JPH06246570A - 自動工具交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工具や工具取付け板の大きさにかかわら
ず、切離ポートと空気源との空気回路を開閉する空気機
器が確実に且つ大きな自由度で取付けられ、ロボット
を必要以上に複雑な経路で移動させることなく空気機器
を確実に動作させ得る自動工具交換装置を提供するこ
と。 【構成】 第１ユニット１に機械的に切換わる方向切換
え弁７を設けると共に前記方向切換え弁７を切離ポート
３０への空気路Ａ中に挿入し、他方第２ユニット２にこ
れと第１ユニット１とが接合状態にあるときに前記空気
路Ａにおける切離ポート３０と方向切換え弁７との間部
分に繋がる迂回路ａを具備させると共に工具ユニットＵ
に取付けた機械的に切換わる開閉弁６を前記迂回路ａ中
に挿入し、前記第１ユニット１と置台Ｄ上に載置された
状態の第２ユニット２とが接合状態となったときにの
み、切離ポート３０への空気の供給が迂回路ａを介して
行われるようにしてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動工具交換装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動工具交換装置としては、既に、特願
平４−２９１４６２号において開示している。この自動
工具交換装置は、図８に示すように切離し時に置台Ｄに
載置されるツール側の第２ユニット２と、ロボットのア
ームＡに取付けられる第１ユニット１とから構成されて
おり、図９に示す如く前記第１ユニット１に具備させた
シリンダー３の切離ポート３０又は接続ポート３１（シ
リンダ本体３５の接続ポート３１内に圧縮バネ３３を設
けてある）への空気の供給により前記シリンダー３の出
力軸３２を伸長・短縮させ、これにより係止具５を移動
せしめて第１ユニット１に対して第２ユニット２を接続
・切離するようにしてある。

【０００３】又、上記自動工具交換装置には脱落防止機
構を具備させてあり、前記脱落防止機構は、図８や図１
０に示すように、第１方向切換え弁８、第２方向切換え
弁９及び逆止弁Ｓを有するバルブユニットＢＵを第１ユ
ニット１の階周面に具備させ、更に、第１ユニット１と
第２ユニット２とが接合状態となったときに上記第１方
向切換え弁８の入力軸８０を押込むドグ２７を第２ユニ
ット２の外周面に設けると共に第１ユニット１が置台Ｄ
に載置された第２ユニット２と接合状態となったときに
上記第２方向切換え弁９の入力レバー９０を押込むドグ
２８を置台Ｄ上に設けている。

【０００４】したがって、オペレータの誤操作や、雷や
その他の電気ノイズで空気圧の制御系が誤動作したとし
ても、作業中にロボットの出力部に取付けられた第１ユ
ニット１から第２ユニット２が不用意に脱落するという
ような事態は発生しなくなり、また、第１ユニット１を
第２ユニット２から切離した状態で装置を長期間使用し
ない場合に切離ポート３０から空気が漏洩して係止具５
が外側へ張出してしまったとしても、第２方向切換え弁
９、第１方向切換え弁８を介して前記係止具５を内側へ
移動させ得ることとなり、第１ユニット１と第２ユニッ
ト２との接続不能状態は解消できるものとなる。

【０００５】しかしながら、この種の装置では通常、上
記第１・第２ユニット１，２の外周面にはチューブ、電
気ケーブル等が複雑に配列されていることから、第１方
向切換え弁８、第２方向切換え弁９及び逆止弁Ｓを有す
るバルブユニットＢＵの如き専有空間の大きいものを第
１ユニット１の外周面に取付けることは困難であり、更
に、前記第１方向切換え弁８、第２方向切換え弁９と対
応する位置部分にそれぞれドグ２７，２８（特にドグ２
７）を配置させ得る場合はほとんどない。

【０００６】又、第２ユニット２に取付けられる工具ユ
ニットＵ（工具や工具取付け板等）が、図１１に示すよ
うに、置台Ｄの上面を覆うぐらいの大きなものである場
合、上記の構成のものでは置台Ｄ上に設けたドグ２８に
より第２方向切換え弁９の入力レバー９０を押込ませる
ことができないという問題も発生する。この問題を解決
する一手段としては、例えば、置台Ｄに同図に示すよう
な形状のドグ２８を使用すると共にロボットを置台Ｄの
側方から滑込ませる態様で移動させるということが考え
られるが、この場合、ロボットのアームの動きが複雑と
なることから、ティーチング作業が面倒になると共に作
業時における置台Ｄやドグ２８と前記チューブ等との引
っ掛かりの問題も発生する可能性がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明で
は、先行技術の効果を有した上で、更に、工具や工具
取付け板の大きさにかかわらず、切離ポートと空気源と
の空気回路を開閉する空気機器が確実に且つ大きな自由
度で取付けられ、ロボットを必要以上に複雑な経路で
移動させることなく空気機器を確実に動作させ得る自動
工具交換装置を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の自
動工具交換装置は、第１ユニット１に具備させたシリン
ダー３の切離ポート３０又は接続ポート３１への空気の
供給により第１ユニット１側の係止具５を移動せしめ、
前記第１ユニット１に対して工具ユニットＵを取付けた
第２ユニット２を置台Ｄ上で接続・切離する形式の自動
工具交換装置であって、第１ユニット１に機械的に切換
わる方向切換え弁７を設けると共に前記方向切換え弁７
を切離ポート３０への空気路Ａ中に挿入し、他方第２ユ
ニット２にこれと第１ユニット１とが接合状態にあると
きに前記空気路Ａにおける切離ポート３０と方向切換え
弁７との間部分に繋がる迂回路ａを具備させると共に工
具ユニットＵに取付けた機械的に切換わる開閉弁６を前
記迂回路ａ中に挿入し、前記第１ユニット１と第２ユニ
ット２とが接合状態となったときにのみ、切離ポート３
０への空気の供給が迂回路ａを介したものとなるべく前
記方向切換え弁７の入力部を押込むドグ２５を第２ユニ
ット２に設け、第２ユニット２が置台Ｄに適正に載置さ
れたときにのみ開弁状態となるべく開閉弁６の入力部を
押込むドグ２６を置台Ｄ側に設けてある。

【０００９】

【作用】この発明は次のように作用する。第２ユニット
２が置台Ｄ上に載置されていない作業中には、迂回路ａ
は空気路Ａに繋がった状態となっているが迂回路ａに挿
入してある開閉弁６は閉弁状態となっており、その結
果、オペレータの誤操作や、雷やその他の電気ノイズで
空気圧の制御系が誤動作したとしても、切離ポート３０
には空気は供給され得ないので係止具５は動かず、作業
中にロボットの出力部に取付けられた第２ユニットが不
用意に脱落するようなことはない。

【００１０】又、第２ユニット２が第１ユニット１と切
離されて置台Ｄ上に載置された状態では、空気路Ａ及び
方向切換え弁７を通って切離ポート３０へ空気を供給し
得る状態となっているから、装置を長期間使用せずに切
離ポート３０から空気漏洩が生じて係止具５が張出した
とした場合でも前記切離ポート３０に空気を供給するこ
とにより第１ユニットと第２ユニットとの接続不能状態
を遠隔操作で解消できる。

【００１１】更に、この自動工具交換装置では、第１ユ
ニット１に設けるのは方向切換え弁７のみであるから先
行技術と比較して前記方向切換え弁７はある程度の大き
な自由度で取付けることができ、これに対応して前記方
向切換え弁７を押し込み操作するドグ２５における第２
ユニット２への取付け位置の自由度も大きくなる。ま
た、開閉弁６は工具ユニットＵに取付けるものとしてあ
るから置台Ｄ側のドグ２６との関係における位置を工夫
すれば、ロボットを必要以上に複雑な経路で移動させな
くても確実にドグ２６により開閉弁６の入力部の押込み
・開放がし得るものにできる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の構成を実施例として示した
図面に従って説明する。この実施例の自動工具交換用装
置は先行技術のものとほぼ同様に、図１や図２に示す如
く第１ユニット１に具備させたシリンダー３の切離ポー
ト３０又は接続ポート３１への空気の供給により第１ユ
ニット１側の係止具５を移動せしめ、前記第１ユニット
１に対して工具ユニットＵを取付けた第２ユニット２を
置台Ｄ上で接続・切離する構成を採用している。そし
て、この実施例では、特に、作業中にロボットの出力部
から不用意に第２ユニットが脱落しないようにするため
に以下に詳述するような脱落防止機構を具備させてあ
る。

【００１３】脱落防止機構は、図１や図５に示すよう
に、前記第１ユニット１に機械的に切換わる方向切換え
弁７を設けると共に前記方向切換え弁７を切離ポート３
０への空気路Ａ中に挿入し、他方図５や図６に示す如く
第２ユニット２にこれと第１ユニット１とが接合状態に
あるときに前記空気路Ａにおける切離ポート３０と方向
切換え弁７との間部分に繋がる迂回路ａを具備させると
共に工具ユニットＵに取付けた機械的に切換わる開閉弁
６を前記迂回路ａ中に挿入する構成としてある。そし
て、図６や図７の如く、第１ユニット１と第２ユニット
２とが接合状態となったときにのみ、切離ポート３０へ
の空気の供給が迂回路ａを介したものとなるべく前記方
向切換え弁７の入力軸７０を押込むドグ２５を第２ユニ
ット２の外周面に設け、図４や図５に示すように第２ユ
ニット２が置台Ｄに適正に載置されたときにのみ開弁状
態となるべく開閉弁６のレバー６０を押込むドグ２６を
置台Ｄ側に設けた構成としてある。

【００１４】尚、第１・２ユニット１，２が接合状態に
あるときにおける空気路Ａと迂回路ａとの接続は、図３
に示すように、第１・２ユニット１，２の接合面に設け
られた二つのカップラーＣ（第１ユニット１側には雌側
部Ｃ１が、第２ユニット側には雄側部Ｃ２が、それぞれ
設けられている）により実現させるものとしてあり、空
気路Ａにおける雌側部Ｃ１近傍には図６に示す如くそれ
ぞれ逆止弁Ｓ１，Ｓ２を設けてある。

【００１５】又、上記係止具５は、図２に示すように、
上記第１ユニット１に揺動自在に軸支された扇形カムに
より構成されており、第１ユニット１に形成した一対の
開口１０から出没できるようになっている。シリンダー
３は、同図に示すように、上記した接続ポート３１側に
圧縮バネ３３を有するものであり、シリンダ本体３５の
後端部に軸３６を設けてある。そして、前記出力軸３２
の端部及び軸３６をそれぞれピンを介して上記した扇形
カムである係止具５に取付け、出力軸３２の伸長・縮短
により係止具５が第１ユニット１の開口１０から出没す
るようにしてある。

【００１６】上記開口１０と対応する第２ユニット２部
分には、図２に示すように、それぞれピン２０を設けて
あり、同図の実線に示す如く、係止具５が開口１０から
突出した状態にあるときにはこれと前記ピン２０とが係
合状態になって第２ユニット２が第１ユニット１に対し
て適正な状態で保持され、逆に、同図の二点鎖線に示す
如く、係止具５が没入した状態にあるときにはこれと前
記ピン２０との係合が解除されて第２ユニット２が第１
ユニット１から切離しできるようになっている。

【００１７】方向切換え弁７としては上記した如く入力
軸７０の押込み・開放によりポートが切換わる構造のも
のを採用してあり、又、開閉弁６としては上記した如く
レバー６０の開放によりポートが切換わる構造のものを
採用してある。工具ユニットＵは、図１に示すように、
溶接ガン４０と、被溶接物を保持する一対の保持具４１
と、前記溶接ガン４０及び保持具４１を第２ユニット２
に取付けるための取付け板４２とから構成されており、
上記した開閉弁６は取付け板４２の一縁部分に取付けて
ある。

【００１８】尚、この実施例では、空気源とシリンダー
３との間の空気路に、図１や図５に示すように、ロボッ
トのコントローラからの電気信号で切換え操作（手動に
よる操作も可能としてある）されるソレノイドバルブＳ
Ｂを設けてあり、又、上記した方向切換え弁７はソレノ
イドバルブＳＢとシリンダー３の切離しポート３０との
間の空気路に設けられている。

【００１９】この実施例の自動工具交換装置は上記の如
く構成であるから以下のように機能する。（１）第２ユニット２が第１ユニット１と切離されてい
るとき 図５に示すように、第２ユニット２側のドグ２５による
入力軸７０の押込みは解除された状態となっており、ソ
レノイドバルブＳＢとシリンダー３の切離しポート３０
とは空気路Ａと方向切換え弁７とを介して繋がり、又、
ソレノイドバルブＳＢとシリンダー３の接続ポート３１
とは空気路Ｂを介して繋がった状態となっている。

【００２０】したがって、ソレノイドバルブＳＢを操作
することにより自由に脱落防止機構６の構成要素である
シリンダー３を切離し方向に動かすことができ、その結
果、装置を長期間使用しない場合にシリンダー３の切離
ポート３０からの空気漏洩が発生して係止具５が張出
し、第１ユニット１と第２ユニット２との接続不能状態
となってもソレノイドバルブＳＢの操作により係止具５
を内側へ移動させることで容易に解消できる。（２）ロボットの作業中 この場合、図７に示すように、置台Ｄのドグ２６による
レバー６０への押込力が解除されて開閉弁６が閉弁状態
となっている。

【００２１】したがって、オペレータの誤操作や、雷や
その他の電気ノイズで空気圧の制御系が誤動作してソレ
ノイドバルブＳＢが動いたとしても、ロボットのアーム
Ａに取付けられた第１ユニット１から不用意に第２ユニ
ット２が脱落するようなことはない。（３）第１ユニット１と第２ユニット２との切離し及び
接続操作 図６に示すように、第２ユニット２にこれと第１ユニッ
ト１とが接合状態にあり、ソレノイドバルブＳＢとシリ
ンダー３の切離しポート３０とは迂回路ａを有する空気
路Ａ及び方向切換え弁７とを介して繋がり、又、ソレノ
イドバルブＳＢとシリンダー３の接続ポート３１とは空
気路Ｂを介して繋がった状態となっている。又、上記迂
回路ａに挿入されている開閉弁６は置台Ｄのドグ２６に
よるレバー６０の押込みにより開弁状態となっている。

【００２２】したがって、第１ユニット１と第２ユニッ
ト２との切離し及び接続がソレノイドバルブＳＢの操作
により容易にできる。上記（１）〜（３）に記述したよ
うに、この実施例の自動工具交換装置では、先行技術の
効果を有し、更に、工具である溶接ガン４０や取付け
板４２の大きさにかかわらず、切離ポート３０と空気源
との空気路を開閉する空気機器が確実に且つ大きな自由
度で取付けられ、ロボットを必要以上に複雑な経路で
移動させることなく空気機器である方向切換え弁７及び
開閉弁６を確実に動作させ得るものとなる。

【００２３】

【発明の効果】この発明は上記のような構成であるか
ら、次の効果を有する。作用の欄に記載した内容から、
先行技術の効果を有した上で、更に、工具や工具取付
け板の大きさにかかわらず、切離ポートと空気源との空
気回路を開閉する空気機器が確実に且つ大きな自由度で
取付けられ、ロボットを必要以上に複雑な経路で移動
させることなく空気機器を確実に動作させ得る自動工具
交換装置を提供できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の自動工具交換装置の斜視
図。

【図２】前記自動工具交換装置の断面図。

【図３】前記自動工具交換装置の第１・２ユニットの接
合面に設けられたカップラーを示す図。

【図４】前記自動工具交換装置に使用される置台及びこ
れに設けられたドグを示す斜視図。

【図５】第２ユニットが第１ユニットと切離されている
ときの前記自動工具交換装置の脱落防止機構の状態を示
す図。

【図６】置台に載置された第２ユニットと第１ユニット
とが接合状態にあるときの前記脱落防止機構の状態を示
す図。

【図７】ロボットの作業中における前記脱落防止機構の
状態を示す図。

【図８】先行技術の自動工具交換装置の斜視図。

【図９】先行技術の自動工具交換装置の断面図。

【図１０】先行技術の自動工具交換装置が有している脱
落防止機構を示す図。

【図１１】他の先行技術の自動工具交換装置及びこれの
脱落防止機構を示す図。

【符号の説明】

Ａ 空気路 Ｄ 置台 Ｕ 工具ユニット ａ 迂回路 １ 第１ユニット ２ 第２ユニット ３ シリンダー ５ 係止具 ６ 開閉弁 ７ 方向切換え弁 ２５ ドグ ２６ ドグ ３０ 切離しポート ３１ 接続ポート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１ユニット（１）に具備させたシリン
   ダー（３）の切離ポート（３０）又は接続ポート（３
   １）への空気の供給により第１ユニット（１）側の係止
   具（５）を移動せしめ、前記第１ユニット（１）に対し
   て工具ユニット（Ｕ）を取付けた第２ユニット（２）を
   置台（Ｄ）上で接続・切離する形式の自動工具交換装置
   であって、第１ユニット（１）に機械的に切換わる方向
   切換え弁（７）を設けると共に前記方向切換え弁（７）
   を切離ポート（３０）への空気路（Ａ）中に挿入し、他
   方第２ユニット（２）にこれと第１ユニット（１）とが
   接合状態にあるときに前記空気路（Ａ）における切離ポ
   ート（３０）と方向切換え弁（７）との間部分に繋がる
   迂回路（ａ）を具備させると共に工具ユニット（Ｕ）に
   取付けた機械的に切換わる開閉弁（６）を前記迂回路
   （ａ）中に挿入し、前記第１ユニット（１）と第２ユニ
   ット（２）とが接合状態となったときにのみ、切離ポー
   ト（３０）への空気の供給が迂回路（ａ）を介したもの
   となるべく前記方向切換え弁（７）の入力部を押込むド
   グ（２５）を第２ユニット（２）に設け、第２ユニット
   （２）が置台（Ｄ）に適正に載置されたときにのみ開弁
   状態となるべく開閉弁（６）の入力部を押込むドグ（２
   ６）を置台（Ｄ）側に設けてあることを特徴とする自動
   工具交換装置。