JP3562022B2 - Automatic tool changer - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、保管されている多数の加工工具から必要な工具を選択し、加工装置に取付けられている加工工具と自動で交換し得る加工工具の自動交換装置に関するものである。
【0002】
【従来技術】
例えば、鉄道用のクロッシングレールは、マンガン鋼を鋳造することにより製造されるが、鋳込後の鋳物にはバリや疵(余肉,コブを含む)を生じているので、これを除去する必要がある。これら鋳物(以下「ワーク」という)に生じるバリや鋳込疵の除去は、一般に加工工具としての回転砥石等のグラインダーにより行なわれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記クロッシングレールでは、研削・研磨する部位が多岐にわたり、各部位の形状等に応じてグラインダーの砥石を適切な種類のものと交換する必要がある。また砥石は経時的に消耗して使用に供し得なくなるので、この場合には新しい砥石と交換する必要がある。しかるに、従来は交換作業を人手により行なっているために作業者を疲労させ、かつ時間が掛かり、生産能率が低下することとなっていた。
【0004】
【発明の目的】
本発明は、加工工具の交換に内在している前記課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、多数の加工工具を正確かつ迅速に自動交換し得る手段を提供することを目的とする。即ち、加工工具を脱着するナットの締付けトルクを機械的に管理することにより、安定した締付けトルクを得られ、安全で確実な自動交換を可能としたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本発明に係る加工工具の自動交換装置は、ハンドに装着した加工装置にナットを介して着脱自在に設けられる加工工具によりワークを加工する多関節式のマニュピレータと、
垂直に立設され、前記複数の加工工具を平坦面に縦横に整列状態で取外し可能に保管した保管棚と、
前記加工工具を保持および解放可能な保持具を前記保管棚の平坦面に沿って縦横( X−Y方向 ) かつ奥行方向 ( Z方向 )に移動可能に備え、該保持具により保管棚の次に使用する加工具を交換ステーションに移送すると共に、交換ステーションの使用済みの加工工具を保管棚の元の保管位置に戻すロボットと、
前記交換ステーションに対し前進後退自在に配設され、前記加工装置に加工工具を取付けるための前記ナットの緩めおよび締付けを行なうナットランナーと、
前記交換ステーションに、前記ナットランナーの前面の交換位置およびナットランナーの前面から離間する戻し位置または退避位置に移動可能に配設され、次に使用する加工工具または使用済みの加工工具を解放可能に挟持する一対の把持爪からなる2組の把持具と、
前記ロボットに交換する加工工具を指定すると共に、該ロボット、前記多関節式のマニュピレータ、2組の把持具およびナットランナーを作動制御する制御手段とから構成したことを特徴とする。
【0006】
前記目的を達成するため、本願の別の発明に係る加工工具の自動交換装置は、多角形の角筒状に形成されると共に、支持台に突出固定した枢軸に回転割出し可能に支持され、加工装置にナットを介して着脱自在に装着可能な複数の加工工具を、その多角側壁の外周に配設した工具マガジンと、
前記枢軸に設けられて前記工具マガジンの内部に突出する固定部に配設されて工具マガジンの工具交換位置に対し前進後退自在であり、該工具交換位置に割出された加工工具を前記加工装置に取付けるナットの緩めおよび締付けを行なうナットランナーと、
前記工具マガジンおよびナットランナーを作動制御する制御手段とから構成したことを特徴とする。
【0007】
【実施例】
次に、本発明に係る加工工具の自動交換装置につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。なお、実施例ではクロッシングレールを研削・研磨する研削・研磨装置に自動交換装置を配設し、多種類多数の砥石を自動交換する場合につき説明する。
【0008】
図1は、実施例に係る研削・研磨装置の概略構成を示す平面図であって、該装置10は、クロッシングレール12が載置されるワーク台14と、ハンド16に装着したグラインダーユニット18の砥石20によりクロッシングレール12を研削・研磨する研削・研磨マニピュレータ22と、グラインダーユニット18に取付けられている砥石20を自動交換する砥石自動交換装置24とから基本的に構成されている。
【0009】
【ワーク台および研削・研磨マニピュレータ(ロボット)について】
前記ワーク台14には、長手方向に所定間隔離間して複数のクランプ装置28が配設され、ワーク台14に載置されたクロッシングレール12を複数個所で短手方向からクランプして固定するよう構成されている。なお、マニピュレータ22を定位置として、ワーク台14側を移動可能に構成した場合にも、本発明は適用される。この場合において、砥石自動交換装置24は、マニピュレータ22の近傍にあって、かつワーク台14の移動に支障のない位置にセットされる。もちろん、両者14,22を移動可能としてもよい。
【0010】
前記ワーク台14に隣接して、該ワーク台14の長手方向に沿って平行にガイドレール30,30が敷設され、このガイドレール30,30に台車32が走行自在に載架されると共に、該台車32に、複数の自由度を有する多関節式の研削・研磨マニピュレータ22(ロボットの可動部、以下同じ)が設置される。研削・研磨マニピュレータ22のハンド16には、図2に示す如く、クロッシングレール12の研削・研磨部位に応じた形状や種類の砥石20を備えたグラインダーユニット18が着脱自在に装着されるようになっている。そしてこの研削・研磨マニピュレータ22および台車32が、コントローラ34(図8参照)により作動制御されて、砥石20によるクロッシングレール12の研削・研磨が行なわれる。なお、前記マニピュレータ22とコントローラ34とによって、所謂ロボットとなる。
【0011】
前記砥石20が消耗(摩耗)して使用に供し得なくなったことを図示しない消耗量検知装置で検出した場合や、クロッシングレール12の研削・研磨部位に応じた異なる種類の砥石20と交換する場合は、前記台車32および研削・研磨マニピュレータ22が作動制御されて、グラインダーユニット18を砥石自動交換装置24の交換ステーションSに移動して待機するよう設定されている。
【0012】
【グラインダーユニットについて】
前記グラインダーユニット18は、ユニット本体36の上部に、前記研削・研磨マニピュレータ22のハンド16に着脱自在に装着される接続具38を備え、該ユニット18はハンド16に装着される(図2参照)。またユニット本体36に、モータ(図示せず)と軸受筒42とが一体的に揺動可能に支持されると共に、該軸受筒42に回転軸44が回転自在に挿通されている。回転軸44の一端には雄ねじ部44aが形成され、砥石20の中心通孔20aに挿通した雄ねじ部44aにナット46を締付けることにより、該砥石20が回転軸44に一体回転可能に固定される。また、回転軸44の他端はプーリとベルトからなる伝達機構48を介してモータに接続されており、該モータを駆動することによって回転軸44と一体的に砥石20が回転するようになっている。
【0013】
【砥石自動交換装置について】
前記ガイドレール30,30を挟んでワーク台14と反対側に、前記研削・研磨マニピュレータ22に装着されているグラインダーユニット18の砥石20を自動交換する装置24が配置されている。この砥石自動交換装置24は、図3〜図5に示す如く、垂直に立設した保管棚50の前側垂直面に、多種類(平砥石,円筒形砥石,砲弾形砥石等)の多数の砥石20,20’を縦横に整列状態で取出し自在に保管するようになっている。また保管棚50の前方には、砥石20を保持および解放可能な保持具52を保管棚50の垂直面に平行な縦横(X−Y方向)に移動可能なX−Yロボット54が配設される。すなわち、保管棚50の前方に、該保管棚50と平行に延在するXレール56が水平に配置され、このXレール56に、保管棚50と平行に延在する垂直なYレール58が横方向(X方向)に移動自在に配設されている。更に、Yレール58には、砥石20を保持および解放可能な奥行方向(Z方向)に進退可能なエアシリンダからなる保持具52が縦方向(Y方向)に移動可能に配設されている。そしてX−Yロボット54は、前記コントローラ34からの指令により保管棚50に保管されている次に使用される砥石20を所定の保管位置から取出すと共に、前記グラインダーユニット18から取外された使用後の砥石20を元の保管位置に戻すべく機能する。なおYレール58および保持具52の移動手段としては、エアシリンダ等のアクチュエータやモータによりボールねじを回転させる機構や、モータにより歯付きベルトを走行させる機構等が採用される。
【0014】
前記保管棚50とX−Yロボット54との間でかつ該保管棚50の側方に設けられた砥石20の交換ステーションSには、次に使用される新砥石20および使用後の旧砥石20を把持する砥石把持装置60が配設されている。この砥石把持装置60は、相互に近接・離間可能な一対の把持爪62,62からなる第1把持具64と、同じく相互に近接・離間可能な一対の把持爪62,62からなる第2把持具66とを図4に示すように並列に備え、各把持具64,66により新旧の砥石20を解放可能に把持するよう構成される。各把持具64,66を構成する各把持爪62は、図6に示す如く、夫々エアシリンダ72によって接離するようスライド可能に構成されると共に、これら把持具64,66と各エアシリンダ72を含む移動台68自体は、ガイド76とエアシリンダ(図示せず)とによって左右にスライドされる(図13〜図15参照)。また把持爪62,62の対向部は、図に示すように砥石20のボス部20bを両側から確実に把持可能な弧状に形成されている。なお、移動台68は、第1把持具64を、後述するナットランナー80の前面の砥石交換位置(図13)と、保管棚50から離間する外方の退避位置(図14)および保管棚50の前側の戻し位置(図15)に待機されるようになっている。
【0015】
前記保管棚50の側部における砥石交換位置には、図7に示すナットランナー80が配設され、該ランナー80により前記グラインダーユニット18の回転軸44に砥石20を取付けているナット46を緩めたり締付けるよう構成されている。すなわち、前記砥石把持装置60の第1把持具64を砥石交換位置に臨ませ、該把持具64によりグラインダーユニット18の砥石20を把持し、別途回転軸44を回り止めした状態で、ナットランナー80によりナット46を緩め回転軸44から取外し、グラインダーユニット18をナットランナー80から後退させて取外すことにより、当該の砥石20をユニット18から取外すことができる。また新砥石20を把持している第2把持具66を砥石交換位置に臨ませ、該砥石20の中心通孔20aにユニット18の回転軸44を挿通し、別途回り止めした状態でナット46を締付けることにより、ユニット18に新砥石20を取付けることができる。そして旧砥石20を把持している第1把持具64を退避位置から戻し位置に移動させて、該把持具64から旧砥石20を前記X−Yロボット54が受け取って保管棚50内の元の保管位置に戻すよう構成される。なお、保管棚50は垂直に限られず、水平にも、斜めにでも任意の姿勢に設置可能である。
【0016】
【制御手段について】
図8は、研削・研磨装置10の制御ブロック図であって、制御手段としてのコントローラ34は、コンピュータ34aを内蔵し、このコンピュータ34aには、予め設定された手順でクロッシングレール12の各部位を研削・研磨させるプログラムを記憶するプログラム記憶手段が包含されている。そしてコンピュータ34aでは、該プログラムに応じて研削・研磨マニピュレータ22に装着されるグラインダーユニット18における砥石20の取替えを指示する。前記コンピュータ34aは、図示しない消耗量検知装置で検出した砥石20の消耗量で、研削切込量を補正したり、予め設定されている交換を必要とする消耗量と比較して砥石20の交換が必要か否かを判定する手段としても機能する。
【0017】
【実施例の作用】
次に、この構成に係る砥石自動交換装置の作用につき説明する。前記研削・研磨マニピュレータ22に装着されているグラインダーユニット18によりワーク台14に載置されているクロッシングレール12が、予め設定されている作業手順に基づき研削・研磨される。グラインダーユニット18に取付けられている砥石20が消耗して使用に供し得なくなった場合や、現在取付けられている種類の砥石20ではクロッシングレール12の次の研削・研磨位置の研削・研磨ができない場合は、前記保管棚50に保管されている新たな同種の砥石20または異なる種類の砥石20との交換を行なう。
【0018】
すなわち、前記砥石自動交換装置28では、図9(a),(b)に示す如く、第1把持具64が砥石交換位置に臨むと共に、第2把持具66が戻し位置に臨んでいる。このとき各把持爪62,62は、図6(a)に示すように、相互に離間して砥石20のボス部20bを把持可能な状態で待機している。またX−Yロボット54は、所定の待機位置に臨んでいる。この状態で、前記コントローラ34から砥石20の交換指令が出されると、図10(a),(b)に示す如く、X−Yロボット54では保持具52をX−Y方向に移動させると共にそのロッド52aをZ方向に伸長させ、次に使用する新砥石20を保持する。また研削・研磨マニピュレータ22では、グラインダーユニット18を交換ステーションSに移動させると共に、砥石交換位置で待機している第1把持具64の正面に待機する。
【0019】
前記新砥石20を把持した保持具52は、第2把持具66が待機している戻し位置まで移動され、図11(a),(b)に示すように、第2把持具66における離間している一対の把持爪62,62の間に新砥石25を臨ませる。また研削・研磨マニピュレータ22のグラインダーユニット18における旧砥石20を、第1把持具64における離間している一対の把持爪62,62の間に臨ませる。各把持具64,66では、各エアシリンダ72の付勢により一対の把持爪62,62が相互に近接し、図12(a),(b)に示すように各把持具62,62に対応の砥石20のボス部20bが把持される(図6(b)参照)。更に、グラインダーユニット18の回転軸44を回り止めした状態で、第1把持具64に把持されている旧砥石20のナット46が、前記ナットランナー80により緩められて取外される。そして、回転軸44の回り止めを解除しグラインダーユニット18をナットランナー80から後退させることにより、該ユニット18から旧砥石20が取外される(図13(a),(b))。なお、回転軸44の回り止めは、例えば軸本体の一部に設けた非円形部にブレーキが進入する方式がある。また、回転軸44が電動グラインダーの回転軸自体の場合には、ブレーキ付きモータによって回り止めを行なう。前記X−Yロボット54の保持具52は新砥石20を解放して、第2把持具66が移動可能な状態となっている。
【0020】
次に、図14(a),(b)に示すように、第1把持具64を退避位置に移動させると共に、第2把持具66を砥石交換位置に待機する。そして、グラインダーユニット18を再びナットランナー80に近接することにより、該ユニット18の回転軸44を新砥石20の中心通孔20aに挿通する。次いで、回転軸44を回り止めした状態でナットランナー80によりナット46を回転軸44の雄ねじ部44aに締付けることにより、新砥石20がグラインダーユニット18に固定される。またナットランナー80によるナット46の締付けが完了すると、エアシリンダ72,72が元に戻されて一対の把持爪62,62が相互に離間する。最後に、回転軸44の回り止めが解除される。
【0021】
前記新砥石20が取付けられたグラインダーユニット18が砥石交換位置から離間すると、図15(a),(b)に示すように、前記移動台68を移動させ、使用済みの旧砥石20を把持している第1把持具64を戻し位置に位置決めする。前記X−Yロボット54の保持具52が旧砥石20を保持すると共に、エアシリンダ72,72が元に戻されて一対の把持爪62,62が相互に離間して旧砥石20を解放する。そしてこの旧砥石20は、X−Yロボット54により元の保管位置に戻される。
【0022】
このように実施例に係る砥石自動交換装置24は、グラインダーユニット18に装着されている砥石20を、クロッシングレール12の研削・研磨部位に最適な種類の砥石20に自動交換し得るので、該レール12を精度良く研削・研磨することができる。また人為的なミスによる砥石20の交換ミスを生じないから、研削・研磨ミスを無くすことが可能となる。しかも、砥石20の交換を短時間で行ない得るので、作業能力を向上させることができるものである。
【0023】
なお、実施例では新砥石20を第2把持具66に把持させる動作と、旧砥石20を第1把持具64に把持させる動作とを同一に行なう場合につき説明したが、本願はこれに限られるものではない。例えば、コントローラ34で設定されている作業手順に従って砥石20を交換する場合は、グラインダーユニット18によりクロッシングレール12の研削・研磨作業を行なっている間に、予め新砥石20を第2把持具66に把持させておくことができる。また、予め新砥石20を把持させた第1把持具64を退避位置に位置決めすると共に第2把持具66を砥石交換位置に位置決めしておき、第2把持具66に旧砥石20を把持させた後に、第1把持具64を砥石交換位置に移動してグラインダーユニット18に新砥石20を取付けるようにする。この場合は、グラインダーユニット18に新砥石20を取付けている間に、戻し位置に臨んでいる第2把持具66の旧砥石20をX−Yロボット54により元の位置に戻すことができる。前述した実施例では砥石を自動交換する場合につき説明したが、本願はこれに限定されるものではなく、加工工具としては、例えば円盤形状や円筒形状のカッターや丸鋸であってもよい。更に、ナットランナー80は2以上とし、把持具も3以上とすることもできる。
【0024】
【別実施例について】
図16および図17は、砥石自動交換装置の別実施例を示すものであって、回転割出し可能な工具マガジン81に多数の砥石20を配設したものである。すなわち、支持台82に、垂直な枢軸83が突出固定されており、この枢軸83の上部に工具マガジン81が、軸受け(図示せず)を介して水平回転自在に支持されている。この工具マガジン81は、基本的に多角形の角筒状に形成されており、その多角側壁における周方向に形成した多数の工具保持部81aに砥石20が夫々放射状に着脱自在に保持されると共に、該マガジン81の底面下部には大径の平歯車84が一体回転可能に固定されている。また支持台82に配設固定したモータ85の回転軸86に固着したピニオン87が、前記平歯車84と噛合して工具マガジン81を回転させることにより、所望の砥石20の割出しを可能としている。なお、モータ85は、前記コントローラ34からの指令により、工具マガジン81に保持されて次に使用される砥石20を砥石交換位置に割出すよう制御される。
【0025】
前記枢軸83には、工具マガジン81の内部に突出する固定部88が突設され、該固定部88にベース89を介して前記ナットランナー80が配設されている。このナットランナー80は、常に定位置に支持されて、前記コントローラ34からの指令により、前記工具マガジン81により砥石交換位置に回転割出しされた砥石20を前記グラインダーユニット18の回転軸44に取付けるためのナット46を、緩めたり締付けるよう構成されている。なお、砥石交換位置には、該位置に臨む砥石20を回り止めする手段(図示せず)が配設される。
【0026】
別実施例に係る砥石自動交換装置24では、前記研削・研磨マニピュレータ22に装着されているグラインダーユニット18の砥石20の交換を行なう場合は、研削・研磨マニピュレータ22のグラインダーユニット18における旧砥石20を、工具マガジン81における砥石交換位置に臨む空の工具保持部81aに装填する。次に、グラインダーユニット18の回転軸44を回り止めした状態で、工具保持部81aに装填されている旧砥石20のナット46を、前記ナットランナー80により緩めて取外す。そして、グラインダーユニット18を工具保持部81aから離間させることにより、該ユニット18から旧砥石20が取外される。
【0027】
次に、前記ナットランナー80を旧砥石20から離間させた後、前記モータ85を駆動し、所望する旧砥石20が装填されている工具保持部81aを砥石交換位置に回転割出しする。そして、グラインダーユニット18を再び工具保持部81aに近接することにより、該ユニット18の回転軸44を新砥石20の中心通孔20aに挿通する。次いで、回転軸44を回り止めし、ナットランナー80によりナット46を回転軸44の雄ねじ部44aに締付けることにより、新砥石20がグラインダーユニット18に固定される。
【0028】
【変形例について】
図18は、前記別実施例の変形例であって、工具マガジン81に、上下2段で多数の砥石20を配設するようにしたものである。すなわち、支持台82に回転割出し可能に支持される工具マガジン81は、その多角側壁に、周方向に所要間隔でガイド90が配設され、各ガイド90に昇降自在に保持板91が配設される。この各保持板91には、上下2段で工具保持部81a,81bが形成され、各保持部81a,81bに砥石20が夫々着脱自在に保持されるようになっている。なお、保持板91が下降位置に位置決めされた状態では、その上段の工具保持部81aが砥石交換レベルに位置するよう設定される。また砥石交換位置には、該位置に割出された保持板91を昇降させるエアシリンダ92が配設され、下降位置に位置決めされている保持板91を該シリンダ92により上昇させることで、下段の工具保持部81bを砥石交換レベルに移動させるよう構成してある。
【0029】
前記支持台82には、工具マガジン81の回転に支障を来たさない位置にスタンド93が立設され、該スタンド93に配設されたナットランナー80が、マガジン81内に臨んでいる。またナットランナー80は、前記砥石交換レべルに位置して、前記コントローラ34からの指令により、該レべルで前記ナット46を緩めたり締付けるよう構成されている。なお、モータ85やエアシリンダ92は、前記コントローラ34からの指令により、工具マガジン81に保持されて次に使用される砥石20を砥石交換位置の交換レベルに臨ませるよう制御される。
【0030】
変形例に係る砥石自動交換装置24では、前記研削・研磨マニピュレータ22に装着されているグラインダーユニット18の砥石20の交換を行なう場合は、研削・研磨マニピュレータ22のグラインダーユニット18における旧砥石20を、工具マガジン81における砥石交換位置の交換レベルに臨む空の工具保持部81a(または81b)に装填する。次に、グラインダーユニット18の回転軸44を回り止めした状態で、工具保持部81aに装填されている旧砥石20のナット46を、前記ナットランナー80により緩めて取外す。そして、回転軸44の回り止めを解除し、グラインダーユニット18を工具保持部81aから離間させることにより、該ユニット18から旧砥石20が取外される。
【0031】
次に、前記ナットランナー80を旧砥石20から離間させた後、前記モータ85を駆動し、所望する旧砥石20が装填されている工具保持部81aを砥石交換位置に回転割出しする。そして、グラインダーユニット18を再び工具保持部81aに近接することにより、該ユニット18の回転軸44を新砥石20の中心通孔20aに挿通する。次いで、回転軸44を回り止めした状態でナットランナー80によりナット46を回転軸44の雄ねじ部44aに締付けることにより、新砥石20がグラインダーユニット18に固定される。
【0032】
また、前記保持板91の下段に形成した工具保持部81bに保持されている新砥石20をグラインダーユニット18に取付ける場合は、対応する保持板91をモータ85を駆動して砥石交換位置に回転割出しした後、前記エアシリンダ92を付勢して保持板91をガイド90に沿って上昇させる。これにより、保持板91における下段の工具保持部81bが砥石交換レベルに位置決めされる。従って、前述した如くグラインダーユニット18を工具保持部81bに近接することにより、該ユニット18の回転軸44を新砥石20の中心通孔20aに挿通し、回転軸44を回り止めした後、ナットランナー80によりナット46を回転軸44の雄ねじ部44aに締付ければ、新砥石20がグラインダーユニット18に固定される。
【0033】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明に係る加工工具の自動交換装置によれば、一種類のナットランナーのみで、多種類多数の加工工具を選択して加工装置に自動交換することができ、作業者の労力を軽減させ得ると共に、作業時間を短縮して生産能率の向上を図ることができる。また人為的なミスにより適切な加工工具と交換されないという事態も防止することができ、精度の良い加工が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る加工工具の自動交換装置の好適実施例が配設される研削・研磨装置の全体を概略的に示す平面図である。
【図2】実施例に係る研削・研磨マニピュレータを示す側面図である。
【図3】実施例に係る砥石自動交換装置を示す平面図である。
【図4】実施例に係る砥石自動交換装置を示す正面図である。
【図5】実施例に係る砥石自動交換装置を示す側面図である。
【図6】実施例に係る砥石自動交換装置における把持具の作動状態を示す説明図である。
【図7】実施例に係る砥石自動交換装置のナットランナーにより砥石固定用のナットを緩めまたは締付ける状態を示す説明図である。
【図8】実施例に係る研削・研磨装置の制御ブロック図である。
【図9】実施例に係る砥石自動交換装置による砥石交換の動作説明図であって、砥石交換を待機している状態を示す。
【図10】実施例に係る砥石自動交換装置による砥石交換の動作説明図であって、X−Yロボットに新砥石を保持する状態を示す説明図である。
【図11】実施例に係る砥石自動交換装置による砥石交換の動作説明図であって、新旧の砥石を対応の把持具で把持可能な位置に位置決めした状態を示す。
【図12】実施例に係る砥石自動交換装置による砥石交換の動作説明図であって、新旧の砥石を対応の把持具で把持した状態を示す。
【図13】実施例に係る砥石自動交換装置による砥石交換の動作説明図であって、旧砥石をグラインダーユニットから取外した状態を示す。
【図14】実施例に係る砥石自動交換装置による砥石交換の動作説明図であって、新砥石をグラインダーユニットに取付ける状態を示す。
【図15】実施例に係る砥石自動交換装置による砥石交換の動作説明図であって、旧砥石をX−Yロボットの保持具で保持する状態を示す。
【図16】別実施例に係る砥石自動交換装置の概略平面図である。
【図17】別実施例に係る砥石自動交換装置を一部縦断して示す側面図である。
【図18】別実施例の変形例に係る砥石自動交換装置を一部縦断して示す側面図である。
【符号の説明】
18 グラインダーユニット 20 砥石
34 コンピュータ 46 ナット
50 保管棚 52 保持具
54 X−Yロボット 62 把持爪
64 第1把持具 66 第2把持具
78 第2エアシリンダ 80 ナットランナー
81 工具マガジン 82 支持台
S 交換ステーション
[0001]
[Industrial applications]
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic machine tool changer that can select a required tool from a large number of stored machining tools and automatically exchange the machine tool with a machine tool attached to the machine.
[0002]
[Prior art]
For example, crossing rails for railways are manufactured by casting manganese steel, but the casting after casting has burrs and flaws (including excess wall and bumps). There is. Removal of burrs and pouring flaws generated in these castings (hereinafter referred to as “workpieces”) is generally performed by a grinder such as a rotary grindstone as a processing tool.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-mentioned crossing rail, there are various parts to be ground and polished, and it is necessary to replace the grindstone of the grinder with an appropriate type according to the shape of each part. In addition, since the grindstone is worn out with time and cannot be used, it is necessary to replace the grindstone with a new grindstone in this case. However, conventionally, since the replacement work is performed manually, the operator is tired, takes a long time, and reduces the production efficiency.
[0004]
[Object of the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in view of the above problems inherent in the exchange of working tools, and has been proposed to appropriately solve the problems, and provides means for automatically and quickly automatically replacing a large number of working tools. The purpose is to: That is, by mechanically managing the tightening torque of the nut for attaching and detaching the processing tool, a stable tightening torque can be obtained, and safe and reliable automatic replacement is enabled.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to overcome the above problems and achieve the intended purpose, the automatic tool changer according to the present invention includes:A multi-joint type manipulator that processes a workpiece with a processing tool that is detachably provided via a nut to a processing device attached to the hand,
Vertically erected, saidA storage shelf in which a plurality of processing tools are detachably stored in a state of being arranged horizontally and vertically on a flat surface,
The holding tool capable of holding and releasing the processing tool is vertically and horizontally aligned along the flat surface of the storage shelf.( X-Y direction ) And depth direction ( Z direction )To be able to be moved to the storage shelf.Next useprocessingEngineeringTools to the exchange station andUsedA robot that returns the processing tool to the original storage position on the storage shelf,
The exchange stationForward and backwardFor attaching a machining tool to the machining device.SaidA nut runner to loosen and tighten the nut;
The exchange station is disposed movably to an exchange position on the front surface of the nut runner and a return position or a retreat position separated from the front surface of the nut runner,Next processing tool or usedTwo sets of gripping tools comprising a pair of gripping claws for releasably holding the processing tool,
Specifying a machining tool to be exchanged for the robot,The articulated manipulator,It is characterized by comprising two sets of grippers and control means for controlling the operation of the nut runner.
[0006]
In order to achieve the above object, an automatic tool exchange tool according to another invention of the present application,Along with being formed into a polygonal square tube,SupportAxis projected and fixed toA plurality of processing tools that are rotatably indexable and that can be detachably mounted on the processing equipment via nuts, Of that polygonal side wallA tool magazine arranged on the outer periphery,
SaidA fixing part provided on the pivot and protruding inside the tool magazineArranged inIt can move forward and backward with respect to the tool change position of the tool magazine.Attach the machining tool indexed to the tool change position to the machining equipmentRunaA nut runner to loosen and tighten the nut,
Control means for controlling the operation of the tool magazine and the nut runner.
[0007]
【Example】
Next, an automatic exchanging device for a working tool according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings by taking a preferred embodiment. In the embodiment, a case will be described in which an automatic exchange device is provided in a grinding / polishing device for grinding / polishing a crossing rail, and a large number of kinds of grinding wheels are automatically exchanged.
[0008]
FIG. 1 is a plan view illustrating a schematic configuration of a grinding / polishing apparatus according to an embodiment. The apparatus 10 includes a work table 14 on which a crossing rail 12 is mounted and a grinder unit 18 mounted on a hand 16. It basically comprises a grinding / polishing manipulator 22 for grinding / polishing the crossing rail 12 with the grinding wheel 20, and a grinding wheel automatic changer 24 for automatically replacing the grinding wheel 20 attached to the grinder unit 18.
[0009]
[Work table and grinding / polishing manipulator (robot)]
A plurality of clamp devices 28 are disposed on the work table 14 at predetermined intervals in the longitudinal direction so that the crossing rails 12 mounted on the work table 14 are clamped and fixed at a plurality of positions from the short direction. It is configured. The present invention is also applicable to a case where the work table 14 side is configured to be movable with the manipulator 22 as a fixed position. In this case, the automatic grinding wheel changing device 24 is set in a position near the manipulator 22 and at a position where the movement of the work table 14 is not hindered. Of course, both 14 and 22 may be movable.
[0010]
Adjacent to the work table 14, guide rails 30, 30 are laid in parallel along the longitudinal direction of the work table 14, and a carriage 32 is mounted on the guide rails 30, 30 so as to run freely. An articulated grinding / polishing manipulator 22 having a plurality of degrees of freedom (movable part of a robot, the same applies hereinafter) is installed on the carriage 32. As shown in FIG. 2, the hand 16 of the grinding / polishing manipulator 22 is detachably mounted with a grinder unit 18 having a grindstone 20 of a shape and a type corresponding to the grinding / polishing portion of the crossing rail 12. ing. The operation of the grinding / polishing manipulator 22 and the carriage 32 is controlled by a controller 34 (see FIG. 8), and the grinding / grinding of the crossing rail 12 by the grindstone 20 is performed. The manipulator 22 and the controller 34 form a so-called robot.
[0011]
When the consumption amount detecting device (not shown) detects that the whetstone 20 has been consumed (worn) and cannot be used for use, or when the whetstone 20 is replaced with a different type of whetstone 20 according to the grinding / polishing portion of the crossing rail 12. Is set so that the operation of the carriage 32 and the grinding / polishing manipulator 22 is controlled, and the grinder unit 18 is moved to the replacement station S of the automatic grinding wheel changing device 24 and waits.
[0012]
[About grinder unit]
The grinder unit 18 includes a connecting tool 38 which is detachably mounted on the hand 16 of the grinding / polishing manipulator 22 on an upper part of a unit body 36, and the unit 18 is mounted on the hand 16 (see FIG. 2). . A motor (not shown) and a bearing cylinder 42 are integrally and swingably supported by the unit body 36, and a rotating shaft 44 is rotatably inserted through the bearing cylinder 42. A male screw portion 44a is formed at one end of the rotating shaft 44, and the grindstone 20 is fixed to the rotating shaft 44 so as to be integrally rotatable by tightening a nut 46 to the male screw portion 44a inserted into the center through hole 20a of the grindstone 20. . Further, the other end of the rotating shaft 44 is connected to a motor via a transmission mechanism 48 including a pulley and a belt, and the grinding wheel 20 rotates integrally with the rotating shaft 44 by driving the motor. I have.
[0013]
[About automatic grinding wheel changer]
A device 24 for automatically changing the grindstone 20 of the grinder unit 18 mounted on the grinding / polishing manipulator 22 is disposed on the opposite side of the work table 14 with the guide rails 30, 30 interposed therebetween. As shown in FIGS. 3 to 5, the automatic whetstone changing device 24 includes a large number of various types of whetstones (flat whetstones, cylindrical whetstones, ammunition-shaped whetstones, etc.) on a front vertical surface of a vertically arranged storage shelf 50. 20, 20 'are arranged in a state of being arranged vertically and horizontally so that they can be taken out freely. Further, in front of the storage shelf 50, an XY robot 54 capable of moving a holder 52 capable of holding and releasing the grindstone 20 in the vertical and horizontal directions (XY directions) parallel to the vertical surface of the storage shelf 50 is provided. You. That is, an X rail 56 extending parallel to the storage shelf 50 is horizontally disposed in front of the storage shelf 50, and a vertical Y rail 58 extending parallel to the storage shelf 50 is placed on the X rail 56 horizontally. It is arranged movably in the direction (X direction). Further, on the Y rail 58, a holder 52 composed of an air cylinder capable of holding and releasing the grindstone 20 and capable of moving back and forth in the depth direction (Z direction) is provided so as to be movable in the vertical direction (Y direction). Then, the XY robot 54 removes the next used grindstone 20 stored in the storage shelf 50 from a predetermined storage position according to a command from the controller 34, and removes the used grindstone 20 from the grinder unit 18 after use. Functions to return the grindstone 20 to the original storage position. As a means for moving the Y rail 58 and the holder 52, a mechanism for rotating a ball screw by an actuator such as an air cylinder or a motor, a mechanism for running a toothed belt by a motor, or the like is employed.
[0014]
An exchange station S for the grindstone 20 provided between the storage rack 50 and the XY robot 54 and beside the storage rack 50 includes a new grindstone 20 to be used next and an old grindstone 20 after use. Is provided with a grindstone gripping device 60 for gripping. The whetstone gripping device 60 includes a first gripping tool 64 including a pair of gripping claws 62, 62 that can approach and separate from each other, and a second gripping grip including a pair of gripping claws 62, 62 that can also approach and separate from each other. As shown in FIG. 4, a tool 66 is provided in parallel with each other, and the new and old grindstones 20 are configured to be releasably gripped by the gripping tools 64 and 66. As shown in FIG. 6, each of the gripping claws 62 constituting each of the gripping tools 64 and 66 is configured to be slidable so as to be brought into contact with and separated from each other by an air cylinder 72. The moving table 68 itself is slid left and right by a guide 76 and an air cylinder (not shown) (see FIGS. 13 to 15). The opposing portions of the gripping claws 62, 62 are formed in an arc shape capable of securely gripping the boss portion 20b of the grindstone 20 from both sides as shown in the figure. In addition, the moving table 68 holds the first gripper 64 at a whetstone exchange position (FIG. 13) on the front surface of a nut runner 80 described later, an outward retreat position (FIG. 14) separated from the storage shelf 50, and a storage shelf 50. At the front return position (FIG. 15).
[0015]
A nut runner 80 shown in FIG. 7 is provided at a grindstone replacement position on the side of the storage shelf 50, and the nut 46 attaching the grindstone 20 to the rotating shaft 44 of the grinder unit 18 is loosened by the runner 80. It is configured to be tightened. That is, the first gripper 64 of the grinding wheel gripping device 60 faces the whetstone replacement position, the grindstone 20 of the grinder unit 18 is gripped by the gripper 64, and the nut runner 80 Thus, the nut 46 is loosened and removed from the rotating shaft 44, and the grinder unit 18 is retracted from the nut runner 80 and removed, whereby the grindstone 20 can be removed from the unit 18. Also, the second gripper 66 holding the new grindstone 20 faces the grindstone replacement position, the rotary shaft 44 of the unit 18 is inserted into the center through hole 20a of the grindstone 20, and the nut 46 is separately locked. By tightening, the new grindstone 20 can be attached to the unit 18. Then, the first gripper 64 gripping the old grindstone 20 is moved from the retracted position to the return position, and the XY robot 54 receives the old grindstone 20 from the gripper 64 and returns the old grindstone 20 to the original position in the storage shelf 50. It is configured to return to the storage position. Note that the storage shelf 50 is not limited to a vertical position, and can be installed in an arbitrary posture either horizontally or diagonally.
[0016]
[About control means]
FIG. 8 is a control block diagram of the grinding / polishing apparatus 10, in which a controller 34 as a control means has a built-in computer 34a, and the computer 34a stores each part of the crossing rail 12 in a preset procedure. A program storage means for storing a program for grinding and polishing is included. Then, the computer 34a instructs the replacement of the grindstone 20 in the grinder unit 18 mounted on the grinding / polishing manipulator 22 according to the program. The computer 34a corrects the grinding depth by the consumption amount of the grindstone 20 detected by a consumption amount detection device (not shown), and replaces the grinding wheel 20 by comparing with a preset consumption amount that requires replacement. It also functions as means for determining whether or not is necessary.
[0017]
Operation of the embodiment
Next, the operation of the automatic grinding wheel changing device according to this configuration will be described. The crossing rail 12 mounted on the work table 14 is ground and polished by the grinder unit 18 mounted on the grinding / polishing manipulator 22 according to a preset operation procedure. When the grindstone 20 attached to the grinder unit 18 becomes worn and cannot be used, or when the grindstone 20 of the currently attached type cannot grind / polish the next grinding / polishing position of the crossing rail 12. Performs replacement with a new grindstone 20 of the same type or a different type of grindstone 20 stored in the storage shelf 50.
[0018]
That is, in the automatic whetstone changing device 28, as shown in FIGS. 9A and 9B, the first holding tool 64 faces the whetstone replacement position, and the second holding tool 66 faces the return position. At this time, as shown in FIG. 6A, the gripping claws 62, 62 are separated from each other and are on standby in a state where the boss 20b of the grindstone 20 can be gripped. The XY robot 54 is facing a predetermined standby position. In this state, when the controller 34 issues a command to replace the grindstone 20, as shown in FIGS. 10A and 10B, the XY robot 54 moves the holder 52 in the XY directions and The rod 52a is extended in the Z direction to hold a new grindstone 20 to be used next. In the grinding / polishing manipulator 22, the grinder unit 18 is moved to the exchange station S and stands by at the front of the first gripper 64 waiting at the grindstone exchange position.
[0019]
The holding tool 52 holding the new grindstone 20 is moved to a return position where the second holding tool 66 is on standby, and is separated from the second holding tool 66 as shown in FIGS. The new grindstone 25 is exposed between the pair of gripping claws 62, 62. Further, the old grindstone 20 in the grinder unit 18 of the grinding / polishing manipulator 22 is made to face between the pair of separated gripping claws 62 of the first gripper 64. In each of the gripping tools 64, 66, the pair of gripping claws 62, 62 are brought close to each other by the urging of each air cylinder 72, and correspond to the gripping tools 62, 62 as shown in FIGS. The boss 20b of the grindstone 20 is gripped (see FIG. 6B). Further, with the rotation shaft 44 of the grinder unit 18 stopped from rotating, the nut 46 of the old grindstone 20 gripped by the first gripper 64 is loosened and removed by the nut runner 80. Then, the old grindstone 20 is removed from the unit 18 by releasing the rotation stopper of the rotating shaft 44 and retreating the grinder unit 18 from the nut runner 80 (FIGS. 13A and 13B). In order to prevent the rotation of the rotating shaft 44, for example, there is a method in which the brake enters a non-circular portion provided in a part of the shaft main body. When the rotating shaft 44 is the rotating shaft of the electric grinder, the rotation is stopped by a motor with a brake. The holder 52 of the XY robot 54 releases the new grindstone 20 and the second gripper 66 is in a movable state.
[0020]
Next, as shown in FIGS. 14A and 14B, the first gripper 64 is moved to the retracted position, and the second gripper 66 is on standby at the grindstone replacement position. Then, by bringing the grinder unit 18 close to the nut runner 80 again, the rotation shaft 44 of the unit 18 is inserted into the center through hole 20 a of the new grindstone 20. Next, the new grindstone 20 is fixed to the grinder unit 18 by tightening the nut 46 to the male screw portion 44a of the rotating shaft 44 by the nut runner 80 in a state where the rotating shaft 44 is stopped. When the nut 46 is completely tightened by the nut runner 80, the air cylinders 72 are returned to their original positions, and the pair of gripping claws 62 are separated from each other. Finally, the rotation stopper of the rotating shaft 44 is released.
[0021]
When the grinder unit 18 to which the new grindstone 20 is attached is separated from the grindstone replacement position, as shown in FIGS. 15A and 15B, the moving table 68 is moved to grip the used old grindstone 20. The first gripper 64 is positioned at the return position. The holding tool 52 of the XY robot 54 holds the old grindstone 20, and the air cylinders 72, 72 are returned to the original position, and the pair of gripping claws 62, 62 are separated from each other to release the old grindstone 20. Then, the old grindstone 20 is returned to the original storage position by the XY robot 54.
[0022]
As described above, the automatic whetstone changing device 24 according to the embodiment can automatically change the whetstone 20 mounted on the grinder unit 18 to a whetstone 20 of a type most suitable for a grinding / polishing portion of the crossing rail 12. 12 can be precisely ground and polished. In addition, since there is no occurrence of an erroneous replacement of the grindstone 20 due to a human error, it is possible to eliminate grinding and polishing errors. In addition, since the replacement of the grindstone 20 can be performed in a short time, the working ability can be improved.
[0023]
In the embodiment, the case where the operation of gripping the new grindstone 20 with the second gripper 66 and the operation of gripping the old grindstone 20 with the first gripper 64 are performed in the same manner has been described, but the present invention is not limited thereto. Not something. For example, when replacing the grindstone 20 according to the work procedure set by the controller 34, the new grindstone 20 is previously transferred to the second gripper 66 while the grinding / polishing work of the crossing rail 12 is performed by the grinder unit 18. It can be held. Further, the first gripper 64 holding the new grindstone 20 in advance was positioned at the retreat position, and the second gripper 66 was positioned at the grindstone replacement position, and the second gripper 66 gripped the old grindstone 20. Thereafter, the first gripper 64 is moved to the grindstone replacement position so that the new grindstone 20 is attached to the grinder unit 18. In this case, while the new grindstone 20 is attached to the grinder unit 18, the old grindstone 20 of the second gripping tool 66 facing the return position can be returned to the original position by the XY robot 54. In the above-described embodiment, the case where the whetstone is automatically changed has been described. However, the present invention is not limited to this, and the processing tool may be, for example, a disk-shaped or cylindrical-shaped cutter or a circular saw. Further, the number of the nut runners 80 may be two or more, and the number of the grippers may be three or more.
[0024]
[About another embodiment]
FIGS. 16 and 17 show another embodiment of the automatic grinding wheel changing device, in which a large number of grinding wheels 20 are arranged in a tool magazine 81 which can be rotated and indexed. That is, a vertical pivot 83 is projected and fixed to the support base 82, and a tool magazine 81 is supported on the upper part of the pivot 83 via a bearing (not shown) so as to be horizontally rotatable. The tool magazine 81 is basically formed in a polygonal rectangular tube shape, and the grindstones 20 are radially detachably held by a large number of tool holding portions 81a formed in the circumferential direction on the polygonal side wall, respectively. A large-diameter spur gear 84 is fixed to the lower portion of the bottom of the magazine 81 so as to be integrally rotatable. Further, a pinion 87 fixed to a rotation shaft 86 of a motor 85 disposed and fixed to the support base 82 meshes with the spur gear 84 to rotate the tool magazine 81, thereby enabling indexing of a desired grindstone 20. . The motor 85 is controlled by a command from the controller 34 so as to index the grindstone 20 held by the tool magazine 81 and used next to the grindstone replacement position.
[0025]
The pivot 83 has a fixing portion 88 protruding into the tool magazine 81, and the nut runner 80 is disposed on the fixing portion 88 via a base 89. The nut runner 80 is always supported at a fixed position, and in order to attach the grindstone 20 rotationally indexed to the grindstone changing position by the tool magazine 81 according to a command from the controller 34, to the rotating shaft 44 of the grinder unit 18. Is loosened or tightened. A means (not shown) for preventing the grinding wheel 20 facing the position from being rotated is provided at the grinding wheel replacement position.
[0026]
In the automatic whetstone changing device 24 according to another embodiment, when the whetstone 20 of the grinder unit 18 mounted on the grinding / polishing manipulator 22 is replaced, the old whetstone 20 in the grinder unit 18 of the grinding / polishing manipulator 22 is replaced. The tool magazine 81 is loaded into the empty tool holding portion 81a facing the whetstone replacement position. Next, with the rotation shaft 44 of the grinder unit 18 stopped from rotating, the nut 46 of the old grindstone 20 loaded in the tool holding portion 81a is loosened and removed by the nut runner 80. Then, the old grindstone 20 is removed from the unit 18 by separating the grinder unit 18 from the tool holding portion 81a.
[0027]
Next, after the nut runner 80 is separated from the old grindstone 20, the motor 85 is driven to rotate and index the tool holding portion 81a loaded with the desired old grindstone 20 to the grindstone changing position. Then, by bringing the grinder unit 18 close to the tool holding portion 81a again, the rotating shaft 44 of the unit 18 is inserted into the center through hole 20a of the new grindstone 20. Next, the rotation shaft 44 is stopped, and the nut 46 is fastened to the male screw portion 44 a of the rotation shaft 44 by the nut runner 80, so that the new grindstone 20 is fixed to the grinder unit 18.
[0028]
[About the modified example]
FIG. 18 shows a modification of the above-mentioned another embodiment, in which a large number of grinding wheels 20 are arranged in a tool magazine 81 in two upper and lower stages. That is, in the tool magazine 81 rotatably indexed by the support table 82, guides 90 are arranged at required intervals in the circumferential direction on the polygonal side walls, and a holding plate 91 is arranged on each guide 90 so as to be able to move up and down. Is done. The tool holding portions 81a and 81b are formed on each of the holding plates 91 in two upper and lower stages, and the grindstone 20 is detachably held on the respective holding portions 81a and 81b. In a state where the holding plate 91 is positioned at the lowered position, the upper tool holding portion 81a is set so as to be positioned at the whetstone replacement level. Further, an air cylinder 92 that raises and lowers the holding plate 91 indexed to the position is disposed at the whetstone replacement position, and the holding plate 91 positioned at the lowering position is raised by the cylinder 92 so that The tool holding unit 81b is configured to move to the whetstone replacement level.
[0029]
A stand 93 is erected on the support base 82 at a position where the rotation of the tool magazine 81 is not hindered. A nut runner 80 disposed on the stand 93 faces the inside of the magazine 81. The nut runner 80 is located at the whetstone replacement level, and is configured to loosen or tighten the nut 46 at the level according to a command from the controller 34. The motor 85 and the air cylinder 92 are controlled by a command from the controller 34 so that the grindstone 20 to be used next and held by the tool magazine 81 faces the replacement level of the grinding wheel replacement position.
[0030]
In the whetstone automatic exchanging device 24 according to the modified example, when exchanging the whetstone 20 of the grinder unit 18 mounted on the grinding / polishing manipulator 22, the old whetstone 20 in the grinder unit 18 of the grinding / polishing manipulator 22 is replaced by The tool magazine 81 is loaded into an empty tool holding portion 81a (or 81b) facing the replacement level of the grinding wheel replacement position. Next, with the rotation shaft 44 of the grinder unit 18 stopped from rotating, the nut 46 of the old grindstone 20 loaded in the tool holding portion 81a is loosened by the nut runner 80 and removed. Then, by stopping the rotation of the rotating shaft 44 and separating the grinder unit 18 from the tool holding portion 81a, the old grindstone 20 is removed from the unit 18.
[0031]
Next, after the nut runner 80 is separated from the old grindstone 20, the motor 85 is driven to rotate and index the tool holding portion 81a loaded with the desired old grindstone 20 to the grindstone changing position. Then, by bringing the grinder unit 18 close to the tool holding portion 81a again, the rotating shaft 44 of the unit 18 is inserted into the center through hole 20a of the new grindstone 20. Next, the new grindstone 20 is fixed to the grinder unit 18 by tightening the nut 46 to the male screw portion 44a of the rotating shaft 44 by the nut runner 80 in a state where the rotating shaft 44 is stopped.
[0032]
When the new grindstone 20 held by the tool holding portion 81b formed at the lower stage of the holding plate 91 is mounted on the grinder unit 18, the corresponding holding plate 91 is driven by the motor 85 to rotate the corresponding holding plate 91 to the whetstone changing position. After being ejected, the air cylinder 92 is urged to raise the holding plate 91 along the guide 90. Thereby, the lower tool holding portion 81b of the holding plate 91 is positioned at the whetstone replacement level. Therefore, as described above, by bringing the grinder unit 18 close to the tool holding portion 81b, the rotating shaft 44 of the unit 18 is inserted into the center through hole 20a of the new grindstone 20, and the rotating shaft 44 is stopped from rotating. When the nut 46 is tightened to the male screw portion 44 a of the rotating shaft 44 by 80, the new grindstone 20 is fixed to the grinder unit 18.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the automatic tool changer according to the present invention, a single type of nut runner can be used to select a large number of different types of processing tools and automatically change the processing tool to a processing apparatus. The labor can be reduced, and the working time can be shortened to improve the production efficiency. In addition, it is possible to prevent a situation where the processing tool is not replaced with an appropriate processing tool due to a human error, and accurate processing is achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view schematically showing an entire grinding / polishing apparatus in which a preferred embodiment of an automatic tool changer according to the present invention is disposed.
FIG. 2 is a side view showing a grinding / polishing manipulator according to the embodiment.
FIG. 3 is a plan view showing an automatic whetstone changing device according to an embodiment.
FIG. 4 is a front view showing the automatic grinding wheel changing device according to the embodiment.
FIG. 5 is a side view showing the automatic grinding wheel changing device according to the embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an operation state of a gripping tool in the automatic grinding wheel changing device according to the embodiment.
FIG. 7 is an explanatory view showing a state in which a nut for fixing a grinding wheel is loosened or tightened by a nut runner of the automatic grinding wheel changing device according to the embodiment.
FIG. 8 is a control block diagram of the grinding / polishing apparatus according to the embodiment.
FIG. 9 is an explanatory view of an operation of changing a grinding wheel by the automatic grinding wheel changing device according to the embodiment, and shows a state in which the grinding wheel is being changed;
FIG. 10 is an explanatory diagram of an operation of exchanging a grindstone by the automatic grindstone exchanging device according to the embodiment, and is an explanatory diagram showing a state in which a new grindstone is held by an XY robot.
FIG. 11 is an explanatory diagram of a whetstone exchange operation by the automatic whetstone exchanging device according to the embodiment, and shows a state where new and old whetstones are positioned at positions where they can be gripped by corresponding grippers.
FIG. 12 is an explanatory view of an operation of exchanging a grindstone by the automatic grindstone exchanging apparatus according to the embodiment, and shows a state in which a new and old grindstone is gripped by a corresponding gripper.
FIG. 13 is an explanatory view of an operation of replacing a grinding wheel by the automatic grinding wheel changing device according to the embodiment, and shows a state in which an old grinding wheel is removed from a grinder unit.
FIG. 14 is an explanatory diagram of an operation of exchanging a grindstone by the automatic grindstone exchanging device according to the embodiment, and shows a state in which a new grindstone is attached to a grinder unit.
FIG. 15 is an explanatory diagram of an operation of exchanging a grindstone by the automatic grindstone exchanging device according to the embodiment, and shows a state in which an old grindstone is held by a holder of an XY robot.
FIG. 16 is a schematic plan view of an automatic grinding wheel changing device according to another embodiment.
FIG. 17 is a side view of an automatic grinding wheel changing device according to another embodiment, partially cut away.
FIG. 18 is a side view of a part of a whetstone automatic exchanging device according to a modification of another embodiment, which is cut vertically.
[Explanation of symbols]
18 Grinder unit 20 Whetstone
34 Computer 46 Nut
50 Storage shelf 52 Holder
54 XY robot 62 Gripping claw
64 First gripping tool 66 Second gripping tool
78 Second air cylinder 80 Nut runner
81 Tool magazine 82 Support stand
S exchange station

Claims (2)

ハンド (16) に装着した加工装置 (18) にナット (46) を介して着脱自在に設けられる加工工具 (20) によりワーク (12) を加工する多関節式のマニュピレータ (22) と、
垂直に立設され、前記複数の加工工具(20)を平坦面に縦横に整列状態で取外し可能に保管した保管棚(50)と、
前記加工工具(20)を保持および解放可能な保持具(52)を前記保管棚(50)の平坦面に沿って縦横( X−Y方向 ) かつ奥行方向 ( Z方向 )に移動可能に備え、該保持具(52)により保管棚(50)の次に使用する加工具(20)を交換ステーション(S)に移送すると共に、交換ステーション(S)の使用済みの加工工具(20)を保管棚(50)の元の保管位置に戻すロボット(54)と、
前記交換ステーション(S)に対し前進後退自在に配設され、前記加工装置(18)に加工工具(20)を取付けるための前記ナット(46)の緩めおよび締付けを行なうナットランナー(80)と、
前記交換ステーション(S)に、前記ナットランナー(80)の前面の交換位置およびナットランナー(80)の前面から離間する戻し位置または退避位置に移動可能に配設され、次に使用する加工工具 (20) または使用済みの加工工具(20)を解放可能に挟持する一対の把持爪(62,62)からなる2組の把持具(64,66)と、
前記ロボット(54)に交換する加工工具(20)を指定すると共に、該ロボット(54)、前記多関節式のマニュピレータ (22) 2組の把持具(64,66)およびナットランナー(80)を作動制御する制御手段(34)とから構成した
ことを特徴とする加工工具の自動交換装置。
A multi-joint type manipulator (22) for processing a work (12) with a processing tool (20) detachably provided via a nut (46) to a processing device (18) mounted on a hand (16) ,
A storage shelf (50), which is vertically erected and stores the plurality of processing tools (20) detachably in a state of being arranged vertically and horizontally on a flat surface,
A holder (52) capable of holding and releasing the processing tool (20) is provided along a flat surface of the storage shelf (50) so as to be movable vertically and horizontally ( XY directions ) and in a depth direction ( Z direction ) , with transferring process engineering tool then use the storage rack (50) by the holder (52) and (20) to the switching station (S), storing spent working tool changing station (S) (20) A robot (54) for returning to the original storage position of the shelf (50),
Wherein arranged freely forward and backward with respect to changing station (S), the nut runner (80) for loosening and tightening of the nut for attaching the working tool (20) wherein the processing unit (18) (46),
In the exchange station (S), a processing tool ( hereinafter , referred to as an exchange position on the front surface of the nut runner (80) and a return position or a retreat position separated from the front surface of the nut runner (80) is provided. 20) or two sets of gripping tools (64, 66) comprising a pair of gripping claws (62, 62) for releasably holding the used processing tool (20);
A machining tool (20) to be exchanged with the robot (54) is designated, the robot (54), the articulated manipulator (22) , two sets of grippers (64, 66) and a nut runner (80). And a control means (34) for controlling the operation of the machining tool.
多角形の角筒状に形成されると共に、支持台(82)に突出固定した枢軸(83)に回転割出し可能に支持され、加工装置(18)にナット(46)を介して着脱自在に装着可能な複数の加工工具(20)を、その多角側壁の外周に配設した工具マガジン(81)と、
前記枢軸 (83) に設けられて前記工具マガジン (81) の内部に突出する固定部 (88)に配設されて工具マガジン (81) の工具交換位置に対し前進後退自在であり、該工具交換位置に割出された加工工具(20)を前記加工装置(18)に取付けるナット(46)の緩めおよび締付けを行なうナットランナー(80)と、
前記工具マガジン(81)およびナットランナー(80)を作動制御する制御手段(34)とから構成した
ことを特徴とする加工工具の自動交換装置。
It is formed in the shape of a polygonal rectangular tube , is rotatably indexed by a pivot (83) protruding and fixed to the support base (82) , and is detachably attached to the processing device (18) via a nut (46). A tool magazine (81) in which a plurality of work tools (20) that can be mounted are arranged on the outer periphery of the polygonal side wall ,
Is freely forward and backward with respect to the tool change position of the fixed portion projecting internally disposed (88) in the tool magazine (81) of the tool magazine the provided pivot (83) (81), said tool change the loosening and tightening the nut runner to perform mounting the indexed a working tool in position (20) to said processing device (18) Luna Tsu bets (46) (80),
An automatic machine tool changer comprising: a tool magazine (81); and control means (34) for controlling the operation of the nut runner (80).
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