JPH0536198B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、自動工具交換装置に関し、より詳
細には、ロボツト等の操作手段に接続される第１
ユニツトと、種々のグリツパーやツールを取り付
けられる複数の第２ユニツトとから成り、必要に
応じて任意の一つの第２ユニツトを第１ユニツト
に接続・交換することができる自動工具交換装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

産業用ロボツトによつて作業をさせる場合、ロ
ボツトアームに適当なグリツパーやツールを取り
付け、ロボツトを制御しながら、これらによつて
必要なワークの把持や各種の作業を行わせるの
で、作業内容によつてグリツパーやツールを交換
することが必要となる。このため、従来より上述
したような自動工具交換装置が開発され、使用さ
れているが、従来知られている自動工具交換装置
は、いずれも単にツールやグリツパーの交換をす
ることのみを考慮したものであり、第１・２ユニ
ツトの接続時に形成される、流体通路の気密性が
確実なものとなるように自らが動作する自動工具
交換装置は存在していなかつた。

即ち、従来の自動工具交換装置では、流体の通
路を構成する継手のシール材部分に異物が付着し
た場合、そのままの状態で第１ユニツト側と通路
と第２ユニツト側の通路が接続されてしまうこと
となり、前記異物の存在によりシール材が十分に
機能発揮しないのである。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで、この発明では、第１・２ユニツトの接
続時に形成される、流体通路の気密性が確実なも
のとなるように自らが動作する自動工具交換装置
を提供することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、ロボツト等の操作手段に接続され
る第１ユニツト２と、種々のグリツパーあるいは
ツールを取付けられる少なくとも一つの第２ユニ
ツト３とから成り、結合ユニツト７によつて、任
意の一つの第２ユニツト３を第１ユニツト２に分
離可能に接続するようにした自動工具交換装置に
おいて、上記両ユニツト２，３のうちのいずれか
一方に、吸引装置を接続する吸引ポート１６と、
上記両ユニツト２，３の結合面に連通する吸引口
１８と、上記吸引ポート１６と吸引口１８を接続
する連絡路１７を設け、上記第１ユニツト２と第
２ユニツト３とが近接した状態において前記吸引
口１８が継手３３に具備させたシール材部分の近
傍に臨むようにし、前記継手３３のシール材に付
着している異物を吸引排出するようにしている。

上記結合ユニツト７並びに、吸引ポート１６、
吸引口１８および連絡路１７は、第１ユニツト２
ならば一つのみに設ければ良いので、第１ユニツ
ト２に設けるのが好ましく、また、吸引ポート１
６は、吸引装置との接続を容易にするために、第
１ユニツト２の側面に設けるのがよい。

また、吸引口１８、結合ユニツト７に設けて、
両ユニツト２，３の結合時にその周囲に空〓が生
じるようにすると、空気の吸引が円滑に行われる
ため、有効である。

〔作用〕

この発明は上記のように構成されているの次の
作用を有する。

この発明の自動工具交換装置では、両ユニツト
２，３の接続直前において、継手３３のシール材
部分の近傍に臨んだ吸引口１８から空気とともに
前記シール材に付着している異物が吸引排出され
ることとなり、両ユニツト２，３の接続時におい
て継手３３のシール材部分に異物が付着している
ことはない。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照しながら、この発明の実
施例を説明する。

図において、この発明に係る自動工具交換装置
１は、ロボツトアーム等の操作手段（図示せず）
に取り付けられた第１ユニツト２と、グリツパー
（図示せず）が取り付けられた第２ユニツト３と
を含んでいる。第２ユニツト３は、種々のグリツ
パーを取り付けたものが複数個用意され、作業の
際には、第１図に示すように、任意の一つの第２
ユニツト３を第１ユニツト２に結合・一体化し
て、ロボツト等の操作手段によつて所定の作業を
させることができる。グリツパーの交換時には、
両ユニツト２，３は第２図に示すように互いに分
離される。

上側の第１ユニツト２は、円筒形のハウジング
４と、その上面にボルト６によつて取り付けられ
た円形の取付板５とを含んでおり、ハウジング４
の下面の中央部には、下方に突出して結合ユニツ
ト７が固定されている。この第１ユニツト２は、
上記取付板５によつて操作手段に取り付けられて
いる。この実施例では、上記結合ユニツト７は、
ケーシング８の内部に配設された一対のシリンダ
から構成されている。各シリンダは、ケーシング
８の内部に水平方向に移動するように設けた二つ
のピストン９と、当該ピストン９に各々接続され
且つ互いに逆方向に向いたピストンロツド１０を
有している。ピストン９の後方には、各々圧縮バ
ネ１１が設けてあり、ピストン９を常に外側に向
けて押圧しているので、圧縮空気を供給しないと
きには、ピストンロツド１０は外側に突出した状
態にある。各ピストンロツド１０の先端部には、
後述の第２ユニツト３に設けた係止突起との接触
面積を大きくするため、上面を水平にした当接体
１２が取り付けてある。上記ケーシング８は、第
３図に見るように、ボルト１３によりハウジング
４の下面すなわち接合面に固定されている。

上記両シリンダへの圧縮空気の供給・排出は、
ハウジング４の側面に設けた空気ポート１４よ
り、ハウジング４の内部に設けた通路１５を介し
て行われ、シリンダに圧縮空気を供給した時にピ
ストンロツド１０が内側に引つ込むようになつて
いる。

また、上記ハウジング４の側面には、上記空気
ポート１４の近くに、塵埃を吸引・排出するため
の吸引ポート１６が設けてある。この吸引ポート
１６は、ハウジング４内に形成した連絡路１７を
介して上記ケーシング８の中央部に入り、さら
に、ケーシング８のピストンロツド１０が突出し
ていない二つの側面に設けた吸引口１８に通じて
いる。

前記吸引口１８は、第１ユニツト２と第２ユニ
ツト３とが近接した状態において後述する継手３
３に具備させたシール材部分の近傍に臨むように
してある。ハウジング４の側面には、さらに、グ
リツパー操作用の圧縮空気を送るための五つの空
気ポート１９が並設してあり、これらのポート１
９はハウジング４内の通路２０を介してその下面
に設けた接続孔２１に各々連通している。また、
ハウジング４の下面には、両ユニツト２，３の結
合時に両者を整合させるための二本の位置決めピ
ン２２と、１リツパーに電気信号を送るための電
気コネクタ２３が取り付けてある。この電気コネ
クタ２３は、内部にバネによつて外側に向かつて
付勢された複数のコネクタピン２４を並設してお
り、後述する第２ユニツト３のコネクタピンと当
接して内側に没入するようになつている。各コネ
クタピン２４は、ハウジング４の側面に取り付け
た電気プラグ２５の各接点に接続されている。電
気プラグ２５には、ロボツト等の操作手段の制御
装置まで延びる電気コードが接続される。

下側の第２ユニツト３は、第１ユニツト２と同
様に、円筒形のハウジング２６と、その下面にボ
ルト２８によつて取り付けられた円形の取付板２
７を含んでいる。第２ユニツト３は、取付板２７
を介して下方にグリツパーを取り付けている。ハ
ウジング２６の上面すなわち接合面には、上記結
合ユニツト７が没入可能な窪み２９が形成され、
その上記両ピストンロツド１０に対応する側の二
つの側壁に係止突起３０が設けられている。これ
らの係止突起３０には、両ユニツト２，３が互い
に結合した時に上記ピストンロツド１０が係合す
る。上記窪み２９の幅は、上記ケーシング８の幅
よりも少し大きくされており、両ユニツト２，３
の結合時に吸引口１８が窪み２９の側壁によつて
塞がれることなく、その周囲に十分な空〓ができ
るようにしている。

ハウジング２６の側面には、グリツパー操作用
の圧縮空気を供給・排出するための五つの空気ポ
ート３１が並設してある。これらの空気ポート３
１は、ハウジング２６内の通路３２を介して、そ
の上面に取り付けた継手３３に各々連通してお
り、上記両ユニツト２，３に結合時に、各継手３
３が上記第１ユニツト２の接続孔２１に各々嵌合
して、両ユニツト２，３の空気ポート１９，３１
が互いに連通するようになつている。

ハウジング２６の上面には、さらに、上記第１
ユニツト２の位置決めピン２２が挿入・係合され
る係合孔３４と、電気コネクタ３５が設けてあ
る。この電気コネクタ３５は、上記第１ユニツト
２の電気コネクタ２３と同様の構成であり、電気
コネクタ２３のコネクタピン２４と同数のコネク
タピン３６を有している。電気コネクタ３５は、
第１ユニツト２と同様に、そのハウジング２６の
側面に設けた電気プラグ（図示せず）に接続され
ており、この電気プラグを介してグリツパーに電
気信号を送ることができる。両ユニツト２，３の
結合時には、両電気コネクタ２３，３５が嵌合
し、各コネクタピン２４，３６が互いに当接する
ようになつている。このとき、コネクタピン２
４，３６はいずれもバネによつて付勢されている
ので、それらの接触は良好に行われる。

次に、以上のように構成した自動工具交換装置
１の使用状態について説明する。

まず、種々のグリツパーを取り付け、且つラツ
ク上に並べられた複数の第２ユニツト３の中から
任意の一つを選択すると共に、ロボツトアームに
取り付けた第１ユニツト２をその上方に位置さ
せ、第１ユニツト２の二本の位置決めピン２２を
第２ユニツト３の二つの係合孔３４に各々一致さ
せる。

続いて、第１ユニツト２を下降し、位置決めピ
ン２２を係合孔３４に挿入させるようにして、第
１ユニツト２を第２ユニツト３の上に重ねる。こ
のとき、結合ユニツト７の各シリンダには圧縮空
気が供給されて両ピストンロツト１０は内側に引
つ込んでいるため、結合ユニツト７は第２ユニツ
ト３の窪み２９内に没入することができる。ま
た、同時に、第１ユニツト２の接続孔２１には第
２ユニツト３の継手３３が嵌合して両ユニツト
２，３の空気通路が連通し、さらに、両ユニツト
２，３の電気コネクタ２３，３５も互いに嵌合し
てコネクタピン２４，３６が当接するため、両ユ
ニツト２，３は電気的にも接続される。こうし
て、第１ユニツト２に送られたグリツパー操作用
の電気信号と空気信号を、第２ユニツト３を介し
てグリツパーに伝達することが可能となる。

以上のようにして両ユニツト２，３の接合面が
接触すると、操作弁（図示せず）を操作して結合
ユニツト７の各シリンダに供給されている圧縮空
気を排出して両ピストンロツド１０を水平方向に
突出させ、その先端に取り付けた当接体１２を係
止突起３０に係止させる。これによつて両ユニツ
ト２，３の結合が完了するので、その後は通常の
方法でロボツト等の操作手段を操作して所定の作
業を行わせればよい。

上記吸引ポート１６には、適当な管（図示せ
ず）を介して真空ポンプ等の吸引装置が接続され
ており、吸引口１８より空気を吸引することがで
きる。そして、上記第１ユニツト２と第２ユニツ
ト３とはこれら相互が近接した状態において前記
吸引口１８が継手３３に具備させたシール材部分
の近傍に臨むようにしてあるから、両ユニツト
２，３の接続直前及び分離直後において前記継手
３３シール材に付着している異物は吸引排出され
る。また、両ユニツト２，３の結合時には、吸引
口１８は、第１図に示すように窪み２９の中に位
置しており、吸引口１８の周囲の空〓を介して両
ユニツト２，３の接合面に面している。結合され
た二つのユニツト２，３は、その内部の圧縮空気
の通路はＯリング等のシール材によつてすべて密
封されているが、その接合面の間にはシール材が
なく小さな〓間３７が存在するので、吸引装置で
吸引すると、吸引口１８より窪み２９内の空気が
吸引されると共に上記〓間３７を介して当接装置
の外部の空気も吸引される。従つて、接合面にあ
る塵埃のみならず、当該装置１の外部にある塵埃
も吸引されることができる。

両ユニツト２，３を分離する時には、第２ユニ
ツト３をラツク上の所定の位置に置いてから結合
ユニツト７の両シリンダに圧縮空気を供給し、ピ
ストンロツド１０を内側に引つ込ませる。こうす
れば、両ユニツト２，３間の係合力がなくなるの
で、そのままの状態で第１ユニツト２を引き上げ
れば、両ユニツト２，３は容易に分離される。

両ユニツト２，３を分離している時にも吸引口
１８より空気を吸引し続ければ、グリツパーの交
換時にも塵埃の吸引が行われる。

なお、この実施例では、吸引を有効に行わせる
ために、吸引口１８を結合ユニツト７の側面に設
けているが、第１ユニツト２の接合面すなわち下
面に直接設けてもよいことは勿論であり、また、
吸引口１８の数も、二つに限らず、当該装置の周
囲から均等に吸引をするように適当な数にするこ
とができる。

さらに、この実施例では、吸引ポート１６およ
び吸引口１８をいずれも第１ユニツト２に設ける
と共に、吸引ポート１６を円筒形ハウジング４の
側面に設けているので、吸引装置の接続が容易で
あり、しかも第２ユニツト３の交換に際しても接
続を変える必要がないという利点がある。

〔発明の効果〕

この発明は以上に述べた構成を有するものであ
り、作用の欄に記載内容から、第１・２ユニツト
の接続時に形成される、流体通路の気密性が確実
なものとなるように自らが動作する自動工具交換
装置を提供できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る自動工具交換装置の
一実施例の第１ユニツトと第２ユニツトを結合し
た状態を示す、一部切欠斜視図である。第２図
は、同装置の両ユニツトを上下に分離した状態を
示す、一部切欠斜視図である。第３図は、第１ユ
ニツトの外観を示す、第１図および第２図とは反
対方向から見た斜視図である。第４図は、第２ユ
ニツトの外観を示す斜視図である。 １……自動工具交換装置、２……第１ユニツ
ト、３……第２ユニツト、４，２６……ハウジン
グ、５，２７……取付板、７……結合ユニツト、
８……ケーシング、９……ピストン、１０……ピ
ストンロツド、１１……圧縮バネ、１２……当接
体、１４，１９……空気ポート、１５，２０……
通路、１６……吸引ポート、１７……連絡路、１
８……吸引口、３７……〓間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ロボツト等の操作手段に接続される第１ユニ
   ツト２と、種々のグリツパーあるいはツールを取
   付けられる少なくとも一つの第２ユニツト３とか
   ら成り、結合ユニツト７によつて、任意の一つの
   第２ユニツト３を第１ユニツト２に分離可能に接
   続するようにした自動工具交換装置において、上
   記両ユニツト２，３のうちのいずれか一方に、吸
   引装置を接続する吸引ポート１６と、上記両ユニ
   ツト２，３の結合面に連通する吸引口１８と、上
   記吸引ポート１６と吸引口１８を接続する連絡路
   １７を設け、上記第１ユニツト２と第２ユニツト
   ３とが近接した状態において前記吸引口１８が継
   手３３に具備させたシール材部分の近傍に臨むよ
   うにし、前記継手３３のシール材に付着している
   異物を吸引排出するようにしたことを特徴とする
   自動工具交換装置。 ２ 上記吸引ポート１６、吸引口１８および連絡
   路１７が、いずれも第１ユニツト２に設けられて
   おり、しかも上記吸引ポート１６は第１ユニツト
   ２の側面に設けてあることを特徴とする請求項１
   記載の自動工具交換装置。 ３ 上記吸引口１８が、上記両ユニツト２，３の
   結合ユニツト７に設けられていることを特徴とす
   る請求項２記載の自動工具交換装置。 ４ 上記吸引口１８が、上記結合ユニツト７のケ
   ーシング８に設けられており、さらに、上記両ユ
   ニツト２，３の結合時に、吸引口１８の周囲に空
   〓が生じるようになつていることを特徴とする請
   求項３記載の自動工具交換装置。