JP7489963B2 - 電動ツールチェンジャー - Google Patents
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Description
- ツールに固定されて、掴まれ、移動されるように意図された、所謂、ツール側部分と、
- マニピュレータに固定されてマニピュレータと一体的に移動するように意図され、必要とされる時間にわたってツール側部分を受容し、保持するように設計された、所謂、ロボット側部分と
を有するツールチェンジャーに言及する。
- 球がツール側部分の対応する座又はスロートに係合して、球が滑り落ちるのを防止するロック位置と、
- 球がツール側部分に係合せず、したがって、ツール側部分は保持されず、ロボット側部分から分離され得るアイドル位置と
の間を選択的に移動可能である。
- 長手方向軸線を有し、マニピュレータに固定されるように意図された、ロボット側部分として画定された第1の部分と、
- ツールに固定され、前記長手方向軸線に沿ってロボット側部分に当接するように意図された、ツール側部分として画定された第2の部分であって、したがって、前記長手方向軸線は、2つの部分の結合が行われる軸線である、第2の部分と、
- ツール側部分をロボット側部分上にロックするためのロック手段と、ロック手段のアクチュエータとを有したツールチェンジャーに関する。
- 球がロック解除位置において受容される凹部と、
- 球がロック位置において当接するランプ(傾斜部)又は傾斜面とが設けられている。実際には、ランプ又は傾斜面は、凹部に対してより半径方向内側である。
- 球がランプ又は傾斜面に当接し、次にランプ又は傾斜面は球の座と整合され、同時に、凹部は、球の座に対して角度方向で整合されていない(angularly misaligned)、ロック位置に対応する第1の角度位置と、
- 球が環状制御要素の凹部に少なくとも部分的に受容され、凹部は球の座と整合され、同時に、ランプ又は傾斜面は、球の座に対して角度方向で整合されていない、ロック解除位置に対応する第2の角度位置との間で、回転されることが可能である。
- ツール側部分2が、ロボット側部分1に挿入されなければならないか、又はロボット側部分1から分離されなければならない場合、即ち、ロボット側部分1がロック解除構成/位置にある場合に、球5が受容される凹部29と、
- ツール側部分2が分離されることがないロック構成/位置にロボット側部分を導くために、球5をそれらの各々の座6から少なくとも部分的に押し出す機能を有する、凹部29に隣接したランプ30、すなわち傾斜テーパー面とを有する。ランプ30は、環状制御要素14の内周に向けて凹部29に丸みをつける。図1~図8に示す実例では、ランプ30は、半径方向に直交しない傾斜面上にそれぞれ延びている。
Claims (14)
- 長手方向軸線(Z-Z)を有し、マニピュレータに固定されるように意図されたロボット側部分(1)と、
ツールに固定されるように、また前記長手方向軸線(Z-Z)に沿って前記ロボット側部分(1)に当接するように意図されたツール側部分(2)と、
前記ツール側部分(2)を前記ロボット側部分(1)上にロックするためのロック手段(5)と、
前記ロック手段(5)のアクチュエータと
を有し、
前記ロック手段(5、14)は、前記ロボット側部分(1)に当接している前記ツール側部分(2)に前記ロック手段(5、14)が係合して、前記ロボット側部分(1)からの前記ツール側部分(2)の分離を防止するロック位置と、前記ロック手段(5、14)が前記ツール側部分(2)に係合せず、それにより前記ロボット側部分(1)からの前記ツール側部分(2)の脱離を可能にするロック解除位置との間で選択的に移動可能である、ツールチェンジャー(100、101)において、
前記ロック手段(5、14)の前記アクチュエータは、前記長手方向軸線(Z-Z)に平行な回転軸線(26)上で回転する駆動シャフト(17)を有する電気モータ(16)であり、
前記ロック手段(5、14)は、前記ロボット側部分(1)に設けられた、対応する座(6)に収容される複数の球(5)を有し、前記球(5)は、前記ロック位置において、それらのそれぞれの座(6)から少なくとも部分的に突出して、前記ロボット側部分(1)上に嵌合された前記ツール側部分(2)に設けられたスロート又は対応するニッチ(6’)に係合し、したがってアンダーカットを形成しており、また前記球(5)は、前記ロック解除位置において、それらのそれぞれの座(6)から突出せず、前記ツール側部分(2)の前記スロート又は前記ニッチ(6’)に係合せず、
前記球(5)は、前記長手方向軸線(Z-Z)に対して半径方向に移動可能であり、
前記ロック手段(5、14)は、前記球(5)よりも前記半径方向外側の位置で前記ロボット側部分(1)上に配置された環状制御要素(14)を有し、前記環状制御要素(14)は、前記環状制御要素(14)が前記球(5)を前記ロック位置へと押し出す第1の位置と、前記球(5)が前記ロック解除位置にある第2の位置との間で前記電気モータ(16)によって移動可能であり、また
前記環状制御要素(14)は、偏心結合手段によって前記電気モータ(16)に結合されたローブ状部分又はレバー(14”)を有することを特徴とする、ツールチェンジャー(100、101)。 - 前記球(5)の前記座(6)は、前記ロボット側部分(1)の要素(12)に設けられた半径方向貫通孔であり、前記環状制御要素(14)は、前記座(6)を取り囲む円形部分(14’)を有し、前記円形部分(14’)は、
前記ロック解除位置において前記球(5)が受容される複数の凹部(29)と、
前記ロック位置において前記球(5)が当接する複数のランプ又は傾斜面(30,30’)と
を備える、請求項1に記載のツールチェンジャー(100、101)。 - 前記ランプ又は傾斜面(30)のそれぞれは、半径方向(R)に垂直でない平面上に延び、又は
前記ランプ又は傾斜面(30’)のそれぞれは、半径方向(R)に垂直な平面(T)上に延びている、請求項2に記載のツールチェンジャー(100、101)。 - 前記環状制御要素(14)は、前記ロボット側部分(1)上に取り付けられ、また前記環状制御要素(14)は、
前記球(5)が前記ランプ又は前記傾斜面(30,30’)に当接し、そして前記ランプ又は前記傾斜面(30,30’)が前記球(5)の前記座(6)と整合され、また前記凹部(29)が、前記球(5)の前記座(6)に対して角度整合されていない、前記ロック位置に対応する第1の角度位置と、
前記球(5)が前記環状制御要素(14)の前記凹部(29)内に少なくとも部分的に受容され、前記凹部が前記球(5)の前記座(6)と整合され、また前記ランプ又は前記傾斜面(30,30’)が、前記球(5)の前記座(6)に対して角度整合されていない、前記ロック解除位置に対応する第2の角度位置と
の間で前記ロボット側部分(1)に対して前記長手方向軸線上(Z-Z)で回転する、請求項2又は3に記載のツールチェンジャー(100、101)。 - 前記電気モータ(16)は、前記ツール側部分(2)をロック/ロック解除するために、前記環状制御要素(14)を角度(α)だけ両方向に交互に回転させ、前記角度(α)は、前記凹部(29)と前記ランプ又は前記傾斜面(30、30’)とによって画定される(長手方向軸線Z-Z上の)中心角に等しい、請求項4に記載のツールチェンジャー(100、101)。
- 前記ロボット側部分(1)は、前記ツール側部分(2)のオス部分(3)が挿入されるカップ状要素(12)を有し、前記球(5)の前記座(6)は、前記カップ状要素(12)の側壁を半径方向に通して設けられた孔であり、前記環状制御要素(14)は、前記カップ状要素(12)上に摺動可能に嵌められて、前記球(5)がそれらのそれぞれの座(6)から外側に外れるのを防止している、請求項1から5までのいずれか一項に記載のツールチェンジャー(100、101)。
- 前記電気モータ(16)の前記駆動シャフト(17)によって与えられる双方向の回転に応答して、前記環状制御要素(14)を前記長手方向軸線(Z-Z)上で双方向に回転させるための伝達手段(18、22)を有する、請求項1から6までのいずれか一項に記載のツールチェンジャー(100、101)。
- 前記伝達手段は、前記電気モータ(16)と前記環状制御要素(14)との間に機能的に介在するスラスト要素(22)を有し、前記スラスト要素(22)は、前記駆動シャフト(17)自体によって与えられる回転に応答して、前記電気モータ(16)の前記駆動シャフト(17)の前記回転軸線(26)を中心に偏心回転して、前記環状制御要素(14)にトルクを印加する、請求項7に記載のツールチェンジャー(100、101)。
- 前記伝達手段は、前記スラスト要素(22)と前記電気モータ(16)の前記駆動シャフト(17)との間に介在して、これらの構成要素間におけるギヤ比を定義する複数のギヤ(18)をさらに有する、請求項8に記載のツールチェンジャー(100、101)。
- 前記環状制御要素(14)は、製造公差に起因する前記ツールチェンジャーの前記構成要素間における隙間を補償するために、僅かな弾性を有する、請求項9に記載のツールチェンジャー(100、101)。
- 前記ロック手段(5、14)のロック位置は、前記電気モータ(16)のスイッチが切られたときでさえ維持される、請求項1から10までのいずれか一項に記載のツールチェンジャー(100、101)。
- 前記ロボット側部分(1)に取り付けられ得る第1のコネクタ(34)と、前記ツール側部分(2)に取り付けられ得る第2のコネクタ(35)とを備える電気的接続デバイス(33)を有し、
前記第1のコネクタ(34)及び前記第2のコネクタ(35)のそれぞれは、少なくとも1つの電力線(37’、37”)を支持しており、また対応する電力線(37’、37”)を互いに電気的に接続するために機能的に結合可能であり、且つ前記電力線(37’、37”)を接続解除するために分離可能であり、
前記第1のコネクタ(34)及び前記第2のコネクタ(35)は、前記長手方向軸線(Z-Z)のところに取り付けられる、請求項1から11までのいずれか一項に記載のツールチェンジャー(100、101)。 - 前記ロボット側部分(1)に取り付けられ得る第1のコネクタ(34)と、前記ツール側部分(2)に取り付けられ得る第2のコネクタ(35)とを備える電気的接続デバイス(33)を有し、
前記第1及び第2のコネクタ(34、35)は、対応する電力線(37’、37”)を支持しており、また前記ロボット側部分(1)及びツール側部分(2)とともに接続/接続解除されることが可能であり、
前記ロボット側部分(1)は、前記長手方向軸線(Z-Z)に対して同軸の第1の区画(4)のまわりに延び、また前記第1のコネクタ(34)は前記第1の区画(4)内に設置されることが可能であり、且つ/又は
前記ツール側部分(2)は、前記長手方向軸線(Z-Z)に対して同軸の第2の区画(4’)のまわりに延び、また前記第2のコネクタ(35)は前記第2の区画(4’)内に設置されることが可能である、請求項1から11までのいずれか一項に記載のツールチェンジャー(100、101)。 - 前記電気的接続デバイス(33)によって接続される前記電力線(37’、37”)は、実質的に前記長手方向軸線(Z-Z)に沿って、前記ツールチェンジャーの前記ロボット側部分(1)及び前記ツール側部分(2)を通過している、請求項12又は13に記載のツールチェンジャー(100、101)。
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