JP2745217B2 - Automatic tool changer - Google Patents

Automatic tool changer

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JP2745217B2
JP2745217B2 JP3159097A JP3159097A JP2745217B2 JP 2745217 B2 JP2745217 B2 JP 2745217B2 JP 3159097 A JP3159097 A JP 3159097A JP 3159097 A JP3159097 A JP 3159097A JP 2745217 B2 JP2745217 B2 JP 2745217B2
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ディー. ニュウェル ブルース
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Applied Robotics Inc
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Nitta Corp
Applied Robotics Inc
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、自動工具交換装
置に関し、より詳細には、ロボット等の操作手段に接続
される第1ユニットと、種々のツールを取り付けられる
少なくとも一つの第2ユニットとを備え、一つの第2ユ
ニットを第1ユニットに分離可能に接続するように構成
した自動工具交換装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic tool changer, and more particularly, to a first unit connected to operating means such as a robot and at least one second unit to which various tools can be attached. The present invention relates to an automatic tool changer provided so as to connect one second unit to a first unit in a separable manner.

【0002】[0002]

【従来の技術】前記構成の自動工具交換装置に設けられ
た両ユニユットの結合装置は、通常、ロボット側ユニッ
トに揺動可能に設けた二つの棒状のレバーと、当該両レ
バーにピストンロッドを係合させたエアシリンダと、ツ
ール側ユニットに設けた二本の結合用ピンとから成って
いる。両ユニットを結合する際には、両ユニットの接触
面を接触した状態でエアシリンダを作動し、両レバーを
同期して揺動させて結合用ピンに各々係止してロックす
るのである。前記エアシリンダを操作するエア圧の供給
は、ロボット側ユニットの側面に取り付けた継手と当該
ユニット内部に設けた管から成る流路(ライン)を通っ
て行われる。
2. Description of the Related Art A coupling device for both units provided in an automatic tool changer having the above-mentioned construction is generally constituted by two rod-like levers provided on a robot side unit so as to be able to swing, and a piston rod on both levers. It consists of a combined air cylinder and two connecting pins provided on the tool-side unit. When connecting both units, the air cylinder is operated while the contact surfaces of both units are in contact with each other, and both levers are synchronously swung to lock and lock the connecting pins. The supply of air pressure for operating the air cylinder is performed through a flow path (line) including a joint attached to a side surface of the robot side unit and a pipe provided inside the unit.

【0003】前記従来の自動工具交換装置には、ツール
側ユニットに取り付けたツールに当該ツールを制御する
電気信号を伝達する制御用電気信号ラインや、当該ツー
ルを操作するエア圧または油圧を供給する操作用エア圧
・油圧ライン・または当該ツールを冷却する冷却水ライ
ンが設けてある。
The conventional automatic tool changer supplies a control electric signal line for transmitting an electric signal for controlling the tool to a tool attached to the tool side unit, and an air pressure or a hydraulic pressure for operating the tool. An air / hydraulic line for operation or a cooling water line for cooling the tool is provided.

【0004】制御用電気信号ラインは、各ユニットの側
面に設けた電気コンジットと、各ユニットの接触面に設
けた電気接点ないし電気コネクタと、各ユニット内でこ
れらを接続するリード線とから構成される。また、操作
用エア圧・油圧ライン及び冷却水ラインは、各ユニット
の側面及び接触面に設けた継手と、これらを各ユニット
内で接続する管ないし流路から構成される。ロボットか
ら送られた電気信号、エア圧、油圧等は、ロボット側ユ
ニットの側面の電気コンジットや継手から両ユニット内
に入り、ツール側ユニットの側面の電気コンジットや継
手から出てツールに送られるのである。
The control electric signal line is composed of an electric conduit provided on a side surface of each unit, an electric contact or an electric connector provided on a contact surface of each unit, and a lead wire for connecting these inside each unit. You. Further, the operating air pressure / hydraulic line and the cooling water line are composed of joints provided on the side and contact surfaces of each unit, and pipes or flow paths connecting these in each unit. Electric signals, air pressure, hydraulic pressure, etc. sent from the robot enter both units through the electric conduits and joints on the side of the robot side unit, and exit from the electric conduits and joints on the side of the tool side unit and are sent to the tool. is there.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前記従来の自動工具交
換装置では、制御用電気信号ラインの電気コンジット、
電気コネクタ及び操作用エア圧・油圧ラインや冷却水ラ
インの継手が、各ユニット本体に固定して設けてあるた
め、ツールの制御や操作に必要な条件が大きく異なる
と、もはや同一装置では操作できず、他の自動工具交換
装置で操作しなければならなかった。
In the conventional automatic tool changer, an electric conduit for a control electric signal line,
Since the electrical connectors and the joints of the air pressure / hydraulic line for operation and the cooling water line are fixedly provided on each unit main body, if the conditions required for tool control and operation are significantly different, they can no longer be operated with the same device. And had to be operated by another automatic tool changer.

【0006】即ち、例えば、ツールとして油圧グリッパ
を取り付けたときには、操作用油圧を供給する油圧ライ
ンと、制御用電気信号を送る数A程度の小容量の電気信
号ラインが必要である。また、スポット溶接用ガンを取
り付けた場合は、前記制御用の小容量の電気信号ライン
の他に100A程度の電流容量をもつ溶接用電流ライン
と冷却水用のラインが必要となる。この両者のように、
操作するツールが必要とする条件が大きく異なると、同
一の装置を使用することはもはや不可能となり、自動工
具交換装置を数多く備えることが必要であった。
That is, for example, when a hydraulic gripper is mounted as a tool, a hydraulic line for supplying an operating hydraulic pressure and a small-capacity electric signal line for transmitting an electric signal for control of about several A are required. When a spot welding gun is installed, a welding current line having a current capacity of about 100 A and a cooling water line are required in addition to the small-capacity electric signal line for control. Like both of these,
If the conditions required by the tools to be operated differ greatly, it is no longer possible to use the same device and it is necessary to provide a number of automatic tool changers.

【0007】そこで、この発明では、取り付けたツール
の制御及び操作に必要な電気信号ラインや電流ライン、
あるいはエア圧・油圧・水等のラインが大きく異なって
も、各ツールに応じて最適のラインを選択して備えるこ
とができる自動工具交換装置、換言すれば、所望のライ
ンの継手部を自由に交換できるようにして、安価な設備
費でしかも作業能率を向上させ得る自動工具交換装置を
提供することを課題とする。
Therefore, according to the present invention, an electric signal line and a current line necessary for controlling and operating the attached tool,
Alternatively, even if the lines of air pressure, hydraulic pressure, water, etc. are significantly different, an automatic tool changer that can select and provide the optimal line according to each tool, in other words, freely connect the joint of the desired line It is an object of the present invention to provide an automatic tool changer that can be changed and that can improve the working efficiency at low equipment cost.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明では、ロボット
の操作部側から工具側へ電気、ガス、空気、水等を供給
するために、前記操作部に取付けられる第1ユニット又
は前記工具を有する第2ユニットのうち一方に雄側の継
手部を、他方に雌側の継手部を、それぞれ具備させ、前
記第1ユニットと第2ユニットが適正に接合されたとき
には雄・雌側継手部相互が接続状態となる自動工具交換
装置において、第1・2ユニットはそれぞれ、その外周
面に複数の取付部を距離を設けて配置してある本体部
と、前記取付部に着脱自在に取り付けることができ且
つ、電気、ガス、空気、水、油のうち少なくとも一種類
の継手部を有した複数種のモジュールとを有するものと
してあり、第2ユニット側に具備させてある工具の種別
に応じて各モジュールを選択して本体部の取付部に取り
付けることができるようにしてある。
According to the present invention, there is provided a first unit or the tool attached to the operation unit for supplying electricity, gas, air, water, etc. from the operation unit side of the robot to the tool side. One of the second units is provided with a male joint part and the other is provided with a female joint part. When the first unit and the second unit are properly joined, the male and female joint parts are mutually connected. In the automatic tool changer in the connected state, each of the first and second units can be detachably attached to the main body in which a plurality of attachment portions are arranged on the outer peripheral surface at a distance, and to the attachment portion. And a plurality of types of modules having at least one type of joint among electricity, gas, air, water, and oil, and each module is provided in accordance with a type of tool provided on the second unit side. It is to be able to attach to the mounting portion of the main body portion select.

【0009】この発明は以上のように構成しているの
で、次の機能を有する。 取り付けた工具の制御及び操作に必要な電気信号ライ
ンや電流ライン、あるいはエア圧・油圧・水等のライン
が大きく異なっても、各工具に応じて最適のラインを選
択して備えることができる。 第1・2ユニットのそれぞれに複数種のモジュールを
取り付けるものとしてあるから、数少ないモジュールの
組み合わせにより多くの種類の異なるラインを有する装
置を容易につくることができる。 工具の形状等により電気信号ライン等の経路が規制さ
れることがあるが、この装置では、モジュールの入れ替
えにより工具側のユニットの各ラインの継手部の配置を
自由にかえる(例えば油圧ラインのモジュールと空圧ラ
インのモジュールを入れかえる)ことができ、このた
め、工具の形状等に合わせて電気信号ライン等の経路を
設定することが可能になる。
The present invention is configured as described above and has the following functions. Even if electric signal lines and current lines necessary for control and operation of the installed tools, or lines such as air pressure, hydraulic pressure, and water are greatly different, an optimal line can be selected and provided according to each tool. Since a plurality of types of modules are attached to each of the first and second units, an apparatus having many types of different lines can be easily manufactured by combining a small number of modules. The path of an electric signal line or the like may be restricted by the shape of the tool or the like. In this device, the arrangement of the joints of each line of the unit on the tool side can be freely changed by exchanging the module (for example, the module of the hydraulic line). And the module of the pneumatic line can be replaced), so that the path of the electric signal line and the like can be set according to the shape of the tool and the like.

【0010】そして、工具の使用目的に応じて、その使
用する電気、ガス、空気、水等の種類や容量等に変更が
必要な場合には、その変更する継手部を有したモジュー
ルのみを本体の取付部から取り外し、所望の種類や容量
のモジュールを取付けるようにすればよい。
When it is necessary to change the type, capacity, etc. of electricity, gas, air, water, etc. to be used according to the purpose of use of the tool, only the module having the joint part to be changed is used as the main body. And a module of a desired type and capacity may be mounted.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に従って説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0012】図は、この発明に係る自動工具交換装置の
一実施形態を示したものである。図7において、1は自
動工具交換装置、2はロボットアーム等の操作手段(図
示せず)に取り付けられた第1ユニット、3はスポット
溶接ガン4が取り付けられた第2ユニットを示してい
る。第2ユニット3は、前記スポット溶接ガン4等の種
々のツールを取り付けたものが複数個用意され、棚上に
配置されている。作業の際には、任意の一つの第2ユニ
ット3を選択して第1ユニット2を結合・一体化し、ロ
ボット等によって所定の作業をさせることができる。
FIG. 1 shows an embodiment of an automatic tool changer according to the present invention. In FIG. 7, reference numeral 1 denotes an automatic tool changer, 2 denotes a first unit attached to operation means (not shown) such as a robot arm, and 3 denotes a second unit to which a spot welding gun 4 is attached. A plurality of the second units 3 to which various tools such as the spot welding gun 4 are attached are prepared and arranged on a shelf. At the time of work, any one of the second units 3 is selected, the first unit 2 is combined and integrated, and a predetermined work can be performed by a robot or the like.

【0013】上側の第1ユニット2は、本体部2aと凸
部2bから成り、図3及び図5に示されるように、本体
部2aは、偏平な円柱形部材から二つの略扇形部分を切
欠して形成される略Y字形の形状を有している。本体部
2aの前記切欠部には、それぞれインターフェース用の
モジュール5,6が取り外し可能として取り付けてあ
り、全体としてほぼ一つの円柱形となるようにしてあ
る。また、切欠されていない扇形部分7には、側面に、
第2ユニット3に取り付けたツールに制御用電気信号を
送る電気コンジット8と、当該ツールに制御用エアを供
給・排出する四つのエア用ポート9が設けてあり、下面
には電気コンジット8に接続された電気コネクタ(図示
せず)及びエア用ポート9に連通する継手(図示せず)
が設けてある。本体部2aの切欠部側の端縁の上部に
は、鍔部10が設けてあり、前記インターフェース用の
モジュール5,6はこの鍔10にボルト止めされてい
る。
The upper first unit 2 comprises a main body 2a and a convex portion 2b. As shown in FIGS. 3 and 5, the main body 2a is formed by cutting out two substantially fan-shaped portions from a flat cylindrical member. And has a substantially Y-shaped shape. Interface modules 5 and 6 are detachably attached to the cutouts of the main body 2a, respectively, so as to be substantially one cylindrical shape as a whole. In addition, the fan-shaped part 7 which is not notched has a side surface,
An electric conduit 8 for sending a control electric signal to a tool attached to the second unit 3 and four air ports 9 for supplying and discharging control air to the tool are provided, and the lower surface is connected to the electric conduit 8. Electrical connector (not shown) and joint (not shown) communicating with air port 9
Is provided. A flange 10 is provided above the notch-side edge of the main body 2a, and the interface modules 5 and 6 are bolted to the flange 10.

【0014】この構成により、モジュール5,6の取付
並びに交換は、ボルトの締付及び緩め作業のみで行え、
非常に簡単である。また、モジュール5,6は、第1ユ
ニット2の切欠部に対応する形状として、当該切欠部に
嵌合しているので、モジュール5,6が第1ユニット2
の円柱形の外側にほとんどはみ出ないという利点があ
る。
With this configuration, the mounting and replacement of the modules 5 and 6 can be performed only by tightening and loosening the bolts.
Very simple. Further, since the modules 5 and 6 are fitted in the cutouts in a shape corresponding to the cutouts of the first unit 2, the modules 5 and 6 are connected to the first unit 2.
Has the advantage that it hardly protrudes outside the cylindrical shape.

【0015】凸部2bは、星形に形成されて本体部2a
の下面に突設されている。この凸部2bは、互いに12
0°をなす3本の半径に沿って延びると共に、中心部で
互いに接合された三つの部分11から成っている。
The convex portion 2b is formed in a star shape and has a main body 2a.
Protruding from the lower surface of the. The projections 2b are 12
It consists of three parts 11 extending along three radii forming 0 ° and joined together at the center.

【0016】第1ユニット2の内部は、その上端面より
凸部2bの下端付近まで達する深さで、凸部2bと同様
の星形形状に切欠され、凸部2bの各部分11に沿って
三つのシリンダ収容室12が形成されている。このシリ
ンダ収容室12は、後述のカム駆動用のエアシリンダを
収容する空間である。シリンダ収容室12の上部開口
は、本体部2aの上面に取り付けた円形板から成る蓋1
3によって寒がれている。
The interior of the first unit 2 is notched in a star shape similar to the convex portion 2b at a depth reaching from the upper end surface to the vicinity of the lower end of the convex portion 2b, and extends along each portion 11 of the convex portion 2b. Three cylinder housing chambers 12 are formed. The cylinder housing chamber 12 is a space for housing a cam driving air cylinder to be described later. The upper opening of the cylinder housing chamber 12 has a lid 1 made of a circular plate attached to the upper surface of the main body 2a.
3 is cold.

【0017】凸部2bの各部分11の先端部11aには
矩形の孔を形成して窓14を設けてあり、図4に示すよ
うに、この窓14内に略扇形とした板状のカム15が設
けてある。このカム15は、部分11の先端部11aに
外部から横方向(水平方向)に貫通して窓14内に架け
渡された支持ピン16によって、第1ユニット2の中心
軸に平行な面(鉛直面)内で回動可能に支持され、窓1
4を通って部分11の外部と内部間を回動可能である。
A window 14 is formed by forming a rectangular hole at the tip end 11a of each portion 11 of the convex portion 2b. As shown in FIG. 15 are provided. The cam 15 is supported by a support pin 16 that extends laterally (horizontally) from the outside to the distal end portion 11 a of the portion 11 and extends in the window 14. Surface) so as to be rotatable within the window 1
It is pivotable between the outside and the inside of the part 11 through 4.

【0018】カム15は、後述の第2ユニット3に設け
た係合用ピンと円弧状の端縁部分15aで係合し、支持
ピン16は、反対側の角15bに近い位置に設けてあ
る。また、カム15の前記係合部分15aと回動軸すな
わち支持ピン16との距離が、外側の部分が最小であ
り、内側に向かって徐々に増加するように設定するた
め、支持ピン16の位置を、円弧状の係合部分15aの
両端部間の角度を二等分する直線上から下方にずらして
設定してある。
The cam 15 engages with an engagement pin provided on the second unit 3 described later at an arc-shaped edge portion 15a, and the support pin 16 is provided at a position close to the opposite corner 15b. Further, since the distance between the engaging portion 15a of the cam 15 and the rotation shaft, that is, the support pin 16, is set so that the outer portion is minimum and gradually increases inward, the position of the support pin 16 is increased. Are shifted downward from a straight line that bisects the angle between both ends of the arcuate engaging portion 15a.

【0019】前記三つのカム15は、前述した三つのシ
リンダ収容室12に設けられた駆動用エアシリンダ17
によって各々駆動される。各シリンダ17は、いずれも
支持部材18を介して、部分11の両内面に固定された
取付台19によって支持され、第1ユニット2の中心軸
に沿って上下に回動可能である。駆動用エアシリンダ1
7へのエアの供給及び排出は、本体部2aの側面に設け
られたエア用ポート20,21により、連結管22,2
3を介して行われる。
The three cams 15 are provided with driving air cylinders 17 provided in the three cylinder accommodation chambers 12 described above.
, Respectively. Each of the cylinders 17 is supported by a mount 19 fixed to both inner surfaces of the portion 11 via a support member 18, and is rotatable up and down along the central axis of the first unit 2. Air cylinder for driving 1
Supply and discharge of air to and from the connection pipes 22 and 2 are performed by air ports 20 and 21 provided on the side surface of the main body 2a.
3 is performed.

【0020】前記エアシリンダ17は、各々、ピストン
ロッド24が前記カム15と平行になるように配置して
ある。ピストンロッド24の先端には、その二つの脚部
を前記カム15側に向けて、U字形のジョイント25が
固定してあり、前記カム15をこのジョイント25の二
つの脚部の間に挟むような形で、カム15に回動可能に
接続してある。ジョイント25とカム15の接続は、両
者を貫通して設けた接続用ピン26によって行ってい
る。接続用ピン26は、係合部分15bに近い位置でカ
ム15を貫通している。
Each of the air cylinders 17 is arranged such that a piston rod 24 is parallel to the cam 15. A U-shaped joint 25 is fixed to the tip of the piston rod 24 with its two legs facing the cam 15 side, and the cam 15 is sandwiched between the two legs of the joint 25. In this manner, it is rotatably connected to the cam 15. The connection between the joint 25 and the cam 15 is performed by a connection pin 26 provided therethrough. The connection pin 26 penetrates the cam 15 at a position near the engagement portion 15b.

【0021】以上の構成により、駆動用エアシリンダ1
7を作動してピストンロッド24を出し入れすると、そ
の運動は、U字形ジョイント25と接続用ピン26によ
ってカム15に伝達されるので、シリンダ17によって
カム15を支持ピン16の周りに回動することができ
る。
With the above configuration, the driving air cylinder 1
When the piston 7 is actuated and the piston rod 24 is moved in and out, the movement is transmitted to the cam 15 by the U-shaped joint 25 and the connecting pin 26, so that the cylinder 17 rotates the cam 15 around the support pin 16. Can be.

【0022】前記インターフェース用のモジュール5
は、溶接ガン4に溶接用電流を供給するものであり、側
面に電気コンジット27を、下面に電気接点28aと電
気接点28bをそれぞれ設けている。他のモジュール6
は、溶接ガン4に冷却水を供給するものであり、側面に
水用ポート29を、下面に二つの接続用孔30をそれぞ
れ設けている。
The interface module 5
Supplies an electric current for welding to the welding gun 4, and has an electric conduit 27 on a side surface and electric contacts 28a and 28b on a lower surface. Other module 6
Supplies cooling water to the welding gun 4, and has a water port 29 on the side surface and two connection holes 30 on the lower surface.

【0023】なお、31は、前記本体部2aの下面に設
けた位置決めピンである。第2ユニット3は、前記第1
ユニット2と同様の略Y字形の形状を持っている。略扇
形に切欠した二つの部分には、各々インターフェース用
のモジュール32,33が取り外し可能として取りつけ
てあり、全体として第1ユニット2とほぼ同一の一つの
円柱形をなすようにしている。これらのモジュール3
2,33は、第1ユニット2に取り付けてあるモジュー
ル5,6と対をなし、両ユニット2,3を重ねたときに
互いに重なり合うようにしてある。
Reference numeral 31 denotes a positioning pin provided on the lower surface of the main body 2a. The second unit 3 includes the first unit
It has a substantially Y-shaped shape similar to that of the unit 2. Interface modules 32 and 33 are detachably attached to the two portions, each of which is cut out in a substantially fan shape, so as to form one column substantially identical to the first unit 2 as a whole. These modules 3
The units 2 and 33 are paired with the modules 5 and 6 attached to the first unit 2 so that the units 2 and 3 overlap each other when the units 2 and 3 are stacked.

【0024】溶接用電流を供給するモジュール32は、
側面に電気コンジット34を、上面に電気接点35aと
標準電流供給用の三つの電気接点35bとをそれぞれ設
けている。また、冷却水を供給するモジュール33は、
側面に二つの水用ポート36を、上面に二つの継手37
をそれぞれ設けている。モジュール32の電気接点35
aと電気接点35bは、第1ユニット2のモジュール5
の電気接点28a,28bにそれぞれ対応する位置にあ
り、両モジュール32,5が重なったときに両者は接続
される。モジュール33の二つの継手37も、両モジュ
ール33,6が重なったときに連通するように、第1ユ
ニット2のモジュール6の二つの接続用孔30に対応す
る位置に設けてある。
The module 32 for supplying the welding current includes:
An electric conduit 34 is provided on the side surface, and an electric contact 35a and three electric contacts 35b for supplying a standard current are provided on the upper surface. Further, the module 33 for supplying the cooling water includes:
Two water ports 36 on the side and two joints 37 on the top
Are provided respectively. Electrical contacts 35 of module 32
a and the electrical contacts 35b are connected to the module 5 of the first unit 2.
Are located at positions corresponding to the electrical contacts 28a and 28b, respectively, and are connected when the modules 32 and 5 overlap. The two joints 37 of the module 33 are also provided at positions corresponding to the two connection holes 30 of the module 6 of the first unit 2 so as to communicate when the modules 33 and 6 overlap.

【0025】なお、両モジュール32,33は、第1ユ
ニット2のモジュール5,6と同様に、切欠部側の端縁
の下部に設けた鍔部38にボルト止めされている。この
ため、モジュール32,33の取付並びに交換作業が非
常に簡単であり、モジュール32,33が第2ユニット
3からはみ出ないという利点があるのは、第1ユニット
2の場合と同様である。
Both the modules 32 and 33 are bolted to a flange 38 provided below the notch-side edge, similarly to the modules 5 and 6 of the first unit 2. Therefore, the mounting and replacement of the modules 32 and 33 are very simple, and the advantage that the modules 32 and 33 do not protrude from the second unit 3 is the same as that of the first unit 2.

【0026】第2ユニット3の扇形部分39には、両ユ
ニット2,3を重ねたときに、第1ユニット2の図示し
ていない電気コネクタ及び継手とそれぞれ接続される、
電気コネクタ40及び四つのエア用継手41が設けてあ
る。この電気コネクタ40及び継手41は、各々、扇形
部分39の側面に設けた電気コンジット42及び四つの
エア用ポート43に接続されている。
The fan-shaped portion 39 of the second unit 3 is connected to an electric connector and a joint (not shown) of the first unit 2 when the two units 2 and 3 are overlapped.
An electrical connector 40 and four air joints 41 are provided. The electric connector 40 and the joint 41 are connected to an electric conduit 42 and four air ports 43 provided on the side surface of the sector 39, respectively.

【0027】第2ユニット3の中央部は、Y字形に切欠
され、上下に開口した空間44が形成してある。この空
間44には、前記第1ユニット2のY字形の凸部2bが
嵌合する。空間44の三つの外端部には、各々、半径方
向外側に窪んだ窪み45が形成され、この窪み45に、
第2ユニット3の外部から横方向(水平方向)に貫通し
て架け渡された係合ピン46が設けてある。この係合ピ
ン46は、図6に見るように、第2ユニット3の上端に
近い位置に設けてあり、第2ユニット3の中心軸を含む
面に対して直交している。両ユニット2,3を重ねたと
き、空間44の各外端部の内壁面47には、第1ユニッ
ト2の凸部2bの先端部11a外面が接し、窪み45に
は、カム15の外端が嵌入する。前記空間44の下部開
口は、第2ユニット3の下端に取り付けた円形板から成
る蓋48によって寒がれている。前記スポット溶接ガン
4は、この蓋48を介して取り付けられている。
The center of the second unit 3 is cut out in a Y-shape to form a space 44 opened vertically. The Y-shaped convex portion 2b of the first unit 2 is fitted into the space 44. At each of the three outer ends of the space 44, there is formed a dent 45 which is depressed radially outward.
An engagement pin 46 is provided to extend from the outside of the second unit 3 in the horizontal direction. As shown in FIG. 6, the engagement pin 46 is provided at a position near the upper end of the second unit 3, and is orthogonal to a plane including the central axis of the second unit 3. When the two units 2 and 3 are overlapped, the outer surface of the distal end 11a of the convex portion 2b of the first unit 2 is in contact with the inner wall surface 47 of each outer end of the space 44, and the outer end of the cam 15 is in contact with the depression 45. Is inserted. The lower opening of the space 44 is cooled by a lid 48 made of a circular plate attached to the lower end of the second unit 3. The spot welding gun 4 is attached via the lid 48.

【0028】なお、49は、図7の第1ユニット2の位
置決めピン31が挿入される位置決め用の孔、50,5
1は、第1ユニット2エア用ポート20,21に接続さ
れた継手である。
Reference numeral 49 denotes a positioning hole into which the positioning pin 31 of the first unit 2 in FIG.
Reference numeral 1 denotes a joint connected to the first unit 2 air ports 20 and 21.

【0029】次に、以上のように構成した自動工具交換
装置1の使用状態について説明する。
Next, the use state of the automatic tool changer 1 configured as described above will be described.

【0030】ここでは、種々のツールを取り付けてラッ
ク上に並べられた複数の第2ユニット3の中から、図7
において図示したスポット溶接ガン4を取り付けた第2
ユニット3を選択する場合を考える。
Here, from among a plurality of second units 3 arranged on a rack by attaching various tools, FIG.
In the second example, the spot welding gun 4 shown in FIG.
Consider the case where unit 3 is selected.

【0031】まず、ロボットアームに取り付けた第1ユ
ニット2を、前記第2ユニット3の上方に移動し、第1
ユニット2の二本の位置決めピン31を第2ユニット3
の二つの位置決め用孔49に各々一致させて停止する。
First, the first unit 2 attached to the robot arm is moved above the second unit 3,
The two positioning pins 31 of the unit 2 are connected to the second unit 3
And stops after being aligned with the two positioning holes 49.

【0032】続いて、第1ユニット2を下降し、位置決
めピン31を第2ユニット3の位置決め用孔49に挿入
するようにして、両ユニット2,3を重ねると、第1ユ
ニット2の凸部2bが第2ユニット3の空間44に嵌合
する。このとき、カム15の駆動用の各エアシリンダ1
7には、ピストンロッド24を引っ込める方向にエアが
供給されているので、図1に見るように、カム15の大
部分がシリンダ収容室12の内側に引っ込んでおり、両
ユニット2,3の嵌合には支障はない。
Subsequently, the first unit 2 is lowered and the positioning pins 31 are inserted into the positioning holes 49 of the second unit 3 so that the two units 2 and 3 are overlapped. 2 b fits into the space 44 of the second unit 3. At this time, each air cylinder 1 for driving the cam 15
7, air is supplied in the direction in which the piston rod 24 is retracted. As shown in FIG. 1, most of the cam 15 is retracted inside the cylinder accommodating chamber 12, so that the two units 2 and 3 are fitted. If there is no problem.

【0033】第1ユニット2の本体部2aの下端面と第
2ユニット3の上端面とが完全に接すると、自動的に、
第1ユニット2の扇形部分7に設けた図示しない電気コ
ネクタとエア用継手が、第2ユニット3の扇形部分39
に設けた電気コネクタ40とエア用継手41にそれぞれ
接続される。また、第1ユニット2のモジュール5,6
の電気接点28a,28bとエア用の接続用孔30も、
第2ユニット3のモジュール32,33の電気接点35
a,35bとエア用継手37に、それぞれ接続される。
When the lower end surface of the main body 2a of the first unit 2 and the upper end surface of the second unit 3 come into complete contact, automatically,
The electric connector and the air joint (not shown) provided on the sector 7 of the first unit 2 are connected to the sector 39 of the second unit 3.
Are connected to the electric connector 40 and the air joint 41 provided at the same time. Also, the modules 5 and 6 of the first unit 2
Electrical contact 28a, 28b and air connection hole 30
Electrical contacts 35 of modules 32 and 33 of second unit 3
a, 35b and the air joint 37, respectively.

【0034】こうして、ロボットより第1ユニット2に
送られた、制御用の電気信号とエア信号及び溶接用の電
流と冷却水を、第2ユニット3を介してスポット溶接ガ
ン4に伝達することが可能となる。
Thus, the control electric signal, the air signal, the welding current and the cooling water sent from the robot to the first unit 2 can be transmitted to the spot welding gun 4 via the second unit 3. It becomes possible.

【0035】以上のようにして両ユニット2,3が接触
すると、操作弁(図示せず)を操作して、各エアシリン
ダ17にそれまでとは反対方向にエアを供給し、各ピス
トンロッド24を同期して突出させる。すると、各ピス
トンロッド24と連結されている三つのカム15が、支
持ピン16を中心として外側に向かって回動し、図2に
見るように、その円弧状の係合部分15aが第2ユニッ
ト3の係合ピン46に接触する。
When the two units 2 and 3 come into contact with each other as described above, the operating valve (not shown) is operated to supply air to each air cylinder 17 in the opposite direction to that of the air cylinder 17 and to cause each piston rod 24 Are projected synchronously. Then, the three cams 15 connected to the respective piston rods 24 rotate outward around the support pins 16, and as shown in FIG. The third engaging pin 46 contacts.

【0036】前述のように、カム15の係合部分15a
と支持ピン16との距離は、係合ピン46に近い位置で
最小であり、係合ピン46から離れるに従って徐々に増
加しているので、回動角度が増加するに従って係合ピン
46を押圧する力が増加する。こうして、両ユニット
2,3の結合をロックして保持することができる。
As described above, the engaging portion 15a of the cam 15
The distance between the support pin 16 and the support pin 16 is minimum at a position close to the engagement pin 46 and gradually increases as the distance from the engagement pin 46 increases, so that the engagement pin 46 is pressed as the rotation angle increases. Power increases. Thus, the connection between the units 2 and 3 can be locked and held.

【0037】この実施形態では、両ユニット2,3の結
合時における係合ピン46と支持ピン16の相対位置及
びカム15の寸法の関係を適宜設定して、カム15の係
合部分15aが係合ピン46を押圧して停止する位置
を、カム15の中心角の二等分線が係合部分15aと交
差する中心位置よりも内側に設定しているので、両ユニ
ット2,3を分離する方向に力が作用した場合、その力
によるモーメントは、大部分がカム15を外側に回動す
る方向に作用する。したがって、前記力は、両ユニット
2,3のロック力を強める方向に作用するため、このよ
うな場合にも非常に分離し難いという利点がある。
In this embodiment, the relationship between the relative positions of the engagement pin 46 and the support pin 16 and the dimensions of the cam 15 when the two units 2 and 3 are connected is set appropriately, and the engagement portion 15a of the cam 15 is engaged. Since the position where the mating pin 46 is pressed and stopped is set inside the center position where the bisector of the center angle of the cam 15 intersects with the engagement portion 15a, the units 2 and 3 are separated. When a force acts in the direction, most of the moment due to the force acts in a direction in which the cam 15 rotates outward. Therefore, the force acts in a direction to increase the locking force of the two units 2 and 3, and there is an advantage that it is very difficult to separate in such a case.

【0038】また、停電等の事故によってエアの供給が
停止した場合の事を考慮し、前記シリンダ17にスプリ
ングを内蔵して、供給時にエアがなくなっても、ピスト
ンロッド24が突き出たままに保持されるように構成す
るのが好ましい。
In consideration of the case where the supply of air is stopped due to an accident such as a power failure, a spring is built in the cylinder 17 so that the piston rod 24 is kept protruding even if the air is exhausted during the supply. It is preferable to configure so that

【0039】結合した両ユニット2,3を分離するとき
は、シリンダ17に前記と逆方向にエアを供給すればよ
い。こうすれば、カム15が反対方向に回動して係合ピ
ン46から離れるので、容易に分離することができる。
When the two units 2 and 3 are separated from each other, air may be supplied to the cylinder 17 in the opposite direction. In this case, the cam 15 rotates in the opposite direction and separates from the engagement pin 46, so that the cam 15 can be easily separated.

【0040】以上の実施形態では、カム15を略扇形の
板から形成しているが、この発明はこれに限られるもの
でなく、円板形や円筒形等、種々の形状で実施すること
ができるのは勿論である。また係合部分15aも凸状に
限られない。要は、カムの係合部分が、回動軸からの距
離が、結合時の係合ピンとカムの回動軸との距離に等し
い部分と、当該距離よりも大きい部分とを含んでいて、
その距離が徐々に変化するものであれば足りる。
In the above embodiment, the cam 15 is formed from a substantially fan-shaped plate. However, the present invention is not limited to this, and the cam 15 can be implemented in various shapes such as a disk shape and a cylindrical shape. Of course you can. Also, the engagement portion 15a is not limited to the convex shape. In short, the engagement portion of the cam includes a portion whose distance from the rotation axis is equal to the distance between the engagement pin and the rotation axis of the cam at the time of connection, and a portion larger than the distance.
It is sufficient if the distance changes gradually.

【0041】[0041]

【発明の効果】この発明は以上に述べた構成を有するも
のであり、次の効果を有する。
The present invention has the above-described configuration and has the following effects.

【0042】課題を解決するための手段の欄に記載した
内容から、安価な設備費でしかも作業能率を向上させ得
る自動工具交換装置を提供できた。
From the contents described in the section of the means for solving the problems, it was possible to provide an automatic tool changer capable of improving work efficiency at a low equipment cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明に係る自動工具交換装置の実施形態を
示すものであり、第1ユニットの凸部を第2ユニットの
凹部に嵌入して、結合装置により両ユニットを結合する
直前の状態を示す一部断面説明図。
FIG. 1 shows an embodiment of an automatic tool changer according to the present invention, in which a convex portion of a first unit is fitted into a concave portion of a second unit, and a state immediately before the two units are coupled by a coupling device. FIG.

【図2】同結合装置により両ユニットを結合してロック
した状態を示す一部断面説明図。
FIG. 2 is a partial cross-sectional explanatory view showing a state where both units are coupled and locked by the coupling device.

【図3】同結合装置を使用した第1ユニットの平面図。FIG. 3 is a plan view of a first unit using the coupling device.

【図4】図3におけるA−A線に沿った部分断面説明
図。
FIG. 4 is a partial cross-sectional explanatory view along the line AA in FIG. 3;

【図5】同結合装置を使用した第2ユニットの平面図。FIG. 5 is a plan view of a second unit using the same coupling device.

【図6】図5におけるB−B線に沿った部分断面説明
図。
FIG. 6 is a partial cross-sectional explanatory view along the line BB in FIG. 5;

【図7】図3乃至図6に示す二つのユニットを使用した
自動工具交換装置を、各ユニットを互いに分離した状態
で示す斜視図。
FIG. 7 is a perspective view showing an automatic tool changer using the two units shown in FIGS. 3 to 6, with each unit being separated from each other.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 自動工具交換装置 2 第1ユニット 2a 本体部 2b 凸部 3 第2ユニット 4 スポット溶接ガン 5 インターフェース用モジュール 6 インターフェース用モジュール 7 扇形部分 8 電気コンジット 9 エア用ポート 10 鍔部 20 エア用ポート 21 エア用ポート 22 連結管 23 連結管 27 電気コンジット 28a 電気接点 28b 電気接点 29 水用ポート 30 接続用孔 31 位置決めピン 32 インターフェース用モジュール 33 インターフェース用モジュール 34 電気コンジット 35a 電気接点 35b 電気接点 36 水用ポート 37 水用継手 38 鍔部 39 扇形部分 40 電気コネクタ 41 エア用継手 42 電気コンジット 43 エア用ポート 49 位置決め用孔 50 エア用継手 51 エア用継手 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Automatic tool changer 2 1st unit 2a Main part 2b Convex part 3 2nd unit 4 Spot welding gun 5 Interface module 6 Interface module 7 Fan-shaped part 8 Electric conduit 9 Air port 10 Flange section 20 Air port 21 Air Port 22 Connecting pipe 23 Connecting pipe 27 Electrical conduit 28a Electrical contact 28b Electrical contact 29 Water port 30 Connection hole 31 Positioning pin 32 Interface module 33 Interface module 34 Electrical conduit 35a Electrical contact 35b Electrical contact 36 Water port 37 Water joint 38 Flange 39 Sector 40 Electric connector 41 Air joint 42 Electric conduit 43 Air port 49 Positioning hole 50 Air joint 51 Air joint

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブルース ディー. ニュウェル アメリカ合衆国 12309 ニューヨーク シェネクタディ トロッティングハム ロード 778 (72)発明者 トーマス ジェイ. ペトロニス アメリカ合衆国 12065 ニューヨーク クリフトン パーク サウスベリー ロード 63 (56)参考文献 特開 昭59−117077(JP,A) 実公 昭58−17752(JP,Y2) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (72) Inventor Bruce Dee. Newell United States 12309 New York Schenectady Trottingham Road 778 (72) Inventor Thomas Jay. Petronis United States 12065 New York Clifton Park Southbury Road 63 (56) References JP-A-59-117077 (JP, A) Jiko 58-17752 (JP, Y2)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ロボットの操作部側から工具側へ電気、
ガス、空気、水等を供給するために、前記操作部に取付
けられる第1ユニット又は前記工具を有する第2ユニッ
トのうち一方に雄側の継手部を、他方に雌側の継手部
を、それぞれ具備させ、前記第1ユニットと第2ユニッ
トが適正に接合されたときには雄・雌側継手部相互が接
続状態となる自動工具交換装置において、第1・2ユニ
ットはそれぞれ、その外周面に複数の取付部を距離を設
けて配置してある本体部と、前記取付部に着脱自在に取
り付けることができ且つ、電気、ガス、空気、水、油の
うち少なくとも一種類の継手部を有した複数種のモジュ
ールとを有するものとしてあり、第2ユニット側に具備
させてある工具の種別に応じて各モジュールを選択して
本体部の取付部に取り付けることができるようにしてあ
ることを特徴とする自動工具交換装置。
An electric power is supplied from the operation unit side of the robot to the tool side.
In order to supply gas, air, water, etc., one of the first unit or the second unit having the tool attached to the operation unit has a male-side joint portion and the other has a female-side joint portion. When the first and second units are properly joined to each other, the male and female joints are connected to each other in an automatic tool changer. A plurality of types including a main body portion in which an attachment portion is arranged at a distance, and a joint portion that can be detachably attached to the attachment portion and that has at least one type of joint among electricity, gas, air, water, and oil. And a module that can be selected according to the type of tool provided on the second unit side and can be mounted on the mounting portion of the main body. Dynamic tool changer.
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