JPH04106110U - 自動工具交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 工具１の挿入部１１の外壁に、直角方向にピ
ストン３、シリンダ３２を設ける。工具ホルダ４には挿
入部１１に嵌合する側壁４１を設け、端面に開口しピス
トンロッド３１を挿入し得る切り欠き溝４３と、これに
続いてシリンダ３２を挿入し得る切り欠き穴４４を設け
る。工具ホルダ４の中心部には工具駆動アクチュエータ
５を固定し、工具１のソケット部２１と係合し得るスパ
ナ５２を設ける。工具１を保持する時は、シリンダ３２
内に圧縮空気を入れて挿入部１１を側壁４１に嵌合させ
ると共に、ソケット部２１とスパナ５２を係合させる。
この状態でシリンダ３２内の圧縮空気を逃がすと、ばね
３７の力でシリンダ３２が切り欠き穴４４に係合し固定
される。 【効果】 工具と工具ホルダの着脱と同時に、工具の回
転軸と工具駆動アクチュエータの駆動軸の駆動力伝達が
可能になる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、工業用ロボットの手首部などに工具を着脱して交換する自動工具交 換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、自動工具交換装置は配管や配線を有する駆動アクチュエータ付き工具が 挿入される円筒形の工具ホルダと、前記工具ホルダの径方向の貫通孔内に挿入さ れ、かつ前記工具の係入溝内に係入される複数のボールと、前記工具ホルダの外 側に摺動自在に嵌合され前記工具内のボールを外側に緩める逃がし溝と、前記逃 がし溝から内側に傾斜した傾斜面を有し、前記傾斜面が前記工具ホルダ内のボー ルを内側に押し込むように軸線移動する可動部材と、前記可動部材を軸線運動す る軸線駆動手段とを備えたものが開示されている（例えば、特開昭６０−２９２ ５５号公報）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記構成では、工具ホルダと工具の係合機構であるボールと係入溝 が、着脱装置の中心軸と同じ軸をもって配置されているために、工具ホルダ側に 工具の駆動アクチュエータを配設し、係合部に駆動力を伝達するための駆動軸を 配設してその駆動軸を介して工具を駆動させたい場合には、係合部の内側が狭い ため駆動軸を保持する機構が複雑になり、駆動軸を装置の中心軸からオフセット させた構造にするか、駆動軸の係合機構を着脱装置と併置するなどの方法をとる ことになり、着脱装置全体が大型になるという欠点があった。 本考案は、工具の保持動作と工具駆動動作が可能な、小形軽量の工具着脱機構 を備えた工具交換装置を提供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、回転軸を有する工具と、前記回転軸と係合する駆動軸を有する工具 駆動アクチュエータを備えた工具ホルダとを着脱する自動工具交換装置において 、前記工具の挿入部の外壁に前記回転軸に対して直角方向である径方向に伸びる ピストンロッドと、前記ピストンロッドの先端に設けられたピストンと、前記ピ ストンに嵌合して移動し得る一方が閉じた円筒状のシリンダと、前記シリンダの 底面と前記ピストンとの間に設けられた圧縮空気の供給口と、前記ピストンロッ ドに嵌合し前記シリンダの開口部に固定されたスリーブと、前記ピストンと前記 スリーブとの間に設けられた圧縮バネと、前記工具の挿入部の外周に嵌合し得る 前記工具ホルダの側壁端面に開口して前記ピストンロッドが挿入される切り欠き 溝と、前記切り欠き溝に続いて前記切り欠き溝の幅より大きい直径を有し、前記 シリンダが嵌合し得る切り欠き穴とを設けたものである。

【０００７】

【作用】

工具の円筒状の外周部に工具の軸に対して直角な径方向に移動可能なエアシリ ンダを設け、工具ホルダにエアシリンダと係合する切り欠き穴を設け、さらにそ れぞれ中心部には工具ホルダの駆動軸と工具の回転軸とが係合し得るように同軸 上に設けてあるので、エアシリンダと切り欠き穴との係合、取りはずしを駆動軸 と回転軸に関係なく、シリンダ内への圧縮空気の出し入れによって行い、工具と 工具ホルダの着脱と同時に、工具の回転軸と工具駆動アクチュエータの駆動軸の 着脱も容易に行うことができる。

【０００８】

【実施例】

本考案を図に示す実施例について説明する。 図１は本考案の実施例を示す側断面図で、工具１の接合部にはほぼ円筒状の挿 入部１１が形成され、挿入部１１の内側に軸受１２を介して回転軸２が支持され ている。回転軸２の軸端には１２角の中空状のソケット部２１を形成している。 挿入部１１の端部付近に回転軸２に対して直角方向に伸びるピストンロッド３１ が設けられ、ピストンロッド３１の先端にはピストン３を固定してある。ピスト ン３の外側には一方端が閉じた円筒状のシリンダ３２が摺動し得るように嵌合さ れ、ピストン３とシリンダ３２の底面３３との間には圧縮空気の供給口３４が設 けられている。ピストンロッド３１の外周にはスリーブ３５が摺動し得るように 嵌合され、シリンダ３２の他方端の開口部３６に固定されている。スリーブ３５ とピストン３との間には、圧縮バネ３７が挿入され、スリーブ３５を介してシリ ンダ３２を常に挿入部１１の外壁面の方向に押し付けるようにしてある。また、 挿入部１１の基部にはフランジ部１３が設けられ、軸方向に突出するガイドピン １４が設けられている。

【０００９】 一方、ロボットの手首部などに固定される工具ホルダ４は挿入部１１の外周に 嵌合するように円筒状に形成され、工具ホルダ４の内側には工具駆動アクチュエ ータ５が固定され、工具駆動アクチュエータ５の駆動軸５１の先端には、工具１ の回転軸２のソケット部２１に係合し得る棒状の６角スパナ５２が取りつけられ ている。工具ホルダ４の側壁４１には端面４２に開口してピストンロッド３１が 挿入される切り欠き溝４３が設けられ、切り欠き溝４３に続いて切り欠き溝４３ の幅より大きい直径を有し、シリンダ３２が嵌合し得る切り欠き穴４４が設けら れている。なお、切り欠き穴４４のシリンダ３２が挿入される入口はコンプライ アンスを持たせるために面取りがしてある。端面４２にはガイドピン１４と係合 するガイド穴４５が設けられている。

【００１０】 いま、工具ホルダ４により工具１を保持する場合、図示しない高圧空気発生装 置より供給口３４からシリンダ３２内に圧縮空気を供給すると、圧縮バネ３７の 圧縮力を受けながらシリンダ３２を挿入部１１から離れるように押し出し、図３ に示すように、シリンダ３２と挿入部１１との間に工具ホルダ４の側壁４１を挿 入し得る間隔があけられる。 この状態で、ピストンロッド３１を切欠き溝４３に入れると共に、ガイドピン １４をガイド穴４５に案内させて工具１の挿入部１１を図２に示す工具ホルダ４ の内側に挿入し、同時にソケット部２１と６角スパナ５２を係合させ、端面４２ とフランジ部１３とを接触させる。 つぎに、シリンダ３２内の圧縮空気を逃がしてやると、圧縮バネ３７がスリー ブ３５を押し付けて、シリンダ３２を切り欠き穴４４に係合しながら挿入部１１ に接触する状態に戻り、図１に示すように、工具１と工具ホルダ４が固定される 。 このとき、ガイドピン１４とガイド穴４５およびシリンダ３２と切欠き穴４４ によって工具１と工具ホルダ４の相対位置が一義的に定まり、同時に軸方向およ び回転方向のガタを抑えることができる。 なお、工具１と工具ホルダ４を切り離す場合は、上記手順と同様に、圧縮空気 をシリンダ３２内に供給し、シリンダ３２を切り欠き穴４４から外して挿入部１ １を工具ホルダ４から引き抜けば良い。

【００１１】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案によれば、工具と工具ホルダの着脱機構として、工 具の挿入部外壁にエアシリンダを設け、工具ホルダにエアシリンダと係合する切 り欠き穴を設け、さらにそれぞれの中心部には工具ホルダの駆動軸と工具の回転 軸とが係合し得るように同軸上に設けてあるので、工具と工具ホルダの着脱動作 に影響されることなく、工具の回転軸と工具駆動アクチュエータの駆動軸の着脱 も容易に行うことができ、簡単で確実な保持動作と工具駆動力の伝達が可能な小 形軽量の工具交換装置を提供できる効果がある。 また、この機構により、工具駆動アクチュエータと工具とを分離でき、かつ重 量のある工具駆動アクチュエータをロボット関節に近い位置に配置できるので、 アームの慣性が減少して応答性が向上する。また、重量の大きい工具でも使用が 可能になると共に、工具を交換する時の配線や配管の接続換えが不要になり、作 業性が向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す側断面図である。

【図２】本考案の工具ホルダの側断面図である。

【図３】本考案の工具の側断面図である。

【符号の説明】

１ 工具 １１ 挿入部 １２ 軸受 １３ フランジ部 １４ ガイドピン ２ 回転軸 ２１ ソケット部 ３ ピストン ３１ ピストンロッド ３２ シリンダ ３３ 底面 ３４ 供給口 ３５ スリーブ ３６ 開口部 ３７ 圧縮バネ ４ 工具ホルダ ４１ 側壁 ４２ 端面 ４３ 切り欠き溝 ４４ 切り欠き穴 ４５ ガイド穴 ５ 工具駆動アクチュエータ ５１ 駆動軸 ５２ スパナ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸を有する工具と、前記回転軸と係
   合する駆動軸を有する工具駆動アクチュエータを備えた
   工具ホルダとを着脱する自動工具交換装置において、前
   記工具の挿入部の外壁に前記回転軸に対して直角方向で
   ある径方向に伸びるピストンロッドと、前記ピストンロ
   ッドの先端に設けられたピストンと、前記ピストンに嵌
   合して移動し得る一方が閉じた円筒状のシリンダと、前
   記シリンダの底面と前記ピストンとの間に設けられた圧
   縮空気の供給口と、前記ピストンロッドに嵌合し前記シ
   リンダの開口部に固定されたスリーブと、前記ピストン
   と前記スリーブとの間に設けられた圧縮バネと、前記工
   具の挿入部の外周に嵌合し得る前記工具ホルダの側壁端
   面に開口して前記ピストンロッドが挿入される切り欠き
   溝と、前記切り欠き溝に続いて前記切り欠き溝の幅より
   大きい直径を有し、前記シリンダが嵌合し得る切り欠き
   穴とを設けたことを特徴とする自動工具交換装置。
2. 【請求項２】 前記工具の回転軸の軸端に中空状のソケ
   ット部を形成し、前記工具ホルダの内側に工具駆動アク
   チュエータを固定し、前記工具駆動アクチュエータの駆
   動軸の先端に前記回転軸のソケット部に係合し得るスパ
   ナを設けた請求項１記載の自動工具交換装置。
3. 【請求項３】 前記工具の挿入部の基部に軸方向に突出
   するガイドピンを固定したフランジ部を設け、工具ホル
   ダの側壁端面に前記ガイドピンと係合するガイド穴を設
   けた請求項１または２記載の自動工具交換装置。