JPH0511983Y2

JPH0511983Y2 -

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Publication number: JPH0511983Y2
Application number: JP1986143612U
Authority: JP
Priority date: 1986-09-18
Filing date: 1986-09-18
Publication date: 1993-03-25
Anticipated expiration: 2001-09-18
Also published as: JPS6350687U

Description

【考案の詳細な説明】考案の技術分野本考案は、工業用ロボツトなどのチヤツクを自
動的に交換するための装置に関する。

従来技術工業用ロボツト特に組立ロボツトは、部品を把
持し、それを所定の位置に供給する動作に用いら
れるが、その部品の形態などは組立ロボツトの用
途によつて異なり、また同一製造ラインでも多種
多様である。したがつて汎用型の工業用ロボツト
のチヤツクは、その多様性の要求から、必要に応
じて交換できなければならない。

一方、チヤツク交換装置は、工作機械のチヤツ
ク交換装置をはじめ、産業用ロボツトの分野にお
いても各種開発されているが、構造の複雑化ある
いは操作性の難点からまだ実用化に至つていな
い。

そこで、実用新案登録出願人は、チヤツクの自
動交換装置として、特公昭59−44161号公報の発
明を提案した。これは、チヤツクホルダーの往復
上下動およびエアー等を利用したチヤツク離し手
段によつて、チヤツク交換を行うようにしたもの
で、これによつて実用に供するようにしている。

しかしながら、このような構成においては、チ
ヤツク着脱部分の構造が複雑化し、その着脱部分
が重くなるばかりか、組立性も余りよくない。ま
た、チヤツクスタンドがロボツトの作業エリア内
において、上下方向の高さが固定されているた
め、作業の邪魔になるという欠点もあつた。

考案の目的したがつて、本考案の目的は、上述した欠点に
鑑みなされたもので、チヤツク着脱部分を簡単な
構造とし、チヤツク着脱部分の軽量化、組立性の
向上を図れ、さらにチヤツクスタンドが作業の邪
魔にならないようにした自動チヤツク交換装置を
提供するにある。

考案の概要そこで、本考案は、ロボツトの先端部下に固定
されたチヤツクホルダーと、このチヤツクホルダ
ーのケーシングに嵌るようにしたチヤツクと、ロ
ボツトの作業エリア内に配置されかつフレームが
上下動するチヤツクスタンドとを備えた構成と
し、チヤツク交換はチヤツクスタンドのフレーム
の上下動を利用することによつて行うようにした
ものである。

実施例の構成以下、図に示す実施例を用いて本考案の詳細を
説明する。

本考案のチヤツク自動交換装置１は、第１図に
示すように例えば工業用ロボツト２に組み込まれ
る。この工業用ロボツト２は、多関節型で、支柱
３にフレーム４を取り付け、このフレーム４に第
１アーム５および第２アーム６をそれぞれ軸７，
８により旋回可能な状態で取り付け、これらをモ
ータ９，１０によりそれぞれ独立に駆動するとと
もに、前記第２アーム６の先端位置に上下軸１６
および往復軸１１を垂直方向に取り付け、これを
シリンダ１２で駆動するように構成してある。

そして、本考案のチヤツク自動交換装置１は、
第２図ないし第７図に示すように基本的な部分と
して、チヤツクホルダー１３、チヤツク１４およ
び工業用ロボツト２の作業エリア内に設けられた
チヤツクスタンド１５により構成されている。

チヤツクホルダー１３は、第２図および第３図
に示すように、工業用ロボツト２の先端部に位置
する上下軸１６の下端部に嵌め込まれかつ止めね
じ１７を介して上下軸１６に固定される筒状のケ
ーシング１８と、このケーシング１８のフランジ
部１８ａより上側の外周は止め輪１９を介して嵌
め込み固定されかつエアポート２０を有するロー
タリ継手２１と、前記ケーシング１８のフランジ
部１８ａより下側の外周に上下動可能に嵌め込ま
れかつ内周下方に下開きの傾斜面２２を有するス
リーブ２３と、前記ケーシング１８のフランジ部
１８ａとスリーブ２３との間に介装され、スリー
ブ２３を常時下降付勢するばね２４と、前記スリ
ーブ２３の傾斜面２２と対向するケーシング１８
に設けた孔２５に嵌め込まれかつロツク手段を構
成するボール２６とから構成されている。なお、
本実施例にあつて、前記孔２５は、第３図に示す
ように、ケーシング１８の内周方向に等間隔おき
に４箇所設けられており、それぞれの孔２５内に
ボール２６が嵌め込まれた構成となつている。ま
た、チヤツク１４は、一例としてエアー駆動式で
あり、これに対応して、上下軸１６は、チヤツク
１４に空気を送り込めるように、中空となつてい
る。

一方、前記チヤツク１４は、上部がチヤツクホ
ルダー１３のケーシング１８に嵌るよう形成され
かつ外周に前記ボール２６が嵌る溝２７を設けた
本体部２８と、この本体部２８の下部側に位置す
る固定爪２９、スイング爪３０等を備えた構成と
なつている。この本体部２８の上部にはキー３１
が固定されており、このキー３１を介して、前記
ケーシング１８との間で回り止めされている。

また、前記チヤツクスタンド１５は、第４図な
いし第７図に示すように、工業用ロボツト２の作
業エリア内に設けられたスタンド３２と、このス
タンド３２に立設固定された２本のガイドロツド
３３と、駆動源であるシリンダ３４のロツド３５
上端に取り付けられたブラケツト３６に固定され
かつ前記ガイドロツド３３によつて上下方向に案
内される上下動フレーム３７と、この上下動フレ
ーム３７の底板３７ａに固定された駆動源である
シリンダ３８と、このシリンダ３８で駆動される
左右のロツド３９の上端に固定され、このロツド
３９の動きに追従して上下動するスリーブ上昇用
のクランプ解除ヘツド４０とから構成されてい
る。また、前記上下動フレーム３７には、第４
図、第５図に示すように、連結駒４１がねじ４２
によつて固定されているとともに、この連結駒４
１の内部にはブシユ４３が内装固定されており、
上下動フレーム３７は、これら連結駒４１、ブシ
ユ４３と一体となつてガイドロツド３３に沿つて
上下動するようになつている。さらに、本実施例
にあつては、上下動フレーム３７には、クランプ
解除ヘツド４０と対応する位置にチヤツク支持
部、つまり前記チヤツク１４が嵌る孔４４が５個
設けてあり、５種類のチヤツク１４の交換を可能
としている。また、この孔４４の側壁には、第７
図に示すように、そのロツド４５ａの先端がチヤ
ツク１４の本体部２８に設けた溝２８ａに係入し
て、チヤツク１４をこの孔４４内に支持するため
に、シリンダによる溝係止部４５が設けられてい
る。なお、前記上下動フレーム３７には、チヤツ
ク１４の有無を検知する光電式のセンサー４６が
対向状態で取り付けられている。

実施例の作用次に、チヤツク交換時の動作を説明する。

前記チヤツクスタンド１５は、工業用ロボツト
２の作業エリア内に置かれており、各種のチヤツ
ク１４は、チヤツクスタンド１５の上下動フレー
ム３７に設けた孔４４内に溝係止部４５によつて
回り止め状態で支持されている。

まず、チヤツクホルダー１３がチヤツク１４を
つかむときの動作を説明する。チヤツクホルダー
１３にチヤツク１４が装着されていない状態で
は、ばね２４によつてスリーブ２３は下方に押し
下げられた状態にあり、ボール２６は、スリーブ
２３の傾斜面２２の小径部に当接している。これ
によつて、ボール２６の一部はケーシング１８の
内面よりさらに内方に突出した状態にある。

ところで、チヤツクスタンド１５の孔４４内に
チヤツク１４があることをセンサー４６によつて
確認してから、その後前記チヤツクホルダー１３
を工業用ロボツト２の第１アーム５および第２ア
ーム６の運動によりチヤツクスタンド１５の上方
に案内し、受け取るべきチヤツク１４の真上に移
動させる。この後、チヤツクスタンド１５の上下
動フレーム３７をシリンダ３４の駆動により下降
状態の待機位置から上昇させ、次にもう１つのシ
リンダ３８の駆動によりクランプ解除ヘツド４０
を上昇させる。この状態で、前記工業用ロボツト
２の上下軸１６を下降させる。すると、まずクラ
ンプ解除ヘツド４０がスリーブ２３のフランジ部
２３ｂに、当接することになり、このフランジ部
２３ｂを介してスリーブ２３自体をばね２４の弾
性力に抗して上方へ押し上げる。そして、前記ス
リーブ２３の傾斜面２２が大径部で、ボール２６
に接する位置まで押し上げられたときに、ボール
２６は、外側（スリーブ２３側）に退出し、いわ
ゆるロツク解除状態となる。したがつてこの後、
ケーシング１８内にチヤツク１４の本体部２８が
嵌り込む。このようにした後、前記シリンダ３８
をそのロツド３９が下降する方向に駆動させ、ク
ランプ解除ヘツド４０を下げる。すると、スリー
ブ２３がばね２４の弾性力によつて初期位置に押
し下げられ、これによつてスリーブ２３の傾斜面
２２の小径部がボール２６に当接することにな
る。このため、ボール２６は、チヤツク１４の本
体部２８側へ押しやられ、本体部２８に設けた溝
２７内に嵌り、チヤツク１４をチヤツクホルダー
１３から抜け止めし、ロツク状態とする。次に、
溝係止部４５をチヤツク１４の本体部２８の溝２
８ａから退出させ、溝係止部４５のロツド４５ａ
と溝２８ａとの係合状態を解き、この後、工業用
ロボツト２の上下軸１６を上昇させる。これによ
つてチヤツクホルダー１３にチヤツク１４が装着
され、つかみ動作は完了する。

次に、装着中のチヤツク１４を外す場合には、
次のような動作が行われる。まず、センサー４６
によつてチヤツクスタンド１５の孔４４にチヤツ
ク１４がないことを確認した後、チヤツクホルダ
ー１３を工業用ロボツト２の第１アーム５および
第２アーム６の運動によりチヤツクスタンド１５
の空の孔４４の上方に案内移動する。この後、チ
ヤツクスタンド１５の上下動フレーム３７をシン
ダ３４の駆動により待機位置から上昇させ、この
上下動フレーム３７に設けた空の孔４４内にチヤ
ツク１４を挿入し、次に、もう１つのシリンダ３
８を駆動することにより、クランプ解除ヘツド４
０を上昇させる。そして、この状態で、前記工業
用ロボツト２の上下軸１６を下降させていく。す
ると、まずクランプ解除ヘツド４０がスリーブ２
３のフランジ部２３ｂに当接し、このフランジ部
２３ｂを介して、スリーブ２３自体をばね２４の
弾性力に抗して上方へ押し上げる。そして、スリ
ーブ２３の傾斜面２２の大径部がボール２６に対
応する位置まで押し上げられたときに、ボール２
６は、外側に退出し、いわゆるロツク解除状態と
なる。この後、前記上下動フレーム３７に設けた
溝係止部４５を前記チヤツク１４の本体部２８に
設けた溝２８ａに係入させることによつて、この
チヤツク１４を上下動フレーム３７の孔４４内に
係止固定する。次に、工業用ロボツト２を上昇さ
せる。これによつて、装着中のチヤツク１４がチ
ヤツクホルダー１３からチヤツクスタンド１５に
納められ、外す作業が完了する。

考案の効果以上説明したように、本考案に係わる自動チヤ
ツク交換装置によれば、ロボツトの作業エリア内
に設けられたチヤツクスタンドの上下動フレーム
およびクランプ解除ヘツドを、駆動源を介して上
下動させることによつてチヤツク交換を行うよう
にしており、エアー等によるチヤツク離し手段は
特に必要としないので、従来に比べてチヤツク着
脱部分の構造を簡単にでき、したがつてチヤツク
着脱部分の軽量化および組立性の向上を図ること
ができる。また、このようにチヤツク着脱部分の
軽量化を図れることにより、ロボツト自体の速度
および加速度を上げることもできる。さらに、チ
ヤツクスタンドはそのフレームが上下動できる構
成となつているため、ロボツトの作業中に待機位
置にあつて、運動の邪魔になるようなことはな
い。加えて、本装置においては、多種類のチヤツ
クを使用できるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は工業用ロボツトに本考案のチヤツク自
動交換装置を組み込んだ状態の側面図、第２図は
本考案に係わるチヤツク自動交換装置の要部でチ
ヤツクホルダーにチヤツクを組み合わせた状態の
断面図、第３図は第２図を−線で切断したと
きの断面図、第４図はチヤツクスタンドの断面
図、第５図は第４図を上方から見たときの平面
図、第６図は第４図を左側方から見たときの左側
面図、第７図は第４図を右側方から見たときの右
側面図である。１……チヤツク自動交換装置、２……工業用ロ
ボツト、１３……チヤツクホルダー、１４……チ
ヤツク、１５……チヤツクスタンド、１８……ケ
ーシング、２２……傾斜面、２３……スリーブ、
２４……ばね、２５……孔、２６……ボール、２
７……溝、２８……本体部、２８ａ……溝、３４
……シリンダ、３７……上下動フレーム、３８…
…シリンダ、４０……クランプ解除ヘツド、４４
……孔、４５……溝係止部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

ロボツトの先端部下に筒状ケーシングを固定
し、このケーシングの外周にスリーブを嵌め、ス
リーブをばねで下降付勢し、スリーブの内周下方
を下開きの傾斜面とし、この傾斜面と対向するケ
ーシングに設けた孔にボールを嵌め、チヤツクは
ケーシングに嵌る本体部と、本体部に前記ボール
の嵌る溝とを設け、ロボツトの作業エリア内にチ
ヤツクスタンドを設け、このチヤツクスタンドの
上下動フレームに、複数のチヤツク支持部、スリ
ーブのクランプ解除ヘツド、各チヤツク本体部の
溝係止部とを設け、２つの駆動源で上下動フレー
ム、クランプ解除ヘツドを上下動させるよう構成
したことを特徴とする自動チヤツク交換装置。