１３は、変位軸部２１を移動、回転することができる。減速機構１４は、モータ１３から出力される回転数を適宜な値まで減速する。なお、減速機構１４の一例として、ウォームギア、ウォームホイルの組み合わせを用いることができるが、これに限定されず、種々の減速機構（例えば、ギア）を用いることができる。 The motor 13 is attached to the outside of the housing 11 and supplies a rotational force inside the housing 11. As will be described later, the motor 13 can move and rotate the displacement shaft portion 21. The deceleration mechanism 14 decelerates the rotation speed output from the motor 13 to an appropriate value. As an example of the reduction mechanism 14, a combination of a worm gear and a worm foil can be used, but the present invention is not limited to this, and various reduction mechanisms (for example, gears) can be used.

カム１７は、減速機構１４を介して、モータ１３によって回転軸Ｏを中心に回転される。この例では、回転軸Ｏはモータ１３の軸と直交しているが、並行であってもよい。カム１７は、略円柱形状を有し、その端面に溝１７ａが、その周側面に溝１７ｂ（図示せず）が形成されている。溝１７ａは、区間Ａ１〜Ａ４に区分できる。溝１７ａは、区間Ａ１、Ａ３では略円弧形状であり、区間Ａ２、Ａ４では略直線形状を有する。溝１７ｂは、溝１７ａの区間Ａ１〜Ａ４と対応する区間Ｂ１〜Ｂ４に区分される。溝１７ｂは、区間Ｂ２、Ｂ４ではカム１７の周に略平行であり、区間Ｂ１、Ｂ３ではカム１７の周に対して傾く。 The cam 17 is rotated about the rotation shaft O by the motor 13 via the reduction mechanism 14. In this example, the rotation axis O is orthogonal to the axis of the motor 13, but may be parallel to each other. The cam 17 has a substantially cylindrical shape, and a groove 17a is formed on the end surface thereof, and a groove 17b (not shown) is formed on the peripheral side surface thereof. The groove 17a can be divided into sections A1 to A4. The groove 17a has a substantially arc shape in the sections A1 and A3, and has a substantially linear shape in the sections A2 and A4. The groove 17b is divided into sections B1 to B4 corresponding to sections A1 to A4 of the groove 17a. The groove 17b is substantially parallel to the circumference of the cam 17 in the sections B2 and B4, and is inclined with respect to the circumference of the cam 17 in the sections B1 and B3.

リンク１８は、リンク本体１８ａ、支点１８ｂ、突起部１８ｃ、突起部１８ｄを有する。リンク本体１８ａは、全体として、棒形状あるいは細長い板形状を有する。支点１８ｂは、リンク本体１８ａの一端に配置され、回転可能に筐体１１に固定される。すなわち、リンク１８は、この支点１８ｂを中心に回転できる。突起部１８ｃは、カム１７の溝１７ａに挿入（係合）される。突起部１８ｄは、リンク本体１８ａの他端に配置され、昇降係合部２６に係合する。 The link 18 has a link main body 18a, a fulcrum 18b, a protrusion 18c, and a protrusion 18d. The link body 18a has a rod shape or an elongated plate shape as a whole. The fulcrum 18b is arranged at one end of the link main body 18a and is rotatably fixed to the housing 11. That is, the link 18 can rotate around the fulcrum 18b. The protrusion 18c is inserted (engaged) into the groove 17a of the cam 17. The protrusion 18d is arranged at the other end of the link body 18a and engages with the elevating engagement portion 26.

変位軸部２１は、略円柱形状であり、下端にリンク接続部２１ａを有する。後述のように、リンク接続部２１ａはリンク３５と接続され、ロック部材３３をロック、アンロックさせる。変位軸部２１の上部に筒状体２２、回転係合部２３が、下部にアーム軸２５、昇降係合部２６（ガイドリング）が配置される。 The displacement shaft portion 21 has a substantially cylindrical shape and has a link connecting portion 21a at the lower end. As will be described later, the link connecting portion 21a is connected to the link 35 to lock and unlock the locking member 33. The tubular body 22 and the rotary engaging portion 23 are arranged on the upper portion of the displacement shaft portion 21, and the arm shaft 25 and the elevating engaging portion 26 (guide ring) are arranged on the lower portion.

筒状体２２、回転係合部２３は、アーム軸２５、昇降係合部２６とは分離され、これらの相対的な移動（昇降）を規制しない。筒状体２２の上端は、筐体１１に対して軸回転可能に支持される。筒状体２２は、略筒形状を有し、その内部に変位軸部２１の上部を保持する。変位軸部２１は、筒状体２２に対して一体的に回転し、かつ相対的昇降が可能に係合する。 The tubular body 22 and the rotary engaging portion 23 are separated from the arm shaft 25 and the elevating engaging portion 26, and do not regulate their relative movement (elevation). The upper end of the tubular body 22 is supported so as to be axially rotatable with respect to the housing 11. The tubular body 22 has a substantially cylindrical shape, and holds the upper portion of the displacement shaft portion 21 inside the tubular body 22. The displacement shaft portion 21 rotates integrally with the tubular body 22 and engages with the tubular body 22 so as to be able to move up and down relative to each other.

回転係合部２３は、略リング形状を有し、筒状体２２の下端近傍の外周に固定され、筒状体２２と共に回転可能である。回転係合部２３は、溝１７ｂに係合する係合突起部２３ａを有する。 The rotary engaging portion 23 has a substantially ring shape, is fixed to the outer periphery near the lower end of the tubular body 22, and can rotate together with the tubular body 22. The rotary engaging portion 23 has an engaging protrusion 23a that engages with the groove 17b.

アーム軸２５は、段部２５１を有する筒状（より具体的には、略円筒形状）の部材である。段部２５１は、略リング形状を有し、アーム軸２５の上端に配置されて、アーム軸２５と一体に移動し、後述のように、検出器２７の検出対象となる。アーム軸２５の内部に変位軸部２１が昇降可能（アーム軸２５の軸方向に移動可能）に配置される。すなわち、変位軸部２１は、アーム軸２５（および段部２５１）に対して移動できる。但し、後述のように、その範囲は制限される。 The arm shaft 25 is a tubular (more specifically, substantially cylindrical) member having a step portion 251. The step portion 251 has a substantially ring shape, is arranged at the upper end of the arm shaft 25, moves integrally with the arm shaft 25, and becomes a detection target of the detector 27 as described later. The displacement shaft portion 21 is arranged inside the arm shaft 25 so as to be able to move up and down (movable in the axial direction of the arm shaft 25). That is, the displacement shaft portion 21 can move with respect to the arm shaft 25 (and the step portion 251). However, as will be described later, the range is limited.

昇降係合部２６は、略リング形状を有し、アーム軸２５の外周に配置され、リンク１８の突起部１８ｄに係合する。しかし、昇降係合部２６は、アーム軸２５には直接固定されず、変位軸部２１に固定される。これら変位軸部２１、アーム軸２５、昇降係合部２６の結合関係の詳細は後述する。 The elevating engagement portion 26 has a substantially ring shape, is arranged on the outer periphery of the arm shaft 25, and engages with the protrusion 18d of the link 18. However, the elevating engagement portion 26 is not directly fixed to the arm shaft 25, but is fixed to the displacement shaft portion 21. Details of the coupling relationship between the displacement shaft portion 21, the arm shaft 25, and the elevating engagement portion 26 will be described later.

昇降係合部２６は、略リング形状の側面に貫通孔を有する筒状部２６ａ、その上下にリング状の突出部２６ｂ、２６ｃを有する。突出部２６ｂは、後述のように、検出器２７の検出対象となる。なお、後述の非検出期間Ｔ０１の有無の判定を考慮すると、アーム３０がアンロック状態のとき（後述のロッド２１ｂが貫通孔２５ａの上側に当接）、突出部２６ｂはアーム軸２５の段部２５１と接触または近接していることが好ましい（例えば、後述の貫通孔２５ａの長径より小さな間隔で、突出部２６ｂと段部２５１が配置される）。 The elevating engagement portion 26 has a cylindrical portion 26a having a substantially ring-shaped side surface having a through hole, and ring-shaped protrusions 26b and 26c above and below the tubular portion 26a. The protruding portion 26b is a detection target of the detector 27 as described later. Considering the determination of the presence or absence of the non-detection period T01 described later, when the arm 30 is in the unlocked state (the rod 21b described later abuts on the upper side of the through hole 25a), the protruding portion 26b is the stepped portion of the arm shaft 25. It is preferable that it is in contact with or in close proximity to 251 (for example, the protrusion 26b and the step 251 are arranged at intervals smaller than the major axis of the through hole 25a described later).

図３は、変位軸部２１とアーム軸２５を側面から見た状態を表す側面図である。以下、図３を参照して、変位軸部２１、アーム軸２５、昇降係合部２６の結合関係の詳細を説明する。 FIG. 3 is a side view showing a state in which the displacement shaft portion 21 and the arm shaft 25 are viewed from the side surface. Hereinafter, the details of the coupling relationship between the displacement shaft portion 21, the arm shaft 25, and the elevating engagement portion 26 will be described with reference to FIG.

アーム軸２５は、筒状であり、その内部と外周を繋ぐ一対の貫通孔２５ａを有する。この貫通孔２５ａを通じて、アーム軸２５内の変位軸部２１と、アーム軸２５外の昇降係合部２６が接続される。すなわち、変位軸部２１の外周と昇降係合部２６の内周がロッド２１ｂを介して接続、固定される。 The arm shaft 25 has a cylindrical shape and has a pair of through holes 25a connecting the inside and the outer circumference thereof. Through the through hole 25a, the displacement shaft portion 21 inside the arm shaft 25 and the elevating engagement portion 26 outside the arm shaft 25 are connected. That is, the outer circumference of the displacement shaft portion 21 and the inner circumference of the elevating engagement portion 26 are connected and fixed via the rod 21b.

ここでは、変位軸部２１および昇降係合部２６それぞれに、固定用の貫通孔を形成し、ロッド２１ｂを貫通、係合させることで、変位軸部２１および昇降係合部２６を互いに固定している。但し、変位軸部２１および昇降係合部２６が互いに固定されていれば、固定用の貫通孔を形成しなくてもよい。すなわち、変位軸部２１の外周と昇降係合部２６の内周が突起などにより固定されていれば足りる。 Here, a through hole for fixing is formed in each of the displacement shaft portion 21 and the elevating engagement portion 26, and the displacement shaft portion 21 and the elevating engagement portion 26 are fixed to each other by penetrating and engaging the rod 21b. ing. However, if the displacement shaft portion 21 and the elevating engagement portion 26 are fixed to each other, it is not necessary to form a through hole for fixing. That is, it is sufficient that the outer circumference of the displacement shaft portion 21 and the inner circumference of the elevating engagement portion 26 are fixed by protrusions or the like.

貫通孔２５ａは上下方向（軸方向）に沿って延びる長孔形状である。一方、ロッド２１ｂは、略円柱形状であり、貫通孔２５ａ内を通過する。すなわち、ロッド２１ｂ（変位軸部２１）は、貫通孔２５ａの長径の範囲で、アーム軸２５に対して、上下に変位可能である。ロッド２１ｂは、貫通孔２５ａの上下端に達すると、これに係合し、貫通孔２５ａに対する変位が規制される。一方、貫通孔２５ａの短径は、ロッド２１ｂの直径と略同一であり、貫通孔２５ａ（アーム軸２５）に対するロッド２１ｂ（変位軸部２１）の回転は規制される。 The through hole 25a has an elongated hole shape extending along the vertical direction (axial direction). On the other hand, the rod 21b has a substantially cylindrical shape and passes through the through hole 25a. That is, the rod 21b (displacement shaft portion 21) can be displaced up and down with respect to the arm shaft 25 within the range of the major axis of the through hole 25a. When the rod 21b reaches the upper and lower ends of the through hole 25a, it engages with the rod 21b and the displacement with respect to the through hole 25a is restricted. On the other hand, the minor axis of the through hole 25a is substantially the same as the diameter of the rod 21b, and the rotation of the rod 21b (displacement shaft portion 21) with respect to the through hole 25a (arm shaft 25) is restricted.

すなわち、貫通孔２５ａの長径が変位軸部２１の軸方向であることから、変位軸部２１はアーム軸２５に対して、その軸方向に所定範囲で昇降可能であり、この所定範囲に達すると、アーム軸２５と一体に昇降する。一方、貫通孔２５ａの短径が、変位軸部２１の径方向であり、ロッド２１ｂの径と略同一であることから、変位軸部２１はアーム軸２５と一体に回転する。 That is, since the major axis of the through hole 25a is the axial direction of the displacement shaft portion 21, the displacement shaft portion 21 can move up and down with respect to the arm shaft 25 in a predetermined range in the axial direction, and when the predetermined range is reached. , Ascends and descends integrally with the arm shaft 25. On the other hand, since the short diameter of the through hole 25a is in the radial direction of the displacement shaft portion 21 and is substantially the same as the diameter of the rod 21b, the displacement shaft portion 21 rotates integrally with the arm shaft 25.

貫通孔２５ａとロッド２１ｂの組み合わせは、アーム軸２５に対する変位軸部２１の相対移動の範囲を制限する制限機構として機能する。ロッド２１ｂ（突起部）が貫通孔２５ａ（孔部）の上側または下側に当接することによって、アーム軸２５に対する変位軸部２１の相対移動が制限される。貫通孔２５ａは、アーム軸２５の内側側面に形成される孔部として機能する。ロッド２１ｂは、変位軸部２１の側面上に形成され、貫通孔２５ａ（孔部）に挿入される突起部として機能する。 The combination of the through hole 25a and the rod 21b functions as a limiting mechanism that limits the range of relative movement of the displacement shaft portion 21 with respect to the arm shaft 25. The relative movement of the displacement shaft portion 21 with respect to the arm shaft 25 is restricted by the rod 21b (projection portion) contacting the upper side or the lower side of the through hole 25a (hole portion). The through hole 25a functions as a hole formed on the inner side surface of the arm shaft 25. The rod 21b is formed on the side surface of the displacement shaft portion 21 and functions as a protrusion inserted into the through hole 25a (hole portion).

ロッド２１ｂが貫通孔２５ａの下側に当接するとき（変位軸部２１がアーム軸２５に対して第１の相対位置にあるとき）、ロック部材３３は把持部３２に把持される工具をロックする（図２参照）。一方、ロッド２１ｂが貫通孔２５ａの上側に当接するとき（変位軸部２１がアーム軸２５に対して第２の相対位置にあるとき）、ロック部材３３は把持部３２に把持される工具のロックを解除する（図１参照）。すなわち、工具のロック、アンロックに適正な範囲で変位軸部２１を相対移動できるように、貫通孔２５ａに対するロック部材３３の可動範囲が規定される。 When the rod 21b comes into contact with the lower side of the through hole 25a (when the displacement shaft portion 21 is in the first relative position with respect to the arm shaft 25), the lock member 33 locks the tool gripped by the grip portion 32. (See FIG. 2). On the other hand, when the rod 21b abuts on the upper side of the through hole 25a (when the displacement shaft portion 21 is in the second relative position with respect to the arm shaft 25), the lock member 33 locks the tool gripped by the grip portion 32. (See Fig. 1). That is, the movable range of the lock member 33 with respect to the through hole 25a is defined so that the displacement shaft portion 21 can be relatively moved within an appropriate range for locking and unlocking the tool.

アーム３０は、アーム軸２５の下端部に接続され、アーム軸２５と共に、昇降、回転する。アーム３０は、略直方体形状をなし、アーム本体３１、把持部３２、ロック部材３３、ロックシャフト３４、リンク３５を有する。アーム３０は、いわゆるダブルアームであり、一対の把持部３２、一対のロック部材３３を有する。 The arm 30 is connected to the lower end of the arm shaft 25, and moves up and down and rotates together with the arm shaft 25. The arm 30 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and has an arm body 31, a grip portion 32, a lock member 33, a lock shaft 34, and a link 35. The arm 30 is a so-called double arm and has a pair of grip portions 32 and a pair of lock members 33.

アーム本体３１は、シャフト収容部３１ａ、リンク収容部３１ｂに区分できる。シャフト収容部３１ａは、ロックシャフト３４を収容する空間を有する。リンク収容部３１ｂは、リンク３５を収容する空間を有する。 The arm body 31 can be divided into a shaft accommodating portion 31a and a link accommodating portion 31b. The shaft accommodating portion 31a has a space for accommodating the lock shaft 34. The link accommodating portion 31b has a space for accommodating the link 35.

把持部３２は、工具を把持する。ロック部材３３は、把持部３２に把持された工具をロック、アンロックする。ロック部材３３は、ロックシャフト３４、リンク３５によって、変位軸部２１のリンク接続部２１ａに接続される。 The grip portion 32 grips the tool. The lock member 33 locks and unlocks the tool gripped by the grip portion 32. The lock member 33 is connected to the link connection portion 21a of the displacement shaft portion 21 by the lock shaft 34 and the link 35.

ロックシャフト３４は、ロック部材３３に接続される一端と、リンク３５の一端（把持部３２の側端）に接続される他端を有する。リンク３５の他端（中央側端）は、変位軸部２１のリンク接続部２１ａに回転可能に接続される。リンク３５は、アーム軸２５に対する変位軸部２１の相対移動に応じて、ロック部材３３を動かし、把持部３２に把持された工具をロックさせる。ロックシャフト３４、リンク３５は、把持部３２に把持された工具をロックさせるロック機構として機能する。 The lock shaft 34 has one end connected to the lock member 33 and the other end connected to one end of the link 35 (the side end of the grip portion 32). The other end (center end) of the link 35 is rotatably connected to the link connecting portion 21a of the displacement shaft portion 21. The link 35 moves the lock member 33 in response to the relative movement of the displacement shaft portion 21 with respect to the arm shaft 25, and locks the tool gripped by the grip portion 32. The lock shaft 34 and the link 35 function as a lock mechanism for locking the tool gripped by the grip portion 32.

既述のように、変位軸部２１は、アーム軸２５に対して、貫通孔２５ａの範囲で上下に変位できる。変位軸部２１の降下によって、リンク３５の中央側端部が下がり、ロックシャフト３４を把持部３２に向かって押し出す。この結果、ロック部材３３は、把持部３２に把持された工具をロックする（図２参照）。逆に、変位軸部２１をアーム軸２５に対して、上昇させると、ロック部材３３は、把持部３２に把持された工具のロックを解除する（図１参照）。 As described above, the displacement shaft portion 21 can be displaced up and down with respect to the arm shaft 25 within the range of the through hole 25a. The lowering of the displacement shaft portion 21 lowers the central end of the link 35 and pushes the lock shaft 34 toward the grip portion 32. As a result, the lock member 33 locks the tool gripped by the grip portion 32 (see FIG. 2). On the contrary, when the displacement shaft portion 21 is raised with respect to the arm shaft 25, the lock member 33 unlocks the tool gripped by the grip portion 32 (see FIG. 1).

このように、アーム軸２５に対して変位軸部２１を移動（昇降）することで、工具のロック、およびその解除が可能である。すなわち、実施形態のアーム３０は、リンク３５やロック部材３３を復帰させる弾性部材（例えば、バネ）を用いる必要がない。このため、弾性部材が消耗することによる工具交換装置１０の故障を低減できる。 By moving (elevating) the displacement shaft portion 21 with respect to the arm shaft 25 in this way, the tool can be locked and unlocked. That is, the arm 30 of the embodiment does not need to use an elastic member (for example, a spring) for returning the link 35 or the lock member 33. Therefore, it is possible to reduce the failure of the tool changing device 10 due to the consumption of the elastic member.

検出器２７は、例えば、筐体１１に固定され、アーム軸２５に対する変位軸部２１の相対移動を検出する。既述のように、ロッド２１ｂが貫通孔２５ａの下側、上側に当接する範囲（相対移動範囲の上限：第２の相対位置、下限：第１の相対位置の範囲）で、変位軸部２１はアーム軸２５に対して相対的に移動できる。検出器２７は、第１の相対位置と第２の相対位置間での変位軸部２１の移動を検出する。 The detector 27 is fixed to the housing 11, for example, and detects the relative movement of the displacement shaft portion 21 with respect to the arm shaft 25. As described above, the displacement shaft portion 21 is in the range where the rod 21b abuts on the lower side and the upper side of the through hole 25a (upper limit of relative movement range: second relative position, lower limit: first relative position range). Can move relative to the arm shaft 25. The detector 27 detects the movement of the displacement shaft portion 21 between the first relative position and the second relative position.

ロッド２１ｂが貫通孔２５ａの上側に当接するとき、検出器２７は、昇降係合部２６の突出部２６ｂに近接し、突出部２６ｂを検出する（図１参照）。一方、ロッド２１ｂが貫通孔２５ａの下側に当接するとき、検出器２７は、昇降係合部２６の突出部２６ｂに近接せず（図２参照）、突出部２６ｂを検出しなくなる。このように、検出器２７は、相対移動範囲の上限からの移動および復帰を検出する。 When the rod 21b comes into contact with the upper side of the through hole 25a, the detector 27 approaches the protruding portion 26b of the elevating engaging portion 26 and detects the protruding portion 26b (see FIG. 1). On the other hand, when the rod 21b comes into contact with the lower side of the through hole 25a, the detector 27 does not approach the protruding portion 26b of the elevating engaging portion 26 (see FIG. 2) and does not detect the protruding portion 26b. In this way, the detector 27 detects movement and return from the upper limit of the relative movement range.

相対移動範囲が限定されていることを考慮すると、検出器２７は、実質的に、相対移動範囲の上限から下限への（第２の相対位置から第１の相対位置への）、あるいはその逆方向での変位軸部２１の移動を検出していることになる。 Considering that the relative movement range is limited, the detector 27 substantially moves from the upper limit to the lower limit of the relative movement range (from the second relative position to the first relative position) or vice versa. This means that the movement of the displacement shaft portion 21 in the direction is detected.

ここで、ロッド２１ｂが貫通孔２５ａの下側に当接した状態で変位軸部２１が下方に移動することを考える。この場合、変位軸部２１と共に、アーム軸２５も移動し、検出器２７は、アーム軸２５の段部２５１に近接し、段部２５１を検出する。さらに、アーム軸２５の移動が進むと、検出器２７は、アーム軸２５の段部２５１に近接せず、段部２５１を検出しなくなる。 Here, it is considered that the displacement shaft portion 21 moves downward in a state where the rod 21b is in contact with the lower side of the through hole 25a. In this case, the arm shaft 25 moves together with the displacement shaft portion 21, and the detector 27 approaches the step portion 251 of the arm shaft 25 and detects the step portion 251. Further, as the movement of the arm shaft 25 progresses, the detector 27 does not approach the step portion 251 of the arm shaft 25 and does not detect the step portion 251.

すなわち、ロッド２１ｂが貫通孔２５ａの上側に当接した状態から変位軸部２１を下方に移動させると、検出器２７の検出結果は次の（１）〜（４）のように推移する。このとき、リンク３５は後述の破損がない通常の状態とする。
（１）突出部２６ｂの検出：検出期間Ｔ１１
（２）突出部２６ｂ（および段部２５１）の非検出：非検出期間Ｔ０１
（３）段部２５１の検出：検出期間Ｔ１２
（４）段部２５１（および突出部２６ｂ）の非検出：非検出期間Ｔ０２ That is, when the displacement shaft portion 21 is moved downward from the state where the rod 21b is in contact with the upper side of the through hole 25a, the detection result of the detector 27 changes as shown in the following (1) to (4). At this time, the link 35 is in a normal state without damage, which will be described later.
(1) Detection of protrusion 26b: Detection period T11
(2) Non-detection of protruding portion 26b (and step portion 251): Non-detection period T01
(3) Detection of step 251: Detection period T12
(4) Non-detection of step portion 251 (and protrusion 26b): Non-detection period T02

検出器２７は、接触しなくても、突出部２６ｂを検出できる近接センサであることが好ましい。検出器２７に接触センサを用いると、検出器２７と突出部２６ｂが接触することで消耗、故障しやすくなる。なお、検出器２７は、突出部２６ｂと段部２５１を識別する必要はないが、これらを識別させてもよい。 The detector 27 is preferably a proximity sensor that can detect the protrusion 26b without contact. When a contact sensor is used for the detector 27, the detector 27 and the protruding portion 26b come into contact with each other, so that the detector 27 is easily worn out and malfunctions. The detector 27 does not need to distinguish between the protruding portion 26b and the step portion 251 but may be made to identify them.

アーム３０内の機構、例えば、リンク３５が破損すると（一例として、リンク３５が、アーム本体３１に固着する）、変位軸部２１がアーム軸２５に対して変位しなくなる（変位軸部２１とアーム軸２５が一体的に移動する）可能性がある。この場合、検出期間Ｔ１１、Ｔ１２の間の非検出期間は存在しないか、あっても比較的短時間となり（前述のように、突出部２６ｂは、好ましくは、アーム軸２５の段部２５１と接触または近接する）、本来の非検出期間Ｔ０１と区別できる。この非検出期間Ｔ０１の有無によって、変位軸部２１がアーム軸２５に対して相対的に移動するか否か（アーム３０が通常の状態か否か、すなわち故障の有無）を判定できる。なお、この判定は、モータ制御部５１が行える。 When the mechanism in the arm 30, for example, the link 35 is damaged (for example, the link 35 is fixed to the arm body 31), the displacement shaft portion 21 is not displaced with respect to the arm shaft 25 (displacement shaft portion 21 and the arm). There is a possibility that the shaft 25 will move integrally). In this case, there is no non-detection period between the detection periods T11 and T12, or even if there is, the non-detection period is relatively short (as described above, the protrusion 26b preferably contacts the step portion 251 of the arm shaft 25). (Or close), it can be distinguished from the original non-detection period T01. Whether or not the displacement shaft portion 21 moves relative to the arm shaft 25 (whether or not the arm 30 is in a normal state, that is, whether or not there is a failure) can be determined by the presence or absence of the non-detection period T01. The motor control unit 51 can make this determination.

より詳細には、検出期間、非検出期間の長さに基づいて、非検出期間Ｔ０１の有無を判定できる。例えば、変位軸部２１の降下開始からの検出期間Ｔ１の長さが基準値Ｌ１より長い（Ｔ１＞Ｌ１）場合、非検出期間Ｔ０１が存在しない（検出期間Ｔ１１、Ｔ１２が１の検出期間Ｔ１として検出）と判定できる。また、基準値Ｌ１以下の検出期間Ｔ１（Ｔ１≦Ｌ１）の後に非検出期間Ｔ０があったとき、次のように判定する。すなわち、この非検出期間Ｔ０の長さが基準値Ｌ２より長ければ（Ｔ０＞Ｌ２）、この非検出期間Ｔ０を非検出期間Ｔ０１と判定し、そうでなければ（Ｔ０≦Ｌ２）、非検出期間Ｔ０１は存在しないと判定できる。 More specifically, the presence or absence of the non-detection period T01 can be determined based on the length of the detection period and the non-detection period. For example, when the length of the detection period T1 from the start of descent of the displacement shaft portion 21 is longer than the reference value L1 (T1> L1), the non-detection period T01 does not exist (the detection period T11 and T12 are 1 as the detection period T1). Detection) can be determined. Further, when there is a non-detection period T0 after the detection period T1 (T1 ≦ L1) of the reference value L1 or less, the determination is made as follows. That is, if the length of the non-detection period T0 is longer than the reference value L2 (T0> L2), the non-detection period T0 is determined to be the non-detection period T01, otherwise (T0 ≦ L2), the non-detection period is not detected. It can be determined that T01 does not exist.

ＮＣ制御装置５０は、モータ制御部５１を有する。モータ制御部５１は、工具交換装置１０のモータ１３の動きを制御する。既述のように、モータ１３は、カム１７を回転させることで、変位軸部２１を昇降（移動）させる。 The NC control device 50 has a motor control unit 51. The motor control unit 51 controls the movement of the motor 13 of the tool changer 10. As described above, the motor 13 moves the displacement shaft portion 21 up and down (moves) by rotating the cam 17.

モータ制御部５１は、工具交換装置１０から検出器２７の検出信号を受ける。この検出信号は、変位軸部２１が相対移動範囲の上限側にあるか否か（相対移動範囲が狭いことを考慮すると、実質的には、上限側、下限側のいずれにあるか否か）を表す。 The motor control unit 51 receives the detection signal of the detector 27 from the tool changer 10. This detection signal is whether or not the displacement shaft portion 21 is on the upper limit side of the relative movement range (substantially, whether or not it is on the upper limit side or the lower limit side in consideration of the narrow relative movement range). Represents.

モータ制御部５１は、検出信号を用いて、モータ１３が変位軸部２１を移動させる動作中に、検出器２７が変位軸部２１の相対移動を検出するか否かを判断する。すなわち、モータ１３が変位軸部２１を降下させる場合、変位軸部２１の位置は、相対移動範囲の上限（第２の相対位置）から下限（第１の相対位置）に切り換わる。一方、モータ１３が変位軸部２１を上昇させる場合、変位軸部２１の位置は、相対移動範囲の下限から上限に切り換わる。 The motor control unit 51 uses the detection signal to determine whether or not the detector 27 detects the relative movement of the displacement shaft portion 21 while the motor 13 moves the displacement shaft portion 21. That is, when the motor 13 lowers the displacement shaft portion 21, the position of the displacement shaft portion 21 is switched from the upper limit (second relative position) of the relative movement range to the lower limit (first relative position). On the other hand, when the motor 13 raises the displacement shaft portion 21, the position of the displacement shaft portion 21 switches from the lower limit of the relative movement range to the upper limit.

モータ制御部５１は、モータ１３が変位軸部２１を移動させる動作中に、検出器２７がアーム軸２５に対する変位軸部２１の相対移動を検出しないとき、モータ１３の動作、ひいては、変位軸部２１の昇降を停止させる。既述のように、モータ制御部５１は、検出器２７による検出期間、非検出期間の長さに基づいて、非検出期間Ｔ０１の有無（アーム軸２５に対する変位軸部２１の相対移動の有無）を判定できる。モータ１３と変位軸部２１の動作は同期しているため、検出器２７の反応から工具交換装置１０の故障（ロック機構の不具合）を検出できる。このとき、モータ制御部５１は、工具交換動作（モータ１３）を停止する。また、モータ制御部５１は、表示または音声を用いて、作業者に警告するアラーム機能を有する。 When the detector 27 does not detect the relative movement of the displacement shaft portion 21 with respect to the arm shaft 25 while the motor 13 moves the displacement shaft portion 21, the motor control unit 51 operates the motor 13, and thus the displacement shaft portion. Stop the ascent and descent of 21. As described above, the motor control unit 51 has a non-detection period T01 based on the detection period and the length of the non-detection period by the detector 27 (presence or absence of relative movement of the displacement shaft unit 21 with respect to the arm shaft 25). Can be determined. Since the operations of the motor 13 and the displacement shaft portion 21 are synchronized, a failure of the tool changing device 10 (a failure of the lock mechanism) can be detected from the reaction of the detector 27. At this time, the motor control unit 51 stops the tool change operation (motor 13). In addition, the motor control unit 51 has an alarm function that warns the operator by using a display or a voice.

（工具交換装置１０の動作）
工具交換装置１０は、ＮＣ制御装置５０に制御され、次のように動作する。 (Operation of tool changer 10)
The tool changer 10 is controlled by the NC control device 50 and operates as follows.

（１）待機状態（図４Ａ、図１）
リンク１８の突起部１８ｃは、カム１７の溝１７ａの区間Ａ１と区間Ａ４の境界付近に配置され、回転係合部２３の係合突起部２３ａは溝１７ｂの区間Ｂ１と区間Ｂ４の境界付近に配置されるとする。このとき、モータ１３は未動作である。
相対的移動以下、モータ１３が動作し、カム１７が回転することで、リンク１８の突起部１８ｃは、溝１７ａの区間Ａ１〜Ａ４を移動し、回転係合部２３の係合突起部２３ａは溝１７ｂの区間Ｂ１〜Ｂ４を移動するものとする。 (1) Standby state (Fig. 4A, Fig. 1)
The protrusion 18c of the link 18 is arranged near the boundary between the section A1 and the section A4 of the groove 17a of the cam 17, and the engagement protrusion 23a of the rotary engaging part 23 is near the boundary between the section B1 and the section B4 of the groove 17b. Suppose it is placed. At this time, the motor 13 is not operating.
Relative movement After that, the motor 13 operates and the cam 17 rotates, so that the protrusion 18c of the link 18 moves in the sections A1 to A4 of the groove 17a, and the engagement protrusion 23a of the rotation engagement portion 23 It is assumed that the sections B1 to B4 of the groove 17b are moved.

（２）アーム３０の回転（図４Ａ〜図４Ｂ）
モータ１３が駆動されて、カム１７の回転が始まる。突起部１８ｃは、溝１７ａの区間Ａ１内を移動し、係合突起部２３ａは溝１７ｂの区間Ｂ１内を移動する。このとき、変位軸部２１（アーム軸２５、アーム３０）は、昇降せず回転する。 (2) Rotation of arm 30 (FIGS. 4A to 4B)
The motor 13 is driven and the rotation of the cam 17 starts. The protrusion 18c moves in the section A1 of the groove 17a, and the engaging protrusion 23a moves in the section B1 of the groove 17b. At this time, the displacement shaft portion 21 (arm shaft 25, arm 30) rotates without moving up and down.

変位軸部２１が昇降せず回転するのは次のように説明できる。溝１７ｂは、区間Ｂ１でカム１７の周に対して傾く。このため、係合突起部２３ａは、区間Ｂ１を移動するときにカム１７の軸方向に動き、回転係合部２３を回転させる。回転係合部２３が回転すると、筒状体２２、ひいては変位軸部２１が回転する。一方、溝１７ａは、区間Ａ１では回転軸Ｏを中心とする略円弧形状である。このため、突起部１８ｃは、区間Ａ１内を移動するときに、回転軸Ｏからの距離が一定に保たれるため、実質的に昇降せず、リンク１８が回動することもない。この結果、リンク１８の突起部１８ｄ、ひいては昇降係合部２６、変位軸部２１が昇降することはない。 The reason why the displacement shaft portion 21 rotates without moving up and down can be explained as follows. The groove 17b is inclined with respect to the circumference of the cam 17 in the section B1. Therefore, the engaging protrusion 23a moves in the axial direction of the cam 17 when moving in the section B1 to rotate the rotating engaging portion 23. When the rotary engaging portion 23 rotates, the cylindrical body 22, and thus the displacement shaft portion 21, rotates. On the other hand, the groove 17a has a substantially arc shape centered on the rotation axis O in the section A1. Therefore, when the protrusion 18c moves in the section A1, the distance from the rotation axis O is kept constant, so that the protrusion 18c does not substantially move up and down and the link 18 does not rotate. As a result, the protrusion 18d of the link 18, the elevating engaging portion 26, and the displacement shaft portion 21 do not move up and down.

（３）工具のロック（図４Ｂ〜図４Ｃ、図２）
突起部１８ｃは、溝１７ａの区間Ａ２に達し、その中で移動する。一方、係合突起部２３ａは溝１７ｂの区間Ｂ２内を移動する。このとき、変位軸部２１（アーム軸２５、アーム３０）は、回転せず降下する。 (3) Tool lock (Fig. 4B to Fig. 4C, Fig. 2)
The protrusion 18c reaches the section A2 of the groove 17a and moves in the section A2. On the other hand, the engaging protrusion 23a moves in the section B2 of the groove 17b. At this time, the displacement shaft portion 21 (arm shaft 25, arm 30) descends without rotating.

変位軸部２１が回転せず昇降するのは次のように説明できる。突起部１８ｃは、区間Ａ２を移動するときに、回転軸Ｏからの距離が変化することで、昇降（ここでは降下）し、リンク１８が回動する。この結果、リンク１８の突起部１８ｄ、ひいては昇降係合部２６、変位軸部２１が昇降する。一方、溝１７ｂは、区間Ｂ２でカム１７の周に平行である。このため、係合突起部２３ａは、区間Ｂ２を移動するときにカム１７の軸方向に動かず、回転係合部２３を回転させることもない。回転係合部２３が回転しないため、筒状体２２、変位軸部２１も回転しない。 The reason why the displacement shaft portion 21 moves up and down without rotating can be explained as follows. When the protrusion 18c moves in the section A2, the distance from the rotation axis O changes, so that the protrusion 18c moves up and down (descends here), and the link 18 rotates. As a result, the protrusion 18d of the link 18, the elevating engagement portion 26, and the displacement shaft portion 21 move up and down. On the other hand, the groove 17b is parallel to the circumference of the cam 17 in the section B2. Therefore, the engaging protrusion 23a does not move in the axial direction of the cam 17 when moving in the section B2, and does not rotate the rotating engaging portion 23. Since the rotary engaging portion 23 does not rotate, the tubular body 22 and the displacement shaft portion 21 also do not rotate.

このように、変位軸部２１は、アーム軸２５に対して相対的に移動（降下）する。この結果、リンク３５が動作して、ロック部材３３がマガジンなどに配置される工具をロックする。このとき、アーム軸２５（アーム３０）は昇降しない。既述のように、このときにアーム軸２５に対する変位軸部２１の移動が検出されないと、ＮＣ制御装置５０はモータ１３の動作、ひいては工具の交換作業を停止させることができる。 In this way, the displacement shaft portion 21 moves (descends) relative to the arm shaft 25. As a result, the link 35 operates and the lock member 33 locks the tool arranged in the magazine or the like. At this time, the arm shaft 25 (arm 30) does not move up and down. As described above, if the movement of the displacement shaft portion 21 with respect to the arm shaft 25 is not detected at this time, the NC control device 50 can stop the operation of the motor 13, and thus the tool replacement work.

（４）アーム３０の降下（図４Ｃ〜図４Ｄ）
突起部１８ｃが溝１７ａの区間Ａ２をさらに移動することで、変位軸部２１がさらに降下する。この結果、変位軸部２１のロッド２１ｂがアーム軸２５の貫通孔２５ａ下端に当接する。このため、変位軸部２１と一体に、アーム軸２５（アーム３０）が降下する。このとき、工具がロックされていることから、工具がマガジンなどから引き抜かれる。 (4) Lowering of the arm 30 (FIGS. 4C to 4D)
As the protrusion 18c further moves in the section A2 of the groove 17a, the displacement shaft portion 21 further descends. As a result, the rod 21b of the displacement shaft portion 21 comes into contact with the lower end of the through hole 25a of the arm shaft 25. Therefore, the arm shaft 25 (arm 30) is lowered integrally with the displacement shaft portion 21. At this time, since the tool is locked, the tool is pulled out from the magazine or the like.

その後は、次のような経過を辿り、工具が交換される。 After that, the tools are replaced following the following process.

（５）アーム３０の回転
突起部１８ｃは、溝１７ａの区間Ａ３内を移動し、係合突起部２３ａは溝１７ｂの区間Ｂ３内を移動する。このとき、変位軸部２１（アーム軸２５、アーム３０）は、昇降せず回転する。 (5) The rotating protrusion 18c of the arm 30 moves in the section A3 of the groove 17a, and the engaging protrusion 23a moves in the section B3 of the groove 17b. At this time, the displacement shaft portion 21 (arm shaft 25, arm 30) rotates without moving up and down.

（６）工具のアンロック
突起部１８ｃは、溝１７ａの区間Ａ４に達し、その中で移動する。一方、係合突起部２３ａは溝１７ｂの区間Ｂ４内を移動する。このとき、変位軸部２１（アーム軸２５、アーム３０）は、回転せず上昇する。 (6) The unlocking protrusion 18c of the tool reaches the section A4 of the groove 17a and moves in the section A4. On the other hand, the engaging protrusion 23a moves in the section B4 of the groove 17b. At this time, the displacement shaft portion 21 (arm shaft 25, arm 30) rises without rotating.

変位軸部２１は、アーム軸２５に対して相対的に移動（上昇）する。この結果、リンク３５が動作して、ロック部材３３が把持部３２に把持される工具のロックを解除する。このとき、アーム軸２５（アーム３０）は昇降しない。既述のように、このときにアーム軸２５に対する変位軸部２１の移動が検出されないと、ＮＣ制御装置５０はモータ１３の動作、ひいては工具の交換作業を停止させることができる。 The displacement shaft portion 21 moves (rises) relative to the arm shaft 25. As a result, the link 35 operates to unlock the tool whose lock member 33 is gripped by the grip portion 32. At this time, the arm shaft 25 (arm 30) does not move up and down. As described above, if the movement of the displacement shaft portion 21 with respect to the arm shaft 25 is not detected at this time, the NC control device 50 can stop the operation of the motor 13, and thus the tool replacement work.

（７）アーム３０の上昇
突起部１８ｃが溝１７ａの区間Ａ４内をさらに移動することで、変位軸部２１をさらに上昇させる。この結果、変位軸部２１のロッド２１ｂがアーム軸２５の貫通孔２５ａ上端に当接する。このため、変位軸部２１と一体に、アーム軸２５（アーム３０）が上昇する。この結果、工具を工作機械の主軸に取り付けることが可能となる。 (7) Raising of the arm 30 The protrusion 18c further moves in the section A4 of the groove 17a, so that the displacement shaft portion 21 is further raised. As a result, the rod 21b of the displacement shaft portion 21 comes into contact with the upper end of the through hole 25a of the arm shaft 25. Therefore, the arm shaft 25 (arm 30) rises integrally with the displacement shaft portion 21. As a result, the tool can be attached to the spindle of the machine tool.

〔実施形態から得られる技術的思想〕
上記実施形態から把握しうる技術的思想について、以下に記載する。 [Technical Thought Obtained from the Embodiment]
The technical ideas that can be grasped from the above embodiments are described below.

〔１〕工具交換装置（１０）は、筒状のアーム軸（２５）と、前記筒状のアーム軸（２５）内に配置され、その軸方向に変位可能な、変位軸部（２１）と、前記筒状のアーム軸（２５）の一端部に配置され、工具を把持するための把持部（３２）を有する、アーム（３０）と、前記把持部（３２）に把持される工具をロックするためのロック部材（３３）と、前記アーム軸（２５）に対する前記変位軸部（２１）の相対移動に応じて、前記ロック部材（３３）に前記工具をロックさせるロック機構（リンク３５、ロックシャフト３４）と、前記変位軸部（２１）の相対移動の範囲を制限する制限機構（貫通孔２５ａ、ロッド２１ｂ）と、を備える。これにより、外力の非印加時にリンクを復帰させる弾性部材（例えば、バネ）を用いる必要が低減し、弾性部材が消耗することによる工具交換装置（１０）の故障を低減できる。 [1] The tool changing device (10) includes a tubular arm shaft (25) and a displacement shaft portion (21) arranged in the tubular arm shaft (25) and capable of being displaced in the axial direction thereof. Locks the arm (30), which is arranged at one end of the tubular arm shaft (25) and has a grip portion (32) for gripping the tool, and the tool gripped by the grip portion (32). A lock mechanism (link 35, lock) that locks the tool to the lock member (33) according to the relative movement of the lock member (33) and the displacement shaft portion (21) with respect to the arm shaft (25). The shaft 34) and a limiting mechanism (through hole 25a, rod 21b) that limits the range of relative movement of the displacement shaft portion (21) are provided. This reduces the need to use an elastic member (for example, a spring) that restores the link when no external force is applied, and reduces the failure of the tool changing device (10) due to the consumption of the elastic member.

〔２〕前記制限機構（貫通孔２５ａ、ロッド２１ｂ）は、前記筒状のアーム軸（２５）の内側側面に形成される孔部（貫通孔２５ａ）と、前記変位軸部（２１）の側面上に形成され、前記孔部（貫通孔２５ａ）に挿入される突起部（ロッド２１ｂ）と、を有し、前記突起部（ロッド２１ｂ）が前記孔部（貫通孔２５ａ）の上側または下側に当接することによって、前記アーム軸（２５）に対する前記変位軸部（２１）の相対移動が制限される。これにより、アーム軸（２５）に対する変位軸部（２１）の相対移動の範囲を制限し、工具のロック、アンロックに適正な範囲で変位軸部（２１）を相対移動できる。 [2] The limiting mechanism (through hole 25a, rod 21b) has a hole portion (through hole 25a) formed on the inner side surface of the cylindrical arm shaft (25) and a side surface of the displacement shaft portion (21). It has a protrusion (rod 21b) formed on the hole and inserted into the hole (through hole 25a), and the protrusion (rod 21b) is above or below the hole (through hole 25a). The relative movement of the displacement shaft portion (21) with respect to the arm shaft (25) is restricted by abutting against. As a result, the range of relative movement of the displacement shaft portion (21) with respect to the arm shaft (25) is limited, and the displacement shaft portion (21) can be relatively moved within an appropriate range for locking and unlocking the tool.

〔３〕孔部（貫通孔２５ａ）は、前記軸方向に沿って延びる長孔である。これにより、アーム軸（２５）に対して変位軸部（２１）の昇降を可能とし、かつアーム軸（２５）と変位軸部（２１）を一体的に回転可能となる。 [3] The hole portion (through hole 25a) is an elongated hole extending along the axial direction. As a result, the displacement shaft portion (21) can be raised and lowered with respect to the arm shaft (25), and the arm shaft (25) and the displacement shaft portion (21) can be integrally rotated.

〔４〕変位軸部（２１）の相対移動を検出する検出器（２７）をさらに備える。これにより、変位軸部（２１）の相対移動を検出し、工具交換装置（１０）の故障を検出できる。 [4] A detector (27) for detecting the relative movement of the displacement shaft portion (21) is further provided. Thereby, the relative movement of the displacement shaft portion (21) can be detected, and the failure of the tool changing device (10) can be detected.

〔５〕前記変位軸部（２１）の前記相対移動の範囲は、第１の相対位置と、第２の相対位置と、を含み、前記変位軸部（２１）が前記第１の相対位置にあるとき、前記ロック部材（３３）は前記工具をロックし、前記変位軸部（２１）が前記第２の相対位置にあるとき、前記ロック部材（３３）は前記工具のロックを解除し、前記検出器（２７）は、前記第１の相対位置と前記第２の相対位置間での前記変位軸部（２１）の移動を検出する。これにより、第１の相対位置と第２の相対位置間での前記変位軸部（２１）の移動を検出し、より的確な故障の判定が可能となる。 [5] The range of the relative movement of the displacement shaft portion (21) includes a first relative position and a second relative position, and the displacement shaft portion (21) is set to the first relative position. At one time, the lock member (33) locks the tool, and when the displacement shaft portion (21) is in the second relative position, the lock member (33) unlocks the tool. The detector (27) detects the movement of the displacement shaft portion (21) between the first relative position and the second relative position. As a result, the movement of the displacement shaft portion (21) between the first relative position and the second relative position can be detected, and a more accurate failure can be determined.

〔６〕工具交換装置（１０）を制御する制御装置（ＮＣ制御装置５０）であって、前記工具交換装置（１０）が、前記変位軸部（２１）を移動させるためのモータ（１３）をさらに備え、前記制御装置（ＮＣ制御装置５０）は、前記モータ（１３）の動作を制御する、モータ制御部（５１）を備え、前記モータ制御部（５１）は、前記モータ（１３）が前記変位軸部（２１）を移動させる動作中に、前記検出器（２７）が前記変位軸部（２１）の相対移動を検出しない場合、前記モータ（１３）の動作を停止させる。これにより、モータ（１３）が前記変位軸部（２１）を移動させる動作中に、前記検出器（２７）が前記変位軸部（２１）の相対移動を検出しない場合に、故障と判定し、モータ（１３）の動作を停止することで、工具交換装置（１０）を用いた交換作業中の安全性を向上できる。 [6] A control device (NC control device 50) that controls a tool changing device (10), wherein the tool changing device (10) drives a motor (13) for moving the displacement shaft portion (21). Further provided, the control device (NC control device 50) includes a motor control unit (51) that controls the operation of the motor (13), and the motor control unit (51) includes the motor (13). If the detector (27) does not detect the relative movement of the displacement shaft portion (21) during the operation of moving the displacement shaft portion (21), the operation of the motor (13) is stopped. As a result, if the detector (27) does not detect the relative movement of the displacement shaft portion (21) while the motor (13) is operating to move the displacement shaft portion (21), it is determined as a failure. By stopping the operation of the motor (13), the safety during the replacement work using the tool changer (10) can be improved.

１０…工具交換装置１１…筐体
１１ａ…内部空間１１ｂ…連通孔
１３…モータ１４…減速機構
１７…カム１７ａ、１７ｂ…溝
１８、３５…リンク１８ａ…リンク本体
１８ｂ…支点１８ｃ、１８ｄ…突起部
２１…変位軸部２１ａ…リンク接続部
２１ｂ…ロッド２２…筒状体
２３…回転係合部２３ａ…係合突起部
２５…アーム軸２５ａ…貫通孔
２６…昇降係合部２６ａ…筒状部
２６ｂ、２６ｃ…突出部２７…検出器
３０…アーム３１…アーム本体
３１ａ…シャフト収容部３１ｂ…リンク収容部
３２…把持部３３…ロック部材
３４…ロックシャフト５０…ＮＣ制御装置 10 ... Tool changer 11 ... Housing 11a ... Internal space 11b ... Communication hole 13 ... Motor 14 ... Reduction mechanism 17 ... Cam 17a, 17b ... Groove 18, 35 ... Link 18a ... Link body 18b ... Support point 18c, 18d ... Protrusion 21 ... Displacement shaft portion 21a ... Link connection portion 21b ... Rod 22 ... Cylindrical body 23 ... Rotational engaging portion 23a ... Engaging protrusion 25 ... Arm shaft 25a ... Through hole 26 ... Elevating engaging portion 26a ... Cylindrical portion 26b , 26c ... Protruding part 27 ... Detector 30 ... Arm 31 ... Arm body 31a ... Shaft accommodating part 31b ... Link accommodating part 32 ... Gripping part 33 ... Lock member 34 ... Lock shaft 50 ... NC control device

Claims

Cylindrical arm shaft and
A displacement shaft portion that is arranged in the cylindrical arm shaft and can be displaced in the axial direction thereof.
An arm which is arranged at one end of the cylindrical arm shaft and has a grip portion for gripping a tool.
A lock member for locking the tool gripped by the grip portion and
A locking mechanism that locks the tool to the locking member in response to the relative movement of the displacement shaft portion with respect to the arm shaft.
A limiting mechanism that limits the range of relative movement of the displacement shaft,
A tool changer.

The tool changing device according to claim 1.
The limiting mechanism has a hole formed on the inner side surface of the cylindrical arm shaft and a protrusion formed on the side surface of the displacement shaft portion and inserted into the hole portion.
A tool changing device in which the relative movement of the displacement shaft portion with respect to the arm shaft is restricted by abutting the protrusion portion on the upper side or the lower side of the hole portion.

The tool changing device according to claim 2.
The hole portion is a tool changing device which is an elongated hole extending along the axial direction.

The tool changing device according to any one of claims 1 to 3.
A tool changing device further comprising a detector for detecting the relative movement of the displacement shaft portion.

The tool changing device according to claim 4.
The range of the relative movement of the displacement shaft portion includes a first relative position and a second relative position.
When the displacement shaft is in the first relative position, the locking member locks the tool.
When the displacement shaft is in the second relative position, the locking member unlocks the tool.
The detector is a tool changing device that detects the movement of the displacement shaft portion between the first relative position and the second relative position.

A control device that controls the tool changing device according to claim 4 or 5.
The tool changer further comprises a motor for moving the displacement shaft.
The control device includes a motor control unit that controls the operation of the motor.
The motor control unit is a control device that stops the operation of the motor if the detector does not detect the relative movement of the displacement shaft portion while the motor is operating to move the displacement shaft portion.