JPH0265986A - ローダグリッパ及び自動グリッパ交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は工作機械のＮ　ＣＩＩ　ｊＨのローダ、ロボッ
ト特に走行門形ローダ等に好適なローダグリッパ及び自
動グリッパ交換装置に関する。

従来の技術 搬送物品に対応させてローダのグリッパを交換するもの
に例えば第１０図に示すようにローダ自身のハンド部に
グリッパ着脱用のアクチュエータを設けたもの、或いは
第１１図に示すようにローダ自身にはアクチュエータを
有せずスプリングプランジャ等によってグリッパを保持
するものがある。さらに実開昭５９−９８１８７号が知
られている。

発明が解決しようとする課題 上述の第１のものはアクチュエータをハンド部に持つた
め、ハンド部が大形となり重（なるとともに圧力流体供
給用の配管が付属して高速化に対して適合したものとは
いえない、また第２のものはコイルスプリングプランジ
ャによるグリッパの固定のため重量物の場合或いは高精
度の着脱を目的とする場合には適合したものではない、
さらに一方向のクランプ専用となるため例えば外径把持
はできても内径把持はできない。また第３のものはアー
ム軸にフィンガアームを取付けるので人手によりボルト
を操作しなければならず自動化には不向きであるという
問題点を有していた。

本発明はこのような従来の技術の有する問題点に鑑みな
されたもので、その目的とするところは径の大小９重量
物等広範囲に高精度に対応できコンパクトで低コストの
ローダグリッパ及び自動グリッパ交換装置を提供しよう
とするものである。

課題を解決するための手段 上述の目的を達成するために、本発明のローダグリッパ
はローダ側にショートテーパのグリッパ嵌合部を有し、
グリッパ側にショートテーパ穴及び皿ばね力を用いたテ
ーパ面嵌着手段を有してグリッパを取換自在としたもの
である。また自動グリソバ交換装置はＮＣ制御のローダ
側にショートテーパのグリッパ嵌合部を有し、グリッパ
側にショートテーパ穴及び皿ばね力を用いたテーパ面嵌
着手段を有してなるローダと、グリッパの貯蔵マガジン
と、該マガジン側に設けられ前記ローダのテーパ面嵌着
手段をアンロックさせるロック開放手段とを含むもので
ある。

作用 ローダの短円筒のショートテーパがグリッパ基部のテー
パ穴に挿入されると短円筒の穴に同時にテーパ面嵌着手
段の球体を保持した小円筒が挿入され皿ばねの力で球体
が引かれることによりテーパ面は密嵌される。

ローダ上の一対のグリッパにロック開放手段が作用して
グリッパ側の皿ばねを撓ませテーパ面嵌着手段の球体を
没入させておき、ローダをＮＣ制御で交換位置に移動し
上述のようにローダのショートテーパをグリッパの穴に
挿入しロック開放手段を不作用とし皿ばねの力で球体を
引きテーパ面を密着させる。

実施例 以下第１図〜第９図にもとづき説明する。

例えばローダはＮＧ定走行門形ローダとする。

図示しないＸ、Ｚ軸方向にＮＣで位置決め制御されるロ
ーダキャリアに取付けられＹ軸方向に位置決め制御され
るローダアーム１の下端部には左右一対の支軸２にグリ
ッパ取付腕３がそのほぼ中央部でそれぞれ対称に枢支さ
れている。それぞれのグリッパの取付腕３は外端に支軸
２と平行な軸線を中心とする短円筒４が突設され、その
内周はストレートで外周がグリッパ嵌着用のショートテ
ーパ４ａに形成され、直径上少なくとも２個所に後述の
球体が係合するための軸に交わる方向に傾斜穴４ｂが穿
設されるとともに前記直径と直角方向の直径上の２個所
にキー溝４ｃが形成されている。

またそれぞれのグリッパ取付腕３の内端は二股腕３ａに
形成されていてアームｌ内に収納された流体圧シリンダ
５のピストンロッド６端のビン７にこの二股腕３ａが係
合されており、流体圧シリンダの作用でグリッパ取付腕
３が旋回されグリソバが開閉される。このグリッパ取付
腕３の短円筒ノショートテーパにそれぞれ対称のグリッ
パ１１が嵌着される。

工作物把持面１１ａを有するグリッパ１１は基部１１ｂ
に、ショートテーパ４ａに嵌合するテーパ穴１２ａが工
作物把持軸心と平行に穿設された保持筒１２が取付けら
れている。この保持筒１２にグリッパ取付腕３の短円筒
４の内径に遊合する小円筒部１３ａを有するフランジ付
補助筒１３が同心一体に固定されている。そして小円筒
部１３ａには短円筒４の傾斜穴４ｂにそれぞれ対応する
位置に、円筒厚みより大径の球体１４が半径方向の穴１
３ｄに移動可能に保持されている。さらに小円筒部１３
ａの基部外側９０″の位置にストレートピン１３Ｃが形
成されていて短円筒４のショートテーパ４ａがテーパ穴
１２ａに嵌合時にキー溝４Ｃに係合してグリッパ取付腕
３に対してグリソバ１１が滑って回ることを防止してい
る。補助筒１３の段付中心穴には段付の引上げ杆１５が
摺動可能に挿通されており、小径部１’５ｄには球体１
４の外突山部が小円筒部１３ａの外周より没する迄落ち
込む凹部１５ａが削設され、つづいて先端側へ次第に浅
くなる傾斜面１５ｂが削設されている。また引上げ杆１
５は短円筒４の底を押打することにより短円筒４とのテ
ーパ嵌合を緩めうるよう前進端で大径段部１５ｅが大股
１３ｂに当接されたとき先端が保持筒１２端面より僅か
に突出する。さらに引上げ杆１５の後端にはフランジ１
５Ｃが形成されていて、補助筒１３のフランジとの間に
複数板の皿ばね１６が介装されており、引上げ杆を常時
引上げ方向に付勢している。そして皿ばねの防塵用カバ
ー１７が取付けられている。

次いでグリッパを保管するマガジン２０はベツド２１上
にテーブル２２がその下面のレール２．３において軸受
台２４に摺動可能に案内され油圧シリンダ２５によって
、本実施例ではグリッパ保管をチャック用と工作物用の
２個に対する２位置に位置決めされる。グリッパの数に
対応してダブルシリンダ、送りねじ等の位置決め手段が
適宜採用される。テーブル２２上にはグリッパの厚み分
隙間をおき長手方向平行に保持板２６が設立されており
、隙間内でグリッパ１１が正位置で直立するよう保管位
置を囲むようにしてそれぞれ板が介在されている。そし
て保持板２６に正位置とされた各グリッパを保持するス
プリングプランジャ２７が設けられている。またロック
開放装置としてベツド２１上テーブル２２のグリッパ対
応位置にアングル２８が設立されていて、一対の保管グ
リッパ１１のそれぞれの引上げ杆１５と同心に押圧ピン
２９がそれぞれ進退可能に支承され、さらに押圧ピン２
９０間中央に流体圧シリンダ３０が押圧ピン２９と平行
に設けられている。そして流体圧シリンダ３０のピスト
ンロッド３１ｆｉと２個の押圧ピン２９とが連結板３２
で一体とされている。

なおこのロック開放装置はテーブル２２上でグリッパの
保管位置にそれぞれ設けてもよいことは勿論であり、こ
の場合はテーブルを固定としてグリッパ交換位置を２個
所とすることができる。

今ローダアーム１のグリッパ取付腕３にはグリッパ１１
が取付けられていず、ローダのＸ軸制御及びローダアー
ム１のＸ軸制御で交換位置とされた第１図の状態にある
。また流体圧シリンダ３０の後室に圧力流体を送るよう
切換えピストンロッド３１とともにピン２９を前進させ
てグリッパ１１の引上げ杆１５を押圧前進させて皿ばね
１６の力が作用しない状態とし球体１４を凹部１５ａに
落ち込ませる。保管のグリッパ１１は保持板２６によっ
て押圧ピンの押圧力に対しバンクアップされ正しい姿勢
を保っている。

ローダのＺ軸制御で位置決めされテーブル２２上の保管
のチャック用グリッパ１１に接近し、グリッパ取付＠３
の短円筒４のショートテーパ４ａが、保持筒１２のテー
パ穴１２ａに挿入されるとともに補助筒１３の小円筒１
３ａが短円筒４の穴に、挿入され、さらにストレートピ
ン１３ｃがキー？ｌｌ４Ｃに係合される。このとき引上
げ杆１５の小径部１５ｄ端が保持筒１２端より僅かに突
出しているが、関係部の撓みにより挿入嵌着に支障はな
い。

挿入完了によって流体圧シリンダ３０への圧力流体方向
を前室に切換えピストンロッド３１．　　ピン２９を後
退させる。引上げ杆１５は皿ばね１６の力により補助筒
１３との間で相対変位し、小径部１５ｄの凹部１５ａに
落ち込んでいた球体１４が凹部１５ａの面に押されて補
助筒１３の小円筒部１３ａの穴１３ｄの壁面に沿って飛
び出し方向に押され、その一部がグリッパ取付腕３の短
円筒部４の傾斜穴４ｂにかかる。引上げ杆１５の動きが
大きくなると球体１４は小径部１５ｄの傾斜面１５ｂ上
に乗り、押し上げ力による軸方向の分力でショートテー
パ面４ａとテーバ穴１２ａとの嵌合を密として両者は確
実に強く密着される。この力は皿ばねの変更によって適
宜にかえることも可能である。

このようにして新しいグリッパが取つけられるとローダ
はＹ軸方向に上昇してグリッパ１１を保持板２６の間か
ら抜き取り、Ｘ、Ｚ軸制御して主軸のチャック把持位置
へと移動される。

次にチャックに替え工作物を把持するためのグリッパ交
換指令が出されると、ローダアーム１はテーブル２２の
上、前にチャック用のグリッパ１１が保管されていた位
置の真上にＸ、Ｚ位置決めされ、次いでＹ軸移動位置決
めで、一対のグリッパ１１を保持板２６の間に挿入する
。スプリングプランジャ２７がグリッパ１１を固定する
。流体圧シリンダ３０の圧力流体を後室として押圧ピン
２９を前進させ引上げ杆１５を押し込む。皿ばね１６の
力に抗して引上げ杆１５の前進させられるにともない球
体１４が凹部１５ａに落ち込み短円筒４を引き込む力が
除かれる。−万引上げ杆１５は前進端で短円筒４の底を
押打してテーパ嵌合を緩める。ローダアーム１はＺ軸方
向に移動されグリッパ取付腕３が離れる０次いで流体圧
シリンダ２５の作用でテーブル２２が移動され工作物用
グリッパが交換位置となる。ローダアームｌがＺ・軸制
御され同様にして工作物用のグリッパと嵌着されるもの
である。

効果 以上詳述したように本発明は構成されているので以下の
ような効果を奏する。テーパ嵌合によって結合されるた
め把持軸心の安定した高精度な着脱が可能となる。また
皿ばねによる引上げとなしたので、強力な引張り力によ
り重量物の把持が可能となり、さらに構造をコンパクト
化しうる。しかも内外径把持に充分に対応できるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はローダアームとマガジンとを示す説明斜視図、
第２図は一対のグリッパの正面図、第３図はグリッパ取
付腕とグリッパの結合部の側面図、第４図はクランプ時
の第３図のＡ−Ａ線断面図、第５図は同アンクランプ時
の第３図Ａ−Ａ線の断面図、第６図はクランプ時の第３
図のＢ−Ｂ線断面図、第７図はクランプ時の短円筒のキ
ー溝と補助筒のキーとの嵌合を示す図、第８図は第４図
のＣ−Ｃ線断面図、第９図は第１図のＤ−Ｄ線断面図、
第１０図は従来の交換グリッパ装置の取付方法を示す説
明図で（イ）は側面一部断面図（ロ）は正面図、第１，
１図は従来の交換グリッパ装置の取付方法を示す説明図
で（イ）は正面図。 （ロ）は側面図、（ハ）はグリッパを外した正面図であ
る。 １・・グリッパアーム ３・・グリッパ取付腕　　４・・短円筒４ａ・・シロー
トテーパ ・グリッパ ・・補助筒 ・引上げ杆 す、・・傾斜面 ・・テーブル ・・流体圧シリンダ ・保持筒 ・球体 ・凹部 ・皿ばね ・ピン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ローダ（１）側にショートテーパのグリッパ嵌合
   部（４ａ）を有し、グリッパ（１１）側にショートテー
   パ穴（１２ａ）及び皿ばね（１６）力を用いたテーパ面
   嵌着手段（１４、１５）を有してグリッパを取換自在と
   したことを特徴とするローダグリッパ。
2. （２）ＮＣ制御のローダ（１）側にショートテーパのグ
   リッパ嵌合部（４ａ）を有し、グリッパ（１１）にショ
   ートテーパ穴（１２ａ）及び皿ばね（１６）力を用いた
   テーパ面嵌着手段（１４、１５）を有してなるローダと
   、グリッパ（１１）の貯蔵マガジン（２０）と、該マガ
   ジン（２０）側に設けられ前記ローダ（１）のテーパ面
   嵌着手段（１４、１５）をアンロックさせるロック開放
   手段（２０、３０）とを含んでなるローダの自動グリッ
   パ交換装置。