JPH0349806A - 工具交換装置のツールホルダ - 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〕 本発明は工業用ロボットの手首部などに工具を着脱する
ための工具交換装置のツールホルダに関するものである
。

［従来の技術］ 従来、マシニングセンタなどで工具を交換する場合、工
具交換装置に例えば第４図に示すような工具のツールホ
ルダを備えている。すなわち、ツールホルダＡの先端部
Ｂにテーパを備えた嵌合穴Ｃを設け、嵌合穴Ｃの内壁に
はロック用のボールＤを出没させるガイド穴Ｅを設け、
先端部Ｂの外周に軸方向に摺動しうるピストンＦを設け
である。

ピストンＦの内周にはボールＤを収納する凹部Ｇを備え
ている。工具Ｈのシャンク部ＩにはツールホルダＡの嵌
合穴Ｃに嵌合するテーパ部Ｊを設けるとともに、ボール
Ｄが係合する係合溝Ｋを設けである。したがって、ガイ
ド穴Ｅと係合溝ＫにボールＤを係合させて、ツールホル
ダＡに工具Ｈを固定するようにし、工具Ｈを外す場合は
、ピストンＦを摺動させてボールＤをガイド穴Ｅからピ
ストンＦの凹部Ｇに収納し、ツールホルダＡと工具Ｈの
係合を外している（例えば特開昭６１−３８８４１号公
報）。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、ツールホルダＡと工具Ｈとの嵌合部がテーパ
により精密に加工されなければならず、またボールＤが
係合する係合溝にや凹部Ｇも加工寸法の精度を厳しくし
なければ工具の保持精度が保てない。しかも構造が複雑
で、嵌合部に僅かの粉塵などが入っても確実に工具を保
持できないなどの欠点があった。

本発明は、工具をつかむ動作と同時に動作するロック機
構を備えた爪によって保持する構成とすることにより、
簡単で確実な保持動作を行なう工具交換装置を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、ツールホルダの一方端に固定部を備え、他方
端に工具を保持する保持爪を備えた工具交換装置におい
て、前記ツールホルダの他方端に段付部を有する開口部
を備えたシリンダを設け、前記シリンダの側壁のほぼ中
央部に設けられた通気口と、前記シリンダの底部と前記
段付部の内側とに連通ずる通気口とを備え、前記シリン
ダの内、側に内壁を軸方向に摺動し前記開口部から突出
する第１のピストンロッドを備えた第１のピストンと、
前記第１のピストンロッドの外周を軸方向に摺動し、か
つ前記シリンダの内壁を摺動する第２のピストンと、内
周は前記第１のピストンロッドに、外周は前記段付部に
シール部を介して摺動するように中空に形成され、前記
第２のピストンに固定された第２のピストンロッドと、
前記第１のピストンと第２のピストンとの間に互いに離
れる方向に作用するばねとを設け、前記ツールホルダの
開口部の辺縁部に少なくとも２本の腕部を設け、それぞ
れピンを介して自由に回動しうるように中央部を支持さ
れた少なくとも二本の保持爪と、前記保持爪の一方端に
設けられたピンと第１のピストンロッドの端部に設けら
れたピンとに回動自在に支持されたレバーとを備え、前
記保持爪が工具を保持したとき、前記第２のピストンロ
ッドの端部が係合する凹部を前記保持爪の一方端に設け
た工具交換装置のツールホルダである。

［作用］ 工具を保持する場合は、シリンダの側壁のほぼ中央部に
設けられた通気口を介して圧縮空気をシリンダ内に入れ
、シリンダの底部と段付部の内側とに連通ずる通気口か
ら排気する。第１のピストンはシリンダの底部に向かっ
て進み、第２のピストンは開口部に向かって進む。第１
のピストンの動作で第１のピストンロッドがレバーを引
き付け、ピストンロッドに対し垂直の位置に達して、ピ
ストンロッドとレバーと保持爪とで構成するトラブル機
構により工具をつかむ。同時に第２のピストンの動作に
より、第２のピストンロッドに設けられたローラを介し
て保持爪をロックし、工具を保持した状態を維持する。

この時、圧縮空気の圧力が低下しても、第１と第２のピ
ストンの間に設けられたばねにより、両方のピストンが
互いに離れる方向に押し付けられているので、ローラと
保持爪とは互いに押し付けられた状態を維持し、工具を
保持し続ける。

保持爪を開放する場合は、シリンダの両端に連通ずる通
気口より、圧縮空気を入れ、中央部に設けられた通気口
から第１および第２のピストンの間の圧縮空気を排気す
ると、最初はローラが保持爪をロックしているため、第
１のピストンは移動せずに第２のピストンが先に上昇し
、ローラを介してロックが解除される。次いで第１のピ
ストンが下降し、保持爪が開いて工具を放す。

［実施例］ 本発明を図に示す実施例について説明する。

第１図は本発明の実施例を示す側断面図で、ツールホル
ダＩの一方端にロボットなどに固定される固定部１１を
備え、他方端には段付部１２を有する開口部１３を備え
たシリンダ１４が設けられている。シリンダ１４の側壁
にはほぼ中央部に通気口１５と、底部１６と段付部１２
の内側に連通ずる通気口１７とを備えている。シリンダ
１４の内側には内壁を軸方向に摺動する第１のピストン
２と、第１のピストン２のピストンロッド２１の外周を
軸方向に摺動し、かつシリンダ１４の内壁を摺動する第
２のピストン３が設けられている。第２のピストン３の
ピストンロッド３１は中空に形成され、内周はピストン
ロッド２１に、外周は段付部１２に空気が漏洩しないよ
うにシール部３２．３３を介して摺動するようにしであ
る。第１のピストン２と第２のピストン３との間には互
いに離れるように作用するばね４が設けられている。ツ
ールホルダｌの開口部１３の辺縁部１８には２本の腕部
５．５が設けられ、ピン５１．５１を介して保持爪６．
６が自由に回動しうるように支持されている。保持爪６
の一方端にはピン６１が設けられ、ピストンロッド２１
の端部に設けられたピン２２とピン６１とに回動自在に
レバー７が支持されている。保持爪６の他方端の内側に
は工具Ｔを保持するフック６２が設けられて、工具Ｔの
溝部に入り、回り止めの役割をもっている。また、保持
爪６の一方端付近には凹部６３が設けられ、保持爪６が
フック６２により工具Ｔを保持した状態で、ピストンロ
ッド３１の端部に設けられた二つのローラ８．８が係合
し、レバー７をロック状態にするようにしである。すな
わち、ピストンロッド２１とレバー７と保持爪６とによ
りトラブル機構を形成している。

ここで本発明の詳細な説明する。

いま、保持爪６を閉じて工具Ｔを保持する場合、図示し
ない高圧空気発生装置より通気口１５を介して圧縮空気
をシリンダ１４内に入れるとともに、通気口１７から排
気すると、ピストン２は底部１６に向かって進み、ピス
トン３は開口部１３に向かって進む。すなわち、第２図
に示す状態から第１図に示す状態のように、ピストン２
は上昇し、ピストン３は下降するが、ピストン２の上昇
動作で保持爪６が工具Ｔをつかむ位置まで到達したとき
、ピストン３の下降動作によりローラ８を介して保持爪
６を工具Ｔを保持状態に維持したままロックする。この
時、圧縮空気の圧力が低下しても、ばね４によりピスト
ン２とピストン３とが互いに離れるように押し付けられ
ているので、ローラ８と保持爪６とは互いに押し付けら
れた状態を維持し、ピストン２．３が移動することはな
い。

保持爪６を開放する場合は、通気口１７より圧縮空気を
入れるとともに、通気口１５からピストン２および３の
間の圧縮空気を排気すると、最初はローラ８が保持爪６
をロックしているため、ピストン２は移動せずにピスト
ン３が先に上昇し、ローラ８を介してロックが解除され
、次いでピストン２が下降し、第２図に示すように、保
持爪６が開いて工具Ｔを放す。

また、工具Ｔが第３図に示すように保持用のクランプ穴
ＴＩと、クランプ穴ＴＩの内周にクランプ溝Ｔ２を備え
ている場合は、保持爪６の一方端に設けられているピン
６１の外側に、表面が球面に形成されたフック６４を設
け、上記と同様にピストン２および３を動作させてクラ
ンプ溝Ｔ２とフック６４を係合、あるいは開放させるよ
うにしてもよい。

なお、保持爪は２本に限るものではなく、レバーが干渉
しないようにして複数本設け、工具と保持爪を３点以上
で接触させて保持するようにしてもよい。

以上のように保持爪６の開閉をトラブル機構を介して行
なうので、強力な保持力を発揮でき、開放時の力はロー
ラを介して行なうので比較的小さな力で済む。

［発明の効果〕 以上述べたように、本発明によれば工具をつかむ部分が
簡単なリンク機構で構成されているため、粉塵等のある
悪い環境でもつかみ動作に影響を受けず、つかみ動作と
同時に動作するロック機構を備えた爪によって保持する
ので確実に工具を保持する工具交換装置を提供する効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す側断面図、第２図は動作
中の側断面図、第３図は他の実施例を示す側断面図、第
４図は従来例を示す側断面図である。 ｌ・・・ツールホルダ、２・・・第１のピストン、２１
・・・第１のピストンロッド、２２・・・ピン、３・・
・第２のピストン、３１・・・第２のピストンロッド、
４・・・ばね、５・・・腕部、５１・・・ピン、６・・
・保持爪、６１・・・ピン、６２・・・フック、６３・
・・凹部、６４・・・フッ々 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ツールホルダの一方端に固定部を備え、他方端に工
   具を保持する保持爪を備えた工具交換装置において、前
   記ツールホルダの他方端に段付部を有する開口部を備え
   たシリンダを設け、前記シリンダの側壁のほぼ中央部に
   設けられた通気口と、前記シリンダの底部と前記段付部
   の内側とに連通する通気口とを備え、前記シリンダの内
   側に内壁を軸方向に摺動し前記開口部から突出する第１
   のピストンロッドを備えた第１のピストンと、前記第１
   のピストンロッドの外周を軸方向に摺動し、かつ前記シ
   リンダの内壁を摺動する第２のピストンと、内周は前記
   第１のピストンロッドに、外周は前記段付部にシール部
   を介して摺動するように中空に形成され、前記第２のピ
   ストンに固定された第２のピストンロッドと、前記第１
   のピストンと第２のピストンとの間に互いに離れる方向
   に作用するばねとを設け、前記ツールホルダの開口部の
   辺縁部に少なくとも２本の腕部を設け、それぞれピンを
   介して自由に回動しうるように中央部を支持された少な
   くとも二本の保持爪と、前記保持爪の一方端に設けられ
   たピンと第１のピストンロッドの端部に設けられたピン
   とに回動自在に支持されたレバーとを備え、前記保持爪
   が工具を保持したとき、前記第２のピストンロッドの端
   部が係合する凹部を前記保持爪の一方端に設けたことを
   特徴とする工具交換装置のツールホルダ。 ２、前記保持爪の一方端に設けた凹部に係合するローラ
   を前記第２のピストンロッドの端部に設けた請求項１記
   載の工具交換装置のツールホルダ。 ３、前記保持爪の一方端の外側または他方端の内側にフ
   ックを設けた請求項１または２記載の工具交換装置のツ
   ールホルダ。