JP2850327B2 - Robot device - Google Patents

Robot device

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JP2850327B2
JP2850327B2 JP63136391A JP13639188A JP2850327B2 JP 2850327 B2 JP2850327 B2 JP 2850327B2 JP 63136391 A JP63136391 A JP 63136391A JP 13639188 A JP13639188 A JP 13639188A JP 2850327 B2 JP2850327 B2 JP 2850327B2
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一夫 城戸
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ツールを交換しながら組立作業を行なうロ
ボット装置に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a robot apparatus that performs an assembly operation while exchanging tools.

従来の技術 近年ロボットを利用した作業の中で、塗装作業,溶接
作業に次いで、組立作業の割合いが増えつつある。生産
ラインでのロボットを用いた組立作業においては、その
ラインタクト等の関係で、1台のロボットで多種の部品
を組み付ける、あるいは部品を組み付けた後製品をライ
ンから取出し箱詰めする等複数の作業を要求されること
が多い。このような要求に対して、従来例えば特開昭62
−166929号公報に記載された第5図に示すような構造の
ツール交換ユニットを用いて対応していた。
2. Description of the Related Art In recent years, among works using robots, the proportion of assembly work has been increasing next to painting work and welding work. In the assembly work using a robot on a production line, due to the line tact, etc., multiple operations such as assembling various parts with one robot or taking out the product from the line after assembling the parts and packing it in a box are performed. Often required. In response to such demands, for example,
No. 166929 discloses a tool exchange unit having a structure as shown in FIG.

すなわち、ロボットのツール旋回軸1に設けたツバ部
2が嵌合部3の下部に設けた空間で旋回し、プランジャ
4a,4bによって鋼球をツバ部2に設けたくぼみに押しつ
けて回転方向の位置を固定するという方法であった。
That is, the flange portion 2 provided on the tool rotation shaft 1 of the robot rotates in the space provided below the fitting portion 3, and the plunger
According to 4a and 4b, a steel ball was pressed against a recess provided in the flange portion 2 to fix the position in the rotational direction.

発明が解決しようとする課題 しかしながら、このような方法のものでは、 (1) ツールに供給するエアーを1経路しか設けられ
ない、また、バネ圧でボールをツバ部のくぼみに押しつ
けて回転方向の位置を固定する方法であるため、 (2) ロボットのツール旋回軸と、ツールの位置決め
の精度が悪い、 (3) ツールを旋回させるような外力がツールに働い
たとき、ロボットのツール旋回軸から、ツールが離脱す
る恐れがある、 等の問題があった。
Problems to be Solved by the Invention However, in such a method, (1) Only one path of the air to be supplied to the tool is provided, and the ball is pressed against the recess of the brim portion by the spring pressure to rotate in the rotation direction. (2) The robot's tool rotation axis and the positioning accuracy of the tool are poor. (3) When an external force that causes the tool to rotate acts on the tool, the robot's tool rotation axis There is a problem that the tool may come off.

本発明は上記欠点に鑑み、ツールがロボット軸に高精
度に確実に固定されかつ複数本のエアーをツールに供給
できるように構成したオートツールチェンジ機構付き組
立ロボット装置を提供するものである。
The present invention has been made in view of the above-described drawbacks, and provides an assembly robot apparatus with an automatic tool change mechanism configured such that a tool is reliably and accurately fixed to a robot shaft and a plurality of air can be supplied to the tool.

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために、本発明は、組立作業の際
順次使用する複数個のツールと、複数個のツールの内、
少なくとも1つを使用して組立作業可能なロボットと、
前記ツールを前記ロボットが使用していないときに保持
するツールストッカーからなるロボット装置において、
前記ロボットの先端に設けられ、下端に側方に突出した
ツバ部を有し、ツバ部下面を平坦な合わせ面とするとと
もに、内部に前記合わせ面まで貫通する複数本のエアー
経路を形成したツール保持部と、上端に側方に突出した
ツバ部を有し、ツバ部上面を平坦な合わせ面とするとと
もに、内部に前記合わせ面まで貫通する複数本のエアー
経路を形成し、下端にエアチャックを備えたツール部
と、ツール保持部及びツール部の双方の合わせ面を、双
方のエアー経路が一致する所定位置関係に位置決めする
位置決め手段と、前記ツールストッカーに回り止めを施
されて着脱可能に載置され、前記ツールのツバ部の合わ
せ面と前記ツール保持部のツバ部の合わせ面とを前記所
定位置関係を保持して密接した状態で、両方のツバ部外
周と嵌合してこれらを上下より挟持して固定するコの字
型断面を一部に形成したリング形状のクランパーとを有
し、前記ツールが前記ツールストッカーに前記クランパ
ーを介して載置された状態で、前記ツール保持部を下降
して前記ツール部に当接させ、位置決め手段により前記
所定位置関係を保った状態で前記ツール保持部を旋回さ
せ、前記ツール保持部と前記ツール部とのツバ部を前記
クランパーのコの字型断面で挟持して固定するととも
に、前記コの字型断面で挟持して固定した状態から前記
両ツバ部を旋回し前記コの字型断面と前記両ツバ部との
挟持を解除することにより、前記ツール保持部へのツー
ル部の脱着を可能とした構成を備えたものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention provides a plurality of tools to be used sequentially during an assembling operation,
A robot that can be assembled using at least one of the robots;
In a robot device including a tool stocker that holds the tool when the robot is not in use,
A tool provided at the tip of the robot, having a brim portion protruding laterally at the lower end, a lower mating portion having a flat mating surface, and a plurality of air paths formed therein to penetrate to the mating surface. It has a holding portion and a brim portion protruding laterally at the upper end, a flat mating surface on the brim portion, a plurality of air paths penetrating therethrough to the mating surface, and an air chuck at the lower end. Positioning means for positioning the mating surfaces of both the tool portion, the tool holding portion and the tool portion in a predetermined positional relationship where both air paths coincide with each other, and the tool stocker is provided with a detent and is detachably attached. Placed, the mating surface of the brim portion of the tool and the mating surface of the brim portion of the tool holding portion are kept close to each other while maintaining the predetermined positional relationship. A ring-shaped clamper partially formed with a U-shaped cross-section that is clamped and fixed from above and below, and in a state where the tool is mounted on the tool stocker via the clamper, the tool holding unit Is lowered to abut on the tool portion, and the tool holding portion is turned in a state where the predetermined positional relationship is maintained by the positioning means, and the flange portion between the tool holding portion and the tool portion is brought into contact with the edge of the clamper. While clamping and fixing in the U-shaped cross section, turning the two flange portions from the state of being clamped and fixed in the U-shaped cross section to release the clamping between the U-shaped cross section and the both brim portions. Thus, a configuration is provided in which the tool portion can be attached to and detached from the tool holding portion.

作用 本発明は上記した構成によって、ツール保持部とツー
ルの位置決めを凸部凹部の嵌合により行ない、合わせ面
のツバ部をクランパーではさみ込んで固定する方法であ
るためクランパーに直接外力が働かない限り、ツール保
持部とツールが分離することはなくツール保持部とツー
ルの位置決め精度は、凸部と凹部の嵌合精度により保証
され、またツール保持部とツールが相対的に回転しない
ので、複数本のエアー経路を設けることが容易である。
Function The present invention is a method in which the tool holding portion and the tool are positioned by fitting the convex and concave portions by the above-described configuration, and the flange portion of the mating surface is fixed by being clamped by the clamper, so that no external force directly acts on the clamper. As long as the tool holding part and the tool do not separate, the positioning accuracy of the tool holding part and the tool is guaranteed by the fitting accuracy of the convex part and the concave part, and since the tool holding part and the tool do not rotate relatively, It is easy to provide a book air path.

実 施 例 以下本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明の一実施例における組立ロボット装置
の全体斜視図である。5は水平多関節型ロボットであ
り、6は上下及び回転を行なうロボットのツール旋回
軸、7a,7b,7cは組立作業用のツールであるエアーチャッ
ク、8はツールストッカーであり、ベース9に固定され
ている。ロボット7はエアーチャック7a,7b,7cを順次交
換しながら、部品10a,10bをベルトコンベア11で運ばれ
てくる物に組付ける作業を行なう。
FIG. 1 is an overall perspective view of an assembly robot apparatus according to one embodiment of the present invention. Reference numeral 5 denotes a horizontal articulated robot, 6 denotes a tool turning axis of the robot which moves up and down and rotates, 7a, 7b and 7c denote air chucks which are tools for assembling work, and 8 denotes a tool stocker, which is fixed to a base 9. Have been. The robot 7 performs an operation of assembling the parts 10a and 10b to the object carried by the belt conveyor 11 while sequentially replacing the air chucks 7a, 7b and 7c.

第2図はロボット先端に設けたツール保持部の断面
図、第3図はクランパ,ツールストッカー及びツールの
1つであるエアーチャックの部分断面図、第4図はツー
ル保持部及びクランパー,エアーチャックを分離した斜
視図である。
FIG. 2 is a sectional view of a tool holding portion provided at the tip of the robot, FIG. 3 is a partial sectional view of a clamper, a tool stocker, and an air chuck which is one of tools, and FIG. 4 is a tool holding portion, a clamper, and an air chuck. It is the perspective view which isolate | separated.

図において、12はツール保持部、13はツール保持部の
ツバ、14a,14bは位置決め穴、15a,15bは図示しない電磁
弁により制御される圧縮エアーの吹出し口、16はツール
保持部のツールとの合わせ面、17a,17bは位置決めピ
ン、18a,18bはエアー経路、19はツール部のツバ、20は
ツール部のツール保持部での合わせ面、21はクランパ
ー、22a,22bはクランパー回わり止めピン、23a,23bはク
ランパーのコ字型断面部である。
In the figure, 12 is a tool holding portion, 13 is a collar of the tool holding portion, 14a and 14b are positioning holes, 15a and 15b are compressed air outlets controlled by a solenoid valve (not shown), and 16 is a tool of the tool holding portion. , 17a and 17b are positioning pins, 18a and 18b are air paths, 19 is the flange of the tool, 20 is the mating surface of the tool holding part of the tool, 21 is the clamper, and 22a and 22b are the stoppers for stopping the clamper. The pins 23a and 23b are U-shaped cross sections of the clamper.

以上のように構成された組立ロボット装置についてそ
の動作を説明する。ロボット先端部に設けたツール保持
部11は、ロボットの動作により例えばエアーチャック7a
の上部へ移動し続いて下降する。ツール部のピン17a,17
bはツール保持部の穴14a,14bに挿入され、ツール保持部
の合わせ面16は、ツール部の合わせ面20に押しつけら
れ、エアー吹出し口14a,14bから供給される圧縮エアー
は、エアー経路18a,18bを介して、エアーチャック7aに
供給可能となる。このような状態でロボット旋回軸6を
旋回させると、ツール保持部12と、エアーチャック7a
は、共に回転するが、クランパー21はツールストッカー
8に設けた回わり止めピン22a,22bにより、回転を妨げ
られる。このため、ツール保持部12及びエアーチャック
7aと、クランパー21は相対的に回転することになり、ツ
バ部13及び19はクランパー21のコの字型断面部23a,23b
ではさまれてエアーチャック7aはツール保持部12に固定
され、ロボットはエアーチャック7aを用いて、組立作業
を行なう。
The operation of the assembly robot device configured as described above will be described. The tool holding unit 11 provided at the tip of the robot is moved by the operation of the robot, for example, the air chuck 7a.
Move to the top of and then descend. Tool pins 17a, 17
b is inserted into the holes 14a, 14b of the tool holder, the mating surface 16 of the tool holder is pressed against the mating surface 20 of the tool, and the compressed air supplied from the air outlets 14a, 14b passes through the air path 18a. , 18b can be supplied to the air chuck 7a. When the robot turning shaft 6 is turned in such a state, the tool holding unit 12 and the air chuck 7a
Are rotated together, but the rotation of the clamper 21 is hindered by detent pins 22a and 22b provided on the tool stocker 8. Therefore, the tool holder 12 and the air chuck
7a, the clamper 21 is relatively rotated, and the flange portions 13 and 19 are U-shaped cross-sectional portions 23a, 23b of the clamper 21.
The air chuck 7a is fixed to the tool holding part 12, and the robot performs an assembling operation using the air chuck 7a.

ツール交換時には上記と逆の動作で、エアーチャック
7aをツールストッカー8に戻す。
When changing tools, the operation is the reverse of the above, and the air chuck
7a is returned to the tool stocker 8.

以上のような動作で本組立ロボットは、ツールを順次
交換しながら組立作業を行なうが、ロボットとツールは
2本のピンで規正されるため、高精度に位置決めされ、
また面を合わせて、ツール保持部と、ツールを同時に旋
回させて、クランプする方法であるため、エアー経路は
複数本設けることが可能であり、しかもロボット旋回軸
を利用するので、安価に構成できる。
With the above operation, the assembling robot performs the assembling work while sequentially changing the tool. However, since the robot and the tool are defined by two pins, the robot and the tool are positioned with high accuracy.
In addition, since the tool holding unit and the tool are simultaneously rotated and clamped by aligning the surfaces, it is possible to provide a plurality of air paths, and furthermore, since the robot rotation axis is used, the configuration can be made inexpensively. .

発明の効果 以上のように本発明は、ロボットの先端に設けられ、
下端に側方に突出したツバ部を有し、ツバ部下面を平坦
な合わせ面とするとともに、内部に前記合わせ面まで貫
通する複数本のエアー経路を形成したツール保持部と、
上端に側方に突出したツバ部を有し、ツバ部上面を平坦
な合わせ面とするとともに、内部に前記合わせ面まで貫
通する複数本のエアー経路を形成し、下端にエアチャッ
クを備えたツール部と、ツール保持部及びツール部の双
方の合わせ面を、双方のエアー経路が一致する所定位置
関係に位置決めする位置決め手段と、前記ツールストッ
カーに回り止めを施されて着脱可能に載置され、前記ツ
ールのツバ部の合わせ面と前記ツール保持部のツバ部の
合わせ面とを前記所定位置関係を保持して密接した状態
で、両方のツバ部外周と嵌合してこれらを上下より挟持
して固定するコの字型断面を一部に形成したリング形状
のクランパーとを有し、前記ツールが前記ツールストッ
カーに前記クランパーを介して載置された状態で、前記
ツール保持部を下降して前記ツール部に当接させ、位置
決め手段により前記所定位置関係を保った状態で前記ツ
ール保持部を旋回させ、前記ツール保持部と前記ツール
部とのツバ部を前記クランパーのコの字型断面で挟持し
て固定するとともに、前記コの字型断面で挟持して固定
した状態から前記両ツバ部を旋回し前記コの字型断面と
前記両ツバ部との挟持を解除することにより、前記ツー
ル保持部へのツール部の脱着を可能とした構成を備えた
ものであるため以下の効果を有する。
Effect of the Invention As described above, the present invention is provided at the tip of the robot,
A tool holding portion having a brim portion protruding laterally at the lower end, and a flat lower surface of the brim portion, and a plurality of air paths formed therein to penetrate to the mating surface,
A tool having a brim portion protruding laterally at the upper end, a flat mating surface on the brim portion, a plurality of air paths penetrating therethrough to the mating surface, and an air chuck at the lower end. Part, a positioning means for positioning the mating surface of both the tool holding part and the tool part in a predetermined positional relationship where both air paths coincide with each other, and the tool stocker is provided with a detent and is detachably mounted. In a state where the mating surface of the brim portion of the tool and the mating surface of the brim portion of the tool holding portion are in close contact with each other while maintaining the predetermined positional relationship, they are fitted to the outer peripheries of both the brims and sandwich them from above and below. And a ring-shaped clamper partially formed with a U-shaped cross-section for fixing the tool. When the tool is placed on the tool stocker via the clamper, the tool holding portion is lowered. Then, the tool holding portion is turned in a state where the predetermined positional relationship is maintained by the positioning means, and the flange portion between the tool holding portion and the tool portion is formed in a U-shape of the clamper. While pinching and fixing in the cross section, by turning the two flanges from the state of being pinched and fixed in the U-shaped cross section to release the clamping between the U-shaped cross section and the both brim sections, Since it has a configuration that allows the tool portion to be attached to and detached from the tool holding portion, the following effects are obtained.

(1) ツール保持部とツールが高精度に位置決めされ
る。
(1) The tool holder and the tool are positioned with high accuracy.

(2) 複数本のエアーをツールに供給可能である。(2) A plurality of air can be supplied to the tool.

(3) クランパーに外力が働かない限り、ツール保持
部からツールがはずれることはない。
(3) As long as no external force acts on the clamper, the tool will not come off the tool holding part.

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

第1図は本発明の一実施例におけるロボット装置の斜視
図、第2図はツール保持部の断面図、第3図はクランパ
ー,ツールストッカーエアーチャックの部分断面図、第
4図はツール保持部,クランパー,エアーチャックを分
離した斜視図、第5図は従来のオートツールチェンジ機
構付きロボット装置のツールチェンジユニットを示す斜
視図である。 5……水平多関節ロボット、6……ツール旋回軸、7a,7
b,7c……エアーチャック、8……ツールストッカー、12
……ツール保持部、13……ツール保持部のツバ、14a,14
b……位置決め穴、15a,15b……エアー吹出し口、17a,17
b……位置決めピン、18a,18b……エアー経路、19……ツ
ール部ツバ、21……クランパー、23a,23b……クランパ
ーコの字型断面部。
FIG. 1 is a perspective view of a robot apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a tool holding unit, FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a clamper and a tool stocker air chuck, and FIG. FIG. 5 is a perspective view showing a tool change unit of a conventional robot device having an automatic tool change mechanism. 5 ... horizontal articulated robot, 6 ... tool rotation axis, 7a, 7
b, 7c …… Air chuck, 8 …… Tool stocker, 12
…… Tool holding part, 13… Flange of tool holding part, 14a, 14
b: Positioning holes, 15a, 15b: Air outlets, 17a, 17
b: Positioning pin, 18a, 18b: Air path, 19: Tool flange, 21: Clamper, 23a, 23b: Clamp-shaped section.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】組立作業の際順次使用する複数個のツール
と、複数個のツールの内、少なくとも1つを使用して組
立作業可能なロボットと、前記ツールを前記ロボットが
使用していないときに保持するツールストッカーからな
るロボット装置において、 前記ロボットの先端に設けられ、下端に側方に突出した
ツバ部を有し、ツバ部下面を平坦な合わせ面とするとと
もに、内部に前記合わせ面まで貫通する複数本のエアー
経路を形成したツール保持部と、 上端に側方に突出したツバ部を有し、ツバ部上面を平坦
な合わせ面とするとともに、内部に前記合わせ面まで貫
通する複数本のエアー経路を形成し、下端にエアチャッ
クを備えたツール部と、 ツール保持部及びツール部の双方の合わせ面を、双方の
エアー経路が一致する所定位置関係に位置決めする位置
決め手段と、 前記ツールストッカーに回り止めを施されて着脱可能に
載置され、前記ツールのツバ部の合わせ面と前記ツール
保持部のツバ部の合わせ面とを前記所定位置関係を保持
して密接した状態で、両方のツバ部外周と嵌合してこれ
らを上下より挟持して固定するコの字型断面を一部に形
成したリング形状のクランパーとを有し、前記ツールが
前記ツールストッカーに前記クランパーを介して載置さ
れた状態で、前記ツール保持部を下降して前記ツール部
に当接させ、位置決め手段により前記所定位置関係を保
った状態で前記ツール保持部を旋回させ、前記ツール保
持部と前記ツール部とのツバ部を前記クランパーのコの
字型断面で挟持して固定するとともに、前記コの字型断
面で挟持して固定した状態から前記両ツバ部を旋回し前
記コの字型断面と前記両ツバ部との挟持を解除すること
により、前記ツール保持部へのツール部の脱着を可能と
したことを特徴とするロボット装置。
1. A plurality of tools used sequentially during an assembling operation, a robot capable of performing an assembling operation using at least one of the plurality of tools, and when the robot is not using the tool A robot device comprising a tool stocker for holding the robot at the tip of the robot, having a brim portion protruding laterally at a lower end, and having a flat lower surface of the brim portion and having the inner surface extending to the mating surface. A tool holder having a plurality of air paths penetrating therethrough, and a flange having a laterally protruding brim at an upper end, and having a flat mating surface at the brim upper portion and having a plurality of tools penetrating therethrough to the mating surface. The air path is formed, and the mating surface of both the tool part with the air chuck at the lower end and the tool holding part and the tool part are positioned in a predetermined positional relationship where both air paths match. Positioning means for fixing the tool stocker, the tool stocker being detented and detachably placed, and maintaining the predetermined positional relationship between the mating surface of the brim portion of the tool and the mating surface of the brim portion of the tool holding portion. And in a state of being in close contact with each other, having a ring-shaped clamper partially formed with a U-shaped cross-section that is fitted to the outer circumferences of both flanges and clamps and fixes them from above and below, and the tool is the aforementioned In a state where the tool holding portion is placed on the tool stocker via the clamper, the tool holding portion is lowered to make contact with the tool portion, and the tool holding portion is turned while maintaining the predetermined positional relationship by positioning means. The flange portion of the tool holding portion and the tool portion is clamped and fixed at the U-shaped cross section of the clamper, and the flange portion is clamped and fixed at the U-shaped cross section of the clamper. Wherein the shaped section of turning the co by releasing the clamping of the two flange portions, the robot apparatus is characterized in that to allow desorption of the tool unit to the tool holding section.
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